JPS5848481A - モニタ−用光検出器内蔵面発光型発光ダイオ−ド - Google Patents
モニタ−用光検出器内蔵面発光型発光ダイオ−ドInfo
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- JPS5848481A JPS5848481A JP56146773A JP14677381A JPS5848481A JP S5848481 A JPS5848481 A JP S5848481A JP 56146773 A JP56146773 A JP 56146773A JP 14677381 A JP14677381 A JP 14677381A JP S5848481 A JPS5848481 A JP S5848481A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバ通信用に適したモニター用光検出器
内蔵Ir5GaAsP系面発光型、発光ダイオードの改
良に関する。
内蔵Ir5GaAsP系面発光型、発光ダイオードの改
良に関する。
InGaA@P系面発光型発光面発光型発光ダイオード
び温度特性高安定性の特徴を有し、特に、信頼性K11
l、て轄半導体レーザ素子よ)3桁以上すぐれているこ
とが明らかにされている。さらに発光波長が光ファイバ
の低損失域である1、2〜1.6μ票帯にある為その高
信頼性と合わせ、伝送速度100Mb/I@度以下の近
・中距離光伝送システムにおいて広い用途が期待されて
いる。一方、よ〉高信頼度、よ)自由度の高い光伝送シ
ステム、特にアナログ伝送システムにおいて轄面発光型
発光ダイオードの光出力を何らかの方法でモニターする
ことが必要である。そして、モニター用光検出器の構成
方法としてはハイブリッドな構成とモノリシックな構成
と二通〕考えられるが、信頼性及びプストの両面からモ
ノリシックに面発光型発光ダイオードと同一基板上に構
成する方が有利であることは言うまでもない。
び温度特性高安定性の特徴を有し、特に、信頼性K11
l、て轄半導体レーザ素子よ)3桁以上すぐれているこ
とが明らかにされている。さらに発光波長が光ファイバ
の低損失域である1、2〜1.6μ票帯にある為その高
信頼性と合わせ、伝送速度100Mb/I@度以下の近
・中距離光伝送システムにおいて広い用途が期待されて
いる。一方、よ〉高信頼度、よ)自由度の高い光伝送シ
ステム、特にアナログ伝送システムにおいて轄面発光型
発光ダイオードの光出力を何らかの方法でモニターする
ことが必要である。そして、モニター用光検出器の構成
方法としてはハイブリッドな構成とモノリシックな構成
と二通〕考えられるが、信頼性及びプストの両面からモ
ノリシックに面発光型発光ダイオードと同一基板上に構
成する方が有利であることは言うまでもない。
しかしながら、従来のモノリシックにモニター用光検出
器を内蔵する面発光型発光ダイオードは単に、モニター
用光検出器と面発光型発光ダイオ゛ ′−ドを並置し、
横方向よシ発光を受光するため、極めて光検出効率が低
く、さらに横方向の発光には光誘導増幅成分が多く含ま
れるため、正確な面発光型発光ダイオードとしての光出
力をモニターできないという二つの大きな欠点を有して
いた。
器を内蔵する面発光型発光ダイオードは単に、モニター
用光検出器と面発光型発光ダイオ゛ ′−ドを並置し、
横方向よシ発光を受光するため、極めて光検出効率が低
く、さらに横方向の発光には光誘導増幅成分が多く含ま
れるため、正確な面発光型発光ダイオードとしての光出
力をモニターできないという二つの大きな欠点を有して
いた。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、光検出効率が高
く、正確に光出力をモニターできるモニター用光検出器
内蔵面発光型発光ダイオードを提供することにある。
く、正確に光出力をモニターできるモニター用光検出器
内蔵面発光型発光ダイオードを提供することにある。
本発明によれば、光取出し用円形窓を含む電極構造を有
するn形InP単結晶から成る半導体基板とこの基板の
上部にエピタキシャル成長されたInGaAsP系混晶
から成る活性領域とこの活性領域の上部にエピタキシャ
ル成長されたP形InP単脚すら成るクラッド領域及び
このクラッド領域上部に形成された電極とを含む面発光
型発光ダイオードにおいて、活性領域クラッド領域、及
びクラッド領域上部に形成された電極とが発光領域と受
木領域とに電気的及び光学的に分離され、n形InP単
結晶から成る半導体基板が有する光取出し用円形窓を含
む電極構造が高い光反射率を有する光反射鏡を兼ねるこ
とを特徴とするモニター用光検出器内蔵面発光型発光ダ
イオードが得られる。
するn形InP単結晶から成る半導体基板とこの基板の
上部にエピタキシャル成長されたInGaAsP系混晶
から成る活性領域とこの活性領域の上部にエピタキシャ
ル成長されたP形InP単脚すら成るクラッド領域及び
このクラッド領域上部に形成された電極とを含む面発光
型発光ダイオードにおいて、活性領域クラッド領域、及
びクラッド領域上部に形成された電極とが発光領域と受
木領域とに電気的及び光学的に分離され、n形InP単
結晶から成る半導体基板が有する光取出し用円形窓を含
む電極構造が高い光反射率を有する光反射鏡を兼ねるこ
とを特徴とするモニター用光検出器内蔵面発光型発光ダ
イオードが得られる。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図面は、本発明の一実施例の断面を表わすものである0
本実施例は半導体基板3にエピタキシャル成長された活
性領域4a及び4b、Zn拡散領域sat含むり2ツド
領域5a及びZn拡散領域8bを含むり2ツド領域5b
、Zn拡散領域9mを含む電極形成層6m及びZn拡散
領域9bを含む電極形成層5b、pH電極7m及び7b
、電気的・光学的絶縁溝10及び光取出し用円形窓lを
有するn側電極2よ〕構成されている。半導体基板3は
面方位(100)*導電形n形のInP単結晶で厚さ約
80μmであl)n側電極2と接触する側は鏡面研摩が
ほどこされている。活性領域48及び4bは、禁制帯幅
0.95eVに和尚する”o:ta”Doll ”0j
el Po、44で厚さ約1.54w、クラッド領域5
11及び5bは、導電形P形のInPで厚さ約1μ糀、
電極形成1ii5a及び6bは、゛禁制帯幅1.13e
Vに相当するI” 039 ” 0.11 ” 0.!
4 PO,1@で厚さ約1μmである。Zn拡散領域g
8,9aは、クラッド領域5m及び電極形成層6a中に
直径約30μ@ Z n f選択拡散させることにより
形成されたものであり、又Zn−絋散鉱域Bb、gbは
クラッド領域5b及び電極形成層6b中に直径約50μ
mZnt選択拡散させることによシ形成されたものであ
る。光取出し用円形窓1は、Zn拡散領域Ba、gaの
下に形成され、光ファイノ(への光出力の結合に充分な
径約100μm’に有する。n側電極2はAu−Ge−
Ni合金よシ成り、又P側電極7a及び7bはAu−Z
n合金より形成されている。そして、電気的−光学的絶
縁溝10は、幅約10μ’rflb深さ約10μmで化
学エツチング等により形成される。
本実施例は半導体基板3にエピタキシャル成長された活
性領域4a及び4b、Zn拡散領域sat含むり2ツド
領域5a及びZn拡散領域8bを含むり2ツド領域5b
、Zn拡散領域9mを含む電極形成層6m及びZn拡散
領域9bを含む電極形成層5b、pH電極7m及び7b
、電気的・光学的絶縁溝10及び光取出し用円形窓lを
有するn側電極2よ〕構成されている。半導体基板3は
面方位(100)*導電形n形のInP単結晶で厚さ約
80μmであl)n側電極2と接触する側は鏡面研摩が
ほどこされている。活性領域48及び4bは、禁制帯幅
0.95eVに和尚する”o:ta”Doll ”0j
el Po、44で厚さ約1.54w、クラッド領域5
11及び5bは、導電形P形のInPで厚さ約1μ糀、
電極形成1ii5a及び6bは、゛禁制帯幅1.13e
Vに相当するI” 039 ” 0.11 ” 0.!
4 PO,1@で厚さ約1μmである。Zn拡散領域g
8,9aは、クラッド領域5m及び電極形成層6a中に
直径約30μ@ Z n f選択拡散させることにより
形成されたものであり、又Zn−絋散鉱域Bb、gbは
クラッド領域5b及び電極形成層6b中に直径約50μ
mZnt選択拡散させることによシ形成されたものであ
る。光取出し用円形窓1は、Zn拡散領域Ba、gaの
下に形成され、光ファイノ(への光出力の結合に充分な
径約100μm’に有する。n側電極2はAu−Ge−
Ni合金よシ成り、又P側電極7a及び7bはAu−Z
n合金より形成されている。そして、電気的−光学的絶
縁溝10は、幅約10μ’rflb深さ約10μmで化
学エツチング等により形成される。
本実施例において、活性領域4a及び4b、クラッド領
域5Il及び5b、電極形成層6鳳及び6bはまず半導
体基板3上に順次エピタキシャル成長及びプロセス工程
を経て同時に作成され、その後化学エツチング等により
形成された電気的光学的絶縁溝10によp面発光型発光
ダイオードとして動作する発光領域とモニター用光検出
器としで動□作する受光領域に分離される。
域5Il及び5b、電極形成層6鳳及び6bはまず半導
体基板3上に順次エピタキシャル成長及びプロセス工程
を経て同時に作成され、その後化学エツチング等により
形成された電気的光学的絶縁溝10によp面発光型発光
ダイオードとして動作する発光領域とモニター用光検出
器としで動□作する受光領域に分離される。
その動作時においてはn側電極2にアース電位、P側電
極78に適当な正電位、P側電極7bに適当な負電位が
加えられる。従って、Zn拡散領域9a及びクラッド領
域5mと電極形成層6aの界面に形成されるPn接合は
ちょうど逆)(イアスとなって電流を阻止し、効率的に
活性領域4mへ電流注入を行なうことによシ、活性領域
4mは発光径30〜40μ凱ψの面発光型発光ダイオー
ドとして動作する。一方活性領域4bとクラッド領域5
bの界面に形成されるPn接合は逆)(イアスとなh空
乏層は主に活性領域4b中に形成され1活性領域4bは
面受光型のモニター用光検出器として動作する。
極78に適当な正電位、P側電極7bに適当な負電位が
加えられる。従って、Zn拡散領域9a及びクラッド領
域5mと電極形成層6aの界面に形成されるPn接合は
ちょうど逆)(イアスとなって電流を阻止し、効率的に
活性領域4mへ電流注入を行なうことによシ、活性領域
4mは発光径30〜40μ凱ψの面発光型発光ダイオー
ドとして動作する。一方活性領域4bとクラッド領域5
bの界面に形成されるPn接合は逆)(イアスとなh空
乏層は主に活性領域4b中に形成され1活性領域4bは
面受光型のモニター用光検出器として動作する。
A u −G e −N i合金より成る電極2は30
0’C程度の低いアロイ温度条件でn形InPよりなる
半導体基板3と良好なオーミック接触となり、かつ界面
の荒れによる光反射率の低下はほとんどなくほぼ光反射
率100%の裏面反射鏡になる。一方A u −Z n
合金よ9成る第一のP側電極7a及び第二のP1i11
1電極7bは、350〜400℃前後の比較的高温のア
ロイ条件で電極形成層6a中のか拡散層9a及び電極形
成層6b中のZn拡散層9bと良好なオーミック接触と
なる。従って本実施例の製造工程に於て%A u −Z
n合金よりなるP側電極7B及びP側電極7bt’3
50〜400℃400℃前後アロイした後、Au−Ge
−Ni合金よりなるn1ll電極2を鏡面研磨した半導
体基板3に蒸着し、反射率の低下を伴なわない程度の低
温である300℃前後でアロイすればほぼ100%近い
光反射率を有するn側反射電極が得られる。
0’C程度の低いアロイ温度条件でn形InPよりなる
半導体基板3と良好なオーミック接触となり、かつ界面
の荒れによる光反射率の低下はほとんどなくほぼ光反射
率100%の裏面反射鏡になる。一方A u −Z n
合金よ9成る第一のP側電極7a及び第二のP1i11
1電極7bは、350〜400℃前後の比較的高温のア
ロイ条件で電極形成層6a中のか拡散層9a及び電極形
成層6b中のZn拡散層9bと良好なオーミック接触と
なる。従って本実施例の製造工程に於て%A u −Z
n合金よりなるP側電極7B及びP側電極7bt’3
50〜400℃400℃前後アロイした後、Au−Ge
−Ni合金よりなるn1ll電極2を鏡面研磨した半導
体基板3に蒸着し、反射率の低下を伴なわない程度の低
温である300℃前後でアロイすればほぼ100%近い
光反射率を有するn側反射電極が得られる。
さて、前述のようにn側電極2にアース電位、P側電極
7aに適当な正電位、P側電極7bKi当な負電位を加
えた場合、活性領域451は面発光型発光ダイオードと
して、活性領域4bは面受光型モニター用光検出器とし
て各々動作する。そして、活性領域4aと、活性領域4
bは横方向には光学的にし中へいされているが、一方前
述のアロイ条件で製造されjjn側電極2は高い光反射
率を有する。
7aに適当な正電位、P側電極7bKi当な負電位を加
えた場合、活性領域451は面発光型発光ダイオードと
して、活性領域4bは面受光型モニター用光検出器とし
て各々動作する。そして、活性領域4aと、活性領域4
bは横方向には光学的にし中へいされているが、一方前
述のアロイ条件で製造されjjn側電極2は高い光反射
率を有する。
従って活性領域4mで発光した光出力のうち光ファイバ
へは結合しない成分をn側電極2で反射させ活性領域4
bへ受光させることによシ、極めて効率よく面発光型発
光ダイオードの光出力をモニターすることが可能となる
。又この場合誘導増幅成分を多く含む活性領域4aの横
方向への光出力は電気的・光学的絶縁溝10によシ乱反
射され、活性領域4bへはほとんど入射しない為、誘導
増幅成分を誤ってモニターする可能性はない、尚、電気
的・光学的絶縁溝10による乱反射が不充分な場合は電
気的・光学的絶縁溝10中に適当な不透明樹脂等を挿入
することにより、より完全な光学的し中へい溝となる。
へは結合しない成分をn側電極2で反射させ活性領域4
bへ受光させることによシ、極めて効率よく面発光型発
光ダイオードの光出力をモニターすることが可能となる
。又この場合誘導増幅成分を多く含む活性領域4aの横
方向への光出力は電気的・光学的絶縁溝10によシ乱反
射され、活性領域4bへはほとんど入射しない為、誘導
増幅成分を誤ってモニターする可能性はない、尚、電気
的・光学的絶縁溝10による乱反射が不充分な場合は電
気的・光学的絶縁溝10中に適当な不透明樹脂等を挿入
することにより、より完全な光学的し中へい溝となる。
又n側電極の光反射構造も、Au’−Ge−N1合金に
限る必要はなく、1等、他の金属材料や、あるいは構造
によシ、n形InP単結晶から成る半導体基板と空気と
の臨界角全反射を利用してもよい。
限る必要はなく、1等、他の金属材料や、あるいは構造
によシ、n形InP単結晶から成る半導体基板と空気と
の臨界角全反射を利用してもよい。
最後に本発明が有する特徴を要約すれば、高効率かつ光
誘導増幅成分を含まない正確な光出力のモニターが可能
であり、製造も極めて容易なモニター用光検出器内蔵面
発光型発光ダイオードが得られることでおる。
誘導増幅成分を含まない正確な光出力のモニターが可能
であり、製造も極めて容易なモニター用光検出器内蔵面
発光型発光ダイオードが得られることでおる。
図は一実施例の断面を表わすものである。図中1・・・
・・・光取出し用円形窓、2・・・・・・n側電極、3
・・・・・・半導体基板、4a及び4b・・・・・・活
性領域、5a及び5b・・・・・・クラッド領域、6a
及び6b・・・・・・電極形成層、7a及び7b・・・
・・・P側電極、3a、3b及び9m、9b・・・・・
・Zn拡散領域、10・・・・・・電気的・光学的絶縁
溝である。
・・・光取出し用円形窓、2・・・・・・n側電極、3
・・・・・・半導体基板、4a及び4b・・・・・・活
性領域、5a及び5b・・・・・・クラッド領域、6a
及び6b・・・・・・電極形成層、7a及び7b・・・
・・・P側電極、3a、3b及び9m、9b・・・・・
・Zn拡散領域、10・・・・・・電気的・光学的絶縁
溝である。
Claims (1)
- 光取出し用円形窓を含む電極構造を有するInP単結晶
から成る半導体基板と、咳基板の上部に成長されたIn
GaAsP系混晶から成る活性領域と、該活性領域の上
部に成長されたInP単結晶から成るクラッド領域及び
該クラッド領域上部に形成された電極とを含む面発光型
発光ダイオードにおいて、前記活性領域、り2ツド領域
、及びクラッド領域上部く形成された電極とが発光領域
と受光領域とに電気的及び光学的に分離され、前記半導
体基板が有する光取出し用円形窓を含む電極構造が高い
光反射率を有する光反射fl!、t−兼ねることを特徴
とするモニター用光検出器内蔵面発光型発光ダイオード
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56146773A JPS5848481A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | モニタ−用光検出器内蔵面発光型発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56146773A JPS5848481A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | モニタ−用光検出器内蔵面発光型発光ダイオ−ド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5848481A true JPS5848481A (ja) | 1983-03-22 |
Family
ID=15415214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56146773A Pending JPS5848481A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | モニタ−用光検出器内蔵面発光型発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5848481A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2018119340A3 (en) * | 2016-12-22 | 2018-08-23 | Lumileds Llc | Light emitting diodes with sensor segment for operational feedback |
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-
1981
- 1981-09-17 JP JP56146773A patent/JPS5848481A/ja active Pending
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