JPH0252455A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

発光ダイオード及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0252455A
JPH0252455A JP20412088A JP20412088A JPH0252455A JP H0252455 A JPH0252455 A JP H0252455A JP 20412088 A JP20412088 A JP 20412088A JP 20412088 A JP20412088 A JP 20412088A JP H0252455 A JPH0252455 A JP H0252455A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
layer
emitting diode
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20412088A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoji Hosoi
細井 洋治
Masao Kobayashi
正男 小林
Takashi Tsubota
孝志 坪田
Yasumasa Kashima
保昌 鹿島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP20412088A priority Critical patent/JPH0252455A/ja
Publication of JPH0252455A publication Critical patent/JPH0252455A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

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、短距離光通信や情報処理等に用いられる発光
ダイオード(LED)及びその製造方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、昭和62年電子
情報通信学会創立70周年記念総合全国大会錨演論文集
、分冊4、PART4 (昭623−15>、側弁・佐
野・高野著「ジャンクションアップ型 AfJGaAs
  DH−LEDの高速化JP、4−43に記載さ九る
ものがあった。
以下、その構成を図を用いて説明する。
第2図は従来の発光ダイオードの一構成例を示す構造図
である。
この発光ダイオードは、AβG a A s / G 
aAs系短波長の面発光型のもので、P形GaA sの
基板1を有し、その基板1−上には、N−P逆バイアス
M4遣のN形GaAsの電流狭窄層2、P形A、1lG
aAsのクラッド層3、P形A、II GaAsの活性
層4、NE;AflGaAsのクラッド層5、及びオー
ミック接触用のN形AρGaAsのキャップ@6が順に
積層形成されている。さらに、キャップ層6上にN側電
極7が形成されると共に、基板1の底面にP側電極8が
形成され、そのキャップ層6には直径70μm程度の円
形の光]■出し部7aが形成されている。ここで、発光
部9は、ホトリソエツチングにより直径35μm程度の
大きさに形成されており、キャリアを狭い領域に閉じ込
めて再結合の効率を高めるために、光を発生する活性層
4をそれより屈折率が小さく、エネルギーギャップの大
きなりラッド層3.5で挾み込んだダブルへテロeとな
っている。
次に、この発光ダイオードの製造方法例を説明する。
先ず、液相結晶成長法を用いて基板1上に電流狭窄層2
を形成した後、ホトリソエツチングでその電流狭窄層2
及び基板1に凹部を形成する。全面に、液相結晶成長法
を用いてクラッド層3、活性層4、クラッド層5及びキ
ャップ層6の順に結晶成長させる。次に、1R8111
パターンの形成に適したリフトオフ法を用いてN側電極
7及び光取出し部7aを形成すると共に、真空蒸着法で
P側電極8を形成する。リフトオフ法を用いたN側電極
7及び光取出し1部7aの形成工程では、まずキャップ
層6十、における発光部位置に、ホトリングラフィによ
りホトレジストを選択的に形成し、次に電極金属を真空
蒸着法で蒸着した後、有機溶剤等によりホI・リソレジ
ストを除去すれば、N側電極7及び光取出し部7aが形
成できる。
このようにして製造された発光ダイオードでは、N側電
極7とP側電極8間に正方向電圧を印加すると、発光部
9のPN接合箇所で少数キャリアの注入が起こり、キャ
リアの再結合によって光か発生し、その光が光取出し部
7aから出射される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の発光ダイオード及びその製造
方法では、次のような課題があった。
(1) 上記の発光ダイオードにおいて、発光部って発
生した光は、光取出し部7aを出ると、全周に広がって
しまい、集光用のセルフォックレンズ等を用いて集光し
なければ、光ファイバとの光学的結合効率が悪くなる。
そのため、光ファイバとの結合構造が複雑であった。
(2) 上記の発光ダイオードの製造方法では、電流狭
窄機能を持なぜるために、電流狭窄層2及び基板1に凹
部を形成しているが、その四部の面積及び深さを精度良
く制御しようとすると、製造工程に手数を要し、製造効
率が低下する。
その上、後の工程においてN (!jll電極7に直径
70μm程度の光取出し部7aを形成しなければならな
いなめ、微細パターンの形成に適したリフトオフ法を用
いても、寸法精度の高い光取出し部7aを形成すること
が困難である。そのため、光取出し部7aの寸法精度を
上げようとすると、電極形成工程が複雑になるばかりか
、寸法精度のばらつきのために歩留りが低下する。
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、光ファ
イバへの結合効率が低い点と、凹部形成工程及び電極形
成工程の複雑化の点について解決した発光ダイオード及
びその製造方法を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 前記課題を解決するために、請求項1の発明では、PN
接合で構成された発光部が半導体基板上に形成され、上
下面に第1と第2の電極がそれぞれ形成された発光ダイ
オードにおいて、前記発光部で発生した光を、側面に位
置する端面より出射する構造にし、その端面を前記半導
体基板に対して水平方向に円弧状に突出した形状、即ち
凸レンズ状したものである。
請求項2の発明では、前記発光ダイオードの製造方法に
おいて、半導体基板の表面に第1のクララド層、活性層
、第2のクラッド層及びオーミック接触用のキャップ層
を順に積層形成する工程と、前記キャップ層」二に第1
の電極を選択的に形成する工程と、前記第1の電極及び
キャップ層上に、円弧状の曲線部を有する所定面積の保
護膜を選択的に形成し、その保護膜をマスクにして前記
キャップ層、第2のクラッド層、活性層、第1のクラッ
ド層及び半導体基板をエツチングして横断面円弧状の端
面を有する発光部を形成する工程と、前記半導体基板の
底面に第2の電極を形成する工程とを、順に施すように
したものである。
(作用) 請求項1の発明では、以上のように発光ダイオードを構
成しなので、凸レンズ状の端面は、そこから出射される
光の広がりを減少して光ファイバへの結合効率を向上さ
せるように働く。
また、請求項2の発明の製造方法において、保護膜をマ
スクにして凸レンズ状の端面を有する発光部を形成する
工程は、従来の電流狭窄層及び四部の形成工程を不要に
させると共に、電極形成工程を簡略化させ、製造を容易
にする働きを有する。
従って、前記課題を解決できるのである。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示す発光ダイオードの構造
図である。
この発光ダイオードは、AβG a A s / G 
aAs系の端面発光型のもので、P形GaAsの基板1
0を有し、その基板10上には、厚さ1μm、キャリア
濃度1 x 1018cm’程度のP形A、1)GaA
sの第1のクラッド層11、厚さ1μm、キャリア濃度
lX1018cm−3程度のP形A、llGaAsの活
性層12、厚さ1μm、キャリア濃度7 X 1017
c m−3程度の第2のクラッド層13、及び厚さ2μ
m、キャリア濃度1×1018cm−3程度のN形Ga
Asのオーミック接触用キヤ・ノブ層]4が液相結晶成
長法等により順に積層形成されている。さらに、キャッ
プ層14上には、金合金等からなる大きさ150μmX
120μm程度のN側電極(第1の電極)15が選択的
に形成されている。
ここで、活性層12は光を発生する層であり、キャリア
を狭い領域に閉じ込めて再結合の効率を高めるなめに、
その活性層12より屈折率が小さく、エイ・ルキーギャ
ップの大きなりラッド層1113で挾み込んだダブルへ
テロ構造となっている。
このダブルへテロ構造における電気/光変換効率を高め
るための電流狭窄作用と同様の機能を持たせるために、
基板10の一部、第1のクラッド層11、活性層12、
第2のクラッドJ?413及びキャップ層14が、N四
重・極15よりも大きな面積でほぼ長方雌形状にエツチ
ングされて発光部16が形成され、その発光部16の一
側面の光出射用端面16aが水平断面円弧状、つまり凸
レンズ状に形成されている。
また、基板10の底面には、金合金等からなるP側電極
(第2の電極)17が全面に被着されている。この発光
ダイオードの全体の厚さは、例えば200〜250μm
程度である。
以上の構成において、N側電極15とP側電極17間に
正方向の電圧を印加すると、発光部16を構成する第1
のクラッド層11、活性層12及び第2のクラッド層1
3におけるPN接合箇所で少数キャリアの注入が起こり
、キャリアの再結合によって活性層12で光が発生し、
その光が端面16aから出射される。ここで、発光部1
6の端面16aは凸レンズ状に形成されているため、出
射光の広がりが減少し、光ファイバとの結合効率か向上
する。そのなめ、光ファイバとの結合構造の簡略化が可
能となる。また、発光部16の形成面積を適宜選定する
ことにより、従来の第2図の電流狭窄層2とほぼ同様の
電流狭窄機能を持たせることができ、それによって電気
/光変換効率を向上させることが可能となる。
第3図(a)、(b)は第1図の発光ダイオードの一製
造方法例を示す図であり、この図を参照しつつ第1−図
の発光ダイオードの製造工程を説明する。
先ず、第3図(a)に示すように、液相または気相結晶
成長法等を用いて基板10上に、第1のクラッド層11
、活性層12、第2のクラッド層13、及びキャップ層
14を順に形成していく。
次に、キャップ層14上にレジスト膜を形成し、そのレ
ジスト膜の電極形成予定領域のみをホトリングラフィで
選択的に除去してレジストパターンを形成する。このレ
ジストパターンの全面に、真空蒸着法等で電極金属膜を
被着した後、リフトオフ法を用いてレジストパターンと
その上の電極金属膜を同時に除去する。すると、第3図
(1])に示すように、大きさ150μmX120μm
程度の長方形のN側電極15がキャップ層14−4=に
形成される。
N側電極15の形成後、端面発光型構造にするために、
5i02等の耐酸性誘電体膜等の保護膜18をN側電極
15上に被着する。その後、第3図(b)に示すように
、ホトリングラフィ及びウェットエツチング等により、
N側電極15よりも大きなほぼ長方形で、かつその長方
形の一辺が円弧状の曲線部18aを有するように、保護
膜]8をエツチングする。この保護膜18をマスクにし
て、硫酸4:過酸化水素水1:水1の混合液(エツチン
グ液〉等を用いてキャップ層14、第2のクラッド層1
3、活性層12、第1のクラッド層11、及び基板10
−の一部をエツチングし、第1図に示すように、長方体
形状でその端面16aが凸レンズ状をなす発光部16を
形成する。このエツチング工程で例えばウェットエツチ
ング法を用いる場合、前記の混合液(エツチング液)は
、発光部16の端面16aが素子の横から見て、サイド
エツチングによって逆台形状にならない液ならば、池の
エツチング液でもよい。サイドエツチングにより−〔端
面16aが逆台形状になると、その発光部1−6の機械
的強度が低下するからである。
、端面]、 6 aを有する発光部16を形成した後、
保護膜18を除去し、最後に、素子全体の厚さが例えば
200〜250μm程度になるように基板10の底面を
エツチングあるいは研摩し、真空蒸着法等でP側電極1
7を被着する。そしてパッケージ等に封入すれば、製造
工程か終了する。
このような発光ダイオードの製造方法では、従来の第2
図の電流狭窄層2及び基板1の凹部形成工程が省略でき
るため、製造工程が簡単になる。
その上、発光部16を端面発光型構造にしたので、N側
電極15の形成工程が簡単になる。即ち、微、t−11
1パターンの形成に適したリフトオフ法を用いてN側電
極15を形成する場合、そのN四重、極15の面積が1
50μmX120μm程度と大きく、しかも、リフトオ
フて除去する不要な電極金属膜の面積が従来の第2図の
光取出し部面積(直径70μm程度)に比べて大きいの
で、寸法精度の高いリフトオフが容易に行える。そのた
め、製造工程の簡単化が図れるばかりか、寸法精度のば
らつきが少くなるので、歩留が向上する。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
(a)  第1図の発光ダイオードにおいて、発光部1
6の下方の基板10も、その発光部16の側面に沿って
下方向に除去した形状にしてもよい。
また、N側電極15は、その下のキャップ層14と同一
の形状にしてもよい。
(b)  基板10、第1のクラッド層11、活性層1
2、第2のクラッド層13及びキャップ層14は、ヒ記
実施例で用いた材料と異なる材料を用いて異なる製法で
形成してもよい。また、N 1jlJ電極15は、その
面積が比較的大きいために、リフトオフ法を(吏用ぜず
に、化学エツチング法等の他の方法を用いても、十分な
寸法精度が得られる。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、請求項1の発明によれば、
端面発光型構造にしてその端面を凸レンズ状にしたので
、出射光の広がりが減少し、光ファイバ等との結合効率
が向上する。
また、請求項2の発明では、保護膜をマスクにして凸レ
ンズ状の出射光用端面を有する発光部を形成するように
したので、その発光部の形成面積を適宜j2定すること
により、従来の電流狭窄層及び四部の形成工程が不要に
なる。さらに、第1の電極方向から光を出射させる構造
でなく、端面から光を出射させる構造に形成するので、
第1の電極の形成工程が簡単になる。従って、製造工程
の容易化と歩留の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す発光ダイオードの構造図
、第2図は従来の発光ダイオードの構造図、第3図(a
)、(b)は第1図の製造方法を示す図である。 10・・・・・・基板、11.13・・・・・・第1.
第2のクラッド層、12・・・・・・活性層、14・・
・・・・キャップ層、15・・・・・・N側型、極、1
6・・・・・・発光部、16a・・・・・・端面、17
・・・・・・P側電極、18・・・・−・保護膜。 ltl[、:・(i友 沖電気工業株式会社代理人  
柿  木  恭  成 本発明の発光部7−ド 第1図 従来の発光ダイオード 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、PN接合で構成された発光部が半導体基板上に形成
    され、上下面に第1と第2の電極がそれぞれ形成された
    発光ダイオードにおいて、 前記発光部で発生した光を、側面に位置する端面より出
    射する構造にし、その端面を前記半導体基板に対して水
    平方向に円弧状に突出した形状にしたことを特徴とする
    発光ダイオード。 2、半導体基板の表面に第1のクラッド層、活性層、第
    2のクラッド層及びオーミック接触用のキャップ層を順
    に積層形成する工程と、 前記キャップ層上に第1の電極を選択的に形成する工程
    と、 前記第1の電極及びキャップ層上に、円弧状の曲線部を
    有する所定面積の保護膜を選択的に形成し、その保護膜
    をマスクにして前記キャップ層、第2のクラッド層、活
    性層、第1のクラッド層及び半導体基板をエッチングし
    、前記半導体基板に対して水平方向に円弧状に突出した
    端面を有する発光部を形成する工程と、 前記半導体基板の底面に第2の電極を形成する工程とを
    、 順に施したことを特徴とする発光ダイオードの製造方法
JP20412088A 1988-08-17 1988-08-17 発光ダイオード及びその製造方法 Pending JPH0252455A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20412088A JPH0252455A (ja) 1988-08-17 1988-08-17 発光ダイオード及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20412088A JPH0252455A (ja) 1988-08-17 1988-08-17 発光ダイオード及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0252455A true JPH0252455A (ja) 1990-02-22

Family

ID=16485151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20412088A Pending JPH0252455A (ja) 1988-08-17 1988-08-17 発光ダイオード及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0252455A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5428227A (en) * 1993-03-17 1995-06-27 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor light emitting element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5428227A (en) * 1993-03-17 1995-06-27 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor light emitting element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5281829A (en) Optical semiconductor device having semiconductor laser and photodetector
JPS5940592A (ja) 半導体レ−ザ素子
JPH0252455A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JPH0252472A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JPH0376287A (ja) ブロードエリアレーザ
JPH0156547B2 (ja)
JPS62119981A (ja) 光半導体装置の製造方法
KR100320172B1 (ko) 반도체레이저다이오드및그제조방법
JPS5840881A (ja) 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子の製造方法
JPH05226774A (ja) 半導体レーザ素子とその製造方法
JPH084180B2 (ja) 半導体レ−ザ装置およびその製造方法
KR100263932B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법
KR100284760B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법
JPS6342874B2 (ja)
KR100265801B1 (ko) 레이저 다이오드 및 그의 제조 방법
JPS6318874B2 (ja)
KR100287207B1 (ko) 반도체레이저소자및그제조방법
KR100289728B1 (ko) 반도체레이저소자및그제조방법
KR100265804B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드
KR100261247B1 (ko) 레이저 다이오드의 제조방법
JPH06216470A (ja) 半導体発光素子の製造方法
KR100287206B1 (ko) 반도체레이저소자및그제조방법
KR100287202B1 (ko) 반도체레이저소자및그제조방법
JPS62229892A (ja) 半導体装置およびその製法
KR100259006B1 (ko) 반도체 레이저소자의 제조방법