JPS6072289A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6072289A
JPS6072289A JP58181045A JP18104583A JPS6072289A JP S6072289 A JPS6072289 A JP S6072289A JP 58181045 A JP58181045 A JP 58181045A JP 18104583 A JP18104583 A JP 18104583A JP S6072289 A JPS6072289 A JP S6072289A
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JP
Japan
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layer
region
gaas
single crystal
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP58181045A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Yoshikawa
昭男 吉川
Masaru Kazumura
数村 勝
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
    • 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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタル・オーディオ・ディスク。
ビデオディスク等のコヒーレント光源全始めとして、各
種電子機器の光源として用−ら几る半導体し〜ザ装置に
rV3づ“Xd、のである。
従来例の構成とその問題点 電子機器の光源として、半導体レーザに要求されるもの
の1つとして、単一スポットでの発振、すなわち、単−
横モード発掘がある。これを実現するためには、活性領
域付近に、光と電流を閉じ込める必要がある。光の閉じ
込めに関しては、二重へテロ構造で活性層をはさみ、そ
fL全爪直な方向にも屈折率さ全設けて閉じ込めたり、
或いは、活性層中の一部に電流が流れる様にして、光増
幅率に活性層中で分布金持たせて閉じ込める方法がある
。
電流の閉じ込め、つまりキャリアの閉じ込めに関しては
、二重へテロ構造で活性層全はさみ、半導体中の電子の
エネルギーバンドの構造により閉じ込め、二重へテロ構
造と垂直な方向では、活性領域付近にのみ電流が流れる
様に、ストライプ状の電流狭さく領域を設けるのが通常
の方法である。
第1図a −Cに、従来の代表的なストライプ構造レー
ザを示す。これらの図において、10は+ n−GaAs基板、11はn −A 1xCrh1−x
As層、12はAlxGa1.As (0<y<x )
層、13けP−AlxGa1 、As 層、 14はP
 −GaASIii 、15は活性領域、16はストラ
イプ部、17はn−GaAs層・21はプロトン全照射
した高抵抗領域、22はZn拡散領域、23ばSiO2
膜である。
(a)はP−GaAs層14の上からプロトン全照射す
る事により、ストライプ部16を形成したレーザである
。 (b)は P−AlxGa1−xAs 層13上に
・n−GaAs層17全成長し、n−GaAs層17上
から、Znを拡散する事により、n−GaAs層17中
に電気流入用のストライプ部6を形成した。Zn+ 拡散形ストライプ構造レーザである。<C>ばP−Ga
As層14上[5iOz膜等の絶縁膜23を設ける事に
より、電流注入用のストライプ16全形成シタレーザで
ある。
第1図のa〜Cは、何れもストライプ部16により電流
が流れる領域を制限し、半導体レーザの発撮しきい値を
低減するとともに、活性層A7アGa1 、As層(0
<y<x)12中での発振領域(以下、活性領域15と
する。、)全制限して、その形状効果により、高次横モ
ードの発振全抑え、単−横モード発振が実現される、 しかしながら、上記のストライプ構造全作製する方法に
は、以下に述べる欠点がある。
(1)第1図aにおいては・プロトン等のイオン全電磁
界により加速し、作製された二重へテロ構造半導体ウェ
ハに照射する。この時、半導体ウェハの照射さ力、た領
域は、加速されたイオンが通過する事により、損傷を受
ける。しかも、活性領域付近または活性領域直上付近の
プロトン照射領域に近いところでは、GaAs層、Ga
A、dAs層の結晶が損傷を受け、半導体レーザの電気
特性、光学特性、信頼性等を損う、と才りを回避するた
めには、プロトン照射後、高温でアニールを行なう必要
があり、工程が多くなるばかりかアニールされる層中に
、Zn等の熱拡散係数の高いドーパントが存在すると、
これらが動き、キャリア濃度の制御性の良い多層構造が
結果的に得られにくくなる。
(2)第1図すでは、 Zn拡散を高温(7ccy℃〜
s5o℃)で行なう事が多く、各層中のドーパントも拡
散されPn接合界面が設計位置よりずfしたり、Pn接
合が設計通り形成するのが難しくなるー(3)第1図C
では、A%Ga1 、As活性層12での活性領域15
が、第1図a、bのストライプ構造を有するレーザに比
べて・広がるとbう問題がある。これは、第1図a、b
VC比べて、第1図Cの構造は、ストライプ16による
電流制限が弱−ためである、 発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、結晶が
損傷を受けず、しかも電流狭さく効果が十分な半導体レ
ーザ装置を提供するものである。
発明の構成 この目的を達成するために本発明の半導体レーザ装置は
、n型化合物半導体単結晶基版土に、最上層がP型層で
二重ヘテ′口描造を含む三層以上の化合物半導体単結晶
層が形成され、前記P型層の上に、 13の領域がP型
で、他はn型の化合物半導体単結晶層、さらにその上に
前記一部のP壁領域の上が単結晶で、他はP型多結晶の
P型化合物半導体層が形成されて因る。この構成゛に」
こり、前記一部のP型化合物半導体単結晶領域と、前記
一部のP型化合物半導体単結晶領域とで、電流狭さく用
のストライプ構造が構成され・低しきい値で単−横モー
ド発振の半導体レーザ装置が容易に得られる、 実施例の説明 以下、本発明の一実施例(でついて図面全参照しながら
説明する。第2図は、本発明の一実施例における半導体
レーザ装置の断面図を示すものである、n−GaAs単
結晶基版10の上に、n−AlxG a 1x A s
層11 、AlxGa1 yAs (0≦−y<x)層
12、P−AAxGal−xAsAs層が形成され、そ
の上に・選択的にストライブ状P型拡散領域−27を有
するn−GaAs単結晶層26、さらにP型拡散領域2
7の上にP−GaAs単結晶層24.n−Ga As単
結晶層26の上にP−GaAs多結晶層26は、P−G
aAs単結晶層24とP型拡散領域27によって電流が
狭さくされ、低しきい値が実現できるO 次に本実施例の半導体レーザ装置の製造方法について説
明する。まずn−GaAs単結晶単結晶基土10上タキ
シャル成長方法(液相エピタキシャル法、MOCVD法
、MEB法いずれでも可)により、順次、n−Alx(
ral−xAs層11、A 1yGa1.As 層(o
≦y ’(x ) 12 、 P−Agx(ral−x
AsAlB12れぞれ単結晶として結晶成長させ、その
上に、n−GaAs単結晶層26.P−GaAs多結晶
層26を成長させる。本実施例では、n −GaAs層
26の膜NO12pm 、 P −GaAs層25の膜
厚は0.5μmとしている。多結晶層は、いずれの成長
方法でも、成長基鈑温度全数百度下げて、結晶成長する
ことにより得ら九る。
結晶成長後、成長表面全有機溶剤等で洗浄した後、Ga
As多結晶層25の一部をストライプ状にレーザビーム
照射音用いて単結晶化する。、0.62μmで発振する
Arレーザビームを6μmφのスポットに絞り(エネル
ギー密度〜i o ’W/ ca )・成長表面上t5
mm/seaで走査する・第3図に示す様な電流狭さく
用のストライプのピッチeが、250μmとなる様に形
成する。なお、電子ビームなどの他の加熱手段を用いて
ストライプ全形成してもよめ。
単結晶領域24の比抵抗が、多結晶領域25の比抵抗に
比べ、約4桁小さくなるため、単結晶領域24に電流狭
さくが行なわ几、さらに、n −GaAsボ結晶層では
、P −GaAs層にレーザビーム」− が当たっている直下では、P−GaAs層中のP型ドー
パントであるZnが、その熱拡散係数が大きいために、
拡散さn、n−GaAs単結晶層の1部が第2図に示す
様にP−GaAs領域27となる。
このときドーパントは、GaAs中でP型となる熱拡散
係数の大きいものであ九は何でもよい。この+ ことにより、P−GaAs単結晶領域24と、P−Ad
GaAs層13が、P−GaAs領域27金介して電気
的に接続される。一方、n−GaAs領域26には、P
 −A7GaAs層13とn−GaAs領域26の境界
でPn接合が形成され、半導体レーザ動作時には、逆バ
イアスとなり電流が流れない、以上より・P−GaAs
領域24で電流狭さくされる他P−GaA5領域27で
も電流狭さくが行なわれ、その効果は著しい7 なお・本実施例は、GaA s系、GaA7As系材料
について述べたが、InP系などの他の化合物半導体材
料に関しても十分適用できる。
発明の効果 以上のように、本発明は、二重へテロ構造の上に、スト
ライプ状の拡散領域と、その上の単結晶領域およびその
両11iI面の多結晶層が形成されており・信頼性が高
く・しかも低しきい値の半導体レーザ装置が実現できる
。
【図面の簡単な説明】
第1図a −cは、従来のストライプ構造を有する半導
体レーザの断面図、第2図は本発明の実施例の半導体レ
ーザ装置の断面図、第3図はレーザビームを照射するこ
とにより、ストライプ構造を形成する方法を説明するた
めの図である。 + 1o =−・n −GaAs基叛、11°・・…n −
A、d XGa、−xAslii(第1層) 、12=
−AlyGa1−yAs(0≦y<x )、13・・・
・・P−AdxGal−xAs層14・・・・・・P−
GaAsi、16・・・・・・活性領域。 16−−−−−−ストライプ部、17 =−−n−Ga
As層、21°°“°°“プロトンを照射した高抵抗領
域、22°゛領域・26・・・・・n−GaAs層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名。 第1図 第2図 7 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型の半導体基鈑上に・前記−導電型とは反対の導
    電型金布する半導体層全最上層とするとともに二重へテ
    ロ構造金倉む多層構造が形成され、前記最上層の上に、
    ストライプ状に選択的に前記反対導電型の領域を有する
    前記−導電型を有する半導体層が形成され、さらに、前
    記ストライプ状反対導電型領域の土が単結晶で、前記−
    導電型半導体層の上が多結晶の同一組成からなる前記反
    対導電型全有する半導体層が形成されていること全特徴
    とする半導体レーザ装置。
JP58181045A 1983-09-28 1983-09-28 半導体レ−ザ装置 Pending JPS6072289A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03103390A (ja) * 1989-09-13 1991-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 赤色LED用AlGaAsエピウエハの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03103390A (ja) * 1989-09-13 1991-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 赤色LED用AlGaAsエピウエハの製造方法

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