JP3515461B2

JP3515461B2 - 半導体発光装置

Info

Publication number: JP3515461B2
Application number: JP37305999A
Authority: JP
Inventors: ジョン・レニー
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2004-04-05
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001189527A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、均一な電流注入が
可能となる半導体発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無機及び有機レーザ双方の、半導体によ
り構成される面発光レーザデバイス型構造が、V.G.Kozl
ov et al.,J.Appl.Phys.,84 8(1998)に開示されてい
る。しかしながら、過剰な熱の発生を防止するために均
一な電流注入を可能とする必要があるため、これらのす
べての構造は制限される。

【０００３】図８は、従来の典型的な面発光型半導体レ
ーザダイオードの第１の例を示す図である。図中、４１
はｎ型基板を示しており、このｎ型基板４１の主表面に
はｎ型コンタクト領域４２，ｎ型ＤＢＲ層４３，ｎ型ク
ラッド層４４，活性層４５，ｐ型クラッド層４６，ｐ型
ＤＢＲ層４７，ｐ型コンタクト層４８が順次積層して形
成されている。ｐ型コンタクト層４８の上にはｐ型金属
コンタクト４９が選択的に形成されている。また、ｎ型
基板４１の裏面には、ｎ型金属コンタクト５０が形成さ
れている。

【０００４】ｎ型ＤＢＲ層４３は２つの異なる半導体層
４３ａ及び４３ｂを交互に積層して形成されたＤＢＲミ
ラー構造であり、ｐ型ＤＢＲ層４７も同様に、２つの異
なる半導体層４７ａ及び４７ｂを交互に積層して形成さ
れたＤＢＲミラー構造である。

【０００５】この面発光型レーザダイオードにおいて、
活性層４５の上側及び下側に形成されたＤＢＲ構造（ｐ
型ＤＢＲ層４３及びｎ型ＤＢＲ層４７）はともに導電性
であり、ｐ型コンタクト層４８は、一般にＤＢＲ積層構
造の抵抗に比較して非常に低い比抵抗を有する。これに
より、活性層４５に対して均一な電流が注入され、レー
ザ光の均一な面発光が得られる。しかしながら、レーザ
光の放出領域の円周が３μｍよりも大きくなると、レー
ザ光が均一に放出されない問題が生じる。

【０００６】また、この導電性ＤＢＲ層４３及び４７を
構成する半導体層としては無機材料が考えられる。通常
ＤＢＲ構造は、異なる半導体層を交互に重ねた積層構造
を必要とし、これら異なる半導体層同士はレーザを放出
するのに必要とされるレベルに達するために反射率を上
げて有効な光閉じこめを実現する必要があるが、そのた
めには屈折率の差の大きい材料の組み合わせからなる積
層構造が必要となる。しかしながら、屈折率の差を大き
くとる場合には、一方の材料は高い抵抗を有し、従って
装置内に過剰に熱が発生するという問題点を有する。従
って、それほど屈折率の差の大きくない組み合わせから
なる積層構造を多段重ねる必要がある。これを無機材料
で実現するためには、少なくとも３０層程度の積層構造
を必要とする。このような積層構造を製造するために
は、ＭＯＣＶＤプロセス等複雑なプロセスと時間が必要
となる。また、このように少なくとも３０層もの積層構
造を設けた場合、結果として電流注入に際して抵抗が高
くなり、熱の発生は抑制できない。

【０００７】そこで、図９に示すような不導電性ＤＢＲ
構造を用いたレーザダイオードが考案されている。図９
は従来の典型的な半導体レーザダイオードの第２の例を
示す図である。図中、４１はｎ型基板を示しており、こ
のｎ型基板４１の主表面にはｎ型コンタクト領域４２，
ｎ型ＤＢＲ層４３，ｎ型クラッド層４４，活性層４５，
ｐ型クラッド層４６が順次積層して形成されている。そ
して、このｐ型クラッド層４６の上には不導電性ＤＢＲ
層５１が選択的に形成され、ｐ型クラッド層４６の両端
部表面は露出している。ｐ型クラッド層４６の露出した
表面にはクラッド層コンタクト５２が形成されている。

【０００８】ｎ型ＤＢＲ層４３は２つの異なる半導体層
４３ａ及び４３ｂを交互に積層して形成されたＤＢＲミ
ラー構造であり、不導電性ＤＢＲ層５１も同様に、２つ
の異なる半導体層５１ａ及び５１ｂを交互に積層して形
成されたＤＢＲミラー構造である。この図９に示す不導
電性ＤＢＲ構造を用いることにより、導電性ＤＢＲ構造
の場合よりも熱の発生を抑制できる。また、ＤＢＲ構造
を構成する半導体層の積層構造は、不導電性の酸化物を
用いて実現できるため、その積層構造は５あるいは６層
程度で充分に有効な光閉じこめの効果を奏する。

【０００９】しかしながら、この不導電性ＤＢＲ構造の
欠点は、均一な電流注入を困難にする構造にある。導電
性ＤＢＲ構造の場合は、そのＤＢＲ構造を介して電流注
入が可能であるが、不導電性ＤＢＲ構造は、そのＤＢＲ
構造を介して電流を注入できない。従って、電流注入の
ためのコンタクトをクラッド層表面であって装置側部に
設ける必要がある。このような構造は、均一な電流注入
を妨げる。

【００１０】この不均一な電流注入は図１０により説明
される。図１０は、活性層へのクラッド層からの電流注
入動作を示す図であり、簡単のため、上下ＤＢＲ構造と
もに不導電性の場合で説明する。クラッド層へ電流を供
給するコンタクト７及び９は、クラッド層４については
同図左側に、クラッド層６については同図右側に配置さ
れる。

【００１１】図１０に示すように、活性層５とクラッド
層４及び６の界面に対して平行な方向と垂直な方向に関
してクラッド層４及び６中の導電率が等しい場合、ある
位置に電流注入が集中してしまう。図１０に示す場合
は、上層クラッド層６に比較して下層クラッド層４の抵
抗が高い場合を示しており、電流集中領域は活性層５の
中心よりも同図左側に寄る。これは、クラッド層４とク
ラッド層６からみてその両者間の電流経路を考えた場
合、最も抵抗の低い部分を電流が流れようとするためで
ある。このように電流注入が不均一になると、ライフタ
イムが短くなったり、高いしきい電流密度を引き起こし
て過剰な熱が発生する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
面発光型のＤＢＲ構造を用いた発光装置の場合、ＤＢＲ
構造として導電性のものを用いた場合には、異なる屈折
率を有する積層構造を多段重ねる必要がある。一方、積
層構造の段数を少なくするために考案された不導電性Ｄ
ＢＲ構造を用いた場合には、均一な電流注入が困難であ
る。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、均一な電流注入を
可能とする半導体発光装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体発光
装置は、活性層と、この活性層の下面に形成され、該活
性層にキャリアを供給する下部キャリア拡散層と、前記
活性層の上面に形成され、前記下部キャリア拡散層とは
逆導電型のキャリアを該活性層に供給する上部キャリア
拡散層と、を具備してなり、前記下部キャリア拡散層と
前記上部キャリア拡散層の間で電流を流すことにより前
記活性層中で光を発生させ、前記下部キャリア拡散層と
前記上部キャリア拡散層は、それぞれ前記活性層との界
面に平行に配向した導電性ポリマーからなることを特徴
とする。

【００１５】望ましくは、上部キャリア拡散層の上面に
は不導電性ＤＢＲ構造が形成されてなり、下部キャリア
拡散層の下面には不導電性ＤＢＲ構造が形成されてな
る。

【００１６】また望ましくは、活性層は、有機材料によ
り構成されてなる。

【００１７】（作用）本発明では、活性層を挟むキャリ
ア拡散層に導電性ポリマーを用いる。また、この導電性
ポリマーを構成する鎖状構造を、活性層との界面に平行
に配向させる。このようにポリマーを配向させた場合、
キャリア拡散層を支配する導電性メカニズムは、主とし
て活性層との界面に平行な方向の導電メカニズムと活性
層との界面に垂直な方向の導電メカニズムに大別され
る。キャリア拡散層に注入される電流は、活性層との界
面に平行な方向には上記鎖状構造に沿って大きく流れる
のに対して、界面に垂直な方向の電流量は非常に小さく
なる。従って、この鎖状構造が活性層との界面に垂直な
方向に対して電流注入バリア層として機能し、キャリア
拡散層における電流注入の面内均一性が確保される。従
って、活性層から均一な発光が得られる。また、得られ
る半導体発光装置としての出力特性は、従来装置よりも
発光効率が非常に高く、かつ光放出を得るための低いし
きい値電流密度が得られ、駆動電圧も低下する。

【００１８】特に、不導電性ＤＢＲ構造を採用する場合
にはより大きな効果を奏する。すなわち、不導電性ＤＢ
Ｒ構造の発光装置では、電流注入用コンタクトは装置側
部に設けてＤＢＲ構造を介さずに電流注入を行う必要が
あるが、このような場合でも充分均一な電流注入が確保
される。

【００１９】また、活性層上下のキャリア拡散層のポリ
マー内の長鎖状構造の配向方向を互いに４５°乃至１３
５°に設定することにより、長鎖状構造の両端部のみな
らず長鎖状構造が交差する部位においても大きく電流が
注入され、電流注入の均一性をさらに高めることができ
る。

【００２０】さらに、活性層の材料として有機材料を用
いることにより、設計上の制約が非常に少なくなる。す
なわち、半導体材料によりこの活性層を構成する場合に
は、格子整合等の条件の制約により活性層に用いること
のできる材料はクラッド層の構成等により制限されてい
た。また、装置全体としても別の材料系が必要であっ
た。これに対して有機材料を用いた場合には、格子整合
等の条件の制約が非常に少なく、また例えば赤色レーザ
から青色レーザにシフトする場合にも活性層のみを別の
材料に変えることにより簡便に対応可能である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００２２】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に係る半導体発光装置の全体構成を示す図である。
図中、１は例えばガラスあるいはサファイヤ等からなる
基板を示しており、この基板１の主表面にはバッファ層
２，不導電性ＤＢＲ層３が順次積層して形成されてい
る。不導電性ＤＢＲ層３上には、後述する種々の方法に
より配向した長鎖状ポリマーからなる下部キャリア拡散
層としてのｎ型クラッド層４が形成されている。そし
て、このｎ型クラッド層４の上には活性層５及び上部キ
ャリア拡散層としてのｐ型クラッド層６が選択的に形成
され、ｎ型クラッド層４の片端部表面は露出している。
ｎ型クラッド層４の露出した表面にはｎ型クラッド層コ
ンタクト７が形成されている。また、ｐ型クラッド層６
の上には不導電性ＤＢＲ層８が選択的に形成されｐ型ク
ラッド層６の片端部表面は露出している。ｐ型クラッド
層６の露出した表面にはｐ型クラッド層コンタクト７が
形成されている。なお、バッファ層２は不要な場合には
省略してもよい。

【００２３】不導電性ＤＢＲ層３は２つの異なる半導体
層３ａ及び３ｂを交互に積層して形成されたＤＢＲミラ
ー構造であり、不導電性ＤＢＲ層８も同様に、２つの異
なる半導体層８ａ及び８ｂを交互に積層して形成された
ＤＢＲミラー構造である。

【００２４】本実施形態の特徴点は、電流注入層として
設けられたクラッド層４及び６に導電率に関して異方性
の物質を用いる点にある。このような構成をとることに
より、活性層５に対して均一な注入が装置の側部に設け
られた注入コンタクト７及び９を介して得られる。

【００２５】このような特徴点を備えるべく、各構成は
以下のような物質種、製造方法が用いられる。

【００２６】クラッド層４及び６には、導電率に関して
異方性を有する物質として、長鎖状のポリマー物質が用
いられる。このような導電性のポリマー物質としては、
例えばポリアセチレン（ＰＡ）、ポリ（ｐ−フェニリン
スルフィド（ＰＰＰ）、ポリ（ｐ−フェニリン）（ＰＰ
Ｓ）、ポリピロール（ＰＰＹ）、ポリチオフェン（Ｐｔ
ｈ）等が用いられ、Ｉ₃ ^-、ＡｓＦ₆ ^-、ＢＦ₄ ^-、Ｋ⁺等の
材料を用いたドープにより、これらポリマー内で鎖は一
の方向に配向する。

【００２７】長鎖状のポリマー物質をクラッド層４及び
６に用いる理由を図２を用いて説明する。図２は通常の
方法により成長させた長鎖状ポリマーの導電モードを示
す図である。長鎖状ポリマーは、図２に示す複数の結晶
体２１からなる。この結晶体２１は、単量体が重合する
ことにより形成される複数の長鎖状構造２２を有する。
このような長鎖状ポリマーでは、主に３つの導電モード
２３ａ〜２３ｃが得られる。これら３つの導電モード２
３ａ〜２３ｃは、配向に関係なく長鎖状ポリマー内にほ
ぼ均一に分布しており、方向に無関係に測定されるもの
である。

【００２８】導電モード２３ａは、結晶体２１内に生
じ、長鎖状構造２２の鎖の伸長方向に沿った方向を持つ
モードであり、３つのモード中最も重要且つ導電性の高
いモードである。導電モード２３ｂはモード２３ａと同
様結晶体２３ｂ内に生じ、長鎖状構造２２同士の間の導
電率を定めるものである。このように、物質の完全な結
晶体２１内には導電モード２３ａ及び２３ｂのみが存在
する。また、結晶体２１内ではすべての長鎖状構造２２
が同一の方向に沿って配向しているため、導電率は高い
異方性を有する。

【００２９】また、多結晶物質において、結晶体２１同
士の間にはボイドが存在し、このボイドにより導電モー
ド２３ｃが生じる。従って、導電モード２３ｃは結晶体
２１同士の間に生じる。このように、通常の製法により
成長させた長鎖状ポリマーには３つの導電モードの組み
合わせにより導電性が定まり、全体としてその物質本来
の値よりも導電性が高くなる。また、長鎖状構造２２
は、その構造２２が包含される結晶体２１ごとにその配
向が異なる。

【００３０】そこで、本実施形態のクラッド層４及び６
では、例えば長鎖状ポリマーを挟んで対向する２つの位
置から固化する際のポリマーを延伸することにより、結
晶体２１を延伸方向に沿って配向させて結晶体２１内の
長鎖状構造２２をすべて延伸方向に配向させる。これに
より、図２（ｂ）に示すような導電モード２３ａが単一
の方向に配向した薄膜が得られる。この導電モード２３
ａは、対象とするポリマーによって異なるが、導電モー
ド２３ｂに比較して数百倍大きな導電率を有する。これ
により、クラッド層４及び６は非常に高い異方性を有す
る物質となる。また、２方向からポリマーを延伸させる
方法のみならず、他の方法でも異方性を有するクラッド
層４及び６を製造可能である。例えば、静電荷を有しな
い布状物質を用いて固体の鎖状構造表面に摩擦を生じさ
せてもよい。この場合、摩擦の度合いに応じてその摩擦
を生じさせる方向に沿って長鎖状構造が配向していく。
また、電気的に極性を有するポリマーでは、液体状のポ
リマーを挟持し、２つの対向する位置からポリマーに対
して電圧を印加しても良い。この場合、電圧を印加する
ことによりポリマー中の長鎖状構造が配向し、その配向
状態で乾燥させることにより、導電率に関して長鎖状構
造が配向したポリマーを得ることができる。なお、この
長鎖状構造の鎖長は、１０ｎｍ〜２μｍであることが好
ましい。

【００３１】また、活性層５の候補としては、必要とさ
れる放出波長に応じて種々存在するが、例えばＤＣＭ
（や他の染料）がドープされたＡｌｑ3（トリス-（８−
ヒドロキシキノリンアルミニウム）、couramin４７（や
他の染料）がドープされた４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾ
ール）ビフェノール、ＰＰＶ（ポリ（ｐ−フェニリンビ
ニレン））がドープされ、又はＰＢＤ（２−（４−ビフ
ェニル）−５−（４−ｔ-ブチルフェニル）−１，３，
４−オキサジアゾール）がドープされたポリウレタン等
がある。なお、これら列挙したものに限定される者では
なく、他の有機導電物質や無機物質でも充分に高い光ゲ
インが得られる。クラッド層コンタクト６及び７は、Ｉ
ＴＯ、Ａｕ／Ｚｎ等により得られる。

【００３２】以上のように構成された半導体発光装置に
おいて、ｎ型クラッド層コンタクト７及びｐ型クラッド
層コンタクト９との間に電圧を印加すると、ｐ型クラッ
ド層６からはホールが、ｎ型クラッド層４からは正孔が
活性層５に供給される。活性層５では、これらホール及
び正孔が再結合することにより光が発生する。この光
は、不導電性ＤＢＲ層３及び８の間で反射を繰り返し、
増幅されて不導電性ＤＢＲ層８の上面からレーザ光とし
て放出される。

【００３３】次に、導電率に関して異方性を有する上記
薄膜により構成されるクラッド層４及び６から活性層５
への電流注入動作を図３を用いて説明する。

【００３４】光放出領域となる活性層５が、前述した異
方性の高い物質からなるクラッド層４及び６で挟まれ
る。この際、結晶体２１内の長鎖状構造２２が配向する
方向が、活性層５とクラッド層４及び６の境界面に平行
になる。このように配向面を設定した場合のクラッド層
４の境界面に平行な方向の導電率をμ₁、境界面に平行
な方向の導電率をμ₂とする。また、クラッド層６の境
界面に平行な方向の導電率をμ₃、境界面に垂直な方向
の導電率をμ₄とする。図３から分かるように、境界面
に平行な方向の各層の導電率μ₁及びμ₃は境界面に垂直
な導電率μ2及びμ₄よりも非常に高くなっているのが分
かる。このように、これら活性層５とクラッド層４及び
６の境界面の方向に沿った導電率が最も高くなる。換言
すれば、境界面に垂直な方向には、導電性は相対的に低
くなる。従って、クラッド層４又は６の側部に設けられ
たコンタクト７又は９から注入された電流は、クラッド
層４又は６を前記境界面に沿って流れるのに対して、そ
の境界面に垂直な方向にはあまり流れない。従って、境
界面に平行な方向に充分均一に電流が流れた後に、境界
面に垂直な方向に均一に活性層５に電流が注入されるこ
ととなる。従って、活性層５から均一な光放出が得られ
る。

【００３５】このように本実施形態によれば、クラッド
層４及び６を、活性層５との界面に沿って平行に配向し
た長鎖状ポリマーにより構成することにより、活性層５
との界面に平行な方向に垂直な方向よりも導電率が高ま
る。従って、クラッド層４及び６からの活性層５への均
一な電流が得られ、さらには活性層５からの均一な光放
出が得られる。

【００３６】特に、本実施形態のように不導電性ＤＢＲ
構造の発光装置では、電流注入用コンタクトは装置側部
に設けてＤＢＲ構造を介さずに電流注入を行う必要があ
るが、このような場合でも充分均一な電流注入が確保さ
れる。また、導電性ＤＢＲ構造を用いた場合には、多段
積層構造が必要となり、その多段積層構造を介して電流
注入経路が設けられることにより抵抗が高くなる。これ
に対して本実施形態ではＤＢＲ構造を介さずに電流注入
を行うため、電流注入経路の抵抗が低く抑えられ、装置
内の熱の過剰な発生を抑制することができる。

【００３７】また、活性層５の材料として有機材料を用
いることにより、設計上の制約が非常に少なくなる。す
なわち、半導体材料によりこの活性層を構成する場合に
は、格子整合等の条件の制約により活性層に用いること
のできる材料はクラッド層の構成等により制限されてい
た。また、装置全体としても別の材料系が必要であっ
た。これに対して有機材料を用いた場合には、格子整合
等の条件の制約が非常に少なく、また例えば赤色レーザ
から青色レーザにシフトする場合にも活性層のみを別の
材料にすることにより簡便に対応可能である。

【００３８】（第２実施形態）図４は本発明の第２実施
形態に係る半導体発光装置の全体構成を示す図である。
図４（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（ｃ）
はＢ−Ｂ’断面図である。第１実施形態と共通する部分
には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形
態の特徴点は、活性層５の下側に形成されたクラッド層
４と上側に形成されたクラッド層６の配向の方向を垂直
にした点である。

【００３９】本実施形態と第１実施形態が異なるのは、
クラッド層４及び６の配向方向の相互関係と、クラッド
層コンタクト７及び９の配置である。

【００４０】図４（ｂ）及び（ｃ）の断面図に示すよう
に、第１実施形態の半導体発光装置とほぼ同じ構成であ
るが、クラッド層コンタクト７及び９の配置が異なる。
第１実施形態の場合、クラッド層コンタクト７及び９
は、例えば装置上面から見て方形であり、略円筒形状あ
るいは錐体状のＤＢＲ層８の中心軸に対して対称の位置
に配置され、あるいは、そのＤＢＲ層８の周縁部を囲む
ようにそれぞれ配置されている。これに対して本実施形
態では、ＤＢＲ層８の中心軸に対して９０°をなす位置
にクラッド層コンタクト７及び９がそれぞれ配置されて
いる。

【００４１】また、第１実施形態では、クラッド層４及
び６のポリマーの調査状構造はそれぞれ活性層５との界
面に平行に配向しており、かつ装置上面から見ても平行
に配向している場合を示した。これに対して本実施形態
では、クラッド層４及び６がそれぞれ活性層５との界面
に平行に配向している点は第１実施形態と同様である
が、装置上面から見ると両者は垂直に配向している。具
体的には、図４（ａ）のようにクラッド層コンタクト７
及び９が配置されており、クラッド層４はＸ軸方向に、
クラッド層６はＹ軸方向に配向している。

【００４２】図５は上記クラッド層４及び６から活性層
５への電流注入動作を示す図である。光放出領域となる
活性層５が、前述した異方性の高い物質からなるクラッ
ド層４及び６で挟まれる。この際、結晶体２１内の長鎖
状構造２２が配向する方向が、活性層５とクラッド層４
及び６の境界面に平行になる。このように配向面を設定
した場合のクラッド層４の境界面に平行な方向の導電率
をμ₁、境界面に平行な方向の導電率をμ₂とする。ま
た、クラッド層６の境界面に平行な方向の導電率を
μ₃、境界面に垂直な方向の導電率をμ₄とする。

【００４３】図５から分かるように、境界面に平行な方
向の各層の導電率μ₁及びμ₃は境界面に垂直な導電率μ
₂及びμ₄よりも非常に高くなっているのが分かる。この
ように、これら活性層５とクラッド層４及び６の境界面
の方向に沿った導電率が最も高くなる。換言すれば、境
界面に垂直な方向には、導電性は相対的に低くなる。従
って、クラッド層４又は６の側部に設けられたコンタク
ト７又は９から注入された電流は、クラッド層４又は６
を前記境界面に沿って流れるのに対して、その境界面に
垂直な方向にはあまり流れない。この点は第１実施形態
と同じである。

【００４４】本実施形態では、活性層５との境界面に平
行であっても同図に示す断面では、クラッド層４に関し
ては非常に高い導電率μ₁を示しているのに対して、ク
ラッド層６は導電率は低く、紙面の手前側から奥方向に
導電率が非常に高くなっている。

【００４５】このようにクラッド層４及び６を構成する
ポリマーの配向方向を垂直に配置することの利点を図６
（ａ）及び（ｂ）、図６を用いて説明する。

【００４６】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の半導体
発光装置のポリマーを上面から見た模式図であり、６１
はクラッド層４のポリマーの長鎖状構造、６２はクラッ
ド層６のポリマーの長鎖状構造であり、（ａ）は長鎖状
構造６１及び６２ともに平行に配向している場合で、第
１実施形態に対応し、（ｂ）は長鎖状構造６１及び６２
がほぼ垂直をなして配向している場合で、本実施形態に
対応する。長鎖状構造を有するポリマーを用いる場合、
電流注入にはミクロ的に不均一性を有し、長鎖状構造の
両端部（同図に円で示す）が電流注入が最も高くなる電
流ピーク点となる。また、長鎖状構造の両端部以外に
も、両者長鎖状構造が装置上面から見て交差する部分で
も電流ピーク点が生じる。従って、これら図６（ａ）及
び（ｂ）を比較しても分かるように、電流ピーク点が
（ａ）よりも（ｂ）の方が面内に均一に分布する。従っ
て、互いに配向方向を異ならしめることにより、電流注
入の面内均一性がさらに向上する。結果として、発光の
均一性がさらに向上する。

【００４７】図７は、略円筒形状の活性層５の中心軸近
傍のクラッド層４及び６の配向方向のなす角度と発光効
率との関係を示す図である。図７に示すように、配向方
向が互いに９０°をなす場合、活性層５の中心軸近傍に
おける発光効率は最も高くなっている。なお、発光効率
は、９０°の場合を１とした相対値を示している。

【００４８】なお、本実施形態ではクラッド層４及び６
の配向方向のなす角度を９０°としたがこれに限定され
ない。配向方向のなす角度は４５°〜１３５°の範囲で
あるのが好ましい。また、クラッド層４及び６の配向方
向に応じてコンタクト７及び９の位置を変更させるのが
望ましい。具体的には、クラッド層中のポリマーの配向
方向に平行で活性層５の中心軸を通る直線上に対応する
コンタクトを設けるのが望ましい。

【００４９】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はない。例えば活性層５として有機材料を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、無機材料も適用可能であ
る。また、活性層５の上層及び下層に設けられたＤＢＲ
層３及び８はいずれも不導電性としたが、これに限定さ
れるものではない。上層あるいは下層の一方あるいは双
方が導電性ＤＢＲ層であった場合でも本発明を適用可能
である。

【００５０】例えば上層及び下層ともに導電性ＤＢＲ構
造を採用する場合、図４に示すクラッド層４４及び４６
として本実施形態のクラッド層を同様に配置すればよ
い。また、下層側が導電性ＤＢＲ構造、上層側が不導電
性ＤＢＲ構造の場合には、図５に示すクラッド層４４及
び４６に本実施形態のクラッド層を同様に配置すればよ
い。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、光
放出領域からの均一な放出を得ることのできるデバイス
を製造することであり、これは異方性の導電性物質を用
いてなされる。従って、高効率の面発光デバイスが形成
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体発光装置の
全体構成を示す縦断面図。

【図２】同実施形態における長鎖状ポリマーの構成を示
す顕微鏡写真の模式図。

【図３】同実施形態におけるクラッド層から活性層への
電流注入動作を説明するための図。

【図４】本発明の第２実施形態に係る半導体発光装置の
全体構成を示す図。

【図５】同実施形態におけるクラッド層から活性層への
電流注入動作を説明するための図。

【図６】同実施形態における拡散層の上下のクラッド層
それぞれのポリマーの配向を垂直にする利点を説明する
ための図。

【図７】同実施形態における活性層上下のクラッド層同
士の配向方向のなす角度と電流注入密度との関係を示す
図。

【図８】従来の導電性ＤＢＲ構造を有する面発光型レー
ザの全体構成を示す縦断面図。

【図９】従来の導電性ＤＢＲ構造と不導電性ＤＢＲ構造
を併せ持つ面発光型レーザの全体構成を示す縦断面図。

【図１０】従来の面発光型レーザにおける電流注入の問
題点を説明するための図。

【符号の説明】

１…基板２…バッファ層３，８…不導電性ＤＢＲ層４…ｎ型クラッド層５…活性層６…ｐ型クラッド層７…ｎ型クラッド層コンタクト９…ｐ型クラッド層コンタクト２１…結晶体２２…長鎖状構造２３ａ〜２３ｃ…導電モード６１…クラッド層４の長鎖状構造６２…クラッド層６の長鎖状構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H05B 33/00 - 33/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】活性層と、この活性層の下面に形成され、該活性層にキャリアを供
給する下部キャリア拡散層と、前記活性層の上面に形成され、前記下部キャリア拡散層
とは逆導電型のキャリアを該活性層に供給する上部キャ
リア拡散層とを具備してなり、前記下部キャリア拡散層と前記上部キャリア拡散層の間
で電流を流すことにより前記活性層中で光を発生させ、前記下部キャリア拡散層と前記上部キャリア拡散層は、
それぞれ前記活性層との界面に平行に配向した導電性ポ
リマーからなることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】前記上部キャリア拡散層の上面及び前記
下部キャリア拡散層の下面には不導電性ＤＢＲ構造が形
成されてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体
発光装置。
【請求項３】前記下部キャリア拡散層の導電性ポリマ
ーは、前記上部キャリア拡散層の導電性ポリマーと４５
°乃至１３５°の角度をなして配向されてなることを特
徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。