DE4422660A1 - Light emitting device - Google Patents
Light emitting deviceInfo
- Publication number
- DE4422660A1 DE4422660A1 DE19944422660 DE4422660A DE4422660A1 DE 4422660 A1 DE4422660 A1 DE 4422660A1 DE 19944422660 DE19944422660 DE 19944422660 DE 4422660 A DE4422660 A DE 4422660A DE 4422660 A1 DE4422660 A1 DE 4422660A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- light
- active layer
- electrode
- emitting device
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
- H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
- H01L33/145—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 system
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lichtaussendende Vorrichtung, und insbesondere auf eine lichtaussendende Vorrichtung mit einer hohen Lichtaussendeleistung.The present invention relates to a light-emitting device, and in particular on a light emitting device with a high Light emission power.
Da lichtaussendende Vorrichtungen sowohl weniger elektrische Leistung verbrauchen und weniger Wärme erzeugen, als auch vorteilhaft in der Miniaturisierung von Produkten sind, wurden sie in verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt. So besteht ein Bedarf an Vorrichtungen kleinerer Größe und mit höherer Lichtaussendeleistung.Because light emitting devices are both less electrical Consume power and generate less heat, as well are advantageous in the miniaturization of products, they have been used in various fields of application. So there is a need for devices of smaller size and with higher light output.
In Anbetracht des oben gesagten, wurden in den vergangenen Jahren verschiedene Methoden entwickelt, um die Lichtaussendeeffizienz und die Lichtaussendeleistung der lichtaussendenden Vorrichtungen zu verbessern. So wurde beispielsweise eine Methode eingeführt, bei der eine Bragg- reflektierende Schicht auf der einer aktiven Schicht entgegengesetzten Seite aufgebracht wird, oder eine Methode eingeführt zum Aufbringen einer Strom-Sperrschicht (stromunterbindenden Schicht) genau unter einer Elektrode, die dazu dient, daß das Licht, welches von einer aktiven Schicht ausgesandt wird, nicht von der Elektrode unterbrochen wird, oder eine Methode eingeführt, die Harzdichtungen anwendet, um Totalreflexionsverluste an der Oberfläche der lichtaussendenden Vorrichtung zu unterdrücken.In view of the above, have been in the past Years different methods developed to the Light emission efficiency and the light emission performance of the to improve light-emitting devices. So it was for example, introduced a method in which a Bragg reflective layer on top of an active layer opposite side is applied, or a method introduced to apply a current blocking layer (current-suppressing layer) right under an electrode, which serves to ensure that the light emitted by an active Layer is sent out, not interrupted by the electrode is introduced, or a method, the resin seals applies to total reflection losses on the surface of the suppress light-emitting device.
US-Patent Nr. 5.153.889 schlägt zum Beispiel eine Halbleiter- lichtaussendende Vorrichtung vor, bestehend aus einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps, einer auf der vorderen Oberfläche des Substrats gebildeten Reflexionsschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, einer auf der Reflexionsschicht gebildeten durchsichtigen Pufferschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, einem aus einem Material der InGaAlP-Serie gebildeten Doppel-Heterostruktur- Teil, welcher auf der durchsichtigen Pufferschicht plaziert ist, und der aus einer unteren Hüllschicht des ersten Leitfähigkeitstyps, einer zwischen den unteren und oberen Hüllschichten liegenden aktiven Schicht besteht, einer auf dem Doppel-Heterostruktur-Teil gebildeten Stromverbreiterungsschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, einer auf der Stromverbreiterungsschicht gebildeten ersten Elektrode, einer auf der rückseitigen Oberfläche des Substrat s gebildeten zweiten Elektrode und einer stromsperrenden Schicht des ersten Leitfähigkeitstyps, die teilweise zwischen dem Doppel-Heterostruktur-Teil und der ersten Elektrode derart gebildet ist, so daß sie der ersten Elektrode gegenüberliegt und genau unter der ersten Elektrode angebracht ist.For example, U.S. Patent No. 5,153,889 suggests a semiconductor light-emitting device, consisting of a Semiconductor substrate of a first conductivity type, one on the front surface of the substrate Reflective layer of the first conductivity type, one on the transparent layer formed Buffer layer of the first conductivity type, one of one Material of the InGaAlP series formed double heterostructure Part that is placed on the transparent buffer layer and that from a lower cladding layer of the first Conductivity type, one between the lower and upper ones The active layer lying on cladding layers is one the double heterostructure part Current spreading layer of the second conductivity type, a first one formed on the current spreading layer Electrode, one on the back surface of the Substrate formed second electrode and one current blocking layer of the first conductivity type, the partly between the double heterostructure part and the first electrode is formed so that it is the first Electrode is opposite and just below the first electrode is appropriate.
Eine der lichtaussendenden Vorrichtungen, die im US-Patent Nr. 5.153.889 offenbart wird, hat eine Schichtstruktur, die in Fig. 2 abgebildet ist.One of the light emitting devices disclosed in U.S. Patent No. 5,153,889 has a layered structure as shown in FIG. 2.
Die in Fig. 2 abgebildete Schichtstruktur ist ein Beispiel einer lichtaussendenden Vorrichtung, die so gemacht ist, daß eine Stromsperrschicht 4 innerhalb einer zweiten Hüllschicht 5, die auf einer aktiven Schicht 3 angeordnet ist, genau unter einer Elektrode 6 angeordnet ist, um so Licht zu vermindern, das nicht heraus kann aufgrund der Unterbrechung durch die Elektrode 6, da es genau unter der Elektrode 6 ausgesandt wird.The layer structure shown in Fig. 2 is an example of a light-emitting device which is made such that a current blocking layer 4 is arranged inside a second cladding layer 5 , which is arranged on an active layer 3 , just under an electrode 6 , so as to add light reduce that cannot come out due to the interruption by the electrode 6 , since it is emitted exactly under the electrode 6 .
Es kann jedoch immer noch nicht behauptet werden, daß die Lichtaussendeleistung der dem Stand der Technik entsprechenden lichtaussendenden Vorrichtungen ausreichend wäre, und es besteht immer noch ein großer Bedarf für Verbesserungen der Lichtaussendeleistung der lichtaussendenden Vorrichtungen und daher ist eine weitere Verbesserung erwünscht.However, it still cannot be said that the Light emitting power of the state of the art corresponding light-emitting devices sufficient would be, and there is still a great need for Improvements in the light emission performance of the light emitting devices and therefore is another Improvement wanted.
In Anbetracht des oben Gesagten, als Ergebnis der ernsthaften Untersuchungen des Erfinders, wurde gefunden, daß durch das Anordnen einer Stromsperrschicht an einer identischen Ebene mit jener einer aktiven Schicht und an zumindest einem Teil der Peripherie der aktiven Schicht, die Lichtaussendeleistung, z. B. die Helligkeit einer Lichtaussendevorrichtung merklich verbessert wird. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis wurde die vorliegende Erfindung verwirklicht.In view of the above, as a result of serious Investigations by the inventor, it was found that by the Placing a current blocking layer on an identical level with that of an active layer and at least in part the periphery of the active layer, the Light emission power, e.g. B. the brightness of a Light emitting device is significantly improved. On the The present invention was based on this finding realized.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer lichtaussendenden Vorrichtung, die eine hervorragende Lichtaussendeleistung hat.An object of the present invention is to provide a light emitting device that is excellent Has light emission power.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer lichtaussendenden Vorrichtung mit einer erhöhten Stromdichte, einer verringerten Lichtabsorption und einer verringerten Lichtreflexion im Vergleich mit dem Stand der Technik, und einer merklich verbesserten Helligkeit im Vergleich mit den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik. Another object of the present invention is Creation of a light-emitting device with a increased current density, reduced light absorption and a reduced light reflection compared to the stand the technology, and a noticeably improved brightness in the Comparison with the devices from the prior art.
Um diese Aufgaben zu erfüllen, wird in einem Aspekt der
vorliegenden Erfindung eine lichtaussendende Vorrichtung
geschaffen, die umfaßt:
eine hintereinander auf einem Halbleitersubstrat gebildeten
ersten Hüllschicht und zweiten Hüllschicht,
eine aktive Schicht und eine Stromsperrschicht, welche
zwischen der ersten und zweiten Hüllschicht liegen, wobei die
Stromsperrschicht parallel zur aktiven Schicht an einer
identischen Ebene mit jener der aktiven Schicht und an
zumindest einem Teil der Peripherie der aktiven Schicht
angeordnet ist, um den Strom einzuengen,
eine auf der zweiten Hüllschicht gebildeten zweiten
Elektrode, und
eine auf der der ersten Hüllschicht gegenüberliegenden
Oberfläche des Substrats gebildeten ersten Elektrode.To accomplish these objects, in one aspect of the present invention there is provided a light emitting device comprising:
a first cladding layer and second cladding layer formed one behind the other on a semiconductor substrate,
an active layer and a current blocking layer which lie between the first and second cladding layers, the current blocking layer being arranged parallel to the active layer on an identical plane to that of the active layer and on at least part of the periphery of the active layer in order to restrict the current,
a second electrode formed on the second cladding layer, and
a first electrode formed on the surface of the substrate opposite the first cladding layer.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be described in more detail with reference to drawings explained. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht, die die Struktur einer lichtaussendenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt, d. h. (a) ist eine Ansicht von oben der Erfindung, und (b) ist eine Schnittansicht davon; Fig. 1 is a view explaining the structure of a light emitting device according to the present invention, ie (a) is a view from above of the invention, and (b) is a sectional view thereof;
Fig. 2 eine Ansicht, die die Struktur einer lichtaussendenden Vorrichtung aus dem Stand der Technik erklärt; Fig. 2 is a view explaining the structure of a light emitting device of the prior art;
Fig. 3 eine Ansicht, die die Struktur einer lichtaussendenden Vorrichtung des vergleichenden Beispiels 1 erklärt, d. h. (a) ist ein Blick von oben und (b) ist eine Schnittansicht davon; und Fig. 3 is a view explaining the structure of a light emitting device of Comparative Example 1, ie, (a) is a view from above and (b) is a sectional view thereof; and
Fig. 4 eine Ansicht, die das Verhältnis der Lichtaussendeleistung und des Leitungsstroms einer lichtaussendenden Vorrichtung zwischen Beispiel 1 und vergleichendem Beispiel 1 erklärt. Fig. 4 is a view explaining the relationship of the light emitting power and the line current of a light emitting device between Example 1 and Comparative Example 1.
Eine lichtaussendende Vorrichtung (im weiteren als "LED" bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine erste Hüllschicht 2 auf einem Halbleitersubstrat 1, eine aktive Schicht 3, eine Stromsperrschicht 4, die parallel (Seite an Seite) mit der aktiven Schicht 3 an einer identischen Ebene mit jener der aktiven Schicht 3 und an zumindest einem Teil der Peripherie der aktiven Schicht 3 angeordnet ist, einer zweiten Hüllschicht 5 und einer darauf folgend gebildeten zweiten Elektrode 6. Eine erste Elektrode 7 ist auf der der ersten Hüllschicht entgegengesetzten Oberfläche des Substrats 1 angeordnet.A light emitting device (hereinafter referred to as "LED") according to the present invention comprises a first cladding layer 2 on a semiconductor substrate 1 , an active layer 3 , a current blocking layer 4 , which is parallel (side by side) with the active layer 3 on an identical one Plane with that of the active layer 3 and is arranged on at least part of the periphery of the active layer 3 , a second cladding layer 5 and a second electrode 6 formed subsequently. A first electrode 7 is arranged on the surface of the substrate 1 opposite the first cladding layer.
Bezüglich des Materials der LED gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es keine besonderen Einschränkungen, aber gewöhnlich wird ein Material bestehend aus einer Gruppe III-V-Verbindung oder einer Gruppe II-VI-Verbindung verwendet. Als Verbindung der III-V-Gruppe kann eine auf GaAs-basierende Verbindung oder auf GaP-basierende Verbindung verwendet werden, und eine auf ZnSe-basierende Verbindung kann als Gruppe II-VI-Verbindung verwendet werden.Regarding the material of the LED according to the present Invention there are no particular restrictions, however usually a material consists of a group III-V compound or a group II-VI compound used. As a compound of the III-V group, a GaAs-based Connection or GaP-based connection used and a ZnSe-based compound can be used as Group II-VI compound can be used.
Im folgenden wird der Einfachheit halber der Fall beschrieben, wo eine LED geschaffen wird mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Gruppe III-V- Verbindung, aber es versteht sich, daß die LED auch aus anderen Verbindungen geschaffen werden kann, z. B. einer Gruppe II-VI-Verbindung. The following is the case for simplicity described where an LED is created with a structure according to the present invention with a group III-V Connection, but it goes without saying that the LED is also off other connections can be created, e.g. B. one Group II-VI compound.
Als Substrat 1 wird allgemein ein GaAs- oder GaP-Substrat verwendet, welches gewöhnlich eine n-Typ-Leitfähigkeit hat Die Dicke des Substrats liegt gewöhnlich zwischen 50 und 500 µm, vorzugsweise zwischen 250 und 380 µm.A GaAs or GaP substrate, which usually has an n-type conductivity, is generally used as substrate 1. The thickness of the substrate is usually between 50 and 500 μm, preferably between 250 and 380 μm.
Die erste Hüllschicht 2 wird auf dem Substrat 1 gebildet. Die erste Hüllschicht 2 besteht im allgemeinen aus AlGaAs und die Leitfähigkeit der ersten Hüllschicht kann gleich der des Substrats 1 sein. Das Zusammensetzungsverhältnis von Aluminium und Gallium in der ersten Hüllschicht 2 schwankt in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der aktiven Schicht 3 und die Menge von Aluminium in der ersten Hüllschicht 2 wächst wenn die Menge an Aluminium in der aktiven Schicht 3 größer wird. Eine konkrete Zusammensetzung kann unter Berücksichtigung der Bandlücke bestimmt werden. Die Dicke der ersten Hüllschicht 2 ist gewöhnlich zwischen 0,1 und 50 µm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 µm. Es gibt besondere Einschränkungen im Hinblick auf einen Dotierstoff, und Selen, Silizium oder etwas Vergleichbares wird als Dotierstoff verwendet. Silizium mit seiner guten Wachstumssteuerbarkeit wird bevorzugt.The first cladding layer 2 is formed on the substrate 1 . The first cladding layer 2 generally consists of AlGaAs and the conductivity of the first cladding layer can be the same as that of the substrate 1 . The composition ratio of aluminum and gallium in the first cladding layer 2 fluctuates depending on the composition of the active layer 3, and the amount of aluminum in the first cladding layer 2 increases as the amount of aluminum in the active layer 3 increases. A specific composition can be determined taking into account the band gap. The thickness of the first cladding layer 2 is usually between 0.1 and 50 μm, preferably between 0.1 and 10 μm. There are particular restrictions on a dopant, and selenium, silicon or something similar is used as the dopant. Silicon with its good controllability of growth is preferred.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung kann eine Bragg-reflektierende Schicht 8 innerhalb der ersten Hüllschicht 2 oder zwischen dem Substrat 1 und der Hüllschicht 2 angeordnet werden. Die Bragg-reflektierende Schicht 8 besteht aus einer Schichtenfolge von Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes, welche abwechselnd geschichtet werden mit einer jeweiligen Dicke, die vom Brechungsindex und einer zu reflektierenden Lichtwellenlänge abhängt. Die Schichtenfolge hat die Eigenschaft Licht zu reflektieren. Da diese Schichtenfolge Licht zur Lichtentnahmeseite reflektiert, kann die Leuchteffizienz (Lichtausstrahl-Effizienz) verbessert werden. In a preferred embodiment of the present invention, a Bragg-reflective layer 8 can be arranged within the first cladding layer 2 or between the substrate 1 and the cladding layer 2 . The Bragg reflecting layer 8 consists of a layer sequence of materials with different refractive indices, which are alternately layered with a respective thickness, which depends on the refractive index and a light wavelength to be reflected. The layer sequence has the property of reflecting light. Since this layer sequence reflects light to the light extraction side, the lighting efficiency (light emission efficiency) can be improved.
Die Dicke der Bragg-reflektierenden Schicht 8 beträgt weniger als 50 µm, vorzugsweise zwischen 1 und 20 µm.The thickness of the Bragg reflecting layer 8 is less than 50 μm, preferably between 1 and 20 μm.
Dann wird auf der ersten Hüllschicht 2 die aktive Schicht 3 gebildet. Die Leitfähigkeit der aktiven Schicht 3 ist gewöhnlich vom p-Typ und im allgemeinen wird ein Material verwendet, welches eine kleinere Bandlücke als jene der ersten Hüllschicht 2 hat. Zum Beispiel, im Fall wo die erste Hüllschicht 2 aus Al0,5Ga0,5As besteht, kann Zn-dotiertes GaAs mit einer Ladungsträgerdichte von ungefähr 2 × 10¹⁷ bis 8 × 10¹⁷ cm-3 und einer Dicke von ungefähr 0,3 bis 2 µm als aktive Schicht auf der ersten Hüllschicht 2 gebildet werden.Then the active layer 3 is formed on the first cladding layer 2 . The conductivity of the active layer 3 is usually p-type and in general a material is used which has a smaller band gap than that of the first cladding layer 2 . For example, in the case where the first cladding layer 2 is made of Al 0.5 Ga 0.5 As, Zn-doped GaAs can have a carrier density of about 2 × 10¹⁷ to 8 × 10¹⁷ cm -3 and a thickness of about 0.3 up to 2 μm are formed as an active layer on the first cladding layer 2 .
Eine Schicht mit einer niedrigen Ladungsträgerdichte und einem hohen Widerstand wird als Stromsperrschicht 4 parallel (Seite an Seite) mit der aktiven Schicht an einer identischen Ebene mit jener der aktiven Schicht 3 und an zumindest einem Teil der Peripherie der aktiven Schicht 3 angeordnet, vorzugsweise an einer identischen Ebene mit jener der aktiven Schicht 3 und an der ganzen Peripherie der aktiven Schicht 3. Im Fall, daß eine auf GaAs-basierende Verbindung verwendet wird, wird vorzugsweise eine i-Typ AlGaAs-Schicht mit einem indirekten Übergang bei hoher Al-Konzentration angeordnet. Die Al-Ga-Zusammensetzung kann die gleiche sein, wie in der ersten Hüllschicht 2 oder der zweiten Hüllschicht 5. In diesem Fall ist es vorzugsweise ein Material vom i-Typ ohne absichtliche Dotierung. Die Dicke der Stromsperrschicht 4 kann gleich der der aktiven Schicht 3 sein, ist aber vorzugsweise größer als die der aktiven Schicht 3. Im konkreten Fall ist die Dicke der Stromsperrschicht 4 ungefähr zwischen 1 und 8 µm. In diesem Fall, wenn eine AlGaAs-Schicht gebildet ist, kann ein lichteinschließender Effekt erzielt werden, in Anbetracht des Verhältnisses mit einem Brechungsindex. A layer with a low charge carrier density and a high resistance is arranged as a current blocking layer 4 in parallel (side by side) with the active layer on an identical plane to that of the active layer 3 and on at least part of the periphery of the active layer 3 , preferably on one identical level with that of the active layer 3 and on the entire periphery of the active layer 3 . In the case that a GaAs-based compound is used, an i-type AlGaAs layer with an indirect transition at a high Al concentration is preferably arranged. The Al-Ga composition can be the same as in the first cladding layer 2 or the second cladding layer 5 . In this case, it is preferably an i-type material without deliberate doping. The thickness of the current blocking layer 4 can be equal to that of the active layer 3 , but is preferably greater than that of the active layer 3 . In the specific case, the thickness of the current blocking layer 4 is approximately between 1 and 8 μm. In this case, when an AlGaAs layer is formed, a light confining effect can be obtained considering the relationship with a refractive index.
Dann wird die zweite Hüllschicht 5 auf der aktiven Schicht 3 und der Stromsperrschicht 4 gebildet. Die zweite Hüllschicht 5 hat eine der ersten Hüllschicht 2 entgegengesetzte Leitfähigkeit und hat gewöhnlich eine p-Typ Leitfähigkeit. Die Zusammensetzung der zweiten Hüllschicht 5 kann bis auf den Dotierstoff identisch mit jener der ersten Hüllschicht 2 sein, solange die Schicht eine Bandlücke hat, die größer ist als jene der aktiven Schicht 3. In dieser Ausführung ist die Zusammensetzung der zweiten Hüllschicht 5 Al0,5Ga0,5As, der Dotierstoff ist Zn und die Konzentration an Zn ist ungefähr zwischen 5 × 10¹⁸ bis 3 × 10¹⁹ cm-3. Die Dicke der zweiten Hüllschicht 5 kann wahlweise innerhalb einer Spanne gewählt werden, in der die Lichtentnahme nicht behindert wird und ist vorzugsweise zwischen 0,5 und 50 µm.Then the second cladding layer 5 is formed on the active layer 3 and the current blocking layer 4 . The second cladding layer 5 has a conductivity opposite the first cladding layer 2 and usually has a p-type conductivity. Except for the dopant, the composition of the second cladding layer 5 can be identical to that of the first cladding layer 2 , as long as the layer has a band gap that is larger than that of the active layer 3 . In this embodiment, the composition of the second cladding layer is 5 Al 0.5 Ga 0.5 As, the dopant is Zn and the concentration of Zn is approximately between 5 × 10¹⁸ to 3 × 10¹⁹ cm -3 . The thickness of the second cladding layer 5 can optionally be selected within a range in which the light removal is not hindered and is preferably between 0.5 and 50 μm.
Die zweite Elektrode 6 wird auf der zweiten Hüllschicht 5 angeordnet. In diesem Fall ist die zweite Elektrode 6 vorzugsweise nur über der Sperrschicht 4 vorhanden, um so nicht das von der aktiven Schicht 3 ausgesandte Licht zu unterbrechen. Die erste Elektrode 7 ist auf der der ersten Hüllschicht 2 entgegengesetzten Oberfläche des Substrats 1 angeordnet. Die erste Elektrode 7 auf der Seite, auf der kein Licht herausgenommen wird, unterliegt keiner solchen Beschränkung, wie die zweite Elektrode 6. Die jeweiligen Dicken der ersten und der zweiten Elektrode liegen vorzugsweise zwischen 0,3 und 2 µm.The second electrode 6 is arranged on the second cladding layer 5 . In this case, the second electrode 6 is preferably only present over the barrier layer 4 so as not to interrupt the light emitted by the active layer 3 . The first electrode 7 is arranged on the surface of the substrate 1 opposite the first cladding layer 2 . The first electrode 7 on the side on which no light is taken out is not restricted as much as the second electrode 6 . The respective thicknesses of the first and second electrodes are preferably between 0.3 and 2 μm.
Ferner kann eine Lichtentnahmeschicht zwischen der zweiten Hüllschicht 5 und der ersten Elektrode 6 angeordnet werden.Furthermore, a light extraction layer can be arranged between the second cladding layer 5 and the first electrode 6 .
Zur Herstellung der LED gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene Methoden angewandt werden, wie ein LPE- Prozeß, ein MOCVD-Prozeß, ein VPE-Prozeß, ein MOVPE- Prozeß oder MBE-Prozeß, und der MBE-Prozeß oder MOCVD- Prozeß werden bevorzugt im Fall, daß eine Bragg- reflektierende Schicht eingesetzt wird.To manufacture the LED according to the present invention different methods can be used, such as an LPE Process, a MOCVD process, a VPE process, a MOVPE Process or MBE process, and the MBE process or MOCVD Processes are preferred in the event that a Bragg reflective layer is used.
Es gibt keine bestimmte Einschränkung für die Reihenfolge der Bildung der Schichten solange die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Um ein Beispiel zu geben, die erste Hüllschicht 2 und die aktive Schicht 3 werden hintereinander auf ein Substrat gewachsen, und darüber wird mit geeigneten Mitteln SiNx gewachsen. Dann wird mit Hilfe von Photolithographie oder dergleichen nur ein Teil der die aktive Schicht freiläßt maskiert, und das nicht maskierte SiNx wird geätzt. Ferner wird solange geätzt, bis ein Teil der ersten Hüllschicht 2 eliminiert ist.There is no particular limitation on the order of formation of the layers as long as the structure according to the present invention can be made. To give an example, the first cladding layer 2 and the active layer 3 are grown one after the other on a substrate, and SiN x is grown over it with suitable means. Then, only a part that leaves the active layer exposed is masked by means of photolithography or the like, and the unmasked SiN x is etched. Furthermore, etching continues until part of the first cladding layer 2 is eliminated.
Darauf folgend wird die Stromsperrschicht 4 gewachsen. In diesem Fall, wenn die Stromsperrschicht 4 aus einer Verbindung besteht, die reich an Aluminium oder Zink ist und dazu neigt, eine Bildung von Polykristallen auf der Maske zu verursachen, wird eine Zufuhr eines Halid-Gases oder dergleichen gleichzeitig mit dem Materialgas für das Wachstum bevorzugt, da dadurch das Auftreten von Polykristallen verhindert wird. Nach Abschluß des Wachstums der Stromsperrschicht 4 wird die Maske entfernt und die zweite Hüllschicht 5 wird darauf gewachsen bis zu einer gewünschten Dicke, wodurch die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen wird.Following this, the current blocking layer 4 is grown. In this case, when the current blocking layer 4 is made of a compound which is rich in aluminum or zinc and tends to cause formation of polycrystals on the mask, supply of a halide gas or the like becomes simultaneous with the material gas for growth preferred since this prevents the occurrence of polycrystals. After growth of the current blocking layer 4 is completed, the mask is removed and the second cladding layer 5 is grown thereon to a desired thickness, thereby creating the structure according to the present invention.
Die LED gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine bessere Lichtaussendeleistung als jene im Stand der Technik.The LED according to the present invention has a better one Light emitting power than that in the prior art.
Da die LED gemäß der vorliegenden Erfindung eine höhere Stromdichte in der aktiven Schicht und eine verminderte Lichtabsorption und Lichtreflexion im Vergleich mit LEDs des vergleichenden Beispiels hat, wird die Lichtausgangsleistung, z. B. die Helligkeit, um mindestens 50% verbessert gegenüber jenen im Stand der Technik.Since the LED according to the present invention has a higher Current density in the active layer and a decreased Light absorption and light reflection in comparison with LEDs of the comparative example, the light output power, e.g. B. the brightness compared to at least 50% improved that in the prior art.
Eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird nun anhand von Beispielen durchgeführt, aber die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die Beispiele.A description of the present invention will now be given of examples performed, but the present invention is not limited to the examples.
Auf einem n-Typ GaAs-Substrat wurde als erste Hüllschicht mit 10 µm Dicke n-Typ Silizium dotiertes Al0,5Ga0,5As (Ladungsträgerdichte: 5 × 10¹⁸ cm-3) gewachsen. Im Verlauf des Wachstums wurden Al0,1Ga0,9As und AlAs in 10 Paaren als Bragg-reflektierende Schicht geschichtet. Dann wurde als aktive Schicht mit 1 µm Dicke auf der ersten Hüllschicht p-Typ Zn dotiertes GaAs (Ladungsträgerdichte: 5 × 10¹⁷ cm-3) gewachsen. Danach wurde eine 100 µm durchmessende Fläche mit SiNx maskiert und als ein Teil, der als aktive Schicht benutzt wurde, geätzt durch Photolithographie. Dann wurde undotiertes Al0,5Ga0,5As mit 5 µm Dicke als Stromsperrschicht gewachsen und danach als p-Typ zweite Hüllschicht auf der aktiven Schicht p-Typ Al0,5Ga0,5As (Ladungsträgerdichte: 3 × 10¹⁹ cm-3) mit 20 µm Dicke gewachsen. Dann wurde ein flaches Muster der Elektrode so angeordnet, daß die Elektrode nur die Bereiche über der Stromsperrschicht abdeckt. Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen dem Leitungsstrom und der Lichtausstoßcharakteristik der LED.Al 0.5 Ga 0.5 As (charge carrier density: 5 × 10¹⁸ cm -3 ) was grown on an n-type GaAs substrate as the first cladding layer with a 10 μm thick n-type silicon-doped Al 0.5 Ga 0.5 As. In the course of growth, Al 0.1 Ga 0.9 As and AlAs were layered in 10 pairs as a Bragg-reflecting layer. Then, as the active layer with a thickness of 1 μm, GaAs doped with p-type Zn (charge carrier density: 5 × 10¹⁷ cm -3 ) was grown on the first cladding layer. Then, a 100 µm diameter area was masked with SiN x and etched as a part used as an active layer by photolithography. Then undoped Al 0.5 Ga 0.5 As with a thickness of 5 μm was grown as a current blocking layer and then as a p-type second cladding layer on the active layer p-type Al 0.5 Ga 0.5 As (charge carrier density: 3 × 10¹⁹ cm -3 ) grown with a thickness of 20 µm. A flat pattern of the electrode was then placed so that the electrode only covers the areas over the current blocking layer. Fig. 4 shows a relationship between the line current and the light output characteristic of the LED.
Es wurde auch eine LED hergestellt, mit der gleichen Struktur wie jener im Beispiel 1, nur daß keine Stromsperrschicht angeordnet wurde. Dies ist die gleiche Struktur, wie sie in Fig. 3 dargestellt wird. Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen dem zugeführten Strom und der Lichtabgabecharakteristik dieser LED.An LED was also made with the same structure as that in Example 1 except that no current blocking layer was arranged. This is the same structure as that shown in Fig. 3. Fig. 4 shows a relationship between the supplied current and the light output characteristic of this LED.
Wie aus diesen Ergebnissen hervorgeht, konnte der Lichtabgabe um einen Faktor von ungefähr 1,5 erhöht werden.As can be seen from these results, the light output could be increased by a factor of approximately 1.5.
Claims (5)
eine erste Hüllschicht (2) und eine zweite Hüllschicht (5), nacheinander gebildet auf einem Halbleitersubstrat (1),
eine aktive Schicht (3) und eine Stromsperrschicht (4) zwischen den ersten (2) und zweiten Hüllschichten (5) liegend, wobei die Stromsperrschicht (4) parallel zur aktiven Schicht (3) an einer identischen Ebene mit jener der aktiven Schicht und an zumindest einem Teil der Peripherie der aktiven Schicht (3) zur Stromeinengung angeordnet ist,
eine auf der zweiten Hüllschicht (5) gebildeten zweiten Elektrode (6), und
eine auf der der ersten Hüllschicht (2) entgegengesetzten Oberfläche des Substrats (1) gebildeten ersten Elektrode (7).1. A light emitting device comprising:
a first cladding layer ( 2 ) and a second cladding layer ( 5 ), formed successively on a semiconductor substrate ( 1 ),
an active layer (3) and a current blocking layer (4) between the first (2) and second cladding layers (5) lying, wherein said current blocking layer (4) parallel to the active layer (3) on an identical plane with that of the active layer and at least part of the periphery of the active layer ( 3 ) is arranged to restrict the current,
a second electrode ( 6 ) formed on the second cladding layer ( 5 ), and
a first electrode ( 7 ) formed on the surface of the substrate ( 1 ) opposite the first cladding layer ( 2 ).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16269793A JPH0722646A (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Led with current block layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4422660A1 true DE4422660A1 (en) | 1995-02-09 |
Family
ID=15759586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19944422660 Withdrawn DE4422660A1 (en) | 1993-06-30 | 1994-06-28 | Light emitting device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722646A (en) |
| DE (1) | DE4422660A1 (en) |
| GB (1) | GB2280061A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022654A2 (en) | 2003-08-28 | 2005-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| WO2006080958A1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Cree, Inc. | Led with curent confinement structure and surface roughening |
| US8154039B2 (en) | 2004-09-22 | 2012-04-10 | Cree, Inc. | High efficiency group III nitride LED with lenticular surface |
| US8163577B2 (en) | 2004-06-30 | 2012-04-24 | Cree, Inc. | Methods of forming light emitting devices having current reducing structures |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000252520A (en) * | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
| JP4625827B2 (en) * | 2007-06-04 | 2011-02-02 | 株式会社東芝 | Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device |
| JP5324116B2 (en) * | 2008-03-28 | 2013-10-23 | 京セラ株式会社 | Light emitting device and manufacturing method thereof |
| JP5642976B2 (en) | 2010-02-08 | 2014-12-17 | サントリー食品インターナショナル株式会社 | Coffee aroma-containing composition |
| KR101888349B1 (en) | 2013-09-26 | 2018-08-16 | 주식회사 엘지화학 | Gas-liquid device |
| KR20180075814A (en) | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 한화케미칼 주식회사 | distillation |
| JP6745716B2 (en) | 2016-12-27 | 2020-08-26 | サントリーホールディングス株式会社 | Peel skin extract and method for producing the same |
| JP6924069B2 (en) | 2017-05-01 | 2021-08-25 | サントリーホールディングス株式会社 | Recovery of aroma components from citrus peel |
| KR20210054338A (en) | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 한화솔루션 주식회사 | distillation apparatus |
| KR102577190B1 (en) | 2019-11-05 | 2023-09-11 | 한화솔루션 주식회사 | distillation apparatus |
| KR102577183B1 (en) | 2019-12-30 | 2023-09-11 | 한화솔루션 주식회사 | Distillation apparatus and distillation method |
| KR20220032917A (en) * | 2020-09-08 | 2022-03-15 | 삼성전자주식회사 | Micro light emitting device and display apparatus having the same |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2386907A1 (en) * | 1977-04-06 | 1978-11-03 | Radiotechnique Compelec | Electroluminescent semiconductor for fibre-optics - has annular quasi isolating region controlling current density in active area of pn junction |
| US5063569A (en) * | 1990-12-19 | 1991-11-05 | At&T Bell Laboratories | Vertical-cavity surface-emitting laser with non-epitaxial multilayered dielectric reflectors located on both surfaces |
| US5181219A (en) * | 1990-09-12 | 1993-01-19 | Seiko Epson Corporation | Surface emission type semiconductor laser |
| EP0531542A1 (en) * | 1991-03-28 | 1993-03-17 | Seiko Epson Corporation | Surface emitting type semiconductor laser and its fabrication method |
| US5212702A (en) * | 1992-03-25 | 1993-05-18 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor surface emitting laser having reduced threshold voltage and enhanced optical output |
| EP0550963A1 (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-14 | AT&T Corp. | Use of a semiconductor structure as light emitting diode |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8602653A (en) * | 1986-10-23 | 1988-05-16 | Philips Nv | SEMICONDUCTOR LASER AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF. |
| US4928285A (en) * | 1988-02-23 | 1990-05-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impurity-doped semiconductor laser device for single wavelength oscillation |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16269793A patent/JPH0722646A/en active Pending
-
1994
- 1994-06-28 GB GB9412937A patent/GB2280061A/en not_active Withdrawn
- 1994-06-28 DE DE19944422660 patent/DE4422660A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2386907A1 (en) * | 1977-04-06 | 1978-11-03 | Radiotechnique Compelec | Electroluminescent semiconductor for fibre-optics - has annular quasi isolating region controlling current density in active area of pn junction |
| US5181219A (en) * | 1990-09-12 | 1993-01-19 | Seiko Epson Corporation | Surface emission type semiconductor laser |
| US5063569A (en) * | 1990-12-19 | 1991-11-05 | At&T Bell Laboratories | Vertical-cavity surface-emitting laser with non-epitaxial multilayered dielectric reflectors located on both surfaces |
| EP0531542A1 (en) * | 1991-03-28 | 1993-03-17 | Seiko Epson Corporation | Surface emitting type semiconductor laser and its fabrication method |
| EP0550963A1 (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-14 | AT&T Corp. | Use of a semiconductor structure as light emitting diode |
| US5212702A (en) * | 1992-03-25 | 1993-05-18 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor surface emitting laser having reduced threshold voltage and enhanced optical output |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BLUM,Joseph M. * |
| et.al.: Oxygen-Implanted Double- Hterojunction GaAs/GaA1As Injection Lasers. In: IEEE Journal of Quantium Electronics, Vol. QE-11, No. 7, July 1975, 413-418 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022654A3 (en) * | 2003-08-28 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| WO2005022654A2 (en) | 2003-08-28 | 2005-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US7675075B2 (en) | 2003-08-28 | 2010-03-09 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US8207548B2 (en) | 2003-08-28 | 2012-06-26 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US8692285B2 (en) | 2003-08-28 | 2014-04-08 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus and display element |
| US8436368B2 (en) | 2004-06-30 | 2013-05-07 | Cree, Inc. | Methods of forming light emitting devices having current reducing structures |
| US8704240B2 (en) | 2004-06-30 | 2014-04-22 | Cree, Inc. | Light emitting devices having current reducing structures |
| US8163577B2 (en) | 2004-06-30 | 2012-04-24 | Cree, Inc. | Methods of forming light emitting devices having current reducing structures |
| US8154039B2 (en) | 2004-09-22 | 2012-04-10 | Cree, Inc. | High efficiency group III nitride LED with lenticular surface |
| US7335920B2 (en) | 2005-01-24 | 2008-02-26 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
| US8410490B2 (en) | 2005-01-24 | 2013-04-02 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
| US8541788B2 (en) | 2005-01-24 | 2013-09-24 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
| US8410499B2 (en) | 2005-01-24 | 2013-04-02 | Cree, Inc. | LED with a current confinement structure aligned with a contact |
| WO2006080958A1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Cree, Inc. | Led with curent confinement structure and surface roughening |
| US8772792B2 (en) | 2005-01-24 | 2014-07-08 | Cree, Inc. | LED with surface roughening |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9412937D0 (en) | 1994-08-17 |
| JPH0722646A (en) | 1995-01-24 |
| GB2280061A (en) | 1995-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60038216T2 (en) | Semiconductor light-emitting device and method for its production | |
| DE19817368B4 (en) | led | |
| DE69533276T2 (en) | Semiconductor light-emitting devices | |
| DE69735078T2 (en) | Manufacturing method of a light-emitting device | |
| DE4422660A1 (en) | Light emitting device | |
| DE102014011893B4 (en) | light emitting diode | |
| DE4336891C2 (en) | Semiconductor light emitting device having an Al Ga In N compound and method of manufacturing the same | |
| DE19756856B4 (en) | Semiconductor light emitting device with high light emission efficiency | |
| DE19524655A1 (en) | LED structure - has p=type aluminium gallium indium phosphide top cover layer on potential well structure and p=type window structure of respective thin and thick films on top layer | |
| DE4017632A1 (en) | LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICE | |
| DE4433867A1 (en) | Semiconductor light emitting device and method | |
| DE10204386A1 (en) | Light emitting diode and process for its manufacture | |
| DE102011112706B4 (en) | Optoelectronic component | |
| EP3206238B1 (en) | Light emitting thin-film diode having a mirror layer and method for the production thereof | |
| DE19803006B4 (en) | Semiconductor light emitting element | |
| DE10153321B4 (en) | Light emitting diode with Bragg reflector and method for producing the same | |
| DE19615179B4 (en) | Process for producing light-emitting semiconductor components with improved stability | |
| DE10322705B4 (en) | Manufacturing Method for LED with Thick III-V Semiconductor Epitaxial Layer and Such LED | |
| DE102006000094A1 (en) | Light emitting diode and method for its production | |
| DE19754042A1 (en) | Epitaxial wafer for light-emitting diode made of AlGaInP and light-emitting diode | |
| DE19939471B4 (en) | Semiconductor LED with current diffusion layer | |
| DE19882202B4 (en) | Semiconductor light-emitting device and method for its production | |
| DE60012592T2 (en) | Semiconductor laser and method for its production | |
| DE112019001735T5 (en) | A method of manufacturing an optical semiconductor device and an intermediate article of an optical semiconductor device | |
| DE69630714T2 (en) | Semiconductor light emitting device and its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MITSUBISHI CHEMICAL CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |