JPS62165385A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS62165385A JPS62165385A JP61006839A JP683986A JPS62165385A JP S62165385 A JPS62165385 A JP S62165385A JP 61006839 A JP61006839 A JP 61006839A JP 683986 A JP683986 A JP 683986A JP S62165385 A JPS62165385 A JP S62165385A
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- Japan
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- layer
- cladding layer
- mixed crystal
- semiconductor chip
- light emitting
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- Pending
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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。
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し、特にレーザ発振をす
る半導体発光装置に関する。
る半導体発光装置に関する。
従来、この種の発光ダイオードや半導体レーザなどの半
導体発光装置は、光及びキャリヤの閉込めを行うため活
性層の両側にクラッド層を設けた二重へテロ接合構造体
を備えている。しかし、キャリヤ及び光閉込めを十分に
行う必要から、クラッド層には、三元以上の混晶が使わ
れることが多かった。例えば、Ａ＆ＧａＡｓ系の半導体
レーザにおいては、活性層としてＧａＡｓ、クラッド層
として＾１！ ｘＧａｌ−ｘＡｓ（ｘ□Ｏｊ 〜０．４
＞を用いてレーザを作る場合が多い。又、ｆ’） ＯＱ
ｎ ｍ帯の可視光半導体レーザの場合は、第３図に示
すように、活性層１５としてＧａｏ、５ＩｎＯ９５Ｐを
用いるとき、クラッド層１６゜３４としては（Ａｊ？
ｘＧａ＋−ｘ）ｏ、５ｌｎｏ、＋５Ｐ（ｘ・０．１〜０
．４〉の四元混晶を用いている。このような例は、例え
ば、アプライド・フィジックス・レターズ（＾ｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第４３巻、
１．９８３年、第９８７頁に記載されている。半導体発
光装置、特に半導体レーザにおいては、レーザタイオー
ド内で発生ずる熱の放散が重要であるが、三元以上の混
晶においては熱抵抗が二元混晶に比べて大ぎくレーザの
温度特性に悪影響を与える。例えば、三元混晶ｋｌ ｘ
（ｉａｌ−ｘＡｓの場合の熱抵抗は、第４図に示すよう
に、両端点のＧａＡｓ又はＡ＆Ａｓにおいては小さな値
をとるが、Ｘが（）でない有限の値をもつ三元混晶にお
いては値は大きくなり、Ｘが（）、５の付近で最大値を
とり、二元混晶ＧａＡｓの４倍に達する。これは、三元
混晶中のフォノンの合金散乱によるものと考えられる。
導体発光装置は、光及びキャリヤの閉込めを行うため活
性層の両側にクラッド層を設けた二重へテロ接合構造体
を備えている。しかし、キャリヤ及び光閉込めを十分に
行う必要から、クラッド層には、三元以上の混晶が使わ
れることが多かった。例えば、Ａ＆ＧａＡｓ系の半導体
レーザにおいては、活性層としてＧａＡｓ、クラッド層
として＾１！ ｘＧａｌ−ｘＡｓ（ｘ□Ｏｊ 〜０．４
＞を用いてレーザを作る場合が多い。又、ｆ’） ＯＱ
ｎ ｍ帯の可視光半導体レーザの場合は、第３図に示
すように、活性層１５としてＧａｏ、５ＩｎＯ９５Ｐを
用いるとき、クラッド層１６゜３４としては（Ａｊ？
ｘＧａ＋−ｘ）ｏ、５ｌｎｏ、＋５Ｐ（ｘ・０．１〜０
．４〉の四元混晶を用いている。このような例は、例え
ば、アプライド・フィジックス・レターズ（＾ｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、第４３巻、
１．９８３年、第９８７頁に記載されている。半導体発
光装置、特に半導体レーザにおいては、レーザタイオー
ド内で発生ずる熱の放散が重要であるが、三元以上の混
晶においては熱抵抗が二元混晶に比べて大ぎくレーザの
温度特性に悪影響を与える。例えば、三元混晶ｋｌ ｘ
（ｉａｌ−ｘＡｓの場合の熱抵抗は、第４図に示すよう
に、両端点のＧａＡｓ又はＡ＆Ａｓにおいては小さな値
をとるが、Ｘが（）でない有限の値をもつ三元混晶にお
いては値は大きくなり、Ｘが（）、５の付近で最大値を
とり、二元混晶ＧａＡｓの４倍に達する。これは、三元
混晶中のフォノンの合金散乱によるものと考えられる。
トー→ノ゛の高出力動作や、発振しきい値の低減には素
子の熱抵抗を下げることが重要となる。
子の熱抵抗を下げることが重要となる。
１発明が解決しようとする問題点′ｌ
−４二連した従来の半導体発光装置は、三元混晶からな
るクラッド層を有しているので、熱抵抗が大きく熱放散
が十分にてきないという問題点がある。
るクラッド層を有しているので、熱抵抗が大きく熱放散
が十分にてきないという問題点がある。
本発明両目的は、十分な光及びキャリアの閉込め作用を
有し且熱抵抗の改善された半導体発光装置を提供するこ
とにある。
有し且熱抵抗の改善された半導体発光装置を提供するこ
とにある。
１問題点を解決するための手段ｉ
本発明の半導体発光装置は、活性層の少なくとも一方の
面に、第１の二元混晶層と第２の二元混晶層からなる量
子サイズ効果のある複合層を複数層積層したクラッド層
を配置した接合構造体を備えた半導体チップと、前記半
導体チップの１ｉｉｒ記クラ・ソド層に近い方の表面に
接着されたし−トシンクとの含む構成を有している。。
面に、第１の二元混晶層と第２の二元混晶層からなる量
子サイズ効果のある複合層を複数層積層したクラッド層
を配置した接合構造体を備えた半導体チップと、前記半
導体チップの１ｉｉｒ記クラ・ソド層に近い方の表面に
接着されたし−トシンクとの含む構成を有している。。
［実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例の主要部の断面図、第２図は
第１図のＡ部拡大図である。
第１図のＡ部拡大図である。
この実施例は、厚さ１１．１〜１１．２ ）ｔ ｍの
Ｇａｏ、５Ｉｎ、）、５Ｐからなる活性層１５の一方の
面に＜１？Ｐｈからなる第１の二元混晶層１４−１と（
ＩｎＰ）２からなる第２の二元混晶層１４−２からなる
量子サイズ効果めあるｐ型導電性め複合層を複数層積層
した厚さ１μ■１のｐ型のクラ・ソド層１４を配置した
接合構造体を備えた半導体チップ２０のｐ型のクラッド
層１４に近い方の表面に接着されなし−１〜シンク１０
とを含む構成を有している。
Ｇａｏ、５Ｉｎ、）、５Ｐからなる活性層１５の一方の
面に＜１？Ｐｈからなる第１の二元混晶層１４−１と（
ＩｎＰ）２からなる第２の二元混晶層１４−２からなる
量子サイズ効果めあるｐ型導電性め複合層を複数層積層
した厚さ１μ■１のｐ型のクラ・ソド層１４を配置した
接合構造体を備えた半導体チップ２０のｐ型のクラッド
層１４に近い方の表面に接着されなし−１〜シンク１０
とを含む構成を有している。
上述の第１の二元混晶層１４−１を構成する物質め記号
（ＡＬＰ）２は、２層のＡｎを表わし、言わばＡｅＰの
星分子層を２−）重ｉｒｒ ｆｓ層にほぼ等しい１重１
元混晶として ＡｅＰと］ｎＰを用いるときＩ）型のク
ララｌ”層１４は、一般に、ｍ、ｎ、ｑをそれぞれ正整
数として（（ｋｅ Ｐ）、、（ｌｎＰ）ｎ’ｌ 、、と
表わすことができる。
（ＡＬＰ）２は、２層のＡｎを表わし、言わばＡｅＰの
星分子層を２−）重ｉｒｒ ｆｓ層にほぼ等しい１重１
元混晶として ＡｅＰと］ｎＰを用いるときＩ）型のク
ララｌ”層１４は、一般に、ｍ、ｎ、ｑをそれぞれ正整
数として（（ｋｅ Ｐ）、、（ｌｎＰ）ｎ’ｌ 、、と
表わすことができる。
この実施例を東に詳しく述べろと、ｎ ：％’ｊ Ｇａ
Ａｓ基板］８ａ）」に厚さ０ 、５ ）ｔ ｍのｎ型１
ｉ ａ Ａ ｓハ”／ファ層］７を庁して厚さ］Ｂｍの
ｎ型（ｈｅ ｇ４（ｉａｎ、６）ｏ 、５１ ｎ ｏ、
５ Ｐかへなるクラ・ソト層１６と１）型［（人ｐ）
２ （Ｉｎ＋’）２ ’ｌ ｑからなる厚さ］ μｆｆ
ｌのクラ・・ノ１一層１４で厚さ１１．１〜ｉｉ、２
Ｂ ｍのＧａ１．５１１１ｏ、５Ｐからなる活性層１５
を挟んだ二重へテロ接合構造体を設ｃ′ｌ、ス（・ライ
ブ状の電流通路を有する電ｌ禿狭窄層としてｎ型ＧａＡ
ｓ層１３．更にキヤ・ツブ層として１）型Ｇ ａ Ａ
ｓ層１２を設けたものにｎ側電極１つとｌ） Ｉｌｌ電
極１１を設けた半導体チップ２０の１つ型のクラッド層
１４の側の表面にはんな等の接着材料（図示せず〉を用
いて接着されたし−ｌシンク１０を有している。なお、
■は注入電流のために発熱が多量に起る部分を示してい
る。
Ａｓ基板］８ａ）」に厚さ０ 、５ ）ｔ ｍのｎ型１
ｉ ａ Ａ ｓハ”／ファ層］７を庁して厚さ］Ｂｍの
ｎ型（ｈｅ ｇ４（ｉａｎ、６）ｏ 、５１ ｎ ｏ、
５ Ｐかへなるクラ・ソト層１６と１）型［（人ｐ）
２ （Ｉｎ＋’）２ ’ｌ ｑからなる厚さ］ μｆｆ
ｌのクラ・・ノ１一層１４で厚さ１１．１〜ｉｉ、２
Ｂ ｍのＧａ１．５１１１ｏ、５Ｐからなる活性層１５
を挟んだ二重へテロ接合構造体を設ｃ′ｌ、ス（・ライ
ブ状の電流通路を有する電ｌ禿狭窄層としてｎ型ＧａＡ
ｓ層１３．更にキヤ・ツブ層として１）型Ｇ ａ Ａ
ｓ層１２を設けたものにｎ側電極１つとｌ） Ｉｌｌ電
極１１を設けた半導体チップ２０の１つ型のクラッド層
１４の側の表面にはんな等の接着材料（図示せず〉を用
いて接着されたし−ｌシンク１０を有している。なお、
■は注入電流のために発熱が多量に起る部分を示してい
る。
二元混晶層（＾ｆｆＰ）。（ＩｎＰ）ｎはキャリヤのド
・ブロイ波長程度の超薄膜より成るので、厚み方向では
キャリヤの波動関数は局在せず導電性を有する。クラッ
ド層１４はかくの如く二元混晶の規則正しい積層よりな
るため、フォノンの合金散乱による平均自由行程の減少
はなく、二元合金並みの低い熱抵抗値が実現できる。更
にｍたｎとすることによって禁制帯幅をＡｆｆ ｏ、５
ｌｎｏ、５Ｐとほぼ等しくすることができるため、Ｇａ
（１，５１１１ｏ、５Ｐからなる活性層１５の禁制帯幅
より十分大きくすることが可能である。更にこのとき〔
（＾ｆｆＰ）□（ＩｎＰ）ｎ−１ｑの平均的格子定数は
ＧａＡｓのそれとほぼ等しくなる。
・ブロイ波長程度の超薄膜より成るので、厚み方向では
キャリヤの波動関数は局在せず導電性を有する。クラッ
ド層１４はかくの如く二元混晶の規則正しい積層よりな
るため、フォノンの合金散乱による平均自由行程の減少
はなく、二元合金並みの低い熱抵抗値が実現できる。更
にｍたｎとすることによって禁制帯幅をＡｆｆ ｏ、５
ｌｎｏ、５Ｐとほぼ等しくすることができるため、Ｇａ
（１，５１１１ｏ、５Ｐからなる活性層１５の禁制帯幅
より十分大きくすることが可能である。更にこのとき〔
（＾ｆｆＰ）□（ＩｎＰ）ｎ−１ｑの平均的格子定数は
ＧａＡｓのそれとほぼ等しくなる。
従ってクラッド層１４とＧａＡｓ層１２．１３とは格子
整合もとれていると見做せる。禁制帯幅が活性層のそれ
より大きい為にキャリヤの閉込めが可能であり、更に、
一般的には禁制帯幅の大小と屈折率の大小は逆の関係に
あるので、クラッド層１４は光のガイド層としての作用
も有している。こうして１部分を中心に発生ずる熱は１
〕側電極１１の方向に向い、ヒーＩ・シンク１０に吸収
されるが、クラッド層１・１部分の熱抵抗を低くてきる
ので良好な熱抵抗をもつ素子の製作が可能となる。なお
、ｎ型のクラット°層］６は三元以トの混晶を用いても
主要な熱流はｐ型のクラッド層］ ４１！！ＩＩを通る
ため、熱特性には殆んど影響しない。
整合もとれていると見做せる。禁制帯幅が活性層のそれ
より大きい為にキャリヤの閉込めが可能であり、更に、
一般的には禁制帯幅の大小と屈折率の大小は逆の関係に
あるので、クラッド層１４は光のガイド層としての作用
も有している。こうして１部分を中心に発生ずる熱は１
〕側電極１１の方向に向い、ヒーＩ・シンク１０に吸収
されるが、クラッド層１・１部分の熱抵抗を低くてきる
ので良好な熱抵抗をもつ素子の製作が可能となる。なお
、ｎ型のクラット°層］６は三元以トの混晶を用いても
主要な熱流はｐ型のクラッド層］ ４１！！ＩＩを通る
ため、熱特性には殆んど影響しない。
１；Ｊ ｈ、ＡｆｆＰとＩｎＰ９）場合について説明し
たか、この例のようにｍ−）の元素が共通の二元混晶は
勿論、互いに共通の元素をもたない二種の二元混晶を使
用してもよい。又、ＩＩＩ−Ｖ族に限らす、ｎ −■族
、ＩＶ−ＶＩ族を使用してもよい。
たか、この例のようにｍ−）の元素が共通の二元混晶は
勿論、互いに共通の元素をもたない二種の二元混晶を使
用してもよい。又、ＩＩＩ−Ｖ族に限らす、ｎ −■族
、ＩＶ−ＶＩ族を使用してもよい。
１′発明の効果１
以−１−説明したように本発明は、二種類の一元混晶層
からなる針子サイズ効果のある複合層を複数層積層した
クラッド層を設けることにより、半導体発光装置の熱放
散をよくし、高出力動作を可能ならしめ、信頼性の改善
がもたらされるという効県がある。又、半導体レーザの
場合には連続発振のしきい電流密度が低減される効果も
ある。
からなる針子サイズ効果のある複合層を複数層積層した
クラッド層を設けることにより、半導体発光装置の熱放
散をよくし、高出力動作を可能ならしめ、信頼性の改善
がもたらされるという効県がある。又、半導体レーザの
場合には連続発振のしきい電流密度が低減される効果も
ある。
第１図は本発明の一実施例の主要部の断面図、２図は第
１図のＡ部拡大図、第３図は従来の半導体レーザの一例
の主要部の断面図、第４図はＡｆｆｘＧａｌ−ｘＡｓの
Ａｆｆ組成と熱抵抗の関係を示す特性図である、 １０ ・ヒートシンク、１１ ・ｎ側電極、１２・・・
ｎ型ＧａＡｓ層、１３−ｎ型ＧａＡｓ層、１４ ・−ｐ
型［（ＡｆｆＰ＞、（Ｉ口Ｐ）ｎ３Ｑからなるクラット
層、１４−１・・・第１の二元混晶層、１４−２・・・
第２の二元混晶層、ｌ ５−１ｉａｏ、５ｒｎｎ、５Ｐ
からなる活性層、１６＝−’ｎ型（人（！ ｎ、４Ｇａ
ｏ、６） ｎ、＋；Ｉｎｎ、５Ｐからなるクラッド層、
１７・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層、１８・・・ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板、１９・・・ｎ側電極、２０・・・半導体チ
ップ、３４ ＝−１）型（Ａｅ ｒｌ、４Ｇａｎ、６）
ｏ５１ｎｎ、５Ｐからなるクラッド層。 ＼ へ ＼ Ｎ ＼ 〜 Ｎ へ （ＡＡ／−り・〉）コ（ド娑’ｉ４ １、Ｉ 命 こ
１図のＡ部拡大図、第３図は従来の半導体レーザの一例
の主要部の断面図、第４図はＡｆｆｘＧａｌ−ｘＡｓの
Ａｆｆ組成と熱抵抗の関係を示す特性図である、 １０ ・ヒートシンク、１１ ・ｎ側電極、１２・・・
ｎ型ＧａＡｓ層、１３−ｎ型ＧａＡｓ層、１４ ・−ｐ
型［（ＡｆｆＰ＞、（Ｉ口Ｐ）ｎ３Ｑからなるクラット
層、１４−１・・・第１の二元混晶層、１４−２・・・
第２の二元混晶層、ｌ ５−１ｉａｏ、５ｒｎｎ、５Ｐ
からなる活性層、１６＝−’ｎ型（人（！ ｎ、４Ｇａ
ｏ、６） ｎ、＋；Ｉｎｎ、５Ｐからなるクラッド層、
１７・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層、１８・・・ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板、１９・・・ｎ側電極、２０・・・半導体チ
ップ、３４ ＝−１）型（Ａｅ ｒｌ、４Ｇａｎ、６）
ｏ５１ｎｎ、５Ｐからなるクラッド層。 ＼ へ ＼ Ｎ ＼ 〜 Ｎ へ （ＡＡ／−り・〉）コ（ド娑’ｉ４ １、Ｉ 命 こ
Claims (1)
- 活性層の少なくとも一方の面に、第１の二元混晶層と
第２の二元混晶層からなる量子サイズ効果のある複合層
を複数層積層したクラッド層を配置した接合構造体を備
えた半導体チップと、前記半導体チップの前記クラッド
層に近い方の表面に接着されたヒートシンクとを含むこ
とを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006839A JPS62165385A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006839A JPS62165385A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62165385A true JPS62165385A (ja) | 1987-07-21 |
Family
ID=11649408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61006839A Pending JPS62165385A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62165385A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207684A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ダブルヘテロ接合型半導体発光装置 |
| JPS59197187A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-11-08 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 半導体装置 |
| JPS6110293A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Sharp Corp | 光半導体装置 |
| JPS61244086A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
-
1986
- 1986-01-14 JP JP61006839A patent/JPS62165385A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207684A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ダブルヘテロ接合型半導体発光装置 |
| JPS59197187A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-11-08 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 半導体装置 |
| JPS6110293A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Sharp Corp | 光半導体装置 |
| JPS61244086A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
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