JPS5941885A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS5941885A JPS5941885A JP15200182A JP15200182A JPS5941885A JP S5941885 A JPS5941885 A JP S5941885A JP 15200182 A JP15200182 A JP 15200182A JP 15200182 A JP15200182 A JP 15200182A JP S5941885 A JPS5941885 A JP S5941885A
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- JP
- Japan
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- layer
- gaas
- doped
- semiconductor laser
- current blocking
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-
- 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】
〈発明の技術分野〉
本発明は半導体レーザ素子に関し、特に基板に電流狭窄
用チャネル溝を形成したC3lS(Ch=annele
d 5ubstrate Inner 5tri
pe)レーザの素子構造に関するものである。
用チャネル溝を形成したC3lS(Ch=annele
d 5ubstrate Inner 5tri
pe)レーザの素子構造に関するものである。
〈従来の技術〉
基板にチャネル溝を形成した半導体レーザ素子としては
、第1図に示すようなC3P(Chan−neled
5ubstrate Planer)構造のレーザ
素子が知られている。この半導体レーザ素子は、。−G
aAs基板1のエピタキシャル成長面をエツチング加工
してストライブ状の溝2を形成し、この上にn−GaA
tAsクラッド層3を上面が平坦になるように成長させ
た後、GaAs活性層4、p−GaAtAsクラッド層
5、n−GaAs電流阻止層6を順次積層した後にこの
n−GaAs電流阻止層6にZn等を拡散してp −Q
aAs拡散層7を電流通路として形成し、更にn−Ga
As基板1裏面にn側電極8、p+−拡散層7上にp側
電極9を形成したものである。活性層4は溝2直上部分
でレーザ動作が行なわれ、層厚の薄いn−クラッド層3
に接する部分では活性層4の光がn−GaAs基板1に
しみ出す導波機構が構成されているため、適当な駆動電
流範囲に於いて縦横ともに完全な単一モードのレーザ発
振を行なうことができる。しかしながら、第1図に矢印
で示す如く上記構造の半導体レーザ素子は活性層近辺に
電流の通路幅を規制電流の増加を招くこととなる。
、第1図に示すようなC3P(Chan−neled
5ubstrate Planer)構造のレーザ
素子が知られている。この半導体レーザ素子は、。−G
aAs基板1のエピタキシャル成長面をエツチング加工
してストライブ状の溝2を形成し、この上にn−GaA
tAsクラッド層3を上面が平坦になるように成長させ
た後、GaAs活性層4、p−GaAtAsクラッド層
5、n−GaAs電流阻止層6を順次積層した後にこの
n−GaAs電流阻止層6にZn等を拡散してp −Q
aAs拡散層7を電流通路として形成し、更にn−Ga
As基板1裏面にn側電極8、p+−拡散層7上にp側
電極9を形成したものである。活性層4は溝2直上部分
でレーザ動作が行なわれ、層厚の薄いn−クラッド層3
に接する部分では活性層4の光がn−GaAs基板1に
しみ出す導波機構が構成されているため、適当な駆動電
流範囲に於いて縦横ともに完全な単一モードのレーザ発
振を行なうことができる。しかしながら、第1図に矢印
で示す如く上記構造の半導体レーザ素子は活性層近辺に
電流の通路幅を規制電流の増加を招くこととなる。
第2図は上記問題点に鑑み、無効電流を抑制するため内
部ストライブ構造を導入した半導体レーザ素子を示す構
成図である。
部ストライブ構造を導入した半導体レーザ素子を示す構
成図である。
この半導体レーザ素子は、導波機構が第1図のC8P構
造と同一であるが、n型基板1の代りにp−GaAs基
板11を使用し、p −GaAs基板11上にn−Ga
As電流阻止層12を介在させている。
造と同一であるが、n型基板1の代りにp−GaAs基
板11を使用し、p −GaAs基板11上にn−Ga
As電流阻止層12を介在させている。
この電流阻止層12の介在により図中に矢印で示す如く
電流阻止層12が除去された溝2に対応する電流の通過
幅はチャネルの両側部分で規制され、横方向への拡がシ
がなくなり無効電流の増加が抑制される。このような構
造はC3lS構造と称される。
電流阻止層12が除去された溝2に対応する電流の通過
幅はチャネルの両側部分で規制され、横方向への拡がシ
がなくなり無効電流の増加が抑制される。このような構
造はC3lS構造と称される。
しかしながら、上記電流阻止層12はn型子、鈍物とし
てTeが用いられ、キャリア濃度が5×1018 3程
度に高濃度のTeをドープしたn+−GaAsから成る
電流阻止層12(厚さ約0.6μm)上にレーザ発振用
多層結晶即ちp−GaAtASクラッド層3′、活性層
4 、n−GaAtAsクラッド層5′、及びn−Ga
Asキャップ層13を成長させるため、この多層結晶層
にTeの影響が現われ、多数のラメラパターンやプレシ
ビテイト等の欠陥が発生する。一般にTe ドープ層上
にエビタギンヤル成長層を形成する場合にはバッファ層
を介在させて結晶回復を図ることが行なわれるが、第2
図の如きC5IS構造では厚さ約0.2μm8度のp−
GaAtAsクラッド層3′シか成長させられないため
、このクラッド層3′を上記バッファ層として兼用する
と層厚の関係で活性層4に達するまでにTeの悪影響を
充分に回復することができなくなって活性層4の結晶性
が阻害されることとなシ、素子特性及び動作寿命の低下
を防ぐことができない。
てTeが用いられ、キャリア濃度が5×1018 3程
度に高濃度のTeをドープしたn+−GaAsから成る
電流阻止層12(厚さ約0.6μm)上にレーザ発振用
多層結晶即ちp−GaAtASクラッド層3′、活性層
4 、n−GaAtAsクラッド層5′、及びn−Ga
Asキャップ層13を成長させるため、この多層結晶層
にTeの影響が現われ、多数のラメラパターンやプレシ
ビテイト等の欠陥が発生する。一般にTe ドープ層上
にエビタギンヤル成長層を形成する場合にはバッファ層
を介在させて結晶回復を図ることが行なわれるが、第2
図の如きC5IS構造では厚さ約0.2μm8度のp−
GaAtAsクラッド層3′シか成長させられないため
、このクラッド層3′を上記バッファ層として兼用する
と層厚の関係で活性層4に達するまでにTeの悪影響を
充分に回復することができなくなって活性層4の結晶性
が阻害されることとなシ、素子特性及び動作寿命の低下
を防ぐことができない。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑み、技術的手段を駆使するこ
とによりTeのドープされた電流阻止層に起因する悪影
響を解消し、長寿命の動作特性を付与した新規有用なC
8IS構造半導体レーザ素1を提供するととを目的とす
るものである。
とによりTeのドープされた電流阻止層に起因する悪影
響を解消し、長寿命の動作特性を付与した新規有用なC
8IS構造半導体レーザ素1を提供するととを目的とす
るものである。
〈実施例〉
以下、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。
する。
第3図は本発明の1実施例を示す半導体C−ブザ素子構
成図である。寸た第4図(A)(B)(C)(D)は第
3図に示す半導体レーザ素子の製造工程図である。
成図である。寸た第4図(A)(B)(C)(D)は第
3図に示す半導体レーザ素子の製造工程図である。
本実施例の半導体レーザ素子は、Teのドープされた信
−GaAs電流阻止層22上にGaAsバッファ層23
を付加したものである。GaAsバッファ層23を堆積
することによシ結晶回復のための層厚が約2倍程度に増
大されるため活性層26への影響が大幅に緩和される。
−GaAs電流阻止層22上にGaAsバッファ層23
を付加したものである。GaAsバッファ層23を堆積
することによシ結晶回復のための層厚が約2倍程度に増
大されるため活性層26への影響が大幅に緩和される。
また、バッファ層23の導電型をアンドープ又はn−型
とすれば、電流阻止能力及びC8P効果等は従来と同様
に得られる。従って、縦横単一モート”発振に加えて寿
命特性が大きく改善されることとなる。
とすれば、電流阻止能力及びC8P効果等は従来と同様
に得られる。従って、縦横単一モート”発振に加えて寿
命特性が大きく改善されることとなる。
以下製造工程に従って説明する。
lX1019−3のキャリア濃度を有するZnドープp
+−Ga l+町基板21上に液相エピタキシャル成長
法により、キャリア濃度5X10’8 −3 を有する
Teドープn4−GaAsからなる電流阻止層22を0
.7μm1さらにアンドープGaA s又はキャリア濃
度lXl0173を有するSiドープn −Gan Asからなるバッファ層(結晶性回復層)23を0.2
μmの厚さに成長させる(第4図(A))。その後バッ
ファ層23よりGaAs基板21に至るまでストライプ
状の溝(チャネル)24をフォトプロセスによりエツチ
ング加工する(第4図(B))。
+−Ga l+町基板21上に液相エピタキシャル成長
法により、キャリア濃度5X10’8 −3 を有する
Teドープn4−GaAsからなる電流阻止層22を0
.7μm1さらにアンドープGaA s又はキャリア濃
度lXl0173を有するSiドープn −Gan Asからなるバッファ層(結晶性回復層)23を0.2
μmの厚さに成長させる(第4図(A))。その後バッ
ファ層23よりGaAs基板21に至るまでストライプ
状の溝(チャネル)24をフォトプロセスによりエツチ
ング加工する(第4図(B))。
とのストライプ溝24を300μmのピンチで形成した
後、再度液相エピタキシャル成長法でZnドープp
Ga□、2A70.BAsからなる第1クラツド25を
層厚0.25μmで、アンドープ’ ” 0.38Ga
0.62P0.78ASO,22から成る活性層26を
層厚0.1μmで、Teドープn−Gao、2At、8
Asから成る第2クラッド層27を層厚1.0μmで、
Teドープn GaAsから成るキャップ層28を層
厚2μmで、それぞれ順次堆積させる(第4図(C))
o次にp型電極29及びn型電極30を蒸着形成した後
ヌトライブ溝24を中心とする300i、)X μm幅にウェハを分割し、臂開法で共振器端面を形成し
て第3図に示す如き半導体レーザ素子とする0 第5図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
構成図である。また第6図(AXBXC)(D)は第5
図に示す半導体レーザ素子の製造工程図である。
後、再度液相エピタキシャル成長法でZnドープp
Ga□、2A70.BAsからなる第1クラツド25を
層厚0.25μmで、アンドープ’ ” 0.38Ga
0.62P0.78ASO,22から成る活性層26を
層厚0.1μmで、Teドープn−Gao、2At、8
Asから成る第2クラッド層27を層厚1.0μmで、
Teドープn GaAsから成るキャップ層28を層
厚2μmで、それぞれ順次堆積させる(第4図(C))
o次にp型電極29及びn型電極30を蒸着形成した後
ヌトライブ溝24を中心とする300i、)X μm幅にウェハを分割し、臂開法で共振器端面を形成し
て第3図に示す如き半導体レーザ素子とする0 第5図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
構成図である。また第6図(AXBXC)(D)は第5
図に示す半導体レーザ素子の製造工程図である。
本実施例の半導体レーザ素子は結晶性回復の効果をより
一層向上させるためにバッファ層の層厚を厚くしたもの
である。n −GaAsバッファ層を厚くすることに
よってチャネル溝の深さが1μmを越える結果となり、
従ってp−GaAtAs第1クラッド層の層厚を0.2
5μm程度に設定した場合、このクラッド層で溝を完全
に埋めつくすことは不可能となる。クラッド層厚を厚く
することは単一モード発振の観点よりできないだめ、1
1 −GaA^バッファ層上に更にp−GaAsバッフ
1層を介在させ、このp−GaAsバッファ層で溝を一
部埋めることによシこの上に堆積されるクラッド層の上
鹿毛平坦化して“る・このような構造にすれば電流狭窄
効果は若干劣るが、本来のC8P効果に変化はなく、更
に一層の長寿命化が期待される。
一層向上させるためにバッファ層の層厚を厚くしたもの
である。n −GaAsバッファ層を厚くすることに
よってチャネル溝の深さが1μmを越える結果となり、
従ってp−GaAtAs第1クラッド層の層厚を0.2
5μm程度に設定した場合、このクラッド層で溝を完全
に埋めつくすことは不可能となる。クラッド層厚を厚く
することは単一モード発振の観点よりできないだめ、1
1 −GaA^バッファ層上に更にp−GaAsバッフ
1層を介在させ、このp−GaAsバッファ層で溝を一
部埋めることによシこの上に堆積されるクラッド層の上
鹿毛平坦化して“る・このような構造にすれば電流狭窄
効果は若干劣るが、本来のC8P効果に変化はなく、更
に一層の長寿命化が期待される。
以下製造工程に従って説明する。
lXlO193のキャリア濃度を有するZn ドQ胃
一プp−GaAs基板31上に液相エビタキソヤル成長
法により、キャリア濃度5X1018 3を0η 有するTeドープn”’−GaAsからなる電流阻止層
32を層厚0.7μm1さらにアンドープGaAs又は
キャリア濃度lXl017 3を有するSiドープn
−GaAsからなる第1バッファ層33を0.4μmの
厚さに成長させる。その後バッファ層33よりQaAs
基板31に至るストライプ状の溝34を深さ1.5μm
までホトエツチング技術で加工する。ここで溝34の深
さを1.5μmと深くしたのは、液相成長の層厚のバラ
ツキによるチャネルの不導通をなくすためと、後続する
2度目の成長で導入するp−GaAsバッファ層35に
よるチャネル(溝)の埋り具合を適当にするためである
。
法により、キャリア濃度5X1018 3を0η 有するTeドープn”’−GaAsからなる電流阻止層
32を層厚0.7μm1さらにアンドープGaAs又は
キャリア濃度lXl017 3を有するSiドープn
−GaAsからなる第1バッファ層33を0.4μmの
厚さに成長させる。その後バッファ層33よりQaAs
基板31に至るストライプ状の溝34を深さ1.5μm
までホトエツチング技術で加工する。ここで溝34の深
さを1.5μmと深くしたのは、液相成長の層厚のバラ
ツキによるチャネルの不導通をなくすためと、後続する
2度目の成長で導入するp−GaAsバッファ層35に
よるチャネル(溝)の埋り具合を適当にするためである
。
このストライプ状溝34を300μmのピンチで極成し
た後、再度エピタキシャル成長法でZnドープp−Ga
Asからなる第2バッファ層35を層厚0.1μmで(
この時チャネル中央部の層厚は0.7 〜08 μm
) 、 Zn h’ −ン゛p G a
。、 2 A t o、sAsからなる第1クラツド
/1i36を層厚o、25μmでアンドープIn
Ga P As が0.38 0,6
2 0.78 0.22ら成る活性層37を層厚
o、1μmで、Teドープn−Gao、2A7c)、B
Asからなる第2クラッド層38を層厚1μmで、Te
ドープn+−GaAsからなるキャブ層39を層厚2μ
mで、それぞれ順次成長させる。次にP型電極4o及び
n型電極41を蒸着形成し、ストライプ溝34を中心と
する300μm幅にウェハを分割し、臂開法で共振器端
面を形成して半導体レーザ素子とする。本実施例ではバ
ッファ層厚として0.7μm程度の層厚となり第3図の
実施例の約2倍になっている。
た後、再度エピタキシャル成長法でZnドープp−Ga
Asからなる第2バッファ層35を層厚0.1μmで(
この時チャネル中央部の層厚は0.7 〜08 μm
) 、 Zn h’ −ン゛p G a
。、 2 A t o、sAsからなる第1クラツド
/1i36を層厚o、25μmでアンドープIn
Ga P As が0.38 0,6
2 0.78 0.22ら成る活性層37を層厚
o、1μmで、Teドープn−Gao、2A7c)、B
Asからなる第2クラッド層38を層厚1μmで、Te
ドープn+−GaAsからなるキャブ層39を層厚2μ
mで、それぞれ順次成長させる。次にP型電極4o及び
n型電極41を蒸着形成し、ストライプ溝34を中心と
する300μm幅にウェハを分割し、臂開法で共振器端
面を形成して半導体レーザ素子とする。本実施例ではバ
ッファ層厚として0.7μm程度の層厚となり第3図の
実施例の約2倍になっている。
〈発明の効果〉
本発明によれば、Teをド−プしたn型層をチャネル溝
周囲に電流阻止層として介設した場合でも、Te ドー
プ層による悪影響が活性層に及ぶことがなく、従って結
晶性の良好な活性層を形成することかでき素子特性及び
寿命特性を良好に維持することができる。
周囲に電流阻止層として介設した場合でも、Te ドー
プ層による悪影響が活性層に及ぶことがなく、従って結
晶性の良好な活性層を形成することかでき素子特性及び
寿命特性を良好に維持することができる。
第4図は従来のC8P構造半導体レーザ素子の構成図で
ある。 第2図は本発明の基礎となるC5IS構造半導体レーザ
素子の構成図である。 第3図は本発明の1実施例を示す半導体レーザ素子の構
成図である。 第4図(A) (B) (C) (D)は第3図に示す
半導体レーザ素子の製造工程図である。 第5図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
構成図である。 第6図(A) (B) (C) (D)は第5図に示す
半導体レーザ素子の製造工程図である。 21.31・・・p+−GaAs基板 22.32−電
流阻止層 23.33・・・n −GaAsバッファ
層26、、.37−・・活性層 35 ・・・p −G
aAsバッフ7層 ′ 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第5図
ある。 第2図は本発明の基礎となるC5IS構造半導体レーザ
素子の構成図である。 第3図は本発明の1実施例を示す半導体レーザ素子の構
成図である。 第4図(A) (B) (C) (D)は第3図に示す
半導体レーザ素子の製造工程図である。 第5図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
構成図である。 第6図(A) (B) (C) (D)は第5図に示す
半導体レーザ素子の製造工程図である。 21.31・・・p+−GaAs基板 22.32−電
流阻止層 23.33・・・n −GaAsバッファ
層26、、.37−・・活性層 35 ・・・p −G
aAsバッフ7層 ′ 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第5図
Claims (1)
- 1、P型基板上にTeドープn型電流阻止層を堆積し、
ストライプ状にチャネル溝を電流通路として開通形成し
た半導体レーザ素子に於いて、前記電流阻止層上に結晶
性回復のためのバップア層を重畳したことを特徴とする
半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15200182A JPS5941885A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15200182A JPS5941885A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941885A true JPS5941885A (ja) | 1984-03-08 |
Family
ID=15530894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15200182A Pending JPS5941885A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941885A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6157553U (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-17 | ||
| JPS6196791A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Sharp Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPH0219431U (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-08 |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP15200182A patent/JPS5941885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6157553U (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-17 | ||
| JPS6196791A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Sharp Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPH0219431U (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-08 |
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