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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