JPS61199679A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPS61199679A JPS61199679A JP60040475A JP4047585A JPS61199679A JP S61199679 A JPS61199679 A JP S61199679A JP 60040475 A JP60040475 A JP 60040475A JP 4047585 A JP4047585 A JP 4047585A JP S61199679 A JPS61199679 A JP S61199679A
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Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 15
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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
- H01L33/04—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光素子に関し、％に１面発光型半導体
発光素子の改良に関するものである。
発光素子の改良に関するものである。
半導体発光素子（以下発光素子と略記する）は半導体レ
ーザと並び光フアイバ通信における光信号源として不可
欠な素子である。この様な通信に使用する発光素子は高
出力が簡単に得られ、ファイバとの結合も容易に低損失
で得られる等の特徴を有する面発光型構造が一般的であ
る。
ーザと並び光フアイバ通信における光信号源として不可
欠な素子である。この様な通信に使用する発光素子は高
出力が簡単に得られ、ファイバとの結合も容易に低損失
で得られる等の特徴を有する面発光型構造が一般的であ
る。
第２図は従来の面発光型発光素子の一例を示す断面図で
ある。以下この型をＧａＡｓ−◇ａＡ ＩＡ Ｓへテロ
構造に応用した発光素子について簡単に説明する。
ある。以下この型をＧａＡｓ−◇ａＡ ＩＡ Ｓへテロ
構造に応用した発光素子について簡単に説明する。
例えばｎ型ＧａＡｓ基体ｌの上に液相エピタキシャル法
によってｎ型ＧａＡｚＡｓ層２． Ｐ型ＧａＡｓ活性
層３． ［）ＷＧａＡｌ！ＡＳ層４．ｎ型ＧａＡｓ層
５とを形成し、次に拡散工程によってｎ型ＧａＡｓ ５
の一部分ＫＺｎを導入しｐ型領域６を設ける。続いて選
択エツチング処理を行って、ｎ型ＧａＡｓ基体ｌの表面
からｎ型Ａ／ＧａＡｓ層２が繕出する深さのドーム状の
穴を形成し、光出力面とする。ｐ型電極８はｎ型ＧａＡ
ｓ ５の全面に付は同時にｎ型電極９をｎＷＧａＡｓ基
体１に取シ付けて面発光型半導体発光素子が出来あがる
。
によってｎ型ＧａＡｚＡｓ層２． Ｐ型ＧａＡｓ活性
層３． ［）ＷＧａＡｌ！ＡＳ層４．ｎ型ＧａＡｓ層
５とを形成し、次に拡散工程によってｎ型ＧａＡｓ ５
の一部分ＫＺｎを導入しｐ型領域６を設ける。続いて選
択エツチング処理を行って、ｎ型ＧａＡｓ基体ｌの表面
からｎ型Ａ／ＧａＡｓ層２が繕出する深さのドーム状の
穴を形成し、光出力面とする。ｐ型電極８はｎ型ＧａＡ
ｓ ５の全面に付は同時にｎ型電極９をｎＷＧａＡｓ基
体１に取シ付けて面発光型半導体発光素子が出来あがる
。
この発光素子に順方向電圧を印加するとｐ型電極の真下
の発光層が発光し、その光はｎ型ＧａＡ／Ａｓ層２を通
過して光出力面から外に出る。電流を増してゆくと、電
流に比例して出力は増大する。
の発光層が発光し、その光はｎ型ＧａＡ／Ａｓ層２を通
過して光出力面から外に出る。電流を増してゆくと、電
流に比例して出力は増大する。
しかし、その際、低電流では注入電流に比例した出力は
得られない。なぜなら、電流が接合部全域にわた）、拡
がって流れるためで、光出力面から出る光はその一部分
である。しかし電流レベルが高まるにしたがい拡がシミ
流成分が少なくなり、電流の多くがｐ型領域の真下に集
中する。この様になって、はじめて、電流と光出力とが
直線的関係となシうる。注入電流の低い領域で電流−光
出力が非線形にあると高速変調動作を妨げる原因となる
。
得られない。なぜなら、電流が接合部全域にわた）、拡
がって流れるためで、光出力面から出る光はその一部分
である。しかし電流レベルが高まるにしたがい拡がシミ
流成分が少なくなり、電流の多くがｐ型領域の真下に集
中する。この様になって、はじめて、電流と光出力とが
直線的関係となシうる。注入電流の低い領域で電流−光
出力が非線形にあると高速変調動作を妨げる原因となる
。
以上の様に、従来の素子構造で上述した高速度変調を可
能ならしめるには発光に寄与する接合面積と素子全体の
接合面積とが等しくする様な工夫が必要となる。
能ならしめるには発光に寄与する接合面積と素子全体の
接合面積とが等しくする様な工夫が必要となる。
この発明は、上記従来方法における上記欠点を除去し、
高性能、高歩留り、容易に製作できる面発光型半導体発
光素子を提供することを目的とする。
高性能、高歩留り、容易に製作できる面発光型半導体発
光素子を提供することを目的とする。
本発明の半導体発光素子は、超格子構造を有する活性領
域を前記活性領域よりも禁止帯幅が広い禁止帯幅を有す
る第１及び第２クラッド層ではさんだ構造の半導体発光
素子において、前記第２クラッド層の表面から円形状の
領域を残して前記第１クラッド層領域に達する深さまで
不純物が高濃度にドープされ、前記不純物ドープのされ
た前記活性領域の超格子構造は混晶化され、前記クラッ
ド層のどちらか一方の層の表面が光出力面とされること
により構成される。
域を前記活性領域よりも禁止帯幅が広い禁止帯幅を有す
る第１及び第２クラッド層ではさんだ構造の半導体発光
素子において、前記第２クラッド層の表面から円形状の
領域を残して前記第１クラッド層領域に達する深さまで
不純物が高濃度にドープされ、前記不純物ドープのされ
た前記活性領域の超格子構造は混晶化され、前記クラッ
ド層のどちらか一方の層の表面が光出力面とされること
により構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。
第１図において、９はｎ型ＧａＡｓ基体、１０はｎ型Ｇ
ａＡ／Ａｓクラッド層、１１はＧａＡｓ−Ａ／Ａｓ超格
子活性領域でＧａＡｓウェル層とＧａ ｏＪＩＡ／（１
，２Ａｓバリア層よりなる。１２はｐ型ＧａＡｌ！Ａｓ
クラッド層で第２クラッド層である。１４はＺｎ拡散領
域で、第１クラッド層であるｎ型Ｇａ Ｏ，？Ａ／ ０
．ａＡＳ層１０にとどまるように形成されている。拡散
した超格子構造部分はＧａＡ／Ａｓ混晶化されｎ型Ｇａ
Ａｓ基体９の中心部に穴を設け、これを光出力面とし、
ｎ型電極１５及びｐ型電極１７が設けられている。
ａＡ／Ａｓクラッド層、１１はＧａＡｓ−Ａ／Ａｓ超格
子活性領域でＧａＡｓウェル層とＧａ ｏＪＩＡ／（１
，２Ａｓバリア層よりなる。１２はｐ型ＧａＡｌ！Ａｓ
クラッド層で第２クラッド層である。１４はＺｎ拡散領
域で、第１クラッド層であるｎ型Ｇａ Ｏ，？Ａ／ ０
．ａＡＳ層１０にとどまるように形成されている。拡散
した超格子構造部分はＧａＡ／Ａｓ混晶化されｎ型Ｇａ
Ａｓ基体９の中心部に穴を設け、これを光出力面とし、
ｎ型電極１５及びｐ型電極１７が設けられている。
典型的な各層厚は活性領域１１が１００人のＧａＡｓウ
ェル層と５０人のＧａ （１，＠Ａ１０．ｚＡＳ層の２
０周期からなる０、３μｍ厚、ｐ型クラッド層１２が２
μｍ％ ｎ型クラッド層１０が４μｍである。
ェル層と５０人のＧａ （１，＠Ａ１０．ｚＡＳ層の２
０周期からなる０、３μｍ厚、ｐ型クラッド層１２が２
μｍ％ ｎ型クラッド層１０が４μｍである。
本実施例の構造によれば、超格子構造の発光領域がＧａ
ＡｒＡｓ混晶で埋込まれたと同等々効果１作用が得られ
る。活性領域の中心部分のみ残して、Ｚｎを拡散するこ
とでＧａＡｓ−Ａ／Ａｓ超格子が無秩序化され、ＧａＡ
ｒＡｓ混晶と変換するためである。
ＡｒＡｓ混晶で埋込まれたと同等々効果１作用が得られ
る。活性領域の中心部分のみ残して、Ｚｎを拡散するこ
とでＧａＡｓ−Ａ／Ａｓ超格子が無秩序化され、ＧａＡ
ｒＡｓ混晶と変換するためである。
その結果横方向のキャリア閉じ込め作用が完全になシ、
低電流域から高密度電流まで、直線性の良い光出力−電
流特性が得られる。又、発光パターンの変形もなくなり
大電流、大出力動作でも均一な発光分布が得られ、ファ
イバとの結合が容易で低損失伝送が可能となる大きな特
徴を有する。以上の実施例はＧａＡｓ−ＧａＡ／Ａｓを
用いた場合について述べたがこれをたとえば、 Ｉｎ
Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体に適用しても、同様な効
果作用がある。
低電流域から高密度電流まで、直線性の良い光出力−電
流特性が得られる。又、発光パターンの変形もなくなり
大電流、大出力動作でも均一な発光分布が得られ、ファ
イバとの結合が容易で低損失伝送が可能となる大きな特
徴を有する。以上の実施例はＧａＡｓ−ＧａＡ／Ａｓを
用いた場合について述べたがこれをたとえば、 Ｉｎ
Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体に適用しても、同様な効
果作用がある。
以上説明したように、本発明によれば、低電流領域から
高電流領域まで直線性のよい光出力−電流特性が得られ
、発光パターンの変形もなくなり、大筒、流、大出力動
作でも均一な発光分布が得られ、ファイバーとの結合も
容易となり、かつ製作も容易であるという効果が得られ
る。
高電流領域まで直線性のよい光出力−電流特性が得られ
、発光パターンの変形もなくなり、大筒、流、大出力動
作でも均一な発光分布が得られ、ファイバーとの結合も
容易となり、かつ製作も容易であるという効果が得られ
る。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来の半
導体発光素子の一例の断面図である。 １．９・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基体、２．１０・・・
・・・ｎ型ＧａＡ／Ａｓり２ラド層、３ ・−・・・−
ＧａＡｓ活性層、４゜１２・・・・・・ｐ型ＧａＡ／Ａ
ｓクラッド層、５・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ層、６・・
・・・・ｐ型変換領域、１１・・・・・・Ｇ ａＡｓ
−Ａ／Ａｓ超格子活性領域、１４・・・・・・Ｚｎ拡散
領域、７．１５・・・・・・ｎ型電極、１６・・・・・
・５ｉ０２絶縁験、８．１７・・・・・・ｐ副電極。 〜 −一＼１、 代理人 弁理士 内 原 晋′ ）ゝ〜ユ 葛１図 躬２因
導体発光素子の一例の断面図である。 １．９・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基体、２．１０・・・
・・・ｎ型ＧａＡ／Ａｓり２ラド層、３ ・−・・・−
ＧａＡｓ活性層、４゜１２・・・・・・ｐ型ＧａＡ／Ａ
ｓクラッド層、５・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ層、６・・
・・・・ｐ型変換領域、１１・・・・・・Ｇ ａＡｓ
−Ａ／Ａｓ超格子活性領域、１４・・・・・・Ｚｎ拡散
領域、７．１５・・・・・・ｎ型電極、１６・・・・・
・５ｉ０２絶縁験、８．１７・・・・・・ｐ副電極。 〜 −一＼１、 代理人 弁理士 内 原 晋′ ）ゝ〜ユ 葛１図 躬２因
Claims (1)
- 超格子構造を有する活性領域を前記活性領域よりも禁止
帯幅が広い禁止帯幅を有する第１及び第２クラッド層で
はさんだ構造の半導体発光素子において、前記第２クラ
ッド層の表面から円形状の領域を残して前記第１クラッ
ド層領域内に達する深さまで不純物が高濃度にドープさ
れ、前記不純物ドープのされた前記活性領域の超格子構
造は混晶化され、前記クラッド層のどちらか一方の層の
表面が光出力面とされている事を特徴とする半導体発光
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60040475A JPS61199679A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60040475A JPS61199679A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199679A true JPS61199679A (ja) | 1986-09-04 |
Family
ID=12581646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60040475A Pending JPS61199679A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61199679A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03136288A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5105236A (en) * | 1989-06-23 | 1992-04-14 | Eastman Kodak Company | Heterojunction light-emitting diode array |
| JPH04180683A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Nec Corp | 面発光半導体レーザ及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP60040475A patent/JPS61199679A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5105236A (en) * | 1989-06-23 | 1992-04-14 | Eastman Kodak Company | Heterojunction light-emitting diode array |
| JPH03136288A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JPH0828554B2 (ja) * | 1989-10-20 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JPH04180683A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Nec Corp | 面発光半導体レーザ及びその製造方法 |
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