JPS6130091A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS6130091A JPS6130091A JP59150590A JP15059084A JPS6130091A JP S6130091 A JPS6130091 A JP S6130091A JP 59150590 A JP59150590 A JP 59150590A JP 15059084 A JP15059084 A JP 15059084A JP S6130091 A JPS6130091 A JP S6130091A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type semiconductor
- semiconductor layer
- electrode
- light emitting
- Prior art date
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06203—Transistor-type lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
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、光通信や元情報処理の分野で用いられる半導
体レーザや発光ダイオードに関する。
体レーザや発光ダイオードに関する。
（従来技術とその問題点）
半導体レーザや発光ダイオードは、光通信分野の進展と
ともに、近年高性能化が著しい。特に半導体レーザでは
、最も高性能な構造の１つとして活性層発光領域の側面
を活性層よシバンドギャップエネルギーの大きな半導体
で囲ったいわゆる埋込み構造半導体レーザの研究開発が
盛んである。
ともに、近年高性能化が著しい。特に半導体レーザでは
、最も高性能な構造の１つとして活性層発光領域の側面
を活性層よシバンドギャップエネルギーの大きな半導体
で囲ったいわゆる埋込み構造半導体レーザの研究開発が
盛んである。
従来埋込み構造半導体レーザは、活性層発光領域の外側
に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を積層形成し、この埋
込み層と呼ばれるｐ−ｎ積層構造によシ、活性層発光領
域に電流を集中させている（光通信素子工学、工学図書
、（１９８３）Ｐ２２９〜２４３）。しかし従来の埋込
み構造半導体レーザでは、埋込み層による電流阻止効果
は、必ずしも充分とは言えず、全電流の２０〜５０％が
埋込み層をリーク電流として流れるという問題がある。
に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を積層形成し、この埋
込み層と呼ばれるｐ−ｎ積層構造によシ、活性層発光領
域に電流を集中させている（光通信素子工学、工学図書
、（１９８３）Ｐ２２９〜２４３）。しかし従来の埋込
み構造半導体レーザでは、埋込み層による電流阻止効果
は、必ずしも充分とは言えず、全電流の２０〜５０％が
埋込み層をリーク電流として流れるという問題がある。
埋込み層のｐ−ｎ積層の構造やドーピング濃度の最適化
も行なわれているが、結晶成長上の制限もあシ、充分な
状態には至っていない。この様なリーク電流は、半導体
レーザの低発振しきい値化や、発光ダイオードの高効率
化を阻害していた。
も行なわれているが、結晶成長上の制限もあシ、充分な
状態には至っていない。この様なリーク電流は、半導体
レーザの低発振しきい値化や、発光ダイオードの高効率
化を阻害していた。
（発明の目的）
本発明は、従来のこのような欠点を除去し、低発振しき
い値の半導体レーザや高効率発光ダイオードを提供する
ものである。
い値の半導体レーザや高効率発光ダイオードを提供する
ものである。
（発明の構成）
本発明によれば、化合物半導体を発光層とする半導体発
光素子において、発光領域にキャリヤを注入するための
電流流路の周囲に少なくとも一層以上の第１導電型及び
第２導電型半導体層を設け、この第１導電型又は第２導
電型半導体層の少なくとも一部の電位を外部から制御す
ることを特徴とする半導体発光素子である。
光素子において、発光領域にキャリヤを注入するための
電流流路の周囲に少なくとも一層以上の第１導電型及び
第２導電型半導体層を設け、この第１導電型又は第２導
電型半導体層の少なくとも一部の電位を外部から制御す
ることを特徴とする半導体発光素子である。
（発明の作用・原理）
第１図は、本発明の原理を示す図である。ｎ型半導体層
１１．ｎ型半導体活性層１２．及びｐ型半導体層１３が
ストライプメサ形状になっておシ、このメサ側部にｐ型
半導体層１４．ｎ型半導体層１５及びｐ型半導体層１６
が順に形成されている。
１１．ｎ型半導体活性層１２．及びｐ型半導体層１３が
ストライプメサ形状になっておシ、このメサ側部にｐ型
半導体層１４．ｎ型半導体層１５及びｐ型半導体層１６
が順に形成されている。
ｐ型半導体層１６表面に第１の電極１７ｎ型半導体層１
１表面に第２の電極１８及びｎ型半導体層１５表面に第
３の電極１９が形成されている。第１の電極１７と第２
の電極１８の間に順方向電圧ｖ１を印加すると活性層１
２に電流が注入され発光する。しかし電流の一部は、ｐ
型半導体層１４を通り、リーク電流となる。ここで第３
の電極１９に正電圧■を印加するとｎ型半導体層１５と
ｐ型半導体層１４は逆バイアスとなるためｐ型半導体層
１４の空乏層が拡がシ、リーク電流の流路が狭くなシそ
の結果リーク電流は低減する。この様にｎ型半導体層１
５の電位を外部から制御することによりリーク電流を制
御し、発振しきい値を低減し、又、制御することができ
る。
１表面に第２の電極１８及びｎ型半導体層１５表面に第
３の電極１９が形成されている。第１の電極１７と第２
の電極１８の間に順方向電圧ｖ１を印加すると活性層１
２に電流が注入され発光する。しかし電流の一部は、ｐ
型半導体層１４を通り、リーク電流となる。ここで第３
の電極１９に正電圧■を印加するとｎ型半導体層１５と
ｐ型半導体層１４は逆バイアスとなるためｐ型半導体層
１４の空乏層が拡がシ、リーク電流の流路が狭くなシそ
の結果リーク電流は低減する。この様にｎ型半導体層１
５の電位を外部から制御することによりリーク電流を制
御し、発振しきい値を低減し、又、制御することができ
る。
（実施例）
第２図は本発明の実施例を示す図である。ｎ型ＩｎＰ基
板２１上にｎ型ＩｎＰ層１１．ｎ型１ｎＧ＆ＡＩＰ活性
層１２及びｐ型ＩｎＰ層１３を例えば液相エピタキシャ
ル法により連続して形成する０次にこれらエピタキシャ
ル層をストシイプメサ状に残し他をエツチングによシ除
去する。続いてメサ側部にｐ型ＩｎＰ層１４ｎ型ＩｎＰ
層１５及びｐ型ＩｎＰ層１６を例えば液相エピタキシャ
ル法によシ順に形成する。次にｐｆｆｉＩｎＰ層１６の
表面の一部にＡｕｚｎにより、第１の電極１７を形成す
る。次にｐ型ＩｎＰ層１６の一部を除去しｎ型ＩｎＰ層
１５を露出させ、このｎ型ＩｎＰ層１５の表面にＡｕＧ
ｅＮｉによシ第３の電極１９を形成する。次にｎ型Ｉｎ
Ｐ基板２１表面にＡｕＧｅＮｉによシ第２の電極１８を
形成する。
板２１上にｎ型ＩｎＰ層１１．ｎ型１ｎＧ＆ＡＩＰ活性
層１２及びｐ型ＩｎＰ層１３を例えば液相エピタキシャ
ル法により連続して形成する０次にこれらエピタキシャ
ル層をストシイプメサ状に残し他をエツチングによシ除
去する。続いてメサ側部にｐ型ＩｎＰ層１４ｎ型ＩｎＰ
層１５及びｐ型ＩｎＰ層１６を例えば液相エピタキシャ
ル法によシ順に形成する。次にｐｆｆｉＩｎＰ層１６の
表面の一部にＡｕｚｎにより、第１の電極１７を形成す
る。次にｐ型ＩｎＰ層１６の一部を除去しｎ型ＩｎＰ層
１５を露出させ、このｎ型ＩｎＰ層１５の表面にＡｕＧ
ｅＮｉによシ第３の電極１９を形成する。次にｎ型Ｉｎ
Ｐ基板２１表面にＡｕＧｅＮｉによシ第２の電極１８を
形成する。
この素子に第２の電極１８を接地し、第１の電極１７か
ら順方向に電圧を印加すると、活性層１２に電流が注入
され発光する。ここで第３の電極１９に正電圧を印加す
る。例えばｐ型ＩｎＰ層１４の厚さが０，５μｍキャリ
ヤ濃度が約５Ｘ１０ｚ で、ｎ型ＩｎＰ層１５のキャ
リヤ濃度が約３ Ｘ １０”ｔｗｒ−”の場合、ｎ型Ｉ
ｎＰ層１５に正電圧を印加すると、空乏層はｐ型ＩｎＰ
層１４に拡がシミ正数Ｖ〜ＩＯＶで空乏層はｐ −Ｉｎ
Ｐ層１４０大部分を占めるようになる。そのため、リー
ク電流の流路が狭くなシ。
ら順方向に電圧を印加すると、活性層１２に電流が注入
され発光する。ここで第３の電極１９に正電圧を印加す
る。例えばｐ型ＩｎＰ層１４の厚さが０，５μｍキャリ
ヤ濃度が約５Ｘ１０ｚ で、ｎ型ＩｎＰ層１５のキャ
リヤ濃度が約３ Ｘ １０”ｔｗｒ−”の場合、ｎ型Ｉ
ｎＰ層１５に正電圧を印加すると、空乏層はｐ型ＩｎＰ
層１４に拡がシミ正数Ｖ〜ＩＯＶで空乏層はｐ −Ｉｎ
Ｐ層１４０大部分を占めるようになる。そのため、リー
ク電流の流路が狭くなシ。
リーク電流が著しく抑制される。その結果レーザ発振し
きい値が著しく低減される。第３図（ｊＬ）Ｋ第３の電
極１９への印加電圧とレーザ発振しきい値電流の関係を
示した。第３図（ａ）に示した様に、本実施例によシ、
レーザ発振しきい値電流を低減させることか可能になっ
たのに加え、第３図中）に示した様に第３の′電極１９
への印加電圧によシ発揚しきい値を大巾に変化させるこ
とが可能にな９レーザ出力尤量を制御することが可能に
なったのも本発明の効果である。
きい値が著しく低減される。第３図（ｊＬ）Ｋ第３の電
極１９への印加電圧とレーザ発振しきい値電流の関係を
示した。第３図（ａ）に示した様に、本実施例によシ、
レーザ発振しきい値電流を低減させることか可能になっ
たのに加え、第３図中）に示した様に第３の′電極１９
への印加電圧によシ発揚しきい値を大巾に変化させるこ
とが可能にな９レーザ出力尤量を制御することが可能に
なったのも本発明の効果である。
本実施例では、ｎ型半導体層に第３の電極を設けている
が、ｐ型半導体に第３の電極を設けた場合でも、電圧を
負電圧にすることによシ同様の効果が得られる。又、本
発明は半導体レーザに限らず１発元ダイオードの場合に
も適用することが例えば活性層を円形にすることにより
可能で、高効率の発光ダイオードが得られる。
が、ｐ型半導体に第３の電極を設けた場合でも、電圧を
負電圧にすることによシ同様の効果が得られる。又、本
発明は半導体レーザに限らず１発元ダイオードの場合に
も適用することが例えば活性層を円形にすることにより
可能で、高効率の発光ダイオードが得られる。
（発明の効果）
本発明によシ低発振しきい値の半導体レーザや高効率発
光ダイオードを実現することができた。
光ダイオードを実現することができた。
さらＫ、レーザ発振しきい値や出力光量を外部電圧によ
り容易にかつ大きな範囲で制御することが可能となり論
理回路等への結合が容易に々つだ。
り容易にかつ大きな範囲で制御することが可能となり論
理回路等への結合が容易に々つだ。
′ｒＩ挙
第１図は本発明の原理を、第２図及び第３図（ａ）（ｂ
）は本発明の実施例をそれぞれ示す図である。 図中１２は活性層を、１４及び１６は第１導電型半導体
層を１５は第２導電型半導体層を、１７は第１の電極を
、１８は第２の電極を、１９は第３の電極をそれぞれ示
す。 亭 １ 図 半 ３ 図 （ａ） 一〇 ＋ 印方口電Ｊ’ａ、Ｖ （ｂ） −０＋ ｆロカロ省γ圧、Ｖ
）は本発明の実施例をそれぞれ示す図である。 図中１２は活性層を、１４及び１６は第１導電型半導体
層を１５は第２導電型半導体層を、１７は第１の電極を
、１８は第２の電極を、１９は第３の電極をそれぞれ示
す。 亭 １ 図 半 ３ 図 （ａ） 一〇 ＋ 印方口電Ｊ’ａ、Ｖ （ｂ） −０＋ ｆロカロ省γ圧、Ｖ
Claims (1)
- 化合物半導体を発光層とする半導体発光素子において、
発光領域にキャリヤを注入するための電流流路の周囲に
少なくとも一層以上の第１導電型及び第２導電型半導体
層を設け、この第１導電型又は第２導電型半導体層の少
なくとも一部の電位を外部から制御することを特徴とす
る半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59150590A JPS6130091A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59150590A JPS6130091A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130091A true JPS6130091A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15500207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59150590A Pending JPS6130091A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130091A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2355111A (en) * | 1999-10-09 | 2001-04-11 | Mitel Semiconductor Ab | Vertical light emitting device with electrostatic current confinement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123083A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59150590A patent/JPS6130091A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60123083A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2355111A (en) * | 1999-10-09 | 2001-04-11 | Mitel Semiconductor Ab | Vertical light emitting device with electrostatic current confinement |
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