JPS60137087A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS60137087A JPS60137087A JP24615383A JP24615383A JPS60137087A JP S60137087 A JPS60137087 A JP S60137087A JP 24615383 A JP24615383 A JP 24615383A JP 24615383 A JP24615383 A JP 24615383A JP S60137087 A JPS60137087 A JP S60137087A
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- Japan
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- semiconductor laser
- mesa
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- 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
-
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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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】
［光量の技１（・ｉ分野］
本発明は、ダブルへテロ接合構造を有す−る半導体レー
ザ装置に係わり、特に屈折率導波型レーザの改良に関す
る。
ザ装置に係わり、特に屈折率導波型レーザの改良に関す
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、■−ｖ族化合物半導体混晶を用いた各博の半導体
レーザ装置が開発されている。■−ｖ族化合物半導体と
してＮ＋ Ｇａ Ａｓ Ｐ／Ｉｎ Ｐ系を用いた代表的
な構造に、第１図に示す如き埋め込み構造（ＢＨ）レー
ザがある。このレーザは第１回目の結晶成長で１１型１
＋＋ｐ基板１上にｎ−１ｎｐクラッド層２．Ｉｎ Ｇａ
Ａｓ Ｐ活性層３．ｐ−１ｎＰクラッド層４ 、Ｉ
ｎ Ｇａ ＡｓＰコンタク１一層５を作り、幅［２μｍ
コ程度のメサエッチ後、第２回目の結晶成長で、Ｉ）−
１１１Ｐ層６、Ｎ−１ｎＰ層７、Ｎ−Ｉｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ層８を作り、さらにＰ電極９及びＮ電極１０を形成
してなる。この構造では、低しきい値化をはかることが
できるが、次のような欠点があった。即ち、２回の結晶
成長を必要とすること、Ｎ−Ｐ−Ｎの電流フロック層を
再現性良く作ることが困難なため歩留りが低いことであ
る。
レーザ装置が開発されている。■−ｖ族化合物半導体と
してＮ＋ Ｇａ Ａｓ Ｐ／Ｉｎ Ｐ系を用いた代表的
な構造に、第１図に示す如き埋め込み構造（ＢＨ）レー
ザがある。このレーザは第１回目の結晶成長で１１型１
＋＋ｐ基板１上にｎ−１ｎｐクラッド層２．Ｉｎ Ｇａ
Ａｓ Ｐ活性層３．ｐ−１ｎＰクラッド層４ 、Ｉ
ｎ Ｇａ ＡｓＰコンタク１一層５を作り、幅［２μｍ
コ程度のメサエッチ後、第２回目の結晶成長で、Ｉ）−
１１１Ｐ層６、Ｎ−１ｎＰ層７、Ｎ−Ｉｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ層８を作り、さらにＰ電極９及びＮ電極１０を形成
してなる。この構造では、低しきい値化をはかることが
できるが、次のような欠点があった。即ち、２回の結晶
成長を必要とすること、Ｎ−Ｐ−Ｎの電流フロック層を
再現性良く作ることが困難なため歩留りが低いことであ
る。
一方、１回の結晶成長で実現できる構造として第２図に
示す如き半導体レーザが提案されている。
示す如き半導体レーザが提案されている。
これは、凸状突起（メサ部）を有する基板１を用いて、
活性層３上の電流ブロック層であるＮ−１）Ｐ層１１を
途切れさせるものである。しかしながら、この構造にお
いても、Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎのブロッキング層の歩留りや再
現性が今一っ不十分であった。
活性層３上の電流ブロック層であるＮ−１）Ｐ層１１を
途切れさせるものである。しかしながら、この構造にお
いても、Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎのブロッキング層の歩留りや再
現性が今一っ不十分であった。
し発明の目的］
本発明の目的は、−回の結晶成長で全体の層構造を再現
性良く実現することができ、且つブロッキング層を再現
性良く形成することができ、低しきい値で安定な単一モ
ード光振が冑られる半導体レーザ装置を提供することに
ある。
性良く実現することができ、且つブロッキング層を再現
性良く形成することができ、低しきい値で安定な単一モ
ード光振が冑られる半導体レーザ装置を提供することに
ある。
［光量の概要］
本発明の母子は、発光領域となるメサ部の両側に溝部を
形成し、この溝部により電流ブロック層の膜厚を十分厚
くすることにある。
形成し、この溝部により電流ブロック層の膜厚を十分厚
くすることにある。
前述したＰ−Ｎ−Ｐ−Ｎのブロッキング層の再現性が悪
い理由は電流ブロック層の膜厚を十分厚くできないこと
による。即ち、電流ブロック層の膜厚を十分厚くしよう
とすると、メサ部の活性層上にも電流ブロック層が成長
し、レーザとして作用しなくなる。三方、メサ部の活性
層上にブロック層が成長されない条件を選ぶと、電流ブ
ロック層の膜厚を必然的に薄くしなければならず、この
場合電流ブロックの確実性が悪くなるのである。
い理由は電流ブロック層の膜厚を十分厚くできないこと
による。即ち、電流ブロック層の膜厚を十分厚くしよう
とすると、メサ部の活性層上にも電流ブロック層が成長
し、レーザとして作用しなくなる。三方、メサ部の活性
層上にブロック層が成長されない条件を選ぶと、電流ブ
ロック層の膜厚を必然的に薄くしなければならず、この
場合電流ブロックの確実性が悪くなるのである。
この点に着目して本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、
メサ部両側に溝部を形成することにより、メサ部上には
電流ブロック層が成長されない条件でメサ部両側の電流
ブロック層を十分厚く形成し得ることが判明した。これ
は半導体レーザの作製等に用いられる半導体基板（通常
面方位（１００） ）では、溝部内での結晶成長が平坦
部での結晶成長よりも著しく速くなる傾向があるからで
ある。
メサ部両側に溝部を形成することにより、メサ部上には
電流ブロック層が成長されない条件でメサ部両側の電流
ブロック層を十分厚く形成し得ることが判明した。これ
は半導体レーザの作製等に用いられる半導体基板（通常
面方位（１００） ）では、溝部内での結晶成長が平坦
部での結晶成長よりも著しく速くなる傾向があるからで
ある。
即ち本発明は、■−ｖ族化合物半導体混晶を用いた注入
型半導体レーザにおいて、共振器方向に平行した一対の
溝部を有する第１ｓ電型の半導体基板と、この基板上に
第１導電型の第１クラツド層、活性層及び第２の導電型
の第２クラット層を順次成長形成し〜Ｃなるダブルへテ
ロ接合構造８１（と、上記第２クラット層上に成長形成
された第１導電型の電流ブ０ツク層と、この電流ブロッ
ク層上に成長形成されたＡ−−ミックコンタク］・層と
を具１＠し、前記電流ブロック層が前記溝部間のメサ部
上に存在しないようにしたものである。
型半導体レーザにおいて、共振器方向に平行した一対の
溝部を有する第１ｓ電型の半導体基板と、この基板上に
第１導電型の第１クラツド層、活性層及び第２の導電型
の第２クラット層を順次成長形成し〜Ｃなるダブルへテ
ロ接合構造８１（と、上記第２クラット層上に成長形成
された第１導電型の電流ブ０ツク層と、この電流ブロッ
ク層上に成長形成されたＡ−−ミックコンタク］・層と
を具１＠し、前記電流ブロック層が前記溝部間のメサ部
上に存在しないようにしたものである。
［Ｒ，明の効果］
本発明によれば、溝部の存在によりメサ部上には電流ブ
ロック層を成長させないで、メリ一部の両側に電流ブロ
ック層を十分厚く成長させることができる。このため、
電流ブロックを確実に行うことができる。また、全体の
層構造を′１回の結晶成長で実現できるので、屈折率導
波路構造と電流狭窄構造とが同時に形成されることにな
り、歩留り向上等をはかり得る。さらに、屈曲率導波路
型レーザとなるので発振の低しきい値化及び単一モード
化をはかり得る。
ロック層を成長させないで、メリ一部の両側に電流ブロ
ック層を十分厚く成長させることができる。このため、
電流ブロックを確実に行うことができる。また、全体の
層構造を′１回の結晶成長で実現できるので、屈折率導
波路構造と電流狭窄構造とが同時に形成されることにな
り、歩留り向上等をはかり得る。さらに、屈曲率導波路
型レーザとなるので発振の低しきい値化及び単一モード
化をはかり得る。
［発明の実施例コ
第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例に係わるＧａ
Ｉ ｎ Ａｓ Ｐ層 Ｎ＋ Ｐ光半導体レーザの製造
工程を示す断面図である。まず、第３図（ａ ）に示す
如く面方位（１００）の１１型１ｎｐ基板３１上にＳｉ
Ｏ２躾等からなるマスク３２を形成し、共振器方向に平
行に一対の溝部３３ａ、３３ｂを形成した。ここで、溝
部３３８．３３ｂ間のメサ部３４の幅は１［μＴｒＬ］
とした。次いで、第３図（ｂ）に示す如く基板３１上に
Ｔｅを不純物として含むｎ−１ｎｐ層（第１クラッド層
）３５．不純物を含まず発光波長として１．３［μＴ′
ｒＬ］対応の組成を有づるｌｎ Ｑａ Ａｓ Ｐ層（活
性層）３６゜Ｉ ｎを不純物として含むｐ−１＋＋Ｐ層
（第２クラツ１へ層）３７．Ｔｅを不純物として含む「
１〜１１１層く電流ブロック層）３８．Ｚｎを不純物ど
して含むｐ〜ｌｎｐ層３９（第３９ラッド層３７と同組
成）、オーミックコンタク１−を取るための波長換Ｎ
１．１５［μＴｒＬ］の禁制帯幅を有するｌ ｌｌ Ｑ
ａ Ａｓ Ｐ層（オーミックコンタクト層）４０を上記
順に液相成長法により連続成長した。ここで、電流ブロ
ック層であるｎ−１ｎｐ層３８は、メサ部３４の活性層
３６上には存在しない構造となっている。これは、メサ
部３４の幅が１［μｍ］と極めＣ狭いこと、構造的にメ
サ部３４の両側に潜を有するため、メサ部３４には成長
しない条件で溝部３３ａ。
Ｉ ｎ Ａｓ Ｐ層 Ｎ＋ Ｐ光半導体レーザの製造
工程を示す断面図である。まず、第３図（ａ ）に示す
如く面方位（１００）の１１型１ｎｐ基板３１上にＳｉ
Ｏ２躾等からなるマスク３２を形成し、共振器方向に平
行に一対の溝部３３ａ、３３ｂを形成した。ここで、溝
部３３８．３３ｂ間のメサ部３４の幅は１［μＴｒＬ］
とした。次いで、第３図（ｂ）に示す如く基板３１上に
Ｔｅを不純物として含むｎ−１ｎｐ層（第１クラッド層
）３５．不純物を含まず発光波長として１．３［μＴ′
ｒＬ］対応の組成を有づるｌｎ Ｑａ Ａｓ Ｐ層（活
性層）３６゜Ｉ ｎを不純物として含むｐ−１＋＋Ｐ層
（第２クラツ１へ層）３７．Ｔｅを不純物として含む「
１〜１１１層く電流ブロック層）３８．Ｚｎを不純物ど
して含むｐ〜ｌｎｐ層３９（第３９ラッド層３７と同組
成）、オーミックコンタク１−を取るための波長換Ｎ
１．１５［μＴｒＬ］の禁制帯幅を有するｌ ｌｌ Ｑ
ａ Ａｓ Ｐ層（オーミックコンタクト層）４０を上記
順に液相成長法により連続成長した。ここで、電流ブロ
ック層であるｎ−１ｎｐ層３８は、メサ部３４の活性層
３６上には存在しない構造となっている。これは、メサ
部３４の幅が１［μｍ］と極めＣ狭いこと、構造的にメ
サ部３４の両側に潜を有するため、メサ部３４には成長
しない条件で溝部３３ａ。
３３１」内に電流ブロック層３８を−１−分厚く形成す
ることができることによる。また、この構造は液相成長
法において、二相融液法という成長法を採用することに
より上記構造は容易に実現可能である。これ以降は通常
の工程と同様にして、Ｐ型電極としてＡ１１−Ｚ１１合
金４１、Ｎ型電極としてＡｕ−Ｑｅ合金４２を真空蒸着
法で（＝Ｊけることによって、半導体レーザを完成した
。
ることができることによる。また、この構造は液相成長
法において、二相融液法という成長法を採用することに
より上記構造は容易に実現可能である。これ以降は通常
の工程と同様にして、Ｐ型電極としてＡ１１−Ｚ１１合
金４１、Ｎ型電極としてＡｕ−Ｑｅ合金４２を真空蒸着
法で（＝Ｊけることによって、半導体レーザを完成した
。
かくして作成された半導体レーザは、しきい値電流とし
て平均的で２ｏ［ｍＡ］以下が冑られ、信頼性の高いこ
とが実証された。これはメサ部３４の活性層３６の両側
に存在するＰ−Ｎ−Ｐ−Ｎ接合のブロッキング層により
有効な電流狭さくが可能になったこと、さらに溝部３３
−ａ、３３１１の存在により確実に電流ブロック層３８
が出来るようになったことによる。さらに、−回の結晶
成長で素子が出来ることから不要な欠陥をウニフッ・に
与える回数が少いこと、又有効な電流狭さくにより、プ
ロセスが、簡単化されたためである。
て平均的で２ｏ［ｍＡ］以下が冑られ、信頼性の高いこ
とが実証された。これはメサ部３４の活性層３６の両側
に存在するＰ−Ｎ−Ｐ−Ｎ接合のブロッキング層により
有効な電流狭さくが可能になったこと、さらに溝部３３
−ａ、３３１１の存在により確実に電流ブロック層３８
が出来るようになったことによる。さらに、−回の結晶
成長で素子が出来ることから不要な欠陥をウニフッ・に
与える回数が少いこと、又有効な電流狭さくにより、プ
ロセスが、簡単化されたためである。
第４図（ａ ）〜（Ｃ）は他の実施例を説明するための
工程断面図である。この実施例が先に説明した実施例と
異なる点は、前記基板３１にＰ型反転層を設けたことに
ある。
工程断面図である。この実施例が先に説明した実施例と
異なる点は、前記基板３１にＰ型反転層を設けたことに
ある。
即ち、この実施例ではまず第４図（ａ＞に示す如＜Ｉｎ
Ｐ基板３１上にマスク４３を形成し、不純物としてＺ
１１を拡散してＰ梨反転層４４を形成した。次いで、第
４図（１））に示す如く先の実施例と同様に溝部３３ａ
、３３ｂを形成した。次いで、第４図（Ｃ）に示す如く
先の実施例と同様に各層３５．〜．４０及び電極４’１
．４２を形成することによって半導体レーザを完成した
。
Ｐ基板３１上にマスク４３を形成し、不純物としてＺ
１１を拡散してＰ梨反転層４４を形成した。次いで、第
４図（１））に示す如く先の実施例と同様に溝部３３ａ
、３３ｂを形成した。次いで、第４図（Ｃ）に示す如く
先の実施例と同様に各層３５．〜．４０及び電極４’１
．４２を形成することによって半導体レーザを完成した
。
かくして作成された半導体はレーザにあっては先の実施
例と同様の効果が得られるのは勿論のこと、Ｐ型反転層
４４の存在により電流ブロックがより確実になる等の利
点がある。
例と同様の効果が得られるのは勿論のこと、Ｐ型反転層
４４の存在により電流ブロックがより確実になる等の利
点がある。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記構成材料はＩｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ／
Ｎｎ ｐ系に限るものではなく、■−ｖ族化合物半導体
混晶を適宜選択して用いることができる。また、前記溝
部間のメサ部の幅は１［μＴｒＬ］に限定されるもので
はなく適宜変更可能である。ただし、メサ部上に電流ブ
ロック層を確実に成長させないためには、２［μｍ］以
下であるのが望ましい。また、基板としてＰ型基板を用
い各層の導電型を逆にすることも可能である。
ない。例えば、前記構成材料はＩｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ／
Ｎｎ ｐ系に限るものではなく、■−ｖ族化合物半導体
混晶を適宜選択して用いることができる。また、前記溝
部間のメサ部の幅は１［μＴｒＬ］に限定されるもので
はなく適宜変更可能である。ただし、メサ部上に電流ブ
ロック層を確実に成長させないためには、２［μｍ］以
下であるのが望ましい。また、基板としてＰ型基板を用
い各層の導電型を逆にすることも可能である。
（の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実ｔＩＡ′１ｊることができる。
て実ｔＩＡ′１ｊることができる。
第１図及び第２図はぞれぞれ従来の半導体レーザの概略
構成を示す断面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一
実施例に係わる半導体レーザの製造■稈を示づ断面図、
第４図（ａ）〜（Ｃ）は他の実施例を説明するための工
程断面図である。 ３１−ｎ−１＋＋ ｐ基板、３３ａ、、３３ｂ・・・溝
部、３４・・・メサ部、３５・・何１−１−１１１ｐ第
１クラッドＩＭ）、３６−・川ｎＱａＡｓＰｉｉ（活性
層）、３７−ｏ−１ｎ Ｐ （第２クラッド層） 、
３８−１１−Ｉ ＩＩ ＰＩＩ（電流ブロック層）、３
９・・・ｐ−１，＋＋ｐ層、４０・ｐ−１ｎ Ｇａ Ａ
ｓ Ｐ層（オーミックコンタク出願人代理人 弁理士
鈴江武彦 Ｗｌｌ 図 １す ｆＰＪ２ 図
構成を示す断面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一
実施例に係わる半導体レーザの製造■稈を示づ断面図、
第４図（ａ）〜（Ｃ）は他の実施例を説明するための工
程断面図である。 ３１−ｎ−１＋＋ ｐ基板、３３ａ、、３３ｂ・・・溝
部、３４・・・メサ部、３５・・何１−１−１１１ｐ第
１クラッドＩＭ）、３６−・川ｎＱａＡｓＰｉｉ（活性
層）、３７−ｏ−１ｎ Ｐ （第２クラッド層） 、
３８−１１−Ｉ ＩＩ ＰＩＩ（電流ブロック層）、３
９・・・ｐ−１，＋＋ｐ層、４０・ｐ−１ｎ Ｇａ Ａ
ｓ Ｐ層（オーミックコンタク出願人代理人 弁理士
鈴江武彦 Ｗｌｌ 図 １す ｆＰＪ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｍ ｍ−ｖ族化合物半導体混晶を用いた注入型半導体レ
ーザにおいて、共振器方向に平行した一対の溝部を右づ
る第１導電型の半導体基板と、この基板上に第１導電型
の第１クラツド層、活性層及び第２導電型の第２クラッ
ド層を順次成長形成してなるダブルへテロ接合ＩＮ造部
と、上記第２クラッド層上に成長形成された第１導電型
の電流ブロック肋と、この電流ブロック層上に成長形成
されたオーミックコンタクト層とを具備し、前記電流ブ
ロック層は前記溝部間のメザ部上には存在しないことを
特徴とする半導体レーザ装置。 （２） 前記メサ部の上部幅は、２［μｍ］以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体レ
ーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24615383A JPS60137087A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24615383A JPS60137087A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60137087A true JPS60137087A (ja) | 1985-07-20 |
Family
ID=17144277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24615383A Pending JPS60137087A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60137087A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63215090A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0239483A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Nec Kansai Ltd | 半導体レーザダイオードとその製造方法 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP24615383A patent/JPS60137087A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63215090A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0239483A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Nec Kansai Ltd | 半導体レーザダイオードとその製造方法 |
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