JPS5885586A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS5885586A JPS5885586A JP18329281A JP18329281A JPS5885586A JP S5885586 A JPS5885586 A JP S5885586A JP 18329281 A JP18329281 A JP 18329281A JP 18329281 A JP18329281 A JP 18329281A JP S5885586 A JPS5885586 A JP S5885586A
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- Japan
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- semiconductor layer
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発孤横モードの安定化された２Ｎへテロ構造半
導体レーザに関する。
導体レーザに関する。
元ファイバ通信の実用化が進み、その光源である半導体
レーザにおいて横モードの安定化は必須の乗件となって
いる。発振偵モードの安定化のため種々のレーザ構造が
提案、試作されているが、そのひとつとして１９８１年
発行のエレクトロニクス・レターズｇ第１７％、第１号
、第１７ページから第１９ページに今井氏らにより報告
された５ＩＶｉＬレーザがある。この半導体レーザはｎ
−ＩｎＰ基板上にｎ−１ｎＰバッファ層、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層、ｐ−ＩｎＰクラッド層、活性層と同じ発光波
長のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層を積層させた後、電流注入部
をストライプ状にｐ −１ｎＰクラッド層までエツチン
グし、２度目のエピタキシャル ラッド層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ電極ノーを順次積層させ
たモノである。この半導体レーザにおいては、ストライ
プ垣間ではＩｎＧａＡｓＰ活性層とｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
層とがへテロ接合に垂直な方向で結合導波路となるため
、ストライブ部と、それ以外の結合導波路部分での光の
伝播定数の違いシてより、ストライブ部のみに元金集中
させることができ、したがって安定な横基本モード発振
を侍ることかでさる。
レーザにおいて横モードの安定化は必須の乗件となって
いる。発振偵モードの安定化のため種々のレーザ構造が
提案、試作されているが、そのひとつとして１９８１年
発行のエレクトロニクス・レターズｇ第１７％、第１号
、第１７ページから第１９ページに今井氏らにより報告
された５ＩＶｉＬレーザがある。この半導体レーザはｎ
−ＩｎＰ基板上にｎ−１ｎＰバッファ層、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層、ｐ−ＩｎＰクラッド層、活性層と同じ発光波
長のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層を積層させた後、電流注入部
をストライプ状にｐ −１ｎＰクラッド層までエツチン
グし、２度目のエピタキシャル ラッド層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ電極ノーを順次積層させ
たモノである。この半導体レーザにおいては、ストライ
プ垣間ではＩｎＧａＡｓＰ活性層とｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
層とがへテロ接合に垂直な方向で結合導波路となるため
、ストライブ部と、それ以外の結合導波路部分での光の
伝播定数の違いシてより、ストライブ部のみに元金集中
させることができ、したがって安定な横基本モード発振
を侍ることかでさる。
しかしながら、この例においてに素子の製作に２度のエ
ピタキシャル成長工程葡必安としてｈ・す、しかも一度
成長５せた活性層を２度目の結晶成六時に高温度雰囲気
に保持することから熱タメーシの影Ｖを受はヤすく、少
鴇りの低下を招いていた。
ピタキシャル成長工程葡必安としてｈ・す、しかも一度
成長５せた活性層を２度目の結晶成六時に高温度雰囲気
に保持することから熱タメーシの影Ｖを受はヤすく、少
鴇りの低下を招いていた。
本発明の目的は上ｉピの欠点を１云すべく、発振横モー
ドがデボ化され、ただ１度のエピタキシャル成長工程で
製作でき、製造歩留りの向上した２１ヘテロ悔造半専体
レーザを提供することにある。
ドがデボ化され、ただ１度のエピタキシャル成長工程で
製作でき、製造歩留りの向上した２１ヘテロ悔造半専体
レーザを提供することにある。
本発明によれば２つの半導体へテロ接合によってはさま
れた油性ｊ−を有１−る２本へテロ掃這半導体レーザに
おいて、第１尋′亀城半導体基板上に第２等１−型半導
体層が形成ざｆｔ、第２碑電型半尋体Ｊ−をつきぬける
躬が形成された半導体ウェファ上に溝部分で尚さが角９
も低くなるようにｔ占性ノ曽よりもエネルギーキャップ
の大きくない第１導１：型半導体層が積層され、その上
に活性層よりもエネルギーギャップの大きな第１専電型
半導体層が全曲にわたってほぼ均一な高さになるように
積層され、その上に活性層、それよりもエネルギーキャ
ップの犬＠な第２導％ｔ：型半導体層が順次形成されて
なることを％徴とする半導体レーザが得られる。
れた油性ｊ−を有１−る２本へテロ掃這半導体レーザに
おいて、第１尋′亀城半導体基板上に第２等１−型半導
体層が形成ざｆｔ、第２碑電型半尋体Ｊ−をつきぬける
躬が形成された半導体ウェファ上に溝部分で尚さが角９
も低くなるようにｔ占性ノ曽よりもエネルギーキャップ
の大きくない第１導１：型半導体層が積層され、その上
に活性層よりもエネルギーギャップの大きな第１専電型
半導体層が全曲にわたってほぼ均一な高さになるように
積層され、その上に活性層、それよりもエネルギーキャ
ップの犬＠な第２導％ｔ：型半導体層が順次形成されて
なることを％徴とする半導体レーザが得られる。
以下実施例をボす図面を参照しつつ本発明全説明する。
第１図は本発明の実施例の断面図をあられす。
まず（１００）ｎ−ＩｎＰ基板１０１に１．ｌｊｍ程度
のｇｇまでｐ形不純物であるＺｎｋ拡散し、Ｚｎ拡散層
１０２を形成する。その半導体基板に油密のフォ） Ｉ
Ｊソグラフィの手法によりストライプ状の溝１０３ ｔ
ｒｏｌｌ＞方向に平行にＺｎ拡散７＊１０２をつきぬけ
るように約１．５μｍの深さ、幅２μｍとなるように形
成する。
のｇｇまでｐ形不純物であるＺｎｋ拡散し、Ｚｎ拡散層
１０２を形成する。その半導体基板に油密のフォ） Ｉ
Ｊソグラフィの手法によりストライプ状の溝１０３ ｔ
ｒｏｌｌ＞方向に平行にＺｎ拡散７＊１０２をつきぬけ
るように約１．５μｍの深さ、幅２μｍとなるように形
成する。
その後、液相エピタキシャル成長法により、まず、１４
８ｍ波長組成のｎ−Ｉｎ Ｏ，６６Ｇａ０．３４ Ａ
ｓＯ，７４層０２６層１０４を平担部の厚さが１μｍと
なるように、続いてｎ−ＩｎＰバッフ了層１０５を約１
μｍ１１３ｔｔｍ発ｚ 鼓艮ＭａｘのノンドープＩｎ
Ｏ，７２Ｇａ Ｏ，２８Ａｓ Ｏ，６１Ｐ Ｏ，３９ｒ
占性Ｗ１１（’＋６をｏ、２μｔｙｉ、ｐ−ＩｎＰ層１
０７を２５μｍ％ｐ−Ｉｎ０．８５ ＧａＯ，１５Ａ
ｓ０．３３Ｐ０．６７’電極層１０８を１μｍ１順次積
層させて結晶成長’（ｚＮえる。この除、ｎ−Ｉｎ Ｏ
，６６ＧａＯ，３４Ａｓ Ｏ，７４Ｐｏ、２６層１０４
は溝部分で平担部よりも厚く成長するが全［１１′］Ｋ
わたりて平らにはならす、面部分のみでへこんだ形状と
なるように、またｎ−ＩｎＰバッファ層１０５は溝層外
０５のるように全面にわたってほぼ平担に成長させる。
８ｍ波長組成のｎ−Ｉｎ Ｏ，６６Ｇａ０．３４ Ａ
ｓＯ，７４層０２６層１０４を平担部の厚さが１μｍと
なるように、続いてｎ−ＩｎＰバッフ了層１０５を約１
μｍ１１３ｔｔｍ発ｚ 鼓艮ＭａｘのノンドープＩｎ
Ｏ，７２Ｇａ Ｏ，２８Ａｓ Ｏ，６１Ｐ Ｏ，３９ｒ
占性Ｗ１１（’＋６をｏ、２μｔｙｉ、ｐ−ＩｎＰ層１
０７を２５μｍ％ｐ−Ｉｎ０．８５ ＧａＯ，１５Ａ
ｓ０．３３Ｐ０．６７’電極層１０８を１μｍ１順次積
層させて結晶成長’（ｚＮえる。この除、ｎ−Ｉｎ Ｏ
，６６ＧａＯ，３４Ａｓ Ｏ，７４Ｐｏ、２６層１０４
は溝部分で平担部よりも厚く成長するが全［１１′］Ｋ
わたりて平らにはならす、面部分のみでへこんだ形状と
なるように、またｎ−ＩｎＰバッファ層１０５は溝層外
０５のるように全面にわたってほぼ平担に成長させる。
この素子にＰ側に正のバイアスをかけて電流を流すと、
ストライブ状の溝１０３以外ではＺｎ拡散層１０２があ
るためにｐｎｐｎ構造となっており、溝部分のみに有効
に電流が流れる。注入電流を増していくと、活性層１０
６の発光領域は拡がろうとするが、溝の上部以外ではｎ
−Ｉｎ Ｏ，６６ＧａＯ，３４ＡｓＯ，７４Ｐｏ、２６
層１０４が近くに存在するために、バッファ層側にしみ
だした尤にとって損失となり、横萬次モードがたつこと
ができない。したがって注入電流金層していっても溝の
上部の２〜３μｍ程度の範囲で。
ストライブ状の溝１０３以外ではＺｎ拡散層１０２があ
るためにｐｎｐｎ構造となっており、溝部分のみに有効
に電流が流れる。注入電流を増していくと、活性層１０
６の発光領域は拡がろうとするが、溝の上部以外ではｎ
−Ｉｎ Ｏ，６６ＧａＯ，３４ＡｓＯ，７４Ｐｏ、２６
層１０４が近くに存在するために、バッファ層側にしみ
だした尤にとって損失となり、横萬次モードがたつこと
ができない。したがって注入電流金層していっても溝の
上部の２〜３μｍ程度の範囲で。
横基本モードのみが安定に存在することになる。
５−
結晶成長前にあらかじめ設けておいたＺｎ拡散層１０２
をつきぬけるように形成された幅の狭いストライプ状の
溝を利用することにより、発奈横モードのデボ化された
半導体レーザが、ただ１同のエピタキシャル成長工程に
より、再現性よく得られ。
をつきぬけるように形成された幅の狭いストライプ状の
溝を利用することにより、発奈横モードのデボ化された
半導体レーザが、ただ１同のエピタキシャル成長工程に
より、再現性よく得られ。
製造歩ｗ９が大幅に向上した。共振器長２５０μｍ程度
に切り出したこの半導体レーザで室温での発振しきい値
電流４０ｍＡ％微分童子効率５０％程度の素子が再現性
よく得られた。
に切り出したこの半導体レーザで室温での発振しきい値
電流４０ｍＡ％微分童子効率５０％程度の素子が再現性
よく得られた。
なお１本発明の実施９１ においては活性層の結党波長
を１．３μｍとし、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０４の発光
組成として１．４μｍのものを選んだが、このような波
長組成のＩｎＧａＡｓｐ層に限ることなく、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層が、活性層よりもエネルギーギャップが大き
くない半導体材料でありさえすればよい。
を１．３μｍとし、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層１０４の発光
組成として１．４μｍのものを選んだが、このような波
長組成のＩｎＧａＡｓｐ層に限ることなく、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層が、活性層よりもエネルギーギャップが大き
くない半導体材料でありさえすればよい。
本発明の特徴は、あらかじめ半導体基板上に形成された
Ｚｎ拡散層をつきぬけるように形成された輻の狭いスト
ライプ状の溝を利用して、この基板上に活性層よりもエ
ネルギーギャップの大きくない半導体層を陽部分でへこ
んだ形状とすることに６− 、Ｃす、発掘モードを膚の上部のみに限？したことでめ
り、発掘モードの安定化された半導体レーザがただ１回
のエピタキシャル波長工程により、きわめて再現性よく
高歩Ｗ、ａで侍られた。
Ｚｎ拡散層をつきぬけるように形成された輻の狭いスト
ライプ状の溝を利用して、この基板上に活性層よりもエ
ネルギーギャップの大きくない半導体層を陽部分でへこ
んだ形状とすることに６− 、Ｃす、発掘モードを膚の上部のみに限？したことでめ
り、発掘モードの安定化された半導体レーザがただ１回
のエピタキシャル波長工程により、きわめて再現性よく
高歩Ｗ、ａで侍られた。
汗、１図は不発明の実施例の半導体レーザの断面図であ
る。 図中１０１はｎ−ＩｎＰ基板、１０２はＺｎ拡散層、１
０３はストライプ状の襲、１０４はｎ−Ｉｎ０．６６
ＧａＯ，３４ＡｓＯ，７４Ｐｏ、２６層、１０５はｎ−
ＩｎＰバッフ丁ＷＩ。 １０６はＩｎ０．７２ ＧａＯ，２８Ａｓ０１６１
Ｐｏ、３９活性層、１０７はｐ−ＩｎＰグラッド層、１
０８はｐ−Ｉｎ０．８５ＧａＯ，１５ＡｓＯ，３３Ｐｏ
、６７電極増、１０９はｐ形オーミ、り性電極、１１０
はｎ形オーミック性電極である。 ＝７− Ｌｌ 図 んｌ
る。 図中１０１はｎ−ＩｎＰ基板、１０２はＺｎ拡散層、１
０３はストライプ状の襲、１０４はｎ−Ｉｎ０．６６
ＧａＯ，３４ＡｓＯ，７４Ｐｏ、２６層、１０５はｎ−
ＩｎＰバッフ丁ＷＩ。 １０６はＩｎ０．７２ ＧａＯ，２８Ａｓ０１６１
Ｐｏ、３９活性層、１０７はｐ−ＩｎＰグラッド層、１
０８はｐ−Ｉｎ０．８５ＧａＯ，１５ＡｓＯ，３３Ｐｏ
、６７電極増、１０９はｐ形オーミ、り性電極、１１０
はｎ形オーミック性電極である。 ＝７− Ｌｌ 図 んｌ
Claims (1)
- ２つの半導体へテロ接合によってはさまれた活性層を有
する２厘へテロ構造半纏体レーザにおいて、第１導電形
半得体基板上に第２導電型半導体層が形成され、前記第
２導亀型半導体層をつきぬける帥が形成された半導体ウ
ェファ上に前記＃部分で高さが最も低くなるように前記
活性層よりもエネルギーギャップの大きくない第１導電
型半導体層が積層され、その上に前記活性層よりもエネ
ルギーギャップの大きな第１導電型半導体層が全面にわ
たって、はぼ均一な高さになるように積層され、その上
に活性層、それよりもエネルギーギャップの大きな第２
導電型半導体層が順次形成されてなることを特徴とする
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18329281A JPS5885586A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18329281A JPS5885586A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885586A true JPS5885586A (ja) | 1983-05-21 |
Family
ID=16133100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18329281A Pending JPS5885586A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885586A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108789A (en) * | 1979-01-18 | 1980-08-21 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS55154792A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Nec Corp | Semiconductor laser |
-
1981
- 1981-11-16 JP JP18329281A patent/JPS5885586A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108789A (en) * | 1979-01-18 | 1980-08-21 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS55154792A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Nec Corp | Semiconductor laser |
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