JPS60130876A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS60130876A JPS60130876A JP23878283A JP23878283A JPS60130876A JP S60130876 A JPS60130876 A JP S60130876A JP 23878283 A JP23878283 A JP 23878283A JP 23878283 A JP23878283 A JP 23878283A JP S60130876 A JPS60130876 A JP S60130876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- gainasp
- contact layer
- buried
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- 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
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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〕
不発１＃は半導体レーザに関するもので、特にＰ杉油；
極Ｋ ＡＩＩ／Ｚｎ／Ａｕ合金を用いた埋め込みへテロ
構造のＧａ Ｉ ｎＡｓＰ／Ｉ ｎＦ’系、半導体レー
ザに関するものである。
極Ｋ ＡＩＩ／Ｚｎ／Ａｕ合金を用いた埋め込みへテロ
構造のＧａ Ｉ ｎＡｓＰ／Ｉ ｎＦ’系、半導体レー
ザに関するものである。
最近、化合物半導体を用いた各種の半導体レーザ素子が
研究開発されており、その中の一例としてＧａＩｎＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ系埋め込み構造がある。この構造によるレー
ザ素子は発光部がＰＮ接合を持った埋め込み層で埋め込
まれており、電流の通路を発光部のみに集中し、かつ埋
め込み層と発光部との屈接率差により光の閉じ込めを行
い、低しきい値で高いレーザ利得が得られると云った特
徴を持っている。そして上記半導体レーザは次のような
構成から出来ている。
研究開発されており、その中の一例としてＧａＩｎＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ系埋め込み構造がある。この構造によるレー
ザ素子は発光部がＰＮ接合を持った埋め込み層で埋め込
まれており、電流の通路を発光部のみに集中し、かつ埋
め込み層と発光部との屈接率差により光の閉じ込めを行
い、低しきい値で高いレーザ利得が得られると云った特
徴を持っている。そして上記半導体レーザは次のような
構成から出来ている。
第１図は従来のＧａＩｎＡｓＰ／Ｉｎｐ系、埋め込み構
造半導体レーザの概略構成を示す断面図である。
造半導体レーザの概略構成を示す断面図である。
ｌはｎ型ＩｎＰり９ｙド層、３はＧａ Ｉ ｎＡｓＰ活
性層、４はＰ型Ｉｎｐクラッド層、５はＰ型ＧａＩｎＡ
ｓＰ：Ｉｆｆンタクト層、６はＰ型ＩｎＰ埋め込み層、
７はｎ型ＩｎＰ埋め込み層、８は５ｉ０２絶縁膜、９は
ｎ側電帆１ＯはＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ系ｐａｔ極、１１はＡ
ｕ／ｃｒ膜である。
性層、４はＰ型Ｉｎｐクラッド層、５はＰ型ＧａＩｎＡ
ｓＰ：Ｉｆｆンタクト層、６はＰ型ＩｎＰ埋め込み層、
７はｎ型ＩｎＰ埋め込み層、８は５ｉ０２絶縁膜、９は
ｎ側電帆１ＯはＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ系ｐａｔ極、１１はＡ
ｕ／ｃｒ膜である。
そして、８のＳ ｉ０ｚ絶縁膜には、５のＰ型Ｇａ Ｉ
ｒ＋ＡｓＰコンタクト層と１０のＰ側ｖＬ′４！Ｌ、
とを、より小さな接触抵抗で接触させる為に、該５のＰ
型Ｇ＠ＩｎＡｓＰコンタクト層の幅よりも広い窓を作り
、ここからＺｎ拡散７ｉ’：！ｆ１２を形成している。
ｒ＋ＡｓＰコンタクト層と１０のＰ側ｖＬ′４！Ｌ、
とを、より小さな接触抵抗で接触させる為に、該５のＰ
型Ｇ＠ＩｎＡｓＰコンタクト層の幅よりも広い窓を作り
、ここからＺｎ拡散７ｉ’：！ｆ１２を形成している。
上記埋め込み構造半導体ル−ザを動作させるには、３の
Ｇａ、、ＩｎＡｓＰ活性層を含んだＰｎ接合部に、市、
毬９及びＩＯを界して１１１１方向電流を流す。同時に
埋め込みノ曽６及び７から成るＰ’ｎ接合部は逝バイア
ス状態となシ、該埋め込みｌ’ｔｌには電流が流れにく
くなる。このようにて比較的低い発振しきい値’ｔ４
ｖｌａで埋め込み構造半導体レーザを動作させることが
出来る。
Ｇａ、、ＩｎＡｓＰ活性層を含んだＰｎ接合部に、市、
毬９及びＩＯを界して１１１１方向電流を流す。同時に
埋め込みノ曽６及び７から成るＰ’ｎ接合部は逝バイア
ス状態となシ、該埋め込みｌ’ｔｌには電流が流れにく
くなる。このようにて比較的低い発振しきい値’ｔ４
ｖｌａで埋め込み構造半導体レーザを動作させることが
出来る。
しかしながら、このような構造の半導体レーザにあって
は次のような問題がめった。
は次のような問題がめった。
それは、ｂ側電極１ｏとＰ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト
ｊｉ４５との接触抵抗を小さくするため、Ｚｎ拡散層１
２をＰ型ＱａＩｎＡｓＰコンタクト層５の幅よりも広く
、すなわちｎ型ＩｎＰ埋め込みノー７にまで渡る広い幅
で形成している。この為に、埋め込みＩＮ ６及び７と
埋め込まれる層３．４及び５との界面に−沿ってＡ ｕ
／２ ｎが拡散され易くなる。
ｊｉ４５との接触抵抗を小さくするため、Ｚｎ拡散層１
２をＰ型ＱａＩｎＡｓＰコンタクト層５の幅よりも広く
、すなわちｎ型ＩｎＰ埋め込みノー７にまで渡る広い幅
で形成している。この為に、埋め込みＩＮ ６及び７と
埋め込まれる層３．４及び５との界面に−沿ってＡ ｕ
／２ ｎが拡散され易くなる。
その結果、該界面に電流通路が形成されてＧａＩｎＡｓ
Ｐ油性層３を流れない電流が増加して、微分量子効率を
向上することができず、しきい値電流の低下にも限界が
あり、良好な特性の埋め込み構造半導体レーザを実現す
ることば困難であった。
Ｐ油性層３を流れない電流が増加して、微分量子効率を
向上することができず、しきい値電流の低下にも限界が
あり、良好な特性の埋め込み構造半導体レーザを実現す
ることば困難であった。
、本発明の目的は、Ｐ側電極とＰ型Ｇａ１ｎＡｓ、Ｐ層
との接触抵抗を極力小さくして、かつＧａＩｎＡｓＰ活
性層以外を流れる電流を無くして、微分１代子効率が高
く、かつ低しきいＮ １５ｔｅ値で動作できる半導体し
一ザを提供することにある。
との接触抵抗を極力小さくして、かつＧａＩｎＡｓＰ活
性層以外を流れる電流を無くして、微分１代子効率が高
く、かつ低しきいＮ １５ｔｅ値で動作できる半導体し
一ザを提供することにある。
本発明はてｎ型ＩｎＰ基板上にｎ型１ｎＰ、クラッド層
、ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層が、この順序で配置され
ており、これらのクラッド層と活性層とを埋め込むよう
に形成された埋め込み層を有するＧａＩｎＡｓＰ／Ｉｎ
ｐ系埋め込みへテロ構造半導体レーザにおいて、Ａｕ／
２ｎ／Ａｕ合金よりなるＰ側ストライプ状′眠極を、Ｐ
型Ｇａ１ｎＡｓＰ ：ｌンタクト層、Ｐ型ＩｎＰクラッ
ド、ＧａＩｎＡａＰ活性層及びｎ型ＩｎＰクラッド層か
ら成る電流通過領域と埋め込み層領域との境界を含むこ
となく電υ；Ｌ通過領域の最上部層であるＰ型Ｇａ Ｉ
ｎＡｓＰコンタクト層の幅よシ狭く形成し、それ以外
の表１５１１は絶縁膜で榎われていることを特赦とする
。
、ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層が、この順序で配置され
ており、これらのクラッド層と活性層とを埋め込むよう
に形成された埋め込み層を有するＧａＩｎＡｓＰ／Ｉｎ
ｐ系埋め込みへテロ構造半導体レーザにおいて、Ａｕ／
２ｎ／Ａｕ合金よりなるＰ側ストライプ状′眠極を、Ｐ
型Ｇａ１ｎＡｓＰ ：ｌンタクト層、Ｐ型ＩｎＰクラッ
ド、ＧａＩｎＡａＰ活性層及びｎ型ＩｎＰクラッド層か
ら成る電流通過領域と埋め込み層領域との境界を含むこ
となく電υ；Ｌ通過領域の最上部層であるＰ型Ｇａ Ｉ
ｎＡｓＰコンタクト層の幅よシ狭く形成し、それ以外
の表１５１１は絶縁膜で榎われていることを特赦とする
。
本覚り１を実施例に基づいて詳細に説明する。第２図は
本発明の一実施例に係わる半導体の断面図を示したもの
である。
本発明の一実施例に係わる半導体の断面図を示したもの
である。
第１図と同一部分についでＱま、同一符号を付して説明
を省略する。又、第３図は第２図の要部、１ｔｌｊ ｎ
ｔｌｌを説明する為の図である。
を省略する。又、第３図は第２図の要部、１ｔｌｊ ｎ
ｔｌｌを説明する為の図である。
第１図の４’Ｍ輩のものと特に椿−なる点は、Ｐ型Ｇａ
Ｉｎへｓｌ）コンタクト層５及びｎ型ＩｎＰ Ｊ！ｉｆ
め込み層のｆａｌｌにＺ１１拡散層１２を配設していな
いこと、そしてｉ゛ｎ ３図に示す如＜ Ａ ｕ／Ｚ
ｎ ／Ａ ｕ合金Ｐ側ストライプ状電極を・１）型Ｇａ
ＩｎＡａＰコンタクト層５の表面幅よりも狭い領域にの
み形成されている点である。
Ｉｎへｓｌ）コンタクト層５及びｎ型ＩｎＰ Ｊ！ｉｆ
め込み層のｆａｌｌにＺ１１拡散層１２を配設していな
いこと、そしてｉ゛ｎ ３図に示す如＜ Ａ ｕ／Ｚ
ｎ ／Ａ ｕ合金Ｐ側ストライプ状電極を・１）型Ｇａ
ＩｎＡａＰコンタクト層５の表面幅よりも狭い領域にの
み形成されている点である。
これらの改良は、本発明者が種々検討しノζ結果、■Ｐ
型Ｇａ Ｉ ｎＡｓ Ｐコンタクト層５のキャリア濃度
を５ Ｘ １０１８（ｃｒｎ−３）程度以上にすれば拡
散を施さなくとも低い接触抵抗が得られること、 ■Ａｕ／’２ｎ／Ａｕ合金Ｐ側ストライプ合金極側スト
ライプ状電極１０ｎＡａＰコンタクトＩｖＪ５の厚みｄ
ｌの２倍程度を、該コンタクト層５の幅ｄ０から引いた
値にすれば拡がり抵抗も含めて接触抵抗の低下が期待出
来ること（ｄｚ中ｄｏ−２ｄｌ）、 と云う上記二つの事実が判明し、かつ上記二つの＄実を
同時忙応用すれば接触抵抗の大幅な拡大はない点に基づ
いている。そして、ＳｉＯ２絶縁膜８で該Ｐ １１１１
１ストライプ状電極１０以外の、埋め込み層とＰ型Ｇａ
１ｎＡｓＰコンタクト層７の表面Ｌ１全て団われている
。
型Ｇａ Ｉ ｎＡｓ Ｐコンタクト層５のキャリア濃度
を５ Ｘ １０１８（ｃｒｎ−３）程度以上にすれば拡
散を施さなくとも低い接触抵抗が得られること、 ■Ａｕ／’２ｎ／Ａｕ合金Ｐ側ストライプ合金極側スト
ライプ状電極１０ｎＡａＰコンタクトＩｖＪ５の厚みｄ
ｌの２倍程度を、該コンタクト層５の幅ｄ０から引いた
値にすれば拡がり抵抗も含めて接触抵抗の低下が期待出
来ること（ｄｚ中ｄｏ−２ｄｌ）、 と云う上記二つの事実が判明し、かつ上記二つの＄実を
同時忙応用すれば接触抵抗の大幅な拡大はない点に基づ
いている。そして、ＳｉＯ２絶縁膜８で該Ｐ １１１１
１ストライプ状電極１０以外の、埋め込み層とＰ型Ｇａ
１ｎＡｓＰコンタクト層７の表面Ｌ１全て団われている
。
かくして、本発明による構造の半導体レーザによれば、
ＧａＩｎＡｓＰ活性層３の配設されている電θｉＥ通過
領域と埋め込み屑との界１用土部とはＳ ｉ０２絶縁膜
８で保護されており、Ａｕ及びＺｎ等が該界ＭｌＫ沿っ
−Ｃ拡散されることがなくなり、ＧａＩｎＡｓＰ活性層
３以外を流れる電流を抑止出来て、低しきい電流値での
レーザ動作が可能となり、微分量子効率の高い半導体レ
ーザを提供でさるようになった。
ＧａＩｎＡｓＰ活性層３の配設されている電θｉＥ通過
領域と埋め込み屑との界１用土部とはＳ ｉ０２絶縁膜
８で保護されており、Ａｕ及びＺｎ等が該界ＭｌＫ沿っ
−Ｃ拡散されることがなくなり、ＧａＩｎＡｓＰ活性層
３以外を流れる電流を抑止出来て、低しきい電流値での
レーザ動作が可能となり、微分量子効率の高い半導体レ
ーザを提供でさるようになった。
また、Ａｕ及びＺｎの拡散がもたらしていた結晶劣化も
防止できるようになり、信頼性が向上した。
防止できるようになり、信頼性が向上した。
第１図は従来の址め込み構造半導体レーザを示す断面図
、第２図は本発明の一実論例を示す断面図、第３図ｔｔ
ｉ ｍ’、 ２図の要部４ＶｌνＪ反を示す断面図であ
る。 ■・・・ｎ型 ＩｎＰ基板 ２ ・・・ １１型 １ｎＰクラツ ド層３ ・・ ・
・ ｔ；ａｌｎＡｓＰ １占ｅ４Ｅ Ｖ４・・・ｋ’
ｘ＋１リ ｌｎＰクラッド層５・・・Ｐ型 Ｇ８ＩｎＡ
ｓＰ型コンタクト層６・・・ｐ ｉＪＱ ｉｎｋ、’埋
め込み層７・・・ｎｌ−’ｊ、ＩｎＰ埋め込み層８・・
・５ｉ０２絶り膜 ９ ・・・ ｎ仰ｊ′１１１ｊ、極 ｉｏ・・・Ａ ｕ／Ｚ ｎ／Ａ ｕ合金Ｐ側ストライプ
状電極ｌｌ・・・Ａｕ／ｃｒ膜 １２・・・Ｚｎ拡散層 ｄｏ・・・Ｐ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層の幅ｄ１・
・・Ｐ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層の厚み代理人 弁
理士 則 近 憲 佑 （はか１名）
、第２図は本発明の一実論例を示す断面図、第３図ｔｔ
ｉ ｍ’、 ２図の要部４ＶｌνＪ反を示す断面図であ
る。 ■・・・ｎ型 ＩｎＰ基板 ２ ・・・ １１型 １ｎＰクラツ ド層３ ・・ ・
・ ｔ；ａｌｎＡｓＰ １占ｅ４Ｅ Ｖ４・・・ｋ’
ｘ＋１リ ｌｎＰクラッド層５・・・Ｐ型 Ｇ８ＩｎＡ
ｓＰ型コンタクト層６・・・ｐ ｉＪＱ ｉｎｋ、’埋
め込み層７・・・ｎｌ−’ｊ、ＩｎＰ埋め込み層８・・
・５ｉ０２絶り膜 ９ ・・・ ｎ仰ｊ′１１１ｊ、極 ｉｏ・・・Ａ ｕ／Ｚ ｎ／Ａ ｕ合金Ｐ側ストライプ
状電極ｌｌ・・・Ａｕ／ｃｒ膜 １２・・・Ｚｎ拡散層 ｄｏ・・・Ｐ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層の幅ｄ１・
・・Ｐ型ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層の厚み代理人 弁
理士 則 近 憲 佑 （はか１名）
Claims (1)
- 埋め込み層によって電流通過領域が狭さく−ｉｆ／され
る構造のＧａ Ｉ ｎＡｓＰ／Ｉ ｎ Ｐ系の半導体レ
ーザに於いて、Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ合金よりなるＰ側スト
ライプ状電極を、電流通過領域と埋め込み層領域との境
界を含むことなく、電流通過領域の最上部層であるコン
タクト層の幅より狭く構成し、それ以外の表面は絶縁膜
で榎われてい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 |
|---|---|---|---|
| JP23878283A JPS60130876A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23878283A JPS60130876A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60130876A true JPS60130876A (ja) | 1985-07-12 |
Family
ID=17035194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23878283A Pending JPS60130876A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60130876A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115776042A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-03-10 | 北京工业大学 | 一种扩锌的电流扩展层的vcsel耦合阵列结构及工艺 |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP23878283A patent/JPS60130876A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115776042A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-03-10 | 北京工业大学 | 一种扩锌的电流扩展层的vcsel耦合阵列结构及工艺 |
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