JPH0677530A - 半導体発光装置及びその評価方法 - Google Patents
半導体発光装置及びその評価方法Info
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- JPH0677530A JPH0677530A JP24722992A JP24722992A JPH0677530A JP H0677530 A JPH0677530 A JP H0677530A JP 24722992 A JP24722992 A JP 24722992A JP 24722992 A JP24722992 A JP 24722992A JP H0677530 A JPH0677530 A JP H0677530A
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title description 14
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 25
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 5
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学評価法による評価が可能な半導体発光装
置を提供する。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ
0.55Ａｓクラッド層２、ｐ型ＧａＡｓ活性層３、ｐ型Ａ
ｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層４、ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓクラッド層５、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラ
ッド層６を順次結晶成長させる。また、クラッド層５
は、Ａｌの量をクラッド層４，６よりも少なくして、禁
制帯幅を狭くしている。そして、クラッド層５は、その
上面が活性層３から１μｍ以下の近傍位置に来るように
設けられており、クラッド層５自体も非常に薄い層とな
っている。また、クラッド層６を選択エッチングする
と、クラッド層５は、禁制帯幅が狭いので、クラッド層
５の表面でエッチングを停止させることができ、光をク
ラッド層５の表面側から照射して、活性層３から発光す
る光の性能評価を行うことができる。
置を提供する。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ
0.55Ａｓクラッド層２、ｐ型ＧａＡｓ活性層３、ｐ型Ａ
ｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層４、ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓクラッド層５、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラ
ッド層６を順次結晶成長させる。また、クラッド層５
は、Ａｌの量をクラッド層４，６よりも少なくして、禁
制帯幅を狭くしている。そして、クラッド層５は、その
上面が活性層３から１μｍ以下の近傍位置に来るように
設けられており、クラッド層５自体も非常に薄い層とな
っている。また、クラッド層６を選択エッチングする
と、クラッド層５は、禁制帯幅が狭いので、クラッド層
５の表面でエッチングを停止させることができ、光をク
ラッド層５の表面側から照射して、活性層３から発光す
る光の性能評価を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板と垂直な方向から
光を取り出す面発光型半導体発光装置とその性能評価方
法に関するものである。
光を取り出す面発光型半導体発光装置とその性能評価方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体発光装置の例としてダブル
へテロ構造を有する面発光型半導体発光装置の概略断面
図を図３に示す。同図に示す半導体発光装置は、図示せ
ぬ基板上にｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラ
ッド層１３をエピタキシャル法により結晶成長させたも
のである。そして、基板（または、基板除去後のｎ型ク
ラッド層１１）およびｐ型クラッド層１３上に各々電極
を取り付けて、この電極間に電流を供給することにより
活性層１２より発光させることができる。
へテロ構造を有する面発光型半導体発光装置の概略断面
図を図３に示す。同図に示す半導体発光装置は、図示せ
ぬ基板上にｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラ
ッド層１３をエピタキシャル法により結晶成長させたも
のである。そして、基板（または、基板除去後のｎ型ク
ラッド層１１）およびｐ型クラッド層１３上に各々電極
を取り付けて、この電極間に電流を供給することにより
活性層１２より発光させることができる。
【０００３】この様な半導体発光装置の性能を評価する
方法としては、電極を取り付けた後で電流を供給して活
性層１２から発光する光を評価する方法もあるが、この
ような評価を行える状態にするためには、いくつかの製
造工程を経て最終的な形状にまで製造しなければならな
い。しかし、別の評価方法として、図３に示したよう
に、結晶成長後の電極を取り付けない状態で、ｐ型クラ
ッド層１３上から活性層１２の禁制帯幅よりも広いエネ
ルギーを有する光を照射することにより、活性層１２か
ら光を発光させ、その光を評価する光学評価法があり、
この光学評価法を使用すれば、半導体発光装置を最終的
な形状にまで製造しなくても半導体発光装置の性能を評
価することができ、より良い半導体発光装置を早く設計
することができる。
方法としては、電極を取り付けた後で電流を供給して活
性層１２から発光する光を評価する方法もあるが、この
ような評価を行える状態にするためには、いくつかの製
造工程を経て最終的な形状にまで製造しなければならな
い。しかし、別の評価方法として、図３に示したよう
に、結晶成長後の電極を取り付けない状態で、ｐ型クラ
ッド層１３上から活性層１２の禁制帯幅よりも広いエネ
ルギーを有する光を照射することにより、活性層１２か
ら光を発光させ、その光を評価する光学評価法があり、
この光学評価法を使用すれば、半導体発光装置を最終的
な形状にまで製造しなくても半導体発光装置の性能を評
価することができ、より良い半導体発光装置を早く設計
することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した光学評価法に
おいて、活性層１２から光を発光させるために照射する
光としてアルゴンレーザを使用した場合、ｐ型クラッド
層１３の厚さを１μｍ以下にしないと光が活性層１２ま
で届かず、発光させることができない。また、他の光源
を用いた場合でも１μｍ前後しかｐ型クラッド層１３を
透過せず、活性層１２まで届かない。ところが、通常、
ダブルへテロ構造を有する面発光型半導体発光装置のｐ
型クラッド層１３の厚さは数十μｍ以上であるため、ア
ルゴンレーザを照射する前にｐ型クラッド層１３を１μ
ｍ以下の厚さになるまでエッチング加工する必要があっ
た。
おいて、活性層１２から光を発光させるために照射する
光としてアルゴンレーザを使用した場合、ｐ型クラッド
層１３の厚さを１μｍ以下にしないと光が活性層１２ま
で届かず、発光させることができない。また、他の光源
を用いた場合でも１μｍ前後しかｐ型クラッド層１３を
透過せず、活性層１２まで届かない。ところが、通常、
ダブルへテロ構造を有する面発光型半導体発光装置のｐ
型クラッド層１３の厚さは数十μｍ以上であるため、ア
ルゴンレーザを照射する前にｐ型クラッド層１３を１μ
ｍ以下の厚さになるまでエッチング加工する必要があっ
た。
【０００５】しかしながら、ｐ型クラッド層１３を１μ
ｍ以下の厚さとなった時点でエッチングを停止させるよ
うに制御するのは非常に困難であり、このため光学評価
法による評価を行うことができなかった。そこで本発明
は、クラッド層の厚さを１μｍ以下の厚さにエッチング
制御することのできる構造の半導体発光装置とその評価
方法を提供することにより、簡単に半導体発光装置の性
能評価が行えるようにすることを目的とする。
ｍ以下の厚さとなった時点でエッチングを停止させるよ
うに制御するのは非常に困難であり、このため光学評価
法による評価を行うことができなかった。そこで本発明
は、クラッド層の厚さを１μｍ以下の厚さにエッチング
制御することのできる構造の半導体発光装置とその評価
方法を提供することにより、簡単に半導体発光装置の性
能評価が行えるように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、基板上に少なくとも第１のクラッド層と
活性層とこの第１のクラッド層とは伝導型の異なる第２
のクラッド層とをこの順番に有するダブルへテロ構造の
半導体発光装置において、前記第１または第２のクラッ
ド層のいずれか一方内の前記活性層近傍位置に挟まれ、
この挟んだ前記第１または第２のクラッド層と同じ伝導
型を有し、禁制帯幅が前記活性層よりも広くかつ前記第
１または第２のクラッド層よりも狭い第３のクラッド層
を備えていることを特徴とする半導体発光装置、及び、
前記第３のクラッド層を挟んでいる前記第１または第２
のクラッド層の表面側から前記第３のクラッド層表面ま
でエッチング加工を行った後、前記第３のクラッド層表
面に前記活性層の禁制帯幅よりも広いエネルギを持つ光
を照射して前記活性層に励起されて出力される光を測定
することを特徴とする半導体発光装置の評価方法を提供
しようとするものである。
の手段として、基板上に少なくとも第１のクラッド層と
活性層とこの第１のクラッド層とは伝導型の異なる第２
のクラッド層とをこの順番に有するダブルへテロ構造の
半導体発光装置において、前記第１または第２のクラッ
ド層のいずれか一方内の前記活性層近傍位置に挟まれ、
この挟んだ前記第１または第２のクラッド層と同じ伝導
型を有し、禁制帯幅が前記活性層よりも広くかつ前記第
１または第２のクラッド層よりも狭い第３のクラッド層
を備えていることを特徴とする半導体発光装置、及び、
前記第３のクラッド層を挟んでいる前記第１または第２
のクラッド層の表面側から前記第３のクラッド層表面ま
でエッチング加工を行った後、前記第３のクラッド層表
面に前記活性層の禁制帯幅よりも広いエネルギを持つ光
を照射して前記活性層に励起されて出力される光を測定
することを特徴とする半導体発光装置の評価方法を提供
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の概略断
面図を図１に示し、以下に説明する。同図に示すダブル
へテロ構造を有する面発光型半導体発光装置は、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層
２、ｐ型ＧａＡｓ活性層３、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ
クラッド層４、ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓクラッド層
５、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層６を順次ＭＯ
ＣＶＤ法により結晶成長させたものである。そして、ク
ラッド層４とクラッド層６とは同じ材料・組成比で構成
されている。また、クラッド層５は、クラッド層４，６
とは、同じ伝導型、半導体材料を有しているが、その組
成比が異なっており、Ａｌの量をクラッド層４，６より
も少なくして、禁制帯幅を狭くしている。そして、クラ
ッド層５は、その上面が活性層３から１μｍ以下の近傍
位置に来るように設けられており、クラッド層５自体も
０．１μｍ程度の非常に薄い層となっている。
面図を図１に示し、以下に説明する。同図に示すダブル
へテロ構造を有する面発光型半導体発光装置は、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層
２、ｐ型ＧａＡｓ活性層３、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ
クラッド層４、ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓクラッド層
５、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層６を順次ＭＯ
ＣＶＤ法により結晶成長させたものである。そして、ク
ラッド層４とクラッド層６とは同じ材料・組成比で構成
されている。また、クラッド層５は、クラッド層４，６
とは、同じ伝導型、半導体材料を有しているが、その組
成比が異なっており、Ａｌの量をクラッド層４，６より
も少なくして、禁制帯幅を狭くしている。そして、クラ
ッド層５は、その上面が活性層３から１μｍ以下の近傍
位置に来るように設けられており、クラッド層５自体も
０．１μｍ程度の非常に薄い層となっている。
【０００８】この様な半導体発光装置は、クラッド層５
が非常に薄いのでクラッド層５による影響は少なく、同
じ材質であるクラッド層４，６が一体であるかのように
作用し、基板１、クラッド層６に電極を設けた際には、
活性層３から発光する光をクラッド層６側から取り出す
ことができる。
が非常に薄いのでクラッド層５による影響は少なく、同
じ材質であるクラッド層４，６が一体であるかのように
作用し、基板１、クラッド層６に電極を設けた際には、
活性層３から発光する光をクラッド層６側から取り出す
ことができる。
【０００９】次に、この半導体発光装置の性能評価方法
について説明する。図１に示した半導体発光装置をクラ
ッド層６側から５０℃のＨＣｌ水溶液を用いてクラッド
層６を選択エッチングすると、クラッド層５は、クラッ
ド層６よりも禁制帯幅が狭いので、クラッド層５の表面
でエッチングが停止し、図２に示すような構造となる。
そして、アルゴンレーザ等の活性層３の禁制帯幅よりも
広いエネルギを有する光をこのクラッド層５の表面側か
ら照射して、活性層３を励起させることによって発光す
る光の発光強度、半値幅、波長等を検出することによ
り、性能評価を行うことができる。
について説明する。図１に示した半導体発光装置をクラ
ッド層６側から５０℃のＨＣｌ水溶液を用いてクラッド
層６を選択エッチングすると、クラッド層５は、クラッ
ド層６よりも禁制帯幅が狭いので、クラッド層５の表面
でエッチングが停止し、図２に示すような構造となる。
そして、アルゴンレーザ等の活性層３の禁制帯幅よりも
広いエネルギを有する光をこのクラッド層５の表面側か
ら照射して、活性層３を励起させることによって発光す
る光の発光強度、半値幅、波長等を検出することによ
り、性能評価を行うことができる。
【００１０】また、このような構造にすることにより、
種々の半導体発光装置においても、同じ位置でエッチン
グを停止することができるので、同一条件で性能評価を
することができる。なお、上記実施例に示した組成比以
外の半導体発光装置においても、各層の禁制帯幅が、ク
ラッド層４，６＞クラッド層５＞活性層３となるような
組成比であれば、エッチング液を適宜選択することによ
り、クラッド層５の表面でエッチングを停止させること
ができ、光学評価法による性能評価を行うことができ
る。
種々の半導体発光装置においても、同じ位置でエッチン
グを停止することができるので、同一条件で性能評価を
することができる。なお、上記実施例に示した組成比以
外の半導体発光装置においても、各層の禁制帯幅が、ク
ラッド層４，６＞クラッド層５＞活性層３となるような
組成比であれば、エッチング液を適宜選択することによ
り、クラッド層５の表面でエッチングを停止させること
ができ、光学評価法による性能評価を行うことができ
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明の半導体発光装置は、活性層を挟
むクラッド層のいずれか一方内の活性層近傍位置に挟ま
れるように、禁制帯幅が活性層よりも広くかつクラッド
層よりも狭いクラッド層を備えているので、クラッド層
のエッチング制御を簡単に行うことができ、光学評価法
によって性能評価をすることができる。
むクラッド層のいずれか一方内の活性層近傍位置に挟ま
れるように、禁制帯幅が活性層よりも広くかつクラッド
層よりも狭いクラッド層を備えているので、クラッド層
のエッチング制御を簡単に行うことができ、光学評価法
によって性能評価をすることができる。
【００１２】また、本発明の半導体発光装置の評価方法
は、活性層近傍位置に設けられたクラッド層を挟んでい
るクラッド層の表面側から挟まれているクラッド層表面
までエッチング加工を行った後、このクラッド層表面に
活性層の禁制帯幅よりも広いエネルギーを持つ光を照射
して活性層が励起されて出力される光を測定するように
したので、半導体発光装置を最終的な形状にまで製造し
なくてもエピタキシャル結晶成長させた後に性能評価を
することができる。さらに、挟まれているクラッド層表
面でエッチングを停止しているので、常に同じ位置でエ
ッチングを停止することができ、種々の半導体発光装置
においても、同一条件で性能評価をすることができると
いう効果がある。
は、活性層近傍位置に設けられたクラッド層を挟んでい
るクラッド層の表面側から挟まれているクラッド層表面
までエッチング加工を行った後、このクラッド層表面に
活性層の禁制帯幅よりも広いエネルギーを持つ光を照射
して活性層が励起されて出力される光を測定するように
したので、半導体発光装置を最終的な形状にまで製造し
なくてもエピタキシャル結晶成長させた後に性能評価を
することができる。さらに、挟まれているクラッド層表
面でエッチングを停止しているので、常に同じ位置でエ
ッチングを停止することができ、種々の半導体発光装置
においても、同一条件で性能評価をすることができると
いう効果がある。
【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。
図である。
【図２】本発明の半導体発光装置の評価方法を説明する
ための構成図である。
ための構成図である。
【図３】従来例を示す構成図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層 ３ ｐ型ＧａＡｓ活性層 ４，６ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層 ５ ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓクラッド層 １１ ｎ型クラッド層 １２ 活性層 １３ ｐ型クラッド層
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に少なくとも第１のクラッド層と活
性層とこの第１のクラッド層とは伝導型の異なる第２の
クラッド層とをこの順番に有するダブルへテロ構造の半
導体発光装置において、 前記第１または第２のクラッド層のいずれか一方内の前
記活性層近傍位置に挟まれ、この挟んだ前記第１または
第２のクラッド層と同じ伝導型を有し、禁制帯幅が前記
活性層よりも広くかつ前記第１または第２のクラッド層
よりも狭い第３のクラッド層を備えていることを特徴と
する半導体発光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体発光装置の評価方法
であって、 前記第３のクラッド層を挟んでいる前記第１または第２
のクラッド層の表面側から前記第３のクラッド層表面ま
でエッチング加工を行った後、 前記第３のクラッド層表面に前記活性層の禁制帯幅より
も広いエネルギを持つ光を照射して前記活性層に励起さ
れて出力される光を測定することを特徴とする半導体発
光装置の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24722992A JPH0677530A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 半導体発光装置及びその評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24722992A JPH0677530A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 半導体発光装置及びその評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677530A true JPH0677530A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=17160377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24722992A Pending JPH0677530A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 半導体発光装置及びその評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5639674A (en) * | 1994-03-14 | 1997-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and method for manufacturing therefor |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP24722992A patent/JPH0677530A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5639674A (en) * | 1994-03-14 | 1997-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and method for manufacturing therefor |
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