JPS6142177A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS6142177A JPS6142177A JP59164152A JP16415284A JPS6142177A JP S6142177 A JPS6142177 A JP S6142177A JP 59164152 A JP59164152 A JP 59164152A JP 16415284 A JP16415284 A JP 16415284A JP S6142177 A JPS6142177 A JP S6142177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- ypy
- layer
- xga
- doped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 17
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 32
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 17
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 244000056139 Brassica cretica Species 0.000 description 1
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 description 1
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 description 1
- 229910005542 GaSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000238413 Octopus Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/24—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/025—Physical imperfections, e.g. particular concentration or distribution of impurities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
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】
(ロ)従来の技術
第7図に示す従来の高速応答用のIn1−)(GaxA
s+−yPy/InP のダブルへテロ型の発光ダイオ
ードシζおいて、応答速度を上げるためにp−Int−
)<Ga)(Asド。
s+−yPy/InP のダブルへテロ型の発光ダイオ
ードシζおいて、応答速度を上げるためにp−Int−
)<Ga)(Asド。
Py 活性層4にP型不純物であるZnを3−10X1
018cIIr3の高密度でドープし、(1988年春
季第30回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集6p
−H−8鯵)、n型のn−1nPクラッド層2上にエピ
タキシャル成長させていた。
018cIIr3の高密度でドープし、(1988年春
季第30回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集6p
−H−8鯵)、n型のn−1nPクラッド層2上にエピ
タキシャル成長させていた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
前記p−Int−xGaxAs1−yPy活性層へのp
型不純物であるZn(亜鉛〕のドープは高密度であるた
め、第2図のごとく前記エピタキシャル成長時にはZn
がn−InPクラッド層2へ拡散し、その一部がp−I
nPとなり、このためp−n接合が所定のp−1nl−
)(Ga)(ASl−yPy活性層4とn−1nPクラ
ッド層2の界面から外れ、n=InPクラッド層2内に
p−n接合の移動が生じる。ところで、n−InPnツ
クラッド内に接合が移動すると、第3図に示すごとく一
部のキャリアが発光領域であるP−1nl−xGaxA
s1−yPy活性層4からn−InPクラッド層2に流
れ出すため発光出力が減少し、しかもリモート接合によ
りキャリア閉じ込めが不完全になるためp型不純物Zn
を高密度にドープしたにもかかわらず応答速度の低
下をまねく問題があった。
型不純物であるZn(亜鉛〕のドープは高密度であるた
め、第2図のごとく前記エピタキシャル成長時にはZn
がn−InPクラッド層2へ拡散し、その一部がp−I
nPとなり、このためp−n接合が所定のp−1nl−
)(Ga)(ASl−yPy活性層4とn−1nPクラ
ッド層2の界面から外れ、n=InPクラッド層2内に
p−n接合の移動が生じる。ところで、n−InPnツ
クラッド内に接合が移動すると、第3図に示すごとく一
部のキャリアが発光領域であるP−1nl−xGaxA
s1−yPy活性層4からn−InPクラッド層2に流
れ出すため発光出力が減少し、しかもリモート接合によ
りキャリア閉じ込めが不完全になるためp型不純物Zn
を高密度にドープしたにもかかわらず応答速度の低
下をまねく問題があった。
上記リモート接合を回避する一つの方法としては、第4
図に示すごと< 、n−InP層2上2上−プして無い
In1−xGaXAst−yPy 活性層3を1層積
みその上にZnを高密度にドープしたp−1nP ク
ラッド層5を積み、ドープしていないIn1−XGa)
(ASt−Ypy 活性層3中に結晶成長時にp−In
Pクラッド層5からZn を拡散させ活性層内1t’
Cp−n接合を形成させる方法が挙げられる。しかし上
記形成法により製作した発光素子では発光スペクトルの
半値巾は第5図(b)に示すごとく広がってしまう。そ
の原因は上記形成法ではIn1−xGaxAsl−yP
y活性層3のほぼ全域にわたってZnを拡散させるため
In1−XGaxAsl−yPy活性層の結晶が歪み、
あるいは全域にわたって拡散されない場合でもp−n接
合がIn1−’XGaxAsl−yPy活性層3のなか
ほどに形成されるためである。
図に示すごと< 、n−InP層2上2上−プして無い
In1−xGaXAst−yPy 活性層3を1層積
みその上にZnを高密度にドープしたp−1nP ク
ラッド層5を積み、ドープしていないIn1−XGa)
(ASt−Ypy 活性層3中に結晶成長時にp−In
Pクラッド層5からZn を拡散させ活性層内1t’
Cp−n接合を形成させる方法が挙げられる。しかし上
記形成法により製作した発光素子では発光スペクトルの
半値巾は第5図(b)に示すごとく広がってしまう。そ
の原因は上記形成法ではIn1−xGaxAsl−yP
y活性層3のほぼ全域にわたってZnを拡散させるため
In1−XGaxAsl−yPy活性層の結晶が歪み、
あるいは全域にわたって拡散されない場合でもp−n接
合がIn1−’XGaxAsl−yPy活性層3のなか
ほどに形成されるためである。
上記のようにして形成した発光素子は、それ自身の応答
速度は大きいにもかかわらず、発光スペクトルの半値幅
が大きいために光ファイバによる高速のデータ伝送には
適さない。すなわち光ファイバによるデータの伝送可能
距離は第6図に示すように発光素子の発光スペクトルの
半値幅に依存しており、第5図において160 nm
の半値幅の場合0.8− 以上の伝送は実用上不可能
である。さらに上記のような従来の発光素子では製造上
Inl −XIGaxAsx−yPy活性層3中へのZ
n 拡散のばらつきにより、素子の特性がばらつくと
言う問題があった。
速度は大きいにもかかわらず、発光スペクトルの半値幅
が大きいために光ファイバによる高速のデータ伝送には
適さない。すなわち光ファイバによるデータの伝送可能
距離は第6図に示すように発光素子の発光スペクトルの
半値幅に依存しており、第5図において160 nm
の半値幅の場合0.8− 以上の伝送は実用上不可能
である。さらに上記のような従来の発光素子では製造上
Inl −XIGaxAsx−yPy活性層3中へのZ
n 拡散のばらつきにより、素子の特性がばらつくと
言う問題があった。
に)問題点を解決するための手段
この発明は前記事情に基づいてなされたもので、応答速
度を高めると共に、発光出力も高くでき、かつ発光スペ
クトル半値巾も狭くできる半導体発光素子を提供するこ
とを目的として、n−InPクラッド層と、このn−I
nPクラッド層上に所定厚さに形成されたドープされて
無いIn1−XGaxAsl−yPy活性層とこのIn
1−xGaXAsl−yPy 活性層上に形成された
p−In1−xGaxASl−yPy 活性層を備え
、前記n−InP層と前記ドープされて無いIn1−X
Ga)(As1−yP、活性層の界面又はその近傍1c
p ” n接合位置が形成されており、上記ドープさ
れて無いIn1−xGaxAsl−yPy活性層及びp
−In1−xGa)(Asl−yPy 活性層はn−
1nPクラッド層に対し格子整合したバンドギャップエ
ネルギー0.75eV(x=0.42.y= 0.10
)から1.2eV(x=0.09.y=0.80 )の
範囲とし、かつ上記ドープされていないIn+−xGa
xAsl−yPy 活性層及びp−1nx−xGax
As1−yPy 活性層についてそれぞれ適切なキャ
リア濃度、層厚を実験等により見いだしたものである。
度を高めると共に、発光出力も高くでき、かつ発光スペ
クトル半値巾も狭くできる半導体発光素子を提供するこ
とを目的として、n−InPクラッド層と、このn−I
nPクラッド層上に所定厚さに形成されたドープされて
無いIn1−XGaxAsl−yPy活性層とこのIn
1−xGaXAsl−yPy 活性層上に形成された
p−In1−xGaxASl−yPy 活性層を備え
、前記n−InP層と前記ドープされて無いIn1−X
Ga)(As1−yP、活性層の界面又はその近傍1c
p ” n接合位置が形成されており、上記ドープさ
れて無いIn1−xGaxAsl−yPy活性層及びp
−In1−xGa)(Asl−yPy 活性層はn−
1nPクラッド層に対し格子整合したバンドギャップエ
ネルギー0.75eV(x=0.42.y= 0.10
)から1.2eV(x=0.09.y=0.80 )の
範囲とし、かつ上記ドープされていないIn+−xGa
xAsl−yPy 活性層及びp−1nx−xGax
As1−yPy 活性層についてそれぞれ適切なキャ
リア濃度、層厚を実験等により見いだしたものである。
(ホ)実施例
以下、この発明の実施例につき第1図を参照して説明す
る。第1図は半導体発光素子の構成図を示し、同図中1
はTe(テルル)が2 X 1018ctn−3の密度
でドープされたn−1nP基板である。このn−InP
基板1上には、Teが2 x 1018ay+−3の
密度でドープされたn−InPクラッド層2がエピタキ
シャル成長法により5μm の厚さに形成されている。
る。第1図は半導体発光素子の構成図を示し、同図中1
はTe(テルル)が2 X 1018ctn−3の密度
でドープされたn−1nP基板である。このn−InP
基板1上には、Teが2 x 1018ay+−3の
密度でドープされたn−InPクラッド層2がエピタキ
シャル成長法により5μm の厚さに形成されている。
このn−InPクラッド層2上2上、ドープされて無い
InGa)HAs t−y Py活性層3がエピタキシ
ャル成長法にエリ0.5μmの厚さに形成されている。
InGa)HAs t−y Py活性層3がエピタキシ
ャル成長法にエリ0.5μmの厚さに形成されている。
このInGa)(ASt−yPy活性層3上にはZnを
5×1018cfn−3の密度でドープしたp−Int
−)(GaxAs□−yPy 活性層4がエピタキシ
ャル成長法により1μm のHさに形成されている。こ
のp−InGaxAst−yPy活性層4上にはZnを
2 X 1018cln−3の密度でドープしたp−I
nP クラッド層5がエピタキシャル成長法により1
μmの厚さに形成されている。このp−InPクラッド
層5上にはZnを2 X 1018c+++−3の密度
でドープしたp−Inl−wGawAst−2Pz
コンタクト層6がエピタキシャル成長法により1μmの
厚さに形成されている。このように各層2.3.4.5
.6.が順次エピタキシャル成長法によって形成されて
いる。
5×1018cfn−3の密度でドープしたp−Int
−)(GaxAs□−yPy 活性層4がエピタキシ
ャル成長法により1μm のHさに形成されている。こ
のp−InGaxAst−yPy活性層4上にはZnを
2 X 1018cln−3の密度でドープしたp−I
nP クラッド層5がエピタキシャル成長法により1
μmの厚さに形成されている。このp−InPクラッド
層5上にはZnを2 X 1018c+++−3の密度
でドープしたp−Inl−wGawAst−2Pz
コンタクト層6がエピタキシャル成長法により1μmの
厚さに形成されている。このように各層2.3.4.5
.6.が順次エピタキシャル成長法によって形成されて
いる。
後、Znがドープされたp−1nl−)(Ga)(As
l−yPy活性層4及びp−1nPクラッド層5を順次
エピタキシャル成長させると、Znドープのp−Inx
−xGa)(As 1−ypy 活性層4中のZnが、
ドープされて無いIn1−xGaxAsx−yPy活性
層3中に0.511mはど拡散する。
l−yPy活性層4及びp−1nPクラッド層5を順次
エピタキシャル成長させると、Znドープのp−Inx
−xGa)(As 1−ypy 活性層4中のZnが、
ドープされて無いIn1−xGaxAsx−yPy活性
層3中に0.511mはど拡散する。
この結果、第8図に示すごとく、InGaxASz−y
Py活性層3とn−InPクラッド層2との界面近傍に
p−n接合が形成される。このことにより注入キャリア
はn−1nPクラッド層2へは流れ出さず、In1−x
GaxAS 1−yPy活性層3.4中に完全に閉じ込
められるため、全てのキャリアが発光に寄与し、第9図
の破線によって示す従来の半導体発光素子の発光出力に
比較し、同図実線によって示す本半導体発光素子の発光
出力が増加する。また、第10図の実線によって示す本
半導体発光素子の応答周波数に関しても同様に注入キャ
リアはn−InPクラッド層2へ流れ出さず、In1−
xGaxAsx−y層活性層3.4中に完全に閉じ込め
られるため破線によって示す従来の半導体発光素子に比
較して大きくなることが示される。
Py活性層3とn−InPクラッド層2との界面近傍に
p−n接合が形成される。このことにより注入キャリア
はn−1nPクラッド層2へは流れ出さず、In1−x
GaxAS 1−yPy活性層3.4中に完全に閉じ込
められるため、全てのキャリアが発光に寄与し、第9図
の破線によって示す従来の半導体発光素子の発光出力に
比較し、同図実線によって示す本半導体発光素子の発光
出力が増加する。また、第10図の実線によって示す本
半導体発光素子の応答周波数に関しても同様に注入キャ
リアはn−InPクラッド層2へ流れ出さず、In1−
xGaxAsx−y層活性層3.4中に完全に閉じ込め
られるため破線によって示す従来の半導体発光素子に比
較して大きくなることが示される。
前記実施例に示したものの他に各層の厚み、キャリア濃
度の値はn−1nP基板1のキャリア濃度としてはバル
ク抵抗が小さく、転位密度の少ない、l X 1018
〜5X1018cy+−8,n−InPクラッド層2の
キャリア濃度としては1X1018〜5X1018cn
−8で良く、上記二層のドーパントはTe以外にSn
(錫)、S(硫黄)でも良い、又n−InPクラッド層
2の層厚は結晶成長時層厚制御の容易な2〜20μmの
範囲内であれば良い。
度の値はn−1nP基板1のキャリア濃度としてはバル
ク抵抗が小さく、転位密度の少ない、l X 1018
〜5X1018cy+−8,n−InPクラッド層2の
キャリア濃度としては1X1018〜5X1018cn
−8で良く、上記二層のドーパントはTe以外にSn
(錫)、S(硫黄)でも良い、又n−InPクラッド層
2の層厚は結晶成長時層厚制御の容易な2〜20μmの
範囲内であれば良い。
次にp−Inx−xGaxAsx−yPl−y 活性
層4に関しては、高速応答化するためにはキャリア濃度
はlX1018以上とすればドープ量が制御しやすいが
、1X1019以上では拡散深さが深くなりすぎ制御し
にくく、かつ結晶性を乱し発光効率を下げることとなる
のでl x 10”〜I X 1019cm−3とする
のが良く、その層厚は0.1μm以上とすればエピタキ
シャル層厚が制御しやすいが、少数キャリアの拡散長(
通常約2μm程度)と同程度がそれより短かくする必要
があるので、0.1〜2μmであれば良く、そのノ(ン
ドギャップエネルギーは石英ファイバの低損失領域であ
る0、75〜1.2 eVに取る。又P型ドーノ々ント
はZn 以外にCd、−Mg、Be でも良い。p
”(nl−XGaXAs1−yPy活性層4のP型ドー
パントは結晶成長中ドープして無い1旧−xGaxAs
1−yPy活性層3中に拡散するが、その拡散深さはP
型ドーノくントの濃度に大体比例し、またドーパントの
種類により異なる。この関係を第11図に示す。P型ド
ーノぐントであるZnは他のP型ドーパントであるCd
、Mg、Beに比べ、その拡散深さは数倍大きい。
層4に関しては、高速応答化するためにはキャリア濃度
はlX1018以上とすればドープ量が制御しやすいが
、1X1019以上では拡散深さが深くなりすぎ制御し
にくく、かつ結晶性を乱し発光効率を下げることとなる
のでl x 10”〜I X 1019cm−3とする
のが良く、その層厚は0.1μm以上とすればエピタキ
シャル層厚が制御しやすいが、少数キャリアの拡散長(
通常約2μm程度)と同程度がそれより短かくする必要
があるので、0.1〜2μmであれば良く、そのノ(ン
ドギャップエネルギーは石英ファイバの低損失領域であ
る0、75〜1.2 eVに取る。又P型ドーノ々ント
はZn 以外にCd、−Mg、Be でも良い。p
”(nl−XGaXAs1−yPy活性層4のP型ドー
パントは結晶成長中ドープして無い1旧−xGaxAs
1−yPy活性層3中に拡散するが、その拡散深さはP
型ドーノくントの濃度に大体比例し、またドーパントの
種類により異なる。この関係を第11図に示す。P型ド
ーノぐントであるZnは他のP型ドーパントであるCd
、Mg、Beに比べ、その拡散深さは数倍大きい。
したがってドープされて無いIn−xGa)(Asl−
yPy活性層3の厚みの最適値はp−In1−xGax
Asx−yPy活性層4のp型ドーパントの種類及び濃
度に依存する。すなわち、ドープされてないIn1−x
Ga)(As 1−ypy 活性層3の厚みは第11図
(a)よりp−I n 1−y、Gaz適である。但し
、上記キャリア濃度Pはl an” 当3のキャリア
濃度は結晶成長において歩留り良く、かつ容易に実現可
能なlXl0”cm−”以下の値であれば良い。
yPy活性層3の厚みの最適値はp−In1−xGax
Asx−yPy活性層4のp型ドーパントの種類及び濃
度に依存する。すなわち、ドープされてないIn1−x
Ga)(As 1−ypy 活性層3の厚みは第11図
(a)よりp−I n 1−y、Gaz適である。但し
、上記キャリア濃度Pはl an” 当3のキャリア
濃度は結晶成長において歩留り良く、かつ容易に実現可
能なlXl0”cm−”以下の値であれば良い。
又p−InPクラッド層5に関してはキャリア濃度はp
−In−)(Ga)(Asl−yPy 活性層4のキ
ャリア濃度と同程度のlX1018〜lX101G儒−
8,その厚みはド−プして無いInx−xGaxAsl
−yPy 活性層3及びp−Inx−xGaxAs1
−yPy活性層4に注入キャリアを効率良く閉じ込める
ため0.2〜2.0μmに取る。
−In−)(Ga)(Asl−yPy 活性層4のキ
ャリア濃度と同程度のlX1018〜lX101G儒−
8,その厚みはド−プして無いInx−xGaxAsl
−yPy 活性層3及びp−Inx−xGaxAs1
−yPy活性層4に注入キャリアを効率良く閉じ込める
ため0.2〜2.0μmに取る。
p−Inz−wGawAsz−Zpz コンタクト層
6に関してはキャリア濃度はP側電極メタルとの接触抵
抗を低減させるためlX1018〜I X 10”cm
−3に取り、その厚みは0.1〜1.0μm であれば
良い。
6に関してはキャリア濃度はP側電極メタルとの接触抵
抗を低減させるためlX1018〜I X 10”cm
−3に取り、その厚みは0.1〜1.0μm であれば
良い。
なお、前記実施例においてはドープされて無いInx−
xGaxAsl−yPy 活性層3及びI)−In
t−xGaxAst−ypy 活性層4につきInt−
xGaxAst−yPy ;’ InP系について説明
したが、これに限らずInx−xGaXAs+=ySb
y I InSb系(バンドギャップ0.35eVから
0.70eV)又はGaz−xAjzAsx−ySby
/ GaSb系(バンドギャップ0.70eVから1
.60eVについても液相エピタキシャルmap、分子
線エピタキシャル成長法等を用いて同様に実施すること
ができる。
xGaxAsl−yPy 活性層3及びI)−In
t−xGaxAst−ypy 活性層4につきInt−
xGaxAst−yPy ;’ InP系について説明
したが、これに限らずInx−xGaXAs+=ySb
y I InSb系(バンドギャップ0.35eVから
0.70eV)又はGaz−xAjzAsx−ySby
/ GaSb系(バンドギャップ0.70eVから1
.60eVについても液相エピタキシャルmap、分子
線エピタキシャル成長法等を用いて同様に実施すること
ができる。
(へ)効 果
以上説明したように本発明の半導体発光素子は、n−I
nPクラッド層上)ζドープされて無いInl −XG
aXASx−yPy活性層 p−Int−xGaxAs
1−yPy 活性層なる2層の活性層を備え、上記n
−1nPクラツド層とドープされて無いIn1−xGa
xAsl−yPy 活性層の界面又はその近傍にp−
n接合位置が形成されているため、従来の発光素子で問
題になっていたp−n接合位置がn−1nPクラッド層
内に形成されるいわゆるリモート接合にもとすく難点が
克服される。したがって本発明の発光素子は応答速度及
び発光出力が高く、かつ発光スペクトルの半値中が狭い
という優れた特性を有し、高速応答用の半導体発光素子
として好適に利用される。
nPクラッド層上)ζドープされて無いInl −XG
aXASx−yPy活性層 p−Int−xGaxAs
1−yPy 活性層なる2層の活性層を備え、上記n
−1nPクラツド層とドープされて無いIn1−xGa
xAsl−yPy 活性層の界面又はその近傍にp−
n接合位置が形成されているため、従来の発光素子で問
題になっていたp−n接合位置がn−1nPクラッド層
内に形成されるいわゆるリモート接合にもとすく難点が
克服される。したがって本発明の発光素子は応答速度及
び発光出力が高く、かつ発光スペクトルの半値中が狭い
という優れた特性を有し、高速応答用の半導体発光素子
として好適に利用される。
なお、かつp−n接合位置がn−InPクラッド層とド
ープされて無いIn1−xGaxAsl−yPy 活
性層の界面又はその近傍に容易に形成できろため、結晶
成長時、制御が容易になり、かつ素子の歩留及び信頼性
を格段に向上させることが可能である。
ープされて無いIn1−xGaxAsl−yPy 活
性層の界面又はその近傍に容易に形成できろため、結晶
成長時、制御が容易になり、かつ素子の歩留及び信頼性
を格段に向上させることが可能である。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は下記
第7図の各層におけるキャリア濃度プロファイル及び接
合位置を示す。 第8図は上記第2図のバンドプロファイルを示す。 第4図は他の従来構造の各層におけるキャリア濃度プロ
ファイル及び接合位置を示す。 第5図は発光スペクトル 第6図は高速変調時における可能伝送距離の発光スペク
トル半値巾依存性である。 第8図は上記第1図の各層におけるキャリア濃度プロフ
ァイル及び接合位置を示す。 第11図は結晶成長時ドープして無いIn1−)(Ga
xAsx−yPy活性層内に拡散する深さのキャリア、
濃度依存性である。 第7図は従来構造の構成図、第9図は半導体発光素子の
電流・発光出力特性図、第10図は半導体発光素子p電
流一応答速度特性図である。 1−・n−InP基板、 2−−− n−InPクラッド層、 3−、ドープされて無いIn1−)(Ga)(ASl−
yPy 活性層、 4−−− Inl−3cGaxAsx−yPy活性層、
5−−− p−InPクラッド層、 6−−− p−Inx−wGawAsx−zPz コ
ンタクト層。 升3121 1−6+5+4+ 2−1−1 −+ 2友長(nm) オ8目 介9凹 第10図 手 続 補 正 書 昭和59年9月13日 1、事件の表示 昭和59年特許願第164152号 2、発明の名称 半導体発光素子 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区北浜5丁目15番地名称(21
3) 住人電気工“業株式会社社長 川 上 哲
部 生代理人 住 所 大阪市此花区島屋1丁目1番3号住友
電気工業株式会社内 (電話 大阪461−1031) 氏名(7881)弁理士 上代性用 6、補正の対象 明細書中、特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄
、および図面 7、補正の内容 (1)明細書中特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。 (2)明細書、第6頁、18行目、および19〜20行
目、rInGaxAs+ −y PyjをI’In+−
xGaxAsl−yPyJに訂正する。 (3)明細書、第7頁、3行目、12行目および19行
目、 rl nGa xAs + −y P幻をI’I
n+−xGaxAsl−y層幻 に訂正する。 (4)明細書、第8頁、10行目、rI n 1−xG
a xAs r −y層」をrIn+−xGaxAsl
−yPyjに訂正する。 (5)明細書、第8頁、13行目、「とが示される−の
次に[本発明の発光素子は、発光スペクトルの半値幅も
第5図(a)に示す通り、従来の構造を有する素子の半
値幅(同図(b))に比べて小さくなっており、第6図
から高速長距離の伝送に充分適用できることが明らかで
ある。」を挿入する。 (6)明細書、第9頁、20行目、「・・・・・第11
図に示す。」の次に「同図において(a)はP型ドーパ
ントとしてZn1(b)はP型ドーパントとしてCd、
Mg。 Beとした場合である。」を挿入する。 (7)明細書、第12頁、11行目、[なお、か3を「
なお、」に訂正する。 (8)図面中第5図を別紙の如く訂正する。 特許請求の範囲 r(1)n−1nPクラッド層と、このn−InPクラ
ッド層上に所定厚さに形成されたドープされて゛無いI
nrxGaxAs+−yPy活性層とこのI n 1−
xGaxAs 1−yPy活性層上に形成されたp−I
n+−xGaxAsl−y、Py活性層を備え、前記n
−1nP層と前記ドープされて無いI n +−xGa
xAs 1−yPy活性層の界面又はその近傍にp1接
合位置が形成されており、上記ドープされて無いIn+
−xGaxAsl yPy活性層及びp−I n 1−
xGazAs r−ypy活性層はn−InPクラッド
層に対し格子整合したバンドギャップエネルギー0.7
5eV(x=0.42 、 y層0.10)から1..
2 eV (x=0.09 、 y層 0.80 )の
範囲のものであることを特徴とする半導体発光素子。 (2)上記ドープされて無いI n 1−xGa)(A
s ryPy活性層のキャリア濃度は1×1017CI
Tr−3以下であり、p In+−xGaxAs 1−
yPy活性層のキャリア濃度はIXIO13Cm 3か
らl X 10”an−3の範囲であることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の半導体発光素子。 (3)上記ドープされて無いI n +−xGaxAs
1−yPy活性。 層の層厚dはp−1n+−xGa)(As ]−yPy
活性層のキャリ範囲に取り、A、Bの値としてはp−I
n+−xGaxAs+−ypy活性層のドーパントとし
てZn(亜鉛)の場合A=0.3、B=1.5に取り、
Cd(カドミウム)Mg(マグネシウム)及びBe (
ベリリウム)の場合A=0.1 、 B=0.5に取る
。 そしてp−1n 1−xGa)(As 1−yPy活性
層の層厚としては0.1μmから2.0μmの範囲に取
ることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の半
導体発光素子。」汁5図 (a)木発蛸の辛子 板長(nm) GI
第7図の各層におけるキャリア濃度プロファイル及び接
合位置を示す。 第8図は上記第2図のバンドプロファイルを示す。 第4図は他の従来構造の各層におけるキャリア濃度プロ
ファイル及び接合位置を示す。 第5図は発光スペクトル 第6図は高速変調時における可能伝送距離の発光スペク
トル半値巾依存性である。 第8図は上記第1図の各層におけるキャリア濃度プロフ
ァイル及び接合位置を示す。 第11図は結晶成長時ドープして無いIn1−)(Ga
xAsx−yPy活性層内に拡散する深さのキャリア、
濃度依存性である。 第7図は従来構造の構成図、第9図は半導体発光素子の
電流・発光出力特性図、第10図は半導体発光素子p電
流一応答速度特性図である。 1−・n−InP基板、 2−−− n−InPクラッド層、 3−、ドープされて無いIn1−)(Ga)(ASl−
yPy 活性層、 4−−− Inl−3cGaxAsx−yPy活性層、
5−−− p−InPクラッド層、 6−−− p−Inx−wGawAsx−zPz コ
ンタクト層。 升3121 1−6+5+4+ 2−1−1 −+ 2友長(nm) オ8目 介9凹 第10図 手 続 補 正 書 昭和59年9月13日 1、事件の表示 昭和59年特許願第164152号 2、発明の名称 半導体発光素子 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区北浜5丁目15番地名称(21
3) 住人電気工“業株式会社社長 川 上 哲
部 生代理人 住 所 大阪市此花区島屋1丁目1番3号住友
電気工業株式会社内 (電話 大阪461−1031) 氏名(7881)弁理士 上代性用 6、補正の対象 明細書中、特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄
、および図面 7、補正の内容 (1)明細書中特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。 (2)明細書、第6頁、18行目、および19〜20行
目、rInGaxAs+ −y PyjをI’In+−
xGaxAsl−yPyJに訂正する。 (3)明細書、第7頁、3行目、12行目および19行
目、 rl nGa xAs + −y P幻をI’I
n+−xGaxAsl−y層幻 に訂正する。 (4)明細書、第8頁、10行目、rI n 1−xG
a xAs r −y層」をrIn+−xGaxAsl
−yPyjに訂正する。 (5)明細書、第8頁、13行目、「とが示される−の
次に[本発明の発光素子は、発光スペクトルの半値幅も
第5図(a)に示す通り、従来の構造を有する素子の半
値幅(同図(b))に比べて小さくなっており、第6図
から高速長距離の伝送に充分適用できることが明らかで
ある。」を挿入する。 (6)明細書、第9頁、20行目、「・・・・・第11
図に示す。」の次に「同図において(a)はP型ドーパ
ントとしてZn1(b)はP型ドーパントとしてCd、
Mg。 Beとした場合である。」を挿入する。 (7)明細書、第12頁、11行目、[なお、か3を「
なお、」に訂正する。 (8)図面中第5図を別紙の如く訂正する。 特許請求の範囲 r(1)n−1nPクラッド層と、このn−InPクラ
ッド層上に所定厚さに形成されたドープされて゛無いI
nrxGaxAs+−yPy活性層とこのI n 1−
xGaxAs 1−yPy活性層上に形成されたp−I
n+−xGaxAsl−y、Py活性層を備え、前記n
−1nP層と前記ドープされて無いI n +−xGa
xAs 1−yPy活性層の界面又はその近傍にp1接
合位置が形成されており、上記ドープされて無いIn+
−xGaxAsl yPy活性層及びp−I n 1−
xGazAs r−ypy活性層はn−InPクラッド
層に対し格子整合したバンドギャップエネルギー0.7
5eV(x=0.42 、 y層0.10)から1..
2 eV (x=0.09 、 y層 0.80 )の
範囲のものであることを特徴とする半導体発光素子。 (2)上記ドープされて無いI n 1−xGa)(A
s ryPy活性層のキャリア濃度は1×1017CI
Tr−3以下であり、p In+−xGaxAs 1−
yPy活性層のキャリア濃度はIXIO13Cm 3か
らl X 10”an−3の範囲であることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の半導体発光素子。 (3)上記ドープされて無いI n +−xGaxAs
1−yPy活性。 層の層厚dはp−1n+−xGa)(As ]−yPy
活性層のキャリ範囲に取り、A、Bの値としてはp−I
n+−xGaxAs+−ypy活性層のドーパントとし
てZn(亜鉛)の場合A=0.3、B=1.5に取り、
Cd(カドミウム)Mg(マグネシウム)及びBe (
ベリリウム)の場合A=0.1 、 B=0.5に取る
。 そしてp−1n 1−xGa)(As 1−yPy活性
層の層厚としては0.1μmから2.0μmの範囲に取
ることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の半
導体発光素子。」汁5図 (a)木発蛸の辛子 板長(nm) GI
Claims (3)
- (1)n−InPクラッド層と、このn−InPクラッ
ド層上に所定厚さに形成されたドープされて無いIn_
1_−_xGa_xAs_1_−_yPy活性層とこの
In_1_−_xGa_xAs_1_−_yPy活性層
上に形成されたP−In_1_−_xGa_xAs_1
_−_yPy活性層を備え、前記n−InP層と前記ド
ープされて無いIn_1_−_xGa_xAs_1_−
_yPy活性層の界面又はその近傍にp−n接合位置が
形成されており、上記ドープされて無いIn_1_−_
xGa_xAs_1_−_yP_y活性層及びP−In
_1_−_xGa_xAs_1_−_yPy活性層はn
−InPクラッド層に対し格子整合したバンドギャップ
エネルギー0.75eV(x=0.42、y=0.10
)から1.2eV(x=0.09、y=0.80)の範
囲のものであることを特徴とする半導体発光素子。 - (2)上記ドープされて無いIn_1_−_xGa_x
As_1_−_yPy活性層のキャリア濃度は1×10
^1^7cm^−^3以下であり、p−In_1_−_
xGa_xAs_1_−_yPy活性層のキャリア濃度
は1×10^1^8cm^−^3から1×10^1^9
cm^−^3の範囲であることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の半導体発光素子。 - (3)上記ドープされて無いIn_1_−_xGa_x
As_1_−_yPy活性層の層厚dはP−In_1_
−_xGa_xAs_1_−_yPy活性層のキャリア
濃度をPとすると、A〔P〕/〔10^1^9〕μm≦
d≦B〔P〕/〔10^1^9〕μmの範囲に取り、A
、Bの値としてはp−In_1_−_xGa_xAs_
1_−_yPy活性層のドーパントとしてZn(亜鉛)
の場合A=0.3、B=1.5に取り、Cd(カドミウ
ム)Mg(マグネシウム)及びBe(ベリリウム)の場
合A=0.1cm^−^2、B=0.5cm^−^2に
取る。 そしてP−In_1_−_xGa_xAs_1_−_y
Py活性層の層厚としては0.1μmから2.0μmの
範囲に取ることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項
記載の半導体発光素子。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59164152A JPS6142177A (ja) | 1984-08-03 | 1984-08-03 | 半導体発光素子 |
CA000465572A CA1234421A (en) | 1983-10-19 | 1984-10-16 | Semiconductor light-emitting device |
KR1019840006521A KR890003385B1 (ko) | 1983-10-19 | 1984-10-19 | 반도체 발광 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59164152A JPS6142177A (ja) | 1984-08-03 | 1984-08-03 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6142177A true JPS6142177A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15787727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59164152A Pending JPS6142177A (ja) | 1983-10-19 | 1984-08-03 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6142177A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56107588A (en) * | 1980-01-30 | 1981-08-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting element |
-
1984
- 1984-08-03 JP JP59164152A patent/JPS6142177A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56107588A (en) * | 1980-01-30 | 1981-08-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4251298A (en) | Heterostructure laser | |
JPS62158388A (ja) | フエイズドアレイ半導体レ−ザ− | |
US20030183837A1 (en) | Laminated semiconductor substrate and optical semiconductor element | |
JP2002231992A (ja) | 半導体受光素子 | |
JP2001511310A (ja) | 光電半導体素子 | |
JPS6142177A (ja) | 半導体発光素子 | |
US4623907A (en) | Semiconductor light-emitting device | |
KR20010070459A (ko) | Iii-v 구조에 사용하기 위한 불순물 확산 장벽층 | |
JPS58225680A (ja) | 半導体レ−ザ | |
US4399448A (en) | High sensitivity photon feedback photodetectors | |
US4759030A (en) | Semiconductor laser | |
JPS61228684A (ja) | 半導体発光素子 | |
KR890003385B1 (ko) | 반도체 발광 소자 | |
JPH0750429A (ja) | 受光素子及びその製造方法 | |
JPS6244717B2 (ja) | ||
US6236067B1 (en) | Semiconductor light emitting device using an AlGaInP group or AlGaAs group material | |
JPH04199587A (ja) | 光半導体素子 | |
JPH11121796A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
JPS63285991A (ja) | 半導体レ−ザ | |
JP2522281B2 (ja) | 埋込み構造半導体レ−ザ | |
JP3817322B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2000004033A (ja) | 半導体導波路型受光素子 | |
JP2995751B2 (ja) | 半導体受光素子 | |
JPH03244164A (ja) | 半導体受光素子 | |
JPH0448786A (ja) | 半導体受光素子 |