JPH0697564A - 半導体面発光素子 - Google Patents
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- H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単で、製造工程が単純であり、かつ
素子作製に関する制約の少ない半導体面発光素子を提供
する。 【構成】 段差を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
上に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により、両性不
純物のＩＶ族元素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなど）をドープした
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を形成し、ＩＩＩ−Ｖ族半導
体基板の平坦面領域がｎ型で、段差の斜面領域がｐ型
（または絶縁性）であるような電流閉じ込め構造で活性
層を取り囲む。
素子作製に関する制約の少ない半導体面発光素子を提供
する。 【構成】 段差を有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板
上に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により、両性不
純物のＩＶ族元素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなど）をドープした
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を形成し、ＩＩＩ−Ｖ族半導
体基板の平坦面領域がｎ型で、段差の斜面領域がｐ型
（または絶縁性）であるような電流閉じ込め構造で活性
層を取り囲む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体面発光素子に関
するもので、より詳しくは、１種類のドーパントを用い
て１回の膜成長で電流閉じ込め構造（阻止層）を発光領
域周囲に形成させた面発光素子に関するものである。
するもので、より詳しくは、１種類のドーパントを用い
て１回の膜成長で電流閉じ込め構造（阻止層）を発光領
域周囲に形成させた面発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の面発光素子としては、図１に示す
ように、光を発生する活性領域１の上下にそれぞれ反射
鏡２および３を設け、基板４側に開けた円形孔に設けた
（誘電体多層膜）反射鏡２を通してわずかに光が透過し
て出てくるような構造のものが知られている。
ように、光を発生する活性領域１の上下にそれぞれ反射
鏡２および３を設け、基板４側に開けた円形孔に設けた
（誘電体多層膜）反射鏡２を通してわずかに光が透過し
て出てくるような構造のものが知られている。
【０００３】この従来の面発光素子では、電流による活
性領域１の刺激を効率よく行うために、できるだけ多く
の電流を閉じ込める構造とする必要がある。このため、
従来の面発光素子は、構造が複雑であり、その製造には
複雑なプロセスを必要とするという問題があった。
性領域１の刺激を効率よく行うために、できるだけ多く
の電流を閉じ込める構造とする必要がある。このため、
従来の面発光素子は、構造が複雑であり、その製造には
複雑なプロセスを必要とするという問題があった。
【０００４】この図１に示すような構造を有する面発光
レーザ素子の製造では、液相成長法により、基板４上に
ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層５、活性領域となるＧａＡ
ｓ層１、ｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド層６、ｐ−ＧａＡｌ
Ａｓキャップ層７を形成し、活性層、クラッド層６およ
びキャップ層７をエッチングによりメサ型に残した後、
活性領域１を含むメサ構造の側部周辺に、再成長によ
り、縦方向のｐ−ｎ接合領域（ｐｎ電流狭窄層）８を形
成している。なお、図中、９はＡｕ／Ｇｅ上部電極であ
り、１０はＡｕ／Ｚｎ下部環状電極、１１は絶縁層であ
る。
レーザ素子の製造では、液相成長法により、基板４上に
ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層５、活性領域となるＧａＡ
ｓ層１、ｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド層６、ｐ−ＧａＡｌ
Ａｓキャップ層７を形成し、活性層、クラッド層６およ
びキャップ層７をエッチングによりメサ型に残した後、
活性領域１を含むメサ構造の側部周辺に、再成長によ
り、縦方向のｐ−ｎ接合領域（ｐｎ電流狭窄層）８を形
成している。なお、図中、９はＡｕ／Ｇｅ上部電極であ
り、１０はＡｕ／Ｚｎ下部環状電極、１１は絶縁層であ
る。
【０００５】ところが、この素子では、液相成長法によ
る再成長によりｐ−ｎ接合領域を形成するので、高品質
の界面を得るのが難しく、非発光再結合中心が多くなっ
てしまい、その結果、リーク電流が多くなる問題があっ
た。
る再成長によりｐ−ｎ接合領域を形成するので、高品質
の界面を得るのが難しく、非発光再結合中心が多くなっ
てしまい、その結果、リーク電流が多くなる問題があっ
た。
【０００６】この問題点を解決するために、（１１１）
Ａ面を露出したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表面に
段差を設け、この段差を有する（１１１）Ａ面基板上に
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法によりＳｉ（ＩＶ族）
ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させ、これに
より、１種類のドーパントを用いて１回の成長で電流閉
じ込め用ｐ−ｎ接合を発光領域（活性領域）周囲に形成
させた構造を有する面発光素子が提案されている。
Ａ面を露出したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板の表面に
段差を設け、この段差を有する（１１１）Ａ面基板上に
分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法によりＳｉ（ＩＶ族）
ドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させ、これに
より、１種類のドーパントを用いて１回の成長で電流閉
じ込め用ｐ−ｎ接合を発光領域（活性領域）周囲に形成
させた構造を有する面発光素子が提案されている。
【０００７】しかしながら、ＩＩＩ族元素が表面に現わ
れている（１１１）Ａ面は不活性であり、Ｖ族元素が表
面に現われている（１１１）Ｂ面に比べて反応性が低い
ため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ａ基板上へ
のＭＢＥ法によるＳｉドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
層の成長においては、一般に良好な特性を持つＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体（１１１）Ａ基板の準備に特殊な技法
が必要であり、さらにＳｉドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体層の成長にも特殊な技法が要求される。
れている（１１１）Ａ面は不活性であり、Ｖ族元素が表
面に現われている（１１１）Ｂ面に比べて反応性が低い
ため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ａ基板上へ
のＭＢＥ法によるＳｉドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
層の成長においては、一般に良好な特性を持つＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体（１１１）Ａ基板の準備に特殊な技法
が必要であり、さらにＳｉドープＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体層の成長にも特殊な技法が要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、構造
が簡単で、製造工程が単純で、しかも作製に関する制約
の少ない半導体面発光素子を提供することにある。
が簡単で、製造工程が単純で、しかも作製に関する制約
の少ない半導体面発光素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】中央平坦面とそれを囲む
傾斜面を有する段差部を基板面上に形成し、この上に活
性層を構成する化合物半導体層を分子線エピタキシー
（ＭＢＥ）成長法により積層して、活性領域の周囲に電
流の閉じ込め用の横方向ｐ−ｎ接合および／または非積
層絶縁領域を形成することによって、構造を簡単にし
た。なお、本発明において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
にドープするＩＶ族元素としては、Ｓｉの他にＣ，Ｇｅ
も用いることができる。
傾斜面を有する段差部を基板面上に形成し、この上に活
性層を構成する化合物半導体層を分子線エピタキシー
（ＭＢＥ）成長法により積層して、活性領域の周囲に電
流の閉じ込め用の横方向ｐ−ｎ接合および／または非積
層絶縁領域を形成することによって、構造を簡単にし
た。なお、本発明において、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
にドープするＩＶ族元素としては、Ｓｉの他にＣ，Ｇｅ
も用いることができる。
【００１０】また、本発明では、段差部を形成したＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ｂ基板または（１０
０）基板あるいは（１１１）Ａ基板上に積層した層にお
いて、前記段差部の平坦面上の層と隣接斜面上の層との
間、あるいは該斜面上の層と隣接するその他の平坦面上
の層との間に形成されるｐ−ｎ接合を発光源として用い
る構成も考えられる。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ｂ基板または（１０
０）基板あるいは（１１１）Ａ基板上に積層した層にお
いて、前記段差部の平坦面上の層と隣接斜面上の層との
間、あるいは該斜面上の層と隣接するその他の平坦面上
の層との間に形成されるｐ−ｎ接合を発光源として用い
る構成も考えられる。
【００１１】
【作用】前記構成によれば、構造が簡単で、製造工程が
単純で、しかも作製に関する制約の少ない半導体面発光
素子を容易に提供することができる。
単純で、しかも作製に関する制約の少ない半導体面発光
素子を容易に提供することができる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。
【００１３】（実施例１）図２は、本発明の第１の発明
の実施例を示すもので、本発明に係る半導体面発光素子
の断面構成図である。この素子の製造においては、ま
ず、その表面が（１１１）Ｂ面となっているＧａＡｓ基
板２１上に正三角形パターンをフォトリソグラフィ法で
形成し、続いて、ウェットエッチングによりＧａＡｓ基
板２１の表面に平面から見ると正三角形状の段差部２１
ａを形成した。この段差部２１ａは、基板２１の表面と
の角度θが約７０°の斜面により囲まれている。その
後、ＭＢＥ法により、Ｓｉドープしたｎ−ＡｌＡｓ／Ｇ
ａＡｓ多層膜（反射鏡）２２を成長させた。続いて、Ｓ
ｉドープしたｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３を積層し
た。この上にＳｉドープＧａＡｓ活性層２４を形成し
た。この活性層２４の上にさらにＢｅドープしたｐ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２５およびＢｅドープしたｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層２６を形成した。
の実施例を示すもので、本発明に係る半導体面発光素子
の断面構成図である。この素子の製造においては、ま
ず、その表面が（１１１）Ｂ面となっているＧａＡｓ基
板２１上に正三角形パターンをフォトリソグラフィ法で
形成し、続いて、ウェットエッチングによりＧａＡｓ基
板２１の表面に平面から見ると正三角形状の段差部２１
ａを形成した。この段差部２１ａは、基板２１の表面と
の角度θが約７０°の斜面により囲まれている。その
後、ＭＢＥ法により、Ｓｉドープしたｎ−ＡｌＡｓ／Ｇ
ａＡｓ多層膜（反射鏡）２２を成長させた。続いて、Ｓ
ｉドープしたｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３を積層し
た。この上にＳｉドープＧａＡｓ活性層２４を形成し
た。この活性層２４の上にさらにＢｅドープしたｐ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２５およびＢｅドープしたｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層２６を形成した。
【００１４】前記ＳｉドープＧａＡｓ活性層２４におい
て、ｐ型、ｎ型の領域が形成されているかどうかの確認
を活性層２４を形成した段階でカソード・ルミネッセン
ス（ＣＬ）で評価した。
て、ｐ型、ｎ型の領域が形成されているかどうかの確認
を活性層２４を形成した段階でカソード・ルミネッセン
ス（ＣＬ）で評価した。
【００１５】図３に温度７８Ｋにおいて測定した段差部
分２１ａの上平坦面に位置する平坦層２４ａと、同段差
部分２１ａの斜面上に位置する傾斜層２４ｂとのカソー
ドルミネッセンス（ＣＬ）発光スペクトルを示した。こ
の図３から判るように、傾斜層からの発光のピーク波長
（８２０ｎｍ）は平坦層からの発光のピーク波長（８０
３ｎｍ）と異なる。それぞれがｐ型、ｎ型に特徴的な発
光波長であることから、活性層２４では、ｐ型傾斜層２
４ｂとｎ型平坦層２４ａとが形成され、横方向に並んだ
ｐ−ｎ接合が形成されていることが判った。なお、前記
平坦層２４ａが活性領域を構成する。
分２１ａの上平坦面に位置する平坦層２４ａと、同段差
部分２１ａの斜面上に位置する傾斜層２４ｂとのカソー
ドルミネッセンス（ＣＬ）発光スペクトルを示した。こ
の図３から判るように、傾斜層からの発光のピーク波長
（８２０ｎｍ）は平坦層からの発光のピーク波長（８０
３ｎｍ）と異なる。それぞれがｐ型、ｎ型に特徴的な発
光波長であることから、活性層２４では、ｐ型傾斜層２
４ｂとｎ型平坦層２４ａとが形成され、横方向に並んだ
ｐ−ｎ接合が形成されていることが判った。なお、前記
平坦層２４ａが活性領域を構成する。
【００１６】また、前記ＳｉドープＧａＡｓ活性層２４
において、ｐ型，ｎ型の領域が形成されているかどうか
の確認を、活性層２４を形成した後、活性層の上に電極
を形成して、ｐ−ｎ接合からの発光を調べることによっ
ても評価した。
において、ｐ型，ｎ型の領域が形成されているかどうか
の確認を、活性層２４を形成した後、活性層の上に電極
を形成して、ｐ−ｎ接合からの発光を調べることによっ
ても評価した。
【００１７】図４に温度１２Ｋにおいて測定した、平坦
層２４ａと傾斜層２４ｂとの間に形成されているｐ−ｎ
接合からの発光スペクトルを示した。この図４に示され
る近赤外波長領域での発光スペクトルは、被測定部分に
良好なｐ−ｎ接合が形成されていることを示している。
層２４ａと傾斜層２４ｂとの間に形成されているｐ−ｎ
接合からの発光スペクトルを示した。この図４に示され
る近赤外波長領域での発光スペクトルは、被測定部分に
良好なｐ−ｎ接合が形成されていることを示している。
【００１８】この面発光素子では、前記キャップ層２６
の中央平坦層をエッチングした後、絶縁膜２７、電極２
８を積層し、最後に前記キャップ層２６の露出面上に反
射膜２９を積層した。なお、前記ＧａＡｓ（１１１）Ｂ
基板２１の反対面には、電極３０を形成する。この面発
光素子では、この反射鏡２２と前記反射鏡２９とによ
り、共振器として作用し、図の上面から光出力する。
の中央平坦層をエッチングした後、絶縁膜２７、電極２
８を積層し、最後に前記キャップ層２６の露出面上に反
射膜２９を積層した。なお、前記ＧａＡｓ（１１１）Ｂ
基板２１の反対面には、電極３０を形成する。この面発
光素子では、この反射鏡２２と前記反射鏡２９とによ
り、共振器として作用し、図の上面から光出力する。
【００１９】前記面発光素子では、前記（１１１）Ｂ面
は、３回対称性を有する結晶面であるため、正三角形の
周囲の３つの斜面にはすべて同じ性質を持たせることが
でき、正三角形パターンを並べることにより、面発光素
子を２次元的に並べた構造を作製することが容易であ
る。
は、３回対称性を有する結晶面であるため、正三角形の
周囲の３つの斜面にはすべて同じ性質を持たせることが
でき、正三角形パターンを並べることにより、面発光素
子を２次元的に並べた構造を作製することが容易であ
る。
【００２０】（実施例２）前記第１の発明と同様の方法
は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基板面にも適
用することができる。
は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基板面にも適
用することができる。
【００２１】まず、図５、図６および図７に示すよう
に、このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基板４０
を用い、その上に２回対称の領域を持つ段差部４１を形
成する。この段差部４１は、基板面と９０°以下の角度
をなす斜面（テーパ状傾斜面）４１ａおよび９０°以上
の角度をなす斜面（逆テーパ状傾斜面）４１ｂとで囲ま
れている。この上にＭＢＥ法で、両性不純物のＩＶ族元
素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなど）をドープしたＧａＡＳ層５１
を成長させることにより、ｎ型の平坦層（活性領域）５
１ａの周囲に、ｐ型の斜面層５１ｂおよび絶縁性の領域
５１ｃを形成することができる。これにより、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体（１００）基板を用いた面発光素子を
作製することができる。
に、このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基板４０
を用い、その上に２回対称の領域を持つ段差部４１を形
成する。この段差部４１は、基板面と９０°以下の角度
をなす斜面（テーパ状傾斜面）４１ａおよび９０°以上
の角度をなす斜面（逆テーパ状傾斜面）４１ｂとで囲ま
れている。この上にＭＢＥ法で、両性不純物のＩＶ族元
素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなど）をドープしたＧａＡＳ層５１
を成長させることにより、ｎ型の平坦層（活性領域）５
１ａの周囲に、ｐ型の斜面層５１ｂおよび絶縁性の領域
５１ｃを形成することができる。これにより、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体（１００）基板を用いた面発光素子を
作製することができる。
【００２２】なお、前記各実施例では、基板面上に形成
する段差部を凸状に構成したが、基板に堀込んだ凹状で
もよい。
する段差部を凸状に構成したが、基板に堀込んだ凹状で
もよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明の素子は、平坦面とそれを囲む傾
斜面とからなる段差部を形成した特殊な方位をもつＩＩ
Ｉ−Ｖ族半導体基板面に、分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法により、両性不純物のＩＶ族元素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇ
ｅなど）をドープしたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成
長させて、前記平坦面でｎ型の伝導性を有し、前記斜面
上でｐ型の伝導性（または絶縁性）を有する電流閉じ込
め構造で、活性領域を取り囲む構造を有するものであ
り、しかも、１種類のドーパントを用いた１回の成長で
前記の電流閉じ込め構造を作製できるものである。した
がって、本発明によれば、キャリアの閉じ込め領域を活
性領域の周囲に２次元的に持った簡単な構造の半導体面
発光素子を、容易に得ることができる。
斜面とからなる段差部を形成した特殊な方位をもつＩＩ
Ｉ−Ｖ族半導体基板面に、分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）法により、両性不純物のＩＶ族元素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇ
ｅなど）をドープしたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成
長させて、前記平坦面でｎ型の伝導性を有し、前記斜面
上でｐ型の伝導性（または絶縁性）を有する電流閉じ込
め構造で、活性領域を取り囲む構造を有するものであ
り、しかも、１種類のドーパントを用いた１回の成長で
前記の電流閉じ込め構造を作製できるものである。した
がって、本発明によれば、キャリアの閉じ込め領域を活
性領域の周囲に２次元的に持った簡単な構造の半導体面
発光素子を、容易に得ることができる。
【００２４】実施例１に示した第２の評価実験結果は、
本発明により形成されたｐ−ｎ接合それ自体を発光の活
性層として用いることが可能であることを示している。
この場合、活性層は基板面に垂直であり、これを用いた
発光素子は、より一層の集積化が可能であるなどの利点
を持つ。
本発明により形成されたｐ−ｎ接合それ自体を発光の活
性層として用いることが可能であることを示している。
この場合、活性層は基板面に垂直であり、これを用いた
発光素子は、より一層の集積化が可能であるなどの利点
を持つ。
【００２５】なお、ｐ−ｎ接合からの発光は、実施例１
に示した（１１１）Ｂ基板上のみならず、実施例２に示
した（１００）基板上、あるいは従来の技術で用いられ
ていた（１１１）Ａ基板上に作製された、ｐ型領域とｎ
型領域との間のｐ−ｎ接合からも観測される。
に示した（１１１）Ｂ基板上のみならず、実施例２に示
した（１００）基板上、あるいは従来の技術で用いられ
ていた（１１１）Ａ基板上に作製された、ｐ型領域とｎ
型領域との間のｐ−ｎ接合からも観測される。
【図１】従来の面発光素子の一例を示す断面構成図であ
る。
る。
【図２】横方向ｐ−ｎ接合を持つ本願発明に係る面発光
素子の一例の断面構造図である。
素子の一例の断面構造図である。
【図３】基板上の段差部の（１１１）Ｂ面部分の領域
と、斜面部分の領域のカソードルミネッセンスの発光ス
ペクトル図である。
と、斜面部分の領域のカソードルミネッセンスの発光ス
ペクトル図である。
【図４】基板上の段差部の（１１１）Ｂ面部分のｎ型領
域と斜面部分のｐ型領域との間のｐ−ｎ接合からの電流
注入発光スペクトル図である。
域と斜面部分のｐ型領域との間のｐ−ｎ接合からの電流
注入発光スペクトル図である。
【図５】（１００）基板上に形成した電流閉じ込め構造
の平面図である。
の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う電流閉じ込め構造の
断面構成図である。
断面構成図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う電流閉じ込め構
造の断面構成図である。
造の断面構成図である。
２１ その表面が（１１１）Ｂ面となっているＧａＡｓ
基板 ２１ａ 段差部 ２２ Ｓｉドープしたｎ−ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ多層膜
（反射膜） ２３ Ｓｉドープしたｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２４ ＳｉドープＧａＡｓ活性層 ２４ａ ｎ型上部平坦層 ２４ｂ ｐ型傾斜層 ２４ｃ ｎ型下部平坦層 ２５ Ｂｅドープしたｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２６ Ｂｅドープしたｐ−ＧａＡｓキャップ層 ２７ 絶縁膜 ２８ 電極 ２９ 反射膜 ３０ 電極 ４０ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基板 ４１ ２回対称の領域を持つ段差部 ４１ａ 基板面と９０°以下の角度をなす斜面（テーパ
状傾斜面 ４１ｂ 基板面と９０°以上の角度をなす斜面（逆テー
パ状傾斜面） ５１ 両性不純物のＩＶ族元素をドープしたＧａＡｓ層 ５１ａ ｎ型の平坦層（活性領域） ５１ｂ ｐ型の斜面層 ５１ｃ 絶縁性の領域
基板 ２１ａ 段差部 ２２ Ｓｉドープしたｎ−ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ多層膜
（反射膜） ２３ Ｓｉドープしたｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２４ ＳｉドープＧａＡｓ活性層 ２４ａ ｎ型上部平坦層 ２４ｂ ｐ型傾斜層 ２４ｃ ｎ型下部平坦層 ２５ Ｂｅドープしたｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２６ Ｂｅドープしたｐ−ＧａＡｓキャップ層 ２７ 絶縁膜 ２８ 電極 ２９ 反射膜 ３０ 電極 ４０ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基板 ４１ ２回対称の領域を持つ段差部 ４１ａ 基板面と９０°以下の角度をなす斜面（テーパ
状傾斜面 ４１ｂ 基板面と９０°以上の角度をなす斜面（逆テー
パ状傾斜面） ５１ 両性不純物のＩＶ族元素をドープしたＧａＡｓ層 ５１ａ ｎ型の平坦層（活性領域） ５１ｂ ｐ型の斜面層 ５１ｃ 絶縁性の領域
フロントページの続き (72)発明者 山賀 睦夫 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 藤本 勲 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 小林 規矩男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (72)発明者 山本 悌二 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (72)発明者 稲井 誠 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ｂ
基板の基板面上に平坦面とこの平坦面を囲む側斜面とか
らなる段差部が形成され、この段差部を有する基板面上
にＩＶ族両性不純物を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層
が分子線エピタキシー成長法により積層され、該積層半
導体層の前記平坦面上の領域がｎ型伝導性を示すととも
に、前記傾斜面上の領域がｐ型伝導性を示し、前記平坦
面上の層が活性層となるとともに、このｎ型の活性層と
それに２次元的に連続する前記傾斜面上のｐ型伝導性層
が電流閉じ込め用の横方向ｐ−ｎ接合層を構成している
ことを特徴とする半導体面発光素子。 - 【請求項２】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１００）基
板の基板面上に平坦面とそれぞれ該平坦面を囲むテーパ
状側斜面と逆テーパ状傾斜面とからなる段差部が形成さ
れ、この段差部を有する基板面上にＩＶ族両性不純物を
含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が分子線エピタキシー
成長法により積層され、該積層半導体層の前記段差部の
平坦面上の領域がｎ型伝導性を示すとともに、前記傾斜
面上の領域がｐ型伝導性を示し、前記平坦面上の層が活
性層となるとともに、このｎ型の活性層とそれに２次元
的に連続する前記傾斜面上のｐ型伝導性層とが電流閉じ
込め用の横方向ｐ−ｎ接合層を構成するとともに、前記
段差部の逆テーパ状の傾斜面上の非積層領域が電流閉じ
込め用の絶縁領域を構成していることを特徴とする半導
体面発光素子。 - 【請求項３】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ｂ
基板、または（１００）基板の基板面上に平坦面とこの
平坦面を囲む側斜面とからなる段差部が形成され、この
段差部を有する基板面上にＩＶ族両性不純物を含むＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体層が分子線エピタキシー法により
積層され、該積層半導体層の前記傾斜面上の領域がｐ型
伝導性を示すとともに、前記平坦面上の領域とその他の
平坦面上の領域とがｎ型伝導性を示し、どちらか一方の
ｎ型領域と前記ｐ型領域との間に形成されるｐ−ｎ接合
が発光源を構成することを特徴とする半導体面発光素
子。 - 【請求項４】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（１１１）Ａ
基板の基板面上に平坦面とこの平坦面を囲む側斜面とか
らなる段差部が形成され、この段差部を有する基板面上
にＩＶ族両性不純物を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層
が分子線エピタキシー法により積層され、該積層半導体
層の前記傾斜面上の領域がｎ型伝導性を示すとともに、
前記平坦面上の領域とその他の平坦面上の領域とがｐ型
伝導性を示し、どちらか一方のｐ型領域と前記ｎ型領域
との間に形成されるｐ−ｎ接合が発光源を構成すること
を特徴とする半導体面発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06793592A JP3145769B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 半導体面発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06793592A JP3145769B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 半導体面発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697564A true JPH0697564A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3145769B2 JP3145769B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=13359287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06793592A Expired - Fee Related JP3145769B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | 半導体面発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3145769B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100242789B1 (ko) * | 1997-02-21 | 2000-02-01 | 박호군 | 광전소자의 전류차단구조 형성방법 |
| US7326965B2 (en) | 2005-03-18 | 2008-02-05 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting type device and its manufacturing method |
| US7521721B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-04-21 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting type device and its manufacturing method |
| CN111541149A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-14 | 陕西源杰半导体技术有限公司 | 一种10g抗反射激光器及其制备工艺 |
| US20210249844A1 (en) * | 2018-07-31 | 2021-08-12 | Sony Corporation | Surface-emitting semiconductor laser |
| WO2022091890A1 (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | ソニーグループ株式会社 | 面発光レーザおよび面発光レーザアレイ |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP06793592A patent/JP3145769B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100242789B1 (ko) * | 1997-02-21 | 2000-02-01 | 박호군 | 광전소자의 전류차단구조 형성방법 |
| US7326965B2 (en) | 2005-03-18 | 2008-02-05 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting type device and its manufacturing method |
| US7521721B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-04-21 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting type device and its manufacturing method |
| US20210249844A1 (en) * | 2018-07-31 | 2021-08-12 | Sony Corporation | Surface-emitting semiconductor laser |
| CN111541149A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-14 | 陕西源杰半导体技术有限公司 | 一种10g抗反射激光器及其制备工艺 |
| WO2022091890A1 (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | ソニーグループ株式会社 | 面発光レーザおよび面発光レーザアレイ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3145769B2 (ja) | 2001-03-12 |
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