JPH0651002Y2 - Light emitting diode - Google Patents
Light emitting diodeInfo
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- JPH0651002Y2 JPH0651002Y2 JP1985026246U JP2624685U JPH0651002Y2 JP H0651002 Y2 JPH0651002 Y2 JP H0651002Y2 JP 1985026246 U JP1985026246 U JP 1985026246U JP 2624685 U JP2624685 U JP 2624685U JP H0651002 Y2 JPH0651002 Y2 JP H0651002Y2
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- emitting diode
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Description
【考案の詳細な説明】 ［考案の背景と目的］ 本考案は、発光ダイオードに係り、特に電界効果を利用
した発光ダイオードに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Background and Purpose of the Invention] The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a light emitting diode utilizing an electric field effect.
電界効果トランジスタ（FET）は、半導体片の中を流れ
る電流の量をそれに接触された別の電極（ゲート）に加
えられた電圧による電界によって制御するようにしたト
ランジスタである。したがって、制御される電流の通路
に負荷抵抗を接続すればゲート電圧との間で電圧増幅を
行うことができる。また、ゲートに印加する電圧により
電流を制御することができ、入力抵抗が高いのが特徴で
ある。A field effect transistor (FET) is a transistor in which the amount of current flowing through a semiconductor strip is controlled by an electric field due to a voltage applied to another electrode (gate) in contact with it. Therefore, if a load resistor is connected to the controlled current path, voltage amplification can be performed with the gate voltage. Further, it is characterized in that the current can be controlled by the voltage applied to the gate and the input resistance is high.
モス型電界効果トランジスタは、従来の高入力抵抗増幅
器の入力部やFM増幅器の入力部またはLSIに使用されて
きた。しかし、コンピュータの大型化，高速化が進むに
つれて、従来のシリコンによるFETからGaAs等の化合物
半導体FETがクローズアップされてきた。さらには、OEI
C等への応用を考えた場合、信号を光で制御できるFETが
必要となってくる。Moss-type field effect transistors have been used in the input section of conventional high input resistance amplifiers, the input section of FM amplifiers, or LSIs. However, as the size and speed of computers have increased, compound semiconductor FETs such as GaAs have been highlighted from conventional FETs made of silicon. Furthermore, OEI
Considering the application to C etc., an FET that can control the signal by light becomes necessary.
本考案は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、高速で光信号を送出することができる発光
ダイオードを提供することにある。The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a light emitting diode capable of transmitting an optical signal at high speed.
［考案の概要］ 本考案の特徴は同一半絶縁性化合物半導体基板上に電界
効果トランジスタと発光ダイオードとを一体に形成し
た、すなわち発光ダイオードのｎ層は電界効果トランジ
スタのソース，ドレインと同一結晶層を使用すると共
に、発光ダイオードのＰ層は電界効果トランジスタのゲ
ートと併用させ、ゲート間に印加する電圧により発光量
を加減する構成とした点にある。[Outline of the Invention] The feature of the present invention is that a field effect transistor and a light emitting diode are integrally formed on the same semi-insulating compound semiconductor substrate, that is, the n layer of the light emitting diode is the same crystal layer as the source and drain of the field effect transistor. In addition, the P layer of the light emitting diode is used together with the gate of the field effect transistor, and the amount of light emission is adjusted by the voltage applied between the gates.
［実施例］ 以下、本考案を第１図，第２図に示した実施例を用いて
詳細に説明する。[Embodiment] The present invention will be described in detail below with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
第１図は本考案の発光ダイオードの一実施例を示す構成
図で、（ａ）は縦断面図，（ｂ）は平面図である。第１
図において、１は砒化ガリウム（GaAs）からなる半絶縁
性化合物半導体基板で、その上に、P+GaAlAsエピタキシ
ャル層2,n型GaAlAsエピタキシャル層3,P型GaAlAsエピタ
キシャル層４と５とが順次成長させてある。そして、エ
ピタキシャル層４と3,5と３にかけて電界効果トランジ
スタと発光ダイオードとする部分をエッチングして、絶
縁層6,p-n発光部をＰ型電極でFETにおけるソースの役割
を持つ電極7,ドレイン電極8,上部ゲート電極9,下部ゲー
ト電極10を蒸着によって形成してある。FIG. 1 is a constitutional view showing an embodiment of a light emitting diode of the present invention, (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a plan view. First
In the figure, 1 is a semi-insulating compound semiconductor substrate made of gallium arsenide (GaAs), on which a P + GaAlAs epitaxial layer 2, an n-type GaAlAs epitaxial layer 3, and P-type GaAlAs epitaxial layers 4 and 5 are sequentially grown. I am allowed. Then, the field effect transistor and the light emitting diode are etched over the epitaxial layers 4, 3, 5, and 3, and the insulating layer 6, the pn light emitting portion is a P-type electrode, the electrode 7 serving as the source of the FET, and the drain electrode. 8, an upper gate electrode 9 and a lower gate electrode 10 are formed by vapor deposition.
正規の動作状態では、p-nゲート接合は逆方向バイアス
されているので、チャネル内の自由電子は出払ってい
て、電荷領域がチャネル内に伸びている。その結果、チ
ャネルの断面積は減少し、チャネル抵抗は増加する。こ
のようにして、ソース，ドレイン間の電流がゲート電圧
によって変調されることになる。Under normal operating conditions, the pn gate junction is reverse biased, so that free electrons in the channel have dissipated and the charge region extends into the channel. As a result, the cross-sectional area of the channel is reduced and the channel resistance is increased. In this way, the current between the source and drain is modulated by the gate voltage.
発光ダイオードは、ソース，ドレイン間の電圧が一定の
値以上になったとき、発光を開始する。このときのドレ
イン電圧とドレイン電流との関係は第２図に示すように
なる。VDとドレイン電圧I DSSは飽和ドレイン電流，Vp
はピンチオフ電圧,V IEは発光開始電圧である。The light emitting diode starts to emit light when the voltage between the source and the drain becomes a certain value or more. The relationship between the drain voltage and the drain current at this time is as shown in FIG. V D and drain voltage I DSS are saturated drain current, V p
Is the pinch-off voltage, and V IE is the emission start voltage.
第１図において、ｎ層３のキャリア濃度１×106cm-3,Na
＝２×1018cm-3，厚さ２μm,ゲートの長さ50μm,ゲート
の幅1mm,μｍ＝4500cm2/V.S,K＝11.5の電圧制御型発光
ダイオードとすると、ドレイン電圧とドレイン電流との
関係は第２図のようになり、V IEは0.8Vで、約1.5V付近
（V VIS）から発光が確認でき、このときのドレイン電
流は5.5mAであった。また、ピンチオフ電圧Vpは約8.3V
であった。In FIG. 1, the carrier concentration of the n-layer 3 is 1 × 10 6 cm −3 , Na
= 2 × 10 18 cm -3 , thickness 2 μm, gate length 50 μm, gate width 1 mm, μm = 4500 cm 2 / VS, voltage control type light emitting diode with K = 11.5, drain voltage and drain current The relationship is as shown in Fig. 2. V IE is 0.8 V, and light emission can be confirmed from around 1.5 V (V VIS), and the drain current at this time is 5.5 mA. The pinch-off voltage V p is about 8.3V.
Met.
第３図は本考案の半導体素子を用いた回路の一実施例を
示す回路図である。第３図において、11は接地,12は半
導体素子本体で、発光ダイオード部13と電界効果トラン
ジスタ部14とよりなる。15はスイッチ,16は抵抗,17は可
変抵抗,18は電池である。可変抵抗17の抵抗値を変化さ
せることにより、発光ダイオード部13から発光が起こ
る。FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a circuit using the semiconductor device of the present invention. In FIG. 3, 11 is a ground and 12 is a semiconductor element body, which is composed of a light emitting diode section 13 and a field effect transistor section 14. Reference numeral 15 is a switch, 16 is a resistance, 17 is a variable resistance, and 18 is a battery. By changing the resistance value of the variable resistor 17, the light emitting diode unit 13 emits light.
上記した実施例において半絶縁性化合物半導体基板１
は、GaAs〜GaAlAs系ばかりでなく、半絶縁性結晶が得ら
れるものであれば、Inp〜InGaAs系のものでもよく、そ
の他の化合物半導体でもよい。In the above-described embodiment, the semi-insulating compound semiconductor substrate 1
Is not limited to GaAs to GaAlAs system, and may be Inp to InGaAs system or other compound semiconductor as long as a semi-insulating crystal can be obtained.
［考案の効果］ 上記した本考案によれば、電界を光に変換でき、かつ電
界を制御することによって発光強度を制御できる発光ダ
イオードを得られるという効果がある。[Advantage of the Invention] According to the present invention described above, there is an effect that it is possible to obtain a light emitting diode that can convert an electric field into light and can control emission intensity by controlling the electric field.
第１図は、本考案の発光ダイオードの一実施例を示す構
成図，第２図は第１図の発光ダイオードのドレイン電圧
とドレイン電流との関係を示す線図，第３図は本考案の
半導体素子を用いた回路の一実施例を示す回路図であ
る。 1:半絶縁性化合物半導体基板、 2:P+GaAlAsエピタキシャル層、 3:n型GaAlAsエピタキシャル層、 4,5:P型GaAlAsエピタキシャル層、 6:絶縁層、 7:電極、 8:ドレイン電極、 9:上部ゲート電極、 10:下部ゲート電極、 12:半導体素子本体、 13:発光ダイオード部、 14:電界トランジスタ部。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the light emitting diode of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relation between drain voltage and drain current of the light emitting diode of FIG. 1, and FIG. It is a circuit diagram which shows one Example of the circuit using a semiconductor element. 1: Semi-insulating compound semiconductor substrate, 2: P + GaAlAs epitaxial layer, 3: n-type GaAlAs epitaxial layer, 4,5: P-type GaAlAs epitaxial layer, 6: insulating layer, 7: electrode, 8: drain electrode, 9 : Upper gate electrode, 10: Lower gate electrode, 12: Semiconductor element body, 13: Light emitting diode section, 14: Electric field transistor section.
Claims (3)
順次設けられたP+エピタキシャル層と、ｎ型エピタキシ
ャル層とより成り、該ｎ型エピタキシャル層を幅方向に
３つの領域に分割して、両サイドの領域の一方にはＰ型
エピタキシャル層を介してソース電極を、他方にはドレ
イン電極を設けると共に、中央部の領域にＰ型エピタキ
シャル層を介して上部ゲート電極を、前記P+エピタキシ
ャル層には下部ゲート電極を夫々設けて構成されたこと
を特徴とする発光ダイオード。1. A semi-insulating compound semiconductor substrate, a P + epitaxial layer sequentially provided on the semi-insulating compound semiconductor substrate, and an n-type epitaxial layer. The n-type epitaxial layer is divided into three regions in the width direction. the source electrode through a P-type epitaxial layer on one of both side regions, provided with a drain electrode on the other, the upper gate electrode through a P-type epitaxial layer in the region of the central portion, the P + epitaxial A light emitting diode characterized in that each layer is provided with a lower gate electrode.
lAsまたはGaAsPよりなる実用新案登録請求の範囲第１項
記載の発光ダイオード。2. The semi-insulating compound semiconductor substrate is GaAs, GaA
The light emitting diode according to claim 1, wherein the utility model registration is made of lAs or GaAsP.
pまたはGaInAspよりなる実用新案登録請求の範囲第１項
記載の発光ダイオード。3. The semi-insulating compound semiconductor substrate is Inp, InAs
The light emitting diode according to claim 1, wherein the utility model registration is p or GaInAsp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985026246U JPH0651002Y2 (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985026246U JPH0651002Y2 (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Light emitting diode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142464U JPS61142464U (en) | 1986-09-03 |
| JPH0651002Y2 true JPH0651002Y2 (en) | 1994-12-21 |
Family
ID=30522072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985026246U Expired - Lifetime JPH0651002Y2 (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Light emitting diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651002Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3044822B1 (en) * | 2015-12-03 | 2018-01-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | OPTOELECTRONIC DEVICE COMPRISING AN ELECTROLUMINESCENT COMPONENT AND A TRANSISTOR |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56164587A (en) * | 1980-05-21 | 1981-12-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS5728375A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-16 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP1985026246U patent/JPH0651002Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61142464U (en) | 1986-09-03 |
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