JPH0716081B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPH0716081B2
JPH0716081B2 JP19682187A JP19682187A JPH0716081B2 JP H0716081 B2 JPH0716081 B2 JP H0716081B2 JP 19682187 A JP19682187 A JP 19682187A JP 19682187 A JP19682187 A JP 19682187A JP H0716081 B2 JPH0716081 B2 JP H0716081B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、集積化を容易にした半導体発光装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
第５図は、例えば従来の埋込型レーザの構造を示す断面
図である。
この図において、１はn-InP基板、２はp-InPブロック
層、３はn-InP層、51はn-InPクラッド層、70,71はInGaA
sP活性層、80はp-InPクラッド層、90はp-InGaAsPコンタ
クト層、100はｐ電極、110はｎ電極である。
次に動作について説明する。
ｐ電極100より流入した電流は、p-InPブロック層２中に
形成されたＶ溝中のみを流れ、Ｖ溝中に埋め込まれたIn
GaAsP活性層71において発光する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように構成された従来の埋込型レーザは、Ｖ溝中
に形成されたInGaAsP活性層71の位置制御が難しく、周
囲にもpn接合があるため、寄生容量が大きく、高速応答
ができない問題点があり、また、ｐ電極100およびｎ電
極110がn-InP基板１の相対する面に形成されるため、他
の電子素子などと組み合わせて集積化する場合、その集
積化に困難が生じるなどの問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、活性層の位置制御が容易で、かつ電流のリ
ークがなく、寄生容量を少なくし、高速応答が実現でき
るとともに、両電極を同一面上に形成できる半導体発光
装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体発光装置は、半絶縁性または絶縁
性の基板の主面に形成された開口部と、この開口部に連
通した横穴と、開口部ならびに横穴に充填された導電性
の半導体層と、横穴の一端部に設けられ基板の表面から
半導体層に達する溝と、この溝内に形成され半導体層と
接続するとともに発光領域が埋め込まれた発光素子とを
備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、発光領域が半絶縁性または絶縁性
の基板中に埋め込まれているため、電流狭窄が完全に行
われ、かつ周囲にｐ−ｎ接合が存在しないため、寄生容
量がなくなる。また、一方の電極が横穴に埋め込まれた
半導体層を通じて基板面上に取り出されているため、プ
レーナ構造とすることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について説明する。
まず、第１図（ａ）〜（ｅ）によって、この発明の半導
体発光装置を得るための製造方法の一実施例を説明す
る。
第１図において、10は基板で、例えばS.I（semi insula
ting）‐InP基板、20はInGaAsP層、30はS.I-InP成長
層、40はレジスト、50はn-InP層、51はn-InPクラッド
層、60Aは前記S.I-InP基板10面に形成された開口部、60
Bはこの開口部60Aに連通して形成された横穴、60Cはこ
の横穴60Bの一端部にInGaAsP層20に達するまでエッチン
グされて形成された溝、70はInGaAsP活性層、80はp-InP
クラッド層、90はp-InGaAsPコンタクト層、100はｐ電
極、110はｎ電極である。
まず、第１図（ａ）に示すように、S.I-InP基板10上にI
nGaAsP層20,S.I-InP成長層30を気相成長法などによって
順次形成し、写真製版によってレジスト40をパターニン
グする。
次に第１図（ｂ）に示すように、S.I-InP成長層30をInG
aAsP層20に達するまでエッチングして開口部60Aを形成
した後、InGaAsP層20を硫酸：過酸化水素：水等のエッ
チング液で選択エッチングし、横穴60Bを形成する。
次に第１図（ｃ）に示すように、エッチングした開口部
60Aおよび横穴60B部分に、n-InP層50を選択的に成長さ
せる。
次に、S.I-InP成長層30に、第１図（ｄ）に示すよう
に、エッチングによって溝60Cをn-InP層50に達するよう
に形成する。
そして第１図（ｅ）に示すように、溝60C中に、n-InPク
ラッド層51,InGaAsP活性層70,p-InPクラッド層80,p-InG
aAsPコンタクト層90を順次成長させ、S.I-InP成長層30
中に埋込レーザを形成し、さらにｐ電極100,n電極110を
同一平面上に形成する。
次に上記のようにして形成された半導体発光装置の動作
について説明する。
第１図（ｅ）において、ｐ電極100より流入した電流
は、S.I-InP成長層30中に埋め込まれたInGaAsP活性層70
で光出力に変換される。このとき、InGaAsP活性層70の
周囲は半絶縁性のS.I-InP成長層30であるため、電流は
周囲にもれ出ることはない。また、n-InPクラッド層51
は横穴60B中に埋め込まれた導電性のn-InP層50に接続さ
れているので、ｎ電極110をウエハの表面に取り出すこ
とができる。
なお、上記実施例では、n-InP層50をストライプ状に形
成したが、第２図のように、n-InP層52を一部分のみに
形成しても同様の効果が得られる。また、GaAs等の他の
材料を使用しても可能である。
第３図（ａ）〜（ｅ）は他の製造工程を示す断面図で、
この工程は、まず、S.I-InP基板10に開口部11を形成し
た後、SiO2マスク12をスパッタおよび写真製版によって
第３図（ａ）のように形成する。
次に第３図（ｂ）に示すように、開口部11を下方にさら
にエッチングした後、開口部11の底部に蒸着によってSi
O2マスク13を形成し、さらにエッチングすることによっ
て、第３図（ｃ）に示すように横穴14を形成する。
次に第３図（ｄ）に示すように、開口部11と横穴14部分
にn-InP層50を成長させた後、第１図の工程と同様に第
３図（ｅ）に示すように、埋込レーザを形成する。この
方法によると結晶成長回数が２回になる利点がある。
第４図（ａ）〜（ｃ）はさらに他の製造工程を示す断面
図である。
まず、S.I-InP基板10にn-InP層50を所要深さに埋め込
み、さらにn-InP層50中に、このn-InP層50より浅く、S.
I-InP成長層30を埋め込むことによって開口部および横
穴にn-InP層50が成長された状態となる。さらに、S.I-I
nP成長層30の端部に埋込レーザを形成することによって
も、結果的に第１図，第３図の実施例と同様に開口部，
横穴，溝が形成され、この発明の半導体発光装置を構成
することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明は、半絶縁性または絶縁
性の基板の主面に形成された開口部と、この開口部に連
通した横穴と、開口部ならびに横穴に充填された導電性
の半導体層と、横穴の一端部に設けられ基板の表面から
半導体層に達する溝と、この溝内に形成され半導体層と
接続するとともに発光領域が埋め込まれた発光素子とを
備えたので、発光領域が半絶縁性または絶縁性の基板中
に埋め込まれた状態となり、したがって、周囲にpn接合
が存在しないことから、電流リークがなくなり、寄生容
量の少ない半導体発光装置が歩留り良く構成できる。ま
た、p,n両電極は基板主面上に設けることができるの
で、プレーナ型の構造とすることができ、集積化が容易
となる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｅ）はこの発明の一実施例の半導体発
光装置の製造工程を示す断面図、第２図はこの発明の他
の実施例を示す半導体発光装置の斜視図、第３図（ａ）
〜（ｅ）はこの発明の半導体発光装置の他の製造工程を
示す断面図、第４図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の半導体
発光装置のさらに他の製造工程を示す断面図、第５図は
従来の半導体発光装置の断面図である。 図において、10はS.I-InP基板、20はInGaAsP層、30はS.
I-InP成長層、40はレジスト、50はn-InP層、51はn-InP
クラッド層、60Aは開口部、60Bは横穴、60Cは溝、70,71
はInGaAsP活性層、80はp-InPクラッド層、90はp-InGaAs
Pコンタクト層、100はｐ電極、110はｎ電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半絶縁性または絶縁性の基板の主面に形成
    された開口部と、この開口部に連通した横穴と、前記開
    口部ならびに横穴に充填された導電性の半導体層と、前
    記横穴の一端部に設けられ前記基板の表面から前記半導
    体層に達する溝と、この溝内に形成され前記半導体層と
    接続するとともに発光領域が埋め込まれた発光素子とを
    備えたことを特徴とする半導体発光装置。
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