JPH05315709A - Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same - Google Patents

Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same

Info

Publication number
JPH05315709A
JPH05315709A JP4146588A JP14658892A JPH05315709A JP H05315709 A JPH05315709 A JP H05315709A JP 4146588 A JP4146588 A JP 4146588A JP 14658892 A JP14658892 A JP 14658892A JP H05315709 A JPH05315709 A JP H05315709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
layer
light emitting
semiconductor light
current blocking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4146588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Takagi
剛 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP4146588A priority Critical patent/JPH05315709A/en
Publication of JPH05315709A publication Critical patent/JPH05315709A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To ensure high output power while emitting light with a fine diameter in an AlGaInP semiconductor light emitting device by reducing device resistance. CONSTITUTION:There are laminated on an active layer 14 a p-AlGaInP cladding layer 15, a p-AlGaAs diffusion stopping layer 16, an n-AlGaAs current blocking layer 17, a p-AlGaAs conductor layer 18, and a p-GaAs contact layer 18, and a p-GaAs contact layer 19. Zn is diffused from the contact layer 19 to the diffusion stopping layer 16 to form a current passage region 21. A central region of the current passage region 21 reaches the diffusion stoppoing layer 16, and a surrounding region of the current passage region 21 is formed up to the conductor layer 18, and is shallower than the central region.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子及び当該
半導体発光素子を用いた光学装置に関する。具体的にい
うと、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ素子等
の半導体発光素子に関する。さらに、投光器やポイン
タ、光学式エンコーダや距離センサ等の光学検知装置、
レーザビームプリンタやバーコードリーダ等の光スキャ
ナを備えた装置、光ファイバーモジュールなどの、当該
半導体発光素子を用いた光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting element and an optical device using the semiconductor light emitting element. Specifically, it relates to a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser element. Furthermore, an optical detection device such as a floodlight, a pointer, an optical encoder or a distance sensor,
The present invention relates to an apparatus including an optical scanner such as a laser beam printer or a bar code reader, an optical apparatus such as an optical fiber module using the semiconductor light emitting element.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1はpn接合を用いて電流狭窄構造を
実現した従来のAlGaInP系半導体発光素子Aの構
造を示す断面図である。従来の半導体発光素子Aにあっ
ては、n−GaAs基板1の上に、n−AlGaInP
下クラッド層2、undoped-AlGaInP活性層3、p
−AlGaInP上クラッド層4、n−AlGaInP
電流阻止層5、p−GaAsコンタクト層6を順次エピ
タキシャル成長させた後、電流阻止層5を貫通させてコ
ンタクト層6から上クラッド層4までZnのようなp型
不純物をドーピングしてp型電流通路領域7を形成して
いる。さらに、コンタクト層6の上面には電流通路領域
7の上方で開口したp側電極8を設け基板1の下面全面
にはn側電極9を設けている。
2. Description of the Related Art FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional AlGaInP-based semiconductor light emitting device A in which a current confinement structure is realized by using a pn junction. In the conventional semiconductor light emitting device A, n-AlGaInP is formed on the n-GaAs substrate 1.
Lower cladding layer 2, undoped-AlGaInP active layer 3, p
-AlGaInP upper clad layer 4, n-AlGaInP
After the current blocking layer 5 and the p-GaAs contact layer 6 are sequentially epitaxially grown, a p-type current path is formed by penetrating the current blocking layer 5 and doping a p-type impurity such as Zn from the contact layer 6 to the upper cladding layer 4. Region 7 is formed. Further, a p-side electrode 8 opened above the current passage region 7 is provided on the upper surface of the contact layer 6, and an n-side electrode 9 is provided on the entire lower surface of the substrate 1.

【0003】しかして、p側電極8から電流を注入する
と、電流阻止層5と上クラッド層4との間は逆バイアス
となって電流が流れず、p側電極8から導入された電流
は電流通路領域7を通って活性層3へ注入される。活性
層3に電流が注入されると、その部分で活性層3が発光
し、発光した光は電流通路領域7を通ってp側電極8の
光出射窓から出射される。したがって、電流狭窄構造の
半導体発光素子Aが実現される。
However, when a current is injected from the p-side electrode 8, a reverse bias does not flow between the current blocking layer 5 and the upper cladding layer 4, and the current does not flow. It is injected into the active layer 3 through the passage region 7. When a current is injected into the active layer 3, the active layer 3 emits light at that portion, and the emitted light passes through the current passage region 7 and is emitted from the light emission window of the p-side electrode 8. Therefore, the semiconductor light emitting device A having the current constriction structure is realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、p型の
AlGaInPはキャリア濃度を高くするのが困難な材
料であって、そのドーピング濃度は5×1017cm-3
度までしか上昇せず、低抵抗化が難しい。このため、A
lGaInP系の半導体発光素子Aにおいて電流狭窄構
造を実現した場合には、n−AlGaInP電流阻止層
5にp型不純物を導入して電流阻止層5の一部分をp型
に反転させたとしても、反転領域(電流通路領域7)の
キャリア濃度を高くすることが困難で素子抵抗が高くな
る。このため微小発光径を得るために電流通路領域7を
小さくしていくと、素子の抵抗が非常に高くなってしま
い、その抵抗による発熱のために光出力の低下や信頼性
の低下を招くという問題があった。
However, p-type AlGaInP is a material for which it is difficult to increase the carrier concentration, and its doping concentration rises only up to about 5 × 10 17 cm -3 , and it has a low resistance. It is difficult to make it. Therefore, A
When the current confinement structure is realized in the 1GaInP-based semiconductor light emitting device A, even if a part of the current blocking layer 5 is inverted to p type by introducing a p-type impurity into the n-AlGaInP current blocking layer 5, it is inverted. It is difficult to increase the carrier concentration in the region (current passage region 7), and the element resistance increases. For this reason, if the current passage region 7 is reduced in order to obtain a small light emission diameter, the resistance of the element becomes very high, and the heat generated by the resistance causes a decrease in optical output and a decrease in reliability. There was a problem.

【0005】また、電流通路領域7におけるコンタクト
層6とp型反転した電流阻止層5との間のp−GaAs
/p−AlGaInPのヘテロ接合においては、図2に
示すように、価電子帯のバンド不連続値ΔEvが360
meVと非常に大きいため、有効質量の大きい正孔をヘ
テロ障壁ΔEvを越えてp−GaAsコンタクト層6か
らp−(Al0.2Ga0.8)InP電流阻止層5に注入す
るためには、大きな電圧を加えないと注入できなくな
り、前述のように光出力の低下や信頼性の低下といった
問題があった。
Further, p-GaAs between the contact layer 6 and the p-type inverted current blocking layer 5 in the current passage region 7 is formed.
In the heterojunction of / p-AlGaInP, as shown in FIG. 2, the band discontinuity value ΔEv of the valence band is 360.
Since it is so large as meV, in order to inject holes having a large effective mass from the p-GaAs contact layer 6 into the p- (Al 0.2 Ga 0.8 ) InP current blocking layer 5 over the hetero barrier ΔEv, a large voltage is applied. If it is not added, injection cannot be performed, and there are problems such as a decrease in light output and a decrease in reliability as described above.

【0006】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、発光ダイオードや半導体レーザ素子等
のAlGaInP系の半導体発光素子において、電流通
路領域における電流阻止層の抵抗を低減し、微小発光径
化を図りながら素子抵抗を小さくすることを主な目的と
してなされたものである。
The present invention has been made in view of the drawbacks of the above conventional examples, and in an AlGaInP-based semiconductor light emitting device such as a light emitting diode or a semiconductor laser device, the resistance of the current blocking layer in the current passage region is reduced. The main purpose of the device is to reduce the element resistance while achieving a small light emission diameter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、活性層の上方にp型上クラッド層、n型電流阻止
層、p型コンタクト層を備えた電流阻止構造を有し、p
型不純物の導入により前記n型電流阻止層の一部を貫通
する電流通路領域を形成された電流狭窄型の半導体発光
素子において、前記活性層を含む主要構成部分にAlG
aInP系材料を用い、前記n型電流阻止層にAlGa
As系材料を用いたことを特徴としている。
A semiconductor light emitting device of the present invention has a current blocking structure having a p-type upper cladding layer, an n-type current blocking layer, and a p-type contact layer above an active layer.
In a current confinement type semiconductor light emitting device in which a current passage region penetrating a part of the n-type current blocking layer is formed by introducing a type impurity, AlG is formed in a main constituent part including the active layer.
Using an aInP-based material, AlGa is used as the n-type current blocking layer.
It is characterized by using an As-based material.

【0008】また、本発明の半導体発光素子は、活性層
の上方にp型上クラッド層、n型電流阻止層、p型コン
タクト層を備えた電流阻止構造を有し、p型不純物の導
入により前記n型電流阻止層の一部を貫通する電流通路
領域を形成された電流狭窄型の半導体発光素子におい
て、前記電流通路領域の中央領域と周辺領域とで不純物
導入の深さが異なり、当該中央領域ではn型電流阻止層
の下側接合面よりも深い部分までp型不純物が導入さ
れ、当該周辺領域ではp型コンタクト層の下側接合面よ
りも深く、n型電流阻止層の下側接合面よりも浅い部分
までp型不純物が導入されていることを特徴としてい
る。
Further, the semiconductor light emitting device of the present invention has a current blocking structure having a p-type upper cladding layer, an n-type current blocking layer, and a p-type contact layer above the active layer. In a current confinement type semiconductor light emitting device having a current passage region penetrating a part of the n-type current blocking layer, the depth of impurity introduction differs between the central region and the peripheral region of the current passage region, In the region, p-type impurities are introduced to a portion deeper than the lower junction surface of the n-type current blocking layer, and in the peripheral region, deeper than the lower junction surface of the p-type contact layer and lower junction of the n-type current blocking layer. It is characterized in that the p-type impurity is introduced to a portion shallower than the surface.

【0009】また、本発明の半導体発光素子は、活性層
の上方にp型上クラッド層、n型電流阻止層、p型コン
タクト層を備えた電流阻止構造を有し、p型不純物の導
入により前記n型電流阻止層の一部を貫通する電流通路
領域を形成された電流狭窄型の半導体発光素子におい
て、前記活性層を含む主要構成部分にAlGaInP系
材料を用い、前記n型電流阻止層にAlGaInP系材
料もしくはAlGaAs系材料を用いると共に当該電流
阻止層のAl組成比を上記p型コンタクト層に向かって
減少させたことを特徴としている。
Further, the semiconductor light emitting device of the present invention has a current blocking structure including a p-type upper cladding layer, an n-type current blocking layer and a p-type contact layer above the active layer. In a current confinement type semiconductor light emitting device in which a current passage region penetrating a part of the n-type current blocking layer is formed, an AlGaInP-based material is used for a main constituent part including the active layer, and the n-type current blocking layer is formed. It is characterized in that an AlGaInP-based material or an AlGaAs-based material is used and the Al composition ratio of the current blocking layer is decreased toward the p-type contact layer.

【0010】本発明の半導体発光素子においては、前記
n型電流阻止層と前記p型コンタクト層との間に第1の
p型AlGaAs層を設けてもよい。
In the semiconductor light emitting device of the present invention, a first p-type AlGaAs layer may be provided between the n-type current blocking layer and the p-type contact layer.

【0011】また、本発明の半導体発光素子において
は、前記p型コンタクト層と前記第1のp型AlGaA
s層とのヘテロ接合における価電子帯バンド不連続値
が、p型コンタクト層とn型電流阻止層のp型に反転し
た領域との間における価電子帯バンド不連続値よりも小
さく、p型コンタクト層とp型上クラッド層との間にお
ける価電子帯バンド不連続値よりも小さく設定してもよ
い。
In the semiconductor light emitting device of the present invention, the p-type contact layer and the first p-type AlGaA are used.
The valence band band discontinuity value at the heterojunction with the s layer is smaller than the valence band band discontinuity value between the p-type contact layer and the region of the n-type current blocking layer inverted to p-type, and the p-type It may be set smaller than the valence band band discontinuity between the contact layer and the p-type upper cladding layer.

【0012】さらに、本発明の半導体発光素子において
は、前記第1のp型AlGaAs層のAl組成比が、前
記p型コンタクト層に向かって減少させてもよい。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, the Al composition ratio of the first p-type AlGaAs layer may be decreased toward the p-type contact layer.

【0013】さらに、本発明の半導体発光素子において
は、前記n型電流阻止層と前記p型上クラッド層との間
に、第2のp型AlGaAs層を設けても良い。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, a second p-type AlGaAs layer may be provided between the n-type current blocking layer and the p-type upper cladding layer.

【0014】さらに、本発明の半導体発光素子において
は、前記第2のp型AlGaAs層のキャリア濃度が、
前記n型電流阻止層のp型に反転した領域のp型キャリ
ア濃度よりも低く設定してもよい。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, the carrier concentration of the second p-type AlGaAs layer is
The concentration may be set lower than the p-type carrier concentration in the p-type inversion region of the n-type current blocking layer.

【0015】さらに、本発明の半導体発光素子は、前記
第2のp型AlGaAs層のキャリア濃度が、前記第1
のp型AlGaAs層のキャリア濃度よりも低く設定し
てもよい。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, the carrier concentration of the second p-type AlGaAs layer is the same as that of the first p-type AlGaAs layer.
It may be set lower than the carrier concentration of the p-type AlGaAs layer.

【0016】さらに、本発明の半導体発光素子は、前記
n型電流阻止層、第1のp型AlGaAs層及び第2の
p型AlGaAs層のバンドギャップを、いずれも活性
層のバンドギャップよりも大きくしてもよい。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, the band gaps of the n-type current blocking layer, the first p-type AlGaAs layer and the second p-type AlGaAs layer are all larger than the band gap of the active layer. You may.

【0017】さらに、本発明の半導体発光素子は、端面
出射型の素子であってもよく、上面出射型の素子であっ
てもよい。
Further, the semiconductor light emitting device of the present invention may be an edge emitting device or a top emitting device.

【0018】さらに、本発明の半導体発光素子は、前記
電流通路領域のp型コンタクト層部分を、エッチングに
より除去もしくは薄く形成してもよい。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, the p-type contact layer portion of the current passage region may be removed or thinned by etching.

【0019】また、本発明の半導体発光素子は、受光素
子や光スキャナ等と共に光学装置に用いることができ
る。
Further, the semiconductor light emitting device of the present invention can be used in an optical device together with a light receiving device, an optical scanner and the like.

【0020】[0020]

【作用】本発明にあっては、活性層や上下クラッド層等
の主要構成部分をAlGaInP系材料によって形成し
た電流狭窄構造の半導体発光素子において、n型電流阻
止層をAlGaAs系材料によって形成している。Al
GaAs系材料は、p型のキャリア濃度を高くすること
ができるので、p型不純物の導入によりn型電流阻止層
をp型に反転させて電流通路領域を形成する場合、電流
阻止層のp型反転領域で高いp型キャリア濃度を得るこ
とができる。このため、電流通路領域の高抵抗化を防止
することができ、低抵抗化を図ることができる。特に、
活性層へ注入する電流を微小領域に狭窄しようとした場
合でも、電流通路領域の低抵抗化を図れ、発熱による光
出力の低下や信頼性の低下を招くことがなく、微小発光
径のAlGaInP系材料による半導体発光素子を実現
することができる。
According to the present invention, in the semiconductor light-emitting device having a current confinement structure in which the main components such as the active layer and the upper and lower clad layers are made of AlGaInP type material, the n-type current blocking layer is made of AlGaAs type material. There is. Al
Since a GaAs-based material can increase the p-type carrier concentration, when the n-type current blocking layer is inverted to p-type by introducing a p-type impurity to form the current passage region, the p-type of the current blocking layer is used. A high p-type carrier concentration can be obtained in the inversion region. For this reason, it is possible to prevent the resistance of the current passage region from increasing and it is possible to reduce the resistance. In particular,
Even when the current injected into the active layer is confined to a minute region, the resistance of the current passage region can be reduced, and the light output and the reliability are not deteriorated due to heat generation, and the AlGaInP-based material with a minute light emission diameter is used. A semiconductor light emitting device made of a material can be realized.

【0021】また、本発明の半導体発光素子は、電流通
路領域の中央領域と周辺領域とで不純物導入の深さが異
なり、当該中央領域ではn型電流阻止層の下側接合面よ
りも深い部分までp型不純物が導入され、当該周辺領域
ではp型コンタクト層の下側接合面よりも深く、n型電
流阻止層の下側接合面よりも浅い部分までp型不純物が
導入されているので、電流通路領域の周辺領域は少なく
ともコンタクト層の下まで拡散を行なわれているので、
正孔がヘテロ障壁を感じる領域が広くなり、低抵抗化さ
れる。一方、電流通路領域の活性層に近い部分は中央領
域だけであるので、電流狭窄構造により微小発光径で発
光させることができる。
In the semiconductor light emitting device of the present invention, the depth of impurity introduction differs between the central region and the peripheral region of the current passage region, and the central region is deeper than the lower junction surface of the n-type current blocking layer. Since the p-type impurity is introduced to the peripheral region, the p-type impurity is introduced into the peripheral region deeper than the lower junction surface of the p-type contact layer and shallower than the lower junction surface of the n-type current blocking layer. Since the peripheral region of the current passage region is diffused at least under the contact layer,
The region where holes feel the hetero barrier becomes wider and the resistance is lowered. On the other hand, since the portion of the current passage region close to the active layer is only the central region, it is possible to emit light with a minute emission diameter due to the current confinement structure.

【0022】また、本発明の半導体発光素子は、電流阻
止層のAl組成比をp型コンタクト層に向かって減少さ
せているので、電流阻止層とコンタクト層の間における
価電子帯の不連続(ヘテロ障壁)がなくなり、価電子帯
のエネルギーレベルが電流阻止層とコンタクト層との間
で滑らかに変化し、正孔の移動が容易になって、素子抵
抗を低減させることができる。
Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, since the Al composition ratio of the current blocking layer is decreased toward the p-type contact layer, discontinuity in the valence band between the current blocking layer and the contact layer ( (Hetero barrier) disappears, the energy level of the valence band changes smoothly between the current blocking layer and the contact layer, holes are easily moved, and the device resistance can be reduced.

【0023】同様に、電流阻止層とコンタクト層の間に
第1のp型AlGaAs層を設けている場合には、第1
のAlGaAs層のAl組成比を、p型コンタクト層に
向かって減少させることにおり、第1のp型AlGaA
s層とコンタクト層の間における価電子帯の不連続をな
くすことができ、一層素子抵抗を低減させることができ
る。
Similarly, when the first p-type AlGaAs layer is provided between the current blocking layer and the contact layer, the first
To reduce the Al composition ratio of the AlGaAs layer toward the p-type contact layer, the first p-type AlGaA
Discontinuity of the valence band between the s layer and the contact layer can be eliminated, and the device resistance can be further reduced.

【0024】さらに、第2のp型AlGaAs層のキャ
リア濃度が、n型電流阻止層のp型に反転した領域のp
型キャリア濃度や第1のp型AlGaAs層のキャリア
濃度よりも低く設定すれば、一旦電流狭窄を行なったに
も拘らず、再び電流が広がるということがなく、高い電
流狭窄効果を達成でき、高い発光効率が得られる。
Further, the p concentration in the region where the carrier concentration of the second p-type AlGaAs layer is inverted to the p-type of the n-type current blocking layer.
If the carrier concentration is set lower than the carrier concentration of the first p-type AlGaAs layer, the current does not spread again despite the current confinement, and a high current confinement effect can be achieved. Luminous efficiency can be obtained.

【0025】また、p型コンタクト層の下に第1のp型
AlGaAs層を設け、p型コンタクト層と第1のp型
AlGaAs層とのヘテロ接合における価電子帯バンド
不連続値が、p型コンタクト層とn型電流阻止層のp型
に反転した領域との間における価電子帯バンド不連続値
よりも小さく、かつ、p型コンタクト層とp型上クラッ
ド層との間における価電子帯バンド不連続値よりも小さ
く設定してあるので、p型コンタクト層とその下層のp
型AlGaAs層とのヘテロ障壁を小さくすることがで
き、活性層への電流注入に際して低抵抗化を図ることが
でき、より素子抵抗を低減することができる。
A first p-type AlGaAs layer is provided below the p-type contact layer, and the valence band discontinuity value at the heterojunction between the p-type contact layer and the first p-type AlGaAs layer is p-type. It is smaller than the valence band band discontinuity between the contact layer and the p-type inversion region of the n-type current blocking layer, and is between the p-type contact layer and the p-type upper cladding layer. Since it is set smaller than the discontinuity value, the p-type contact layer and the p
The hetero barrier with the AlGaAs layer can be reduced, the resistance can be reduced when the current is injected into the active layer, and the element resistance can be further reduced.

【0026】さらに、n型電流阻止層の下に設けた第2
のp型AlGaAs層は、AlGaInP層に比べて不
純物の拡散速度が小さいので、不純物の導入に際し、そ
の不純物の導入位置を容易に制御することができ、電流
通路領域の不純物プロファイルを制御することができ
る。特に、中央領域と周辺領域とで深さの異なる不純物
プロファイルを有する電流通路領域の場合には、中央領
域における不純物深さを容易に制御することができる。
この結果、素子の歩留まりが向上し、素子製作の再現性
が向上する。
Further, a second layer provided under the n-type current blocking layer
Since the p-type AlGaAs layer has a smaller diffusion rate of impurities than the AlGaInP layer, the introduction position of the impurities can be easily controlled when the impurities are introduced, and the impurity profile of the current passage region can be controlled. it can. Particularly, in the case of the current passage region having the impurity profiles having different depths in the central region and the peripheral region, the impurity depth in the central region can be easily controlled.
As a result, the yield of the device is improved, and the reproducibility of device manufacturing is improved.

【0027】さらに、n型電流阻止層、第1のp型Al
GaAs層及び第2のp型AlGaAs層のバンドギャ
ップを、いずれも活性層のバンドギャップよりも大きく
することにより、活性層で発生した光が電流阻止層や第
1及び第2のAlGaAs層で吸収され、発光効率が低
下することを防止することができる。
Further, an n-type current blocking layer and a first p-type Al
By making the band gaps of the GaAs layer and the second p-type AlGaAs layer both larger than the band gap of the active layer, the light generated in the active layer is absorbed by the current blocking layer and the first and second AlGaAs layers. Therefore, it is possible to prevent the luminous efficiency from decreasing.

【0028】また、本発明の半導体発光素子は、微小発
光径を有し、光出力も大きくすることができるので、受
光素子や光スキャナ、レンズ等と共に用いて投光器や光
学センサ、レーザビームプリンタ、バーコードリーダ等
の光学装置を構成することにより、性能の良好な光学装
置を製作することができる。
Further, since the semiconductor light emitting device of the present invention has a small light emission diameter and can increase the light output, it can be used together with a light receiving device, an optical scanner, a lens, etc., for a projector, an optical sensor, a laser beam printer, By configuring an optical device such as a bar code reader, an optical device with good performance can be manufactured.

【0029】[0029]

【実施例】図3は本発明の一実施例によるAlGaIn
P系の面発光型発光ダイオードBの構造を示す一部破断
した斜視図である。この発光ダイオードBを製造手順に
沿って説明する。まず、MOCVD法により、n−Ga
As基板11の上に、n−AlAs層及びn−(Alx
Ga1-x)As層[x=0.4;以下、Al組成xのみを
示す。]からなる多層反射膜層12、n−(AlyGa
1-y)InP[y=0.7;以下、Al組成yのみを示
す。]下クラッド層13、p−GaInP活性層14、
p−AlGaInP[y=0.7]上クラッド層15、
p−AlGaAs[x=0.7]拡散停止層16、n−
AlGaAs[x=0.7]電流阻止層17、p−Al
GaAs[x=0.5]導電層18、p−GaAsコン
タクト層19を順次エピタキシャル成長させる。
EXAMPLE FIG. 3 shows AlGaIn according to an example of the present invention.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing a structure of a P-based surface-emitting light emitting diode B. This light emitting diode B will be described according to the manufacturing procedure. First, n-Ga is formed by MOCVD.
On the As substrate 11, an n-AlAs layer and n- (Al x
Ga 1-x ) As layer [x = 0.4; only Al composition x is shown below. Multilayer reflective film layer 12 made of], n- (Al y Ga
1-y ) InP [y = 0.7; hereinafter, only Al composition y is shown. ] Lower clad layer 13, p-GaInP active layer 14,
p-AlGaInP [y = 0.7] upper cladding layer 15,
p-AlGaAs [x = 0.7] diffusion stop layer 16, n-
AlGaAs [x = 0.7] current blocking layer 17, p-Al
The GaAs [x = 0.5] conductive layer 18 and the p-GaAs contact layer 19 are sequentially epitaxially grown.

【0030】この後、電流阻止層17の一部を貫通させ
てコンタクト層19から拡散停止層16に達するように
p型不純物としてZnを拡散させ、電流通路領域21を
形成する。この電流通路領域21は、中央領域では深く
なっていて電流阻止層17の下側接合面よりも下の拡散
停止層16まで達しており、周辺領域は浅くなっていて
コンタクト層19の下側接合面よりも下の導電層18ま
で達している。
After that, Zn is diffused as a p-type impurity so as to reach the diffusion stop layer 16 from the contact layer 19 by penetrating a part of the current blocking layer 17 to form a current passage region 21. The current passage region 21 is deep in the central region and reaches the diffusion stop layer 16 below the lower junction surface of the current blocking layer 17, and the peripheral region is shallow and the lower junction of the contact layer 19 is formed. The conductive layer 18 below the surface is reached.

【0031】図4(a)〜(e)は、このように中央領
域と周辺領域とで拡散深さの異なる不純物プロファイル
を得るための方法を示す。図4(a)は上記のようにn
−GaAs基板11の上に多層反射膜層12からコンタ
クト層19までの各層をエピタキシャル成長させた状態
(図4では、基板11から上クラッド層15までの各層
は省略している。)を示している。このコンタクト層1
9の全面にSiO2膜25を成膜し、図4(b)に示す
ように、SiO2膜25をパターニングして電流通路領
域21の中央領域と対応する形状の窓26を開口する。
ついで、SiO2膜25の窓26からコンタクト層19
の表面にZnドープ・スピンオングラス27を塗布する
と共に電流通路領域21の周辺領域と対応させてSiO
2膜25の上にZnドープ・スピンオングラス27を塗
布し、SiO2膜25のスピンオングラス27によって
覆われていない領域をエッチング等によって除去する
〔図4(c)〕。この後、スピンオングラス27中のZ
nを拡散させると、SiO2膜25の被着していない中
央部ではZnが直接コンタクト層19から拡散してゆく
ので拡散速度が大きく、拡散深さも深くなる。これに対
し、SiO2膜25の被着している周辺部では、SiO2
膜25を通してZnが拡散させられるので、SiO2
25の被着していない中央部よりもZnの拡散速度が遅
くなり、拡散深さも浅くなる〔図4(d)〕。この後、
スピンオングラス27及びSiO2膜25を除去する
と、図4(e)に示すように、中央領域で深く、周辺領
域で浅い不純物プロファイルを有する電流通路領域21
が得られる。
FIGS. 4A to 4E show a method for obtaining an impurity profile having different diffusion depths in the central region and the peripheral region as described above. In FIG. 4A, as described above, n
A state in which each layer from the multilayer reflective film layer 12 to the contact layer 19 is epitaxially grown on the GaAs substrate 11 (in FIG. 4, the layers from the substrate 11 to the upper cladding layer 15 are omitted) is shown. .. This contact layer 1
A SiO 2 film 25 is formed on the entire surface of the substrate 9, and the SiO 2 film 25 is patterned to open a window 26 having a shape corresponding to the central region of the current passage region 21, as shown in FIG. 4B.
Then, from the window 26 of the SiO 2 film 25 to the contact layer 19
Zn-doped spin-on glass 27 is applied to the surface of the SiO 2 and SiO 2 is made to correspond to the peripheral region of the current passage region 21.
Applying a Zn-doped spin-on-glass 27 on the 2 film 25, and regions not covered by the spin-on-glass 27 of the SiO 2 film 25 is removed by etching or the like [FIG. 4 (c)]. After this, Z in the spin-on glass 27
When n is diffused, Zn diffuses directly from the contact layer 19 in the central portion where the SiO 2 film 25 is not deposited, so that the diffusion rate is high and the diffusion depth is deep. In contrast, in the peripheral portion that the deposition of the SiO 2 film 25, SiO 2
Since Zn is diffused through the film 25, the diffusion rate of Zn becomes slower and the diffusion depth becomes shallower than that in the central portion where the SiO 2 film 25 is not deposited [FIG. 4 (d)]. After this,
When the spin-on glass 27 and the SiO 2 film 25 are removed, as shown in FIG. 4E, the current passage region 21 having a deep impurity profile in the central region and a shallow impurity profile in the peripheral region is formed.
Is obtained.

【0032】図5はGaAs中におけるZnの拡散深さ
dと拡散時間tとの関係を示す図であって、直線αはS
iO2膜25が被着しておらず、直接Znが拡散する場
合の関係を示し、直線β及びγは厚さD1,D2(D1
2)のSiO2膜25が被着しており、SiO2膜25
を通してZnが拡散する場合の関係を示している。Si
2膜25が被着していない部分では、拡散深さdが拡
散時間√tに比例するのに対し、SiO2膜25が被着
している部分では√t切片を有し、SiO2膜25が被
着していない部分と比較して同じ拡散時間tでは拡散深
さdが浅くなる。また、被着するSiO2膜25の厚さ
が厚いほど拡散深さdは浅くなる。例えば、拡散時間t
がt1の場合には、SiO2膜25が被着していない部分
では拡散深さがd1となり、比較的薄い膜厚D1のSiO
2膜25が被着している部分では拡散深さがd2となり、
比較的厚い膜厚D2のSiO2膜25が被着している部分
では拡散深さがd3となる(d1>d2>d3)。したがっ
て、拡散時間tとSiO2膜25の膜厚をコントロール
することにより、電流通路領域21の中央領域の拡散深
さと周辺領域の拡散深さとをそれぞれ自由にコントロー
ルすることができ、容易に図3のような不純物プロファ
イルを得ることができる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the diffusion depth d of Zn in GaAs and the diffusion time t. The straight line α is S.
The relationship is shown in the case where Zn is directly diffused without the iO 2 film 25 being deposited, and the straight lines β and γ indicate the thicknesses D 1 and D 2 (D 1 <D 1 <
The SiO 2 film 25 of D 2 ) is deposited, and the SiO 2 film 25
The relationship when Zn diffuses through is shown. Si
In the portion where O 2 film 25 is not deposited, to the diffusion depth d that is proportional to the diffusion time √T, it has √T sections in a portion where the SiO 2 film 25 is deposited, SiO 2 The diffusion depth d becomes shallower at the same diffusion time t as compared to the portion where the film 25 is not deposited. Further, the thicker the deposited SiO 2 film 25 is, the smaller the diffusion depth d is. For example, the diffusion time t
Is t 1 , the diffusion depth is d 1 in the portion where the SiO 2 film 25 is not deposited, and the SiO 2 film having a relatively thin film thickness D 1 is formed.
2 The diffusion depth becomes d 2 in the portion where the film 25 is deposited,
The diffusion depth is d 3 (d 1 > d 2 > d 3 ) in the portion where the SiO 2 film 25 having a relatively large film thickness D 2 is deposited. Therefore, by controlling the diffusion time t and the film thickness of the SiO 2 film 25, it is possible to freely control the diffusion depth of the central region and the diffusion depth of the peripheral region of the current passage region 21, and it is possible to easily control the diffusion depth of FIG. Such an impurity profile can be obtained.

【0033】また、n−AlGaAs電流阻止層17の
下には、拡散停止層16が形成されているので、中央領
域におけるZnの拡散深さの制御が容易になっている。
電流阻止層17の下までZnなどの不純物を導入する場
合、電流阻止層17の下の層がAlGaInP系材料で
あると、拡散係数が大きいために不純物の拡散深さ制御
が非常に困難であるが、AlGaAs層(拡散停止層1
6)であると、拡散係数が小さいため不純物の拡散深さ
制御を容易にできる。この結果、電流通路領域21の拡
散パターンの再現性が良好となり、素子の特性や信頼性
が向上する。
Further, since the diffusion stop layer 16 is formed below the n-AlGaAs current blocking layer 17, it is easy to control the diffusion depth of Zn in the central region.
When impurities such as Zn are introduced to the bottom of the current blocking layer 17, if the layer below the current blocking layer 17 is an AlGaInP-based material, it is very difficult to control the diffusion depth of the impurities because the diffusion coefficient is large. However, the AlGaAs layer (diffusion stop layer 1
In the case of 6), since the diffusion coefficient is small, the diffusion depth of impurities can be easily controlled. As a result, the reproducibility of the diffusion pattern in the current passage region 21 is improved, and the characteristics and reliability of the device are improved.

【0034】こうして電流通路領域21が形成された
後、活性層14から出射される光の吸収を防止するた
め、電流通路領域21の中央領域においてコンタクト層
19を除去して光出射窓20を開口し、さらに、コンタ
クト層19の上にオーミック接触のp側電極22を設
け、p側電極22にも光出射窓23を開口する。一方、
基板11の下面にはオーミック接触のn側電極24を設
ける。
After the current passage region 21 is formed in this manner, in order to prevent absorption of light emitted from the active layer 14, the contact layer 19 is removed in the central region of the current passage region 21 to open the light emission window 20. Further, a p-side electrode 22 in ohmic contact is provided on the contact layer 19, and a light emitting window 23 is also opened in the p-side electrode 22. on the other hand,
An n-side electrode 24 in ohmic contact is provided on the lower surface of the substrate 11.

【0035】しかして、p側電極22とn側電極との間
に電圧を印加すると、電流通路領域21を通ってp側電
極22から活性層14へ正孔が注入され、活性層14で
発光した光は電流通路領域21を通って光出射窓20,
23から外部へ出射される。
However, when a voltage is applied between the p-side electrode 22 and the n-side electrode, holes are injected from the p-side electrode 22 into the active layer 14 through the current passage region 21, and the active layer 14 emits light. The emitted light passes through the current passage region 21, and the light exit window 20,
It is emitted from 23 to the outside.

【0036】このようなAlGaInP系の発光ダイオ
ードBにおいて、本発明ではn型電流阻止層17にAl
GaAsを用いている。AlGaAsはp型キャリア濃
度を高くすることができるので、Znの拡散によりp型
に反転した電流阻止層17内の電流通路領域21はキャ
リア濃度も高く、抵抗率も小さくなり、この結果p側電
極22とn側電極間の素子抵抗を低くすることができ
る。
In such an AlGaInP-based light emitting diode B, the n-type current blocking layer 17 is made of Al in the present invention.
GaAs is used. Since AlGaAs can increase the p-type carrier concentration, the current passage region 21 in the current blocking layer 17 which is inverted to the p-type by the diffusion of Zn has a high carrier concentration and a low resistivity. As a result, the p-side electrode The element resistance between the electrode 22 and the n-side electrode can be lowered.

【0037】さらに、n−AlGaAs[x=0.7]
電流阻止層17とp−GaAs[x=0]コンタクト層
19との間にp−AlGaAs[x=0.5]導電層1
8を設け、コンタクト層19と導電層18とのヘテロ接
合における価電子帯バンド不連続値が、コンタクト層1
9と電流阻止層17のp型に反転した領域との間におけ
る価電子帯バンド不連続値よりも小さく、かつ、コンタ
クト層19と上クラッド15層との間における価電子帯
バンド不連続値よりも小さく設定してあるので、図6に
示すように、価電子帯における導電層18とコンタクト
層19の間のバンド不連続によるヘテロ障壁ΔEvを減
少させることができ、コンタクト層19の下面における
ヘテロ接合部分で正孔の移動を容易にして活性層14へ
の電流注入を低電圧で容易に行なえるようにできる。具
体的には、従来の発光ダイオードでは、前述のようにヘ
テロ障壁ΔEvが360meVであったのに対し、本発
明による発光ダイオードでは、ヘテロ障壁ΔEvを25
0meVにすることができ、100meV以上も低減す
ることができた。
Furthermore, n-AlGaAs [x = 0.7]
Between the current blocking layer 17 and the p-GaAs [x = 0] contact layer 19, the p-AlGaAs [x = 0.5] conductive layer 1
8 is provided, and the valence band band discontinuity at the heterojunction between the contact layer 19 and the conductive layer 18 is
9 and the valence band band discontinuity between the region of the current blocking layer 17 inverted to p-type, and the valence band discontinuity between the contact layer 19 and the upper cladding 15 layer. 6, the hetero barrier ΔEv due to the band discontinuity between the conductive layer 18 and the contact layer 19 in the valence band can be reduced, and the hetero barrier on the lower surface of the contact layer 19 can be reduced. It is possible to facilitate the movement of holes at the junction portion and easily inject current into the active layer 14 at a low voltage. Specifically, in the conventional light emitting diode, the heterobarrier ΔEv is 360 meV as described above, whereas in the light emitting diode according to the present invention, the heterobarrier ΔEv is 25 meV.
It could be 0 meV and could be reduced by 100 meV or more.

【0038】また、p−AlGaAs導電層18は、比
較的高濃度にドーピングされているので、電流通路領域
21の外側からコンタクト層19を通じて注入された正
孔が導電層18内で移動し易くなっており、導電層18
で正孔が電流通路領域21の全体に均一に広がる。
Further, since the p-AlGaAs conductive layer 18 is doped with a relatively high concentration, holes injected from the outside of the current passage region 21 through the contact layer 19 easily move in the conductive layer 18. The conductive layer 18
Then, the holes are uniformly spread over the entire current passage region 21.

【0039】さらに、電流通路領域21の不純物プロフ
ァイルが、中央領域で深く、周辺領域で比較的浅くなっ
ているので、電流通路領域21の上部では水平断面面積
が大きくなっていて電流拡散領域21が低抵抗化されて
おり、しかも、活性層14に近い電流通路領域21の下
部では水平断面積が小さくなっているので、電流狭窄構
造となっており、微小発光径化されている。つまり、電
流通路領域21の周辺領域は少なくともコンタクト層1
9の下面よりも下まで拡散を行なわれているので、正孔
がヘテロ障壁を感じる領域が広くなり、低抵抗化され
る。このようにすれば、光の吸収を防ぐためにコンタク
ト層19を除去していても、広い領域から電流通路領域
21へ正孔を注入することができるので、より低抵抗化
できる。
Further, since the impurity profile of the current passage region 21 is deep in the central region and relatively shallow in the peripheral region, the horizontal cross-sectional area is large above the current passage region 21 and the current diffusion region 21 is formed. Since the resistance is reduced and the horizontal cross-sectional area is small in the lower part of the current passage region 21 near the active layer 14, the current confinement structure is formed and the diameter of the minute light emission is reduced. That is, at least the contact layer 1 is provided in the peripheral region of the current passage region 21.
Since the diffusion is performed below the lower surface of 9, the region where holes feel the hetero barrier becomes wider and the resistance is lowered. By doing so, even if the contact layer 19 is removed to prevent light absorption, holes can be injected into the current passage region 21 from a wide region, so that the resistance can be further reduced.

【0040】また、拡散停止層16のキャリア濃度は、
5×1017cm-3程度となっており、導電層18のキャ
リア濃度やp型に反転した電流阻止層17のp型キャリ
ア濃度よりも低く設定することにより、一旦電流狭窄を
行なったにも拘らず、再び電流が広がるということがな
く、高い電流狭窄効果を達成でき、高い発光効率が得ら
れる。
The carrier concentration of the diffusion stop layer 16 is
It is about 5 × 10 17 cm −3 , which is set to be lower than the carrier concentration of the conductive layer 18 and the p-type carrier concentration of the current blocking layer 17 which is inverted to the p-type, so that current confinement can be performed once. Regardless, the current does not spread again, a high current constriction effect can be achieved, and high luminous efficiency can be obtained.

【0041】本発明によれば、上記各構成により微小発
光径を達成しながら、素子抵抗を低減することができ
る。図7は発光ダイオードにおける順方向電圧と電流通
路領域21の拡散面積(電流通路領域の断面積)との関
係を示す図であって、δは電流阻止層5にAlGaIn
P層を用いた従来例、εは電流阻止層17にAlGaA
s層を用いた本発明の発光ダイオードを示している。な
お、ここでは、順方向電流IFが10mA時における電
圧を順方向電圧としている。従来例では、拡散面積が小
さくなると、素子抵抗の増大に伴い、順方向電圧が3V
近くと非常に高い値となっている。これに対し、本発明
によりAlGaAsを電流阻止層17に用いた素子にお
いては、順方向電圧を2V程度と低く抑えることができ
た。
According to the present invention, it is possible to reduce the element resistance while achieving a minute light emission diameter by the above-mentioned constitutions. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the forward voltage and the diffusion area of the current passage region 21 (cross-sectional area of the current passage region) in the light emitting diode, where δ is AlGaIn in the current blocking layer 5.
A conventional example using a P layer, ε is AlGaA in the current blocking layer 17.
1 illustrates a light emitting diode of the present invention using an s layer. Here, the voltage when the forward current I F is 10 mA is the forward voltage. In the conventional example, when the diffusion area becomes small, the forward voltage becomes 3 V as the element resistance increases.
It is very close and very high. On the other hand, in the device using AlGaAs for the current blocking layer 17 according to the present invention, the forward voltage could be suppressed to as low as about 2V.

【0042】このように本発明によれば、素子抵抗を下
げることが可能で、それに伴う初熱量を低く抑えること
が可能になる。この結果、発熱による光出力の飽和を抑
えることができ、高出力動作が可能になる。また、素子
の温度上昇を抑えることができるので、長寿命化が図れ
る。特に、発光領域を微小化(例えば、発光径が直径1
0μmや5μm)する場合には、本発明は非常に有効で
ある。
As described above, according to the present invention, the element resistance can be reduced, and the initial heat amount associated therewith can be suppressed low. As a result, saturation of the optical output due to heat generation can be suppressed, and high output operation becomes possible. In addition, since the temperature rise of the element can be suppressed, the life can be extended. In particular, the emission area is miniaturized (for example, the emission diameter is 1
In the case of 0 μm or 5 μm), the present invention is very effective.

【0043】また、n型電流阻止層、第1のp型AlG
aAs層及び第2のp型AlGaAs層のバンドギャッ
プは、いずれも活性層のバンドギャップよりも大きくし
ているので、活性層で発生した光が電流阻止層や第1及
び第2のAlGaAs層で吸収されず、発光効率を高め
ることができる。
The n-type current blocking layer and the first p-type AlG
Since the band gaps of the aAs layer and the second p-type AlGaAs layer are both made larger than the band gap of the active layer, the light generated in the active layer is reflected by the current blocking layer and the first and second AlGaAs layers. Not absorbed, the luminous efficiency can be improved.

【0044】図8(a)〜(e)は、中央領域と周辺領
域で拡散深さの異なる不純物プロファイルを形成するた
めの別な方法を示す断面図である。この方法にあって
は、図8(a)に示すようにn−GaAs基板11の上
に多層反射膜層12からコンタクト層19までの各層を
エピタキシャル成長させた(図8では、基板11から上
クラッド層15までの各層は省略している。)後、図8
(b)に示すように、電流通路領域21の中央領域とな
る箇所においてコンタクト層19の上面をエッチングし
てコンタクト層19の中央部に凹部28を設ける。つい
で、コンタクト層19の全面にZnドープ・スピンオン
グラス27を塗布した後、スピンオングラス27をパタ
ーニングして電流通路領域21と対応する領域にスピン
オングラス27を残し、他の領域でスピンオングラス2
7を除去する〔図8(c)〕。この後、スピンオングラ
ス27中のZnを拡散させると、コンタクト層19のG
aAs中では拡散速度が遅いので、コンタクト層19の
凹部28ではZnのコンタクト層通過時間が短く、拡散
深さが深くなる。これに対し、コンタクト層19の凹部
28の周辺部では、Znのコンタクト層通過時間が長い
ので、中央領域よりも拡散深さが浅くなる〔図8
(d)〕。この後、スピンオングラス27を除去する
と、図8(e)に示すように、中央領域で深く、周辺領
域で浅い不純物プロファイルの電流通路領域21が得ら
れる。なお、コンタクト層19の凹部28における膜厚
の薄い部分は、このまま残しておいてもよく、あるい
は、この後除去して光出射窓20を開口してもよい。
FIGS. 8A to 8E are sectional views showing another method for forming the impurity profiles having different diffusion depths in the central region and the peripheral region. In this method, as shown in FIG. 8A, each layer from the multilayer reflective film layer 12 to the contact layer 19 is epitaxially grown on the n-GaAs substrate 11 (in FIG. Each layer up to layer 15 is omitted.) After that, FIG.
As shown in (b), the upper surface of the contact layer 19 is etched at a portion which will be the central region of the current passage region 21 to form a recess 28 in the central portion of the contact layer 19. Then, after Zn-doped spin-on glass 27 is applied on the entire surface of the contact layer 19, the spin-on glass 27 is patterned to leave the spin-on glass 27 in a region corresponding to the current passage region 21, and the spin-on glass 2 in other regions.
7 is removed [FIG. 8 (c)]. After that, when Zn in the spin-on glass 27 is diffused, G of the contact layer 19
Since the diffusion speed is slow in aAs, the Zn contact layer transit time is short and the diffusion depth is deep in the recess 28 of the contact layer 19. On the other hand, in the peripheral portion of the concave portion 28 of the contact layer 19, since the Zn contact layer transit time is long, the diffusion depth is smaller than that in the central region [FIG.
(D)]. After that, when the spin-on glass 27 is removed, a current passage region 21 having an impurity profile deep in the central region and shallow in the peripheral region is obtained as shown in FIG. The thin portion of the concave portion 28 of the contact layer 19 may be left as it is, or may be removed thereafter to open the light emitting window 20.

【0045】図9は本発明の別な実施例による発光ダイ
オードのバンド構造を示すバンド構造図である。この実
施例においては、導電層18のコンタクト層19に近接
している領域にAlの組成比xが次第に変化するp−A
lGaAs[x=0.5〜0]グレード層29を形成し
ている。すなわち、導電層18のコンタクト層19から
離れた領域ではAl組成比はx=0.5となっている
が、グレード層29ではAl組成比がコンタクト層19
に向けてx=0.5〜0と次第に減少している。このた
め、価電子帯の不連続がなくなり、価電子帯のエネルギ
ーレベルが導電層18とコンタクト層19との間で滑ら
かに連続的に変化する。この結果、正孔がコンタクト層
19と導電層18の間のヘテロ障壁を移動し易くなり、
素子抵抗を低減させることができる。なお、この実施例
では、グレード層29のAl組成比は連続的に変化させ
ているが、ステップ状に変化させてもよい。
FIG. 9 is a band structure diagram showing a band structure of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, p-A in which the Al composition ratio x gradually changes in a region of the conductive layer 18 adjacent to the contact layer 19 is used.
An lGaAs [x = 0.5 to 0] grade layer 29 is formed. That is, the Al composition ratio is x = 0.5 in the region of the conductive layer 18 distant from the contact layer 19, but in the grade layer 29, the Al composition ratio is x = 0.5.
It is gradually decreasing toward x = 0.5-0. Therefore, the discontinuity of the valence band is eliminated, and the energy level of the valence band changes smoothly and continuously between the conductive layer 18 and the contact layer 19. As a result, holes easily move through the hetero barrier between the contact layer 19 and the conductive layer 18,
The element resistance can be reduced. Although the Al composition ratio of the grade layer 29 is continuously changed in this embodiment, it may be changed stepwise.

【0046】図10に示すものは本発明による発光ダイ
オードのさらに別な実施例を示す断面図である。この発
光ダイオードB1にあっては、電流阻止層17とコンタ
クト層19との間に導電層18を設けず、電流阻止層1
7の上に直接コンタクト層19を設けている。この実施
例においては、電流阻止層17のコンタクト層19に近
接している領域にAlの組成比xが次第に変化するp−
AlGaAs[x=0.7〜0]グレード層30を形成
している。すなわち、電流阻止層17のコンタクト層1
9から離れた領域ではAl組成比はx=0.7となって
いるが、グレード領域30ではAl組成比がコンタクト
層19に向けてx=0.7〜0と次第に減少している。
このため、図11に示すように、価電子帯のエネルギー
レベルが電流阻止層17とコンタクト層19との間で滑
らかに連続的に変化する。この結果、導電層18を設け
ない場合でも、電流通路領域21において正孔がコンタ
クト層19と電流阻止層17の間のヘテロ障壁を移動し
易くなり、素子抵抗を低減させることができる。なお、
この実施例においても、グレード層30のAl組成比は
連続的に変化させているが、ステップ状に変化させても
よい。なお、この実施例においては、電流阻止層はn−
AlGaAsであっても、n−AlGaInPであって
もよい。
FIG. 10 is a sectional view showing still another embodiment of the light emitting diode according to the present invention. In this light emitting diode B1, the conductive layer 18 is not provided between the current blocking layer 17 and the contact layer 19, and the current blocking layer 1 is provided.
The contact layer 19 is provided directly on the surface 7. In this embodiment, p− where the Al composition ratio x gradually changes in the region of the current blocking layer 17 adjacent to the contact layer 19.
An AlGaAs [x = 0.7 to 0] grade layer 30 is formed. That is, the contact layer 1 of the current blocking layer 17
In the region away from 9, the Al composition ratio is x = 0.7, but in the grade region 30, the Al composition ratio gradually decreases toward the contact layer 19 at x = 0.7 to 0.
Therefore, as shown in FIG. 11, the energy level of the valence band changes smoothly and continuously between the current blocking layer 17 and the contact layer 19. As a result, even when the conductive layer 18 is not provided, holes easily move in the hetero barrier between the contact layer 19 and the current blocking layer 17 in the current passage region 21, and the device resistance can be reduced. In addition,
Also in this embodiment, the Al composition ratio of the grade layer 30 is continuously changed, but it may be changed stepwise. In this embodiment, the current blocking layer is n-
It may be AlGaAs or n-AlGaInP.

【0047】図12は本発明のさらに別な実施例による
AlGaInP系の半導体レーザ素子Cの構造を示す斜
視図である。この半導体レーザ素子Cは、n−GaAs
基板31の上に、n−(AlyGa1-y)InP[y=
0.7]下クラッド層32、undoped−GaInP活性層
33、p−AlGaInP[y=0.7]上クラッド層
34、p−AlGaAs[x=0.7]拡散停止層3
5、n−AlGaAs[x=0.7]電流阻止層36、
p−AlGaAs[x=0.5]導電層37、p−Ga
Asコンタクト層38を順次エピタキシャル成長させ、
このエピタキシャル結晶基板31の全長にわたって端面
から端面まで電流通路領域39を形成したものである。
電流通路領域39は、電流阻止層36を貫通してコンタ
クト層38から拡散停止層35に達するようにZnを拡
散させて形成されたものであり、中央領域では深くなっ
ていて電流阻止層36の下側接合面よりも下の拡散停止
層35まで達しており、周辺領域では浅くなっていてコ
ンタクト層38の下側接合面よりも下の導電層37まで
達している。なお、このような不純物プロファイルを形
成するためには、図4や図8に示したのと同様な方法に
よればよい。また、コンタクト層38の上面にはp側電
極40を設け、基板31の下面にはn側電極41を設け
てある。
FIG. 12 is a perspective view showing the structure of an AlGaInP based semiconductor laser device C according to still another embodiment of the present invention. This semiconductor laser device C is an n-GaAs
On the substrate 31, n- (Al y Ga 1 -y) InP [y =
0.7] lower cladding layer 32, undoped-GaInP active layer 33, p-AlGaInP [y = 0.7] upper cladding layer 34, p-AlGaAs [x = 0.7] diffusion stop layer 3
5, n-AlGaAs [x = 0.7] current blocking layer 36,
p-AlGaAs [x = 0.5] conductive layer 37, p-Ga
An As contact layer 38 is sequentially epitaxially grown,
A current passage region 39 is formed from end face to end face over the entire length of the epitaxial crystal substrate 31.
The current passage region 39 is formed by diffusing Zn so as to penetrate the current blocking layer 36 and reach the diffusion stop layer 35 from the contact layer 38. The current passage region 39 is deep in the central region and is deep in the current blocking layer 36. It reaches the diffusion stop layer 35 below the lower junction surface, is shallow in the peripheral region, and reaches the conductive layer 37 below the lower junction surface of the contact layer 38. In order to form such an impurity profile, the same method as shown in FIGS. 4 and 8 may be used. A p-side electrode 40 is provided on the upper surface of the contact layer 38, and an n-side electrode 41 is provided on the lower surface of the substrate 31.

【0048】この半導体レーザ素子Cにあっては、電流
通路領域39を通して活性層33に正孔が注入される
と、活性層33の端面からレーザ光が出射される。
In this semiconductor laser device C, when holes are injected into the active layer 33 through the current passage region 39, laser light is emitted from the end face of the active layer 33.

【0049】図13は本発明の別な実施例によるAlG
aInP系の端面出射型発光ダイオードDの構造を示す
斜視図である。この発光ダイオードDは、n−GaAs
基板51の上に、n−(AlyGa1-y)InP[y=
0.7]下クラッド層52、undoped−GaInP活性層
53、p−AlGaInP[y=0.7]上クラッド層
54、p−AlGaAs[x=0.7]拡散停止層5
5、n−AlGaAs[x=0.7]電流阻止層56、
p−AlGaAs[x=0.5]導電層57、p−Ga
Asコンタクト層58を順次エピタキシャル成長させ、
このエピタキシャル結晶基板51の一方の端面に臨ませ
るようにして部分的に電流通路領域59を形成したもの
である。電流通路領域59は、電流阻止層56を貫通し
てコンタクト層58から拡散停止層55に達するように
Znを拡散させて形成されたものであり、中央領域では
深くなっていて電流阻止層56の下側接合面よりも下の
拡散停止層55まで達しており、周辺領域では浅くなっ
ていてコンタクト層58の下側接合面よりも下の導電層
57まで達している。また、コンタクト層58の上面に
はp側電極60を設け、基板51の下面にはn側電極6
1を設けてある。
FIG. 13 shows AlG according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a structure of an aInP-based edge emitting light emitting diode D. This light emitting diode D is n-GaAs
On the substrate 51, n- (Al y Ga 1 -y) InP [y =
0.7] lower cladding layer 52, undoped-GaInP active layer 53, p-AlGaInP [y = 0.7] upper cladding layer 54, p-AlGaAs [x = 0.7] diffusion stop layer 5
5, n-AlGaAs [x = 0.7] current blocking layer 56,
p-AlGaAs [x = 0.5] conductive layer 57, p-Ga
An As contact layer 58 is sequentially grown epitaxially,
A current passage region 59 is partially formed so as to face one end face of this epitaxial crystal substrate 51. The current passage region 59 is formed by diffusing Zn so as to penetrate the current blocking layer 56 and reach the diffusion stop layer 55 from the contact layer 58. The current passage region 59 is deep in the central region and is deeper in the current blocking layer 56. It reaches the diffusion stop layer 55 below the lower junction surface, is shallow in the peripheral region, and reaches the conductive layer 57 below the lower junction surface of the contact layer 58. Further, the p-side electrode 60 is provided on the upper surface of the contact layer 58, and the n-side electrode 6 is provided on the lower surface of the substrate 51.
1 is provided.

【0050】この発光ダイオードDは端面出射型である
ので、電流通路領域59を通して活性層53に電流が注
入されると、活性層53の端面から光が出射される。
Since the light emitting diode D is of an end face emission type, when a current is injected into the active layer 53 through the current passage region 59, light is emitted from the end face of the active layer 53.

【0051】つぎに、上記半導体発光素子を用いた応用
例について説明する。まず、図14(a)(b)(c)
に示す投光器Eについて説明する。この投光器Eは、本
発明の半導体発光素子71を一方のリードフレーム72
の上にダイボンディングすると共に他方のリードフレー
ム73にワイヤボンディングした状態で透明エポキシ樹
脂等の封止樹脂74で所定形状に低圧注型して封止し、
全体として角ブロック状の外形に構成されている。封止
樹脂74の表面には多数の環状レンズ単位を同心状に配
列したフレネル型平板状レンズ75が一体形成されると
共に、表面の両側にはフレネル型平板状レンズ75と同
じ高さ、あるいはフレネル型平板状レンズ75よりもや
や高いアゴ部76を突設してあり、アゴ部76によって
フレネル型平板状レンズ75を保護している。
Next, application examples using the above semiconductor light emitting device will be described. First, FIG. 14 (a) (b) (c)
The floodlight E shown in FIG. In this projector E, the semiconductor light emitting device 71 of the present invention is provided on one lead frame 72.
While die-bonding on the above and wire-bonding to the other lead frame 73, the resin is low-pressure cast into a predetermined shape with a sealing resin 74 such as a transparent epoxy resin for sealing.
The overall shape is a square block. On the surface of the sealing resin 74, a Fresnel type flat plate lens 75 in which a large number of annular lens units are concentrically arranged is integrally formed, and on both sides of the surface, the same height as the Fresnel type flat plate lens 75, or Fresnel. A jaw portion 76 that is slightly higher than the die plate lens 75 is provided so as to project, and the jaw portion 76 protects the Fresnel plate lens 75.

【0052】この投光器Eの場合、半導体発光素子71
は、高い発光効率で、しかも微小な発光領域を有するも
のであるから、フレネル型平板状レンズ75により光の
指向特性が狭小化し、出力が強く、かつ細いビームが長
距離においても得られる。例えば、フレネル型平板状レ
ンズ75を焦点距離f=4.5mm、レンズ直径3.5m
mとし、半導体発光素子71の光取り出し窓を直径20
μmにしたとき、1mの距離におけるビーム径は直径4
mm程度である。しかるに、従来より用いられている通
常の発光ダイオード(すなわち、その光の出射面積が3
50μm角程度のもの)では、直径70mm程度まで広
がってしまうので、本発明による半導体発光素子71を
用いて投光器Eを作製することにより大きなメリットが
得られる。
In the case of this projector E, the semiconductor light emitting device 71
Has a high light emission efficiency and has a minute light emitting region. Therefore, the Fresnel-type flat plate lens 75 narrows the directional characteristics of light, and a strong output and a thin beam can be obtained even at a long distance. For example, a Fresnel type flat lens 75 has a focal length f = 4.5 mm and a lens diameter of 3.5 m.
m, the light extraction window of the semiconductor light emitting device 71 has a diameter of 20
Beam diameter at a distance of 1 m is 4
It is about mm. However, a conventional light emitting diode (that is, the light emitting area is 3
In the case of about 50 μm square), the diameter spreads to about 70 mm, so that a great advantage can be obtained by manufacturing the projector E using the semiconductor light emitting device 71 according to the present invention.

【0053】また、従来より用いられている投光器とし
ては、ステムから突出したヒートシンクに半導体レーザ
素子及びフレネル型平板状レンズを取り付け、これらを
金属キャップで覆ったキャンシール型のものなどがある
が、このような従来の投光器と比較して本発明の投光器
Eは構造が大幅に簡略化されており、コスト及び嵩体積
の低減を図ることができる。
Further, as a conventional projector, there is a can seal type in which a semiconductor laser element and a Fresnel type flat lens are attached to a heat sink protruding from a stem, and these are covered with a metal cap. Compared with such a conventional projector, the projector E of the present invention has a greatly simplified structure, and can reduce cost and bulk volume.

【0054】なお、ここでは投光ビームとして指向性の
狭い平行光線を出射するものについて説明したが、フレ
ネル型平板状レンズ75のパラメータを変えることによ
り、集光ビームや偏向ビームなどの投光器にも適用でき
ることは自明である。
Although a light beam which emits parallel light rays having a narrow directivity has been described here, by changing the parameters of the Fresnel type flat plate lens 75, a light beam such as a focused beam or a deflected beam can also be projected. The applicability is self-evident.

【0055】図15に示すものは、スクリーンなどの上
の映像等の位置を指示するためのハンディタイプのポイ
ンタ(投光器)Fである。このポインタFは、本発明に
よる発光ダイオード(LED)81、コリメート用の投
光レンズ82、動作回路83及びバッテリー84からな
っており、半導体発光素子81から出射された光は投光
レンズ82でコリメートされた後、スクリーン上に投射
され、光スポットにより指示箇所を示す。
FIG. 15 shows a handy type pointer (light projector) F for pointing the position of an image on a screen or the like. The pointer F comprises a light emitting diode (LED) 81 according to the present invention, a collimating light projecting lens 82, an operating circuit 83 and a battery 84. The light emitted from the semiconductor light emitting element 81 is collimated by the light projecting lens 82. Then, it is projected on the screen, and the designated spot is indicated by a light spot.

【0056】現在使用されているポインタは、半導体レ
ーザ素子を用いたものがほとんどであるが、レーザ光を
用いているため、出射レーザ光が周囲の人の目に入ると
有害である。この危険性のため、レーザ規制等の問題が
起こっている。したがって、このような問題を解決する
ため、発光ダイオードを用いたLEDポインタなどが考
えられている。しかし、従来の全面発光型LED(発光
径400μm)を用い、焦点距離f=10mm、レンズ
径4mmの投光レンズでコリメートしたLEDポインタ
の場合、5m先のスクリーン上でのビーム径は200m
mと大きく広がってしまい、ほとんど見えなくなってし
まう。
Most of the pointers currently used are those using a semiconductor laser element, but since laser light is used, it is harmful if the emitted laser light enters the eyes of the surrounding people. Due to this danger, problems such as laser regulation have occurred. Therefore, in order to solve such a problem, an LED pointer using a light emitting diode has been considered. However, in the case of an LED pointer that is collimated by a conventional light emitting LED (emission diameter 400 μm) and a projection lens with a focal length f = 10 mm and a lens diameter of 4 mm, the beam diameter on the screen 5 m ahead is 200 m.
It spreads so much that it is almost invisible.

【0057】これに対し、本発明によるLED81を用
いたポインタFの場合には、発光径10μmのLED8
1と、焦点距離f=10mm、レンズ径4mmの同様な
投光レンズ82を用いた場合、5m先のスクリーン上で
もビーム径は5mmと小さく、見易いものとなる。した
がって、本発明のLED81で光出力や指向性を向上さ
せることにより、安全で見易いポインタFを製作するこ
とができる。
On the other hand, in the case of the pointer F using the LED 81 according to the present invention, the LED 8 having an emission diameter of 10 μm is used.
1 and a similar projection lens 82 having a focal length f = 10 mm and a lens diameter of 4 mm is used, the beam diameter is as small as 5 mm even on a screen 5 m ahead, which makes it easy to see. Therefore, by improving the light output and directivity with the LED 81 of the present invention, a safe and easy-to-see pointer F can be manufactured.

【0058】図16(a)に示すものは本発明による半
導体発光素子95を用いた透過型光学式ロータリーエン
コーダGを示す斜視図である。このロータリーエンコー
ダGは、回転軸91に取り付けられた回転板92、回転
板92の外周部に対向した固定板93、回転板92及び
固定板93を挟んで対向させられた投光レンズ94と本
発明による半導体発光素子95及び受光素子96から構
成されている。回転板92の外周部には全周にわたって
1mmの間隔のスリット97が穿孔されており、固定板
93にも1mmの間隔でトラックAスリット98及びト
ラックBスリット99が穿孔されている。
FIG. 16A is a perspective view showing a transmissive optical rotary encoder G using the semiconductor light emitting device 95 according to the present invention. The rotary encoder G includes a rotary plate 92 attached to a rotary shaft 91, a fixed plate 93 facing the outer peripheral portion of the rotary plate 92, a rotary plate 92, and a light projecting lens 94 facing the fixed plate 93. It comprises a semiconductor light emitting device 95 and a light receiving device 96 according to the invention. The outer circumference of the rotary plate 92 is perforated with slits 97 at intervals of 1 mm, and the fixed plate 93 is also perforated with track A slits 98 and track B slits 99 at intervals of 1 mm.

【0059】しかして、半導体発光素子95から出射さ
れた光は、投光レンズ94でコリメートされた後、固定
板93のスリット98,99で分割され、回転板92の
スリット97を通り、受光素子96で検知される。固定
板93のトラックAスリット98とトラックBスリット
99は電気位相角を90゜ずらしてあり、A相信号・B
相信号が共にオン(受光状態)になるときをスケールの
1単位(1スリット)と数えることによりスケールを読
むものである。また、図16(b)に示すようにA相か
らオンになるか、あるいはB相からオンになるかで回転
方向を判別できるようになっている。
The light emitted from the semiconductor light emitting element 95 is collimated by the light projecting lens 94, divided by the slits 98 and 99 of the fixed plate 93, passes through the slit 97 of the rotary plate 92, and passes through the light receiving element. Detected at 96. The track A slit 98 and the track B slit 99 of the fixed plate 93 are shifted in electrical phase angle by 90 °.
The scale is read by counting when both phase signals are turned on (light receiving state) as one unit (one slit) of the scale. Further, as shown in FIG. 16B, the rotation direction can be determined depending on whether the A phase is turned on or the B phase is turned on.

【0060】このロータリーエンコーダにおいて、例え
ば、従来の全面発光型半導体発光素子(発光径400μ
m)を用い、焦点距離f=10mm、レンズ径4mmの
投光レンズでコリメートしたとすると、そのコリメート
性の悪さによって回転板上のビーム径は、固定板のスリ
ット幅+約40μmに広がってしまう。したがって、6
00DPI(40μmピッチ)以上のスケールではスリ
ット幅以上にビームが広がることとなり、スケールを読
み取ることができず、高分解能化が不可能である。
In this rotary encoder, for example, a conventional full-face emission type semiconductor light emitting device (emission diameter 400 μm) is used.
m) and collimating with a projection lens having a focal length f = 10 mm and a lens diameter of 4 mm, the beam diameter on the rotating plate spreads to the slit width of the fixed plate + about 40 μm due to the poor collimating property. .. Therefore, 6
With a scale of 00 DPI (40 μm pitch) or more, the beam spreads beyond the slit width, the scale cannot be read, and high resolution cannot be achieved.

【0061】これに対し、本発明による半導体発光素子
95を用いたロータリーエンコーダGでは、半導体発光
素子95の発光径を10μm程度に微小発光径化できる
ので、焦点距離f=10mm、レンズ径4mmの同様な
投光レンズ94を用いてコリメートしたとしても、回転
板92上のビーム径は、固定板93のスリット幅+約
0.5μmにビームの広がりを抑えることができる。し
たがって、高分解能化が可能であり、600DPI(4
0μmピッチ)以上のスケールを読み取ることも可能に
なる。よって、本発明による半導体発光素子95をロー
タリーエンコーダGに用いることにょり、特別な光学系
を用いることなく、ロータリーエンコーダGの分解能を
向上させることができる。
On the other hand, in the rotary encoder G using the semiconductor light emitting device 95 according to the present invention, the light emitting diameter of the semiconductor light emitting device 95 can be reduced to about 10 μm, so that the focal length f = 10 mm and the lens diameter 4 mm. Even if the same light projecting lens 94 is used for collimation, the beam diameter on the rotating plate 92 can be suppressed to the slit width of the fixed plate 93 + about 0.5 μm. Therefore, higher resolution is possible and 600 DPI (4
It is also possible to read a scale of 0 μm pitch or more. Therefore, by using the semiconductor light emitting device 95 according to the present invention for the rotary encoder G, the resolution of the rotary encoder G can be improved without using a special optical system.

【0062】なお、上記実施例では、ロータリーエンコ
ーダを説明したが、リニアエンコーダヘッドにおいて本
発明による半導体発光素子を用いることによっても同様
な効果を得ることができる。
Although the rotary encoder has been described in the above embodiment, the same effect can be obtained by using the semiconductor light emitting device according to the present invention in the linear encoder head.

【0063】図17は本発明による半導体発光素子10
1を用いた光学式距離センサHの構成を示す説明図であ
る。この距離センサHは、本発明による半導体発光素子
101及びコリメートレンズ102からなる投光部と、
受光レンズ103及び位置検出素子104からなる受光
部とから構成されている。
FIG. 17 shows a semiconductor light emitting device 10 according to the present invention.
3 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical distance sensor H using 1. The distance sensor H includes a light projecting portion including a semiconductor light emitting element 101 and a collimator lens 102 according to the present invention,
The light receiving section includes a light receiving lens 103 and a position detecting element 104.

【0064】図17は当該距離センサHによって対象物
105が有する凹凸の段差dを計測する場合を表わして
いる。半導体発光素子101から出射された光はコリメ
ートレンズ102で平行光化された後、対象物105上
に照射されてビームスポットSP1,SP2を生成し、そ
れぞれビームスポットSP1,SP2の反射像を位置検出
素子104上に結像させる。これらの結像位置は、位置
検出素子104の信号線106,107で得た信号比を
もって検出でき、その位置ずれ量より三角測量の原理を
用いて段差qが算出される。
FIG. 17 shows a case where the step d of the unevenness of the object 105 is measured by the distance sensor H. The light emitted from the semiconductor light emitting element 101 is collimated by the collimator lens 102, and then irradiated onto the object 105 to generate beam spots SP 1 and SP 2 , and the beam spots SP 1 and SP 2 are reflected. An image is formed on the position detection element 104. These image forming positions can be detected by the signal ratio obtained by the signal lines 106 and 107 of the position detecting element 104, and the step q is calculated from the amount of positional deviation using the principle of triangulation.

【0065】本発明による半導体発光素子101は、高
出力で、かつ発光領域が制限されていて微小発光窓を有
するものであるので、このような距離センサHに本発明
による半導体発光素子101を用いれば、長距離検出が
可能で、しかもビームスポット径が小さく、分解能を向
上させることができる。
Since the semiconductor light emitting device 101 according to the present invention has a high output and a limited light emitting region and has a minute light emitting window, the semiconductor light emitting device 101 according to the present invention is used for such a distance sensor H. Thus, long-distance detection is possible, the beam spot diameter is small, and the resolution can be improved.

【0066】図18は上記距離センサHによる段差qの
測定結果を示している。これは距離センサHから10c
mだけ離れた位置に高さが2mmと5mmの凸部及び2
mmと5mmの凹部を有する対象物を位置させた場合の
測定結果であり、段差qに応じた特性曲線108が得ら
れている。なお、特性曲線108において、イは2mm
の凸部、ロは5mmの凸部、ハは2mmの凹部、ニは5
mmの凹部に対応する箇所である。
FIG. 18 shows the measurement result of the step q by the distance sensor H. This is 10c from the distance sensor H
2 mm and 5 mm in height and 2 at a position separated by m
It is a measurement result when an object having concave portions of mm and 5 mm is positioned, and a characteristic curve 108 corresponding to the step q is obtained. In the characteristic curve 108, a is 2 mm.
The convex part of B, the convex part of B is 5 mm, the concave part of C is 2 mm, and D is 5
This is a portion corresponding to a recess of mm.

【0067】図19は本発明による半導体レーザ素子1
11を用いたレーザビームプリンタJを示す斜視図であ
る。これは、半導体レーザ素子111、投光側コリメー
トレンズ112、回転多面鏡(ポリゴンミラー)11
3、回転多面鏡113を一定方向に一定速度で回転させ
るスキャナモータ114、スキャナコントローラ11
5、集光レンズ116、感光体ドラム117、水平同期
用受光センサ118などから構成されている。
FIG. 19 shows a semiconductor laser device 1 according to the present invention.
11 is a perspective view showing a laser beam printer J using No. 11. This is a semiconductor laser element 111, a light projecting side collimator lens 112, and a rotary polygon mirror (polygon mirror) 11.
3, a scanner motor 114 for rotating the rotary polygon mirror 113 in a constant direction at a constant speed, a scanner controller 11
5, a condenser lens 116, a photosensitive drum 117, a horizontal synchronization light receiving sensor 118, and the like.

【0068】しかして、半導体レーザ素子111から出
射された光は投光側コリメートレンズ112を通ってコ
リメート光となり、回転多面鏡113で反射されると共
に水平方向にスキャンされ、集光レンズ116で感光体
ドラム117上に集光され、感光体ドラム117上に潜
像を生じさせる。
Thus, the light emitted from the semiconductor laser element 111 passes through the light projecting side collimator lens 112 to become collimated light, which is reflected by the rotary polygon mirror 113 and is scanned in the horizontal direction, and is exposed by the condenser lens 116. The latent image is formed on the photoconductor drum 117 by being condensed on the body drum 117.

【0069】このようなレーザビームプリンタにおい
て、例えば全面発光型の従来のLED(発光径400μ
m)を用い、焦点距離f=15mmの集光レンズで15
0mm先の感光体ドラム上に集光したとすると、その集
光性の悪さのため、感光体ドラム上でのビーム径は4.
8mmと大きくなり、400DP1の印字密度仕様を満
足できなかった。
In such a laser beam printer, for example, a conventional LED of the whole surface emission type (emission diameter 400 μm) is used.
15) with a condenser lens with a focal length f = 15 mm.
If the light is focused on the photosensitive drum 0 mm ahead, the beam diameter on the photosensitive drum is 4.
It became as large as 8 mm and could not satisfy the print density specification of 400DP1.

【0070】これに対し、本発明による半導体レーザ素
子111を用いたレーザビームプリンタJにあっては、
その発光径を5μm程度に微小化できるので、同一条件
で集光させた場合でもビーム径を60μm以下に絞るこ
とができ、400DPIの仕様を十分に満足することが
できる。
On the other hand, in the laser beam printer J using the semiconductor laser device 111 according to the present invention,
Since the emission diameter can be reduced to about 5 μm, the beam diameter can be reduced to 60 μm or less even when the light is condensed under the same conditions, and the specifications of 400 DPI can be sufficiently satisfied.

【0071】図20(a)は本発明による半導体発光素
子121を用いたバーコードリーダKを示す斜視図であ
る。このバーコードリーダKは、半導体発光素子12
1、投光側集光レンズ122、回転多面鏡123、回転
多面鏡123を一定方向に一定速度で回転させるスキャ
ナモータ124、等速走査レンズ125、受光側集光レ
ンズ126、受光素子127から構成されている。
FIG. 20A is a perspective view showing a bar code reader K using the semiconductor light emitting device 121 according to the present invention. This bar code reader K includes a semiconductor light emitting device 12
1, a light projecting side condenser lens 122, a rotary polygon mirror 123, a scanner motor 124 for rotating the rotary polygon mirror 123 in a constant direction at a constant speed, a constant velocity scanning lens 125, a light receiving side condenser lens 126, and a light receiving element 127. Has been done.

【0072】しかして、半導体発光素子121から出射
された光は投光側集光レンズ122を通り、回転多面鏡
123で反射されると共に水平方向にスキャンされ、等
速走査レンズ125で等速化された後、バーコード12
8上で集光され、バーコード128上を走査される。さ
らに、バーコード128からの反射光は、受光側集光レ
ンズ126により受光素子127上に集光されて検知さ
れ、バーコード信号BSが得られる。このバーコードリ
ーダKにおいては、等速走査レンズ125により光ビー
ムの走査速度が等速化されているので、横軸に時間をと
り、縦軸に検知信号(バーコード信号BS)をとると、
図20(b)に示すようにバーコードに応じた信号BS
が得られる。
Thus, the light emitted from the semiconductor light emitting element 121 passes through the light projecting side condenser lens 122, is reflected by the rotary polygon mirror 123 and is scanned in the horizontal direction, and is made uniform in speed by the constant speed scanning lens 125. After being bar coded 12
8 is focused and scanned on the barcode 128. Further, the reflected light from the bar code 128 is condensed and detected on the light receiving element 127 by the light receiving side condensing lens 126, and the bar code signal BS is obtained. In this bar code reader K, since the scanning speed of the light beam is made uniform by the constant speed scanning lens 125, when the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the detection signal (bar code signal BS),
As shown in FIG. 20B, the signal BS corresponding to the barcode
Is obtained.

【0073】このようなバーコードリーダにおいて、例
えば全面発光型の従来のLED(発光径400μm)を
用い、焦点距離f=15mmの集光レンズで250mm
先のバーコード上に集光したとすると、その集光性の悪
さのため、バーコード上でのビーム径は約6.7mmと
大きくなり、ハーコード(一般的に、最小線幅は0.2
mm)は到底読み取ることができない。
In such a bar code reader, for example, a conventional LED of full surface emission type (emission diameter 400 μm) is used, and a focusing lens of focal length f = 15 mm is 250 mm.
If the beam was focused on the bar code above, the beam diameter on the bar code would be as large as about 6.7 mm due to its poor light converging property, and the beam code would generally have a minimum line width of 0.2 mm.
mm) cannot be read at all.

【0074】これに対し、本発明による半導体発光素子
121を用いたバーコードリーダKにあっては、その発
光径を10μm程度に微小発光径化できるので、同一条
件で集光させた場合でもバーコード128上のビーム径
をバーコード128の最小線幅以下(0.2mm弱)ま
で絞ることができ、バーコード128を読み取ることが
できる。
On the other hand, in the bar code reader K using the semiconductor light emitting device 121 according to the present invention, the light emitting diameter can be made as small as about 10 μm. The beam diameter on the code 128 can be narrowed down to the minimum line width of the bar code 128 (less than 0.2 mm), and the bar code 128 can be read.

【0075】図21(a)〜(g)は、それぞれ、本発
明による半導体発光素子131と光ファイバー132と
からなる光ファイバーモジュールL1〜L7を示す概略
図である。図21(a)は、半導体発光素子131の発
光領域に光ファイバー132の端面を対向させ、半導体
発光素子131から出射された光が光ファイバー132
の端面からコア内に入射し、光ファイバー132内を伝
送されるようになった直接結合方式の光ファイバーモジ
ュールL1である。また、図21(b)は、半導体発光
素子131と光ファイバー132の端面とを近接させ、
半導体発光素子131と光ファイバー132の端面との
間に光学樹脂133を充填した直接結合方式の光ファイ
バーモジュールL2である。また、図21(c)(d)
(e)は、半導体発光素子131と光ファイバー132
の端面との間に集束用光学系を置き、半導体発光素子1
31から出た光が集束用光学系で集束させられて光ファ
イバー132内に効率的に入射するようにした個別レン
ズ結合方式の光ファイバーモジュールL3〜L5であっ
て、集束用光学系として図21(c)の光ファイバーモ
ジュールL3では集束用ロッドレンズ134を用い、図
21(d)の光ファイバーモジュールL4では樹脂13
5で固定された球レンズ136を用い、図21(e)の
光ファイバーモジュールL5では集束用ロッドレンズ1
34及び球レンズ136を用いている。また、図21
(f)(g)の光ファイバーモジュールL6,L7は、
先端にレンズ機能をもつ球状部137を設けた光ファイ
バー(先球ファイバー)132を半導体発光素子131
に対向させたファイバーレンズ結合方式のものである。
21 (a) to 21 (g) are schematic views showing optical fiber modules L1 to L7 each comprising a semiconductor light emitting device 131 and an optical fiber 132 according to the present invention. In FIG. 21A, the end surface of the optical fiber 132 faces the light emitting region of the semiconductor light emitting element 131, and the light emitted from the semiconductor light emitting element 131 is reflected by the optical fiber 132.
Is a direct coupling type optical fiber module L1 which is incident on the core from the end face and is transmitted through the optical fiber 132. Further, in FIG. 21B, the semiconductor light emitting device 131 and the end face of the optical fiber 132 are brought close to each other,
This is a direct coupling type optical fiber module L2 in which an optical resin 133 is filled between the semiconductor light emitting device 131 and the end face of the optical fiber 132. Also, FIG. 21 (c) (d)
(E) is a semiconductor light emitting device 131 and an optical fiber 132
The focusing optical system is placed between the end face of the
FIG. 21 (c) shows the individual lens coupling type optical fiber modules L3 to L5 in which the light emitted from the optical fiber 31 is focused by the focusing optical system to efficiently enter the optical fiber 132. 21D) uses the focusing rod lens 134, and the optical fiber module L4 of FIG.
21 (e), the focusing rod lens 1 is used in the optical fiber module L5 of FIG.
34 and a spherical lens 136 are used. In addition, FIG.
The optical fiber modules L6 and L7 of (f) and (g) are
An optical fiber (front spherical fiber) 132 having a spherical portion 137 having a lens function at its tip is used as a semiconductor light emitting device 131.
It is of a fiber lens coupling type that is opposed to.

【0076】このような光ファイバーモジュールにおい
ては、半導体発光素子と光ファイバーとの結合効率は、
半導体発光素子の発光径に強く依存している。図22は
直接結合方式及びレンズ結合方式の数種の光ファイバー
モジュールにおける結合効率の理論限界値αcを示す図
である(光学図書「光通信素子工学」米津宏雄 著)。
この図に表わされているように、半導体発光素子の発光
径Dが小さければ小さいほど、結合効率が高くなること
が一般に知られている。したがって、光ファイバーモジ
ュールの結合効率を高くするためには、半導体発光素子
の発光径を小さくすることが非常に有効である。
In such an optical fiber module, the coupling efficiency between the semiconductor light emitting device and the optical fiber is
It strongly depends on the emission diameter of the semiconductor light emitting device. FIG. 22 is a diagram showing the theoretical limit value αc of the coupling efficiency in several types of optical fiber modules of the direct coupling type and the lens coupling type (written by Hiroo Yonezu in the optical book “Optical Communication Device Engineering”).
As shown in this figure, it is generally known that the smaller the emission diameter D of the semiconductor light emitting element, the higher the coupling efficiency. Therefore, in order to increase the coupling efficiency of the optical fiber module, it is very effective to reduce the emission diameter of the semiconductor light emitting device.

【0077】しかし、従来のLED等の半導体発光素子
では、発光径を小さくすると素子抵抗が上昇し、発熱が
激しくなって大きな光出力が得られなかった。
However, in the conventional semiconductor light emitting element such as LED, when the emission diameter is reduced, the element resistance rises and the heat generation becomes intense, so that a large light output cannot be obtained.

【0078】これに対し、本発明による微小発光径の半
導体発光素子(特に、LED)131では、発光径を小
さくしていっても素子抵抗の上昇を低く抑えることがで
きるので、光出力の低下を小さくすることができる。し
たがって、光出力の低下を招くことなく高い結合効率を
得ることが可能になる。特に、本発明の半導体発光素子
131は、活性層にAlGaInP系の材料を用いてい
るため、プラスチックファイバーの伝送損失が最小とな
る660nmあたりでも高い発光効率を得ることがで
き、プラスチックファイバーを用いた光ファイバー通信
システムにおいて低損失でSN比の高いシステムを構成
することができる。
On the other hand, in the semiconductor light emitting device (particularly, LED) 131 having a small light emitting diameter according to the present invention, the increase in the element resistance can be suppressed to a low level even if the light emitting diameter is made small. Can be made smaller. Therefore, it is possible to obtain high coupling efficiency without lowering the optical output. In particular, since the semiconductor light emitting device 131 of the present invention uses the AlGaInP-based material for the active layer, it is possible to obtain a high light emission efficiency even at around 660 nm where the transmission loss of the plastic fiber is minimized, and the plastic fiber is used. It is possible to configure a system with low loss and high SN ratio in an optical fiber communication system.

【0079】図23(a)は本発明による半導体発光素
子141を用いた光ファイバー型センサMを示す概略図
である。この光ファイバー型センサMは、半導体発光素
子141、投光用光ファイバー142、受光用光ファイ
バー143、受光素子144及び処理回路145より構
成されている。
FIG. 23A is a schematic view showing an optical fiber type sensor M using the semiconductor light emitting device 141 according to the present invention. The optical fiber type sensor M includes a semiconductor light emitting element 141, a light projecting optical fiber 142, a light receiving optical fiber 143, a light receiving element 144, and a processing circuit 145.

【0080】しかして、半導体発光素子141から出射
された光は投光用光ファイバー142内を低損失で送ら
れ、光ファイバー142の端面から対象物146に向け
て出射される。対象物146で反射された光は受光用光
ファイバー143内に入射し、受光素子144で検知さ
れる。こうして受光素子144で検知される受光信号の
出力は、投受光用光ファイバー142,143の端面と
対象物146との距離Sによって図23(b)のように
変化するので、受光出力から対象物146までの距離S
を知ることができる。このようなセンサにおいては、受
光信号が検出可能なレベルまで低下したときの距離が検
知可能距離となる。したがって、本発明による半導体発
光素子141を用いると、微小発光径の光を出射するこ
とができるので、投光用光ファイバー142との結合効
率が高くなり、投光用光ファイバー142内に入射する
光を増加させ、検知物145までの距離Sを長くとって
も十分な検知信号を得ることができ、検知可能距離を長
くすることができる。
Thus, the light emitted from the semiconductor light emitting element 141 is sent through the light projecting optical fiber 142 with low loss, and is emitted from the end face of the optical fiber 142 toward the object 146. The light reflected by the object 146 enters the light receiving optical fiber 143 and is detected by the light receiving element 144. In this way, the output of the received light signal detected by the light receiving element 144 changes as shown in FIG. 23B depending on the distance S between the end faces of the light projecting / receiving optical fibers 142 and 143 and the object 146. Distance to
Can know. In such a sensor, the distance when the received light signal falls to a detectable level is the detectable distance. Therefore, when the semiconductor light emitting device 141 according to the present invention is used, it is possible to emit light having a small light emission diameter, so that the coupling efficiency with the light projecting optical fiber 142 is increased and the light entering the light projecting optical fiber 142 is prevented. Even if the distance S to the detection object 145 is increased to increase the detection signal, a sufficient detection signal can be obtained and the detectable distance can be increased.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明によれば、n型電流阻止層をAl
GaAs系材料によって形成することにより、電流通路
領域を低抵抗化することができる。特に、活性層へ注入
する電流を微小領域に狭窄しようとした場合でも、電流
通路領域の低抵抗化を図れ、発熱による光出力の低下や
信頼性の低下を招くことがなく、微小発光径のAlGa
InP系材料による半導体発光素子を実現することがで
きる。
According to the present invention, the n-type current blocking layer is made of Al.
By forming the GaAs-based material, the resistance of the current passage region can be reduced. In particular, even when trying to confine the current injected into the active layer to a minute region, the resistance of the current passage region can be reduced, and the light output and the reliability are not deteriorated due to heat generation, and AlGa
A semiconductor light emitting device made of an InP-based material can be realized.

【0082】また、電流通路領域を中央領域では深く、
周辺領域で浅くすることにより、正孔がヘテロ障壁を感
じる領域が広くなり、素子抵抗を小さくできる。一方、
電流通路領域の活性層に近い下部は中央領域だけである
ので、電流狭窄構造により微小発光径で発光させること
ができる。
The current passage area is deep in the central area,
By making it shallower in the peripheral region, the region where holes feel the hetero barrier becomes wider and the device resistance can be reduced. on the other hand,
Since the lower part of the current passage region close to the active layer is only the central region, it is possible to emit light with a minute light emission diameter due to the current confinement structure.

【0083】また、電流阻止層(あるいは、第1のAl
GaAs層)のAl組成比をp型コンタクト層に向かっ
て減少させているので、正孔のコンタクト層から電流阻
止層(あるいは、第1のAlGaAs層)への移動が容
易になり、素子抵抗を低減させることができる。
The current blocking layer (or the first Al layer
Since the Al composition ratio of the GaAs layer) is decreased toward the p-type contact layer, holes can easily move from the contact layer to the current blocking layer (or the first AlGaAs layer), and the device resistance can be reduced. Can be reduced.

【0084】さらに、第2のp型AlGaAs層のキャ
リア濃度が、n型電流阻止層のp型に反転した領域のp
型キャリア濃度や第1のp型AlGaAs層のキャリア
濃度よりも低く設定すれば、一旦電流狭窄を行なったに
も拘らず、再び電流が広がるということがなく、高い電
流狭窄効果を達成でき、高い発光効率が得られる。
Further, the carrier concentration of the second p-type AlGaAs layer is p in the region where the carrier concentration of the n-type current blocking layer is inverted to p-type.
If the carrier concentration is set lower than the carrier concentration of the first p-type AlGaAs layer, the current does not spread again despite the current confinement, and a high current confinement effect can be achieved. Luminous efficiency can be obtained.

【0085】また、p型コンタクト層の下に第1のp型
AlGaAs層を設けているので、p型コンタクト層と
その下層のp型AlGaAs層とのヘテロ障壁を小さく
することができ、活性層への電流注入に際して低抵抗化
を図ることができ、より素子抵抗を低減することができ
る。
Further, since the first p-type AlGaAs layer is provided below the p-type contact layer, the hetero barrier between the p-type contact layer and the p-type AlGaAs layer below it can be reduced, and the active layer can be formed. When injecting a current into the device, the resistance can be reduced, and the element resistance can be further reduced.

【0086】さらに、n型電流阻止層の下に設けた第2
のp型AlGaAs層は、AlGaInP層に比べて不
純物の拡散速度が小さいので、不純物の導入に際し、そ
の不純物の導入位置を容易に制御することができ、電流
通路領域の不純物プロファイルを制御することができ
る。特に、中央領域と周辺領域とで深さの異なる不純物
プロファイルを有する電流通路領域の場合には、中央領
域における不純物深さを容易に制御することができる。
この結果、素子の歩留まりが向上し、素子製作の再現性
が向上する。
Further, a second layer provided under the n-type current blocking layer
Since the p-type AlGaAs layer has a smaller diffusion rate of impurities than the AlGaInP layer, the introduction position of the impurities can be easily controlled when the impurities are introduced, and the impurity profile of the current passage region can be controlled. it can. Particularly, in the case of the current passage region having the impurity profiles having different depths in the central region and the peripheral region, the impurity depth in the central region can be easily controlled.
As a result, the yield of the device is improved, and the reproducibility of device manufacturing is improved.

【0087】さらに、n型電流阻止層、第1のp型Al
GaAs層及び第2のp型AlGaAs層のバンドギャ
ップを、いずれも活性層のバンドギャップよりも大きく
することにより、活性層で発生した光が電流阻止層や第
1及び第2のAlGaAs層で吸収され、発光効率が低
下することを防止することができる。
Further, the n-type current blocking layer and the first p-type Al
By making the band gaps of the GaAs layer and the second p-type AlGaAs layer both larger than the band gap of the active layer, the light generated in the active layer is absorbed by the current blocking layer and the first and second AlGaAs layers. Therefore, it is possible to prevent the luminous efficiency from decreasing.

【0088】また、本発明の半導体発光素子は、微小発
光径を有し、光出力も大きくすることができるので、受
光素子や光スキャナ、レンズ等と共に用いて投光器や光
学センサ、レーザビームプリンタ、バーコードリーダ等
の光学装置を構成することにより、性能の良好な光学装
置を製作することができる。
Further, since the semiconductor light emitting device of the present invention has a small emission diameter and can increase the light output, it can be used together with a light receiving device, an optical scanner, a lens, etc., for a projector, an optical sensor, a laser beam printer, By configuring an optical device such as a bar code reader, an optical device with good performance can be manufactured.

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

【図1】従来の電流狭窄構造を有するAlGaInP系
の半導体発光素子を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an AlGaInP-based semiconductor light emitting device having a conventional current constriction structure.

【図2】同上の半導体発光素子のコンタクト層と電流阻
止層におけるバンド構造を示すバンド構造図である。
FIG. 2 is a band structure diagram showing a band structure in a contact layer and a current blocking layer of the above semiconductor light emitting device.

【図3】本発明の一実施例による面発光型の発光ダイオ
ードを示す一部破断した斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing a surface emitting light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

【図4】(a)(b)(c)(d)(e)は同上の発光
ダイオードにおいて、電流通路領域を形成するための工
程を示す断面図である。
4 (a), (b), (c), (d), and (e) are cross-sectional views showing a process for forming a current passage region in the above light emitting diode.

【図5】GaAs中におけるZnの拡散深さと拡散時間
との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the diffusion depth of Zn in GaAs and the diffusion time.

【図6】導電層とコンタクト層の間におけるバンド構造
を示すバンド構造図である。
FIG. 6 is a band structure diagram showing a band structure between a conductive layer and a contact layer.

【図7】順方向電圧と拡散面積との関係を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a forward voltage and a diffusion area.

【図8】(a)(b)(c)(d)(e)は電流通路領
域を形成するための別な工程を示す断面図である。
8A, 8B, 8C, 8D, and 8E are cross-sectional views showing another process for forming a current passage region.

【図9】本発明の別な実施例による発光ダイオードのバ
ンド構造を示すバンド構造図である。
FIG. 9 is a band structure diagram showing a band structure of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに別な実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a sectional view showing still another embodiment of the present invention.

【図11】同上のバンド構造を示すバンド構造図であ
る。
FIG. 11 is a band structure diagram showing a band structure of the same.

【図12】本発明のさらに別な実施例による半導体レー
ザ素子を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to still another embodiment of the present invention.

【図13】本発明のさらに別な実施例による端面出射型
の発光ダイオードを示す斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing an edge emitting light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

【図14】(a)(b)(c)は本発明による投光器を
示す斜視図、水平断面図及び側断面図である。
14 (a), (b) and (c) are a perspective view, a horizontal sectional view and a side sectional view showing a projector according to the present invention.

【図15】本発明によるポインタを示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a pointer according to the present invention.

【図16】(a)は本発明によるロータリーエンコーダ
を示す斜視図、(b)は当該エンコーダのA相信号とB
相信号を示す波形図である。
16A is a perspective view showing a rotary encoder according to the present invention, and FIG. 16B is a phase A signal and B of the encoder.
It is a wave form diagram which shows a phase signal.

【図17】本発明による距離センサの構成を示す概略図
である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a configuration of a distance sensor according to the present invention.

【図18】同上の距離センサによる測定結果の一例を示
す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an example of measurement results obtained by the above distance sensor.

【図19】本発明によるレーザビームプリンタを示す斜
視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing a laser beam printer according to the present invention.

【図20】(a)は本発明によるバーコードリーダを示
す斜視図、(b)はバーコードリーダによる検知信号を
示す図である。
20A is a perspective view showing a barcode reader according to the present invention, and FIG. 20B is a diagram showing a detection signal by the barcode reader.

【図21】(a)(b)(c)(d)(e)(f)
(g)は、それぞれ、本発明による各種光ファイバーモ
ジュールを示す概略図である。
21 (a) (b) (c) (d) (e) (f)
(G) is a schematic diagram showing various optical fiber modules by the present invention, respectively.

【図22】直接結合方式及びレンズ結合方式の光ファイ
バーモジュールにおける結合効率の理論限界値を示す図
である。
FIG. 22 is a diagram showing a theoretical limit value of coupling efficiency in a direct coupling type and a lens coupling type optical fiber module.

【図23】(a)は光ファイバー型センサの構成を示す
概略図、(b)は対象物の距離による受光出力の変化を
示す図である。
FIG. 23 (a) is a schematic diagram showing the configuration of an optical fiber type sensor, and FIG. 23 (b) is a diagram showing changes in the received light output depending on the distance to the object.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 活性層 15 上クラッド層 16 拡散停止層 17 電流阻止層 18 導電層 19 コンタクト層 21 電流通路領域 29 グレード層 30 グレード層 14 Active Layer 15 Upper Clad Layer 16 Diffusion Stop Layer 17 Current Blocking Layer 18 Conductive Layer 19 Contact Layer 21 Current Passage Region 29 Grade Layer 30 Grade Layer

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 33/00 B 8934−4M L 8934−4M Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 33/00 B 8934-4M L 8934-4M

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層の上方にp型上クラッド層、n型
電流阻止層、p型コンタクト層を備えた電流阻止構造を
有し、p型不純物の導入により前記n型電流阻止層の一
部を貫通する電流通路領域を形成された電流狭窄型の半
導体発光素子において、 前記活性層を含む主要構成部分にAlGaInP系材料
を用い、 前記n型電流阻止層にAlGaAs系材料を用いたこと
を特徴とする半導体発光素子。
1. A current blocking structure having a p-type upper cladding layer, an n-type current blocking layer, and a p-type contact layer above an active layer, wherein one of the n-type current blocking layers is formed by introducing a p-type impurity. In a current confinement type semiconductor light emitting device in which a current passage region penetrating the portion is formed, an AlGaInP-based material is used for a main constituent part including the active layer, and an AlGaAs-based material is used for the n-type current blocking layer. A characteristic semiconductor light emitting device.
【請求項2】 活性層の上方にp型上クラッド層、n型
電流阻止層、p型コンタクト層を備えた電流阻止構造を
有し、p型不純物の導入により前記n型電流阻止層の一
部を貫通する電流通路領域を形成された電流狭窄型の半
導体発光素子において、 前記電流通路領域の中央領域と周辺領域とで不純物導入
の深さが異なり、 当該中央領域ではn型電流阻止層の下側接合面よりも深
い部分までp型不純物が導入され、 当該周辺領域ではp型コンタクト層の下側接合面よりも
深く、n型電流阻止層の下側接合面よりも浅い部分まで
p型不純物が導入されていることを特徴とする半導体発
光素子。
2. A current blocking structure having a p-type upper cladding layer, an n-type current blocking layer, and a p-type contact layer above the active layer, wherein one of the n-type current blocking layers is formed by introducing a p-type impurity. In a current confinement type semiconductor light emitting device in which a current passage region penetrating a portion is formed, the depth of impurity introduction differs between the central region and the peripheral region of the current passage region, and the n-type current blocking layer of the n-type current blocking layer is formed in the central region. P-type impurities are introduced to a portion deeper than the lower junction surface, and in the peripheral region, p-type impurities are deeper than the lower junction surface of the p-type contact layer and shallower than the lower junction surface of the n-type current blocking layer. A semiconductor light-emitting device having impurities introduced therein.
【請求項3】 活性層の上方にp型上クラッド層、n型
電流阻止層、p型コンタクト層を備えた電流阻止構造を
有し、p型不純物の導入により前記n型電流阻止層の一
部を貫通する電流通路領域を形成された電流狭窄型の半
導体発光素子において、 前記活性層を含む主要構成部分にAlGaInP系材料
を用い、 前記n型電流阻止層にAlGaInP系材料もしくはA
lGaAs系材料を用いると共に当該電流阻止層のAl
組成比を上記p型コンタクト層に向かって減少させたこ
とを特徴とする半導体発光素子。
3. A current blocking structure having a p-type upper cladding layer, an n-type current blocking layer, and a p-type contact layer above an active layer, wherein one of the n-type current blocking layers is formed by introducing a p-type impurity. In a current confinement type semiconductor light emitting device in which a current passage region penetrating a portion is formed, an AlGaInP-based material is used for a main constituent part including the active layer, and an AlGaInP-based material or A is used for the n-type current blocking layer.
lGaAs-based material is used and Al of the current blocking layer is used.
A semiconductor light emitting device having a composition ratio reduced toward the p-type contact layer.
【請求項4】 前記n型電流阻止層と前記p型コンタク
ト層との間に第1のp型AlGaAs層を設けたことを
特徴とする請求項1,2又は3に記載の半導体発光素
子。
4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a first p-type AlGaAs layer is provided between the n-type current blocking layer and the p-type contact layer.
【請求項5】 前記p型コンタクト層と前記第1のp型
AlGaAs層とのヘテロ接合における価電子帯バンド
不連続値が、p型コンタクト層とn型電流阻止層のp型
に反転した領域との間における価電子帯バンド不連続値
よりも小さく、p型コンタクト層とp型上クラッド層と
の間における価電子帯バンド不連続値よりも小さく設定
されていることを特徴とする請求項4に記載の半導体発
光素子。
5. A region in which a valence band band discontinuity value in a heterojunction between the p-type contact layer and the first p-type AlGaAs layer is inverted to p-type in the p-type contact layer and the n-type current blocking layer. Is smaller than the valence band band discontinuity between the p-type contact layer and the p-type upper cladding layer. 4. The semiconductor light emitting device according to item 4.
【請求項6】 前記第1のp型AlGaAs層のAl組
成比が、前記p型コンタクト層に向かって減少している
ことを特徴とする請求項4に記載の半導体発光素子。
6. The semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein the Al composition ratio of the first p-type AlGaAs layer decreases toward the p-type contact layer.
【請求項7】 前記n型電流阻止層と前記p型上クラッ
ド層との間に、第2のp型AlGaAs層を設けたこと
を特徴とする請求項1,2,3,4,5又は6に記載の
半導体発光素子。
7. A second p-type AlGaAs layer is provided between the n-type current blocking layer and the p-type upper cladding layer, 1, 2, 3, 4, 5 or 6. The semiconductor light emitting device according to 6.
【請求項8】 前記第2のp型AlGaAs層のキャリ
ア濃度が、前記n型電流阻止層のp型に反転した領域の
p型キャリア濃度よりも低く設定されていることを特徴
とする請求項7に記載の半導体発光素子。
8. The carrier concentration of the second p-type AlGaAs layer is set to be lower than the p-type carrier concentration of a region of the n-type current blocking layer which is inverted to p-type. 7. The semiconductor light emitting device according to 7.
【請求項9】 前記第2のp型AlGaAs層のキャリ
ア濃度が、前記第1のp型AlGaAs層のキャリア濃
度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項7
に記載の半導体発光素子。
9. The carrier concentration of the second p-type AlGaAs layer is set lower than the carrier concentration of the first p-type AlGaAs layer.
The semiconductor light emitting device according to.
【請求項10】 前記n型電流阻止層、第1のp型Al
GaAs層及び第2のp型AlGaAs層のバンドギャ
ップが、いずれも活性層のバンドギャップよりも大きい
ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,
8又は9に記載の半導体発光素子。
10. The n-type current blocking layer, first p-type Al
The band gaps of the GaAs layer and the second p-type AlGaAs layer are both larger than the band gap of the active layer.
8. The semiconductor light emitting device according to 8 or 9.
【請求項11】 p型不純物の導入による前記電流通路
領域が前記電流阻止構造の端面に臨んで形成され、前記
p型コンタクト層の上面のほぼ全面にオーミック接触電
極が形成された端面出射型の素子であることを特徴とす
る請求項1,2,3,4,5,6,7,8,9又は10
に記載の半導体発光素子。
11. An end face emission type device in which the current passage region formed by introducing a p-type impurity is formed to face an end face of the current blocking structure, and an ohmic contact electrode is formed on substantially the entire upper surface of the p-type contact layer. It is an element, Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10
The semiconductor light emitting device according to.
【請求項12】 p型不純物の導入による前記電流通路
領域が前記電流阻止構造の一部に形成され、この電流通
路領域に対応する領域を除くp型コンタクト層上面のほ
ぼ全面にオーミック接触電極を形成された上面出射型の
素子であることを特徴とする請求項1,2,3,4,
5,6,7,8,9又は10に記載の半導体発光素子。
12. The current passage region formed by introducing a p-type impurity is formed in a part of the current blocking structure, and an ohmic contact electrode is formed on substantially the entire upper surface of the p-type contact layer except a region corresponding to the current passage region. The device is a top emission type element that is formed.
The semiconductor light emitting device according to 5, 6, 7, 8, 9 or 10.
【請求項13】 前記電流通路領域のp型コンタクト層
部分が、エッチングにより除去もしくは薄く形成されて
いることを特徴とする請求項12に記載の半導体発光素
子。
13. The semiconductor light emitting device according to claim 12, wherein the p-type contact layer portion of the current passage region is removed or thinned by etching.
【請求項14】 請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,11,12又は13に記載の半導体発光
素子を備えた光学装置。
14. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
An optical device comprising the semiconductor light emitting element according to 8, 9, 10, 11, 12, or 13.
【請求項15】 請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,11,12又は13に記載の半導体発光
素子と、受光素子とを備えた光学装置。
15. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
An optical device comprising the semiconductor light emitting element according to 8, 9, 10, 11, 12 or 13 and a light receiving element.
【請求項16】 請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10,11,12又は13に記載の半導体発光
素子と、当該半導体発光素子から出射された光を走査さ
せる光スキャナとを備えた光学装置。
16. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
An optical device comprising the semiconductor light emitting element according to 8, 9, 10, 11, 12 or 13 and an optical scanner for scanning the light emitted from the semiconductor light emitting element.
JP4146588A 1992-05-11 1992-05-11 Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same Pending JPH05315709A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4146588A JPH05315709A (en) 1992-05-11 1992-05-11 Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4146588A JPH05315709A (en) 1992-05-11 1992-05-11 Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05315709A true JPH05315709A (en) 1993-11-26

Family

ID=15411114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4146588A Pending JPH05315709A (en) 1992-05-11 1992-05-11 Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05315709A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11186601A (en) * 1997-12-19 1999-07-09 Showa Denko Kk Compound semiconductor light-emitting device
JP2005248461A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Sekisui Jushi Co Ltd Road guide device
JP2006253370A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Oki Data Corp Semiconductor device, printing head, and image forming apparatus using same
JP2011507261A (en) * 2007-12-14 2011-03-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Contact for semiconductor light emitting devices
JP2015084391A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 富士ゼロックス株式会社 Semiconductor light-emitting element, light source head, and image forming apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11186601A (en) * 1997-12-19 1999-07-09 Showa Denko Kk Compound semiconductor light-emitting device
JP2005248461A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Sekisui Jushi Co Ltd Road guide device
JP2006253370A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Oki Data Corp Semiconductor device, printing head, and image forming apparatus using same
JP2011507261A (en) * 2007-12-14 2011-03-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Contact for semiconductor light emitting devices
US8679869B2 (en) 2007-12-14 2014-03-25 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Contact for a semiconductor light emitting device
JP2015084391A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 富士ゼロックス株式会社 Semiconductor light-emitting element, light source head, and image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07176787A (en) Semiconductor light-emitting element, light-emitting device, optical coupling device, optical detector, optical information processor, floodlight and optical fiber module
JPH06216365A (en) Independently addressable semiconductor laser equipped with monolithic passive waveguide of low loss
CA1271550A (en) Semiconductor light emitting device with vertical light emission
US4852110A (en) Semiconductor laser of a refractive index-guided type and a process for fabricating the same
JPH0645648A (en) Upper surface emission type semiconductor light emitting element and optical detector, optical information processing device, and light emitting device using it
JPH06291365A (en) Semiconductor light emitting device and its manufacturing method, optical detecting device, optical information processing device, and optical fiber module
JPH0645650A (en) Semiconductor light emittng element and optical detector, optical information processing device, and light emitting device using it
JPH07226535A (en) Semiconductor light-emitting element, optical detecting device, optical information detecting device, projector and optical fiber module
JPH05315709A (en) Semiconductor light emitting device and optical apparatus using same
JPH0832111A (en) Semiconductor light emitting element as well as light emitting device, photodetector, optical information processor, and photocoupler utilizing the element
JPH0645649A (en) Semiconductor light emitting element and optical detector, optical information processing device, and light emitting device using it
JPH05235476A (en) Semiconductor laser diode
JPH1022523A (en) Semiconductor light emitting device
JPH0542148B2 (en)
JP2006269988A (en) Semiconductor laser
JP3853470B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2846668B2 (en) Broad area laser
JP2516953B2 (en) Method for manufacturing semiconductor laser device
JPH0669540A (en) Semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting element array, optical detection device, optical information processing device and light-emitting device
JPH0388382A (en) Semiconductor laser
JP3674139B2 (en) Visible semiconductor laser
JP2780307B2 (en) Semiconductor laser
JPH0376183A (en) Semiconductor laser device
KR100261242B1 (en) 3-beam laser diode
JPH01201980A (en) Semiconductor laser device

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term