JPH0155587B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0155587B2 JPH0155587B2 JP443383A JP443383A JPH0155587B2 JP H0155587 B2 JPH0155587 B2 JP H0155587B2 JP 443383 A JP443383 A JP 443383A JP 443383 A JP443383 A JP 443383A JP H0155587 B2 JPH0155587 B2 JP H0155587B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- light
- layer
- light emitting
- junction
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、出力光をモニタする受光素子を一体
化した構成の半導体発光素子に関する。
化した構成の半導体発光素子に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
光フアイバ通信において、半導体発光素子とし
て発光ダイオード、レーザダイオード等が盛んに
使われている。しかし、これら半導体発光素子に
おいて、非線形ひずみが存在するため、なんらか
のひずみ補償が必要である。このひずみ補償法の
一つとして、発光素子の光信号の一部を受光素子
でモニタし発光素子の駆動回路に帰還する光−電
気帰還法がある。この構成として半導体発光素子
の出力光の一部を検出する受光素子を発光素子の
上面、下面あるいは側面へ一体的に構成する型の
ものが提案されている。
て発光ダイオード、レーザダイオード等が盛んに
使われている。しかし、これら半導体発光素子に
おいて、非線形ひずみが存在するため、なんらか
のひずみ補償が必要である。このひずみ補償法の
一つとして、発光素子の光信号の一部を受光素子
でモニタし発光素子の駆動回路に帰還する光−電
気帰還法がある。この構成として半導体発光素子
の出力光の一部を検出する受光素子を発光素子の
上面、下面あるいは側面へ一体的に構成する型の
ものが提案されている。
第１図は、従来のモニタ用の受光素子を一体化
した半導体発光素子の一例を示すものである。Ｐ
型半導体基板１０１にＰ型層１０２、ｎ型層１０
３を積層して発光素子１１を形成している。Ｐ型
基板１０１とＰ型層１０２との間には電流通過部
１５を規定する電流阻止層としてのｎ型層１０４
を埋込んで、いわゆる電流狭窄型LEDとしてい
る。１０５はカソード電極、１０６はアノード電
極である。この発光素子１１の出力光をモニタす
る受光素子１３は、この上に絶縁膜１２を介して
Ｐ型層１０７とｎ型層１０８を順次積層して構成
している。１０９，１１０はそれぞれ受光素子１
３のカソード電極、アノード電極である。この半
導体発光素子１１において、駆動信号電流はアノ
ード電極１０６から電流通過部１５を集中して通
過し、電極１０５へ流れて行く構成になつてお
り、電流を集中させることから発光効率を高める
ことが出来、有効な手段となつている。一方、こ
の発光素子１１から発生した光信号は、受光素子
１３でその一部が吸収検出され、残りが透過して
外部へ出力光として取り出され、例えば光フアイ
バ１４に結合されることになる。
した半導体発光素子の一例を示すものである。Ｐ
型半導体基板１０１にＰ型層１０２、ｎ型層１０
３を積層して発光素子１１を形成している。Ｐ型
基板１０１とＰ型層１０２との間には電流通過部
１５を規定する電流阻止層としてのｎ型層１０４
を埋込んで、いわゆる電流狭窄型LEDとしてい
る。１０５はカソード電極、１０６はアノード電
極である。この発光素子１１の出力光をモニタす
る受光素子１３は、この上に絶縁膜１２を介して
Ｐ型層１０７とｎ型層１０８を順次積層して構成
している。１０９，１１０はそれぞれ受光素子１
３のカソード電極、アノード電極である。この半
導体発光素子１１において、駆動信号電流はアノ
ード電極１０６から電流通過部１５を集中して通
過し、電極１０５へ流れて行く構成になつてお
り、電流を集中させることから発光効率を高める
ことが出来、有効な手段となつている。一方、こ
の発光素子１１から発生した光信号は、受光素子
１３でその一部が吸収検出され、残りが透過して
外部へ出力光として取り出され、例えば光フアイ
バ１４に結合されることになる。
ところでこの従来構造では、発光素子１１の出
力光を受光素子１３を透過させて取り出すように
なつているため、素子設計が非常に困難である。
何故なら、受光素子１３を透過する出力光の波長
範囲や透過率を所望の値に設定するためには、発
光素子１１の発光波長は勿論、受光素子１３の
Pn接合の空乏層幅や吸収特性を精密に設計する
必要があるからである。また第１図のものは構造
的にも複雑であり、製造工程制御も容易ではな
い。
力光を受光素子１３を透過させて取り出すように
なつているため、素子設計が非常に困難である。
何故なら、受光素子１３を透過する出力光の波長
範囲や透過率を所望の値に設定するためには、発
光素子１１の発光波長は勿論、受光素子１３の
Pn接合の空乏層幅や吸収特性を精密に設計する
必要があるからである。また第１図のものは構造
的にも複雑であり、製造工程制御も容易ではな
い。
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、設計
が容易で構造も簡単な、モニタ用受光素子を一体
化した半導体発光素子を提供することにある。
が容易で構造も簡単な、モニタ用受光素子を一体
化した半導体発光素子を提供することにある。
本発明は、電流通過部を規定するために発光素
子内に選択的に埋設される電流阻止層が形成する
接合を受光接合部として用いることを特徴とする
ものである。即ち、本発明においては、第１導電
型の第１半導体層上に電流阻止層となる第２導電
型の第２半導体層が直接または低濃度半導体層を
介して選択的に積層され、第２半導体層が設けら
れていない電流通過部をおおうように第１導電型
の第３半導体層および第２導電型の第４半導体層
が順次積層されて発光接合部を構成する。そし
て、前記第１半導体層と第２半導体層間のpnま
たはpin接合を前記発光接合部から発せられる出
力光をモニタする受光接合部とする。
子内に選択的に埋設される電流阻止層が形成する
接合を受光接合部として用いることを特徴とする
ものである。即ち、本発明においては、第１導電
型の第１半導体層上に電流阻止層となる第２導電
型の第２半導体層が直接または低濃度半導体層を
介して選択的に積層され、第２半導体層が設けら
れていない電流通過部をおおうように第１導電型
の第３半導体層および第２導電型の第４半導体層
が順次積層されて発光接合部を構成する。そし
て、前記第１半導体層と第２半導体層間のpnま
たはpin接合を前記発光接合部から発せられる出
力光をモニタする受光接合部とする。
本発明によれば、発光素子そのものの一部、即
ち素子内に電流狭窄のために埋込まれる層が形成
する接合をそのまま受光素子として利用するた
め、全体の構造が簡単になり、製造工程も容易に
なる。
ち素子内に電流狭窄のために埋込まれる層が形成
する接合をそのまま受光素子として利用するた
め、全体の構造が簡単になり、製造工程も容易に
なる。
また本発明によれば、一体化される受光素子
は、発光接合部から外部へ取出されて例えば光フ
アイバ等に結合する有効な出力光をさえぎること
はなく、いわば発光素子のもれ出力光をモニタ光
として検出するようになる。従つて受光素子は従
来のように透過と吸収の割合を考慮する必要はな
く、全吸収となるように設計することができる。
これは発光素子およびこれに一体化される受光素
子の設計条件が非常に緩くなることを意味し、従
つてまた、発光素子の非線形ひずみ補償も正確に
行なうことが可能となる。
は、発光接合部から外部へ取出されて例えば光フ
アイバ等に結合する有効な出力光をさえぎること
はなく、いわば発光素子のもれ出力光をモニタ光
として検出するようになる。従つて受光素子は従
来のように透過と吸収の割合を考慮する必要はな
く、全吸収となるように設計することができる。
これは発光素子およびこれに一体化される受光素
子の設計条件が非常に緩くなることを意味し、従
つてまた、発光素子の非線形ひずみ補償も正確に
行なうことが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。
明する。
第２図は、一実施例の概略構成図である。Ｐ型
のGaAs基板（第１半導体層）２０１を用い、そ
の主面に電流通過部２３を形成すべくｉ型GaAs
層２０２を介して電流阻止層となるｎ型GaAs層
（第２半導体層）２０３を選択的に形成している。
このGaAs基板２０１とｉ型GaAs層２０２およ
びｎ型GaAs層２０３が形成するpin接合部が受
光素子２１を構成する。そしてこの上にｎ型
GaAs層２０３の周辺に電極取出し領域を残して
電流通過部２３をおおうようにP+型Ga1-xAlxAs
層（第３半導体層）２０５、n-型Ga1-xAlxAs層
（第４半導体層）２０６およびn+型GaxAl1-xAs
層２０７を積層形成して、ヘテロ接合構造の発光
素子２２を構成している。２０８は発光素子２２
のカソード電極、ｎ型GaAs層２０３の表面周辺
部に形成された電極２０４は受光素子２１のカソ
ード電極であり、２０９は両素子に共通のアノー
ド電極である。２４は発光素子２２からの出力光
を結合する光フアイバである。
のGaAs基板（第１半導体層）２０１を用い、そ
の主面に電流通過部２３を形成すべくｉ型GaAs
層２０２を介して電流阻止層となるｎ型GaAs層
（第２半導体層）２０３を選択的に形成している。
このGaAs基板２０１とｉ型GaAs層２０２およ
びｎ型GaAs層２０３が形成するpin接合部が受
光素子２１を構成する。そしてこの上にｎ型
GaAs層２０３の周辺に電極取出し領域を残して
電流通過部２３をおおうようにP+型Ga1-xAlxAs
層（第３半導体層）２０５、n-型Ga1-xAlxAs層
（第４半導体層）２０６およびn+型GaxAl1-xAs
層２０７を積層形成して、ヘテロ接合構造の発光
素子２２を構成している。２０８は発光素子２２
のカソード電極、ｎ型GaAs層２０３の表面周辺
部に形成された電極２０４は受光素子２１のカソ
ード電極であり、２０９は両素子に共通のアノー
ド電極である。２４は発光素子２２からの出力光
を結合する光フアイバである。
具体的には、例えばGa1-xAlxAs層２０５，２
０７としてｘ＝0.2〜0.4のものを用い、また
Ga1-xAlxAs層２０６としてはｘ＝0.1のものを用
いれば、発光素子２２の発光波長は0.8μｍとな
り、GaAsのpin接合からなる受光素子２１はそ
の出力光に対してほぼ全吸収の条件を満たすこと
ができる。
０７としてｘ＝0.2〜0.4のものを用い、また
Ga1-xAlxAs層２０６としてはｘ＝0.1のものを用
いれば、発光素子２２の発光波長は0.8μｍとな
り、GaAsのpin接合からなる受光素子２１はそ
の出力光に対してほぼ全吸収の条件を満たすこと
ができる。
この実施例によれば、発光素子２２から上方に
取出されて光フアイバ２４に入力される出力光は
何らさえぎられることなく、受光素子２１は上記
発光素子２２の接合部から下方に放射されるいわ
ばもれ出力光を検出することになる。従つて素子
設計は容易であり、受光素子２１がpin接合を用
いた高速動作型であることと相まつて、光−電気
帰還法による非直線ひずみ補償を正確に行なうこ
とが可能となる。またＰ型GaAs基板２０１、ｉ
型GaAs層２０２、ｎ型GaAs層２０３およびア
ノード電極２０５は発光素子２２と受光素子２１
で共用しており、受光素子として格別の半導体層
形成を必要としないため、構造および製造工程が
従来に比べて非常に簡単である。
取出されて光フアイバ２４に入力される出力光は
何らさえぎられることなく、受光素子２１は上記
発光素子２２の接合部から下方に放射されるいわ
ばもれ出力光を検出することになる。従つて素子
設計は容易であり、受光素子２１がpin接合を用
いた高速動作型であることと相まつて、光−電気
帰還法による非直線ひずみ補償を正確に行なうこ
とが可能となる。またＰ型GaAs基板２０１、ｉ
型GaAs層２０２、ｎ型GaAs層２０３およびア
ノード電極２０５は発光素子２２と受光素子２１
で共用しており、受光素子として格別の半導体層
形成を必要としないため、構造および製造工程が
従来に比べて非常に簡単である。
なお本発明は上記実施例に限られない。例えば
ｉ型GaAs層２０２を省いてPn接合型としてこれ
を受光接合部として用いてもよい。要するに本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。
ｉ型GaAs層２０２を省いてPn接合型としてこれ
を受光接合部として用いてもよい。要するに本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。
第１図は、従来のモニタ用受光素子一体型の半
導体発光素子を示す断面図、第２図は、本発明の
実施例によるモニタ用受光素子一体型の半導体発
光素子を示す断面図である。 ２０１……Ｐ型GaAs基板（第１半導体層）、
２０２……ｉ型GaAs層、２０３……ｎ型GaAs
層（第２半導体層）、２０４……カソード電極、
２０５……P+型Ga1-xAlxAs層（第３半導体層）、
２０６……n-型Ga1-xAlxAs層（第４半導体層）、
２０７……n+型Ga1-xAlxAs層、２０８……カソ
ード電極、２０９……アノード電極、２１……受
光素子、２１……発光素子、２３……電流通過
部。
導体発光素子を示す断面図、第２図は、本発明の
実施例によるモニタ用受光素子一体型の半導体発
光素子を示す断面図である。 ２０１……Ｐ型GaAs基板（第１半導体層）、
２０２……ｉ型GaAs層、２０３……ｎ型GaAs
層（第２半導体層）、２０４……カソード電極、
２０５……P+型Ga1-xAlxAs層（第３半導体層）、
２０６……n-型Ga1-xAlxAs層（第４半導体層）、
２０７……n+型Ga1-xAlxAs層、２０８……カソ
ード電極、２０９……アノード電極、２１……受
光素子、２１……発光素子、２３……電流通過
部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１導電型の第１半導体層上に電流阻止層と
なる第２導電型の第２半導体層が直接または低濃
度半導体層を介して選択的に積層され、前記第２
半導体層が設けられていない電流通過部をおおう
ように第１導電型の第３半導体層および第２導電
型の第４半導体層が順次積層されて発光接合部が
構成され、前記第１半導体層と第２半導体層間の
pnまたはpin接合を前記発光接合部から発せられ
る出力光をモニタする受光接合部としたことを特
徴とする半導体発光素子。 ２ 前記第３半導体層および第４半導体層は前記
電流通過部およびその周囲の前記第２半導体層の
一部を覆つて配設され、前記第３半導体層および
第４半導体層により覆われていない前記第２半導
体層の表面に電極が形成されている特許請求の範
囲第１項記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004433A JPS59129469A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004433A JPS59129469A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59129469A JPS59129469A (ja) | 1984-07-25 |
| JPH0155587B2 true JPH0155587B2 (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=11584104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58004433A Granted JPS59129469A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59129469A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728051B2 (ja) * | 1986-02-14 | 1995-03-29 | オムロン株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP3482709B2 (ja) * | 1994-10-19 | 2004-01-06 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
| JP4572369B2 (ja) * | 2004-11-17 | 2010-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | 光素子及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP58004433A patent/JPS59129469A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59129469A (ja) | 1984-07-25 |
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