JPH02114676A - 半導体発光素子ならびにその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子ならびにその製造方法Info
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- JPH02114676A JPH02114676A JP63268953A JP26895388A JPH02114676A JP H02114676 A JPH02114676 A JP H02114676A JP 63268953 A JP63268953 A JP 63268953A JP 26895388 A JP26895388 A JP 26895388A JP H02114676 A JPH02114676 A JP H02114676A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
光通信用長波長面発光型ダイオードの新規な半導体発光
素子に関する。
素子に関する。
第３図は従来の半導体発光素子の断面図である。
図に示すように、上から順に１はｎ側の第１電極、２は
ｎ−１ｎ Ｐの基板、３はｎ−Ｉ ｎ Ｐのクラッド層
、４はｐ−１ｎｌ−、Ｇａ、Ａｓ１−ｙ ｐｙの活性層
、５はｐ−１ｎＰのクラッド層、６はＰ−Ｉ ｎ＋−、
Ｇ ａｚ Ａ Ｓ ｌ−ｗ Ｐ ｗのコンタクト層、７
はＳｉＮｘの絶縁膜、８はｐ側の第２電極である。光通
信用長波長面発光型ダイオードにおいて、活性層４をそ
れよりもバンドギャップの大きい第１クラッド層３、第
２クラッド層５で挟み込むダブルヘテロ構造になってお
り、光ファイバの結合効率を上げる目的で発光径を絞る
ため、従来はＳｉＮｘ膜７で電流を狭窄する方法が広く
用いられている。この素子は基板にＩｎＰを使用してい
るため、活性層４での発光に対して透明なことに特徴が
ある（光通信素子工学、米津宏雄、工学図書株式会社版
、１３１頁〜１３３頁））。
ｎ−１ｎ Ｐの基板、３はｎ−Ｉ ｎ Ｐのクラッド層
、４はｐ−１ｎｌ−、Ｇａ、Ａｓ１−ｙ ｐｙの活性層
、５はｐ−１ｎＰのクラッド層、６はＰ−Ｉ ｎ＋−、
Ｇ ａｚ Ａ Ｓ ｌ−ｗ Ｐ ｗのコンタクト層、７
はＳｉＮｘの絶縁膜、８はｐ側の第２電極である。光通
信用長波長面発光型ダイオードにおいて、活性層４をそ
れよりもバンドギャップの大きい第１クラッド層３、第
２クラッド層５で挟み込むダブルヘテロ構造になってお
り、光ファイバの結合効率を上げる目的で発光径を絞る
ため、従来はＳｉＮｘ膜７で電流を狭窄する方法が広く
用いられている。この素子は基板にＩｎＰを使用してい
るため、活性層４での発光に対して透明なことに特徴が
ある（光通信素子工学、米津宏雄、工学図書株式会社版
、１３１頁〜１３３頁））。
第４図は従来の他の実施例の断面図で、４１はｐ−１ｎ
Ｐの第１ブロック層、４２はｎ１ｎＰ（７）第２ブロ
ック層、４３はｐ−１ｎ Ｐの第３ブロック層である。
Ｐの第１ブロック層、４２はｎ１ｎＰ（７）第２ブロ
ック層、４３はｐ−１ｎ Ｐの第３ブロック層である。
これはブロック層のｐ−ｎ−ｐ構造でこの部分の電流を
流れなくする電流ブロック層を有する埋込み構造で、こ
れにより電流を狭窄した。
流れなくする電流ブロック層を有する埋込み構造で、こ
れにより電流を狭窄した。
第３図の従来の半導体発光素子ではＳｉＮｘ膜７のみで
電流を狭窄しているので、Ｐ−（またはｎ−）Ｉｎ１−
、ＱａＸＡｓｌ−ｙ ｐｙの活性層４に達するまでに電
流が横方向に拡がり易（十分な狭窄が行なえず発光径が
ｐ側の第２電極径より５μｍ程度拡がってしまい、発光
径を２０μｍ以下に絞ることは困難であった。
電流を狭窄しているので、Ｐ−（またはｎ−）Ｉｎ１−
、ＱａＸＡｓｌ−ｙ ｐｙの活性層４に達するまでに電
流が横方向に拡がり易（十分な狭窄が行なえず発光径が
ｐ側の第２電極径より５μｍ程度拡がってしまい、発光
径を２０μｍ以下に絞ることは困難であった。
しかし、第４図の半導体発光素子においてはｐ−（また
はｎ−）Ｉ ｎｌ−、（ＧａＸＡＳ＋−ｙ Ｐｙの゛活
性層４を第１〜第３ブロツク層４１〜４３で埋込むため
発光径は十分に絞ることは可能である。しかし、円形状
に埋込むため、結晶性が悪＜ｐ−（またはｎＪ ｒ
ｎｌ−ｇ Ｇａｘ ＡＳ＋−ｙ ｐ、の活性層４とブロ
ック層界面で結晶歪が生じやすくリーク電流の増加や素
子の信顛性に問題があった。またブロック層で埋込む場
所の活性層をエツチングで除去する場合、エツチングレ
ートの結晶方位依存性のため等方的にエツチングするこ
とが難しく、活性層を円形に残すことは困難である。従
って発光パターンが円形にならず可なり歪んだラグビー
ボール状の楕円形になってしまう問題があった。
はｎ−）Ｉ ｎｌ−、（ＧａＸＡＳ＋−ｙ Ｐｙの゛活
性層４を第１〜第３ブロツク層４１〜４３で埋込むため
発光径は十分に絞ることは可能である。しかし、円形状
に埋込むため、結晶性が悪＜ｐ−（またはｎＪ ｒ
ｎｌ−ｇ Ｇａｘ ＡＳ＋−ｙ ｐ、の活性層４とブロ
ック層界面で結晶歪が生じやすくリーク電流の増加や素
子の信顛性に問題があった。またブロック層で埋込む場
所の活性層をエツチングで除去する場合、エツチングレ
ートの結晶方位依存性のため等方的にエツチングするこ
とが難しく、活性層を円形に残すことは困難である。従
って発光パターンが円形にならず可なり歪んだラグビー
ボール状の楕円形になってしまう問題があった。
第１導電型の基板上に順次第１導電型の第１クラッド層
、第１導電型または第２導電型の活性層、第２導電型の
第２クラッド層、第２導電型のコンタクト層をエピタキ
シャル成長し、第１導電型の基板上に第１電掻、第２導
電型のコンタクト層上に絶縁層を介して第２電極を設け
たダブルヘテロ型半導体発光素子において、素子に対し
第２導電型のコンタクト層側より第１導電型または第２
導電型の活性層に第２導電型の不純物を選択的に拡散し
て、素子の中心部の狭い一部に設けられた非拡散領域と
、該非拡散領域の周囲を取り巻いて拡散の拡散フロント
が第１導電型の第１クラッド層中に達し、かつ、ｐ−ｎ
接合が第１導電型の第１クラッド層中に形成された拡散
領域と、非拡散領域上に第２電極とを具えた構造にした
。
、第１導電型または第２導電型の活性層、第２導電型の
第２クラッド層、第２導電型のコンタクト層をエピタキ
シャル成長し、第１導電型の基板上に第１電掻、第２導
電型のコンタクト層上に絶縁層を介して第２電極を設け
たダブルヘテロ型半導体発光素子において、素子に対し
第２導電型のコンタクト層側より第１導電型または第２
導電型の活性層に第２導電型の不純物を選択的に拡散し
て、素子の中心部の狭い一部に設けられた非拡散領域と
、該非拡散領域の周囲を取り巻いて拡散の拡散フロント
が第１導電型の第１クラッド層中に達し、かつ、ｐ−ｎ
接合が第１導電型の第１クラッド層中に形成された拡散
領域と、非拡散領域上に第２電極とを具えた構造にした
。
本発明によりｎ−１ｎ Ｐの第１クラッド層内に形成さ
れたｐ−ｎ接合のバンドギャップはｐ−（またはｎＪ
Ｉ ｎｌ−ＸＧａＸＡＳＩ−ｙ Ｐｙの活性層より大
きいため、電流はｎ−１ｎ Ｐクラッド層内に形成され
たｐ−ｎ接合部には流れ難＜、ｐ−（またはｎ−）Ｉ
ｎｌ−ＸＧａｘ Ａｓ１−ｙ ｐ、の活性層、ｎ−Ｉｎ
Ｐの第１クラッド層界面において、斜線を施していない
部分に集中して流れるため、発光パターンがこの部分に
絞られる。
れたｐ−ｎ接合のバンドギャップはｐ−（またはｎＪ
Ｉ ｎｌ−ＸＧａＸＡＳＩ−ｙ Ｐｙの活性層より大
きいため、電流はｎ−１ｎ Ｐクラッド層内に形成され
たｐ−ｎ接合部には流れ難＜、ｐ−（またはｎ−）Ｉ
ｎｌ−ＸＧａｘ Ａｓ１−ｙ ｐ、の活性層、ｎ−Ｉｎ
Ｐの第１クラッド層界面において、斜線を施していない
部分に集中して流れるため、発光パターンがこの部分に
絞られる。
この発光性は選択拡散径を変えることにより、自由に得
られ、微小発光径も容易に製作可能である。
られ、微小発光径も容易に製作可能である。
以下第１導電型としてｎ型、第２導電型としてｐ型につ
いて説明する。
いて説明する。
電流の拡がりを押さえ、かつ第４図の従来の半導体発光
素子の構造で起こるやすい結晶性の歪により発生するリ
ーク電流や素子の信顛性低下をなくし、さらに、発光パ
ターンが真円で直径２０μｍ以下の微小発光径が容易に
実現できる本発明の構造を第１図に示す。
素子の構造で起こるやすい結晶性の歪により発生するリ
ーク電流や素子の信顛性低下をなくし、さらに、発光パ
ターンが真円で直径２０μｍ以下の微小発光径が容易に
実現できる本発明の構造を第１図に示す。
第１図は本発明の実施例の断面図である。図において、
９はＺｎ拡散領域、他の記号は前出のものを使用する。
９はＺｎ拡散領域、他の記号は前出のものを使用する。
基板２は第１導電型のｎ−１ｎ Ｐ、第１クラッド層３
は第１導電型のｎ−１ｎ Ｐ ｓ活性Ｊ！！４は第１導
電型または第２導電型のｐ−（またはｎＪ Ｉ １１１
−ｘ ＧａｘＡＳｒ−ｙ Ｐｙ 、第２クラッド層５は
第２導電型のｐ−１ｎＰ、コンタクト層６は第２導電型
のｐ−ｘ ｎｌ−ｓ ＧａｌｌＡｓｔ−ｗ Ｐｗ 、絶
縁縁膜７はＳｉＮｘ、選択拡散膜５１はＳｉＮｘの材料
を使用する。本構造はＺｎ拡散領域９を、ｐ型不純物で
あるＺｎをコンタクト層６側から選択拡散で、ｐ−ｎ接
合が第１導電型の第１クラッド層３中に届（ように形成
している。この構造のため第１クラッド層３内に形成さ
れたｐ−ｎ接合部のバンドギャップは第２導電型の活性
層４のバンドギャップより大きいため、電流は第１クラ
ッド層３内に形成されたｐ−ｎ接合には流れ難く、活性
層４と第１クラッド層３の界面において、斜線を施して
いない中央部分に絞られ１、電流は中心部に集中して拡
がりを押さえることができる。
は第１導電型のｎ−１ｎ Ｐ ｓ活性Ｊ！！４は第１導
電型または第２導電型のｐ−（またはｎＪ Ｉ １１１
−ｘ ＧａｘＡＳｒ−ｙ Ｐｙ 、第２クラッド層５は
第２導電型のｐ−１ｎＰ、コンタクト層６は第２導電型
のｐ−ｘ ｎｌ−ｓ ＧａｌｌＡｓｔ−ｗ Ｐｗ 、絶
縁縁膜７はＳｉＮｘ、選択拡散膜５１はＳｉＮｘの材料
を使用する。本構造はＺｎ拡散領域９を、ｐ型不純物で
あるＺｎをコンタクト層６側から選択拡散で、ｐ−ｎ接
合が第１導電型の第１クラッド層３中に届（ように形成
している。この構造のため第１クラッド層３内に形成さ
れたｐ−ｎ接合部のバンドギャップは第２導電型の活性
層４のバンドギャップより大きいため、電流は第１クラ
ッド層３内に形成されたｐ−ｎ接合には流れ難く、活性
層４と第１クラッド層３の界面において、斜線を施して
いない中央部分に絞られ１、電流は中心部に集中して拡
がりを押さえることができる。
このため発光径は選択拡散径を変えることにより自由に
変えられので、微小発光径の素子も容易に製作可能とな
る。
変えられので、微小発光径の素子も容易に製作可能とな
る。
第２図は本発明の他の実施例の断面図で、２１はメサエ
ツチング溝、他の記号は前出のものを使用する。この例
はＬＥＤの高速応答化のため接合容量低減を与える。こ
れは選択拡散工程後、メサエツチング溝２１をリング状
で深さが第１導電型の第１クラッド層３内のｐ−ｎ接合
の深さまで到達するものを設け、その上に絶縁膜７なら
びに第２電極８を形成しているため接合容量は低減する
。
ツチング溝、他の記号は前出のものを使用する。この例
はＬＥＤの高速応答化のため接合容量低減を与える。こ
れは選択拡散工程後、メサエツチング溝２１をリング状
で深さが第１導電型の第１クラッド層３内のｐ−ｎ接合
の深さまで到達するものを設け、その上に絶縁膜７なら
びに第２電極８を形成しているため接合容量は低減する
。
第５図は本発明の実施例の製造工程図である。
図において、５１は選択拡散膜、他の記号は前出のもの
を使用する。
を使用する。
（ａｌ エピタキシャル成長工程。
ｎ−Ｉ ｎ Ｐの基板２ （ｎ＝２Ｘ１０”ｃｍ−’
）上に順次ｎ−１ｎ Ｐの第１クラツドＪｉ３ （ｎ
＝５ＸＩＱ”ｃｍ−’ 、５μｍ） 、ｐ−（または
ｎ−）Ｉｎ１−Ｘ Ｇ ａ Ｘ Ａ Ｓ ｌ−ｙ Ｐ
ｙの活性層４ （ｐまたはｎ＝ ｌ ｘ ｌ Ｑ”ｃｍ
−’ １ ｐｍＳＥｇ＝０． ９５ ｅＶ） 、
ｐ−Ｉ ｎＰの第２クラッド層５ （ｐ＝２ＸＩＱ”ｃ
ｍ−’ １．ｃｚｍ）、ｐ−１ｎ、−、Ｇａ、Ａ
ｓ−ｗ ｐｏのコンタクト層６ （ｐ＝５Ｘ１０”ｃ
ｍ−’ 、０．５μｍＳＥｇ＝１．０ｅＶ）をエピタ
キシャル成長させる。
）上に順次ｎ−１ｎ Ｐの第１クラツドＪｉ３ （ｎ
＝５ＸＩＱ”ｃｍ−’ 、５μｍ） 、ｐ−（または
ｎ−）Ｉｎ１−Ｘ Ｇ ａ Ｘ Ａ Ｓ ｌ−ｙ Ｐ
ｙの活性層４ （ｐまたはｎ＝ ｌ ｘ ｌ Ｑ”ｃｍ
−’ １ ｐｍＳＥｇ＝０． ９５ ｅＶ） 、
ｐ−Ｉ ｎＰの第２クラッド層５ （ｐ＝２ＸＩＱ”ｃ
ｍ−’ １．ｃｚｍ）、ｐ−１ｎ、−、Ｇａ、Ａ
ｓ−ｗ ｐｏのコンタクト層６ （ｐ＝５Ｘ１０”ｃ
ｍ−’ 、０．５μｍＳＥｇ＝１．０ｅＶ）をエピタ
キシャル成長させる。
（ｂ） 選択拡散膜形成工程
選択拡散するためＳｉＮｘ膜をコンタクト層６上全面に
デポジションし、直径１５μｍ外のＳｉＮｘ膜をホトエ
ツチング加工で除去し、直径１５μｍの選択拡散膜５１
を形成する。
デポジションし、直径１５μｍ外のＳｉＮｘ膜をホトエ
ツチング加工で除去し、直径１５μｍの選択拡散膜５１
を形成する。
（Ｃ） 選択拡散工程
拡散条件は温度６００℃、拡散時間１時間、拡散ソース
ＺｎＰ、で、ｐ型不純物であるＺｎの選択拡散を行い、
拡散領域９を形成する。その拡散深さを４μｍにすると
選択拡散膜５１上の活性層４において非拡散領域の直径
としして１０ｕｍが得られる。電流はこの１０μｍ径内
に狭窄される。
ＺｎＰ、で、ｐ型不純物であるＺｎの選択拡散を行い、
拡散領域９を形成する。その拡散深さを４μｍにすると
選択拡散膜５１上の活性層４において非拡散領域の直径
としして１０ｕｍが得られる。電流はこの１０μｍ径内
に狭窄される。
（ｄ） 絶縁膜形成工程
選択拡散後選択拡散膜５１を除去し、あらためてコンタ
クト層６全面にＳｉＮｘ膜をデポジションし、非拡散領
域とその近傍を同心円状に直径３０μｍをＳｉＮｘ膜に
ホトエツチング工程により除去して絶縁膜７を形成する
。
クト層６全面にＳｉＮｘ膜をデポジションし、非拡散領
域とその近傍を同心円状に直径３０μｍをＳｉＮｘ膜に
ホトエツチング工程により除去して絶縁膜７を形成する
。
（ｅ） 第１電極および第２電極形成工程素子の絶縁
膜７側に第２電極８を形成し、ウェハの厚みが１００μ
ｍ程度になるまで基板２の厚さを減らす。最後に基板２
側にＮ側の電極金属を全面を蒸着し発光部直上の金属を
直径１００μｍにわたり除去し、光取り出し窓を形成し
、ｎ側の第１電極１の形成が終了し第１図のＬＥＤが得
られる。
膜７側に第２電極８を形成し、ウェハの厚みが１００μ
ｍ程度になるまで基板２の厚さを減らす。最後に基板２
側にＮ側の電極金属を全面を蒸着し発光部直上の金属を
直径１００μｍにわたり除去し、光取り出し窓を形成し
、ｎ側の第１電極１の形成が終了し第１図のＬＥＤが得
られる。
第２図の本発明の他の実施例の半導体発光素子は、
（Ｃ１の選択拡散工程後、リング状にメサエツチング溝
２１ （内径３０μｍ、外径１００μｍ）を深さが第１
クラッド層３内のｐ−ｎ接合に到達する深さまでのもの
を設ける。
２１ （内径３０μｍ、外径１００μｍ）を深さが第１
クラッド層３内のｐ−ｎ接合に到達する深さまでのもの
を設ける。
その後、（ｄｌの絶縁膜形成工程、ｔｅｌの第１および
第２電極形成工程を行う。
第２電極形成工程を行う。
本発明において、ｎ−Ｔ ｎ Ｐの基板２のキャリア濃
度はバルク抵抗による電圧降下が顕著にならない濃度１
ｘ ｌ Ｑ”ｃｍ−’ 〜ｉ Ｘ １０”ｃｍ−”
であればよい。ｎ−１ｎ Ｐの第１クラッド層３のキャ
リア濃度はトンネルダイオード特性を示さない程度のキ
ャリア濃度に抑えられていればよく、■×１０１９ｃｍ
″３ 以下であればよい。低濃度側はバルク抵抗が顕著
にならない５ Ｘ １０１６ｃｍ−３以上であればよい
。第１クラッド層３の厚みはエピタキシャル成長が容易
に行なえる３〜２０μｍであればよい。ｐ−（またはｎ
−）Ｉｎ、−８ＧａＸＡｓｉ−ｙｐｙの活性層４のキャ
リア濃度は結晶性が良好なｐまたはｎ＝ｌＸ１９１６ｃ
ｍ−’ 〜ＩＸＩＱ”ｃｍ−’ の範囲で、その厚
みは注入キャリアの拡散長より小さいＯ１１μｍ〜３．
０μｍであればよい。
度はバルク抵抗による電圧降下が顕著にならない濃度１
ｘ ｌ Ｑ”ｃｍ−’ 〜ｉ Ｘ １０”ｃｍ−”
であればよい。ｎ−１ｎ Ｐの第１クラッド層３のキャ
リア濃度はトンネルダイオード特性を示さない程度のキ
ャリア濃度に抑えられていればよく、■×１０１９ｃｍ
″３ 以下であればよい。低濃度側はバルク抵抗が顕著
にならない５ Ｘ １０１６ｃｍ−３以上であればよい
。第１クラッド層３の厚みはエピタキシャル成長が容易
に行なえる３〜２０μｍであればよい。ｐ−（またはｎ
−）Ｉｎ、−８ＧａＸＡｓｉ−ｙｐｙの活性層４のキャ
リア濃度は結晶性が良好なｐまたはｎ＝ｌＸ１９１６ｃ
ｍ−’ 〜ＩＸＩＱ”ｃｍ−’ の範囲で、その厚
みは注入キャリアの拡散長より小さいＯ１１μｍ〜３．
０μｍであればよい。
ｐ−１ｎ Ｐの第２クラッド層５のキャリア濃度はバル
ク抵抗による電圧降下が顕著にならない濃度ｐ＝ＩＸ１
０” 〜１ｘｌＯ”ｃｍ−’ で、その厚みは０．５
〜２．ｃ＋ｍであればよい。ｐ−Ｉｎ、−、Ｇａｘ Ａ
Ｓ ＋−１１１Ｐ ｗコンタクト層６のキャリア濃度
は第２クラッド層５と同じ理由でＩ）＝ＩＸ１０”ｃｍ
−１〜ｌ Ｘ Ｉ Ｑ”ｃｍ−’ その厚みは０．
２〜１μｍであればよい。また第５図（ｂ）において選
択拡散膜５１の直径は発光径を５〜１００μｍの任意の
大きさに製作する場合、１０〜１０５μｍに取ればよい
。第５図（Ｃ）において選択拡散により形成されたｐ−
ｎ接合位置は第１クラッド層３内にあればよい。活性層
４のバンドギャップエネルギーは第１クラッド層３のそ
れよりも小さい０゜７〜１．３ｅＶであればよい。コン
タクト層６のバンドギャップエネルギーはオーミック特
性が良好に取れる０、７〜１．３５ｅＶであればよい。
ク抵抗による電圧降下が顕著にならない濃度ｐ＝ＩＸ１
０” 〜１ｘｌＯ”ｃｍ−’ で、その厚みは０．５
〜２．ｃ＋ｍであればよい。ｐ−Ｉｎ、−、Ｇａｘ Ａ
Ｓ ＋−１１１Ｐ ｗコンタクト層６のキャリア濃度
は第２クラッド層５と同じ理由でＩ）＝ＩＸ１０”ｃｍ
−１〜ｌ Ｘ Ｉ Ｑ”ｃｍ−’ その厚みは０．
２〜１μｍであればよい。また第５図（ｂ）において選
択拡散膜５１の直径は発光径を５〜１００μｍの任意の
大きさに製作する場合、１０〜１０５μｍに取ればよい
。第５図（Ｃ）において選択拡散により形成されたｐ−
ｎ接合位置は第１クラッド層３内にあればよい。活性層
４のバンドギャップエネルギーは第１クラッド層３のそ
れよりも小さい０゜７〜１．３ｅＶであればよい。コン
タクト層６のバンドギャップエネルギーはオーミック特
性が良好に取れる０、７〜１．３５ｅＶであればよい。
（１）１０μｍ程度の微小発光径のＬＥＤが容易に製作
可能である。
可能である。
（２） 発光パターンは発光径が小さい場合でも円形
である。
である。
（３）従来の第４図に示す半導体発光素子では埋め込み
の時、結晶歪が発生しやすく素子の信頼性が問題であり
、従来の第３図に示す半導体発光素子では電流が拡がる
ため発光径に比べｐ側電極径が非常に小さくなり、ｐ側
電極での接触抵抗が大きくなり、発熱により、素子の信
頼性を低下させている。とくに発光径２０μｍ以下では
顕著である。
の時、結晶歪が発生しやすく素子の信頼性が問題であり
、従来の第３図に示す半導体発光素子では電流が拡がる
ため発光径に比べｐ側電極径が非常に小さくなり、ｐ側
電極での接触抵抗が大きくなり、発熱により、素子の信
頼性を低下させている。とくに発光径２０μｍ以下では
顕著である。
これに比べ本発明の半導体発光素子は信頼性ははるかに
高い。
高い。
（４）本発明のＬＥＤは発光径よりｐ側電極径を大きく
取ることができる。第３図のものにくらべ、熱抵抗はか
なり低くなる。発光径２０μｍにおいて１／２へ・１／
３程度になる。
取ることができる。第３図のものにくらべ、熱抵抗はか
なり低くなる。発光径２０μｍにおいて１／２へ・１／
３程度になる。
（５）第１図の本発明から解るように大電流が流れた場
合、ｐ側電極掻上の第１導電型の第１クラッド層３に形
成さたｐ−ｎ接合領域にも電流が流れるため耐サージ性
に優れる。すなわち、大電流が発光領域のみに流れよう
とすると、発光領域直下の第２導電型の第２クラッド層
５と第２導電型のコンタクト層６のバルク抵抗により電
圧降下が生じ、その降下電圧がＩｎＰの第１クラッド層
３とｐ−（またはｎ−）Ｉ ｎｌ−ｘ ＧａＸＡＳｌ−
ｙ Ｐｙの活性層４のバンドギャップエネルギ差以上に
なると電流は第１クラッド層３のｐ−ｎ接合にも漏洩し
て流れだす。それ以上の電流を流しても第１クラッド層
３のｐ−ｎ接合部分に流れるだけである。
合、ｐ側電極掻上の第１導電型の第１クラッド層３に形
成さたｐ−ｎ接合領域にも電流が流れるため耐サージ性
に優れる。すなわち、大電流が発光領域のみに流れよう
とすると、発光領域直下の第２導電型の第２クラッド層
５と第２導電型のコンタクト層６のバルク抵抗により電
圧降下が生じ、その降下電圧がＩｎＰの第１クラッド層
３とｐ−（またはｎ−）Ｉ ｎｌ−ｘ ＧａＸＡＳｌ−
ｙ Ｐｙの活性層４のバンドギャップエネルギ差以上に
なると電流は第１クラッド層３のｐ−ｎ接合にも漏洩し
て流れだす。それ以上の電流を流しても第１クラッド層
３のｐ−ｎ接合部分に流れるだけである。
本発明は説明の都合上、面発光型ＬＥＤに限ったが同じ
狭窄構造は、端面発光型ＬＥＤあるいは半導体レーザに
おいてもストライブ状ＳｉＮｘの選択拡散膜で選択拡散
を行うことにより全く同様に製作できる。
狭窄構造は、端面発光型ＬＥＤあるいは半導体レーザに
おいてもストライブ状ＳｉＮｘの選択拡散膜で選択拡散
を行うことにより全く同様に製作できる。
ま本発明は説明の都合うえ、第１導電型、第２導電型を
持った具体的材料を用いた。またｐ型拡散不純物として
はＺｎの他にＣｄ、Ｍｇでもよい。
持った具体的材料を用いた。またｐ型拡散不純物として
はＺｎの他にＣｄ、Ｍｇでもよい。
また本発明においてはｎ型と、ｐ型を入れ換えた構造で
もよく、同様の効果が得られる。
もよく、同様の効果が得られる。
また、本構造はＧａｐ−ＸＡｆｆ、Ａｓ／ＧａＡｓ系、
Ｉ ｎｌ−ｘ Ｇａ、ＡＳ＋−ｙ ｐｙ／ＧａＡｓ系、
Ｉｎ１．、、ＧａＸＡｓ、−、Ｓｂ、／Ｉ ｎＳｂ系、
Ｇａｔ−ｘＡβｘ Ａｓ１−ｙ ｓｂ、／ＧａＳｂ系に
も適用できることは容易に類推可能である。
Ｉ ｎｌ−ｘ Ｇａ、ＡＳ＋−ｙ ｐｙ／ＧａＡｓ系、
Ｉｎ１．、、ＧａＸＡｓ、−、Ｓｂ、／Ｉ ｎＳｂ系、
Ｇａｔ−ｘＡβｘ Ａｓ１−ｙ ｓｂ、／ＧａＳｂ系に
も適用できることは容易に類推可能である。
第１図は本発明の素子の実施例の断面図、第２図は本発
明の素子の他の実施例の断面図、第３図、第４図は従来
の半導体発光素子の断面図、第５図は本発明の実施例の
製造工程図である。 １は第１電極、２は基板、３は第１クラッド層、４は活
性層、５は第２クラッド層、−６はコンタクト層、７は
絶縁膜、８は第２電極、９は拡散領域、２１はメサエツ
チング溝、４１は第１ブロック層、４２は第２ブロック
層、４３は第３ブロック層、５１は選択拡散膜。 特許出願人 住−に電気工業株式会社
明の素子の他の実施例の断面図、第３図、第４図は従来
の半導体発光素子の断面図、第５図は本発明の実施例の
製造工程図である。 １は第１電極、２は基板、３は第１クラッド層、４は活
性層、５は第２クラッド層、−６はコンタクト層、７は
絶縁膜、８は第２電極、９は拡散領域、２１はメサエツ
チング溝、４１は第１ブロック層、４２は第２ブロック
層、４３は第３ブロック層、５１は選択拡散膜。 特許出願人 住−に電気工業株式会社
Claims (2)
- （１）第１導電型の基板上に順次第１導電型の第１クラ
ッド層、第１導電型または第２導電型の活性層、第２導
電型の第２クラッド層、第２導電型のコンタクト層をエ
ピタキシャル成長し、第１導電型の基板上に第１電極、
第２導電型のコンタクト層上に絶縁層を介して第２電極
を設けたダブルヘテロ型半導体発光素子において、 素子に対し第２導電型のコンタクト層側より第１導電型
または第２導電型の活性層に第２導電型の不純物を選択
的に拡散して、 （１）素子の中心部の狭い一部に設けられた非拡散領域
と、 - （２）該非拡散領域の周囲を取り巻いて拡散の拡散フロ
ントが第１導電型の第１クラッド層中に達し、かつ、ｐ
−ｎ接合が第１導電型の第１クラッド層中に形成された
拡散領域と、 非拡散領域上に第２電極とを具えたことを特徴とする半
導体発光素子。 （２）第１導電型基板上に順次第１導電型の第１クラッ
ド層、第１導電型または第２導電型の活性層、第２導電
型の第２クラッド層、第２導電型のコンタクト層をエピ
タキシャル成長し、第１導電型の基板に第１電極、第２
導電型のコンタクト層上に絶縁層を介して第２電極を設
けたダブルヘテロ型半導体発光素子において、 選択拡散のためＳｉＮ＿ｘ膜を第２導電型のコンタクト
層上全面にデポジションし、該ＳｉＮ＿ｘ膜の中心部の
狭い一部以外を除去して選択拡散膜を形成し、該選択拡
散膜周囲の前記第２導電型のコンタクト層を露出する工
程と、 前記選択拡散膜側より素子の前記第１導電型または第２
導電型の活性層に第２導電型の不純物の選択拡散を行い
、露出しない部分に非拡散領域、露出した部分に拡散の
拡散フロントが第１導電型の第１クラッド層中に達し、
かつ、ｐ−ｎ接合が第１導電型の第１クラッド層中に形
成された拡散領域を形成する工程と、 非拡散領域上の選択拡散膜を除去し、あらためて第２導
電型のコンタクト層上全面にＳｉＮ＿ｘの絶縁膜をデポ
ジションし、前記非拡散領域とその近傍を含めた上部に
ある絶縁膜の一部を円形状に除去して、該非拡散領域と
その近傍を露出する工程とを具えたことを特徴とする半
導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268953A JPH02114676A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 半導体発光素子ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268953A JPH02114676A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 半導体発光素子ならびにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114676A true JPH02114676A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17465589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63268953A Pending JPH02114676A (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 半導体発光素子ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02114676A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031735A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Honeywell, Inc. | Bandgap isolated light emitter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107281A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Microregion luminous diode |
| JPS63187580A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-03 | Toshiba Corp | 水素吸蔵合金電極の寿命評価方法 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63268953A patent/JPH02114676A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107281A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Microregion luminous diode |
| JPS63187580A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-03 | Toshiba Corp | 水素吸蔵合金電極の寿命評価方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031735A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Honeywell, Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| US6064683A (en) * | 1997-12-12 | 2000-05-16 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| EP1315216A3 (en) * | 1997-12-12 | 2003-10-22 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
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