JPS61502434A - 埋込みへテロ構造を有する半導体デバイス - Google Patents

埋込みへテロ構造を有する半導体デバイス

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JPS61502434A JP60502505A JP50250585A JPS61502434A JP S61502434 A JPS61502434 A JP S61502434A JP 60502505 A JP60502505 A JP 60502505A JP 50250585 A JP50250585 A JP 50250585A JP S61502434 A JPS61502434 A JP S61502434A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 埋込みへテロ構造を有する半導体デバイス^匪二!見 本発明は半導体デバイス、特にレーザおよびLEDのような埋込みへテロ構造半 導体発光デバイスに係る。
I n G a A s P / I n P材料系において、低閾値埋込みへ テロ構造(BH)レーザの製作に共通の問題は、漏れ電流(すなわち、デバイス の活性領域をバイパスする電流)の制御である。これらの電流は、高レーザ発振 閾値、低微分量子効率、閾値電流の異常な温度依存性、および光−電流(L−I )特性の揺れを発生させる。これらのすべての要因は、ファイバ光通信システム 用の送信機にBHレーザを用いる上で、著しく負の影響をもたらす。
埋込みへテロ構造レーザ中の漏れ電流の問題に対する1つの可能な解は、デバイ ス構造中に高抵抗材料を制御良く導入することである。この高抵抗材料は、好ま しくない漏れ電流路を通しての電流を阻止するために用いることができる。以前 は、高抵抗液相エピタキシャル(LP E) Al O,65Ga O,35A s (低Go−ドープ)材料が、A I G a A s / G a A s 埋込みへテロ構造レーザ中の電流閉じ込め用に用いられていたが、その後の目的 のために高抵抗LPEInP材料を生成しようとする試みは成功しなかった。重 陽子照射もまたP形InPから高抵抗材料を生成することが示されてきたが、こ の材料はその後の加工中高抵抗を保つとは期待されない、特に、高抵抗は重陽子 注入損傷に関連しているため、抵抗はその後のLPE成長に必要な温度(たとえ ば約600℃以上)において焼きなまされてしまう。
加えて、二つに分かれた逆バイアスp−n接合もまたInGaAsP/InPレ ーザの活性領域を貫いて流れる電流を制限するためのものとして報告されている 。これらの阻止接合は、n−InP基板にBeを注入すること、n−InP基板 中にCdを拡散させること及びn−InP基板上にp−InP層をエピタキシャ ル成長させることにより製作されてきた。しかし、これらデバイスのすべては、 逆バイアス接合の不完全な阻止特性のため漏れ電流により成る程度そこなわれる 。
より最近、 D、P、 Wilt (ディー・ピー・ウイルト)らは、 App lied Physics Letters (アプライド・フィジックス・レ ターズ)第44巻、第3号、 290頁(1984年2月)に、比較的低漏れ電 流および低レーザ発振閾値を有するInP/InGaAsP、C3BHレーザが 、活性領域を貫くポンピング電流を閉じ込める高抵抗Fe−イオン注入層を構造 中に導入することによって製作できることを報告した。高抵抗層は、n形InP 基板中にFe−イオンを注入し、それにつづきLPE成長前にアニーリング処理 を行なうことにより生成される。Fe−イオン−注入層の抵抗率は、LPE成長 の高温特性を受けた後ですら安定であるが、Fe注入層の薄さく約0.4μm) のため、薄い活性層(約0.1−0.2μmの厚さ)をそれに隣接して配置する ことは困難である。活性層がそのように配置されなかったとき分枝路が生成し、 それが活性層の周囲の漏れ電流を可能にする。
従って、高性能(低閾値、高効率)デバイスを再現性よく製作することは困難で ある。
^匪夙i鮭 低漏れ電流、低レーザ発振閾値、優れた高周波応答および良い信頼性を有する再 現性あるBHレーザが、フェロセンを基礎とした又は鉄ペンタカルボニルを基礎 としたドーパントプリカーサを用いた有機金属化学気相堆積(MOCVD)によ り成長させた比較的厚い高抵抗Fe−ドープのrnPを基礎とした層を構造中に 導入することにより製作できる0重要なことは、比較的厚く(たとえば、1−4 μm)高抵抗(たとえば、10″−10″Ω−Cs )のInP:Fe層がこの プロセスにより実現され、その特性は漏れ電流を減らし、各種のデバイスの再現 性を増すのに重大である。
たとえば、室温(23℃)で11mAもの低いパルス閾値電流を有するInP/ InGaAsP C3BHレーザが、本発明に従い実現された。これらのデバイ スはまた、2.4 GHzを越える小信号帯域により明らかな優れた高周波特性 と、2.OGb/sもの高い変調速度を有した。
同様にして、後に述べるように、二重チャネルプレーナ埋込みへテロ構造レーザ (DC−DBH)の電流阻止層としてI nP : Fe MOCVD層を用い てもよい。
加えて1本発明は電流がデバイスの活性領域を貫くチャネル中に流れを限定する LED、フォトダイオード及び他のInPデバイスに用いるのにも適している。
図面の簡単な説明 本発明は、その各種の特徴および利点とともに、添付した図面と関連づけた以下 の詳細な説明から容易に理解できる。図において、明確にするため、図面の各部 の相対的な比率は実際と異なっている。
第1図は、本発明の一実施例に従うC3BH発光デバイスの透視図。
第2図は、本発明に従うC3BHデバイスの別の実施例の側面図、 第3図は、本発明の更に別の実施例に従うDC−PBHデバイスの側面図である 。
W置型Kl 第1図に示された半導体発光デバイスは、レーザまたは端面放射LEDとして使 用できる。いずれの場合も、デバイス(10)は活性領域(12)を含み、その 中での電子と正孔の再結合が、活性領域の半導体材料の禁制帯の波長特性(たと えば、混晶の具体的な組成に依存して、InGaAsPの場合は約1.、O−1 ,65μm)で放出される放射を発生させる。放射は一般に軸(14)に沿った 方向を向き、レーザの場合は基本的には刺激放射で、LEDの場合は基本的に自 然放射である。
この再結合放射は、活性領域中に注入される少数キャリヤを発生させる順方向バ イアスのp−n接合により生じる。たとえば、電流を限定する抵抗器と直列にな った電池として描かれているような電源(16)が、順方向バイアス電圧を供給 し、加えて所望の光出力パワーと同程度のレベルで、ポンピング電流を供給する 。レーザにおいては、ポンピング電流はレーザ発振電流閾値を越える。
一般に、デバイスはポンピング電流が活性領域(12)を貫き、比較的狭いチャ ネル中を流れるよう限定する手段を含む。図示されているように、この限定手段 は二分割の高抵抗Fe−ドープMOCVD InP層(20)を含み、活性領域 (12)は二分割層(20)の長方形開口中にあるストライプの形を有する1表 面放射LEDの場合、層(20)はに二分割ではなく、円筒またはメサ状活性領 域を囲む環の形をとってもよい。
第1図中に示された構造は、チャネル−基板埋込みへテロ構造(CS B )( )レーザとして知られ、それはn −InP基板(22)および溝(20)によ り二分割されたFe−ドープM、 OCV D高抵抗InP層(20)を含む、 溝はエッチされるか、層(20)を貫き基板(22)中に形成される。■の形に 溝を制御よくエツチングする好ましい技術には(100) I n P表面上に 形成されたそれ自身の薄い(たとえば1’、8−2.2nm)酸化物層と、それ 自身の酸化物上にプラズマ堆積させた Sin。
層から成る合成エッチマスクの使用を含む。それ自身の酸化層は、プラズマ補助 または熱的方法を用いて成長させてよい。マスクは標準的なフォトリソグラフィ とプラズマエツチングを用い、マスク開口(011)に平行になる(幅はく2. 2μm)ように、パターン形成される。
(111)B方向の側壁のみを有する3、0μmの深さのV溝が、3 : IH CQ : H,PO,(7)ようなHCQ過剰エッチャント中での室温エツチン グにより形成される。
以下の本質的に格子整合されたエピタキシャル層を、エッチされたウェハ上にL PEにより成長させる5n−InPの第1のクラッド層(26)(溝(24)の 少なくとも底面部分を満たす中心部分);故意にはドープしてないInGaAs P層(28); p−InPの第2のクラッドM (30); (28)はクレ セント形活性領域(12)を含み、それは溝(24)の最上部の端部に沿っては エピタキシャル成長が起こらないため、M (28)の残りの部分から分離され る。高抵抗層(20)との界面における非発光再結合が著しくない限り、漏れ電 流を減らすため、活性層は高抵抗層(20)の厚さ内に垂直方向に配置するのが 好ましい、しかし、活性層が層(20)以下で、十分それに近い(すなわち、離 れた距離はく1μm)ならば、漏れ電流は著しく減少し5層(20)界面におけ る非発光再結合は、問題になる値よりはるかに小さくなる。
高抵抗InPCFe層(2o)は、基板(22)上に直接形成されるが、基板上 に成長させた(図示されていない)エビタキシャルバソファ層上に形成してもよ い。
いずれの場合も、層(20)の高抵抗率はMOCVDプロセスにより、最もよく 得られ、そのプロセスはフェロセンを基礎とした、あるいは鉄ペンタカルボニル を基礎としたドーパントプリカーサ(または、そのようなプリカーサの組合せ) を、アルキルインジウムのような有機インジウム材料と組み合わせて用いること を含む、有機インジウムとアルキルホスフィンとの間で、最初に付加体が形成さ れると有利である。付加体は、それを含むバブラを通して、ガス(たとえば水素 または不活性ガス)を流すことにより、ガス流として導入される。リンの原料( たとえばフォスフイン)もガス流に導入される。ガス流中のインジウムに対する 鉄のモル比が1.2X10−’ないしlXl0−sの範囲になるよう、ビーパン l−プリカーサが導入される。
l X I Q’Ω−1もの高い抵抗率を有する比較的厚い(たとえば1−4μ m)InPjFe層がこのプロセスにより得られ、このプロセスは他のInPを 基礎とした組成(たとえばInGaP、InAsP+ InGaAsP。
InGaAIP)にも適用される。 しかし、C3BHI n P / I n  G a A s Pレーザの場合、約I X 10’Ω−1を越える抵抗率が 望ましい。
そのように作られた高抵抗層は、その後のLPEプロセス工程の高温を経た後で すら、その高い抵抗率を保つ。
それぞれ1層(32)および基板(22)上の金属電極(34)および(36) を通して、デバイスへの電気的接触が作られる。電源(16)が電極(34)お よび(36)間に接続される。
第1図中には、層(32)および(34)による広い面積の電極が描かれている が、第2図中に示されるようなストライプ状の電極にすることも可能である。こ こで。
第2図中でプライムをつけて示した要素は、第1図中の同じ参照数字に対応する 。従って、電極補助層(32’)はストライプを形成するようエッチされ、Si o、層(33)のストライプ状開口と位置合わせされる。ストライプ状の金属電 極(35)は、Si、02層(33)の開口中の層(32’)上に形成され、次 に大面積電極(34’ )がデバイスの最上部上に形成される。この形の電極形 状はデバイス容量を減らし、従って高速特性を増す。
C3BHレーザは、刺激放射の光帰還を起こす手段を含む。典型的な場合、それ は一対の分離された平行なへき開ファセット(38)および(40)で、それら は第1図に示されるような光空胴共振器を形成する。共振器の光学軸およびスト ライプ状活性領域(12)の長い方の方向は、一般に相互に平行である。しかし 、たとえば周知の分布帰還回折格子を含む他の帰還技術も適してい以下の例では 1本発明の一実施例にしたがうInP/InGaAsP C3BHレーザの製作 について述べる。特にことわらなければ、各種の材料、大きさ、濃度、動作パラ メータ等が例を示すという目的のみ示されるが5本発明の視野を限定するもので はない。
この例では+ InGaAsP/InP C3BHレーザのベース構造として、 MOCVDにより成長させた高抵抗Fe−ドープInP層を使用することを、初 めて示す、】、1mAもの低い閾値電流と100+aAの電流で14mWもの高 いパルス光出力が、良好な歩留りとデバイスの均一性とともに、この構造で得ら れた。半絶縁性ベース構造を有するデバイスに期待される優れた高周波応答が、 2.4GH2を越える小信号帯域で実証された。加えて、2.OGb/sもの高 い変調速度が得られた。
第2図に示される形のC3BHレーザが、以下のように製作された。MOCVD エピタキシャル反応装置を用い、 Fe−ドープInPの単一層(20)を、  名目上(100)面に沿った(故意に方向をずらすことはしなかった)n形In P基板(22)(S−ドープLEC材料)上に成長させた。
Fe−ドープ層は1ないし4μmの厚さで、抵抗率は少なくともlX10″′Ω −1であった0次に、それ自身の酸化物/Sin、合成エツチングマスクを、層 (20)上に堆積させた。マスクは、2.0μm幅の窓にパターン形成され、3 :IHCQ:H,PO4混合液中で、その後のLPE成長のため、■溝(24) をエッチした。次に、マスクはHF中で除去され、ウェハをLPE反応装置中に セットした。LPE成長に先だち、ウェハは飽和5n−In−P溶液を含む外部 容器中で保護された1次に、約630℃におけるLPHにより、DH[層(26 ゜28)および(30)]を成長させた。これらの層には、n形InP(Sn− ドープ)層(26)、名目上ドープしてないInGaAsP (λgz1.3μ m)層(28)およびp形InP(Zn−ドープ)層(30)が含まれた。DH 上には、電極補助p形InGaAsP(λg≧1.2μm+Znμm−プ)層を 成長させ、後に以下に述べるようにエッチした。クレセント形活性領域(12) の幅および厚さは、典型的な場合、それぞれ2.5μmおよび0.2μmであっ た。漏れ電流と分枝容量を減らすため、チャネル中と高抵抗層(20)の厚さの 範囲内で、活性領域を成長させるように注意を払った。しかし。
活性層が層(20)の下にあり、その約1μm以内にあるときですら、レーザ特 性は従来の設計(すなわち、Cd−拡散ベース構造またはFa−イオン注入ベー ス構造を有するもの)によるものより優れていた。
LPE成長が完了した後、#A準的なチャネル基板埋込みへテロ構造レーザ加工 工程を行なった。最初SiO□をウェハの表面全体上に堆積させ、埋込み活性領 域上に直接ストライプをパターン形成させ、埋込み構造を明らかにするため、ウ ェハエツジのエツチングにより、位置合わせを行なった。次に、 I n G  a A s Pストライプ(32’) を第2図に示すように残すため、構造の 電極補助層を10:1:1 (H2SO4:H,O□:H,O) 中でエッチし 、HF中でSiO□エッチマスクを除去した。
次にもう一つのSiO□層(33)を堆積させ1層(32’)のストライプ上に 窓を形成するためパターン形成した。
5i02層(33)のパターン形成に使用したフォトレジストは、蒸着したA  u Z n A u電極(35)用のリフトオフマスクとして用いた。AuZn Au電極(35)を合金化した後、ウェハ(基板)を研磨し、A u G eの 裏面(n側)電極を堆積させ、同様のりフトオフ技術を用いて合金化した。前面 (p側) TiPt金属部(図示されていない)を堆積させ、シンターし、ウェ ハの前面および裏面の両方に、電極およびポンディングパッドとして勤< A、  u層(34’ )および(36)をメッキした。
最後にウェハに切断し、長さ250μm1幅50oILmの各チップにへき開し た。
レーザのパルス光−電流(L=I)および東特性をI 測定した。レーザの一つは、30℃で21 m Aの閾値電流を有し、85mA の電流で10mWの出力パワーを達成した。100mAにおける光出力は11. 8mWであった。ピーク傾斜効率は0.18mW/mAで、良好な電流閉じ込め を有する他のレーザについての最善の結果に等しい。ピーク効率はこの範囲を通 して良く保たれ。
恐らく活性領域の端部周囲を流れる電流または刺激放射に寄与しない活性層の領 域(たとえばブレセント形活性領域のパウイング″)中に流れる電流により、よ り高いV パワーレベルでわずかに落ちた。このデバイスの1丁飽和は、閾値において理想 に近く、良好な電流閉じ込めであること髪示した。
この形のデバイスで得られる良好なウェハ内の均一性が、閾値電流の小さなばら つきと、パルス条件下での100mAにおける光出力で示された。このウェハか らの25個のボンディングしていない任意の試料の場合。
平均閾値電流は20.1mAで、中間閾値電流は19.2mA、分布の標準偏差 は4 、6 m Aであった。100mWにおける平均光出力は9.93mWで 、中間値は11.4mW、標準偏差は1.8mWであった。
60℃、3mWの自動パワー制御バーン−イン条件下における、この構造を有す る一連のレーザのバーン−イン特性は、それらの良好な安定性を示した。ボンデ ィングし、浄化したレーザで測定された劣化速度は、60℃−3mWのバーン− インの条件下において、1000時間当り1mAと低かった。この劣化速度は、 光通信システムで用いるべき、これらのレーザとしては十分低い。
3a+W CW出力パワーにおいて、遠視野放射パターンを測定した。測定した パワーのビームの半値幅は、接合面に平行および垂直な方向で、それぞれ171 および28′であった。光放射スペクトルは、1.2925μ−の波長に中心を おく、数個の縦モードに示した。
このレーザの変調応答は、特に良好であった。高速ドライバで測定した立上りお よび立下り時間は、約0.3n、 sで、良好なアイパターンで2 G b /  sもの高い速度の高速変調が得られた。小信号応答を、光パワー出力の関数と してプロットした。3dB遮断周波数はレーザ閾値における2゜IGHzから、 1mWの光パワーにおける2、4GHz 以上の最大値まで変化した。その後、 この遮断周波数は2mWにおける2゜QGHzおよび3mWにおける1 、 8  G Hzまで落ちた。
上で述べた構成は、本発明の原理の応用を表わすために考えられる多くの可能な 具体例の単なる例にすぎないことを理解すべきである。多くの、かつ各種の他の 構成が5本発明の精神および視野を離れることなく、これらの原理に従い当業者 には考案できる。特に、本発明について、レーザおよびLEDを参照して述べて きたが、電流が活性領域を貫くチャネル中を流れるよう限定される他の半導体デ バイス(たとえばフォトダイオード)にも適用できることが当業者には認識され よう。
本発明の一つの別のレーザについての実施例には、ダブルチャネル・プレーナ埋 込みへテロ構造(DCPBH)が含まれる6通常のDCPBHレーザについては 、 I。
Mito (アイ、ミド)らにより、 Journal of 7Techno lo■(ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー)第LT−1巻、第 1号、195頁(1983)中に、一般的に述べられている。それは活性層を含 む長いメサを貫いて流れるよう電流を制限する逆バイアス阻止接合を形成するた め、チャネル中へのLPE再成長を用いる。しかし、第3図に示した本発明のD CPBH実施例に従うと、阻止接合のLPE再生長はメサの各側の上のInP: Fe領域(40)のMOCVD成長に置きかえられる。限定された(たとえばス トライプ状の)電極(42)が、パターン形成された誘電体層(44)(たとえ ばSiO□)により、メサの最上部に規定され、電ff1(46)がデバイスの 最上部にある。このようにして、電流はInP:Fe領域(40)および誘電体 層(44)により1本質的にメサのみを通るように、したがって活性層(50) のみを通るように制約される。
最後に、上で述べたデバイスの活性領域は、単一の活性層か、少なくとも一つが (発光という意味で)活性である合成されたいくつかの層を含むことは、よく知 られている。従って、1.55μm InP/InGaAsPレーザにおいて、 活性領域・はI n G a A s P層を含み、それはLPE成長中メルト バック防止の働きをする別のInGaAsPff1(λ=1.3pm)の付近で 、 1.55μmにおいて発光する。さらに、異なる波長で発光するいくつかの 活性層もまた、活性領域の規定の中に含まれる。
FIG、 / FIG 2 FIG、j 国際調査報告 一一智電11−−−−−ド1−鴫p−AHk#p−鴫一;=)C?/vS851 00917ANNEXτO、xfE INTE虹IATIONAL 5EARC E(REPORT ON嗜−一一師一―++−―φ―++曙昏−――――−一呻 −響−――−−―曽++轡−・+++tPatant document Pu blication Patant ffamily Publication citad in 5earch date member(s) data

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.活性領域および 前記電流を前記活性領域を貫くチャネル中を流れるよう限定する手段 を含む半導体デバイスにおいて、 前記限定手段は前記チャネルがそれを貫いで延びる開口を有する高抵抗Fe−ド ープMOCVDInPベース層を含むことを特徴とする半導体デバイス。 2.請求の範囲第1項に記載された半導体チバイスにおいて、 半導体デバイスはInP基体、InP及びInGaAsP層を含み、その限定さ れた領域で、前記活性領域が光放射を生ずるようポンピング電流を受けるヘテロ 構造、前記ポンピング電流を前記デバイスに供給するための電極手段を含み、 前記限定手段は前記ポンピング電流を、前記活性領域を貫くチャネル中を流れる よう限定する手段であることを特徴とする半導体デバイス。 3.請求の範囲第2項に記載されたデバイスにおいて、 InPおよびInGaAsP層の前記ヘテロ構造は相対する側がチャネルで区切 られた細長いメサの形に形成され、チャネルのそれぞれはポンピング電流に応答 して光放射を発生する前記活性層を含み、 前記限定手段は、前記チャネル中に形成された高抵抗Fe−ドープMOCVDI nP−べ一ス層を含むことを特徴とするデバイス。 4.請求の範囲第2または第3項に記載されたデバイスにおいて、 レーザとして用いるため、前記活性領域は細長いストライプの形を有し、光学軸 が前記ストライプの細長い方向と本質的に平行な光空胴共振器を形成する手段を 含むことを特徴とするデバイス。 5.請求の範囲第4項に記載されたデバイスにおいて、 前記活性領域のその細長い方向に直角な方向の断面は、三日月の形をもつことを 特徴とするデバイス。 6.請求の範囲第5項に記載されたデバイスにおいて、 前記Fe−ドープMOCVDInP−べ一ス層は、本質的に長方形の開口により 二分割され、その中に前記ストライプ状の活性領域があることを特徴とするデバ イス. 7.請求の範囲第6項に記載されたデバイスにおいて、 前記開口は前記Fe−ドープMOCVD層を貫き、前記基体中に延びる溝により 形成され、前記ヘテロ構造の一部は前記溝を満たし、前記ストライプ状の活性領 域は前記溝の中、前記Fe−ドープ層下約1μm以上にはならない位置におかれ ることを特徴とするデバイス。 8.請求の範囲第7項に記載されたデバイスにおいて、 前記活性領域は前記Fe−ドープ層の厚さの範囲内にあることを特徴とするデバ イス。 9.請求の範囲第1−8項のいずれかに記載されたデバイスにおいて。 前記Fe−ドープMOCVD層は、フェロセンを基礎とした組成および鉄ペンタ カルボニルを基礎とした組成から選択されたドーパントプリカーサと、有機イン ジウム化合物とリンの原料を含む合成物質により生じる堆積ガスを用いてエピタ キシャル成長させることを特徴とするデバイス。 8.請求の範囲第7項に記載されたデバイスにおいて、 前記Fe−ドープ層はInPから成り、その抵抗率は約10■Ω−cmを越える ことを特徴とするデバイス。
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WO (1) WO1986000172A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015011858A1 (ja) * 2013-07-23 2015-01-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 窒化物半導体レーザ素子

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60192380A (ja) * 1984-03-13 1985-09-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
US4888624A (en) * 1984-06-15 1989-12-19 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Semiconductor devices employing high resistivity in-based compound group III-IV epitaxial layer for current confinement
EP0208209B1 (en) * 1985-06-27 1994-04-27 Nec Corporation A buried heterostructure semiconductor laser
US4839900A (en) * 1985-08-21 1989-06-13 Sharp Kabushiki Kaisha Buried type semiconductor laser device
JPS62283686A (ja) * 1986-05-31 1987-12-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザの製造方法
US4870468A (en) * 1986-09-12 1989-09-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
US4891093A (en) * 1986-09-18 1990-01-02 Eastman Kodak Company Processes for the manufacture of laser including monolithically integrated planar devices
US4888085A (en) * 1986-09-18 1989-12-19 Eastman Kodak Company Processes for their manufacture of monolithically integrated planar lasers differing in emission wavelengths
GB8622767D0 (en) * 1986-09-22 1986-10-29 British Telecomm Semiconductor structures
US4729963A (en) * 1986-11-21 1988-03-08 Bell Communications Research, Inc. Fabrication method for modified planar semiconductor structures
US4774554A (en) * 1986-12-16 1988-09-27 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Semiconductor devices employing Ti-doped Group III-V epitaxial layer
JPS63198320A (ja) * 1987-02-13 1988-08-17 Mitsubishi Electric Corp 結晶成長方法
EP0314372A3 (en) * 1987-10-29 1989-10-25 AT&T Corp. Current confinement and blocking region for semiconductor devices
JPH0231488A (ja) * 1988-07-20 1990-02-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
FR2636176B1 (fr) * 1988-09-08 1990-12-07 France Etat Procede de realisation d'un laser a semi-conducteur a forte puissance d'emission et a grande bande passante a partir d'une structure a ruban enterre du type brs, et laser ainsi obtenu
US4980314A (en) * 1989-06-06 1990-12-25 At&T Bell Laboratories Vapor processing of a substrate
JP2827326B2 (ja) * 1989-09-27 1998-11-25 住友電気工業株式会社 半導体レーザの製造方法
US5038356A (en) * 1989-12-04 1991-08-06 Trw Inc. Vertical-cavity surface-emitting diode laser
US5048038A (en) * 1990-01-25 1991-09-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Ion-implanted planar-buried-heterostructure diode laser
US5319661A (en) * 1990-12-27 1994-06-07 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor double heterostructure laser device with InP current blocking layer
US6036769A (en) * 1994-06-29 2000-03-14 British Telecommunications Public Limited Company Preparation of semiconductor substrates
US5789772A (en) * 1994-07-15 1998-08-04 The Whitaker Corporation Semi-insulating surface light emitting devices
WO1996002949A1 (en) * 1994-07-15 1996-02-01 The Whitaker Corporation Semi-insulating surface light emitting devices
JPH0851250A (ja) * 1994-08-09 1996-02-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
DE4432410B4 (de) * 1994-08-31 2007-06-21 ADC Telecommunications, Inc., Eden Prairie Optoelektronisches Multi-Wellenlängen-Bauelement
JPH0897498A (ja) * 1994-09-26 1996-04-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置および半導体レーザ装置
US5629232A (en) * 1994-11-14 1997-05-13 The Whitaker Corporation Method of fabricating semiconductor light emitting devices
US5608234A (en) * 1994-11-14 1997-03-04 The Whitaker Corporation Semi-insulating edge emitting light emitting diode
JP3386261B2 (ja) * 1994-12-05 2003-03-17 三菱電機株式会社 光半導体装置、及びその製造方法
GB2312783B (en) * 1996-05-01 2000-12-13 Epitaxial Products Internat Lt Opto-electronic device with transparent high lateral conductivity current spreading layer
US5960024A (en) 1998-03-30 1999-09-28 Bandwidth Unlimited, Inc. Vertical optical cavities produced with selective area epitaxy
US6487231B1 (en) 1998-04-14 2002-11-26 Bandwidth 9, Inc. Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6760357B1 (en) 1998-04-14 2004-07-06 Bandwidth9 Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US5991326A (en) 1998-04-14 1999-11-23 Bandwidth9, Inc. Lattice-relaxed verticle optical cavities
US6493373B1 (en) 1998-04-14 2002-12-10 Bandwidth 9, Inc. Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6493372B1 (en) 1998-04-14 2002-12-10 Bandwidth 9, Inc. Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6535541B1 (en) 1998-04-14 2003-03-18 Bandwidth 9, Inc Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6493371B1 (en) 1998-04-14 2002-12-10 Bandwidth9, Inc. Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6487230B1 (en) 1998-04-14 2002-11-26 Bandwidth 9, Inc Vertical cavity apparatus with tunnel junction
US6055257A (en) * 1998-04-27 2000-04-25 Lucent Technologies Inc. Quantum cascade laser
US6226425B1 (en) 1999-02-24 2001-05-01 Bandwidth9 Flexible optical multiplexer
US6275513B1 (en) 1999-06-04 2001-08-14 Bandwidth 9 Hermetically sealed semiconductor laser device
US6233263B1 (en) 1999-06-04 2001-05-15 Bandwidth9 Monitoring and control assembly for wavelength stabilized optical system
US6245144B1 (en) 1999-12-06 2001-06-12 Lucent Technologies Inc. Doping control in selective area growth (SAG) of InP epitaxy in the fabrication of solid state semiconductor lasers
US6891202B2 (en) * 2001-12-14 2005-05-10 Infinera Corporation Oxygen-doped Al-containing current blocking layers in active semiconductor devices
US9640703B2 (en) * 2004-10-25 2017-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Avalanche photodiode
KR20230130201A (ko) * 2022-03-02 2023-09-12 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함한 표시 장치, 및 발광 소자의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5347765A (en) * 1976-10-13 1978-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor crystal growth method
JPS58170089A (ja) * 1982-03-31 1983-10-06 Fujitsu Ltd 半導体発光装置の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193335A (en) * 1977-03-17 1980-03-18 General Electric Company Gun misfire control

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5347765A (en) * 1976-10-13 1978-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor crystal growth method
JPS58170089A (ja) * 1982-03-31 1983-10-06 Fujitsu Ltd 半導体発光装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015011858A1 (ja) * 2013-07-23 2015-01-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 窒化物半導体レーザ素子
JPWO2015011858A1 (ja) * 2013-07-23 2017-03-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 窒化物半導体レーザ素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0217944B2 (ja) 1990-04-24
WO1986000172A1 (en) 1986-01-03
DE3579130D1 (de) 1990-09-13
CA1262768C (en) 1989-11-07
US4660208A (en) 1987-04-21
EP0185051B1 (en) 1990-08-08
CA1262768A (en) 1989-11-07
EP0185051A1 (ja) 1986-06-25

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