JPS5928079B2 - 半導体レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその製造方法Info
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- JPS5928079B2 JPS5928079B2 JP7584579A JP7584579A JPS5928079B2 JP S5928079 B2 JPS5928079 B2 JP S5928079B2 JP 7584579 A JP7584579 A JP 7584579A JP 7584579 A JP7584579 A JP 7584579A JP S5928079 B2 JPS5928079 B2 JP S5928079B2
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- JP
- Japan
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- layer
- semiconductor laser
- inp
- manufacturing
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- Prior art date
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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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
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- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Electromagnetism (AREA)
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- Weting (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体レーザおよびその製造方法に関するも
のである。
のである。
従来のストライプ形ダブルヘテロ構造による半導体レー
ザの断面を第１図に示してある。
ザの断面を第１図に示してある。
すなわち、この第１図において、１はｎ−ＩｎＰ基板、
２、３および４は基板主面上に順次に形成されたｎ−Ｉ
ｎＰ層、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層およびｐ−ＩｎＰ層、５
は絶縁膜、６および７は各々電極を示しており、この構
造は結晶表面に被着された絶縁膜５のへき開面に垂直な
細長いストライプ状の部分を除去し、この部分で電極６
を結晶に接合させたものであつて、全面に電極を接合さ
せたものよりも発振しきい値電流を減少し得る。しかし
乍ら、この構造は電流の拡がり効果のために、ストライ
プ幅を狭くすると、ダイオードのしきい値電流密度が増
大する不利があり、また活性領域において、層方向につ
くりつけの屈折率分布が存在しないので、発振の横モー
ドは活性領域に注入されるキャリヤの利得分布によつて
形成される。
２、３および４は基板主面上に順次に形成されたｎ−Ｉ
ｎＰ層、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層およびｐ−ＩｎＰ層、５
は絶縁膜、６および７は各々電極を示しており、この構
造は結晶表面に被着された絶縁膜５のへき開面に垂直な
細長いストライプ状の部分を除去し、この部分で電極６
を結晶に接合させたものであつて、全面に電極を接合さ
せたものよりも発振しきい値電流を減少し得る。しかし
乍ら、この構造は電流の拡がり効果のために、ストライ
プ幅を狭くすると、ダイオードのしきい値電流密度が増
大する不利があり、また活性領域において、層方向につ
くりつけの屈折率分布が存在しないので、発振の横モー
ドは活性領域に注入されるキャリヤの利得分布によつて
形成される。
ところが一方、横モード分布によつて空間的に不均一に
誘導放出が生ずるために、キャリヤ密度が局部的に減少
し、利得分布は光出力レベルにより変化することになり
、この励起レベルによる利得分布の変化に伴ない、発振
の横モードが順次に高次のモードヘと容易に移り易く、
この移行により光−電流曲線に゛゛キック’’が生じて
実用上大きな問題となるものであつた。従つてこの発明
の目的は、前記従来構造の欠点を除去して、発振しきい
値電流が低く、かつ安定した基板横モード発振を得る光
学的特性のよい半導体レーザを提供することであり、こ
の目的を達成するために、レーザ発振を行なわせる活性
領域に近接するか、あるいはこれを越えた深さまでスト
ライプ状メサ領域を形成させ、かつ活性領域の一部をｎ
形からｐ形に反転させたものである。
誘導放出が生ずるために、キャリヤ密度が局部的に減少
し、利得分布は光出力レベルにより変化することになり
、この励起レベルによる利得分布の変化に伴ない、発振
の横モードが順次に高次のモードヘと容易に移り易く、
この移行により光−電流曲線に゛゛キック’’が生じて
実用上大きな問題となるものであつた。従つてこの発明
の目的は、前記従来構造の欠点を除去して、発振しきい
値電流が低く、かつ安定した基板横モード発振を得る光
学的特性のよい半導体レーザを提供することであり、こ
の目的を達成するために、レーザ発振を行なわせる活性
領域に近接するか、あるいはこれを越えた深さまでスト
ライプ状メサ領域を形成させ、かつ活性領域の一部をｎ
形からｐ形に反転させたものである。
以下この発明の実施例につき、第２図ないし第４図を参
照して詳細に説明する。第２図および第３図は各別の実
施例による半導体レーザの構成を、また第４図ａないし
ｃは同上製造方法の工程を各々に示しており、これらの
各図において前記第１図と同一符号は同一または相当部
分を表わしている。
照して詳細に説明する。第２図および第３図は各別の実
施例による半導体レーザの構成を、また第４図ａないし
ｃは同上製造方法の工程を各々に示しており、これらの
各図において前記第１図と同一符号は同一または相当部
分を表わしている。
第２図実施例は、ｐ−１ｎＰ層４と活性層であるｎ−１
ｎＧａＡｓＰ層３の一部を除去して、断面で垂直方向に
長くメサ側面１２，１３を含むメサ構造をストライプ状
に形成させると共に、さらにｎ−１ｎＰ層２とｎ−１ｎ
ＧａＡｓＰ層３の一部をｐ形に反転させて、各々ｐ−１
ｎＰ層８とｐ−１ｎＧａＡｓＰ層９にしたものである。
ｎＧａＡｓＰ層３の一部を除去して、断面で垂直方向に
長くメサ側面１２，１３を含むメサ構造をストライプ状
に形成させると共に、さらにｎ−１ｎＰ層２とｎ−１ｎ
ＧａＡｓＰ層３の一部をｐ形に反転させて、各々ｐ−１
ｎＰ層８とｐ−１ｎＧａＡｓＰ層９にしたものである。
従つてこの第２図実施例の構成によると、ｐ−ＩｎＰ層
４、ｐ−１ｎＧａＡｓＰ層９、ｐ−１ｎＰ層８およびｎ
−１ｎＰ層２を通つて流れる電流はレーザ発振に寄与し
ない無効電流であるが、ｐ−１ｎＰ層８とｎ−ＩｎＰ層
２との間のｐ−ｎ接合の拡散電位が、ｐ−ＮＰ層４とｎ
−１ｎＧａＡｓＰ層３のｐ−ｎ接合の拡散電位よりも大
きいために、この無効電流を著るしく小さくできるので
あり、これによつて電流の拡がり効果が抑制され、スト
ライプ状のメサ構造の幅を狭くしても、しきい値電流密
度が増大する欠点はなく、発振しきい値が小さくて効率
のよい半導体レーザを得られる。
４、ｐ−１ｎＧａＡｓＰ層９、ｐ−１ｎＰ層８およびｎ
−１ｎＰ層２を通つて流れる電流はレーザ発振に寄与し
ない無効電流であるが、ｐ−１ｎＰ層８とｎ−ＩｎＰ層
２との間のｐ−ｎ接合の拡散電位が、ｐ−ＮＰ層４とｎ
−１ｎＧａＡｓＰ層３のｐ−ｎ接合の拡散電位よりも大
きいために、この無効電流を著るしく小さくできるので
あり、これによつて電流の拡がり効果が抑制され、スト
ライプ状のメサ構造の幅を狭くしても、しきい値電流密
度が増大する欠点はなく、発振しきい値が小さくて効率
のよい半導体レーザを得られる。
またこの構成では、活性領域がｐ−１ｎＧａＡｓＰ層９
によつてはさまれた形のつくりつけの屈折率分布を形成
することになり、光出力レベルが増加しても安定した基
本横モードでの発振ができ、さらにこのｐ−ＮＧａＡｓ
Ｐ層９は、活性領域に注入されるキヤリヤが、横方向に
拡がつて絶縁膜５の界面で再結合する、いわゆる表面再
結合を防止するところの障壁の役割りも果し、これによ
つて６キック”゜現象がなくなり、実用上非常に優れた
特性を発揮できるのである。
によつてはさまれた形のつくりつけの屈折率分布を形成
することになり、光出力レベルが増加しても安定した基
本横モードでの発振ができ、さらにこのｐ−ＮＧａＡｓ
Ｐ層９は、活性領域に注入されるキヤリヤが、横方向に
拡がつて絶縁膜５の界面で再結合する、いわゆる表面再
結合を防止するところの障壁の役割りも果し、これによ
つて６キック”゜現象がなくなり、実用上非常に優れた
特性を発揮できるのである。
また第３図実施例は、前記第２図実施例に対して、中央
の活性領域となる両側にメサ構造を形成したものである
。
の活性領域となる両側にメサ構造を形成したものである
。
この両側のメサのｐ−１ｎＰ層４の表面は、前記絶縁膜
５によつて被覆されており、中央のメサにのみ電流が流
れるようになつている。この第３図実施例においても、
前記第２図実施例と同様の作用、効果が得られるが、こ
の構造は平面的であるために、アツプサイドダウンでヒ
ートシンクにマウントする場合に有効である。さらにこ
の構造を得るための製造方法としては、第４図ａに示す
ように、まずｎ−ＮＰ基板１に対して、ｎ−ＮＰ層２、
ｎ−ＮＧａＡｓＰ層３、ｐ−１ｎＰ層４を順次に成長さ
せたのち、写真製版技術を用いて、ホトレジスト層１０
をマスクにして化学的エツチング法によりメサ構造を形
成する。ついで第４図ｂのように、ホトレジスト層１０
を除去した上で、ＣｄとかＺ。などのｐ形不純物を拡散
する。ここで図中斜線を施した部分は、この拡散によつ
て不純物を導入した部分であり、この層の厚さを前記ｐ
−１ｎＰ層４の厚さより薄くすることで、ｎ一ＩｎＧａ
ＡｓＰ層３の一部分のみをｐ形に反転し得る。続いて第
４図Ｃのように、絶縁膜５を形成し、かつ電極６および
７を真空蒸着により形成させ、最後に２点鎖線位置から
切り出すことにより、この場合は前記第２図実施例相当
の半導体レーザを得ることができるのである。
５によつて被覆されており、中央のメサにのみ電流が流
れるようになつている。この第３図実施例においても、
前記第２図実施例と同様の作用、効果が得られるが、こ
の構造は平面的であるために、アツプサイドダウンでヒ
ートシンクにマウントする場合に有効である。さらにこ
の構造を得るための製造方法としては、第４図ａに示す
ように、まずｎ−ＮＰ基板１に対して、ｎ−ＮＰ層２、
ｎ−ＮＧａＡｓＰ層３、ｐ−１ｎＰ層４を順次に成長さ
せたのち、写真製版技術を用いて、ホトレジスト層１０
をマスクにして化学的エツチング法によりメサ構造を形
成する。ついで第４図ｂのように、ホトレジスト層１０
を除去した上で、ＣｄとかＺ。などのｐ形不純物を拡散
する。ここで図中斜線を施した部分は、この拡散によつ
て不純物を導入した部分であり、この層の厚さを前記ｐ
−１ｎＰ層４の厚さより薄くすることで、ｎ一ＩｎＧａ
ＡｓＰ層３の一部分のみをｐ形に反転し得る。続いて第
４図Ｃのように、絶縁膜５を形成し、かつ電極６および
７を真空蒸着により形成させ、最後に２点鎖線位置から
切り出すことにより、この場合は前記第２図実施例相当
の半導体レーザを得ることができるのである。
第１図は従来例による半導体レーザを示す断面図、第２
図および第３図はこの発明に係る半導体レーザの各別の
実施例を示す各々断面図、第４図は同上半導体レーザの
一実施例による製造工程を順次に示す断面図である。 １・・・・・・ｎ−ＮＰ基板、２・・・・・・ｎ−１ｎ
Ｐ層、３・・・・・・ｎ−ＮＧａＡｓＰ層、４・・・・
・・ｐ−１ｎＰ層、５・・・・・・絶縁膜、６，７・・
・・・・電極、８・・・・・・ｐ−１ｎＰ層、 ９・・
・・・・ｐ−ＮＧａＡｓＰ層、１２，１３・・・・・・
メサ側面。
図および第３図はこの発明に係る半導体レーザの各別の
実施例を示す各々断面図、第４図は同上半導体レーザの
一実施例による製造工程を順次に示す断面図である。 １・・・・・・ｎ−ＮＰ基板、２・・・・・・ｎ−１ｎ
Ｐ層、３・・・・・・ｎ−ＮＧａＡｓＰ層、４・・・・
・・ｐ−１ｎＰ層、５・・・・・・絶縁膜、６，７・・
・・・・電極、８・・・・・・ｐ−１ｎＰ層、 ９・・
・・・・ｐ−ＮＧａＡｓＰ層、１２，１３・・・・・・
メサ側面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ｎ−ＩｎＰ基板上にｎ−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ層およびｐ−ＩｎＰ層が順次形成された半導体レー
ザにおいて、少なくとも前記ｐ−ＩｎＰ層をレーザ光の
伝播方向に延びたストライプ状のメサ形状とし、前記ｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ層のうちの前記メサ形状のメサ側面底
部に近接した部分がＰ形となつていることを特徴とする
半導体レーザ。 ２ ｎ−ＩｎＰ基板上にｎ−ＩｎＰ層、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ層およびｐ−ＩｎＰ層を順次に成長させる工程と、
前記ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層に近接するかあるいは同層を
通り過ぎる深さまでエッチングするメサエツチング工程
と、表面からｐ形不純物を拡散して、前記ｎ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層の一部をｐ形に反転させる拡散工程とを含むこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7584579A JPS5928079B2 (ja) | 1979-06-13 | 1979-06-13 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7584579A JPS5928079B2 (ja) | 1979-06-13 | 1979-06-13 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55166986A JPS55166986A (en) | 1980-12-26 |
| JPS5928079B2 true JPS5928079B2 (ja) | 1984-07-10 |
Family
ID=13587944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7584579A Expired JPS5928079B2 (ja) | 1979-06-13 | 1979-06-13 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928079B2 (ja) |
-
1979
- 1979-06-13 JP JP7584579A patent/JPS5928079B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55166986A (en) | 1980-12-26 |
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