NL8201226A - LIGHT-EMITING SEMICONDUCTOR DEVICE. - Google Patents

LIGHT-EMITING SEMICONDUCTOR DEVICE. Download PDF

Info

Publication number
NL8201226A
NL8201226A NL8201226A NL8201226A NL8201226A NL 8201226 A NL8201226 A NL 8201226A NL 8201226 A NL8201226 A NL 8201226A NL 8201226 A NL8201226 A NL 8201226A NL 8201226 A NL8201226 A NL 8201226A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
channel
groove
active region
current
Prior art date
Application number
NL8201226A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Western Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/247,523 external-priority patent/US4447905A/en
Application filed by Western Electric Co filed Critical Western Electric Co
Publication of NL8201226A publication Critical patent/NL8201226A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/24Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation
    • H01L33/002Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap
    • H01L33/0025Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap comprising only AIIIBV compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2202Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure by making a groove in the upper laser structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2059Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion

Description

-—- *.-*hpw·'' -—1-,-..-::.---- - ---------------------------- ------------ -J ·' ' “ - · - - ____^ J.-—- * .- * hpw · '' -—1 -, -..- :: .---- - ---------------------- ------ ------------ -J · '' “- · - - ____ ^ J.

tl * -1- VO 3223t1 * -1-VO 3223

Lichtemitterende halfgeleiderinrichting.Light-emitting semiconductor device.

De uitvinding heeft betrekking op een lichtemitterende halfgeleiderinrichting, zoals een laser en een LED,, en meer in het bijzonder op het bepalen van de stroom in deze inrichtingen.The invention relates to a light-emitting semiconductor device, such as a laser and an LED, and more particularly to determining the current in these devices.

Bijna 20 jaar geleden werden bij lichtemitterende halfgeleider-5 inrichtingen, meer in het-bijzonder die met een planaire p-n junctie in een monokristallijn halfgeleiderlichaam, elektrische contacten met groot oppervlak aan tegenover elkaar gelegen hoofdvlakken van het lichaam gebruikt voor het aanleggen van een voorspanning in de doorlaatrichting en een pompstroom aan de junctie. Bij een LED veroorzaakte de resulteren-10 de stralingshercombinatie van gaten en elektronen in het actieve gebied in de buurt van de junctie spontane straling. In wezen werd door een belangrijke modificatie de LED in een laser omgezet: op het halfgeleiderlichaam werd een trilholteresonator gevormd door een paar evenwijdig gekloofde kristalfacetten, loodrecht op de junctie. Wanneer de pompstroom 15 de las er drempelwaarde overschreed, werd de spontane straling, die in de LED in wezen isotroop uit het actieve gebied werd geïnjecteerd, in gestimuleerde straling omgezet, welke in de laser als een gecollimeerde bundel, evenwijdig aan de junctie en langs de hartlijn van de resonator werd geemitteerd. Natuurlijk speelden andere ontwerpoverwegingen een rol 20 bij de overgang van LED naar laser doch deze faktoren zullen hier niet worden besproken, aangezien het op dit moment de bedoeling is* slechts te wijzen op de thans bekende verwantschap tussen p-n— junctielasers en LEDs.Nearly 20 years ago, light emitting semiconductor devices, in particular those having a planar pn junction in a monocrystalline semiconductor body, used large area electrical contacts on opposing major surfaces of the body to apply bias in the forward direction and a pump flow at the junction. With an LED, the resulting radiation recombination of holes and electrons in the active region near the junction caused spontaneous radiation. In essence, a major modification turned the LED into a laser: on the semiconductor body, a cavity resonator was formed by a pair of parallel-split crystal facets perpendicular to the junction. When the pump current exceeded the weld threshold, the spontaneous radiation injected into the LED essentially isotropically from the active region was converted into stimulated radiation, which in the laser as a collimated beam, parallel to the junction and along the centerline of the resonator was emitted. Of course, other design considerations played a role in the transition from LED to laser, but these factors will not be discussed here, as it is currently the intention * only to point to the currently known relationship between p-n junction lasers and LEDs.

De contacten met groot oppervlak*(bijv. met een breedte van 25 100^um) bij deze inrichtingen veroorzaakten, dat de pompstroomdichtheid bij p-n-junctie betrekkelijk gering was, hetgeen derhalve betekende, dat betrekkelijk grote stromen (bijv. enige honderden mA bij lasers), nodig waren om gewenste stralingsenergieniveau's te verkrijgen. Grote stromen verhitten op hun beurt het halfgeleiderlichaam en maakten een koppeling 30 van de inrichting met een geschikte warnrbeafvoerorgaan en/of een werking van de inrichting bij cryogene temperaturen nodig. De voornaamste oplos— sing voor dit probleem was en is dit nu nog het reduceren van het oppervlak van de p-n-junctie, welke moet worden gepompt, zodat voor een bepaalde stroomdichtheid de hoeveelheid vereiste pompstroom evenredig ge— 35 ringer is. Bij een realisatie van deze oplossing wordt de pompstroom ge- 8201226 ï 9 ï -2- dwongen in een betrekkelijk smal kanaal ("bijv. met een breedte van l^uml vanuit een hoofdvlak van het halfgeleiderlichaam via het actieve gebied vloeien.The large area contacts * (e.g., 25 µm width) in these devices caused the pump current density at pn junction to be relatively low, which therefore meant that relatively large currents (e.g., several hundred mA in lasers) ) were required to obtain desired radiation energy levels. Large currents, in turn, heat the semiconductor body and require coupling of the device with a suitable hot water sink and / or operation of the device at cryogenic temperatures. The main solution to this problem has been and still is to reduce the area of the p-n junction, which must be pumped, so that for a given current density the amount of pump current required is proportionally less. In realizing this solution, the pump current is forced into a relatively narrow channel ("eg 1 µm width from a major face of the semiconductor body to flow through the active region.

Een van de vroegste constructies om de stroom in een dergelijk 5 kanaal te dwingen, was het strook-geometriecontact, dat voor de eerste keer bij halfgeleiderlasers is voorgesteld door R.A.Furnanage en D.K. Wilson in het Amerikaanse octrooischrift 3.363-195 - De strook-geometrie reduceert de drempelstroom voor een laserwerking (vergeleken met lasers met contacten met groot oppervlak) en begrenst de ruimtelijke breedte 10 van de uitgangsbundel. Sinds dat vroege voorstel zijn talrijke laser-configuraties ontworpen om het strook-geometrieconcept te realiseren: (1) de oxydestrooklaser;(2) de met protonen gebombardeerde laser; (3) de mesastrooklaser; (b) de in de keerrichting voorgespannen p-n-junctie-isolatielaser; (5) lint-golfgeleiderlasers; en (6) begraven heterostruc-15 turen van verschillend type.One of the earliest constructions to force current into such a 5 channel was the strip geometry contact, proposed for the first time in semiconductor lasers by R.A.Furnanage and D.K. Wilson in U.S. Patent 3,363-195 - The stripe geometry reduces the threshold current for a laser operation (compared to lasers with large area contacts) and limits the spatial width of the output beam. Since that early proposal, numerous laser configurations have been designed to realize the strip geometry concept: (1) the oxide strip laser; (2) the proton-bombarded laser; (3) the mesa strip laser; (b) the reverse biased p-n junction isolation laser; (5) ribbon waveguide lasers; and (6) buried heterostructures of different types.

De meest toegepaste configuratie gedurende de laatste elf jaar is evenwel de met protonen gebombardeerde GaAs-AlGaAs-laser met dubbele heterostructuur (DH), welke bijv. door ÏÏ.C.Casey Jr. en M.B.Panish is beschreven in Heterostructure Lasers, Part B, pagina 207-210, Academie 20 Press, Inc., ïïew York,(1978). Ondanks de verschillende tekortkomingen daarvan vertonen lasers van dit type regelmatig een beoogde levensduur van meer dan 100.000 uur, terwijl een aantal zelfs een levensduur van 1.000.000 uur heeft overschreden (gebaseerd op versnelde verouderings-proeven). Een lange levensduur is ook verkregen bij DH LEDs, waarbij ge-25 bruik wordt gemaakt van verschillende contactgeometrieën (bijv. puntvormige of ringvormige configuraties), doch een soortgelijk protonenbom— bardement om het stroomkanaal vast te leggen.The most commonly used configuration over the past eleven years, however, has been the proton-bombarded Ga HetalGaAs dual heterostructure (DH) laser, which has been produced, for example, by ICCasey Jr. and M.B. Panish is described in Heterostructure Lasers, Part B, pages 207-210, Academy 20 Press, Inc., New York, (1978). Despite its various shortcomings, lasers of this type regularly exhibit an intended life of more than 100,000 hours, while some have even exceeded 1,000,000 hours (based on accelerated aging tests). Long life has also been obtained with DH LEDs, using different contact geometries (eg, punctiform or annular configurations), but a similar proton bombardment to capture the flow channel.

Een aantal van de tekortkomingen van met protonen gebombardeerde DH-lasers zijn besproken door R.W. Dixon en andere in The Bell System 30 Technical Journal, vol.59, nr.6, pagina 975-985, 1980. Zij onderzochten langs experimentele weg de optische niet-lineariteit (aanwezigheid van "kinks" in de licht-stroom-(L-l)-karakteristieken). en de drempelstroom-verdeling'van met protonen-bombardement gedelineeërde strookgeomtrie D~R-&sers van AlGaAs, als een funktie van de strookbreedte (5,8 en 12^umi 35 inde gevallen, waarin de protonen de actieve laag wel en niet doordrongen. Zij toonden aan, dat een ondiep protonenbombardement met adequaat smalle stroken (bijv. 5^um) kan leiden tot een bevredigende optische lineariteit 8201226 -3- (kinks worden naar-niet storende niveau's met hoge stroom gedreven), zonder dat zich daarbij het drempelprobleem voordoéts dat verbonden is aan lasers met smalle stroken, waarbij de protonen door de actieve laag dringen. Anderzijds hébben de lasers met dergelijke smalle stroken een 5 statistisch betekenisvolle, ofschoon niet aantoonbaar fundamentele afname van de levensduur vertoond. Bovendien wordt doordat de protonen niet door de actieve laag dringen, de capaciteit van de inrichting vergroot en wordt derhalve de responsiesnelheid gereduceerd, terwijl bovendien de laterale stroomspreiding en derhalve de spontane emissie toeneemt.Some of the shortcomings of proton-bombarded DH lasers have been discussed by R.W. Dixon and others in The Bell System 30 Technical Journal, vol.59, no.6, pages 975-985, 1980. They experimentally investigated optical non-linearity (presence of "kinks" in the luminous flux- (Ll ) characteristics). and the threshold current distribution of proton bombardment-delineated AlGaAs strip geometry D-Rs as a function of the strip width (5.8 and 12 µm in cases where the protons do and do not penetrate the active layer. They showed that a shallow proton bombardment with appropriately narrow strips (e.g. 5 µm) can lead to a satisfactory optical linearity 8201226-3 (kinks are driven to non-disturbing levels with high current), without the threshold problem This is associated with narrow strip lasers in which the protons penetrate the active layer On the other hand, the lasers with such narrow strips have a statistically significant, though not demonstrably fundamental, decrease in life, and because the protons are not active layer, increases the capacity of the device and therefore reduces the response speed, while additionally increasing the lateral current distribution and therefore the spontaneous emission increases.

10 Bij digitale stelsels vereist dit laatste een grotere modulatiestroom * om een vooraf bepaalde doofverhouding of een lagere doofverhouding voor een vooraf bepaalde modulatiestroom te verkrijgen.In digital systems, the latter requires a larger modulation current * to obtain a predetermined quenching ratio or a lower quenching ratio for a predetermined modulation current.

Volgens de uitvinding worden een bevredigend goede optische lineariteit, kleine capaciteit en lage spontane emissieniveau's bij een 15 door een protonenbombardement gedelinieerde GaAs-AlGaAs-DH-laser met strookgeometrie verkregen door middel van een stroombepalingsstelsel, waarbij het stroomkanaal bij de bovenzijde bij het p-zijdecontact smal en bij de onderzijde bij de actieve laag breder is. De constructie is van toepassing op andere stelsels, zowel LEDs als lasers en op een groot 20 aantal verschillende configuraties, welke verschillen van de DH-configu— ratie.According to the invention, a satisfactorily good optical linearity, small capacitance and low spontaneous emission levels in a proton bombardment-delineated strip geometry GaAs-AlGaAs-DH laser are obtained by a current determination system, with the current channel at the top at the p-side contact narrow and wider at the bottom of the active layer. The construction applies to other systems, both LEDs and lasers, and to a wide variety of configurations that differ from the DH configuration.

Bij een illustratieve uitvoeringsvorm van een lichtemitterende halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding omvat een halfgeleiderlichaam een actief gebied in het lichaam en bepalingsorganen,door welke organen 25 een stroom vanuit een oppervlak van het lichaam naar het actieve gebied vloeit, waardoor in het actieve gebied een stralingshercomhinatie van gaten elektronen plaatsvindt. De bepalingsorganen bevinden zich in het halfgeleiderlichaam en vormen een stroomkanaal, dat aan de bovenzijde daarvan bij het oppervlak smal en aan de onderzijde daarvan bij het actieve 30 gebied breder is. Bij een bepaalde uitvoeringsvorm vormen de bepalings— organen in dwarsdoorsnede een trapeziumvormig kanaal. Bij een andere uitvoeringsvorm vormen de bepalingsorganen een gekoppeld paar axiale kanalen met verschillende breedten, waarbij het smalste kanaal bij het oppervlak en het breedste kanaal bij het actieve gebied is gelegen.In an illustrative embodiment of a light-emitting semiconductor device according to the invention, a semiconductor body comprises an active region in the body and determining members, through which a current flows from a surface of the body to the active region, whereby a radiation recombination of holes in the active region electrons take place. The determining members are located in the semiconductor body and form a current channel, which is narrow at the top thereof at the surface and wider at the bottom thereof at the active region. In a particular embodiment, the cross-sectional determiners form a trapezoidal channel. In another embodiment, the determining members form a coupled pair of axial channels of different widths, with the narrowest channel located at the surface and the widest channel located at the active region.

35 Bij een illustratieve uitvoeringsvorm volgens, de uitvinding omvatten de stroombepalingsorganen eerste organen met een langwerpige groef (bijv. een V-groef) in het hoofdvlak, die een betrekkelijk smal 8201226 -k— eerste kanaal vormen, dat ziek in het lichaam tot een diepte op een kleine afstand van het actieve gebied uitstrekt, en tweede organen (bijv. met protonen gebombardeerde zones), die een relatief breder tweede kanaal vormen, dat zich vanuit tenminste die diepte in of door het actieve ge-5 bied uitstrekt. Bij een alternatieve uitvoeringsvorm omvatten eerste organen gebieden met grote specifieke weerstand bij het hoofdvlak, welke tenminste een gedeelte van de schuine zijden van de V-groef begrenzen, d.w.z., dat de V-groef zich door deze gebieden uitstrekt. Bij weer een andere uitvoeringsvorm wordt de V-groef opnieuw met halfgeleidermateriaal 10 gevuld.In an illustrative embodiment of the invention, the flow sensing means comprises first means having an elongated groove (eg, a V-groove) in the major plane, which form a relatively narrow first channel, which is diseased in the body to a depth. extends a short distance from the active region, and second members (eg proton-bombarded zones), which form a relatively wider second channel, extending from at least that depth into or through the active region. In an alternative embodiment, first members comprise areas of high specific resistance at the major surface which define at least a portion of the beveled sides of the V-groove, i.e., the V-groove extends through these regions. In yet another embodiment, the V-groove is refilled with semiconductor material 10.

Een ander aspect van de uitvinding is een werkwijze waarmede door deeltjesbombardement een dergelijke inrichting met een trapezium-' vormig kanaal wordt vervaardigd. Bij de werkwijze wordt eerst langs epi-taxiale weg een verwijderbare halfgeleiderl'aag op het hoofdvlak van het 15 lichaam gegroeid en wordt daarna de laag aan een voorkeursetsmiddel blootgesteld, dat in de laag geïnverteerde trapeziumvormige stroken openlegt. De resterende gedeelten van de laag vormen een trapeziumvormig dem-pingsmasker (in dwarsdoorsnede). Wanneer het gemaskeerde oppervlak aan een deeltjes-(bijv, protonen^ zuurstof-) bombardement wordt onderworpen, 20 worden in de gedeelten van het lichaam tussen de maskers en onder de schuine zijden van de trapezia zones met grote specifieke weerstand gevormd. Deze zones begrenzen het stroomkanaal en geven daaraan de gewenste trapeziumvorm: smal aan de bovenzijde bij het oppervlak en breder aan de onderzijde bij het actieve gebied. Voordat het lichaam wordt gemetalli-25 seerd, teneinde elektrische contacten te vormen, wordt het masker verwijderd. Hiertoe wordt het masker bij voorkeur vervaardigd uit een materiaal, dat verschilt van het gedeelte van het lichaam bij het oppervlak, zodat een "stop-etsmethode"voor het verwijderen van het masker kan worden toegepast.Another aspect of the invention is a method by which such a trapezoidal channel device is produced by particle bombardment. In the method, a removable semiconductor layer is first grown on the major surface of the body epi-taxially, and then the layer is exposed to a preferred etchant, which opens up inverted trapezoidal strips in the layer. The remaining parts of the layer form a trapezoidal cushioning mask (in cross section). When the masked surface is subjected to a particle (eg proton-oxygen) bombardment, zones of high specific resistance are formed in the parts of the body between the masks and under the bevels of the trapezium. These zones define the flow channel and give it the desired trapezoidal shape: narrow at the top near the surface and wider at the bottom near the active area. Before the body is metallized to form electrical contacts, the mask is removed. For this purpose, the mask is preferably made of a material different from the portion of the body at the surface, so that a "stop etching method" for removing the mask can be used.

30 De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Terwille van de duidelijkheid zijn hierin de figuren niet op schaal getekend, terwijl onderdelen, die voor de ver-schillendè figuren gemeenschappelijk zijn van dezelfde verwijzingen zijn voorzien. Daarbij toont de tekening: 35 figuur 1 een isometrisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een lichtemitterende halfgeleiderinrichting met een trapeziumvormig stroomkanaal volgens de uitvinding; 8201226 -ikfiguur 2 een eindaanzicht van een andere uitvoeringsvorm van een lichtemitterende halfgeleiderinrichting met een trapeziumvormig stroomkanaal; figuur 3 een eindaanzicht van weer een andere uitvoeringsvorm 5 van een halfgeleidende Hi-Lo-lichtemitterende inrichting met een paar gestapelde kanalen volgens de uitvinding; figuur k een eindaanzicht van een maskerst elsel voor het ver-?· vaardigen van een lichtemitterende inrichting met' een trapeziumvormig stroomkanaal volgens de uitvinding; 10 figuur 5 en 6 eindaanzichten van andere maskers voor het ver— vaardigen van inrichtingen volgens de uitvinding door middel van een pro-t o nehb omb ar dement; figuur 7 een isometrisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een halfgeleiderlaser of LED volgens de tritvinding; 15 figuur 8 een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een laser of LED volgens de uitvinding, waarbij de V-groef' zich door een gebied met grote specifieke weerstand uitstrekt; en figuur 9 een dwarsdoorsnede van weer een andere uitvoeringsvorm. van een laser of LED. volgens de uitvinding, waarbij de Y-groef op— 20 nieuw met halfgelèidermateriaal is gevuld.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. For the sake of clarity, the figures are not drawn to scale herein, while parts common to the various figures are given the same references. In the drawing: Figure 1 shows an isometric view of an embodiment of a light-emitting semiconductor device with a trapezoidal current channel according to the invention; 8201226 - Figure 2 is an end view of another embodiment of a light-emitting semiconductor device with a trapezoidal current channel; Figure 3 is an end view of yet another embodiment 5 of a semiconductor Hi-Lo light-emitting device with a pair of stacked channels according to the invention; Fig. k is an end view of a mask assembly for manufacturing a light-emitting device with a trapezoidal flow channel according to the invention; Figures 5 and 6 show end views of other masks for the manufacture of devices according to the invention by means of a pro- tection attachment; Figure 7 is an isometric view of an embodiment of a trit-finding semiconductor laser or LED; Figure 8 shows a cross-section of another embodiment of a laser or LED according to the invention, wherein the V-groove extends through an area with great specific resistance; and figure 9 shows a cross-section of yet another embodiment. of a laser or LED. according to the invention, wherein the Y-groove is again filled with semiconductor material.

In figuur 1 vindt men een lichtemitterende halfgeleiderinrichting (laser of LED) voorzien van een half geleiderlichaam 11 met een tussengelegen gebied 1L. Het gebied 1L, dat van een of meer lagen kan zijn voorzien, omvat een actief gebied, dat straling 22 emitteert wanneer aan dit ge— 25 bied een pompstroom wordt toegevoerd. Elektrodeorganen, welke ter illustratie als contacten 16 en 18 op het lichaam 11 zijn aangegeven, dienen tezamen met een spanningsbron 20 om de pompstroom te leveren. Voorts omvat het lichaam 11 bepalingsorganen 32, welke veroorzaken, dat de pompstroom door een betrekkelijk smal kanaal 36 vanaf het bovenste contact 30 16 door het actieve gebied vloeit, waarna de stroom zich naar het onderste contact 18 kan uitspreiden.Figure 1 shows a light-emitting semiconductor device (laser or LED) provided with a semiconductor body 11 with an intermediate region 1L. The region 1L, which may have one or more layers, comprises an active region, which emits radiation 22 when a pump current is supplied to this region. Electrode members, indicated as contacts 16 and 18 on body 11 for illustrative purposes, together with a voltage source 20 serve to supply the pump current. Furthermore, the body 11 includes determining members 32 which cause the pump current to flow through the active region through a relatively narrow channel 36 from the top contact 30, after which the current can spread to the bottom contact 18.

Voordat de uitvinding gedetailleerd zal worden besproken, verdient het.‘de voorkeur eerst de algemene bijdragen van een voorkeurs-con— figuratie van een lichtemitterende halfgeleiderinrichting te bespreken, 35 welke bekend staat als een dubbele heterostructuur (Dïï). Zoals· aangegeven in figuur 1, 2 en 3, omvat een DH. eerste en tweede halfgeleiderbekledings-lagen 10 resp. 12 met betrekkelijk grote energiesprong en tegengesteld 8201226 4» .·*' -6- gelei&ingstype, en in vezen vat rooster betreft daaraan aangepast een tussengelegen gebied 1^, dat zich tussen en aansluitend'op de lagen be— vindt. Het tussengelegen gebied 1l+ omvat een actieve laag met een kleinere energiesprong, velke hier is aangegeven als zijnde coextensief met bet 5 gebied 1U en velke laag straling kan emitteren vanneer de hekledingslagen in de doorlaatrichting worden voorgespannen. Vanuit een oogpunt van kvantumrendement is het bekend, dat de actieve laag bij voorkeur een direkte energiesprong-halfgeleider is. De lagen 10,. 12. en 1U kunnen bestaan uit materialen, velke vorden gekozen uit een aantal stelsels, 10 zoals bijv. GaAs-AlGaAs of GaAsSb-AlGaAs voor een werking bij kleine golflengten in het gebied van bij benadering 0,7-0,9^um, en InP-InGaAsP of InP-AlGalnAs voor een verking bij golflengten, velke groter zijn dan aageveer 1^um (bijv. 1,1-1,6^um}.Before the invention will be discussed in detail, it is preferable to first discuss the general contributions of a preferred configuration of a light-emitting semiconductor device known as a double heterostructure (Di). As indicated in Figures 1, 2 and 3, includes a DH. first and second semiconductor cladding layers 10 and 10, respectively. 12 with relatively large energy jump and opposite 8201226 4-type jelly type, and in fiber vessel grid, adapted thereto is an intermediate region 1, which is located between and adjacent the layers. The intermediate region 11 + comprises an active layer with a smaller energy jump, which has been indicated here as being coextensive with the region 1U and which may emit many layers of radiation when the fence layers are biased in the transmission direction. From the point of view of quantum efficiency, it is known that the active layer is preferably a direct energy jump semiconductor. The layers 10 ,. 12. and 1U may consist of materials, many of which are selected from a number of systems, such as eg GaAs-AlGaAs or GaAsSb-AlGaAs for small wavelength operation in the range of approximately 0.7-0.9 µm, and InP-InGaAsP or InP-AlGalnAs for wavelength bending, many are greater than approximately 1 µm (e.g., 1.1-1.6 µm}.

De spanningsbron 20 spant de hekledingslagen in de doorlaat-15 richting voor en injecteert daardoor dragers in de actieve laag. Deze dragers gaan een hercombinatie aan voor het verschaffen van een spontane straling in het geval van een LED en een overheersend gestimuleerde straling in het geval van een laser. In elk- geval heeft de straling echter een golflengte, velke overeenkomt met de energièsprong van het na» 20 teriaal. van de actieve laag. Bovendien wordt in het geval van een laser of randemitterende LED, als aangegeven in figuur 1, de straling 22 geëmitteerd in de vorm van een bundel langs de hartlijn 23. In de laser wordt de bundel gecollimeerd en strekt de hartlijn 23 zich loodrecht op een paar resonatorspiegels 2k en 26 uit, welke ter illustratie worden 25 gevormd door gekloo.fde krist alfacett en of ge etste oppervlakken. Deze spiegels vormen optische terugkoppelorganen voor de gestimuleerde straling. In andere gevallen, bijv. geïntegreerde optica,, kunnen brekingsroosters als een substituut voor een of beide spiegels worden toegepast.The voltage source 20 biases the sternal layers in the pass-through direction and thereby injects carriers into the active layer. These carriers recombine to provide a spontaneous radiation in the case of an LED and a predominantly stimulated radiation in the case of a laser. In any case, however, the radiation has a wavelength, which corresponds to the energy jump of the material. of the active layer. In addition, in the case of a laser or edge-emitting LED, as shown in Figure 1, the radiation 22 is emitted in the form of a beam along the axis 23. In the laser, the beam is collimated and the axis 23 extends perpendicular to a pair resonator mirrors 2k and 26, which are illustratively formed by cleaved crystal facetted and or etched surfaces. These mirrors form optical feedback devices for the stimulated radiation. In other cases, eg integrated optics, refractive grids can be used as a substitute for one or both mirrors.

Ofschoon de elektrodeorganen, aangegeven in de laser of rand— 30 emitterende LED volgens figuur 1 contacten 16 en 3 8’met groot'oppervlak: omvatten, is het bekend, dat men aan deze contacten een bepaald patroon kan geven om verschillende geometrische vormen te verschaffen. Zo bestaat bijv. in het geval van een transversaal emitterende LED, waarbij het uitgangslicht loodrecht op de lagen uittreedt, het contact 36 meer 35 in het bijzonder uit een oppervlak met groot oppervlak, doch. kan het contact 18 bestaan uit een niet afgeheelde ring, die een niet afgeheelde geetste opening in een zijde van het lichaam 13 bergt. Waar de onderste 8201226 gedeelten ("bijv. de substraat) Tan. het lichaam 11 absorberend zijn, wordt deze geetste opening gebruikt om straling toe te roeren aan een niet afgeheelde optische vezel, die zich in de opening heyindt.Although the electrode members indicated in the laser or edge-emitting LED of FIG. 1 comprise contacts 16 and 38 having a large area, it is known that these contacts can be patterned to provide different geometric shapes . For example, in the case of a transversely emitting LED, in which the output light emerges perpendicular to the layers, the contact 36 more particularly consists of a large area surface, but. the contact 18 may consist of an unhealed ring, which stores an unhealed etched opening in one side of the body 13. Where the bottom 8201226 portions ("e.g., the substrate) of the body 11 are absorbent, this etched aperture is used to agitate radiation to an unfinished optical fiber which heys into the aperture.

Eet geleidingstype van de actieve laag is niet kritisch.The conductivity type of the active layer is not critical.

5 De laag kan van het n-type, p-type, intrinsieke type of gecompenseerde type zijn, aangezien bij bepaalde bedrijfsmodes bij een voorspanning in de doorlaatrichting het aantal geïnjecteerde dragers groter kan zijn dan het doteerniveau van de actieve laag. Bovendien kan het tussengelegen gebied 14 een aantal lagen omvatten, die een actief gebied vormen bijv.The layer can be of the n-type, p-type, intrinsic type or compensated type, since in certain modes of operation with forward bias the number of injected carriers may be greater than the dopant level of the active layer. In addition, the intermediate region 14 may comprise a number of layers which form an active region, e.g.

10 op elkaar aansluitende lagen van het p-type en n-type met dezelfde ener-giesprong, welke een p-n-homojunctie vormen, of met verschillende ener-giesprongen, die een p-n-heterojunctie vormen. Voorts kan de hetero-structuur andere configuraties bezitten dan de eenvoudige dubbele hetero-structuur, waaronder bij wijze van voorbeeld doch zonder daartoe te zijn 15 beperkt gescheiden bepalingsheterostructuren, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.691. ^+76, strook-begraven heterostructuren van het type, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.190.813 en heterostructuren van het isotype, beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial nr. 050,637.10 contiguous layers of the p-type and n-type with the same energy jump forming a p-n homojunction, or with different energy jumps forming a p-n heterojunction. Furthermore, the hetero structure can have configurations other than the simple double hetero structure, including, for example, but not limited to, separate heteroherostructures, such as described in U.S. Patent 3,691. ^ + 76, strip-buried heterostructures of the type disclosed in U.S. Patent 4,190,813 and isotype heterostructures disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 050,637.

20 Voor een CW-laserwerking bij kamertemperatuur ligt de dikte an de actieve laag bij voorkeur tussen bij benadering \f2 en 1,0yum, waarbij de golflengte van de straling,gemeten in de halfgeleider, is. Voor een werking bij lage drempelwaarden, bedraagt de dikte meer in het bijzonder 0,12 tot 0,20^um. Voor een LED-werking is echter een dikkere 25 actieve laag, meer in het bijzonder met een dikte van 2-3^um geschikt.For a CW laser operation at room temperature, the thickness of the active layer is preferably between approximately f2 and 1.0 µm, the wavelength of the radiation measured in the semiconductor. More specifically, for operation at low thresholds, the thickness is 0.12 to 0.20 µm. However, a thicker active layer, more particularly with a thickness of 2-3 µm, is suitable for LED operation.

In elk geval is voor een werking bij kamertemperatuur de laser of de LED meer in het bijzonder verbonden met een geschikt warmteafvoerorgaan, dat niet is weergegeven.In any case, for operation at room temperature, the laser or the LED is more particularly connected to a suitable heat sink, not shown.

In de praktijk worden de lagen van een dubbele heterostructuur 30 meer in het bijzonder gegroeid door een epitaxiaal proces, zoals een vloeistoffaseepitaxie (LPE), een moleculair bundelepitaxie (MBE), of een metallo-organische chemische dampneerslag (MO-CVD). Epitaxiale groei vindt plaats bij een monokristallijne substraat 28, welke kan zijn voorzien van een niet afgebeelde bufferlaag tussen de substraat 28 en de 35 eerste bekledingslaag 10. Voorts is, als aangegeven in figuur 1 en 3, optioneel een het contact vereenvoudigende laag 30 tussen de tweede bekledingslaag 12 en het bovenste contact 16 aanwezig. Het tegenover gelegen i 8201226 -8- ¢. »- contact 18 is aan de onderzijde van de substraat 28 gevormd.In practice, the layers of a double heterostructure 30 are more particularly grown by an epitaxial process, such as a liquid phase epitaxy (LPE), a molecular beam epitaxy (MBE), or a metallo-organic chemical vapor deposition (MO-CVD). Epitaxial growth takes place with a monocrystalline substrate 28, which may be provided with an unimaged buffer layer between the substrate 28 and the first coating layer 10. Furthermore, as shown in Figures 1 and 3, an optional contact-simplifying layer 30 is between the second coating layer 12 and the top contact 16 are present. Opposite i 8201226 -8- ¢. Contact 18 is formed on the underside of the substrate 28.

Zoals reeds is vermeld, zijn om de door de pompstroom 20 opgewekte stroom door een betrekkelijk smal kanaal 36 in bet actieve gebied te laten vloeien, bepalingsorganen 32 in het lichaam 11 aanwezig, d.w.z.As already mentioned, in order to flow the current generated by the pump flow 20 through a relatively narrow channel 36 into the active region, determination members 32 are present in the body 11, i.e.

5 dat in de half geleiderlagen, ter illustratie de lagen 10, 12, 1k en 30, op een bekende wijze zones 32 met grote specifieke weerstand worden gevormd. Methoden voor het vormen van de zones 32 omvatten bijv. een protonenbombardement, een zuurstofbombardement of een geschikte etsing en hernieuwde groei van materiaal met grote specifieke weerstand.Ter 10 illustratie bezitten de zones 32 een specifieke weerstand van de orde van 10-10 ohm-cm, terwijl het kanaal 36 een specifieke weerstand van slechts 0,1 ohm-cm heeft, zodat typerende specifieke weerstandsverhou— 6 7 dingen in het gebied van 10°:1 tot 10:1 zijn gelegen.5 that in the semiconductor layers, to illustrate the layers 10, 12, 1k and 30, zones 32 with high specific resistance are formed in a known manner. For example, methods of forming the zones 32 include a proton bombardment, an oxygen bombardment, or an appropriate etching and regrowth of material having high specific resistance. For example, zones 32 have a specific resistance of the order of 10-10 ohm-cm. while channel 36 has a specific resistance of only 0.1 ohm-cm, so that typical specific resistance ratios are in the range of 10 °: 1 to 10: 1.

Trapeziumvormige kanaalconfiguraties 15 Bij een in figuur 1 afgeheelde illustratieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, vormen de stroomhepalingsorganen 32 een stroomkanaal 36 met betrekkelijk grote geleiding, dat aan de bovenzijde daarvan bij het hoofdvlak bh smal is (breedte S^]en aan de onderzijde daarvan bij het actieve gebied (d.w.z. de laag ik) breder is (breedte S2). De be— 20 palingsorganen 32 omvatten lateraal gescheiden gebieden 32.1 en 32.2 met grote specifieke weerstand, die het kanaal 36 langs de schuine zijden ~ 36.1 daarvan begrenzen. Ofschoon deze zijden als rechte lijnen zijn aangegeven, is in de praktijk geen lineaire relatie nodig en is het ook mogelijk, dat deze ook niet optreedt bij de werkelijke behandelingsstappen. 25 Hot is gebleken, dat de bovenstaande vorm van het stroomkanaal een belangrijke invloed heeft op de werking van de inrichting. De kleinere kanaalbreedte aan de bovenzijde vergroot de ströomdichtheid en daardoor de energie waarbij "kinks" optreden. De diepte van de gebieden met grote specifieke weerstand, die zich bij voorkeur door het actieve gebied ik 30 uitstrekken, beïnvloedt de capaciteit van de inrichting en de hoeveelheid spontane emissie bij een laser. Deze faktoren zullen later meer gedetailleerd worden besproken.Trapezoidal channel configurations In an illustrative embodiment according to the invention shown in Figure 1, the current lifting means 32 form a current channel 36 with relatively large conductivity, which is narrow at the top thereof at the major plane (width S ^) and at the bottom thereof at the top. active region (ie the layer I) is wider (width S2) The determination members 32 comprise laterally separated regions 32.1 and 32.2 with high specific resistance, which delimit the channel 36 along its oblique sides ~ 36.1. straight lines are indicated, in practice no linear relationship is necessary and it may also not occur in the actual treatment steps It has been found that the above flow channel shape has an important influence on the operation of the The smaller channel width at the top increases the current density and thereby the energy at which "kinks" occur . The depth of the areas of high specific resistance, which preferably extend through the active area I 30, affects the capacity of the device and the amount of spontaneous emission from a laser. These factors will be discussed in more detail later.

.•Zoals aangegeven in figuur2 behoeft het kanaal 36, gevormd door de gebieden 32.1 en 32.2 met grote specifieke weerstand, het hoofd-35 vlak kk niet te bereiken. Opdat de weerstand van de inrichting niet te groot is, kan echter een doteermiddel in het oppervlak Uk worden gediffundeerd of op een andere wijze daarin worden geïntroduceerd, teneinde 8201226 ....... ..... . "" '' -Steen sterk geleidend diffusiefront k5 te verschaffen, dat zich door het kanaal 36 uit strekt. In dit geval wordt de “breedte aan de bovenzijde van het kanaal 36 bepaald door de snijding van het front k-5 en de schuine zijden 36.1.As indicated in Figure 2, the channel 36 formed by the regions 32.1 and 32.2 of high specific resistance need not reach the main plane kk. However, so that the resistance of the device is not too great, a dopant may be diffused into the surface Uk or introduced in some other way therein, in order to avoid 8201226 ....... ...... Provide a highly conductive diffusion front stone k5 extending through channel 36. In this case, the width at the top of the channel 36 is determined by the intersection of the front k-5 and the bevel sides 36.1.

5 De verwezenlijking van de bepalingsorganen 32 volgens de uit vinding behoeft niet te zijn beperkt tot configuraties, waarin het kanaal een trapeziumvorm heeft. Bij de in de volgende sectie besproken Hi-Lo constructies kunnen de bepalingsorganen 32 een gekoppeld paar gestapelde kanalen vormen.The implementation of the determination members 32 according to the invention need not be limited to configurations in which the channel has a trapezoidal shape. In the Hi-Lo constructions discussed in the next section, the determiners 32 may form a coupled pair of stacked channels.

10 Verder kan ofschoon het trapeziumvormige kanaal 36 volgens fi guur 1 in wezen een parallellepipedum vormt, dat zich evenwijdig aan de hartlijn 23 uitstrekt, in het geval van een transversaal emitterende LED het kanaal 36 de vorm hebben van een afgeknotte kegel, waarvan de hartlijn loodrecht op de lagen staat.Further, although the trapezoidal channel 36 of Figure 1 essentially forms a parallelepiped extending parallel to the centerline 23, in the case of a transversely emitting LED, the channel 36 may be in the form of a truncated cone, the centerline of which is perpendicular on the layers.

15 Hi-Lo-constructies15 Hi-Lo constructions

Bij deze uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, weergegeven in figuur 3, hebben de stroombepalingsorganen 32 een twee-niveau- of getrapte.. configuratiewaarbij een paar gekoppelde kanalen 36a en 36b wordt gevormd. Meer in het bijzonder omvatten de organen 32 eerste organen 32.1a-20 32.2a, welke een betrekkelijk smal bovenste kanaal 36a bepalen, en tweede organen 32.1b-32.2b, die een relatief breder onderste kanaal 36b -bepalen. Ter illustratie omvatten de bepalingsorganen 32 gebieden 32.1-32.2 met grote specifieke weerstand, die kanalen 36a en 36b met relatief grote geleiding begrenzen. De gebieden 32 omvatten (1) bovenste zones 32.1a 25 en 32.2a en onderste zones 32.1b en 32.2b. De bovenste zones zijn gescheiden door een betrekkelijk kleine afstand en strekken zich vanaf het bovenste hoofdvlak W van het lichaam 11 uit over een diepte d1 tot op een kleine afstand van het actieve gebied, waardoor het smalle bovenste kanaal 36a wordt bepaald. In tegenstelling daarmede zijn de onderste 30 zones gescheiden over een relatief grotere afstand en strekken deze zich vanuit de diepte d^ in of door het actieve gebied uit, waardoor zij het bredere onderste kanaal 36b bepalen.In this embodiment of the invention, shown in Figure 3, the current determining means 32 has a two-level or stepped configuration in which a pair of coupled channels 36a and 36b is formed. More specifically, members 32 include first members 32.1a-20 32.2a defining a relatively narrow top channel 36a and second members 32.1b-32.2b defining a relatively wider bottom channel 36b. By way of illustration, the determining members 32 comprise regions 32.1-32.2 with high specific resistance, which delimit channels 36a and 36b with relatively large conductivity. The areas 32 include (1) upper zones 32.1a and 32.2a and lower zones 32.1b and 32.2b. The upper zones are separated by a relatively small distance and extend from the upper major surface W of the body 11 over a depth d1 to a small distance from the active area, thereby defining the narrow upper channel 36a. In contrast, the bottom zones are separated by a relatively greater distance and extend from the depth d in or through the active region, defining the wider bottom channel 36b.

.‘Evenals eerst kunnen de kanalen 36a en 36b bij benadering de vorm van parallellepipeda hebben, die zich loodrecht op het vlak van de 35 tekening uitstrekken, zoals bij een laser of rondemitterende LED, terwijl zij bij transversaal emitterende LED de vorm kunnen hebben van cylinders, die zich dwars op de lagen uitstrekken.As before, channels 36a and 36b may be approximately parallelepipedas extending perpendicular to the plane of the drawing, such as with a laser or round-emitting LED, while with transversely-emitting LED they may be cylinders , which extend transversely to the layers.

8201226 -1Q- £8201226 -1Q- £

Wanneer de gebieden 32 met grote specifieke weerstand werden vervaardigd door een protonenbombardement bij GaAs-AlGaAs-lasers, vertoonden deze ïïi-Lo-constructie een aantal bezwaren. Xn de eerste plaats vergrootte het smalle bovenste kanaal 36a de stroomdichtheid in het ac-5 tieve gebied en veroorzaakte daardoor, dat ,Tkinks'T werden verschoven naar bevredigend hoge stroomniveau's buiten het gebied van een typische laserwerking, vergeleken met DH-lasers met een brede (bijv. 12yum). stroomgeometrie. In de tweede plaats leidde deze eigenschap ook tot lasers met meer uniform verdeelde en lagere laserdrempelwaarden, waar-10 door men een grotere opbrengst verkreeg. In de derde plaats werd omdat het bredere onderste kanaal 36b de laterale stroomdiffusie en -spreiding reduceerde, minder spontane straling buiten de resonator van de laser geemitteerd, waardoor men lagere minimale modulatiestromen voor voorafbepaalde doofverhoudingen in digitale toepassingen kon gebruiken.'In 15 de vierde plaats leidde de laatstgenoemde eigenschap tot een gereduceerde capaciteit van de inrichting voor zowel lasers als LEDs, waardoor een grotere bedrijfssneheid mogelijk was (d.w.z.een grotere pulsherhalings-- frequentie bij digitale toepassingen).-When the regions 32 of high specific resistance were manufactured by proton bombardment with GaAs-AlGaAs lasers, this II-Lo construction showed a number of drawbacks. First, the narrow top channel 36a increased the current density in the active region, thereby causing Tkinks'T to be shifted to satisfactorily high current levels outside the range of a typical laser operation, compared to wide range DH lasers (e.g. 12yum). flow geometry. Second, this property also led to lasers with more uniformly distributed and lower laser thresholds, resulting in a higher yield. Third, because the wider bottom channel 36b reduced lateral flow diffusion and spread, less spontaneous radiation was emitted outside the resonator of the laser, allowing for lower minimum modulation currents for predetermined quenching ratios in digital applications. the latter property resulted in reduced device capacity for both lasers and LEDs, allowing for greater operating speed (ie, a greater pulse repetition frequency in digital applications) .-

Om de capaciteit van de inrichting te reduceren dient het pro-20 tonenbombardement de p-n junctie te doordringen, welke bij een gebruikelijke DH is gelegen bij een van de scheidingsvlakken tussen de actieve laag 1U- en de bekledingslagen 10 en 12. Om evenwel de spontane emissie te reduceren dienen de protonen bij voorkeur het actieve gebied te doordringen, waar een hercombinatie plaatsvindt.In order to reduce the capacity of the device, the proton bombardment must penetrate the pn junction, which in a usual DH is located at one of the interfaces between the active layer 1U and the coating layers 10 and 12. However, to avoid the spontaneous emission the protons should preferably penetrate the active region where a recombination takes place.

25 Vervaardiging van trapeziumkanalen25 Manufacture of trapezoidal channels

Zoals aangegeven in figuur k, bestaat een wijze voor het verschaffen van een trapeziumvormig kanaal van het in figuur 1 afgebeelde type in het langs epitaxiale weg groeien van een verwijderbare halfge-leiderlaag op het hoofdvlak en een bekende fotolithografische en 30 voorkeursetsmethode om aan de laag een bepaald patroon te geven, teneinde geïnverteerde trapeziumvormige openingen 5^- te vormen, die gedeelten van het oppervlak W blootgeven. Tussen de openingen vormen de resterende segmenten* 52 van de verwijderbare laag trapeziumvormige dempingsmaskers. Voor een halfgeleidende laag bestaande uit een materiaal van de groep 35 HI-V, komen de schuine zijwanden 56 van de resiarende segmenten overeen met (11 IA) kristallografische vlakken, welke een hoek van ongeveer 55° maken met een (100)-georienteerd oppervlak 1Λ.As indicated in Figure k, a way of providing a trapezoidal channel of the type shown in Figure 1 is to epitaxially grow a removable semiconductor layer on the major surface and a known photolithographic and preferred etching method to provide a layer to provide a certain pattern to form inverted trapezoidal openings 5-1, which expose portions of the surface W. Between the openings, the remaining segments * 52 of the removable layer form trapezoidal cushioning masks. For a semiconductive layer consisting of a material of the group 35 HI-V, the oblique side walls 56 of the resistive segments correspond to (11 IA) crystallographic planes, making an angle of about 55 ° with a (100) oriented surface 1Λ.

8201226 -11-8201226 -11-

Het is ook mogelijk de openingen in de verwijderbare laag als geïnverteerde trapezia te etsen, zodat de resterende segmenten 52 trapezia zijn. In beide gevallen zijn derhalve de trapezia en geïnverteerde trapezia complementair..It is also possible to etch the openings in the removable layer as inverted trapezia so that the remaining segments are 52 trapezia. In both cases, therefore, the trapezia and inverted trapezia are complementary.

5 Een bombardement van het gemaskeerde oppervlak UU met deeltjes 50 (bijv. protonen, zuurstof) leidt tot de meest diepe protonenpenetratie tussen de segmenten, geen penetratie onder de centrale (dikste) gedeelten van de segmenten en een geleidelijk afnemende penetratie onder de schuine zijden van de segmenten. Het is duidelijk, dat een dunner maskersegment 10 het mogelijk maakt, dat enige protonen onder de centrale delen van de segmenten doordringen, een methode, welke van nut zou zijn hij het realiseren van de kanaalconfiguratie volgens figuur 2.5 A bombardment of the masked surface UU with particles 50 (eg protons, oxygen) leads to the deepest proton penetration between the segments, no penetration below the central (thickest) parts of the segments and a gradually decreasing penetration under the bevel of the segments. Obviously, a thinner mask segment 10 allows some protons to penetrate below the central parts of the segments, a method which would be useful in realizing the channel configuration of Figure 2.

Nadat het bombardement is voltooid en voordat een metallisatie plaatsvindt voor het vormen van de elektrische contacten, worden de dem— 15 pingsmaskers verwijderd. -Hiertoe verdient het de voorkeur,, dat het ma— -eriaal van het masker 52 verschilt van het materiaal van het gedeelte van het lichaam 11, dat bij het oppervlak UU is gelegen, zodat een "stop-etsmethode" met succes kan worden toegepast. Zo bestaat bijv. het oppervlak kk meer in het bij zonder uit GaAs, in welk geval het masker' 52 kan 20 bestaan uit AlGaAs en een bekend HF-etsmiddel of joodetsmiddel (bijv.After the bombardment is completed and before a metallization takes place to form the electrical contacts, the damping masks are removed. For this purpose, it is preferred that the material of the mask 52 be different from the material of the portion of the body 11 located at the surface UU so that a "stop etching method" can be successfully applied . For example, the surface kk more particularly consists of GaAs, in which case the mask '52 may consist of AlGaAs and a known HF etchant or iodine (eg.

113 g KI, β5 g £5» cc HgO) als een stop-etsmiddel voor het verwijderen van het masker 52 kan worden gebruikt. Men kan als een substituut voor natte chemische procedures ook een plasmastop-etshehandeling toepassen. Tenslotte wordt opgemerkt, dat een gebufferde peroxydeoplos-25 sing ook een voorkeursetsmiddel is en gebruikt kan worden om de openingen te etsen, die de maskersegmenten 52 vormen.113 g KI, β5 g 5 5 cc HgO) as a stop etchant for removing mask 52 can be used. A plasma stop etching treatment can also be used as a substitute for wet chemical procedures. Finally, it is noted that a buffered peroxide solution is also a preferred etchant and can be used to etch the openings forming the mask segments 52.

: De vorming van de verwijderbare laag geeft ook een randvoordeel, dat gerelateerd is aan de zuiverheid van het epitaxiale groeiproces'. Wanneer een vloeistoffase-epitaxie wordt gebruikt voor het' vervaardigen 30 van de half geleiderlagen van deze inrichtingen, wordt de laatst gegroeide laag meer in het bijzonder verontreinigd vanuit verschillende bronnen, meer in het bijzonder bolletjes van het gesmolten metaal (bijv. Ga), die als de bronoplossing worden gebruikt. Derhalve moet deze laatste laag, welke gewoonlijk de kaplaag of de, het contact vereenvoudigende la.ag 30 (fi— 35 guur 1-3) is, worden gereinigd door ets, een stap, die een zorgvuldige regeling vereist, aangezien de laag 30 meer in het bijzonder zeer dun is· (bijv. 0,5^um). Bij het hier beschreven proces echter, is de laatst ge— 8201226 -12- groeide laag het dempingsmasker, dat veel dikker kan zijn (bijv. 3sCymnI en op een eenvoudige wijze door een stopetsmethode, als boven'vermeld* kan worden verwijderd.The formation of the removable layer also provides an edge advantage related to the purity of the epitaxial growth process. When a liquid phase epitaxy is used to manufacture the semiconductor layers of these devices, the last grown layer is more particularly contaminated from various sources, more particularly spheres of the molten metal (eg Ga), which as the source solution. Therefore, this last layer, which is usually the cap layer or the contact-facilitating layer 30 (FIG. 1-3), must be cleaned by etching, a step that requires careful control since the layer 30 is more in particular is very thin · (eg 0.5 µm). However, in the process described here, the last layer grown is the damping mask, which can be much thicker (eg, 3sCymnI and can be easily removed by a stop-etching method, as mentioned above *).

Vervaardiging van Hi-Lo-constructies 5 Men kan een aantal vervaardigingmethoden gebruiken voor het verschaffen van een Hi-Lo-constructie volgens de uitvinding. Zoals reeds is vermeld, kunnen de gebieden 32 met grote specifieke weerstand worden gevormd door protonenbombardement, een zuurstoföombardement of een etsen en opnieuw groeien van materiaal met grote specifieke weerstand. Ter toe— 10 lichting zal evenwel worden aangenomen, dat deze gebieden door een protonenbombardement worden gevormd.Manufacture of Hi-Lo Structures A number of manufacturing methods can be used to provide a Hi-Lo construction according to the invention. As already mentioned, the high specific resistance regions 32 may be formed by proton bombardment, an oxygen bombardment or an etching and regrowth of high specific resistance material. It will be assumed, however, that these regions are formed by a proton bombardment.

Een direkte methode brengt twee protonenhomhardementshappen en twee maskers met zich mede. Bij de eerste stap worden een protonendem— pingsmasker met een breedte en'protonen met een energie (bijv.A direct method involves two proton homeshapings and two masks. In the first step, a proton damping mask with a width and protons with an energy (eg.

15 150 keV) gebruikt voor het delinieren van het smalle bovenste kanaal 36a. Bij de tweede stap wordt een protonendempingsmasker met een breedte Sg en protonen met een energie Eg ^ (bijv. Eg=300 keVj gebruikt voor het bepalen van. het bredere onderste kanaal 36b.'150 keV) used to delineate the narrow top channel 36a. In the second step, a proton damping mask with a width Sg and protons with an energy Eg ^ (eg Eg = 300 keVj is used to determine the wider lower channel 36b.

Een delineatie van de kanalen 36a en 36b in een enkele protonen— 20 bombardementstap is ook mogelijk. Hiertoe kan een samengesteld dempingsmasker met een grotere protonendemping in het midden en een kleinere demping aan de zijkanten worden gebruikt. Twee versies van dit type masker zijn weergegeven in figuur 5 en 6. In elk geval wordt een dik metalen lichaam 1+0 met een breedte aan de bovenzijde van een plateau b2 ge-25 vormd, dat op zijn beurt op het hoofdvlak bb, dat het dichtst bij het actieve gebied 1U is gelegen, wordt gevormd. Het lichaam bo dempt in wezen de protonen 50 totaal, zodat geen protonenbeschadiging optreedt in het smalle kanaal 36a, en het plateau b2 dempt de protonen 50 slechts gedeeltelijk, zodat beschadigde zones 32.1a en 32.2a zich over een diepte 30 d^ tot op een kleine afstand van het actieve gebied uitstrekken. Buiten het plateau b2 verschaft het masker in wezen geen demping zowel bij figuur 5 (omdat het masker zich niet zover uitstrekt\ of in figuur 6 (omdat het masker daar zeer dun is). Derhalve strekken buiten het plateau b2 de door protonen beschadigde zones 32.1b en 32.2b zich over een diepte dg uit en 35 dringen deze door het actieve gebied 1^. Bij voorkeur strekken, zoals-aangegeven, deze beschadigde zones 32.1b en 32.2b zich. door het actieve gebied' 1b uit. In figuur 5 en 6 omvat het lichaam Uo ter illustratie ge- 8201226 -13- galvaniseerd Au. Het plateau 1*2 in figuur 5 omvat lagen van Au (1*2.1,.A delineation of channels 36a and 36b in a single proton bombardment step is also possible. For this purpose, a composite damping mask with a larger proton damping in the middle and a smaller damping on the sides can be used. Two versions of this type of mask are shown in Figures 5 and 6. In any case, a thick metal body 1 + 0 with a width is formed at the top of a plateau b2, which in turn is formed on the main surface bb, which closest to the active region 1U is formed. The body essentially damps the protons 50 completely, so that no proton damage occurs in the narrow channel 36a, and the plateau b2 only partially damps the protons 50, so that damaged zones 32.1a and 32.2a extend to a depth of 30 d extend a small distance from the active area. Outside the plateau b2, the mask essentially does not provide cushioning either in Figure 5 (because the mask does not extend as far \ or in Figure 6 (because the mask is very thin there). Thus, outside the plateau b2, the areas damaged by protons extend 32.1 b and 32.2b extend over a depth dg and penetrate through the active region 11. Preferably, as indicated, these damaged zones 32.1b and 32.2b extend through the active region 1b. and 6, the body Uo includes galvanized Au for illustrative purposes 8201226 -13. The plateau 1 * 2 in Figure 5 includes layers of Au (1 * 2.1 ,.

Pd of Pt (1*2.2 en Ti (1*2. 3) en in figuur 6 omvat het plateau .een mesa van SiOg (1*2.1*) -waarop zich Ti-Pt-lagen (1*2.5) te vinden.Pd or Pt (1 * 2.2 and Ti (1 * 2.3) and in Figure 6 the plateau comprises a mesa of SiOg (1 * 2.1 *) on which are found Ti-Pt layers (1 * 2.5).

De onderstaahde voorbeelden beschrijven meer gedetailleerd 5 op welke wijze maskers van dit type werden gebruikt voor het vervaardigen van lichtemitterende inrichtingen. Tenzij anders is vermeld, worden numerieke parameters en verschillende materialen slechts ter illustratie genoemd en is het niet de bedoeling, dat hierdoor de beschermingsomvang wordt bepèrkt. In elk van de twee voorbeelden omvatte het halfgeleider-10 lichaam 11 een (100)-georienteerde uit n-GaAs bestaande substraat 28, waarop door een standaard-LPE de volgende epitaxiale lagen werden gegroeid: een n-GaAs-bufferlaag (niet afgebeeldl; een n-Alg bekledingslaag 10 met een dikte van ongeveer 1,5yum; een uit p-A1q qq^q bestaande actieve laag 1U mét een dikte van ongeveer'0,15 yum$ een uit 15 p—AIq 2($Gao glj.As bestaande bekledingslaag 12 met een dikte van ongeveer 1,5ƒurn, en een sterk gedoteerde uit p-GaAs bestaande kaplaag 30 met een dikte van 0,5yum. Het voltooide plaatje (lichaam 11 plus epitaxiale lagen) werd als volgt behandeld voor het vervaardigen van lichtemitterende inrichtingen, meer in het bijzonder lasers.The examples below describe in more detail how masks of this type were used to manufacture light-emitting devices. Unless otherwise stated, numerical parameters and different materials are mentioned for illustrative purposes only, and are not intended to limit the scope of protection. In each of the two examples, the semiconductor body 11 included a (100) oriented n-GaAs substrate 28 on which the following epitaxial layers were grown by a standard LPE: an n-GaAs buffer layer (not shown; an n-Alg coating layer 10 having a thickness of about 1.5 µm, a p-Alqqqq active layer 1U with a thickness of about 0.15 µm, and a 15-pq Alq 2 ($ Gaq. Ash existing cladding layer 12 having a thickness of about 1.5 µm, and a highly doped p-GaAs cladding layer 30 having a thickness of 0.5 µm. The finished wafer (body 11 plus epitaxial layers) was treated as follows to prepare light-emitting devices, in particular lasers.

20 Voorbeeld IExample I

- Voor het vervaardigen van lasers onder gebruik van het samengestelde dempingsmasker 1*0-1*2 van figuur 5, werd een afneembaar fotolak-masker op het oppervlak 1*4 gebracht en werden normale fötolithografische methoden ^bruikt om een langwerpig strookvormig venster met een breedte 25 van 12yum of l8yum loodrecht op de (110)-kloofvlakken te openen. Ti, Pd, en Au-lagen 1*2.3, 1*2.2 en 1*2.1 werden achtereenvolgens aangebracht onder gebruik van een vacuum-E-kanonstelsel. De neerslagsnelheid werd geregeld door een in de handel verkrijgbaar controlestelsel en wel zodanig, dat de Ti-, Pd- en Au-lagen resp. een dikte van 1000 $, 1500 % en 5000 & 30 . hadden. De totale dikte van 0,75 ƒ urn voor het plateau 1*2 werd gekozen voor het verschaffen van een reductie van 50% in de penetratiediepte van protonen 50 van 300 keV. Het strookgeometrieplateau 1*2 werd daarna door bekende etsmethoden voor het verwijderen van het fotolakmasker gevormd.For fabricating lasers using the composite attenuation mask 1 * 0-1 * 2 of Figure 5, a detachable photoresist mask was applied to the surface 1 * 4 and normal photolithographic methods were used to form an elongated strip-shaped window with a width 25 of 12yum or l8yum perpendicular to the (110) gaps. Ti, Pd, and Au layers 1 * 2.3, 1 * 2.2, and 1 * 2.1 were sequentially applied using a vacuum E gun system. The deposition rate was controlled by a commercially available control system such that the Ti, Pd and Au layers, respectively. a thickness of 1000 $, 1500% and 5000 & 30. had. The total thickness of 0.75 µm for the plateau 1 * 2 was chosen to provide a 50% reduction in the penetration depth of protons 50 of 300 keV. The strip geometry tray 1 * 2 was then formed by known etching methods for removing the photoresist mask.

35 Vervolgens werd het lichaam 1*0 eveneens in de vorm van een strook met een breedte van 5yum gevormd door Au door elektrogalvanisatie aan te brengen tot een dikte van ongeveer 1-2yUm onder gebruik vah een nor- 8201226 % -i*' -14- male fotolithografische procedure. Het Au-lichaam 40 verschafte in wezen een volledige barrière voor de protonen 50 met grote energie (300 keV; dosering 3x10 cm ), waardoor derhalve het smalle bovenste kanaal 36a met een breedte S^=5ƒurn en het bredere onderste kanaal 36b met een breedte 5 S2=12^um of l8^um werdgvormd. Tussen en S2 verschafte het plateau 42 slechts een gedeeltelijke demping, zodat protonen binnendrongen tot een diepte d^l ,5/um. Buiten Sg was geen dempingsmasker aanwezig en drongen protonen door tot een diepte dg=2,8^um en derhalve door de actieve laag 14.Subsequently, the body 1 * 0 was also formed in the form of a strip with a width of 5 µm by electro-galvanizing Au to a thickness of about 1-2 µm using a standard 8201226% -1 * 14 - male photolithographic procedure. The Au body 40 essentially provided a full barrier to the high energy protons 50 (300 keV; dose 3x10 cm), thus providing the narrow top channel 36a with a width S ^ = 5 µm and the wider bottom channel 36b with a width 5 S2 = 12 µm or 18 µm was formed. Between and S2, the plateau 42 provided only partial attenuation, so that protons penetrated to a depth d / 1.5 / um. Outside of Sg, no damping mask was present and protons penetrated to a depth dg = 2.8 µm and therefore through the active layer 14.

10 Voorbeeld IIExample II

Om het vervaardigingsproces van voorbeeld I te vereenvoudigen werd het Ti-Pd-Au-plateau 42, als aangegeven in figuur 6, vervangen door een dielektrische strook 42.4 (bijv. van SiOg of Si^N^l, waarop een Ti-Pt-deklaag 42.5 werd aangebracht. Dit samengestelde masker werd ver-15 vaardigd door onder gebruik van een normale dampfasemethode op het opper^ vlak 44 SiOg met een dikte van ongeveer 1,0-1,2^um neer te slaan. Deze dikte werd weer gekozen om aan de protonen 50 van 300 keV een demping van 50% mede te delen. Vervolgens werd de SiOg-laag langs· fotolithografische weg gedelinieerd en in normaal gebufferd HF-etsmiddel geetst voor het 20 vormen van stroken, met een breedte van 12yum of l8^um loodrecht op de (110)kloofvlakken. Ia het verwijderen van het fotolithografische masker werden de SiOg-strook 42.4 en het oppervlak 44 bekleed met Ti tot een dikte van 1000 £ en daarna met Pt tot een dikte van 1500 £ onder gebruik van een normaal opdampproces. Tenslotte werd het lichaam 40 gevormd in 25 de vorm van een strook van 5^um met een dikte van 1-2yum onder gebruik van normale fotolithografische en elektrogalvaniseermethoden. Evenals eerst werden de gemaskeerde plaatjes onderworpen aan protonen van 300 keVTo simplify the manufacturing process of Example I, the Ti-Pd-Au plateau 42, as shown in Figure 6, was replaced with a dielectric strip 42.4 (e.g., from SiOg or Si ^ N ^ 1, on which a Ti-Pt coating 42.5. This composite mask was fabricated by depositing 44 SiOg having a thickness of about 1.0-1.2 µm on the surface using a normal vapor phase method. to impart a 50% attenuation to the 300 keV protons 50. Then, the SiOg layer was delineated photolithographically and etched in normal buffered HF etchant to form strips, 12 µm or 18 µm wide. µm perpendicular to the (110) splitting surfaces. After removing the photolithographic mask, the SiOg strip 42.4 and the surface 44 were coated with Ti to a thickness of 1000 lb and then with Pt to a thickness of 1500 lb using a normal vapor deposition process Finally, the body 40 was formed in The shape of a 5 µm strip with a thickness of 1-2 µm using normal photolithographic and electroplating methods. As before, the masked platelets were subjected to 300 keV protons

j c — 2 in een dosering van 3x10 ' cm- , teneinde het smalle bovenste kanaal 36a en het bredere onderste lanaal 36b gelijktijdig te vormen. In dit geval 30 reduceerde de laag 42.5 de protonenenergie zodanig, dat dg afnam tot ongeveer 2,3^um.c - 2 at a dose of 3x10 cm-1 to form the narrow top channel 36a and the wider bottom channel 36b simultaneously. In this case, the layer 42.5 reduced the proton energy such that dg decreased to about 2.3 µm.

In de beide geyallen I en II werden nadat het protonenhomhar-dement was voltooid de samengestelde maskers 4Q-42 door middel van een HF-etsmiddel van het oppervlak 44 verwijderd. Deze stap maakte het opper-35 vlak 44 ook gereed voor een daaropvolgende metallisatie, teneinde de normale p-metaalcontacten te vormen.In both geyses I and II, after the proton homage was completed, the composite masks 4Q-42 were removed from the surface 44 by an HF etchant. This step also prepared the surface 44 for a subsequent metallization to form the normal p-metal contacts.

8201226 Η - ' ^ - _ · -15-8201226 Η - '^ - _ · -15-

Ezperimentele resultaten - Hi-Lo-constructiesExperimental Results - Hi-Lo Constructions

Om een norm voor vergelijking te verschaffen, werd de helft van elk plaatje "bij de voorheelden I en II verwerkt tot lasers met stroken met. een breedte van 5 ƒ urn onder gebruik van een ondiep protonen-5 bombardement (150 keV). Elk resterend halfplaatje werd, als boven vermeld, verwerkt tot Hi-Lo-lasers onder gebruik van samengestelde maskers 1+0-42 van drie typen: type (1) - Au-lichaam 40 met een breedte van 5 ^um op een SiOg/Ti-Pt-plateau. 42 met een breedte van l8^um (voorbeeld III); type (2) - Au-lichaam 40 met een breedte van 5/Um op een SiO^/Ti-Pt-10 plateau 42 met· een breedte van 12^um (voorbeeld II); en type (3) - Au-lichaam 40 met een breedte van 5ƒurn op een Ti-Pd-Au-plateau 4θ met een breedte van l8^um (voorbeeld I).To provide a standard for comparison, half of each wafer "at Fores I and II was processed into 5 µm wide strip lasers using a shallow proton-5 bombardment (150 keV). Any remaining half-plate, as mentioned above, was processed into Hi-Lo lasers using composite masks 1 + 0-42 of three types: type (1) - Au body 40 with a width of 5 µm on a SiOg / Ti Pt plateau.42 with a width of 18 µm (example III); type (2) - Au body 40 with a width of 5 µm on a SiO2 / Ti-Pt-10 plateau 42 with a width of 12 µm (example II) and type (3) - Au body 40 with a width of 5 µm on a Ti-Pd-Au plateau 4θ with a width of 18 µm (example I).

Vergelijkingen, die in de onderstaande tabel zijn aangegeven, ' werden gebaseerd op een aantal parameters: het spontane emissievermogen 15 bij een aandrijfstroom van 50 mA; de helling As^ van het spontane emissiegedeelte van de L-I-kromme; de capaciteit C, gemeten bij 1 MHz (de gemiddelde C is onder opgegeven); en de minimale modulatiestroom MMI, welke wordt bepaald als het verschil in stroom tussen bovenste en onderste lichtenergieniveau’s Pg resp. P^, waarbij een lichtintensiteits-20 doofverhouding E^ tussen de IN en UIT-toestanden wordt verkregen wanneer de laser wordt gepulseerd (de gemiddelde MMI is onder vermeld voor Ε^= 15:1, P2= 2,5 mW en P^ 0,167 mW).Comparisons, indicated in the table below, were based on a number of parameters: the spontaneous emission power at a drive current of 50 mA; the slope As ^ of the spontaneous emission portion of the L-I curve; the capacity C, measured at 1 MHz (the average C is below specified); and the minimum modulation current MMI, which is determined as the difference in current between upper and lower light energy levels Pg, respectively. P ^, whereby a light intensity-20 quenching ratio E ^ between the IN and OUT states is obtained when the laser is pulsed (the mean MMI is stated below for Ε ^ = 15: 1, P2 = 2.5 mW and P ^ 0.167 mW).

25 1 8201226 * t v> • J6- ;25 1 8201226 * t v> • J6-;

O 3 O CQO 3 O CQ

graf i» H f 4 *Ö ·—> £»grave i »H f 4 * Ö · -> £»

Kr) 3 3 -333¾ cd S S w Ct· C. — q co ui u) \o o o 4Kr) 3 3 -333¾ cd S S w Ct · C. - q co ui u) \ o o o 4

« v» fD«V» fD

ΓΟ Γ0 0*3ΓΟ Γ0 0 * 3

VO O CDVO O CD

O HO H

!> en!> and

Γ0 -P" cf BΓ0 -P "cf B

-» ui o o S td v# v» 1 PO -* CD t-3- »ui o o S td v # v» 1 PO - * CD t-3

CO ui KCO ui K.

- Ξ s —* —3 UI CTS O O 4- Ξ s - * —3 UI CTS O O 4

j y V» CDj y V »CD

ui ro —1 0*3onion ro —10 * 3

O 35* CDO 35 * CD

ΓΟ HΓΟ H

ui ro UI -P" O O dronion ro UI -P "O O dr

v» *<Jv »* <J

00 *d00 * d

-3 3=- CD-3 3 = - CD

ro .*—> ro ui —3 +r- O O O 4ro. * -> ro onion —3 + r- O O O 4

• <Λ V* CD• <Λ V * CD

UI “·* O 0*3 ro —1 cdUI "· * O 0 * 3 ro —1 cd

-* H- * H

-* ro .- * ro.

ro on o o <+ 00 *d ers -p* cd Uï 8201226 is s> -17-ro on o o <+ 00 * d ers -p * cd Uï 8201226 is s> -17-

Haast de in de tabel aangegeven informatie is gebleken, dat 90% van de lasers van het type (2) MMIs in een bepaalde MMI van 30 mA met een statistische variatie 2-i- 3mA had. Op een soortgelijke wijze had 75% van de lasers van het type (3) een MMI binnen 30 mA, terwijl geen 5 van de overeenkomstige lasers dit had. Deze resultaten tonen de verbeterde inrichtingsopbrengst.Almost the information indicated in the table has shown that 90% of lasers of type (2) had MMIs in a given MMI of 30 mA with a statistical variation of 2-i-3 mA. Similarly, 75% of type (3) lasers had an MMI within 30 mA, while none of the corresponding lasers had this. These results demonstrate the improved device yield.

Er wordt op gewezen, dat lasers van het type (2), welke zijn voorzien van stroken met een brede Sg= 12^um, de grootste afname in S1 en de hoogste opbrengst voor een MMI ^ 30 mA vertonen, doch deze 10 voordelen alleen schrijven niet noodzakelijkerwijs het gebruik van deze strookbreedte voor. Er dient aandacht geschonken te worden aan de invloed op het lichtenergieuitgangsniveau P^, waarbij "kinks” optreden. In het algemeen is het gebleken, dat "kinks"-vorming plaatsvond bij een hogere in de besturingslasers dan bij Hi-Lo-lasers, doch deze laatste vielen 15 nog steeds binnen de specificaties (d.w.z. Ρ^ Λ 3 m¥). De lasers van het type (1) vertoonden weinig verandering in P^. De lasers van het type (2} echter, waarbij de smalste dempingsmaskers werden gebruikt (Sg=12^um) , vertoonden een uitgesproken reductie van ongeveer 50% in P^ vergeleken met de overeenkomstige besturingslasers. In tegenstelling daarmee ver-20 tonen lasers van het type (3), waarbij Sg=l8^um, een kleinere reductie van ongeveer 35% in P. . Deze gegevens suggereren, dat het van voordeelIt is noted that lasers of the type (2), which are provided with strips with a wide Sg = 12 µm, show the greatest decrease in S1 and the highest yield for an MMI ^ 30 mA, but these 10 advantages only do not necessarily prescribe the use of this strip width. Attention should be paid to the influence on the light energy output level P ^ at which "kinks" occur. Generally, it has been found that "kinks" formation occurred at a higher level in the control lasers than in Hi-Lo lasers, but the latter were still within specifications (ie Ρ ^ Λ 3 m ¥). The lasers of type (1) showed little change in P ^. However, the lasers of type (2} using the narrowest damping masks (Sg = 12 µm), showed a marked reduction of about 50% in P ^ compared to the corresponding control lasers. In contrast, lasers of type (3), where Sg = 18 µm, showed a smaller reduction. of about 35% in P. These data suggest that it is of benefit

xCxC

kan zijn, dat de breedte Sg is gelegen tussen 12^um en l8^um.it may be that the width Sg is between 12 µm and 18 µm.

De eerste organen, welke het smalle bovenste kanaal 36a bepalen, kunnen worden verwezenlijkt door middel van een groef, die in 25 het bovenvlak UU is geeetst. Derhalve is het te verwachten, dat een groef in combinatie met een breder onderste kanaal 36b kenmerken en voordelen vertoont, welke vergelijkbaar zijn met die, welke boven zijn beschreven. De details van een dergelijke constructie zullen onder verwijzing naar figuur 7 t/m 9 worden besproken.The first members defining the narrow top channel 36a can be formed by a groove etched in the top surface UU. Therefore, it is expected that a groove in combination with a wider bottom channel 36b will exhibit features and advantages comparable to those described above. The details of such a construction will be discussed with reference to Figures 7-9.

• 30 In figuur 7 vindt men een lichtemitterende halfgeleiderinrich- ting (laser of LED),, welke analoog is aan die volgens figuur 1-6, voorzien van een halfgeleiderlichaam 111 met een tus-sengelegen gebied llU.In Figure 7 there is found a light-emitting semiconductor device (laser or LED), which is analogous to that according to Figure 1-6, provided with a semiconductor body 111 with an intermediate region 11U.

Het gebied 11k, dat een of meer lagen kan omvatten, omvat een actief gebied, dat in hoofdzaak gestimuleerde straling 122 in het geval van een 35 laser of spontane straling in het geval van een LED emitteert, wanneer daaraan een pompstroom wordt toegevoerd. Elektrodeorganen, ter illustratie weergegeven op de contacten 116 en 118 op het lichaam 111, dienen om 8201226 -18- tezamen met een spanningsbron 120 de pompstroom toe te voeren. Eet lichaam 111 omvat voorts hepalingsorganen 132-13U, veile veroorzaken, dat de pompstroom door een relatief smal kanaal 136-138 vanaf het bovenste contact 116 door het actieve gebied vloeit, waarna de stroom zich naar 5 het onderste contact 118 kan uitspreiden.The region 11k, which may comprise one or more layers, comprises an active region, which emits substantially stimulated radiation 122 in the case of a laser or spontaneous radiation in the case of an LED, when a pump current is applied thereto. Electrode members, illustrated on contacts 116 and 118 on body 111, serve to supply the pump current together with a voltage source 120. Body 111 further includes detector members 132-13U, which cause the pump current to flow through a relatively narrow channel 136-138 from the top contact 116 through the active region, whereupon the current can spread to the bottom contact 118.

Bij een illustratieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, als weergegeven in figuur 7, omvatten de stroombepalingsorganen 132-13^ eerste organen 13^·, die een betrekkelijk smal bovenste kanaal 136 bepalen, en tweede organen 132, die een relatief breder onderste kanaal 10 138 bepalen. De bepalingsorganen omvatten ter' illustratie uit eeen V- groef bestaande eerste organen 13^, die zich van-uit het hoofdvlak 1^ over een diepte d,- op een kleine afstand van liet actieve gebied uitstrekken, en daardoor het relatief smalle bovenste kanaal 136 bepalen, en verder lateraal gescheiden gebieden 132 met grote specifieke weer-15 stand, welke het onderste bredere kanaal 138' begrenzen en zich vanuit tenminste de diepte d^ bij benadering tot het actieve gebied (d.w.z. in of door het actieve gebied) uitstrekken. Zoals aangegeven, strekken de gescheiden gebieden 132 zich ter illustratie vanaf het oppervlak 1UU en bij voorkeur door het actieve gebied uit. De V-groef 13^ bevindt 20 zich in de ruimte tussen de gebieden 132. Het is evenwel niet essentieel dat de gebieden 132 met grote specifieke weerstand zich in werkelijkheid over de gehele afstand tot het hoofdvlak l¥v uitstrekken. In wezen kan het voor contacteerdoeleinden van voordeel zijn, dat tussen de gebieden 132 en het contact 116 een laag met grote geleiding aanwezig is, 25 zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift U.12^,826.In an illustrative embodiment of the invention, as shown in Figure 7, the flow determining members 132-13 include first members 13, defining a relatively narrow top channel 136, and second members 132, defining a relatively wider bottom channel 138 . For purposes of illustration, the determining members comprise a V-groove first members 13 ^ extending from the main plane 1 ^ over a depth d, a small distance from the active region, and thereby the relatively narrow upper channel 136 and further laterally separated regions 132 of great specific resistance which define the lower broader channel 138 'and extend from at least the depth d1 approximately to the active region (ie, in or through the active region). As indicated, the separated regions 132 extend from the surface 1UU for illustrative purposes and preferably through the active region. The V-groove 13 ^ is located in the space between the regions 132. However, it is not essential that the regions 132 with great specific resistance actually extend over the entire distance from the main plane 1v. Essentially, for contacting purposes, it may be advantageous that a high conductivity layer is provided between regions 132 and contact 116, as described in U.S. Patent No. 12,826.

Onder verwijzing naar de DH van figuur 7, heeft de V—groef 13^ bij het hoofdvlak een breedte en een diepte d^, waar de groef door de tweede laag 112 dringt, waardoor het bovenste kanaal 136 in wezen dezelfde breedte heeft. In tegenstelling daarmede zijn de gebieden 132 30 met grote specifieke weerstand gescheiden over een grotere afstand S^ en strekken deze zich vanaf het vlak l^U over een diepte dg · d^ in en bij voorkeur door het actieve gebied uit, waardoor zij het bredere onderste kanaal 138 met de breedte bepalen.Referring to the DH of Figure 7, the V-groove 13 ^ at the major face has a width and a depth d ^, where the groove penetrates the second layer 112, giving the upper channel 136 essentially the same width. In contrast, the regions 132 of high specific resistance are separated by a greater distance S ^ and extend from the plane 1 ^ U over a depth dg · d ^ in and preferably through the active region, thereby extending the wider determine bottom channel 138 with the width.

Zoals aangegeven in figuur 8, kan het bovenste kanaal 136 35 verder worden beperkt door verdere gebieden 132.1 met grote specifieke weerstand, welke een gedeelte van de schuine zijden 13^-.1 van de V-groef 13^ begrenzen, waardoor de breedte S^' van het bovenste kanaal volgens 8201226 *............. ' ............ ë * i -19- figuur 8 kleiner is dan van figuur 7·In de praktijk kunnen de gebieden 132 en 132.1 (bijv. door een protonenbombardement) tot diepten van dg resp. dj (dg > dj) -worden uit gevoerd en daarna kan de V-groef 13^· worden geetst tot een diepte d^, teneinde in de gebieden 132.1 binnen 5 te dringen (dj < d^ < dg).As shown in Figure 8, the upper channel 136 35 may be further limited by further regions 132.1 of high specific resistance, which define a portion of the bevel sides 13 ^ - 1 of the V-groove 13 ^, thus creating the width S ^ 'of the upper channel according to 8201226 * .............' ............ ë * i -19- figure 8 is smaller than in figure 7 · In in practice, regions 132 and 132.1 (e.g., by a proton bombardment) can reach depths of dg, resp. dj (dg> dj) are executed and then the V-groove 13 ^ can be etched to a depth d ^, to penetrate the regions 132.1 (dj <d ^ <dg).

Verwacht wordt, dat deze V-groefconfiguraties een aantal voordelen bieden. In de eerste plaats vergroot het smalle bovenste kanaal 136 de stroomdichtheid in het actieve gebied en veroorzaakt daardoor, dat "kinks" in lasers naar hogere stroomniveaii's buiten het eigenlijke 1 10 bedrijfsgebied worden verschoven. In de tweede plaats dient deze constructie ook te leiden tot meer uniform verdeelde laserdrempelwaarden en onderste laserdrempelwaarden, waardoor men een grotere inrichtings-opbrengst verkrijgt. In de derde plaats wordt in verband met het feit, dat het bredere onderste kanaal 138 de laterale stroomdiffusie en sprei-15 ding reduceert, minder spontane straling buiten de resonator van de laser geëmitteerd, waardoor een kleinere modulatiestroom voor een voorafbepaalde doofverhouding in digitale toepassingen mogelijk is. In de vierde plaats leidt het laatste tot een gereduceerde capaciteit van de inrichting voor zowel een laser als een LED, waardoor een grotere bedrijfssnelheid 20 mogelijk is (d.w.z. een grotere pulsherhalingsfrequentie bij digitale toepassing).These V-groove configurations are expected to provide a number of advantages. First, the narrow top channel 136 increases the current density in the active region and thereby causes "kinks" in lasers to be shifted to higher current levels outside the actual operating region. Second, this construction should also lead to more uniformly distributed laser thresholds and lower laser thresholds, thereby obtaining a greater device yield. Third, due to the fact that the wider bottom channel 138 reduces lateral flow diffusion and spread, less spontaneous radiation is emitted outside the resonator of the laser, allowing a smaller modulation current for a predetermined quenching ratio in digital applications. is. Fourth, the latter leads to a reduced capacity of the device for both a laser and an LED, allowing for a higher operating speed (i.e., a greater pulse repetition frequency in digital application).

Binnen het kader van de uitvinding zijn ook andere constructies mogelijk. Meer in het bijzonder kan de V-groef 3¾ van figuur 7 of figuur 8 opnieuw met halfgeleidermateriaal worden gevuld, hetgeen leidt 25 tot inrichtingen (meer in het bijzonder lasers) met een aantal nuttige eigenschappen, welke later zullen worden besproken. Bovendien is, ofschoon de groef is omschreven als een V-groef, de'nauwkeurige geometrische vorm daarvan niet kritisch. Men verkrijgt een V-groef wanneer halfgeleiders van het III-V-type aan verschillende etsmiddelen worden onder-30 worpen, die kristallografische vlakken met een bepaalde voorkeur etsen, doch een V-groef oeen rechthoekige groef kan ook worden verkregen met andere etsmiddelen of door andere processen (bijv. een ionenbundelwals-bewerking.of plasmaetsing).Other constructions are also possible within the scope of the invention. More specifically, the V-groove 3¾ of Figure 7 or Figure 8 can be refilled with semiconductor material, resulting in devices (more particularly lasers) with a number of useful properties, which will be discussed later. In addition, although the groove has been described as a V-groove, its precise geometric shape is not critical. A V-groove is obtained when semiconductors of the III-V type are subjected to different etchants etching crystallographic surfaces with a particular preference, but a V-groove or rectangular groove can also be obtained with other etchants or by other processes (e.g. ion beam rolling machining or plasma etching).

Zoals aangegeven in figuur 9, is de V-groef gevuld met half-35 geleidermateriaal 13V en dit kan afhankelijk van de procedure, welke wordt gebruikt voor het opnieuw vullen, al dan niet leiden tot de vorming van lagen 13^-.2, die bij de V-groef en /of het hoofdvlak lWt· zijn 8201226 Γ -20-.As shown in Figure 9, the V-groove is filled with semiconductor material 13V and depending on the procedure used for refilling, this may or may not result in the formation of layers 13-2. at the V-groove and / or the main plane lWt · are 8201226 Γ -20-.

gelegen. Bovendien kan afhankelijk van het materiaal, van de laag 112 en het type gebruikte procedure, het materiaal 134r al dan niet epi- taxiaal zijn (d.v.z. monokristallijn).located. In addition, depending on the material, on the layer 112 and the type of procedure used, the material 134r may or may not be epitaxial (i.e., monocrystalline).

Er doet zich een aantal uitvoeringsvormen voor, afhankelijk 5 van de relatieve afmetingen van de energiesprongen E van de Dïï-lagen, • δ ten opzichte van het V-groefmateriaal 134'. Geval I: E (13V) >Eg (114}; O* d.v.z., dat het materiaal 134' van de V-groef een grotere energiesprong heeft dan de actieve laag 114. Dientengevolge ondergaat laserstraling., die het materiaal 134’ van de V-groef binnendringt, een gereduceerde 10 absorptie vergeleken met figuur 7· Geval II: E (134' ) Ë (112)Λ Ëg(ll4) i s s bovendien hebben de lagen 110 en 112 en de actieve laag 114 alle hetzelfde geleidingstype, terwijl het materiaal 134' van de V-groef en de laag 112 tegengesteld geleidingstype bezitten. Deze configuratie is een vorm van isotype laser, waarbij de p-n junctie langs de schuine vlakken 15 134.1 is gelegen. In dit geval is het materiaal 134r van de V-groef bij voorkeur monokristallijn. Geval III: E (112.) Eg(l34’) .'· Eg (114); d.w.z.A number of embodiments arise, depending on the relative dimensions of the energy jumps E of the Dïï layers, • δ with respect to the V-groove material 134 '. Case I: E (13V)> Eg (114}; O * dvz, that the V-groove material 134 'has a greater energy jump than the active layer 114. As a result, laser radiation undergoes the material 134' of the V-groove. groove, reduced absorption compared to Figure 7 · Case II: E (134 ') Ë (112) Λ Ëg (ll4) iss additionally, layers 110 and 112 and active layer 114 all have the same conductivity type, while the material 134 'of the V-groove and the layer 112 have opposite conductivity type. This configuration is a form of isotype laser, the pn junction being located along the oblique planes 134.1. In this case, the material 134r of the V-groove is preferred monocrystalline Case III: E (112.) Eg (134 ').' Eg (114); ie

δ dat het materiaal 134’ van de V-groef een kleinere energiesprong bezit dan de laag 112. doch een grotere energiesprong bezit dan de actieve laag 114. Dientengevolge vertonen de brekingsindices n de relatie n(114) 20 n (134') n (112), zodat de laserstraling door de brekingsindex langs de V-groef wordt geleid.δ that the material 134 'of the V-groove has a smaller energy jump than the layer 112. but has a larger energy jump than the active layer 114. As a result, the refractive indices n show the relationship n (114) 20 n (134') n ( 112), so that the laser radiation is guided through the refractive index along the V-groove.

t 8201226t 8201226

Claims (16)

1. Ei cht emitterende half gelei derinri cht ing voorzien van een halfgelèiderlichaam met een actief gebied, waarin optische straling wordt opgewekt wanneer door dit gebied een strocrn vloeit, en organen in het 5 lichaam om de stroom vanaf een oppervlak van het lichaam via een kanaal door het actieve gebied te laten vloeien, met het kenmerk, dat het kanaal bij het hoofdvlak smal en bij het actieve gebied breder is*1. Real-emitting semiconductor devices having a semiconductor body having an active region in which optical radiation is generated when a stream flows through this region, and organs within the body to channel current from a surface of the body through a channel by flowing the active region, characterized in that the channel is narrow at the major plane and wider at the active region * 2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bepalingsorganen· zijn voorzien van eerste organen om te veroorzaken, 10 dat de stroom in een relatief smal bovenste kanaal vloeit, dat zich vanuit het oppervlak over een diepte op een kleine afstand van het actieve gebied uitstrekt en tweede organen om te veroorzaken, dat de stroom in een relatief breder onderste kanaal vloeit, dat zich vanuit de bepaalde diepte tot het actieve gebied uitstrekt.2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the determining members are provided with first means for causing the current to flow in a relatively narrow upper channel, which extends from the surface over a depth at a small distance from the active region and second means for causing the current to flow into a relatively wider bottom channel extending from the defined depth to the active region. 3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de-: tweede organen zijn voorzien van een paar tweede zones met grote speci— . fieke weerstand, welke het onderste kanaal begrenzen. k. Inrichting volgens conclusie 3, met het:kenmerk, dat de tweede zones zich door het actieve gebied uitstrekken.3. Device according to claim 2, characterized in that the second members are provided with a pair of second zones with large speci fi c. physical resistance, which limits the bottom channel. k. Device according to claim 3, characterized in that the second zones extend through the active area. 5. Inrichting volgens een der conclusies 2-¾, met het kenmerk, dat de eerste organen zijn voorzien van een paar eerste zones met grote specifieke weerstand, welke het bovenste kanaal begrenzen.Device according to any one of claims 2-¾, characterized in that the first members are provided with a pair of first zones with high specific resistance, which bound the upper channel. 6. Inrichting volgens een der conclusies 3-5, met het kenmerk, dat de. zones met grote specifieke weerstand door protonen' gebombardeerde 25 zones omvatten.Device as claimed in any of the claims 3-5, characterized in that the. zones of high specific resistance comprised by protons' bombarded zones. 7. Inrichting volgens een der conclusies 2-6, voorzien van een eerste bekledingslaag, een tweede bekledingslaag, die dichter bij het oppervlak is gelegen dan de eerste laag, en het actieve gebied een actieve laag tussen de bekledings-lagen omvat, met het’kenmerk, dat het 30 bovenste kanaal zich vanuit het oppervlak naar de bepaalde diepte, die in de tweede bekledingslaag is gelegen, uitstrekt en het onderste kanaal zich vanuit de bepaalde diepte door de actieve laag uitstrekt. , 8. Inrichting volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat het bovenste kanaal een breedte van ongeveer 5y-nrn heeft en de breedte 35 van hetonderste kanaal tussen ongeveer 12. en l8^um is gelegen.7. Device as claimed in any of the claims 2-6, comprising a first coating layer, a second coating layer, which is closer to the surface than the first layer, and the active area comprises an active layer between the coating layers, with the ' characterized in that the top channel extends from the surface to the predetermined depth contained in the second clad layer and the bottom channel extends from the predetermined depth through the active layer. 8. Device as claimed in any of the claims 2-7, characterized in that the top channel has a width of about 5 µm and the width of the bottom channel is between about 12 and 18 µm. 9· Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van een laserresonatorhartlijn, waarlangs straling wordt voortgeplant, 8201226 * -22- · V' met het kenmerk, dat de bepalingsorganen de kanalen als langwerpige parallellepipeda bepalen, die zich in wezen evenwijdig aan de hartlijn uitstrekken.Device according to any one of the preceding claims, provided with a laser resonator center line, along which radiation is propagated, 8201226 * -22- V ', characterized in that the determining members define the channels as elongated parallelepipeds, which extend essentially parallel to the center line . 10. Inrichting volgens een der conclusies 1-8 ten gebruike als 5 een lichtemitterende diode, met het kenmerk, dat bepalingsorganen de kanalen als cylinders bepalen, die zich dwars op het genoemde gebied uitstrekken.10. Device as claimed in any of the claims 1-8 for use as a light-emitting diode, characterized in that determining members define the channels as cylinders which extend transversely to said area. 11. Inrichting volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de bepalingsorganen zijn voorzien van uit een' langwerpige groef be- 10 staande eerste organen om te veroorzaken, dat een stroom in het relatief smalle bovenste kanaal vloeit, dat zich vanaf het. oppervlak tot de bepaalde diepte op' een afstand van het actieve gebied uitstrekt, en tweede organen om te veroorzaken, dat de stroom in het relatief bredere onderste kanaal vloeit, dat zich vanuit tenminste de bepaalde diepte tot het ac- 15 tieve gebied uitstrekt.11. Device as claimed in any of the claims 1-7, characterized in that the determining members are provided with first elongated groove means for causing a current to flow into the relatively narrow upper channel, which flows from it. surface extends to the defined depth at a distance from the active region, and second means for causing the current to flow into the relatively wider bottom channel, which extends from at least the defined depth to the active region. 12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de eerste, organen zijn voorzien van een gedeelte van het oppervlak, waarin een V-groef is gevormd, en een paar lateraal gescheiden eerste gebieden met grote specifieke weerstand, die tenminste een gedeelte van de schuine 20 zijden van de V-groef begrenzen, zodat de V-groef zich door de eerste gebieden uitstrekt.Device according to claim 11, characterized in that the first members comprise a portion of the surface in which a V-groove is formed, and a pair of laterally separated first regions of high specific resistance, which form at least a portion of define the sloping sides of the V-groove so that the V-groove extends through the first regions. 13. Inrichting volgens conclusie 11 betrokken op conclusie 7, met het kenmerk,, dat de groeforganen zich vanuit het oppervlak tot de bepaalde diepte in de tweede bekledingslaag uitstrekken en het onderste 25 kanaal zich vanuit tenminste de bepaalde diepte door de actieve laag uitstrekt . 1U. Inrichting volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de eerste organen een gedeelte van het oppervlak, waarin de groef is gevormd en verder halfgeleidermateriaal, dat de groef vult, omvatten. 30 15* Inrichting volgens conclusie 1^, met het kenmerk, dat het materiaal een grotere energiesprong bezit dan de naastgelegen gedeelten van het lichaam. .‘16. Inrichting volgens conclusie 1^, met het kenmerk, dat het materiaal hetzelfde geleidingstype als de naastgelegen gedeelten bezit.13. Device according to claim 11 related to claim 7, characterized in that the groove members extend from the surface to the determined depth in the second coating layer and the bottom channel extends through the active layer from at least the determined depth. 1U. The device according to claim 11 or 12, characterized in that the first members comprise a portion of the surface in which the groove is formed and further semiconductor material filling the groove. * Device as claimed in claim 11, characterized in that the material has a greater energy jump than the adjacent parts of the body. "16. Device according to claim 11, characterized in that the material has the same conductivity type as the adjacent parts. 17. Inrichting volgens conclusie 1U, met het kenmerk, dat het materiaal een geleidingstype bezit, tegengesteld aan dat van de naastge— ^en gedeelten, waardoor een p-n junctie bij de zijden van de groef wordt 8201226 -23- τ gevormd, welke dient voor het injecteren van dragers in het actieve gebied.17. Device according to claim 1U, characterized in that the material has a conductivity type opposite to that of the adjacent parts, whereby a pn junction is formed at the sides of the groove, which serves for injecting carriers into the active area. 18. Inrichting volgens conclusie 1^-, met het kenmerk, dat het materiaal een kleinere energiesprong heeft dan de naastgelegen gedeelten 5 van het lichaam en een grotere energiesprong bezit dan het actieve ge^ bied.18. Device according to claim 1, characterized in that the material has a smaller energy jump than the adjacent parts of the body and has a larger energy jump than the active area. 19· Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting volgens conclusie 1, met een trapeziumvormig stroomkanaal in een halfgeleider-lichaam, waarbij op een hoofdvlak van het lichaam langs epitaxiale weg 10 een half geleiderlaag wordt gegroeid, met het kenmerk, dat aan de laag een bepaald patroon wordt gegeven om trapeziumvormige openingen in de laag te vormen, waarbij de resterende segmenten van de laag in dwarsdoorsnede complementaire trapeziumvormige maskers vormen, welke' maskers schuine zijwanden bezitten, het lichaam aan een deeltjesbombardement 15 wordt onderworpen, teneinde tussen de maskers en onder de schuine zijwanden zones met grote specifieke weerstand te vormen, en de maskers van het oppervlak worden verwijderd.Method for manufacturing a device according to claim 1, with a trapezoidal current channel in a semiconductor body, wherein a semiconductor layer is grown on a major surface of the body along epitaxial path, characterized in that a particular layer pattern is given to form trapezoidal openings in the layer, the remaining segments of the layer in cross-section forming complementary trapezoidal masks, which masks have sloping sidewalls, the body is subjected to a particle bombardment in order to pass between the masks and under the slanting sidewalls form zones of great specific resistance, and the masks are removed from the surface. 20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de laag en het gedeelte van het lichaam bij het oppervlak uit verschillende 20 halfgeleidermaterialen bestaan en de maskers van het oppervlak worden verwijderd door een "stop-etsprocedure".20. A method according to claim 19, characterized in that the layer and the portion of the body at the surface consist of different semiconductor materials and the masks are removed from the surface by a "stop etching procedure". 21. Werkwijze volgens een der conclusies 19-20, met het kenmerk, dat de laag en het lichaam uit materialen van de groep III-V bestaan, het oppervlak een (100)-kristalorientatie bezit en bij het 25 aan de laag geven van een bepaald patroon de openingen worden gevormd door de laag bloot te stellen aan een etsmiddel, dat een voorkeurset sing uitvoert langs (111A)-kristallografische vlakken, zodat de zijwanden de vlakken vormen. t 820122621. Method according to any one of claims 19-20, characterized in that the layer and the body consist of materials of the group III-V, the surface has a (100) crystal orientation and when the layer is given a certain pattern the openings are formed by exposing the layer to an etchant, which performs a preferred etching along (111A) crystallographic planes, so that the side walls form the planes. t 8201226
NL8201226A 1981-03-25 1982-03-24 LIGHT-EMITING SEMICONDUCTOR DEVICE. NL8201226A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24752381 1981-03-25
US06/247,523 US4447905A (en) 1981-03-25 1981-03-25 Current confinement in semiconductor light emitting devices
US24835781A 1981-03-27 1981-03-27
US24835781 1981-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8201226A true NL8201226A (en) 1982-10-18

Family

ID=26938732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8201226A NL8201226A (en) 1981-03-25 1982-03-24 LIGHT-EMITING SEMICONDUCTOR DEVICE.

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE3210749A1 (en)
FR (1) FR2502847A1 (en)
GB (1) GB2095474A (en)
NL (1) NL8201226A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8401172A (en) * 1984-04-12 1985-11-01 Philips Nv SEMICONDUCTOR LASER.
FR2563051B1 (en) * 1984-04-13 1987-08-07 Telecommunications Sa LASER DIODE WITH ELECTRICAL CONTAINMENT BY REVERSE JUNCTION
DE3527720A1 (en) * 1985-08-02 1987-02-12 Telefunken Electronic Gmbh LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR COMPONENT
NL8802936A (en) * 1988-11-29 1990-06-18 Koninkl Philips Electronics Nv LOW CAPACITY ELECTROLUMINESCENT DIODE.
DE4327029C2 (en) * 1993-08-12 1998-04-16 Telefunken Microelectron Infrared high current diode from a compound semiconductor
DE102010008603A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 Electrical resistance element
US10547159B1 (en) * 2018-12-12 2020-01-28 Trumpf Photonics Inc. Laterally tailoring current injection for laser diodes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248066B2 (en) * 1974-03-04 1977-12-07
US3958263A (en) * 1973-11-12 1976-05-18 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Stress reduction in algaas-algaasp multilayer structures
US3996528A (en) * 1975-12-31 1976-12-07 International Business Machines Corporation Folded cavity injection laser
FR2440616A1 (en) * 1978-10-31 1980-05-30 Bouley Jean Claude Double heterostructure injection laser - with ribbon shaped junction using gallium arsenide substrate and gallium aluminium arsenide layers
FR2465337A1 (en) * 1979-09-11 1981-03-20 Landreau Jean METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTICAL AND ELECTRICAL CROSS-CONTAINING SEMICONDUCTOR LASER AND LASER OBTAINED THEREBY

Also Published As

Publication number Publication date
GB2095474A (en) 1982-09-29
FR2502847A1 (en) 1982-10-01
DE3210749A1 (en) 1982-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4943970A (en) Surface emitting laser
US4901327A (en) Transverse injection surface emitting laser
US5561683A (en) Circular grating surface emitting laser diode
US6297068B1 (en) Method for highly compact vertical cavity surface emitting lasers
US4023993A (en) Method of making an electrically pumped solid-state distributed feedback laser
US7257141B2 (en) Phase array oxide-confined VCSELs
US4894835A (en) Surface emitting type semiconductor laser
US20020163947A1 (en) Mode control using transversal bandgap structure in VCSELs
US4633476A (en) Semiconductor laser with internal reflectors and vertical output
JPH069272B2 (en) Phased array semiconductor laser
KR101180166B1 (en) A semiconductor laser device
US4803691A (en) Lateral superradiance suppressing diode laser bar
KR101339634B1 (en) Semiconductor laser device
US4340967A (en) Semiconductor lasers with stable higher-order modes parallel to the junction plane
US20080112450A1 (en) Homogeneous-Beam Temperature-Stable Semiconductor Laser and Method of Production
JP3891223B2 (en) Lasers and related improvements
US4809288A (en) Hybrid Y-junction laser array
NL8201226A (en) LIGHT-EMITING SEMICONDUCTOR DEVICE.
US4718069A (en) Semiconductor laser array with single lobed output
US4514896A (en) Method of forming current confinement channels in semiconductor devices
US4447905A (en) Current confinement in semiconductor light emitting devices
GB2080014A (en) Semiconductor lasers
US20040081214A1 (en) Narrow lateral waveguide laser
RU2109382C1 (en) Semiconductor laser
CN113422292B (en) Vertical cavity surface emitting laser and manufacturing method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed