JPH06291364A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置及びその製造方法

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JPH06291364A
JPH06291364A JP9665593A JP9665593A JPH06291364A JP H06291364 A JPH06291364 A JP H06291364A JP 9665593 A JP9665593 A JP 9665593A JP 9665593 A JP9665593 A JP 9665593A JP H06291364 A JPH06291364 A JP H06291364A
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JP
Japan
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light emitting
layer
type
current confinement
emitting device
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Application number
JP9665593A
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English (en)
Inventor
Migaku Katayama
琢 片山
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各発光素子の膜厚を厚くしたままで高密度化
した発光ダイオードアレイとその製造方法を提供する。 【構成】 n型基板1上にn型バッファ層2、n型クラ
ッド層3、p型活性層4、p型下部クラッド層5、n型
電流狭窄層6が順次積層されており、このn型電流狭窄
層6は、アレイ方向に溝が形成されている。そして、そ
の上にp型上部クラッド層7が積層され、p型コンタク
ト層8及び電極9が設けられている。また、各発光素子
は、p型上部クラッド層7に設けられているエッチング
溝でアレイ方向と垂直方向に分割されており、この溝と
n型電流狭窄層6によって、各発光素子が電気的に分離
されている。そして、n型電流狭窄層6の溝の下部のp
型活性層4が発光部4aとなっており、電極9は、この
発光部4aの上部を避けて設けられているので、発光さ
れる光を遮らず、発光効率が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、面発光型のモノシリッ
ク発光ダイオードアレイなどの半導体発光装置及びその
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、発光ダイオードアレイは、デ
ィスプレイ装置に用いられたり、光源としてLEDプリ
ンタ装置に使用されるなど各種情報装置に使用されてい
る。そして、単結晶基板上にエピタキシャル成長させた
各層からなる化合物半導体の表面に複数の発光部分(発
光素子)を列状に形成したモノリシック発光ダイオード
アレイでは、それぞれの発光素子が、選択拡散法やメサ
型エッチング法などによって各々分離されている。
【0003】そして、例えば、GaAs基板上にGaA
sP層をエピタキシャル成長させた化合物半導体の発光
部分の分離を選択拡散法によって行う場合は、エピタキ
シャル成長されたGaAsP層の各発光素子の境界部分
にZn(亜鉛)を拡散するものであり、プレーナ型素子
を製造するのに好適な方法として多く用いられている。
また、高輝度が期待できるAlGaAs二重へテロ接合
を有する発光ダイオードアレイでは、フォトリソ加工に
よるメサエッチングで発光部分の分離を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、発光ダイオード
アレイの高密度化が要求されており、そのためには、各
発光素子間の距離は20μm以下にする必要がある。し
かしながら、選択拡散法によって、この距離以下で各発
光素子を分離するには、拡散深さを10μm程度以下に
コントロ−ルしなければならないが、選択拡散法はばら
つきが大きいため、再現性良く製造するのは困難であっ
た。
【0005】また、二重へテロ構造の発光ダイオードア
レイを製造する場合には、一般的にAlGaAsを液相
成長法(LPE)によって成長させているが、エッチン
グによって微細加工する場合には、膜厚を数μm以下に
する必要があり、液相成長法によって膜厚を薄く制御す
るのは困難であり、再現性が悪かった。そして、MOC
VD法やMBE法によって積層する場合は、細かな制御
が可能なため、膜厚を薄くして微細加工可能にすること
もできるが、膜厚を薄くすると、各発光素子の発光出力
が低下して高輝度が得られないという課題があった。そ
こで本発明は、各発光素子の膜厚を厚くしたままで高密
度化した発光ダイオードアレイとその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、pn接合を有する化合物半導体に列状に
形成された複数の発光素子を有する半導体発光装置にお
いて、前記各発光素子は、前記列状方向と平行方向に設
けられた電流狭窄層と、前記列状方向と垂直方向に前記
電流狭窄層まで設けられたエッチング溝とによって電気
的に分離されていることを特徴とする半導体発光装置、
及び、pn接合を有する化合物半導体の表面に複数の発
光素子を列状に形成する半導体発光装置の製造方法であ
って、基板上にバッファ層、クラッド層、活性層、下部
クラッド層及び電流狭窄層を順次積層する工程と、この
電流狭窄層に前記列状方向と平行方向な溝を形成する工
程と、この電流狭窄層上に上部クラッド層を積層し、電
極を設ける工程と、前記上部クラッド層を前記電流狭窄
層を利用して、前記列状と垂直方向に選択エッチングし
て前記各発光素子に分離する工程とよりなることを特徴
とする半導体発光装置の製造方法を提供しようとするも
のである。
【0007】
【実施例】本発明の半導体発光装置の一実施例である発
光ダイオードアレイの斜視図を図1に示し、以下に説明
する。同図に示す発光ダイオードアレイは、n型GaA
s基板1上にn型GaAsバッファ層2、n型AlGa
Asクラッド層3、p型GaAs(またはAlGaA
s)活性層4、p型AlGaAs下部クラッド層5、n
型GaAs電流狭窄層6が順次積層されており、このn
型GaAs電流狭窄層6は、アレイ方向に溝が形成され
ている。そして、その上にp型AlGaAs上部クラッ
ド層7が積層され、p型GaAsコンタクト層8及び電
極9は、n型GaAs電流狭窄層6の溝の上部を避けて
設けられている。また、各発光素子部分は、p型AlG
aAs上部クラッド層7がエッチングされた溝により、
分割されている。
【0008】このような構造の発光ダイオードアレイ
は、n型GaAs電流狭窄層6の溝の下部のp型GaA
s活性層4が発光部4aとなり、その上部にあるp型A
lGaAs上部クラッド層7の表面から外部に出力され
る。このとき、p型AlGaAs上部クラッド層7にア
レイ方向と垂直方向に設けられた溝とn型GaAs電流
狭窄層6によって、各発光素子が電気的に分離されてい
るので、各発光素子を独立して動作させることができ
る。また、電極9は、発光面となるn型GaAs電流狭
窄層6の溝の上部(発光部4aの上部)を避けて設けら
れているので、発光される光を遮ることがなく、発光効
率が高くなる。
【0009】次に、この発光ダイオードアレイの製造方
法を図2(A)〜(E)と共に説明する。同図(A)に
示すように、n型GaAs基板1上にn型GaAsバッ
ファ層2、n型AlGaAsクラッド層3、p型GaA
s活性層4、p型AlGaAs下部クラッド層5、n型
GaAs電流狭窄層6をMOCVD法により、順次積層
する。
【0010】そして、同図(B)に示すように、フォト
リソ工程によりエッチングマスクを設けて、アンモニア
/過酸化水素水系のエッチング液を使用してエッチング
を行い、n型GaAs電流狭窄層6にアレイ方向の溝を
形成する。このとき、このエッチング溶液は、p型Al
GaAs下部クラッド層5をほとんどエッチングしない
ので、正確な選択エッチングが可能である。さらに、同
図(C)に示すように、MOCVD法により、p型Al
GaAs上部クラッド層7とp型GaAsコンタクト層
8を積層する。
【0011】その後、同図(D)に示すように、電極9
となる金属を蒸着してフォトリソ工程後にエッチングま
たはリフトオフ法により、各発光素子の発光面となるn
型GaAs電流狭窄層6に設けられている溝の上方部分
を避けた所定位置に電極(及びボンディングパット部)
9を設ける。そして、電極9の下部以外のp型GaAs
コンタクト層8をアンモニア/過酸化水素水系のエッチ
ング液を使用して選択エッチング除去する。
【0012】最後に、フォトリソ工程によりエッチング
マスクを設けて、塩酸系のエッチング溶液を用いてp型
AlGaAs上部クラッド層7をアレイ方向と垂直方向
にエッチングして、同図(E)に示すように各発光素子
に分離する。なお、同図(E)は、同図(D)において
X方向から見た図である。またこのとき、n型GaAs
電流狭窄層6をエッチングストッパー層として利用する
ことにより、精度の良いエッチングを可能としている。
そして、必要に応じて、SiN等の表面無反射層を形成
し、ボンディング部に穴開け加工を行うようにしても良
い。
【0013】
【発明の効果】本発明の半導体発光装置は、列状方向と
平行方向に設けられた電流狭窄層と、列状方向と垂直方
向に電流狭窄層まで設けられたエッチング溝とによって
各発光素子を電気的に分離したので、製造時のエッチン
グ深さの制御が容易にでき、各発光素子を高密度化して
も各発光素子の分離を精度良く行うことができる。
【0014】また、本発明の半導体発光装置の製造方法
は、電流狭窄層をエッチングストッパー層として利用し
ているので、上部クラッド層を薄くしなくても精度の良
いエッチング分離ができ、発光効率を高めることができ
る。
【0015】さらに、発光面となる電流狭窄層に形成さ
れる溝の上部を避けて電極を形成することにより、発光
される光が電極に遮られることがなく、さらに、発光効
率を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体発光装置の一実施例を示す構成
図である。
【図2】(A)〜(D)は本発明の半導体発光装置の製
造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型AlGaAsクラッド層 4 p型GaAs(またはAlGaAs)活性層 4a 発光部 5 p型AlGaAs下部クラッド層 6 n型GaAs電流狭窄層 7 p型AlGaAs上部クラッド層 8 p型GaAsコンタクト層 9 電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】pn接合を有する化合物半導体に列状に形
    成された複数の発光素子を有する半導体発光装置におい
    て、 前記各発光素子は、前記列状方向と平行方向に設けられ
    た電流狭窄層と、前記列状方向と垂直方向に前記電流狭
    窄層まで設けられたエッチング溝とによって電気的に分
    離されていることを特徴とする半導体発光装置。
  2. 【請求項2】pn接合を有する化合物半導体の表面に複
    数の発光素子を列状に形成する半導体発光装置の製造方
    法であって、 基板上にバッファ層、クラッド層、活性層、下部クラッ
    ド層及び電流狭窄層を順次積層する工程と、 この電流狭窄層に前記列状方向と平行方向な溝を形成す
    る工程と、 この電流狭窄層上に上部クラッド層を積層し、電極を設
    ける工程と、 前記上部クラッド層を前記電流狭窄層を利用して、前記
    列状と垂直方向に選択エッチングして前記各発光素子に
    分離する工程とよりなることを特徴とする半導体発光装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】電極は、発光面となる電流狭窄層に形成さ
    れる溝の上部を避けて形成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。
JP9665593A 1993-03-31 1993-03-31 半導体発光装置及びその製造方法 Pending JPH06291364A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191438B1 (en) 1997-05-30 2001-02-20 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting diode array
US6236065B1 (en) 1994-08-25 2001-05-22 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting diode array and method for fabricating the same

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KR100385108B1 (ko) * 1997-05-30 2003-08-14 샤프 가부시키가이샤 발광다이오드어레이

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