JPS62137884A - 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
JPS62137884A
JPS62137884A JP60279693A JP27969385A JPS62137884A JP S62137884 A JPS62137884 A JP S62137884A JP 60279693 A JP60279693 A JP 60279693A JP 27969385 A JP27969385 A JP 27969385A JP S62137884 A JPS62137884 A JP S62137884A
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
Application number
JP60279693A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Inaba
稲場 文男
Hiromasa Ito
弘昌 伊藤
Masashige Tsuji
辻 誠滋
Kazuyuki Tadatomo
一行 只友
Akira Mizuyoshi
明 水由
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP60279693A priority Critical patent/JPS62137884A/ja
Publication of JPS62137884A publication Critical patent/JPS62137884A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/185Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]

Landscapes

  • 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。

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
直方向に形成されたp−n接合のみに実質的に電流が貫
通し、垂直方向に有効に発光する接合型半導体発光素子
に関する。
(従来の技術〕 基板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。
而して、垂直発光型素子の好適なものとして、第5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、該平板部の上下両側に設けられ
た電極とからなり1.に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PN1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を貫通ずる回路C1とp−n接合PN
2を貫通する回路C2の2つの回路が存在し、回路C1
、C2に生ずる電流密度J 1、j2が弐(1) Jl>0.IJ2            (1)を満
足するものが12案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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5ipn接合を形成せしめ
ないようにするための準6iff、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
有する接合型半導体発光素子においても、p−n接合P
NIのみが実質的に発光するものが切望される。
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p−n接合を有する接合型半導体発光素子であって、
実質的に当該垂直方向のp−n接合のみが発光機113
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、基板に対して垂直方向のp−n
接合がより有効的に発光機能を発揮しうる発光素子を提
供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
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接合を有し、電極が平板部の柱状
突起を有する側の表面ツタ(に設けられてなる接合型半
導体発光素子に関する。
・〔実施例〕 以下、図面に基づき、本発明を具体的に説明する。
本発明の発光素子は、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ならびに柱状突起
Pの側周部に設けられた電極E1と平板部Bの底面に設
けられた電極E2とがらなっている。電極E1及び電極
E2は、第1図aに示す通り、柱状突起Pの側周部およ
び平板部Bの底面の全面に設けられていてもよく、また
それぞれの一部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が存在しており、また平板部B内には、該平
板部と平行に延在するp−n接合PN2が存在している
。p−n接合PNIとp−n接合PN2とは第1図aに
示す通り互いに連通してもよく、また非連続であっても
よい。
第2図は本発明の他の態様であり、電極E1は柱状突起
Pの側周壁に、また電極E2は柱状突起頂部にp−n接
合部PNIを被覆しない態様で設けられている以外は第
1図のものと同しである。
第3図は本発明のさらに他の態様であり、第3図の態様
においては、平板部Bに平行に延在するp−n接合PN
2が存在しない点においてのみ第2図における態様と異
なる。かくして、第3図の態様においては、平板部Bに
対して水平方向に延在するp−n接合PN2がないので
、さらに効率的に垂直方向の光が取得できる。
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Iりとn(またはp)型半導体層のエピ
タ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(
とも2N、、特に少なくとも101−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
あり、しかして高さ数十〜数百1.の柱状突起を有する
本発明の発光素子が容易に製造できる。
本発明に関して、柱状突起Pにおりる「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Bに対して90度より
多少大きい、または小さい(頃斜角度を有する場合も含
まれる0例えば、柱状突起Pの全体、もしくはその内部
に形成された円軸円筒状p−n接合PNIのみを、下部
の直径を大きくした円119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S(を台状とし、使用目
的に応じて適度に発散させるもよい。更に、柱状突起P
の断面形状または筒状のp−n接合PNIの断面形状は
円形のほか、楕円形、矩形、方形、三角形、或いはその
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材料としては
、m−v族化合物半導体であるGaAS、Aj!GaA
s、InP、InGaAsP。
InGaP、InA6P、GaAsP、、GaN。
InAsP、InAsSb等、II−Vll族化合物半
導体あるZn5e、Zn5s ZnO,、CdSe。
CdTc等、あるいはIV−Vl族化合物半導体である
PbTe、Pb5nTe、、Pb5nSe等があり、そ
れぞれの材料の長所を活かして適用することが可能であ
る。
本発明の接合型半導体発光素子の製造方法の一例をGa
As−AeGaAS系半専体t、t tqを用いた場合
について説明する(第4図のフローシート参照)。
まず、n型G a A s基板B3の上にn型A/xG
a、−XA3の層B2、および柱状突起Pと上部層B1
とを形成するためのn型GaA!1層Aを順次にエビク
キシャル成長させて3層構造のへテロウェハを制作する
(第4図C参照)。各層の厚さは、例えば層B2が2〜
50.、、最上層が2〜200 、、、である。このヘ
テロウェハにつき、たとえば反応性イオンエツチング法
により、上記最」二部のn型GaAs1il!をエツチ
ングし、直径および高さがそれぞれ、たとえば5〜10
0s、、、20〜200、、、の円柱状突起Pを形成す
る。円柱状突起Pを切り出した上記最上部磨の残余の部
分が上部層B1となる(第4図す参照)0円柱状突起P
の頂上面には、上記エツ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態で
円柱状突起Pの側周壁及び」二部層r31の表面からP
型を形成するための不純物、例えばZnを拡散させる。
その際、基板B3の方向に向かう拡散フロントは、バリ
アFiB2内まで侵入させる。かくして、GaASホモ
接合たるp−n接合PNI及びAlGaAsホモ接合た
るp−n接合PN2がそれぞれ形成される(第4図C参
照)。
拡散過程の後、円柱状突起Pの頂上面を除き該突起Pの
側周壁土に電極E1が、また平板部B底面には拡散部分
を除去後、電極E2が被着される。
かくして第1図すに示した構成の接合型半導体発光素子
が製造される。なお、第1図すは第1図aをより詳細に
示した図である。
第3図に示した構成の接合型半導体発光素子は、例えば
次のようにして製造される。
即ち、第4図Cに示した接合型半導体発光素子の円柱状
突起頂部(好ましくは、円柱状突起Pの頂上面にマスク
層1を有する。但し、第4図すでは当該マスク層1を省
略した)および平板部表面部にマスク層2を設け、柱状
突起Pの側周壁は非マスキング状態で不純物の拡散(好
適には、亜鉛の拡散)を行って、実質的に柱状突起P内
に平板部Bに対して垂直方向に延在するp−n接合PN
1のみを形成させることによって製造される(第4図C
参照)、電極Elおよび電極E2は自体既知の手段にて
設ければよ(、例えば蒸着等の手段にて前面に設け、リ
フトオフして不必要な?iJ極を除去することによって
形成される。
かくして、第3図に示した構成の接合型半導体発光素子
が製造される。
かくして実質的に垂直方向にのみ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破着形成して光共
振a横を具備せしめると半導体レーザとして使用するこ
とができる。この半導体(/−ザにおいては、p−n接
合PNIからの前記した増幅された自然放出に光帰還が
生じ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透明反射鏡または反射膜を
通して平板部Bに対して垂直方向に放出される。
〔作用〕
本発明の接合型半導体発光素子は、基板に対して垂直方
向のp−n接合を存している発光素子において、平板部
Bの柱状突起を有する側の表面以外に(具体的には、柱
状突起Pの側周壁および平板部Bの底面あるいは柱状突
起Pの頂上に)?!極を設けたので、垂直方向のp−n
接合のみをTi、流が貫通する。
〔効果〕
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接合のみが発光機
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。本発明の発光素子は、KW 1’?J
、放出による増幅作用を利用してより強力な垂直方向出
力光が得られ、発光ダイオード、半導体レーザ、スーパ
ールミッセントダイオード、高出力発光ダイオード等を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a、第1図b、第2図および第3図は本発明の接
合型上ぶ体発光累子の実施例の1llli面図である。 第4図は本発明の接合型上え7体発光素子の製法フロー
シー1−である。 第5図は従来例の断面図である。 PNI、PN2 : l1l−1接合 B      ;平板部 P      :柱状突起 El、B2  :電極 C1、C2+回路 B1      :上部層 B2      :n型Δ7!x G a +−xAs
のIり

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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接合を有し、電極が平板部の柱状突起
    を有する側の表面以外に設けられてなる接合型半導体発
    光素子。
  2. (2)一方の電極が柱状突起の側周壁の全部または一部
    に、他方の電極が平板の底面の全部または一部あるいは
    柱状突起頂部に設けられ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。
JP60279693A 1985-12-12 1985-12-12 接合型半導体発光素子 Pending JPS62137884A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60279693A JPS62137884A (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
JP60279693A JPS62137884A (ja) 1985-12-12 1985-12-12 接合型半導体発光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62137884A true JPS62137884A (ja) 1987-06-20

Family

ID=17614554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60279693A Pending JPS62137884A (ja) 1985-12-12 1985-12-12 接合型半導体発光素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62137884A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8324637B2 (en) High efficiency LEDs with tunnel junctions
JP6947386B2 (ja) 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
JPH11150303A (ja) 発光部品
JP3602929B2 (ja) 3族窒化物半導体発光素子
JP2898847B2 (ja) 半導体発光装置
JPS62137884A (ja) 接合型半導体発光素子
US20040113225A1 (en) Semiconductor epitaxial structure and semiconductor light-emitting device
JPS5948976A (ja) 半導体レ−ザ
JPS62137883A (ja) 接合型半導体発光素子
JPS62137888A (ja) 接合型半導体発光素子
JPH09172198A (ja) 発光ダイオードおよびその製造方法
JPH0738147A (ja) 半導体発光装置
US20230016028A1 (en) Semiconductor light-emitting component and light-emitting device
JPH0389568A (ja) 発光ダイオードおよびその製造方法
JPS62140481A (ja) 接合型半導体発光素子
JPS60223186A (ja) 埋め込み構造半導体レ−ザ
JP2001135853A (ja) 発光素子およびその製造方法
KR940003437B1 (ko) 표면방출형 발광다이오드
JPS63107075A (ja) 半導体発光素子
JPS62137879A (ja) 接合型半導体発光素子
JPH0438880A (ja) 半導体発光素子
JPH0220853Y2 (ja)
JPS62137887A (ja) 接合型半導体発光素子及びその製造方法
JPS62137882A (ja) 接合型半導体発光素子
JPS62139364A (ja) 発光素子用半導体部材