JP2564315B2 - 光素子 - Google Patents

光素子

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JP2564315B2
JP2564315B2 JP62196189A JP19618987A JP2564315B2 JP 2564315 B2 JP2564315 B2 JP 2564315B2 JP 62196189 A JP62196189 A JP 62196189A JP 19618987 A JP19618987 A JP 19618987A JP 2564315 B2 JP2564315 B2 JP 2564315B2
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重量 皆川
信 佐藤
正彦 近藤
健治 内田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体をもちいた光素子に係り、特に効率の
高い発光素子ならびに受光素子に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の化合物半導体素子は(100)結晶面から成って
いるのが普通であるが、最近半導体レーザで(111)面
をもちいて量子井戸レーザをつくると発振閾電流値が低
下するという報告がアイ・トリプル・イー フォーティ
フィフス アニュアル デバイス リサーチ コンファ
レンス、ペーパー ブイ ビー −1(1987年)(IEEE
45th Annual Device Research Conference,paper VB
−1(1987))でなされた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
(111)ウエハでは、(01),(01)及び(1
0)面が劈開面となるので第2図(a),(b)に各々
示す様に平面形状が三角形又は平行四辺形のチップに割
れやすい。平行四辺形に割れた場合には第2図(b)に
示す様に、(100)ウエハで作製した通常の半導体レー
ザと同等な平行な端面を有するので実用可能なレーザが
得られるが、平行四辺形のチップは三角形に割れる割合
が多く生産性が悪い。また、三角形及び平行四辺形のチ
ップは取り扱いが難しく、鋭角なチップ端は破損しやす
いので、受光素子等平行な端面を必要としない素子にお
いても作業性及び歩留りが悪く生産性が低い。
本発明の目的はこれらの欠点を解決し、(100)結晶
を用いたものよりも低閾値電流密度の半導体レーザや高
感度の光検出器を正方形又は矩形の平面形状のチップで
実現する事にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は結晶面として(311)、(511)等の(n1
1)〔但しn>1〕面の近傍の面方位を有する結晶面を
用いる事により達成できる。
〔作用〕
立方晶構造をとる結晶系において(n11)の面方位を
有するウエハでは、結晶表面に垂直な(01)面が劈開
面として一番優勢であり、半導体レーザの良好な共振器
を形成しうる。そして第1図に示す様に(011)面をも
う一つの端面に選ぶと平面形状が矩形になる。
上述した様に(111)面では、(011)面よりも(0
1)及び(10)面の方が劈開面として優勢である
が、(n11)面のnの値が1よりも大きくなるに従って
(011)面が劈開されやすくなり、n≧3では(011)面
が完全に優勢となる。従って、矩形の平面形状を有する
チップを得る事が容易になる。
(511)基板結晶上にGaAsやAlGaAsで構成された発光
素子は、特開昭60−154691号公報に記載される。GaAs及
びAlGaAs結晶の禁制帯幅は、成長するの基板結晶の面に
依存せず一定である。このことは、従来の結晶成長工学
上の常識であった。しかし、本発明の対象とする気相成
長で得られるGaInP、AlGaInP、及びAlInP結晶は、従来
の常識が適用できない特異な例であり、本発明の(51
1)面や(311)面等の基板結晶を用いることで材料に固
有の禁制帯幅が実現される。このとき禁制帯幅は(10
0)面を使用したときに比べ拡大し、短波長の発光素子
が可能となる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例によって説明する。
有機金属エピタキシャル成長技術により、幅60ÅのGa
0.5In0.5P活性層と幅40Åの(Al0.7Ga0.30.5In0.5
バリアとで構成した多重量子井戸(量子井戸の数4個)
構造をクラッド層であるAl0.5In0.5Pで挾んだ半導体レ
ーザを作製した。(311)面上に形成した半導体レーザ
の室温発振の閾電流密度は1.5kA/cm2,(511)面上に形
成した半導体レーザのそれは1.7kA/cm2であり、(100)
面上に形成した半導体レーザの閾電流密度2.0kA/cm2
較べて低閾電流密度の良好な発振特性の半導体レーザが
得られた。また、(311)面及び(511)面に形成された
半導体レーザの発光波長は、(100)面に形成した半導
体レーザと比べ短波長化が図れた。発光波長の短い素子
が実現できるため光源としての分解能が向上し、光で読
み書きを行う記録装置の容量向上にも効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば通常行われている(100)結晶面上に
成長した光素子に比べて発光効率や、受光効率の高い光
素子用チップを劈開により平面形状が正方形又は矩形の
形で得ることができる。これは製造に都合の良いチップ
形状なので作業性向上、歩留向上、原価低減、性能向上
に著効がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の(n11)面方位結晶ウェハを劈開して
得られるチップの斜視図、第2図(a),(b)は従来
の結晶ウェハである(111)面方位結晶ウェハを劈開し
て得られるチップの斜視図である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】立方晶の(n11)(但しn>1)面近傍の
    結晶面の基板結晶上にGaInP、AlGaInP、AlInPからなる
    材料を積層して素子を形成したことを特徴とする光素
    子。
  2. 【請求項2】上記(n11)面でn≧3である特許請求の
    範囲第1項に記載の光素子。
  3. 【請求項3】上記光素子はGaInP、AlGaInP、AlInP等の
    材料からなる量子井戸構造を有する特許請求の範囲第1
    項または第2項に記載の光素子。
  4. 【請求項4】上記光素子は半導体レーザである特許請求
    の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の光素子。
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