JPS63222476A - 端面発光ダイオ−ドの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は端面発光ダイオードの製造方法に関し、特に光
通信、光情報処理等における光源として用いられる端面
発光ダイオードの製造方法に関する。

（従来の技術） 誘導放出光を利用した端面発光ダイオードは高出力であ
り、％忙埋込型半導体レーザの端面に無反射膜を形成し
てレーザ発振を抑えたものはシングルモードファイバー
への結合光出力が大きいという利点がある。しかし、高
電流で動作させた場合や低温で動作させた場合レーザ発
振するという欠点があった。高出力でかつ低温で発振し
にくい湖面発光ダイオードを得る方法のｌりをま、発光
領域と反射面の間に尤の透明な半導体装置くことである
。発光領域から光の透明な半導体層に入射した光はそこ
で広がり、反射面で反射されまた発光領域へ入射するが
、光が広がるので発光領域へもどる光の割合が減少する
。すなわち、光の透明な半導体層があることにより実効
的な反射基が減少する。これによりてレーザ発振を抑え
ることが容易であシ、また実効的反射車が１０〜２０１
程度はあるので実用上十分な光出力が得られる。このよ
うな端面発光ダイオードは、「昭和６１年度電子通信学
会　光・電波部門全国大会講演集２１Ｏ」Ｋ説明されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の湖面発光ダイオードの製造方法では、電
流狭窄のため電流ブロック層を形成する結晶成長を行な
い、その後Ｖ字型の溝を形成し、２回目の結晶成長でＶ
字型の溝内部に発光領域を形成していた。このように従
来の製造方法は、２回の結晶成長を必要とするため、歩
留シが低下する欠点があった。本発明の目的は歩留シの
良い趨向発光ダイオードの製造方法を提供することにあ
る０ （問題点を解決するための手段） 本発明の端面発光ダイオードの製造方法は、半導体基板
上に矩形のメサな形成する工程と、このメサ上に順次バ
ッファ層、活性層、クラッド層、コンタクト層を結晶成
長によって形成し、同時にこの結晶成長（よって半導体
表面が平坦部なる工程と、コンタクト層及び半導体基板
上にそれぞれ電極を形成する工程と、光の出射面をメサ
の一部をへき開又は工、チングすることＫよって形成す
る工程と、出射面に無反射膜を形成する工程とを有する
ことを特徴とする。材料としてはＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐ系材料が用りられる。

系材用） 本発明においては半導体基板上に矩形のメサを工、チン
グによって形成した後、１回の結晶成長で活性層を含む
半導体層を形成し、表面を平坦にする。このとき活性層
をＩｎＧａＡｓＰとするＩｎＧａＡｓ　Ｐ　／　Ｉ　ｎ
Ｐ系の材料を用いると、ＩｎＰ　層はメサを有する半導
体基板上で一様の厚さで成長するが、ＩｎＧａＡｓＰ層
はメサの側面での成長速度が遅いため、メサ上に０．１
〜０．２μｍ根度のＩｎＧａＡｓＰ活性層を成長した時
、メサ側面にはほとんど成長しない０次に、この矩形の
メサの上部九電流注入用電極を形成すると、このメサ上
のＩｎＧａＡｓＰ活性層が発光領域となシ、この矩形の
メサの幅と長さを最適化することＫよって従来例と同様
忙効率良く電流注入でき、高出力の端面発光ダイオード
が得られる。しかも１回の結晶成長でよいため、歩留り
が従来の２倍以上に向上する０ （実施例〕 本発明にりいて図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例を説明するための端面
発光ダイオードの縦断面図で、第１図（ｂ）、　（Ｃ）
はそれぞれ光の透明の領域および発光領域の横断面図で
ある。また第２図（ａ）は本実施例の製造方法の中間工
程での縦断面図で、第２図書）、　（Ｃ）はそれぞれ第
２図（ａ）の光の透明な領域および発光領域における横
断面図を示す。本実施例では材料としてＩｎＰ／ＩｎＧ
ａＡｓＰを用いた端面発光ダイオードの製造方法につい
て説明する・ ｎ型ＩｎＰ基板１上にフォトレジストによシ幅５μｍ、
長さ３００μｍの５ｋｉｓのマスクを形成し、Ｈｃｌと
Ｈ，ＰＯ，の混合液を用いて深さ３μｍ＠度工、チング
する。これＫよって矩形のメサ２が形成される。次に前
述のマスクを除去した後、液相エピタキンヤル成長でキ
ャリア密度的ｌＸｌ０”ｃＲ−”のｎ型ＩｎＰのバック
７層３、アンドープのｎ［ＩｎＧａＡｓＰの活性層４（
バンドギヤ、グに相当する波長１．３　Ａｍ　）、キャ
リア密度的ｌＸｌ０”ｃＩＲ−３のｐｆｉＩｎＰのクラ
ッド層５、キャリア密度的１ｘｌＯｃＩＲのｎ［ＩｎＧ
ａＡｓＰのコンタクト層６を順次形成し、第２図１８）
、　Ｔｏ）−（Ｃ）Ｋ示す構造が得られる。第２図（ａ
）は縦断面図であシ、（ｂ）は平坦部、すなわち光の透
明な部分の横断面図、（Ｃ）はメサ２の部分、すなわち
発光領域の横断面図である。第２図１ｃ）のメサ２の上
部での層厚は、バッフ７Ｆ＠３は１μｍ％活性層４は０
．１μｍ、クラッド層５は１μｍ１コンタクト層６は２
μｍである。

第２図（ｂ）の平坦部ではバック７層３は１μｍ、活性
層４は０．１μｍ１クラツド層５は１μｍ、コンタクト
層６は５μｍである。メサ２の側面では、ＩｎＧａＡｓ
Ｐは成長速度が遅いため、メサ２の上部でＩｎ　ＧａＡ
ｓ　Ｐ活性層４を０．１〜０．２μｍ成長するとき、メ
サ２の側面にはほとんど成長しない。

従って、油性層４はメサ２の上部と平坦部でとぎれてい
る。

８１０２の絶縁膜７を形成した後、矩形のメサ２の上部
の絶縁膜７を除去する。次にこの絶縁膜７をマスクとし
てＺｎ拡散をコンタクト層６を貝通しり２ラド層５に達
するまで行なう。これによりＣｐ型の拡散領域８が形成
され、この部分が活性層４への電流の経路となる。次Ｋ
ｐ型の電極９とｎ型の電極ｌＯを形成する。矩形のメサ
２の部分は電流が注入されるので発光領域１４となる。

平坦な部分は電流はほとんど注入されず発光しない。

また発光領域１４の活性層４からの光がこの部分では透
明なのでこの部分は光の透明な領域１５である。第１図
＋８）で示すようＫｊｔｉｌ端をへき開し、発光領域側
の端面に無反射！［１１を形成する。この端面が光の出
射面にとなる。発光領域１４の長さは１５０μｍ１光の
透明な領域１５の長さは１１００ｐとした。このよう処
して第１図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）Ｋ示す端面発光
ダイオードが製造された。

本実施例で示した端面発光ダイオードは、発光領域１４
と光の透明な領域１５を有し、従来の技術で説明したよ
う圧扁出力でかつレーザ発振を容易に抑えられるという
利点がある。

本実施例では矩形のメサ２を形成した後、結晶成長によ
シ活性層４を含む半導体層を形成する。

このとき、液相エピタキンヤル成長時有の選択成長によ
ってＩｎＧａＡｓＰの活性層４は矩形のメサ２の上部と
平坦部とでとぎれる。従って矩形のメサ２の部分にのみ
電流注入できるように１部分的に拡散領域８を形成し電
流経路をつくることができる。従って従来の技術のよう
に電流狭窄のための結晶成長が不要であり、１回の結晶
成長でよいので歩留シが向上した。更に発光領域１４の
幅は矩形のメサ２の幅とほぼ同じで、工、チングのマス
クによって決まるので、容易に制御できるという利点が
ある。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の湖面発光ダイオードの製造
方法によれば、従来２回の結晶成長を必要とした工程が
一関の結晶成長で済むので歩留シが向上する効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ＋は本発明の一実施例を説明するための端面
発光ダイオードの縦断面図、第１図Ｆｂ）、　（Ｃ）は
それぞれＭ１図ｔ８）光の透明な領域および発光領域の
横断面図、第２図（ａ）は本実施例の製造方法の中間工
程での縦断面図、第２図（ｂ）、　（ｃ）はそれぞれ第
２図（ａ）の光の透明な領域および発光領域の横断面図
である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・矩形のメサ、３・
旧・・バッファ層、４・・・・・・活性層、５・・・・
・・り２．ド層、６・・・・・・コンタクト層、７・・
・・・・絶縁膜、８・・・・・・拡散領域、９．１０・
・・・・・電極、１１・・・・・・無反射膜、１２・・
・・・・出射面、１３・・・・・・裏面、１４・旧・・
発光領域、１５第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に矩形のメサを形成する工程と、前
   記メサ上に順次バッファ層、活性層、クラッド層、コン
   タクト層を結晶成長によって形成し、同時にこの結晶成
   長によって半導体表面が平担になる工程と、前記コンタ
   クト層及び半導体基板上にそれぞれ電極を形成する工程
   と、光の出射面を前記メサの一部をへき開して形成する
   工程と、出射面に無反射膜を形成する工程とを有するこ
   とを特徴とする端面発光ダイオードの製造方法。
2. （２）材料としてＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系材料を用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の端
   面発光ダイオードの製造方法。