WO2012090400A1 - 発光素子 - Google Patents

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WO2012090400A1
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type cladding
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barrier layer
cladding layer
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PCT/JP2011/006879
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石崎　順也
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信越半導体株式会社
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    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table

Definitions

  • the present invention relates to a colored light-emitting element serving as a light source for illumination or a display, and more specifically to a light-emitting element having multiple active layers.
  • the light emitting element having AlGaInP in the light emitting layer is one digit or more brighter than the conventional colored light emitting element, the demand is increasing for applications different from conventional light emitting diodes such as in-vehicle lighting and LCD backlight.
  • the fact that AlGaInP is a direct transition type also contributes, but the fact that the external quantum efficiency is enhanced by providing a transparent and thick window layer is also a brighter factor.
  • a thick transparent conductive layer is provided on the substrate and the window layer, and a multiple quantum well (MQW) is provided to increase the light emission efficiency.
  • MQW multiple quantum well
  • AlGaAs or GaP is used as the window layer.
  • the AlGaAs layer has a characteristic problem that it deteriorates against moisture, and GaP is generally used.
  • GaP is generally used.
  • Patent Document 2 In the method of directly bonding the GaP substrate, for example, as shown in Patent Document 2, there is a problem that a barrier layer is generated at the bonding interface with the GaP substrate. To avoid this, a long-time and high-temperature heat treatment is performed. Necessary.
  • the window layer is effective for improving the light emission efficiency even if it is provided on one surface of the light emitting layer, but the external quantum efficiency is further improved by providing it on the other surface, that is, on the upper and lower sides of the light emitting layer.
  • the window layer provided on the other surface is also formed by bonding or crystal growth.
  • the GaAs substrate functions as a light absorption layer, it is necessary to remove the substrate before forming the window layer.
  • a layer structure made of an AlGaInP material necessary for a light emitting element is generally formed on a GaAs substrate by the MOVPE method.
  • the total film thickness is about 10 ⁇ m at most.
  • AlGaInP and GaAs are lattice-matched, selective etching can be used. Therefore, the GaAs substrate can be etched by appropriately inserting the layers required for selective etching between the GaAs substrate and the AlGaInP layer. Can be removed.
  • the total film thickness of the AlGaInP-based material necessary for making the functional layer necessary for light emission is at most about 10 ⁇ m.
  • the film thickness of the remaining wafer is about 10 ⁇ m. turn into.
  • a wafer having a film thickness of about 10 ⁇ m can be handled experimentally, it is easily broken and does not have the mechanical strength necessary for passing through an industrial process.
  • a method of removing the strength holding plate (or wafer) for maintaining the mechanical strength after attaching it to the AlGaInP growth surface before removing the GaAs substrate is also conceivable.
  • the strength holding plate (or wafer) after attaching the GaP substrate to the surface side from which the GaAs substrate has been removed, the strength holding plate (or wafer) must be peeled off (removed), and cleaning is required along with the peeling,
  • the strength holding plate (or wafer) must be peeled off (removed), and cleaning is required along with the peeling.
  • a method of giving a wafer mechanical strength by crystal growth of a thick GaP layer before removing the GaAs substrate is a method of providing a light extraction layer in the GaP layer portion. It is reasonable because it can serve as a strength retaining plate.
  • the thickness required to give sufficient mechanical strength to pass through the industrial process is 20 ⁇ m or more.
  • the temperature required for the growth of the GaP layer is generally required to be equal to or higher than the temperature required for growing the AlGaInP layer, and the AlGaInP light emitting layer portion is long at a temperature at the time of MOVPE growth or higher. You will be exposed to time.
  • the p-conductivity-type cladding layer is doped with p-type impurities such as Mg and Zn, and is diffused according to thermodynamics when heated during crystal growth as described above, and also diffuses into the active layer. there is a possibility. Since p-type impurities diffused in the active layer tend to form defects, they form defects during device lifetime testing due to energization, etc., resulting in decreased carrier injection efficiency and increased light absorption. It causes a decrease in output.
  • p-type impurities such as Mg and Zn
  • the diffusion of the p-type impurity greatly depends on the Al composition x in (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P, and if the Al composition x is small, the diffusion of the impurity is fast, so that the impurities are difficult to stay.
  • the active layer has a small Al composition x
  • the impurity diffusion rate in the active layer is relatively faster than that of the clad layer having a high Al composition x, and impurities hardly stay.
  • the impurity concentration varies depending on the impurity concentration of the adjacent layer, the layer adjacent to the active layer requires a cladding layer for carrier confinement, and the cladding layer is generally doped.
  • the cladding layer needs to have a wider band gap than the active layer, the Al composition x is large and the impurity diffusion is slower than that of the active layer. Further, in order not to reduce the efficiency of implantation into the active layer, the cladding layer must hold an impurity with a certain concentration or more. For this reason, impurities present in the cladding layer diffuse into the active layer.
  • the photoactive portion can be designed below the impurity concentration at which the influence of impurity diffusion occurs.
  • the site where defects are formed due to impurity diffusion in the active layer is about 50 nm thick and the effective active layer thickness required for light emission recombination is about 500 nm, the thickness is uniform and uniform about 550 nm. If an active layer having a composition is provided, light emission recombination in the active layer is maintained even if impurities are diffused.
  • the impurity diffused contamination layer having a thickness of about 50 nm is a layer in which non-radiative recombination is larger than other active layers, which causes a reduction in luminous efficiency.
  • this type of active layer is referred to as a bulk active layer.
  • the bulk type active layer has an advantage in suppressing the influence of impurity diffusion, but it can only be expected to confine the carrier between the p-type and n-type clad layers and is contaminated with impurities. Since the site has a function of a non-light-emitting recombination layer, it is difficult to increase luminous efficiency.
  • the bulk type active layer has only an internal quantum efficiency of about 60%, and it is necessary to further increase the internal quantum efficiency.
  • As a method for increasing the internal quantum efficiency for example, there is a method using a multiple quantum well (MQW) structure as disclosed in Patent Document 3 and the like. By adopting the MQW structure, the light emission efficiency can be increased by the confinement effect in the quantum well.
  • MQW multiple quantum well
  • each layer of MQW is several to several tens of nanometers, which is about the de Broglie wavelength of electrons in the semiconductor, the thickness of each layer is significantly smaller than that of the bulk active layer. For this reason, as described above, the influence of impurity diffusion on the active layer is increased. Although the problem may be solved by increasing the number of active layers in MQW, it is necessary to greatly increase the internal quantum efficiency due to self-absorption of the active layer.
  • the band of the barrier layer on the p-type side has a structure in which thick transparent layers are provided on the upper and lower sides and active layers and barrier layers are alternately stacked.
  • VF forward voltage
  • a light-emitting element with high luminance and long life can be obtained.
  • it is insufficient for solving the problem of lowering luminance, and a higher quality element has been demanded.
  • the structure having thick transparent films above and below the active layer portion is a structure in which light extraction from the lateral direction of the element is emphasized, not from the vertical direction of the element.
  • it is effective to reduce the cross-sectional area of the element when reducing the cost, which means that the cross-sectional area in the direction in which the current flows is reduced, and the above structure has a large current.
  • It is a structure suitable for an element for passing a small current instead of an element for flowing.
  • the first conductivity type carriers injected into the active layer may cause the first phenomenon due to the overflow phenomenon that reaches the layer doped with the second conductivity type.
  • the phenomenon that carriers return from the conductive active layer to the cladding layer becomes a problem. Due to the occurrence of this phenomenon, carriers cannot sufficiently stay in the active layer, which causes a problem of luminance reduction.
  • Patent Document 7 As means for suppressing overflow, for example, a method of providing a superlattice barrier on the p-type side of the active layer as shown in Patent Document 7 is known.
  • this document is a countermeasure against overflow of the n-type carrier active layer to the p-conductivity type layer, and is limited to the case where the current density of the active layer is large and the applied voltage is large.
  • a voltage that is so large that n-type carriers overflow the p-conductivity type layer is not applied, and the current density of carriers in the active layer is not high. Therefore, it does not solve the problem of the overflow of the element structure used in the above-described small current condition.
  • a superlattice barrier layer is provided on the n-type cladding layer side.
  • the active layer has a simple MQW structure and is difficult to be a long-life device.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a light-emitting element having a long lifetime, low resistance, and high light emission efficiency (particularly internal quantum efficiency).
  • the present invention provides at least a p-type cladding layer, (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ⁇ x ⁇ 0.6, 0.4 ⁇ y ⁇ 0). .6) and a compound semiconductor substrate having a multiple active layer portion in which three or more active layers and two or more barrier layers having an Al content x higher than the active layer are alternately stacked, and an n-type cladding layer
  • the barrier layer has a smaller band gap in the barrier layer closer to the p-type cladding layer than in the barrier layer closer to the n-type cladding layer
  • the compound semiconductor substrate has a superlattice barrier layer between the multiple active layer portion and the n-type cladding layer or in the n-type cladding layer.
  • the barrier layer has a smaller band gap on the side closer to the p-type cladding layer than the barrier layer closer to the n-type cladding layer, the p-type carrier in the barrier layer The hopping probability of can be increased. As a result, both n-type and p-type carriers can be uniformly distributed in the active layer, and the internal quantum efficiency can be improved simultaneously with the reduction of the series resistance. Furthermore, if a superlattice barrier layer is provided between the multiple active layer portion and the n-type cladding layer or in the n-type cladding layer, it is possible to suppress the overflow of carriers and prevent a decrease in luminance. .
  • the influence of impurity diffusion can be reduced and the life can be extended.
  • the superlattice barrier layer is included in the n-type cladding layer, it is not necessary to consider carrier traps due to ionized impurities, so that a light emitting element having a high degree of freedom in designing the doping concentration of the superlattice barrier layer is obtained.
  • a light-emitting element having a long lifetime, low resistance, and high light emission efficiency is obtained.
  • the superlattice barrier layer is made of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ⁇ x ⁇ 1, 0.4 ⁇ y ⁇ 0.6) and / or Al z Ga 1-z. It is preferable that layers composed of As (0 ⁇ z ⁇ 1) and having different band gaps are alternately stacked. With such a superlattice barrier layer, a light emitting element in which carrier overflow is effectively suppressed is obtained.
  • the superlattice barrier layer preferably has a different band gap and is formed by alternately stacking layers having a thickness of 15 nm or less.
  • the barrier can be made large, and a light-emitting element capable of reliably suppressing carrier overflow is obtained.
  • the superlattice barrier layer may be formed adjacent to the multiple active layer portion.
  • the superlattice barrier layer of the present invention can be formed adjacent to the multiple active layer portion.
  • a light-emitting element that achieves both long life and high light emission efficiency (particularly internal quantum efficiency) of a multi-active layer light-emitting element Can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic view showing (a) a light emitting device according to a first embodiment of the present invention and (b) a compound semiconductor substrate used therefor.
  • FIG. 2 is a schematic view showing multiple active layer portions.
  • the light emitting element 10 of this invention consists of the compound semiconductor substrate 100 and the electrode 11 formed on the surface, for example.
  • the light emitting element 10 is obtained by forming electrodes 11 on a p-type surface and an n-type surface of a compound semiconductor substrate 100 described below and dicing into a dice shape.
  • the compound semiconductor substrate 100 used for manufacturing the light emitting device 10 according to the first embodiment of the present invention described above includes a p-type cladding layer 107, and (Al x Ga 1).
  • -x) y in 1-y P (0 ⁇ x ⁇ 0.6,0.4 ⁇ y ⁇ 0.6) 3 or more active layers 106A and Al content x from the active layer 106A made of a high 2 It has a multiple active layer portion 106 in which barrier layers 106B and 106C of at least one layer are alternately stacked, and an n-type cladding layer 104.
  • the barrier layer 106C on the side closer to the p-type cladding layer 107 has a smaller band gap than the barrier layer 106B on the side closer to the n-type cladding layer 104, and the compound semiconductor substrate 100 has multiple activations.
  • a superlattice barrier layer 105 is provided between the layer portion 106 and the n-type cladding layer 104.
  • the multiple active layer portion 106 by having the multiple active layer portion 106, the influence of impurity diffusion can be suppressed and a long-life element can be obtained. Also, in a structure that focuses on a laser element having a high current density, a superlattice barrier layer is provided on the p-type cladding layer side. By providing the superlattice barrier layer 105 between the mold cladding layers 104, overflow can be effectively suppressed. Further, simply providing the superlattice barrier layer 105 raises VF particularly at low temperatures. Therefore, for the barrier layers 106B and 106C of the multiple active layer portion 106, the barrier layer 106C is made of a material having a lower band gap than the barrier layer 106B.
  • the hopping probability of the p-type carrier in the barrier layer can be increased, and the probability of the p-type carrier staying near the p / n junction can be increased. For this reason, both n-type and p-type carriers can be uniformly distributed in the active layer, and VF can be effectively reduced.
  • the compound semiconductor substrate 100 used for manufacturing the light emitting device 10 of the present invention for example, an n-type GaP substrate 101 (thickness 30 to 150 ⁇ m, doping concentration 5 ⁇ 10 17 / cm 3 to 5 ⁇ 10 is used as the first layer portion.
  • n-type InGaP buffer layer 102 (thickness 10 to 100 nm, 0.5 ⁇ x ⁇ 0.9, doping concentration 1 ⁇ 10 18 / cm 3 to 1 ⁇ 10 19 / cm as the second layer portion) 3 ), an n-type AlGaInP layer 103 ((Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0.5 ⁇ x ⁇ 0.7, 0.45 ⁇ y ⁇ 0.55) as a third layer portion, A thickness of 0.1 to 1.5 ⁇ m and a doping concentration of 1 ⁇ 10 17 / cm 3 to 1 ⁇ 10 18 / cm 3 ) can be provided.
  • n-type cladding layer 104 in the fourth layer portion for example, an n-type AlGaInP layer ((Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0.6 ⁇ x ⁇ 1, 0.45 ⁇ y ⁇ 0 0.55), a thickness of 0.5 to 1.5 ⁇ m, and a doping concentration of 1 ⁇ 10 17 / cm 3 to 1 ⁇ 10 18 / cm 3 ).
  • the p-type cladding layer 107 in the seventh layer portion for example, a p-type AlGaInP layer ((Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0.5 ⁇ x ⁇ 0.7, 0.45 ⁇ y ⁇ 0.55), a thickness of 0.1 to 1.5 ⁇ m, and a doping concentration of 5 ⁇ 10 15 / cm 3 to 1 ⁇ 10 18 / cm 3 ).
  • a p-type AlGaInP layer 108 ((Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0.5 ⁇ x ⁇ 1, 0.45 ⁇ y ⁇ 0.55), thickness 0 .1 ⁇ 1.5 [mu] m, a doping concentration of 5 ⁇ 10 16 / cm 3 ⁇ 3 ⁇ 10 18 / cm 3), p -type InGaP buffer layer 109 as a ninth layer section (Ga y In 1-y P (0.45 ⁇ y ⁇ 1), thickness 0.001 to 0.5 ⁇ m, doping concentration 3 ⁇ 10 17 / cm 3 to 3 ⁇ 10 19 / cm 3 ), and p-type GaP window layer 110 (thickness 30 to 150 ⁇ m and a doping concentration of 5 ⁇ 10 17 / cm 3 to 5 ⁇ 10 18 / cm 3 ) can be provided.
  • the multiple active layer portion 106 of the sixth layer portion as shown in FIG. 2 is provided between three or more active layers 106A and the active layer 106A, and is larger than the active layer 106A as shown in FIG. It consists of two or more barrier layers 106B and 106C having a band gap.
  • the active layer 106A and the barrier layers 106B and 106C are alternately stacked, and the active layer 106A is provided adjacent to the p-type cladding layer 107 and the superlattice barrier layer 105.
  • FIG. 3 is a band lineup of multiple active layer portions.
  • the composition of the barrier layer 106B is Al 0.85 GaInP
  • the composition of the barrier layer 106C is Al 0.60 GaInP.
  • the barrier layer 106C closer to the p-type cladding layer 107 can have a smaller band gap than the closer barrier layer 106B.
  • the thickness of the active layer 106A and the barrier layers 106B and 106C is preferably 15 to 150 nm.
  • the p-type dopant is not affected even when exposed to large thermal energy when forming the n-type GaP substrate 101 and the p-type GaP window layer 110 as described above. It is possible to suppress the diffusion to the active layer and the deterioration of the light life characteristics. Further, if the thickness is 150 nm or less, the light absorption of the active layer 106A itself can be reduced, and the decrease in light output can be prevented.
  • barrier layers 106B and 106C are formed with a film thickness of 10 nm or more, there has been a problem that VF has been increased conventionally.
  • the cause of the increase in VF is due to the p-type carrier having a large effective mass, and the carrier does not easily exceed the barrier layer 106C.
  • the barrier layer 106C closer to the p-type cladding layer 107 has a smaller band gap than the barrier layer 106B closer to the n-type cladding layer 104. An increase in VF is effectively suppressed.
  • active doping may not be performed, but p-type dopants are diffused and present in the process of forming the n-type GaP substrate 101 and the p-type GaP window layer 110.
  • the p-type dopant Mg or Zn may be present at a concentration of 1 ⁇ 10 17 / cm 3 or less.
  • the superlattice barrier layer 105 of the fifth layer portion is, for example, (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ⁇ x ⁇ 1, 0.4 ⁇ ) as shown in FIG. y ⁇ 0.6) and / or Al z Ga 1-z As (0 ⁇ z ⁇ 1), and layers 105A and 105B having different band gaps may be alternately stacked.
  • the band gap of one layer 105A of the superlattice barrier layer 105 can be made smaller than the band gap of the other layer 105B.
  • 4 is a schematic diagram showing the superlattice barrier layer
  • FIG. 5 is a band lineup of the superlattice barrier layer.
  • the superlattice barrier layer 105 is preferably a layer in which layers having different band gaps and thicknesses of 15 nm or less are alternately stacked.
  • the film thickness is set to 15 nm or less in order to form a miniband by creating a superlattice.
  • the superlattice barrier layer 105 having an alternately laminated structure formed with a film thickness of a de Broglie wavelength of 15 nm or less has a band gap larger than the lowest band gap of the constituent material in order to form a mini band. Therefore, by setting the film thickness to 15 nm or less, it is possible to design a band gap greater than that of the constituent material.
  • the band gap of the layer 105B is preferably made of a material having a larger band gap than that of the n-type cladding layer 104.
  • the layer 105 ⁇ / b> B can be formed of a material having a smaller band gap than the n-type cladding layer 104.
  • it is more desirable that the band gap of the layer 105B is made of a material having a larger band gap than the n-type cladding layer 104.
  • the band gap of the layer 105A is desirably equal to or greater than the band gap of the active layer 106A.
  • Such a band gap of the layer 105A is unlikely to be a light absorption layer. Such light absorption occurs remarkably particularly when the film thickness is large. Therefore, if the film thickness of the layer 105A having a small band gap is approximately the same as that of the active layer 106A, the influence is allowed.
  • the layer 105A has a composition with a larger band gap than the active layer 106A, particularly a composition with a band gap larger than that of the n-type cladding layer 104. From this point, for example, when the n-type cladding layer 104 is made of Al 0.85 GaInP, the layer 105B is preferably made of AlInP, and the layer 105A is preferably made of Al 0.85 GaInP.
  • the doping concentration of the superlattice barrier layer 105 of the present embodiment is preferably lower than that of the n-type cladding layer 104, for example, 1 ⁇ 10 16 / cm 3 to 8 ⁇ 10 17 / cm 3 .
  • the above doping concentration it is possible to sufficiently reduce ionized impurities in the vicinity of the active layer that cause a carrier trap and lower the output, and it is also possible to suppress trapping of carriers in the superlattice barrier layer 105.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that a superlattice barrier layer is provided in the n-type cladding layer.
  • FIG. 6 is a schematic view showing (a) a light emitting device according to a second embodiment of the present invention and (b) a compound semiconductor substrate used for manufacturing the same.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the multiple active layer portion
  • FIG. 8 is a band lineup of the multiple active layer portion.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a superlattice barrier layer
  • FIG. 10 is a band lineup of the superlattice barrier layer.
  • the light-emitting element 20 of the present invention includes, for example, a compound semiconductor substrate 200 and an electrode 21 formed on the surface thereof.
  • the layers 201-204 and 208-211 including the p-type cladding layer 208 and the n-type cladding layer 204 of the compound semiconductor substrate 200 are the layers 101 of the compound semiconductor substrate 100 of the first embodiment. It can be the same as ⁇ 104, 107-110.
  • the active layer 207A of the multiple active layer portion 207 and the barrier layers 207B and 207C shown in FIG. 7 are also active layers 106A of the multiple active layer portion 106 of the first embodiment.
  • the barrier layers 106B and 106C can be the same. Therefore, the barrier layer 207C closer to the p-type cladding layer 208 has a smaller band gap than the barrier layer 207B closer to the n-type cladding layer 204, resulting in a band lineup as shown in FIG. Thereby, VF can be made small.
  • the superlattice barrier of the first embodiment is also applied to the layers 205A and 205B of the superlattice barrier layer 205 provided in the n-type cladding layers 204 and 206 shown in FIG.
  • the layers 105 may be the same as the layers 105A and 105B, and may have a band lineup as shown in FIG.
  • the doping concentration range of the superlattice barrier layer 205 is set in a wider range. Is possible.
  • overflow can be suppressed by the superlattice barrier layer 205 provided in the n-type cladding layers 204 and 206.
  • the compound semiconductor substrate 200 is provided with an inner n-type cladding layer 206 between the multiple active layer portion 207 and the superlattice barrier layer 205.
  • this n-type cladding layer 206 for example, an n-type AlGaInP layer ((Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0.6 ⁇ x) doped at a lower concentration than the outer n-type cladding layer 204 is used. ⁇ 1, 0.45 ⁇ y ⁇ 0.55), thickness 0.5 to 1.5 ⁇ m, doping concentration 1 ⁇ 10 16 / cm 3 to 5 ⁇ 10 17 / cm 3 ).
  • the superlattice barrier layer 205 is provided in the vicinity of the boundary between the constant doping layer and the doping reduction layer of the n-type cladding layer.
  • the doping concentration of the superlattice barrier layer 205 is equivalent to that of the outer n-type cladding layer 204. And can be set in the range of 1 ⁇ 10 17 / cm 3 to 1 ⁇ 10 18 / cm 3 . Further, when the n-type cladding layer 206 is a thin film having a thickness of 0.5 ⁇ m or less, the doping concentration of the superlattice barrier layer 205 is adjusted to the doping of the n-type cladding layer 204 in order to surely eliminate the influence of ionized impurities. The doping concentration can be changed in an inclined or stepped manner from the interface of the n-type cladding layer 204 to the interface of the n-type cladding layer 206 of the superlattice barrier layer 205.
  • an n-type GaAs substrate is prepared as a growth single crystal substrate, and an n-type InGaP buffer layer, an n-type cladding layer, a superlattice barrier layer, a multiple active layer portion, p-type, and the like are formed on the GaAs substrate by MOCVD.
  • Each layer such as a mold cladding layer is vapor-phase grown.
  • Zn is doped by the HVPE method to vapor-phase grow the outermost p-type GaP window layer, and then the GaAs substrate is removed. This exposes the n-type InGaP buffer layer.
  • the n-type GaP substrate is attached to the surface of the n-type InGaP buffer layer exposed by removing the GaAs substrate, or the n-type GaP layer is formed by vapor phase growth using the HVPE method, so that the compound semiconductor is formed.
  • a substrate can be obtained.
  • General conditions may be used for vapor phase growth by the MOCVD method or the HVPE method.
  • An electrode is formed on the compound semiconductor substrate thus obtained, cut and processed into a chip, and the light emitting device of the present invention is obtained.
  • Example 1 As Example 1, the light emitting device 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Further, as Example 2, the light emitting device 20 of the second embodiment of the present invention shown in FIG. In both Examples 1 and 2, the composition of the barrier layers 106B and 207B of the multiple active layer portions 106 and 207 was Al 0.85 GaInP, and the composition of the barrier layers 106C and 207C was Al 0.60 GaInP. As a result, the band gap was smaller in the barrier layer closer to the p-type cladding layer than in the barrier layer closer to the n-type cladding layer.
  • the superlattice barrier layers 105 and 205 are composed of the layers 105A and 205A having a film thickness of 15 nm and a high Al bandgap material (AlInP layer), and the layers 105B and 205B are formed with a film thickness.
  • the material of the low band gap layer (Al 0.85 GaInP) was 15 nm, and alternate lamination of these layers was repeated 20 times. The characteristics of such a light emitting element were evaluated. Table 1 shows the voltage (VF) and optical output (PO) required to pass a current of 20 mA.
  • Example 2 As in Example 1, a light emitting element was manufactured without providing the superlattice barrier layer 105. Table 1 shows the results of the characteristics evaluation of such a light emitting element.
  • the VF value at 20 mA energization is not significantly different between the comparative example and the examples 1 and 2, and the optical output (PO) is higher in the examples 1 and 2. It was confirmed that In Examples 1 and 2, the thickness of each layer of the superlattice barrier layer was set to 15 nm. However, by making it thinner than this, the subband formation level can be changed to a higher energy side, You can take a big. It is needless to say that the subband design can be appropriately designed with the film thicknesses of the low bandgap layer and the high bandgap layer, so that the film thicknesses of both are not necessarily the same.
  • Example 3 As Example 3, the light-emitting device 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Further, as Example 4, the light emitting device 20 of the second embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the composition of the barrier layers 106B and 207B of the multiple active layer portions 106 and 207 was Al 0.85 GaInP
  • the composition of the barrier layers 106C and 207C was Al 0.60 GaInP.
  • the band gap was smaller in the barrier layer closer to the p-type cladding layer than in the barrier layer closer to the n-type cladding layer.
  • the superlattice barrier layers 105 and 205 are composed of layers 105A and 205A having a film thickness of 15 nm and a high Al bandgap layer (AlInP layer), and layers 105B and 205B having a film thickness.
  • the material of the low band gap layer (GaInP) was 15 nm, and alternate lamination of these layers was repeated 20 times.
  • Table 2 shows the results of evaluating the characteristics of such a light-emitting element. The result of a comparative example is also shown for reference.
  • Examples 1 and 2 there was almost no difference in VF value compared to Comparative Example, and it was confirmed that Examples 3 and 4 also increased the optical output (PO).
  • the degree of increase in light output is lower than in Examples 1 and 2. This is probably because light absorption occurred in the GaInP layer portion having a smaller band gap than that of the active layer, and the light output was reduced as compared with Examples 1 and 2.
  • the effect of the superlattice barrier layer is not impaired even if light absorption occurs, and the light output is higher than that of the comparative example.
  • Example 5 As Example 5, the light emitting device 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Further, as Example 6, a light emitting device 20 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the composition of the barrier layers 106B and 207B of the multiple active layer portions 106 and 207 was Al 0.85 GaInP
  • the composition of the barrier layers 106C and 207C was Al 0.60 GaInP.
  • the band gap was smaller in the barrier layer closer to the p-type cladding layer than in the barrier layer closer to the n-type cladding layer.
  • the superlattice barrier layers 105 and 205 are composed of the layers 105A and 205A having a film thickness of 15 nm and a high Al bandgap material (AlInP layer), and the layers 105B and 205B are formed with a film thickness.
  • the material of the low band gap layer (Al 0.3 Ga 0.7 As) was 15 nm, and alternate lamination of these layers was repeated 20 times.
  • Table 3 shows the results of the characteristics evaluation of such a light emitting element. The result of a comparative example is also shown for reference.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

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Abstract

　本発明は、ｐ型クラッド層と、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０≦ｘ≦０．６，０．４≦ｙ≦０．６）からなる３層以上の活性層及び該活性層よりＡｌ含有率ｘが高い２層以上の障壁層が交互に積層された多重活性層部と、ｎ型クラッド層とを有する化合物半導体基板を用いて製造された発光素子であって、障壁層は、ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップが小さく、かつ、化合物半導体基板は、多重活性層部とｎ型クラッド層の間に、又は、ｎ型クラッド層中に、超格子障壁層を有するものである発光素子である。これによって、長寿命、低抵抗で、高い発光効率（特に内部量子効率）を保持した発光素子を提供される。

Description

発光素子
　本発明は、照明や表示機の光源となる有色の発光素子に関し、具体的には多重の活性層を有する発光素子に関するものである。
　ＡｌＧａＩｎＰを発光層に持つ発光素子は従来の有色の発光素子に比べて１桁以上明るいため、車載照明やＬＣＤバックライトなど従来の発光ダイオードとは異なる用途で需要が拡大している。ＡｌＧａＩｎＰが直接遷移型であるということも寄与しているが、透明かつ厚い窓層を設けることで外部量子効率を高めていることも明るくなっている要因にある。
　一方、内部量子効率を高めるため、厚い透明導電層を基板及び窓層に設けるとともに、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｗｅｌｌ）を設けることで、発光効率を高めることが、例えば非特許文献１などに示されている。
　ＡｌＧａＩｎＰ系発光素子では、ＡｌＧａＡｓ若しくはＧａＰが窓層として用いられる。ＡｌＧａＡｓ層は水分に対して劣化するという特性上の問題があり、一般的にはＧａＰが用いられている。しかしながら、厚いＧａＰ層を設けるためには、ＡｌＧａＩｎＰ発光層部に直接ＧａＰ基板を接合するか、ＧａＰの厚膜を結晶成長させなければならない。ＧａＰ基板を直接接合する方法では、例えば特許文献２に示されているように、ＧａＰ基板との接合界面で障壁層が生じる問題があり、これを回避するために、長時間かつ高温の熱処理が必要となる。
　また、窓層は発光層の一方の面に設けても発光効率の向上には有効だが、他方の面にも設ける、すなわち発光層の上下に設けた方が、より外部量子効率が高まることが知られている。この場合、他方の面に設ける窓層も、貼り合せ、若しくは結晶成長によって形成されるが、ＧａＡｓ基板は光吸収層として機能するため、窓層形成前に当該基板を除去する必要がある。
　発光素子に必要なＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる層構造は、一般にはＧａＡｓ基板上にＭＯＶＰＥ法で形成する。その総膜厚はせいぜい１０μｍ前後である。ＡｌＧａＩｎＰ系とＧａＡｓ系は格子整合系ながら、選択エッチング法の利用が可能であり、そのため、選択エッチングに要する層を、ＧａＡｓ基板とＡｌＧａＩｎＰ層との間に適切に挿入することで、ＧａＡｓ基板をエッチング除去することができる。
　ただし、発光に必要な機能層を作るために必要なＡｌＧａＩｎＰ系材料の総膜厚はせいぜい１０μｍ程度であり、ＧａＡｓ基板を除去してＡｌＧａＩｎＰ層のみになると、その残存ウエハの膜厚は１０μｍ前後になってしまう。１０μｍ前後の膜厚のウエハは実験的にはハンドリングは可能だが、割れやすく、工業的な工程を通すために必要な機械的強度を有さない。
　このため、ＧａＡｓ基板除去前に、機械的強度を保つための強度保持板（あるいはウエハ）を、ＡｌＧａＩｎＰ成長面側に貼り付けてから除去する方法も考えられる。この場合、ＧａＡｓ基板が除去された面側にＧａＰ基板を貼り付けた後、強度保持板（あるいはウエハ）は剥離（除去）しなければならず、剥離に伴って洗浄が必要であったり、汚染などの懸念もあり、工業的にはコストが上がるばかりであまりメリットがない。従って、省コストで工業的な工程を通すためには、ＧａＡｓ基板除去前に、厚膜ＧａＰ層を結晶成長させることでウエハに機械的強度を持たせる方法が、ＧａＰ層部で光取出し層と強度保持板を兼ねることができるため合理的である。
　このように厚膜ＧａＰ層を結晶成長させる場合、工業的工程を通すために十分な機械的強度を持たせるのに必要な厚さは２０μｍ以上である。この２０μｍ以上の膜厚のＧａＰ層を結晶成長させるためには、数～十数時間が必要である。ＧａＰ層は厚膜になるほど外部量子効率が増すため、長い成長時間が必要である。また、ＧａＰ層の成長に要する温度は、一般にＡｌＧａＩｎＰ層を成長するために必要な温度と同等以上の高温が必要であり、ＡｌＧａＩｎＰ発光層部はＭＯＶＰＥ成長時の温度、若しくはそれより高い温度に長時間さらされることになる。
　ｐ導電型クラッド層にはＭｇやＺｎなどのｐ型不純物がドーピングされており、上記のような結晶成長の際、加熱されることにより、熱力学にしたがって拡散し、活性層中にも拡散する可能性がある。活性層中に拡散したｐ型不純物は欠陥を形成しやすいため、通電などによる素子寿命試験時に欠陥を形成し、その結果、キャリア注入効率の低下、光吸収の増大等を引き起こし、寿命試験時に光出力の低下現象を引き起こす。
　ｐ型不純物の拡散は、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ中のＡｌ組成ｘに大きく依存し、Ａｌ組成ｘが少なければ不純物の拡散が早いため、不純物が滞留しにくい。例えば、活性層はＡｌ組成ｘが少ないため、活性層中の不純物拡散速度は、Ａｌ組成ｘの高いクラッド層より相対的に早く、不純物が滞在しにくい。不純物濃度は隣接する層の不純物濃度によって変わるが、活性層に隣接する層にはキャリア閉じ込めのためのクラッド層が必要であり、一般にクラッド層はドーピングされている。クラッド層は活性層よりワイドバンドギャップである必要があるため、Ａｌ組成ｘが大きく、不純物拡散は活性層より遅い。また、活性層への注入効率を落とさないため、クラッド層はある程度以上の濃度の不純物を保持していなければならない。このため、クラッド層に存在する不純物は活性層中へ拡散する。
　不純物の拡散があっても、活性層がある程度以上の厚さを有していれば、不純物拡散による影響が起こる不純物濃度以下に光活性部を設計することができる。例えば、活性層中への不純物拡散による欠陥形成が起こる部位が厚さ５０ｎｍ程度で、発光再結合に必要な有効活性層膜厚が５００ｎｍ程度である場合は、厚さ５５０ｎｍ程度の均一で一様組成の活性層を設けておけば、不純物の拡散があっても活性層における発光再結合は維持される。ただし、この厚さ５０ｎｍ程度の不純物拡散汚染層は非発光再結合が他の活性層より大きい層でもあり、発光効率が低下する要因になる。便宜上、この型の活性層をバルク型活性層と呼ぶ。
　このように、バルク型活性層は不純物拡散の影響抑止という点では利点がある活性層だが、ｐ型とｎ型のクラッド層に挟まれたキャリア閉じ込め効果しか期待はできず、不純物で汚染された部位は非発光再結合層の機能を有するため、発光効率を上げにくい。バルク型活性層では６０％程度の内部量子効率しかなく、さらに内部量子効率を高める必要がある。
　内部量子効率を高める方法として、例えば特許文献３などに示されているように多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を用いる方法がある。ＭＱＷ構造をとることにより、量子井戸への閉じ込め効果によって発光効率を高めることができる。しかしながら、ＭＱＷの各層の厚さは数～十数ｎｍと半導体内の電子のド・ブロイ波長程度であるため、バルク活性層と比べると大幅に各層の厚さは薄い。このため、前述したように活性層への不純物拡散の影響が大きくなる。ＭＱＷにおける活性層の層数を増やせば解決できる可能性もあるが、大幅に増やす必要があり、活性層の自己吸収で内部量子効率は低下する。
　また、ＭＱＷに擬似的な形で、各層をド・ブロイ波長以上の膜厚に設定して、少ない層数で発光効率を高める方法もある。この場合、不純物拡散は適切に制御されるため、寿命試験時に問題がおきにくく、長寿命の発光素子の作製が可能である。
　ＡｌＧａＩｎＰ系以外の別の材料系でも別組成の層を挟むことでＭｇ拡散抑制の効果が示され、例えば特許文献４などにその効果を見ることができる。
　しかし、ド・ブロイ波長以上の膜厚では、活性層と活性層の間に設ける障壁層におけるトンネル現象は起こらないため、活性層から隣接する他の活性層へのキャリア輸送はポンピングに頼るしかない。電子は有効質量が小さいため、ポンピングは比較的容易だが、正孔は有効質量が電子よりも大幅に大きく、高い障壁層を越えるポンピングの統計的確率は電子に比べて低下するため、特にキャリアが少ない低電流域では、活性層におけるキャリア注入効率とそれに伴う発光効率が低下する。さらに、キャリア注入効率の低下から結果として直列抵抗成分の増大を招く。この効果は発光ダイオードのような低電流域で使用するデバイスにおいては大きな問題となる。しかし、キャリアのポンピングが生じにくくなるという事は、キャリアの閉じ込め効果が増すことと同義であり、活性層に閉じ込められるキャリアの効果により発光効率は上昇する。
　活性層よりワイドバンドギャップの材料を挿入することによって直列抵抗成分が増大する前述と同様の効果は、例えば特許文献５に示されている。
　以上の問題を解決するための方法として、特許文献６に示されるように、上下に厚膜透明層を設けると共に活性層と障壁層を交互に積層した構造で、ｐ型側の障壁層のバンドギャップを下げることで、ＶＦ（順方向電圧）が低減され、高輝度で長寿命の発光素子を得ることができる。しかし、輝度低下の問題等の解決には不十分であり、さらに高品質の素子が求められていた。
特開２００６－３２８３７号公報 特開２００３－４６２００号公報 特開平０６－２８３８２５号公報 特開平１１－２５１６８７号公報 特開２０１０－０８７２７０号公報 特開平０６－２８３８２２号公報 特開平０６－３１０８１３号公報 特開平０８－０８８４０４号公報
Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　Ｖｏ．７４　Ｎｏ．１５　ｐｐ．２２３０－２２３２
　活性層部の上下に厚膜の透明膜を有する構造は、素子の上下方向からではなく、素子の横方向からの光取り出しを重視した構造である。この型の素子ではコストダウンを図る際に、素子の断面積を小さくする事が有効であり、これは、電流が流れる方向の断面積が小さくなることを意味し、上記構造は、大きな電流を流す素子ではなく、小電流を流す素子に好適な構造である。
　しかし、このような小電流条件下ではバイアス差異が大きくないため、活性層に注入された第一導電型のキャリアが、第二導電型でドーピングされている層へ到達するオーバーフロー現象より、第一導電型の活性層からクラッド層へキャリアが戻る現象が問題となる。この現象の発生によって、活性層にキャリアが十分に滞在できなくなるため、輝度低下の問題を発生していた。
　オーバーフローを抑制する手段として、例えば特許文献７に示される様に超格子バリアを活性層よりもｐ型側へ設ける方法が知られている。しかしながら、この文献は、ｎ型キャリアの活性層からｐ導電型の層へのオーバーフローの対策であり、活性層の電流密度が大きく、且つ、印加電圧が大きい場合に限定される。
　しかし、小電流条件下では、ｎ型キャリアがｐ導電型の層にあふれるほど大きな電圧を印加しておらず、活性層のキャリアの電流密度も高くない。従って、上記した小電流条件で用いられる素子構造のオーバーフローの課題の解決にはならない。
　また、特許文献８において、ｎ型クラッド層側に超格子障壁層を設けているが、活性層は単純なＭＱＷ構造であり、長寿命な素子とはなりがたい。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、長寿命、低抵抗で、高い発光効率（特に内部量子効率）を保持した発光素子を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、ｐ型クラッド層と、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０≦ｘ≦０．６，０．４≦ｙ≦０．６）からなる３層以上の活性層及び該活性層よりＡｌ含有率ｘが高い２層以上の障壁層が交互に積層された多重活性層部と、ｎ型クラッド層とを有する化合物半導体基板を用いて製造された発光素子であって、前記障壁層は、前記ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、前記ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップが小さく、かつ、前記化合物半導体基板は、前記多重活性層部と前記ｎ型クラッド層の間に、又は、前記ｎ型クラッド層中に、超格子障壁層を有するものであることを特徴とする発光素子を提供する。
　このように、障壁層は、ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップが小さいものであれば、障壁層でのｐ型キャリアのホッピング確率を増加させることができる。これにより、活性層中にｎ型、ｐ型の両キャリアを均一に分布させることができ、直列抵抗の減少と同時に内部量子効率の向上を図ることができる。さらに、多重活性層部とｎ型クラッド層の間に、又は、ｎ型クラッド層中に、超格子障壁層を有するものであれば、キャリアのオーバーフローを抑制して輝度低下を防止することができる。また、多重活性層構造を取っているため、不純物拡散の影響を低減でき、長寿命とすることができる。また、ｎ型クラッド層中に超格子障壁層を有する場合は、イオン化した不純物によるキャリアトラップを考慮しなくともよいため、超格子障壁層のドーピング濃度等の設計自由度が高い発光素子となる。
　以上より、本発明によれば、長寿命で、低抵抗且つ高発光効率の発光素子となる。
　このとき、前記超格子障壁層は、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）及び／又はＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ（０≦ｚ≦１）からなり、バンドギャップが異なる層同士が交互に積層されたものであることが好ましい。
　このような超格子障壁層であれば、キャリアのオーバーフローが効果的に抑制される発光素子となる。
　このとき、前記超格子障壁層は、バンドギャップが異なり、厚さが１５ｎｍ以下の層同士が交互に積層されたものであることが好ましい。
　このような超格子障壁層であれば、障壁を大きくとることができ、キャリアのオーバーフローを確実に抑制できる発光素子となる。
　このとき、前記超格子障壁層は、前記多重活性層部に隣接して形成されたものとすることができる。
　本発明の超格子障壁層としては、このように多重活性層部に隣接して形成することができる。
　以上のように、本発明によれば、例えばＧａＰ厚膜の成長を伴う発光素子において、多重活性層型発光素子の持つ長寿命と高い発光効率（特に内部量子効率）を両立させた発光素子を提供することができる。
（ａ）本発明の第１の実施形態の発光素子及び、（ｂ）該発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の一例を示した概略図である。 本発明の第１の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の多重活性層部の一例を示した概略図である。 本発明の第１の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の多重活性層部のバンドラインナップを示す図である。 本発明の第１の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の超格子障壁層の一例を示した概略図である。 本発明の第１の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の超格子障壁層のバンドラインナップを示す図である。 （ａ）本発明の第２の実施形態の発光素子及び、（ｂ）該発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の一例を示した概略図である。 本発明の第２の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の多重活性層部の一例を示した概略図である。 本発明の第２の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の多重活性層部のバンドラインナップを示す図である。 本発明の第２の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の超格子障壁層の一例を示した概略図である。 本発明の第２の実施形態の発光素子の製造に用いられる化合物半導体基板の超格子障壁層のバンドラインナップを示す図である。
　以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　図１は、（ａ）本発明の第１の実施形態の発光素子及び、（ｂ）それに用いられる化合物半導体基板を示した概略図である。図２は、多重活性層部を示した概略図である。
　図１（ａ）に示すように、本発明の発光素子１０は、例えば、化合物半導体基板１００と、その表面上に形成された電極１１からなるものである。発光素子１０は、下記で説明する化合物半導体基板１００のｐ型表面とｎ型表面に電極１１を形成し、ダイス形状にダイシングして得られる。
　上記の本発明の第１の実施形態の発光素子１０の製造に用いられる化合物半導体基板１００は、図１（ｂ）及び図２に示すように、ｐ型クラッド層１０７と、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０＜ｘ≦０．６，０．４≦ｙ≦０．６）からなる３層以上の活性層１０６Ａ及び該活性層１０６ＡよりＡｌ含有率ｘが高い２層以上の障壁層１０６Ｂ、１０６Ｃが交互に積層された多重活性層部１０６と、ｎ型クラッド層１０４とを有する。
　そして、障壁層は、ｎ型クラッド層１０４に近い側の障壁層１０６Ｂに比べ、ｐ型クラッド層１０７に近い側の障壁層１０６Ｃの方がバンドギャップが小さく、かつ、化合物半導体基板１００は多重活性層部１０６とｎ型クラッド層１０４の間に超格子障壁層１０５を有するものである。
　このように、多重活性層部１０６を有することで、不純物拡散の影響を抑制し、長寿命の素子とすることができる。また、電流密度の高いレーザー素子を主眼においた構造では、ｐ型クラッド層側に超格子障壁層が設けられるのと異なり、電流密度の低いＬＥＤ等では、逆側の多重活性層部１０６とｎ型クラッド層１０４の間に超格子障壁層１０５を設けることで、オーバーフローを効果的に抑制することができる。
　また、単に超格子障壁層１０５を設けるのみでは、特に低温時等にＶＦが上昇する。このため、多重活性層部１０６の障壁層１０６Ｂ，１０６Ｃについて、障壁層１０６Ｃは障壁層１０６Ｂよりも低バンドギャップの材料で構成する。このような不均一障壁層とすることで、ｐ型キャリアの障壁層でのホッピング確率を増加させて、ｐ／ｎジャンクション付近でのｐ型キャリアの滞在確率を増加させることができる。このため、活性層中にｎ型、ｐ型両者のキャリアを均一に分布させることができ、ＶＦを効果的に低下させることができる。
　本発明の発光素子１０の製造に用いられる化合物半導体基板１００としては、例えば、第一層部としてｎ型ＧａＰ基板１０１（厚さ３０～１５０μｍ、ドーピング濃度５×１０１７／ｃｍ３～５×１０１８／ｃｍ３）、第二層部としてｎ型ＩｎＧａＰ緩衝層１０２（厚さ１０～１００ｎｍ、０．５＜ｘ＜０．９、ドーピング濃度１×１０１８／ｃｍ３～１×１０１９／ｃｍ３）、第三層部としてｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０３（（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０．５≦ｘ≦０．７、０．４５≦ｙ≦０．５５）、厚さ０．１～１．５μｍ、ドーピング濃度１×１０１７／ｃｍ３～１×１０１８／ｃｍ３）を設けることができる。
　そして、第四層部にｎ型クラッド層１０４として、例えばｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層（（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０．６≦ｘ≦１、０．４５≦ｙ≦０．５５）、厚さ０．５～１．５μｍ、ドーピング濃度１×１０１７／ｃｍ３～１×１０１８／ｃｍ３）を設けることができる。
　また、第七層部にｐ型クラッド層１０７として、例えばｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層（（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０．５≦ｘ≦０．７、０．４５≦ｙ≦０．５５）、厚さ０．１～１．５μｍ、ドーピング濃度５×１０１５／ｃｍ３～１×１０１８／ｃｍ３）を設けることができる。
　さらに、第八層部としてｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０８（（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０．５≦ｘ≦１、０．４５≦ｙ≦０．５５）、厚さ０．１～１．５μｍ、ドーピング濃度５×１０１６／ｃｍ３～３×１０１８／ｃｍ３）、第九層部としてｐ型ＩｎＧａＰ緩衝層１０９（ＧａｙＩｎ１－ｙＰ（０．４５≦ｙ＜１）、厚さ０．００１～０．５μｍ、ドーピング濃度３×１０１７／ｃｍ３～３×１０１９／ｃｍ３）、第十層部としてｐ型ＧａＰ窓層１１０（厚さ３０～１５０μｍ、ドーピング濃度５×１０１７／ｃｍ３～５×１０１８／ｃｍ３）を設けることができる。
　また、図２に示すような第六層部の多重活性層部１０６は、３層以上の活性層１０６Ａと、活性層１０６Ａの間に設けられ、図３に示すように活性層１０６Ａよりも大きなバンドギャップを有する２層以上の障壁層１０６Ｂ，１０６Ｃからなる。この活性層１０６Ａと障壁層１０６Ｂ，１０６Ｃは交互に積層され、活性層１０６Ａがｐ型クラッド層１０７及び超格子障壁層１０５と隣接するように設けられる。なお、図３は、多重活性層部のバンドラインナップである。
　そして、本発明では、例えば、障壁層１０６Ｂの組成はＡｌ０．８５ＧａＩｎＰで、障壁層１０６Ｃの組成はＡｌ０．６０ＧａＩｎＰとすることで、図３に示すように、ｎ型クラッド層１０４に近い側の障壁層１０６Ｂに比べ、ｐ型クラッド層１０７に近い側の障壁層１０６Ｃの方がバンドギャップが小さいものとすることができる。
　多重活性層部１０６の構造において、活性層１０６Ａと障壁層１０６Ｂ，１０６Ｃの膜厚としては、１５～１５０ｎｍの厚さが好ましい。
　例えばｎ型ＧａＰ基板１０１やｐ型ＧａＰ窓層１１０を形成する際に、層１０２～層１０９を成長させる以上の温度と時間が必要である。多重活性層部１０６の各層の厚さが１５ｎｍ以上であれば、上記のようなｎ型ＧａＰ基板１０１やｐ型ＧａＰ窓層１１０形成時の大きな熱エネルギーにさらされた場合でも、ｐ型ドーパンドが活性層に拡散し、光寿命特性が悪化することを抑制できる。また、厚さが１５０ｎｍ以下であれば、活性層１０６Ａ自体の光吸収を低減でき、光出力の低下を防止できる。
　このような障壁層１０６Ｂ，１０６Ｃを、１０ｎｍ以上の膜厚で構成する場合、従来ではＶＦが上昇する問題があった。ＶＦ上昇の原因は有効質量の大きいｐ型キャリアにあり、障壁層１０６Ｃをキャリアが超えにくくなるために生じる。しかし、本発明のように、ｎ型クラッド層１０４に近い側の障壁層１０６Ｂに比べ、ｐ型クラッド層１０７に近い側の障壁層１０６Ｃの方がバンドギャップが小さいものとすることで、このようなＶＦ上昇は効果的に抑制される。
　また、多重活性層部１０６には、積極的なドーピングは行わなくてもよいが、ｎ型ＧａＰ基板１０１やｐ型ＧａＰ窓層１１０を形成する過程でｐ型ドーパントが拡散して存在するため、１×１０１７／ｃｍ３以下の濃度でｐ型ドーパントのＭｇあるいはＺｎが存在する場合がある。
　本発明において、第五層部の超格子障壁層１０５は、例えば、図４に示すように、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）及び／又はＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ（０≦ｚ≦１）からなり、バンドギャップが異なる層１０５Ａ，１０５Ｂ同士が交互に積層されたものとすることができる。この場合、図５に示すように、超格子障壁層１０５の一方の層１０５Ａのバンドギャップを他方の層１０５Ｂより小さいバンドギャップとすることができる。なお、図４は、超格子障壁層を示した概略図であり、図５は、超格子障壁層のバンドラインナップである。
　この際、超格子障壁層１０５は、バンドギャップが異なり、厚さが１５ｎｍ以下の層同士が交互に積層されたものであることが好ましい。
　膜厚を１５ｎｍ以下に設定するのは超格子作成によってミニバンドを形成させるためである。ドブロイ波長１５ｎｍ以下の膜厚で形成された交互積層構造の超格子障壁層１０５は、ミニバンドを形成するため、構成材の最低バンドギャップより大きなバンドギャップを有する。従って、１５ｎｍ以下の膜厚とすることによって、構成材料以上のバンドギャップの設計が可能となる。
　また、層１０５Ｂのバンドギャップは、ｎ型クラッド層１０４より大きなバンドギャップの材料で構成されることが好ましい。
　ミニバンド形成の考え方から鑑みると、ｎ型クラッド層１０４より小さなバンドギャップの材料で層１０５Ｂを形成することも可能である。しかし、ｎ導電型側の障壁を高めることを考慮すると、層１０５Ｂのバンドギャップはｎ型クラッド層１０４より大きなバンドギャップの材料で構成されることがより望ましい。
　また、層１０５Ａのバンドギャップは、活性層１０６Ａのバンドギャップと同程度以上であることが望ましい。
　このような層１０５Ａのバンドギャップであれば、光の吸収層とはなりにくい。このような光吸収は、特に膜厚が厚い場合に顕著に発生するため、バンドギャップの小さい層１０５Ａの膜厚が、活性層１０６Ａと同程度の膜厚であるならば、その影響は許容されうるが、設計上望ましくない。従って、層１０５Ａは、活性層１０６Ａより大きなバンドギャップとなる組成、特にｎ型クラッド層１０４以上のバンドギャップとなる組成を有する事が望ましい。
　この点から、例えば、ｎ型クラッド層１０４がＡｌ０．８５ＧａＩｎＰで構成されている場合、層１０５ＢはＡｌＩｎＰが好適であり、層１０５ＡはＡｌ０．８５ＧａＩｎＰで構成することが好適である。
　また、本実施形態の超格子障壁層１０５のドーピング濃度は、ｎ型クラッド層１０４より低く、例えば１×１０１６／ｃｍ３～８×１０１７／ｃｍ３とすることが好ましい。
　上記ドーピング濃度であれば、キャリアトラップ要因となり出力を低下させる活性層近傍のイオン化した不純物を十分に低減でき、さらに、超格子障壁層１０５でキャリアがトラップされることも抑制できる。
　次に、本発明の第２の実施形態について、説明する。第２の実施形態では、ｎ型クラッド層中に超格子障壁層を有する点が第１の実施形態と異なる。
　図６は、（ａ）本発明の第２の実施形態の発光素子及び、（ｂ）その製造に用いられる化合物半導体基板を示した概略図である。図７は、多重活性層部を示した概略図であり、図８は、多重活性層部のバンドラインナップである。図９は、超格子障壁層を示した概略図であり、図１０は、超格子障壁層のバンドラインナップである。
　図６（ａ）に示すように、本発明の発光素子２０は、例えば、化合物半導体基板２００と、その表面上に形成された電極２１からなるものである。
　そして、図６（ｂ）に示す化合物半導体基板２００のｐ型クラッド層２０８、ｎ型クラッド層２０４を含む各層２０１－２０４，２０８－２１１は、第１の実施形態の化合物半導体基板１００の各層１０１－１０４，１０７－１１０と同様のものとすることができる。
　図６（ｂ）に示す化合物半導体基板２００において、図７に示す多重活性層部２０７の活性層２０７Ａと障壁層２０７Ｂ，２０７Ｃについても、第１の実施形態の多重活性層部１０６の活性層１０６Ａと障壁層１０６Ｂ，１０６Ｃと同様のものとすることができる。
　従って、ｎ型クラッド層２０４に近い側の障壁層２０７Ｂに比べ、ｐ型クラッド層２０８に近い側の障壁層２０７Ｃの方がバンドギャップが小さい構造とし、図８に示すようなバンドラインナップとする。これによりＶＦを小さくすることができる。
　図６（ｂ）に示す化合物半導体基板２００において、図９に示すｎ型クラッド層２０４、２０６中に設けられる超格子障壁層２０５の層２０５Ａ，２０５Ｂについても、第１の実施形態の超格子障壁層１０５の層１０５Ａ，１０５Ｂと同様のものとし、図１０に示すようなバンドラインナップのものとすることができる。ただし、第２の実施形態では、以下に説明するように、ｎ型クラッド層２０４，２０６中に超格子障壁層２０５を有するため、超格子障壁層２０５のドーピング濃度の範囲はより広い範囲で設定可能である。
　第２の実施形態においても、ｎ型クラッド層２０４、２０６中に設けられる超格子障壁層２０５により、オーバーフローを抑制することができる。
　そして、図６（ｂ）に示す本発明の第２の実施形態では、化合物半導体基板２００は、多重活性層部２０７と超格子障壁層２０５の間に、内側のｎ型クラッド層２０６が設けられている。このｎ型クラッド層２０６としては、例えば、外側のｎ型クラッド層２０４よりも低濃度でドープしたｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層（（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０．６≦ｘ≦１，０．４５≦ｙ≦０．５５）、厚さ０．５～１．５μｍ、ドーピング濃度１×１０１６／ｃｍ３～５×１０１７／ｃｍ３）とするのが好ましい。この場合、超格子障壁層２０５は、ｎ型クラッド層のドーピング一定層とドーピング減少層の境界付近に設けられることになる。
　このような内側のｎ型クラッド層２０６を有することで、イオン化した不純物によるキャリアトラップの影響を考慮する必要が無くなるため、超格子障壁層２０５のドーピング濃度は、外側のｎ型クラッド層２０４と同等のものとすることができ、１×１０１７／ｃｍ３～１×１０１８／ｃｍ３の範囲に設定することができる。
　また、ｎ型クラッド層２０６が０．５μｍ以下の厚さの薄膜である場合には、イオン化不純物の影響を確実に無くすために、超格子障壁層２０５のドーピング濃度をｎ型クラッド層２０４のドーピング濃度より少なくしたり、超格子障壁層２０５のｎ型クラッド層２０４界面からｎ型クラッド層２０６界面にかけて傾斜もしくは階段状にドーピング濃度を変化させることもできる。
　上記のような本発明の発光素子の製造方法としては、特に限定されないが、例えば以下のような方法がある。
　先ず、成長用単結晶基板としてｎ型のＧａＡｓ基板を準備し、そのＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＩｎＧａＰ緩衝層等、ｎ型クラッド層、超格子障壁層、多重活性層部、ｐ型クラッド層等の各層を気相成長させる。そして、ＨＶＰＥ法により、Ｚｎをドープし、最表層のｐ型ＧａＰ窓層を気相成長させた後、ＧａＡｓ基板を除去する。これによりｎ型ＩｎＧａＰ緩衝層を露出させる。
　そして、ＧａＡｓ基板を除去することで露出したｎ型ＩｎＧａＰ緩衝層の表面に、ｎ型ＧａＰ基板を貼り付けるか、またはＨＶＰＥ法を用い気相成長によりｎ型ＧａＰ層を形成することで、化合物半導体基板を得ることができる。
　上記ＭＯＣＶＤ法やＨＶＰＥ法によって気相成長させる際には一般的な条件を用いればよい。
　このように得られた化合物半導体基板に電極を形成し、切断してチップに加工して、本発明の発光素子が得られる。
　以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１，２）
　実施例１として、図１に示す本発明の第１の実施形態の発光素子１０を作製した。また、実施例２として、図６に示す本発明の第２の実施形態の発光素子２０を作製した。
　実施例１，２ともに、多重活性層部１０６，２０７の障壁層１０６Ｂ、２０７Ｂの組成はＡｌ０．８５ＧａＩｎＰで、障壁層１０６Ｃ、２０７Ｃの組成はＡｌ０．６０ＧａＩｎＰとした。これにより、ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップを小さくした。
　また、実施例１，２ともに、超格子障壁層１０５、２０５は、層１０５Ａ、２０５Ａを、膜厚１５ｎｍで、高Ａｌバンドギャップ層の材料（ＡｌＩｎＰ層）とし、層１０５Ｂ、２０５Ｂを、膜厚１５ｎｍで、低バンドギャップ層の材料（Ａｌ０．８５ＧａＩｎＰ）とし、これらの層の交互積層を２０回繰り返して形成した。
　このような発光素子の特性評価を行った。表１に、２０ｍＡの電流を流すのに要した電圧（ＶＦ）と、光出力（ＰＯ）を示す。
（比較例）
　実施例１と同様に、ただし、超格子障壁層１０５は設けずに発光素子を作製した。
　このような発光素子の特性評価を行った結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、２０ｍＡ通電時のＶＦ値は比較例及び実施例１，２の間で大きな差はなく、また、実施例１，２の方が、光出力（ＰＯ）は上昇している事が確認された。
　なお、実施例１，２では超格子障壁層の各層の膜厚を１５ｎｍとしたが、これより薄くすることで、サブバンドの形成準位をより高エネルギー側に変化させる事ができ、障壁を大きく取る事が出来る。サブバンド設計は低バンドギャップ層と高バンドギャップ層の膜厚で適宜設計可能なため、本質的に両者の膜厚が同一である必要がないことは言うまでもない。
（実施例３，４）
　実施例３として、図１に示す本発明の第１の実施形態の発光素子１０を作製した。また、実施例４として、図６に示す本発明の第２の実施形態の発光素子２０を作製した。
　実施例３，４ともに、多重活性層部１０６，２０７の障壁層１０６Ｂ、２０７Ｂの組成はＡｌ０．８５ＧａＩｎＰで、障壁層１０６Ｃ、２０７Ｃの組成はＡｌ０．６０ＧａＩｎＰとした。これにより、ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップを小さくした。
　また、実施例３，４ともに、超格子障壁層１０５、２０５は、層１０５Ａ、２０５Ａを、膜厚１５ｎｍで、高Ａｌバンドギャップ層の材料（ＡｌＩｎＰ層）とし、層１０５Ｂ、２０５Ｂを、膜厚１５ｎｍで、低バンドギャップ層の材料（ＧａＩｎＰ）とし、これらの層の交互積層を２０回繰り返して形成した。
　このような発光素子の特性評価を行った結果を表２に示す。参考として比較例の結果も示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１，２と同様に、比較例に比べてＶＦ値の差はほとんど無く、また、実施例３，４でも光出力（ＰＯ）は上昇している事が確認された。ただし、実施例１，２よりも光出力の上昇の程度は低い。この原因は活性層より小さなバンドギャップを有するＧａＩｎＰ層部で光吸収が起こり、実施例１，２より光出力を低下させたものと考えられる。但し、超格子障壁層の効果は光吸収が生じても損なわれておらず、光出力は比較例より上昇している。
（実施例５，６）
　実施例５として、図１に示す本発明の第１の実施形態の発光素子１０を作製した。また、実施例６として、図６に示す本発明の第２の実施形態の発光素子２０を作製した。
　実施例５，６ともに、多重活性層部１０６，２０７の障壁層１０６Ｂ、２０７Ｂの組成はＡｌ０．８５ＧａＩｎＰで、障壁層１０６Ｃ、２０７Ｃの組成はＡｌ０．６０ＧａＩｎＰとした。これにより、ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップを小さくした。
　また、実施例５，６ともに、超格子障壁層１０５、２０５は、層１０５Ａ、２０５Ａを、膜厚１５ｎｍで、高Ａｌバンドギャップ層の材料（ＡｌＩｎＰ層）とし、層１０５Ｂ、２０５Ｂを、膜厚１５ｎｍで、低バンドギャップ層の材料（Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ）とし、これらの層の交互積層を２０回繰り返して形成した。
　このような発光素子の特性評価を行った結果を表３に示す。参考として比較例の結果も示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例１，２と同様に、比較例とＶＦはほとんど変わらず、また、実施例５，６も光出力は上昇していることが確認された。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (4)

  1. 　少なくとも、ｐ型クラッド層と、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０≦ｘ≦０．６，０．４≦ｙ≦０．６）からなる３層以上の活性層及び該活性層よりＡｌ含有率ｘが高い２層以上の障壁層が交互に積層された多重活性層部と、ｎ型クラッド層とを有する化合物半導体基板を用いて製造された発光素子であって、
    　前記障壁層は、前記ｎ型クラッド層に近い側の障壁層に比べ、前記ｐ型クラッド層に近い側の障壁層の方がバンドギャップが小さく、かつ、前記化合物半導体基板は、前記多重活性層部と前記ｎ型クラッド層の間に、又は、前記ｎ型クラッド層中に、超格子障壁層を有するものであることを特徴とする発光素子。
  2. 　前記超格子障壁層は、（ＡｌｘＧａ１－ｘ）ｙＩｎ１－ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）及び／又はＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ（０≦ｚ≦１）からなり、バンドギャップが異なる層同士が交互に積層されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
  3. 　前記超格子障壁層は、バンドギャップが異なり、厚さが１５ｎｍ以下の層同士が交互に積層されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。
  4. 　前記超格子障壁層は、前記多重活性層部に隣接して形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140146839A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
CN104266143A (zh) * 2014-09-15 2015-01-07 潘凡峰 一种恶劣环境下使用的防爆led节能灯
CN109904287A (zh) * 2019-01-29 2019-06-18 华灿光电（浙江）有限公司 发光二极管外延片及其生长方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013107969B4 (de) 2013-07-25 2020-04-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
CN104269476A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 扬州乾照光电有限公司 一种掺杂超晶格结构的黄绿光led及其生产工艺
CN104868024A (zh) * 2015-03-31 2015-08-26 山西南烨立碁光电有限公司 一种多功能的新型AlGaInP结构
CN105206721B (zh) * 2015-10-29 2018-01-19 天津三安光电有限公司 发光二极管
US10418519B2 (en) * 2015-12-22 2019-09-17 Apple Inc. LED sidewall processing to mitigate non-radiative recombination
JP6921179B2 (ja) * 2016-07-28 2021-08-18 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 超格子を用いたｉｉｉ−ｐ発光デバイス
US20180033912A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Lumileds Llc Iii-p light emitting device with a superlattice
US10396241B1 (en) * 2016-08-04 2019-08-27 Apple Inc. Diffusion revealed blocking junction
KR20200088934A (ko) 2019-01-15 2020-07-24 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63153887A (ja) * 1986-08-08 1988-06-27 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPH06283822A (ja) * 1993-03-30 1994-10-07 Nec Corp 超格子構造体及び半導体発光素子
JP2008243904A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Corp 半導体発光素子およびその製造方法ならびに発光装置
WO2010021457A2 (ko) * 2008-08-20 2010-02-25 서울옵토디바이스주식회사 변조도핑층을 갖는 발광 다이오드
JP2010087270A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3245937B2 (ja) * 1992-03-25 2002-01-15 ソニー株式会社 半導体発光素子
JPH06326406A (ja) * 1993-03-18 1994-11-25 Fuji Xerox Co Ltd 半導体レーザ装置
JP3761589B2 (ja) 1993-03-26 2006-03-29 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2504372B2 (ja) 1993-04-27 1996-06-05 日本電気株式会社 超格子構造体
JPH0888404A (ja) 1994-09-17 1996-04-02 Toshiba Corp 面発光型半導体発光装置
JP3408413B2 (ja) 1998-03-06 2003-05-19 松下電器産業株式会社 半導体の製造方法及び半導体装置
JPH11274635A (ja) * 1998-03-19 1999-10-08 Hitachi Ltd 半導体発光装置
JP4061040B2 (ja) 2001-07-31 2008-03-12 アンリツ株式会社 多重量子井戸半導体素子
JP2006032837A (ja) 2004-07-21 2006-02-02 Toshiba Corp 半導体発光素子
JP2007258269A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体光素子
JP2008103534A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Hitachi Cable Ltd 半導体発光素子
JP5309971B2 (ja) * 2008-12-24 2013-10-09 信越半導体株式会社 発光素子
JP5407359B2 (ja) * 2009-01-23 2014-02-05 信越半導体株式会社 発光ダイオード

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63153887A (ja) * 1986-08-08 1988-06-27 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPH06283822A (ja) * 1993-03-30 1994-10-07 Nec Corp 超格子構造体及び半導体発光素子
JP2008243904A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Corp 半導体発光素子およびその製造方法ならびに発光装置
WO2010021457A2 (ko) * 2008-08-20 2010-02-25 서울옵토디바이스주식회사 변조도핑층을 갖는 발광 다이오드
JP2010087270A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光素子

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140146839A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
EP2816615B1 (en) * 2013-06-18 2019-09-11 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device and lighting system
KR102101356B1 (ko) 2013-06-18 2020-04-17 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
CN104266143A (zh) * 2014-09-15 2015-01-07 潘凡峰 一种恶劣环境下使用的防爆led节能灯
CN104266143B (zh) * 2014-09-15 2015-10-28 潘凡峰 一种恶劣环境下使用的防爆led节能灯
CN109904287A (zh) * 2019-01-29 2019-06-18 华灿光电（浙江）有限公司 发光二极管外延片及其生长方法
CN109904287B (zh) * 2019-01-29 2020-07-31 华灿光电（浙江）有限公司 发光二极管外延片及其生长方法

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Publication number Publication date
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