JPH0626255B2 - 端面発光型発光ダイオード - Google Patents
端面発光型発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH0626255B2 JPH0626255B2 JP29587187A JP29587187A JPH0626255B2 JP H0626255 B2 JPH0626255 B2 JP H0626255B2 JP 29587187 A JP29587187 A JP 29587187A JP 29587187 A JP29587187 A JP 29587187A JP H0626255 B2 JPH0626255 B2 JP H0626255B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信システム等における発光素子として用
いられる端面発光型発光ダイオードに関するものであ
る。
いられる端面発光型発光ダイオードに関するものであ
る。
（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、「電子通信学会
量子エレクトロニクス研究室予稿集」、ＯＱＥ８７−３
９（１９８７）、Ｐ．７１−７５に記載されるものがあ
った。以下、その構成を図を用いて説明する。
量子エレクトロニクス研究室予稿集」、ＯＱＥ８７−３
９（１９８７）、Ｐ．７１−７５に記載されるものがあ
った。以下、その構成を図を用いて説明する。
第２図は前記文献に記載された従来の端面発光型発光ダ
イオードの一構成例を示す構造図である。
イオードの一構成例を示す構造図である。
この端面発光型発光ダイオードは、ｎ−ＩｎＰ基板１上
のほぼ中央部に逆メサ状に順次形成されたｎ−ＩｎＰバ
ッファ層２、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層、３Ｐ
−ＩｎＰクラッド層４、及びｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層５を有している。これらの前端面を除くメサ状の
周辺部には、ｐ−ＩｎＰ層６、ｎ−ＩｎＰ層７、及びｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ層８が順位積層され、埋込部９が形成
されている。
のほぼ中央部に逆メサ状に順次形成されたｎ−ＩｎＰバ
ッファ層２、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層、３Ｐ
−ＩｎＰクラッド層４、及びｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層５を有している。これらの前端面を除くメサ状の
周辺部には、ｐ−ＩｎＰ層６、ｎ−ＩｎＰ層７、及びｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ層８が順位積層され、埋込部９が形成
されている。
このように構成された端面発光型発光ダイオードの寸法
は、例えば後端部における埋込部９の長さＡは約２００
μｍ、活性層３の長さＢは約２５０μｍ、活性層３の幅
Ｃは約３μｍ、及び活性層３の厚さＤは約０．２μｍに
設定されている。したがって、活性層体積は約１５０μ
ｍ３に設定されている。
は、例えば後端部における埋込部９の長さＡは約２００
μｍ、活性層３の長さＢは約２５０μｍ、活性層３の幅
Ｃは約３μｍ、及び活性層３の厚さＤは約０．２μｍに
設定されている。したがって、活性層体積は約１５０μ
ｍ３に設定されている。
前記端面発光型発光ダイオードの製造に際しては、先ず
基板１上に液相エピタキシャル法等を用いて、バッファ
層２、活性層３、クラッド層４、及びコンタクト層５を
順次形成する。次に、ＳｉＯ２膜をマスクとし、発光領
域となる箇所を残して基板１まで達する逆メサエッチン
グを施す。その後、ＳｉＯ２膜を残して逆メサ周辺部に
ｐ−ＩｎＰ層６、ｎ−ＩｎＰ層７及びｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層８を順次積層し、埋込部９を形成する。
基板１上に液相エピタキシャル法等を用いて、バッファ
層２、活性層３、クラッド層４、及びコンタクト層５を
順次形成する。次に、ＳｉＯ２膜をマスクとし、発光領
域となる箇所を残して基板１まで達する逆メサエッチン
グを施す。その後、ＳｉＯ２膜を残して逆メサ周辺部に
ｐ−ＩｎＰ層６、ｎ−ＩｎＰ層７及びｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層８を順次積層し、埋込部９を形成する。
以上の端面発光型発光ダイオードにおいては、活性層３
の後端面がＩｎＰで埋込まれていることにより、反射率
が１％以下に抑えられ、その結果誘導放出光を低下させ
てレーザ発振を抑制できるという利点がある。
の後端面がＩｎＰで埋込まれていることにより、反射率
が１％以下に抑えられ、その結果誘導放出光を低下させ
てレーザ発振を抑制できるという利点がある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の端面発光型発光ダイオードに
おいては、活性層３のファブリペロモード、即ち屈折率
のあるところで反射を繰り返して増幅される共振器モー
ドを抑えることができないため、−１０℃以下の低温で
は誘導放出が進んでしまうという問題があった。この誘
導放出が進めは、温度変化に対する光出力の変化率が極
めて大きくなるスーパーリニア現象やレーザ八発現象を
生じ、端面発光型発光ダイオードの温度特性が劣化する
という問題を生じる。
おいては、活性層３のファブリペロモード、即ち屈折率
のあるところで反射を繰り返して増幅される共振器モー
ドを抑えることができないため、−１０℃以下の低温で
は誘導放出が進んでしまうという問題があった。この誘
導放出が進めは、温度変化に対する光出力の変化率が極
めて大きくなるスーパーリニア現象やレーザ八発現象を
生じ、端面発光型発光ダイオードの温度特性が劣化する
という問題を生じる。
本発明は、前記従来技術がもっていた問題点として、−
１０℃以下の低温ではスーパーリニア現象等を生じ、光
出力の温度特性が劣化する点について解決した端面発光
型発光ダイオードを提供するものである。
１０℃以下の低温ではスーパーリニア現象等を生じ、光
出力の温度特性が劣化する点について解決した端面発光
型発光ダイオードを提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、基板上にスト
ライプ状に形成された活性層を有し、電流を流すことに
より前記活性層の前端面から光が出射される端面発光型
ダイオードにおいて、前記活性層の後端面側における幅
を前記前端面側における幅よりも広く形成し、その幅の
広がった前記活性層を含む領域の上方に電気的な絶縁膜
を形成したものである。
ライプ状に形成された活性層を有し、電流を流すことに
より前記活性層の前端面から光が出射される端面発光型
ダイオードにおいて、前記活性層の後端面側における幅
を前記前端面側における幅よりも広く形成し、その幅の
広がった前記活性層を含む領域の上方に電気的な絶縁膜
を形成したものである。
（作 用） 本発明によれば、以上のように端面発光型発光ダイオー
ドを構成したので、前端面側において幅が狭く、後端面
側において幅が広く形成されたストライプ状の活性層
は、活性層の屈折率を大きくして前端面側からの光取り
出し効率を高めると共に、幅の狭い領域と広い領域との
間に屈折率差を生じ幅の広い領域に光吸収層としての効
果を生じしめる働きをする。さらに、後端面で反射され
た光が幅の狭い発光領域へ戻ってくるのを防止する働き
もする。また、前記幅の広い活性層を含む領域上に形成
された絶縁膜は、その活性層に対する電流ブロックの機
能を有する。
ドを構成したので、前端面側において幅が狭く、後端面
側において幅が広く形成されたストライプ状の活性層
は、活性層の屈折率を大きくして前端面側からの光取り
出し効率を高めると共に、幅の狭い領域と広い領域との
間に屈折率差を生じ幅の広い領域に光吸収層としての効
果を生じしめる働きをする。さらに、後端面で反射され
た光が幅の狭い発光領域へ戻ってくるのを防止する働き
もする。また、前記幅の広い活性層を含む領域上に形成
された絶縁膜は、その活性層に対する電流ブロックの機
能を有する。
これらの働きにより、ファブリペロモードの発生が抑制
され、低温においても光出力の温度特性は劣化しない。
したがって、前記問題点を除去することができる。
され、低温においても光出力の温度特性は劣化しない。
したがって、前記問題点を除去することができる。
（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す端面発光型発光ダイオー
ドの構造図である。
ドの構造図である。
この端面発光型発光ダイオードはｐ−ＩｎＰ基板１１を
有しており、基板１１上にはｐ−ＩｎＰバッファ層１２
及びｎ−ＩｎＰブロック層１３が順次積層されている。
有しており、基板１１上にはｐ−ＩｎＰバッファ層１２
及びｎ−ＩｎＰブロック層１３が順次積層されている。
前記ブロック層１３のほぼ中央部には、基板１１の長さ
方向にＶ溝ストライプ１４が形成されている。このＶ溝
ストライプ１４は基板１１に達する一定の深さを有して
いる。Ｖ溝ストライプ１４は、基板１１の光出射用の前
端面１５から後端面１６に亘って形成されており、その
幅は前端面１５側で狭く後端面１６側で広くなるように
設定されている。即ち、前端面１５側におけるＶ溝スト
ライプ１４の長さＬ１が約５０μｍ以上の範囲では、幅
Ｗ１は例えば１〜２μｍに設定され、基板１１のほぼ中
央部の長さＬ２の範囲では、幅Ｗ２は徐々に広がるよう
に形成されている。さらに、後端面１６側における長さ
Ｌ３が約５０μｍ以上の範囲では、幅Ｗ３は例えば１０
μｍ以上に設定されている。
方向にＶ溝ストライプ１４が形成されている。このＶ溝
ストライプ１４は基板１１に達する一定の深さを有して
いる。Ｖ溝ストライプ１４は、基板１１の光出射用の前
端面１５から後端面１６に亘って形成されており、その
幅は前端面１５側で狭く後端面１６側で広くなるように
設定されている。即ち、前端面１５側におけるＶ溝スト
ライプ１４の長さＬ１が約５０μｍ以上の範囲では、幅
Ｗ１は例えば１〜２μｍに設定され、基板１１のほぼ中
央部の長さＬ２の範囲では、幅Ｗ２は徐々に広がるよう
に形成されている。さらに、後端面１６側における長さ
Ｌ３が約５０μｍ以上の範囲では、幅Ｗ３は例えば１０
μｍ以上に設定されている。
このように形成されたＶ溝ストライプ１４の内部及びブ
ロック層１３上には、ｐ−ＩｎＰクラッド層１７及びｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層１８が順次形成されている。Ｖ
溝ストライプ１４内の活性層１８の幅は、Ｖ溝ストライ
プ１４の幅Ｗ１〜Ｗ３に対応して後端面１６側で広く形
成されている。また、Ｖ溝ストライプ１４内の活性層１
８の厚さは、例えば０．１〜０．３μｍ程度に設定され
ている。活性層１８上には、ｎ−ＩｎＰクラッド層１９
及びｎ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２０が順次形成さ
れている。
ロック層１３上には、ｐ−ＩｎＰクラッド層１７及びｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ活性層１８が順次形成されている。Ｖ
溝ストライプ１４内の活性層１８の幅は、Ｖ溝ストライ
プ１４の幅Ｗ１〜Ｗ３に対応して後端面１６側で広く形
成されている。また、Ｖ溝ストライプ１４内の活性層１
８の厚さは、例えば０．１〜０．３μｍ程度に設定され
ている。活性層１８上には、ｎ−ＩｎＰクラッド層１９
及びｎ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２０が順次形成さ
れている。
前記コタンクト層２０上のＶ溝ストライプ１４の長さＬ
２〜Ｌ３の範囲に相当する箇所には、ＳｉＯ２等から成
る絶縁膜２１が、例えば１０００Å以上の厚さに形成さ
れている。また、コンタクト層２０上にはＡｕ・Ｇｅ・
Ｎｉ合金等から成るオーミック電極２２が形成され、さ
らに基板全面に図示しない密着層としてのＴｉ、バリヤ
層としてのＰｔ及びボンディング用のＡｕ層等が形成さ
れている。基板１１の裏面側には、図示しないＡｕ・Ｚ
ｎ合金等から成るオーミック電極が形成されている。
２〜Ｌ３の範囲に相当する箇所には、ＳｉＯ２等から成
る絶縁膜２１が、例えば１０００Å以上の厚さに形成さ
れている。また、コンタクト層２０上にはＡｕ・Ｇｅ・
Ｎｉ合金等から成るオーミック電極２２が形成され、さ
らに基板全面に図示しない密着層としてのＴｉ、バリヤ
層としてのＰｔ及びボンディング用のＡｕ層等が形成さ
れている。基板１１の裏面側には、図示しないＡｕ・Ｚ
ｎ合金等から成るオーミック電極が形成されている。
上記のように構成される端面発光型発光ダイオードの製
造は、次のようにしてなされる。
造は、次のようにしてなされる。
先ず、基板１１上に液相成長法等を用いてバッファ層１
２及びブロック層１３を順次形成する。次いで、一般的
なリソグラフィー技術及びエッチング技術等を用いてＶ
溝ストライプ１４を形成する。このとき、Ｖ溝ストライ
プ１４の幅Ｗ１〜Ｗ３は変化させるが、深さは一定の値
に維持する。
２及びブロック層１３を順次形成する。次いで、一般的
なリソグラフィー技術及びエッチング技術等を用いてＶ
溝ストライプ１４を形成する。このとき、Ｖ溝ストライ
プ１４の幅Ｗ１〜Ｗ３は変化させるが、深さは一定の値
に維持する。
次に、Ｖ溝ストライプ１４上及びブロック層１３上に液
相成長法等によりクラッド層１７、活性層１８、クラッ
ド層１９及びコンタクト層２０を順次形成する。次い
で、コンタクト層２０上に絶縁膜２１を形成した後に、
真空蒸着法等によりオーミック電極２２を形成する。さ
らに基板全面にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ等を真空蒸着法等によ
り被着させる。
相成長法等によりクラッド層１７、活性層１８、クラッ
ド層１９及びコンタクト層２０を順次形成する。次い
で、コンタクト層２０上に絶縁膜２１を形成した後に、
真空蒸着法等によりオーミック電極２２を形成する。さ
らに基板全面にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ等を真空蒸着法等によ
り被着させる。
その後、チップ化する際のダイシング性を良くするため
に、基板１１の厚さが例えば１００μｍ程度となるよう
にバックエッチを施した後に、基板１１側のオーミック
電極を真空蒸着法等により形成すれば、所定の端面発光
型発光ダイオードが得られる。
に、基板１１の厚さが例えば１００μｍ程度となるよう
にバックエッチを施した後に、基板１１側のオーミック
電極を真空蒸着法等により形成すれば、所定の端面発光
型発光ダイオードが得られる。
以上のような構成に製造された端面発光型発光ダイオー
ドにおいては、Ｖ溝ストライプ１４における幅Ｗ１の狭
い領域のみに電流が流れる。それ故、活性層１８のうち
実際に発光に寄与するのは、光出射用の前端面１５から
長さＬ１の領域であって、長さＬ２〜Ｌ３の領域での発
光はほとんどない。
ドにおいては、Ｖ溝ストライプ１４における幅Ｗ１の狭
い領域のみに電流が流れる。それ故、活性層１８のうち
実際に発光に寄与するのは、光出射用の前端面１５から
長さＬ１の領域であって、長さＬ２〜Ｌ３の領域での発
光はほとんどない。
これにより、Ｖ溝ストライプ１４の長さＬ１の領域に電
流注入されると、活性層１８の屈折率が大きくなり前端
面１５側の光取り出し効率が良くなると共に、長さＬ２
〜Ｌ３の領域との間に屈折率差を生じ、長さＬ２〜Ｌ３
の領域に光吸収層としての効果を生じる。また、後端面
１６側で反射された光が長さＬ１の領域に戻ってくる確
率は極めて小さくなる。したがって、ファブリプロモー
ドを的確に抑制できる。さらに、活性層１８の体積は、
従来の一般的な端面発光型発光ダイオードに比較して数
十倍もの体積とすることができるので、光出力の温度特
性を面発光型発光ダイオードと同等、もしくはそれ以上
の優れたものとすることができる。
流注入されると、活性層１８の屈折率が大きくなり前端
面１５側の光取り出し効率が良くなると共に、長さＬ２
〜Ｌ３の領域との間に屈折率差を生じ、長さＬ２〜Ｌ３
の領域に光吸収層としての効果を生じる。また、後端面
１６側で反射された光が長さＬ１の領域に戻ってくる確
率は極めて小さくなる。したがって、ファブリプロモー
ドを的確に抑制できる。さらに、活性層１８の体積は、
従来の一般的な端面発光型発光ダイオードに比較して数
十倍もの体積とすることができるので、光出力の温度特
性を面発光型発光ダイオードと同等、もしくはそれ以上
の優れたものとすることができる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず種々の変形が
可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。
可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。
（１） 第１図ではＩｎＰ系の端面発光型発光ダイオー
ドを例に挙げて説明したが、本発明は例えばＧａＡｓ系
等の他の化合物系の端面発光型発光ダイオードにも適用
可能である。
ドを例に挙げて説明したが、本発明は例えばＧａＡｓ系
等の他の化合物系の端面発光型発光ダイオードにも適用
可能である。
（２） 第１図のＶ溝ストライプ１４では、幅Ｗ２が徐
々に増加する長さＬ２の領域を設けるものとしたが、こ
の領域は設けなくてもよい。
々に増加する長さＬ２の領域を設けるものとしたが、こ
の領域は設けなくてもよい。
（３） 端面発光型発光ダイオードの構造及び形状等は
図示のものに限定されず、またその製造方法も上記実施
例に限定されるものではない。例えばＶ溝ストライプ１
４はＵ溝ストライプとしてもよいし、各層の形成は気相
成長法により行なうこともできる。
図示のものに限定されず、またその製造方法も上記実施
例に限定されるものではない。例えばＶ溝ストライプ１
４はＵ溝ストライプとしてもよいし、各層の形成は気相
成長法により行なうこともできる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、活性膜の後
端面側における幅を広く形成し、その幅の広い活性層上
に絶縁膜を形成したので、活性層内におけるファブリペ
ローモードが抑えられ、その結果動作温度が−５０℃の
低温であっても発振せず、光出力の温度変化率も１．０
％／℃以内と小さくすることができる。したがって、低
温においても光出力の温度特性が極めて優れた端面発光
型発光ダイオードを得ることができるという効果があ
る。
端面側における幅を広く形成し、その幅の広い活性層上
に絶縁膜を形成したので、活性層内におけるファブリペ
ローモードが抑えられ、その結果動作温度が−５０℃の
低温であっても発振せず、光出力の温度変化率も１．０
％／℃以内と小さくすることができる。したがって、低
温においても光出力の温度特性が極めて優れた端面発光
型発光ダイオードを得ることができるという効果があ
る。
第１図は本発明の実施例を示す端面発光型発光ダイオー
ドの構造図、及び第２図は従来の端面発光型発光ダイオ
ードの一構成例を示す構造図である。 １１……ｐ−ＩｎＰ基板、１４……Ｖ溝ストライプ、１
５……前端面、１６……後端面、１７……ｐ−ＩｎＰク
ラッド層、１８……ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１９…
…ｎ−ＩｎＰクラッド層、２１……絶縁膜。
ドの構造図、及び第２図は従来の端面発光型発光ダイオ
ードの一構成例を示す構造図である。 １１……ｐ−ＩｎＰ基板、１４……Ｖ溝ストライプ、１
５……前端面、１６……後端面、１７……ｐ−ＩｎＰク
ラッド層、１８……ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１９…
…ｎ−ＩｎＰクラッド層、２１……絶縁膜。
Claims (1)
- 【請求項１】基板上にストライブ状に形成された活性層
を有し、電流を流すことにより前記活性層の前端面から
光が出射される端面発光型ダイオードにおいて、 前記活性層の後端面側における幅を前記前端面側におけ
る幅よりも広く形成し、 その幅の広がった前記活性層を含む領域の上方に電気的
な絶縁膜を形成したことを特徴とする端面発光型発光ダ
イオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29587187A JPH0626255B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 端面発光型発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29587187A JPH0626255B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 端面発光型発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136382A JPH01136382A (ja) | 1989-05-29 |
| JPH0626255B2 true JPH0626255B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=17826258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29587187A Expired - Lifetime JPH0626255B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 端面発光型発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626255B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02308577A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スーパールミネッセントダイオード |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29587187A patent/JPH0626255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01136382A (ja) | 1989-05-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080406 Year of fee payment: 14 |