JPS6215871A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6215871A JPS6215871A JP15417985A JP15417985A JPS6215871A JP S6215871 A JPS6215871 A JP S6215871A JP 15417985 A JP15417985 A JP 15417985A JP 15417985 A JP15417985 A JP 15417985A JP S6215871 A JPS6215871 A JP S6215871A
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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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06203—Transistor-type lasers
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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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。
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〕
本発明は半導体レーザに関するものである。
半導体レーザとトランジスタとを同一基板上に作り付け
た(通例、モノリシックと称している)1、いわゆる○
E I C(optoelectronic int、
egrat、edcivcT+it、)は既に多数の例
がある。その中で、半導体レーザの上に、高比抵抗層を
介して、電界効果型トランジスタ(FET)を作り付け
た例がある。たとえば、松枝他;日本応用物理学会誌(
Japan、 J、Appl、 Phys、 ) Vo
l、20 (1981)Suppl、2o−il pp
、193−197等である。本発明は。
た(通例、モノリシックと称している)1、いわゆる○
E I C(optoelectronic int、
egrat、edcivcT+it、)は既に多数の例
がある。その中で、半導体レーザの上に、高比抵抗層を
介して、電界効果型トランジスタ(FET)を作り付け
た例がある。たとえば、松枝他;日本応用物理学会誌(
Japan、 J、Appl、 Phys、 ) Vo
l、20 (1981)Suppl、2o−il pp
、193−197等である。本発明は。
静電誘導型、あるいはパリスティック型のトランジスタ
を用いることによって、これら従来例よりもさらに大幅
な高速度イヒを実現させる。
を用いることによって、これら従来例よりもさらに大幅
な高速度イヒを実現させる。
なお、静電誘導型トランジスタ、あるいは、パリスティ
ック型トランジスタ自体に関しては、0FICとは別に
、文献が多い。例えば、゛西沢他(J 、NiN15h
iza、 et al) ;アイ・イー・イー・イート
ランズアクション エレクトロン デバイス(I E
E E Trans、 E 1ectron Dev
ices)、 E D−22゜pp、1l85−197
(Au、1975)、あるいは、日経エレクトロニクス
:解説; 1981年3月16日号pp、 10g−1
28゜等である。
ック型トランジスタ自体に関しては、0FICとは別に
、文献が多い。例えば、゛西沢他(J 、NiN15h
iza、 et al) ;アイ・イー・イー・イート
ランズアクション エレクトロン デバイス(I E
E E Trans、 E 1ectron Dev
ices)、 E D−22゜pp、1l85−197
(Au、1975)、あるいは、日経エレクトロニクス
:解説; 1981年3月16日号pp、 10g−1
28゜等である。
本発明は超高速度での変調動作が可能な半導体レーザを
提供するものである。具体的には、IGbit/ s以
上の変調速度をも実現し得るものである。
提供するものである。具体的には、IGbit/ s以
上の変調速度をも実現し得るものである。
レーザとモノリシックに集積化するトランジスタとして
、静電誘導型あるいは、パリスティック型を利用するこ
とによって、従来以上の高速度動作を達成した。特に静
電誘導型あるいはパリスティック型のトランジスタを、
レーザダイオード自体に組み込むか、または、近距離に
作り付けることによって、配線等にまつわる浮遊インピ
ーダンスを低減させ、これらトランジスタの本来の高速
性を生かした。
、静電誘導型あるいは、パリスティック型を利用するこ
とによって、従来以上の高速度動作を達成した。特に静
電誘導型あるいはパリスティック型のトランジスタを、
レーザダイオード自体に組み込むか、または、近距離に
作り付けることによって、配線等にまつわる浮遊インピ
ーダンスを低減させ、これらトランジスタの本来の高速
性を生かした。
以下、実施例に従って本発明の詳細な説明する。
先ず、n型Q a A s基板を用いた例を述べる。第
1図に本発明の代表例の断面構造を示す。
1図に本発明の代表例の断面構造を示す。
n型G a A s基板(8)の上に、M OCV D
(M ejalOrganic Chemical
Vapor Deposition)法によって、Se
をドープしたn型Ga0156A Q o、a5Asク
ラッド層(7)を2〜5μmの厚さに形成する。
(M ejalOrganic Chemical
Vapor Deposition)法によって、Se
をドープしたn型Ga0156A Q o、a5Asク
ラッド層(7)を2〜5μmの厚さに形成する。
次いで、アンドープGaAs(5)及びアンドープGa
o、 7 A Q o、 a As(6)を各々5〜l
Onm及び2〜10nmの厚さに、交互に、3〜10圓
繰り返した超格子でできた活性層を形成する。活性層は
通常のものでも勿論良い。更にZnをドープしたp型あ
るいはアンドープのG a o、 66 A Q o、
46 A sクラッド層(4)を0.2〜1μmの厚さ
にSeをドープして、キャリア濃度をI X 10 ”
X 1 ’X1019cm−3にしたn型GaAs光
吸収・グー1〜層(3)を0.5〜1.0μmの厚さに
成長させる。しかる後に、光吸収・ゲート層の一部を蝕
刻除去し、幅1.0〜10μmの溝(14)を作る。こ
の上に再びMOCVD法によって、Znをドープしたp
型あるいはアンドープのG a o、 56 A Q
o、 4s A Sクラッド層1.0〜4.0 μm(
2)、Seをドープしたn型G a A sキャラプ層
0.1〜L、02m(1)を成長させる。次に、レーザ
の発光に関与する部分を残し、キャップ層(1)及びク
ラッド層(2)を蝕刻除去し、光吸収・ゲート層(3)
を露出させる。この上にリフトオフ法を用いて金属電極
(11)を形成する。即ち、A u G e N i合
金を用いて、蒸着後、H2気流中で400℃(±10℃
)の温度でアロイングを行い、オーミック接触を作った
。レーザのp側電極(10)は、Ti、Mo、Auの蒸
着とりフトオフ。
o、 7 A Q o、 a As(6)を各々5〜l
Onm及び2〜10nmの厚さに、交互に、3〜10圓
繰り返した超格子でできた活性層を形成する。活性層は
通常のものでも勿論良い。更にZnをドープしたp型あ
るいはアンドープのG a o、 66 A Q o、
46 A sクラッド層(4)を0.2〜1μmの厚さ
にSeをドープして、キャリア濃度をI X 10 ”
X 1 ’X1019cm−3にしたn型GaAs光
吸収・グー1〜層(3)を0.5〜1.0μmの厚さに
成長させる。しかる後に、光吸収・ゲート層の一部を蝕
刻除去し、幅1.0〜10μmの溝(14)を作る。こ
の上に再びMOCVD法によって、Znをドープしたp
型あるいはアンドープのG a o、 56 A Q
o、 4s A Sクラッド層1.0〜4.0 μm(
2)、Seをドープしたn型G a A sキャラプ層
0.1〜L、02m(1)を成長させる。次に、レーザ
の発光に関与する部分を残し、キャップ層(1)及びク
ラッド層(2)を蝕刻除去し、光吸収・ゲート層(3)
を露出させる。この上にリフトオフ法を用いて金属電極
(11)を形成する。即ち、A u G e N i合
金を用いて、蒸着後、H2気流中で400℃(±10℃
)の温度でアロイングを行い、オーミック接触を作った
。レーザのp側電極(10)は、Ti、Mo、Auの蒸
着とりフトオフ。
n側電極(12)は、A u G e N i合金、C
r、Auの蒸着によって作った。発光面となる両面をへ
き開によって形成する。
r、Auの蒸着によって作った。発光面となる両面をへ
き開によって形成する。
さらに効果的な変調動作を期するため、光吸収・ゲート
層の蝕刻に当って、溝部に当たる所に。
層の蝕刻に当って、溝部に当たる所に。
ホトレジスト膜を、局所的に硬化させる(精密なホトマ
スク、あるいはホログラフィックな光照射による)こと
によって、第1図の9に示すような、微細なn型GaA
sを、島状に残留させる。このn型GaAgの品番よ、
−辺が0.01〜0.2μmの直方体あ乞いは、断面が
、−辺0.O1〜0.2μmの長方形の櫛歯状のグリッ
ドである。このグリッドは電気的に、両側の光吸収層(
3)にゲート層と併用して接続されるようなパターンを
成すと効果的である。第2図(a)、 (b)は各々に
パターンの例を示す平面図である。グリッドの方向は、
レーザ・スートライプと平行、あるいは直交、あるいは
ある角度を持つ様にしても良い。
スク、あるいはホログラフィックな光照射による)こと
によって、第1図の9に示すような、微細なn型GaA
sを、島状に残留させる。このn型GaAgの品番よ、
−辺が0.01〜0.2μmの直方体あ乞いは、断面が
、−辺0.O1〜0.2μmの長方形の櫛歯状のグリッ
ドである。このグリッドは電気的に、両側の光吸収層(
3)にゲート層と併用して接続されるようなパターンを
成すと効果的である。第2図(a)、 (b)は各々に
パターンの例を示す平面図である。グリッドの方向は、
レーザ・スートライプと平行、あるいは直交、あるいは
ある角度を持つ様にしても良い。
レーザP側電極(10)の下に、たとえばZnを拡散し
、電流径路の抵抗を減らすと、さらに高速化に有利であ
る。この拡散フロントは、第1図に13で示す。特に、
このフロントを、ゲートの島あるいはグリッド(第1図
9)に接近させ、その距離が0.5μm以下になると、
この間の電子走行距離が、平均自由工程°と同程度にな
るため、パリスティック効果による高速化が生じる。
、電流径路の抵抗を減らすと、さらに高速化に有利であ
る。この拡散フロントは、第1図に13で示す。特に、
このフロントを、ゲートの島あるいはグリッド(第1図
9)に接近させ、その距離が0.5μm以下になると、
この間の電子走行距離が、平均自由工程°と同程度にな
るため、パリスティック効果による高速化が生じる。
以上のようにして作成した素子の動作を確認して次の結
果を得た。
果を得た。
レーザ閾値、15〜50mA。
発振波長0.77−0.85 am。
ゲーl〜印加電圧(ピーク値)0.5〜1.OV。
変調周波数1〜5GHz。
電流注入のために、レーザ動作時には活性領域において
、キャリア濃度が不純物濃度を越え、不純物等による静
電場をスクリーニングするので、本素子は、静電誘動型
あるいは、パリスティック型の三端子素子として動作す
る。特に、第1図2及び4のクラッド層における不純物
濃度を低く保って設計するとこの効果が顕著になる。
、キャリア濃度が不純物濃度を越え、不純物等による静
電場をスクリーニングするので、本素子は、静電誘動型
あるいは、パリスティック型の三端子素子として動作す
る。特に、第1図2及び4のクラッド層における不純物
濃度を低く保って設計するとこの効果が顕著になる。
以上の構造を基本とすれば、半絶縁性のG a A s
基板上に、先ずn型の導電層を成長させて、その上に、
第1図の(1)〜(7)の各層を形成させ同様の構成を
作成しても良い。このように本発明は半絶縁性G a
A s基板を用いた○EIC作成にも適用される。
基板上に、先ずn型の導電層を成長させて、その上に、
第1図の(1)〜(7)の各層を形成させ同様の構成を
作成しても良い。このように本発明は半絶縁性G a
A s基板を用いた○EIC作成にも適用される。
さらに、InP−InGaAsP系を用いた、発振金属
シリサイド等の、導電性の高い材料も利用できる。その
場合は、Ga A s等化合物半導体との界面の整合性
に十分注意を払い、グラホエピタキシー、あるいは、イ
オンビームを利用した直接描画的な選択成長等の技術を
適用するのが良い。
シリサイド等の、導電性の高い材料も利用できる。その
場合は、Ga A s等化合物半導体との界面の整合性
に十分注意を払い、グラホエピタキシー、あるいは、イ
オンビームを利用した直接描画的な選択成長等の技術を
適用するのが良い。
第1図は本発明の半導体レーザの断面図、第2図はゲー
ト部の平面図を示している。 ■・・・キャップ層、2・・・p型クラッド層、3・・
・光吸収・ゲート層、4・・・P型クラッド層、5・・
・超格子 ウェル層、6・・・超格子 バリヤ層、7・
・・n型クラッド層、8・・・n型基板、9・・・ゲー
ト(島あるいはグリッド)、10・・・P側電極、11
・・ゲート電極、12・・・n側電極、13・・・P側
拡散フロント。
ト部の平面図を示している。 ■・・・キャップ層、2・・・p型クラッド層、3・・
・光吸収・ゲート層、4・・・P型クラッド層、5・・
・超格子 ウェル層、6・・・超格子 バリヤ層、7・
・・n型クラッド層、8・・・n型基板、9・・・ゲー
ト(島あるいはグリッド)、10・・・P側電極、11
・・ゲート電極、12・・・n側電極、13・・・P側
拡散フロント。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上にレーザ発振のための第1のクラッド
層、活性層、および第2のクラッド層を有し、この第2
のクラッド層上に当該レーザ光を吸収する第4の半導体
層を設け、第4の半導体層中に開孔を設け、この開孔内
に所定のグリッド層を配し、このグリッド層は前記第4
の半導体層に接続され、前記開孔を含んで第4の半導体
層上に第5の半導体層を少なくとも配し、前記半導体基
板側に第1の電極、前記第5の半導体層上に第2の電極
、第4の半導体層より第3の電極を各々取り出し、且、
レーザ発振のための共振器を構成する手段を有すること
を特徴とする半導体レーザ装置。 2、前記活性層が超格子構造を有して成ることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置。 3、前記第2の電極下にこれに接して不純物領域を設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の半導体レーザ装置。 4、前記第2の電極下にこれと接して設けられた不純物
領域の第5の半導体層中のフロントと前記グリッド層と
の距離が0.5μm以下なることを特徴とする特許請求
の範囲第3項記載の半導体レーザ装置。 5、前記第5の半導体層上に更にキャップ層として少な
くとも第6の半導体層が設けられていることを特許請求
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 |
|---|---|---|---|
| JP15417985A JPS6215871A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15417985A JPS6215871A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215871A true JPS6215871A (ja) | 1987-01-24 |
Family
ID=15578560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15417985A Pending JPS6215871A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6215871A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5290280A (en) * | 1976-01-22 | 1977-07-29 | Nec Corp | Semiconductor laser element |
| JPS5710992A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor device and manufacture therefor |
| JPS589388A (ja) * | 1981-07-09 | 1983-01-19 | Olympus Optical Co Ltd | 光変調集積素子 |
| JPS59987A (ja) * | 1982-06-26 | 1984-01-06 | Semiconductor Res Found | 半導体レ−ザ |
-
1985
- 1985-07-15 JP JP15417985A patent/JPS6215871A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5290280A (en) * | 1976-01-22 | 1977-07-29 | Nec Corp | Semiconductor laser element |
| JPS5710992A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor device and manufacture therefor |
| JPS589388A (ja) * | 1981-07-09 | 1983-01-19 | Olympus Optical Co Ltd | 光変調集積素子 |
| JPS59987A (ja) * | 1982-06-26 | 1984-01-06 | Semiconductor Res Found | 半導体レ−ザ |
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