JPH02199890A - 電流狭穿型半導体レーザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、電流狭穿型半導体レーザに関する。

【従来の技術】

従来、第４図を伴って次に述べる電流狭穿型半導体レー
ザが提案されている。 すなわち、例えば、ｎ型を有し且つ例えば・１ｎｐでな
る半導体基板１と、その半導体基板１上に形成された発
光用半導体積層体２と、半導体基板１上に発光用半導体
積層体２の相対向する側面とそれぞれ接して形成された
埋込用半導体８ｉｆｍ体３Ｌ及び３Ｒとを有する。 この場合、発光用半導体Ｗ４１ｉＩ体２は、ｎ型を有し
且つ例えば半導体基板１と同じＩｎＰでなる光閉じ込め
用半導体層４と、その光ｍじ込め用半導体層４上にそれ
と接して形成され且つ光閉じ込め用半導体層４に比し高
い屈折率を有するとともに例えばＩｎＧａＡｓＰ系でな
る発光層５と、その発光層５上にそれと接して形成され
且つＰ型を有するとともに発光層５に比し低い屈折率を
有し且つ例えば光閉じ込め用半導体層４と同じＩｎＰで
なる光閉じ込め用半導体層６とを有し、そして、光閉じ
込め用半導体層４が断面順メサ状に形成され、また発光
層５が光閉じ込め用半導体層４のメサの頂面上にイの幅
をほぼ等しい幅でストライブ状に延長して形成され、さ
らに光閉じ込め用半導体層６がストライプ状の発光ｗ！
Ｉ５上に断面順メサ状に形成され、よって、発光用半導
体積層体２が断面工字状を有している。なお、発光用半
導体積層体２の相対向する端面はファブリベローの反射
面に形成されている。 また、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒのそれぞれは、
発光用半導体積層体２の光閉じ込め用半導体層４上にそ
れと接し且つ光閉じ込め用半導体層４の側面に発光層５
の側面には接するに到らないが発光層５の側面近傍まで
接している厚さに形成され且つｐ型を有するとともに発
光用半導体積層体２の発光層５に比し低い屈折率を有し
且つ例えば発光用半導体積層体２の光閉じ込め用半導体
層４と同じＩｎＰでなる光閉じ込め兼電流阻止用半導体
［１７と、その光閉じ込め兼電流阻止用半導体層７上に
それと接し且つ発光用半導体積層体２の発光８５及び光
２ｗ１じ込め用半導体層６の側面と接して形成され且つ
ｎ型を有するとともに発光用半導体積層体２の発光層５
に比し低い屈折率を有し且つ例えば発光用半導体Ｍ１体
２の光閉じ込め用半導体層４と同じＩｎＰでなる光閉じ
込め兼電流閉じ込め用半導体層８とを有する。 また、発光用半導体積層体２上にその光閉じ込め用半導
体層６と接して形成され且つｐ型を有するとともに例え
ばＩ　ｎＧａＡｓＰ系′Ｃなる電極肘用半導体層９と、
その電極付用ず轡体層９上にそれと接し且つ電極肘用半
導体ｍ９を外部に臨ませる窓１１を有するとともに例え
ばＳｉＯ２でなる絶縁層１０とを有する。 さらに、半導体基板１の発光用半導体積層体２側とは反
対側の面上にオーミックに付された電極１ｆ１２と、電
極肘用半導体層９に絶１１１ｉｊ１０の窓１１を通じて
オーミックに付され且つ絶縁層１０上に延長している電
極層１３とを有する。 以上が、従来提案されている電流狭穿型半導体レーザの
構成である。 このような構成を有する電流狭穿型半導体レーザによれ
ば、電極１１１２及び１３間に、電極層１３側を正とす
る直流電源（図示せず）を接続することによって、その
直流電源から、電流が、電極付用手導体層９、発光用半
導体積層体２及び半導体基板１を通って、駆動電流とし
て流れ、このため、発光用半導体積層体２の発光ｌ１５
で発光が得られ、その光が、発光用半導体Ｗ４層体２の
光閉じ込め用半導体層４及び６と埋込用半導体積層体３
Ｌ及び３Ｒの光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層８及
び光閉じ込め兼電流阻止用半導体Ｆｍ７とによって発光
層５内に閉じ込められて、発光層５の相対向する端面間
に繰返し往復伝播し、それによってレーザ発振が生じ、
そのレーザ発振にもとすく光が、発光層５の相対向する
端面中のいずれか一方から、外部に、レーザ光として出
射する、という機構で、レーザ光が得られる。 この場合、発光用半導体積層体２の発光層５の相対内す
る端面を除いた全表面が、発光用半導体積層体２の光閉
じ込め用半導体層４及び６と埋込用半導体積層体３［及
び３Ｒの光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体１ｉｉ８及
び光閉じ込め漏電流阻止用半導体層７とによって覆われ
ているので、発光用半導体積層体２の発光層５に伝播す
る光が、その発光層５に、効果的に閉じ込められて伝播
し、このため、上述したレーザ発振が安定な横モードで
得られる。 よって、第４図に示す従来の電流狭穿型半導体レーザの
場合、レーザ光を安定な横モードで出力させることがで
きる、という特徴を有する。 また、第４図に示す従来の電流狭穿型半導体レーザの場
合、上述した駆！Ｔ！ＩＪ電流の一部が、電橋材用半導
体層９、発光用半導体積層体２の光閉じ込め用半導体層
６、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒ１発光用半導体積
層休２の光閉じ込め用半導体層４及び半導体基板１を通
って、発光用半導体積層体２の発光層５を側路して漏れ
電流として流れようとするのが、埋込用半導体積層体３
Ｌ及び３Ｒが光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層８及
び光閉じ込め兼電源阻止用半導体１７を有するので、そ
のような漏れ電流が流れようとするのが阻止され、この
ため、駆動電流の大部分が、発光用半導体積層体２の発
光層５に集中して流れ、よって、発光用半導体積層体２
の発光層５への電流注入効率が比較的高い。 従って、第４図に示す従来の電流狭穿型半導体レーザの
場合、レーザ光を高い効率で得ることができる、という
特徴を有する。

【発明が解決しようとする課題］ 第４図に示す従来の電流狭穿型半導体レーザの場合、上
述したように、上述した駆動電流の一部が電極付用半導
体層９、発光用半導体Ｗ４！ａ休２の光閉じ込め用半導
体層６、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒ１発光用半導
体積層体２の光閉じ込め用半導体層４及び半導体基板１
を通って発光用半導体積層体２の発光１ｉＷ５を側路し
て漏れ電流として流れようとするのが、埋込用半導体８
１層体３Ｌ及び３Ｒが光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導
体層８及び光閉じ込め漏電流阻止用半導体層７を有する
ので阻止される。 しかしながら、その漏れ電流の阻止効果は、光閉じ込め
漏電流阻止用半導体層７がその少数キャリア（電子）の
拡散長よりも厚い厚さを有づる場合は、比較的高いが、
光閉じ込め漏電流阻止用半導体層７がその少数キャリア
（電子）の拡散長よりも薄い厚さを有する場合は、はと
んどなくなる。 その理由は、次のとおりである。 すなわち、第４図に示す従来の電流狭穿型半導体レーザ
の場合、発光用半導体積層体２の光閉じ込め用半導体層
６と埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒの光ｍじ込め兼電
流閉じ込め用半導体層８とは、同じＩｎＰでなることに
よって同じエネルギバンドギャップを有しているため、
発光用半導体積層体２の光」じ込め用半導体層６と埋込
用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒの光ｎじ込め兼電流閉じ込
め用半導体層８との間の、光ｍじ込め兼電流閉じ込め用
半導体［１８の少数キャリア（正孔）に対するポテンシ
ャル障壁が、第５図及び第６図のエネルギバンドギャッ
プ図に示すように小さい。 このため、発光用半導体積層体２の光ｍじ込め用半導体
層６から埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒの光閉じ込め
兼電流閏じ込め用半導体層８にその少数キャリア（正孔
）が注入され易く、よって、埋込用半導体積層体３Ｌ及
び３Ｒの光」じ込め兼電流閉じ込め用半導体層８の少数
キャリ濃度が高くなる。そして、このとき、埋込用半導
体積層体３Ｌ及び３Ｒの光閉じ込め兼電流閉じ込め用半
導体層８から、光閉じ込め漏電流阻止用半導体層７に、
その少数キャリア（電子）が注入され、光閉じ込め漏電
流阻止用半導体層７の少数キャリア濃度が高くなろうと
する。 しかしながら、光閉じ込め無電流阻止用半導体層７がそ
の少数キャリアの拡散長よりも厚い厚さを有する場合、
光閉じ込めｓＮＮ開閉込め用半導体層８から光閉じ込め
無電流阻止用半導体層７にその少数キャリア（電子）が
注入されても、光閉じ込め兼電流阻止用半導体［１７の
少数キャリアｍ度は高くならない。このため、光閉じ込
め兼電流閉じ込め用半導体層７及び光閉じ込め兼電流阻
止用半導体Ｆｙ／１８間のｐｎ接合が逆バイアスされて
いる状態を保ち、よって、上述した漏れ電流の阻止効果
が高い。 しかしながら、光閉じ込め無電流阻止用半導体層７がそ
の少数キャリアの拡散長よりも薄い厚さを有する場合、
光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層８から光閉じ込め
無電流阻止用半導体層７にその少数キャリアが注入され
ることによって、光閉じ込め無電流阻止用半導体層７の
少数キャリア濃度が高くなる。このため、光閉じ込め兼
電流閉じ込め用半導体層８及び光閉じ込め無電流阻止用
半導体層７ＩＩｌのｐｒｔ接合が逆バイアスされていな
い状態、すなわち順バイアスされている状態になり、よ
って、上述した漏れ電流の阻止効果がなくなる。 上述したところから、第４図に示す従来の電流狭穿型半
導体レーザの場合、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒの
光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層８が発光用半導体
積層体２の光閉じ込め用半導体層６と接し、その光閉じ
込め用半導体層６が光閉じ込め兼電流開じ込め用半導体
層８と同じエネルギバンドギャップを有するため、その
光閉じ込め用半導体層６が光閉じ込めａｗｌ閉じ込め用
半導体１１８への少数キャリア注入抑Ｉｌ１機能を有さ
ず、よって、埋込用半導体積層体３及び３Ｒの光閉じ込
め無電流阻止用半導体層７がその少数キャリアの拡散長
よりも薄い厚さをその全域または一部領域に有して形成
される場合、前述した漏れ電流が大きな値で得られ、こ
のため、発光用半導体積層体２の発光Ｆｍ５に対するＴ
ｉ１ｔ注入効率が低い値でしか得られず、よって、レー
ザ光を高い効率で得ることができない、という欠点を有
していた。 よって、本発明は上述した欠点のない、新規な電流狭穿
型半導体レーザを提案せんとするものである。 【課題を解決するための手段１ 本発明による電流狭穿型半導体レーザは、第４図で上述
した従来の電流狭穿型半導体レーザの場合と同様に、第
１の導電型を有する半導体基板と、その半導体基板上に
形成された発光用半導体積層体と、上記半導体基板上に
上記発光用半導体積層体の相対向する側面とそれぞれ接
して形成された第１及び第２の埋込用半導体積層体とを
有し、そして、上記発光用半導体積層体が、第１の導電
型を有する第１の光閉じ込め用半導体層と、その第１の
光閉じ込め用半導体層上にそれと接して形成され且つ上
記第１の光閉じ込め用半導体層に比し高い屈折率を有す
る発光層と、その発光層上にそれと接して形成され且つ
上記第１の導電型とは逆の第２の導電型を有するととも
に上記発光層に比し低い屈折率を有する第２の光閉じ込
め用半導体層とを有し、また、上記第１及び第２の埋込
用半導体積層体のそれぞれが、上記発光用半導体積層体
の第１の光閉じ込め用半導体層の側面と接して形成され
且つ第２の導電型を有するとともに上記発光用半導体積
層体の発光層に比し低い屈折率を有する光ｍじ込め無電
流阻止用半導体層と、その光閉じ込め兼ｌ！流阻止用半
導体層上にそれと接し且つ上記発光用半導体８ｉＩＩＩ
体の発光層及び上記第２の光閉じ込め用半導体層の側面
と接して形成され且つ第１の導電型を有するとともに上
記発光用半導体積層体の発光層に比し低い屈折率を有す
る光ｍじ込め兼電流閉じ込め用半導体層とを右する。 しかしながら、本発明による電流狭穿型半導体レーザは
、このような構成を有するＭ流狭穿型半導体レーザにお
いて、上記埋込用半導体積層体が、上記光閉じ込め兼Ｔ
ｉ流閉じ込め用半導体層上にそれと接し且つ上記発光用
半導体積層体の第２の光閉じ込め用半導体層の側面と接
して形成され、且つ第２の導電型を有するとともに上記
光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層に比し小さなエネ
ルギバンドギャップを有する少数キャリア注入抑制用半
導体層を有する。 （作用・効果１ 本発明による電流狭穿型半導体レーザによれば、上述し
た、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの
場合と同様の構成を有するので、詳細説明は省略するが
、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの場
合と同様に、発光用半導体積層体に駆１ｌｉＩＪ電流を
流すことによって、その発光用半導体積層体の発光層で
発光が得られ、その光が、発光用半導体積層体の第１及
び第２の光閉じ込め用半導体層と埋込用半導体積層体の
光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層及び光閉じ込め兼
電源阻止用半導体層とによって発光層内に閉じ込められ
て、発光層の相対向する端面間に繰返し往復伝播し、そ
れによってレーザ発振が生じ、そのレーザ発振にもとず
く光が、発光層の相対向する端面中のいずれか一方から
、外部に、レーザ光として出射する、という機構で、レ
ーザ光が得られる。 また、この場合、発光用半導体積層体の発光層の相対向
する端面を除いた全表面が、第４図で上述した従来の電
流狭穿型半導体レーザの場合と同様に、発光用半導体積
層体の第１及び第２の光閉じ込め用半導体２層と埋込用
半導体積層体の光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層及
び光閉じ込め兼電源阻止用半導体層とによって覆われて
いるので、発光用半導体積層体の発光層に伝播する光が
、その発光層に、効果的に閉じ込められて伝播し、この
ため、上述したレーザ発振が安定な横モードで得られる
。 よって、本発明による電流狭穿型半導体レー１１の場合
も、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの
場合と同様に、レーザ光を安定な横モードで出力させる
ことができる。 また、本発明による電流狭穿型半導体レーザの場合、上
述した駆動電流の一部が、第４図で上述した従来の電流
狭穿型半導体レーザの場合と同様に、発光用半導体８ｉ
層体の第２の光閉じ込め用半導体層、埋込用半導体積層
体、発光用半導体積層体の第１の光閉じ込め用半導体層
及び半導体基板を通って、発光用半導体積層体の発光層
を側路して漏れ電流として流れようとするのが、埋込用
半導体積層体が、第４図で上述した従来の電流狭穿型半
導体レーザの場合と同様に、光閉じ込め兼電源阻止用半
導体層及び光閉じ込め兼電流周じ込め用半導体層を有す
るので、そのような漏れ電流が流れようとするのが阻止
され、このため、駆動１流の大部分が、発光用半導体積
層体の発光層に集中して流れ、よって、発光用半導体積
層体の発光層への電流注入効率が、第４図で上述した従
来の電流狭穿型半導体レーザの場合と同様に、比較的高
い。 このため、本発明による電流狭穿型半導体レーザの場合
も、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの
場合と同様に、レーザ光を＾い効率で１することができ
る。 しかしながら、本発明による電流狭穿型半導体レーザに
よれば、埋込用半導体積層体が、光閉じ込め兼電源阻止
用半導体層と光閉じ込め兼ｍ流閉じ込め用半導体層との
外、光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層上にそれと接
し且つ発光用半導体積層体の第２の光閉じ込め用半導体
層の側面と接して形成され、且つ第２の導電型を有する
とともに光閉じ込め兼Ｎ流閉じ込め用半導体層に比し小
さなエネルギバンドギャップを有する少数キャリア注入
抑制用半導体層を有するので、埋込用半導体積層体の少
数キャリア注入抑制用半導体層と光閉じ込め′ｆｋ電流
閉じ込め用半導体層との間の光閉じ込め兼電流閉じ込め
用半導体層の少数キャリアに対するポテンシャル障壁が
、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの場
合の発光用半導体積層体の第２の光閉じ込め用半導体層
と埋込用半導体積層体の光閉じ込め兼電流閉じ込め用半
導体層との間の、光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層
の少数キャリアに対するポテンシャル障壁に比し高ル）
。 このため、動作時、少数キャリア注入抑制用半導体層側
から光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層側にその少数
キャリアが注入せんとするのが、第４図で上述した従来
の電流狭穿型半導体レーザの場合において発光用半導体
積層体の第２の光閉じ込め用半導体層側から埋込用半導
体積層体の光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層側にそ
の少数キャリアが注入ぜんとするのに比し困難である。 従って、動作時、埋込用半導体８％層体の光閉じ込め兼
電流閉じ込め用半導体層が、第４図で上述した従来の電
流狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に低い少数キ
ャリア濃度にしかならず、このため、埋込用半導体積層
体の光閉じ込め兼電源阻止用半導体層が、その全域また
は一部領域において、少数キャリアの拡散長よりも薄い
厚さしか有しないで形成されていても、その光閉じ込め
兼電源阻止用半導体層が、第４図で上述した従来の電流
狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に低い少数キャ
リア濃度にしがならない。 よって、光ｍじ込め兼電源阻止用半導体層が。 その全域または一部領域において、少数キャリアの拡散
長よりも薄い厚さしか有しないで形成されていても、動
作時、埋込用半導体積層体の光ｍじ込め兼電源阻止用半
導体層と光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層との間の
ρｎ接合が逆バイアスされている状態を確実に保ち、こ
のため、埋込用半導体積層体に発光用半導体積層体の発
光層を側路する漏れ電流が、実質的に流れないか、流れ
るとしても第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レ
ーザの場合に比し格段的に小さな値でしか流れない。 従って、発光用半導体積層体の発光層に対する電流注入
効率を、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レー
ザの場合に比し格段的に高くすることができる。 よって、本発明による電流狭穿型半導体レーザによれば
、レーザ光を、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導
体レーザの場合に比し格段的に高い効率で得ることがで
きる。 また、本発明による電流狭穿型半導体レーザの場合、埋
込用半導体ｆＩ４層体に、発光用半導体積層体の発光層
を側路する漏れ電流が、実質的に流れないか、流れると
しても第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザ
の場合に比し格段的に小さな値でしか流れないので、Ｍ
流狭穿型半導体レーザとしての閾値電流及び駆動電流を
、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの場
合に比し格段的に低減化させることができ、このため、
電流狭穿型半導体レーザの発熱を、第４図で上述した従
来の電流狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に少な
くすることができ。 よって、本発明による電流狭穿型半導体レーザよれば、
レーザ光を、第４図ぐ上述した従来の電流狭穿型半導体
レーザの場合に比し＾い電力で出力させることができる
。 【実施例】 次に、第１図を伴って本発明による電流狭穿型半導体レ
ーザの実７１１！例を述べよう。 第１図において、第４図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。 第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体レーザは、
次の事項を除いて、第４図で上述した従来の電流狭穿型
半導体レーザと同様の構成を有する。 すなわち、発光用半導体積層体２の光閉じ込め用半導体
層６が、裾野を有する逆メサ状である第４図の場合に代
え、裾野を有しない逆メサ状であり、また、埋込用半導
体積層体３Ｌ及び３Ｒが、光閉じ込め兼Ｍ流阻止用半導
体層７及び光閉じ込め兼電流閑じ込め用半導体層８を有
する外、光閉じ込め兼？！！流閏じ込め用半導体層８上
にそれと接し且つ発光用半導体積層体２の光閉じ込め用
半導体層６の側面と接して形成され、且つｐ型を有する
とともに光閉じ込め兼電流閏じ込め用半導体Ｊ！８に比
し小さなエネルギバンドギャップを有する少数キャリア
注入抑υｌ用半導体１ｔ１１４を有する。 また、電極材用半導体層９が、発光用半導体積層体２の
裾野を有する逆メサ状の光閉じ込め用半導体層６上にの
み延長している第４図の場合に代え、裾野を為しない逆
メサ状の光閉じ込め用半導体層６及び上述した光閉じ込
め兼電流閉じ込め用半導体層８に連続して延長している
。 さらに、電極付半導体領域内に、その上面側から、絶縁
層１０の窓１１下の領域に、例えば亜鉛の拡散された電
極付半導体領域１５が形成され、そして、その電極付半
導体領域１５に、電極層１３がオーミックに連結されて
いる。 以上が、本発明による電流狭穿型半導体レーザの実施例
の構成である。 このような構成を有する本発明による電流狭穿型半導体
レーザは、第２図を伴って次に述べる製法によって容易
に１！造することができる。 すなわち、上述した半導体基板１（ただし、上面が（１
００）面を有する）を予め用意する（第２図Ａ）。 次に、その半導体基板１上に、爾後上述した発光用半導
体積層体２になる積層体２′と爾後上述した電極材用半
導体層９の一部になる半導体層９′とを、それ自体は公
知の液相エピタキシャル成長法によって、それらの順に
形成する（第２図Ｂ）。 この場合、上述した発光用半導体積層体２が、光閉じ込
め用半導体層４と発光層５と光閉じ込め用半導体層６と
のそれらの順の積層体でなることから、爾後、それら光
閉じ込め用半導体層４、発光層５及び光閉じ込め用半導
体層６になる半導体層４’　、５’及び６′をそれらの
順に順次１４層して形成することによって、上述した積
層体２′を形成する。 次に、半導体層９′上に、例えば窒化シリコン層を、そ
れ自体は公知のプラズマＣＶＤ法を用いて形成し、次に
、その窒化シリコン層から、同様にそれ自体は公知のホ
トリソグラフィ法によって、半導体基板１の（１１０）
方向（積層体２′及び半導体層９′の（１１０方向）で
もある）を幅としているストライブ状のマスク層１６を
形成する（第２図Ｃ）。 次に、積層体２′と半導体層９′との積層体に対する、
マスク層１６をマスクとするエツチング処理を、ブロム
メタノールなどのエツチング液を用いて行うことによっ
て、積層体２′から、上述した順メサ状の光閉じ込め用
半導体層４と発光Ｍ５と逆メサ状の光閉じ込め用半導体
層６とがそれらの順に積層されている発光用半導体積層
体２を形成し、また、半導体層９′から爾後電極材用半
導体層９の一部になる半導体１９　”を形成する（第２
図Ｄ）。 次に、発光用半導体積層体２の順メサ状の光閉じ込め用
半導体層４の裾野部上に、発光用半導体積層体２の相対
向する側面に接している埋込用半導体積層体３１及び３
Ｒと、半導体層９“の側面に接している電極材用半導体
層９の他の一部になる半導体層９″とを、それ自体は公
知の液相エピタキシャル成長法によって、それら順に形
成する（第２図Ｅ）＝ この場合、上述した埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒの
それぞれが、光閉じ込め兼電流阻止用半導体層７と光閉
じ込め兼電流開じ込め用半導体層８と少数キャリア注入
抑制用半導体層１４とのそれらの順の積層体でなるので
、それらをそれらの順に順次積層して形成することによ
って、上述した埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒを形成
する。また、半導体ｆｆ１９”’を、その上面が半導体
層９″の上面と同じ高さを有するように形成することに
よって、それら半導体層９″及び９″′から、上述した
電極材用半導体層９を形成する。 次に、電極相用半導体層９上からマスクＨ１６を除去し
て後、その電極相用半導体層９上に、上述した窓１１を
右する絶縁層１０を、それ自体は公知の方法によって形
成し、次に、その絶縁層１０をマスタとした亜鉛の拡散
処理によって、電極肘用半導体ＦＪＱ内に、上述した電
極材用半導体領域１５を形成する（第２図Ｆ）。 次に、半導体基板１の発光用半導体積層体２側と−は反
対側の面上に上述した電極層１２をオ−ミックに付し、
また、電極付用事導体ｍｌｌ１ｔ１５に、絶縁層１０の
窓１１を通じて、電極層１３をオーミックに付し、第１
図に示す本発明による電流狭穿型半導体レーザを得る（
第２図Ｇ）以上から、第１図に示す本発明による電流狭
穿型半導体レーザは、第２図を伴って上述した製法によ
って、容易に製造することができる。 第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体レーザは、
上述した事項を除いて、第４図で上述した従来の電流狭
穿型半導体レーザの場合と同様の構成を有するので、詳
ｍ＊明は省略するが、第４図で上述した従来の電流狭穿
型半導体レーザの場合と同様に、電極層１２及び１３間
に、電ｍ層１３側を正とする直流型１ｌｌ（図示せず）
を接続することによって、その直流電源から、電流が、
電穫付用半導体層９、発光用半導体積層体２及び半導体
基板１を通って、駆動電流としで流れ、このため、発光
用半導体積層体２の発光層５で発光が得られ、その光が
、発光用半導体積層体２の光閉じ込め用半導体層４及び
６と埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒの光閉じ込め兼電
流閏じ込め用半導体層８及び光閉じ込め兼電流阻止用半
導体層７とによって発光層５内に閉じ込められて、発光
層５の相対向する端面間に繰返し往復伝播し、それによ
ってレーデ発振が生じ、そのレーザ発振にもとずく光が
、発光層５の相対向する端面中のいずれか一方から、外
部に、レーザ光として出射する、という機構で、レーザ
光が得られる。 この場合、発光用半導体積層体２の発光Ｗ！Ｊ５の相対
向する端面を除いた全表面が、第４図で上述した従来の
電流狭穿型半導体レーザの場合と同様に、発光用半導体
積層体２の光閉じ込め用半導体層４及び６と埋込用半導
体積層体３Ｌ及び３Ｒの光閉じ込め兼電流閉じ込め用半
導体層８及び光閉じ込め兼電流阻止用半導体層７とによ
って覆われているので、発光用半導体Ｉｉ４層体２の発
光層５に伝播する光が、その発光層５に、効果的に閉じ
込められて伝播し、このため、上述したレーザ発振が安
定な横モードで得られる。 よって、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体レ
ーザも、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レー
ザの場合と同様に、レーザ光を安定な横モードで出力さ
せることができる。 また、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体レー
ザによれば、上述した駆動電流の一部が、第４図で上述
した従来の電流狭穿型半導体レーザの場合と同様に、電
極併用半導体層９、発光用半導体Ｖ４層体２の光閉じ込
め用半導体層６、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒ１発
光用半導体ＩＩＩ体２の光閉じ込め用半導体層４及び半
導体基板１を通って、発光用半導体積層体２の発光層５
を側路して漏れ電流として流れようとし、且つ発光用半
導体積層体２の光閉じ込め用半導体！６を通らずに、電
極併用半導体層９、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒ，
発光用半導体積層体２の光ｍじ込め用半導体層４及び半
導体基板１を通って、発光用半導体積層体２の発光層５
を側路して漏れ電流として流れようとするが、埋込用半
導体積層体３Ｌ及び３Ｒが、第４図で上述した従来の電
流狭穿型半導体レーザの場合と同様に、光閉じ込め兼電
流阻止用半導体層７及び光閉じ込め兼電流閉じ込め用半
導体層８を有するので、そのような漏れ電流が流れよう
とするのが阻止され、このため、駆動電流の大部分が、
発光用半導体８１層体２の発光層５に集中して流れ、よ
って、発光用半導体積層体２の発光層５への電流注入効
率が比較的高い。 このため、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体
レーザの場合も、第４図で上述した従来の電流狭穿型半
導体レーザの場合と同様に、レーザ光を高い効率で得る
ことができる。 しかしながら、第１図に示す本発明による電流狭穿型半
導体レーザの場合、埋込用半導体積層体３Ｌ及び３Ｒが
、光閉じ込め兼電流阻止用半導体層７と光閉じ込め兼電
流閉じ込め用半導体層８との外、光閉じ込め兼電流閉じ
込め用半導体層８上にそれと接し且つ発光用半導体装置
体２の光閉じ込め用半導体層６の側面及び電極併用半導
体層９と接して形成され、且つｐ型を有するとともに光
閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層８に比し小さなエネ
ルギバンドギャップを有する少数キャリア注入抑制用半
導体層を有する。 このため、埋込用半導体Ｗ４層体２の少数キャリア注入
抑制用半導体層１４と光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導
体層８との間の、光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層
８の少数キャリアに対するポテンシャル障壁が、第３図
に示すように、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導
体レーザの場合の発光用半導体１１１体２の光閉じ込め
用半導体ｓ６と埋込用半導体積層体２の光閉じ込め兼電
流閉じ込め用半導体層８との間の、光閉じ込め兼電流閉
じ込め用半導体層８の少数キャリアに対するポテンシャ
ル障壁に比し高い。 このため、動作時、少数キャリア注入抑制用半導体層１
４側から光閉じ込め兼電流閏じ込め用半導体層８側にそ
の少数キャリア（正孔）が注入せんとするのが、第４図
で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの場合におい
て発光用半導体積層体２の光閉じ込め用事導体！１６側
から埋込用半導体積層体３の光閉じ込め兼電流閉じ込め
用半導体層８側にその少数キャリア（正孔）が注入せん
とするのに比し困難である。 従って、動作時、埋込用半導体積層体３の光閉じ込め兼
電流閏じ込め用半導体層８が、５Ｉ４図で上述した従来
の電流狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に低い少
数キャリア濃度にしかならず、このため、埋込用半導体
積層体３の光閉じ込め焦電流阻止用半導体ｗＪ７がその
少数キ１？リア（電子）の拡散長よりも薄い厚さを有し
ていても、その光閉じ込め焦電流阻止用半導体ｗＩ７が
、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの場
合に比し格段的に低い少数キャリア濃度にしかならない
。 よって、埋込用半導体積層体３の光閉じ込め兼電流阻止
用半導体層７がその少数キャリア（電子）の拡散長より
も薄い厚さを有していても、動作時、埋込用半導体積層
体３の光閉じ込め兼電流阻止用半導体層７と光閉じ込め
兼電流閉じ込め用半導体層８との間のｐｎ接合が逆バイ
アスされている状態を確実に保ち、このため、埋込用半
導体積層体３に、発光用半導体８％層体２の発光層５を
側路する漏れ電流が、実質的に流れないか、流れるとし
ても第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの
場合に比し格段的に小さな値でしか流れない。 従って、発光用半導体積層体２の発光層５に対する電流
注入効率を、第４図で上述した従来の電流狭穿型半導体
レーザの場合に比し格段的に高くすることができる。 よって、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体レ
ーザによれば、レーザ光を、第４図で上述した従来の電
流狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に高い効率で
得ることができる。 また、第１図に示す第１図に示す本発明による電流狭穿
型半導体レーザによれば、埋込用半導体積層体３に、発
光用半導体Ｉｉ層体２の発光層５を側路する漏れ電流が
、実質的に流れないか、流れるとしても第４図で上述し
た従来の電流狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に
小さな値でしか流れないので、Ｎ流狭穿型半導体レーザ
としての閾値電流及び駆動電流を、第４図で上述した従
来の電流狭穿型半導体レーザの場合に比し格段的に低減
化させることができ、このため、電流狭穿型半導体レー
ザの発熱を、第４図ぐ上述した従来のＰ！４流狭穿型半
導体レーザの場合に比し格段的に少なくすることができ
る。 よって、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体レ
ーザによれば、レーザ光を、第４図で上述した従来の電
流狭穿型半導体レーザの場合に比し高い電力で出力させ
ることができる。 なお、上述においては、本発明による電流狭穿型半導体
レーザの１つの実施例を示したに過ぎず、例えば、電極
材用半導体領域１５を省略し、電極層１３を、第４図で
上述した従来の電流狭穿型半導体レーザの場合と同様に
、電極付用半導体層９に直接的にオーミックに付した構
成とすることもでき、その他、本発明の精神を脱するこ
となしに、種々の変型、変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電流狭穿型半導体レーザの実施
例を示す路線的断面図である。 第２図は、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体
レーザの製法の説明に供する順次の工程における路線的
断面図である。 第３図は、第１図に示す本発明による電流狭穿型半導体
レーザの動作の説明に供するエネルギバンドギャップ図
である。 第４図は、従来の１！流狭穿型半導体レーザを示す路線
的断面図である。 第５図及び第６図は、第４図に示す従来の電流狭穿型半
導体レーザの動作の説明に供するエネルギバンドギャッ
プ図である。 １・・・・・・・・・半導体基板 ２・・・・・・・・・発光用半導体積層体３Ｌ、３Ｒ ・・・・・・・・・埋込用半導体積層体４・・・・・・
・・・光閉じ込め用半導体層５・・・・・・・・・発光
層 ６・・・・・・・・・光閉じ込め用半導体層７・・・・
・・・・・光閉じ込め兼電流阻止用半導体層８・・・・
・・・・・光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層 ９・・・・・・・・・電極肘用半導体層１０・・・・・
・・・・絶縁層 １１・・・・・・・・・絶縁層の窓 １２．１３ ・・・・・・・・・電極層 １４・・・・・・・・・少数キャリア注入抑制用半導体
層１５・・・・・・・・・電極相用半導体領域出願人　
　日本電信電話株式会社 第１ｒＩＩＪ 第２図 第２図 國ト 第 図 輪島シンー言 ４に一！−−≧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の導電型を有する半導体基板と、 上記半導体基板上に形成された発光用半導体積層体と、 上記半導体基板上に上記発光用半導体積層体の相対向す
   る側面とそれぞれ接して形成された第１及び第２の埋込
   用半導体積層体とを有し、上記発光用半導体積層体が、
   第１の導電型を有する第１の光閉じ込め用半導体層と、
   上記第１の光閉じ込め用半導体層上にそれと接して形成
   され且つ上記第１の光閉じ込め用半導体層に比し高い屈
   折率を有する発光層と、上記発光層上にそれと接して形
   成され且つ上記第１の導電型とは逆の第２の導電型を有
   するとともに上記発光層に比し低い屈折率を有する第２
   の光閉じ込め用半導体層とを有し、 上記第１及び第２の埋込用半導体積層体のそれぞれが、
   上記発光用半導体積層体の第１の光閉じ込め用半導体層
   の側面と接して形成され且つ第２の導電型を有するとと
   もに上記発光用半導体積層体の発光層に比し低い屈折率
   を有する光閉じ込め兼電流阻止用半導体層と、上記光閉
   じ込め兼電流阻止用半導体層上にそれと接し且つ上記発
   光用半導体積層体の発光層及び上記第２の光閉じ込め用
   半導体層の側面と接して形成され且つ第１の導電型を有
   するとともに上記発光用半導体積層体の発光層に比し低
   い屈折率を有する光閉じ込め兼電流閉じ込め用半導体層
   とを有する電流狭穿型半導体レーザにおいて、上記埋込
   用半導体積層体が、上記光閉じ込め兼電流閉じ込め用半
   導体層上にそれと接し且つ上記発光用半導体積層体の第
   ２の光閉じ込め用半導体層の側面と接して形成され、且
   つ第２の導電型を有するとともに上記光閉じ込め兼電流
   閉じ込め用半導体層に比し小さなエネルギバンドギャッ
   プを有する少数キャリア注入抑制用半導体層を有するこ
   とを特徴とする電流狭穿型半導体レーザ。