JPS61289689A - 半導体発光装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電流の非注入領域を容易に設けることがで
きる内部ストライプ構造をもつ半導体発光装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭５７−１７２７８９号公報に示さ
た内部ストライプ構造をもつ従来の半導体発光装置を示
す断面図であり、図において、１はｐ型ＧａＡｓ基板、
２は該基板１上に堆積したｎ型ＧａＡｓ電流阻止層、３
は該電流阻止層２上に堆積したｐ型ＡｌＧａＡｓ下側ク
ラッド層、４は該下側クランド層３上に堆積したｐ型Ａ
ｌＧａＡｓ活性鳴、５は該活性層４上に堆積したｎ型Ａ
Ｉ　ＧａＡＳ上側クラッド層、６は該上側クラッド層５
上に堆積したｎ型ＧａＡｓコンタクト層、７は■溝、８
は金属電極である。

次に動作について説明する。

活性層４と上側クラフト層５の界面に形成されているｐ
ｎ接合に対して順方向となる電圧を、電極８間に印加す
ると、■溝７によって狭窄された順方向電流が活性層４
に注入されて発光する。光は活性層４およびクラッド層
３．５の間の屈折率差、並びにＶ溝７による実効的屈折
率差から構成される導波路によって導波され、両前開端
面によって構成される共振器によりレーザ発振に至る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の半導体発光装置は以上にように構成されているの
で、骨間端面の表面準位によってキャリアの非発光再結
合が起こり、該再結合による発熱で端面酸化が進み、素
子特性に緩やか劣化が生じるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、素子特性の劣化を防止できる半導体発光装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体発光装置は、第１導電型半導体基
板に凹部を設け、その上に第２導電型電流阻止層を成長
して凹部の該電流阻止層を厚くし、■溝を上記凹部以外
の部分ではｎ型電流阻止層に達して電流通路が開くまで
形成し、凹部上ではｎ型電流阻止層が残るよう形成した
ものである。

〔作用〕

この発明においては、基板に設けた凹部上の電流阻止層
には、■溝が貫通していないので、電流が流れず、その
上部の活性層にキャリアの非注入領域が形成される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す鼻る。

第１図（Ｊｌ）は本発明の一実施例による半導体発光装
置を示し、同図山）はその断面図である。また、第２図
は第１図に示した装置の作成手順を示す。

図において、１ａは凹部を設けたｐ型ＧａＡｓ基板、２
ａは該基板１上に堆積したｎ型ＧａＡｓ電流阻止層、３
はｐ型Ａ　Ｉ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ下側クラッド層、４はｐ
型ＡｌＧａＡｓ活性層、５はｎ型ＡｌＧａＡｓ上側クラ
フト層、６はｎ型ＧａＡｓコンタクト層、７はＶ溝、８
は金属電極、１０は凹部である。

次に第２図に沿って、上記実施例装置の作製方法を簡単
に説明する。

ｉｌｌ　　Ｉ）型ＧａＡｓ基板ｌａ上に写真製版技術を
用いて、凹部１０を選択エツチングによって形成する（
第２図（ａ））。

（２）　　上記ｐ型ＧａＡｓ基板ｌａ上にｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層２ａを、凹部１０を埋めるように液相成長法
によって成長させる（第２図（ｂ））。

（３）次にＶ溝７を写真製版技術を用いた選択エツチン
グによって形成する。この時、凹部１０の位置する箇所
（第２図（Ｃ）のＥ−Ｅ線参照）では断面図（ｅｌに示
したように、■溝７が基板１ａに達せず、しかも、凹部
１０以外の部分（第２図（Ｃ１のＤ−り線参照）では断
面図（ｄ）に示したように、ｖ溝７が基板１ａに達する
ように■溝７を形成する（第２図（Ｃ））。

（４）　　さらに、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下側クラッド層３
からｎ型ＧａＡｓコンタクト層６までを液相成長法によ
り成長した後１、電橋８を形成し、最後に、チップを骨
間・分離して半導体レーザ素子にする（第２図（ｒｌ）
− 次に動作及び効果について説明する。

レーザ発振機構は従来装置の場合と同様であるが、凹部
１０上の電流阻止層２ａにはＶ溝が貫通していないので
順方向電流は■溝７によって形成されている内部の電流
通路にのみ流れる。従って活性層４の両端面近傍はキャ
リアの非注入領域となるので、表面準位を介したキャリ
アの非発光再結合によって発生するエネルギーに起因す
る端面の酸化や素子特性の緩やかな劣化が防止できる。

なお、上記実施例ではｐ型ＧａＡｓ基板を用いた構成を
示したが、導電型をｐとｎ各々反転させたものでもよい
。

また、上記実施例では活性層及びクラッド層の材料とし
てＡｌＧａＡｓを用いたものについて説明したが、これ
はＩ　ｎＧａＡｓ　Ｐ、　　（Ａ　ＩＧａ）ＩｎＰ等で
あってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例ではキャリアの再結合による端面劣化
を防ぐ目的でキャリアの非注入領域を端面近傍にのみ設
けたが、基板に凹部を設はキャリアの非注入領域をより
積極的に導入することによって、異なる機能を有する素
子を構成することもできる。

次にこの発明の他の実施例を図について説明する。第３
図は、この発明の他の実施例による吸収飽和型光双安定
素子として機能する不均一励起半導体発光装置を示し、
図中、第５図と同一符号は同一部分を示す０図において
１ｂはチップ中央部ＧａＡｓ基板ｌｂ上に液相成長法で
成長したｎ型ＧａＡｓ電流阻止層である。この実施例装
置は上記実施例装置と同様のｗＡｔｉｉを有し、凹部上
の活性層はキャリアの非注入領域となる。この非注入領
域は光吸収領域とるが、レーザ共振器内の光強度が強い
ほど吸収係数が小さくなり、吸収飽和特性を示す、この
吸収飽和媒質は骨間端面で構成されるファプリ・ペロー
共振層内にあるので、いわゆる吸収飽和型光双安定性が
生じる。即ち、キャリア注入領域での発光強度が小さい
とき、非注入領域の吸収は大きく、出力光は低レベルと
なる。しかし、発光強度がある強さに達すると非注入領
域の吸収は飽和し始め、光が一部透過するとともにファ
ブリ・ペロー共振を伴って急速に吸収の完全飽和が生じ
、出力は高レベル状態となる。一方、発光強度を減少さ
せ強度があるレベルに近づくとこの逆過程が生じる。こ
のように、出力光に履歴があるために、第４図に示した
ような双安定性が生じる。この双安定半導体発光装置は
、光スイツチング素子、光メモリ素子等への応用が考え
られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば基板に凹部を設けたの
で、■溝の形成時に電流阻止層に電流通路が開く部分と
開かない部分とができ、活性層の近傍で電流阻止が行な
えることとなり、容易に精度良く、キャリアの非注入領
域を設けることができ、キャリアの非注入領域をレーザ
端面近傍に設置すれば、キャリアの非発光再結合に起因
する端面！の酸化や素子特性の劣化を低減することがで
き、又チップ中央部にキャリアの非注入Ｉｌ域を設けれ
ば、吸入飽和型光双安定素子が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）はこの発明の一実施例による半
導体発光装置を示す斜視図及び断面図、第２図（ａ）〜
（ｆ）は各々その作製手順を示す側面図、第３図（ａ）
。 （ｂ）はこの発明の他の実施例による半導体発光装置を
示す斜視図及び断面図、第４図はその光出力−電流特性
を示す図、第５図は従来の半導体レーザを示す断面図で
ある。 １ａ、１ｂ−ｐ型ＧａＡｓ基板、２ａ、２ｂ・”ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層、３−１）型ＡｌＧａＡｓ下側クラッ
ド層、４・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ活性層、５・・・ｎ型
ＡｌＧａＡｓ上側クラッド層、６・・・ｎ型ＧａＡｓコ
ンタクト層、７・・・Ｖ溝、８・・・金属電極、１０・
・・凹部。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第２図 一゛型淘交 手続補正書（自発） 昭和６０年９月２　日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の導電型を有する半導体基板と、該基板上に
   堆積され内部電流阻止層として働く第２の導電型を有す
   る半導体層と、該第２導電型半導体層に形成され上記第
   １導電型半導体基板に達して電流通路を開けるストライ
   プ状の溝と、該溝及び上記第２導電型半導体層上に成長
   してなるヘテロ接合で活性領域が限定されたレーザ動作
   用多層半導体層とからなる半導体発光装置において、上
   記第１導電型半導体基板に上記ストライプ溝の一部が該
   第１導電型半導体基板に達しないように凹部を設けたこ
   とを特徴とする半導体発光装置。
2. （２）上記第１導電型半導体基板の凹部をレーザ光の反
   射面となる劈開面の位置を含む領域に設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体発光装置。
3. （３）上記第１導電型半導体基板の材料としてＧａＡｓ
   あるいはＩｎＰ、第２導電型半導体層としてＧａＡｓ、
   ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰを用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の半
   導体発光装置。