JPS61220383A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPS61220383A JPS61220383A JP60061480A JP6148085A JPS61220383A JP S61220383 A JPS61220383 A JP S61220383A JP 60061480 A JP60061480 A JP 60061480A JP 6148085 A JP6148085 A JP 6148085A JP S61220383 A JPS61220383 A JP S61220383A
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- 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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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】
[発明の技術分野]
この発明は、例えば発光ダイオード(LED)あるいは
半導体レーザ(LD)等に使用される、特に面発光型の
半導体発光素子に関する。
半導体レーザ(LD)等に使用される、特に面発光型の
半導体発光素子に関する。
[発明の技術的背景コ
一般に、光通信用として使用される面発光型の発光ダイ
オードは、次のように構成されている。
オードは、次のように構成されている。
第3図は例えばBurrus型LEDの典型的な基本構
造を示すもので、図中11はn型半導体基板(GaAs
)、12はn型クラッド層(AIXGal−XAS)、
13はp型活性層(A I VGal−VAS:’/<
X) 、14はn型クラッド層(A I xGal−x
As) 、15はp型キャップ層(GaAs) 、16
は電流狭さく層(SiO2>、17はP側オーミック電
極(Au−Or)、18はヒートシンク、19は光フア
イバクラッド層、20は光フアイバコア層、21は発光
領域であり、また22は発光ビーム方向を示す矢印、そ
して25はn側オーミック電極(AU−Zn)である。
造を示すもので、図中11はn型半導体基板(GaAs
)、12はn型クラッド層(AIXGal−XAS)、
13はp型活性層(A I VGal−VAS:’/<
X) 、14はn型クラッド層(A I xGal−x
As) 、15はp型キャップ層(GaAs) 、16
は電流狭さく層(SiO2>、17はP側オーミック電
極(Au−Or)、18はヒートシンク、19は光フア
イバクラッド層、20は光フアイバコア層、21は発光
領域であり、また22は発光ビーム方向を示す矢印、そ
して25はn側オーミック電極(AU−Zn)である。
すなわち、活性化された発光領域21の内部にて発光し
た光は、透明なn型クラッド層12を介して上記矢印2
2で示すようにして外部に放たれ、近接配置された光フ
ァイバのコア層20内に進入し伝達される。
た光は、透明なn型クラッド層12を介して上記矢印2
2で示すようにして外部に放たれ、近接配置された光フ
ァイバのコア層20内に進入し伝達される。
通常、発光ダイオードやレーザダイオードの一定電流に
対する光出力は、温度上昇による閾電流の変化や外部量
子効率の変化、あるいは長期動作時の劣化に伴う閾電流
の上昇や外部量子効率の低下等によって変動する。この
ため、最近では1.上記のような光出力の変動を抑制す
るために、発光素子に流す電流を必要に応じて可変する
ことのできる自動光出力制御回路(Automat r
cPower Control:APC>が用いら
れている。
対する光出力は、温度上昇による閾電流の変化や外部量
子効率の変化、あるいは長期動作時の劣化に伴う閾電流
の上昇や外部量子効率の低下等によって変動する。この
ため、最近では1.上記のような光出力の変動を抑制す
るために、発光素子に流す電流を必要に応じて可変する
ことのできる自動光出力制御回路(Automat r
cPower Control:APC>が用いら
れている。
この場合、端面発光型の発光ダイオードやレーザダイオ
ードの場合には、ビーム光が放射される2つの端面のう
ち、光ファイバと結合される面とは反対側の端面にフォ
トダイオード(PD)を配設し、このフォトダイオード
によりビーム光の光出力をモニタすると共に、その出力
変動に応じて発光素子に流す電流を可変できるようにな
っている。したがって、一般に、端面発光型の発光ダイ
オードやレーザダイオードにおいては、そのパッケージ
内にモニタ用のフォトダイオードが内蔵される。
ードの場合には、ビーム光が放射される2つの端面のう
ち、光ファイバと結合される面とは反対側の端面にフォ
トダイオード(PD)を配設し、このフォトダイオード
によりビーム光の光出力をモニタすると共に、その出力
変動に応じて発光素子に流す電流を可変できるようにな
っている。したがって、一般に、端面発光型の発光ダイ
オードやレーザダイオードにおいては、そのパッケージ
内にモニタ用のフォトダイオードが内蔵される。
[背景技術の問題点]
しかしながら、上記第3図において示されるような面発
光型の発光ダイオードやレーザダイオードの場合には、
その放射光が一方向に絞られているため、例えば上述し
た端面発光型のように、モニタ用のフォトダイオードを
パッケージ内に配設することは困難である。したがって
、光出力の変動をモニタするためには、パッケージ外部
の光学系に何等かの工夫を施す以外に方法はない。
光型の発光ダイオードやレーザダイオードの場合には、
その放射光が一方向に絞られているため、例えば上述し
た端面発光型のように、モニタ用のフォトダイオードを
パッケージ内に配設することは困難である。したがって
、光出力の変動をモニタするためには、パッケージ外部
の光学系に何等かの工夫を施す以外に方法はない。
[発明の目的コ
この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
例えば面発光型の発光ダイオードにおいても、パッケー
ジ外部に光学的工夫を施す必要なく、発光素子により放
射さ終る光出力をモニタすることができるようビなる半
導体発光素子を提供することを目的とする。
例えば面発光型の発光ダイオードにおいても、パッケー
ジ外部に光学的工夫を施す必要なく、発光素子により放
射さ終る光出力をモニタすることができるようビなる半
導体発光素子を提供することを目的とする。
[発明の概要コ
すなわちこの発明に係わる半導体発光素子は、発光素子
の発光ビーム方向に沿って形成した半導体基板内のビー
ム取出し穴に、例えば発光波長よりも低いバンドギャッ
プを有するp−n接合からなる受光部を形成し、これに
より同一の基板上にて発光素子とそのモニタ用の受光素
子とを集積し、その受光信号を外部に取出せるようにし
たものである。
の発光ビーム方向に沿って形成した半導体基板内のビー
ム取出し穴に、例えば発光波長よりも低いバンドギャッ
プを有するp−n接合からなる受光部を形成し、これに
より同一の基板上にて発光素子とそのモニタ用の受光素
子とを集積し、その受光信号を外部に取出せるようにし
たものである。
[発明の実施例]
以下図面によりこの発明の一実施例を説明する。
第1図(A)乃IK)は、本発明を例えばBurrus
型の発光ダイオードに適用した場合をその製造工程に沿
って示すもので、まず同図(A>に示すように、n型半
導体基板11の一表面上には、液相成長(LPE)法あ
るいは気相成長(VPE)法によってn型クラッド層1
2.p型活性層13.n型クラッド層14およびp型キ
ャップ層15を順次エピタキシャル成長させる。
型の発光ダイオードに適用した場合をその製造工程に沿
って示すもので、まず同図(A>に示すように、n型半
導体基板11の一表面上には、液相成長(LPE)法あ
るいは気相成長(VPE)法によってn型クラッド層1
2.p型活性層13.n型クラッド層14およびp型キ
ャップ層15を順次エピタキシャル成長させる。
次に、第1図(B)に示すように、n型基板11の他表
面側にレジスト膜23を被着形成し、同図(C)に示す
ように、円形に基板11表面を露出させたマスクを形成
する。この後、第1図(D>に示すように、上記露出部
分に対応するn型基板面にZnを拡散し、その基板11
表面の一部にn型領域24を形成する。そして、第1図
(E)に示すように、上記p型キャップ層15の表面に
SiO2膜による電流狭さく領域16を設け、その表面
にAU−Crを蒸着してp側のオーミック電極17を形
成する。一方、上記基板11他表面側のn型領域には、
第1図(F)に示すように、Au−Geを蒸着してn側
のオーミック電極25を形成する。そして、第1図(G
)に示すように、基板11他表面側にレジスト膜26を
被着形成し、このレジスト膜26を上記n型領域24の
円内にてリング状に除去し0層24表面を露出させる。
面側にレジスト膜23を被着形成し、同図(C)に示す
ように、円形に基板11表面を露出させたマスクを形成
する。この後、第1図(D>に示すように、上記露出部
分に対応するn型基板面にZnを拡散し、その基板11
表面の一部にn型領域24を形成する。そして、第1図
(E)に示すように、上記p型キャップ層15の表面に
SiO2膜による電流狭さく領域16を設け、その表面
にAU−Crを蒸着してp側のオーミック電極17を形
成する。一方、上記基板11他表面側のn型領域には、
第1図(F)に示すように、Au−Geを蒸着してn側
のオーミック電極25を形成する。そして、第1図(G
)に示すように、基板11他表面側にレジスト膜26を
被着形成し、このレジスト膜26を上記n型領域24の
円内にてリング状に除去し0層24表面を露出させる。
この上に、第1図(H)に示すように、Au−crを蒸
着して基板他表面側のn型領域に対するリング状のオー
ミック電極27を形成する。
着して基板他表面側のn型領域に対するリング状のオー
ミック電極27を形成する。
ざらに、第1図(I)に示すように、再び基板11他表
面側にレジスト膜28を被着形成し、このレジスト膜2
8を上記n型領域24のリング電極27内側を円形にし
て除去し、そのn型領域24の表面を大きく露出させる
。そして、第1図(J)に示すように、NH3−H2O
2系等の選択エッチャントを用いて、上記露出したp領
域部分に対応する基板11をエツチングし、上記n型ク
ラッド層12を基板地表面方向に露出させる。
面側にレジスト膜28を被着形成し、このレジスト膜2
8を上記n型領域24のリング電極27内側を円形にし
て除去し、そのn型領域24の表面を大きく露出させる
。そして、第1図(J)に示すように、NH3−H2O
2系等の選択エッチャントを用いて、上記露出したp領
域部分に対応する基板11をエツチングし、上記n型ク
ラッド層12を基板地表面方向に露出させる。
これにより、発光領域21を含むp型活性層13に対す
るドーム状の光取出し穴29を形成する。
るドーム状の光取出し穴29を形成する。
この後、第1図(K)に示すように、上記基板表面に残
ったレジスト膜28を剥離して、n領域24およびn領
域11にて上記穴29の表面にモニタ用のフォトダイオ
ードを内蔵形成し、BurrUS型発光ダイオードのベ
レット部分を構成する。
ったレジスト膜28を剥離して、n領域24およびn領
域11にて上記穴29の表面にモニタ用のフォトダイオ
ードを内蔵形成し、BurrUS型発光ダイオードのベ
レット部分を構成する。
このようにして得られたペレットの一表面側、つまり各
エピタキシャル成長層12,13,14゜15側を、第
3図に示すように、Cu等のヒートシンク18に融着し
、このヒートシンク18から発光側の(+)極を取る。
エピタキシャル成長層12,13,14゜15側を、第
3図に示すように、Cu等のヒートシンク18に融着し
、このヒートシンク18から発光側の(+)極を取る。
また、基板11他表面側のn型領域に配設した電極25
を発光側の(−)極とする。一方、この電極25は上記
基板11内に形成されたフォトダイオードの(+)極を
も同時に兼ね、p型頭域24に配設されたリング状電極
27は、そのフォトダイオードにおける(−)極となる
。そして、これらの3つの電極17.25.27を、パ
ッケージ外部に構成したAPC付きの駆動電源に接続し
、発光領域21からの放射光をモニタすると共に、その
モニタ信号に基づいて発光駆動電流を可変調整し、一定
の光出力を得るようにする。
を発光側の(−)極とする。一方、この電極25は上記
基板11内に形成されたフォトダイオードの(+)極を
も同時に兼ね、p型頭域24に配設されたリング状電極
27は、そのフォトダイオードにおける(−)極となる
。そして、これらの3つの電極17.25.27を、パ
ッケージ外部に構成したAPC付きの駆動電源に接続し
、発光領域21からの放射光をモニタすると共に、その
モニタ信号に基づいて発光駆動電流を可変調整し、一定
の光出力を得るようにする。
すなわち、このように構成される本実施例素子において
、まず電極17.25間に所定の発光駆動電流を供給す
ると、発光領域21からの放射光は、矢印22で示すよ
うに半導体基板11に貫通形成した光取出し穴29内を
通過進行し、光ファイバのコア層20を介して伝送され
る。一方、上35発光領域21から放たれた放射光の一
部は、上記穴29の一部表面に形成されたn領域24と
n領域11との接合からなるフォトダイオードにによっ
て受光され、その受光信号は電極27.25間からパッ
ケージ外部に取出されモニタされる。
、まず電極17.25間に所定の発光駆動電流を供給す
ると、発光領域21からの放射光は、矢印22で示すよ
うに半導体基板11に貫通形成した光取出し穴29内を
通過進行し、光ファイバのコア層20を介して伝送され
る。一方、上35発光領域21から放たれた放射光の一
部は、上記穴29の一部表面に形成されたn領域24と
n領域11との接合からなるフォトダイオードにによっ
て受光され、その受光信号は電極27.25間からパッ
ケージ外部に取出されモニタされる。
この場合、上記フォトダイオードによって出力される受
光信号は、上記発光領域21から放射される光出力に対
応するもので、この受光信号を作動アンプAに供給して
基準電圧Voと比較し、その比較出力を電流制御回路A
PCに供給する。ここで、電流制御回路APCは、例え
ば上記差動アンプAより供給される比較出力がH(ハイ
)レベルでおる場合には、上記発光側電極17.25間
に供給する発光駆動電流をより小ざな値に可変し、また
L(ロー)レベルである場合には、その発光駆動電流を
より大きな値に可変調整する。これにより、発光領域2
1から放射される光の出力は、上記差動アンプAにて設
定される基準電圧■0に基づき、常に一定の出力に調整
制御されるようになる。
光信号は、上記発光領域21から放射される光出力に対
応するもので、この受光信号を作動アンプAに供給して
基準電圧Voと比較し、その比較出力を電流制御回路A
PCに供給する。ここで、電流制御回路APCは、例え
ば上記差動アンプAより供給される比較出力がH(ハイ
)レベルでおる場合には、上記発光側電極17.25間
に供給する発光駆動電流をより小ざな値に可変し、また
L(ロー)レベルである場合には、その発光駆動電流を
より大きな値に可変調整する。これにより、発光領域2
1から放射される光の出力は、上記差動アンプAにて設
定される基準電圧■0に基づき、常に一定の出力に調整
制御されるようになる。
したがって、面発光型の発光ダイオードにおいても、発
光部と同一基板上に複雑な製造工程を経ることなく形成
したフォトダイオードにより、その光出力を常にモニタ
することが可能となり、発光出力制御を行なうのにパッ
ケージ外部にて新たな光学的工夫を施す必要はない。
光部と同一基板上に複雑な製造工程を経ることなく形成
したフォトダイオードにより、その光出力を常にモニタ
することが可能となり、発光出力制御を行なうのにパッ
ケージ外部にて新たな光学的工夫を施す必要はない。
尚、上記実施例では、フォトダイオードとなるn領域2
4を基板11の他表面側に対して円形となるように拡散
形成したが、このp@域は例えば基板11面全体に厘っ
て形成してもよい。この場合、電極25は基板11の側
面から導出すればよい。
4を基板11の他表面側に対して円形となるように拡散
形成したが、このp@域は例えば基板11面全体に厘っ
て形成してもよい。この場合、電極25は基板11の側
面から導出すればよい。
また、上記実施例では、発光部と同一基板上のフォトダ
イオードとなる受光部をp−n接合にて形成しているが
、この接合部におけるp領域は、例えば金属(MS構造
)あるいは絶縁物−金属(MIS構造)として、そのシ
ョットキ障壁を利用するものであってもよい。
イオードとなる受光部をp−n接合にて形成しているが
、この接合部におけるp領域は、例えば金属(MS構造
)あるいは絶縁物−金属(MIS構造)として、そのシ
ョットキ障壁を利用するものであってもよい。
さらに、上記実施例における半導体基板11には、(3
aAs系のものを用いているが、それ以外の半導体材料
を用いた面発光型の発光素子にも適用できることは言う
までもない。
aAs系のものを用いているが、それ以外の半導体材料
を用いた面発光型の発光素子にも適用できることは言う
までもない。
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、発光素子の発光ビーム
方向に沿って形成した半導体基板内のビーム取出し穴に
、例えばp−n接合からなる受光部を形成し、これによ
り同一の基板上にて発光素子とその放射光を受光する受
光素子とを集積したので、例えば面発光型の発光ダイオ
ードにおいても、パッケージ外部に光学的工夫を施す必
要なく、発光素子により放射される光出力を確実にモニ
タすることが可能となる半導体発光素子を提供できる。
方向に沿って形成した半導体基板内のビーム取出し穴に
、例えばp−n接合からなる受光部を形成し、これによ
り同一の基板上にて発光素子とその放射光を受光する受
光素子とを集積したので、例えば面発光型の発光ダイオ
ードにおいても、パッケージ外部に光学的工夫を施す必
要なく、発光素子により放射される光出力を確実にモニ
タすることが可能となる半導体発光素子を提供できる。
第1図(A)乃至(K)はそれぞれこの発明の一実施例
に係わる半導体発光素子をその製造工程に沿って示す断
面構成図、第2図は上記第1図における半導体発光素子
に自動光出力制御回路を接続した状態を示す図、第3図
は光通信用の発光ダイオードの基本構造を示す断面構成
図である。 11・・・n型半導体基板、17・・・発光部p側オー
ミック電極、21・・・発光領域、22・・・発光ビー
ム方向、24・・・受光部p型頭域、25・・・発光部
受光部共通n側オーミック電極、27・・・受光部p側
オーミック電極、29・・・放射光取出し穴。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 (C) (D) 第1図 第2図 第3図
に係わる半導体発光素子をその製造工程に沿って示す断
面構成図、第2図は上記第1図における半導体発光素子
に自動光出力制御回路を接続した状態を示す図、第3図
は光通信用の発光ダイオードの基本構造を示す断面構成
図である。 11・・・n型半導体基板、17・・・発光部p側オー
ミック電極、21・・・発光領域、22・・・発光ビー
ム方向、24・・・受光部p型頭域、25・・・発光部
受光部共通n側オーミック電極、27・・・受光部p側
オーミック電極、29・・・放射光取出し穴。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 (C) (D) 第1図 第2図 第3図
Claims (1)
- 半導体基板の一表面上に形成される発光層と、この発光
層により放たれる光を上記半導体基板の他表面側から取
出すためにこの半導体基板に貫通形成される光取出し用
の穴と、この穴の一部表面に形成されこの穴内を通過す
る上記発光層からの光を受光する受光部とを具備し、こ
の受光部にて発生される受光電流を外部に取出すことを
特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6148085A JP2597975B2 (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
US07/432,359 US4967241A (en) | 1985-03-26 | 1989-11-06 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6148085A JP2597975B2 (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61220383A true JPS61220383A (ja) | 1986-09-30 |
JP2597975B2 JP2597975B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=13172279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6148085A Expired - Lifetime JP2597975B2 (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4967241A (ja) |
JP (1) | JP2597975B2 (ja) |
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US9978807B2 (en) | 2011-08-31 | 2018-05-22 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods |
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1985
- 1985-03-26 JP JP6148085A patent/JP2597975B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-06 US US07/432,359 patent/US4967241A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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US10347614B2 (en) | 2011-08-31 | 2019-07-09 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducers with state detection, and associated systems and methods |
US10361245B2 (en) | 2011-08-31 | 2019-07-23 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods |
US10615221B2 (en) | 2011-08-31 | 2020-04-07 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods |
US10937776B2 (en) | 2011-08-31 | 2021-03-02 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducers with state detection, and associated systems and methods |
US11195876B2 (en) | 2011-08-31 | 2021-12-07 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods |
US11688758B2 (en) | 2011-08-31 | 2023-06-27 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducer devices, including devices having integrated electrostatic discharge protection, and associated systems and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4967241A (en) | 1990-10-30 |
JP2597975B2 (ja) | 1997-04-09 |
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