JPH04177785A - 半導体発光素子 - Google Patents

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〕 この発明は、光通信等に用いられる半導体発光素子に関
するものである。

〔従来の技術〕

第３図に従来のＩｎＰ系ＢＩ−Ｔ（埋込みへテロ）構造
のレーザダイオードの断面構造を示す。図において、７
はＰ”−ｒｎＰクラッド層、３はＮ＋−ＴｎＰブロック
層、４はＰ”−１ｎＰブロック層、５はＮ”　−ＩｎＰ
クラッド層、６は１−１ｎＧａＡｓＰ活性層、８はＰ＋
−■ｎＰ層である。

次にその動作原理を示す。Ｎ”−１ｎＰクラッド層５．
１−１ｎＧａＡｓＰ活性層Ａｓ性”１ｎＰクラッド層７
の３層構造かこの素子の主要な部分て、レーザダイオー
ドの発光効率を高めるダベルヘテロ構造を成している。

上記のＰＮ接合ダイオードに順方向バイアスを印加する
ことにより、Ｎ＋−１ｎＰクラッド層５より電子が、ま
たＰ＋−ＩｎＰクラッド層７よりホールか、１−１ｎＧ
ａＡｓＰ活性層Ａｓ性入される。１−ＩｎＧａＡｓＰ活
性層６に注入された各キャリアは互いに自然再結合また
は誘導再結合することにより、１−ＩｎＧａＡｓＰ活性
層６の禁制帯幅できまる波長の光を発生する。

レーザーダイオードにおいては、上記の各キャリアか１
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層６に注入する方向と垂直な方向
に１−ＩｎＧａＡｓＰ活性層６を延ばし、屈折率差を用
いて光共振器を構成することにより波長の単色性を高め
光増幅を行う。

上記主要部以外は１−ＩｎＧａＡｓＰ活性層６外に流れ
るリーク電流を阻止するブロック層で、Ｎ”−１ｎＰク
ラッド層５．Ｐ＋−１ｎＰブロック層４とＮ”−ＴｎＰ
ブロック層３のＰＮＰ構造よりなる。この構造ではレー
ザー動作時、Ｐ”−ＩｎＰブロック層４とＮ”−ＴｎＰ
ブロック層３の接合部が逆バイアスとなり、リーク電流
を主に阻止する。Ｐ”−ＩｎＰ層８はＮ＋−ＴｎＰクラ
ッド層５とＮ＋−１ｎＰブロック層３の接触を避けるた
めのものである。

〔発明か解決しようとする課題〕

第４図に、第３図に示す従来のレーザーダイオード構造
の電流の流れを示す。図において、ＩＡは活性層に流れ
る電流てレーザ動作に寄与する有効成分、またＩＢは活
性層以外に流れる電流でリーク成分である。発光素子の
最も重要な特性である発光効率を高めるためにはリーク
成分ＩＢを十分低減する必要がある。しかし、第４図に
示すような従来の構造においては、広い範囲にわたって
リーク電流■８が発生するという問題かあった。

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、従来の構造に比し、リーク成分■８の発生する領
域を低減した構造の半導体発光素子を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる半導体発光素子は、第１電極よりギヤ
リアを活性層へ導く第１半／ダ体領域と、該半導体と接
触し、かつ第１半導体よりキャリアを活性層以外へ導く
同一導電形の第２半導体領域をもつ半導体発光素子にお
いて、第１半導体領域に対し第２半導体領域禁制帯幅が
大きく、かつキャリア濃度の低い構造をもつことを特徴
としたものである。

〔作用〕

この発明における半導体発光素子においては、第１半導
体領域に対し同一導電形の第２半導体領域の禁制帯幅か
大きく、かつキャリア濃度か低いため、第１半導体領域
から第２半導体領域に向かう多数ギヤリアを阻止するヘ
テロ障壁か形成される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図にこの発明の一実施例によるＩｎＰ系ＢＴ（４７
η造のレーザーダイオード断面構造を示す。図において
、１はＰ”　−１ｎＧａＡｓＰ導電層てあり、その禁制
帯幅は１．３５ｅＶ、不純物濃度は例えば１０１７ｃ１
１１−３である。２はＰ−ｒｎＰ層であり、その禁制帯
幅は０．９５ｅＶ、不純物濃度は例えば１０”ｃｍ−’
である。また、３〜７は従来例と同じものであるか、本
実施例のＰ＋−１０２９９７１層７は例えば１μｍの厚
さで、例えば０゜１〜０．２μｍ厚の１−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層６の直下に形成されている。

この実施例の動作原理は従来例と全く同しである。

第２図に第１図に示す本発明の一実施例によるレーザー
ダイオード構造の電流の流れを示す。図において、Ｈは
Ｐ＋−１ｎＧａＡｓＰ導電層１とＰ＋　ｌｎＰ層２が形
成するヘテロ障壁である。また、ＴＡ、ＩＢは従来例と
同しであるため説明を省略する。図に示すようにＰ”−
１ｎＧａＡｓＰ導電層１からＰ−ＩｎＰ層２へ向かうリ
ーク電流ＩＢはへテロ障壁Ｈにより阻止され、Ｐ＋−■
ｎＰクラッド層７からＰ−１ｎＰ層２へ向かうリーク電
流Ｔ　ＩＩとなり、リーク電流Ｉ　１１は十分低減され
る。

このように、本実施例によれば、１−１ｎＧａＡｓＰ活
性層６下方に形成されるべきＰ”−１０２９９７１層７
をその直下に薄く形成し、その下方にＰ”−ｒｎＧａＡ
ｓＰ導電層Ａｓ形成するようにしたので、Ｐ＋−Ｉ’ｎ
ＧａＡｓＰ導電層ｌとＰ−導電層層２との境界に形成さ
れるヘテロ障壁Ｈにより大部分のリーク電流を阻止でき
、かつ１−ＩｎＧａＡｓＰ活性層６とＰ＋−１０２９９
７１層７とにより、光が有効に閉じ込められるので、発
光効率の高いものが得られる効果かある。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明にかかる半導体発光素子によれ
ば、活性層外に流れるリーク電流の大半をヘテロ障壁に
より阻止するようにしたため、従来の構造に比へリーク
電流を低減することができる。それに従い活性層のキャ
リアの注入効率か高まるため、発光素子の発光効率を高
めることか可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体発光素子を示
す断面図、第２図はこの発明の一実施例による半導体発
光素子における電流の流れを示す図、第３図は従来の半
導体発光素子を示す断面図、第４図は従来の半導体発光
素子における電流の流れを示す図である。 図において、ｌはＰ＋−ＴｎＧａＡｓＰ導電層、２はＰ
−１ｎＰ層、５はＮ”−ＩｎＰクラッド層、６は１−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層、７はＰ”　＝ＩｎＰクラツク９フ
ある。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１電極よりキャリアを活性層へ導く第１半導体
   領域と、 該半導体と接触し、かつ第１半導体よりキャリアを活性
   層以外へ導く、同一導電形の第２の半導体をもつ半導体
   発光素子において、 第１半導体領域に対し、第２半導体領域の禁制帯幅が大
   きく、かつキャリア濃度の低い構造をもつことを特徴と
   する半導体発光素子。