JPH05190982A - 半導体インデックスガイドレーザダイオード - Google Patents
半導体インデックスガイドレーザダイオードInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同一表面上に容易に生成される両導電型のコ
ンタクト（接触部）を有する半導体インデックスガイド
レーザダイオードを提供する。 【構成】 本発明のレーザダイオード１０は、基板１２
の表面１４に半導体物質のボディ２６を有する。ボディ
２６は、基板１２上にｎ一導電型の第１クラッド層１８
と活性層２０とｐ−導電型の第２クラッド層２２を順次
積層して形成される。ボディ２６に平行に伸びるｎ−導
電型の一対の絶縁領域２８は、第２クラッド層２２と活
性層２０を貫通して第１クラッド層１８へと伸び、第２
クラッド層２２及び活性層２０の一部をこれらの層の残
りの部分から電気的に絶縁する。また、ｐ−導電型の第
１のコンタクト領域３０は第２クラッド層２２の絶縁部
に入込み、メタルコンタクト層４０とオーミック接触す
る。ｎ−導電型の第２のコンタクト領域３２は第２クラ
ッド層２２と活性層２０を貫通して絶縁部より下の第１
クラッド層１８へと伸び、メタルコンタクト層４２とオ
ーミック接触する。
ンタクト（接触部）を有する半導体インデックスガイド
レーザダイオードを提供する。 【構成】 本発明のレーザダイオード１０は、基板１２
の表面１４に半導体物質のボディ２６を有する。ボディ
２６は、基板１２上にｎ一導電型の第１クラッド層１８
と活性層２０とｐ−導電型の第２クラッド層２２を順次
積層して形成される。ボディ２６に平行に伸びるｎ−導
電型の一対の絶縁領域２８は、第２クラッド層２２と活
性層２０を貫通して第１クラッド層１８へと伸び、第２
クラッド層２２及び活性層２０の一部をこれらの層の残
りの部分から電気的に絶縁する。また、ｐ−導電型の第
１のコンタクト領域３０は第２クラッド層２２の絶縁部
に入込み、メタルコンタクト層４０とオーミック接触す
る。ｎ−導電型の第２のコンタクト領域３２は第２クラ
ッド層２２と活性層２０を貫通して絶縁部より下の第１
クラッド層１８へと伸び、メタルコンタクト層４２とオ
ーミック接触する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体インデックスガイ
ド（屈折率導波型）レーザダイオードに関し、さらに詳
しくは、デバイスの同一表面上に両方の導電型のコンタ
クトをそれぞれ有する半導体インデックスガイドレーザ
ダイオードに関する。
ド（屈折率導波型）レーザダイオードに関し、さらに詳
しくは、デバイスの同一表面上に両方の導電型のコンタ
クトをそれぞれ有する半導体インデックスガイドレーザ
ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体レーザダイオードは、ｐ−
ｎ接合あるいはｐ−ｉ−ｎ接合された半導体物質のボデ
ィ（本体）からなる。この接合部が適切にバイアスされ
た時、電荷キャリヤの流れが発生し、これらキャリヤが
再結合して光が発生する。インデックスガイドレーザダ
イオードは導波帯を有し、この導波帯は導波帯の両側に
おけるダイオード部分の屈折率とは異なる屈折率指数を
有する。この屈折率指数における相違によって、電荷キ
ャリヤと発生した光は導波帯に閉じ込められる。導波帯
の両端にはミラーなどの反射手段が設けられ、導波帯に
沿って光を前後に反射し、コヒーレント光（位相のそろ
った波形が保たれる光）を形成する。
ｎ接合あるいはｐ−ｉ−ｎ接合された半導体物質のボデ
ィ（本体）からなる。この接合部が適切にバイアスされ
た時、電荷キャリヤの流れが発生し、これらキャリヤが
再結合して光が発生する。インデックスガイドレーザダ
イオードは導波帯を有し、この導波帯は導波帯の両側に
おけるダイオード部分の屈折率とは異なる屈折率指数を
有する。この屈折率指数における相違によって、電荷キ
ャリヤと発生した光は導波帯に閉じ込められる。導波帯
の両端にはミラーなどの反射手段が設けられ、導波帯に
沿って光を前後に反射し、コヒーレント光（位相のそろ
った波形が保たれる光）を形成する。
【０００３】導波帯の少なくとも一端は部分的に透明で
あり、これによって発生された光ビームのダイオードか
らの放射が可能となる。このようなレーザダイオードは
通常、ボディ表面と裏面にコンタクトを有し、これによ
って、電流はひとつの電極からもう一方の電極へと、ダ
イオードを垂直に横切りジャンクション（接合部）を通
過して流れる。
あり、これによって発生された光ビームのダイオードか
らの放射が可能となる。このようなレーザダイオードは
通常、ボディ表面と裏面にコンタクトを有し、これによ
って、電流はひとつの電極からもう一方の電極へと、ダ
イオードを垂直に横切りジャンクション（接合部）を通
過して流れる。
【０００４】光源としてレーザダイオードを用いる光通
信システムが開発されるにつれて、ＩＣ（集積回路）の
一部としてレーザダイオードを形成するのが好ましいこ
とが判明してきた。このような集積回路は、レーザダイ
オード用の駆動回路および／あるいは制御回路を構成す
るその他の電気構成要素をも含む。しかしながら、集積
回路の一部としてレーザダイオードを形成するために
は、デバイスの同一表面上にレーザダイオードの両導電
型のコンタクト双方を設ける必要がある。また、集積回
路のコンタクトが形成される側の面は、この集積回路の
残りの部分と一致する平滑な面として形成され、レーザ
ダイオードと集積回路中のその他の構成要素との電気的
な接続が容易になされることが望まれる。デバイスの同
一表面上に両方の導電型のコンタクトを有するレーザダ
イオードを形成しようとすると、構成が複雑になり、製
造がかなり困難となる。従来例でいえば、まず、レーザ
ダイオードの一方の電極と同じ導電型の導電性の基板表
面に、直接レーザダイオードが形成される。次に、この
基板と同じ導電型の半導体物質の独立したボディが、前
記レーザダイオードに隣接しながらも電気的に絶縁され
た状態で基板表面に形成される。この独立したボディ
は、直接基板上に形成されたレーザダイオードの一方の
電極へのコンタクトとしての役割を果たす。これによっ
て２つのコンタクト、すなわち基板の同一面上にあるレ
ーザダイオードの他極と独立したボディ双方へのコンタ
クト、とが達成される。
信システムが開発されるにつれて、ＩＣ（集積回路）の
一部としてレーザダイオードを形成するのが好ましいこ
とが判明してきた。このような集積回路は、レーザダイ
オード用の駆動回路および／あるいは制御回路を構成す
るその他の電気構成要素をも含む。しかしながら、集積
回路の一部としてレーザダイオードを形成するために
は、デバイスの同一表面上にレーザダイオードの両導電
型のコンタクト双方を設ける必要がある。また、集積回
路のコンタクトが形成される側の面は、この集積回路の
残りの部分と一致する平滑な面として形成され、レーザ
ダイオードと集積回路中のその他の構成要素との電気的
な接続が容易になされることが望まれる。デバイスの同
一表面上に両方の導電型のコンタクトを有するレーザダ
イオードを形成しようとすると、構成が複雑になり、製
造がかなり困難となる。従来例でいえば、まず、レーザ
ダイオードの一方の電極と同じ導電型の導電性の基板表
面に、直接レーザダイオードが形成される。次に、この
基板と同じ導電型の半導体物質の独立したボディが、前
記レーザダイオードに隣接しながらも電気的に絶縁され
た状態で基板表面に形成される。この独立したボディ
は、直接基板上に形成されたレーザダイオードの一方の
電極へのコンタクトとしての役割を果たす。これによっ
て２つのコンタクト、すなわち基板の同一面上にあるレ
ーザダイオードの他極と独立したボディ双方へのコンタ
クト、とが達成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成では、独立のボディを形成するために追加の別の物質
が必要であり、さらに基板上にこのボディのための余分
な場所を必要とするという欠点があった。また、この独
立のボディを形成するために別の工程も必要とされ、こ
の独立したボディがエアギャップ（空隙）によってレー
ザダイオードから絶縁される場合は、これによって集積
回路表面の平滑さが喪失されるという問題もあった。
成では、独立のボディを形成するために追加の別の物質
が必要であり、さらに基板上にこのボディのための余分
な場所を必要とするという欠点があった。また、この独
立のボディを形成するために別の工程も必要とされ、こ
の独立したボディがエアギャップ（空隙）によってレー
ザダイオードから絶縁される場合は、これによって集積
回路表面の平滑さが喪失されるという問題もあった。
【０００６】すなわち、同一表面に両導電型の電気コン
タクトを有し、かつ比較的容易に製造され、他の構成要
素を含む集積回路の一部として機能する平滑な表面を有
するレーザダイオードが好ましいとされるわけである。
タクトを有し、かつ比較的容易に製造され、他の構成要
素を含む集積回路の一部として機能する平滑な表面を有
するレーザダイオードが好ましいとされるわけである。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、同一表面上に容易に生成
される両導電型のコンタクト（接触部）を有する、半導
体インデックス（屈折指数）ガイドレーザダイオードを
提供することを目的とする。
題としてなされたものであり、同一表面上に容易に生成
される両導電型のコンタクト（接触部）を有する、半導
体インデックス（屈折指数）ガイドレーザダイオードを
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、半絶縁の基板
表面上に、レーザーダイオード活性層とは逆の導電型の
半導体物質からなる２つの層の間に半導体のレーザーダ
イオード活性層（以下、活性層という。）が形成される
半導体レーザダイオードに関する。活性層と、この活性
層の上部にある半導体の層との一部は、これらの層の残
りの部分から電気的に絶縁される。１つのコンタクトは
活性層の上にある半導体の層の絶縁部分に接続されるよ
うに形成され、もう１つのコンタクトは活性層の下にあ
る半導体の層の絶縁手段の下の部分にまで接続されて形
成される。
表面上に、レーザーダイオード活性層とは逆の導電型の
半導体物質からなる２つの層の間に半導体のレーザーダ
イオード活性層（以下、活性層という。）が形成される
半導体レーザダイオードに関する。活性層と、この活性
層の上部にある半導体の層との一部は、これらの層の残
りの部分から電気的に絶縁される。１つのコンタクトは
活性層の上にある半導体の層の絶縁部分に接続されるよ
うに形成され、もう１つのコンタクトは活性層の下にあ
る半導体の層の絶縁手段の下の部分にまで接続されて形
成される。
【０００９】さらに詳しくは、本発明のレーザダイオー
ドは、少なくとも半絶縁の物質からなる表面を有する基
板を含み、一方の導電型の半導体物質の第１の層がこの
基板表面上にあり、前記第１の層の上に活性層がある。
活性層の上には、前記第１の層とは逆の導電型の半導体
物質の第２の層が重ねられる。これら第１の層、活性層
および第２の層は、表面を有する半導体物質のボディを
構成する。ボディ表面から前記第２の層と活性層を貫通
して電気的な絶縁手段が伸び、第２の層とレーザ活性層
の一部分をこれらの層の残りの部分から電気的に絶縁す
る。第１のコンタクトはボディ表面から第２の層の絶縁
部分に伸び、第２のコンタクトはボディ表面から前記絶
縁手段の下にある第１層へと伸びる。
ドは、少なくとも半絶縁の物質からなる表面を有する基
板を含み、一方の導電型の半導体物質の第１の層がこの
基板表面上にあり、前記第１の層の上に活性層がある。
活性層の上には、前記第１の層とは逆の導電型の半導体
物質の第２の層が重ねられる。これら第１の層、活性層
および第２の層は、表面を有する半導体物質のボディを
構成する。ボディ表面から前記第２の層と活性層を貫通
して電気的な絶縁手段が伸び、第２の層とレーザ活性層
の一部分をこれらの層の残りの部分から電気的に絶縁す
る。第１のコンタクトはボディ表面から第２の層の絶縁
部分に伸び、第２のコンタクトはボディ表面から前記絶
縁手段の下にある第１層へと伸びる。
【００１０】本発明のレーザダイオードは、以下に続く
詳細な説明と図面を参照してさらによく理解されるもの
である
詳細な説明と図面を参照してさらによく理解されるもの
である
【００１１】
【作用】本発明に係るレーザダイオードは、ｐ型および
ｎ型の両導電型のコンタクトをそのボディの同一平面上
に設けたことによって、その他の電気的な構成要素と共
通の基板上に集積回路の一部として形成することができ
る。また、本発明のレーザダイオードは平滑な表面を有
しているので、レーザダイオードのコンタクト部と集積
回路上の他の要素のコンタクト部とをデバイス表面上で
金属被覆で接続することができる。
ｎ型の両導電型のコンタクトをそのボディの同一平面上
に設けたことによって、その他の電気的な構成要素と共
通の基板上に集積回路の一部として形成することができ
る。また、本発明のレーザダイオードは平滑な表面を有
しているので、レーザダイオードのコンタクト部と集積
回路上の他の要素のコンタクト部とをデバイス表面上で
金属被覆で接続することができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明のレーザダイオード１０の平
面図であり、図２は、本発明のレーザダイオード１０の
断側面図であって、図１の２−２線による断面図であ
る。レーザダイオード１０は、表面１４および裏面１６
とを有する基板からなる。基板１２は、GaAs（ガリウム
砒素）のような少なくとも半絶縁の物質からなる。基板
表面１４上には、第１クラッド層１８がある。この第１
クラッド層１８（不純物濃度約１０18impurities／ｃｍ
3 ）はｎ−導電型であり、AlGaAs（アルミニウムガリウ
ム砒素）などの半導体物質からなる。第１のクラッド層
１８の上には、半導体物質のレーザダイオード活性層２
０（以下、活性層２０という。）がある。この活性層２
０は、例えばGaAs（ガリウム砒素）などのような前記ク
ラッド層１８の屈折率とは異なる屈折率指数を有する均
一の物質で構成される。活性層２０が均一の構成要素か
らなるとすれば、この活性層２０は導電性もしくは真性
の半導体である。しかしながら、水平方向の屈折率指数
誘導のためには、活性層２０は単一量子ウェルもしくは
マルチ量子ウェルのいずれかの量子ウェル構成であるの
が好ましい。活性層の上には第２クラッド層２２が設け
られる。この第２クラッド層２２（不純物濃度約１０18
impurities／ｃｍ3 ）はｐ−導電型であり、第１クラッ
ド層１８と同じ物質（GaAlAs）からなる。第２クラッド
層２２を覆って、上部表面５０を有する薄いキャップ層
２４が設けられる。キャップ層２４は、ｐ−導電型のGa
As（ガリウム砒素）であるのが好ましい。これら第１ク
ラッド層１８、活性層２０、第２クラッド層２２および
キャップ層２４は半導体レーザダイオード１０のボディ
を構成する。一定の間隔をおいて平行に一対のｎ−導電
型の絶縁領域２８（不純物濃度１０18impurities／ｃｍ
3 ）は、ボディ２６の表面５０から垂直方向にキャップ
層２４、第２クラッド層２２、活性層２０を貫通して、
第１クラッド層１８の一部まで伸び、水平方向に合い対
するエッジ４４と４６（図１を参照）の間でボディ２６
を完全に横切って伸びている。この絶縁領域２８は、第
２クラッド層２２の絶縁部２２ａと活性層２０の絶縁部
２０ａとをこれら両層のその他の部分から絶縁する。高
い導電性のｐ−導電型（不純物濃度約１０19impurities
／ｃｍ3 のｐ型）のコンタクト領域３０は、２つの絶縁
領域２８に挟まれこの双方と部分的に接触する。このコ
ンタクト領域３０は、ボディ２６の表面からキャップ層
２４を貫通し、第２クラッド層２２の絶縁部２２ａの一
部まで伸びている。ｎ−導電型のコンタクト領域３２は
ボディ２６の表面５０からキャップ層２４、第２クラッ
ド層２２および活性層２０を貫通して、第１クラッド層
１８へと伸びる。間隔をおいた２つのｎ−導電型のコン
タクト領域３２は、それぞれがストライプ状に形成さ
れ、前記２つの絶縁領域２８の外側に沿って伸びるが、
このｎ−導電型のコンタクト領域３２のうちひとつだけ
が必要とされる。
面図であり、図２は、本発明のレーザダイオード１０の
断側面図であって、図１の２−２線による断面図であ
る。レーザダイオード１０は、表面１４および裏面１６
とを有する基板からなる。基板１２は、GaAs（ガリウム
砒素）のような少なくとも半絶縁の物質からなる。基板
表面１４上には、第１クラッド層１８がある。この第１
クラッド層１８（不純物濃度約１０18impurities／ｃｍ
3 ）はｎ−導電型であり、AlGaAs（アルミニウムガリウ
ム砒素）などの半導体物質からなる。第１のクラッド層
１８の上には、半導体物質のレーザダイオード活性層２
０（以下、活性層２０という。）がある。この活性層２
０は、例えばGaAs（ガリウム砒素）などのような前記ク
ラッド層１８の屈折率とは異なる屈折率指数を有する均
一の物質で構成される。活性層２０が均一の構成要素か
らなるとすれば、この活性層２０は導電性もしくは真性
の半導体である。しかしながら、水平方向の屈折率指数
誘導のためには、活性層２０は単一量子ウェルもしくは
マルチ量子ウェルのいずれかの量子ウェル構成であるの
が好ましい。活性層の上には第２クラッド層２２が設け
られる。この第２クラッド層２２（不純物濃度約１０18
impurities／ｃｍ3 ）はｐ−導電型であり、第１クラッ
ド層１８と同じ物質（GaAlAs）からなる。第２クラッド
層２２を覆って、上部表面５０を有する薄いキャップ層
２４が設けられる。キャップ層２４は、ｐ−導電型のGa
As（ガリウム砒素）であるのが好ましい。これら第１ク
ラッド層１８、活性層２０、第２クラッド層２２および
キャップ層２４は半導体レーザダイオード１０のボディ
を構成する。一定の間隔をおいて平行に一対のｎ−導電
型の絶縁領域２８（不純物濃度１０18impurities／ｃｍ
3 ）は、ボディ２６の表面５０から垂直方向にキャップ
層２４、第２クラッド層２２、活性層２０を貫通して、
第１クラッド層１８の一部まで伸び、水平方向に合い対
するエッジ４４と４６（図１を参照）の間でボディ２６
を完全に横切って伸びている。この絶縁領域２８は、第
２クラッド層２２の絶縁部２２ａと活性層２０の絶縁部
２０ａとをこれら両層のその他の部分から絶縁する。高
い導電性のｐ−導電型（不純物濃度約１０19impurities
／ｃｍ3 のｐ型）のコンタクト領域３０は、２つの絶縁
領域２８に挟まれこの双方と部分的に接触する。このコ
ンタクト領域３０は、ボディ２６の表面からキャップ層
２４を貫通し、第２クラッド層２２の絶縁部２２ａの一
部まで伸びている。ｎ−導電型のコンタクト領域３２は
ボディ２６の表面５０からキャップ層２４、第２クラッ
ド層２２および活性層２０を貫通して、第１クラッド層
１８へと伸びる。間隔をおいた２つのｎ−導電型のコン
タクト領域３２は、それぞれがストライプ状に形成さ
れ、前記２つの絶縁領域２８の外側に沿って伸びるが、
このｎ−導電型のコンタクト領域３２のうちひとつだけ
が必要とされる。
【００１３】ボディ２６の表面５０の上にはさらに、例
えばシリコン窒化物などの絶縁物質からなる層が設けら
れる。この絶縁層３４には、ｐ−導電型のコンタクト領
域３０と、ｎ−導電型のコンタクト領域３２の各々の上
方に、開口部３６および３８がそれぞれ設けられる。メ
タルコンタクト（金属接触）層４０が前記絶縁層３４の
上方にあって、開口部３６の内部まで伸び、ｐ−導電型
のコンタクト領域３０とオーミック接触する。別のメタ
ルコンタクト層４２は絶縁層３４における開口部３８の
それぞれの内部に入り込み、ｎ−導電型コンタクト領域
３２とオーミック接触する。
えばシリコン窒化物などの絶縁物質からなる層が設けら
れる。この絶縁層３４には、ｐ−導電型のコンタクト領
域３０と、ｎ−導電型のコンタクト領域３２の各々の上
方に、開口部３６および３８がそれぞれ設けられる。メ
タルコンタクト（金属接触）層４０が前記絶縁層３４の
上方にあって、開口部３６の内部まで伸び、ｐ−導電型
のコンタクト領域３０とオーミック接触する。別のメタ
ルコンタクト層４２は絶縁層３４における開口部３８の
それぞれの内部に入り込み、ｎ−導電型コンタクト領域
３２とオーミック接触する。
【００１４】レーザダイオード１０の操作において、電
圧はコンタクト４０の電圧とコンタクト４２の電圧の間
の値に設定される。これによって、図２の太線矢印４８
に示すように、コンタクト領域３０、第２クラッド層２
２の絶縁部２２ａ、活性層２０の絶縁部２０ａを通過し
て、第１クラッド層１８へと流れる電流の流れが生じ
る。この電流は絶縁領域２８下方の第１クラッド層１８
に沿ってコンタクト領域３２へと流れ込む。どのような
レーザダイオードにおいてもこの電流の流れによって電
荷キャリヤが発生し、この電荷キャリヤは活性層２０の
絶縁部２０ａに流れ込み、そこで再結合して発光する。
活性層２０と第１および第２のクラッド層１８、２２と
の屈折率の相違は両キャリヤの禁制（confinement ）を
生じさせ、活性層２０の絶縁部２０ａにおいて光を発生
させる。活性層２０の絶縁部２０ａは、ボディ２６の合
い対するエッジ４４と４６の間に拡がる導波帯を形成す
る。それぞれ対向するエッジ４４と４６（あるいは、少
なくとも活性層２０の絶縁部２０ａによって形成される
導波帯の末端を横切るエッジ４４と４６の一部分）は、
反射性として形成されている。これはエッジ４４と４６
をへき開（割裂）するかもしくはこれらエッジを反射性
の物質でコーティングすることによってなされる。反射
性のエッジ４４と４６は導波帯の中で光を生じさせ、そ
の光を導波帯に沿って前後に反射させ、コヒーレント光
を形成する。エッジ４４と４６の少なくともひとつは、
少なくとも部分的に光透過性であり、これによってここ
からコヒーレント光が放射される。
圧はコンタクト４０の電圧とコンタクト４２の電圧の間
の値に設定される。これによって、図２の太線矢印４８
に示すように、コンタクト領域３０、第２クラッド層２
２の絶縁部２２ａ、活性層２０の絶縁部２０ａを通過し
て、第１クラッド層１８へと流れる電流の流れが生じ
る。この電流は絶縁領域２８下方の第１クラッド層１８
に沿ってコンタクト領域３２へと流れ込む。どのような
レーザダイオードにおいてもこの電流の流れによって電
荷キャリヤが発生し、この電荷キャリヤは活性層２０の
絶縁部２０ａに流れ込み、そこで再結合して発光する。
活性層２０と第１および第２のクラッド層１８、２２と
の屈折率の相違は両キャリヤの禁制（confinement ）を
生じさせ、活性層２０の絶縁部２０ａにおいて光を発生
させる。活性層２０の絶縁部２０ａは、ボディ２６の合
い対するエッジ４４と４６の間に拡がる導波帯を形成す
る。それぞれ対向するエッジ４４と４６（あるいは、少
なくとも活性層２０の絶縁部２０ａによって形成される
導波帯の末端を横切るエッジ４４と４６の一部分）は、
反射性として形成されている。これはエッジ４４と４６
をへき開（割裂）するかもしくはこれらエッジを反射性
の物質でコーティングすることによってなされる。反射
性のエッジ４４と４６は導波帯の中で光を生じさせ、そ
の光を導波帯に沿って前後に反射させ、コヒーレント光
を形成する。エッジ４４と４６の少なくともひとつは、
少なくとも部分的に光透過性であり、これによってここ
からコヒーレント光が放射される。
【００１５】レーザダイオード１０では、導波帯の両端
がボディ２６ののエッジまで伸びるように図示されてい
るが、導波帯の少なくとも一端はボディ内部でとぎれて
もよい。ボディ２６内部で終わる側の末端は、反射性に
形成されている。これはボディ２６において、導波帯の
端部が横切る部分にグルーヴ（溝）をエッチングし、エ
ッチングされた表面を反射性の物質でコーティングする
ことによってなされる。導波帯の両端がともにボディ２
６内部で終了する場合は、この両端にクルーヴ（溝）が
エッチングされ、エッチングされた両端が反射物質でコ
ーティングされる。少なくとも一方の端の反射物質は少
なくとも一部分が光透過性であり、これによって発生し
た光線がその端から放射される。傾斜ミラーが、部分的
に光透過性である方の一端を横切るように配設され、放
射された光をレーザダイオード１０から遠ざけるように
反射する。
がボディ２６ののエッジまで伸びるように図示されてい
るが、導波帯の少なくとも一端はボディ内部でとぎれて
もよい。ボディ２６内部で終わる側の末端は、反射性に
形成されている。これはボディ２６において、導波帯の
端部が横切る部分にグルーヴ（溝）をエッチングし、エ
ッチングされた表面を反射性の物質でコーティングする
ことによってなされる。導波帯の両端がともにボディ２
６内部で終了する場合は、この両端にクルーヴ（溝）が
エッチングされ、エッチングされた両端が反射物質でコ
ーティングされる。少なくとも一方の端の反射物質は少
なくとも一部分が光透過性であり、これによって発生し
た光線がその端から放射される。傾斜ミラーが、部分的
に光透過性である方の一端を横切るように配設され、放
射された光をレーザダイオード１０から遠ざけるように
反射する。
【００１６】レーザダイオード１０は、基板１２の表面
１４上に、第１クラッド層１８、活性層２０、第２クラ
ッド層２２、必要ならばキャップ層２４を順次重ねるこ
とによって形成される。これは、たとえば液相エピタク
キシィ法もしくは気相エピタクキシィ法といった、これ
らの層に使用される物質の周知のエピタキシャル成長方
法によって行われる。次いで、ボディ２６の表面上に標
準的なフォトリソグラフィ法を用いてマスク層が形成さ
れる。その際、絶縁領域２８とｎ−タイプ導電型のコン
タクト領域が形成される部分に当たるマスク層上の位置
には、開口部が設けられる。その後、適切なｎ−導電型
の不純物がボディ内部に拡散もしくは注入され、絶縁領
域２８およびコンタクト領域３２とが形成される。その
後、マスク層は取り除かれ、第２のマスク層がボディ２
６の表面に積層して形成される。この第２のマスク層の
ｐ−導電型のコンタクト領域３０が形成されるべき位置
に、標準的なフォトリソグラフィ法を用いて、開口部が
設けられる。そして適切なｐ−導電型の不純物がボディ
２６内部に拡散もしくは注入され、コンタクト領域３０
が形成される。その後、第２のマスク層も除去して、絶
縁層３４が化学蒸着方法によってボディ２６の表面に形
成される。標準的なフォトリソグラフィ法およびエッチ
ングを用いて、開口部３６と３８は、それぞれコンタク
ト領域３０と３２の上方に当たる位置の絶縁層３４を貫
通して設けられる。その後、メタルコンタクト（金属接
触）層４０および４２は真空蒸着もしくはスパッタリン
グなどの周知の積層技術を用いて、それぞれ個別に開口
部３６と３８に形成される。
１４上に、第１クラッド層１８、活性層２０、第２クラ
ッド層２２、必要ならばキャップ層２４を順次重ねるこ
とによって形成される。これは、たとえば液相エピタク
キシィ法もしくは気相エピタクキシィ法といった、これ
らの層に使用される物質の周知のエピタキシャル成長方
法によって行われる。次いで、ボディ２６の表面上に標
準的なフォトリソグラフィ法を用いてマスク層が形成さ
れる。その際、絶縁領域２８とｎ−タイプ導電型のコン
タクト領域が形成される部分に当たるマスク層上の位置
には、開口部が設けられる。その後、適切なｎ−導電型
の不純物がボディ内部に拡散もしくは注入され、絶縁領
域２８およびコンタクト領域３２とが形成される。その
後、マスク層は取り除かれ、第２のマスク層がボディ２
６の表面に積層して形成される。この第２のマスク層の
ｐ−導電型のコンタクト領域３０が形成されるべき位置
に、標準的なフォトリソグラフィ法を用いて、開口部が
設けられる。そして適切なｐ−導電型の不純物がボディ
２６内部に拡散もしくは注入され、コンタクト領域３０
が形成される。その後、第２のマスク層も除去して、絶
縁層３４が化学蒸着方法によってボディ２６の表面に形
成される。標準的なフォトリソグラフィ法およびエッチ
ングを用いて、開口部３６と３８は、それぞれコンタク
ト領域３０と３２の上方に当たる位置の絶縁層３４を貫
通して設けられる。その後、メタルコンタクト（金属接
触）層４０および４２は真空蒸着もしくはスパッタリン
グなどの周知の積層技術を用いて、それぞれ個別に開口
部３６と３８に形成される。
【００１７】以上のように、レーザダイオードのｐ型お
よびｎ型の両導電型のコンタクトを、レーザダイオード
のボディの同一平面上に有するインデックスガイドレー
ザダイオードが、本発明によって提供される。これによ
って、その他の電気的な構成要素と共通の基板上に、集
積回路の一部としてレーザダイオードを形成することが
可能となる。さらに、本発明のレーザダイオードは平滑
な表面を有し、これによってレーザダイオードのコンタ
クト部と集積回路上のその他の要素のコンタクト部と
が、デバイス表面を覆って伸びる導電性の金属被覆によ
って容易に接続される。また、本発明のレーザダイオー
ドの製造面においては、レーザダイオードを形成する多
種の層が基板上に積層された後、拡散工程を２度必要と
するだけであり容易に製造される。１度目の拡散によっ
て、絶縁領域とｎ−導電型のコンタクト領域が形成さ
れ、２度目の拡散によって、ｐ−導電型のコンタクト領
域が形成されるからである。さらに、本発明のレーザダ
イオードは、レーザダイオードの両端がそれぞれデバイ
スのボディのエッジ部にまで届くように形成されてもよ
いし、どちらか一端あるいは両端がボディ内部で終了す
るように形成してもよい。
よびｎ型の両導電型のコンタクトを、レーザダイオード
のボディの同一平面上に有するインデックスガイドレー
ザダイオードが、本発明によって提供される。これによ
って、その他の電気的な構成要素と共通の基板上に、集
積回路の一部としてレーザダイオードを形成することが
可能となる。さらに、本発明のレーザダイオードは平滑
な表面を有し、これによってレーザダイオードのコンタ
クト部と集積回路上のその他の要素のコンタクト部と
が、デバイス表面を覆って伸びる導電性の金属被覆によ
って容易に接続される。また、本発明のレーザダイオー
ドの製造面においては、レーザダイオードを形成する多
種の層が基板上に積層された後、拡散工程を２度必要と
するだけであり容易に製造される。１度目の拡散によっ
て、絶縁領域とｎ−導電型のコンタクト領域が形成さ
れ、２度目の拡散によって、ｐ−導電型のコンタクト領
域が形成されるからである。さらに、本発明のレーザダ
イオードは、レーザダイオードの両端がそれぞれデバイ
スのボディのエッジ部にまで届くように形成されてもよ
いし、どちらか一端あるいは両端がボディ内部で終了す
るように形成してもよい。
【００１８】ここでは本発明の原理を例証する特定の実
施例のみが述べられているが、本発明の原理の範囲内で
多様な変形改良が可能である。例えば、AlGaAs（アルミ
ニウムガリウム砒素）とGaAs（ガリウム砒素）以外の周
知の物質を用いてレーザダイオードを形成することもで
きるし、各層および領域にドーピングする不純物濃度を
変更することもできる。また、先に述べたように、ｎ−
導電型のコンタクト領域はひとつだけでもよいし、導波
帯の端部がデバイスの末端まで伸びてもデバイス本体内
部で終わってもよい。さらに、絶縁領域も別の方法、例
えば酸素あるいはシリコン基板と共に絶縁部を構成する
その他の物質を注入（インプランテーション）すること
によって形成することもできる。本発明のレーザダイオ
ードにはキャップ層が示されているが、このキャップ層
は、電流漏れを低減してデバイスの働きを改善するため
に、絶縁領域から除去されてもよい。
施例のみが述べられているが、本発明の原理の範囲内で
多様な変形改良が可能である。例えば、AlGaAs（アルミ
ニウムガリウム砒素）とGaAs（ガリウム砒素）以外の周
知の物質を用いてレーザダイオードを形成することもで
きるし、各層および領域にドーピングする不純物濃度を
変更することもできる。また、先に述べたように、ｎ−
導電型のコンタクト領域はひとつだけでもよいし、導波
帯の端部がデバイスの末端まで伸びてもデバイス本体内
部で終わってもよい。さらに、絶縁領域も別の方法、例
えば酸素あるいはシリコン基板と共に絶縁部を構成する
その他の物質を注入（インプランテーション）すること
によって形成することもできる。本発明のレーザダイオ
ードにはキャップ層が示されているが、このキャップ層
は、電流漏れを低減してデバイスの働きを改善するため
に、絶縁領域から除去されてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレー
ザダイオードによれば、ｐ型およびｎ型の両導電型のコ
ンタクトがそのボディの同一平面上に設けれている。こ
のため、その他の電気的な構成要素と共通の基板上に集
積回路の一部としてレーザダイオードを形成することが
できる。
ザダイオードによれば、ｐ型およびｎ型の両導電型のコ
ンタクトがそのボディの同一平面上に設けれている。こ
のため、その他の電気的な構成要素と共通の基板上に集
積回路の一部としてレーザダイオードを形成することが
できる。
【００２０】また、本発明のレーザダイオードは平滑な
表面を有しているので、レーザダイオードのコンタクト
部と集積回路上の他の要素のコンタクト部とをデバイス
表面上で金属被覆で接続することができる。
表面を有しているので、レーザダイオードのコンタクト
部と集積回路上の他の要素のコンタクト部とをデバイス
表面上で金属被覆で接続することができる。
【００２１】さらに、本発明のレーザダイオードの製造
面において、レーザダイオードを形成する多種の層が基
板上に積層された後、拡散工程は２度必要とするだけで
あり、容易に製造することができる。
面において、レーザダイオードを形成する多種の層が基
板上に積層された後、拡散工程は２度必要とするだけで
あり、容易に製造することができる。
【００２２】また、反射性の両エッジは、導波帯の中で
光を生じさせ、その光を導波帯に沿って前後に反射さ
せ、コヒーレント光を形成する。そして、導波帯の両端
もしくは少なくとも一端がボディのエッジまで伸び、ボ
ディ２６内部で終わる側の末端が反射性に形成されてい
る。このため、少なくとも一方の端は光透過性であり、
これによって発生した光線がその端から放射される
光を生じさせ、その光を導波帯に沿って前後に反射さ
せ、コヒーレント光を形成する。そして、導波帯の両端
もしくは少なくとも一端がボディのエッジまで伸び、ボ
ディ２６内部で終わる側の末端が反射性に形成されてい
る。このため、少なくとも一方の端は光透過性であり、
これによって発生した光線がその端から放射される
【図１】本発明のレーザダイオードの平面図である。
【図２】第１図の２−２ラインに沿った、レーザダイオ
ードの断側面図である。
ードの断側面図である。
１０ レーザーダイオード １２ 基板 １４ 表面 １６ 裏面 １８ 第１クラッド層 ２０ レーザーダイオード活性層 ２２ 第２クラッド層 ２０ａ、２２ａ 絶縁部 ２４ キャップ層 ２６ ボディ ２８ 絶縁領域 ３０ ｐ−導電型のコンタクト領域 ３２ ｎ−導電型のコンタクト領域 ３４ 絶縁層 ３６、３８ 開口部 ４０、４２ メタルコンタクト層
Claims (13)
- 【請求項１】 表面を有し、少なくとも半絶縁物質であ
る基板と、 前記基板表面上にあって、一つの導電型を有する半導体
物質からなる第１の層と、 前記第１の層の上にあって、電荷キャリヤの再結合によ
る発光が可能である半導体物質のレーザダイオード活性
層と、 前記レーザダイオード活性層上にあって、前記第１の層
を形成する導電型半導体物質とは異なる導電型の半導体
物質からなる第２の層と、 前記第１の層、レーザダイオード活性層および第２の層
からなり、表面を有する半導体物質からなるボディと、 前記ボディの表面から、第２の層と活性層とを貫通して
第１の層へと伸び、第２の層およびレーザダイオード活
性層の一部をこれらの層の残りの部分から電気的に絶縁
する絶縁手段と、 前記第２の層の絶縁部分に電気的に接続される第１のコ
ンタクトと、 前記絶縁手段の下方にある第１クラッド層に電気的に接
続される第２のコンタクト、 とからなることを特徴とする半導体インデックスガイド
レーザダイオード。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザダイオードにおい
て、 前記絶縁手段は、前記ボディの長手方向を横切るように
間隔をおいて平行に伸びる一対の１つの導電型の絶縁領
域とその一対の絶縁領域に挟まれる第２の層及びレーザ
ダイオード活性層の絶縁部とであり、前記絶縁領域は、
前記ボディの表面から第２の層とレーザダイオード活性
層とを貫通し第１の層へと伸びることを特徴とする半導
体インデックスガイドレーザダイオード。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザダイオードにおい
て、 前記第１のコンタクトは、ボディ表面から第２の層へと
伸びるもう１つの導電型の第１のコンタクトであり、前
記第１のコンタクト領域の導電率は、第２の層の導電率
よりも高いことを特徴とする半導体インデックスガイド
レーザダイオード。 - 【請求項４】 請求項３記載のレーザダイオードにおい
て、 前記第１のコンタクトは、さらにボディ表面上にメタル
コンタクト（金属接触）層を有し、第１のコンタクト領
域とこのメタルコンタクト層とはオーミック接触するこ
とを特徴とする半導体インデックスガイドレーザダイオ
ード。 - 【請求項５】 請求項４記載のレーザダイオードにおい
て、 前記第１のコンタクト領域は、前記一対の絶縁領域のそ
れぞれの一部分まで入り込むことを特徴とする半導体イ
ンデックスガイドレーザダイオード。 - 【請求項６】 請求項３記載のレーザダイオードにおい
て、 第２のコンタクトは、ボディの表面から第２の層とレー
ザダイオード活性層を貫通して第１の層へと伸びる、１
つの導電型の第２のコンタクト領域であることを特徴と
する半導体インデックスガイドレーザダイオード。 - 【請求項７】 請求項６記載のレーザダイオードにおい
て、 第２のコンタクトは、ボディの表面上にメタルコンタク
ト層を有し、第２のコンタクト領域とこのメタルコンタ
クト層とはオーミック接触することを特徴とする半導体
インデックスガイドレーザダイオード。 - 【請求項８】 請求項７記載のレーザダイオードにおい
て、 このレーザダイオードは、さらにボディの表面上に絶縁
物質の層を有し、前記絶縁物質層は、コンタクト領域に
あたる部分に開口部を有し、前記メタルコンタクト層
は、この開口部に沿って伸び、各コンタクト領域とオー
ミック接触することを特徴とする半導体インデックスガ
イドレーザダイオード。 - 【請求項９】 請求項８記載のレーザダイオードにおい
て、 前記ボディは、合い対する一対のエッジを有し、前記絶
縁領域は、前記エッジの少なくとも一方に達するまで伸
び、前記レーザダイオード活性層の絶縁部もまたこのエ
ッジまで伸びることを特徴とする半導体インデックスガ
イドレーザダイオード。 - 【請求項１０】 請求項９記載のレーザダイオードにお
いて、 前記絶縁領域は、前記ボディの両エッジに達するまで伸
び、前記レーザダイオード活性層の絶縁部もまた前記両
エッジへと伸びることを特徴とする半導体インデックス
ガイドレーザダイオード。 - 【請求項１１】 請求項８記載のレーザダイオードにお
いて、 前記ボディは、さらに前記第２の層の上にもう１つの導
電型の半導体物質からなるキャップ層を有し、前記コン
タクト領域と絶縁領域は、このキャップ領域を貫通して
伸びることを特徴とする半導体インデックスガイドレー
ザダイオード。 - 【請求項１２】 請求項８記載のレーザダイオードにお
いて、 １つの導電型とはｎ型であり、もう１つの導電型とはｐ
型であることを特徴とする半導体インデックスガイドレ
ーザダイオード。 - 【請求項１３】 請求項８記載のレーザダイオードにお
いて、 前記第１および第２の層は、それぞれ前記レーザダイオ
ード活性層の屈折率指数とは異なる屈折率指数を有する
半導体物質であり、これによってレーザダイオード活性
層において電荷キャリヤの禁制および発光がなされるこ
とを特徴とする半導体インデックスガイドレーザダイオ
ード。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/733,792 US5155560A (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Semiconductor index guided laser diode having both contacts on same surface |
| US733792 | 1991-07-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190982A true JPH05190982A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=24949133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4194194A Pending JPH05190982A (ja) | 1991-07-22 | 1992-07-21 | 半導体インデックスガイドレーザダイオード |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5155560A (ja) |
| EP (1) | EP0525622A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05190982A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5260960A (en) * | 1991-07-26 | 1993-11-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Tunable semiconductor laser on a semi-insulating substrate |
| JP3234086B2 (ja) * | 1994-01-18 | 2001-12-04 | キヤノン株式会社 | 光半導体デバイス及びその製造方法 |
| JP3602242B2 (ja) * | 1996-02-14 | 2004-12-15 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
| US6577658B1 (en) | 1999-09-20 | 2003-06-10 | E20 Corporation, Inc. | Method and apparatus for planar index guided vertical cavity surface emitting lasers |
| DE102016125430A1 (de) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Oberflächenmontierbarer Halbleiterlaser, Anordnung mit einem solchen Halbleiterlaser und Betriebsverfahren hierfür |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55165691A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Nec Corp | Compound semiconductor laser element |
| JPS58184761A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-28 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPH0646666B2 (ja) * | 1985-01-08 | 1994-06-15 | キヤノン株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS61174686A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光型半導体レ−ザ |
| US4747110A (en) * | 1985-02-13 | 1988-05-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device capable of emitting laser beams of different wavelengths |
| JPH067630B2 (ja) * | 1985-06-03 | 1994-01-26 | 日本電信電話株式会社 | 三端子半導体レ−ザ装置 |
| GB2197531B (en) * | 1986-11-08 | 1991-02-06 | Stc Plc | Distributed feedback laser |
| US4933302A (en) * | 1989-04-19 | 1990-06-12 | International Business Machines Corporation | Formation of laser mirror facets and integration of optoelectronics |
| US5003359A (en) * | 1989-12-29 | 1991-03-26 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Optoelectronic integrated circuit |
| US5007063A (en) * | 1990-02-12 | 1991-04-09 | Eastman Kodak Company | Laser diode |
| US4995049A (en) * | 1990-05-29 | 1991-02-19 | Eastman Kodak Company | Optoelectronic integrated circuit |
-
1991
- 1991-07-22 US US07/733,792 patent/US5155560A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4194194A patent/JPH05190982A/ja active Pending
- 1992-07-22 EP EP19920112556 patent/EP0525622A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0525622A3 (en) | 1993-03-24 |
| EP0525622A2 (en) | 1993-02-03 |
| US5155560A (en) | 1992-10-13 |
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