JPH06140724A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH06140724A JPH06140724A JP28881592A JP28881592A JPH06140724A JP H06140724 A JPH06140724 A JP H06140724A JP 28881592 A JP28881592 A JP 28881592A JP 28881592 A JP28881592 A JP 28881592A JP H06140724 A JPH06140724 A JP H06140724A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体発光装置に関し、活性層と
金属膜間の電流阻止層で減衰される光を小さくすること
ができるとともに、反射して活性層へ戻る光の反射角を
大きくしてフォトンリサイクリングの効率を向上させる
ことができ、発振しきい値電流を十分小さくして低消費
電力化を十分達成することができる半導体発光装置を提
供することを目的としている。 【構成】 活性層３側面で、かつ光共振器方向に電流阻
止層５，６，８が形成され、該電流阻止層５，６，８側
面で、かつ光共振器方向に溝10が形成され、該溝10内に
該電流阻止層５，６，８と電気的に分離する絶縁膜11を
介して該活性層３から放出される光を反射する金属膜12
が充填されてなるように構成する。
金属膜間の電流阻止層で減衰される光を小さくすること
ができるとともに、反射して活性層へ戻る光の反射角を
大きくしてフォトンリサイクリングの効率を向上させる
ことができ、発振しきい値電流を十分小さくして低消費
電力化を十分達成することができる半導体発光装置を提
供することを目的としている。 【構成】 活性層３側面で、かつ光共振器方向に電流阻
止層５，６，８が形成され、該電流阻止層５，６，８側
面で、かつ光共振器方向に溝10が形成され、該溝10内に
該電流阻止層５，６，８と電気的に分離する絶縁膜11を
介して該活性層３から放出される光を反射する金属膜12
が充填されてなるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光装置に係
り、詳しくは、光通信や光情報処理等に使用されている
半導体レーザ、半導体発光ダイオード等に適用すること
ができ、特に、フォトンリサイクリングの効率を向上さ
せて発振しきい値電流を十分小さくすることができ、低
消費電力化を十分達成することができる半導体発光装置
に関する。
り、詳しくは、光通信や光情報処理等に使用されている
半導体レーザ、半導体発光ダイオード等に適用すること
ができ、特に、フォトンリサイクリングの効率を向上さ
せて発振しきい値電流を十分小さくすることができ、低
消費電力化を十分達成することができる半導体発光装置
に関する。
【０００２】近年、通信機器や情報処理装置に組込まれ
る半導体レーザの数が増加し、その低消費電力化が望ま
れている。この低消費電力化を達成するためには発振し
きい値電流を小さくすることが必要である。
る半導体レーザの数が増加し、その低消費電力化が望ま
れている。この低消費電力化を達成するためには発振し
きい値電流を小さくすることが必要である。
【０００３】
【従来の技術】従来、半導体発光装置の発振しきい値電
流を小さくする手段のひとつにはフォトンリサイクリン
グ（光の再利用）と言われる方法が知られており、この
方法は活性層から漏れ出る自然放出光を反射鏡によって
活性層へ再び戻す方法である。以下、具体的に図面を用
いて従来技術を説明する。
流を小さくする手段のひとつにはフォトンリサイクリン
グ（光の再利用）と言われる方法が知られており、この
方法は活性層から漏れ出る自然放出光を反射鏡によって
活性層へ再び戻す方法である。以下、具体的に図面を用
いて従来技術を説明する。
【０００４】図４は従来の半導体発光装置の構造を示す
断面図である。図示例は半導体レーザに適用する場合で
ある。図４において、31はｎ−ＧａＡｓ等の基板であ
り、32〜34はｎ−ＧａＡｓ基板31上に順次形成されたｎ
−ＡｌＧａＡｓ等のクラッド層、ｉ−ＧａＡｓ等の活性
層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ等のクラッド層であり、35はｎ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層32、ｉ−ＧａＡｓ活性層33及び
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層34からなるメサ側壁からｎ
−ＧａＡｓ基板31上にかけて形成され、屈折率の小さい
ＡｌＡｓ等の半導体層35ａとＡｌＡｓ半導体層35ａより
も屈折率の大きいＧａＡｓ等の半導体層35ｂとの複数層
からなる半導体多層膜である。そして、36は半導体多層
膜35上に形成されたｉ−ＧａＡｓ等の半導体層であり、
37はｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層34表面部分にＺｎ等の
不純物が導入されて形成されたコンタクト抵抗低減化の
ためのｐ型不純物拡散領域であり、38はｐ型不純物拡散
領域37とコンタクトするように形成されたＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕ等のｐ電極であり、39はｎ−ＧａＡｓ基板31とコン
タクトするように形成されたＡｕＧｅ／Ａｕ等のｎ電極
である。なお、反射膜となる半導体多層膜35は、レーザ
発振する光の波長をλとし、ＡｌＡｓ半導体層35ａの屈
折率と厚みをｎ1 、ｄ1 とし、ＧａＡｓの屈折率と厚み
をｎ2 、ｄ2 とした時、ｎ1 ｄ1 ＝λ／４とｎ2 ｄ2 ＝
λ／４の条件を満たすように構成されている。
断面図である。図示例は半導体レーザに適用する場合で
ある。図４において、31はｎ−ＧａＡｓ等の基板であ
り、32〜34はｎ−ＧａＡｓ基板31上に順次形成されたｎ
−ＡｌＧａＡｓ等のクラッド層、ｉ−ＧａＡｓ等の活性
層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ等のクラッド層であり、35はｎ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層32、ｉ−ＧａＡｓ活性層33及び
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層34からなるメサ側壁からｎ
−ＧａＡｓ基板31上にかけて形成され、屈折率の小さい
ＡｌＡｓ等の半導体層35ａとＡｌＡｓ半導体層35ａより
も屈折率の大きいＧａＡｓ等の半導体層35ｂとの複数層
からなる半導体多層膜である。そして、36は半導体多層
膜35上に形成されたｉ−ＧａＡｓ等の半導体層であり、
37はｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層34表面部分にＺｎ等の
不純物が導入されて形成されたコンタクト抵抗低減化の
ためのｐ型不純物拡散領域であり、38はｐ型不純物拡散
領域37とコンタクトするように形成されたＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕ等のｐ電極であり、39はｎ−ＧａＡｓ基板31とコン
タクトするように形成されたＡｕＧｅ／Ａｕ等のｎ電極
である。なお、反射膜となる半導体多層膜35は、レーザ
発振する光の波長をλとし、ＡｌＡｓ半導体層35ａの屈
折率と厚みをｎ1 、ｄ1 とし、ＧａＡｓの屈折率と厚み
をｎ2 、ｄ2 とした時、ｎ1 ｄ1 ＝λ／４とｎ2 ｄ2 ＝
λ／４の条件を満たすように構成されている。
【０００５】この従来の半導体発光装置では、活性層43
側面に形成された半導体多層膜35を反射鏡としており、
この半導体多層膜35により活性層33から漏れ出る自然放
出光を反射して活性層33に戻してフォトンリサイクリン
グを行っている。次に、図５は従来の別の半導体発光装
置の構造を示す断面図である。図示例は半導体レーザに
適用する場合である。図５において、41はｎ−ＩｎＰ等
の基板であり、42、43はｎ−ＩｎＰ基板41上に順次形成
されたｎ−ＩｎＰ等のクラッド層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
（Ｅｇ＝１．５５）等の活性層であり、44、45はｎ−Ｉ
ｎＰ基板41上に順次形成されるとともに、ｎ−ＩｎＰク
ラッド層42及びｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層43からなるメ
サ側壁に形成されたｐ−ＩｎＰ等の電流阻止層及びｎ−
ＩｎＰ等の電流阻止層である。次いで、46，47はｎ−Ｉ
ｎＰ電流阻止層45及びｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層43上に
順次形成されたｐ−ＩｎＰ等のクラッド層及びｐ+ −Ｉ
ｎＧａＡｓＰ等のコンタクト層であり、48はｐ+ −Ｉｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層47からｎ−ＩｎＰ基板41にまで
形成された溝である。そして、49は溝48からｐ+ −Ｉｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層47上にまで形成され、ｐ+ −Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層47が露出された開口部50を有
するＳｉＯ2 等の絶縁膜であり、51は開口部50内のｐ+
−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層47とコンタクトするよう
に順次形成されたＴｉ／Ｐｔ等の金属膜51ａとＡｕ等の
金属膜51ｂとからなるｐ電極であり、52はｎ−ＩｎＰ基
板41とコンタクトするようにされたＡｕＧｅ／Ａｕ等の
ｎ電極である。
側面に形成された半導体多層膜35を反射鏡としており、
この半導体多層膜35により活性層33から漏れ出る自然放
出光を反射して活性層33に戻してフォトンリサイクリン
グを行っている。次に、図５は従来の別の半導体発光装
置の構造を示す断面図である。図示例は半導体レーザに
適用する場合である。図５において、41はｎ−ＩｎＰ等
の基板であり、42、43はｎ−ＩｎＰ基板41上に順次形成
されたｎ−ＩｎＰ等のクラッド層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
（Ｅｇ＝１．５５）等の活性層であり、44、45はｎ−Ｉ
ｎＰ基板41上に順次形成されるとともに、ｎ−ＩｎＰク
ラッド層42及びｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層43からなるメ
サ側壁に形成されたｐ−ＩｎＰ等の電流阻止層及びｎ−
ＩｎＰ等の電流阻止層である。次いで、46，47はｎ−Ｉ
ｎＰ電流阻止層45及びｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層43上に
順次形成されたｐ−ＩｎＰ等のクラッド層及びｐ+ −Ｉ
ｎＧａＡｓＰ等のコンタクト層であり、48はｐ+ −Ｉｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層47からｎ−ＩｎＰ基板41にまで
形成された溝である。そして、49は溝48からｐ+ −Ｉｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層47上にまで形成され、ｐ+ −Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層47が露出された開口部50を有
するＳｉＯ2 等の絶縁膜であり、51は開口部50内のｐ+
−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層47とコンタクトするよう
に順次形成されたＴｉ／Ｐｔ等の金属膜51ａとＡｕ等の
金属膜51ｂとからなるｐ電極であり、52はｎ−ＩｎＰ基
板41とコンタクトするようにされたＡｕＧｅ／Ａｕ等の
ｎ電極である。
【０００６】この従来の半導体発光装置では、メサ側面
の溝48内に形成された配線電極のｐ電極51を構成する金
属膜51ｂを反射鏡としており、この金属膜51ｂにより活
性層43から漏れ出る自然放出光を反射して活性層43に戻
してフォトンリサイクリングを行っている。
の溝48内に形成された配線電極のｐ電極51を構成する金
属膜51ｂを反射鏡としており、この金属膜51ｂにより活
性層43から漏れ出る自然放出光を反射して活性層43に戻
してフォトンリサイクリングを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した図４に示す従
来の半導体発光装置では、半導体多層膜35に対してある
一定の角度（上記条件では垂直）で入射される光に対し
ては反射率を高くすることができるという利点を有する
が、半導体多層膜35に対して全ての入射角の光に対して
反射率を高くするのは非常に困難であり、半導体多層膜
35に対して特に極端に斜めから入射される光に対しては
反射率が極端に低くなってほとんど反射されずに半導体
多層膜35を透過して漏れてしまい、フォトンリサイクリ
ングの効率が低くなってしまう。このため、発振しきい
値電流を十分小さくすることができず、低消費電力化を
十分達成することができないという問題があった。
来の半導体発光装置では、半導体多層膜35に対してある
一定の角度（上記条件では垂直）で入射される光に対し
ては反射率を高くすることができるという利点を有する
が、半導体多層膜35に対して全ての入射角の光に対して
反射率を高くするのは非常に困難であり、半導体多層膜
35に対して特に極端に斜めから入射される光に対しては
反射率が極端に低くなってほとんど反射されずに半導体
多層膜35を透過して漏れてしまい、フォトンリサイクリ
ングの効率が低くなってしまう。このため、発振しきい
値電流を十分小さくすることができず、低消費電力化を
十分達成することができないという問題があった。
【０００８】そこで、全ての入射角の光に対して反射率
を高くするためには、上記した図５に示す如く、反射鏡
に光反射に対して角度依存性のない金属膜51ｂを用いた
方がよいと考えられるが、上記した図５に示す従来の半
導体発光装置では、反射鏡を構成する金属膜51ｂは配線
電極となるｐ電極51を兼ねており、しかも、断線を防止
するためにメサ側面のなだらかな状態に形成された溝48
内に活性層43に対して凸面形状で形成されている。そし
て、このように断線防止のためにメサ側面をなだらかに
するには、メサ幅Ｗ1 をある程度大きくしなければなら
ず、これに伴い活性層33と反射鏡となる金属膜51ｂはあ
る程度大きく離れなければならない。このため、活性層
33と金属膜51ｂ間の電流阻止層44、45で光が減衰されて
しまうとともに、反射して活性層33へ戻る光の反射角ψ
1 は小さくなってしまうので、フォトンリサイクリング
の効率が低くなってしまう。従って、発振しきい値電流
を十分小さくすることができず、低消費電力化を十分達
成することができないという問題があった。
を高くするためには、上記した図５に示す如く、反射鏡
に光反射に対して角度依存性のない金属膜51ｂを用いた
方がよいと考えられるが、上記した図５に示す従来の半
導体発光装置では、反射鏡を構成する金属膜51ｂは配線
電極となるｐ電極51を兼ねており、しかも、断線を防止
するためにメサ側面のなだらかな状態に形成された溝48
内に活性層43に対して凸面形状で形成されている。そし
て、このように断線防止のためにメサ側面をなだらかに
するには、メサ幅Ｗ1 をある程度大きくしなければなら
ず、これに伴い活性層33と反射鏡となる金属膜51ｂはあ
る程度大きく離れなければならない。このため、活性層
33と金属膜51ｂ間の電流阻止層44、45で光が減衰されて
しまうとともに、反射して活性層33へ戻る光の反射角ψ
1 は小さくなってしまうので、フォトンリサイクリング
の効率が低くなってしまう。従って、発振しきい値電流
を十分小さくすることができず、低消費電力化を十分達
成することができないという問題があった。
【０００９】そこで本発明は、活性層と金属膜間の電流
阻止層で減衰される光を小さくすることができるととも
に、反射して活性層へ戻る光の反射角を大きくしてフォ
トンリサイクリングの効率を向上させることができ、発
振しきい値電流を十分小さくして低消費電力化を十分達
成することができる半導体発光装置を提供することを目
的としている。
阻止層で減衰される光を小さくすることができるととも
に、反射して活性層へ戻る光の反射角を大きくしてフォ
トンリサイクリングの効率を向上させることができ、発
振しきい値電流を十分小さくして低消費電力化を十分達
成することができる半導体発光装置を提供することを目
的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置は上記目的達成のため、活性層側面で、かつ光共振
器方向に電流阻止層が形成され、該電流阻止層側面で、
かつ光共振器方向に溝が形成され、該溝内に該電流阻止
層と電気的に分離する絶縁膜を介して該活性層から放出
される光を反射する金属膜が充填されてなるものであ
る。
装置は上記目的達成のため、活性層側面で、かつ光共振
器方向に電流阻止層が形成され、該電流阻止層側面で、
かつ光共振器方向に溝が形成され、該溝内に該電流阻止
層と電気的に分離する絶縁膜を介して該活性層から放出
される光を反射する金属膜が充填されてなるものであ
る。
【００１１】本発明においては、前記金属膜が充填され
た前記溝は、光の出射端面と対向する前記共振器端面側
にまで形成されて前記金属膜が高反射率膜となる場合が
好ましく、この場合、光の出射端面と対向する共振器端
面に新ためて高反射率膜を形成しないで済ませることが
できる。また、この方法では、半導体プロセス技術で素
子内に金属膜等を形成することができるため、へき開で
共振器長を決める場合よりも、共振器長を短くすること
ができ、発振しきい値電流を小さくすることができる。
た前記溝は、光の出射端面と対向する前記共振器端面側
にまで形成されて前記金属膜が高反射率膜となる場合が
好ましく、この場合、光の出射端面と対向する共振器端
面に新ためて高反射率膜を形成しないで済ませることが
できる。また、この方法では、半導体プロセス技術で素
子内に金属膜等を形成することができるため、へき開で
共振器長を決める場合よりも、共振器長を短くすること
ができ、発振しきい値電流を小さくすることができる。
【００１２】本発明においては、前記溝内に充填される
前記金属膜は、配線電極と電気的に分離して形成されて
なる場合が好ましく、この場合、金属膜を配線電極と電
気的に接続してなる場合よりも配線容量を小さくするこ
とができるので、高速応答性を向上させることができ
る。
前記金属膜は、配線電極と電気的に分離して形成されて
なる場合が好ましく、この場合、金属膜を配線電極と電
気的に接続してなる場合よりも配線容量を小さくするこ
とができるので、高速応答性を向上させることができ
る。
【００１３】
【作用】本発明は、後述する実施例の図１〜３に示す如
く、電流阻止層５，６，８を介して活性層３側面で、か
つ共振器方向に溝10を形成し、この溝10内に電流阻止層
５，６，８と電気的に分離する絶縁膜11を介して反射鏡
となる金属膜12を形成している。そして、反射鏡となる
金属膜12をできるだけ活性層３に近づけ、しかも反射鏡
となる金属膜12を活性層３に対して垂直方向に形成した
ため、反射して戻ってくる光の放射角度ψ2 を従来の場
合よりも著しく大きくすることができるとともに、活性
層３と金属膜12間の電流阻止層５，６，８で減衰される
光を著しく小さくすることができる。このため、フォト
ンリサイクリングの効率を向上させて発振しきい値電流
を十分小さくすることができるので、低消費電力化を十
分達成することができる。
く、電流阻止層５，６，８を介して活性層３側面で、か
つ共振器方向に溝10を形成し、この溝10内に電流阻止層
５，６，８と電気的に分離する絶縁膜11を介して反射鏡
となる金属膜12を形成している。そして、反射鏡となる
金属膜12をできるだけ活性層３に近づけ、しかも反射鏡
となる金属膜12を活性層３に対して垂直方向に形成した
ため、反射して戻ってくる光の放射角度ψ2 を従来の場
合よりも著しく大きくすることができるとともに、活性
層３と金属膜12間の電流阻止層５，６，８で減衰される
光を著しく小さくすることができる。このため、フォト
ンリサイクリングの効率を向上させて発振しきい値電流
を十分小さくすることができるので、低消費電力化を十
分達成することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は一実施例に則した本発明の半導体発光装置の構造を
示す断面図である。図示例は半導体レーザに適用する場
合である。図１において、１はｎ−ＩｎＰ等の基板であ
り、２〜４はｎ−ＩｎＰ基板１上の順次形成されたｎ−
ＩｎＰ等のクラッド層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ等の活性
層、ｐ−ＩｎＰ等のクラッド層であり、５〜６はｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層２、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３及びｐ
−ＩｎＰクラッド層４からなるメサ側面でかつ共振器方
向のｎ−ＩｎＰ基板１上に順次形成されたｐ−ＩｎＰ電
流阻止層、ｎ−ＩｎＰ電流阻止層である。次いで、８，
９はｐ−ＩｎＰクラッド層４及びｐ−ＩｎＰ電流阻止層
７上に順次形成されたｐ−ＩｎＰ等のクラッド層、ｐ+
−ＩｎＧａＡｓＰ等のコンタクト層であり、10は電流阻
止層５，６，８側面で、かつ共振器方向に形成された溝
であり、この溝10はｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
９からｎ−ＩｎＰ基板１に達するまでエッチングされて
活性層３に対して垂直方向に形成され、しかも光の出射
端面と対向する共振器端面側にまで回り込んで形成され
ている。次いで、11は溝10内からコンタクト層９上まで
形成されたＳｉＯ2 等の絶縁膜であり、12は溝10内に電
流阻止層５，６，８と電気的に分離する絶縁膜11を介し
て充填されたＷ等の金属膜であり、13は金属膜12及び絶
縁膜11上に形成されたＳｉＯ2 等の絶縁膜である。そし
て、14は絶縁膜13, 11がエッチングされて形成され、ｐ
+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９が露出された開口部
であり、15は開口部14内のｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層９とコンタクトするように順次形成されたＰｔ／
Ｔｉ膜15ａとＡｕ膜15ｂとからなるｐ電極であり、16は
基板１とコンタクトするように順次形成されたＡｕＧｅ
／Ａｕ膜16ａとＡｕ膜16ｂとからなるｎ電極である。
１は一実施例に則した本発明の半導体発光装置の構造を
示す断面図である。図示例は半導体レーザに適用する場
合である。図１において、１はｎ−ＩｎＰ等の基板であ
り、２〜４はｎ−ＩｎＰ基板１上の順次形成されたｎ−
ＩｎＰ等のクラッド層、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ等の活性
層、ｐ−ＩｎＰ等のクラッド層であり、５〜６はｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層２、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３及びｐ
−ＩｎＰクラッド層４からなるメサ側面でかつ共振器方
向のｎ−ＩｎＰ基板１上に順次形成されたｐ−ＩｎＰ電
流阻止層、ｎ−ＩｎＰ電流阻止層である。次いで、８，
９はｐ−ＩｎＰクラッド層４及びｐ−ＩｎＰ電流阻止層
７上に順次形成されたｐ−ＩｎＰ等のクラッド層、ｐ+
−ＩｎＧａＡｓＰ等のコンタクト層であり、10は電流阻
止層５，６，８側面で、かつ共振器方向に形成された溝
であり、この溝10はｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
９からｎ−ＩｎＰ基板１に達するまでエッチングされて
活性層３に対して垂直方向に形成され、しかも光の出射
端面と対向する共振器端面側にまで回り込んで形成され
ている。次いで、11は溝10内からコンタクト層９上まで
形成されたＳｉＯ2 等の絶縁膜であり、12は溝10内に電
流阻止層５，６，８と電気的に分離する絶縁膜11を介し
て充填されたＷ等の金属膜であり、13は金属膜12及び絶
縁膜11上に形成されたＳｉＯ2 等の絶縁膜である。そし
て、14は絶縁膜13, 11がエッチングされて形成され、ｐ
+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９が露出された開口部
であり、15は開口部14内のｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層９とコンタクトするように順次形成されたＰｔ／
Ｔｉ膜15ａとＡｕ膜15ｂとからなるｐ電極であり、16は
基板１とコンタクトするように順次形成されたＡｕＧｅ
／Ａｕ膜16ａとＡｕ膜16ｂとからなるｎ電極である。
【００１５】次に、図２、３は本発明の一実施例に則し
た半導体発光装置の製造方法を説明する断面図である。
図２、３において、図１と同一符号は同一又は相当部分
を示し、21はメサ形成用のＳｉＯ2 等のマスクである。
以下、その半導体発光装置の製造方法について説明す
る。まず、図２（ａ）に示すように、ＶＰＥ法等により
ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰ、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
及びｐ−ＩｎＰを順次堆積して膜厚０．５μｍのｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層２、膜厚０．１μｍのｉ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層３及び膜厚０．５μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層
４を形成した後、図２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法と
ＲＩＥ法によりｐ−ＩｎＰクラッド層４上にメサ形成用
のＳｉＯ2 マスク21を形成し、ＲＩＥ等によりこのＳｉ
Ｏ2 マスク21を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層４、ｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層３及びｎ−ＩｎＰクラッド層２をメ
サエッチングする。この時、共振器方向にｐ−ＩｎＰク
ラッド層４、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３及びｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層２からなるメサが形成される。
た半導体発光装置の製造方法を説明する断面図である。
図２、３において、図１と同一符号は同一又は相当部分
を示し、21はメサ形成用のＳｉＯ2 等のマスクである。
以下、その半導体発光装置の製造方法について説明す
る。まず、図２（ａ）に示すように、ＶＰＥ法等により
ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰ、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
及びｐ−ＩｎＰを順次堆積して膜厚０．５μｍのｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層２、膜厚０．１μｍのｉ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層３及び膜厚０．５μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層
４を形成した後、図２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法と
ＲＩＥ法によりｐ−ＩｎＰクラッド層４上にメサ形成用
のＳｉＯ2 マスク21を形成し、ＲＩＥ等によりこのＳｉ
Ｏ2 マスク21を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層４、ｉ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層３及びｎ−ＩｎＰクラッド層２をメ
サエッチングする。この時、共振器方向にｐ−ＩｎＰク
ラッド層４、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層３及びｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層２からなるメサが形成される。
【００１６】次に、図２（ｃ）に示すように、ＬＰＥ法
等によりｐ−ＩｎＰクラッド層４、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
活性層３及びｎ−ＩｎＰクラッド層２からなるメサ側面
にｐ−ＩｎＰ及びｎ−ＩｎＰを順次堆積して膜厚１．５
μｍのｐ−ＩｎＰ電流阻止層５及び膜厚１μｍのｎ−Ｉ
ｎＰ電流阻止層６を形成した後、ＳｉＯ2 マスク21を除
去する。
等によりｐ−ＩｎＰクラッド層４、ｉ−ＩｎＧａＡｓＰ
活性層３及びｎ−ＩｎＰクラッド層２からなるメサ側面
にｐ−ＩｎＰ及びｎ−ＩｎＰを順次堆積して膜厚１．５
μｍのｐ−ＩｎＰ電流阻止層５及び膜厚１μｍのｎ−Ｉ
ｎＰ電流阻止層６を形成した後、ＳｉＯ2 マスク21を除
去する。
【００１７】次に、図２（ｄ）に示すように、ＶＰＥ法
等によりｐ−ＩｎＰクラッド層４及びｎ−ＩｎＰ電流阻
止層６上にｐ−ＩｎＰ及びｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰを順次
堆積して膜厚２μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層８及び膜厚
０．５μｍのｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９を形
成する。次に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、例え
ばエッチングガスをＣ2 Ｈ6 ガスとＯ2 ガスの混合ガス
とし、印加パワーを３００ＷとしたＲＩＥ等によりｐ+
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９からｎ−ＩｎＰ基板１ま
でトレンチエッチングして幅１μｍで深さ５μｍの溝10
を形成する。この溝10は、活性層３に対して垂直方向に
形成されるとともに、共振器方向に形成され、しかも光
の出射端面と対向する共振器端面側にまで回り込んで形
成される。なお、溝10間距離は３μｍである。次いで、
ＣＶＤ法等により溝10内からコンタクト層９上にＳｉＯ
2 を堆積して膜厚０．３μｍのＳｉＯ2 絶縁膜11を形成
し、ＣＶＤ法等により絶縁膜11を介して溝10内を埋め込
むようにＷを堆積して膜厚０．５μｍのＷ金属膜12を形
成した後、ＲＩＥ等によりＷ金属膜12をエッチバックし
て溝10内に埋め込む。
等によりｐ−ＩｎＰクラッド層４及びｎ−ＩｎＰ電流阻
止層６上にｐ−ＩｎＰ及びｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰを順次
堆積して膜厚２μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層８及び膜厚
０．５μｍのｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９を形
成する。次に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、例え
ばエッチングガスをＣ2 Ｈ6 ガスとＯ2 ガスの混合ガス
とし、印加パワーを３００ＷとしたＲＩＥ等によりｐ+
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９からｎ−ＩｎＰ基板１ま
でトレンチエッチングして幅１μｍで深さ５μｍの溝10
を形成する。この溝10は、活性層３に対して垂直方向に
形成されるとともに、共振器方向に形成され、しかも光
の出射端面と対向する共振器端面側にまで回り込んで形
成される。なお、溝10間距離は３μｍである。次いで、
ＣＶＤ法等により溝10内からコンタクト層９上にＳｉＯ
2 を堆積して膜厚０．３μｍのＳｉＯ2 絶縁膜11を形成
し、ＣＶＤ法等により絶縁膜11を介して溝10内を埋め込
むようにＷを堆積して膜厚０．５μｍのＷ金属膜12を形
成した後、ＲＩＥ等によりＷ金属膜12をエッチバックし
て溝10内に埋め込む。
【００１８】そして、ＣＶＤ法等によりＷ金属膜12及び
ＳｉＯ2 絶縁膜11上にＳｉＯ2 を堆積して膜厚０．３μ
ｍの絶縁膜13を形成し、ＲＩＥ等により絶縁膜13，11を
エッチングしてコンタクト層９が露出された開口部14を
形成した後、スパッタ法等により開口部14内のコンタク
ト層９とコンタクトするように膜厚１０００Å／１００
０ÅのＰｔ／Ｔｉ膜15ａと膜厚３μｍのＡｕ膜15ｂとか
らなるｐ電極15を形成するとともに、基板１とコンタク
トするように膜厚５００Å／２５００ÅのＡｕＧｅ／Ａ
ｕ膜16ａと膜厚３μｍのＡｕ膜16ｂとからなるｎ電極16
を形成することにより、図１に示すような半導体発光装
置を得ることができる。
ＳｉＯ2 絶縁膜11上にＳｉＯ2 を堆積して膜厚０．３μ
ｍの絶縁膜13を形成し、ＲＩＥ等により絶縁膜13，11を
エッチングしてコンタクト層９が露出された開口部14を
形成した後、スパッタ法等により開口部14内のコンタク
ト層９とコンタクトするように膜厚１０００Å／１００
０ÅのＰｔ／Ｔｉ膜15ａと膜厚３μｍのＡｕ膜15ｂとか
らなるｐ電極15を形成するとともに、基板１とコンタク
トするように膜厚５００Å／２５００ÅのＡｕＧｅ／Ａ
ｕ膜16ａと膜厚３μｍのＡｕ膜16ｂとからなるｎ電極16
を形成することにより、図１に示すような半導体発光装
置を得ることができる。
【００１９】このように、本実施例では、電流阻止層
５，６，８を介して活性層３側面で、かつ共振器方向に
溝10を形成し、この溝10内に電流阻止層５，６，８を電
気的に分離する絶縁膜11を介して反射鏡となる金属膜12
を形成している。そして、反射鏡となる金属膜12をでき
るだけ活性層３（間隔１μｍ）に近づけ、しかも反射鏡
となる金属膜12を活性層３に対して垂直方向に形成した
ため、反射して戻ってくる光の放射角度ψ2 を１２０度
と図５の従来の放射角度ψ1６０度の場合よりも著しく
大きくすることができるとともに、活性層３と金属膜12
間の電流阻止層５，６，７で減衰される光を小さくする
ことができる。このため、フォトンリサイクリングの効
率を向上させて発振しきい値電流を十分小さくすること
ができるので、低消費電力化を十分達成することができ
る。しかも、図５の従来のメサ幅Ｗ 1１０μｍの場合よ
りもメサ幅Ｗ2 を３μｍと著しく狭くすることができる
ので、実効的な電流阻止層５，６，８の領域を小さくす
ることができ、その結果、その領域での漏れ電流も小さ
くすることができる。
５，６，８を介して活性層３側面で、かつ共振器方向に
溝10を形成し、この溝10内に電流阻止層５，６，８を電
気的に分離する絶縁膜11を介して反射鏡となる金属膜12
を形成している。そして、反射鏡となる金属膜12をでき
るだけ活性層３（間隔１μｍ）に近づけ、しかも反射鏡
となる金属膜12を活性層３に対して垂直方向に形成した
ため、反射して戻ってくる光の放射角度ψ2 を１２０度
と図５の従来の放射角度ψ1６０度の場合よりも著しく
大きくすることができるとともに、活性層３と金属膜12
間の電流阻止層５，６，７で減衰される光を小さくする
ことができる。このため、フォトンリサイクリングの効
率を向上させて発振しきい値電流を十分小さくすること
ができるので、低消費電力化を十分達成することができ
る。しかも、図５の従来のメサ幅Ｗ 1１０μｍの場合よ
りもメサ幅Ｗ2 を３μｍと著しく狭くすることができる
ので、実効的な電流阻止層５，６，８の領域を小さくす
ることができ、その結果、その領域での漏れ電流も小さ
くすることができる。
【００２０】また、本実施例では、金属膜12が充填され
た溝10を、光の出射端面と対向する共振器端面側にまで
回り込んで形成して金属膜12を高反射率膜となるように
構成したため、光の出射端面と対向する共振器端面に改
めて高反射率膜を形成しないで済ませることができる。
また、この方法では、半導体プロセス技術で素子内に形
成することができるため、へき開で共振器長を決める場
合よりも、共振器長を適宜短くすることができ、発振し
きい値電流を小さくすることができる。
た溝10を、光の出射端面と対向する共振器端面側にまで
回り込んで形成して金属膜12を高反射率膜となるように
構成したため、光の出射端面と対向する共振器端面に改
めて高反射率膜を形成しないで済ませることができる。
また、この方法では、半導体プロセス技術で素子内に形
成することができるため、へき開で共振器長を決める場
合よりも、共振器長を適宜短くすることができ、発振し
きい値電流を小さくすることができる。
【００２１】また、本実施例では、溝10内に充填される
金属膜12を、配線電極とするｐ型電極15と電気的に分離
して形成されてなるように構成したため、金属膜を配線
電極と電気的に接続してなる場合よりも配線容量を小さ
くすることができるので、高速応答性を向上させること
ができる。上記実施例では、金属膜12を活性層３に対し
て垂直方向に形成する場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、活性層３から凹面形
状に金属膜12を形成する場合であってもよく、この場
合、更に光の反射効率を高めることができる。
金属膜12を、配線電極とするｐ型電極15と電気的に分離
して形成されてなるように構成したため、金属膜を配線
電極と電気的に接続してなる場合よりも配線容量を小さ
くすることができるので、高速応答性を向上させること
ができる。上記実施例では、金属膜12を活性層３に対し
て垂直方向に形成する場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、活性層３から凹面形
状に金属膜12を形成する場合であってもよく、この場
合、更に光の反射効率を高めることができる。
【００２２】なお、上記実施例では、半導体レーザに適
用する場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、半導体発光ダイオード等にも適用す
ることができる。
用する場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、半導体発光ダイオード等にも適用す
ることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、活性層と金属膜間の電
流阻止膜で減衰される光を小さくすることができるとと
もに、反射して活性層へ戻る光の反射角を大きくしてフ
ォトンリサイクリングの効率を向上させることができ、
発振しきい値電流を十分小さくして低消費電力化を十分
達成することができるという効果がある。
流阻止膜で減衰される光を小さくすることができるとと
もに、反射して活性層へ戻る光の反射角を大きくしてフ
ォトンリサイクリングの効率を向上させることができ、
発振しきい値電流を十分小さくして低消費電力化を十分
達成することができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例に則した半導体発光装置の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に則した半導体発光装置の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例に則した半導体発光装置の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図４】従来例の半導体発光装置の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】従来例の別の半導体発光装置の構造を示す断面
図である。
図である。
１ 基板 ２，４，８ クラッド層 ３ 活性層 ５，６ 電流阻止層 ９ コンタクト層 10 溝 11，13 絶縁膜 12 金属膜 14 開口部 15 ｐ電極 15ａ Ｐｔ／Ｔｉ膜 15ｂ Ａｕ膜 16 ｎ電極 16ａ ＡｕＧｅ／Ａｕ膜 16ｂ Ａｕ膜
Claims (3)
- 【請求項１】 活性層（３）側面で、かつ光共振器方向
に、電流阻止層（５，６，８）が形成され、該電流阻止
層（５，６，８）側面で、かつ光共振器方向に溝（10）
が形成され、該溝（10）内に該電流阻止層（５，６，
８）と電気的に分離する絶縁膜（11）を介して該活性層
（３）から放出される光を反射する金属膜（12）が充填
されてなることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記金属膜（12）が充填された前記溝
（10）は、光の出射端面と対向する前記共振器端面側に
まで形成されて前記金属膜（12）が高反射率膜となるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 前記溝（10）内に充填される前記金属膜
（12）は、配線電極（15）と電気的に分離して形成され
てなることを特徴とする請求項１乃至２記載の半導体発
光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28881592A JPH06140724A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28881592A JPH06140724A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140724A true JPH06140724A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17735099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28881592A Withdrawn JPH06140724A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140724A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7092423B2 (en) | 1999-02-17 | 2006-08-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device, optical disk apparatus and optical integrated unit |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP28881592A patent/JPH06140724A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7092423B2 (en) | 1999-02-17 | 2006-08-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device, optical disk apparatus and optical integrated unit |
| US7212556B1 (en) | 1999-02-17 | 2007-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device optical disk apparatus and optical integrated unit |
| US7426227B2 (en) | 1999-02-17 | 2008-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device, optical disk apparatus and optical integrated unit |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |