JPS61204994A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPS61204994A
JPS61204994A JP4464185A JP4464185A JPS61204994A JP S61204994 A JPS61204994 A JP S61204994A JP 4464185 A JP4464185 A JP 4464185A JP 4464185 A JP4464185 A JP 4464185A JP S61204994 A JPS61204994 A JP S61204994A
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JP
Japan
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layer
type inp
type
emitting device
light emitting
Prior art date
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JP4464185A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Tanahashi
俊之 棚橋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、特にInP/[nGaAs (P)系化合物
半導体を材料とする半導体発光装置に於い〜て、p型I
nPJ5板を用い、その上に成長されたInGaAs 
 (P)活性層及びn型InPクラッド層にストライプ
領域を形成するように2条の凹溝を形成し、前記ストラ
イプ領域から外側の領域にp+  n、  p各InP
埋め込み層が順に積層されてなる電流阻止層を形成し、
その後、全面にn型InPクラッド層を表面が平坦化さ
れるよう形成して所謂二重溝の構造を採ることに依り、
リーク・パスを著しく低減させ、闇値電流を低下させる
ことを可能にしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、InP/InGaAs  (P)系化合物半
導体を用いた半導体発光装置を低閾値電流化及び高効率
化する為の改良に関する。
〔従来の技術〕
第2図はI nP/[nGaAs (P)系化合物半導
体を材料とし、低閾値電流化及び高効率化が図られた従
来の半導体発光装置を表す要部切断正面図であり、この
装置は、通常、埋め込み型と呼ばれている。
図に於いて、■はn型InP5板、2はIn(;aAs
(P)活性層、3ばp型1riPクラッド層、4はp4
型1 n G a A s  (P )電極コンタク1
へ層、。
5 Li n型InP埋め込み層、6はn型InP埋め
込み層をそれぞれ示している。尚、p型j n P埋め
込み層5及びn型InP埋め込み層6は電流阻市用pn
接合を生成している。また、図に於いては電極や保護膜
等を省略しである。
ところで、この従来例では、低闇値電流化及び高vJ率
化の目的は達成されたが、その外に種々の欠点が残って
いる。
その欠点は、主として製造上からくる問題である。即ち
、図示の構造を得る為Gこは、エツチングを行って細い
メサ・ストライブ部分を残して他の大部分を除去した後
、そのメサ・ストライブ部分を埋め込む半導体層を新た
に成長させるようにしているが、その場合、 fl)  メサ・ストライブ部分が折れ易い。
(2)完成後の表面が平坦にならない。
(3)埋め込み層に未成長領域が多(発生ずる。
等の欠点を生ずる。
これ等の欠点を第2図の部分的拡大図である第3図を参
照しつつ更に説明しよう。尚、第3図は第2図に於いで
用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を
持つものとする。
図に於いて、MSばメサ・ストライブ部分を表しζいる
図から判るように、メサ・ス]・ライブ部分MSは表面
側はマスク通りの幅を持っているが、その根元の方は幅
が狭(なっている。
従って、このようなメサ・ストライブ部分M Sを形成
した後、埋め込み層の成長を行う際、矢印AIで指示し
である根元の部分から折損する事故がしばし2ば経験さ
れる。
また、n型InP埋め込み層5及びn型InP埋め込み
層6を形成した後、表面が平坦にならないで、メサ・ス
トライブ部分MSから両側に向かって成る曲線状の傾斜
を持つようになり(第2図参照)、そのようになると、
p側電極の形成や、或いは、ジャンクション・ダウンで
ステムにボンディングすること等が難しくなったりする
更にまた、メサ・ストライブ部分MSを形成してから、
埋め込み層BLを成長させた場合、矢印A2及びA3で
指示しであるように結晶が成長され、矢印A4で指示し
であるように未成長領域が形成され易い。
このような諸々の欠点を解消する為、第4図に見られる
半導体発光装置が開発された。
第4図は第3図に見られる従来例の欠点を解消すべく提
案された半導体発光装置の要部切断正面図である。
図に於いて、11はn型InPl板、12は[nGaA
s  (P)活性層、13はp型InPクラッド層、1
4は凹溝、15はn型InP埋め込み層、16はn型I
nP埋め込み層、17はp型I n、 Pクララド層、
18はp+型1nGaAs  (P)電極コンタクト層
、Sはストライブ領域をそれぞれ示している。尚、p型
1 n P埋め込み層15及びn型InP埋め込み層1
6は電流阻止層を構成している。
この半導体発光装置では、第3図に見られる従来例のよ
うなメサ・エツチングは行っていないので、メサ・スト
ライブ部分の折損、埋め込み層を形成した場合の未成長
領域の発生などの問題は解消され、また、表面は平坦化
される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第4図に見られる改良された半導体発光装置は第3図に
見られる半導体発光装置の欠点を全て解消してはいるが
、その反面、従来は存在しなかった欠点が新たに発生し
ている。
即ち、第4図に破線の矢印A5で指示しであるようなリ
ーク・バスが存在し、ここを流れる電流の為、闇値電流
が高くなってしまう。
これは、電流阻止領域、即ち、凹溝14の外側の領域に
[nGaAs  (P)活性層12と同じ四元層が存在
する為であり、そこでの電流の流れ易さの状態は、スト
ライブ領域Sに於けるそれと余り変わりないと考えてよ
い。
因に、第3図に見られる半導体発光装置に於いても、p
十型1nGaAs  (P)電極コンタクト層4−p型
InPクラッド層3−p型InP埋め込み層5−n型I
nP基板1なるリーク・パスも考えられなくはないが、
InGaAs  (P)活性層2とp型InP埋め込み
層5と比較すると、p型InP埋め込み層5のほうがエ
ネルギ・バンド・ギャップが高く、I−V特性に於ける
ビルト・イン電圧も高いので、電流はp型InP埋め込
み層5よりもInGaAs (P)活性層2のほうに流
れ易く、従って、第4図の従来例のような問題は起きな
い。
本発明は、第4図に見られる半導体発光装置と同じ効果
、即ち、 メサ・ストライプ部分が存在しないので、その折損を考
慮する必要がないこと、 メサ・ストライプ部分が不要であるから、表面の平坦化
が可能であること、 埋め込み層の未成長領域が発生するのを回避できること
、 等の効果を享受することができ、しかも、閾値電流を増
大させるようなリーク・パスが存在しない半導体発光装
置を提供する。
C問題点を解決するための手段〕 本発明一実施例を製造する場合の工程を解説する為の図
である第1図(A)及び(B)を借りて説明する。
本発明の半導体発光装置では、p型InP基板21上の
InGaAs  (P)活性層22及びn型InPクラ
ッド層23を貫通し且つ該1nGaA、5(P)活性層
22及びn型InPクラッド層23からなるストライプ
領域Sを挟んで対向するように形成されている2条の凹
溝25と、前記ストライプ領域Sを除くその両側の前記
凹溝25を含む領域に順に形成されたp型InP埋め込
み層26及びn型InP埋め込み層27及びp型InP
埋め込み層28からなる電流阻止層と、該電流阻止層及
び前記ストライプ領域Sの全表面に亙り形成され表面が
平坦なn型InPクラッド層29とを備えた構成になっ
ている。
〔作用〕
前記のような手段に依るとリーク・パスは第1図(B)
に破線の矢印で示したようなもののみとなり、従来のよ
うに、大きく拡がることはない。
〔実施例〕
第1図(A)及び(B)は本発明一実施例を製造する場
合について解説する為の工程要所に於ける半導体発光装
置の要部切断正面図であり、以下、これ等の図を参照し
つつ説明する。
第1図(A)参照 (a)  液相エピタキシャル成長<1iquid  
phase  epftaxy:LPE)法を適用する
ことに依り、面指数(100)であるp型InP基板2
1上にp型!nPバッファ層21′とInGaAs (
P)活性層22とn型InPクラッド層23とを形成す
る。
このときの諸データを挙げると次の通りである。
(1)  成長温度 600(”C) (2)  メルトの組成 p型InPバッファ層21’の場合 +n:InP:Zn =1  (g): 5.5 (mg): 20 (μg
)I nGaAs P活性N22の場合 In : rnAs :GaAs : InP−1(g
): 44.3 [mg): 9.2 [mg): 1
.5 (mg) n型InPクラッド層23の場合 In:InP:5n =1 (g): 5.5 (mg): to (mg)
(3)成長時間 p型InPバッファ層21’の場合 300〔秒〕 1nGaAsP活性層22の場合 5〔秒〕 n型InPクラッド層23の場合 10(秒〕 (4)層厚 p型InPバッファ層21′の場合 ;)(、i、l Ill ’: I n (’; ;i△・、p活性層22の場合() 
  2 1 ノIm’1 ■)型1 n Pクラッド層23の場合0、 3 Cl
3 (71] (hl  プラズマCVD  (plasma  ch
emi(LIl  vapour  dcposit、
1on)7Lを適用″il−ることに依り、例Aば二酸
化シリ:27 (SI 02 ) lり24を形成する
iCj  Ill1常のフィ1−・11ツグラフイ技術
を適用する、ニジ−〇、二依り、−酸化シ)j二1ン1
(り2・1のバターニンカ゛を?−iい、ストライプ領
域Sを形成するのに適“Pる間隔だけg+れた2条の凹
溝形成用間にI 251八を(011)方向に形成する
fdl  m二酸化シリコン膜24をマスクに、そして
1、(臭素士メタノール)液をエツチング液とし、r」
型i n pクラッド層23、InGaAs  (P)
活性層22、p型InPバッファ層21’、r)型In
P基板2jのエツチングをしで凹溝25を形成づる。
第 I  Ij;=ll  ([う) 参照(+:i 
 l、p IE 7去ヲ通用Jる。H,5;こ依り、p
 型11 n P埋め込み層26 r1型l rIP埋
め込み層27、n型InPt甲め込)I’+’! ′2
8[)皆り1. n Pクラット層29を成長さ]!〜
る。
このときの諸データを挙げると次の通り−ζ′ある。
to   f戊し′、、1品1肛 600(’C1 (2)Zル(・のキJl成 n型1 n P理め込みjlづQ 5の場合ln:ln
P:ン一「1 1、(g’l+5、l  (rng)+ 20 Cμg
〕n型InP埋め込み層27の場合 ln:InP:Te =1  (gl  :5.]  CmB〕 :600 
Cttg〕p型1 ri P埋め込み層28の場合+n
;lnP:Zn =]、(g3  : 5.]、(mg): 20 Cμ
g〕n型1 n I)クラッド層2つの場合I  n 
 :  l  n  P  :  T F!−L  (
IXi+5. 5  (τl′1)ζ)  :600 
 Cμ83尚、各InP埋め込+71層26乃至28を
成長させる場合、各メルi〜の過冷却度が小さい為、ス
トライプ領域Sの表面には成長せず、また、それ等各層
は電流阻止層としての役割を果たすものである。
tOこの後、通常の技法を適用づることに依り、p (
l+111こはAu−Zn−Auで、rl側にはAu・
0(!・A IIでオーミック・コンタクト・の電極を
形成し 共振器@ 300  (Ij m) ?″臂開
ると閾(1へ電流15いnA)、効率0.3 (mW/
ln A )である高性能の半導体発光装置が歩留り良
く得られる。
〔発明の効果〕
本発明の¥導体発光装置では、n型1 n i)基板を
用いl↓゛つ二6重溝構i貴を採用することで、リーク
・バスを著しく低減し、また、表1mを平坦仁王する、
二とができるので、低閾稙電流で高効率の゛1′4体定
光装置を歩留り良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第X図(A)及び(13)は本発明一実施例を製造する
工程を解説する為の工程要所に於ける半導体発光装置の
要部切[すi正面図、第2図は従来例の要部切断正面図
、第3図は第2図の要部切断拡大正面図、第4図は従来
例の要部切断正面図をそれぞれ表している。 図に於いて1,21はn型InP、l板、21’はp型
InPバッファ層、22はInGaAs  (P)活性
層、23はri型1 n Pクラッド層1,24は一酸
化ソリコンj模、25は凹溝、26はn型InP埋め込
み層、27はr1型1 n P t!!!め込み層、2
8乙、1゛p型1 n P埋め込み層、29はn型1 
n Pクラッド層をそれぞれ示しでいる。 特許出願人   冨±4株式会社 代理人弁理士  相 谷 昭 司 代理人弁理士  渡 邊 弘 − (A) 第1図 (B) 本完明−実施例の要部切断正面図 第1図 従来例の要部切断正面図 第2図 S 従来例の要部切断拡大正面図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 p型InP基板上のInGaAs(P)活性層とn型I
    nPクラッド層を貫通し且つ該InGaAs(P)活性
    層及びn型InPクラッド層からなるストライプ領域を
    挟んで対向するように形成されている2条の凹溝と、 前記ストライプ領域を除くその両側の前記凹溝を含む領
    域に順に形成されたp型InP埋め込み層及びn型In
    P埋め込み層及びp型InP埋め込み層からなる電流阻
    止層と、 該電流阻止層及び前記ストライプ領域の全表面に亙り形
    成され表面が平坦なn型InPクラッド層と を備えてなることを特徴とする半導体発光装置。
JP4464185A 1985-03-08 1985-03-08 半導体発光装置 Pending JPS61204994A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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