JPS63107076A - Semiconductor light emitting element - Google Patents

Semiconductor light emitting element

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Publication number
JPS63107076A
JPS63107076A JP61252699A JP25269986A JPS63107076A JP S63107076 A JPS63107076 A JP S63107076A JP 61252699 A JP61252699 A JP 61252699A JP 25269986 A JP25269986 A JP 25269986A JP S63107076 A JPS63107076 A JP S63107076A
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JP
Japan
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active region
light emitting
semiconductor
junction
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP61252699A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Inaba
稲塲 文男
Hiromasa Ito
弘昌 伊藤
Koichi Taniguchi
浩一 谷口
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.)
Tohoku University NUC
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Japan Science and Technology Agency
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Tohoku University NUC
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Research Development Corp of Japan
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd, Mitsubishi Cable Industries Ltd, Research Development Corp of Japan, Ricoh Co Ltd filed Critical Tohoku University NUC
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Abstract

PURPOSE:To obtain an element wherein light emission of high luminance is available, converging property of light is excellent, and the efficiency of current injection into an active region containing a pn junction is more increased, by forming, on a part for forming an active region on a semiconductor plate material, at least one double heterojunction and a p-n junction extending in the vertical direction to the semiconduc tor plate material. CONSTITUTION:The title element comprises the following; a semiconductor plate material, a part for forming an active region containing a p-n junction PN, at least one double heterojunction and a p-n junction PN extending in the vertical direction to the semiconductor plate materiel which are formed on a part for forming an active region. An active region constituted of the double heterojunction and the p-n junction PN, a lower electrode E2 and an upper electrode E1 are formed. The polarity of the upper electrode is different from that of the lower electrode arranged in an arbi trary part of the semiconductor plate material other than the part where the lower electrode is arranged. For example, on an n-type GaAs substrate B, the following are formed; a cylindrical protrusion P constituted of an n-type AlGaAs layer, an n-type GaAs active layer and an n-type AlGaAs layer, a p-side electrode E1, an n-side electrode E2 made of high reflectivity material, an upper resistive layer 1 and a lower resistive layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、面発光型半導体発光素子に関し、特にテープ
などの検査用、OA機器などの表示用または光フアイバ
通信用に最適な半導体発光素子に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a surface-emitting semiconductor light-emitting device, and in particular, a semiconductor light-emitting device that is most suitable for inspection of tapes, display of OA equipment, etc., or optical fiber communication. It is related to.

〔従来の技術・発明が解決しようとする問題点〕半導体
板材(基板と基板上に設けた結晶層を含む)に対して垂
直方向に光を放出する半導体発光素子は、光ファイバと
の結合が容易であり、また、面発光体として一次元或い
は二次元のアレイ構造を形成することによりテープなど
の検査用、OA情報機器などの表示用または光フアイバ
通信用として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
られてきている。
[Prior art/problems to be solved by the invention] A semiconductor light emitting device that emits light in a direction perpendicular to a semiconductor plate material (including a substrate and a crystal layer provided on the substrate) cannot be coupled to an optical fiber. It is easy to use, and by forming a one-dimensional or two-dimensional array structure as a surface light emitter, it is expected to have various uses such as inspection of tapes, display of OA information equipment, etc., and optical fiber communication. Since then, development has been progressing in the research field of semiconductor lasers and light emitting diodes.

しかして本発明者等は上記基板に対して垂直方向に発光
する発光素子として、第13図、第14図及び第15図
に示したような構造の発光素子を堤案じている。まず第
13図に示した発光素子は、基板Bと、基板Bの片面上
に設けた円柱状突起Pと、円柱状突起Pの側周面及び基
板Bの上面に設けたp側電極E1と、基板日の下面に設
けたn側電極E2とからなるものである0円柱状突起P
内には基板Bに対して垂直方向に延在するpn接合PN
を含む活性領域が、また基板Bの上面の電極1!1の下
には5tatやStN*からなる抵抗1i1Qが存在し
ている。この発光素子において活性領域はホモ接合によ
り構成してあり、すなわちpn接合PNはp型不純物と
してたとえば亜鉛(Zn)の拡散によって形成したもの
である。また第14図に示した発光素子は突起Pに特徴
がある。すなわち、基板Bの片面上に設けた突起Pが該
面上を横切って延在する一条の細長い四角柱状を呈し、
しかもこの突起Pの長さは少なくとも100〜75 、
000−である、そのため突起P内に延在するpn接合
PNを含む活性領域も、突起Pの側面に沿って突起Pを
縦断する方向に存在する。さらに第15図に示す発光素
子は、基vi、Bに基板Bの上面から下面に至る切頭円
錐台形状の貫通孔Hを形成し、この貫通孔Hの内壁面に
Znを拡散させて内壁面に沿って延在するpn接合PM
を含む活性領域を形成したものであり、貫通孔Hの内壁
面及び基板Bの下面に電極E1が、基板Bの上面に環状
の電極E2がそれぞれ設けられている。
Therefore, the present inventors have proposed a light emitting element having a structure as shown in FIGS. 13, 14, and 15 as a light emitting element that emits light in a direction perpendicular to the substrate. First, the light emitting element shown in FIG. 13 includes a substrate B, a cylindrical projection P provided on one side of the substrate B, and a p-side electrode E1 provided on the side peripheral surface of the cylindrical projection P and the upper surface of the substrate B. , and an n-side electrode E2 provided on the lower surface of the substrate.
There is a pn junction PN extending perpendicularly to the substrate B.
There is also a resistor 1i1Q made of 5tat or StN* under the electrode 1!1 on the upper surface of the substrate B. In this light emitting device, the active region is constituted by a homojunction, that is, the pn junction PN is formed by diffusing p-type impurity such as zinc (Zn). Further, the light emitting element shown in FIG. 14 is characterized by the protrusion P. That is, the protrusion P provided on one side of the substrate B has the shape of an elongated square column extending across the surface,
Moreover, the length of this protrusion P is at least 100 to 75,
000-, therefore, the active region including the pn junction PN extending within the protrusion P also exists in the direction that traverses the protrusion P along the side surface of the protrusion P. Furthermore, in the light emitting device shown in FIG. 15, a truncated cone-shaped through hole H extending from the upper surface to the lower surface of the substrate B is formed in the bases vi, B, and Zn is diffused into the inner wall surface of the through hole H to form an inner surface. pn junction PM extending along the wall surface
An electrode E1 is provided on the inner wall surface of the through hole H and the lower surface of the substrate B, and an annular electrode E2 is provided on the upper surface of the substrate B.

これらの発光素子はいずれも電極El、 E2間に電流
を流すことにより、第13図及び第14図に示したもの
では突起Pから、第15図に示したものでは貫通孔Hか
ら基板Bに対して垂直方向に第13図及び第15図では
点状の光、第14図では線状の光をそれぞれ放出するこ
とができる。
In each of these light-emitting elements, by passing a current between the electrodes El and E2, the light is emitted from the protrusion P in the ones shown in FIGS. 13 and 14, and from the through hole H in the one shown in FIG. 15 to the substrate B. On the other hand, point-like light can be emitted in the vertical direction in FIGS. 13 and 15, and linear light can be emitted in FIG. 14, respectively.

ところで光フアイバ通信は、広帯域性、多重双方向性、
耐雑音性、非誘導性などの特徴を有しており、光ファイ
バの伝送帯域を考慮して半導体材料としては、石英系光
ファイバの低損失域に発光波長(半導体材料のほぼバン
ドギャップ・エネルギーに相当)を有する高品質なエピ
タキシャル結晶が使用され、石英系光ファイバの0.7
〜0.9P、帯ではGaAs/AlGaAs系、1〜L
、7P帯ではInGaAsP/InP系が主として該当
し、このほか、最近改良が進んでいる低価格のプラスチ
ック・ファイバ用に(AI。
By the way, optical fiber communication is broadband, multiplex bidirectional,
It has characteristics such as noise resistance and non-inductive properties, and considering the transmission band of optical fiber, as a semiconductor material, the emission wavelength (approximately the bandgap energy of the semiconductor material) is in the low loss region of silica-based optical fiber. A high-quality epitaxial crystal with a 0.7
~0.9P, band GaAs/AlGaAs system, 1~L
In the 7P band, the InGaAsP/InP system is mainly applicable, and in addition to this, it is also used for low-cost plastic fibers that have recently been improved (AI).

Ga、 In)  (P + As)系の0.5〜0.
7p−帯の発光素子や極低損失のハライド又はカルコゲ
ナイド・ファイバ用には(AI、Ga、 In) −(
P+八へ、Sb)系や(Pb、5n)−(Se+ Te
)系の2〜10.帯の発光素子の適用が考えられる。
Ga, In) (P + As) system 0.5 to 0.
For 7p-band light emitting devices and ultra-low loss halide or chalcogenide fibers, (AI, Ga, In)
to P+8, Sb) system and (Pb, 5n)-(Se+ Te
) series 2 to 10. Application of a band-shaped light emitting element is considered.

しかして、上記の構造の発光素子は、いずれも発光波長
がある程度の帯域幅を有しているが、はぼ一定波長の光
を発するだけのものである。光フアイバ通信においては
、光ファイバの伝送帯域での光損失を考慮して、できる
だけ高輝度で発光する発光素子を使用するのが好ましく
、また光ファイバの伝送波長の広帯域性により、種々の
発光波長を使用する多重波長通信の必要性が光フアイバ
通信の進歩及び需要増に伴い今後益々増してくることか
ら、異なる波長の光を放出する発光素子であればその要
求に応じることができる。
Although all of the light emitting elements having the above structure have a certain degree of emission wavelength bandwidth, they only emit light at a roughly constant wavelength. In optical fiber communication, it is preferable to use a light emitting element that emits light as high as possible in consideration of optical loss in the transmission band of the optical fiber. The need for multi-wavelength communications using optical fibers will continue to increase as optical fiber communications progress and demand increases, and a light-emitting element that emits light of different wavelengths can meet this demand.

従って、本発明の目的は、テープなどの検査用、OAi
器などの表示用または光フアイバ通信用に最適であって
、高輝度で発光しかつ光の集束性に優れていると共に、
pn接合を含む活性領域に対する電流注入効率を一層高
めた半導体発光素子を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to use an OAi
It is ideal for display devices and optical fiber communications, emits light with high brightness, and has excellent light focusing properties.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device with further improved current injection efficiency into an active region including a pn junction.

本発明の別の目的は、テープなどの検査用、0A機器な
どの表示用または光フアイバ通信用、特に光ファイバに
よる多重波長通信用に最適であって、種々の波長で高輝
度に発光しかつ光の集束性に優れていると共に、pn接
合を含む活性領域に対する電流注入効率を一層高めた半
導体発光素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a light emitting device that emits light at high brightness at various wavelengths and is suitable for inspection of tapes, display of 0A equipment, or optical fiber communication, particularly for multi-wavelength communication using optical fiber. An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that has excellent light focusing properties and further improves current injection efficiency into an active region including a pn junction.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記目的は、半導体板材(基板と基板上に設けた結晶層
を含む、以下同様)と、該半導体板材に設けたpn接合
を含む活性領域を形成するための部分と、該活性領域形
成部分に少なくとも1つのダブルヘテロ接合及び半導体
板材に対して垂直方向に延在するpn接合を形成し、こ
のダブルヘテロ接合及びpn接合により構成した活性領
域と、半導体板材の下面に設けた下部電極と、半導体板
材の下部電極を設けた部分以外の任意の部分に設けた下
部電極とは極性の異なる上部電極とからなる半導体発光
素子により達成される。
The purpose is to provide a semiconductor plate (including a substrate and a crystal layer provided on the substrate, the same shall apply hereinafter), a portion of the semiconductor plate for forming an active region including a pn junction, and a portion for forming the active region. At least one double heterojunction and a pn junction extending perpendicularly to the semiconductor plate are formed, and an active region formed by the double heterojunction and the pn junction, a lower electrode provided on the lower surface of the semiconductor plate, and a semiconductor This is achieved by a semiconductor light-emitting element comprising an upper electrode having a different polarity from the lower electrode provided on any part of the plate material other than the part where the lower electrode is provided.

本発明の半導体発光素子は、基本的には本発明者等が先
に提案している第13図、第14図及び第15図に示し
たもの、すなわち基板に対して垂直方向に延在するpn
n接合含む活性領域を有し、この活性領域に効率良く電
流が注入されるように5i(hやSiN*などからなる
抵抗層を設けたものを改良したものである。それゆえ、
本発明の発光素子においてその特徴としては、活性領域
形成部分に少なくとも1つのダブルヘテロ接合及びpn
接合を形成し、このダブルヘテロ接合及びpn接合によ
り活性領域を構成したことであり、活性領域にキャリア
が効率良く閉じ込められ、高輝度の発光を得ることがで
き、さらに2つ以上のダブルヘテロ接合を形成したもの
では、活性領域が活性領域形成部分に複数存在すること
になり、活性領域から異なる波長の光を放出することが
できる。これは、活性領域形成部分を化合物半導体の禁
制帯幅の異なる半導体材料で構成することにより達成す
ることができる0例えば、活性領域形成部分をAlGa
Asエピタキシャル成長層を堆積して構成する場合、A
Iの含有量が異なるAlGaAs層を順次エピタキシャ
ル成長させ、これによりダブルヘテロ接合を形成し、そ
の後にp型不純物(たとえばZn)を活性領域形成部分
に拡散させるか、或いはダブルヘテロ接合を構成する層
の伝導型とは異なる伝導型の層を活性領域形成部分の周
囲にエピタキシャル成長させたものが一例としてあげら
れる。
The semiconductor light emitting device of the present invention is basically as shown in FIGS. 13, 14, and 15 previously proposed by the present inventors, that is, it extends perpendicularly to the substrate. pn
It has an active region including an n-junction, and is an improved version of the one in which a resistive layer made of 5i (h, SiN*, etc.) is provided so that current can be efficiently injected into the active region.Therefore,
The light emitting device of the present invention has at least one double heterojunction and a pn
The double heterojunction and the pn junction constitute an active region, and carriers are efficiently confined in the active region, allowing high-brightness light emission to be obtained. In the case where a plurality of active regions are formed, a plurality of active regions exist in the active region forming portion, and light of different wavelengths can be emitted from the active region. This can be achieved by forming the active region forming portion with semiconductor materials having different forbidden band widths of compound semiconductors. For example, the active region forming portion may be made of AlGa
In the case of depositing an As epitaxial growth layer, A
AlGaAs layers with different I contents are sequentially epitaxially grown to form a double heterojunction, and then a p-type impurity (for example, Zn) is diffused into the active region forming part, or the layers constituting the double heterojunction are An example is a structure in which a layer of a conductivity type different from the conductivity type is epitaxially grown around the active region forming portion.

具体的にその半導体材料としては、m−v族化合物半導
体であるGaAs、 GaP、 AlGaAs、 1n
P、 InGaASP% InGaP、 InAIP、
 GaAsP、 GaN、 InAsP、 InAsS
b等、II−Vl族化合物半導体であるZn5es Z
n5SZnOsCdSe、 CdTeなど、IV−VT
族化合物半導体であるpbTe、 Pb5nTe、 P
b5nSeなど、更にN−1)V族化合物半導体である
SiCなどがあり、それぞれの材料の長所を活かして適
用することにより、発光波長を種々に変えることが可能
である。
Specifically, the semiconductor materials include m-v group compound semiconductors such as GaAs, GaP, AlGaAs, and 1n.
P, InGaASP% InGaP, InAIP,
GaAsP, GaN, InAsP, InAsS
b etc., Zn5es Z which is a II-Vl group compound semiconductor
n5SZnOsCdSe, CdTe, etc., IV-VT
Group compound semiconductors pbTe, Pb5nTe, P
There are materials such as b5nSe, and SiC, which is an N-1)V group compound semiconductor, and by utilizing the advantages of each material, it is possible to vary the emission wavelength.

なお本発明において、記載されている「半導体板材(基
板と基板上に設けた結晶層を含む)に対して垂直方向に
延在するpn接合を含む活性領域」の文章のうち“垂直
方向°という語句の意味は、基板に対して角度90度の
直角方向のみと限定的に解釈する必要はなく、基板に対
して90度より若干大きい、または小さい傾斜角度をも
包含する。
In the present invention, in the phrase "an active region including a pn junction extending perpendicularly to a semiconductor board material (including a substrate and a crystal layer provided on the substrate)", "perpendicular direction" is used. The meaning of the phrase need not be construed exclusively as perpendicular to the substrate at an angle of 90 degrees, but also includes angles of inclination slightly larger or smaller than 90 degrees with respect to the substrate.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の半導体発光素子を実施例に基づいて説明
する。
Hereinafter, the semiconductor light emitting device of the present invention will be explained based on Examples.

本発明の半導体発光素子の第一の実施例を第1図及び第
3図に示す、この発光素子は、図からも明らかなように
、本発明者等が先に提案している第13図に示したもの
を改良したものであり、n型GaAsからなる基板Bと
、その基板B上にエピタキシャル成長させたn型AlG
aAs層、n型GaAs活性層及びn型AlGaAs層
から形成した円柱状突起Pと、突起Pの側周面及び基板
Bの突起Pを形成した側の面(基板Bの上面)に設けた
p側電極E1と、基板Bの下面に設けた高反射率の材料
からなるn側電極E2と、基板Bの上面の電極E1の下
に介在させた上部抵抗層1と、基[Bの下面の上部抵抗
層1に対向する位置において電極E2の上に介在させた
下部抵抗層2とで構成されている。また基板Bの下面に
おいて活性領域に対向する位置に円形状の凹溝5が形成
され、この凹溝5の部分には下部砥抗層2が存在してい
ない、突起Pは、前記n型AlGa^5liiSn型G
aAs活性層及びn型^lGaAs層によりダブルヘテ
ロ接合構造であり、その側周面に沿ってp型不純物(た
とえばZn)が拡散され、基板Bに対して垂直方向に延
在する拡散領域が形成され、その拡散フロントでpn接
合PNが形成され、ダブルヘテロ接合とpn接合PNに
より活性領域が構成されている。
A first embodiment of the semiconductor light emitting device of the present invention is shown in FIG. 1 and FIG. This is an improved version of the one shown in Figure 1, which consists of a substrate B made of n-type GaAs and an n-type AlG epitaxially grown on the substrate B.
A cylindrical projection P formed from an aAs layer, an n-type GaAs active layer, and an n-type AlGaAs layer, and a p side electrode E1, an n-side electrode E2 made of a material with high reflectance provided on the lower surface of the substrate B, an upper resistance layer 1 interposed under the electrode E1 on the upper surface of the substrate B, and a It is composed of a lower resistance layer 2 interposed on an electrode E2 at a position facing the upper resistance layer 1. Further, a circular groove 5 is formed on the lower surface of the substrate B at a position facing the active region, and the lower abrasive layer 2 is not present in the groove 5. The protrusion P is made of the n-type AlGa ^5liiSn type G
A double heterojunction structure is formed by the aAs active layer and the n-type ^lGaAs layer, and p-type impurities (for example, Zn) are diffused along the side circumferential surface to form a diffusion region extending perpendicularly to the substrate B. A pn junction PN is formed at the diffusion front, and an active region is constituted by the double heterojunction and the pn junction PN.

本実施例の発光素子は、電極E1、E2間に電流を注入
した場合、各層のバンド・ギャップ差によりキャリアが
活性層内に効率良く閉じ込められ、特に図中に点線で囲
んだ部分の活性領域においてキャリアが接合面で再結合
し、突起Pの先端から実質的に基ViBに対して垂直方
向にかつ高輝度で発光する。しかも、電流は突起Pの側
周面の電極E1から活性領域を通って凹溝5内に設けで
ある電極E2に流れるが、基板Bの上面の電極Elから
基板Bの下面の電極E2のうち凹溝5内の電極E2以外
の電極E2には上部及び下部抵抗層1.2によって流れ
ないので、活性領域への電流の注入効率が一段と向上し
、その結果として応答速度が高まり、さらに発光輝度が
増大することになる。また凹溝5内の電極E2が高反射
率の材料からなるため反射面を呈し、活性領域での発光
のうち基板Bの下面の方向に進行する光を上方向に反射
するので、光取出効率が向上して光出力が増加する。
In the light emitting device of this example, when a current is injected between the electrodes E1 and E2, carriers are efficiently confined within the active layer due to the band gap difference between each layer. The carriers are recombined at the bonding surface, and light is emitted from the tip of the protrusion P in a direction substantially perpendicular to the group ViB with high brightness. Moreover, the current flows from the electrode E1 on the side peripheral surface of the protrusion P through the active region to the electrode E2 provided in the groove 5, but from the electrode E1 on the upper surface of the substrate B to the electrode E2 on the lower surface of the substrate B. Since the upper and lower resistance layers 1.2 prevent current from flowing to the electrodes E2 other than the electrode E2 in the groove 5, the efficiency of current injection into the active region is further improved, resulting in an increase in response speed and an increase in luminance. will increase. Furthermore, since the electrode E2 in the groove 5 is made of a material with high reflectance, it presents a reflective surface, and among the light emitted in the active region, the light traveling in the direction of the lower surface of the substrate B is reflected upward, so that the light extraction efficiency is improved. improves the light output.

このような発光素子は、突起Pの先端から基板Bに対し
て垂直方向に光を放出するものであり、活性領域からの
光は集束性に優れ、かつ高輝度で発光するので、検査、
表示または通信用として最適であり、たとえば光ファイ
バと結合して通信用として使用するには、光ファイバを
突起Pの頂上面に簡単に結合でき、高輝度の光を光ファ
イバに伝送することができる。
Such a light emitting element emits light from the tip of the protrusion P in a direction perpendicular to the substrate B, and the light from the active region has excellent convergence and emits light with high brightness, so it can be easily inspected,
It is ideal for display or communication purposes.For example, to connect an optical fiber and use it for communication purposes, the optical fiber can be easily connected to the top surface of the protrusion P, and high-intensity light can be transmitted to the optical fiber. can.

第一の実施例では、pn接合PN及びダブルヘテロ接合
を円柱状突起Pに形成したもので、これは前述した如く
本発明者等が先に提案している第13図に示した発光素
子の改良であるが、次に同じく本発明者等が提案してい
る第14図の発光素子を改良した第二の実施例を第2図
に示す。
In the first embodiment, a pn junction PN and a double heterojunction are formed on a cylindrical protrusion P, which is similar to the light emitting device shown in FIG. 13 that was previously proposed by the present inventors. As an improvement, a second embodiment of the light emitting device shown in FIG. 14, also proposed by the present inventors, is shown in FIG.

第二の実施例の発光素子は、横断面は第3図に示したも
のと同一であるが、基板Bが長く、この基板Bの片面上
に設けた該片面上を横切って延在する細長い一条の突起
P内に、pn接合PM及びダブルヘテロ接合が形成され
、両者によって活性領域が構成されている。
The light emitting device of the second embodiment has the same cross section as that shown in FIG. A pn junction PM and a double heterojunction are formed within the single protrusion P, and both constitute an active region.

この発光素子は、第一の実施例のものが点状に発光する
のに対して線状に発光するので、特にテープの検査用と
して最適で、テープの幅に対応する大きさのものをテー
プの検査用として用いた場合に、テープの全幅にわたっ
て均一で高輝度な光を照射でき、検査の感度を向上させ
ることが可能になる。さらに上記構造の発光素子を二次
元アレイ化したもの、たとえば基IB上に互いに平行な
細長い三条の突起Pを設けたものであれば、光ファイバ
と結合するに際しては、突起Pと整合するように三列に
整列させて二次元アレイ化した光ファイバを使用すれば
よい、用途に応じて基板B上に多条の突起Pを設けた発
光素子は、光ファイバとの結合が容易であり、実用上極
めて便利なものである。
This light-emitting element emits light in a linear manner, whereas the first embodiment emits light in a dotted manner, so it is especially suitable for inspection of tapes, and a device of a size corresponding to the width of the tape is used. When used for inspection, it is possible to irradiate uniform and high-intensity light over the entire width of the tape, making it possible to improve inspection sensitivity. Furthermore, in the case of a two-dimensional array of light emitting elements having the above structure, for example, one in which three mutually parallel elongated protrusions P are provided on the base IB, when coupling with an optical fiber, it is necessary to align with the protrusions P. A light-emitting element with multiple protrusions P provided on the substrate B according to the purpose can be easily coupled with optical fibers, and can be used in a two-dimensional array using optical fibers arranged in three rows to form a two-dimensional array. Above all, it is extremely convenient.

第一の実施例の発光素子において光放射角をさらに狭く
して光の指向性を高めるには、たとえば第4図に示した
如(、突起Pの先端部から活性層に至るまでの円柱状穴
15を突起Pに形成すればよい、また第5図に示すよう
に光ファイバ20のコア径に相当する径を存する円柱状
穴を突起Pに突起Pと同軸に形成し、光ファイバ20を
この円柱状穴に挿入することにより、光ファイバとの光
結合効率を向上させることができる。
In order to further narrow the light emission angle and increase the directivity of light in the light emitting element of the first embodiment, for example, as shown in FIG. The hole 15 may be formed in the protrusion P, and as shown in FIG. By inserting it into this cylindrical hole, the optical coupling efficiency with the optical fiber can be improved.

次に、第1図に示した構造の半導体発光素子の製造方法
の一例を、n型GaAs基板を用いた場合について第6
図(al〜(目を参照しながら説明する。
Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having the structure shown in FIG.
Figure (al ~ (explained with reference to the eyes).

まず、n型GaAs基板B上に液相エピタキシャル成長
法(LPE)、分子線エピタキシャル成長法(MBE)
または有機金属熱分解気相成長法(MOCVD)などを
用いてn型AlGaAs層L1、n型GaAs活性1i
L2及びn型^IGa^3層L3を順次エピタキシャル
成長させてダブルヘテロ接合を形成する(第6図+al
参照)0次にフォトリソグラフィを行うべく、n型AI
GaAsWiL3の上面に5iftやSiN、膜などを
形成し、その後にレジストRを塗布して所望のパターン
をn型AIGaAa層L3の上面に露光・現像してエツ
チングを行い、RIEまたはRIBEのエツチングマス
クを形成する(第6図(b)参照)。
First, liquid phase epitaxial growth (LPE) and molecular beam epitaxial growth (MBE) were performed on n-type GaAs substrate B.
Alternatively, the n-type AlGaAs layer L1 and the n-type GaAs active layer 1i are formed using metal organic pyrolysis vapor deposition (MOCVD) or the like.
A double heterojunction is formed by sequentially epitaxially growing L2 and n-type ^IGa^3 layer L3 (Fig. 6 + al
Reference) In order to perform 0-order photolithography, n-type AI
5ift, SiN, film, etc. are formed on the top surface of the GaAsWiL3, and then a resist R is applied, and a desired pattern is exposed and developed on the top surface of the n-type AIGaAa layer L3 to perform etching, using an RIE or RIBE etching mask. (See FIG. 6(b)).

その後、例えば反応性イオンエツチング法(RIE)ま
たは反応性イオンビームエツチング法(RrBE)によ
り上記n型AIGaAsJiiL1、n型GaAs活性
層L2及びn型AIGaAsJiL3を所定の深さまで
イオンエツチングし、基板B上に所定の高さを有する円
柱状突起Pを形成しく第6図(C1参照)、基板Bの上
面にマスキング剤(例えば5totSSiN+などが例
示され、これらは電子ビーム蒸着、スパッタ、CVD法
などによって適用される)で上部抵抗層1を設ける(葆
6図(d)参照)。そして、p型不純物(好適にはZn
)の拡散を行って、突起P内に基板Bに対して垂直方向
に延在する拡散領域を形成して、この領域の伝導型をp
型とし、これにより不純物の拡散していないn型領域と
拡散フロントとの界面にpn接合PNを形成する。また
この時に基板Bの下面にも拡散領域を形成して、この領
域をp型GaAsとし、下部抵抗層2とすることも可能
であり、或いは下部抵抗層2として絶縁層(Stew、
SiN、など)を電子ビーム、スパッタ、CVD法など
で形成することも可能である(第6図(el参照)。
Thereafter, the n-type AIGaAsJiiL1, n-type GaAs active layer L2, and n-type AIGaAsJiL3 are ion-etched to a predetermined depth by, for example, reactive ion etching (RIE) or reactive ion beam etching (RrBE), and are etched onto the substrate B. In order to form a cylindrical protrusion P having a predetermined height, a masking agent (for example, 5totSSiN+, etc.) is applied to the upper surface of the substrate B by electron beam evaporation, sputtering, CVD, etc. on the upper surface of the substrate B. (see Figure 6(d)). Then, a p-type impurity (preferably Zn
) to form a diffusion region extending perpendicularly to the substrate B within the protrusion P, and change the conductivity type of this region to p.
This forms a pn junction PN at the interface between the n-type region in which impurities are not diffused and the diffusion front. At this time, it is also possible to form a diffusion region on the lower surface of the substrate B and make this region p-type GaAs to serve as the lower resistance layer 2. Alternatively, the lower resistance layer 2 can be formed by forming an insulating layer (Stew,
SiN, etc.) can also be formed by electron beam, sputtering, CVD, etc. (see FIG. 6 (el)).

拡散工程後に、基板Bの下面の突起P(ダブルヘテロ接
合とpn接合PNにより構成された活性領域)に対向す
る部分をRIEまたはRIBEによりイオンエツチング
するか、或いはウェットエツチングなどによりエツチン
グし、該部分の不要な下部抵抗層を除去して、円形状の
凹溝5を形成しく第6図(f)参照)、突起Pの側周面
、基板Bの上面及びレジストP上にp側の電極材として
たとえばCr −Auからなる電極E1を、また基板B
の下面及び凹溝5内にn側の高反射率の電極材としてた
とえばAuからなる電極E2を真空蒸着などの手段によ
って設ける(第6図(幻参照)、その後、突起P上の電
極E1及びレジストRをリフトオフ法により除去する(
第6図Th)参照)ことにより、第1図に示した如く基
板B上の円柱状突起P内にダブルヘテロ接合及び基板B
に対して垂直方向に延在するpn接合PNを・有し、基
板Bの上面の電極E1の下及び基板Bの下面の電極E2
の上にそれぞれ上部及び下部抵抗層1.2を介在させた
半導体発光素子が製造される。
After the diffusion process, a portion of the lower surface of the substrate B facing the protrusion P (active region composed of a double heterojunction and a pn junction PN) is etched by ion etching by RIE or RIBE, or by wet etching, etc., to remove the portion. Remove the unnecessary lower resistance layer to form a circular groove 5 (see FIG. 6(f)), and then remove the p-side electrode material on the side circumferential surface of the protrusion P, the upper surface of the substrate B, and the resist P. For example, the electrode E1 made of Cr-Au, and the substrate B
An electrode E2 made of, for example, Au is provided on the lower surface of the protrusion P and in the groove 5 as an electrode material with high reflectivity on the n side by means such as vacuum deposition (see FIG. 6). Remove resist R by lift-off method (
(See Fig. 6 Th)) As shown in Fig. 1, a double heterojunction and a
has a pn junction PN extending perpendicularly to the electrode E1 on the upper surface of the substrate B and the electrode E2 on the lower surface of the substrate B.
A semiconductor light emitting device is manufactured with upper and lower resistive layers 1.2 interposed thereon, respectively.

第2図に示したものの変更例としての第三の実施例を第
7図に示す、この第三の実施例では、基本構造は第2図
のものと同一であるが、突起Pの両側面に導電性塗料な
ど(たとえば銀エポキシ系、銀ポリイミド系、金エポキ
シ系、銀ガラス系などの導電性塗料など)からなる放熱
層7を設けたことが異なる点であり、放熱層7により活
性領域での発光による熱の放散が良くなる。
A third embodiment as a modification of the one shown in FIG. 2 is shown in FIG. 7. In this third embodiment, the basic structure is the same as that in FIG. The difference is that a heat dissipation layer 7 made of conductive paint (for example, conductive paint such as silver epoxy, silver polyimide, gold epoxy, or silver glass) is provided on the active area. Improves heat dissipation due to light emission.

第8図に示した発光素子は第四の実施例で、ダブルヘテ
ロ接合構造の円柱状突起P内に5つの活性層を有し、換
言すると突起P内に5つのダブルヘテロ接合とpn接合
PNにより複数の活性領域が存在するものである。すな
わち、突起Pはn型^lGaAs活性層とn゛型AlG
aAs[からなり、この2つの層をAIの含有量を変え
て交互にエピタキシャル成長させ、nW−n”型−n型
のイソへテロ構造にすることにより、各活性層内にキャ
リアが効率良く閉じ込められ、波長の異なる光を同時に
得ることができ、光ファイバによる多重波長通信の光源
として最適である。
The light emitting device shown in FIG. 8 is a fourth embodiment, and has five active layers within the cylindrical projection P of a double heterojunction structure.In other words, within the projection P there are five double heterojunctions and a pn junction PN. Therefore, a plurality of active regions exist. That is, the protrusion P has an n-type^lGaAs active layer and an n-type AlG
By epitaxially growing these two layers alternately with different AI contents to form an nW-n'' type-n type isohetero structure, carriers are efficiently confined within each active layer. This makes it possible to obtain light of different wavelengths simultaneously, making it ideal as a light source for multi-wavelength communications using optical fibers.

上記構造の発光素子の製造方法は、第6図に示す第一の
実施例の製法と基本的には全く同一であるが、n型Ga
As基板B上にn型AlGaAsをエピタキシャル成長
させ、この上にさらにn型^lGaAs活性層を5回、
n9型^IGaAsNを4回交互にエピタキシャル成長
させたものを供すればよい。
The manufacturing method of the light emitting device having the above structure is basically completely the same as the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG.
N-type AlGaAs was epitaxially grown on As substrate B, and an n-type ^lGaAs active layer was further grown on this layer five times.
It is sufficient to provide n9-type IGaAsN epitaxially grown four times alternately.

上述の実施例はいずれもpn接合PNをp型不純物(た
とえばZn)の拡散により形成したものであるが、pn
接合PNをヘテロ接合により形成した第五の実施例を第
9図(al、O1+)に示す、この発光素子では、放熱
を兼ねた放熱層7がp型AlGaAsからなり、ダブル
ヘテロ接合を構成するn型AlGaAsとpn接合PH
を形成している。上部電橋E1は発光素子の上面に露出
するpn接合PNを包囲するように環状形を呈し、これ
により高速応答性に優れている。
In all of the above embodiments, the pn junction PN is formed by diffusion of p-type impurities (for example, Zn).
A fifth embodiment in which the junction PN is formed by a heterojunction is shown in FIG. 9 (al, O1+). In this light emitting device, the heat dissipation layer 7 that also serves as heat dissipation is made of p-type AlGaAs and forms a double heterojunction. n-type AlGaAs and pn junction PH
is formed. The upper electric bridge E1 has an annular shape so as to surround the pn junction PN exposed on the upper surface of the light emitting element, thereby providing excellent high-speed response.

次に、第9図に示した第五の実施例の発光素子の製造方
法の一例を、n型GaAs基板ギ用いた場合について、
第10図(a)〜(」)を参照しながら説明する。
Next, an example of the method for manufacturing the light emitting device of the fifth embodiment shown in FIG. 9 will be explained in the case where an n-type GaAs substrate is used.
This will be explained with reference to FIGS. 10(a) to 10('').

まず、n型GaAs基板Bの上面全体に、例えばLPE
、MBEまたはMOCVDなどによってn型AIGaA
sjiL1、n型GaAs活性層L2及びn型AlGa
As層L3を順次エピタキシャル成長させて、ダブルヘ
テロ接合を形成する(第10図+8)参照)0次に、フ
ォトリソグラフィを行うべく、n型AIGaAsj!i
L3の上面にSingやSiN、膜などを形成し、その
後にレジストRを塗布して所望のパターンをn型AlG
aAs層L3の上面に露光・現像してエツチングを行い
、RIEまたはRIBEのエツチングマスクを形成しく
第10図(bl参照)、例えばRIE又はRrBHによ
り上記n型AlGaAs層L1、n型GaAs活性層L
2及びn型AIGaAsJiL3を所定の深さまでイオ
ンエツチングし、基板B上に所定の高さを有する円柱状
層を形成しく第10図+8+参照)、基板Bの上面及び
下面にマスキング剤(例えばSlO□、StN、などが
例示され、これらは電子ビーム蒸着、スパッタ、CVD
法などによって適用される)で、それぞれ上部及び下部
抵抗層1.2を設ける(第10図(dl参照)。
First, the entire upper surface of the n-type GaAs substrate B is coated with, for example, LPE.
, MBE or MOCVD etc.
sjiL1, n-type GaAs active layer L2 and n-type AlGa
The As layer L3 is epitaxially grown in sequence to form a double heterojunction (see Figure 10+8).Next, in order to perform photolithography, an n-type AIGaAsj! i
Form a film such as Sing, SiN, etc. on the top surface of L3, and then apply resist R to form a desired pattern with n-type AlG.
The upper surface of the aAs layer L3 is exposed and developed to form an etching mask for RIE or RIBE. As shown in FIG. 10 (see BL), the n-type AlGaAs layer L1 and the n-type GaAs active layer L are
2 and n-type AIGaAsJiL3 to a predetermined depth to form a cylindrical layer having a predetermined height on the substrate B (see Figure 10+8+), masking agent (for example, SlO□) is applied to the upper and lower surfaces of the substrate B. , StN, etc., which can be applied by electron beam evaporation, sputtering, CVD, etc.
Upper and lower resistive layers 1.2 are respectively provided (see FIG. 10 (dl)).

次いで、円柱状層の側周面にLPEによってp型AlG
aAsエピタキシャル成長層を設け、この層を放熱層7
とし、この放熱層7と前記円柱状層とにより、基板Bに
対して垂直方向に延在するpn接合PNを形成する(第
10図(e)参照)。
Next, p-type AlG was applied to the side circumferential surface of the columnar layer by LPE.
An aAs epitaxial growth layer is provided, and this layer is used as a heat dissipation layer 7.
This heat dissipation layer 7 and the columnar layer form a pn junction PN extending perpendicularly to the substrate B (see FIG. 10(e)).

その後、基板Bの下面のうちダブルヘテロ接合とpn接
合PNにより構成された活性領域に対向する部分をRI
E又はRIBEによりイオンエツチングするか、或いは
ウェットエツチングなどによりエツチングし、該部分の
不要な下部抵抗層を除去して円形状の凹溝5を形成しく
第10図(fl参照)、基板Bの下面及び凹溝5内にn
側の高反射率の電極材としてたとえばAuからなる電極
E2を真空蒸着などの手段によって設ける(第10図(
酌参照)。そしてフォトリソグラフィを行うぺ(、放熱
層7の上面の端部に沿ってレジストR′を塗布して、こ
れをパターン化しく第10図(l参照)、レジストR1
R′上及び放熱層7の上面にp側の電極材とじてたとえ
ばCr −Auからなる電IE1を設ける(第10図(
1)参照)、最後に、レジストR,R’上の不要な電極
E1をレジストR,R’ と共にリフトオフ法により除
去する(第10図(」)参照)ことにより、第9図に示
したような構造の発光素子が製造される。
After that, a portion of the lower surface of the substrate B facing the active region formed by the double heterojunction and the pn junction PN is subjected to RI.
The lower surface of the substrate B is etched by ion etching using E or RIBE, or by wet etching to remove the unnecessary lower resistance layer in the area to form a circular groove 5. and n in the groove 5
An electrode E2 made of, for example, Au is provided as a high-reflectance electrode material on the side by means such as vacuum deposition (see Fig. 10).
(see cup). Then, photolithography is performed (resist R' is applied along the edge of the upper surface of the heat dissipation layer 7 and patterned).
An electric IE1 made of, for example, Cr-Au is provided on R' and on the upper surface of the heat dissipation layer 7 (see Fig. 10).
1)), and finally, the unnecessary electrode E1 on the resists R and R' is removed together with the resists R and R' by the lift-off method (see Figure 10 ('')), as shown in Figure 9. A light emitting device with a structure is manufactured.

さらに第1)図(al、山)に第六の実施例を示す、こ
れは第15図のものの改良で、第一〜第五の実施例と同
様にダブルヘテロ接合及びpn接合PNを有し、キャリ
アが効率良く活性層内に閉じ込められることにより、貫
通孔Hから高輝度の発光を得ることができる。
Further, Fig. 1) (al, mountain) shows a sixth embodiment, which is an improvement of the one in Fig. 15, and has a double heterojunction and a pn junction PN like the first to fifth embodiments. By efficiently confining carriers in the active layer, high-intensity light emission can be obtained from the through-hole H.

以下に、第六の実施例の製造方法の一例をn型GaAs
基板を用いた場合について第12図(a)〜(Jlを参
照しながら説明する。
An example of the manufacturing method of the sixth embodiment will be described below.
The case where a substrate is used will be described with reference to FIGS. 12(a) to (Jl).

まず、n型GaAs基板B上にn型^lGaAs1Ll
、n型GaAs活性層L2及びn型AIGaAsJWL
3をLPE、MBEまたはMOCVDなどによって順次
エピタキシャル成長させて、ダブルヘテロ接合を形成し
く第12図fat参照)、基板Bの下面全体(図中では
工程の都合上基板Bを上向きにしである)に自体既知の
マスキング剤(たとえばSing、SiN、などが例示
され、これらは電子ビーム蒸着、スパッタ、CVD法な
どによって適用される)でマスク層Mを施す(第12図
(bl参照)0次にフォトリソグラフィを行うべく、マ
スク層M上にレジストRを塗布して、環状のパターン(
基板Bのほぼ中央に円形を形成するパターン)をマスク
FJMに露光・現像しく第10図+8)参照)、マスク
層MをCF、ガスを用いたRIEなどによりイオンエツ
チングしてパターン化する(第12図(dl参照)。
First, on an n-type GaAs substrate B, an n-type ^lGaAs1Ll
, n-type GaAs active layer L2 and n-type AIGaAs JWL
3 is sequentially epitaxially grown by LPE, MBE, MOCVD, etc. to form a double heterojunction. A mask layer M is applied using a known masking agent (for example, Sing, SiN, etc., which can be applied by electron beam evaporation, sputtering, CVD, etc.) (see FIG. 12 (bl)). In order to perform this, a resist R is applied on the mask layer M, and a ring-shaped pattern (
The mask layer M is patterned by ion etching by RIE using CF, gas, etc. Figure 12 (see dl).

エツチング後、たとえばRIBまたはRIBBにより上
記n型GaAs基板Bの中央に穴を開け、テーパをもた
せながらイオンエツチングして素子に穴を貫通し、素子
に切頭円錐台形状の貫通孔Hを形成する(第12図(e
)参照)、基板Bの下面には、上記の工程の際に施与し
たマスク層M及びレジストRが存在しているが、該マス
ク[M及びレジストRを残存させて基板Bの下面をマス
ク状態にして置いた後に、p型不純物としてたとえばZ
nの拡散を行って、貫通孔Hの内壁面に沿って基板Bに
対して垂直方向に延在する拡散領域を形成して、この領
域の伝導型をp型とし、これによりZnの拡散していな
いn型領域と拡散フロントとの界面にpn接合PNを形
成する(第12図(f)参照)、なおこの工程(flで
層L3の上面にも拡散領域が形成されるが、この領域は
研磨により削り取る。
After etching, a hole is made in the center of the n-type GaAs substrate B using, for example, RIB or RIBB, and ion etching is performed while creating a taper to penetrate the hole into the element, thereby forming a truncated cone-shaped through hole H in the element. (Figure 12(e)
), the mask layer M and the resist R applied during the above steps are present on the bottom surface of the substrate B. For example, Z as a p-type impurity.
Zn is diffused to form a diffusion region extending perpendicularly to the substrate B along the inner wall surface of the through hole H, and the conductivity type of this region is set to p type, thereby causing Zn to diffuse. A pn junction PN is formed at the interface between the n-type region and the diffusion front (see FIG. 12(f)), and a diffusion region is also formed on the upper surface of the layer L3 in this step (fl). is removed by polishing.

拡散工程後に、基板Bの下面のレジス)RをNH2F−
IP系バッファエツチングなどによってリフトオフし、
マスク層Mを下部抵抗層2とし、貫通孔Hの内壁面及び
基viBの下面にp側の電極材として、たとえばCr 
−Auからなる電極Elを真空蒸着などの手段によって
設ける(第12図(幻参照)0次に、フォトリソグラフ
ィを行うべく、向きを逆にした状態の素子の上面におい
て露出する拡散領域を覆うようにレジストR°を塗布し
て、これをパターン化しく第12図(hl参照)、素子
の上面及びレジストR゛上にn側の電極材としてたとえ
ばAu−Geからなる電極E2を電極E1と同様に真空
蒸着などの手段によって設ける(第12図(1)参照)
、最後に、レジストR°上の不要な電極E2をレジスI
−R’ と共にリフトオフ法により除去する(第12図
01参照)ことにより、第1)図に示した構造の発光素
子が製造される。
After the diffusion process, the resist ()R on the bottom surface of the substrate B is replaced with NH2F-
Lift off using IP buffer etching, etc.
The mask layer M is used as the lower resistance layer 2, and a p-side electrode material such as Cr is applied to the inner wall surface of the through hole H and the lower surface of the group viB.
- An electrode El made of Au is provided by means such as vacuum evaporation (see Figure 12 (illustration)) Next, in order to perform photolithography, an electrode El made of Au is provided to cover the exposed diffusion region on the upper surface of the element whose orientation is reversed. As shown in Fig. 12 (see HL), an electrode E2 made of, for example, Au-Ge is formed as an n-side electrode material on the upper surface of the element and on the resist R° in the same manner as the electrode E1. (See Figure 12 (1))
, Finally, remove unnecessary electrode E2 on resist R° from resist I
By removing -R' together with the lift-off method (see FIG. 12, 01), a light emitting device having the structure shown in FIG. 1) is manufactured.

本発明において、電JiE1、E2は、実施例に示す大
きさ及び形状に特定されるものではなく、ダブルヘテロ
接合及びpn接合PNにより構成される活性領域に効率
良く電流が注入されうる限り、任意の大きさ及び形状で
設けることができる。
In the present invention, the electric currents JiE1 and E2 are not limited to the sizes and shapes shown in the embodiments, but can be arbitrarily selected as long as current can be efficiently injected into the active region formed by the double heterojunction and the pn junction PN. It can be provided in any size and shape.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上より明らかなように、本発明の半導体発光素子は、
半導体板材(基板と基板上に設けた結晶層を含む)にp
n接合を含む活性領域形成部分を設け、この活性領域形
成部分に少なくとも1つのダブルヘテロ接合及び半導体
板材に対して垂直方向に延在するpn接合を形成して、
ダブルヘテロ接合及びpn接合により活性領域を構成し
たことにより、活性領域に効率良くキャリアが閉じ込め
られ、高輝度な光が得られ、さらに複数のダブルヘテロ
接合を形成したものは活性領域から波長の異なる高輝度
な発光が得られるなど、テープなどの検査用、OA機器
などの表示用または光フアイバ通信(特に多重波長通信
)用として最適なものであると共に、光ファイバとの結
合が容易であり、その製造工程も簡単で大量生産するこ
とができ、しかも製造工程において任意の発光パターン
を得ることができるなど、実用上非常に有用なものであ
る。
As is clear from the above, the semiconductor light emitting device of the present invention is
Semiconductor board material (including the substrate and the crystal layer provided on the substrate)
providing an active region forming portion including an n-junction, forming at least one double heterojunction and a pn junction extending perpendicularly to the semiconductor plate material in the active region forming portion;
By configuring the active region with double heterojunctions and p-n junctions, carriers are efficiently confined in the active region and high-intensity light is obtained.Furthermore, by forming multiple double heterojunctions, light of different wavelengths from the active region can be obtained. It emits high-intensity light, making it ideal for inspecting tapes, displaying OA equipment, and optical fiber communications (particularly multi-wavelength communications), as well as being easy to connect with optical fibers. The manufacturing process is simple and mass production is possible, and any light emitting pattern can be obtained during the manufacturing process, making it very useful in practice.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の半導体発光素子の第一の実施例の斜視
図、第2図は本発明の発光素子の第二の実施例の斜視図
、第3図は第一の実施例の円柱状突起の径方向かつ第二
の実施例の突起の横断方向における断面図、第4図は第
1図に示した発光素子の変更例を示す断面図、第5図は
第1図に示した発光素子と光ファイバとの結合状態を示
す断面図、第6図(al〜(hlは第1図に示した発光
素子の製作工程の一例を示す流れ図、第7図は第2図に
示した発光素子の変更例である第三の実施例の斜視図、
第8図は本発明の発光素子の第四の実施例の横断面図、
第9図fat、(blは本発明の発光素子の第五の実施
例を示し、ia)はその横断面図、(b)は斜視図、第
10図(al〜0)は第9図に示した発光素子の製作工
程の一例を示す流れ図、第1)図ta)、(b)は本発
明の発光素子の第六の実施例を示し、+alはその一部
破断斜視図、(1))は横断面図、第12図(5)〜(
Jlは第1)図に示した発光素子の製作工程の一例を示
す流れ図、第13図及び第14図は本発明者等が先に提
案している発光素子の斜視図、第15図は同じく本発明
者等が先に提案している発光素子の一部破断斜視図であ
る。 B      :基板 L1〜L3:エピタキシャル成長層 P      :突起 El       i p側電極 E2       : n側電極 PN       :pn接合 H二貫通孔 1      二上部抵抗層 2      :下部抵抗層 5      :凹溝 7      :放熱層 15:円柱状穴 20;光ファイバ M      :マスク層 R,R’     ?レジスト 特許出願人 新技術開発事業団(ほか6名)第4図 第5図 第8図
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a semiconductor light emitting device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of a light emitting device of the present invention, and FIG. 3 is a circle of the first embodiment. A sectional view in the radial direction of the columnar projection and in the transverse direction of the projection of the second embodiment, FIG. 4 is a sectional view showing a modified example of the light emitting element shown in FIG. 1, and FIG. A cross-sectional view showing the coupling state of the light emitting element and the optical fiber, Fig. 6 (al to (hl) is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the light emitting element shown in Fig. A perspective view of a third embodiment that is a modified example of the light emitting element,
FIG. 8 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the light emitting device of the present invention;
Figure 9 fat, (bl shows the fifth embodiment of the light emitting device of the present invention, ia) is a cross-sectional view thereof, (b) is a perspective view, and Figure 10 (al~0) is the same as in Figure 9. A flowchart showing an example of the manufacturing process of the light emitting device shown in FIG. ) is a cross-sectional view, Figure 12 (5) to (
Jl is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the light-emitting device shown in Figure 1), Figures 13 and 14 are perspective views of the light-emitting element previously proposed by the present inventors, and Figure 15 is the same. 1 is a partially cutaway perspective view of a light emitting element previously proposed by the present inventors. B: Substrates L1 to L3: Epitaxial growth layer P: Protrusion El i P side electrode E2: N side electrode PN: pn junction H2 through hole 1 2 Upper resistance layer 2: Lower resistance layer 5: Groove 7: Heat dissipation layer 15: Cylindrical hole 20; Optical fiber M: Mask layer R, R'? Resist patent applicant New Technology Development Corporation (and 6 others) Figure 4 Figure 5 Figure 8

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体板材と、該半導体板材に設けたpn接合を
含む活性領域を形成するための部分と、該活性領域形成
部分に少なくとも1つのダブルヘテロ接合及び半導体板
材に対して垂直方向に延在するpn接合を形成し、この
ダブルヘテロ接合及びpn接合により構成した活性領域
と、半導体板材の下面に設けた下部電極と、半導体板材
の下部電極を設けた部分以外の任意の部分に設けた下部
電極とは極性の異なる上部電極とからなることを特徴と
する半導体発光素子。
(1) A semiconductor plate, a portion provided on the semiconductor plate for forming an active region including a pn junction, at least one double heterojunction in the active region forming portion, and a portion extending perpendicularly to the semiconductor plate. an active region formed by this double heterojunction and pn junction, a lower electrode provided on the lower surface of the semiconductor board material, and a lower part provided in any part of the semiconductor board material other than the part where the lower electrode is provided. A semiconductor light emitting device comprising an upper electrode having a polarity different from that of the electrode.
(2)前記上部電極と下部電極との間に活性領域形成部
分の活性領域を通る電流の流れを妨げないように上部及
び下部抵抗層を設けてなることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の半導体発光素子。
(2) Upper and lower resistance layers are provided between the upper electrode and the lower electrode so as not to impede the flow of current through the active region of the active region forming portion. 1) The semiconductor light emitting device described in item 1).
(3)前記下部電極が光反射面を呈することを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の半
導体発光素子。
(3) The semiconductor light emitting device according to claim (1) or (2), wherein the lower electrode has a light reflecting surface.
(4)前記活性領域形成部分の周囲が放熱層であること
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項〜第(3)項の
いずれか一項記載の半導体発光素子。
(4) The semiconductor light emitting device according to any one of claims (1) to (3), wherein a heat dissipation layer is provided around the active region forming portion.
(5)前記活性領域形成部分が半導体板材の上面に設け
た柱状突起であることを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項〜第(4)項のいずれか一項記載の半導体発光素
子。
(5) The active region forming portion is a columnar projection provided on the upper surface of the semiconductor plate material.
The semiconductor light emitting device according to any one of items 1) to (4).
(6)前記活性領域形成部分が半導体板材の上面に設け
た該上面を横切って延在する一条の突起であることを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項〜第(4)項のいず
れか一項記載の半導体発光素子。
(6) Claims (1) to (4) characterized in that the active region forming portion is a single protrusion provided on the upper surface of the semiconductor board and extending across the upper surface. The semiconductor light emitting device according to any one of the items.
(7)前記活性領域形成部分が半導体板材に形成した半
導体板材の上面から下面に至る貫通孔であることを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載
の半導体発光素子。
(7) The semiconductor light emitting device according to claim (1) or (2), wherein the active region forming portion is a through hole formed in the semiconductor plate material extending from the upper surface to the lower surface of the semiconductor plate material. element.
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