JPH04258182A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH04258182A JPH04258182A JP3042706A JP4270691A JPH04258182A JP H04258182 A JPH04258182 A JP H04258182A JP 3042706 A JP3042706 A JP 3042706A JP 4270691 A JP4270691 A JP 4270691A JP H04258182 A JPH04258182 A JP H04258182A
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＡｌＧａＡｓ／ＧａＡ
ｓ系半導体発光装置に関するものである。
ｓ系半導体発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来の半導体発光装置を示す断
面図であり、図において、１はｎ型の（以下、ｎ−と略
す）ＧａＡｓ基板であり、ｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６
５Ａｓ第１クラッド層２はｎ−ＧａＡｓ基板１上に配置
され、ｐ型の（以下、ｐ−と略す）Ａｌ０．０６Ｇａ０
．９４Ａｓ活性層３はｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａ
ｓ第１クラッド層２上に配置され、ｐ−Ａｌ０．３５Ｇ
ａ０．６５Ａｓ第２クラッド層４はｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層３上に配置され、ｎ−Ａｌ０．１
０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層５はｐ−Ａｌ０．３５
Ｇａ０．６５Ａｓ第２クラッド層４上に配置される。コ
ンタクト層５の中央部分にはコンタクトホール７が穿た
れている。６はＺｎ拡散ｐ＋ 領域であり、コンタクト
ホール７の部分においてはそのフロントがｐ−Ａｌ０．
３５Ｇａ０．６５Ａｓ第２クラッド層４にまで達し、そ
の他の部分ではｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコン
タクト層５中にとどまるように拡散深さが制御されてい
るものである。
面図であり、図において、１はｎ型の（以下、ｎ−と略
す）ＧａＡｓ基板であり、ｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６
５Ａｓ第１クラッド層２はｎ−ＧａＡｓ基板１上に配置
され、ｐ型の（以下、ｐ−と略す）Ａｌ０．０６Ｇａ０
．９４Ａｓ活性層３はｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａ
ｓ第１クラッド層２上に配置され、ｐ−Ａｌ０．３５Ｇ
ａ０．６５Ａｓ第２クラッド層４はｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層３上に配置され、ｎ−Ａｌ０．１
０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層５はｐ−Ａｌ０．３５
Ｇａ０．６５Ａｓ第２クラッド層４上に配置される。コ
ンタクト層５の中央部分にはコンタクトホール７が穿た
れている。６はＺｎ拡散ｐ＋ 領域であり、コンタクト
ホール７の部分においてはそのフロントがｐ−Ａｌ０．
３５Ｇａ０．６５Ａｓ第２クラッド層４にまで達し、そ
の他の部分ではｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコン
タクト層５中にとどまるように拡散深さが制御されてい
るものである。
【０００３】次に動作について説明する。ｎ−Ａｌ０．
１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層５の表面のＺｎ拡散
ｐ＋ 領域６とｎ−ＧａＡｓ基板１の間に前者が正とな
るようなバイアスを印加する。コンタクトホール７が存
在しない部分においては、デバイスの表面からみてｐｎ
ｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コンタ
クトホール７が存在する部分においてはｎ−Ａｌ０．１
０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層５がすべてＺｎ拡散に
よりｐ＋ 領域となっているためにｐｎ接合は順方向に
バイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性
層３とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１クラッド
層２の１つだけとなっており、電流が流れ得る。流れる
電流の経路は図中８に示したようになる。電流８が流れ
ることによりｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層
３内に注入された正孔と電子は再結合して光を輻射する
。この光は活性層を構成する材料の禁止帯幅にほぼ即応
したエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９
４Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍと
なる。
１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層５の表面のＺｎ拡散
ｐ＋ 領域６とｎ−ＧａＡｓ基板１の間に前者が正とな
るようなバイアスを印加する。コンタクトホール７が存
在しない部分においては、デバイスの表面からみてｐｎ
ｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コンタ
クトホール７が存在する部分においてはｎ−Ａｌ０．１
０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層５がすべてＺｎ拡散に
よりｐ＋ 領域となっているためにｐｎ接合は順方向に
バイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性
層３とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１クラッド
層２の１つだけとなっており、電流が流れ得る。流れる
電流の経路は図中８に示したようになる。電流８が流れ
ることによりｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層
３内に注入された正孔と電子は再結合して光を輻射する
。この光は活性層を構成する材料の禁止帯幅にほぼ即応
したエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９
４Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍと
なる。
【０００４】ところで、このような従来の半導体発光装
置では、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層３で
発生し基板方向に広がった光によりｎ−ＧａＡｓ基板１
が励起され、電子−正孔対がｎ−ＧａＡｓ基板１中に形
成される。一般的にｎ−ＧａＡｓ基板は水平ブリッジマ
ン（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｂｒｉｄｇｍａｎ：ＨＢ）
法により製造されているため、高濃度にドーピングされ
たものは入手できず、１〜３×１０１８ｃｍ−３程度の
ものが使用される。この程度のキャリア濃度においては
バンド間遷移によるホトルミネッセンス（以下、ＰＬと
略す）光強度は充分に強い。従ってｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層３から基板方向に広がった光によ
りｎ−ＧａＡｓ基板１内に励起された電子−正孔対の再
結合によるＧａＡｓのバンド間遷移によるＰＬ光（波長
８７０ｎｍ）が、活性層３で発生した光に重ね合わされ
た光が装置外に出射される。そのスペクトルは図１１に
示すような形になる。この図に示すように、８３０ｎｍ
のメインピークに８７０ｎｍのサブピークが付随した形
となっている。このようなスペクトルを持つ半導体発光
装置は、波長多重（例えば８３０ｎｍ，８５０ｎｍ，８
７０ｎｍの３波長多重）光通信には混信を起こすために
用いることはできない。
置では、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層３で
発生し基板方向に広がった光によりｎ−ＧａＡｓ基板１
が励起され、電子−正孔対がｎ−ＧａＡｓ基板１中に形
成される。一般的にｎ−ＧａＡｓ基板は水平ブリッジマ
ン（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｂｒｉｄｇｍａｎ：ＨＢ）
法により製造されているため、高濃度にドーピングされ
たものは入手できず、１〜３×１０１８ｃｍ−３程度の
ものが使用される。この程度のキャリア濃度においては
バンド間遷移によるホトルミネッセンス（以下、ＰＬと
略す）光強度は充分に強い。従ってｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層３から基板方向に広がった光によ
りｎ−ＧａＡｓ基板１内に励起された電子−正孔対の再
結合によるＧａＡｓのバンド間遷移によるＰＬ光（波長
８７０ｎｍ）が、活性層３で発生した光に重ね合わされ
た光が装置外に出射される。そのスペクトルは図１１に
示すような形になる。この図に示すように、８３０ｎｍ
のメインピークに８７０ｎｍのサブピークが付随した形
となっている。このようなスペクトルを持つ半導体発光
装置は、波長多重（例えば８３０ｎｍ，８５０ｎｍ，８
７０ｎｍの３波長多重）光通信には混信を起こすために
用いることはできない。
【０００５】図１２は特開昭６３−２４００８３号公報
に記載されたサブピークの発光を抑えることのできる従
来の発光ダイオードを示す断面構造図である。図におい
て、図８と同一符号は同一又は相当部分であり、１０２
はｎ−ＧａＡｓ基板１とｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
間に配置された不純物濃度が１×１０１６ｃｍ−３以下
のノンドープＧａＡｓ層である。また、図１２はＧａＡ
ｓ層の不純物濃度とＰＬ強度との関係を示す図である。
に記載されたサブピークの発光を抑えることのできる従
来の発光ダイオードを示す断面構造図である。図におい
て、図８と同一符号は同一又は相当部分であり、１０２
はｎ−ＧａＡｓ基板１とｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
間に配置された不純物濃度が１×１０１６ｃｍ−３以下
のノンドープＧａＡｓ層である。また、図１２はＧａＡ
ｓ層の不純物濃度とＰＬ強度との関係を示す図である。
【０００６】図１２に示すように、不純物濃度が１×１
０１６ｃｍ−３以下のＧａＡｓのＰＬ強度は、一般に基
板として用いられる不純物濃度が１〜３×１０１８ｃｍ
−３程度ものの１００分の１以下である。本従来例では
、ｎ−ＧａＡｓ基板１とｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
間に不純物濃度が１×１０１６ｃｍ−３以下のノンドー
プＧａＡｓ層１０２を設けており、活性層３で発光して
基板１方向へ広がった光の殆どが該ノンドープＧａＡｓ
層１００内で発光に寄与しない再結合により消費される
ため、サブピークの発光を抑えることができる。
０１６ｃｍ−３以下のＧａＡｓのＰＬ強度は、一般に基
板として用いられる不純物濃度が１〜３×１０１８ｃｍ
−３程度ものの１００分の１以下である。本従来例では
、ｎ−ＧａＡｓ基板１とｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
間に不純物濃度が１×１０１６ｃｍ−３以下のノンドー
プＧａＡｓ層１０２を設けており、活性層３で発光して
基板１方向へ広がった光の殆どが該ノンドープＧａＡｓ
層１００内で発光に寄与しない再結合により消費される
ため、サブピークの発光を抑えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の、サブピークの
発光を抑えることのできる発光ダイオードは以上のよう
に構成されているので、以下のような問題点がある。
発光を抑えることのできる発光ダイオードは以上のよう
に構成されているので、以下のような問題点がある。
【０００８】まず、第１の問題点は、ノンドープ層を成
長時に、成長装置内が清浄な状態では不純物濃度の低い
ものが形成できるが、繰り返して成長を行ううちに成長
装置内が不純物で汚染され、不純物濃度の低いものが形
成できなくなる。従って、常に成長装置内を清浄な状態
にしなければならず、量産性に乏しいという問題点であ
る。
長時に、成長装置内が清浄な状態では不純物濃度の低い
ものが形成できるが、繰り返して成長を行ううちに成長
装置内が不純物で汚染され、不純物濃度の低いものが形
成できなくなる。従って、常に成長装置内を清浄な状態
にしなければならず、量産性に乏しいという問題点であ
る。
【０００９】また、第２の問題点は、たとえ、エピタキ
シャル工程においてノンドープ層を形成しても、その後
のＺｎ拡散工程等の熱処理工程において、不純物濃度１
〜３×１０１８ｃｍ−３程度のｎ−ＧａＡｓ基板，及び
不純物濃度１〜５×１０１７ｃｍ−３程度のｎ−ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層より不純物が拡散して、ノンドープ層
の不純物濃度が上昇するため、ＰＬ強度は大きくなり、
サブピークが現れるという問題点である。
シャル工程においてノンドープ層を形成しても、その後
のＺｎ拡散工程等の熱処理工程において、不純物濃度１
〜３×１０１８ｃｍ−３程度のｎ−ＧａＡｓ基板，及び
不純物濃度１〜５×１０１７ｃｍ−３程度のｎ−ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層より不純物が拡散して、ノンドープ層
の不純物濃度が上昇するため、ＰＬ強度は大きくなり、
サブピークが現れるという問題点である。
【００１０】さらに、第３の問題点は、ノンドープ層を
挿入することにより素子の直列抵抗が高くなり消費電力
が大きくなる。このため素子の劣化が早く、寿命が短く
なるという問題点である。
挿入することにより素子の直列抵抗が高くなり消費電力
が大きくなる。このため素子の劣化が早く、寿命が短く
なるという問題点である。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、出射光スペクトルにサブピーク
を持たずかつ、作製が容易で量産性にすぐれ、長寿命で
ある半導体発光装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、出射光スペクトルにサブピーク
を持たずかつ、作製が容易で量産性にすぐれ、長寿命で
ある半導体発光装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体発
光装置は、ＧａＡｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド
層との間に、該発光装置の発光エネルギーより小さなバ
ンドギャップを有しかつバンド間遷移によるホトルミネ
ッセンス発光強度が充分に小さくなる程度まで高濃度に
ドーピングされたＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（０≦ｚ）
バッファ層を設けたものである。
光装置は、ＧａＡｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド
層との間に、該発光装置の発光エネルギーより小さなバ
ンドギャップを有しかつバンド間遷移によるホトルミネ
ッセンス発光強度が充分に小さくなる程度まで高濃度に
ドーピングされたＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（０≦ｚ）
バッファ層を設けたものである。
【００１３】また、この発明に係る半導体発光装置は、
ＧａＡｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に
、該発光装置の発光エネルギーより小さなバンドギャッ
プを有しかつ間接遷移型のバンド構造を有するバッファ
層を設けたものである。
ＧａＡｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に
、該発光装置の発光エネルギーより小さなバンドギャッ
プを有しかつ間接遷移型のバンド構造を有するバッファ
層を設けたものである。
【００１４】また、この発明に係る半導体発光装置は、
ＧａＡｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に
、そのホトルミネッセンス光のピークエネルギーが該発
光装置の発光光エネルギーとほぼ等しくなるようにドー
ピングされたＧａＡｓバッファ層を設けたものである。
ＧａＡｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に
、そのホトルミネッセンス光のピークエネルギーが該発
光装置の発光光エネルギーとほぼ等しくなるようにドー
ピングされたＧａＡｓバッファ層を設けたものである。
【００１５】
【作用】この発明においては、ＧａＡｓ基板と基板側Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層との間に、該発光装置の発光エネ
ルギーより小さなバンドギャップを有しかつバンド間遷
移によるホトルミネッセンス発光強度が充分に小さくな
る程度まで高濃度にドーピングされたＡｌｚ Ｇａ１−
ｚ Ａｓ（０≦ｚ）バッファ層を設けたから、活性層で
発生して基板方向に広がった光は該バッファ層で吸収さ
れ基板には到達せず、また活性層からの光による励起で
バッファ層内に形成された電子−正孔対の再結合により
生ずるＰＬ光強度は極めて小さいため、半導体発光装置
の出射光スペクトルにサブピークが発生するのを防止で
きる。
ｌＧａＡｓクラッド層との間に、該発光装置の発光エネ
ルギーより小さなバンドギャップを有しかつバンド間遷
移によるホトルミネッセンス発光強度が充分に小さくな
る程度まで高濃度にドーピングされたＡｌｚ Ｇａ１−
ｚ Ａｓ（０≦ｚ）バッファ層を設けたから、活性層で
発生して基板方向に広がった光は該バッファ層で吸収さ
れ基板には到達せず、また活性層からの光による励起で
バッファ層内に形成された電子−正孔対の再結合により
生ずるＰＬ光強度は極めて小さいため、半導体発光装置
の出射光スペクトルにサブピークが発生するのを防止で
きる。
【００１６】また、この発明においては、ＧａＡｓ基板
と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、該発光装置
の発光エネルギーより小さなバンドギャップを有しかつ
間接遷移型のバンド構造を有するバッファ層を設けた構
成としたから、活性層で発生して基板方向に広がった光
は該バッファ層で吸収され基板には到達せず、また活性
層からの光による励起でバッファ層内に形成された電子
−正孔対によってはバンド間遷移発光はほとんど生じな
いため、半導体発光装置の出射光スペクトルにサブピー
クが発生するのを防止できる。
と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、該発光装置
の発光エネルギーより小さなバンドギャップを有しかつ
間接遷移型のバンド構造を有するバッファ層を設けた構
成としたから、活性層で発生して基板方向に広がった光
は該バッファ層で吸収され基板には到達せず、また活性
層からの光による励起でバッファ層内に形成された電子
−正孔対によってはバンド間遷移発光はほとんど生じな
いため、半導体発光装置の出射光スペクトルにサブピー
クが発生するのを防止できる。
【００１７】また、この発明においては、ＧａＡｓ基板
と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、そのホトル
ミネッセンス光のピークエネルギーが該発光装置の発光
光エネルギーとほぼ等しくなるようにドーピングされた
ＧａＡｓバッファ層を設けた構成としたから、活性層で
発生して基板方向に広がった光は該バッファ層で吸収さ
れ基板には到達せず、また活性層からの光による励起で
バッファ層内に形成された電子−正孔対の再結合により
生ずるＰＬ光のピークエネルギが、発光装置の発光光エ
ネルギとほぼ同じであるので、出射スペクトルにサブピ
ークが発生するのを防止できる。
と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、そのホトル
ミネッセンス光のピークエネルギーが該発光装置の発光
光エネルギーとほぼ等しくなるようにドーピングされた
ＧａＡｓバッファ層を設けた構成としたから、活性層で
発生して基板方向に広がった光は該バッファ層で吸収さ
れ基板には到達せず、また活性層からの光による励起で
バッファ層内に形成された電子−正孔対の再結合により
生ずるＰＬ光のピークエネルギが、発光装置の発光光エ
ネルギとほぼ同じであるので、出射スペクトルにサブピ
ークが発生するのを防止できる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本発明の第１の実施例による半導体発光装
置の構造を示す斜視図であり、図において、１１はｎ−
ＧａＡｓ基板であり、高濃度にドーピングされたｎ＋
−ＧａＡｓバッファ層１２がｎ−ＧａＡｓ基板１１上に
配置される。ｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１ク
ラッド層１３はｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層１２上に配
置され、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層１４
はｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１クラッド層１
３上に配置され、ｐ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
２クラッド層１５はｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ
活性層１４上に配置され、ｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９
０Ａｓコンタクト層１６はｐ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６
５Ａｓ第２クラッド層１５上に配置される。コンタクト
層１６の素子中央部分には所定深さのコンタクトホール
１８が設けられる。ｎ側電極２０は基板１１裏面に設け
られ、ｐ側電極２１はコンタクト層１６のコンタクトホ
ール部以外の領域上に設けられる。１７はＺｎ拡散によ
るｐ＋ 領域である。
する。図１は本発明の第１の実施例による半導体発光装
置の構造を示す斜視図であり、図において、１１はｎ−
ＧａＡｓ基板であり、高濃度にドーピングされたｎ＋
−ＧａＡｓバッファ層１２がｎ−ＧａＡｓ基板１１上に
配置される。ｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１ク
ラッド層１３はｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層１２上に配
置され、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層１４
はｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１クラッド層１
３上に配置され、ｐ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
２クラッド層１５はｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ
活性層１４上に配置され、ｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９
０Ａｓコンタクト層１６はｐ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６
５Ａｓ第２クラッド層１５上に配置される。コンタクト
層１６の素子中央部分には所定深さのコンタクトホール
１８が設けられる。ｎ側電極２０は基板１１裏面に設け
られ、ｐ側電極２１はコンタクト層１６のコンタクトホ
ール部以外の領域上に設けられる。１７はＺｎ拡散によ
るｐ＋ 領域である。
【００１９】各層の典型的な層厚としては、コンタクト
層１６が約３ミクロン、第２クラッド層１５が約２ミク
ロン、活性層１４が約１ミクロン、第１クラッド層１３
が約２ミクロンであり、バッファ層１２は０．２ミクロ
ン程度とする。また、コンタクトホールの直径は約３５
ミクロン、深さは約２ミクロンである。
層１６が約３ミクロン、第２クラッド層１５が約２ミク
ロン、活性層１４が約１ミクロン、第１クラッド層１３
が約２ミクロンであり、バッファ層１２は０．２ミクロ
ン程度とする。また、コンタクトホールの直径は約３５
ミクロン、深さは約２ミクロンである。
【００２０】図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図
に示すように，Ｚｎ拡散領域１７はコンタクトホール１
８の部分においてはそのフロントがｐ−Ａｌ０．３５Ｇ
ａ０．６５Ａｓ第２クラッド層１５にまで達し、その他
の部分ではｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタク
ト層１６中にとどまるように拡散深さが制御されている
。
に示すように，Ｚｎ拡散領域１７はコンタクトホール１
８の部分においてはそのフロントがｐ−Ａｌ０．３５Ｇ
ａ０．６５Ａｓ第２クラッド層１５にまで達し、その他
の部分ではｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタク
ト層１６中にとどまるように拡散深さが制御されている
。
【００２１】次に動作について説明する。ｎ−Ａｌ０．
１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６の表面のＺｎ拡
散ｐ＋ 領域１７とｎ−ＧａＡｓ基板１１の間に前者が
正となるようなバイアスを印加する。コンタクトホール
１８が存在しない部分においてはデバイス表面からみて
ｐｎｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コ
ンタクトホール１８が存在する部分においてはｎ−Ａｌ
０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６がすべてＺ
ｎ拡散によりｐ＋ 領域となっているためにｐｎ接合は
順方向にバイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓ活性層１４とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
１クラッド層１３の１つだけとなっており、電流が流れ
得る。流れる電流の経路は図中１９に示したようになる
。電流１９が流れることによりｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０
．９４Ａｓ活性層１４内に注入された正孔と電子は再結
合して光を．輻射する。この光は禁止帯幅にほぼ即応し
たエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍとな
る。
１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６の表面のＺｎ拡
散ｐ＋ 領域１７とｎ−ＧａＡｓ基板１１の間に前者が
正となるようなバイアスを印加する。コンタクトホール
１８が存在しない部分においてはデバイス表面からみて
ｐｎｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コ
ンタクトホール１８が存在する部分においてはｎ−Ａｌ
０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６がすべてＺ
ｎ拡散によりｐ＋ 領域となっているためにｐｎ接合は
順方向にバイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓ活性層１４とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
１クラッド層１３の１つだけとなっており、電流が流れ
得る。流れる電流の経路は図中１９に示したようになる
。電流１９が流れることによりｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０
．９４Ａｓ活性層１４内に注入された正孔と電子は再結
合して光を．輻射する。この光は禁止帯幅にほぼ即応し
たエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍとな
る。
【００２２】ここで、本実施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板
１１上に１×１０１９ｃｍ−３程度の高濃度にｎ型不純
物をドープしたｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層１２を設け
ている。 ｎ−ＧａＡｓおけるバンド間遷移によるＰＬ光強度とキ
ャリア濃度の関係は、キャリア濃度が１０１６ｃｍ−３
オーダから１０１８ｃｍ−３程度までの範囲では図１３
に示すように、キャリア濃度が高くなるほどＰＬ光強度
は強くなるが、１０１８ｃｍ−３を越すと図３に示すよ
うに、キャリア濃度が大きくなると、ＰＬ光強度は小さ
くなる。キャリア濃度が５×１０１８ｃｍ−３以上とな
ると、バンド間遷移発光はほとんど認められない。従っ
て、本実施例では、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ
活性層１４から基板方向に広がった光によりｎ＋ −Ｇ
ａＡｓバッファ層１２が励起され、その中に電子−正孔
対が形成されるが、バッファ層１２のキャリア濃度が充
分に大きいため、バンド間遷移発光はほとんど生じない
。従って、装置外に出射される光は活性層よりの発光の
みとなり、その発光スペクトルは図４に示すようにサブ
ピークを持たない形となる。
１１上に１×１０１９ｃｍ−３程度の高濃度にｎ型不純
物をドープしたｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層１２を設け
ている。 ｎ−ＧａＡｓおけるバンド間遷移によるＰＬ光強度とキ
ャリア濃度の関係は、キャリア濃度が１０１６ｃｍ−３
オーダから１０１８ｃｍ−３程度までの範囲では図１３
に示すように、キャリア濃度が高くなるほどＰＬ光強度
は強くなるが、１０１８ｃｍ−３を越すと図３に示すよ
うに、キャリア濃度が大きくなると、ＰＬ光強度は小さ
くなる。キャリア濃度が５×１０１８ｃｍ−３以上とな
ると、バンド間遷移発光はほとんど認められない。従っ
て、本実施例では、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ
活性層１４から基板方向に広がった光によりｎ＋ −Ｇ
ａＡｓバッファ層１２が励起され、その中に電子−正孔
対が形成されるが、バッファ層１２のキャリア濃度が充
分に大きいため、バンド間遷移発光はほとんど生じない
。従って、装置外に出射される光は活性層よりの発光の
みとなり、その発光スペクトルは図４に示すようにサブ
ピークを持たない形となる。
【００２３】このように本第１の実施例では、基板上に
キャリア濃度の充分高いｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層を
設けたから、活性層で発生して基板方向に広がった光は
該バッファ層で吸収され基板には到達せず、また活性層
からの光による励起でバッファ層内に形成された電子−
正孔対によってはバンド間遷移発光はほとんど生じない
ため、半導体発光装置の出射光スペクトルにサブピーク
が発生するのを防止できる。また、キャリア濃度の高い
層を成長する場合、成長装置内の不純物による汚染は問
題とならないため、繰り返しの製造が容易であり、量産
性を向上できる。また、基板とクラッド層の間にノンド
ープのバッファ層を設けた従来の装置に比べ、バッファ
層を形成した後の熱処理工程による影響が小さく、これ
による特性の劣化は生じない。さらに、バッファ層とし
てノンドープのものを用いる場合に比して、素子の直列
抵抗を低減できるため、消費電力が低減され、発熱によ
る劣化を防止でき、素子を長寿命化できる。
キャリア濃度の充分高いｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層を
設けたから、活性層で発生して基板方向に広がった光は
該バッファ層で吸収され基板には到達せず、また活性層
からの光による励起でバッファ層内に形成された電子−
正孔対によってはバンド間遷移発光はほとんど生じない
ため、半導体発光装置の出射光スペクトルにサブピーク
が発生するのを防止できる。また、キャリア濃度の高い
層を成長する場合、成長装置内の不純物による汚染は問
題とならないため、繰り返しの製造が容易であり、量産
性を向上できる。また、基板とクラッド層の間にノンド
ープのバッファ層を設けた従来の装置に比べ、バッファ
層を形成した後の熱処理工程による影響が小さく、これ
による特性の劣化は生じない。さらに、バッファ層とし
てノンドープのものを用いる場合に比して、素子の直列
抵抗を低減できるため、消費電力が低減され、発熱によ
る劣化を防止でき、素子を長寿命化できる。
【００２４】なお、上記実施例ではバッファ層の材料と
してＧａＡｓを用いたものについて述べたが、これは、
活性層を構成する材料のバンドギャップより小さいバン
ドギャップを持つＡｌＧａＡｓを用いてもよい。
してＧａＡｓを用いたものについて述べたが、これは、
活性層を構成する材料のバンドギャップより小さいバン
ドギャップを持つＡｌＧａＡｓを用いてもよい。
【００２５】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。図５は本発明の第２の実施例による半導体発光装置
を示す断面図である。図において、図１，図２と同一符
号は同一または相当部分である。ｎ−Ｇｅバッファ層３
２は基板１１上に配置される。
る。図５は本発明の第２の実施例による半導体発光装置
を示す断面図である。図において、図１，図２と同一符
号は同一または相当部分である。ｎ−Ｇｅバッファ層３
２は基板１１上に配置される。
【００２６】バッファ層３２を除く各層の典型的な層厚
は上記第１の実施例と同じである。ｎ−Ｇｅバッファ３
２の層厚は、Ｇｅの光吸収がＧａＡｓに比べて小さいた
め、約１ミクロンと上記第１の実施例のバッファ層１２
より厚く設定される。また、コンタクトホールの直径及
び深さは上記第１の実施例と同じである。
は上記第１の実施例と同じである。ｎ−Ｇｅバッファ３
２の層厚は、Ｇｅの光吸収がＧａＡｓに比べて小さいた
め、約１ミクロンと上記第１の実施例のバッファ層１２
より厚く設定される。また、コンタクトホールの直径及
び深さは上記第１の実施例と同じである。
【００２７】次に動作について説明する。ｎ−Ａｌ０．
１０ＧａＡ０．９０コンタクト層１６の表面のＺｎ拡散
領域１７とｎ−ＧａＡｓ基板１１の間に前者が正となる
ようなバイアスを印加する。コンタクトホール１８が存
在しない部分においては、デバイスの表面からみてｐｎ
ｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コンタ
クトホール１８が存在する部分においては、ｎ−Ａｌ０
．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６がすべてＺｎ
拡散によりｐ＋ 領域となっているために、ｐｎ接合は
順方向にバイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓ活性層１４とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
１クラッド層１３間の１つだけとなっており、電流が流
れ得る。流れる電流の経路は図中１９に示したようにな
る。電流１９が流れることにより、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層１４内に注入された正孔と電子は
再結合して光を輻射する。この光は禁止帯幅にほぼ即応
したエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９
４Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍと
なる。
１０ＧａＡ０．９０コンタクト層１６の表面のＺｎ拡散
領域１７とｎ−ＧａＡｓ基板１１の間に前者が正となる
ようなバイアスを印加する。コンタクトホール１８が存
在しない部分においては、デバイスの表面からみてｐｎ
ｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コンタ
クトホール１８が存在する部分においては、ｎ−Ａｌ０
．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６がすべてＺｎ
拡散によりｐ＋ 領域となっているために、ｐｎ接合は
順方向にバイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓ活性層１４とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
１クラッド層１３間の１つだけとなっており、電流が流
れ得る。流れる電流の経路は図中１９に示したようにな
る。電流１９が流れることにより、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層１４内に注入された正孔と電子は
再結合して光を輻射する。この光は禁止帯幅にほぼ即応
したエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９
４Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍと
なる。
【００２８】ここで、本実施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板
１１上にｎ−Ｇｅバッファ層を設けている。Ｇｅのバン
ド構造は間接遷移型であり、そのバンドギャップは活性
層であるＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓより小さい。ま
たＧｅの格子定数はＧａＡｓのそれとほぼ同じであるた
め、ＧａＡｓ基板上への結晶成長は容易である。Ｇｅ等
の間接遷移型半導体における輻射再結合の緩和時間は、
もっとも単純なバンド間遷移を考えても１秒程度である
のに対し、少数キャリアの平均寿命は長くても１ミリ秒
程度である。従って、間接遷移型半導体では、輻射再接
合の起こる確率は非輻射再結合の起こる確率に比べて非
常に小さい。従って、本実施例では、ｐ−Ａｌ０．０６
Ｇａ０．９４Ａｓ活性層１４から基板方向に広がった光
によりｎ−Ｇｅバッファ層３２が励起され、その中に電
子−正孔対が形成されるが、バッファ層３２が間接遷移
型半導体であるため、電子−正孔対はほぼすべて非輻射
再結合し、バンド間遷移発光はほとんど生じない。従っ
て、装置外に出射される光は活性層１４よりの発光のみ
となり、その発光スペクトルは図６に示すようにサブピ
ークを持たない形となる。
１１上にｎ−Ｇｅバッファ層を設けている。Ｇｅのバン
ド構造は間接遷移型であり、そのバンドギャップは活性
層であるＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓより小さい。ま
たＧｅの格子定数はＧａＡｓのそれとほぼ同じであるた
め、ＧａＡｓ基板上への結晶成長は容易である。Ｇｅ等
の間接遷移型半導体における輻射再結合の緩和時間は、
もっとも単純なバンド間遷移を考えても１秒程度である
のに対し、少数キャリアの平均寿命は長くても１ミリ秒
程度である。従って、間接遷移型半導体では、輻射再接
合の起こる確率は非輻射再結合の起こる確率に比べて非
常に小さい。従って、本実施例では、ｐ−Ａｌ０．０６
Ｇａ０．９４Ａｓ活性層１４から基板方向に広がった光
によりｎ−Ｇｅバッファ層３２が励起され、その中に電
子−正孔対が形成されるが、バッファ層３２が間接遷移
型半導体であるため、電子−正孔対はほぼすべて非輻射
再結合し、バンド間遷移発光はほとんど生じない。従っ
て、装置外に出射される光は活性層１４よりの発光のみ
となり、その発光スペクトルは図６に示すようにサブピ
ークを持たない形となる。
【００２９】このように本第２の実施例では、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板上に、活性層の発光光エネルギより小さいバン
ドギャップを有しかつ間接遷移型のバンド構造をもつｎ
−Ｇｅバッファ層を設けたから、活性層で発生して基板
方向に広がった光は該バッファ層で吸収され基板には到
達せず、また活性層からの光による励起でバッファ層内
に形成された電子−正孔対によってはバンド間遷移発光
はほとんど生じないため、半導体発光装置の出射光スペ
クトルにサブピークが発生するのを防止できる。また、
バッファ層としてノンドープのものを用いる場合に比し
て、素子直列抵抗の低減できるため、消費電力が低減さ
れ、発熱による劣化を防止でき、素子を長寿命化できる
。
Ａｓ基板上に、活性層の発光光エネルギより小さいバン
ドギャップを有しかつ間接遷移型のバンド構造をもつｎ
−Ｇｅバッファ層を設けたから、活性層で発生して基板
方向に広がった光は該バッファ層で吸収され基板には到
達せず、また活性層からの光による励起でバッファ層内
に形成された電子−正孔対によってはバンド間遷移発光
はほとんど生じないため、半導体発光装置の出射光スペ
クトルにサブピークが発生するのを防止できる。また、
バッファ層としてノンドープのものを用いる場合に比し
て、素子直列抵抗の低減できるため、消費電力が低減さ
れ、発熱による劣化を防止でき、素子を長寿命化できる
。
【００３０】なお、上記実施例ではバッファ層の材料と
してＧｅを用いたものについて述べたが、これは、活性
層を構成する材料のバンドギャップより小さいバンドギ
ャップを持つ他の間接遷移型半導体を用いてもよい。
してＧｅを用いたものについて述べたが、これは、活性
層を構成する材料のバンドギャップより小さいバンドギ
ャップを持つ他の間接遷移型半導体を用いてもよい。
【００３１】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。図７は本発明の第３の実施例による半導体発光装置
を示す断面図である。図において、図１，図２と同一符
号は同一または相当部分である。４２はＰＬ光のピーク
エネルギが活性層の発光光エネルギとほぼ等しくなるよ
うにｎ型不純物がドープされたｎ−ＧａＡｓバッファ層
であり、基板１１上に配置される。
る。図７は本発明の第３の実施例による半導体発光装置
を示す断面図である。図において、図１，図２と同一符
号は同一または相当部分である。４２はＰＬ光のピーク
エネルギが活性層の発光光エネルギとほぼ等しくなるよ
うにｎ型不純物がドープされたｎ−ＧａＡｓバッファ層
であり、基板１１上に配置される。
【００３２】ｎ−ＧａＡｓバッファ層４２の層厚は第１
の実施例のバッファ層１２と同じ約０．２ミクロンであ
り、その他の層の層厚，コンタクトホール１８の直径及
び深さも第１の実施例と同じである。
の実施例のバッファ層１２と同じ約０．２ミクロンであ
り、その他の層の層厚，コンタクトホール１８の直径及
び深さも第１の実施例と同じである。
【００３３】次に動作について説明する。ｎ−Ａｌ０．
１０ＧａＡ０．９０コンタクト層１６の表面のＺｎ拡散
領域１７とｎ−ＧａＡｓ基板１１の間に前者が正となる
ようなバイアスを印加する。コンタクトホール１８が存
在しない部分においては、デバイスの表面からみてｐｎ
ｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コンタ
クトホール１８が存在する部分においては、ｎ−Ａｌ０
．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６がすべてＺｎ
拡散によりｐ＋ 領域となっているために、ｐｎ接合は
順方向にバイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓ活性層１４とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
１クラッド層１３間の１つだけとなっており、電流が流
れ得る。流れる電流の経路は図中１９に示したようにな
る。電流１９が流れることにより、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層１４内に注入された正孔と電子は
再結合して光を輻射する。この光は禁止帯幅にほぼ即応
したエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９
４Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍと
なる。
１０ＧａＡ０．９０コンタクト層１６の表面のＺｎ拡散
領域１７とｎ−ＧａＡｓ基板１１の間に前者が正となる
ようなバイアスを印加する。コンタクトホール１８が存
在しない部分においては、デバイスの表面からみてｐｎ
ｐｎ接合が形成されているため電流は流れない。コンタ
クトホール１８が存在する部分においては、ｎ−Ａｌ０
．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタクト層１６がすべてＺｎ
拡散によりｐ＋ 領域となっているために、ｐｎ接合は
順方向にバイアスされるｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４
Ａｓ活性層１４とｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第
１クラッド層１３間の１つだけとなっており、電流が流
れ得る。流れる電流の経路は図中１９に示したようにな
る。電流１９が流れることにより、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇ
ａ０．９４Ａｓ活性層１４内に注入された正孔と電子は
再結合して光を輻射する。この光は禁止帯幅にほぼ即応
したエネルギーを有しており、Ａｌ０．０６Ｇａ０．９
４Ａｓが活性層の場合にはピーク波長は約８３０ｎｍと
なる。
【００３４】ここで、本実施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板
１１上にそのＰＬ光のピークエネルギが活性層の発光光
エネルギとほぼ等しくなるようにｎ型不純物がドープさ
れたｎ−ＧａＡｓバッファ層４２を設けている。ｎ−Ｇ
ａＡｓにおけるバンド間遷移におけるＰＬピーク波長と
キャリア濃度の関係は図８のようになる。すなわち、キ
ャリア濃度が２ないし３×１０１８ｃｍ−３を超えると
、ＰＬピーク波長は徐々に短波長化し、１×１０１９ｃ
ｍ−３で約８２０ｎｍとなる。ＰＬピーク波長を８３０
ｎｍとするには、キャリア濃度を７×１０１８ｃｍ−３
とすればよい。
１１上にそのＰＬ光のピークエネルギが活性層の発光光
エネルギとほぼ等しくなるようにｎ型不純物がドープさ
れたｎ−ＧａＡｓバッファ層４２を設けている。ｎ−Ｇ
ａＡｓにおけるバンド間遷移におけるＰＬピーク波長と
キャリア濃度の関係は図８のようになる。すなわち、キ
ャリア濃度が２ないし３×１０１８ｃｍ−３を超えると
、ＰＬピーク波長は徐々に短波長化し、１×１０１９ｃ
ｍ−３で約８２０ｎｍとなる。ＰＬピーク波長を８３０
ｎｍとするには、キャリア濃度を７×１０１８ｃｍ−３
とすればよい。
【００３５】本実施例では、ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．
９４Ａｓ活性層３から基板方向に広がった光によりｎ−
ＧａＡｓバッファ層９は励起され、その中に電子−正孔
対が形成されが、ｎ−ＧａＡｓバッファ層９のキャリア
濃度を７×１０１８ｃｍ−３とすることにより、電子−
正孔対の再結合により輻射されるＰＬ光のピーク波長を
８３０ｎｍ、即ちｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活
性層３の発光のピークエネルギーと同じとすることがで
きる。従って、装置外に出射される光のスペクトルはピ
ークが１つだけの形となる。
９４Ａｓ活性層３から基板方向に広がった光によりｎ−
ＧａＡｓバッファ層９は励起され、その中に電子−正孔
対が形成されが、ｎ−ＧａＡｓバッファ層９のキャリア
濃度を７×１０１８ｃｍ−３とすることにより、電子−
正孔対の再結合により輻射されるＰＬ光のピーク波長を
８３０ｎｍ、即ちｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活
性層３の発光のピークエネルギーと同じとすることがで
きる。従って、装置外に出射される光のスペクトルはピ
ークが１つだけの形となる。
【００３６】ここで、上記説明では活性層としてピーク
波長が約８３０ｎｍのＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓを
用いたものを示したが、本第３の実施例の効果は、活性
層としてピーク波長の長い材料を用いた場合に顕著であ
る。即ち、第１の実施例の説明で用いた図３からわかる
ように、キャリア濃度を７×１０１８ｃｍ−３程度にす
れば、そのＰＬ発光強度はきわめて小さくなり、本第３
の実施例による効果がなくても、出射光スペクトルにお
けるサブピークを抑えることができる。しかし、例えば
、活性層としてピーク波長が約８５０ｎｍのＡｌ０．０
３Ｇａ０．９７Ａｓを用いた場合、図８よりｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層４３のキャリア濃度を３×１０１８ｃｍ−
３とすることにより、ＰＬピーク波長を８５０ｎｍとす
ることができ、図９に示すように装置外に出射される光
のスペクトルはピークが１つだけの形となる。図３から
、キャリア濃度が３×１０１８ｃｍ−３程度の場合はＰ
Ｌ発光強度は大きく、第１の実施例の効果ではサブピー
クの発生は防ぐことができないが、上述の本第３の実施
例による効果で光通信に使用可能な半導体発光装置を実
現できる。
波長が約８３０ｎｍのＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓを
用いたものを示したが、本第３の実施例の効果は、活性
層としてピーク波長の長い材料を用いた場合に顕著であ
る。即ち、第１の実施例の説明で用いた図３からわかる
ように、キャリア濃度を７×１０１８ｃｍ−３程度にす
れば、そのＰＬ発光強度はきわめて小さくなり、本第３
の実施例による効果がなくても、出射光スペクトルにお
けるサブピークを抑えることができる。しかし、例えば
、活性層としてピーク波長が約８５０ｎｍのＡｌ０．０
３Ｇａ０．９７Ａｓを用いた場合、図８よりｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層４３のキャリア濃度を３×１０１８ｃｍ−
３とすることにより、ＰＬピーク波長を８５０ｎｍとす
ることができ、図９に示すように装置外に出射される光
のスペクトルはピークが１つだけの形となる。図３から
、キャリア濃度が３×１０１８ｃｍ−３程度の場合はＰ
Ｌ発光強度は大きく、第１の実施例の効果ではサブピー
クの発生は防ぐことができないが、上述の本第３の実施
例による効果で光通信に使用可能な半導体発光装置を実
現できる。
【００３７】このように本第３の実施例では、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板上に、ＰＬ光のピークエネルギが活性層の発光
光エネルギとほぼ等しくなるようにｎ型不純物がドープ
されたｎ−ＧａＡｓバッファ層を設けたから、活性層で
発生して基板方向に広がった光は該バッファ層で吸収さ
れ基板には到達せず、また活性層からの光による励起で
バッファ層内に形成された電子−正孔対の再結合により
輻射されるＰＬ光のピーク波長は活性層での発光ピーク
波長と等しいため、半導体発光装置の出射光スペクトル
にサブピークが発生するのを防止できる。また、キャリ
ア濃度の高い層を成長する場合、成長装置内の不純物に
よる汚染は問題とならないため、繰り返しの製造が容易
であり、量産性を向上できる。また、基板とクラッド層
の間にノンドープのバッファ層を設けた従来の装置に比
べ、バッファ層を形成した後の熱処理工程による影響が
小さく、これによる特性の劣化は生じない。さらに、バ
ッファ層としてノンドープのものを用いる場合に比して
、素子の直列抵抗を低減できるため、消費電力が低減さ
れ、発熱による劣化を防止でき、素子を長寿命化できる
。
Ａｓ基板上に、ＰＬ光のピークエネルギが活性層の発光
光エネルギとほぼ等しくなるようにｎ型不純物がドープ
されたｎ−ＧａＡｓバッファ層を設けたから、活性層で
発生して基板方向に広がった光は該バッファ層で吸収さ
れ基板には到達せず、また活性層からの光による励起で
バッファ層内に形成された電子−正孔対の再結合により
輻射されるＰＬ光のピーク波長は活性層での発光ピーク
波長と等しいため、半導体発光装置の出射光スペクトル
にサブピークが発生するのを防止できる。また、キャリ
ア濃度の高い層を成長する場合、成長装置内の不純物に
よる汚染は問題とならないため、繰り返しの製造が容易
であり、量産性を向上できる。また、基板とクラッド層
の間にノンドープのバッファ層を設けた従来の装置に比
べ、バッファ層を形成した後の熱処理工程による影響が
小さく、これによる特性の劣化は生じない。さらに、バ
ッファ層としてノンドープのものを用いる場合に比して
、素子の直列抵抗を低減できるため、消費電力が低減さ
れ、発熱による劣化を防止でき、素子を長寿命化できる
。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Ｇａ
Ａｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、該
発光装置の発光エネルギーより小さなバンドギャップを
有しかつバンド間遷移によるホトルミネッセンス発光強
度が充分に小さくなる程度まで高濃度にドーピングされ
たＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（０≦ｚ）バッファ層を設
けたから、出射光スペクトルにサブピークを持たずかつ
、作製が容易で量産性にすぐれ、長寿命である半導体発
光装置が得られる効果がある。
Ａｓ基板と基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、該
発光装置の発光エネルギーより小さなバンドギャップを
有しかつバンド間遷移によるホトルミネッセンス発光強
度が充分に小さくなる程度まで高濃度にドーピングされ
たＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（０≦ｚ）バッファ層を設
けたから、出射光スペクトルにサブピークを持たずかつ
、作製が容易で量産性にすぐれ、長寿命である半導体発
光装置が得られる効果がある。
【００３９】また、この発明によれば、ＧａＡｓ基板と
基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、該発光装置の
発光エネルギーより小さなバンドギャップを有しかつ間
接遷移型のバンド構造を有するバッファ層を設けたから
、出射光スペクトルにサブピークを持たずかつ、作製が
容易で量産性にすぐれ、長寿命である半導体発光装置が
得られる効果がある。
基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、該発光装置の
発光エネルギーより小さなバンドギャップを有しかつ間
接遷移型のバンド構造を有するバッファ層を設けたから
、出射光スペクトルにサブピークを持たずかつ、作製が
容易で量産性にすぐれ、長寿命である半導体発光装置が
得られる効果がある。
【００４０】また、この発明によれば、ＧａＡｓ基板と
基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、そのホトルミ
ネッセンス光のピークエネルギーが該発光装置の発光光
エネルギーとほぼ等しくなるようにドーピングされたＧ
ａＡｓバッファ層を設けた構成としたから、出射光スペ
クトルにサブピークを持たずかつ、作製が容易で量産性
にすぐれ、長寿命である半導体発光装置が得られる効果
がある。
基板側ＡｌＧａＡｓクラッド層との間に、そのホトルミ
ネッセンス光のピークエネルギーが該発光装置の発光光
エネルギーとほぼ等しくなるようにドーピングされたＧ
ａＡｓバッファ層を設けた構成としたから、出射光スペ
クトルにサブピークを持たずかつ、作製が容易で量産性
にすぐれ、長寿命である半導体発光装置が得られる効果
がある。
【図１】この発明の第１の実施例による半導体発光装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。
【図３】ｎ−ＧａＡｓにおけるバンド間遷移によるＰＬ
光強度とキャリア濃度の関係を示す図である。
光強度とキャリア濃度の関係を示す図である。
【図４】第１の実施例による半導体発光装置からの出射
光のスペクトルを示す図である。
光のスペクトルを示す図である。
【図５】この発明の第２の実施例による半導体発光装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】第２の実施例による半導体発光装置からの出射
光のスペクトルを示す図である。
光のスペクトルを示す図である。
【図７】この発明の第３の実施例による半導体発光装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図８】ｎ−ＧａＡｓにおけるＰＬ光ピーク波長とキャ
リア濃度の関係を示す図である。
リア濃度の関係を示す図である。
【図９】第３の実施例の変形例による半導体発光装置か
らの出射光のスペクトルを示す図である。
らの出射光のスペクトルを示す図である。
【図１０】従来の半導体発光装置を示す断面図である。
【図１１】図１１の半導体発光装置からの発光スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図１２】従来の他の半導体発光装置を示す断面図であ
る。
る。
【図１３】ｎ−ＧａＡｓにおけるバンド間遷移によるＰ
Ｌ光強度とキャリア濃度の関係を示す他の図である。
Ｌ光強度とキャリア濃度の関係を示す他の図である。
【符号の説明】
１１ ｎ−ＧａＡｓ基板
１２ ｎ＋ −ＧａＡｓバッファ層
１３ ｎ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第１クラッ
ド層１４ ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層
１５ ｐ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第２クラッ
ド層１６ ｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタ
クト層１７ Ｚｎ拡散によるｐ＋ 領域 １８ コンタクトホール １９ 電流 ２０ ｎ側電極 ２１ ｐ側電極 ２２ 出射光
ド層１４ ｐ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ活性層
１５ ｐ−Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ第２クラッ
ド層１６ ｎ−Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ａｓコンタ
クト層１７ Ｚｎ拡散によるｐ＋ 領域 １８ コンタクトホール １９ 電流 ２０ ｎ側電極 ２１ ｐ側電極 ２２ 出射光
Claims (3)
- 【請求項１】 第１導電型不純物が導入されてなるＧ
ａＡｓ基板の上部に、第１導電型のＡｌｙ Ｇａ１−ｙ
Ａｓ第１クラッド層，Ａｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（０
＜ｘ＜ｙ）活性層，及び第１導電型と反対導電型のＡｌ
ｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ第２クラッド層が順次形成され、
該第２クラッド層の上部より光取出しを行うＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ系発光装置において、上記ＧａＡｓ基板と
上記第１クラッド層との間に、バンド間遷移によるホト
ルミネッセンス発光強度が充分に小さくなる程度まで高
濃度に第１導電型不純物がドーピングされた、該発光装
置の発光光エネルギーより小さなバンドギャップを有す
るＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（０≦ｚ）バッファ層を備
えたことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 第１導電型不純物が導入されてなるＧ
ａＡｓ基板の上部に、第１導電型のＡｌｙ Ｇａ１−ｙ
Ａｓ第１クラッド層，Ａｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（０
＜ｘ＜ｙ）活性層，及び第１導電型と反対導電型のＡｌ
ｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ第２クラッド層が順次形成され、
該第２クラッド層の上部より光取出しを行うＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ系発光装置において、上記ＧａＡｓ基板と
上記第１クラッド層との間に、該発光装置の発光光エネ
ルギーより小さなバンドギャップを有し、かつ、そのバ
ンド構造が間接遷移型であるバッファ層を設けたことを
特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項３】 第１導電型不純物が導入されてなるＧ
ａＡｓ基板の上部に、第１導電型のＡｌｙ Ｇａ１−ｙ
Ａｓ第１クラッド層，Ａｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（０
＜ｘ＜ｙ）活性層，及び第１導電型と反対導電型のＡｌ
ｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ第２クラッド層が順次形成され、
該第２クラッド層の上部より光取出しを行うＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ系発光装置において、上記ＧａＡｓ基板と
上記第１クラッド層との間に、ホトルミネッセンス光の
ピークエネルギーが該発光装置の発光光エネルギーとほ
ぼ等しくなるように第１導電型不純物がドーピングされ
たＧａＡｓバッファ層を設けたことを特徴とする半導体
発光装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042706A JPH04258182A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 半導体発光装置 |
| GB9423844A GB2282263B (en) | 1991-02-12 | 1991-12-18 | A semiconductor light emitting device |
| GB9126843A GB2253303B (en) | 1991-02-12 | 1991-12-18 | A semiconductor light emitting device |
| GB9423843A GB2283130B (en) | 1991-02-12 | 1991-12-18 | A semiconductor light emitting device |
| CA002057977A CA2057977C (en) | 1991-02-12 | 1991-12-18 | Semiconductor light emitting device |
| US07/828,225 US5272362A (en) | 1991-02-12 | 1992-01-30 | Semiconductor light emitting device |
| DE4203134A DE4203134A1 (de) | 1991-02-12 | 1992-02-04 | Lichtemittierende halbleitervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042706A JPH04258182A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04258182A true JPH04258182A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12643514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042706A Pending JPH04258182A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 半導体発光装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5272362A (ja) |
| JP (1) | JPH04258182A (ja) |
| CA (1) | CA2057977C (ja) |
| DE (1) | DE4203134A1 (ja) |
| GB (1) | GB2253303B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3323324B2 (ja) * | 1993-06-18 | 2002-09-09 | 株式会社リコー | 発光ダイオードおよび発光ダイオードアレイ |
| US5442202A (en) * | 1993-10-29 | 1995-08-15 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Semiconductor light emitting element |
| FR2726126A1 (fr) * | 1994-10-24 | 1996-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | Procede de fabrication de dispositifs a diodes electroluminescentes a lumiere visible |
| JP4023893B2 (ja) * | 1997-06-06 | 2007-12-19 | 沖電気工業株式会社 | 発光素子アレイ及び発光素子 |
| DE19962037A1 (de) * | 1999-12-22 | 2001-07-12 | Vishay Semiconductor Gmbh | Leuchtdiode in p-oben-Konfiguration |
| DE10039945B4 (de) * | 2000-08-16 | 2006-07-13 | Vishay Semiconductor Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Halbleiteranordnung aus GaAIAs mit Doppelheterostruktur und entsprechende Halbleiteranordnung |
| EP2017884A3 (en) * | 2007-07-20 | 2011-03-23 | Gallium Enterprises Pty Ltd | Buried contact devices for nitride-based films and manufacture thereof |
| JP5792486B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2015-10-14 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子および光結合装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS59121887A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-14 | トムソン−セエスエフ | 発光ダイオ−ド |
| JPH01130577A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | 発光ダイオード |
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|---|---|---|---|---|
| GB2070859B (en) * | 1980-02-07 | 1984-03-21 | Stanley Electric Co Ltd | Hetero-junction light-emitting diode |
| US4416012A (en) * | 1981-11-19 | 1983-11-15 | Rca Corporation | W-Guide buried heterostructure laser |
| US4461007A (en) * | 1982-01-08 | 1984-07-17 | Xerox Corporation | Injection lasers with short active regions |
| FR2555811B1 (fr) * | 1983-11-30 | 1986-09-05 | Radiotechnique Compelec | Procede de realisation de diodes electroluminescentes a faible largeur spectrale, et diodes obtenues par ce procede |
| JPS60253283A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| US4551394A (en) * | 1984-11-26 | 1985-11-05 | Honeywell Inc. | Integrated three-dimensional localized epitaxial growth of Si with localized overgrowth of GaAs |
| JPS6288389A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| GB2225671B (en) * | 1986-04-30 | 1990-10-10 | Sharp Kk | A semiconductor laser device and a method of making same |
| JPS63150986A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-23 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63240083A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Fujitsu Ltd | 発光ダイオ−ド |
| US4821278A (en) * | 1987-04-02 | 1989-04-11 | Trw Inc. | Inverted channel substrate planar semiconductor laser |
| JPS6431134A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Nec Corp | Driving method for pnpn optical thyristor |
| US4864369A (en) * | 1988-07-05 | 1989-09-05 | Hewlett-Packard Company | P-side up double heterojunction AlGaAs light-emitting diode |
| JPH03160714A (ja) * | 1989-11-20 | 1991-07-10 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2898347B2 (ja) * | 1990-04-23 | 1999-05-31 | イーストマン・コダックジャパン株式会社 | 発光ダイオードアレイ |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3042706A patent/JPH04258182A/ja active Pending
- 1991-12-18 GB GB9126843A patent/GB2253303B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-18 CA CA002057977A patent/CA2057977C/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-01-30 US US07/828,225 patent/US5272362A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-02-04 DE DE4203134A patent/DE4203134A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59121887A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-07-14 | トムソン−セエスエフ | 発光ダイオ−ド |
| JPH01130577A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | 発光ダイオード |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2253303A (en) | 1992-09-02 |
| GB9126843D0 (en) | 1992-02-19 |
| CA2057977C (en) | 1997-02-25 |
| GB2253303B (en) | 1995-07-12 |
| US5272362A (en) | 1993-12-21 |
| CA2057977A1 (en) | 1992-08-13 |
| DE4203134A1 (de) | 1992-08-13 |
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