JPH088462A - Semiconductor light emitting device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor light emitting device and its manufactureInfo
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- JPH088462A JPH088462A JP14157494A JP14157494A JPH088462A JP H088462 A JPH088462 A JP H088462A JP 14157494 A JP14157494 A JP 14157494A JP 14157494 A JP14157494 A JP 14157494A JP H088462 A JPH088462 A JP H088462A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光装置及びその
製造方法に関し、例えば、光ファイバー通信や光書き込
み系用の光源として好適な半導体発光装置及びその製造
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof, for example, a semiconductor light emitting device suitable as a light source for optical fiber communication and an optical writing system, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光ファイバー通信や光書き込み系
用の光源として、小型で発光効率の高いレーザーダイオ
ードや発光ダイオード等が一般に用いられているが、現
在、それらの性能の向上を図るべくいろいろな研究開発
が盛んに行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, a laser diode or a light emitting diode having a small size and a high light emitting efficiency has been generally used as a light source for optical fiber communication and an optical writing system. R & D is actively carried out.
【0003】その中でも、特に、発光ダイオードは、レ
ーザーダイオードと比較すると、出力光がインコヒーレ
ントであり、その出力光同士が互いに干渉等の相互作用
を引き起こしにくい。このため光の多重性や並列性を利
用する光ファイバー通信や光書き込み用の光源として適
しているが、その素子に注入するエネルギーに対して利
用できる出力光は、どうしてもレーザーダイオードと比
べると非常に小さいものとなってしまう。これは、発光
ダイオード装置から放出される光は、インコヒーレント
であるためその指向性がないことと、通常の発光ダイオ
ード装置では、その発光ダイオード素子自体の光取り出
し効率が低いことによるものであり、それらをいかにし
て向上させるかが重要な課題となっている。Among them, in particular, the light emitting diode has incoherent output light and is less likely to cause mutual interaction such as interference with each other, as compared with the laser diode. For this reason, it is suitable as a light source for optical fiber communication and optical writing that uses the multiplicity and parallelism of light, but the output light that can be used for the energy injected into the device is very small compared to the laser diode. It becomes a thing. This is because the light emitted from the light emitting diode device has no directivity because it is incoherent, and in a normal light emitting diode device, the light extraction efficiency of the light emitting diode element itself is low, How to improve them is an important issue.
【0004】そこで、従来、例えば発光ダイオード装置
の外部に、所定の反射ユニットを設けてその出射光に指
向性を持たせたようとするものがあるが、このような場
合に用いられている発光ダイオード素子の大きさは、通
常、数百μm程度のオーダーであり、上記反射ユニット
としては数mmのオーダーのものが用いられている。そ
のため、得られる出射光の光線幅はせいぜい数mmであ
り、これを例えば、多モード用として用いられる50か
ら100μmのコア径を有する光ファイバに入射するこ
とを考えた場合、発光ダイオード装置から出射される光
線幅と、光ファイバのコア径とを比べるとその光線幅の
ほうが一桁大きくなり、また、面積で考えると二桁大き
くなることになる。その結果、発光ダイオード装置から
出射される全光量のうち実質的に利用できるのはどうし
ても1%以下になってしまう。Therefore, conventionally, for example, there is a device in which a predetermined reflecting unit is provided outside the light emitting diode device so that the emitted light has directivity. The light emission used in such a case is known. The size of the diode element is usually on the order of several hundreds of μm, and the reflection unit of the order of several mm is used. Therefore, the beam width of the emitted light obtained is at most a few mm, and when it is considered that this is incident on an optical fiber having a core diameter of 50 to 100 μm used for multimode, the light is emitted from the light emitting diode device. Comparing the width of the light beam and the core diameter of the optical fiber, the width of the light beam becomes one digit larger, and in terms of area, it becomes two digits larger. As a result, less than 1% of the total amount of light emitted from the light emitting diode device can be practically used.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したことから
して、発光ダイオード装置から出射される光を効率よく
光ファイバに入射するためには、その出射光の幅を数百
μm程度にすることが好ましく、そのためには、上記発
光ダイオード装置及び反射ユニットをそれぞれ一桁以上
小さくしなければならないが、現実問題としては、発光
ダイオード装置の外部に反射ユニット等を設けた上記の
方式ではそれらの条件を満足させるのは非常に困難であ
った。From the above description, in order to efficiently enter the light emitted from the light emitting diode device into the optical fiber, the width of the emitted light should be about several hundred μm. However, in order to do so, the light emitting diode device and the reflection unit must be made smaller by one digit or more, respectively, but as a practical matter, in the above method in which the reflection unit or the like is provided outside the light emitting diode device, those conditions are satisfied. Was very difficult to satisfy.
【0006】一方、発光ダイオード装置の発光ダイオー
ド素子の内部では、通常、その発光領域である活性層で
生じた光の一部は、その素子外にでてくる前に再び活性
層で吸収されるため、その内部で発生した光が全て外部
にでてこられるわけではない。その内部での光の再吸収
の強さは、通常、素子内部の光の発光点からその素子端
面までの距離に依存し、その距離が長くなるにつれて指
数関数的に増大する。従って、素子内部での光の再吸収
を少なくしてその外部への光の取り出し効率を良くする
ためには、素子自体の径をできるだけ小さくする必要が
あることになる。On the other hand, inside the light emitting diode element of the light emitting diode device, a part of the light generated in the active layer which is the light emitting region is usually absorbed again in the active layer before it goes out of the element. Therefore, not all the light generated inside of it goes out. The intensity of re-absorption of light inside the device usually depends on the distance from the light emitting point inside the device to the end face of the device, and increases exponentially as the distance increases. Therefore, in order to reduce the reabsorption of light inside the element and improve the efficiency of extracting light to the outside, it is necessary to make the diameter of the element itself as small as possible.
【0007】また、発光ダイオード素子の発光領域から
所定の光が放出されるその素子端面においては、その外
部との境界面において所定の屈折率の差が存在するた
め、その端面から放出される光の一部がその境界面で反
射されて外部に出てこられないものがある。例えば、G
aAsと空気とが接している場合、そのGaAs内で発
生した光の約30%がその内部に反射されてしまうこと
になるため、発光ダイオード素子の外部への光取り出し
効率が低減してしまうことになる。Further, at the end surface of the light emitting diode element where a predetermined amount of light is emitted, there is a predetermined difference in the refractive index at the boundary surface with the outside thereof, so the light emitted from that end surface. There are some that are reflected at the boundary surface and do not go outside. For example, G
When aAs and air are in contact with each other, about 30% of the light generated in the GaAs is reflected inside, and the light extraction efficiency of the light emitting diode element to the outside is reduced. become.
【0008】そこで、本発明の目的は、インコヒーレン
トな光を放出する発光ダイオード装置における発光ダイ
オード素子の光取り出し効率を向上させると共に、その
素子から発せられた光に指向性を持たせて装置全体とし
ての光取り出し効率を向上させることができる半導体発
光装置及びその製造方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to improve the light extraction efficiency of a light emitting diode element in a light emitting diode device that emits incoherent light, and to give the light emitted from the device directivity to the entire device. It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device and its manufacturing method capable of improving the light extraction efficiency.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、請求項1記載の発明は、半導体発光装置におい
て、所定の光を発する発光領域を有する発光ダイオード
素子と、この発光ダイオード素子の前記発光領域から発
せられた前記光を所定の方向に導く導光手段とを同一半
導体基体の一主面側に形成して構成された半導体発光素
子部を有するものであって、前記発光ダイオード素子は
前記半導体基体の一主面側に所定パターンに形成された
少なくとも第1及び第2の導電層をそれぞれ積層するこ
とによって所定の発光領域を形成するように構成され、
かつ、前記導光手段は前記発光ダイオード素子の前記発
光領域を囲むようにして形成された所定の反射率を有す
る反射層によって構成されているものである。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a semiconductor light-emitting device, which has a light-emitting diode element having a light-emitting region for emitting a predetermined light, and the light-emitting diode element as described above. A semiconductor light emitting element portion configured by forming light guide means for guiding the light emitted from a light emitting region in a predetermined direction on one main surface side of the same semiconductor substrate, wherein the light emitting diode element comprises A predetermined light emitting region is formed by stacking at least first and second conductive layers formed in a predetermined pattern on one main surface side of the semiconductor substrate,
Further, the light guide means is constituted by a reflective layer having a predetermined reflectance formed so as to surround the light emitting region of the light emitting diode element.
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体発光装置において、前記導光手段の前記反射層が前
記発光ダイオード素子近傍を焦点とする少なくとも放物
面状の所定面を有するように形成されているものであ
る。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first aspect, the reflecting layer of the light guiding means has at least a paraboloidal predetermined surface having a focal point in the vicinity of the light emitting diode element. It is formed in.
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の半導体発光装置において、前記発光ダイオード素
子が数μmから数十μm程度の径を有する所定の形状に
形成されているものである。The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the semiconductor light emitting device described above, the light emitting diode element is formed in a predetermined shape having a diameter of about several μm to several tens of μm.
【0012】請求項4記載の発明は、請求項1、2また
は3記載の半導体発光装置において、前記発光ダイオー
ド素子の前記発光領域を覆うようにして光の屈折率の高
い層が設けられているものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first, second or third aspect, a layer having a high refractive index of light is provided so as to cover the light emitting region of the light emitting diode element. It is a thing.
【0013】請求項5記載の発明は、請求項1、2、3
または4記載の半導体発光装置において、前記発光ダイ
オード素子の前記発光領域と前記導光手段との間に光の
屈折率の高い層が設けられているものである。The invention as claimed in claim 5 is as follows.
Alternatively, in the semiconductor light emitting device according to the item 4, a layer having a high refractive index of light is provided between the light emitting region of the light emitting diode element and the light guiding unit.
【0014】請求項6記載の発明は、請求項1、2、
3、4または5記載の半導体発光装置において、前記半
導体発光素子部が前記半導体基体の一主面側に複数形成
されたものである。The invention according to claim 6 is the invention as defined in claims 1, 2 and
In the semiconductor light emitting device described in 3, 4, or 5, a plurality of the semiconductor light emitting element portions are formed on one main surface side of the semiconductor substrate.
【0015】請求項7記載の発明は、半導体発光装置の
製造方法において、半導体基体の一主面側に少なくとも
第1及び第2の導電層を形成して所定の発光領域を形成
する工程と、この第1及び第2の導電層を所定パターン
にパターニングする工程と、前記発光領域を囲むように
して所定の反射率を有する反射層を形成する工程とを有
するものである。According to a seventh aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, a step of forming at least a first and a second conductive layer on one main surface side of a semiconductor substrate to form a predetermined light emitting region, The method includes the steps of patterning the first and second conductive layers into a predetermined pattern, and forming a reflective layer having a predetermined reflectance so as to surround the light emitting region.
【0016】[0016]
【作用】請求項1記載の発明では、半導体発光装置にお
ける半導体発光素子部が、所定の光を発する発光領域を
有する発光ダイオード素子と、この発光ダイオード素子
の上記発光領域から発せられた上記光を所定の方向に導
く導光手段とを同一半導体基体の一主面側に形成して構
成されていて、上記半導体発光素子部の上記発光ダイオ
ード素子が上記半導体基体の一主面側に所定パターンに
形成された少なくとも第1及び第2の導電層をそれぞれ
積層することによって所定の上記発光領域を形成するよ
うに構成され、かつ、上記導光手段は上記発光ダイオー
ド素子の上記発光領域を囲むようにして形成された所定
の反射率を有する反射層によって構成されることによ
り、上記発光ダイオード素子の発光領域から発せられた
光が効率よく所定の方向に導かれる。According to the invention described in claim 1, the semiconductor light emitting element portion in the semiconductor light emitting device has a light emitting diode element having a light emitting region which emits a predetermined light, and the light emitted from the light emitting region of the light emitting diode element. A light guide means for guiding in a predetermined direction is formed on one main surface side of the same semiconductor substrate, and the light emitting diode element of the semiconductor light emitting element section is formed in a predetermined pattern on the one main surface side of the semiconductor substrate. The predetermined light emitting region is formed by laminating at least the first and second conductive layers formed, and the light guiding means is formed so as to surround the light emitting region of the light emitting diode element. The light emitted from the light-emitting region of the light-emitting diode element is efficiently made to have a predetermined reflectivity by being constituted by the reflective layer having the predetermined reflectivity. It is guided to the direction.
【0017】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
半導体発光装置において、上記導光手段の上記反射層が
上記発光ダイオード素子近傍を焦点とする少なくとも放
物面状の所定面を有するように形成されることにより、
上記発光ダイオード素子の発光領域から発光された光が
非常に効率よく所定の方向に導かれる。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first aspect, the reflection layer of the light guide means has at least a paraboloidal predetermined surface having a focal point in the vicinity of the light emitting diode element. By being formed into
The light emitted from the light emitting region of the light emitting diode element is guided in a predetermined direction very efficiently.
【0018】請求項3記載の発明では、請求項1または
2記載の半導体発光装置において、上記発光ダイオード
素子が数μmから数十μm程度の径を有する所定の形状
に形成されることにより、その発光ダイオード素子内部
での光の再吸収が低減される。また、上記発光ダイオー
ド素子が上記放物面を有する反射層に対して実質的に点
光源としてみなされる。According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first or second aspect, the light emitting diode element is formed in a predetermined shape having a diameter of about several μm to several tens of μm. Reabsorption of light inside the light emitting diode device is reduced. Further, the light emitting diode element is substantially regarded as a point light source with respect to the reflective layer having the paraboloid.
【0019】請求項4記載の発明では、請求項1、2ま
たは3記載の半導体発光装置において、上記発光ダイオ
ード素子の上記発光領域を覆うようにして少なくとも空
気より光の屈折率の高い層が設けられていることによ
り、その発光ダイオード素子の内部への光の反射が低減
される。According to a fourth aspect of the invention, in the semiconductor light emitting device according to the first, second or third aspect, a layer having a refractive index higher than that of air is provided so as to cover the light emitting region of the light emitting diode element. As a result, the reflection of light inside the light emitting diode element is reduced.
【0020】請求項5記載の発明では、請求項1、2、
3または4記載の半導体発光装置において、上記発光ダ
イオード素子の上記発光領域と上記導光手段との間に少
なくとも空気より光の屈折率の高い層が設けられている
ことにより、それらの間に所定の導波路が形成される。According to the invention of claim 5, claims 1, 2 and
In the semiconductor light emitting device according to 3 or 4, at least a layer having a refractive index of light higher than that of air is provided between the light emitting region of the light emitting diode element and the light guiding means, and thus a predetermined layer is provided therebetween. Is formed.
【0021】請求項6記載の発明では、請求項1、2、
3、4または5記載の半導体発光装置において、上記半
導体発光素子部が上記半導体基体一主面側に複数形成さ
れることにより、低い注入電流で高い光取り出し効率が
得られる。According to a sixth aspect of the present invention, the first, second, and
In the semiconductor light emitting device described in 3, 4, or 5, by forming a plurality of the semiconductor light emitting element portions on the one main surface side of the semiconductor substrate, a high light extraction efficiency can be obtained with a low injection current.
【0022】請求項7記載の発明では、半導体発光装置
の製造方法において、半導体基体の一主面側に少なくと
も第1及び第2の導電層を形成して所定の発光領域を形
成する工程と、前記第1及び第2の導電層を所定パター
ンにパターニングする工程と、前記発光領域を囲むよう
にして所定の反射率を有する反射層を形成する工程とを
有しているので、上記半導体発光装置が非常に容易に実
現される。According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, a step of forming at least first and second conductive layers on one main surface side of the semiconductor substrate to form a predetermined light emitting region, Since the semiconductor light emitting device has a step of patterning the first and second conductive layers into a predetermined pattern and a step of forming a reflective layer having a predetermined reflectance so as to surround the light emitting region, Easily realized.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明の具体的な例を図面を参照しな
がら説明する。図1〜図3は、本発明の半導体発光装置
及びその製造方法による第1の実施例を示すものであっ
て、図1は、本発明の第1の実施例を示す半導体発光装
置の平面図、図2はII−II線矢視断面図、図3は本実施
例の半導体発光装置の製造方法を主要段階について順次
示す各断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show a first embodiment of a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same according to the present invention, and FIG. 1 is a plan view of a semiconductor light emitting device showing the first embodiment of the present invention. 2 is a sectional view taken along the line II-II, and FIG. 3 is a sectional view sequentially showing the main steps of the method for manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment.
【0024】図2に示すように、N型のGaAsからな
る半導体基板1の一主面上にN型のAl(x)Ga(y)As
(X=0.4,Y=0.6)からなる第1のクラッド層
2が形成され、そのクラッド層2上に発光領域としての
GaAsからなる活性層3が形成されていて、その活性
層3上にP型のAl(x)Ga(y)As(X=0.4,Y=
0.6)からなる第2のクラッド層4がそれぞれ所定の
パターンに形成されている。さらに、第2のクラッド層
3上には、P型のGaAsからなるキャップ層5が設け
られていて、それらの側面には、第1のクラッド層2、
活性層3、第2のクラッド層4及びキャップ層5とに亘
ってそれらの各層を覆うようにSiO2/SiNからな
る誘電体多層膜7が厚さ1μmに設けられている。以上
の各層構成により、発光ダイオード素子LEDが形成さ
れ、その発光ダイオード素子LEDは、図1に示すよう
に、直径5〜50μmを有する略円柱状に形成されてい
る。As shown in FIG. 2, N-type Al (x) Ga (y) As is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 made of N-type GaAs.
A first clad layer 2 made of (X = 0.4, Y = 0.6) is formed, and an active layer 3 made of GaAs is formed on the clad layer 2 as a light emitting region. P-type Al (x) Ga (y) As (X = 0.4, Y =
The second clad layer 4 made of 0.6) is formed in a predetermined pattern. Furthermore, a cap layer 5 made of P-type GaAs is provided on the second cladding layer 3, and the first cladding layer 2,
A dielectric multilayer film 7 made of SiO 2 / SiN is provided in a thickness of 1 μm so as to cover the active layer 3, the second clad layer 4, and the cap layer 5 so as to cover these layers. A light emitting diode element LED is formed by the respective layer configurations described above, and the light emitting diode element LED is formed in a substantially columnar shape having a diameter of 5 to 50 μm as shown in FIG.
【0025】この発光ダイオード素子LEDのキャップ
層5上には、AlからなるP側の電極層8が設けられて
いて、その反対側の半導体基板面には、Au−Ge/N
i/AuからなるN側の電極層9がそれぞれ設けられて
いる。その発光ダイオード素子LED以外の各半導体層
2、3、4及び5の側面には、光を反射させて所定の方
向に導くための導光手段としてのAlからなる反射層6
が、そのLEDの活性層3を囲むようにして形成されて
いて、その反射層6は、図1に示すように、LEDを焦
点とし、図にLで示す光の反射方向に開口部10を有す
る放物面状に形成されている。さらにいえば、半導体基
板1の上方からみた形状が、発光ダイオード素子LED
近傍の位置に焦点をもつ放物面状となるように反射層6
が設けられている。以上のように、発光ダイオード素子
LEDと発光領域としての活性層3を囲むようにして形
成された反射層6とによって発光ダイオード素子部11
が構成される。A P-side electrode layer 8 made of Al is provided on the cap layer 5 of this light-emitting diode element LED, and an Au-Ge / N layer is formed on the opposite side of the semiconductor substrate.
N-side electrode layers 9 made of i / Au are provided. On the side surface of each of the semiconductor layers 2, 3, 4 and 5 other than the light emitting diode element LED, a reflection layer 6 made of Al as a light guide means for reflecting light and guiding it in a predetermined direction.
Is formed so as to surround the active layer 3 of the LED, and the reflection layer 6 has an opening 10 in the light reflection direction indicated by L in the figure with the LED as the focus, as shown in FIG. It is formed like an object. Furthermore, the shape of the semiconductor substrate 1 viewed from above is the light emitting diode element LED.
The reflective layer 6 has a parabolic shape with a focal point in the vicinity.
Is provided. As described above, the light emitting diode element portion 11 includes the light emitting diode element LED and the reflective layer 6 formed so as to surround the active layer 3 as the light emitting region.
Is configured.
【0026】次に、本実施例の半導体発光装置の製造方
法について、図3(a)〜(d)を用いて説明すると、
まず、図3(a)に示すように、N型の半導体基板1の
一主面上に、MOCVD(Metal Organic
Chemical Vapor Depositio
n)法を用いて、N型のAl(x)Ga(y)As(X=0.
4,Y=0.6)層2を厚さ1.5μm、GaAs層3
を厚さ0.1μm、P型のAl(x)Ga(y)As(X=
0.4,Y=0.6)層4を厚さ1.5μm、P型のG
aAs層5を厚さ0.3μmに順次エピタキシャル成長
させてそれらの各層を形成する。Next, a method of manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 3A, MOCVD (Metal Organic) is formed on one main surface of the N-type semiconductor substrate 1.
Chemical Vapor Deposition
n) method, N-type Al (x) Ga (y) As (X = 0.
4, Y = 0.6) layer 2 having a thickness of 1.5 μm, GaAs layer 3
With a thickness of 0.1 μm and P-type Al (x) Ga (y) As (X =
0.4, Y = 0.6) Layer 4 with a thickness of 1.5 μm, P-type G
The aAs layer 5 is sequentially epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm to form each layer thereof.
【0027】次いで、ドライエッチング法により、図3
(b)及び図1に示すように、選択的に所定のパターニ
ングを行うことにより、5〜10μmの略円柱状の第1
のクラッド層2、活性層3、第2のクラッド層4及びキ
ャップ層5からなる発光ダイオード素子LEDを形成す
ると共に、導光手段としての反射層6を形成すべきLE
Dを焦点とする放物面状の領域Mを選択的に形成する。
その後、図3(c)に示すように、スパッタリング法に
より、領域Mに厚さ1μmの反射層6を選択的に形成
し、さらに、EB蒸着法により、発光ダイオード素子L
EDの端面において、第1のクラッド層2、活性層3、
第2のクラッド層4及びキャップ層4とに亘ってSiO
2/SiNからなる誘電体多層膜7が厚さ1μmにそれ
ぞれ形成する。Then, by a dry etching method, as shown in FIG.
As shown in FIG. 1B and FIG. 1, by performing a predetermined patterning selectively, the first columnar shape of 5 to 10 μm is formed.
LE, which is to form a light emitting diode element LED including a clad layer 2, an active layer 3, a second clad layer 4 and a cap layer 5, and a reflective layer 6 as a light guide means.
A parabolic region M having D as a focal point is selectively formed.
After that, as shown in FIG. 3C, a reflective layer 6 having a thickness of 1 μm is selectively formed in the region M by a sputtering method, and further, the light emitting diode element L is formed by an EB vapor deposition method.
At the end face of the ED, the first cladding layer 2, the active layer 3,
SiO over the second cladding layer 4 and the cap layer 4
A dielectric multilayer film 7 made of 2 / SiN is formed to a thickness of 1 μm.
【0028】次いで、図3(d)に示すように、発光ダ
イオード素子LEDにおけるキャップ層5の上部にAl
からなるP側電極層8を形成し、さらに、その反対側の
半導体基板面にAu−Ge/Ni/AuからなるN側の
電極層9をそれぞれ形成することによって、本実施例の
半導体発光装置が形成される。Then, as shown in FIG. 3D, Al is formed on the upper portion of the cap layer 5 in the light emitting diode element LED.
Of the semiconductor light emitting device of the present embodiment by forming a P-side electrode layer 8 made of, and further forming an N-side electrode layer 9 made of Au—Ge / Ni / Au on the opposite side of the semiconductor substrate. Is formed.
【0029】以上説明したように、本実施例の半導体発
光装置及びその製造方法によれば、半導体発光装置にお
ける半導体発光素子部11の発光ダイオード素子LED
が、半導体基板1の一主面上に直径5〜10μmの略円
柱状に形成された第1導電層としてのN型のクラッド層
2及び第2の導電層としてのP型のクラッド層4をそれ
ぞれ積層することによって、発光領域としての活性層3
を形成するように構成し、かつ、発光ダイオード素子L
EDの活性層3を囲むようにして選択的に形成された所
定の反射率を有する反射層6によって導光手段を構成し
ているので、発光ダイオード素子LEDの活性層3から
発せられた光を効率よく図1中にLで示す方向に導くこ
とができる。従って、L方向に対して高い指向性を得る
ことができ、光の取り出し効率を向上させることができ
る。しかも、発光ダイオード素子LEDと導光手段とし
ての反射層6を同一基板1上に形成しているので、半導
体発光装置の外部に、従来のように反射ユニット等を設
けなくても、その出力光の幅が数百μm程度の非常に指
向性の高い光出力を得ることができる。As described above, according to the semiconductor light emitting device and the method of manufacturing the same of the present embodiment, the light emitting diode element LED of the semiconductor light emitting element portion 11 in the semiconductor light emitting device.
However, an N-type clad layer 2 as a first conductive layer and a P-type clad layer 4 as a second conductive layer, which are formed in a substantially cylindrical shape having a diameter of 5 to 10 μm on one main surface of the semiconductor substrate 1, are formed. By stacking each of them, the active layer 3 as a light emitting region
And a light emitting diode element L
Since the light guide means is constituted by the reflective layer 6 having a predetermined reflectance which is selectively formed so as to surround the active layer 3 of the ED, the light emitted from the active layer 3 of the light emitting diode element LED can be efficiently emitted. It can be guided in the direction indicated by L in FIG. Therefore, high directivity can be obtained in the L direction, and the light extraction efficiency can be improved. Moreover, since the light emitting diode element LED and the reflection layer 6 as the light guide means are formed on the same substrate 1, the output light of the semiconductor light emitting device can be output without providing a reflection unit or the like as in the conventional case. It is possible to obtain a light output with a very high directivity and a width of several hundreds of μm.
【0030】また、発光ダイオード素子LEDを直径5
〜10μmの略円柱状の形状に形成しているので、その
径を小さくして発光ダイオード素子内部での光の再吸収
を低減することができる。従って、低い注入電流で動作
させても、発光ダイオード素子LED内で発生した光を
効率良く外部に取り出すことができ、その素子自体の光
の取り出し効率を向上させることができる。さらに、反
射層6を、発光ダイオード素子LED近傍を焦点とする
回転放物面を有するように形成しているので、発光ダイ
オード素子LEDをその回転放物面を有する反射層6に
対して実質的に点光源としてみなすことができ、そのL
EDから放出した光を非常に効率良くL方向に指向性を
もたせることができる。また、発光ダイオード素子LE
Dの活性層3を覆うようにして空気より光の屈折率の高
いSiO2/SiNからなる誘電体多層膜7層を設けて
いるので、その発光ダイオード素子の内部への光の反射
が低減できる。そのため、発光ダイオード素子LED内
で発生した光を効率良く外部に取り出すことができ、そ
の素子自体の光の取り出し効率を向上させることができ
る。The light emitting diode element LED has a diameter of 5
Since it is formed in a substantially columnar shape of 10 μm, it is possible to reduce the diameter thereof and reduce the reabsorption of light inside the light emitting diode element. Therefore, even when operated with a low injection current, the light generated in the light emitting diode element LED can be efficiently extracted to the outside, and the light extraction efficiency of the element itself can be improved. Further, since the reflective layer 6 is formed so as to have a paraboloid of revolution whose focus is in the vicinity of the light emitting diode element LED, the light emitting diode element LED is substantially formed with respect to the reflective layer 6 having the paraboloid of revolution. Can be regarded as a point light source, and its L
The light emitted from the ED can be directed very efficiently in the L direction. In addition, the light emitting diode element LE
Since the dielectric multilayer film 7 layer of SiO 2 / SiN having a higher refractive index of light than air is provided so as to cover the active layer 3 of D, the reflection of light to the inside of the light emitting diode element can be reduced. . Therefore, the light generated in the light emitting diode element LED can be efficiently extracted to the outside, and the light extraction efficiency of the element itself can be improved.
【0031】ここで、本実施例の半導体発光装置におけ
る発光ダイオードLEDの素子寸法について考えると、
その素子寸法の下限はLEDの発光波長に、その上限は
その発光部における光の吸収係数等によって制限され
る。そのため、素子寸法の下限は発光波長よりも十分大
きな値に設定する必要があり、また、素子寸法の上限
は、光の吸収係数がαの場合にその光強度が1/eとな
る距離1/α、または光ファイバーのコア径等の値のう
ち小さいほうの値に律則される。従って、LEDの直径
としては、その発光波長よりも十分に大きい5μm程度
から光ファイバーのコア径よりも小さい50μm程度
か、または光プリンターにおける300dpi相当の間
隔84.6μmの約半分に相当する40μm程度である
ことが好ましい。そこで、本実施例のLEDにおいてそ
の発光部の吸収係数がα=800cm-1程度とした場
合、その直径の下限は5μm程度で、その上限は、その
LEDの中心からの距離が1/α=12.5μmとなる
25μm程度であることが好ましい。そして、光プリン
ター用光源としては、LEDの直径が5〜40μm程度
が好ましく、また、光ファイバー用光源としては、その
直径が10〜50μm程度が好ましい。Here, considering the element size of the light emitting diode LED in the semiconductor light emitting device of this embodiment,
The lower limit of the element size is limited by the emission wavelength of the LED, and the upper limit thereof is limited by the absorption coefficient of light in the light emitting portion. Therefore, the lower limit of the element size must be set to a value sufficiently larger than the emission wavelength, and the upper limit of the element size is the distance 1 / e at which the light intensity is 1 / e when the absorption coefficient of light is α. It is regulated by α, or the smaller value of the core diameter of the optical fiber and the like. Therefore, the diameter of the LED is about 5 μm, which is sufficiently larger than the emission wavelength, to about 50 μm, which is smaller than the core diameter of the optical fiber, or about 40 μm, which is about half of the interval 84.6 μm corresponding to 300 dpi in an optical printer. Preferably there is. Therefore, in the LED of the present embodiment, when the absorption coefficient of the light emitting portion is set to about α = 800 cm −1, the lower limit of the diameter is about 5 μm and the upper limit is 1 / α = the distance from the center of the LED. It is preferably about 25 μm, which is 12.5 μm. The light source for an optical printer preferably has an LED diameter of about 5 to 40 μm, and the light source for an optical fiber preferably has a diameter of about 10 to 50 μm.
【0032】次に、本発明の第2の実施例を示す半導体
発光装置について図4から図6を用いて以下に説明す
る。図4は、本実施例の半導体発光装置の平面図、図5
はV−V線矢視断面図、図6は本実施例の半導体発光装
置の製造方法を主要段階について順次示す各断面図であ
る。基本的な構成は上述した第1の実施例と同様である
ので、説明の都合上、同一符号を付してその説明を省略
する。第1の実施例と異なる点は、図4及び図5に示す
ように、発光ダイオード素子LEDの側面に誘電体多層
膜7を設ける代わりにそのLEDと反射層6との間に空
気より屈折率の高いSiO2からなる誘電体層17が設
けられていることである。Next, a semiconductor light emitting device showing a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view of the semiconductor light emitting device of this embodiment, and FIG.
Is a cross-sectional view taken along the line VV, and FIG. 6 is a cross-sectional view sequentially showing the main steps of the method for manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment. Since the basic structure is the same as that of the first embodiment described above, for convenience of description, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. The difference from the first embodiment is that, as shown in FIGS. 4 and 5, instead of providing the dielectric multilayer film 7 on the side surface of the light emitting diode element LED, the refractive index of air is higher than that of air between the LED and the reflective layer 6. That is, the dielectric layer 17 made of SiO 2 having a high temperature is provided.
【0033】本実施例の半導体発光装置の製造方法は、
図6(a)に示すように、ドライエッチング法によって
所定のパターニングを行ってLED及び反射層形成領域
Mを選択的に形成した後、第1の実施例のように、LE
Dの側面に誘電体多層膜7を形成せずに、その後、図6
(b)に示すように、エッチバック法によってLEDと
反射層6との間にSiO2からなる誘電体を埋め込んで
誘電体層17を形成する。The method of manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment is as follows.
As shown in FIG. 6A, after performing predetermined patterning by a dry etching method to selectively form the LED and the reflection layer forming region M, as in the first embodiment, LE is used.
The dielectric multi-layer film 7 is not formed on the side surface of D, and then, as shown in FIG.
As shown in (b), a dielectric layer 17 is formed by embedding a dielectric material made of SiO 2 between the LED and the reflective layer 6 by an etch back method.
【0034】以上説明したように、本実施例の半導体発
光装置及びその製造方法によれば、上記の第1の実施例
と同様の構成による各利点を有すると共に、発光ダイオ
ード素子LEDと反射層6との間に空気より光の屈折率
の高い誘電体層17を設けているので、それらの間に光
の導波路を形成できる。そのため、発光ダイオード素子
LEDから発せられた光をより確実に図中のL方向に導
くことができ、光の指向性を高めてその光の取り出し効
率を向上させるのにとってより好都合となる。As described above, according to the semiconductor light emitting device and the method of manufacturing the same of the present embodiment, the light emitting diode element LED and the reflection layer 6 are provided with the advantages of the same structure as the first embodiment. Since the dielectric layer 17 having a higher refractive index of light than that of air is provided between and, a light waveguide can be formed between them. Therefore, the light emitted from the light emitting diode element LED can be guided more reliably in the L direction in the drawing, which is more convenient for improving the directivity of the light and improving the light extraction efficiency.
【0035】次に、本発明の第3の実施例を示す半導体
発光装置について図7及び図8を用いて説明する。基本
的な構成は上述した各例と同様であるので、説明の都合
上、同一符号を付してその説明を省略する。本実施例の
半導体発光装置では、図7及び図8に示すように、第1
の実施例と同様にして形成された発光ダイオード素子L
ED1と反射層6aによって構成された半導体発光素子
部11a、同様にして発光ダイオード素子LED2と反
射層6bによって形成された半導体発光素子部11b及
び発光ダイオード素子LEDと反射層6cによって構成
された半導体発光素子部11cがそれぞれ半導体基板1
上にアレイ状に形成されている。Next, a semiconductor light emitting device showing a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Since the basic configuration is the same as each of the above-described examples, for convenience of description, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. In the semiconductor light emitting device of this embodiment, as shown in FIGS.
Light emitting diode element L formed in the same manner as in the embodiment of
A semiconductor light emitting element portion 11a composed of ED1 and a reflective layer 6a, a semiconductor light emitting element portion 11b similarly composed of a light emitting diode element LED2 and a reflective layer 6b, and a semiconductor light emitting element composed of a light emitting diode element LED and a reflective layer 6c. The element portions 11c are respectively the semiconductor substrate 1
It is formed in an array on the top.
【0036】以上説明したように、本実施例の半導体発
光装置によれば、上記した第1の実施例と同様の各構成
によるそれぞれの利点を有すると共に、発光ダイオード
素子LED1と反射層6aによって構成された半導体発
光素子部11a、発光ダイオード素子LED2と反射層
6bによって形成された半導体発光素子部11b及び発
光ダイオード素子LEDと反射層6cによって構成され
た半導体発光素子部11cをそれぞれ半導体基板1上に
アレイ状に形成しているので、低い注入電流で極めて高
い光取り出し効率を得ることができる。その結果、例え
ば、光ファイバ通信等に好適な数百μm程度の幅の出射
光束を容易に得ることができる。また、発光ダイオード
素子及び導光手段としての反射層からなる半導体発光素
子部を本実施例では3つアレイ状に同一基板上に形成し
てしているので、それらをそれぞれ外部に構成した場合
の素子間の厳密な位置調整等を行わなくとも、本実施例
の半導体発光装置を非常に容易に実現できる。As described above, the semiconductor light emitting device of this embodiment has the same advantages as those of the first embodiment described above, and is composed of the light emitting diode element LED1 and the reflection layer 6a. The semiconductor light emitting element portion 11a, the semiconductor light emitting element portion 11b formed by the light emitting diode element LED2 and the reflection layer 6b, and the semiconductor light emitting element portion 11c formed by the light emitting diode element LED and the reflection layer 6c are respectively placed on the semiconductor substrate 1. Since they are formed in an array, an extremely high light extraction efficiency can be obtained with a low injection current. As a result, for example, it is possible to easily obtain an outgoing light flux having a width of about several hundred μm, which is suitable for optical fiber communication and the like. Further, in the present embodiment, three semiconductor light emitting element portions each including a light emitting diode element and a reflection layer as a light guiding means are formed on the same substrate in an array form. The semiconductor light emitting device of the present embodiment can be realized very easily without strict position adjustment between elements.
【0037】図9(a)〜(c)は、本発明の第4の実
施例を示す半導体発光装置及びその製造方法を示すもの
であって、本実施例においても、説明の都合上、上述の
実施例と同様の構成については、同一符号を付してその
説明を省略する。FIGS. 9A to 9C show a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment also, for convenience of explanation, the above description is given. Constituent elements similar to those of the above embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0038】本実施例の半導体発光装置の製造方法を説
明すると、図9(a)に示すように、N型の半導体基板
1上に、第1のクラッド層となるN型のAlGaAs層
2、活性層となるN型のGaAs層3、第2のクラッド
層となるP型のAlGaAs層4及びキャップ層となる
P型のGaAs層5を順次形成させた後に選択的にパタ
ーニングを行って発光ダイオード素子LED及び反射層
形成領域Mを形成した後、図9(b)に示すように、全
面にSiO2層16を堆積させ、その後、図9(c)に
示すように、選択的にパターニングを行うことにより反
射層16を形成し、さらにLEDの側面に誘電体多層膜
7を形成する。その後は、第1の実施例と同様にして各
電極層を形成することによって本実施例の半導体発光装
置が完成する。A method of manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment will be described. As shown in FIG. 9A, an N type AlGaAs layer 2 serving as a first cladding layer is formed on an N type semiconductor substrate 1. An N-type GaAs layer 3 serving as an active layer, a P-type AlGaAs layer 4 serving as a second cladding layer, and a P-type GaAs layer 5 serving as a cap layer are sequentially formed and then selectively patterned to form a light emitting diode. After forming the element LED and the reflection layer forming region M, as shown in FIG. 9B, a SiO 2 layer 16 is deposited on the entire surface, and then, as shown in FIG. 9C, selective patterning is performed. By doing so, the reflective layer 16 is formed, and further the dielectric multilayer film 7 is formed on the side surface of the LED. After that, by forming each electrode layer in the same manner as in the first embodiment, the semiconductor light emitting device of this embodiment is completed.
【0039】以上のように、本実施例の半導体発光装置
によれば、上記した第1の実施例と同様の各構成による
それぞれの利点を有すると共に、本実施例では、SiO
2層を用いて反射層16を形成しているので、わざわざ
スパッタリング等の特別の工程を行うことなく、発光ダ
イオード素子LEDを形成する同一の工程において、よ
り簡単に本発明の半導体発光装置を実現できる。As described above, according to the semiconductor light emitting device of the present embodiment, each of the advantages of each structure similar to those of the first embodiment described above is obtained, and in the present embodiment, SiO 2 is used.
Since the reflective layer 16 is formed by using two layers, the semiconductor light emitting device of the present invention can be realized more easily in the same step of forming the light emitting diode element LED without special steps such as sputtering. it can.
【0040】以上、本発明を例示したが、本発明は上述
した実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思
想に基づいていろいろな変形が可能である。例えば、上
述の各実施例において、反射層7の開口部10側と反対
側の発光ダイオード素子LEDにおける側面は、実際に
は光出力には寄与できない領域であるので、この領域に
おいて適切な配線層等を設けることによって、LEDに
注入する電流の量を増やすことができ、そのLEDから
の光出力を有効に増加させることができる。Although the present invention has been illustrated above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the side surface of the light emitting diode element LED on the side opposite to the opening 10 side of the reflective layer 7 is a region that cannot actually contribute to the light output, so that a suitable wiring layer is provided in this region. It is possible to increase the amount of current injected into the LED and effectively increase the light output from the LED by providing such elements.
【0041】発光ダイオード素子の形状も円柱状のほ
か、例えば、方形状等の適宜の形状に形成して良く、そ
の層構成も、少なくとも第1及び第2の導電層を有して
いれば良く、適宜変更できる。導光手段としては、上記
した実施例の反射層7等のほかに、例えば、光ファイバ
ーと略同様な構成を用いた所定の導波路を形成すること
も可能である。また、反射層7の形状は適宜変形でき、
層構成等も反射率のことなる材質のものを用いて構成し
ても良く、一層のみではなく、例えば多層にしてそれぞ
れの層の屈折率を変える等のように反射層7等の層構成
は適宜変形できる。その反射層7の材質もAl等の他い
ろいろな金属を用いることが可能であり、それらの金属
の他にもSiO2やSiN等の誘電体を適宜採用するこ
とができる。反射層7等に用いられる材質の反射率は、
高ければ高いほどいいが、30%以上であるのが好まし
く、その値は、発光ダイオード素子LEDにおける発光
領域としての活性層に用いられる材質によって適宜設定
するのが望ましい。SiO2のような材質を用いた場合
には、例えば、PやGe等の高屈折率材料、或いは、B
やF等の低屈折率材料を適宜添加することによって適切
な屈折率を設定できる。また、上記したように、発光素
子部を複数基板上に設ける場合、一列にアレイ状に形成
する他、例えば千鳥状に形成しても良く、その数も2以
上の適宜な数であってよい。なお、半導体材料の種類
は、適宜のものを用いることができ、上記した各半導体
層の導電型も適宜変更できる。The shape of the light-emitting diode element is not limited to the cylindrical shape, and may be formed in an appropriate shape such as a square shape, and the layer structure thereof may be at least the first and second conductive layers. , Can be changed as appropriate. As the light guide means, in addition to the reflection layer 7 and the like in the above-described embodiment, for example, a predetermined waveguide using a configuration substantially similar to that of an optical fiber can be formed. Further, the shape of the reflective layer 7 can be appropriately changed,
The layer structure and the like may be configured by using materials having different reflectivities, and the layer structure of the reflective layer 7 and the like is not limited to one layer, and for example, a multilayer structure is formed by changing the refractive index of each layer. It can be modified appropriately. As the material of the reflective layer 7, various metals other than Al can be used, and besides these metals, a dielectric material such as SiO 2 or SiN can be appropriately adopted. The reflectance of the material used for the reflective layer 7 etc. is
The higher it is, the better, but it is preferably 30% or more, and the value is preferably set appropriately according to the material used for the active layer as the light emitting region in the light emitting diode element LED. When a material such as SiO 2 is used, for example, a high refractive index material such as P or Ge, or B
An appropriate refractive index can be set by appropriately adding a low refractive index material such as F or F. In addition, as described above, when the light emitting element portions are provided on a plurality of substrates, they may be formed in a row and in an array, for example, in a zigzag shape, and the number may be an appropriate number of 2 or more. . It is to be noted that any kind of semiconductor material can be used, and the conductivity type of each semiconductor layer described above can be appropriately changed.
【0042】[0042]
【発明の効果】請求項1及び2記載の発明によれば、半
導体発光装置において、発光ダイオード素子の発光領域
から発せられる光を所定の方向に効率良く導くことがで
きるので、光の取り出し効率を向上させることができ
る。According to the first and second aspects of the present invention, in the semiconductor light emitting device, the light emitted from the light emitting region of the light emitting diode element can be efficiently guided in a predetermined direction, so that the light extraction efficiency is improved. Can be improved.
【0043】請求項3記載の発明によれば、半導体発光
装置において、発光ダイオード素子内部における光の再
吸収を低減できるので、その素子内部で発生した光を効
率良く外部に取り出すことができ、素子自体の光の取り
出し効率を向上させることができる。また、発光ダイオ
ード素子が放物面を有する反射層に対し、実質的に点光
源としてみなせるので、非常に効率良く、所定の方向に
光を導くことができる。According to the third aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device, reabsorption of light inside the light emitting diode element can be reduced, so that the light generated inside the element can be efficiently extracted to the outside, and The light extraction efficiency of itself can be improved. Further, since the light emitting diode element can be regarded as a point light source substantially with respect to the reflective layer having a parabolic surface, it is possible to guide light in a predetermined direction very efficiently.
【0044】請求項4記載の発明によれば、半導体発光
装置において、発光ダイオード素子においてその内部へ
の光の反射が低減できるので、その素子内部で発生した
光を効率良く外部に取り出すことができ、素子自体の光
の取り出し効率を向上させることができる。According to the invention described in claim 4, in the semiconductor light emitting device, since the reflection of light to the inside of the light emitting diode element can be reduced, the light generated inside the element can be efficiently extracted to the outside. The light extraction efficiency of the device itself can be improved.
【0045】請求項5記載の発明によれば、半導体発光
装置において、発光領域と導光手段との間に所定の導波
路が形成できるため、非常に効率良く所定の方向に光を
導くことができ、光の取り出し効率をさらに高めること
ができる。According to the fifth aspect of the invention, in the semiconductor light emitting device, since a predetermined waveguide can be formed between the light emitting region and the light guide means, it is possible to guide light in a predetermined direction very efficiently. It is possible to further improve the light extraction efficiency.
【0046】請求項6記載の発明によれば、半導体発光
装置において、低い注入電流でも非常に高い光の取り出
し効率を得ることができるので、所望の光束幅の出力光
を得ることができる。According to the sixth aspect of the invention, in the semiconductor light emitting device, it is possible to obtain a very high light extraction efficiency even with a low injection current, so that it is possible to obtain output light with a desired luminous flux width.
【0047】請求項7記載の発明によれば、半導体発光
装置の製造方法において、上記各利点を有した半導体発
光装置を容易に作製できる。According to the seventh aspect of the invention, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, a semiconductor light emitting device having each of the above advantages can be easily manufactured.
【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体発光装置の
平面図である。FIG. 1 is a plan view of a semiconductor light emitting device showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1におけるII−II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図3】本発明の第1の実施例を示す半導体発光装置の
製造方法を主要段階について示す各断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main steps of the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例を示す半導体発光装置の
平面図である。FIG. 4 is a plan view of a semiconductor light emitting device showing a second embodiment of the present invention.
【図5】図4におけるV−V線に沿う断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
【図6】本発明の第2の実施例を示す半導体発光装置の
製造方法を主要段階について示す各断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main steps of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device showing a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施例を示す半導体発光装置の
平面図である。FIG. 7 is a plan view of a semiconductor light emitting device showing a third embodiment of the present invention.
【図8】図7におけるVIII−VIII線に沿う断面図であ
る。8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.
【図9】本発明の第4の実施例を示す半導体発光装置の
製造方法を主要段階について示す各断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main steps of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device showing a fourth embodiment of the present invention.
1 半導体基板 2 第1の導電層 3 活性層(発光領域) 4 第2の導電層 5 キャップ層 6,6a,6b,6c,16 反射層 7 誘電体多層膜 8,9 電極層 10 開口部 11,11a,11b,11c 半導体発光素子部 17 誘電体層 LED,LED1,LED2,LED3 発光ダイオ
ード素子1 Semiconductor Substrate 2 First Conductive Layer 3 Active Layer (Light Emitting Area) 4 Second Conductive Layer 5 Cap Layer 6, 6a, 6b, 6c, 16 Reflective Layer 7 Dielectric Multilayer Film 8, 9 Electrode Layer 10 Opening 11 , 11a, 11b, 11c Semiconductor light emitting element section 17 Dielectric layer LED, LED1, LED2, LED3 Light emitting diode element
Claims (7)
イオード素子と、この発光ダイオード素子の前記発光領
域から発せられた前記光を所定の方向に導く導光手段と
を同一半導体基体の一主面側に形成して構成された半導
体発光素子部を有する半導体発光装置であって、前記発
光ダイオード素子が前記半導体基体の一主面側に所定パ
ターンに形成された少なくとも第1及び第2の導電層を
それぞれ積層することによって所定の発光領域を形成す
るように構成され、かつ、前記導光手段が前記発光ダイ
オード素子の前記発光領域を囲むようにして形成された
所定の反射率を有する反射層によって構成されている半
導体発光装置。1. A light emitting diode element having a light emitting region for emitting a predetermined light and a light guiding means for guiding the light emitted from the light emitting region of the light emitting diode element in a predetermined direction are mainly formed on the same semiconductor substrate. A semiconductor light emitting device having a semiconductor light emitting element portion formed on a surface side, wherein at least first and second conductive elements in which the light emitting diode element is formed in a predetermined pattern on a main surface side of the semiconductor substrate. It is configured to form a predetermined light emitting region by stacking layers, and the light guide means is formed by a reflective layer having a predetermined reflectance formed so as to surround the light emitting region of the light emitting diode element. Semiconductor light emitting device.
前記導光手段の前記反射層が前記発光ダイオード素子近
傍を焦点とする少なくとも放物面状の所定面を有するよ
うに形成されている半導体発光装置。2. The semiconductor light emitting device according to claim 1,
A semiconductor light emitting device, wherein the reflection layer of the light guiding means is formed to have at least a predetermined parabolic surface whose focal point is in the vicinity of the light emitting diode element.
おいて、前記発光ダイオード素子が数μmから数十μm
程度の径を有する所定の形状に形成されている半導体発
光装置。3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting diode element has a size of several μm to several tens μm.
A semiconductor light-emitting device formed in a predetermined shape having a diameter of the order.
置において、前記発光ダイオード素子の前記発光領域を
覆うようにして光の屈折率が少なくとも空気より高い層
が設けられている半導体発光装置。4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a layer having a refractive index of light at least higher than that of air is provided so as to cover the light emitting region of the light emitting diode element. .
光装置において、前記発光ダイオード素子の前記発光領
域と前記導光手段との間に光の屈折率が少なくとも空気
より高い層が設けられている半導体発光装置。5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein a layer having a refractive index of light higher than that of air is provided between the light emitting region of the light emitting diode element and the light guiding means. Semiconductor light emitting device.
体発光装置において、前記半導体発光素子部が前記半導
体基体の一主面側に複数設けられた半導体発光装置。6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein a plurality of said semiconductor light emitting element portions are provided on one main surface side of said semiconductor substrate.
び第2の導電層を形成して所定の発光領域を形成する工
程と、前記第1及び第2の導電層を所定パターンにパタ
ーニングする工程と、前記発光領域を囲むようにして所
定の反射率を有する反射層を形成する工程とを有する半
導体発光装置の製造方法。7. A step of forming at least first and second conductive layers on a main surface side of a semiconductor substrate to form a predetermined light emitting region, and patterning the first and second conductive layers in a predetermined pattern. And a step of forming a reflective layer having a predetermined reflectance so as to surround the light emitting region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14157494A JPH088462A (en) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | Semiconductor light emitting device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14157494A JPH088462A (en) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | Semiconductor light emitting device and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH088462A true JPH088462A (en) | 1996-01-12 |
Family
ID=15295150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14157494A Pending JPH088462A (en) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | Semiconductor light emitting device and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH088462A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008529297A (en) * | 2005-01-26 | 2008-07-31 | ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド | Light emitting device having a plurality of light emitting cells connected in series and method for manufacturing the same |
JP2009059970A (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor light-emitting element and method for fabricating semiconductor light-emitting element |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14157494A patent/JPH088462A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008529297A (en) * | 2005-01-26 | 2008-07-31 | ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド | Light emitting device having a plurality of light emitting cells connected in series and method for manufacturing the same |
JP2009059970A (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor light-emitting element and method for fabricating semiconductor light-emitting element |
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