JPH0715035A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH0715035A JPH0715035A JP14901793A JP14901793A JPH0715035A JP H0715035 A JPH0715035 A JP H0715035A JP 14901793 A JP14901793 A JP 14901793A JP 14901793 A JP14901793 A JP 14901793A JP H0715035 A JPH0715035 A JP H0715035A
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- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
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- H01L33/14—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、発光装置の周辺部から放出され
る光を抑制することによって発光光の指向性を向上させ
て、鮮明な発光像を得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する。 【構成】 この発明は、半導体基板１上に積層された半
導体層に電流が供給されて発光する活性層５と、活性層
５から放射された光が外部一方向に取り出される光取り
出し用窓１０と、活性層５から放射された光を光取り出
し用窓１０の方向に反射させる反射層３とを有し、反射
層３は活性層５を介して光取り出し用窓１０の直下に形
成されかつ反射面が光取り出し用窓面と略同一寸法から
なる。
る光を抑制することによって発光光の指向性を向上させ
て、鮮明な発光像を得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する。 【構成】 この発明は、半導体基板１上に積層された半
導体層に電流が供給されて発光する活性層５と、活性層
５から放射された光が外部一方向に取り出される光取り
出し用窓１０と、活性層５から放射された光を光取り出
し用窓１０の方向に反射させる反射層３とを有し、反射
層３は活性層５を介して光取り出し用窓１０の直下に形
成されかつ反射面が光取り出し用窓面と略同一寸法から
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、発光光を単一方向に
取り出す半導体発光装置に関し、特に発光光の指向性を
向上させた半導体発光装置に関する。
取り出す半導体発光装置に関し、特に発光光の指向性を
向上させた半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＩｎＧａＡｌＰ系あるいは
ＡｌＧａＡｓ系の直接遷移型の化合物半導体材料を用い
た各種の発光ダイオードが開発されている。特に、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ系材料を用いた発光ダイオードは、赤色から
黄緑色にわたって直接遷移による発光が得られるため、
発光効率の高い光源として期待されている。
ＡｌＧａＡｓ系の直接遷移型の化合物半導体材料を用い
た各種の発光ダイオードが開発されている。特に、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ系材料を用いた発光ダイオードは、赤色から
黄緑色にわたって直接遷移による発光が得られるため、
発光効率の高い光源として期待されている。
【０００３】このような高発光効率の発光ダイオードと
しては、例えば図４に示す構造のものが知られている。
しては、例えば図４に示す構造のものが知られている。
【０００４】図４（Ａ）の断面図及び同図（Ｂ）の正面
図において、ｎ型のＧａＡｓ基板５１上には、ｎ型のＧ
ａＡｓからなるバッファ層５２、ｎ型のＧａＡｓとｎ型
のＩｎＡｌＰの屈折率の異なる２０対程度の多層構造か
らなる反射層５３、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰからなるクラ
ッド層５４、アンドープのＩｎＧａＡｌＰからなる活性
層（発光層）５５、ｐ型のＩｎＧａＡｌＰからなるクラ
ッド層５６が順次積層されて形成されている。さらに、
電流狭窄部５７を有するｎ型のＧａＡｓからなる電流阻
止層５８、ｐ型のＡｌＧａＡｓからなる電流拡散層５９
が形成されている。また、電流拡散層５９上には、電流
狭窄部５７と略同一形状の光取り出し窓６０を有するｐ
型のオーム性の電極６１が形成され、基板５１の裏面に
はｎ型のオーム性の電極６２が形成されている。
図において、ｎ型のＧａＡｓ基板５１上には、ｎ型のＧ
ａＡｓからなるバッファ層５２、ｎ型のＧａＡｓとｎ型
のＩｎＡｌＰの屈折率の異なる２０対程度の多層構造か
らなる反射層５３、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰからなるクラ
ッド層５４、アンドープのＩｎＧａＡｌＰからなる活性
層（発光層）５５、ｐ型のＩｎＧａＡｌＰからなるクラ
ッド層５６が順次積層されて形成されている。さらに、
電流狭窄部５７を有するｎ型のＧａＡｓからなる電流阻
止層５８、ｐ型のＡｌＧａＡｓからなる電流拡散層５９
が形成されている。また、電流拡散層５９上には、電流
狭窄部５７と略同一形状の光取り出し窓６０を有するｐ
型のオーム性の電極６１が形成され、基板５１の裏面に
はｎ型のオーム性の電極６２が形成されている。
【０００５】このような構造において、ｐ型の電極６１
から導入された電流は、電流拡散層５９を介して電流阻
止層５８で狭窄され、電流の大部分は電流狭窄部５７の
直下領域６３の活性層５５に供給され、この領域６３に
おいて強い発光を示す。この発光領域６３から上方向へ
放射された光は、電流狭窄部５７を介して光取り出し窓
６０から外部に放出される。一方、下方向へ放射された
光は、反射層５３によって上方向へ反射され、基板５１
に吸収されることなく光取り出し窓６０から外部に放出
される。このように、活性層５５から光取り出し窓６０
と逆方向に放射された光であっても、反射層５３によっ
て光取り出し窓６０の方向へ反射させて外部に取り出す
ようにしているので、活性層５５から放射された光が有
効に利用されて、発光効率の高い発光ダイオードが得ら
れる。
から導入された電流は、電流拡散層５９を介して電流阻
止層５８で狭窄され、電流の大部分は電流狭窄部５７の
直下領域６３の活性層５５に供給され、この領域６３に
おいて強い発光を示す。この発光領域６３から上方向へ
放射された光は、電流狭窄部５７を介して光取り出し窓
６０から外部に放出される。一方、下方向へ放射された
光は、反射層５３によって上方向へ反射され、基板５１
に吸収されることなく光取り出し窓６０から外部に放出
される。このように、活性層５５から光取り出し窓６０
と逆方向に放射された光であっても、反射層５３によっ
て光取り出し窓６０の方向へ反射させて外部に取り出す
ようにしているので、活性層５５から放射された光が有
効に利用されて、発光効率の高い発光ダイオードが得ら
れる。
【０００６】このような構造の発光ダイオードにおいて
は、電流狭窄部５７の直下領域６３の活性層５５に大部
分の電流が供給されて、強い発光を示す。しかしなが
ら、一部の電流は活性層５５の周辺領域に流れるため、
活性層５５の周辺領域においても弱いながらも発光を示
すことになる。こような発光によって放射された光は、
直接又は反射層５５により反射されて、図４の矢印６４
で示すように、光取り出し窓６０からの光取り出し方向
に対して垂直方向となる活性層６０の横方向から放出さ
れる。このため、発光ダイオードの周辺部分においても
発光しているのが見られる。
は、電流狭窄部５７の直下領域６３の活性層５５に大部
分の電流が供給されて、強い発光を示す。しかしなが
ら、一部の電流は活性層５５の周辺領域に流れるため、
活性層５５の周辺領域においても弱いながらも発光を示
すことになる。こような発光によって放射された光は、
直接又は反射層５５により反射されて、図４の矢印６４
で示すように、光取り出し窓６０からの光取り出し方向
に対して垂直方向となる活性層６０の横方向から放出さ
れる。このため、発光ダイオードの周辺部分においても
発光しているのが見られる。
【０００７】このような発光ダイオードを、例えばカメ
ラにおけるフィルムへの日付等の写し込み用の光源とし
て使用すると、発光ダイオードの周辺部で発光している
光もフィルムに写し込まれることになる。これにより、
写し込み像ににじみ現象が生じ、鮮明さに欠けていた。
ラにおけるフィルムへの日付等の写し込み用の光源とし
て使用すると、発光ダイオードの周辺部で発光している
光もフィルムに写し込まれることになる。これにより、
写し込み像ににじみ現象が生じ、鮮明さに欠けていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
発光ダイオードの全面に反射層を有し、発光領域を限定
する電流狭窄層が設けられた従来の発光ダイオードにあ
っては、発光層の周辺部においても少ないながら電流が
供給されて弱い発光を示していた。この発光により反射
層の方向に放射された光は反射層５３により反射され、
光取り出し方向に対して垂直方向の外部に放出されてい
た。
発光ダイオードの全面に反射層を有し、発光領域を限定
する電流狭窄層が設けられた従来の発光ダイオードにあ
っては、発光層の周辺部においても少ないながら電流が
供給されて弱い発光を示していた。この発光により反射
層の方向に放射された光は反射層５３により反射され、
光取り出し方向に対して垂直方向の外部に放出されてい
た。
【０００９】このため、発光ダイオードの周辺部からも
光が放出されて、発光光の拡散が生じ発光光の指向性が
悪くなっていた。したがって、このような発光ダイオー
ドを光源として用いた場合には、この光源により得られ
る像の鮮明度が低下するという不具合を招いていた。
光が放出されて、発光光の拡散が生じ発光光の指向性が
悪くなっていた。したがって、このような発光ダイオー
ドを光源として用いた場合には、この光源により得られ
る像の鮮明度が低下するという不具合を招いていた。
【００１０】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、発光装置の周
辺部から放出される光を抑制することによって発光光の
指向性を向上させて、鮮明な像を得ることができる半導
体発光装置を提供するこにある。
たものであり、その目的とするところは、発光装置の周
辺部から放出される光を抑制することによって発光光の
指向性を向上させて、鮮明な像を得ることができる半導
体発光装置を提供するこにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、半導体基板上に積層された
半導体層に電流が供給されて発光する発光層と、発光層
から放射された光が外部一方向に取り出される光取り出
し窓と、発光層から放射された光を光取り出し窓の方向
に反射させる反射層とを有し、反射層は、発光層を介し
て光取り出し窓の直下に形成されかつ反射面が光取り出
し窓面と略同一寸法からなる。
に、請求項１記載の発明は、半導体基板上に積層された
半導体層に電流が供給されて発光する発光層と、発光層
から放射された光が外部一方向に取り出される光取り出
し窓と、発光層から放射された光を光取り出し窓の方向
に反射させる反射層とを有し、反射層は、発光層を介し
て光取り出し窓の直下に形成されかつ反射面が光取り出
し窓面と略同一寸法からなる。
【００１２】請求項２記載の発明は、半導体基板上に積
層された半導体層に電流が供給されて発光する発光層
と、発光層から放射された光が外部一方向に取り出され
る光取り出し窓と、発光層から放射された光を光取り出
し窓の方向に反射させる反射層とを有し、発光層は、光
取り出し窓の直下に形成されかつ光取り出し窓と相対す
る発光面が光取り出し窓面と略同一寸法からなる。
層された半導体層に電流が供給されて発光する発光層
と、発光層から放射された光が外部一方向に取り出され
る光取り出し窓と、発光層から放射された光を光取り出
し窓の方向に反射させる反射層とを有し、発光層は、光
取り出し窓の直下に形成されかつ光取り出し窓と相対す
る発光面が光取り出し窓面と略同一寸法からなる。
【００１３】請求項３記載の発明は、半導体基板上に積
層された半導体層に電流が供給されて発光する発光層
と、発光層から放射された光が外部一方向に取り出され
る光取り出し窓と、発光層から放射された光を光取り出
し窓の方向に反射させる反射層とを有し、反射層は、発
光層を介して光取り出し窓の直下に形成されかつ反射面
が光取り出し窓面と略同一寸法からなり、発光層は、光
取り出し窓の直下に形成されかつ光取り出し窓と相対す
る発光面が光取り出し窓面と略同一寸法からなる。
層された半導体層に電流が供給されて発光する発光層
と、発光層から放射された光が外部一方向に取り出され
る光取り出し窓と、発光層から放射された光を光取り出
し窓の方向に反射させる反射層とを有し、反射層は、発
光層を介して光取り出し窓の直下に形成されかつ反射面
が光取り出し窓面と略同一寸法からなり、発光層は、光
取り出し窓の直下に形成されかつ光取り出し窓と相対す
る発光面が光取り出し窓面と略同一寸法からなる。
【００１４】
【作用】上記構成において、請求項１記載の発明は、発
光層の周辺部から光取り出し方向と逆方向へ放射される
光を光取り出し方向に反射させず、発光層の周辺部から
放出される光を抑制するようにしている。
光層の周辺部から光取り出し方向と逆方向へ放射される
光を光取り出し方向に反射させず、発光層の周辺部から
放出される光を抑制するようにしている。
【００１５】請求項２記載の発明は、発光領域を光取り
出し窓の直下に限定し、発光層の周辺部から放出される
光を抑制するようにしている。
出し窓の直下に限定し、発光層の周辺部から放出される
光を抑制するようにしている。
【００１６】請求項３記載の発明は、発光領域と反射領
域を光取り出し窓の直下に限定し、発光層の周辺部から
放出される光を抑制するようにしている。
域を光取り出し窓の直下に限定し、発光層の周辺部から
放出される光を抑制するようにしている。
【００１７】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
する。
【００１８】図１は請求項１記載の発明の一実施例に係
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。図１に
示す実施例は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｌＰからな
る四元混晶の半導体層を積層してなり、発光層に供給さ
れる電流を狭窄して発光光を装置正面の中央部から外部
一方向に取り出すようにした発光装置に適用したもので
ある。
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。図１に
示す実施例は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｌＰからな
る四元混晶の半導体層を積層してなり、発光層に供給さ
れる電流を狭窄して発光光を装置正面の中央部から外部
一方向に取り出すようにした発光装置に適用したもので
ある。
【００１９】図１において、ｎ型のＧａＡｓ基板１上に
積層される各層は、ＭＯＣＶＤ法によって成長形成さ
れ、原料ガスのIII 族元素としてはトリメチルインジウ
ム（ＴＭＩ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメ
チルアルミニウム（ＴＭＡ）を使用し、Ｖ族元素として
はフォスフィン（ＰＨ3 ）アルシン（ＡｓＨ3 ）を使用
している。また、ｐ型のドーパンドとしてはジメチル亜
鉛（ＤＭＺ）、ｎ型ドーパンドとしてはシラン（ＳｉＨ
4 ）を使用している。これらの反応性ガスは、水素ガス
をキャリアガスとして減圧下（３０〜１００ torr ）で
加熱された基板１上に供給される。
積層される各層は、ＭＯＣＶＤ法によって成長形成さ
れ、原料ガスのIII 族元素としてはトリメチルインジウ
ム（ＴＭＩ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメ
チルアルミニウム（ＴＭＡ）を使用し、Ｖ族元素として
はフォスフィン（ＰＨ3 ）アルシン（ＡｓＨ3 ）を使用
している。また、ｐ型のドーパンドとしてはジメチル亜
鉛（ＤＭＺ）、ｎ型ドーパンドとしてはシラン（ＳｉＨ
4 ）を使用している。これらの反応性ガスは、水素ガス
をキャリアガスとして減圧下（３０〜１００ torr ）で
加熱された基板１上に供給される。
【００２０】このような原料ガスならびにドーパンドを
使用して、まず、Ｓｉを３×１０18cm-3程度ドープし
て、［１００］面から［０１１］方向に１５°ｏｆｆし
たｎ型のＧａＡｓ基板１上に、Ｓｉを３×１０18cm-3程
度ドープしたｎ型のＧａＡｓバッファ層２を０．５μｍ
程度の厚さに成長形成する。
使用して、まず、Ｓｉを３×１０18cm-3程度ドープし
て、［１００］面から［０１１］方向に１５°ｏｆｆし
たｎ型のＧａＡｓ基板１上に、Ｓｉを３×１０18cm-3程
度ドープしたｎ型のＧａＡｓバッファ層２を０．５μｍ
程度の厚さに成長形成する。
【００２１】次に、Ｓｉが３×１０18cm-3程度ドープさ
れて０．０４４μｍ程度の厚さのｎ型のＩｎ0.5 Ａｌ
0.5 層とＳｉが３×１０18cm-3程度ドープされて０．０
３７５μｍ程度の厚さのｎ型のＧａＡｓ層とをＧａＡｓ
バッファ層２上に交互に２０層程度積層成長させる。そ
の後、レジスト膜を用いたフォトレジスト法により、交
互に２０層程度積層成長された成長層を選択的にエッチ
ング除去し、後述する光取り出し用窓の直下に配置され
て光取り出し用窓の面積と略同一寸法となる光反射層３
を形成する。
れて０．０４４μｍ程度の厚さのｎ型のＩｎ0.5 Ａｌ
0.5 層とＳｉが３×１０18cm-3程度ドープされて０．０
３７５μｍ程度の厚さのｎ型のＧａＡｓ層とをＧａＡｓ
バッファ層２上に交互に２０層程度積層成長させる。そ
の後、レジスト膜を用いたフォトレジスト法により、交
互に２０層程度積層成長された成長層を選択的にエッチ
ング除去し、後述する光取り出し用窓の直下に配置され
て光取り出し用窓の面積と略同一寸法となる光反射層３
を形成する。
【００２２】次に、Ｓｉを３×１０18cm-3程度ドープし
たｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0. 7 ）0.5 Ｐからなる
クラッド層４を０．６μｍ程度の厚さに成長形成し、こ
のクラッド層４上にアンドープのＩｎ0.5 （Ｇａ0.7 Ａ
ｌ0.3 ）0.5 Ｐからなる活性層（発光層）５を０．６μ
ｍ程度の厚さに成長形成し、この活性層５上にＺｎを５
×１０17cm-3程度ドープしたｐ型のＩｎ0.5 （Ｇａ0.3
Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐからなるクラッド層６を０．６μｍ程
度の厚さに成長形成し、ＤＨ（ダブルヘテロ）構造を形
成する。
たｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0. 7 ）0.5 Ｐからなる
クラッド層４を０．６μｍ程度の厚さに成長形成し、こ
のクラッド層４上にアンドープのＩｎ0.5 （Ｇａ0.7 Ａ
ｌ0.3 ）0.5 Ｐからなる活性層（発光層）５を０．６μ
ｍ程度の厚さに成長形成し、この活性層５上にＺｎを５
×１０17cm-3程度ドープしたｐ型のＩｎ0.5 （Ｇａ0.3
Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐからなるクラッド層６を０．６μｍ程
度の厚さに成長形成し、ＤＨ（ダブルヘテロ）構造を形
成する。
【００２３】次に、クラッド層６上に、Ｓｉを５×１０
17cm-3程度ドープしたｎ型のＧａＡｓからなる層を０．
１５μｍ程度の厚さに成長形成する。その後、レジスト
膜をマスクとしたフォトレジスト法により、ｎ型のＧａ
Ａｓからなる層を選択的にエッチング除去し、電流阻止
層７を形成する。この電流阻止層７には、活性層５に供
給される電流を狭窄する電流路となる電流狭窄部８が形
成され、この電流狭窄部８は光反射層３の真上に面積が
略同一となるように形成される。
17cm-3程度ドープしたｎ型のＧａＡｓからなる層を０．
１５μｍ程度の厚さに成長形成する。その後、レジスト
膜をマスクとしたフォトレジスト法により、ｎ型のＧａ
Ａｓからなる層を選択的にエッチング除去し、電流阻止
層７を形成する。この電流阻止層７には、活性層５に供
給される電流を狭窄する電流路となる電流狭窄部８が形
成され、この電流狭窄部８は光反射層３の真上に面積が
略同一となるように形成される。
【００２４】次に、クラッド層６及び電流阻止層７上
に、Ｐ型のＧａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓからなる電流拡散層９
を７μｍ程度の厚さに成長形成する。
に、Ｐ型のＧａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓからなる電流拡散層９
を７μｍ程度の厚さに成長形成する。
【００２５】次に、電流拡散層９上に、活性層５から得
られた発光光を外部一方向に取り出す光取り出し用窓１
０が開口されたｐ型のオーム性電極１１を形成し、さら
に、基板１の裏面にｎ型のオーム性電極１２を形成す
る。
られた発光光を外部一方向に取り出す光取り出し用窓１
０が開口されたｐ型のオーム性電極１１を形成し、さら
に、基板１の裏面にｎ型のオーム性電極１２を形成す
る。
【００２６】最後に、このような積層構造を所定のピッ
チでダイシングして個々のペレットに分離し、半導体発
光装置を得る。
チでダイシングして個々のペレットに分離し、半導体発
光装置を得る。
【００２７】このような構造の発光装置においては、両
電極１１，１２によって活性層５に供給される電流は、
電流狭窄部８により狭窄されて、電流の大部分は活性層
５の中央部（図１中に×印で示す）に限定される。これ
により、活性層５における強い発光はこの中央部におい
て示され、発光光のうち上方向へ放射された光は、光取
り出し用窓１０を介して外部に取り出され、発光光のう
ち下方向へ放射された光は、反射層３によって上方向へ
反射されて、光取り出し用窓１０から外部に取り出され
る。
電極１１，１２によって活性層５に供給される電流は、
電流狭窄部８により狭窄されて、電流の大部分は活性層
５の中央部（図１中に×印で示す）に限定される。これ
により、活性層５における強い発光はこの中央部におい
て示され、発光光のうち上方向へ放射された光は、光取
り出し用窓１０を介して外部に取り出され、発光光のう
ち下方向へ放射された光は、反射層３によって上方向へ
反射されて、光取り出し用窓１０から外部に取り出され
る。
【００２８】一方、両電極１１，１２によって活性層５
に供給される電流の大部分は活性層５の中央部に供給さ
れるが、活性層５の周辺部においてもわずかではあるが
電流が流れる。このため、活性層５の周辺部においても
弱いながらも発光が見られる。このような発光において
得られた光のうち、下方向へ放射された光は、反射層３
によって反射されることなく、活性層５の下部に形成さ
れた各層において吸収され、活性層５の周辺から外部に
放出されることはなくなる。
に供給される電流の大部分は活性層５の中央部に供給さ
れるが、活性層５の周辺部においてもわずかではあるが
電流が流れる。このため、活性層５の周辺部においても
弱いながらも発光が見られる。このような発光において
得られた光のうち、下方向へ放射された光は、反射層３
によって反射されることなく、活性層５の下部に形成さ
れた各層において吸収され、活性層５の周辺から外部に
放出されることはなくなる。
【００２９】このように、光取り出し用窓１０の直下に
光取り出し用窓１０の取り出し面とほぼ同じ面積の反射
面を有する反射層３を選択的に配置形成した構造におい
ては、活性層５の周辺部から、光取り出し用窓１０から
放出される光の放出方向に対して垂直方向へ放出される
光を大幅に低減することが可能となる。これにより、発
光光の広がりが抑えられて、発光像のにじみ現象を抑制
することができる。したがって、このような構造の発光
装置においては、比較的小さな発光像に鮮明さが要求さ
れる、例えばフィルムに文字や数字等を写し込むための
光源として好適なものとなる。
光取り出し用窓１０の取り出し面とほぼ同じ面積の反射
面を有する反射層３を選択的に配置形成した構造におい
ては、活性層５の周辺部から、光取り出し用窓１０から
放出される光の放出方向に対して垂直方向へ放出される
光を大幅に低減することが可能となる。これにより、発
光光の広がりが抑えられて、発光像のにじみ現象を抑制
することができる。したがって、このような構造の発光
装置においては、比較的小さな発光像に鮮明さが要求さ
れる、例えばフィルムに文字や数字等を写し込むための
光源として好適なものとなる。
【００３０】次に、請求項２記載の発明の一実施例を説
明する。
明する。
【００３１】図２は請求項２記載の発明の一実施例に係
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
【００３２】図２に示す実施例の特徴とするところは、
図１に示す装置の断面構造に対して、反射層１３を装置
全面にわたって形成し、上下に隣接する各層との接合面
の面積が光取り出し用窓１０の光取り出し面とほぼ同じ
面積の発光面を有する活性層１４を、光取り出し用窓１
０の直下にのみ選択的に配置形成したことにある。この
ような構造にあっては、発光領域が装置の中央部に限定
されるため、活性層１４から周辺部への発光光の放出が
抑制され、前述した実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
図１に示す装置の断面構造に対して、反射層１３を装置
全面にわたって形成し、上下に隣接する各層との接合面
の面積が光取り出し用窓１０の光取り出し面とほぼ同じ
面積の発光面を有する活性層１４を、光取り出し用窓１
０の直下にのみ選択的に配置形成したことにある。この
ような構造にあっては、発光領域が装置の中央部に限定
されるため、活性層１４から周辺部への発光光の放出が
抑制され、前述した実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【００３３】なお、図２において、図１と同符号のもの
は同一物であり、同様の製造方法によって形成される。
は同一物であり、同様の製造方法によって形成される。
【００３４】次に、請求項３記載の発明の一実施例を説
明する。
明する。
【００３５】図３は請求項３記載の発明の一実施例に係
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
わる半導体発光装置の断面構造を示す図である。
【００３６】図３に示す実施例の特徴とするところは、
図２に示す実施例の構造に対して、反射層３を図１に示
す実施例と同様に配置形成したことにあり、このような
構造においては、前述したそれぞれの実施例に比べて、
活性層１４から周辺方向へ放出される発光光をより一層
低減することが可能となる。
図２に示す実施例の構造に対して、反射層３を図１に示
す実施例と同様に配置形成したことにあり、このような
構造においては、前述したそれぞれの実施例に比べて、
活性層１４から周辺方向へ放出される発光光をより一層
低減することが可能となる。
【００３７】なお、図３において、図１と同符号のもの
は同一物であり、同様の製造方法により形成されるもの
である。
は同一物であり、同様の製造方法により形成されるもの
である。
【００３８】請求項１〜４記載の発明は、上記実施例に
限ることなく、例えば発光波長や発光特性を変えるため
に半導体材料やその混晶比を適宜変更するようにしても
よく、例えばヘテロ構造を形成する半導体材料にＧａＡ
ｌＡｓを使用してもよい。また、ｐ型の半導体基板を用
いて、各層の導電型を図１に示したものと逆にするよう
にしもよい。
限ることなく、例えば発光波長や発光特性を変えるため
に半導体材料やその混晶比を適宜変更するようにしても
よく、例えばヘテロ構造を形成する半導体材料にＧａＡ
ｌＡｓを使用してもよい。また、ｐ型の半導体基板を用
いて、各層の導電型を図１に示したものと逆にするよう
にしもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、反射層を発光層を介して光取り出し窓の直
下に形成しかつ反射面を光取り出し窓面と略同一寸法と
なるように形成したので、一方、請求項２記載の発明に
よれば、発光層を光取り出し窓の直下に形成しかつ光取
り出し窓と相対する発光面を光取り出し窓面と略同一寸
法となるように形成したので、一方、請求項３記載の発
明によれば、反射層を発光層を介して光取り出し窓の直
下に形成しかつ反射面を光取り出し窓面と略同一寸法と
なるように形成し、発光層を光取り出し窓の直下に形成
しかつ光取り出し窓と相対する発光面を光取り出し窓面
と略同一寸法となるように形成したので、発光層の周辺
部から放出される光を制御することができる。
明によれば、反射層を発光層を介して光取り出し窓の直
下に形成しかつ反射面を光取り出し窓面と略同一寸法と
なるように形成したので、一方、請求項２記載の発明に
よれば、発光層を光取り出し窓の直下に形成しかつ光取
り出し窓と相対する発光面を光取り出し窓面と略同一寸
法となるように形成したので、一方、請求項３記載の発
明によれば、反射層を発光層を介して光取り出し窓の直
下に形成しかつ反射面を光取り出し窓面と略同一寸法と
なるように形成し、発光層を光取り出し窓の直下に形成
しかつ光取り出し窓と相対する発光面を光取り出し窓面
と略同一寸法となるように形成したので、発光層の周辺
部から放出される光を制御することができる。
【００４０】これにより、発光光の広がりが低減され
て、発光像のにじみが抑制され、鮮明な発光像を得るこ
とができる。
て、発光像のにじみが抑制され、鮮明な発光像を得るこ
とができる。
【図１】請求項１記載の発明の一実施例に係わる半導体
発光装置の断面構造を示す図である。
発光装置の断面構造を示す図である。
【図２】請求項２記載の発明の一実施例に係わる半導体
発光装置の断面構造を示す図である。
発光装置の断面構造を示す図である。
【図３】請求項３記載の発明の一実施例に係わる半導体
発光装置の断面構造を示す図である。
発光装置の断面構造を示す図である。
【図４】従来の半導体発光装置の断面及び平面構造を示
す図である。
す図である。
１ ＧａＡｓ基板 ２ バッファ層 ３，１３ 光反射層 ４ ｎ型のクラッド層 ５，１４ 活性層 ６ ｐ型のクラッド層 ７ 電流阻止層 ８ 電流狭窄部 ９ 電流拡散層 １０ 光取り出し窓 １１ ｐ電極 １２ ｎ電極
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に積層された半導体層に電
流が供給されて発光する発光層と、 発光層から放射された光が外部一方向に取り出される光
取り出し窓と、 発光層から放射された光を光取り出し窓の方向に反射さ
せる反射層とを有し、 反射層は、発光層を介して光取り出し窓の直下に形成さ
れかつ反射面が光取り出し窓面と略同一寸法からなるこ
とを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 半導体基板上に積層された半導体層に電
流が供給されて発光する発光層と、 発光層から放射された光が外部一方向に取り出される光
取り出し窓と、 発光層から放射された光を光取り出し窓の方向に反射さ
せる反射層とを有し、 発光層は、光取り出し窓の直下に形成されかつ光取り出
し窓と相対する発光面が光取り出し窓面と略同一寸法か
らなることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項３】 半導体基板上に積層された半導体層に電
流が供給されて発光する発光層と、 発光層から放射された放射光が外部一方向に取り出され
る光取り出し窓と、 発光層から放射された放射光を光取り出し窓の方向に反
射させる反射層とを有し、 反射層は、発光層を介して光取り出し窓の直下に形成さ
れかつ反射面が光取り出し窓面と略同一寸法からなり、 発光層は、光取り出し窓の直下に形成されかつ光取り出
し窓と相対する発光面が光取り出し窓面と略同一寸法か
らなることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項４】 前記発光層に供給される電流の電流供給
領域を光取り出し窓の直下領域に狭窄する電流狭窄層を
形成してなることを特徴とする請求項１，２，又は３記
載の半導体発光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14901793A JP2898847B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 半導体発光装置 |
| US08/262,498 US5457328A (en) | 1993-06-21 | 1994-06-20 | Semiconductor light emitting device having strong directivity of light emission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14901793A JP2898847B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715035A true JPH0715035A (ja) | 1995-01-17 |
| JP2898847B2 JP2898847B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=15465857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14901793A Expired - Fee Related JP2898847B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 半導体発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5457328A (ja) |
| JP (1) | JP2898847B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974219A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Nec Corp | 面発光型ダイオード及びその製造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5594751A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-14 | Optical Concepts, Inc. | Current-apertured vertical cavity laser |
| JP3797748B2 (ja) * | 1997-05-30 | 2006-07-19 | シャープ株式会社 | 発光ダイオードアレイ |
| US6046465A (en) * | 1998-04-17 | 2000-04-04 | Hewlett-Packard Company | Buried reflectors for light emitters in epitaxial material and method for producing same |
| WO2000060675A1 (de) * | 1999-03-31 | 2000-10-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Optische halbleiterdiode |
| US6577658B1 (en) | 1999-09-20 | 2003-06-10 | E20 Corporation, Inc. | Method and apparatus for planar index guided vertical cavity surface emitting lasers |
| KR102443694B1 (ko) | 2016-03-11 | 2022-09-15 | 삼성전자주식회사 | 전류 확산 특성 및 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4249967A (en) * | 1979-12-26 | 1981-02-10 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method of manufacturing a light-emitting diode by liquid phase epitaxy |
| JPH01282882A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-14 | Canon Inc | 面発光型半導体レーザー装置 |
| US5289018A (en) * | 1990-08-14 | 1994-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Light emitting device utilizing cavity quantum electrodynamics |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP14901793A patent/JP2898847B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-06-20 US US08/262,498 patent/US5457328A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0974219A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Nec Corp | 面発光型ダイオード及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5457328A (en) | 1995-10-10 |
| JP2898847B2 (ja) | 1999-06-02 |
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