JPS62150784A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
- Publication number
- JPS62150784A JPS62150784A JP60291536A JP29153685A JPS62150784A JP S62150784 A JPS62150784 A JP S62150784A JP 60291536 A JP60291536 A JP 60291536A JP 29153685 A JP29153685 A JP 29153685A JP S62150784 A JPS62150784 A JP S62150784A
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- JP
- Japan
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- active region
- light emitting
- electrode
- sheet material
- light
- Prior art date
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は1発光ダイオードや半導体レーザーとして使用
し得る発光素子に関し、特に、板材に対して垂直方向に
形成された活性領域を内蔵し、而して垂直方向に効果的
に発光する発光素子に関する。
し得る発光素子に関し、特に、板材に対して垂直方向に
形成された活性領域を内蔵し、而して垂直方向に効果的
に発光する発光素子に関する。
板材に対して垂直方向に光を放出する発光素子は光ファ
イバとの結合が容易であり、また2面発光体としての種
々の用途が期待されることから。
イバとの結合が容易であり、また2面発光体としての種
々の用途が期待されることから。
半導体レーザーや発光ダイオードの研究分野において開
発が進められて来ており、近年、多種類のものが実用さ
れている。
発が進められて来ており、近年、多種類のものが実用さ
れている。
第5図及び第6図は、いずれもその代表的な例の断面構
造を示すものであって、第5図においては、電極(1)
を有する半導体板材(2)は、その下から順に、 p−
AlGaAs層(21) 、 p−AlGaAs活性層
(3) 、 n−AlGaAs層(22)からなり1
層(22)の上に円形の電極(5)が設けられている。
造を示すものであって、第5図においては、電極(1)
を有する半導体板材(2)は、その下から順に、 p−
AlGaAs層(21) 、 p−AlGaAs活性層
(3) 、 n−AlGaAs層(22)からなり1
層(22)の上に円形の電極(5)が設けられている。
第6図においては、電極(1)上の半導体板材(2)
は下から順にn−GaAs、%9仮(24)。
は下から順にn−GaAs、%9仮(24)。
n −GaAsPI’Ji斜層(25) 、 n−G
aAsP層(26)。
aAsP層(26)。
及び発光口(51)を有する円形の電極(5)が設けら
れており、また上記発光口(51)の直下のn−GaA
sP層(26)中に活性領域(3)が形成されている。
れており、また上記発光口(51)の直下のn−GaA
sP層(26)中に活性領域(3)が形成されている。
ところで、従来の発光素子や面発光素子は、第5図、第
6図の例かられかる通り、活性領域を構成するpn接合
が基板に対して平行に存在し、しかもその活性領域の厚
さは通常2〜3μm程度にしかすぎない。その結果、こ
の種の発光素子がら基板に対して垂直方向に十分な大き
さの利得を得るためには、極めて大きい注入電流密度が
必要となる問題がある。
6図の例かられかる通り、活性領域を構成するpn接合
が基板に対して平行に存在し、しかもその活性領域の厚
さは通常2〜3μm程度にしかすぎない。その結果、こ
の種の発光素子がら基板に対して垂直方向に十分な大き
さの利得を得るためには、極めて大きい注入電流密度が
必要となる問題がある。
従って1本発明の目的は、半導体板材に対して効果的に
垂直方向に大きな利得が得らる発光素子を提供すること
である。
垂直方向に大きな利得が得らる発光素子を提供すること
である。
c問題解決の手段〕
本発明は、半導体板材に貫通孔を設け、当該貫通孔の側
壁内に半導体板材に対して垂直方向に延在する長尺の垂
直活性領域を設けてなることを特徴とする発光素子に関
する。
壁内に半導体板材に対して垂直方向に延在する長尺の垂
直活性領域を設けてなることを特徴とする発光素子に関
する。
以下3図面に示した実施例にもとすき5本発明を具体的
に説明する。
に説明する。
第1図は1本発明発光素子の実施例であり、半導体の板
材(2)は1貫通孔(4)を有し1貫通孔(4)の側壁
(41)内に亜鉛などの不純物の拡散などにて形成した
活性領域(3)を存する。
材(2)は1貫通孔(4)を有し1貫通孔(4)の側壁
(41)内に亜鉛などの不純物の拡散などにて形成した
活性領域(3)を存する。
活性領域(3)は5垂直の活性領域(31)と該活性領
域の形成の際に付随して形成された水平活性領域(32
)とから成っている。なお2本発明において水平活性領
域(32)は、必ずしも必要でない。
域の形成の際に付随して形成された水平活性領域(32
)とから成っている。なお2本発明において水平活性領
域(32)は、必ずしも必要でない。
板材(2)の裏面及び側壁(41)上には、電極(1)
が、一方2表面にはリング状電極(5)が設けられてい
る。
が、一方2表面にはリング状電極(5)が設けられてい
る。
板材(2)の構成材料としては、たとえば■−■族化合
物半導体であるGaAs+ AlGaAs、 InP+
InAsP。
物半導体であるGaAs+ AlGaAs、 InP+
InAsP。
InAsSbなど、 n−Vl族化合物半導体である
Zn5e。
Zn5e。
ZnS、ZnO,CdSe、CdTeなど、あるいはT
V−Vl族化合物半導体であるPdTe、 Pd5nT
e、 Pd5nSeなどがあり1それぞれの材料の長所
を活かして適用することが可能である。
V−Vl族化合物半導体であるPdTe、 Pd5nT
e、 Pd5nSeなどがあり1それぞれの材料の長所
を活かして適用することが可能である。
板材(2)の表面および側壁く41)上に電極(1)が
、一方、板材(2)の他方の表面にはリング状電極(5
)が、それぞれ設けられている。
、一方、板材(2)の他方の表面にはリング状電極(5
)が、それぞれ設けられている。
リング状電極(5)の開口部が1発光口(51)となる
。
。
本発明に関して1貫通孔(4)の側壁(41)の内部に
「垂直」活性領域が設けられるが、「垂直」の意味は板
材(2)に対して角度90度の直角方向のみと限定的解
釈する必要はなく、板材(2)に対して90度より大き
い、または小さい傾斜角度を有する場合も含まれる。
「垂直」活性領域が設けられるが、「垂直」の意味は板
材(2)に対して角度90度の直角方向のみと限定的解
釈する必要はなく、板材(2)に対して90度より大き
い、または小さい傾斜角度を有する場合も含まれる。
第2図は垂直活性領域が傾斜している実施例を示すもの
である。
である。
第3図に示す実施例では、活性領域(3)は。
垂直活性領域(31)のみからなっている。板材(2)
の下面には、 Sio2.5iNaなどからなる絶縁層
(21)が設けられていが、該層は、不純物の拡散によ
り垂直活性領域(31)を形成する際に不純物の拡散を
、而して第1図の実施例が有するような水平活性領域(
32)の生成を防止する作用をなす。実施例3において
は1貫通孔(4)の内部を金などの電極材料で充填する
状態にて板材(2)の表面上に電極(1)が設け゛られ
ている。
の下面には、 Sio2.5iNaなどからなる絶縁層
(21)が設けられていが、該層は、不純物の拡散によ
り垂直活性領域(31)を形成する際に不純物の拡散を
、而して第1図の実施例が有するような水平活性領域(
32)の生成を防止する作用をなす。実施例3において
は1貫通孔(4)の内部を金などの電極材料で充填する
状態にて板材(2)の表面上に電極(1)が設け゛られ
ている。
第2図及び第3図の第1図の実施例に対応する各部分は
、第1図のそれと同一の番号にて示されている。
、第1図のそれと同一の番号にて示されている。
垂直活性領域(31)の延在長が長い程、垂直方向への
利得が大きくとれるので2本発明においては垂直活性領
域(31)の形成場所を与えることとなる板材(2)の
厚みは、可及的厚いことが好ましく、少なくとも10μ
m、特に少なくとも20μmとすることが望ましい。必
要に応じて100μm以上の厚さとするもよい。
利得が大きくとれるので2本発明においては垂直活性領
域(31)の形成場所を与えることとなる板材(2)の
厚みは、可及的厚いことが好ましく、少なくとも10μ
m、特に少なくとも20μmとすることが望ましい。必
要に応じて100μm以上の厚さとするもよい。
第4図に示す実施例は、一枚の板材(2)に多数の貫通
孔を設けて一挙に不純物を拡散させ5次いで電極(1)
および電極(5)を設けることにより製造され、第1図
乃至第3図に示す実施例と同じ構造のもの1あるいは更
に他の構造のものを二次元アレー状に配列した如き構造
を有する。なお、第1図の実施例と同一部分は同一の番
号で示す。
孔を設けて一挙に不純物を拡散させ5次いで電極(1)
および電極(5)を設けることにより製造され、第1図
乃至第3図に示す実施例と同じ構造のもの1あるいは更
に他の構造のものを二次元アレー状に配列した如き構造
を有する。なお、第1図の実施例と同一部分は同一の番
号で示す。
本発明の発光素子は、多くの発光素子の製造のためによ
く知られている華位操作を適宜組み合わせることにより
容易に製造することができる。たとえば1貫通孔(4)
は1反応性イオンエツチング法により高晴度で穿設する
ことが可能であり。
く知られている華位操作を適宜組み合わせることにより
容易に製造することができる。たとえば1貫通孔(4)
は1反応性イオンエツチング法により高晴度で穿設する
ことが可能であり。
また、垂直活性領域(31)は、前記した通り。
亜鉛又はその他の不純物の拡散により形成することがで
きる。
きる。
活性領域の長さが数μm程度の発光ダイオードにおいて
は、l−L特性は線形であるが、その長さが一層大であ
る場合、誘導放出した光が活性層を進む間に自然放出光
を増大させる所謂、増幅された自然放出が生じる。本発
明の発光素子においては、板材(2)として所望の厚さ
のものを用いることにより、長尺の、たとえば10μm
以上の垂直活性領域を具備させることができるので、上
記した現象により板材に対して垂直方向に大きな利得を
得ることができる。
は、l−L特性は線形であるが、その長さが一層大であ
る場合、誘導放出した光が活性層を進む間に自然放出光
を増大させる所謂、増幅された自然放出が生じる。本発
明の発光素子においては、板材(2)として所望の厚さ
のものを用いることにより、長尺の、たとえば10μm
以上の垂直活性領域を具備させることができるので、上
記した現象により板材に対して垂直方向に大きな利得を
得ることができる。
本発明の発光素子は、長尺の垂直活性領域を有するので
、前記した通り、増幅された自然放出現象を利用して垂
直方向に強力に光を放出する。このため1本発明の発光
素子は、光ファイバとの結合が容易であるので光通信用
に適し、また本発明から発光ダイオード、半導体レーザ
、スーパー・ルミネッセンス・ダイオード、あるいは高
出力発光ダイオード等を実現することができる。
、前記した通り、増幅された自然放出現象を利用して垂
直方向に強力に光を放出する。このため1本発明の発光
素子は、光ファイバとの結合が容易であるので光通信用
に適し、また本発明から発光ダイオード、半導体レーザ
、スーパー・ルミネッセンス・ダイオード、あるいは高
出力発光ダイオード等を実現することができる。
第3図の実施例は1本発明において特に好ましく1貫通
孔(4)を充填する電極(1)は、ヒートシンクの作用
をなして稼動中における本発明発光素子の過度の温度上
界を防止する機能をなし。
孔(4)を充填する電極(1)は、ヒートシンクの作用
をなして稼動中における本発明発光素子の過度の温度上
界を防止する機能をなし。
発光素子の寿命を伸ばす作用をなす。
本発明の今一つの大きな効果は、単一の成分からなる半
導体板材を用いられるなど構造が簡単であるために、そ
の製造が極めて容易であり、ディスクリート型のA勿論
、第4図に示す如き二次元アレー型のものでさえ工業的
大量生産が可能であることである。
導体板材を用いられるなど構造が簡単であるために、そ
の製造が極めて容易であり、ディスクリート型のA勿論
、第4図に示す如き二次元アレー型のものでさえ工業的
大量生産が可能であることである。
第1図、第2図、及び第3図は、いずれも本発明発光素
子の実施例の断面図である。 第4図は1本発明発光素子の他の実施例の斜視図である
。 第5図、第6図は、いずれも2従来の面発光型発光素子
の断面図である。 I・・・・電極 2・・・・半導体板材 21・・・進縁層 3・・・・活性領域 31・・・長尺の垂直活性領域 32・・・水平活性領域 4・・・・貫通孔 5・・・・?ii掻
子の実施例の断面図である。 第4図は1本発明発光素子の他の実施例の斜視図である
。 第5図、第6図は、いずれも2従来の面発光型発光素子
の断面図である。 I・・・・電極 2・・・・半導体板材 21・・・進縁層 3・・・・活性領域 31・・・長尺の垂直活性領域 32・・・水平活性領域 4・・・・貫通孔 5・・・・?ii掻
Claims (4)
- (1)半導体板材に貫通孔を設け、該貫通孔の側壁内に
半導体板材に対して垂直方向に延在する長尺の垂直活性
領域を設けてなることを特徴とする発光素子。 - (2)垂直活性領域の長さは、少なくとも10μmであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の発光素
子。 - (3)貫通孔の側壁上に電極を有することを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の発光素子。 - (4)貫通孔は、反応性イオンエッチング法により形成
されたものであり、またその側壁内の活性領域は不純物
の拡散により形成されたものであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項乃至第3項記載の発光素子。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60291536A JPS62150784A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 発光素子 |
CA000526082A CA1271550A (en) | 1985-12-24 | 1986-12-22 | Semiconductor light emitting device with vertical light emission |
NL8603283A NL8603283A (nl) | 1985-12-24 | 1986-12-23 | Licht emitterende halfgeleiderinrichting met vertikale lichtemissie. |
FR8618156A FR2592227B1 (fr) | 1985-12-24 | 1986-12-24 | Dispositif photoemissif a semi-conducteur de type directionnel |
DE3644380A DE3644380C2 (de) | 1985-12-24 | 1986-12-24 | Lichtemittierende einrichtung mit einem scheibenfoermigen halbleiterkoerper |
US06/946,324 US4797890A (en) | 1985-12-24 | 1986-12-24 | Semiconductor light emitting device with vertical light emission |
GB8630856A GB2186425B (en) | 1985-12-24 | 1986-12-24 | Semiconductor light emitting device with vertical light emission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60291536A JPS62150784A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 発光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62150784A true JPS62150784A (ja) | 1987-07-04 |
Family
ID=17770172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60291536A Pending JPS62150784A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62150784A (ja) |
-
1985
- 1985-12-24 JP JP60291536A patent/JPS62150784A/ja active Pending
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