JPH01215087A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH01215087A JPH01215087A JP4106488A JP4106488A JPH01215087A JP H01215087 A JPH01215087 A JP H01215087A JP 4106488 A JP4106488 A JP 4106488A JP 4106488 A JP4106488 A JP 4106488A JP H01215087 A JPH01215087 A JP H01215087A
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- Japan
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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）
この発明は、発光部と隣接する導波部を有する半導体発
光素子に係り、特に発光部のレーザ発振しきい値電流低
減および高機能化に関するものである。
光素子に係り、特に発光部のレーザ発振しきい値電流低
減および高機能化に関するものである。
（従来の技術）
第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はＴＨＥ ＴＲＡＮＳＡ
Ｃ−ＴＩＯＮＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＣＥ ＯＦ、 Ｊ
ＡＰＡＮ、ＶＯＬ、Ｅ６８．Ｎｏ、１２（１９８Ｓ）
９７８８〜７９０に示された従来の半導体発光素子を示
す断面図であり、第２図（ａ）は半導体発光素子の光出
力方向の断面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の切断
線Ｃ−Ｃにおける発光部の断面図、第２図（Ｃ）は、第
２図（ａ）の切断線り一りにおける導波部の断面図であ
る。
Ｃ−ＴＩＯＮＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＣＥ ＯＦ、 Ｊ
ＡＰＡＮ、ＶＯＬ、Ｅ６８．Ｎｏ、１２（１９８Ｓ）
９７８８〜７９０に示された従来の半導体発光素子を示
す断面図であり、第２図（ａ）は半導体発光素子の光出
力方向の断面図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の切断
線Ｃ−Ｃにおける発光部の断面図、第２図（Ｃ）は、第
２図（ａ）の切断線り一りにおける導波部の断面図であ
る。
これらの図において、１１はｎ０形のＩｎＰ基板、１２
はｎ形のＩｎＰクラッド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ活性
層、１４はｐ形のＩｎＰ層、１５はＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層（先導波層）、１６はｐ形のＩｎＰクラッド層、１
７はｐ０形のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１８はｎ電
極、１９は活性領域側ｐ電極、２０は導波領域側ｐ電極
、２１は回折格子、２２はｐ形のＩｎＰ埋込層、２３は
ｎ形のＩｎＰ埋込層である。
はｎ形のＩｎＰクラッド層、１３はＩｎＧａＡｓＰ活性
層、１４はｐ形のＩｎＰ層、１５はＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層（先導波層）、１６はｐ形のＩｎＰクラッド層、１
７はｐ０形のＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１８はｎ電
極、１９は活性領域側ｐ電極、２０は導波領域側ｐ電極
、２１は回折格子、２２はｐ形のＩｎＰ埋込層、２３は
ｎ形のＩｎＰ埋込層である。
次に動作について説明する。
活性領域側ｐ電極１９．ｎ電極１８間に順方向電流を流
すと、キャリアがＩｎＧａＡｓＰ活性層１３に注入され
輻射再結合する。そして、電流がレーザ発振しきい値を
越えると、レーザ発振が開始される。ここで、導波領域
側ｐ電極２０．ｎ電、１８間に新たに電流を注入すると
、ＩｎＧａＡｓＰガイド層１５の屈折率が変化しレーザ
の発光特性（波長）が変化する。すなわち、この半導体
発光素子は、変調部を一体化した素子として用いること
ができる。また、この半一導体発光素子は導波領域に回
折格子２１を備えているので単一波長の光が取り出され
る。
すと、キャリアがＩｎＧａＡｓＰ活性層１３に注入され
輻射再結合する。そして、電流がレーザ発振しきい値を
越えると、レーザ発振が開始される。ここで、導波領域
側ｐ電極２０．ｎ電、１８間に新たに電流を注入すると
、ＩｎＧａＡｓＰガイド層１５の屈折率が変化しレーザ
の発光特性（波長）が変化する。すなわち、この半導体
発光素子は、変調部を一体化した素子として用いること
ができる。また、この半一導体発光素子は導波領域に回
折格子２１を備えているので単一波長の光が取り出され
る。
（発明が解決しようとする課題）
上記のような従来の半導体発光素子は、その製造手順に
起因して活性領域側のＩｎＰ層１層上４上比較的厚いＩ
ｎＧａＡｓＰガイド層１５が形成されているため、この
領域でロスが生じてレーザ発振のしきい値電流が大きく
なるという問題点があった。この発明は、かかる課題を
解決するためになされたもので、変調部を一体化したま
までレーザ発振しきい値電流を低減できる半導体発光素
子を得ることを目的とする。
起因して活性領域側のＩｎＰ層１層上４上比較的厚いＩ
ｎＧａＡｓＰガイド層１５が形成されているため、この
領域でロスが生じてレーザ発振のしきい値電流が大きく
なるという問題点があった。この発明は、かかる課題を
解決するためになされたもので、変調部を一体化したま
までレーザ発振しきい値電流を低減できる半導体発光素
子を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体素子は、活性領域を細いストライ
プ状とするとともに、少なくとも光ガイド層を液相成長
法により形成して導波部内および活性領域の両側に設け
たものである。
プ状とするとともに、少なくとも光ガイド層を液相成長
法により形成して導波部内および活性領域の両側に設け
たものである。
（作用）
この発明においては、光ガイド層が細いストライプ状の
活性領域上には成長しにくく、仮に成長してもその厚さ
はごく僅かである。
活性領域上には成長しにくく、仮に成長してもその厚さ
はごく僅かである。
（実施例〕
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｅ）はこの発明の半導体発光
素子の一実施例を示す断面図であり、第１図（ａ）はこ
の発明の半導体発光素子の光出力方向の断面図、第１図
（ｂ）は、第１図（ａ）の切断線Ａ−Ａにおける発光部
の断面図、第１図（Ｃ）は、第１図（ａ）の切断線Ｂ−
Ｂにおける導波部の断面図である。
素子の一実施例を示す断面図であり、第１図（ａ）はこ
の発明の半導体発光素子の光出力方向の断面図、第１図
（ｂ）は、第１図（ａ）の切断線Ａ−Ａにおける発光部
の断面図、第１図（Ｃ）は、第１図（ａ）の切断線Ｂ−
Ｂにおける導波部の断面図である。
これらの図において、１はｎ０形のＩｎＰ基板、２はｎ
形のＩｎＰクラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４
はｐ形のＩｎＰ層、５はＩｎＧａＡｓＰガイド層（導波
領域）、６はｐ形のＩｎＰクラッド層、７はｐ０形のＩ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層、８はｎ電極、９は活性領域
側ｐ電極、１０は導波領域側ｐ電極である。
形のＩｎＰクラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４
はｐ形のＩｎＰ層、５はＩｎＧａＡｓＰガイド層（導波
領域）、６はｐ形のＩｎＰクラッド層、７はｐ０形のＩ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層、８はｎ電極、９は活性領域
側ｐ電極、１０は導波領域側ｐ電極である。
次に動作について説明する。
活性領域側ｐ電極９．ｎ電極８間′に順方向電流を流す
と、キャリアがＩｎＧａＡｓＰ活性層３に注入されて輻
射再結合する。そして電流がレーザ発振しきい値電流を
越えるとレーザ発振が開始される。ここで、導波領域側
ｐ電極１０．ｎ電極８間に新たに電流を注入するとＩｎ
ＧａＡｓＰガイド層５の屈折率が変化してレーザの発光
特性が変 −化する。すなわち、この半導体発光素子は
変調部を一体化した素子として使用することができる。
と、キャリアがＩｎＧａＡｓＰ活性層３に注入されて輻
射再結合する。そして電流がレーザ発振しきい値電流を
越えるとレーザ発振が開始される。ここで、導波領域側
ｐ電極１０．ｎ電極８間に新たに電流を注入するとＩｎ
ＧａＡｓＰガイド層５の屈折率が変化してレーザの発光
特性が変 −化する。すなわち、この半導体発光素子は
変調部を一体化した素子として使用することができる。
ところで、この実施例では発光部にＩ ｎＧａＡｓＰガ
イド層５が形成されていないためロスがなく、従来のも
のよりもレーザ発振しきい値電流が低減される。
イド層５が形成されていないためロスがなく、従来のも
のよりもレーザ発振しきい値電流が低減される。
さらに、この構造を用いれば、これらの活性−導波領域
を複数個持たせた集積素子の実現も容易となる。
を複数個持たせた集積素子の実現も容易となる。
次に第１図（ａ）〜（Ｃ）に示した半導体発光素子を得
るための製造工程について説明する。
るための製造工程について説明する。
まず、１回目の結晶成長においてＩｎＰ基板１上にＩｎ
Ｐクラッド層２．１ｎＧａＡｓＰ活性層３、ＩｎＰ層４
を順次形成する。
Ｐクラッド層２．１ｎＧａＡｓＰ活性層３、ＩｎＰ層４
を順次形成する。
次にこの構造に対して、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３をエツ
チングしない塩酸系エツチング液を用いてＩｎＰ層４を
選択的にエツチングし、さらにＩｎＰ層４をエツチング
しない硫酸系エツチング液を用いてＩｎＧａＡｓＰ活性
層３を選択的にエツチングすることにより、幅が５μｍ
以下のストライプ状の活性領域を形成するとともに、Ｉ
ｎＰクラッド層２の表面を露出させる。
チングしない塩酸系エツチング液を用いてＩｎＰ層４を
選択的にエツチングし、さらにＩｎＰ層４をエツチング
しない硫酸系エツチング液を用いてＩｎＧａＡｓＰ活性
層３を選択的にエツチングすることにより、幅が５μｍ
以下のストライプ状の活性領域を形成するとともに、Ｉ
ｎＰクラッド層２の表面を露出させる。
次に、２回目の結晶成長において、Ｉ ｎＧａＡｓＰガ
イド層５．ＩｎＰクラッド層６．ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層７を順次形成する。この際、少なくともＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層５は液相成長法により形成するが、液相
成長法においてはＩｎＧａＡｓＰガイド層５の成長時間
を適当に選ぶことにより、５μｍ以下の狭いストライプ
状の活性領域上にはＩｎＧａＡｓＰガイド層５が成長じ
なぃようにすることができるため、第１図に示した構造
を再現性良く実現できる。
イド層５．ＩｎＰクラッド層６．ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層７を順次形成する。この際、少なくともＩｎＧａ
ＡｓＰガイド層５は液相成長法により形成するが、液相
成長法においてはＩｎＧａＡｓＰガイド層５の成長時間
を適当に選ぶことにより、５μｍ以下の狭いストライプ
状の活性領域上にはＩｎＧａＡｓＰガイド層５が成長じ
なぃようにすることができるため、第１図に示した構造
を再現性良く実現できる。
また、この製造方法によればストライプ状の活性領域上
にＩｎＧａＡｓＰガイド層５が成長してもその厚さは僅
かであり、レーザ発振しきい値電流の低減は充分可能で
ある。 − なお、上記実施例では、ＩｎＰｎツクド層６およびＩｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層７を形成したのち、リッジ導波
構造としたものを示したが、埋込構造、もしくは不純物
拡散、不純物イオン注入を用いて上側の電流注入部を狭
窄した構造、あるいは全く電流狭窄しない構造としても
よい。
にＩｎＧａＡｓＰガイド層５が成長してもその厚さは僅
かであり、レーザ発振しきい値電流の低減は充分可能で
ある。 − なお、上記実施例では、ＩｎＰｎツクド層６およびＩｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層７を形成したのち、リッジ導波
構造としたものを示したが、埋込構造、もしくは不純物
拡散、不純物イオン注入を用いて上側の電流注入部を狭
窄した構造、あるいは全く電流狭窄しない構造としても
よい。
また、上記実施例では回折格子を持たない構造のものに
ついて示したが、活性領域および導波領域の両方もしく
はいずれか一方に回折格子を有する構造のものとしても
よい。
ついて示したが、活性領域および導波領域の両方もしく
はいずれか一方に回折格子を有する構造のものとしても
よい。
さらに、上記実施例では導波部で発光特性を変化させる
構造のものを示したが、発光部と導波部が隣接している
ものであれば、この構造以外の半導体発光素子について
も応用できることはいうまでもない。
構造のものを示したが、発光部と導波部が隣接している
ものであれば、この構造以外の半導体発光素子について
も応用できることはいうまでもない。
（発明の効果）
この発明は以上説明したとおり、活性領域を細いストラ
イプ状とするとともに、少なくとも光ガイド層を液相成
長法により形成し−て導波部内および活性領域の両側に
設けたので、発光に必要なしきい値電流を低減でき、か
つ導波領域を含め高機能化が可能になるという効果があ
る。
イプ状とするとともに、少なくとも光ガイド層を液相成
長法により形成し−て導波部内および活性領域の両側に
設けたので、発光に必要なしきい値電流を低減でき、か
つ導波領域を含め高機能化が可能になるという効果があ
る。
第１図はこの発明の半導体発光素子の一実施例を示す図
、第２図は従来の半導体発光素子を示す図である。 図において、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰクラッド層、
３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はＩｎＰ層、５はＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層、６はＩｎＰクラッド層、７はＩｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第２図 （ａ） （ｂ）（Ｃ）
、第２図は従来の半導体発光素子を示す図である。 図において、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰクラッド層、
３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はＩｎＰ層、５はＩｎＧ
ａＡｓＰガイド層、６はＩｎＰクラッド層、７はＩｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第２図 （ａ） （ｂ）（Ｃ）
Claims (1)
- 同一基板上に活性領域を含む発光部と、前記活性領域と
結合する光ガイド層を含む導波部とを備えた半導体発光
素子において、前記活性領域を細いストライプ状とする
とともに、少なくとも前記光ガイド層を液相成長法によ
り形成して前記導波部内および前記活性領域の両側に設
けたことを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106488A JPH01215087A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106488A JPH01215087A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215087A true JPH01215087A (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=12598001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4106488A Pending JPH01215087A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01215087A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04243216A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | 光導波路の製造方法ならびに光集積素子及びその製造方法 |
| JP2016092124A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | 光変調器集積半導体レーザ |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP4106488A patent/JPH01215087A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04243216A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | 光導波路の製造方法ならびに光集積素子及びその製造方法 |
| JP2016092124A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | 光変調器集積半導体レーザ |
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