JPS62216386A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPS62216386A JPS62216386A JP61058080A JP5808086A JPS62216386A JP S62216386 A JPS62216386 A JP S62216386A JP 61058080 A JP61058080 A JP 61058080A JP 5808086 A JP5808086 A JP 5808086A JP S62216386 A JPS62216386 A JP S62216386A
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- Japan
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- light emitting
- type gaas
- znse
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
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- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
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- 102100032566 Carbonic anhydrase-related protein 10 Human genes 0.000 description 1
- 101000867836 Homo sapiens Carbonic anhydrase-related protein 10 Proteins 0.000 description 1
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (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、発光あるいはレーザ発振をする半導体発光素
子に関する。
子に関する。
半導体発光素子は、光情報処理用の光源として最近その
重要性を増してきている。特に、波長0゜58〜0.6
8IImの可視光半導体発光素子として、活性層に(A
AX G a +−x )0.s I nll+s
P (0≦x <1)、クラッド層に(Ai!y Ga
+−y )0.5ln0.s P(0< X <V <
1)を用いたダブルヘテロ構造発光素子が注目されてい
る。
重要性を増してきている。特に、波長0゜58〜0.6
8IImの可視光半導体発光素子として、活性層に(A
AX G a +−x )0.s I nll+s
P (0≦x <1)、クラッド層に(Ai!y Ga
+−y )0.5ln0.s P(0< X <V <
1)を用いたダブルヘテロ構造発光素子が注目されてい
る。
この構造の半導体発光素子を、従来例を用いて説明する
。第2図において、n型GaAs基板1」二に順次n型
GaAsバッファ層2、n型(AlO,3Ga 0.t
)0.s I n0.s Pクラッド層23、アンド
ープGa0.s I n0.s P活性層24、p型
(AIQ、l Ga0.7)0.51 n0.s Pク
ラッド層25、n型G a A s電流ブロック層26
、p型GaAsキャップ層27が形成されている。符号
8はp電極、9はn電極である。
。第2図において、n型GaAs基板1」二に順次n型
GaAsバッファ層2、n型(AlO,3Ga 0.t
)0.s I n0.s Pクラッド層23、アンド
ープGa0.s I n0.s P活性層24、p型
(AIQ、l Ga0.7)0.51 n0.s Pク
ラッド層25、n型G a A s電流ブロック層26
、p型GaAsキャップ層27が形成されている。符号
8はp電極、9はn電極である。
この構成の発光素子では、クラッド層のAIL組成を適
当に選ぶことにより、活性層への注入キャリアおよび光
の閉じ込めを充分に行うことができる。また、n型Ga
ps電流ブロック層により電流狭窄を行うことができる
利点があった。
当に選ぶことにより、活性層への注入キャリアおよび光
の閉じ込めを充分に行うことができる。また、n型Ga
ps電流ブロック層により電流狭窄を行うことができる
利点があった。
ところが、(A Il0.、lG a0.t)0.s
I n0.s Pのような4元混晶を放熱経路、すなわ
ら活性層の周囲に用いた場合、周囲の層の熱抵抗が高く
なる。
I n0.s Pのような4元混晶を放熱経路、すなわ
ら活性層の周囲に用いた場合、周囲の層の熱抵抗が高く
なる。
このため、連続操作をさせると、素子の温度」二昇が大
きくなり過ぎ、高性能、高信頼を得ることができなかっ
た。
きくなり過ぎ、高性能、高信頼を得ることができなかっ
た。
本発明の目的は、この様な従来の欠点を除去し、発光効
率の高い高性能、高信頼性の半導体発光素子を提供する
ことにある。
率の高い高性能、高信頼性の半導体発光素子を提供する
ことにある。
本発明はGaAs基板上に(A 7!x G a l−
w )0.5In0.sPを活性層とし、(A j!、
G a +−y )0.5In0.sP をクラッ
ド層とするダブルヘテロ構造を有する(ここでにおよび
yは0≦X’<y−≦−1である)半導体レーザにおい
て、該ダブルヘテロ構造がストライプ状の構造であり、
該ダブルヘテロ構造をメサ型に形成し、さらに該メサ構
造のストライプ側面にZnSeを理め込んで成ることを
特徴とする。
w )0.5In0.sPを活性層とし、(A j!、
G a +−y )0.5In0.sP をクラッ
ド層とするダブルヘテロ構造を有する(ここでにおよび
yは0≦X’<y−≦−1である)半導体レーザにおい
て、該ダブルヘテロ構造がストライプ状の構造であり、
該ダブルヘテロ構造をメサ型に形成し、さらに該メサ構
造のストライプ側面にZnSeを理め込んで成ることを
特徴とする。
第1図を用いて本発明の詳細な説明する。
n型GaAs1板1上にエピタキシャル成長法により、
順次n型GaAsバッファ層2、n型(AI!y Ga
+−y)0.5Tn0.s P層3、アンドープ(A
lz G a +−x )0.s I n0.s P層
4、p型(Aj!、Ga+−y )0.5ln0.s
P層5およびp型GaAS層6を形成する。ここで、X
およびyはQ <X <y <lである。さらに、n型
(AN。
順次n型GaAsバッファ層2、n型(AI!y Ga
+−y)0.5Tn0.s P層3、アンドープ(A
lz G a +−x )0.s I n0.s P層
4、p型(Aj!、Ga+−y )0.5ln0.s
P層5およびp型GaAS層6を形成する。ここで、X
およびyはQ <X <y <lである。さらに、n型
(AN。
G a +−y )0.s I n0.5P層3からp
型GaAs層6までをメサ形に形成し、高抵抗なZnS
eをエピタキシャル成長させてこのメサ型を理め込む。
型GaAs層6までをメサ形に形成し、高抵抗なZnS
eをエピタキシャル成長させてこのメサ型を理め込む。
さらにp電極8、n電極9を形成する。
各層のうち、レーザあるいはLEDの活性層はアンドー
プ(A 1x G a 1−x )0.s T n0.
5 P層4で、ここに注入キャリアおよび光の閉じ込め
を充分に行うように、n型およびp型(Aβy G a
+ −y )0.s T n0.5 P層3.5のA
7!組成比yを選ぶ。
プ(A 1x G a 1−x )0.s T n0.
5 P層4で、ここに注入キャリアおよび光の閉じ込め
を充分に行うように、n型およびp型(Aβy G a
+ −y )0.s T n0.5 P層3.5のA
7!組成比yを選ぶ。
このような構成によれば、理め込み層であるZnSe層
は、(A j!x G a l−X )0.5 T n
6.5 Pよりもエネルギーギャップが充分に大きく、
高抵抗層に形成されているため、電漆注入およびキャリ
アの閉じ込めが充分に効率良く行なえる。また、ZnS
eの格子定数は、GaAsのそれと等しいため、メサを
理め込むことにより、素子内に歪を導入することによる
素子機能の低下を招くことがない。
は、(A j!x G a l−X )0.5 T n
6.5 Pよりもエネルギーギャップが充分に大きく、
高抵抗層に形成されているため、電漆注入およびキャリ
アの閉じ込めが充分に効率良く行なえる。また、ZnS
eの格子定数は、GaAsのそれと等しいため、メサを
理め込むことにより、素子内に歪を導入することによる
素子機能の低下を招くことがない。
本発明を従来例のものと比較すると、注入キャリアおよ
び光の閉じ込めについては、第2図に示したような従来
のダブルヘテロ構造の機能を損なうことなく、さらに以
下に述べるような新たな利点を有する。
び光の閉じ込めについては、第2図に示したような従来
のダブルヘテロ構造の機能を損なうことなく、さらに以
下に述べるような新たな利点を有する。
従来の4元混晶(A e uG a +−u)v In
+−vPは熱抵抗が大きい。一般に多元混晶は、構成
元素の種類の少ない混晶と較べて熱抵抗が大きいことが
知られている。これは多元になる程、結晶格子の乱雑さ
が増すためであり、4元混晶(A 12 、G a+−
u)0.sl n0.s Pの場合、u = 0.5付
近で熱抵抗率は極大値をもち、その値は約14 deg
−cm/−となる。この熱抵抗率は、Uの値に依存し、
通常8〜14 deg−cm/IIの範囲の値をもつ。
+−vPは熱抵抗が大きい。一般に多元混晶は、構成
元素の種類の少ない混晶と較べて熱抵抗が大きいことが
知られている。これは多元になる程、結晶格子の乱雑さ
が増すためであり、4元混晶(A 12 、G a+−
u)0.sl n0.s Pの場合、u = 0.5付
近で熱抵抗率は極大値をもち、その値は約14 deg
−cm/−となる。この熱抵抗率は、Uの値に依存し、
通常8〜14 deg−cm/IIの範囲の値をもつ。
そこで、熱抵抗を少なくするために、放熱を行う活性層
の周囲の半導体層を、構成元素の種類の少ない混晶にす
ることが望ましい。従って、本発明のようにダブルヘテ
ロ構造をメサ型に形成し、周囲を2元結晶のZnSeで
理めることにより、熱抵抗の」二昇を低減させることが
できる。
の周囲の半導体層を、構成元素の種類の少ない混晶にす
ることが望ましい。従って、本発明のようにダブルヘテ
ロ構造をメサ型に形成し、周囲を2元結晶のZnSeで
理めることにより、熱抵抗の」二昇を低減させることが
できる。
以下、実施例につき本発明を説明する。
第1図において、赤色可視半導体レーザのダブルヘテロ
構造として活性層にアンドープ(AIl0.lG a
0.、)0.s T n 0.sP活性層4、n型お
よびp型りラッド層に(Aj!0.a Ga0.a)0
.s T n0.sPクラッド層3および5を用いた。
構造として活性層にアンドープ(AIl0.lG a
0.、)0.s T n 0.sP活性層4、n型お
よびp型りラッド層に(Aj!0.a Ga0.a)0
.s T n0.sPクラッド層3および5を用いた。
n型GaAs基板1上に順次厚さ1.0−のn型GaA
sバッファ層2、厚さ1.0−のn型(Aβ0.b G
a0.n)0.s T n++、s Pクラッド層3
、厚さ0.1 tsのアンドープCA10.+ Ga0
.)0.s T n。、s p活性層4、厚さ1.0
pのp型(A7!。、。
sバッファ層2、厚さ1.0−のn型(Aβ0.b G
a0.n)0.s T n++、s Pクラッド層3
、厚さ0.1 tsのアンドープCA10.+ Ga0
.)0.s T n。、s p活性層4、厚さ1.0
pのp型(A7!。、。
G a0.4)0.s I n6.5 Pクラッド層
5、厚さ1.0岬のp型GaAs層6を形成する。
5、厚さ1.0岬のp型GaAs層6を形成する。
ダブルヘテロ構造の層3〜6の形状をメサ型にして、幅
10卿、長さ200屡のストライプ状に形成する。この
メサ型の周囲に、高抵抗なZnSe層7をエピタキシャ
ル成長させ、メサ型を理め込むような構造にする。次い
で、層7側にp電極、基板1にn電極を形成する。
10卿、長さ200屡のストライプ状に形成する。この
メサ型の周囲に、高抵抗なZnSe層7をエピタキシャ
ル成長させ、メサ型を理め込むような構造にする。次い
で、層7側にp電極、基板1にn電極を形成する。
このような構造では、例えば、電流注入領域から1〇−
離れたところまで、電流注入領域周辺の半導体層の熱抵
抗が関与しているとするとZnSeO熱抵抗率は2de
g −cm/Wであるので、電流注入領域周辺の半導
体層の熱抵抗が5deg/Wとなる。
離れたところまで、電流注入領域周辺の半導体層の熱抵
抗が関与しているとするとZnSeO熱抵抗率は2de
g −cm/Wであるので、電流注入領域周辺の半導
体層の熱抵抗が5deg/Wとなる。
ところが、本実施例の場合と同じ電流注入領域をもつが
メサ領域はZnSeで理め込まれていない従来例の場合
、電流注入領域周辺の半導体層の熱抵抗は、35deg
/IQである。
メサ領域はZnSeで理め込まれていない従来例の場合
、電流注入領域周辺の半導体層の熱抵抗は、35deg
/IQである。
第1図に示した本発明の実施例では、従来例と較べて熱
抵抗を小さくすることができ、電流注入領域も含め52
.5deg/−から22.5deg/Wとすることがで
き、活性層の温度上昇を約172にすることができた。
抵抗を小さくすることができ、電流注入領域も含め52
.5deg/−から22.5deg/Wとすることがで
き、活性層の温度上昇を約172にすることができた。
本実施例では、各層の組成、導電型を特定したが、本発
明は他の組成、導電型にも応用できる。
明は他の組成、導電型にも応用できる。
以上述べたように、本発明によれば注入キャリアおよび
光の閉じ込めについては、従来のダブルヘテロ構造の機
能を損なうことなく、さらに熱抵抗を下げることにより
、その特性および信顛性を向上させた半導体発光素子を
提供することができる。
光の閉じ込めについては、従来のダブルヘテロ構造の機
能を損なうことなく、さらに熱抵抗を下げることにより
、その特性および信顛性を向上させた半導体発光素子を
提供することができる。
第1図は本発明の実施例を示す半導体発光素子の断面図
であり、 第2図は従来の実施例を示す断面図である。 l・・・n型GaAs基板 2・・・n型GaAsバッファ層 3−−・n型(Any Ga+−y)0.5ln0.s
P層またはn型(Al0.b Ga0.s)0.s
I n0.sPツク5フ層 4・・・アンドープ(A Il* G a I−X )
0.s I n0.s P層またはアンドープ(Af0
.+ Ga0.9)0.5In0.5P活性層 5−P型(Al1y Ga+−y )a、al n0.
s P層またはp型(Al!0.b Ga11.4)1
1.s I n0.sPツク5フ層 6−D型GaAs1i 7・・・高抵抗なZnSe層 8・・・p電極 9・・・n電極 23=・n型(Aj!0.s Ga0.t)0.s r
n0.s Pクラッド層 24−・・アンドープGa0.s In0.B P活
性層25−p型(A#0.+ Ga0.)0.s I
n0.s Pクラッド層
であり、 第2図は従来の実施例を示す断面図である。 l・・・n型GaAs基板 2・・・n型GaAsバッファ層 3−−・n型(Any Ga+−y)0.5ln0.s
P層またはn型(Al0.b Ga0.s)0.s
I n0.sPツク5フ層 4・・・アンドープ(A Il* G a I−X )
0.s I n0.s P層またはアンドープ(Af0
.+ Ga0.9)0.5In0.5P活性層 5−P型(Al1y Ga+−y )a、al n0.
s P層またはp型(Al!0.b Ga11.4)1
1.s I n0.sPツク5フ層 6−D型GaAs1i 7・・・高抵抗なZnSe層 8・・・p電極 9・・・n電極 23=・n型(Aj!0.s Ga0.t)0.s r
n0.s Pクラッド層 24−・・アンドープGa0.s In0.B P活
性層25−p型(A#0.+ Ga0.)0.s I
n0.s Pクラッド層
Claims (1)
- (1)GaAs基板上に(Al_xGa_1_−_x)
_0_._5In_0_._5Pを活性層とし、(Al
_yGa_1_−_y)_0_._5In_0_._5
Pをクラッド層とする(ここで、xおよびyは0≦x<
y≦1である)ダブルヘテロ構造を有する半導体レーザ
において、該ダブルヘテロ構造がストライプ状の構造で
あり、該ダブルヘテロ構造をメサ型に形成し、さらに該
メサ構造のストライプ側面をZnSeに理め込んで成る
ことを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61058080A JPS62216386A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61058080A JPS62216386A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62216386A true JPS62216386A (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=13073937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61058080A Pending JPS62216386A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62216386A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6457780A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | Seiko Epson Corp | Semiconductor laser |
JPH01135086A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
WO1990003055A1 (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-22 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device and method of producing the same |
JPH02205381A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
US5170404A (en) * | 1989-09-04 | 1992-12-08 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device suitable for optical communications systems drive |
JPH08130346A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-05-21 | Nec Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61058080A patent/JPS62216386A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6457780A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | Seiko Epson Corp | Semiconductor laser |
JPH01135086A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
WO1990003055A1 (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-22 | Seiko Epson Corporation | Light emitting device and method of producing the same |
JPH02205381A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
US5170404A (en) * | 1989-09-04 | 1992-12-08 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device suitable for optical communications systems drive |
JPH08130346A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-05-21 | Nec Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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