JPS62137882A - 接合型半導体発光素子 - Google Patents
接合型半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS62137882A JPS62137882A JP60279691A JP27969185A JPS62137882A JP S62137882 A JPS62137882 A JP S62137882A JP 60279691 A JP60279691 A JP 60279691A JP 27969185 A JP27969185 A JP 27969185A JP S62137882 A JPS62137882 A JP S62137882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- junction
- flat plate
- light emitting
- plate part
- type semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (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、発光ダイオードや半導体レーザとして使用し
得る接合型半導体発光素子に関し、特に基板に対して垂
直方向のp−n接合のみを有し、単一層の基板のみにて
も製造しうる接合型半導体発光素子に関する。
得る接合型半導体発光素子に関し、特に基板に対して垂
直方向のp−n接合のみを有し、単一層の基板のみにて
も製造しうる接合型半導体発光素子に関する。
凸仮に対して垂直方向に光を放出する発光素子は光ファ
イバとの結合が容易であり、また、面発光体としての種
々の用途が期待されることから、半導体レーザや発光ダ
イオードの研究分野において開発が進められてきており
、近年、多種類のものが実用されている。
イバとの結合が容易であり、また、面発光体としての種
々の用途が期待されることから、半導体レーザや発光ダ
イオードの研究分野において開発が進められてきており
、近年、多種類のものが実用されている。
而して、垂直発光型素子の好適なものとして、第3図に
示した如きもの、即ち、平板部と、該平板部の片面上に
設けられた柱状突起と、該平板部の両側に設けられた電
極とからなり、」二記柱状突起内には該平板部に対して
垂直方向に延在する筒状のp−n接合(以下、p−n接
合PNIという)を、また該平板部には該平板部に平行
に延在するp−n接合(以下、p−n接合PN2という
)をそれぞれ有する接合型半導体発光素子であり、p−
n接合PNIを貫通する回路C1とp−n接合PN2を
貫通する回路C2の2つの回路が存在し、回路C1、C
2に生ずるT:、流密度J 1、J2が式Jl>0.I
J2 (1)を満足するものが提案
されている。
示した如きもの、即ち、平板部と、該平板部の片面上に
設けられた柱状突起と、該平板部の両側に設けられた電
極とからなり、」二記柱状突起内には該平板部に対して
垂直方向に延在する筒状のp−n接合(以下、p−n接
合PNIという)を、また該平板部には該平板部に平行
に延在するp−n接合(以下、p−n接合PN2という
)をそれぞれ有する接合型半導体発光素子であり、p−
n接合PNIを貫通する回路C1とp−n接合PN2を
貫通する回路C2の2つの回路が存在し、回路C1、C
2に生ずるT:、流密度J 1、J2が式Jl>0.I
J2 (1)を満足するものが提案
されている。
しかしながら、かかる接合型半導体発光素子においては
、上記2種類のp−n接合のうちp−n接合PNIのみ
が有用であり、p−n接合PN2は水平発光をもたらす
のみであり、本来忌むべきものである。しかしながら、
p−n接合PN2の存在を許容することによって、当該
発光素子の製造に際して92 p n接合を形成せし
めないようにするための準備、工夫などが一切不要とな
るので当該発光素子を工業的に低コストで大量生産する
ことが可能である。従って、p−n接合PNIがより効
率的に発光する接合型半導体発光素子、特に上記の如(
p−n接合PNIおよびp−n接合PN2の両者を存す
る接合型半導体発光素子においても、p−n接合PNI
のみが実質的に発光するものが切望される。
、上記2種類のp−n接合のうちp−n接合PNIのみ
が有用であり、p−n接合PN2は水平発光をもたらす
のみであり、本来忌むべきものである。しかしながら、
p−n接合PN2の存在を許容することによって、当該
発光素子の製造に際して92 p n接合を形成せし
めないようにするための準備、工夫などが一切不要とな
るので当該発光素子を工業的に低コストで大量生産する
ことが可能である。従って、p−n接合PNIがより効
率的に発光する接合型半導体発光素子、特に上記の如(
p−n接合PNIおよびp−n接合PN2の両者を存す
る接合型半導体発光素子においても、p−n接合PNI
のみが実質的に発光するものが切望される。
また、当該半導体発光素子が単一の材料よりなるものに
あっては、材料の選択の自由度が高まり、所望の色調の
光を得ることが出来るので、かかる半心体発光素子の出
現が切望される。
あっては、材料の選択の自由度が高まり、所望の色調の
光を得ることが出来るので、かかる半心体発光素子の出
現が切望される。
本発明の目的は、基板に対して垂直方向および平行方向
に複数のp−n接合を有する接合型半導体発光素子であ
って、垂直方向のp−n接合のみが発光機能を発揮しう
る発光素子を提供することである。
に複数のp−n接合を有する接合型半導体発光素子であ
って、垂直方向のp−n接合のみが発光機能を発揮しう
る発光素子を提供することである。
本発明の他の目的は、実質的に単一の材料にても製造し
うる発光素子を提供することである。
うる発光素子を提供することである。
本発明は、平板部と、該平板部の片面上に設けられた柱
状突起とからなり、柱状突起内には平板部に対して垂直
方向に延在するp−n接合を、また平板部には該平板部
に平行に延在するp−n接合をそれぞれ有する接合型半
導体発光素子において、平板部に平行に延在するp−n
接合部を除去してなることを特徴とする接合型半導体発
光素子に関する。
状突起とからなり、柱状突起内には平板部に対して垂直
方向に延在するp−n接合を、また平板部には該平板部
に平行に延在するp−n接合をそれぞれ有する接合型半
導体発光素子において、平板部に平行に延在するp−n
接合部を除去してなることを特徴とする接合型半導体発
光素子に関する。
以下、図面に基づき、本発明を具体的に説明す本発明の
発光素子は、基本的には、例えば第1図aに示す如く平
板部Bとその片面に設けられた柱状突起Pならびに平板
部Bの上部表面に設けられた電極E1と平板部Bの底面
に設けられた電極E2とからなっている。電極E1およ
び電極E2は、第1図aに示す通り、平板部Bの上部表
面および平板部Bの底面の全面に設けられていてもよく
、また一部に設けられていてもよく、さらには上記と全
く別個の位置に設けられていてもよい。
発光素子は、基本的には、例えば第1図aに示す如く平
板部Bとその片面に設けられた柱状突起Pならびに平板
部Bの上部表面に設けられた電極E1と平板部Bの底面
に設けられた電極E2とからなっている。電極E1およ
び電極E2は、第1図aに示す通り、平板部Bの上部表
面および平板部Bの底面の全面に設けられていてもよく
、また一部に設けられていてもよく、さらには上記と全
く別個の位置に設けられていてもよい。
柱状突起P内には平板部Bに対して垂直方向に延在する
筒状のp−n接合PNIが存在している。
筒状のp−n接合PNIが存在している。
また、平板部B内は、開口部1を有しており、これによ
って元来核子板部と平行に延在していたpn接合PN2
が除去されている。
って元来核子板部と平行に延在していたpn接合PN2
が除去されている。
当該開口部1は本発明発光素子の強度を増大せしめるた
めに、第2図に示す如く充填材2にてメカニカルシール
されていることが好ましく、メカニカルシール用の材料
としては、たとえばフォトレジスト、窓光性ポリイミド
、高抵抗QaAs、SiO2、SiNxなどの無機絶縁
体等が例示される。
めに、第2図に示す如く充填材2にてメカニカルシール
されていることが好ましく、メカニカルシール用の材料
としては、たとえばフォトレジスト、窓光性ポリイミド
、高抵抗QaAs、SiO2、SiNxなどの無機絶縁
体等が例示される。
なお、第1図すは、第1図aに示した発光素子の一部断
面を示す斜視図である。
面を示す斜視図である。
本発明においては、p−n接合の形成方法については、
特に制限を要せず、たとえば不純物の拡散法、p(また
はn)型半導体層とn(またはp)型半導体層のエビク
キシャル気相成長法(この場合は、異種接合することも
可能である)、あるいはその他の方法によってよい。
特に制限を要せず、たとえば不純物の拡散法、p(また
はn)型半導体層とn(またはp)型半導体層のエビク
キシャル気相成長法(この場合は、異種接合することも
可能である)、あるいはその他の方法によってよい。
本発明においては、垂直発光に寄与するp−n接合PN
Iの長さは、柱状突起Pの高さを大きくすることにより
長くすることができるので、柱状突起Pの高さは少なく
とも2戸、特に少なくとも10戸とすることが好ましい
。半導体ウェハの表面上に柱状突起Pを形成することは
、たとえば反応性イオンエツチング法により可能である
。
Iの長さは、柱状突起Pの高さを大きくすることにより
長くすることができるので、柱状突起Pの高さは少なく
とも2戸、特に少なくとも10戸とすることが好ましい
。半導体ウェハの表面上に柱状突起Pを形成することは
、たとえば反応性イオンエツチング法により可能である
。
本発明に関して、柱状突起Pにおける「垂直方向」の意
味は平板部Bに対して角度90度の直交方向のみと限定
的に解釈する必要はなく、平板部13に対して90度よ
り多少大さい、hEたは小さい(;Q斜角疫を有する場
合も含まれる。例えば、柱状突起Pの全体、もしくはそ
の内部に形成された内申円筒状p−n接合PNIのめを
、ド部の直径を大きくした円錐台状に形成し、光ファイ
バに対して一層結合し易いように出力光を集束するもよ
く、あるいは逆に上記とは逆の円5(e台状とし、使用
目的に応じて適度に発散させるもよい。更ζこ、柱状突
起Pの断面形状又は筒状のp−n接合PNIの1vi面
形状は円形のほか、471円形、yIi形、方形、三角
形、あるいはその他任意の形状であってもよい。
味は平板部Bに対して角度90度の直交方向のみと限定
的に解釈する必要はなく、平板部13に対して90度よ
り多少大さい、hEたは小さい(;Q斜角疫を有する場
合も含まれる。例えば、柱状突起Pの全体、もしくはそ
の内部に形成された内申円筒状p−n接合PNIのめを
、ド部の直径を大きくした円錐台状に形成し、光ファイ
バに対して一層結合し易いように出力光を集束するもよ
く、あるいは逆に上記とは逆の円5(e台状とし、使用
目的に応じて適度に発散させるもよい。更ζこ、柱状突
起Pの断面形状又は筒状のp−n接合PNIの1vi面
形状は円形のほか、471円形、yIi形、方形、三角
形、あるいはその他任意の形状であってもよい。
本発明接合型半導体発光素子に用いる発光jA’l:I
rとして−し、[1−V族化合物半i7j体であるGa
As、A/GaAs、InP、InGaAs1’、In
G;I+)、InAfl’、GaAsP、 GaN、、
rnAs P、1nAssb等、TI−Vll族化合物
半導体あるZn5e、ZnS、、ZnO1CdSeSC
dTe等、あるいはIV−Vl族化合物半導体であるP
bTe、、Pb5nTe、Pb5nSQ等があり、それ
ぞれの祠ギ4の長所を活かして適用することが’jl
ir’=−cある。
rとして−し、[1−V族化合物半i7j体であるGa
As、A/GaAs、InP、InGaAs1’、In
G;I+)、InAfl’、GaAsP、 GaN、、
rnAs P、1nAssb等、TI−Vll族化合物
半導体あるZn5e、ZnS、、ZnO1CdSeSC
dTe等、あるいはIV−Vl族化合物半導体であるP
bTe、、Pb5nTe、Pb5nSQ等があり、それ
ぞれの祠ギ4の長所を活かして適用することが’jl
ir’=−cある。
木うη明の接合型半導体発光素子の製造方法の一例をG
a A S系十4体月t゛1を用いた場合に・ついて
説明する。 ゛ まず、n型GaAs基板乙こっき、反ノ1ち性イオンエ
ツチング法により、例えば5−100.m、20〜20
0p・・の柱状突起Pを形成する。柱状突起Pの頂上面
には、上記のエノチング工程の際に施与したマスク層が
存在しているが、該マスク層を残存させた状傅で柱状突
起Pのイjjl1周壁お。1、び平板部r3の表面から
P型を形成するための不純物、た、とえばZnをtJL
−敗させる。
a A S系十4体月t゛1を用いた場合に・ついて
説明する。 ゛ まず、n型GaAs基板乙こっき、反ノ1ち性イオンエ
ツチング法により、例えば5−100.m、20〜20
0p・・の柱状突起Pを形成する。柱状突起Pの頂上面
には、上記のエノチング工程の際に施与したマスク層が
存在しているが、該マスク層を残存させた状傅で柱状突
起Pのイjjl1周壁お。1、び平板部r3の表面から
P型を形成するための不純物、た、とえばZnをtJL
−敗させる。
かくしてGaAsホモ接合たるp −n接合1)N■及
びGaAsホモ接合たるp−n接合PN2がそれぞれ形
成される。Il、散過程の後に、柱状突起f)の頂上面
を除き該突起Pの側周壁上ζこ電極Elが、また平板部
Bの底面に電イヂjミ2が被着される。
びGaAsホモ接合たるp−n接合PN2がそれぞれ形
成される。Il、散過程の後に、柱状突起f)の頂上面
を除き該突起Pの側周壁上ζこ電極Elが、また平板部
Bの底面に電イヂjミ2が被着される。
当該電極形成後または形成前にp−n接合部)N2の存
在する部分を除去ゼしめる。当該除去は、切削、エツチ
ングなどの手段にて当該p−n接合部をくりぬくことに
よって実施される。かくしてp−n接合PN2の欠Qn
Lだ接合型半導体発光素子が得られる。次いで柱状突起
Pの頂上面に残存する電極材料およびマスク層が除去さ
れる。
在する部分を除去ゼしめる。当該除去は、切削、エツチ
ングなどの手段にて当該p−n接合部をくりぬくことに
よって実施される。かくしてp−n接合PN2の欠Qn
Lだ接合型半導体発光素子が得られる。次いで柱状突起
Pの頂上面に残存する電極材料およびマスク層が除去さ
れる。
かくして、p−n接合PN2の除去された、即ち実質的
に垂直方向にのみ発光する(即ち、p−n接合PNIの
みが発光する)接合型半導体発光素子が得られる。更に
、平板部Bの柱状突起Pの反対面に反射鏡または反射膜
を設け、かつ柱状突起Pの頂上面に半透明の反射鏡また
は反射膜を被着形成して先兵1+:’Sを具(iiff
(!シめると半ぷ体レーザとして使用することができ
る。この半導体レーザにおいては、p−n接合PNIか
らの…1記したiQ幅された自然放出に光帰還が生して
誘導放出によりレーザ発振し、而して強力で指向性の良
好な発光光が上記の半ろ明度射鏡または反射膜を透して
平板部Bに対して垂直方向に放出される。
に垂直方向にのみ発光する(即ち、p−n接合PNIの
みが発光する)接合型半導体発光素子が得られる。更に
、平板部Bの柱状突起Pの反対面に反射鏡または反射膜
を設け、かつ柱状突起Pの頂上面に半透明の反射鏡また
は反射膜を被着形成して先兵1+:’Sを具(iiff
(!シめると半ぷ体レーザとして使用することができ
る。この半導体レーザにおいては、p−n接合PNIか
らの…1記したiQ幅された自然放出に光帰還が生して
誘導放出によりレーザ発振し、而して強力で指向性の良
好な発光光が上記の半ろ明度射鏡または反射膜を透して
平板部Bに対して垂直方向に放出される。
本発明の接合型半導体発光素子は、基板に対して垂直方
向および平行方向のp−n接合を有している発光素子に
おいて、平板部B内に平行方向に延在するp−n接合1
3 N 2を切削したので、当該p−n接合PN2によ
る発光がなく、しかもががる半4体発光素子は、単一の
材f4にr=造することもできる。
向および平行方向のp−n接合を有している発光素子に
おいて、平板部B内に平行方向に延在するp−n接合1
3 N 2を切削したので、当該p−n接合PN2によ
る発光がなく、しかもががる半4体発光素子は、単一の
材f4にr=造することもできる。
上記作用から明らかなように、本発明の接合型半導体発
光素子は、実質的に垂直方向のp−n接合のみが発光典
能を有するので、効率的に垂直方向の光を有効に利用で
きるものである。また、iQ−の材料にて製造すること
もできるため、(イ料の選択度が向上し、たとえば光の
色調等の選択が比較的自由に行えるという効果を有する
。
光素子は、実質的に垂直方向のp−n接合のみが発光典
能を有するので、効率的に垂直方向の光を有効に利用で
きるものである。また、iQ−の材料にて製造すること
もできるため、(イ料の選択度が向上し、たとえば光の
色調等の選択が比較的自由に行えるという効果を有する
。
第1図aおよび第2図は本発明の接合型半導体発光素子
の実施例の断面図である。第1図すは第1図aをより詳
細に示した一部断面を示す斜視図である。 第3図は従来既知の接合型半導体発光素子の断面図であ
る。 PNI、PN2 : p n接合 13:平板部 P :柱状突起 El、E2 :電極 C1、C2:回路 1 二開ロ部 2 :充填材
の実施例の断面図である。第1図すは第1図aをより詳
細に示した一部断面を示す斜視図である。 第3図は従来既知の接合型半導体発光素子の断面図であ
る。 PNI、PN2 : p n接合 13:平板部 P :柱状突起 El、E2 :電極 C1、C2:回路 1 二開ロ部 2 :充填材
Claims (2)
- (1)平板部と、該平板部の片面上に設けられた柱状突
起とからなり、柱状突起内には平板部に対して垂直方向
に延在するp−n接合を、また平板部には該平板部に平
行に延在するp−n接合をそれぞれ有する接合型半導体
発光素子において、平板部に平行に延在するp−n接合
部を除去してなることを特徴とする接合型半導体発光素
子。 - (2)除去した部分にメカニカルシールを施してなる特
許請求の範囲第(1)項記載の接合型半導体発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60279691A JPS62137882A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 接合型半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60279691A JPS62137882A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 接合型半導体発光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62137882A true JPS62137882A (ja) | 1987-06-20 |
Family
ID=17614526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60279691A Pending JPS62137882A (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 接合型半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62137882A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1746694A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-24 | Avago Technologies General IP (Singapore) Pte. Ltd | Vcsel system with transverse p/n junction |
-
1985
- 1985-12-12 JP JP60279691A patent/JPS62137882A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1746694A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-24 | Avago Technologies General IP (Singapore) Pte. Ltd | Vcsel system with transverse p/n junction |
US7502401B2 (en) | 2005-07-22 | 2009-03-10 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | VCSEL system with transverse P/N junction |
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