JPH04139772A - End surface light emitting diode - Google Patents
End surface light emitting diodeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、発光ダイオード、特に、光通信や情報処理、
および、計測の分野などにおける端面発光ダイオードに
関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to light emitting diodes, particularly optical communication and information processing,
The present invention also relates to edge-emitting diodes in the field of measurement and the like.
（従来の技術）
端面発光ダイオードにおいて、レーザ発振を抑制し、低
温での温度依存性を小さくすることは、最も重要な課題
であるが、従来は、第３図、第４図に示すような種々の
対策が行なわれている。(Prior art) Suppressing laser oscillation and reducing temperature dependence at low temperatures are the most important issues in edge-emitting diodes. Various measures are being taken.
第３図は、発光部分の後方に非導波領域を設けた端面発
光ダイオードの一例を示すものであり、内部を説明する
ため、その一部を切り開いて図示した。図中、３０はｎ
電極、３１はｎ−ＩｎＰの基板、３２はｎ−ＩｎＰのバ
ッファ層、３３は工ｎＧａＡｓＰの活性層、３４はｐ−
ＩｎＰのクラッド層、３５はｐ−ＩｎＧａＡＳＰのコン
タクト層、３６はｐ−ＩｎＰのブロック層、３７はｎ−
ＩｎＰのブロック層、３８はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層、３
９はｐ電極である。ＩｎＧａＡｓＰの活性層３３の後部
におけるｐ−ＩｎＰのブロック層３６、ｎ−ＩｎＰのブ
ロック層３７は、非導波領域となり、ＩｎＧａＡｓＰの
活性層３３から後方へ伝搬される励起光は拡がり、後部
から出射される。FIG. 3 shows an example of an edge light emitting diode in which a non-waveguide region is provided behind a light emitting portion, and a portion thereof is cut away to illustrate the inside. In the figure, 30 is n
31 is an n-InP substrate, 32 is an n-InP buffer layer, 33 is an active layer of n-GaAsP, and 34 is a p-
35 is a p-InGaASP contact layer, 36 is a p-InP block layer, 37 is an n-
InP block layer, 38 is n-InGaAsP layer, 3
9 is a p-electrode. The p-InP block layer 36 and the n-InP block layer 37 at the rear of the InGaAsP active layer 33 become non-waveguide regions, and the excitation light propagated backward from the InGaAsP active layer 33 is spread and emitted from the rear. be done.
第４図は、後方部分にレーザ発振を抑制するための非励
起吸収領域を設けた従来の端面発光ダイオードの一部を
切り欠いて図示した斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a conventional edge-emitting diode in which a non-excited absorption region for suppressing laser oscillation is provided in the rear portion.
図中、４１はｐ電極、４２はｐ−ＩｎＰの基板、４３は
ｎ−ＩｎＰのブロック層、４４はｐ−Ｉｎ−Ｐのブロッ
ク層、４５．４６はｐ−ＩｎＰのクラッド層、４７，４
８はＩｎＧａＡｓＰの活性層、４９はｎ−ＩｎＰのクラ
ッド層、５０はｎ−ＩｎＧａＡｓＰのコンタクト層、５
１はｎ電極、５２は５ｉｎ２の絶縁層である。ｐ−Ｉｎ
Ｐのクラッド層４５．４６とＩｎＧａＡｓＰの活性層４
７゜４８は、埋め込み領域の前後に同時に形成されるも
のであり、前方の活性層４７はｎ電極４１とｎ電極５１
との間に流れる電流により励起される励起領域となるか
ら、前方が発光ダイオードを構成している。後方の活性
層４８には電流が流れず、この部分は非励起吸収領域と
なる。その中間に存在するｎ−ＩｎＰのブロック層４３
とｐ−ＩｎＰのブロック層４４とは、非導波領域を形成
しており、活性層の励起領域から後方への光を活性層の
光吸収領域へ拡散しながら伝達する。したがって、活性
層の励起領域から後方にしみ出した光は、光吸収領域で
吸収され、発振を防止することができる。In the figure, 41 is a p-electrode, 42 is a p-InP substrate, 43 is an n-InP block layer, 44 is a p-In-P block layer, 45.46 is a p-InP cladding layer, 47, 4
8 is an active layer of InGaAsP, 49 is a cladding layer of n-InP, 50 is a contact layer of n-InGaAsP, 5
1 is an n-electrode, and 52 is a 5in2 insulating layer. p-In
P cladding layer 45,46 and InGaAsP active layer 4
7° 48 is formed simultaneously before and after the buried region, and the active layer 47 in the front is formed by the n-electrode 41 and the n-electrode 51.
The front side constitutes a light emitting diode because it becomes an excitation region that is excited by the current flowing between the two. No current flows through the rear active layer 48, and this portion becomes a non-excited absorption region. An n-InP block layer 43 existing in between
The block layer 44 of p-InP forms a non-waveguide region, and transmits light from the excitation region of the active layer backward to the light absorption region of the active layer while diffusing it. Therefore, light leaking backward from the excitation region of the active layer is absorbed by the light absorption region, and oscillation can be prevented.
しかしながら、このような従来の端面発光ダイオードに
おいては、活性層の励起領域から後方にしみ出した光の
吸収を十分にするためには、光吸収領域の長さを長くす
る必要があり、発光ダイオードの素子寸法が大きくなる
という問題がある。However, in such conventional edge-emitting diodes, in order to sufficiently absorb the light leaking backward from the excitation region of the active layer, it is necessary to increase the length of the light absorption region. There is a problem that the element size becomes large.
また、端面発光ダイオードは、温度特性にも問題がある
。第５図は、端面発光ダイオードの温度特性の一例を示
すもので、横軸がケース温度、縦軸が相対光出力である
。図からもわかるように、特に、低温領域での温度依存
性が大きく、０°Ｃ付近では、３％／℃程度にも達し、
この値は、通常の表面発光ダイオードの光出力の温度依
存性が、０．５％／℃程度であるのに比べると、非常に
大きいものである。Additionally, edge-emitting diodes have problems with their temperature characteristics. FIG. 5 shows an example of the temperature characteristics of an edge-emitting diode, with the horizontal axis representing the case temperature and the vertical axis representing the relative light output. As can be seen from the figure, the temperature dependence is particularly large in the low temperature region, reaching around 3%/℃ near 0°C.
This value is extremely large compared to the temperature dependence of light output of a normal surface-emitting diode, which is about 0.5%/°C.
この対策として、自動光出力制御をすることが考えられ
るが、第３図や第４図で説明したように、励起領域の後
方に、非励起領域や非導波領域を設けているため、活性
層の励起領域から後方にしみ出した光がここで吸収され
、また広がってしまい、後方端面から出射する光の強度
が非常に弱くなる。As a countermeasure for this, automatic light output control may be considered, but as explained in Figures 3 and 4, there is a non-excitation region and a non-waveguide region behind the excitation region, so Light seeping backward from the excitation region of the layer is absorbed here and spread out again, so that the intensity of the light emerging from the rear end face becomes very weak.
したがって、後方出射光をフォトダイオードでモニタし
、出力制御するということは困難である。Therefore, it is difficult to monitor the rear emitted light with a photodiode and control the output.
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡単
な構成で、活性層から後方へしみ出した光を十分に吸収
することができ、また、光出力のモニタも容易にできる
端面発光ダイオードを提供することを目的とするもので
ある。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is capable of sufficiently absorbing light leaking backward from the active layer with a simple configuration. The object of the present invention is to provide an edge light emitting diode whose output can be easily monitored.
（課題を解決するための手段）
本発明は、端面発光ダイオードにおいて、後方部に少な
くとも活性層が発光部分と同じ層として形成される領域
を設け、該領域に発光部分と逆方向の電界を印加して非
励起領域とすることを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides an edge-emitting diode with a region in which at least the active layer is formed as the same layer as the light-emitting portion in the rear portion, and applies an electric field in the opposite direction to the light-emitting portion to the region. It is characterized in that it is a non-excited region.
（作 用）
本発明は、端面発光ダイオードにおいて、後方部に少な
くとも活性層が発光部分と同じ層として形成される領域
を設け、該領域に発光部分と逆方向の電界を印加して非
励起領域とすることにより、後方部の活性層の飽和レベ
ルを上げることができ、吸収効率が向上できる。(Function) The present invention provides an edge light emitting diode in which a region in which at least the active layer is formed as the same layer as the light emitting portion is provided in the rear portion, and an electric field is applied to the region in the opposite direction to that of the light emitting portion to excite the non-excited region. By doing so, the saturation level of the active layer in the rear region can be increased, and the absorption efficiency can be improved.
また、後方部に形成された非励起領域を受光素子として
機能させることができるものであり、端面発光ダイオー
ドの光８力をモニタすることができる。Furthermore, the non-excited region formed in the rear portion can function as a light receiving element, and the optical power of the edge light emitting diode can be monitored.
（実施例）
第１図は、本発明の端面発光ダイオードの一実施例の斜
視図である。説明のため一部を切り欠いて図示した。図
中、１１はｎ電極、１２はｐ−ＩｎＰの基板、１３はｎ
−ＩｎＰのブロック層、１４はｐ−ＩｎＰのブロック層
、１５．１６はｐ−ＩｎＰのクラッド層、１７，１８は
ＩｎＧａＡｓＰの活性層、１９．２０はｎ−ＩｎＰのク
ラッド層、２１．２２はｎ−ＩｎＧａＡｓＰのコンタク
ト層、２３，２４はｎ電極、２５は５ｉｎ２の絶縁層で
ある。(Embodiment) FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the edge light emitting diode of the present invention. A part of the figure is cut away for explanation. In the figure, 11 is an n-electrode, 12 is a p-InP substrate, and 13 is an n-electrode.
-InP block layer, 14 is p-InP block layer, 15.16 is p-InP cladding layer, 17, 18 is InGaAsP active layer, 19.20 is n-InP cladding layer, 21.22 is A contact layer of n-InGaAsP, 23 and 24 are n electrodes, and 25 is a 5in2 insulating layer.
第１図の端面発光ダイオードの製造方法を、第２図によ
り説明する。A method for manufacturing the edge light emitting diode shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG.
■ 第２図（Ａ）に示すように、ｐ−ＩｎＰの基板１２
、ｎ−ＩｎＰのブロック層１３、ｐ−ＩｎＰのブロック
層１４を順次結晶成長する。この第１回目の結晶成長に
より、基板上に電流ブロック層が形成できる。■ As shown in Figure 2 (A), the p-InP substrate 12
, an n-InP block layer 13, and a p-InP block layer 14 are sequentially crystal-grown. Through this first crystal growth, a current blocking layer can be formed on the substrate.
結晶成長法は、液相エピタキシャル成長（ＬＰＥ）法が
一般的であるが、気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ、Ｍ
ＯＣＶＤ）法等、適宜の方法を用いることができる。Liquid phase epitaxial growth (LPE) is the most common crystal growth method, but vapor phase epitaxial growth (VPE, M
An appropriate method such as an OCVD method can be used.
■ その上にエツチングマスクとしてＳｉＯ２を着膜し
、第２図（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィーの
手法により、埋め込み溝を形成する部分の５ｉｎ２を除
去した後、塩酸系のエツチング液を用いてＶ溝を形成し
、５１０２を除去する。■ A film of SiO2 is deposited on top of it as an etching mask, and as shown in Figure 2 (B), after removing 5 in2 of the part where the buried trench will be formed using photolithography, a hydrochloric acid-based etching solution is used to remove the area. to form a V-groove, and remove 5102.
■ 次に、第２回目の結晶成長を行ない、形成されたＶ
溝内に、ｐ−ＩｎＰのクラッド層１５，１６、ＩｎＧａ
ＡｓＰの活性層１７，１８、さらにその上に、ｎ−Ｉｎ
Ｐのクラッド層１９，２０、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰのコン
タクト層２１．２２を形成する。■ Next, a second crystal growth is performed, and the V formed
In the groove, p-InP cladding layers 15 and 16, InGa
On the AsP active layers 17 and 18, n-In
P cladding layers 19 and 20 and n-InGaAsP contact layers 21 and 22 are formed.
■ Ｖ溝を形成しなかった中央部の非理め込み領域に、
第２図（Ｃ）に示すように、前後の埋め込み領域を電気
的に公爵するための溝部を形成する。■ In the central non-embedded area where the V-groove was not formed,
As shown in FIG. 2(C), grooves are formed to electrically cover the front and rear buried regions.
溝部は、第１回目の結晶成長で形成したｐ−ＩｎＰのブ
ロック層１４まで達するように切り込む。The groove is cut so as to reach the p-InP block layer 14 formed in the first crystal growth.
■ 全面に５ｉｎ２を着膜し、溝部を埋め込んだ後、前
方部と後方部のＳｉＯ□を除去し、■で溝部に形成した
Ｓ １０２の絶縁層２５を残す。(2) After depositing 5in2 on the entire surface and filling the groove, remove the SiO□ on the front and rear parts, leaving the S102 insulating layer 25 formed in the groove in (2).
■ 表面の全面にわたって、例えば、Ｔ ｉ ／ Ｐ
ｔ／ Ａ ｕの電極金属を、裏面に、Ａ ｕ Ｚ ｎ
／ Ｃｒ ／Ａｕの電極金属を蒸着した後、５ｉｎ２絶
縁層上の電極金属を除去し、ｎ電極２３．２４とｎ電極
１１を形成する。■ Over the entire surface, e.g. T i / P
t/A u electrode metal on the back side, A u Z n
After depositing the electrode metal of /Cr/Au, the electrode metal on the 5in2 insulating layer is removed to form n-electrodes 23, 24 and n-electrode 11.
■ 最後に、ウェハから各素子にへき関して、両側面に
図示しない反射防止膜を形成して、第１図に示す端面発
光ダイオードが完成する。(2) Finally, an anti-reflection film (not shown) is formed on both sides of each element from the wafer, completing the edge-emitting diode shown in FIG.
動作について説明する。The operation will be explained.
前方の領域は、発光ダイオードとして動作する。The front area acts as a light emitting diode.
すなわち、ｎ電極１１とｎ電極２３との間に印加された
電圧により、ＩｎＧａＡｓＰの活性層１７が励起されて
発光する。活性層の励起領域から後方にしみ出した光は
、非導波領域を介して後方のＩｎＧａＡｓＰの活性層１
８で吸収される。光の吸収により発生した電子・正孔対
は、ｎ電極１１とｎ電極２４との間に印加された逆バイ
アス電圧により電流として取り出される。That is, the voltage applied between the n-electrode 11 and the n-electrode 23 excites the InGaAsP active layer 17 to emit light. The light leaking backward from the excitation region of the active layer passes through the non-waveguide region to the active layer 1 of InGaAsP at the rear.
Absorbed at 8. Electron-hole pairs generated by light absorption are extracted as a current by a reverse bias voltage applied between the n-electrode 11 and the n-electrode 24.
したがって、光の吸収により発生した電子・正孔対が速
やかに拡散でき、飽和レベルが上がり、光吸収領域での
吸収効率が向上するから、反射光をより減少させること
ができる。Therefore, electron-hole pairs generated by absorption of light can be quickly diffused, the saturation level is increased, and the absorption efficiency in the light absorption region is improved, so that reflected light can be further reduced.
また、この電流を発光部における発光強度のモニタとし
て利用することもでき、自動出力制御回路の入力端子と
することにより、温度変化等による出力変動を保証して
、安定した光出力を得ることができる。In addition, this current can be used as a monitor of the light emission intensity in the light emitting part, and by using it as an input terminal of an automatic output control circuit, it is possible to guarantee output fluctuations due to temperature changes and obtain stable light output. can.
なお、上述した実施例は、ｐ型基板を用いた場合につい
て説明したが、ｎ型基板を用いることができることは勿
論である。また、ＩｎＧａＡＳＰ系に限らず、他の系の
ものに本発明を適用することができる。In addition, although the above-mentioned embodiment explained the case where a p-type substrate was used, it goes without saying that an n-type substrate can be used. Further, the present invention is applicable not only to InGaASP type but also to other types.
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レー
ザ発振を十分に抑制でき、自動出力制御を行なうことが
できる端面発光ダイオードを提供できる効果がある。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention has the effect of providing an edge-emitting diode that can sufficiently suppress laser oscillation and perform automatic output control.
また、１つの基板上に発光素子部分と受光素子部分とが
形成されるから、両者の位置合わせの必要もなく、実装
が簡単にできる効果もある。Furthermore, since the light emitting element portion and the light receiving element portion are formed on one substrate, there is no need to align the two, and there is an advantage that mounting can be simplified.
第１図は、本発明の端面発光ダイオードの一実施例を説
明するための一部を切り欠いて図示した斜視図、第２図
は、第１図の端面発光ダイオードの製造工程の説明図、
第３図、第４図は、従来例の端面発光ダイオードの一部
を切り欠いて図示した斜視図、第５図は、端面発光ダイ
オードの温度特性を示す線図である。
１１・・・電極、１２・・・基板、１３．１４・・・ブ
ロック層、１５．１６・・・クラッド層、１７．１８・
・・活性層、１９．２０・・・クラッド層、２１，２２
・・・コンタクト層、２３，２４・・・ｎ電極、２５・
・・絶縁層。
特許出願人 株式会社島津製作所FIG. 1 is a partially cutaway perspective view for explaining an embodiment of the edge light emitting diode of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the edge light emitting diode of FIG. 1,
3 and 4 are partially cutaway perspective views of a conventional edge light emitting diode, and FIG. 5 is a diagram showing the temperature characteristics of the edge light emitting diode. 11... Electrode, 12... Substrate, 13.14... Block layer, 15.16... Clad layer, 17.18...
...Active layer, 19.20...Clad layer, 21,22
... contact layer, 23, 24... n electrode, 25.
...Insulating layer. Patent applicant: Shimadzu Corporation
Claims (1)
層が発光部分と同じ層として形成される領域を設け、該
領域に発光部分と逆方向の電界を印加して非励起領域と
することを特徴とする端面発光ダイオード。An end face of an edge light emitting diode, characterized in that a region in which at least the active layer is formed as the same layer as the light emitting part is provided in the rear part, and an electric field in a direction opposite to that of the light emitting part is applied to the region to make it a non-excited region. light emitting diode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2262686A JPH04139772A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | End surface light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2262686A JPH04139772A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | End surface light emitting diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04139772A true JPH04139772A (en) | 1992-05-13 |
Family
ID=17379187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2262686A Pending JPH04139772A (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | End surface light emitting diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04139772A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697494A (en) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Rohm Co Ltd | Super luminescent diode and its production |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2262686A patent/JPH04139772A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697494A (en) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Rohm Co Ltd | Super luminescent diode and its production |
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