JPS63228768A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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Publication number
JPS63228768A
JPS63228768A JP62063025A JP6302587A JPS63228768A JP S63228768 A JPS63228768 A JP S63228768A JP 62063025 A JP62063025 A JP 62063025A JP 6302587 A JP6302587 A JP 6302587A JP S63228768 A JPS63228768 A JP S63228768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
active layer
groove
type
type inp
Prior art date
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Pending
Application number
JP62063025A
Other languages
English (en)
Inventor
Yorimitsu Nishitani
西谷 頼光
Toshiaki Kaneko
敏明 金子
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63228768A publication Critical patent/JPS63228768A/ja
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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】 〔概要〕 この発明は、端面発光ダイオードにかかり、半導体基体
の端面からV形の断面形状で形成され、基体内で基体表
面に斜交する面により終端された溝内に、活性層及びク
ラッド層を形成することにより、 低温においても発振しない安定した動作を確保するもの
である。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置、特に端面発光ダイオード(E
l、ED)の温度特性を向上する構造の改善に関する。
ELEDは厳しい環境条件或いは比較的に簡易なシステ
ム構成で、高い発光効率と先導波路への結合効率か得ら
れるために、光応用システムにますます多く利用されよ
うとしている。
しかしながら従来の[ELEDは環境温度条件がなお不
充分であり、その改善が必要とされている。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕例えば
石英系ファイバによる光通信に適する波長1.2〜1.
6 tnn程度の帯域のELEDの一例として、例えば
第2図に示す構造が従来知られている。
同図において、21はn型インジウム燐(InP)基板
、22はp型InP層、23はn型InPクラッド層、
23aはn型InP層、24はインジウムガリウム砒素
Fi(InGaAsP)活性層、24aはInGaAs
P層、25はp型InPクラッド層、26はp型1nG
aAsP層、27は二酸化シリコン(SiOz)等の絶
縁層、28.29は電極であり、活性層24に垂直な面
で襞間した前後2端面に反射防止膜(図示されない)を
設けている。
このInGaAsP活性層24に、正孔をp型InPク
ラッド層25から、電子をn型InPクラッドN23が
ら注入して発光再結合を行わせるが、発光効率、結合効
率を高めるために、ELEDの構造はこの従来例の様に
一般に半導体レーザダイオード(LD)に類似するもの
となり、レーザ発振に達しない動作状態、すなわち電極
28.29間に通ずる電流がレーザ発循開始の闇値電流
より小さい範囲でこれを動作させる。
このためにBLEDでは、例えば相当するLDに比較し
て活性層の厚さ及び幅を大きくしてキャリア及び光の密
度を低下させ、更に活性層に接して光吸収層を設けたり
、或いはL[)では襞間面とする端面を故意に荒れさせ
て帰還量を減少させる等の手段を施してレーザ発振状態
に入ることを抑止している。
しかしながら闇値電流Jthは経験的に次式で表される
顕著な温度依存性がある。
J J tb = −J tho eXp()T。
ただしT4は活性層の温度であり、T、は特性温度と呼
ばれる値で接合の半導体材料などに依存する。
この闇値電流の温度依存性から低温ではELEDがレー
ザ発振状態に入り易くなり、例えば−20℃程度以下で
は上記の手段を講じても安定した非発振発光を確保する
ことは困難な実情にある。
c問題点を解決するだめの手段〕 前記問題点は、半導体基体の端面からV形の断面形状で
形成され、該基体内で基体表面に斜交する而により終端
された溝内に、活性層及びクラッド層が形成されてなる
本発明による半導体発光装置により解決される。
〔作 用〕
本発明によるELEDは、■溝を基体表面に斜交する而
によって半導体基体内で終端し、これに活性層等を埋め
込み成長している。
埋め込み成長された活性層はこの終端面近傍で湾曲し、
この端面で反射された光は活性層の界面で乱反射を繰り
返して減衰するためにζ帰還率が低下して非発振発光の
安定性が向上する。
なおこのELEDの構造は後述する実施例の如く、半導
体基体結晶の異方性エツチングと液相エピタキシャル成
長の性質とにより、容易に実現することができる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第1図は本発明の実施例を示す工程順模式断面図であり
、(al)〜(dl)はその中央近傍の<011>方向
に垂直な断面、(a2)〜(d2)は■溝中央で基板面
に垂直な断面を示す。
第1図(al)、(a2)参照: 例えばn型InP基
板1ノ(100)面上に、液相エピタキシャル成長法等
によりp型InP層2を厚さ例えば1.5−程度に成長
する。なお本実施例ではこの成長溶液は、!n: In
P:Zn = 3g:39.2mg:0.02mgとし
ている。
第1図(bl)、(b2)参照: このp型1nP層2
上に例えば5iOz等のマスク11を設ける。本実施例
ではモニタ出力を得るために1チツプ当たり2個の矩形
の開口をマスク11に設けており、その長辺を[nP結
晶の<011>方向、短辺W、を例えば1.5μmとし
、その長辺方向に例えば15−の間隔d、、を隔ててい
る。
このマスク11を用いて塩酸(HCI)と燐酸(113
PO4)との混合溶液等による異方性エツチング処理を
行う。このエツチング処理により、<011>方向に垂
直な断面がV字状で斜面が(111)8面の溝12.1
2゛が、n型InP基板1に達する深さに形成される。
マスク11ノ開口が分離された位置のこの溝12.12
′ の終端では表面より溝の底の部分でエツチングが速
く進行し、端面が(111)面に近い逆メサ状となる。
第1図(cl)、(c2)参照: 液相エピタキシャル
成長法により、この溝12.12゛ 内にn型1nPク
ラソド層3、ノンドープのInGaAsP活性層4、p
型InPクラッド層5を順次成長してクラッド層5を溝
の外まで拡げる。クラッド層3、活性層4と同時に溝外
にn型1nP層3a−、InGaAsP層4aがそれぞ
れ成長する。なお本実施例ではInPクラッド層5に連
続してp型InGaAsP層6を成長している。
本実施例では各成長溶液を、例えば n型1nPクラッド層3 In:InP:Sn=3g:39.2mg:14.軸g
InGaAsP活性層4 !n:InAs:InP:GaAs=3g:192.7
mg:30.1mg:40.Tmgp型1nPクラッド
層5 Ir+:InP:Zn=3g:36.2mg:0.02
mgとし、InGaAsP活性層4の成長温度は650
 tで、その厚さを中央で例えば0.15μ踵としてい
る。
このエピタキシャル成長によるInGaAs1’活性層
4はその周辺近傍が上方に湾曲する傾向があり、溝12
等の横方向の断面が所謂三日月形、<oii>方向の断
面は溝12等の終端面近傍で上方に湾曲し、その他はほ
ぼ平坦な形状となる。なお本実施例ではこの活性層4の
幅W、が例えば2.5ハ、分離された間隔d4が例えば
10μlとなっている。
第1図(dl)、(d2)参照: この半導体基体上に
、例えば5i02等の絶縁層7、金/亜鉛/金(^u/
Zn/Au)等からなるp側電極8、金ゲルマニウム/
金(AuGe/ A u )等からなるn側電極9を設
け、襞間により出力側の光導波路の長さり、=280Q
、モニタ出力側の先導波路の長さL 2 = 10μl
程度とし、襞間面に反射防止1filOとして例えば窒
化シリコン(SiNや)を厚さ0.2μm程度に設けて
いる。
本実施例は約250μWの前方出力光が溝12側から得
られてスペクトルの最大値は波長1.27.wにあり、
そのモニタ出力が溝12゛側から得られるが、目的とし
た低温におけるLED動作の安定性は、例えば−25℃
において確保されている。
なお上記実施例ではモニタ出力を取り出すために溝12
°を設けて活性層等の埋め込み成長を行っているが、モ
ニタ出力が不必要の場合にはこれらが不要であることは
言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した如(本発明によれば、ELEDが低温にお
いてレーザ発振状態となることが抑止され、広い温度範
囲に亙って安定した動作が確保されて、光応用システム
を利用し得る環境条件の拡大に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の工程順模式断面図、 第2図は従来例の模式断面図である。 図において、 1はn型1nP基板、    2はp型InI’層、3
はn型1nPクラッド層、3aはn型1nP層、4はI
nGaAsP活性層、   4aはInGaAsP層、
5はp型1nPクラッド層、 6はp型1nGaAsP
層、7は絶縁層、       8.9は電極、11は
マスク、 12.12”は溝を示す。 −こ2、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基体の端面からV形の断面形状で形成され、該基
    体内で基体表面に斜交する面により終端された溝内に、
    活性層及びクラッド層が形成されてなることを特徴とす
    る半導体発光装置。
JP62063025A 1987-03-18 1987-03-18 半導体発光装置 Pending JPS63228768A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62063025A JPS63228768A (ja) 1987-03-18 1987-03-18 半導体発光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62063025A JPS63228768A (ja) 1987-03-18 1987-03-18 半導体発光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63228768A true JPS63228768A (ja) 1988-09-22

Family

ID=13217375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62063025A Pending JPS63228768A (ja) 1987-03-18 1987-03-18 半導体発光装置

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JP (1) JPS63228768A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02150079A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Oki Electric Ind Co Ltd スーパールミネッセントダイオード

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02150079A (ja) * 1988-11-30 1990-06-08 Oki Electric Ind Co Ltd スーパールミネッセントダイオード

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