JPH0581198B2 - - Google Patents
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- JPH0581198B2 JPH0581198B2 JP17655988A JP17655988A JPH0581198B2 JP H0581198 B2 JPH0581198 B2 JP H0581198B2 JP 17655988 A JP17655988 A JP 17655988A JP 17655988 A JP17655988 A JP 17655988A JP H0581198 B2 JPH0581198 B2 JP H0581198B2
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
『産業上の利用分野』
本発明は基板の板面と直交する方向に光を取り
出す面発光型の半導体発光素子に関する。
出す面発光型の半導体発光素子に関する。
『従来の技術』
光通信、光情報処理など、この種の技術分野に
おける面発光型半導体発光素子の一例として、特
開昭62−40790号公報に記載されたものが公知で
ある。
おける面発光型半導体発光素子の一例として、特
開昭62−40790号公報に記載されたものが公知で
ある。
かかる公知例の場合は、第11図に示したごと
く、基板11の一部に設けられた段12の側面
に、活性層14が形成され、かつ、当該段12の
上下方向にフアブリペロ型共振器の共振鏡16,
17が形成されており、これとともにクラツド1
3,15,18、電極19,20、高抵抗領域2
1などが形成されている。
く、基板11の一部に設けられた段12の側面
に、活性層14が形成され、かつ、当該段12の
上下方向にフアブリペロ型共振器の共振鏡16,
17が形成されており、これとともにクラツド1
3,15,18、電極19,20、高抵抗領域2
1などが形成されている。
『発明が解決しようとする課題』
上述した公知例の半導体発光素子では、両共振
鏡16,17として、基板(結晶)11の上下両
面が利用されており、これら両面が共振鏡16,
17の反射面となつている。
鏡16,17として、基板(結晶)11の上下両
面が利用されており、これら両面が共振鏡16,
17の反射面となつている。
かかる構成において、効率よくレーザ発振させ
るには、活性層14の下端から共振鏡17までの
距離(寸法)dを十分に小さくしなければなら
ず、このdが大きい場合は、半導体の光吸収損
失、光の広がりによる損失など、当該d部におい
て各損失が大きくなるとともに、機械的強度の低
下、歩留りの低下をきたす。
るには、活性層14の下端から共振鏡17までの
距離(寸法)dを十分に小さくしなければなら
ず、このdが大きい場合は、半導体の光吸収損
失、光の広がりによる損失など、当該d部におい
て各損失が大きくなるとともに、機械的強度の低
下、歩留りの低下をきたす。
特に、段12の立ち上がり近傍において活性層
14にキンク(kink)22が生じるため、閾値
電流密度の低減化が困難となり、フアブリペロ型
共振器として高い信頼生が望めない。
14にキンク(kink)22が生じるため、閾値
電流密度の低減化が困難となり、フアブリペロ型
共振器として高い信頼生が望めない。
逆に、上記dを小さくした場合は、構造が複雑
化するばかりか、半導体の熱容量が小さくなるた
めに熱特性が劣化し、集積化困難、閾値電流密度
の増加などの不都合も生じる。
化するばかりか、半導体の熱容量が小さくなるた
めに熱特性が劣化し、集積化困難、閾値電流密度
の増加などの不都合も生じる。
本発明は上述した課題に鑑み、信頼性、機械的
特性、生産性の優れた半導体発光素子を提供しよ
うとするものである。
特性、生産性の優れた半導体発光素子を提供しよ
うとするものである。
『課題を解決するための手段』
本発明に係る半導体発光素子は、所期の目的を
達成するため、基板の上部に、段をなす凹部と凸
部とが相対形成されており、これら凹部、凸部の
境界に位置する段の側面には、活性層を含む光導
波路が基板の上下方向に沿つて形成されており、
上記段の凸部には、半導体多層膜からなる分布反
射鏡が上記光導波路と交差する方向に設けられて
いることを特徴とする。
達成するため、基板の上部に、段をなす凹部と凸
部とが相対形成されており、これら凹部、凸部の
境界に位置する段の側面には、活性層を含む光導
波路が基板の上下方向に沿つて形成されており、
上記段の凸部には、半導体多層膜からなる分布反
射鏡が上記光導波路と交差する方向に設けられて
いることを特徴とする。
『実施例』
はじめ、本発明に係る半導体発光素子の一実施
例を第1図、第2図により説明する。
例を第1図、第2図により説明する。
第1図、第2図において、半絶縁性の基板31
には、その上部に段をなす凸部32と凹部33と
が相対形成されており、これら凸部32、凹部3
3の境界が段の側面34となつている。
には、その上部に段をなす凸部32と凹部33と
が相対形成されており、これら凸部32、凹部3
3の境界が段の側面34となつている。
段の凸部32は、n型の半導体多層膜による分
布反射鏡35と、n型の結晶層36と、n型の半
導体多層膜による分布反射鏡37との積層構造か
らなる。
布反射鏡35と、n型の結晶層36と、n型の半
導体多層膜による分布反射鏡37との積層構造か
らなる。
段の側面34には、n型のクラツド層38、活
性層39、p型の第1クラツド層40が順次形成
されて、その活性層39が両クラツド層38,4
0間に介在されているとともに、段の凹部33か
ら段側面34にわたり、直角に折れ曲がつたp型
の第2クラツド層41が形成されている。
性層39、p型の第1クラツド層40が順次形成
されて、その活性層39が両クラツド層38,4
0間に介在されているとともに、段の凹部33か
ら段側面34にわたり、直角に折れ曲がつたp型
の第2クラツド層41が形成されている。
この場合、n型のクラツド層38、活性層3
9、p型の第1クラツド層40、p型の第2クラ
ツド層41が、基板31の上下方向と直交する方
向に光を取り出すための光導波路42となる。
9、p型の第1クラツド層40、p型の第2クラ
ツド層41が、基板31の上下方向と直交する方
向に光を取り出すための光導波路42となる。
さらに段の凸部32の上面、すなわち、分布反
射鏡37上にはn型の電極43が設けられてお
り、段の凹部33の上面、すなわち、p型第2ク
ラツド層41の水平部上にはp型の電極44が設
けられている。
射鏡37上にはn型の電極43が設けられてお
り、段の凹部33の上面、すなわち、p型第2ク
ラツド層41の水平部上にはp型の電極44が設
けられている。
つぎに、上記実施例に係る半導体発光素子の製
造例を、第3図〜第7図により説明する。
造例を、第3図〜第7図により説明する。
第3図の工程において、半絶縁性InPからなる
結晶基板31上には、n型−InP、n型−
GaInAsPを結晶成長させることにより、半導体
多層膜製の分布反射鏡35が形成されており、そ
の分布反射鏡35上には、n型−InPを結晶成長
させることにより、結晶層36が形成されてお
り、その結晶層36上には、再度、n型−InP、
n型−GaInAsPを結晶成長させることにより、
半導体多層膜製の分布反射鏡37が形成される。
結晶基板31上には、n型−InP、n型−
GaInAsPを結晶成長させることにより、半導体
多層膜製の分布反射鏡35が形成されており、そ
の分布反射鏡35上には、n型−InPを結晶成長
させることにより、結晶層36が形成されてお
り、その結晶層36上には、再度、n型−InP、
n型−GaInAsPを結晶成長させることにより、
半導体多層膜製の分布反射鏡37が形成される。
この際、分布反射鏡35,37のInP、
GaInAsPの膜厚Λは、次式に基づいて設定され
る。
GaInAsPの膜厚Λは、次式に基づいて設定され
る。
Λ=mB(λ0/2n)
上記式中、mB=1、2、3…、λ0:レーザの
発振波長、n:InP(GaInAsP)のλ0における屈
折率であり、分布反射鏡35,37のGaInAsP
は、活性層39のGaInAspに比べ、それよりも
広いバンドギヤツプをもつ組成にする必要があ
る。
発振波長、n:InP(GaInAsP)のλ0における屈
折率であり、分布反射鏡35,37のGaInAsP
は、活性層39のGaInAspに比べ、それよりも
広いバンドギヤツプをもつ組成にする必要があ
る。
第4図の工程においては、分布反射鏡35、結
晶層36、分布反射鏡37が積層された基板31
上において、これら分布反射鏡35、結晶層3
6、分布反射鏡37の一部が、たとえば、イオン
ビームエツチング手段によりエツチングされて、
基板31の上部に段の凸部32と凹部33とが相
対形成され、これら凸部32、凹部33の境界に
段の側面34が生じる。
晶層36、分布反射鏡37が積層された基板31
上において、これら分布反射鏡35、結晶層3
6、分布反射鏡37の一部が、たとえば、イオン
ビームエツチング手段によりエツチングされて、
基板31の上部に段の凸部32と凹部33とが相
対形成され、これら凸部32、凹部33の境界に
段の側面34が生じる。
第5図の工程では、MOCVD法を介して、基
板31における段の側面34に、n型クラツド層
38、活性層39、p型第1クラツド層40が形
成される。
板31における段の側面34に、n型クラツド層
38、活性層39、p型第1クラツド層40が形
成される。
第6図の工程においては、n型クラツド層3
8、活性層39、p型第1クラツド層40の垂直
面を除く残部が、異方性イオンビームエツチング
手段によりエツチングされて除去される。
8、活性層39、p型第1クラツド層40の垂直
面を除く残部が、異方性イオンビームエツチング
手段によりエツチングされて除去される。
第7図の工程では、n型クラツド層38、活性
層39、p型第1クラツド層40の上面がマスキ
ングされ、かかるマスキング状態において、段の
凹部33から側面34にわたり、p型の第2クラ
ツド層41が形成される。
層39、p型第1クラツド層40の上面がマスキ
ングされ、かかるマスキング状態において、段の
凹部33から側面34にわたり、p型の第2クラ
ツド層41が形成される。
その後、上記マスクが取り除かれ、凸部32の
上面(分布反射鏡37の上面)に、n型の電極4
3が形成されるとともに、凹部33の上面(p型
第2クラツド層41の上面)にp型の電極44が
形成され、かくて、前述した第1図、第2図の半
導体発光素子が得られる。
上面(分布反射鏡37の上面)に、n型の電極4
3が形成されるとともに、凹部33の上面(p型
第2クラツド層41の上面)にp型の電極44が
形成され、かくて、前述した第1図、第2図の半
導体発光素子が得られる。
電流狭窄機構について、上記実施例のごとく基
板31が半絶縁性からなる場合は、第6図の工程
において、活性層39となる領域以外をプロトン
照射して当該領域を半絶縁化し、その後、引き続
いて第7図の工程をとるが、こうして形成された
半絶縁性部45は第2図のようになる。
板31が半絶縁性からなる場合は、第6図の工程
において、活性層39となる領域以外をプロトン
照射して当該領域を半絶縁化し、その後、引き続
いて第7図の工程をとるが、こうして形成された
半絶縁性部45は第2図のようになる。
上記実施例における半導体発光素子の各部は、
一例として、これらの屈折率が第8図のようにな
る。
一例として、これらの屈折率が第8図のようにな
る。
なお、第8図におけるα、βは半導体多層膜の
各膜で、α膜はGaInAsPからなり、β膜はInPか
らなる。
各膜で、α膜はGaInAsPからなり、β膜はInPか
らなる。
第1図、第2図の実施例で述べた半導体発光素
子において、n型、p型の両電極43,44を介
して電流を注入すると、段の側面34にある活性
層39が発光するとともに、そのその発光状態が
分布反射鏡35,37により反射かつ増幅されて
レーザ作用が起こり、基板31の上面からその基
板上面と直交する方向へ光を誘導放出することが
できる。
子において、n型、p型の両電極43,44を介
して電流を注入すると、段の側面34にある活性
層39が発光するとともに、そのその発光状態が
分布反射鏡35,37により反射かつ増幅されて
レーザ作用が起こり、基板31の上面からその基
板上面と直交する方向へ光を誘導放出することが
できる。
つぎに、本発明に係る半導体発光素子の他実施
例を第9図、10により説明する。
例を第9図、10により説明する。
第9図、第10図の半導体発光素子も、基本的
には前記実施例(第1図、第2図)の半導体発光
素子と同じであるが、この第9図、第10図の半
導体発光素子では、基板31として、導電性かつ
P型のものが採用されている点が、前記実施例と
相違する。
には前記実施例(第1図、第2図)の半導体発光
素子と同じであるが、この第9図、第10図の半
導体発光素子では、基板31として、導電性かつ
P型のものが採用されている点が、前記実施例と
相違する。
そのため、第9図、第10図の実施例において
は、基板31の上面と分布反射鏡35との間、す
なわち、段の凸部32の最下位に、たとえば、
InP結晶からなる半絶縁層46が設けられてお
り、基板31の下面にp型の電極44が設けられ
ている。
は、基板31の上面と分布反射鏡35との間、す
なわち、段の凸部32の最下位に、たとえば、
InP結晶からなる半絶縁層46が設けられてお
り、基板31の下面にp型の電極44が設けられ
ている。
第9図、第10図の半導体発光素子を製造する
ときは、第3図の工程において基板31上に分布
反射鏡35、結晶層36、分布反射鏡37を積層
形成する前、基板31上の所定箇所に半絶縁層4
6を形成しておき、その後、第3図〜第7図の各
工程を実施する。
ときは、第3図の工程において基板31上に分布
反射鏡35、結晶層36、分布反射鏡37を積層
形成する前、基板31上の所定箇所に半絶縁層4
6を形成しておき、その後、第3図〜第7図の各
工程を実施する。
ただし、p型の電極44は、第7図の工程にお
いて基板31の下面に形成される。
いて基板31の下面に形成される。
その他、第9図、第10図の実施例での電流狭
窄機構については、第7図の工程前、再度イオン
ビームエツチング手段などにより、活性層39と
なる領域以外をエツチングし、しかる後、第7図
の工程を実施する。
窄機構については、第7図の工程前、再度イオン
ビームエツチング手段などにより、活性層39と
なる領域以外をエツチングし、しかる後、第7図
の工程を実施する。
第9図、第10図に示した実施例の半導体発光
素子も、n型、p型の両電極43,44を介して
電流を注入することにより、自明のレーザ作用が
起こり、基板31の上面からその基板上面と直交
する方向へ光を誘導放出することができる。
素子も、n型、p型の両電極43,44を介して
電流を注入することにより、自明のレーザ作用が
起こり、基板31の上面からその基板上面と直交
する方向へ光を誘導放出することができる。
『発明の効果』
以上説明した通り、本発明に係る半導体発光素
子は、基板における段の側面に、活性層を含む光
導波路が形成されており、その段の凸部に、半導
体多層膜からなる分布反射鏡が設けられているか
ら、基板の厚さを減じる必要がなく、その結果、
各損失を抑制しながら熱特性の劣化を防止するこ
とができるほか、集積易度、構造の簡潔化も達成
することができ、しかも、分布反射型レーザであ
るから、段の立ち上がり近傍における活性層のキ
ンクに起因したレーザ特性の劣化を抑えことがで
き、総じて、信頼性、機械的特性、生産性に優れ
たものとなる。
子は、基板における段の側面に、活性層を含む光
導波路が形成されており、その段の凸部に、半導
体多層膜からなる分布反射鏡が設けられているか
ら、基板の厚さを減じる必要がなく、その結果、
各損失を抑制しながら熱特性の劣化を防止するこ
とができるほか、集積易度、構造の簡潔化も達成
することができ、しかも、分布反射型レーザであ
るから、段の立ち上がり近傍における活性層のキ
ンクに起因したレーザ特性の劣化を抑えことがで
き、総じて、信頼性、機械的特性、生産性に優れ
たものとなる。
第1図、第2図は本発明に係る半導体発光素子
の一実施例を示した要部断面図と平面図、第3図
〜第7図は上記一実施例に係る半導体発光素子の
製造工程を示した要部断面図、第8図は上記一実
施例における半導体発光素子の屈折率分布をその
構成部分とともに示した図、第9図、第10図は
本発明に係る半導体発光素子の他実施例を示した
要部断面図と平面図、第11図は公知の半導体発
光素子を示した説明図である。 31……基板、32……段の凸部、33……段
の凹部、34……段の側面、35……分布反射
膜、36……結晶層、37……分布反射膜、38
……n型のクラツド層、39……活性層、40…
…p型の第1クラツド層、41……p型の第2ク
ラツド層、42……光導波路、13……n型の電
極、44……p型の電極、45……半絶縁性部、
46……半絶縁性層。
の一実施例を示した要部断面図と平面図、第3図
〜第7図は上記一実施例に係る半導体発光素子の
製造工程を示した要部断面図、第8図は上記一実
施例における半導体発光素子の屈折率分布をその
構成部分とともに示した図、第9図、第10図は
本発明に係る半導体発光素子の他実施例を示した
要部断面図と平面図、第11図は公知の半導体発
光素子を示した説明図である。 31……基板、32……段の凸部、33……段
の凹部、34……段の側面、35……分布反射
膜、36……結晶層、37……分布反射膜、38
……n型のクラツド層、39……活性層、40…
…p型の第1クラツド層、41……p型の第2ク
ラツド層、42……光導波路、13……n型の電
極、44……p型の電極、45……半絶縁性部、
46……半絶縁性層。
Claims (1)
- 1 基板の上部に、段をなす凹部と凸部とが相対
形成されており、これら凹部、凸部の境界に位置
する段の側面には、活性層を含む光導波路が基板
の上下方向に沿つて形成されており、上記段の凸
部には、半導体多層膜からなる分布反射鏡が上記
光導波路と交差する方向に設けられていることを
特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17655988A JPH0227782A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17655988A JPH0227782A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0227782A JPH0227782A (ja) | 1990-01-30 |
JPH0581198B2 true JPH0581198B2 (ja) | 1993-11-11 |
Family
ID=16015691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17655988A Granted JPH0227782A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0227782A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4978655A (en) * | 1986-12-17 | 1990-12-18 | Yale University | Use of 3'-deoxythymidin-2'-ene (3'deoxy-2',3'-didehydrothymidine) in treating patients infected with retroviruses |
US5077280A (en) * | 1988-04-12 | 1991-12-31 | Brown University Research Foundation | Treatment of viral infections |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP17655988A patent/JPH0227782A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0227782A (ja) | 1990-01-30 |
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