JP2000244009A - ス−パ−ルミネッセントダイオ−ド - Google Patents
ス−パ−ルミネッセントダイオ−ドInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】従来のス−パ−ルミネッセントダイオ−ドは、
コンタクト層と上部クラッド層をストライプ状に形成し
ているため、屈折率導波型となりやすくＳＬＤとしての
高出力化には適さない。 【解決手段】コンタクト層６だけをストライプとして形
成し、ストライプ幅Ｌ１、長さＬ２、コンタクト層と上
部クラッド層５界面から活性層４までの厚さＬ３、活性
層の幅Ｌ４を規定している。また、ストライプは、光放
出面と垂直方向に対し傾斜角ζを有し、傾斜角を、１０
°以下で規定したり、光放出端面と該光放出端面と反対
側の端面には、それぞれ発光波長領域における反射率が
５％以下の膜を形成している。この様に、コンタクト層
のみを傾斜型ストライプとして形成しており、高注入領
域においても利得導波型として、単一横モ−ドが保持で
きＳＬＤとして高出力化が可能となった。
コンタクト層と上部クラッド層をストライプ状に形成し
ているため、屈折率導波型となりやすくＳＬＤとしての
高出力化には適さない。 【解決手段】コンタクト層６だけをストライプとして形
成し、ストライプ幅Ｌ１、長さＬ２、コンタクト層と上
部クラッド層５界面から活性層４までの厚さＬ３、活性
層の幅Ｌ４を規定している。また、ストライプは、光放
出面と垂直方向に対し傾斜角ζを有し、傾斜角を、１０
°以下で規定したり、光放出端面と該光放出端面と反対
側の端面には、それぞれ発光波長領域における反射率が
５％以下の膜を形成している。この様に、コンタクト層
のみを傾斜型ストライプとして形成しており、高注入領
域においても利得導波型として、単一横モ−ドが保持で
きＳＬＤとして高出力化が可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は端面発光型素子として、
ス−パ−ルミネッセントダイオ−ド(以下、ＳＬＤ)に関
するもので、特に、高出力赤外ＳＬＤに関するものであ
る。さらに詳しくは、光ファイバ−ジャイロ、光セン
サ、光計測などの光源として有用なインコヒ−レント光
を、高出力かつ狭放射角で放射できるＳＬＤに関するも
のである。
ス−パ−ルミネッセントダイオ−ド(以下、ＳＬＤ)に関
するもので、特に、高出力赤外ＳＬＤに関するものであ
る。さらに詳しくは、光ファイバ−ジャイロ、光セン
サ、光計測などの光源として有用なインコヒ−レント光
を、高出力かつ狭放射角で放射できるＳＬＤに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レ−ザ−（以下ＬＤ）と発
光ダイオ−ド（以下ＬＥＤ）の中間に位置づけられるＳ
ＬＤが新たな光源として注目されている。この発光デバ
イスは、ＬＥＤのような広い発光スペクトルを持ち、Ｌ
Ｄと同程度の高い出力を持つ光を出射できるという利点
がある。この利点を生かして現在、航空機や船舶のファ
イバ−ジャイロ用光源や光計測用光源等への利用が進め
られている。ＳＬＤの構造および製造方法の重要な点
は、如何にレ−ザ−発振を抑えながら、発光スペクトル
の半値幅を広げ、光出力を高くするかである。
光ダイオ−ド（以下ＬＥＤ）の中間に位置づけられるＳ
ＬＤが新たな光源として注目されている。この発光デバ
イスは、ＬＥＤのような広い発光スペクトルを持ち、Ｌ
Ｄと同程度の高い出力を持つ光を出射できるという利点
がある。この利点を生かして現在、航空機や船舶のファ
イバ−ジャイロ用光源や光計測用光源等への利用が進め
られている。ＳＬＤの構造および製造方法の重要な点
は、如何にレ−ザ−発振を抑えながら、発光スペクトル
の半値幅を広げ、光出力を高くするかである。
【０００３】以下、図５に従来のＳＬＤを例にとって説
明する。図５（ａ）両端面に反射防止膜６９を形成し、
ＦＰモ−ドを抑制する方法、図５（ｂ）素子の活性層の
片側に吸収領域７０を形成し、ＦＰモ−ドを抑制する方
法、図５（ｃ）曲がり導波路７１を形成し、電流注入領
域で発光した光を再び発光領域に戻さずＦＰモ−ドを抑
制する方法などがある。図５（ｄ）は、図５（ａ）、
（ｂ）のＡ−Ａ拡大断面図、Ｂ−Ｂ拡大断面図である。
図５（ｅ）は、図５（ｃ）のＣ−Ｃ拡大断面図である。
明する。図５（ａ）両端面に反射防止膜６９を形成し、
ＦＰモ−ドを抑制する方法、図５（ｂ）素子の活性層の
片側に吸収領域７０を形成し、ＦＰモ−ドを抑制する方
法、図５（ｃ）曲がり導波路７１を形成し、電流注入領
域で発光した光を再び発光領域に戻さずＦＰモ−ドを抑
制する方法などがある。図５（ｄ）は、図５（ａ）、
（ｂ）のＡ−Ａ拡大断面図、Ｂ−Ｂ拡大断面図である。
図５（ｅ）は、図５（ｃ）のＣ−Ｃ拡大断面図である。
【０００４】図５の積層構造を簡単に説明するとｎ型基
板５１、ｎ型バッファ−層５２、ｎ型下部クラッド層５
３、活性層５４、ｐ型上部クラッド層５５、ｐ型コンタ
クト層５６、絶縁膜５７、ｐ型電極５８ａ、ｎ型電極５
８ｂである。
板５１、ｎ型バッファ−層５２、ｎ型下部クラッド層５
３、活性層５４、ｐ型上部クラッド層５５、ｐ型コンタ
クト層５６、絶縁膜５７、ｐ型電極５８ａ、ｎ型電極５
８ｂである。
【０００５】図５に示したＳＬＤ構造は、図５（ｄ）、
（ｅ）の拡大断面図に示すように、ストライプ状に加工
し、ｐ型コンタクト層５６とｐ型上部クラッド層５５を
キャリア非閉じ込め型屈折率導波路を形成している。
（ｅ）の拡大断面図に示すように、ストライプ状に加工
し、ｐ型コンタクト層５６とｐ型上部クラッド層５５を
キャリア非閉じ込め型屈折率導波路を形成している。
【０００６】この構造では、高出力化のためにストライ
プ幅を広くしていくと、横モ−ドが不安定となりＳＬＤ
として動作する駆動電流に制限を受ける。逆に、ストラ
イプ幅を狭くしていくとモ−ドは安定するものの大電流
を注入すると出力が飽和してしまうため高出力のＳＬＤ
としては適さない。
プ幅を広くしていくと、横モ−ドが不安定となりＳＬＤ
として動作する駆動電流に制限を受ける。逆に、ストラ
イプ幅を狭くしていくとモ−ドは安定するものの大電流
を注入すると出力が飽和してしまうため高出力のＳＬＤ
としては適さない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の活性層近傍の上
部クラッド層までエッチングしたリッジストライプ型Ｓ
ＬＤでは、ＳＬＤとして動作する電流領域が限定されて
高出力化にはむかなかった。そこで、本発明によるＳＬ
Ｄは、コンタクト層のみをストライプ状に形成すること
で、高注入領域においても利得導波型として動作し、単
一横モ−ドを保持したＳＬＤとして高出力動作が可能と
なる。また、コンタクト層のみをストライプ状にしても
電流狭窄ができ活性層で利得が得られる。更に、ストラ
イプ幅、ストライプ長、前記コンタクト層と前記上部ク
ラッド層との界面から活性層までの厚さ、該上部クラッ
ド層の幅を規定することで、高出力のＳＬＤを提供でき
る。製造工程においても、コンタクト層のみをストライ
プ状に加工するだけで良く、従来より工程が簡素化され
コストダウンが図れる。
部クラッド層までエッチングしたリッジストライプ型Ｓ
ＬＤでは、ＳＬＤとして動作する電流領域が限定されて
高出力化にはむかなかった。そこで、本発明によるＳＬ
Ｄは、コンタクト層のみをストライプ状に形成すること
で、高注入領域においても利得導波型として動作し、単
一横モ−ドを保持したＳＬＤとして高出力動作が可能と
なる。また、コンタクト層のみをストライプ状にしても
電流狭窄ができ活性層で利得が得られる。更に、ストラ
イプ幅、ストライプ長、前記コンタクト層と前記上部ク
ラッド層との界面から活性層までの厚さ、該上部クラッ
ド層の幅を規定することで、高出力のＳＬＤを提供でき
る。製造工程においても、コンタクト層のみをストライ
プ状に加工するだけで良く、従来より工程が簡素化され
コストダウンが図れる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の端面型発光素子
は、一導型の半導体基板上に、該基板と同じ導電型のバ
ッファ−層、下部クラッド層と、活性層と、該半導体基
板と反対の導電型上部クラッド層と、該上部クラッド層
より低抵抗の該上部クラッド層と、同一導電型のコンタ
クト層とを順次積層したＳＬＤにおいて、前記コンタク
ト層のみをストライプ状として形成したことを特徴とし
ている。また、前記コンタクト層の幅０．５μｍ〜２０
μｍ、長さを２００μｍ以上とし、該コンタクト層と前
記上部クラッド層との界面から前記活性層上部までの厚
さを０．２μｍ〜８μｍ、前記クラッド層の幅を１５０
μｍ以上としている。更に、前記ストライプが、少なく
とも光放出端面と垂直な面に対しに対し１０°以下の傾
斜角を持つか、前記光放出端面と該光放出端面と反対側
の端面に、発光波長領域における反射率が５％以下の膜
が形成されていることことを特徴とするＳＬＤである。
このように、本発明では前記コンタクト層のみをストラ
イプ状に形成することにりＳＬＤを単一横モ−ドで発光
させることを特徴としている。
は、一導型の半導体基板上に、該基板と同じ導電型のバ
ッファ−層、下部クラッド層と、活性層と、該半導体基
板と反対の導電型上部クラッド層と、該上部クラッド層
より低抵抗の該上部クラッド層と、同一導電型のコンタ
クト層とを順次積層したＳＬＤにおいて、前記コンタク
ト層のみをストライプ状として形成したことを特徴とし
ている。また、前記コンタクト層の幅０．５μｍ〜２０
μｍ、長さを２００μｍ以上とし、該コンタクト層と前
記上部クラッド層との界面から前記活性層上部までの厚
さを０．２μｍ〜８μｍ、前記クラッド層の幅を１５０
μｍ以上としている。更に、前記ストライプが、少なく
とも光放出端面と垂直な面に対しに対し１０°以下の傾
斜角を持つか、前記光放出端面と該光放出端面と反対側
の端面に、発光波長領域における反射率が５％以下の膜
が形成されていることことを特徴とするＳＬＤである。
このように、本発明では前記コンタクト層のみをストラ
イプ状に形成することにりＳＬＤを単一横モ−ドで発光
させることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施形態】本発明の第一の実施形態を図１に示
し説明する。１は、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板、２
は、ｎ−ＧａＡｓバッファ−層、３は、ｎ−ＩｎＧａＰ
（Ｅｇ＝１．９０ｅＶ）下部クラッド層、４は、ＩｎX
Ｇａ1-XＡｓ井戸層（０≦Ｘ≦０．３）とバリア層、Ｓ
ＣＨ層にＩｎＧａＡｓＰ（１．４５ｅＶ≦Ｅｇ≦１．８
５ｅＶ）からなる活性層（図２では三重量子井戸層）で
ある。今回は、井戸層として、Ｉｎ 0.1ＧａＡｓ井戸層
を使用した。５は、ｐ−ＩｎＧａＰ（Ｅｇ＝１．９０ｅ
Ｖ）上部クラッド層、６は、上部クラッド層５より低抵
抗のｐ−ＧａＡｓコンタクト層で、７は、ＳｉＯ2又
は、Ｓｉ3Ｎ4を用いた絶縁膜で、８ａは、ｐ型オ−ミッ
ク電極でＴｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ製である。８
ｂは、ｎ型電極のＧｅ／Ａｕ製である。図示のごとくス
トライプが形成され該ストライプの傾斜角をζとしたと
き、傾斜角ζは、１０°以下（０°の時はＡＲコ−トが
必要）で好ましくは５°〜８°である。
し説明する。１は、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板、２
は、ｎ−ＧａＡｓバッファ−層、３は、ｎ−ＩｎＧａＰ
（Ｅｇ＝１．９０ｅＶ）下部クラッド層、４は、ＩｎX
Ｇａ1-XＡｓ井戸層（０≦Ｘ≦０．３）とバリア層、Ｓ
ＣＨ層にＩｎＧａＡｓＰ（１．４５ｅＶ≦Ｅｇ≦１．８
５ｅＶ）からなる活性層（図２では三重量子井戸層）で
ある。今回は、井戸層として、Ｉｎ 0.1ＧａＡｓ井戸層
を使用した。５は、ｐ−ＩｎＧａＰ（Ｅｇ＝１．９０ｅ
Ｖ）上部クラッド層、６は、上部クラッド層５より低抵
抗のｐ−ＧａＡｓコンタクト層で、７は、ＳｉＯ2又
は、Ｓｉ3Ｎ4を用いた絶縁膜で、８ａは、ｐ型オ−ミッ
ク電極でＴｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ製である。８
ｂは、ｎ型電極のＧｅ／Ａｕ製である。図示のごとくス
トライプが形成され該ストライプの傾斜角をζとしたと
き、傾斜角ζは、１０°以下（０°の時はＡＲコ−トが
必要）で好ましくは５°〜８°である。
【００１０】前記構造では、ｐ型ド−パント、ｎ型ド−
パントに、それぞれＺn、Ｓiを使用しているが他のド−
パントを使用してもよい。前記下部クラッド層及び上部
クラッド層の不純物密度は、１０17cm-3〜１０18cm-3オ
−ダ−とし、前記コンタクト層は、１〜２×１０19cm-3
とした。
パントに、それぞれＺn、Ｓiを使用しているが他のド−
パントを使用してもよい。前記下部クラッド層及び上部
クラッド層の不純物密度は、１０17cm-3〜１０18cm-3オ
−ダ−とし、前記コンタクト層は、１〜２×１０19cm-3
とした。
【００１１】本実施例では、傾斜角ζ＝７°の傾斜型ス
トライプでデバイスを作製した。断面要部の拡大を、図
１に示す６のコンタクト層だけが、ストライプ状に形成
されている。本実施例の積層構造を、図２に示す。ここ
では、活性層にＳＣＨ層を有する三重量子井戸構造（Ｓ
ＣＨ−ＴＱＷ）をとっているが、単一量子井戸構造（以
下ＳＱＷ）でもバルク状活性層でも形成できる。
トライプでデバイスを作製した。断面要部の拡大を、図
１に示す６のコンタクト層だけが、ストライプ状に形成
されている。本実施例の積層構造を、図２に示す。ここ
では、活性層にＳＣＨ層を有する三重量子井戸構造（Ｓ
ＣＨ−ＴＱＷ）をとっているが、単一量子井戸構造（以
下ＳＱＷ）でもバルク状活性層でも形成できる。
【００１２】図１で示した白抜き矢印は、光放出を示
す。また、ＭＱＷの積層膜厚を井戸層Ｄ１、バリア層Ｄ
２、ＳＣＨ層Ｄ３として示す。本出願人によると、１≦
Ｄ１≦１０（ｎｍ）好ましくは２≦Ｄ１≦８（ｎｍ）、
０≦Ｄ２≦２０（ｎｍ）好ましくは、６≦Ｄ２≦１５
（ｎｍ）で、４０≦Ｄ３≦４００（ｎｍ）で、好ましく
は６０≦Ｄ３≦２００（ｎｍ）であることが判った。本
実施例では、Ｄ１＝５ｎｍ、Ｄ２＝１０ｎｍ、Ｄ３＝８
０ｎｍで素子を作製し今までにない良い特性を示した。
（後述図４参照）
す。また、ＭＱＷの積層膜厚を井戸層Ｄ１、バリア層Ｄ
２、ＳＣＨ層Ｄ３として示す。本出願人によると、１≦
Ｄ１≦１０（ｎｍ）好ましくは２≦Ｄ１≦８（ｎｍ）、
０≦Ｄ２≦２０（ｎｍ）好ましくは、６≦Ｄ２≦１５
（ｎｍ）で、４０≦Ｄ３≦４００（ｎｍ）で、好ましく
は６０≦Ｄ３≦２００（ｎｍ）であることが判った。本
実施例では、Ｄ１＝５ｎｍ、Ｄ２＝１０ｎｍ、Ｄ３＝８
０ｎｍで素子を作製し今までにない良い特性を示した。
（後述図４参照）
【００１３】図２では、電極については省略している
が、ｐ型電極としてＴｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
を、ｎ型電極としては、Ｇｅ／Ａｕを使用している。図
２は、図１の積層図であり、更にその４の活性層を詳し
く書いてある。
が、ｐ型電極としてＴｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
を、ｎ型電極としては、Ｇｅ／Ａｕを使用している。図
２は、図１の積層図であり、更にその４の活性層を詳し
く書いてある。
【００１４】コンタクト層６の幅（電流注入幅）Ｌ１
は、０．５μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１
０μｍ、長さＬ２を２００μｍ以上（２００μｍ〜３０
００μｍ）とし、コンタクト層６と上部クラッド層５界
面から活性層４までの厚さＬ３を０．２μｍ〜８μｍ好
ましくは、０．５μｍ〜３μｍ、活性層４の幅Ｌ４を１
５０μｍ以上（１５０μｍ〜４００μｍ）とすること
で、高出力でＳＬＤ動作する領域を規定できる。詳細に
は、図１でに符号Ｌ１〜Ｌ４で示している。
は、０．５μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１
０μｍ、長さＬ２を２００μｍ以上（２００μｍ〜３０
００μｍ）とし、コンタクト層６と上部クラッド層５界
面から活性層４までの厚さＬ３を０．２μｍ〜８μｍ好
ましくは、０．５μｍ〜３μｍ、活性層４の幅Ｌ４を１
５０μｍ以上（１５０μｍ〜４００μｍ）とすること
で、高出力でＳＬＤ動作する領域を規定できる。詳細に
は、図１でに符号Ｌ１〜Ｌ４で示している。
【００１５】図１、図２の素子特性を図４に示す。図４
では、Ｌ１＝２μｍ（実線）、８μｍ（破線）とし、素
子長＝１０００μｍ、上部クラッド層とコンタクト層の
界面から活性層までの厚みＬ３＝１μｍ、活性層の幅Ｌ
４＝３００μｍで、傾斜角ζ＝７°のときの注入電流
（ｍＡ）−光出力（ｍＷ）特性である。なお、Ｌ２は、
傾斜角と素子長から換算できるのであえてあげていな
い。この時、Ｌ１が、２μｍの時も、８μｍの時も、注
入電流１６０ｍＡで光出力３０ｍＷと優れた特性を示し
た。このように、従来にない短波長赤外領域での高出力
ＳＬＤ動作を確認できた。
では、Ｌ１＝２μｍ（実線）、８μｍ（破線）とし、素
子長＝１０００μｍ、上部クラッド層とコンタクト層の
界面から活性層までの厚みＬ３＝１μｍ、活性層の幅Ｌ
４＝３００μｍで、傾斜角ζ＝７°のときの注入電流
（ｍＡ）−光出力（ｍＷ）特性である。なお、Ｌ２は、
傾斜角と素子長から換算できるのであえてあげていな
い。この時、Ｌ１が、２μｍの時も、８μｍの時も、注
入電流１６０ｍＡで光出力３０ｍＷと優れた特性を示し
た。このように、従来にない短波長赤外領域での高出力
ＳＬＤ動作を確認できた。
【００１６】本発明の第二の実施形態を図３で説明す
る。第一の実施形態の構造に発光波長領域における反射
率が５％以下の反射防止膜９を素子の光放出端面とその
反対側の端面に成膜した構造が第二の実施形態である。
前記反射防止膜９は、空気と半導体結晶との中間の屈折
率をもつＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5等の誘電体で構成
され、発光波長λのλ／４の光学膜厚で単層或いは、高
屈折率材料（ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、Ｔａ2Ｏ5等）と低屈折
率材料（ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＣａＦ2等）との多層構造
で実現できる。成膜方法としては、真空蒸着法、電子銃
蒸着（ＥＢ）法、イオン化蒸着（ＩＡＤ）法、スパッタ
リング法、ＣＶＤ法で行われる。
る。第一の実施形態の構造に発光波長領域における反射
率が５％以下の反射防止膜９を素子の光放出端面とその
反対側の端面に成膜した構造が第二の実施形態である。
前記反射防止膜９は、空気と半導体結晶との中間の屈折
率をもつＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5等の誘電体で構成
され、発光波長λのλ／４の光学膜厚で単層或いは、高
屈折率材料（ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、Ｔａ2Ｏ5等）と低屈折
率材料（ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＣａＦ2等）との多層構造
で実現できる。成膜方法としては、真空蒸着法、電子銃
蒸着（ＥＢ）法、イオン化蒸着（ＩＡＤ）法、スパッタ
リング法、ＣＶＤ法で行われる。
【００１７】第一及び第二の実施形態では、コンタクト
層６のみを傾斜型ストライプとして形成しており、高注
入領域においても利得導波型として動作し、単一横モ−
ドを保持したＳＬＤとして高出力動作が可能となる。ま
た、コンタクト層６のみをストライプ状にしても電流狭
窄ができ活性層で利得が得られる。更に、ストライプ
幅、ストライプ長、前記コンタクト層と前記上部クラッ
ド層との界面から活性層までの厚さ、該上部クラッド層
の幅を規定することで、高出力のＳＬＤを提供できる。
製造工程においても、コンタクト層のみをストライプ状
に加工するだけで良く、従来より工程が簡素化されコス
トダウンが図れる。
層６のみを傾斜型ストライプとして形成しており、高注
入領域においても利得導波型として動作し、単一横モ−
ドを保持したＳＬＤとして高出力動作が可能となる。ま
た、コンタクト層６のみをストライプ状にしても電流狭
窄ができ活性層で利得が得られる。更に、ストライプ
幅、ストライプ長、前記コンタクト層と前記上部クラッ
ド層との界面から活性層までの厚さ、該上部クラッド層
の幅を規定することで、高出力のＳＬＤを提供できる。
製造工程においても、コンタクト層のみをストライプ状
に加工するだけで良く、従来より工程が簡素化されコス
トダウンが図れる。
【００１８】本発明の製造方法についは、ＭＯＶＰＥ、
ＭＢＥ、ＬＰＥ等で順次各層を積層し、コンタクト層の
みをストライプ状に形成する。コンタクト層には、Ｇａ
Ａｓを使用しているため、上部クラッド層であるｐ−Ｉ
ｎＧａＰに対しコンタクト層のみを残す選択的なエッチ
ングができる。また、ドライエッチングでも選択的にＧ
ａＡｓのみのエッチングが可能である。更に、選択成長
によるコンタクト層の形成も可能である。この様に、製
造方法に於ても、コンタクト層のみを簡単に選択エッチ
ング及び選択成長ができることにより工程の簡素化が図
れる。
ＭＢＥ、ＬＰＥ等で順次各層を積層し、コンタクト層の
みをストライプ状に形成する。コンタクト層には、Ｇａ
Ａｓを使用しているため、上部クラッド層であるｐ−Ｉ
ｎＧａＰに対しコンタクト層のみを残す選択的なエッチ
ングができる。また、ドライエッチングでも選択的にＧ
ａＡｓのみのエッチングが可能である。更に、選択成長
によるコンタクト層の形成も可能である。この様に、製
造方法に於ても、コンタクト層のみを簡単に選択エッチ
ング及び選択成長ができることにより工程の簡素化が図
れる。
【００１９】以上ＧａＡｓ基板と格子整合するＩｎＧａ
Ｐクラッド層とＧａＡｓコンタクト層について実施例を
述べたが、同様にＧａＡｓ基板と格子整合するＡｌＧａ
Ａｓをクラッド層としＧａＡｓをコンタクト層として
も、同様な効果が得られることを確認している。また、
ＩｎＰ基板と格子整合するＩｎＧａＡｓＰ系長波長赤外
ＳＬＤについても同様な効果が見られている。更に、前
記の実施例は、ｎ型ＧａＡｓ基板を用いて、上部クラッ
ド層及びコンタクト層をｐ型としたが、ｐ型基板を用い
上部クラッド層及びコンタクト層をｎ型としたＳＬＤに
おいても同様な効果が得られている。本発明による効果
は、活性層の形態（ＳＱＷ、ＭＱＷ、バルク状）によら
ず、また、上部クラッド層より低抵抗なコンタクト層で
あればＧａＡｓ以外でも効果が得られることは、当業者
であれば、自明の理である。
Ｐクラッド層とＧａＡｓコンタクト層について実施例を
述べたが、同様にＧａＡｓ基板と格子整合するＡｌＧａ
Ａｓをクラッド層としＧａＡｓをコンタクト層として
も、同様な効果が得られることを確認している。また、
ＩｎＰ基板と格子整合するＩｎＧａＡｓＰ系長波長赤外
ＳＬＤについても同様な効果が見られている。更に、前
記の実施例は、ｎ型ＧａＡｓ基板を用いて、上部クラッ
ド層及びコンタクト層をｐ型としたが、ｐ型基板を用い
上部クラッド層及びコンタクト層をｎ型としたＳＬＤに
おいても同様な効果が得られている。本発明による効果
は、活性層の形態（ＳＱＷ、ＭＱＷ、バルク状）によら
ず、また、上部クラッド層より低抵抗なコンタクト層で
あればＧａＡｓ以外でも効果が得られることは、当業者
であれば、自明の理である。
【００２０】
【発明の効果】従来の活性層近傍の上部クラッド層まで
エッチングしたリッジストライプ型ＳＬＤでは、ＳＬＤ
として動作する電流領域が限定されて高出力化にはむか
なかった。そこで、本発明によるＳＬＤは、コンタクト
層のみをストライプ状に形成することで、高注入領域に
おいても利得導波型として動作し、単一横モ−ドを保持
したＳＬＤとして高出力動作が可能となる。また、コン
タクト層のみをストライプ状にしても電流狭窄ができ活
性層で利得が得られる。更に、ストライプ幅、ストライ
プ長、前記コンタクト層と前記上部クラッド層との界面
から活性層までの厚さ、該上部クラッド層の幅を規定す
ることで、高出力のＳＬＤを提供できる。製造工程にお
いても、コンタクト層のみをストライプ状に選択的に加
工でき、簡単な構造で高出力ＳＬＤの改善が可能となり
コストアップの原因となっていたプロセス工程上も工程
数の低減及び歩留まりの向上が図れ、低コスト化を同時
に実現することができる。
エッチングしたリッジストライプ型ＳＬＤでは、ＳＬＤ
として動作する電流領域が限定されて高出力化にはむか
なかった。そこで、本発明によるＳＬＤは、コンタクト
層のみをストライプ状に形成することで、高注入領域に
おいても利得導波型として動作し、単一横モ−ドを保持
したＳＬＤとして高出力動作が可能となる。また、コン
タクト層のみをストライプ状にしても電流狭窄ができ活
性層で利得が得られる。更に、ストライプ幅、ストライ
プ長、前記コンタクト層と前記上部クラッド層との界面
から活性層までの厚さ、該上部クラッド層の幅を規定す
ることで、高出力のＳＬＤを提供できる。製造工程にお
いても、コンタクト層のみをストライプ状に選択的に加
工でき、簡単な構造で高出力ＳＬＤの改善が可能となり
コストアップの原因となっていたプロセス工程上も工程
数の低減及び歩留まりの向上が図れ、低コスト化を同時
に実現することができる。
【図１】本発明の第一の実施形態を示す図とその要部拡
大図である。
大図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の素子構造と活性層の
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態を示す図とその要部拡
大図である。
大図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の注入電流−光出力特
性を示すグラフである
性を示すグラフである
【図５】従来のＳＬＤの代表的な構造を示した図とその
各断面拡大図である。
各断面拡大図である。
１，５１・・・基板 ２，５２・・・下部クラッド層 ３，５３・・・バッファ−層 ４，５４・・・活性層 ５，５５・・・上部クラッド層 ６，５６・・・コンタクト層（ストライプ） ７，５７・・・絶縁膜 ８ａ，５８ａ・・・ｐ型電極 ８ｂ，５８ｂ・・・ｎ型電極 ９，５９・・・反射防止膜（ＡＲコ−ト） ζ・・・傾斜角 ７０・・・吸収領域 ７１・・・曲がり導波路 Ｌ１・・・ストライプ幅（コンタクト層幅） Ｌ２・・・ストライプ長（コンタクト層長） Ｌ３・・・コンタクト層と上部クラッド層界面から活性層
までの厚さ Ｌ４・・・活性層の幅 Ｄ１・・・井戸層膜厚 Ｄ２・・・バリア層膜厚 Ｄ３・・・ＳＣＨ層膜厚
までの厚さ Ｌ４・・・活性層の幅 Ｄ１・・・井戸層膜厚 Ｄ２・・・バリア層膜厚 Ｄ３・・・ＳＣＨ層膜厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 芳宏 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 5F041 AA04 CA05 CA14 CA34 CA35 CA39 CA46 CA65 CA82 CA92 5F073 AA03 AA74 AA83 CA07 DA05
Claims (5)
- 【請求項１】一導電型の半導体基板上に、該基板と同一
導電型のバッファ−層及び下部クラッド層と活性層と該
半導体基板と反対の導電型上部クラッド層と該上部クラ
ッド層より低抵抗の該上部クラッド層と同一導電型のコ
ンタクト層とを順次積層したス−パ−ルミネッセントダ
イオ−ドにおいて、前記コンタクト層のみをストライプ
状として形成したことを特徴とするス−パ−ルミネッセ
ントダイオ−ド。 - 【請求項２】前記コンタクト層の幅０．５μｍ〜２０μ
ｍ、長さを２００μｍ以上とし、該コンタクト層と前記
上部クラッド層界面から前記活性層までの厚さを０．２
μｍ〜８μｍ、前記活性層の幅を１５０μｍ以上とする
ことを特徴とするス−パ−ルミネッセントダイオ−ド。 - 【請求項３】前記ストライプは、少なくとも光放出端面
と垂直な面に対し傾斜角を持つか、前記光放出端面と該
光放出端面と反対側の端面に、発光波長領域における反
射率が５％以下の膜が形成されていることことを特徴と
する請求項１〜２記載のス−パ−ルミネッセントダイオ
−ド。 - 【請求項４】前記傾斜角が、１０°以下であることを特
徴とする請求項１〜３記載のス−パ−ルミネッセントダ
イオ−ド。 - 【請求項５】前記コンタクト層のみをストライプ状に形
成することにり単一横モ−ドで発光させることを特徴と
する請求項１〜４記載のス−パ−ルミネッセントダイオ
−ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4631499A JP2000244009A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | ス−パ−ルミネッセントダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4631499A JP2000244009A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | ス−パ−ルミネッセントダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000244009A true JP2000244009A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12743718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4631499A Pending JP2000244009A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | ス−パ−ルミネッセントダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000244009A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-02-24 JP JP4631499A patent/JP2000244009A/ja active Pending
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