JPS5928394A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- JPS5928394A JPS5928394A JP57139027A JP13902782A JPS5928394A JP S5928394 A JPS5928394 A JP S5928394A JP 57139027 A JP57139027 A JP 57139027A JP 13902782 A JP13902782 A JP 13902782A JP S5928394 A JPS5928394 A JP S5928394A
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- lambda
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- light
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
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- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract 2
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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
- H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Optical Filters (AREA)
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】
本発明は発光スペクトル幅が狭く、かつ高光出力密度を
得ることを可能にする発光素子に関するものである。
得ることを可能にする発光素子に関するものである。
一般に、半導体レーザは発光スペクトル幅が狭く、高光
出力密度を得る光源として有望例され、光フアイバー通
信用光源として実用化される段階にまで至っている。し
かしながら、半導体レーザを長距離光フアイバー通信用
光源として用いると、干渉性の高い光であるために、フ
ァイバー遠端あるいは近端からの反射干渉雑音や、ファ
イバーとファイバーとの接続部での干渉雑音等の発生が
避けられず、長距離光フアイバー通信システムにおける
重大な問題となっている。
出力密度を得る光源として有望例され、光フアイバー通
信用光源として実用化される段階にまで至っている。し
かしながら、半導体レーザを長距離光フアイバー通信用
光源として用いると、干渉性の高い光であるために、フ
ァイバー遠端あるいは近端からの反射干渉雑音や、ファ
イバーとファイバーとの接続部での干渉雑音等の発生が
避けられず、長距離光フアイバー通信システムにおける
重大な問題となっている。
一方、半導体レーザ以外の発光素子として光フアイバー
通信システムに搭載されているものとして発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）があるが、これは、半導体レーザの様に反
射面を必要としていないため反射面の経時変化に由来す
る様な素子自体の劣化が少なく、信頼性の高い素子が得
られ易く、光フアイバー通信用光源として有望視されて
いるものである。しかしながら、これらの発光ダイオー
ドは発光スペクトル幅自身があまシにも広すぎるため、
各種フィルター等を経由した後の光出力が弱くなシ、も
っばら数Ｋｍの短距離光フアイバー通信用光源として用
いられるものであった。又、発光スペクトル幅が広いた
め、波長多重用光源としては５０００Ａ以上近つけるこ
とが出来ず、波長多重密度を上げることが困難であった
。
通信システムに搭載されているものとして発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）があるが、これは、半導体レーザの様に反
射面を必要としていないため反射面の経時変化に由来す
る様な素子自体の劣化が少なく、信頼性の高い素子が得
られ易く、光フアイバー通信用光源として有望視されて
いるものである。しかしながら、これらの発光ダイオー
ドは発光スペクトル幅自身があまシにも広すぎるため、
各種フィルター等を経由した後の光出力が弱くなシ、も
っばら数Ｋｍの短距離光フアイバー通信用光源として用
いられるものであった。又、発光スペクトル幅が広いた
め、波長多重用光源としては５０００Ａ以上近つけるこ
とが出来ず、波長多重密度を上げることが困難であった
。
本発明の目的は、これら欠点を除去し、発光スベクトル
幅が狭く高出力密度を得ることのできる発光素子を提供
することにある。
幅が狭く高出力密度を得ることのできる発光素子を提供
することにある。
本発明の発光素子の構成は、光放出部の少なくとも一方
に、波長選択性を有する多層膜領域を形成したことを特
徴とするものである。
に、波長選択性を有する多層膜領域を形成したことを特
徴とするものである。
以下、本発明に係る実施例について図面を参照して説明
する。
する。
第１図は本発明の実施？ｌＩの発光素子の構造断面図を
示す。この実施例は、端面発光型発光ダイオードの光出
力面の一方に波長選択性のおる多層膜領域を形成したも
のである。図に於て、１はｎ型ＩｎＰ基板、２はｎ型Ｉ
ｎＰＭ、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層（バンドギャップエ
ネルギー波長的１．３μｍ）、４はＰ型ＩｎＰ層、５は
Ｐ型１ｎＧａＡｓＰ層（バンドギャップエネルギー波長
的１２μｍ）、６はＰ型オーミック電極、７はｎ型オー
ミック電極をそれぞれ示す。この実施例において発光ダ
イオードは、電極６，７にそれぞれ順方向電圧を印加し
、活性層３に電流を注入して発光再結合させて、図の左
右方向に光出力を取シ出すものである。
示す。この実施例は、端面発光型発光ダイオードの光出
力面の一方に波長選択性のおる多層膜領域を形成したも
のである。図に於て、１はｎ型ＩｎＰ基板、２はｎ型Ｉ
ｎＰＭ、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層（バンドギャップエ
ネルギー波長的１．３μｍ）、４はＰ型ＩｎＰ層、５は
Ｐ型１ｎＧａＡｓＰ層（バンドギャップエネルギー波長
的１２μｍ）、６はＰ型オーミック電極、７はｎ型オー
ミック電極をそれぞれ示す。この実施例において発光ダ
イオードは、電極６，７にそれぞれ順方向電圧を印加し
、活性層３に電流を注入して発光再結合させて、図の左
右方向に光出力を取シ出すものである。
ここで、右側の光出力取シ出し面に接してλ／４ｎ厚（
ｎ−媒質の屈折率、λ＝波光波長）の５ｉ０１層８を形
成し、この５ｉＯ１層８に接してλ／４Ｔ】厚Ｅガン蒸
着法等を用いて交互に形成し、波長選択性を有する多層
ｊ換餉域を形成する。
ｎ−媒質の屈折率、λ＝波光波長）の５ｉ０１層８を形
成し、この５ｉＯ１層８に接してλ／４Ｔ】厚Ｅガン蒸
着法等を用いて交互に形成し、波長選択性を有する多層
ｊ換餉域を形成する。
この実施例の多層膜領域は、半値幅約１０ＯＡの１．３
μｍ帯通過フィルタとなり、それ以外の波長に対しては
高反射ミラーとなる特徴を有するものでアシ、これによ
り、図の右側に放出される光出力は、第２図のスペクト
ラム図に示すような非常に狭いスペクトル幅を有する発
光となる。第２図においては、波長選択性を有する多層
膜領域を設けていない従来の発光ダイオードの光出カス
ベクトルを点線で示し、この実施例による光出カスベク
トルを実線で示している。従来１ツｑ造の発光ダイオー
ドでは、中心波長１，３μｍ１スペクトル半値全幅約１
００ＯＡと非常に幅の広いスペクトルとなりでいるが、
この実施例によシスベクトル幅が１００Ａに低減され約
１桁の改善が得られた。
μｍ帯通過フィルタとなり、それ以外の波長に対しては
高反射ミラーとなる特徴を有するものでアシ、これによ
り、図の右側に放出される光出力は、第２図のスペクト
ラム図に示すような非常に狭いスペクトル幅を有する発
光となる。第２図においては、波長選択性を有する多層
膜領域を設けていない従来の発光ダイオードの光出カス
ベクトルを点線で示し、この実施例による光出カスベク
トルを実線で示している。従来１ツｑ造の発光ダイオー
ドでは、中心波長１，３μｍ１スペクトル半値全幅約１
００ＯＡと非常に幅の広いスペクトルとなりでいるが、
この実施例によシスベクトル幅が１００Ａに低減され約
１桁の改善が得られた。
第３図は本発明の他の実施例の構造断面図であり、第１
図に関して説明した部分と同部分は同一番号で示してお
る。第３図の発光素子本体部分は面発光型発光ダイオー
ドであシ、ｎ型ＩｎＰ基板１゜ｎ型Ｉｎｋ／ｆ＋２ 、
ＩｎＧａＡｓＰ活性層３（パ／ドギャップエネルギ波長
１．３μｍ）、ｐ型ＩｎＰ層４．Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層
５（バンドギャップエネルギー波長１．２μｍ）、 Ｓ
ｉＯＺ Ｍ １３ 、 Ｐ型オーミック電極６゜ｎ型
オーミック電極７によって構成され、図の上部方向に光
出力を取シ出すものである。この実施例は、このような
面発光型発光ダイオードの光出力取シ出し面に、第１図
と同様に、λ／４ ｎ ）享のＳ １０２層８を形成し
、この５ｉ０１／ｉ１８に接してλ／４ ｎ厚互に形成
した波長選択性を有する多層膜領域をＥガン蒸着法等を
用いて設けたものである。
図に関して説明した部分と同部分は同一番号で示してお
る。第３図の発光素子本体部分は面発光型発光ダイオー
ドであシ、ｎ型ＩｎＰ基板１゜ｎ型Ｉｎｋ／ｆ＋２ 、
ＩｎＧａＡｓＰ活性層３（パ／ドギャップエネルギ波長
１．３μｍ）、ｐ型ＩｎＰ層４．Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層
５（バンドギャップエネルギー波長１．２μｍ）、 Ｓ
ｉＯＺ Ｍ １３ 、 Ｐ型オーミック電極６゜ｎ型
オーミック電極７によって構成され、図の上部方向に光
出力を取シ出すものである。この実施例は、このような
面発光型発光ダイオードの光出力取シ出し面に、第１図
と同様に、λ／４ ｎ ）享のＳ １０２層８を形成し
、この５ｉ０１／ｉ１８に接してλ／４ ｎ厚互に形成
した波長選択性を有する多層膜領域をＥガン蒸着法等を
用いて設けたものである。
この実施例に於ても、多層膜領域を通過した発光は、第
１図の場合と同様に中心波長１．３μｍ、スペクトル半
値全幅的１０ＯＡの狭いスペクトル幅の発光が得られる
ばかシでなく、その多層膜領域は、１．３μｉｎ帯以外
の波長に対し約９８％以上の高反射特性を有しているた
め、第２図に示した様に発光素子自身のもつ広い発光ス
ペクトル成分は、多層膜領域において反射されて再びＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３にもどシ、発光再結合過程を再励
起するため、従来構造においては得られない高出力発光
が得られる特徴を有するものでちる。
１図の場合と同様に中心波長１．３μｍ、スペクトル半
値全幅的１０ＯＡの狭いスペクトル幅の発光が得られる
ばかシでなく、その多層膜領域は、１．３μｉｎ帯以外
の波長に対し約９８％以上の高反射特性を有しているた
め、第２図に示した様に発光素子自身のもつ広い発光ス
ペクトル成分は、多層膜領域において反射されて再びＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３にもどシ、発光再結合過程を再励
起するため、従来構造においては得られない高出力発光
が得られる特徴を有するものでちる。
すなわち、波長選択性を有する多層膜領域をもたない従
来の面光型発光ダイオードに於ては、動作電流値１５０
ｍＡに於て約０．１ｍＷ（１，３ｔ１ｍ±５ＯＡの光出
力）の出力しか得られなかったが、本発明による構造に
よシ、同じ動作条件に於て約１ｍＷの高出力動作が得ら
れ、光出力にして約１０倍の改善がなされた。
来の面光型発光ダイオードに於ては、動作電流値１５０
ｍＡに於て約０．１ｍＷ（１，３ｔ１ｍ±５ＯＡの光出
力）の出力しか得られなかったが、本発明による構造に
よシ、同じ動作条件に於て約１ｍＷの高出力動作が得ら
れ、光出力にして約１０倍の改善がなされた。
以上詳細に説明した様に、本発明によれば、従来構造の
発光素子の欠点を除き、発光スペクトル幅が狭いだけで
なく、高出力動作を可能とする発光素子を形成すること
が出来る。
発光素子の欠点を除き、発光スペクトル幅が狭いだけで
なく、高出力動作を可能とする発光素子を形成すること
が出来る。
なお、以上の実施例ではＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導
体発光素子を用いた例について説明したが、ＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ系等の他の半導体を用いても良いことは言
うまでもない。又、波長選択性を有する多層膜領域を構
成する素材としてｓｉｏ、、Ｍｇｌ１’！。
体発光素子を用いた例について説明したが、ＡｌＧａＡ
ｓ／ＧａＡｓ系等の他の半導体を用いても良いことは言
うまでもない。又、波長選択性を有する多層膜領域を構
成する素材としてｓｉｏ、、Ｍｇｌ１’！。
ＺｕＳを用いだが、ＣｅＯ２、Ｔｉ０１，８ｉ０．Ｚｒ
Ｏ２等を用いても良いことは言うまでもない。
Ｏ２等を用いても良いことは言うまでもない。
第１図は本発明の実施例の構造断面図、第２図は本発明
による発光素子の発光スペクトル及び従来構造による発
光素子の発光スペクトルを示す特性図、第３図は本発明
の第２の実施例の構造１ｊＪｒ面図である。図において
、 １・・・・・・ｎ型ＩｎＰ基板、２・・・・・・ｎ型Ｉ
ｎＰ層、３・・・・・・ＩｎＧａＡｓＰ活性層（バンド
ギャップエネルギー波長１．３μｍ）、４・・・・・・
Ｐ型ＩｎＰ層、５・・・・・・Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰｌ１
（バンドギャップエネルギー波長１．２μｍ）、６・・
・・・・Ｐ型オーミック電極、７・・・・・・ｎ型オー
ミック電極、８・・・・・・λ／４ ｎ厚の８ｉ０１層
、９・・・・・・λ／４Ｘ１厚のＭｇＦ、層、１０ ・
・・−・・λ／４．ｎ厚の７ｒ＋Ｓ層、１１・・・・・
・旦厚のＭｇＦ２層、１２・・・・・・１０λ、／ｎｎ 厚のＭｇＦｚ）帝、１３・・・・・・５ｉ０２層である
。 第３問 ／、２ １．３
ｔ４全先液畏ｃＡＬ机 第２１￥１ 第３図
による発光素子の発光スペクトル及び従来構造による発
光素子の発光スペクトルを示す特性図、第３図は本発明
の第２の実施例の構造１ｊＪｒ面図である。図において
、 １・・・・・・ｎ型ＩｎＰ基板、２・・・・・・ｎ型Ｉ
ｎＰ層、３・・・・・・ＩｎＧａＡｓＰ活性層（バンド
ギャップエネルギー波長１．３μｍ）、４・・・・・・
Ｐ型ＩｎＰ層、５・・・・・・Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰｌ１
（バンドギャップエネルギー波長１．２μｍ）、６・・
・・・・Ｐ型オーミック電極、７・・・・・・ｎ型オー
ミック電極、８・・・・・・λ／４ ｎ厚の８ｉ０１層
、９・・・・・・λ／４Ｘ１厚のＭｇＦ、層、１０ ・
・・−・・λ／４．ｎ厚の７ｒ＋Ｓ層、１１・・・・・
・旦厚のＭｇＦ２層、１２・・・・・・１０λ、／ｎｎ 厚のＭｇＦｚ）帝、１３・・・・・・５ｉ０２層である
。 第３問 ／、２ １．３
ｔ４全先液畏ｃＡＬ机 第２１￥１ 第３図
Claims (1)
- 光放出部の少なくとも一方に、波長選択性を有する多層
膜領域を形成したことを特徴とする発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139027A JPS5928394A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139027A JPS5928394A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928394A true JPS5928394A (ja) | 1984-02-15 |
Family
ID=15235750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57139027A Pending JPS5928394A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928394A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6643304B1 (en) * | 2000-07-26 | 2003-11-04 | Axt, Inc. | Transparent substrate light emitting diode |
| US8039855B2 (en) | 2001-03-15 | 2011-10-18 | Osram Gmbh | Radiation-emitting optical component |
| JP2016129189A (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 信越半導体株式会社 | 赤外発光素子 |
-
1982
- 1982-08-10 JP JP57139027A patent/JPS5928394A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6643304B1 (en) * | 2000-07-26 | 2003-11-04 | Axt, Inc. | Transparent substrate light emitting diode |
| US8039855B2 (en) | 2001-03-15 | 2011-10-18 | Osram Gmbh | Radiation-emitting optical component |
| DE10112542B4 (de) * | 2001-03-15 | 2012-06-14 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes optisches Bauelement |
| DE10112542B9 (de) * | 2001-03-15 | 2013-01-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes optisches Bauelement |
| JP2016129189A (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 信越半導体株式会社 | 赤外発光素子 |
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