JPH01312882A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH01312882A JPH01312882A JP14408788A JP14408788A JPH01312882A JP H01312882 A JPH01312882 A JP H01312882A JP 14408788 A JP14408788 A JP 14408788A JP 14408788 A JP14408788 A JP 14408788A JP H01312882 A JPH01312882 A JP H01312882A
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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）
電流阻止層として半絶縁性半導体層を用いた半導体レー
ザは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、高速動作が期待される。この様な半
導体レーザの従来例（エレクトロニクスレターズ誌、第
２２巻２３号１２１４〜１２１５頁、１９８８年）を第
２図に示す。
ザは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、高速動作が期待される。この様な半
導体レーザの従来例（エレクトロニクスレターズ誌、第
２２巻２３号１２１４〜１２１５頁、１９８８年）を第
２図に示す。
第２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、また、左右より半絶
縁性半導体層１８で挟まれ、電流は活性層１２の両脇に
位置する半絶縁性半導体層１８及びＳｉ０３層１７によ
り狭窄される。従って、電子はｎ形電極１５、半導体基
板１０．バッファ層１１を経て活性層１２に注入され、
一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層１４、クラ、ド
層１３を経て活性層１２に注入される。このｆ導体レー
ザは半絶縁性半導体層を電流阻止層に用いたことにより
１０ＧＨｚまでの高い周波数応答特性を示す。
層１１、ｐ形のクラッド層１３で、また、左右より半絶
縁性半導体層１８で挟まれ、電流は活性層１２の両脇に
位置する半絶縁性半導体層１８及びＳｉ０３層１７によ
り狭窄される。従って、電子はｎ形電極１５、半導体基
板１０．バッファ層１１を経て活性層１２に注入され、
一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層１４、クラ、ド
層１３を経て活性層１２に注入される。このｆ導体レー
ザは半絶縁性半導体層を電流阻止層に用いたことにより
１０ＧＨｚまでの高い周波数応答特性を示す。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の半絶縁性半導体層を用いた半導体
レーザには低閾値化、高出力化か困難であるという欠点
があった。それは半絶縁性半導体屑１８のうちダブルへ
テロ構造をなすメサとの界面近傍で、を絶縁性寮導体層
１８に形成された深い不純物準位に捕捉されない’、Ｔ
ｆ何４［１体による漏れ電流が生じてしまい、閾値の増
大、特に高バイアス時の出力特性の劣化が起こるためで
ある。
レーザには低閾値化、高出力化か困難であるという欠点
があった。それは半絶縁性半導体屑１８のうちダブルへ
テロ構造をなすメサとの界面近傍で、を絶縁性寮導体層
１８に形成された深い不純物準位に捕捉されない’、Ｔ
ｆ何４［１体による漏れ電流が生じてしまい、閾値の増
大、特に高バイアス時の出力特性の劣化が起こるためで
ある。
本発明の１−１的は、電流阻止層この漏れ電流が少なく
しかも寄住容量が小さいため低閾値、高速動作力百］］
能であり、また、漏れ心冷４の発生を抑制できる構造で
あるために高い製造歩留りか期待できるＴ導体１・−ぜ
を提供すること？１．あるい（問題点を解決するだめの
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ｋｉＩ折率より低いｈ１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平導体
層を配置した半導体レーザにおいて、前記活性領域の左
右にはカル、〆ラム、バリウム、及びストロンチウムの
弗化物よりなる絶縁体層をイｊ−すＳこ、！：を特徴と
１７でいる。
しかも寄住容量が小さいため低閾値、高速動作力百］］
能であり、また、漏れ心冷４の発生を抑制できる構造で
あるために高い製造歩留りか期待できるＴ導体１・−ぜ
を提供すること？１．あるい（問題点を解決するだめの
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ｋｉＩ折率より低いｈ１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平導体
層を配置した半導体レーザにおいて、前記活性領域の左
右にはカル、〆ラム、バリウム、及びストロンチウムの
弗化物よりなる絶縁体層をイｊ−すＳこ、！：を特徴と
１７でいる。
（作用）
本発明による半導体レーザてはｒ占性領域がカルシウム
、バリウム、及びストロンチウムの弗化物よりなる絶縁
体層で挟まれた構造となっている。
、バリウム、及びストロンチウムの弗化物よりなる絶縁
体層で挟まれた構造となっている。
この絶縁体層の高抵抗性は室ｌ扁でその禁制帯幅が１０
ｅＶ以七あるために電荷担体か伝導帯に生成しないこと
によっており、ｆ絶縁性半導体層のように電荷担体の深
い準位による捕捉によっていないため、本絶縁体層は電
子と正孔の両電荷担体に対して同時に高抵抗性を有する
６、そのため、漏れ電流か抑制され閾値電流が低減され
る。シー共に、高・イイアス時の出力特性も改とされる
。史に、絶縁体層の誘電率が半導体に比べ小さいｉ＝め
寄生容量が低減され高速動作か可能となる。また、上記
弗化物はその組成を選ぶことで半導体基板の格ｒ定数に
整合及〒はほぼ格子整合させることか可能であるため、
歪み応力か低減され高い信頼性か得られる。
ｅＶ以七あるために電荷担体か伝導帯に生成しないこと
によっており、ｆ絶縁性半導体層のように電荷担体の深
い準位による捕捉によっていないため、本絶縁体層は電
子と正孔の両電荷担体に対して同時に高抵抗性を有する
６、そのため、漏れ電流か抑制され閾値電流が低減され
る。シー共に、高・イイアス時の出力特性も改とされる
。史に、絶縁体層の誘電率が半導体に比べ小さいｉ＝め
寄生容量が低減され高速動作か可能となる。また、上記
弗化物はその組成を選ぶことで半導体基板の格ｒ定数に
整合及〒はほぼ格子整合させることか可能であるため、
歪み応力か低減され高い信頼性か得られる。
（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 ］、 Ｏ１８ｃｍ−３にドープしたＩｎＰ
層、クラッド層１３に亜鉛を１×ｌ Ｑ １８０．−＋
１にドー・ブしたＩｎＰ層、コンタクト層】４に亜鉛を
Ｉ Ｘ ｌ ０１０ｃｍ−３にドープしたＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、絶縁体層２０にバリウム、及びストロンチウムの
弗化物ＢａＳｒＦ２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。活性府工２はＬＦよ
りバッファ層１１、クニノド層１３で、また、左右より
絶縁体層２０で挟まれ、電流は活性層１２の両脇に位置
する絶縁体層２０により狭窄される。従って、電子はｎ
形′；ｒｉ極１５、バ、・ファ層１１を経て活性層１２
に注入され、一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層１
４、クラッド層１３を経て活性層１２に注入される。絶
縁体層２０は電子と正孔の両電荷担体に対して同時に高
抵抗性を有するため漏れ電流は従来に比べ著しく低減さ
れ、その結果、注入電流は活性層にのみ流れ再現性よ＜
ｔｏｍＡ程度の低い閾値が得られた。また、絶縁体層２
０がｆ絶縁性半導体層に比べ著しく低い誘電率を有する
ため寄生容量が低減され１．０ Ｇ Ｈ２以上の変調帯
間か得られた。
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 ］、 Ｏ１８ｃｍ−３にドープしたＩｎＰ
層、クラッド層１３に亜鉛を１×ｌ Ｑ １８０．−＋
１にドー・ブしたＩｎＰ層、コンタクト層】４に亜鉛を
Ｉ Ｘ ｌ ０１０ｃｍ−３にドープしたＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、絶縁体層２０にバリウム、及びストロンチウムの
弗化物ＢａＳｒＦ２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。活性府工２はＬＦよ
りバッファ層１１、クニノド層１３で、また、左右より
絶縁体層２０で挟まれ、電流は活性層１２の両脇に位置
する絶縁体層２０により狭窄される。従って、電子はｎ
形′；ｒｉ極１５、バ、・ファ層１１を経て活性層１２
に注入され、一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層１
４、クラッド層１３を経て活性層１２に注入される。絶
縁体層２０は電子と正孔の両電荷担体に対して同時に高
抵抗性を有するため漏れ電流は従来に比べ著しく低減さ
れ、その結果、注入電流は活性層にのみ流れ再現性よ＜
ｔｏｍＡ程度の低い閾値が得られた。また、絶縁体層２
０がｆ絶縁性半導体層に比べ著しく低い誘電率を有する
ため寄生容量が低減され１．０ Ｇ Ｈ２以上の変調帯
間か得られた。
本実施例ではバッファ層１１に硫黄を１×１０１８Ｃ１
１″３にドープしたＩｎＰ層、活性層１２に禁制帯幅０
．９５ ｅ Ｖのγ“／ドープＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
Ｐ層、クラッド層１３に亜鉛をＩ Ｘ １０１８ｃｍ−
３にドープしたｉ ｎ Ｐ層、コンタクト層１４に亜鉛
をＩ Ｘ １０ ｌＱｃｍ−’にドープしたＩｎＧａＡ
ｓＰ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Ｉ ｎ Ｐ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、■原材料および■原材料に■ｒ
ｌ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５μｍ１高さ２．５μｍ１活性領域幅１
．５μｍのメサを形成した後、絶縁体層２０としてＢａ
Ｓ ｒＦ２層をメサの両側に電子ビーム蒸着により形成
した。この絶縁体層１８とＩｎＰ層との歪応力を低減す
るため、Ｂ ａ、 Ｓ ｒ Ｆ２層にはＩｎＰと格子整
合可能な、バリウム弗化物ＢａＦ２．１７％、スト０７
チウム弗化物ＳｒＦ２，８３％よりなるＢ ａ＋ｉ、＋
ｔＳ ｒ ０．８３Ｆ ２なる混晶組成を用いた。この
絶縁体層は室温でその禁制帯幅が１０ ｅ ｖ以上あり
電荷担体が伝導帯に生成しないため、市ｒと正孔の両電
荷担体に対して高い高抵抗性を打する。またＩｎＰに格
子整合した絶縁体層を用いたため、歪み応力か低減され
６ｂい信頼性が得られた。
１″３にドープしたＩｎＰ層、活性層１２に禁制帯幅０
．９５ ｅ Ｖのγ“／ドープＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
Ｐ層、クラッド層１３に亜鉛をＩ Ｘ １０１８ｃｍ−
３にドープしたｉ ｎ Ｐ層、コンタクト層１４に亜鉛
をＩ Ｘ １０ ｌＱｃｍ−’にドープしたＩｎＧａＡ
ｓＰ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Ｉ ｎ Ｐ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、■原材料および■原材料に■ｒ
ｌ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５μｍ１高さ２．５μｍ１活性領域幅１
．５μｍのメサを形成した後、絶縁体層２０としてＢａ
Ｓ ｒＦ２層をメサの両側に電子ビーム蒸着により形成
した。この絶縁体層１８とＩｎＰ層との歪応力を低減す
るため、Ｂ ａ、 Ｓ ｒ Ｆ２層にはＩｎＰと格子整
合可能な、バリウム弗化物ＢａＦ２．１７％、スト０７
チウム弗化物ＳｒＦ２，８３％よりなるＢ ａ＋ｉ、＋
ｔＳ ｒ ０．８３Ｆ ２なる混晶組成を用いた。この
絶縁体層は室温でその禁制帯幅が１０ ｅ ｖ以上あり
電荷担体が伝導帯に生成しないため、市ｒと正孔の両電
荷担体に対して高い高抵抗性を打する。またＩｎＰに格
子整合した絶縁体層を用いたため、歪み応力か低減され
６ｂい信頼性が得られた。
上記実施例ではハイドライド気相成長法を用いた成長条
件は実施例の条件に限定されるものではなく、また液相
成長法、打機金属気相成長法、クロライド気相成長法等
の他のエピタキンヤル成長法を用いても実現できる。
件は実施例の条件に限定されるものではなく、また液相
成長法、打機金属気相成長法、クロライド気相成長法等
の他のエピタキンヤル成長法を用いても実現できる。
上記実施例てはＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰｆ導体＋４’
１’−１トバリウム、及びストロンチウムの弗化物とか
もちられたが、他の材料例えばＧａＡｓに格子整合する
材料としてはＣａＦ２が良いし、またＧａＡｌＡｓ／Ｇ
ａＡｓ、ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ等の他の各種■−■
族半導体材料からなる半導体レーザにも格子整合可能な
カルシウム、ノ・す・”ノ１、、及びストロンチウムの
弗化物を選択して適用できる。
１’−１トバリウム、及びストロンチウムの弗化物とか
もちられたが、他の材料例えばＧａＡｓに格子整合する
材料としてはＣａＦ２が良いし、またＧａＡｌＡｓ／Ｇ
ａＡｓ、ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＰ等の他の各種■−■
族半導体材料からなる半導体レーザにも格子整合可能な
カルシウム、ノ・す・”ノ１、、及びストロンチウムの
弗化物を選択して適用できる。
（発明の効果）
本発明による半導体レーザは、電流阻止層での漏ね電流
が少なくしかも寄生容量か小さいため低閾値、高速動作
が可能であり、また、漏れ電流の発生を抑制できる構造
であるために高い製造歩留りか期待できる。
が少なくしかも寄生容量か小さいため低閾値、高速動作
が可能であり、また、漏れ電流の発生を抑制できる構造
であるために高い製造歩留りか期待できる。
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図は従来例を説明するｔ導体レーザの断面図であ
る。 １０ ・・・ 半導体基板 ｉｉ −−−バッファ層 １２ ・・・ 活性層 １３ 参〇・ クラッド層 １４ ・・・ コンタクト層 １５ ・・・ ｎ形電極 １６ ・・・ ｐ形電極 １７ ・・・ ５ｉ０２層 １８ ・・・ 半絶縁性半導体層 ２０ ・・・ 絶縁体層 を、それぞれ示す。
、第２図は従来例を説明するｔ導体レーザの断面図であ
る。 １０ ・・・ 半導体基板 ｉｉ −−−バッファ層 １２ ・・・ 活性層 １３ 参〇・ クラッド層 １４ ・・・ コンタクト層 １５ ・・・ ｎ形電極 １６ ・・・ ｐ形電極 １７ ・・・ ５ｉ０２層 １８ ・・・ 半絶縁性半導体層 ２０ ・・・ 絶縁体層 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カルシウム、バリウム、及
びストロンチウムの少くとも１つを含む弗化物よりなる
絶縁体層を有す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 |
|---|---|---|---|
| JP14408788A JPH01312882A (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14408788A JPH01312882A (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01312882A true JPH01312882A (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=15353930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14408788A Pending JPH01312882A (ja) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01312882A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145885A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS61194891A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
-
1988
- 1988-06-10 JP JP14408788A patent/JPH01312882A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145885A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS61194891A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
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