JPS594185A - Semiconductor light emitting device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor light emitting device and manufacture thereof

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Publication number
JPS594185A
JPS594185A JP57113180A JP11318082A JPS594185A JP S594185 A JPS594185 A JP S594185A JP 57113180 A JP57113180 A JP 57113180A JP 11318082 A JP11318082 A JP 11318082A JP S594185 A JPS594185 A JP S594185A
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JP
Japan
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layer
gallium arsenide
aluminum gallium
current blocking
aluminum
Prior art date
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Application number
JP57113180A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Takagi
高木 信行
Katsuto Shima
島 克人
Hiroshi Ishikawa
浩 石川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS594185A publication Critical patent/JPS594185A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the light output of a semiconductor light emitting device by providing a layer structure including a layer made of one conductive type aluminum gallium arsenide having aluminum mixed crystal ratio larger than aluminum gallium arsenide forming an active layer, a current blocking unit containing a reverse bias junction to a light emitting unit in such a manner that the contacting surface between the active layer and a clad layer is raised at the clad layer side and the reverse bias junction surface is coincident to the surface for partitioning between the active layer and a guide layer. CONSTITUTION:A lower clad layer 8 made of N type aluminum gallium arsenide including up to 1X10<18>/cm<3> of Te as an N type impurity, and a layer 9 made of N type aluminum gallium arsenide including up to 1X10<17>/cm<3> of Te as an N type impurity are sequentially formed in a hole 7. The end face of a current blocking unit 3 is covered with aluminum (Al) oxidized film, and since a semiconductor layer is hardly grown on the end face, the upper surface of the layer 8 and the upper surface of the layer 9 can be accurately coincident at the reverse bias junction surface. Then, an upper clad layer 11 made of P type aluminum gallium arsenide including up to 1X10<18>/ cm<3> of Mg as a P tye impurity is formed to the region covering the current blocking unit.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本先明は、アルミニウムガリウムヒ素よりなる多層構造
を有する半導体先光装置に関する。詳しくは、逆バイア
ス接合を有する電流阻止部に挟まれた領域に形成されて
おり、活性層とガイド層とが上下のクラット層によって
挟まれてなる発光部を有する、ダブルへテロ構造の半導
体発光装置の改良と、かかる構造を有する半導体発光装
置の製造方法とに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor optical device having a multilayer structure made of aluminum gallium arsenide. Specifically, it is a semiconductor light emitting device with a double heterostructure, which is formed in a region sandwiched between current blocking parts having a reverse bias junction, and has a light emitting part in which an active layer and a guide layer are sandwiched between upper and lower crat layers. The present invention relates to an improvement of the device and a method of manufacturing a semiconductor light emitting device having such a structure.

(2)技術の背景 半導体先光装置の光出力は、しきい値電流を超過する電
流分と電圧との積に依存して決定される。
(2) Background of the Technology The optical output of a semiconductor optical device is determined depending on the product of the current exceeding the threshold current and the voltage.

よって、半導体発光装置の光出力を増加させるためには
、しきい値電流の減少と活性層体積の増大とが有効であ
る。
Therefore, in order to increase the optical output of a semiconductor light emitting device, it is effective to reduce the threshold current and increase the active layer volume.

一方、′シきい値電流密度と活性層の厚さとの間には、
一定の範囲において比例関係が存在し、しきい値電流密
度を最小にする活性層の厚さが存在する。そのため、活
性層の厚さは、このしきい値電流密度を最小にする厚さ
に選択されることが一般であり、例えばアルミニウムガ
リウムヒ素(Alo、+(3a o、9 As)の場合
で0.08(μm〕程度に選定される。
On the other hand, there is a relationship between the threshold current density and the active layer thickness.
A proportional relationship exists within a certain range, and there is a thickness of the active layer that minimizes the threshold current density. Therefore, the thickness of the active layer is generally selected to minimize this threshold current density, for example 0 in the case of aluminum gallium arsenide (Alo, +(3a o, 9 As)). The thickness is selected to be about .08 (μm).

また、実質的発光領域の厚さを大きくすることは、半導
体発光装置の光出力の増大に有効である。
Further, increasing the thickness of the substantial light emitting region is effective in increasing the light output of the semiconductor light emitting device.

この要請を実現するため、ガイド層という概念が導入さ
れ、低いしきい値電流密度を保持しながら大きな光出力
が得られることが知られている。
In order to realize this requirement, the concept of a guide layer has been introduced, and it is known that a large optical output can be obtained while maintaining a low threshold current density.

さらに、しきい値電流を決定する要因に、発光に直接寄
与しない電流分(以下、無効電流という。)があり、か
ねてよりこの無効電流を減少する努力がなされている。
Furthermore, one of the factors that determines the threshold current is a current that does not directly contribute to light emission (hereinafter referred to as reactive current), and efforts have been made to reduce this reactive current for some time.

従来技術においては、活性層の光通路を逆バイアス接合
を含む電流阻止部をもって挟む手段が提案されており、
十分効果のあることが確認されている。
In the prior art, a method has been proposed in which the optical path of the active layer is sandwiched between current blocking parts including reverse bias junctions.
It has been confirmed that it is sufficiently effective.

(3)従来技術と問題点 上記のとおり、半導体発光装置における活性層の厚さに
は最適条件がある。しかしながら、半導体先光装置の光
出力を増大するという要求は、近年ますます急を要する
こととなっているため、当然のことながら、活性層の幅
を増大することにより解決策を見い出すための努力がな
されてきた。
(3) Prior Art and Problems As mentioned above, there are optimum conditions for the thickness of the active layer in a semiconductor light emitting device. However, since the demand for increasing the optical output of semiconductor-based optical devices has become increasingly urgent in recent years, it is natural that efforts to find solutions by increasing the width of the active layer has been done.

しかし、活性層がクラッド層内に埋め込まれた、いわゆ
るベリラドヘテロストラフチャー(Ruriedト1e
terostructure )レーザでは活性層の幅
を増大すると幅が2.5[μIn]に達するまでは光出
力も増大するが、幅が2.5〔μIn)を超えると高次
モードとなり、実用に適さなくなる。
However, a so-called Veri-rad heterostructure (Ruried heterostructure) in which the active layer is embedded within the cladding layer
(terostructure) In a laser, when the width of the active layer is increased, the optical output increases until the width reaches 2.5 [μIn], but when the width exceeds 2.5 [μIn], it becomes a higher order mode and is no longer suitable for practical use. .

また、上記のしきい値電流の減少に有効である電流阻止
部の効果にも限界があり、更に改良の余地が残されてい
る。
Furthermore, there is a limit to the effectiveness of the current blocking section, which is effective in reducing the threshold current, and there is still room for further improvement.

(4)発明の目的 本発明の目的は、これらの改良の要請に応えるものであ
り、しきい値電流密度を最小にする厚さを有する活性層
とガイド層とが上下クラッド層によって挟まれてなる層
構造を有する発光部と、この発光部の両側面に少なくと
も1つの逆バイアス接合面を含む電流阻止部を有し、こ
の電流阻止部によって遣われていない両端面が発光端面
である半導体発光装置において、電流の高次モードを引
き起こすことなく、有効電流値総■の増加が可能であり
、結果として光出力が増加されており、また、電流阻止
効果が大きく、無効電流が低減され、結果として光出力
が大きな半導体先光装置の構造と、かかる構造を有する
半導体発光装置の製造方法とを提供することにある。
(4) Object of the Invention The object of the present invention is to meet these demands for improvement, and to provide a structure in which an active layer and a guide layer having a thickness that minimizes the threshold current density are sandwiched between upper and lower cladding layers. A semiconductor light-emitting device comprising: a light-emitting part having a layered structure; a current blocking part including at least one reverse bias junction surface on both sides of the light-emitting part; both end faces not used by the current blocking part are light-emitting end faces; In the device, it is possible to increase the total effective current value without causing higher-order modes of current, and as a result, the optical output is increased, and the current blocking effect is large, and the reactive current is reduced, resulting in Another object of the present invention is to provide a structure of a semiconductor-based optical device having a large optical output, and a method of manufacturing a semiconductor light-emitting device having such a structure.

(5)先明の構成 本発明の構成は、(イ)−導電型のアルミニウムガリウ
ムヒ索(AlxGa1−xAs )よりなる第1(下部
)クラッド層上に形成され、−導電型のアルミニウムガ
リウムヒ素(Al y Ga I=yA s)よりなる
ガイド層と、該ガイド層上に形成されたアルミニウムガ
リウムヒ素(Al z Qa 1−z A s )より
なる活性層と、該活性層上に形成された反対導電型のア
ルミニウムガリウムヒ素(AlxGa1−x、As )
よりなる第2(上部)クラッド1−とよりなる発光部を
有し、前記アルミニウム(A1)の混晶比を表わすx、
y% z (1)間には、x>y>z≧0の関係があり
、前記活性層を構成するアルミニウムガリウムヒ% (
Alz(ia+ −zA、s)より大きなアルミニウム
(八1)混晶比を(」−する−導電型のアルミニウムガ
リウムヒX (Al v(ja + −vAs)よりな
る層を含む層構造を有し、前記発光部に対して逆バイア
ス接合を内包する電流阻止部を有し、前記活性層と前記
第2のクラッド層との接触面は該第2のクラッド層側に
凸なる形状を有し、前記逆バイアス接合面は、油記活注
層と前記ガイド層とを区切る面に一致していることを特
徴とする、半導体うe光装置;9と、(口+ −;i電
型のヒ化ガリウム((↑aAs)よりなる基板上に、反
対導電型のアルミニ「ンムガリlンムヒ索(Alu(3
a+−uAs )よりなる電流阻止部下層を形成し、該
電流阻止部下層に、−導電型であり、前醒流阻止部下層
を構成するアルミニウムガリウムヒ素(AlxGa1−
uAs )よりアルミニウム(A1)混晶比の大きい反
対導電型のアルミニウムガリウムヒ素(At via 
1−vA、s )よりなる市原阻止部中間層を形成し、
該電流限止部中間層上に、該電流限止部中間層を構成す
るアルミニウムガリウムヒ素(1〜1〜(3a+−vA
、s )よりアルミニウム(A、l)混晶比の小さいア
ルミニウムガリウムヒ素(A、Iw(ンaトνv1〜S
)またはヒ化ガリ1クムよりなる電流阻止部上層を形成
し、該電15ij阻止部上jG玉と前記電流限止部中間
層と前記電流阻止部下層と前記基板の上層部とを、発光
部形成予定領域から除去して発光部Jし成用間[」を形
成し、該開口内に−<(tut型を有−4゛るアルミニ
ウムガリウムヒ素(A、1xQa + −x As )
よりなる下部クラッド層を形成し、該下部クラッド層上
に一導電型を有するアルミニウムガリウムヒ素(1yG
a1−yA、s )よりなるガイド層を形成し、該ガイ
ド層上にアルミニウムガリウムヒ素(A、1zGa+−
zAs )よりなる活性層を上方に凸なる形状に形成し
、該活性層上に反対導電型を有するアルミニウムガリウ
ムヒ素(A、IxGat−xAs)よりなる上部クラッ
ド層を形成し、該上部クラッド層と前記基板の下面とに
、夫々、正負の電極を形成する工程を有し、前記電流阻
止部下層と前記電流限止部中間層との接合面は、前記活
性層と前記ガイド層とを区切る面に一致させ、上記アル
ミニウム(A1)の混晶比を表わすx、 y、 z、 
u、 v、Wの値は、x>y>z≧Q、uSv≧Z1及
びw<zなる関係を満足するように選択することを特徴
とする、半導体発光装置の製造方法とである。
(5) Prior structure The structure of the present invention is (a) formed on the first (lower) cladding layer made of -conductivity type aluminum gallium arsenide (AlxGa1-xAs), and -conductivity type aluminum gallium arsenide. (Al y Ga I=yAs), an active layer formed on the guide layer and made of aluminum gallium arsenide (Al z Qa 1-z As ), and an active layer formed on the active layer. Aluminum gallium arsenide of opposite conductivity type (AlxGa1-x, As)
x representing the mixed crystal ratio of the aluminum (A1),
y% z (1) There is a relationship of x>y>z≧0, and aluminum gallium hy% (
It has a layer structure including a layer of aluminum gallium arsenide X (Alv(ja+-vAs)) of conductivity type, which has a larger aluminum (81) mixed crystal ratio than Alz(ia+ -zA, s). , a current blocking part including a reverse bias junction with respect to the light emitting part, and a contact surface between the active layer and the second cladding layer has a shape convex toward the second cladding layer, A semiconductor optical device; 9; On a substrate made of gallium oxide ((↑aAs)), an aluminum wire (Alu(3)) of the opposite conductivity type is
A current blocking lower layer made of aluminum gallium arsenide (AlxGa1-
Aluminum gallium arsenide (At via
1-vA,s) to form an Ichihara blocking intermediate layer,
Aluminum gallium arsenide (1-1-(3a+-vA
Aluminum gallium arsenide (A, Iw (ton νv1~S
) or a current blocking part upper layer made of 1 um of arsenide, and forming a light emitting part by combining the current blocking part upper layer, the current limiting part intermediate layer, the current blocking part lower layer, and the upper layer part of the substrate. Aluminum gallium arsenide (A, 1xQa + -x As ) having a -
Aluminum gallium arsenide (1yG) having one conductivity type is formed on the lower cladding layer.
A guide layer made of aluminum gallium arsenide (A, 1zGa+-) is formed on the guide layer.
An active layer made of aluminum gallium arsenide (A, IxGat-xAs) having an opposite conductivity type is formed on the active layer, and an upper cladding layer made of aluminum gallium arsenide (A, IxGat-xAs) having an opposite conductivity type is formed on the active layer. forming positive and negative electrodes on the lower surface of the substrate, respectively, and a bonding surface between the current blocking lower layer and the current limiting intermediate layer is a surface separating the active layer and the guide layer. x, y, z, representing the mixed crystal ratio of aluminum (A1),
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device is characterized in that the values of u, v, and W are selected so as to satisfy the following relationships: x>y>z≧Q, uSv≧Z1, and w<z.

また、上記(イ)の構成において、(ハ)活性層の幅を
5 [μIn]以下とすることは高次モードの発生を防
止するために有効である。さらに、上記(イ)及び()
1)の構成において、(ニ)ガイド層の厚さを0.5〜
2.0〔μ+n)とし、上部及び下部クラッド層の厚さ
を0.8〔μm1以上とすると一層有利である。
Furthermore, in the configuration (a) above, (c) setting the width of the active layer to 5 [μIn] or less is effective for preventing the generation of higher-order modes. Furthermore, the above (a) and ()
In the configuration of 1), (d) the thickness of the guide layer is 0.5~
It is more advantageous to set the thickness of the upper and lower cladding layers to 0.8 [μm1 or more.

そして、−1−記(ロ)の構成において、(ホ)電流限
止部中間層の厚さを極めて小さくし、発光皿形成用開口
を形成した後、前記電流限止部中間層の前記開口に面し
た領域に僅少な凹部を形成すると、活性層の上面を上方
に凸にすること、及び活性層下面と電流阻止部の逆バイ
アス接合面とを一致させることのためにさらに有効であ
る。
In the configuration of -1- (b), (e) the thickness of the current limiter intermediate layer is made extremely small and the opening for forming the light emitting dish is formed, and then the opening of the current limiter intermediate layer is Forming a slight recess in the region is more effective for making the upper surface of the active layer upwardly convex and for aligning the lower surface of the active layer with the reverse bias junction surface of the current blocking section.

本発明は、半導体発光装置の製造方法において、基板」
−に電流阻止部を形成した後に発光部を形成した方が、
その逆の]−程によるよりも歩留りや装置の信頼性の血
ですぐれているという公知の事実を活用したものであり
、さらにアルミニウム(A1)含有率の高い半導体は酸
化されやすく、かかる半導体層の端面には酸化アルミニ
ウム(A、l 203)の・薄膜が容易に形成される傾
向があり、一方、かかるアルミニウム(A1)酸化物に
よって覆われる端面に化合物半導体を成長させることは
困難であるという公知の自然法則にもとづき、上記の如
き基本構造を有する半導体発光装置において、電流阻止
部は少なくとも三層になし、中間層のみアルミニウム(
A1)混晶比を大きく、下層のアルミニウム(A1)混
晶比は比較的小さくし、上層のアルミニウム(AI)混
晶比は零を含み特に小さくして、かつ、中間層と活性層
とを対接させる層構造となし、中間層の下面が逆バイア
ス接合面となるようにすれば、発光部形成用開口の内面
のアルミニウム(A1)混晶比の大きい半導体よりなる
電流用止部中間層の端面には、活性層をなす半導体が成
長しにくいので、この開口にガイド層と活性層とを続け
て成長させる場合、ガイド層と活性層との境界面が逆バ
イアス接合面と正確に一致することになり、かつ、活性
層が上方に凸なる形状になるという着想を具体化するこ
とによって完成されたものである。そして、上記アルミ
ニウムの混晶比を表わすx、 y、 zSu、 v、 
wの値は、x)y)z≧0.1」、V≧Z及びw<z 
の関係を満足するように選択したときに最も効果のある
ことが実験的に確められた。
The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, in which a substrate"
It is better to form the light emitting part after forming the current blocking part at -.
This method takes advantage of the well-known fact that the yield and reliability of equipment are better than the process, and that semiconductors with a high aluminum (A1) content are easily oxidized, and such semiconductor layers It is said that a thin film of aluminum oxide (A, l 203) tends to be easily formed on the end face of the aluminum (A, l 203), while it is difficult to grow a compound semiconductor on the end face covered with such aluminum (A1) oxide. Based on known laws of nature, in a semiconductor light emitting device having the basic structure as described above, the current blocking portion is formed in at least three layers, and only the middle layer is made of aluminum (
A1) The mixed crystal ratio is large, the aluminum (A1) mixed crystal ratio in the lower layer is relatively small, the aluminum (AI) mixed crystal ratio in the upper layer is particularly small, including zero, and the intermediate layer and the active layer are If the layers are made to face each other and the lower surface of the intermediate layer becomes a reverse bias junction surface, the current stop intermediate layer made of a semiconductor with a high aluminum (A1) mixed crystal ratio on the inner surface of the opening for forming the light emitting section It is difficult for the semiconductor forming the active layer to grow on the end face of the opening, so when the guide layer and active layer are successively grown in this opening, the interface between the guide layer and the active layer must be exactly aligned with the reverse bias junction surface. It was completed by embodying the idea that the active layer has an upwardly convex shape. Then, x, y, zSu, v, which represent the mixed crystal ratio of aluminum,
The value of w is x)y)z≧0.1'', V≧Z and w<z
It has been experimentally confirmed that it is most effective when selected to satisfy the following relationship.

(6)発明の実施例 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体
装置の製造方法について説明し、本発明の構成と特有の
効果とを明らかにする。
(6) Embodiments of the Invention Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings, and the structure and unique effects of the present invention will be clarified.

第1図参照 n型不純物として81を約2×1018/c1n3 含
むn型ヒ化ガリウム(Ga A、s)基板1に、最初に
電流阻止部2.3.2′、3′、4.5を形成する。こ
の工程は、液相エピタキシャル成長法を使用して実行で
き、n型不純物としてMgを−1,X 1018/ c
m ”含むp型アルミニウムガリウムヒ素(p −A、
I o、aQao7A、s)よりなる層2を0.5〔μ
m〕程度の厚さに形成し、次にn型不純物としてTeを
I X 1018/ c+n3含むn型アルミニウムガ
リウムヒ素(rr  A、i o、5Qao、5As)
よりなる層3を0.2[μIn]程度の厚さに形成し、
次にn型不純物としてMgを〜I XIO18/ cm
3含むp型アルミニウムガリウムヒ素(p−Al o3
Qa Q、?As)よりなる層2′を1.5〔μ+n)
程度の厚さに形成し、次にn型不純物としてTeを〜1
×1018/c1n3含むn型アルミニウムガリウムヒ
素(n −Al o、s Qao6As)よりなる層3
を02 cμ+n〕の厚さに形成し、次にn型不純物と
してMgを〜5 X 10 / cm含むp型ヒ化ガリ
ウム(p−〇aAs)よりなる層4を0.5〔μm口〕
程度の厚さに形成し、最後にn型不純物として’ll”
eを〜5 X 10 / can含むn型ヒ化ガリウム
(n −Qa A、s)よりなる層5を0.5[μIn
]の厚さに順次形成する。
Refer to FIG. 1. First, current blocking portions 2.3.2', 3', 4.5 form. This step can be carried out using a liquid phase epitaxial growth method, with Mg as an n-type impurity at -1,X 1018/c
p-type aluminum gallium arsenide (p-A,
Layer 2 consisting of Io, aQao7A, s) is 0.5 [μ
m] thickness, and then an n-type aluminum gallium arsenide (rr A, I O, 5Qao, 5As) containing Te as an n-type impurity (RR A, I O, 5Qao, 5As)
Form a layer 3 with a thickness of about 0.2 [μIn],
Next, Mg is added as an n-type impurity to ~IXIO18/cm
3 containing p-type aluminum gallium arsenide (p-Al o3
Qa Q,? The layer 2' consisting of As) is 1.5 [μ+n)
Then, Te is added as an n-type impurity to ~1
Layer 3 made of n-type aluminum gallium arsenide (n-Al o,s Qao6As) containing ×1018/c1n3
Next, a layer 4 made of p-type gallium arsenide (p-0aAs) containing ~5 x 10 / cm of Mg as an n-type impurity is formed to a thickness of 0.5 [μm].
Finally, as an n-type impurity,
A layer 5 made of n-type gallium arsenide (n-Qa A,s) containing ~5 × 10 / can of 0.5 [μIn
] Thickness is sequentially formed.

第2図参照 上記の電流阻止部2.3.2′、3′、4.5の一部領
域に、基板1の上層まで達する発光部形成用量ロアを形
成する。この工程は、基板1の全面に形成された二酸化
シリコン(Si02)膜6を保護膜兼マスクとしてH2
SO4: H2O2: H2O= 1 : 6 : 1
(25°C)をエツチング液としてなすウェットエツチ
ング法を使用して実行することができる。
Refer to FIG. 2. A light emitting portion formation lower layer reaching the upper layer of the substrate 1 is formed in a part of the current blocking portions 2.3.2', 3', and 4.5. In this process, a silicon dioxide (Si02) film 6 formed on the entire surface of the substrate 1 is used as a protective film and a mask.
SO4: H2O2: H2O= 1: 6: 1
(25° C.) as the etching solution.

第3図参照 上記の開ロア内に、発光HIS 8.9.10.11を
形成する。この工程は、液相エピタキシャル成長法を使
用して実行することができ、まずn型不純物としてTe
を〜I XIO/ c+口含むn型アルミニウムガリウ
ムヒ素(n −、AI o、s Qao5As)よりな
る下部クラッド層8、つづいてn型不純物としてTeを
〜lXl0 /C1n tむn型アルミニウムガリウム
ヒ素(n −A、I O,7Qao、5As)よりなる
層9を形成する。ここで、3の端面はアルミニウム(A
I)の酸化膜で覆われており、この端面上には半導体層
が成長しにくいので、まず、開口両端の3の端面でクラ
ッド層8の成長が止まる。更に成長を続行すると、クラ
ッド層8の上面が逆バイアス接合面(2と3の接合面)
と正確に一致して一線をなすこととなる。続いてガイド
層9を成長させるが、ガイド層9は厚さ1.5〔μ+n
)程度とするためこのガイド層は3の端面を覆い、2′
を覆った後、3′の端面で成長が止まる。更に成長を続
行するとガイド層9の上面が逆バイアス接合面(2と3
との接合面)と正確1こ一致し、−線となる。しかるの
ち活性層1゜の成長を開始すると、活性層10は上方に
凸なる形状となる。また、活性層10はp型あるいはn
型のどちらでも良い。凸形をした活性層は最も厚い所の
厚さでも0.05 [μmn:] −Q、 2[μ+n
]と薄いため、領域4の所迄は成長しない。しかるのち
、p型不純物としてMgを〜l X 10 / can
 含むp型アルミニウムガリウムヒ素(p −AI O
,5Qao、sAs )  よりなる上部クラッド層1
1を電流阻子部を覆う領域にまで形成し、発光部8.9
.10.11を完成する。
Refer to FIG. 3. A light-emitting HIS 8.9.10.11 is formed in the open lower part described above. This step can be carried out using a liquid phase epitaxial growth method, starting with Te as an n-type impurity.
A lower cladding layer 8 consisting of n-type aluminum gallium arsenide (n −, AI o, s Qao5As) containing ~IXIO/c+, followed by an n-type aluminum gallium arsenide ( A layer 9 consisting of n-A, IO, 7Qao, 5As) is formed. Here, the end face of 3 is aluminum (A
Since it is covered with the oxide film I) and it is difficult for a semiconductor layer to grow on this end face, the growth of the cladding layer 8 is first stopped at the end faces 3 at both ends of the opening. As the growth continues, the upper surface of cladding layer 8 becomes the reverse bias junction surface (junction surface between 2 and 3).
The line will be exactly aligned with the line. Subsequently, the guide layer 9 is grown, and the guide layer 9 has a thickness of 1.5 [μ+n
), this guide layer covers the end face of 3 and 2'
After covering, growth stops at the 3' end face. As the growth continues further, the upper surface of the guide layer 9 becomes the reverse bias junction surface (2 and 3
It coincides exactly one point with the joint surface) and becomes a - line. After that, when the active layer 10 begins to grow, the active layer 10 takes on an upwardly convex shape. Further, the active layer 10 is of p type or n type.
Either type is fine. The thickness of the convex active layer at its thickest point is 0.05 [μmn:] −Q, 2[μ+n
], so it does not grow up to region 4. After that, Mg is added as a p-type impurity to ~l X 10/can
containing p-type aluminum gallium arsenide (p-AIO
, 5Qao, sAs)
1 is formed up to the area covering the current blocker part, and the light emitting part 8.9
.. Complete 10.11.

第4図参照 上記の発光部に正、負の電極12.13を形成する。See Figure 4 Positive and negative electrodes 12 and 13 are formed on the light emitting section.

この工程は、上部クラッド層11上にスパッタ成長法を
用いてチタン/白金/金(T i / Pt / Au
 )三重層を形成して正電極12となし、基板1の下面
に真空蒸着法を用いて金ゲルマニウム(AuQe)合金
層を形成して負電極13となすことにより実行できる。
In this step, titanium/platinum/gold (Ti/Pt/Au) is deposited on the upper cladding layer 11 using a sputter growth method.
) This can be carried out by forming a triple layer to form the positive electrode 12, and forming a gold germanium (AuQe) alloy layer on the lower surface of the substrate 1 using a vacuum evaporation method to form the negative electrode 13.

上記の工程によれば、まず、活性層を上方に凸なる形状
に形成することが可能であるため、活性層の幅を従来技
術におけるそれの2倍程度となしたにもかかわらず高次
モードが元止せず、有効電流値総量の増加に有効であり
、結果として光出力を増加することが可能となる。さら
に、活性層とガイド層との境界面を電流阻止部における
逆バイアス接合面と一致させることができるため、電流
阻止効果が大きくなり、無効電流を最小に抑えることが
可能になる。ただし、活性層の幅を5〔μI口〕をこえ
て更に増大すると、やはり高次モードを引き起こすおそ
れがあるので、活性層の幅の増加は5 〔μm〕程度以
下に留めることが有効である。活性層の上面の平坦であ
る領域が2.5[但n〕程度となるからである。
According to the above process, first, it is possible to form the active layer in an upwardly convex shape. is effective in increasing the total effective current value, and as a result, it becomes possible to increase the optical output. Furthermore, since the interface between the active layer and the guide layer can be aligned with the reverse bias junction surface in the current blocking section, the current blocking effect is increased and it becomes possible to suppress reactive current to a minimum. However, if the width of the active layer is further increased beyond 5 [μm], there is a risk of causing higher-order modes, so it is effective to keep the increase in the width of the active layer to about 5 [μm] or less. . This is because the flat region of the upper surface of the active layer is about 2.5 [n].

また、下部クラッド層の厚さを0.8[μIn]未満に
すると活性層の光が基板迄しみ出してしまい吸収を受け
るため、光のロスが大きくなり、結果としLしき、い値
電流密度の大幅な上昇の原因となる。
Furthermore, if the thickness of the lower cladding layer is less than 0.8 [μIn], the light from the active layer will seep into the substrate and be absorbed, resulting in a large loss of light, resulting in a causes a significant increase in

また、接合に垂直な方向の光の放射角を小さくするため
には、ガイド層の厚さは0.5〔μ11)以上必要だが
、2.0[μIn]を越えて厚(すると、活性層にしめ
る光の割合が小さくなり、しきい・値電流密度の大幅な
上昇となる。そのため、下部クラッド層の厚さは0.8
〔μIn)以上、ガイド層の厚さは0.5〔μIn)〜
2.0〔μIn)が適当である。
In addition, in order to reduce the radiation angle of light in the direction perpendicular to the junction, the thickness of the guide layer must be 0.5 [μ11] or more, but if the thickness exceeds 2.0 [μIn] (then the active layer The proportion of light that enters the window becomes smaller, resulting in a significant increase in the threshold current density.Therefore, the thickness of the lower cladding layer is reduced to 0.8
[μIn] or more, the thickness of the guide layer is 0.5 [μIn) ~
2.0 [μIn] is appropriate.

さらに、活性層に対接して設けられる電流限止部中間層
、すなわち、アルミニウム(Al)混晶比の大きな半導
体よりなる層に、発光部形成用量]]の内面において、
凹部を設けておけば、電流限止部中間層の下面と、活性
層とガイド層との境界面とを正確に一致させるために更
に有効である。
Furthermore, on the inner surface of the current-limiting intermediate layer provided opposite to the active layer, that is, the layer made of a semiconductor having a high aluminum (Al) mixed crystal ratio, the light-emitting portion is formed.
Providing a recessed portion is more effective in accurately aligning the lower surface of the current-limiting intermediate layer with the interface between the active layer and the guide layer.

(7)発明の効果 以上説明せるどおり、本発明によれば、しきい値電流密
度を最小にする厚さを有する活性層とガイド層とが」1
下クラッド層によって挟まれてなる層構造を有する発光
部と、この発光部の両側面に少なくとも1つの逆バイア
ス接合面を含む電流阻止部を有し、この電流阻止部によ
って覆われていない両端面が発光端面である半導体発光
装置において、電流の高次モードを引き起こすことなく
、有効電流値総量の増加が可能であり、結果として光出
力が増加されており、また、電流阻止効果が大きく、無
効電流が低減され、結果として大きな光出力を得ること
ができる半導体発光装置の構造と、かかる構造を有する
半導体発光装置の製造方法とを提供することができる。
(7) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, the active layer and the guide layer have a thickness that minimizes the threshold current density.
A light emitting part having a layered structure sandwiched by lower cladding layers, and a current blocking part including at least one reverse bias junction surface on both sides of the light emitting part, and both end faces not covered by the current blocking part. In a semiconductor light emitting device in which the light emitting edge is a light emitting facet, it is possible to increase the total effective current value without causing a higher order mode of current, and as a result, the optical output is increased. It is possible to provide a structure of a semiconductor light emitting device in which current is reduced and a large optical output can be obtained as a result, and a method of manufacturing a semiconductor light emitting device having such a structure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第4図は、本発明の一実施例に係る半導体発
光装置の製造方法における主要工程完了後の基板断面図
である。 1−−− ・一基板(I+−(、’laA、s) 、2
.3.2;3′、4.5・・曲電流阻止部(、I)−八
l o、a QaO,7A、s、 n−Al 0.5 
(iao6As、 p−A、Io3Qao7As、 n
−AIo、5Qao、sAs、p−Q;IA、s、 n
 −GaA、s16・・・・・・二酸化シリコン(Si
(J)膜、7・・・・・・発光部形成用開口、8・・・
・・・下部クラッド層(n −Al o5Qao、sA
、s) 、9−・・−ガイ ド層 (n −A、l o
3Qa O,7As ) 、1Q−・−・−活性層(n
 or p−Alo、+(3ao9As )、11・・
・・・・上部クラッド層(p−AIo5Qao5As 
)、12・・・・・・正電4m (Ti/Pt / A
n )、13・・・・・・負電極(、AuGe )。 第3図 第4図
1 to 4 are cross-sectional views of a substrate after completion of main steps in a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 1--- ・One substrate (I+-(,'laA,s), 2
.. 3.2; 3', 4.5...Bending current blocking part (, I)-8lo, a QaO, 7A, s, n-Al 0.5
(iao6As, p-A, Io3Qao7As, n
-AIo, 5Qao, sAs, p-Q; IA, s, n
-GaA, s16...Silicon dioxide (Si
(J) Film, 7... Opening for forming light emitting part, 8...
...lower cladding layer (n-Al o5Qao, sA
, s), 9-...-guide layer (n-A, lo
3QaO,7As), 1Q-・--active layer (n
or p-Alo, +(3ao9As), 11...
... Upper cladding layer (p-AIo5Qao5As
), 12...Positive current 4m (Ti/Pt/A
n), 13... Negative electrode (,AuGe). Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 m−1電型のアルミニウムガリウムヒ素(AlxGa+
−xAs)よりなる第1のクラッド層上に形成され、−
導電型のアルミニウムガリウムヒ素(xtyGa r 
−yAs )よりなるガイド層と、該ガイド層上に形成
されたアルミニウムガリウムヒ素(Al zQa 1−
zAs)よりなる活性層と、該活性層上に形成された反
対導電型のアルミニウムガリウムヒX (AlxQa+
−xAs)よりなる第2のクラッド層とよりなる発光部
を有し、前記アルミニウムの混晶比を表わすX、y、z
の間にはx > y > 、z≧0の関係があり、前記
活性層を形成するアルミニウムガリウムヒ素(AlzG
a I −zAs )より大きなアルミニウム混晶比を
有する一導電型のアルミニウムガリウムヒ素(A I 
vGal−vAs)よりなる層を含む層構造を有して前
記発光部に対して逆バイアス接合を内包する電流阻止部
を有し、前記活性層と前記第2のクラッド層と接触面は
該第2のクラッド層側に凸なる形状を有し、前記逆バイ
アス接合面は前記活性層と前記ガイド層とを区切る面に
一致していることを特徴とする半導体発光装置。 (2+ −1電型のヒ化ガリウムよりなる基板上に、反
対導電型のアルミニウムガリウムヒg (AluQax
−uAs)よりなる電流阻止部下層を形成し、該電流阻
止部下層上に一導電型で前記電流阻止部下層を構成する
アルミニウムガリウムヒ素よりアルミニウム混晶比の大
きい反対導電型のアルミニウムガリウムヒg (Alv
Ga+−vAs)よりなる電流限止部中間層を形成し、
該電流限止部中間層上に該電流限止部中間層を構成する
アルミニウムガリウムヒ素よりアルミニウム混晶比の小
さいアルミニウムガリウムヒ素(A、IwGa+−wA
s)またはヒ化ガリウムよりなる電流阻止部上層を形成
し、該電流阻止部上層と前記電流限止部中間層と前記電
流阻止部下層と前記基板の上層部とを、うe丸部形成予
定領域から除去して発光部形成用開口を形成し、該開口
内に一導電型を有するアルミニウムガリウムヒ素(Al
xGa+−xAs )よりなる下部クラッド層を形成し
、該下部クラッド層上に一導電型を有するアルミニウム
ガリウムヒ素(AlyGa+−yA−s )よりなるガ
イド層を形成し、該ガイド層上にアルミニウムガリウム
ヒ素(AIzQa+−zA、s )よりなる活性層を上
方に凸なる形状に形成し、該活性層上に反対導電型を有
するアルミニウムガリウムヒ素(A−1xGal−XA
S )よりなる上部クラッド層を形成し、該上部クラッ
ド層と前記基板の下面とに、夫々、正負の電極を形成す
る工程を有し、前記電流阻止部下層と前記電流阻止部下
層との接合面は、前記活性層と前記ガイド層とを区切る
面に一致させ、上記アルミニウムの混晶比を表わすx、
 y、 z、 u、v、wの値は、x>y>z≧0.1
1、■≧2.及びw < zなる関係を満足するように
選択することを特徴とする、半導体先光装置の製造方法
[Claims] Aluminum gallium arsenide (AlxGa+
-xAs) formed on the first cladding layer, -
Conductive type aluminum gallium arsenide (xtyGa r
-yAs ) and aluminum gallium arsenide (Al zQa 1- ) formed on the guide layer.
an active layer consisting of aluminum gallium arsenide (AlxQa+
-xAs) and a light-emitting part made of a second cladding layer made of
There is a relationship between x > y > and z≧0, and aluminum gallium arsenide (AlzG
Aluminum gallium arsenide (A I
The current blocking part has a layer structure including a layer made of (vGal-vAs) and includes a reverse bias junction with respect to the light emitting part, and the contact surface between the active layer and the second cladding layer is 2. A semiconductor light emitting device having a convex shape on the cladding layer side of No. 2, and wherein the reverse bias junction surface coincides with a surface separating the active layer and the guide layer. (Aluminium gallium arsenide of the opposite conductivity type (AluQax
- uAs), and on the current blocking lower layer, an aluminum gallium arsenide of one conductivity type and having a higher aluminum mixed crystal ratio than aluminum gallium arsenide constituting the current blocking lower layer is formed. (Alv.
forming a current limiting intermediate layer made of (Ga+-vAs);
Aluminum gallium arsenide (A, IwGa+-wA) having a lower aluminum mixed crystal ratio than aluminum gallium arsenide constituting the current limiting intermediate layer is disposed on the current limiting intermediate layer.
s) or forming a current blocking part upper layer made of gallium arsenide, and forming the current blocking part upper layer, the current limiting part intermediate layer, the current blocking part lower layer, and the upper layer part of the substrate into a region where the hollow part is to be formed. Aluminum gallium arsenide (Al
A lower cladding layer made of aluminum gallium arsenide (AlyGa+ - (AIzQa+-zA,s) is formed in an upwardly convex shape, and aluminum gallium arsenide (A-1xGal-XA) having an opposite conductivity type is formed on the active layer.
forming an upper cladding layer consisting of S), forming positive and negative electrodes on the upper cladding layer and the lower surface of the substrate, respectively, and bonding the current blocking lower layer and the current blocking lower layer; The plane corresponds to the plane separating the active layer and the guide layer, and x represents the mixed crystal ratio of the aluminum,
The values of y, z, u, v, and w are x>y>z≧0.1
1,■≧2. and w < z.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779974B2 (en) * 1986-03-24 1995-08-30 ティリー,レイフ Method for supplying an electrically conductive floating medium and apparatus for carrying out the method
CN1044270C (en) * 1994-06-18 1999-07-21 兴洋染织株式会社 Method and apparatus for sewing felt

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779974B2 (en) * 1986-03-24 1995-08-30 ティリー,レイフ Method for supplying an electrically conductive floating medium and apparatus for carrying out the method
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