JPS6136986A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体発光装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS6136986A JPS6136986A JP59159623A JP15962384A JPS6136986A JP S6136986 A JPS6136986 A JP S6136986A JP 59159623 A JP59159623 A JP 59159623A JP 15962384 A JP15962384 A JP 15962384A JP S6136986 A JPS6136986 A JP S6136986A
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- JP
- Japan
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- type
- semiconductor
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- Granted
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2238—Buried stripe structure with a terraced structure
Landscapes
- 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
本発明は半導体発光装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、半導体レーザや受光素子など化合物半導体を用い
た素子の作製には高品質力エピタキシャル膜の成長が必
要であり、液相成長法が既に実用的な技術として広く利
用されている。この液相成長法が気相成長法や分子線エ
ピタキシャル法、スパッター法などの他の方法と大きく
違う点は、溶媒金属中に溶は込んだ溶質と基板との熱平
衡状態からの少しのズレを利用して気相成長させる所に
あり、温度などによって溶質の過飽和度を制御すること
によって成長膜厚や速度を決めることができる。しかし
、他の気相成長法や分子線エビクキシャル法は非平衡な
状態で成長させており、成長膜厚や速度はソース源から
の供給量によって律速されるという違いがある。従って
、液相成長法は基板の面指数や形状によって溶媒中に溶
は込む溶質の平衡濃度が異なったり、同一基板内に違っ
た面が存在したシ、凹凸があることによって成長面の形
状に大きな差が生ずる。
た素子の作製には高品質力エピタキシャル膜の成長が必
要であり、液相成長法が既に実用的な技術として広く利
用されている。この液相成長法が気相成長法や分子線エ
ピタキシャル法、スパッター法などの他の方法と大きく
違う点は、溶媒金属中に溶は込んだ溶質と基板との熱平
衡状態からの少しのズレを利用して気相成長させる所に
あり、温度などによって溶質の過飽和度を制御すること
によって成長膜厚や速度を決めることができる。しかし
、他の気相成長法や分子線エビクキシャル法は非平衡な
状態で成長させており、成長膜厚や速度はソース源から
の供給量によって律速されるという違いがある。従って
、液相成長法は基板の面指数や形状によって溶媒中に溶
は込む溶質の平衡濃度が異なったり、同一基板内に違っ
た面が存在したシ、凹凸があることによって成長面の形
状に大きな差が生ずる。
第１図にその代表的な成長例を示す。Ｉｎを溶媒としＩ
ｎＰ基板上へのＩｎＧａＡｓＰ、 ＩｎＰ の液相成
長を例にとって説明すると第１図において５段差４を有
する１００面のＩｎＰ基板１上にＩｎＧ＆人ｓＰ層２を
成長させると、段差４の近傍においては厚く段差から離
れるに従って薄く成長される。更に。
ｎＰ基板上へのＩｎＧａＡｓＰ、 ＩｎＰ の液相成
長を例にとって説明すると第１図において５段差４を有
する１００面のＩｎＰ基板１上にＩｎＧ＆人ｓＰ層２を
成長させると、段差４の近傍においては厚く段差から離
れるに従って薄く成長される。更に。
ＩｎＰ層３を成長させると膜厚が厚くなるに従って段差
がなくなるように成長していく。このような成長法を利
用した代表的な素子構成として埋込み型半導体レーザの
構成を第２図に示す。ｎ−ＩｎＰ基板５上にＩｎＧａＡ
ｓＰ 層よりなる活性層６を形成し、更にｐ−ＩｎＰク
ラッド層７．キャップｐ−ＩｎＧａＡｓＰ低抵抗層８を
形成する。これを逆メサ状にエツチングを施した後、ｐ
−ＩｎＰ層９およびｎ−ＩｎＰ層１ｏを成長させること
によって埋込みの構造の半導体レーザが構成される。こ
の場合においても埋込みＩｎＰ層９は逆メサ近傍はど厚
く成長し、 ＩｎＰ層１０の成長後は上面は平面になり
やすい。
がなくなるように成長していく。このような成長法を利
用した代表的な素子構成として埋込み型半導体レーザの
構成を第２図に示す。ｎ−ＩｎＰ基板５上にＩｎＧａＡ
ｓＰ 層よりなる活性層６を形成し、更にｐ−ＩｎＰク
ラッド層７．キャップｐ−ＩｎＧａＡｓＰ低抵抗層８を
形成する。これを逆メサ状にエツチングを施した後、ｐ
−ＩｎＰ層９およびｎ−ＩｎＰ層１ｏを成長させること
によって埋込みの構造の半導体レーザが構成される。こ
の場合においても埋込みＩｎＰ層９は逆メサ近傍はど厚
く成長し、 ＩｎＰ層１０の成長後は上面は平面になり
やすい。
このようなレーザは多層構造のエピタキシャル成長およ
び埋込み成長の最低２度のエピタキシャル成長の工程を
有しており、逆メサ形状によって、埋込み成長の形状や
再現性に問題を生じ易く、また、空電中に一変出すこと
は埋込みエビ成長の界面附近には欠陥や歪が発生し易く
、劣化の原因とカリやすい。さらに、第２図の活性層６
の巾は通発明の目的 本発明は分子線エピタキシャル法などの方向↑／１を有
するビーム状の非Ｖ衡な結晶成艮法等で段差を有する基
体上に成長することによって新しい゛Ｖ導体発光装置を
提供しようとするものである。
び埋込み成長の最低２度のエピタキシャル成長の工程を
有しており、逆メサ形状によって、埋込み成長の形状や
再現性に問題を生じ易く、また、空電中に一変出すこと
は埋込みエビ成長の界面附近には欠陥や歪が発生し易く
、劣化の原因とカリやすい。さらに、第２図の活性層６
の巾は通発明の目的 本発明は分子線エピタキシャル法などの方向↑／１を有
するビーム状の非Ｖ衡な結晶成艮法等で段差を有する基
体上に成長することによって新しい゛Ｖ導体発光装置を
提供しようとするものである。
発明の構成
本発明は段差を有する半導体基板上の段差面をはさんだ
第１．第２主面上に電流ブロッキング層を形成し、前記
段差面にｐｎ接合を含む電流注入型発光素子を形成した
ものである。
第１．第２主面上に電流ブロッキング層を形成し、前記
段差面にｐｎ接合を含む電流注入型発光素子を形成した
ものである。
実施例の説明
本発明を説明するための構造断面図を第３図に示す。
第３図（？Ｌ）は、段差を有する基体上１１に矢印の方
向１２より結晶成長した場合を示すもので１段差部１３
には成長しないような形状に成長層１４が成長する。Φ
）に示すような方向１２Ａより成長させた場合には成長
層１５に示されるよう力はソ均一層として断差部にも成
長する。（Ｃ）に示すような方向１２Ｂより成長を行な
うと段差部１３には成長層１６のように段差の影の部分
には一部成長しない層が形成できる。
向１２より結晶成長した場合を示すもので１段差部１３
には成長しないような形状に成長層１４が成長する。Φ
）に示すような方向１２Ａより成長させた場合には成長
層１５に示されるよう力はソ均一層として断差部にも成
長する。（Ｃ）に示すような方向１２Ｂより成長を行な
うと段差部１３には成長層１６のように段差の影の部分
には一部成長しない層が形成できる。
このように組成やｎｔｐ等の伝導タイプをかえた各種の
層を段差を有する基体上に成長する場合。
層を段差を有する基体上に成長する場合。
たとえば原子２分子線方向と基板面方向の相対的位置を
複数回かえて多層に構成すればよく、第１図（ａ＞ 、
Ｃｏ）、 （ｃ）を組み合せた構造をとることができ
る。
複数回かえて多層に構成すればよく、第１図（ａ＞ 、
Ｃｏ）、 （ｃ）を組み合せた構造をとることができ
る。
本発明の基本構成断面図を第４図に示す。ｎ型で段差を
有する禁制相中Ｅ１の半導体基体１７上に段差をはさん
だ第１および第２主面上にｐ型で禁制帯ｒ１１Ｅ２をも
つ第１の半導体層１８を有している。さらに第１．第２
主面および段差面に禁制相中Ｅ３の第２の半導体層１９
が配置される。また段差面においては少なくとも第２の
半導体層に接してｐ型で禁制相中Ｅ４ をもつ第３の半
導体層２ｏを有し、これらの禁制帯の間にはに、、 Ｅ
２゜Ｋ４＞ Ｅ３ の関係がある。ｐ、ｎの伝導型は
逆の構成でも良い。第２の半導体層１９をｎ型層で構成
すると第１．第２主面上の第１の半導体層１８と第２の
２ｒ導体層１９はｐ型とｎ型の接合を形成しているのに
対し段差部においては第３の半導体層２ｏと基体１７と
の間は逆のｎ型とｐ型の接合となシ、１７および層２ｏ
に電極を施し１段差部が順方向にバイアスされると電流
は段差部のみに流れ段差部で発光させることができる。
有する禁制相中Ｅ１の半導体基体１７上に段差をはさん
だ第１および第２主面上にｐ型で禁制帯ｒ１１Ｅ２をも
つ第１の半導体層１８を有している。さらに第１．第２
主面および段差面に禁制相中Ｅ３の第２の半導体層１９
が配置される。また段差面においては少なくとも第２の
半導体層に接してｐ型で禁制相中Ｅ４ をもつ第３の半
導体層２ｏを有し、これらの禁制帯の間にはに、、 Ｅ
２゜Ｋ４＞ Ｅ３ の関係がある。ｐ、ｎの伝導型は
逆の構成でも良い。第２の半導体層１９をｎ型層で構成
すると第１．第２主面上の第１の半導体層１８と第２の
２ｒ導体層１９はｐ型とｎ型の接合を形成しているのに
対し段差部においては第３の半導体層２ｏと基体１７と
の間は逆のｎ型とｐ型の接合となシ、１７および層２ｏ
に電極を施し１段差部が順方向にバイアスされると電流
は段差部のみに流れ段差部で発光させることができる。
従って。
層１８と層１９の接合が電流ブロッキング層として働い
ている。
ている。
１だ、断面図に垂直方向に共振器を形成するとレーザ発
振を行なわすことができる。−例として。
振を行なわすことができる。−例として。
１７をｎ型ＩｎＰ、 １８をｐ型ＩｎＰ、 １９をｎ型
ＩｎＧａＡｓＰ層、２０をｐ型１ｎＰ層とすると１層１
９のうち段差部１９人の部分が活性領域となる。段差部
を流れる電流２１はバンドギャップの小さい層１９をは
さんだダブルへテロ接合を形成しているので効率良く再
結合を活性領域１９人で行なわすことができる。更に、
上下方向にも各ＩｎＰ層によって実効的に屈折率とじ込
めを行なっている。
ＩｎＧａＡｓＰ層、２０をｐ型１ｎＰ層とすると１層１
９のうち段差部１９人の部分が活性領域となる。段差部
を流れる電流２１はバンドギャップの小さい層１９をは
さんだダブルへテロ接合を形成しているので効率良く再
結合を活性領域１９人で行なわすことができる。更に、
上下方向にも各ＩｎＰ層によって実効的に屈折率とじ込
めを行なっている。
段差部はｐｎ接合のみであるが段差部以外の部分はｎｐ
ｎｐの構造となり、電流はブロックされ。
ｎｐの構造となり、電流はブロックされ。
段差部にのみに狭搾される。活性領域１９Ａを構成する
層１９は高抵抗１層や歌子井戸型多重層とすることもで
きる。さらに層１８は一層にとどまらず複数のｐｎｐｎ
等の多重ブロッキング層とすることもできる。
層１９は高抵抗１層や歌子井戸型多重層とすることもで
きる。さらに層１８は一層にとどまらず複数のｐｎｐｎ
等の多重ブロッキング層とすることもできる。
第４図Φ）は第４図（１）構造の層１８．１９の成長類
を入れかえたものであり、第４図（ＩＬ）と同様な効果
を得ることができる。まだ−ｐ＋ ｎ伝導タイプを置き
かえても同様な特性を得ることができる。
を入れかえたものであり、第４図（ＩＬ）と同様な効果
を得ることができる。まだ−ｐ＋ ｎ伝導タイプを置き
かえても同様な特性を得ることができる。
材料的にも工ｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＰ系のみならずＡ
１ＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ系や他の半導体材料におい
ても同様である。このような段差を有する基板を用いる
ことによって従来得ることのできない狭いストライプ状
のレーザを作成することができるとともに、弔−モード
の発振を得る低しきい値レーザを実現することができる
。また１段差部として必ずしも基体面に対して垂直であ
る必要はなく、第５図（＆） 、 ＣＤ＞に示すような
段差形状においても同様な構成をとることができる。
１ＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ系や他の半導体材料におい
ても同様である。このような段差を有する基板を用いる
ことによって従来得ることのできない狭いストライプ状
のレーザを作成することができるとともに、弔−モード
の発振を得る低しきい値レーザを実現することができる
。また１段差部として必ずしも基体面に対して垂直であ
る必要はなく、第５図（＆） 、 ＣＤ＞に示すような
段差形状においても同様な構成をとることができる。
また、第６図に第３の実施例の断面図を示す。
活性層１っけ基体１７とＬ字状のカギ型に接しておシ、
レーザ発振させた場合には発振したレーザ光の偏波面は
基板面に対して垂直と水甲の２方向をとることができる
。
レーザ発振させた場合には発振したレーザ光の偏波面は
基板面に対して垂直と水甲の２方向をとることができる
。
発明の効果
基体に段差を有するものを使用することによ−・て。
（１）１回のエピタキシャル成長の工程でダフ諏しヘテ
ロの埋込み型レーザをつくることができる。
ロの埋込み型レーザをつくることができる。
に））段差部の距離をかえることによって任意の活性層
巾を得ることができるため、１μｍ以下の活性層巾のも
のも容易に実現できしきい値を低下させることが可能と
なる。
巾を得ることができるため、１μｍ以下の活性層巾のも
のも容易に実現できしきい値を低下させることが可能と
なる。
第１図は多層液相エピタキシャル法により形成された段
部での断面図、第２図は埋込み型゛ｒ導体レーザの断面
構造図、第３図（＆）〜（Ｃ）は本発明を説明するだめ
の構造断面図、第４図（ａ）、Φ）は本発明の実施例の
半導体レーザの断面構造図、第５図（＋！Ｌ） 。 （ｂ）は基体の断面図５第６図は本発明の別の実施例を
示す断面図である。 １１．１７・・・・・・基体、１８・・・・・・ｐ型Ｉ
ｎＰ、 １９−＝−ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ、２０−−−−
ｐ型ＩｎＰ０代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男
ほか１名第１図 第３図 （す （−６−ジ 第１図 （α］ ｔｑハ
部での断面図、第２図は埋込み型゛ｒ導体レーザの断面
構造図、第３図（＆）〜（Ｃ）は本発明を説明するだめ
の構造断面図、第４図（ａ）、Φ）は本発明の実施例の
半導体レーザの断面構造図、第５図（＋！Ｌ） 。 （ｂ）は基体の断面図５第６図は本発明の別の実施例を
示す断面図である。 １１．１７・・・・・・基体、１８・・・・・・ｐ型Ｉ
ｎＰ、 １９−＝−ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ、２０−−−−
ｐ型ＩｎＰ０代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男
ほか１名第１図 第３図 （す （−６−ジ 第１図 （α］ ｔｑハ
Claims (1)
- 段差を有する半導体基体上の段差面をはさんだ第１およ
び第２主面上に電流ブロッキング層を形成し、前記段差
面にｐｎ接合を含む電流注入型発光素子を形成すること
を特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15962384A JPH0650787B2 (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 半導体発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15962384A JPH0650787B2 (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6136986A true JPS6136986A (ja) | 1986-02-21 |
| JPH0650787B2 JPH0650787B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15697762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15962384A Expired - Fee Related JPH0650787B2 (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650787B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635486A (en) * | 1979-08-30 | 1981-04-08 | Sony Corp | Semiconductor laser |
| JPS57132384A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
| JPS5818991A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-03 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| JPS5834988A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-01 | Nec Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS58102589A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS5956787A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-04-02 | インタ−ナシヨナル・スタンダ−ド・エレクトリツク・コ−ポレイシヨン | 注入レ−ザの製造方法 |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15962384A patent/JPH0650787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635486A (en) * | 1979-08-30 | 1981-04-08 | Sony Corp | Semiconductor laser |
| JPS57132384A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
| JPS5818991A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-03 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| JPS5834988A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-01 | Nec Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS58102589A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS5956787A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-04-02 | インタ−ナシヨナル・スタンダ−ド・エレクトリツク・コ−ポレイシヨン | 注入レ−ザの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650787B2 (ja) | 1994-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |