JPH07107945B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPH07107945B2 JPH07107945B2 JP1083985A JP1083985A JPH07107945B2 JP H07107945 B2 JPH07107945 B2 JP H07107945B2 JP 1083985 A JP1083985 A JP 1083985A JP 1083985 A JP1083985 A JP 1083985A JP H07107945 B2 JPH07107945 B2 JP H07107945B2
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- Japan
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- type
- diffusion
- active region
- emitting device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体発光装置あるいは半導体レーザの構造と
製造方法に係り、特に光情報処理用光源および光通信用
光源に好適な半導体発光装置（半導体レーザ）に関す
る。
製造方法に係り、特に光情報処理用光源および光通信用
光源に好適な半導体発光装置（半導体レーザ）に関す
る。
従来の装置はテイー・フクザワ他 アプライド・フィジ
ックス・レターズ 45（１）第１頁,1984年７月（T.Fuk
uzawa et al.Appl.phys.Letters,45（１）P.1 July 1
984）に記載されているようにMQW（Multiple Quantun W
ell）構造のレーザのBH構造をDIDを利用して拡散により
作製したものである。二回成長を必要としないなどの特
徴があり、リーク電流が大きい、活性領域の幅を狭く出
来ないなどの点があり改善が望まれていた。
ックス・レターズ 45（１）第１頁,1984年７月（T.Fuk
uzawa et al.Appl.phys.Letters,45（１）P.1 July 1
984）に記載されているようにMQW（Multiple Quantun W
ell）構造のレーザのBH構造をDIDを利用して拡散により
作製したものである。二回成長を必要としないなどの特
徴があり、リーク電流が大きい、活性領域の幅を狭く出
来ないなどの点があり改善が望まれていた。
本発明の目的は単位モード、低電流で発振する信頼性の
高い半導体レーザを簡単な作製方法により提供すること
にある。
高い半導体レーザを簡単な作製方法により提供すること
にある。
〔発明の概要〕 AlGaAs系超格子構造にZn拡散を行うと均一な平均塑性混
晶となる。拡散を行う前の超格子の屈折率が、拡散後の
平均組成混晶の屈折率より高いことを利用して半導体レ
ーザの横モード制御を行うことができる（前記文献）。
しかしながら上記文献の構造では第１図に示すように電
流を縦方向に流すことに固執しているため、セルフアラ
インメントが厳しい、直列抵抗が高い、リーク電流が大
きい、ｐ形GaAs基板の使用、幅広い活性領域などの問題
点を有していた。本発明では横方向の電流パスを設ける
ことによりこれらの問題点を解決することを可能とした
ものである。
晶となる。拡散を行う前の超格子の屈折率が、拡散後の
平均組成混晶の屈折率より高いことを利用して半導体レ
ーザの横モード制御を行うことができる（前記文献）。
しかしながら上記文献の構造では第１図に示すように電
流を縦方向に流すことに固執しているため、セルフアラ
インメントが厳しい、直列抵抗が高い、リーク電流が大
きい、ｐ形GaAs基板の使用、幅広い活性領域などの問題
点を有していた。本発明では横方向の電流パスを設ける
ことによりこれらの問題点を解決することを可能とした
ものである。
以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。
ｎ型GaAs基板12上にMBE（Molecular Beam Epitaxy）法
によりつぎの各層を成長させる。ｎ型Ga0.6Al0.4As（1
3）、MQW活性層（４）、ｎ型Ga0.6Al0.4As（14）、ｐ型
Ga0.6Al0.4As（15）、undoped GaAs（16）をこの順にそ
れぞれ10μ,0.1μ.0.5μ,0.5μ,2μの厚さに成長させ
た。MQW活性層は80ÅのGaAsと120ÅのGa0.7Al0.3As層の
５周期積層構造で、全体の厚さは1,000Åである。成長
後Si3N4絶縁膜を堆積し、８μのストライプ状に加工し
てこれを拡散マスクとしてZn拡散およびこれに続く熱処
理を実施した。拡散の条件は温度650℃で熱処理は950℃
にて２時間である。これによりｎ型GaAlAs（13）に達す
る深さ約４μの拡散層を得た。これにより活性領域のMQ
W層４の幅は２μｍとなつた。なお、ｎ型GaAlAs（14）
は省略することができ、層16はｎ型も可である 拡散後Si3N4層を除去し全面に金属電極を形成する。上
記電極はｐ型GaAsコンタクト層（17）への電極（11）で
Cr,Au、下部電極はｎ型GaAs基板12へのコンタクトでAu
−Ge−Niである。これをへき開して加工後Cuヒートシン
クヘボンデイングしてレーザ素子とした。
によりつぎの各層を成長させる。ｎ型Ga0.6Al0.4As（1
3）、MQW活性層（４）、ｎ型Ga0.6Al0.4As（14）、ｐ型
Ga0.6Al0.4As（15）、undoped GaAs（16）をこの順にそ
れぞれ10μ,0.1μ.0.5μ,0.5μ,2μの厚さに成長させ
た。MQW活性層は80ÅのGaAsと120ÅのGa0.7Al0.3As層の
５周期積層構造で、全体の厚さは1,000Åである。成長
後Si3N4絶縁膜を堆積し、８μのストライプ状に加工し
てこれを拡散マスクとしてZn拡散およびこれに続く熱処
理を実施した。拡散の条件は温度650℃で熱処理は950℃
にて２時間である。これによりｎ型GaAlAs（13）に達す
る深さ約４μの拡散層を得た。これにより活性領域のMQ
W層４の幅は２μｍとなつた。なお、ｎ型GaAlAs（14）
は省略することができ、層16はｎ型も可である 拡散後Si3N4層を除去し全面に金属電極を形成する。上
記電極はｐ型GaAsコンタクト層（17）への電極（11）で
Cr,Au、下部電極はｎ型GaAs基板12へのコンタクトでAu
−Ge−Niである。これをへき開して加工後Cuヒートシン
クヘボンデイングしてレーザ素子とした。
第３図は本発明の別の実施例を示したもので、アレー化
した半導体レーザを示している。作製方法は第２図の場
合と略々同じであるがMOCVD法により結晶成長を行い最
後の二層が異なる。ｐ型Ga0.65Al0.35As層15のあとｎ型
GaAs層18、ｐ型あるいはundoped GaAs層を成長させる。
これにより活性領域４の縦方向の構造はpnpn構造とな
る。したがつてこの方向に流れる電流は極めて小さくな
る。また構造としては、MQW後ｐ型GaAlAs、ｎ型GaAs、
ｐ型GaAsを順次成長させる構造も可能で同様の効果が期
待できる。この場合、電流はDID層および活性領域上部
のｐ型GaAlAs層を通して流れるためより均一な励起が可
能となる。またMQW層は活性領域と同一としているが、M
QW層が活性領域の一部を構成する構造も可能である。
した半導体レーザを示している。作製方法は第２図の場
合と略々同じであるがMOCVD法により結晶成長を行い最
後の二層が異なる。ｐ型Ga0.65Al0.35As層15のあとｎ型
GaAs層18、ｐ型あるいはundoped GaAs層を成長させる。
これにより活性領域４の縦方向の構造はpnpn構造とな
る。したがつてこの方向に流れる電流は極めて小さくな
る。また構造としては、MQW後ｐ型GaAlAs、ｎ型GaAs、
ｐ型GaAsを順次成長させる構造も可能で同様の効果が期
待できる。この場合、電流はDID層および活性領域上部
のｐ型GaAlAs層を通して流れるためより均一な励起が可
能となる。またMQW層は活性領域と同一としているが、M
QW層が活性領域の一部を構成する構造も可能である。
前実施例と同様にZn拡散、電極形、ボンデイングを行つ
てレーザアレイ素子を作製した。
てレーザアレイ素子を作製した。
上記実施例において拡散ポテンシヤルの差があるため電
流は拡散層９から活性領域４を通つて基板に抜ける。再
結合発光はMQW活性領域においておこりレーザ発振の活
性領域となる。拡散ポテンシヤル差があるためリーク電
流は低レベルに抑えられる。
流は拡散層９から活性領域４を通つて基板に抜ける。再
結合発光はMQW活性領域においておこりレーザ発振の活
性領域となる。拡散ポテンシヤル差があるためリーク電
流は低レベルに抑えられる。
第４図は本発明のSQW（Single Quantum Well）構造の実
施例を示したものである。ｎ形GaAs基板12上にｎ形Ga
0.4Al0.6As13,n形GaAs層20,n型Ga0.75Al0.25層21,p形Ga
0.4Al0.6As層22,n形GaAs層23層を成長させる。層20はQW
層で厚さ80Åであり、層21は光ガイド層で0.15μの厚さ
である。
施例を示したものである。ｎ形GaAs基板12上にｎ形Ga
0.4Al0.6As13,n形GaAs層20,n型Ga0.75Al0.25層21,p形Ga
0.4Al0.6As層22,n形GaAs層23層を成長させる。層20はQW
層で厚さ80Åであり、層21は光ガイド層で0.15μの厚さ
である。
成長後上記実施例で述べたと同様のZn拡散を行つてQWの
Disorder化を実現した。
Disorder化を実現した。
本構造においてはQW層の上下方向がnpn構造となつてお
り、活性領域がｎ形となつている。これにより拡散ポテ
ンシヤルの差がより顕著となつて働き本発明の主旨が差
に徹底されるものである。
り、活性領域がｎ形となつている。これにより拡散ポテ
ンシヤルの差がより顕著となつて働き本発明の主旨が差
に徹底されるものである。
従来例（第１図）においてはｎ型GaAs層６を通して電流
を通すため、コンタクト抵抗、加工性等の観点から、そ
の層の下の活性領域４の幅を狭くするには問題があつ
た。本発明においてはこのような制限がないため、活性
領域幅を十分狭くすることができ（＜１μｍ）横モード
制御を極めて効果的に行うことができる。
を通すため、コンタクト抵抗、加工性等の観点から、そ
の層の下の活性領域４の幅を狭くするには問題があつ
た。本発明においてはこのような制限がないため、活性
領域幅を十分狭くすることができ（＜１μｍ）横モード
制御を極めて効果的に行うことができる。
本発明においてはメサエツチング等を行わないのでプレ
ーナ構造が実現される。プロセスも簡略化されたものと
なつており、生産性も高い。
ーナ構造が実現される。プロセスも簡略化されたものと
なつており、生産性も高い。
本発明はGaAs/GaAlAs系を用いた実施例により説明した
が、本発明はこの系に限るわけではなく他のIV−Ｖ族化
合物にも適用できることはもちろんである。
が、本発明はこの系に限るわけではなく他のIV−Ｖ族化
合物にも適用できることはもちろんである。
またZn拡散領域関してはとくに言及しなかつたが、この
拡散領域の不活性化を部分的に行うことは電流低域の点
から有効である。このための手段としてはプロトン打込
みやメサエツチング等がある。
拡散領域の不活性化を部分的に行うことは電流低域の点
から有効である。このための手段としてはプロトン打込
みやメサエツチング等がある。
本発明によれば低電流（〜10mA）で発振し、横モード制
御が可能で、アレイ化も容易なレーザを簡単なプロセス
で作製しうるので、歩留り向上を低コスト化に非常に大
きな効果がある。
御が可能で、アレイ化も容易なレーザを簡単なプロセス
で作製しうるので、歩留り向上を低コスト化に非常に大
きな効果がある。
実施例は主として半導体レーザに関して記述を行つた
が、本発明は発光装置一般に関して成り立つことはもち
ろんである。
が、本発明は発光装置一般に関して成り立つことはもち
ろんである。
第１図は従来のBMQWレーザの断面図、第２図は本発明の
一実施例を示す断面図、第３図，第４図は本発明の他の
実施例を示す断面図である。 １……ｐ型GaAs基板、2,3,15……ｐ形GaAlAs、４……MQ
W層、5,13,14……ｎ型GaAlAs、6,18……ｎ型GaAs、７…
…絶縁膜、８……Au−Ge−Ni、９……拡散領域、10……
Disordered region、11……Cr−Ar、12……ｎ型GaAs基
板、16……ｐ型GaAs、20……ｎ形GaAs、21……ｎ形GaAl
As、22……ｐ形GaAlAs、23……ｎ形GaAs。
一実施例を示す断面図、第３図，第４図は本発明の他の
実施例を示す断面図である。 １……ｐ型GaAs基板、2,3,15……ｐ形GaAlAs、４……MQ
W層、5,13,14……ｎ型GaAlAs、6,18……ｎ型GaAs、７…
…絶縁膜、８……Au−Ge−Ni、９……拡散領域、10……
Disordered region、11……Cr−Ar、12……ｎ型GaAs基
板、16……ｐ型GaAs、20……ｎ形GaAs、21……ｎ形GaAl
As、22……ｐ形GaAlAs、23……ｎ形GaAs。
Claims (2)
- 【請求項１】MQW層を含む活性領域と、共振器長手方向
の垂直断面を見たときの上記MQW層を含む活性領域の両
側を拡散により無秩序化した領域とを含む半導体発光装
置において、電極からの電流を上記無秩序化領域を通し
て上記活性領域に流すことを特徴とする半導体発光装
置。 - 【請求項２】上記活性領域を含む縦方向の層構造がnpn
構造又はnpnp構造を含むことを特徴とする第１項記載の
半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083985A JPH07107945B2 (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083985A JPH07107945B2 (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171184A JPS61171184A (ja) | 1986-08-01 |
| JPH07107945B2 true JPH07107945B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=11761515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083985A Expired - Lifetime JPH07107945B2 (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107945B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376390A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Nec Corp | 発光半導体素子 |
| JPH0760892B2 (ja) * | 1987-02-09 | 1995-06-28 | 日本電気株式会社 | ｐｎｐｎ光サイリスタ |
| US5031185A (en) * | 1988-11-17 | 1991-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a disordered superlattice |
| JPH02196486A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6079785A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60101989A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP1083985A patent/JPH07107945B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61171184A (ja) | 1986-08-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |