JPS63143889A - 半導体発光装置 - Google Patents

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】 １豊盈１ 本発明は半導体発光装置に関し、装置内で発光した光を
基板に対し眞直に取り出すことのできる半導体発光装置
に関する。

従来技術 従来、例えば基板に対し垂直にｐ−ｎ接合を有する半導
体発光型この場合、活性層はその上下をクラッド層には
さみ込まれるように形成され、発光部が誘電体または金
属からなる二つの反射膜によってはさみ込まれるよう形
成されており、その二つの反射膜÷共振器を構成するこ
とにより、発光部で発光した光を閉じ込め利得を得てい
た。

また基板には穴が形成されており、電極は、基板の一方
の主面の積層側とは反対の基板裏面側の穴の周囲に円形
電極が配置され、基板表面に円形電極が配置されており
、電極間に電流を流すことにより発光部に集中させ、レ
ーザ出力を基板に対して垂直な方向に取り出していた。

この従来提案されている構造では、９！光領域への電流
注入が、基板に形成された穴の周囲に配置されている円
形’ｉ［Ｊｉと）＾板表面の円形電極の間で行なわれる
が、電流を微小域に集中させることができないため、電
流注入効率が向Ｅせず１発光効率の向上が望めなかった
。また製作の面においても従来の構造では、基板表面と
基板裏面の位ｔを対応させて電極１反射層、および穴を
形成しなればならないため、それぞれの位置調整が困難
であり、穴はクラッド層に達するように形成されるため
、穴口体が大きなものとなり高密度のアレイ上にするこ
とができなかった０強度面についてもこの装置では基板
に穴を形成することから、強度が弱いという問題が生じ
る。

また、従来提案されているものとして、ｎ型ＧａＡｓ基
板の上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層と　ｎ型ＧａＡ
ｓ層が積層され、基板の主表面に主表面に対して垂直な
方向にほぼ円筒状の突起部が形成され、その内部側面は
ｐ＋型領領域よびｐ−ｎ接合が形成されたものがあった
。基板裏面と、基板表面および基板側面に電極が設置さ
れ、二つ電極の間に電流を流すことにより、　ｐ−ｎ接
合において発光が生じ、発光した光を基板に対して垂直
な方向に取り出していた。

この従来提案されている構造においては１発光部が突起
部の内部側面に形成されたｐ−ｎ接合となるため、発光
を生じさせるために多量の電流を必要とし、また、電流
の閉じ込めが行なわれず発光した光の閉じ込めも　ｐ−
ｎ接合だけで弱く不を分であるため、たとえ本構造に共
振器を設置してもレーザ出力を得るためには高い電流密
度が必要になるという欠点があった。

目　　　的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、注入電流
と発光した光の微小域への有効な閉じ込めが可能で１発
光出力の高い半導体発光素子および半導体レーザを提供
することを目的とする。

構　　成 本発明は上記の目的を達成させるため、第１の導電型の
半導体基板と、半導体基板の主表面に形成され、　　ｐ
−ｎ接合を有し、ｐ−ｎ接合近傍において主表面に対し
て実質的に垂直な方向に発光を生じる発光層と、発光層
に電流を注入する電極とを有する半導体発光装置におい
て、装置は、半導体基板の主表面に対して実質的に垂直
な方向に突出した突起部を有し１発光層は該突起部内に
形成され１発光層の発光領域は、第１の導電型の半導体
クラッド層、第１の導電型とは異なる第２の導電型の半
導体のクラッド層、および第２の導電型を形成する高濃
度の不純物の領域により囲繞されていることを特徴とし
たものである。以下、本発明の実施例に基づいて具体的
に説明する。

本発明は、第１導電型半導体基板の上に第１導電型の半
導体クラッド層が積層され、第１導電型の半導体クラッ
ド層の上には、半導体活性層が積層され、さらにその上
に第２導電型の半導体クラッド層が積層されている。ま
た１本装置には。

基板の主表面側、つまり各層の積層側に基板に対して垂
直な方向にほぼ円筒状の突起部が形成されており、突起
内部に前述した第１導電型の半導体クラッド層の一部、
半導体活性層、および第２導電型の半導体クラッド層が
形成されている。

第２導電型を形成させる不純物を突起部側面から突起内
部に拡散することより、突起部の円筒の外輪部周辺に第
２導電型領域が形成される。したがって、活性層内の発
光を生じる領域は、上下をクラッド層により囲まれ、円
筒の外輪部周辺を第２導電型を形成する高濃度の不純物
により囲まれた構造になっている。

電極は、　ｐ側電極が突起部の下部から基板に実質的に
平行な面、つまり突起部以外の第１導電型の半導体クラ
ッド層表面と突起部の側面に形成され、ｎ側電極が基板
裏面、つまり各層のｔａ層側と反対側の基板面に形成さ
れている。

また、第１導電型および第２導電型の半導体クラッド層
は１発光波長のエネルギーよりも広い禁制体幅になって
いる。

以上の構造を有することにより、２つの電極間に電流を
流した場合に、はとんどの注入電流が微小域の活性層内
に流れ込み１発光領域において発光が生じ、光出力を基
板に対し垂直方向に取り出すことができる。

第１図には本発明による半導体発光装置の−実施例の断
面斜視図が示されている。

ｎ型ガリウム・砒素（ＧａＡｇ）基板１０１の上にｎ型
アルミニウム・ガリウム・砒素（ＡＩＧａＡｓ）クラッ
ド層！０２が積層され、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１
０２の上にはＧａＡｓ活性層１０３が積層され、さらに
その上にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０４が積層され
ている。

本装置には、基板ｌｏｔの主表面に対して垂直な方向に
ほぼ円筒状の突起部１２１が形成されており、突起内部
に前述した積層構造のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０
２の一部、ＧａＡｓ活性層１０３、およびｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１０４が形成されている。

不純物の亜鉛（Ｚｎ）を突起部１２１側面および突起部
１２１の下部から基板に実質的に平行な装置表面から熱
拡散することにより、Ｚｎを１０１９／ａ−〜１０”／
ｃ−含むｐ＋型領領域１０５形成される。このときｐ＋
型領領域１０５拡散フロントは突起部１２１の円筒の外
輪部周辺に同心円状になるように形成させ、また基板に
対し実質的に平行な拡散フロントはｎ型Ａ　ｌＧａＡｓ
クラッド層１０２内部に達するように形成させる。

突起部１２１の下部から基板１０１に実質的に平行な面
、つまり突起部１２１以外のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１０２と突起部１２１の側面には、金−亜鉛（Ａｕ−
Ｚｎ）等からなるｐ側電極１０Ｂが形成されている。一
方、基板１０１″；Ａ面、つまり各層の積層側と反対側
の基板面には、金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）等から
なるｎ側電極ｌＯマが形成されている。

ｐ側電極１０Ｂとｎ側電極１０７の間に電流を流した場
合、電流は主として活性層１０３内の、＋壁領域に囲ま
れた領域１０８内に流れ込む、その理由としては、ｎ型
Ａ　ｌＧａＡｓクラッド層１０２内に形成されたｐ−ｎ
接合による拡散電位がＧａＡｓ活性層１０３内に形成さ
れたｐ＋型領領域１０５それ以外の領域との接合部１０
８による拡散電位よりも大きくなるからである０通常、
クラッド層として用いられるＡ　Ｉ。、３Ｇａｏ、７Ａ
ｓに形成されたｐ−ｎ接合の拡散電位は、　ＧａＡｓ内
のｐ−ｎ接合の拡散電位よりも約０．３５〜０．４Ｖ大
きく、またＡＩ、４Ｇａｏ、８Ａｓの場合には、約０．
５ｖ大きくなる。クラッド層のＡ１組成が０．３〜０．
４〒あることから注入された電流は、拡散電位の差によ
りそのほとんどが活性層１０３内の接合部１０９、また
はｐ型クラッド層１０４と活性層１０３の境界から領域
１０８内に流れ込み、ｎ型クラッド層１０２内のｐ−ｎ
接合を横切って流れる電流は非常に少ない、したがって
、発光は、活性層１０３内の領域１０８内において生じ
る。

また、クラッド層１０４は、発光波長のエネルギーより
も広い禁制体幅になっているため、光出力１２０を基板
１０１に対し垂直方向に取り出すことができる。

第２図には、本発明を適用した他の実施例が示されてい
る。

本実施例は、第１図に示されている実施例におけるダ型
領域１０５が、突起内部にだけ形成されており、突起部
１２１の下部から基板１０１に実質的に平行な面つまり
突起部１２１以外のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０２
内には形成されていない。

突起部１２１以外のｎＪｆｉＡＩＧａＡｓクラッド層１
０２の表面上には１例えば窒化シリコンあるいは酸化シ
リコン等からなる電気的絶縁層１１Ｇが積層されており
、ｐ側電極１０Ｂは電気的絶縁層１１０の上に形成され
ている。

本実施例によれば、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０２
内におけるｐ−ｎ接合が突起内部および突起部１２１の
下部近傍にだけ形成され、クラッド層１０２内のｐ−ｎ
接合面積が小さいため、リーク電流を小さくすることで
き１発光領域１０Ｂへの電流注入効率が向上し、発光出
力の増大が可能となる。

なお、電気的絶縁層１１０は、第１図に示されている実
施例における突起部１２１以外のｎｆｉＡＩＧａＡｓク
ラッド層１０２の表面と層側０２１０Ｂの間に形成させ
ることも可能である。この場合、電極からの電流注入は
、突起部１２１側面からのみ行なわれるが、　ｎ型Ａ　
ｌＧａＡｓクラッド層１０２内のｐ−ｎ接合面積が大き
いため、本実施例に比べるとリーク電流の抑制が悪くな
る。

第３図には、本発明を共振構造を有する半導体レーザに
適用した例が示されている。

本実施例は、第２図に示されている実施例において、ｐ
、１ＡＩＧａＡｓクラッド層１Ｇ４の上部に上部反射層
１１１が形成され、また基板１０１とｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層１０２の間には下部反射層１１２が形成され
ている。したがって、本装置は上部反射層１１１と下部
反射層１１２によって発光領域１０８で生じ上下に進行
する光に対する内部反射鏡、つまり共振器が構成されて
おり、基板１０１に対して垂直な光出力１２０を取り出
すことのできる面発光レーザになっている。

上部反射層１１１は、例えば金（Ａｕ）の単層膜、誘電
体の単層膜、あるいは発光波長の媒質内波長もの１／４
に実質的に等しい厚さを持った２種類の誘電体を交互に
積層した多層膜を使用することがきる。誘電体としては
、酸化アルミニウム、アモルファスシリコン、窒化シリ
コン、酸化シリコン、酸化チタン、酸化亜鉛等を使用す
ることができる。単層膜の場合はその厚みを変えること
により、また多層膜の場合には積層数を変えることによ
り反射率を変化させることができる。

下部反射層１１２は、第４図に拡大して示したようにｎ
型ＧａＡｓあるいはｎ型Ａ　ｌＧａＡｓからなる層１１
３と１層１１３よりも禁制帯幅の広く、屈折率の小さい
ｎ！Ｘ１ＡＩＧａＡｓあるいはｎ型ＡｌＡｓからなる層
１１４を交互に積層した構造からなっている。それぞれ
の層の層厚は、発光波長のそれぞれの半導体内の媒質内
波長にみなした値のｌハに実質的に等しく、積層数を変
えることにより反射率を変化させることができる。

突起部１２１の下部のｐ−ｎ接合は１本実施例において
はド部反射層１１２内に形成されている。。

本実施例によれば、発光領域１０８への電流注入効率が
よく、発光領域１０８の屈折率が活性層１０３内のｐ＋
型領領域１０５屈折率よりも約０．０２〜０．０４高く
なっており、しかも発光領域１０８の屈折率が上下のク
ラッド層１０２およびクラッド層１０４の屈折率よりも
高くなっているため、生じた光は発光領域１０８に有効
に閉じ込められ、効果的にレーザ発振を生じさせること
ができる。特にクラッド層１０４がｐ／！！であること
から、電界がクラッド層１０４とクラッド層１０２の間
にも基板１・０１に対して垂直に分布して印加されるた
め、発光領域１０８への電流注入はより効果的であり、
一層の発光出力の増大が可撤となる。

なお、この例ではｐ＋！ｌｉ領域１０５の拡散の深さは
、約５．ＯＩＬｍである。活性層１０３の層厚は。

約２．０ＩＬｓになっているが、約０．１〜４．０ＩＬ
ｓの間で形成することができる。クラッド層１０２およ
びクラッド層１０４の層厚は、共振器長、突起の高さ等
のパラメータの値によって任意に決定されるが１通常約
１．０〜２０．０　＃Ｌｍとすることができる。

また、発光領域１０８の断面は、はぼ円形であり、その
直径は約５．０ｐ膣になっているが、直径は約２．０〜
２０．Ｏｐ層の任意の値とすることができ、断面は円形
に限らず方形や多角形等の任意の形状とすることができ
る０以上のように、活性層１０３の層厚、クラッド層１
Ｇ２およびクラッド層１０４の層厚１発光領域１０８の
断面の形およびその大きさは、それぞれの素子の目的に
応じて最適なイ１を設定することができる。

なお、本実施例の装置において、−Ｌ部反射層１１１が
なく下部反射層１１２だけが形成されている場合の半導
体発光装置ｉ’ｆ（図示せず）は、高出力発光ダイオー
ド、あるいはスーパルミネッセントダイオードとして使
用することができる。

第５図には、第３図に示されている実施例における共振
構造の共振器長を長くした例が示されている。

第３図に示されている下部のクラッド層１０２の層厚を
増加し、突起部１２１の下部近傍のｐ−ｎ接合部は下部
反射層１１２の上、つまりクラッド層１０２内に形成さ
れている。

本実施例では、共振器長を長くしているため、発振しき
い値電流を低下させることができる。

第６図には、本発明を適用した他の実施例が示されてい
る。

本実施例は、第３図または第５図に示されている装置に
おいて、　ＡｌＧａＡｓ挿入層１１５が下部反射層１１
２と下部のクラッド層１０２の間にクラッド層１０２に
接して形成されている。　ＡｌＧａＡｓ挿入層１１５は
、クラッド層１０２よりも禁制帯幅が広くなっており、
また突起部１２１の下部近傍のｐ−ｎ接合部はＡ　ｌＧ
ａＡｓ挿入層１１５内に形成されている。

発光領域１０８への電流注入効率の一層の向上と　ｎ型
Ａ　ｌＧａＡｓクラッド層１０２内のＰ−２１接合での
リーク電流を減少させるためには、クラッド層１０２内
のｐ−ｎ接合の拡散電位を大きくするか、あるいはクラ
ッド層１０２内でのｐ−ｎ接合面積を小さくする必要が
ある０例えば、活性層１０３およびクラッド層１０２に
ＡｌＧａＡｓを使用した場合には、通常クラッド層１０
２のＡ１１ｌＪ＆を約０．３〜０．４大きくすることが
行なわれる。クラッド層１０２のＡ１組成は、前記の値
以上に大きくすると発光した光の閉じ込めが強くなりす
ぎるため、モードの制御が困難になるといった問題が生
じ、また間接遷移領域に入ることによるロスの増大とい
った問題が生じる。クラッド層１０２の層厚を薄くした
場合には共振器長が短くなり、しきい値電流が上昇する
問題が起こる。

したがって、クラッドｆｉ１０２よりも禁制帯幅が広い
、つまりＡ１組成が多いＡ　ｌＧａＡｓ層をクラッド層
１０２の下に接して形成することにより、共振器長が確
保でき、しかもｐ−ｎ接合の大部分を拡散電流の大きい
層内に形成することができるので、発光領域１０Ｂへの
電流注入効率が上昇し、一層の発光出力の増大が可能と
なる′。

第７図には、共振構造を有する装置に関する他の例が示
されている。

本実施例では１例えば第３図に示されている装この上部
反射層１１１を、発光エネルギーよりも禁制帯幅が広い
ＡｌＧａＡｓ層と、ＡｌＧａＡｓ層よりも禁制帯幅が広
く屈折率の小さいＡｌＧａＡｓ層またはＡｌＡｓ層の二
層を交互に！１１層した構造としてもよい、この場合、
各層の層厚は１発光波長をそれぞれの半導体層内の波長
にみなした値の１／４に実質的に等しくする。積層数を
変化させることにより反射率を変化させることができ、
上部反射層ｌｌｌの反射率を下部反射層１１２の反射率
よりも低くすることにより、レーザ光を基板に対し垂直
上方に取り出すことができる。

第８図には１本発明を適用した他の実施例が示されてい
る。

本実施例の装置は、第２図〜第７図に示されている各実
施例の装置における電気的絶縁層１１０が、突起部１２
１以外のクラッド層１０２あるいは挿入層１１５の表面
上に形成されているだけでなく。

突起部１２１の側面にも形成されている。したがって、
ｐ側電極１０Ｂは電気的絶縁層１１０を介して形成され
ることになるが、突起部１２１のｐ型Ａ　ｌＧａＡｓク
ラッド層１０４の側面（第８図参照）、またはＰ型Ａｌ
ＧａＡｇクラッド層１０４およびＧａＡｓ活性層１０３
の側面について（図示せず）は直接形成されている。

本実施例によれば、ｎ型Ａ　ｌＧａＡｓクラッド層１０
２内のｐ−ｎ接合からのリーク電流を少なくすることが
でき、発光領域１０８への電流注入効率を向とさせるこ
とができる。

第９図には、本発明を適用した他の実施例が示されてい
る。

この実施例では、ｐ１型Ｚｎ拡散領域１０５が突起部１
２１内のみに形成されており、しかも拡散領域１０５　
（７）最下部はｎＪ！！ＡｌＧａＡｓクラッド層１０２
内の上部、つまりＧａＡｓ活性層１０３に近接して形成
されているため、　　ｐ−ｎ接合面積が非常に小さくな
っている。また、ｐ側電極１０Ｂは、突起部１２１のｐ
＋型Ｚｎ拡散領域１０５の側面のみ直接形成されており
、それ以外については電気的絶縁層１１０を介して形成
されている。したがって、電気的絶縁層１１Ｇは、クラ
ッド層１０２の突起部１２１以外の表面上と突起部１２
１の側面に形成されている。

本実施例によれば、リーク電流を一層低減することがで
き１発光領域１０８への電流注入効率を向上させること
ができる。

第１０図には、基板１０１の主表面側、つまり各層の積
層側に基板１０１に対して垂直な方向に形成されている
突起部１２１が、基板１０１に対して垂直ではなくある
角度をもって傾斜して形成された例が示されている。こ
の実施例では図に示されているように、突起部１２１の
上部が狭く、下部が広くなるように傾斜して形成されて
いる。

本実施例によれば、突起部１２１側面が傾斜しているた
め、基板１０１に対して垂直に形成する場合に比べ、突
起部１２１側面の平滑化や電極の装着が容易に行なえる
といった製作上の利点があり、しかも垂直に形成した場
合と同様の光出力を得ることができる。

第１１図には、活性層１０３を量子井戸構造にした例が
示されている。

活性層１０３は、第１２図に拡大して示したようにＧａ
ＡｓあるいはＡ　ｌＧａＡｓからなる層１１７と１層１
１７よりも禁制帯幅の広いＡ　ｌＧａＡｓあるいはＡ　
ＩＡｓからなる層１１８を交互に積層した構造からなっ
ている。

それぞれの層の層厚は、約１．０〜ＩＯ，Ｏｎｍ程度で
ある。

本実施例によれば、しきい値電流の低下が可能になる。

またｐ＋型領領域１０５．　Ｚｎ拡散による無秩序化に
よりその組成が二つの層の平均組成となるため、Ａ１組
成は活性ｆｉ１０３のＡ１組成よりも大きくなる。した
がって、ｐ＋型領領域１０５発光領域１０８の間の屈折
率の差が大きくなり、生じた光が発光領域１０８に有°
効に閉じ込められるため、より一層発光効率の向上が可
能となる。

第１３図は、以上に示したの本発明による半導体発光装
置を二次元アレー状にした場合の例が示である。突起部
１２１の直径は、１０．０〜２Ｑ、０ＪＬＩｌとするこ
とができるため、高密度の一次元あるいは二次元アレー
とすることことができ、さらには電極を個別に設置する
ことによって、それぞれ個別の動作とすることも４濠で
ある。

なお、以ｔの実施例のうち第６図、第１Ｏ図。

第１１図および第１３図に示された実施例は、それぞれ
他の実施例に適用することができる。また、第７図に示
された実施例は、第１図および第２図に示された実施例
を除く他の実施例に適用することができ、第９図に示さ
れた実施例は、第１図、第２図、第６図、第７図、第１
θ図および第１１図に示された実施例を除く他の実施例
に適用することができる。

また、以上の各実施例における突起部１２１の横断面は
ほぼ円形に形成されているが、円形に限らず方形や多角
形に形成してもよい。

活性層１０３は、ＧａＡｓ以外にＡｌＧａＡｓ、ガリウ
ム・インジウム・砒素Φリン（ＧａｌｎＡａＰ）、ガリ
ウム・インジウム・リン（ＧａｌｎＰ）、アルミニウム
・ガリウム・インジウム・リン（ＡＩＧａｌｎＰ）を使
用することができる。　ＡｌＧａＡｓを使用した場合は
、クラッド層として活性層１Ｇ３に使用するＡｌＧａＡ
ｓはよりも禁制帯幅の広いＡｌＧａＡｓを使用し、Ｇａ
ＩｎＡｓＰを使用した場合には、クラッド層としてイン
ジウム・す７　（ＩｎＰ）または活性層１０３に使用す
るＧａ１ｎＡｓＰよりも禁制帯幅の広いＧａ１ｎＡｓＰ
を使用し、Ｇａ１ｎＰまたはＡＩＧａＩｎＰを使用した
場合には、クラッド層として活性層１０３に使用するＡ
ＩＧａＩｎＰよりも禁制帯幅の広いＡＩＧａＩｎＰを使
用すればよい。

活性層１０３としては、この他ガリウム・砒素・リン（
ＧａＡｇＰ）、ガリウム・すｙ　（ＧａＰ）、窒化ガリ
ウム（Ｇａｇ）　、亜鉛・セシウム（ＺｎＳｅ）、硫化
亜鉛（ＺｎＳ）　、鉛・スズ・チリウム（ＰｂＳｎＴｅ
）または硫化鉛・セシウム（ＰｂＳＳｅ）等を使用する
ことができる。

基板１０１は、ＧａＡｓ以外にＩｎＰ　、　ＧａＰ　、
　ＧａＮ　、インジウムφアンチモン（Ｉｎ５ｂ）、カ
ドミウム・チリウム（ＣｄＴｅ）、Ｚｎ５ｅまたはＺｎ
Ｓ等を使用することができる。

参考のため、面発光半導体レーザとして従来提案されて
いるものの例が第１４図に示されている。

第１４図に示されているように、活性層４がクラッド層
３およびクラッド層５によって上下にはさみ込まれるよ
うに形成されている０発光部１０は、誘電体または金属
からなる反射膜８と反射膜９によってはさみ込まれるよ
う形成され、反射膜８と反射膜８で共振器を構成するこ
とにより、発光部１０で発光した光を閉じ込め利得を得
ている。電極は、基板８の一方の主面の積層側とは反対
のノ＾板裏面側に円形電極７が配置され、基板表面に円
形電極１が配置されている。電極間に電流を流すことに
より発光部ｌＯに集中させ、レーザ出力を基板Ｂに対し
て垂直な方向に取り出している。

この従来提案されている構造では、発光領域１０への電
流注入が、基板６に形成された穴１３の周囲に配置され
ている円形電極７と基板表面の円形電極１の間で行なわ
れ、電流は図中に示されている矢印１２ように流れるた
め、微小域に電流を集中させることができない、したが
って、電流注入効率は向上せず１発光効率の向上が望め
ない。

またこの構造では、基板表面と基板裏面の位置を対応さ
せて電極１１反射層８、および穴１３を形−成しなれば
ならないため、製作する上でそれぞれの位置調整が困難
である。穴１３は、クラッド層５に達するように厚さが
約１００１Ｌ１程度の基板Ｂに形成するため、穴１３が
大きなものとなりその直径は１００ルー以上になるため
、高密度のアレイ上にすることができない０強度面につ
いてもこの装置では基板６に穴１３を形成することから
、装置自身の厚さが約ｌθ〜１０ＯＩＬ層になるため強
度が弱いという問題が生じる。

第１５図には１面発光半導体レーザとして従来提案され
ている他の例が示されている。

第１５図に示されているように本構造は、ｎ型ＧａＡｓ
基板２２の上に　ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２３と　
ｎ型ＧａＡｓ層２４が積層されている。基板２２の主表
面には、主表面に対して垂直な方向にほぼ円筒状の突起
部２１が形成され、その内部側面にはｐ＋型領領域２５
形成され、ｐ−ｎ接合２Ｂが形成されている。

電極２７と電極２日の間に電流を流すことにより、ｐ−
ｎ接合２６において発光が生じ、発光した光を基板２２
に対して垂直な方向に取り出している。

この従来提案されている構造においては、発光部が突起
部２１の内部側面に形成されたｐ−ｎ接合２Ｂとなるた
め、発光を生じさせるために多量の電流を必要とする。

また、電流の閉じ込めが行なわれず発光した光の閉じ込
めもｐ−ｎ接合２Ｂだけで弱くネト分であるため、たと
え本構造に共振器を設置してもレーザ出力を得るために
は高い電流密度が必要になる。

しかし１以上の実施例に示された本発明による装置によ
れば、発光領域１０Ｂがクラッド層１０２とクラッド層
１０４により囲まれ、円筒の外輪部周辺を高濃度の不純
物からなるｐ＋型領領域１０５より囲まれた構造になっ
ており、またクラッド層１０２およびクラッド）ｑ１０
４は、発光波長のエネルギーよりも広い禁制体幅になっ
ているため、電極１０６と電極１０７の間に電流を流し
た場合に、はとんどの注入電流が微小域の活性層内に流
れ込み、電流の閉じ込めが可能となる。したがって、発
光領域において生じた光出力を高い発光出力として基板
１０１に対し垂直方向に取り出すことができ、また基板
１０１に穴を形成する必要がないこと等から製作面から
みても高密度アレイが可能であり、しかも素子の強度の
高い半導体発行素子あるいはレーザを製作することがで
きる。

級−ス 本発明によれば、活性層内の発光を生じる領域がその上
下を第１の導電型および第２の導電型のクラッド層によ
り囲まれ、円筒の外輪部周辺を第２の導電型を形成する
高濃度の不純物の領域により囲まれた構造になっている
ため、二つの電極間に電流を流した場合に、はとんどの
注入電流が微小域の活性層内に流れ込み、電流の閉じ込
めが可能となり、しかも発光領域において生じた光を発
光領域に有効に閉じ込めることができる。したがって、
発光領域において生じた光出力を高い発光出力として基
板に対し垂直方向に取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明、による半導体発光装置の一実施例を部
分的に示す断面斜視図、 第２図、第３図、第５図ないし第１１図は本発明による
半導体発光装置の他の実施例を示す断面図、 第４図は下部反射層１１２の積層構造の一実施例を示す
拡大断面図、 第１２図は活性層１０３の積層構造の一実施例を示す拡
大断面図、 第１３図は本発明による半導体発光装置を二次元アレー
状にした場合の一実施例を示す斜視図。 第１４図は従来技術による半導体発光装置の例を示す断
面図、 第１５図は従来技術による゛姓導体発光Ｓ装置の他の例
を示す断面斜視図である。 主要部分の符号の説明 １０１　、　、　、基板 １０２　、　、　、　ｎ型クラッド層 １０３　、　＋　、活性層 ｔｏｎ−、、ｐ型りラッド層 １０５、、、Ｐ＋領域 １０Ｂ、、、ｐ側電極 １０？、、−ｎ側電極 １０８　、　、　、発光領域 １１０　、　、　、電気的絶縁層 １１１　　、　、　、上部反射層 １１２　、　、　、下部反射層 １２１　、　、　、突起部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の導電型の半導体基板と、 該半導体基板の主表面に形成され、ｐ−ｎ接合を有し、
   該ｐ−ｎ接合近傍において前記主表面に対して実質的に
   垂直な方向に発光を生じる発光層と、該発光層に電流を
   注入する電極とを有する半導体発光装置において、 該装置は、前記半導体基板の主表面に対して実質的に垂
   直な方向に突出した突起部を有し、前記発光層は該突起
   部内に形成され、 該発光層の発光領域は、第１の導電型の半導体クラッド
   層、該第１の導電型とは異なる第２の導電型の半導体の
   クラッド層、および第２の導電型を形成する高濃度の不
   純物の領域により囲繞されていることを特徴とする半導
   体発光装置。