JPH02275689A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JPH02275689A
JPH02275689A JP9797089A JP9797089A JPH02275689A JP H02275689 A JPH02275689 A JP H02275689A JP 9797089 A JP9797089 A JP 9797089A JP 9797089 A JP9797089 A JP 9797089A JP H02275689 A JPH02275689 A JP H02275689A
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JP
Japan
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layer
conductivity type
stripe
type
light
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Pending
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JP9797089A
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English (en)
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Isao Hino
日野 功
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NEC Corp
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NEC Corp
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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、半導体レーザの構造に関し、特に高品質のレ
ーザ光を発振する素子を工数の少い製造方法で作製する
ための素子構造に関する。
〔従来の技術〕
光ディスクやレーザ・プリンタ等の光源として用いられ
る半導体レーザには、出射された光ビームの形状が安定
な基本モードを有し、微小スポットに集光できることが
要求される。このために特に接合に水平方向の横モード
を制御するためにいくつかの構造がとられている。従来
、優れたもののひとつとして採られている構造の例(電
子情報通信学会、昭62半導体・材料部門全国大会(熊
本)講演予稿集論文番号297)を第3図に示す、A1
Ga I nP系可視光半導体レーザによる例の光出射
端面の模式的構造図である。n型GaAs基板101上
に(Al2.)、4 Ga(、,6) 0.5Ino、
5Pクラッド層102,104、Ga(1,5Ino5
P活性層103より成るダブルヘテロ構造が形成されて
おり、p (Alo、b GaO,4)0.9 I n
o5Pクラッド層メサストライプ部107の両側が電流
ブロック層を兼ねる・n−GaAs光吸収層106とな
っている。さらに、これらの上にp−電極をとるための
p −Q a A sキャップ層108が形成されてい
る。109はp型用電極、110はn型用電極である。
〔発明が解決しようとする課題〕
第3図に示した従来技術による構造では、GaAs光吸
収N106により電流狭窄を行うため、導電型をp型ク
ラッド層と反転させねばならない。また、電極との接触
層であるキャップ層は、p型クラッド層と同一の導電型
にせねばならない。かくてn型GaAs光吸収層はp型
クラッド層メサストライプ107を避けて選択的に形成
せねばならす、またp型キャップM108は、p型クラ
ッド層メサストライプ107と接触するように形成せね
ばならない。そのためには、p型クラッド層までのダブ
ルヘテロ構造成長過程、GaAS吸収層選択成長過程、
GaAsキャップ層成長過程のように3回の結晶成長過
程を経ることが必要で、また成長条件の制約の厳しい選
択成長を要することなど従来構造は製作過程が複雑でか
つ製造工数を要する構造であるという欠点かあった。
また、電流狭窄領域は光吸収層により一義的に決まるた
めに、電流注入幅と屈折率導波構造とを独立に制御する
ことが困難であり、雑音特性に優れた構造を提供するこ
とが困難であるという欠点を有している。
本発明の目的はこれらの問題点を解決し、横モード特性
や雑音特性の優れた高品買の出射光の得られる構造を工
数の少ない製造方法で作製することを可能とした半導体
レーザを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体レーザは、第一導電型の基板上表面に、
一部のストライプ領域を除いて第二導電型反転層を形成
し、この基板上に第一導電型クラッド層、第一導電型或
いは固有型或いは第二導電型の活性層、第二導電型のク
ラッド層を順次形成したダブルヘテロ構造を形成し、第
二導電型のクラッド層は基板上のストライプ状領域とほ
ぼ合致した領域がメサ形状を有し、さらに第二導電型ク
ラット層上に第二導電型の光吸収層を形成したことを特
徴としている。この構成においてA、&GaInP系可
視光半導体レーザを得るには、第一導電型の基板をGa
As、第一導電型のクラッド層を(AρyGax−y 
) s−y I no、5 P (0<y≦1)第一導
電型或いは固有型或いは第二導電型の活性層を(AJ7
x Ga1−X ) 0.5 I no5P (0≦x
 < 1 ) +第二導電型のクラッド層を(AiyG
a+−y’) 0.5 I no、P (0<y’≦1
)、第二導電型の吸収層をGaAsとする。
なお、ApGaInP系可視光半導体レーザに限らず、
GaInPAs系、AllGaAs系、AI G a 
Sb系、或いはZn5eS系の材料を用いることもてき
る。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。第1図
に本発明の第1の実施例を示す。光出射方向により見た
模式的側面図である。A、ffGaInP系可視光半導
体レーザにおける例を示す。
n型GaAs基板1の表面上幅7μm程度のストライプ
状領域を残して、その他の領域に選択的に亜鉛(Zn)
を拡散し、p型のGaAs領域2とする。ρ型のGaA
s領域2を形成するためにはZn以外の不純物、例えは
ベリリウム、カドミウムなどでもよく不純物種によらな
い。また、形成法も拡散以外のイオン注入法など、その
方法によらない。p−GaAs領域2の厚さは1μrn
程度とする。この基板上に厚さ1μmのn−(Affl
O,4Ga0.6 ) a、s I no5Pクラッド
層3、厚さ0.1μmのGa、)、5 I nO,5P
活性層4、厚さ1μmのp (Afflo4Gao6)
o、s I nO,5Pクラッド層5を順次形成し、ダ
ブルヘテロ構造とする。形成法は有機金属熱分解気相エ
ピタキシャル法(MOVPE法)、分子線エビタクシア
ル法(MBE法)などが適した方法であるか、他の如何
なる方法によってもよい。次に、n−GaAs基板1上
のストライプ領域10とほぼ一致させた領域に、p(A
、Ro4Ga0.6 )0.I no、5Pのメサスト
ライプ7を形成する。形成法はフォトリングラフィ法に
よりpくAρ。4Ga。6 ) o、s I no5P
クラッド層5上ストライプ形成領域にのみレジスト膜で
マスクすることにより、それ以外の部分を塩酸・過酸化
水素混液をエツチング液としてエツチングによりクラッ
ド層厚さを0.3μm程度とする。メサストライプ形成
後、p−クラッドN5上にp−GaAsキャップ層6を
厚さ2μm程度成長させる。成長法は、MOVPE法、
MBE法のほか液相エピタクシアル法(LPE法)ハロ
ゲン輸送気相エビタクシアル法(HT−VPE法)など
如何なる方法でもよい。さらにn型用電極8、n型用電
極9を蒸着法などにより形成する。このように結晶成長
は2回の過程で済む。電流狭窄は基板表面により形成さ
れたZn拡散による反転層2で行われ、レーザ発振光の
横モード制御はメサストライプ7の両側のp−GaAs
キャップ層6を光吸収層とすることにより行う。
第2図に本発明の第2の実施例を示す。光出射方向から
見た模式的側面図である。n −G a A s基板上
に幅3μmのストライプ領域10だけ残し、その他の領
域にベリリウム(Be)をイオン注入し、p反転させた
厚さ0.5μmのBeイオン注入[11を形成する。第
1の実施例のところで述べたようにp反転層をつくるた
めには、他の元素、他の形成方法によっても差し支えな
いが、狭ストライプを形成し、深い高濃度層を形成する
には、Beのような軽い元素をイオン注入することが適
している。次に厚さ1.0μmのn−Al1.5 I 
no、5 Pクラッド層12、厚さ0.06μmのアン
ドープ活性層4、厚さ0.3μmのp−(AJlo4G
ao、6) o、s I no、s P第1クラッド層
13、厚さ0.5μnのp−Affl、)、5In。、
P第2クラッド層14、厚さ0.1μmのp−Ga、)
、5 I no、5 P 15を順次形成する。続いて
幅5μmのメサストライプ領域7を残して、pGa(1
,5I no、5 P層15、P−AJI(1,5In
05P層14をエツチングにより除去する。A4組成の
異る二重のクラッド層13.14を用いることにより、
エツチングに選択性を持たせることができて、メサ構造
の形成が再現性よく容易にできる。また、p側とn側の
クラッド層A1組成を非対称にしたことにより、接合垂
直方向の光強度分布を最適化して高出力動作も可能とな
る。続いてp−GaAsキャップ層6を表面全面に約2
μmの厚さで形成する。さらにn型用電極8、n型用電
極9を形成して素子構造とする。電流注入幅を規定する
基板上ストライプ幅10をメサストライプ幅7よりも狭
くすることにより、セルフパルセーション動作を生ザし
ぬ、低雑音の素子が実現できる。p GaQ、5 I 
n09P層15は、GaAsとAl0.5 I nQ、
5 P表面酸化防止層の役割をもつ。この構造は第1の
実施例で述べたと同様に2回の結晶成長で実現できる。
成長を中心とする素子プロセスが簡略化されるために、
素子性能を損うことなく、素子製作に要する時間が従来
構造を較べて4分の1程度短縮できる。また第2の実施
例においては、従来構造と較べて戻り光により雑音を低
減でき、2%戻り売時RIN値で10dB/Hz程度小
さくなる。
前述の実施例において、n型とp型を入れかえたもので
も本発明を適用できることは言うまでもない。又、Aj
!Ga I nP系以外の材料、GaIn P A s
系、A、RGaSb系、A、RGaAs系、Zn5eS
系、HgCdTe系、その他の材料の如何を訪わず本発
明は適用できる。
〔発明の効果〕
この様に本発明により、横モード特性や雑音特性の優れ
た高品質のレーザ光を得られる構造の半導体レーザを従
来よりも少ない時間で容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を光出射方向よりみた模
式的側面図、第2図は本発明の第2の実施例の模式的側
面図、第3図は従来構造を光出射方向よりみた模式的側
面図である。 1.101−・・n−GaAs基板、2−・−Z n拡
散層、3,102−n−(A、Ro4Ga(、,6)0
゜In(、,5Pクラッド層、1,1.03・・・アン
ドープGaO,5I nO,5P活性層、5,104・
 p−(AJo、s Ga、)、6 ) 0.51 n
o、5Pクラッド層、6,108−p−GaAsキー+
r ツブ層、7・・・メサ・ストライプ領域、8,10
9・・・p型用電極、9,110・・・n型用電極、l
O・・・基板上ストライプ領域、11・・・Beイオン
注入層、12・・・Affl、)、5 I no、5 
Pクラッド層、13−p−(Ajo、4 Ga、)、6
 ) 0.5 I no、5 P第一クラッド層、14
=−p−Af□、5 I n。、5 P第二クラッド層
、15.105・・・p  Ga0.5 I nO,5
P層、106 =−n −G a A s光吸収層、1
07−p −(Afo、a Ga、)、4 )o、s 
I na、+s Pメサストライプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の基板上表面に、一部のストライプ状領域を
    除いて第二導電型反転層を形成し、この基板上に第一導
    電型クラッド層、第一導電型或いは固有型或いは第二導
    電型の活性層、第二導電型のクラッド層を順次形成した
    ダブルヘテロ構造を形成し、第二導電型のクラッド層は
    基板上のストライプ上領域とほぼ合致した領域がメサ形
    状を有し、さらに、第二導電型クラッド層上に第二導電
    型の光吸収層を形成したことを特徴とする半導体レーザ
JP9797089A 1989-04-17 1989-04-17 半導体レーザ Pending JPH02275689A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524901A (ja) * 2000-02-24 2003-08-19 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 電磁線を放出するための半導体構造素子およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003524901A (ja) * 2000-02-24 2003-08-19 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 電磁線を放出するための半導体構造素子およびその製造方法

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