JPH01185979A - 半導体発光ダイオード - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信に適した半導体発光ダイオード（以下
ＬＥＤと略記する）に間する。

（従来の技術） 光通信の多様化および高度化に伴い、複数の波長の光に
よる情報伝送の重要性が高まっている。

波長多重により、伝送容量の増大が期待きれる。

波長多重伝送のために複数の波長の光を発生する方式と
して、波長の異なる個別のＬＥＤを複数個組合わせる方
式や、結晶組成の異なる複数の発光層を有する車−のＬ
ＥＤを用いる方式が従来から提案きれていた（セミコン
ダクターズアンドセミメタルズＳｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒｓ　ａｎｄ　Ｓｅｍｉｍｅｔａｌｓ。

２２巻、バートＣ，ｐ２３２〜２３３）。

（発明が解決しようとする課題） 上に述べた従来の複数波長光発生方式のうち、個別のＬ
ＥＤで構成する方式で蛾、個々のＬＥＤの製造は比較的
容易であるが、光ファイバなどの伝送路と結合する際に
高精度の組立てを必要としたり、パッケージサイズが大
きくなるなどの問題点があった。一方、結晶組成の異な
る複数の発光層をもつワンチップＬＥＤでは、前述した
組立てやパッケージサイズに係わる問題点は大巾に低減
きれるが、結晶成長やデバイスプロ廿スの面での困難キ
が大きい、即ち、結晶組成の異なる発光層を同一基板上
に形成する半導体構造は複雑であリ、特に３波長以上を
ワンチップに集積化するのは極めて困難であった。

本発明の目的は、複数の波長の光を出力でき、しかも構
造が簡単で製作が容易なワンチップＬＥＤを提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決し上記目的を達成するために本発明が
提供する手段は、活性層を有するダブルヘテロ積層構造
を半導体基板上に備え、前記ダブルヘテロ積層構造をス
トライプ状に形成してなる発光領域が設けてある半導体
発光ダイオードであって、前記発光領域が複数箇設けて
あり、これら発光領域は長さが互いに異なることを特徴
とする。

（作用） 本発明のＬＥＤは、ストライプ状の発光領域を有するか
ら、ストライプ方向に利得が得られる。

そこで、この構造のＬＥＤは誘導放出光が大きく、高出
力が得られる。発光領域に電流を注入すると、発光領域
の長さにより注入密度が異なる。

発光領域が長く注入密度が低い場合、電子−正孔再結合
の平均的エネルギーが小さく、かつ発光領域内での吸収
も相対的に大きいから、ストライプ端からの出力光波長
は長い。一方発光領域が短いと注入密度が高くなり、電
子−正孔再結合の平均的エネルギーが大きくなり、かつ
発光領域内での利得も大きくなるから、ストライプ端か
らの出力光波長は短くなる。

本発明者の実験によれば、１００ρの長さの発光領域と
３００褐の長さの発光領域とでは発光エネルギーに１０
０ｍｅＶ程度の差異が得られることが分かった。

従って、同一基板上に長さの異なる複数の発光領域を形
成することにより、結晶組成を変えることなく複数の異
なる波長の光を容易に得ることができる。

（実施例） 次に本発明の実施例について、図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例を示し、本図（ａ）は半
導体基板に垂直な方向から見た平面図、同図（ｂ）はス
トライプ状発光領域の長手軸に垂直な面における断面図
である。この実施例の製作においては、まずｎ型ＩｎＰ
基板１１上にｎ型ＩｎＰ層１２．ｎ型１ｎＧａＡｓＰ活
性層１３．ｐ型ＩｔｌＰ層１４．ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層ＩＳを順に、例えば液相エピタキシャル法に
より形成する。次にエツチングにより、巾が５ＰＩで長
さが５０〜３００褐と長きの異なるストライプ状のメサ
１６ａ　、　１６ｂ　、　１６ｃを形成する。エピタキ
シャル層表面に、Ｓｉｎ、膜１７を形成した後、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層１５表面上のＳｉＯ□膜１７
の一部にｔ流産入口を形成する。ｐ型コンタクト層１５
の表面にＴｉ１ｔ膜を形成し、ｐ型電極１８とする。ｎ
型ＩｎＰ基板１１を厚さ約１００訓に研磨した後、基板
１１の表面にＡｕＧｅＮｉ膜を形成しｎ型電極１９とす
る。最後に光出力端部にＳｉＮ無反射膜２０を形成する
。

本実施例では、長さの異なるストライプ状の発光領域を
有しているから、各ストライプ端から異なる波長の出力
光を取出すことが出来る。例えは、長啓ＳＯ−のストラ
イプ端からは波長１．２０褐、長さ３００　ｐｍのスト
ライプ端からは波長１．３４５ｍの光をそれぞれ出力す
ることが出来る。しかも、第１図のＬＥＤは構造が簡単
で製作が容易である。この様に本発明により、複数の波
長の出力光をワンチップＬＥＤから容易に得ることが出
来る。

第２図は本発明の第２の実施例を示す平面図である。本
実施例では、第１の実施例に対し、ストライプ状の発光
領域２６ａ　、　２６ｂ　、　２６ｃ　、　２６ｄを放
射状に形成し、４５度の反射鏡２１で出力光を一ケ所に
集めている。第１の実施例に比べ、光ファイバーへの結
合がより容易になる。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明により、複数の波長の出
力光を出力でき、しかも製作が容易なワンチップＬＥＤ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の平面図、同図（
ｂ）はその第１の実施例の断面図、第２図は本発明の第
２の実施例の平面図である。 １１・・・半導体基板、１２・・・ｎ型ＩｎＰ層、１３
・・・活性層、１４・ｐ型ＩｎＰ層、１５・ｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰフンタクト層、１６ａ　、　１６ｂ　、　１６
ｃ　＝メサストライプ、１７・Ｓｉｎ、膜、１８−ｐ　
を極、１９−・−ｎ　！極、２０・・−５ｉＮ無反射膜
、２１・・・反射鏡、２６ａ　、　２６ｂ　、　２６ｃ
　、　２６ｄ−メサストライプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　活性層を有するダブルヘテロ積層構造を半導体基板上
   に備え、前記ダブルヘテロ積層構造をストライプ状に形
   成してなる発光領域が設けてある半導体発光ダイオード
   において、前記発光領域が複数箇設けてあり、これら発
   光領域は長さが互いに異なることを特徴とする半導体発
   光ダイオード。