JPH0722646A - 電流ブロック層を有するｌｅｄ - Google Patents
電流ブロック層を有するｌｅｄInfo
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- JPH0722646A JPH0722646A JP16269793A JP16269793A JPH0722646A JP H0722646 A JPH0722646 A JP H0722646A JP 16269793 A JP16269793 A JP 16269793A JP 16269793 A JP16269793 A JP 16269793A JP H0722646 A JPH0722646 A JP H0722646A
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- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 従来より発光出力に優れたＬＥＤを得る。
【構成】 活性層３と同一面内の活性層周囲に、電流狭
窄のための電流ブロック層４を設けたことを特徴とする
発光ダイオード。
窄のための電流ブロック層４を設けたことを特徴とする
発光ダイオード。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオードは、消費電力や発熱が小
さく、また小型化に有利であるため、各種の用途に使用
されている。そして求められる製品としては、より小さ
くかつ発光出力の大きいものが求められている。この為
近年発光ダイオードの発光出力を向上させるため、種々
の方法が考案されている。例えば活性層の反対側に、ブ
ラッグ反射膜を設けたり、或いは電極の直下に電流ブロ
ック層を設けて、活性層から発した光が電極により遮ら
れてしまうことを避けたり、或いは樹脂封止して、ＬＥ
Ｄ表面での全反射による損失を抑える等の手法が行われ
ている。
さく、また小型化に有利であるため、各種の用途に使用
されている。そして求められる製品としては、より小さ
くかつ発光出力の大きいものが求められている。この為
近年発光ダイオードの発光出力を向上させるため、種々
の方法が考案されている。例えば活性層の反対側に、ブ
ラッグ反射膜を設けたり、或いは電極の直下に電流ブロ
ック層を設けて、活性層から発した光が電極により遮ら
れてしまうことを避けたり、或いは樹脂封止して、ＬＥ
Ｄ表面での全反射による損失を抑える等の手法が行われ
ている。
【０００３】例えば図２に示す構造は、活性層３より光
取り出し側で、電極６の直下に電流ブロック層４を設
け、電極６の直下で発光したために電極６に遮られて外
に出られない光を減らす工夫をしたＬＥＤの一例であ
る。又図３に示す構造は、ブラッグ反射膜８を設けた場
合の構造の１例を示す説明図である。
取り出し側で、電極６の直下に電流ブロック層４を設
け、電極６の直下で発光したために電極６に遮られて外
に出られない光を減らす工夫をしたＬＥＤの一例であ
る。又図３に示す構造は、ブラッグ反射膜８を設けた場
合の構造の１例を示す説明図である。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】しかしながら依然としてＬＥ
Ｄの発光出力の向上を求める声は大きく、より一層の改
善が求められていた。
Ｄの発光出力の向上を求める声は大きく、より一層の改
善が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、鋭
意研究の結果、かかる課題が、活性層と同一面内の活性
層周囲に、電流ブロック層を設けることにより、かかる
課題が解決することを見出し、本発明に到達した。すな
わち本発明の目的は、発光出力の向上したＬＥＤを提供
することにあり、かかる目的は、活性層と同一面内の活
性層周囲に、電流狭窄のための電流ブロック層を設けた
ことを特徴とする発光ダイオード、好ましくは光取り出
し側の表面電極の平面パターンが、表面側から見て電流
ブロック層のみ覆い隠すように存在する前記発光ダイオ
ード、より好ましくは該活性層からみて、光取り出し側
の反対側に、ブラッグ反射膜を設けた前記発光ダイオー
ド、により容易に達成される。
意研究の結果、かかる課題が、活性層と同一面内の活性
層周囲に、電流ブロック層を設けることにより、かかる
課題が解決することを見出し、本発明に到達した。すな
わち本発明の目的は、発光出力の向上したＬＥＤを提供
することにあり、かかる目的は、活性層と同一面内の活
性層周囲に、電流狭窄のための電流ブロック層を設けた
ことを特徴とする発光ダイオード、好ましくは光取り出
し側の表面電極の平面パターンが、表面側から見て電流
ブロック層のみ覆い隠すように存在する前記発光ダイオ
ード、より好ましくは該活性層からみて、光取り出し側
の反対側に、ブラッグ反射膜を設けた前記発光ダイオー
ド、により容易に達成される。
【０００６】以下本発明を詳細に説明する。本発明のＬ
ＥＤの典型的な構造の一例を図１に示し、これに基づい
て本発明を説明する。本発明のＬＥＤは、基板１上に、
クラッド層２、活性層３、そして活性層３の両端に電流
ブロック層４、その上にクラッド層５と電極６を有す
る。そして基板１の下にも電極７を付ける。
ＥＤの典型的な構造の一例を図１に示し、これに基づい
て本発明を説明する。本発明のＬＥＤは、基板１上に、
クラッド層２、活性層３、そして活性層３の両端に電流
ブロック層４、その上にクラッド層５と電極６を有す
る。そして基板１の下にも電極７を付ける。
【０００７】本発明の構造は、特にその材質を問わない
が、通常ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＩ−ＶＩ族化合物系の
ものが用いられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物としては、Ｇａ
Ａｓ系、ＧａＰ系、等がよく使用され、ＩＩ−ＶＩ族化
合物としては、ＺｎＳｅ系のものがよく使用される。以
下においては、便宜上ＩＩＩ−Ｖ族化合物にて本発明の
構造のＬＥＤを作製する場合について説明するが、それ
以外の例えばＩＩ−ＶＩ族化合物についても、同様に作
製出来ることはいうまでもない。
が、通常ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＩ−ＶＩ族化合物系の
ものが用いられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物としては、Ｇａ
Ａｓ系、ＧａＰ系、等がよく使用され、ＩＩ−ＶＩ族化
合物としては、ＺｎＳｅ系のものがよく使用される。以
下においては、便宜上ＩＩＩ−Ｖ族化合物にて本発明の
構造のＬＥＤを作製する場合について説明するが、それ
以外の例えばＩＩ−ＶＩ族化合物についても、同様に作
製出来ることはいうまでもない。
【０００８】基板１は、通常ＧａＡｓ又はＧａＰ基板が
用いられ、その導電型は通常ｎ型である。その上にクラ
ッド層２を成長させるが、この層の組成は、ＡｌＧａＡ
ｓが一般的であり、導電型は、基板１と同一であればよ
い。クラッド層のアルミとガリウムの組成比は、活性層
の組成により変化し、活性層のアルミの量が多いとクラ
ッド層も多くなる。この具体的な組成については、バン
ドギャップを考慮して決定すればよい。通常この構造の
厚さが０．１〜５０μｍであり、好ましくは１０μｍ以
下である。ドーパントは特に限定されず、セレン、シリ
コン等が使用されるが、成長の制御性がよい、シリコン
が好ましい。
用いられ、その導電型は通常ｎ型である。その上にクラ
ッド層２を成長させるが、この層の組成は、ＡｌＧａＡ
ｓが一般的であり、導電型は、基板１と同一であればよ
い。クラッド層のアルミとガリウムの組成比は、活性層
の組成により変化し、活性層のアルミの量が多いとクラ
ッド層も多くなる。この具体的な組成については、バン
ドギャップを考慮して決定すればよい。通常この構造の
厚さが０．１〜５０μｍであり、好ましくは１０μｍ以
下である。ドーパントは特に限定されず、セレン、シリ
コン等が使用されるが、成長の制御性がよい、シリコン
が好ましい。
【０００９】そして本発明のより好ましい実施態様とし
ては、クラッド層２中に、ブラッグ反射層を設けること
である。ブラッグ反射層とは、屈折率の異なる物質を、
その屈折率と反射したい光の波長によって定まる膜厚で
交互に重ねたもので、光を反射する性質を持っている。
これにより、光取り出し側に光を反射させることができ
るので、発光効率を向上させることができる。
ては、クラッド層２中に、ブラッグ反射層を設けること
である。ブラッグ反射層とは、屈折率の異なる物質を、
その屈折率と反射したい光の波長によって定まる膜厚で
交互に重ねたもので、光を反射する性質を持っている。
これにより、光取り出し側に光を反射させることができ
るので、発光効率を向上させることができる。
【００１０】そしてクラッド層２上に活性層３を積層す
る。活性層３の導電型は、通常ｐ型であり、バンドギャ
ップはクラッド層２より小なるものを用いるのが一般的
である。例えばクラッド層がＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓであ
れば、ＺｎドープＧａＡｓでキャリア濃度が２×１０17
〜８×１０17ｃｍ-3程度のものを０．３〜２μｍ程度積
層すればよい。
る。活性層３の導電型は、通常ｐ型であり、バンドギャ
ップはクラッド層２より小なるものを用いるのが一般的
である。例えばクラッド層がＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓであ
れば、ＺｎドープＧａＡｓでキャリア濃度が２×１０17
〜８×１０17ｃｍ-3程度のものを０．３〜２μｍ程度積
層すればよい。
【００１１】活性層３の周囲にはキャリア濃度が低く、
高抵抗の層を電流ブロック層４として積層する。ＧａＡ
ｓ系の材料であれば、Ａｌの濃度が高い間接遷移型のｉ
型ＡｌＧａＡｓ層を設けるのが好ましい。ＡｌとＧａの
組成としては、クラッド層２又はクラッド層５で用いた
ものと同じであってかまわない。そしてドーパントを故
意に添加しないｉ型であることが好ましい。その厚さ
は、活性層３より厚いことが好ましく、具体的な厚みと
しては、１〜８μｍ程度である。この時、例えばＡｌＧ
ａＡｓ層であれば、屈折率の関係より、光の閉じ込め効
果も得られる。
高抵抗の層を電流ブロック層４として積層する。ＧａＡ
ｓ系の材料であれば、Ａｌの濃度が高い間接遷移型のｉ
型ＡｌＧａＡｓ層を設けるのが好ましい。ＡｌとＧａの
組成としては、クラッド層２又はクラッド層５で用いた
ものと同じであってかまわない。そしてドーパントを故
意に添加しないｉ型であることが好ましい。その厚さ
は、活性層３より厚いことが好ましく、具体的な厚みと
しては、１〜８μｍ程度である。この時、例えばＡｌＧ
ａＡｓ層であれば、屈折率の関係より、光の閉じ込め効
果も得られる。
【００１２】そして活性層３、電流ブロック層４の上
に、クラッド層５が積層される。クラッド層５は、クラ
ッド層２と反対の導電型であり、通常ｐ型である。クラ
ッド層５の組成は、ドーパントを除けばクラッド層２と
同じものを用いても構わないが、活性層のバンドギャッ
プより大きいバンドギャップを有するものであればよ
い。本件の場合、Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓでドーパントは
Ｚｎ、その濃度は５×１０ 18〜３×１０19ｃｍ-3程度で
ある。厚さは光取り出しに支障がない範囲で任意に選べ
ばよく、通常０．５〜５０μｍ程度が用いられる。
に、クラッド層５が積層される。クラッド層５は、クラ
ッド層２と反対の導電型であり、通常ｐ型である。クラ
ッド層５の組成は、ドーパントを除けばクラッド層２と
同じものを用いても構わないが、活性層のバンドギャッ
プより大きいバンドギャップを有するものであればよ
い。本件の場合、Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓでドーパントは
Ｚｎ、その濃度は５×１０ 18〜３×１０19ｃｍ-3程度で
ある。厚さは光取り出しに支障がない範囲で任意に選べ
ばよく、通常０．５〜５０μｍ程度が用いられる。
【００１３】クラッド層５の上には電極６を設置する。
このとき電極６は、活性層３で発生した光を遮らないよ
う、電流ブロック層４の上にのみ存在しているようにす
ることが好ましい。尚、光を取り出さない側の電極７に
関しては、かかる制限がないことは言うまでもない。
又、クラッド層５と電極６の間に、光取り出し層を設け
る等の付加的手法を併用してもよい。
このとき電極６は、活性層３で発生した光を遮らないよ
う、電流ブロック層４の上にのみ存在しているようにす
ることが好ましい。尚、光を取り出さない側の電極７に
関しては、かかる制限がないことは言うまでもない。
又、クラッド層５と電極６の間に、光取り出し層を設け
る等の付加的手法を併用してもよい。
【００１４】本発明の構造の製造方法としては、ＬＰＥ
法、ＭＯＣＶＤ法、ＶＰＥ法、ＭＯＶＰＥ法、ＭＢＥ法
等種々の方法が適用できるが、ブラッグ反射膜を用いる
場合には、ＭＢＥ法又はＭＯＣＶＤ法が好ましい。各層
の成長順序としては、本発明の構造が作れればよいの
で、限定はされないが、その一例を挙げると、まず基板
上に、クラッド層２、活性層３を成長させた後、ＳｉＮ
X をしかるべき方法で成長させ、活性層を残す部分だけ
に、フォトリソグラフィー法等によりマスキングし、マ
スクされなかったＳｉＮX をエッチングする。さらに別
のエッチング方法により、クラッド層２の一部を除去す
るまでエッチングする。
法、ＭＯＣＶＤ法、ＶＰＥ法、ＭＯＶＰＥ法、ＭＢＥ法
等種々の方法が適用できるが、ブラッグ反射膜を用いる
場合には、ＭＢＥ法又はＭＯＣＶＤ法が好ましい。各層
の成長順序としては、本発明の構造が作れればよいの
で、限定はされないが、その一例を挙げると、まず基板
上に、クラッド層２、活性層３を成長させた後、ＳｉＮ
X をしかるべき方法で成長させ、活性層を残す部分だけ
に、フォトリソグラフィー法等によりマスキングし、マ
スクされなかったＳｉＮX をエッチングする。さらに別
のエッチング方法により、クラッド層２の一部を除去す
るまでエッチングする。
【００１５】続いて電流ブロック層４を成長させる。こ
の時、電流ブロック層４がマスク上にポリクリスタル
（多結晶）の析出が起こり易いアルミニウムや亜鉛の多
い組成である場合には、成長原料ガスと同時にハライド
ガス等を流すとポリクリスタルの発生を防ぐので好まし
い。電流ブロック層４の成長が終わった後、マスクを除
去し、再びクラッド層５を所望の厚さに成長させ、本発
明の構造を得ることができる。
の時、電流ブロック層４がマスク上にポリクリスタル
（多結晶）の析出が起こり易いアルミニウムや亜鉛の多
い組成である場合には、成長原料ガスと同時にハライド
ガス等を流すとポリクリスタルの発生を防ぐので好まし
い。電流ブロック層４の成長が終わった後、マスクを除
去し、再びクラッド層５を所望の厚さに成長させ、本発
明の構造を得ることができる。
【００１６】以下本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り、実施例に限定される
ものではない。 （実施例）ｎ型ＧａＡｓ基板上に第１クラッド層として
ｎ型シリコンドープＡｌ0.5 Ｇａ 0.5 Ａｓ（キャリア濃
度５×１０18ｃｍ-3）を１０μｍ成長させた。この途中
でブラッグ反射膜として、Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 ＡｓとＡｌ
Ａｓを１０ペア（対）重ねた。そして第１クラッド層の
上に活性層としてｐ型ＺｎドープＧａＡｓ（キャリア濃
度５×１０17ｃｍ-3）を１μｍ成長させた。こののちフ
ォトリソグラフィー法により、活性層を残す部分とし
て、各ＬＥＤの中心の１００μｍをＳｉＮX でマスキン
グしてからエッチングを行った。次いで電流ブロック層
としてアンドープＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓを５μｍ成長さ
せ、続いてｐ型の第２クラッド層として、ｐ型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ（キャリア濃度３×１０19ｃｍ-3）を活性
層上の厚さで２０μｍ成長させた。その後、電極の平面
パターンを電極が電流ブロック層の上のみに覆い被さる
ように設置した。このＬＥＤの通電電流と光出力特性の
関係を図４に示す。 （比較例）電流ブロック層を設けない以外は、実施例と
同様の構造のＬＥＤを作成した。この構造は図３に示し
た構造と同様である。このＬＥＤの通電電流と光出力特
性の関係を図４に示す。
本発明はその要旨を越えない限り、実施例に限定される
ものではない。 （実施例）ｎ型ＧａＡｓ基板上に第１クラッド層として
ｎ型シリコンドープＡｌ0.5 Ｇａ 0.5 Ａｓ（キャリア濃
度５×１０18ｃｍ-3）を１０μｍ成長させた。この途中
でブラッグ反射膜として、Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 ＡｓとＡｌ
Ａｓを１０ペア（対）重ねた。そして第１クラッド層の
上に活性層としてｐ型ＺｎドープＧａＡｓ（キャリア濃
度５×１０17ｃｍ-3）を１μｍ成長させた。こののちフ
ォトリソグラフィー法により、活性層を残す部分とし
て、各ＬＥＤの中心の１００μｍをＳｉＮX でマスキン
グしてからエッチングを行った。次いで電流ブロック層
としてアンドープＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓを５μｍ成長さ
せ、続いてｐ型の第２クラッド層として、ｐ型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ（キャリア濃度３×１０19ｃｍ-3）を活性
層上の厚さで２０μｍ成長させた。その後、電極の平面
パターンを電極が電流ブロック層の上のみに覆い被さる
ように設置した。このＬＥＤの通電電流と光出力特性の
関係を図４に示す。 （比較例）電流ブロック層を設けない以外は、実施例と
同様の構造のＬＥＤを作成した。この構造は図３に示し
た構造と同様である。このＬＥＤの通電電流と光出力特
性の関係を図４に示す。
【００１７】以上の結果より、光出力を約１．５倍にす
ることができた。
ることができた。
【００１８】
【発明の効果】本発明の構造により、従来より発光出力
の優れたＬＥＤを得ることができた。
の優れたＬＥＤを得ることができた。
【図１】本発明の構造の一例を示す説明図である。
【図２】従来のＬＥＤの構造の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図３】従来のＬＥＤの構造の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図４】本発明の構造と従来の構造のＬＥＤの光出力の
比較を示す図である。
比較を示す図である。
１：基板 ２：クラッド層 ３：活性層 ４：電流ブロ
ック層 ５：クラッド層 ６：電極 ７：電極 ８：ブラッグ反射膜
ック層 ５：クラッド層 ６：電極 ７：電極 ８：ブラッグ反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 雅弘 茨城県牛久市東猯穴町1000番地 三菱化成 株式会社筑波工場内
Claims (3)
- 【請求項１】活性層と同一面内の活性層周囲に、電流狭
窄のための電流ブロック層を設けたことを特徴とする発
光ダイオード。 - 【請求項２】光取り出し側の表面電極の平面パターン
が、表面側から見て電流ブロック層のみ覆い隠すように
設けられている請求項１記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】該活性層からみて、光取り出し側の反対側
に、ブラッグ反射膜を設けた請求項１記載の発光ダイオ
ード。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16269793A JPH0722646A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電流ブロック層を有するｌｅｄ |
| GB9412937A GB2280061A (en) | 1993-06-30 | 1994-06-28 | Light emitting device |
| DE4422660A DE4422660A1 (de) | 1993-06-30 | 1994-06-28 | Lichtaussendende Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16269793A JPH0722646A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電流ブロック層を有するｌｅｄ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722646A true JPH0722646A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15759586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16269793A Pending JPH0722646A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電流ブロック層を有するｌｅｄ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722646A (ja) |
| DE (1) | DE4422660A1 (ja) |
| GB (1) | GB2280061A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570189B1 (en) * | 1999-03-03 | 2003-05-27 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| JP2007221175A (ja) * | 2007-06-04 | 2007-08-30 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| JP2009246051A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Kyocera Corp | 発光デバイスおよびその製造方法 |
| WO2011096283A1 (ja) | 2010-02-08 | 2011-08-11 | サントリーホールディングス株式会社 | コーヒーアロマ含有組成物 |
| KR20150034882A (ko) | 2013-09-26 | 2015-04-06 | 주식회사 엘지화학 | 기액장치 |
| WO2018123159A1 (ja) | 2016-12-27 | 2018-07-05 | サントリーホールディングス株式会社 | 果皮エキスおよびその製造方法 |
| WO2018203484A1 (ja) | 2017-05-01 | 2018-11-08 | サントリーホールディングス株式会社 | 柑橘果皮からの香気成分の回収 |
| US10981081B2 (en) | 2016-12-27 | 2021-04-20 | Hanwha Chemical Corporation | Distillation apparatus |
| KR20210054317A (ko) | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 한화솔루션 주식회사 | 증류장치 |
| KR20210054338A (ko) | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 한화솔루션 주식회사 | 증류장치 |
| WO2021137434A1 (ko) | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 한화솔루션 주식회사 | 증류장치 및 증류방법 |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| EP1658642B1 (en) | 2003-08-28 | 2014-02-26 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US7795623B2 (en) | 2004-06-30 | 2010-09-14 | Cree, Inc. | Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures |
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