JPS6132485A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS6132485A JPS6132485A JP15362784A JP15362784A JPS6132485A JP S6132485 A JPS6132485 A JP S6132485A JP 15362784 A JP15362784 A JP 15362784A JP 15362784 A JP15362784 A JP 15362784A JP S6132485 A JPS6132485 A JP S6132485A
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- Japan
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- Pending
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-
- 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
- H10H20/81—Bodies
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- 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２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
。このような小消費電力。
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
。このような小消費電力。
高出力・高速変調可能といった特徴を生じせしめるには
、何よりも活性層への効率的な電流挟置構造が必要であ
り、従来より多くの構造の検討がなされている。
、何よりも活性層への効率的な電流挟置構造が必要であ
り、従来より多くの構造の検討がなされている。
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
。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走埋め込み型半導体レー
ザ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ｐ
ｎ接合容量が大きな接合容量となシ、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
入部により電流を装置・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により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に、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
とにより寄生容量を低減し、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
ストレスにより活性層の結晶品質の通電劣化が加速され
、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ｈ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走埋め込み型半導体レー
ザ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ｐ
ｎ接合容量が大きな接合容量となシ、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
入部により電流を装置・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により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に、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
とにより寄生容量を低減し、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
ストレスにより活性層の結晶品質の通電劣化が加速され
、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ｈ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。
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。
（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
活性層を備え、この活性層上方に第一の電流挾窄部を有
する電流挾窄層、半導体バッファ層、及び前記第一の電
流挾窄部よりも電流狭窄面積が大きい第二の電流挾窄部
が順次形成され、少なくとも前記第二の電流挾窄部に接
する領域を除く部分の前記半導体バッファ層がＩ Ｘ
１０” ｃｍ−”よりも低いキャリア濃度のＰ型溝電型
を有することを特做とする。
活性層を備え、この活性層上方に第一の電流挾窄部を有
する電流挾窄層、半導体バッファ層、及び前記第一の電
流挾窄部よりも電流狭窄面積が大きい第二の電流挾窄部
が順次形成され、少なくとも前記第二の電流挾窄部に接
する領域を除く部分の前記半導体バッファ層がＩ Ｘ
１０” ｃｍ−”よりも低いキャリア濃度のＰ型溝電型
を有することを特做とする。
（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図は、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゜第一の電流挾窄部４
１を含む電流狭窄層４．ｆｉ流注入部５１を含む半導体
バッファ層５及び第二の電流挾窄部６１を含む絶縁膜６
．光取出し窓７１を含むｎ側電極７．ｐ側電極８から構
成されている。半導体基板１は（Ｉｔ）０）方位を有し
、ＳｎがＩ Ｘ １０”ｃｒｎ−’ドープされたＩｎＰ
から成夛厚さｉ ｏ Ｏａｍ ｅ活性層２はＺｎが７Ｘ
１０ ｃｍ ドープされたＩｎ０．７４Ｇ”０．２
６Ａ８０．５６Ｐ０．４４から成シ厚さ０．５ ｆｉｍ
ｐクラッド層３はＺｎが１×１０ ｃｒｎ ドープさ
れたＩｎＰから成り厚さ１μｍ、’を流挟置層４はＳｎ
が１×１０ｃＩｎドープされ７１ｃ Ｉｎ０．８５Ｇ”
Ｏ，ＩｇＡ８Ｇ、３６ＰＯ，ｇ４から成夛厚さ０．５μ
ｍである。半導体バッファ層５はＺｎがドープされ７’
ｍ Ｉｎ（Ｌ８４Ｇ”０．１６Ａ８０．３６’Ｐ０．６
４から成り、そのキャリア濃度は低ければ低い程良く、
層厚は薄ければ薄い程良いが、実施例においては製造歩
留りの点よりキャリア濃度は５Ｘ１０ ｃｍ 、層厚
は０．５μｍとしている。絶縁膜６はｓｔｏｗから成シ
厚さ０．３μｍｖ”側１！極７はＡｕ −Ｑｅ −Ｎｉ
合金から成シ厚さ０．３μｍ 、 ｐＨｌｌＥ極８はＡ
ｕ−Ｚｎ合金から成〕厚さ０．３μｍである。第一の電
流挾窄部４１及び電流注入部５１は、直径２０／ｊｆｉ
のＺｎ選択拡散を電流挾窄層４及び半導体バッファ層５
中に施すことにより形成されている。第二の電流挾窄部
６１は絶縁膜６を直径３０μｍエツチングにより除去す
ることにより形成され、又光取出し窓７１はｎ側電極７
を直径１２０μｍエツチングによシ除去することにより
形成されている。本実施例は、その動作時において直径
２０μｍの第一の電流挾窄部４１により活性層２へ電流
が狭窄・注入され光取出し窓７１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。
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゜第一の電流挾窄部４
１を含む電流狭窄層４．ｆｉ流注入部５１を含む半導体
バッファ層５及び第二の電流挾窄部６１を含む絶縁膜６
．光取出し窓７１を含むｎ側電極７．ｐ側電極８から構
成されている。半導体基板１は（Ｉｔ）０）方位を有し
、ＳｎがＩ Ｘ １０”ｃｒｎ−’ドープされたＩｎＰ
から成夛厚さｉ ｏ Ｏａｍ ｅ活性層２はＺｎが７Ｘ
１０ ｃｍ ドープされたＩｎ０．７４Ｇ”０．２
６Ａ８０．５６Ｐ０．４４から成シ厚さ０．５ ｆｉｍ
ｐクラッド層３はＺｎが１×１０ ｃｒｎ ドープさ
れたＩｎＰから成り厚さ１μｍ、’を流挟置層４はＳｎ
が１×１０ｃＩｎドープされ７１ｃ Ｉｎ０．８５Ｇ”
Ｏ，ＩｇＡ８Ｇ、３６ＰＯ，ｇ４から成夛厚さ０．５μ
ｍである。半導体バッファ層５はＺｎがドープされ７’
ｍ Ｉｎ（Ｌ８４Ｇ”０．１６Ａ８０．３６’Ｐ０．６
４から成り、そのキャリア濃度は低ければ低い程良く、
層厚は薄ければ薄い程良いが、実施例においては製造歩
留りの点よりキャリア濃度は５Ｘ１０ ｃｍ 、層厚
は０．５μｍとしている。絶縁膜６はｓｔｏｗから成シ
厚さ０．３μｍｖ”側１！極７はＡｕ −Ｑｅ −Ｎｉ
合金から成シ厚さ０．３μｍ 、 ｐＨｌｌＥ極８はＡ
ｕ−Ｚｎ合金から成〕厚さ０．３μｍである。第一の電
流挾窄部４１及び電流注入部５１は、直径２０／ｊｆｉ
のＺｎ選択拡散を電流挾窄層４及び半導体バッファ層５
中に施すことにより形成されている。第二の電流挾窄部
６１は絶縁膜６を直径３０μｍエツチングにより除去す
ることにより形成され、又光取出し窓７１はｎ側電極７
を直径１２０μｍエツチングによシ除去することにより
形成されている。本実施例は、その動作時において直径
２０μｍの第一の電流挾窄部４１により活性層２へ電流
が狭窄・注入され光取出し窓７１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。
実施列において、第二の電流挾窄部６１の径は第一の電
流挾窄部４１の径より十分大きい為、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。
流挾窄部４１の径より十分大きい為、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、直流、低周波域において、活性層２への注入電流
は逆バイアスされたｐｎ接合から成る第一の電流挾窄部
４１により狭窄・注入されるが高周波域においては鷹流
挟置層４に寄生する大きなｐｎ接合容量により第二の眠
流挟置部６１から半導体バッファ層５の拡がシ抵抗を通
して流れる高周波電流の漏れが応答の劣化をもたらす。
は逆バイアスされたｐｎ接合から成る第一の電流挾窄部
４１により狭窄・注入されるが高周波域においては鷹流
挟置層４に寄生する大きなｐｎ接合容量により第二の眠
流挟置部６１から半導体バッファ層５の拡がシ抵抗を通
して流れる高周波電流の漏れが応答の劣化をもたらす。
本実施例では、電流注入部５１を除く半導体バッファ層
５が１×１０ ｃｍ よりも低いＰ型溝電型を有す
ることからその抵抗率が十分に高く、かつｐ側電極８．
絶縁膜６及び半導体バッファ層５から成るＭＩＳ’ｌｌ
−＊が素子の応答特性に影響をおよぼさない程度に十分
に小さい為、電流倒窄層４に寄生するｐｎ接合答景を流
れる高周波電流の漏れを素子の応答特性に影響をおよぼ
さない程度に小さく抑えることが可能である。例えば素
子の大きさを３００μｍ角とした場合、第一の電流挾窄
部４１の上に半導体バッファ層５をはさまず、直接第二
の電流挾窄部６１を形成した従来構造の素子におりては
寄生容量は約２００７）ｐとなシ、大きな応答特性の劣
化をもたらし、変調速度も１００ Ｍｂ／ 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２０〃まで低減され、２００Ｍｂ／ｓ以上
の高速パルス変調が可能となる。
５が１×１０ ｃｍ よりも低いＰ型溝電型を有す
ることからその抵抗率が十分に高く、かつｐ側電極８．
絶縁膜６及び半導体バッファ層５から成るＭＩＳ’ｌｌ
−＊が素子の応答特性に影響をおよぼさない程度に十分
に小さい為、電流倒窄層４に寄生するｐｎ接合答景を流
れる高周波電流の漏れを素子の応答特性に影響をおよぼ
さない程度に小さく抑えることが可能である。例えば素
子の大きさを３００μｍ角とした場合、第一の電流挾窄
部４１の上に半導体バッファ層５をはさまず、直接第二
の電流挾窄部６１を形成した従来構造の素子におりては
寄生容量は約２００７）ｐとなシ、大きな応答特性の劣
化をもたらし、変調速度も１００ Ｍｂ／ 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２０〃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、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、電流挟置構造
も、本実施例に示した構造に限らず、電流を装置する機
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。
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、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、電流挟置構造
も、本実施例に示した構造に限らず、電流を装置する機
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、第一の電流挾
窄部と、それよシミ流装置面積が大きい第二の電流挾窄
部の間に、少なくとも第二の電流挾窄部の部分のキャリ
ア濃度がｌＸｌ０ ｃｍ より低いＰ型導電型であ
る半導体バッファ層をはさむことによシ、寄生容ｉｔ低
減し高速パルス変調が□可能な高信頼な半導体発光素子
が得られることである。
窄部と、それよシミ流装置面積が大きい第二の電流挾窄
部の間に、少なくとも第二の電流挾窄部の部分のキャリ
ア濃度がｌＸｌ０ ｃｍ より低いＰ型導電型であ
る半導体バッファ層をはさむことによシ、寄生容ｉｔ低
減し高速パルス変調が□可能な高信頼な半導体発光素子
が得られることである。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。図中、１は
半導体基板、２は活性層、３はクラッド層、４は電流挾
窄層、４１は第一の電流挾窄部。 ５は半導体バッファ層、５１は電流注入部、６は絶縁膜
、６１は第二の電流挾窄部、７はｎ側電極。 ７１は光取出し窓、８はｐ側電極である。
半導体基板、２は活性層、３はクラッド層、４は電流挾
窄層、４１は第一の電流挾窄部。 ５は半導体バッファ層、５１は電流注入部、６は絶縁膜
、６１は第二の電流挾窄部、７はｎ側電極。 ７１は光取出し窓、８はｐ側電極である。
Claims (1)
- 発光に与かる活性層を備え、この活性層上方に第一の
電流挾窄部を有する電流挾窄層、半導体バッファ層、及
び前記第一の電流挾窄部よりも電流挾窄面積が大きい第
二の電流挾窄部が順次形成され、少なくとも前記第二の
電流挾窄部に接する領域を除く部分の前記半導体バッフ
ァ層が、１×１０＾１＾５ｃｍ＾−＾３よりも低いキャ
リア濃度のＰ型導電型を有す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 |
|---|---|---|---|
| JP15362784A JPS6132485A (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 |
|---|---|---|---|
| JP15362784A JPS6132485A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132485A true JPS6132485A (ja) | 1986-02-15 |
Family
ID=15566631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15362784A Pending JPS6132485A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132485A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62194218A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体光変調器 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15362784A patent/JPS6132485A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62194218A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体光変調器 |
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