JPH07176788A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH07176788A JPH07176788A JP5318393A JP31839393A JPH07176788A JP H07176788 A JPH07176788 A JP H07176788A JP 5318393 A JP5318393 A JP 5318393A JP 31839393 A JP31839393 A JP 31839393A JP H07176788 A JPH07176788 A JP H07176788A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＢＲをＧａＡｓ基板と下クラッド層との間
に設けても高抵抗とならず、高品質なＤＢＲが得られ、
かつ電極下での発光を減少させて外部出射効率を高くす
ることができ、１回のエピタキシャル成長で作製するこ
とができる発光ダイオードを提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板１上にＤＢＲ２（Distributed
Bragg Reflector）が形成され、ＤＢＲ２上に第１導電
型のコンタクト層１０、第１導電型の下クラッド層３、
アンドープの活性層４、第２導電型の上クラッド層、第
２導電型のコンタクト層５がこの順に積層形成されてい
る。ＤＢＲ２の各層はアンドープとされ、または上部の
数層のみが第１導電型とされている。第１導電型のコン
タクト層１０より上の各層は、第１導電型のコンタクト
層１０の周辺部を露出して形成され、その露出部の上に
第１導電型の電極９が形成されている。
に設けても高抵抗とならず、高品質なＤＢＲが得られ、
かつ電極下での発光を減少させて外部出射効率を高くす
ることができ、１回のエピタキシャル成長で作製するこ
とができる発光ダイオードを提供する。 【構成】 ＧａＡｓ基板１上にＤＢＲ２（Distributed
Bragg Reflector）が形成され、ＤＢＲ２上に第１導電
型のコンタクト層１０、第１導電型の下クラッド層３、
アンドープの活性層４、第２導電型の上クラッド層、第
２導電型のコンタクト層５がこの順に積層形成されてい
る。ＤＢＲ２の各層はアンドープとされ、または上部の
数層のみが第１導電型とされている。第１導電型のコン
タクト層１０より上の各層は、第１導電型のコンタクト
層１０の周辺部を露出して形成され、その露出部の上に
第１導電型の電極９が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードに関
し、特にＧａＡｓ基板上にＤＢＲが形成され、ＧａＡｓ
基板が吸収基板となるような材料から発光層が形成され
る発光ダイオードにおいて、低抵抗で外部出射効率が高
く、１回のエピタキシャル成長で作製できる発光ダイオ
ードに関する。
し、特にＧａＡｓ基板上にＤＢＲが形成され、ＧａＡｓ
基板が吸収基板となるような材料から発光層が形成され
る発光ダイオードにおいて、低抵抗で外部出射効率が高
く、１回のエピタキシャル成長で作製できる発光ダイオ
ードに関する。
【０００２】
【従来の技術】上述のＧａＡｓ基板が吸収基板となるよ
うな発光波長の発光ダイオードにおいて、より高輝度な
発光を得るためには、発光層からＧａＡｓ基板の方向へ
向かう光を何等かの方法でもう一度発光層の方へ戻して
やる方法が有効である。
うな発光波長の発光ダイオードにおいて、より高輝度な
発光を得るためには、発光層からＧａＡｓ基板の方向へ
向かう光を何等かの方法でもう一度発光層の方へ戻して
やる方法が有効である。
【０００３】一般に、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を発光層
とする発光ダイオードでは、Ａｌ混晶比が大きくなるほ
ど発光効率が低くなる。このため、図７に示すように、
ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３３とＧａＡｓ基板３１と
の間にＤＢＲ（DistributedBragg Reglector）３２を設
け、外部出射効率を高くすることが行われている。尚、
この図７において、３４はＡｌＧａＩｎＰ活性層、３５
はＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、３６はＡｌＧａＡｓ電
流拡散層、３７はＧａＡｓコンタクト層、３８および３
９は電極を示す。
とする発光ダイオードでは、Ａｌ混晶比が大きくなるほ
ど発光効率が低くなる。このため、図７に示すように、
ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３３とＧａＡｓ基板３１と
の間にＤＢＲ（DistributedBragg Reglector）３２を設
け、外部出射効率を高くすることが行われている。尚、
この図７において、３４はＡｌＧａＩｎＰ活性層、３５
はＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、３６はＡｌＧａＡｓ電
流拡散層、３７はＧａＡｓコンタクト層、３８および３
９は電極を示す。
【０００４】また、発光層から光が出射される表面層ま
での距離が発光領域に比べて小さい場合には、電極の下
で発生した光は電極により出射が妨げられる。このた
め、図８に示すように、電極４９の下方に当たるＡｌＧ
ａＩｎＰ上クラッド層４５の上の部分に電流阻止層５０
を設け、電極４９下での発光を減少させて外部出射効率
を高くすることが行われている。尚、この図８におい
て、４１はＧａＡｓ基板、４２はＤＢＲ、４３はＡｌＧ
ａＩｎＰ下クラッド層、４４はＡｌＧａＩｎＰ活性層、
４６は電流拡散層、４７はＧａＡｓコンタクト層、４８
および４９は電極を示す。
での距離が発光領域に比べて小さい場合には、電極の下
で発生した光は電極により出射が妨げられる。このた
め、図８に示すように、電極４９の下方に当たるＡｌＧ
ａＩｎＰ上クラッド層４５の上の部分に電流阻止層５０
を設け、電極４９下での発光を減少させて外部出射効率
を高くすることが行われている。尚、この図８におい
て、４１はＧａＡｓ基板、４２はＤＢＲ、４３はＡｌＧ
ａＩｎＰ下クラッド層、４４はＡｌＧａＩｎＰ活性層、
４６は電流拡散層、４７はＧａＡｓコンタクト層、４８
および４９は電極を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のＤＢＲを下クラ
ッド層とＧａＡｓ基板との間に設ける方法では、ＤＢＲ
としてＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等の低屈折率材料を用いる
のが有利である。しかし、これらの材料はバンドギャッ
プエネルギーが大きく、ＧａＡｓ基板とのヘテロ接合部
でのバンド不連続のため、ＤＢＲを設けない場合と比べ
て高抵抗な発光ダイオードとなってしまう。抵抗を低く
するためには、ＤＢＲの不純物ドーピング濃度を高くす
る必要があるが、その場合、結晶性の良い半導体層を得
るのが困難となり、高品質なＤＢＲが得られないので発
光ダイオードの特性劣化の原因となる。
ッド層とＧａＡｓ基板との間に設ける方法では、ＤＢＲ
としてＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＰ等の低屈折率材料を用いる
のが有利である。しかし、これらの材料はバンドギャッ
プエネルギーが大きく、ＧａＡｓ基板とのヘテロ接合部
でのバンド不連続のため、ＤＢＲを設けない場合と比べ
て高抵抗な発光ダイオードとなってしまう。抵抗を低く
するためには、ＤＢＲの不純物ドーピング濃度を高くす
る必要があるが、その場合、結晶性の良い半導体層を得
るのが困難となり、高品質なＤＢＲが得られないので発
光ダイオードの特性劣化の原因となる。
【０００６】また、上述の電流阻止層を電極の下方に当
たる上クラッド層の上の部分に設ける方法では、電流阻
止層を成長させた後で成長を中断させることが必要であ
る。このため、２回の半導体層成長が必要となって素子
作製工程が繁雑となる。
たる上クラッド層の上の部分に設ける方法では、電流阻
止層を成長させた後で成長を中断させることが必要であ
る。このため、２回の半導体層成長が必要となって素子
作製工程が繁雑となる。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するため
になされたものであり、ＤＢＲをＧａＡｓ基板と下クラ
ッド層との間に設けても高抵抗とならず、高品質なＤＢ
Ｒが得られ、かつ電極下での発光を減少させて外部出射
効率を高くすることができ、１回のエピタキシャル成長
で作製することができる発光ダイオードを提供すること
を目的とする。
になされたものであり、ＤＢＲをＧａＡｓ基板と下クラ
ッド層との間に設けても高抵抗とならず、高品質なＤＢ
Ｒが得られ、かつ電極下での発光を減少させて外部出射
効率を高くすることができ、１回のエピタキシャル成長
で作製することができる発光ダイオードを提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
は、ＧａＡｓ基板上にＤＢＲ（Distributed Bragg Refl
ector）が形成され、該ＤＢＲの上に、第１導電型のコ
ンタクト層、第１導電型の下クラッド層、アンドープの
活性層、第２導電型の上クラッド層および第２導電型の
コンタクト層がこの順に積層形成された発光ダイオード
において、該ＤＢＲが、アンドープの複数層からなる構
成か、または上部の数層のみが第１導電型であり、他の
層がアンドープである構成となっており、該第１導電型
のコンタクト層より上の各層が、該第１導電型の周辺部
を露出して形成され、該第１導電型のコンタクト層の露
出部の上に第１導電型の電極が形成されていると共に、
該第２導電型のコンタクト層の上に第２導電型の電極が
形成されているので、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
は、ＧａＡｓ基板上にＤＢＲ（Distributed Bragg Refl
ector）が形成され、該ＤＢＲの上に、第１導電型のコ
ンタクト層、第１導電型の下クラッド層、アンドープの
活性層、第２導電型の上クラッド層および第２導電型の
コンタクト層がこの順に積層形成された発光ダイオード
において、該ＤＢＲが、アンドープの複数層からなる構
成か、または上部の数層のみが第１導電型であり、他の
層がアンドープである構成となっており、該第１導電型
のコンタクト層より上の各層が、該第１導電型の周辺部
を露出して形成され、該第１導電型のコンタクト層の露
出部の上に第１導電型の電極が形成されていると共に、
該第２導電型のコンタクト層の上に第２導電型の電極が
形成されているので、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
【０００９】この発光ダイオードにおいて、前記第１導
電型のコンタクト層のバンドギャップエネルギーが、前
記活性層のバンドギャップエネルギーよりも大きく、か
つ前記下クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも
小さい構成としてもよい。また、前記第１導電型のコン
タクト層の不純物濃度が、前記下クラッド層の不純物濃
度よりも高い構成としてもよい。また、前記第２導電型
の上クラッド層と第２導電型のコンタクト層との間に、
第２導電型の電流拡散層が形成されていてもよい。
電型のコンタクト層のバンドギャップエネルギーが、前
記活性層のバンドギャップエネルギーよりも大きく、か
つ前記下クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも
小さい構成としてもよい。また、前記第１導電型のコン
タクト層の不純物濃度が、前記下クラッド層の不純物濃
度よりも高い構成としてもよい。また、前記第２導電型
の上クラッド層と第２導電型のコンタクト層との間に、
第２導電型の電流拡散層が形成されていてもよい。
【００１０】
【作用】本発明においては、第１導電型のコンタクト層
より上の各層が、第１導電型のコンタクト層の周辺部を
露出して形成され、その露出部の上に第１導電型の電極
が形成されている。このため、ＧａＡｓ基板とＤＢＲと
のヘテロ接合部に電流が流れず、ＤＢＲを設けても抵抗
が高くなることがない。また、第２導電型の電極から斜
め下（チップ周辺部）の方向に流れる電流の割合が大き
くなるので、電極下での発光の割合を低減できる。この
ため、電流阻止層を設ける必要がなく、１回のエピタキ
シャル成長で作製することができる。
より上の各層が、第１導電型のコンタクト層の周辺部を
露出して形成され、その露出部の上に第１導電型の電極
が形成されている。このため、ＧａＡｓ基板とＤＢＲと
のヘテロ接合部に電流が流れず、ＤＢＲを設けても抵抗
が高くなることがない。また、第２導電型の電極から斜
め下（チップ周辺部）の方向に流れる電流の割合が大き
くなるので、電極下での発光の割合を低減できる。この
ため、電流阻止層を設ける必要がなく、１回のエピタキ
シャル成長で作製することができる。
【００１１】また、ＤＢＲの各層をアンドープとし、ま
たは上部の数層のみを第１導電型としているので、容易
にＤＢＲの各層の結晶性を良好にすることができ、高品
質なＤＢＲを得ることができる。
たは上部の数層のみを第１導電型としているので、容易
にＤＢＲの各層の結晶性を良好にすることができ、高品
質なＤＢＲを得ることができる。
【００１２】第１導電型のコンタクト層のバンドギャッ
プエネルギーは、活性層のバンドギャップエネルギーよ
りも大きく、かつ下クラッド層のバンドギャップエネル
ギーよりも小さくされていてもよい。または、第１導電
型のコンタクト層の不純物濃度が、下クラッド層の不純
物濃度よりも高くされていてもよい。このようにするこ
とにより、光がコンタクト層で吸収されることなく良好
なオーミックコンタクトがとり易くなる。
プエネルギーは、活性層のバンドギャップエネルギーよ
りも大きく、かつ下クラッド層のバンドギャップエネル
ギーよりも小さくされていてもよい。または、第１導電
型のコンタクト層の不純物濃度が、下クラッド層の不純
物濃度よりも高くされていてもよい。このようにするこ
とにより、光がコンタクト層で吸収されることなく良好
なオーミックコンタクトがとり易くなる。
【００１３】第２導電型の上クラッド層と第２導電型の
コンタクト層との間に、第２導電型の電流拡散層が形成
されていてもよい。このようにすることにより、電極に
より妨げられ外部に取り出すことのできない光を減少さ
せることができる。
コンタクト層との間に、第２導電型の電流拡散層が形成
されていてもよい。このようにすることにより、電極に
より妨げられ外部に取り出すことのできない光を減少さ
せることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１５】（実施例１）図１は、実施例１の発光ダイ
オードを示す断面図であり、図２はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系材料を発光層とするものである。
オードを示す断面図であり、図２はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系材料を発光層とするものである。
【００１６】図１に示すように、ＧａＡｓ基板１上に、
各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ
が２０対積層されてＤＢＲ２となっている。その上に厚
み１μｍのｎ型（Ａｌ0.45Ｇａ0.55）0.5Ｉｎ0.5Ｐコン
タクト層１０、厚み１μｍのｎ型（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層３、厚み０．６μｍのアンド
ープ（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、厚み２
μｍのｐ型（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド
層５、厚み７μｍのｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ電流拡散層
６および厚み１μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層７が積
層形成されている。ｎ型コンタクト層１０よりも上の各
層は周辺部が除去されて、ｎ型コンタクト層１０が露出
している。ｎ型コンタクト層１０の露出部上にはＮｉ／
ＡｕＧｅ／Ａｕからなるｎ型電極９が形成され、ｐ型コ
ンタクト層７の上にはＡｕ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ
型電極８が形成されている。
各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ
が２０対積層されてＤＢＲ２となっている。その上に厚
み１μｍのｎ型（Ａｌ0.45Ｇａ0.55）0.5Ｉｎ0.5Ｐコン
タクト層１０、厚み１μｍのｎ型（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層３、厚み０．６μｍのアンド
ープ（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、厚み２
μｍのｐ型（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上クラッド
層５、厚み７μｍのｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ電流拡散層
６および厚み１μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層７が積
層形成されている。ｎ型コンタクト層１０よりも上の各
層は周辺部が除去されて、ｎ型コンタクト層１０が露出
している。ｎ型コンタクト層１０の露出部上にはＮｉ／
ＡｕＧｅ／Ａｕからなるｎ型電極９が形成され、ｐ型コ
ンタクト層７の上にはＡｕ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ
型電極８が形成されている。
【００１７】この発光ダイオードは、以下のようにし
て、１回の成長工程で作製することができる。
て、１回の成長工程で作製することができる。
【００１８】まず、図２に示すように、ＧａＡｓ基板１
上に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓを２０対積層してＤＢＲ２を形成し、その上に
ｎ型コンタクト層１０、ｎ型下クラッド層３、アンドー
プ活性層４、ｐ型上クラッド層５、ｐ型電流拡散層６お
よびｐ型コンタクト層７を順次積層形成する。この実施
例では、各層をＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法で形
成した。
上に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓを２０対積層してＤＢＲ２を形成し、その上に
ｎ型コンタクト層１０、ｎ型下クラッド層３、アンドー
プ活性層４、ｐ型上クラッド層５、ｐ型電流拡散層６お
よびｐ型コンタクト層７を順次積層形成する。この実施
例では、各層をＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法で形
成した。
【００１９】その後、フォトリソグラフィー、硫酸系エ
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、ｎ型コンタクト層１０よりも上の各層の周辺部（図
２に斜線部６０で示した部分）を除去し、ｎ型コンタク
ト層１０を露出させる。このｎ型コンタクト層１０の露
出部上にｎ型電極９を形成し、ｐ型コンタクト層７の残
った部分上にｐ型電極８を形成する。
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、ｎ型コンタクト層１０よりも上の各層の周辺部（図
２に斜線部６０で示した部分）を除去し、ｎ型コンタク
ト層１０を露出させる。このｎ型コンタクト層１０の露
出部上にｎ型電極９を形成し、ｐ型コンタクト層７の残
った部分上にｐ型電極８を形成する。
【００２０】このようにして得られる本実施例の発光ダ
イオードにおいては、ＧａＡｓ基板１とＤＢＲ２とのヘ
テロ接合部を電流が流れないので、従来のＤＢＲを備え
た発光ダイオード（図７に示したもの）に比べて低抵抗
とすることができた。ＤＢＲ２の各層をアンドープとし
ているので高品質なＤＢＲが得られ、また、ｐ型電極８
から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるので、従来
の発光ダイオードよりも１．５倍〜２倍程度に外部出射
効率を高くすることができた。
イオードにおいては、ＧａＡｓ基板１とＤＢＲ２とのヘ
テロ接合部を電流が流れないので、従来のＤＢＲを備え
た発光ダイオード（図７に示したもの）に比べて低抵抗
とすることができた。ＤＢＲ２の各層をアンドープとし
ているので高品質なＤＢＲが得られ、また、ｐ型電極８
から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるので、従来
の発光ダイオードよりも１．５倍〜２倍程度に外部出射
効率を高くすることができた。
【００２１】（実施例２）図３は、実施例２の発光ダイ
オードを示す断面図であり、図４はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系材料を発光層とするものである。
オードを示す断面図であり、図４はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系材料を発光層とするものである。
【００２２】図３に示すように、ＧａＡｓ基板１１上
に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇａ0.3
Ａｓが２０対積層されてＤＢＲ１２となっている。その
上に厚み２μｍのｐ型（Ａｌ0.45Ｇａ0.55）0.5Ｉｎ0.5
Ｐコンタクト層２０、厚み２μｍのｐ型（Ａｌ0.6Ｇａ
0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層１３、厚み０．６μｍ
のアンドープ（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層１
４、厚み７μｍのｎ型（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
上クラッド層１５および厚み１μｍのｎ型ＧａＡｓコン
タクト層１７が積層形成されている。ｐ型コンタクト層
２０よりも上の各層は周辺部が除去されて、ｐ型コンタ
クト層２０が露出している。ｐ型コンタクト層２０の露
出部上にはＡｕ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ型電極１９
が形成され、ｎ型コンタクト層１７の上にはＮｉ／Ａｕ
Ｇｅ／Ａｕからなるｎ型電極１８が形成されている。
に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇａ0.3
Ａｓが２０対積層されてＤＢＲ１２となっている。その
上に厚み２μｍのｐ型（Ａｌ0.45Ｇａ0.55）0.5Ｉｎ0.5
Ｐコンタクト層２０、厚み２μｍのｐ型（Ａｌ0.6Ｇａ
0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層１３、厚み０．６μｍ
のアンドープ（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層１
４、厚み７μｍのｎ型（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
上クラッド層１５および厚み１μｍのｎ型ＧａＡｓコン
タクト層１７が積層形成されている。ｐ型コンタクト層
２０よりも上の各層は周辺部が除去されて、ｐ型コンタ
クト層２０が露出している。ｐ型コンタクト層２０の露
出部上にはＡｕ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ型電極１９
が形成され、ｎ型コンタクト層１７の上にはＮｉ／Ａｕ
Ｇｅ／Ａｕからなるｎ型電極１８が形成されている。
【００２３】この発光ダイオードは、以下のようにし
て、１回の成長工程で作製することができる。
て、１回の成長工程で作製することができる。
【００２４】まず、図４に示すように、ＧａＡｓ基板１
１上に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3Ａｓを２０対積層してＤＢＲ１２を形成し、その
上にｐ型コンタクト層２０、ｐ型下クラッド層１３、ア
ンドープ活性層１４、ｎ型上クラッド層１５およびｎ型
コンタクト層１７を順次積層形成する。この実施例で
は、各層をＭＯＣＶＤ法で形成した。
１上に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3Ａｓを２０対積層してＤＢＲ１２を形成し、その
上にｐ型コンタクト層２０、ｐ型下クラッド層１３、ア
ンドープ活性層１４、ｎ型上クラッド層１５およびｎ型
コンタクト層１７を順次積層形成する。この実施例で
は、各層をＭＯＣＶＤ法で形成した。
【００２５】その後、フォトリソグラフィー、硫酸系エ
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、ｐ型コンタクト層２０よりも上の各層の周辺部（図
４に斜線部７０で示した部分）を除去し、ｐ型コンタク
ト層２０を露出させる。このｐ型コンタクト層２０の露
出部上にｐ型電極１９を形成し、ｎ型コンタクト層１７
の残った部分上にｎ型電極１８を形成する。
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、ｐ型コンタクト層２０よりも上の各層の周辺部（図
４に斜線部７０で示した部分）を除去し、ｐ型コンタク
ト層２０を露出させる。このｐ型コンタクト層２０の露
出部上にｐ型電極１９を形成し、ｎ型コンタクト層１７
の残った部分上にｎ型電極１８を形成する。
【００２６】このようにして得られる本実施例の発光ダ
イオードにおいては、ｎ型（Ａｌ0. 6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ上クラッド層１５の抵抗率がｐ型（Ａｌ0.6Ｇａ
0.4）0. 5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層１３の約１／４０であ
り、ｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ層と同程度である。このた
め、ｎ型上クラッド層１５を７μｍと厚膜にすることに
より、電流拡散層として機能させることができる。
イオードにおいては、ｎ型（Ａｌ0. 6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ上クラッド層１５の抵抗率がｐ型（Ａｌ0.6Ｇａ
0.4）0. 5Ｉｎ0.5Ｐ下クラッド層１３の約１／４０であ
り、ｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ層と同程度である。このた
め、ｎ型上クラッド層１５を７μｍと厚膜にすることに
より、電流拡散層として機能させることができる。
【００２７】また、ＧａＡｓ基板１１とＤＢＲ１２との
ヘテロ接合部を電流が流れないので、従来のＤＢＲを備
えた発光ダイオード（図７に示したもの）に比べて低抵
抗とすることができた。ＤＢＲ１２の各層をアンドープ
としているので高品質なＤＢＲが得られ、また、ｎ型電
極１８から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるの
で、従来の発光ダイオードよりも２倍〜２．５倍程度に
外部出射効率を高くすることができた。
ヘテロ接合部を電流が流れないので、従来のＤＢＲを備
えた発光ダイオード（図７に示したもの）に比べて低抵
抗とすることができた。ＤＢＲ１２の各層をアンドープ
としているので高品質なＤＢＲが得られ、また、ｎ型電
極１８から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるの
で、従来の発光ダイオードよりも２倍〜２．５倍程度に
外部出射効率を高くすることができた。
【００２８】（実施例３）図５は、実施例３の発光ダイ
オードを示す断面図であり、図６はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Ａｌ
ＧａＡｓ系材料を発光層とするものである。
オードを示す断面図であり、図６はその製造工程を説明
するための断面図である。この発光ダイオードは、Ａｌ
ＧａＡｓ系材料を発光層とするものである。
【００２９】図５に示すように、ＧａＡｓ基板２１上
に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓが２０対積層されてＤＢＲ２２となっている。その
上に厚み１μｍのｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓコンタクト層
３０、厚み１μｍのｎ型Ａｌ0. 7Ｇａ0.3Ａｓ下クラッド
層２３、厚み０．６μｍのアンドープ（Ａｌ0.35Ｇａ0.
65Ａｓ活性層２４、厚み７μｍのｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａ
ｓ上クラッド層２５および厚み１μｍのｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層２７が積層形成されている。ｎ型コンタクト
層３０よりも上の各層は周辺部が除去されて、ｎ型コン
タクト層３０が露出している。ｎ型コンタクト層３０の
露出部上にはＮｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕからなるｎ型電極２
９が形成され、ｐ型コンタクト層２７の上にはＡｕ／Ａ
ｕＺｎ／Ａｕからなるｐ型電極２８が形成されている。
に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓが２０対積層されてＤＢＲ２２となっている。その
上に厚み１μｍのｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓコンタクト層
３０、厚み１μｍのｎ型Ａｌ0. 7Ｇａ0.3Ａｓ下クラッド
層２３、厚み０．６μｍのアンドープ（Ａｌ0.35Ｇａ0.
65Ａｓ活性層２４、厚み７μｍのｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａ
ｓ上クラッド層２５および厚み１μｍのｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層２７が積層形成されている。ｎ型コンタクト
層３０よりも上の各層は周辺部が除去されて、ｎ型コン
タクト層３０が露出している。ｎ型コンタクト層３０の
露出部上にはＮｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕからなるｎ型電極２
９が形成され、ｐ型コンタクト層２７の上にはＡｕ／Ａ
ｕＺｎ／Ａｕからなるｐ型電極２８が形成されている。
【００３０】この発光ダイオードは、以下のようにし
て、１回の成長工程で作製することができる。
て、１回の成長工程で作製することができる。
【００３１】まず、図６に示すように、ＧａＡｓ基板２
１上に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓを２０対積層してＤＢＲ２２を形成し、その
上にｎ型コンタクト層３０、ｎ型下クラッド層２３、ア
ンドープ活性層２４、ｐ型上クラッド層２５およびｐ型
コンタクト層２７を順次積層形成する。この実施例で
は、各層をＭＯＣＶＤ法で形成した。
１上に、各層をアンドープとしたＡｌＡｓ／Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓを２０対積層してＤＢＲ２２を形成し、その
上にｎ型コンタクト層３０、ｎ型下クラッド層２３、ア
ンドープ活性層２４、ｐ型上クラッド層２５およびｐ型
コンタクト層２７を順次積層形成する。この実施例で
は、各層をＭＯＣＶＤ法で形成した。
【００３２】その後、フォトリソグラフィー、硫酸系エ
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、ｎ型コンタクト層３０よりも上の各層の周辺部（図
６に斜線部８０で示した部分）を除去し、ｎ型コンタク
ト層３０を露出させる。このｎ型コンタクト層３０の露
出部上にｎ型電極２９を形成し、ｐ型コンタクト層２７
の残った部分上にｐ型電極２８を形成する。
ッチャントおよび熱リン酸による化学エッチング等によ
り、ｎ型コンタクト層３０よりも上の各層の周辺部（図
６に斜線部８０で示した部分）を除去し、ｎ型コンタク
ト層３０を露出させる。このｎ型コンタクト層３０の露
出部上にｎ型電極２９を形成し、ｐ型コンタクト層２７
の残った部分上にｐ型電極２８を形成する。
【００３３】このようにして得られる本実施例の発光ダ
イオードにおいては、ｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ上クラッ
ド層２５を７μｍと厚膜にすることにより、電流拡散層
として機能させることができる。
イオードにおいては、ｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ上クラッ
ド層２５を７μｍと厚膜にすることにより、電流拡散層
として機能させることができる。
【００３４】また、ＧａＡｓ基板２１とＤＢＲ２２との
ヘテロ接合部を電流が流れないので、従来のＤＢＲを備
えた発光ダイオード（図７に示したもの）に比べて低抵
抗とすることができた。ＤＢＲ２２の各層をアンドープ
としているので高品質なＤＢＲが得られ、また、ｐ型電
極２８から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるの
で、従来の発光ダイオードよりも１．５倍〜２倍程度に
外部出射効率を高くすることができた。
ヘテロ接合部を電流が流れないので、従来のＤＢＲを備
えた発光ダイオード（図７に示したもの）に比べて低抵
抗とすることができた。ＤＢＲ２２の各層をアンドープ
としているので高品質なＤＢＲが得られ、また、ｐ型電
極２８から斜め下方向に流れる電流割合が多くなるの
で、従来の発光ダイオードよりも１．５倍〜２倍程度に
外部出射効率を高くすることができた。
【００３５】上記実施例においては、ＤＢＲ２、１２、
２２の各層をアンドープとしたが、上部の数層のみを第
１導電型としてもよい。
２２の各層をアンドープとしたが、上部の数層のみを第
１導電型としてもよい。
【００３６】また、第１導電型のコンタクト層１０、２
０、３０のバンドギャップエネルギーを、活性層４、１
４、２４のバンドギャップエネルギーよりも大きく、か
つ下クラッド層３、１３、２３のバンドギャップエネル
ギーよりも小さくしたが、第１導電型のコンタクト層１
０、２０、３０の不純物濃度２０を下クラッド層３、１
３、２３の不純物濃度よりも高くしてもよい。
０、３０のバンドギャップエネルギーを、活性層４、１
４、２４のバンドギャップエネルギーよりも大きく、か
つ下クラッド層３、１３、２３のバンドギャップエネル
ギーよりも小さくしたが、第１導電型のコンタクト層１
０、２０、３０の不純物濃度２０を下クラッド層３、１
３、２３の不純物濃度よりも高くしてもよい。
【００３７】発光層の材料は、ＧａＡｓ基板を吸収基板
とするような材料であれば、いずれも用いることがで
き、成長層の混晶比も適宜選択することができる。
とするような材料であれば、いずれも用いることがで
き、成長層の混晶比も適宜選択することができる。
【００３８】成長方法は、ＭＯＣＶＤ法の他に、ＬＰＥ
（液相成長）法、ＭＢＥ（分子線成長）法等の成長法を
用いてもよい。
（液相成長）法、ＭＢＥ（分子線成長）法等の成長法を
用いてもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＧａＡｓ基板を吸収基板とするような材料を
発光層とする発光ダイオードにおいて、高品質なＤＢＲ
を得ることができ、かつ、ＤＢＲを備えても低抵抗にす
ることができる。また、電極下での発光を減少させて外
部出射効率を高くすることができ、さらに、１回の成長
工程で容易に製造することができる。
によれば、ＧａＡｓ基板を吸収基板とするような材料を
発光層とする発光ダイオードにおいて、高品質なＤＢＲ
を得ることができ、かつ、ＤＢＲを備えても低抵抗にす
ることができる。また、電極下での発光を減少させて外
部出射効率を高くすることができ、さらに、１回の成長
工程で容易に製造することができる。
【図１】実施例１の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１の発光ダイオードの製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図３】実施例２の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
る。
【図４】実施例２の発光ダイオードの製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図５】実施例３の発光ダイオードを示す断面図であ
る。
る。
【図６】実施例３の発光ダイオードの製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図７】従来の発光ダイオードを示す断面図である。
【図８】従来の発光ダイオードを示す断面図である。
１、１１、２１、３１、４１ ＧａＡｓ基板 ２、１２、２２、３２、４２ ＤＢＲ ３、１３、２３、３３、４３ 第１導電型の下クラッド
層 ４、１４、２４、３４、４４ アンドープ活性層 ５、１５、２５、３５、４５ 第２導電型の上クラッド
層 ６、３６、４６ 電流拡散層 ７、１７、２７、３７、４７ 第２導電型のコンタクト
層 ８、１８、２８、３８、４８ 第２導電型の電極 ９、１９、２９、３９、４９ 第１導電型の電極 ５０ 電流阻止層 ６０、７０、８０ 除去される部分 １０、２０、３０ 第１導電型のコンタクト層
層 ４、１４、２４、３４、４４ アンドープ活性層 ５、１５、２５、３５、４５ 第２導電型の上クラッド
層 ６、３６、４６ 電流拡散層 ７、１７、２７、３７、４７ 第２導電型のコンタクト
層 ８、１８、２８、３８、４８ 第２導電型の電極 ９、１９、２９、３９、４９ 第１導電型の電極 ５０ 電流阻止層 ６０、７０、８０ 除去される部分 １０、２０、３０ 第１導電型のコンタクト層
Claims (4)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上にＤＢＲ（Distributed
Bragg Reflector）が形成され、該ＤＢＲの上に、第１
導電型のコンタクト層、第１導電型の下クラッド層、ア
ンドープの活性層、第２導電型の上クラッド層および第
２導電型のコンタクト層がこの順に積層形成された発光
ダイオードにおいて、 該ＤＢＲが、アンドープの複数層からなる構成か、また
は上部の数層のみが第１導電型であり、他の層がアンド
ープである構成となっており、該第１導電型のコンタク
ト層より上の各層が、該第１導電型の周辺部を露出して
形成され、該第１導電型のコンタクト層の露出部の上に
第１導電型の電極が形成されていると共に、該第２導電
型のコンタクト層の上に第２導電型の電極が形成されて
いる発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記第１導電型のコンタクト層のバンド
ギャップエネルギーが、前記活性層のバンドギャップエ
ネルギーよりも大きく、かつ前記下クラッド層のバンド
ギャップエネルギーよりも小さい請求項１に記載の発光
ダイオード。 - 【請求項３】 前記第１導電型のコンタクト層の不純物
濃度が、前記下クラッド層の不純物濃度よりも高い請求
項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記第２導電型の上クラッド層と第２導
電型のコンタクト層との間に、第２導電型の電流拡散層
が形成されている請求項１に記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318393A JPH07176788A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318393A JPH07176788A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176788A true JPH07176788A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18098657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318393A Pending JPH07176788A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176788A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6169296B1 (en) | 1997-10-27 | 2001-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting diode device |
| JP2004511080A (ja) | 1999-12-03 | 2004-04-08 | クリー インコーポレイテッド | 内部および外部光学要素による光取出しを向上させた発光ダイオード |
| US7012279B2 (en) | 2003-10-21 | 2006-03-14 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Photonic crystal light emitting device |
| JP2006253370A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Oki Data Corp | 半導体装置、プリントヘッド、及びそれを用いた画像形成装置 |
| US7196347B2 (en) | 2003-08-06 | 2007-03-27 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
| KR100723249B1 (ko) * | 2006-02-22 | 2007-05-29 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화물 반도체 발광다이오드 |
| US7279718B2 (en) * | 2002-01-28 | 2007-10-09 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED including photonic crystal structure |
| US7442964B2 (en) | 2004-08-04 | 2008-10-28 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Photonic crystal light emitting device with multiple lattices |
| US7442965B2 (en) | 2004-03-19 | 2008-10-28 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Photonic crystal light emitting device |
| US8163575B2 (en) | 2005-06-17 | 2012-04-24 | Philips Lumileds Lighting Company Llc | Grown photonic crystals in semiconductor light emitting devices |
| JP2013033978A (ja) * | 2011-05-18 | 2013-02-14 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5318393A patent/JPH07176788A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6169296B1 (en) | 1997-10-27 | 2001-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting diode device |
| JP2004511080A (ja) | 1999-12-03 | 2004-04-08 | クリー インコーポレイテッド | 内部および外部光学要素による光取出しを向上させた発光ダイオード |
| US7642108B2 (en) | 2002-01-28 | 2010-01-05 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED including photonic crystal structure |
| US7279718B2 (en) * | 2002-01-28 | 2007-10-09 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | LED including photonic crystal structure |
| US7196347B2 (en) | 2003-08-06 | 2007-03-27 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
| US7012279B2 (en) | 2003-10-21 | 2006-03-14 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Photonic crystal light emitting device |
| US7294862B2 (en) | 2003-10-21 | 2007-11-13 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Photonic crystal light emitting device |
| US7442965B2 (en) | 2004-03-19 | 2008-10-28 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Photonic crystal light emitting device |
| US7675084B2 (en) | 2004-03-19 | 2010-03-09 | Philips Lumileds Lighting Co, LLC | Photonic crystal light emitting device |
| US7442964B2 (en) | 2004-08-04 | 2008-10-28 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Photonic crystal light emitting device with multiple lattices |
| JP2006253370A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Oki Data Corp | 半導体装置、プリントヘッド、及びそれを用いた画像形成装置 |
| US8163575B2 (en) | 2005-06-17 | 2012-04-24 | Philips Lumileds Lighting Company Llc | Grown photonic crystals in semiconductor light emitting devices |
| US9000450B2 (en) | 2005-06-17 | 2015-04-07 | Philips Lumileds Lighting Company Llc | Grown photonic crystals in semiconductor light emitting devices |
| KR100723249B1 (ko) * | 2006-02-22 | 2007-05-29 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화물 반도체 발광다이오드 |
| JP2013033978A (ja) * | 2011-05-18 | 2013-02-14 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2014042059A (ja) * | 2011-05-18 | 2014-03-06 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2015167248A (ja) * | 2011-05-18 | 2015-09-24 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001221 |