JPS59124184A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPS59124184A
JPS59124184A JP57231933A JP23193382A JPS59124184A JP S59124184 A JPS59124184 A JP S59124184A JP 57231933 A JP57231933 A JP 57231933A JP 23193382 A JP23193382 A JP 23193382A JP S59124184 A JPS59124184 A JP S59124184A
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JP
Japan
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layer
type
substrate
inp
ingaasp
Prior art date
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Pending
Application number
JP57231933A
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English (en)
Inventor
Ichiro Ushijima
牛嶋 一郎
Toshiyuki Tanahashi
俊之 棚橋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2237Buried stripe structure with a non-planar active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/24Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 +8>  発明の技術分野 本発明は半導体発光装置に係り、特にインジウム・燐(
InP )基板上にインジウム・ガリウム・砒素・燐(
InGaAsP )活性層を埋め込み成長させた半導体
発光素子構造に関する。
(b)  従来技術と問題点 InP基板表面に断面がVの字状、逆台形状、或いは矩
形状等の溝を設け、この溝内にInP層とInGaAs
P層とからなるダブルへテロ構造を形成した埋め込み型
半導体発光素子では、良好な素子特性を得るために溝部
以外の所へ流れるリーク電流を少なくすることが重要で
ある。しかし従来の半導体発光装置3例えば上述の埋め
込み型半導体レーザ装置においては、電流閉じ込めが十
分でなく1、そのため発光効率、或いは温度特性等の素
子特性に悪影響を及ぼしていた。
第1図及び第2図は従来の半導体レーザ装置を示す要部
断面図で、1は面方位(100)のn型InP基板、2
はp型層nP層、3はn型InP Fjよりなるクラッ
ド層、4はInGaAsPよりなる活性層、5はp型層
nP層、6はp型1nGaAsPよりなるコンタクト層
、7はn側電極、8はn側電極、9はストライプ状の溝
を示す。
この半導体レーザ装置を製作するには、まずn型InP
基板1上にp型InPItlf2を形成したのち、フォ
トエツチング法により上記p型層nP層2を〈011〉
方向に沿って選択的に除去し、溝9を形成する。この溝
9の深さはp型1nP層2を貫通してその一π層のln
P基板1に達する程度とする。このあとn型のInPク
ラッド層3.  InGaAsP活性層4、  p型1
nP層5.及びコンタクト層6を順次成長させ、次いで
InP基板1表面にn側電極7を1、またコンタクト層
6表面にはn側電極8を形成する。
上記従来構造の埋め込み型半導体レーザ装置は第1図に
見られる如く、溝9の側壁部は、電流はこの部分には流
れず総て活性層4に流れるようにするため、p−n−p
−n構造とされ、電流閉し込め層を形成している。しか
し実際には矢線で示ず如くn側電極8から流入し、p型
1nPJi5からp型1nP層を経てn型1nP基板1
に流れるリーク電流が発生する。
更に溝9内において活性層4をクラツド層3上全面に均
一に形成することは必ずしも容易ではない。そのオこめ
第2図に見られるようにクラット層3の端部上には活性
層4が形成されていないことがあり、この場合には当該
部分でp型のInPjW5とn型のクラッド層3とか直
接接触してしまう。
かかる事態が生じると動作時に当該端部を流れるリーク
電流か生しる。
このように従来の半導体レーザ装置においては、その構
造及び製造工程の双方にリーク電流の発生を完全に抑制
出来な゛い難点を有し、そのため発光効率か低下すると
いう問題かあった。
(C)  発明の目的 本発明の目的は上記問題点を解消して、溝部側面におけ
る電流閉じ込め効果のすくれた半導体発光装置を提供す
るこにある。
(d)  発明の構成 本発明の特徴は、イ”ンジウム・燐系化合物半導体基板
と、該基板上に積層形成された第1のp1型層、n型層
、第2のp型層からなる電流閉じ込め層と、前記電流閉
し込め眉の表面から前記基板に達して形成されたストラ
イプ状の溝と、前記ストライプ状の溝内に埋め込まれた
インジウム・ガリつム・砒素・燐よりなる半導体層を活
性層とするダブルへテロ構造とを備え、前記第1のp型
層が高濃度インジウム・ガリウム・砒素・燐層よりなる
ことにある。
(e+  発明の実施例 以下本発明の一実施例を第3図により説明する。
第3図は本発明の一実施例を示す要部断面図であって、
11はn型InPサブストレート、11゛ はn+型I
nGaAsPよりなるハソファ層で、この両省で本発明
を実施するための化合物半導体基板1を形成している。
12ばp+型1nGaAsP 眉よりなる第1のp型層
で、従来はp型1nPIi2を用いていたものである。
なお上記n” InGaAsPハソファ層11゛ は良
好なピ型層nGaAsP層12を成長させるために介装
したものであって、場合によっては必すしも必要としな
い。
上記n生型1nGaAsP Fi 11 ’及びグ型1
nGaAsP Fi12の組成ば、前述の溝9の形成及
び形成された溝9内におけるInP層の埋め込み成長を
容易にするため、 1.0〔μm〕以下のPL(フォト
ルミネセンス)ピーク波長を有する混晶比を選択するこ
とが望ましい。このPLピーク波長が1.0〔μm3以
上となるような組成のInGaAsPを用いると、溝9
の形成が困難となり、またたとえ溝9か形成されても、
溝9内部での InPの埋め込み成長が困難である。本
実施例においては上記n生型1nGaAsP層11゛p
+型InGaAsP層12及び活性層4の組成を、それ
ぞれPLピーク波長にして0.975 、0.975.
1.3 Cμm〕のものを選択使用した。これ以外につ
いては従来の半導体レーザ装置と特に変える必要はない
上述の如く本実施例で使用したp”型及びn・型のIn
GaAsP lミ12及び11″は、不純物を導入する
ことにより従来使用されていたInP層より高いキャリ
ア濃度を得ることか出来る。このためInPに変えて暢
都aAsPを用いることにより、第1のp型層12即ち
p−n”−p−n構造の電流閉じ込め層の下側のplE
tを高濃度層とすることか出来、従って当該領域ではキ
ャリアの拡散長が短くなる。そのため前述した如くp型
1nP層5からグ型1nGaAsP層12にキャリアが
流入しても、このキャリアの拡散が押さえられるので、
電流閉じ込め効果が向上する。
因に本実施例における上記各層の不純物濃度を次に示す
。単位はいずれも(cm=)である。
、n型ザブストレー目1    、2 x 1018n
十型InGaAsPバツフア層11’  : 2 ×1
Q19p+型InGaAsP層12:2×1019n型
InP層3       、5 x IQ 17p型I
nP層5       :5X1017p型InGaA
sPキャンプ層6  :2X1019また本実施例にお
いてはInG昼sPよりなる活性層4は、その端部がp
+型型層GaAsP層12と接触する構造とされている
ので、従来構造の場合と比較して活性層4の成長が容易
となり、活性層4層端部が形成されないことから生じる
p”lnP層5とn型のクラッドN3とが直接接触する
ということが、なく、従って当該端部をリーク電流が流
れるという問題も解消される。
次に上記一実施例の各層の厚さを記す。単位はいずれも
〔μm〕である。
n型1nPサブストレート11  :  300n+型
InGaAsPバッファ層11’  :  0.8〜1
.Op+型InGaAsP  N 12       
     :   0.8〜1.0n型1nPN3  
     : 0.8InGaAsP活性層4    
   :  0.2p型InPJ’55       
:  1.5p型InGaAsPキャップ層6:0.5
なお上記一実施例においては溝9の断面形状を逆台形字
状とした例を示したが、溝9の断面形状は特に限定する
必要はない。溝9の断面形状は半導体レー・ザ装置を構
成する各層の成分組成によって異なる。本実施例におい
ては溝9をInGaAsP層を選択的に除去して形成し
たことにより、逆台形状の断面に形成されたものである
また上記ストライプ状の溝9の深さは、底部が化合物半
導体基板1に達していることが必要である。ここで化合
物半導体基板1とは、本実施例の如くバッファ層11”
が設けられている場合には、溝9の底部かこのバッファ
層11°に達していれば良く、必ずしもその下層のIn
Pサブストレート11にまで達していなくても良い。化
合物半導体基板1がInPサフストレート11のみで構
成され、バッファN】1′が設けられていない場合は、
溝9の底部ばInPサブストレート11に達しているこ
とを要する。
(fl  発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、活性層端部が欠如する
ことから生じるリーク電流も、電流閉じ込め層を介して
流れるリーク電流も抑制されるので、発光効率及び素子
特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の半導体発光装置の説明に供す
るための要部断面図、第3図は本発明の一実施例を示す
要部断面図である。 図において、1はInP系化合物半導体基板、2はp型
1nPよりなる第1のp型層、3ばn型1nPよりなる
クラッド層、4はInGaAsPよりなる活性層、5は
p型1nPよりなる第2のp型層、6ばp型InGaA
sPよりなるコンタクト層、9はストライプ状の溝、1
1はn型1nPよりなるサブストレート、11°ばn◆
型InGaAsPよ、りなるバッファ層、12はグ型の
InGaAsPよりなる第1のp型層を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. インジウム・燐系化合物半導体基板と、該基板上に積層
    形成された第1のp型層、n型層、第2のp型層からな
    る電流閉じ込め層と、前記電流閉じ込め層の表面から前
    記基板に達して形成されたストライプ状の溝と、前記ス
    トライプ状の溝内に埋め込まれたインジウム・ガリウム
    ・砒素・燐よりなる半導体層を活性層とするダブルへテ
    ロ構造とを備え、前記第1のp型層が高濃度インジウム
    ・ガリウム・砒素・燐層よりなることを特徴とする半導
    体発光装置。
JP57231933A 1982-12-29 1982-12-29 半導体発光装置 Pending JPS59124184A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116893A (ja) * 1984-11-13 1986-06-04 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ
WO2020029657A1 (zh) * 2018-08-10 2020-02-13 林宏诚 一种二极管装置、显示面板及柔性显示器

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