JPH0191479A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

半導体発光素子及びその製造方法

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JPH0191479A
JPH0191479A JP62248080A JP24808087A JPH0191479A JP H0191479 A JPH0191479 A JP H0191479A JP 62248080 A JP62248080 A JP 62248080A JP 24808087 A JP24808087 A JP 24808087A JP H0191479 A JPH0191479 A JP H0191479A
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JP
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light emitting
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absorption
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JP62248080A
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Takashi Tsubota
孝志 坪田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −(産業上の利用分野) 本発明は半導体発光素子及びその製造方法に関し、特に
光通信等に用いられる端面発光型発光ダイオード及びそ
の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、光通信用の光源として主に半導体レーザが挙げら
れる。この半導体レーザは、高出力、単−波長性及び高
応答速度性により長距離の大容量光通信に用いられてい
る。しかしながら半導体レーザは高価格でしかも温度特
性が悪いために短距離の中小容量の光通信には不向きで
、これにはLED%に端面発光型発光ダイオードが代り
に用いられる。この端面発光型発光ダイオードは、半導
体レーザと類似の構造のものが用いられ、発光領域とな
るV溝部の長さだけが短かくされている。
欠如、第4図の工程図を参照して従来の半導体発光素子
の一例の端面発光型発光ダイオードの製造方法について
以下に述べる。まず、第4図(a)に示すように、 Z
nドープで中ヤリャ濃度Np:5XlO”ctIM−3
のP型InP基板CP−InP基板)1上に、液相エピ
タキシャル成長法により、厚さ約1μm 、 7.nド
ーグでキャリヤ濃度Np ニア X 1017cm−3
にP−InPバッファ層2を形成した後、その上に厚さ
約0.5μm。
Snドーグでキャリヤ濃度Nn ”’ 5 X 101
7cm−”にN−1nPブロック層3を形成し、その後
、その上面に厚さ約1.5 ttm 、 Znドーグで
ギヤリヤ濃度Np = s x l□ xt帰−sにP
−InPブロック層4を成長させて形成する@上記3つ
の層を順次にエピタキシャル成長させる時には約600
℃のフンタクト温度で行なう。次に第4図(b)に示す
ように、P−1nPブロック層4の形成直後にCVD法
によシ350℃テSiO,膜5を約1500^厚に膜付
けし、ホ) IJソ工程を経て幅約1μmのストライブ
状のノターンを<oti>方向にホトレジスト膜6で形
成し* 5x02膜5のエツチングマスクを形成する。
次に、第4図(c)に示すように、HαとH,PO,の
容積化で3:1の混合液で約2℃においてエツチングを
行い、N−InPブロック層3を貫通するV溝部を形成
する。次に、弗酸によりSin、膜5を除去し、その直
後に第4図(d)に示すように、液相エピタキシャル成
長法により第2回目の液相エピタキシャル成長を行う。
この液相エピタキシャル成長は、厚さ約1μm、キャリ
ヤ濃度Nルミ5 X 1017cm−”の下側クラッド
層としてのP−InPクラッド層8゜λf=1,3μm
(但し、λ?は対応する層のエネルギーギヤツプに相対
応する光の波長である。)、厚さ約0,15/jFFJ
厚1幅約2ttmのP−InGaAsP活性層9゜厚さ
約1.5μm、キャリヤ濃度Nn≧5XIO17個−3
の上側クラッド層としてのN−InPクラッド層10.
厚さ約1 pm 、λf=1,2μmのN−InGaA
sPキャッグ層11を順次層成1させる。次に%N −
InGaA+sPキャップ層11上にAu Ge Ni
電極12を、P−InP基板l側にAu Zn電極13
を各々約3000^厚に形成する。その後、第4図(6
)に示すように骨間を行い、素子の光出力のある両側面
に対し例えばAZtO,膜14をス・9ツタ法にて約2
000λ厚に膜付けし、両端面の反射率を小さくする。
か\る構成の半導体発光素子に対して、 AuZn電極
13をグラス、AuGeNi 11極12をマイナスに
して通電すると、N−InPグロック層3とP−InP
ブロック層4の界面で逆バイアス状態となり、電流はN
−InPブロックJ−3のV溝エツチングされた所だけ
を通って流れ、電流の狭窄ができ、発光再結合して光を
放出する。
(発明が解決し、ようとする問題点) しかしながら、以上述べた半導体発光素子及びその製造
方法であっても周囲温度が低くなり半導体発光素子の発
光効率が良くなった場合又は半導体発光素子に流れる電
流が大電流になった場合、反射防止膜としてのM、0.
膜14でなるべく外部に光を射出させるだけではレーザ
発振の抑制力が足シす、レーザ発振を開始してしまい、
半導体レーザのもつ種々の欠点例えば温度特性が悪い等
と同じ上述の欠点全有してしまうと云う問題点がめった
本発明は、以上述べた反射防止膜だけではレーザ発振の
抑制力が不充分である問題点を咋去し、低温や大電流で
もレーザ発振しない安定性の優れた半導体発光素子及び
その製造方法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明に係る半導体発光素子は、ダブルヘテロ接合構造
体の少なくとも一側に活性層よりエネルギーギヤツプの
小さな吸収層を設け、活性層と吸収層との間のクラッド
層を略1μm以下に薄くしたものである。
本発明に係る半導体発光素子の製造方法は、半導体基板
上に電流ブロック層と電流ブロック層を貫通するV溝を
形成し、■溝を埋めるようにしてダブルヘテロ接合構造
体とこれの少なくとも一側に設けられる吸収層を順次に
成長させ、吸収層と接触するクラッド層の厚さを略1μ
m以下に小さくし、次にキャップ層を成長させ、この後
に半導体基板側及びキャップ層側に各々合金属を形成す
るようにしたものである。
(作用) 本発明によれば活性層からにじみ出之光が薄いクラッド
層を通過して吸収層に到達し、吸収層で吸収されるため
に光の正のフィード/?ツクが起こらず、低温時や大電
流時でもレーザ発振が起きにくい。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第1図は本発明の一実施例に係る工程図でおる。第1
図において、第4図と同符号の部分は従来のものと同じ
ものであり、第1図(IL)〜第1図(c)に示す各工
程は、第4図(a)〜第4図(c)の従来の各工程に対
応し、■溝7を形成した後に810゜膜5を除去する迄
の工程は従来と同じであるのでその説明を省略する。第
2図にチップ外観の概略を示すように、■溝7は厚さり
、=100μmのチップの全長り、=350μmに対し
、Ls= l 50 ttmの長さだけ設けている。
次に第1図(d)に示すように、コンタクタ温度的59
5℃において第2回目の液相エピタキシャル成長を行う
。この液相エピタキシャル成長は、V溝7を埋めるよう
にして、厚さ約1μm、キャリヤ濃度Nルミ7 X 1
0 ” an−”のP−InPクラッド層8.厚さ約0
.15μm、λP=1.3μmのP−InGaAsP活
性層9゜厚さ約0.2μm、キャリヤ濃度Nn≧7X1
017側−3ON−InPクラッド層10.厚さ約0.
5pm、λ2=1.5μmの上側吸収層としてのN−I
nGaAsP吸収層15、厚さ約1 jam 、λf=
1.211mのN−1nGaAsPキャップ層1lt−
順次に成長させる。なお%P−InGaAsP活性層9
の形成位置は、V溝7の内部でN−InPブロック層3
の間取上の位置にすればよい。
又、本実施例ではP−InPクラッド層8からN−In
GaAsP吸収膚15迄吸収管1溝迄を埋めるように設
けている。その後、抵抗加熱型真空蒸着によりN−In
GaAsPキャッグ層11側にAu Ge Ni電極1
2f、3000^厚、P−InP基板1側にAu Zn
電極13を3000λ厚に膜付けし、窒素雰囲気中で約
420℃の熱処理を行って合金Nを形成する。後の工程
は骨間等を行って素子化するが公知なのでその説明を省
略する。
次に動作について説明する。通電により P−InGa
AsP活性層9に従来と同様に光が発生する。
この光の一部は比較的に薄く形成されたN−InPクラ
ッド層10ににじみ出てN−InGaAsP吸収層15
に到達する。N−InGaAsP吸収層15はP−In
GaAsP 活性N 9のエネルギーギャップより低い
エネルギーギャップを有しており、その到達した光を吸
収してしまう。これによりP−InGaAsP活性層9
を含むダブルヘテロ接合構造体内でのレーザ発振が抑制
される。
第3図は本発明の他の一実施例を示す工程図で、第1図
の和尚部分には同符号を付しである。構造的にはP −
InGaAs P活性層9をP−InPクラッド層8と
N−InPクラッド層10とで挾んだダブルヘテロ接合
構造体をN−InGaAsP吸収層15と下側吸収層と
してのP−InGaAsP吸収層16とで挾んだもので
らる。製法は、第3図(a)に示したようにV溝7全形
成する迄は第1の実施例と同じで、第3図(b)K示し
たように第1の実施例と異なる点はP−1nPクラッド
層8を工ぎタキシャル成長する直前にP−InGaAs
P e、収層16をエピタキシャル成長させる。その他
の工程は第1の実施例と同じであるが、P−InGaA
sP吸収層16は厚さ約0.Sμm、  λt=1.5
Amに、P−InPクラッド層8は厚さ約0.1μmK
 、 P −InGaAsP活性層9はλF=1,3/
Jmi厚さ約0.15μm、幅約2Amに、N−InP
クラッド層10は厚さ約0.1μmに、 N−InGa
AsP吸収層15はλ?=1.5/J?tl、厚さ約0
.5μm、 N −InGaAsPキャップ層11はλ
F=1.2μm、厚さ約1μmに形成される。
又、P−InPクラッド層8の成長においては、コンタ
クト時の過飽和度が14℃以上の状態で行う。
これにより、  P−InGaAsP吸収層16のメル
トバックを防ぐことができる。本実施例では吸収層を2
層設けているためにより効果的に光を吸収して発振を抑
制する。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように本発明によれば、ダブルヘ
テロ接合構造体の少なくとも一側に活性層のエネルギー
ギャップより小さいエネルギーギャップを有する吸収層
を形成し、活性層と吸収層間のクラッド層を薄く1μm
以下に形成するようKしたので、活性層から上下方向に
もれた光の一部が吸収層に吸収されるためにレーザ発振
が起こりにく\、半導体発光素子の安定化の向上が期待
出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による半導体発光素子の工程
図、第2図は上記一実施例によるチップ外観の概略図、
第3図は本発明の他の実施例による半導体発光素子の工
程図、第4図は従来の半導体発光素子の工程図である。 図中、l・・・P−InP基板、3・・・N−InPブ
ロック層、4・・・P−InPブロック層、7・・・V
S、S・・・P−InPクラッド層、9 =・P −I
nGaAsP活性層、1O−−−N−InPクラッド層
、l 1 =−N −InGaAsPキャッグ層、l 
2− AuGeNi電極、13 ・= AuZn電極、
15−N −InGaAsP吸収層、l 6−P −I
nGaAsP吸収層・ 第1図 一飯砲停止n+、、7゛外寮ffi/)、R,ala第
2図 第3図 ノiゴ払尋θσ)きト≦繭:イ本発光t)sフエf、i
tシ第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)活性層を両クラッド層で挾んだダブルヘテロ接合
    構造体を有する半導体発光素子において、ダブルヘテロ
    接合構造体の少なくとも一側に活性層よりエネルギーギ
    ヤツプの小さな吸収層を設け、 上記活性層と吸収層とで挾まれたクラッド層の厚さを略
    1μm以下にしたことを特徴とする半導体発光素子。
  2. (2)半導体基板上に電流ブロック層を形成する第1工
    程と、 上記電流ブロック層を貫通するV溝を形成する第2工程
    と、 上記V溝を埋めるようにして下側クラッド層、活性層、
    上側クラッド層及び上記下側クラッド層下と上側クラッ
    ド層上の少なくとも一方に設けられ、上記活性層よりエ
    ネルギーギャップの小さい吸収層を順次エピタキシャル
    成長させ、上記活性層と吸収層で挾まれるクラッド層を
    略1μm以下に形成すると共にキヤツプ層をエピタキシ
    ャル成長させる第3工程と、 上記半導体基板側及びキヤツプ層側に各々合金層を形成
    する第4工程とを備えた半導体発光素子の製造方法。
  3. (3)上記下側吸収層の次に上記下側クラッド層を液相
    エピタキシャル成長させて形成する場合、上記下側クラ
    ッド層の融液の過飽和度を上記下側吸収層のメルトパッ
    クを防ぐ所定温度以上にすることを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の半導体発光素子の製造方法。
JP62248080A 1987-10-02 1987-10-02 半導体発光素子及びその製造方法 Pending JPH0191479A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6050827A (en) * 1982-12-29 2000-04-18 Sharp Kabushiki Kaishi Method of manufacturing a thin-film transistor with reinforced drain and source electrodes
JP4856280B1 (ja) * 2011-06-03 2012-01-18 等 川上

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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