JPH04215484A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子の構造
に関する。

【０００２】

【従来技術】高出力で指向性の強い端面発光をする半導
体発光素子は、スーパールミネッセンスダイオードとい
われている。この半導体発光素子は、ファブリペロ（Ｆ
Ｐ）モードを効率良く抑制するため、例えば、図２（ａ
）〜（ｅ）に示すような各種の構造が提案されている。 即ち、 １）図２（ａ）に示すように、両端面にＳｉＯ２　から
なるＡＲ膜１を形成し、導波路２の両端面の反射率を低
下させる構造。 ２）図２（ｂ）に示すように、上部に電極がある部分と
無い部分を設け、導波路２を非励起領域３と発光部４と
に分け、非励起領域３で吸収損失を与え、等価的に端面
の反射率を低下させる構造。 ３）図２（ｃ）に示すように、端面と導波路２とに角度
をもたせることにより、実効的な反射率を低下させる構
造。 ４）図２（ｄ）に示すように、非励起領域３を曲がり導
波路２ａとすることにより、非励起領域３に向かった光
は放射損失と吸収損失を受けて減衰しながら端面に達し
、端面で導波路２ａに戻らない方向へ全反射するため、
これにより、ＦＰモード発振を抑圧させる構造。 ５）図２（ｅ）に示すように、非励起領域３で導波路２
ｂがテーパ状に広がる構造とすることにより、導波路２
から導波路２ａに向かった光に対し、光の広がりや吸収
損失を生じさせ、端面で反射した光をマルチモードとす
るため、単一横モードの導波路２ｂに結合する割合が小
さくなり、これによりＦＰモードの発振を抑圧させる構
造。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
半導体発光素子にはそれぞれ次のような問題点があった
。即ち、 １）ＡＲ膜１のみでＦＰモードを抑制しなけばならない
ので、広い波長域に対して低反射なＡＲ膜を形成する必
要があり、この膜の製作が困難である（図２（ａ））。 ２）非励起領域３が直線であり、かつ、発光部４と同一
の埋め込み構造になっているため、光出力が増大してい
くと、非励起領域３で誘起されたキャリアによる吸収が
減少し、ＦＰモードを抑圧するためには、非励起領域３
を長くしなければならない（図２（ｂ））。 ３）光の出射方向が素子端面に垂直でないため、光ファ
イバとの結合が困難である（図２（ｃ））。 ４）非励起領域３で、導波路２ａ、２ｂが曲率を有して
いたり、テーパ状になっていると、これらの部分にエピ
タキシャル成長を行うことは非常に困難であり、結晶方
位を無視しして結晶成長を行うことになる。その結果、
発光部４と非励起領域３の界面に大きなストレスが発生
し、発光部４に生じた結晶欠陥により発光効率が低下す
る。また、電流狭窄と横モード制御のための埋め込み構
造を作製する際には、エピタキシャル成長を２回に分け
て行わなければならない。その場合、２回目の成長の前
には、いろいろの結晶方位を持つ面が露出しているので
、成長しにくい面上には活性層が成長せず、導波路が途
切れ、その部分で光が反射してＦＰモードの抑圧が困難
になる（図２（ｄ）、（ｅ））。

【０００４】

【課題を解決するための手段と作用】本発明は上記問題
点を解決した半導体発光素子を提供するもので、半導体
層上に電流阻止層および狭窄電流通過部が形成され、そ
の電流阻止層および狭窄電流通過部上に電極金属層が設
けられた発光部と非励起領域を有し、端面から発光する
半導体発光素子において、発光部を構成する電流阻止層
は半導体材料からなり、当該電流阻止層と上記電極金属
層との接触抵抗値は、その電極金属層と上記半導体層と
の接触抵抗値よりも高く、および／または、上記電流阻
止層の抵抗率は、上記半導体層よりも高いことを第１発
明とし、電流阻止層と電極金属層との間に、電流阻止層
の電流狭窄窓よりも窓面積の大きい電流狭窄窓を有する
絶縁膜が介在していることを第２発明とするものである
。本発明は、電流阻止層を有する半導体素子の電極部分
の改造に関する発明（特願平１ー３５７８４）を発光部
と非励起領域を有する半導体発光素子に適用したもので
ある。

【０００５】本発明によれば、次のような効果が期待で
きる。即ち、 １）電流は、電極金属層→電流阻止層の狭窄電流通過部
→半導体層のように、電極金属層から半導体層へ狭窄さ
れて注入される。この場合、電流阻止層（半導体材料）
は、電極金属層（金属体）との接触抵抗値が、電極金属
層と半導体層との接触抵抗値よりも高く、および／また
は、電流阻止層の抵抗率が、半導体層の抵抗率よりも高
い半導体材料で構成されており、しかも、電流阻止層の
熱膨張係数が、半導体層の熱膨張係数と同等であるから
、上記電流注入時、半導体素子に温度上昇が生じたとし
ても、内部応力、欠陥などが生じがたく、半導体発光素
子の特性劣化が殆ど生じない。また、第２発明のように
、電流阻止層と電極金属層との間に、電流阻止層の電流
狭窄窓よりも窓面積の大きい電流狭窄窓を有する絶縁膜
を介在さると、実質的に電流狭窄部の面積を小さくする
ことができる。 ２）本発明の電流狭窄方法を用いると、非励起領域を短
くしても、ＦＰモードを抑制できる。その理由は、利得
導波型の光導波路となっている励起領域では、電流密度
の高い部分の屈折率が高く、光が光導波路内に閉じ込め
られる。非励起領域は、屈折率が一様なため、非励起領
域に向かった光は、広がり非励起側端面で反射した光で
、光導波路に侵入する割合は低く、ＦＰモードが押さえ
られる。 ３）従来の利得導波型で問題になっていた、絶縁膜によ
る電流狭窄により発生した、絶縁膜端部に発生する欠陥
が無いため信頼性が向上する。 ４）エピタキシャル成長が、一回の連続成長ですむため
、作製が容易であり、従って、歩留まりが高くなる。。

【０００６】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発
明に係る半導体発光素子の一実施例の側面図とＡ−Ａ断
面図である。本実施例の半導体発光素子の製作工程は以
下の通りである。即ち、 １）ｎ型ＩｎＰ基板１１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１
２、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３、ｐ型ＩｎＰ
クラッド層１４、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層１５、
ＩｎＰブロッキング層１６を順次エピタキシャル成長さ
せる。 ２）ＩｎＰブロッキング層１６上にＳｉＯ２　などの誘
電体膜１７をスパッター、ＰＣＶＤなどの方法で形成す
る。 ３）次に、フッ酸系エッチャントで発光部の誘電体膜１
７を幅１μｍのストライプ状に除去する。その後、その
部分のＩｎＰブロッキング層１６を塩酸等のエッチャン
トで除去する。次いで、誘電体膜１７を幅１０μｍのス
トライプ状に除去する。 ４）出射端面にＡＲ膜１８を施す。 ５）発光部１９となるコンタクト層１５上にｐ電極２０
を、ｎ型ＩｎＰ基板１１裏面にはｎ電極２１を形成する
。非励起領域２２にはｐ電極を形成しない。誘電体膜１
７は、非励起領域２２に残しても、あるいは取り除いて
もよい。

【０００７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光部を構成する半導体層上の電流阻止層は半導体材料か
らなり、当該電流阻止層と上記電極金属層との接触抵抗
値は、その電極金属層と上記半導体層との接触抵抗値よ
りも高く、および／または、上記電流阻止層の抵抗率は
、上記半導体層よりも高いため、信頼性が高く、ＦＰモ
ードを抑えることができる端面より発光する半導体発光
素子を容易に製作することが出来るという優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る半導体発光素子の一実施
例の側面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ線における断面
図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ異なる従来の半導体
発光素子を示す平面説明図である。

【符号の説明】

１、１８　　　　　　　　　　ＡＲ膜 ２、２ａ、２ｂ　　　　導波路 ３、２２　　　　　　　　　　非励起領域４、１９　　
　　　　　　　　発光部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体層上に電流阻止層および狭窄電
   流通過部が形成され、その電流阻止層および狭窄電流通
   過部上に電極金属層が設けられた発光部と非励起領域と
   を有し、端面から発光する半導体発光素子において、発
   光部を構成する電流阻止層は半導体材料からなり、当該
   電流阻止層と上記電極金属層との接触抵抗値は、その電
   極金属層と上記半導体層との接触抵抗値よりも高く、お
   よび／または、上記電流阻止層の抵抗率は、上記半導体
   層よりも高いことを特徴とする半導体発光素子。
2. 【請求項２】　　電流阻止層と電極金属層との間に、電
   流阻止層の電流狭窄窓よりも窓面積の大きい電流狭窄窓
   を有する絶縁膜が介在していることを特徴とする請求項
   １記載の半導体発光素子。