JPH0697707B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH0697707B2 JPH0697707B2 JP3288586A JP3288586A JPH0697707B2 JP H0697707 B2 JPH0697707 B2 JP H0697707B2 JP 3288586 A JP3288586 A JP 3288586A JP 3288586 A JP3288586 A JP 3288586A JP H0697707 B2 JPH0697707 B2 JP H0697707B2
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- light emitting
- high resistance
- emitting device
- semiconductor light
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、半導体発光装置に於いて、ストライプ状の発
光領域を含むメサを構成する為に表面から基板に達する
ように形成された溝を高抵抗埋め込み層で埋め、該高抵
抗埋め込み層の両外側端を越えない幅を持ち且つ該高抵
抗埋め込み層の表面及び前記メサの表面に接して形成さ
れ該高抵抗埋め込み層とは反対導電型である半導体層を
形成し、該半導体層上に於いてコンタクトする電極を形
成することに依り、該電極が幅広く形成されていても、
前記半導体層上に存在する限り前記高抵抗埋め込み層に
接触することを皆無となし、その結果、大きな漏れ電流
を発生することがなく、従って、閾値電流の低下、カッ
ト・オフ周波数の向上を可能とし、安全なレーザ発振が
行われるようにしたものである。
光領域を含むメサを構成する為に表面から基板に達する
ように形成された溝を高抵抗埋め込み層で埋め、該高抵
抗埋め込み層の両外側端を越えない幅を持ち且つ該高抵
抗埋め込み層の表面及び前記メサの表面に接して形成さ
れ該高抵抗埋め込み層とは反対導電型である半導体層を
形成し、該半導体層上に於いてコンタクトする電極を形
成することに依り、該電極が幅広く形成されていても、
前記半導体層上に存在する限り前記高抵抗埋め込み層に
接触することを皆無となし、その結果、大きな漏れ電流
を発生することがなく、従って、閾値電流の低下、カッ
ト・オフ周波数の向上を可能とし、安全なレーザ発振が
行われるようにしたものである。
本発明は、発光領域の両側にストライプ状の電流制限層
が形成されている形式の所謂ダブル・チャネル（２重
溝）を有する埋め込み型半導体発光装置の改良に関す
る。
が形成されている形式の所謂ダブル・チャネル（２重
溝）を有する埋め込み型半導体発光装置の改良に関す
る。
第６図は従来の埋め込み型半導体発光装置の要部切断正
面図を表している。
面図を表している。
図に於いて、１はn+型InP基板、２はｎ型InGaAsP活性
層、2Aはｎ型InGaAsP活性層２の一部であるストライプ
状発光領域、３はｐ型InPクラッド層、４はn-型InP高抵
抗埋め込み層、５はTi/Pt/Auからなるｐ側電極、６はAu
・Geからなるｎ側電極をそれぞれ示している。
層、2Aはｎ型InGaAsP活性層２の一部であるストライプ
状発光領域、３はｐ型InPクラッド層、４はn-型InP高抵
抗埋め込み層、５はTi/Pt/Auからなるｐ側電極、６はAu
・Geからなるｎ側電極をそれぞれ示している。
この従来例をレーザ動作させるには、ｎ型InGaAsP活性
層２の一部であるストライプ状発光領域2Aとｐ型InPク
ラッド層３とで生成されるヘテロ接合ダイオードに順方
向バイアス電圧を印加し、特に、ストライプ状発光領域
2Aに電流を注入することによって行われる。
層２の一部であるストライプ状発光領域2Aとｐ型InPク
ラッド層３とで生成されるヘテロ接合ダイオードに順方
向バイアス電圧を印加し、特に、ストライプ状発光領域
2Aに電流を注入することによって行われる。
このような構造の半導体発光装置に於いて、そのレーザ
特性を向上するには、ストライプ状発光領域2Aを通過し
ない電流、即ち、漏れ電流をできるかぎり抑制すること
が必要である。
特性を向上するには、ストライプ状発光領域2Aを通過し
ない電流、即ち、漏れ電流をできるかぎり抑制すること
が必要である。
この場合に於ける漏れ電流の抑制は、主として、ｐ型In
Pクラッド層３とn-型InP高抵抗埋め込み層４で構成され
るpn接合ダイオードの順方向立ち上がり電圧が前記ヘテ
ロ接合ダイオードのそれと比較し高いことを利用して行
われている。
Pクラッド層３とn-型InP高抵抗埋め込み層４で構成され
るpn接合ダイオードの順方向立ち上がり電圧が前記ヘテ
ロ接合ダイオードのそれと比較し高いことを利用して行
われている。
この従来例は、良品が得られた場合には、光の閉じ込め
及び電流の閉じ込めが良好に行われ、優れた特性を示す
が、再現性良く良品を製造することが甚だ困難である。
及び電流の閉じ込めが良好に行われ、優れた特性を示す
が、再現性良く良品を製造することが甚だ困難である。
第７図は第６図に関して説明した従来例の欠点を説明す
る為の要部切断正面図を表し、第６図に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
る為の要部切断正面図を表し、第６図に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
この従来例では、ｐ側電極５の幅が第６図に示したもの
に比較して広く、従って、n-型InP高抵抗埋め込み層４
にもコンタクトしている。
に比較して広く、従って、n-型InP高抵抗埋め込み層４
にもコンタクトしている。
このような構成になると、矢印で指示してあるように、
前記ヘテロ接合ダイオードは勿論のこと、前記pn接合ダ
イオードも通らない漏れ電流iLが多量に流れ、レーザ発
振することが不可能になる。
前記ヘテロ接合ダイオードは勿論のこと、前記pn接合ダ
イオードも通らない漏れ電流iLが多量に流れ、レーザ発
振することが不可能になる。
従って、第６図に見られるような形式の半導体発光装置
では、n-型InP高抵抗埋め込み層４で埋められた溝に依
ってメサを成している部分に於けるｐ型InPクラッド層
３の直上のみにｐ側電極５を形成する必要がある。
では、n-型InP高抵抗埋め込み層４で埋められた溝に依
ってメサを成している部分に於けるｐ型InPクラッド層
３の直上のみにｐ側電極５を形成する必要がある。
一般に、半導体発光装置に於いて、安全にレーザ発振さ
せる為には、ストライプ状をなす発光領域2Aの幅を1.5
〔μｍ〕以下にすることが必要であり、このように狭い
発光領域2Aを有する半導体発光装置に対し、第６図に関
して説明したような従来技術を適用することは、研究段
階ではともかくとして、量産段階では不可能に近いほど
困難なことであり、また、電極の幅が狭いと半導体発光
装置をヒート・シンクにマウントしても良好な熱放散を
行うことができない。
せる為には、ストライプ状をなす発光領域2Aの幅を1.5
〔μｍ〕以下にすることが必要であり、このように狭い
発光領域2Aを有する半導体発光装置に対し、第６図に関
して説明したような従来技術を適用することは、研究段
階ではともかくとして、量産段階では不可能に近いほど
困難なことであり、また、電極の幅が狭いと半導体発光
装置をヒート・シンクにマウントしても良好な熱放散を
行うことができない。
本発明は、半導体発光装置の製造を容易に且つ熱放散を
良好する為、電極の幅を広くしても、漏れ電流の増加を
招来することがないようにする。
良好する為、電極の幅を広くしても、漏れ電流の増加を
招来することがないようにする。
本発明に依る半導体発光装置では、活性層（例えばｎ型
InGaAsP活性層８）を含んで積層された諸半導体層をス
トライプ状のメサにする為に表面から基板（例えばn+型
InP基板７）に達するまで作成された二本の溝（例えば
溝10）と、該二本の溝を埋め且つ表面が平坦である高抵
抗埋め込み層（例えばn-型InP高抵抗埋め込み層10A）
と、該二本の高抵抗埋め込み層に於ける両外側端を越え
ない幅を有し且つ該高抵抗埋め込み層の表面及び前記メ
サの表面に接して形成され該高抵抗埋め込み層とは反対
導電型である半導体層（例えばp+型InP層）と、該半導
体層上に形成されてコンタクトするストライプ状の電極
（例えばｐ側電極12）とを備えてなる構成を採ってい
る。
InGaAsP活性層８）を含んで積層された諸半導体層をス
トライプ状のメサにする為に表面から基板（例えばn+型
InP基板７）に達するまで作成された二本の溝（例えば
溝10）と、該二本の溝を埋め且つ表面が平坦である高抵
抗埋め込み層（例えばn-型InP高抵抗埋め込み層10A）
と、該二本の高抵抗埋め込み層に於ける両外側端を越え
ない幅を有し且つ該高抵抗埋め込み層の表面及び前記メ
サの表面に接して形成され該高抵抗埋め込み層とは反対
導電型である半導体層（例えばp+型InP層）と、該半導
体層上に形成されてコンタクトするストライプ状の電極
（例えばｐ側電極12）とを備えてなる構成を採ってい
る。
前記手段を採ると、電極が平面的に見て高抵抗埋め込み
層上に位置していても、該電極と該高抵抗層の間には該
高抵抗埋め込み層と反対導電型の半導体層が存在してい
るので、電流は該半導体層−高抵抗埋め込み層の経路で
基板に流れ込むよりも、メサの部分に流れるほうが遥か
に容易であるから、従来の半導体発光装置に於けるよう
な大きな漏れ電流を発生することがなく、その結果、閾
値電流の低下、カット・オフ周波数の向上が可能とな
り、安定なレーザ発振が行われ、また、前記電極も幅広
く形成することができるから、製造が容易になり、熱放
散も良好になる。
層上に位置していても、該電極と該高抵抗層の間には該
高抵抗埋め込み層と反対導電型の半導体層が存在してい
るので、電流は該半導体層−高抵抗埋め込み層の経路で
基板に流れ込むよりも、メサの部分に流れるほうが遥か
に容易であるから、従来の半導体発光装置に於けるよう
な大きな漏れ電流を発生することがなく、その結果、閾
値電流の低下、カット・オフ周波数の向上が可能とな
り、安定なレーザ発振が行われ、また、前記電極も幅広
く形成することができるから、製造が容易になり、熱放
散も良好になる。
第１図乃至第５図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体発光装置の要部切断正面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
要所に於ける半導体発光装置の要部切断正面図を表し、
以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
第１図参照 （１）例えば、液相エピタキシャル成長（1iquid phase
epitaxy:LPE）法を適用し、n+型InP基板７上にｎ型InG
aAsP活性層８、ｐ型InPクラッド層９を順に成長させ
る。
epitaxy:LPE）法を適用し、n+型InP基板７上にｎ型InG
aAsP活性層８、ｐ型InPクラッド層９を順に成長させ
る。
ここで、各部分の主なデータを例示すると次の通りであ
る。
る。
（ａ）n+型InP基板７について 厚さ：〜500〔μｍ〕 大きさ:20×20〔mm2〕 面指数：（100） 不純物:Sn 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 （ｂ）ｎ型InGaAsP活性層８について 厚さ:0.5〔μｍ〕 （ｃ）ｐ型InPクラッド層９について 厚さ：〜３〔μｍ〕 不純物:Cd 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 第２図参照 （２）例えば、スパッタリング法を適用し、SiO2からな
る絶縁膜を例えば〜3000〔Ａ〕程度の厚さに形成する。
る絶縁膜を例えば〜3000〔Ａ〕程度の厚さに形成する。
（３）通常のフォト・リソグラフィ技術を適用し、前記
絶縁膜のエッチングを行い、高抵抗埋め込み層を埋め込
む溝を形成するのに必要な開口を設ける。
絶縁膜のエッチングを行い、高抵抗埋め込み層を埋め込
む溝を形成するのに必要な開口を設ける。
（４）通常のフォト・リソグラフィ技術を適用し、前記
開口を有する絶縁膜をマスクとして表面のｐ型InPクラ
ッド層９からn+型InP基板７に達するエッチングを行っ
て溝10を形成する。
開口を有する絶縁膜をマスクとして表面のｐ型InPクラ
ッド層９からn+型InP基板７に達するエッチングを行っ
て溝10を形成する。
この溝10を形成する際のデータを例示すると次の通りで
ある。
ある。
エッチング液：Br2:HBr:H2Ｏ＝1:17:34 中央のストライプ部分の幅:1.5〔μｍ〕 溝10の幅：〜９〔μｍ〕 溝10の深さ：〜５〔μｍ〕 （５）例えば、VPE法を適用し、溝10を埋めるn-型InP高
抵抗埋め込み層10Aを形成する。
抵抗埋め込み層10Aを形成する。
このn-型InP高抵抗埋め込み層10Aに於ける抵抗率は従来
技術に依った場合と同様に〜104〔Ω・cm〕程度であ
り、また、成長は溝10が完全に埋まり、表面が平坦にな
ったところで停止させる。
技術に依った場合と同様に〜104〔Ω・cm〕程度であ
り、また、成長は溝10が完全に埋まり、表面が平坦にな
ったところで停止させる。
（６）マスクとして用いたSiO2からなる絶縁膜を除去す
る。
る。
第３図参照 （７）LPE法或いはVPE法を適用し、厚さが約１〔μｍ〕
程度であるp+型InP層11を形成する。
程度であるp+型InP層11を形成する。
第４図参照 （８）再びスパッタリング法を適用し、例えばSiO2から
なる絶縁膜を厚さ〜3000〔Ａ〕程度に形成する。
なる絶縁膜を厚さ〜3000〔Ａ〕程度に形成する。
（９）通常のフォト・リソグラフィ技術を適用し、前記
絶縁膜のパターニングを行い、その幅が２本のn-型InP
高抵抗埋め込み層10Aの両外側端を越えない程度のマス
ク膜とする。
絶縁膜のパターニングを行い、その幅が２本のn-型InP
高抵抗埋め込み層10Aの両外側端を越えない程度のマス
ク膜とする。
（10）p+型InP層11の表面からｐ型Inpクラッド層９に達
するメサ・エッチングを行う。
するメサ・エッチングを行う。
このメサ形成に依り、p+型InP層11はn-型InP高抵抗埋め
込み層10Aの外側に在るｐ型InPクラッド層９とは絶縁さ
れる。
込み層10Aの外側に在るｐ型InPクラッド層９とは絶縁さ
れる。
第５図参照 （11）通常の技法、例えば、蒸着法、フォト・リソグラ
フィ技術、合金化法などを適用し、ｐ側電極12及びｎ側
電極13を形成する。
フィ技術、合金化法などを適用し、ｐ側電極12及びｎ側
電極13を形成する。
この場合のｐ側電極12はTi/Pt/Auを、ｎ側電極13はAu・
Geをそれぞれ用いて構成することができる。
Geをそれぞれ用いて構成することができる。
このようにして完成した半導体発光装置では、 共振器長:300〔μｍ〕 平均閾値電流Ith:16〔mA〕 カット・オフ周波数:2.1〔GHz〕 Id／Ith＝1.05 ３〔dB〕ダウン値 が得られた。
このように優れた特性が得られた理由は、p+型InP層11
とn-型InP高抵抗埋め込み層10Aで生成されるpn接合ダイ
オードの電流阻止効果に依るものである。
とn-型InP高抵抗埋め込み層10Aで生成されるpn接合ダイ
オードの電流阻止効果に依るものである。
比較の為、第６図に見られる形式の半導体発光装置を同
一ディメンションで同時に作成したところ、 平均閾値電流Ith:18〔mA〕 カット・オフ周波数:1.3〔GHz〕 Id／Ith＝1.05 であった。
一ディメンションで同時に作成したところ、 平均閾値電流Ith:18〔mA〕 カット・オフ周波数:1.3〔GHz〕 Id／Ith＝1.05 であった。
前記実施例では、半導体発光装置は通常の構造のものを
対象としたが、例えば、回折格子を有する分布帰還型の
ものなどに実施することができるのは勿論である。
対象としたが、例えば、回折格子を有する分布帰還型の
ものなどに実施することができるのは勿論である。
本発明に依る半導体発光装置に於いては、ストライプ状
の発光領域を含むメサを構成する為に表面から基板に達
するように形成された溝を高抵抗埋め込み層で埋め、該
高抵抗埋め込み層の両外側端を越えない幅を持ち且つ該
高抵抗埋め込み層の表面及び前記メサの表面に接して形
成され該高抵抗埋め込み層とは反対導電型である半導体
層を形成し、該半導体層上に於いてコンタクトする電極
を形成した構成を採っている。
の発光領域を含むメサを構成する為に表面から基板に達
するように形成された溝を高抵抗埋め込み層で埋め、該
高抵抗埋め込み層の両外側端を越えない幅を持ち且つ該
高抵抗埋め込み層の表面及び前記メサの表面に接して形
成され該高抵抗埋め込み層とは反対導電型である半導体
層を形成し、該半導体層上に於いてコンタクトする電極
を形成した構成を採っている。
このような構成を採ることに依り、ストライプ状の電極
が幅広く形成されていても、それが前記高抵抗埋め込み
層と反対導電型の半導体層上に存在する限り前記高抵抗
埋め込み層に接触することは皆無であり、その結果、大
きな漏れ電流を発生することがなく、従って、閾値電流
の低下、カット・オフ周波数の向上を可能とし、安定な
レーザ発振が行われ、また、ストライプ状の電極を形成
する際、それ自体を微細化することが不要になることは
勿論、微細な位置合わせも不要になるから製造が容易と
なり、更にまた、ヒート・シンクにマウントした場合の
熱放散は良好である。
が幅広く形成されていても、それが前記高抵抗埋め込み
層と反対導電型の半導体層上に存在する限り前記高抵抗
埋め込み層に接触することは皆無であり、その結果、大
きな漏れ電流を発生することがなく、従って、閾値電流
の低下、カット・オフ周波数の向上を可能とし、安定な
レーザ発振が行われ、また、ストライプ状の電極を形成
する際、それ自体を微細化することが不要になることは
勿論、微細な位置合わせも不要になるから製造が容易と
なり、更にまた、ヒート・シンクにマウントした場合の
熱放散は良好である。
第１図乃至第５図は本発明一実施例を製造する場合につ
いて説明する為の工程要所に於ける半導体発光装置の要
部切断正面図、第６図は従来例の要部切断正面図、第７
図は従来例の欠点を説明する為の要部切断正面図をそれ
ぞれ表している。 図に於いて、７はn+型InP基板、８はｎ型InGaAsP活性
層、8Aはｎ型InGaAsP活性層８の一部であるストライプ
状の発光領域、９はｐ型InPクラッド層、10は溝、10Aは
溝10を埋めるn-型InP高抵抗埋め込み層、11はp+型InP
層、12はｐ側電極、13はｎ側電極をそれぞれ示してい
る。
いて説明する為の工程要所に於ける半導体発光装置の要
部切断正面図、第６図は従来例の要部切断正面図、第７
図は従来例の欠点を説明する為の要部切断正面図をそれ
ぞれ表している。 図に於いて、７はn+型InP基板、８はｎ型InGaAsP活性
層、8Aはｎ型InGaAsP活性層８の一部であるストライプ
状の発光領域、９はｐ型InPクラッド層、10は溝、10Aは
溝10を埋めるn-型InP高抵抗埋め込み層、11はp+型InP
層、12はｐ側電極、13はｎ側電極をそれぞれ示してい
る。
Claims (1)
- 【請求項１】活性層を含んで積層された諸半導体層をス
トライプ状のメサにする為に表面から基板に達するまで
作成された二本の溝と、 該二本の溝を埋め且つ表面が平坦である高抵抗埋め込み
層と、 該二本の高抵抗埋め込み層に於ける両外側端を越えない
幅を有し且つ該高抵抗埋め込み層の表面及び前記メサの
表面に接して形成され該高抵抗埋め込み層とは反対導電
型である半導体層と、 該半導体層上に形成されてコンタクトするストライプ状
の電極と を備えてなることを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288586A JPH0697707B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3288586A JPH0697707B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62193189A JPS62193189A (ja) | 1987-08-25 |
| JPH0697707B2 true JPH0697707B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=12371328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3288586A Expired - Lifetime JPH0697707B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697707B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2714642B2 (ja) * | 1988-07-11 | 1998-02-16 | 富士通株式会社 | 半導体発光素子の製造方法 |
| JP2870632B2 (ja) * | 1995-07-13 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 半導体光集積回路およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP3288586A patent/JPH0697707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62193189A (ja) | 1987-08-25 |
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