JPS63292684A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
発光ダイオ−ドInfo
- Publication number
- JPS63292684A JPS63292684A JP62129504A JP12950487A JPS63292684A JP S63292684 A JPS63292684 A JP S63292684A JP 62129504 A JP62129504 A JP 62129504A JP 12950487 A JP12950487 A JP 12950487A JP S63292684 A JPS63292684 A JP S63292684A
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- Japan
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- Granted
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 abstract 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
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Landscapes
- 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
この発明は、高出力で且つ光ファイバに効率良く光を入
射させることのできる、光通信に好適な発光ダイオード
に関する。
射させることのできる、光通信に好適な発光ダイオード
に関する。
光通信システムの長距離化や伝送マージンの向上を図る
ため、発光ダイオードの高出力化とともに、光ファイバ
に効率良く光を入射させることができる構造を有する発
光ダイオードが研究されている。 発光タイオードは基本的に、たとえば第３図に示すよう
な構造となっている。すなわち、ｎ−１ｎＰ基板１０の
裏面上にｎ−１ｎＰ層（バッファ層）１１、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層（活性層）１２、ｐ−１ｎＰ層（バッファ層
）１３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層（キャップ層）１４を順
次エピタキシャル成長させ、さらにその上にＳｉＯ□層
（絶縁層）１５を設け、この５ｉ０２層１５に窓を形成
してｐ−電極１６を付けることによって窓部分でのみコ
ンタクトを形成する。そして表面上にｎ−電極１７を設
けて、これらの電極間に電流を流すことによって、ｐｎ
接合に順方向電流を流して活性層１２から光を発生させ
る。 この場合、ｐ−電極１６が５ｉ０２層１５の窓部てのみ
ｐ−Ｉ ｎＧａＡｓＰ層１４に接触するようにしたのは
なるべく狭い範囲で電流を流すことにより発光領域を限
定するためであるが、それでも第３図の構造の場合はｐ
−電極１６から注入された電流はキャップ層１４、バッ
ファ層１３を経て活性層１２に流れ、その電流の拡がり
に応じて発光領域が大きくなってしまうことが避けられ
ない。そのため、たとえばｐ−電［ｉ１６の直径を３０
μｍとしたときでも発光領域は直径５０μｍ程度となっ
てしまう。その結果、この光を光ファイバに光を入射さ
せる場合、結合効率が悪くて入射パワーがそれほど大き
くならない欠点がある。これを避けるために電極１６の
直径を小さくすることも考えられなくもないが、そうす
ると電極１６部分の抵抗が大きくなって抵抗発熱などの
問題が生じる。 そこで、第４図のように裏面側からエツチングして活性
層１２を貫通するようなドーナツ状凹部６１を形成して
、この凹部６１の内側の活性層１２のみを発光領域とす
ることが提案されている（特開昭６１−１２５０９２号
公報）。
ため、発光ダイオードの高出力化とともに、光ファイバ
に効率良く光を入射させることができる構造を有する発
光ダイオードが研究されている。 発光タイオードは基本的に、たとえば第３図に示すよう
な構造となっている。すなわち、ｎ−１ｎＰ基板１０の
裏面上にｎ−１ｎＰ層（バッファ層）１１、ｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層（活性層）１２、ｐ−１ｎＰ層（バッファ層
）１３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層（キャップ層）１４を順
次エピタキシャル成長させ、さらにその上にＳｉＯ□層
（絶縁層）１５を設け、この５ｉ０２層１５に窓を形成
してｐ−電極１６を付けることによって窓部分でのみコ
ンタクトを形成する。そして表面上にｎ−電極１７を設
けて、これらの電極間に電流を流すことによって、ｐｎ
接合に順方向電流を流して活性層１２から光を発生させ
る。 この場合、ｐ−電極１６が５ｉ０２層１５の窓部てのみ
ｐ−Ｉ ｎＧａＡｓＰ層１４に接触するようにしたのは
なるべく狭い範囲で電流を流すことにより発光領域を限
定するためであるが、それでも第３図の構造の場合はｐ
−電極１６から注入された電流はキャップ層１４、バッ
ファ層１３を経て活性層１２に流れ、その電流の拡がり
に応じて発光領域が大きくなってしまうことが避けられ
ない。そのため、たとえばｐ−電［ｉ１６の直径を３０
μｍとしたときでも発光領域は直径５０μｍ程度となっ
てしまう。その結果、この光を光ファイバに光を入射さ
せる場合、結合効率が悪くて入射パワーがそれほど大き
くならない欠点がある。これを避けるために電極１６の
直径を小さくすることも考えられなくもないが、そうす
ると電極１６部分の抵抗が大きくなって抵抗発熱などの
問題が生じる。 そこで、第４図のように裏面側からエツチングして活性
層１２を貫通するようなドーナツ状凹部６１を形成して
、この凹部６１の内側の活性層１２のみを発光領域とす
ることが提案されている（特開昭６１−１２５０９２号
公報）。
しかしながら、上記の第４図のようなドーナツ状凹部６
１を設ける場合、活性層１２の側面がエツチング時に露
出し、しかもその上に５Ｌ０２層１５が設けられるので
、その界面で非発光のリーク電流が生じたり、熱膨張差
に起因する歪を受けるなど、長期信頼性の点及び高電流
動作の点などで問題がある。 この発明は、発光領域の広がりを抑えて光ファイバとの
結合効率を良好にすることができ、しかも長期信頼性に
優れた発光ダイオードを提供することを目的とする。
１を設ける場合、活性層１２の側面がエツチング時に露
出し、しかもその上に５Ｌ０２層１５が設けられるので
、その界面で非発光のリーク電流が生じたり、熱膨張差
に起因する歪を受けるなど、長期信頼性の点及び高電流
動作の点などで問題がある。 この発明は、発光領域の広がりを抑えて光ファイバとの
結合効率を良好にすることができ、しかも長期信頼性に
優れた発光ダイオードを提供することを目的とする。
この発明によれば、半導体基板の１表面上に活性層とバ
ッファ層とを順次成長させてなる発光ダイオードにおい
て、上記の表面側から上記活性層とバッファ層との境界
面までを除去して発光領域とすべき部分の周囲にドーナ
ツ状の凹部を形成し、該ドーナツ状凹部に囲まれ中央に
残った部分と上記基板の他の表面上とに電極を設けたこ
とを特徴とする。
ッファ層とを順次成長させてなる発光ダイオードにおい
て、上記の表面側から上記活性層とバッファ層との境界
面までを除去して発光領域とすべき部分の周囲にドーナ
ツ状の凹部を形成し、該ドーナツ状凹部に囲まれ中央に
残った部分と上記基板の他の表面上とに電極を設けたこ
とを特徴とする。
ドーナツ状凹部に囲まれ中央に残った部分に電極が設け
られているため、このドーナツ状凹部に囲まれた部分の
活性層のみに電流が流れ、電流の拡がりがないので発光
効率が向上し、しかも発光領域がこのドーナツ状凹部に
囲まれた部分に限定されるため、光ファイバへの入射効
率が向上する。 ドーナツ状凹部は活性層を貫通することなく、活性層と
バッファ層との境界面までにとどまっているため、活性
層の側面が外気に晒されず、その結果、界面での非発光
のリーク電流が生じない。
られているため、このドーナツ状凹部に囲まれた部分の
活性層のみに電流が流れ、電流の拡がりがないので発光
効率が向上し、しかも発光領域がこのドーナツ状凹部に
囲まれた部分に限定されるため、光ファイバへの入射効
率が向上する。 ドーナツ状凹部は活性層を貫通することなく、活性層と
バッファ層との境界面までにとどまっているため、活性
層の側面が外気に晒されず、その結果、界面での非発光
のリーク電流が生じない。
第１図において、ｎ−１ｎＰ基板１０の裏面上にｎ−Ｉ
ｎＰ層（バッファ層）１１、Ｉ ｎＧａＡｓＰ層（活性
層）１２、ｐ−１ｎＰ層（バッファ層）１３、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層（キャップ層）１４を順次エピタキシャル
成長させる。次に裏面側からエツチングを行なって、直
径約３０μｍの発光領域の周囲に、たとえば幅２０μｍ
のドーナツ状凹部２１を形成する。このとき、活性層１
２とバッファ層１３との界面までがエツチングにより取
り除かれる。このようにエツチングを活性層１２とバッ
ファ層１３との界面で停止させることは、選択エツチン
グ法を使用することにより容易に実行できる。 その後、５ｉｎｚ層（絶縁層）１５を全面に形成する。 そしてドーナツ状凹部２１に囲まれた部分の頂上の位置
に、５ｉ０２層１５に窓を形成し、ｐ−電極１６を付け
る。さらにｎ−１ｎＰ基板１０の表面側にｎ−電極１７
と反射防止コート１８を設ける。また、裏面側にＡｕめ
つき層２２を設けてＳｔヒートシンク２３上に配置する
。ｐ側およびｎ側の電極１６．１７はいずれもＡｕＰｔ
Ｔｉ系高融点金属を用いる。 このように、ドーナツ状凹部２１により囲まれ、残って
いる部分の活性層１２にのみ電流が流れるような構造と
したので、発光領域が直径約３０μｍとなる。また、ド
ーナツ状凹部２１の中央に残っている部分のバッファ層
１３にのみ電流が流れ、電流の拡がりがないため、発光
効率が高く、また発光領域が小さｉまため光ファイバと
の結合効率も高くなる。したかって、光ファイバへの入
射光パワーを大きくでき、光通信用光源として好適であ
る。 また、ドーナツ状凹部２１はその深さが活性層１２とバ
ッファ層］３との界面にまでしが到達しないので、活性
層１２の側面が露出ぜす、さらにこの側面に絶縁層１５
が形成されることもないので、界面での非発光のリーク
電流が生しることがなく、さらに熱膨張係数差に起因す
る信頼性の低下原因もない。 第２の実施例では、第２図に示すように活性層１２とバ
ッファＭ１．３との間に予めＩｎＧａＡｓＰエッチ停止
層２４が設けられている。そのため、ドーナツ状の凹部
２１を形成するためのエツチングをこのエッチ停止層２
４てとどめることができ、活性層１２は全く外気に触れ
ることがなくなるので、長期信頼性か一層高い。このエ
ッチ停止層２４は活性層１２よりもエネルギーギャップ
が広くとられており、そのため注入キャリアは活性層１
２に注入される。 ＝７−
ｎＰ層（バッファ層）１１、Ｉ ｎＧａＡｓＰ層（活性
層）１２、ｐ−１ｎＰ層（バッファ層）１３、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層（キャップ層）１４を順次エピタキシャル
成長させる。次に裏面側からエツチングを行なって、直
径約３０μｍの発光領域の周囲に、たとえば幅２０μｍ
のドーナツ状凹部２１を形成する。このとき、活性層１
２とバッファ層１３との界面までがエツチングにより取
り除かれる。このようにエツチングを活性層１２とバッ
ファ層１３との界面で停止させることは、選択エツチン
グ法を使用することにより容易に実行できる。 その後、５ｉｎｚ層（絶縁層）１５を全面に形成する。 そしてドーナツ状凹部２１に囲まれた部分の頂上の位置
に、５ｉ０２層１５に窓を形成し、ｐ−電極１６を付け
る。さらにｎ−１ｎＰ基板１０の表面側にｎ−電極１７
と反射防止コート１８を設ける。また、裏面側にＡｕめ
つき層２２を設けてＳｔヒートシンク２３上に配置する
。ｐ側およびｎ側の電極１６．１７はいずれもＡｕＰｔ
Ｔｉ系高融点金属を用いる。 このように、ドーナツ状凹部２１により囲まれ、残って
いる部分の活性層１２にのみ電流が流れるような構造と
したので、発光領域が直径約３０μｍとなる。また、ド
ーナツ状凹部２１の中央に残っている部分のバッファ層
１３にのみ電流が流れ、電流の拡がりがないため、発光
効率が高く、また発光領域が小さｉまため光ファイバと
の結合効率も高くなる。したかって、光ファイバへの入
射光パワーを大きくでき、光通信用光源として好適であ
る。 また、ドーナツ状凹部２１はその深さが活性層１２とバ
ッファ層］３との界面にまでしが到達しないので、活性
層１２の側面が露出ぜす、さらにこの側面に絶縁層１５
が形成されることもないので、界面での非発光のリーク
電流が生しることがなく、さらに熱膨張係数差に起因す
る信頼性の低下原因もない。 第２の実施例では、第２図に示すように活性層１２とバ
ッファＭ１．３との間に予めＩｎＧａＡｓＰエッチ停止
層２４が設けられている。そのため、ドーナツ状の凹部
２１を形成するためのエツチングをこのエッチ停止層２
４てとどめることができ、活性層１２は全く外気に触れ
ることがなくなるので、長期信頼性か一層高い。このエ
ッチ停止層２４は活性層１２よりもエネルギーギャップ
が広くとられており、そのため注入キャリアは活性層１
２に注入される。 ＝７−
この発明による発光ダイオードは、発光領域の広がりを
抑えることができるので光ファイバと結合効率か高いこ
とから、光フアイバ通信に好適である。また、活性層の
側面が外気に晒されることがないのて、界面での非発光
のリーク電流か生ぜす、発光効率が高くなる。さらに、
活性層の側面に絶縁膜を設けていないので、熱膨張係数
差による歪を受けず、その結果、長期信頼性に優れる。
抑えることができるので光ファイバと結合効率か高いこ
とから、光フアイバ通信に好適である。また、活性層の
側面が外気に晒されることがないのて、界面での非発光
のリーク電流か生ぜす、発光効率が高くなる。さらに、
活性層の側面に絶縁膜を設けていないので、熱膨張係数
差による歪を受けず、その結果、長期信頼性に優れる。
第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図は他の実
施例の断面図、第３図および第４図は従来例の断面図で
ある。 １０− ｎ−ＩｎＰ基板 １１− ｎ−１ｎＰ層１
２・・・活性層 １３・・ｐ−ＩｎＰ層１４−
ｐ−ＴｎＧａＡｓＰ層 １５・・・ＳｉＯ□層１６
・・・ｐ−電極 １７・・・ｎ−電極１８・
・・反射防止コート ２］、、６１・・・ドーナツ状凹
部２２・・・Ａｕめっき層 ２３・・・Ｓｉヒー１
ヘシンク２４・・・エッチ停止層 １、事件の表示 特願昭６２−１２９５０４号 ２、発明の名称 発光ダイオ−１へ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地名称
（１９９）株式会社島津製作所代表者 西へ條 實 ４、代理人 住所 神奈川県用崎市幸区小倉１番地１パークシティ
新川崎Ｇ棟３０８号 明細書の１発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第２頁第１９行と第２０行との間に「 な
お、この明細書てはｎ−１ｎＰ層］、 １ 、 ｐ−１
ｎＰＲ１，３をバッファ層というか、一般にはクラッド
層と称されることも多い。」 の］パラグラフを挿入する。
施例の断面図、第３図および第４図は従来例の断面図で
ある。 １０− ｎ−ＩｎＰ基板 １１− ｎ−１ｎＰ層１
２・・・活性層 １３・・ｐ−ＩｎＰ層１４−
ｐ−ＴｎＧａＡｓＰ層 １５・・・ＳｉＯ□層１６
・・・ｐ−電極 １７・・・ｎ−電極１８・
・・反射防止コート ２］、、６１・・・ドーナツ状凹
部２２・・・Ａｕめっき層 ２３・・・Ｓｉヒー１
ヘシンク２４・・・エッチ停止層 １、事件の表示 特願昭６２−１２９５０４号 ２、発明の名称 発光ダイオ−１へ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地名称
（１９９）株式会社島津製作所代表者 西へ條 實 ４、代理人 住所 神奈川県用崎市幸区小倉１番地１パークシティ
新川崎Ｇ棟３０８号 明細書の１発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第２頁第１９行と第２０行との間に「 な
お、この明細書てはｎ−１ｎＰ層］、 １ 、 ｐ−１
ｎＰＲ１，３をバッファ層というか、一般にはクラッド
層と称されることも多い。」 の］パラグラフを挿入する。
Claims (2)
- （１）半導体基板の１表面上に活性層とバッファ層とを
順次成長させてなる発光ダイオードにおいて、上記の表
面側から上記活性層とバッファ層との境界面までを除去
して発光領域とすべき部分の周囲にドーナツ状の凹部を
形成し、該ドーナツ状凹部に囲まれ中央に残った部分と
上記基板の他の表面上とに電極を設けたことを特徴とす
る発光ダイオード。 - （２）上記半導体基板はｎ型半導体基板よりなり、上記
バッファ層はｐ型半導体層よりなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129504A JPS63292684A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62129504A JPS63292684A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63292684A true JPS63292684A (ja) | 1988-11-29 |
| JPH0556029B2 JPH0556029B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=15011120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62129504A Granted JPS63292684A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63292684A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100734374B1 (ko) * | 2006-03-21 | 2007-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 수직형 발광 소자 및 그 제조방법 |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP62129504A patent/JPS63292684A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100734374B1 (ko) * | 2006-03-21 | 2007-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 수직형 발광 소자 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556029B2 (ja) | 1993-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |