JPH1056200A - 発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
発光ダイオードおよびその製造方法Info
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- JPH1056200A JPH1056200A JP22600896A JP22600896A JPH1056200A JP H1056200 A JPH1056200 A JP H1056200A JP 22600896 A JP22600896 A JP 22600896A JP 22600896 A JP22600896 A JP 22600896A JP H1056200 A JPH1056200 A JP H1056200A
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- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
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- H10H20/819—Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
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- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化に拘わらず誘導放出をより確実に防
止して安定した温度特性を示す発光ダイオード１０を提
供する。 【解決手段】 基板１１上で、一対のクラッド層１２、
１４および一対のブロック層１６、１７の共同により、
これらクラッド層１２、１４およびブロック層１６、１
７間で該両層１２、１４、１６、１７に取り巻かれて形
成された連続する活性層１３を含む発光ダイオード１
０。連続する活性層１３には、一対のクラッド層１２、
１４間でキャリアの注入を受けて発光する発光部１３
ａ、１３ｂおよびこの発光部１３ａ、１３ｂからの光を
吸収する光吸収部１３ｃが連続して形成されている。
止して安定した温度特性を示す発光ダイオード１０を提
供する。 【解決手段】 基板１１上で、一対のクラッド層１２、
１４および一対のブロック層１６、１７の共同により、
これらクラッド層１２、１４およびブロック層１６、１
７間で該両層１２、１４、１６、１７に取り巻かれて形
成された連続する活性層１３を含む発光ダイオード１
０。連続する活性層１３には、一対のクラッド層１２、
１４間でキャリアの注入を受けて発光する発光部１３
ａ、１３ｂおよびこの発光部１３ａ、１３ｂからの光を
吸収する光吸収部１３ｃが連続して形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードお
よびその製造方法に関し、特に、端面から光を出力する
いわゆる端面放射型発光ダイオードおよびその製造方法
に関する。
よびその製造方法に関し、特に、端面から光を出力する
いわゆる端面放射型発光ダイオードおよびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオードでは、発光ダイオード内
部で光導波路の端面反射が生じると、その誘導放出作用
によって、安定した自然光の放出が困難になる。そこ
で、例えば、特公平７−９７６６１号公報には、端面放
射型発光ダイオードの一端部に発光部のための活性層を
形成すると共に、当該ダイオードの他端部に、発光部の
ための活性層に整列する活性層からなる光吸収部を形成
することが提案された。この光吸収部を備える発光ダイ
オードによれば、発光部から放出された光のうち、発光
ダイオード内部を光吸収部へ向かう光は光吸収部で吸収
されることから、この光の端面反射を防止し、これによ
り誘導放出作用を抑制することができる。
部で光導波路の端面反射が生じると、その誘導放出作用
によって、安定した自然光の放出が困難になる。そこ
で、例えば、特公平７−９７６６１号公報には、端面放
射型発光ダイオードの一端部に発光部のための活性層を
形成すると共に、当該ダイオードの他端部に、発光部の
ための活性層に整列する活性層からなる光吸収部を形成
することが提案された。この光吸収部を備える発光ダイ
オードによれば、発光部から放出された光のうち、発光
ダイオード内部を光吸収部へ向かう光は光吸収部で吸収
されることから、この光の端面反射を防止し、これによ
り誘導放出作用を抑制することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の発光ダイオードでは、発光部のための活性
層と、光吸収部のための活性層との間に、これら活性層
の屈折率とは異なる屈折率を有するブロック層が介在す
る。そのため、活性層とブロック層との界面で光の屈折
が生じることから、発光部から光吸収部へ向かう光の全
てを確実に光吸収部に案内することができず、屈折を生
じた一部の光が端面反射による誘導放出を生じる虞があ
り、低温動作での発光特性の低下を招く虞があった。そ
こで、温度変化に拘わらず誘導放出をより確実に防止し
て安定した温度特性を示す発光ダイオードの出現が望ま
れていた。
ような従来の発光ダイオードでは、発光部のための活性
層と、光吸収部のための活性層との間に、これら活性層
の屈折率とは異なる屈折率を有するブロック層が介在す
る。そのため、活性層とブロック層との界面で光の屈折
が生じることから、発光部から光吸収部へ向かう光の全
てを確実に光吸収部に案内することができず、屈折を生
じた一部の光が端面反射による誘導放出を生じる虞があ
り、低温動作での発光特性の低下を招く虞があった。そ
こで、温度変化に拘わらず誘導放出をより確実に防止し
て安定した温度特性を示す発光ダイオードの出現が望ま
れていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係る発光ダイオードは、基板上で、一
対のクラッド層および一対のブロック層の共同により、
該クラッド層およびブロック層間で該両層に取り巻かれ
て形成された連続する活性層を含む。この連続する活性
層には、一対のクラッド層間でキャリアの注入を受けて
発光する発光部およびこの発光部からの光を吸収する光
吸収部が連続して形成されている。
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係る発光ダイオードは、基板上で、一
対のクラッド層および一対のブロック層の共同により、
該クラッド層およびブロック層間で該両層に取り巻かれ
て形成された連続する活性層を含む。この連続する活性
層には、一対のクラッド層間でキャリアの注入を受けて
発光する発光部およびこの発光部からの光を吸収する光
吸収部が連続して形成されている。
【０００５】従って、本発明に係る発光ダイオードで
は、発光部および光吸収部が光導波路の作用をなす活性
層に連続して形成されていることから、発光部から光吸
収部に向かう光導波路に光の反射を生じる急激な屈折率
変化が生じることはなく、発光部から光吸収部に向かう
光を確実に光吸収部に案内することができる。その結
果、発光ダイオード内部での反射をより確実に防止し、
誘導放出によるレーザ発振を確実に抑制することがで
き、これにより発光ダイオードの温度特性の一層の安定
を図ることが可能となる。
は、発光部および光吸収部が光導波路の作用をなす活性
層に連続して形成されていることから、発光部から光吸
収部に向かう光導波路に光の反射を生じる急激な屈折率
変化が生じることはなく、発光部から光吸収部に向かう
光を確実に光吸収部に案内することができる。その結
果、発光ダイオード内部での反射をより確実に防止し、
誘導放出によるレーザ発振を確実に抑制することがで
き、これにより発光ダイオードの温度特性の一層の安定
を図ることが可能となる。
【０００６】活性層の光吸収部におけるバンドギャップ
エネルギーを、発光部におけるそれよりも小さいくする
ことにより、光吸収部での吸収効率を高めることができ
る。また、発光部におけるバンドギャップエネルギーを
部分的に変化させることにより、発光スペクトル幅を広
げて、より自然光に近い光を得ることができる。
エネルギーを、発光部におけるそれよりも小さいくする
ことにより、光吸収部での吸収効率を高めることができ
る。また、発光部におけるバンドギャップエネルギーを
部分的に変化させることにより、発光スペクトル幅を広
げて、より自然光に近い光を得ることができる。
【０００７】バンドギャップエネルギーが変化する連続
する活性層の形成に、選択成長用マスクを用いた気相成
長法である選択成長法を適用することができる。この選
択成長法では、気相成長法として、有機金属気相成長法
を用いることが、比較的容易に活性層のバンドギャップ
エネルギーを制御することができる点で、望ましい。
する活性層の形成に、選択成長用マスクを用いた気相成
長法である選択成長法を適用することができる。この選
択成長法では、気相成長法として、有機金属気相成長法
を用いることが、比較的容易に活性層のバンドギャップ
エネルギーを制御することができる点で、望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明に係る発光ダイオードの特徴
を最も端的に表す縦断面であり、図２は、本発明に係る
発光ダイオードの全体を示す斜視図である。図１に先立
って、本発明に係る発光ダイオードを図２に沿って説明
する。
について詳細に説明する。 〈具体例〉図１は、本発明に係る発光ダイオードの特徴
を最も端的に表す縦断面であり、図２は、本発明に係る
発光ダイオードの全体を示す斜視図である。図１に先立
って、本発明に係る発光ダイオードを図２に沿って説明
する。
【０００９】図２に示す発光ダイオード１０は、半導体
材料の積層体からなり、その積層体の端面を発光面とす
るいわゆる端面発光型発光ダイオードである。本発明に
係る発光ダイオード１０は、例えばｎ型InＰからなる半
導体基板１１と、基板１１の中央部に基板１１の長手方
向に形成された例えばｎ型InＰからなる第１のクラッド
層１２と、第１のクラッド層１２上に積層された例えば
アンドープInGaAsＰからなる活性層１３と、活性層１３
上に積層された例えばｐ型InＰからなる第２のクラッド
層１４と、第２のクラッド層１４を覆って基板１１に対
向して形成されたオーム接触を得るための例えばInGaAs
Ｐからなるコンタクト層１５とを備える。
材料の積層体からなり、その積層体の端面を発光面とす
るいわゆる端面発光型発光ダイオードである。本発明に
係る発光ダイオード１０は、例えばｎ型InＰからなる半
導体基板１１と、基板１１の中央部に基板１１の長手方
向に形成された例えばｎ型InＰからなる第１のクラッド
層１２と、第１のクラッド層１２上に積層された例えば
アンドープInGaAsＰからなる活性層１３と、活性層１３
上に積層された例えばｐ型InＰからなる第２のクラッド
層１４と、第２のクラッド層１４を覆って基板１１に対
向して形成されたオーム接触を得るための例えばInGaAs
Ｐからなるコンタクト層１５とを備える。
【００１０】第１のクラッド層１２、活性層１３および
第２のクラッド層１４からなる積層構造の両側には、基
板１１とコンタクト層１５との間に、それぞれｐ型InＰ
およびｎ型InＰからなる第１および第２のブロック層１
６および１７が形成されている。
第２のクラッド層１４からなる積層構造の両側には、基
板１１とコンタクト層１５との間に、それぞれｐ型InＰ
およびｎ型InＰからなる第１および第２のブロック層１
６および１７が形成されている。
【００１１】活性層１３は、図１に示すように、基板１
１の長手方向における両端部で各端面が露出するよう
に、基板１１の長手方向の全長に伸長する。また、活性
層１３の上下方向を覆う一対のクラッド層１２および１
４も基板１１の長手方向の全長に伸長する。さらに、図
２に示したように、一対のブロック層１６および１７も
基板１１の長手方向の全長に伸長する。これにより、活
性層１３は、基板１１上で、一対のクラッド層１２およ
び１４および一対のブロック層１６および１７の共同に
より、これらの層１２、１４、１６および１７に取り巻
かれるように、基板１１上に形成されている。
１の長手方向における両端部で各端面が露出するよう
に、基板１１の長手方向の全長に伸長する。また、活性
層１３の上下方向を覆う一対のクラッド層１２および１
４も基板１１の長手方向の全長に伸長する。さらに、図
２に示したように、一対のブロック層１６および１７も
基板１１の長手方向の全長に伸長する。これにより、活
性層１３は、基板１１上で、一対のクラッド層１２およ
び１４および一対のブロック層１６および１７の共同に
より、これらの層１２、１４、１６および１７に取り巻
かれるように、基板１１上に形成されている。
【００１２】図１に示す例では、活性層１３は、その長
手方向の一端側に位置する左方領域１３ａ、中央部分に
位置する中央領域１３ｂおよび他端側に位置する右方領
域１３ｃ毎に、厚さ寸法が順次増大しており、この厚さ
寸法の増大に応じて、順次、それぞれの領域１３ａ、１
３ｂおよび１３ｃにおけるバンドギャップエネルギーが
減少している。
手方向の一端側に位置する左方領域１３ａ、中央部分に
位置する中央領域１３ｂおよび他端側に位置する右方領
域１３ｃ毎に、厚さ寸法が順次増大しており、この厚さ
寸法の増大に応じて、順次、それぞれの領域１３ａ、１
３ｂおよび１３ｃにおけるバンドギャップエネルギーが
減少している。
【００１３】基板１１およびコンタクト層１５には、そ
れぞれ一対の電極１８および１９が形成されている。両
電極１８および１９は、活性層１３の左方領域１３ａお
よび中央領域１３ｂに対応して、基板１１の長手方向の
一端から距離Ｌ1 の長さに形成されている。この両電極
１８および１９は、基板１１の長手方向における全長
（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）に及ぶことはなく、活性層１３の右方領
域１３ｃに伸びることはない。従って、両電極１８は、
基板１１の他端から距離Ｌ2 に至る領域には形成されて
いない。両電極１８および１９を基板１１の全長（Ｌ1
＋Ｌ2 ）に形成することができるが、この場合、電極１
８および１９と、基板およびコンタクト層１５との間
へ、右方領域１３ｃに対応する長さＬ2 の領域に、図示
しない電気絶縁層が挿入される。
れぞれ一対の電極１８および１９が形成されている。両
電極１８および１９は、活性層１３の左方領域１３ａお
よび中央領域１３ｂに対応して、基板１１の長手方向の
一端から距離Ｌ1 の長さに形成されている。この両電極
１８および１９は、基板１１の長手方向における全長
（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）に及ぶことはなく、活性層１３の右方領
域１３ｃに伸びることはない。従って、両電極１８は、
基板１１の他端から距離Ｌ2 に至る領域には形成されて
いない。両電極１８および１９を基板１１の全長（Ｌ1
＋Ｌ2 ）に形成することができるが、この場合、電極１
８および１９と、基板およびコンタクト層１５との間
へ、右方領域１３ｃに対応する長さＬ2 の領域に、図示
しない電気絶縁層が挿入される。
【００１４】図示しない電源の負電極が発光ダイオード
１０の電極１８に接続され、また前記電源の正電極が発
光ダイオード１０の電極１９に接続されると、ｎ型の第
１のクラッド層１２およびｐ型の第２のクラッド層１４
間に形成された活性層１３のうち、両電極１８および１
９に挟まれる左方領域１３ａおよび中央領域１３ｂで、
キャリアの注入が生じる。このキャリアの注入により、
活性層１３の両領域１３ａおよび１３ｂが発光部として
作用し、それぞれのバンドギャップエネルギーに応じた
波長の自然放出光が発せられる。
１０の電極１８に接続され、また前記電源の正電極が発
光ダイオード１０の電極１９に接続されると、ｎ型の第
１のクラッド層１２およびｐ型の第２のクラッド層１４
間に形成された活性層１３のうち、両電極１８および１
９に挟まれる左方領域１３ａおよび中央領域１３ｂで、
キャリアの注入が生じる。このキャリアの注入により、
活性層１３の両領域１３ａおよび１３ｂが発光部として
作用し、それぞれのバンドギャップエネルギーに応じた
波長の自然放出光が発せられる。
【００１５】一対のクラッド層１２および１４は、活性
層１３との屈折率差により、活性層１３の領域１３ａお
よび１３ｂからの光を活性層１３内に封じ込める。ま
た、一対のブロック層１６および１７は、活性層１３と
の屈折率差により、同様に、光を活性層１３内に封じ込
めると共に、両電極１８および１９間の電流に逆バイア
ス特性を示すことにより、活性層１３への電流の集束を
図り、発光効率を高める作用をなす。
層１３との屈折率差により、活性層１３の領域１３ａお
よび１３ｂからの光を活性層１３内に封じ込める。ま
た、一対のブロック層１６および１７は、活性層１３と
の屈折率差により、同様に、光を活性層１３内に封じ込
めると共に、両電極１８および１９間の電流に逆バイア
ス特性を示すことにより、活性層１３への電流の集束を
図り、発光効率を高める作用をなす。
【００１６】活性層１３の発光部（１３ａおよび１３
ｂ）からの自然放出光は、活性層１３を光導波路とし
て、その長手方向へ案内される。この光導波路に案内さ
れる光のうち、図１に示す左端に向けて案内された光
は、活性層１３の一端から、自然放出光として放出され
る。他方、活性層１３を光導波路として、逆方向へ案内
された光は、活性層１３の発光部の一部を構成する領域
１３ｂに連続して形成された領域１３ｂで好適に吸収さ
れる。
ｂ）からの自然放出光は、活性層１３を光導波路とし
て、その長手方向へ案内される。この光導波路に案内さ
れる光のうち、図１に示す左端に向けて案内された光
は、活性層１３の一端から、自然放出光として放出され
る。他方、活性層１３を光導波路として、逆方向へ案内
された光は、活性層１３の発光部の一部を構成する領域
１３ｂに連続して形成された領域１３ｂで好適に吸収さ
れる。
【００１７】光吸収部として作用するこの右方領域１３
ｃは、発光部（１３ａおよび１３ｂ）に連続して形成さ
れていることから、発光部（１３ａおよび１３ｂ）から
光吸収部（１３ｃ）へ向かう光が、従来のような急激な
屈折率の差も持つ部分を通過することがない。そのた
め、発光部（１３ａおよび１３ｂ）から光吸収部（１３
ｃ）に向かう光が、この屈折率差による散乱等を受ける
ことはなく、確実に光吸収部（１３ｃ）に案内されるこ
とから、光吸収部（１３ｃ）で確実に吸収される。
ｃは、発光部（１３ａおよび１３ｂ）に連続して形成さ
れていることから、発光部（１３ａおよび１３ｂ）から
光吸収部（１３ｃ）へ向かう光が、従来のような急激な
屈折率の差も持つ部分を通過することがない。そのた
め、発光部（１３ａおよび１３ｂ）から光吸収部（１３
ｃ）に向かう光が、この屈折率差による散乱等を受ける
ことはなく、確実に光吸収部（１３ｃ）に案内されるこ
とから、光吸収部（１３ｃ）で確実に吸収される。
【００１８】従って、発光部（１３ａおよび１３ｂ）か
らの光が、活性層１３の他端での端面反射を生じること
はなく、端面反射を確実に防止して、この反射による誘
導放出を確実に防止することができる。このことから、
本発明に係る発光ダイオード１０では、両電極１８およ
び１９間に比較的大電流を流しても、従来しばしば見ら
れた誘導放出現象の発生が抑制され、また低温での発光
特性が良好に維持される。その結果、発光ダイオード１
０は、安定した自然光を放出し続ける。
らの光が、活性層１３の他端での端面反射を生じること
はなく、端面反射を確実に防止して、この反射による誘
導放出を確実に防止することができる。このことから、
本発明に係る発光ダイオード１０では、両電極１８およ
び１９間に比較的大電流を流しても、従来しばしば見ら
れた誘導放出現象の発生が抑制され、また低温での発光
特性が良好に維持される。その結果、発光ダイオード１
０は、安定した自然光を放出し続ける。
【００１９】活性層１３の発光部（１３ａおよび１３
ｂ）および光吸収部１３ｃをほぼ同一のバンドギャップ
エネルギーを示す構成とすることができるが、光吸収部
１３ｃでの光吸収効果を高める上で、図示のとおり、光
吸収部１３ｃのバンドギャップエネルギーを発光部（１
３ａおよび１３ｂ）のそれより小さくすることが望まし
い。また、発光部（１３ａおよび１３ｂ）を同一のバン
ドギャップエネルギーを示す構成とすることができる
が、より自然光に近い広いスペクトル成分の光を得る上
で、発光部のバンドギャップエネルギーを部分的（１３
ａ、１３ｂ）に変化させることが望ましい。さらに、活
性層１３に多重量子井戸構造を採用することにより、発
光部での発光効率を一層高めることができる。
ｂ）および光吸収部１３ｃをほぼ同一のバンドギャップ
エネルギーを示す構成とすることができるが、光吸収部
１３ｃでの光吸収効果を高める上で、図示のとおり、光
吸収部１３ｃのバンドギャップエネルギーを発光部（１
３ａおよび１３ｂ）のそれより小さくすることが望まし
い。また、発光部（１３ａおよび１３ｂ）を同一のバン
ドギャップエネルギーを示す構成とすることができる
が、より自然光に近い広いスペクトル成分の光を得る上
で、発光部のバンドギャップエネルギーを部分的（１３
ａ、１３ｂ）に変化させることが望ましい。さらに、活
性層１３に多重量子井戸構造を採用することにより、発
光部での発光効率を一層高めることができる。
【００２０】次に、図１および図２に示した発光ダイオ
ード１０を比較的容易に形成することのできる製造方法
について、図３〜図８に沿って説明する。図３に示すよ
うに、基板１１上に、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2 ）あるいはシリコン窒化膜（ＳｉＮ）のような誘電体
からなる一対のマスク部分２０および２０が形成され
る。マスク２１を構成する両マスク部分２０は、互いに
間隔をおいて基板１１の長手方向に沿って形成されてい
る。両マスク部分２０は、基板１１の他端からほぼ距離
Ｌ2 に至る長さで相互に一定の間隔Ｗ1 をおいて伸長す
る広幅部分２０ａと、この広幅部分２０ａからその伸長
方向へ相互により大きな間隔Ｗ2 をおいて伸長する細幅
部分２０ｂとを備え、両細幅部分２０ｂの先端には相互
の間隔を漸増するテーパ２０ｃが付されている。
ード１０を比較的容易に形成することのできる製造方法
について、図３〜図８に沿って説明する。図３に示すよ
うに、基板１１上に、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2 ）あるいはシリコン窒化膜（ＳｉＮ）のような誘電体
からなる一対のマスク部分２０および２０が形成され
る。マスク２１を構成する両マスク部分２０は、互いに
間隔をおいて基板１１の長手方向に沿って形成されてい
る。両マスク部分２０は、基板１１の他端からほぼ距離
Ｌ2 に至る長さで相互に一定の間隔Ｗ1 をおいて伸長す
る広幅部分２０ａと、この広幅部分２０ａからその伸長
方向へ相互により大きな間隔Ｗ2 をおいて伸長する細幅
部分２０ｂとを備え、両細幅部分２０ｂの先端には相互
の間隔を漸増するテーパ２０ｃが付されている。
【００２１】マスク２１が形成された基板１１上には、
このマスクと気相成長法との組合せである選択成長法に
よって、図４に示されているような第１のクラッド層１
２、活性層１３および第２のクラッド層１４からなる積
層体が形成される。気相成長法として、有機金属気相成
長法を採用することができる。この気相成長法を利用し
た選択成長法によれば、従来よく知られているように、
供給される半導体原料ガスはマスク部分２０に覆われて
いない基板１１上で熱分解によりエピタキシャル成長す
るが、マスク部分２０上に供給された原料ガスはこのマ
スク部分２０上で反応することなく基板１１の露出部分
へ移動してエピタキシャル成長する。その結果、基板１
１上の両マスク部分２０に近い位置と遠い位置、すなわ
ちマスク間隔の小さい位置（Ｗ1 ）と大きい位置（Ｗ
2 ）とでは、半導体層の成長速度が異なることにより、
半導体の層厚に差が生じ、あるいは結晶組成が異なるこ
とにより、バンドギャップの異なる領域が形成される。
このマスクと気相成長法との組合せである選択成長法に
よって、図４に示されているような第１のクラッド層１
２、活性層１３および第２のクラッド層１４からなる積
層体が形成される。気相成長法として、有機金属気相成
長法を採用することができる。この気相成長法を利用し
た選択成長法によれば、従来よく知られているように、
供給される半導体原料ガスはマスク部分２０に覆われて
いない基板１１上で熱分解によりエピタキシャル成長す
るが、マスク部分２０上に供給された原料ガスはこのマ
スク部分２０上で反応することなく基板１１の露出部分
へ移動してエピタキシャル成長する。その結果、基板１
１上の両マスク部分２０に近い位置と遠い位置、すなわ
ちマスク間隔の小さい位置（Ｗ1 ）と大きい位置（Ｗ
2 ）とでは、半導体層の成長速度が異なることにより、
半導体の層厚に差が生じ、あるいは結晶組成が異なるこ
とにより、バンドギャップの異なる領域が形成される。
【００２２】そのため、選択成長により、基板１１上に
形成された第１のクラッド層１２、活性層１３、および
第２のクラッド層１４は、それぞれ両マスク部分２０が
伸長しない基板１１の図４で見て左方に示す一端側の領
域では厚さ寸法が最も小さく成長し、マスク間隔の大き
い部分（Ｗ2 ）に対応する中間領域では、厚さ寸法が僅
かに大きく成長し、さらにマスク間隔の小さい部分（Ｗ
1 ）に対応する領域では、さらに厚さ寸法は増大する。
形成された第１のクラッド層１２、活性層１３、および
第２のクラッド層１４は、それぞれ両マスク部分２０が
伸長しない基板１１の図４で見て左方に示す一端側の領
域では厚さ寸法が最も小さく成長し、マスク間隔の大き
い部分（Ｗ2 ）に対応する中間領域では、厚さ寸法が僅
かに大きく成長し、さらにマスク間隔の小さい部分（Ｗ
1 ）に対応する領域では、さらに厚さ寸法は増大する。
【００２３】また、InＰの成長による第１のクラッド層
１２および第２のクラッド層１４は、その組成上、材料
の部分的置換が生じることはなく、そのバンドギャップ
エネルギーに、前記した成長速度差による厚さ変化に応
じた変化が生じることはない。そのため、両クラッド層
１２および１４のバンドギャップはその長手方向で一定
に保持される。
１２および第２のクラッド層１４は、その組成上、材料
の部分的置換が生じることはなく、そのバンドギャップ
エネルギーに、前記した成長速度差による厚さ変化に応
じた変化が生じることはない。そのため、両クラッド層
１２および１４のバンドギャップはその長手方向で一定
に保持される。
【００２４】これに対し、活性層１３を構成するInGaAs
Ｐは、その構成材料であるGaおよびInが共に同族（３
族）である。この同族の元素は、マスク２０上での拡散
距離が相互に異なることから、活性層１３の成長に際
し、材料（GaおよびIn）の部分的置換が生じる。そのた
め、成長速度差による厚さ変化に応じて、バンドギャッ
プエネルギー差が生じる。その結果、活性層１３のう
ち、厚さ寸法の最も小さな領域１３ａがバンドギャップ
エネルギーが最も大きな領域となり、順次厚さ寸法の中
間の値の領域１３ｂ、および厚さ寸法の最も大きい領域
１３ｃの順にバンドギャップエネルギーが小さくなる。
これらの領域が図１に示した左方領域１３ａ、中央領域
１３ｂおよび右方領域１３ｃにそれぞれ対応する。
Ｐは、その構成材料であるGaおよびInが共に同族（３
族）である。この同族の元素は、マスク２０上での拡散
距離が相互に異なることから、活性層１３の成長に際
し、材料（GaおよびIn）の部分的置換が生じる。そのた
め、成長速度差による厚さ変化に応じて、バンドギャッ
プエネルギー差が生じる。その結果、活性層１３のう
ち、厚さ寸法の最も小さな領域１３ａがバンドギャップ
エネルギーが最も大きな領域となり、順次厚さ寸法の中
間の値の領域１３ｂ、および厚さ寸法の最も大きい領域
１３ｃの順にバンドギャップエネルギーが小さくなる。
これらの領域が図１に示した左方領域１３ａ、中央領域
１３ｂおよび右方領域１３ｃにそれぞれ対応する。
【００２５】図４に示した第１のクラッド層１２、活性
層１３および第２のクラッド層１４からなる積層体の形
成後、図５に示すように、ストライプ状の積層体を得る
ために、該積層体の上面を覆って、両マスク部分２０間
の中央部を基板１１の長手方向に伸びる選択マスク２２
を形成する。このマスク２２を用いた選択エッチング処
理により、図６に示すように、前記積層体は、シングル
モードファイバのモードフィールド径よりも小さな例え
ば２〜５μｍの幅寸法に加工される。
層１３および第２のクラッド層１４からなる積層体の形
成後、図５に示すように、ストライプ状の積層体を得る
ために、該積層体の上面を覆って、両マスク部分２０間
の中央部を基板１１の長手方向に伸びる選択マスク２２
を形成する。このマスク２２を用いた選択エッチング処
理により、図６に示すように、前記積層体は、シングル
モードファイバのモードフィールド径よりも小さな例え
ば２〜５μｍの幅寸法に加工される。
【００２６】その後、図７に示すように、帯状の積層体
１２、１３および１４の両側を覆うように、例えばマス
ク２２を利用した気相成長法により第１のブロック層１
６および第２のブロック層１７が形成される。両ブロッ
ク層１６および１７の形成後、マスク２２が除去され、
図８に示すように、第２のクラッド層１４およびその両
側の第２のブロック層１７を同一平面で覆うコンタクト
層１５が例えば気相成長法により、形成される。このコ
ンタクト層１５の上面および基板１１の底面の所定領域
に、図１に示したと同様な電極１８および１９が形成さ
れ、図２に示した発光ダイオード１０が得られる。
１２、１３および１４の両側を覆うように、例えばマス
ク２２を利用した気相成長法により第１のブロック層１
６および第２のブロック層１７が形成される。両ブロッ
ク層１６および１７の形成後、マスク２２が除去され、
図８に示すように、第２のクラッド層１４およびその両
側の第２のブロック層１７を同一平面で覆うコンタクト
層１５が例えば気相成長法により、形成される。このコ
ンタクト層１５の上面および基板１１の底面の所定領域
に、図１に示したと同様な電極１８および１９が形成さ
れ、図２に示した発光ダイオード１０が得られる。
【００２７】選択成長用マスク２１として、図３に示し
た形状の他、両マスク部分２０の間隔を基板１１の一端
へ向けて漸増させる形状等、種々の形状のマスクを用い
ることができる。
た形状の他、両マスク部分２０の間隔を基板１１の一端
へ向けて漸増させる形状等、種々の形状のマスクを用い
ることができる。
【００２８】続いて、活性層１３を１．３μｍ帯の量子
井戸構造としたときの一実施例を次に述べる。量子井戸
構造の井戸層のバンドギャップ波長および厚さ寸法は、
それぞれ１．３８μｍおよび７ｎｍであり、障壁層のバ
ンドギャップ波長および厚さ寸法は、それぞれ１．１０
μｍおよび１０ｎｍ、井戸数１０である。この量子井戸
構造を形成するために、間隔Ｗ2 が２０μｍ、マスク広
幅部分２０ａの幅寸法が８０μｍのマスク２０を用いて
形成した量子井戸構造の活性層１３の発光特性は、発光
部１３ｂでのフォトルミネッセンスピーク波長が発光部
１３ａでのそれよりも８０ｎｍ長波長側に移動した。
井戸構造としたときの一実施例を次に述べる。量子井戸
構造の井戸層のバンドギャップ波長および厚さ寸法は、
それぞれ１．３８μｍおよび７ｎｍであり、障壁層のバ
ンドギャップ波長および厚さ寸法は、それぞれ１．１０
μｍおよび１０ｎｍ、井戸数１０である。この量子井戸
構造を形成するために、間隔Ｗ2 が２０μｍ、マスク広
幅部分２０ａの幅寸法が８０μｍのマスク２０を用いて
形成した量子井戸構造の活性層１３の発光特性は、発光
部１３ｂでのフォトルミネッセンスピーク波長が発光部
１３ａでのそれよりも８０ｎｍ長波長側に移動した。
【００２９】光吸収部１３ｃの長さ寸法Ｌ2 の長さ寸法
は、この光吸収部１３ｃにおけるバンドギャップエネル
ギーと発光部１３ａおよび１３ｂにおけるそれとの差に
応じて、適宜設定することが望ましい。発光部および光
吸収部におけるバンドギャップエネルギー差が比較的大
きいとき、光吸収部１３ｃの長さ寸法Ｌ2 が比較的小さ
くても、端面反射の原因となる光をこの光吸収部で効果
的に吸収できるが、そのバンドギャップエネルギー差が
小さいとき、この光吸収部１３ｃの長さ寸法Ｌ2 の増大
によって、所望の光吸収効果を確保することができる。
は、この光吸収部１３ｃにおけるバンドギャップエネル
ギーと発光部１３ａおよび１３ｂにおけるそれとの差に
応じて、適宜設定することが望ましい。発光部および光
吸収部におけるバンドギャップエネルギー差が比較的大
きいとき、光吸収部１３ｃの長さ寸法Ｌ2 が比較的小さ
くても、端面反射の原因となる光をこの光吸収部で効果
的に吸収できるが、そのバンドギャップエネルギー差が
小さいとき、この光吸収部１３ｃの長さ寸法Ｌ2 の増大
によって、所望の光吸収効果を確保することができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係る発光ダイオードでは、前記
したように、発光部および光吸収部が光導波路の作用を
なす活性層部分に連続して形成されており、発光部から
光吸収部に向かう光導波路に光の反射を生じる急激な屈
折率変化が生じることがないことから、発光部から光吸
収部に向かう光が確実に光吸収部に案内され、この光吸
収部で確実に吸収される。従って、本発明によれば、発
光ダイオード内部での反射をより確実に防止し、誘導放
出によるレーザ発振を確実に抑制することができること
から、温度特性の安定した発光ダイオードを得ることが
できる。
したように、発光部および光吸収部が光導波路の作用を
なす活性層部分に連続して形成されており、発光部から
光吸収部に向かう光導波路に光の反射を生じる急激な屈
折率変化が生じることがないことから、発光部から光吸
収部に向かう光が確実に光吸収部に案内され、この光吸
収部で確実に吸収される。従って、本発明によれば、発
光ダイオード内部での反射をより確実に防止し、誘導放
出によるレーザ発振を確実に抑制することができること
から、温度特性の安定した発光ダイオードを得ることが
できる。
【００３１】また、本発明に係る発光ダイオードの製造
方法によれば、前記したように、比較的容易にバンドギ
ャップエネルギーの異なる活性層を連続して形成するこ
とができることから、温度特性の安定した発光ダイオー
ドを比較的容易に形成することができる。
方法によれば、前記したように、比較的容易にバンドギ
ャップエネルギーの異なる活性層を連続して形成するこ
とができることから、温度特性の安定した発光ダイオー
ドを比較的容易に形成することができる。
【図１】本発明に係る発光ダイオードの縦断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る発光ダイオードの斜視図である。
【図３】本発明に係る発光ダイオードの製造工程（その
１）を示す平面図である。
１）を示す平面図である。
【図４】本発明に係る発光ダイオードの製造工程（その
２）を示す縦断面図である。
２）を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る発光ダイオードの製造工程（その
３）を示す平面図である。
３）を示す平面図である。
【図６】本発明に係る発光ダイオードの製造工程（その
４）を示す端面図である。
４）を示す端面図である。
【図７】本発明に係る発光ダイオードの製造工程（その
５）を示す端面図である。
５）を示す端面図である。
【図８】本発明に係る発光ダイオードの製造工程（その
６）を示す端面図である。
６）を示す端面図である。
１０ 発光ダイオード １１ 基板 １２、１４ クラッド層 １３ 活性層 １３ａ、１３ｂ 発光部 １３ｃ 光吸収部 １６、１７ ブロック層
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上で、一対のクラッド層および一対
のブロック層の共同により、該クラッド層およびブロッ
ク層間で該両層に取り巻かれて形成された活性層を含
み、該活性層には、前記一対のクラッド層間でキャリア
の注入を受けて発光する発光部および該発光部からの光
を吸収する光吸収部が連続して形成されていることを特
徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記活性層の前記光吸収部におけるバン
ドギャップエネルギーは、前記活性層の前記発光部にお
けるそれよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の
発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記発光部におけるバンドギャップエネ
ルギーは、前記光吸収部から離れるに伴なって増大して
いる請求項２記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 半導体基板上に相互に間隔をおいて伸長
しかつその間隔を伸長方向へ増大する一対のマスク部分
を備える選択成長用マスクを用いた気相成長法を利用し
て、前記半導体基板上の前記マスクに覆われていない前
記マスク部分間に、一対のクラッド層および該クラッド
層間の活性層からなる積層構造を形成するについて、前
記活性層のバンドギャップエネルギーを前記マスク部分
の伸長方向へ変化させるべく前記活性層を選択成長させ
て形成したことを特徴とする発光ダイオードの製造方
法。 - 【請求項５】 前記選択成長のための気相成長法とし
て、有機金属気相成長法を利用したことを特徴とする請
求項４記載の発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22600896A JPH1056200A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| KR1019970037050A KR19980018320A (ko) | 1996-08-08 | 1997-08-02 | 발광다이오드 및 그 제조방법 |
| EP97113401A EP0824274A3 (en) | 1996-08-08 | 1997-08-04 | Light emitting diode and manufacturing method therefor |
| US08/907,126 US5828085A (en) | 1996-08-08 | 1997-08-06 | Light emitting diode having light-emitting and light-absorbing regions |
| US09/075,825 US6008066A (en) | 1996-08-08 | 1998-05-12 | Method of manufacturing a light emitting diode to vary band gap energy of active layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22600896A JPH1056200A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056200A true JPH1056200A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16838351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22600896A Pending JPH1056200A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5828085A (ja) |
| EP (1) | EP0824274A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1056200A (ja) |
| KR (1) | KR19980018320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542589A (ja) * | 2010-09-10 | 2013-11-21 | バーレイス テクノロジーズ エルエルシー | 半導体ドナーから分離された層を使用するオプトエレクトロニクスデバイスの製造方法、およびそれによって製造されたデバイス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD462334S1 (en) | 2000-09-25 | 2002-09-03 | Citizen Electronics Co., Ltd. | Light emitting diode |
| GB0108354D0 (en) * | 2001-04-03 | 2001-05-23 | Thirdspace Living Ltd | System and method for providing a user with access to a plurality of sevices and content from a broadband television service |
| JP4650631B2 (ja) * | 2005-11-30 | 2011-03-16 | ソニー株式会社 | 半導体発光装置 |
| KR100658730B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2006-12-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양 전지 |
| KR20160113541A (ko) | 2015-03-22 | 2016-09-30 | 김주철 | 다용도 항균솜 및 제조방법 |
| KR20160114282A (ko) | 2015-03-24 | 2016-10-05 | 김환선 | 다용도 항균솜 및 제조방법 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3214700A1 (de) * | 1982-04-21 | 1983-10-27 | Licentia Gmbh | Optisches nachrichtenuebertragungssystem |
| JPH0797661B2 (ja) * | 1987-09-29 | 1995-10-18 | 沖電気工業株式会社 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| US5252839A (en) * | 1992-06-10 | 1993-10-12 | Hewlett-Packard Company | Superluminescent light-emitting diode with reverse biased absorber |
| JPH0794833A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP3036325B2 (ja) * | 1993-09-28 | 2000-04-24 | 日本鋼管株式会社 | 化成処理性に優れた冷延鋼板 |
| JP2682421B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1997-11-26 | 日本電気株式会社 | 半導体光集積回路の製造方法 |
| EP0712169A1 (en) * | 1994-11-14 | 1996-05-15 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP22600896A patent/JPH1056200A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-02 KR KR1019970037050A patent/KR19980018320A/ko not_active Abandoned
- 1997-08-04 EP EP97113401A patent/EP0824274A3/en not_active Withdrawn
- 1997-08-06 US US08/907,126 patent/US5828085A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542589A (ja) * | 2010-09-10 | 2013-11-21 | バーレイス テクノロジーズ エルエルシー | 半導体ドナーから分離された層を使用するオプトエレクトロニクスデバイスの製造方法、およびそれによって製造されたデバイス |
| US9269854B2 (en) | 2010-09-10 | 2016-02-23 | VerLASE TECHNOLOGIES LLC | Methods of fabricating optoelectronic devices using layers detached from semiconductor donors and devices made thereby |
| US9525150B2 (en) | 2010-09-10 | 2016-12-20 | VerLASE TECHNOLOGIES LLC | Optoelectronic devices made using layers detached from inherently lamellar semiconductor donors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5828085A (en) | 1998-10-27 |
| EP0824274A3 (en) | 2001-10-31 |
| EP0824274A2 (en) | 1998-02-18 |
| KR19980018320A (ko) | 1998-06-05 |
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