JP2655411B2 - 端面発光型半導体発光装置 - Google Patents
端面発光型半導体発光装置Info
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- JP2655411B2 JP2655411B2 JP3024988A JP3024988A JP2655411B2 JP 2655411 B2 JP2655411 B2 JP 2655411B2 JP 3024988 A JP3024988 A JP 3024988A JP 3024988 A JP3024988 A JP 3024988A JP 2655411 B2 JP2655411 B2 JP 2655411B2
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- Japan
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- light
- light emitting
- current injection
- injection region
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- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、端面発光型半導体発光装置に関する。但
し、半導体レーザは除く。
し、半導体レーザは除く。
従来の端面発光型半導体発光ダイオード（以下E/E LE
D）は、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すように、その電流
注入領域は、一定幅のストライプ状メサ構造でありその
長手方向と直交する端面を光出射面12として有してい
る。
D）は、第３図（ａ）〜（ｃ）に示すように、その電流
注入領域は、一定幅のストライプ状メサ構造でありその
長手方向と直交する端面を光出射面12として有してい
る。
上述した従来のE/E LEDは、その放出光の成分の中に
誘導放出光を面発光型半導体発光ダイオード（以下S/E
LED）より多く含んでいる。それは、S/E LEDと比べ、E/
E LEDは、その活性層中を光が導波される距離が長いた
めである。
誘導放出光を面発光型半導体発光ダイオード（以下S/E
LED）より多く含んでいる。それは、S/E LEDと比べ、E/
E LEDは、その活性層中を光が導波される距離が長いた
めである。
一般に、誘導放出光は、自然放出光より、温度依存性
が強いため、誘導放出光をその放射光の成分に多く含む
E/E LEDは、S/E LEDよりその放射光の温度依存性が強く
なる。
が強いため、誘導放出光をその放射光の成分に多く含む
E/E LEDは、S/E LEDよりその放射光の温度依存性が強く
なる。
また、放射光の温度依存性を少くする方法として現
在、 （１） キャリアのライフタイムを短くする（発光部に
キャリアをドーピングするなどの手段による）。
在、 （１） キャリアのライフタイムを短くする（発光部に
キャリアをドーピングするなどの手段による）。
（２） 電流密度を下げる（電流注入領域の面積を大き
くする）。
くする）。
という２つの手段が用いられるが、いずれも、その光出
力は小さくなる。
力は小さくなる。
つまり、放射光の温度依存性を少くし、同時にその光
出力を大きくするということができないという欠点があ
る。
出力を大きくするということができないという欠点があ
る。
本発明の端面発光型半導体発光装置は、半導体基板上
に活性層を屈折率の大きなクラッド層で挾んだ半導体ヘ
テロ接合構造体を積層したペレットにストライプ状メサ
構造の電流注入領域を設け前記ストライプ状メサ構造の
長手方向と直交する端面を光出射面とする端面発光型半
導体発光装置において、前記電流注入領域の両側の側面
が非平行で光出射面となす角度θが、光の放射角をα、
クラッド層の屈折率をｎとして、 90゜＜θ≦90゜＋Sin-1（sinα/n） であり、前記光出射面から離れるほど前記両側の側面の
間隔が広がっていること及び前記ストライプ状メサ構造
の前記光出射面に対向する端面が前記光出射面と非平行
な複数の平面を有していることという構成を有してい
る。
に活性層を屈折率の大きなクラッド層で挾んだ半導体ヘ
テロ接合構造体を積層したペレットにストライプ状メサ
構造の電流注入領域を設け前記ストライプ状メサ構造の
長手方向と直交する端面を光出射面とする端面発光型半
導体発光装置において、前記電流注入領域の両側の側面
が非平行で光出射面となす角度θが、光の放射角をα、
クラッド層の屈折率をｎとして、 90゜＜θ≦90゜＋Sin-1（sinα/n） であり、前記光出射面から離れるほど前記両側の側面の
間隔が広がっていること及び前記ストライプ状メサ構造
の前記光出射面に対向する端面が前記光出射面と非平行
な複数の平面を有していることという構成を有してい
る。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示すペレットの上面
図である。なお、電流注入領域の形状以外は第３図
（ａ）〜（ｃ）に示した従来例と同じである。
図である。なお、電流注入領域の形状以外は第３図
（ａ）〜（ｃ）に示した従来例と同じである。
この実施例は、ｎ型InP基板１上にp+型In−GaAsP活性
層３（（λｇ＝1.3μｍ）を屈折率の大きなクラッド層
（ｎ型InP層2,4）で挾んだ半導体ヘテロ接合構造体を積
層したペレットにストライプ状メサ構造の電流注入領域
６を設け前述のストライプ状メサ構造の長手方向と直交
する端面を光出射面12とする端面発光型半導体発光ダイ
オードにおいて、電流注入領域６の両側の側面が非平行
で光出射面12となす角度θ（＝90゜＋ｘ）が95゜であ
り、光出射面12から離れるほど両側の側面の間隔が広が
っていること及び前述のストライプ状メサ構造の光出射
面12に対向する端面が光出射面12と非平行な２つの平面
13,14を有していることという構成を有している。
層３（（λｇ＝1.3μｍ）を屈折率の大きなクラッド層
（ｎ型InP層2,4）で挾んだ半導体ヘテロ接合構造体を積
層したペレットにストライプ状メサ構造の電流注入領域
６を設け前述のストライプ状メサ構造の長手方向と直交
する端面を光出射面12とする端面発光型半導体発光ダイ
オードにおいて、電流注入領域６の両側の側面が非平行
で光出射面12となす角度θ（＝90゜＋ｘ）が95゜であ
り、光出射面12から離れるほど両側の側面の間隔が広が
っていること及び前述のストライプ状メサ構造の光出射
面12に対向する端面が光出射面12と非平行な２つの平面
13,14を有していることという構成を有している。
なお、ペレットの大きさは300μｍ×200μｍの長方
形、電流注入領域の長さは165μｍ、活性層厚さは0.1μ
ｍとする。一般にE/E LEDの光放射角は片側約20゜、InP
の屈折率を3.5、空気のそれを１とすると 1sin20゜＝3.5sinx、ｘ＝5.5゜ であるから、光出射面から、95.5゜以下の角度をもっ
て、導波される光は、その光出射面から、外部へ放射さ
れる事になる。
形、電流注入領域の長さは165μｍ、活性層厚さは0.1μ
ｍとする。一般にE/E LEDの光放射角は片側約20゜、InP
の屈折率を3.5、空気のそれを１とすると 1sin20゜＝3.5sinx、ｘ＝5.5゜ であるから、光出射面から、95.5゜以下の角度をもっ
て、導波される光は、その光出射面から、外部へ放射さ
れる事になる。
本実施例では、第１図でもわかる通り、そのなす角を
95゜とした。従来の電流注入領域より、その角度が５゜
広がった事で、その広がった２つの面積部（図中２つの
斜線部）で発先し、導波された光は、同一の光出射面12
に95゜以下の角度をもって入射するため、この光出射部
で足し合わさって、外部へ放出される。しかも、従来の
電流注入領域より、その面積は大きくなっているため、
従来のE/E LEDよりその放出光の温度依存性は少ない。
95゜とした。従来の電流注入領域より、その角度が５゜
広がった事で、その広がった２つの面積部（図中２つの
斜線部）で発先し、導波された光は、同一の光出射面12
に95゜以下の角度をもって入射するため、この光出射部
で足し合わさって、外部へ放出される。しかも、従来の
電流注入領域より、その面積は大きくなっているため、
従来のE/E LEDよりその放出光の温度依存性は少ない。
さらに、本発明では、電流注入領域で発光した光を効
率よく導波させるため、側面には反射率の高い金属（A
u）からなるｐ側電極８をパッシベーション膜７の上に
蒸着させている。その上、光出射面12の後方の面は、従
来より、光出射面と平行な面になると、この面で反射さ
れた光が再び光出射面に向い、導波している中で誘導放
出をおこすので、これを押えるため、斜めにエッチング
するという技術があったが、本発明ではこれに加え、ど
の同一平面上でも光出射面12と後方の面13,14が平行に
ならない構造にし、誘導放出光の発生を押え、光の温度
依存性を少なくしている。
率よく導波させるため、側面には反射率の高い金属（A
u）からなるｐ側電極８をパッシベーション膜７の上に
蒸着させている。その上、光出射面12の後方の面は、従
来より、光出射面と平行な面になると、この面で反射さ
れた光が再び光出射面に向い、導波している中で誘導放
出をおこすので、これを押えるため、斜めにエッチング
するという技術があったが、本発明ではこれに加え、ど
の同一平面上でも光出射面12と後方の面13,14が平行に
ならない構造にし、誘導放出光の発生を押え、光の温度
依存性を少なくしている。
第２図は、本発明の第２の実施例を示すペレットの上
面図である。本実施例もInP基板上に形成された長波長
帯E/E LEDである。その寸法は、電流注入領域の長さが3
00μｍの他は第１の実施例と同じである。また、光出射
面12と、その２つの側面は第１の実施例と同じように95
゜の角度で接しさせ、その電流注入領域６の面積を広
げ、かつ、広がった部分で発光した光を同一の光出射面
12から放射できる。さらに、電流注入領域６をペレット
を縦断させ、第１の実施例よりもその電流注入領域６の
面積を広げている。
面図である。本実施例もInP基板上に形成された長波長
帯E/E LEDである。その寸法は、電流注入領域の長さが3
00μｍの他は第１の実施例と同じである。また、光出射
面12と、その２つの側面は第１の実施例と同じように95
゜の角度で接しさせ、その電流注入領域６の面積を広
げ、かつ、広がった部分で発光した光を同一の光出射面
12から放射できる。さらに、電流注入領域６をペレット
を縦断させ、第１の実施例よりもその電流注入領域６の
面積を広げている。
これに加え、本実施例では、光出射面12の後方にも光
出射面15,16を設けた。しかし、ここから出射される光
は、放射される光の発光領域が第１の実施例でも述べた
ように、出射面の法線方向よりそれぞれ±5.5゜の領域
（図中斜線部）に限られ、その光出力は、前方の光出射
面12よりも弱い。そのため、この光出射面15,16から放
射される光は、モニタ光として利用することが出来る。
出射面15,16を設けた。しかし、ここから出射される光
は、放射される光の発光領域が第１の実施例でも述べた
ように、出射面の法線方向よりそれぞれ±5.5゜の領域
（図中斜線部）に限られ、その光出力は、前方の光出射
面12よりも弱い。そのため、この光出射面15,16から放
射される光は、モニタ光として利用することが出来る。
次に、光出射面12の後方の面13,14は、第１の実施例
と同じように、光出射面12とどの平面をとっても平行に
ならないような構造にしている。
と同じように、光出射面12とどの平面をとっても平行に
ならないような構造にしている。
以上説明したように本発明は、端面発光型半導体発光
装置の光出射面とその対面による光共振器構造を互いに
平行となる部分をなくし、かつ、その電流注入領域の面
積を広くし、その放射光の温度依存性を少なくすると同
時に、光出射面の側面の２面を光の放射角より算出され
る全反射角以下の角度を持って接しさせ、従来の90゜を
持って接しさせる構造より、外部へ放射される発光領域
を最大限に大きくし、その光出力をも上げることができ
るという効果がある。
装置の光出射面とその対面による光共振器構造を互いに
平行となる部分をなくし、かつ、その電流注入領域の面
積を広くし、その放射光の温度依存性を少なくすると同
時に、光出射面の側面の２面を光の放射角より算出され
る全反射角以下の角度を持って接しさせ、従来の90゜を
持って接しさせる構造より、外部へ放射される発光領域
を最大限に大きくし、その光出力をも上げることができ
るという効果がある。
なお、本発明は、実施例で示した電流注入領域の形状
に拘束されるものでなく、 （１） 光出射面の対面が光出射面と平行な面を構成し
ない事 （２） 光出射面の側面が該光出射面と90゜以上、90゜
＋Sin-1（sinα/n）以下の角度で構成されている事 の２点を満足する電流注入領域を持つことで、光出力，
光取り出し効率を向上させ、光出力の温度特性を向上さ
せるものである。
に拘束されるものでなく、 （１） 光出射面の対面が光出射面と平行な面を構成し
ない事 （２） 光出射面の側面が該光出射面と90゜以上、90゜
＋Sin-1（sinα/n）以下の角度で構成されている事 の２点を満足する電流注入領域を持つことで、光出力，
光取り出し効率を向上させ、光出力の温度特性を向上さ
せるものである。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の第1,第２の実施例
を示すペレットの上面図、第３図（ａ），（ｂ），
（ｃ）はそれぞれ従来例を示すペレットの上面図，正面
図，断面図である。 １……ｎ型InP基板、２……ｎ型InP層、３……p+型InGa
AsP活性層、４……ｐ型InPクラッド層、５……ｐ型InGa
AsPキャップ層、６……電流注入領域、７……パッシベ
ーション膜、８……ｐ側電極、９……ｎ側電極、10……
溝、11……コンタクト窓、12……光出射面、13,14……
光出射面の対面、15,16……モニタ光出射面。
を示すペレットの上面図、第３図（ａ），（ｂ），
（ｃ）はそれぞれ従来例を示すペレットの上面図，正面
図，断面図である。 １……ｎ型InP基板、２……ｎ型InP層、３……p+型InGa
AsP活性層、４……ｐ型InPクラッド層、５……ｐ型InGa
AsPキャップ層、６……電流注入領域、７……パッシベ
ーション膜、８……ｐ側電極、９……ｎ側電極、10……
溝、11……コンタクト窓、12……光出射面、13,14……
光出射面の対面、15,16……モニタ光出射面。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に活性層を屈折率の大きなク
ラッド層で挟んだ半導体ヘテロ接合構造体を積層したペ
レットにストライプ状メサ構造の電流注入領域を設け前
記ストライプ状メサ構造の長手方向と直交する端面を光
出射面とする端面発光型半導体発光装置において、前記
電流注入領域の両側の側面が非平行で光出射面となす角
度θが、光の放射角をα、クラッド層の屈折率をｎとし
て、 90゜＜θ≦90゜＋Sin-1（sinα/n） であり、前記光出射面から離れるほど前記両側の側面の
間隔が広がっていること及び前記ストライプ状メサ構造
の前記光出射面に対向する端面が前記光出射面と非平行
な複数の平面を有していることを特徴とする端面発光型
半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3024988A JP2655411B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 端面発光型半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3024988A JP2655411B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 端面発光型半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205479A JPH01205479A (ja) | 1989-08-17 |
| JP2655411B2 true JP2655411B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=12298435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3024988A Expired - Lifetime JP2655411B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 端面発光型半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655411B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002515181A (ja) * | 1996-06-05 | 2002-05-21 | サーノフ コーポレイション | 発光半導体装置 |
| JP5187525B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2013-04-24 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3883888A (en) * | 1973-11-12 | 1975-05-13 | Rca Corp | Efficiency light emitting diode |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP3024988A patent/JP2655411B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01205479A (ja) | 1989-08-17 |
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