JPS61127192A - 表面放射発光装置 - Google Patents
表面放射発光装置Info
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- JPS61127192A JPS61127192A JP60241752A JP24175285A JPS61127192A JP S61127192 A JPS61127192 A JP S61127192A JP 60241752 A JP60241752 A JP 60241752A JP 24175285 A JP24175285 A JP 24175285A JP S61127192 A JPS61127192 A JP S61127192A
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- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
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-
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-
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- 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
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- H01S5/2218—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 comprising special burying or current confinement layers having special optical properties
- H01S5/222—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 comprising special burying or current confinement layers having special optical properties having a refractive index lower than that of the cladding layers or outer guiding layers
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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】
産業の利用分野
本発明は表面放射性単一ヘテロ接合レーザー／ＬＥＤ構
造に関する。
造に関する。
従来の技術
光電子光学的集積化のための鉛直方向（ｖｅｒｔ−ｉｃ
ａｌ）レーザー放射の重要性は、例えば、ブラジル、リ
オデジャネイロ市における１９８４年の第９回アメリカ
電気電子学会（ＩＥＥＥ）国際半導体会議の論文集Ｄ３
の５２頁のケー・イガ（Ｋ。
ａｌ）レーザー放射の重要性は、例えば、ブラジル、リ
オデジャネイロ市における１９８４年の第９回アメリカ
電気電子学会（ＩＥＥＥ）国際半導体会議の論文集Ｄ３
の５２頁のケー・イガ（Ｋ。
Ｉａａ）によって認められた。鉛直方向レーザー放射は
、狭いビーム角度および高いパワー出力を有するように
作られることができる大きな放射領域を構成する際に特
に重要である。スプリングソーブｆ Ｓ ｐｒｉｎｇ
Ｔ ｈｏｒｅ）等は、国際電子装置会議（ワシントン、
デー・シー（Ｄ、Ｃ，）、１９７７年、第５７１頁）に
おいて、電流に対して横断方向の′標準２重ヘテロ構造
空洞を開示している。
、狭いビーム角度および高いパワー出力を有するように
作られることができる大きな放射領域を構成する際に特
に重要である。スプリングソーブｆ Ｓ ｐｒｉｎｇ
Ｔ ｈｏｒｅ）等は、国際電子装置会議（ワシントン、
デー・シー（Ｄ、Ｃ，）、１９７７年、第５７１頁）に
おいて、電流に対して横断方向の′標準２重ヘテロ構造
空洞を開示している。
この空洞はその長さの大部分に亘って電気的にポンピン
グされ、そして２つの追加の鏡がレーザー・ビームを装
置表面の方向にそらすために使用されている。ケー・イ
ガ（Ｋ、Ｉａａ）等は、電子論文（Ｅ Ｉｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） 、１９巻、１３号（１９
８３）第４５７頁において、表面に対して垂直な空洞を
有しているが、その表面と同一表面上のｐｎ接合によっ
て前記空洞の短い長さの部分に亘ってポンピングされる
表面放射レーザーを開示している。
グされ、そして２つの追加の鏡がレーザー・ビームを装
置表面の方向にそらすために使用されている。ケー・イ
ガ（Ｋ、Ｉａａ）等は、電子論文（Ｅ Ｉｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） 、１９巻、１３号（１９
８３）第４５７頁において、表面に対して垂直な空洞を
有しているが、その表面と同一表面上のｐｎ接合によっ
て前記空洞の短い長さの部分に亘ってポンピングされる
表面放射レーザーを開示している。
最後に、イトオ（Ｉｔｓ）等は、電子論文（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） ２０巻、第１４号
（１９８４）、第５７７頁において、空洞を延長し、且
つ拡散ホモ接合によりその長さに沿って追加のポンピン
グを導入することによって前記イガ（Ｉｇａ）構造につ
いて詳論している。
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） ２０巻、第１４号
（１９８４）、第５７７頁において、空洞を延長し、且
つ拡散ホモ接合によりその長さに沿って追加のポンピン
グを導入することによって前記イガ（Ｉｇａ）構造につ
いて詳論している。
イトオ（Ｉ ｔｏ＞等の構造は、異なったバンドギャッ
プの材料間にヘテロ接合を有していないので、公知の平
面の発光ダイオードと比較して有効なキャリアおよび光
の閉じ込めを有していない。この結果、装置のレーザー
スレッショルド電流は比較的高く、そしてレーザースロ
ープ（ｓｌｏｐｅ ）効率は比較的低い。
プの材料間にヘテロ接合を有していないので、公知の平
面の発光ダイオードと比較して有効なキャリアおよび光
の閉じ込めを有していない。この結果、装置のレーザー
スレッショルド電流は比較的高く、そしてレーザースロ
ープ（ｓｌｏｐｅ ）効率は比較的低い。
本発明の１つの見地によれば、表面放射発光装置が提供
されており、本発光装置は第１の直接バンドギャップ半
導体材料の柱状のアクティブ領域と、前記アクティブ領
域を囲んでいる第２の半導体材料の閉じ込め領域と、前
記装置から発光を可能にするために前記柱状のアクティ
ブ層にほぼ整合している窓とを有しており、前記第２の
材料が前記第１の材料よりも高いバンドギャップ材料で
あり、これによって前記アクティブ領域内に光及び発生
した電流キャリアを閉じ込めるために、半導体材料が前
記アクティブ領域と閉じ込め領域との闇のヘテロ接合の
キャリア拡散長さ内にｐｎ接合を確立するためにドープ
される。
されており、本発光装置は第１の直接バンドギャップ半
導体材料の柱状のアクティブ領域と、前記アクティブ領
域を囲んでいる第２の半導体材料の閉じ込め領域と、前
記装置から発光を可能にするために前記柱状のアクティ
ブ層にほぼ整合している窓とを有しており、前記第２の
材料が前記第１の材料よりも高いバンドギャップ材料で
あり、これによって前記アクティブ領域内に光及び発生
した電流キャリアを閉じ込めるために、半導体材料が前
記アクティブ領域と閉じ込め領域との闇のヘテロ接合の
キャリア拡散長さ内にｐｎ接合を確立するためにドープ
される。
アクティブ領域及び閉じ込め領域は好ましくは基板の平
面にほぼ垂直な方向に長手方向に延びている柱状のアク
ティブ領域を有する半導体基板のエピタキシャル連続部
を形成する。
面にほぼ垂直な方向に長手方向に延びている柱状のアク
ティブ領域を有する半導体基板のエピタキシャル連続部
を形成する。
柱状のアクティブ領域は、放射された光のファーフィー
／Ｌ＋ｔ’強［７０７−ｒ／Ｌ＋ （ｆａｒ ｆｉｅｌ
ｄ １ｎｔｅｎ−ｓｉｔｙ ｐｒａｆｉｌｅ）内に最小
非点収差を与える円形断面を有することができる。理想
的にはそのような柱は１０から１００ミクロン範囲の長
さぁよび１から１０ミクロン範囲の直径を有する。半導
体材料は砒化ガリウム／砒化ガリウム・アルミニウム（
Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓ ）３成分（ｔｅｒｎ
ａｒｙ ）系のような■−ｖ属の材料、あるいは水銀−
カドミウム−テルル（Ｈ（］ Ｃｄ Ｔｅ ）３成分系
のようなＩｆ−ＶＩ属の材料でよい。アクティブ領域お
よび閉じ込め領域は一緒に前記柱状のアクティブ領域の
軸線に垂直に延びている実質的に一様な厚さの単１層を
具備するのが好ましい。約０．８４ミクロンの波長で放
射するＧａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓのような貧弱な
伝導性の材料に対しては、井戸（ｗｅｌｌ）は柱のすぐ
下の位置において基板内にエッチされることができる。
／Ｌ＋ｔ’強［７０７−ｒ／Ｌ＋ （ｆａｒ ｆｉｅｌ
ｄ １ｎｔｅｎ−ｓｉｔｙ ｐｒａｆｉｌｅ）内に最小
非点収差を与える円形断面を有することができる。理想
的にはそのような柱は１０から１００ミクロン範囲の長
さぁよび１から１０ミクロン範囲の直径を有する。半導
体材料は砒化ガリウム／砒化ガリウム・アルミニウム（
Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓ ）３成分（ｔｅｒｎ
ａｒｙ ）系のような■−ｖ属の材料、あるいは水銀−
カドミウム−テルル（Ｈ（］ Ｃｄ Ｔｅ ）３成分系
のようなＩｆ−ＶＩ属の材料でよい。アクティブ領域お
よび閉じ込め領域は一緒に前記柱状のアクティブ領域の
軸線に垂直に延びている実質的に一様な厚さの単１層を
具備するのが好ましい。約０．８４ミクロンの波長で放
射するＧａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓのような貧弱な
伝導性の材料に対しては、井戸（ｗｅｌｌ）は柱のすぐ
下の位置において基板内にエッチされることができる。
第１の接点は、Ｓｉ Ｏｔ、Ｓｉ ｓＮ＊、あるいはＡ
Ｉ ２０ｓのような誘電層上にデポジットされた白金・
チタン・金（Ｐｔ ／Ｔｉ ／Ａｕ ）の層であること
ができる、前記第１接点は柱の第１表面と前記絶縁層内
の窓を通して接触する。円形断面の柱に対しては、接点
領域は柱の頂部表面の周囲に隣接した環状領域であるこ
とができる、頂部窓は前記環状領域内に規定されており
、前記絶縁材料は光学的に伝導される。第２の接点は柱
と整合してそれを通過して形成された窓を有するＡ（１
／Ｇｅの層であり、頂部窓および底部窓は装置のヘテロ
接合内に半径方向にあることが好ましい。第２の接点は
あるいはまた、第１の接点と実質的に同一面上に、しか
しそれから分離して形成されることができる。
Ｉ ２０ｓのような誘電層上にデポジットされた白金・
チタン・金（Ｐｔ ／Ｔｉ ／Ａｕ ）の層であること
ができる、前記第１接点は柱の第１表面と前記絶縁層内
の窓を通して接触する。円形断面の柱に対しては、接点
領域は柱の頂部表面の周囲に隣接した環状領域であるこ
とができる、頂部窓は前記環状領域内に規定されており
、前記絶縁材料は光学的に伝導される。第２の接点は柱
と整合してそれを通過して形成された窓を有するＡ（１
／Ｇｅの層であり、頂部窓および底部窓は装置のヘテロ
接合内に半径方向にあることが好ましい。第２の接点は
あるいはまた、第１の接点と実質的に同一面上に、しか
しそれから分離して形成されることができる。
柱の対向する頂部表面および底部表面は、柱が共鳴空洞
として機能できるように充分に反射性に作られることが
できる。あるいはまた、鏡として一緒に機能する１連の
干渉膜は、柱の基部および頂部に薄膜デポジットされる
ことができ、あるいは■−ｖ属材料内にエピタキシャル
成長の適切な段階中にエピタキシャル成長されることが
できる。
として機能できるように充分に反射性に作られることが
できる。あるいはまた、鏡として一緒に機能する１連の
干渉膜は、柱の基部および頂部に薄膜デポジットされる
ことができ、あるいは■−ｖ属材料内にエピタキシャル
成長の適切な段階中にエピタキシャル成長されることが
できる。
詳細にはレーザー・ダイオードとして機能する発光装置
の場合、アクティブ領域の対向する両端における鏡から
、あるいは共鳴空洞を形成するためにアクティブ領域の
長さに沿って設置された分配さ終たブラッグ（８ｒａＱ
Ｑ”）反射器からの充分な内部反射が存在すべきである
。
の場合、アクティブ領域の対向する両端における鏡から
、あるいは共鳴空洞を形成するためにアクティブ領域の
長さに沿って設置された分配さ終たブラッグ（８ｒａＱ
Ｑ”）反射器からの充分な内部反射が存在すべきである
。
詳細には平坦な配列に配置された複数のこのような装置
の場合、高抵抗性基板を使うことができ、そして装置は
、例えばマトリックスアドレス（ａｄｒｅｓｓｅｄ ）
のレーザー熱プリンターに使用される場合、個々に駆動
されることができる。あるいはまた、共通の低抵抗基根
上エピタキシャル形成された装置が同位相で駆動される
大きな面積の配列が作られることができる。
の場合、高抵抗性基板を使うことができ、そして装置は
、例えばマトリックスアドレス（ａｄｒｅｓｓｅｄ ）
のレーザー熱プリンターに使用される場合、個々に駆動
されることができる。あるいはまた、共通の低抵抗基根
上エピタキシャル形成された装置が同位相で駆動される
大きな面積の配列が作られることができる。
実 施 例
本発明の実施例を次に添付図面を参照して実例により説
明する。
明する。
図面を詳細に参照すると、第１図および第２図は、装置
のアクティブ領域１０を構成する直接バンドギャップの
ｍ−ｖａ半導体材料と、そして装置の閉じ込め（ｃｏｎ
ｆｉｎｉｎｇ ）領域１２を構成するより広いバンドギ
ャップのＩＩＩ−Ｖ属半導体材料とを有する発光装置を
示す。アクティブ領域１０内の材料はｐ型であり、そし
て閉じ込め領域１２内の材料はｎ型である。前記装置の
アクティブ領域は柱状の形状を有し、そしてその上およ
び下は部分的に反射鏡１４である。
のアクティブ領域１０を構成する直接バンドギャップの
ｍ−ｖａ半導体材料と、そして装置の閉じ込め（ｃｏｎ
ｆｉｎｉｎｇ ）領域１２を構成するより広いバンドギ
ャップのＩＩＩ−Ｖ属半導体材料とを有する発光装置を
示す。アクティブ領域１０内の材料はｐ型であり、そし
て閉じ込め領域１２内の材料はｎ型である。前記装置の
アクティブ領域は柱状の形状を有し、そしてその上およ
び下は部分的に反射鏡１４である。
使用の時、電流は円筒状のｐｎ接合１６を横切り柱状の
アクティブ領域１０内に、そして第１図および第２図に
示されていない電気接点によってｎ型のより広いバンド
ギャップ閉じ込め材料１２内に向けられる。ｐｎ接合を
横切り通過する電流は。
アクティブ領域１０内に、そして第１図および第２図に
示されていない電気接点によってｎ型のより広いバンド
ギャップ閉じ込め材料１２内に向けられる。ｐｎ接合を
横切り通過する電流は。
付勢（ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ ）状態のアクティブ領域１
ｏ内に注入される電流キャリアを発生する。キャリアが
次にその低エネルギー状態に戻るとき、光が放射される
。アクティブ領域１０の材料は閉じ込め領域１２の材料
より低いバンドギャップおよび高い屈折率を持つので、
キャリアおよび光は空洞内に保持される。光は対向する
ｆｉ１４で部分的に反射され、これによって光学的フィ
ードバックを提供する。
ｏ内に注入される電流キャリアを発生する。キャリアが
次にその低エネルギー状態に戻るとき、光が放射される
。アクティブ領域１０の材料は閉じ込め領域１２の材料
より低いバンドギャップおよび高い屈折率を持つので、
キャリアおよび光は空洞内に保持される。光は対向する
ｆｉ１４で部分的に反射され、これによって光学的フィ
ードバックを提供する。
第３図を参照すると、第１図および第２図の概略図的構
造の特定な実施が示されている。この装置は２．１０”
” ａｍ−”のレベルまでドープされたｎ十型Ｇａ
ＡＳの厚さ１００ミクロンの基板１８を有している。第
４図に示される如く、１゜１Ｑ Ｌ ６ ｃｍ−３のレ
ベルまでドープされたｎ型Ｇ ａ １−ＬＡ Ｉ、ｘ
Ａ Ｓ （Ｘ ＞ ０ 、３ ）の厚さ１ミクロンのエ
ッチストップ層２０と、１Ｘ１０１７ｃｍ−’のレベル
までドープされたｐ型Ｇａ Ａｓの２０ミクロン厚の！
２２が基板の上部表面上にエピタキシャル成長されてい
る。層２２は、直径５ミクロンの柱２６（第６図）を残
すためにマスク２４（第５図）を用いてエッチされる。
造の特定な実施が示されている。この装置は２．１０”
” ａｍ−”のレベルまでドープされたｎ十型Ｇａ
ＡＳの厚さ１００ミクロンの基板１８を有している。第
４図に示される如く、１゜１Ｑ Ｌ ６ ｃｍ−３のレ
ベルまでドープされたｎ型Ｇ ａ １−ＬＡ Ｉ、ｘ
Ａ Ｓ （Ｘ ＞ ０ 、３ ）の厚さ１ミクロンのエ
ッチストップ層２０と、１Ｘ１０１７ｃｍ−’のレベル
までドープされたｐ型Ｇａ Ａｓの２０ミクロン厚の！
２２が基板の上部表面上にエピタキシャル成長されてい
る。層２２は、直径５ミクロンの柱２６（第６図）を残
すためにマスク２４（第５図）を用いてエッチされる。
その後、２．１０Ｌ７ａｍ’のレベルまでドープされた
ｎ型△’、４（３ａ ｌ−Ｉ Ａｓ （Ｖ −０，３
５＞が、柱の高さにほぼ等しい厚さまで基板上及び柱１
０のまわりにエピタキシャル成長され、これによって柱
２６およびｎ型ＧａＡｌＡｓの周りの領域１２はほぼ均
等な厚さの層を形成する（第７図）。
ｎ型△’、４（３ａ ｌ−Ｉ Ａｓ （Ｖ −０，３
５＞が、柱の高さにほぼ等しい厚さまで基板上及び柱１
０のまわりにエピタキシャル成長され、これによって柱
２６およびｎ型ＧａＡｌＡｓの周りの領域１２はほぼ均
等な厚さの層を形成する（第７図）。
この後、Ｓｉ ｏｔの絶縁層２８が、エピタキシャル成
長材料の上部表面上に２０００オングストロ一ム単位の
深ざまで低圧化学蒸着される。第３図によって示された
如く、環状窓３０がｐｎ接合の上に絶縁体２８を通りエ
ッチされ、そして亜鉛が前記窓を通り柱頂部表面内に拡
散される。この後、Ｐｔ／Ｔｉ／Ａｌｌの頂部接点３２
が、３ミクロン直径の中央領域３４の上を除いて、ウェ
ーハの頂部表面の上にマスクを通り低圧化学蒸着される
。
長材料の上部表面上に２０００オングストロ一ム単位の
深ざまで低圧化学蒸着される。第３図によって示された
如く、環状窓３０がｐｎ接合の上に絶縁体２８を通りエ
ッチされ、そして亜鉛が前記窓を通り柱頂部表面内に拡
散される。この後、Ｐｔ／Ｔｉ／Ａｌｌの頂部接点３２
が、３ミクロン直径の中央領域３４の上を除いて、ウェ
ーハの頂部表面の上にマスクを通り低圧化学蒸着される
。
さらに、Ａｕ ／Ｇｅの１５００オングストロ一ム単位
の層３６が基板１８の下部表面上に低圧化学蒸着される
。第３図によって示された如く、ＨｚＯ２： Ｈ２８０
４： Ｈ２０エツチング用試薬を用いて、井戸（ｗｅｌ
ｌ）が底部接触層３６を通り基板１８内にエッチストッ
プ層２０までエツチングによって形成される。Ｇａ Ａ
ｓはＧａＡｓ装置の放射波長、０．８４ミクロンの光を
透過しないので、井戸はアクティブ領域から放射された
光の不適当な吸収を防止する。
の層３６が基板１８の下部表面上に低圧化学蒸着される
。第３図によって示された如く、ＨｚＯ２： Ｈ２８０
４： Ｈ２０エツチング用試薬を用いて、井戸（ｗｅｌ
ｌ）が底部接触層３６を通り基板１８内にエッチストッ
プ層２０までエツチングによって形成される。Ｇａ Ａ
ｓはＧａＡｓ装置の放射波長、０．８４ミクロンの光を
透過しないので、井戸はアクティブ領域から放射された
光の不適当な吸収を防止する。
第８図を参照すると、１．３ミクロンの放射波長を有す
るＩｎ Ｐ／Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ４構成系に基づく表
面放射レーザーが示されている。この装置は多くの点で
第３図の実施例に類似している。従ってこの装置はｎ型
１ｎＰ基板１８と、閉じ込め領域１２と、ｐ型）ｎ Ｑ
ａ Ａｓ Ｐアクティブ柱１０とを有している。しかし
ながら第３図の実施例と対照的に、基板１８はエッチス
トップ層も、また柱１０と整合した井戸も有していない
。この理由は、ＩｎＰが装置の放射波長において透明（
ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ）であり、従って光が基板１
８を横断する際に過度に吸収されないからである。
るＩｎ Ｐ／Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ４構成系に基づく表
面放射レーザーが示されている。この装置は多くの点で
第３図の実施例に類似している。従ってこの装置はｎ型
１ｎＰ基板１８と、閉じ込め領域１２と、ｐ型）ｎ Ｑ
ａ Ａｓ Ｐアクティブ柱１０とを有している。しかし
ながら第３図の実施例と対照的に、基板１８はエッチス
トップ層も、また柱１０と整合した井戸も有していない
。この理由は、ＩｎＰが装置の放射波長において透明（
ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ）であり、従って光が基板１
８を横断する際に過度に吸収されないからである。
透明な基板装置は、単一のエピタキシャル成長段階しか
必要とされないので、比較的迅速、且つ簡単に製造でき
る。第９図乃至１３図に示された如く、ｎ型ＩｎＰ基板
１８すなわち半絶縁性基板上のｎ型ＩｎＰエピタキシャ
ル層は５１０２あるいはＳ！ｓＮ＋の如きマスキング用
材料で被覆される。装置アクティブ領域の区域４０は写
真平板法的に（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃａ
ｌｌｙ ）規定され（第１０図）、アクティブ領域は、
要求される装置性能に依存する断面形状と、そしてアク
ティブ領域内のキャリヤー拡散長さに関連した大きさと
を有している。ビット４２は約２０ミクロンの深さまで
ＩｎＰ内にエッチされる。反応イオン・エツチング（Ｒ
ＩＥ）あるいは紫外線で補助された（ｕｌｔｒａ−ｖｉ
ｏｌｅｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ）湿式化学エツチング（
ＩＪＶＥ）の如き垂直エツチング法が所望のビット形状
を達成するために使われる。ＩｎＧａＡＳＰのアクティ
ブ領域１０はこの後、例えば液相エピタキシーによって
ビット内にエピタキシャル成長される（第１２図）。エ
ピタキシャル成長４４はまた、アクティブ領域１０の広
い面積の延長部を作るために閉じ込め領域１２の上で促
進されることができる。これはワーキング（ｗｏｒｋｉ
ｎＱ ）装置内の接触抵抗を低くおさえるのに有益であ
る。
必要とされないので、比較的迅速、且つ簡単に製造でき
る。第９図乃至１３図に示された如く、ｎ型ＩｎＰ基板
１８すなわち半絶縁性基板上のｎ型ＩｎＰエピタキシャ
ル層は５１０２あるいはＳ！ｓＮ＋の如きマスキング用
材料で被覆される。装置アクティブ領域の区域４０は写
真平板法的に（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃａ
ｌｌｙ ）規定され（第１０図）、アクティブ領域は、
要求される装置性能に依存する断面形状と、そしてアク
ティブ領域内のキャリヤー拡散長さに関連した大きさと
を有している。ビット４２は約２０ミクロンの深さまで
ＩｎＰ内にエッチされる。反応イオン・エツチング（Ｒ
ＩＥ）あるいは紫外線で補助された（ｕｌｔｒａ−ｖｉ
ｏｌｅｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ）湿式化学エツチング（
ＩＪＶＥ）の如き垂直エツチング法が所望のビット形状
を達成するために使われる。ＩｎＧａＡＳＰのアクティ
ブ領域１０はこの後、例えば液相エピタキシーによって
ビット内にエピタキシャル成長される（第１２図）。エ
ピタキシャル成長４４はまた、アクティブ領域１０の広
い面積の延長部を作るために閉じ込め領域１２の上で促
進されることができる。これはワーキング（ｗｏｒｋｉ
ｎＱ ）装置内の接触抵抗を低くおさえるのに有益であ
る。
もし装置がレーザー・ダイオードとして機能すべきであ
れば、最終成長表面４６は、レーザー共鳴空洞の鏡の１
つを構成するので、比較的平担でなければならない。発
光ダイオードではこの要件は緩和されることができる。
れば、最終成長表面４６は、レーザー共鳴空洞の鏡の１
つを構成するので、比較的平担でなければならない。発
光ダイオードではこの要件は緩和されることができる。
第８図に示された如（、装置への接点は、ｎ接点３２が
アクティブ領域１０の頂部に作られ、且つ閉じ込め領域
１２のためのｎ接点３６が基板底部表面にあてがわれる
第３図の実施例における如く、本質的作られることがで
きる。しかしながら、Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ Ａｔ Ａｓ
装置と対照的に、第８図の底部接点３６はマスク（図示
せず）を通ってデポジットされるか、あるいは層として
デポジットされ、それから光放射のための窓３９を残す
ように柱１０．の下を局部的にセッチして除く。
アクティブ領域１０の頂部に作られ、且つ閉じ込め領域
１２のためのｎ接点３６が基板底部表面にあてがわれる
第３図の実施例における如く、本質的作られることがで
きる。しかしながら、Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ Ａｔ Ａｓ
装置と対照的に、第８図の底部接点３６はマスク（図示
せず）を通ってデポジットされるか、あるいは層として
デポジットされ、それから光放射のための窓３９を残す
ように柱１０．の下を局部的にセッチして除く。
代わりの接点の略図が第１３図に示されている。
アクティブ領域１０を形成しているエピタキシャル成長
された半導体材料は中央領域４０を残してエッチされ、
そしてより良い反射性のための多層にもなり得る絶縁マ
スク層４４がウェーハ全体にデポジットされる。それか
ら環状領域３０がアクティブ領域１０に整合してエッチ
され、つづいてｐ型アクティブ領域の場合には亜鉛の拡
散が行なわれ、そしてアクティブ領域に接触するための
金属被覆（ｎ＋ｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ） ４８がデポ
ジットされる。
された半導体材料は中央領域４０を残してエッチされ、
そしてより良い反射性のための多層にもなり得る絶縁マ
スク層４４がウェーハ全体にデポジットされる。それか
ら環状領域３０がアクティブ領域１０に整合してエッチ
され、つづいてｐ型アクティブ領域の場合には亜鉛の拡
散が行なわれ、そしてアクティブ領域に接触するための
金属被覆（ｎ＋ｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ） ４８がデポ
ジットされる。
ここで区域４６が金１！１４８および絶縁体４４を通し
てエツチングによって現われ、そして金属被覆５０が閉
じ込め領域と接触するためにデポジットされる。ここで
両接点が短絡されたので、これらを５４における絶縁物
上の領域を経て分離するために最後のエツチング段階が
必要である。絶縁層４４および底部絶縁層５２のどちら
かあるいは双方が多層！ （ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｌ
１ｉｒｒＯｒＳ）として形成される。
てエツチングによって現われ、そして金属被覆５０が閉
じ込め領域と接触するためにデポジットされる。ここで
両接点が短絡されたので、これらを５４における絶縁物
上の領域を経て分離するために最後のエツチング段階が
必要である。絶縁層４４および底部絶縁層５２のどちら
かあるいは双方が多層！ （ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｌ
１ｉｒｒＯｒＳ）として形成される。
特定的に説明された例示的な装置の各々は基板１８を有
し、この基板１８は、それぞれアクティブ領域１０およ
び閉じ込め領域１２のエピタキシャル成長のための基盤
として役立ち、またこれらの領域の物理的支持のために
も役立つ。第１図および第２図から明らかな如く、装置
はその最も単純な概念形状（ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｆ
ｏｒｍ ）において、アクティブ領域１ｏに対して垂直
に延びる基板を有していない。第１４図に示された如き
閉じ込め領域１２からの適切な物理的支持次第で、第１
図の配置、ウェーハの下部部分をｐｎ接合／ヘテロ接合
が始まるレベルまで除去することによって、示された装
置から得られることができる。スペクトルの可視部分で
放射するＧａ Ａｓレーザーは必然的に、信頼性のある
装置製造をはなはだしく妨げる結晶組織学的に不整合の
層を有している。普通のレーザー基板の除去が不整合応
力（ｍｉｓｍａｔｃｈ ５ｔ−ｒｅｓｓ ）を除去し、
それにより大量生産歩留まり（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ
ｙｉｅｌｄ）が改善されることがヤマモト（Ｙ ａｍａ
ｍｏｃｏ ）等の応用物理学論文（Ａ ｐｐｌ １ｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ） ４１巻、９
号、１９８２年１１月により示された。接点配置は本質
的に第３図の配置であるけれども、閉じ込め領域の接点
は、あるいはまた閉じ込め領域の端部面に対する代わり
に、側部表面に対して作られることができる（図示せず
）。
し、この基板１８は、それぞれアクティブ領域１０およ
び閉じ込め領域１２のエピタキシャル成長のための基盤
として役立ち、またこれらの領域の物理的支持のために
も役立つ。第１図および第２図から明らかな如く、装置
はその最も単純な概念形状（ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｆ
ｏｒｍ ）において、アクティブ領域１ｏに対して垂直
に延びる基板を有していない。第１４図に示された如き
閉じ込め領域１２からの適切な物理的支持次第で、第１
図の配置、ウェーハの下部部分をｐｎ接合／ヘテロ接合
が始まるレベルまで除去することによって、示された装
置から得られることができる。スペクトルの可視部分で
放射するＧａ Ａｓレーザーは必然的に、信頼性のある
装置製造をはなはだしく妨げる結晶組織学的に不整合の
層を有している。普通のレーザー基板の除去が不整合応
力（ｍｉｓｍａｔｃｈ ５ｔ−ｒｅｓｓ ）を除去し、
それにより大量生産歩留まり（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ
ｙｉｅｌｄ）が改善されることがヤマモト（Ｙ ａｍａ
ｍｏｃｏ ）等の応用物理学論文（Ａ ｐｐｌ １ｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ） ４１巻、９
号、１９８２年１１月により示された。接点配置は本質
的に第３図の配置であるけれども、閉じ込め領域の接点
は、あるいはまた閉じ込め領域の端部面に対する代わり
に、側部表面に対して作られることができる（図示せず
）。
−１ウエーハが第３図、第８図、第１３図あるいは第１
４図に示された段階まで完成すると、装置テストは、ウ
ェーハが個々の発光装置あるいは配列にさいの目状に切
断される前に、行なうことができる。
４図に示された段階まで完成すると、装置テストは、ウ
ェーハが個々の発光装置あるいは配列にさいの目状に切
断される前に、行なうことができる。
半導体レーザーの重要な動作モードは、単一周波数（あ
るいは等測的には単一な縦モード（ｌｏｎ−ｇｉｔｕｄ
ｉｎａｌ ｍｏｄｅ） ）動作である。標準レーザーで
は、光学的フィードバックが半導体−空気反射インター
フェールにより達成されるが、このフィンターフエース
はレーザー波長に対して比較的純感である。単−縦モー
ド動作は、もしブラッグ（Ｂ ｒａｕ）反射原理に従っ
て建設的に干渉するいくつかの部分的反射によって形成
される波長依存フィードバックが与えられれば、促進さ
れることができる。もしフィードバックがアクティブ領
域内で生じれば、これらの装置は分布フィードバック・
レーザー（ＤＦＢ）と呼ばれ、これに対してアクティブ
領域外であれば、これらの装置は分布ブラッグ（ｄｉｓ
ｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂ ｒａｕ）反射器（ＤＢＲ）と呼
ばれるが、これらは例えばアメリカ電気電子学会、スペ
クトル（ＩＥＥＥ Ｓｔ）ｅＣｔｒｕｍ）（７）１９
８３年１２月号第４３頁を参照されたい。
るいは等測的には単一な縦モード（ｌｏｎ−ｇｉｔｕｄ
ｉｎａｌ ｍｏｄｅ） ）動作である。標準レーザーで
は、光学的フィードバックが半導体−空気反射インター
フェールにより達成されるが、このフィンターフエース
はレーザー波長に対して比較的純感である。単−縦モー
ド動作は、もしブラッグ（Ｂ ｒａｕ）反射原理に従っ
て建設的に干渉するいくつかの部分的反射によって形成
される波長依存フィードバックが与えられれば、促進さ
れることができる。もしフィードバックがアクティブ領
域内で生じれば、これらの装置は分布フィードバック・
レーザー（ＤＦＢ）と呼ばれ、これに対してアクティブ
領域外であれば、これらの装置は分布ブラッグ（ｄｉｓ
ｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂ ｒａｕ）反射器（ＤＢＲ）と呼
ばれるが、これらは例えばアメリカ電気電子学会、スペ
クトル（ＩＥＥＥ Ｓｔ）ｅＣｔｒｕｍ）（７）１９
８３年１２月号第４３頁を参照されたい。
第１５図を参照すると、以前に説明した型の表面放射性
レーザーにブラッグ分布フィードバック特性を導入する
ために、周期的な摂動（ｐｅｒｔｕｒ−ｂａｔｉｏｎ）
が、柱がエピタキシャル成長される時に柱内に導入され
る。分子ビーム・エピタキシー（ＭＢＥ）あるいは有機
金属蒸気相エピタキシー＜ＯＭＶＰＥ）は必要な１ミク
ロン以下の層厚制御を可能にする成長技術である。１つ
の例では、Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓ ３成分系
（ｔｅｒｎａｒ’／ Ｓ’／ −ｓｔｅｍ）の場合、エ
ピタキシャル成長条件は狭いバンドギャップのＡ１αｏ
ｓＧａαｙｓＡＳおよび広いバンドギャップのＡｌαｔ
ＧａαｑＡＳの交互反復（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ）
Ｈ５６、５８としてアクティブ領域を成長させるよう
に調製される、各層は光学厚みλ／２を有し、この場合
λは装置出力波長であり、そして閉じ込め領域１２は組
成Ａ１αｚＧａαフＡｓを有する。
レーザーにブラッグ分布フィードバック特性を導入する
ために、周期的な摂動（ｐｅｒｔｕｒ−ｂａｔｉｏｎ）
が、柱がエピタキシャル成長される時に柱内に導入され
る。分子ビーム・エピタキシー（ＭＢＥ）あるいは有機
金属蒸気相エピタキシー＜ＯＭＶＰＥ）は必要な１ミク
ロン以下の層厚制御を可能にする成長技術である。１つ
の例では、Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓ ３成分系
（ｔｅｒｎａｒ’／ Ｓ’／ −ｓｔｅｍ）の場合、エ
ピタキシャル成長条件は狭いバンドギャップのＡ１αｏ
ｓＧａαｙｓＡＳおよび広いバンドギャップのＡｌαｔ
ＧａαｑＡＳの交互反復（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ）
Ｈ５６、５８としてアクティブ領域を成長させるよう
に調製される、各層は光学厚みλ／２を有し、この場合
λは装置出力波長であり、そして閉じ込め領域１２は組
成Ａ１αｚＧａαフＡｓを有する。
前記交互反復層の組成および厚みの特質は、種々の寸法
の装置に対して利得および反射を最適化するために既知
のブラッグ反射理論に従って変えられることができる。
の装置に対して利得および反射を最適化するために既知
のブラッグ反射理論に従って変えられることができる。
実際、第１６図に示された如く、所望によりアクティブ
領域の代わりに閉じ込め領域内に組成変化が存在し得る
。この組成変化は、それがレーザーの波伝搬の領域内に
ある限り、光学フィードバッグに寄与する。
領域の代わりに閉じ込め領域内に組成変化が存在し得る
。この組成変化は、それがレーザーの波伝搬の領域内に
ある限り、光学フィードバッグに寄与する。
第１７図を参照すると、高利得装置のための更に他の変
更では、干渉膜が、反射性を高めるために各層端に形成
されている。下部鏡は、アクティブ領域１０および閉じ
込め領域１２の成長の前にＩｎＰ基板の上に直接エピタ
キシャル成長される。
更では、干渉膜が、反射性を高めるために各層端に形成
されている。下部鏡は、アクティブ領域１０および閉じ
込め領域１２の成長の前にＩｎＰ基板の上に直接エピタ
キシャル成長される。
正確な厚み制御を可能にするＭＢＥ及びＯＭＶＰＥの如
きエピタキシャル成長技術を用いて、１ｎＧａ Ａｓ
Ｐの層６２と交互に反復するＩｎＰ層６０が成長される
。干渉膜構造は、組成の異なる交互反復層より成り、隣
接する多対の層がλ／２の整数倍（但しλは装置出力波
長）である光学的厚みを有している。頂部鏡はまた、ア
クティブ領域１０および閉じ込め領域１２の成長が完成
した後、エピタキシャル成長されることができる。ある
いはまた、頂部干渉膜は、低圧化学蒸着によってウェー
ハ上にデポジットされることができる。
きエピタキシャル成長技術を用いて、１ｎＧａ Ａｓ
Ｐの層６２と交互に反復するＩｎＰ層６０が成長される
。干渉膜構造は、組成の異なる交互反復層より成り、隣
接する多対の層がλ／２の整数倍（但しλは装置出力波
長）である光学的厚みを有している。頂部鏡はまた、ア
クティブ領域１０および閉じ込め領域１２の成長が完成
した後、エピタキシャル成長されることができる。ある
いはまた、頂部干渉膜は、低圧化学蒸着によってウェー
ハ上にデポジットされることができる。
図面に示された構造は、基表面に垂直に振動が起る共鳴
空洞を有するアクティブ容積１Ｑ （ａＣｔ−ｉＶｅＶ
Ｏｌｔｌｍｅ）を有している。空洞の長さに沿ってｐｎ
接合はキャリア注入を提供する。キャリアおよび光学的
閉じ込めの双方を提供するペテロ接合がｐｎ接合１６と
同じ空間を占める。実際に、ｐｎ接合およびペテロ接合
は一致するように示されているけれども、ｐｎ接合は、
それかヘテロ接合のキャリア拡散長さ内にある限り、ペ
テロ接合から放射状に間隔をへだでて置かれることがで
きる。製造過程の観点から明らかなように、ペテロ接合
およびｐｎ接合は同じ空間を占め、そして同時に形成さ
れるのが好ましい。アクティブ領域１０がより高いバン
ドギャップおよび低い屈折率の材料１２によって囲まれ
ていれば、普通の２重ヘテロ構造レーザー・ダイオード
のキャリアおよび光学的閉じ込めの特性を有する構造は
単一のヘテロ接合によって達成される。
空洞を有するアクティブ容積１Ｑ （ａＣｔ−ｉＶｅＶ
Ｏｌｔｌｍｅ）を有している。空洞の長さに沿ってｐｎ
接合はキャリア注入を提供する。キャリアおよび光学的
閉じ込めの双方を提供するペテロ接合がｐｎ接合１６と
同じ空間を占める。実際に、ｐｎ接合およびペテロ接合
は一致するように示されているけれども、ｐｎ接合は、
それかヘテロ接合のキャリア拡散長さ内にある限り、ペ
テロ接合から放射状に間隔をへだでて置かれることがで
きる。製造過程の観点から明らかなように、ペテロ接合
およびｐｎ接合は同じ空間を占め、そして同時に形成さ
れるのが好ましい。アクティブ領域１０がより高いバン
ドギャップおよび低い屈折率の材料１２によって囲まれ
ていれば、普通の２重ヘテロ構造レーザー・ダイオード
のキャリアおよび光学的閉じ込めの特性を有する構造は
単一のヘテロ接合によって達成される。
空洞の寸法は意図する用途によって決定される。
スレショルド電流１ｔｈは柱の長さおよび柱の直径の増
加と共に増加する。横モードの作用（ｅｈａＶ−ｉｏｕ
ｒ）は柱の直径に影響され、そして縦モードの作用は柱
の長さに影響される。例えば、直径５ミクロン、長さ２
０ミクロンの空洞は、普通の長さ２００ミクロンの酸化
物ストリップ（ｓｔｒｉｐ ）平面通信レーザーと類似
の注入容積を有している。
加と共に増加する。横モードの作用（ｅｈａＶ−ｉｏｕ
ｒ）は柱の直径に影響され、そして縦モードの作用は柱
の長さに影響される。例えば、直径５ミクロン、長さ２
０ミクロンの空洞は、普通の長さ２００ミクロンの酸化
物ストリップ（ｓｔｒｉｐ ）平面通信レーザーと類似
の注入容積を有している。
そのような寸法では、スレショルド電流Ｉｔｈは前記ス
トリップレーザーと類似の値を持つが、しかし低位ある
いは単−縦モード出力の可能性は著しく増加する。
トリップレーザーと類似の値を持つが、しかし低位ある
いは単−縦モード出力の可能性は著しく増加する。
アクティブ領域は直立円柱として示されているが、実際
にはその形状からそれることができる。
にはその形状からそれることができる。
実際、柱状のアクティブ領域が、メサ（ｍｅｓａ ）を
残すためエピタキシャル成長した層のエツチング除去に
よって、それから前記メサのまわりに閉じ込め材料を成
長することによって形成されても、あるいは前記アクテ
ィブ領域がビットを閉じ込め領域内にエツチングによっ
て、それから、前記ビット内にアクティブ領域をエピタ
キシャル成長することによって形成されても、これらの
製法は標準的には円形のメサあるいはビットを作らない
。
残すためエピタキシャル成長した層のエツチング除去に
よって、それから前記メサのまわりに閉じ込め材料を成
長することによって形成されても、あるいは前記アクテ
ィブ領域がビットを閉じ込め領域内にエツチングによっ
て、それから、前記ビット内にアクティブ領域をエピタ
キシャル成長することによって形成されても、これらの
製法は標準的には円形のメサあるいはビットを作らない
。
形づくられたマスクを用い、且つメサあるいはビットを
円形断面に戻すために成長中再溶解＜ｍｅ−Ｉ ｔｂａ
Ｃｋ ）を可能にすることによって、いくらかの補償が
、達成されることができる。
円形断面に戻すために成長中再溶解＜ｍｅ−Ｉ ｔｂａ
Ｃｋ ）を可能にすることによって、いくらかの補償が
、達成されることができる。
共鳴空洞の各端部における鏡の間隔は、レーザーに応用
されるような表面放射性の構造の動作原理にと９で重大
ではない。したがって、鏡間隔は、所望の装置特性およ
び好ましい製造方法によって決定されることができる。
されるような表面放射性の構造の動作原理にと９で重大
ではない。したがって、鏡間隔は、所望の装置特性およ
び好ましい製造方法によって決定されることができる。
第１５図乃至第１７図によって指示される如く、空洞の
どちらかの端もしくは両端における鏡は実際に分布ブラ
ッグ反射器あるいはアクティブ領域の完全に内側（第１
５図）、又は部分的に内側、もしくは完全に外側にある
ことができるフィードバック要素の如き光学的フィード
バックを発生するための他の適切な手段と置き換えられ
ることができる。示された特定の実ｍ態様はレーザーで
ある。しかしながら第１図の説明において指摘した如く
、もし鏡の１つもしくは双方が存在しなければ、その装
置は表面放射性の発光ダイオードとして機能する。
どちらかの端もしくは両端における鏡は実際に分布ブラ
ッグ反射器あるいはアクティブ領域の完全に内側（第１
５図）、又は部分的に内側、もしくは完全に外側にある
ことができるフィードバック要素の如き光学的フィード
バックを発生するための他の適切な手段と置き換えられ
ることができる。示された特定の実ｍ態様はレーザーで
ある。しかしながら第１図の説明において指摘した如く
、もし鏡の１つもしくは双方が存在しなければ、その装
置は表面放射性の発光ダイオードとして機能する。
示された実施例では、ｐｎ接合はｐ型層状アクティブ領
域と、ｎ型閉じ込め領域との間の接合部において形成さ
れる。電導率型（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｔｙ−１
）ｅ）はしかしながら逆にされることができ、そのとき
本装置はｐ型閉じ込め層によって囲まれたｎ型アクティ
ブ領域を有する。
域と、ｎ型閉じ込め領域との間の接合部において形成さ
れる。電導率型（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｔｙ−１
）ｅ）はしかしながら逆にされることができ、そのとき
本装置はｐ型閉じ込め層によって囲まれたｎ型アクティ
ブ領域を有する。
第１図は本発明による発光装置の概略的平面図である；
第２図は第１図の装置の概略的断面図である；第３図は
、Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓ ３成分■−Ｖ属系
を使用して製造された第１図の装置の実施の非数量的な
（ｎｏｎ−ｓｅａ ｔａｒ ）長手方向の断面図である
； 第４図乃至第７図は、第３図の装置を作るのに適した製
造方法における段階を示している；第８図は、Ｉｎ Ｐ
／Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ４成分■−Ｖ属系を使用して製
造された第１図の装置の実施の非数量的な長手方向の断
面図である；第９図乃至第１２図は、第８図の装置を作
るのに適した製造方法の段階を示している；第１３図は
、代りの接点配置を有する第８図の装置を示している非
数量的な長手方向の断面図である； 第１４図は、第１図の装置の他の実施例の非数量な長手
方向の断面図である。 第１５図は、分布フィードバック（ＤＦ８＞動作を特徴
とする、本発明による装置の非数量的な断面図である。 第１６図は、ＤＦＢ動作を特徴とする代りの装置の非数
量的断面図である；そして 第１７図は、レーザー共鳴空洞の対向する端の干渉鏡を
特徴とし、且つブラッグ分布反射器を提供する本発明に
よる装置の非数量的な長手方向の断面図である。 １０・・・アクティブ領域、１２・・・閉じ込め領域、
１４・・・反射鏡、１６・・・ｐｎ接合、１８・・・基
板、２０・・・腐刻停止層、２４・・・マスク、２６・
・・柱、 ２８．５２・・・絶縁層、３０・・・環状窓、３２・・
・頂部接点、３４・・・中央領域、３６・・・底部接点
、３８・・・マスキング材料、３９・・・窓、４４・・
・絶縁マスク層、ど ４８．５０・・・金属被覆、 ５６・・ψＡｌαｏｓＧａｃｙｓＡＳ層）５８・・・Ａ
ｌｃ １Ｇａｃ ｙＡｓ！。 ６Ｏ−−−１ｎＰ層、６２・・−１ｎＧａＡｓＰ層。 特許出願人 ノーザン・テレコム・リミテ・ソドＦＩＧ
、 ５ ＲＧ、７
、Ｇａ Ａｓ ／Ｇａ ＡＩ Ａｓ ３成分■−Ｖ属系
を使用して製造された第１図の装置の実施の非数量的な
（ｎｏｎ−ｓｅａ ｔａｒ ）長手方向の断面図である
； 第４図乃至第７図は、第３図の装置を作るのに適した製
造方法における段階を示している；第８図は、Ｉｎ Ｐ
／Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ４成分■−Ｖ属系を使用して製
造された第１図の装置の実施の非数量的な長手方向の断
面図である；第９図乃至第１２図は、第８図の装置を作
るのに適した製造方法の段階を示している；第１３図は
、代りの接点配置を有する第８図の装置を示している非
数量的な長手方向の断面図である； 第１４図は、第１図の装置の他の実施例の非数量な長手
方向の断面図である。 第１５図は、分布フィードバック（ＤＦ８＞動作を特徴
とする、本発明による装置の非数量的な断面図である。 第１６図は、ＤＦＢ動作を特徴とする代りの装置の非数
量的断面図である；そして 第１７図は、レーザー共鳴空洞の対向する端の干渉鏡を
特徴とし、且つブラッグ分布反射器を提供する本発明に
よる装置の非数量的な長手方向の断面図である。 １０・・・アクティブ領域、１２・・・閉じ込め領域、
１４・・・反射鏡、１６・・・ｐｎ接合、１８・・・基
板、２０・・・腐刻停止層、２４・・・マスク、２６・
・・柱、 ２８．５２・・・絶縁層、３０・・・環状窓、３２・・
・頂部接点、３４・・・中央領域、３６・・・底部接点
、３８・・・マスキング材料、３９・・・窓、４４・・
・絶縁マスク層、ど ４８．５０・・・金属被覆、 ５６・・ψＡｌαｏｓＧａｃｙｓＡＳ層）５８・・・Ａ
ｌｃ １Ｇａｃ ｙＡｓ！。 ６Ｏ−−−１ｎＰ層、６２・・−１ｎＧａＡｓＰ層。 特許出願人 ノーザン・テレコム・リミテ・ソドＦＩＧ
、 ５ ＲＧ、７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の直接バンドギャップ半導体材料のアクティブ
領域と、そしてそれに隣接した第２の半導体材料の閉じ
込め領域と、該アクティブ領域および閉じ込め領域の上
にそれぞれ形成された第１および第２の接点とを有して
おり、該第２の材料が該第１材料より高いバンドギャッ
プの材料であり、これによつて光および発生した電流キ
ャリアを該アクティブ領域内に閉じ込めるために該半導
体材料が、該アクティブ領域と閉じ込め領域との間に形
成されたヘテロ接合のキャリア拡散の長さ以内にｐｎ接
合を確立するためにドープされる表面放射発光装置にお
いて、該アクティブ領域が柱状であり、且つ該閉じ込め
領域によつて囲まれており、該ｐｎ接合が円筒形状であ
つて、且つ該ヘテロ接合に、もしくはその近傍に配置さ
れていることを特徴とする表面放射発光装置。 ２、該装置から発光可能にするために柱状のアクティブ
領域に全体的に整合した窓を更に特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の表面放射発光装置。 ３、該アクティブ領域および該閉じ込め領域の双方が半
導体基板のエピタキシャル連続部を形成することを更に
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の表面
放射発光装置。 ４、該柱状のアクティブ領域が該基板の平面に全体的に
垂直な方向に長手方向に延びていることを更に特徴とす
る特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の表面
放射装置。 ５、該柱状のアクティブ領域が円形断面を有することを
更に特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいづれか１
つの項に記載の装置。 ６、半導体材料がIII−Ｖ属材料であることを更に特徴
とする特許請求の範囲第１項〜５項のいづれか１つの項
に記載の装置。 ７、該装置がＧａＡｓ基板と、ｐ型ＧａＡｓアクティブ
領域と、そしてｎ型ＧａＡｌＡｓ閉じ込め領域とを有す
ることを更に特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装
置。 ８、柱状のアクティブ領域が大きな第２の半導体材料内
のビットを占めることを更に特徴とする特許請求の範囲
第１〜７項のいづれか１つの項に記載の装置。 ９、該アクティブ領域および閉じ込め領域が、一緒に該
基板上に実質的に一様な厚さの１層を具備することを更
に特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいづれか１の
項に記載の装置。 １０、該装置が該柱状のアクティブ領域と全体的に垂直
方向に整合した位置において該基板の後部面内にエッチ
された井戸を有することを更に特徴とする特許請求の範
囲第１〜９項のいづれか１つの項に記載の装置。 １１、絶縁層が該アクティブ領域および閉じ込め領域の
双方の頂部表面の上にあり、そして第１の接点が該絶縁
層内の窓を通って該アクティブ領域の頂部表面に接触す
ることとを更に特徴とする特許請求の範囲第１〜１０項
のいづれか１つの項に記載の装置。 １２、該アクティブ領域が円形断面の柱であり、該アク
ティブ領域および該第１の接点が該柱の頂部表面の周囲
に隣接した環状の接触領域を有することを更に特徴とす
る特許請求の範囲第１１項に記載の装置。 １３、頂部発光窓が該環状の領域内で半径方向に規定さ
れており、該絶縁層が該装置の放射波長で光学的に伝導
することを更に特徴とする特許請求の範囲第１２項記載
の装置。 １４、反射性の要素が該柱状のアクティブ領域の対向す
る端にあり、該要素が該アクティブ領域と共にレーザー
共鳴空洞を規定していることを更に特徴とする特許請求
の範囲第１〜１３項のいづれか１つの項に記載の装置。 １５、ｐｎ接合がヘテロ接合の長さに沿つて延びること
を更に特徴とする特許請求の範囲第１〜１４項のいづれ
か１つの項に記載の表面放射装置。 １６、第１および第２の接点が該装置の共通表面に形成
されており、該接点が実質的に同一面上にあり、且つ相
互に分離されていることを更に特徴とする特許請求の範
囲第１〜１５項のいづれか１つの項に記載の表面放射発
光装置。 １７、複数の装置を具備しており、該複数の装置の該閉
じ込め領域およびアクティブ領域が相互にエピタキシー
に関連していることを更に特徴とする特許請求の範囲第
１〜１６項のいづれか１つの項に記載の表面放射発光配
列。 １８、該複数の装置の少くともいくつかを該装置の他の
ものと独立的に駆動するための導線手段を更に特徴とす
る特許請求の範囲第１７項記載の表面放射発光配列。 １９、該複数の装置の少くともいくつかを同位相で駆動
するための導線手段を更に特徴とする特許請求の範囲第
１７項記載の表面放射配列。 ２０、発光装置を製造する方法において： ｉ）直接バンドギャップ半導体層を基板上にエピタキシ
ャル成長すること； ｉｉ）メサを残すために該層をエッチングすること； ｉｉｉ）該基板の上に、且つ該メサの周りにより高いバ
ンドギャップの半導体をエピタキシャル成長させること
、但し該より高いバンドギャップ半導体は、ｐｎ接合お
よびヘテロ接合の双方を確立するために、該直接バンド
ギャップ半導体と異なった導電率型である； ｉｖ）該２つの半導体に電気接点を形成すること；のス
テップを含むことを特徴とする方法。 ２１、発光装置を製造する方法において： ｉ）第１のバンドギャップを有する半導体内にビットを
形成すること； ｉｉ）該ビットを充填するために直接低バンドギャップ
を有する半導体をエピタキシャル成長すること； ｉｉｉ）ｐｎ接合およびヘテロ接合の双方を確立するた
めに、該ビットが中に形成される該半導体に対して異な
る導電率を有すること；そして ｉｖ）該２つの半導体に対し電気接点を形成すること； のステップを含むことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US673644 | 1984-11-21 | ||
| US06/673,644 US4660207A (en) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Surface-emitting light emitting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127192A true JPS61127192A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0553079B2 JPH0553079B2 (ja) | 1993-08-09 |
Family
ID=24703511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60241752A Granted JPS61127192A (ja) | 1984-11-21 | 1985-10-30 | 表面放射発光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4660207A (ja) |
| JP (1) | JPS61127192A (ja) |
| CA (1) | CA1238973A (ja) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1271550A (en) * | 1985-12-24 | 1990-07-10 | Fumio Inaba | Semiconductor light emitting device with vertical light emission |
| GB2203894B (en) * | 1987-03-03 | 1990-11-21 | Fumio Inaba | Surface emission type semiconductor light-emitting device |
| US5115286A (en) * | 1988-08-26 | 1992-05-19 | Hewlett-Packard Company | Electro-optical device with inverted transparent substrate and method for making same |
| US4943970A (en) * | 1988-10-24 | 1990-07-24 | General Dynamics Corporation, Electronics Division | Surface emitting laser |
| US4901327A (en) * | 1988-10-24 | 1990-02-13 | General Dynamics Corporation, Electronics Division | Transverse injection surface emitting laser |
| US4873696A (en) * | 1988-10-31 | 1989-10-10 | The Regents Of The University Of California | Surface-emitting lasers with periodic gain and a parallel driven nipi structure |
| FR2640438B1 (fr) * | 1988-12-09 | 1991-01-25 | Thomson Csf | Procede de realisation de lasers semi-conducteurs et lasers obtenus par le procede |
| US5038356A (en) * | 1989-12-04 | 1991-08-06 | Trw Inc. | Vertical-cavity surface-emitting diode laser |
| EP0495301A1 (en) * | 1990-12-14 | 1992-07-22 | AT&T Corp. | Method for making a semiconductor laser |
| US5159603A (en) * | 1991-06-05 | 1992-10-27 | United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Quantum well, beam deflecting surface emitting lasers |
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1984
- 1984-11-21 US US06/673,644 patent/US4660207A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-06-03 CA CA000483077A patent/CA1238973A/en not_active Expired
- 1985-10-30 JP JP60241752A patent/JPS61127192A/ja active Granted
Also Published As
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|---|---|
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| US4660207A (en) | 1987-04-21 |
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