JPH01268085A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH01268085A JPH01268085A JP9723088A JP9723088A JPH01268085A JP H01268085 A JPH01268085 A JP H01268085A JP 9723088 A JP9723088 A JP 9723088A JP 9723088 A JP9723088 A JP 9723088A JP H01268085 A JPH01268085 A JP H01268085A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体レーザに関するものである。
（従来の技術）
絶縁性有機膜層を電流阻止層に用いた半導体レーザは電
流阻止層での漏れ電流がなくしかも寄生容量が小さいた
め低閾値、高速動作が期待される。しかもこの様な半導
体レーザは阻止構造が簡単なため低価格化が可能である
。この様な構造を有する半導体レーザの従来例（８６２
年春季応用物理学会予稿集、講演番号２８ｐ−ＺＨ−１
）を第３図に示す。第３図において、活性層１２は上下
よりｎ形のバッファ層１１、ｐ形のクラッド層１３で挾
まれ、電流は活性層１２を含むリッヂ構造の両脇に位置
する絶縁性有機膜層１７により狭窄される。従って、電
子はｎ形電極１５、ｎ形半導体基板１０、バッファ層１
１を経て活性層１２に注入され、一方正孔はｐ形電極１
６、コンタクト層１４、クラッド層１３を経て活性層１
２に注入される。
流阻止層での漏れ電流がなくしかも寄生容量が小さいた
め低閾値、高速動作が期待される。しかもこの様な半導
体レーザは阻止構造が簡単なため低価格化が可能である
。この様な構造を有する半導体レーザの従来例（８６２
年春季応用物理学会予稿集、講演番号２８ｐ−ＺＨ−１
）を第３図に示す。第３図において、活性層１２は上下
よりｎ形のバッファ層１１、ｐ形のクラッド層１３で挾
まれ、電流は活性層１２を含むリッヂ構造の両脇に位置
する絶縁性有機膜層１７により狭窄される。従って、電
子はｎ形電極１５、ｎ形半導体基板１０、バッファ層１
１を経て活性層１２に注入され、一方正孔はｐ形電極１
６、コンタクト層１４、クラッド層１３を経て活性層１
２に注入される。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の絶縁性有機膜層を用いた半導体レ
ーザには、歩留りを高くすることが困難であるという欠
点があった。それはエツチングをｐ形りラッド層１３の
途中で精密に制御して止めるのが困難であるため活性層
１２を含むリッヂ構造の形状がばらつき横車−導波モー
ドが再現性よく得られないためである。
ーザには、歩留りを高くすることが困難であるという欠
点があった。それはエツチングをｐ形りラッド層１３の
途中で精密に制御して止めるのが困難であるため活性層
１２を含むリッヂ構造の形状がばらつき横車−導波モー
ドが再現性よく得られないためである。
本発明の目的は、横車−導波モードが再現性よく得られ
、電流阻止層での漏れ電流が少なくしかも寄生容量が小
さいため低閾値、高速動作が可能であり、高い製造歩留
りが期待できる半導体レーザを提供することにある。
、電流阻止層での漏れ電流が少なくしかも寄生容量が小
さいため低閾値、高速動作が可能であり、高い製造歩留
りが期待できる半導体レーザを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の半導体レーザは、活性領域の上下にこの活性領
域の屈折率より低い屈折率を有しかつ前記活性領域の禁
制帯幅より大きい禁制帯幅を有する導電形半導体層を配
置した半導体レーザにおいて、前記活性領域の左右には
絶縁性有機膜層を有し、かつ、前記絶縁性有機膜層と前
記導電形半導体層の界面が活性領域の下側界面と同一平
面上にあることを特徴としている。
域の屈折率より低い屈折率を有しかつ前記活性領域の禁
制帯幅より大きい禁制帯幅を有する導電形半導体層を配
置した半導体レーザにおいて、前記活性領域の左右には
絶縁性有機膜層を有し、かつ、前記絶縁性有機膜層と前
記導電形半導体層の界面が活性領域の下側界面と同一平
面上にあることを特徴としている。
（作用）
本発明による半導体レーザでは活性領域を含むメサをエ
ツチングによって形成する際、活性層とクラッド層との
組成の違いを利用した選択エツチングを用いることによ
りメサ形状が再現性よく形成できる。また、絶縁性有機
膜層とクラッド層との界面が活性領域の下側界面と同一
平面上にある構造であるため、絶縁性有機膜層と活性領
域との屈折率差が低減されて横車−導波モードとするた
めに必要な活性領域の幅がｌｐｍ以上となる。そのため
、再現性よく横車−導波モードが得られる。また、絶縁
性有機膜層の絶縁性は充分に大きいため注入電流は活性
層にのみ流れ、漏れ電流は従来に比べ著しく低減され再
現性よく低い閾値が得られる。更に、絶縁性有機膜層の
誘電率が半導体に比べ小さいため寄生容量が低減され高
速動作が可能となる。また絶縁性無機膜と比べて、半導
体との界面及び膜中で発生する応力が格段に小さいので
、レーザの特性に応力が与える影響を小さくできる他、
２ｐｍ以上の膜厚にしてもクラックが発生しないという
利点を有する。
ツチングによって形成する際、活性層とクラッド層との
組成の違いを利用した選択エツチングを用いることによ
りメサ形状が再現性よく形成できる。また、絶縁性有機
膜層とクラッド層との界面が活性領域の下側界面と同一
平面上にある構造であるため、絶縁性有機膜層と活性領
域との屈折率差が低減されて横車−導波モードとするた
めに必要な活性領域の幅がｌｐｍ以上となる。そのため
、再現性よく横車−導波モードが得られる。また、絶縁
性有機膜層の絶縁性は充分に大きいため注入電流は活性
層にのみ流れ、漏れ電流は従来に比べ著しく低減され再
現性よく低い閾値が得られる。更に、絶縁性有機膜層の
誘電率が半導体に比べ小さいため寄生容量が低減され高
速動作が可能となる。また絶縁性無機膜と比べて、半導
体との界面及び膜中で発生する応力が格段に小さいので
、レーザの特性に応力が与える影響を小さくできる他、
２ｐｍ以上の膜厚にしてもクラックが発生しないという
利点を有する。
（実施例）
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体レーザの断面図
である。本実施例では活性層１２に禁制帯幅０．９５ｅ
ＶのアンドープＩｎＧａＡｓＰ層、バッファ層１１に硫
黄をＩ Ｘ １０１８ｃｍ’にドープしたＩｎＰ層、ク
ラッド層１３に亜鉛をＩ Ｘ １１０１８ａ’にドープ
したＩｎＰ層、コンタクト層１４に亜鉛をＩ Ｘ １０
１９ｃｍ’にドープしたＩｎＧａＡｓＰ層、絶縁性有機
膜層１７にポリイミドを用いた。また、半導体基板１０
には硫黄ドープＩｎＰ基板を用いた。絶縁性有機膜層１
８とバッファ層１１との界面が活性領域の下側界面と同
一平面上にある構造であるため、絶縁性有機膜層と活性
領域との屈折率差が低減されて横車−導波モードとする
ために必要な活性領域の幅が通常の埋め込み形半導体レ
ーザと同程度の大きさとなった。第２図は、有限要素法
を用いて計算した本発明による半導体レーザの導波モー
ド利得と活性領域幅との関係の説明図である。これより
、横車−導波モード条件は活性層厚が０．１ｐｍのとき
活性領域幅はｌｐｍ−２ｐｍとなる。この範囲内に活性
層幅を設定することは容易であるため再現性よく横車−
導波モードが得られた。また、活性層１２は上下よりバ
ッファ層１１、クラッド層１３で、また、左右より絶縁
性有機膜層１７で挾まれ、ｉ流は活性層１２の両脇に位
置するの絶縁性有機膜層１７により狭窄される。従って
、電子はｎ形電極１５、バッファ層１１を経て活性層１
２に注入され、一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層
１４、クラッド層１３を経て活性層１２に注入される。
である。本実施例では活性層１２に禁制帯幅０．９５ｅ
ＶのアンドープＩｎＧａＡｓＰ層、バッファ層１１に硫
黄をＩ Ｘ １０１８ｃｍ’にドープしたＩｎＰ層、ク
ラッド層１３に亜鉛をＩ Ｘ １１０１８ａ’にドープ
したＩｎＰ層、コンタクト層１４に亜鉛をＩ Ｘ １０
１９ｃｍ’にドープしたＩｎＧａＡｓＰ層、絶縁性有機
膜層１７にポリイミドを用いた。また、半導体基板１０
には硫黄ドープＩｎＰ基板を用いた。絶縁性有機膜層１
８とバッファ層１１との界面が活性領域の下側界面と同
一平面上にある構造であるため、絶縁性有機膜層と活性
領域との屈折率差が低減されて横車−導波モードとする
ために必要な活性領域の幅が通常の埋め込み形半導体レ
ーザと同程度の大きさとなった。第２図は、有限要素法
を用いて計算した本発明による半導体レーザの導波モー
ド利得と活性領域幅との関係の説明図である。これより
、横車−導波モード条件は活性層厚が０．１ｐｍのとき
活性領域幅はｌｐｍ−２ｐｍとなる。この範囲内に活性
層幅を設定することは容易であるため再現性よく横車−
導波モードが得られた。また、活性層１２は上下よりバ
ッファ層１１、クラッド層１３で、また、左右より絶縁
性有機膜層１７で挾まれ、ｉ流は活性層１２の両脇に位
置するの絶縁性有機膜層１７により狭窄される。従って
、電子はｎ形電極１５、バッファ層１１を経て活性層１
２に注入され、一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層
１４、クラッド層１３を経て活性層１２に注入される。
その結果、注入電流は活性層にのみ流れ、漏れ電流は従
来に比べ著しい低減され再現性よ＜１０ｍＡ程度の低い
閾値が得られた。また、寄生容量は絶縁性有機膜層１７
により低減され１０ＧＨｚ以上の変調帯域が得られた。
来に比べ著しい低減され再現性よ＜１０ｍＡ程度の低い
閾値が得られた。また、寄生容量は絶縁性有機膜層１７
により低減され１０ＧＨｚ以上の変調帯域が得られた。
本実施例ではバッファ層１１に硫黄を
Ｉ Ｘ １１０１８ａ’にドープしたＩｎＰ層、活性層
１２に禁制帯幅０．９５ｅＶのアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、クラッド層１３に亜鉛を１×１０１８ｃｍ−３に
ドープしたＩｎＰ層、コンタクト層１４に亜鉛をＩ Ｘ
１１０１９ａ’にドープしたＩｎＧａＡｓＰ層を用い
、これらの層よりなるダブルへテロ構造を（１００）面
硫黄ドープＩｎＰ基板にハイドライド気相成長で積層し
た。このハイドライド気相成長では成長温度６９０°Ｃ
とし、ＩＩＩ族材料およびＶ原材料にＩｎメタル、Ｇａ
メタル及びアルシン、ホスフィンガスをそれぞれ用いた
。次にこのダブルへテロ構造を有するウェハを通常のホ
トリソグラフィと選択化学エツチング法を用いてメサ幅
５１，１ｍ、高さ２．５μｍ、活性領域幅１．５ｐｍの
メサを形成した後、絶縁性有機膜層１７としてポリイミ
ド層をメサの両側に形成した。この後電極を形成した。
１２に禁制帯幅０．９５ｅＶのアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、クラッド層１３に亜鉛を１×１０１８ｃｍ−３に
ドープしたＩｎＰ層、コンタクト層１４に亜鉛をＩ Ｘ
１１０１９ａ’にドープしたＩｎＧａＡｓＰ層を用い
、これらの層よりなるダブルへテロ構造を（１００）面
硫黄ドープＩｎＰ基板にハイドライド気相成長で積層し
た。このハイドライド気相成長では成長温度６９０°Ｃ
とし、ＩＩＩ族材料およびＶ原材料にＩｎメタル、Ｇａ
メタル及びアルシン、ホスフィンガスをそれぞれ用いた
。次にこのダブルへテロ構造を有するウェハを通常のホ
トリソグラフィと選択化学エツチング法を用いてメサ幅
５１，１ｍ、高さ２．５μｍ、活性領域幅１．５ｐｍの
メサを形成した後、絶縁性有機膜層１７としてポリイミ
ド層をメサの両側に形成した。この後電極を形成した。
上記実施例で絶縁性有機膜層としてポリイミドを用いた
のは電極形成の熱プロセスに耐え得るためである。しか
し電極形成に関するプロセスは必ずしも、ここで用いた
順序、方法によらないので誘電率が半導体に比べて低け
れば他の材料でも良い。また、半導体層の成長はハイド
ライド気相成長法を用いたが液相成長法、有機金属気相
成長法、クロライド気相成長法等のエピタキシャル成長
法を用いても実現できる。
のは電極形成の熱プロセスに耐え得るためである。しか
し電極形成に関するプロセスは必ずしも、ここで用いた
順序、方法によらないので誘電率が半導体に比べて低け
れば他の材料でも良い。また、半導体層の成長はハイド
ライド気相成長法を用いたが液相成長法、有機金属気相
成長法、クロライド気相成長法等のエピタキシャル成長
法を用いても実現できる。
上記実施例ではＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体材料が用
いられたが、ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ、ＴｎＧａＡＩＡ
ｓ／ＩｎＰ等の他のＩＩＩ −Ｖ族生導体材料からなる
半導体レーザにも適用が可能である。
いられたが、ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ、ＴｎＧａＡＩＡ
ｓ／ＩｎＰ等の他のＩＩＩ −Ｖ族生導体材料からなる
半導体レーザにも適用が可能である。
（発明の効果）
本発明による半導体レーザは、横車−導波モードが再現
性よく得られ、電流阻止層での漏れ電流が少なくしかも
寄生容量が小さいため低閾値、高速動作が可能であり、
高い製造歩留りが期待できる。
性よく得られ、電流阻止層での漏れ電流が少なくしかも
寄生容量が小さいため低閾値、高速動作が可能であり、
高い製造歩留りが期待できる。
第１図は本発明の一実施例である半導体レーザの断面図
、第２図は本発明による半導体レーザの導波モード利得
と活性領域幅との関係説明図、第３図は従来例を説明す
る半導体レーザの断面図である。 １０・・・ｎ形半導体基板 １１・・・バッファ層 １２・・・活性層 １３・・・クラッド層 １４・・・コンタクト層 １５・・・ｎ形電極 １６・・・ｐ形電極 １７・・・絶縁性有機膜層 を、それぞれ示す。
、第２図は本発明による半導体レーザの導波モード利得
と活性領域幅との関係説明図、第３図は従来例を説明す
る半導体レーザの断面図である。 １０・・・ｎ形半導体基板 １１・・・バッファ層 １２・・・活性層 １３・・・クラッド層 １４・・・コンタクト層 １５・・・ｎ形電極 １６・・・ｐ形電極 １７・・・絶縁性有機膜層 を、それぞれ示す。
Claims (1)
- 活性領域の上下にこの活性領域の屈折率より低い屈折率
を有しかつ前記活性領域の禁制帯幅より大きい禁制帯幅
を有する導電形半導体層を配置した半導体レーザにおい
て、前記活性領域の左右には絶縁性有機膜層を有し、か
つ、前記絶縁性有機膜層と前記導電形半導体層の界面が
活性領域の下側界面と同一平面上にあることを特徴とす
る半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9723088A JPH01268085A (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9723088A JPH01268085A (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01268085A true JPH01268085A (ja) | 1989-10-25 |
Family
ID=14186823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9723088A Pending JPH01268085A (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01268085A (ja) |
-
1988
- 1988-04-19 JP JP9723088A patent/JPH01268085A/ja active Pending
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