JPS6042885A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6042885A JPS6042885A JP15013783A JP15013783A JPS6042885A JP S6042885 A JPS6042885 A JP S6042885A JP 15013783 A JP15013783 A JP 15013783A JP 15013783 A JP15013783 A JP 15013783A JP S6042885 A JPS6042885 A JP S6042885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- conductivity
- active layer
- light absorption
- 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
Links
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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、複素屈折率差導波型半導体レーザ及びその製
造方法に係り、特に出力増加に伴゛なう電流狭さく効果
の減少の防止に好適な半導体レーザの構造に関する。
造方法に係り、特に出力増加に伴゛なう電流狭さく効果
の減少の防止に好適な半導体レーザの構造に関する。
複素屈折率導波型レーザの例を第１図に示す。
ｎ−ＱａＡｓ基板１上にｈ ｎ Ｇａｎ、ｓｓ Ａｔｏ
、４ｓ Ａｓクラッド層２ ｕｎｄｏｐｅ Ｇａｏ、５
ａＡ４．５４Ａｓ活牲層３、ｐ Ｏａｏ、５ｓｋｌｏ、
１６Ａｓクラッド層４、ｎ−ＧａＡｓ光吸収ｌ曽６を順
次結晶成長した後、ｎ−ＧａＡｓ層をエツチングにより
ストライプ状に取り除き、再びｐＧ ａ６．６６ Ａ
Ｚｏ、４Ｂ Ａ ｓ ７、ｐ−ＧａＡｓ キャップ層８
を結晶成長することにより作製した。この構造は活性層
が平坦基板上への結晶成長により形成できるのでＭＯＣ
ＶＤによる横モード制御半導体レーザの構造として適し
ていた。しかし、ｐ −ＧａＡｓ光吸収層６で発生した
少数キャリアの影ｉで出力増大に伴い電流狭ぢ〈効果が
減少するという欠点があった。
、４ｓ Ａｓクラッド層２ ｕｎｄｏｐｅ Ｇａｏ、５
ａＡ４．５４Ａｓ活牲層３、ｐ Ｏａｏ、５ｓｋｌｏ、
１６Ａｓクラッド層４、ｎ−ＧａＡｓ光吸収ｌ曽６を順
次結晶成長した後、ｎ−ＧａＡｓ層をエツチングにより
ストライプ状に取り除き、再びｐＧ ａ６．６６ Ａ
Ｚｏ、４Ｂ Ａ ｓ ７、ｐ−ＧａＡｓ キャップ層８
を結晶成長することにより作製した。この構造は活性層
が平坦基板上への結晶成長により形成できるのでＭＯＣ
ＶＤによる横モード制御半導体レーザの構造として適し
ていた。しかし、ｐ −ＧａＡｓ光吸収層６で発生した
少数キャリアの影ｉで出力増大に伴い電流狭ぢ〈効果が
減少するという欠点があった。
本発明の目的は、複素屈折率差導波型レーザにおいて従
来問題であった光出力増加に伴なう、吸収層中の少数キ
ャリアによる電流狭さく効果の減少を防止することにあ
る。
来問題であった光出力増加に伴なう、吸収層中の少数キ
ャリアによる電流狭さく効果の減少を防止することにあ
る。
本発明による半導体レーザは第２図に示すように、従来
構造の複素屈折率差導波型半導体レーザの基板と同一の
導電型で、活性層よりせまい禁制帯幅全有する光吸収層
と、基板と異なる導電型のクラッド層の間に光吸収層よ
り広い禁制帯幅を有し、基板と同一の導電型を有する電
流ブロック層を設けた構造のもので、光吸収層で光励起
された少数キャリアが、光吸収層と電流ブロック層のへ
テロ接合に妨げられてｐ −ｎ接合に到達せず、光によ
るもれ電流が防止される特徴がある。
構造の複素屈折率差導波型半導体レーザの基板と同一の
導電型で、活性層よりせまい禁制帯幅全有する光吸収層
と、基板と異なる導電型のクラッド層の間に光吸収層よ
り広い禁制帯幅を有し、基板と同一の導電型を有する電
流ブロック層を設けた構造のもので、光吸収層で光励起
された少数キャリアが、光吸収層と電流ブロック層のへ
テロ接合に妨げられてｐ −ｎ接合に到達せず、光によ
るもれ電流が防止される特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第２図、第３図により説明す
る。
る。
ｎ”ＧａＡａ基板（１）上にＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ
ｏｒ −ｇａｎｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によにより＆ ” Ｇ ａｏ、
６６ Ａ４１．４８ ＡＳクラッド層１μｍ（２）。
ｏｒ −ｇａｎｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によにより＆ ” Ｇ ａｏ、
６６ Ａ４１．４８ ＡＳクラッド層１μｍ（２）。
アンドープＧ ａｏ、ｓｓ Ａｔｏ、ｘ４Ａ ８活性層
０．０７ ｐ ｍ （３）、ｐＧ ａ６４５ Ａｔｏ、
４５ Ａｓクラッド層０．２５μｍ（４）、 ｎ −Ｇ
ａｏ、ＩＩ Ａｔｏ、４１１ Ａ ｓ電流ブロック層
０．１〜０．２ μｍ（５）、ｎＧａＡｓ光吸収層０．
４μｍ（６）を順次結晶成長する。
０．０７ ｐ ｍ （３）、ｐＧ ａ６４５ Ａｔｏ、
４５ Ａｓクラッド層０．２５μｍ（４）、 ｎ −Ｇ
ａｏ、ＩＩ Ａｔｏ、４１１ Ａ ｓ電流ブロック層
０．１〜０．２ μｍ（５）、ｎＧａＡｓ光吸収層０．
４μｍ（６）を順次結晶成長する。
次に、所望形状のフォトレジスト膜をマスクとし、”Ｇ
ａｏ、ｓｓ Ａ４，４６ Ａｓ 電流ブロック層（５
）までを幅２μｍのストライプ状にエツチングし、その
上に再“びＭＯＣＶＤ法によりｐ ＝Ｇａｏ、ｓｓＡ＆
＋、４ｓＡｓ層１μｍ（７）及びｐ−ＱａＡｓキャップ
層０．５ ｔｉ ｍ（８）を結晶成長する。ｐ電極とし
てＴ ｊ／ Ｃｒ ／ Ａ ｕ ｋ ＆・ｎ電極として
Ａｕ・Ｇｅ／Ｃｒ／Ａｕｔ蒸着した後、ウェハをへき開
し、へき開面を反射面とする半導体レーザを製作した。
ａｏ、ｓｓ Ａ４，４６ Ａｓ 電流ブロック層（５
）までを幅２μｍのストライプ状にエツチングし、その
上に再“びＭＯＣＶＤ法によりｐ ＝Ｇａｏ、ｓｓＡ＆
＋、４ｓＡｓ層１μｍ（７）及びｐ−ＱａＡｓキャップ
層０．５ ｔｉ ｍ（８）を結晶成長する。ｐ電極とし
てＴ ｊ／ Ｃｒ ／ Ａ ｕ ｋ ＆・ｎ電極として
Ａｕ・Ｇｅ／Ｃｒ／Ａｕｔ蒸着した後、ウェハをへき開
し、へき開面を反射面とする半導体レーザを製作した。
こうして製作した素子の動作原理を第３図により説明す
る。第３図に付した番号は第看 ２図の格層に対応するものである。第３図（ａ）はレー
ザのストライプ内部におけるバンド構造を示したもので
１通常のダブルへテロ構造となっており、順バイアス印
加時には電流の注入がおこり、活性層が利得をもつに到
る。一方第３図（ｂ）はストライプ外の部分でのバンド
構造を示したもので％ｎ −電流ブロック層とｐ−クラ
ッド層のｐ −ｎ接合が順バイアス時に逆方向接合とな
るため電流が流れず、ストライプ内部のみに電流が流れ
電流狭さく効果があられれる。ストライプ外の領域では
光吸収層による光の損失があるため光が導波さねず。
る。第３図に付した番号は第看 ２図の格層に対応するものである。第３図（ａ）はレー
ザのストライプ内部におけるバンド構造を示したもので
１通常のダブルへテロ構造となっており、順バイアス印
加時には電流の注入がおこり、活性層が利得をもつに到
る。一方第３図（ｂ）はストライプ外の部分でのバンド
構造を示したもので％ｎ −電流ブロック層とｐ−クラ
ッド層のｐ −ｎ接合が順バイアス時に逆方向接合とな
るため電流が流れず、ストライプ内部のみに電流が流れ
電流狭さく効果があられれる。ストライプ外の領域では
光吸収層による光の損失があるため光が導波さねず。
ストライプ内部のみが導波路となり、横モード安定なレ
ーザ発振を行なう。このとき、従来構造では、光吸収層
中で光励起された少数キャリアが拡散によりｐ−ｎ接合
に到達する結果、ストライプ外部に漏れ電流が発生し、
電流狭さく効果を弱めていた。本発明の構造では光吸収
層中の少数キャリアが、光吸収層−電流ブロック層のへ
テロ接合のためｐ −ｎ接合に到達せず、従来構造の漏
れ電流は発生しない。この構造による半導体レーザは、
しきい１Ｉ１１電流２０ｍＡで室温連続発振し、光出力
２０ｍＷまで基本横モード発振を行ない、７０Ｃ。
ーザ発振を行なう。このとき、従来構造では、光吸収層
中で光励起された少数キャリアが拡散によりｐ−ｎ接合
に到達する結果、ストライプ外部に漏れ電流が発生し、
電流狭さく効果を弱めていた。本発明の構造では光吸収
層中の少数キャリアが、光吸収層−電流ブロック層のへ
テロ接合のためｐ −ｎ接合に到達せず、従来構造の漏
れ電流は発生しない。この構造による半導体レーザは、
しきい１Ｉ１１電流２０ｍＡで室温連続発振し、光出力
２０ｍＷまで基本横モード発振を行ない、７０Ｃ。
５ｍＷ定出力動作による寿命試験の結果ｓｏｏ’ｏ時間
を超えても顕著な劣化は見られなかった。
を超えても顕著な劣化は見られなかった。
本発明によれば、光吸収層の光吸収により生じた小数キ
ャリア（ホール）はｎ Ｇ ａ６．ＨＡｔｏ、４５ Ａ
Ｓ電流ブロック層により活性層に向かう拡散を阻止式
れるため、従来構造の、光吸収層に生じた少数キャリア
による電流狭さく効果の低下がおこらず、２０ｍＡとい
う低いしきい値電流を得られるとともに、１５ｍＷまで
曳好な単−横モード発振を行なった。又、本発明によれ
ば、ｎＧａＡａ光吸収層は従来屋のものより薄くできる
ため、光吸収屑除去の精度が向上し、生産歩留も向上す
る。本発明におけるｎ Ｑ ａｏ、ｓｓ Ａム、４１Ａ
ｓ電流ブロック層は、ストライプ形成後のｐ Ｇａｏ、
５ｓＡ４．４ｓＡＳ 層成長時のｐ形ドーパントの拡散
によりｐ形に反転するため、必ずしもストライプ形成時
のエツチングにより取り除く必要がないため、素子製作
が容易となり、さらに歩留が向上すると考えられる。
ャリア（ホール）はｎ Ｇ ａ６．ＨＡｔｏ、４５ Ａ
Ｓ電流ブロック層により活性層に向かう拡散を阻止式
れるため、従来構造の、光吸収層に生じた少数キャリア
による電流狭さく効果の低下がおこらず、２０ｍＡとい
う低いしきい値電流を得られるとともに、１５ｍＷまで
曳好な単−横モード発振を行なった。又、本発明によれ
ば、ｎＧａＡａ光吸収層は従来屋のものより薄くできる
ため、光吸収屑除去の精度が向上し、生産歩留も向上す
る。本発明におけるｎ Ｑ ａｏ、ｓｓ Ａム、４１Ａ
ｓ電流ブロック層は、ストライプ形成後のｐ Ｇａｏ、
５ｓＡ４．４ｓＡＳ 層成長時のｐ形ドーパントの拡散
によりｐ形に反転するため、必ずしもストライプ形成時
のエツチングにより取り除く必要がないため、素子製作
が容易となり、さらに歩留が向上すると考えられる。
第１図は本発明の基礎となる半導体レーザの断面図、第
２図は本発明による逆Ｃ８Ｆ構造を有するレーザの断面
図である。第３図（ａ）は本発明におい、て光吸収層の
エツチングを行なわない部分のバンド構造、同図（ｂ）
は光吸収層のエツチングを行なった部分のバンド構造を
示す図である。
２図は本発明による逆Ｃ８Ｆ構造を有するレーザの断面
図である。第３図（ａ）は本発明におい、て光吸収層の
エツチングを行なわない部分のバンド構造、同図（ｂ）
は光吸収層のエツチングを行なった部分のバンド構造を
示す図である。
Claims (1)
- １．１導電性を有する半導体基板上に、基板と同一の導
電性を有する第一のクラッド層、クーラツ゛ド層より狭
い禁制帯幅含有する活性層、活性層より広い禁制帯幅で
基板と異なる導電性を有する第二のクラッド層を設けた
上に、導波路となるストライプ部分には、活性層より広
い禁制帯幅で基板と異なる導電性を有する層を、その他
の部分には、活性層より広い禁制帯幅で基ｉと同一の４
電性を有する電流ブロック層と活性層より狭い禁制帯幅
で基板と同一の導電性を有する光吸収層を設け、これを
活性層より広い禁制帯幅をもち基板と異なる導電性上も
つ層で埋込むことにより、導波路部分とその他の部分の
複素屈折率の差による横モード制御を行なった半導体レ
ーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15013783A JPS6042885A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15013783A JPS6042885A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042885A true JPS6042885A (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15490293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15013783A Pending JPS6042885A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042885A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS635243A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Hitachi Ltd | Ｉｃリード曲り検出方法 |
| US4999841A (en) * | 1989-01-24 | 1991-03-12 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor lasers |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP15013783A patent/JPS6042885A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS635243A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Hitachi Ltd | Ｉｃリード曲り検出方法 |
| US4999841A (en) * | 1989-01-24 | 1991-03-12 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor lasers |
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