JPH03237784A - 半導体素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体素子およびその製造方法Info
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- JPH03237784A JPH03237784A JP2032575A JP3257590A JPH03237784A JP H03237784 A JPH03237784 A JP H03237784A JP 2032575 A JP2032575 A JP 2032575A JP 3257590 A JP3257590 A JP 3257590A JP H03237784 A JPH03237784 A JP H03237784A
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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】
発明の背景
技術分野
この発明は、オーミック接触構造をもつ半導体素子およ
びその製造方法に関する。
びその製造方法に関する。
従来技術
半導体素子の例として、ＡｌＧａＡｓ系材料で構成され
かつ微小発光径をもつ上面出射型発光素子について説明
する。ＡｐＧａＡｓ系において。
かつ微小発光径をもつ上面出射型発光素子について説明
する。ＡｐＧａＡｓ系において。
オーミック接触抵抗を下げやすいものは組成的にはＡρ
を含まないＧａＡｓで、導電型ではｎ型のものである。
を含まないＧａＡｓで、導電型ではｎ型のものである。
したがって、電極とオーミック接触を得るためのキャッ
プ層としてｎ−ＧａＡｓが最も多用されている。
プ層としてｎ−ＧａＡｓが最も多用されている。
第７ａ図から第７ｅ図は上面出射型発光素子の製造工程
を示し、そのうちで第７ｄ図および第７ｅ図はそれぞれ
完成した発光素子の断面図および上面図である。
を示し、そのうちで第７ｄ図および第７ｅ図はそれぞれ
完成した発光素子の断面図および上面図である。
これらの図を参照して、ｐ−ＧａＡｓ基板４ｏ上にｐ−
Ａ、ＱＧａＡｓ下部クラッド層４１．ＧａＡｓ活性層４
２．ｎ−ＡρＧａＡｓ上部クラッド層り３およびｎ−Ｇ
ａＡｓキャップ層４４を順次成長させる（第７ａ図）。
Ａ、ＱＧａＡｓ下部クラッド層４１．ＧａＡｓ活性層４
２．ｎ−ＡρＧａＡｓ上部クラッド層り３およびｎ−Ｇ
ａＡｓキャップ層４４を順次成長させる（第７ａ図）。
次に、キャップ層４４上面の発光領域とすべき中央部分
に、フォトリソグラフィ工程により円形パターンのＡＺ
レジスト４５をマスク材として形成し、それ以外の部分
を下部クラッド層４１に達する深さまでエツチングによ
り除去し。
に、フォトリソグラフィ工程により円形パターンのＡＺ
レジスト４５をマスク材として形成し、それ以外の部分
を下部クラッド層４１に達する深さまでエツチングによ
り除去し。
その後１表面全体をＳｉＯ２等の絶縁膜４６で覆う（第
７ｂ図）。ＡＺレジスト４５およびその上部の絶縁膜を
その後除去する。さらにキャップ層４４上に、上記ＡＺ
レジスト４５よりも小さい円形パターンのＡＺレジスト
（図示略）をマスク材としてフォトリソグラフィにより
形威し、このＡＺレジスト、キャップ層４４の周辺部お
よび絶縁膜４６の表面全体にｎ側電極４７を蒸着し、そ
の後、上記ＡＺレジストを除去する。これにより、出射
用の窓４７ａが形成されるとともに、窓４７ａの周囲に
おいてｎ側電極４７がキャップ層４４に円環状にオーミ
ック接触する（部分４７ｂ） （第７ｃ図） ｏ ｎ
Ｇ ａＡｓＡｓキャラ４４は出射光の吸収層として
働くため、オーミック接触部分４７ｂに対応する部分の
みを残して、キャップ層４４の他の部分（中央部）をエ
ツチングにより除去する。キャップ層４４にも出射用窓
４４ａがあけられたことになる（第７ｄ図および第７ｅ
図）。
７ｂ図）。ＡＺレジスト４５およびその上部の絶縁膜を
その後除去する。さらにキャップ層４４上に、上記ＡＺ
レジスト４５よりも小さい円形パターンのＡＺレジスト
（図示略）をマスク材としてフォトリソグラフィにより
形威し、このＡＺレジスト、キャップ層４４の周辺部お
よび絶縁膜４６の表面全体にｎ側電極４７を蒸着し、そ
の後、上記ＡＺレジストを除去する。これにより、出射
用の窓４７ａが形成されるとともに、窓４７ａの周囲に
おいてｎ側電極４７がキャップ層４４に円環状にオーミ
ック接触する（部分４７ｂ） （第７ｃ図） ｏ ｎ
Ｇ ａＡｓＡｓキャラ４４は出射光の吸収層として
働くため、オーミック接触部分４７ｂに対応する部分の
みを残して、キャップ層４４の他の部分（中央部）をエ
ツチングにより除去する。キャップ層４４にも出射用窓
４４ａがあけられたことになる（第７ｄ図および第７ｅ
図）。
このような上面出射型発光素子は２発光径を小さくする
ために１発光部分を残して周囲をエツチングし、これに
より電流狭窄構造を作製している。したがって、電極と
のオーミック接触を最上層の一部（オーミック接触部分
４７ｂ）でのみ得なければならない。
ために１発光部分を残して周囲をエツチングし、これに
より電流狭窄構造を作製している。したがって、電極と
のオーミック接触を最上層の一部（オーミック接触部分
４７ｂ）でのみ得なければならない。
最上層の結晶材料として上述のように接触抵抗をできる
だけ小さくできる材料を用い、これにより素子表面を覆
う必要がある。しかしながら、この材料は光を吸収して
しまうために発光素子としての出力低下を招くことにな
る。したがってエツチング等で出射領域となる部分を除
去する（窓４４ａを形成する）工程が必要である。
だけ小さくできる材料を用い、これにより素子表面を覆
う必要がある。しかしながら、この材料は光を吸収して
しまうために発光素子としての出力低下を招くことにな
る。したがってエツチング等で出射領域となる部分を除
去する（窓４４ａを形成する）工程が必要である。
また１発光径を小さくしようとするとオーミック接触部
分の面積も小さくなってしまうために駆動電圧の上昇を
招き１発熱のために発光出力の向上が望めないという問
題がある。この点についてさらに詳しく説明する。
分の面積も小さくなってしまうために駆動電圧の上昇を
招き１発熱のために発光出力の向上が望めないという問
題がある。この点についてさらに詳しく説明する。
オーミック接触の良否は通常、接触比抵抗Ｒｃ（Ω・ｃ
ｊ）が１Ｏ−５と比べて大きいか、小さいかで評価され
、小さいほど良いとされる。上述の上面出射型発光素子
において、 Ｒｃ −５Ｘ １Ｏ−６（Ω・ｃｄ ）
とし、オーミック接触部分４７ｂの内径が８０μｍ、外
径が１００μｍであるとする。この場合。
ｊ）が１Ｏ−５と比べて大きいか、小さいかで評価され
、小さいほど良いとされる。上述の上面出射型発光素子
において、 Ｒｃ −５Ｘ １Ｏ−６（Ω・ｃｄ ）
とし、オーミック接触部分４７ｂの内径が８０μｍ、外
径が１００μｍであるとする。この場合。
接触面積は約３ Ｘ １Ｏ−５ｃｄとなり、接触抵抗は
約０．１７Ωとなる。
約０．１７Ωとなる。
発光領域をさらに小さくしようとすると、オーミック接
触面積も小さくなるので接触抵抗は一層増加する。抵抗
成分の増加は発熱の増大となって現われるため１発光素
子の出力低下を引起す。
触面積も小さくなるので接触抵抗は一層増加する。抵抗
成分の増加は発熱の増大となって現われるため１発光素
子の出力低下を引起す。
次に、拡散工程を利用して電流狭窄構造を形成した端面
出射型発光素子のいくつかの例について説明する。
出射型発光素子のいくつかの例について説明する。
第８図はＣ８Ｐレーザ（Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ５ｕｂｓ
ｔｒａｔｅＰｌａｎａｒ Ｌａ５ｅｒ）の構造の一例を
示している。
ｔｒａｔｅＰｌａｎａｒ Ｌａ５ｅｒ）の構造の一例を
示している。
Ｃ８Ｐレーザはフォトリソグラフィ工程等で溝加工され
たｎ−ＧａＡｓ基板５０の表面にｎ−Ａ、１７ｘＧａ
Ａｓ下部クラッド層５１．ｐ−ＡＩ。
たｎ−ＧａＡｓ基板５０の表面にｎ−Ａ、１７ｘＧａ
Ａｓ下部クラッド層５１．ｐ−ＡＩ。
−ｘ
Ｇａ Ａｓ活性層５２．ｐ−ＡＮ Ｇａ Ａ
ｓ１−ｙ ｘ
１−ｘ上部クララド層５３．およびｎ−Ｑ
ａ Ａ ｓキャラプ層５４を順次積層し、キャップ層５
４および上部クラッド層５３にｐ −Ｚｎ拡散領域５
５を形成した構造である。成長面の上面にｐ側電極５７
が、基板下面にｎ側電極５６がそれぞれ形成されている
。
ｓ１−ｙ ｘ
１−ｘ上部クララド層５３．およびｎ−Ｑ
ａ Ａ ｓキャラプ層５４を順次積層し、キャップ層５
４および上部クラッド層５３にｐ −Ｚｎ拡散領域５
５を形成した構造である。成長面の上面にｐ側電極５７
が、基板下面にｎ側電極５６がそれぞれ形成されている
。
このようにＣ８Ｐレーザでは、ｎ型最上層（キャップ層
５４）の一部をＺｎ拡散工程によってｐ型に反転するこ
とにより電流狭窄構造を形成している。またｐ型電極５
７でキャップ層５４の全面を覆い、狭いｐ型反転領域５
５とオーミック接触させている。
５４）の一部をＺｎ拡散工程によってｐ型に反転するこ
とにより電流狭窄構造を形成している。またｐ型電極５
７でキャップ層５４の全面を覆い、狭いｐ型反転領域５
５とオーミック接触させている。
上述のように、オーミック接触の良否はＲｃによって評
価される。たとえば、 Ｒｃ −５Ｘ １Ｏ−６（Ω
・ｃｄ）としたときに、ｐ型反転領域５５の面積を１．
５８１０−５ｃｍとすると、接触抵抗は約０．３３Ωと
なる。発光領域を小さくするためにｐ型反転領域をさら
に小さくすると、接触抵抗による抵抗分は増大する。
価される。たとえば、 Ｒｃ −５Ｘ １Ｏ−６（Ω
・ｃｄ）としたときに、ｐ型反転領域５５の面積を１．
５８１０−５ｃｍとすると、接触抵抗は約０．３３Ωと
なる。発光領域を小さくするためにｐ型反転領域をさら
に小さくすると、接触抵抗による抵抗分は増大する。
第９図は発光素子における順方向電圧／電流特性のＲｅ
依存性を示すグラフである。接触抵抗が大きくなると駆
動電圧を上昇させなければならない。接触抵抗の増大は
発熱量の増大となって現われ、これにより発光素子の出
力の低下が引起こされる。
依存性を示すグラフである。接触抵抗が大きくなると駆
動電圧を上昇させなければならない。接触抵抗の増大は
発熱量の増大となって現われ、これにより発光素子の出
力の低下が引起こされる。
拡散工程を利用して、最上層の一部の導電型を反転させ
ることにより電流狭窄構造を形成する端面出射型発光素
子の他の例としては、ＴＳレーザ（Ｔｅｒｒａｃｅｄ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｌａ５ｅｒ） 、 Ｔ Ｊ Ｓ
レーザ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｊｕｎｃｔｌｏｎ ５
ｔｒｉｐｅ Ｌａ５ｅｒ）等があるが、これらにおいて
も同じように、極性反転領域をオーミック電極が直接覆
う構造のため、接触抵抗を下げるのが困難である。極性
反転領域をさらに小さくしようとすると接触抵抗の増大
のため駆動電圧の上昇を招き２発熱のために発光出力の
向上が望めないという問題がある。
ることにより電流狭窄構造を形成する端面出射型発光素
子の他の例としては、ＴＳレーザ（Ｔｅｒｒａｃｅｄ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｌａ５ｅｒ） 、 Ｔ Ｊ Ｓ
レーザ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｊｕｎｃｔｌｏｎ ５
ｔｒｉｐｅ Ｌａ５ｅｒ）等があるが、これらにおいて
も同じように、極性反転領域をオーミック電極が直接覆
う構造のため、接触抵抗を下げるのが困難である。極性
反転領域をさらに小さくしようとすると接触抵抗の増大
のため駆動電圧の上昇を招き２発熱のために発光出力の
向上が望めないという問題がある。
発明の概要
この発明は半導体素子の最上層と電極との間のオーミッ
ク接触抵抗を小さくすることを目的とする。
ク接触抵抗を小さくすることを目的とする。
この発明はまた１発光領域を小さく保ったままで半導体
発光素子の発光出力の増大を図ることを目的とする。
発光素子の発光出力の増大を図ることを目的とする。
この発明による半導体素子は、第１導電型の第１半導体
層と第２導電型の第２半導体層とによりｐｎ接合電流阻
止層が形成されかつその一部において第２半導体層から
第１半導体層に第２導電型の電流通路領域が形成され、
第２半導体層の上面のほぼ全面にオーミック接触電極が
形成されていることを特徴とする。
層と第２導電型の第２半導体層とによりｐｎ接合電流阻
止層が形成されかつその一部において第２半導体層から
第１半導体層に第２導電型の電流通路領域が形成され、
第２半導体層の上面のほぼ全面にオーミック接触電極が
形成されていることを特徴とする。
この発明による半導体素子は上面出射型発光素子であり
、この上面出射型発光素子は１発光層の上部に、第１導
電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層からな
るｐｎ接合電流阻止層が形成されかつその一部において
第２半導体層から第１半導体層に第２導電型の電流通路
領域が形成され、この電流通路領域の上部を除いて、第
２半導体層の上面の全面にオーミック接触電極が形成さ
れていることを特徴とする。
、この上面出射型発光素子は１発光層の上部に、第１導
電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層からな
るｐｎ接合電流阻止層が形成されかつその一部において
第２半導体層から第１半導体層に第２導電型の電流通路
領域が形成され、この電流通路領域の上部を除いて、第
２半導体層の上面の全面にオーミック接触電極が形成さ
れていることを特徴とする。
この発明による半導体素子は端面出射型発光素子であり
、この端面出射型発光素子は１発光層の上部に、第１導
電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層からな
るｐｎ接合電流阻止層が形成されかつ半導体素子の端面
にのぞむその一部において第２半導体層から第１半導体
層に第２導電型の電流通路領域が形成され、第２半導体
層の上面の全面にオーミック接触電極が形成されている
ことを特徴とする。
、この端面出射型発光素子は１発光層の上部に、第１導
電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層からな
るｐｎ接合電流阻止層が形成されかつ半導体素子の端面
にのぞむその一部において第２半導体層から第１半導体
層に第２導電型の電流通路領域が形成され、第２半導体
層の上面の全面にオーミック接触電極が形成されている
ことを特徴とする。
この発明による半導体素子の製造方法は、第１導電型の
第１半導体層と第２導電型の第２半導体層とによりｐｎ
接合電流阻止層を形成しかつその一部において第２半導
体層から第１半導体層に第２導電型の電流通路領域を形
成し、第２半導体層の上面のほぼ全面にオーミック接触
電極を形成することを特徴とする。
第１半導体層と第２導電型の第２半導体層とによりｐｎ
接合電流阻止層を形成しかつその一部において第２半導
体層から第１半導体層に第２導電型の電流通路領域を形
成し、第２半導体層の上面のほぼ全面にオーミック接触
電極を形成することを特徴とする。
この発明によると、第２半導体層と電極との間において
、はぼその全面でオーミック接触が得られるので接触抵
抗を小さくすることができる。
、はぼその全面でオーミック接触が得られるので接触抵
抗を小さくすることができる。
この発明を上面出射型、端面出射型発光素子に適用した
場合には１発光領域を小さくすることができ、しかも接
触抵抗が小さいから駆動電圧の上昇を抑えることができ
１発熱が原因となって発光出力を低下させることがない
。
場合には１発光領域を小さくすることができ、しかも接
触抵抗が小さいから駆動電圧の上昇を抑えることができ
１発熱が原因となって発光出力を低下させることがない
。
さらにこの発明を上面出射型発光素子に適用した場合に
は、！＆上層を結晶材料で覆うことがなく、光の出射窓
をあけるための部分的なエツチング工程が不要となり１
製造工程の簡略化を図ることができる。
は、！＆上層を結晶材料で覆うことがなく、光の出射窓
をあけるための部分的なエツチング工程が不要となり１
製造工程の簡略化を図ることができる。
実施例の説明
まず上面出射型発光素子の実施例について詳述する。
第１ａ図はこの発明の実施例による上面出射型発光素子
の断面図、第１ｂ図は上面図である。第２ａ図から第２
ｃ図は、この上面出射型発光素子の製造工程を示すもの
である。
の断面図、第１ｂ図は上面図である。第２ａ図から第２
ｃ図は、この上面出射型発光素子の製造工程を示すもの
である。
製造工程を説明することによりこの実施例の上面出射型
発光素子の構造を明らかにする。
発光素子の構造を明らかにする。
まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１０上にｎ−Ａ、１７ＧａＡｓ
下部クラッド層１１．ＧａＡｓ活性層１２． ｐＡｐ
ＧａＡｓ上部クラッド層１り、ｎ−ＡＮＧａＡｓ層１４
．およびｐ−Ａ、ｐＧａＡｓキャップ層１５を順次成長
させる（第２ａ図）。これはｐｎｐｎ構造である。
下部クラッド層１１．ＧａＡｓ活性層１２． ｐＡｐ
ＧａＡｓ上部クラッド層１り、ｎ−ＡＮＧａＡｓ層１４
．およびｐ−Ａ、ｐＧａＡｓキャップ層１５を順次成長
させる（第２ａ図）。これはｐｎｐｎ構造である。
次に、ｐ−ＡｌｌＧａＡｓキャップ層１５上の所望の位
置、たとえば中央部に塗付性の拡散剤（ＯＣＤ）を用い
てまたは石英管内でのＺｎ拡散工程により、所望の発光
径でｐ−ＡＮＧａＡｓＮＧａＡｓ上部クララでＺｎを拡
散する（ｐ−Ｚｎ拡散領域１６）（第２ｂ図）。これに
より、 ｎ−ＡｌＧａＡｓ層１４の一部がｐ型に反転
する。ｎ−ＡｌｌＧａＡｓ層１４とｐ−ＡｌｌＧａＡｓ
キャップ層１５との境界面は、逆バイアスが加えられた
ときに電流阻止面となり、ｐ−Ｚｎ拡散領域ｉ６にのみ
電流が流れるから、電流狭窄構造となっている。
置、たとえば中央部に塗付性の拡散剤（ＯＣＤ）を用い
てまたは石英管内でのＺｎ拡散工程により、所望の発光
径でｐ−ＡＮＧａＡｓＮＧａＡｓ上部クララでＺｎを拡
散する（ｐ−Ｚｎ拡散領域１６）（第２ｂ図）。これに
より、 ｎ−ＡｌＧａＡｓ層１４の一部がｐ型に反転
する。ｎ−ＡｌｌＧａＡｓ層１４とｐ−ＡｌｌＧａＡｓ
キャップ層１５との境界面は、逆バイアスが加えられた
ときに電流阻止面となり、ｐ−Ｚｎ拡散領域ｉ６にのみ
電流が流れるから、電流狭窄構造となっている。
さらに、フォトリソグラフィ工程等により。
ｐ−Ｚｎ拡散領域Ｉ６上の部分にのみＡＺレジストによ
るマスクを形成し、キャップ層１５上面全体にｐ側電極
１８を蒸着し、リフトオフ等によりマスクを除去するこ
とにより光を取出すための窓１８ａをｐ側電極１８に形
成する。最後に、基板１０の下面にｎ側電極１７を形成
する（第２Ｃ図）。このようにして、窓１８ａの部分を
除いて、ｐ側電極１８はその全面においてキャップ層１
５とオーミック接触することになる。
るマスクを形成し、キャップ層１５上面全体にｐ側電極
１８を蒸着し、リフトオフ等によりマスクを除去するこ
とにより光を取出すための窓１８ａをｐ側電極１８に形
成する。最後に、基板１０の下面にｎ側電極１７を形成
する（第２Ｃ図）。このようにして、窓１８ａの部分を
除いて、ｐ側電極１８はその全面においてキャップ層１
５とオーミック接触することになる。
すなわち、上述のように従来例では電流狭窄領域を小さ
くすると接触抵抗が増加するために高出力化が困難であ
ったが、上記実施例ではオーミック接触は光の取出し領
域を除く全領域で可能なため光取出し領域を小さくすれ
ばするほど、接触抵抗が小さくなり高出力化が可能とな
る。また。
くすると接触抵抗が増加するために高出力化が困難であ
ったが、上記実施例ではオーミック接触は光の取出し領
域を除く全領域で可能なため光取出し領域を小さくすれ
ばするほど、接触抵抗が小さくなり高出力化が可能とな
る。また。
オーミック接触面積が大きいため、接触抵抗が大きいの
で用いられなかったｐ−ＡｌｌＧａＡｓをキャップ層と
して用いることも可能となる。さらに、ｐ−ＡｆＩＧａ
Ａｓ層キャップは光吸収層としては働かないためエツチ
ングする必要もなく製造工程が簡略化できる。
で用いられなかったｐ−ＡｌｌＧａＡｓをキャップ層と
して用いることも可能となる。さらに、ｐ−ＡｆＩＧａ
Ａｓ層キャップは光吸収層としては働かないためエツチ
ングする必要もなく製造工程が簡略化できる。
この発明はＡｌｌＧａＡｓ系材料に限定されるものでは
ない。また、ｐ−Ｚｎ拡散領域にも限定されず、極性が
逆の拡散領域でもよいし、イオン注入によって形成する
こともできる。
ない。また、ｐ−Ｚｎ拡散領域にも限定されず、極性が
逆の拡散領域でもよいし、イオン注入によって形成する
こともできる。
さらにこの発明によると発光素子のアレイ化も可能とな
る。第３図は発光素子の２次元アレイの構造を示すもの
である。この図において、既述したものと同一物には同
一符号が付しである。
る。第３図は発光素子の２次元アレイの構造を示すもの
である。この図において、既述したものと同一物には同
一符号が付しである。
ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板ＩＯ上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ
下部クラッド層１１．ＧａＡｓ活性層１２．ｐ−ＡｌＧ
ａＡｓ上部クラッド層１３． ｎ−Ａｌ７ ＧａＡｓ
層１４およびｐ−ＡｌｌＧａＡｓキャップ層１４が形成
されている。このウェハの上面において、複数本の互い
に直交する溝１９が縦方向および横方向に所定間隔でｎ
−ＡｌＧａＡｓ層１４に達するまで形成され、これらの
溝１９で囲まれた部分が個別の発光素子となっている。
下部クラッド層１１．ＧａＡｓ活性層１２．ｐ−ＡｌＧ
ａＡｓ上部クラッド層１３． ｎ−Ａｌ７ ＧａＡｓ
層１４およびｐ−ＡｌｌＧａＡｓキャップ層１４が形成
されている。このウェハの上面において、複数本の互い
に直交する溝１９が縦方向および横方向に所定間隔でｎ
−ＡｌＧａＡｓ層１４に達するまで形成され、これらの
溝１９で囲まれた部分が個別の発光素子となっている。
各発光素子において、その一部にｐ−Ｚｎ拡散領域１６
が形成され、これらの領域１６の上方を光出射窓１８ａ
とするｐ側電極１８Ａ 。
が形成され、これらの領域１６の上方を光出射窓１８ａ
とするｐ側電極１８Ａ 。
１８Ｂ、 １８Ｃ等が形成されている。これらの電極１
８Ａ〜１８Ｃは互いに絶縁されている。ウェハの下面に
は共通のｎ側電極１７が設けられている。
８Ａ〜１８Ｃは互いに絶縁されている。ウェハの下面に
は共通のｎ側電極１７が設けられている。
次に端面出射型発光素子に関する実施例について詳述す
る。
る。
第４図はこの発明の端面出射型発光素子の実施例を示す
斜視図である。この実施例では、微小発光領域にしたと
きの効果を強調するために、 ｐ −Ｚｎ拡散領域が
半楕円形のパターンとされている。このようなパターン
のｐ−Ｚｎ拡散領域をもつ発光素子はいわゆるスーパー
ＬＥＤとなる。
斜視図である。この実施例では、微小発光領域にしたと
きの効果を強調するために、 ｐ −Ｚｎ拡散領域が
半楕円形のパターンとされている。このようなパターン
のｐ−Ｚｎ拡散領域をもつ発光素子はいわゆるスーパー
ＬＥＤとなる。
第５ａ図から第５ｃ図を参照してその製造工程を説明す
ることにより上記端面出射型発光素子の構成を明らかに
する。
ることにより上記端面出射型発光素子の構成を明らかに
する。
ｎ−ＧａＡｓ基板２０上にｎ−ＡｌＧａＡｓ下部８ −
３ クラッド層（１０ｃｓ 、 １μｍ） ２１．０ａ
Ａｓ活性層（ノンドープ、 ０．１ μｍ） ２２．
ｐ−Ａｌ１ Ｇａ８−３ Ａｓ上部クラッド層（１０ａｍ 、 １μｍ） ２３
゜７−３ ｎ−ＧａＡｓ （１０ｃ＋ｎ 、 ０．５ μｍ）
２４．および９ −３ ｐ−ＧａＡｓキャップ層（〜１０ ａｍ 、 １
μｍ）２５を順次成長する（第５ａ図）。
３ クラッド層（１０ｃｓ 、 １μｍ） ２１．０ａ
Ａｓ活性層（ノンドープ、 ０．１ μｍ） ２２．
ｐ−Ａｌ１ Ｇａ８−３ Ａｓ上部クラッド層（１０ａｍ 、 １μｍ） ２３
゜７−３ ｎ−ＧａＡｓ （１０ｃ＋ｎ 、 ０．５ μｍ）
２４．および９ −３ ｐ−ＧａＡｓキャップ層（〜１０ ａｍ 、 １
μｍ）２５を順次成長する（第５ａ図）。
次に、キャップ層２５上面全面に５ｉｎ２等によるマス
ク２９を形成し、フォトリソグラフィ工程等により、＠
面にのぞむ所定位置に所定の大きさの窓２９ａをあける
。そして、この窓２９ａを通して。
ク２９を形成し、フォトリソグラフィ工程等により、＠
面にのぞむ所定位置に所定の大きさの窓２９ａをあける
。そして、この窓２９ａを通して。
塗付性の拡散剤（ＯＣＤ）を用いてまたは石英管内での
ｚｎ拡散工程により、ｐ−ＡｊｌＧａＡｓ上部クラッド
層２りまでＺｎを拡散し、ｐ−Ｚｎ拡散領域２６を形成
する（第５ｂ図）。
ｚｎ拡散工程により、ｐ−ＡｊｌＧａＡｓ上部クラッド
層２りまでＺｎを拡散し、ｐ−Ｚｎ拡散領域２６を形成
する（第５ｂ図）。
ｎ−ＧａＡｓ層２４とｐ−ＧａＡｓキャップ層２５との
境界面は電流阻止面となるが、ｐ−Ｚｎ拡散領域２６の
部分においてｎ−ＧａＡｓ層２４がｐ型に反転している
ためにこの部分のみを電流が流れる電流狭窄構造がつく
られている。
境界面は電流阻止面となるが、ｐ−Ｚｎ拡散領域２６の
部分においてｎ−ＧａＡｓ層２４がｐ型に反転している
ためにこの部分のみを電流が流れる電流狭窄構造がつく
られている。
最後にマスク２９を除去し、ウェハの上面および下面の
全面にそれぞれｐ側電極２８とｎ側電極２７を形成する
。
全面にそれぞれｐ側電極２８とｎ側電極２７を形成する
。
このようにして、この実施例においても、ｐ側電極２８
とｐ−ＧａＡｓキャップ層２５とはその全面においてオ
ーミック接触し、接触抵抗をきわめて小さくすることが
可能であり、高出力化が可能となる。
とｐ−ＧａＡｓキャップ層２５とはその全面においてオ
ーミック接触し、接触抵抗をきわめて小さくすることが
可能であり、高出力化が可能となる。
第６図はｐ−Ｚｎ拡散領域２１３Ａを両端面間の全長に
わたって所定幅で形成した実施例を示すものである。こ
の構造のものはレーザ発振するので半導体レーザとなる
。
わたって所定幅で形成した実施例を示すものである。こ
の構造のものはレーザ発振するので半導体レーザとなる
。
このようにｐ−Ｚｎ拡散領域のパターンは任意であり、
この領域の極性を逆にすることも、この領域をイオン注
入で形成することもできる。さらに半導体材料としては
ＧａＡｓ系に限られるものではない。
この領域の極性を逆にすることも、この領域をイオン注
入で形成することもできる。さらに半導体材料としては
ＧａＡｓ系に限られるものではない。
第３図に示すものと同じように、この端面出射型半導体
レーザも一次元アレイ化または２次元アレイ化すること
も可能である。
レーザも一次元アレイ化または２次元アレイ化すること
も可能である。
第１ａ図から第３図はこの発明を上面出射型発光素子に
適用した実施例を示すものである。 第１ａ図は上面出射型発光素子の断面図、第１ｂ図はそ
の上面図である。 第２ａ図から第２ｃ図は上面出射型発光素子の製造工程
を示すものである。 第３図は上面出射型発光素子をアレイ化した構造を示す
断面図である。 第４図から第６図はこの発明を端面出射型発光素子に適
用した実施例を示すものである。 第４図は端面出射型発光ダイオードの構造を示す斜視図
である。 第５ａ図から第５ｃ図は端面出射型発光ダイオードの製
造工程を示すものである。 第６図は端面出射型半導体レーザの構造を示す斜視図で
ある。 第７ａ図から第８図は従来例を示すものである。 第７ａ図から第７ｅ図は従来の上面出射型発光素子の製
造工程およびその構造を示すもので、第７ａ図から第７
ｄ図は断面図、第７ｅ図は上面図である。 第８図はＣ８Ｐレーザの構造を示す断面図である。 第９図は半導体発光素子の順方向電圧／電流特性の接触
抵抗依存性を示すグラフである。 １４−ｎ−Ａｌ Ｇ ａ Ａ ｓ （第１半導体層）。 Ｌ５−−−ｐ−ＡＤ ＧａＡｓキャップ層（第２半導体
層）。 １８、２Ｂ、 ２８Ａ −ｐ −Ｚ ｎ拡散領域（電流
通路領域）。 １８、１８Ａ〜１８ｃ、 ２Ｂ・・・ｐ側電極。 ２４＝−ｎ−ＧａＡｓ （第１半導体層）。 ２５・・・ｐ−ｃ Ａ （第２半導体層） 以 上
適用した実施例を示すものである。 第１ａ図は上面出射型発光素子の断面図、第１ｂ図はそ
の上面図である。 第２ａ図から第２ｃ図は上面出射型発光素子の製造工程
を示すものである。 第３図は上面出射型発光素子をアレイ化した構造を示す
断面図である。 第４図から第６図はこの発明を端面出射型発光素子に適
用した実施例を示すものである。 第４図は端面出射型発光ダイオードの構造を示す斜視図
である。 第５ａ図から第５ｃ図は端面出射型発光ダイオードの製
造工程を示すものである。 第６図は端面出射型半導体レーザの構造を示す斜視図で
ある。 第７ａ図から第８図は従来例を示すものである。 第７ａ図から第７ｅ図は従来の上面出射型発光素子の製
造工程およびその構造を示すもので、第７ａ図から第７
ｄ図は断面図、第７ｅ図は上面図である。 第８図はＣ８Ｐレーザの構造を示す断面図である。 第９図は半導体発光素子の順方向電圧／電流特性の接触
抵抗依存性を示すグラフである。 １４−ｎ−Ａｌ Ｇ ａ Ａ ｓ （第１半導体層）。 Ｌ５−−−ｐ−ＡＤ ＧａＡｓキャップ層（第２半導体
層）。 １８、２Ｂ、 ２８Ａ −ｐ −Ｚ ｎ拡散領域（電流
通路領域）。 １８、１８Ａ〜１８ｃ、 ２Ｂ・・・ｐ側電極。 ２４＝−ｎ−ＧａＡｓ （第１半導体層）。 ２５・・・ｐ−ｃ Ａ （第２半導体層） 以 上
Claims (4)
- （１）第１導電型の第１半導体層と第２導電型の第２半
導体層とによりｐｎ接合電流阻止層が形成されかつその
一部において第２半導体層から第１半導体層に第２導電
型の電流通路領域が形成され、第２半導体層の上面のほ
ぼ全面にオーミック接触電極が形成されている半導体素
子。 - （２）発光層の上部に、第１導電型の第１半導体層と第
２導電型の第２半導体層からなるｐｎ接合電流阻止層が
形成されかつその一部において第２半導体層から第１半
導体層に第２導電型の電流通路領域が形成され、この電
流通路領域の上部を除いて、第２半導体層の上面の全面
にオーミック接触電極が形成されている上面出射型発光
素子である半導体素子。 - （３）発光層の上部に、第１導電型の第１半導体層と第
２導電型の第２半導体層からなるｐｎ接合電流阻止層が
形成されかつ半導体素子の端面にのぞむその一部におい
て第２半導体層から第１半導体層に第２導電型の電流通
路領域が形成され、第２半導体層の上面の全面にオーミ
ック接触電極が形成されている端面出射型発光素子であ
る半導体素子。 - （４）第１導電型の第１半導体層と第２導電型の第２半
導体層とによりｐｎ接合電流阻止層を形成しかつその一
部において第２半導体層から第１半導体層に第２導電型
の電流通路領域を形成し、第２半導体層の上面のほぼ全
面にオーミック接触電極を形成する半導体素子の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2032575A JPH03237784A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 半導体素子およびその製造方法 |
| US08/056,941 US5994723A (en) | 1990-02-15 | 1993-05-05 | Semiconductor element and its method of manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2032575A JPH03237784A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 半導体素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237784A true JPH03237784A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12362685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2032575A Pending JPH03237784A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 半導体素子およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5994723A (ja) |
| JP (1) | JPH03237784A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5550391A (en) * | 1993-06-18 | 1996-08-27 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting diode and light-emitting diode array |
| JP2006074051A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 面発光レーザのための放射光を出射する半導体基体およびその製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256330B1 (en) * | 1996-12-02 | 2001-07-03 | Lacomb Ronald Bruce | Gain and index tailored single mode semiconductor laser |
| US6291839B1 (en) * | 1998-09-11 | 2001-09-18 | Lulileds Lighting, U.S. Llc | Light emitting device having a finely-patterned reflective contact |
| JP2002033552A (ja) * | 2000-05-11 | 2002-01-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子、半導体エッチング液および半導体レーザ素子の製造方法 |
| US7009214B2 (en) * | 2003-10-17 | 2006-03-07 | Atomic Energy Council —Institute of Nuclear Energy Research | Light-emitting device with a current blocking structure and method for making the same |
| DE502005003172D1 (de) * | 2004-08-31 | 2008-04-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Vertikal emittierender Halbleiterlaser mit externem Resonator und Verfahren zu dessen Herstellung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3984262A (en) * | 1974-12-09 | 1976-10-05 | Xerox Corporation | Method of making a substrate striped planar laser |
| US4124826A (en) * | 1977-03-01 | 1978-11-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Current confinement in semiconductor lasers |
| DE2933035A1 (de) * | 1979-08-16 | 1981-03-26 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 60596 Frankfurt | Halbleiterlaser |
| JPS6014482A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| US4792958A (en) * | 1986-02-28 | 1988-12-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser with mesa stripe waveguide structure |
| JPS63205984A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | 面発光型半導体レ−ザ |
| JPH0212885A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-17 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその出射ビームの垂直放射角の制御方法 |
| JPH02174272A (ja) * | 1988-12-17 | 1990-07-05 | Samsung Electron Co Ltd | 発光ダイオードアレイの製造方法 |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP2032575A patent/JPH03237784A/ja active Pending
-
1993
- 1993-05-05 US US08/056,941 patent/US5994723A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5550391A (en) * | 1993-06-18 | 1996-08-27 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting diode and light-emitting diode array |
| JP2006074051A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 面発光レーザのための放射光を出射する半導体基体およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5994723A (en) | 1999-11-30 |
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