JPH0353578A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0353578A JPH0353578A JP18941989A JP18941989A JPH0353578A JP H0353578 A JPH0353578 A JP H0353578A JP 18941989 A JP18941989 A JP 18941989A JP 18941989 A JP18941989 A JP 18941989A JP H0353578 A JPH0353578 A JP H0353578A
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- Japan
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- gaas
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
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- 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ＰＯＳ，ＦＡシステム等のノくーコードリーダ
ー用および光計測等の光源に用いられる半導体レーザに
関し、特に発振波長が６８０ｎｍ以下のＡｊ２ＧａＩｎ
Ｐ系可視光半導体レーザの構造に関する。
ー用および光計測等の光源に用いられる半導体レーザに
関し、特に発振波長が６８０ｎｍ以下のＡｊ２ＧａＩｎ
Ｐ系可視光半導体レーザの構造に関する。
第２図は従来のＡｊ７ＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ
の構造を示す断面図である。（例えば、昭６１年度電子
通信学会予稿集，Ｐ．４−９２）。
の構造を示す断面図である。（例えば、昭６１年度電子
通信学会予稿集，Ｐ．４−９２）。
図中１はｎ ＧａＡｓ基板であり、この基板ｌ上ニは
ｎ−ＧａＡｓバッファ層２が形成されている。バッファ
層２上には、ｎ−ＩｎＧａＡＡＰクラッド層３，ＩｎＧ
ａＰ活性層４ａｐ ＩｎＧａＡｎＰクラッド層５，ｐ
−ＩｎＧａＰｚッチング停止層６，ｎ−ＧａＡｓ電流阻
止層７及びｐ−Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層８からなる
ダブルヘテロ接合構造が形成されている。
ｎ−ＧａＡｓバッファ層２が形成されている。バッファ
層２上には、ｎ−ＩｎＧａＡＡＰクラッド層３，ＩｎＧ
ａＰ活性層４ａｐ ＩｎＧａＡｎＰクラッド層５，ｐ
−ＩｎＧａＰｚッチング停止層６，ｎ−ＧａＡｓ電流阻
止層７及びｐ−Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層８からなる
ダブルヘテロ接合構造が形成されている。
この構造を有する半導体レーザ結晶は通常ＭＯＶＰＥ法
又はＭＢＥ法によって製造されるが、ここでは量産性に
優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について述べる。
又はＭＢＥ法によって製造されるが、ここでは量産性に
優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について述べる。
ここで、１回目のＭＯＶＰＥ戒長によってｎ一Ｇ ａ
Ａ ｓバッファ層２からｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７まで
の６層構造を形成し、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７の一部
にｐ−ＩｎＧａＰ工，チング停止層６が露出するストラ
イプ状の溝９が形威されており、続いて２回目のＭＯＶ
ＰＥ成長によって溝９を含むｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７
上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層８が形威されている．そ
して、コンタクト層８の上面にｐ側電極１０が被着され
、基板ｌの下面にはｎ側電極１１が被着されている。
Ａ ｓバッファ層２からｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７まで
の６層構造を形成し、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７の一部
にｐ−ＩｎＧａＰ工，チング停止層６が露出するストラ
イプ状の溝９が形威されており、続いて２回目のＭＯＶ
ＰＥ成長によって溝９を含むｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７
上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層８が形威されている．そ
して、コンタクト層８の上面にｐ側電極１０が被着され
、基板ｌの下面にはｎ側電極１１が被着されている。
この構造では、電流狭窄はｐ ＝ Ｇ ａ Ａ ｓコン
タクト層８とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７により行なわれ
る。また、ｐ−ＩｎＧａＰエッチング停止層６はストラ
イプ状の溝９を形戒する際にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７
だけが化学エッチングされるためのエッチング停止層の
役割をしており、またｐ一ＩｎＧａＡｎＰクラッド層５
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との間の電気抵抗を低減
を目的とするものである。
タクト層８とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７により行なわれ
る。また、ｐ−ＩｎＧａＰエッチング停止層６はストラ
イプ状の溝９を形戒する際にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７
だけが化学エッチングされるためのエッチング停止層の
役割をしており、またｐ一ＩｎＧａＡｎＰクラッド層５
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との間の電気抵抗を低減
を目的とするものである。
しかしながら、上述した従来の半導体レーザの構造は、
２回目のＭＯＶＰＥ戊長の際に、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層８の戒長に先だってｎ − Ｇ ａＡｓ電流阻止層
７と溝９に露出したｐ−ＩｎＧａＰエッチング停止層６
の表面を■族ガスによって熱的劣化から保護する必要あ
る。例えばＧａＡｓ層表面は高温下ではＡｓが飛散し、
ＩｎＧａＰ層表面はＰが飛散し、その層表面が熱劣化し
、次に或長ずる戒長層に結晶欠陥が導入されるが、さら
にはその上に成長すること自体が困難となる。
２回目のＭＯＶＰＥ戊長の際に、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層８の戒長に先だってｎ − Ｇ ａＡｓ電流阻止層
７と溝９に露出したｐ−ＩｎＧａＰエッチング停止層６
の表面を■族ガスによって熱的劣化から保護する必要あ
る。例えばＧａＡｓ層表面は高温下ではＡｓが飛散し、
ＩｎＧａＰ層表面はＰが飛散し、その層表面が熱劣化し
、次に或長ずる戒長層に結晶欠陥が導入されるが、さら
にはその上に成長すること自体が困難となる。
従来構造では、Ｖ族ガスとしてＰＨ３又はＡｓＨ，のど
ちらか一方を熱的保護用のガスとして層表面に流してお
くために、例えばＰＨ３ガス下ではｐ ＩｎＧａＰエ
ッチング停止層６表面からのＰの飛散は抑制されるがＨ
− Ｇ ａ Ａ ｓ電流停止層７表面からのＡｓの飛
散は抑制されないため、次に戒長されるｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層８に結晶欠陥が導入され、半導体レーザの寿
命が短かく高信頼な半導体レーザな得ることが困難とな
る欠点があった．一方、ＡＳＨ３ガス下においても同様
な結果となる． 本発明の目的は、従来のＡｆＧａＩｎＰ系可視光半導体
レーザの上記の問題点を解決し結晶欠陥のない高信頼な
半導体レーザを提供することにある。
ちらか一方を熱的保護用のガスとして層表面に流してお
くために、例えばＰＨ３ガス下ではｐ ＩｎＧａＰエ
ッチング停止層６表面からのＰの飛散は抑制されるがＨ
− Ｇ ａ Ａ ｓ電流停止層７表面からのＡｓの飛
散は抑制されないため、次に戒長されるｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層８に結晶欠陥が導入され、半導体レーザの寿
命が短かく高信頼な半導体レーザな得ることが困難とな
る欠点があった．一方、ＡＳＨ３ガス下においても同様
な結果となる． 本発明の目的は、従来のＡｆＧａＩｎＰ系可視光半導体
レーザの上記の問題点を解決し結晶欠陥のない高信頼な
半導体レーザを提供することにある。
・本発明の半導体レーザは、Ａｉ７ＧａＩｎＰ系半導体
レーザの構造において、電流阻止層を最上面に有する再
成長表面なＰを含む結晶層で保護した構造をもつもので
ある。
レーザの構造において、電流阻止層を最上面に有する再
成長表面なＰを含む結晶層で保護した構造をもつもので
ある。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の半導体レーザの構造を示す
構断面図である。
構断面図である。
まず、原料としてメタル系■族有機金属（トリメチルイ
ンジウム，トリエチルガリウム，トリメチルアルミニウ
ム）と，Ｖ族水素化物（ Ｐ Ｈ ｓ ， Ａ ｓＨ３
）とを用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、面方位（
１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１２（ｎ濃度２ ｘ １
０ ”ａｎ−”）上に厚さ０． ５ ｐ ｍのｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層１３（ｎ濃度ＩＸＩＯ’″ｃｍ−”），
厚さ１，ｕｍのｎ Ｉ ｎａｓ （ＧａｌＬ４Ａｊ？
ａ＊） ａｓＰクラッド層１４（ｎ濃度５ ｘ １ ０
”ｃｍ−”） ，厚さ０．０７μｍのＩｎａｓＧａａ
ｓＰ活性層１５，厚さ０． ８ ｐ ｍのｐ Ｉｎ．ｓ
（Ｇａａ４Ａｊ？ａａ） ．ｉＰクラッド層１６（ｐ
一濃度３Ｘ１０１７ｃｍ−り，厚さ０．０５，ｕｍのＰ
ＩｎａｓＧａａｉＰ−’ｙチング停止層１７（ｐ濃
度Ｉ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−’） ，厚さ０． ６ ｐ
ｍのｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１８（ｎ濃度ＩＸＩＯ’
″ｅｌｌ″″り及び厚さ０．０５μｍのＩｎａｓＧＩＬ
ａｓＰ保護層１９（ｐ型の場合はｐ濃度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ
”ｃｍ−’， ｎ型の場合はｎ濃度１ ｘ ｌ Ｏ
”ＣＩ１１−”）を順次成長してダブルヘテロウェハを
形成する。続いて、ＳｉＯ，膜またはフォトレジスト膜
をマスクとして用い、先ず、ＩｎａｓＧａａｓＰ保護層
１９を（Ｈ（１，Ｈ！Ｏ）混合液でエッチングし、ｎ−
ＧａＡＳ電流阻止層１８を（ Ｈ ｓ Ｐ ０ ４ ，
Ｈ ２ ０ ２ ， Ｈ ｔ Ｏ ）混合液でエッチ
ングすることにより、ＩｎａｉＧａｏ．ｓＰ保護層１９
とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１８を貫通し、Ｉ）−Ｉｎａ
ｓＧａａｓＰ−ｒ−ｙチング停止層ｌ７が露出したスト
ライプ状の溝２０を形戒する。
ンジウム，トリエチルガリウム，トリメチルアルミニウ
ム）と，Ｖ族水素化物（ Ｐ Ｈ ｓ ， Ａ ｓＨ３
）とを用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、面方位（
１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１２（ｎ濃度２ ｘ １
０ ”ａｎ−”）上に厚さ０． ５ ｐ ｍのｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層１３（ｎ濃度ＩＸＩＯ’″ｃｍ−”），
厚さ１，ｕｍのｎ Ｉ ｎａｓ （ＧａｌＬ４Ａｊ？
ａ＊） ａｓＰクラッド層１４（ｎ濃度５ ｘ １ ０
”ｃｍ−”） ，厚さ０．０７μｍのＩｎａｓＧａａ
ｓＰ活性層１５，厚さ０． ８ ｐ ｍのｐ Ｉｎ．ｓ
（Ｇａａ４Ａｊ？ａａ） ．ｉＰクラッド層１６（ｐ
一濃度３Ｘ１０１７ｃｍ−り，厚さ０．０５，ｕｍのＰ
ＩｎａｓＧａａｉＰ−’ｙチング停止層１７（ｐ濃
度Ｉ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−’） ，厚さ０． ６ ｐ
ｍのｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１８（ｎ濃度ＩＸＩＯ’
″ｅｌｌ″″り及び厚さ０．０５μｍのＩｎａｓＧＩＬ
ａｓＰ保護層１９（ｐ型の場合はｐ濃度Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ
”ｃｍ−’， ｎ型の場合はｎ濃度１ ｘ ｌ Ｏ
”ＣＩ１１−”）を順次成長してダブルヘテロウェハを
形成する。続いて、ＳｉＯ，膜またはフォトレジスト膜
をマスクとして用い、先ず、ＩｎａｓＧａａｓＰ保護層
１９を（Ｈ（１，Ｈ！Ｏ）混合液でエッチングし、ｎ−
ＧａＡＳ電流阻止層１８を（ Ｈ ｓ Ｐ ０ ４ ，
Ｈ ２ ０ ２ ， Ｈ ｔ Ｏ ）混合液でエッチ
ングすることにより、ＩｎａｉＧａｏ．ｓＰ保護層１９
とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１８を貫通し、Ｉ）−Ｉｎａ
ｓＧａａｓＰ−ｒ−ｙチング停止層ｌ７が露出したスト
ライプ状の溝２０を形戒する。
次いでトリエチルガリウムとＰＨ３を原料として用いた
減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、図に示す如＜ｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層２１を厚さ４μｍ或長する。その後、
ｐ Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層２ｌ上にｐ側電極２
２，基板１２の下面にｎ側電極２３を形成することによ
って第１図に示す構造の半導体レーザが完成する。
減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、図に示す如＜ｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層２１を厚さ４μｍ或長する。その後、
ｐ Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層２ｌ上にｐ側電極２
２，基板１２の下面にｎ側電極２３を形成することによ
って第１図に示す構造の半導体レーザが完成する。
また、前記実施例によれば、第１図に示す如くｎ Ｇａ
Ａｓ電流阻止層ｌ８上にＩｎａｓＧａｗｓＰ保護層１９
を積層した２層構造の場合を示しているが、保護層１９
としてＩｎＧａＡＩＰＰ層を用いても先の実施例と同様
，結晶欠陥が少なく良質ｋ半導体レーザが得られる。
Ａｓ電流阻止層ｌ８上にＩｎａｓＧａｗｓＰ保護層１９
を積層した２層構造の場合を示しているが、保護層１９
としてＩｎＧａＡＩＰＰ層を用いても先の実施例と同様
，結晶欠陥が少なく良質ｋ半導体レーザが得られる。
このように本発明によれば、実施例に示すように第２の
ＭＯＶＰＥ法によるｐ−ＧａＡｓ：３ンタクト層２ｌの
再威長の際＃ ｐ ＩｎａｓＧａａｓＰエッチング停止
層１７及びＩｎａｓＧａｌｓＰ又はＩｎＧａＡＩＩＰ保
護層１９が露出しており、昇温時におけるＰの蒸発をＰ
Ｈｓガスを流しておくことで抑制することができ、結晶
表面の損傷を低減し、良質の半導体レーザを形戒できる
．このため、素子特性及び信頼性の向上をはかり得る利
点を有している。
ＭＯＶＰＥ法によるｐ−ＧａＡｓ：３ンタクト層２ｌの
再威長の際＃ ｐ ＩｎａｓＧａａｓＰエッチング停止
層１７及びＩｎａｓＧａｌｓＰ又はＩｎＧａＡＩＩＰ保
護層１９が露出しており、昇温時におけるＰの蒸発をＰ
Ｈｓガスを流しておくことで抑制することができ、結晶
表面の損傷を低減し、良質の半導体レーザを形戒できる
．このため、素子特性及び信頼性の向上をはかり得る利
点を有している。
第１図は本発明の一実施例の半導体レーザの構造を示す
構断面図、第２図は従来技術により得られる半導体レー
ザの構断面図を示す。 図において、 １，１２・・・・・・ｎ−ＧａＡｓ基板、２，ｌ３・・
・・・・Ｈ−ＧａＡｓバッファ層、３． １ ４−−
ｎ Ｉ ｎａｇ（Ｇａａ．４Ａｊ’ａｓ）Ｐクラッド
層、４ ． １ ５−・−・・ＩＨ （１Ｂ Ｇ ＆
＠，ｓ Ｐ活性層、５．１６−−ｐ Ｉｎｏ．ｓ（
Ｇ ａ ａ＜Ａ ＩＩ ｎ．ｉ） ｔｓ Ｐクラッド層
、６ ． １ ７−・・・ｐＩ ｎｌ，．ｓＧａｌＬ
ｓＰ−’ｙチング停止層、７．１８−・・・・・ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層、８，２１・・・・・・ｐ一ＧａＡｓ
コンタクト層、９．２０・・・・・・ストライプ状の溝
、１０，２２・・・・・・ｐ側電極、１１．２３・・・
・・・ｎ側電極、１ ９””・・ＩｎａｓＧａｅ．ｓＰ
又はＩｎＡｊ７ＧａＰ保護層、 を示す。
構断面図、第２図は従来技術により得られる半導体レー
ザの構断面図を示す。 図において、 １，１２・・・・・・ｎ−ＧａＡｓ基板、２，ｌ３・・
・・・・Ｈ−ＧａＡｓバッファ層、３． １ ４−−
ｎ Ｉ ｎａｇ（Ｇａａ．４Ａｊ’ａｓ）Ｐクラッド
層、４ ． １ ５−・−・・ＩＨ （１Ｂ Ｇ ＆
＠，ｓ Ｐ活性層、５．１６−−ｐ Ｉｎｏ．ｓ（
Ｇ ａ ａ＜Ａ ＩＩ ｎ．ｉ） ｔｓ Ｐクラッド層
、６ ． １ ７−・・・ｐＩ ｎｌ，．ｓＧａｌＬ
ｓＰ−’ｙチング停止層、７．１８−・・・・・ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層、８，２１・・・・・・ｐ一ＧａＡｓ
コンタクト層、９．２０・・・・・・ストライプ状の溝
、１０，２２・・・・・・ｐ側電極、１１．２３・・・
・・・ｎ側電極、１ ９””・・ＩｎａｓＧａｅ．ｓＰ
又はＩｎＡｊ７ＧａＰ保護層、 を示す。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成したダブルヘテロ接合構造部がＩｎ
０．５（Ｇａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘ）＿０＿．＿５Ｐ（
０≦Ｘ≦１）であり、このダブルヘテロ接合接合構造部
の上に電流阻止層を具備した半導体レーザ装置において
、Ｐ（リン）を含む保護層を表面に設けた少なくとも２
層構造とからなる電流阻止層を有したことを特徴とする
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18941989A JPH0353578A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18941989A JPH0353578A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353578A true JPH0353578A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16240948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18941989A Pending JPH0353578A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0353578A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9401649A (nl) * | 1993-10-06 | 1995-05-01 | Gold Star Co | Halfgeleiderlaser en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP18941989A patent/JPH0353578A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9401649A (nl) * | 1993-10-06 | 1995-05-01 | Gold Star Co | Halfgeleiderlaser en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. |
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