JPS63202977A - Edge emission type semiconductor device - Google Patents
Edge emission type semiconductor deviceInfo
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- JPS63202977A JPS63202977A JP62036268A JP3626887A JPS63202977A JP S63202977 A JPS63202977 A JP S63202977A JP 62036268 A JP62036268 A JP 62036268A JP 3626887 A JP3626887 A JP 3626887A JP S63202977 A JPS63202977 A JP S63202977A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば光ファイバとの結合時に高い光出力
を効率良く伝送できる端面発光型半導体装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an edge-emitting type semiconductor device that can efficiently transmit high optical output when coupled with, for example, an optical fiber.
第3図は、例えばTeeh、D igest of 4
th I nt。FIG. 3 shows, for example, Teeh, Digest of 4.
th Int.
Conf、 on I ntegrated 0pt
ics and 0pticalF 1ber Com
munication、29B2−4. (1983
)に示された従来の端面発光型半導体装置の構造を示す
斜視図である。Conf, on Integrated 0pt
ics and 0pticalF 1ber Com
communication, 29B2-4. (1983
) is a perspective view showing the structure of the conventional edge-emitting type semiconductor device shown in FIG.
この図において、1はInGaAsPからなる活性領域
、2はn型InPからなる基板、8はp側電極、9はn
側電極、10は絶縁膜、18はInGaA、sPからな
る活性層、19はp型InPからなるクラッド層、20
はプロトン照射領域、21はp型InGaAsからなる
コンタクト層、22ばストライブ長である。In this figure, 1 is an active region made of InGaAsP, 2 is a substrate made of n-type InP, 8 is a p-side electrode, and 9 is an n-type substrate.
side electrode, 10 is an insulating film, 18 is an active layer made of InGaA and sP, 19 is a cladding layer made of p-type InP, 20
is a proton irradiation region, 21 is a contact layer made of p-type InGaAs, and 22 is a stripe length.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
p側電極8とn側電極9との間に順方向に電圧を印加す
ると、活性領域1に電流が注入され、活性領域1で電子
とポールが再結合する際に、活性領域1を構成するIn
GaAsPのエネルギーバンドギャップに対応した光が
主に端面より出射される。When a voltage is applied in the forward direction between the p-side electrode 8 and the n-side electrode 9, a current is injected into the active region 1, and when electrons and poles recombine in the active region 1, the active region 1 is formed. In
Light corresponding to the energy band gap of GaAsP is mainly emitted from the end face.
この端面発光型半導体装置では、活性領域1に電流を集
中させるために、p側の結晶中にストライブ構造を設け
てあり、その左右はプロトノ照射領域20になっている
。In this edge-emitting type semiconductor device, a stripe structure is provided in the p-side crystal in order to concentrate current in the active region 1, and proton irradiation regions 20 are provided on the left and right sides of the stripe structure.
また、ストライブ長22は半導体装置長の半分以下で、
光の出射端面の反対側からは光が出射17ないように活
性層18の半分にはキャリアが注入しない構成にしであ
る。Further, the stripe length 22 is less than half the length of the semiconductor device,
The structure is such that carriers are not injected into half of the active layer 18 so that no light is emitted 17 from the side opposite to the light emitting end face.
上記のような従来の端面発光型半導体装置は、ストライ
ブ構造から活性層18まで距離があり、ストライブ構造
で電流を集中させてもクラッド層19内で電流が横方向
に広がってしまうため、活性領域1が広がって端面より
出射される光の幅が広くなってしまう。In the conventional edge-emitting type semiconductor device as described above, there is a distance from the stripe structure to the active layer 18, and even if the current is concentrated in the stripe structure, the current spreads laterally within the cladding layer 19. The active region 1 expands, and the width of light emitted from the end face becomes wider.
このことは、光通信用の発光素子における重要な問題で
あり、これを解決するために従来は端面に球レンズを装
着するか、先球ファイバを使用しなければならないとい
う問題点があった。This is an important problem in light emitting devices for optical communication, and to solve this problem, conventionally it has been necessary to attach a spherical lens to the end face or use a spherical fiber.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、活性層への電流集中を高めて活性領域の広がりを
抑え、球レンズや先球ファイバを用いることなく端面よ
り出射される光を効率良く光ファイバ等に伝送できる端
面発光型半導体装置を1辱ることを目的とする。This invention was made to solve these problems, and it increases the concentration of current in the active layer, suppresses the spread of the active region, and allows the light emitted from the end face to be suppressed without using a spherical lens or a spherical fiber. The purpose of this invention is to develop an edge-emitting type semiconductor device that can efficiently transmit data through optical fibers, etc.
この発明に係る端面発光型半導体装置は、光出射方向に
形成された溝を有する第1導電型の基板と、この基板上
の溝以外の部分に形成された第2導電型の第1のブロッ
ク層と、この第1のブロック層上に形成された第1導電
型の第2のブロック層と、溝の底部から第1のブロック
層または第2のブロック層の側面まで形成された第1導
電型の第1のクラッド層と、この第1のクラッド層上に
形成された活性層と、この活性層上および第2のブロッ
ク層上に形成された第2導電型の第2のクラッド層と、
この第2のクラッド層上に形成された第2導電型のコン
タクト層とから構成したものである。An edge-emitting type semiconductor device according to the present invention includes a substrate of a first conductivity type having a groove formed in a light emission direction, and a first block of a second conductivity type formed in a portion of the substrate other than the groove. a second block layer of a first conductivity type formed on the first block layer, and a first conductivity layer formed from the bottom of the groove to the side surface of the first block layer or the second block layer. a first cladding layer of the mold; an active layer formed on the first cladding layer; and a second cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and the second block layer. ,
and a second conductivity type contact layer formed on the second cladding layer.
この発明においては、活性層の左右の第1および第2の
ブロック層によって電極より注入される電流が活性層に
効率良く注入されるとともに、生じた光が第1および第
2のクラッド層と第1および第2のブロック層によって
端面まで導波される〔実施例〕
第1図はこの発明の端面発光型半導体装置の一実施例の
構造を示ず斜視図である。In this invention, the current injected from the electrode is efficiently injected into the active layer by the first and second blocking layers on the left and right sides of the active layer, and the generated light is transmitted between the first and second cladding layers and the second blocking layer. Embodiment FIG. 1 is a perspective view, not showing the structure, of an embodiment of the edge-emitting type semiconductor device of the present invention.
この図において、第3図と同一符号は同一部分を示し、
3は口型InPからなる□第1のクラッド層、4,5は
それぞれp型およびn型InPからなる第1および第2
のブロック層、6はp型InPからなる第2のクラッド
層、7はp型InGaAsP からなるコンタクト層、
11は活性領域長である。In this figure, the same symbols as in FIG. 3 indicate the same parts,
3 is a first cladding layer made of mouth-type InP, and 4 and 5 are first and second cladding layers made of p-type and n-type InP, respectively.
6 is a second cladding layer made of p-type InP, 7 is a contact layer made of p-type InGaAsP,
11 is the active region length.
この発明における主たる特徴は、活性層18と活性領域
1とが一致している点にある。The main feature of this invention is that active layer 18 and active region 1 are coincident.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
p側電極8とn側電極9との間に順方向に電圧を印加す
ると、活性領域1に電流が注入され、ここで生じた光が
端面より出射される点は従来例として示した端面発光型
半導体装置と同じ原理による。When a voltage is applied in the forward direction between the p-side electrode 8 and the n-side electrode 9, a current is injected into the active region 1, and the light generated here is emitted from the end surface, as shown in the conventional example. Based on the same principle as type semiconductor devices.
ストライブ構造を有する端面発光型半導体装置では、一
般にストライブ幅に比べて活性領域の幅(発光径)が広
くなるが、これは電流の構法がり以外に、活性層内に注
入されたキャリアが活性層内を横方向に拡散するからで
ある。In an edge-emitting type semiconductor device having a stripe structure, the width of the active region (emission diameter) is generally wider than the stripe width, but this is due to the current structure as well as the carriers injected into the active layer. This is because it diffuses laterally within the active layer.
しかし、この発明においては、活性層18を完全にスト
ライブ溝内に埋め込み、かつその左右に活性層18より
エネルギーバンドギャップの大きい第1および第2のブ
ロック層4,5を配置したので、活性層18がそのまま
活性領域1となる。However, in this invention, the active layer 18 is completely buried in the stripe groove, and the first and second blocking layers 4 and 5, which have a larger energy bandgap than the active layer 18, are placed on the left and right sides of the active layer 18. Layer 18 becomes active region 1 as it is.
このため、注入キャリアは効率良く活性領域1へと流れ
込み、左右への拡散を生じない。Therefore, the injected carriers efficiently flow into the active region 1 and do not diffuse to the left or right.
また、生じた光は第1および第2のクラッド層3.6お
よび第1および第2のブロック層4,5により端面まで
効率良く導波される。Further, the generated light is efficiently guided to the end face by the first and second cladding layers 3.6 and the first and second blocking layers 4 and 5.
このため、活性領域1の長さく活性領域長11)。Therefore, the length of the active region 1 is increased (active region length 11).
幅および厚みを制御することで結合する光ファイバへの
最適な光出力を得ることができ、例えば10μmφのコ
ア径のシングルモードファイバを使用する際に;よ、活
性領域長11を半導体装置長の半分以下、幅を10μm
以下、厚みを0.2±0.1μmとする乙とにより最適
な結合状態を得られる。Optimal light output to the optical fiber to be coupled can be obtained by controlling the width and thickness. For example, when using a single mode fiber with a core diameter of 10 μmφ, the active region length 11 is set to the length of the semiconductor device. Less than half, width 10μm
Hereinafter, the optimum bonding state can be obtained by setting the thickness to 0.2±0.1 μm.
第2図はこの発明の他の実施例の構造を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of another embodiment of the invention.
この図において、第1図と同一符号は同一部分を示し、
12はp型■nPからなる基板、13はp型InPから
なる第1のクラッド層、14.15はそれぞれn型およ
びp型InPからなる第Jおよび第2のブロック層、1
6はn型InPからなる第2のクラッド層、17はn型
InGaAsPからなるコンタクト層である。In this figure, the same symbols as in Fig. 1 indicate the same parts,
12 is a substrate made of p-type nP, 13 is a first cladding layer made of p-type InP, 14.15 is a J-th and second block layer made of n-type and p-type InP, respectively, 1
6 is a second cladding layer made of n-type InP, and 17 is a contact layer made of n-type InGaAsP.
上記実施例では基板としてn型のものを用い、活性領域
長11を半導体装置長の半分より短く形成したが、この
実施例は各層の成長後、活性領域1の他端(光が出射さ
れる方向とは反対側)をp型InPからなる基板12に
到達する深さまでエツチングし、その端面を適度に荒ら
したのち、コンククト層17上にn側電極9を形成する
乙とによって構成する。In the above embodiment, an n-type substrate was used and the active region length 11 was formed to be shorter than half the length of the semiconductor device. However, in this embodiment, after the growth of each layer, the active region 1 is After etching to a depth that reaches the substrate 12 made of p-type InP, and roughening the end surface appropriately, the n-side electrode 9 is formed on the concrete layer 17.
このようにp型の基板を用いて形成する場合には、n型
の基板を用いて形成した場合の導電型を全て反対にすれ
ばよいが、この場合、活性領域1は2層ある第1および
第2のブロック層14゜15の上側の第2のブロック層
15に近接して存在することになる。When forming the active region 1 using a p-type substrate in this way, it is sufficient to reverse all the conductivity types when forming the active region 1 using an n-type substrate. The second block layer 14 and the second block layer 15 are located above the second block layer 14 and adjacent to the second block layer 15 .
この発明は以上説明したとおり、光出射方向に形成され
た溝を有する第1導電型の基板と、この基板上の溝以外
の部分に形成された第2導電型の第1のブロック層と、
この第1のブロック層上に形成された第1導電型の第2
のブロック層と、溝の底部から第1のブロック層または
第2のブロック層の側面まで形成された第1導電型の第
1のクラッド層と、この第1のクラッド層上に形成され
た活性層と、この活性層上および第2のブロック層上に
形成された第2導電型の第2のクラッド層と、この第2
のクラッド層上に形成された第2導電型のコンタクト層
とから構成したので、第1および第2のブロック層によ
って効率良く活性層に電流(キャリア)が注入されると
ともに、第1および第2のクラッド層と第1および第2
のブロック層によって光が効率良く導波され、例えば光
ファイバと結合時等に高い光出力を伝送できるという効
果がある。As described above, the present invention includes a substrate of a first conductivity type having a groove formed in the light emission direction, a first block layer of a second conductivity type formed in a portion of the substrate other than the groove,
A second block layer of the first conductivity type formed on this first block layer.
a first cladding layer of the first conductivity type formed from the bottom of the groove to the side surfaces of the first block layer or the second block layer; and an active layer formed on the first cladding layer. a second cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and on the second blocking layer;
and a contact layer of the second conductivity type formed on the cladding layer, current (carriers) can be efficiently injected into the active layer by the first and second blocking layers, and cladding layer and the first and second
The blocking layer guides light efficiently, and has the effect of transmitting high optical power when coupled to an optical fiber, for example.
第1図はこの発明の端面発光型半導体装置の−実施例の
構造を示す斜視図、第2図はこの発明の他の実施例の構
造を示す斜視図、第3図は従来の端面発光型半導体装置
の構造を示す斜視図である。
図において、1は活性領域、2,12は基板、3.13
ば第1のクラ、ソド層、4,14ば第1のブロック層、
5.15は第2のブロック層、6゜16は第2のクラッ
ド層、7.17はコンタクト層、8はp側電極、9はn
側電極、10は絶縁膜、11は活性領域長である。
なお、各図中の同一符号は同一まtコは相当部分を示す
。
代理人 大 岩 増 雄 (外2名)(JO)
第1図
第2図
第3図FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an embodiment of the edge-emitting semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the structure of another embodiment of the invention, and FIG. 3 is a conventional edge-emitting type semiconductor device. FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a semiconductor device. In the figure, 1 is an active region, 2 and 12 are substrates, and 3.13
1st Kula, Sodo layer, 4th, 14th block 1st layer,
5.15 is the second block layer, 6°16 is the second cladding layer, 7.17 is the contact layer, 8 is the p-side electrode, 9 is the n
10 is an insulating film, and 11 is an active region length. Note that the same reference numerals in each figure indicate corresponding parts. Agent Masuo Oiwa (2 others) (JO) Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (4)
基板と、この基板上の前記溝以外の部分に形成された第
2導電型の第1のブロック層と、この第1のブロック層
上に形成された第1導電型の第2のブロック層と、前記
溝の底部から前記第1のブロック層または前記第2のブ
ロック層の側面まで形成された第1導電型の第1のクラ
ッド層と、この第1のクラッド層上に形成された活性層
と、この活性層上および前記第2のブロック層上に形成
された第2導電型の第2のクラッド層と、この第2のク
ラッド層上に形成された第2導電型のコンタクト層とか
ら構成したことを特徴とする端面発光型半導体装置。(1) A substrate of a first conductivity type having a groove formed in the light emission direction, a first block layer of a second conductivity type formed in a portion other than the groove on this substrate, and a first block layer of a second conductivity type formed on the substrate other than the groove; a second block layer of a first conductivity type formed on the block layer; and a first block layer of a first conductivity type formed from the bottom of the groove to the side surface of the first block layer or the second block layer. a cladding layer, an active layer formed on the first cladding layer, a second cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and the second block layer, and a second cladding layer of a second conductivity type formed on the active layer and the second block layer; 1. An edge-emitting semiconductor device comprising a second conductivity type contact layer formed on a second cladding layer.
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の端面発
光型半導体装置。(2) The edge-emitting type semiconductor device according to claim (1), wherein the groove is formed only on one end surface side of the substrate.
除去されていることを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項記載の端面発光型半導体装置。(3) Claim No. 1 characterized in that a region on the substrate on one end surface side is removed by etching.
) The edge-emitting semiconductor device described in item 2.
AsPであることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載の端面発光型半導体装置。(4) The substrate is InP and the active layer is InGa with a crescent-shaped cross section.
Claim No. (1) characterized in that it is AsP.
The edge-emitting semiconductor device described in .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62036268A JPS63202977A (en) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | Edge emission type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62036268A JPS63202977A (en) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | Edge emission type semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63202977A true JPS63202977A (en) | 1988-08-22 |
Family
ID=12465020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62036268A Pending JPS63202977A (en) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | Edge emission type semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63202977A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5290378A (en) * | 1990-03-14 | 1994-03-01 | Bridgestone Corporation | Method for preparing a rubber-based composite material |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62036268A patent/JPS63202977A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5290378A (en) * | 1990-03-14 | 1994-03-01 | Bridgestone Corporation | Method for preparing a rubber-based composite material |
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