JPH0384969A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH0384969A JPH0384969A JP1222045A JP22204589A JPH0384969A JP H0384969 A JPH0384969 A JP H0384969A JP 1222045 A JP1222045 A JP 1222045A JP 22204589 A JP22204589 A JP 22204589A JP H0384969 A JPH0384969 A JP H0384969A
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- JP
- Japan
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- light emitting
- type
- inp
- semiconductor light
- emitting layer
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- Pending
Links
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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。
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、高速光並列伝送の主構成要素となる半導体
発光素子に関する。
発光素子に関する。
光通信技術の進歩に伴い、その適用分野は基幹伝送系か
ら加入者系・ＬＡＮ・データリンク等のシステムへ急速
に広がりつつある。このような光システムの高度化に対
応する為には、光素子のより高性能化が不可欠である。
ら加入者系・ＬＡＮ・データリンク等のシステムへ急速
に広がりつつある。このような光システムの高度化に対
応する為には、光素子のより高性能化が不可欠である。
これまで低損失光ファイバ通信用光源として、ＩｎっＧ
ａ、−、Ａｓ。
ａ、−、Ａｓ。
Ｐ 、−、／ Ｉ ｎ Ｐダブルへテロ構造の発光素子
が実用化されている。
が実用化されている。
しかしながら、波長１μｍ帯のｐ−ＩｎＰ／ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ／ｎ−ＩｎＰダブルへテロ構造を有する通常の
発光素子に関しては、例えば米津による半導体素子工学
−発光・受光素子−工学図書株式会社刊、１３１頁から
１３４頁に詳しく記載されているように、波長０，８μ
ｍ帯のＧ ａ Ａ ＩＩＡ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ系
とくらべて発光効率が低い、光出力が低出力で飽和する
等の問題が生じていた。
ａＡｓＰ／ｎ−ＩｎＰダブルへテロ構造を有する通常の
発光素子に関しては、例えば米津による半導体素子工学
−発光・受光素子−工学図書株式会社刊、１３１頁から
１３４頁に詳しく記載されているように、波長０，８μ
ｍ帯のＧ ａ Ａ ＩＩＡ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ系
とくらべて発光効率が低い、光出力が低出力で飽和する
等の問題が生じていた。
発光効率の低下、および光出力の飽和の原因の一つは、
クラッド層へのキャリア漏れ過程、オージェ再結合過程
等によって、発光層に注入された電子・正孔が発光に寄
与することなく再結合してしまうことにある。
クラッド層へのキャリア漏れ過程、オージェ再結合過程
等によって、発光層に注入された電子・正孔が発光に寄
与することなく再結合してしまうことにある。
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系においては、伝導帯のバンド
不連続ΔＥｃと価電子帯のバンド不連続ΔＥｖの比（い
わゆるバンドオフセット比）が、ΔＥｃ：ΔＥＶ＝０．
２２ ： ０．３８と小さい為、ＩｎＧ ａ Ａ ｓ
Ｐ発光層に注入された電子は、ヘテロ障壁を越えて、ｐ
型のＩｎＰクラッド層に漏れやすい。特に、オージェ再
結合過程（ＣＨＣＣ過程）によって、ＩｎＧａＡｓＰ活
性層中に運動エネルギーの高い電子が生成される為、電
子のｐ型のＩｎＰクラッド層への漏れが促進される。
不連続ΔＥｃと価電子帯のバンド不連続ΔＥｖの比（い
わゆるバンドオフセット比）が、ΔＥｃ：ΔＥＶ＝０．
２２ ： ０．３８と小さい為、ＩｎＧ ａ Ａ ｓ
Ｐ発光層に注入された電子は、ヘテロ障壁を越えて、ｐ
型のＩｎＰクラッド層に漏れやすい。特に、オージェ再
結合過程（ＣＨＣＣ過程）によって、ＩｎＧａＡｓＰ活
性層中に運動エネルギーの高い電子が生成される為、電
子のｐ型のＩｎＰクラッド層への漏れが促進される。
本発明の目的は、上記の原因を除去し、発光効率が高く
、光出力が高出力まで飽和しないＩｎＧａＡｓＰを発光
層とする半導体発光素子を提供することにある。
、光出力が高出力まで飽和しないＩｎＧａＡｓＰを発光
層とする半導体発光素子を提供することにある。
前述の問題を解決し上記目的を達成するために、本発明
が提供する半導体発光素子は、ｐ型のＩｎＧ ａ Ａ
ｓ ｐよりなる発光層が、ｎ型のＩｎＰよりなる第１の
クラッド層と、ｐ型のＩ ｎ Ａ ＩＩ Ａ ｓよりな
る第２のクラ、ド層ではさまれた構造を有することを特
徴とする。
が提供する半導体発光素子は、ｐ型のＩｎＧ ａ Ａ
ｓ ｐよりなる発光層が、ｎ型のＩｎＰよりなる第１の
クラッド層と、ｐ型のＩ ｎ Ａ ＩＩ Ａ ｓよりな
る第２のクラ、ド層ではさまれた構造を有することを特
徴とする。
Ｉ ｎ Ａ ＩＩ Ａ ｓ ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ系は、バンドオフセット比がΔＥ０：ΔＥｖ＝０
．５０：０．２２であり、伝導帯に大きなバンド不連続
を有する材料系である。
ｓ Ｐ系は、バンドオフセット比がΔＥ０：ΔＥｖ＝０
．５０：０．２２であり、伝導帯に大きなバンド不連続
を有する材料系である。
本発明では、ｐ型のＩｎＧａＡｓＰよりなる発光層を、
ｎ型のＩｎＰよりなる第１のクラッド層と、ｐ型のＩｎ
ＡｎＡｓよりなる第２のクラッド層ではさむことによっ
て、第２図に示す様に電流注入時において、発光層と第
２のクラッド層間の伝導帯のへテロ障壁を大きくするこ
とが可能となる。この大きな伝導帯のへテロ障壁によっ
て、発光層に注入された電子が、第２のクラッド層へ漏
れにくくなる。特にオージェ過程によって生じた高い運
動エネルギーの電子に対して、この効果は著しい。従っ
て本発明の採用により、発光層に注入された電子が、第
２のクラッド層に漏れることなく、正孔と発光再結合す
る為、発光効率が高く、光出力が高出力まで飽和しない
ＩｎＧａＡｓＰを発光層とする半導体発光素子が得られ
る。
ｎ型のＩｎＰよりなる第１のクラッド層と、ｐ型のＩｎ
ＡｎＡｓよりなる第２のクラッド層ではさむことによっ
て、第２図に示す様に電流注入時において、発光層と第
２のクラッド層間の伝導帯のへテロ障壁を大きくするこ
とが可能となる。この大きな伝導帯のへテロ障壁によっ
て、発光層に注入された電子が、第２のクラッド層へ漏
れにくくなる。特にオージェ過程によって生じた高い運
動エネルギーの電子に対して、この効果は著しい。従っ
て本発明の採用により、発光層に注入された電子が、第
２のクラッド層に漏れることなく、正孔と発光再結合す
る為、発光効率が高く、光出力が高出力まで飽和しない
ＩｎＧａＡｓＰを発光層とする半導体発光素子が得られ
る。
次に、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は、本実施例である半導体発光素子の構成図、第
２図はその実施例の発光時におけるバンド構造図である
。先ず、厚さ３５０μｍのｎ−ＩｎＰ基板基板ｌ心気相
成長法又は分子線成長法により、ｎ−ＩｎＰよりなる第
１のクラッド層１１（厚さ２．ｕｍ、キャリア濃度５
Ｘ １０ ”ａｎ−”）、 ｐ−ＩｎＧａＡｓＰよりな
る発光層１２（厚さ０．５ｊ’ｍｒキャリア濃度Ｉ Ｘ
１０”ａｍ−”）、 ｐ−Ｉ ｎＡＡＡｓよりなる
第２のクラッド層１３（厚さ２μｍ、キャリア濃度Ｉ
Ｘ １０ ”ｃｍ−”）を成長する。
２図はその実施例の発光時におけるバンド構造図である
。先ず、厚さ３５０μｍのｎ−ＩｎＰ基板基板ｌ心気相
成長法又は分子線成長法により、ｎ−ＩｎＰよりなる第
１のクラッド層１１（厚さ２．ｕｍ、キャリア濃度５
Ｘ １０ ”ａｎ−”）、 ｐ−ＩｎＧａＡｓＰよりな
る発光層１２（厚さ０．５ｊ’ｍｒキャリア濃度Ｉ Ｘ
１０”ａｍ−”）、 ｐ−Ｉ ｎＡＡＡｓよりなる
第２のクラッド層１３（厚さ２μｍ、キャリア濃度Ｉ
Ｘ １０ ”ｃｍ−”）を成長する。
次に誘電体をマスク１４としたＣｄ又はＺｎの選択不純
物拡散法により、高いｐ型不純物濃度を有するコンタク
ト領域１５を形成した後、ＡｕＺｎからなるｐ電極１６
を形成する。ｎ−ＩｎＰ基板１０の裏面を１００μｍ程
度の厚さになるまで研磨した後、裏面側に誘電体よりな
る無反射膜１７とｎ電極１８を形成し、本実施例の半導
体発光素子が完成する。
物拡散法により、高いｐ型不純物濃度を有するコンタク
ト領域１５を形成した後、ＡｕＺｎからなるｐ電極１６
を形成する。ｎ−ＩｎＰ基板１０の裏面を１００μｍ程
度の厚さになるまで研磨した後、裏面側に誘電体よりな
る無反射膜１７とｎ電極１８を形成し、本実施例の半導
体発光素子が完成する。
この様にｐ型のＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐよりなる発
光層を、ｎ型のＩｎＰとｐ型のＩ ｎ Ａ １２ Ａ
ｓではさんだ構造をとることによって、発光層からの電
子の漏れを抑制することが可能となる為、発光効率が高
く、光出力が高出力まで飽和しない半導体発光素子が得
られる。
光層を、ｎ型のＩｎＰとｐ型のＩ ｎ Ａ １２ Ａ
ｓではさんだ構造をとることによって、発光層からの電
子の漏れを抑制することが可能となる為、発光効率が高
く、光出力が高出力まで飽和しない半導体発光素子が得
られる。
尚、上記の実施例においては寸法例も示したが、結晶成
長の様子は、成長条件等で大幅に変化するからそれらと
共に適切な寸法を採用することは、いうまでもない。又
、電極金属・誘電体の種類に関して制限はない。ＩｎＧ
ａＡｓＰ発光層に関してはＩｎＰに格子整合する組成で
あれば制限はない。
長の様子は、成長条件等で大幅に変化するからそれらと
共に適切な寸法を採用することは、いうまでもない。又
、電極金属・誘電体の種類に関して制限はない。ＩｎＧ
ａＡｓＰ発光層に関してはＩｎＰに格子整合する組成で
あれば制限はない。
以上詳述したように、本発明によれば、ｐ型のＩｎＧａ
ＡｓＰよりなる発光層をｎ型のＩｎＰよりなる第」のク
ラ、ド層とｐ型のＡ ｉ Ｇ ａ Ａ ｓよりなる第２
のクラッドではさんだ構造を採用することによって、電
子の第２のクラッド層への漏れを抑制することが可能と
なる。発光層に注入された電子は、効率良く、正孔と発
光再結合する。したがって、発光効率が高く、光出力が
高出力まで飽和しないＩｎＧａＡｓＰを発光層とする半
導体発光素子が得られる。
ＡｓＰよりなる発光層をｎ型のＩｎＰよりなる第」のク
ラ、ド層とｐ型のＡ ｉ Ｇ ａ Ａ ｓよりなる第２
のクラッドではさんだ構造を採用することによって、電
子の第２のクラッド層への漏れを抑制することが可能と
なる。発光層に注入された電子は、効率良く、正孔と発
光再結合する。したがって、発光効率が高く、光出力が
高出力まで飽和しないＩｎＧａＡｓＰを発光層とする半
導体発光素子が得られる。
第１図は、本発明の実施例である半導体発光素子の構造
図、第２図は、その実施例の発光時におけるバンド構造
図である。図において、１０はｎ−ＩｎＰ基板、１１は
ｎ−ＩｎＰからなる第１のクラッド層、１２はｐ −Ｉ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓＰからなる発光層、１３はｐ −
Ｉ ｎ Ａ １． Ａ ｓからなる第２のクラッド層、
１４はマスク、１５はコンタクト領域、１６はｐ電極、
１７は無反射膜、１８はｎ電極である。
図、第２図は、その実施例の発光時におけるバンド構造
図である。図において、１０はｎ−ＩｎＰ基板、１１は
ｎ−ＩｎＰからなる第１のクラッド層、１２はｐ −Ｉ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓＰからなる発光層、１３はｐ −
Ｉ ｎ Ａ １． Ａ ｓからなる第２のクラッド層、
１４はマスク、１５はコンタクト領域、１６はｐ電極、
１７は無反射膜、１８はｎ電極である。
Claims (1)
- ｐ型のＩｎＧａＡｓＰよりなる発光層が、ｎ型のＩｎＰ
よりなる第１のクラッド層とｐ型のＩｎＡｌＡｓよりな
る第２のクラッド層ではさまれた構造を有することを特
徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222045A JPH0384969A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222045A JPH0384969A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384969A true JPH0384969A (ja) | 1991-04-10 |
Family
ID=16776231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222045A Pending JPH0384969A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0384969A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513809A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| CN108376725A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-07 | 吉林大学 | 一种基于GaSb/InSb/InP异质PIN结构的光伏型红外探测器 |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP1222045A patent/JPH0384969A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513809A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| CN108376725A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-07 | 吉林大学 | 一种基于GaSb/InSb/InP异质PIN结构的光伏型红外探测器 |
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