JPH09289336A - Surface light emitting diode - Google Patents
Surface light emitting diodeInfo
- Publication number
- JPH09289336A JPH09289336A JP10002896A JP10002896A JPH09289336A JP H09289336 A JPH09289336 A JP H09289336A JP 10002896 A JP10002896 A JP 10002896A JP 10002896 A JP10002896 A JP 10002896A JP H09289336 A JPH09289336 A JP H09289336A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- layer
- substrate
- light
- emitting diode
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、面発光ダイオード
の改良に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a surface emitting diode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】所定の基板上に発光層を含む複数の半導
体層が積層されて成り、その発光層で発生した光をその
基板とは反対側の半導体層表面から取り出す形式の面発
光ダイオードが知られている。このような発光ダイオー
ドは、発光層の組成に対応して所定のピーク波長の光を
発生させることから、用途に応じて、GaAs単結晶やAlGa
As単結晶等から成る種々の化合物半導体によって発光層
を形成して用いられる。2. Description of the Related Art A surface emitting diode of a type in which a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer are laminated on a predetermined substrate and light emitted from the light emitting layer is taken out from a surface of the semiconductor layer opposite to the substrate. Are known. Since such a light emitting diode emits light having a predetermined peak wavelength according to the composition of the light emitting layer, it can be made of GaAs single crystal or AlGa depending on the application.
It is used by forming a light emitting layer from various compound semiconductors such as As single crystal.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のような発光ダイ
オードにおいて、発光層で発生した光は、半導体層表面
だけではなく、発光層の裏面側すなわち基板側にも向か
わせられる。そのため、その発光層の裏面側（基板を含
む）に発光層で発生した光のエネルギよりもバンドギャ
ップエネルギが小さい半導体が備えられている場合に
は、その基板側に向かった光によってそのバンドギャッ
プエネルギの小さい半導体が励起されて発光させられ
る。例えば、発光層にAlGaAs単結晶、基板にGaAs単結晶
が用いられている場合等がこれに該当し、この場合に
は、発光ダイオードから射出される光のスペクトルに
は、発光層で発生した光の主発光ピークに加えて、基板
で発生した光の副発光ピークが含まれることとなる。In the light emitting diode as described above, the light generated in the light emitting layer is directed not only to the front surface of the semiconductor layer but also to the back surface side of the light emitting layer, that is, the substrate side. Therefore, when a semiconductor whose bandgap energy is smaller than the energy of light generated in the light emitting layer is provided on the back surface side (including the substrate) of the light emitting layer, the bandgap of the light is directed toward the substrate side. A semiconductor with low energy is excited to emit light. This is the case, for example, when the AlGaAs single crystal is used for the light emitting layer and the GaAs single crystal is used for the substrate. In this case, the spectrum of the light emitted from the light emitting diode includes the light generated in the light emitting layer. In addition to the main emission peak of, the sub-emission peak of the light generated by the substrate is included.
【０００４】ところで、上記のような発光ダイオード
は、所定のピーク波長のものが単独で用いられる他、ピ
ーク波長の異なる２種以上が組み合わされて用いられる
場合もある。例えば、種々の物質の吸収係数の波長依存
性等を利用して、濃度や厚さ等の測定を行う場合等に
は、その吸収係数等が異なる少なくとも２種のピーク波
長の発光ダイオードが同時に用いられる。By the way, as the light emitting diode as described above, one having a predetermined peak wavelength is used alone, and two or more kinds having different peak wavelengths may be used in combination. For example, when measuring the concentration, thickness, etc. using the wavelength dependence of the absorption coefficient of various substances, etc., at least two types of peak wavelength light emitting diodes having different absorption coefficients are used at the same time. To be
【０００５】しかしながら、上記のように２種以上の発
光ダイオードが用いられる際に、１つの発光ダイオード
の発光スペクトルに前記のように副発光ピークが含まれ
ている場合には、その副発光ピークと波長が一致する主
発光ピークを有する他の発光ダイオードを同時に用いる
と、その副発光ピークが他の発光ダイオードに対するノ
イズとなって、測定精度が低下させられるという問題が
ある。例えば、基板を発光層で発生する光によって励起
され得ない材料から構成すればこのような問題は生じな
いが、製造上の容易さや製造コスト等を考慮すると必ず
しもそのような組み合わせで発光ダイオードを構成する
ことはできない。However, when two or more kinds of light emitting diodes are used as described above, when the emission spectrum of one light emitting diode includes the sub emission peak as described above, the sub emission peak and the sub emission peak are included. If another light emitting diode having a main light emission peak having the same wavelength is used at the same time, there is a problem that the sub light emission peak becomes noise to the other light emitting diode and the measurement accuracy is deteriorated. For example, if the substrate is made of a material that cannot be excited by the light generated in the light emitting layer, such a problem does not occur, but in consideration of easiness in manufacturing, manufacturing cost, etc., the light emitting diode is not necessarily formed by such a combination. You cannot do it.
【０００６】例えば、生体の酸素摂取量を監視するため
に用いられるオキシメータにおいては、血中の酸化ヘモ
グロビンの濃度に拘わらず同様な透過率或いは反射率を
示す所定波長の光が存在することに基づき、その所定波
長の光の透過率或いは反射率と、濃度に応じて透過率或
いは反射率が異なる他の波長のそれらとを測定すること
により、血中の酸素飽和度が求められる。上記所定波長
は、例えば、800 (nm)程度すなわち近赤外領域の光であ
り、一方、上記他の波長の光としては、一般に、還元ヘ
モグロビンの透過率或いは反射率が殆ど0(％) である62
0 (nm)程度の波長の光が用いられる。したがって、オキ
シメータには、これらの波長をそれぞれピーク波長とす
る２つの発光ダイオードが共に備えられる必要がある。[0006] For example, in an oximeter used for monitoring the oxygen uptake of a living body, the presence of light of a predetermined wavelength showing a similar transmittance or reflectance regardless of the concentration of oxyhemoglobin in blood. Based on this, by measuring the transmittance or reflectance of the light of the predetermined wavelength and those of other wavelengths having different transmittance or reflectance depending on the concentration, the oxygen saturation in blood can be obtained. The predetermined wavelength is, for example, light of about 800 (nm), that is, near-infrared region.On the other hand, as the light of the other wavelengths, generally, the transmittance or reflectance of reduced hemoglobin is almost 0 (%). Yes 62
Light having a wavelength of about 0 (nm) is used. Therefore, the oximeter needs to be provided with two light emitting diodes each having a peak wavelength of these wavelengths.
【０００７】しかしながら、上記２つの波長の光を用い
た血中酸素飽和度の測定においては、皮膚色素等の影響
によって必ずしも高い測定精度が得られないことが知ら
れている。一方、上記の測定原理を考慮すると、上記他
の波長を必ずしも620 (nm)程度とする必要はなく、酸化
ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの透過率或いは反射
率の差が既知の他の波長の光を用いることが可能であ
る。そのため、上記の２つの波長に加えて、例えば、70
0 (nm)程度および880 (nm)程度のピーク波長の発光ダイ
オードを併用することが考えられている。この場合にお
いて、一般にピーク波長が800 (nm)程度の発光ダイオー
ドは発光層がAlGaAs単結晶から、基板がGaAs単結晶から
構成される一方、ピーク波長が880 (nm)程度の発光ダイ
オードは発光層がGaAs単結晶から構成されるため、前者
の副発光ピークが後者の主発光ピークと重なることとな
って、酸素飽和度の測定精度が低下するのである。した
がって、このような複数の発光ダイオードが同時に用い
られるような用途においては、発光層の裏面側に位置す
る基板等の発光層以外の半導体における発光（副発光）
が表面から取り出されないことが望まれるのである。However, it is known that, in the measurement of blood oxygen saturation using light of the above two wavelengths, high measurement accuracy cannot always be obtained due to the influence of skin pigment and the like. On the other hand, considering the above measurement principle, it is not always necessary to set the other wavelengths to about 620 (nm), and the light of other wavelengths for which the difference in the transmittance or reflectance between oxyhemoglobin and reduced hemoglobin is known. It can be used. Therefore, in addition to the above two wavelengths, for example, 70
It is considered to use light emitting diodes having peak wavelengths of about 0 (nm) and 880 (nm) together. In this case, a light emitting diode with a peak wavelength of about 800 (nm) is generally composed of an AlGaAs single crystal for the light emitting layer and a GaAs single crystal for the substrate, while a light emitting diode with a peak wavelength of about 880 (nm) is a light emitting layer. Since is composed of a GaAs single crystal, the former sub-emission peak overlaps with the latter main emission peak, and the measurement accuracy of oxygen saturation decreases. Therefore, in the case where such a plurality of light emitting diodes are used at the same time, light emission (sub-light emission) in the semiconductor other than the light emitting layer such as the substrate located on the back surface side of the light emitting layer
Is desired not to be removed from the surface.
【０００８】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的とするところは、発光層の裏
面側に位置する半導体において発生した光が表面から取
り出されることを抑制し得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 circumstances, and an object thereof is to prevent light generated in a semiconductor located on the back surface side of a light emitting layer from being extracted from the front surface. It is to provide a light emitting diode to obtain.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、基板上に発光層を含
む複数の半導体層が積層されて成り、その発光層で発生
した光をその基板とは反対側の半導体層表面から取り出
す形式の面発光ダイオードであって、前記発光層の裏面
側に位置してその発光層とは組成が異なる所定の半導体
とその発光層との間に設けられ、その所定の半導体で発
生した光をその発光層の裏面側に位置する前記基板側へ
反射するための反射層を含むことにある。In order to achieve such an object, the gist of the present invention is that a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer are laminated on a substrate, and light generated in the light emitting layer is formed. Is a surface-emitting diode of a type in which the semiconductor layer is taken out from the surface of the semiconductor layer on the side opposite to the substrate, and the surface-emitting diode is located on the back surface side of the light-emitting layer and has a composition different from that of the light-emitting layer And a reflection layer for reflecting the light generated by the predetermined semiconductor to the side of the substrate located on the back side of the light emitting layer.
【００１０】[0010]
【発明の効果】このようにすれば、発光ダイオードは、
発光層の裏面側に位置してその発光層とは組成が異なる
所定の半導体とその発光層との間に設けられ、その所定
の半導体で発生した光をその発光層の裏面側に位置する
基板側へ反射するための反射層を含んで構成される。そ
のため、発光層で発生した光が基板側へ向かわせられ
て、その所定の半導体で吸収されても、その所定の半導
体で発生した光は、発光層との間に設けられた反射層に
反射されて表面に向かわせられない。したがって、発光
層の裏面側に位置する所定の半導体で発生した光が表面
から取り出されることが好適に抑制される。なお、本願
において、上記「所定の半導体」は基板を含むものであ
る。In this way, the light emitting diode is
A substrate located on the back surface side of the light emitting layer and provided between the light emitting layer and a predetermined semiconductor having a composition different from that of the light emitting layer, and the light generated by the predetermined semiconductor is located on the back surface side of the light emitting layer. It is configured to include a reflective layer for reflecting to the side. Therefore, even if the light generated in the light emitting layer is directed to the substrate side and absorbed by the predetermined semiconductor, the light generated in the predetermined semiconductor is reflected by the reflective layer provided between the light emitting layer and the light emitting layer. It cannot be made to go to the surface. Therefore, it is possible to suitably suppress the light emitted from the predetermined semiconductor located on the back surface side of the light emitting layer from being extracted from the front surface. In the present application, the “predetermined semiconductor” includes a substrate.
【００１１】[0011]
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記反射層は、
前記発光層からの発光波長よりも長い波長であって、前
記所定の半導体のエネルギ準位で定まる発光波長を反射
帯の中心波長とする反射特性を備えているものである。
このようにすれば、上記所定の半導体からの光の殆どが
基板側に向かって反射されることから、その光が表面か
ら取り出されることが一層確実に抑制される。Other Embodiments of the Invention Here, preferably, the reflective layer is
The light emitting layer has a reflection characteristic in which a light emission wavelength that is longer than a light emission wavelength from the light emitting layer and that is determined by an energy level of the predetermined semiconductor is a center wavelength of a reflection band.
With this configuration, most of the light from the predetermined semiconductor is reflected toward the substrate side, so that the light is more reliably suppressed from being extracted from the surface.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。なお、以下の実施例において各部の
寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following examples, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
【００１３】図１は、本発明の一実施例の面発光型発光
ダイオード１０の構成を示す図である。図において、発
光ダイオード１０は、例えば、有機金属化学気相成長法
や分子線エピタキシー（MBE :Molecular Beam Epitaxy
）法等によって、基板１２上に順次結晶成長させられ
た反射層１４、第１クラッド層１６、活性層１８、第２
クラッド層２０、バリア層２２、キャップ層２４、およ
びコンタクト層２６と、基板１２の下面およびコンタク
ト層２６の上面にそれぞれ蒸着された下部電極２８およ
び上部電極３０とから構成されている。本実施例におい
ては、反射層１４乃至コンタクト層２６が複数の半導体
層に、活性層１８が発光層にそれぞれ相当する。FIG. 1 is a diagram showing the structure of a surface emitting light emitting diode 10 according to an embodiment of the present invention. In the figure, the light emitting diode 10 is, for example, a metal organic chemical vapor deposition method or a molecular beam epitaxy (MBE: Molecular Beam Epitaxy).
) Method or the like, the reflective layer 14, the first clad layer 16, the active layer 18, and the second layer which are sequentially grown on the substrate 12 are formed.
The cladding layer 20, the barrier layer 22, the cap layer 24, and the contact layer 26, and the lower electrode 28 and the upper electrode 30 deposited on the lower surface of the substrate 12 and the upper surface of the contact layer 26, respectively. In this embodiment, the reflective layer 14 to the contact layer 26 correspond to a plurality of semiconductor layers, and the active layer 18 corresponds to a light emitting layer.
【００１４】上記基板１２は、例えば350(μm)程度の厚
さのn-GaAs単結晶から成る化合物半導体である。また、
反射層１４は、例えば74(nm)程度の厚さのn-AlAs単結晶
から成る化合物半導体と、63(nm)程度の厚さのn-Al0.2G
a0.8As単結晶から成る化合物半導体とが、後者が基板１
２側となるように交互に例えば15組積層されて成る所謂
分布反射型半導体多層膜反射層（ＤＢＲ）である。The substrate 12 is a compound semiconductor made of n-GaAs single crystal having a thickness of, for example, about 350 (μm). Also,
The reflective layer 14 is, for example, a compound semiconductor made of n-AlAs single crystal with a thickness of about 74 (nm) and n-Al 0.2 G with a thickness of about 63 (nm).
Compound semiconductor consisting of a 0.8 As single crystal, the latter is substrate 1
This is a so-called distributed reflection type semiconductor multilayer film reflection layer (DBR) in which, for example, 15 sets are alternately laminated so as to be on the second side.
【００１５】上記の両半導体層の厚さは、活性層１８で
発生した光が基板１２で吸収されることによりその基板
１２で発生して活性層１８側に向かう光が、上部電極３
０側に設けられている発光窓３２から取り出されること
がないように、その活性層１８側に向かう光がその基板
１２側に向かって反射されるように定められている。す
なわち、反射層１４の反射帯域の中心波長がその基板１
２からの発光波長となるように、両半導体層の厚さは、
例えばそれぞれ基板１２すなわちGaAs単結晶の発光波長
の1/4 波長の厚さに設定されている。したがって、反射
層１４全体の厚さは2(μm)程度である。本実施例におい
ては、基板１２がGaAs単結晶から構成されることから、
その発光波長は880 (nm)程度であり、したがって上記の
ように各半導体層の厚さが設定されているのである。The thickness of both semiconductor layers is such that the light generated in the active layer 18 is absorbed by the substrate 12 so that the light generated in the substrate 12 and directed to the active layer 18 side is the upper electrode 3
Light directed toward the active layer 18 side is defined to be reflected toward the substrate 12 side so as not to be extracted from the light emitting window 32 provided on the 0 side. That is, the center wavelength of the reflection band of the reflection layer 14 is the substrate 1
The thickness of both semiconductor layers should be equal to the emission wavelength from 2
For example, the thickness is set to 1/4 wavelength of the emission wavelength of the substrate 12, that is, the GaAs single crystal, respectively. Therefore, the total thickness of the reflective layer 14 is about 2 (μm). In this embodiment, since the substrate 12 is made of GaAs single crystal,
Its emission wavelength is about 880 (nm), and therefore the thickness of each semiconductor layer is set as described above.
【００１６】また、前記第１クラッド層１６は、例えば
2(μm)程度の厚さのn-Al0.45Ga0.55As単結晶から成る化
合物半導体である。また、活性層１８は、例えば1(μm)
程度の厚さのAl0.1Ga0.9As単結晶から成る化合物半導
体、第２クラッド層２０は、例えば2.5(μm)程度の厚さ
のp-Al0.45Ga0.55As単結晶から成る化合物半導体であ
る。すなわち、第１クラッド層１６、活性層１８、第２
クラッド層２０はダブルヘテロ構造とされており、これ
により、活性層１８での注入キャリア密度が高められ
て、高い発光効率が得られるようにされている。このた
め、第１クラッド層１６および第２クラッド層２０の厚
さは、注入キャリアを十分に閉じ込めることができるよ
うに厚く形成されているのである。The first cladding layer 16 may be, for example,
It is a compound semiconductor composed of n-Al 0.45 Ga 0.55 As single crystal with a thickness of about 2 (μm). The active layer 18 is, for example, 1 (μm)
The second clad layer 20 is a compound semiconductor made of Al 0.1 Ga 0.9 As single crystal having a thickness of about 2.5 μm, and the second clad layer 20 is a compound semiconductor made of p-Al 0.45 Ga 0.55 As single crystal having a thickness of about 2.5 μm. That is, the first cladding layer 16, the active layer 18, the second
The clad layer 20 has a double hetero structure, whereby the injected carrier density in the active layer 18 is increased and high luminous efficiency is obtained. Therefore, the first cladding layer 16 and the second cladding layer 20 are formed thick enough to sufficiently confine the injected carriers.
【００１７】本実施例においては、上記のように発光層
に相当する活性層１８がAl0.1Ga0.9As単結晶から構成さ
れていることから、その発光波長は800 (nm)程度であ
る。したがって、前記の反射層１４は、活性層１８から
の発光波長（＝800 [nm]程度）よりも長い波長であっ
て、上記基板１２を構成するGaAs単結晶のエネルギ準位
で定まる発光波長（＝880 [nm]程度）を反射帯域の中心
波長とする反射特性を備えていることになる。In the present embodiment, since the active layer 18 corresponding to the light emitting layer is made of Al 0.1 Ga 0.9 As single crystal as described above, its emission wavelength is about 800 (nm). Therefore, the reflection layer 14 has a wavelength longer than the emission wavelength from the active layer 18 (about 800 nm), and the emission wavelength (determined by the energy level of the GaAs single crystal forming the substrate 12 ( = 880 [nm]) as the center wavelength of the reflection band.
【００１８】また、バリア層２２は、例えば1.0(μm)程
度の厚さのn-Al0.20Ga0.80As単結晶から成る化合物半導
体、キャップ層２４は、例えば2.0(μm)程度の厚さのn-
Al0. 10Ga0.90As単結晶から成る化合物半導体、コンタク
ト層２６は、例えば0.1(μm)程度の厚さのn-GaAs単結晶
から成る化合物半導体である。The barrier layer 22 is a compound semiconductor made of n-Al 0.20 Ga 0.80 As single crystal having a thickness of, for example, about 1.0 (μm), and the cap layer 24 is n having a thickness of, for example, about 2.0 (μm). -
Al 0. 10 Ga 0.90 As compound semiconductor made of monocrystalline, contact layer 26 is, for example, a compound semiconductor consisting of 0.1 ([mu] m) approximately the thickness of n-GaAs single crystal.
【００１９】これらバリア層２２乃至コンタクト層２６
は、何れもｎ型半導体であるが、図１に斜線で示される
範囲は例えばｐ型のドーパントである不純物（例えばZn
等）が拡散された拡散領域３４とされることによりｐ型
半導体に反転されており、バリア層２２においては、中
央の斜線部のみが通電可能とされて電流狭窄構造が形成
されている。そのため、下部電極２８および上部電極３
０間に電圧を印加したとき、バリア層２２乃至コンタク
ト層２６においては、図の斜線部分のみを通って電流が
流れることとなり、活性層１８の上記電流狭窄部の直下
のみが専ら通電されて発光させられる。なお、キャップ
層２４およびコンタクト層２６は、バリア層２２のZn拡
散領域の中央部直上に位置する部分が、例えばエッチン
グ等によって例えば直径20〜100(μm)程度の円形に除去
されており、この除去部分に活性層１８から発生した光
を射出する発光窓３２が形成されている。These barrier layer 22 to contact layer 26
Are n-type semiconductors, but the range indicated by the diagonal lines in FIG. 1 is, for example, an impurity that is a p-type dopant (for example, Zn
And the like) are turned into a p-type semiconductor by being diffused into a diffusion region 34, and in the barrier layer 22, only the central shaded portion can be energized to form a current constriction structure. Therefore, the lower electrode 28 and the upper electrode 3
When a voltage is applied between 0, in the barrier layer 22 to the contact layer 26, a current flows only through the shaded portions in the drawing, and only the portion just below the current constriction portion of the active layer 18 is energized to emit light. To be made. In the cap layer 24 and the contact layer 26, a portion of the barrier layer 22 located immediately above the central portion of the Zn diffusion region is removed into a circular shape having a diameter of, for example, about 20 to 100 (μm) by etching or the like. A light emitting window 32 for emitting the light generated from the active layer 18 is formed in the removed portion.
【００２０】また、下部電極２８は、例えば、基板１２
の下面全面にその基板１２側から順にAu−Ge合金、Niお
よびAuが積層されたものであり、上部電極３０は、例え
ば、上記発光窓４０を除く部分にAu−Zn合金およびAuが
積層されたものである。これら下部電極２８および上部
電極３０は何れもオーミック電極であり、前記コンタク
ト層２６は、上部電極３０とオーミックコンタクトを取
るために設けられているものである。The lower electrode 28 is formed, for example, on the substrate 12
Au-Ge alloy, Ni, and Au are laminated in this order from the substrate 12 side on the entire lower surface of the upper electrode 30. For example, the upper electrode 30 is formed by laminating the Au-Zn alloy and Au on the portion excluding the light emitting window 40. It is a thing. Both the lower electrode 28 and the upper electrode 30 are ohmic electrodes, and the contact layer 26 is provided to make ohmic contact with the upper electrode 30.
【００２１】以上のように構成された発光ダイオード１
０は、例えば上部電極３０から下部電極２８に向かって
通電することにより、前記電流狭窄部を通る経路で電流
が流れ、これにより活性層１８のその電流狭窄部の直下
の部分が発光させられ、発光窓３２から射出される。The light emitting diode 1 configured as described above
0, for example, when a current is passed from the upper electrode 30 toward the lower electrode 28, a current flows in a path passing through the current constriction portion, whereby the portion of the active layer 18 immediately below the current constriction portion is caused to emit light. The light is emitted from the light emitting window 32.
【００２２】この場合において、活性層１８で発生した
光の略半分は基板１２側に向かうことから、基板１２が
その光によって励起されて発光させられる。この基板１
２で発生した光の一部は活性層１８側に向かうが、その
基板１２の上側に反射層１４が備えられていることか
ら、その光が基板１２側へ向かって反射され、発光窓３
２側へは向かわせられない。したがって、図２に示され
るように、Al0.1Ga0.9As単結晶から成る活性層１８で発
生させられるピーク波長が約800 (nm)程度の光のみが射
出されることとなる。In this case, since approximately half of the light generated in the active layer 18 is directed to the substrate 12 side, the substrate 12 is excited by the light to emit light. This board 1
Part of the light generated in 2 goes to the active layer 18 side, but since the reflection layer 14 is provided on the upper side of the substrate 12, the light is reflected toward the substrate 12 side and the light emitting window 3
You can't go to the second side. Therefore, as shown in FIG. 2, only light having a peak wavelength of about 800 (nm) generated in the active layer 18 made of an Al 0.1 Ga 0.9 As single crystal is emitted.
【００２３】なお、図３は、反射層１４が設けられてい
ない場合の発光スペクトルを示しているが、この発光ス
ペクトルには、Al0.1Ga0.9As単結晶によって発生させら
れる800 (nm)程度のピーク波長の光（主発光ピーク）の
他に、880 (nm)程度のピーク波長の光（副発光ピーク）
が含まれている。この880 (nm)程度の副発光ピークは、
GaAs単結晶によって発生させられる光の波長に相当する
ものであり、基板１２で発生させられたものに他ならな
い。すなわち、反射層１４が設けられていない場合に
は、活性層１８で発生した光によって励起された基板１
２から発生した光も発光窓３２から射出されるのであ
る。したがって、このような発光ダイオードでは、活性
層１８がGaAsから構成される他の発光ダイオードと併用
されると、その基板１２から発生した光がその他の発光
ダイオードに対するノイズになるという問題が生じる。FIG. 3 shows an emission spectrum in the case where the reflection layer 14 is not provided. This emission spectrum has an emission spectrum of about 800 (nm) generated by an Al 0.1 Ga 0.9 As single crystal. In addition to the peak wavelength light (main emission peak), light with a peak wavelength of about 880 (nm) (sub emission peak)
It is included. This secondary emission peak at about 880 (nm) is
It corresponds to the wavelength of the light generated by the GaAs single crystal, and is the one generated by the substrate 12. That is, when the reflective layer 14 is not provided, the substrate 1 excited by the light generated in the active layer 18
The light generated from 2 is also emitted from the light emitting window 32. Therefore, in such a light emitting diode, when the active layer 18 is used together with another light emitting diode made of GaAs, there arises a problem that the light generated from the substrate 12 becomes noise to the other light emitting diode.
【００２４】要するに、本実施例においては、発光ダイ
オード１０は、活性層１８の裏面側に位置してその活性
層１８とは組成が異なる基板１２とその活性層１８との
間に設けられ、その基板１２で発生した光をその活性層
１８の裏面側に位置するその基板１２側へ反射するため
の反射層１４を含んで構成される。そのため、活性層１
８で発生した光が基板１２側へ向かわせられて、その基
板１２で吸収されても、その基板１２で発生した光は、
活性層１８との間に設けられた反射層１４に反射されて
表面すなわち発光窓３２側に向かわせられない。したが
って、活性層１８の裏面側に位置する基板１２で発生し
た光が表面から取り出されることが好適に抑制される。In short, in the present embodiment, the light emitting diode 10 is provided between the active layer 18 and the substrate 12 located on the back surface side of the active layer 18 and having a composition different from that of the active layer 18. It is configured to include a reflection layer 14 for reflecting the light generated on the substrate 12 to the substrate 12 side located on the back surface side of the active layer 18. Therefore, the active layer 1
Even if the light generated in 8 is directed to the substrate 12 side and absorbed by the substrate 12, the light generated in the substrate 12 is
It is reflected by the reflective layer 14 provided between the active layer 18 and the active layer 18 and cannot be directed to the surface, that is, the light emitting window 32 side. Therefore, the light emitted from the substrate 12 located on the back surface side of the active layer 18 is preferably suppressed from being extracted from the front surface.
【００２５】しかも、本実施例においては、反射層１４
の反射帯域に活性層１８のピーク波長が含まれることか
ら、特にデータは示さないが発光強度が増大させられる
という利点もある。Moreover, in this embodiment, the reflective layer 14
Since the peak wavelength of the active layer 18 is included in the reflection band of No. 3, there is also an advantage that the emission intensity is increased although no data is shown.
【００２６】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the present invention can be carried out in still another mode.
【００２７】例えば、実施例においては、発光波長が80
0 (nm)程度のAl0.1GaAs ／Al0.45GaAsダブルヘテロ構造
の面発光型発光ダイオード１０の本発明が適用された場
合について説明したが、そのAlとGaの組成比は所望の発
光波長等に応じて適宜変更される。また、GaAs、GaP 、
InP 、InGaAsP 、InGaAlP 等から成るダブルヘテロ構造
の発光ダイオードや、単なるpn接合から成る発光ダイオ
ード等においても、活性層１８と基板１２の組成が異な
るものであれば、本発明は同様に適用される。For example, in the embodiment, the emission wavelength is 80
The case where the present invention is applied to the surface emitting light emitting diode 10 having an Al 0.1 GaAs / Al 0.45 GaAs double hetero structure of about 0 (nm) has been described. The composition ratio of Al and Ga is set to a desired emission wavelength or the like. It is changed accordingly. In addition, GaAs, GaP,
The present invention is similarly applied to a light emitting diode having a double hetero structure formed of InP, InGaAsP, InGaAlP, or the like, or a light emitting diode formed of a simple pn junction as long as the active layer 18 and the substrate 12 have different compositions. .
【００２８】また、実施例においては、反射層１４は２
種類の半導体が交互に積層された半導体多層膜反射層か
ら構成されて、その積層数は15組とされていたが、その
積層組数は必要な反射率等に応じて適宜変更される。Further, in the embodiment, the reflective layer 14 is 2
The semiconductor multi-layered reflective layer is composed of semiconductors of different types alternately stacked, and the number of stacked layers is set to 15. However, the number of stacked layers is appropriately changed according to the required reflectance and the like.
【００２９】また、実施例においては、基板１２で発生
させられる光をその基板１２側に反射するように反射層
１４が設けられていたが、活性層１８と基板１２との間
に、その活性層１８で発生した光で励起され得る半導体
層が備えられている場合には、その半導体層で発生した
光を基板１２側に反射するように反射層１４が設けられ
てもよい。なお、反射層１４を構成する各半導体層の組
成や厚さは、反射すべき波長に応じて適宜変更される。Further, in the embodiment, the reflection layer 14 is provided so as to reflect the light generated on the substrate 12 to the substrate 12 side, but the active layer 18 and the substrate 12 are provided with the active layer. When the semiconductor layer that can be excited by the light generated in the layer 18 is provided, the reflective layer 14 may be provided so as to reflect the light generated in the semiconductor layer to the substrate 12 side. The composition and thickness of each semiconductor layer forming the reflective layer 14 are appropriately changed according to the wavelength to be reflected.
【００３０】また、その他の第１クラッド層１６乃至コ
ンタクト層２６の組成や厚さも活性層１８の組成等に応
じて適宜変更される。Further, the compositions and thicknesses of the other first cladding layer 16 to contact layer 26 are appropriately changed according to the composition of the active layer 18 and the like.
【００３１】また、実施例においては、発光ダイオード
１０の表面中央部に発光窓３２が設けられた点発光型の
発光ダイオード１０に本発明が適用されていたが、その
表面中央部に上部電極３０を備えた全面発光型の発光ダ
イオードにも本発明は同様に適用され得る。Further, in the embodiment, the present invention is applied to the point light emitting type light emitting diode 10 in which the light emitting window 32 is provided in the central portion of the surface of the light emitting diode 10. However, the upper electrode 30 is applied to the central portion of the surface. The present invention can be similarly applied to a full-emission type light emitting diode provided with.
【００３２】また、実施例においては、拡散領域３４に
拡散させられる不純物はｐ型のドーパントであるZnとさ
れていたが、この不純物の種類は発光ダイオード１０を
構成する半導体の種類等を考慮して適宜変更される。ま
た、電流狭窄構造を形成する必要がない場合には、上記
の拡散領域３４は設けられなくもよい。In the embodiment, the impurity diffused in the diffusion region 34 is Zn, which is a p-type dopant, but the kind of the impurity is taken into consideration in consideration of the kind of semiconductor constituting the light emitting diode 10. Will be changed accordingly. Further, when it is not necessary to form the current constriction structure, the diffusion region 34 may not be provided.
【００３３】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。Although not specifically exemplified, the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.
【図１】本発明の一実施例の発光ダイオードの構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の発光ダイオードの発光スペクトルを示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing an emission spectrum of the light emitting diode of FIG.
【図３】従来の発光ダイオードの発光スペクトルを示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing an emission spectrum of a conventional light emitting diode.
１０：発光ダイオード １２：基板 １４：反射層 １８：活性層 10: Light emitting diode 12: Substrate 14: Reflective layer 18: Active layer
Claims (1)
積層されて成り、該発光層で発生した光を該基板とは反
対側の半導体層表面から取り出す形式の面発光ダイオー
ドであって、 前記発光層の裏面側に位置して該発光層とは組成が異な
る所定の半導体と該発光層との間に設けられ、該所定の
半導体で発生した光を該発光層の裏面側に位置する前記
基板側へ反射するための反射層を含むことを特徴とする
面発光ダイオード。1. A surface emitting diode of a type in which a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer are laminated on a substrate, and light generated in the light emitting layer is extracted from a surface of the semiconductor layer opposite to the substrate. Provided on a back surface side of the light emitting layer and having a composition different from that of the light emitting layer and provided between the light emitting layer and light generated by the predetermined semiconductor on the back surface side of the light emitting layer. A surface-emitting diode comprising a reflective layer for reflecting light toward the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002896A JPH09289336A (en) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Surface light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002896A JPH09289336A (en) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Surface light emitting diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289336A true JPH09289336A (en) | 1997-11-04 |
Family
ID=14263089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10002896A Pending JPH09289336A (en) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Surface light emitting diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09289336A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010007841A1 (en) | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | Light-emitting element |
| US20120235191A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and photocoupler |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP10002896A patent/JPH09289336A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010007841A1 (en) | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | Light-emitting element |
| US8278822B2 (en) | 2008-07-17 | 2012-10-02 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | Light-emitting element |
| US20120235191A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and photocoupler |
| JP2012199293A (en) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element and optical coupling device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW471188B (en) | Light emitting diode | |
| US6403983B1 (en) | Quantum well type light-emitting diode | |
| TWI495152B (en) | Light emitting diode and method for producing the same | |
| US6546038B1 (en) | Semiconductor surface-emitting element | |
| JPH04186679A (en) | Light-emitting diode | |
| JPH06334215A (en) | Surface emission led | |
| JP2002151734A (en) | Light emitting diode | |
| JP2834922B2 (en) | Light emitting diode | |
| JP3152812B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
| WO2013084867A1 (en) | Light-emitting diode and method for manufacturing same | |
| JP2005136443A (en) | Light emitting diode | |
| JP2002204026A (en) | Surface emitting device | |
| TW411633B (en) | Semiconductor luminous diode | |
| JPH09289336A (en) | Surface light emitting diode | |
| JP2898847B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
| US20230096932A1 (en) | Surface emitting laser | |
| US6008507A (en) | Photoelectric semiconductor device having a GaAsP substrate | |
| JP2004241462A (en) | Light emitting element and epitaxial wafer therefor | |
| JP3876023B2 (en) | Semiconductor laser element | |
| JP2006270073A (en) | Light-emitting diode and method of manufacturing it | |
| JP2000174328A (en) | Vertical micro resonator light-emitting diode | |
| JP2000174329A (en) | Vertical micro resonator light-emitting diode | |
| JP5150099B2 (en) | Light emitting semiconductor device | |
| CN209881094U (en) | VCSEL chip with high recombination efficiency | |
| JPH08335718A (en) | Light emitting diode |