JPS6047490A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS6047490A JPS6047490A JP15558083A JP15558083A JPS6047490A JP S6047490 A JPS6047490 A JP S6047490A JP 15558083 A JP15558083 A JP 15558083A JP 15558083 A JP15558083 A JP 15558083A JP S6047490 A JPS6047490 A JP S6047490A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
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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
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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】
本発明は、電流狭窄をほどこした埋め込み型半導体レー
ザに関するものでおる。
ザに関するものでおる。
これまでの埋め込み型半導体レーザの構造としては第１
図に示す様な構造が考えられてきた。すなわち、ａ！１
図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａｔｏ４
Ｇａｏ、ｅＡｓ層、３はＡｔ０．０５Ｇａ Ｏ，９ＳＡ
ｓ層、４はＰ型Ａ ｌ Ｏ，４Ｇ ａ ｏ６Ａ ｓ層、
５はＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、６はＰ型Ａｔｏ３５Ｑａｏ
、５ｓＡｓ、ｌｆｌ、 ７はｎ型ＡＡｏ３ｓＧａｏ６ｓ
Ａｓ層、８はＰ型不純物拡散層、９はＳ ＋ ０２膜、
１０はＰｆｉ電極、１１はｎ型電極をそれぞれ示す。
図に示す様な構造が考えられてきた。すなわち、ａ！１
図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａｔｏ４
Ｇａｏ、ｅＡｓ層、３はＡｔ０．０５Ｇａ Ｏ，９ＳＡ
ｓ層、４はＰ型Ａ ｌ Ｏ，４Ｇ ａ ｏ６Ａ ｓ層、
５はＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、６はＰ型Ａｔｏ３５Ｑａｏ
、５ｓＡｓ、ｌｆｌ、 ７はｎ型ＡＡｏ３ｓＧａｏ６ｓ
Ａｓ層、８はＰ型不純物拡散層、９はＳ ＋ ０２膜、
１０はＰｆｉ電極、１１はｎ型電極をそれぞれ示す。
この構造においてはＰ型電極１０、ｎ型電極１１に順方
向電圧を印加し、Ａｔｏ、ｏ ５Ｇａ Ｏ，９５ＡＳ層
３に電流を注入して発光再結合させてレーザ動作を可能
にするものであシ、ｐ ｙｎｈｔｏ、ａｏａ Ｏ，６，
Ａ ８層７によりメサ領域以外に流れる電流を阻止し、
効率よくメサ部分に電流注入してレーザ発振の効率を高
める様になされている。
向電圧を印加し、Ａｔｏ、ｏ ５Ｇａ Ｏ，９５ＡＳ層
３に電流を注入して発光再結合させてレーザ動作を可能
にするものであシ、ｐ ｙｎｈｔｏ、ａｏａ Ｏ，６，
Ａ ８層７によりメサ領域以外に流れる電流を阻止し、
効率よくメサ部分に電流注入してレーザ発振の効率を高
める様になされている。
しかしながら、この様な半導体レーザを作製するために
は、化学エツチング等より、層２．３．４．５を含むメ
サ部を形成した後、２回目の結晶成長工程によりこのメ
サ部を包囲する様にＰ型ｆｉ、１ｏ３５Ｇａｏ６．＋Ａ
ｓ層６及びｎ型Ａｔｏ３ｓＧａｏ、ｇ ｓＡｓ層７を順
次成長する必要がある。然るに、２回目の結晶成長工程
において、Ｐ ＷＡｔｏ、ａ５Ｇａｏ、５ｓＡｓ層６の
成長表面を第１図に示す様に活性層となるＡｔｏ、ｏｓ
Ｇａｏ９５Ａｓ層３の位置に精度よく合わせることが困
難であり、むしろ第２図に示す様にＰ型Ａｌｏ３ｓＧａ
ｏ６ｓＡｓ Ｊｄ６がメサ側面上部Ｋまで形成されるこ
との方が多い。
は、化学エツチング等より、層２．３．４．５を含むメ
サ部を形成した後、２回目の結晶成長工程によりこのメ
サ部を包囲する様にＰ型ｆｉ、１ｏ３５Ｇａｏ６．＋Ａ
ｓ層６及びｎ型Ａｔｏ３ｓＧａｏ、ｇ ｓＡｓ層７を順
次成長する必要がある。然るに、２回目の結晶成長工程
において、Ｐ ＷＡｔｏ、ａ５Ｇａｏ、５ｓＡｓ層６の
成長表面を第１図に示す様に活性層となるＡｔｏ、ｏｓ
Ｇａｏ９５Ａｓ層３の位置に精度よく合わせることが困
難であり、むしろ第２図に示す様にＰ型Ａｌｏ３ｓＧａ
ｏ６ｓＡｓ Ｊｄ６がメサ側面上部Ｋまで形成されるこ
との方が多い。
これは、一般にＡ４ＧａＡｓ 層メサ側面と成長溶液と
の濡れを良くし良好な埋め込み成長を達成するには、過
飽和度の大きな成長溶液を用いなければならず、従って
、結晶成長層厚を制御よく形成することが難かしいこと
による。
の濡れを良くし良好な埋め込み成長を達成するには、過
飽和度の大きな成長溶液を用いなければならず、従って
、結晶成長層厚を制御よく形成することが難かしいこと
による。
従がって、第２図に示す様な構造の場合にはＰ型Ａ４ｏ
、ａ ５Ｇ８ｏ、ｓ ｓＡｓ層６どＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ
層５とが電気的に同電位となシ易く、メサ部領域以外に
電流が容易に流れ、レーザ発振が困難になる欠点があっ
た。
、ａ ５Ｇ８ｏ、ｓ ｓＡｓ層６どＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ
層５とが電気的に同電位となシ易く、メサ部領域以外に
電流が容易に流れ、レーザ発振が困難になる欠点があっ
た。
本発明の目的は、前記従来の半導体レーザの欠点を除去
し、確実な電流狭窄効果を有し、かつ製作が容易で、再
現性が良好な埋め込み型半導体レーザを提供するもので
ある。
し、確実な電流狭窄効果を有し、かつ製作が容易で、再
現性が良好な埋め込み型半導体レーザを提供するもので
ある。
本発明の半導体レーザは、半導体基板上に、少なくとも
活性層とこの活性層よりも禁制帯幅の大きな第１の半導
体層とから成るストライブ状の２層構造を活性層よシも
禁制帯幅の大きな第２、第３の半導体層とで挾み込んだ
ストライブ状の多層構造を備え、前記活性層と第１の半
導体層のストライプ幅が第２、＠３の半導体層のストラ
イプ幅よりも小さい幅を有し、前記第２、第３の半導体
層の側面には前記半導体基板よりも禁制帯幅の大きな半
導体層を備え、前記活性層と第１の半導体層の側面には
前記活性層よりも禁制帯幅の大きな半導体層を備えたこ
とに特徴がある。
活性層とこの活性層よりも禁制帯幅の大きな第１の半導
体層とから成るストライブ状の２層構造を活性層よシも
禁制帯幅の大きな第２、第３の半導体層とで挾み込んだ
ストライブ状の多層構造を備え、前記活性層と第１の半
導体層のストライプ幅が第２、＠３の半導体層のストラ
イプ幅よりも小さい幅を有し、前記第２、第３の半導体
層の側面には前記半導体基板よりも禁制帯幅の大きな半
導体層を備え、前記活性層と第１の半導体層の側面には
前記活性層よりも禁制帯幅の大きな半導体層を備えたこ
とに特徴がある。
以下、本発明に係る実施例について図面を参照して説明
する。第３図は本発明に係る一実施例を示す。図では、
第１図で説明した部分と同一部分は同記号で示しである
。
する。第３図は本発明に係る一実施例を示す。図では、
第１図で説明した部分と同一部分は同記号で示しである
。
先ず、第１の液相エピタキシャル結晶成長工程において
、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上に順次、ｎ型Ａｔ。
、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上に順次、ｎ型Ａｔ。
祠Ｇａ Ｏ，６ＡＳ Ｊｔｊ ２、活性層、となるＡｔ
ｏ、ｏ ５Ｇａ Ｏ，９５Ａｓ層３、Ｐ型Ａ ｔｏ、
ｓ Ｇ ａ ｏ、 ｓ Ａ ｓ層１２、Ｐ ｆＪ Ａ／
１．、．４＋４Ｇａｏ、６Ａｓ１ｍ４、Ｐ型０ａＡｓＪ
ｉ１５を形成する。
ｏ、ｏ ５Ｇａ Ｏ，９５Ａｓ層３、Ｐ型Ａ ｔｏ、
ｓ Ｇ ａ ｏ、 ｓ Ａ ｓ層１２、Ｐ ｆＪ Ａ／
１．、．４＋４Ｇａｏ、６Ａｓ１ｍ４、Ｐ型０ａＡｓＪ
ｉ１５を形成する。
各層厚は各々、１．５μふ、ｏ、ｉμｎｌ、０５μｍ、
１．０μｍ１．０μｍとした。従来構造と異なる点は、
上記活性層上にＡｔの組成比の大きいＰ型ＡｔＯ，５Ｇ
ａ０．５Ａｓ層１２が積層していることである。
１．０μｍ１．０μｍとした。従来構造と異なる点は、
上記活性層上にＡｔの組成比の大きいＰ型ＡｔＯ，５Ｇ
ａ０．５Ａｓ層１２が積層していることである。
しかる後、従来構造を形成すると同様なエツチング工程
によシｎ型Ｇａ’Ａｓ基板１に達するまでストライブ状
にメサエッチングを行ない、活性〆領域を有するメサ部
を形成する。次に、ＨＩ”液を用いて数秒間エツチング
すると、Ｐ型Ａｔ０５Ｇａｏ、ｓＡｓＡｓ２Ｏ３が還択
的にエツチングされて、さらにＨ２０□、１１３ＰＯ４
，３ＣＩ−Ｉ３’Ｏｎ混合比のエツチング液で露出した
Ａ、ｚｏ、ｏ ｓＱａ Ｏ，９５ＡＳ ｆｅ３を数秒間
軽くエツチングすると、第３図に示す様にメサ幅より０
３μｍ程幅の狭くなったくびれ１３が形成される。次に
、第２の結晶成長工程により上記メサ部を包囲する様に
、Ｐ型ＡｔｏＡｓＱａ０６５Ａｓ層６、ｎ型Ａ４ｏ３５
Ｇａｏ、、ａ５ＡＳＪ＠ １４、Ｐ型Ａｔｏ３５ＧａＯ
，６５Ａｓ層１５を順次形成する。ここにおいて、メサ
部にくびれ１３があるため、第２の結晶成長工程の一番
目に形成するＰ型Ａｔｏ、＋ ｓｅａ Ｏ，６５ＡＳ
Ｊ＠ ６は、くびれ１３より上部には成長せず、必らず
くひれ１３部分に止めることができる。又、続いて形成
するｎ型Ａｔｏ、ａｓＧａｏ６ｓＡ５層１４はくびれ１
３の上部に止まシ、それ以上上部には結晶成長しない。
によシｎ型Ｇａ’Ａｓ基板１に達するまでストライブ状
にメサエッチングを行ない、活性〆領域を有するメサ部
を形成する。次に、ＨＩ”液を用いて数秒間エツチング
すると、Ｐ型Ａｔ０５Ｇａｏ、ｓＡｓＡｓ２Ｏ３が還択
的にエツチングされて、さらにＨ２０□、１１３ＰＯ４
，３ＣＩ−Ｉ３’Ｏｎ混合比のエツチング液で露出した
Ａ、ｚｏ、ｏ ｓＱａ Ｏ，９５ＡＳ ｆｅ３を数秒間
軽くエツチングすると、第３図に示す様にメサ幅より０
３μｍ程幅の狭くなったくびれ１３が形成される。次に
、第２の結晶成長工程により上記メサ部を包囲する様に
、Ｐ型ＡｔｏＡｓＱａ０６５Ａｓ層６、ｎ型Ａ４ｏ３５
Ｇａｏ、、ａ５ＡＳＪ＠ １４、Ｐ型Ａｔｏ３５ＧａＯ
，６５Ａｓ層１５を順次形成する。ここにおいて、メサ
部にくびれ１３があるため、第２の結晶成長工程の一番
目に形成するＰ型Ａｔｏ、＋ ｓｅａ Ｏ，６５ＡＳ
Ｊ＠ ６は、くびれ１３より上部には成長せず、必らず
くひれ１３部分に止めることができる。又、続いて形成
するｎ型Ａｔｏ、ａｓＧａｏ６ｓＡ５層１４はくびれ１
３の上部に止まシ、それ以上上部には結晶成長しない。
従がって、第３図に示す様に活性層とな層１２のメサ側
面部のみに７択的にｎ型Ａ４０．３５Ｇａ ｏ、ｓ ｓ
Ａｓ ＩＬ４１４を形成できる。これＶま、くびれを有
する各槓メザ形状を、種々の過飽和度を有する成長溶液
を用いて結晶成長工程を行なった結果、くびれ部分にお
いて結晶成長が阻止される液相エピタキシャル成長工程
に特徴的な１生質があり、再現性良く成長層を形成でき
ることが判った。しかる後、Ｐ型不純物拡散層８、Ｐ型
Ｉ毬極１０、ｎ型電極１１を形成して本発明に係る半導
体レーザが形成される。
面部のみに７択的にｎ型Ａ４０．３５Ｇａ ｏ、ｓ ｓ
Ａｓ ＩＬ４１４を形成できる。これＶま、くびれを有
する各槓メザ形状を、種々の過飽和度を有する成長溶液
を用いて結晶成長工程を行なった結果、くびれ部分にお
いて結晶成長が阻止される液相エピタキシャル成長工程
に特徴的な１生質があり、再現性良く成長層を形成でき
ることが判った。しかる後、Ｐ型不純物拡散層８、Ｐ型
Ｉ毬極１０、ｎ型電極１１を形成して本発明に係る半導
体レーザが形成される。
本構造においては、ｎ型Ａｔｏ、ｓ ｓＧａ ｏ６ｓＡ
ｓ層１４が電流狭窄層として働らくだめ、メサ領域以外
へ流れる′電流を有効に阻止でき、本構造を採用するこ
とによって、低発振しきい値電流で高効率のレーザ発振
を可能にできる。さらに、本構造においては、ｐ Ｑｌ
ｌ不純物拡散層及びＰ型電極幅を従来構造よりも広くし
ても、電流狭窄効果を損なうことがないだめ、放熱特性
も改善され高温下においてもレーザ発振を充分性なわせ
ることができる。
ｓ層１４が電流狭窄層として働らくだめ、メサ領域以外
へ流れる′電流を有効に阻止でき、本構造を採用するこ
とによって、低発振しきい値電流で高効率のレーザ発振
を可能にできる。さらに、本構造においては、ｐ Ｑｌ
ｌ不純物拡散層及びＰ型電極幅を従来構造よりも広くし
ても、電流狭窄効果を損なうことがないだめ、放熱特性
も改善され高温下においてもレーザ発振を充分性なわせ
ることができる。
以上 述べた様に、本発明によれば、従来の半導体レー
ザの欠点を除き、メサ領域以外へ流れる電流を有効に阻
止でき、効率良いレーザ動作を■」能とするばかシでな
く、放熱特性にも優れた半導体レーザを再現性良く形成
することができる。
ザの欠点を除き、メサ領域以外へ流れる電流を有効に阻
止でき、効率良いレーザ動作を■」能とするばかシでな
く、放熱特性にも優れた半導体レーザを再現性良く形成
することができる。
尚、以上の実施例でｌｄ、Ａ４ＧａＡｓ−（）ａＡｓ系
半導体を用いた例について述べだが、他の化合物半導体
、例えば１ｎＧａＡｓＰ−ＩｎＰ系等の半導体をＪ＋１
いても良いことは言うまでもない。
半導体を用いた例について述べだが、他の化合物半導体
、例えば１ｎＧａＡｓＰ−ＩｎＰ系等の半導体をＪ＋１
いても良いことは言うまでもない。
第１図及び第２図は従来の埋め込み反半導体レーザの構
造断面図、第３図は本発明による一実施例の構造断面図
をそれぞれ示す。 図において、３・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ ７ｉ板、２
・ｎ型Ａｔ０．４Ｇａ ｏ、６Ａｓ層、３ ・・・ｋ
ｌｏ、０５Ｇａ０．９ＳｋＳ層、４−Ｐ型Ａ乙０．４
Ｇａ Ｏ，６Ａ ｓ層、５−Ｐ型（ｌａＡｓ １ｍ、６
・−Ｐ ｍ Ａｔｏ、 ３５ Ｑａ Ｏ，６５Ａｓ層
、７− ｎ ｆｉ！ｊＡｔｏ３５Ｇａ０．６５ Ａｓ層
、８−Ｐ型不純物拡散、・・ｉシ、９ ・−Ｓ＋０２膜
、１０ ・Ｐ型電極、１１・１１型電極、１２ Ｐ型Ａ
Ａ０．５Ｇａ Ｏ，５Ａｓ層、１３・ くびれ、１４−
Ｉ’型Ｇ ａ Ａ ｓ層、１５−Ｐ型Ａｚｏ３５Ｕａｏ
６ｓＡｓｌｉｉ、をそれぞれ示す。 亭 １ 図 ￥ ２ 図
造断面図、第３図は本発明による一実施例の構造断面図
をそれぞれ示す。 図において、３・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ ７ｉ板、２
・ｎ型Ａｔ０．４Ｇａ ｏ、６Ａｓ層、３ ・・・ｋ
ｌｏ、０５Ｇａ０．９ＳｋＳ層、４−Ｐ型Ａ乙０．４
Ｇａ Ｏ，６Ａ ｓ層、５−Ｐ型（ｌａＡｓ １ｍ、６
・−Ｐ ｍ Ａｔｏ、 ３５ Ｑａ Ｏ，６５Ａｓ層
、７− ｎ ｆｉ！ｊＡｔｏ３５Ｇａ０．６５ Ａｓ層
、８−Ｐ型不純物拡散、・・ｉシ、９ ・−Ｓ＋０２膜
、１０ ・Ｐ型電極、１１・１１型電極、１２ Ｐ型Ａ
Ａ０．５Ｇａ Ｏ，５Ａｓ層、１３・ くびれ、１４−
Ｉ’型Ｇ ａ Ａ ｓ層、１５−Ｐ型Ａｚｏ３５Ｕａｏ
６ｓＡｓｌｉｉ、をそれぞれ示す。 亭 １ 図 ￥ ２ 図
Claims (1)
- 半導体基板上に、少なくとも活性層とこの活性層よシも
禁制帯幅の大きな第１の半導体層とから成るストライプ
状の２層構造を前記活性層よυも禁制帯幅の大きな第２
、第３の半導体層とで挾み込んだストライプ状の多層構
造を備え、前記活性層と第１の半導体層のストライプ幅
が第２、Ｍ３の半導体層のストライプ幅よシも小さい幅
を有し、前記第２、第３の半導体層の側面には前記半導
体基板よりも禁制帯幅の大きな半導体層を備え、前記活
性層と第１の半導体層の側面には前記活性層よシも禁制
帯幅の大きな半導体層を備えたことを特徴とする半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15558083A JPS6047490A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15558083A JPS6047490A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047490A true JPS6047490A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15609148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15558083A Pending JPS6047490A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047490A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211750U (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-24 |
-
1983
- 1983-08-25 JP JP15558083A patent/JPS6047490A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211750U (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-24 |
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