專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及黃綠色-綠色的高輝度半導(dǎo)體發(fā)光裝置，尤其涉及用作信號機、信息板等的室外顯示用的光源的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
使用銦鎵鋁磷系四元混晶的超高輝度綠色發(fā)光二極管具有如圖6剖視圖所示的結(jié)構(gòu)。
在圖6中，通過摻雜硅，在方位(100)傾斜15°的n型砷化鎵基板101上層疊形成由n-砷化鎵構(gòu)成的緩沖層102，然后，通過MOCVD法成長形成有由形成雙異質(zhì)(DH)結(jié)構(gòu)的n-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P構(gòu)成的包層103;由n-In0.5(Ga0.6Al0.4)0.5P構(gòu)成的活性層104;由P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P構(gòu)成的包層105。又，在包層105上，形成有由P+-Ga0.3Al0.7As構(gòu)成的、并使注入電流擴散于整個元素而增大發(fā)光面積的電流擴散層106。再在電流擴散層106上及砷化鎵基板101的背面形成一對給活性層104提供電流的電極107。
在如上結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成電流擴散層106的P-Ga0.3Al0.7As，相對于由活性層104發(fā)射的黃綠色-綠色(580nm-560nm)的發(fā)光波長帶的光不能構(gòu)成完全透明。即，由活性層104發(fā)射的光的20%-40%左右被該電流擴散層106吸收掉。這樣，貢獻于照明的僅為活性層104可得光中的60%左右，發(fā)光效率僅達到0.2%左右。
如上所述，在綠色系的已有發(fā)光二極管中，由于電流擴散層對綠色光的光透過率極低，所發(fā)光的一部分被電流擴散層吸收。這樣，引起發(fā)光效率下降，構(gòu)成了高輝度化的障礙。
因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于通過極大現(xiàn)高輝度化的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
為了達到上述目的，權(quán)利要求1所記載的本發(fā)明構(gòu)成如下使電流供給層疊在半導(dǎo)體基板上的半導(dǎo)體層而發(fā)光的發(fā)光層;將電流供給發(fā)光層的電極;由ZnTe(鋅化碲)構(gòu)成的電流擴散層，該電流擴散層形成在將發(fā)光層發(fā)射的光取出到外部的取光面與發(fā)光層之間，它對設(shè)置在取光面?zhèn)鹊碾姌O與發(fā)光層之間流動的電流進行擴散。
權(quán)利要求2所記載的本發(fā)明，其構(gòu)成為在權(quán)利要求1所記載的本發(fā)明中，又在設(shè)于取光面相反側(cè)的電極與發(fā)光層之間設(shè)置將發(fā)光層發(fā)射的光反射到取光面?zhèn)鹊姆瓷鋵印?br> 權(quán)利要求3所記載的本發(fā)明，其構(gòu)成為在權(quán)利要求1或2記載的本發(fā)明中，又在設(shè)置于取光面?zhèn)鹊碾姌O與發(fā)光層之間設(shè)置有選擇性地阻止從設(shè)置于取光面?zhèn)鹊碾姌O供給發(fā)光層的電流的電流阻擋層。
在如上構(gòu)成中，本發(fā)明不會使由發(fā)光層發(fā)射到取光面的光在電流擴散層中受到吸收。
下面，用


本發(fā)明的實施例。
圖1為權(quán)利要求1所述發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為形成權(quán)利要求1、2或3所述發(fā)明一實施例及已有技術(shù)例的電流擴散層形成材料光透過率示意圖;
圖3為權(quán)利要求1所述發(fā)明一實施例及已有技術(shù)例相對于發(fā)光波長的外部量子效率示意圖;
圖4為權(quán)利要求2所述發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為權(quán)利要求3所述發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
構(gòu)示意圖;
圖6為已有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，在硅摻雜的方位(100)傾斜15°的n型砷化鎵基板1上，通過MOCVD法，依次形成由n-GaAs構(gòu)成的緩沖層2;硅摻雜的n-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P構(gòu)成的0.6μm左右厚的金屬包層3;不摻雜的n-In0.5(Ga0.6Al0.4)0.5P構(gòu)成的0.3μm左右厚的活性層4;Zn摻雜的P-In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P構(gòu)成的0.6μm左右厚的包層5。
然后，在包層5上生成由摻雜P或N的P-ZnTe(鋅化碲)構(gòu)成的7μm左右厚的電流擴散層6。該電流擴散層6，在生成緩沖層2、金屬包層3、5及活性層4時，由MOCVD法連續(xù)生成，也可由MBE法、MOMBE法或VPE法生成。這樣形成的電流擴散層6的ZnTe做成具有的特性載流子濃度在1×1018cm-3以上，電阻率為0.05Ωcm左右、特別要做成電阻率低。
在此電流擴散層6的上部和GaAs基板1的背面形成一對給活性層4提供電流的電極7a、7b。
在上述結(jié)構(gòu)中，形成電流擴散層6的ZnTe中560nm-590nm波長帶的光，其透過率如圖2所示，能獲得約100%的值，與已有技術(shù)用的Ga0.3Al0.7As相比，顯然透過率飛躍提高。
因此，從活性層4發(fā)射的光，在電流擴散層6中沒有被吸收，可放到外部。這樣，例如發(fā)光波長為573nm左右的黃綠色及發(fā)光波長為565nm左右的綠色，其中的外部量子效率如圖3所示，分別從0.4%提高到0.6%和從0.2%提高到0.4%，當然能實現(xiàn)高輝度化。
圖4為涉及權(quán)利要求2所記發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4中所示作為權(quán)利要求2所記發(fā)明一實施例特征的部分，是相對于圖1所示實施例的結(jié)構(gòu)，設(shè)有將緩沖層2與金屬包層3之間輝度化。
圖5為涉及權(quán)利要求3所記發(fā)明一實施例半導(dǎo)體發(fā)光裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其特征是相對于圖1結(jié)構(gòu)，在包層5上的取光面?zhèn)入姌O7a的正下方，設(shè)有與電極7a大致同一形狀的電流阻擋層9。在這種結(jié)構(gòu)中，也能實現(xiàn)高輝度化。
又，本發(fā)明不限于上述實施例，例如也可將圖4所示結(jié)構(gòu)與圖5所示結(jié)構(gòu)組合起來。又，通過改變活性層4的組成，能夠在ZnTe可吸收的發(fā)光波長的范圍內(nèi)改變發(fā)光顏色。而且，對于上述實施例，也可分別將砷化鎵基板及各層的導(dǎo)電方式倒置。
綜上所述，按照本發(fā)明，由于用ZnTe形成對提供給活性層的電流進行擴散的電流擴散層，所以能防止在電流擴散層中吸收發(fā)出的光。這樣，提高了發(fā)光效率，從而能實現(xiàn)更進一步的高輝度化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于，它具有將電流供給層疊在半導(dǎo)體基板上的半導(dǎo)體層并發(fā)光的發(fā)光層；將電流供給發(fā)光層的電極；形成在將發(fā)光層發(fā)射的光取出至外部的取光面與發(fā)光層之間，對設(shè)于取光面?zhèn)鹊碾姌O與發(fā)光層之間流動的電流進行擴散，并由ZnTe構(gòu)成的電流擴散層。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，該裝置可進一步包含在設(shè)置于取光面相反一側(cè)的電極與發(fā)光層之間，將發(fā)光層發(fā)射的光反射到取光面?zhèn)鹊姆瓷鋵印?br> 3.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特征在于，該裝置可進一步包含在設(shè)于取光面?zhèn)鹊碾姌O與發(fā)光層之間，用于對由設(shè)于取光面?zhèn)鹊碾姌O供給發(fā)光層的電流進行有選擇性地阻止的阻擋層。
全文摘要
一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，它具有將電流供給層疊在砷化鎵基板1上的半導(dǎo)體層并發(fā)光的活性層4，將電流供給活性層4的電極7a和7b，形成在將活性層4發(fā)射的光取至外部的取光面與活性層4之間并由ZnTe構(gòu)成的電流擴散層6，該電流擴散層6對設(shè)于取光面?zhèn)鹊碾姌O7a與活性層4間流動的電流進行擴散。上述結(jié)構(gòu)通過抑制電流擴散層中的光吸收可實現(xiàn)高輝度化。
文檔編號H01S5/20GK1099521SQ9410821
公開日1995年3月1日 申請日期1994年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月22日
發(fā)明者佐伯亮 申請人:東芝株式會社