JPH04139772A - End surface light emitting diode - Google Patents

End surface light emitting diode

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JPH04139772A
JPH04139772A JP2262686A JP26268690A JPH04139772A JP H04139772 A JPH04139772 A JP H04139772A JP 2262686 A JP2262686 A JP 2262686A JP 26268690 A JP26268690 A JP 26268690A JP H04139772 A JPH04139772 A JP H04139772A
Authority
JP
Japan
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region
light
light emitting
layer
electrode
Prior art date
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Application number
JP2262686A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Omae
大前 義信
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2262686A priority Critical patent/JPH04139772A/en
Publication of JPH04139772A publication Critical patent/JPH04139772A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve absorption efficiency by arranging, in the rear part, a region in which at least an active layer is formed as the same layer as a light emitting part, and turning said region to a non-excitation region, by applying an electric field to said region, in the direction opposite to the light emitting part. CONSTITUTION:A front region functions as a light emitting diode. That is, by applying a voltage across a P electrode 11 and an N electrode 23, an active layer 17 is excited and generates light. A light oozing backward from the excited region of the layer 17 is absorbed by an active layer 18 in the rear part, via a non-waveguide region. Electron-hole pairs generated as the result of light absorption are led out as a current by a backward bias voltage applied across the P electrode 11 and the N electrode 24. Thereby the electron-hole pairs generated as the result of light absorption can be rapidly diffused, saturation level is raised, and absorption efficiency in the light absorption region is improved, so that reflected light can be decreased.

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.

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

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)

【特許請求の範囲】[Claims] 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.
JP2262686A 1990-09-28 1990-09-28 End surface light emitting diode Pending JPH04139772A (en)

Priority Applications (1)

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JP2262686A JPH04139772A (en) 1990-09-28 1990-09-28 End surface light emitting diode

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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JPH0697494A (en) * 1992-09-14 1994-04-08 Rohm Co Ltd Super luminescent diode and its production

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