JPH0513813A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH0513813A JPH0513813A JP3189214A JP18921491A JPH0513813A JP H0513813 A JPH0513813 A JP H0513813A JP 3189214 A JP3189214 A JP 3189214A JP 18921491 A JP18921491 A JP 18921491A JP H0513813 A JPH0513813 A JP H0513813A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電流狭窄構造の半導体発光素子において、電
流通路領域を形成するための拡散工程において、拡散深
さの制御を容易にする。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−ＡｌＧａＡｓ
下部クラッド層２、ＧａＡｓ活性層３、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓ上部クラッド層４、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層
５、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６及びｐ−ＡｌＧａＡ
ｓキャップ層７を順次成長させた後、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
キャップ層７からｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５ま
でＺｎを拡散させ、ｐ−Ｚｎ拡散領域（電流通過領域）
１０を形成する。ここで、拡散ストップ層５の拡散レー
トは、電流阻止層６よりも小さくしてある。ついで、キ
ャップ層７上にｐ側電極８を形成し、基板１の下面にｎ
側電極９を形成する。
流通路領域を形成するための拡散工程において、拡散深
さの制御を容易にする。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−ＡｌＧａＡｓ
下部クラッド層２、ＧａＡｓ活性層３、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓ上部クラッド層４、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層
５、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６及びｐ−ＡｌＧａＡ
ｓキャップ層７を順次成長させた後、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
キャップ層７からｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５ま
でＺｎを拡散させ、ｐ−Ｚｎ拡散領域（電流通過領域）
１０を形成する。ここで、拡散ストップ層５の拡散レー
トは、電流阻止層６よりも小さくしてある。ついで、キ
ャップ層７上にｐ側電極８を形成し、基板１の下面にｎ
側電極９を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ素子や発
光ダイオード等の半導体発光素子に関する。
光ダイオード等の半導体発光素子に関する。
【０００２】
【背景技術】本発明の出願人は、既に電流狭窄構造の半
導体発光素子に関し、特願平２−３２５７５号として特
許出願している。
導体発光素子に関し、特願平２−３２５７５号として特
許出願している。
【０００３】図６（ａ）（ｂ）は上記先願特許出願にお
いて開示されている上面出射型の発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）Ｄを示す平面図及び断面図である。
いて開示されている上面出射型の発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）Ｄを示す平面図及び断面図である。
【０００４】この上面出射型の発光ダイオードＤは、ｎ
−ＧａＡｓ基板４１の上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッ
ド層４２、ＧａＡｓ活性層４３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部
クラッド層４４、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層４５及び
ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層４６を順次成長させてｐｎ
ｐｎ構造を形成した後、Ｚｎ拡散工程によりｐ−ＡｌＧ
ａＡｓキャップ層４６の中央部から所望の発光径でｐ−
ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層４４までＺｎを拡散させ、
ｐ−Ｚｎ拡散領域（電流通路領域）４９を形成してい
る。さらに、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層４６の上面に
はｐ−Ｚｎ拡散領域４９において窓を開口するようにし
てｐ側電極４７を設け、ｎ−ＧａＡｓ基板４１の下面に
はｎ側電極４８を設けている。
−ＧａＡｓ基板４１の上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッ
ド層４２、ＧａＡｓ活性層４３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部
クラッド層４４、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層４５及び
ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層４６を順次成長させてｐｎ
ｐｎ構造を形成した後、Ｚｎ拡散工程によりｐ−ＡｌＧ
ａＡｓキャップ層４６の中央部から所望の発光径でｐ−
ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層４４までＺｎを拡散させ、
ｐ−Ｚｎ拡散領域（電流通路領域）４９を形成してい
る。さらに、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層４６の上面に
はｐ−Ｚｎ拡散領域４９において窓を開口するようにし
てｐ側電極４７を設け、ｎ−ＧａＡｓ基板４１の下面に
はｎ側電極４８を設けている。
【０００５】これにより、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層
４５の一部がｐ型に反転させられており、ｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ電流阻止層４５とｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層４６
との境界面は逆バイアス電圧を加えられたときに電流阻
止面となり、ｐ−Ｚｎ拡散領域４９にのみ電流が流れる
電流狭窄構造が実現されている。
４５の一部がｐ型に反転させられており、ｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ電流阻止層４５とｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層４６
との境界面は逆バイアス電圧を加えられたときに電流阻
止面となり、ｐ−Ｚｎ拡散領域４９にのみ電流が流れる
電流狭窄構造が実現されている。
【０００６】また、図７は上記先願特許出願において開
示されている端面出射型の発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｅ
の斜視図である。
示されている端面出射型の発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｅ
の斜視図である。
【０００７】この端面出射型の発光ダイオードＥは、ｎ
−ＧａＡｓ基板５１の上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッ
ド層５２、ＧａＡｓ活性層５３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部
クラッド層５４、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５５及びｐ−
ＧａＡｓキャップ層５６を順次成長させた後、端面に臨
む所定位置において、Ｚｎ拡散工程によりｐ−ＧａＡｓ
キャップ層５６からｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５
４までＺｎを拡散させ、端面に臨ませてｐ−Ｚｎ拡散領
域５９を形成している。さらに、ｐ−ＧａＡｓキャッ
プ層５６の上面全体にｐ側電極５７を設け、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板５１の下面にｎ側電極５８を設ける。
−ＧａＡｓ基板５１の上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッ
ド層５２、ＧａＡｓ活性層５３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部
クラッド層５４、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５５及びｐ−
ＧａＡｓキャップ層５６を順次成長させた後、端面に臨
む所定位置において、Ｚｎ拡散工程によりｐ−ＧａＡｓ
キャップ層５６からｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５
４までＺｎを拡散させ、端面に臨ませてｐ−Ｚｎ拡散領
域５９を形成している。さらに、ｐ−ＧａＡｓキャッ
プ層５６の上面全体にｐ側電極５７を設け、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板５１の下面にｎ側電極５８を設ける。
【０００８】さらに、図８は上記先願特許出願において
開示されている半導体レーザ素子Ｆの斜視図である。
開示されている半導体レーザ素子Ｆの斜視図である。
【０００９】図８においては、図７と同一構成部分には
同一の符号を付している。この半導体レーザ素子Ｆで
は、両端面間の全長にわたって所定幅でｐ−Ｚｎ拡散領
域６０を形成しているので、レーザ発振する。
同一の符号を付している。この半導体レーザ素子Ｆで
は、両端面間の全長にわたって所定幅でｐ−Ｚｎ拡散領
域６０を形成しているので、レーザ発振する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造の各半導体発光素子にあっては、Ｚｎをキャ
ップ層から上部クラッド層まで拡散させる拡散処理工程
において拡散深さの処理時間による制御が難しく、拡散
温度の微妙な変化、拡散させる層の厚みや組成の微妙な
変化等の要因によって拡散深さが異なり、再現性よく半
導体発光素子を製作することが困難で歩留りが悪かっ
た。
ような構造の各半導体発光素子にあっては、Ｚｎをキャ
ップ層から上部クラッド層まで拡散させる拡散処理工程
において拡散深さの処理時間による制御が難しく、拡散
温度の微妙な変化、拡散させる層の厚みや組成の微妙な
変化等の要因によって拡散深さが異なり、再現性よく半
導体発光素子を製作することが困難で歩留りが悪かっ
た。
【００１１】また、１枚のウエハから半導体発光素子を
多数個取りする場合や、同時に複数枚のウエハを拡散処
理する場合には、ウエハ内の各素子やウエハ間で拡散深
さのバラツキが大きかった。
多数個取りする場合や、同時に複数枚のウエハを拡散処
理する場合には、ウエハ内の各素子やウエハ間で拡散深
さのバラツキが大きかった。
【００１２】この結果、ｐ−Ｚｎ拡散領域が活性層まで
達した場合には、歪みや組成の変化等によって半導体発
光素子の特性が劣化したり、寿命が短くなったりすると
いう問題が起こり、拡散工程において拡散深さを精度よ
く制御できるようにする必要が生じた。
達した場合には、歪みや組成の変化等によって半導体発
光素子の特性が劣化したり、寿命が短くなったりすると
いう問題が起こり、拡散工程において拡散深さを精度よ
く制御できるようにする必要が生じた。
【００１３】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、電流通路
領域（ｐ−Ｚｎ拡散領域）を形成するための拡散工程に
おいて、拡散深さの制御を容易にすることにより、半導
体発光素子を再現性よく製作できるようにすることにあ
る。
されたものであり、その目的とするところは、電流通路
領域（ｐ−Ｚｎ拡散領域）を形成するための拡散工程に
おいて、拡散深さの制御を容易にすることにより、半導
体発光素子を再現性よく製作できるようにすることにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、活性層の上方に少なくとも１つのｐｎ接合による電
流阻止層が形成され、この電流阻止層の一部領域を貫通
するように拡散によって電流通路領域を設けられた半導
体発光素子において、前記電流阻止層の下面に電流阻止
層よりも拡散レートの小さな層を形成したことを特徴と
している。
は、活性層の上方に少なくとも１つのｐｎ接合による電
流阻止層が形成され、この電流阻止層の一部領域を貫通
するように拡散によって電流通路領域を設けられた半導
体発光素子において、前記電流阻止層の下面に電流阻止
層よりも拡散レートの小さな層を形成したことを特徴と
している。
【００１５】また、本発明の半導体発光素子は、活性層
の上に形成されたクラッド層よりも上部に少なくとも１
つのｐｎ接合による電流阻止層が形成され、この電流阻
止層の一部領域を貫通するように拡散によって電流通路
領域を設けられた半導体発光素子において、前記クラッ
ド層と前記電流阻止層との中間に当該クラッド層よりも
拡散レートが小さく、かつ当該クラッド層と同一導電型
の層を形成したことを特徴としている。
の上に形成されたクラッド層よりも上部に少なくとも１
つのｐｎ接合による電流阻止層が形成され、この電流阻
止層の一部領域を貫通するように拡散によって電流通路
領域を設けられた半導体発光素子において、前記クラッ
ド層と前記電流阻止層との中間に当該クラッド層よりも
拡散レートが小さく、かつ当該クラッド層と同一導電型
の層を形成したことを特徴としている。
【００１６】
【作用】本発明にあっては、電流阻止層の下面、もしく
は電流阻止層とクラッド層との中間に拡散レートの小さ
な層を形成しているので、電流阻止層を貫通させるよう
に上方から例えばＺｎを拡散させた場合、拡散領域が電
流阻止層を通過して拡散レートの小さな層に達すると、
拡散スピードが低下する。
は電流阻止層とクラッド層との中間に拡散レートの小さ
な層を形成しているので、電流阻止層を貫通させるよう
に上方から例えばＺｎを拡散させた場合、拡散領域が電
流阻止層を通過して拡散レートの小さな層に達すると、
拡散スピードが低下する。
【００１７】従って、時間による拡散深さの制御が容易
になり、電流通路領域の深さを精度よくコントロールす
ることが可能になり、電流通路領域が活性層に達するこ
とを防止できる。また、同一のウエハに多数個の素子を
形成する場合や、複数枚のウエハを同時に処理する場合
も、各素子間やウエハ間における拡散深さのバラツキを
小さくすることができる。
になり、電流通路領域の深さを精度よくコントロールす
ることが可能になり、電流通路領域が活性層に達するこ
とを防止できる。また、同一のウエハに多数個の素子を
形成する場合や、複数枚のウエハを同時に処理する場合
も、各素子間やウエハ間における拡散深さのバラツキを
小さくすることができる。
【００１８】
【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による
上面出射型の発光ダイオードＡの平面図及び断面図を示
し、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はこの発光ダイオー
ドＡの製造工程を示す断面図である。以下、製造工程に
従って、この発光ダイオードの構造を説明する。
上面出射型の発光ダイオードＡの平面図及び断面図を示
し、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はこの発光ダイオー
ドＡの製造工程を示す断面図である。以下、製造工程に
従って、この発光ダイオードの構造を説明する。
【００１９】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上に、分子線
エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）またはＭＯＣＶＤ法
（Metal-Organic ＣＶＤ）を用いてｎ−ＡｌＧａＡｓ下
部クラッド層２、ＧａＡｓ活性層３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
上部クラッド層４、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層
５、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６及びｐ−ＡｌＧａＡ
ｓキャップ層７を順次成長させる（図２（ａ））。こう
して得られるものは、ｐｎｐｎ構造である。
エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）またはＭＯＣＶＤ法
（Metal-Organic ＣＶＤ）を用いてｎ−ＡｌＧａＡｓ下
部クラッド層２、ＧａＡｓ活性層３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
上部クラッド層４、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層
５、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６及びｐ−ＡｌＧａＡ
ｓキャップ層７を順次成長させる（図２（ａ））。こう
して得られるものは、ｐｎｐｎ構造である。
【００２０】ここで、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層
５は、発光波長に対して透明で、かつｎ−ＡｌＧａＡｓ
電流阻止層６よりも拡散レートの小さなものであり、約
０．１μｍ程度の層厚があればよい。図３は、３通りの
拡散条件（処理温度及び拡散時間）下におけるＺｎの拡
散深さのＡｌ組成ｘ（以下、ＡｌＧａＡｓの組成をＡｌ
XＧａ1-XＡｓと表現したときのＡｌ組成ｘをいう。）に
対する依存性を示しており、一般にＡｌ組成ｘが小さく
なるほど拡散レートは小さくなる。したがって、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ拡散ストップ層５の拡散レートをｎ−ＡｌＧ
ａＡｓ電流阻止層６よりも小さくするためには、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成をｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ電流阻止層６のＡｌ組成よりも小さくすればよい。
例えば、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６のＡｌ組成ｘは
典型的には０.５くらいであるので、ｎ−ＡｌＧａＡｓ
電流阻止層６のＡｌ組成ｘ＝０.５とし、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ拡散ストップ層５の拡散スピードをｎ−ＡｌＧａＡ
ｓ電流阻止層６の例えば１／２にしようとすれば、図３
に従ってｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成
ｘを約０.２５以下にすればよい。特に、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成をｘ＝０.１とし、６
４０℃でＺｎを拡散させると、図３よりｐ−ＡｌＧａＡ
ｓ拡散ストップ層５ではｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６
よりも拡散スピードを１／２.５〜１／３に落とすこと
ができる。
５は、発光波長に対して透明で、かつｎ−ＡｌＧａＡｓ
電流阻止層６よりも拡散レートの小さなものであり、約
０．１μｍ程度の層厚があればよい。図３は、３通りの
拡散条件（処理温度及び拡散時間）下におけるＺｎの拡
散深さのＡｌ組成ｘ（以下、ＡｌＧａＡｓの組成をＡｌ
XＧａ1-XＡｓと表現したときのＡｌ組成ｘをいう。）に
対する依存性を示しており、一般にＡｌ組成ｘが小さく
なるほど拡散レートは小さくなる。したがって、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ拡散ストップ層５の拡散レートをｎ−ＡｌＧ
ａＡｓ電流阻止層６よりも小さくするためには、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成をｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ電流阻止層６のＡｌ組成よりも小さくすればよい。
例えば、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６のＡｌ組成ｘは
典型的には０.５くらいであるので、ｎ−ＡｌＧａＡｓ
電流阻止層６のＡｌ組成ｘ＝０.５とし、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ拡散ストップ層５の拡散スピードをｎ−ＡｌＧａＡ
ｓ電流阻止層６の例えば１／２にしようとすれば、図３
に従ってｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成
ｘを約０.２５以下にすればよい。特に、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成をｘ＝０.１とし、６
４０℃でＺｎを拡散させると、図３よりｐ−ＡｌＧａＡ
ｓ拡散ストップ層５ではｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６
よりも拡散スピードを１／２.５〜１／３に落とすこと
ができる。
【００２１】また、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層４
のＡｌ組成ｘは、０.４〜０.７くらいであるので、ｐ−
ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成ｘは、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ上部クラッド層４のＡｌ組成ｘよりも小さく
なっている。したがって、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストッ
プ層５の拡散レートは、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド
層４よりも小さくなっており、従来例のようにｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ拡散ストップ層５を設けることなく、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ電流阻止層６の下面に直接ｐ−ＡｌＧａＡｓ上
部クラッド層４を設けた場合と比較すると、拡散深さの
制御が容易となる。また、別な見方をすれば、ｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ拡散ストップ層５を設けたことにより、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ上部クラッド層４の拡散レートに関する制約
が解除されるので、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層４
の材料選択の範囲が広くなる。
のＡｌ組成ｘは、０.４〜０.７くらいであるので、ｐ−
ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５のＡｌ組成ｘは、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ上部クラッド層４のＡｌ組成ｘよりも小さく
なっている。したがって、ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストッ
プ層５の拡散レートは、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド
層４よりも小さくなっており、従来例のようにｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ拡散ストップ層５を設けることなく、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ電流阻止層６の下面に直接ｐ−ＡｌＧａＡｓ上
部クラッド層４を設けた場合と比較すると、拡散深さの
制御が容易となる。また、別な見方をすれば、ｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ拡散ストップ層５を設けたことにより、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓ上部クラッド層４の拡散レートに関する制約
が解除されるので、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層４
の材料選択の範囲が広くなる。
【００２２】次に、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７上の
任意の位置、例えば中央部に塗布性の拡散剤（ＯＣＤ）
を用いて、または石英管内でのＺｎ拡散工程により、所
望の発光径でｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５までＺ
ｎを拡散させ、ｐ−Ｚｎ拡散領域（電流通過領域）１０
を形成する（図２（ｂ））。このとき、ｐ−Ｚｎ拡散領
域１０がｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６を通過してｐ−
ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５に達すると、拡散スピー
ドが低下するので、時間による拡散深さの制御が容易に
なる。また、複数素子を同時に形成する場合にも、各素
子毎の拡散深さのバラツキも小さくなる。
任意の位置、例えば中央部に塗布性の拡散剤（ＯＣＤ）
を用いて、または石英管内でのＺｎ拡散工程により、所
望の発光径でｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５までＺ
ｎを拡散させ、ｐ−Ｚｎ拡散領域（電流通過領域）１０
を形成する（図２（ｂ））。このとき、ｐ−Ｚｎ拡散領
域１０がｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６を通過してｐ−
ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層５に達すると、拡散スピー
ドが低下するので、時間による拡散深さの制御が容易に
なる。また、複数素子を同時に形成する場合にも、各素
子毎の拡散深さのバラツキも小さくなる。
【００２３】この後、フォトリソグラフィ工程等によ
り、ｐ−Ｚｎ拡散領域１０上にのみＡＺレジストによる
マスク３１を形成し、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７の
上面全体にｐ側電極８を蒸着させ（図２（ｃ））、リフ
トオフ法等によりマスク３１を除去することにより光を
取り出すための窓３２をｐ側電極８に形成する（図２
（ｄ））。こうして、窓３２の部分を除き、ｐ側電極８
はその全面においてｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７とオ
ーミック接触することになる。最後に、ｎ−ＧａＡｓ基
板１の下面全体に蒸着等によってｎ側電極９を形成し、
上面出射型の発光ダイオードＡを完成する。
り、ｐ−Ｚｎ拡散領域１０上にのみＡＺレジストによる
マスク３１を形成し、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７の
上面全体にｐ側電極８を蒸着させ（図２（ｃ））、リフ
トオフ法等によりマスク３１を除去することにより光を
取り出すための窓３２をｐ側電極８に形成する（図２
（ｄ））。こうして、窓３２の部分を除き、ｐ側電極８
はその全面においてｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７とオ
ーミック接触することになる。最後に、ｎ−ＧａＡｓ基
板１の下面全体に蒸着等によってｎ側電極９を形成し、
上面出射型の発光ダイオードＡを完成する。
【００２４】こうしてｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６の
一部領域がｐ型に反転し、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層
７及びｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６を貫通してｐ−Ｚ
ｎ拡散領域１０が形成される。しかして、ｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ電流阻止層６とｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７との
境界面は、逆バイアスが加えられたときに電流阻止面と
なり、ｐ−Ｚｎ拡散領域１０にのみ電流が流れるから、
電流狭窄構造となっている。すなわち、ｐ側電極８とｎ
側電極９との間に電圧を印加すると、ｐ−Ｚｎ拡散領域
１０を通じてＧａＡｓ活性層３に電流が注入され、Ｇａ
Ａｓ活性層３で発生した光はｎ側電極８の窓３２から外
部へ出射される。
一部領域がｐ型に反転し、ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層
７及びｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層６を貫通してｐ−Ｚ
ｎ拡散領域１０が形成される。しかして、ｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ電流阻止層６とｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層７との
境界面は、逆バイアスが加えられたときに電流阻止面と
なり、ｐ−Ｚｎ拡散領域１０にのみ電流が流れるから、
電流狭窄構造となっている。すなわち、ｐ側電極８とｎ
側電極９との間に電圧を印加すると、ｐ−Ｚｎ拡散領域
１０を通じてＧａＡｓ活性層３に電流が注入され、Ｇａ
Ａｓ活性層３で発生した光はｎ側電極８の窓３２から外
部へ出射される。
【００２５】図４は本発明の別な実施例による端面出射
型の発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｂを示す斜視図である。
この発光ダイオードＢの製作にあたっては、まず、ｎ−
ＧａＡｓ基板１１上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層
１２、ＧａＡｓ活性層１３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラ
ッド層１４、ｐ−ＧａＡｓ拡散ストップ層１５、ｎ−Ａ
ｌＧａＡｓ電流阻止層１６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層
１７を順次成長させる。
型の発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｂを示す斜視図である。
この発光ダイオードＢの製作にあたっては、まず、ｎ−
ＧａＡｓ基板１１上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層
１２、ＧａＡｓ活性層１３、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラ
ッド層１４、ｐ−ＧａＡｓ拡散ストップ層１５、ｎ−Ａ
ｌＧａＡｓ電流阻止層１６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層
１７を順次成長させる。
【００２６】ここで、ｐ−ＧａＡｓ拡散ストップ層１５
は、Ａｌ組成がｘ＝０でｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層１
６よりもＡｌ組成が小さくなっており、約０．１μｍ程
度の層厚があればよい。すなわち、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電
流阻止層１６のＡｌ組成をｘ＝０.５とすると、ｐ−Ｇ
ａＡｓ拡散ストップ層１５のＡｌ組成はｘ＝０であるの
で、６４０℃でＺｎを拡散させると、図３よりｐ−Ｇａ
Ａｓ拡散ストップ層１５ではｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止
層１６よりも拡散スピードが約１／３に落ちる。
は、Ａｌ組成がｘ＝０でｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層１
６よりもＡｌ組成が小さくなっており、約０．１μｍ程
度の層厚があればよい。すなわち、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電
流阻止層１６のＡｌ組成をｘ＝０.５とすると、ｐ−Ｇ
ａＡｓ拡散ストップ層１５のＡｌ組成はｘ＝０であるの
で、６４０℃でＺｎを拡散させると、図３よりｐ−Ｇａ
Ａｓ拡散ストップ層１５ではｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止
層１６よりも拡散スピードが約１／３に落ちる。
【００２７】つぎに、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１７の上
面全面にＳｉＯ2等によるマスク（図示せず）を形成
し、フォトリソグラフィ工程等により端面に臨む所定位
置に所定の大きさの窓をあける。そして、この窓を通し
て、塗布性の拡散剤（ＯＣＤ）を用いて、または石英管
内でのＺｎ拡散工程により、ｐ−ＧａＡｓ拡散ストップ
層１５までＺｎを拡散させ、ｐ−Ｚｎ拡散領域２０を形
成する。このとき、ｐ−Ｚｎ拡散領域２０がｎ−ＡｌＧ
ａＡｓ電流阻止層１６を通過してｐ−ＧａＡｓ拡散スト
ップ層１５に達すると、拡散スピードが低下するので、
拡散深さの制御が容易になる。また、複数素子を同時に
形成する場合にも、各素子毎の拡散深さのバラツキも小
さくなる。
面全面にＳｉＯ2等によるマスク（図示せず）を形成
し、フォトリソグラフィ工程等により端面に臨む所定位
置に所定の大きさの窓をあける。そして、この窓を通し
て、塗布性の拡散剤（ＯＣＤ）を用いて、または石英管
内でのＺｎ拡散工程により、ｐ−ＧａＡｓ拡散ストップ
層１５までＺｎを拡散させ、ｐ−Ｚｎ拡散領域２０を形
成する。このとき、ｐ−Ｚｎ拡散領域２０がｎ−ＡｌＧ
ａＡｓ電流阻止層１６を通過してｐ−ＧａＡｓ拡散スト
ップ層１５に達すると、拡散スピードが低下するので、
拡散深さの制御が容易になる。また、複数素子を同時に
形成する場合にも、各素子毎の拡散深さのバラツキも小
さくなる。
【００２８】最後に、フッ酸（ＨＦ）を用いてマスクを
除去し、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１７の上面及びｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１１の下面の各全面にそれぞれｐ側電極１８
とｎ側電極１９を形成する。
除去し、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１７の上面及びｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１１の下面の各全面にそれぞれｐ側電極１８
とｎ側電極１９を形成する。
【００２９】このようにして、本実施例においては、端
面に臨む位置においてｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層１６
がｐ型に反転させられており、電流狭窄構造の端面出射
型発光ダイオードＢが製作される。すなわち、ｐ型電極
１８とｎ側電極１９との間に電圧を印加すると、ｐ−Ｚ
ｎ拡散領域２０を通じてＧａＡｓ活性層１３に電流が注
入され、ＧａＡｓ活性層１３で発生した光は端面から出
射される。
面に臨む位置においてｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層１６
がｐ型に反転させられており、電流狭窄構造の端面出射
型発光ダイオードＢが製作される。すなわち、ｐ型電極
１８とｎ側電極１９との間に電圧を印加すると、ｐ−Ｚ
ｎ拡散領域２０を通じてＧａＡｓ活性層１３に電流が注
入され、ＧａＡｓ活性層１３で発生した光は端面から出
射される。
【００３０】図５は本発明のさらに別な実施例であっ
て、ｐ−Ｚｎ拡散領域２１を両端面間の全長にわたって
所定幅で形成したものである。この構造のものはレーザ
発振するので、半導体レーザ素子Ｃとなる。
て、ｐ−Ｚｎ拡散領域２１を両端面間の全長にわたって
所定幅で形成したものである。この構造のものはレーザ
発振するので、半導体レーザ素子Ｃとなる。
【００３１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものでなく、例えば拡散領域の形状は任意の形状でよ
い。また、ｐ，ｎの導電型は、上記各実施例と逆になっ
ていてもよく、その場合には拡散領域の導電型はｎ型と
なる。さらに、上記実施例では、活性層の上のｐｎ接合
は２箇所となっているが、１箇所または３箇所以上とな
っていても差し支えない。さらに、最上層（キャップ
層）の導電型と電流阻止層の導電型が同じであってもよ
い。
ものでなく、例えば拡散領域の形状は任意の形状でよ
い。また、ｐ，ｎの導電型は、上記各実施例と逆になっ
ていてもよく、その場合には拡散領域の導電型はｎ型と
なる。さらに、上記実施例では、活性層の上のｐｎ接合
は２箇所となっているが、１箇所または３箇所以上とな
っていても差し支えない。さらに、最上層（キャップ
層）の導電型と電流阻止層の導電型が同じであってもよ
い。
【００３２】
【発明の効果】本発明にあっては、電流阻止層の下面、
もしくは電流阻止層とクラッド層との中間に拡散レート
の小さな層を形成しているので、時間による拡散深さの
制御が容易になり、電流通路領域の深さを精度よくコン
トロールすることが可能になる。また、同一のウエハに
多数個の素子を形成する場合や、複数枚のウエハを同時
に処理する場合も、各素子間やウエハ間における拡散深
さのバラツキを小さくすることができる。
もしくは電流阻止層とクラッド層との中間に拡散レート
の小さな層を形成しているので、時間による拡散深さの
制御が容易になり、電流通路領域の深さを精度よくコン
トロールすることが可能になる。また、同一のウエハに
多数個の素子を形成する場合や、複数枚のウエハを同時
に処理する場合も、各素子間やウエハ間における拡散深
さのバラツキを小さくすることができる。
【００３３】従って、電流阻止層が活性層に達して素子
が破損される恐れが少なくなり、素子の信頼性と再現性
が向上し、歩留りが良好となる。
が破損される恐れが少なくなり、素子の信頼性と再現性
が向上し、歩留りが良好となる。
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による上面出
射型の発光ダイオードを示す平面図及び断面図である。
射型の発光ダイオードを示す平面図及び断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同上の実施例によ
る発光ダイオードの製造方法を示す断面図である。
る発光ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図３】Ｚｎの拡散深さのＡｌ組成に対する依存性を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の別な実施例による端面出射型の発光ダ
イオードを示す斜視図である。
イオードを示す斜視図である。
【図５】本発明のさらに別な実施例による半導体レーザ
素子を示す斜視図である。
素子を示す斜視図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は先願発明による上面出射型の発
光ダイオードを示す平面図及び断面図である。
光ダイオードを示す平面図及び断面図である。
【図７】別な先願発明による端面出射型の発光ダイオー
ドを示す斜視図である。
ドを示す斜視図である。
【図８】さらに別な先願発明による半導体レーザ素子を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
３ ＧａＡｓ活性層
４ ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層
５ ｐ−ＡｌＧａＡｓ拡散ストップ層
６ ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層
７ ｐ−ＡｌＧａＡｓキャップ層
１０ ｐ−Ｚｎ拡散領域
１３ ＧａＡｓ活性層
１４ ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層
１５ ｐ−ＧａＡｓ拡散ストップ層
１６ ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流阻止層
１７ ｐ−ＧａＡｓキャップ層
２０，２１ ｐ−Ｚｎ拡散領域
Claims (2)
- 【請求項１】 活性層の上方に少なくとも１つのｐｎ接
合による電流阻止層が形成され、この電流阻止層の一部
領域を貫通するように拡散によって電流通路領域を設け
られた半導体発光素子において、 前記電流阻止層の下面に電流阻止層よりも拡散レートの
小さな層を形成したことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 活性層の上に形成されたクラッド層より
も上部に少なくとも１つのｐｎ接合による電流阻止層が
形成され、この電流阻止層の一部領域を貫通するように
拡散によって電流通路領域を設けられた半導体発光素子
において、 前記クラッド層と前記電流阻止層との中間に当該クラッ
ド層よりも拡散レートが小さく、かつ当該クラッド層と
同一導電型の層を形成したことを特徴とする半導体発光
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189214A JPH0513813A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189214A JPH0513813A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513813A true JPH0513813A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16237466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189214A Pending JPH0513813A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513813A (ja) |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3189214A patent/JPH0513813A/ja active Pending
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