JPS61280687A - 埋め込み型発光ダイオ−ド - Google Patents

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】 ［発明の屈する技術分野］ 本発明は埋め込み型発光ダイオードに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 半導体基板上にダブルヘテロ構造を成長させ、メサ状に
エツチングした後、ｐ−ｎ逆接合を含む層を成長させて
メサ部を埋め込んだ、いわゆる埋め込み型半導体発光素
子は、活性層に電流を狭窄できるため、低電流駆動、高
出力が容易に実現できる。例えば、Ｇａ　ＩｎＡｓＰ／
　Ｉ　ｎＰ系の埋め込み型発光ダイオードは、第３図に
示すように構成されている。

ｎ型ＩｎＰ基板２上にｎ型ＩｎＰバッファ層４、Ｉ　ｎ
ＧａＡｓＰ活性層６、ｐ型ＩｎＰクラッド層８、ｐ型Ｉ
　ｎＧａＡｓＰオーミック層１０を成長させ、更に５ｆ
Ｏｚ膜を堆積させてフォトレジストにより、円形のマス
クを形成し、ブロム・メタノール系、塩酸系、硫酸系の
エツチング液を用いて、バッフ１層４に達するまでエツ
チングし、メサ部を形成する。この後、メサ側面をｐ型
ＩｎＰ層１２、ｎ型ＩｎＰ層１４（電流阻止層）　、Ｉ
ｎＧａＡｓキャップ層１６で埋め込む。ＳｉＯ□膜を除
去後、結晶成長層側の電極１８を形成する。この後基板
２の裏面を研磨し基板側電極２０を形成し、更にエツチ
ングにより光取り出し窓２２を形成する。

上述の構成では、基板２側より光取り出しを行なってい
るので、基板２を数十〜１００μｍの厚さに研磨する必
要がある。しかるに、研磨し薄くなった基板に対して電
極形成および光取出し窓の形成工程が行われるため、基
板（個々のチップに分割する前のウェハー）が割れやす
いという欠点がある。更に基板２側より光取り出しが行
なわれるため、ファイバとの結合効率が悪いという欠点
がある。

［発明の目的］ 本発明は、製造工程での基板の割れが少なく、しかも、
ファイバとの結合効率の高い埋め込み型発光ダイオード
を提供するものである。

［発明の概要］ 本発明の埋め込み型発光ダイオードによれば、クラッド
層を埋め込み層よりも屈折率が大きく、且つ活性層より
も禁制帯幅が小さい半導体結晶層で形成してなり、活性
層からでた光を結晶成長層側へ導波するようにしてなる
。従って、ファイバとの結合効率を高くできる。また結
晶成長層側より光取り出しが行なわれるので、基板を薄
くする必要がなくウェハーの割れを少なくすることがで
きる。

［発明の実施例］ 本発明を、ＧａＩｎＡＳ／ＩｎＰ系埋め込み型発光ダイ
オードに適用した実施例を参照して説明する。

第１図に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板３０上にｎ型Ｉｎ
Ｐバッファ層３２、ＧａＩｎＡｓＰ活性層３４、ｐ型Ｇ
ａＩｎへｓＰクラッド層３６およびｐ十型ＧａＩｎＡＳ
Ｐオーミック層３８を結晶成長させ、５ｉＯｚ膜を堆積
させる。次にフォトレジストを形成し、５ｉＯｚ膜の円
形のマスクを形成する。硫酸系エツチング液またはＫＯ
Ｈ＋に１Ｆｅ（ＣＭ）、÷ＨＬＯ溶液を用いてオーミッ
ク層３８、クラッド層３６、活性層３４をエツチングし
てメサ部を形成する。

更にｐ型ＩｎＰ層４０１ｎ型ＩｎＰ層４２、ｎ型ＧａＩ
ｎＡＳＰキャップ層４４からなる埋め込み層を順次液相
結晶成長させ、メサ側面を埋め込む。Ｓｉ０ｇ膜を除去
した後、結晶成長層側（オーミック層３８およびキャッ
プ層４４）に全面に電極４６をつけ、フォトリソグラフ
ィによりメサ部にメサ上面よりも小さい窓を電極４６に
あけ、光取出し窓４８を形成する。次に、基板３０の裏
面側を研磨した後全面に電極５０形成した。

上述の構成において、クラッド層３６、オーミック層３
８を活性層３４よりも屈折率が小さく、埋込み層４０．
４２よりは屈折率の大きなＧａＩｎＡＳＰ層とすること
により、クラッド層３６を導波路層として活性層３４か
らでた光を光取出し窓４８側へ効率良く導波することが
できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、結晶成長層側に光取り出し窓を形成す
ると共に、活性層から出た光を導波するようにしたので
、ファイバとの結合効率を高くすることができる。

また、光取り出し窓を形成する際、基板１０を薄くする
必要がないので、基板が割れるということがなくなる。

［他の実施例］ また第２図示の実施例では埋め込み層のキャップ層４４
を１型ＧａＩｎＡｓＰとし、メサ部のＰ＋型ＧａＩｎＡ
ＳＰオーミック層３８側面に位置させることにより、電
流通路を形成した。このため電極４６の窓４８をメサよ
りも大きくすることができる。従って、光取り出し窓形
成時のマスク合せが容易となる、またメサ全域より光を
取出すことができ、光の取出しが第１図の実施例に比べ
向上する。

本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が
可能であり、例えばＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系発光ダイ
オードなどにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の埋め込み型発光ダイオード
を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例の埋め込み
型発光ダイオードを示す断面図、第３図は背景技術の埋
め込み型発光ダイオードを示す断面図である。 ３０・・・・・・基板、３２・・・・・・バッフ１層３
４・・・・・・活性層、３５・・・・・・クラッド層３
６・・・・・・オーミック層、４６・・・・・・光取り
出し窓代理人弁理士　則近憲佑　（ほか１名）第　　２
　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型の基板上に、第１導電型のバッファ層
   、活性層及び第２導電型のクラッド層からなるダブルヘ
   テロ構造を含む円形状のメサを有し、このメサを活性層
   よりも屈折率の小さな埋め込み層で埋め込んだ埋め込み
   型発光ダイオードにおいて、前記活性層上に形成される
   前記クラッド層が、前記埋め込み層よりも大きい屈折率
   と前記活性層よりも小さい禁制帯幅を持つことを特徴と
   する埋め込み型発光ダイオード。
2. （２）前記メサ側及び前記基板側にそれぞれ電極を備え
   、メサ側の電極はメサよりも小さい光取出し窓を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の埋め込み
   型発光ダイオード。
3. （３）前記メサ側及び前記基板側にそれぞれ電極を備え
   、メサ側の電極はメサよりも大きい光取出し窓を有し、
   また前記埋め込み層は複数層からなり、最上層が第２導
   電型半導体層であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の埋め込み型発光ダイオード。