JPS63143881A - 半導体端面発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体端面発光素子の製造方法Info
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- JPS63143881A JPS63143881A JP61290612A JP29061286A JPS63143881A JP S63143881 A JPS63143881 A JP S63143881A JP 61290612 A JP61290612 A JP 61290612A JP 29061286 A JP29061286 A JP 29061286A JP S63143881 A JPS63143881 A JP S63143881A
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- 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〕
この発明は光通信あるいは情報処理用データリンクなど
に用いられ、端面発光する半導体端面発光素子の製造方
法に関するものである。
に用いられ、端面発光する半導体端面発光素子の製造方
法に関するものである。
１！２図は電子装飯に関する電子電気技術者協会会報（
ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ ＯＮ ＥＬＥＣ
Ｔ−ＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ、ＶＯＬ、ＥＤ−３０，Ｎ
１４．ＡＰＲＩＬ１９８３）Ｋ示された工ｎＱａＡａＰ
−ＩｎＰ 系の端面発光ダイオードの構成を示し、その
製造方法は以下の通シである。まず、液相エピタキシャ
ル成長により、ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰクラッ
ド層２、ＩｎＧａＡａＰ 活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４およびｐ−ＩｎＧａＡ８ＰキャップＲＩｊ５をこ
の順に連続成長させる。次に、＊に狭さくのため、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５をエツチングによりストラ
イプ状に形成する。さらに、ｐ−ＩｎＧａＡａＰキャッ
プ層５上にＡｕＺｎ電極６をリフトオフにより形成する
。
ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ ＯＮ ＥＬＥＣ
Ｔ−ＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ、ＶＯＬ、ＥＤ−３０，Ｎ
１４．ＡＰＲＩＬ１９８３）Ｋ示された工ｎＱａＡａＰ
−ＩｎＰ 系の端面発光ダイオードの構成を示し、その
製造方法は以下の通シである。まず、液相エピタキシャ
ル成長により、ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰクラッ
ド層２、ＩｎＧａＡａＰ 活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４およびｐ−ＩｎＧａＡ８ＰキャップＲＩｊ５をこ
の順に連続成長させる。次に、＊に狭さくのため、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５をエツチングによりストラ
イプ状に形成する。さらに、ｐ−ＩｎＧａＡａＰキャッ
プ層５上にＡｕＺｎ電極６をリフトオフにより形成する
。
この後、シンタによジオ−ミック接触を形成し、ワイヤ
ボンドのためのＴｉ／Ａｕ７を形成する。
ボンドのためのＴｉ／Ａｕ７を形成する。
しかしながら、上記した従来の構造では、実効発光領域
幅ｔ１が５０μｍ８度となり、シングルモードファイバ
と結合させる際、結合効率が著しく低下スる。従って、
シングルモードファイバト効率良く結合するためＫは実
効発光領域幅１．を２μ諷以下にしなければならず、そ
のためにはＡｕＺｎ電極６のストライプ幅を２μ属以下
にしなければならない。しかし、２μ輿以下のストライ
プをリフトオフ法により再現性よく形成するのは困難で
あった。又、端面発光さぜると内部で九が発振し、レー
ザ発光となるという問題点があった。
幅ｔ１が５０μｍ８度となり、シングルモードファイバ
と結合させる際、結合効率が著しく低下スる。従って、
シングルモードファイバト効率良く結合するためＫは実
効発光領域幅１．を２μ諷以下にしなければならず、そ
のためにはＡｕＺｎ電極６のストライプ幅を２μ属以下
にしなければならない。しかし、２μ輿以下のストライ
プをリフトオフ法により再現性よく形成するのは困難で
あった。又、端面発光さぜると内部で九が発振し、レー
ザ発光となるという問題点があった。
この発明は以上述べたシングルモードファイバとの結合
効率の低下という問題点を除去し、光出力の高い半導体
端面発光素子を提供することを目的とする。
効率の低下という問題点を除去し、光出力の高い半導体
端面発光素子を提供することを目的とする。
この発明は半導体端面発光素子の製造方法において、半
導体基板上に形成した電流ブロック層の凸部分にＶ溝を
形成し、しかる後この電流ブロック層上にダブルヘテロ
層を形成し、このダブルヘテロ層においてはＶｋにのみ
存在する活性層と活性層より上部に形成され活性層より
エネルギーギャップの小さなキャップ層を設け、かつ活
性層は電流ブロック層の凹部のキャップ層より上位にあ
るようにしたものである。
導体基板上に形成した電流ブロック層の凸部分にＶ溝を
形成し、しかる後この電流ブロック層上にダブルヘテロ
層を形成し、このダブルヘテロ層においてはＶｋにのみ
存在する活性層と活性層より上部に形成され活性層より
エネルギーギャップの小さなキャップ層を設け、かつ活
性層は電流ブロック層の凹部のキャップ層より上位にあ
るようにしたものである。
この発明においては、電流ブロック層のＶ溝内に発光領
域となる活性層を形成したため、端面での発光領域幅が
狭くなシ、シングルモードファイバとの結合効率が向上
する。又、ＤＨ＆に設けたキャップ層は活性層のない領
域では光吸収層となるため、発光領域から内方への発光
はキャップ層に吸収層れて反射ゼす、レーザ発振は抑制
される。
域となる活性層を形成したため、端面での発光領域幅が
狭くなシ、シングルモードファイバとの結合効率が向上
する。又、ＤＨ＆に設けたキャップ層は活性層のない領
域では光吸収層となるため、発光領域から内方への発光
はキャップ層に吸収層れて反射ゼす、レーザ発振は抑制
される。
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの実施例による端面発光ダイオードの製造工程を
示す。この第１図を用いて製造方法について説明する。
図はこの実施例による端面発光ダイオードの製造工程を
示す。この第１図を用いて製造方法について説明する。
まず、第１図（ａ）に示すように、ウニ八表面が（００
１）であるｐ−ＩｎＰ基板８の表面にエツチングによ＃
）（１１０）方向に沿って幅２００μ属、深さ１〜１．
５μ諷のメサ型の溝９をストライプ状に形成し％ Ｐ−
ＩｎＰ基板８の表ｍＫ凹凸を形成する。
１）であるｐ−ＩｎＰ基板８の表面にエツチングによ＃
）（１１０）方向に沿って幅２００μ属、深さ１〜１．
５μ諷のメサ型の溝９をストライプ状に形成し％ Ｐ−
ＩｎＰ基板８の表ｍＫ凹凸を形成する。
次に、第１図（ｂ）Ｋ示すように基＆８上に液相エピタ
キシャル法により、 ｐ−ＩｎＰ １１ （エビ厚０．
５ Ａｍ、 ｐ−Ｉ Ｘ １０ ／１ｙｔｒ” ）、
ｎ−ＩｎＰ１２（エピ厚０．５ ｔｌｍ、 ｎ ＝ ６
Ｘ １０１７／ａｒｔ” ）およびｐ−ＩｎＰ１３（
エビ厚１．５ μｍ１１． ｐ ＝ ７ Ｘ １０１７
／ｅｒａ” ） ’にこの順で成長させ、電流フロッ
ク層を形成する。
キシャル法により、 ｐ−ＩｎＰ １１ （エビ厚０．
５ Ａｍ、 ｐ−Ｉ Ｘ １０ ／１ｙｔｒ” ）、
ｎ−ＩｎＰ１２（エピ厚０．５ ｔｌｍ、 ｎ ＝ ６
Ｘ １０１７／ａｒｔ” ）およびｐ−ＩｎＰ１３（
エビ厚１．５ μｍ１１． ｐ ＝ ７ Ｘ １０１７
／ｅｒａ” ） ’にこの順で成長させ、電流フロッ
ク層を形成する。
次に、第１図（ｃ）に示すように、ブロック層のエピタ
キシャルが終了した直後、５ｉＯｚ２１ｔ！付けし、ホ
トリソとエツチングによりｖ溝ストライプパターンを形
成する。このとき、ストライプの方向が（１１０）の方
向に沿って凸部分にＶ溝が形成されるようにＳｉｎ、マ
スクを作成する。
キシャルが終了した直後、５ｉＯｚ２１ｔ！付けし、ホ
トリソとエツチングによりｖ溝ストライプパターンを形
成する。このとき、ストライプの方向が（１１０）の方
向に沿って凸部分にＶ溝が形成されるようにＳｉｎ、マ
スクを作成する。
次に、第１図（ｄ）に示すように、０℃に冷却したＨＣ
ｔとＨｓＰＯａの混合液（容積比３：１）でのエツチン
グにより、ＶｋｌＯが形成される。このとき、Ｓｉｇｈ
マスクにより、Ｖ壽１０と■溝のない部分が生じる。Ｖ
溝ｌＯのエツチングの条件トしては、ｎ−ＩｎＰ１２の
抜は幅ｔ３が１．５ｆｉｍ 〜２．０＃ｌｌｌであるこ
とが必要である。
ｔとＨｓＰＯａの混合液（容積比３：１）でのエツチン
グにより、ＶｋｌＯが形成される。このとき、Ｓｉｇｈ
マスクにより、Ｖ壽１０と■溝のない部分が生じる。Ｖ
溝ｌＯのエツチングの条件トしては、ｎ−ＩｎＰ１２の
抜は幅ｔ３が１．５ｆｉｍ 〜２．０＃ｌｌｌであるこ
とが必要である。
次に、第１図（ｃ）に示すように、フッ酸により５ｉＯ
ｓ２１ｔ’除去し、その直後液相エピタキシャル法によ
”） ｐ−ＩｎＰ １４ （ｐ ＝ ７Ｘ １０１７／
ｃｐｔｔ” ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ １５ （ｐ ＝
３Ｘ１０ ／ｅｎｒ” ）、 ｎ −ＩｎＰ１６（
！ピ厚１．５／Ａｌ１１、” ＝ ７×１０１７７ｃｍ
” ）およびｎ−ＩｎＧａＡａＰｌ ７ （エビ厚０．
７μｓ、ｎ−１Ｘ １０ ／ｌｓ’ ）をこの順に成
長させ、ＤＨ（ダグルヘテ日）エビ層を形成する。ここ
で、ｐ−ＩｎＰ１４およびｎ−ＩｎＰ１６はクラッド層
、ｐ −ＩｎＧａＡａＰｌ５は活性層、ｎ−ＩｎＧａＡ
ａＰｌ ７は良好なオーミックを得るためのキャップ層
である。又、活性層であるｐ−ＩｎＧａＡｓＰ１５は、
幅約１．５μｓｓ、犀さ約０．１ ｔａｒｎ、位置はＶ
溝１ｏにおいてｎ−ＩｎＰ１２の曲でかつテラス下部分
ＲＩＪち凸部分でのｎ −ＩｎＧａＡａＰ層１７より上
になくてはならない。一方、キャップ層であるｎ−Ｉｎ
ＧａＡａＰ １７は、そのエネルギーギャップがｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ１５のエネルギーギャップより小きくなる
ように組成を選ぶ。これは、ｎ−ＩｎＧａＡａＰｌ ７
を元の吸収層とするためである。ｍち、キャップ層であ
るｎ−ＩｎＧａＡｓＰ１７は活性層のある領域では後述
するＡｕＺｎ１８と合金化してオーミック接触を形成し
、活性層のない領域では光の吸収層の役目をする。
ｓ２１ｔ’除去し、その直後液相エピタキシャル法によ
”） ｐ−ＩｎＰ １４ （ｐ ＝ ７Ｘ １０１７／
ｃｐｔｔ” ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ １５ （ｐ ＝
３Ｘ１０ ／ｅｎｒ” ）、 ｎ −ＩｎＰ１６（
！ピ厚１．５／Ａｌ１１、” ＝ ７×１０１７７ｃｍ
” ）およびｎ−ＩｎＧａＡａＰｌ ７ （エビ厚０．
７μｓ、ｎ−１Ｘ １０ ／ｌｓ’ ）をこの順に成
長させ、ＤＨ（ダグルヘテ日）エビ層を形成する。ここ
で、ｐ−ＩｎＰ１４およびｎ−ＩｎＰ１６はクラッド層
、ｐ −ＩｎＧａＡａＰｌ５は活性層、ｎ−ＩｎＧａＡ
ａＰｌ ７は良好なオーミックを得るためのキャップ層
である。又、活性層であるｐ−ＩｎＧａＡｓＰ１５は、
幅約１．５μｓｓ、犀さ約０．１ ｔａｒｎ、位置はＶ
溝１ｏにおいてｎ−ＩｎＰ１２の曲でかつテラス下部分
ＲＩＪち凸部分でのｎ −ＩｎＧａＡａＰ層１７より上
になくてはならない。一方、キャップ層であるｎ−Ｉｎ
ＧａＡａＰ １７は、そのエネルギーギャップがｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ１５のエネルギーギャップより小きくなる
ように組成を選ぶ。これは、ｎ−ＩｎＧａＡａＰｌ ７
を元の吸収層とするためである。ｍち、キャップ層であ
るｎ−ＩｎＧａＡｓＰ１７は活性層のある領域では後述
するＡｕＺｎ１８と合金化してオーミック接触を形成し
、活性層のない領域では光の吸収層の役目をする。
最後に、第１図（ｆ）に示すように、エピタキシャル面
にＡｕＧｅＮｉ２２を蒸着するとともに１基板側にＡｕ
Ｚｎ１８を蒸着し、熱処理によｐ合金層を形成する。そ
して、その上にワイヤボンドおよびダイスぎンドのため
のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕｌ ９ ｔ−蒸着する。
にＡｕＧｅＮｉ２２を蒸着するとともに１基板側にＡｕ
Ｚｎ１８を蒸着し、熱処理によｐ合金層を形成する。そ
して、その上にワイヤボンドおよびダイスぎンドのため
のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕｌ ９ ｔ−蒸着する。
さらに、骨脂によりチップを形成し、ダイスの上にマウ
ントし、ワイヤをボンドして菓子化する。
ントし、ワイヤをボンドして菓子化する。
上記したキャップ層であるｎ−ＩｎＧａＡｓＰ１７は活
性層であるｐ−ＩｎＧａＡａＰｌ ５のない領域では元
吸収層となるため、■溝１０に形成された発光領域から
の内方への発光を吸収する。このため、発光領域からの
元は発振せず、レーザ元とならずに端面発光となる。
性層であるｐ−ＩｎＧａＡａＰｌ ５のない領域では元
吸収層となるため、■溝１０に形成された発光領域から
の内方への発光を吸収する。このため、発光領域からの
元は発振せず、レーザ元とならずに端面発光となる。
第３図は上記した製造方法により製造された半導体端面
発光ダイオードを示し、Ａはメサ部分を拡大したもので
６１、ＢはＶ溝°１０およびその周辺部を拡大して示し
たものである。なお、図中ｔ３は１５０μ諷、ｔ４は２
００μ馬、１．は３５０μｍである。
発光ダイオードを示し、Ａはメサ部分を拡大したもので
６１、ＢはＶ溝°１０およびその周辺部を拡大して示し
たものである。なお、図中ｔ３は１５０μ諷、ｔ４は２
００μ馬、１．は３５０μｍである。
以上のようにこの発明によれば、電流ブロック層に形成
したＶ溝に発光領域となる活性層を設けたので端面での
発光領域が狭くなり、シングルモードファイバと結合し
た際に結合効率を向上させることができる。又、素子内
に発光領域と光吸収領域を設けたので、レーザ発振を抑
制することができる。さらに、従来のようにり７トオ７
エ程を用いないので、製作が容易となる。
したＶ溝に発光領域となる活性層を設けたので端面での
発光領域が狭くなり、シングルモードファイバと結合し
た際に結合効率を向上させることができる。又、素子内
に発光領域と光吸収領域を設けたので、レーザ発振を抑
制することができる。さらに、従来のようにり７トオ７
エ程を用いないので、製作が容易となる。
第１図（ａ）〜（ｆ）はこの発明による端面発光ダイオ
ードの工程説明図、第２図は従来の端面発光ダイオード
の一部を拡大して示した斜視図、第３図はこの発明によ
る端面発光ダイオードの一部を拡大して示した斜視図で
ある。 ８・・・ｐ−ＩｎＰ基板、９・・・メサ型溝、１０・・
・Ｖ溝、１１−ｐ−ＩｎＰ、１２・・・ｎ−ＩｎＰ、１
３・・・ｐ−ＩｎＰ。 １４ ＝−ｐ−ＩｎＰ、 １５ ・・・ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ、 １６−ｎ−ＩｎＰ、 １ ７＝・ｎ−Ｉｎ
ＧａＡ８Ｐ０特許出願人 沖電気工業株式会社 ｔ、Ｊ （ＩＩω （ｂ） ＣＪ
ードの工程説明図、第２図は従来の端面発光ダイオード
の一部を拡大して示した斜視図、第３図はこの発明によ
る端面発光ダイオードの一部を拡大して示した斜視図で
ある。 ８・・・ｐ−ＩｎＰ基板、９・・・メサ型溝、１０・・
・Ｖ溝、１１−ｐ−ＩｎＰ、１２・・・ｎ−ＩｎＰ、１
３・・・ｐ−ＩｎＰ。 １４ ＝−ｐ−ＩｎＰ、 １５ ・・・ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ、 １６−ｎ−ＩｎＰ、 １ ７＝・ｎ−Ｉｎ
ＧａＡ８Ｐ０特許出願人 沖電気工業株式会社 ｔ、Ｊ （ＩＩω （ｂ） ＣＪ
Claims (1)
- （１）（ａ）半導体基板をメサ型にエッチングし、 （ｂ）このエッチングした半導体基板上に液相エピタキ
シャル法により電流ブロック層を形成し、 （ｃ）この電流ブロック層の凸部分にＶ溝を形成し、 （ｄ）上記電流ブロック層上に液相エピタキシャル法に
よりダブルヘテロ層を形成し、ダブルヘテロ層において
は上記Ｖ溝に活性層を形成するとともにこの活性層より
エネルギーギャップの小さなキャップ層を活性層より上
部にかつ電流ブロック層の凹部では下位になるように形
成した ことを特徴とする半導体端面発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290612A JPS63143881A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 半導体端面発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290612A JPS63143881A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 半導体端面発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143881A true JPS63143881A (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=17758250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61290612A Pending JPS63143881A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 半導体端面発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63143881A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02310975A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スーパールミネツセントダイオード |
| JPH0316280A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61290612A patent/JPS63143881A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02310975A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スーパールミネツセントダイオード |
| JPH0316280A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
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