JPH0554713B2 - - Google Patents
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- JPH0554713B2 JPH0554713B2 JP15905585A JP15905585A JPH0554713B2 JP H0554713 B2 JPH0554713 B2 JP H0554713B2 JP 15905585 A JP15905585 A JP 15905585A JP 15905585 A JP15905585 A JP 15905585A JP H0554713 B2 JPH0554713 B2 JP H0554713B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—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 characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
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- 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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- H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は外付けレンズを用いない、微細加工
技術のみで出来る集光機能を備えた発光ダイオー
ドに関するものである。
技術のみで出来る集光機能を備えた発光ダイオー
ドに関するものである。
第３図は従来の半導体発光装置を示す断面図で
あり、１はｐ形インジウム燐化合物半導体（以下
ｐ−InPと略記）基板２はｐ−InPバツフア層、
３はｐ形インジウム・ガリウム砒素燐化合物半導
体（以下ｐ−InGaAsPと略記）クラツド層、４
はｐ−InGaAsP活性層、５はlt−InGaAsP（ｎ−
はｎ形の意）クラツド層、６はｎ形インジウム・
ガリウム砒素化合物半導体（以下ｎ−InGaAsと
略記）コンタクト層であり、２〜６はｐ−InP基
板１上にエピタキシヤル成長させたものである。
７は二酸化シリコン（以下SiO2と略記）などの
絶縁層８および９は電極、１０は球レンズ、１１
は球レンズ１０を基板１上に固定するための接着
材、１２は活性層４の一部であつて、発光に寄与
する発光領域である。
あり、１はｐ形インジウム燐化合物半導体（以下
ｐ−InPと略記）基板２はｐ−InPバツフア層、
３はｐ形インジウム・ガリウム砒素燐化合物半導
体（以下ｐ−InGaAsPと略記）クラツド層、４
はｐ−InGaAsP活性層、５はlt−InGaAsP（ｎ−
はｎ形の意）クラツド層、６はｎ形インジウム・
ガリウム砒素化合物半導体（以下ｎ−InGaAsと
略記）コンタクト層であり、２〜６はｐ−InP基
板１上にエピタキシヤル成長させたものである。
７は二酸化シリコン（以下SiO2と略記）などの
絶縁層８および９は電極、１０は球レンズ、１１
は球レンズ１０を基板１上に固定するための接着
材、１２は活性層４の一部であつて、発光に寄与
する発光領域である。
従来の半導体発光装置は上記のように構成さ
れ、電極８，９より注入電流を与えると活性層４
中の発光領域１２より等方的に光が輻射される。
基板１につけられた球レンズ１０によつて集光さ
れ外部に導びかれるようになつている。なお、発
光領域１２に電流が集中し、また、電子正孔対の
再結合が集中的に生じさらに発光領域１２から球
レンズ１０までに発生した光が充分透過できるよ
うに、基板１およびエピタキシヤル層２〜６それ
ぞれの伝導形や、禁止帯幅が選ばれている。
れ、電極８，９より注入電流を与えると活性層４
中の発光領域１２より等方的に光が輻射される。
基板１につけられた球レンズ１０によつて集光さ
れ外部に導びかれるようになつている。なお、発
光領域１２に電流が集中し、また、電子正孔対の
再結合が集中的に生じさらに発光領域１２から球
レンズ１０までに発生した光が充分透過できるよ
うに、基板１およびエピタキシヤル層２〜６それ
ぞれの伝導形や、禁止帯幅が選ばれている。
上記のような従来の半導体発光装置では球レン
ズ１０を基板１に接着材１１で固定するのは勿
論、球レンズ１０の必要外の部分に接着材１１で
よごさないようにするのに熟練を要する等の問題
点があつた。
ズ１０を基板１に接着材１１で固定するのは勿
論、球レンズ１０の必要外の部分に接着材１１で
よごさないようにするのに熟練を要する等の問題
点があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、球レンズに代る他の手段を適用する
ことにより、熟練を必要とせず製造できる半導体
発光装置を得ることを目的としている。
れたもので、球レンズに代る他の手段を適用する
ことにより、熟練を必要とせず製造できる半導体
発光装置を得ることを目的としている。
この発明に係る半導体発光装置は、集光用回折
多重リングを複数のエピタキシヤル領域の一部で
ある発光領域より所定の位置に固定したものであ
る。
多重リングを複数のエピタキシヤル領域の一部で
ある発光領域より所定の位置に固定したものであ
る。
この発明においては、集光手段として、集光用
回折多重リングを採用したので、比較的熟練を要
しない微細加工法で製造できるようにする。
回折多重リングを採用したので、比較的熟練を要
しない微細加工法で製造できるようにする。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であ
り、１〜９および１２は上記従来装置とまつたく
同一のものである。１０Ａは光の回折現象を利用
し、実効的にレンズの働きをする基板１上に設け
られた集光用回折リングであつて、この実施例で
は禁止帯幅が、活性層４より狭い従つて発生した
光を透さないｐ−InGaAsのエピタキシヤル層を
成長したのち、不要部分を微細加工技術により除
去したものである。第２図はこの集光用回折多重
リング１０Ａの平面形状を示す図である。各リン
グの半径や幅は発生する光の波長、光源と集光予
定位置それぞれまでの距離で定まるもので具体的
な製造方法は通常のマスクの製造方法のように原
図の縮少で作る方法や、近似的には光の干渉を利
用したニユートンリングでパターンを作る方法な
どがある。
り、１〜９および１２は上記従来装置とまつたく
同一のものである。１０Ａは光の回折現象を利用
し、実効的にレンズの働きをする基板１上に設け
られた集光用回折リングであつて、この実施例で
は禁止帯幅が、活性層４より狭い従つて発生した
光を透さないｐ−InGaAsのエピタキシヤル層を
成長したのち、不要部分を微細加工技術により除
去したものである。第２図はこの集光用回折多重
リング１０Ａの平面形状を示す図である。各リン
グの半径や幅は発生する光の波長、光源と集光予
定位置それぞれまでの距離で定まるもので具体的
な製造方法は通常のマスクの製造方法のように原
図の縮少で作る方法や、近似的には光の干渉を利
用したニユートンリングでパターンを作る方法な
どがある。
この実施例のものは上記のように構成したので
従来のものが球レンズ１０で集光する所を、集光
用回折多重リング１０Ａに変えたのみで他はまつ
たく同じであるから、従来のものと同等の動作を
期待できることは明白である。
従来のものが球レンズ１０で集光する所を、集光
用回折多重リング１０Ａに変えたのみで他はまつ
たく同じであるから、従来のものと同等の動作を
期待できることは明白である。
以上の説明からこの実施例では、集光用回折多
重リング１０Ａは比較的熟練を要しない微細加工
技術により作られるので前述の問題点が解決され
る。
重リング１０Ａは比較的熟練を要しない微細加工
技術により作られるので前述の問題点が解決され
る。
なお上記実施例では、集光用回折多重リング１
０Ａに発生する光を丁度吸収する禁止帯幅の半導
体InGaAsを用いたが、透過しないものであれば
何でもよく、例えば金属のようなものでもよい。
さらに基板１に不純物をイオン注入し深く高濃度
の再結合中心を多重リング状に形成してもよい。
０Ａに発生する光を丁度吸収する禁止帯幅の半導
体InGaAsを用いたが、透過しないものであれば
何でもよく、例えば金属のようなものでもよい。
さらに基板１に不純物をイオン注入し深く高濃度
の再結合中心を多重リング状に形成してもよい。
また上記実施例では集光用回折多重リング１０
Ａは基板１表面に固定される場合について述べた
が、先に述べたように光は発光領域１２より等方
的に放射するので、集光用回折多重リング１０Ａ
はどの位置にあつてもよいが複数のエピタキシヤ
ル領域２〜７の最外側領域の表面基板１とエピタ
キシヤル領域２〜７とで作る４つの側面に設ける
のが好ましい。その際、前者の場合、表面が平坦
になるように新たにエピタキシヤル領域を追加し
たり、発光領域１２から多重リング１０Ａまでの
間で光をさえぎらないようにその間の半導体の禁
止帯幅を充分に大に選び、電極８に開口を設け、
後者の場合には、リング１０Ａによつて注入電流
をバイパスしないように適当な絶縁膜を介して固
着するなどの注意を払うことは云うまでもない。
Ａは基板１表面に固定される場合について述べた
が、先に述べたように光は発光領域１２より等方
的に放射するので、集光用回折多重リング１０Ａ
はどの位置にあつてもよいが複数のエピタキシヤ
ル領域２〜７の最外側領域の表面基板１とエピタ
キシヤル領域２〜７とで作る４つの側面に設ける
のが好ましい。その際、前者の場合、表面が平坦
になるように新たにエピタキシヤル領域を追加し
たり、発光領域１２から多重リング１０Ａまでの
間で光をさえぎらないようにその間の半導体の禁
止帯幅を充分に大に選び、電極８に開口を設け、
後者の場合には、リング１０Ａによつて注入電流
をバイパスしないように適当な絶縁膜を介して固
着するなどの注意を払うことは云うまでもない。
また、上記実施例では集光用回折多重リング１
０Ａは他の構成要素と一体化された場合であつた
が、第４図に示すように他の基板２１上に形成し
発光領域１２より所定の位置に固定するようにし
てもよい。
０Ａは他の構成要素と一体化された場合であつた
が、第４図に示すように他の基板２１上に形成し
発光領域１２より所定の位置に固定するようにし
てもよい。
また、上記実施例では、集光用回折多重リング
１０Ａは電極８，９とは別のものであつたが、第
５図に示す如く第１図の電極９に対応する電極９
Ａの一部９Ａ２としてもよい。この場合、工程を
１つ減らすことが出来る新たな効果がある。な
お、他の一部９Ａ１は第１図の電極９に丁度対応
する。なお、第５図では多重リング部９Ａ２と本
来の電極部分９Ａ１とが一部で結合している場合
を示したが、分離されていてもさしつかえない。
１０Ａは電極８，９とは別のものであつたが、第
５図に示す如く第１図の電極９に対応する電極９
Ａの一部９Ａ２としてもよい。この場合、工程を
１つ減らすことが出来る新たな効果がある。な
お、他の一部９Ａ１は第１図の電極９に丁度対応
する。なお、第５図では多重リング部９Ａ２と本
来の電極部分９Ａ１とが一部で結合している場合
を示したが、分離されていてもさしつかえない。
また、上記実施例では集光用回折多重リング１
０Ａは同心円で各円の直径は、計算で求められる
ものの場合について述べたが、円心円員園から多
少ずれても直径が計算値からずれていても、ずれ
の度合に応じて、集光作用がある程度期待できる
ことなど云うまでもない。
０Ａは同心円で各円の直径は、計算で求められる
ものの場合について述べたが、円心円員園から多
少ずれても直径が計算値からずれていても、ずれ
の度合に応じて、集光作用がある程度期待できる
ことなど云うまでもない。
また、上記実施例ではInP、InGaAsP、
InGaAs系の半導体発光装置について述べたが、
これに限定されることなく、例えばGaAs（ガリ
ウム砒素化合物半導体）、GaAlAs（ガリウム・ア
ルミニウム砒素化合物半導体）系の半導体発光装
置にも適用できることは云うまでもない。
InGaAs系の半導体発光装置について述べたが、
これに限定されることなく、例えばGaAs（ガリ
ウム砒素化合物半導体）、GaAlAs（ガリウム・ア
ルミニウム砒素化合物半導体）系の半導体発光装
置にも適用できることは云うまでもない。
また、発光領域１２と集光用回折多重リング１
０Ａとの間の距離はこの多重リング１０Ａの微細
加工の限界等からある程度離れていることが望ま
しいことなどは云うまでもない。この観点からは
第４図の変形例の場合距離を自由に選べるので有
利である。
０Ａとの間の距離はこの多重リング１０Ａの微細
加工の限界等からある程度離れていることが望ま
しいことなどは云うまでもない。この観点からは
第４図の変形例の場合距離を自由に選べるので有
利である。
この発明は以上説明したとおり、従来の球レン
ズの代りに集光用回折多重リングを用いたので製
造が、比較的容易な微細加工技術で行えるように
できる効果がある。
ズの代りに集光用回折多重リングを用いたので製
造が、比較的容易な微細加工技術で行えるように
できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第
２図はこの発明の第１図の集光用回折多重リング
１０Ａを示す平面図、第３図は従来の半導体発光
装置を示す断面図、第４図はこの発明の他の実施
例を示す断面図、第５図はこの発明の他の実施例
の部分を示す平面図である。 図において１は基板、２〜７はエピタキシヤル
領域、８，９はいずれも電極、９Ａは集光用回折
多重リングを兼ねる電極、１０Ａは集光用回折多
重リング、１２は発光領域である。なお、各図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
２図はこの発明の第１図の集光用回折多重リング
１０Ａを示す平面図、第３図は従来の半導体発光
装置を示す断面図、第４図はこの発明の他の実施
例を示す断面図、第５図はこの発明の他の実施例
の部分を示す平面図である。 図において１は基板、２〜７はエピタキシヤル
領域、８，９はいずれも電極、９Ａは集光用回折
多重リングを兼ねる電極、１０Ａは集光用回折多
重リング、１２は発光領域である。なお、各図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 基板と、この基板上に形成された複数のエピ
タキシヤル領域と、前記基板とエピキシヤル領域
に設けられ注入電流を供給する複数の電極と、イ
オン注入により前記基板表面、前記エピタキシヤ
ル領域の最外側領域の表面、前記基板と前記エピ
タキシヤル領域の側面のうちいずれかの面近傍に
形成された集光用回折多重リングとを備えたこと
を特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159055A JPS6218076A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 半導体発光装置 |
| CA000513585A CA1287155C (en) | 1985-07-16 | 1986-07-11 | Semiconductor light emission device with multiple diffraction ring |
| GB8617210A GB2179203B (en) | 1985-07-16 | 1986-07-15 | A semiconductor light emission device |
| US06/886,094 US5038354A (en) | 1985-07-16 | 1986-07-16 | Semiconductor light emitting, light concentrating device |
| GB8908010A GB2217911B (en) | 1985-07-16 | 1989-04-10 | A semiconductor light emission device |
| US07/691,864 US5181220A (en) | 1985-07-16 | 1991-04-26 | Semiconductor light emitting light concentration device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159055A JPS6218076A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218076A JPS6218076A (ja) | 1987-01-27 |
| JPH0554713B2 true JPH0554713B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=15685235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159055A Granted JPS6218076A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 半導体発光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5038354A (ja) |
| JP (1) | JPS6218076A (ja) |
| CA (1) | CA1287155C (ja) |
| GB (2) | GB2179203B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5181220A (en) * | 1985-07-16 | 1993-01-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting light concentration device |
| US5101454A (en) * | 1991-02-20 | 1992-03-31 | At&T Bell Laboratories | Light emitting diode with multifaceted reflector to increase coupling efficiency and alignment tolerance |
| FI116918B (fi) * | 2000-12-13 | 2006-03-31 | Modines Ltd Oy | Säteenmuokkaaja |
| WO2004090976A2 (en) * | 2003-04-02 | 2004-10-21 | Sun Microsystems, Inc. | Optical communication between face-to-face semiconductor chips |
| JP5993202B2 (ja) * | 2012-05-15 | 2016-09-14 | 日本放送協会 | 発光素子および発光素子アレイ |
| DE102021129972A1 (de) * | 2021-11-17 | 2023-05-17 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199989A (ja) * | 1975-02-28 | 1976-09-03 | Fujitsu Ltd | |
| JPS52121345A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-12 | Nat Res Dev | Optical connector* optical connecting system and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3649837A (en) * | 1967-07-13 | 1972-03-14 | Kurt Lehovec | Diffractive image-forming means integrated into semiconducting devices |
| US3569997A (en) * | 1967-07-13 | 1971-03-09 | Inventors And Investors Inc | Photoelectric microcircuit components monolythically integrated with zone plate optics |
| US3668404A (en) * | 1970-09-29 | 1972-06-06 | Kurt Lehovec | Electro-optical microtransducer comprising diffractive element monolithically integrated with photoelectric device |
| FR2404307A1 (fr) * | 1977-09-27 | 1979-04-20 | Centre Nat Etd Spatiales | Cellules solaires a double heterojonction et dispositif de montage |
| JPS5793163U (ja) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | ||
| JPS59129467A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-25 | Toshiba Corp | 複合光半導体素子 |
| JPS60121657U (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | 株式会社島津製作所 | フアイバ通信用発光ダイオ−ド |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP60159055A patent/JPS6218076A/ja active Granted
-
1986
- 1986-07-11 CA CA000513585A patent/CA1287155C/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-15 GB GB8617210A patent/GB2179203B/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-07-16 US US06/886,094 patent/US5038354A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-04-10 GB GB8908010A patent/GB2217911B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199989A (ja) * | 1975-02-28 | 1976-09-03 | Fujitsu Ltd | |
| JPS52121345A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-12 | Nat Res Dev | Optical connector* optical connecting system and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB8617210D0 (en) | 1986-08-20 |
| GB2179203A (en) | 1987-02-25 |
| GB8908010D0 (en) | 1989-05-24 |
| GB2217911A (en) | 1989-11-01 |
| GB2179203B (en) | 1990-02-14 |
| JPS6218076A (ja) | 1987-01-27 |
| CA1287155C (en) | 1991-07-30 |
| US5038354A (en) | 1991-08-06 |
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