JPS60169184A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60169184A JPS60169184A JP2645884A JP2645884A JPS60169184A JP S60169184 A JPS60169184 A JP S60169184A JP 2645884 A JP2645884 A JP 2645884A JP 2645884 A JP2645884 A JP 2645884A JP S60169184 A JPS60169184 A JP S60169184A
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- Japan
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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
- H01S5/227—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
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- 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〕
この発明は、高速変調可能な半導体レーザに関するもの
である。
である。
元通信あるｔミは元情報処理用σ〕光源として用いらｊ
、る半導体レーザは、できるだ１す低電流で動作するこ
とが望１ｎる。そのため、従来から電流狭さく層として
１組あるいは複数組の逆バイアスｐｎ接合を用い、かつ
活性領域が埋め込ま２１ ＴＣｌいわゆるＢＨ（Ｂｕｒ
ｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｔｕｒｅ）形が多（用い
られてきた。
、る半導体レーザは、できるだ１す低電流で動作するこ
とが望１ｎる。そのため、従来から電流狭さく層として
１組あるいは複数組の逆バイアスｐｎ接合を用い、かつ
活性領域が埋め込ま２１ ＴＣｌいわゆるＢＨ（Ｂｕｒ
ｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｔｕｒｅ）形が多（用い
られてきた。
以下、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系を例にとり、従来の半
導体ンーザの一例ン説明丁φ。ｎ−ＩｎＰ基板１０１上
に、液相成長法等を用い順次ｎ−ＩｎＰ層１０２゜活性
領域１０３．ｐ−ＩｎＰ層１０４が形成される。
導体ンーザの一例ン説明丁φ。ｎ−ＩｎＰ基板１０１上
に、液相成長法等を用い順次ｎ−ＩｎＰ層１０２゜活性
領域１０３．ｐ−ＩｎＰ層１０４が形成される。
その後、通常のフォトリングラフィ法および化学エツチ
ング法等を用いて幅約２μｍ程度のメサ乞形成する。し
かる後に再び液相成長法等によって、このメサ部を埋め
込むよ５ＶＣｐ−ＩｎＰ層１０５およびｎ−ＩｎＰ層１
０６を成長させる。最後に電極１０７および１０８を形
成し、従来の半導体レーザ１が完成する。
ング法等を用いて幅約２μｍ程度のメサ乞形成する。し
かる後に再び液相成長法等によって、このメサ部を埋め
込むよ５ＶＣｐ−ＩｎＰ層１０５およびｎ−ＩｎＰ層１
０６を成長させる。最後に電極１０７および１０８を形
成し、従来の半導体レーザ１が完成する。
次に、この半導体レーザ１の動作忙ついて説明する。こ
の半導体レーザＩ ＩＣｐ−ＩｎＰ層１０４が正電位と
なるよ５にバイアス電圧をかけると、活性領域１０３の
両側に形成されているｐｎ接合１０９は逆方向のバイア
ス状態となり、電流は有効に活性領域１０３ＶＣのみ集
中して流ｎ、低電流での動作が可能となる。
の半導体レーザＩ ＩＣｐ−ＩｎＰ層１０４が正電位と
なるよ５にバイアス電圧をかけると、活性領域１０３の
両側に形成されているｐｎ接合１０９は逆方向のバイア
ス状態となり、電流は有効に活性領域１０３ＶＣのみ集
中して流ｎ、低電流での動作が可能となる。
しかしながら１以上述べた従来例では、電流集中に逆バ
イアスｐｎ 接合を用いているため、このｐｎ接合が大
きな容量乞もっことになる。従って、この半導体レーザ
１を高速変調しようとすると、高周波成分がこのｐｎ接
合による容量を通して流れてしまうため、変調がかから
ないという不具合があった。
イアスｐｎ 接合を用いているため、このｐｎ接合が大
きな容量乞もっことになる。従って、この半導体レーザ
１を高速変調しようとすると、高周波成分がこのｐｎ接
合による容量を通して流れてしまうため、変調がかから
ないという不具合があった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになさｔｔ７．−もので、活性領域外の一組以上の
逆バイアスｐｎ接合の所定部分を基板上′面に達するま
でエツチング等で取り除き、電気的アイソレーションに
誘電体絶縁膜を用いること罠より、高速変調可能な低動
作電流の半導体レーザを提供することを目的としている
。以下、この発明について説明する。
ためになさｔｔ７．−もので、活性領域外の一組以上の
逆バイアスｐｎ接合の所定部分を基板上′面に達するま
でエツチング等で取り除き、電気的アイソレーションに
誘電体絶縁膜を用いること罠より、高速変調可能な低動
作電流の半導体レーザを提供することを目的としている
。以下、この発明について説明する。
第２図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザの模式
断面図である。まず、従来例と同様に、２回液相成長法
により、いわゆる埋込み形レーザを作った後、活性領域
１０３以外の電流狭さく層を通常のフォトリングラフィ
法および化学エツチング法によって除去する。この時、
エツチングにより残さｔ′した活性領域１０３を含むメ
サ部の幅は〜２０μｍ程度が実用上適当である。その理
由は、この幅を活性領域１０３の幅と同じにすると、活
性領域１０３の側面がエツチングで形成さｎｆ、−面と
なり、この面での非発光再結合が増加し望ましくないた
めである。まに１エツチングの深さはｐ−ＩｎＰ層１０
５とｎ −ＩｎＰ 基板１０１０間にっくらｎているｐ
ｎ接合が除去される程度、すなわち、一番下のｐｎ接合
が除去される程度にエツチングさｊることが必要であり
、通常５μｍ根度である。
断面図である。まず、従来例と同様に、２回液相成長法
により、いわゆる埋込み形レーザを作った後、活性領域
１０３以外の電流狭さく層を通常のフォトリングラフィ
法および化学エツチング法によって除去する。この時、
エツチングにより残さｔ′した活性領域１０３を含むメ
サ部の幅は〜２０μｍ程度が実用上適当である。その理
由は、この幅を活性領域１０３の幅と同じにすると、活
性領域１０３の側面がエツチングで形成さｎｆ、−面と
なり、この面での非発光再結合が増加し望ましくないた
めである。まに１エツチングの深さはｐ−ＩｎＰ層１０
５とｎ −ＩｎＰ 基板１０１０間にっくらｎているｐ
ｎ接合が除去される程度、すなわち、一番下のｐｎ接合
が除去される程度にエツチングさｊることが必要であり
、通常５μｍ根度である。
次に、ワエハ全体を５ｉｎ２あるいは５ｉｓＮ４等の誘
電体絶縁膜２０１で覆う。誘電体絶縁膜２０１の厚みは
、この膜による容量を減ら丁ため厚い方がよく、実用的
には、例えば比銹箪率３．９の５ｉＯ１膜であれば、２
０００Ｘ程度の厚みがあればよい。
電体絶縁膜２０１で覆う。誘電体絶縁膜２０１の厚みは
、この膜による容量を減ら丁ため厚い方がよく、実用的
には、例えば比銹箪率３．９の５ｉＯ１膜であれば、２
０００Ｘ程度の厚みがあればよい。
その後、メサ上部のみストライプ上に幅１０μｍ程度の
窓を開け、電極１０１および基板側の電極１０８を形成
する。
窓を開け、電極１０１および基板側の電極１０８を形成
する。
以上のようにして構成さｔ′したこの発明による半導体
レーザでは、電流狭さく用の逆バイアスｐｎ接合の面積
が従来の３００μｍ程度に比べ２０μｍ程度と１５分の
１と小さくなる。従って、活性領域１０３に並列に存在
する寄生容量は従来の１５分の１となる。
レーザでは、電流狭さく用の逆バイアスｐｎ接合の面積
が従来の３００μｍ程度に比べ２０μｍ程度と１５分の
１と小さくなる。従って、活性領域１０３に並列に存在
する寄生容量は従来の１５分の１となる。
このことは、寄生容量Ｃとダイオード抵抗Ｒで定まる遮
断周波数ｆ、（ｆ、＝（ｚπＲＣ）−１）が、Ｃの減少
によって大きく改善され帯域が上述の例では１５倍に広
がることを意味している。さらに、通常用いられている
活性領域１０３の幅２μｍより若干広い３μｍの幅にメ
サ部分の幅を設定丁れば、帯域は従来に比べ２桁程度向
上することができる。
断周波数ｆ、（ｆ、＝（ｚπＲＣ）−１）が、Ｃの減少
によって大きく改善され帯域が上述の例では１５倍に広
がることを意味している。さらに、通常用いられている
活性領域１０３の幅２μｍより若干広い３μｍの幅にメ
サ部分の幅を設定丁れば、帯域は従来に比べ２桁程度向
上することができる。
第３図はこの発明の他の実施例を示す模式断面図であり
、メサ上部にのみ電極１０１ン形成している。この場合
も活性領域１０３の両側にある容量が減つ又いるＫめ高
速変調が可能である。
、メサ上部にのみ電極１０１ン形成している。この場合
も活性領域１０３の両側にある容量が減つ又いるＫめ高
速変調が可能である。
第４図はこの発明のさらに他の実施例を示す模式断面図
である。この実施例では、活性領域１０３ノ近（）みを
ストライプ状にエツチングしている。
である。この実施例では、活性領域１０３ノ近（）みを
ストライプ状にエツチングしている。
電気的アイソレーションにはやはり誘電体絶縁膜２０１
を用いているため、ストライプ状のエツチング溝外側の
キャパシタンスは逆バイアスｐｎ接合１０９と誘電体絶
縁膜２０１で作られる容量の直列容量となり、誘電体絶
縁膜２０１で形成される容量よりさらに小さくなる。従
って、第４図の実施例でもやはり高速変調が可能となる
。
を用いているため、ストライプ状のエツチング溝外側の
キャパシタンスは逆バイアスｐｎ接合１０９と誘電体絶
縁膜２０１で作られる容量の直列容量となり、誘電体絶
縁膜２０１で形成される容量よりさらに小さくなる。従
って、第４図の実施例でもやはり高速変調が可能となる
。
なお、以上刃説明は、活性領域１０３が矩形のいわゆる
通常の埋込み形レーザを用いたが、活性領域１０３が他
の形状、例えば三ケ月形の埋込み形レーザにも適用でき
ることはいうまでもない。
通常の埋込み形レーザを用いたが、活性領域１０３が他
の形状、例えば三ケ月形の埋込み形レーザにも適用でき
ることはいうまでもない。
また、電流狭さく層もここにあげたｎｐｎ形に限らず、
ｐｎｐｎ形の電流狭さく層を有する埋込み形レーザにも
適用できることは明らかである。さらに、半導体材料と
しても、ここにあげｙ、ｚＩｎＰ系以外、例えばＧａＡ
ｓ系にも適用できることは以上の説明から明らかである
。
ｐｎｐｎ形の電流狭さく層を有する埋込み形レーザにも
適用できることは明らかである。さらに、半導体材料と
しても、ここにあげｙ、ｚＩｎＰ系以外、例えばＧａＡ
ｓ系にも適用できることは以上の説明から明らかである
。
以上説明したように、この発明は活性領域な含んで、こ
の活性領域の幅より大きい幅でｐｎ接合を基板主面に達
するまで除去してメサ部を形成し、このメサ部の表面に
誘電体絶縁膜を形成したので、寄生容量を小さくでき、
高速変調可能な半導体レーザ７得ることができる利点が
ある。
の活性領域の幅より大きい幅でｐｎ接合を基板主面に達
するまで除去してメサ部を形成し、このメサ部の表面に
誘電体絶縁膜を形成したので、寄生容量を小さくでき、
高速変調可能な半導体レーザ７得ることができる利点が
ある。
第１図は従来の埋込み形レーザを示す模式断面図、第２
図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザの模式断面
図、第３図および第４図はこの発明の他の実施例をそれ
ぞれ示す模式断面図である。 図中、１０１はｎ −ＩｎＰ基板、１０２はｎ −Ｉｎ
Ｐ層、１０３は活性領域、１０４はｐ −ＩｎＰ 層、
１０５はｐ−ＩｎＰ層、１０６はｎ−ＩｎＰ層、１０７
，１０８は電極、１０９はｐｎ接合、２０１は誘電体絶
縁膜である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図 第２図 １すｄ 第１頁の続き ０発 明 者 池 １） 健 志 伊丹市瑞原４丁目ア
イ研究所内
図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザの模式断面
図、第３図および第４図はこの発明の他の実施例をそれ
ぞれ示す模式断面図である。 図中、１０１はｎ −ＩｎＰ基板、１０２はｎ −Ｉｎ
Ｐ層、１０３は活性領域、１０４はｐ −ＩｎＰ 層、
１０５はｐ−ＩｎＰ層、１０６はｎ−ＩｎＰ層、１０７
，１０８は電極、１０９はｐｎ接合、２０１は誘電体絶
縁膜である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図 第２図 １すｄ 第１頁の続き ０発 明 者 池 １） 健 志 伊丹市瑞原４丁目ア
イ研究所内
Claims (1)
- 基板主面上に形成さｔまた活性層の両側忙−組以上のｐ
ｎ接合な有する埋め込み形半導体レーザにおいて、前記
活性層ン含んで前記活性−の幅よりも大きい幅で前記ｐ
ｎ接合を前記基板主面に達するまで除去してメサ部を形
成し、前記メサ部の表面忙誘電体絶縁膜を形成するとと
もＫ、前記メサ部の上面の一部の誘電体絶縁膜を除去し
電極を形成したことｔ特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2645884A JPS60169184A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2645884A JPS60169184A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60169184A true JPS60169184A (ja) | 1985-09-02 |
| JPH059951B2 JPH059951B2 (ja) | 1993-02-08 |
Family
ID=12194061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2645884A Granted JPS60169184A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60169184A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60194590A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JPS62185390A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Nec Corp | 半導体レ−ザダイオ−ド |
| JPS62259490A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-11 | Nec Corp | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
| JPS63137495A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63288082A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JP2009117539A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光半導体素子及び光半導体素子の製造方法 |
| WO2021200583A1 (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 量子カスケードレーザ素子及び量子カスケードレーザ装置 |
| JP2021163924A (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | 浜松ホトニクス株式会社 | 量子カスケードレーザ素子及び量子カスケードレーザ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133989A (ja) * | 1974-09-18 | 1976-03-23 | Fujitsu Ltd |
-
1984
- 1984-02-13 JP JP2645884A patent/JPS60169184A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133989A (ja) * | 1974-09-18 | 1976-03-23 | Fujitsu Ltd |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60194590A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JPS62185390A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Nec Corp | 半導体レ−ザダイオ−ド |
| JPS62259490A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-11 | Nec Corp | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
| JPS63137495A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
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| JP2009117539A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光半導体素子及び光半導体素子の製造方法 |
| WO2021200583A1 (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 量子カスケードレーザ素子及び量子カスケードレーザ装置 |
| JP2021163924A (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | 浜松ホトニクス株式会社 | 量子カスケードレーザ素子及び量子カスケードレーザ装置 |
| JP2021163925A (ja) * | 2020-04-02 | 2021-10-11 | 浜松ホトニクス株式会社 | 量子カスケードレーザ素子及び量子カスケードレーザ装置 |
| US12548982B2 (en) | 2020-04-02 | 2026-02-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Quantum cascade laser element and quantum cascade laser device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH059951B2 (ja) | 1993-02-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |