JP4699764B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
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Description
半導体または絶縁物からなる基板と、
前記基板の上に形成され、半導体からなる活性層の上下を、半導体からなる一対のクラッド層で挟んだ発光構造であって、該クラッド層が、該活性層のELスペクトルのピーク波長に相当するエネルギよりも広いバンドギャップを有する半導体で形成されている発光構造と、
前記基板と前記発光構造との間に配置されたキャリアトラップ層であって、該キャリアトラップ層のELスペクトルのピーク波長が、該基板のバンドギャップに相当する波長及び前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも長い該キャリアトラップ層と、
前記活性層に電流を注入する電極と、
前記基板と前記キャリアトラップ層との間に配置された光吸収層と
を有し、
前記光吸収層のELスペクトルのピーク波長が、前記基板のバンドギャップに相当する波長よりも長く、かつ前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも短い半導体発光素子が提供される。
上側クラッド層6は、SiまたはSeがドープされたn型のAlGaAsで形成されており、その厚さは1〜3μmである。上側クラッド層6のAlの組成比は0.3〜0.4であり、不純物濃度は1×1016〜1×1018cm−3である。電流拡散層7は、n型のAlGaAsで形成されており、その厚さは約4.5μmである。電流拡散層7の不純物濃度は約1×1018cm−3である。コンタクト層8は、n型のGaAsで形成されており、その厚さは約50nmである。コンタクト層8の不純物濃度は約2×1018cm−3である。
基板2の底面に、AuZn合金からなる下側電極1が形成されている。コンタクト層8の上面に、AuGe合金からなる上側電極9が形成されている。これらの電極は、例えば真空蒸着により形成される。上側電極9及び下側電極1から活性層5に電流を注入することにより、活性層5で発光が生ずる。上側電極9は、活性層5から放射された光が外部に取り出されるように、パターニングされている。
図2に、先の提案による半導体発光素子の概略断面図を示す。基板2の主表面上に、下側光吸収層10、下側クラッド層4、活性層5、上側クラッド層6、電流拡散層7、上側光吸収層11、及びコンタクト層8がこの順番に積層されている。
基板2は、活性層5の発光波長域で透明な材料、例えばAlGaAs、GaP等のp型半導体で形成されている。すなわち、基板2は、活性層5のELスペクトルのピーク波長に相当するエネルギよりも広いバンドギャップを有する。なお、基板2として、サファイア等の絶縁物からなる基板を用いてもよい。この場合には、下側電極1を基板2の底面上にに形成することができないため、下側光吸収層10と基板2との間に、p型AlGaAs等の半導体層を配置し、この半導体層に電極を形成することになる。
2 基板
3 キャリアトラップ層
4 下側クラッド層
5 活性層
6 上側クラッド層
7 電流拡散層
8 コンタクト層
9 上側電極
10 下側光吸収層
11 上側光吸収層
Claims (6)
- 半導体または絶縁物からなる基板と、
前記基板の上に形成され、半導体からなる活性層の上下を、半導体からなる一対のクラッド層で挟んだ発光構造であって、該クラッド層が、該活性層のELスペクトルのピーク波長に相当するエネルギよりも広いバンドギャップを有する半導体で形成されている発光構造と、
前記基板と前記発光構造との間に配置されたキャリアトラップ層であって、該キャリアトラップ層のELスペクトルのピーク波長が、該基板のバンドギャップに相当する波長及び前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも長い該キャリアトラップ層と、
前記活性層に電流を注入する電極と、
前記基板と前記キャリアトラップ層との間に配置された光吸収層と
を有し、
前記光吸収層のELスペクトルのピーク波長が、前記基板のバンドギャップに相当する波長よりも長く、かつ前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも短い半導体発光素子。 - 前記基板のバンドギャップが、前記活性層のELスペクトルのピーク波長に相当するエネルギよりも大きい請求項1に記載の半導体発光素子。
- 前記光吸収層のELスペクトルのピーク波長が、前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも短波長側において、該活性層のELスペクトルのピーク強度の10%の強度を示す波長よりも長い請求項2に記載の半導体発光素子。
- 前記キャリアトラップ層のELスペクトルのピーク波長が、前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも長波長側において、ピーク強度の10%の強度を示す波長よりも短い請求項1〜3のいずれかに記載の半導体発光素子。
- 前記キャリアトラップ層が量子井戸構造を有する請求項1〜4のいずれかに記載の半導体発光素子。
- 半導体からなる活性層の上下を、半導体からなる一対のクラッド層で挟んだ発光構造と、
光吸収層と、
前記光吸収層と前記発光構造との間に配置されたキャリアトラップ層と
を有し、
前記クラッド層は、前記活性層のELスペクトルのピーク波長に相当するエネルギよりも広いバンドギャップを有し、かつAlGaAsを含み、
前記キャリアトラップ層のELスペクトルのピーク波長が、前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも長く、該キャリアとラップ層はp型InGaAsを含み、
前記光吸収層のELスペクトルのピーク波長が、前記活性層のELスペクトルのピーク波長よりも短く、該光吸収層はp型AlGaAsを含む半導体発光素子。
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