JPH06209141A - 半導体リッジ導波路構造およびその製造方法 - Google Patents
半導体リッジ導波路構造およびその製造方法Info
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- JPH06209141A JPH06209141A JP5250506A JP25050693A JPH06209141A JP H06209141 A JPH06209141 A JP H06209141A JP 5250506 A JP5250506 A JP 5250506A JP 25050693 A JP25050693 A JP 25050693A JP H06209141 A JPH06209141 A JP H06209141A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １３００ｎｍのリッジ導波路構造の多層構造
と製造方法を提供する。 【構成】 本発明の改良された半導体リッジ導波路レー
ザ構造は、ｎ型ＩｎＰ基板１０と、ｎ型ＩｎＰバッファ
層１２と、１１００オングストローム厚さの薄いＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１４と、ｐ型ＩｎＰグレーデッド層１６
と、任意のエッチング停止層１８と、ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２０と、ｐ+ 型ＩｎＧａＡｓ層２２とで構成される
複数の層を有する。 本発明のリッジ導波路レーザは、
非常に高い信頼性を示し、したがって、製造方法は高歩
留りである。本発明のリッジ導波路レーザは、非常に良
い温度作用を示し、構造は高次モードを抑制する。
と製造方法を提供する。 【構成】 本発明の改良された半導体リッジ導波路レー
ザ構造は、ｎ型ＩｎＰ基板１０と、ｎ型ＩｎＰバッファ
層１２と、１１００オングストローム厚さの薄いＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１４と、ｐ型ＩｎＰグレーデッド層１６
と、任意のエッチング停止層１８と、ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２０と、ｐ+ 型ＩｎＧａＡｓ層２２とで構成される
複数の層を有する。 本発明のリッジ導波路レーザは、
非常に高い信頼性を示し、したがって、製造方法は高歩
留りである。本発明のリッジ導波路レーザは、非常に良
い温度作用を示し、構造は高次モードを抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リッジ導波路半導体レ
ーザに関し、具体的には１３００ｎｍのリッジ導波路構
造の多層構造および製造方法に関する。
ーザに関し、具体的には１３００ｎｍのリッジ導波路構
造の多層構造および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】リッジ導波路レーザは、半導体ウエハ上
にリッジ状層を有する半導体発光デバイスである。それ
は、今日得られるレーザデバイスで、基本的に最もシン
プルで、信頼できるものの１つである。
にリッジ状層を有する半導体発光デバイスである。それ
は、今日得られるレーザデバイスで、基本的に最もシン
プルで、信頼できるものの１つである。
【０００３】１つのその様なレーザとその製造方法は、
Ｃ．Ｈａｒｄｅｒらの、文献“Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ−
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ
Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ”（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８６年，９月２５日号，２２
巻，２０号，１０８１−１０８２頁）に開示されてい
る。
Ｃ．Ｈａｒｄｅｒらの、文献“Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ−
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ
Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ”（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８６年，９月２５日号，２２
巻，２０号，１０８１−１０８２頁）に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】過去において、半導体
レーザの設計に払われた最大の労力は、約０．８μｍの
波長で動作するＧａＡｓ系デバイスに向けられていた。
しかしながら、（１．３μｍオーダ）より長い波長のレ
ーザ発光ビームも、また大きな需要がある。というの
は、よく用いられる光ファイバリンクの伝達特性によく
適合するからである。リッジ導波路レーザを含むこの様
な構造についての広い調査とその性能は、Ｇ．Ｐ．Ａｇ
ｒａｗａｌとＮ．Ｋ．Ｄｕｔｔａの“Ｌｏｎｇ Ｗａｖ
ｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓ
ｅｒｓ”（Ｖａｎ ＮｏｓｔｒａｎｄＲｅｉｎｈｏｌｄ
Ｃｏｍｐａｎｙ，ＮＹ）の第５章に開示されている。
レーザの設計に払われた最大の労力は、約０．８μｍの
波長で動作するＧａＡｓ系デバイスに向けられていた。
しかしながら、（１．３μｍオーダ）より長い波長のレ
ーザ発光ビームも、また大きな需要がある。というの
は、よく用いられる光ファイバリンクの伝達特性によく
適合するからである。リッジ導波路レーザを含むこの様
な構造についての広い調査とその性能は、Ｇ．Ｐ．Ａｇ
ｒａｗａｌとＮ．Ｋ．Ｄｕｔｔａの“Ｌｏｎｇ Ｗａｖ
ｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓ
ｅｒｓ”（Ｖａｎ ＮｏｓｔｒａｎｄＲｅｉｎｈｏｌｄ
Ｃｏｍｐａｎｙ，ＮＹ）の第５章に開示されている。
【０００５】赤外の領域で動作する半導体レーザは、通
常、インジウム・ホスファイド（ＩｎＰ）の領域と四元
化合物材料のインジウム・ガリウム・アルセナイド・ホ
スファイド（ＩｎX Ｇａ1-X ＡｓY Ｐ1-Y ）の領域を備
えている。ＸとＹの適切な選択によって、材料のバンド
ギャップを変化させながら、種々の領域を格子整合させ
ることが可能である。（例えば、バンドギャップは、フ
ォトルミネッセンスにより実験的に決定できる）。、更
に、インジウム・ホスファイトと四元化合物材料の両方
共、所望のｐ型またはｎ型にドープすることができる。
常、インジウム・ホスファイド（ＩｎＰ）の領域と四元
化合物材料のインジウム・ガリウム・アルセナイド・ホ
スファイド（ＩｎX Ｇａ1-X ＡｓY Ｐ1-Y ）の領域を備
えている。ＸとＹの適切な選択によって、材料のバンド
ギャップを変化させながら、種々の領域を格子整合させ
ることが可能である。（例えば、バンドギャップは、フ
ォトルミネッセンスにより実験的に決定できる）。、更
に、インジウム・ホスファイトと四元化合物材料の両方
共、所望のｐ型またはｎ型にドープすることができる。
【０００６】リッジ導波路レーザは、例えば、Ｋａｍｉ
ｎｏｗと共同研究者らの、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ，１９７９年，１５巻，７６３−７６５
頁、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８
１年，１７巻，３１８−３２０頁、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８３年，１９巻，８７７−
８７９頁に記述されている。
ｎｏｗと共同研究者らの、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ，１９７９年，１５巻，７６３−７６５
頁、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８
１年，１７巻，３１８−３２０頁、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８３年，１９巻，８７７−
８７９頁に記述されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｎ型ＩｎＰバ
ッファ層と、ｎ型ＩｎＰ基板と、薄いＩｎＧａＡｓＰ活
性層と、ｐ型ＩｎＰグレーデッド層と、任意のエッチン
グ停止層と、ｐ型ＩｎＰクラッド層と、ｐ+ 型ＩｎＧａ
Ａｓを含む、複数の層を有する改良された半導体リッジ
導波路レーザ構造を提供する。
ッファ層と、ｎ型ＩｎＰ基板と、薄いＩｎＧａＡｓＰ活
性層と、ｐ型ＩｎＰグレーデッド層と、任意のエッチン
グ停止層と、ｐ型ＩｎＰクラッド層と、ｐ+ 型ＩｎＧａ
Ａｓを含む、複数の層を有する改良された半導体リッジ
導波路レーザ構造を提供する。
【０００８】
【実施例】本発明のリッジ導波路レーザ構造の実施例
は、図１に示される。この構造は、ｎ型インジウム・ホ
スファイド（ＩｎＰ）基板１０より成る基板を有してい
る。ｎ型ＩｎＰで構成されたバッファ層１２は、基板１
０上に成長される。軽度ｎ型ドープされたインジウム・
ガリウム・アルセナイド・ホスファイド（ＩｎＧａＡｓ
Ｐ）の薄い四元化合物活性層１４は、バッファ層上に成
長される。層１６は、層１４上に成長された軽度ドープ
・グレーデッドＩｎＰ層である。１．０８ｅＶのバンド
ギャップを有するＩｎＧａＡｓＰで構成された、任意の
四元化合物エッチング停止層１８を、層１６に設けるこ
とができる。
は、図１に示される。この構造は、ｎ型インジウム・ホ
スファイド（ＩｎＰ）基板１０より成る基板を有してい
る。ｎ型ＩｎＰで構成されたバッファ層１２は、基板１
０上に成長される。軽度ｎ型ドープされたインジウム・
ガリウム・アルセナイド・ホスファイド（ＩｎＧａＡｓ
Ｐ）の薄い四元化合物活性層１４は、バッファ層上に成
長される。層１６は、層１４上に成長された軽度ドープ
・グレーデッドＩｎＰ層である。１．０８ｅＶのバンド
ギャップを有するＩｎＧａＡｓＰで構成された、任意の
四元化合物エッチング停止層１８を、層１６に設けるこ
とができる。
【０００９】ｐ型ＩｎＰで構成されたクラッド層２０
が、層１８の一部上に設けられ、ｐ+型ＩｎＧａＡｓ層
２２またはｐ+ 型四元化合物コンタクト層ＩｎＧａＡｓ
Ｐが、層２０上に設けられる。Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層２４
は、ｐ型コンタクト・メタライゼーションとして設けら
れ、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕの背面メタライゼーション
層２６が、層２４上に設けられる。
が、層１８の一部上に設けられ、ｐ+型ＩｎＧａＡｓ層
２２またはｐ+ 型四元化合物コンタクト層ＩｎＧａＡｓ
Ｐが、層２０上に設けられる。Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層２４
は、ｐ型コンタクト・メタライゼーションとして設けら
れ、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕの背面メタライゼーション
層２６が、層２４上に設けられる。
【００１０】図１の実施例に対する、前述した層の厚さ
とドーピング濃度を、表１に示す。
とドーピング濃度を、表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】図１の実施例の重要で、特有な特徴は、１
１００オングストロームの厚さのＩｎＧａＡｓＰ活性層
１４が設けられていることである。活性層１４は、従来
技術のデバイスの通常使用される１５００オングストロ
ームの厚さの活性領域より薄い。１５００オングストロ
ームの層では、レーザの広領域しきい値電流密度は最小
となる。しかしながら、リッジ導波路レーザは、かなり
の量の電流の拡がり（全電流の約７０％）を有し、電流
密度は活性層の厚さの低変化関数であるので、、薄い活
性層の使用は、レーザの全体の性能に影響を与えない。
１１００オングストロームの厚さの活性層の付加的利益
は非常に重要である。Ｔ０レベルの研究は、非常に広
い、したがって高次モードを保持するキャビティを有す
る結果、約３０％のレーザが欠陥を有することを示して
いる。また、基本モードは、リッジ幅により決定される
領域内に閉じ込められ、高次モードは、横方向にリッジ
領域の外側に拡がる。それ故、薄い活性領域は、フィー
ルド分布を横方向に拡大し、高次モードに対し大きな損
失を生じさせ、一方、基本モードは非常に低い損失のま
まであり、すなわち活性化領域で自由キャリアの再結合
が行われる。高次モードの排除は欠陥の無いレーザを生
成し、それ故、機能的歩留りを改善する。
１００オングストロームの厚さのＩｎＧａＡｓＰ活性層
１４が設けられていることである。活性層１４は、従来
技術のデバイスの通常使用される１５００オングストロ
ームの厚さの活性領域より薄い。１５００オングストロ
ームの層では、レーザの広領域しきい値電流密度は最小
となる。しかしながら、リッジ導波路レーザは、かなり
の量の電流の拡がり（全電流の約７０％）を有し、電流
密度は活性層の厚さの低変化関数であるので、、薄い活
性層の使用は、レーザの全体の性能に影響を与えない。
１１００オングストロームの厚さの活性層の付加的利益
は非常に重要である。Ｔ０レベルの研究は、非常に広
い、したがって高次モードを保持するキャビティを有す
る結果、約３０％のレーザが欠陥を有することを示して
いる。また、基本モードは、リッジ幅により決定される
領域内に閉じ込められ、高次モードは、横方向にリッジ
領域の外側に拡がる。それ故、薄い活性領域は、フィー
ルド分布を横方向に拡大し、高次モードに対し大きな損
失を生じさせ、一方、基本モードは非常に低い損失のま
まであり、すなわち活性化領域で自由キャリアの再結合
が行われる。高次モードの排除は欠陥の無いレーザを生
成し、それ故、機能的歩留りを改善する。
【００１３】欠陥のあるレーザは、図２に示される出力
−電流特性と、図３に示されるニアフィールド（ｎｅａ
ｒ ｆｉｅｌｄ）強度曲線を与える。無欠陥レーザの出
力−電流曲線とニアフィールド強度は、図４と図５に示
される。
−電流特性と、図３に示されるニアフィールド（ｎｅａ
ｒ ｆｉｅｌｄ）強度曲線を与える。無欠陥レーザの出
力−電流曲線とニアフィールド強度は、図４と図５に示
される。
【００１４】１１００オングストロームの薄い活性領域
１４の他の重要な利点は、外部デファレンシャル（ｅｘ
ｔｅｒｎａｌ ｄｉｆｆｒｅｎｔｉａｌ）量子効率の温
度感度をかなり低減する、例えば、Ｔ０レベルで−１．
０％／ＣからＴ１レベルで−０．５％／Ｃに低減するこ
とである。この現象の１つの理由は、活性領域内に付加
的な横方向電流の拡がりを生じる両極性拡散の減少であ
る。その他の理由は、より薄い層、またはより薄い活性
層を生じる短い成長時間が、また、非発光再結合中心と
して働く活性領域内の欠陥の数を減少させることであ
る。
１４の他の重要な利点は、外部デファレンシャル（ｅｘ
ｔｅｒｎａｌ ｄｉｆｆｒｅｎｔｉａｌ）量子効率の温
度感度をかなり低減する、例えば、Ｔ０レベルで−１．
０％／ＣからＴ１レベルで−０．５％／Ｃに低減するこ
とである。この現象の１つの理由は、活性領域内に付加
的な横方向電流の拡がりを生じる両極性拡散の減少であ
る。その他の理由は、より薄い層、またはより薄い活性
層を生じる短い成長時間が、また、非発光再結合中心と
して働く活性領域内の欠陥の数を減少させることであ
る。
【００１５】量子効率が上昇する周囲温度にあまり感応
しなければ、上昇した温度でのレーザの性能は、かなり
増大し、１１０℃まであるいは１１０℃以上に耐えるデ
バイスを作製する。
しなければ、上昇した温度でのレーザの性能は、かなり
増大し、１１０℃まであるいは１１０℃以上に耐えるデ
バイスを作製する。
【００１６】本発明のリッジ導波路レーザにより与えら
れる更に他の改良は、必要ならば、エッチング停止層１
８として薄い量子井戸を使用することである。この層は
周囲のＩｎＰ層より低いバンドギャップを有し、ホール
に対するバリアを導入する。する。薄い層の選択は、こ
のバリアによるレーザの順方向電圧−電流特性上での悪
影響を軽減する。また、この層は、周囲ＩｎＰ層とは異
なる屈折率を有し、この屈折率は、活性領域内の導波路
特性に影響を与える。それ故、薄い量子井戸の選択は有
益である。クラッドＩｎＰ層２０をエッチングするため
に使用される化学エッチングは、層１８が露出するとす
ぐに、自然に停止する。更に、リッジが、広い平坦面に
垂直に配向されていて、ドライエッチングが全く不必要
ならば、ほぼ垂直なサイドウオールを生じるクラッドエ
ッチング材としてＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 ＝３：１の使用が
できる。十分制御されたウエットエッチング処理が行え
る能力は、しきい値電流を減少するという点でレーザの
満足できる設計に対して重要である。
れる更に他の改良は、必要ならば、エッチング停止層１
８として薄い量子井戸を使用することである。この層は
周囲のＩｎＰ層より低いバンドギャップを有し、ホール
に対するバリアを導入する。する。薄い層の選択は、こ
のバリアによるレーザの順方向電圧−電流特性上での悪
影響を軽減する。また、この層は、周囲ＩｎＰ層とは異
なる屈折率を有し、この屈折率は、活性領域内の導波路
特性に影響を与える。それ故、薄い量子井戸の選択は有
益である。クラッドＩｎＰ層２０をエッチングするため
に使用される化学エッチングは、層１８が露出するとす
ぐに、自然に停止する。更に、リッジが、広い平坦面に
垂直に配向されていて、ドライエッチングが全く不必要
ならば、ほぼ垂直なサイドウオールを生じるクラッドエ
ッチング材としてＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 ＝３：１の使用が
できる。十分制御されたウエットエッチング処理が行え
る能力は、しきい値電流を減少するという点でレーザの
満足できる設計に対して重要である。
【００１７】グレーデッド・ドーピング・プロファイル
のＩｎＰ層１６は、２つの目的を果たす。活性層に隣接
する低ドーピングは、ｐ型ドーパントであるＺｎの活性
層内への拡散を減少させる。活性層内の低ドーピング
は、また、電流の拡がりを排除し、しきい値電流を減少
させる。０．１μｍの厚さの選択は、信頼性の問題を避
けるため、ウエット化学エッチングを活性層１４から十
分遠く離れて停止させることを可能にする。
のＩｎＰ層１６は、２つの目的を果たす。活性層に隣接
する低ドーピングは、ｐ型ドーパントであるＺｎの活性
層内への拡散を減少させる。活性層内の低ドーピング
は、また、電流の拡がりを排除し、しきい値電流を減少
させる。０．１μｍの厚さの選択は、信頼性の問題を避
けるため、ウエット化学エッチングを活性層１４から十
分遠く離れて停止させることを可能にする。
【００１８】ｐ+ 型コンタクト層２２は、三元化合物ま
たは四元化合物のいずれかとすることができる。三元化
合物ＩｎＧａＡｓＰ層は、ウエット化学エッチングの点
で便利であり、低オーミック・コンタクトを与える。活
性層よりバンドギャップの高い四元化合物は、吸収を有
さないので、クラッド領域２０の厚さは更に減少でき
る。
たは四元化合物のいずれかとすることができる。三元化
合物ＩｎＧａＡｓＰ層は、ウエット化学エッチングの点
で便利であり、低オーミック・コンタクトを与える。活
性層よりバンドギャップの高い四元化合物は、吸収を有
さないので、クラッド領域２０の厚さは更に減少でき
る。
【００１９】本発明のリッジ導波路レーザを製造するた
めに、多層ウエハは、ｎ型ＩｎＰ基板上に特定材料の層
１２，１４，１６，１８，２０，２２を成長させること
により形成する。これら層は、分子気相成長法（ＭＯＶ
ＰＥ）を使用して成長させることができる。
めに、多層ウエハは、ｎ型ＩｎＰ基板上に特定材料の層
１２，１４，１６，１８，２０，２２を成長させること
により形成する。これら層は、分子気相成長法（ＭＯＶ
ＰＥ）を使用して成長させることができる。
【００２０】次に、リッジ構造パターンは、フォトレジ
スト・リソグラフィにより決められる。コンタクト層２
２は、Ｈ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝８：１：１００
を使用して、フォトレジストマスクを経てエッチングさ
れる。次に、クラッド層２０は、５℃でＨＢｒ：ＣＨ3
ＣＯＯＨ＝１：１または室温でＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 ＝
３：１のいずれかを使用して、エッチングされる。いず
れのエッチャントも、エッチング停止層１８でエッチン
グ停止する。
スト・リソグラフィにより決められる。コンタクト層２
２は、Ｈ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝８：１：１００
を使用して、フォトレジストマスクを経てエッチングさ
れる。次に、クラッド層２０は、５℃でＨＢｒ：ＣＨ3
ＣＯＯＨ＝１：１または室温でＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 ＝
３：１のいずれかを使用して、エッチングされる。いず
れのエッチャントも、エッチング停止層１８でエッチン
グ停止する。
【００２１】シリコン・ナイトライドＳｉ3 Ｎ4 層が、
絶縁体として使用するため、プラズマ励起化学気相成長
（ＰＥＣＶＤ）で成長され、続くリフトオフ処理で、メ
タライゼーションのためにコンタクト層２２の上部を露
出させる。
絶縁体として使用するため、プラズマ励起化学気相成長
（ＰＥＣＶＤ）で成長され、続くリフトオフ処理で、メ
タライゼーションのためにコンタクト層２２の上部を露
出させる。
【００２２】第２のフォトリソグラフィ工程が実行さ
れ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層が、ｐ型コンタクト・メタライ
ゼーションとして堆積され、リフトオフにより定められ
る。薄膜化され、背面メタライゼーションＡｕ／Ｇｅ／
Ｎｉ／Ａｕが堆積された後、ウエハはアニールされる。
個々のレーザ構造は、製造されたユニットからクリーニ
ング処理により連続的に形成される。上述したことは、
片面にグレーデッド・プロファイルＩｎＰクラッド層
と、ＩｎＧａＡｓＰエッチング停止層とを有する、１１
００オングストロームの薄膜活性ＩｎＧａＡｓＰ層を有
する１１００オングストロームの厚さの薄い活性ＩｎＧ
ａＡｓＰ領域をもつ、改良された半導体リッジ導波路レ
ーザ構造である。改良されたレーザは、高い製造歩留り
と強化された高温動作を有する高い信頼性を示す。ま
た、レーザの動作中、高次モードは抑制される。
れ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層が、ｐ型コンタクト・メタライ
ゼーションとして堆積され、リフトオフにより定められ
る。薄膜化され、背面メタライゼーションＡｕ／Ｇｅ／
Ｎｉ／Ａｕが堆積された後、ウエハはアニールされる。
個々のレーザ構造は、製造されたユニットからクリーニ
ング処理により連続的に形成される。上述したことは、
片面にグレーデッド・プロファイルＩｎＰクラッド層
と、ＩｎＧａＡｓＰエッチング停止層とを有する、１１
００オングストロームの薄膜活性ＩｎＧａＡｓＰ層を有
する１１００オングストロームの厚さの薄い活性ＩｎＧ
ａＡｓＰ領域をもつ、改良された半導体リッジ導波路レ
ーザ構造である。改良されたレーザは、高い製造歩留り
と強化された高温動作を有する高い信頼性を示す。ま
た、レーザの動作中、高次モードは抑制される。
【００２３】
【発明の効果】本発明のリッジ導波路レーザは、非常に
高い信頼性を示し、その製造方法は高い歩留りである。
高い信頼性を示し、その製造方法は高い歩留りである。
【００２４】本発明のリッジ導波路レーザは、非常に良
い高い温度作用を示し、構造は高次モードを抑制する。
い高い温度作用を示し、構造は高次モードを抑制する。
【図１】本発明の原理によるリッジ導波路レーザの実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】本発明の説明に用いられる出力−電流曲線を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の説明に用いられるフィールド強度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明の説明に用いられる出力−電流曲線を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明の説明に用いられるフィールド強度分布
を示す図である。
を示す図である。
１０ 基板 １２ バッファ層 １４ 活性層 １６ ドープＩｎＰ層 １８ エッチング停止層 ２０ クラッド層 ２２ コンタクト層 ２４ ＴＩ／Ｐｔ／Ａｕ層 ２６ Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ層
フロントページの続き (72)発明者 グレッグ・コストリーニ アメリカ合衆国 テキサス州 オウスティ ン フィンチトレイル 7905 (72)発明者 ピーター・ディー・ホー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ホープ ウエル ジャンクション ショート コー ト ５
Claims (8)
- 【請求項１】半導体基板と、 前記半導体基板上に設けられたバッファ層と、 前記バッファ層上に設けられ、垂直方向に高次レーザ・
モードのフィールド分布を拡げるためにＩｎＧａＡｓＰ
で構成される薄い活性層と、 リッジ部を上に有し、前記リッジ部の上に設けられたコ
ンタクト層を有する前記活性層上に設けられたＩｎＰで
構成される層と、を備えることを特徴とする半導体リッ
ジ導波路構造。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体リッジ導波路構造に
おいて、前記薄い活性層は、ほぼ１１００オングストロ
ームの厚さであることを特徴とする半導体リッジ導波路
構造。 - 【請求項３】請求項２記載の半導体リッジ導波路構造に
おいて、前記半導体基板と前記バッファ層は、第１の型
の不純物でドープされたＩｎＰで構成され、前記活性層
上に設けられた前記ＩｎＰ層は、第２の型の不純物でグ
レーデッド・ドープされ、ＩｎＧａＡｓＰで構成された
エッチング停止層が、前記グレーデッドＩｎＰ層上に設
けられる、ことを特徴とする半導体リッジ導波路構造。 - 【請求項４】請求項３記載の半導体リッジ導波路構造に
おいて、前記半導体基板と前記バッファ層は、ｎ型ドー
プＩｎＰで構成され、前記グレーディド層は、ｐ型ドー
プＩｎＰで構成されることを特徴とする半導体リッジ導
波路構造。 - 【請求項５】請求項４記載の半導体リッジ導波路構造に
おいて、 前記コンタクト層は、三元化合物であり、ＩｎＧａＡｓ
で構成されることを特徴とする半導体リッジ導波路構
造。 - 【請求項６】請求項４記載の半導体リッジ導波路構造に
おいて、前記コンタクト層は、四元化合物であり、Ｉｎ
ＧａＡｓＰで構成されることを特徴とする半導体リッジ
導波路構造。 - 【請求項７】（１）半導体基板上に、ＩｎＰ層を成長す
る工程と、（２）工程１の前記ＩｎＰ層上に１１００オ
ングストロームの厚さのＩｎＧａＡｓＰの薄い層を成長
する工程と、（３）工程２の前記ＩｎＧａＡｓＰ上にグ
レーデッドＩｎＰ層を成長する工程と、（４）工程３の
前記ＩｎＰ層上にＩｎＧａＡｓ層またはＩｎＧａＡｓＰ
層を成長する工程と、（５）リソグラフィによってフォ
トレジストマスクを形成してリッジパターンを定める工
程と、（６）前記フォトレジストを介して工程４の前記
ＩｎＧａＡｓ層またはＩｎＧａＡｓＰ層をエッチングす
る工程と、（７）リッジを形成するため工程３の前記Ｉ
ｎＰ層をエッチングする工程と、（８）前記エッチング
されたＩｎＰ層上に絶縁層としてＳｉ3 Ｎ4 層を設ける
工程と、を含むことを特徴とする半導体リッジ導波路構
造の製造方法。 - 【請求項８】請求項７記載の半導体リッジ導波路構造の
製造方法において、メタライゼーションの最終工程を更
に含むことを特徴とする半導体リッジ導波路構造の製造
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/972,049 US5309465A (en) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | Ridge waveguide semiconductor laser with thin active region |
| US972049 | 1992-11-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209141A true JPH06209141A (ja) | 1994-07-26 |
| JPH07118572B2 JPH07118572B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=25519092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250506A Expired - Lifetime JPH07118572B2 (ja) | 1992-11-05 | 1993-10-06 | リッジ導波路半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5309465A (ja) |
| JP (1) | JPH07118572B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011222927A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-11-04 | Ntt Electornics Corp | リッジ型半導体光素子及びリッジ型半導体光素子の製造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19619533A1 (de) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Sel Alcatel Ag | Monolithisch integriertes optisches Halbleiterbauelement |
| JP3672062B2 (ja) * | 1997-07-16 | 2005-07-13 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ，及びその製造方法 |
| JP2001230494A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| US6816531B1 (en) | 2000-03-03 | 2004-11-09 | Jds Uniphase Corporation | High-power, kink-free, single mode laser diodes |
| US6993053B2 (en) * | 2002-04-03 | 2006-01-31 | The Australian National University | Thin clad diode laser |
| US7251381B2 (en) * | 2002-04-03 | 2007-07-31 | The Australian National University | Single-mode optical device |
| KR100855425B1 (ko) | 2005-01-18 | 2008-08-29 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 반도체 레이저 장치 및 그 제조방법 |
| US7606277B2 (en) * | 2006-12-26 | 2009-10-20 | Binoptics Corporation | Etched-facet ridge lasers with etch-stop |
Citations (2)
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| JPH0427184A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
Family Cites Families (17)
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|---|---|---|---|---|
| US4434491A (en) * | 1981-03-30 | 1984-02-28 | Nippon Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JPS59215785A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| US4575919A (en) * | 1984-05-24 | 1986-03-18 | At&T Bell Laboratories | Method of making heteroepitaxial ridge overgrown laser |
| US4905057A (en) * | 1985-12-18 | 1990-02-27 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor devices |
| US4788688A (en) * | 1986-06-20 | 1988-11-29 | University Of Southern California | Heterostructure laser |
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| JP2659187B2 (ja) * | 1987-04-14 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | 光フィルタ素子 |
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| FR2647966B1 (fr) * | 1989-06-02 | 1991-08-16 | Thomson Hybrides | Laser semiconducteur a localisation de courant |
| US5091916A (en) * | 1990-09-28 | 1992-02-25 | At&T Bell Laboratories | Distributed reflector laser having improved side mode suppression |
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| US5175740A (en) * | 1991-07-24 | 1992-12-29 | Gte Laboratories Incorporated | Semiconductor laser and method of fabricating same |
-
1992
- 1992-11-05 US US07/972,049 patent/US5309465A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5250506A patent/JPH07118572B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS61258487A (ja) * | 1985-05-11 | 1986-11-15 | Fujitsu Ltd | 量子井戸レ−ザの製造方法 |
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| JP2011222927A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-11-04 | Ntt Electornics Corp | リッジ型半導体光素子及びリッジ型半導体光素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118572B2 (ja) | 1995-12-18 |
| US5309465A (en) | 1994-05-03 |
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