JPH02105485A - 埋込み型半導体レーザ - Google Patents
埋込み型半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH02105485A JPH02105485A JP25864688A JP25864688A JPH02105485A JP H02105485 A JPH02105485 A JP H02105485A JP 25864688 A JP25864688 A JP 25864688A JP 25864688 A JP25864688 A JP 25864688A JP H02105485 A JPH02105485 A JP H02105485A
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- Japan
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- semiconductor laser
- junction
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- Pending
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 53
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
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〕
本発明は埋込み型半導体レーザに関するものである。
第３図に従来のＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ ２重チャネル
型ブレーナ埋込み型半導体レーザ（以下、半導体レーザ
と略記する）の断面図を示す。この半導体レーザは活性
層３をバッファー層２とクラッド層４とで挟んだストラ
イプ状多層構造を半導体基板１上に備え、ストライプ状
多層構造の両側にブロック層５、ノンドープ層６、ブロ
ック層７、半導体層８から成る電流阻止領域を有し、さ
らに最上部にキャップ層９を備えた構造となっている。
型ブレーナ埋込み型半導体レーザ（以下、半導体レーザ
と略記する）の断面図を示す。この半導体レーザは活性
層３をバッファー層２とクラッド層４とで挟んだストラ
イプ状多層構造を半導体基板１上に備え、ストライプ状
多層構造の両側にブロック層５、ノンドープ層６、ブロ
ック層７、半導体層８から成る電流阻止領域を有し、さ
らに最上部にキャップ層９を備えた構造となっている。
第３図において、１，２．７はＮ型１ｎＰ型、３はＩｎ
ＧａＡｓＰ活性層、４．５．８．９はＰ型ＩｎＰ Ｍ、
６はノンドープＩｎＰ暦である。ここで５．７．８は電
流を狭窄する為のブロック層であり、さらにノンドープ
層６は半導体レーザの応答特性改善を目指し、半導体レ
ーザの寄生容量を減らす目的で形成されたものである。
ＧａＡｓＰ活性層、４．５．８．９はＰ型ＩｎＰ Ｍ、
６はノンドープＩｎＰ暦である。ここで５．７．８は電
流を狭窄する為のブロック層であり、さらにノンドープ
層６は半導体レーザの応答特性改善を目指し、半導体レ
ーザの寄生容量を減らす目的で形成されたものである。
すなわち、ノンドープ層６は通常１〜１０ Ｘ １０１
６ｃｍ−３の濃度のＮ型１ｎＰ層となり隣接するＰ型１
ｎＰ層５とＰＮ接合１０を形成するが、半導体レーザの
動作状態では上記ＰＮ接合１０は逆バイアス状態であり
、かつノンドープ層６は半導体レーザ中の各半導体層の
うち最も濃度が低い為ＰＮ接合１０による容量は半導体
レーザ中の他のＰＮ接合による容量の中で最も小さい。
６ｃｍ−３の濃度のＮ型１ｎＰ層となり隣接するＰ型１
ｎＰ層５とＰＮ接合１０を形成するが、半導体レーザの
動作状態では上記ＰＮ接合１０は逆バイアス状態であり
、かつノンドープ層６は半導体レーザ中の各半導体層の
うち最も濃度が低い為ＰＮ接合１０による容量は半導体
レーザ中の他のＰＮ接合による容量の中で最も小さい。
ここで半導体レーザ全体容量は各ＰＮ接合による容量の
直列配置された状態の容量と考えられるから各容量中最
も小さい容量が半導体レーザ全体の容量を大きく左右し
ていた。
直列配置された状態の容量と考えられるから各容量中最
も小さい容量が半導体レーザ全体の容量を大きく左右し
ていた。
一方、ＰＮ接合］０が形成されていない領域は素子全体
としては面積的に小さく、したがって容量も小さい。し
たがって、ＰＮ接合１０による容量が半導体レーザ全体
の容量を大きく左右していた。
としては面積的に小さく、したがって容量も小さい。し
たがって、ＰＮ接合１０による容量が半導体レーザ全体
の容量を大きく左右していた。
しかし、より高速の応答が要求されるに至り、従来の構
造の半導体レーザではノンドープＩｎＰ層６の低濃度化
は容易ではなく、したがって半導体レーザの寄生容量の
低減が困難でより高速な応答には対応できないという欠
点があった。
造の半導体レーザではノンドープＩｎＰ層６の低濃度化
は容易ではなく、したがって半導体レーザの寄生容量の
低減が困難でより高速な応答には対応できないという欠
点があった。
本発明は半導体レーザの構造に工夫を施し、上記問題点
を解決して高速応答が可能な半導体レーザを得ることに
ある。
を解決して高速応答が可能な半導体レーザを得ることに
ある。
本発明の半導体レーザは、電流注入により発光する活性
層を内包するストライプ状多層構造の両側に、少なくと
も片方の濃度がＩ Ｘ １０１７ｃｍ−３以下であるＰ
型半導体層と、Ｎ型半導体層とを少なくとも複数組以上
、そのＰＮ接合が半導体レーザの動作状態において逆バ
イアスとなるように形成した構造を有している。
層を内包するストライプ状多層構造の両側に、少なくと
も片方の濃度がＩ Ｘ １０１７ｃｍ−３以下であるＰ
型半導体層と、Ｎ型半導体層とを少なくとも複数組以上
、そのＰＮ接合が半導体レーザの動作状態において逆バ
イアスとなるように形成した構造を有している。
〔実施例１〕
第１図に本発明の実施例の半導体レーザの断面図を示す
。第１図に示す本実施例の半導体レーザは第３図に示す
従来の構造の半導体レーザに比べ、ノンドープＩｎＰ１
６ａ、６ｂとＰ型１ｎＰ層５ａ、５ｂが付加された構造
となっている。すなわち、バッファー層２とクラッドＮ
４とで活性層を挟んだ多層構造に２本の溝を設けて、こ
の溝に挟まれたストライプ状多層構造の両側溝部にブロ
ック層５、ノンドープ層６、ブロック層７を備え、さら
にノンドープ層６とブロックＮ７との間にブロック層５
ａ、５ｂ、ノンドープ層６ａ。
。第１図に示す本実施例の半導体レーザは第３図に示す
従来の構造の半導体レーザに比べ、ノンドープＩｎＰ１
６ａ、６ｂとＰ型１ｎＰ層５ａ、５ｂが付加された構造
となっている。すなわち、バッファー層２とクラッドＮ
４とで活性層を挟んだ多層構造に２本の溝を設けて、こ
の溝に挟まれたストライプ状多層構造の両側溝部にブロ
ック層５、ノンドープ層６、ブロック層７を備え、さら
にノンドープ層６とブロックＮ７との間にブロック層５
ａ、５ｂ、ノンドープ層６ａ。
６ｂをそれぞれ対にして設けた構造となっている。この
ほかは従来例と同じである。この場合、ノドープＩｎＰ
層６．６ａ、６ｂはともに濃度が１ Ｘ １０１６ｃｍ
−３のＮ型ＩｎＰ層となっている。また厚さはともに０
．３μｍである。一方、５．５ａ。
ほかは従来例と同じである。この場合、ノドープＩｎＰ
層６．６ａ、６ｂはともに濃度が１ Ｘ １０１６ｃｍ
−３のＮ型ＩｎＰ層となっている。また厚さはともに０
．３μｍである。一方、５．５ａ。
５ｂはともに濃度Ｉ Ｘ １０１７ｃｍ−３、厚さ０．
１μｍのＰ型１ｎＰ層である。ここで、第１図に示すよ
うに素子の動作状態では５と６、らａと６ａ及び５ｂと
６ｂよりなるそれぞれのＰＮ接合は逆バイアスとなり、
空乏層が特に６．６ａ、６ｂ側に大きく広がる為、ＰＮ
接合１０．１１．１２の接合容量は十分小さい さらに
上記３つのＰＮ接合１０．１１．１２は直列に配置され
ている為、それぞれの容量が等しいとすると、３つのＰ
Ｎ接合全体の容量は１つのＰＮ接合の１／３となってい
る。この結果、半導体レーザ全体の寄生容量は従来のも
のより１／２から１／３に減少させることができ、半導
体レーザの応答特性を大幅に改善することができな。
１μｍのＰ型１ｎＰ層である。ここで、第１図に示すよ
うに素子の動作状態では５と６、らａと６ａ及び５ｂと
６ｂよりなるそれぞれのＰＮ接合は逆バイアスとなり、
空乏層が特に６．６ａ、６ｂ側に大きく広がる為、ＰＮ
接合１０．１１．１２の接合容量は十分小さい さらに
上記３つのＰＮ接合１０．１１．１２は直列に配置され
ている為、それぞれの容量が等しいとすると、３つのＰ
Ｎ接合全体の容量は１つのＰＮ接合の１／３となってい
る。この結果、半導体レーザ全体の寄生容量は従来のも
のより１／２から１／３に減少させることができ、半導
体レーザの応答特性を大幅に改善することができな。
〔実施例２〕
次に、第２図に本発明の第２の実施例の半導体レーザの
断面図を示す。この実施例は半導体基板１の上に形成し
た活性層を内包する多層構造をメサエッチングしてスト
ライプ状多層構造を形成し、このストライプ状多層構造
の両側にブロック層とノンドープ層を交互に積層してス
トライプ状条Ｎ構造を埋め込んだ構造となっている。ブ
ロック層７．半導体Ｍ８．キャップ層９は従来と同じで
ある。第２図において、６ｃ、６ｄ。
断面図を示す。この実施例は半導体基板１の上に形成し
た活性層を内包する多層構造をメサエッチングしてスト
ライプ状多層構造を形成し、このストライプ状多層構造
の両側にブロック層とノンドープ層を交互に積層してス
トライプ状条Ｎ構造を埋め込んだ構造となっている。ブ
ロック層７．半導体Ｍ８．キャップ層９は従来と同じで
ある。第２図において、６ｃ、６ｄ。
６ｅ、６ｆ、６ｇはともに厚さＯｊμｍ、濃度１ Ｘ
１０１６ｃｍ−３のＮ型ＩｎＰ層であり、また５ｃ。
１０１６ｃｍ−３のＮ型ＩｎＰ層であり、また５ｃ。
５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇはともに厚さ０．１μｍ、濃度
Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−３のＰ型ＩｎＰ Ｊｉｌである
。第２の実施例の半導体レーザは第１の実施例の半導体
レーザとは埋込み断面形状を異にしているが、電流経路
となる領域以外の領域に十分小さい容量のＰＮ接合１０
，１１，１２．１３．１４を形成した構造を有しており
、第１の実施例の半導体レーザと同様の効果を有する。
Ｉ Ｘ １０１６ｃｍ−３のＰ型ＩｎＰ Ｊｉｌである
。第２の実施例の半導体レーザは第１の実施例の半導体
レーザとは埋込み断面形状を異にしているが、電流経路
となる領域以外の領域に十分小さい容量のＰＮ接合１０
，１１，１２．１３．１４を形成した構造を有しており
、第１の実施例の半導体レーザと同様の効果を有する。
さらに、本実施例の半導体レーザは上述のＰＮ接合を形
成しているＰ型１ｎＰ層５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ
とＮ型ＩｎＰ層６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇが共に１
×１０１１０ｌ６’と低い濃度の半導体層である為、各
ＰＮ接合の容量はさらに小さくなり、またＰＮ接合の数
も多い高弟１の実施例の半導体レーザに比べさらなる改
善効果を有する。
成しているＰ型１ｎＰ層５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ
とＮ型ＩｎＰ層６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇが共に１
×１０１１０ｌ６’と低い濃度の半導体層である為、各
ＰＮ接合の容量はさらに小さくなり、またＰＮ接合の数
も多い高弟１の実施例の半導体レーザに比べさらなる改
善効果を有する。
以上説明したように本発明の半導体レーザは、電流阻止
領域中に十分小さい容量のＰＮ接合を複数形成すること
により、上述の付加したＰＮ接合全体の容量は形成した
ＰＮ接合の逆数に比例して減少し、さらに上述のＰＮ接
合の容量は半導体レーザ中の他のＰＮ接合の容量より小
さい為、半導体レーザ全体の容量を小さくできる効果が
ある。
領域中に十分小さい容量のＰＮ接合を複数形成すること
により、上述の付加したＰＮ接合全体の容量は形成した
ＰＮ接合の逆数に比例して減少し、さらに上述のＰＮ接
合の容量は半導体レーザ中の他のＰＮ接合の容量より小
さい為、半導体レーザ全体の容量を小さくできる効果が
ある。
この結果応答特性をより向上できた。
第１図及び第２図は本発明の半導体レーザの断面図、第
３図は従来の構造の半導体レーザの断面図である。 ■・・・半導体基板、２・・・バッファ層、３・・・活
性層、４・・・クラッド層、５．５ａ、５ｂ、５ｃ。 ５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ・・・基板と反対の導電型のブ
ロック層、６．６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ。 ６ｅ、６ｆ、６ｇ・・・ノンドープ層、７・・・基板と
同じ導電型のブロック層、８・・・基板と反対の導電型
の半導体層、９・・・キャップ層、１０，１，１１２．
１３．１４・・・ＰＮ接合。
３図は従来の構造の半導体レーザの断面図である。 ■・・・半導体基板、２・・・バッファ層、３・・・活
性層、４・・・クラッド層、５．５ａ、５ｂ、５ｃ。 ５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ・・・基板と反対の導電型のブ
ロック層、６．６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ。 ６ｅ、６ｆ、６ｇ・・・ノンドープ層、７・・・基板と
同じ導電型のブロック層、８・・・基板と反対の導電型
の半導体層、９・・・キャップ層、１０，１，１１２．
１３．１４・・・ＰＮ接合。
Claims (1)
- 電流注入により発光する活性層を内包するストライプ状
多層構造の両側に、半導体層を複数積層して構成した電
流阻止領域を備えた埋込み型半導体レーザにおいて、前
記電流阻止領域に、複数のＰＮ接をそのＰＮ接合が半導
体レーザの動作状態において逆バイアスとなるように形
成し、かつ上記ＰＮ接合を構成するＰ型半導体層とＮ型
半導体層のうち少なくとも片方の濃度が１×１０＾１＾
７ｃｍ＾−＾３以下であることを特徴とした埋込み型半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25864688A JPH02105485A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 埋込み型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25864688A JPH02105485A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 埋込み型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105485A true JPH02105485A (ja) | 1990-04-18 |
Family
ID=17323163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25864688A Pending JPH02105485A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 埋込み型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02105485A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07202333A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 埋め込み構造半導体光導波路素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP25864688A patent/JPH02105485A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07202333A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 埋め込み構造半導体光導波路素子の製造方法 |
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