JPH027581A - 半導体発光装置とその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置とその製造方法Info
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- JPH027581A JPH027581A JP63158653A JP15865388A JPH027581A JP H027581 A JPH027581 A JP H027581A JP 63158653 A JP63158653 A JP 63158653A JP 15865388 A JP15865388 A JP 15865388A JP H027581 A JPH027581 A JP H027581A
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- semiconductor light
- semiconductor
- emitting device
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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】
[IR要]
多波長の発光を行うことのできる半導体発光装置に間し
、 簡単な構成で一本のファイバに多波長の光信号を伝送で
きる半導体発光装置を提供することを目的とし、 発光波長の異なる2つ以上のストライプ状半導体発光部
をストライプ軸に沿って直線上に並べ、かつ、前記半導
体発光部は禁制帯幅の小さなものから大きなものへ順に
並べ、禁制帯幅の大きい側から光を取り出すように構成
する。
、 簡単な構成で一本のファイバに多波長の光信号を伝送で
きる半導体発光装置を提供することを目的とし、 発光波長の異なる2つ以上のストライプ状半導体発光部
をストライプ軸に沿って直線上に並べ、かつ、前記半導
体発光部は禁制帯幅の小さなものから大きなものへ順に
並べ、禁制帯幅の大きい側から光を取り出すように構成
する。
[産業上の利用分野]
本発明は、発光装置に関し、特に多波長の発光を行うこ
とのできる半導体発光装置およびその製造方法に関する
。
とのできる半導体発光装置およびその製造方法に関する
。
[従来の技術]
光通信において、−本の光フアイバ中に波長の異なる光
信号を伝送し、通信路の容量を拡大する試みが行われて
いる。この場合、複数の光信号源からの多波長の光を合
波器を用いて一本のファイバに導入する。
信号を伝送し、通信路の容量を拡大する試みが行われて
いる。この場合、複数の光信号源からの多波長の光を合
波器を用いて一本のファイバに導入する。
[発明が解決しようとする課題]
一本のファイバに多波長の光信号を伝送しようとすると
、光信号源、合波器の構造が複雑になる。
、光信号源、合波器の構造が複雑になる。
本発明の目的は、簡単な構成で一本のファイバに多波長
の光信号を伝送できる半導体発光装置を提供することで
ある。
の光信号を伝送できる半導体発光装置を提供することで
ある。
本発明の他の目的は、多波長の光信号を発することので
きる集積化された半導体発光装置を提供することである
。
きる集積化された半導体発光装置を提供することである
。
さらに、これらの半導体発光装置は製造が困雌であって
は、利用しにくい。
は、利用しにくい。
本発明の他の目的は、簡単な方法で製造できる多波長の
光信号を伝送できる半導体発光装置およびその製造方法
を提供することである。
光信号を伝送できる半導体発光装置およびその製造方法
を提供することである。
[課題を解決するための手段]
発光装置その物に合波機能を与えれば、合波器の規模が
小さくて済む。
小さくて済む。
そこで、発光波長の異なるなる2つ以上のストライプ状
半導体発光部をストライプ軸に沿って直線上に並べ、合
波機能を内在させた半導体発光装置を構成する。
半導体発光部をストライプ軸に沿って直線上に並べ、合
波機能を内在させた半導体発光装置を構成する。
さらに、1つの半導体基板上に複数の光信号源を集積化
した半導体発光装置を構成することができる。
した半導体発光装置を構成することができる。
また、単一または多重量子井戸構造を構成する超格子構
造を選択的に異なる条件で雰囲気熱処理すると、複数の
波長で発光する半導体発光装置を構成できる。
造を選択的に異なる条件で雰囲気熱処理すると、複数の
波長で発光する半導体発光装置を構成できる。
を集積化すると、光軸合わせ等の工程を省略できる。さ
らに、装置の小形化が容易になる。
らに、装置の小形化が容易になる。
単一または多重量子井戸構造を構成する超格子構造を選
択的に異なる条件で雰囲気熱処理すると、複数の波長で
発光する半導体発光部を容易に製造できる。
択的に異なる条件で雰囲気熱処理すると、複数の波長で
発光する半導体発光部を容易に製造できる。
[作用コ
半導体発光素子の発光波長は、半導体の禁制帯幅により
決定される。この禁制帯幅より小さなエネルギーの光が
入射しても半導体はこの光を吸収しない。
決定される。この禁制帯幅より小さなエネルギーの光が
入射しても半導体はこの光を吸収しない。
2つ以上のストライプ状半導体発光部をストライプ軸に
沿って直線上に並べであるので、同一光軸上に2つ以上
の発光ビームが発生する。
沿って直線上に並べであるので、同一光軸上に2つ以上
の発光ビームが発生する。
該半導体発光部は禁制帯幅の小さなものから大きなもの
へ順に並べ、禁制帯幅の大きな側から光を取り出すので
、複数の波長の光信号を実質的に減衰させることなく取
り出すことができる。
へ順に並べ、禁制帯幅の大きな側から光を取り出すので
、複数の波長の光信号を実質的に減衰させることなく取
り出すことができる。
1つの半導体基板上に2つ以上の半導体発光部[実施例
コ 禁制帯幅の異なる半導体を、禁制帯幅が単調に変化する
ように(たとえば小さい順に)直線上に並べ、これを発
光させ、禁制帯幅の大きい側から見ると、−直線上に2
つ以上の異なる光の波長が得られる。これにより、複数
の波長で光信号を発し、かつ合波機能を有した半導体発
光装置が得られる。 第1図(A>、(B)を参照して
、本発明の基本実施例を説明する。
コ 禁制帯幅の異なる半導体を、禁制帯幅が単調に変化する
ように(たとえば小さい順に)直線上に並べ、これを発
光させ、禁制帯幅の大きい側から見ると、−直線上に2
つ以上の異なる光の波長が得られる。これにより、複数
の波長で光信号を発し、かつ合波機能を有した半導体発
光装置が得られる。 第1図(A>、(B)を参照して
、本発明の基本実施例を説明する。
第1図(A)に示すように、共通接地電極1の上にスト
ライプ状半導体発光部を有する半導体発光装置(たとえ
ば半導体レーザまたは半導体発光ダイオード)2.3.
4が一直線上に並べて配置されている、各半導体発光部
!2.3.4は、たとえばn型である1導電型半導体領
域5の上に発光を行う半導体活性層6が形成され、その
上にたとえばp型である反対導電型半導体領域7が形成
され、その上にt’sが形成されている。
ライプ状半導体発光部を有する半導体発光装置(たとえ
ば半導体レーザまたは半導体発光ダイオード)2.3.
4が一直線上に並べて配置されている、各半導体発光部
!2.3.4は、たとえばn型である1導電型半導体領
域5の上に発光を行う半導体活性層6が形成され、その
上にたとえばp型である反対導電型半導体領域7が形成
され、その上にt’sが形成されている。
半導体発光装置2.3.4は、第1図(B)に示すよう
にE 1 <E 2 <E 3の関係を満たすエネルギ
ギャッ1E 1 、E 2 、E 3を有しており、そ
れに対応したフォトンエネルギhν1、hν2、hν3
の光を発生する。半導体発光装置3.4のエネルギギャ
ップE2、E3は半導体発光装置2のエネルギギャップ
ブE1よりも大きいので、半導体発光部′f13.4は
hν1の光に対しては透明である。また、半導体発光装
置!f4のエネルギギャップE3は半導体発光装置3の
エネルギギャッ1E2よりも大きいので、半導体発光装
置4はhν2の光に対しても透明である。従って、半導
体発光部W4に設けた出射部からはhν1、hν2、h
ν3の光が出射する。
にE 1 <E 2 <E 3の関係を満たすエネルギ
ギャッ1E 1 、E 2 、E 3を有しており、そ
れに対応したフォトンエネルギhν1、hν2、hν3
の光を発生する。半導体発光装置3.4のエネルギギャ
ップE2、E3は半導体発光装置2のエネルギギャップ
ブE1よりも大きいので、半導体発光部′f13.4は
hν1の光に対しては透明である。また、半導体発光装
置!f4のエネルギギャップE3は半導体発光装置3の
エネルギギャッ1E2よりも大きいので、半導体発光装
置4はhν2の光に対しても透明である。従って、半導
体発光部W4に設けた出射部からはhν1、hν2、h
ν3の光が出射する。
このように2つ以上の半導体発光部を、個別の半導体発
光装置を並べることによって構成できる。
光装置を並べることによって構成できる。
この場合は半導体発光装置は半導体レーザでも半導体発
光ダイオードでも又は他の半導体発光装置でもよい。
光ダイオードでも又は他の半導体発光装置でもよい。
2つ以上の半導体発光装置を1つの半導体基板上にモノ
リシックに集積すれば、マスクパターンにより正確に直
線上に2つ以上の半導体発光部を配置でき、その後の光
軸合せは不要とできる。また装置の小型化がはかれる。
リシックに集積すれば、マスクパターンにより正確に直
線上に2つ以上の半導体発光部を配置でき、その後の光
軸合せは不要とできる。また装置の小型化がはかれる。
この場合、光軸上の半導体の端面は1対となるので、最
長波長の発光部以外はキャビティを要しない発光ti#
4にするのがよい。
長波長の発光部以外はキャビティを要しない発光ti#
4にするのがよい。
第2図に1つの半導体基板上に2つの半導体発光ダイオ
ードを形成した例を示す。
ードを形成した例を示す。
半導体基板10上にモノリシックに2つの発光ダイオー
ドを集積する。MOCVD、LPE等を用いた選択成長
、選択エツチング等を行うことによって、1つの基板上
に禁制帯幅のことなる2つの半導体発光ダイオードを形
成する0図中、n型基板10の左側表面上に形成したn
型層11、活性層13、P型層15が左側の発光ダイオ
ードを構成し、n型基板10の右側表面上のn型層12
、活性層14、p型層16が右側のダイオードを形成す
る。p型層15.16の上にはpffll電f!17.
18が形成されている。基板10の下表面にはn側電極
19が形成されている。このような構造は、たとえば、
右側部分をマスクして左側部分を選択成長し、次に左側
部分をマスクして、右側部分を選択成長することによっ
て製造する。初め、全面に成長し、左半分を選択エツチ
ングで除去し、次に左側部分を選択成長しても良い、そ
れぞれの発光ダイオードは発光波長が異なり、格子定数
が近いものを選ぶ、たとえば、基板としてInP基板を
用い、その上に組成の異なるInGaAsPのダイオー
ドを形成する。
ドを集積する。MOCVD、LPE等を用いた選択成長
、選択エツチング等を行うことによって、1つの基板上
に禁制帯幅のことなる2つの半導体発光ダイオードを形
成する0図中、n型基板10の左側表面上に形成したn
型層11、活性層13、P型層15が左側の発光ダイオ
ードを構成し、n型基板10の右側表面上のn型層12
、活性層14、p型層16が右側のダイオードを形成す
る。p型層15.16の上にはpffll電f!17.
18が形成されている。基板10の下表面にはn側電極
19が形成されている。このような構造は、たとえば、
右側部分をマスクして左側部分を選択成長し、次に左側
部分をマスクして、右側部分を選択成長することによっ
て製造する。初め、全面に成長し、左半分を選択エツチ
ングで除去し、次に左側部分を選択成長しても良い、そ
れぞれの発光ダイオードは発光波長が異なり、格子定数
が近いものを選ぶ、たとえば、基板としてInP基板を
用い、その上に組成の異なるInGaAsPのダイオー
ドを形成する。
つぎに製造プロセスのより簡単な実施例を第3図(A)
、(B)、(C)を参照して示す。
、(B)、(C)を参照して示す。
第3図(A)を参照して、n型基板20上にn型層 I
G a 6.5 A s層21、多fIL量子井
戸横0.5 造22、p型AI Ga As層25、p型0
.5 0.5 GaAs層26を成長する。多重量子井戸構造22は、
たとえば厚さ80人の5層のGaAs層23と厚さ12
0人の4層のAI Ga AsO,30,7 層24の交互積層超格子構造で構成する。多重量子井戸
構造を構成する超格子構造に選択的に異なる条件の熱処
理を行うことにより異なる発光波長の発光層を形成する
。
G a 6.5 A s層21、多fIL量子井
戸横0.5 造22、p型AI Ga As層25、p型0
.5 0.5 GaAs層26を成長する。多重量子井戸構造22は、
たとえば厚さ80人の5層のGaAs層23と厚さ12
0人の4層のAI Ga AsO,30,7 層24の交互積層超格子構造で構成する。多重量子井戸
構造を構成する超格子構造に選択的に異なる条件の熱処
理を行うことにより異なる発光波長の発光層を形成する
。
第4図にGaAs/AlGaAs多重量子井戸の熱処理
条件による発光波長の変化の例を示す。
条件による発光波長の変化の例を示す。
横軸がAs4圧力を示し、縦軸が発光波長を示す。
熱処理温度は850℃で処理時間は2.5時間である。
As4圧力を上げていくと、発光波長は次第に長波長(
低エネルギ)に変化していき、約100To r rで
最も長波長となる。さらにAs圧力を上げていくと、発
光波長は再び短くなっていく。
低エネルギ)に変化していき、約100To r rで
最も長波長となる。さらにAs圧力を上げていくと、発
光波長は再び短くなっていく。
発光波長は表面に設けるマスクにも依存して変化する。
マスクとして5i02、Si3N4、Al3N4を選択
的に用いることによって発光波長が選択的に変化する。
的に用いることによって発光波長が選択的に変化する。
GaAs/AlGaAs多重1子井戸梢造の場合、発光
波長はたとえば760〜835 n rnの範囲で変化
させることができる6選択的にマスクを用いることによ
って、発光波長を選択的に変化・させることができる。
波長はたとえば760〜835 n rnの範囲で変化
させることができる6選択的にマスクを用いることによ
って、発光波長を選択的に変化・させることができる。
第3図(A)においては、構造の表面に選択的に5i0
2マスクを設けている。すなわち、上の面を領域工、■
に分け、領域■にS i O2M!Aを形成しである。
2マスクを設けている。すなわち、上の面を領域工、■
に分け、領域■にS i O2M!Aを形成しである。
この構造体に約100TorrのAs4圧を印加しなが
ら、約850℃で約2.5時間の雰囲気熱処理を行う。
ら、約850℃で約2.5時間の雰囲気熱処理を行う。
この雰囲気熱処理後、領域Iの発光波長は83oni程
度なのに対し、領域■の発光波長は750n1程度まで
変化する。その後、第3図(B)に示すように表面にZ
nを拡散し、Zn拡散領域28を作って、発光部ストラ
イプを形成する。さらに領域1.IIの境界にプロトン
を打ち込み、分離領域29を形成して領域■、■間の電
気的絶縁を行う。
度なのに対し、領域■の発光波長は750n1程度まで
変化する。その後、第3図(B)に示すように表面にZ
nを拡散し、Zn拡散領域28を作って、発光部ストラ
イプを形成する。さらに領域1.IIの境界にプロトン
を打ち込み、分離領域29を形成して領域■、■間の電
気的絶縁を行う。
さらに第3図(C)に示すように、ウェハ裏面にA u
G e / A uのn側電極30を、領域1.I[
にそれぞれA u / Z n / A uのpl!I
!I電i31.32を形成する。これにより、図中装置
の前面側から830nmと750nmの多波長発光を得
ることができる。この発光ビームは同一光軸上に合波さ
れており、別個に制御できる。
G e / A uのn側電極30を、領域1.I[
にそれぞれA u / Z n / A uのpl!I
!I電i31.32を形成する。これにより、図中装置
の前面側から830nmと750nmの多波長発光を得
ることができる。この発光ビームは同一光軸上に合波さ
れており、別個に制御できる。
このように半導体表面を複数の領域に分け、領域ごとに
マスク構造(マスクなしを含む)を変え、熱処理を行う
方法により、選択成長等に比べてはるかに簡易に複数の
波長で発光する集積半導体発光装置が実現できる。
マスク構造(マスクなしを含む)を変え、熱処理を行う
方法により、選択成長等に比べてはるかに簡易に複数の
波長で発光する集積半導体発光装置が実現できる。
[効果]
合波機能を持った多波長発光の半導体発光装置を得るこ
とができる。
とができる。
単一基板上に集積した場合は、さらに小形化が容易であ
り、光軸合わせがマスクパターンによって行える。
り、光軸合わせがマスクパターンによって行える。
条件の異なる熱処理によって発光波長を選択的に制御し
た単一または多重量子井戸構造を用いる場合は、製造プ
ロセスも簡単である。
た単一または多重量子井戸構造を用いる場合は、製造プ
ロセスも簡単である。
第1図(A)、(B)は本発明の基本実施例を示す概略
斜視図と概略バンドダイアダラム、第2図は本発明のモ
ノリシック構造の実施例を示す断面図、 第3図(A)、(B)、(C)は本発明の他の実施例を
説明するための断面図、 第4図は第3図(A)の構造に行う熱処理を説明するた
めのグラフである。 図において、 2.3.4 共通電極 半導体発光部 1導電型領域 活性層 他導電型領域 11、 12 13.14 15、 16 17、 18 31、 32 電極 n型基板 n型領域 活性層 p型頭域 電極 n型GaAs基板 n型AlGaAs層 多重量子井戸層 GaAsウェル層 AlGaAsバリア層 n型AlGaAs層 P型GaAs層 5in2マスク Z rl拡散領域 プロトン打込みの分離領域 A u G e / A uのn(111電極A u
/ Z n / A uのp側電極社用の基本実施例 第1図 (A) AuGe/AuのnmJ@5z ネ発哨の他がt充例 第3図
斜視図と概略バンドダイアダラム、第2図は本発明のモ
ノリシック構造の実施例を示す断面図、 第3図(A)、(B)、(C)は本発明の他の実施例を
説明するための断面図、 第4図は第3図(A)の構造に行う熱処理を説明するた
めのグラフである。 図において、 2.3.4 共通電極 半導体発光部 1導電型領域 活性層 他導電型領域 11、 12 13.14 15、 16 17、 18 31、 32 電極 n型基板 n型領域 活性層 p型頭域 電極 n型GaAs基板 n型AlGaAs層 多重量子井戸層 GaAsウェル層 AlGaAsバリア層 n型AlGaAs層 P型GaAs層 5in2マスク Z rl拡散領域 プロトン打込みの分離領域 A u G e / A uのn(111電極A u
/ Z n / A uのp側電極社用の基本実施例 第1図 (A) AuGe/AuのnmJ@5z ネ発哨の他がt充例 第3図
Claims (4)
- (1)、発光波長の異なる2つ以上のストライプ状半導
体発光部(2、3、4)をストライプ軸に沿って直線上
に並べ、 前記半導体発光部は禁制帯幅(E_1、E_2、E_3
)の小さなものから大きなものへ順に並べ、禁制帯幅の
大きい側から光を取り出すこと を特徴とする半導体発光装置。 - (2)、前記2つ以上のストライプ状半導体発光部は、
1つの半導体基板(10、20)上にモノリシックに集
積されていることを特徴とする請求項1記載の半導体発
光装置。 - (3)、前記2つ以上のストライプ状半導体発光部は、
選択的に異なる条件で雰囲気熱処理をした同一構成の単
一または多重量子井戸構造(22)を有することを特徴
とする請求項1記載の半導体発光装置。 - (4)、半導体基板上に単一または多重量子井戸構造を
構成する超格子構造を形成する工程と、表面上に選択的
にマスクを形成する工程と、雰囲気下で熱処理すること
によりマスク下の超格子構造を選択的に異なる条件で雰
囲気熱処理する工程と、 異なる条件で雰囲気熱処理した領域を貫通して複数のス
トライプ状半導体発光部を形成する工程と を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158653A JPH027581A (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158653A JPH027581A (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH027581A true JPH027581A (ja) | 1990-01-11 |
Family
ID=15676412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63158653A Pending JPH027581A (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH027581A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266549A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光ダイオード |
| JPH02266575A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光ダイオード |
| JPH031582A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光ダイオード |
| US5362673A (en) * | 1991-07-29 | 1994-11-08 | Ricoh Company, Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor light emitting device |
| US6060727A (en) * | 1994-08-11 | 2000-05-09 | Rohm Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device |
| KR100413803B1 (ko) * | 1996-07-16 | 2004-04-14 | 삼성전자주식회사 | 다색 발광다이오드 및 그 제조방법 |
-
1988
- 1988-06-27 JP JP63158653A patent/JPH027581A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266549A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光ダイオード |
| JPH02266575A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光ダイオード |
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| US5362673A (en) * | 1991-07-29 | 1994-11-08 | Ricoh Company, Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor light emitting device |
| US6060727A (en) * | 1994-08-11 | 2000-05-09 | Rohm Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device |
| KR100413803B1 (ko) * | 1996-07-16 | 2004-04-14 | 삼성전자주식회사 | 다색 발광다이오드 및 그 제조방법 |
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