JPH01209771A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置及びその製造方法

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JPH01209771A
JPH01209771A JP63036072A JP3607288A JPH01209771A JP H01209771 A JPH01209771 A JP H01209771A JP 63036072 A JP63036072 A JP 63036072A JP 3607288 A JP3607288 A JP 3607288A JP H01209771 A JPH01209771 A JP H01209771A
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JP
Japan
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layer
type
inp
cladding layer
type inp
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JP63036072A
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Tetsuya Yagi
哲哉 八木
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光通信の光源に用いられる長波長帯域の端面
発光型LEDに関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は例えば昭和62年春季電子情報通信学会総合全
国大会予稿集884に示された従来の端面発光型LED
を示す断面図であり、図において、αaはn型(以下n
−と略す)InP基板、αJはn−InP基板(2)上
に設けられたn−InP 第1クラッド層、a台はn 
−I nP 第1クラッド層αJ上に設けられ、InP
と格子整合のとれた1F−1,3μmの禁止帯巾を有す
6 InGaAsP活性層、0!ilハInGaAsP
活性層(141上に設けられたp型(以下p−と略す)
 InP第2クラッド層、αηはp−InP第2クラッ
ド層α9上に設けられ、p−InP第2クラッド層αり
まで達するストライプ状の溝部ueを有し、InPと格
子整合のとれたλF=1.1pmの禁止帯巾を有するn
−InGaAsP電流阻止層、α樽はストライプ状の溝
部αeを埋め込むようにn−InGaAsP電流阻止層
α電流阻止層α机上p−I nP第3タラツドJ―、α
優はp−InP第3クラッド層aa上に設けられたIn
Pと格子整合のとれたl=1.3μmの禁止帯巾を有す
るp−InGaAsPキャップ層、園はp側電極、Qυ
はn側電極である。
次に動作について説明する。p側電極■とn側電極+2
11の間にp側電極■が正となるようなバイアスを印加
すると1両電極間にn −I nGaAs P電流阻止
JIQ?+が介在する領域では、n−InP第1クラッ
ド層Q3、InGaAsP活性層(141,p−InP
第2クラット層Q51. n−InGaAsP電流阻止
層aη、p−InP第3クラッド層(I81によるnp
np m造(サイリスタ構造)が形成されているため電
流は流れず、電流はn−InGaAsP電流阻止層Uη
にうがたれたストライプ状溝部αωを通って流れる。す
なわち、電流の経路は図中の矢印で示しであるとおりで
ある。電流が流れることにより、 InGaAsP活性
層α滲に注入された電子及び正孔は再結合して発光領域
@に勿いて光を輻射する。−殻内なアプリケーションに
おいては1発光領域■において放射された光は光ファイ
バに導入される。従って、 n−InGaAsP電流阻
止層αηにうがたれたストライプ状溝部(16)の巾は
使用される光ファイバに最も効率的に光が導入されるよ
うに決定されている。光ファイバに導入される光の強度
を大きくするために、素子に流す電流を増していくと、
n−InGaAsP電流阻止層αηにうがたれたストラ
イプ状溝部αeよりp−InP第2クラッド層中に流れ
込む電流の内、ストライプ状溝部(161直下以外のル
ート(図中破線で示す)を通る電流成分が増加してくる
。この電流成分はn−InP第1クラッド層α3. I
nGaAsP活性層α滲、p−InP第2クラッド層Q
51. n−InGaAsP電流阻止層0η、p−I 
nP第3クラッド層α団により形成されているnpnp
サイリスタ構造のゲート電流Igに相当する。ところで
、本従来例におけるnpnpサイリスタ構造を形成する
2つのトランジスタ構造のうち、npn トランジスタ
部はエミッタ部がn−”P第1 り5 ’71’層a3
、ヘース部がp−InP第2クラッドJl(Is、コレ
クタ部がn−InGaAsP電流阻止層Uηで構成され
て詔り、このようなWide gap−Wide ga
p −Narrow gap構造のへテロ接合トランジ
スタはその電流増幅率αが大きくなることが一般に知ら
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体発光装置は以上のように構成されていたの
で、サイリスタ部におけるnpn )ランジスタの電流
増幅率αが大きく、小さなゲート電流Igでサイリスタ
部がターンオンし易くなっていた。
すなわち2本従来例を光ファイバに接続したアプリケー
ションにおいて、ファイバ内光強度を大きくするために
装置に流す電流を大きくすると第3図中の破線に示す電
流が流れはじめ−この電流がサイリスタ部のゲート電流
Igとなり、ストライプ状溝@5叫近傍のサイリスタ部
がターンオンして発光領域の面積が大きくなるため、フ
ァイバ内光強度が思うように大きくならないという問題
点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、装置に電流を多(流しても発光領域の面積が
広がらず、結果的にファイバ内光出力が太き(とれる半
導体発光装置及び安定なその製造方法を得ることを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体発光装置は、電流阻止層をn−A
lInAsで構成するようにしたものである。
また、この発明に係る半導体発光装置の製造方法はフッ
酸系エツチング液を用いてn−AlInAs電流阻止層
に選択的にp−InP第2クラッド層に達するストライ
プ状の溝部を形成するようにしたものである。
〔作用〕
この発明におけるn −A I I nAs1流阻止層
はサイリスク部のnpn トランジスタのコレクタ部を
構成し、ベース部のp−InP第2クラッド層、エミッ
タ部のn−InP第1クラッド層よりも禁止帯巾が大き
いため、npn)ランリスクの電流項中率aが従来例よ
りも小さくなり、サイリスタ部がターンオンしにくくな
る。すなわち、装置に流す電流を太き(してもストライ
プ状溝部近傍のサイリスタ部がターンオンしにくいため
、発光領域の面積が広がらず、ファイバ内光出力を大き
くとることができる。
またこの発明におけるn−AlInAs電流阻止層にp
−InP第2クラッド層に達するストライプ状溝部をう
がつ工程で用いられるフッ酸もしくはフッ酸系エツチン
グ液は、 InPをエツチングせずにAlInAsのみ
を選択的にエツチングするために、必要なエツチング時
間を多少オーバーしてもストライプ状溝部の底はp−I
nP第2クラッド層とn −A I I nAs電流阻
止層の界面となる。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2a図な
いし第2b図はこの発明の一実施例の製造方法を示す図
である。図において、(1)はn−InP基板、(2)
はn−InP基板(1)上に設けられたn−InP第1
クラッド層、(3)はn−InP第1クラッド層(2)
上1c設it ラF1.f;−p−InGaAsPC1
F−1,3μm)活性層、(4)はp−InGaAsP
活性層(3)上に設けられりp−InP第2クラッド層
、(6)はp−InP第2 り5 ッ)’ji!14)
上に設けられ、p−InP第2クラッド層(4)にまで
達するストライプ状の溝部(5)を有するn−AlIn
As電流阻止層−(7)はn−AlInAs電流阻止層
(6)上に設けられたp−InP第3クラッド層、(8
)はp−InP第3クラッド層(7)上に設けられたp
−InGaAsP(1= 1.3μm)  キャップ層
、(9)はp側電極、 (11はn (!!l *極で
ある。
次に動作について説明する。p側電極(9)とn側電極
αGの間にp側電極囚が正となるようなバイアスを印加
すると、両電極間にn−AlInAs電流阻止層(6)
が介在する領域ではn−InP第1クラッド層(2)、
p−InGaAsP(1= 1.3μm )活性@ (
31、p−InP第2クラッド層(4)、n−AlIn
As電流阻止J!1(61−p−InP第3クラッド層
(71ニヨルnpnp構造(サイリスタ構造)が形成さ
れているため電流は流れず、電流はn−AlInAs電
流阻止層(6)にうがたれたストライプ状溝部(5)を
通って流れる。すなわち、電流は図中の実線の矢印で示
しである経路で流れる。
電流が流れることによりp−InGaAsP活性層(3
)内に注入された電子及び正孔は再結合して発光領域器
において光を輻射する。−殻内なアプリケーションにお
いては発光領域(2)において輻射された光はファイバ
に導入される。従って、n −A I I nAsf&
を流阻止層(6)にうがたれたストライプ状溝部(5)
の巾はファイバ内に最も効率的に光が導入されるように
決定される。例えばコア径10μmの先球SMFに光を
導くように構成される際には、溝巾は6μm程度が最適
値となる。光フアイバ内に導入される光強度を大きくす
るために、素子に流す電流を増していくと、n−AlI
nAs電流阻止層(6)にうがたれたストライプ状溝部
(5)よりp−I nP第2クラッド層(4)中に流れ
込む電流の内、ストライプ状溝部(5)直下以外のルー
ト(図中破線で示す)を通る電流成分が増加してくる。
この電流成分は−n−InP第1クラッドm(2)、p
−InGaAsP活性層+31.p−InP第2クラッ
ド層(4)、1−AI InAs@nAs電流阻止層p
−InP第3クラッド層(7)によるnpnpサイリス
ク構造のゲート電流Igに相当する。ところで、本実施
例におけるnpnpサイリスタ構造を形成する2つのト
ランジスタ構造のうち、npn)ランジスタ部はエミッ
タ部がn−InP第1クラッド層(2)、ベース部が主
にp−InP第2クラッド層(4)、コレクタ部がn−
Al InAs電流阻止層(6)で構成されている。I
nPJこ格子整合するAlInAsの禁止帯巾は19″
:o、F3pm テあり、InPのそれ(λy’:0.
93μm)に比べて大きい。つまり、このnpn)ラン
ジスタノband構造はNarrow gap −Na
rrow gap −Wide gap  となり、そ
の電流項中率αは従来例に比べて小さくなり−Igが多
少流れてもサイリスタはターンオンしにくい構造となっ
ている。従って、装置に流す電流を増加させてもストラ
イプ状溝部(5)近傍のサイリスタ部がターンオンしに
くいため、発光領域器の面積が広がることなく光出力が
増加するため、ファイバ内光出力を大きくとることがで
きる。
次にこの発明の一実施例の製造方法について説明する。
まず、1回目のエピタキシャル成長により、n−InP
基板(1)上jcn−InP第1 り5 ’7 )’層
(2)、p−InGaAsP活性層(3)、p−InP
第2クラッド層(41,n−AlInAs電流阻止層(
6)を順次成長し。
第2a図に示すウエノ1を得る。次に写真製版技術を用
いて第2a図に示すウニ/%上にストライプ状の溝部を
有するレジストパターンαυを作製する。
次に、フッ酸もしくはフッ酸を純水で薄めたフッ酸系の
エツチング液を用いて、n−AlInAs電流阻止層(
6)にp−InP第2クラッド層(4)に達するストラ
イプ状の溝部(5)を形成する(第2b図)。この際、
フッ酸系のエツチング液においてはAlInAsのみを
エツチングし−InPはほとんど漫さなl、Nので、エ
ツチングは自動的にp−InP第2クラ゛ンドJi!i
 (41とn−AlInAst流阻止層(6)の界面で
停止する。
その後、レジストパター刈111を除去し、第2回目の
エピタキシャル成長で、ストライプ状の溝部(5)がう
がたれたn−AlInAs電流阻止層(6)上+cp−
InP′第3クラッド層(7)及びp−InGaAsP
キャップ層を順次エピタキシャル成長し、p側電極(9
)及びn側電極OCを形成して、第1図に示す半導体発
光装置を得る。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、電流阻止層をn−Al
InAs層で形成したので、装置に流す電流を大きくし
ても発光領域の面積が広がることなく光出力が大きくな
るので、光フアイバ内光強度を大きくすることができる
また、この発明によれば、n−AlInAs電流阻止層
にストライプ状溝部をうがつ工程にフッ酸もしくはフッ
酸系エツチング液を用いたので一エツチングかn−Al
InAs電流阻止層とp −I nP第2クラッド層の
界面で自動的に停止するので、装置を安定に製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
$1図はこの発明の一実施例による半導体発光装置を示
す断面図、第2a図ないし第2b図はこの発明の一実施
例による半導体発光装置の製造方法を示す図、第3図は
従来の半導体発光装置直を示す断面図である。 (1)はn−InP 基板、(2)はn−InP % 
1 り5 ツ)’層、(3)はp−InGaAsP活性
層、(4)はp−InP第2クラッド層、(5)はスト
ライプ状溝部、(6)はn−AlInAs電流阻止1+
i#−(71はp−InP第3クラッド層、i8) ハ
p−InGaAsPキャップ層。 なお−図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)n型InP基板上に設けられたn型InP第1ク
    ラッド層と、該n型InP第1クラッド層上に設けられ
    たn型もしくはp型もしくは真性のInGaAsP活性
    層と、該InGaAsP活性層上に設けられたp型In
    P第2クラッド層と、該p型InP第2クラッド層上に
    設けられた第2クラッド層に達するストライプ状の溝部
    を有するn型AlInAs電流阻止層と、該n型AlI
    nAs電流阻止層上に設けられ、ストライプ状の溝部を
    埋め込むように形成されたp型InP第3クラッド層と
    、該p型InP第3クラッド層上に設けられたp型In
    GaAsPキャップ層により構成されることを特徴とす
    る半導体発光装置。
  2. (2)第1回目のエピタキシャル成長でn型InP基板
    上にn型InP第1クラッド層と、InGaAsP活性
    層と、p型InP第2クラッド層と、n型AlInAs
    電流阻止層を順次エピタキシャル成長する工程と、フッ
    酸もしくはフッ酸系のエッチング液を用いてn型AlI
    nAs電流阻止層にp型InP第2クラッド層まで達す
    るストライプ状の溝部をうがつ工程と、第2回目のエピ
    タキシャル成長でストライプ状の溝部がうがたれたウェ
    ハ上にp型InP第3クラッド層と、p型InGaAs
    Pキャップ層を順次エピタキシャル成長する工程により
    構成されることを特徴とする半導体発光装置の製造方法
JP63036072A 1988-02-18 1988-02-18 半導体発光装置及びその製造方法 Pending JPH01209771A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7720123B2 (en) * 2006-08-28 2010-05-18 Mitsubishi Electric Corporation Buried type semiconductor laser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7720123B2 (en) * 2006-08-28 2010-05-18 Mitsubishi Electric Corporation Buried type semiconductor laser

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