JPH09186360A - ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード - Google Patents
ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH09186360A JPH09186360A JP34240995A JP34240995A JPH09186360A JP H09186360 A JPH09186360 A JP H09186360A JP 34240995 A JP34240995 A JP 34240995A JP 34240995 A JP34240995 A JP 34240995A JP H09186360 A JPH09186360 A JP H09186360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- substrate
- emitting diode
- double heterojunction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 83
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 46
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 44
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 34
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 14
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 14
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 4
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 17
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 229910017401 Au—Ge Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- -1 alkyl compound Chemical class 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N selane Chemical compound [SeH2] SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000058 selane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 230000016776 visual perception Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高輝度で低ＶF 特性を有し、長時間使用して
も輝度劣化の少ない高性能なＡｌＧａＩｎＰ４元混晶の
発光ダイオードを得る。 【解決手段】 高温で完全に格子整合させた状態で良質
なエピタキシャル成長結晶を作る。エピタキシャル成長
温度において格子整合するようなＩｎ混晶比を選択す
る。電流拡散層には比抵抗の小さいＧａＰを使用する。
も輝度劣化の少ない高性能なＡｌＧａＩｎＰ４元混晶の
発光ダイオードを得る。 【解決手段】 高温で完全に格子整合させた状態で良質
なエピタキシャル成長結晶を作る。エピタキシャル成長
温度において格子整合するようなＩｎ混晶比を選択す
る。電流拡散層には比抵抗の小さいＧａＰを使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体発光ダ
イオードにかかわり、特に発光効率の高い黄色ないし橙
色の発光を呈する（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ４元
混晶ダブルヘテロ構造を有する半導体発光ダイオードに
関するものである。
イオードにかかわり、特に発光効率の高い黄色ないし橙
色の発光を呈する（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ４元
混晶ダブルヘテロ構造を有する半導体発光ダイオードに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体基板上に形成したエピタキ
シャル成長層を利用した発光ダイオード（Light Emitti
ng Diode：ＬＥＤ）は、低消費電力、長寿命、高発光効
率、高信頼性が得られる等の特徴を有しており、各種表
示装置用光源として広く利用されている。特に、ＬＥＤ
は近年屋内使用から屋外使用へと利用範囲を拡大してき
ている。これは、小型高効率といった従来の利点に加
え、断線がないこと、発光波長領域が狭いので視認性が
高いなどのためである。ＬＥＤの使用による安全性の向
上という点からも、従来の電球による表示に比べてＬＥ
Ｄによる表示の優位性が一般にも理解された結果であろ
う。しかし、屋外でのＬＥＤの利用を制限するものとし
て、現状では表示色が少ないこと、赤色よりも短波長領
域での輝度の不足が挙げられる。各種の III−Ｖ族化合
物半導体のうち、ＧａＡｓ単結晶基板上にエピタキシャ
ル成長させた、これと格子整合する（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶は、直接遷移型でしかも最大のバ
ンドキャップエネルギーを有するため、緑色から赤色の
範囲にわたり高輝度の発光が得られるので利用範囲が急
速に拡大し、各種のＬＥＤ発光構造が多数提案されてい
る。
シャル成長層を利用した発光ダイオード（Light Emitti
ng Diode：ＬＥＤ）は、低消費電力、長寿命、高発光効
率、高信頼性が得られる等の特徴を有しており、各種表
示装置用光源として広く利用されている。特に、ＬＥＤ
は近年屋内使用から屋外使用へと利用範囲を拡大してき
ている。これは、小型高効率といった従来の利点に加
え、断線がないこと、発光波長領域が狭いので視認性が
高いなどのためである。ＬＥＤの使用による安全性の向
上という点からも、従来の電球による表示に比べてＬＥ
Ｄによる表示の優位性が一般にも理解された結果であろ
う。しかし、屋外でのＬＥＤの利用を制限するものとし
て、現状では表示色が少ないこと、赤色よりも短波長領
域での輝度の不足が挙げられる。各種の III−Ｖ族化合
物半導体のうち、ＧａＡｓ単結晶基板上にエピタキシャ
ル成長させた、これと格子整合する（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶は、直接遷移型でしかも最大のバ
ンドキャップエネルギーを有するため、緑色から赤色の
範囲にわたり高輝度の発光が得られるので利用範囲が急
速に拡大し、各種のＬＥＤ発光構造が多数提案されてい
る。
【０００３】図４に従来のＡｌＧａＩｎＰ４元ダブルヘ
テロ（ＤＨ）構造を有するＬＥＤの一例を示す。図中１
はＧａＡｓ基板、２はバッファー層、５〜７はＡｌＧａ
ＩｎＰＤＨ構造部分、９はコンタクト層、１０及び１１
は電極である。ＡｌＧａＩｎＰはキャリアの移動度が小
さく、低抵抗の結晶が得難い欠点がある。そこでキャリ
ア濃度を高くすることにより低抵抗化を計ると、良質の
結晶が得にくくなる。抵抗の高い結晶を用いると素子の
直列抵抗が高くなり、動作電圧が高くなる等の問題点が
ある。また、このような構造のＬＥＤにおいては、上ク
ラッド層７は活性層６よりもバンドギャップエネルギー
差を大きくするため、Ａｌ濃度を高くする必要がある。
Ａｌ濃度が高くなるとキャリア濃度を高くすることがで
きず、電気抵抗が高くなり、上クラッド層７における電
流の拡がりが小さく、電極１０の直下のみが発光領域と
なり、結果として発光効率を高めることができない。上
記従来のＡｌＧａＩｎＰからなる発光構造を有するＬＥ
Ｄにおいては、発光部における電流分布が悪く、外部へ
の光の取出し効率は低くなる。
テロ（ＤＨ）構造を有するＬＥＤの一例を示す。図中１
はＧａＡｓ基板、２はバッファー層、５〜７はＡｌＧａ
ＩｎＰＤＨ構造部分、９はコンタクト層、１０及び１１
は電極である。ＡｌＧａＩｎＰはキャリアの移動度が小
さく、低抵抗の結晶が得難い欠点がある。そこでキャリ
ア濃度を高くすることにより低抵抗化を計ると、良質の
結晶が得にくくなる。抵抗の高い結晶を用いると素子の
直列抵抗が高くなり、動作電圧が高くなる等の問題点が
ある。また、このような構造のＬＥＤにおいては、上ク
ラッド層７は活性層６よりもバンドギャップエネルギー
差を大きくするため、Ａｌ濃度を高くする必要がある。
Ａｌ濃度が高くなるとキャリア濃度を高くすることがで
きず、電気抵抗が高くなり、上クラッド層７における電
流の拡がりが小さく、電極１０の直下のみが発光領域と
なり、結果として発光効率を高めることができない。上
記従来のＡｌＧａＩｎＰからなる発光構造を有するＬＥ
Ｄにおいては、発光部における電流分布が悪く、外部へ
の光の取出し効率は低くなる。
【０００４】電極からの注入電流を拡散させる方法とし
てダブルヘテロ構造と上部電極との間にＧａＡｌＡｓか
らなる電流拡散層を設ける方法が提案されている（特開
平３−１７１６７９参照）。その構造を図５に示す。電
流拡散層は発光波長に対して透明な材料とするため、バ
ンドギャップエネルギーを大きくし、キャリア濃度を５
×１０17ｃｍ-3以上とし、厚さは５〜３０μｍ以上とす
るのが良いとされている。また、別の電流拡散層として
は発光層よりもバンドギャプエネルギ−の大きなＡｌＧ
ａＩｎＰで構成することも提案されている（特開平７−
１５０３８参照）。ＡｌＧａＩｎＰの場合は特に５８０
ｎｍ以下の短波長領域において光吸収が少なくなり、比
抵抗も低下するので外部への光の取出し効率が高くなる
とされている。
てダブルヘテロ構造と上部電極との間にＧａＡｌＡｓか
らなる電流拡散層を設ける方法が提案されている（特開
平３−１７１６７９参照）。その構造を図５に示す。電
流拡散層は発光波長に対して透明な材料とするため、バ
ンドギャップエネルギーを大きくし、キャリア濃度を５
×１０17ｃｍ-3以上とし、厚さは５〜３０μｍ以上とす
るのが良いとされている。また、別の電流拡散層として
は発光層よりもバンドギャプエネルギ−の大きなＡｌＧ
ａＩｎＰで構成することも提案されている（特開平７−
１５０３８参照）。ＡｌＧａＩｎＰの場合は特に５８０
ｎｍ以下の短波長領域において光吸収が少なくなり、比
抵抗も低下するので外部への光の取出し効率が高くなる
とされている。
【０００５】さらに別の電流拡散層としてＧａＰを使用
することも提案されている（ＵＳＰ５，００８，７１８
参照）。ＧａＰを使用した場合はバンドギャップエネル
ギ−は活性層より大きく、従って発光に対して透明であ
り、比抵抗が小さいので電流拡散層としたときに厚さを
厚くでき、従って電流拡散効果が大きくなることが期待
できる。
することも提案されている（ＵＳＰ５，００８，７１８
参照）。ＧａＰを使用した場合はバンドギャップエネル
ギ−は活性層より大きく、従って発光に対して透明であ
り、比抵抗が小さいので電流拡散層としたときに厚さを
厚くでき、従って電流拡散効果が大きくなることが期待
できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＬＥＤでは屋外での使用等の高輝度を要求される用途に
対して、十分満足のいく輝度は達成されていない。ここ
で輝度とは発光強度に比例し、視覚による影響を加味し
た値である。また、ヘテロ接合面の増加により素子抵抗
が高くなり高い作動電圧が要求されたり、電流拡散層が
高Ａｌ濃度であるため素子の劣化が起こる等の問題点を
抱えている。高輝度が得られない原因は、ダブルヘテロ
接合発光構造部分の格子整合が得られておらず、しかも
多くのヘテロ接合面を抱えているため良質のエピタキシ
ャル成長層が得られていない為であると推察される。従
来から（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐ４元混晶は、ｙ
＝０．５の時ＧａＡｓ基板と格子整合するとされてきた
が、これは常温での場合であって、この組成ではエピタ
キシャル成長温度では格子整合していない。基板として
使用するＧａＡｓ結晶の室温での格子定数は０．５６５
３３ｎｍであり、エピタキシャル成長温度である例えば
７８０℃では０．５６８０４ｎｍであり、０．４８％も
変化している。一方クラッド層として使用される（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの室温での格子定数は
０．５６６４０ｎｍで、７８０℃では０．５６８３７ｎ
ｍとなり０．３４８％増加する。従って基板とクラッド
層との格子不整合度は、室温では０．１９％、７８０℃
では０．０５８％となる。このように一見格子整合して
いるように見える（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐエピ
タキシャル成長層でも、なおかなりの格子不整合度を有
している。本発明者らの詳細な検討の結果、常温での格
子整合もさることながら、エピタキシャル成長温度で格
子整合させることがより重要であることが判明した。エ
ピタキシャル成長時に構成整合していれば良質の成長結
晶が得られ、たとえ常温まで降温して結晶格子に歪が発
生したとしても輝度に影響を与えるほどではなく、結果
として高輝度が達成されることとなる。
ＬＥＤでは屋外での使用等の高輝度を要求される用途に
対して、十分満足のいく輝度は達成されていない。ここ
で輝度とは発光強度に比例し、視覚による影響を加味し
た値である。また、ヘテロ接合面の増加により素子抵抗
が高くなり高い作動電圧が要求されたり、電流拡散層が
高Ａｌ濃度であるため素子の劣化が起こる等の問題点を
抱えている。高輝度が得られない原因は、ダブルヘテロ
接合発光構造部分の格子整合が得られておらず、しかも
多くのヘテロ接合面を抱えているため良質のエピタキシ
ャル成長層が得られていない為であると推察される。従
来から（Ａｌx Ｇａ1-x ）yＩｎ1-y Ｐ４元混晶は、ｙ
＝０．５の時ＧａＡｓ基板と格子整合するとされてきた
が、これは常温での場合であって、この組成ではエピタ
キシャル成長温度では格子整合していない。基板として
使用するＧａＡｓ結晶の室温での格子定数は０．５６５
３３ｎｍであり、エピタキシャル成長温度である例えば
７８０℃では０．５６８０４ｎｍであり、０．４８％も
変化している。一方クラッド層として使用される（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの室温での格子定数は
０．５６６４０ｎｍで、７８０℃では０．５６８３７ｎ
ｍとなり０．３４８％増加する。従って基板とクラッド
層との格子不整合度は、室温では０．１９％、７８０℃
では０．０５８％となる。このように一見格子整合して
いるように見える（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐエピ
タキシャル成長層でも、なおかなりの格子不整合度を有
している。本発明者らの詳細な検討の結果、常温での格
子整合もさることながら、エピタキシャル成長温度で格
子整合させることがより重要であることが判明した。エ
ピタキシャル成長時に構成整合していれば良質の成長結
晶が得られ、たとえ常温まで降温して結晶格子に歪が発
生したとしても輝度に影響を与えるほどではなく、結果
として高輝度が達成されることとなる。
【０００７】さらに、良質のエピタキシャル成長層が得
られれば、上クラッド層中での電流拡散が良好となり、
これに比抵抗の低いＧａＰを電流拡散層として使用すれ
ば素子抵抗が低くなり、作動電圧（ＶＦ特性）も低くて
良いこととなる。また、Ａｌ濃度の高いエピタキシャル
成長層を使用しなければ素子の劣化の問題も解消し、信
頼性の高い素子が得られることとなる。本発明の目的の
一つは、高温での格子整合を取ることにより高輝度、低
作動電圧、高信頼性のＬＥＤを得ようとするものであ
る。本発明の他の目的は、発光に対して透明でしかも比
抵抗の低い電流拡散層を使用することにより、広い発光
領域を確保しようとするものである。
られれば、上クラッド層中での電流拡散が良好となり、
これに比抵抗の低いＧａＰを電流拡散層として使用すれ
ば素子抵抗が低くなり、作動電圧（ＶＦ特性）も低くて
良いこととなる。また、Ａｌ濃度の高いエピタキシャル
成長層を使用しなければ素子の劣化の問題も解消し、信
頼性の高い素子が得られることとなる。本発明の目的の
一つは、高温での格子整合を取ることにより高輝度、低
作動電圧、高信頼性のＬＥＤを得ようとするものであ
る。本発明の他の目的は、発光に対して透明でしかも比
抵抗の低い電流拡散層を使用することにより、広い発光
領域を確保しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では基板としてｐ型ＧａＡｓ単結晶を使用
し、この基板の上に（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐか
らなるダブルヘテロ接合発光構造の発光部を有し、該ダ
ブルヘテロ接合発光構造の各層がエピタキシャル成長温
度で格子整合しており、かつＧａＰからなる電流拡散層
を具備した構造を採用することとした。この構造とする
ことにより、波長５５０〜６５０ｎｍの領域で高輝度低
作動電圧で、寿命が長く高信頼性の発光素子を得ること
ができる。
に、本発明では基板としてｐ型ＧａＡｓ単結晶を使用
し、この基板の上に（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐか
らなるダブルヘテロ接合発光構造の発光部を有し、該ダ
ブルヘテロ接合発光構造の各層がエピタキシャル成長温
度で格子整合しており、かつＧａＰからなる電流拡散層
を具備した構造を採用することとした。この構造とする
ことにより、波長５５０〜６５０ｎｍの領域で高輝度低
作動電圧で、寿命が長く高信頼性の発光素子を得ること
ができる。
【０００９】先ず、本発明の最も重要な要件であるダブ
ルヘテロ（ＤＨ）接合発光構造部分の格子整合について
説明する。基板であるＧａＡｓ結晶の物性は広く知られ
ているが、ダブルヘテロ接合をする（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶の物性は明らかにされていない、
ＡｌＧａＩｎＰはＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰの混晶である
から、これらの物性から４元混晶の物性を推計すること
ができる。既知の結晶の物性値は表１に示すとおりであ
る。
ルヘテロ（ＤＨ）接合発光構造部分の格子整合について
説明する。基板であるＧａＡｓ結晶の物性は広く知られ
ているが、ダブルヘテロ接合をする（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶の物性は明らかにされていない、
ＡｌＧａＩｎＰはＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰの混晶である
から、これらの物性から４元混晶の物性を推計すること
ができる。既知の結晶の物性値は表１に示すとおりであ
る。
【００１０】
【表１】
【００１１】これらのデータを基に（Ａｌx Ｇａ1-x ）
y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶の格子定数と線膨張係数を推計す
る。（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐの組成式を変形す
ることにより （Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ＝ＡｌxyＧａ(1-x)yＩｎ(1-y) Ｐ‥‥（１） となり、この混晶はＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰをそれぞれ
ｘｙ、（１−ｘ）ｙ、（１−ｙ）ずつ含むことになるか
ら、常温における格子定数ａroomはそれぞれの結晶の格
子定数を加重平均して、 ａroom＝0.54625 ｘｙ＋ 0.54512（１−ｘ）ｙ＋ 0.58688（１−ｙ） ［ｎｍ］‥‥‥‥‥‥‥‥（２） 線膨張係数βepi はそれぞれの線膨張係数を加重平均し
て βepi ＝4.20ｘｙ＋5.91（１−ｘ）ｙ＋4.56（１−ｙ） ［×１０-6／Ｋ］‥‥‥‥‥‥‥‥（３） となる。このようにして混晶比ｘ，ｙが定まれば、（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶の常温における格
子定数ａroomと０〜７００Ｋにおける線膨張係数βepi
を推計することができる。
y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶の格子定数と線膨張係数を推計す
る。（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐの組成式を変形す
ることにより （Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ＝ＡｌxyＧａ(1-x)yＩｎ(1-y) Ｐ‥‥（１） となり、この混晶はＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰをそれぞれ
ｘｙ、（１−ｘ）ｙ、（１−ｙ）ずつ含むことになるか
ら、常温における格子定数ａroomはそれぞれの結晶の格
子定数を加重平均して、 ａroom＝0.54625 ｘｙ＋ 0.54512（１−ｘ）ｙ＋ 0.58688（１−ｙ） ［ｎｍ］‥‥‥‥‥‥‥‥（２） 線膨張係数βepi はそれぞれの線膨張係数を加重平均し
て βepi ＝4.20ｘｙ＋5.91（１−ｘ）ｙ＋4.56（１−ｙ） ［×１０-6／Ｋ］‥‥‥‥‥‥‥‥（３） となる。このようにして混晶比ｘ，ｙが定まれば、（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶の常温における格
子定数ａroomと０〜７００Ｋにおける線膨張係数βepi
を推計することができる。
【００１２】次にエピタキシャル成長温度をＴ℃とした
とき、成長温度と室温とにおける温度差はΔＴとなり、
エピタキシャル成長温度における４元混晶の格子定数ａ
T と基板の格子定数ｓT はそれぞれ ａT ＝ａroom（１＋βepi ・ΔＴ） ‥‥‥‥‥‥‥（４） ｓT ＝ｓroom（１＋βsub ・ΔＴ） ‥‥‥‥‥‥‥（５） となる。ここでβepi は前出の（３）式によるエピタキ
シャル成長層の線膨張係数、βsub は基板（例えばＧａ
Ａｓ）の線膨張係数である。
とき、成長温度と室温とにおける温度差はΔＴとなり、
エピタキシャル成長温度における４元混晶の格子定数ａ
T と基板の格子定数ｓT はそれぞれ ａT ＝ａroom（１＋βepi ・ΔＴ） ‥‥‥‥‥‥‥（４） ｓT ＝ｓroom（１＋βsub ・ΔＴ） ‥‥‥‥‥‥‥（５） となる。ここでβepi は前出の（３）式によるエピタキ
シャル成長層の線膨張係数、βsub は基板（例えばＧａ
Ａｓ）の線膨張係数である。
【００１３】上記の（２）式ないし（５）式を使用すれ
ば、混晶比ｘ，ｙを有する４元混晶のエピタキシャル成
長温度Ｔ℃における格子定数ａT を推計することができ
る。Ｔ℃における格子定数ａT が定まればＴ℃における
格子不整合度Δａを推計することができる。ここである
温度での基板の格子定数をｓ、４元混晶の格子定数をａ
とすれば、格子不整合度Δａは次式（６）で定義する。 Δａ＝（ｓ−ａ）／ｓ×１００（％） ‥‥‥‥‥‥（６） 今、基板としてＧａＡｓ結晶、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐ４元混晶のエピタキシャル成長温度を７８０℃
とした時、公知の４元混晶の室温とエピタキシャル成長
温度における格子不整合度Δａroom、Δａepi は以下の
表２のとおりになる。
ば、混晶比ｘ，ｙを有する４元混晶のエピタキシャル成
長温度Ｔ℃における格子定数ａT を推計することができ
る。Ｔ℃における格子定数ａT が定まればＴ℃における
格子不整合度Δａを推計することができる。ここである
温度での基板の格子定数をｓ、４元混晶の格子定数をａ
とすれば、格子不整合度Δａは次式（６）で定義する。 Δａ＝（ｓ−ａ）／ｓ×１００（％） ‥‥‥‥‥‥（６） 今、基板としてＧａＡｓ結晶、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉ
ｎ1-y Ｐ４元混晶のエピタキシャル成長温度を７８０℃
とした時、公知の４元混晶の室温とエピタキシャル成長
温度における格子不整合度Δａroom、Δａepi は以下の
表２のとおりになる。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２に示すとおり、公知のＡｌＧａＩｎＰ
４元混晶は、室温では０．１４〜０．１９％の格子不整
合度を有し、エピタキシャル成長時にもなお０．０３９
〜０．０５８％の格子不整合度を有している。例えば、
電流拡散層として使用されているＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｐや
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐでは、格子不整合度は一層拡大した
ものとなっている。このようにエピタキシャル成長温度
で格子不整合度の大きな結晶のヘテロ接合面を多数用い
ている公知のＡｌＧａＩｎＰ４元混晶ＬＥＤでは、ヘテ
ロスパイクが大きくなるため、高輝度が達成されない原
因になっていると考えられる。エピタキシャル成長時に
おける格子不整合は極力避けねばならない。
４元混晶は、室温では０．１４〜０．１９％の格子不整
合度を有し、エピタキシャル成長時にもなお０．０３９
〜０．０５８％の格子不整合度を有している。例えば、
電流拡散層として使用されているＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｐや
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐでは、格子不整合度は一層拡大した
ものとなっている。このようにエピタキシャル成長温度
で格子不整合度の大きな結晶のヘテロ接合面を多数用い
ている公知のＡｌＧａＩｎＰ４元混晶ＬＥＤでは、ヘテ
ロスパイクが大きくなるため、高輝度が達成されない原
因になっていると考えられる。エピタキシャル成長時に
おける格子不整合は極力避けねばならない。
【００１６】次に、エピタキシャル成長温度で格子整合
させる方法について説明する。まず、Ａｌの混晶比はＡ
ｌＧａＩｎＰ４元混晶のバンドギャップエネルギーを決
めるので、作成した結晶のフォトルミネッセンス（Ｐ
Ｌ）による発光波長測定から、目的のバンドギャップエ
ネルギーを与える混晶比に調整することができる。Ｇａ
Ａｓ（１００）基板を用いた場合について、目標とする
発光波長に対する活性層のＡｌ混晶比ｘとバンドギャッ
プエネルギーＥg を表３に示す。
させる方法について説明する。まず、Ａｌの混晶比はＡ
ｌＧａＩｎＰ４元混晶のバンドギャップエネルギーを決
めるので、作成した結晶のフォトルミネッセンス（Ｐ
Ｌ）による発光波長測定から、目的のバンドギャップエ
ネルギーを与える混晶比に調整することができる。Ｇａ
Ａｓ（１００）基板を用いた場合について、目標とする
発光波長に対する活性層のＡｌ混晶比ｘとバンドギャッ
プエネルギーＥg を表３に示す。
【００１７】
【表３】
【００１８】上記に従って目標とする発光波長に対応す
る活性層のＡｌ混晶比ｘを選定する。ＡｌＧａＩｎＰ４
元混晶のバンドギャップエネルギーはＡｌの混晶比ｘと
共に増加し、ｘ＝０．７以上では間接遷移領域に入るの
で、ｘ＝０．７が上限となる。ｘ＝０はＧａＩｎＰ混晶
であり、発光波長は６５０ｎｍ（赤）となる。ｘ＝０．
７では発光波長は５５０ｎｍ（緑）となる。
る活性層のＡｌ混晶比ｘを選定する。ＡｌＧａＩｎＰ４
元混晶のバンドギャップエネルギーはＡｌの混晶比ｘと
共に増加し、ｘ＝０．７以上では間接遷移領域に入るの
で、ｘ＝０．７が上限となる。ｘ＝０はＧａＩｎＰ混晶
であり、発光波長は６５０ｎｍ（赤）となる。ｘ＝０．
７では発光波長は５５０ｎｍ（緑）となる。
【００１９】クラッド層のバンドギャップエネルギーは
活性層よりも大きくする必要がある。なぜならば、クラ
ッド層のバンドギャップエネルギーが活性層のバンドギ
ャップエネルギーよりも小さいと、キャリアのバンド間
の遷移により発光に対して吸収体として作用するように
なるからである。クラッド層によるキャリアの閉じ込め
効果を考えると、クラッド層のバンドギャップエネルギ
ーは、室温でのＬＥＤの使用を前提とすると、活性層の
バンドギャップエネルギーよりも少なくとも０．１ｅＶ
以上大きくする必要がある。このようにして選定したク
ラッド層のバンドギャップエネルギーを表３に併記す
る。
活性層よりも大きくする必要がある。なぜならば、クラ
ッド層のバンドギャップエネルギーが活性層のバンドギ
ャップエネルギーよりも小さいと、キャリアのバンド間
の遷移により発光に対して吸収体として作用するように
なるからである。クラッド層によるキャリアの閉じ込め
効果を考えると、クラッド層のバンドギャップエネルギ
ーは、室温でのＬＥＤの使用を前提とすると、活性層の
バンドギャップエネルギーよりも少なくとも０．１ｅＶ
以上大きくする必要がある。このようにして選定したク
ラッド層のバンドギャップエネルギーを表３に併記す
る。
【００２０】次に、Ｉｎの量により格子定数が決まるの
で、以下の手順に従ってＩｎの混晶比（１−ｙ）を決定
する。一般に０．１μｍ以上の厚さを有するエピタキシ
ャル成長層に対しては、２結晶Ｘ線回折法等で室温にお
けるエピタキシャル成長結晶の格子定数を精密に測定す
ることができる。従って、各種のｘ，ｙに対するエピタ
キシャル成長結晶の格子定数を測定し、これらの値を基
にエピタキシャル成長温度（Ｔ℃）における格子定数を
式（４）に従って推計する。さらに、式（６）からＴ℃
における格子不整合度を求めることができる。このよう
にして求めた値からエピタキシャル成長温度における格
子不整合度が零（完全格子整合）となるような混晶比
ｘ，ｙを選択すれば良い。このようにして室温における
所定の格子不整合度を得るようにＩｎ混晶比（１−ｙ）
を調整するのである。具体的にはエピタキシャル成長温
度における格子整合条件は式（４）及び式（５）から ａT −ｓT ＝ａroom（１＋βepi ・ΔＴ）−ｓroom（１＋βsub ・ΔＴ） ＝０ ‥‥‥‥‥‥‥（７） となる。式（７）において右辺は成長温度、従ってΔＴ
が決まれば既知である。一方ａroom、ｓroomはそれぞれ
式（４）、（５）で与えられ、共にｘ，ｙの関数であ
る。ただしｘは目的のバンドギャプエネルギーからも制
約されるため、結局式（７）はｙについての２次方程式
となる。ｙについての条件式０＜ｙ≦１を満たす解を求
め、再度ｘ，ｙを式（２）に代入すると室温での格子定
数ａroomが得られ、つづいて室温での格子不整合度が得
られる。表４はこの手順によって得られたエピタキシャ
ル成長温度７８０℃で厳密に格子整合するＡｌＧａＩｎ
Ｐ４元混晶の室温での格子不整合度を示したものであ
る。
で、以下の手順に従ってＩｎの混晶比（１−ｙ）を決定
する。一般に０．１μｍ以上の厚さを有するエピタキシ
ャル成長層に対しては、２結晶Ｘ線回折法等で室温にお
けるエピタキシャル成長結晶の格子定数を精密に測定す
ることができる。従って、各種のｘ，ｙに対するエピタ
キシャル成長結晶の格子定数を測定し、これらの値を基
にエピタキシャル成長温度（Ｔ℃）における格子定数を
式（４）に従って推計する。さらに、式（６）からＴ℃
における格子不整合度を求めることができる。このよう
にして求めた値からエピタキシャル成長温度における格
子不整合度が零（完全格子整合）となるような混晶比
ｘ，ｙを選択すれば良い。このようにして室温における
所定の格子不整合度を得るようにＩｎ混晶比（１−ｙ）
を調整するのである。具体的にはエピタキシャル成長温
度における格子整合条件は式（４）及び式（５）から ａT −ｓT ＝ａroom（１＋βepi ・ΔＴ）−ｓroom（１＋βsub ・ΔＴ） ＝０ ‥‥‥‥‥‥‥（７） となる。式（７）において右辺は成長温度、従ってΔＴ
が決まれば既知である。一方ａroom、ｓroomはそれぞれ
式（４）、（５）で与えられ、共にｘ，ｙの関数であ
る。ただしｘは目的のバンドギャプエネルギーからも制
約されるため、結局式（７）はｙについての２次方程式
となる。ｙについての条件式０＜ｙ≦１を満たす解を求
め、再度ｘ，ｙを式（２）に代入すると室温での格子定
数ａroomが得られ、つづいて室温での格子不整合度が得
られる。表４はこの手順によって得られたエピタキシャ
ル成長温度７８０℃で厳密に格子整合するＡｌＧａＩｎ
Ｐ４元混晶の室温での格子不整合度を示したものであ
る。
【００２１】
【表４】
【００２２】表４に示した混晶比ｘ，ｙを有する（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶を使用してダブルヘ
テロ接合発光構造を作れば、ＧａＡｓ基板とエピタキシ
ャル成長温度で格子整合した良質のエピタキシャル成長
結晶が得られ、高輝度で信頼性の高いＬＥＤとすること
ができる。表４ではエピタキシャル成長温度を７８０℃
とした場合を示したが、エピタキシャル成長温度を変え
た場合にも同様にしてエピタキシャル成長温度で格子整
合する４元混晶の結晶組成を選定することが可能であ
る。４元混晶の良質な結晶を得るにはエピタキシャル成
長温度は７３０〜８３０℃が適当である。この温度範囲
では格子不整合度も僅かに変化するが許容できる範囲で
ある。従ってＩｎ混晶比（１−ｙ）の範囲は０．５０４
５≦（１−ｙ）≦０．５０９５とする。
x Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐ４元混晶を使用してダブルヘ
テロ接合発光構造を作れば、ＧａＡｓ基板とエピタキシ
ャル成長温度で格子整合した良質のエピタキシャル成長
結晶が得られ、高輝度で信頼性の高いＬＥＤとすること
ができる。表４ではエピタキシャル成長温度を７８０℃
とした場合を示したが、エピタキシャル成長温度を変え
た場合にも同様にしてエピタキシャル成長温度で格子整
合する４元混晶の結晶組成を選定することが可能であ
る。４元混晶の良質な結晶を得るにはエピタキシャル成
長温度は７３０〜８３０℃が適当である。この温度範囲
では格子不整合度も僅かに変化するが許容できる範囲で
ある。従ってＩｎ混晶比（１−ｙ）の範囲は０．５０４
５≦（１−ｙ）≦０．５０９５とする。
【００２３】ダブルヘテロ接合発光構造各層の厚さは、
活性層へのキャリアの閉じ込め効果が高く、かつ活性層
でのキャリアの再結合が大きくなる（すなわち輝度が高
くなる）ように決める。活性層の厚さは薄くすると内部
に注入されたキャリア（電子及びホール）の再結合確立
が増加する反面、体積の減少によって存在できるキャリ
アの数が減少する。一方、あまり厚くすると活性層中の
キャリアは増加するものの再結合確立は減少する。従っ
て活性層の厚さは０．１〜１．５μｍ程度が最適であ
る。
活性層へのキャリアの閉じ込め効果が高く、かつ活性層
でのキャリアの再結合が大きくなる（すなわち輝度が高
くなる）ように決める。活性層の厚さは薄くすると内部
に注入されたキャリア（電子及びホール）の再結合確立
が増加する反面、体積の減少によって存在できるキャリ
アの数が減少する。一方、あまり厚くすると活性層中の
キャリアは増加するものの再結合確立は減少する。従っ
て活性層の厚さは０．１〜１．５μｍ程度が最適であ
る。
【００２４】ダブルヘテロ接合構造のクラッド層は活性
層とのバンドギャップエネルギーによって活性層中にキ
ャリアを閉じ込める作用をもつ。従ってキャリアのトン
ネリングによるすり抜けを防止するために、クラッド層
の厚さは０．５〜２μｍ程度の厚さが用いられる。
層とのバンドギャップエネルギーによって活性層中にキ
ャリアを閉じ込める作用をもつ。従ってキャリアのトン
ネリングによるすり抜けを防止するために、クラッド層
の厚さは０．５〜２μｍ程度の厚さが用いられる。
【００２５】ｎ型上クラッド層に使用するｎ型ドーパン
トとしてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ等がある。これらの
うちでＳｉ、Ｇｅは両性不純物であり、成長温度によっ
てはｐ型として作用する。またＳｉは深い準位の不純物
となるため、電気抵抗を低くするために高濃度にドープ
すると発光の吸収を引き起こすようになる。従って、ｎ
型ドーパントとしてはＳｅまたはＴｅ、特にＳｅが好ま
しい。ｐ型上クラッド層に使用するｐ型ドーパントとし
てはＺｎ、Ｃｄ、Ｍｇ等が利用できる。上クラッド層の
キャリア濃度としては１×１０16ｃｍ-3〜１×１０18ｃ
ｍ-3、好ましくは３×１０16ｃｍ-3〜１×１０17ｃｍ-3
とする。
トとしてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ等がある。これらの
うちでＳｉ、Ｇｅは両性不純物であり、成長温度によっ
てはｐ型として作用する。またＳｉは深い準位の不純物
となるため、電気抵抗を低くするために高濃度にドープ
すると発光の吸収を引き起こすようになる。従って、ｎ
型ドーパントとしてはＳｅまたはＴｅ、特にＳｅが好ま
しい。ｐ型上クラッド層に使用するｐ型ドーパントとし
てはＺｎ、Ｃｄ、Ｍｇ等が利用できる。上クラッド層の
キャリア濃度としては１×１０16ｃｍ-3〜１×１０18ｃ
ｍ-3、好ましくは３×１０16ｃｍ-3〜１×１０17ｃｍ-3
とする。
【００２６】次に、本発明のＬＥＤに用いるエピタキシ
ャルウエーハの他の構成要件を順を追って説明する。ま
ず、基板としては発光層であるＡｌＧａＩｎＰと格子整
合が得られ、良質の結晶が容易に入手可能な材料とし、
ＧａＡｓを選択する。電気伝導型はｐ型を用いる。ｐ型
基板を用いると基板と反対側は必然的にｎ型となる。ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰ結晶の上クラッド層は、不純物濃度を
高くしても良質の結晶を得やすく、同じキャリア濃度に
対してｐ型混晶よりも電子移動度が大きく、低抵抗で電
流の拡散効果の大きな上クラッド層となるからである。
ｐ型ドーパントとしては一般にＺｎが用いられ、キャリ
ア濃度は１×１０18ｃｍ-3以上であることが好ましい。
基板結晶の面方位は（１００）でも良く、または傾斜方
位のものでも良い。
ャルウエーハの他の構成要件を順を追って説明する。ま
ず、基板としては発光層であるＡｌＧａＩｎＰと格子整
合が得られ、良質の結晶が容易に入手可能な材料とし、
ＧａＡｓを選択する。電気伝導型はｐ型を用いる。ｐ型
基板を用いると基板と反対側は必然的にｎ型となる。ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰ結晶の上クラッド層は、不純物濃度を
高くしても良質の結晶を得やすく、同じキャリア濃度に
対してｐ型混晶よりも電子移動度が大きく、低抵抗で電
流の拡散効果の大きな上クラッド層となるからである。
ｐ型ドーパントとしては一般にＺｎが用いられ、キャリ
ア濃度は１×１０18ｃｍ-3以上であることが好ましい。
基板結晶の面方位は（１００）でも良く、または傾斜方
位のものでも良い。
【００２７】基板の上には基板からの不純物の拡散を防
止し、結晶欠陥の影響を排除するために、ＧａＡｓのバ
ッファー層を載置する。厚さは一般的には０．１〜１．
０μｍ、ドーパントとしてＺｎを用いる。キャリア濃度
は一般的には（１〜６）×１０18ｃｍ-3である。
止し、結晶欠陥の影響を排除するために、ＧａＡｓのバ
ッファー層を載置する。厚さは一般的には０．１〜１．
０μｍ、ドーパントとしてＺｎを用いる。キャリア濃度
は一般的には（１〜６）×１０18ｃｍ-3である。
【００２８】基板側向かった光を有効に取り出すために
バッファ層とＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ構造の間に、
ＡｌＧａＡｓ多層構造からなるブラッグ反射層（ＤＢ
Ｒ）を使用する。ＤＢＲとしては、基本的には従来から
提案されてきた互いに屈折率の異なるエピタキシャル成
長層を交互に積層したものを用いる。各エピタキシャル
成長層の厚さは、目標の発光波長のそれぞれ１／４の光
学長（対象とする層の屈折率をｎ、目標発光波長をλと
して、層の厚さはλ／４ｎ）として、１０〜２５組程度
積層する。本発明のＡｌＧａＩｎＰ混晶を発光層とする
ＬＥＤについては、従来から用いられてきたＡｌＧａＡ
ｓが適当である。ここで半導体多層膜反射層を構成する
２種の層をそれぞれＡｌd1Ｇａ1-d1Ａｓ、Ａｌd2Ｇａ
1-d2Ａｓ（ｄ１＜ｄ２）とする。それぞれの構成層の組
成は、1)屈折率の差を大きくすること、2)対象波長に対
してなるべく吸収が少なくなることから選定されるが、
０≦ｄ１≦０．５、 ０．７５≦ｄ２＜１が妥当である。
高い反射率を得るため、従来ｄ２＝１、即ち反射層の構
成要素の一方をＡｌＡｓとするものが用いられてきた
が、ＡｌＡｓは作成後の酸化が激しく素子寿命等の問題
で好ましくない。少量のＧａを添加する事でこの問題を
避ける事ができる。本実施例においてはｄ１＝０．４、
ｄ２＝０．９５のＡｌＧａＡｓを用いた。目標発光波長
の素子に使用するＤＢＲの構成は表５に示す。この様な
ＤＢＲにより、活性層の発光波長範囲にわたり９０％以
上の反射率が得られる。
バッファ層とＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ構造の間に、
ＡｌＧａＡｓ多層構造からなるブラッグ反射層（ＤＢ
Ｒ）を使用する。ＤＢＲとしては、基本的には従来から
提案されてきた互いに屈折率の異なるエピタキシャル成
長層を交互に積層したものを用いる。各エピタキシャル
成長層の厚さは、目標の発光波長のそれぞれ１／４の光
学長（対象とする層の屈折率をｎ、目標発光波長をλと
して、層の厚さはλ／４ｎ）として、１０〜２５組程度
積層する。本発明のＡｌＧａＩｎＰ混晶を発光層とする
ＬＥＤについては、従来から用いられてきたＡｌＧａＡ
ｓが適当である。ここで半導体多層膜反射層を構成する
２種の層をそれぞれＡｌd1Ｇａ1-d1Ａｓ、Ａｌd2Ｇａ
1-d2Ａｓ（ｄ１＜ｄ２）とする。それぞれの構成層の組
成は、1)屈折率の差を大きくすること、2)対象波長に対
してなるべく吸収が少なくなることから選定されるが、
０≦ｄ１≦０．５、 ０．７５≦ｄ２＜１が妥当である。
高い反射率を得るため、従来ｄ２＝１、即ち反射層の構
成要素の一方をＡｌＡｓとするものが用いられてきた
が、ＡｌＡｓは作成後の酸化が激しく素子寿命等の問題
で好ましくない。少量のＧａを添加する事でこの問題を
避ける事ができる。本実施例においてはｄ１＝０．４、
ｄ２＝０．９５のＡｌＧａＡｓを用いた。目標発光波長
の素子に使用するＤＢＲの構成は表５に示す。この様な
ＤＢＲにより、活性層の発光波長範囲にわたり９０％以
上の反射率が得られる。
【００２９】
【表５】
【００３０】キャリア注入に対する抵抗を減少させるた
めに、ＤＢＲと下部クラッド層の間にバンドギャップ勾
配層を設ける事が効果的である。この抵抗の増加は、Ｄ
ＢＲ最終層と下部クラッド層間のバンドオフセットによ
りキャリアの下部クラッド層への移動が妨げられるため
に生じ、特にｐ型基板を用いＤＢＲや下部クラッド層が
ｐ型になった場合に特に顕著である。今回実施したバン
ドギャップ勾配層は、ＤＢＲと下部クラッド層の間に双
方の更正元素であるＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｓ，Ｐを含
み、その組成をＤＢＲ最終膜の組成から下部クラッド組
成に向かって連続的に変化する組成勾配層である。基板
がｐ型ＧａＡｓでＤＢＲの最終層がＡｌd2Ｇａ1-d2Ａｓ
でｄ２＝０．９５、また下部クラッド層が（AlxGa1-x)y
In1-yPでｘ＝０．７、ｙ＝０．５であった場合、この組
成勾配層Ａｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b Ａｓ1-p Ｐp において
Ａｌ組成ａは０．９５から０．３５まで、Ｇａ組成ｂは
０．０５から０．１５まで、Ｉｎ組成１−ａ−ｂは０か
ら約０．５まで、Ａｓ組成１−ｐは１から０まで、Ｐ組
成ｐは０から１まで、ＤＢＲの上部界面から下部クラッ
ド層界面に向かって変化する。
めに、ＤＢＲと下部クラッド層の間にバンドギャップ勾
配層を設ける事が効果的である。この抵抗の増加は、Ｄ
ＢＲ最終層と下部クラッド層間のバンドオフセットによ
りキャリアの下部クラッド層への移動が妨げられるため
に生じ、特にｐ型基板を用いＤＢＲや下部クラッド層が
ｐ型になった場合に特に顕著である。今回実施したバン
ドギャップ勾配層は、ＤＢＲと下部クラッド層の間に双
方の更正元素であるＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｓ，Ｐを含
み、その組成をＤＢＲ最終膜の組成から下部クラッド組
成に向かって連続的に変化する組成勾配層である。基板
がｐ型ＧａＡｓでＤＢＲの最終層がＡｌd2Ｇａ1-d2Ａｓ
でｄ２＝０．９５、また下部クラッド層が（AlxGa1-x)y
In1-yPでｘ＝０．７、ｙ＝０．５であった場合、この組
成勾配層Ａｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b Ａｓ1-p Ｐp において
Ａｌ組成ａは０．９５から０．３５まで、Ｇａ組成ｂは
０．０５から０．１５まで、Ｉｎ組成１−ａ−ｂは０か
ら約０．５まで、Ａｓ組成１−ｐは１から０まで、Ｐ組
成ｐは０から１まで、ＤＢＲの上部界面から下部クラッ
ド層界面に向かって変化する。
【００３１】さらに、上部クラッド層とＧａＰ電流拡散
層の間にＡｌＧａＩｎＰからなる格子不整合緩和層を設
ける事も輝度の増加や信頼性の向上にとって効果があ
る。格子不整合緩和の方法として従来から、組成のステ
ップ状の変化、超格子の採用、組成の直線勾配やそれら
の組み合わせが提示されてきた。ダブルヘテロ部分の成
長温度での格子整合成長に勝る効果は望めないものの、
いずれの方法も効果がある。最も作成し易い線形の組成
勾配不整合緩和層について述べる。上部クラッド層（Al
xGa1-x)yIn1-yPがｘ＝１．０、ｙ〜０．５であった場
合、即ちクラッド層がＡｌＩｎＰであった場合、この組
成勾配層Ａｌa Ｇａb Ｉｎ1- a-b ＰにおいてＡｌ組成ａ
は約０．５から０まで、Ｇａ組成ｂは０から１まで、Ｉ
ｎ組成１−ａ−ｂは約０．５から０まで、下部クラッド
層の上部界面からＧａＰ電流拡散層界面に向かって変化
する。不整合緩和層の厚さは、０．５μｍ以上であれば
効果があり、厚いほど従って格子定数の変化の小さいほ
ど効果は高いが、ＡｌＧａＩｎＰ膜の成長方法として現
在最も有効なＭＯＣＶＤ法を採用する限り厚さには限界
がある。現実的な厚さとして０．５から１０μｍが適当
である。伝導型及び添加不純物は上部クラッド層と同様
とする。
層の間にＡｌＧａＩｎＰからなる格子不整合緩和層を設
ける事も輝度の増加や信頼性の向上にとって効果があ
る。格子不整合緩和の方法として従来から、組成のステ
ップ状の変化、超格子の採用、組成の直線勾配やそれら
の組み合わせが提示されてきた。ダブルヘテロ部分の成
長温度での格子整合成長に勝る効果は望めないものの、
いずれの方法も効果がある。最も作成し易い線形の組成
勾配不整合緩和層について述べる。上部クラッド層（Al
xGa1-x)yIn1-yPがｘ＝１．０、ｙ〜０．５であった場
合、即ちクラッド層がＡｌＩｎＰであった場合、この組
成勾配層Ａｌa Ｇａb Ｉｎ1- a-b ＰにおいてＡｌ組成ａ
は約０．５から０まで、Ｇａ組成ｂは０から１まで、Ｉ
ｎ組成１−ａ−ｂは約０．５から０まで、下部クラッド
層の上部界面からＧａＰ電流拡散層界面に向かって変化
する。不整合緩和層の厚さは、０．５μｍ以上であれば
効果があり、厚いほど従って格子定数の変化の小さいほ
ど効果は高いが、ＡｌＧａＩｎＰ膜の成長方法として現
在最も有効なＭＯＣＶＤ法を採用する限り厚さには限界
がある。現実的な厚さとして０．５から１０μｍが適当
である。伝導型及び添加不純物は上部クラッド層と同様
とする。
【００３２】上部クラッド層の上にはＧａＰからなる電
流拡散層を成長する。電流拡散層の材質としては本素子
の発光層であるＡｌＧａＩｎＰのいかなる組成よりバン
ドギャップエネルギーの大きなＧａＰが光学的には適し
ている。ただし、ＧａＰはＧａＡｓに対して約３．６％
の格子ミスマッチを持つ。従来からのダブルヘテロ部分
の組成条件では、格子不整合によると見られる素子輝度
の劣化が明瞭であったが、ダブルヘテロ部分に成長温度
での格子整合条件を厳密に満たす少なくとも０．５μｍ
以上の上部クラッド層を積めば劣化は事実上無視できる
レベルに低下する。
流拡散層を成長する。電流拡散層の材質としては本素子
の発光層であるＡｌＧａＩｎＰのいかなる組成よりバン
ドギャップエネルギーの大きなＧａＰが光学的には適し
ている。ただし、ＧａＰはＧａＡｓに対して約３．６％
の格子ミスマッチを持つ。従来からのダブルヘテロ部分
の組成条件では、格子不整合によると見られる素子輝度
の劣化が明瞭であったが、ダブルヘテロ部分に成長温度
での格子整合条件を厳密に満たす少なくとも０．５μｍ
以上の上部クラッド層を積めば劣化は事実上無視できる
レベルに低下する。
【００３３】ＧａＰ電流拡散層の厚さは、発光層全面に
わたる注入電流の拡散が得られるようにある程度以上の
厚さが必要であるが、実施例によれば有効な厚さは３０
から３００μｍの範囲であり、これ以上の厚さによる大
きな素子輝度の増加は得られない。伝導型は上部クラッ
ド層と同一であり、従って基板とは反対の極性を有す
る。必要な極性を得る添加不純物種についての限定は無
いが、３０から３００μｍの厚さを得るため有効な成長
方法としては気相成長法（ＶＰＥ）があり、ｎ型ＧａＰ
を得るためにはＴｅのアルキル化合物または硫化水素を
用いるのがよい。一方、ｐ型不純物種として成長時の適
当なものはなく、無添加のＧａＰを成長後に拡散炉中で
Ｚｎを拡散させ最上層のＧａＰ電流拡散層をｐ型とす
る。キャリア濃度は上部クラッド層より高い事が必要で
あるが、電流拡散層の結晶性を保つためには、５×１０
17から５×１０18ｃｍ-3が適当である。なお、電流拡散
効果を高め、かつ上部クラッド層への不純物の拡散を防
止するためキャリア濃度を上部クラッド層との界面から
上部電極に向かって徐々に増加させる事も有効である。
また、ＧａＰ成長中にＡｓを徐々に添加する事により、
電流拡散層中でＧａＡｓＰの組成勾配層を得る事ができ
る。これにより、電流拡散層の上部電極側の移動度を高
めることによっても電流拡散効果の向上を図る事ができ
る。
わたる注入電流の拡散が得られるようにある程度以上の
厚さが必要であるが、実施例によれば有効な厚さは３０
から３００μｍの範囲であり、これ以上の厚さによる大
きな素子輝度の増加は得られない。伝導型は上部クラッ
ド層と同一であり、従って基板とは反対の極性を有す
る。必要な極性を得る添加不純物種についての限定は無
いが、３０から３００μｍの厚さを得るため有効な成長
方法としては気相成長法（ＶＰＥ）があり、ｎ型ＧａＰ
を得るためにはＴｅのアルキル化合物または硫化水素を
用いるのがよい。一方、ｐ型不純物種として成長時の適
当なものはなく、無添加のＧａＰを成長後に拡散炉中で
Ｚｎを拡散させ最上層のＧａＰ電流拡散層をｐ型とす
る。キャリア濃度は上部クラッド層より高い事が必要で
あるが、電流拡散層の結晶性を保つためには、５×１０
17から５×１０18ｃｍ-3が適当である。なお、電流拡散
効果を高め、かつ上部クラッド層への不純物の拡散を防
止するためキャリア濃度を上部クラッド層との界面から
上部電極に向かって徐々に増加させる事も有効である。
また、ＧａＰ成長中にＡｓを徐々に添加する事により、
電流拡散層中でＧａＡｓＰの組成勾配層を得る事ができ
る。これにより、電流拡散層の上部電極側の移動度を高
めることによっても電流拡散効果の向上を図る事ができ
る。
【００３４】以上のようにして載置したＧａＰ電流拡散
層の上に（コンタクト層を介して）オーミック電極を形
成する。また、ＧａＡｓ基板の表面にもオーミック電極
を形成してＬＥＤ素子とする。コンタクト層については
その上の金属電極とオーム性接触を取り易いことを目安
に選ぶ。本発明の構造では最適な物質はＧａＡｓであ
り、厚さは０．１〜１μｍあれば良い。キャリア濃度は
１×１０18ｃｍ-3以上が必要である。金属電極はｎ型で
はＡｕ／Ａｕ−Ｇｅ、ｐ型ではＡｕ／Ａｕ−Ｂｅが用い
られる。このようにＬＥＤ用ウエーハを構成することに
より、上部電極からの注入電流を充分に拡散させ、効果
的に高い出力、即ち高い輝度の発光素子を得ることがで
きる。
層の上に（コンタクト層を介して）オーミック電極を形
成する。また、ＧａＡｓ基板の表面にもオーミック電極
を形成してＬＥＤ素子とする。コンタクト層については
その上の金属電極とオーム性接触を取り易いことを目安
に選ぶ。本発明の構造では最適な物質はＧａＡｓであ
り、厚さは０．１〜１μｍあれば良い。キャリア濃度は
１×１０18ｃｍ-3以上が必要である。金属電極はｎ型で
はＡｕ／Ａｕ−Ｇｅ、ｐ型ではＡｕ／Ａｕ−Ｂｅが用い
られる。このようにＬＥＤ用ウエーハを構成することに
より、上部電極からの注入電流を充分に拡散させ、効果
的に高い出力、即ち高い輝度の発光素子を得ることがで
きる。
【００３５】
【作用】本発明は（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐダブ
ルヘテロ発光構造を有するＬＥＤにおいて、ダブルヘテ
ロ発光構造をエピタキシャル成長温度において格子整合
させ、かつ電流拡散層として比抵抗の小さいＧａＰを採
用することにより大きな電流拡散効果を発揮させるよう
にしたものである。エピタキシャル成長温度で格子整合
させているため良質の成長結晶が得られかつ電流が広く
拡散し、輝度を高くすることができる。また、ＶF 特性
は低い発光素子とすることができる。
ルヘテロ発光構造を有するＬＥＤにおいて、ダブルヘテ
ロ発光構造をエピタキシャル成長温度において格子整合
させ、かつ電流拡散層として比抵抗の小さいＧａＰを採
用することにより大きな電流拡散効果を発揮させるよう
にしたものである。エピタキシャル成長温度で格子整合
させているため良質の成長結晶が得られかつ電流が広く
拡散し、輝度を高くすることができる。また、ＶF 特性
は低い発光素子とすることができる。
【００３６】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 （実施例１）ｎ型ＧａＡｓ基板上に６２０ｎｍの発光層
を持つＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ接合構造を有するＬ
ＥＤを作った。各層の構成を図１に示す。基板１として
はＳｉドープのｎ型ＧａＡｓ単結晶を使用した。キャリ
ア濃度は２．０×１０18ｃｍ-3である。面方位は（１０
０）４度ｏｆｆとした。基板上にＭＯＣＶＤを利用して
エピタキシャル層を成長させた。先ず、基板１上にＧａ
Ａｓバッファー層２を成長させた。バッファー層２はＳ
ｉドープでキャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは
０．５μｍとした。バッファー層２の上に下部反射層３
を積載した。下部反射層の構成はＳｅドープ、厚さ４
１．９ｎｍのＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ層３ａと、Ｓｅドー
プ、厚さ４９．３ｎｍのＡｌ0.95Ｇａ0.05Ａｓ層３ｂと
を１２層積層して構成した。キャリア濃度は２層の平均
で１．５×１０18ｃｍ-3であった。
を持つＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ接合構造を有するＬ
ＥＤを作った。各層の構成を図１に示す。基板１として
はＳｉドープのｎ型ＧａＡｓ単結晶を使用した。キャリ
ア濃度は２．０×１０18ｃｍ-3である。面方位は（１０
０）４度ｏｆｆとした。基板上にＭＯＣＶＤを利用して
エピタキシャル層を成長させた。先ず、基板１上にＧａ
Ａｓバッファー層２を成長させた。バッファー層２はＳ
ｉドープでキャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは
０．５μｍとした。バッファー層２の上に下部反射層３
を積載した。下部反射層の構成はＳｅドープ、厚さ４
１．９ｎｍのＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ層３ａと、Ｓｅドー
プ、厚さ４９．３ｎｍのＡｌ0.95Ｇａ0.05Ａｓ層３ｂと
を１２層積層して構成した。キャリア濃度は２層の平均
で１．５×１０18ｃｍ-3であった。
【００３７】次に、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐダ
ブルヘテロ接合発光構造を形成した。発光波長を６２０
ｎｍとするため、活性層６のバンドギャップエネルギー
をＥg ＝２．００ｅＶに設定した。また、下クラッド層
５及び上クラッド層７ではキャリアの閉じ込め効果と発
光に対する透明性を確保するためバンドギャップエネル
ギーは活性層６よりも０．２９ｅＶ大きなＥg ＝２．２
９ｅＶに設定した。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活
性層６ではｘ＝約０．１７、下クラッド層５及び上クラ
ッド層７ではｘ＝約０．７となる。
ブルヘテロ接合発光構造を形成した。発光波長を６２０
ｎｍとするため、活性層６のバンドギャップエネルギー
をＥg ＝２．００ｅＶに設定した。また、下クラッド層
５及び上クラッド層７ではキャリアの閉じ込め効果と発
光に対する透明性を確保するためバンドギャップエネル
ギーは活性層６よりも０．２９ｅＶ大きなＥg ＝２．２
９ｅＶに設定した。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活
性層６ではｘ＝約０．１７、下クラッド層５及び上クラ
ッド層７ではｘ＝約０．７となる。
【００３８】次に、ダブルヘテロ接合発光構造部のエピ
タキシャル成長を７８０℃で行なうこととし、この成長
温度で格子定数がＧａＡｓ基板と完全に整合するように
した。即ち、７８０℃におけるＧａＡｓの格子定数は
５．６８０４Åであるから、ダブルヘテロ接合部の４元
混晶各層の格子定数も５．６８０４Åとなるように、前
述の計算式を用いてｘ、ｙを定めた。前述のバンドギャ
ップエネルギーと上記格子定数の条件を満たすｘ、ｙを
本発明の主旨に従って計算した結果、活性層６の組成は
（Ａｌ0.1700Ｇａ0.8300)0.4946 Ｉｎ0.5054Ｐ、下クラ
ッド層５及び上クラッド層７の結晶組成は（Ａｌ0.7000
Ｇａ0.3000）0.4920Ｉｎo.5080Ｐとなった。上記組成の
結晶が得られるようＭＯＣＶＤ工程の原料ガスの混合比
を制御することにより、結晶の組成を変化させた。原料
ガスとしては、ＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、ＴＭＩｎ、ＤＥＺ
ｎ、アルシン、ホスフィン、セレン化水素を用いた。各
層の伝導型は下クラッド層５はＳｅドープのｎ型、活性
層６はアンドープ、上クラッド層７はＺｎドープのｐ型
とした。また、厚さは下クラッド層５は１μｍ、活性層
６は０．５μｍ、上クラッド層７は１μｍとした。この
ようにして得られたダブルヘテロ接合構造各層のキャリ
ア濃度を測定した。キャリア濃度は下クラッド層５は１
×１０17ｃｍ-3、活性層６は１×１０16ｃｍ-3、上クラ
ッド層７は３×１０17ｃｍ-3であった。
タキシャル成長を７８０℃で行なうこととし、この成長
温度で格子定数がＧａＡｓ基板と完全に整合するように
した。即ち、７８０℃におけるＧａＡｓの格子定数は
５．６８０４Åであるから、ダブルヘテロ接合部の４元
混晶各層の格子定数も５．６８０４Åとなるように、前
述の計算式を用いてｘ、ｙを定めた。前述のバンドギャ
ップエネルギーと上記格子定数の条件を満たすｘ、ｙを
本発明の主旨に従って計算した結果、活性層６の組成は
（Ａｌ0.1700Ｇａ0.8300)0.4946 Ｉｎ0.5054Ｐ、下クラ
ッド層５及び上クラッド層７の結晶組成は（Ａｌ0.7000
Ｇａ0.3000）0.4920Ｉｎo.5080Ｐとなった。上記組成の
結晶が得られるようＭＯＣＶＤ工程の原料ガスの混合比
を制御することにより、結晶の組成を変化させた。原料
ガスとしては、ＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、ＴＭＩｎ、ＤＥＺ
ｎ、アルシン、ホスフィン、セレン化水素を用いた。各
層の伝導型は下クラッド層５はＳｅドープのｎ型、活性
層６はアンドープ、上クラッド層７はＺｎドープのｐ型
とした。また、厚さは下クラッド層５は１μｍ、活性層
６は０．５μｍ、上クラッド層７は１μｍとした。この
ようにして得られたダブルヘテロ接合構造各層のキャリ
ア濃度を測定した。キャリア濃度は下クラッド層５は１
×１０17ｃｍ-3、活性層６は１×１０16ｃｍ-3、上クラ
ッド層７は３×１０17ｃｍ-3であった。
【００３９】さらにダブルヘテロ接合構造の各層の格子
定数を測定し、前述の式（６）に従って格子不整合度を
測定した。その結果、下クラッド層５ではΔａ＝０．１
２％、活性層６ではΔａ＝０．０９％、上クラッド層７
ではΔａ＝０．１０％であり、各層とも従来のものと比
較して格子整合度は格段に向上していた。
定数を測定し、前述の式（６）に従って格子不整合度を
測定した。その結果、下クラッド層５ではΔａ＝０．１
２％、活性層６ではΔａ＝０．０９％、上クラッド層７
ではΔａ＝０．１０％であり、各層とも従来のものと比
較して格子整合度は格段に向上していた。
【００４０】更に上記ダブルヘテロ発光構造部の上にＧ
ａＰからなる電流拡散層を設けた。ＧａＰ電流拡散層は
Ｚｎドープのｐ型で厚さは１００μｍ、キャリア濃度は
７×１０17ｃｍ-3、比抵抗は０．１Ω・ｃｍであった。
ａＰからなる電流拡散層を設けた。ＧａＰ電流拡散層は
Ｚｎドープのｐ型で厚さは１００μｍ、キャリア濃度は
７×１０17ｃｍ-3、比抵抗は０．１Ω・ｃｍであった。
【００４１】最後に電流拡散層上にＺｎドープのｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層９を厚さ０．３μｍ成長させた。キ
ャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3とした。この上に（Ａｕ
−Ｂｅ）／Ａｕを蒸着し、オーミック電極１０を形成し
た。また、基板裏面には（Ａｕ−Ｇｅ）／Ａｕでオーミ
ック電極１１を形成してＬＥＤとした。
ａＡｓコンタクト層９を厚さ０．３μｍ成長させた。キ
ャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3とした。この上に（Ａｕ
−Ｂｅ）／Ａｕを蒸着し、オーミック電極１０を形成し
た。また、基板裏面には（Ａｕ−Ｇｅ）／Ａｕでオーミ
ック電極１１を形成してＬＥＤとした。
【００４２】このようにして得たＬＥＤの特性を評価し
たところ、波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は８０ａ．ｕ．(arbitrary unit ：任意単位で特定の測
定器で測定した値）であり、ＶF ＝１．８８Ｖ、１００
０時間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は９５
％と良好な値を示した。主な構成要件と素子特性を表６
に一覧として示す。
たところ、波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は８０ａ．ｕ．(arbitrary unit ：任意単位で特定の測
定器で測定した値）であり、ＶF ＝１．８８Ｖ、１００
０時間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は９５
％と良好な値を示した。主な構成要件と素子特性を表６
に一覧として示す。
【００４３】
【表６】
【００４４】（実施例２）ｐ型ＧａＡｓ基板上に６２０
ｎｍの発光層を持つＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ接合構
造を有するＬＥＤを作った。基板１としてはＺｎドープ
のｐ型ＧａＡｓ単結晶を使用した。キャリア濃度は５．
０×１０18ｃｍ-3である。面方位は（１００）４度ｏｆ
ｆとした。基板上にＭＯＣＶＤを利用してエピタキシャ
ル層を成長させた。先ず、基板１上にＧａＡｓバッファ
ー層２を成長させた。バッファー層２はＺｎドープでキ
ャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは０．５μｍとし
た。バッファー層２の上にＤＢＲ反射層３を積載した。
ＤＢＲ反射層の構成はＺｎドープ、厚さ４１．９ｎｍの
Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ層３ａと、Ｚｎドープ、厚さ４
９．３ｎｍのＡｌ0.95Ｇａ0.05Ａｓ層３ｂとを１２層積
層して構成した。キャリア濃度は２層の平均で１．５×
１０18ｃｍ-3であった。
ｎｍの発光層を持つＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ接合構
造を有するＬＥＤを作った。基板１としてはＺｎドープ
のｐ型ＧａＡｓ単結晶を使用した。キャリア濃度は５．
０×１０18ｃｍ-3である。面方位は（１００）４度ｏｆ
ｆとした。基板上にＭＯＣＶＤを利用してエピタキシャ
ル層を成長させた。先ず、基板１上にＧａＡｓバッファ
ー層２を成長させた。バッファー層２はＺｎドープでキ
ャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは０．５μｍとし
た。バッファー層２の上にＤＢＲ反射層３を積載した。
ＤＢＲ反射層の構成はＺｎドープ、厚さ４１．９ｎｍの
Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ層３ａと、Ｚｎドープ、厚さ４
９．３ｎｍのＡｌ0.95Ｇａ0.05Ａｓ層３ｂとを１２層積
層して構成した。キャリア濃度は２層の平均で１．５×
１０18ｃｍ-3であった。
【００４５】次に、（Ａｌx Ｇａ1-x ）y Ｉｎ1-y Ｐダ
ブルヘテロ接合発光構造を形成した。発光波長を６２０
ｎｍとするためダブルヘテロ発光構造は、活性層６、下
クラッド層５及び上クラッド層７の導電型を実施例１と
は逆にした以外は実施例１と同一である。
ブルヘテロ接合発光構造を形成した。発光波長を６２０
ｎｍとするためダブルヘテロ発光構造は、活性層６、下
クラッド層５及び上クラッド層７の導電型を実施例１と
は逆にした以外は実施例１と同一である。
【００４６】更に上記ダブルヘテロ発光構造部の上にＧ
ａＰからなる電流拡散層を設けた。ＧａＰ電流拡散層は
Ｓｅドープのｎ型で厚さは１００μｍ、キャリア濃度は
５×１０17ｃｍ-3、比抵抗は０．１Ω・ｃｍであった。
最後に上クラッド層７の上にＳｅドープのｎ型ＧａＡｓ
コンタクト層９を厚さ０．３μｍ成長させた。キャリア
濃度は１×１０18ｃｍ-3とした。この上に（Ａｕ−Ｂ
ｅ）／Ａｕを蒸着し、オーミック電極１０を形成した。
また、基板裏面には（Ａｕ−Ｇｅ）／Ａｕでオーミック
電極１１を形成してＬＥＤとした。
ａＰからなる電流拡散層を設けた。ＧａＰ電流拡散層は
Ｓｅドープのｎ型で厚さは１００μｍ、キャリア濃度は
５×１０17ｃｍ-3、比抵抗は０．１Ω・ｃｍであった。
最後に上クラッド層７の上にＳｅドープのｎ型ＧａＡｓ
コンタクト層９を厚さ０．３μｍ成長させた。キャリア
濃度は１×１０18ｃｍ-3とした。この上に（Ａｕ−Ｂ
ｅ）／Ａｕを蒸着し、オーミック電極１０を形成した。
また、基板裏面には（Ａｕ−Ｇｅ）／Ａｕでオーミック
電極１１を形成してＬＥＤとした。
【００４７】このようにして得たＬＥＤの特性を評価し
たところ、波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は１００ａ．ｕ．(arbitrary unit ：任意単位で特定の
測定器で測定した値）であり、ＶF ＝１．９５Ｖ、１０
００時間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は８
５％と良好な値を示した。主な構成要件と素子特性を表
５に一覧として示す。
たところ、波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は１００ａ．ｕ．(arbitrary unit ：任意単位で特定の
測定器で測定した値）であり、ＶF ＝１．９５Ｖ、１０
００時間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は８
５％と良好な値を示した。主な構成要件と素子特性を表
５に一覧として示す。
【００４８】（実施例３）実施例２において、ＤＢＲ反
射層とダブルヘテロ構造部との間にバンドギャップ勾配
層挿入し、注入抵抗の低下を計った。バンドギャップ勾
配層は、Ｚｎドープの５元混晶Ａｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b
Ａｓ1-p Ｐp とし、Ａｌ組成ａは０．９５から０．３４
４４まで、Ｇａ組成ｂは０．０５から０．１４７６ま
で、Ｉｎ組成１−ａ−ｂは０から０．５０８０まで、Ａ
ｓ組成１−ｐは１から０まで、Ｐ組成ｐは０から１ま
で、ＤＢＲの上部界面から下部クラッド層界面に向かっ
て変化させた。厚さは０．１μｍ、キャリア濃度は３×
１０17ｃｍ-3とした。その他の構成は実施例２と同様と
した。
射層とダブルヘテロ構造部との間にバンドギャップ勾配
層挿入し、注入抵抗の低下を計った。バンドギャップ勾
配層は、Ｚｎドープの５元混晶Ａｌa Ｇａb Ｉｎ1-a-b
Ａｓ1-p Ｐp とし、Ａｌ組成ａは０．９５から０．３４
４４まで、Ｇａ組成ｂは０．０５から０．１４７６ま
で、Ｉｎ組成１−ａ−ｂは０から０．５０８０まで、Ａ
ｓ組成１−ｐは１から０まで、Ｐ組成ｐは０から１ま
で、ＤＢＲの上部界面から下部クラッド層界面に向かっ
て変化させた。厚さは０．１μｍ、キャリア濃度は３×
１０17ｃｍ-3とした。その他の構成は実施例２と同様と
した。
【００４９】このようにして得た発光ダイオードの輝度
は９５（a.u.) と実施例２よりやや低下したものの、Ｖ
F 特性は１．８５ｅＶと低くなり、使い易い発光ダイオ
ードが得られた。特性を表６に併記する。
は９５（a.u.) と実施例２よりやや低下したものの、Ｖ
F 特性は１．８５ｅＶと低くなり、使い易い発光ダイオ
ードが得られた。特性を表６に併記する。
【００５０】（実施例４）実施例３において、さらにダ
ブルヘテロの上クラッド層と電流拡散層との間に、格子
不整合の悪影響を緩和するための不整合緩和層を設け
た。不整合緩和層には、Ｓｅドープの４元混晶Ａｌa Ｇ
ａb Ｉｎ1-a-b Ｐを用い、Ａｌ組成ａは０．３４４４か
ら０まで、Ｇａ組成ｂは０．１４７６から１まで、Ｉｎ
組成１−ａ−ｂは０．５０８０から０まで、下部クラッ
ド層の上部界面からＧａＰ電流拡散層界面に向かって変
化させた。厚さは、１．０μｍ、キャリア濃度は３×１
０17ｃｍ-3とした。
ブルヘテロの上クラッド層と電流拡散層との間に、格子
不整合の悪影響を緩和するための不整合緩和層を設け
た。不整合緩和層には、Ｓｅドープの４元混晶Ａｌa Ｇ
ａb Ｉｎ1-a-b Ｐを用い、Ａｌ組成ａは０．３４４４か
ら０まで、Ｇａ組成ｂは０．１４７６から１まで、Ｉｎ
組成１−ａ−ｂは０．５０８０から０まで、下部クラッ
ド層の上部界面からＧａＰ電流拡散層界面に向かって変
化させた。厚さは、１．０μｍ、キャリア濃度は３×１
０17ｃｍ-3とした。
【００５１】その他の構成は実施例３と同様とした。こ
のようにして得られた発光ダイオードはＶF 特性も低
く、輝度は１０６（a.u.) と大幅に向上した。特性を表
６に併記する。
のようにして得られた発光ダイオードはＶF 特性も低
く、輝度は１０６（a.u.) と大幅に向上した。特性を表
６に併記する。
【００５２】（実施例５）発光波長を６５０ｎｍとする
ため、活性層６のバンドギャップエネルギーをＥg ＝
１．８９ｅＶに設定した。また、下クラッド層５及び上
クラッド層７ではバンドギャップエネルギーは活性層６
よりも０．２９ｅＶ大きなＥg ＝２．１８ｅＶに設定し
た。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活性層６ではｘ＝
０．０、下クラッド層５及び上クラッド層７ではｘ＝約
０．７となる。エピタキシャル成長を７８０℃で行なう
こととし、この成長温度である７８０℃で格子定数がＧ
ａＡｓ基板と完全に整合するようにした。即ち、前述の
計算式を用いて前述のバンドギャップエネルギーと上記
格子定数の条件を満たすｘ、ｙを本発明の主旨に従って
計算した結果、活性層６の組成はＧａ0.4955Ｉｎ0.5045
Ｐ、下クラッド層５及び上クラッド層７の結晶組成は
（Ａｌ0.7000Ｇａ0.3000)0.4920 Ｉｎ0.5080Ｐとなっ
た。そのほかの条件は全て実施例２と同様にしてＬＥＤ
素子を作った。このようにして得たＬＥＤの特性を評価
したところ、波長６５０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出
力は１３８ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．８０Ｖ、１００
０時間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は１０
５％と良好な値を示した。特性値を表６に併記する。
ため、活性層６のバンドギャップエネルギーをＥg ＝
１．８９ｅＶに設定した。また、下クラッド層５及び上
クラッド層７ではバンドギャップエネルギーは活性層６
よりも０．２９ｅＶ大きなＥg ＝２．１８ｅＶに設定し
た。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活性層６ではｘ＝
０．０、下クラッド層５及び上クラッド層７ではｘ＝約
０．７となる。エピタキシャル成長を７８０℃で行なう
こととし、この成長温度である７８０℃で格子定数がＧ
ａＡｓ基板と完全に整合するようにした。即ち、前述の
計算式を用いて前述のバンドギャップエネルギーと上記
格子定数の条件を満たすｘ、ｙを本発明の主旨に従って
計算した結果、活性層６の組成はＧａ0.4955Ｉｎ0.5045
Ｐ、下クラッド層５及び上クラッド層７の結晶組成は
（Ａｌ0.7000Ｇａ0.3000)0.4920 Ｉｎ0.5080Ｐとなっ
た。そのほかの条件は全て実施例２と同様にしてＬＥＤ
素子を作った。このようにして得たＬＥＤの特性を評価
したところ、波長６５０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出
力は１３８ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．８０Ｖ、１００
０時間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は１０
５％と良好な値を示した。特性値を表６に併記する。
【００５３】（実施例６）発光波長を５９０ｎｍとする
ため、活性層６のバンドギャップエネルギーをＥg ＝
２．１０ｅＶに設定した。また、下クラッド層５及び上
クラッド層７ではバンドギャップエネルギーは活性層６
よりも０．２５ｅＶ大きなＥg ＝２．３５ｅＶに設定し
た。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活性層６ではｘ＝
０．４８００、下クラッド層５及び上クラッド層７では
ｘ＝約１．０となる。エピタキシャル成長を７８０℃で
行なうこととし、この成長温度である７８０℃で格子定
数がＧａＡｓ基板と完全に整合するようにした。即ち、
前述の計算式を用いて前述のバンドギャップエネルギー
と上記格子定数の条件を満たすｘ、ｙを本発明の主旨に
従って計算した結果、活性層６の組成は（Ａｌ0.4800Ｇ
ａ0.5200)0.4931 Ｉｎ0.5069Ｐ、下クラッド層５及び上
クラッド層７の結晶組成はＡｌ0.4905Ｉｎ0.50 95Ｐとな
った。そのほかの条件は全て実施例２と同様にしてＬＥ
Ｄ素子を作った。
ため、活性層６のバンドギャップエネルギーをＥg ＝
２．１０ｅＶに設定した。また、下クラッド層５及び上
クラッド層７ではバンドギャップエネルギーは活性層６
よりも０．２５ｅＶ大きなＥg ＝２．３５ｅＶに設定し
た。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活性層６ではｘ＝
０．４８００、下クラッド層５及び上クラッド層７では
ｘ＝約１．０となる。エピタキシャル成長を７８０℃で
行なうこととし、この成長温度である７８０℃で格子定
数がＧａＡｓ基板と完全に整合するようにした。即ち、
前述の計算式を用いて前述のバンドギャップエネルギー
と上記格子定数の条件を満たすｘ、ｙを本発明の主旨に
従って計算した結果、活性層６の組成は（Ａｌ0.4800Ｇ
ａ0.5200)0.4931 Ｉｎ0.5069Ｐ、下クラッド層５及び上
クラッド層７の結晶組成はＡｌ0.4905Ｉｎ0.50 95Ｐとな
った。そのほかの条件は全て実施例２と同様にしてＬＥ
Ｄ素子を作った。
【００５４】このようにして得たＬＥＤの特性を評価し
たところ、波長５９０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は９９ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．９０Ｖ、１０００時
間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は９８％と
良好な値を示した。特性を表６に併記する。
たところ、波長５９０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は９９ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．９０Ｖ、１０００時
間通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は９８％と
良好な値を示した。特性を表６に併記する。
【００５５】（実施例７）発光波長を５７０ｎｍとする
ため、活性層６のバンドギャップエネルギーをＥg ＝
２．１８ｅＶに設定した。また、下クラッド層５及び上
クラッド層７ではバンドギャップエネルギーは活性層６
よりも０．１７ｅＶ大きなＥg ＝２．３５ｅＶに設定し
た。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活性層６ではｘ＝
０．５８００、下クラッド層５及び上クラッド層７では
ｘ＝１．０となる。エピタキシャル成長を７８０℃で行
なうこととし、この成長温度である７８０℃で格子定数
がＧａＡｓ基板と完全に整合するようにした。即ち、前
述の計算式を用いて前述のバンドギャップエネルギーと
上記格子定数の条件を満たすｘ、ｙを本発明の主旨に従
って計算した結果、活性層６の組成は（Ａｌ0.5800Ｇａ
0.4200）0.4926Ｉｎ0. 5074Ｐ、下クラッド層５及び上ク
ラッド層７の結晶組成はＡｌ0.4905Ｉｎ0.5095Ｐとなっ
た。そのほかの条件は全て実施例２と同様にしてＬＥＤ
素子を作った。
ため、活性層６のバンドギャップエネルギーをＥg ＝
２．１８ｅＶに設定した。また、下クラッド層５及び上
クラッド層７ではバンドギャップエネルギーは活性層６
よりも０．１７ｅＶ大きなＥg ＝２．３５ｅＶに設定し
た。この結果、各層のＡｌ混晶比ｘは活性層６ではｘ＝
０．５８００、下クラッド層５及び上クラッド層７では
ｘ＝１．０となる。エピタキシャル成長を７８０℃で行
なうこととし、この成長温度である７８０℃で格子定数
がＧａＡｓ基板と完全に整合するようにした。即ち、前
述の計算式を用いて前述のバンドギャップエネルギーと
上記格子定数の条件を満たすｘ、ｙを本発明の主旨に従
って計算した結果、活性層６の組成は（Ａｌ0.5800Ｇａ
0.4200）0.4926Ｉｎ0. 5074Ｐ、下クラッド層５及び上ク
ラッド層７の結晶組成はＡｌ0.4905Ｉｎ0.5095Ｐとなっ
た。そのほかの条件は全て実施例２と同様にしてＬＥＤ
素子を作った。
【００５６】このようにして得たＬＥＤの特性を評価し
たところ、波長５７０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は８９ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．９３、１０００時間
通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は９２％と良
好な値を示した。特性を表６に併記した。
たところ、波長５７０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光出力
は８９ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．９３、１０００時間
通電後の劣化試験結果では発光強度の劣化は９２％と良
好な値を示した。特性を表６に併記した。
【００５７】（実施例８）実施例４において、ＧａＰ電
流拡散層の層厚を１００μｍから３００μｍへと厚くし
た。この結果、波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光
出力は９８ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．９８Ｖ、１００
０時間通電後の劣化試験結果での発光強度の劣化は９８
％であった。特性を表６に併記する。ＧａＰウィンドウ
層の厚さを３倍にした事で若干の発光強度増加は見られ
るが、恐らくは膜厚の増加に伴うと見られる素子抵抗の
増加が現れており、ウィンドウ層の厚膜化による発光強
度の増加も限界と考えられる。
流拡散層の層厚を１００μｍから３００μｍへと厚くし
た。この結果、波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光
出力は９８ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．９８Ｖ、１００
０時間通電後の劣化試験結果での発光強度の劣化は９８
％であった。特性を表６に併記する。ＧａＰウィンドウ
層の厚さを３倍にした事で若干の発光強度増加は見られ
るが、恐らくは膜厚の増加に伴うと見られる素子抵抗の
増加が現れており、ウィンドウ層の厚膜化による発光強
度の増加も限界と考えられる。
【００５８】（実施例９）実施例４において、ＧａＡｓ
基板の角度を（１００）面４度ｏｆｆから１５度ｏｆｆ
へと大きくした。この結果、波長６２０ｎｍ、電流２０
ｍＡでの発光出力は１７０ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．
９０Ｖ、１０００時間通電後の劣化試験結果での発光強
度の劣化は９８％であった。特性を表６に併記する。Ｇ
ａＡｓ基板の面方位を（１００）から大きく傾斜させた
事により実施例４と同様の構造で光出力が約３倍となっ
ている。これは、成長面が高次の面となったことで安定
な２次元成長が生じ活性層の結晶性自体が改善されたた
めと推定している。事実活性層のフォトルミネッセンス
強度については著しい増加が見られるため結晶性の向上
が得られた事は確実であるが、結晶性向上のメカニズム
についての上述の推定に関しては未だ確証は得られてい
ない。ただし、傾斜ＧａＡｓ基板の採用による活性層の
フォトルミネッセンス強度及び素子の発光出力の増加は
再現性の高い事実である。
基板の角度を（１００）面４度ｏｆｆから１５度ｏｆｆ
へと大きくした。この結果、波長６２０ｎｍ、電流２０
ｍＡでの発光出力は１７０ａ．ｕ．であり、ＶF ＝１．
９０Ｖ、１０００時間通電後の劣化試験結果での発光強
度の劣化は９８％であった。特性を表６に併記する。Ｇ
ａＡｓ基板の面方位を（１００）から大きく傾斜させた
事により実施例４と同様の構造で光出力が約３倍となっ
ている。これは、成長面が高次の面となったことで安定
な２次元成長が生じ活性層の結晶性自体が改善されたた
めと推定している。事実活性層のフォトルミネッセンス
強度については著しい増加が見られるため結晶性の向上
が得られた事は確実であるが、結晶性向上のメカニズム
についての上述の推定に関しては未だ確証は得られてい
ない。ただし、傾斜ＧａＡｓ基板の採用による活性層の
フォトルミネッセンス強度及び素子の発光出力の増加は
再現性の高い事実である。
【００５９】（比較例１）ｎ型基板上に発光波長６２０
ｎｍのＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ発光構造を有する従
来タイプのＬＥＤを形成した。断面構造は図５と同様で
ある。ＧａＡｓ基板１はＳｉドープでキャリア濃度は
２．０×１０18ｃｍ-3、面方位は（１００）４度オフで
あった。この基板上にＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャ
ル成長により、成長温度７８０℃で発光構造を形成し
た。まず、基板１上にＧａＡｓバッファー層２を成長さ
せた。厚さは０．５μｍ、キャリア濃度は１．０×１０
18ｃｍ-3であった。次に、反射層３を形成した。反射層
３の構成はＳｅドープ、厚さ４１．９μｍのｎ型Ａｌ
0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ層３ａと、Ｓｅドープ、厚さ４９．３
μｍのｎ型ＡｌＡｓ層３ｂとを１２層積層させて構成し
た。キャリア濃度は２層平均で１．５×１０18ｃｍ-3で
あった。
ｎｍのＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ発光構造を有する従
来タイプのＬＥＤを形成した。断面構造は図５と同様で
ある。ＧａＡｓ基板１はＳｉドープでキャリア濃度は
２．０×１０18ｃｍ-3、面方位は（１００）４度オフで
あった。この基板上にＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャ
ル成長により、成長温度７８０℃で発光構造を形成し
た。まず、基板１上にＧａＡｓバッファー層２を成長さ
せた。厚さは０．５μｍ、キャリア濃度は１．０×１０
18ｃｍ-3であった。次に、反射層３を形成した。反射層
３の構成はＳｅドープ、厚さ４１．９μｍのｎ型Ａｌ
0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ層３ａと、Ｓｅドープ、厚さ４９．３
μｍのｎ型ＡｌＡｓ層３ｂとを１２層積層させて構成し
た。キャリア濃度は２層平均で１．５×１０18ｃｍ-3で
あった。
【００６０】次に、ＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ発光構
造を形成した。ＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ発光構造部
は発光波長を６２０ｎｍとするため、活性層６のバンド
ギャップエネルギーを２．００ｅＶ、上下クラッド層５
及び７のバンドギャップエネルギーを２．２９ｅＶに設
定した。さらにエピタキシャル成長温度７８０℃で格子
整合するようにＩｎ混晶比を設定したので、活性層６の
結晶組成は（Ａｌ0.17 00Ｇａ0.8300）0.4946Ｉｎ0.5054
Ｐ、上下クラッド層５及び７の結晶組成は（Ａｌ0.7000
Ｇａ0.3000）0.4920Ｉｎ0.5080Ｐとした。この結果、７
８０℃において格子不整合度は零となる
造を形成した。ＡｌＧａＩｎＰダブルヘテロ発光構造部
は発光波長を６２０ｎｍとするため、活性層６のバンド
ギャップエネルギーを２．００ｅＶ、上下クラッド層５
及び７のバンドギャップエネルギーを２．２９ｅＶに設
定した。さらにエピタキシャル成長温度７８０℃で格子
整合するようにＩｎ混晶比を設定したので、活性層６の
結晶組成は（Ａｌ0.17 00Ｇａ0.8300）0.4946Ｉｎ0.5054
Ｐ、上下クラッド層５及び７の結晶組成は（Ａｌ0.7000
Ｇａ0.3000）0.4920Ｉｎ0.5080Ｐとした。この結果、７
８０℃において格子不整合度は零となる
【００６１】下クラッド層５はＳｅドープのｎ型でキャ
リア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは１μｍとした。活
性層６はアンドープでキャリア濃度は１×１０16ｃ
ｍ-3、厚さは０．５μｍとした。上クラッド層７はＺｎ
ドープのｐ型でキャリア濃度は１×１０17ｃｍ-3、厚さ
は１μｍとした。
リア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは１μｍとした。活
性層６はアンドープでキャリア濃度は１×１０16ｃ
ｍ-3、厚さは０．５μｍとした。上クラッド層７はＺｎ
ドープのｐ型でキャリア濃度は１×１０17ｃｍ-3、厚さ
は１μｍとした。
【００６２】最後にＺｎドープのｐ型Ｇａ0.3 Ａｌ0.7
Ａｓ電流拡散層を厚さ１００μｍ形成した後、Ｚｎドー
プのｐ型ＧａＡｓのコンタクト層９を形成した。キャリ
ア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは０．３μｍとした。
この上に（Ａｕ−Ｂｅ）／Ａｕを蒸着しオーミック電極
１０を形成した。また基板１に裏面には（Ａｕ−Ｇｅ）
／Ａｕ金属でオーミック電極１１を形成した。
Ａｓ電流拡散層を厚さ１００μｍ形成した後、Ｚｎドー
プのｐ型ＧａＡｓのコンタクト層９を形成した。キャリ
ア濃度は１×１０18ｃｍ-3、厚さは０．３μｍとした。
この上に（Ａｕ−Ｂｅ）／Ａｕを蒸着しオーミック電極
１０を形成した。また基板１に裏面には（Ａｕ−Ｇｅ）
／Ａｕ金属でオーミック電極１１を形成した。
【００６３】このようにして得たＬＥＤの特性を評価し
たところ、発光波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光
出力は４０ａ．ｕ．、ＶF ＝１．８５Ｖ、５０ｍＡで１
０００時間通電試験後の輝度は、当初の輝度の６０％に
低下していた。
たところ、発光波長６２０ｎｍ、電流２０ｍＡでの発光
出力は４０ａ．ｕ．、ＶF ＝１．８５Ｖ、５０ｍＡで１
０００時間通電試験後の輝度は、当初の輝度の６０％に
低下していた。
【００６４】（比較例２）比較例１において、電流拡散
層８としてＧａＰを使用した。キャリア濃度は７×１０
17ｃｍ-3、厚さは１００μｍとした。その他の構成は全
て比較例１と同じとした。このようにして得たＬＥＤの
特性を評価したところ、発光波長６２０ｎｍ、電流２０
ｍＡでの発光出力は４０ａ．ｕ．、ＶF ＝１．８７Ｖ、
５０ｍＡで１０００時間通電試験後の輝度は、当初の輝
度の５５％に低下していた。
層８としてＧａＰを使用した。キャリア濃度は７×１０
17ｃｍ-3、厚さは１００μｍとした。その他の構成は全
て比較例１と同じとした。このようにして得たＬＥＤの
特性を評価したところ、発光波長６２０ｎｍ、電流２０
ｍＡでの発光出力は４０ａ．ｕ．、ＶF ＝１．８７Ｖ、
５０ｍＡで１０００時間通電試験後の輝度は、当初の輝
度の５５％に低下していた。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、赤色から黄緑色まで広
範囲の発光領域にわたり高輝度で低作動電圧、高信頼性
に富むＬＥＤが得られ、屋外での用途拡大に寄与する点
が大である。
範囲の発光領域にわたり高輝度で低作動電圧、高信頼性
に富むＬＥＤが得られ、屋外での用途拡大に寄与する点
が大である。
【図１】本発明の実施例１の断面構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例３の断面構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例４の断面構造を示す図である。
【図４】従来のダブルヘテロ構造を有する（ＡｌＧａ）
ＩｎＰ発光ダイオードの断面構造を示す図である。
ＩｎＰ発光ダイオードの断面構造を示す図である。
【図５】従来のＧａＡｌＡｓ電流拡散層を備えた（Ａｌ
Ｇａ）ＩｎＰ発光ダイオードの断面構造を示す図であ
る。
Ｇａ）ＩｎＰ発光ダイオードの断面構造を示す図であ
る。
１ 基板 ２ バッファー層 ３ 反射層 ４ 組成勾配層 ５ 下クラッド層 ６ 活性層 ７ 上クラッド層 ８ 電流拡散層 ９ コンタクト層 １０ 電極 １１ 電極 １２ 不整合緩和層
Claims (6)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上に（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐからなるダブルヘテロ接合発光構造を備えた
発光ダイオードであって、ＧａＡｓ基板とダブルヘテロ
接合発光構造との間に多層膜の積層体から成る反射層を
備え、該ダブルヘテロ接合を構成する各層がエピタキシ
ャル成長温度においてＧａＡｓ基板に対して格子整合し
ており、該ダブルヘテロ接合発光構造の基板と反対側の
クラッド層の上にＧａＰからなる電流拡散層を有し、Ｇ
ａＡｓ基板上及び電流拡散層上にオーミック電極を備え
たことを特徴とするＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード。 - 【請求項２】 ＧａＡｓ基板上に（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐからなるダブルヘテロ接合発光構造を備えた
発光ダイオードであって、ＧａＡｓ基板上に多層膜の積
層体から成る反射層を備え、該反射層の上に組成勾配層
を介してダブルヘテロ接合発光構造を備え、該ダブルヘ
テロ接合を構成する各層がエピタキシャル成長温度にお
いてＧａＡｓ基板に対して格子整合しており、該ダブル
ヘテロ接合発光構造の基板と反対側のクラッド層の上に
ＧａＰからなる電流拡散層を有し、ＧａＡｓ基板上及び
電流拡散層上にオーミック電極を備えたことを特徴とす
るＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード。 - 【請求項３】 ＧａＡｓ基板上に（Ａｌx Ｇａ1-x ）y
Ｉｎ1-y Ｐからなるダブルヘテロ接合発光構造を備えた
発光ダイオードであって、ＧａＡｓ基板とダブルヘテロ
接合発光構造との間に多層膜の積層体から成る反射層を
備え、該ダブルヘテロ接合を構成する各層がエピタキシ
ャル成長温度においてＧａＡｓ基板に対して格子整合し
ており、該ダブルヘテロ接合発光構造の基板と反対側の
クラッド層の上に格子不整合緩和層を介してＧａＰから
なる電流拡散層を有し、ＧａＡｓ基板上及び電流拡散層
上にオーミック電極を備えたことを特徴とするＡｌＧａ
ＩｎＰ発光ダイオード。 - 【請求項４】 ダブルヘテロ接合を構成する各層の常温
におけるＧａＡｓ基板に対する格子不整合度が０．０８
５％以上０．１４０％未満であることを特徴とする請求
項１から請求項３に記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオー
ド。 - 【請求項５】 ダブルヘテロ接合を構成する各層のＩｎ
混晶比（１−ｙ）が０．５０４５≦（１−ｙ）≦０．５
０９５であることを特徴とする請求項１から請求項３に
記載のＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード。 - 【請求項６】 多層の反射層がＡｌ混晶比の異なる２種
類のＡｌＧａＡｓの積層体であって、該ＡｌＧａＡｓ層
の一方のＡｌ混晶比が０．９５〜１であり、他方のＡｌ
ＧａＡｓ層のＡｌ混晶比が０．３５〜０．７５であるこ
とを特徴とする請求項１から請求項３に記載のＡｌＧａ
ＩｎＰ発光ダイオード。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34240995A JP3635757B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード |
| US08/773,348 US5744829A (en) | 1995-12-28 | 1996-12-26 | A1GaInP light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34240995A JP3635757B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186360A true JPH09186360A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3635757B2 JP3635757B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=33307833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34240995A Expired - Fee Related JP3635757B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5744829A (ja) |
| JP (1) | JP3635757B2 (ja) |
Cited By (10)
| 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 |
| JP2001015798A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-19 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2001189491A (ja) * | 2000-01-05 | 2001-07-10 | Showa Denko Kk | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード |
| JP2008227539A (ja) * | 2002-07-31 | 2008-09-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子の製造方法 |
| US7528417B2 (en) | 2003-02-10 | 2009-05-05 | Showa Denko K.K. | Light-emitting diode device and production method thereof |
| JP2009277999A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2010141197A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子並びに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
| JP2010141201A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子ならびに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
| JP2011040477A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
| WO2012164847A1 (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-06 | 信越半導体株式会社 | 化合物半導体基板、及びその製造方法、並びにその化合物半導体基板を用いた発光素子 |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3807638B2 (ja) * | 1997-01-29 | 2006-08-09 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP3797748B2 (ja) * | 1997-05-30 | 2006-07-19 | シャープ株式会社 | 発光ダイオードアレイ |
| US5917201A (en) * | 1997-08-07 | 1999-06-29 | Epistar Co. | Light emitting diode with asymmetrical energy band structure |
| US6100544A (en) * | 1998-05-20 | 2000-08-08 | Visual Photonics Epitaxy Co., Ltd. | Light-emitting diode having a layer of AlGaInP graded composition |
| US20010020703A1 (en) | 1998-07-24 | 2001-09-13 | Nathan F. Gardner | Algainp light emitting devices with thin active layers |
| JP2000208874A (ja) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Sony Corp | 窒化物半導体と、窒化物半導体発光装置と、窒化物半導体の製造方法と、半導体発光装置の製造方法 |
| JP3472714B2 (ja) * | 1999-01-25 | 2003-12-02 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子の製造方法 |
| GB9912583D0 (en) * | 1999-05-28 | 1999-07-28 | Arima Optoelectronics Corp | A light emitting diode having a two well system with asymmetric tunneling |
| US6376864B1 (en) | 1999-07-06 | 2002-04-23 | Tien Yang Wang | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same |
| US6492661B1 (en) | 1999-11-04 | 2002-12-10 | Fen-Ren Chien | Light emitting semiconductor device having reflection layer structure |
| US6573537B1 (en) | 1999-12-22 | 2003-06-03 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Highly reflective ohmic contacts to III-nitride flip-chip LEDs |
| US6486499B1 (en) | 1999-12-22 | 2002-11-26 | Lumileds Lighting U.S., Llc | III-nitride light-emitting device with increased light generating capability |
| US6885035B2 (en) | 1999-12-22 | 2005-04-26 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Multi-chip semiconductor LED assembly |
| US6903376B2 (en) * | 1999-12-22 | 2005-06-07 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Selective placement of quantum wells in flipchip light emitting diodes for improved light extraction |
| US6514782B1 (en) | 1999-12-22 | 2003-02-04 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Method of making a III-nitride light-emitting device with increased light generating capability |
| US7692182B2 (en) * | 2001-05-30 | 2010-04-06 | Cree, Inc. | Group III nitride based quantum well light emitting device structures with an indium containing capping structure |
| US6958497B2 (en) | 2001-05-30 | 2005-10-25 | Cree, Inc. | Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures |
| JP3876649B2 (ja) * | 2001-06-05 | 2007-02-07 | ソニー株式会社 | 窒化物半導体レーザ及びその製造方法 |
| US6563142B2 (en) * | 2001-07-11 | 2003-05-13 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Reducing the variation of far-field radiation patterns of flipchip light emitting diodes |
| JP4856848B2 (ja) * | 2001-10-11 | 2012-01-18 | アルテラ コーポレイション | プログラマブルロジックリソース上のエラー検出 |
| US7329554B2 (en) * | 2001-11-08 | 2008-02-12 | Midwest Research Institute | Reactive codoping of GaAlInP compound semiconductors |
| US6784462B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-08-31 | Rensselaer Polytechnic Institute | Light-emitting diode with planar omni-directional reflector |
| US6841409B2 (en) * | 2002-01-17 | 2005-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Group III-V compound semiconductor and group III-V compound semiconductor device using the same |
| US7112825B2 (en) * | 2002-07-11 | 2006-09-26 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
| JP2004047662A (ja) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子 |
| US20040104395A1 (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-03 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light-emitting device, method of fabricating the same, and OHMIC electrode structure for semiconductor device |
| US20040130263A1 (en) * | 2003-01-02 | 2004-07-08 | Ray-Hua Horng | High brightness led and method for producing the same |
| US20190272994A1 (en) * | 2009-10-14 | 2019-09-05 | Alta Devices, Inc. | High growth rate deposition for group iii/v materials |
| US8604461B2 (en) * | 2009-12-16 | 2013-12-10 | Cree, Inc. | Semiconductor device structures with modulated doping and related methods |
| US8536615B1 (en) | 2009-12-16 | 2013-09-17 | Cree, Inc. | Semiconductor device structures with modulated and delta doping and related methods |
| US8575592B2 (en) * | 2010-02-03 | 2013-11-05 | Cree, Inc. | Group III nitride based light emitting diode structures with multiple quantum well structures having varying well thicknesses |
| JP2012084692A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-04-26 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子 |
| EP2628183A4 (en) | 2010-10-12 | 2014-04-02 | Alliance Sustainable Energy | III-V BAND WEAPONS IMPORTANT FOR OPTOELECTRONIC COMPONENTS OF HIGH EFFICIENCY |
| JP6056154B2 (ja) * | 2011-07-21 | 2017-01-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光素子、発光素子アレイ、光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
| US9859470B2 (en) * | 2016-03-10 | 2018-01-02 | Epistar Corporation | Light-emitting device with adjusting element |
| CN114447164B (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-19 | 南昌凯迅光电股份有限公司 | 一种具有渐变结构的正极性led及其制备方法 |
| CN118173678B (zh) * | 2024-05-14 | 2024-07-12 | 聚灿光电科技（宿迁）有限公司 | 一种倒装结构发光二极管及其制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06103759B2 (ja) * | 1989-11-29 | 1994-12-14 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
| US5008718A (en) * | 1989-12-18 | 1991-04-16 | Fletcher Robert M | Light-emitting diode with an electrically conductive window |
| US5300788A (en) * | 1991-01-18 | 1994-04-05 | Kopin Corporation | Light emitting diode bars and arrays and method of making same |
| JP3230638B2 (ja) * | 1993-02-10 | 2001-11-19 | シャープ株式会社 | 発光ダイオードの製造方法 |
| JPH0715038A (ja) * | 1993-06-21 | 1995-01-17 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| US5537433A (en) * | 1993-07-22 | 1996-07-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitter |
| JPH0766455A (ja) * | 1993-08-24 | 1995-03-10 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体発光装置 |
| US5625202A (en) * | 1995-06-08 | 1997-04-29 | University Of Central Florida | Modified wurtzite structure oxide compounds as substrates for III-V nitride compound semiconductor epitaxial thin film growth |
| DE19524655A1 (de) * | 1995-07-06 | 1997-01-09 | Huang Kuo Hsin | LED-Struktur |
| US5565694A (en) * | 1995-07-10 | 1996-10-15 | Huang; Kuo-Hsin | Light emitting diode with current blocking layer |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34240995A patent/JP3635757B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-26 US US08/773,348 patent/US5744829A/en not_active Expired - Lifetime
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 |
| JP2001015798A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-19 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2001189491A (ja) * | 2000-01-05 | 2001-07-10 | Showa Denko Kk | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード |
| JP2008227539A (ja) * | 2002-07-31 | 2008-09-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子の製造方法 |
| US7528417B2 (en) | 2003-02-10 | 2009-05-05 | Showa Denko K.K. | Light-emitting diode device and production method thereof |
| JP2009277999A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2010141197A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子並びに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
| JP2010141201A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子ならびに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
| JP2011040477A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
| WO2012164847A1 (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-06 | 信越半導体株式会社 | 化合物半導体基板、及びその製造方法、並びにその化合物半導体基板を用いた発光素子 |
| JPWO2012164847A1 (ja) * | 2011-06-02 | 2015-02-23 | 信越半導体株式会社 | 化合物半導体基板、及びその製造方法、並びにその化合物半導体基板を用いた発光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3635757B2 (ja) | 2005-04-06 |
| US5744829A (en) | 1998-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3635757B2 (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード | |
| JP3063756B1 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| US5656829A (en) | Semiconductor light emitting diode | |
| US6838705B1 (en) | Nitride semiconductor device | |
| JP3551101B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3656456B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3063757B1 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP4320653B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5981976A (en) | Epitaxial wafer for AlGaInP light-emitting diode | |
| JP3890930B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP2007096152A (ja) | 透明導電膜を備えた半導体発光素子 | |
| JP2000244013A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JPH07254732A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH08330629A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP4310708B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2006261219A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2000286451A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP4320654B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2001298215A (ja) | 発光素子 | |
| JP2007096162A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2007096157A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2006135215A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP3635727B2 (ja) | 半導体発光ダイオード | |
| JPH0997920A (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード及びその製造方法 | |
| JP7387048B1 (ja) | 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040325 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041214 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041227 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |