JPH06244506A - Semiconductor display and its manufacture - Google Patents
Semiconductor display and its manufactureInfo
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- JPH06244506A JPH06244506A JP3056093A JP3056093A JPH06244506A JP H06244506 A JPH06244506 A JP H06244506A JP 3056093 A JP3056093 A JP 3056093A JP 3056093 A JP3056093 A JP 3056093A JP H06244506 A JPH06244506 A JP H06244506A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体表示装置、特に
赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂの３原色光を自己発光させてカラー
表示を行うことができる半導体表示装置に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor display device, and more particularly to a semiconductor display device capable of performing color display by self-emitting light of three primary colors of red R, green G and blue B.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＧａＡｓ基板上に III−V 族の元素をエ
ピタキシャル成長することによって赤色発光素子が作製
されている。また、これらを同一基板上に複数作製する
ことによって赤色発光素子のマトリックスをつくること
が提案されている。2. Description of the Related Art A red light emitting device is manufactured by epitaxially growing a group III-V element on a GaAs substrate. Further, it has been proposed to fabricate a matrix of red light emitting devices by producing a plurality of these on the same substrate.
【０００３】更に青色発光素子及び緑色発光素子を形成
して、３原色発光素子を得ることが望まれているが、室
温での発光は最も短波長発光が可能なＡｌＧａＩｎＰを
用いても赤色しか得られていないことや、またＢＮ系の
化合物半導体等では青色発光は可能であるが、結晶性及
び生産性に優れて入手が容易且つ廉価なＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ基板との格子定数が一致しないことから、３原色を I
II−V 族の元素で同一基板上に生産性良く形成すること
は困難であった。Further, it is desired to form a blue light emitting element and a green light emitting element to obtain a three-primary-color light emitting element. However, light emission at room temperature is red even if AlGaInP capable of emitting light of the shortest wavelength is used. Not available, and blue light emission is possible with BN-based compound semiconductors, etc., but GaAs and Ga, which have excellent crystallinity and productivity and are easily available and inexpensive
Since the lattice constants of the P substrate do not match, the three primary colors I
It was difficult to form II-V group elements on the same substrate with good productivity.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】これに対し、ＧａＡｓ
基板上にII−VI族の元素、例えば（Ｃｄ0.2 Ｚｎ0.8 ）
ＳｅをＺｎＳｅで挟んでエピタキシャル成長することに
よって、緑色発光のＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ
（レーザダイオード）を作製することができる。On the other hand, GaAs
II-VI group elements, such as (Cd 0.2 Zn 0.8 ), on the substrate
By epitaxially growing Se sandwiched by ZnSe, green-emitting LEDs (light-emitting diodes) and LDs
(Laser diode) can be manufactured.
【０００５】更にまた本出願人は、先に出願した特願平
４−３２２５３号出願等において、ＺｎＳｅをＺｎＭｇ
ＳＳｅで挟んだ構造とすることによって青色発光のＬ
Ｄ、ＬＥＤを構成することを提案した。Furthermore, the applicant of the present invention, in the previously filed Japanese Patent Application No. 4-32253, etc., uses ZnSe as ZnMg.
Blue light emitting L
D, proposed to construct LED.
【０００６】このような発光素子を同一基板上に形成し
た構成や製造方法は提案されておらず、例えば各素子を
並置配列した表示装置の報告はあるものの、１画素の大
きさが５ｍｍ程度と比較的大きく、表示領域全体として
は１０インチ以上の大きさになってしまうという問題が
ある。No structure or manufacturing method has been proposed in which such light emitting elements are formed on the same substrate. For example, although there is a report of a display device in which the respective elements are arranged side by side, the size of one pixel is about 5 mm. There is a problem that it is relatively large, and the entire display area becomes 10 inches or more.
【０００７】本発明は、化合物半導体層の組成を変化さ
せて１回の結晶成長により同一基板上に自己発光型の
Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色部を形成して成る全く新規な半導体
表示装置を提供する。The present invention is a completely new semiconductor display device in which the composition of the compound semiconductor layer is changed and the three primary color portions of R, G and B of self-emission type are formed on the same substrate by one crystal growth. I will provide a.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、その一例の略
線的拡大断面図を図１に示すように、同一の基板１上
に、II−VI族化合物半導体より成る３原色発光部が結晶
成長により集積形成された構成とする。According to the present invention, as shown in FIG. 1 which is an enlarged schematic cross-sectional view of an example thereof, a three primary color light emitting portion made of a II-VI group compound semiconductor is formed on the same substrate 1. An integrated structure is formed by crystal growth.
【０００９】また本発明は、上述の構成において、青色
発光部４ｂとしてＺｎ（ＳＳｅ）、緑色発光部４ｇとし
て（ＺｎＣｄ）（ＳｅＴｅ）、赤色発光部４ｒとしてＣ
ｄ（ＳｅＴｅ）を用いて、これら発光部を少なくともＺ
ｎ（ＳＳｅ）又は（ＭｇＺｎ）（ＳＳｅ）より成る第１
導電型クラッド層２及び第２導電型クラッド層６により
挟んで３原色発光部を構成する。According to the present invention, in the above structure, the blue light emitting portion 4b is Zn (SSe), the green light emitting portion 4g is (ZnCd) (SeTe), and the red light emitting portion 4r is C.
Using d (SeTe), at least Z
n (SSe) or (MgZn) (SSe) first
It is sandwiched by the conductive type clad layer 2 and the second conductive type clad layer 6 to form a three primary color light emitting part.
【００１０】更にまた本発明は、上述の構成において、
基板１をＧａＡｓより構成する。また本発明は、上述の
構成において、各発光部４ｂ、４ｇ及び４ｒをＬＥＤ、
又はＬＤとして構成する。Furthermore, the present invention has the above-mentioned structure.
The substrate 1 is made of GaAs. Further, in the present invention, in the above structure, each of the light emitting portions 4b, 4g and 4r is an LED,
Alternatively, it is configured as an LD.
【００１１】更に本発明は、上述の構成を投射型表示装
置に適用する。また本発明は、上述の構成において、発
光部を所定方向に青、緑、赤、緑、青の順番に１回の結
晶成長により配列した構成とする。Furthermore, the present invention applies the above-mentioned configuration to a projection type display device. Further, in the present invention, in the above structure, the light emitting portions are arranged in a predetermined direction in the order of blue, green, red, green and blue by one crystal growth.
【００１２】更に本発明は、その一例の一製造工程図を
図２に示すように、少なくとも半導体基板１上に、II−
VI族化合物半導体より成る第１導電型のクラッド層２を
成長する工程と、II−VI族化合物半導体より成る発光部
４を、マスクによりその組成比を図３にその一例を示す
ように制御して成長する工程と、II−VI族化合物半導体
より成る第２導電型のクラッド層６を成長する工程とを
有する。Further, according to the present invention, as shown in a manufacturing process diagram of one example thereof, as shown in FIG.
The step of growing the first-conductivity-type cladding layer 2 made of a group VI compound semiconductor and the light emitting portion 4 made of a group II-VI compound semiconductor are controlled by a mask to control the composition ratio thereof as shown in FIG. And a step of growing the second-conductivity-type cladding layer 6 made of a II-VI group compound semiconductor.
【００１３】[0013]
【作用】上述したように本発明においては、同一基板上
に、II−VI族化合物半導体より成る３原色発光部Ｒ、
Ｇ、Ｂを結晶成長により集積形成して構成するものであ
り、II−VI族化合物半導体より成る活性層を、マスクを
用いてその組成比を制御して形成することにより１回の
結晶成長で自己発光型の高精細度の表示装置を形成する
ことができる。As described above, in the present invention, the three primary color light emitting portions R made of II-VI group compound semiconductors are formed on the same substrate.
G and B are integrated and formed by crystal growth, and an active layer made of a II-VI group compound semiconductor is formed by controlling the composition ratio thereof using a mask so that one crystal growth can be performed. A self-luminous display device with high definition can be formed.
【００１４】即ち、ＧａＡｓ基板上にＺｎＳ、（ＺｎＣ
ｄ）（ＳｅＴｅ）、Ｃｄ（ＳｅＴｅ）の各青、緑及び赤
色発光活性層を例えばＺｎとＣｄの組成比をマスクを用
いて制御することにより、青、緑、赤、緑、青の順番で
同一基板上に１回の結晶成長で形成することが容易とな
る。そしてこれら活性層をＺｎＳｅ、又は（ＭｇＺｎ）
（ＳＳｅ）で挟んだ構造とすることによって、同一基板
上に赤色、緑色、青色の発光素子、即ちＬＥＤ又はＬＤ
を結晶成長によって集積形成することができる。That is, ZnS, (ZnC
d) (SeTe), Cd (SeTe) blue, green and red light emitting active layers are controlled in order of blue, green, red, green and blue by controlling the composition ratio of Zn and Cd using a mask, for example. It becomes easy to form them on the same substrate by one-time crystal growth. And these active layers are ZnSe or (MgZn)
With the structure sandwiched by (SSe), red, green, and blue light emitting elements, that is, LEDs or LDs, are formed on the same substrate.
Can be integrally formed by crystal growth.
【００１５】このように材料を選定する場合、これら３
原色の発光活性層及びクラッド層を、結晶性、生産性に
優れて入手が容易且つ廉価な例えばＧａＡｓ，ＧａＰ等
の基板と格子整合させることができることから極めて安
定となり、実用上充分な寿命を得ることができる。When materials are selected in this way, these 3
Since the primary color light emitting active layer and the clad layer can be lattice-matched with a substrate such as GaAs or GaP which has excellent crystallinity and productivity, is easily available, and is inexpensive, it is extremely stable and has a practically sufficient life. be able to.
【００１６】これらの素子を１次元アレーに作製し、こ
こからの情報信号に対応した発光を多面体ミラー等によ
り走査照射させることによって、投射型表示装置を構成
することができる。また、このように基板上に発光素子
を集積化することによって高精細度で自己発光型の半導
体表示装置が実現できる。A projection-type display device can be constructed by forming these elements in a one-dimensional array and scanning and irradiating the light emission corresponding to the information signal from the element with a polyhedral mirror or the like. Further, by integrating the light emitting element on the substrate as described above, a self-luminous semiconductor display device with high definition can be realized.
【００１７】[0017]
【実施例】以下図面を参照して本発明実施例を詳細に説
明する。この例においては、青色発光部としてＺｎＳ
ｅ、緑色発光部として（ＺｎＣｄ）（ＳｅＴｅ）、赤色
発光部としてＣｄ（ＳｅＴｅ）が用いられ、これら発光
部がＺｎＳｅ又は（ＭｇＺｎ）（ＳＳｅ）より成る第１
導電型の例えばｎ型クラッド層及び第２導電型の例えば
ｐ型クラッド層により挟まれて３原色発光部をＬＥＤ又
はＬＤとして発光させた表示装置の例を示す。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In this example, ZnS is used as the blue light emitting portion.
e, (ZnCd) (SeTe) is used as the green light emitting portion, Cd (SeTe) is used as the red light emitting portion, and these light emitting portions are made of ZnSe or (MgZn) (SSe).
An example of a display device in which a three-primary-color light emitting portion is made to emit light as an LED or an LD, is sandwiched between a conductive type, for example, an n-type clad layer and a second conductive type, for example, a p-type clad layer.
【００１８】図４に、結晶成長装置の一例としてＭＢＥ
（分子線エピタキシー）法による蒸着装置の概略構成図
を示す。この場合、超高真空（１０-7Ｔｏｒｒ程度以下
の圧力）とされた真空容器２０の中に、基板１を保持す
る基板ホルダー１２が設けられて成り、ここに支持され
た基板１の表面に対向する位置に、複数の分子線源１１
いわゆるＫセルと、ＲＦ（高周波）や例えばＥＣＲ（電
子サイクロトロン共鳴）によるプラズマ発生源２１とが
設けられる。２２はマグネット、２３はマイクロ波端
子、２４はＮ2 ガス等を導入するガス導入管、２５はシ
ャッターを示す。FIG. 4 shows MBE as an example of a crystal growth apparatus.
The schematic block diagram of the vapor deposition apparatus by the (molecular beam epitaxy) method is shown. In this case, a substrate holder 12 for holding the substrate 1 is provided in a vacuum container 20 which is set to an ultra-high vacuum (pressure of about 10 −7 Torr or less), and the surface of the substrate 1 supported on the substrate holder 12 is provided. A plurality of molecular beam sources 11 are provided at opposite positions.
A so-called K cell and a plasma generation source 21 by RF (high frequency) or ECR (electron cyclotron resonance), for example, are provided. Reference numeral 22 is a magnet, 23 is a microwave terminal, 24 is a gas introduction pipe for introducing N 2 gas or the like, and 25 is a shutter.
【００１９】そして、基板１と分子線源１１との間にＣ
ｄとＺｎの組成を制御するために例えば２枚のマスク１
３を設け、このマスク１３はプラズマ発生源２１のシャ
ッター２５と同期して開閉できるようになされている。C is placed between the substrate 1 and the molecular beam source 11.
To control the composition of d and Zn, for example, two masks 1
3, the mask 13 can be opened and closed in synchronization with the shutter 25 of the plasma generation source 21.
【００２０】このような装置を用いて、３原色発光部の
結晶成長を次の工程により行うことができる。この例に
おいてはＬＥＤとして発光させる場合を示す。先ず、原
料となる高純度のＺｎ、Ｃｄ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、またド
ーパントとしてＣｌを別々の分子線源１１にそれぞれ充
填する。図４においては４つの分子線源１１のみを示
す。また表面を清浄にしたＧａＡｓ等より成る基板１を
基板ホルダー１２に装着する。また真空容器内を１０-8
Ｐａ程度に排気した後、分子線源１１を加熱して、適当
な分子線強度が得られるように調節する。Using such an apparatus, the crystal growth of the three primary color light emitting portions can be performed by the following steps. In this example, the case of emitting light as an LED is shown. First, high-purity Zn, Cd, S, Se, and Te as raw materials and Cl as a dopant are filled in different molecular beam sources 11, respectively. In FIG. 4, only four molecular beam sources 11 are shown. Further, the substrate 1 made of GaAs or the like whose surface is cleaned is mounted on the substrate holder 12. The inside of the vacuum vessel 10 -8
After exhausting to about Pa, the molecular beam source 11 is heated and adjusted so that an appropriate molecular beam intensity is obtained.
【００２１】次に基板を６００℃程度に加熱して、表面
をさらに清浄化する。その後基板温度を３００℃程度に
下げて、化合物半導体層の成長を開始する。この場合ｎ
型結晶成長をするときはＣｌを分子線源１１から照射
し、ｐ型結晶成長を開始するときは、マスク１３とシャ
ッター２５とを同期して開き、同時にプラズマ発生源２
１からＮのプラズマを照射してそれぞれの成長を行う。Next, the substrate is heated to about 600 ° C. to further clean the surface. Then, the substrate temperature is lowered to about 300 ° C., and the growth of the compound semiconductor layer is started. In this case n
When growing the p-type crystal, Cl is irradiated from the molecular beam source 11, and when starting the p-type crystal growth, the mask 13 and the shutter 25 are opened synchronously, and at the same time, the plasma generation source 2
Each of the growth is performed by irradiating the plasma of 1 to N.
【００２２】本実施例においては、図２に示すように、
基板１の上に第１導電型クラッド層２としてｎ型ＺｎＳ
ｅを成長した後、ＺｎＳｅ−（ＣｄＺｎ）（ＳｅＴｅ）
の多重量子井戸（ＭＱＷ）構造より成る発光部４を作製
する。ＣｄとＺｎの組成比を変調することによって、発
光する色を変えることができる。例えば赤色はＣｄ＝１
００％、緑色はＣｄ＝２０％、青色はＣｄ＝０％の原子
比としてそれぞれ成長すれば良い。In this embodiment, as shown in FIG.
N-type ZnS as the first conductivity type cladding layer 2 on the substrate 1
After growing e, ZnSe- (CdZn) (SeTe)
The light emitting section 4 having the multiple quantum well (MQW) structure is manufactured. The color of emitted light can be changed by modulating the composition ratio of Cd and Zn. For example, red has Cd = 1
The atomic ratio may be 00% for green, Cd = 20% for blue, and Cd = 0% for blue.
【００２３】この例においては、その組成制御のために
上述の図４に示す装置によってＺｎ（ＳｅＴｅ）、Ｃｄ
（ＳｅＴｅ）を２枚のマスク１３を用いて交互に成長さ
せる。即ちＳｅ、Ｔｅビームを当てた後、マスクを通し
てＺｎビームを照射すると、マスクの例えばストライプ
状に形成された孔部からＺｎビームが通過して照射さ
れ、Ｚｎビーム強度が大となる領域はその濃度が大とな
って青色発光部４ｂとなる。In this example, Zn (SeTe), Cd and
(SeTe) is grown alternately using the two masks 13. That is, when the Zn beam is irradiated through the mask after the Se and Te beams are applied, the Zn beam passes through the mask, for example, through a hole formed in a stripe shape and is irradiated, and a region where the Zn beam intensity becomes large has its concentration. Becomes large and becomes the blue light emitting portion 4b.
【００２４】また、Ｓｅ、Ｔｅビームを照射した後、マ
スクを通して今度はＣｄのビームを照射すると、同様に
マスクの孔部からＣｄビームが通過して照射され、Ｃｄ
ビーム強度の大となる部分はＣｄ濃度が大となって赤色
発光部４ｒとなる。またＣｄビーム及びＺｎビームが混
入した領域は、緑色発光部４ｇとなる。Further, after irradiating the Se and Te beams and then irradiating the Cd beam through the mask, the Cd beam also irradiates through the hole of the mask to irradiate the Cd beam.
The portion where the beam intensity is high has a high Cd concentration and becomes the red light emitting portion 4r. A region in which the Cd beam and the Zn beam are mixed becomes the green light emitting portion 4g.
【００２５】このようにして得られる発光部は、図３に
その一部を示すように、Ｃｄが徐々に増加減少し、その
ピークにおいてII族元素がＣｄのみとなる分布となり、
この分布が基板１上において周期的に繰り返される濃度
分布として構成される。その上にｐ型のＺｎＳｅ等より
成る第２導電型のクラッド層６を成長させる。更にこの
後、第２導電型のクラッド層６の上に全面的に電極８Ａ
をスパッタリング等により被着し、各色発光部毎に分断
されるように、即ち上述のストライプ状のマスクに沿う
ストライプ状パターンとして、フォトリソグラフィ等の
適用によって、即ちフォトレジストの塗布、マスク露
光、ウェットエッチング又はＲＩＥ（反応性イオンエッ
チング）等のエッチングにより溝９を形成する。そして
更に基板１の裏面側に電極８Ｂを全面的にスパッタリン
グ等により被着して、図１に示す半導体表示装置を得る
ことができる。In the light emitting portion thus obtained, as shown in a part of FIG. 3, Cd is gradually increased and decreased, and the distribution is such that the group II element is only Cd at the peak.
This distribution is configured as a concentration distribution which is periodically repeated on the substrate 1. A second conductivity type cladding layer 6 made of p-type ZnSe or the like is grown thereon. After that, the electrode 8A is entirely formed on the second conductivity type clad layer 6.
By sputtering or the like, so as to be divided for each color light emitting portion, that is, as a stripe pattern along the above-mentioned stripe mask, by application of photolithography, that is, application of photoresist, mask exposure, wet The groove 9 is formed by etching such as etching or RIE (reactive ion etching). Then, the electrode 8B is entirely deposited on the back surface side of the substrate 1 by sputtering or the like, whereby the semiconductor display device shown in FIG. 1 can be obtained.
【００２６】この場合、電極８Ａ及び８Ｂは薄い金属電
極か、或いはＩＴＯ（Ｉｎ、Ｓｎの複合酸化物）等の透
明電極などの、光透過性の電極として配線形成する。In this case, the electrodes 8A and 8B are formed as thin metal electrodes or light-transmissive electrodes such as transparent electrodes such as ITO (composite oxide of In and Sn).
【００２７】尚、上述のクラッド層２、６はＺｎＳのみ
によることなくＺｎＳＳｅとすることもできる。特にそ
のＳとＳｅの組成比を、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94と選定する
ことによって基板１との完全な格子整合をとることがで
きる。The cladding layers 2 and 6 may be made of ZnSSe instead of ZnS. Particularly, by selecting the composition ratio of S and Se as ZnS 0.06 Se 0.94 , perfect lattice matching with the substrate 1 can be achieved.
【００２８】また、各発光部のVI族元素としてＳｅのみ
を用い、それぞれ青色発光部をＺｎＳｅ、緑色発光部を
ＺｎＣｄＳｅ、赤色発光部をＣｄＳｅとして構成するこ
ともできる。It is also possible to use only Se as the group VI element of each light emitting portion, and to configure the blue light emitting portion as ZnSe, the green light emitting portion as ZnCdSe, and the red light emitting portion as CdSe, respectively.
【００２９】このようにして得られる発光素子は、青、
緑、赤、緑、青‥‥の順番にストライプ状に各色発光部
４ｒ、４ｇ及び４ｂが形成される。そしてこの各発光部
の例えばストライプ幅を変調させることにより、所望の
発光強度比を採ることができ、ホワイトバランスを容易
にとることができる。The light emitting device thus obtained is blue,
The light emitting portions 4r, 4g, and 4b of each color are formed in the order of green, red, green, blue, ... Then, by modulating, for example, the stripe width of each light emitting portion, a desired light emission intensity ratio can be obtained and white balance can be easily achieved.
【００３０】更にまた、ＬＥＤ発光部とする場合、例え
ば上述の例において発光部４ｒ、４ｇ及び４ｂ上に第２
導電型のクラッド層６を設けることなく構成することも
できる。Further, when the LED light emitting portion is used, for example, in the above-mentioned example, the second light emitting portion is provided on the light emitting portions 4r, 4g and 4b.
It may be configured without providing the conductive clad layer 6.
【００３１】そしてこのような３原色発光部を基板上に
例えば２次元マトリクス状に集積化することによって、
例えば図５にその一例の模式的な構成図を示すように、
３原色発光部３０の２辺、例えば図５において上辺及び
左辺に沿ってそれぞれ例えば水平走査回路３１と垂直走
査回路３２を基板１上に設け、これにより順次情報信号
に対応して発光を走査して例えば映像の表示を行うこと
ができる。この場合、３インチ以下程度の高精細度、自
己発光型の小型ディスプレイを得ることができる。Then, by integrating such three primary color light emitting portions on a substrate in a two-dimensional matrix, for example,
For example, as shown in the schematic configuration diagram of FIG.
For example, a horizontal scanning circuit 31 and a vertical scanning circuit 32 are provided on the substrate 1 along two sides of the three-primary-color light emitting unit 30, for example, the upper side and the left side in FIG. 5, so that light emission is sequentially scanned in accordance with the information signal. For example, an image can be displayed. In this case, it is possible to obtain a self-luminous small display with high definition of about 3 inches or less.
【００３２】更に、図６に他の例の模式的な構成図を示
すように、例えば３原色発光部４０を１次元アレイとし
て構成する場合、これを投射することによって投射型の
半導体表示装置を得ることができる。３原色発光部４０
から発光された光が例えば多面体反射鏡４１で反射さ
れ、この回転によって１次元アレイの配列方向と直交す
る方向に走査されて反射鏡４２に走査照射され、ここか
らスクリーン４３の裏面側、即ち矢印ｓで示す映像等の
表示を視認する側とは反対側の面に投射され、いわゆる
リアプロジェクションタイプの投射型表示装置を構成す
ることができる。４４は装置本体を示す。Further, as shown in a schematic configuration diagram of another example in FIG. 6, when the three-primary-color light emitting section 40 is constructed as a one-dimensional array, by projecting this, a projection type semiconductor display device is obtained. Obtainable. 3 primary color light emitting section 40
The light emitted from is reflected by, for example, a polyhedral reflecting mirror 41, and by this rotation, scanning is performed in a direction orthogonal to the arrangement direction of the one-dimensional array and scanning irradiation is performed on the reflecting mirror 42. It is possible to configure a so-called rear projection type projection display device in which the image such as the image shown by s is projected on the surface opposite to the side on which the display is visually recognized. Reference numeral 44 denotes the apparatus main body.
【００３３】また、本発明はこのような構成に限ること
なく、例えば上述の構成においてスクリーン１をはずし
て遠方の大型スクリーンに表示を行ういわゆるプロジェ
クター型表示装置とすることもできる等、種々の変形変
更が可能である。Further, the present invention is not limited to such a configuration, and various modifications such as a so-called projector type display device in which the screen 1 is removed in the above-described configuration to display on a large distant screen are possible. It can be changed.
【００３４】次に、図７Ａ及びＢの製造工程図を参照し
て、本発明の他の実施例を説明する。この場合、発光部
をＬＤにより構成するもので、図７Ａに示すように例え
ばｎ型のＧａＡｓ等より成る基板１上に、順次第１導電
型例えばｎ型の（ＭｇＺｎ）（ＳＳｅ）より成るクラッ
ド層２、ＺｎＳＳｅ又はＺｎＳｅより成る例えばｎ型の
ガイド層３、例えばＺｎＳｅ−（ＺｎＣｄ）（ＳｅＴ
ｅ）が積層されたＭＱＷ型構成の発光部４、例えばｐ型
のＺｎＳＳｅ又はＺｎＳｅより成るガイド層５、（Ｍｇ
Ｚｎ）（ＳＳｅ）より成る第２導電型例えばｐ型のクラ
ッド層６を上述の図４に示す装置によってエピタキシャ
ル成長する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the manufacturing process diagrams of FIGS. 7A and 7B. In this case, the light emitting portion is composed of an LD, and as shown in FIG. 7A, a cladding of a first conductivity type, for example, n-type (MgZn) (SSe) is sequentially formed on a substrate 1 made of n-type GaAs or the like. Layer 2, e.g. n-type guide layer 3 made of ZnSSe or ZnSe, e.g. ZnSe- (ZnCd) (SeT.
e) laminated MQW type light emitting section 4, for example, p-type ZnSSe or ZnSe guide layer 5, (Mg
The second conductivity type, for example, p-type cladding layer 6 made of Zn) (SSe) is epitaxially grown by the apparatus shown in FIG.
【００３５】この場合においても、上述の図１において
説明した例と同様に、発光部４の組成は、Ｚｎ、Ｃｄの
分子ビームをマスク１３により部分的に通過させて基板
１に照射して濃度を変調させて結晶成長する。Also in this case, similarly to the example described in FIG. 1 described above, the composition of the light emitting portion 4 is such that the molecular beam of Zn and Cd is partially passed through the mask 13 and the substrate 1 is irradiated with the concentration. Are modulated to grow crystals.
【００３６】このようにして形成した各色発光部は、図
７Ｂに示すように、青色発光部４ｂ、緑色発光部４ｇ、
赤色発光部４ｒ、緑色発光部４ｇ、青色発光部４ｂ‥‥
の順番に構成される。そしてこの後、第２導電型のクラ
ッド層６の上に電極８Ａを被着した後、各色発光部４
ｂ、４ｇ及び４ｒを分断する溝９をフォトリソグラフィ
等の適用によって形成し、更に基板１の裏面側に電極８
Ｂを被着して、発光端面を劈開等により形成して、ＬＤ
による３原色発光部を構成することができる。As shown in FIG. 7B, each color light emitting portion formed in this manner has a blue light emitting portion 4b, a green light emitting portion 4g, and
Red light emitting portion 4r, green light emitting portion 4g, blue light emitting portion 4b.
It is composed in the order of. After that, after the electrode 8A is deposited on the second conductivity type cladding layer 6, the light emitting portions 4 of the respective colors are formed.
A groove 9 for dividing b, 4g and 4r is formed by applying photolithography or the like, and an electrode 8 is formed on the back surface side of the substrate 1.
B is attached, and the light emitting end face is formed by cleavage, and the LD
It is possible to configure a three-primary-color light emitting unit according to the above.
【００３７】この場合、前述の本出願人の出願に係る特
願平４−３２２５３号出願において説明したように、Ｚ
ｎＭｇＳＳｅの組成比を適切に選定することによって、
ＧａＡｓより成る基板１に格子整合させることができ
る。図８は、Ｚｎx Ｍｇ1-x Ｓ y Ｓｅ1-y における組成
比ｘ，ｙを変化させた各材料の、それぞれによるフォト
ルミネセンス（ＰＬ）のスペクトラムのバンド端発光か
ら得たバンドギャップＥｇ（ｅＶ）を、各材料の組成を
示すプロット点□に部分的に添書したもので、図８にお
いて直線Ａで示す組成においてＧａＡｓ基板と格子整合
した。また、図８中曲線ａ〜ｉは、２．８ｅＶ〜３．６
ｅＶのバンドギャップの得られる組成をそれぞれ模式的
に示したものである。In this case, the special feature of the above-mentioned applicant's application
As explained in the application No. 4-32253, Z
By selecting the composition ratio of nMgSSe appropriately,
Can be lattice matched to the substrate 1 made of GaAs
It FIG. 8 shows ZnxMg1-xS ySe1-yComposition in
Photo of each material with different ratios x and y
Is it a band edge emission of the luminescence (PL) spectrum?
The bandgap Eg (eV) obtained from
It is a partial addition to the plot points □ shown in Fig. 8.
The composition indicated by the straight line A is lattice-matched with the GaAs substrate.
did. Further, the curves a to i in FIG. 8 are 2.8 eV to 3.6.
The composition of the eV band gap obtained is schematically shown.
It is shown in.
【００３８】この図８からわかるように、（ＭｇＺｎ）
（ＳＳｅ）の組成比を直線Ａに対応する値に選定してク
ラッド層２、６を結晶成長することによって、基板１に
格子整合させることができて、発光効率が高いなど特性
の向上をはかり、また安定した動作、更に連続発振等を
可能とした発光部を構成することができる。As can be seen from FIG. 8, (MgZn)
By selecting the composition ratio of (SSe) to a value corresponding to the straight line A and growing the cladding layers 2 and 6 by crystal growth, lattice matching can be achieved with the substrate 1, and the characteristics such as high luminous efficiency are improved. Further, it is possible to configure a light emitting unit that enables stable operation and further continuous oscillation.
【００３９】またこの場合においても、ガイド層３、５
としてＺｎＳを用いることもできる。しかしながらＺｎ
ＳＳｅを用いて、特にＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94の組成を選ぶ
ことによって、基板との完全な格子整合をとることが可
能となる。Also in this case, the guide layers 3, 5
ZnS can also be used as. However Zn
By using SSe, particularly by selecting the composition of ZnS 0.06 Se 0.94 , it is possible to achieve perfect lattice matching with the substrate.
【００４０】このような構成によってレーザ発光する発
光部を、例えば１次元アレーとして並置配列することに
より、これを例えば１方向に走査することによって、投
射型の表示装置が実現できる。また、ＬＤを例えば面発
光型構成とすることによって、２次元マトリクス型の発
光部を構成し、これを直接投射することも可能である。A projection type display device can be realized by arranging the light emitting portions for emitting laser light with such a configuration side by side as a one-dimensional array and scanning the light emitting portions in one direction, for example. It is also possible to form a two-dimensional matrix type light emitting unit by directly forming the LD by, for example, forming a surface emitting type LD.
【００４１】このようにＬＤにより発光部を構成する場
合においても１回の結晶成長によって自己発光型の高精
細度の表示装置を得ることができ、特に３インチ以下程
度の小型化が可能であり、またこれを投射して投射型表
示装置を得ることもできる。更に、各発光部を面発光型
のＬＤより構成することによって、例えばＡ４サイズ
（２９７×２１０ｍｍ）程度の投射型表示装置を得るこ
ともできる。Even when the light emitting portion is formed by the LD as described above, it is possible to obtain a self-luminous display device with high definition by performing crystal growth once, and in particular, downsizing of about 3 inches or less is possible. It is also possible to obtain a projection type display device by projecting this. Further, by forming each light emitting unit by a surface emitting LD, for example, a projection type display device of about A4 size (297 × 210 mm) can be obtained.
【００４２】尚、本発明は上述の各実施例に限定される
ことなく、その他種々の材料を用いることができ、また
その構成も例えば基板１と第１導電型のクラッド層２と
の間にバッファ層を設ける等、種々の変形変更が可能で
ある。また、製造方法も上述の製造装置に限ることな
く、各種結晶成長法を利用し得ることはいうまでもな
い。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various other materials can be used, and the structure thereof is, for example, between the substrate 1 and the first conductivity type cladding layer 2. Various modifications can be made such as providing a buffer layer. Further, it goes without saying that the manufacturing method is not limited to the manufacturing apparatus described above, and various crystal growth methods can be used.
【００４３】[0043]
【発明の効果】上述したように本発明によれば、II−VI
族化合物半導体を用いることにより、結晶性及び生産性
に優れ入手が容易且つ廉価なＧａＡｓ等の基板を用いて
格子整合させることができ、安定で信頼性の高い半導体
表示装置を構成することができる。As described above, according to the present invention, II-VI
By using a group compound semiconductor, lattice matching can be performed using a substrate such as GaAs which is excellent in crystallinity and productivity and is easily available and inexpensive, and a stable and highly reliable semiconductor display device can be configured. .
【００４４】また、各色発光部を１次元アレイ状に作製
し、発光を走査して投射することによって投射型の半導
体表示装置を得ることができる。更に、３原色発光部を
基板上に例えば２次元マトリクス状に集積化することに
よって３インチ以下程度の高精細度、自己発光型の小型
ディスプレイを得ることができる。Further, a projection type semiconductor display device can be obtained by producing the light emitting portions of each color in a one-dimensional array and scanning the emitted light for projection. Furthermore, by integrating the three-primary-color light-emitting portions on a substrate in a two-dimensional matrix, for example, a high-definition, self-luminous small-sized display of about 3 inches or less can be obtained.
【００４５】また面発光型のＬＤより各発光部を構成す
ることによって、例えばＡ４サイズ程度の投射型表示装
置を得ることもできる。Further, by forming each light emitting portion by a surface emitting type LD, it is possible to obtain a projection type display device of about A4 size, for example.
【図１】本発明の一実施例の略線的拡大断面図である。FIG. 1 is an enlarged schematic cross-sectional view of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例の一製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of an example of the present invention.
【図３】Ｃｄの濃度分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a Cd concentration distribution.
【図４】結晶成長装置の一例の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of a crystal growth apparatus.
【図５】本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の他の実施例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention.
【図７】本発明の他の実施例の製造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process drawing of another embodiment of the present invention.
【図８】Ｚｎx Ｍｇ1-x Ｓy Ｓｅ1-y のｘ，ｙ組成変化
に対するバンドギャップの変化を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change in band gap with respect to a change in x, y composition of Zn x Mg 1-x S y Se 1-y .
１ 基板 ２ 第１導電型のクラッド層 ３ ガイド層 ４ 発光部 ４ｂ 青色発光部 ４ｇ 緑色発光部 ４ｒ 赤色発光部 ５ ガイド層 ６ 第２導電型のクラッド層 ８Ａ 電極 ８Ｂ 電極 ９ 溝 1 substrate 2 first conductivity type clad layer 3 guide layer 4 light emitting part 4b blue light emitting part 4g green light emitting part 4r red light emitting part 5 guide layer 6 second conductivity type clad layer 8A electrode 8B electrode 9 groove
Claims (8)
り成る３原色発光部が結晶成長により集積形成されて成
ることを特徴とする半導体表示装置。1. A semiconductor display device characterized in that three primary color light emitting portions made of a II-VI group compound semiconductor are integrated and formed on the same substrate by crystal growth.
として（ＺｎＣｄ）（ＳｅＴｅ）、赤色発光部としてＣ
ｄ（ＳｅＴｅ）が用いられ、これら発光部がＺｎ（ＳＳ
ｅ）又は（ＭｇＺｎ）（ＳＳｅ）より成る第１導電型ク
ラッド層及び第２導電型クラッド層により挟まれて３原
色発光部が構成されることを特徴とする上記請求項１に
記載の半導体表示装置。2. A blue light emitting portion is ZnSe, a green light emitting portion is (ZnCd) (SeTe), and a red light emitting portion is C.
d (SeTe) is used, and these light emitting parts are made of Zn (SS
2. The semiconductor display according to claim 1, wherein the three primary color light emitting portions are formed by being sandwiched by a first conductivity type clad layer and a second conductivity type clad layer composed of e) or (MgZn) (SSe). apparatus.
る上記請求項２に記載の半導体表示装置。3. The semiconductor display device according to claim 2, wherein the substrate is made of GaAs.
ことを特徴とする上記請求項１又は２に記載の半導体表
示装置。4. The semiconductor display device according to claim 1 or 2, wherein each of the light emitting units is a light emitting diode.
ることを特徴とする上記請求項１又は２に記載の半導体
表示装置。5. The semiconductor display device according to claim 1 or 2, wherein each of the light emitting units is a laser diode.
する上記請求項１又は２に記載の半導体表示装置。6. The semiconductor display device according to claim 1, which is applied to a projection type display device.
緑、青の順番に１回の結晶成長により配列されて成るこ
とを特徴とする上記請求項１又は２に記載の半導体表示
装置。7. The light-emitting unit is configured so that blue, green, red, and
3. The semiconductor display device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor display device is arranged in the order of green and blue by one crystal growth.
合物半導体より成る第１導電型のクラッド層を成長する
工程と、 II−VI族化合物半導体より成る発光部を、マスクにより
その組成比を制御して成長する工程と、 II−VI族化合物半導体より成る第２導電型のクラッド層
を成長する工程とを有することを特徴とする半導体表示
装置の製造方法。8. A step of growing a first conductivity type cladding layer made of a II-VI group compound semiconductor on at least a semiconductor substrate, and a composition ratio of a light emitting section made of a II-VI group compound semiconductor is masked. A method of manufacturing a semiconductor display device, comprising: a step of controlled growth and a step of growing a second conductivity type cladding layer made of a II-VI group compound semiconductor.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3056093A JPH06244506A (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Semiconductor display and its manufacture |
| US08/197,310 US5459337A (en) | 1993-02-19 | 1994-02-16 | Semiconductor display device with red, green and blue emission |
| US08/498,438 US5597740A (en) | 1993-02-19 | 1995-07-05 | Semiconductor display device and a method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3056093A JPH06244506A (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Semiconductor display and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244506A true JPH06244506A (en) | 1994-09-02 |
Family
ID=12307202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3056093A Pending JPH06244506A (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Semiconductor display and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244506A (en) |
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-
1993
- 1993-02-19 JP JP3056093A patent/JPH06244506A/en active Pending
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