JPH02133980A - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

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JPH02133980A
JPH02133980A JP63288001A JP28800188A JPH02133980A JP H02133980 A JPH02133980 A JP H02133980A JP 63288001 A JP63288001 A JP 63288001A JP 28800188 A JP28800188 A JP 28800188A JP H02133980 A JPH02133980 A JP H02133980A
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JP
Japan
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light emitting
semiconductor light
layer
resistance
emitting device
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JP63288001A
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English (en)
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Toshihiro Takada
敏弘 高田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/0014Measuring characteristics or properties thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04254Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
    • HELECTRICITY
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06226Modulation at ultra-high frequencies
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

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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】 [概要] 半導体レーザや発光ダイオード等の発光部が半導体基板
上に形成された半導体発光素子に関し、外部回路とイン
ピーダンスマツチングをとることが容易な半導体発光素
子を提供することを目的とし、 半導体基板の一主面に発光部を構成する半導体層及び第
1の電極層を設け、前記半導体基板の他の主面に第2の
電極層を設けた半導体発光素子において、前記半導体基
板の前記色の主面と前記第2の電極層との間に、前記半
導体発光素子の抵抗値を調節するトリミング清が形成さ
れる抵抗層を設けるように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は半導体レーザや発光ダイオード等の発光部が半
導体基板上に形成された半導体発光素子に関する。
近年、高速大容量のデータ通信を行うために光データ通
信が注目されている。光データ通信を行う場合には、半
導体発光素子が高速駆動できることが要求される。
[従来の技術] 近年の技術の進歩により、半導体発光素子の発光部自体
は高速駆動できるものが開発されている。
しかしながら、高速駆動可能な半導体発光素子の場合、
特性上インピーダンスが約5Ωと低い値であるのに対し
、外部の駆動回路のインピーダンスが数倍以上であるた
め、半導体発光素子と外部回路との間でインピーダンス
マツチングを取らなければならない。
従来の半導体発光素子を第5図に示す、この半導体発光
素子10はキャリア12上にマウントされている。キャ
リア12として、サブキャリア基板14上に絶縁基板1
6が設けられている。絶縁基板16上には配線のための
ストリップライン18が形成されている。半導体発光素
子10は上面及び下面に電極が設けられ、半導体発光素
子10の下面の電極はストリップライン18に電気的に
接続され、上面の電極は金ワイヤ20によりサブキャリ
ア基板14に電気的に接続されている。外部の駆動回路
(図示せず)に接続される電@A、Bは、サブキャリア
基板14とストリップライン18の他端に設けられてい
る。従来は第5図に示すように、半導体発光素子10近
傍のストリップライン18の真中にチップ抵抗22を設
けて、外部駆動回路とインピーダンスマツチングをとっ
ている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来はインピーダンスマツチングのため
のチップ抵抗22が半導体発光素子10の外部にあるた
め、インピーダンスのミスマツチングが生じていた。第
5図の等価回路を第6図に示す。第6図において、抵抗
RIO及び容量C10は、半導体発光素子10の発光部
であるレーザダイオードDの抵抗成分及び容量成分であ
る。インダクタンスL20は、金ワイヤ20のインダク
タンス成分である。抵抗R22はチップ抵抗22であり
、インダクタンスL18aとL18bは、それぞれチッ
プ抵抗22で分割されたストリップライン18の部分1
8aと18bのインダクタンス成分である。
第6図の等価回路から分るように、インピーダンスマツ
チング用のチップ抵抗22がレーザダイオードDから離
れているため、レーザダイオードD自体は高速動作可能
であるにも拘らず、キャリア12に組上げた場合には、
インピーダンスのミスマツチングにより半導体発光素子
10が本来有する特性を十分生かすことができなかった
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、外部回路
とインピーダンスマツチングIをとることが容易な半導
体発光素子を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、半導体基板の一主面に発光部を構成する半
導体層及び第1の電極層を設け、前記半導体基板の他の
主面に第2の電極層を設けた半導体発光素子において、
前記半導体基板の前記能の主面と前記第2の電極層との
間に、前記半導体発光素子の抵抗値を調節するトリミン
グ溝が形成される抵抗層を設けたことを特徴とする半導
体発光素子によって達成される。
[作用] 本発明によれば、発光部の@極層に直接抵抗層を設けて
いるため、発光素子と抵抗との間にはインダクタンスが
介在しない、また抵抗値はトリミングによって所望の値
に設定される。従って、外部回路とのインピーダンスマ
ツチングが容易にとれ、効率よく高い周波数で半導体発
光素子を駆動できる。
[実施例] 以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明する。
第1図に本発明の一実施例による半導体発光素子10を
示す0本実施例の半導体発光素子10は半導体レーザで
あり、第1図では構造の理解を容易にするために一部が
切り欠かれて示されている。
本実施例では第1図(a)に示されたようにInP基板
30の一面上に発光部が形成される。InP基板30の
表面には例えば回折格子のコルゲージEl ン(Cor
rugation) 34が形成される。コルゲーショ
ン34上にはn型1 nGaAsPのガイド層36を介
してInGaAsPの活性層38が形成されている。活
性層38を覆うようにp型InPのガイド層40が形成
され、ガイド層40上にはp型InGaAsPのコンタ
クト層42を介して正の電極層44が形成されている0
本実施例の半導体レーザは2つの湧46.48により全
体がメサ型に形成されている。消46.48の内面には
正の電極層44形成時のマスクとして機能する高抵抗シ
リコン層50が形成されている。
InP基板30の下面には負の電極が形成されるが、本
実施例では多結晶シリコンの抵抗層52を介して負の電
極層54が形成されている。この抵抗層52は駆動回路
などの外部回路とのインピーダンスマツチングをとるた
めに設けられたものである6本実施例の抵抗層52は、
良好なインピーダンスマツチングのために厳密な値が要
求される。このため、本実施例では抵抗層52の抵抗値
を測定しながら、レーザにより抵抗層52と電極層54
を溶かして第1図(b)に示すような溝56を形成して
トリミングが行われる。
この半導体発光素子10の製造方法を簡単に説明する。
先ず、InP基板30の下面に多結晶シリコンの抵抗層
52を形成する0例えばCVDにより抵抗層52を堆積
させる。
次に、InP基板52の上面にガイド層36、活性層3
8、ガイド層40からなる発光部を形成する。
次に、半導体発光素子10をメサ型にするため2つの消
46.48を形成する。続いて、溝46.48内には電
極層形成時のマスクとして多結晶シリコン層50を形成
する。
次に、正の電極層44及び負の電極層54を形成する。
次に、抵抗層52の抵抗値を測定しながら、レーザによ
り抵抗層52と電極層54を溶かして第1図(b)に示
すような?1156を形成してトリミングが行われる。
ただし、第1図のようにスクライビングされた後のチッ
プは小さすぎて取扱いにくいため、第2図に示すように
ウェーハを切断して半導体発光素子10のアレイ60を
形成して、その状態でレーザによる抵抗値のトリミング
を行う、各半導体発光素子10の一方の電極NJ44が
接触するようにアレイ60を電極板62上に固定する。
電極板62上に固定された測定治具64により、各半導
体発光素子10の他方の電極層54との電気的接続が取
られる。測定治具64の各プローバ64aを各半導体発
光素子10の電極層54に接触させる。
各10−バ64aは配線層64bを介して切換スイッチ
66に接続されている。
抵抗測定装置68は各半導体発光素子10の抵抗を測定
する。電極板62に接触する半導体発光素子10の電極
層44と、切換スイッチ66により選択された半導体発
光素子10の電極層54との間の抵抗を測定する。
また、半導体発光素子10の抵抗層52及び電極層54
を溶かすためにYAGレーザや炭酸ガスレーザ等のレー
ザ装置70が設けられている。このレーザ装置70はレ
ーザコントローラ72により照射位置及び照射時間が制
御される。レーザコントローラ72は抵抗測定装置68
により測定された抵抗値が所定値になるまでレーザ光を
照射し、抵抗層52及び!極層54を溶融する。所定の
抵抗値になるとレーザ光の照射を停止し、その半導体発
光装置10の抵抗値のトリミングを終了する。
なお、電極層54及び抵抗層52は、抵抗測定装置68
により正確な抵抗値を測定するために、アレイ60の半
導体発光装置10毎に電気的に分離する0例えば、ダイ
シングによりアレイ60の半導体発光装置10の境界に
わずかに切れ目を入れて電気的に分離する。また、各半
導体発光装置10の電極層54を、互いに導通しないよ
うな形状に予めパターニングしておいてもよい。
第1図の半導体発光素子10を組立てて形成したキャリ
ア12を第3図に示す、第5図と同一の構成要素には同
一の符号を付して説明を省略する。
本実施例では半導体発光素子10のチップ内に、インピ
ーダンスマツチングに必要な抵抗が内蔵されているので
、ストリップライン18にチップ抵抗が設けられていな
い。
第3図の等価回路を第4図に示す、第6図の等価回路と
同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する
。抵抗R52が本実施例により新たに設けられたもので
ある。従来のようにストリップライン18は抵抗で分割
されず、全体のインダクタンス成分はインダクタンスL
18として示されている。
第4図に示す等価回路から明らかなように、本実施例で
は抵抗RIOと抵抗R52との間にインダクタンスがな
いため、共振周波数が高くなり高速動作が可能である。
また、外部の駆動回路と完全なインピーダンスマツチン
グがなされ、効率よく駆動できる。
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施例では抵抗層52をInP基板30下
面に多結晶シリコンを堆積させて形成したが、InP基
板30下面にシリコンをイオン注入により添加して抵抗
層52を作成してもよい。
また、上記実施例の半導体レーザの代わりに発光部が発
光ダイオードでもよい。
なお、上記実施例では抵抗層をInP基板30下面の負
の!極層54に設けたが、JnP基板30の発光部側の
正の電極層44に設けてもよい。
コンタクト層42と電極層44の間に抵抗層を設けても
よいし、コンタクト層42に不純物を添加して抵抗層に
してもよい、コンタクト層42がP型1 nGaAsP
の場合には例えば鉄を添加すれば抵抗層となる。
[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば外部回路とのインピーダン
スマツチングが容易にとれ、効率よく高い周波数で駆動
可能である。したがって、本発明の半導体発光素子を用
いて高速大容量のデータ通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による半導体発光素子の斜視
図、 第2図は同半導体発光素子のトリミング方法の説明図、 第3図は同半導体発光素子のキャリアの斜視図、第4図
は同半導体発光素子のキャリアの等価回路の回路図、 第5図は従来の半導体発光素子のキャリアの斜視図、 第6図は同半導体発光素子のキャリアの等価回路の回路
図 である。 図において、 10・・・半導体発光素子、 12・・・キャリア、 14・・・サブキャリ・ア基板、 16・・・絶縁基板、 18・・・ストリップライン、 20・・・金ワイヤ、 22・・・チップ抵抗、 30・・・InP基板、 34・・・コルゲーション、 36 ・・・ガイド層(n型InGaAsP)、38−
・・活性層(I nGaAsP)、40・・・ガイド層
(p型I nP)、42 ・・・コンタクト層(p型I
 nGaAs P)、44・・・電極層、 46.48・・・溝、 50・・・高抵抗シリコン層、 52・・・抵抗層、 54・・・電極層、 56・・・清、 60・・・アレイ、 62・・・電極板、 64・・・測定治具、 64a・・・プローバ 64b・・・配線層、 66・・・切換スイ ヅチ、 68・・・抵抗測定装置、 70・・・レーザ装置、 72・・・レーザコントローラ。 本発明の一実施例の中鼻体発光素子のキャリアのf+視
視鏡第3 図発明の一実施例の手導体売光累子のキャリアの等イ(
1111口路の回路図第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板の一主面に発光部を構成する半導体層及び第
    1の電極層を設け、前記半導体基板の他の主面に第2の
    電極層を設けた半導体発光素子において、 前記半導体基板の前記他の主面と前記第2の電極層との
    間に、前記半導体発光素子の抵抗値を調節するトリミン
    グ溝が形成される抵抗層を設けたことを特徴とする半導
    体発光素子。
JP63288001A 1988-11-15 1988-11-15 半導体発光素子 Pending JPH02133980A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2386252A (en) * 2001-12-06 2003-09-10 Linear Techn Inc Component containing light emitting and impedance elements

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