JPS63155683A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS63155683A JPS63155683A JP61301168A JP30116886A JPS63155683A JP S63155683 A JPS63155683 A JP S63155683A JP 61301168 A JP61301168 A JP 61301168A JP 30116886 A JP30116886 A JP 30116886A JP S63155683 A JPS63155683 A JP S63155683A
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- Japan
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- Pending
Links
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009418 renovation Methods 0.000 abstract 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 15
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、半導体発光装置において、ｐ’ｎ接合層界面
の結晶欠陥を減少させる目的で、ｐ’ｎ接合層間に低濃
度の薄膜を設けることにより、拡散による良質なｐ’ｎ
接合界面を得る構造としたものである。
の結晶欠陥を減少させる目的で、ｐ’ｎ接合層間に低濃
度の薄膜を設けることにより、拡散による良質なｐ’ｎ
接合界面を得る構造としたものである。
本発明は、半導体発光装置の構造に関する。半導体発光
装置は、非放射性再結合の割合をできるだけ減少させる
ことが要求されるが、それには活性層を含むｐ’ｎ接合
界面の結晶性が大きく影響する。このため、良質なｐ’
ｎ接合界面を得ることが必要とされる。
装置は、非放射性再結合の割合をできるだけ減少させる
ことが要求されるが、それには活性層を含むｐ’ｎ接合
界面の結晶性が大きく影響する。このため、良質なｐ’
ｎ接合界面を得ることが必要とされる。
従来の発光ダイオードの構造例を第４図に示すが、それ
はＩｎＰ系長波長波長帯発光ダイオードであり、図中、
３１はｎ−ＩｎＰ基板、３２はｎ−ＩｎＰクラッド層、
３３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層、３４はｐ−１ｎＰク
ラッド層、３５はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層であり
、かかる構造の発光ダイオードは、例えば液相成長（Ｌ
ＰＥ）法でｎ−１ｎＰ基板３１上に前記の層を順次成長
することによって形成される。
はＩｎＰ系長波長波長帯発光ダイオードであり、図中、
３１はｎ−ＩｎＰ基板、３２はｎ−ＩｎＰクラッド層、
３３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層、３４はｐ−１ｎＰク
ラッド層、３５はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層であり
、かかる構造の発光ダイオードは、例えば液相成長（Ｌ
ＰＥ）法でｎ−１ｎＰ基板３１上に前記の層を順次成長
することによって形成される。
従来の半導体発光装置では、第４図に示されるように活
性層３３を濃度の高い層で挾む構造であるため、結晶成
長時にｐ型不純物と１型不純物が相互拡散する。これは
、活性層側から見れば必要のない不純物が侵入し、必要
な不純物が流出していくことに他ならず、この際、規則
正しく配列した原子間に他の原子が入り込む格子間原子
、規則正しく配列した原子が飛び出すことによる空孔等
の結晶欠陥が導入され、荷電子帯と伝導帯の間に１つの
準位が形成され、その結果非発光再結合の割合の増加に
よる光出力の低下、通電でのキャリアの注入による点欠
陥の増殖すなわち転位網への成長によるＤＬＤ （Ｄａ
ｒｋ Ｌｉｎｅ Ｄｅｆｅｃｔ）の発生、極端な場合に
は光が全く出力されないといった問題を生じていた。
性層３３を濃度の高い層で挾む構造であるため、結晶成
長時にｐ型不純物と１型不純物が相互拡散する。これは
、活性層側から見れば必要のない不純物が侵入し、必要
な不純物が流出していくことに他ならず、この際、規則
正しく配列した原子間に他の原子が入り込む格子間原子
、規則正しく配列した原子が飛び出すことによる空孔等
の結晶欠陥が導入され、荷電子帯と伝導帯の間に１つの
準位が形成され、その結果非発光再結合の割合の増加に
よる光出力の低下、通電でのキャリアの注入による点欠
陥の増殖すなわち転位網への成長によるＤＬＤ （Ｄａ
ｒｋ Ｌｉｎｅ Ｄｅｆｅｃｔ）の発生、極端な場合に
は光が全く出力されないといった問題を生じていた。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ｐ’
ｎ接合の界面の結晶性が改善された半導体発光装置（素
子）を提供することを目的とする。
ｎ接合の界面の結晶性が改善された半導体発光装置（素
子）を提供することを目的とする。
第１図は本発明の原理、すなわち半導体発光装置のｐ’
ｎ接合改善のために施された方法を示す図であり、図中
、■はｎ型層、２はｐ’ｎ接合改善層、３ばｎ型層であ
り、第２図と第３図は本宛門弟１と第２の実施例の断面
図である。
ｎ接合改善のために施された方法を示す図であり、図中
、■はｎ型層、２はｐ’ｎ接合改善層、３ばｎ型層であ
り、第２図と第３図は本宛門弟１と第２の実施例の断面
図である。
本発明においては、ｎ型層１とｎ型層３との間に、ｐ型
またはｎ型のｐ’ｎ接合改善層２を配置し、ｐ型層Ｉか
らのｎ型不純物の拡散およびｎ型層３からのｎ型不純物
の侵入（拡散）が防止されるｊ夏理を利用するもので、
第１実施例においてはｎ−１ｎＧａＡｓＰ活性層Ａｓへ
上にＩｎＰ改善層を配置してその上にｐ−ＩｎＰクラッ
ド層１層外５置され、第２実施例においては、 ｎ−Ａ
ｌ ＧａＡｓ活性層２２の上にへ１−ＧａＡｓ改善層２
３が配置され、その上にｐ−Ａｆｌ ＧａＡｓブロック
層２４が設けられている。
またはｎ型のｐ’ｎ接合改善層２を配置し、ｐ型層Ｉか
らのｎ型不純物の拡散およびｎ型層３からのｎ型不純物
の侵入（拡散）が防止されるｊ夏理を利用するもので、
第１実施例においてはｎ−１ｎＧａＡｓＰ活性層Ａｓへ
上にＩｎＰ改善層を配置してその上にｐ−ＩｎＰクラッ
ド層１層外５置され、第２実施例においては、 ｎ−Ａ
ｌ ＧａＡｓ活性層２２の上にへ１−ＧａＡｓ改善層２
３が配置され、その上にｐ−Ａｆｌ ＧａＡｓブロック
層２４が設けられている。
本発明のＩｎＰ界面改善層として濃度の低い薄い層を用
いれば、ｎ型不純物、ｎ型不純物が多量に混在する結晶
欠陥が導入されやすい状態を避けること、すなわち必要
な不純物の流出と不必要な不純物の流入の防止ができ、
接合位置の移動を小さくすることができる。
いれば、ｎ型不純物、ｎ型不純物が多量に混在する結晶
欠陥が導入されやすい状態を避けること、すなわち必要
な不純物の流出と不必要な不純物の流入の防止ができ、
接合位置の移動を小さくすることができる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の第１実施例によるＩｎＰ系長波長波長
帯発光ダイオード面構造図で、図中１１はｎ−ＩｎＰ基
板、１２ばｎ−ＩｎＰクラッド層、１３はｎ−１ｎＧａ
ＡｓＰ活性層、１４はＩｎＰ界面改善層、１５はｐ−１
ｎＰクラッド層、１６はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
である。
帯発光ダイオード面構造図で、図中１１はｎ−ＩｎＰ基
板、１２ばｎ−ＩｎＰクラッド層、１３はｎ−１ｎＧａ
ＡｓＰ活性層、１４はＩｎＰ界面改善層、１５はｐ−１
ｎＰクラッド層、１６はｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
である。
前記した各層はｎ−ＩｎＰ基板１１上に通常のＬＰＥ法
で結晶を順次成長することによって形成されるものであ
り、ＩｎＰ界面改善層１４は従来問題となったｐ’ｎ接
合界面を通しての不純物の拡散、すなわちｎ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層１３からのｎ型不純物の拡散（飛び出し）
と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１層外５のｎ型不純物のｎ−
１ｎＧａＡｓＰ活性層Ａｓへの侵入（拡散）を防止しう
る程度の膜厚例えば数千人の厚さに成長する。
で結晶を順次成長することによって形成されるものであ
り、ＩｎＰ界面改善層１４は従来問題となったｐ’ｎ接
合界面を通しての不純物の拡散、すなわちｎ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層１３からのｎ型不純物の拡散（飛び出し）
と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１層外５のｎ型不純物のｎ−
１ｎＧａＡｓＰ活性層Ａｓへの侵入（拡散）を防止しう
る程度の膜厚例えば数千人の厚さに成長する。
第３図は、本発明の第２実施例を示すもので、ＧａＡｓ
系短波長帯発光ダイオードの断面構造図で、図中、２１
はｎ−八Ｉｔ ＧａＡｓウィンドウ層、２２はｎ−Ａｆ
ｌ−ＧａＡｓ活性層、２３は Ａｌｌ ＧａＡｓ改善層
、２４はｐ−八ｊ！ Ｇａ−へＳフ゛ロック層、２５は
ｐ−へβＧａＡｓキャップ層であり、Ａ（ｌＧａＡｓ改
善層２３もザブミクロンの膜厚に成長する。この実施例
においても、 ｎ−ｉ ＧａＡｓ活性層２２からのｎ型
不純物の放出と、 ｐ−ＡβＧａＡｓブロック層２４か
らのｎ型不純物のｎ−ｉ ＧａＡｓ活性Ｎ２２への侵入
が防止される。この例でも、 Ａ７！ＧａＡｓ改善層２
３は数千人の膜厚に形成したものである。
系短波長帯発光ダイオードの断面構造図で、図中、２１
はｎ−八Ｉｔ ＧａＡｓウィンドウ層、２２はｎ−Ａｆ
ｌ−ＧａＡｓ活性層、２３は Ａｌｌ ＧａＡｓ改善層
、２４はｐ−八ｊ！ Ｇａ−へＳフ゛ロック層、２５は
ｐ−へβＧａＡｓキャップ層であり、Ａ（ｌＧａＡｓ改
善層２３もザブミクロンの膜厚に成長する。この実施例
においても、 ｎ−ｉ ＧａＡｓ活性層２２からのｎ型
不純物の放出と、 ｐ−ＡβＧａＡｓブロック層２４か
らのｎ型不純物のｎ−ｉ ＧａＡｓ活性Ｎ２２への侵入
が防止される。この例でも、 Ａ７！ＧａＡｓ改善層２
３は数千人の膜厚に形成したものである。
以上述べてきたように本発明によれば、半導体発光装置
において、活性層からの必要な不純物の放出と活性層へ
の不必要な不純物め侵入が防止され、その結果結晶欠陥
の少ないｐ’ｎ接合界面を得ることが可能であり、従来
例に比べ１５％程度効率の良い発光が得られ、また素子
の寿命は１０倍程度長くなって長寿命化が実現される効
果がある。
において、活性層からの必要な不純物の放出と活性層へ
の不必要な不純物め侵入が防止され、その結果結晶欠陥
の少ないｐ’ｎ接合界面を得ることが可能であり、従来
例に比べ１５％程度効率の良い発光が得られ、また素子
の寿命は１０倍程度長くなって長寿命化が実現される効
果がある。
第１図は本発明の原理を示す図、
第２図は本発明の第１実施例の断面構造図、第３図は本
発明の第２実施例の断面構造図、第４図は従来の発光ダ
イオードの断面構造図である。 第１図ないし第３図において、 １はｐ型層、 ２はｐ’ｎ接合改善層、 ３はｎ型層、 １１はｎ−１ｎＰ基板、 １２はｎ−ＩｎＰクラッド層、 １３はｎ−１ｎＧａＡｓＰ活性層、 １４ばＩｎＰ改善層、 １５はｐ−ＩｎＰクラッド層、 １６はｐ−１ｎＧａＡｓＰキャップ層、２Ｉば ｎ−八
ｊｌ！ ＧａＡｓウィンドウｊ習、２２は ｎ−八（！
ＧａＡｓ活性Ｉ耐、２３は Ａｊｌ！ ＧａＡｓ改善
層、 ２４は ｐ−八Ｉ！ ＧａＡｓ）゛ロック層、２５は
ｐ−八Ｉ！ ＧａＡｓキャップ層である。 本缶θ月のＡ裡を示す図 第１図 本発明第１史胞イ列灯１に７棒１妃国 第２図 オζイ６８月第２ 笑剣２例歯１７−ｔＴＯ羽顛ｉ１ｔ
り第３図 恨東例＊ＩｆＯ＃）ｉｆＦａ 第４図 ｎＧａＡｓＰ％ｖ・ソ７４ ３５ ｎＰクラ、ソト槽 ３４ ｎＰ幕板 ３１
発明の第２実施例の断面構造図、第４図は従来の発光ダ
イオードの断面構造図である。 第１図ないし第３図において、 １はｐ型層、 ２はｐ’ｎ接合改善層、 ３はｎ型層、 １１はｎ−１ｎＰ基板、 １２はｎ−ＩｎＰクラッド層、 １３はｎ−１ｎＧａＡｓＰ活性層、 １４ばＩｎＰ改善層、 １５はｐ−ＩｎＰクラッド層、 １６はｐ−１ｎＧａＡｓＰキャップ層、２Ｉば ｎ−八
ｊｌ！ ＧａＡｓウィンドウｊ習、２２は ｎ−八（！
ＧａＡｓ活性Ｉ耐、２３は Ａｊｌ！ ＧａＡｓ改善
層、 ２４は ｐ−八Ｉ！ ＧａＡｓ）゛ロック層、２５は
ｐ−八Ｉ！ ＧａＡｓキャップ層である。 本缶θ月のＡ裡を示す図 第１図 本発明第１史胞イ列灯１に７棒１妃国 第２図 オζイ６８月第２ 笑剣２例歯１７−ｔＴＯ羽顛ｉ１ｔ
り第３図 恨東例＊ＩｆＯ＃）ｉｆＦａ 第４図 ｎＧａＡｓＰ％ｖ・ソ７４ ３５ ｎＰクラ、ソト槽 ３４ ｎＰ幕板 ３１
Claims (1)
- ｐ・ｎ接合層間にｐ型またはｎ型のｐ・ｎ接合改善層（
１４、２３）を挿入し、一導電型の活性層（１３、２２
）とそれに隣接する反対導電層（１５、２４）との間の
相互拡散を防止する構造としたことを特徴とする半導体
発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301168A JPS63155683A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301168A JPS63155683A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155683A true JPS63155683A (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=17893611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301168A Pending JPS63155683A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63155683A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0886326A2 (en) * | 1997-06-06 | 1998-12-23 | Hewlett-Packard Company | Separate hole injection structure for improved reliability light emitting semiconductor devices |
| WO2019216308A1 (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208888A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Nec Corp | 化合物半導体発光素子 |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301168A patent/JPS63155683A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208888A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Nec Corp | 化合物半導体発光素子 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0886326A2 (en) * | 1997-06-06 | 1998-12-23 | Hewlett-Packard Company | Separate hole injection structure for improved reliability light emitting semiconductor devices |
| EP0886326A3 (en) * | 1997-06-06 | 1999-11-24 | Hewlett-Packard Company | Separate hole injection structure for improved reliability light emitting semiconductor devices |
| WO2019216308A1 (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 |
| JP2019197868A (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 |
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