JPH1022524A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device

Info

Publication number
JPH1022524A
JPH1022524A JP18992896A JP18992896A JPH1022524A JP H1022524 A JPH1022524 A JP H1022524A JP 18992896 A JP18992896 A JP 18992896A JP 18992896 A JP18992896 A JP 18992896A JP H1022524 A JPH1022524 A JP H1022524A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light
light emitting
active layer
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18992896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Sano
浩二 佐野
Toshiyuki Takahashi
敏幸 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP18992896A priority Critical patent/JPH1022524A/en
Publication of JPH1022524A publication Critical patent/JPH1022524A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device having a high max. output of emission, superior emission efficiency and superior high speed response. SOLUTION: An n-AlGaInP lower clad layer 2, p-GaInP active layer 4, first AlGaP upper clad layer 5 and second p-AlGaInP upper clad layer 7 are epitaxially grown on a GaAs substrate 1. A superlattice layer 3 is formed at a position adjacent to the active layer 4 as a part of the lower clad layer 2. A multiple quantum barrier layer 6 is formed at a position adjacent to the first clad layer 5 as a part of the second clad layer 7. The first clad layer 5 is a resonance tunneling-prevented layer. The active layer 4 is set as thin as to 0.1-2.0 microns. Owing to a mini-band communicating with the active layer 4 formed on the super-lattice layer 3, electrons are efficiently injected into the active layer 4 and efficiently confined in the active layer 4 by the potential barrier enhanced by the tunneling prevented layer and barrier layer 6, thus improving the electron confining efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】この発明は半導体発光素子に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor light emitting device.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】半導体発光素子に要求される
性能の一つに,高速応答性がある。たとえば,発光ダイ
オードを光通信装置の電気信号−光信号変換素子として
用いた場合に,高速応答性のよい発光ダイオードは単位
時間あたりに送出することのできる情報量が多いので,
高速データ通信や大容量データ伝送に適した光ディバイ
スになる。
2. Description of the Related Art One of the performances required for a semiconductor light emitting device is high-speed response. For example, when a light-emitting diode is used as an electric signal-optical signal conversion element of an optical communication device, a light-emitting diode having good high-speed response has a large amount of information that can be transmitted per unit time.
An optical device suitable for high-speed data communication and large-capacity data transmission.

【0003】従来,発光ダイオードの高速応答を実現す
るために,発光ダイオードの活性層中の不純物濃度を高
めたり,活性層の層厚を薄く(薄膜化)するなどの方法
がとられている。しかしながら,これらの方法は高速応
答は実現するが,それに伴って発光ダイオードから出射
する光の最大出力の低下を生じさせていた。特に活性層
の薄膜化によって高速応答性のよい発光ダイオードが比
較的簡単に実現されるが,それに伴って出射光の最大出
力が著しく低下する。
Conventionally, in order to realize a high-speed response of a light-emitting diode, a method of increasing the impurity concentration in an active layer of the light-emitting diode or reducing the thickness (thinning) of the active layer has been adopted. However, although these methods realize a high-speed response, the maximum output of the light emitted from the light emitting diode is reduced accordingly. In particular, the thinning of the active layer makes it possible to relatively easily realize a light-emitting diode having a high-speed response, but with this, the maximum output of emitted light is significantly reduced.

【0004】半導体発光素子においては,発光に寄与す
る注入電子またはホールを活性層に効率よく閉じ込める
ために,ダブルへテロ接合構造がよく用いられる。注入
されたキャリアは,活性層とクラッド層とのヘテロ接合
面におけるポテンシャル障壁によって閉じ込められる。
活性層に閉じ込めることのできるキャリア量を超えて活
性層にキャリアを注入しても出射光には寄与せず,上記
ポテンシャル障壁を超えた分のキャリアは活性層からオ
ーバーフローする。活性層の層厚を薄くした場合,活性
層に閉じ込めることのできるキャリア量が減少するの
で,出射光の最大出力が低下する。
In a semiconductor light emitting device, a double heterojunction structure is often used to efficiently confine injected electrons or holes contributing to light emission in an active layer. The injected carriers are confined by a potential barrier at the heterojunction between the active layer and the cladding layer.
Injecting carriers into the active layer beyond the amount of carriers that can be confined in the active layer does not contribute to the emitted light, and the carriers exceeding the potential barrier overflow from the active layer. When the thickness of the active layer is reduced, the amount of carriers that can be confined in the active layer decreases, so that the maximum output of the emitted light decreases.

【0005】[0005]

【発明の開示】この発明は,出射光の最大出力が大き
く,発光効率および高速応答性の優れた半導体発光素子
を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor light emitting device having a large maximum output of emitted light, excellent luminous efficiency and high-speed response.

【0006】この発明による半導体発光素子は,活性層
とその両側に設けられたクラッド層とを含む半導体発光
素子において,一方のクラッド層には上記活性層に通じ
るミニバンドが形成されるように超格子層が設けられ,
他方のクラッド層には多重量子障壁層が設けられ,上記
活性層と上記多重量子障壁層との間に共鳴トンネリング
防止層が設けられていることを特徴とする。好ましく
は,活性層の層厚が0.1μmから2.0 μmに設定され
る。
A semiconductor light emitting device according to the present invention comprises a semiconductor light emitting device including an active layer and cladding layers provided on both sides of the active layer. One of the cladding layers is formed so as to form a mini-band leading to the active layer. A grid layer is provided,
A multi-quantum barrier layer is provided on the other cladding layer, and a resonance tunneling prevention layer is provided between the active layer and the multi-quantum barrier layer. Preferably, the thickness of the active layer is set to 0.1 μm to 2.0 μm.

【0007】一方のクラッド層に形成される超格子層に
は活性層に通じるミニバンドが形成されるので,ミニバ
ンドを通して活性層に効率よくキャリアが注入される。
活性層に効率よく注入されたキャリアは,他方のクラッ
ド層の多重量子障壁層によって形成された高いポテンシ
ャル障壁によって反射される。このためキャリアのオー
バーフローが生じにくく,効率よく活性層内に閉じ込め
られる。さらに活性層と上記多重量子障壁層との間の共
鳴トンネリング防止層によって,活性層内に閉じ込めら
れたキャリアが多重量子障壁層に漏れ出すことがない。
このことによってもキャリアの閉じ込め効率が向上す
る。活性層への効率のよいキャリアの注入によって活性
層の発光効率が高められ,高いポテンシャル障壁および
共鳴トンネリング防止層によってキャリアの閉じ込め効
率が向上するので,発光効率が高くかつ最大出力が大き
い光を出射させることができる。しかも,高速応答を図
るために活性層を薄膜化しても発光効率を高く維持しか
つ光出力を大きくすることが可能である。
[0007] Since a mini-band leading to the active layer is formed in the superlattice layer formed on one clad layer, carriers are efficiently injected into the active layer through the mini-band.
Carriers efficiently injected into the active layer are reflected by the high potential barrier formed by the multiple quantum barrier layer of the other cladding layer. For this reason, carrier overflow hardly occurs, and the carrier is efficiently confined in the active layer. Further, the carriers trapped in the active layer do not leak to the multiple quantum barrier layer due to the resonance tunneling prevention layer between the active layer and the multiple quantum barrier layer.
This also improves the carrier confinement efficiency. Efficient injection of carriers into the active layer enhances the luminous efficiency of the active layer, and the high potential barrier and the anti-resonance tunneling layer improve the confinement efficiency of the carriers, thereby emitting light with high luminous efficiency and high maximum output. Can be done. In addition, even if the active layer is thinned to achieve a high-speed response, it is possible to maintain a high luminous efficiency and increase the light output.

【0008】この発明の一実施態様では,上記活性層に
通じるミニバンドのエネルギ準位が,上記活性層に近づ
くにつれて低くなるように形成される。これはたとえば
上記活性層に接して設けられた超格子層の各層厚が上記
活性層に近づくにつれて順次厚くなるように形成するこ
とにより実現される。活性層に近づくにつれてミニバン
ドが高いエネルギ準位から低いエネルギ準位へ下るよう
に形成されるので,活性層にキャリアを効率よく注入す
ることができる。
[0008] In one embodiment of the present invention, the energy level of the mini-band leading to the active layer is formed so as to become lower as approaching the active layer. This is realized, for example, by forming each layer of the superlattice layer provided in contact with the active layer so as to gradually increase in thickness as approaching the active layer. Since the miniband is formed so as to decrease from a high energy level to a low energy level as approaching the active layer, carriers can be efficiently injected into the active layer.

【0009】この発明の他の実施態様では,上記活性層
に少なくとも1つの量子井戸層が設けられる。これによ
って活性層の発光波長が短波長化し,かつしきい値電流
密度を下げることができる。
[0009] In another embodiment of the present invention, at least one quantum well layer is provided in the active layer. As a result, the emission wavelength of the active layer can be shortened, and the threshold current density can be reduced.

【0010】この発明によるさらに他の実施態様では,
上記活性層と発光素子の光取り出し面との間に電流狭搾
構造が設けられる。光取り出し領域の真下に電流が集中
して流れるように活性層と光取り出し面との間に電流狭
窄構造を形成することによって,活性層が一層効率よく
発光し,光取り出し効率も向上する。
In still another embodiment according to the present invention,
A current constriction structure is provided between the active layer and the light extraction surface of the light emitting element. By forming a current confinement structure between the active layer and the light extraction surface so that the current flows intensively directly below the light extraction region, the active layer emits light more efficiently and the light extraction efficiency is improved.

【0011】この発明によるさらに他の実施態様では,
上記活性層で発生した光のうち,半導体基板側へ放射さ
れる光を上記光取り出し領域へ反射させる反射層が設け
られる。活性層から光取り出し領域と反対側へ出射した
光を反射させて光取り出し領域から外部へ取り出すこと
ができるので,光取り出し効率を向上させることができ
る。このような反射層はたとえば多層反射膜により実現
される。
In still another embodiment according to the present invention,
A reflection layer is provided for reflecting light emitted to the semiconductor substrate side of the light generated in the active layer to the light extraction region. Since the light emitted from the active layer to the side opposite to the light extraction region can be reflected and extracted from the light extraction region to the outside, the light extraction efficiency can be improved. Such a reflective layer is realized by, for example, a multilayer reflective film.

【0012】この発明による半導体発光素子は微小発光
径とすることが可能で,出射光の最大出力を大きくする
ことができるので,光学検知装置,光学的情報処理装
置,その他の光学機器に用いることによって,光学的性
能の良好な各種光学装置を製作することができる。さら
に高速応答性を有するので,光通信装置等に用いること
によって高速データ通信や大容量データ伝送を行うこと
ができる。
Since the semiconductor light emitting device according to the present invention can have a small light emission diameter and can increase the maximum output of emitted light, it can be used for an optical detection device, an optical information processing device, and other optical devices. Accordingly, various optical devices having good optical performance can be manufactured. Furthermore, since it has high-speed response, high-speed data communication and large-capacity data transmission can be performed by using the optical communication device or the like.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

第1実施例 図1は第1実施例による発光ダイオードを示すものであ
り,(A) は発光ダイオードの構造を模式的に示す断面
図,(B) はその伝導帯のエネルギ・バンド・ギャップを
示している。
First Embodiment FIGS. 1A and 1B show a light emitting diode according to a first embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing the structure of the light emitting diode, and FIG. 1B shows the energy band gap of its conduction band. Is shown.

【0014】この発光ダイオードはMBE法(Molecula
r Beam Epitaxy:分子線エピタキシ法),MOCVD法
(Metal Organic Chemical Vapor Deposition :有機金
属気相成長法),LPE法(Liquid Phase Epitaxy:液
相成長法)などを用いて,GaAs基板1上に,n−A
lGaInP下部クラッド層2,p−GaInP活性層
4,AlGaP上部第1クラッド層5およびp−AlG
aInP上部第2クラッド層7を順次積層させた構造を
もつ。n−AlGaInP下部クラッド層2の一部とし
て活性層4に接する位置に超格子層3が設けられてい
る。p−AlGaInP上部第2クラッド層7の一部と
してAlGaP上部第1クラッド層5に接する位置に多
重量子障壁層6が設けられている。上部第2クラッド層
7の上面にp側電極8が,GaAs基板1の下面にn側
電極9がそれぞれ形成されている。上部第2クラッド層
7の上面のp側電極8が形成されている部分を除く中央
部の領域が光取り出し領域10である。必要ならば,基板
1と下部クラッド層2との間に多層反射膜層11を設け
る。活性層4の層厚は,0.1 μm〜2.0 μm程度に薄く
設定される。
This light emitting diode is manufactured by the MBE method (Molecula
r Beam Epitaxy (Molecular Beam Epitaxy), MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition), LPE (Liquid Phase Epitaxy), etc. nA
1GaInP lower cladding layer 2, p-GaInP active layer 4, AlGaP upper first cladding layer 5, and p-AlG
It has a structure in which the aInP upper second cladding layer 7 is sequentially laminated. The superlattice layer 3 is provided at a position in contact with the active layer 4 as a part of the n-AlGaInP lower cladding layer 2. The multiple quantum barrier layer 6 is provided as a part of the p-AlGaInP upper second cladding layer 7 at a position in contact with the AlGaP upper first cladding layer 5. A p-side electrode 8 is formed on the upper surface of the upper second cladding layer 7, and an n-side electrode 9 is formed on the lower surface of the GaAs substrate 1. The light extraction region 10 is the central region of the upper surface of the upper second cladding layer 7 excluding the portion where the p-side electrode 8 is formed. If necessary, a multilayer reflective film layer 11 is provided between the substrate 1 and the lower cladding layer 2. The thickness of the active layer 4 is set as thin as about 0.1 μm to 2.0 μm.

【0015】超格子層3は,超格子井戸層3aと超格子
障壁層3bとが交互に複数層積層されて形成されて構成
されている。超格子井戸層3aのエネルギ・ギャップは
小さく,超格子障壁層3bのエネルギ・ギャップは大き
い。超格子井戸層3aとしてn−GaInPが用いら
れ,超格子障壁層3bとしてp−AlGaInPが用い
られている。超格子層3は,超格子(Superlattice)ま
たは多重量子障壁(Multi-Quantum Barrier: MQB)と呼
ばれる積層構造をもつ。これはエネルギ・ギャップの異
なる2種類の半導体材料からなる薄い層が交互に複数組
積層されて実現される。
The superlattice layer 3 is formed by alternately laminating a plurality of superlattice well layers 3a and superlattice barrier layers 3b. The energy gap of the superlattice well layer 3a is small, and the energy gap of the superlattice barrier layer 3b is large. N-GaInP is used as the superlattice well layer 3a, and p-AlGaInP is used as the superlattice barrier layer 3b. The superlattice layer 3 has a stacked structure called a superlattice or a multi-quantum barrier (MQB). This is realized by alternately stacking a plurality of thin layers made of two kinds of semiconductor materials having different energy gaps.

【0016】超格子層3は超格子構造を有するので,そ
のエネルギ・バンド構造中にミニバンドが形成される。
超格子層3が活性層4に接して設けられているので,ミ
ニバンドは活性層4に通じるように形成される。後述す
る多重量子障壁層6と区別するために活性層4に通じる
ミニバンドが形成された半導体層を超格子層3と呼ぶ。
Since the superlattice layer 3 has a superlattice structure, a mini band is formed in the energy band structure.
Since the superlattice layer 3 is provided in contact with the active layer 4, the mini band is formed so as to communicate with the active layer 4. A semiconductor layer in which a mini-band leading to the active layer 4 is formed is referred to as a superlattice layer 3 in order to distinguish it from a multiple quantum barrier layer 6 described later.

【0017】さらに超格子層3は多重量子障壁構造を有
するので,活性層4と超格子層3とのヘテロ界面には高
いポテンシャル障壁が形成される。多重量子障壁構造に
よって形成されるポテンシャル障壁は,単層のクラッド
層によるポテンシャル障壁を超える高さをもつ。
Further, since the superlattice layer 3 has a multiple quantum barrier structure, a high potential barrier is formed at the hetero interface between the active layer 4 and the superlattice layer 3. The potential barrier formed by the multiple quantum barrier structure has a height that exceeds the potential barrier formed by a single clad layer.

【0018】多重量子障壁層6は,超格子井戸層6aと
超格子障壁層6bとが交互に複数層積層されて形成され
て構成されている。超格子井戸層6aのエネルギ・ギャ
ップは小さく,超格子障壁層6bのエネルギ・ギャップ
は大きい。超格子井戸層6aとしてn−GaInPが用
いられ,超格子障壁層6bとしてp−AlGaInPが
用いられている。多重量子障壁層6も超格子(Superlat
tice)または多重量子障壁(Multi-Quantum Barrier: M
QB)と呼ばれる積層構造をもつ。
The multiple quantum barrier layer 6 is formed by alternately stacking a plurality of superlattice well layers 6a and superlattice barrier layers 6b. The energy gap of the superlattice well layer 6a is small, and the energy gap of the superlattice barrier layer 6b is large. N-GaInP is used as the superlattice well layer 6a, and p-AlGaInP is used as the superlattice barrier layer 6b. The multiple quantum barrier layer 6 is also a superlattice (Superlat
tice) or Multi-Quantum Barrier: M
It has a laminated structure called QB).

【0019】多重量子障壁層6も超格子構造をもつの
で,そのエネルギ・バンド構造中にミニバンドが形成さ
れる。しかしながら,多重量子障壁層6と活性層4との
間には上部第1クラッド層5が形成されているので,多
重量子障壁層6のエネルギ構造中に形成されるミニバン
ドは活性層4には通じていない。上部第1クラッド層5
のエネルギ・ギャップが大きく,かつ厚い層厚をもって
形成されているからである。
Since the multiple quantum barrier layer 6 also has a superlattice structure, a mini band is formed in its energy band structure. However, since the upper first cladding layer 5 is formed between the multiple quantum barrier layer 6 and the active layer 4, the mini-band formed in the energy structure of the multiple quantum barrier layer 6 does not I don't communicate. Upper first cladding layer 5
Is formed with a large energy gap and a large layer thickness.

【0020】上部第1クラッド層5は活性層4中のキャ
リアがトンネル効果によって多重量子障壁層6に漏れ出
すことも防止する。すなわち,上部第1クラッド層5は
共鳴トンネリング防止層を形成している。
The upper first cladding layer 5 also prevents carriers in the active layer 4 from leaking into the multiple quantum barrier layer 6 due to a tunnel effect. That is, the upper first cladding layer 5 forms a resonance tunneling prevention layer.

【0021】さらに多重量子障壁層6は多重量子障壁構
造をもつので,活性層4と共鳴トンネリング防止層5と
のヘテロ界面には,高いポテンシャル障壁が形成され
る。高いポテンシャル障壁によって,活性層からクラッ
ド層にオーバーフローするキャリアに対する反射率が高
められる。多重量子障壁構造による高いポテンシャル障
壁と上記の上部第1クラッド層(共鳴トンネリング防止
層)5とによって,多重量子障壁層6側のキャリアの閉
じ込め効率は一層高められる。
Further, since the multiple quantum barrier layer 6 has a multiple quantum barrier structure, a high potential barrier is formed at the hetero interface between the active layer 4 and the resonance tunneling prevention layer 5. The high potential barrier increases the reflectivity for carriers that overflow from the active layer to the cladding layer. The high potential barrier due to the multiple quantum barrier structure and the above-mentioned upper first cladding layer (resonant tunneling prevention layer) 5 further enhance the carrier confinement efficiency on the multiple quantum barrier layer 6 side.

【0022】多重量子障壁層6におけるポテンシャル障
壁は,多重量子障壁を構成する井戸層6aと障壁層6b
との間のポテンシャル差に強く依存している。好ましく
は,多重量子障壁層6を構成する超格子井戸層6aのn
−GaInPのInの組成比を0.5 より大きくする。こ
のことによって多重量子障壁層6におけるポテンシャル
障壁は充分に高められる。このことは超格子層3につい
ても同様である。
The potential barrier in the multiple quantum barrier layer 6 includes a well layer 6a and a barrier layer 6b that constitute the multiple quantum barrier.
Strongly depends on the potential difference between Preferably, n of the superlattice well layer 6a constituting the multiple quantum barrier layer 6 is
-The In composition ratio of GaInP is set to be larger than 0.5. Thereby, the potential barrier in the multiple quantum barrier layer 6 is sufficiently increased. This applies to the superlattice layer 3 as well.

【0023】超格子層3と多重量子障壁層6とは異なる
材料で形成することもできる。たとえば,超格子層3を
構成する超格子井戸層3aにn−GaInP,超格子障
壁層3bにp−AlGaInPを用い,多重量子障壁層
6を構成する超格子井戸層6aにn−InGaAs,超
格子障壁層6bにp−InPを用いることができる。
The superlattice layer 3 and the multiple quantum barrier layer 6 can be formed of different materials. For example, n-GaInP is used for the superlattice well layer 3a constituting the superlattice layer 3, p-AlGaInP is used for the superlattice barrier layer 3b, n-InGaAs is used for the superlattice well layer 6a constituting the multiple quantum barrier layer 6, and P-InP can be used for the lattice barrier layer 6b.

【0024】p側電極8とn側電極9との間に電流を流
すと,発光ダイオードを構成する半導体層にはキャリア
が注入される。以下,電子の注入の例を説明する。電子
は価電子帯(図示略)から伝導帯に励起され,n側電極
9側からp側電極8側へ流れる。
When a current flows between the p-side electrode 8 and the n-side electrode 9, carriers are injected into the semiconductor layer forming the light emitting diode. Hereinafter, an example of electron injection will be described. The electrons are excited from the valence band (not shown) to the conduction band, and flow from the n-side electrode 9 side to the p-side electrode 8 side.

【0025】価電子帯(図示略)から超格子層3の部分
の伝導帯に励起された電子は,超格子井戸層3a中に閉
じ込められることなくミニバンドを通して活性層4に効
率よく運び込まれる。
Electrons excited from the valence band (not shown) to the conduction band of the superlattice layer 3 are efficiently carried into the active layer 4 through the miniband without being confined in the superlattice well layer 3a.

【0026】ミニバンドによる活性層4への効率のよい
電子の注入は,活性層4の温度上昇を抑制させるという
効果をもたらす。一般に発光ダイオードは活性層の温度
上昇によって発光効率が低下する。ミニバンドによる効
率のよい電子の注入によって活性層4の温度上昇が抑え
られるので,活性層4の発光効率の低下を防止すること
ができる。
The efficient injection of electrons into the active layer 4 by the mini-band has the effect of suppressing the temperature rise of the active layer 4. Generally, the light emitting efficiency of a light emitting diode decreases due to an increase in the temperature of the active layer. Since the temperature rise of the active layer 4 is suppressed by efficient electron injection by the mini-band, it is possible to prevent a decrease in the luminous efficiency of the active layer 4.

【0027】超格子層3に形成されたミニバンドを通し
て活性層4に効率よく運び込まれた電子と,活性層4に
おいて価電子帯(図示略)から直接に伝導帯に励起され
た電子は,活性層4と上部第1クラッド層5とのヘテロ
界面に形成された高いポテンシャル障壁で効率よく反射
される。このため活性層4内に多くの電子が閉じ込めら
れ電子閉じ込め効率が向上する。共鳴トンネリング防止
層と多重量子障壁層6によって高められたポテンシャル
障壁による電子閉じ込め効率の増加分を,活性層4を薄
くすることにより生じる電子閉じ込め効率の減少分より
も上回らせることができる。
The electrons efficiently carried into the active layer 4 through the mini-band formed in the superlattice layer 3 and the electrons directly excited from the valence band (not shown) to the conduction band in the active layer 4 are active. The light is efficiently reflected by the high potential barrier formed at the hetero interface between the layer 4 and the upper first cladding layer 5. Therefore, many electrons are confined in the active layer 4, and the electron confinement efficiency is improved. The increase in the electron confinement efficiency due to the potential barrier enhanced by the resonance tunneling prevention layer and the multiple quantum barrier layer 6 can be larger than the decrease in the electron confinement efficiency caused by making the active layer 4 thinner.

【0028】ミニバンドを通して効率よく電子が活性層
4に注入されるので,活性層4の発光効率が高められ
る。さらに活性層4を薄くすることによって発光ダイオ
ードの高速応答性を向上させつつ,共鳴トンネリング防
止層および高いポテンシャル障壁によって電子閉じ込め
効率を向上させることができる。したがって,高速応答
性を有し,かつ発光効率が高く光出力の最大値の大きい
発光ダイオードが実現される。高出力の光が光取り出し
領域10から外部に取り出される。
Since the electrons are efficiently injected into the active layer 4 through the mini-band, the luminous efficiency of the active layer 4 is improved. Further, by reducing the thickness of the active layer 4, the high-speed response of the light emitting diode can be improved, and the electron trapping efficiency can be improved by the resonance tunneling prevention layer and the high potential barrier. Therefore, a light-emitting diode having high-speed response, high luminous efficiency and a large maximum value of light output is realized. High-output light is extracted from the light extraction region 10 to the outside.

【0029】活性層4は,井戸層と障壁層とを交互に積
層した量子井戸構造にしてもよい。この量子井戸構造
は,単一量子井戸,多重量子井戸のどちらでもよい。活
性層4に量子井戸構造を設けることによって,活性層4
の発光波長が短波長化され,しきい値電流密度を下げる
ことができる。
The active layer 4 may have a quantum well structure in which well layers and barrier layers are alternately stacked. This quantum well structure may be either a single quantum well or a multiple quantum well. By providing a quantum well structure in the active layer 4, the active layer 4
The emission wavelength of the light is shortened, and the threshold current density can be reduced.

【0030】活性層4で発生した光の一部は基板1に向
い,吸収される。鎖線11で示すように基板1と下部クラ
ッド層2との間に多層反射膜層を設けることにより,活
性層4で発生した光のうち光取り出し領域10とは反対側
に向う光をこの反射膜で反射させ,光取り出し領域10か
ら取り出すことができる。これにより光取り出し効率を
高めることができる。この多層反射膜層11は,Al0.1
Ga0.9 As層およびAlAs層を交互に積層して形成
されている。
A part of the light generated in the active layer 4 is directed to the substrate 1 and is absorbed. By providing a multilayer reflective film layer between the substrate 1 and the lower cladding layer 2 as indicated by a chain line 11, the light generated in the active layer 4 and directed to the side opposite to the light extraction region 10 is reflected by the reflective film. And can be extracted from the light extraction area 10. Thereby, light extraction efficiency can be increased. This multilayer reflective film layer 11 is made of Al 0.1
It is formed by alternately stacking Ga 0.9 As layers and AlAs layers.

【0031】多層反射膜層11は屈折率の異なる2つの層
を一単位として,この単位層を10〜30層積層することに
より構成される。これらの屈折率の異なる2つの層の屈
折率をそれぞれn1 ,n2 とし,それらの膜厚をそれぞ
れd01,d02とし,活性層4の発光波長をλ0 とする
と,これらは次式によって関係づけられる。
The multilayer reflective film layer 11 is constituted by stacking 10 to 30 unit layers with two layers having different refractive indexes as one unit. Assuming that the refractive indices of these two layers having different refractive indices are n 1 and n 2 respectively, their thicknesses are d 01 and d 02, and the emission wavelength of the active layer 4 is λ 0 , Related by

【0032】[0032]

【数1】d01=λ0 /(4n1 ) …式1 d02=λ0 /(4n2 ) …式2## EQU1 ## d 01 = λ 0 / (4n 1 ) Equation 1 d 02 = λ 0 / (4n 2 ) Equation 2

【0033】第2実施例 図2は第2実施例による発光ダイオードを示すものであ
り,(A) はその構造を模式的に示す断面図,(B) はその
エネルギ・バンド・ギャップを示している。この発光ダ
イオードは,図1に示す発光ダイオードと超格子層の構
造が異なっている。
Second Embodiment FIGS. 2A and 2B show a light emitting diode according to a second embodiment. FIG. 2A is a sectional view schematically showing the structure of the light emitting diode, and FIG. 2B shows the energy band gap. I have. This light emitting diode differs from the light emitting diode shown in FIG. 1 in the structure of the superlattice layer.

【0034】超格子層3を構成する超格子井戸層3aと
超格子障壁層3bは,n側電極9側から活性層4側に向
うにつれて,層厚が徐々に厚くなるように形成されてい
る。層厚の薄い箇所では,ミニバンドの上端(上部禁制
帯)のエネルギ準位とミニバンドの下端(下部禁制帯)
のエネルギ準位との間のエネルギ幅(ミニバンドの幅)
は広く,膜厚が厚くなるにしたがって狭いものになる。
また上部禁制帯および下部禁制帯のエネルギ準位は,超
格子井戸層3aと超格子障壁層3bの層厚が厚くなるに
伴って,どちらも低いエネルギ準位に移っていく。ミニ
バンドのエネルギ幅やそのエネルギ準位は,超格子層3
を構成する超格子井戸層3aまたは超格子障壁層3bに
他の半導体材料を用いるなど,他の方法によって変化さ
せることもできる。超格子井戸層3aと超格子障壁層3
bは,これらの層厚が最も厚い箇所においてもミニバン
ドが形成されるための条件(電子の波動関数がつながる
程度の厚さ)を満たしていることはいうまでもない。
The superlattice well layer 3a and the superlattice barrier layer 3b constituting the superlattice layer 3 are formed so that their thickness gradually increases from the n-side electrode 9 side to the active layer 4 side. . The energy level at the top of the mini-band (upper bandgap) and the bottom of the mini-band (lower bandgap) where the thickness is small
Width between the energy levels of the (mini-band width)
Is wide and narrow as the film thickness increases.
The energy levels of the upper and lower forbidden bands shift to lower energy levels as the thicknesses of the superlattice well layer 3a and the superlattice barrier layer 3b increase. The energy width of the mini-band and its energy level are
Can be changed by another method such as using another semiconductor material for the superlattice well layer 3a or the superlattice barrier layer 3b. Superlattice well layer 3a and superlattice barrier layer 3
It goes without saying that b satisfies the condition for forming a miniband (thickness to which an electron wave function is connected) even in the place where the layer thickness is the thickest.

【0035】p側およびn側電極8,9間に電流を流す
と,超格子層3に注入された電子はミニバンドを通して
高いエネルギ準位から低いエネルギ準位へ向かい,効率
的に活性層4に運び込まれる。このため発光層4が効率
よく発光する。
When a current is applied between the p-side and n-side electrodes 8 and 9, the electrons injected into the superlattice layer 3 move from the high energy level to the low energy level through the mini band, and the active layer 4 is efficiently made. It is carried to. Therefore, the light emitting layer 4 emits light efficiently.

【0036】図示されたミニバンドは大きい段差をもっ
て形成されているが,超格子層3の層厚をゆるやかに変
化させることによってさらに滑らかにエネルギ幅やエネ
ルギ準位が変化するミニバンドを形成することも可能で
ある。
Although the illustrated mini-band is formed with a large step, it is possible to form a mini-band whose energy width and energy level change more smoothly by gradually changing the thickness of the superlattice layer 3. Is also possible.

【0037】上記の第1および第2実施例において,活
性層4の電子閉じ込めのためにp−クラッド層側に共鳴
トンネリング防止層が設けられている。活性層4におけ
るホールに着目すれば,その閉じ込めのためには,n−
クラッド層側に共鳴トンネリング防止層が設けられる。
この場合には,p−クラッド層側に活性層4に通じるミ
ニバンドが形成され,p側電極から活性層に効率よくホ
ールが運び込まれる。活性層に効率よく運び込まれたホ
ールは,n−クラッド層側の活性層のヘテロ界面におい
て効率よく反射される。
In the first and second embodiments, a resonance tunneling prevention layer is provided on the p-cladding layer side for confining electrons in the active layer 4. Focusing on the holes in the active layer 4, n-
A resonance tunneling prevention layer is provided on the cladding layer side.
In this case, a mini-band leading to the active layer 4 is formed on the p-cladding layer side, and holes are efficiently carried into the active layer from the p-side electrode. The holes efficiently carried into the active layer are efficiently reflected at the hetero interface of the active layer on the n-cladding layer side.

【0038】第3実施例 図3は第3実施例を示すもので,発光ダイオードの構造
を模式的に示す断面図である。
Third Embodiment FIG. 3 shows a third embodiment and is a cross-sectional view schematically showing a structure of a light emitting diode.

【0039】この発光ダイオードの構造をその製造工程
に沿って説明する。まずMBE法,MOCVD法,LP
E法などにより,GaAs基板21の上に多層反射膜層3
1,n−AlGaInP下部クラッド層22,超格子層2
3,p−GaInP活性層24,AlGaInP第1クラ
ッド層25,多重量子障壁層26およびp−AlGaInP
上部第2クラッド層27を順次エピタキシャル成長させて
半導体チップを形成する。
The structure of this light emitting diode will be described along with its manufacturing process. First, MBE method, MOCVD method, LP
The multilayer reflective film layer 3 is formed on the GaAs substrate 21 by the E method or the like.
1, n-AlGaInP lower cladding layer 22, superlattice layer 2
3, p-GaInP active layer 24, AlGaInP first cladding layer 25, multiple quantum barrier layer 26 and p-AlGaInP
The upper second cladding layer 27 is sequentially epitaxially grown to form a semiconductor chip.

【0040】次に上部第2クラッド層27の上面の光取出
し領域20を形成しようとする領域をレジスト皮膜によっ
て覆い,このレジスト皮膜をマスクとして半導体チップ
にn型イオンを打込む。イオンの打込みは,第2上部ク
ラッド層27内にイオン打込み領域32の上端および下端が
くるようにする。これによって,第2上部クラッド層27
内にn型の反転層(イオン打込み領域)32が形成され,
第2上部クラッド層27の反転層32が形成されていない部
分が電流通路領域33となる。
Next, a region on the upper surface of the upper second cladding layer 27 where the light extraction region 20 is to be formed is covered with a resist film, and n-type ions are implanted into the semiconductor chip using the resist film as a mask. The ion implantation is performed so that the upper end and the lower end of the ion implantation region 32 come into the second upper cladding layer 27. Thereby, the second upper cladding layer 27
An n-type inversion layer (ion-implanted region) 32 is formed therein,
The portion of the second upper cladding layer 27 where the inversion layer 32 is not formed becomes the current path region 33.

【0041】この後,上述したレジスト皮膜を除去し,
上部第2クラッド層27の上面に光取出し領域20の開口パ
ターンと一致するようにレジスト皮膜を新たに形成し,
その上から金属を蒸着する。その後,レジストをその上
面に蒸着された金属と一緒に除去する。残った金属がp
側電極28になる。GaAs基板21の下面にはn側電極29
を形成する。
Thereafter, the above-mentioned resist film is removed,
A resist film is newly formed on the upper surface of the upper second cladding layer 27 so as to match the opening pattern of the light extraction region 20,
A metal is deposited from above. Thereafter, the resist is removed together with the metal deposited on the upper surface. The remaining metal is p
It becomes the side electrode 28. An n-side electrode 29 is provided on the lower surface of the GaAs substrate 21.
To form

【0042】p側電極28とn側電極29との間に電流を流
すと,反転層32の下面と第2上部クラッド層27との間は
逆バイアスのpn接合となるので,p側電極28から注入
された電流は反転層32に囲まれた電流通路領域33にのみ
流れる。活性層24の電流通路領域33と対応する領域のみ
に電流が注入されて発光する。活性層24で発光した光
は,光取出し領域20から外部へ出射する。すなわち,電
流狭搾構造の半導体発光素子が構成されており,活性層
が効率よく発光する。
When a current flows between the p-side electrode 28 and the n-side electrode 29, a reverse bias pn junction is formed between the lower surface of the inversion layer 32 and the second upper cladding layer 27. Flows only through the current path region 33 surrounded by the inversion layer 32. A current is injected only into a region of the active layer 24 corresponding to the current passage region 33 to emit light. The light emitted from the active layer 24 is emitted from the light extraction region 20 to the outside. That is, a semiconductor light emitting device having a current constriction structure is formed, and the active layer emits light efficiently.

【0043】光取り出し領域20を電流通路領域33に対応
させて小さく形成することができる。小さな光取り出し
領域を形成することによって,発光径の小さな出射光を
得ることができる。
The light extraction area 20 can be formed small corresponding to the current path area 33. By forming a small light extraction region, emitted light with a small emission diameter can be obtained.

【0044】応用例 この発明による半導体発光素子は,上述のように出射す
る光の最大出力が大きく,高速応答を行うことができ,
微小発光径を有するので,多くの光学装置,光通信装
置,光学的処理装置等に応用することができる。
APPLICATION EXAMPLE The semiconductor light emitting device according to the present invention has a large maximum output of the emitted light as described above, and can perform a high-speed response.
Since it has a small light emission diameter, it can be applied to many optical devices, optical communication devices, optical processing devices, and the like.

【0045】図4は,上記実施例の発光ダイオードを備
えた光ファイバ型距離センサの概略図を示している。
FIG. 4 is a schematic view of an optical fiber type distance sensor provided with the light emitting diode of the above embodiment.

【0046】この光ファイバ型距離センサは,発光ダイ
オード41,投光用光ファイバ42,受光用光ファイバ43,
受光素子44および信号処理装置45から構成されている。
This optical fiber type distance sensor comprises a light emitting diode 41, a light projecting optical fiber 42, a light receiving optical fiber 43,
It comprises a light receiving element 44 and a signal processing device 45.

【0047】信号処理装置45によって与えられる電気信
号によって発光ダイオード41が駆動され,発光ダイオー
ド41が発光する。発光ダイオード41から出射された光は
投光用光ファイバ42内にその一端から導入され,他端か
ら被対象物46に投射される。
The light emitting diode 41 is driven by the electric signal provided by the signal processing device 45, and the light emitting diode 41 emits light. The light emitted from the light emitting diode 41 is introduced into the light projecting optical fiber 42 from one end thereof, and is projected onto the object 46 from the other end.

【0048】被対象物46からの反射光は受光用光ファイ
バ43内に導入され,受光素子43の受光面に入射する。受
光素子44の受光信号が信号処理装置45に与えられる。信
号処理装置45は受光信号の振幅に基づいて,投光用,受
光用光ファイバ42,43の被対象物46側の先端部分から被
対象物46までの距離Sを算出する。
The light reflected from the object 46 is introduced into the light receiving optical fiber 43 and enters the light receiving surface of the light receiving element 43. The light receiving signal of the light receiving element 44 is given to the signal processing device 45. The signal processing device 45 calculates a distance S from the tip of the optical fibers 42 and 43 for light emission and light reception on the object 46 side based on the amplitude of the light reception signal.

【0049】このような距離センサにおいては,受光素
子44が検知可能な受信信号レベルの範囲内で距離測定が
行われる。発光ダイオード41の発光径を小さくすること
ができるので,発光ダイオードと光ファイバとは高い光
結合効率を得ることができる。さらに発光ダイオード41
は出射光の最大出力が大きい。したがって,発光ダイオ
ード41を用いた距離センサは測定可能な距離を延ばすこ
とができる。
In such a distance sensor, the distance is measured within the range of the reception signal level that can be detected by the light receiving element 44. Since the light emitting diameter of the light emitting diode 41 can be reduced, high light coupling efficiency can be obtained between the light emitting diode and the optical fiber. Further light emitting diode 41
Has a large maximum output of the emitted light. Therefore, the distance sensor using the light emitting diode 41 can extend the measurable distance.

【0050】図5は,上記実施例の発光ダイオードを備
えた光通信装置の概略図を示している。
FIG. 5 is a schematic diagram of an optical communication device provided with the light emitting diode of the above embodiment.

【0051】この光通信装置は,投光回路51,発光ダイ
オード52,光ファイバ53,受光素子54および受光回路55
から構成されている。
This optical communication device includes a light emitting circuit 51, a light emitting diode 52, an optical fiber 53, a light receiving element 54, and a light receiving circuit 55.
It is composed of

【0052】投光回路51は入力された送信すべき信号に
基づいて駆動電流を変化させ,発光ダイオード52が出射
する光の光変調(強度変調)を行う。発光ダイオード52
から出射された光は光ファイバ53内に導入され,光ファ
イバ53内を伝送された後,受光素子54によって受光され
る。受光素子54の受光信号は受光回路55に与えられ,そ
こで所定の信号に変換されて(たとえば,ディジタル・
データに変換されて)外部に出力される。光伝送に用い
られる光ファイバ53には必要に応じて光増幅器,コネク
タ等が接続され,光ファイバケーブルの延長等が行われ
る。
The light projecting circuit 51 changes the driving current based on the input signal to be transmitted, and performs light modulation (intensity modulation) of the light emitted from the light emitting diode 52. Light-emitting diode 52
Is emitted into the optical fiber 53, is transmitted through the optical fiber 53, and is received by the light receiving element 54. The light receiving signal of the light receiving element 54 is given to a light receiving circuit 55, where it is converted into a predetermined signal (for example, a digital signal).
(Converted to data) and output to the outside. An optical amplifier, a connector, and the like are connected to the optical fiber 53 used for optical transmission as necessary, and the optical fiber cable is extended.

【0053】発光ダイオード52は,微小発光径を有し出
射光の最大出力が大きいので,発光ダイオードと光ファ
イバとの高い光結合効率を得ることができる。また高速
応答性を有するので,高速かつ大容量のデータ通信およ
びデータ伝送を行うことができる。光ファイバには,好
ましくはプラスチック・ファイバが用いられる。プラス
チック・ファイバは低損失でS/N比が高いので,精度
のよい光伝送を行うことができる。
Since the light emitting diode 52 has a very small light emitting diameter and a large maximum output of the emitted light, a high optical coupling efficiency between the light emitting diode and the optical fiber can be obtained. In addition, since it has high-speed response, high-speed and large-capacity data communication and data transmission can be performed. Plastic fibers are preferably used for the optical fibers. Since the plastic fiber has a low loss and a high S / N ratio, accurate optical transmission can be performed.

【0054】上記の光通信装置では一方に投光回路が設
けられ,他方に受光回路が設けられている。これは一方
向通信の構成である。上記投光回路と上記受光回路の両
方の機能を備えた投受光回路を少なくとも2組用意し,
それらの投光回路の発光ダイオードと受光回路の受光素
子をそれぞれ2本の光ファイバで光接続するように構成
してもよい。これにより双方向の光通信が可能となる。
In the above-mentioned optical communication device, a light emitting circuit is provided on one side and a light receiving circuit is provided on the other side. This is a one-way communication configuration. Prepare at least two sets of light emitting and receiving circuits having both functions of the light emitting circuit and the light receiving circuit,
The light emitting diode of the light emitting circuit and the light receiving element of the light receiving circuit may be optically connected by two optical fibers. This enables two-way optical communication.

【0055】図6(A) は上記実施例の発光ダイオードを
備えたバーコード・リーダを示している。同図(B) はバ
ーコード・リーダの受光素子によって検知された受光
(バーコード)信号を示している。
FIG. 6A shows a bar code reader provided with the light emitting diodes of the above embodiment. FIG. 2B shows a light receiving (bar code) signal detected by the light receiving element of the bar code reader.

【0056】このバーコード・リーダは,発光ダイオー
ド61,投光側集光レンズ62,回転多面鏡66,モータ67,
走査レンズ63,受光側集光レンズ64および受光素子65を
備えている。
The bar code reader comprises a light emitting diode 61, a light-collecting lens 62, a rotating polygon mirror 66, a motor 67,
A scanning lens 63, a light-receiving-side condenser lens 64, and a light-receiving element 65 are provided.

【0057】発光ダイオード61の出射光は,投光側集光
レンズ62によって集光された後,回転多面鏡66の鏡面に
入射する。回転多面鏡66の鏡面からの反射光は,走査レ
ンズ63を通って投射される。回転多面鏡66はモータ67に
よって一方向に一定速度で回転駆動される。鏡面が多面
体であって一方向に一定速度で回転しているので,走査
レンズ63からの投射光はバーコードa上を走査する。
The light emitted from the light emitting diode 61 is condensed by the light-collecting lens 62 on the light projecting side, and then enters the mirror surface of the rotary polygon mirror 66. Light reflected from the mirror surface of the rotating polygon mirror 66 is projected through the scanning lens 63. The rotary polygon mirror 66 is driven by a motor 67 to rotate in one direction at a constant speed. Since the mirror surface is a polyhedron and rotates at a constant speed in one direction, the projection light from the scanning lens 63 scans over the bar code a.

【0058】バーコードaからの反射光は,受光側集光
レンズ64によって集光され,受光素子65に入射する。受
光素子65は入射される光の光強度の応じた受光信号(バ
ーコード信号)を出力し,その受光信号が信号処理装置
(図示略)に与えられる。信号処理装置はバーコードa
の認識,その他の信号処理を行う。
The light reflected from the bar code a is condensed by the light-receiving side condenser lens 64 and enters the light-receiving element 65. The light receiving element 65 outputs a light receiving signal (bar code signal) corresponding to the light intensity of the incident light, and the light receiving signal is given to a signal processing device (not shown). The signal processing device is a bar code a
Recognition and other signal processing.

【0059】発光ダイオード61は発光径が小さく最大出
力の大きい光を出射することができる(約10μm)。発
光径がバーコードの線幅の最小値(0.2 mm)よりも小
さいので,どのような幅のバーコードも高精度に読み取
ることができる。
The light emitting diode 61 can emit light having a small emission diameter and a large maximum output (about 10 μm). Since the emission diameter is smaller than the minimum value (0.2 mm) of the bar code line width, any width bar code can be read with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施例を示すもので,(A) は発光ダイオー
ドの構成を模式的に示す断面図,(B) はそのエネルギ・
バンド・ギャップを示す。
1A and 1B show a first embodiment, in which FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a structure of a light emitting diode, and FIG.
Shows the band gap.

【図2】第2実施例を示すもので,(A) は発光ダイオー
ドの構成を模式的に示す断面図,(B) はそのエネルギ・
バンド・ギャップを示す。
FIGS. 2A and 2B show a second embodiment, in which FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing the structure of a light emitting diode, and FIG.
Shows the band gap.

【図3】第3実施例を示すもので,発光ダイオードの構
成を模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a light emitting diode according to a third embodiment.

【図4】応用例を示すもので,光ファイバ距離センサ装
置の構成を示す。
FIG. 4 shows an application example and shows a configuration of an optical fiber distance sensor device.

【図5】応用例を示すもので,光通信装置の構成を示
す。
FIG. 5 illustrates an application example and illustrates a configuration of an optical communication device.

【図6】応用例を示すもので,(A) はバーコード・リー
ダの構成を,(B) は受光素子の受光信号(バーコード検
知信号)を示す。
6A and 6B show an application example, in which FIG. 6A shows a configuration of a barcode reader, and FIG. 6B shows a light receiving signal (bar code detection signal) of a light receiving element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 GaAs基板 2,22 n−AlGaInP下部クラッド層 3,23 超格子層 4,24 p−GaInP活性層 5,25 AlGaP上部第1クラッド層 6,26 多重量子障壁層 7,27 p−AlGaInP上部第2クラッド層 8,28 p側電極 9,29 n側電極 10,20 光取り出し領域 11,31 多層反射膜層 32 反転層 33 電流通路領域 41,52,61 発光ダイオード 44,54,65 受光素子 1,21 GaAs substrate 2,22 n-AlGaInP lower cladding layer 3,23 superlattice layer 4,24 p-GaInP active layer 5,25 AlGaP upper first cladding layer 6,26 multiple quantum barrier layer 7,27 p-AlGaInP Upper second cladding layer 8, 28 p-side electrode 9, 29 n-side electrode 10, 20 light extraction area 11, 31 multilayer reflective film layer 32 inversion layer 33 current path area 41, 52, 61 light emitting diode 44, 54, 65 light receiving element

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層とその両側に設けられたクラッド
層とを含む半導体発光素子において,一方のクラッド層
には上記活性層に通じるミニバンドが形成されるように
超格子層が設けられ,他方のクラッド層には多重量子障
壁層が設けられ,上記活性層と上記多重量子障壁層との
間に共鳴トンネリング防止層が設けられていることを特
徴とする,半導体発光素子。
In a semiconductor light emitting device including an active layer and cladding layers provided on both sides thereof, a superlattice layer is provided on one cladding layer so as to form a mini-band leading to the active layer. A semiconductor light emitting device, wherein a multiple quantum barrier layer is provided on the other cladding layer, and a resonance tunneling prevention layer is provided between the active layer and the multiple quantum barrier layer.
【請求項2】 上記活性層の層厚が0.1 μmから2.0 μ
mである請求項1に記載の半導体発光素子。
2. The method according to claim 1, wherein said active layer has a thickness of 0.1 μm to 2.0 μm.
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein m is m.
【請求項3】 上記活性層に通じるミニバンドのエネル
ギ準位が,上記活性層に近づくにつれて低くなるように
形成されていることを特徴とする,請求項1または2に
記載半導体発光素子。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein an energy level of the mini-band communicating with the active layer is formed so as to become lower as approaching the active layer.
【請求項4】 上記活性層に通じるミニバンドが形成さ
れる超格子層の各層厚が,上記活性層に近づくにつれて
順次厚くなるように形成されている,請求項1または2
に記載の半導体発光素子。
4. The superlattice layer in which a mini-band leading to the active layer is formed, the thickness of each superlattice layer being formed so as to gradually increase as approaching the active layer.
3. The semiconductor light emitting device according to item 1.
【請求項5】 上記活性層に少なくとも1つの量子井戸
層が設けられている,請求項1から4のいずれか一項に
記載の半導体発光素子。
5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein at least one quantum well layer is provided in said active layer.
【請求項6】 上記活性層と発光素子の光取り出し面と
の間に電流狭搾構造が設けられている,請求項1から5
のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
6. A current constriction structure is provided between the active layer and the light extraction surface of the light emitting device.
The semiconductor light emitting device according to any one of the above.
【請求項7】 上記活性層で発生した光のうち,半導体
基板側へ放射される光を上記光取り出し領域へ反射する
反射層が設けられている,請求項1から6のいずれか一
項に記載の半導体発光素子。
7. The light-emitting device according to claim 1, further comprising a reflection layer for reflecting light emitted to the semiconductor substrate side among the light generated in the active layer to the light extraction region. The semiconductor light-emitting device according to claim 1.
【請求項8】 半導体発光素子と,上記半導体発光素子
から出射する光が一端に導入される第1の光ファイバ
と,上記第1の光ファイバの他端から出射し被対象物に
投射された光の反射光が一端に導入される第2の光ファ
イバと,上記第2の光ファイバの他端から出射する光を
受光する受光素子とを備えた光学式センサ装置におい
て,上記半導体発光素子が請求項1から7のいずれか一
項に記載の半導体発光素子である,光学式センサ装置。
8. A semiconductor light emitting device, a first optical fiber into which light emitted from the semiconductor light emitting device is introduced at one end, and a light emitted from the other end of the first optical fiber and projected onto an object. An optical sensor device comprising: a second optical fiber into which reflected light is introduced at one end; and a light receiving element that receives light emitted from the other end of the second optical fiber. An optical sensor device, which is the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 請求項1から7のいずれか一項に記載の
半導体発光素子を備え,外部から入力された信号に基づ
いて上記半導体発光素子から出射される光を変調して出
力する投光回路,上記半導体発光素子からの光が一端に
導入される光通信路,および上記光通信路を通して伝送
された光を受光する受光素子を備え,上記受光素子の受
光信号を処理する受光回路,とを備えた光通信装置。
9. A light projecting device comprising: the semiconductor light emitting device according to claim 1; and a light emitting device that modulates and outputs light emitted from the semiconductor light emitting device based on a signal input from the outside. A circuit, an optical communication path through which light from the semiconductor light emitting element is introduced into one end, and a light receiving circuit that receives a light transmitted through the optical communication path and processes a light receiving signal of the light receiving element; An optical communication device comprising:
【請求項10】 請求項1から7のいずれか一項に記載
の半導体発光素子を備え,外部から入力された信号に基
づいて上記半導体発光素子から出射される光を変調して
第1の光通信路に出力する投光回路,および第2の光通
信路を通して伝送された光を受光する受光素子を備え,
上記受光素子の受光信号を処理する受光回路,とを備え
た光通信装置。
10. A first light, comprising: the semiconductor light emitting device according to claim 1; and modulating light emitted from the semiconductor light emitting device based on a signal input from the outside. A light emitting circuit for outputting to a communication path, and a light receiving element for receiving light transmitted through the second optical communication path;
A light receiving circuit for processing a light receiving signal of the light receiving element.
【請求項11】 光を投射する投光部と,上記投光部に
よって投射された光を走査する光走査部と,上記光走査
部によって走査された光のバーコードからの反射光を受
光する受光部とを備えたバーコード・リーダにおいて,
上記投光部の光源に請求項1から7のいずれか一項に記
載の半導体発光素子が用いられている,バーコード・リ
ーダ。
11. A light projecting section for projecting light, an optical scanning section for scanning the light projected by the light projecting section, and receiving reflected light from a bar code of the light scanned by the optical scanning section. In a bar code reader equipped with a light receiving unit,
A bar code reader using the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7 as a light source of the light projecting unit.
JP18992896A 1996-07-02 1996-07-02 Semiconductor light emitting device Pending JPH1022524A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18992896A JPH1022524A (en) 1996-07-02 1996-07-02 Semiconductor light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18992896A JPH1022524A (en) 1996-07-02 1996-07-02 Semiconductor light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1022524A true JPH1022524A (en) 1998-01-23

Family

ID=16249563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18992896A Pending JPH1022524A (en) 1996-07-02 1996-07-02 Semiconductor light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1022524A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005057308A (en) * 2004-11-12 2005-03-03 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element
EP1883119A2 (en) 2006-07-27 2008-01-30 Osram Opto Semiconductors GmbH Semiconductor layer structure with overlay grid
DE102006046228A1 (en) * 2006-07-27 2008-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure for optoelectronic component e.g. LED and laser diode, has stacked layers of two types comprising layer thicknesses that are increased with increased distance of active layers by layer to layer
JP2008513987A (en) * 2004-09-17 2008-05-01 オプトガン オイ Semiconductor heterostructure
US7822089B2 (en) 2006-07-27 2010-10-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure with superlattice
USRE42008E1 (en) 1999-06-07 2010-12-28 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
US7893424B2 (en) 2006-07-27 2011-02-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure with superlattice

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE42008E1 (en) 1999-06-07 2010-12-28 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
USRE45672E1 (en) 1999-06-07 2015-09-22 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
JP2008513987A (en) * 2004-09-17 2008-05-01 オプトガン オイ Semiconductor heterostructure
US8053755B2 (en) 2004-09-17 2011-11-08 Optogan Oy Semiconductor heterostructure
JP2005057308A (en) * 2004-11-12 2005-03-03 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element
JP4622466B2 (en) * 2004-11-12 2011-02-02 日亜化学工業株式会社 Nitride semiconductor device
EP1883119A3 (en) * 2006-07-27 2008-11-26 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Semiconductor layer structure with overlay grid
US7822089B2 (en) 2006-07-27 2010-10-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure with superlattice
DE102006046228A1 (en) * 2006-07-27 2008-01-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure for optoelectronic component e.g. LED and laser diode, has stacked layers of two types comprising layer thicknesses that are increased with increased distance of active layers by layer to layer
US7893424B2 (en) 2006-07-27 2011-02-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure with superlattice
US8022392B2 (en) 2006-07-27 2011-09-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure with superlattice
US8471240B2 (en) 2006-07-27 2013-06-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor layer structure with superlattice
EP1883119A2 (en) 2006-07-27 2008-01-30 Osram Opto Semiconductors GmbH Semiconductor layer structure with overlay grid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100763829B1 (en) Semiconductor laser device, and method of manufacturing the same
US7087935B2 (en) Optical device, surface emitting type device and method for manufacturing the same
JP3504742B2 (en) Laser diode
US7680172B2 (en) Laser diode device
US20020024052A1 (en) Edge emission type semiconductor device for emitting super luminescent light, its manufacture and spatial optical communication device
US6653660B2 (en) Vertical cavity-type semiconductor light-emitting device and optical module using vertical cavity-type semiconductor light-emitting device
US5281829A (en) Optical semiconductor device having semiconductor laser and photodetector
JPH0143472B2 (en)
JP3135109B2 (en) Semiconductor light emitting device
JPH1022524A (en) Semiconductor light emitting device
US5574304A (en) Superluminescent diode with offset current injection regions
JPH0629612A (en) Manufacture of surface emission-type semiconductor laser and laser obtained by above manufacture
JP2003506877A (en) Semiconductor structure using group III nitride quaternary material system
JPH06302908A (en) Semiconductor laser
US5406575A (en) Semiconductor heterostructure laser
JP2003519931A (en) Group III nitride semiconductor structure with suppressed phase separation
JPH0738151A (en) Optical semiconductor device
JP2001028457A (en) GaN-BASED SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DEVICE
US5278857A (en) Indium gallium aluminum phosphide silicon doped to prevent zinc disordering
JP3805295B2 (en) Nitride semiconductor laser
JP4069479B2 (en) Multiple quantum well semiconductor light emitting device
KR100278626B1 (en) Semiconductor laser diode
JPH05243678A (en) Semiconductor laser and manufacturing method of the same
JPH08116128A (en) Semiconductor quantum well optical element
JPH06252448A (en) Semiconductor light emitting device and manufacture thereof