JPS6376390A - 発光半導体素子 - Google Patents
発光半導体素子Info
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
- H01S5/2072—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by vacancy induced diffusion
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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。
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）
本発明は光通信あるいは光情報処理の技術分野において
光源として用いるのに適した発光半導体素子、特に面発
光半導体レーザに関する。
光源として用いるのに適した発光半導体素子、特に面発
光半導体レーザに関する。
（従来の技術）
半導体レーザは−ＩＪＸ型かつ低消費電力で動作するか
ら、光通信あるいは光情報処理における光源として盛ん
に用いられる。現在これらの半導体レーザを集稜化する
技術が盛んに研究されている。半導体レーザを集積化す
る場合に面構成で２次元的に配置出来ると集積度も高く
又マトリックス状に光情報を伝達出来るから、装置が小
型となる利点がある。この様な光集積回路に用いられる
半導体レーザは半導体表面を共振器面とする面発光半導
体レーザが適しており研究開発が盛んになきれている。
ら、光通信あるいは光情報処理における光源として盛ん
に用いられる。現在これらの半導体レーザを集稜化する
技術が盛んに研究されている。半導体レーザを集積化す
る場合に面構成で２次元的に配置出来ると集積度も高く
又マトリックス状に光情報を伝達出来るから、装置が小
型となる利点がある。この様な光集積回路に用いられる
半導体レーザは半導体表面を共振器面とする面発光半導
体レーザが適しており研究開発が盛んになきれている。
例えば応用物理学会予秘集昭和８５年秋３ｐ−Ｎ−４（
ｐ２１３）記載の面発光半導体レーザがある。
ｐ２１３）記載の面発光半導体レーザがある。
（解決しようとする問題点）
しかし従来の面発光半導体レーザはまだ閾値電流が高く
室温速読動作が不可能である問題があった。
室温速読動作が不可能である問題があった。
本発明の目的は、閾値電流が低く室温連続動作が可能な
面発光半導体レーザを提供することにある。
面発光半導体レーザを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前述の問題点を解決するために本発明が提供する発光半
導体素子は、量子井戸を含むほぼ円形の活性層とこの活
性層を囲む不純物導入領域とを備え、前記活性層に平行
な面から光を取り出すことを特徴とする。
導体素子は、量子井戸を含むほぼ円形の活性層とこの活
性層を囲む不純物導入領域とを備え、前記活性層に平行
な面から光を取り出すことを特徴とする。
（実施例）
次に図面を参照して本発明を一層詳しく説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図である。図中、
１はｎ−ＧａＡｓ基板、２ａはクラッド層（ｎ −Ａｒ
ＬＸｃＧａｌ−！＠Ａ！３０ ＜Ｘｃ≦１、厚さ０．５
−〜３−）、２ｂはクラッド層（Ｚｎ拡散されたｐ−Ａ
Ｑ ｘ ｃ Ｇａ ｔ −ｘ ｃ Ａｓ ）、３ａは多
重量子井戸（ウェル層−ＡＱｚ ｗｃａ １− ｚ 、
Ａｓ、バリヤ層＝ＡＱＨＧａ＋−ｘｂＡｓ、 ０≦Ｘ
ｗ＜ｘｂ、ウェル厚きく３００人、バリヤ厚きく １０
００人、全体厚さ０．５〜１０ρ、典型的にはウェル層
” ＧａＡｓ。
１はｎ−ＧａＡｓ基板、２ａはクラッド層（ｎ −Ａｒ
ＬＸｃＧａｌ−！＠Ａ！３０ ＜Ｘｃ≦１、厚さ０．５
−〜３−）、２ｂはクラッド層（Ｚｎ拡散されたｐ−Ａ
Ｑ ｘ ｃ Ｇａ ｔ −ｘ ｃ Ａｓ ）、３ａは多
重量子井戸（ウェル層−ＡＱｚ ｗｃａ １− ｚ 、
Ａｓ、バリヤ層＝ＡＱＨＧａ＋−ｘｂＡｓ、 ０≦Ｘ
ｗ＜ｘｂ、ウェル厚きく３００人、バリヤ厚きく １０
００人、全体厚さ０．５〜１０ρ、典型的にはウェル層
” ＧａＡｓ。
６０〜２００人、バリヤ層−ＡＱａ、ｇＧａａ、ｍＡＳ
ｘ ２０〜Ｚｏｏ人、全体厚さ３〜５Ｉ！ｒｎ）、３ｂ
はｐ −Ａｌ１ＧａＡｓ （Ｚｎ拡散により多重量子井
戸３ａが無秩序化した領域）、４はＳｉｎ、膜、５はｐ
型電極、６はｎ型電極、７は光取り出し窓、８はＺｎ拡
散領域である。本実施例の発光半導体素子では活性層が
多重量子井戸３ａで構成されているから発光効率が高い
。又、Ｚｎ拡散で多重量子井戸が無秩序化したｐ −Ａ
ＩＩＧａＡｓ３ｂ及び多重量子井戸３ａによって屈折率
ガイドの導波路を構成しており、共振器損失が少ない特
長を持つ。この２つの特長によりレーザ発振閾値が低く
、室温連続発振が容易に実現出来た。
ｘ ２０〜Ｚｏｏ人、全体厚さ３〜５Ｉ！ｒｎ）、３ｂ
はｐ −Ａｌ１ＧａＡｓ （Ｚｎ拡散により多重量子井
戸３ａが無秩序化した領域）、４はＳｉｎ、膜、５はｐ
型電極、６はｎ型電極、７は光取り出し窓、８はＺｎ拡
散領域である。本実施例の発光半導体素子では活性層が
多重量子井戸３ａで構成されているから発光効率が高い
。又、Ｚｎ拡散で多重量子井戸が無秩序化したｐ −Ａ
ＩＩＧａＡｓ３ｂ及び多重量子井戸３ａによって屈折率
ガイドの導波路を構成しており、共振器損失が少ない特
長を持つ。この２つの特長によりレーザ発振閾値が低く
、室温連続発振が容易に実現出来た。
次に製作方法を簡単に述べる。まず、ｎ −ＧａＡｓ基
板１上にクラッド層２ａ、多重量子井戸３ａを成長する
。次にＳｉｎ、膜４をＣＶＤ法やホトエツチング法を用
いて形成する。次に、Ｚｎ拡散を行ない、多重量子井戸
を無秩序化しｐ −ＡＩＩＧａＡｓ３ｂを形成する。次
呻ｐ型電極５及びｎ型電極６を形成した後に最後にホト
エツチング法を用いて光取り出し窓７を形成する。
板１上にクラッド層２ａ、多重量子井戸３ａを成長する
。次にＳｉｎ、膜４をＣＶＤ法やホトエツチング法を用
いて形成する。次に、Ｚｎ拡散を行ない、多重量子井戸
を無秩序化しｐ −ＡＩＩＧａＡｓ３ｂを形成する。次
呻ｐ型電極５及びｎ型電極６を形成した後に最後にホト
エツチング法を用いて光取り出し窓７を形成する。
第２ｒｙＪは本発明の第２の実施例の断面図である。
図中、１０はｐ−ＧａＡｓ基板、１１はｐ −ＧａＡｓ
、 １２ａは多重量子井戸（ｎ型、ウェル層−Ａｌｌｘ
ｖＧａ＋−ｘｗＡｓバリヤＦＩＪ−ＡＱ、ｘｓＧａ＋−
ｘＪ５ｘ Ｏ≦Ｘｗ＜Ｘｂ、ウェル厚さく３００人、
バリヤ厚さく １０００人、全体厚さ０．５〜１０−１
典型的にはウェル層＝ＧａＡｓ、 ６０〜２００人、バ
リヤＢ ＝Ａ１１ｏ、ｚＧａｏ、ｓＡ！Ｓ、２０〜２０
０人、全体厚さ３〜５−）１２ｂはｐ−ＡｌｌＧａＡｓ
（Ｚｎ拡散により多重量子井戸１２ａが無秩序化した
領域）、１３は５ｉｆｔ膜、１４はｎ型電極、１５はｐ
型電極である。
、 １２ａは多重量子井戸（ｎ型、ウェル層−Ａｌｌｘ
ｖＧａ＋−ｘｗＡｓバリヤＦＩＪ−ＡＱ、ｘｓＧａ＋−
ｘＪ５ｘ Ｏ≦Ｘｗ＜Ｘｂ、ウェル厚さく３００人、
バリヤ厚さく １０００人、全体厚さ０．５〜１０−１
典型的にはウェル層＝ＧａＡｓ、 ６０〜２００人、バ
リヤＢ ＝Ａ１１ｏ、ｚＧａｏ、ｓＡ！Ｓ、２０〜２０
０人、全体厚さ３〜５−）１２ｂはｐ−ＡｌｌＧａＡｓ
（Ｚｎ拡散により多重量子井戸１２ａが無秩序化した
領域）、１３は５ｉｆｔ膜、１４はｎ型電極、１５はｐ
型電極である。
本実施例ではｐ型基板を用い、多重量子井戸としてｎ型
のものを用いている。これによって、光取り出し窓７と
ｎ型電極１４の間全体に多重量子井戸１２８とｐ−ＡＱ
ＧａＡｓ１２ｂからなる導波構造を配置することが出来
るから、共振器の導波損失を第１の実施例よりもさらに
小さくすることが出来る。
のものを用いている。これによって、光取り出し窓７と
ｎ型電極１４の間全体に多重量子井戸１２８とｐ−ＡＱ
ＧａＡｓ１２ｂからなる導波構造を配置することが出来
るから、共振器の導波損失を第１の実施例よりもさらに
小さくすることが出来る。
以上述べた実施例においては、材料とじてＡ（ｌＧａＡ
ｓ ／ ＧａＡｓ系を用いたが、これに限らず他の材料
例えばＩｎＧａＡｓＰ／ １ｎＰ系、ＩｎＧａＡｆｌＡ
ｓ／ Ｉｎ？系等を用いても本発明は実施できる。又、
実施例ではレーザとして説明したが、発光ダイオードと
しても動作出来ることは明らかである。又、本実力例で
は不純物種としてＺｎを用いたが、本発明ではこれに限
らずプロトン、Ｂｅ、 Ｓｉ、 Ｍｇ等の他の元素を用
いても良い。又、本実施例では不純物導入方法として拡
散を用いたが、本発明ではこれに限らずイオン注入等の
他の方法を用いても良い。
ｓ ／ ＧａＡｓ系を用いたが、これに限らず他の材料
例えばＩｎＧａＡｓＰ／ １ｎＰ系、ＩｎＧａＡｆｌＡ
ｓ／ Ｉｎ？系等を用いても本発明は実施できる。又、
実施例ではレーザとして説明したが、発光ダイオードと
しても動作出来ることは明らかである。又、本実力例で
は不純物種としてＺｎを用いたが、本発明ではこれに限
らずプロトン、Ｂｅ、 Ｓｉ、 Ｍｇ等の他の元素を用
いても良い。又、本実施例では不純物導入方法として拡
散を用いたが、本発明ではこれに限らずイオン注入等の
他の方法を用いても良い。
（発明の効果）
最後に本発明の有する利点及び効果を要約する。本発明
の発光半導体素子では、量子井戸を発光層と用いるから
発光効率が良く、また量子井戸とその量子井戸を不純物
導入によって無秩序化した領域とからなる光導波構造を
有するから光導波損失が小さい。そこで、本発明によれ
ば、低閑値で発振可能な面発光型の発光半導体素子が得
られることにある。
の発光半導体素子では、量子井戸を発光層と用いるから
発光効率が良く、また量子井戸とその量子井戸を不純物
導入によって無秩序化した領域とからなる光導波構造を
有するから光導波損失が小さい。そこで、本発明によれ
ば、低閑値で発振可能な面発光型の発光半導体素子が得
られることにある。
第１図は本発明の第１の実施例の断面図、第２図は本発
明の第２の実施例の断面図である。 図中、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２ａ及び２ｂはクラッド
層、３ａは多重量子井戸、３ｂはｐ−ＡｌｌＧａＡｓ、
４はＳｉ帆膜、５はｐ型電極、６はｎ型電極、７は光取
り出し窓、８はＺｎ拡散領域、１０はｐ −ＧａＡｓ基
板、１１はｐ−ＧａＡｓ基板、１２ａは多重量子井戸、
１３はＳｉｎ、膜、１４はｎ型電極、１５はｐ型電極で
ある。
明の第２の実施例の断面図である。 図中、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２ａ及び２ｂはクラッド
層、３ａは多重量子井戸、３ｂはｐ−ＡｌｌＧａＡｓ、
４はＳｉ帆膜、５はｐ型電極、６はｎ型電極、７は光取
り出し窓、８はＺｎ拡散領域、１０はｐ −ＧａＡｓ基
板、１１はｐ−ＧａＡｓ基板、１２ａは多重量子井戸、
１３はＳｉｎ、膜、１４はｎ型電極、１５はｐ型電極で
ある。
Claims (4)
- （１）量子井戸を含むほぼ円形の活性層と、この活性層
を囲む不純物導入領域とを備え、前記活性層に平行な面
から光を取り出すことを特徴とする発光半導体素子。 - （２）活性層が多重量子井戸からなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の発光半導体素子。 - （３）活性層に平行な面を共振器面として用いてレーザ
発振を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の発光半導体素子。 - （４）不純物導入領域において量子井戸構造が無秩序化
していることを特徴とする特許請求範囲第１項、第２項
または第３項記載の発光半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220366A JPS6376390A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 発光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220366A JPS6376390A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 発光半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376390A true JPS6376390A (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=16750007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61220366A Pending JPS6376390A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 発光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6376390A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0488510A2 (en) * | 1990-11-28 | 1992-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Visible light surface emitting laser device |
| JPH04180683A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Nec Corp | 面発光半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5309468A (en) * | 1991-05-15 | 1994-05-03 | Fujitsu Limited | Laser diode for producing an output optical beam in a direction substantially perpendicular to epitaxial layers |
| CN107851967A (zh) * | 2015-07-28 | 2018-03-27 | 索尼公司 | 发光元件 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698888A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-08 | Tokyo Inst Of Technol | Light emitting semiconductor laser |
| JPS61171184A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Hitachi Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS6286883A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61220366A patent/JPS6376390A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| CN107851967A (zh) * | 2015-07-28 | 2018-03-27 | 索尼公司 | 发光元件 |
| CN107851967B (zh) * | 2015-07-28 | 2020-03-03 | 索尼公司 | 发光元件 |
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