JPS6132484A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS6132484A JPS6132484A JP15362684A JP15362684A JPS6132484A JP S6132484 A JPS6132484 A JP S6132484A JP 15362684 A JP15362684 A JP 15362684A JP 15362684 A JP15362684 A JP 15362684A JP S6132484 A JPS6132484 A JP S6132484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- layer
- current injection
- light emitting
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/819—Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
- H10H20/821—Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates of the light-emitting regions, e.g. non-planar junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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]
- H10H20/80—Constructional details
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体発光素子に関する。
（従来技術とその問題点）
半導体レーザ素子９面発元型発光ダイオード。
端面放射型発光ダイオードなどの半導体発光素子は、小
消費電力で高出力・高速変調可能といった特徴を有し、
光フアイバ通信において広く実用に供されている。そし
て、小消費電力、高出力・高速変調可能といった特徴を
生じせしめるには、何よシも活性層への効率的な電流挟
置構造が必要でｓｂ、従来よシ多くの構造の検討がなさ
れて−る。
消費電力で高出力・高速変調可能といった特徴を有し、
光フアイバ通信において広く実用に供されている。そし
て、小消費電力、高出力・高速変調可能といった特徴を
生じせしめるには、何よシも活性層への効率的な電流挟
置構造が必要でｓｂ、従来よシ多くの構造の検討がなさ
れて−る。
しかしながら、従来の電流挟置構造は、低周波域におい
ては十分であっても高周波域においては不十分で、高速
変調特性を低下してしまうといった欠点を有していた。
ては十分であっても高周波域においては不十分で、高速
変調特性を低下してしまうといった欠点を有していた。
即ち、活性層をストライプ状に埋め込み、電流ブロック
層を活性層に近接させて構成した埋め込み型半導体レー
プ素子の場合半導体最上層の拡がシ抵抗が小さい為、半
導体最上層へ高周波電流が漏れ電流ブロック層のｐｎ接
合容量が大きな寄生容量となシ、高周波域の変調特性が
低下するといった欠点を有していた。又、円
−形電流注入部処よシミ流を装置・注入する面発光型発
光ダイオードにおいても同様な寄生容量〈よシ高周波域
の変調特性が低下するといった欠点を有していた。一方
、半導体最上層への高周波電流の漏れを低減する為Ｋ、
電流注入部を除く部分の半導体最上層の上部に絶縁膜を
形成することによシ寄生容量を低減し、応答特性を改善
した報告例も知られているが、゛この構造では絶縁膜を
部分的に半導体最上層の上部に形成したことによる、絶
縁膜のエツジのストレスによシ活性層の劣化が加速され
、実用に供するような半導体発光素子が得られないとい
った欠点を有していた（第４４回応用物理学会学術講演
会講演予稿集２５ａ−Ｐ−８）。
層を活性層に近接させて構成した埋め込み型半導体レー
プ素子の場合半導体最上層の拡がシ抵抗が小さい為、半
導体最上層へ高周波電流が漏れ電流ブロック層のｐｎ接
合容量が大きな寄生容量となシ、高周波域の変調特性が
低下するといった欠点を有していた。又、円
−形電流注入部処よシミ流を装置・注入する面発光型発
光ダイオードにおいても同様な寄生容量〈よシ高周波域
の変調特性が低下するといった欠点を有していた。一方
、半導体最上層への高周波電流の漏れを低減する為Ｋ、
電流注入部を除く部分の半導体最上層の上部に絶縁膜を
形成することによシ寄生容量を低減し、応答特性を改善
した報告例も知られているが、゛この構造では絶縁膜を
部分的に半導体最上層の上部に形成したことによる、絶
縁膜のエツジのストレスによシ活性層の劣化が加速され
、実用に供するような半導体発光素子が得られないとい
った欠点を有していた（第４４回応用物理学会学術講演
会講演予稿集２５ａ−Ｐ−８）。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、高速応答を可能
にした高信頼な半導体発光素子を提供することにある。
にした高信頼な半導体発光素子を提供することにある。
（発明の構成）
本発明によシ得られる半導体発光素子は発光に与かる活
性層を包含する積層構造を備え、この積層構造の最上層
の電流注入部を除く部分の半導体最上層がＩＸＪＯｃｍ
よシも低いキャリア濃度のｐ型溝電型を有し、前記
電流注入部及び前記電流注入部の外側周辺部を除く部分
の半導体最上層の上部に絶縁膜が形成されていることを
特徴とする。
性層を包含する積層構造を備え、この積層構造の最上層
の電流注入部を除く部分の半導体最上層がＩＸＪＯｃｍ
よシも低いキャリア濃度のｐ型溝電型を有し、前記
電流注入部及び前記電流注入部の外側周辺部を除く部分
の半導体最上層の上部に絶縁膜が形成されていることを
特徴とする。
（実施例）
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図状、本発明に基づく一実施例の断面を表わすもの
である。本実施例は半導体基板１にエピタキシャル成長
された活性層２．クラッド層３．電流注入部４１を含む
半導体最上層４及び電極窓５１を含む絶縁膜５．光取出
し窓６１を含むｎ側電極６、ｐ側電極７から構成されて
ｂる。半導体基板ｌは（Ｚｏｏ）方位を有し、Ｓｎがｌ
Ｘｌ０ ｃｍ ドープされたＩｎＰから成シ厚さ１
００μｍ、活性層２はｚｎが７Ｘ１０ｃｍ ドープさ
れたＩｎＯ，７４ＧａＯ，２６Ａ’０．５６Ｐ０．４４
から成シ厚さ０．５μｍ、クラッド層３はｚｎがｌＸｌ
０ ｏｎ ドープされたＩｎＰから成シ厚さ１μｍ、
半導体最上層４はＺｎが５Ｘ１０ ｃｍドープされた”
０Ｊ１４Ｇａ０．１６ＡＳ０．３６Ｐ０．６４から成シ
、厚さ１μｍである。絶縁膜５はｓｉｏ、から成シ厚さ
０．２ ａｍ 、 ｎ ｌＩ・Ｋ極６はＡｕ −Ｇｅ
−Ｎｉ合金から成シ厚さ０．３ ｔｔｍ 、 ｐ （Ｉ
ｌｌｌ電極７はＡｕ−Ｚｎ合金から成シ厚さ０．３μｍ
である。電流注入部４１は直径２０μｍのＺｎ選択拡散
を半導体最上層４中に施すことによ多形成されている。
である。本実施例は半導体基板１にエピタキシャル成長
された活性層２．クラッド層３．電流注入部４１を含む
半導体最上層４及び電極窓５１を含む絶縁膜５．光取出
し窓６１を含むｎ側電極６、ｐ側電極７から構成されて
ｂる。半導体基板ｌは（Ｚｏｏ）方位を有し、Ｓｎがｌ
Ｘｌ０ ｃｍ ドープされたＩｎＰから成シ厚さ１
００μｍ、活性層２はｚｎが７Ｘ１０ｃｍ ドープさ
れたＩｎＯ，７４ＧａＯ，２６Ａ’０．５６Ｐ０．４４
から成シ厚さ０．５μｍ、クラッド層３はｚｎがｌＸｌ
０ ｏｎ ドープされたＩｎＰから成シ厚さ１μｍ、
半導体最上層４はＺｎが５Ｘ１０ ｃｍドープされた”
０Ｊ１４Ｇａ０．１６ＡＳ０．３６Ｐ０．６４から成シ
、厚さ１μｍである。絶縁膜５はｓｉｏ、から成シ厚さ
０．２ ａｍ 、 ｎ ｌＩ・Ｋ極６はＡｕ −Ｇｅ
−Ｎｉ合金から成シ厚さ０．３ ｔｔｍ 、 ｐ （Ｉ
ｌｌｌ電極７はＡｕ−Ｚｎ合金から成シ厚さ０．３μｍ
である。電流注入部４１は直径２０μｍのＺｎ選択拡散
を半導体最上層４中に施すことによ多形成されている。
半導体最上層４の電流注入部４１及び電流注入部４１の
外側周辺部の上部に位置する電極窓５１は、絶縁膜５を
直径３０μｍエツチングによシ除去することによ多形成
されてｈる。さらに、 ｆ、取出し窓６１はｎ ４ｆ４
１Ｉｔ極６を直径１２０μｍエツチングによシ除去する
ことＫよ多形成されている。本実施例は、その動作時に
おｈて直径２０μｍの°電流注入部４１によシ活性層２
へ電流が装置・注入され光取出し窓６１から発光を取出
す面発光型発光ダイオードとして動作する。
外側周辺部の上部に位置する電極窓５１は、絶縁膜５を
直径３０μｍエツチングによシ除去することによ多形成
されてｈる。さらに、 ｆ、取出し窓６１はｎ ４ｆ４
１Ｉｔ極６を直径１２０μｍエツチングによシ除去する
ことＫよ多形成されている。本実施例は、その動作時に
おｈて直径２０μｍの°電流注入部４１によシ活性層２
へ電流が装置・注入され光取出し窓６１から発光を取出
す面発光型発光ダイオードとして動作する。
実施例において、電極窓５１の径は電流注入部４１の径
よシ十分大きい為、絶縁膜を部分的に半導体最上層の上
部に形成したことによる絶縁膜のエツジのストレスが発
光部周辺に加わることがなく、高い素子の信頼性が得ら
れる。一方ｐ側電極７はキャリア濃度の高い電流注入部
４１とは良好なオーミック接触を形成するが、キャリア
濃度の低い電流注入部４１の外側周辺部の半導体最上層
４とはシ目ットキー接触を形成する。さらに、電流注入
部４１を除く半導体最上層４の抵抗率は、電流注入部４
１よシー桁以上大きい為、本構造の素子では直流、低周
波域はもちろん、高周波域においても良好な電流装置効
果が得られる。即ち半導体最上層への高周波電流の渥れ
による寄生容量の増大。
よシ十分大きい為、絶縁膜を部分的に半導体最上層の上
部に形成したことによる絶縁膜のエツジのストレスが発
光部周辺に加わることがなく、高い素子の信頼性が得ら
れる。一方ｐ側電極７はキャリア濃度の高い電流注入部
４１とは良好なオーミック接触を形成するが、キャリア
濃度の低い電流注入部４１の外側周辺部の半導体最上層
４とはシ目ットキー接触を形成する。さらに、電流注入
部４１を除く半導体最上層４の抵抗率は、電流注入部４
１よシー桁以上大きい為、本構造の素子では直流、低周
波域はもちろん、高周波域においても良好な電流装置効
果が得られる。即ち半導体最上層への高周波電流の渥れ
による寄生容量の増大。
応答特性の劣化はｉｔとんど生じない。例えば素子の大
きさを３００μｍ角とした場合、電流注入部４１を除く
半導体最上層４の抵抗率が低く、高周波電流の渥れが大
きい従来構造の素子においては寄生容量は約２００肱と
なシ、大きな応答特性の劣化をもたらし、変調速度も１
００Ｍｂ／ｓ程度が限界となるが、本発明を適用した実
施例においては寄生容量は実効的に約２０Ｐ１：まで低
減され、２００Ｍｂ／Ｓ以上の高速パルス変調が可能と
なる。
きさを３００μｍ角とした場合、電流注入部４１を除く
半導体最上層４の抵抗率が低く、高周波電流の渥れが大
きい従来構造の素子においては寄生容量は約２００肱と
なシ、大きな応答特性の劣化をもたらし、変調速度も１
００Ｍｂ／ｓ程度が限界となるが、本発明を適用した実
施例においては寄生容量は実効的に約２０Ｐ１：まで低
減され、２００Ｍｂ／Ｓ以上の高速パルス変調が可能と
なる。
尚、本発明は面発光型発光ダイオードに限らず、半導体
レーザ素子など、あらゆる半導体発光素子に適用可能で
ある。半導体材料及び組成は、上述の実施例に限定する
必要はなく、あらゆる組成の■−ｖ族化合物半導体に適
用可能である。不純物。
レーザ素子など、あらゆる半導体発光素子に適用可能で
ある。半導体材料及び組成は、上述の実施例に限定する
必要はなく、あらゆる組成の■−ｖ族化合物半導体に適
用可能である。不純物。
絶縁膜材料、電極金属材料も上述の実施例に限定する必
要はない。又、電流装置構造も本実施例に示した構造に
限らず、電流を挾空する機能を有するものであればいか
なる構造にも適用可能である。
要はない。又、電流装置構造も本実施例に示した構造に
限らず、電流を挾空する機能を有するものであればいか
なる構造にも適用可能である。
（発明の効果）
最後に、本発明が有する特徴を要約すれば、電流注入部
を除く部分の半導体最上層がｌＸｌ０”ｃｒｎ−３よシ
も低いキャリア濃度のｐ型導電型を有し、電流注入部及
び、電流注入部の外側周辺部を除く部分の半導体最上層
の上部に絶縁膜を形成することによシ、寄生容量を低減
し、高速パルス変調が大
を除く部分の半導体最上層がｌＸｌ０”ｃｒｎ−３よシ
も低いキャリア濃度のｐ型導電型を有し、電流注入部及
び、電流注入部の外側周辺部を除く部分の半導体最上層
の上部に絶縁膜を形成することによシ、寄生容量を低減
し、高速パルス変調が大
第１図は本発明の一実施例の断面図である。図中ミ １
は半導体基板、２は活性層、３はクラッド層、４は半導
体最上層、４１は電流注入部、５は絶縁膜、６はｎａ電
極、６１は光取出し窓、７はｐ＠電極である。
は半導体基板、２は活性層、３はクラッド層、４は半導
体最上層、４１は電流注入部、５は絶縁膜、６はｎａ電
極、６１は光取出し窓、７はｐ＠電極である。
Claims (1)
- 発光に与かる活性層を包含する積層構造を備え、この
積層構造の最上層の電流注入部を除く部分の半導体最上
層が１×１０＾１＾５ｃｍ＾−＾３よりも低いキャリア
濃度のｐ型導電型を有し、前記電流注入部及び前記電流
注入部の外側周辺部を除く部分の半導体最上層の上部に
絶縁膜が形成されていることを特徴とする半導体発光素
子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15362684A JPS6132484A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体発光素子 |
| CA000487312A CA1251549A (en) | 1984-07-24 | 1985-07-23 | Semiconductor light emitting device |
| DE8585305212T DE3581333D1 (de) | 1984-07-24 | 1985-07-23 | Lichtemittierende halbleitervorrichtung. |
| EP85305212A EP0170481B1 (en) | 1984-07-24 | 1985-07-23 | Semiconductor light emitting device |
| US06/758,237 US4670689A (en) | 1984-07-24 | 1985-07-24 | Semiconductor light emitting diode with high operating speed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15362684A JPS6132484A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132484A true JPS6132484A (ja) | 1986-02-15 |
Family
ID=15566608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15362684A Pending JPS6132484A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132484A (ja) |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15362684A patent/JPS6132484A/ja active Pending
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