JPH01125886A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH01125886A JPH01125886A JP62282988A JP28298887A JPH01125886A JP H01125886 A JPH01125886 A JP H01125886A JP 62282988 A JP62282988 A JP 62282988A JP 28298887 A JP28298887 A JP 28298887A JP H01125886 A JPH01125886 A JP H01125886A
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１亙±１
本発明は半導体発光素子に関し、内部ストライプ型構造
を有する半導体発光素子に関する。
を有する半導体発光素子に関する。
従来技術
化合物半導体レーザは多くの研究がなされ、発振しきい
値電流を小さくし、単一の横モードで動作を可能とする
ための種々のストライプ型構造を有するものが提案され
ていた０例えば、電流狭窄構造を素子内部に有する内部
ストライプ型のレーザ素子にＭｅｌｔ−Ｅｔｃｈｅｄ
Ｉｎｎｅｒ Ｓｔｒｉｐｅ（ＭＥＩＳ）型レーザ素子が
あった。
値電流を小さくし、単一の横モードで動作を可能とする
ための種々のストライプ型構造を有するものが提案され
ていた０例えば、電流狭窄構造を素子内部に有する内部
ストライプ型のレーザ素子にＭｅｌｔ−Ｅｔｃｈｅｄ
Ｉｎｎｅｒ Ｓｔｒｉｐｅ（ＭＥＩＳ）型レーザ素子が
あった。
このＭＥＩＳ型レーザ素子は、例えば、ｎ−ＧａＡｓ板
の上に、液相エピタキシャル成長法によるｎ−ＧａＡｓ
パフ ７７層、ｎ−Ａ Ｉｏ、 ４５ＧａＯ、５５Ａ３
クラッド層、アンドープＡｌｏ、 １５ＧａＯ，８５Ａ
ｓ活性層、ｐ−Ａ ｔｏ 、 ４５”Ｏ、５ｓＡｓクラ
ッド層、およびｐ−ＧａＡｓキャップ層が順次形成され
ている。また、Ｐ −Ａ ｌ ｏ 、 ａ ５Ｇ ａ
ｏ 、 ｓ ５Ａ Ｓクラッド層の活性層側には逆メサ
状の溝を有するｎ−ＧａＡｓ層およびｎ−Ａｌｏ４５Ｇ
ａｏ、５５ＡＳ層が形成されている。積層部上面のｐ−
ＧａＡｓキャップ層の上には、ｐ型オーミック電極が形
成され、ｎ型オーミック電極が基板の裏面に形成されて
いる。この従来の素子構造では、Ｐ−ＡＩ（１，４５Ｇ
ａ０．５５ＡＳクラブト層に形成されたｎ−ＧａＡｓ層
とｒｌ−ＡＩｏ、４５ＧａＯ，５５Ａｇ層が電流狭窄層
として作用し、またこの電流狭窄層のうちｎ−ＧａＡｓ
層は、約０．３ＪＬｍ以下の非常に薄いＰ−ＡＩｏ、４
５ＧａＯ，５５Ａ！クラッド層を介して活性層の上部に
形成されているため、逆メサ状に形成された溝以外の部
分では損失領域となり、横モード安定の役割を果たして
いる。
の上に、液相エピタキシャル成長法によるｎ−ＧａＡｓ
パフ ７７層、ｎ−Ａ Ｉｏ、 ４５ＧａＯ、５５Ａ３
クラッド層、アンドープＡｌｏ、 １５ＧａＯ，８５Ａ
ｓ活性層、ｐ−Ａ ｔｏ 、 ４５”Ｏ、５ｓＡｓクラ
ッド層、およびｐ−ＧａＡｓキャップ層が順次形成され
ている。また、Ｐ −Ａ ｌ ｏ 、 ａ ５Ｇ ａ
ｏ 、 ｓ ５Ａ Ｓクラッド層の活性層側には逆メサ
状の溝を有するｎ−ＧａＡｓ層およびｎ−Ａｌｏ４５Ｇ
ａｏ、５５ＡＳ層が形成されている。積層部上面のｐ−
ＧａＡｓキャップ層の上には、ｐ型オーミック電極が形
成され、ｎ型オーミック電極が基板の裏面に形成されて
いる。この従来の素子構造では、Ｐ−ＡＩ（１，４５Ｇ
ａ０．５５ＡＳクラブト層に形成されたｎ−ＧａＡｓ層
とｒｌ−ＡＩｏ、４５ＧａＯ，５５Ａｇ層が電流狭窄層
として作用し、またこの電流狭窄層のうちｎ−ＧａＡｓ
層は、約０．３ＪＬｍ以下の非常に薄いＰ−ＡＩｏ、４
５ＧａＯ，５５Ａ！クラッド層を介して活性層の上部に
形成されているため、逆メサ状に形成された溝以外の部
分では損失領域となり、横モード安定の役割を果たして
いる。
しかし、この構造では、活性層の上部
に２層からなる電流狭窄層、電流チャネルとなるＰ−Ａ
ｌｏ、ａ５ＧａＯ，５５ＡＳクラッド層、およびｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層が積層されており、その積層の厚さが
ほぼ７ＪＬ１１に達するため、放熱が著しく低下すると
いう問題があった。また、この素子を製造する場合、逆
メサ状の溝を形成するために、液相成長中にメルトバッ
クによってｎ−ＧａＡ、ｓ層をエツチングする必要があ
るため、製造工程が複雑になり、装置の製作に手間がか
かるという問題があった。
ｌｏ、ａ５ＧａＯ，５５ＡＳクラッド層、およびｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層が積層されており、その積層の厚さが
ほぼ７ＪＬ１１に達するため、放熱が著しく低下すると
いう問題があった。また、この素子を製造する場合、逆
メサ状の溝を形成するために、液相成長中にメルトバッ
クによってｎ−ＧａＡ、ｓ層をエツチングする必要があ
るため、製造工程が複雑になり、装置の製作に手間がか
かるという問題があった。
目 的
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、放熱特性
に優れ、かつ素子の製造が容易な半導体発光素子を提供
することを目的とする。
に優れ、かつ素子の製造が容易な半導体発光素子を提供
することを目的とする。
梗−羞
本発明は上記の目的を達成させるため、本発光素子は、
ＧａＡｓ基板の主表面に実質的に平行に形成された発光
層を含み、ＧａＡｓ基板と発光層との間に気相成長法に
よる半絶縁性のＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層が形成され、Ｇ
ａＡｓ基板の上に複数の半導体層には、発光層近傍から
ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層を貫通し、基板に達するすじ状
の溝が形成されていることを特徴としたものである。以
下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。
ＧａＡｓ基板の主表面に実質的に平行に形成された発光
層を含み、ＧａＡｓ基板と発光層との間に気相成長法に
よる半絶縁性のＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層が形成され、Ｇ
ａＡｓ基板の上に複数の半導体層には、発光層近傍から
ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層を貫通し、基板に達するすじ状
の溝が形成されていることを特徴としたものである。以
下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。
第１図には本発明による型半導体発光素子の一実施例の
断面図が示されている。本実施例の素子は、ｎ型ガリウ
ム・砒素（ＧａＡｓ）基板１０１の上に、気相成長法に
よる半絶縁性のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓｓ層０９ （０，
１（１（０，４）および半絶縁性には、基板１０１の主
表面側、つまり各層の積層側に基板１０１に対して垂直
な方向にメサ状の溝１１３０が形成され、溝１８０の下
部は基板１０１に達するように形成されている。また、
溝１８０の内部、およびＧａＡｓ層１１０の上にはｎ−
Ａｌ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層１０２ （０，３＜ｙ
ｃｏ、６）が形成され、クラッド層１０２の上にはｎ−
Ａ Ｉ２０ａ ｌ−２Ａｓ活性層＋０３ （０≦２ （
０，２）が積層されている。活性層１０３の上に、ｐ−
Ａ ｌ ｙ Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｓクララ ド層１０
４ （０，３（ｙ（０，８）が積層され、クラッド層
１０４の上にはｐ−ＧａＡｓキャップ層１３５が形成さ
れている。
断面図が示されている。本実施例の素子は、ｎ型ガリウ
ム・砒素（ＧａＡｓ）基板１０１の上に、気相成長法に
よる半絶縁性のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓｓ層０９ （０，
１（１（０，４）および半絶縁性には、基板１０１の主
表面側、つまり各層の積層側に基板１０１に対して垂直
な方向にメサ状の溝１１３０が形成され、溝１８０の下
部は基板１０１に達するように形成されている。また、
溝１８０の内部、およびＧａＡｓ層１１０の上にはｎ−
Ａｌ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層１０２ （０，３＜ｙ
ｃｏ、６）が形成され、クラッド層１０２の上にはｎ−
Ａ Ｉ２０ａ ｌ−２Ａｓ活性層＋０３ （０≦２ （
０，２）が積層されている。活性層１０３の上に、ｐ−
Ａ ｌ ｙ Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｓクララ ド層１０
４ （０，３（ｙ（０，８）が積層され、クラッド層
１０４の上にはｐ−ＧａＡｓキャップ層１３５が形成さ
れている。
ｐ型オーミック電極１０６がｐ−ＧａＡｓキャップ層１
３５の上に形成され、ｎ型オーミック電極１０７が基板
１０１の裏面、つまり各層の積層側と反対側の基板面に
形成されている。
３５の上に形成され、ｎ型オーミック電極１０７が基板
１０１の裏面、つまり各層の積層側と反対側の基板面に
形成されている。
ｐ型オーミック電極１０６とｎ型オーミック電極＋０７
ｐ型オーミック電極１０６とｎ型オーミック電極１０
７のの画電極に電流を通した場合１発光は王として溝１
８０の上５近坊の活性Ｍ２Ｏ３内で生て活性層１０３に
閉じ込められる。
ｐ型オーミック電極１０６とｎ型オーミック電極１０
７のの画電極に電流を通した場合１発光は王として溝１
８０の上５近坊の活性Ｍ２Ｏ３内で生て活性層１０３に
閉じ込められる。
本実施例の構造では、基板１０１の上に気相成長法によ
る半絶縁性のＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａｌ 、Ａ ｓ層１０９
（０，１（！（０，４）が形成されているため、活性領
域への電流注入効率が向上する。また、活性層から積層
部表面までの層厚を薄く形成させることができるため、
放熱効率が良好となり、活性領域の温度上昇による発光
効率の低下を防止し、高い発光出力を得ることができる
。
る半絶縁性のＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａｌ 、Ａ ｓ層１０９
（０，１（！（０，４）が形成されているため、活性領
域への電流注入効率が向上する。また、活性層から積層
部表面までの層厚を薄く形成させることができるため、
放熱効率が良好となり、活性領域の温度上昇による発光
効率の低下を防止し、高い発光出力を得ることができる
。
なお、ＧａＡｓ層１１０は、本実施例では半絶縁性のＧ
ａＡｓを使用したが、ｎ型、あるいはｐ型のものを使用
することもできる。ＧａＡｓ層１１０に電流ブロック層
としての効果をもたらす場合には、ｐ型、あるいは半絶
縁性のものを使用することが望ましい。
ａＡｓを使用したが、ｎ型、あるいはｐ型のものを使用
することもできる。ＧａＡｓ層１１０に電流ブロック層
としての効果をもたらす場合には、ｐ型、あるいは半絶
縁性のものを使用することが望ましい。
第２図には、本発明による半導体発光素子の他の例の断
面図が示されている。この例の素子は、第１図に示され
ている実施例のｐ−Ａ Ｉ ｙ Ｇ ａ ｔ −ｙ Ａ
ｓクラッド層１０４のとに形成されたｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層１３５の代りにｎ型のＧａＡｓ、あるいはノン
ドープＧａＡｓからなるキャップ層１３８が形成され、
このキャップ層１３６に、キャップ層１３Ｂの表面から
クラッド層１０４に達するＺｎ拡散領域１３１が形成さ
れたものである。
面図が示されている。この例の素子は、第１図に示され
ている実施例のｐ−Ａ Ｉ ｙ Ｇ ａ ｔ −ｙ Ａ
ｓクラッド層１０４のとに形成されたｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層１３５の代りにｎ型のＧａＡｓ、あるいはノン
ドープＧａＡｓからなるキャップ層１３８が形成され、
このキャップ層１３６に、キャップ層１３Ｂの表面から
クラッド層１０４に達するＺｎ拡散領域１３１が形成さ
れたものである。
この構造では、積層部の上部に電流狭窄構造が形成され
ていることから、Ｐ型オーミック電極Ｉｎとｎ型オーミ
ック電極１０７の両電極間に電流を流した場合に、活性
層１０３の溝１８０に位置整合する部分である活性領域
への電流注入効率が一層向上する。
ていることから、Ｐ型オーミック電極Ｉｎとｎ型オーミ
ック電極１０７の両電極間に電流を流した場合に、活性
層１０３の溝１８０に位置整合する部分である活性領域
への電流注入効率が一層向上する。
第３図には１本発明による半導体１発光素子の他の例の
断面図が示されている。この例では、図に示されている
ように、第１図の積層構造を有する素子の半絶縁性のＡ
Ｉ ８０ａ １− ｘＡ ｓ層１０９の上部に形成し
た。半絶縁性のＧａＡｓ層１１０ 、 ｎ−Ａｌ、Ｇａ
１−ｘＡｓクラッド層１０２、活性層１０３ 、 ｐ−
ＡＩ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層１０４、およびｐ−Ｇ
ａＡｓキー１’−／プ層１３５が、溝１８０の上部に位
置整合する部分のみに形成され、ｐ型オーミック電極１
０Ｂが積層部の上面、積層部の側面、および積層部を除
いた半絶縁性のＡＩ、Ｇａｔ□Ａｓ層１０９の上部に形
成されている。つまり、溝１８０に対応するストライプ
状の積層部を残し、他の部分については半絶縁性のＡ
Ｉ、Ｇａ １−ｘＡｓ層１０８に達するまで取り去った
構造を有している。
断面図が示されている。この例では、図に示されている
ように、第１図の積層構造を有する素子の半絶縁性のＡ
Ｉ ８０ａ １− ｘＡ ｓ層１０９の上部に形成し
た。半絶縁性のＧａＡｓ層１１０ 、 ｎ−Ａｌ、Ｇａ
１−ｘＡｓクラッド層１０２、活性層１０３ 、 ｐ−
ＡＩ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層１０４、およびｐ−Ｇ
ａＡｓキー１’−／プ層１３５が、溝１８０の上部に位
置整合する部分のみに形成され、ｐ型オーミック電極１
０Ｂが積層部の上面、積層部の側面、および積層部を除
いた半絶縁性のＡＩ、Ｇａｔ□Ａｓ層１０９の上部に形
成されている。つまり、溝１８０に対応するストライプ
状の積層部を残し、他の部分については半絶縁性のＡ
Ｉ、Ｇａ １−ｘＡｓ層１０８に達するまで取り去った
構造を有している。
この例の構造では、層１０８より上の積層部が溝１８０
の上部だけに形成されているため、ｐ型オーミック電極
１０Ｂとｎ型オーミック電極１０７の円電極に電流を通
した場合、活性層１０３の上部における電流の横方向へ
の広がりがなくなるため、活性領域への電流注入効率が
向上する。
の上部だけに形成されているため、ｐ型オーミック電極
１０Ｂとｎ型オーミック電極１０７の円電極に電流を通
した場合、活性層１０３の上部における電流の横方向へ
の広がりがなくなるため、活性領域への電流注入効率が
向上する。
第４Ａ図〜第４Ｃ図には、第１図に示した本発明におけ
る基本的な素子の製造工程の実施例が示されている。
る基本的な素子の製造工程の実施例が示されている。
まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１の上に、気相成長法によ
って半絶縁性のＡＩ、Ｇａ１−ｘＡｓ層１０９ （０，
１（！（０，４）と半絶縁性のＧａＡｓ層１１０を成長
させる（第４Ａ図）０％気相成長法、ハライドガスによ
る気相成長法や有機金属気相成長法を使用することがで
きる。
って半絶縁性のＡＩ、Ｇａ１−ｘＡｓ層１０９ （０，
１（！（０，４）と半絶縁性のＧａＡｓ層１１０を成長
させる（第４Ａ図）０％気相成長法、ハライドガスによ
る気相成長法や有機金属気相成長法を使用することがで
きる。
次に、フォトリングラフィおよびエツチングにより、Ｇ
ａＡｓ層１１０の表面からｎ−ＧａＡｓ基板１０１に達
する溝１８０を形成する（第４Ｂ図）。エツチングは、
反応性イオンエツチング、 ＥＣＲプラズマによるエツ
チング、あるいは化学エツチング等、種々のエツチング
法を使用することができる。例えば、化学エツチング法
を使用した場合１体積比がＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２
０ＩＩ＋に８：１のエッチャントを使用し、約５℃で約
１分間エツチングを行うことにより、エツチングの深さ
が約２．５７Ｌｍの溝１８０を形成することができる。
ａＡｓ層１１０の表面からｎ−ＧａＡｓ基板１０１に達
する溝１８０を形成する（第４Ｂ図）。エツチングは、
反応性イオンエツチング、 ＥＣＲプラズマによるエツ
チング、あるいは化学エツチング等、種々のエツチング
法を使用することができる。例えば、化学エツチング法
を使用した場合１体積比がＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２
０ＩＩ＋に８：１のエッチャントを使用し、約５℃で約
１分間エツチングを行うことにより、エツチングの深さ
が約２．５７Ｌｍの溝１８０を形成することができる。
エツチングの際のマスクの方向によって順メサ、あδい
は逆メサの形状を有する溝１８０を形成させることがで
きるが、本発明の構造では溝１８０の形状は特に問題で
なく、溝１８０の下部が半絶縁性のＡ Ｉ Ｉｌｌ Ｇ
ａ ｔ □Ａ ｓ層１０８および半絶縁性のＧａＡｓ層
１１０を貫通してｎ−ＧａＡｓ基板１０１に達するよう
に形成されていればよい。
は逆メサの形状を有する溝１８０を形成させることがで
きるが、本発明の構造では溝１８０の形状は特に問題で
なく、溝１８０の下部が半絶縁性のＡ Ｉ Ｉｌｌ Ｇ
ａ ｔ □Ａ ｓ層１０８および半絶縁性のＧａＡｓ層
１１０を貫通してｎ−ＧａＡｓ基板１０１に達するよう
に形成されていればよい。
次に、液相エピタキシャル成長法によ
りＧａＡｓ層１１０の上面および溝１８０の内部にｎ−
Ａｌ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層１０２ （０，３（
ｙ（０，８）を成長させる。さらに、同成長法によって
、クラッド層１０２の上に活性層１０３を成長させ、活
性層１０３の上にＰ−ＡＩ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層
１０４ （０，３ｃ７ｃＯｙ８）を成長させ、クラッ
ド層１０４の上にｐ−ＧａＡｓキャップ層１３５を成長
させる。その後に、ｐ型オーミック電極１０Ｂをｐ−に
ａＡｓキャップ層１３５の上に形成し、ｎ型オーミック
電極１０７を基板１０１の裏面、つまり各層の積層側と
反対側の基板面に形成する（第４Ｃ図）０次に、へき開
によってウェハから切り出すことによって、素子を得る
ことができる。
Ａｌ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層１０２ （０，３（
ｙ（０，８）を成長させる。さらに、同成長法によって
、クラッド層１０２の上に活性層１０３を成長させ、活
性層１０３の上にＰ−ＡＩ、Ｇａ１−ｘＡｓクラッド層
１０４ （０，３ｃ７ｃＯｙ８）を成長させ、クラッ
ド層１０４の上にｐ−ＧａＡｓキャップ層１３５を成長
させる。その後に、ｐ型オーミック電極１０Ｂをｐ−に
ａＡｓキャップ層１３５の上に形成し、ｎ型オーミック
電極１０７を基板１０１の裏面、つまり各層の積層側と
反対側の基板面に形成する（第４Ｃ図）０次に、へき開
によってウェハから切り出すことによって、素子を得る
ことができる。
なお、本実施例における半絶縁性のＡｌｘＧａ１−ｘＡ
ｓ層１０９の層厚は、約１〜１．５４ｍが望ましく、ま
た半絶縁性のＧａＡｓ層１１０の層厚は約０．５ｇｍが
望ましい、溝１８０の幅は、好ましくは約５ル鵬以下に
形成させることが望ましい。
ｓ層１０９の層厚は、約１〜１．５４ｍが望ましく、ま
た半絶縁性のＧａＡｓ層１１０の層厚は約０．５ｇｍが
望ましい、溝１８０の幅は、好ましくは約５ル鵬以下に
形成させることが望ましい。
参考のため、半導体発光素子として従来提案されている
ＭＥＩＳ型レーザ素子の例が第５図に示されている。
ＭＥＩＳ型レーザ素子の例が第５図に示されている。
図に示されている従来のＭＥＩＳ型レーザ素子は、ｎ−
ＧａＡｓ基板１の上に、液相エピタキシャル成長法によ
−）テｎ−ＧａＡｓバー／ ７７層２、ｎ−Ａｌｏ、４
５Ｇａｏ、５ｓＡＳクラッド層３、アンドープＡ Ｉｏ
、 １５”０ 、８５Ａ！活性層４、ｐ−Ａ Ｉｏ
、 ４５Ｇａ０ 、５５Ａ３クラッド層５．およびｎ−
ＧａＡｓ層６を順次成長させる。さらに、溝１日のスト
ライプ状の開口部を除＜ ｎ−ＧａＡｓ層６の上面を１
−Ａｌｏ、ａｓＧａｏ、５ｓＡ３層７で埋め込み、その
後、Ｐ−ＡＩｏ、４５ＧａＯ，５５ＡＳクラッド層５と
同じ組成の層により、メサ部のｎ−ＧａＡｓ層６をメル
トエッチし、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を成長させ、積
層部のＬ 需 Ｉψ ＋ 朔τ −μ −二 、
ｈ 清除 七≦ ０ 克 蕩 −１。 司１−ド −よ
って得られる。
ＧａＡｓ基板１の上に、液相エピタキシャル成長法によ
−）テｎ−ＧａＡｓバー／ ７７層２、ｎ−Ａｌｏ、４
５Ｇａｏ、５ｓＡＳクラッド層３、アンドープＡ Ｉｏ
、 １５”０ 、８５Ａ！活性層４、ｐ−Ａ Ｉｏ
、 ４５Ｇａ０ 、５５Ａ３クラッド層５．およびｎ−
ＧａＡｓ層６を順次成長させる。さらに、溝１日のスト
ライプ状の開口部を除＜ ｎ−ＧａＡｓ層６の上面を１
−Ａｌｏ、ａｓＧａｏ、５ｓＡ３層７で埋め込み、その
後、Ｐ−ＡＩｏ、４５ＧａＯ，５５ＡＳクラッド層５と
同じ組成の層により、メサ部のｎ−ＧａＡｓ層６をメル
トエッチし、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を成長させ、積
層部のＬ 需 Ｉψ ＋ 朔τ −μ −二 、
ｈ 清除 七≦ ０ 克 蕩 −１。 司１−ド −よ
って得られる。
この構造では、ｎ−ＧａＡｓ層６とｎ−Ａ Ｉｏ、 ４
５Ｇａ０ 、５ｓＡ３層７が電流狭窄層として作用し、
またこの電流狭窄層のうちのｎ−ＧａＡｓ層６が、ｎ−
ＧａＡｓ層６と活性Ｍ４の間に形成された約０．３ｐ−
ｍ以下の非常に薄いＰ−Ａｌｏ、４５Ｇａ□、５５ＡＳ
クラッド層５を介して形成されているため、逆メサ状の
溝の下部のほぼ中央部以外の部分が損失領域となり、横
モード安定の役割を果たしている。
５Ｇａ０ 、５ｓＡ３層７が電流狭窄層として作用し、
またこの電流狭窄層のうちのｎ−ＧａＡｓ層６が、ｎ−
ＧａＡｓ層６と活性Ｍ４の間に形成された約０．３ｐ−
ｍ以下の非常に薄いＰ−Ａｌｏ、４５Ｇａ□、５５ＡＳ
クラッド層５を介して形成されているため、逆メサ状の
溝の下部のほぼ中央部以外の部分が損失領域となり、横
モード安定の役割を果たしている。
しかし、この構造では、活性層４の上部に２層からなる
電流ブロック層、電流チャネルとなるｐ−Ａｌ０．４５
Ｇａｏ、５５Ａ＄クラッド層５、およびｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層８が積層されており、その積層の厚さがほぼフ
ル量に達するため、放熱が著しく低下するという問題が
あった。また、この素子を製造する場合、逆メサ状の溝
を形成するために、液相成長中にメルトバックによって
ｎ−ＧａＡｓ層６をエツチングする必要があるため、製
造工程が複雑になミック電極１０を基板１の裏面に形成
することにり、装置の製作に手間がかかりすぎるという
問題があった。
電流ブロック層、電流チャネルとなるｐ−Ａｌ０．４５
Ｇａｏ、５５Ａ＄クラッド層５、およびｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層８が積層されており、その積層の厚さがほぼフ
ル量に達するため、放熱が著しく低下するという問題が
あった。また、この素子を製造する場合、逆メサ状の溝
を形成するために、液相成長中にメルトバックによって
ｎ−ＧａＡｓ層６をエツチングする必要があるため、製
造工程が複雑になミック電極１０を基板１の裏面に形成
することにり、装置の製作に手間がかかりすぎるという
問題があった。
しかし、第１図〜第４図に示された本発明による素子は
、電流狭窄層として気相成長法による半絶縁層１０８を
形成することから、製造工程において均一性の非常に良
好な層を得ることができ。
、電流狭窄層として気相成長法による半絶縁層１０８を
形成することから、製造工程において均一性の非常に良
好な層を得ることができ。
また大きい抵抗率が得られる等、液相成長法に比べ優れ
た特性を有する半絶縁層を得ることができる。したがっ
て、素子の製造におけるエツチング処理では基板上に成
長された層の位置による層厚の変動を気にすることなく
作業を進めることができ、エツチングの制御を容易に行
うことができる。
た特性を有する半絶縁層を得ることができる。したがっ
て、素子の製造におけるエツチング処理では基板上に成
長された層の位置による層厚の変動を気にすることなく
作業を進めることができ、エツチングの制御を容易に行
うことができる。
また、電流狭窄層である半絶縁性層１０８が従来のＭＥ
ＩＳ型半導体素子に比べ、約２ル■以下の非常に薄い層
として成長させることができ、かつ基板側に形成されて
いることから、例えば各層の成長側をヒートシンクに接
合する場合には、活性層から積層部上面までを約１．５
１Ｌｍ程度の厚さとすることができる。 ゛ さらに、第１図および第２図のに示した素子では、半絶
縁性層１０８の上部に形成されたＧａＡｓ層１１０が、
例えばｉ型からなる半絶縁性層１０９の酸化防止の役割
を果たし、また溝１８０の両側においては活性層１０３
で発生した光に対する損失領域となるため、安定した単
一モード動作が可能となる。
ＩＳ型半導体素子に比べ、約２ル■以下の非常に薄い層
として成長させることができ、かつ基板側に形成されて
いることから、例えば各層の成長側をヒートシンクに接
合する場合には、活性層から積層部上面までを約１．５
１Ｌｍ程度の厚さとすることができる。 ゛ さらに、第１図および第２図のに示した素子では、半絶
縁性層１０８の上部に形成されたＧａＡｓ層１１０が、
例えばｉ型からなる半絶縁性層１０９の酸化防止の役割
を果たし、また溝１８０の両側においては活性層１０３
で発生した光に対する損失領域となるため、安定した単
一モード動作が可能となる。
幼−一朱
本発明によれば、基板の主表面側に電流狭窄層として気
相成長法による半絶縁層が形成されていることから、活
性領域への電流注入効率が向北する。また、活性層から
積層部表面までの層厚を薄く形成させることができるた
め、放熱効率が良好となり、活性領域の温度上昇による
発光効率の低下を防止することがでる。したがって、高
い発光出力を得ることができる。
相成長法による半絶縁層が形成されていることから、活
性領域への電流注入効率が向北する。また、活性層から
積層部表面までの層厚を薄く形成させることができるた
め、放熱効率が良好となり、活性領域の温度上昇による
発光効率の低下を防止することがでる。したがって、高
い発光出力を得ることができる。
施例を部分的に示す断面図、
第２図および第３図は、本発明による半導体発光素子の
他の例を部分的に示す断面図、第４Ａ図〜第４Ｃ図は、
第１図に示した半導体発光素子の製造工程の一例を示す
断面図、 第５図は、従来技術による半導体発光素子の例を部分的
に示す断面図である。 部 の符号の説明 ＋０１ 、 、 、 、基板 １０２ 、 、 、 、 ｎ型クラッド層＋０３ 、
、 、 、活性層 ＋０４ 、 、 、 、 ｐ型りラッド層１０Ｂ 、
、 、 、 ｐ側電極 １０７ 、 、 、 、 ｎ側電極 １０９ 、 、 、 、電流狭窄層 １３５ 、 、 、 、キャップ層 １８０ 、 、 、 、溝 摩、１図 葬、２図 地３閏 ＋４４図 乳４Ｂ図 奉４Ｃ図
他の例を部分的に示す断面図、第４Ａ図〜第４Ｃ図は、
第１図に示した半導体発光素子の製造工程の一例を示す
断面図、 第５図は、従来技術による半導体発光素子の例を部分的
に示す断面図である。 部 の符号の説明 ＋０１ 、 、 、 、基板 １０２ 、 、 、 、 ｎ型クラッド層＋０３ 、
、 、 、活性層 ＋０４ 、 、 、 、 ｐ型りラッド層１０Ｂ 、
、 、 、 ｐ側電極 １０７ 、 、 、 、 ｎ側電極 １０９ 、 、 、 、電流狭窄層 １３５ 、 、 、 、キャップ層 １８０ 、 、 、 、溝 摩、１図 葬、２図 地３閏 ＋４４図 乳４Ｂ図 奉４Ｃ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＧａＡｓ基板の上に複数の半導体層が積層された半
導体発光素子において、該素子は、 前記ＧａＡｓ基板の主表面に実質的に平行に形成された
発光層を含み、 前記ＧａＡｓ基板と該発光層との間に気相成長法による
半絶縁性のＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ層が形成され
、前記複数の半導体層には、前記発光層近傍から該Ａｌ
＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ層を貫通し、前記基板に達す
るすじ状の溝が形成されていることを特徴とする半導体
発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62282988A JPH01125886A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62282988A JPH01125886A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01125886A true JPH01125886A (ja) | 1989-05-18 |
Family
ID=17659751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62282988A Pending JPH01125886A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01125886A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0712169A1 (en) * | 1994-11-14 | 1996-05-15 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP62282988A patent/JPH01125886A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0712169A1 (en) * | 1994-11-14 | 1996-05-15 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
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