JPH0888435A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0888435A JPH0888435A JP22434294A JP22434294A JPH0888435A JP H0888435 A JPH0888435 A JP H0888435A JP 22434294 A JP22434294 A JP 22434294A JP 22434294 A JP22434294 A JP 22434294A JP H0888435 A JPH0888435 A JP H0888435A
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- semiconductor
- semiconductor laser
- laser
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- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
-
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- H01S5/18341—Intra-cavity contacts
-
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- 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
- H01S5/2205—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 comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2214—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 comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザに関し、活性層を加工すること
なく、且つ、簡単な工程に依って、素子分離を実現でき
るようにする。 【構成】 半導体基板１１上に積層形成された面発光レ
ーザに於けるｎ型側のクラッド層１３、活性層１４、ｐ
型側のクラッド層１５などを含む所要各半導体層と、ク
ラッド層１５の表面を覆い且つレーザ光出射用兼電流路
用の穴をもつ酸化シリコン層１６と、酸化シリコン層１
６の穴内に露出されたクラッド層１５の表面上に形成さ
れたｐ型側のクラッド層１７を含む所要半導体層とを備
える。
なく、且つ、簡単な工程に依って、素子分離を実現でき
るようにする。 【構成】 半導体基板１１上に積層形成された面発光レ
ーザに於けるｎ型側のクラッド層１３、活性層１４、ｐ
型側のクラッド層１５などを含む所要各半導体層と、ク
ラッド層１５の表面を覆い且つレーザ光出射用兼電流路
用の穴をもつ酸化シリコン層１６と、酸化シリコン層１
６の穴内に露出されたクラッド層１５の表面上に形成さ
れたｐ型側のクラッド層１７を含む所要半導体層とを備
える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板に対して垂直に共
振器を形成した半導体レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａ
ｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓ
ｅｒ：ＶＣＳＥＬ）の改良に関する。
振器を形成した半導体レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａ
ｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓ
ｅｒ：ＶＣＳＥＬ）の改良に関する。
【０００２】現在、半導体レーザに於いては、閾値電流
を小さくする為の研究・開発が種々と行われていて、そ
の対象として有望視されているものの一つにＶＣＳＥＬ
が挙げられている。然しながら、現在のＶＣＳＥＬは、
期待されているほど閾値電流は小さくなっていない。本
発明を利用すれば、前記の問題を改善するのに有効であ
る。
を小さくする為の研究・開発が種々と行われていて、そ
の対象として有望視されているものの一つにＶＣＳＥＬ
が挙げられている。然しながら、現在のＶＣＳＥＬは、
期待されているほど閾値電流は小さくなっていない。本
発明を利用すれば、前記の問題を改善するのに有効であ
る。
【０００３】
【従来の技術】一般に、半導体レーザは、ガス・レーザ
などと比較すると、小型化が容易であることや安価に供
給できることなどから種々な面で多くの研究がなされて
きた。
などと比較すると、小型化が容易であることや安価に供
給できることなどから種々な面で多くの研究がなされて
きた。
【０００４】現在、多用されている半導体レーザとして
は、半導体層の積層方向に垂直な方向、即ち、基板と平
行な方向に共振器が形成された端面出射型の構造のもの
が多い。
は、半導体層の積層方向に垂直な方向、即ち、基板と平
行な方向に共振器が形成された端面出射型の構造のもの
が多い。
【０００５】この構造の半導体レーザでは、活性層に平
行に光を共振させる為、利得が小さい光電場の節に対応
する箇所では、注入された電流に依る発光が無駄になっ
てしまう為、閾値電流を小さくすることでは、限界に近
づきつつある。
行に光を共振させる為、利得が小さい光電場の節に対応
する箇所では、注入された電流に依る発光が無駄になっ
てしまう為、閾値電流を小さくすることでは、限界に近
づきつつある。
【０００６】そこで、最近では、基板に対して垂直に共
振器を形成したＶＣＳＥＬが注目されている。この構造
では、利得が大きい光電場の腹に対応する箇所にだけ活
性層を形成することができるので、光電場の節に対応す
る箇所での電流の無駄がなくなる。
振器を形成したＶＣＳＥＬが注目されている。この構造
では、利得が大きい光電場の腹に対応する箇所にだけ活
性層を形成することができるので、光電場の節に対応す
る箇所での電流の無駄がなくなる。
【０００７】ＶＣＳＥＬは、原理的には、共振器長を光
の波長にしてλ／２まで小さくすることができるので、
微小共振器効果に依って閾値電流を〔μＡ〕オーダにま
で小さくすることができるとされている。
の波長にしてλ／２まで小さくすることができるので、
微小共振器効果に依って閾値電流を〔μＡ〕オーダにま
で小さくすることができるとされている。
【０００８】現在までに開発されているＶＣＳＥＬに於
いては、殆どの場合、素子分離を行うには、イオン注入
法を適用することに依って高抵抗層を作製し、そこに電
流を流さないようにした構成が採られている。
いては、殆どの場合、素子分離を行うには、イオン注入
法を適用することに依って高抵抗層を作製し、そこに電
流を流さないようにした構成が採られている。
【０００９】図７は素子分離に関する従来の技術を説明
する為のＶＣＳＥＬを表す要部切断正面図である。
する為のＶＣＳＥＬを表す要部切断正面図である。
【００１０】図に於いて、１はｎ型半導体基板、２はｎ
型ＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ ｒｅｆ
ｌｅｃｔｏｒ）はｎ型クラッド層、４は活性層、５はｐ
型クラッド層、６はｐ型ＤＢＲ層、７はコンタクト層、
８はイオン注入で形成した高抵抗層、９はｐ側電極、１
０はｎ側電極をそれぞれ示している。尚、矢印は光の出
射方向を指示している。
型ＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ ｒｅｆ
ｌｅｃｔｏｒ）はｎ型クラッド層、４は活性層、５はｐ
型クラッド層、６はｐ型ＤＢＲ層、７はコンタクト層、
８はイオン注入で形成した高抵抗層、９はｐ側電極、１
０はｎ側電極をそれぞれ示している。尚、矢印は光の出
射方向を指示している。
【００１１】図から明らかなように、イオン注入で形成
した高抵抗層７の存在で、そこには電流が流れず、素子
分離の役割を果たしている。
した高抵抗層７の存在で、そこには電流が流れず、素子
分離の役割を果たしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記したＶＣＳＥＬに
於ける素子分離に関する従来の技術では、イオン注入に
於ける深さの制御性が良いとは言えない現状であること
から、例えばｐ型クラッド層５のみに不純物イオンを注
入した積もりでも、活性層４にまで不純物が浸透してし
まい、活性層４に於けるキャリヤの寿命が短くなってし
まう旨の問題がある。
於ける素子分離に関する従来の技術では、イオン注入に
於ける深さの制御性が良いとは言えない現状であること
から、例えばｐ型クラッド層５のみに不純物イオンを注
入した積もりでも、活性層４にまで不純物が浸透してし
まい、活性層４に於けるキャリヤの寿命が短くなってし
まう旨の問題がある。
【００１３】また、イオン注入に依って高抵抗層８を形
成する手段以外にも、エッチングに依って、メサを切る
ことも行われているが、この手段に依った場合、活性層
の部分もエッチングすることになる為、活性層に於ける
メサ側壁に近い部分では表面非発光再結合に依ってキャ
リヤの寿命が短くなってしまう。この為、ＶＣＳＥＬを
小型化した場合、キャリヤ寿命が短い領域の割合が大き
くなってしまい、大きな閾値電流を必要とすることにな
る。
成する手段以外にも、エッチングに依って、メサを切る
ことも行われているが、この手段に依った場合、活性層
の部分もエッチングすることになる為、活性層に於ける
メサ側壁に近い部分では表面非発光再結合に依ってキャ
リヤの寿命が短くなってしまう。この為、ＶＣＳＥＬを
小型化した場合、キャリヤ寿命が短い領域の割合が大き
くなってしまい、大きな閾値電流を必要とすることにな
る。
【００１４】本発明は、活性層を加工することなく、且
つ、簡単な工程に依って、素子分離を実現できるように
する。
つ、簡単な工程に依って、素子分離を実現できるように
する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では、イオン注入
に依って高抵抗層を形成するのではなく、酸化シリコン
を用いて電流に対するゲート構造を作製することが基本
になっている。
に依って高抵抗層を形成するのではなく、酸化シリコン
を用いて電流に対するゲート構造を作製することが基本
になっている。
【００１６】一般に、三族−五族化合物半導体の（１１
１）Ｂ面に酸化シリコン膜を形成して、その酸化シリコ
ン膜に円形の穴を形成し、そこにＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａ
ｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法で三族−五族化
合物半導体の再成長を行うと、前記円形の穴内に表出さ
れた（１１１）Ｂ面上にのみ成長が起こり、酸化シリコ
ン膜の厚さを越えた段階で六角柱或いは三角柱をなす化
合物半導体結晶が得られる。
１）Ｂ面に酸化シリコン膜を形成して、その酸化シリコ
ン膜に円形の穴を形成し、そこにＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａ
ｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法で三族−五族化
合物半導体の再成長を行うと、前記円形の穴内に表出さ
れた（１１１）Ｂ面上にのみ成長が起こり、酸化シリコ
ン膜の厚さを越えた段階で六角柱或いは三角柱をなす化
合物半導体結晶が得られる。
【００１７】この六角柱或いは三角柱をなす化合物半導
体結晶の頂面は平坦になるので、これを利用して、その
上にクラッド層、活性層、クラッド層の一部を積層形成
し、その上に酸化シリコン層を形成し、その酸化シリコ
ン層にレーザ光の出射口に相当する大きさの穴を形成
し、残りのクラッド層を再成長させる。
体結晶の頂面は平坦になるので、これを利用して、その
上にクラッド層、活性層、クラッド層の一部を積層形成
し、その上に酸化シリコン層を形成し、その酸化シリコ
ン層にレーザ光の出射口に相当する大きさの穴を形成
し、残りのクラッド層を再成長させる。
【００１８】前記のようにして作製した構造に表面側か
ら電流を注入すると、キャリヤは前記酸化シリコン層が
在る部分を避け、全て前記穴が形成された部分に向かっ
て流れることになる。従って、前記酸化シリコン層に多
数の穴が配列されるように形成することで、前記クラッ
ド層の再成長が終わった段階で、素子分離されたレーザ
・アレイが得られる。
ら電流を注入すると、キャリヤは前記酸化シリコン層が
在る部分を避け、全て前記穴が形成された部分に向かっ
て流れることになる。従って、前記酸化シリコン層に多
数の穴が配列されるように形成することで、前記クラッ
ド層の再成長が終わった段階で、素子分離されたレーザ
・アレイが得られる。
【００１９】このように、本発明では、イオン注入法を
適用する技術などとは異なり、活性層に影響を与えるこ
となく素子分離が可能であるから、活性層に於けるキャ
リヤの短命化は起こらず、閾値電流が小さいＶＣＳＥＬ
を実現できる。
適用する技術などとは異なり、活性層に影響を与えるこ
となく素子分離が可能であるから、活性層に於けるキャ
リヤの短命化は起こらず、閾値電流が小さいＶＣＳＥＬ
を実現できる。
【００２０】前記したところから、本発明に依る半導体
レーザに於いては、 （１）半導体基板（例えば半導体基板１１）上に積層形
成された面発光レーザに於ける一導電型側クラッド層及
び活性層及び反対導電型側クラッド層を含む所要各半導
体層（例えばクラッド層１３、活性層１４、クラッド層
１５など）と、前記積層形成された半導体層の表面を覆
い且つレーザ光出射用兼電流路用の穴をもつ絶縁層（例
えば酸化シリコン層１６）と、前記絶縁層の穴内に露出
された前記半導体層の表面（例えばクラッド層１５）上
に形成された反対導電型側クラッド層を含む所要半導体
層（例えばクラッド層１７など）とを備えてなることを
特徴とするか、或いは、
レーザに於いては、 （１）半導体基板（例えば半導体基板１１）上に積層形
成された面発光レーザに於ける一導電型側クラッド層及
び活性層及び反対導電型側クラッド層を含む所要各半導
体層（例えばクラッド層１３、活性層１４、クラッド層
１５など）と、前記積層形成された半導体層の表面を覆
い且つレーザ光出射用兼電流路用の穴をもつ絶縁層（例
えば酸化シリコン層１６）と、前記絶縁層の穴内に露出
された前記半導体層の表面（例えばクラッド層１５）上
に形成された反対導電型側クラッド層を含む所要半導体
層（例えばクラッド層１７など）とを備えてなることを
特徴とするか、或いは、
【００２１】（２）前記（１）に於いて、レーザ光出射
用兼電流路用の穴をもつ絶縁層が酸化シリコン層である
ことを特徴とするか、或いは、
用兼電流路用の穴をもつ絶縁層が酸化シリコン層である
ことを特徴とするか、或いは、
【００２２】（３）前記（１）又は（２）に於いて、一
導電型半導体基板と積層形成されて面発光レーザを構成
する半導体層との間に一導電型分布ブラッグ反射器（例
えばＤＢＲ層１２）が介挿されてなることを特徴とする
か、或いは、
導電型半導体基板と積層形成されて面発光レーザを構成
する半導体層との間に一導電型分布ブラッグ反射器（例
えばＤＢＲ層１２）が介挿されてなることを特徴とする
か、或いは、
【００２３】（４）前記（１）又は（２）又は（３）に
於いて、一導電型半導体基板上に積層形成されて面発光
レーザを構成する半導体層の表面側に反対導電型分布ブ
ラッグ反射器（例えばＤＢＲ層１８）が設けられてなる
ことを特徴とするか、或いは、
於いて、一導電型半導体基板上に積層形成されて面発光
レーザを構成する半導体層の表面側に反対導電型分布ブ
ラッグ反射器（例えばＤＢＲ層１８）が設けられてなる
ことを特徴とするか、或いは、
【００２４】（５）前記（１）又は（２）又は（３）に
於いて、積層形成されて面発光レーザを構成する半導体
層の表面に在って且つ絶縁層に形成されたレーザ光出射
用兼電流路用の穴に対応する領域の周辺に形成された電
極（例えばｐ側電極２０）と、前記電極の内側に在って
且つ前記レーザ光出射用兼電流路用の穴に対応する領域
上に形成された反射器とを備えてなることを特徴とする
か、或いは、
於いて、積層形成されて面発光レーザを構成する半導体
層の表面に在って且つ絶縁層に形成されたレーザ光出射
用兼電流路用の穴に対応する領域の周辺に形成された電
極（例えばｐ側電極２０）と、前記電極の内側に在って
且つ前記レーザ光出射用兼電流路用の穴に対応する領域
上に形成された反射器とを備えてなることを特徴とする
か、或いは、
【００２５】（６）前記（５）に於いて、反射器が反対
導電型分布ブラッグ反射器（例えばＤＢＲ層２３：図
２、図３）であることを特徴とするか、或いは、
導電型分布ブラッグ反射器（例えばＤＢＲ層２３：図
２、図３）であることを特徴とするか、或いは、
【００２６】（７）（３）又は（４）又は（５）又は
（６）に於いて、表面側の反射器に対し活性層側に位置
して積層形成された可飽和吸収層（例えば２４は多重量
子井戸からなる可飽和吸収層：図３）を備えてなること
を特徴とするか、或いは、
（６）に於いて、表面側の反射器に対し活性層側に位置
して積層形成された可飽和吸収層（例えば２４は多重量
子井戸からなる可飽和吸収層：図３）を備えてなること
を特徴とするか、或いは、
【００２７】（８）前記（７）に於いて、絶縁層に形成
されたレーザ光出射用兼電流路用の穴内に可飽和吸収層
（例えば可飽和吸収層２５：図４）が形成されてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
されたレーザ光出射用兼電流路用の穴内に可飽和吸収層
（例えば可飽和吸収層２５：図４）が形成されてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
【００２８】（９）前記（７）又は（８）に於いて、可
飽和吸収層を光の定在波に於ける腹の部分に位置させて
なることを特徴とするか、或いは、
飽和吸収層を光の定在波に於ける腹の部分に位置させて
なることを特徴とするか、或いは、
【００２９】（１０）前記（７）又は（８）又は（９）
に於いて、可飽和吸収層が、広い禁制帯幅をもつ第一の
物質層からなり且つキャリヤがトンネリングできる程度
の厚さをもつバリヤ層及びそのバリヤ層に挟まれ前記第
一の物質層に比較して狭い禁制帯幅をもつ第二の物質か
らなり且つ二次元励起子が存在し得る厚さをもつ第一の
ウエル層、及び、前記第二の物質からなると共に前記第
一のウエル層内に生成される電子についての最低のエネ
ルギ量子準位と比較して更に低い電子についてのエネル
ギ量子準位が少なくとも一つ存在するよう厚く形成され
た第二のウエル層を積層してなる積層部分をもつトンネ
ル双量子井戸層（例えばＴＢＱ層２６：図５）で構成さ
れてなることを特徴とするか、或いは、
に於いて、可飽和吸収層が、広い禁制帯幅をもつ第一の
物質層からなり且つキャリヤがトンネリングできる程度
の厚さをもつバリヤ層及びそのバリヤ層に挟まれ前記第
一の物質層に比較して狭い禁制帯幅をもつ第二の物質か
らなり且つ二次元励起子が存在し得る厚さをもつ第一の
ウエル層、及び、前記第二の物質からなると共に前記第
一のウエル層内に生成される電子についての最低のエネ
ルギ量子準位と比較して更に低い電子についてのエネル
ギ量子準位が少なくとも一つ存在するよう厚く形成され
た第二のウエル層を積層してなる積層部分をもつトンネ
ル双量子井戸層（例えばＴＢＱ層２６：図５）で構成さ
れてなることを特徴とするか、或いは、
【００３０】（１１）（１）又は（２）又は（３）又は
（４）又は（５）又は（６）又は（７）又は（８）又は
（９）又は（１０）に於いて、各半導体レーザ素子がマ
トリクス状或いはアレイに構成されてなることを特徴と
する。
（４）又は（５）又は（６）又は（７）又は（８）又は
（９）又は（１０）に於いて、各半導体レーザ素子がマ
トリクス状或いはアレイに構成されてなることを特徴と
する。
【００３１】
【作用】前記手段を採ることに依って、半導体レーザの
素子分離を行うのにイオン注入法を適用したり、或い
は、メサ構造を形成したりする必要はなくなり、活性層
は加工しないので、ＶＣＳＥＬの閾値電流を小さくする
ことができる。また、酸化シリコン層を電流狭窄層とし
ても利用できるので、ＤＢＲミラーを介することなく電
流注入を行うことも可能である。更にまた、酸化シリコ
ン層の穴の部分に半導体結晶を再成長させる際、電流狭
窄層に可飽和吸収体を介挿すれば、可飽和吸収体に於い
て光吸収で生成されたキャリヤが酸化シリコン層との界
面に於ける非発光再結合に依って急速に回復し、高速の
双安定素子や光スイッチング素子のような光機能素子を
作製することも容易である。
素子分離を行うのにイオン注入法を適用したり、或い
は、メサ構造を形成したりする必要はなくなり、活性層
は加工しないので、ＶＣＳＥＬの閾値電流を小さくする
ことができる。また、酸化シリコン層を電流狭窄層とし
ても利用できるので、ＤＢＲミラーを介することなく電
流注入を行うことも可能である。更にまた、酸化シリコ
ン層の穴の部分に半導体結晶を再成長させる際、電流狭
窄層に可飽和吸収体を介挿すれば、可飽和吸収体に於い
て光吸収で生成されたキャリヤが酸化シリコン層との界
面に於ける非発光再結合に依って急速に回復し、高速の
双安定素子や光スイッチング素子のような光機能素子を
作製することも容易である。
【００３２】
【実施例】図１は本発明に於ける第一実施例を説明する
為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、０．９
８〔μｍ〕帯の半導体レーザに於ける素子分離に酸化シ
リコン層を用いた例である。
為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、０．９
８〔μｍ〕帯の半導体レーザに於ける素子分離に酸化シ
リコン層を用いた例である。
【００３３】図に於いて、１１は半導体基板、１２はＤ
ＢＲ層、１３はクラッド層、１４は活性層、１５はクラ
ッド層、１６は酸化シリコン層、１７はクラッド層、１
８はグレーデッドＤＢＲ層、１９はコンタクト層、２０
はｐ側電極、２１はｎ側電極をそれぞれ示している。
尚、本実施例に於ける共振器長は、発振する光の波長の
３倍に相当する。
ＢＲ層、１３はクラッド層、１４は活性層、１５はクラ
ッド層、１６は酸化シリコン層、１７はクラッド層、１
８はグレーデッドＤＢＲ層、１９はコンタクト層、２０
はｐ側電極、２１はｎ側電極をそれぞれ示している。
尚、本実施例に於ける共振器長は、発振する光の波長の
３倍に相当する。
【００３４】第一実施例を製造する場合の工程を説明す
る。 （１）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、主表面の面
指数が（１１１）Ｂであるｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＤ
ＢＲ層１２、クラッド層１３、活性層１４、クラッド層
１５を形成し、引き続き、化学気相堆積（ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法
を適用することに依って、クラッド層１５上に酸化シリ
コン層１６を形成する。
る。 （１）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、主表面の面
指数が（１１１）Ｂであるｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＤ
ＢＲ層１２、クラッド層１３、活性層１４、クラッド層
１５を形成し、引き続き、化学気相堆積（ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法
を適用することに依って、クラッド層１５上に酸化シリ
コン層１６を形成する。
【００３５】ここで形成した各層に関する主要なデータ
を例示すると次の通りである。 ＤＢＲ層１２について 材料：ｎ−ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ 厚さ：８３０〔Å〕／６９６〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：３０．５
を例示すると次の通りである。 ＤＢＲ層１２について 材料：ｎ−ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ 厚さ：８３０〔Å〕／６９６〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：３０．５
【００３６】 クラッド層１３について 材料：ｎ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３）／ｉ−Ａｌ
ＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：７８０．６〔Å〕／５００〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 尚、クラッド層１３は、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層上にｉ−Ａ
ｌＧａＡｓ層が積層された構成になっている。
ＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：７８０．６〔Å〕／５００〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 尚、クラッド層１３は、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層上にｉ−Ａ
ｌＧａＡｓ層が積層された構成になっている。
【００３７】 活性層１４について 材料：ｉ−ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ（Ｉｎ＝０．２）／
ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ（Ｉｎ＝０．２）／ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕／８０〔Å〕／１００〔Å〕／８０
〔Å〕／１００〔Å〕
ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ（Ｉｎ＝０．２）／ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕／８０〔Å〕／１００〔Å〕／８０
〔Å〕／１００〔Å〕
【００３８】 クラッド層１５について 材料：ｉ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：５００〔Å〕
【００３９】 酸化シリコン層１６について 厚さ：１０００〔Å〕
【００４０】（２）リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチャントをフッ酸系エッチング
液とするウエット・エッチング法を適用することに依
り、酸化シリコン層１６のエッチングを行って半径５
〔μｍ〕の穴を形成する。
・プロセス、及び、エッチャントをフッ酸系エッチング
液とするウエット・エッチング法を適用することに依
り、酸化シリコン層１６のエッチングを行って半径５
〔μｍ〕の穴を形成する。
【００４１】（３）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依
り、クラッド層１７、ＤＢＲ層１８、コンタクト層１９
を形成する。
り、クラッド層１７、ＤＢＲ層１８、コンタクト層１９
を形成する。
【００４２】ここで形成した各層に関する主要なデータ
を例示すると次の通りである。 クラッド層１７について 材料：ｐ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：７２５２．６〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
を例示すると次の通りである。 クラッド層１７について 材料：ｐ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：７２５２．６〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
【００４３】 グレーデッドＤＢＲ層１８について 材料：ｐ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３）／ＡｌＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３）／ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：１００〔Å〕／６１４〔Å〕／２００〔Å〕／５
１４．６〔Å〕／１００〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：２６
／ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３）／ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：１００〔Å〕／６１４〔Å〕／２００〔Å〕／５
１４．６〔Å〕／１００〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：２６
【００４４】 コンタクト層１９について 材料：ｐ−ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０19〔cm-3〕以上
【００４５】（４）真空蒸着法及びリソグラフィ技術を
適用することに依り、ｐ側電極２０を形成する。ｐ側電
極２０に関する主要データは次の通りである。 材料：Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ（表面） 厚さ：１０００〔Å〕／１０００〔Å〕／５００〔Å〕
／５００〔Å〕／１０００〔Å〕 光出射部分の径：５〔μｍ〕
適用することに依り、ｐ側電極２０を形成する。ｐ側電
極２０に関する主要データは次の通りである。 材料：Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ（表面） 厚さ：１０００〔Å〕／１０００〔Å〕／５００〔Å〕
／５００〔Å〕／１０００〔Å〕 光出射部分の径：５〔μｍ〕
【００４６】（５）真空蒸着法を適用することに依り、
ｎ側電極２１を形成する。ｎ側電極２１に関する主要な
データは次の通りである。 材料：ＡｕＧｅ（基板１１側）／Ａｕ 厚さ：２００〔Å〕／３０００〔Å〕
ｎ側電極２１を形成する。ｎ側電極２１に関する主要な
データは次の通りである。 材料：ＡｕＧｅ（基板１１側）／Ａｕ 厚さ：２００〔Å〕／３０００〔Å〕
【００４７】図２は本発明に於ける第二実施例を説明す
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同
じ意味を持つものとする。
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同
じ意味を持つものとする。
【００４８】図に於いて、２２はコンタクト層、２２Ａ
は開口、２３はＤＢＲ層をそれぞれ示している。
は開口、２３はＤＢＲ層をそれぞれ示している。
【００４９】第二実施例を製造する場合の工程を説明す
る。 図２（Ａ）参照 ２−（１）第一実施例と同様にしてクラッド層１７を形
成するまでの工程を終える。
る。 図２（Ａ）参照 ２−（１）第一実施例と同様にしてクラッド層１７を形
成するまでの工程を終える。
【００５０】２−（２）ＣＶＤ法を適用することに依
り、厚さ例えば１０００〔Å〕程度の酸化シリコン膜を
形成する。
り、厚さ例えば１０００〔Å〕程度の酸化シリコン膜を
形成する。
【００５１】２−（３）リソグラフィ技術に於けるレジ
スト・プロセス、及び、エッチャントをフッ酸系エッチ
ング液とするドライ・エッチング法を適用することに依
り、前記工程２−（２）で形成した酸化シリコン膜のパ
ターニングを行って、酸化シリコン層１６に形成された
穴と同径、従って、半径５〔μｍ〕の円形パターンを残
し、他を除去する。
スト・プロセス、及び、エッチャントをフッ酸系エッチ
ング液とするドライ・エッチング法を適用することに依
り、前記工程２−（２）で形成した酸化シリコン膜のパ
ターニングを行って、酸化シリコン層１６に形成された
穴と同径、従って、半径５〔μｍ〕の円形パターンを残
し、他を除去する。
【００５２】２−（４）ＭＯＣＶＤ法を適用することに
依り、前記円形パターンの酸化シリコン膜の周囲にコン
タクト層２２を選択成長させる。ここで形成したコンタ
クト層２２に関する主要なデータを例示すると次の通り
である。 材料：ｐ+ −ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０19〔cm-3〕以上
依り、前記円形パターンの酸化シリコン膜の周囲にコン
タクト層２２を選択成長させる。ここで形成したコンタ
クト層２２に関する主要なデータを例示すると次の通り
である。 材料：ｐ+ −ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０19〔cm-3〕以上
【００５３】２−（５）前記工程２−（３）で形成した
選択成長用のマスクである円形の酸化シリコン膜を除去
してから、真空蒸着法及びリソグラフィ技術を適用する
ことに依って、コンタクト層２２上にのみ第一実施例と
同じ積層構成のｐ側電極２０を形成する。
選択成長用のマスクである円形の酸化シリコン膜を除去
してから、真空蒸着法及びリソグラフィ技術を適用する
ことに依って、コンタクト層２２上にのみ第一実施例と
同じ積層構成のｐ側電極２０を形成する。
【００５４】２−（６）選択成長のマスクとして用いた
前記円形パターンの酸化シリコン膜を除去して開口２２
Ａを生成させ、その中にクラッド層１７の一部を表出さ
せる。
前記円形パターンの酸化シリコン膜を除去して開口２２
Ａを生成させ、その中にクラッド層１７の一部を表出さ
せる。
【００５５】図２（Ｂ）参照 ２−（７）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、開口２
２Ａ内に表出されたクラッド層１７上にＤＢＲ層２３を
選択成長させる。ここで形成したＤＢＲ層２３に関する
主要なデータを例示すると次の通りである。 材料：ｉ−ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ 厚さ：８３０．５〔Å〕／６９６〔Å〕 周期数：２０
２Ａ内に表出されたクラッド層１７上にＤＢＲ層２３を
選択成長させる。ここで形成したＤＢＲ層２３に関する
主要なデータを例示すると次の通りである。 材料：ｉ−ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ 厚さ：８３０．５〔Å〕／６９６〔Å〕 周期数：２０
【００５６】２−（８）真空蒸着法を適用することに依
り、第一実施例と同様のｎ側電極２１を形成する。
り、第一実施例と同様のｎ側電極２１を形成する。
【００５７】図３は本発明に於ける第三実施例を説明す
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
及び図２に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
及び図２に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
【００５８】図に於いて、２４は多重量子井戸からなる
可飽和吸収層を示している。
可飽和吸収層を示している。
【００５９】第三実施例を製造する場合の工程を説明す
る。 （１）第二実施例と同様にしてｐ側電極２０を形成する
までの工程を終える。
る。 （１）第二実施例と同様にしてｐ側電極２０を形成する
までの工程を終える。
【００６０】（２）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依
り、ｐ側電極２０などに囲まれた開口内に表出されたク
ラッド層１７上に多重量子井戸からなる可飽和吸収層２
４を形成する。ここで形成した可飽和吸収層２４に関す
る主要なデータを例示すると次の通りである。 材料：ｉ−ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕／８０〔Å〕／１００〔Å〕
り、ｐ側電極２０などに囲まれた開口内に表出されたク
ラッド層１７上に多重量子井戸からなる可飽和吸収層２
４を形成する。ここで形成した可飽和吸収層２４に関す
る主要なデータを例示すると次の通りである。 材料：ｉ−ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕／８０〔Å〕／１００〔Å〕
【００６１】（３）第二実施例と同様にして、さきに形
成した可飽和吸収層２４上にＤＢＲ層２３を選択成長さ
せる。
成した可飽和吸収層２４上にＤＢＲ層２３を選択成長さ
せる。
【００６２】図４は本発明に於ける第四実施例を説明す
る為の半導体レーザなどを表す要部説明図であり、図１
乃至図３に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
る為の半導体レーザなどを表す要部説明図であり、図１
乃至図３に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
【００６３】図に於いて、（Ａ）は半導体レーザの要部
切断正面、（Ｂ）は｜Ｅ｜2 （光電場の２乗）の分布、
１７Ａはクラッド層の一部、２５は可飽和吸収層をそれ
ぞれ示している。
切断正面、（Ｂ）は｜Ｅ｜2 （光電場の２乗）の分布、
１７Ａはクラッド層の一部、２５は可飽和吸収層をそれ
ぞれ示している。
【００６４】第四実施例が他の実施例に於けるデータと
相違している点を挙げると、 クラッド層１５の厚さ：２９０〔Å〕 クラッド層の一部１７Ａの材料：ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝
０．５３） 厚さ：３６０〔Å〕 クラッド層１７の厚さ：５８４１．１〔Å〕 である。
相違している点を挙げると、 クラッド層１５の厚さ：２９０〔Å〕 クラッド層の一部１７Ａの材料：ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝
０．５３） 厚さ：３６０〔Å〕 クラッド層１７の厚さ：５８４１．１〔Å〕 である。
【００６５】一般に、可飽和吸収体のような非線形材料
は、レーザ内に介挿することで、しきい値素子を構成す
ることができ、第四実施例は、その例である。
は、レーザ内に介挿することで、しきい値素子を構成す
ることができ、第四実施例は、その例である。
【００６６】即ち、面発光レーザでは、電流励起に依っ
て活性層にキャリヤを注入することでレーザ発振させて
いる。
て活性層にキャリヤを注入することでレーザ発振させて
いる。
【００６７】そこで、本実施例に於いて、電流値をレー
ザが発振しない程度設定し、この状態で、可飽和吸収層
２５にＤＢＲ層１８側から励起光を注入すると、可飽和
吸収層２５にキャリヤが発生し、その発光に依ってレー
ザの状態が発振しきい値を越えるので発振が開始され
る。
ザが発振しない程度設定し、この状態で、可飽和吸収層
２５にＤＢＲ層１８側から励起光を注入すると、可飽和
吸収層２５にキャリヤが発生し、その発光に依ってレー
ザの状態が発振しきい値を越えるので発振が開始され
る。
【００６８】前記レーザ発振は、可飽和吸収層２５に於
けるキャリヤが回復すれば停止するので、その回復が速
いほど、高速のスイッチングが実現される。
けるキャリヤが回復すれば停止するので、その回復が速
いほど、高速のスイッチングが実現される。
【００６９】面発光レーザを設計する際、図４の（Ｂ）
に見られるように、活性層１４が光の定在波の腹の部分
に対応する構成にするのであるが、それと同時に、可飽
和吸収層２５も他の腹の部分に対応するよう設計する
と、可飽和吸収層２５で発生する光が定在波と結合し易
くなるので、可飽和吸収層２５を設けた効果を充分に利
用することができる。
に見られるように、活性層１４が光の定在波の腹の部分
に対応する構成にするのであるが、それと同時に、可飽
和吸収層２５も他の腹の部分に対応するよう設計する
と、可飽和吸収層２５で発生する光が定在波と結合し易
くなるので、可飽和吸収層２５を設けた効果を充分に利
用することができる。
【００７０】酸化シリコン層１６の開口内に成長した部
分は、領域として小さいので、表面再結合を起こし易
く、キャリヤの寿命は短い。従って、この部分をクラッ
ド層にせず、本実施例のように活性層１４と同様な材料
からなる半導体層で構成することで、キャリヤの回復が
速い可飽和吸収層２５を実現できる。
分は、領域として小さいので、表面再結合を起こし易
く、キャリヤの寿命は短い。従って、この部分をクラッ
ド層にせず、本実施例のように活性層１４と同様な材料
からなる半導体層で構成することで、キャリヤの回復が
速い可飽和吸収層２５を実現できる。
【００７１】また、この可飽和吸収層２５をＴＢＱに代
替すると、ピコ秒オーダのスイッチングが可能になり、
ＴＢＱの問題点であるキャリヤの蓄積を表面再結合に依
って緩和することができ、従って、繰り返し周期は高速
化される。これを実現するのが、次に説明する第五実施
例である。
替すると、ピコ秒オーダのスイッチングが可能になり、
ＴＢＱの問題点であるキャリヤの蓄積を表面再結合に依
って緩和することができ、従って、繰り返し周期は高速
化される。これを実現するのが、次に説明する第五実施
例である。
【００７２】図５は本発明に於ける第五実施例を説明す
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
乃至図４に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
乃至図４に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
【００７３】本実施例では、０．７５〔μｍ〕帯の半導
体レーザに於いて、酸化シリコン層１６の穴内に、第四
実施例に於ける可飽和吸収層２５に代えて、トンネル双
量子井戸（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｉ−ｑｕａｎｔｕｍ
ｗｅｌｌ：ＴＢＱ）層２６を形成したものである。
尚、本実施例に於ける共振器長は、発振する光の波長の
３倍に相当する。
体レーザに於いて、酸化シリコン層１６の穴内に、第四
実施例に於ける可飽和吸収層２５に代えて、トンネル双
量子井戸（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｉ−ｑｕａｎｔｕｍ
ｗｅｌｌ：ＴＢＱ）層２６を形成したものである。
尚、本実施例に於ける共振器長は、発振する光の波長の
３倍に相当する。
【００７４】第五実施例を製造する場合の工程を説明す
る。 （１）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、主表面の面
指数が（１１１）Ｂであるｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＤ
ＢＲ層１２、クラッド層１３、活性層１４、クラッド層
１５を形成し、引き続き、ＣＶＤ法を適用することに依
って、クラッド層１５上に酸化シリコン層１６を形成す
る。
る。 （１）ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、主表面の面
指数が（１１１）Ｂであるｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＤ
ＢＲ層１２、クラッド層１３、活性層１４、クラッド層
１５を形成し、引き続き、ＣＶＤ法を適用することに依
って、クラッド層１５上に酸化シリコン層１６を形成す
る。
【００７５】ここで形成した各層に関する主要なデータ
を例示すると次の通りである。 ＤＢＲ層１２について 材料：ｎ−ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５） 厚さ：６４２〔Å〕／５４４〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：３０．５
を例示すると次の通りである。 ＤＢＲ層１２について 材料：ｎ−ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５） 厚さ：６４２〔Å〕／５４４〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：３０．５
【００７６】 クラッド層１３について 材料：ｎ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５）／ｉ−Ａｌ
ＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５） 厚さ：９６〔Å〕／４９３〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 尚、クラッド層１３は、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層上にｉ−Ａ
ｌＧａＡｓ層が積層された構成になっている。
ＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５） 厚さ：９６〔Å〕／４９３〔Å〕 不純物：シリコン 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 尚、クラッド層１３は、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層上にｉ−Ａ
ｌＧａＡｓ層が積層された構成になっている。
【００７７】 活性層１４について 材料：ｉ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５１）／ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ 厚さ：４００〔Å〕／２８〔Å〕／１００〔Å〕／２８
〔Å〕／１００〔Å〕／２８〔Å〕／４００〔Å〕
／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ 厚さ：４００〔Å〕／２８〔Å〕／１００〔Å〕／２８
〔Å〕／１００〔Å〕／２８〔Å〕／４００〔Å〕
【００７８】 クラッド層１５について 材料：ｉ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５） 厚さ：１００〔Å〕
【００７９】 酸化シリコン層１６について 厚さ：１０００〔Å〕
【００８０】（２）リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチャントをフッ酸系エッチング
液とするウエット・エッチング法を適用することに依
り、酸化シリコン層１６のエッチングを行って半径５
〔μｍ〕の穴を形成する。
・プロセス、及び、エッチャントをフッ酸系エッチング
液とするウエット・エッチング法を適用することに依
り、酸化シリコン層１６のエッチングを行って半径５
〔μｍ〕の穴を形成する。
【００８１】（３）ＭＯＣＶＤ法を適用し、クラッド層
の一部１７Ａ、ＴＢＱ層２６、クラッド層１７、ＤＢＲ
層１８、コンタクト層１９を形成する。
の一部１７Ａ、ＴＢＱ層２６、クラッド層１７、ＤＢＲ
層１８、コンタクト層１９を形成する。
【００８２】ここで形成した各層に関する主要なデータ
を例示すると次の通りである。 クラッド層の一部１７Ａについて 材料：ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：３６０〔Å〕
を例示すると次の通りである。 クラッド層の一部１７Ａについて 材料：ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５３） 厚さ：３６０〔Å〕
【００８３】 ＴＢＱ層２６について 材料：ｉ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５１）／ＡｌＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ 厚さ：３１２〔Å〕／７１〔Å〕／１７〔Å〕／２８
〔Å〕／１７〔Å〕／７１〔Å〕／１７〔Å〕／２８
〔Å〕／１７〔Å〕／７１〔Å〕／３１２〔Å〕
／ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ 厚さ：３１２〔Å〕／７１〔Å〕／１７〔Å〕／２８
〔Å〕／１７〔Å〕／７１〔Å〕／１７〔Å〕／２８
〔Å〕／１７〔Å〕／７１〔Å〕／３１２〔Å〕
【００８４】 クラッド層１７について 材料：ｐ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．２５） 厚さ：４９８５．３〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
【００８５】 グレーデッドＤＢＲ層１８について 材料：ｐ−ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５１）／ＡｌＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５１）／ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ（Ａｌ＝０．５１） 厚さ：７５〔Å〕／４４６〔Å〕／１５０〔Å〕／３７
８〔Å〕／７５〔Å〕不純物：ベリリウム 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：２６
／ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ＝０．５１）／ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ（Ａｌ＝０．５１） 厚さ：７５〔Å〕／４４６〔Å〕／１５０〔Å〕／３７
８〔Å〕／７５〔Å〕不純物：ベリリウム 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 周期数：２６
【００８６】 コンタクト層１９について 材料：ｐ−ＧａＡｓ 厚さ：１００〔Å〕 不純物：ベリリウム 不純物濃度：１×１０19〔cm-3〕以上
【００８７】（４）真空蒸着法及びリソグラフィ技術を
適用することに依り、ｐ側電極２０を形成する。ｐ側電
極２０に関する主要データは次の通りである。 材料：Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ（表面） 厚さ：１０００〔Å〕／１０００〔Å〕／５００〔Å〕
／５００〔Å〕／１０００〔Å〕 光出射部分の径：５〔μｍ〕
適用することに依り、ｐ側電極２０を形成する。ｐ側電
極２０に関する主要データは次の通りである。 材料：Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ（表面） 厚さ：１０００〔Å〕／１０００〔Å〕／５００〔Å〕
／５００〔Å〕／１０００〔Å〕 光出射部分の径：５〔μｍ〕
【００８８】（５）真空蒸着法を適用することに依り、
ｎ側電極２１を形成する。ｎ側電極２１に関する主要な
データは次の通りである。 材料：ＡｕＧｅ（基板１１側）／Ａｕ 厚さ：２００〔Å〕／３０００〔Å〕
ｎ側電極２１を形成する。ｎ側電極２１に関する主要な
データは次の通りである。 材料：ＡｕＧｅ（基板１１側）／Ａｕ 厚さ：２００〔Å〕／３０００〔Å〕
【００８９】第二実施例及び第三実施例では、ｐ側電極
２０をコンタクトさせる為のｐ+ −ＧａＡｓコンタクト
層２２を選択的に再成長させているが、この工程は複雑
である為、不純物拡散に依ってコンタクト領域を形成す
ると簡単である。
２０をコンタクトさせる為のｐ+ −ＧａＡｓコンタクト
層２２を選択的に再成長させているが、この工程は複雑
である為、不純物拡散に依ってコンタクト領域を形成す
ると簡単である。
【００９０】図６は本発明に於ける第六実施例を説明す
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
乃至図５に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
る為の半導体レーザを表す要部切断正面図であり、図１
乃至図５に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
【００９１】図に於いて、２７はＧａＡｓ層、２８はｐ
型コンタクト領域をそれぞれ示している。
型コンタクト領域をそれぞれ示している。
【００９２】第六実施例を製造する場合の工程を説明す
る。 （１）第二実施例或いは第三実施例と同様にしてクラッ
ド層１７を形成するまでの工程を経てから、引き続い
て、コンタクトを採る為に必要な厚さが例えば１０〔ｎ
ｍ〕であるＧａＡｓ層２７を成長させる。
る。 （１）第二実施例或いは第三実施例と同様にしてクラッ
ド層１７を形成するまでの工程を経てから、引き続い
て、コンタクトを採る為に必要な厚さが例えば１０〔ｎ
ｍ〕であるＧａＡｓ層２７を成長させる。
【００９３】（２）ＣＶＤ法を適用することに依り、厚
さ例えば？〔Å〕程度の酸化シリコン膜を形成し、リソ
グラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッ
チング・ガスを？とするドライ・エッチング法を適用す
ることに依り、前記酸化シリコン膜のパターニングを行
って、例えば半径５〔μｍ〕のＤＢＲ層形成予定部分を
覆うマスクとなる円形パターンを残し、他を除去する。
さ例えば？〔Å〕程度の酸化シリコン膜を形成し、リソ
グラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッ
チング・ガスを？とするドライ・エッチング法を適用す
ることに依り、前記酸化シリコン膜のパターニングを行
って、例えば半径５〔μｍ〕のＤＢＲ層形成予定部分を
覆うマスクとなる円形パターンを残し、他を除去する。
【００９４】（３）砒化亜鉛と共に石英管中に気密封じ
して拡散炉に入れ、例えば温度を６００〔℃〕、時間を
１５分として熱処理することで、ｐ型コンタクト領域２
８が得られる。
して拡散炉に入れ、例えば温度を６００〔℃〕、時間を
１５分として熱処理することで、ｐ型コンタクト領域２
８が得られる。
【００９５】（４）実施例２或いは実施例３と同様な工
程を経てｐ側電極２０を形成してから、前記工程（２）
で形成した酸化シリコン膜からなるマスクを除去し、同
じく、実施例２或いは実施例３と同様な工程を経て完成
させれば良い。
程を経てｐ側電極２０を形成してから、前記工程（２）
で形成した酸化シリコン膜からなるマスクを除去し、同
じく、実施例２或いは実施例３と同様な工程を経て完成
させれば良い。
【００９６】
【発明の効果】本発明に依る半導体レーザに於いては、
半導体基板上に積層形成された面発光レーザに於ける一
導電型側クラッド層及び活性層及び反対導電型側クラッ
ド層を含む所要各半導体層と、積層形成された半導体層
の表面を覆い且つレーザ光出射用兼電流路用の穴をもつ
絶縁層と、絶縁層の穴内に露出された半導体層の表面上
に形成された反対導電型側クラッド層を含む所要各半導
体層とを備える。
半導体基板上に積層形成された面発光レーザに於ける一
導電型側クラッド層及び活性層及び反対導電型側クラッ
ド層を含む所要各半導体層と、積層形成された半導体層
の表面を覆い且つレーザ光出射用兼電流路用の穴をもつ
絶縁層と、絶縁層の穴内に露出された半導体層の表面上
に形成された反対導電型側クラッド層を含む所要各半導
体層とを備える。
【００９７】前記構成を採ることに依って、半導体レー
ザの素子分離を行うのにイオン注入法を適用したり、或
いは、メサ構造を形成したりする必要はなくなり、活性
層は加工しないので、ＶＣＳＥＬの閾値電流を小さくす
ることができる。また、酸化シリコン層を電流狭窄層と
しても利用できるので、ＤＢＲミラーを介することなく
電流注入を行うことも可能である。更にまた、酸化シリ
コン層の穴の部分に半導体結晶を再成長させる際、電流
狭窄層に可飽和吸収体を介挿すれば、可飽和吸収体に於
いて光吸収で生成されたキャリヤが酸化シリコン層との
界面に於ける非発光再結合に依って急速に回復し、高速
の双安定素子や光スイッチング素子のような光機能素子
を作製することも容易である。
ザの素子分離を行うのにイオン注入法を適用したり、或
いは、メサ構造を形成したりする必要はなくなり、活性
層は加工しないので、ＶＣＳＥＬの閾値電流を小さくす
ることができる。また、酸化シリコン層を電流狭窄層と
しても利用できるので、ＤＢＲミラーを介することなく
電流注入を行うことも可能である。更にまた、酸化シリ
コン層の穴の部分に半導体結晶を再成長させる際、電流
狭窄層に可飽和吸収体を介挿すれば、可飽和吸収体に於
いて光吸収で生成されたキャリヤが酸化シリコン層との
界面に於ける非発光再結合に依って急速に回復し、高速
の双安定素子や光スイッチング素子のような光機能素子
を作製することも容易である。
【図１】本発明に於ける第一実施例を説明する為の半導
体レーザを表す要部切断正面図である。
体レーザを表す要部切断正面図である。
【図２】本発明に於ける第二実施例を説明する為の半導
体レーザを表す要部切断正面図である。
体レーザを表す要部切断正面図である。
【図３】本発明に於ける第三実施例を説明する為の半導
体レーザを表す要部切断正面図である。
体レーザを表す要部切断正面図である。
【図４】本発明に於ける第四実施例を説明する為の半導
体レーザなどを表す要部説明図である。
体レーザなどを表す要部説明図である。
【図５】本発明に於ける第五実施例を説明する為の半導
体レーザを表す要部切断正面図である。
体レーザを表す要部切断正面図である。
【図６】本発明に於ける第六実施例を説明する為の半導
体レーザを表す要部切断正面図である。
体レーザを表す要部切断正面図である。
【図７】素子分離に関する従来の技術を説明する為のＶ
ＣＳＥＬを表す要部切断正面図である。
ＣＳＥＬを表す要部切断正面図である。
１１ 半導体基板 １２ ＤＢＲ層 １３ クラッド層 １４ 活性層 １５ クラッド層 １６ 酸化シリコン層 １７ クラッド層 １８ ＤＢＲ層 １９ コンタクト層 ２０ ｐ側電極 ２１ ｎ側電極 ２２ コンタクト層 ２２Ａ 開口 ２３ ＤＢＲ層 ２４ 可飽和吸収層 ２５ 可飽和吸収層 ２６ ＴＢＱ層 ２７ ＧａＡｓ層 ２８ ｐ型コンタクト領域
Claims (11)
- 【請求項１】半導体基板上に積層形成された面発光レー
ザに於ける一導電型側クラッド層及び活性層及び反対導
電型側クラッド層を含む所要各半導体層と、 前記積層形成された半導体層の表面を覆い且つレーザ光
出射用兼電流路用の穴をもつ絶縁層と、 前記絶縁層の穴内に在る前記半導体層の表面上に形成さ
れた反対導電型側クラッド層を含む所要半導体層とを備
えてなることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】レーザ光出射用兼電流路用の穴をもつ絶縁
層が酸化シリコン層であることを特徴とする請求項１記
載の半導体レーザ。 - 【請求項３】一導電型半導体基板と積層形成されて面発
光レーザを構成する半導体層との間に一導電型分布ブラ
ッグ反射器が介挿されてなることを特徴とする請求項１
或いは２記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】一導電型半導体基板上に積層形成されて面
発光レーザを構成する半導体層の表面側に反対導電型分
布ブラッグ反射器が設けられてなることを特徴とする請
求項１或いは２或いは３記載の半導体レーザ。 - 【請求項５】積層形成されて面発光レーザを構成する半
導体層の表面に在って且つ絶縁層に形成されたレーザ光
出射用兼電流路用の穴に対応する領域の周辺に形成され
た電極と、 前記電極の内側に在って且つ前記レーザ光出射用兼電流
路用の穴に対応する領域上に形成された反射器とを備え
てなることを特徴とする請求項１或いは２或いは３記載
の半導体レーザ。 - 【請求項６】反射器が反対導電型分布ブラッグ反射器で
あることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザ。 - 【請求項７】表面側の反射器に対し活性層側に位置して
積層形成された可飽和吸収層を備えてなることを特徴と
する請求項３或いは４或いは５或いは６記載の半導体レ
ーザ。 - 【請求項８】絶縁層に形成されたレーザ光出射用兼電流
路用の穴内に可飽和吸収層が形成されてなることを特徴
とする請求項７記載の半導体レーザ。 - 【請求項９】可飽和吸収層を光の定在波に於ける腹の部
分に位置させてなることを特徴とする請求項７或いは８
記載の半導体レーザ。 - 【請求項１０】可飽和吸収層は、広い禁制帯幅をもつ第
一の物質層からなり且つキャリヤがトンネリングできる
程度の厚さをもつバリヤ層及びそのバリヤ層に挟まれ前
記第一の物質層に比較して狭い禁制帯幅をもつ第二の物
質からなり且つ二次元励起子が存在し得る厚さをもつ第
一のウエル層、及び、前記第二の物質からなると共に前
記第一のウエル層内に生成される電子についての最低の
エネルギ量子準位と比較して更に低い電子についてのエ
ネルギ量子準位が少なくとも一つ存在するよう厚く形成
された第二のウエル層を積層してなる積層部分をもつト
ンネル双量子井戸層で構成されてなることを特徴とする
請求項７或いは８或いは９記載の半導体レーザ。 - 【請求項１１】各半導体レーザ素子がマトリクス状或い
はアレイに構成されてなることを特徴とする請求項１或
いは２或いは３或いは４或いは５或いは６或いは７或い
は８或いは９或いは１０記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22434294A JPH0888435A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22434294A JPH0888435A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888435A true JPH0888435A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16812261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22434294A Withdrawn JPH0888435A (ja) | 1994-09-20 | 1994-09-20 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888435A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018641A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| WO1999018640A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| JP2000114657A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザの製造方法 |
| JP2000252584A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-09-14 | Agilent Technol Inc | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| WO2001042849A1 (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-14 | Japan Science And Technology Corporation | Semiconductor magnetooptic-effect device and method of manufacturing the same |
| JP2003523092A (ja) * | 2000-02-11 | 2003-07-29 | ギガテラ・アクチェンゲゼルシャフト | 受動モード同期光ポンピング半導体の外部空洞共振器面発光レーザ |
| JP2004342629A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-12-02 | Ricoh Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置、およびそれを用いた光論理演算装置、波長変換装置、光パルス波形整形装置、ならびに光伝送システム |
| JP2007053406A (ja) * | 1997-03-06 | 2007-03-01 | Finisar Corp | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
-
1994
- 1994-09-20 JP JP22434294A patent/JPH0888435A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007053406A (ja) * | 1997-03-06 | 2007-03-01 | Finisar Corp | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
| WO1999018641A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| WO1999018640A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| US6266356B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-07-24 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting laser and method of fabrication thereof |
| US6594296B1 (en) | 1997-10-08 | 2003-07-15 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting laser and method of fabrication thereof |
| US6720197B2 (en) | 1997-10-08 | 2004-04-13 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitted laser and method of fabrication thereof |
| JP2000114657A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザの製造方法 |
| JP2000252584A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-09-14 | Agilent Technol Inc | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| WO2001042849A1 (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-14 | Japan Science And Technology Corporation | Semiconductor magnetooptic-effect device and method of manufacturing the same |
| JP2003523092A (ja) * | 2000-02-11 | 2003-07-29 | ギガテラ・アクチェンゲゼルシャフト | 受動モード同期光ポンピング半導体の外部空洞共振器面発光レーザ |
| JP2004342629A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-12-02 | Ricoh Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置、およびそれを用いた光論理演算装置、波長変換装置、光パルス波形整形装置、ならびに光伝送システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |