JPS6342870B2 - - Google Patents
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- JPS6342870B2 JPS6342870B2 JP55166235A JP16623580A JPS6342870B2 JP S6342870 B2 JPS6342870 B2 JP S6342870B2 JP 55166235 A JP55166235 A JP 55166235A JP 16623580 A JP16623580 A JP 16623580A JP S6342870 B2 JPS6342870 B2 JP S6342870B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor layer
- semiconductor
- layer
- laser
- diffusion
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- Expired
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 47
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体素子に関する。
従来からの半導体レーザ素子において、光出力
を一定値に制御するためには、レーザ光の一部を
別個に設けられた太陽電池やPINフオトダイオー
ド等の光検出器で検出して、半導体レーザ素子の
駆動電流を制御しており、光出力を制御するため
に2個の半導体素子が必要であつた。
を一定値に制御するためには、レーザ光の一部を
別個に設けられた太陽電池やPINフオトダイオー
ド等の光検出器で検出して、半導体レーザ素子の
駆動電流を制御しており、光出力を制御するため
に2個の半導体素子が必要であつた。
他の先行技術は、特開昭52−14393に開示され
ている。この先行技術では、レーザ発光部と、光
検出部とは、GaAsの各部分に形成され、レーザ
発光部からの光は、一旦、大気中に放射され、反
射鏡を介して、または大気を介して直接に光検出
に到達する。したがつて光検出の信頼性が劣り、
また構成が複雑であるとともに、大型化する。
ている。この先行技術では、レーザ発光部と、光
検出部とは、GaAsの各部分に形成され、レーザ
発光部からの光は、一旦、大気中に放射され、反
射鏡を介して、または大気を介して直接に光検出
に到達する。したがつて光検出の信頼性が劣り、
また構成が複雑であるとともに、大型化する。
他の先行技術は、特願昭55−54516(特開昭56−
150888)に開示されている。この先行技術では、
共通の半導体基板の上に、レーザ発振部と、この
レーザ発振部からのレーザをpn接合によつて検
出する光検出部とを構成している。この先行技術
の新たな問題は、レーザ発振部と光検出部とが段
差を成して形成されているので、構成が複雑であ
り、生産性が劣る。
150888)に開示されている。この先行技術では、
共通の半導体基板の上に、レーザ発振部と、この
レーザ発振部からのレーザをpn接合によつて検
出する光検出部とを構成している。この先行技術
の新たな問題は、レーザ発振部と光検出部とが段
差を成して形成されているので、構成が複雑であ
り、生産性が劣る。
本発明の目的は、構成を簡単にし、小型化がで
き、生産性を向上した半導体素子を提供すること
である。
き、生産性を向上した半導体素子を提供すること
である。
以下、図面によつて本発明の実施例を説明す
る。第1図は本発明の一実施例の半導体素子の断
面図である。n−GaAsから成る基板1上には、
n−Ga1-xAlyAs(y=0.3〜0.7)から成る第1半
導体素子2、n−Ga1-yAlxAs(x=0〜0.25)か
ら成る第2半導体層3、p−Ga1-yAlyAs(y=
0.3〜0.7)から成る第3半導体層4、およびn−
GaAsから成る第4半導体層5が、この順序でエ
ピタキシヤル法によつて順次形成される。基板1
の下面にはその全面にn形電極11が設けられ
る。また第4半導体層5上には、ストライプ溝1
0で相互に分離されたp形電極8,9が設けられ
る。なお、第1半導体層2、第2半導体層3およ
び第3半導体層4は、いわゆるダブルヘテロ構造
を構成している。
る。第1図は本発明の一実施例の半導体素子の断
面図である。n−GaAsから成る基板1上には、
n−Ga1-xAlyAs(y=0.3〜0.7)から成る第1半
導体素子2、n−Ga1-yAlxAs(x=0〜0.25)か
ら成る第2半導体層3、p−Ga1-yAlyAs(y=
0.3〜0.7)から成る第3半導体層4、およびn−
GaAsから成る第4半導体層5が、この順序でエ
ピタキシヤル法によつて順次形成される。基板1
の下面にはその全面にn形電極11が設けられ
る。また第4半導体層5上には、ストライプ溝1
0で相互に分離されたp形電極8,9が設けられ
る。なお、第1半導体層2、第2半導体層3およ
び第3半導体層4は、いわゆるダブルヘテロ構造
を構成している。
p形電極8に対応する部分において、第4半導
体層5および第3半導体層4の一部には、ストラ
イプ状のZn拡散層6が形成される。またp形電
極9に対応する部分においては、ストライプ状の
Zn拡散層7が第4半導体層5内にとどまつて形
成される。このような構造によつて、n形電極1
1、基板1、第1半導体層2、第2半導体層3、
第3半導体層4、第4半導体層5、Zn拡散層6、
およびp形電極8は、発光素子としてのいわゆる
プレナーストライプ形レーザ素子15を構成す
る。また、電極11、基板1、第1半導体層2、
第2半導体層3、第3半導体層4、第4半導体層
5、Zn拡散層7、およびp形電極9は、受光素
子としてのいわゆるpnpnダイオード16を構成
する。
体層5および第3半導体層4の一部には、ストラ
イプ状のZn拡散層6が形成される。またp形電
極9に対応する部分においては、ストライプ状の
Zn拡散層7が第4半導体層5内にとどまつて形
成される。このような構造によつて、n形電極1
1、基板1、第1半導体層2、第2半導体層3、
第3半導体層4、第4半導体層5、Zn拡散層6、
およびp形電極8は、発光素子としてのいわゆる
プレナーストライプ形レーザ素子15を構成す
る。また、電極11、基板1、第1半導体層2、
第2半導体層3、第3半導体層4、第4半導体層
5、Zn拡散層7、およびp形電極9は、受光素
子としてのいわゆるpnpnダイオード16を構成
する。
なお、プレナーストライプ形レーザ用の直流電
源12の一方の端子はp形電極8に接続され、直
流電源12の他方の端子は抵抗13を介してn形
電極11に接続される。またpnpnダイオードの
負荷抵抗14の両端部はp形電極9およびn形電
極11にそれぞれ接続される。
源12の一方の端子はp形電極8に接続され、直
流電源12の他方の端子は抵抗13を介してn形
電極11に接続される。またpnpnダイオードの
負荷抵抗14の両端部はp形電極9およびn形電
極11にそれぞれ接続される。
このように構成された半導体素子の動作を第2
図を参照して説明する。前述のpnpnダイオード
は、回路的に最も簡単にするために無バイアス状
態で使用する。そうすると、動作前のエネルギー
バンドは第2図aのようになる。プレナーストラ
イプ形レーザに順バイアスを印加してレーザ発振
させる。そうすると、活性層としての第2半導体
層3で発生したhν(ただしhはプランク定数、ν
は振動数)のエルギを有する光は、第2図bの波
線矢符で示すごとく、hνより大きなバンドギヤ
ツプEg1を有する第3半導体層4を透過すると
ともに、hνと同等あるいは小さなバンドギヤツ
プEg2を有する第4半導体層5で吸収されて、
電子−正孔対を発生する。この電子−正孔対の発
生量はレーザ出力に比例し、第2図cで示すよう
に、Zn拡散層7へは黒丸で示す電子が注入され、
第2半導体層3へは白丸で示す正孔が注入され
て、電流すなわちフオトカレントが流れる。この
電流値が負荷抵抗14によつて検出される。
図を参照して説明する。前述のpnpnダイオード
は、回路的に最も簡単にするために無バイアス状
態で使用する。そうすると、動作前のエネルギー
バンドは第2図aのようになる。プレナーストラ
イプ形レーザに順バイアスを印加してレーザ発振
させる。そうすると、活性層としての第2半導体
層3で発生したhν(ただしhはプランク定数、ν
は振動数)のエルギを有する光は、第2図bの波
線矢符で示すごとく、hνより大きなバンドギヤ
ツプEg1を有する第3半導体層4を透過すると
ともに、hνと同等あるいは小さなバンドギヤツ
プEg2を有する第4半導体層5で吸収されて、
電子−正孔対を発生する。この電子−正孔対の発
生量はレーザ出力に比例し、第2図cで示すよう
に、Zn拡散層7へは黒丸で示す電子が注入され、
第2半導体層3へは白丸で示す正孔が注入され
て、電流すなわちフオトカレントが流れる。この
電流値が負荷抵抗14によつて検出される。
上述のごとき半導体素子は、従来のプレナース
トライプ形レーザの製造法において、Zn拡散層
7とストライプ溝10とを形成する工程を追加す
るだけでよく、簡単に製造することができる。
トライプ形レーザの製造法において、Zn拡散層
7とストライプ溝10とを形成する工程を追加す
るだけでよく、簡単に製造することができる。
なお、光検出をより効果的に行なうためには、
Zn拡散層6,7の間隔lは5〜15μmが適当であ
り、光の吸収層である第4半導体層5の厚さdは
1μm程度であることが望ましい。
Zn拡散層6,7の間隔lは5〜15μmが適当であ
り、光の吸収層である第4半導体層5の厚さdは
1μm程度であることが望ましい。
本発明は、上述の実施例のごときダブルヘテロ
構造を有するレーザに限定されるものではなく、
シングルヘテロ構造やマルチヘテロ構造を有する
レーザ、ならびに発光ダイオードに関連して実施
することができる。また、GaAs−GaAlAs系だ
けでなく、InP−InGaAsp系、InGap−GaAsp系
などに関連して広く実施することができる。
構造を有するレーザに限定されるものではなく、
シングルヘテロ構造やマルチヘテロ構造を有する
レーザ、ならびに発光ダイオードに関連して実施
することができる。また、GaAs−GaAlAs系だ
けでなく、InP−InGaAsp系、InGap−GaAsp系
などに関連して広く実施することができる。
以上のように本発明によれば、プレナーストラ
イプ形レーザ素子15からの光を、第3半導体層
4を透過してpnpnダイオード16の第4半導体
層5で吸収するようにしたので、構成が簡単であ
り、光は固体内伝搬するので検出の信頼性が向上
する。
イプ形レーザ素子15からの光を、第3半導体層
4を透過してpnpnダイオード16の第4半導体
層5で吸収するようにしたので、構成が簡単であ
り、光は固体内伝搬するので検出の信頼性が向上
する。
しかもプレナーストライプ形レーザ素子15の
第1拡散層6と、pnpnダイオード16の第2拡
散層7とは、同様な拡散処理によつて作られ、こ
れら両拡散層6,7はほぼ同一平面上にあるの
で、製作が極めて容易であり、生産性が向上され
る。
第1拡散層6と、pnpnダイオード16の第2拡
散層7とは、同様な拡散処理によつて作られ、こ
れら両拡散層6,7はほぼ同一平面上にあるの
で、製作が極めて容易であり、生産性が向上され
る。
さらに本発明では、第1および第2個別電極
8,9は、溝10によつて分離されるので、この
ことによつても製作が容易である。
8,9は、溝10によつて分離されるので、この
ことによつても製作が容易である。
第1図は本発明の一実施例の半導体素子の断面
図、第2図はpnpnダイオードの光検知原理を説
明するエネルギバンド図である。 1……基板、8,9……p形電極、10……ス
トライプ形レーザ素子、16……pnpnダイオー
ド。
図、第2図はpnpnダイオードの光検知原理を説
明するエネルギバンド図である。 1……基板、8,9……p形電極、10……ス
トライプ形レーザ素子、16……pnpnダイオー
ド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体基板1上に、第1半導体層2と、活性
層である第2半導体層3と、第3半導体層4と、
第4半導体層5とをこの順序で形成し、第4半導
体層5と第3半導体層4の一部とにわたつて第1
拡散層6を形成し、半導体基板1に共通電極11
を設け、第4半導体層5上で前記第1拡散層6に
第1個別電極8を設け、こうしてプレナーストラ
イプ形レーザ素子15を構成し、 このプレナーストライプ形レーザ素子15に近
接した位置で、第4半導体層5の一部に第2拡散
層7を形成し、第4半導体層5上で前記第2拡散
層7に第2個別電極9を設け、こうしてpnpnダ
イオード16を構成し、 第1および第2個別電極8,9は、第4半導体
層5の一部に凹んで形成された溝10によつて分
離されており、 プレナーストライプ形レーザ素子15の第2半
導体層3で発生した光が、第3半導体層4を透過
してpnpnダイオード16の第4半導体層5で吸
収されることを特徴とする半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16623580A JPS5789289A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16623580A JPS5789289A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5789289A JPS5789289A (en) | 1982-06-03 |
JPS6342870B2 true JPS6342870B2 (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=15827611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16623580A Granted JPS5789289A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5789289A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06105820B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-12-21 | 国際電信電話株式会社 | モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214393A (en) * | 1975-07-16 | 1977-02-03 | Post Office | Laser and optical detector |
JPS56150888A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
-
1980
- 1980-11-25 JP JP16623580A patent/JPS5789289A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214393A (en) * | 1975-07-16 | 1977-02-03 | Post Office | Laser and optical detector |
JPS56150888A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5789289A (en) | 1982-06-03 |
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