JPS59124184A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- 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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- Japan
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- ingaasp
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/24—Structure 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
。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。
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。
〔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
。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231933A JPS59124184A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57231933A JPS59124184A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59124184A true JPS59124184A (ja) | 1984-07-18 |
Family
ID=16931334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57231933A Pending JPS59124184A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59124184A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP57231933A patent/JPS59124184A/ja active Pending
Cited By (4)
| 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 |
| JPH0156553B2 (ja) * | 1984-11-13 | 1989-11-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | |
| 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 |
| CN112005387A (zh) * | 2018-08-10 | 2020-11-27 | 林宏诚 | 一种二极管装置、显示面板及柔性显示器 |
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