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JPH1187843A - Surface-emitting semiconductor light-emitting device - Google Patents

Surface-emitting semiconductor light-emitting device

Info

Publication number
JPH1187843A
JPH1187843A JP25283897A JP25283897A JPH1187843A JP H1187843 A JPH1187843 A JP H1187843A JP 25283897 A JP25283897 A JP 25283897A JP 25283897 A JP25283897 A JP 25283897A JP H1187843 A JPH1187843 A JP H1187843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
layer
emitting
light
semiconductor light
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
Application number
JP25283897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kamiyama
博幸 神山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP25283897A priority Critical patent/JPH1187843A/en
Publication of JPH1187843A publication Critical patent/JPH1187843A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】制御端子を含む3端子を備えた面発光型半導体
発光素子を提供する。 【解決手段】基板11上に積層されたp型半導体薄膜、i
型薄膜またはn型半導体薄膜で構成されたpn構造また
はpin構造を含む発光部15、16、17と、発光部15、1
6、17に対して基板11側に積層された第1のコンタクト
層13と、基板11に対して発光部よりも上層に積層された
第2のコンタクト層18と、第2のコンタクト層18をベー
ス層として更に積層されたエミッタ層またはコレクタ層
となる半導体層21と、半導体層21に積層された第3のコ
ンタクト層13とを備える。
(57) Abstract: A surface-emitting type semiconductor light-emitting device having three terminals including a control terminal is provided. A p-type semiconductor thin film laminated on a substrate, i.
Light emitting units 15, 16, 17 including a pn structure or a pin structure formed of a type thin film or an n-type semiconductor thin film, and light emitting units 15, 1
A first contact layer 13 laminated on the substrate 11 side with respect to 6 and 17; a second contact layer 18 laminated on the substrate 11 above the light emitting portion; and a second contact layer 18 The semiconductor device includes a semiconductor layer 21 serving as an emitter layer or a collector layer further stacked as a base layer, and a third contact layer 13 stacked on the semiconductor layer 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は面発光型半導体発光
素子に関する。より詳細には、本発明は、半導体発光素
子であって、特に、2次元的に配列してディスプレイ装
置等を構成する際に有利に使用できる、新規な面発光型
半導体発光素子の構成に関する。
The present invention relates to a surface-emitting type semiconductor light emitting device. More particularly, the present invention relates to a semiconductor light-emitting device, and more particularly to a novel surface-emitting semiconductor light-emitting device that can be advantageously used in a two-dimensional arrangement to form a display device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に堆積させた半導体材料により形
成されたいわゆるpin構造を含む半導体発光素子は、
単なる照明用の光源としての用途だけではなく、光通信
用の送信器や薄型の表示装置など多くの分野での利用が
進められている。
2. Description of the Related Art A semiconductor light-emitting device having a so-called pin structure formed of a semiconductor material deposited on a substrate includes:
Applications are being made not only as a light source for illumination but also in many fields such as a transmitter for optical communication and a thin display device.

【0003】図3は、この種の半導体発光素子として代
表的な面発光型半導体発光素子の典型的な断面構造を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a typical cross-sectional structure of a typical surface-emitting type semiconductor light emitting device as this type of semiconductor light emitting device.

【0004】同図に示すように、この発光素子は、基板
11上に、順次積層されたn型多層反射膜12、n型コンタ
クト層13、n型クラッド層15、発光層16、p型クラッド
層17、p型コンタクト層18および誘電体多層反射膜26か
ら主に構成されており、いわゆるipn構造を構成して
いる。また、発光層16の両側部には、電流狭窄のための
高抵抗領域23が配置されている。更に、n型コンタクト
層13およびp型コンタクト層18には、それぞれn型オー
ミック電極14またはp型オーミック電極19が装荷されて
いる。これらの電極間に電流が流れたとき、発光層16か
らの光出力は基板11側から外部に取り出される。
[0004] As shown in FIG.
On the n-type multilayer reflective film 12, the n-type contact layer 13, the n-type clad layer 15, the light-emitting layer 16, the p-type clad layer 17, the p-type contact layer 18, and the dielectric multilayer reflective film 26 sequentially laminated on It is mainly composed and constitutes a so-called ipn structure. In addition, on both sides of the light emitting layer 16, high resistance regions 23 for current confinement are arranged. Further, an n-type ohmic electrode 14 or a p-type ohmic electrode 19 is loaded on the n-type contact layer 13 and the p-type contact layer 18, respectively. When a current flows between these electrodes, the light output from the light emitting layer 16 is taken out from the substrate 11 side.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような面発光型
素子は、例えば、複数の素子を2次元的に配列して各素
子を個別に点滅することができるようにすれば平面型表
示装置等を構成して利用することができる。
The above-described surface-emitting type device is, for example, a flat-panel display device provided that a plurality of devices are two-dimensionally arranged so that each device can be individually turned on and off. Etc. can be configured and used.

【0006】図4は、図3に示した面発光型素子を複数
配置して構成した発光素子アレイの構成例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a configuration example of a light emitting element array in which a plurality of the surface emitting elements shown in FIG. 3 are arranged.

【0007】同図に示すように、この発光素子アレイ
は、図3に示した面発光型発光素子35を、行/列それぞ
れ4つずつ配置してマトリックス状に配列して構成され
ている。ここで、各発光素子35の一方の端子は、共通の
接地端子34に接続されている。これは、この種の発光素
子を複数集積化した場合に発光素子の発生する熱を放散
しなければならないので、各発光素子の端子のひとつ
を、放熱手段を兼ねる接地に接続することが必要になる
からである。
As shown in FIG. 1, the light-emitting element array is configured by arranging the surface-emitting light-emitting elements 35 shown in FIG. Here, one terminal of each light emitting element 35 is connected to a common ground terminal 34. This requires dissipating the heat generated by the light-emitting elements when a plurality of such light-emitting elements are integrated, so it is necessary to connect one of the terminals of each light-emitting element to ground, which also serves as a heat radiating means. Because it becomes.

【0008】しかしながら、面発光型発光素子の2端子
のうちのひとつを共通な接地に接続した場合、各素子に
は制御可能な端子が1つしか残らない。従って、集積度
が高い程、2次元的に配列された発光素子から任意の発
光素子を選んで個別に点滅させることが困難になる。
However, when one of the two terminals of the surface-emitting type light emitting element is connected to a common ground, each element has only one controllable terminal. Therefore, the higher the degree of integration, the more difficult it is to select an arbitrary light-emitting element from the two-dimensionally arranged light-emitting elements and individually blink them.

【0009】そこで、各発光素子の点滅を制御するため
には、図4に示すように、各発光素子毎にスイッチとし
ての3端子素子36を付加しなければならない。しかしな
がら、実際には、発光素子とトランジスタとをひとつの
基板上に混在させて形成することは、プロセス技術上の
種々の困難がある。また、発光素子とトランジスタとを
電気的および光学的に絶縁しなければならないので、更
に製造工数が増加するという問題もある。
Therefore, in order to control the blinking of each light emitting element, a three-terminal element 36 as a switch must be added to each light emitting element as shown in FIG. However, in practice, there are various difficulties in process technology to form a light emitting element and a transistor on a single substrate. Further, since the light emitting element and the transistor must be electrically and optically insulated, there is a problem that the number of manufacturing steps is further increased.

【0010】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、各発光素子毎に個別に点滅が可能な2次元発
光素子アレイを構成し得る、新規な発光素子の構成を提
供することをその目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a novel structure of a light emitting element capable of forming a two-dimensional light emitting element array capable of blinking individually for each light emitting element. For that purpose.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、基板上
に積層されたp型半導体薄膜、i型薄膜またはn型半導
体薄膜により構成されたnpn構造、nipin構造、
nipn構造、pnp構造、pinip構造またはpi
np構造を含む発光部と、該発光部に対して基板側に積
層された第1のコンタクト層と、該基板に対して該発光
部よりも上層に積層された第2のコンタクト層と、該第
2のコンタクト層をベース層として更に積層されたエミ
ッタ層またはコレクタ層となる半導体層と、該半導体層
に積層された第3のコンタクト層とを備え、該第1およ
び第3のコンタクト層の間に電流を流すことにより該発
光部から発生した光を該基板の厚さ方向に出射するよう
に構成され、且つ、該第2のコンタクト層に注入される
キャリアによって該第1および第3のコンタクト層の間
に流れる電流量を制御できるように構成されていること
を特徴とする面発光型半導体発光装置が提供される。
According to the present invention, an npn structure, a nipin structure, and a p-type semiconductor thin film, an i-type thin film, or an n-type semiconductor thin film laminated on a substrate are provided.
nipn structure, pnp structure, pinip structure or pi
a light emitting unit including an np structure, a first contact layer stacked on the substrate side with respect to the light emitting unit, a second contact layer stacked above the light emitting unit with respect to the substrate, A semiconductor layer serving as an emitter layer or a collector layer further laminated using the second contact layer as a base layer; and a third contact layer laminated on the semiconductor layer, wherein the first and third contact layers are The light generated from the light emitting portion is emitted in the thickness direction of the substrate by flowing a current between the first and third light emitting portions, and the first and third light are emitted by carriers injected into the second contact layer. A surface-emitting type semiconductor light-emitting device is provided which is configured to control the amount of current flowing between contact layers.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に係る発光素子は、トラン
ジスタ等のように、いわゆる3端子素子として構成され
ている点にその主要な特徴がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The main feature of the light-emitting device according to the present invention is that it is configured as a so-called three-terminal device such as a transistor.

【0013】即ち、前述のように、従来の面発光型発光
素子は2端子であったために、特に2次元的に配列した
場合に個別に制御することが難しかった。また、発光素
子と制御用のトランジスタを一連のプロセスで製造する
ことにも問題があった。
That is, as described above, since the conventional surface-emitting type light-emitting elements have two terminals, it is difficult to control individually, especially when two-dimensionally arranged. There is also a problem in manufacturing a light emitting element and a control transistor by a series of processes.

【0014】これに対して、本発明に係る面発光型発光
素子は、発光素子それ自体が3端子素子として構成され
ており、1端子を接地に接続しても、制御可能な端子が
2つずつ残る。従って、この2つの端子をそれぞれ制御
することにより、個別に点滅可能な2次元アレイを構成
することができる。
On the other hand, the surface-emitting type light emitting device according to the present invention has a light emitting device itself configured as a three-terminal device, and has two controllable terminals even if one terminal is connected to the ground. Will remain. Therefore, by controlling these two terminals, a two-dimensional array capable of blinking individually can be formed.

【0015】また、本発明に係る面発光型発光素子は一
般的な面発光型発光素子と同じプロセスを利用して製造
することができるので、製造プロセスの制約によるコス
トの上昇や歩留りの低下は事実上無い。
Further, since the surface emitting light emitting device according to the present invention can be manufactured by using the same process as a general surface emitting light emitting device, an increase in cost and a decrease in yield due to limitations in the manufacturing process are not caused. Virtually no.

【0016】図1は、本発明に係る面発光型半導体レー
ザ素子の具体的な構成例を示す断面図であり、その発光
部は、いわゆるnipn型となっている。
FIG. 1 is a sectional view showing a specific configuration example of a surface-emitting type semiconductor laser device according to the present invention, and its light-emitting portion is of a so-called nipn type.

【0017】同図に示すように、この半導体レーザ素子
は、基板11上に順次積層された、n型多層反射膜12、n
型コンタクト層13、n型クラッド層15、発光層16、p型
クラッド層17、p型コンタクト層18、p型バッファ層2
0、n型エミッタ層21、n型コンタクト層13およびn型
多層反射膜22から主に構成されている。また、n型クラ
ッド層15、発光層16およびp型クラッド層17の側方、並
びに、n型エミッタ層21およびn型コンタクト層13の側
方には、発光に寄与しない漏れ電流を低減するために高
抵抗層23が配置されている。更に、n型コンタクト層13
にはオーミック電極14が装荷されている。
As shown in FIG. 1, this semiconductor laser device comprises an n-type multilayer reflective film 12, n
Type contact layer 13, n-type cladding layer 15, light emitting layer 16, p-type cladding layer 17, p-type contact layer 18, p-type buffer layer 2
0, an n-type emitter layer 21, an n-type contact layer 13, and an n-type multilayer reflective film 22. In addition, on the sides of the n-type cladding layer 15, the light-emitting layer 16 and the p-type cladding layer 17, and the sides of the n-type emitter layer 21 and the n-type contact layer 13, leakage current not contributing to light emission is reduced. The high-resistance layer 23 is disposed on the substrate. Further, the n-type contact layer 13
Is loaded with an ohmic electrode.

【0018】以上のように構成された面発光型発光素子
において、n型多層反射膜12、n型コンタクト層13、n
型クラッド層15、発光層16、p型クラッド層17、p型コ
ンタクト層18およびn型多層反射膜22は、図4に示した
2端子型の発光素子と同じ機能を有している。即ち、n
型コンタクト層13とp型コンタクト層18の間に電流を流
すことにより、発光層16を発光させ、基板11側から光出
力を取り出すことができる。
In the surface-emitting light emitting device having the above structure, the n-type multilayer reflective film 12, the n-type contact layer 13, and the n-type
The mold clad layer 15, the light emitting layer 16, the p-type clad layer 17, the p-type contact layer 18, and the n-type multilayer reflective film 22 have the same functions as the two-terminal light-emitting device shown in FIG. That is, n
By causing a current to flow between the mold contact layer 13 and the p-type contact layer 18, the light-emitting layer 16 emits light and light output can be taken out from the substrate 11 side.

【0019】更に、図1に示した発光素子では、ベース
としてのp型コンタクト層18と併せて、n型エミッタ層
21およびn型コンタクト層13が、いわばトランジスタと
して動作する。従って、この半導体レーザ素子は、全体
で、1対のn型コンタクト層13および単一のp型コンタ
クト層18を備えた3端子素子として動作させることがで
きる。
Further, in the light emitting device shown in FIG. 1, in addition to the p-type contact layer 18 as the base,
The 21 and the n-type contact layer 13 operate as a transistor, so to speak. Therefore, this semiconductor laser device can be operated as a three-terminal device including a pair of n-type contact layers 13 and a single p-type contact layer 18 as a whole.

【0020】下記のような材料を使用して、図1に示し
た構造の面発光型発光素子を作製した。
A surface emitting light emitting device having the structure shown in FIG. 1 was manufactured using the following materials.

【0021】n型コンタクト層:n+ InGaAsP(5×10
18cm-3, 0.2 μm)、 n型クラッド層:n- InP(5×1017cm-3, 0.1 μm)
およびn- InGaAsP(5×1016cm-3, 0.05μm, λg
1.2μm)、 発光層:i- InGaAsP(non-doped, 0.02 μm, λg
1.31μm)およびp- InGaAsP(5×1016cm-3, 0.03μ
m, λg =1.2 μm) p型クラッド層:p- InP(7×1017cm-3, 0.1μm) p型コンタクト層:p+ InGaAsP(5×1018cm-3, 0.01
μm)、 p型バッファ層:p- InP(1×1018cm-3, 0.12 μ
m, λg =1.2 μm) n型エミッタ層:n- InP(8×1017cm-3, 0.2μm,
λg =1.2 μm) n型コンタクト層:n+ InGaAsP(5×1018cm-3, 0.2
μm) p型オーミック電極:AuZn( 450℃、60秒の条件で合金
化)、 n型オーミック電極:はAuGe/Ni/Au( 450℃、60秒の
条件で合金化)
N-type contact layer: n + InGaAsP (5 × 10
18 cm -3 , 0.2 μm), n-type cladding layer: n - InP (5 × 10 17 cm -3 , 0.1 μm)
And n - InGaAsP (5 × 10 16 cm −3 , 0.05 μm, λ g =
1.2 μm), light-emitting layer: i - InGaAsP (non-doped, 0.02 μm, λ g =
1.31 μm) and p - InGaAsP (5 × 10 16 cm −3 , 0.03 μm)
m, λ g = 1.2 μm) p -type cladding layer: p - InP (7 × 10 17 cm -3, 0.1μm) p -type contact layer: p + InGaAsP (5 × 10 18 cm -3, 0.01
μm), p-type buffer layer: p - InP (1 × 10 18 cm −3 , 0.12 μm)
m, λ g = 1.2 μm) n -type emitter layer: n - InP (8 × 10 17 cm -3, 0.2μm,
λ g = 1.2 μm) n-type contact layer: n + InGaAsP (5 × 10 18 cm −3 , 0.2
μm) p-type ohmic electrode: AuZn (alloyed at 450 ° C for 60 seconds), n-type ohmic electrode: AuGe / Ni / Au (alloyed at 450 ° C for 60 seconds)

【0022】尚、n型多層反射膜12、22としては、それ
ぞれ1/4波長の厚さのn−InP/n−InGaAsPの超格
子を用いた。基板11側のn型多層反射膜12は34pair、基
板11から遠い側のn型多層反射膜22は20.5pairとした。
光出射面は、直径10μmの円形である。また、p型半導
体の厚さの合計は1波長分とした。更に、n型反射膜を
除く活性層両側のn型エピタキシャル層の厚さの合計も
それぞれ1波長分とした。このように、p型、n型の各
エピタキシャル層の厚さあるいは活性層と反射層の距離
をそれぞれ波長の整数倍とすることにより、光の振幅の
最も大きなところで増幅でき、より高い出力が得られ
る。
As the n-type multilayer reflection films 12 and 22, n-InP / n-InGaAsP superlattices each having a thickness of 1/4 wavelength were used. The n-type multilayer reflective film 12 on the substrate 11 side was 34 pairs, and the n-type multilayer reflective film 22 on the far side from the substrate 11 was 20.5 pairs.
The light emitting surface is a circle having a diameter of 10 μm. The total thickness of the p-type semiconductor was one wavelength. Further, the total thickness of the n-type epitaxial layers on both sides of the active layer excluding the n-type reflection film was also set to one wavelength. As described above, by setting the thickness of each of the p-type and n-type epitaxial layers or the distance between the active layer and the reflective layer to be an integral multiple of the wavelength, the light can be amplified at the position where the amplitude of light is largest, and a higher output can be obtained. Can be

【0023】以上のように構成された本発明の発光素子
では、室温でも 0.2mWの出力が得られた。一方、比較
のために、図3に示した従来構造の発光素子も作製し
た。この従来構造の発光素子は、片側のn型多層反射膜
の代わりに 5.5pairのSi(厚さ1/4波長)/SiO
2 (厚さ1/4波長)誘電体多層膜を用いたことを除い
ては上記本発明の発光素子と共通の仕様を有しており、
やはり、 0.2mW以上の光出力が得られた。即ち、本発
明に係る発光素子でも、従来の構造のものと同等の光出
力が得られた。
In the light emitting device of the present invention configured as described above, an output of 0.2 mW was obtained even at room temperature. On the other hand, for comparison, a light emitting device having a conventional structure shown in FIG. 3 was also manufactured. The light emitting device of this conventional structure has 5.5 pairs of Si (1/4 wavelength thickness) / SiO instead of the n-type multilayer reflective film on one side.
2 Except for using a (thickness 1/4 wavelength) dielectric multilayer film, it has the same specifications as the light emitting device of the present invention,
Again, an optical output of 0.2 mW or more was obtained. That is, even with the light emitting device according to the present invention, a light output equivalent to that of the conventional structure was obtained.

【0024】上記のような本発明に係る発光素子を複
数、マトリックス状に配列して発光素子アレイを構成す
ることができる。
A plurality of light emitting devices according to the present invention as described above can be arranged in a matrix to form a light emitting device array.

【0025】図2は、上記のような発光素子を2次元的
に配列して構成した発光素子アレイの基本構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of a light emitting element array in which the above light emitting elements are arranged two-dimensionally.

【0026】同図に示すように、この発光素子アレイで
は、各発光素子31の3つの端子のうち、ひとつの端子は
共通の接地端子34に接続されている。また、残り2端子
のうちの一方は、各行の端に配置された行選択端子32
に、各行毎に接続されている。更に、残ったひとつの端
子は、各列の端に配置された列選択端子33に、各列毎に
接続されている。従って、選択された行選択端子および
列選択端子の交差する位置にある発光素子を個別に点燈
させることができる。
As shown in the figure, in this light emitting element array, one of the three terminals of each light emitting element 31 is connected to a common ground terminal 34. One of the remaining two terminals is a row selection terminal 32 arranged at the end of each row.
Are connected for each row. Further, the remaining one terminal is connected to a column selection terminal 33 arranged at an end of each column for each column. Therefore, the light emitting elements at the positions where the selected row selection terminal and column selection terminal intersect can be individually turned on.

【0027】尚、上記の説明では、発光素子の発光部は
いわゆるnipn型の層構造を有する例を示したが、更
に、他の発光部の構成で本発明に係る面発光型発光素子
を構成することもできる。即ち、npn構造、nipi
n構造、nipn構造またはpnp構造、pinip構
造、pinp構造等の発光部を構成し、これらに含まれ
る2つのpn構造またはpin構造のうちの順方向にバ
イアスされる側にのみ発光層となる材料を用いればよ
い。このようにして他の構成の3端子発光素子を製造す
ることは、当業者にとっては困難ではないはずである。
In the above description, the light-emitting portion of the light-emitting element has an example having a so-called nip-type layer structure. However, the surface-emitting light-emitting device according to the present invention is constituted by another light-emitting portion. You can also. That is, npn structure, nipi
A material that constitutes a light emitting portion such as an n structure, a nipn structure or a pnp structure, a pinip structure, and a pinp structure, and becomes a light emitting layer only on the side of the two pn structures or the pin structures included therein that is biased in the forward direction. May be used. It should not be difficult for those skilled in the art to manufacture a three-terminal light emitting device having another configuration in this way.

【0028】また、上記実施例では2つの半導体多層反
射膜を用いているが、本発明はこの構成に限定されるも
のではなく、一方に低反射率の半導体多層膜または誘電
体多層膜により形成された反射防止膜を用いることもで
きる。この場合、発光素子は面発光型発光ダイオードと
して動作し、光出力面での光密度を低減できる。従っ
て、低光出力ではあるが、高い信頼性が得られる。
In the above embodiment, two semiconductor multilayer reflective films are used. However, the present invention is not limited to this configuration. It is also possible to use a coated antireflection film. In this case, the light emitting element operates as a surface emitting light emitting diode, and the light density on the light output surface can be reduced. Therefore, high reliability can be obtained although the light output is low.

【0029】更に、逆バイアスされる側のpn構造また
はpin構造を、発光波長に対して透明になる材料を用
いて構成することにより、共振器内部での損失が少ない
高出力の面発光型発光素子を実現できる。
Further, by forming the pn structure or the pin structure on the side to be reverse-biased using a material which is transparent with respect to the emission wavelength, a high-output surface-emitting type light emitting device with less loss inside the resonator. An element can be realized.

【0030】一方、逆バイアスされる側のpn構造また
はpin構造を、発光波長に対して吸収体となる材料を
用いて構成することにより、発光パワーをモニタしたり
外部信号により出力光を変調したりする機能を付与する
こともできる。
On the other hand, by forming the pn structure or the pin structure on the side to be reverse-biased using a material which becomes an absorber for the emission wavelength, the emission power is monitored or the output light is modulated by an external signal. Or the function of

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る面発光型発光素子はそれ自体が3端子素子となってお
り、特に2次元的に配列した場合に、各発光素子の点滅
を個別に制御するアドレス選択性をもたせることができ
る。従って、多チャンネルの光送信器や平面表示装置等
の光源として広範に利用することができる。
As described above in detail, the surface-emitting type light emitting device according to the present invention itself is a three-terminal device. In particular, when two-dimensionally arranged, the light emitting device blinks. Address selectivity controlled individually can be provided. Therefore, it can be widely used as a light source for a multi-channel optical transmitter, a flat panel display, or the like.

【0032】また、その製造プロセスは、一般的な発光
素子のプロセスをそのまま適用することができるので製
造上の問題もない。
In addition, the manufacturing process can be applied to a general light emitting device process without any change, so that there is no manufacturing problem.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る面発光型半導体発光素子の具体的
な構成例として、半導体レーザの構成例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor laser as a specific configuration example of a surface emitting semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図2】図1に示した半導体レーザを用いて構成した半
導体レーザアレイの基本構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of a semiconductor laser array configured using the semiconductor laser shown in FIG.

【図3】従来の面発光型発光素子の典型的な構成を、半
導体レーザ素子の断面により示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a typical configuration of a conventional surface-emitting type light-emitting device by a cross section of a semiconductor laser device.

【図4】図3に示した従来の面発光型発光素子を用いて
構成した発光素子アレイの構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a light emitting element array configured using the conventional surface emitting light emitting element shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・基板、 12・・・第1n型多層反射膜、 13・・・n+ コンタクト層、 14・・・n型オーミック電極、 15・・・n型クラッド層、 16・・・活性層(発光領域)、 17・・・p型クラッド層、 18・・・p+ コンタクト層、 19・・・p型オーミック電極、 20・・・p型バッファ層、 21・・・n型エミッタ層、 22・・・第2n型多層反射膜、 23・・・高抵抗領域、 24・・・高抵抗領域、(電流狭窄のための)、 25・・・放熱用金属層、 26・・・誘電体多層反射膜、 31・・・面発光型3端子発光素子、 32・・・第1制御電極、 33・・・第2制御電極、 34・・・接地電極、 35・・・面発光型2端子発光素子、 36・・・アドレス選択用トランジスタ、11 ... substrate, 12 ... first n-type multilayer reflective film, 13 ... n + contact layer, 14 ... n-type ohmic electrode, 15 ... n-type clad layer, 16 ... active layer (Light-Emitting Region), 17 ... p-type cladding layer, 18 ... p + contact layer, 19 ... p-type ohmic electrode, 20 ... p-type buffer layer, 21 ... n-type emitter layer, 22: second n-type multilayer reflective film, 23: high-resistance region, 24: high-resistance region, (for current confinement), 25: metal layer for heat radiation, 26: dielectric Multi-layer reflective film, 31: Surface emitting type three terminal light emitting element, 32: First control electrode, 33: Second control electrode, 34: Ground electrode, 35: Surface emitting type two terminal Light emitting element, 36 ... Transistor for address selection,

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に積層されたp型半導体薄膜、i型
薄膜またはn型半導体薄膜により構成されたnpn構
造、nipin構造、nipn構造、pnp構造、pi
nip構造またはpinp構造を含む発光部と、該発光
部に対して基板側に積層された第1のコンタクト層と、
該基板に対して該発光部よりも上層に積層された第2の
コンタクト層と、該第2のコンタクト層をベース層とし
て更に積層されたエミッタ層またはコレクタ層となる半
導体層と、該半導体層に積層された第3のコンタクト層
とを備え、 該第1および第3のコンタクト層の間に電流を流すこと
により該発光部から発生した光を該基板の厚さ方向に出
射するように構成され、且つ、 該第2のコンタクト層に注入されるキャリアによって該
第1および第3のコンタクト層の間に流れる電流量を制
御できるように構成されていることを特徴とする面発光
型半導体発光装置。
1. An npn structure, a nipin structure, a nipn structure, a pnp structure, and a pi structure formed of a p-type semiconductor thin film, an i-type thin film or an n-type semiconductor thin film laminated on a substrate.
a light emitting unit including a nip structure or a pinp structure, a first contact layer stacked on the substrate side with respect to the light emitting unit,
A second contact layer stacked on the substrate above the light emitting portion, a semiconductor layer serving as an emitter layer or a collector layer further stacked using the second contact layer as a base layer, and the semiconductor layer And a third contact layer laminated on the substrate, wherein a light generated from the light emitting portion is emitted in a thickness direction of the substrate by flowing a current between the first and third contact layers. And a structure in which the amount of current flowing between the first and third contact layers can be controlled by carriers injected into the second contact layer. apparatus.
【請求項2】請求項1に記載された半導体発光装置であ
って、同一極性をもつ半導体多層膜または誘電体多層膜
により形成された1対の反射鏡を含む共振器を備え、面
発光型半導体レーザを構成していることを特徴とする半
導体発光装置。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a resonator including a pair of reflecting mirrors formed of a semiconductor multilayer film or a dielectric multilayer film having the same polarity, and a surface emitting type. A semiconductor light-emitting device comprising a semiconductor laser.
【請求項3】請求項1に記載された半導体発光装置であ
って、同一極性を有する半導体多層膜または誘電体多層
膜により形成された高反射膜と反射防止膜とを導波路の
両端に備え、面発光型発光ダイオードを構成しているこ
とを特徴とする半導体発光装置。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a high reflection film and an antireflection film formed of a semiconductor multilayer film or a dielectric multilayer film having the same polarity are provided at both ends of the waveguide. A semiconductor light emitting device comprising a surface emitting light emitting diode.
【請求項4】請求項1に記載された半導体発光装置にお
いて、前記発光部に含まれるpn構造またはpin構造
のうちの順方向にバイアスされる側にのみ発光層を備
え、且つ、逆バイアスされるpn構造またはpin構造
には、発光波長に対して透明な材料を用いたことを特徴
とする面発光型半導体発光装置。
4. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising a light-emitting layer only on a forwardly biased side of a pn structure or a pin structure included in said light-emitting portion, and being reverse-biased. A surface-emitting type semiconductor light-emitting device characterized in that a material transparent to an emission wavelength is used for the pn structure or the pin structure.
【請求項5】請求項1に記載された半導体発光装置にお
いて、前記発光部に含まれるpn構造またはpin構造
のうちの順方向にバイアスされる側にのみ発光層を備
え、且つ、逆バイアスされるpn構造またはpin構造
には、発光波長に対して吸収体となる材料を用いたこと
を特徴とする面発光型半導体発光装置。
5. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising a light-emitting layer only on a forwardly biased side of a pn structure or a pin structure included in said light-emitting portion, and being reverse-biased. A surface-emitting type semiconductor light-emitting device characterized in that a material serving as an absorber for an emission wavelength is used for the pn structure or the pin structure.
【請求項6】請求項1から請求項5までの何れか1項に
記載された半導体発光装置を複数、マトリックス状に配
置し、且つ、該半導体発光装置の各第1の端子を共通の
接地端子に接続し、該半導体発光装置のうち同じ行に配
列されたものの各第2の端子を各行毎に割当てられた行
選択端子に接続し、該半導体発光装置のうち同じ列に配
列されたものの各第3の端子を各列毎に割当てられた列
選択端子に接続し、任意の行選択端子および列選択端子
を電源に接続することにより、任意のアドレスに配置さ
れた半導体発光素子を選択的に点燈できるように構成し
たことを特徴とする半導体発光装置アレイ。
6. A semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein a plurality of the semiconductor light-emitting devices are arranged in a matrix, and each of the first terminals of the semiconductor light-emitting device is connected to a common ground. Terminals connected to the same row of the semiconductor light emitting devices, the second terminals of the semiconductor light emitting devices are connected to a row selection terminal assigned to each row, and the semiconductor light emitting devices arranged in the same column. By connecting each third terminal to a column selection terminal assigned to each column and connecting an arbitrary row selection terminal and a column selection terminal to a power source, the semiconductor light emitting element arranged at an arbitrary address can be selectively selected. A semiconductor light emitting device array characterized in that it can be turned on.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924502B2 (en) 2000-06-21 2005-08-02 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light emitting device for stably obtaining peak wave length of emission spectrum
JP2008085090A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Fujitsu Ltd Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2023548740A (en) * 2020-10-30 2023-11-21 ウェイモ エルエルシー Light Detection and Ranging (LIDAR) Device with Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) Emitter

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