JPH0482074B2 - - Google Patents
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- JPH0482074B2 JPH0482074B2 JP60115819A JP11581985A JPH0482074B2 JP H0482074 B2 JPH0482074 B2 JP H0482074B2 JP 60115819 A JP60115819 A JP 60115819A JP 11581985 A JP11581985 A JP 11581985A JP H0482074 B2 JPH0482074 B2 JP H0482074B2
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- JP
- Japan
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- conductivity type
- type semiconductor
- layer
- semiconductor layer
- current blocking
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ダブルヘテロ構造の発光部を含む帯状メサの両
側が埋込領域となる埋込型半導体レーザにおい
て、 埋込領域の構成体である基板側の電流阻止層を
基板側から不純物濃度の高い領域と低い領域の二
層構造にすることにより。
側が埋込領域となる埋込型半導体レーザにおい
て、 埋込領域の構成体である基板側の電流阻止層を
基板側から不純物濃度の高い領域と低い領域の二
層構造にすることにより。
埋込領域の電流阻止性能を向上させて高いレー
ザ光出力を得られるようにしたものである。
ザ光出力を得られるようにしたものである。
本発明は、埋込型半導体レーザに係り、特に、
その埋込領域の構成に関す。
その埋込領域の構成に関す。
半導体レーザは、光を媒体にして多量の情報を
扱う光通信や情報処理の光信号源として多用され
るようになつてきた。
扱う光通信や情報処理の光信号源として多用され
るようになつてきた。
このように使用される半導体レーザには、発光
部が帯状メサにより形成され、その両側が電流を
阻止するように半導体で埋められた埋込型半導体
レーザ、例えばBHレーザ（Buried
Heterostructure Laser）などがあるが、光出力
を増大させるなど一層の特性向上が望まれてい
る。
部が帯状メサにより形成され、その両側が電流を
阻止するように半導体で埋められた埋込型半導体
レーザ、例えばBHレーザ（Buried
Heterostructure Laser）などがあるが、光出力
を増大させるなど一層の特性向上が望まれてい
る。
第３図は従来の埋込型半導体レーザの代表例で
あるBHレーザの側断面図である。
あるBHレーザの側断面図である。
同図において、１はｎ型インジウム燐（InP）
の基板、２はｎ型InPのクラツド層、３はインジ
ウムガリウム砒素燐（InGaAsP）の活性層、４
はｐ型InPのクラツド層、５はｐ型InGaAsPのコ
ンタクト層、６は２〜５で形成される帯状メサ
で、ここの活性層３部分がダブルヘテロ構造をな
す発光部となる。
の基板、２はｎ型InPのクラツド層、３はインジ
ウムガリウム砒素燐（InGaAsP）の活性層、４
はｐ型InPのクラツド層、５はｐ型InGaAsPのコ
ンタクト層、６は２〜５で形成される帯状メサ
で、ここの活性層３部分がダブルヘテロ構造をな
す発光部となる。
メサ６の両側は埋込領域７となり、ｐ型InPの
電流阻止層８とｎ型InPの電流阻止層９とｐ型
InGaAsPの埋込層１０によつて構成されている。
電流阻止層８とｎ型InPの電流阻止層９とｐ型
InGaAsPの埋込層１０によつて構成されている。
また、１１と１２は金属の電極である。
この半導体レーザは、電極１１と１２との間に
電極１１を正側にした印加電流を通ずると、電流
阻止層８と９が形成する逆方向のＰ−Ｎ接合と、
電流阻止層８とクラツド層２との間の立ち上がり
電圧がクラツド層４と２との間より高いこととの
作用により、電流が活性層３に集中して発振しレ
ーザ光を発する。
電極１１を正側にした印加電流を通ずると、電流
阻止層８と９が形成する逆方向のＰ−Ｎ接合と、
電流阻止層８とクラツド層２との間の立ち上がり
電圧がクラツド層４と２との間より高いこととの
作用により、電流が活性層３に集中して発振しレ
ーザ光を発する。
電流阻止層８とクラツド層２との間の上記立ち
上がり電圧は、クラツド層４と電流阻止層８との
接合部を通り発振に対して無効となる漏洩電流ａ
を抑える作用をなしており高い方が望ましい。
上がり電圧は、クラツド層４と電流阻止層８との
接合部を通り発振に対して無効となる漏洩電流ａ
を抑える作用をなしており高い方が望ましい。
この立ち上がり電圧を高めるのに、電流阻止層
８の不純物濃度を高めることが有効である。
８の不純物濃度を高めることが有効である。
ではあるが、その不純物濃度が高すぎると電流
阻止層８の抵抗が下がつて逆に漏洩電流ａが増大
するので、漏洩電流ａに着目した場合、不純物濃
度の高さには制限があつて、立ち上がり電圧を十
分に高くすることが出来ない。
阻止層８の抵抗が下がつて逆に漏洩電流ａが増大
するので、漏洩電流ａに着目した場合、不純物濃
度の高さには制限があつて、立ち上がり電圧を十
分に高くすることが出来ない。
一方、電流阻止層８の抵抗を上げるため不純物
濃度を下げると、上記立ち上がり電圧が下がると
同時に、クラツド層４または埋込層１０、電流阻
止層９、電流阻止層８、クラツド層２が形成する
Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎ構造がサイリスタとして動作し極
端に大きな漏洩電流ｂが発生してレーザとしての
機能を失う。
濃度を下げると、上記立ち上がり電圧が下がると
同時に、クラツド層４または埋込層１０、電流阻
止層９、電流阻止層８、クラツド層２が形成する
Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎ構造がサイリスタとして動作し極
端に大きな漏洩電流ｂが発生してレーザとしての
機能を失う。
これらの制約のもとに形成された上記半導体レ
ーザは、光出力を上げるよう印加電流を増大させ
ると、それに伴うクラツド層４の電位の上昇によ
り、漏洩電流ａが印加電流の上昇率より増加し
て、第２図の光出力−印加電流特性図のＡに示す
如く、印加電流の大きなところで光出力の増加率
が低下し大きな光出力を得ることが困難である問
題がある。
ーザは、光出力を上げるよう印加電流を増大させ
ると、それに伴うクラツド層４の電位の上昇によ
り、漏洩電流ａが印加電流の上昇率より増加し
て、第２図の光出力−印加電流特性図のＡに示す
如く、印加電流の大きなところで光出力の増加率
が低下し大きな光出力を得ることが困難である問
題がある。
第１図は本発明による埋込型半導体レーザの実
施例の側断面図である。
施例の側断面図である。
上記問題点は、第１図に示す如く、ダブルヘテ
ロ構造の発光部を含んで一導電型半導体基板１上
に形成された帯状メサ６の両側に配置された埋込
領域７が、該基板１上にあつて該基板１に対し
pn接合を形成する第一の逆導電型半導体層８ａ
と、該第一の逆導電型半導体層８ａ上にあつて該
第一の逆導電型半導体層８ａより不純物濃度の低
い第二の逆導電型半導体層８ｂと、該第二の逆導
電型半導体層８ｂ上にあつて該第二の逆導電型半
導体層８ｂに対しpn接合を形成する一導電型半
導体層９とを含んで構成されると共に、該帯状メ
サ６と該埋込領域７の界面に於いて、該第二の逆
導電型半導体層８ｂの上面は該発光部の活性層３
の上面より上方に位置し、且つ該第二の逆導電型
半導体層８ｂの下面は該活性層３の下面より下方
に位置するように、該第二の逆導電型半導体層８
ｂが配設されて成る埋込型半導体レーザによつて
解決される。
ロ構造の発光部を含んで一導電型半導体基板１上
に形成された帯状メサ６の両側に配置された埋込
領域７が、該基板１上にあつて該基板１に対し
pn接合を形成する第一の逆導電型半導体層８ａ
と、該第一の逆導電型半導体層８ａ上にあつて該
第一の逆導電型半導体層８ａより不純物濃度の低
い第二の逆導電型半導体層８ｂと、該第二の逆導
電型半導体層８ｂ上にあつて該第二の逆導電型半
導体層８ｂに対しpn接合を形成する一導電型半
導体層９とを含んで構成されると共に、該帯状メ
サ６と該埋込領域７の界面に於いて、該第二の逆
導電型半導体層８ｂの上面は該発光部の活性層３
の上面より上方に位置し、且つ該第二の逆導電型
半導体層８ｂの下面は該活性層３の下面より下方
に位置するように、該第二の逆導電型半導体層８
ｂが配設されて成る埋込型半導体レーザによつて
解決される。
上記構成は第３図に示す電流阻止層８を電流阻
止層８ａと８ｂの二層構造にしたものである。
止層８ａと８ｂの二層構造にしたものである。
電流阻止層８ｂは不純物濃度を低くすることに
より、メサ６から流入する電流（第３図図示漏洩
電流ａ）に対して抵抗を十分に高くすることが出
来る。
より、メサ６から流入する電流（第３図図示漏洩
電流ａ）に対して抵抗を十分に高くすることが出
来る。
これに伴い、電流阻止層８ａは抵抗の低さを懸
念することなく不純物濃度を高めて、基板１側と
の間の立ち上がり電圧を十分に高めることが出来
る。
念することなく不純物濃度を高めて、基板１側と
の間の立ち上がり電圧を十分に高めることが出来
る。
また、電流阻止層８ｂの不純物濃度が低くと
も、電流阻止層８ａの不純物濃度が高いため基板
１側から入るキヤリアの拡散長が短くなり、先に
述べたサイリスタ動作の発生は抑制される。
も、電流阻止層８ａの不純物濃度が高いため基板
１側から入るキヤリアの拡散長が短くなり、先に
述べたサイリスタ動作の発生は抑制される。
これらのことから本半導体レーザは、埋込領域
の電流阻止性能が向上して印加電流を増大させて
も光出力の増加率の低下が起こらず、高い光出力
を得ることが可能になる。
の電流阻止性能が向上して印加電流を増大させて
も光出力の増加率の低下が起こらず、高い光出力
を得ることが可能になる。
以下第１図を用い実施例について説明する。
同図に示す半導体レーザは、第３図図示の半導
体レーザにおける電流阻止層８を電流阻止層８ａ
と８ｂの二層構造に置換したもので、その他は変
わらない。
体レーザにおける電流阻止層８を電流阻止層８ａ
と８ｂの二層構造に置換したもので、その他は変
わらない。
即ち、電流阻止層８ａは不純物濃度を４×
1018／cm3にしたｐ型InPであり、電流阻止層８ｂ
は不純物濃度を２×1015／cm3にしたｐ型InPであ
る。ちなみに従来の電流阻止層８の不純物濃度は
５×1017／cm3である。不純物には何れもカドミウ
ム（Cd）または亜鉛（Zn）を用いている。
1018／cm3にしたｐ型InPであり、電流阻止層８ｂ
は不純物濃度を２×1015／cm3にしたｐ型InPであ
る。ちなみに従来の電流阻止層８の不純物濃度は
５×1017／cm3である。不純物には何れもカドミウ
ム（Cd）または亜鉛（Zn）を用いている。
また、ｎ型InPの電流阻止層９の不純物濃度は
５×1017／cm3であり、不純物には錫（Sn）を用い
ている。
５×1017／cm3であり、不純物には錫（Sn）を用い
ている。
第３図図示の従来例に相当させて上記の如く形
成した半導体レーザの光出力−印加電流特性は、
第２図のＢに示す如くである。
成した半導体レーザの光出力−印加電流特性は、
第２図のＢに示す如くである。
同図に示された従来例の特性Ａと比較すると、
特性Ａでは光出力が10mWを越えると光出力の増
加率が低下し印加電流が増加するに従いその低下
が大きくなつているのに対し、特性Ｂでは光出力
が40mWに至るも増加率が略一定であり、本半導
体レーザの光出力が従来のものより遥かに高いこ
とを示している。
特性Ａでは光出力が10mWを越えると光出力の増
加率が低下し印加電流が増加するに従いその低下
が大きくなつているのに対し、特性Ｂでは光出力
が40mWに至るも増加率が略一定であり、本半導
体レーザの光出力が従来のものより遥かに高いこ
とを示している。
なお、本実施例では電流阻止層８ａ，８ｂなど
の形成に液相成長法を用いたため、電流阻止層８
ｂの不純物濃度を下げるのが前記２×1015／cm3に
留まつたが、例えば気相成長法などにより更に下
げる（例えば、1011／cm3程度に）ことが出来れ
ば、本発明の構成は一層有効になる。
の形成に液相成長法を用いたため、電流阻止層８
ｂの不純物濃度を下げるのが前記２×1015／cm3に
留まつたが、例えば気相成長法などにより更に下
げる（例えば、1011／cm3程度に）ことが出来れ
ば、本発明の構成は一層有効になる。
また本発明の構成は、その作用からして実施例
と異なる他の埋込型半導体レーザ例えばPBHレ
ーザなどに適用しても有効である。
と異なる他の埋込型半導体レーザ例えばPBHレ
ーザなどに適用しても有効である。
以上説明したように、本発明の構成によれば、
ダブルヘテロ構造の発光部を含む帯状メサの両側
が埋込領域となる埋込型半導体レーザにおいて、
埋込領域の電流阻止性能が向上して高いレーザ光
出力が得られるようになり、光信号源として優れ
た半導体レーザの提供を可能にさせる効果があ
る。
ダブルヘテロ構造の発光部を含む帯状メサの両側
が埋込領域となる埋込型半導体レーザにおいて、
埋込領域の電流阻止性能が向上して高いレーザ光
出力が得られるようになり、光信号源として優れ
た半導体レーザの提供を可能にさせる効果があ
る。
第１図は本発明による埋込型半導体レーザの実
施例の側断面図、第２図は本発明実施例と従来例
の光出力−印加電流特性図、第３図は従来の埋込
型半導体レーザの代表例の側断面図、である。 図において、１は基板（一導電型半導体基板）、
２，４はクラツド層、３は活性層、５はコンタク
ト層、６はメサ、７は埋込領域、８は電流阻止
層、８ａは電流阻止層（第一の逆導電型半導体
層）、８ｂは電流阻止層（第二の逆導電型半導体
層）、９は電流阻止層（一導電型半導体層）、１０
は埋込層、１１，１２は電極、ａ，ｂは漏洩電
流、Ａは従来例の特性、Ｂは実施例の特性、であ
る。
施例の側断面図、第２図は本発明実施例と従来例
の光出力−印加電流特性図、第３図は従来の埋込
型半導体レーザの代表例の側断面図、である。 図において、１は基板（一導電型半導体基板）、
２，４はクラツド層、３は活性層、５はコンタク
ト層、６はメサ、７は埋込領域、８は電流阻止
層、８ａは電流阻止層（第一の逆導電型半導体
層）、８ｂは電流阻止層（第二の逆導電型半導体
層）、９は電流阻止層（一導電型半導体層）、１０
は埋込層、１１，１２は電極、ａ，ｂは漏洩電
流、Ａは従来例の特性、Ｂは実施例の特性、であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダブルヘテロ構造の発光部を含んで一導電型
半導体基板１上に形成された帯状メサ６の両側に
配置された埋込領域７が、 該基板１上にあつて該基板１に対しpn接合を
形成する第一の逆導電型半導体層８ａと、 該第一の逆導電型半導体層８ａ上にあつて該第
一の逆導電型半導体層８ａより不純物濃度の低い
第二の逆導電型半導体層８ｂと 該第二の逆導電型半導体層８ｂ上にあつて該第
二の逆導電型半導体層８ｂに対しpn接合を形成
する一導電型半導体層９とを含んで構成されると
共に、 該帯状メサ６と該埋込領域７の界面に於いて、
該第二の逆導電型半導体層８ｂの上面は該発光部
の活性層３の上面より上方に位置し、且つ該第二
の逆導電型半導体層８ｂの下面は該活性層３の下
面より下方に位置するように、該第二の逆導電型
半導体層８ｂが配設されて成ることを特徴とする
埋込型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11581985A JPS61274385A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 埋込型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11581985A JPS61274385A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 埋込型半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61274385A JPS61274385A (ja) | 1986-12-04 |
| JPH0482074B2 true JPH0482074B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=14671886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11581985A Granted JPS61274385A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 埋込型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61274385A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0648743B2 (ja) * | 1987-02-18 | 1994-06-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
| JP2663118B2 (ja) * | 1987-03-12 | 1997-10-15 | 富士通株式会社 | 半導体発光素子 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58223395A (ja) * | 1982-06-21 | 1983-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS5957486A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Nec Corp | 埋め込み形半導体レ−ザ |
| JPS59175783A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-04 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS6077486A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP11581985A patent/JPS61274385A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61274385A (ja) | 1986-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |