JP2658358B2 - 発光半導体装置 - Google Patents
発光半導体装置Info
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- JP2658358B2 JP2658358B2 JP3397689A JP3397689A JP2658358B2 JP 2658358 B2 JP2658358 B2 JP 2658358B2 JP 3397689 A JP3397689 A JP 3397689A JP 3397689 A JP3397689 A JP 3397689A JP 2658358 B2 JP2658358 B2 JP 2658358B2
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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、発光機能と受光機能とを合わせもつ一体型
受発光半導体装置の発光部を構成する発光半導体装置に
関するものである。
受発光半導体装置の発光部を構成する発光半導体装置に
関するものである。
従来の技術 光ファイバを用いた光伝送が盛んに行なわれている。
発光素子と受光素子をペアに用いて光伝送を行なうので
あるが、最近では、単方向だけでなく双方向で光伝送し
たいという要望が増えている。光ファイバを２本用いて
各々の光ファイバの両端に発光素子，受光素子を配置す
れば容易に双方向の伝送は行なえるが２本の光ファイバ
を使用することによってコストアップとなる。また、光
分波器等を用いるならば１本の光ファイバで双方向光伝
送は可能であるが部品数増加による送受信部のコストア
ップおよび装置の大型化を招く。
発光素子と受光素子をペアに用いて光伝送を行なうので
あるが、最近では、単方向だけでなく双方向で光伝送し
たいという要望が増えている。光ファイバを２本用いて
各々の光ファイバの両端に発光素子，受光素子を配置す
れば容易に双方向の伝送は行なえるが２本の光ファイバ
を使用することによってコストアップとなる。また、光
分波器等を用いるならば１本の光ファイバで双方向光伝
送は可能であるが部品数増加による送受信部のコストア
ップおよび装置の大型化を招く。
このような光伝送の分野において、発光素子と受光素
子を一体化した受発光半導体装置が開発されている。こ
の一体型受発光半導体装置の一例として、GaAlAs発光ダ
イオードとSiPINフォトダイオードを一体化したものが
ある。
子を一体化した受発光半導体装置が開発されている。こ
の一体型受発光半導体装置の一例として、GaAlAs発光ダ
イオードとSiPINフォトダイオードを一体化したものが
ある。
従来、この種の一体型受発光半導体装置の発光部を構
成する発光半導体装置は第２図に示すような構成の発光
ダイオードであった。第２図において、１はｎ型Ga1-xA
lxAs（ｘ＝0.2）、２はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.35）、
３はＰ型GaAs発光層、４はＰ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2
5）、５はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.17）、６は亜鉛（Z
n）拡散によりＰ型にした領域、７はＰ側電極、８はSiO
2膜、９はｎ側電極である。この発光ダイオードを第３
図に示すように受光素子上に搭載することにより一体型
受発光半導体装置となる。
成する発光半導体装置は第２図に示すような構成の発光
ダイオードであった。第２図において、１はｎ型Ga1-xA
lxAs（ｘ＝0.2）、２はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.35）、
３はＰ型GaAs発光層、４はＰ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2
5）、５はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.17）、６は亜鉛（Z
n）拡散によりＰ型にした領域、７はＰ側電極、８はSiO
2膜、９はｎ側電極である。この発光ダイオードを第３
図に示すように受光素子上に搭載することにより一体型
受発光半導体装置となる。
第３図において、受光素子はいわゆるSiPINフォトダ
イオードであり、11はｎ型Si、12は低濃度のｎ型Si、13
はＰ型Si、14はSiO2膜、15はＰ側電極、16はｎ側電極、
17はSiO2膜、18はSi3N4膜である。SiO2膜17,Si3N4膜18
は受光素子の反射防止膜であると同時に受光半導体装置
と発光半導体装置を電気的に分離する絶縁膜である。ま
た19はSn層であり、発光半導体装置を接着するためのろ
う材である。外部からの光は発光ダイオードの一部を透
過したのち受光素子に入射される。
イオードであり、11はｎ型Si、12は低濃度のｎ型Si、13
はＰ型Si、14はSiO2膜、15はＰ側電極、16はｎ側電極、
17はSiO2膜、18はSi3N4膜である。SiO2膜17,Si3N4膜18
は受光素子の反射防止膜であると同時に受光半導体装置
と発光半導体装置を電気的に分離する絶縁膜である。ま
た19はSn層であり、発光半導体装置を接着するためのろ
う材である。外部からの光は発光ダイオードの一部を透
過したのち受光素子に入射される。
発明が解決しようとする課題 このような構成の一体型受発光半導体装置においては
発光半導体装置の結晶内部での光吸収および発光半導体
装置結晶と外部との界面での光反射のために一体型受発
光半導体装置の上方から入射された光は発光半導体装置
の部分で減衰したのち、受光素子に入射される。そのた
め一体型受発光半導体装置としての受光感度が低くなる
という問題があった。本発明はこのような問題点を解決
するもので、発光半導体装置における光の透過率を高め
ることを目的とするものである。
発光半導体装置の結晶内部での光吸収および発光半導体
装置結晶と外部との界面での光反射のために一体型受発
光半導体装置の上方から入射された光は発光半導体装置
の部分で減衰したのち、受光素子に入射される。そのた
め一体型受発光半導体装置としての受光感度が低くなる
という問題があった。本発明はこのような問題点を解決
するもので、発光半導体装置における光の透過率を高め
ることを目的とするものである。
課題を解決するたの手段 この課題を解決するために本発明は、発光半導体装置
の表面のうち表面に形成された電極を除く部分とは発光
層に対して面対称な裏面部分またはこの部分を主として
含む裏面部分に反射防止膜を形成したものである。
の表面のうち表面に形成された電極を除く部分とは発光
層に対して面対称な裏面部分またはこの部分を主として
含む裏面部分に反射防止膜を形成したものである。
作用 この構成により、発光半導体装置結晶中を透過してき
た光の裏面での光反射を減少させることができるために
発光半導体装置での光の透過率を高め、受光素子への入
射光を増加させることができる。
た光の裏面での光反射を減少させることができるために
発光半導体装置での光の透過率を高め、受光素子への入
射光を増加させることができる。
実施例 第１図は本発明の一実施例による発光ダイオードの断
面図である。第１図において、１はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ
＝0.2）、２はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.35）、３はｐ型G
aAs発光層、４はｐ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.25）、５はｎ
型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.17）、６はZnの拡散によりｐ型に
した領域、７はｐ側電極、８はSiO2膜、９はｎ側電極、
10はSi3N4膜である。なお、SiO2膜８、Si3N4膜10は反射
防止膜である。第２図で従来例として示した発光ダイオ
ードとは、発光ダイオードの裏面部にSi3N4膜10の反射
防止膜を備えている点が異なる。この発光ダイオードは
次のようにして作製される。
面図である。第１図において、１はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ
＝0.2）、２はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.35）、３はｐ型G
aAs発光層、４はｐ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.25）、５はｎ
型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.17）、６はZnの拡散によりｐ型に
した領域、７はｐ側電極、８はSiO2膜、９はｎ側電極、
10はSi3N4膜である。なお、SiO2膜８、Si3N4膜10は反射
防止膜である。第２図で従来例として示した発光ダイオ
ードとは、発光ダイオードの裏面部にSi3N4膜10の反射
防止膜を備えている点が異なる。この発光ダイオードは
次のようにして作製される。
先ず、厚さ70μｍのｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2）1,厚
さ20μｍのｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.35）2,厚さ１μｍの
ｐ型GaAs発光層3,厚さ２μｍのｐ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.
25）4,厚さ３μｍのｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.17）５の５
層からなる半導体結晶の表面のｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.
17）５のうち直径100μｍの大きさをエッチング除去す
る。次いで表面よりZnを拡散して深さ約１μｍをｐ型領
域６にする。その後直径100μｍの穴と同心円状に直径1
80μｍの窓を有するｐ側電極７を形成し、さらに、窓部
には厚さ1000ÅのSiO2膜８を形成する。そしてｎ型Ga
1-xAlxAs（ｘ＝0.2）１側にｐ側電極７と同じ直径180μ
ｍの窓を有するｎ側電極９を形成し、この窓部には厚さ
990ÅのSi3N4膜10を形成して発光ダイオードが作製され
る。
さ20μｍのｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.35）2,厚さ１μｍの
ｐ型GaAs発光層3,厚さ２μｍのｐ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.
25）4,厚さ３μｍのｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.17）５の５
層からなる半導体結晶の表面のｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.
17）５のうち直径100μｍの大きさをエッチング除去す
る。次いで表面よりZnを拡散して深さ約１μｍをｐ型領
域６にする。その後直径100μｍの穴と同心円状に直径1
80μｍの窓を有するｐ側電極７を形成し、さらに、窓部
には厚さ1000ÅのSiO2膜８を形成する。そしてｎ型Ga
1-xAlxAs（ｘ＝0.2）１側にｐ側電極７と同じ直径180μ
ｍの窓を有するｎ側電極９を形成し、この窓部には厚さ
990ÅのSi3N4膜10を形成して発光ダイオードが作製され
る。
第４図は、発光ダイオードの裏面に入射された光の受
光素子結晶への透過率を計算によって求めた結果を示す
図であり、発光ダイオードの裏面に反射防止膜を備えて
いない場合についても示した。計算においては波長880n
mの垂直入射光のみ考慮して、反射防止膜中での光吸収
はないものとした。第５図は計算で用いた模式図であ
り、１はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2）で屈折率ｎ＝3.6、
10はSi3N4膜でｎ＝2.0,厚さ990nm、20は空気でｎ＝1.
0、18はSi3N4膜でｎ＝2.0,厚さ700nm、17はSiO2膜でｎ
＝1.45,厚さ100nm、13はｐ型Siでｎ＝3.75とした。第４
図に示すように、発光ダイオード裏面への入射光Piのう
ち、TiPINフォトダイオードのｐ型Si13表面に入射され
る光Ptの割合、即ち透過率Pt/PiはSi3N4膜10からなる反
射防止膜がない場合Pt/Pi＝60〜76％であるのに対し、S
i3N4膜10からなる反射防止膜がある場合はPt/Pi＞97％
である。即ち透過率は反射防止膜を備えることにより1.
27倍〜1.61倍に増加する。従って、受光素子への入射光
が1.27倍〜1.61倍に増加するため一体型受発光半導体装
置としての受光感度が高まることが期待できる。実際に
作製した一体型受発光半導体装置においては、発光ダイ
オード裏面部に反射防止膜を形成することにより、受光
感度は約1.4倍に増加した。
光素子結晶への透過率を計算によって求めた結果を示す
図であり、発光ダイオードの裏面に反射防止膜を備えて
いない場合についても示した。計算においては波長880n
mの垂直入射光のみ考慮して、反射防止膜中での光吸収
はないものとした。第５図は計算で用いた模式図であ
り、１はｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2）で屈折率ｎ＝3.6、
10はSi3N4膜でｎ＝2.0,厚さ990nm、20は空気でｎ＝1.
0、18はSi3N4膜でｎ＝2.0,厚さ700nm、17はSiO2膜でｎ
＝1.45,厚さ100nm、13はｐ型Siでｎ＝3.75とした。第４
図に示すように、発光ダイオード裏面への入射光Piのう
ち、TiPINフォトダイオードのｐ型Si13表面に入射され
る光Ptの割合、即ち透過率Pt/PiはSi3N4膜10からなる反
射防止膜がない場合Pt/Pi＝60〜76％であるのに対し、S
i3N4膜10からなる反射防止膜がある場合はPt/Pi＞97％
である。即ち透過率は反射防止膜を備えることにより1.
27倍〜1.61倍に増加する。従って、受光素子への入射光
が1.27倍〜1.61倍に増加するため一体型受発光半導体装
置としての受光感度が高まることが期待できる。実際に
作製した一体型受発光半導体装置においては、発光ダイ
オード裏面部に反射防止膜を形成することにより、受光
感度は約1.4倍に増加した。
発明の効果 以上のように本発明によれば、発光半導体装置結晶裏
面と外部との界面での光反射を減少させ、受光素子側へ
の透過光を増加させることができる。その結果、一体型
受発光半導体装置としての受光感度を増加させることが
できる。
面と外部との界面での光反射を減少させ、受光素子側へ
の透過光を増加させることができる。その結果、一体型
受発光半導体装置としての受光感度を増加させることが
できる。
第１図は本発明の一実施例における発光ダイオードの断
面を示す図、第２図は従来例の発光ダイオードの断面を
示す図である。第３図は発光ダイオードを受光素子上に
搭載して作製した一体型受発光半導体装置の断面を示す
図である。また第４図は発光ダイオード裏面へ入射され
た光の受光素子結晶への透過率を計算によって求め、発
光ダイオードへ受光素子間距離に対して示した図であ
る。第５図は計算に用いた模式図である。 １……ｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2）、２……ｎ型Ga1-xAl
xAs（ｘ＝0.35）、３……ｐ型GaAs発光層、４……ｐ型G
a1-xAlxAs（ｘ＝0.25）、５……ｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝
0.17）、６……Zn拡散によりｐ型にした領域、７……ｐ
側電極、８……SiO2膜、９……ｎ側電極、10……Si3N4
膜、11……ｎ型Si、12……低濃度ｎ型Si、13……ｐ型S
i、14……SiO2膜、15……受光素子ｐ側電極、16……受
光素子ｎ側電極、17……SiO2膜、18……Si3N4膜、19…
…Sn層、20……空気。
面を示す図、第２図は従来例の発光ダイオードの断面を
示す図である。第３図は発光ダイオードを受光素子上に
搭載して作製した一体型受発光半導体装置の断面を示す
図である。また第４図は発光ダイオード裏面へ入射され
た光の受光素子結晶への透過率を計算によって求め、発
光ダイオードへ受光素子間距離に対して示した図であ
る。第５図は計算に用いた模式図である。 １……ｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝0.2）、２……ｎ型Ga1-xAl
xAs（ｘ＝0.35）、３……ｐ型GaAs発光層、４……ｐ型G
a1-xAlxAs（ｘ＝0.25）、５……ｎ型Ga1-xAlxAs（ｘ＝
0.17）、６……Zn拡散によりｐ型にした領域、７……ｐ
側電極、８……SiO2膜、９……ｎ側電極、10……Si3N4
膜、11……ｎ型Si、12……低濃度ｎ型Si、13……ｐ型S
i、14……SiO2膜、15……受光素子ｐ側電極、16……受
光素子ｎ側電極、17……SiO2膜、18……Si3N4膜、19…
…Sn層、20……空気。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−188385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−222474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−3167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−115693（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】光透過型で面発光型の発光半導体装置にお
いて、表面に形成された電極を除く開き領域部分に対し
て、発光層を挟んで反対側の裏面部または前記裏面部を
主として含む裏面部分に透過性反射防止膜を備えている
ことを特徴とする発光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3397689A JP2658358B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 発光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3397689A JP2658358B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 発光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213175A JPH02213175A (ja) | 1990-08-24 |
| JP2658358B2 true JP2658358B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=12401521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3397689A Expired - Fee Related JP2658358B2 (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 発光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658358B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2854823B2 (ja) * | 1995-09-13 | 1999-02-10 | 技術研究組合新情報処理開発機構 | 面型光機能素子 |
| WO2015166072A1 (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | Novo Nordisk A/S | Methods for the purification of proteins using caprylic acid |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115693A (ja) * | 1973-03-07 | 1974-11-05 | ||
| JPS603167A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Nec Corp | 半導体発光ダイオ−ドの製造方法 |
| JPH0728051B2 (ja) * | 1986-02-14 | 1995-03-29 | オムロン株式会社 | 半導体発光素子 |
| JPS63222474A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-16 | Fuji Electric Co Ltd | 受発光用複合化半導体装置 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3397689A patent/JP2658358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02213175A (ja) | 1990-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |