JPS604276A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
- Publication number
- JPS604276A JPS604276A JP58112032A JP11203283A JPS604276A JP S604276 A JPS604276 A JP S604276A JP 58112032 A JP58112032 A JP 58112032A JP 11203283 A JP11203283 A JP 11203283A JP S604276 A JPS604276 A JP S604276A
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- current
- layer
- electrode
- forming layer
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- Pending
Links
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 14
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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
- H01L33/14—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 with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—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 with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
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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】
本発明は光フアイバ通信用に適したＩ−ｖ族半導体多層
構造から成る発光素子の改良に関する。
構造から成る発光素子の改良に関する。
■−ｖ族半導体多層構造から成る半導体レーザ素子２面
発元型発光ダイオード、端面放射型発光ダイオードなど
の発光素子は、小消費′電力で高出変 力・高速Ｘ調可能といった特徴を有し、光ファイしめる
には、何よシも活性層への効率的な電流狭宝構造が必要
であシ、従来よシ多くの構造の検討がなされている。
発元型発光ダイオード、端面放射型発光ダイオードなど
の発光素子は、小消費′電力で高出変 力・高速Ｘ調可能といった特徴を有し、光ファイしめる
には、何よシも活性層への効率的な電流狭宝構造が必要
であシ、従来よシ多くの構造の検討がなされている。
しかしながら、従来の電流狭ヤ構造は低周波域において
は十分であっても、高周波域においては不十分で、高速
変調特性を低下させてしまうといった欠点を有していた
。即ち、活性層をストライプ状に埋め込み、電流ブロッ
ク層を活性層に近接させて構成した埋め込み型半導体レ
ーザ素子の場合、最上層の電極形成層の拡がり抵抗が小
さいため、直流ブロック層のｐｎ接合容量とかなシ大き
な寄生アドミッタンスとなシ、高周波域の変調特性が低
下するといった欠点を有していた。又、最上層に設けら
れた円形電流注入部によりａ流を狭中注入する面発光型
発光ダイオードにおいても同様な寄生アドミッタンスに
よシ高周波域の変調特性が低下するといった欠点を有し
ていた。
は十分であっても、高周波域においては不十分で、高速
変調特性を低下させてしまうといった欠点を有していた
。即ち、活性層をストライプ状に埋め込み、電流ブロッ
ク層を活性層に近接させて構成した埋め込み型半導体レ
ーザ素子の場合、最上層の電極形成層の拡がり抵抗が小
さいため、直流ブロック層のｐｎ接合容量とかなシ大き
な寄生アドミッタンスとなシ、高周波域の変調特性が低
下するといった欠点を有していた。又、最上層に設けら
れた円形電流注入部によりａ流を狭中注入する面発光型
発光ダイオードにおいても同様な寄生アドミッタンスに
よシ高周波域の変調特性が低下するといった欠点を有し
ていた。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、電極形成層の亜
流拡がシを抑え、高速応答を可能にした発光素子を提供
するとと忙ある。
流拡がシを抑え、高速応答を可能にした発光素子を提供
するとと忙ある。
本発明の発光素子は、発光領域となる活性層、を含む多
層構造を備え、−導電型を有する半導体最上層内に形成
された電流注入部の外側周辺に、前記半導体最上層と反
対導電型を有する電流しゃ断部が電極に接せず、かつ、
半導体最上層に隣接する半導体層に接するようにして半
導体最上層内に設けられている構成となっている。
層構造を備え、−導電型を有する半導体最上層内に形成
された電流注入部の外側周辺に、前記半導体最上層と反
対導電型を有する電流しゃ断部が電極に接せず、かつ、
半導体最上層に隣接する半導体層に接するようにして半
導体最上層内に設けられている構成となっている。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図面は本発明に基づく一実施例の断面を表わすものであ
る。本実施例は、半導体基板１にエピタキシャル成長さ
れた活性層２、クラッド層３、電流注入部４１及び′電
流しゃ断部４２を含む電極形成層４及び電極窓５１を含
む絶縁ｊ摸５、光取出し窓６１を含むｎ側電極６、Ｐ側
電極７がら構成されている。半導体基板１は（１００）
方位を有し、Ｓｎが２Ｘ１０ ｃｍ ドープされたＩｎ
Ｐがら成シ厚さ１００ｐｍ 、活性層２はＺｎが７×１
ｏ１８ｆｆ−３ドープされり工ｎαｙ４Ｇａｏ２６Ａｓ
ａｓ６Ｐ０．４４ カら成シ厚さ０５μｍ、クラッド層
３はＺｎが１×１０１８渭−６ドープされたＩｎＰから
成り厚さ１μｍ＋μｍ形成層４はＳｎがｌ Ｘ Ｉ Ｑ
１８ｃｍ−’ ドープされたＩ ｎ Ｏ，８４Ｇａ
Ｏ，ｊ ６Ａｓ ｎ５６Ｐ［Ｌ６４から成シ長さ１μｍ
である。絶縁膜５はＳｉｎ、から成す厚さ０．２１’ｍ
、 ｒ＋１ｌｌｌＪ電極６はＡｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｆ
合金から成シ厚さ０．３μｍ、Ｐ側電極７はＡｕ−Ｚ
ｎ合金から成り厚さ０．３μｍである。絶縁膜５におい
て、直径３０μｍの電極窓５１は化学エツチングによシ
除去されており、ｎ １ｌｊｌ電極６において直径１２
０μｍの光取出し窓６１は化学エツチングによシ除去さ
れている。又、電流注入部４１は直径２０μｍのＺｎ拡
散を電極形成層４中に施すことによ多形成されている。
る。本実施例は、半導体基板１にエピタキシャル成長さ
れた活性層２、クラッド層３、電流注入部４１及び′電
流しゃ断部４２を含む電極形成層４及び電極窓５１を含
む絶縁ｊ摸５、光取出し窓６１を含むｎ側電極６、Ｐ側
電極７がら構成されている。半導体基板１は（１００）
方位を有し、Ｓｎが２Ｘ１０ ｃｍ ドープされたＩｎ
Ｐがら成シ厚さ１００ｐｍ 、活性層２はＺｎが７×１
ｏ１８ｆｆ−３ドープされり工ｎαｙ４Ｇａｏ２６Ａｓ
ａｓ６Ｐ０．４４ カら成シ厚さ０５μｍ、クラッド層
３はＺｎが１×１０１８渭−６ドープされたＩｎＰから
成り厚さ１μｍ＋μｍ形成層４はＳｎがｌ Ｘ Ｉ Ｑ
１８ｃｍ−’ ドープされたＩ ｎ Ｏ，８４Ｇａ
Ｏ，ｊ ６Ａｓ ｎ５６Ｐ［Ｌ６４から成シ長さ１μｍ
である。絶縁膜５はＳｉｎ、から成す厚さ０．２１’ｍ
、 ｒ＋１ｌｌｌＪ電極６はＡｕ −Ｇ ｅ −Ｎ ｆ
合金から成シ厚さ０．３μｍ、Ｐ側電極７はＡｕ−Ｚ
ｎ合金から成り厚さ０．３μｍである。絶縁膜５におい
て、直径３０μｍの電極窓５１は化学エツチングによシ
除去されており、ｎ １ｌｊｌ電極６において直径１２
０μｍの光取出し窓６１は化学エツチングによシ除去さ
れている。又、電流注入部４１は直径２０μｍのＺｎ拡
散を電極形成層４中に施すことによ多形成されている。
さらに電流注入部４１を中心にして内径４０μｙｎ 、
外径５０ｐｍの円環状の領域にはＺｎ拡散によシミ流し
ゃ断部４２が形成されている。本実施例は、その動作時
においてｉｎ径２０μｍの電流注入部４１によシ活性層
２へ電流が狭す・注入され光取出し窓６１から発光を取
出す面発光型発光ダイオードとして動作する。
外径５０ｐｍの円環状の領域にはＺｎ拡散によシミ流し
ゃ断部４２が形成されている。本実施例は、その動作時
においてｉｎ径２０μｍの電流注入部４１によシ活性層
２へ電流が狭す・注入され光取出し窓６１から発光を取
出す面発光型発光ダイオードとして動作する。
実施例において、絶縁膜５は発光部周辺の寄生容量を低
減するためのものであるが、素子の信頼性を確保するた
めにはその電極窓５１の内径は電流注入部４１の直径よ
りも太きくしなければならない。Ｐ側゛屯物７と電流注
入部４１はもちろん良好なオーミック接触を形成するが
、Ｐ側電極７と電極形成層４の間にも数１００Ω程度の
抵抗値の導通が生じる。電極形成層４への導通はクラッ
ド層３との間に逆バイアスｐｎ接合があるために、直流
的には問題にならなくても、高周波域においては、その
接合容量が寄生容量となシ応答ｉ性の著しい劣化をもた
らす。本発明は、電流注入部外側の電極形成層中に電流
しゃ断部を設けることによシミ積形成層４とクラッド層
３との間の接合面積を減らし、寄生容量を低減するもの
である。即ち、素子の大きさを３００μｍ角とした場合
、電流しゃ断部４２のない従来構造の素子においては寄
生容量は２５０ＰＦとなシ、大きな応答特性の劣化をも
たらし変調速度も１００ Ｍ ｂ、’ｓ程度が限界とな
る。
減するためのものであるが、素子の信頼性を確保するた
めにはその電極窓５１の内径は電流注入部４１の直径よ
りも太きくしなければならない。Ｐ側゛屯物７と電流注
入部４１はもちろん良好なオーミック接触を形成するが
、Ｐ側電極７と電極形成層４の間にも数１００Ω程度の
抵抗値の導通が生じる。電極形成層４への導通はクラッ
ド層３との間に逆バイアスｐｎ接合があるために、直流
的には問題にならなくても、高周波域においては、その
接合容量が寄生容量となシ応答ｉ性の著しい劣化をもた
らす。本発明は、電流注入部外側の電極形成層中に電流
しゃ断部を設けることによシミ積形成層４とクラッド層
３との間の接合面積を減らし、寄生容量を低減するもの
である。即ち、素子の大きさを３００μｍ角とした場合
、電流しゃ断部４２のない従来構造の素子においては寄
生容量は２５０ＰＦとなシ、大きな応答特性の劣化をも
たらし変調速度も１００ Ｍ ｂ、’ｓ程度が限界とな
る。
一方、実施例に示したような電流しゃ断部４２を設けた
構造においては、寄生するｐｎ接合はその内側に制限さ
れ、寄生容量は３．５ＰＦまで大幅に減少するため２０
０Ｍｂ／ｓ以上の高速パルス駕調がｎ」能な面発光型発
光ダイオードが得られる。
構造においては、寄生するｐｎ接合はその内側に制限さ
れ、寄生容量は３．５ＰＦまで大幅に減少するため２０
０Ｍｂ／ｓ以上の高速パルス駕調がｎ」能な面発光型発
光ダイオードが得られる。
尚、本発明は面発光型発光ダイオードに限らず、半導体
レーザ素子などあらゆる発光素子に適用可能である。半
導体材料及び組成は上述の実施例に限定する必要はなく
、あらゆる組成のＩｎ、 −Ｖ族化合物半導体に適用可
能である。不純物絶縁膜材料、電極金属材料も上述の実
施例に限定する必要はない。又、電流狭窄構造も本実施
例に示した構造に限らず、あらゆる構造が適用可能であ
る。さらに各層厚、不純物濃度、′紙面注入部血径、電
極芯径。
レーザ素子などあらゆる発光素子に適用可能である。半
導体材料及び組成は上述の実施例に限定する必要はなく
、あらゆる組成のＩｎ、 −Ｖ族化合物半導体に適用可
能である。不純物絶縁膜材料、電極金属材料も上述の実
施例に限定する必要はない。又、電流狭窄構造も本実施
例に示した構造に限らず、あらゆる構造が適用可能であ
る。さらに各層厚、不純物濃度、′紙面注入部血径、電
極芯径。
光取出し窓径、電流しゃ断部内径・外径の値も、いかな
る数値をとってもよい。
る数値をとってもよい。
最後に本発明が有する特徴を要約すれば、電流注入部外
側の電極形成層中に電流しゃ断部を設けることによシミ
積形成層に寄生する接合容量を減らし、高速パルス変調
が可能な発光素子が得られることである。
側の電極形成層中に電流しゃ断部を設けることによシミ
積形成層に寄生する接合容量を減らし、高速パルス変調
が可能な発光素子が得られることである。
図は本発明の一実施例の断面図である。図中、１は半導
体基板、２は活性層、３はクラッド腑、４は電極形成層
、４１は電流注入部、４２は電流しゃ断部、５は絶縁膜
、５１は電極窓、６はｎ側１に極、６１は光取出し悪、
７はＰ側電祢である。 代卯人弁理士 内ＦＡ 晋
体基板、２は活性層、３はクラッド腑、４は電極形成層
、４１は電流注入部、４２は電流しゃ断部、５は絶縁膜
、５１は電極窓、６はｎ側１に極、６１は光取出し悪、
７はＰ側電祢である。 代卯人弁理士 内ＦＡ 晋
Claims (1)
- 発光狽域となる活性層を含む多層構造を備えた発光素子
において、−導電型を有する半導体最上層内に形成され
た電流注入部の外側周辺に、前記半導体最上層と反対導
電型を有する電流しゃ断部が、電極に接せず、かつ半導
体最上層に隣接する半導体層に接するようにして前記半
導体最上層内に設けられていることを特徴とする発光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58112032A JPS604276A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58112032A JPS604276A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604276A true JPS604276A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14576296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58112032A Pending JPS604276A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604276A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01234581A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Osaka Gas Co Ltd | 地中埋設金属管の電食防止法、並びに、電食防止構造 |
| EP0448268A2 (en) * | 1990-03-13 | 1991-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor luminescent device having organic/inorganic junction |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP58112032A patent/JPS604276A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01234581A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Osaka Gas Co Ltd | 地中埋設金属管の電食防止法、並びに、電食防止構造 |
| EP0448268A2 (en) * | 1990-03-13 | 1991-09-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor luminescent device having organic/inorganic junction |
| EP0448268A3 (en) * | 1990-03-13 | 1992-12-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor luminescent device having organic/inorganic junction |
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