JP3272060B2 - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
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- JP3272060B2 JP3272060B2 JP31097692A JP31097692A JP3272060B2 JP 3272060 B2 JP3272060 B2 JP 3272060B2 JP 31097692 A JP31097692 A JP 31097692A JP 31097692 A JP31097692 A JP 31097692A JP 3272060 B2 JP3272060 B2 JP 3272060B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己の発光を検知する
機能を有する半導体素子及び、同一端面において受発光
機能を有する半導体素子に関する。
機能を有する半導体素子及び、同一端面において受発光
機能を有する半導体素子に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体レーザ素子の発光をモニターする方
法として、次のような二つ方法が用いられている。即
ち、 １）半導体レーザ素子の出射端面の反対側にある後端面
に受光用フォトダイオードを配置し、後端面からの出射
を受光してモニターする。 ２）図４に示すように、活性層１の一部を除去し、除去
部の片端面のみを活性層１に垂直な鏡面２とする。そう
して、その垂直な鏡面２を形成した側の活性層１ａを半
導体レーザ素子とし、他の非垂直な鏡面３を有する活性
層１ｂを受光用フォトダイオードとして用いる。 また、今までは同一端面において受発光機能を有する半
導体素子はなかった。
法として、次のような二つ方法が用いられている。即
ち、 １）半導体レーザ素子の出射端面の反対側にある後端面
に受光用フォトダイオードを配置し、後端面からの出射
を受光してモニターする。 ２）図４に示すように、活性層１の一部を除去し、除去
部の片端面のみを活性層１に垂直な鏡面２とする。そう
して、その垂直な鏡面２を形成した側の活性層１ａを半
導体レーザ素子とし、他の非垂直な鏡面３を有する活性
層１ｂを受光用フォトダイオードとして用いる。 また、今までは同一端面において受発光機能を有する半
導体素子はなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の半導体レーザ素
子の発光をモニターする方法には、次のような問題があ
った。即ち、 １）第１の方法では、フォトダイオードが別個に一個必
要になり、費用がかかるとともに、モニター電流のバラ
ツキを低減するために、フォトダイオードとレーザ素子
のボンディング位置精度が厳しくなり、歩留りが低くな
る。 ２）第２の方法では、エッチングにより鏡面を得ること
が難しく、歩留りが悪い。また、同一の入出射面におけ
る受発光機能でないため、単芯双方向光通信用リンクに
利用することが困難である。
子の発光をモニターする方法には、次のような問題があ
った。即ち、 １）第１の方法では、フォトダイオードが別個に一個必
要になり、費用がかかるとともに、モニター電流のバラ
ツキを低減するために、フォトダイオードとレーザ素子
のボンディング位置精度が厳しくなり、歩留りが低くな
る。 ２）第２の方法では、エッチングにより鏡面を得ること
が難しく、歩留りが悪い。また、同一の入出射面におけ
る受発光機能でないため、単芯双方向光通信用リンクに
利用することが困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した半導体素子を提供するもので、第１導電型半導体
基板上に第１導電型下部クラッド層、活性層、第２導電
型上部クラッド層、活性層よりもバンドギャップエネル
ギーが小さい半導体層が順次積層され、前記積層面上
に、第１導電用電極および第２導電用電極が分離して形
成され、且つ第１導電用電極は活性層上に位置してお
り、前記第１導電用電極から半導体層までは第１導電型
に、前記第２導電用電極から第２導電型上部クラッド層
までは第２導電型になっていることを第１発明とし、積
層面上の第１導電用電極が反射端面近傍に局在すること
を第２発明とするものである。
決した半導体素子を提供するもので、第１導電型半導体
基板上に第１導電型下部クラッド層、活性層、第２導電
型上部クラッド層、活性層よりもバンドギャップエネル
ギーが小さい半導体層が順次積層され、前記積層面上
に、第１導電用電極および第２導電用電極が分離して形
成され、且つ第１導電用電極は活性層上に位置してお
り、前記第１導電用電極から半導体層までは第１導電型
に、前記第２導電用電極から第２導電型上部クラッド層
までは第２導電型になっていることを第１発明とし、積
層面上の第１導電用電極が反射端面近傍に局在すること
を第２発明とするものである。
【０００５】
【作用】上述のように、活性層上に、活性層よりもバン
ドギャップエネルギーが小さい半導体層を設け、活性層
上に位置する第１導電用電極から半導体層までは第１導
電型に、第２導電用電極から第２導電型上部クラッド層
までは第２導電型にすると、半導体層が光吸収層にな
り、第１導電用電極と第２導電用電極間においてフォト
ダイオードが形成され、活性層からの漏れ光を受光して
レーザ出力をモニターすることができる。また、前記第
１導電用電極を反射端面近傍に局在するように設ける
と、その反射端面における受発光が可能になる。
ドギャップエネルギーが小さい半導体層を設け、活性層
上に位置する第１導電用電極から半導体層までは第１導
電型に、第２導電用電極から第２導電型上部クラッド層
までは第２導電型にすると、半導体層が光吸収層にな
り、第１導電用電極と第２導電用電極間においてフォト
ダイオードが形成され、活性層からの漏れ光を受光して
レーザ出力をモニターすることができる。また、前記第
１導電用電極を反射端面近傍に局在するように設ける
と、その反射端面における受発光が可能になる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明にかか
る半導体素子の一実施例の断面図と上面図である。図
中、１１はｐ−ＩｎＰ基板、１２はｐ−ＩｎＰ下部クラ
ッド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．３μｍ）活
性層、１４はｎ−ＩｎＰ上部クラッド層、１５はｎ−Ｉ
ｎＰブロッキング層、１６はｐ−ＩｎＰブロッキング
層、１７は厚さ２．０μｍのノンドープＩｎＧａＡｓ吸
収層、１８は厚さ０．５μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓ（キャ
リア濃度３×１０18ｃｍ-3）コンタクト層である。活性
層１３の上部には幅４．０μｍ、深さ０．６μｍの吸収
層１７に達するｐ型のＺｎ拡散領域１９（キャリア濃度
５×１０18ｃｍ-3）、その外側にはＺｎ拡散領域１９に
接しないように深さ３μｍのｎ−ＩｎＰ上部クラッド層
１４に達するｎ型のＳ拡散領域２０が形成されている。
２１、２２はＡｕＺｎからなるｐ電極、２３はＡｕＧｅ
Ｎｉからなるｎ電極である。２４はｎ電極２３とｐ電極
２１を分離するＳｉＯ2 からなる絶縁膜である。なお、
拡散領域１９、２０はイオン打ち込みにより形成しても
よい。本実施例では、ｎ電極２３─吸収層１７─ｐ電極
２１の構造において受光用フォトダイオードが形成され
ている。この受光用フォトダイオードにより活性層１３
からの漏れ光を受け、レーザ発振をモニターすることが
できる。この場合、必要とする応答速度や光電流に応じ
てキャビティ方向の拡散領域１９の長さを変える。図２
は、本実施例を受光用フォトダイオードとして動作させ
るためのバイアス印加の回路図の一例を示したものであ
る。なお、同一面受発光素子として使用する場合には、
図３に示すように、ｐ型の拡散領域１９を反射率５〜１
０％の低反射膜２５を付けた反射端面から１０μｍ以内
に設ける必要がある。ここで、拡散領域１９を反射端面
から１０μｍ以内に局在させた理由は、拡散領域１９を
これ以上に広げると、活性層からの漏れ光を受け、反射
端面での入射光に対してのノイズを拾うからである。な
お、上記実施例では、ｐ型基板を用いたが、ｎ型基板を
用いてもよい。
を詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明にかか
る半導体素子の一実施例の断面図と上面図である。図
中、１１はｐ−ＩｎＰ基板、１２はｐ−ＩｎＰ下部クラ
ッド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ（λg ＝１．３μｍ）活
性層、１４はｎ−ＩｎＰ上部クラッド層、１５はｎ−Ｉ
ｎＰブロッキング層、１６はｐ−ＩｎＰブロッキング
層、１７は厚さ２．０μｍのノンドープＩｎＧａＡｓ吸
収層、１８は厚さ０．５μｍのｎ−ＩｎＧａＡｓ（キャ
リア濃度３×１０18ｃｍ-3）コンタクト層である。活性
層１３の上部には幅４．０μｍ、深さ０．６μｍの吸収
層１７に達するｐ型のＺｎ拡散領域１９（キャリア濃度
５×１０18ｃｍ-3）、その外側にはＺｎ拡散領域１９に
接しないように深さ３μｍのｎ−ＩｎＰ上部クラッド層
１４に達するｎ型のＳ拡散領域２０が形成されている。
２１、２２はＡｕＺｎからなるｐ電極、２３はＡｕＧｅ
Ｎｉからなるｎ電極である。２４はｎ電極２３とｐ電極
２１を分離するＳｉＯ2 からなる絶縁膜である。なお、
拡散領域１９、２０はイオン打ち込みにより形成しても
よい。本実施例では、ｎ電極２３─吸収層１７─ｐ電極
２１の構造において受光用フォトダイオードが形成され
ている。この受光用フォトダイオードにより活性層１３
からの漏れ光を受け、レーザ発振をモニターすることが
できる。この場合、必要とする応答速度や光電流に応じ
てキャビティ方向の拡散領域１９の長さを変える。図２
は、本実施例を受光用フォトダイオードとして動作させ
るためのバイアス印加の回路図の一例を示したものであ
る。なお、同一面受発光素子として使用する場合には、
図３に示すように、ｐ型の拡散領域１９を反射率５〜１
０％の低反射膜２５を付けた反射端面から１０μｍ以内
に設ける必要がある。ここで、拡散領域１９を反射端面
から１０μｍ以内に局在させた理由は、拡散領域１９を
これ以上に広げると、活性層からの漏れ光を受け、反射
端面での入射光に対してのノイズを拾うからである。な
お、上記実施例では、ｐ型基板を用いたが、ｎ型基板を
用いてもよい。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１導電型半導体基板上に第１導電型下部クラッド層、活
性層、第２導電型上部クラッド層、活性層よりもバンド
ギャップエネルギーが小さい半導体層が順次積層され、
前記積層面上に、第１導電用電極および第２導電用電極
が分離して形成され、且つ第１導電用電極は活性層上に
位置しており、前記第１導電用電極から半導体層までは
第１導電型に、前記第２導電用電極から第２導電型上部
クラッド層までは第２導電型になっているため、フォト
ダイオード内蔵の半導体レーザ素子を歩留り良く製造で
きるとともに、同一反射面での受発光機能を有する素子
を得ることができるという優れた効果がある。
１導電型半導体基板上に第１導電型下部クラッド層、活
性層、第２導電型上部クラッド層、活性層よりもバンド
ギャップエネルギーが小さい半導体層が順次積層され、
前記積層面上に、第１導電用電極および第２導電用電極
が分離して形成され、且つ第１導電用電極は活性層上に
位置しており、前記第１導電用電極から半導体層までは
第１導電型に、前記第２導電用電極から第２導電型上部
クラッド層までは第２導電型になっているため、フォト
ダイオード内蔵の半導体レーザ素子を歩留り良く製造で
きるとともに、同一反射面での受発光機能を有する素子
を得ることができるという優れた効果がある。
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる半導体素子の
一実施例の断面図と上面図である。
一実施例の断面図と上面図である。
【図２】上記実施例を受光用フォトダイオードとして動
作させるためのバイアス印加の回路図である。
作させるためのバイアス印加の回路図である。
【図３】本発明にかかる同一面で受発光する半導体素子
の一実施例の断面図である。
の一実施例の断面図である。
【図４】従来のフォトダイオード内蔵の半導体レーザ素
子の断面図である。
子の断面図である。
１１ 基板 １２ 下部クラッド層 １３ 活性層 １４ 上部クラッド層 １５ ｎ−ＩｎＰブロッキング層 １６ ｐ−ＩｎＰブロッキング層 １７ 吸収層 １８ コンタクト層 １９ Ｚｎ拡散領域 ２０ Ｓ拡散領域 ２１、２２ ｐ電極 ２３ ｎ電極 ２４ 絶縁膜 ２５ 低反射膜
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板上に第１導電型下
部クラッド層、活性層、第２導電型上部クラッド層、活
性層よりもバンドギャップエネルギーが小さい半導体層
が順次積層され、前記積層面上に、第１導電用電極およ
び第２導電用電極が分離して形成され、且つ第１導電用
電極は活性層上に位置しており、前記第１導電用電極か
ら前記半導体層までは第１導電型に、前記第２導電用電
極から第２導電型上部クラッド層までは第２導電型にな
っていることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項２】 積層面上の第１導電用電極が反射端面近
傍に局在することを特徴とする請求項１記載の半導体素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31097692A JP3272060B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31097692A JP3272060B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140621A JPH06140621A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3272060B2 true JP3272060B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=18011663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31097692A Expired - Fee Related JP3272060B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272060B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4896302B2 (ja) * | 2001-04-09 | 2012-03-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP31097692A patent/JP3272060B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06140621A (ja) | 1994-05-20 |
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