JP2815115B2 - 発光装置及びその作製方法 - Google Patents
発光装置及びその作製方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、発光装置及びその作製方法に係り、特に複
数の発光部を有する発光装置及びその作製方法に関す
る。
数の発光部を有する発光装置及びその作製方法に関す
る。
本発明は、複数の異なったあるいは同一の波長の光を
発光する半導体レーザ、LED等に好適に用いられるもの
である。
発光する半導体レーザ、LED等に好適に用いられるもの
である。
従来、異なる波長の光を１本のファイバに伝送するこ
とにより多くの情報を同時に送るという光波長多重通信
を行なう場合、送信部として伝送する波長の数と同数の
発光素子を必要としていた。さらにこれら複数の発光素
子からの光を１本のファイバへ伝送するために、光を結
合させる光合波器（FOP,Vol.4,No7,P45,1979,小島敬基
等）を用いる必要があった。そしてこれらの複数の発光
素子と光合波器を光学的に損失が少なくなるように、精
度よく結合していた。
とにより多くの情報を同時に送るという光波長多重通信
を行なう場合、送信部として伝送する波長の数と同数の
発光素子を必要としていた。さらにこれら複数の発光素
子からの光を１本のファイバへ伝送するために、光を結
合させる光合波器（FOP,Vol.4,No7,P45,1979,小島敬基
等）を用いる必要があった。そしてこれらの複数の発光
素子と光合波器を光学的に損失が少なくなるように、精
度よく結合していた。
しかしながら、上記従来技術では複数の発光素子，光
合波器を製作した後、高精度で配置していたために、次
のような課題があった。
合波器を製作した後、高精度で配置していたために、次
のような課題があった。
複数の発光素子，光合波器を有するために、送信部
のサイズが大きくなる。
のサイズが大きくなる。
発光素子と光合波器との結合、光合波器とファイバ
との結合が必要となり、機械的な結合が複数個存在する
ために全体での結合損失が大きくなり、効率が悪くな
る。
との結合が必要となり、機械的な結合が複数個存在する
ために全体での結合損失が大きくなり、効率が悪くな
る。
複数個の素子を独立に作製し、結合するためにプロ
セスが複雑となる。
セスが複雑となる。
多くの素子を必要とし、プロセスも複雑なために、
コストが高くなる。
コストが高くなる。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、安
価に作製出来、且つ、コンパクトで効率の良い発光装置
及びその作製方法を提供することにある。
価に作製出来、且つ、コンパクトで効率の良い発光装置
及びその作製方法を提供することにある。
本発明の発光装置は、基体と、該基体上の一部に形成
された第１のクラッド層と、前記基体上の第１のクラッ
ド層の外周部に形成され、電流が注入されることによっ
て光を発する第１の活性層と、前記基体上の第１の活性
層の外周部に形成された第２のクラッド層と、前記基体
上の第２のクラッド層の外周部に形成された絶縁又は高
抵抗層と、前記基体上の絶縁又は高抵抗層の外周部に形
成された第３のクラッド層と、前記基体上の第３のクラ
ッド層の外周部に形成され、電流が注入されることによ
って光を発する第２の活性層と、前記基体上の第２の活
性層の外周部に形成された第４のクラッド層と、前記第
１及び第２の活性層に電流を供給するための電極とから
成り、前記第１の活性層、第１及び第２のクラッド層
は、前記基体の表面にほぼ垂直な接合面を有する第１の
ダブルヘテロ構造を構成し、前記第２の活性層、第３及
び第４のクラッド層は、前記基体の表面にほぼ垂直な接
合面を有する第２のダブルヘテロ構造を構成することを
特徴とする。
された第１のクラッド層と、前記基体上の第１のクラッ
ド層の外周部に形成され、電流が注入されることによっ
て光を発する第１の活性層と、前記基体上の第１の活性
層の外周部に形成された第２のクラッド層と、前記基体
上の第２のクラッド層の外周部に形成された絶縁又は高
抵抗層と、前記基体上の絶縁又は高抵抗層の外周部に形
成された第３のクラッド層と、前記基体上の第３のクラ
ッド層の外周部に形成され、電流が注入されることによ
って光を発する第２の活性層と、前記基体上の第２の活
性層の外周部に形成された第４のクラッド層と、前記第
１及び第２の活性層に電流を供給するための電極とから
成り、前記第１の活性層、第１及び第２のクラッド層
は、前記基体の表面にほぼ垂直な接合面を有する第１の
ダブルヘテロ構造を構成し、前記第２の活性層、第３及
び第４のクラッド層は、前記基体の表面にほぼ垂直な接
合面を有する第２のダブルヘテロ構造を構成することを
特徴とする。
また、本発明の発光装置の作製方法は、基体の表面の
一部に、他の部分よりも大きい核形成密度を有し、且
つ、この上で結晶が単一核のみより成長するように充分
小さい面積を有する核形成面を形成する過程と、前記核
形成面を含む基体上の微小領域に単結晶半導体から成る
第１のクラッド層を単一核より成長させる過程と、前記
基体上の第１のクラッド層の外周部に単結晶半導体から
成る第１の活性層を成長させる過程と、前記基体上の第
１の活性層の外周部に単結晶半導体から成る第２のクラ
ッド層を成長させる過程と、前記基体上の第２のクラッ
ド層の外周部に単結晶半導体から成る絶縁又は高抵抗層
を成長させる過程と、前記基体上の絶縁又は高抵抗層の
外周部に単結晶半導体から成る第３のクラッド層を成長
させる過程と、前記基体上の第３のクラッド層の外周部
に単結晶半導体から成る第２の活性層を成長させる過程
と、前記基体上の第２の活性層の外周部に単結晶半導体
から成る第４のクラッド層を成長させる過程と、前記成
長した第１及び第２の活性層、第１乃至第４のクラッド
層及び絶縁又は高抵抗層の上部を平坦化する過程と、前
記第１及び第２の活性層に電流を供給するための電極を
形成する過程とから成り、前記第１の活性層、第１及び
第２のクラッド層は、前記基体の表面にほぼ垂直な接合
面を有する第１のダブルヘテロ構造を構成し、前記第２
の活性層、第３及び第４のクラッド層は、前記基体の表
面にほぼ垂直な接合面を有する第２のダブルヘテロ構造
を構成することを特徴とする。
一部に、他の部分よりも大きい核形成密度を有し、且
つ、この上で結晶が単一核のみより成長するように充分
小さい面積を有する核形成面を形成する過程と、前記核
形成面を含む基体上の微小領域に単結晶半導体から成る
第１のクラッド層を単一核より成長させる過程と、前記
基体上の第１のクラッド層の外周部に単結晶半導体から
成る第１の活性層を成長させる過程と、前記基体上の第
１の活性層の外周部に単結晶半導体から成る第２のクラ
ッド層を成長させる過程と、前記基体上の第２のクラッ
ド層の外周部に単結晶半導体から成る絶縁又は高抵抗層
を成長させる過程と、前記基体上の絶縁又は高抵抗層の
外周部に単結晶半導体から成る第３のクラッド層を成長
させる過程と、前記基体上の第３のクラッド層の外周部
に単結晶半導体から成る第２の活性層を成長させる過程
と、前記基体上の第２の活性層の外周部に単結晶半導体
から成る第４のクラッド層を成長させる過程と、前記成
長した第１及び第２の活性層、第１乃至第４のクラッド
層及び絶縁又は高抵抗層の上部を平坦化する過程と、前
記第１及び第２の活性層に電流を供給するための電極を
形成する過程とから成り、前記第１の活性層、第１及び
第２のクラッド層は、前記基体の表面にほぼ垂直な接合
面を有する第１のダブルヘテロ構造を構成し、前記第２
の活性層、第３及び第４のクラッド層は、前記基体の表
面にほぼ垂直な接合面を有する第２のダブルヘテロ構造
を構成することを特徴とする。
核形成密度の小さい非核形成面と、単一核のみより結
晶成長するに充分小さい面積を有し、該非核形成面の核
形成密度より大きい核形成密度を有する核形成面とが隣
接して配された自由表面を有する基体に、結晶形処理を
施して単結晶を形成する方法については、既に特開昭64
−723号公報に開示されており、所望の下地基板上の所
望の位置に核形成面を中心として単結晶を成長させるこ
とができる結晶形成方法である。
晶成長するに充分小さい面積を有し、該非核形成面の核
形成密度より大きい核形成密度を有する核形成面とが隣
接して配された自由表面を有する基体に、結晶形処理を
施して単結晶を形成する方法については、既に特開昭64
−723号公報に開示されており、所望の下地基板上の所
望の位置に核形成面を中心として単結晶を成長させるこ
とができる結晶形成方法である。
本発明はこのような結晶形成方法を用いて、単結晶を
成長させる段階で、単結晶材料，組成比、不純物材料等
の製造条件を変えることで複数のダブルヘテロ構造を有
し、且つ各々のダブルヘテロ構造部間に絶縁層又は高抵
抗層を有する単結晶を成長させ、この単結晶を平坦化す
ることで複数のダブル構造部を露出させ、複数の発光部
を構成するものである。
成長させる段階で、単結晶材料，組成比、不純物材料等
の製造条件を変えることで複数のダブルヘテロ構造を有
し、且つ各々のダブルヘテロ構造部間に絶縁層又は高抵
抗層を有する単結晶を成長させ、この単結晶を平坦化す
ることで複数のダブル構造部を露出させ、複数の発光部
を構成するものである。
なお、本発明においてダブルヘテロ構造部間に絶縁層
又は高抵抗層を設けたのは、所望のダブルヘテロ構造部
に電流を注入する場合、隣接するダブルヘテロ構造部に
漏れる電流を防ぐためである。即ち、このような構成に
よって本発明の発光素子は、前記目的を達成し、更によ
り高効率で雑音の小さい発光が行なえるものである。
又は高抵抗層を設けたのは、所望のダブルヘテロ構造部
に電流を注入する場合、隣接するダブルヘテロ構造部に
漏れる電流を防ぐためである。即ち、このような構成に
よって本発明の発光素子は、前記目的を達成し、更によ
り高効率で雑音の小さい発光が行なえるものである。
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
まず、本発明の発光装置及びその作製方法の実施態様
例について説明する。
例について説明する。
第１図は、本発明の発光装置の第一実施態様例の構造
を示す平面図及び縦断面図であり、第２図（ａ）〜
（ｅ）は、その製造工程を示す工程図である。
を示す平面図及び縦断面図であり、第２図（ａ）〜
（ｅ）は、その製造工程を示す工程図である。
まず、第２図（ａ）に示すように、SiO2,Al2O3等の非
晶質基板10の表面を非核形成面２とし、この非核形面２
上に微細な堆積膜を形して核形成面１とする。
晶質基板10の表面を非核形成面２とし、この非核形面２
上に微細な堆積膜を形して核形成面１とする。
次に、第２図（ｂ）に示すように、非核形成面２と核
形成面１の核形成密度の差を利用して、有機金属気相成
長法（MOCVD法）を用いて、選択的に核形成面１にGaAs
単結晶粒７を形成する。成長はトリメチルガリウム（TM
G）ターシャリーブチルアルシン（TBAs）AsH3などの原
料を用いて行なう。成長温度は一般には500〜800℃、望
ましくは570〜760℃、最適には600〜700℃で行ない、圧
力は一般には１〜80Torr望ましくは１〜30Torr、最適に
は１〜10Torrで行なう。
形成面１の核形成密度の差を利用して、有機金属気相成
長法（MOCVD法）を用いて、選択的に核形成面１にGaAs
単結晶粒７を形成する。成長はトリメチルガリウム（TM
G）ターシャリーブチルアルシン（TBAs）AsH3などの原
料を用いて行なう。成長温度は一般には500〜800℃、望
ましくは570〜760℃、最適には600〜700℃で行ない、圧
力は一般には１〜80Torr望ましくは１〜30Torr、最適に
は１〜10Torrで行なう。
次に、第２図（ｃ）に示すように、圧力を一般には50
〜760Torr、望ましくは100〜760Torr、最適には300〜76
0Torrに変え、原料の供給量を増し、トリメチルアルミ
ニウム（TMAl）などのAl原料を加え、クラッド層3a、活
性層4a、クラッド層3b、高抵抗層８、クラッド層3c、活
性層4b、クラッド層3dを順次形成する。
〜760Torr、望ましくは100〜760Torr、最適には300〜76
0Torrに変え、原料の供給量を増し、トリメチルアルミ
ニウム（TMAl）などのAl原料を加え、クラッド層3a、活
性層4a、クラッド層3b、高抵抗層８、クラッド層3c、活
性層4b、クラッド層3dを順次形成する。
ここで成長法はMOCVD法にかぎらずガスソース分子線
成長法（ガスソースMBE法），液相成長法（LPE法）を用
いてもよい。また、ここで形成する単結晶はInPなどの
他のIII−Ｖ族化合物半導体でもかまわない。
成長法（ガスソースMBE法），液相成長法（LPE法）を用
いてもよい。また、ここで形成する単結晶はInPなどの
他のIII−Ｖ族化合物半導体でもかまわない。
次に、第２図（ｄ）に示すように、結晶表面を平坦化
し、クラッド層3a、活性層4a、クラッド層3b、高抵抗
８、クラッド層3c、活性層4b、クラッド層3dを露出させ
る。
し、クラッド層3a、活性層4a、クラッド層3b、高抵抗
８、クラッド層3c、活性層4b、クラッド層3dを露出させ
る。
次に、第２図（ｅ）に示すように、形成された単結晶
層の露出したクラッド層3a,3b,3c,3d上に電極層５を形
成し、クラッド層3a,3b,3c,3dの上のそれぞれの電極層
に電極配線6a,6b,6c,6dを接続させる。
層の露出したクラッド層3a,3b,3c,3d上に電極層５を形
成し、クラッド層3a,3b,3c,3dの上のそれぞれの電極層
に電極配線6a,6b,6c,6dを接続させる。
このようにして、第１図に示す本発明に係る発光装置
を作製することができる。なお、作製された発光装置の
活性層4a,4bは第１図の平面図に示すように、多角形形
状となっており、かかる活性層4a,4bから光が放出され
る。活性層4a、活性層4bから放出される光の波長は、導
入される単結晶材料、組成比、等を変えることで、任意
に設定することができ、同一波長とすることも可能であ
る。
を作製することができる。なお、作製された発光装置の
活性層4a,4bは第１図の平面図に示すように、多角形形
状となっており、かかる活性層4a,4bから光が放出され
る。活性層4a、活性層4bから放出される光の波長は、導
入される単結晶材料、組成比、等を変えることで、任意
に設定することができ、同一波長とすることも可能であ
る。
第３図は、本発明の発光装置の第二実施態様例の構造
を示す平面図及び縦断面図であり、第４図（ａ）〜
（ｅ）は、その製造工程を示す工程図である。
を示す平面図及び縦断面図であり、第４図（ａ）〜
（ｅ）は、その製造工程を示す工程図である。
まず、第４図（ａ）に示すように、Al2O3等の支持基
板19上にSiO2等の非核形成面12を形成する層を形成す
る。その後この層に不純物イオンを打ち込み、核形成面
11を形成する。
板19上にSiO2等の非核形成面12を形成する層を形成す
る。その後この層に不純物イオンを打ち込み、核形成面
11を形成する。
次に、第４図（ｂ）に示すように、第２図（ｂ）を用
いて既に説明した第一実施態様例と同様にして、非核形
成面12と核形成面11の核形成密度の差を利用して、有機
金属気相成長法（MOCVD法）を用いて、選択的に核形成
面11にGaAs単結晶粒７を形成する。成長はトリメチルガ
リウム（TMG）、ターシャリ−ブチルアルシン（TBAs）A
sH3などの原料を用いて行なう。成長温度は一般には500
〜800℃、望ましくは570〜760℃と最適には600〜700℃
で行ない、圧力は一般には１〜80Torr望ましくは１〜30
Torr、最適には１〜10Torrで行なう。
いて既に説明した第一実施態様例と同様にして、非核形
成面12と核形成面11の核形成密度の差を利用して、有機
金属気相成長法（MOCVD法）を用いて、選択的に核形成
面11にGaAs単結晶粒７を形成する。成長はトリメチルガ
リウム（TMG）、ターシャリ−ブチルアルシン（TBAs）A
sH3などの原料を用いて行なう。成長温度は一般には500
〜800℃、望ましくは570〜760℃と最適には600〜700℃
で行ない、圧力は一般には１〜80Torr望ましくは１〜30
Torr、最適には１〜10Torrで行なう。
次に、第４図（ｃ）に示すように、第２図（ｃ）を用
いて既に説明した第一実施態様と同様にして、圧力を一
般には50〜760Torr、望ましくは100〜760Torr、最適に
は300〜760Torrに変え、原料の供給量を増し、トリメチ
ルアルミニウム（TMAl）などのAl原料を加え、クラッド
層13a、活性層14a、クラッド層13b、高抵抗層18a、クラ
ッド層13c、活性層14b、クラッド層13d、高抵抗層18b、
クラッド層13e、活性層14c、クラッド層13fを順次形成
する。
いて既に説明した第一実施態様と同様にして、圧力を一
般には50〜760Torr、望ましくは100〜760Torr、最適に
は300〜760Torrに変え、原料の供給量を増し、トリメチ
ルアルミニウム（TMAl）などのAl原料を加え、クラッド
層13a、活性層14a、クラッド層13b、高抵抗層18a、クラ
ッド層13c、活性層14b、クラッド層13d、高抵抗層18b、
クラッド層13e、活性層14c、クラッド層13fを順次形成
する。
なお、結晶成長法はMOCVD法に限られず、単結晶がGaA
s以外の半導体材料であってもよいことは、第一実施態
様例と同じである。
s以外の半導体材料であってもよいことは、第一実施態
様例と同じである。
次に、第４図（ｄ）に示すように、結晶表面を平坦化
し、クラッド層13a、活性層14a、クラッド層13b、高抵
抗層18a、クラッド層13c、活性層14b、クラッド層13d、
高抵抗層18b、クラッド層13e、活性層14c、クラッド層1
3fを露出させる。
し、クラッド層13a、活性層14a、クラッド層13b、高抵
抗層18a、クラッド層13c、活性層14b、クラッド層13d、
高抵抗層18b、クラッド層13e、活性層14c、クラッド層1
3fを露出させる。
次に、第４図（ｅ）に示すように、形成された単結晶
層の露出したクラッド層13a,13b,13c,13d,13e,13f上に
電極層15を形成し、クラッド層13a,13b,13c,13d,13e,13
f上のそれぞれの電極層15に電極配線16a,16b,16c,16d,1
6e,16fを接続させる。
層の露出したクラッド層13a,13b,13c,13d,13e,13f上に
電極層15を形成し、クラッド層13a,13b,13c,13d,13e,13
f上のそれぞれの電極層15に電極配線16a,16b,16c,16d,1
6e,16fを接続させる。
このようにして、第３図に示す本発明に係る発光装置
を作製することができる。なお、作製された発光装置の
活性層14a,14b,14cは第３図の平面図に示すように、多
角形形状となっており、かかる活性層14a,14b,14cから
光が放出される。活性層14a,14b,14cから放出される光
の波長は、導入される単結晶材料、組成比、等を変える
ことで、任意に設定することができ、同一波長とするこ
とも、異なる波長とすることも可能である。
を作製することができる。なお、作製された発光装置の
活性層14a,14b,14cは第３図の平面図に示すように、多
角形形状となっており、かかる活性層14a,14b,14cから
光が放出される。活性層14a,14b,14cから放出される光
の波長は、導入される単結晶材料、組成比、等を変える
ことで、任意に設定することができ、同一波長とするこ
とも、異なる波長とすることも可能である。
以下、上述した実施態様にかかわる実施例について説
明する。
明する。
（実施例１） 本実施例は第一実施態様例にかかわるものであり、ｉ
−GaAs,i−Ga0.9Al0.1Asの二つの活性層をもつ半導体レ
ーザを作製したものである。なお半導体レーザの構造及
び製造工程は第１図，第２図を引用しながら説明するも
のとする。
−GaAs,i−Ga0.9Al0.1Asの二つの活性層をもつ半導体レ
ーザを作製したものである。なお半導体レーザの構造及
び製造工程は第１図，第２図を引用しながら説明するも
のとする。
第２図（ａ）に示すように、非晶質基板10たるSiO2基
板上にAl2O3を蒸着し、微細な領域（1.2μｍ□）を残
し、他はエッチングにより取り去ることにより、非核形
成面（SiO2）２と核形成面（Al2O3）１とを形成する。
板上にAl2O3を蒸着し、微細な領域（1.2μｍ□）を残
し、他はエッチングにより取り去ることにより、非核形
成面（SiO2）２と核形成面（Al2O3）１とを形成する。
次に第２図（ｂ）のようにMOCVD法により、成長温度6
00℃、キャリアガス流量（H2）３/min、原料ソースと
してターシャリーブチルアルシン（TBAs）を３×10-4mo
l/min、トリメチルガリウム（TMG）を３×10-5mol/mi
n、トリメチルアルミニウ（TMAl）を１×10-5mol/min、
ドーピング原料としてジエチルジンク（DEZn）を用い、
単結晶粒７たるｐ−Ga0.75Al0.25As単結晶粒を核形成す
る。
00℃、キャリアガス流量（H2）３/min、原料ソースと
してターシャリーブチルアルシン（TBAs）を３×10-4mo
l/min、トリメチルガリウム（TMG）を３×10-5mol/mi
n、トリメチルアルミニウ（TMAl）を１×10-5mol/min、
ドーピング原料としてジエチルジンク（DEZn）を用い、
単結晶粒７たるｐ−Ga0.75Al0.25As単結晶粒を核形成す
る。
次に、第２図（ｃ）に示すようにMOCVD法により成長
温度600℃、キャリアガス流量10/min、圧力100Torr、
III−Ｖ族化合物半導体材料（V/III比＝50）で、原料ソ
ースとしてアルシン（AsH3）,TMG,TMAlを用い、ドーピ
ング原料としてDEZn,シラン（SiH4）を用いる。そし
て、原料ソース、ドーピング原料の切り換えにより、ク
ラッド層3aたるｐ−Ga0.75Al0.254Asクラッド層、活性
層40たるｉ−GaAs活性層、クラッド層3bたるｎ−Ga0.75
Al0.25Asクラッド層、高抵抗層８たるｉ−Ga0.7Al0.3As
高抵抗層、クラッド層3cたるｎ−Ga0.75Al0.25Asクラッ
ド層、活性層4bたるｉ−Ga0.9Al0.1As活性層、クラッド
層3dたるｐ−Ga0.75Al0.25Asクラッド層を成長する。
温度600℃、キャリアガス流量10/min、圧力100Torr、
III−Ｖ族化合物半導体材料（V/III比＝50）で、原料ソ
ースとしてアルシン（AsH3）,TMG,TMAlを用い、ドーピ
ング原料としてDEZn,シラン（SiH4）を用いる。そし
て、原料ソース、ドーピング原料の切り換えにより、ク
ラッド層3aたるｐ−Ga0.75Al0.254Asクラッド層、活性
層40たるｉ−GaAs活性層、クラッド層3bたるｎ−Ga0.75
Al0.25Asクラッド層、高抵抗層８たるｉ−Ga0.7Al0.3As
高抵抗層、クラッド層3cたるｎ−Ga0.75Al0.25Asクラッ
ド層、活性層4bたるｉ−Ga0.9Al0.1As活性層、クラッド
層3dたるｐ−Ga0.75Al0.25Asクラッド層を成長する。
次に、第２図（ｄ）に示すように、結晶表面をRIBEに
より平坦化し、クラッド層3aたるｐ−Ga0.75Al0.25Asク
ラッド層、クラッド層3bたるｎ−Ga0.75Al0.25Asクラッ
ド層、クラッド層3cたるｎ−Ga0.75Al0.25Asクラッド
層、クラッド層3dたるｐ−Ga0.75Al0.25Asクラッド層を
露出させ、さらに第２図（ｅ）に示すように、その露出
面に電極層５たる導電層を形成し、この導電層をそれぞ
れ電極配線6a,6b,6cたるAu等の電極配線を接続して半導
体レーザを作製する。
より平坦化し、クラッド層3aたるｐ−Ga0.75Al0.25Asク
ラッド層、クラッド層3bたるｎ−Ga0.75Al0.25Asクラッ
ド層、クラッド層3cたるｎ−Ga0.75Al0.25Asクラッド
層、クラッド層3dたるｐ−Ga0.75Al0.25Asクラッド層を
露出させ、さらに第２図（ｅ）に示すように、その露出
面に電極層５たる導電層を形成し、この導電層をそれぞ
れ電極配線6a,6b,6cたるAu等の電極配線を接続して半導
体レーザを作製する。
以上のように作製した半導体レーザにおいて、室温パ
ルス動作で活性層4aたるｉ−GaAs活性層のしきい値電流
200mA、活性層4bたる−Ga0.9Al0.1As活性層のしきい値
電流410mAの半導体レーザが得られる。
ルス動作で活性層4aたるｉ−GaAs活性層のしきい値電流
200mA、活性層4bたる−Ga0.9Al0.1As活性層のしきい値
電流410mAの半導体レーザが得られる。
（実施例２） 本実施例は第二実施態様例にかかわるものであり、ｉ
−GaAs,i−Ga0.95Al0.05As,i−Ga0.9Al0.1Asの三つの活
性層をもつLEDを作製したものである。なおLEDの構造及
び製造工程は第３図，第４図を用いて説明した発光装置
と同様なので、第３図，第４図を引用しながら説明する
ものとする。
−GaAs,i−Ga0.95Al0.05As,i−Ga0.9Al0.1Asの三つの活
性層をもつLEDを作製したものである。なおLEDの構造及
び製造工程は第３図，第４図を用いて説明した発光装置
と同様なので、第３図，第４図を引用しながら説明する
ものとする。
第４図（ａ）に示すように支持基板19たるセラミック
基板上に非核形成面12を形成するSiO2層を蒸着し、微細
な領域（1.2μｍ□）にAsイオンを打ち込み、核形成密
度を高めて、核形成面11を形成する。
基板上に非核形成面12を形成するSiO2層を蒸着し、微細
な領域（1.2μｍ□）にAsイオンを打ち込み、核形成密
度を高めて、核形成面11を形成する。
次に第４図（ｂ）示すように、MOCVD法により、成長
温度600℃、III−Ｖ族化合物半導体材料（V/III比）＝1
0、圧力10Torr、原料ソースとしてTBAs,TMG,TMAlを用
い、ドーピング原料としてSiH4を用いて単結晶粒17たる
ｎ−Ga0.8Al0.2As単結晶粒を核形成する。
温度600℃、III−Ｖ族化合物半導体材料（V/III比）＝1
0、圧力10Torr、原料ソースとしてTBAs,TMG,TMAlを用
い、ドーピング原料としてSiH4を用いて単結晶粒17たる
ｎ−Ga0.8Al0.2As単結晶粒を核形成する。
次に第４図（ｃ）に示すようにMOCVD法により、成長
温度600℃ V/III比＝50、圧力100Torrで原料ソースとし
てAsH3,TMG,TMAl,ドーピグ原料としてDEZn,SiH4を用
い、原料ソース、ドーピング原料の切り換えにより、ク
ラッド層13aたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、活性層1
4aたるｉ−GaAs活性層、クラッド層13bたるｐ−Ga0.8Al
0.2Asクラッド層、高抵抗層18aたるｉ−Ga0.7Al0.3As高
抵抗層、クラッド層13cたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッ
ド、活性層14bたるｉ−Ga0.95Al0.05As活性層、クラッ
ド層13dたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、高抵抗層18b
たるｉ−Ga0.7Al0.3As高抵抗層、クラッド層13eたるｐ
−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、活性層14cたるｉ−Ga0.9Al
0.1As活性層、クラッド層13fたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラ
ッド層を成長させる。
温度600℃ V/III比＝50、圧力100Torrで原料ソースとし
てAsH3,TMG,TMAl,ドーピグ原料としてDEZn,SiH4を用
い、原料ソース、ドーピング原料の切り換えにより、ク
ラッド層13aたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、活性層1
4aたるｉ−GaAs活性層、クラッド層13bたるｐ−Ga0.8Al
0.2Asクラッド層、高抵抗層18aたるｉ−Ga0.7Al0.3As高
抵抗層、クラッド層13cたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッ
ド、活性層14bたるｉ−Ga0.95Al0.05As活性層、クラッ
ド層13dたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、高抵抗層18b
たるｉ−Ga0.7Al0.3As高抵抗層、クラッド層13eたるｐ
−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、活性層14cたるｉ−Ga0.9Al
0.1As活性層、クラッド層13fたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラ
ッド層を成長させる。
次に、第４図（ｄ）に示すように表面をRIBEにより平
坦化し、クラッド層13aたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド
層、クラッド層13bたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、
クラッド層13cたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、クラ
ッド層13dたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、クラッド
層13eたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、クラッド層13f
たるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層を露出させ、さらに第
４図（ｅ）に示すように、電極層15たる導電層を形成
し、この導電層にそれぞれ電極配線16a,16b,16c,16d,16
e,16fたるAu等の電極配線を接続してLEDを作製する。
坦化し、クラッド層13aたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド
層、クラッド層13bたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、
クラッド層13cたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、クラ
ッド層13dたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、クラッド
層13eたるｐ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層、クラッド層13f
たるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層を露出させ、さらに第
４図（ｅ）に示すように、電極層15たる導電層を形成
し、この導電層にそれぞれ電極配線16a,16b,16c,16d,16
e,16fたるAu等の電極配線を接続してLEDを作製する。
以上のように作製した発光素子は、室温パルス動作で
クラッド層13dたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層上の電
極配線を接地し、活性層14bたるｉ−Ga0.95Al0.05As活
性層に100mA電流注入したところ、他の活性層との光出
力の強度比が−20dBとなった。
クラッド層13dたるｎ−Ga0.8Al0.2Asクラッド層上の電
極配線を接地し、活性層14bたるｉ−Ga0.95Al0.05As活
性層に100mA電流注入したところ、他の活性層との光出
力の強度比が−20dBとなった。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、各々の
ダブルヘテロ構造部間に絶縁層又は高抵抗層を形成する
ことで、目的とするダブルヘテロ構造部以外への漏れ電
流が低減でき、その結果として半導体レーザの低しきい
値化が実現でき、目的とするダブルヘテロ構造部以外か
らの発光も防げることができる。
ダブルヘテロ構造部間に絶縁層又は高抵抗層を形成する
ことで、目的とするダブルヘテロ構造部以外への漏れ電
流が低減でき、その結果として半導体レーザの低しきい
値化が実現でき、目的とするダブルヘテロ構造部以外か
らの発光も防げることができる。
また本発明は通常の半導体プロセスで作製可能なた
め、特別な装置を必要とすることがなく、製造工程を複
雑化することなく作製することができる。
め、特別な装置を必要とすることがなく、製造工程を複
雑化することなく作製することができる。
第１図は、本発明の発光装置の第一実施態様例の構造を
示す平面図及び縦断面図である。 第２図（ａ）〜（ｅ）は、上記第一実施態様例の製造工
程を示す工程図である。 第３図は、本発明の発光装置の第二実施態様例の構造を
示す平面図及び縦断面図である。 第４図（ａ）〜（ｅ）は、上記第二実施態様例の製造工
程を示す工程図である。 1,11……核形成面、2,12……非核形成面、3a,3b,3c,3d,
13a,13b,13c,13d,13e,13f……クラッド層、4a,4b,14a,1
4b,14c……活性層、5,15……電極層、6a,6b,6c,6d,16a,
16b,16c,16d,16e,16f……電極配線、7,17……単結晶
粒、8,18a,18b……高抵抗層。
示す平面図及び縦断面図である。 第２図（ａ）〜（ｅ）は、上記第一実施態様例の製造工
程を示す工程図である。 第３図は、本発明の発光装置の第二実施態様例の構造を
示す平面図及び縦断面図である。 第４図（ａ）〜（ｅ）は、上記第二実施態様例の製造工
程を示す工程図である。 1,11……核形成面、2,12……非核形成面、3a,3b,3c,3d,
13a,13b,13c,13d,13e,13f……クラッド層、4a,4b,14a,1
4b,14c……活性層、5,15……電極層、6a,6b,6c,6d,16a,
16b,16c,16d,16e,16f……電極配線、7,17……単結晶
粒、8,18a,18b……高抵抗層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】基体と、該基体上の一部に形成された第１
のクラッド層と、前記基体上の第１のクラッド層の外周
部に形成され、電流が注入されることによって光を発す
る第１の活性層と、前記基体上の第１の活性層の外周部
に形成された第２のクラッド層と、前記基体上の第２の
クラッド層の外周部に形成された絶縁又は高抵抗層と、
前記基体上の絶縁又は高抵抗層の外周部に形成された第
３のクラッド層と、前記基体上の第３のクラッド層の外
周部に形成され、電流が注入されることによって光を発
する第２の活性層と、前記基体上の第２の活性層の外周
部に形成された第４のクラッド層と、前記第１及び第２
の活性層に電流を供給するための電極とから成り、前記
第１の活性層、第１及び第２のクラッド層は、前記基体
の表面にほぼ垂直な接合面を有する第１のダブルヘテロ
構造を構成し、前記第２の活性層、第３及び第４のクラ
ッド層は、前記基体の表面にほぼ垂直な接合面を有する
第２のダブルヘテロ構造を構成する発光装置。 - 【請求項２】前記基体は、核形成密度の小さい非核形成
面と、該比核形成面よりも大きい核形成密度を有し、且
つ、この上で結晶が単一核のみより成長するように充分
小さい面積を有する、前記非核形成面に隣接して配され
た核形成面とを有し、前記第１のクラッド層は前記核形
成面を含む基体上の微小領域に形成されている請求項１
に記載の発光装置。 - 【請求項３】前記第１及び第２の活性層は、互いに波長
の異なる光を発する請求項１に記載の発光装置。 - 【請求項４】基体の表面の一部に、他の部分よりも大き
い核形成密度を有し、且つ、この上で結晶が単一核のみ
より成長するように充分小さい面積を有する核形成面を
形成する過程と、前記核形成面を含む基体上の微小領域
に単結晶半導体から成る第１のクラッド層を単一核より
成長させる過程と、前記基体上の第１のクラッド層の外
周部に単結晶半導体から成る第１の活性層を成長させる
過程と、前記基体上の第１の活性層の外周部に単結晶半
導体から成る第２のクラッド層を成長させる過程と、前
記基体上の第２のクラッド層の外周部に単結晶半導体か
ら成る絶縁又は高抵抗層を成長させる過程と、前記基体
上の絶縁又は高抵抗層の外周部に単結晶半導体から成る
第３のクラッド層を成長させる過程と、前記基体上の第
３のクラッド層の外周部に単結晶半導体から成る第２の
活性層を成長させる過程と、前記基体上の第２の活性層
の外周部に単結晶半導体から成る第４のクラッド層を成
長させる過程と、前記成長した第１及び第２の活性層、
第１乃至第４のクラッド層及び絶縁又は高抵抗層の上部
を平坦化する過程と、前記第１及び第２の活性層に電流
を供給するための電極を形成する過程とから成り、前記
第１の活性層、第１及び第２のクラッド層は、前記基体
の表面にほぼ垂直な接合面を有する第１のダブルヘテロ
構造を構成し、前記第２の活性層、第３及び第４のクラ
ッド層は、前記基体の表面にほぼ垂直な接合面を有する
第２のダブルヘテロ構造を構成する発光装置の作製方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18606889A JP2815115B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 発光装置及びその作製方法 |
| EP90113874A EP0410307B1 (en) | 1989-07-20 | 1990-07-19 | Light-emitting device and method for producing the same |
| DE69009329T DE69009329T2 (de) | 1989-07-20 | 1990-07-19 | Leuchtemittierende Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung. |
| US07/554,905 US5115284A (en) | 1989-07-20 | 1990-07-20 | Light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18606889A JP2815115B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 発光装置及びその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352284A JPH0352284A (ja) | 1991-03-06 |
| JP2815115B2 true JP2815115B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=16181829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18606889A Expired - Fee Related JP2815115B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 発光装置及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815115B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3660501B2 (ja) | 1998-05-28 | 2005-06-15 | 日立建機株式会社 | 建設機械のエンジン回転数制御装置 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18606889A patent/JP2815115B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｐａｒｔ２ ３１［１２Ａ］（１９９２）ｐ．Ｌ１７１０−Ｌ１７１３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352284A (ja) | 1991-03-06 |
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