JPH07226535A - Semiconductor light-emitting element, optical detecting device, optical information detecting device, projector and optical fiber module - Google Patents

Semiconductor light-emitting element, optical detecting device, optical information detecting device, projector and optical fiber module

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JPH07226535A
JPH07226535A JP3772994A JP3772994A JPH07226535A JP H07226535 A JPH07226535 A JP H07226535A JP 3772994 A JP3772994 A JP 3772994A JP 3772994 A JP3772994 A JP 3772994A JP H07226535 A JPH07226535 A JP H07226535A
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semiconductor
layer
light emitting
refractive index
emitting device
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Japanese (ja)
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Hiroshi Imamoto
浩史 今本
Masashi Yanagase
雅司 柳ケ瀬
Koichi Imanaka
行一 今仲
Hironobu Kiyomoto
浩伸 清本
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PURPOSE:To effectively reflect lights of various directions in a wide wavelength range, by specifying the film thickness sum value of each semiconductor layer, by using the wavelength of light emitted from a PN junction part, and the refractive index of each semiconductor layer constituting an unit semiconductor layer. CONSTITUTION:The multilayered reflecting film layer 14 of a semiconductor light-emitting element B is formed by alternately laminating semiconductor layers 14a having a refractive index n1 and semiconductor layers 14b having a refractive index n2 which refractive indexes are smaller than that of an active layer 4 and that of a lower clad layer 3. The center wavelength of a light emitted from the active layer lambda0 is A The sum of film thickness of the semiconductor layers l4a having the refractive index n1 is set smaller than lambda0/(4n1), and the sum of the film thickness of the semiconductor layers 14b having the refractive index n2 is set larger than lambda0/(4n2). The reflection peak wavelength range is extended toward the long wavelength side and the short wavelength side, and the range can be widened. Thereby effective reflection can be realized in the range from the vertically incident light to the multilayered reflecting film layer 14 to the obliquely incident light having an angle to the layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子、光学検
知装置、光学的情報検知装置、投光器及び光ファイバー
モジュールに関する。具体的にいうと、光通信、または
光情報処理等の分野で重要な高出力、微小発光面積の面
発光型半導体発光素子に関する。さらに、当該半導体発
光素子を用いた光学検知装置、光学的情報検知装置、投
光器及び光ファイバーモジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device, an optical detector, an optical information detector, a projector and an optical fiber module. Specifically, the present invention relates to a surface emitting semiconductor light emitting device having a high output and a minute light emitting area, which is important in the field of optical communication or optical information processing. Further, the present invention relates to an optical detection device, an optical information detection device, a projector and an optical fiber module using the semiconductor light emitting element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１は従来の半導体発光素子（発光ダイ
オード）Ａの１例を示す概略断面図である。この半導体
発光素子Ａにあっては、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−
ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体多層反射膜層２、ｎ−Ａ
ｌＧａＩｎＰ下クラッド層３、ｐ−ＧａＩｎＰ活性層
４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１上クラッド層５、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ電流ブロック層６、ｐ−ＡｌＧａＡｓ第２上ク
ラッド層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を順次エピタキ
シャル成長させた後、キャップ層８の中央部に孔をあけ
て光取り出し窓９を開口すると共に当該光取り出し窓９
と対応させて第２上クラッド層７から第１上クラッド層
５までｐ型不純物を拡散させて電流通路領域１０を形成
している。さらに、キャップ層８の上面にｐ側電極１１
を形成し、ｐ側電極１１にも電流通路領域１０と対向さ
せて光取り出し窓１２を開口し、ＧａＡｓ基板１の下面
にｎ側電極１３を形成している。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a conventional semiconductor light emitting device (light emitting diode) A. In this semiconductor light emitting device A, an n-type is formed on the n-GaAs substrate 1.
AlAs / AlGaAs semiconductor multilayer reflective film layer 2, n-A
lGaInP lower clad layer 3, p-GaInP active layer 4, p-AlGaInP first upper clad layer 5, n-Al
After the GaAs current blocking layer 6, the p-AlGaAs second upper cladding layer 7 and the p-GaAs cap layer 8 are sequentially epitaxially grown, a hole is opened in the center of the cap layer 8 to open a light extraction window 9 and the light is extracted. Exit window 9
Corresponding to the above, p-type impurities are diffused from the second upper cladding layer 7 to the first upper cladding layer 5 to form the current passage region 10. Furthermore, the p-side electrode 11 is formed on the upper surface of the cap layer 8.
Is formed, a light extraction window 12 is opened in the p-side electrode 11 so as to face the current passage region 10, and an n-side electrode 13 is formed on the lower surface of the GaAs substrate 1.

【０００３】しかして、ｐ側電極１１とｎ側電極１３間
に電圧を印加すると、電流ブロック層６と第１上クラッ
ド層５との界面が逆バイアスのｐ−ｎ接合面となって電
流が流れないが、電流通路領域１０では電流ブロック層
６の導電型がｐ型に反転させられているので、電流通路
領域１０にのみ電流が流れ、活性層４の電流通路領域１
０と対向する領域にのみ電流が注入されて発光する。ま
た、活性層４から下方へ向けて出射された光は多層反射
膜層２によって上方へ反射され、光取り出し窓９，１２
から外部へ出射される。すなわち、この半導体発光素子
Ａは多層反射膜層２を有する電流狭窄構造の素子となっ
ており、高出力、微小発光面積の発光素子Ａが実現され
ている。However, when a voltage is applied between the p-side electrode 11 and the n-side electrode 13, the interface between the current block layer 6 and the first upper cladding layer 5 becomes a reverse bias pn junction surface, and the current flows. Although the current does not flow, the conductivity type of the current block layer 6 is inverted to p-type in the current passage region 10, so that the current flows only in the current passage region 10 and the current passage region 1 of the active layer 4
A current is injected only into a region facing 0 to emit light. Further, the light emitted downward from the active layer 4 is reflected upward by the multilayer reflective film layer 2, and the light extraction windows 9 and 12 are emitted.
Is emitted from the outside. That is, the semiconductor light emitting device A is a device having a current confinement structure having the multilayer reflection film layer 2, and a light emitting device A having a high output and a minute light emitting area is realized.

【０００４】上記のような従来の半導体発光素子Ａに用
いられている多層反射膜層２（半導体反射鏡）は、活性
層４から出射される光の発光波長λ0（真空波長）の４
分の１波長の膜厚を有する屈折率の異なる２種類の半導
体材料を交互に繰り返し積層した構造となっている。す
なわち、屈折率ｎ１、膜厚λ0／（４ｎ１）の半導体層
２ａと、屈折率ｎ２、膜厚λ0／（４ｎ２）の半導体層
２ｂとを交互に多層積層した構造となっている。The multilayer reflective film layer 2 (semiconductor reflecting mirror) used in the conventional semiconductor light emitting device A as described above has an emission wavelength λ 0 (vacuum wavelength) of 4 emitted from the active layer 4.
It has a structure in which two kinds of semiconductor materials having a film thickness of one-half wavelength and different in refractive index are alternately and repeatedly laminated. That is, it has a structure in which a semiconductor layer 2a having a refractive index n1 and a film thickness λ 0 / (4n1) and a semiconductor layer 2b having a refractive index n2 and a film thickness λ 0 / (4n2) are laminated alternately.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の多層反射膜層２では、反射特性の半値幅が５
０ｎｍ程度（垂直入射の場合）と狭く、活性層４から出
射される光成分のうち多層反射膜層２で上方へ反射させ
ることのできる波長領域が狭かった。また、活性層４か
ら出射された光は全て多層反射膜層２に垂直入射する訳
でなく、活性層４から離れた領域では斜め入射すること
になる。活性層４から多層反射膜層２に斜め入射する光
成分は、実効的な波長が短くなるために多層反射膜層２
の反射ピーク波長からずれ、反射率が小さくなるという
欠点があった。このため、垂直入射と共に斜め入射も考
慮した場合、垂直入射光から斜め入射光まで広い波長範
囲にわたって多層反射膜層２で効率的に反射することの
できる波長領域が極めて狭く（後述のように３０ｎｍ程
度）なっていた。これらの原因により、半導体発光素子
Ａから出射される光量が少なくなり、光取り出し効率を
低下させていた。However, in the multilayer reflective film layer 2 having such a structure, the half width of the reflection characteristic is 5 or less.
It was as narrow as about 0 nm (in the case of vertical incidence), and the wavelength region of the light component emitted from the active layer 4 that could be reflected upward by the multilayer reflective film layer 2 was narrow. Further, all the light emitted from the active layer 4 does not vertically enter the multilayer reflective film layer 2, but obliquely enters the region apart from the active layer 4. Since the effective wavelength of the light component obliquely incident on the multilayer reflective film layer 2 from the active layer 4 becomes short, the multilayer reflective film layer 2
However, there was a drawback that the reflectance was reduced due to the deviation from the reflection peak wavelength. For this reason, when considering not only vertical incidence but also oblique incidence, the wavelength region that can be efficiently reflected by the multilayer reflective film layer 2 over a wide wavelength range from vertically incident light to diagonal incident light is extremely narrow (30 nm as described later). Was about). Due to these causes, the amount of light emitted from the semiconductor light emitting device A is reduced, and the light extraction efficiency is reduced.

【０００６】さらに、従来の多層反射膜層の構成では、
高反射率の得られる波長領域が小さいため、発光波長と
反射ピーク波長を一致させる高精度な結晶成長技術が必
要であり、面内均一性の低下のために歩留りが悪化する
といった問題があった。Further, in the conventional multilayer reflective film layer structure,
Since the wavelength region where high reflectance can be obtained is small, there is a need for high-precision crystal growth technology that matches the emission wavelength with the reflection peak wavelength, and there is a problem that the yield deteriorates due to the reduction of in-plane uniformity. .

【０００７】また、活性層４から多層反射膜層２に向け
て斜めに入射する光が効率良く反射されないため、半導
体発光素子Ａの上面から出る光の発光パターンにおいて
光取り出し窓９，１２の中央部で光強度が落込んで弱く
なり、リング発光となっていた。Further, since the light obliquely incident from the active layer 4 toward the multilayer reflective film layer 2 is not efficiently reflected, in the light emission pattern of the light emitted from the upper surface of the semiconductor light emitting device A, the centers of the light extraction windows 9 and 12 are formed. The light intensity dropped and became weaker in the area, causing a ring emission.

【０００８】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、活性層から
出射されて多層反射膜層に垂直入射及び斜め入射する各
方向の光を広い波長領域にわたって効率的に反射させら
れるようにし、特に微小発光径の半導体発光素子の外部
量子効率を高くし、また、その半導体発光素子を歩留り
よく製作できるようにすることにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of conventional examples, and an object of the present invention is to emit light in each direction which is emitted from the active layer and is vertically and obliquely incident on the multilayer reflective film layer. Is efficiently reflected over a wide wavelength range, especially the external quantum efficiency of a semiconductor light emitting device having a small emission diameter is increased, and the semiconductor light emitting device can be manufactured with high yield.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第１の半導体発
光素子は、再結合発光する機能を持つｐ−ｎ接合部と、
当該ｐ−ｎ接合部で発光した光を外部に取り出すための
表面層と、屈折率が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ接合
部の屈折率よりも小さな２種の半導体層をヘテロ接合さ
せた単位半導体層を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接合部
の表面層と反対側に配置した多層反射膜層とを有する半
導体発光素子において、前記ｐ−ｎ接合部での発光波長
をλ0とし、前記単位半導体層を構成する各半導体層の
屈折率をｎ１，ｎ２（ｎ１≠ｎ２）とするとき、屈折率
ｎ１の半導体層の膜厚の合計がλ0／（４ｎ１）よりも
薄く、屈折率ｎ２の半導体層の膜厚の合計がλ0／（４
ｎ２）よりも厚くなっていることを特徴としている。A first semiconductor light emitting device of the present invention comprises a pn junction having a function of recombination and light emission,
A unit in which a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside and a heterojunction of two kinds of semiconductor layers having different refractive indexes and smaller than the refractive index of the pn junction. In a semiconductor light emitting device having semiconductor layers repeatedly stacked and having a multilayer reflection film layer arranged on the opposite side to the surface layer of the pn junction, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and When the refractive indices of the semiconductor layers constituting the unit semiconductor layer are n1 and n2 (n1 ≠ n2), the total thickness of the semiconductor layers having the refractive index n1 is smaller than λ 0 / (4n1) and the refractive index n2 The total thickness of the semiconductor layers of λ 0 / (4
It is characterized in that it is thicker than n2).

【００１０】本発明の第２の半導体発光素子は、再結合
発光する機能を持つｐ−ｎ接合部と、当該ｐ−ｎ接合部
で発光した光を外部に取り出すための表面層と、屈折率
が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ接合部の屈折率よりも
小さな２種の半導体層をヘテロ接合させた単位半導体層
を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接合部の表面層と反対側
に配置した多層反射膜層とを有する半導体発光素子にお
いて、前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記
単位半導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ
２（ｎ１≠ｎ２）、屈折率ｎ１，ｎ２の半導体層の膜厚
の合計をそれぞれＤｍ１，Ｄｍ２とするとき、各単位半
導体層の膜厚の合計Ｄｍ１＋Ｄｍ２が、 Ｄｍ１＋Ｄｍ２≒λ0（ｎ１＋ｎ２）／（４ｎ１・ｎ
２） 但し、Ｄｍ１≠λ0／（４ｎ１）、Ｄｍ２≠λ0／（４ｎ
２） であることを特徴としている。The second semiconductor light emitting device of the present invention comprises a pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index. Unit semiconductor layers having heterojunctions of two kinds of semiconductor layers different from each other and smaller than the refractive index of the pn junction are repeatedly laminated and arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction. In a semiconductor light emitting device having a multilayer reflective film layer, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer constituting the unit semiconductor layer is n1, n
2 (n1 ≠ n2) and the total thickness of the semiconductor layers having the refractive indices n1 and n2 is Dm1 and Dm2, the total thickness Dm1 + Dm2 of the unit semiconductor layers is Dm1 + Dm2≈λ 0 (n1 + n2) / ( 4n1 ・ n
2) However, Dm1 ≠ λ 0 / (4n1), Dm2 ≠ λ 0 / (4n
2) is characterized.

【００１１】本発明の第３の半導体発光素子は、再結合
発光する機能を持つｐ−ｎ接合部と、当該ｐ−ｎ接合部
で発光した光を外部に取り出すための表面層と、屈折率
が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ接合部の屈折率よりも
小さな２種の半導体層をヘテロ接合させた単位半導体層
を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接合部の表面層と反対側
に配置した多層反射膜層とを有する半導体発光素子にお
いて、前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記
単位半導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ
２（ｎ１≠ｎ２）とするとき、屈折率ｎ１の半導体層の
膜厚がλ0／（４・ｎ１）をほぼ中心として各単位半導
体層毎にランダムに変化し、屈折率ｎ２の半導体層の膜
厚がλ0／（４・ｎ２）をほぼ中心として各単位半導体
層毎にランダムに変化していることを特徴としている。The third semiconductor light emitting device of the present invention comprises a pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index. Unit semiconductor layers having heterojunctions of two kinds of semiconductor layers different from each other and smaller than the refractive index of the pn junction are repeatedly laminated and arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction. In a semiconductor light emitting device having a multilayer reflective film layer, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer constituting the unit semiconductor layer is n1, n
2 (n1 ≠ n2), the film thickness of the semiconductor layer having the refractive index n1 changes randomly for each unit semiconductor layer with the center of λ 0 / (4 · n1), and It is characterized in that the film thickness changes randomly for each unit semiconductor layer with the center of λ 0 / (4 · n 2).

【００１２】本発明の第４の半導体発光素子は、再結合
発光する機能を持つｐ−ｎ接合部と、当該ｐ−ｎ接合部
で発光した光を外部に取り出すための表面層と、屈折率
が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ接合部の屈折率よりも
小さな２種の半導体層をヘテロ接合させた単位半導体層
を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接合部の表面層と反対側
に配置した多層反射膜層とを有する半導体発光素子にお
いて、前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記
単位半導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ
２（ｎ１≠ｎ２）、屈折率ｎ１，ｎ２の半導体層の膜厚
の合計をそれぞれＤｍ１，Ｄｍ２とするとき、各単位半
導体層の膜厚の合計Ｄｍ１＋Ｄｍ２が、 Ｄｍ１＋Ｄｍ２≒λ0（ｎ１＋ｎ２）／（４ｎ１・ｎ
２） であり、かつ、屈折率ｎ１の半導体層の膜厚が膜厚λ0
／（４・ｎ１）をほぼ中心として各単位半導体層毎にラ
ンダムに変化していることを特徴としている。The fourth semiconductor light emitting device of the present invention comprises a pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index. Unit semiconductor layers having heterojunctions of two kinds of semiconductor layers different from each other and smaller than the refractive index of the pn junction are repeatedly laminated and arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction. In a semiconductor light emitting device having a multilayer reflective film layer, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer constituting the unit semiconductor layer is n1, n
2 (n1 ≠ n2) and the total thickness of the semiconductor layers having the refractive indices n1 and n2 is Dm1 and Dm2, the total thickness Dm1 + Dm2 of the unit semiconductor layers is Dm1 + Dm2≈λ 0 (n1 + n2) / ( 4n1 ・ n
2) and the thickness of the semiconductor layer having the refractive index n1 is λ 0.
It is characterized in that it randomly changes for each unit semiconductor layer about / (4 · n1).

【００１３】また、上記第３及び第４の半導体発光素子
においては、少なくとも一方の種類の半導体層の膜厚の
ランダム度として、その中心波長約λ0／（４・ｎ１）
又は約λ0／（４・ｎ２）を中心としてその±１５％の
範囲内で変動させるとよい。In the third and fourth semiconductor light emitting elements, the central wavelength is about λ 0 / (4 · n1) as the randomness of the film thickness of at least one type of semiconductor layer.
Alternatively, it may be varied within about ± 15% of about λ 0 / (4 · n2).

【００１４】また、上記各半導体発光素子にあっては、
前記ｐ−ｎ接合部をシングルヘテロ接合ないしダブルヘ
テロ接合としてもよく、多重量子井戸構造としてもよ
い。さらに、イオン注入もしくは拡散による電流狭窄構
造を有していて、発光径が１５０μｍ以下となっていて
もよい。さらに、前記表面層に設けた光取り出し面にも
電極を形成してもよい。Further, in each of the above semiconductor light emitting devices,
The pn junction may be a single heterojunction or a double heterojunction, or may be a multiple quantum well structure. Further, it may have a current constriction structure by ion implantation or diffusion, and the emission diameter may be 150 μm or less. Further, an electrode may be formed on the light extraction surface provided on the surface layer.

【００１５】また、上記各半導体発光素子は、光学検知
装置や光学的情報検知装置、投光器、光ファイバーモジ
ュールの光源として用いることができる。Further, each of the above semiconductor light emitting devices can be used as a light source of an optical detection device, an optical information detection device, a projector, and an optical fiber module.

【００１６】[0016]

【作用】本発明の第１の半導体発光素子にあっては、屈
折率ｎ１の半導体層の膜厚の合計をλ0／（４ｎ１）よ
りも薄くしているので、多層反射膜における反射ピーク
波長を短波長側へ拡張することができ、屈折率ｎ２の半
導体層の膜厚の合計をλ0／（４ｎ２）よりも厚くして
いるので、多層反射膜における反射ピーク波長を長波長
側へ拡張することができる。この結果、多層反射膜層に
おける反射ピーク波長領域を長波長側及び短波長側へ拡
張してワイドレンジ化を図ることができ、多層反射膜層
に垂直入射した光から角度を持って斜め入射した光まで
効率的に反射させることのできる波長領域を広くするこ
とができる。In the first semiconductor light emitting device of the present invention, since the total thickness of the semiconductor layers having the refractive index n1 is smaller than λ 0 / (4n1), the reflection peak wavelength in the multilayer reflective film is reduced. Can be extended to the short wavelength side, and the total film thickness of the semiconductor layer having the refractive index n2 is made thicker than λ0 / (4n2), so that the reflection peak wavelength in the multilayer reflective film can be extended to the long wavelength side. be able to. As a result, the reflection peak wavelength region in the multilayer reflective film layer can be extended to the long wavelength side and the short wavelength side to achieve a wide range, and the light incident vertically to the multilayer reflective film layer is obliquely incident at an angle. It is possible to widen the wavelength range in which even light can be efficiently reflected.

【００１７】同様に、本発明の第２の半導体発光素子に
おいても、屈折率をｎ１，ｎ２の半導体層の膜厚の合計
をそれぞれλ0／（４ｎ１）、λ0／（４ｎ２）から膜厚
の薄い側又は厚い側の一方もしくは両側へ偏らせている
ので、多層反射膜層における反射ピーク波長領域を長波
長側及び短波長側へ拡張してワイドレンジ化を図ること
ができ、多層反射膜層に垂直入射した光から角度を持っ
て斜め入射した光まで効率的に反射させることのできる
波長領域を広くすることができる。加えて、屈折率ｎ
１，ｎ２の半導体層の膜厚の合計Ｄｍ１＋Ｄｍ２をほぼ λ0／（４ｎ１）＋λ0／（４ｎ２）＝λ0（ｎ１＋ｎ
２）／（４ｎ１・ｎ２） に等しくしているので、反射ピーク波長領域の中心波長
をｐ−ｎ接合部での発光波長λ0とほぼ一致させること
ができる。Similarly, also in the second semiconductor light emitting device of the present invention, the total film thickness of the semiconductor layers having the refractive indices n1 and n2 is λ 0 / (4n1) and λ 0 / (4n2) respectively. Since it is biased to one side or both sides of the thin side or the thick side, the reflection peak wavelength region in the multilayer reflective film layer can be extended to the long wavelength side and the short wavelength side to widen the range. It is possible to widen the wavelength range in which light that is vertically incident on the layer and light that is obliquely incident at an angle can be efficiently reflected. In addition, the refractive index n
The total thickness Dm1 + Dm2 of the semiconductor layers 1 and n2 is approximately λ 0 / (4n1) + λ 0 / (4n2) = λ 0 (n1 + n
Since it is made equal to 2) / (4n1 · n2), the central wavelength of the reflection peak wavelength region can be made substantially equal to the emission wavelength λ 0 at the pn junction.

【００１８】同様に、本発明の第３及び第４の半導体発
光素子にあっても、多層反射膜層における反射ピーク波
長領域を長波長側及び短波長側へ拡張してワイドレンジ
化を図ることができ、多層反射膜層に垂直入射した光か
ら角度を持って斜め入射した光まで効率的に反射させる
ことのできる波長領域を広くすることができる。さら
に、第３及び第４の半導体発光素子にあっては、各単位
半導体層毎にその膜厚をランダムに変化させているの
で、反射特性をその反射ピーク波長領域で滑らかな特性
の曲線とすることができる。このランダム度としては、
各中心波長を中心としてその±１５％の範囲内で変動さ
せるのが特に好ましかった。Similarly, also in the third and fourth semiconductor light emitting devices of the present invention, the reflection peak wavelength region in the multilayer reflective film layer is extended to the long wavelength side and the short wavelength side to achieve a wide range. Therefore, it is possible to widen the wavelength range in which light that is vertically incident on the multilayer reflective film layer and light that is obliquely incident at an angle can be efficiently reflected. Further, in the third and fourth semiconductor light emitting elements, the film thickness is randomly changed for each unit semiconductor layer, so that the reflection characteristic is a curve having a smooth characteristic in the reflection peak wavelength region. be able to. As for this randomness,
It was particularly preferable to vary within ± 15% of each center wavelength.

【００１９】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、多層反射膜層に垂直入
射及び斜め入射する光を高効率で反射させることのでき
る波長領域を広くすることができるので、ｐ−ｎ接合部
から出射した光を多層反射膜層で反射させて表面層から
効率的に出射させることができ、半導体発光素子の光取
り出し効率を向上させることができる。According to the present invention, it is possible to widen the wavelength region in which light that is vertically and obliquely incident on the multilayer reflective film layer can be reflected with high efficiency, so that the light is emitted from the pn junction. Light can be reflected by the multilayer reflective film layer and efficiently emitted from the surface layer, and the light extraction efficiency of the semiconductor light emitting device can be improved.

【００２０】また、ｐ−ｎ接合部から多層反射膜層に向
けて斜めに入射する光を効率良く反射させることができ
るので、表面層から出る光の発光パターンにおいて発光
部中央での光強度の落込みをなくし、均一な発光パター
ンを得ることができる。Further, since the light obliquely incident from the pn junction toward the multilayer reflective film layer can be efficiently reflected, the light intensity at the center of the light emitting portion in the light emission pattern of the light emitted from the surface layer can be improved. It is possible to obtain a uniform light emitting pattern without dropping.

【００２１】また、この多層反射膜層によれば、高反射
率を得ることができる波長領域が広いため、発光波長と
反射ピーク波長を一致させる高精度な結晶成長技術が不
要となり、面内均一性や歩留りの改善に効果がある。Further, according to this multilayer reflection film layer, since the wavelength region where a high reflectance can be obtained is wide, a highly accurate crystal growth technique for matching the emission wavelength and the reflection peak wavelength is not required, and the in-plane uniformity is achieved. It is effective in improving the productivity and yield.

【００２２】特に、このような構造の半導体発光素子
は、電流狭窄構造を用いた微小発光径の素子、さらに光
取り出し窓にも電極を設けた電極橋渡し構造の素子等に
おいて有効に用いることができ、微小発光面積ながら高
効率、発光部中央付近においても光出力の落込みがな
く、均一な発光パターンを有する高い外部量子効率の半
導体発光素子を製作することができる。In particular, the semiconductor light emitting device having such a structure can be effectively used in a device having a small light emission diameter using a current confinement structure, and an element having an electrode bridging structure in which an electrode is also provided in the light extraction window. It is possible to manufacture a semiconductor light emitting device having high efficiency even with a small light emitting area, no drop in light output near the center of the light emitting portion, and a high external quantum efficiency having a uniform light emitting pattern.

【００２３】[0023]

【実施例】図２は本発明の一実施例による半導体発光素
子Ｂを示す概略断面図である。この半導体発光素子Ｂの
構造を製造方法と共に説明すると、まず、ｎ−ＧａＡｓ
基板１の上にｎ−ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体多層反
射膜層１４、膜厚０.５μｍのｎ−ＡｌＧａＩｎＰ下ク
ラッド層３、膜厚１μｍのｐ−ＧａＩｎＰ活性層４、膜
厚０.５μｍのｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１上クラッド層
５、膜厚２μｍのｐ−ＡｌＧａＡｓ第２上クラッド層７
を順次エピタキシャル成長させ、さらにその上にｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層８を０.２μｍの膜厚に成長させる。
ついで、キャップ層８の上に形成したフォトレジスト膜
（図示せず）の中央に窓を開口し、フォトレジスト膜の
上から電極金属を蒸着させ、フォトレジスト膜をキャッ
プ層８の上から剥離させることにより、リフトオフ法で
キャップ層８の上面中央部にｐ側電極１１を形成し、ｐ
側電極１１外側のキャップ層８をエッチング除去し、ｐ
側電極１１の下にのみキャップ層８を残す。一方、Ｇａ
Ａｓ基板１の下面にはｎ側電極１３を形成し、図２のよ
うな構造の半導体発光素子Ｂが作製される。2 is a schematic sectional view showing a semiconductor light emitting device B according to an embodiment of the present invention. The structure of this semiconductor light emitting device B will be described together with the manufacturing method. First, n-GaAs
On the substrate 1, an n-AlAs / AlGaAs semiconductor multilayer reflective film layer 14, an n-AlGaInP lower clad layer 3 having a film thickness of 0.5 μm, a p-GaInP active layer 4 having a film thickness of 1 μm, and a p- film having a film thickness of 0.5 μm. AlGaInP first upper clad layer 5, p-AlGaAs second upper clad layer 7 having a film thickness of 2 μm
Are sequentially grown epitaxially and then p-G
The aAs cap layer 8 is grown to a film thickness of 0.2 μm.
Then, a window is opened in the center of the photoresist film (not shown) formed on the cap layer 8, an electrode metal is vapor-deposited on the photoresist film, and the photoresist film is peeled off from the cap layer 8. As a result, the p-side electrode 11 is formed at the center of the upper surface of the cap layer 8 by the lift-off method.
The cap layer 8 outside the side electrode 11 is removed by etching, and p
The cap layer 8 is left only under the side electrode 11. On the other hand, Ga
The n-side electrode 13 is formed on the lower surface of the As substrate 1, and the semiconductor light emitting device B having the structure as shown in FIG. 2 is manufactured.

【００２４】しかして、このような構造の半導体発光素
子Ｂにあっては、上面中央部のｐ側電極１１から活性層
４へ電流が注入されて発光するので、活性層４で発光し
て上方へ出射した光はｐ側電極１１以外の領域から外部
へ出射され、面発光型の半導体発光素子Ｂとなる。In the semiconductor light emitting device B having such a structure, however, a current is injected from the p-side electrode 11 at the center of the upper surface into the active layer 4 to emit light, so that the active layer 4 emits light and emits light. The light emitted to the outside is emitted to the outside from a region other than the p-side electrode 11, and becomes a surface-emitting type semiconductor light emitting device B.

【００２５】また、活性層４から下方へ向けて出射され
た光は多層反射膜層１４によって上方へ反射され、第２
上クラッド層７から外部へ出射される。この多層反射膜
層１４は、活性層４及び下クラッド層３の屈折率よりも
小さな屈折率ｎ１，ｎ２の２種の半導体層、すなわち屈
折率ｎ１＝３.０８５のＡｌＡｓ層１４ａと屈折率ｎ２
＝３.４８８のＡｌXＧａ1-XＡｓ（ｘ＝０.４５）層１４
ｂを交互に５０層ずつ積層した構造となっている。この
２種の半導体層１４ａ，１４ｂは１層づつ重なって１つ
の単位半導体層を構成しており、この単位半導体層が繰
り返し５０ペア積層されて多層反射膜層１４が構成され
ている。表１は当該多層反射膜層１４を構成する各半導
体層１４ａ，１４ｂの膜厚を示しており、活性層４から
出射される光の中心波長をλ0＝６７０ｎｍ（真空波
長）としている。Further, the light emitted downward from the active layer 4 is reflected upward by the multilayer reflective film layer 14,
The light is emitted from the upper clad layer 7 to the outside. The multilayer reflective film layer 14 is composed of two types of semiconductor layers having refractive indices n1 and n2 smaller than those of the active layer 4 and the lower cladding layer 3, that is, an AlAs layer 14a having a refractive index n1 = 3.085 and a refractive index n2.
= 3.488 Al x Ga 1-x As (x = 0.45) layer 14
It has a structure in which b is alternately laminated in 50 layers. The two types of semiconductor layers 14a and 14b are overlapped one by one to form one unit semiconductor layer, and the unit semiconductor layer is repeatedly laminated by 50 pairs to form the multilayer reflective film layer 14. Table 1 shows the film thickness of each of the semiconductor layers 14a and 14b constituting the multilayer reflective film layer 14, and the center wavelength of the light emitted from the active layer 4 is λ 0 = 670 nm (vacuum wavelength).

【００２６】[0026]

【表１】 [Table 1]

【００２７】この多層反射膜層１４にあっては、屈折率
ｎ１の半導体層１４ａの膜厚合計５０.８５３９ｎｍは
４分の１波長に当る膜厚λ0／（４ｎ１）＝５４.２９５
１ｎｍよりも小さく、各膜厚はその平均膜厚５０.８５
３９ｎｍ÷５０＝１.０８５９ｎｍの上下にばらついて
いる。また、屈折率ｎ２の半導体層１４ｂの膜厚合計５
０.９００１ｎｍは４分の１波長に当る膜厚λ0／（４ｎ
２）＝４８.０２１８ｎｍよりも大きく、各膜厚はその
平均膜厚４８.０２１８ｎｍ÷５０＝０.９６０４ｎｍの
上下にばらついている。また、両膜厚合計の和５０.８
５３９ｎｍ＋５０.９００１ｎｍ＝１０１.７５４０ｎｍ
はλ0（ｎ１＋ｎ２）／（４ｎ１・ｎ２）＝１０２.３１
７０ｎｍとほぼ等しくなっている。In the multilayer reflective film layer 14, the total film thickness of the semiconductor layer 14a having the refractive index n1 of 50.8539 nm corresponds to a quarter wavelength λ 0 /(4n1)=54.295.
Less than 1 nm, each film thickness is 50.85
39 nm ÷ 50 = 1.859 nm, which is scattered up and down. In addition, the total film thickness of the semiconductor layer 14b having the refractive index n2 is 5
0.9001 nm corresponds to a quarter wavelength, and the film thickness λ 0 / (4n
2) = 48.0218 nm, and the respective film thicknesses fluctuate above and below the average film thickness 48.0218 nm / 50 = 0.964 nm. In addition, the sum of both film thicknesses is 50.8
539 nm + 50.9001 nm = 101.7540 nm
Is λ 0 (n1 + n2) / (4n1 · n2) = 102.31
It is almost equal to 70 nm.

【００２８】図３は表１のような膜厚構成の多層反射膜
層１４による反射特性を示す図であって、実線イは多層
反射膜層１４に垂直入射（入射角０゜）する光の反射ス
ペクトル、一点鎖線ロは多層反射膜層１４に１５°の入
射角で斜め入射する光の反射スペクトルを示す図であ
る。図３から分かるように、この多層反射膜層１４で
は、入射角０゜と１５゜の両方に対して９０％以上の反
射率が得られる波長域は約６０ｎｍの幅となっている。
これに対し、図４は均一な膜厚λ0／（４・ｎ１）の半
導体層と均一な膜厚λ0／（４・ｎ２）の半導体層とを
５０ペアずつ交互に積層した多層反射膜層２による反射
特性を示す図であって、実線ハは多層反射膜層２に垂直
入射（入射角０゜）する光の反射スペクトル、一点鎖線
ニは多層反射膜層２に１５°の入射角で斜め入射する光
の反射スペクトルを示す図である。図４から分かるよう
に、この多層反射膜層２では、入射角０゜と１５゜の両
方に対して９０％以上の反射率が得られる波長域は約３
０ｎｍの幅となっている。このように、多層反射膜層１
４の膜厚を変えることによって高反射率の波長領域を拡
大させることができ、半導体発光素子Ｂの光出力を従来
よりも向上させることができる。FIG. 3 is a diagram showing the reflection characteristics by the multilayer reflective film layer 14 having the film thickness constitution as shown in Table 1, and the solid line a indicates the light vertically incident on the multilayer reflective film layer 14 (incident angle 0 °). A reflection spectrum and an alternate long and short dash line (b) are diagrams showing a reflection spectrum of light obliquely incident on the multilayer reflective film layer 14 at an incident angle of 15 °. As can be seen from FIG. 3, in the multilayer reflective film layer 14, the wavelength range in which the reflectance of 90% or more is obtained for both the incident angles of 0 ° and 15 ° has a width of about 60 nm.
On the other hand, FIG. 4 shows a multilayer reflective film in which a semiconductor layer having a uniform film thickness λ 0 / (4 · n1) and a semiconductor layer having a uniform film thickness λ 0 / (4 · n2) are alternately laminated by 50 pairs. FIG. 6 is a diagram showing the reflection characteristics of the layer 2, wherein the solid line C indicates the reflection spectrum of light that is vertically incident on the multilayer reflective film layer 2 (incident angle 0 °), and the dashed line d indicates the incident angle of 15 ° on the multilayer reflective film layer 2. It is a figure which shows the reflection spectrum of the light which injects obliquely with. As can be seen from FIG. 4, in this multilayer reflective film layer 2, the wavelength range in which the reflectance of 90% or more is obtained for both the incident angles of 0 ° and 15 ° is about 3.
The width is 0 nm. Thus, the multilayer reflective film layer 1
By changing the film thickness of No. 4, the wavelength range of high reflectance can be expanded, and the light output of the semiconductor light emitting device B can be improved more than before.

【００２９】なお、表１の数値例では、各半導体層の厚
みのバラツキの程度は、それぞれ膜厚λ0／（４・ｎ
１），λ0／（４・ｎ２）の１５％以上の範囲にわたっ
て変化させているが、１５％以内にすることにより良好
な結果を得ることができる。In the numerical examples of Table 1, the degree of variation in the thickness of each semiconductor layer depends on the film thickness λ 0 / (4 · n).
1), λ 0 / (4 · n2) is changed over a range of 15% or more, but if it is within 15%, good results can be obtained.

【００３０】また、具体的な数値例は示さないが、上記
実施例以外にも同様な効果を得ることができる種々の多
層反射膜層１４の構成を挙げることができる。例えば、
両半導体層の膜厚をほぼ均一にしたままで、かつ、一
方の半導体層（屈折率ｎ１）の膜厚合計を発光波長の４
分の１波長λ0／（４ｎ１）よりも薄くし、他方の半導
体層（屈折率ｎ２）の膜厚合計を発光波長の４分の１波
長λ0／（４ｎ２）よりも厚くしたもの、の構成に
加えて、両半導体層の膜厚合計を発光波長の各４分の１
波長分の厚みの和とほぼ等しくしたもの、の構成に
加えて各半導体層の個々の膜厚を均一にせず、膜厚λ0
／（４・ｎ１）又はλ0／（４・ｎ２）を中心として片
側又は両側にランダムに分散させたもの、などでもよ
い。また、この実施例ではダブルヘテロ構造の半導体発
光素子を示したが、シングルヘテロ構造の半導体発光素
子であってもよい。Further, although specific numerical examples are not shown, various multilayer reflection film layer 14 configurations capable of obtaining similar effects can be mentioned other than the above-mentioned embodiments. For example,
While keeping the film thickness of both semiconductor layers substantially uniform, the total film thickness of one semiconductor layer (refractive index n1) is equal to the emission wavelength of 4
One of which is thinner than one-quarter wavelength λ 0 / (4n1), and the total thickness of the other semiconductor layer (refractive index n2) is thicker than one-quarter wavelength λ 0 / (4n2) of the emission wavelength. In addition to the configuration, the total thickness of both semiconductor layers is set to 1/4 of the emission wavelength.
In addition to the structure in which the sum of the thicknesses for the wavelengths is made substantially equal, the individual film thicknesses of the respective semiconductor layers are not made uniform and the film thickness λ 0
It may be randomly dispersed on one side or both sides with / (4 · n1) or λ 0 / (4 · n2) as the center. Further, although the semiconductor light emitting device having the double hetero structure is shown in this embodiment, it may be a semiconductor light emitting device having a single hetero structure.

【００３１】図５に示すものは本発明の別な実施例によ
る電流狭窄構造の半導体発光素子Ｃの構成を示す概略断
面図である。この半導体発光素子Ｃは、第１実施例の半
導体発光素子Ｂと同様、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−
ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体多層反射膜層１４、膜厚
０.５μｍのｎ−ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層３、膜厚
１μｍのｐ−ＧａＩｎＰ活性層４、膜厚０.５μｍのｐ
−ＡｌＧａＩｎＰ第１上クラッド層５、膜厚１μｍのｐ
−ＡｌＧａＡｓ第２上クラッド層７、膜厚０.２μｍの
ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を順次エピタキシャル成長さ
せている。ついで、発光領域となる領域を除いてキャッ
プ層８からｎ型イオンをイオン注入して第１上クラッド
層５と第２上クラッド層７の間に反転層１５を形成す
る。これによって反転層１５と第２上クラッド層７との
間に逆バイアスのｐ−ｎ接合面が形成され、反転層１５
の形成されていない中央部が電流通路領域１６となる。
ついで、キャップ層８の上面中央に光取り出し窓１２を
形成するようにリフトオフ法でキャップ層８の上にｐ側
電極１１を形成し、ｐ側電極１１をマスクとしてキャッ
プ層８の中央部をエッチング除去して光取り出し窓９を
開口する。一方、ＧａＡｓ基板１の下面にはｎ側電極１
３を形成し、図５のような構造の半導体発光素子Ｃを作
製する。FIG. 5 is a schematic sectional view showing the structure of a semiconductor light emitting device C having a current constriction structure according to another embodiment of the present invention. This semiconductor light emitting device C is similar to the semiconductor light emitting device B of the first embodiment in that an n-type is formed on the n-GaAs substrate 1.
AlAs / AlGaAs semiconductor multilayer reflective film layer 14, n-AlGaInP lower clad layer 3 with a thickness of 0.5 μm, p-GaInP active layer 4 with a thickness of 1 μm, p with a thickness of 0.5 μm.
-AlGaInP first upper cladding layer 5, p with a film thickness of 1 μm
A second upper cladding layer 7 of AlGaAs and a p-GaAs cap layer 8 having a thickness of 0.2 μm are sequentially epitaxially grown. Then, the inversion layer 15 is formed between the first upper clad layer 5 and the second upper clad layer 7 by ion-implanting n-type ions from the cap layer 8 except for the region which becomes the light emitting region. As a result, a reverse bias pn junction surface is formed between the inversion layer 15 and the second upper cladding layer 7, and the inversion layer 15
The central portion where no is formed becomes the current passage region 16.
Then, a p-side electrode 11 is formed on the cap layer 8 by a lift-off method so as to form a light extraction window 12 at the center of the upper surface of the cap layer 8, and the central portion of the cap layer 8 is etched using the p-side electrode 11 as a mask. After removal, the light extraction window 9 is opened. On the other hand, on the lower surface of the GaAs substrate 1, the n-side electrode 1
3 is formed, and a semiconductor light emitting device C having a structure as shown in FIG. 5 is manufactured.

【００３２】しかして、このような構造の半導体発光素
子Ｃにあっては、ｐ側電極１１が正電位となるように電
圧を印加した場合、反転層１５と第２上クラッド層７の
ｐ−ｎ接合面では逆バイアスとなって電流が流れず、中
央部の電流通路領域１６のみを通って活性層４へ電流が
注入されて発光する。そして、活性層４から上方へ出射
された光は電流通路領域１６を通って光取り出し窓９，
１２から外部へ出射され、活性層４から下方へ出射され
た光は多層反射膜層１４で反射されて光取り出し窓９，
１２から外部へ取り出される。すなわち、電流狭窄構造
により微小発光径の半導体発光素子Ｃが実現されてい
る。しかも、活性層４から斜め方向へ出射された光も多
層反射膜層１４によって反射されるので、発光パターン
の均一化が図れる。However, in the semiconductor light emitting device C having such a structure, when a voltage is applied so that the p-side electrode 11 has a positive potential, the p-type of the inversion layer 15 and the second upper cladding layer 7 is At the n-junction surface, a reverse bias is applied and no current flows, and a current is injected into the active layer 4 only through the current passage region 16 in the central portion to emit light. The light emitted upward from the active layer 4 passes through the current passage region 16 and the light extraction window 9,
Light emitted to the outside from 12 and emitted downward from the active layer 4 is reflected by the multilayer reflection film layer 14 to form the light extraction window 9,
It is taken out from 12. That is, the semiconductor light emitting device C having a small light emission diameter is realized by the current confinement structure. Moreover, since the light emitted from the active layer 4 in the oblique direction is also reflected by the multilayer reflective film layer 14, the light emission pattern can be made uniform.

【００３３】図５の実施例では、イオン注入によって電
流阻止のための反転層を形成したが、不純物拡散によっ
て電流阻止のための反転層を形成して電流狭窄構造を実
現してもよい。また、図１に示した従来例と同様にし
て、イオン注入もしくはイオン拡散によって電流通路領
域を形成することによって電流狭窄構造を実現してもよ
い。In the embodiment of FIG. 5, the inversion layer for blocking the current is formed by ion implantation, but an inversion layer for blocking the current may be formed by impurity diffusion to realize the current constriction structure. Further, similarly to the conventional example shown in FIG. 1, the current confinement structure may be realized by forming the current passage region by ion implantation or ion diffusion.

【００３４】図６（ａ）に示すものは本発明のさらに別
な実施例による半導体発光素子Ｄのｐ側電極１１のパタ
ーンを示す概略平面図である。この実施例にあっては、
電流狭窄構造によって形成された電流通路領域と対向さ
せてチップ上面に光取り出し窓１７を形成し、光取り出
し窓１７の上面にもｐ側電極１１を形成したものであ
る。すなわち、ｐ側電極１１は光取り出し窓１７の周囲
の電極部分１１ａと共に光取り出し窓１７内に平行に橋
渡しされた複数本の電極パターンからなる電極部分１１
ｂとから形成されている。FIG. 6A is a schematic plan view showing the pattern of the p-side electrode 11 of the semiconductor light emitting device D according to still another embodiment of the present invention. In this example,
The light extraction window 17 is formed on the upper surface of the chip so as to face the current passage region formed by the current confinement structure, and the p-side electrode 11 is also formed on the upper surface of the light extraction window 17. That is, the p-side electrode 11 is composed of a plurality of electrode patterns 11 bridged in parallel with the inside of the light extraction window 17 together with the electrode portion 11 a around the light extraction window 17.
and b.

【００３５】しかして、ｐ側電極１１から活性層４へ注
入される電流は、光取り出し窓１７の外側の電極部分１
１ａの内周縁だけでなく、光取り出し窓１７内の電極部
分１７ｂからも活性層４へ注入されるので、光取り出し
窓１７の中央部における光出力の落ち込みをなくすこと
ができ、半導体発光素子Ｄの発光効率を向上させること
ができる。Therefore, the current injected from the p-side electrode 11 into the active layer 4 is the electrode portion 1 outside the light extraction window 17.
Since the light is injected into the active layer 4 not only from the inner peripheral edge of the light extraction window 1a but also from the electrode portion 17b in the light extraction window 17, it is possible to eliminate the drop in the light output at the central portion of the light extraction window 17 The luminous efficiency of can be improved.

【００３６】図６（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すものはｐ側
電極１１の電極パターンの他例を示す図であって、図６
（ｂ）は周囲の電極部分１１ａの内周から光取り出し窓
１７内に電極パターンを突出させるようにして電極部分
１１ｂを設けたものである。図６（ｃ）は井ゲタ状の電
極パターンによって電極部分１１ｂを形成したものであ
る。図６（ｄ）は環状の電極パターンと直線状の電極パ
ターンとを組合せて電極部分１１ｂを形成したものであ
る。これらのパターンからなる電極部分１１ｂによって
も図６（ａ）の半導体発光素子と同様な効果を得ること
ができる。6 (b), (c) and (d) are views showing another example of the electrode pattern of the p-side electrode 11, and FIG.
(B) shows that the electrode portion 11b is provided so that the electrode pattern is projected into the light extraction window 17 from the inner circumference of the surrounding electrode portion 11a. In FIG. 6C, the electrode portion 11b is formed by a barbed electrode pattern. FIG. 6D shows that the electrode portion 11b is formed by combining the annular electrode pattern and the linear electrode pattern. The electrode portion 11b having these patterns can also obtain the same effect as that of the semiconductor light emitting device of FIG. 6A.

【００３７】また、半導体発光素子としては、単一量子
井戸構造や多重量子井戸構造の量子井戸レーザー等の半
導体発光素子の研究開発が進められているいる（例え
ば、応用物理学会編「半導体レーザーの基礎」第７章
（オーム社発行））が、このような量子井戸構造の半導
体発光素子にも上記のような多層反射膜層を用いること
ができる。Further, as a semiconductor light emitting device, research and development of a semiconductor light emitting device such as a quantum well laser having a single quantum well structure or a multiple quantum well structure is underway (for example, “Semiconductor laser Basics ", Chapter 7 (published by Ohm Co., Ltd.), the multilayer reflective film layer as described above can also be used in such a semiconductor light emitting device having a quantum well structure.

【００３８】さらに、本発明は発光ダイオードに限ら
ず、表面出射型の半導体レーザ素子にも適用することが
できる。Further, the present invention can be applied not only to the light emitting diode but also to a surface emission type semiconductor laser device.

【００３９】また、微小な発光領域を有する本発明によ
る半導体発光素子を光学検知装置、光学的情報処理装
置、投光器などに応用した場合、そのコリメート性の良
さ、集光性の良さ等から、機器の性能（例えば、分解
能）を飛躍的に向上させることができる。以下、上記半
導体発光素子を用いた応用例について説明する。Further, when the semiconductor light emitting device according to the present invention having a minute light emitting region is applied to an optical detection device, an optical information processing device, a projector, etc., the device has a good collimating property and a good light collecting property. The performance (eg, resolution) of can be dramatically improved. Hereinafter, application examples using the above semiconductor light emitting device will be described.

【００４０】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す投光器（発
光装置）Ｅについて説明する。この投光器Ｅは、本発明
の半導体発光素子６１を一方のリードフレーム６２の上
にダイボンディングすると共に他方のリードフレーム６
３にワイヤボンディングした状態で透明エポキシ樹脂等
の封止樹脂６４で所定形状に低圧注型して封止し、全体
として角ブロック状の外形に構成されている。封止樹脂
６４の表面には多数の環状レンズ単位を同心状に配列し
たフレネル型平板状レンズ６５が一体形成されると共
に、表面の両側にはフレネル型平板状レンズ６５と同じ
高さ、あるいはフレネル型平板状レンズ６５よりもやや
高いアゴ部６６を突設してあり、アゴ部６６によってフ
レネル型平板状レンズ６５を保護している。The projector (light emitting device) E shown in FIGS. 7A, 7B and 7C will be described. In this projector E, the semiconductor light emitting device 61 of the present invention is die-bonded onto one lead frame 62 and the other lead frame 6 is bonded.
In the state of being wire-bonded to the wire 3, a sealing resin 64 such as a transparent epoxy resin is low-pressure-molded into a predetermined shape and sealed to form a rectangular block-shaped outer shape as a whole. On the surface of the sealing resin 64, a Fresnel-type flat plate lens 65 in which a large number of annular lens units are concentrically arranged is integrally formed, and on both sides of the surface, the same height as the Fresnel-type flat plate lens 65, or Fresnel. A jaw 66, which is slightly higher than the die flat lens 65, is provided so as to project, and the jaw 66 protects the Fresnel flat lens 65.

【００４１】この投光器Ｅの場合、半導体発光素子６１
は、高い発光効率で、しかも微小な発光領域を有するも
のであるから、フレネル型平板状レンズ６５により光の
指向特性が狭小化し、出力が強く、かつ細いビームが長
距離においても得られる。例えば、フレネル型平板状レ
ンズ６５を焦点距離ｆ＝４.５ｍｍ、レンズ直径３.５ｍ
ｍとし、半導体発光素子６１の光取り出し窓を直径２０
μｍにしたとき、１ｍの距離におけるビーム径は直径４
ｍｍ程度である。しかるに、従来より用いられている通
常の発光ダイオード（すなわち、その光の出射面積が４
００μｍ角程度のもの）では、直径７０ｍｍ程度まで広
がってしまうので、本発明による半導体発光素子６１を
用いて投光器Ｆを作製することにより大きなメリットが
得られる。In the case of this projector E, the semiconductor light emitting element 61 is used.
Has a high light emission efficiency and a minute light emitting region. Therefore, the Fresnel type flat lens 65 narrows the directional characteristics of light, and a strong output and a narrow beam can be obtained even at a long distance. For example, a Fresnel type flat lens 65 has a focal length f = 4.5 mm and a lens diameter of 3.5 m.
m, and the light extraction window of the semiconductor light emitting element 61 has a diameter of 20
Beam diameter at a distance of 1 m is 4
It is about mm. However, a conventional light emitting diode that has been conventionally used (that is, the light emitting area is 4
With a diameter of about 00 μm square), the diameter spreads to about 70 mm, so that a great advantage can be obtained by manufacturing the projector F using the semiconductor light emitting device 61 according to the present invention.

【００４２】また、従来より用いられている投光器Ｆと
しては、図８に示すような構造のものがある。これは、
ステム７１から突出したヒートシンク７２に半導体レー
ザ素子７３及びフレネル型平板状レンズ７４を取り付
け、これらを金属キャップ７５で覆ったキャンシール型
のものであるが、このような従来の投光器Ｆと比較して
本発明の投光器Ｅは構造が大幅に簡略化されており、コ
スト及び嵩体積の低減を図ることができる。Further, as a conventional projector F, there is one having a structure as shown in FIG. this is,
A semiconductor laser element 73 and a Fresnel type flat lens 74 are attached to a heat sink 72 protruding from the stem 71, and these are covered with a metal cap 75, which is a can seal type. The projector E of the present invention has a greatly simplified structure, and can reduce cost and bulk volume.

【００４３】なお、ここでは投光ビームとして指向性の
狭い平行光線を出射するものについて説明したが、フレ
ネル型平板状レンズ６５のパラメータを変えることによ
り、集光ビームや偏向ビームなどの投光器にも適用でき
ることは自明である。Although a parallel light beam having a narrow directivity is emitted as the projection beam here, the parameters of the Fresnel type flat plate lens 65 are changed so that the projection beam can also be applied to a projector such as a condensed beam or a deflected beam. The applicability is self-evident.

【００４４】図９に示すものは、スクリーンなどの上の
映像等の位置を指示するためのハンディタイプのポイン
タ（投光器）Ｇである。このポインタＧは、本発明によ
る発光ダイオード（ＬＥＤ）８１、コリメート用の投光
レンズ８２、動作回路８３及びバッテリー８４からなっ
ており、半導体発光素子８１から出射された光は投光レ
ンズ８２でコリメートされた後、スクリーン上に投射さ
れ、光スポットにより指示箇所を示す。FIG. 9 shows a handy type pointer (projector) G for pointing the position of an image on a screen or the like. The pointer G includes a light emitting diode (LED) 81 according to the present invention, a collimating light projecting lens 82, an operating circuit 83, and a battery 84. The light emitted from the semiconductor light emitting element 81 is collimated by the light projecting lens 82. Then, it is projected on the screen and the designated spot is indicated by a light spot.

【００４５】現在使用されているポインタは、半導体レ
ーザ素子を用いたものがほとんどであるが、レーザ光を
用いているため、出射レーザ光が周囲の人の目に入ると
有害である。この危険性のため、レーザ規制等の問題が
起こっている。したがって、このような問題を解決する
ため、発光ダイオードを用いたＬＥＤポインタなどが考
えられている。しかし、従来の面発光型ＬＥＤ（発光径
４００μｍ）を用い、焦点距離ｆ＝１０ｍｍ、レンズ径
４ｍｍの投光レンズでコリメートしたＬＥＤポインタの
場合、５ｍ先のスクリーン上でのビーム径は２００ｍｍ
と大きく広がってしまい、ほとんど見えなくなってしま
う。Most of the pointers currently used are those using a semiconductor laser element, but since laser light is used, it is harmful if the emitted laser light enters the eyes of the surrounding people. Due to this danger, problems such as laser regulation have occurred. Therefore, in order to solve such a problem, an LED pointer using a light emitting diode has been considered. However, in the case of an LED pointer that uses a conventional surface-emitting LED (emission diameter of 400 μm) and is collimated with a projection lens having a focal length f = 10 mm and a lens diameter of 4 mm, the beam diameter on the screen 5 m ahead is 200 mm.
It spreads so much that it becomes almost invisible.

【００４６】これに対し、本発明によるＬＥＤ８１を用
いたポインタＨの場合には、発光径１０μｍのＬＥＤ８
１と、焦点距離ｆ＝１０ｍｍ、レンズ径４ｍｍの同様な
投光レンズ８２を用いた場合、５ｍ先のスクリーン上で
もビーム径は５ｍｍと小さく、見易いものとなる。した
がって、本発明のＬＥＤ８１で光出力や指向性を向上さ
せることにより、安全で見易いポインタＧを製作するこ
とができる。On the other hand, in the case of the pointer H using the LED 81 according to the present invention, the LED 8 having an emission diameter of 10 μm is used.
1 and a similar projection lens 82 having a focal length f = 10 mm and a lens diameter of 4 mm is used, the beam diameter is as small as 5 mm even on a screen 5 m ahead, which makes it easy to see. Therefore, by improving the light output and directivity with the LED 81 of the present invention, a safe and easy-to-see pointer G can be manufactured.

【００４７】図１０（ａ）に示すものは本発明による半
導体発光素子９５を用いた透過型光学式ロータリーエン
コーダＨを示す斜視図である。このロータリーエンコー
ダＨは、回転軸９１に取り付けられた回転板９２、回転
板９２の外周部に対向した固定板９３、回転板９２及び
固定板９３を挟んで対向させられた投光レンズ９４と本
発明による半導体発光素子９５及び受光素子９６から構
成されている。回転板９２の外周部には全周にわたって
１ｍｍの間隔のスリット９７が穿孔されており、固定板
９３にも１ｍｍの間隔でトラックＡスリット９８及びト
ラックＢスリット９９が穿孔されている。FIG. 10A is a perspective view showing a transmissive optical rotary encoder H using the semiconductor light emitting device 95 according to the present invention. The rotary encoder H includes a rotary plate 92 attached to a rotary shaft 91, a fixed plate 93 facing the outer peripheral portion of the rotary plate 92, a rotary plate 92, and a light projecting lens 94 facing the fixed plate 93. It comprises a semiconductor light emitting device 95 and a light receiving device 96 according to the invention. The outer circumference of the rotary plate 92 is perforated with slits 97 at intervals of 1 mm, and the fixed plate 93 is also perforated with track A slits 98 and track B slits 99 at intervals of 1 mm.

【００４８】しかして、半導体発光素子９５から出射さ
れた光は、投光レンズ９４でコリメートされた後、固定
板９３のスリット９８，９９で分割され、回転板９２の
スリット９７を通り、受光素子９６で検知される。固定
板９３のトラックＡスリット９８とトラックＢスリット
９９は電気位相角を９０゜ずらしてあり、Ａ相信号・Ｂ
相信号が共にオン（受光状態）になるときをスケールの
１単位（１スリット）と数えることによりスケールを読
むものである。また、図１０（ｂ）に示すようにＡ相か
らオンになるか、あるいはＢ相からオンになるかで回転
方向を判別できるようになっている。The light emitted from the semiconductor light emitting element 95 is collimated by the light projecting lens 94, divided by the slits 98 and 99 of the fixed plate 93, passes through the slit 97 of the rotary plate 92, and passes through the light receiving element. Detected at 96. The track A slit 98 and the track B slit 99 of the fixed plate 93 are shifted in electrical phase angle by 90 °, and the A phase signal
The scale is read by counting when both phase signals are turned on (light receiving state) as one unit (one slit) of the scale. Further, as shown in FIG. 10B, the rotation direction can be determined depending on whether the A phase is turned on or the B phase is turned on.

【００４９】このロータリーエンコーダにおいて、例え
ば、従来の面発光型半導体発光素子（発光径４００μ
ｍ）を用い、焦点距離ｆ＝１０ｍｍ、レンズ径４ｍｍの
投光レンズでコリメートしたとすると、そのコリメート
性の悪さによって回転板上のビーム径は、固定板のスリ
ット幅＋約４０μｍに広がってしまう。したがって、６
００ＤＰＩ（４０μｍピッチ）以上のスケールではスリ
ット幅以上にビームが広がることとなり、スケールを読
み取ることができず、高分解能化が不可能である。In this rotary encoder, for example, a conventional surface-emitting type semiconductor light emitting device (emission diameter 400 μm) is used.
m) and collimating with a projection lens having a focal length f = 10 mm and a lens diameter of 4 mm, the beam diameter on the rotating plate spreads to the slit width of the fixed plate + about 40 μm due to the poor collimating property. . Therefore, 6
With a scale of 00 DPI (40 μm pitch) or more, the beam spreads beyond the slit width, the scale cannot be read, and high resolution cannot be achieved.

【００５０】これに対し、本発明による半導体発光素子
９５を用いたロータリーエンコーダＨでは、半導体発光
素子９５の発光径を１０μｍ以下に微小発光径化できる
ので、焦点距離ｆ＝１０ｍｍ、レンズ径４ｍｍの同様な
投光レンズ９４を用いてコリメートしたとしても、回転
板９２上のビーム径は、固定板９３のスリット幅＋約
０.５μｍにビームの広がりを抑えることができる。し
たがって、高分解能化が可能であり、６００ＤＰＩ（４
０μｍピッチ）以上のスケールを読み取ることも可能に
なる。よって、本発明による半導体発光素子９５をロー
タリーエンコーダＨに用いることにょり、特別な光学系
を用いることなく、ロータリーエンコーダＨの分解能を
向上させることができる。On the other hand, in the rotary encoder H using the semiconductor light emitting device 95 according to the present invention, since the light emitting diameter of the semiconductor light emitting device 95 can be made as small as 10 μm or less, the focal length f = 10 mm and the lens diameter 4 mm. Even if the same light projecting lens 94 is used for collimation, the beam diameter on the rotary plate 92 can be suppressed to the slit width of the fixed plate 93 + about 0.5 μm. Therefore, high resolution is possible and 600 DPI (4
It is also possible to read a scale of 0 μm pitch) or more. Therefore, by using the semiconductor light emitting device 95 according to the present invention for the rotary encoder H, the resolution of the rotary encoder H can be improved without using a special optical system.

【００５１】なお、上記実施例では、ロータリーエンコ
ーダを説明したが、リニアエンコーダにおいて本発明に
よる半導体発光素子を用いることによっても同様な効果
を得ることができる。Although the rotary encoder has been described in the above embodiment, the same effect can be obtained by using the semiconductor light emitting device according to the present invention in the linear encoder.

【００５２】図１１は本発明による半導体発光素子１０
１を用いた光学式距離センサＪの構成を示す説明図であ
る。この距離センサＪは、本発明による半導体発光素子
１０１及びコリメートレンズ１０２からなる投光部と、
受光レンズ１０３及び位置検出素子１０４からなる受光
部とから構成されている。FIG. 11 shows a semiconductor light emitting device 10 according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical distance sensor J using No. 1. The distance sensor J includes a light projecting portion including a semiconductor light emitting element 101 and a collimator lens 102 according to the present invention,
It is composed of a light-receiving lens 103 and a light-receiving section including a position detection element 104.

【００５３】また、図１０は当該距離センサＪによって
対象物１０５が有する凹凸の段差ｄを計測する場合を表
わしている。半導体発光素子１０１から出射された光は
コリメートレンズ１０２で平行光化された後、対象物１
０５上に照射されてビームスポットＳＰ1，ＳＰ2を生成
し、それぞれビームスポットＳＰ1，ＳＰ2の反射像を位
置検出素子１０４上に結像させる。これらの結像位置
は、位置検出素子１０４の信号線１０６，１０７で得た
信号比をもって検出でき、その位置ずれ量より三角測量
の原理を用いて段差ｄが算出される。FIG. 10 shows a case where the distance sensor J measures the step d of the unevenness of the object 105. The light emitted from the semiconductor light emitting element 101 is collimated by the collimator lens 102, and then the object 1
The beam spots SP 1 and SP 2 are generated by irradiating the beam onto the beam 05, and the reflected images of the beam spots SP 1 and SP 2 are formed on the position detection element 104. These image forming positions can be detected by the signal ratio obtained by the signal lines 106 and 107 of the position detecting element 104, and the step d is calculated from the amount of positional deviation using the principle of triangulation.

【００５４】本発明による半導体発光素子１０１は、高
出力で、かつ発光領域が制限されていて微小発光窓を有
するものであるので、このような距離センサＪに本発明
による半導体発光素子１０１を用いれば、長距離検出が
可能で、しかもビームスポット径が小さく、分解能を向
上させることができる。Since the semiconductor light emitting device 101 according to the present invention has a high output and a limited light emitting region and has a minute light emitting window, the semiconductor light emitting device 101 according to the present invention is used for such a distance sensor J. Thus, long-distance detection is possible, the beam spot diameter is small, and the resolution can be improved.

【００５５】図１２は上記距離センサＪによる段差ｄの
測定結果を示している。これは距離センサＪから１０ｃ
ｍだけ離れた位置に高さが２ｍｍと５ｍｍの凸部及び２
ｍｍと５ｍｍの凹部を有する対象物を位置させた場合の
測定結果であり、段差ｄに応じた特性曲線１０８が得ら
れている。なお、特性曲線１０８において、イは２ｍｍ
の凸部、ロは５ｍｍの凸部、ハは５ｍｍの凹部、ニは２
ｍｍの凹部に対応する箇所である。FIG. 12 shows the measurement result of the step d by the distance sensor J. This is 10c from distance sensor J
2 mm and 5 mm in height and 2 at a position separated by m
It is a measurement result when an object having concave portions of mm and 5 mm is positioned, and a characteristic curve 108 corresponding to the step d is obtained. In the characteristic curve 108, a is 2 mm.
2 mm, 5 mm convex, 5 mm concave, 2 mm concave
It is a portion corresponding to a recess of mm.

【００５６】図１３は本発明による半導体レーザ素子１
１１を用いたレーザビームプリンタＫを示す斜視図であ
る。これは、半導体レーザ素子１１１、投光側コリメー
トレンズ１１２、回転多面鏡（ポリゴンミラー）１１
３、回転多面鏡１１３を一定方向に一定速度で回転させ
るスキャナモータ１１４、スキャナコントローラ１１
５、集光レンズ１１６、感光体ドラム１１７、水平同期
用受光センサ１１８などから構成されている。FIG. 13 shows a semiconductor laser device 1 according to the present invention.
11 is a perspective view showing a laser beam printer K using No. 11. This includes a semiconductor laser element 111, a light projecting side collimator lens 112, and a rotary polygon mirror (polygon mirror) 11.
3, a scanner motor 114 for rotating the rotary polygon mirror 113 in a constant direction at a constant speed, a scanner controller 11
5, a condenser lens 116, a photosensitive drum 117, a horizontal synchronization light receiving sensor 118, and the like.

【００５７】しかして、半導体レーザ素子１１１から出
射された光は投光側コリメートレンズ１１２を通ってコ
リメート光となり、回転多面鏡１１３で反射されると共
に水平方向にスキャンされ、集光レンズ１１６で感光体
ドラム１１７上に集光され、感光体ドラム１１７上に潜
像を生じさせる。Thus, the light emitted from the semiconductor laser device 111 passes through the light projecting side collimator lens 112 to become collimated light, which is reflected by the rotary polygon mirror 113 and is scanned in the horizontal direction, and is exposed by the condenser lens 116. The latent image is formed on the photoconductor drum 117 by being condensed on the body drum 117.

【００５８】このようなレーザビームプリンタにおい
て、例えば面発光型の従来のＬＥＤ（発光径４００μ
ｍ）を用い、焦点距離ｆ＝１５ｍｍの集光レンズで１５
０ｍｍ先の感光体ドラム上に集光したとすると、その集
光性の悪さのため、感光体ドラム上でのビーム径は４.
８ｍｍと大きくなり、４００ＤＰＩの印字密度仕様を満
足できなかった。In such a laser beam printer, for example, a conventional surface emission type LED (emission diameter 400 μm) is used.
m) with a condensing lens with a focal length f = 15 mm
If the light is focused on the photosensitive drum 0 mm ahead, the beam diameter on the photosensitive drum is 4.
It was as large as 8 mm, and could not satisfy the print density specification of 400 DPI.

【００５９】これに対し、本発明による半導体レーザ素
子１１１を用いたレーザビームプリンタＫにあっては、
その発光径を５μｍ程度に微小化できるので、同一条件
で集光させた場合でもビーム径を６０μｍ以下に絞るこ
とができ、４００ＤＰＩの仕様を十分に満足することが
できる。On the other hand, in the laser beam printer K using the semiconductor laser device 111 according to the present invention,
Since the emission diameter can be reduced to about 5 μm, the beam diameter can be narrowed to 60 μm or less even when the light is condensed under the same conditions, and the specifications of 400 DPI can be sufficiently satisfied.

【００６０】図１４（ａ）は本発明による半導体発光素
子１２１を用いたバーコードリーダＬを示す斜視図であ
る。このバーコードリーダＬは、半導体発光素子１２
１、投光側集光レンズ１２２、回転多面鏡１２３、回転
多面鏡１２３を一定方向に一定速度で回転させるスキャ
ナモータ１２４、等速走査レンズ１２５、受光側集光レ
ンズ１２６、受光素子１２７から構成されている。FIG. 14A is a perspective view showing a bar code reader L using the semiconductor light emitting device 121 according to the present invention. This bar code reader L includes a semiconductor light emitting device 12
1, a light projecting side condenser lens 122, a rotary polygon mirror 123, a scanner motor 124 for rotating the rotary polygon mirror 123 in a constant direction at a constant speed, a constant velocity scanning lens 125, a light receiving side condenser lens 126, and a light receiving element 127. Has been done.

【００６１】しかして、半導体発光素子１２１から出射
された光は投光側集光レンズ１２２を通り、回転多面鏡
１２３で反射されると共に水平方向にスキャンされ、等
速走査レンズ１２５で等速化された後、バーコード１２
８上で集光され、バーコード１２８上を走査される。さ
らに、バーコード１２８からの反射光は、受光側集光レ
ンズ１２６により受光素子１２７上に集光されて検知さ
れ、バーコード信号ＢＳが得られる。このバーコードリ
ーダＬにおいては、等速走査レンズ１２５により光ビー
ムの走査速度が等速化されているので、横軸に時間をと
り、縦軸に検知信号（バーコード信号ＢＳ）をとると、
図１３（ｂ）に示すようにバーコード１２８に応じた信
号ＢＳが得られる。Thus, the light emitted from the semiconductor light emitting device 121 passes through the light projecting side condenser lens 122, is reflected by the rotary polygon mirror 123 and is scanned in the horizontal direction, and is made uniform in speed by the constant speed scanning lens 125. After being bar coded 12
8 is focused and scanned on the barcode 128. Further, the reflected light from the bar code 128 is condensed and detected on the light receiving element 127 by the light receiving side condensing lens 126, and the bar code signal BS is obtained. In this bar code reader L, since the scanning speed of the light beam is made uniform by the constant speed scanning lens 125, when the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the detection signal (bar code signal BS),
As shown in FIG. 13B, the signal BS corresponding to the barcode 128 is obtained.

【００６２】このようなバーコードリーダにおいて、例
えば面発光型の従来のＬＥＤ（発光径４００μｍ）を用
い、焦点距離ｆ＝１５ｍｍの集光レンズで２５０ｍｍ先
のバーコード上に集光したとすると、その集光性の悪さ
のため、バーコード上でのビーム径は約６.７ｍｍ以上
に大きくなり、ハーコード（一般的に、最小線幅は０.
２ｍｍ）は到底読み取ることができない。In such a bar code reader, assuming that a conventional surface-emitting type LED (light emission diameter 400 μm) is used and light is focused on a bar code 250 mm ahead by a focusing lens with a focal length f = 15 mm. Due to its poor light-collecting property, the beam diameter on the bar code is increased to about 6.7 mm or more, and the Harcode (generally, the minimum line width is 0.
2 mm) cannot be read at all.

【００６３】これに対し、本発明による半導体発光素子
１２１を用いたバーコードリーダＬにあっては、その発
光径を１０μｍ以下に微小発光径化できるので、同一条
件で集光させた場合でもバーコード１２８上のビーム径
をバーコード１２８の最小線幅以下（０.２ｍｍ弱）ま
で絞ることができ、バーコード１２８を読み取ることが
できる。On the other hand, in the bar code reader L using the semiconductor light emitting device 121 according to the present invention, the light emitting diameter can be made as small as 10 μm or less. The beam diameter on the code 128 can be narrowed down to the minimum line width of the barcode 128 or less (a little less than 0.2 mm), and the barcode 128 can be read.

【００６４】図１５（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ、本発
明による半導体発光素子１３１と光ファイバ１３２とか
らなる光ファイバモジュールＭ１〜Ｍ７を示す概略図で
ある。図１５（ａ）は、半導体発光素子１３１の発光領
域に光ファイバ１３２の端面を対向させ、半導体発光素
子１３１から出射された光が光ファイバ１３２の端面か
らコア内に入射し、光ファイバ１３２内を伝送されるよ
うになった直接結合方式の光ファイバモジュールＭ１で
ある。また、図１５（ｂ）は、半導体発光素子１３１と
光ファイバ１３２の端面とを近接させ、半導体発光素子
１３１と光ファイバ１３２の端面との間に光学樹脂１３
３を充填した直接結合方式の光ファイバモジュールＭ２
である。また、図１５（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、半導体発
光素子１３１と光ファイバ１３２の端面との間に集束用
光学系を置き、半導体発光素子１３１から出た光が集束
用光学系で集束させられて光ファイバ１３２内に効率的
に入射するようにした個別レンズ結合方式の光ファイバ
モジュールＭ３〜Ｍ５であって、集束用光学系として図
１５（ｃ）の光ファイバモジュールＭ３では集束用ロッ
ドレンズ１３４を用い、図１５（ｄ）の光ファイバモジ
ュールＭ４では樹脂１３５で固定された球レンズ１３６
を用い、図１５（ｅ）の光ファイバモジュールＭ５では
集束用ロッドレンズ１３４及び球レンズ１３６を用いて
いる。また、図１５（ｆ）（ｇ）の光ファイバモジュー
ルＭ６，Ｍ７は、先端にレンズ機能をもつ球状部１３７
を設けた光ファイバ（先球ファイバ）１３２を半導体発
光素子１３１に対向させたファイバレンズ結合方式のも
のである。FIGS. 15A to 15G are schematic views showing optical fiber modules M1 to M7 each including a semiconductor light emitting device 131 and an optical fiber 132 according to the present invention. In FIG. 15A, the end surface of the optical fiber 132 is opposed to the light emitting region of the semiconductor light emitting element 131, and the light emitted from the semiconductor light emitting element 131 enters the core from the end surface of the optical fiber 132. The optical fiber module M1 is a direct coupling type optical fiber module that has been transmitted. Further, in FIG. 15B, the semiconductor light emitting device 131 and the end face of the optical fiber 132 are brought close to each other, and the optical resin 13 is provided between the semiconductor light emitting device 131 and the end face of the optical fiber 132.
Direct coupling type optical fiber module M2 filled with 3
Is. 15C, 15D, and 15E, a focusing optical system is placed between the semiconductor light emitting device 131 and the end face of the optical fiber 132, and the light emitted from the semiconductor light emitting device 131 is a focusing optical system. The individual lens coupling type optical fiber modules M3 to M5 that are made to converge and efficiently enter the optical fiber 132. In the optical fiber module M3 of FIG. The rod lens 134 is used, and in the optical fiber module M4 of FIG. 15D, the spherical lens 136 fixed with the resin 135.
In the optical fiber module M5 of FIG. 15 (e), the focusing rod lens 134 and the spherical lens 136 are used. The optical fiber modules M6 and M7 shown in FIGS. 15F and 15G have a spherical portion 137 having a lens function at the tip.
Is a fiber lens coupling type in which an optical fiber (front spherical fiber) 132 provided with is opposed to the semiconductor light emitting element 131.

【００６５】このような光ファイバモジュールにおいて
は、半導体発光素子と光ファイバとの結合効率は、半導
体発光素子の発光径に強く依存している。図１６は直接
結合方式及びレンズ結合方式の数種の光ファイバモジュ
ールにおける結合効率の理論限界値αcを示す図である
（光学図書「光通信素子工学」米津宏雄 著）。この図
に表わされているように、半導体発光素子の発光径ＤL
が小さければ小さいほど、結合効率が高くなることが一
般に知られている。したがって、光ファイバモジュール
の結合効率を高くするためには、半導体発光素子の発光
径を小さくすることが非常に有効である。In such an optical fiber module, the coupling efficiency between the semiconductor light emitting element and the optical fiber strongly depends on the emission diameter of the semiconductor light emitting element. FIG. 16 is a diagram showing the theoretical limit value α c of the coupling efficiency in several types of optical fiber modules of the direct coupling type and the lens coupling type (optical book “Optical Communication Element Engineering” by Hiroo Yonezu). As shown in this figure, the emission diameter D L of the semiconductor light emitting element
It is generally known that the smaller is the higher the coupling efficiency. Therefore, in order to increase the coupling efficiency of the optical fiber module, it is very effective to reduce the emission diameter of the semiconductor light emitting device.

【００６６】しかし、従来のＬＥＤ等の半導体発光素子
では、発光径を小さくすると素子抵抗が上昇し、発熱が
激しくなって大きな光出力が得られなかった。However, in the conventional semiconductor light emitting device such as LED, when the light emitting diameter is made small, the device resistance increases and the heat generation becomes intense, so that a large light output cannot be obtained.

【００６７】これに対し、本発明による微小発光径の半
導体発光素子（特に、ＬＥＤ）１３１では、発光径を小
さくしていっても素子抵抗の上昇を低く抑えることがで
きるので、光出力の低下を小さくすることができる。し
たがって、光出力の低下を招くことなく高い結合効率を
得ることが可能になる。特に、本発明の半導体発光素子
１３１は、活性層４６にＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用い
ているため、プラスチックファイバの伝送損失が最小と
なる６６０ｎｍあたりでも高い発光効率を得ることがで
き、プラスチックファイバを用いた光ファイバ通信シス
テムにおいて低損失でＳＮ比の高いシステムを構成する
ことができる。On the other hand, in the semiconductor light emitting device (in particular, LED) 131 having a small light emission diameter according to the present invention, the increase in the element resistance can be suppressed to a low level even if the light emission diameter is made small, so that the light output is lowered. Can be made smaller. Therefore, it is possible to obtain high coupling efficiency without lowering the optical output. In particular, since the semiconductor light emitting device 131 of the present invention uses the AlGaInP-based material for the active layer 46, it is possible to obtain high light emission efficiency even at around 660 nm where the transmission loss of the plastic fiber is the minimum, and the plastic fiber is used. In the conventional optical fiber communication system, a system with low loss and high SN ratio can be configured.

【００６８】図１７（ａ）は本発明による半導体発光素
子１４１を用いた光ファイバ型センサＮを示す概略図で
ある。この光ファイバ型センサＮは、半導体発光素子１
４１、投光用光ファイバ１４２、受光用光ファイバ１４
３、受光素子１４４及び処理回路１４５より構成されて
いる。FIG. 17A is a schematic view showing an optical fiber type sensor N using the semiconductor light emitting device 141 according to the present invention. This optical fiber type sensor N is a semiconductor light emitting device 1
41, light projecting optical fiber 142, light receiving optical fiber 14
3, a light receiving element 144 and a processing circuit 145.

【００６９】しかして、半導体発光素子１４１から出射
された光は投光用光ファイバ１４２内を低損失で送ら
れ、光ファイバ１４２の端面から対象物１４６に向けて
出射される。対象物１４６で反射された光は受光用光フ
ァイバ１４３内に入射し、受光素子１４４で検知され
る。こうして受光素子１４４で検知される受光信号の出
力は、投受光用光ファイバ１４２，１４３の端面と対象
物１４６との距離Ｓによって図１７（ｂ）のように変化
するので、受光出力から対象物１４６までの距離Ｓを知
ることができる。このようなセンサにおいては、受光信
号が検出可能なレベルまで低下したときの距離が検知可
能距離となる。したがって、本発明による半導体発光素
子１４１を用いると、微小発光径の光を出射することが
できるので、投光用光ファイバ１４２との結合効率が高
くなり、投光用光ファイバ１４２内に入射する光を増加
させ、検知物１４５までの距離Ｓを長くとっても十分な
検知信号を得ることができ、検知可能距離を長くするこ
とができる。Thus, the light emitted from the semiconductor light emitting device 141 is sent in the light projecting optical fiber 142 with low loss and is emitted from the end face of the optical fiber 142 toward the object 146. The light reflected by the object 146 enters the light receiving optical fiber 143 and is detected by the light receiving element 144. In this way, the output of the light receiving signal detected by the light receiving element 144 changes as shown in FIG. 17B depending on the distance S between the end faces of the light projecting and receiving optical fibers 142 and 143 and the object 146. The distance S to 146 can be known. In such a sensor, the distance when the received light signal falls to a detectable level is the detectable distance. Therefore, when the semiconductor light emitting device 141 according to the present invention is used, it is possible to emit light having a minute light emission diameter, so that the coupling efficiency with the light projecting optical fiber 142 is increased and the light is incident into the light projecting optical fiber 142. Even if the light is increased and the distance S to the detection object 145 is increased, a sufficient detection signal can be obtained, and the detectable distance can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】従来の半導体発光素子の構造を示す概略断面図
である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor light emitting device.

【図２】本発明の一実施例による半導体発光素子の構造
を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図３】同上の実施例による反射スペクトルを示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a reflection spectrum according to an example of the same.

【図４】従来の半導体発光素子における反射スペクトル
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a reflection spectrum in a conventional semiconductor light emitting device.

【図５】本発明の別な実施例による半導体発光素子の構
造を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は光取り出し窓の種
々のパターンを示す図である。6 (a), (b), (c) and (d) are views showing various patterns of a light extraction window.

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明による半導体発光
素子を用いた投光器を示す斜視図、水平断面図及び側断
面図である。7 (a), (b) and (c) are a perspective view, a horizontal sectional view and a side sectional view showing a projector using a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図８】従来の投光器を示す一部破断した斜視図であ
る。FIG. 8 is a partially cutaway perspective view showing a conventional light projector.

【図９】本発明による半導体発光素子を用いたポインタ
を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a pointer using a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図１０】（ａ）は本発明による半導体発光素子を用い
たロータリーエンコーダを示す斜視図、（ｂ）は当該エ
ンコーダのＡ相信号とＢ相信号を示す波形図である。10A is a perspective view showing a rotary encoder using a semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG. 10B is a waveform diagram showing an A phase signal and a B phase signal of the encoder.

【図１１】本発明による半導体発光素子を用いた距離セ
ンサの構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic view showing a configuration of a distance sensor using a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図１２】同上の距離センサによる測定結果の一例を示
す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a measurement result obtained by the above distance sensor.

【図１３】本発明による半導体発光素子を用いたレーザ
ビームプリンタを示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a laser beam printer using a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図１４】（ａ）は本発明による半導体発光素子を用い
たバーコードリーダを示す斜視図、（ｂ）はバーコード
リーダによる検知信号を示す図である。FIG. 14A is a perspective view showing a bar code reader using a semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG. 14B is a view showing a detection signal by the bar code reader.

【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）
（ｇ）は、それぞれ、本発明による各種光ファイバモジ
ュールを示す概略図である。FIG. 15 (a) (b) (c) (d) (e) (f)
(G) is a schematic diagram showing various optical fiber modules by the present invention, respectively.

【図１６】直接結合方式及びレンズ結合方式の光ファイ
バモジュールにおける結合効率の理論限界値を示す図で
ある。FIG. 16 is a diagram showing theoretical limit values of coupling efficiency in optical fiber modules of a direct coupling type and a lens coupling type.

【図１７】（ａ）は光ファイバ型センサの構成を示す概
略図、（ｂ）は対象物の距離による受光出力の変化を示
す図である。17A is a schematic diagram showing a configuration of an optical fiber type sensor, and FIG. 17B is a diagram showing a change in received light output depending on a distance to an object.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ＧａＡｓ基板 ３ 下クラッド層 ４ 活性層 ５ 第１上クラッド層 ７ 第２上クラッド層 ８ キャップ層 １１ ｐ側電極 １３ ｎ側電極 １４ 多層反射膜層 １４ａ，１４ｂ 半導体膜層 1 GaAs Substrate 3 Lower Cladding Layer 4 Active Layer 5 First Upper Cladding Layer 7 Second Upper Cladding Layer 8 Cap Layer 11 p-side Electrode 13 n-side Electrode 14 Multilayer Reflective Film Layer 14a, 14b Semiconductor Film Layer

フロントページの続き (72)発明者 清本 浩伸 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内Front page continuation (72) Inventor Hironobu Kiyomoto 10 Odoroncho, Hanazono, Ukyo-ku, Kyoto City Kyoto Prefecture Omron Corporation

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 再結合発光する機能を持つｐ−ｎ接合部
と、当該ｐ−ｎ接合部で発光した光を外部に取り出すた
めの表面層と、屈折率が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ
接合部の屈折率よりも小さな２種の半導体層をヘテロ接
合させた単位半導体層を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接
合部の表面層と反対側に配置した多層反射膜層とを有す
る半導体発光素子において、 前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記単位半
導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ２（ｎ
１≠ｎ２）とするとき、屈折率ｎ１の半導体層の膜厚の
合計がλ0／（４ｎ１）よりも薄く、屈折率ｎ２の半導
体層の膜厚の合計がλ0／（４ｎ２）よりも厚くなって
いることを特徴とする半導体発光素子。1. A pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index different from each other and the pn
Semiconductor light emission having a unit semiconductor layer in which two kinds of semiconductor layers having a smaller refractive index than the junction portion are heterojunctionally laminated repeatedly, and a multilayer reflection film layer arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction portion. In the device, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer forming the unit semiconductor layer is n1, n2 (n
1 ≠ n2), the total thickness of the semiconductor layers having the refractive index n1 is smaller than λ 0 / (4n1), and the total thickness of the semiconductor layers having the refractive index n2 is smaller than λ 0 / (4n2). A semiconductor light emitting device characterized by being thickened. 【請求項２】 再結合発光する機能を持つｐ−ｎ接合部
と、当該ｐ−ｎ接合部で発光した光を外部に取り出すた
めの表面層と、屈折率が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ
接合部の屈折率よりも小さな２種の半導体層をヘテロ接
合させた単位半導体層を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接
合部の表面層と反対側に配置した多層反射膜層とを有す
る半導体発光素子において、 前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記単位半
導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ２（ｎ
１≠ｎ２）、屈折率ｎ１，ｎ２の半導体層の膜厚の合計
をそれぞれＤｍ１，Ｄｍ２とするとき、各単位半導体層
の膜厚の合計Ｄｍ１＋Ｄｍ２が、 Ｄｍ１＋Ｄｍ２≒λ0（ｎ１＋ｎ２）／（４ｎ１・ｎ
２） 但し、Ｄｍ１≠λ0／（４ｎ１）、Ｄｍ２≠λ0／（４ｎ
２） であることを特徴とする半導体発光素子。2. A pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index different from each other, and the pn
Semiconductor light emission having a unit semiconductor layer in which two kinds of semiconductor layers having a smaller refractive index than the junction portion are heterojunctionally laminated repeatedly, and a multilayer reflection film layer arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction portion. In the device, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer forming the unit semiconductor layer is n1, n2 (n
1 ≠ n2) and the total thickness of the semiconductor layers having the refractive indices n1 and n2 is Dm1 and Dm2, respectively, the total thickness Dm1 + Dm2 of the unit semiconductor layers is Dm1 + Dm2≈λ 0 (n1 + n2) / (4n1 · n
2) However, Dm1 ≠ λ 0 / (4n1), Dm2 ≠ λ 0 / (4n
2) A semiconductor light emitting device characterized in that 【請求項３】 再結合発光する機能を持つｐ−ｎ接合部
と、当該ｐ−ｎ接合部で発光した光を外部に取り出すた
めの表面層と、屈折率が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ
接合部の屈折率よりも小さな２種の半導体層をヘテロ接
合させた単位半導体層を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接
合部の表面層と反対側に配置した多層反射膜層とを有す
る半導体発光素子において、 前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記単位半
導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ２（ｎ
１≠ｎ２）とするとき、屈折率ｎ１の半導体層の膜厚が
λ0／（４・ｎ１）をほぼ中心として各単位半導体層毎
にランダムに変化し、屈折率ｎ２の半導体層の膜厚がλ
0／（４・ｎ２）をほぼ中心として各単位半導体層毎に
ランダムに変化していることを特徴とする半導体発光素
子。3. A pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index different from each other and the pn
Semiconductor light emission having a unit semiconductor layer in which two kinds of semiconductor layers having a smaller refractive index than the junction portion are heterojunctionally laminated repeatedly, and a multilayer reflection film layer arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction portion. In the device, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer forming the unit semiconductor layer is n1, n2 (n
1 ≠ n2), the film thickness of the semiconductor layer having the refractive index n1 randomly changes for each unit semiconductor layer with the center of λ 0 / (4 · n1), and the film thickness of the semiconductor layer having the refractive index n2 is obtained. Is λ
A semiconductor light-emitting device characterized in that the unit semiconductor layers are randomly changed about 0 / (4 · n2) as a center. 【請求項４】 再結合発光する機能を持つｐ−ｎ接合部
と、当該ｐ−ｎ接合部で発光した光を外部に取り出すた
めの表面層と、屈折率が互いに異なり、かつ当該ｐ−ｎ
接合部の屈折率よりも小さな２種の半導体層をヘテロ接
合させた単位半導体層を繰り返し積層し、前記ｐ−ｎ接
合部の表面層と反対側に配置した多層反射膜層とを有す
る半導体発光素子において、 前記ｐ−ｎ接合部での発光波長をλ0とし、前記単位半
導体層を構成する各半導体層の屈折率をｎ１，ｎ２（ｎ
１≠ｎ２）、屈折率ｎ１，ｎ２の半導体層の膜厚の合計
をそれぞれＤｍ１，Ｄｍ２とするとき、各単位半導体層
の膜厚の合計Ｄｍ１＋Ｄｍ２が、 Ｄｍ１＋Ｄｍ２≒λ0（ｎ１＋ｎ２）／（４ｎ１・ｎ
２） であり、かつ、屈折率ｎ１の半導体層の膜厚がλ0／
（４・ｎ１）をほぼ中心として各単位半導体層毎にラン
ダムに変化していることを特徴とする半導体発光素子。4. A pn junction having a function of recombining light emission, a surface layer for extracting light emitted from the pn junction to the outside, and a refractive index different from each other and the pn
Semiconductor light emission having a unit semiconductor layer in which two kinds of semiconductor layers having a smaller refractive index than the junction portion are heterojunctionally laminated repeatedly, and a multilayer reflection film layer arranged on the side opposite to the surface layer of the pn junction portion. In the device, the emission wavelength at the pn junction is λ 0, and the refractive index of each semiconductor layer forming the unit semiconductor layer is n1, n2 (n
1 ≠ n2) and the total thickness of the semiconductor layers having the refractive indices n1 and n2 is Dm1 and Dm2, respectively, the total thickness Dm1 + Dm2 of the unit semiconductor layers is Dm1 + Dm2≈λ 0 (n1 + n2) / (4n1 · n
2) and the film thickness of the semiconductor layer having a refractive index n1 is λ 0 /
A semiconductor light emitting device characterized in that the unit semiconductor layers are randomly changed about (4 · n1). 【請求項５】 少なくとも一方の種類の半導体層の膜厚
のランダム度として、その中心波長約λ0／（４・ｎ
１）又は約λ0／（４・ｎ２）を中心としてその±１５
％の範囲内で変動させるようにしたことを特徴とする請
求項３又は４に記載の半導体発光素子。5. As a randomness of the film thickness of at least one kind of semiconductor layer, its central wavelength is about λ 0 / (4 · n).
1) or about ± 15 around λ 0 / (4 · n2)
The semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein the semiconductor light emitting device is varied within a range of%. 【請求項６】 前記ｐ−ｎ接合部をシングルヘテロ接合
ないしダブルヘテロ接合としたことを特徴とする請求項
１，２，３，４又は５に記載の半導体発光素子。6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the pn junction is a single heterojunction or a double heterojunction. 【請求項７】 前記ｐ−ｎ接合部を多重量子井戸構造と
したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記
載の半導体発光素子。7. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the pn junction has a multiple quantum well structure. 【請求項８】 イオン注入もしくは拡散による電流狭窄
構造を有し、発光径が１５０μｍ以下であることを特徴
とする請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の半
導体発光素子。8. The semiconductor light emitting device according to claim 1, which has a current confinement structure by ion implantation or diffusion and has an emission diameter of 150 μm or less. . 【請求項９】 前記表面層に設けた光取り出し面にも電
極を形成したことを特徴とする請求項１，２，３，４，
５，６，７又は８に記載の半導体発光素子。9. An electrode is also formed on the light extraction surface provided on the surface layer.
The semiconductor light emitting device according to 5, 6, 7 or 8. 【請求項１０】 光源として請求項１，２，３，４，
５，６，７，８又は９に記載の半導体発光素子を用いて
いることを特徴とする光学検知装置。10. A light source according to claim 1, 2, 3, 4,
An optical detection device characterized by using the semiconductor light emitting device according to any one of 5, 6, 7, 8 and 9. 【請求項１１】 光源として請求項１，２，３，４，
５，６，７，８又は９に記載の半導体発光素子を用いて
いることを特徴とする光学的情報検知装置。11. The light source according to claim 1, 2, 3, 4,
An optical information detection device characterized by using the semiconductor light emitting device described in 5, 6, 7, 8 or 9. 【請求項１２】 光源として請求項１，２，３，４，
５，６，７，８又は９に記載の半導体発光素子を用いて
いることを特徴とする投光器。12. The light source according to claim 1, 2, 3, 4,
A light projector using the semiconductor light emitting device described in 5, 6, 7, 8 or 9. 【請求項１３】 光源として請求項１，２，３，４，
５，６，７，８又は９に記載の半導体発光素子を用いて
いることを特徴とする光ファイバーモジュール。13. The light source according to claim 1, 2, 3, 4,
An optical fiber module using the semiconductor light emitting device described in 5, 6, 7, 8 or 9.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781157B2 (en) 2001-09-05 2004-08-24 Hitachi Cable, Ltd. Light emitting device and process for producing the same
US6803603B1 (en) 1999-06-23 2004-10-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting element
US6822272B2 (en) 2001-07-09 2004-11-23 Nichia Corporation Multilayered reflective membrane and gallium nitride-based light emitting element
JP2005251966A (en) * 2004-03-04 2005-09-15 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009164423A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Nichia Corp Light-emitting element
JP2009542016A (en) * 2006-06-30 2009-11-26 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Surface emitting semiconductor substrate with vertical emission direction and stabilized emission wavelength
JP2010263180A (en) * 2009-04-29 2010-11-18 Sharp Corp Light-emitting device and interface of planar waveguide object
WO2015107655A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 パイオニア株式会社 Optical measuring apparatus
WO2020017206A1 (en) * 2018-07-20 2020-01-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Surface emitting laser and manufacturing method for same
CN112447888A (en) * 2019-08-27 2021-03-05 株式会社东芝 Optical semiconductor element
JP2021114594A (en) * 2019-08-27 2021-08-05 株式会社東芝 Optical semiconductor element

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6803603B1 (en) 1999-06-23 2004-10-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting element
US7122446B2 (en) 1999-06-23 2006-10-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting element
US6822272B2 (en) 2001-07-09 2004-11-23 Nichia Corporation Multilayered reflective membrane and gallium nitride-based light emitting element
US6781157B2 (en) 2001-09-05 2004-08-24 Hitachi Cable, Ltd. Light emitting device and process for producing the same
JP2005251966A (en) * 2004-03-04 2005-09-15 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009542016A (en) * 2006-06-30 2009-11-26 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Surface emitting semiconductor substrate with vertical emission direction and stabilized emission wavelength
JP2009164423A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Nichia Corp Light-emitting element
JP2010263180A (en) * 2009-04-29 2010-11-18 Sharp Corp Light-emitting device and interface of planar waveguide object
WO2015107655A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 パイオニア株式会社 Optical measuring apparatus
JPWO2015107655A1 (en) * 2014-01-16 2017-03-23 パイオニア株式会社 Optical measuring device
WO2020017206A1 (en) * 2018-07-20 2020-01-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Surface emitting laser and manufacturing method for same
JPWO2020017206A1 (en) * 2018-07-20 2021-07-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Surface emitting laser and its manufacturing method
US11923661B2 (en) 2018-07-20 2024-03-05 Sony Semiconductor Solutions Corporation Surface emitting laser and method of manufacturing the same
CN112447888A (en) * 2019-08-27 2021-03-05 株式会社东芝 Optical semiconductor element
JP2021114594A (en) * 2019-08-27 2021-08-05 株式会社東芝 Optical semiconductor element

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