JPH02256287A - Semiconductor light emitting device and usage thereof - Google Patents

Semiconductor light emitting device and usage thereof

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JPH02256287A
JPH02256287A JP1184800A JP18480089A JPH02256287A JP H02256287 A JPH02256287 A JP H02256287A JP 1184800 A JP1184800 A JP 1184800A JP 18480089 A JP18480089 A JP 18480089A JP H02256287 A JPH02256287 A JP H02256287A
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JP
Japan
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junction
electrode
layer
type
region
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JP1184800A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Kurumada
克彦 車田
Shunji Seki
関 俊司
Nobuyori Tsuzuki
都築 信頼
Toshiaki Tamamura
敏昭 玉村
Junichi Nakano
純一 中野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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
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    • 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
    • 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
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Abstract

PURPOSE:To reduce a leakage current flowing through a buried region to obtain high output by effectively making junction to be formed of a current block layer and a current confinement layer into a reverse bias state. CONSTITUTION:A p-type lower part clad layer 2, an active layer 3, an n-type upper part clad layer 4, an n-type cap layer 5, an n-type current block layer 6 and a p-type current confinement layer 7 are provided on a p-type substrate 1. Then, luminous operation is performed by a bias to be impressed between the first and second electrodes 15a and 16, while a third electrode 15a connecting to a p-type region 7 forming the n1-p2 in the n1p2n3p lamination of a course reaching a lower part layer 2 from a cap region 5 through the buried regions 7 and 6 through the ohmic property or the Schottky barrier property and a fourth electrode 15b connecting to an n-type region 6 forming the n3p junction through the ohmic property or the Schottky barrier property are arranged. Thereby, a leakage current is reduced while improving output.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高効率の埋込み形半導体発光装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a highly efficient embedded semiconductor light emitting device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第8図(a)〜(C)は、従来技術による埋込み形半導
体発光装置の構造例を示す断面図である。同図において
、1は半導体結晶基板、2は発光層3の下方に位置する
下部層(下方クラッド層)、4は発光層3の上方に位置
する上部層(上方クラッド層)、5は上部層4の上方に
位置するキャンプ層である。
FIGS. 8(a) to 8(C) are cross-sectional views showing structural examples of a conventional embedded type semiconductor light emitting device. In the figure, 1 is a semiconductor crystal substrate, 2 is a lower layer (lower cladding layer) located below the light emitting layer 3, 4 is an upper layer (upper cladding layer) located above the light emitting layer 3, and 5 is an upper layer. This is the camp layer located above 4.

6および7は発光層3の両側壁に位置する埋込み領域で
ある。8は第1の電極であり、第8図(a)。
6 and 7 are buried regions located on both side walls of the light emitting layer 3. 8 is the first electrode, FIG. 8(a).

(C)ではキャップ層5にその上方からオーム性で接触
し、(blでは上部層4にその上方からオーム性で接触
する。9は第2の電極であり、(81,(blではp形
3n形の導電性半導体基板lにその裏面からオーム性で
接触し、(C)では絶縁性の半導体基板lにその上面か
ら接する下部層2に対してオーム性で接触する。
In (C), it is in ohmic contact with the cap layer 5 from above, and in (bl) it is in ohmic contact with the upper layer 4 from above. 9 is the second electrode; It comes into ohmic contact with the 3n type conductive semiconductor substrate l from its back surface, and in (C) makes ohmic contact with the lower layer 2 which contacts the insulating semiconductor substrate l from its top surface.

上記の構成において、発光層3はこれを上下から挟む上
部層4および下部層2の双方とヘテロ接合を形成してい
る。すなわち、発光層3のエネルギー禁制帯幅は、発光
層3を上下から挟む上部層4および下部層2のエネルギ
ー禁制帯幅のいずれよりも小さいことを条件とし、この
条件により上部層4と下部層2の多数キャリアである電
子および正孔が順方向パイアメ状態において発光層3に
注入された場合に発光N3内により強く閉じ込められて
、より効率の高い発光が実現される。
In the above configuration, the light emitting layer 3 forms a heterojunction with both the upper layer 4 and the lower layer 2 that sandwich it from above and below. That is, the energy gap width of the light-emitting layer 3 is set to be smaller than the energy gap widths of the upper layer 4 and the lower layer 2 that sandwich the light-emitting layer 3 from above and below. When electrons and holes, which are the majority carriers of 2, are injected into the light-emitting layer 3 in a forward polar state, they are more strongly confined within the light-emitting layer N3, and more efficient light emission is realized.

上記の発光動作を可能にする順バイアス状態とは、発光
層3を挟んで上下に対向する上部層4および下部層2の
多数キャリアがそれぞれ相対する側に向かって流れるた
めに上部層4と下部層2の中間に位置する発光層3に流
入する状態であり、上記のバイアスの方向における順の
方向は上記の層構成から発光層3を除いた場合の一般的
なホモpn接合における順なる方向と等しく、以下にお
いてはこれを本装置の順バイアス状態と定義する。
The forward bias state that enables the above-mentioned light-emitting operation means that the majority carriers in the upper layer 4 and the lower layer 2, which are vertically opposed to each other with the light-emitting layer 3 in between, flow toward the opposite sides. It is in a state where it flows into the light-emitting layer 3 located in the middle of the layer 2, and the forward direction in the above bias direction is the forward direction in a general homo pn junction when the light-emitting layer 3 is removed from the above layer structure. In the following, this is defined as the forward bias state of the device.

上記の順バイアス状態におかれた第8図の装置における
第1の電極8と第2の電極9を結びがっ埋込み領域6,
7を通りかつ発光層3を通らない電気力線に沿って電子
、正孔が流れ、この電気ヵ線は装置の発光動作に寄与し
ない埋込み領域6゜7を介する電流の通り道にあたる。
The buried region 6 connects the first electrode 8 and the second electrode 9 in the device of FIG. 8 placed in the above forward bias state,
Electrons and holes flow along electric lines of force that pass through the light-emitting layer 7 and do not pass through the light-emitting layer 3, and these electric lines serve as current paths through the buried regions 6.7 that do not contribute to the light-emitting operation of the device.

かがる電気力線上には、第8図(a)の場合、その上方
から表記するとnpnpの積層接合(以下、rn、 p
z n3p積層接合」という)が形成され、(C)の場
合、その上方から表記するとpnpnの積層接合(以下
、rp3n、pi n積層接合」という)が形成され、
これらの積層接合に対するバイアスは上記両積層内のn
t pr  pr n接合とn、p、p3 I’m接合
についてはいずれもすべて順方向バイアスとなり、かつ
対称の中心になるpg nt  nz p接合に対して
は逆方向バイアスとなる。さらに、(blの場合、上記
と同様に上方から表記すると上部層4を通る場合はpn
pnの積層接合(以下、rp+ nt I)an積層接
合」という)となり、この積層接合に対するバイアスの
方向は(C)の場合に相当することが自明である。
In the case of Fig. 8(a), on the bending electric lines of force there are npnp stacked junctions (hereinafter referred to as rn, p
In the case of (C), when written from above, a pnpn laminated junction (hereinafter referred to as rp3n, pin laminated junction) is formed,
The bias for these stacked junctions is
The t pr pr n junction and the n, p, p3 I'm junctions are all forward biased, and the pg nt nz p junction, which is the center of symmetry, is reverse biased. Furthermore, (in the case of bl, if written from above as above, if it passes through the upper layer 4, pn
It is obvious that the direction of the bias for this stacked junction corresponds to the case (C).

以上により上記で表記を区別したpr nz p1n2
p3n積層接合とnt pz nz p積層接合とに印
加さレタ順バイアス(発光動作バイアス)状態は、上記
の両積層接合ともにnpnpの積層接合の中心の接合を
逆バイアスし、外側の2つの接合を順バイアスにしたバ
イアス状態(以下、[npnp接合の順バイアス状IJ
という)として統一して表現できる。
Pr nz p1n2 with the above distinction in notation
The forward bias (emission operation bias) condition applied to the p3n stacked junction and the nt pz nz p stacked junction is such that the center junction of the npnp stacked junction is reverse biased and the outer two junctions are reverse biased. Forward-biased bias state (hereinafter referred to as [forward-biased IJ of npnp junction]
) can be unified and expressed as

従来技術による上記のnpnp接合の順バイアス状態に
おけるエネルギーバンドの状態を第5図の(alと(b
lとを比較することにより以下に述べる。
The state of the energy band in the forward bias state of the above npnp junction according to the prior art is shown in FIG.
This will be explained below by comparing with l.

図中の10.11および12は伝導帯端、価電子帯端お
よびフェルミ単位であり3n、pは各領域の導電形を意
味する。■、およびV、は接合における順バイアス電圧
および逆バイアス電圧を意味し、13n、Iは接合であ
る。
10, 11 and 12 in the figure are the conduction band edge, valence band edge and Fermi unit, and 3n and p mean the conductivity type of each region. (2) and V mean the forward bias voltage and reverse bias voltage at the junction, and 13n and I are the junction.

第5図(alは外部からバイアスが印加されていない熱
平衡状態を示しており3npnp接合に電流は流れない
。(blは従来技術による装置における上記npnp接
合の順バイアス状態を示す。ここで、上記npnp接合
構成中の外側部分にあたるn領域(接合■を形成するn
領域)およびn領域(接合■を形成するn領域)は、第
1の電極8および第2の電極9に直接オーム性で接触、
あるいは上記n領域およびn領域に接する同じ導電形の
領域を通じて電極8および9にオーム性で接続されてい
る。従って、上記npnp接合構成中の外側部分にあた
るn ’pH域およびn領域の電位はほぼ電極8および
電極9の電位に等しく、電極8および電極9によってい
わば直接的に決められる。
FIG. 5 (al indicates a thermal equilibrium state in which no external bias is applied, and no current flows through the 3npnp junction. (bl indicates the forward bias state of the npnp junction in a device according to the prior art. The n region that is the outer part of the npnp junction structure (the n region that forms the junction
area) and n area (n area forming junction 1) are in direct ohmic contact with the first electrode 8 and the second electrode 9,
Alternatively, it is ohmically connected to the electrodes 8 and 9 through the n region and a region of the same conductivity type in contact with the n region. Therefore, the potentials of the n' pH region and the n region, which are the outer portions of the npnp junction structure, are approximately equal to the potentials of the electrodes 8 and 9, and are directly determined by the electrodes 8 and 9, so to speak.

しかるに、上記npnp接合構成中での内側部分にあた
るn領域およびn領域は、第8図に描かれているように
埋込み領域6,7に対応しており、これらの内側部分の
n領域3n領域の電位は直接的に外部要素によって支配
されておらず、電位としてはいわばフローティングの状
態である。また、これらの埋込み領域6,7の厚さは少
数キャリアの拡散長と同程度であり、ひとたび少数キャ
リアが侵入すると、侵入した側とは反対側の接合まで拡
散により到達する程度の厚さである。
However, the n region and the n region which are the inner parts in the above npnp junction structure correspond to the buried regions 6 and 7 as shown in FIG. The potential is not directly controlled by external elements and is in a floating state. In addition, the thickness of these buried regions 6 and 7 is approximately the same as the diffusion length of minority carriers, and once minority carriers enter, the thickness is such that they reach the junction on the opposite side from the side where they entered by diffusion. be.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従って、従来技術による装置の上記npnp接合の順バ
イアス状態においては、第5図(b)に示されるように
、接合r、mが順方向にバイアスされ、上記npnp接
合構成中の外側部分にあたるn領域から電子が内側の隣
接n領域に注入されて接合■に拡散して達し、さらに接
合■内をドリフトして内側のn1Ji域に到達すること
は避けがたい。また、同時に上記npnp接合構成で反
対側の外側部分にあたるn領域がら正孔が内側の隣接n
領域に注入されて接合Hに拡散して達し、さらに接合■
内をドリフトして内側のp wi域に到達することも避
けがたい。
Therefore, in the forward bias state of the npnp junction of the prior art device, as shown in FIG. 5(b), junctions r and m are forward biased, and n It is inevitable that electrons are injected from the region into the inner adjacent n region, diffuse to the junction (2), and further drift within the junction (2) to reach the inner n1Ji region. At the same time, in the above npnp junction structure, holes from the n region which is the outer part on the opposite side are
It is injected into the region, diffuses to junction H, and further junction ■
It is also unavoidable that the signal drifts inside and reaches the inner pwi region.

かかる状態の発光層は、上記npnp接合構成中の内側
部分のn領域およびn領域の電位が上述のごとくフロー
ティングの状態にあることに起因しており、上記npn
p接合に加えられたバイアス電圧は接合Iおよび■の順
方向バイアス電圧にその大部分を分配され、接合■に対
する逆方向バイアス電圧としては僅かしか分配されない
状態である。かかる状態では、装置の発光状態において
npnp接合内の接続■に逆方向バイアスが印加され、
上記埋込み6,7に流れる電流が阻止されているという
状態が失われている。
The light emitting layer in such a state is caused by the fact that the potentials of the n region and the n region in the inner part of the npnp junction structure are in a floating state as described above, and the npn
Most of the bias voltage applied to the p-junction is distributed as a forward bias voltage to junctions I and (2), and only a small amount is distributed as a reverse bias voltage to junction (4). In such a state, a reverse bias is applied to the connection in the npnp junction in the light emitting state of the device,
The state in which the current flowing through the implants 6, 7 is blocked is lost.

以上、従来の技術による装置における上記npnp接合
の問題点は、順バイアス状態において接合Iおよび■が
順方向にバイアスされることにあり、その原因は上記n
pnp接合構成中の外側部分にあたるn ’pM域およ
びp STA域に隣接する内側p領域およびn領域にお
ける電位のフローティング状態にあることを示した。
As described above, the problem with the npnp junction in the conventional device is that the junctions I and (2) are biased in the forward direction in the forward bias state, and the cause of this is the npnp junction described above.
It was shown that the potentials in the inner p region and n region adjacent to the n' pM region and p STA region, which are the outer parts of the pnp junction configuration, are in a floating state.

本発明はこのような点に漏みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、埋込み領域を流れる漏れ電流の
少ない半導体発光装置を提供することにある。本発明の
他の目的は、闇値電流および駆動電流が小さい半導体発
光装置を提供することであり、更に他の目的は、高出力
化が実現できる半導体発光装置を提供することがである
The present invention has been made in view of these points, and its object is to provide a semiconductor light emitting device in which leakage current flowing through the buried region is small. Another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device with low dark value current and low drive current, and still another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can realize high output.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

このような課題を解決するために本発明は、半導体基板
上に少なくとも2つの半導体ヘテロ接合に挟まれた発光
層を備え、この発光層の上部層をp形またはn形となし
かつ発光層の下方に位置して基板に接する下部層をn°
形またはp形となすダブルヘテロpn接合領域を持つ半
導体発光装置において、 ダブルヘテロpn接合領域の少なくとも発光層の側壁に
接して形成された埋込み領域と、埋込み領域およびダブ
ルヘテロpn接合領域の双方の領域の上方を覆うキャッ
プ領域と、このキャップ領域にオーム性で接触する第1
の電極と、下部層にオーム性で接触または下部層と低抵
抗で電気的に接続した基板の裏側にオーム性で接触する
第2の電極とを備え、 キャップ領域の導電形をダブルヘテロpn接合領域にお
ける発光層の上部層における導電形と同じくし、第1の
電極と第2の電極の間に印加するバイアスによってダブ
ルヘテロpn接合領域のpn接合が順方向にバイアスさ
れ発光層に電子と正孔と流入して再結合することにより
発光動作し、埋込み領域においてp形およびn形の導電
層が積層せられ、キャップ領域から埋込み領域を介して
下部層に至る経路にp+  nz pz n積層接合ま
たはrl+  pz ns n積層接合が含まれ、p+
  nz p3 n積層接合の場合においては、pnz
 I)3 n積層におけるp+  nz接合を形成する
n形領域にオーム性またはショットキー障壁性で接続す
る第3電極と、[)+  nz p3 n積層における
p3n接合を形成するp形領域にオーム性またはショッ
トキー障壁性で接続する第4電極とを配設し、 n+  pz nz n積層接合の場合においては3n
11)z rl+ n積層におけるn+ Pz接合を形
成するp形領域にオーム性またはショットキー障壁性で
接続する第3電掻と3n+  1)2 nz n積層に
おけるn)p接合を形成するn形領域にオーム性または
ショットキー障壁性で接続する第4電掻とを配設する ようにしたものである。
In order to solve these problems, the present invention includes a light-emitting layer sandwiched between at least two semiconductor heterojunctions on a semiconductor substrate, the upper layer of the light-emitting layer is p-type or n-type, and the light-emitting layer is of p-type or n-type. The lower layer located below and in contact with the substrate is n°
In a semiconductor light emitting device having a double hetero pn junction region of a p-type or a p-type, a buried region formed in contact with at least a side wall of the light emitting layer of the double hetero pn junction region, and a buried region of both the buried region and the double hetero pn junction region. a cap region overlying the region and a first cap region in ohmic contact with the cap region;
and a second electrode that ohmically contacts the lower layer or ohmically contacts the back side of the substrate that is electrically connected to the lower layer with low resistance, and the conductivity type of the cap region is set to a double hetero pn junction. The pn junction of the double hetero pn junction region is biased in the forward direction by the bias applied between the first electrode and the second electrode, and the conductivity type of the upper layer of the emissive layer in the region is the same as that of the upper layer of the emissive layer. P-type and n-type conductive layers are stacked in the buried region, and a p+ nz pz n stacked junction is formed in the path from the cap region to the lower layer via the buried region. or rl+ pz ns n stacked junction included, p+
In the case of nz p3 n stacked junction, pnz
I) A third electrode connected with ohmic or Schottky barrier properties to the n-type region forming the p+ nz junction in the 3 n stack, and an ohmic electrode connected to the p-type region forming the p3n junction in the [)+ nz p3 n stack. Alternatively, a fourth electrode connected with a Schottky barrier property is provided, and in the case of n+ pz nz n stacked junction, 3n
11) z rl+ n+ in the n stack; a third electrical conductor connected to the p-type region forming the Pz junction via ohmic or Schottky barrier properties; and 3n+ 1) n-type region forming the n)p junction in the 2 nz n stack. A fourth electric wire is provided to connect to the fourth electrode through ohmic or Schottky barrier characteristics.

〔作用〕[Effect]

本発明による半導体発光装置は漏れ電流が極めて小さい
。従って、闇値電流および駆動電流の低減化が実現され
、レーザ発振時の発熱が抑制され、高出力化も可能にな
る。
The semiconductor light emitting device according to the present invention has extremely low leakage current. Therefore, the dark value current and drive current can be reduced, heat generation during laser oscillation can be suppressed, and high output can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

第5図を用いて本発明の特徴を述べる。本発明によれば
、第5図(C1においてnpnp接合構成中の外側部分
にあたるn領域およびp領域に隣接する内側のp 91
域およびn領域のいずれもの領域に対して電位を直接的
に与え、この電位は、装置への順バイアスの増加にとも
なって接合1および■が順方向にバイアスされる状態を
抑止する目的の電位である。従って、本発明ではnpn
pもしくはpnpn接合構成中の接合1.  IIIの
接合電位を変えることなく接合■に逆方向バイアスを印
加できる。
The features of the present invention will be described using FIG. According to the present invention, the n region corresponding to the outer part in the npnp junction configuration in FIG.
A potential is applied directly to both the region and the n region, and this potential is a potential intended to prevent junctions 1 and 2 from becoming forward biased as the forward bias to the device increases. It is. Therefore, in the present invention, npn
Junction in p or pnpn junction configuration 1. A reverse bias can be applied to junction (2) without changing the junction potential of (III).

すなわち、本明細書記載の発明は、接合Iおよび■を形
成する両側の導電体を同電位(以下「ゼロバイアス状態
」という)、つまり第5図(alの状態に近づける特徴
、接合Iおよび■を逆方向バイアス状態にする特徴、ま
たはこれら2つの特徴が組み合わされた特徴を有する。
That is, the invention described in this specification has the characteristics of bringing the conductors on both sides forming the junctions I and ■ to the same potential (hereinafter referred to as "zero bias state"), that is, approaching the state shown in FIG. or a combination of these two features.

上記ゼロバイアス状態または逆方向バイアス状態では3
npnp接合構成中の外側部分にあたるn 6M域から
接合内への電子の進入は抑止され、かつnpnp接合構
成中の外側にあたるn領域から接合内への正孔の進入は
抑止されることにより、上記npnp接合の電流はしゃ
断できるという効果を生み出す。
3 in the above zero bias state or reverse bias state
By suppressing the entry of electrons into the junction from the n6M region, which is the outer part of the npnp junction structure, and by suppressing the entry of holes from the n region, which is the outer part of the npnp junction structure, into the junction, the above-mentioned result can be achieved. This produces the effect that the current in the npnp junction can be cut off.

また、電極8と9(第8図参照)に加えられるバイアス
電圧で生ずる上記npnp接合の順バイアス状態におい
て、上記npnp接合構成中の内側部分にあたるn領域
とn領域との電位の相対関係は、第5図(C)に示され
るように、接合Hに逆方向バイアスを人為的に直、接印
加した状態に対応する。
Further, in the forward bias state of the npnp junction caused by the bias voltage applied to the electrodes 8 and 9 (see FIG. 8), the relative relationship of the potentials between the n regions corresponding to the inner portions of the npnp junction structure is as follows. As shown in FIG. 5(C), this corresponds to a state in which a reverse bias is artificially directly applied to the junction H.

次に、本発明による半導体発光装置の第1の実施例につ
いて説明する。第1図telは、本発明による半導体発
光装置の第1の実施例を示す断面図、第1図(a)〜(
e)は各製造工程における断面を示す断面図であって、
第1図(alはウェハの断面図、第1図(blはメサエ
ッチングが施されたウェハの断面図、第1図(C)は埋
込み成長が施されたウェハの断面図、第1図(dlは埋
込み領域にメサエッチングが施されたウェハの断面図、
第1図(e)は電極形成処理が施されたウェハの断面図
である。
Next, a first embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention will be described. FIG. 1 (tel) is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIGS.
e) is a sectional view showing a cross section in each manufacturing process,
Figure 1 (al is a cross-sectional view of the wafer, Figure 1 (bl is a cross-sectional view of the wafer subjected to mesa etching, Figure 1 (C) is a cross-sectional view of the wafer subjected to buried growth, Figure 1 ( dl is a cross-sectional view of a wafer with mesa etching applied to the buried region;
FIG. 1(e) is a cross-sectional view of a wafer that has been subjected to electrode formation processing.

以下、本実施例における埋込み形半導体発光装置の構造
をその製造工程にしたがって説明する。
The structure of the embedded semiconductor light emitting device in this example will be explained below according to its manufacturing process.

まず、第1図(alに示すように、(100)面p形I
nPi板l上に液相エピタキシャル法によってp形1n
P下方クラッド層2、I n G a A s活性層3
3n形!nP上方クラッド層43n形[nPキャンプ層
5を順次形成する。次に、第1図(b)に示すように、
成長面にプラズマCVD法によって窒化シリコン膜13
を形成し、通常のホトリソグラフィ技術により(110
)方向に幅5〜6μmの窒化シリコン膜のストライプを
形成し、半導体層を露出させる。その後、ブロムメタノ
ール等のエツチング液により積層した半導体層を加工す
る。
First, as shown in Figure 1 (al), (100) plane p-type I
p-type 1n on nPi plate l by liquid phase epitaxial method
P lower cladding layer 2, InGaAs active layer 3
3n type! nP upper cladding layer 43n type [nP camp layer 5 is formed in sequence. Next, as shown in Figure 1(b),
Silicon nitride film 13 is deposited on the growth surface by plasma CVD method.
(110
) stripes of silicon nitride film having a width of 5 to 6 μm are formed to expose the semiconductor layer. Thereafter, the laminated semiconductor layers are processed using an etching solution such as bromethanol.

この工程で、活性層3から上方の部分は、異方性エツチ
ングにより、断面形状が逆三角形となる逆メサ状となり
、活性層3から下方の部分は、基板に向かって放物線を
描くような順メサ形状となる。
In this process, the part above the active layer 3 becomes an inverted mesa shape with an inverted triangular cross section due to anisotropic etching, and the part below the active layer 3 forms a parabola toward the substrate. It has a mesa shape.

引き続いて、第1図(C)に示すように、エツチングに
よってメサ形状に加工した部分の側壁にn形InPの電
流ブロック層6.  p形1nPの電流閉じ込め層?3
n形!nPキャップ層5を順次成長し、埋込み領域を形
成する。次に、窒化シリコン膜13を除去し、再びSi
O□等からなる絶縁膜14を第1図(dlに示すように
ダブルヘテロpn接合上方部に形成し、この絶縁膜14
をマスクとして埋込み領域6,7を順メサ形状にエツチ
ングする。次に、Sin、等からなる絶縁膜14を再度
形成し、第1図(Ill)に示すように、通常のホトリ
ソグラフィ技術によりコンタクトホールを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 1(C), an n-type InP current blocking layer 6. P-type 1nP current confinement layer? 3
N-type! An nP cap layer 5 is sequentially grown to form a buried region. Next, the silicon nitride film 13 is removed and the silicon nitride film 13 is removed again.
An insulating film 14 made of O□ or the like is formed above the double hetero pn junction as shown in FIG.
Using the mask as a mask, the buried regions 6 and 7 are etched into a mesa shape. Next, an insulating film 14 made of Sin, etc. is formed again, and a contact hole is formed by a normal photolithography technique, as shown in FIG. 1 (Ill).

そして、このコンタクトホールを介してn形InPキャ
ップ層5とp形[nP電流閉じ込め層7を結合するA 
u / Z n電極15a(第3の電極)ならびにn形
1nP電流ブロック層6とp形InP基板1を結合する
Au/Zn電極15b (第4の電極)を形成する。更
に、第1図(e)に示すように、基板lの裏面を研磨し
てウェハの厚さを約80μmとした後、□基板1の研磨
面にA u / G e / N i電極16を真空蒸
着し、水素雰囲気中420 ”Cで15秒間熱処理して
オーミック電極を形成する。
The n-type InP cap layer 5 and the p-type [nP current confinement layer 7 are connected through this contact hole.
A u/Zn electrode 15a (third electrode) and an Au/Zn electrode 15b (fourth electrode) connecting the n-type 1nP current blocking layer 6 and the p-type InP substrate 1 are formed. Furthermore, as shown in FIG. 1(e), after polishing the back surface of the substrate 1 to a wafer thickness of about 80 μm, □A u / G e / Ni electrodes 16 are formed on the polished surface of the substrate 1. An ohmic electrode is formed by vacuum evaporation and heat treatment at 420''C for 15 seconds in a hydrogen atmosphere.

最後に、襞間により反射端面を形成し、埋込み形半導体
発光装置を完成する。なお、第3の電極15aは第1の
電極8 (第8図参照)に接続されているか、あるいは
キャンプ層5にオーム性またはショットキー障壁性で接
続されており、第4の電極15bは第2の電極16に接
続されているが、あるいは基板1にオーム性またはショ
ットキー障壁性で接続されている。
Finally, reflective end faces are formed between the folds to complete the embedded semiconductor light emitting device. Note that the third electrode 15a is connected to the first electrode 8 (see FIG. 8) or to the camp layer 5 through ohmic or Schottky barrier characteristics, and the fourth electrode 15b is connected to the first electrode 8 (see FIG. 2 or to the substrate 1 in an ohmic or Schottky barrier manner.

第2図は、本実施例において作製した埋込み形半導体発
光装置の埋込み領域におけるエネルギーバンド構造を示
したものである。同図において、■は基板、2は下方ク
ラッド層、5はキャップ層、6は電流ブロック層、7は
電流閉じ込め層、10は伝導帯端、11は価電子帯端で
あり、■は接合である。縦軸はエネルギーポテンシャル
を示し、横軸は寸法を示す。p形InP電流閉じ込め層
7とn形1nP電流ブロック層6とによって形成される
接合■において、電子、正孔の擬フエルミボテンシセル
φ1.φ、に顕著な電圧降下が認められ、空乏層が形成
されていることがわかる。これは、n形InPキャップ
層5とp形1nP電流閉じ込め層7を結合するA u 
/ Z n電極15aならびにn形1nP電流ブロック
層6とp形1nP基板1を結合するA u / Z n
電極15bを形成することにより3n形1nPキャップ
層5とp形1nP電流閉じ込め層7とが等電位、またn
形1nP電流閉じ込め層6とp形InP基板lとが等電
位となり、p形1nP電流閉じ込め層7とn形1nP電
流ブロック層6とによって形成される接合が効果的に逆
バイアス状態となり、顕著な電流ブロック効果を有する
ようになるからである。この結果、埋込み領域6,7を
流れる漏れ電流を低減することができ、活性層3に高効
率に電流を注入することが可能となる。
FIG. 2 shows the energy band structure in the buried region of the buried semiconductor light emitting device manufactured in this example. In the figure, ■ is the substrate, 2 is the lower cladding layer, 5 is the cap layer, 6 is the current blocking layer, 7 is the current confinement layer, 10 is the conduction band edge, 11 is the valence band edge, and ■ is the junction. be. The vertical axis shows energy potential and the horizontal axis shows dimensions. At the junction (2) formed by the p-type InP current confinement layer 7 and the n-type 1nP current blocking layer 6, a pseudo-fermipotency cell φ1. A remarkable voltage drop is observed at φ, indicating that a depletion layer is formed. This is A u that combines the n-type InP cap layer 5 and the p-type 1nP current confinement layer 7
/Z n electrode 15a and A u /Z n that couples the n-type 1nP current blocking layer 6 and the p-type 1nP substrate 1
By forming the electrode 15b, the 3n type 1nP cap layer 5 and the p type 1nP current confinement layer 7 are at the same potential, and the n
The 1nP type current confinement layer 6 and the p-type InP substrate l have the same potential, and the junction formed by the p-type 1nP current confinement layer 7 and the n-type 1nP current blocking layer 6 is effectively reverse biased, resulting in a remarkable This is because it has a current blocking effect. As a result, leakage current flowing through the buried regions 6 and 7 can be reduced, and current can be injected into the active layer 3 with high efficiency.

第3図は、本発明による半導体発光装置の第2の実施例
を示す断面図である。この実施例の製造工程は、第1図
(diに示すように絶縁膜14をマスクとして埋込み領
域6,7をメサ形状にエツチングする工程まで、つまり
第1図(a)〜第1図(dlの工程までは第1の実施例
と同しであるのでその説明を省略する。埋込み領域6,
7をメサ形状に工・ノチングした後、Sin、等からな
る絶縁膜14を再度形成し、第3図に示すように、通常
のホトリソグラフィ技術によりコンタクトホールを形成
する。そして、このコンタクトホールを介してn形In
Pキャップ層5とp形InP電流閉し込め層7を結合す
るA u / Z n電極15aならびにn形InP電
流ブロック層6とオーム性に接触するAu / Z n
電極15bを形成する。さらに、第3図に示すように、
基板lの裏面を研磨してウェハの厚さを約80μmとし
た後、基板1の研磨面にAu / G e / N i
電橋16を真空蒸着し、水素雰囲気中420℃で15秒
間熱処理してオーミ・ツク電極を形成する。最後に、襞
間により反射端面を形成し、埋込み形半導体発光装置を
完成する。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention. The manufacturing process of this embodiment includes the step of etching the buried regions 6 and 7 into a mesa shape using the insulating film 14 as a mask, as shown in FIG. The steps up to are the same as those in the first embodiment, so their explanation will be omitted.Embedded region 6,
After cutting and notching 7 into a mesa shape, an insulating film 14 made of, for example, Sin is formed again, and a contact hole is formed by a normal photolithography technique, as shown in FIG. Then, through this contact hole, the n-type In
An Au/Zn electrode 15a that couples the P cap layer 5 and the p-type InP current confinement layer 7 and an Au/Zn electrode 15a that is in ohmic contact with the n-type InP current blocking layer 6.
Electrodes 15b are formed. Furthermore, as shown in Figure 3,
After polishing the back surface of the substrate 1 to a wafer thickness of approximately 80 μm, Au/Ge/Ni was deposited on the polished surface of the substrate 1.
The electric bridge 16 is vacuum deposited and heat treated at 420° C. for 15 seconds in a hydrogen atmosphere to form an ohmic electrode. Finally, reflective end faces are formed between the folds to complete the embedded semiconductor light emitting device.

第4図は、第2の実施例において作製した埋込み形半導
体発光装置の埋込み領域6,7におけるエネルギーバン
ド構造を示したものであり、第2図と同一部分又は相当
部分には同一符号が付しである。p形!nP電流閉じ込
め層6とn形1nP電流ブロック層7とによって形成さ
れる接合において、電子、正孔の擬フエルミポテンシャ
ルφ1゜φ2に顕著な電圧降下が認められ、空乏層が形
成されていることがわかる。これは3n形1nPキャッ
プN5とp形1nP電流閉じ込め層7を結合するA u
 / Z n電極15aならびにn形1nP電流ブロッ
ク層6上のA u / Z n電極15bを形成するこ
とにより、ダブルヘテロpn接合に電流を注入するため
の電源とは独立に第2の電源によってn形1nP電流閉
じ込め層6の電位を制御できるため、p形1nP電流閉
じ込め層7とn形InP電流ブロック層6とによって形
成される接合をより効果的に逆バイアス状態とすること
ができ、顕著な電流ブロック効果を実現できるからであ
る。
FIG. 4 shows the energy band structure in the buried regions 6 and 7 of the buried semiconductor light emitting device manufactured in the second example, and the same or equivalent parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals. It is. P-type! At the junction formed by the nP current confinement layer 6 and the n-type 1nP current blocking layer 7, a significant voltage drop is observed in the pseudo Fermi potentials φ1°φ2 of electrons and holes, and a depletion layer is formed. I understand. This is A u that combines the 3n type 1nP cap N5 and the p type 1nP current confinement layer 7.
By forming the A u /Z n electrode 15a and the A u /Z n electrode 15b on the n-type 1nP current blocking layer 6, the n Since the potential of the 1nP current confinement layer 6 can be controlled, the junction formed by the p-type 1nP current confinement layer 7 and the n-type InP current blocking layer 6 can be brought into a reverse bias state more effectively. This is because a current blocking effect can be achieved.

この結果、埋込み領域6.7を流れる漏れ電流を大幅に
低減することができ、活性層3に高効率に電流を注入す
ることが可能となる。
As a result, the leakage current flowing through the buried region 6.7 can be significantly reduced, and current can be injected into the active layer 3 with high efficiency.

第6図は、本発明による半導体発光装置の第3の実施例
を示す断面図である。この実施例の製造工程は、第1図
(blに示すように絶縁1!13をマスクとしてダブル
ヘテロ接合領域をエツチングする工程までは第1の実施
例と同じであるので、その説明は省略する。ダブルヘテ
ロ接合領域のエツチングに引き続いて、メサ形状の加工
した部分の側壁にn形1nPの電流プロ・ツク層6、F
eF−プ半絶縁性InP層(1層)16、p形[nPの
電流閉込め層73n形1nPキャップ層5を順次成長し
、埋込み領域を形成する。以下は、再び第1の実施例と
同様の工程を経て、埋込み形半導体発光装置を完成する
FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention. The manufacturing process of this embodiment is the same as that of the first embodiment up to the step of etching the double heterojunction region using the insulation 1!13 as a mask, as shown in FIG. Following the etching of the double heterojunction region, an n-type 1nP current protection layer 6, F is formed on the sidewall of the mesa-shaped part.
An eF-type semi-insulating InP layer (one layer) 16, a p-type (nP) current confinement layer 73, and an n-type (1nP) cap layer 5 are sequentially grown to form a buried region. Hereafter, the same steps as in the first embodiment are repeated to complete the embedded semiconductor light emitting device.

従来、Feドープ半絶縁性InP層を電流ブロック層に
用いた半導体レーザでは、Feドープ半絶縁性InP層
中に電子と正孔とが同時に注入されると、再結合電流が
流れ、必ずしも高抵抗層として機能しないことが問題と
されてきたが、本半導体発光装置では、Feドープ半絶
縁性InP層の上下に位置するpn接合をゼロバイアス
状態に保っているため、Feドープ半絶縁性InPIi
中へのキャリアの注入が生ぜず、完全な高抵抗層として
機能する。この結果、埋込み領域6,16゜7を流れる
漏れ電流を大幅に低減することができ、活性層3に高効
率の電流を注入することができる。
Conventionally, in semiconductor lasers that use an Fe-doped semi-insulating InP layer as a current blocking layer, when electrons and holes are simultaneously injected into the Fe-doped semi-insulating InP layer, a recombination current flows, which does not necessarily result in high resistance. However, in this semiconductor light emitting device, since the pn junctions located above and below the Fe-doped semi-insulating InP layer are maintained in a zero bias state, the Fe-doped semi-insulating InPIi
There is no injection of carriers into the layer, and it functions as a complete high-resistance layer. As a result, leakage current flowing through the buried regions 6, 16.7 can be significantly reduced, and current can be injected into the active layer 3 with high efficiency.

第7図は、本発明による半導体発光装置の第4の実施例
を示す断面図である。この実施例の製造工程は、第1図
(dlに示すように、絶縁膜14をマスクとして埋込み
領域6.7をメサ状にエツチングする工程まで↓よ第1
の実施例と同じであるのでその説明を省略する。埋込み
領域6,7をメサ状にエツチングした後、Sin、等か
らなる絶縁膜14を再度形成し、通常のホトリソグラフ
ィー技術によりコンタクトホールを形成する。そして、
このコンタクトホールを介して、キャップ115に接続
する電極8.電流ブロック層6と接続する電極tsb、
電流閉込め層7と接続する電極15aを形成する。以下
は、再び第1の実施例と同様の工程を経て、埋込み半導
体発光装置を完成する。
FIG. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention. As shown in FIG. 1 (dl), the manufacturing process of this embodiment is as shown in FIG.
Since this is the same as the embodiment, the explanation thereof will be omitted. After the buried regions 6 and 7 are etched into a mesa shape, an insulating film 14 made of Sin or the like is formed again, and a contact hole is formed by a normal photolithography technique. and,
Electrode 8. connected to cap 115 through this contact hole. an electrode tsb connected to the current blocking layer 6;
An electrode 15a connected to the current confinement layer 7 is formed. Hereafter, the same steps as in the first embodiment are carried out again to complete the embedded semiconductor light emitting device.

半導体発光装置では、電流閉込め層7の電位を独立に制
御できるため、電流ブロック層7と電流閉込め層6とに
よって形成される接合をより効果的に逆バイアス状態と
することができる。この結果、埋込み領域6,7を流れ
る漏れ電流を大幅に低減することができ、活性層3に高
効率に電流を注入することが可能となる。
In the semiconductor light emitting device, since the potential of the current confinement layer 7 can be controlled independently, the junction formed by the current blocking layer 7 and the current confinement layer 6 can be brought into a reverse bias state more effectively. As a result, leakage current flowing through the buried regions 6 and 7 can be significantly reduced, and current can be injected into the active layer 3 with high efficiency.

以上、本発明を実施例に基づき説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で変更可能であることは言うまでもない。
Although the present invention has been described above based on examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned examples and can be modified without departing from the gist thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明による半導体発光装置におい
ては、pr  nz p3 n積層接合の場合において
は、pt  ng p3 n積層におけるpI  nz
接合を形成するn形領域にオーム性またはショットキー
障壁性で接続する第3電極と、pI nz p1n2p
3n積層における1)3 n接合を形成するp形領域に
オーム性またはショットキー障壁性で接続する第4電極
とを配設し3nI pt n3p積層接合の場合におい
ては3nI pt rl+ 1)積層におけるn1p2
接合を形成するp形領域にオーム性またはショットキー
障壁性で接続する第3電極と3nt Pgn3p積層に
おけるnz p接合を形成するn形領域にオーム性また
はショットキー障壁性で接続する第4電極とを配設する
ようにしたことにより、pI nz接合を形成するn形
領域とpan接合を形成するp形領域との間の接合が完
全な逆バイアス状態となり空乏層が形成されるため、発
光層の上部層h  pI”z接合を形成するn形領域1
pin接合を形成するp形領域を介して流れる漏れ電流
およびキャップ領域+  f’t ”を接合を形成する
n形領域1p*fl接合を形成するp形領域を介して流
れる漏れ電流の発生を低減できるという効果がある。
As explained above, in the semiconductor light emitting device according to the present invention, in the case of a pr nz p3 n laminated junction, pI nz in the pt ng p3 n laminated junction
A third electrode connected to the n-type region forming the junction by ohmic or Schottky barrier properties, and pI nz p1n2p
1) In the case of a 3n stacked junction, 3nI pt rl+ 1) In the case of a 3nI pt n3p stacked junction, 3nI pt rl+ 1) n1p2 in the stacked
a third electrode connected to the p-type region forming the junction by ohmic property or Schottky barrier property; and a fourth electrode connected to the n-type region forming the nz p-junction by ohmic property or Schottky barrier property in the 3nt Pgn3p stack; By arranging a The upper layer of h pI”n-type region 1 forming the z junction
Reduces the occurrence of leakage current flowing through the p-type region forming a pin junction and the leakage current flowing through the p-type region forming the cap region + f't'' junction. There is an effect that it can be done.

また、同様に3nI pt接合を形成するp形領域とn
s p接合を形成するn形領域との間の接合が完全な逆
バイアス状態となり空乏層が形成されるため、発光層の
上部層r  nI pz接合を形成するp形領域、I’
1ii)接合を形成するn形領域を介して流れる漏れ電
流およびキャップ領域+  nt pt接合を形成する
p形碩域+nz p接合を形成するn形領域を介して流
れる漏れ電流の発生を低減できるという効果がある。
Similarly, a p-type region forming a 3nI pt junction and an n
Since the junction between the n-type region forming the p-junction is completely reverse biased and a depletion layer is formed, the upper layer of the light-emitting layer r nI p-type region forming the pz junction, I'
1ii) It is said that the occurrence of leakage current flowing through the n-type region forming the junction and the leakage current flowing through the cap region + nt p-type rectangular region forming the nt pt junction + n-type region forming the nz p junction can be reduced. effective.

さらに、漏れ電流が極めて小さいため、闇値電流および
駆動電流の低減化を実現でき、高性能の半導体発光装置
を提供できる効果がある。
Furthermore, since the leakage current is extremely small, the dark value current and drive current can be reduced, and a high-performance semiconductor light-emitting device can be provided.

さらに、闇値電流、駆動電流を低減できるため、レーザ
発振時の発熱が抑制され、高出力化も可能になるという
効果が得られる。
Furthermore, since the dark value current and drive current can be reduced, heat generation during laser oscillation is suppressed, and high output is also possible.

さらに、埋込み領域中のpI nff1+  p3 n
接合もしくはnI pg r  ns p接合をゼロバ
イアス状態にすることにより、埋込み領域中へのキャリ
アの注入を抑制できるため、クラッド層、電流ブロック
層、電流閉込め層を介して流れる漏れ電流、キャップ層
、電流ブロック層、電流閉込め層を経由して流れる漏れ
電流の発生を低減できるという効果がある。
Furthermore, pI nff1+ p3 n in the buried region
By bringing the junction or nI pg r ns p junction into a zero bias state, carrier injection into the buried region can be suppressed, which reduces leakage current flowing through the cladding layer, current blocking layer, and current confinement layer, and the cap layer. This has the effect of reducing the occurrence of leakage current flowing through the current blocking layer and the current confinement layer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(司〜(e)は本発明による半導体発光装置の第
1の実施例の作製手順を示す断面図、第2図は第1図(
elの装置の埋込み領域のエネルギーバンド構造を示す
説明図、第3図は本発明による半導体発光装置の第2の
実施例を示す断面図、第4図は第3図の装置の埋込み領
域のエネルギーパンl構造を示す説明図、第5図は埋込
み領域のエネルギーバンド構造を示す説明図、第6図お
よび第7図は本発明による第3および第4の実施例を示
す断面図、第8図は従来の半導体発光装置を示す断面図
である。 ■・・・p形1nP基板、2・・・p形1nP下方クラ
ット層、3・・・InGaAs活性層、4・・・n形1
0P上方クラッド層、5・・・n形InPキャップ層、
6・・・n形1nP電流ブロック層、7・・・p形1n
P電流閉じ込め層、13・・・窒化シリコン膜、14・
・・絶縁層、15 a、l 5 b−Au/Zn電掻、
16− A u / G e / N i電極。
1(e) are sectional views showing the manufacturing procedure of the first embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG.
3 is a cross-sectional view showing the second embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the energy band structure of the buried region of the device in FIG. 3. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the energy band structure of the buried region; FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views showing the third and fourth embodiments of the present invention; FIG. 1 is a sectional view showing a conventional semiconductor light emitting device. ■...p-type 1nP substrate, 2...p-type 1nP lower crat layer, 3...InGaAs active layer, 4...n-type 1
0P upper cladding layer, 5... n-type InP cap layer,
6...n-type 1nP current blocking layer, 7...p-type 1n
P current confinement layer, 13... silicon nitride film, 14.
・・Insulating layer, 15 a, l 5 b-Au/Zn electric scraping,
16- Au/Ge/Ni electrodes.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に少なくとも2つの半導体ヘテロ接
合に挟まれた発光層を備え、この発光層の上部層をp形
またはn形となしかつ前記発光層の下方に位置して前記
基板に接する下部層をn形またはp形となすダブルヘテ
ロpn接合領域を持つ半導体発光装置において、 前記ダブルヘテロpn接合領域の少なくとも前記発光層
の側壁に接して形成された埋込み領域と、前記埋込み領
域および前記ダブルヘテロpn接合領域の双方の領域の
上方を覆うキャップ領域と、このキャップ領域にオーム
性で接触する第1の電極と、前記下部層にオーム性で接
触または前記下部層と低抵抗で電気的に接続した前記基
板の裏側にオーム性で接触する第2の電極とを備え、前
記キャップ領域の導電形を前記ダブルヘテロpn接合領
域における前記発光層の上部層における導電形と同じく
し、第1の電極と第2の電極の間に印加するバイアスに
よって前記ダブルヘテロpn接合領域のpn接合が順方
向にバイアスされ前記発光層に電子と正孔と流入して再
結合することにより発光動作し、前記埋込み領域におい
てp形およびn形の導電層が積層せられ、前記キャップ
領域から前記埋込み領域を介して前記下部層に至る経路
にp_1n_2p_3n積層接合またはn_1p_2n
_3p積層接合が含まれ、 前記p_1n_2p_3n積層接合の場合においては、
前記p_1n_2p_3n積層におけるp_1n_2接
合を形成するn形領域にオーム性またはショットキー障
壁性で接続する第3電極と、前記p_1n_2p_3n
積層におけるp_3n接合を形成するp形領域にオーム
性またはショットキー障壁性で接続する第4電極とを配
設し、 前記n_1p_2n_3p積層接合の場合においては、
前記n_1p_2n_3p積層におけるn_1p_2接
合を形成するp形領域にオーム性またはショットキー障
壁性で接続する第3電極と、前記n_1p_2n_3p
積層におけるn_3p接合を形成するn形領域にオーム
性またはショットキー障壁性で接続する第4電極とを配
設した ことを特徴とする半導体発光装置。
(1) A light-emitting layer sandwiched between at least two semiconductor heterojunctions on a semiconductor substrate, the upper layer of the light-emitting layer being p-type or n-type, and located below the light-emitting layer and in contact with the substrate. In a semiconductor light emitting device having a double hetero pn junction region in which the lower layer is n-type or p-type, a buried region formed in contact with at least a side wall of the light emitting layer of the double hetero pn junction region; a cap region overlying both regions of the double hetero pn junction region; a first electrode in ohmic contact with the cap region; and a first electrode in ohmic contact with or having low resistance electrical contact with the lower layer. a second electrode in ohmic contact with the back side of the substrate connected to the substrate, the conductivity type of the cap region being the same as the conductivity type of the upper layer of the light emitting layer in the double hetero pn junction region; The pn junction of the double hetero pn junction region is biased in the forward direction by a bias applied between the electrode and the second electrode, and electrons and holes flow into the light emitting layer and recombine to emit light, P-type and n-type conductive layers are stacked in the buried region, and a p_1n_2p_3n stacked junction or n_1p_2n is formed in a path from the cap region to the lower layer through the buried region.
_3p laminated junction is included, and in the case of the p_1n_2p_3n laminated junction,
a third electrode connected to the n-type region forming the p_1n_2 junction in the p_1n_2p_3n stack with an ohmic or Schottky barrier property, and the p_1n_2p_3n
In the case of the n_1p_2n_3p multilayer junction, a fourth electrode connected to the p-type region forming the p_3n junction in the stacked layer is provided with an ohmic or Schottky barrier property.
a third electrode connected to the p-type region forming the n_1p_2 junction in the n_1p_2n_3p stack by ohmic or Schottky barrier property; and the n_1p_2n_3p
A semiconductor light-emitting device characterized in that a fourth electrode is provided to connect an n-type region forming an n_3p junction in a stacked layer with an ohmic property or a Schottky barrier property.
(2)請求項1記載の半導体発光装置において、p_1
n_2p_3n積層接合の場合においては、第3電極は
第1電極に接続するか又は前記p_1n_2接合を形成
するp形導電層にオーム性またはショットキー障壁性で
接続し、第4電極は第2電極に接続するか又は前記p_
3n接合を形成するn形導電層にオーム性またはショッ
トキー障壁性で接続し、 n_1p_2n_3p積層接合の場合においては、第3
電極は第1電極に接続するか又は前記n_1p_2接合
を形成するn形導電層にオーム性またはショットキー障
壁性で接続し、第4電極は第2電極に接続するか又は前
記n_3p接合を形成するp形導電層にオーム性または
ショットキー障壁性で接続した ことを特徴とする半導体発光装置。
(2) In the semiconductor light emitting device according to claim 1, p_1
In the case of an n_2p_3n stacked junction, the third electrode is connected to the first electrode or ohmic or Schottky barrier to the p-type conductive layer forming said p_1n_2 junction, and the fourth electrode is connected to the second electrode. connect or the p_
It is connected to the n-type conductive layer forming the 3n junction using ohmic or Schottky barrier properties, and in the case of an n_1p_2n_3p stacked junction, the third
An electrode is connected to the first electrode or is ohmic or Schottky barrier connected to the n-type conductive layer forming the n_1p_2 junction, and a fourth electrode is connected to the second electrode or forming the n_3p junction. A semiconductor light emitting device characterized in that it is connected to a p-type conductive layer using ohmic or Schottky barrier properties.
(3)請求項1又は請求項2記載の半導体発光装置にお
いて、 p_1n_2p_3n積層接合の場合においてはn_2
層とp_3層との間に半絶縁性層が挿入され、n_1p
_2n_3p積層接合の場合においてはp、層とn_3
層との間に半絶縁性層が挿入されたことを特徴とする半
導体発光装置。
(3) In the semiconductor light emitting device according to claim 1 or claim 2, in the case of p_1n_2p_3n stacked junction, n_2
A semi-insulating layer is inserted between the p_3 layer and the n_1p
In the case of _2n_3p stacked junction, p, layer and n_3
A semiconductor light emitting device characterized in that a semi-insulating layer is inserted between the two layers.
(4)請求項1記載の半導体発光装置において、p_1
n_2p_3n積層接合の場合においては、第3電極の
電位を第1電極の電位に対して高く保ちつつ、第1電極
の電位を第2電極の電位に対して高く与えて発光動作を
させ、 n_1p_2n_3p積層接合の場合においては、第3
電極の電位を第1電極の電位に対して低く保ちつつ、第
1電極の電位を第2電極の電位に対して低く与えて発光
動作をさせる ことを特徴とする半導体発光装置の使用方法。
(4) In the semiconductor light emitting device according to claim 1, p_1
In the case of an n_2p_3n stacked junction, the potential of the third electrode is kept higher than the potential of the first electrode, and the potential of the first electrode is applied higher than the potential of the second electrode to cause light emitting operation, resulting in an n_1p_2n_3p stacked junction. In the case of joining, the third
1. A method of using a semiconductor light emitting device, characterized in that the potential of the first electrode is kept lower than the potential of the first electrode, and the potential of the first electrode is applied lower than the potential of the second electrode to emit light.
JP1184800A 1988-12-23 1989-07-19 Semiconductor light emitting device and usage thereof Pending JPH02256287A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108886073A (en) * 2015-12-24 2018-11-23 维耶尔公司 Vertical solid-state devices
US11600743B2 (en) 2017-03-30 2023-03-07 Vuereal Inc. High efficient microdevices
US11721784B2 (en) 2017-03-30 2023-08-08 Vuereal Inc. High efficient micro devices
US11721797B2 (en) 2017-03-30 2023-08-08 Vuereal Inc. Vertical solid-state devices

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