JPS58137271A - 光半導体素子用レンズ、光半導体素子用レンズの製造方法、及び光半導体素子 - Google Patents
光半導体素子用レンズ、光半導体素子用レンズの製造方法、及び光半導体素子Info
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- JPS58137271A JPS58137271A JP57018956A JP1895682A JPS58137271A JP S58137271 A JPS58137271 A JP S58137271A JP 57018956 A JP57018956 A JP 57018956A JP 1895682 A JP1895682 A JP 1895682A JP S58137271 A JPS58137271 A JP S58137271A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は、光通信用面発光型発光ダイオードに関する。
従来技術とその問題点
＃Ｊ発光型発光ダイオード（バラス型ＬＥＤとも言う、
以下バラスＩＪＤと記す）は、出力線形性の良さや素子
の信頼性の良さからアナログ系光通信用光源として広く
、用いられている。
以下バラスＩＪＤと記す）は、出力線形性の良さや素子
の信頼性の良さからアナログ系光通信用光源として広く
、用いられている。
一般に光通信用光源は、光伝送体である光ファイバーと
の結合を高める丸め、放射される光に指向性が要求され
る。しかし、バラスＬＨＤＦｉその構造上からくる特性
により放射光の指向性が鈍く、光ファイバーとの結合が
醋しい欠点を有する。
の結合を高める丸め、放射される光に指向性が要求され
る。しかし、バラスＬＨＤＦｉその構造上からくる特性
により放射光の指向性が鈍く、光ファイバーとの結合が
醋しい欠点を有する。
従来かかる欠点を補うために外部レンズ又は内部レンズ
を設けて光ファイバーとの結合を勤める方法が１％１＊
提案されている。
を設けて光ファイバーとの結合を勤める方法が１％１＊
提案されている。
外部レンズ方式は、球レンズ等のいわゆるマイクロレン
ズをバラスＬＥＤ に装着する方法で、その焦点距離
等の光学定数を適切に選ぶ事により光ファイバーとの結
合を萬める事ができる。しかし、この方法ではマイクロ
し／ズとバラスＬｋ、Ｄトｅ）光軸ｉ！＃螢を精密に行
う必要があり、調整及び組立てが容易でない欠点を（す
る。特に１マイクロレンズの取９扱いとその固定保持す
る方法において考慮しなければならない。
ズをバラスＬＥＤ に装着する方法で、その焦点距離
等の光学定数を適切に選ぶ事により光ファイバーとの結
合を萬める事ができる。しかし、この方法ではマイクロ
し／ズとバラスＬｋ、Ｄトｅ）光軸ｉ！＃螢を精密に行
う必要があり、調整及び組立てが容易でない欠点を（す
る。特に１マイクロレンズの取９扱いとその固定保持す
る方法において考慮しなければならない。
また、内部レンズ方式は、バラスＩＪＤの光取り出し向
を数面加工する事により光ファイバーとの結合を高める
方法で、外部レンズを用いずに結合できるので調整及び
組立てが容易な方法である。
を数面加工する事により光ファイバーとの結合を高める
方法で、外部レンズを用いずに結合できるので調整及び
組立てが容易な方法である。
しかし、この方法で紘精密な球面加工を必要とし、その
加工技術が―しく又、大量に生産する事が困−である。
加工技術が―しく又、大量に生産する事が困−である。
発明の目的
本発明の目的は、内部レンズによってバラスＬｇＤの放
射指向性を高め、且つ生産性の高い発光ダイオードを提
供する事にある。
射指向性を高め、且つ生産性の高い発光ダイオードを提
供する事にある。
発明の概要
本発明の特徴は、発光波長に対して透明な半導体基板を
用い、該基板中に局部的高屈折率化によるレンズ部を設
け、バラスＩＪＤＱ放射指向性を高めた事にある。
用い、該基板中に局部的高屈折率化によるレンズ部を設
け、バラスＩＪＤＱ放射指向性を高めた事にある。
発明の効果
本発＃４によれば、バラスＬＩＤの放射指向性を高め光
ファイバーとの結合を容易にできるＯ１九、本発明によ
るバラスＬＢＤは、生産性が高く大量生＊にも適する。
ファイバーとの結合を容易にできるＯ１九、本発明によ
るバラスＬＢＤは、生産性が高く大量生＊にも適する。
発明の実施例
ここでは、光通信用バラスＬＩＤとしてＩｎＧａＡｓＰ
／ＩｎＰ系結晶材料について記述する。
／ＩｎＰ系結晶材料について記述する。
第１図はｎ型ＩｎＰ基板ＩＫ拡散法によってレンまずこ
の工程はＩｎＰ基板１の両１１に拡散マスクとなるｓ過
０２等の酸化膜（又はＳ ｉ 、Ｎ４等の窒化１ｌｌ）
２を設け、片面にはピンホールを設けて拡舷窓とする〔
（ａ）図〕。但し、ピンホールを設けない面を後で研摩
する場合は、拡散マスク２はレンズ部を設ける面だけで
よい。
の工程はＩｎＰ基板１の両１１に拡散マスクとなるｓ過
０２等の酸化膜（又はＳ ｉ 、Ｎ４等の窒化１ｌｌ）
２を設け、片面にはピンホールを設けて拡舷窓とする〔
（ａ）図〕。但し、ピンホールを設けない面を後で研摩
する場合は、拡散マスク２はレンズ部を設ける面だけで
よい。
その後、該ＩｎＰ基板１をＺｎ及びＰを含む高温雰囲気
中においてＺｎの拡散を行う〔φ）図〕。そして拡散マ
スク２をｊｉｌり除＜ （（Ｃ）図〕０この結果、ｚａ
の拡散された領域３は他の値域に比べて屈折率が約０．
００１程度高い領域となり、しかもピンホールからの拡
散の丸めピンホールから等方的に拡散されて半球状に屈
折率が高くなる。これによｐ ＩｎＰ基板中に１局部的
高屈折率化によるレンズ部７ｂＸ形成される。
中においてＺｎの拡散を行う〔φ）図〕。そして拡散マ
スク２をｊｉｌり除＜ （（Ｃ）図〕０この結果、ｚａ
の拡散された領域３は他の値域に比べて屈折率が約０．
００１程度高い領域となり、しかもピンホールからの拡
散の丸めピンホールから等方的に拡散されて半球状に屈
折率が高くなる。これによｐ ＩｎＰ基板中に１局部的
高屈折率化によるレンズ部７ｂＸ形成される。
こうして作製されたＩｎＰ基板を用いた実施例を第２図
（→及びφ）ｋ示す。図中の２１は第１図中の２と同じ
膜であるが、ζこでは電流制限絶縁膜として用いている
。まず、（→図はレンズ部を設けた厘に結晶成長を行っ
た例である。また、−）図線（荀図とは反対面に結晶成
長を行った例である。どちらの場合においても拡散によ
り形成されたレンズ部が作用してバラスＩＪＤの放射光
に指向性をもたせる事が判る。この様に本発明によれば
、簡単な製作工種によって内部レンズを有するバラスＬ
ＨＤｆ）。
（→及びφ）ｋ示す。図中の２１は第１図中の２と同じ
膜であるが、ζこでは電流制限絶縁膜として用いている
。まず、（→図はレンズ部を設けた厘に結晶成長を行っ
た例である。また、−）図線（荀図とは反対面に結晶成
長を行った例である。どちらの場合においても拡散によ
り形成されたレンズ部が作用してバラスＩＪＤの放射光
に指向性をもたせる事が判る。この様に本発明によれば
、簡単な製作工種によって内部レンズを有するバラスＬ
ＨＤｆ）。
作製で龜る。これは従来の内部レンズ方式に比べて半球
加工するための特殊な装置が不要であり、−ｆＫ多数の
製作が可能である丸め、大量生産にも適している。次に
第３図Ｋｍ１作工堂を変え九本発明実施例を示す。この
実施例は第２図の様に先ＫＩｎＰ基板中にレンズ部を設
けるのではなく、ｌ５ＰＪｌｌ［上に結晶成長を行って
からレンズ部を設けるものである。この実施例の特徴は
、結晶成員が先に行われている事により、成長ウェハー
の発光効率等の％性を確認してスクリーニングできる事
である。これＫより結晶成長による不備等でウェハーを
損う事が少くなる。図中（→図は、第１図（ロ）図と同
様にレンズ部作製の状況を示すものであるＯ 第４図は、第１図作製方法においてＩｎＰ基板の相対す
る両側にレンズ部を設は友実施例である。
加工するための特殊な装置が不要であり、−ｆＫ多数の
製作が可能である丸め、大量生産にも適している。次に
第３図Ｋｍ１作工堂を変え九本発明実施例を示す。この
実施例は第２図の様に先ＫＩｎＰ基板中にレンズ部を設
けるのではなく、ｌ５ＰＪｌｌ［上に結晶成長を行って
からレンズ部を設けるものである。この実施例の特徴は
、結晶成員が先に行われている事により、成長ウェハー
の発光効率等の％性を確認してスクリーニングできる事
である。これＫより結晶成長による不備等でウェハーを
損う事が少くなる。図中（→図は、第１図（ロ）図と同
様にレンズ部作製の状況を示すものであるＯ 第４図は、第１図作製方法においてＩｎＰ基板の相対す
る両側にレンズ部を設は友実施例である。
これは片側のレンズ部を研摩により小さくしたりする事
により、光学的定数の設計範囲が広くなる特徴を有する
。
により、光学的定数の設計範囲が広くなる特徴を有する
。
第５図は、第２図（ＪＲ）の実施例を用いて、ｎ型Ｉｎ
２層を選択除去した事による実施例である。
２層を選択除去した事による実施例である。
ｎ ＩＩＩｎＰの選択エツチングは、フォトエツチング
や電界エツチング等の手法がある。例えば、ＦＩＣＡ＄
水溶液中において光照射を行うと、ｎ形ＩｎＰの光照射
された部分だけが選択的にエツチングされ、光照射され
ない部分はほとんどエツチングされない事が一般に知ら
れている。また、この時ｐ型ＩｎＰは光照射の有無にか
かわらずほとんどエツチングされない。
や電界エツチング等の手法がある。例えば、ＦＩＣＡ＄
水溶液中において光照射を行うと、ｎ形ＩｎＰの光照射
された部分だけが選択的にエツチングされ、光照射され
ない部分はほとんどエツチングされない事が一般に知ら
れている。また、この時ｐ型ＩｎＰは光照射の有無にか
かわらずほとんどエツチングされない。
この手法を用いる事により第ＳｖＡ実施例の作製が可能
である。この実施例もまた、第４図実施例と同様に、光
学定数の設計範囲が広くなる手法の１つである。
である。この実施例もまた、第４図実施例と同様に、光
学定数の設計範囲が広くなる手法の１つである。
発明の他の奥施例
本発明では、 ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系材料について
述べて来たが、本発明は山人ｓ、Ｋｍ〜ム＄系材料等他
の材料にも応用が可能である。また、本発明の実施例で
はム拡散法によるレンズ作製について述べているが、こ
れは他にもイオン注入法や遍択結晶成員が 法などの手法も可能であり、又拡散物Ｚａの他にも△ 実施可能な物質が存在する事は述べるまでもない事であ
る。
述べて来たが、本発明は山人ｓ、Ｋｍ〜ム＄系材料等他
の材料にも応用が可能である。また、本発明の実施例で
はム拡散法によるレンズ作製について述べているが、こ
れは他にもイオン注入法や遍択結晶成員が 法などの手法も可能であり、又拡散物Ｚａの他にも△ 実施可能な物質が存在する事は述べるまでもない事であ
る。
つまり、本発明はその範囲と本質を離れる事なく株々の
応用が可能である。
応用が可能である。
１−−− ｎ １ｊｌｉＩｎＰ 基板、２−８１０２
、ＡＡ２０３．８ ｉ ＢＮ４等の拡散’ｖｘり、２゛
・・・８ｉ０２．紅２０８ ｔ ５１３Ｎ４等の絶縁膜
、３・・・Ｚｎ拡散ｐ蓋領域（レンズ部Ｘ４・・・ｎ
′１ＪＩｎＰバッファ一層、５・・・ＩｎＧａＡｓＰ発
光層（活性層）、６・・・ｐ ＠ ＩａＰクラッド層、 ？ −−−ｐ ｌｌ１ＩａＧａＡｓＰ ｔ −Ｒｙ Ｉ
コア ｆｉ ／ ） 層、８・・・ｐ側電極金属、 ９・・・ｎｉｌ電極金属。
、ＡＡ２０３．８ ｉ ＢＮ４等の拡散’ｖｘり、２゛
・・・８ｉ０２．紅２０８ ｔ ５１３Ｎ４等の絶縁膜
、３・・・Ｚｎ拡散ｐ蓋領域（レンズ部Ｘ４・・・ｎ
′１ＪＩｎＰバッファ一層、５・・・ＩｎＧａＡｓＰ発
光層（活性層）、６・・・ｐ ＠ ＩａＰクラッド層、 ？ −−−ｐ ｌｌ１ＩａＧａＡｓＰ ｔ −Ｒｙ Ｉ
コア ｆｉ ／ ） 層、８・・・ｐ側電極金属、 ９・・・ｎｉｌ電極金属。
代理人 弁理士 則 ？Ｊ、場
第１図
（θ、）
（Ｅ：）ン
（Ｃ）
第２図
第８図
第４図
１、ウ ′
手続補正書（自発）
１、事件の表示
昭＠１５７年特願第１８９５６号
２、発明の名称
発光ダイオード
３、補正をする看
事件との関係 特許出願人
（３０７）東京芝Ｍ１ｉＬ気株式会社
４、代理人
〒１００
明細書の発明の詳細な説明の橢
６＠正の内容
Claims (1)
- 発−ｊｔ＆長に対して透明な半導体を基板として発光層
を含む多層へテロ接合の頼晶成長を行った発光ダイオー
ドにおいて、紋半導体基板に局部的高屈折率化によりで
形成され九し／ズ部を設けてなる事を％黴とする発光ダ
イオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57018956A JPS58137271A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 光半導体素子用レンズ、光半導体素子用レンズの製造方法、及び光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57018956A JPS58137271A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 光半導体素子用レンズ、光半導体素子用レンズの製造方法、及び光半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58137271A true JPS58137271A (ja) | 1983-08-15 |
| JPH0512872B2 JPH0512872B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=11986094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57018956A Granted JPS58137271A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | 光半導体素子用レンズ、光半導体素子用レンズの製造方法、及び光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58137271A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0351867A2 (en) * | 1988-07-21 | 1990-01-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electroluminescent device of compound semiconductor |
| WO2002007229A1 (en) * | 2000-07-19 | 2002-01-24 | Qinetiq Limited | Light emitting diode arrangements |
| JP2003078167A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Abel Systems Inc | 発光ダイオードとその製造方法 |
| JP2006049829A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-02-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 表面発光型半導体レーザおよびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5643783A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-22 | Toshiba Corp | Light emitting diode for optical communication |
-
1982
- 1982-02-10 JP JP57018956A patent/JPS58137271A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5643783A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-22 | Toshiba Corp | Light emitting diode for optical communication |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0351867A2 (en) * | 1988-07-21 | 1990-01-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electroluminescent device of compound semiconductor |
| WO2002007229A1 (en) * | 2000-07-19 | 2002-01-24 | Qinetiq Limited | Light emitting diode arrangements |
| JP2003078167A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Abel Systems Inc | 発光ダイオードとその製造方法 |
| JP4704628B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-06-15 | アーベル・システムズ株式会社 | 発光ダイオード |
| JP2006049829A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-02-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 表面発光型半導体レーザおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512872B2 (ja) | 1993-02-19 |
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