JP2889618B2 - アレイ型半導体発光装置 - Google Patents
アレイ型半導体発光装置Info
- Publication number
- JP2889618B2 JP2889618B2 JP27458689A JP27458689A JP2889618B2 JP 2889618 B2 JP2889618 B2 JP 2889618B2 JP 27458689 A JP27458689 A JP 27458689A JP 27458689 A JP27458689 A JP 27458689A JP 2889618 B2 JP2889618 B2 JP 2889618B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- layer
- light
- substrate
- type semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アレイ型半導体発光装置に関する。
［従来の技術］ 端面発光型の発光部を１列にアレイ配列してなり、発
光部同士が電気的に分離されることにより個々の発光部
に個別的にアドレッシング可能な、モノリシック構造で
ダブルヘテロ型のアレイ型半導体発光装置としては従
来、例えば、Applied Physics Letters.Vol.41,No11,pp
1040〜1042に開示されたものが知られている。
光部同士が電気的に分離されることにより個々の発光部
に個別的にアドレッシング可能な、モノリシック構造で
ダブルヘテロ型のアレイ型半導体発光装置としては従
来、例えば、Applied Physics Letters.Vol.41,No11,pp
1040〜1042に開示されたものが知られている。
このようなアレイ型半導体発光素子は、個々の発光部
に個別的にアドレッシングできるので、光プリンターの
印字ヘッドの光源装置として使用することができる。
に個別的にアドレッシングできるので、光プリンターの
印字ヘッドの光源装置として使用することができる。
［発明が解決しようとする課題］ 上述したアレイ型半導体発光装置には以下の如き問題
がある。
がある。
即ち、上記アレイ型半導体発光素子の全発光部を発光
させた場合の近視野像は、発光部配列方向に略３μｍ径
の発光スポットが略150μｍの間隔で並んだものとな
る。
させた場合の近視野像は、発光部配列方向に略３μｍ径
の発光スポットが略150μｍの間隔で並んだものとな
る。
このため、このようなアレイ型半導体発光装置を印字
ヘッドの光源装置として所謂黒ベタ部を印字すると発光
部間が露光不足となり、ベタ部としては不十分な画像と
してしか印字できない。
ヘッドの光源装置として所謂黒ベタ部を印字すると発光
部間が露光不足となり、ベタ部としては不十分な画像と
してしか印字できない。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、互いに隣接する発光部を発光させた場合に発光部間
からも光が放射されるようにした新規なアレイ型半導体
発光装置の提供を目的とする。
て、互いに隣接する発光部を発光させた場合に発光部間
からも光が放射されるようにした新規なアレイ型半導体
発光装置の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。
本発明のアレイ型半導体発光装置は「端面発光型の発
光部を１列にアレイ配列してなり、発光部同士が電気的
に分離されたモノリシック構造でダブルヘテロ型の半導
体発光装置」であって、基板とクラッド層・アクティブ
層・キャップ層と電極を有する。
光部を１列にアレイ配列してなり、発光部同士が電気的
に分離されたモノリシック構造でダブルヘテロ型の半導
体発光装置」であって、基板とクラッド層・アクティブ
層・キャップ層と電極を有する。
「基板」はストライプパターンに従う凹凸形状を有す
る。
る。
「クラッド層とアクティブ層」とは、上記基板上にダ
ブルヘテロ構造に形成されるが、これらクラッド層アク
ティブ層の形成は、これらの層の形状が基板の凹凸形状
に倣うように行われる。
ブルヘテロ構造に形成されるが、これらクラッド層アク
ティブ層の形成は、これらの層の形状が基板の凹凸形状
に倣うように行われる。
そして、クラッド層およびアクティブ層が基板の凹凸
形状に倣って形成されることにより、発光部の配列線上
にクラッド層とアクティブ層とが交互に配置する。
形状に倣って形成されることにより、発光部の配列線上
にクラッド層とアクティブ層とが交互に配置する。
ここに、「発光部の配列線」とは、発光部を連ねてで
きる仮想的な線である。発光はアクティブ層に於いて行
われるから発光部はアクティブ層の部分であり、上に述
べたようにこの発光部の配列線上で見ると、各発光部の
間にはクラッド層で存在することになる。
きる仮想的な線である。発光はアクティブ層に於いて行
われるから発光部はアクティブ層の部分であり、上に述
べたようにこの発光部の配列線上で見ると、各発光部の
間にはクラッド層で存在することになる。
キャップ層は、上記基板とともに「クラッド層・アク
ティブ層」を挟むように形成される。
ティブ層」を挟むように形成される。
個々の発光部と、この発光部を挟んでダブルヘテロ構
造をなす部分を発光部領域と称する。
造をなす部分を発光部領域と称する。
各発光部は、上に述べたように相互に電気的に分離さ
れるが、分離の手段は「分離溝」でも「隣接する発光部
間の領域に発光部領域と導電型の異なるように形成され
た拡散領域」でも「基板の凹凸形状に於ける凸部として
形成された電流ブロック層」でも良く、あるいはこれら
の２以上を組合せて発光部間の分離を行っても良い。ま
た発光部間の電気的分離を有効ならしめるために種々の
電流狭窄方法が適用可能である。
れるが、分離の手段は「分離溝」でも「隣接する発光部
間の領域に発光部領域と導電型の異なるように形成され
た拡散領域」でも「基板の凹凸形状に於ける凸部として
形成された電流ブロック層」でも良く、あるいはこれら
の２以上を組合せて発光部間の分離を行っても良い。ま
た発光部間の電気的分離を有効ならしめるために種々の
電流狭窄方法が適用可能である。
電極は、一方が基板裏面に、他方がキャップ層側に設
けられるが、これら各電極を全発光部に共通にすると全
発光部を同時に発光させるのが容易である。またキャッ
プ層側の電極をストライプ状としたり、マトリックス状
にすることにより容易に、個々の発光部に個別的なアド
レッシングを行い得るようにすることができる。
けられるが、これら各電極を全発光部に共通にすると全
発光部を同時に発光させるのが容易である。またキャッ
プ層側の電極をストライプ状としたり、マトリックス状
にすることにより容易に、個々の発光部に個別的なアド
レッシングを行い得るようにすることができる。
［作用］ 周知の如く、ダブルヘテロ構造の半導体発光素子で
は、アクティブ層の「禁制帯幅」に比べてクラッド層の
禁制帯幅は大きい。このためクラッド層はアクティブ層
で発生したフォトンを吸収せず、アクティブ層で発生し
た光に対しては透明な物質として作用する。
は、アクティブ層の「禁制帯幅」に比べてクラッド層の
禁制帯幅は大きい。このためクラッド層はアクティブ層
で発生したフォトンを吸収せず、アクティブ層で発生し
た光に対しては透明な物質として作用する。
本発明のアレイ型半導体発光素子は、上記の如く、発
光部の配列線上で発光部即ちアクティブ層部分とクラッ
ド層部分とが交互に並んでいる。
光部の配列線上で発光部即ちアクティブ層部分とクラッ
ド層部分とが交互に並んでいる。
このため、アクティブ層の発光部でキャリヤの再結合
により光が発生すると、発生した光はその一部がクラッ
ド層の端面から射出するが、一部はクラッド層へ滲みだ
すように導波し、クラッド層からも光が放射される。特
に、隣接する２つの発光部が発光すると、発光部間を占
めるクラッド層を導波する光により、これら２つの発光
部が光結合される。従って、互いに隣接しあう２以上の
発光部を発光させると、発光端面近傍の近視野像の光強
度分布は均一とはならないまでも発光状態が線状に繋が
ったものとなり、個々の発光スポットが分離独立して連
なったパターンとはならない。
により光が発生すると、発生した光はその一部がクラッ
ド層の端面から射出するが、一部はクラッド層へ滲みだ
すように導波し、クラッド層からも光が放射される。特
に、隣接する２つの発光部が発光すると、発光部間を占
めるクラッド層を導波する光により、これら２つの発光
部が光結合される。従って、互いに隣接しあう２以上の
発光部を発光させると、発光端面近傍の近視野像の光強
度分布は均一とはならないまでも発光状態が線状に繋が
ったものとなり、個々の発光スポットが分離独立して連
なったパターンとはならない。
［実施例］ 以下、具体的な実施例に即して説明する。
第１図（Ｉ）は、本発明を実施したアレイ型半導体発
光装置の１実施例の発光端面による切断端面の状態を模
式的に示している。
光装置の１実施例の発光端面による切断端面の状態を模
式的に示している。
アレイ型半導体発光装置１は、基板21、クラッド層2
2,24、アクティブ層23、キャップ層25、電極26,27を有
している。また、符号HLで示す鎖線は発光部の配列線を
表している。
2,24、アクティブ層23、キャップ層25、電極26,27を有
している。また、符号HLで示す鎖線は発光部の配列線を
表している。
基板21はｎ−GaAsによる基板であって、ダブルヘテロ
構造を形成される側の面は、ストライプパターンに従う
凹凸が形成されている。
構造を形成される側の面は、ストライプパターンに従う
凹凸が形成されている。
即ち、符号28により示す凸部は、図示の如き断面形状
が図面に直交する方向へ有限長さ続いた線状突起であ
り、このような凸部28が図の左右方向へ一定周期で繰り
返し配列している。従って、基板21の凹凸の構造はスト
ライプパターンに従っている。
が図面に直交する方向へ有限長さ続いた線状突起であ
り、このような凸部28が図の左右方向へ一定周期で繰り
返し配列している。従って、基板21の凹凸の構造はスト
ライプパターンに従っている。
クラッド層22、アクティブ層23、クラッド層24、キャ
ップ層25は図の如く上記順序で基板21上に形成されてい
る。これらの層は薄いので各層とも基板21の凹凸構造に
倣った形状となり、最上層であるキャップ層25の表面形
状は基板21の凹凸構造を反映した周期的な凹凸となって
いる。
ップ層25は図の如く上記順序で基板21上に形成されてい
る。これらの層は薄いので各層とも基板21の凹凸構造に
倣った形状となり、最上層であるキャップ層25の表面形
状は基板21の凹凸構造を反映した周期的な凹凸となって
いる。
クラッド層22は、基板21の禁制帯幅より大きい禁制帯
幅を持つｎ−Al0.4Ga0.6Asにより形成されている。アク
ティブ層23は、クラッド層22よりも禁制帯幅の小さいｎ
−GaAsにより形成されている。クラッド層24はアクティ
ブ層23よりも禁制帯幅の大きいｐ−Al0.4Ga0.6Asにより
形成されている。
幅を持つｎ−Al0.4Ga0.6Asにより形成されている。アク
ティブ層23は、クラッド層22よりも禁制帯幅の小さいｎ
−GaAsにより形成されている。クラッド層24はアクティ
ブ層23よりも禁制帯幅の大きいｐ−Al0.4Ga0.6Asにより
形成されている。
キャップ層25はクラッド層24よりも禁制帯幅の小さい
ｐ−GaAsにより形成されている。
ｐ−GaAsにより形成されている。
電極26,27はオーミック電極である。
キャップ層25の上に設けられた電極26はｐ型のオーミ
ック電極であり、発光部の個々に対応してストライプ状
に個別化され、キャップ層25の凹凸構造の凹部ごとに配
備されている。従って電極26の配列ピッチ・配列位相は
基板21の凹凸構造の凹部のピッチ・位相と対応してい
る。
ック電極であり、発光部の個々に対応してストライプ状
に個別化され、キャップ層25の凹凸構造の凹部ごとに配
備されている。従って電極26の配列ピッチ・配列位相は
基板21の凹凸構造の凹部のピッチ・位相と対応してい
る。
一方、電極27の方はｎ型のオーミック電極であり、電
極25の全体に対して共通して基板21の裏面に形成されて
いる。
極25の全体に対して共通して基板21の裏面に形成されて
いる。
またキャップ層25に於ける各凸部には、クラッド層22
に到る深さをもった分離溝29が形成されており、これら
分離溝29により各発光部が電気的に分離されている。
に到る深さをもった分離溝29が形成されており、これら
分離溝29により各発光部が電気的に分離されている。
電極26の一つと電極27との間に、順方向即ち電極26の
側がプラスとなるように電圧を印加すると電流は、当該
電極26からキャップ層25、クラッド層24、アクティブ層
23、クラッド層22、基板21の「凹部」を介して電極27へ
と流れる。これにより電流の流れたアクティブ層部分で
キャリヤが再結合し光を生ずる。
側がプラスとなるように電圧を印加すると電流は、当該
電極26からキャップ層25、クラッド層24、アクティブ層
23、クラッド層22、基板21の「凹部」を介して電極27へ
と流れる。これにより電流の流れたアクティブ層部分で
キャリヤが再結合し光を生ずる。
この光は一部がアクティブ層23の端面から射出する。
アクティブ層23の発光が行われる部分の両側はクラッド
層22に接しているので、発生した光の一部はまたクラッ
ド層22内にも滲みだし、クラッド層22の端面からも射出
する。アクティブ層23の厚みは、同層23の凹部の幅（第
１図の左右方向の幅）に比して十分に小さいのから、上
記の様にして一つの発光部を発光させたときは発光部配
列方向に長い形状の発光スポットを得ることができる。
アクティブ層23の発光が行われる部分の両側はクラッド
層22に接しているので、発生した光の一部はまたクラッ
ド層22内にも滲みだし、クラッド層22の端面からも射出
する。アクティブ層23の厚みは、同層23の凹部の幅（第
１図の左右方向の幅）に比して十分に小さいのから、上
記の様にして一つの発光部を発光させたときは発光部配
列方向に長い形状の発光スポットを得ることができる。
また隣接する電極26と電極27との間に電圧を順方向に
印加して隣接する発光部を発光させると、各発光部で発
生した光は発光部間に存在するクラッド層22の凸部部分
を介して光結合する。そして上記クラッド層部分の端面
からも光が放射されるので、近視野像の光強度は発光部
間に於いても０とはならない。従って、多数の互いに隣
接した発光部を同時に発光させると近視野像の光強度は
第１図（II）に示すように、発光部の配列線に沿って連
続したものとなる。
印加して隣接する発光部を発光させると、各発光部で発
生した光は発光部間に存在するクラッド層22の凸部部分
を介して光結合する。そして上記クラッド層部分の端面
からも光が放射されるので、近視野像の光強度は発光部
間に於いても０とはならない。従って、多数の互いに隣
接した発光部を同時に発光させると近視野像の光強度は
第１図（II）に示すように、発光部の配列線に沿って連
続したものとなる。
なお、隣接する発光部間がクラッド層23を介して光結
合されるために、前述した分離溝29はその底部が発光部
の配列線HLに達しないようにしなければならない。
合されるために、前述した分離溝29はその底部が発光部
の配列線HLに達しないようにしなければならない。
第１図（Ｉ）に示すアレイ型半導体発光装置の作製方
法を第２図を参照して説明する。
法を第２図を参照して説明する。
まず、第２図（Ｉ）に示すようにｎ−GaAsの基板21に
凸部28と凹部による凹凸をストライプパターンに従って
形成する。凹凸の形成には、例えば化学エッチングや反
応性イオンエッチング等のエッチングを利用できる。こ
のとき形成する凸部28の高さは、クラッド層22の厚さの
半分程度とするのが良い。
凸部28と凹部による凹凸をストライプパターンに従って
形成する。凹凸の形成には、例えば化学エッチングや反
応性イオンエッチング等のエッチングを利用できる。こ
のとき形成する凸部28の高さは、クラッド層22の厚さの
半分程度とするのが良い。
次ぎに、第２図（II）に示すように、凹凸の形成され
た基板21の凹凸上に、ｎ−Al0.4Ga0.6Asのクラッド層2
2、ｎ−GaAsのアクティブ層23、ｐ−Al0.4Ga0.6Asのク
ラッド層、ｐ−GaAsのキャップ層25を順次積層する。こ
れら各層の成長方法としては、各層が基板21の凹凸形状
に倣ったものとなるように、例えば分子線成長法（MBE
法）等が望ましい。また、他の成長方法として例えばハ
ライドVPE法や有機金属気相成長法（MO−VPE法）等の気
相成長法も適用できる。
た基板21の凹凸上に、ｎ−Al0.4Ga0.6Asのクラッド層2
2、ｎ−GaAsのアクティブ層23、ｐ−Al0.4Ga0.6Asのク
ラッド層、ｐ−GaAsのキャップ層25を順次積層する。こ
れら各層の成長方法としては、各層が基板21の凹凸形状
に倣ったものとなるように、例えば分子線成長法（MBE
法）等が望ましい。また、他の成長方法として例えばハ
ライドVPE法や有機金属気相成長法（MO−VPE法）等の気
相成長法も適用できる。
基板21上に上記の如く各層が積層されたら、第２図
（III）に示すように分離溝29を形成する。この分離溝2
9の幅は略１〜３μｍ、深さは略１〜５μｍ程度が良
い。分離溝29の形成は、例えば前述の化学エッチングや
反応性イオンエッチング等で行うことができる。
（III）に示すように分離溝29を形成する。この分離溝2
9の幅は略１〜３μｍ、深さは略１〜５μｍ程度が良
い。分離溝29の形成は、例えば前述の化学エッチングや
反応性イオンエッチング等で行うことができる。
最後に、第２図（IV）に示すようにｐ型のオーミック
電極26をキャップ層25の各凹部に形成し、ｎ型のオーミ
ック電極27を基板21の裏面に発光部配列方向にわたって
形成する。
電極26をキャップ層25の各凹部に形成し、ｎ型のオーミ
ック電極27を基板21の裏面に発光部配列方向にわたって
形成する。
このようにして第１図に即して説明した実施例のアレ
イ型半導体発光装置を得ることができる。
イ型半導体発光装置を得ることができる。
第３図に別の実施例を示す。煩雑を避けるために、混
同の恐れがないと思われるものに就いては第１図（Ｉ）
に於けると同一の符号を用いた。
同の恐れがないと思われるものに就いては第１図（Ｉ）
に於けると同一の符号を用いた。
第３図に示す実施例の特徴とする所は、キャップ層25
Aをｎ−GaAsによって形成するとともに、各電極26の下
の部分にあるキャップ層25Aとクラッド層24の一部にZn
を拡散することによりZn拡散ｐ領域30を形成した点にあ
る。
Aをｎ−GaAsによって形成するとともに、各電極26の下
の部分にあるキャップ層25Aとクラッド層24の一部にZn
を拡散することによりZn拡散ｐ領域30を形成した点にあ
る。
このZn拡散ｐ領域30を電流通路として用いることによ
り、発光部への電流を所謂電流狭窄することにより各発
光部の電気的分離をより確実ならしめることができる。
り、発光部への電流を所謂電流狭窄することにより各発
光部の電気的分離をより確実ならしめることができる。
電流狭窄を行う方法は、この例に限らず後述する実施
例の方法や、或いは従来から半導体レーザーやLEDに関
してしられた種々の方法を利用できる。
例の方法や、或いは従来から半導体レーザーやLEDに関
してしられた種々の方法を利用できる。
また第１図、第３図に即して説明した実施例は、GaAs
系を例として取り上げたが、上記実施例の構造はInGaAs
系のものにも利用できる。
系を例として取り上げたが、上記実施例の構造はInGaAs
系のものにも利用できる。
アクティブ層もGaAs系に限らず、例えばAlGaAs層をア
クティブ層に用いることができる。この場合には、アク
ティブ層を挟むクラッド層としてアクティブ層よりAlモ
ル比の大きいAlGaAs層を用いれば良い。
クティブ層に用いることができる。この場合には、アク
ティブ層を挟むクラッド層としてアクティブ層よりAlモ
ル比の大きいAlGaAs層を用いれば良い。
第４図は、他の実施例を示している。
符号11で示す基板は、ｎ−GaAsの基板であり、この基
板11には、凸部12が周期的に形成されることにより、ス
トライプパターンに従う凹凸形状が形成されている。
板11には、凸部12が周期的に形成されることにより、ス
トライプパターンに従う凹凸形状が形成されている。
凸部12はｐ＋領域である。
凸部12の形成された基板11上には、図のようにクラッ
ド層13、アクティブ層14、クラッド層15、キャップ層16
が、この順序に積層されている。これらの各層は、基板
11の凹凸形状に倣った形状に成長され、キャップ層16の
表面は基板の凹凸形状と同一ピッチ・同一位相の凹凸に
なっている。キャップ層16の各凹部には、個別化された
電極18がストライプ状に設けられ、基板11の裏面には電
極18の全体に共通する電極19が形成されている。またキ
ャップ層16の各凸部は絶縁膜17により被覆されている。
ド層13、アクティブ層14、クラッド層15、キャップ層16
が、この順序に積層されている。これらの各層は、基板
11の凹凸形状に倣った形状に成長され、キャップ層16の
表面は基板の凹凸形状と同一ピッチ・同一位相の凹凸に
なっている。キャップ層16の各凹部には、個別化された
電極18がストライプ状に設けられ、基板11の裏面には電
極18の全体に共通する電極19が形成されている。またキ
ャップ層16の各凸部は絶縁膜17により被覆されている。
クラッド層13はｎ−Al0.33Ga0.67Asの層であり、 アクティブ層14はｎ−Al0.06Ga0.94Asの層である。また
クラッド層15はｐ−Al0.33Ga0.67Asの層であり、キャッ
プ層16はｐ−GaAsの層である。
クラッド層15はｐ−Al0.33Ga0.67Asの層であり、キャッ
プ層16はｐ−GaAsの層である。
絶縁膜17は例えばSiO2等の薄膜である。
電極18はAu−Zn,Auからなる２層メタル構造の電極で
あり、電極19はAu−Ge,Ni,Auからなる３層メタル構造の
電極である。また凸部12をなすｐ＋領域は後述するよう
にZnの拡散により形成される。
あり、電極19はAu−Ge,Ni,Auからなる３層メタル構造の
電極である。また凸部12をなすｐ＋領域は後述するよう
にZnの拡散により形成される。
電極18と19の間に順方向に電圧を印加すると、電流は
電極18から、キャップ層16、クラッド層15、アクティブ
層14、クラッド層13、基板11の各凹部を通って電極19へ
流れる。
電極18から、キャップ層16、クラッド層15、アクティブ
層14、クラッド層13、基板11の各凹部を通って電極19へ
流れる。
このとき凸部12は電流をブロックすることにより、電
流が電18に対応する基板凹部に流れるように電流ガイド
として機能する。即ち、凸部12は発光部相互の電気的な
分離を確実化している。
流が電18に対応する基板凹部に流れるように電流ガイド
として機能する。即ち、凸部12は発光部相互の電気的な
分離を確実化している。
発光はアクティブ層14の凹部14Aに於いて生ずる。各
層の凹凸構造のため、発光部14aの配列線上には発光部1
4Aとクラッド層13の凸部13Aが交互に並び、互いに隣接
した発光部が発光すると、これら発光部は、発光部間に
あるクラッド層凸部により光結合し、近視野像の光強度
は隣接した発光部間に於いても０とならない。
層の凹凸構造のため、発光部14aの配列線上には発光部1
4Aとクラッド層13の凸部13Aが交互に並び、互いに隣接
した発光部が発光すると、これら発光部は、発光部間に
あるクラッド層凸部により光結合し、近視野像の光強度
は隣接した発光部間に於いても０とならない。
第５図に即して、第４図の実施例のアレイ型半導体発
光装置の作製方法を説明する。
光装置の作製方法を説明する。
第５図（Ｉ）に示すように、まず基板11となるｎ−Ga
Asの板11Aに、700℃の温度下に於いて１時間程度Znの拡
散を行い、ｐ＋領域12Aを形成する。
Asの板11Aに、700℃の温度下に於いて１時間程度Znの拡
散を行い、ｐ＋領域12Aを形成する。
次に、フォトリソグラフィ工程と、H2SO4:H2O2:H2O系
のエッチャントを用いるエッチング工程でｐ＋領域12A
を選択的に除去し、ストライプパターンに従い凸部12が
残る様にする。かくして、ストライプパターンに従う凹
凸形状を持つ基板11が得られる。
のエッチャントを用いるエッチング工程でｐ＋領域12A
を選択的に除去し、ストライプパターンに従い凸部12が
残る様にする。かくして、ストライプパターンに従う凹
凸形状を持つ基板11が得られる。
次いで、第５図（II）に示すようにクラッド層13、ア
クティブ層14、クラッド層15、キャップ層16をMBE法、
クロライドVPE法、MOCVD法等の結晶成長法を用いて順次
積層する。
クティブ層14、クラッド層15、キャップ層16をMBE法、
クロライドVPE法、MOCVD法等の結晶成長法を用いて順次
積層する。
続いて、キャップ層16上にEB蒸着やCVD法によりSiO2
の絶縁膜を2000Å程度の厚さに堆積形成し、フォトリソ
グラフィ工程とエッチング工程とによりキャップ層16の
凸部にのみ絶縁膜17が残る（第５図（III））。
の絶縁膜を2000Å程度の厚さに堆積形成し、フォトリソ
グラフィ工程とエッチング工程とによりキャップ層16の
凸部にのみ絶縁膜17が残る（第５図（III））。
このようにして露呈した、キャップ層凹部にAu−Zn,A
uからなる２層メタル構造のｐ型の電極18を真空蒸着と
リフトオフ法により作製する（第５図（Ｖ））。
uからなる２層メタル構造のｐ型の電極18を真空蒸着と
リフトオフ法により作製する（第５図（Ｖ））。
最後に、第５図（VI）に示すように、基板11の研磨さ
れた裏面にAu−Ge,Ni,Auからなる３層メタル構造のｎ型
の電極19を形成して、所望のアレイ型半導体発光装置を
得る。
れた裏面にAu−Ge,Ni,Auからなる３層メタル構造のｎ型
の電極19を形成して、所望のアレイ型半導体発光装置を
得る。
第６図以下に別の実施例を説明する。煩雑を避けるた
めに混同の恐れがないと思われるものに就いては第４図
に於けると同一の符号を用いる。
めに混同の恐れがないと思われるものに就いては第４図
に於けると同一の符号を用いる。
第６図に示す実施例では、第５図のプロセス（Ｉ）〜
（III）によりキャップ層16までを形成したのちキャッ
プ層16の凸部を選択的に除去し、キャップ層16とクラッ
ド層14とがストライプ状に配列した表面に電極18Aを形
成している。この電極18Aは個別化されていない。従っ
て電極18Aと電極19の間に順方向に電圧を印加すると全
ての発光部を同時に発光させることができる。このとき
各発光部はクラッド層13の凸部13Aにより光結合され、
光強度分布に切れ目のない近視野像を得ることができる
る。この実施例の場合、ｐ−AlGaAsのクラッド層のAl組
成は大きい程良く、実験によればAl組成が0.5以上であ
ればNH4OH:H2O2系のGaAs選択エッチャントを用いてキャ
ップ層凸部を除去する際にクラッド層15の表面層が酸化
されて高抵抗層を形成でき発光部間の電気的分離がより
確実になる。
（III）によりキャップ層16までを形成したのちキャッ
プ層16の凸部を選択的に除去し、キャップ層16とクラッ
ド層14とがストライプ状に配列した表面に電極18Aを形
成している。この電極18Aは個別化されていない。従っ
て電極18Aと電極19の間に順方向に電圧を印加すると全
ての発光部を同時に発光させることができる。このとき
各発光部はクラッド層13の凸部13Aにより光結合され、
光強度分布に切れ目のない近視野像を得ることができる
る。この実施例の場合、ｐ−AlGaAsのクラッド層のAl組
成は大きい程良く、実験によればAl組成が0.5以上であ
ればNH4OH:H2O2系のGaAs選択エッチャントを用いてキャ
ップ層凸部を除去する際にクラッド層15の表面層が酸化
されて高抵抗層を形成でき発光部間の電気的分離がより
確実になる。
第７図に示す実施例は第４図の実施例の変形例であっ
て、電極18の直下の部分に電流通路となるZn拡散領域20
を形成した点を特徴とする。
て、電極18の直下の部分に電流通路となるZn拡散領域20
を形成した点を特徴とする。
第８図に示す実施例は、キャップ層16をクラッド層15
とは逆の導電型の層、この例ではｎ−GaAsの層として形
成し、電流通路となるZn拡散領域20をキャップ層の凹部
に形成し、且つキャップ層16上に共通電極18Bを形成し
た点を特徴とする。この実施例の場合も第６図の実施例
の場合と同様、電極18B,19間に電圧を印加することによ
り全発光部を同時に発光させることができる。
とは逆の導電型の層、この例ではｎ−GaAsの層として形
成し、電流通路となるZn拡散領域20をキャップ層の凹部
に形成し、且つキャップ層16上に共通電極18Bを形成し
た点を特徴とする。この実施例の場合も第６図の実施例
の場合と同様、電極18B,19間に電圧を印加することによ
り全発光部を同時に発光させることができる。
第９図に示す実施例は第４図の実施例をさらに簡単化
した例であり、キャップ層凸部の絶縁膜が省略されてい
る。絶縁膜が省略された分だけ製造が容易になる。
した例であり、キャップ層凸部の絶縁膜が省略されてい
る。絶縁膜が省略された分だけ製造が容易になる。
第10図に示す実施例は、第５図（Ｉ）乃至（III）の
工程によりキャップ層16までを形成した後に、キャップ
層凸部にSiを深く拡散して発光部領域とは逆の導電型の
拡散領域22Aを形成し、キャップ層16の凸部に絶縁膜17
を形成し、その上に共通電極18bを形成した点を特徴と
する。
工程によりキャップ層16までを形成した後に、キャップ
層凸部にSiを深く拡散して発光部領域とは逆の導電型の
拡散領域22Aを形成し、キャップ層16の凸部に絶縁膜17
を形成し、その上に共通電極18bを形成した点を特徴と
する。
Si拡散の下限は、この例では図のようにクラッド層14
の凹部と同レベルまでであるが、基板11まで拡散を行っ
ても良い。
の凹部と同レベルまでであるが、基板11まで拡散を行っ
ても良い。
この実施例の場合、各発光部間の電気的分離は最も確
実になる。
実になる。
第６図、第８図、第10図の実施例では、電極が何れも
共通電極であるため、各発光部に対する個別的なアドレ
ッシングは出来ないが、電極構造をマトリックス状とす
るなどして個別的なアドレッシングを可能にできること
は言うまでもない。
共通電極であるため、各発光部に対する個別的なアドレ
ッシングは出来ないが、電極構造をマトリックス状とす
るなどして個別的なアドレッシングを可能にできること
は言うまでもない。
また、個別的なアドレッシングが可能な場合、例えば
近接した２つの発光スポットを分離するためには、任意
の発光部を発光させず、その両側に隣接した２つの発光
部を発光させれば良い。
近接した２つの発光スポットを分離するためには、任意
の発光部を発光させず、その両側に隣接した２つの発光
部を発光させれば良い。
第４図、第６図乃至第10図の実施例に於いて、基板11
の凸部12をZnの拡散により形成する場合を説明したが、
拡散源として他にSi,Be,Mg等を用いることができ、拡散
でなくエピタキシャル層により凸部12を形成することも
できる。
の凸部12をZnの拡散により形成する場合を説明したが、
拡散源として他にSi,Be,Mg等を用いることができ、拡散
でなくエピタキシャル層により凸部12を形成することも
できる。
また第４図、第６図乃至第10図の実施例は、AlGaAs以
外の、例えばInGaP,InGaAs,InGaAsPや、その他の種々の
化合物半導体、混晶半導体を用いて実施することができ
る。
外の、例えばInGaP,InGaAs,InGaAsPや、その他の種々の
化合物半導体、混晶半導体を用いて実施することができ
る。
また、第６図、第８図、第10図の実施例のようにキャ
ップ層側の電極を共通電極とすると、この共通電極が放
熱部材としても有効に作用するため発光の際に生ずる熱
を有効に放熱して発光装置の温度上昇を有効に軽減する
ことができる。
ップ層側の電極を共通電極とすると、この共通電極が放
熱部材としても有効に作用するため発光の際に生ずる熱
を有効に放熱して発光装置の温度上昇を有効に軽減する
ことができる。
［発明の効果］ 以上、本発明によれば新規なアレイ型半導体発光装置
を提供できる。
を提供できる。
この装置は上記のごとく構成となっているので、隣接
する発光部を発光させた場合、個々の発光スポットが分
離することなく連続した近視野像を得ることができる。
従って、この装置を光プリンターの印字ヘッドの光源装
置として用いると黒ベタ部の印字が確実に実現できる。
また、簡単な構成により発光部を電気的に分離できるた
め、発光部の高密度化も容易である。
する発光部を発光させた場合、個々の発光スポットが分
離することなく連続した近視野像を得ることができる。
従って、この装置を光プリンターの印字ヘッドの光源装
置として用いると黒ベタ部の印字が確実に実現できる。
また、簡単な構成により発光部を電気的に分離できるた
め、発光部の高密度化も容易である。
なお本発明のアレイ型半導体発光装置は、個々の発光
部を切り離せば、独立した単体の発光デバイスとして使
用できることはいうまでもない。
部を切り離せば、独立した単体の発光デバイスとして使
用できることはいうまでもない。
また本発明の特徴の一端は、発光部の両側にクラッド
層があり、隣接する発光部を発光させた場合に両者がク
ラッド層により光結合される点にある。このような特徴
は本発明のダブルヘテロ構造の外にも、例えばLOC（Lar
ge Optivcal Capacity）のような多層構造の場合にも適
用が可能である。
層があり、隣接する発光部を発光させた場合に両者がク
ラッド層により光結合される点にある。このような特徴
は本発明のダブルヘテロ構造の外にも、例えばLOC（Lar
ge Optivcal Capacity）のような多層構造の場合にも適
用が可能である。
第１図は、本発明の１実施例を説明するための図、第２
図は、上記実施例のアレイ型半導体発光装置の作製方法
を説明するための図、第３図は、別の実施例を説明する
ための図、第４図は、他の実施例を説明するための図、
第５図は、第４図の実施例のアレイ型半導体発光装置の
作製方法を説明するための図、第６図乃至第10図は、そ
れぞれ別の実施例を説明するための図である。 １……アレイ型半導体発光装置、21……基板、22,24…
…クラッド層、23……アクティブ層、25……キャップ
層、26,27……電極
図は、上記実施例のアレイ型半導体発光装置の作製方法
を説明するための図、第３図は、別の実施例を説明する
ための図、第４図は、他の実施例を説明するための図、
第５図は、第４図の実施例のアレイ型半導体発光装置の
作製方法を説明するための図、第６図乃至第10図は、そ
れぞれ別の実施例を説明するための図である。 １……アレイ型半導体発光装置、21……基板、22,24…
…クラッド層、23……アクティブ層、25……キャップ
層、26,27……電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家地 洋之 宮城県名取市高舘熊野堂字余方上５番地 の10 リコー応用電子研究所株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】端面発光型の発光部を１列にアレイ配列し
てなり、発光部同士が電気的に分離されたモノリシック
構造でダブルヘテロ型の半導体発光装置であって、 ストライプパターンに従う凹凸形状を有する基板と、 この基板上に、基板の凹凸形状に倣ってダブルヘテロ構
造に形成されたクラッド層・アクティブ層と、キャップ
層と、 電極とを有し、 上記クラッド層およびアクティブ層が基板の凹凸形状に
倣うことにより、発光部の配列線上にクラッド層とアク
ティブ層とが交互に配置し、隣接する発光部を発光させ
るとき、これら発光部間のクラッド層によりこれら発光
部相互が光結合するようにしたことを特徴とする、アレ
イ型半導体発光装置。 - 【請求項２】請求項１に於いて、 個々の発光部は分離溝により互いに電気的に分離されて
いることを特徴とする、アレイ型半導体発光装置。 - 【請求項３】請求項１または２に於いて、隣接する発光
部間の領域に発光部領域と導電型の異なる拡散領域が形
成されていることを特徴とする、アレイ型半導体発光装
置。 - 【請求項４】請求項１または２または３に於いて、 基板の凹凸形状に於ける凸部が電流ブロック層として形
成されていることを特徴とする、アレイ型半導体発光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27458689A JP2889618B2 (ja) | 1988-12-28 | 1989-10-20 | アレイ型半導体発光装置 |
| US07/455,146 US5061974A (en) | 1988-12-28 | 1989-12-22 | Semiconductor light-emitting device of array type |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32922488 | 1988-12-28 | ||
| JP63-329224 | 1989-01-10 | ||
| JP1-1975 | 1989-01-10 | ||
| JP197589 | 1989-01-10 | ||
| JP27458689A JP2889618B2 (ja) | 1988-12-28 | 1989-10-20 | アレイ型半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275683A JPH02275683A (ja) | 1990-11-09 |
| JP2889618B2 true JP2889618B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=27275155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27458689A Expired - Fee Related JP2889618B2 (ja) | 1988-12-28 | 1989-10-20 | アレイ型半導体発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5061974A (ja) |
| JP (1) | JP2889618B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101585102B1 (ko) | 2009-04-16 | 2016-01-13 | 삼성전자 주식회사 | 발광 소자 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5262657A (en) * | 1992-01-24 | 1993-11-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Optically activated wafer-scale pulser with AlGaAs epitaxial layer |
| JPH06275714A (ja) * | 1993-03-22 | 1994-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置素子基板、及び半導体レーザ装置の製造方法 |
| JP3251448B2 (ja) * | 1994-12-27 | 2002-01-28 | シャープ株式会社 | 画像形成装置のｌｅｄ書込み装置 |
| US6295307B1 (en) | 1997-10-14 | 2001-09-25 | Decade Products, Inc. | Laser diode assembly |
| JP4055503B2 (ja) | 2001-07-24 | 2008-03-05 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2003187983A (ja) * | 2001-12-17 | 2003-07-04 | Ricoh Co Ltd | 有機ｅｌトランジスタ |
| US7002176B2 (en) * | 2002-05-31 | 2006-02-21 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical organic transistor |
| US6927086B2 (en) * | 2002-09-24 | 2005-08-09 | Decade Products, Inc. | Method and apparatus for laser diode assembly and array |
| EP3166152B1 (en) * | 2003-08-19 | 2020-04-15 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting diode and method of manufacturing its substrate |
| US7502392B2 (en) * | 2003-09-12 | 2009-03-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser oscillator |
| US7864825B2 (en) | 2006-08-10 | 2011-01-04 | Lasertel, Inc. | Method and system for a laser diode bar array assembly |
| KR101305876B1 (ko) * | 2007-08-09 | 2013-09-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| JP5228442B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2013-07-03 | 三菱化学株式会社 | 集積型発光源およびその製造方法 |
| JP5228441B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2013-07-03 | 三菱化学株式会社 | 集積型発光源およびその製造方法 |
| TWI473292B (zh) * | 2008-12-15 | 2015-02-11 | Lextar Electronics Corp | 發光二極體晶片 |
| US8299479B2 (en) | 2010-03-09 | 2012-10-30 | Tsmc Solid State Lighting Ltd. | Light-emitting devices with textured active layer |
| US11025031B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-06-01 | Leonardo Electronics Us Inc. | Dual junction fiber-coupled laser diode and related methods |
| WO2020036998A1 (en) | 2018-08-13 | 2020-02-20 | Lasertel, Inc. | Use of metal-core printed circuit board (pcb) for generation of ultra-narrow, high-current pulse driver |
| US11056854B2 (en) | 2018-08-14 | 2021-07-06 | Leonardo Electronics Us Inc. | Laser assembly and related methods |
| US11296481B2 (en) | 2019-01-09 | 2022-04-05 | Leonardo Electronics Us Inc. | Divergence reshaping array |
| US11752571B1 (en) | 2019-06-07 | 2023-09-12 | Leonardo Electronics Us Inc. | Coherent beam coupler |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1543405A (en) * | 1975-03-29 | 1979-04-04 | Licentia Gmbh | Method of and arrangement for producing coherent mode radiation |
| CA1064025A (en) * | 1975-07-22 | 1979-10-09 | Gary H. Klein | High speed corrugating adhesives |
| JPS5249787A (en) * | 1975-10-17 | 1977-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor light coupling device |
| JPS5574190A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-04 | Sharp Corp | Photoelectro-converting semiconductor device |
| US4868614A (en) * | 1981-02-09 | 1989-09-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device matrix with non-single-crystalline semiconductor |
| JPS57139976A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-30 | Omron Tateisi Electronics Co | Light emitting/receiving device |
| JPS58153378A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-12 | Omron Tateisi Electronics Co | 光双安定装置 |
| US4831630A (en) * | 1983-04-14 | 1989-05-16 | Xerox Corporation | Phased-locked window lasers |
| JPS6085579A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-15 | Nec Corp | 発光受光素子の製造方法 |
| JPS61140189A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Canon Inc | 半導体レ−ザ |
| JPS61248584A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| US4803691A (en) * | 1985-05-07 | 1989-02-07 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Lateral superradiance suppressing diode laser bar |
| JPS61280693A (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-11 | Nec Corp | 複合半導体レ−ザ |
| JPS624385A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-10 | Nec Corp | 光検出器集積化半導体レ−ザアレイ装置 |
| JPS6214479A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発光・受光装置 |
| FR2593966B1 (fr) * | 1986-02-04 | 1988-09-09 | Ankri David | Structure semi-conductrice monolithique d'un transistor bipolaire a heterojonction et d'un laser |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27458689A patent/JP2889618B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-22 US US07/455,146 patent/US5061974A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101585102B1 (ko) | 2009-04-16 | 2016-01-13 | 삼성전자 주식회사 | 발광 소자 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5061974A (en) | 1991-10-29 |
| JPH02275683A (ja) | 1990-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2889618B2 (ja) | アレイ型半導体発光装置 | |
| EP0350327B1 (en) | Semiconductor laser arrays | |
| US5963568A (en) | Multiple wavelength, surface emitting laser with broad bandwidth distributed Bragg reflectors | |
| US5699375A (en) | Multiple wavelength, surface emitting laser with broad bandwidth distributed Bragg reflectors | |
| EP0493055B1 (en) | High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser/light emitting diode arrays | |
| US5317170A (en) | High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser/light emitting diode arrays without a substrate | |
| US7034340B2 (en) | Light-emitting diode array | |
| US6730936B2 (en) | Light-emitting diode array | |
| JPH04343484A (ja) | 発光ダイオードアレイ | |
| JPH06120614A (ja) | 多ビーム半導体量子井戸レーザ | |
| JP3323324B2 (ja) | 発光ダイオードおよび発光ダイオードアレイ | |
| US7653110B2 (en) | Semiconductor laser apparatus and method for mounting semiconductor laser apparatus | |
| US5196718A (en) | Light-emitting diode array | |
| US5801404A (en) | High efficiency, aluminum gallium arsenide LED arrays utilizing zinc-stop diffusion layers | |
| JP2000323750A (ja) | 発光ダイオードアレイ | |
| US5006907A (en) | Crosstalk preventing laser diode array | |
| JP2002009331A (ja) | 発光ダイオードアレイ | |
| JP3205049B2 (ja) | 光プリンター用光源 | |
| JP7103552B1 (ja) | 光半導体装置 | |
| JP2921239B2 (ja) | マルチビーム半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2817515B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JPH05347429A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH0864863A (ja) | モノリシック発光ダイオードアレイ及びその製造方法 | |
| JPH0695587B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2000012895A (ja) | 面発光型発光ダイオード・アレイおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |