JPS6265491A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS6265491A JPS6265491A JP20799485A JP20799485A JPS6265491A JP S6265491 A JPS6265491 A JP S6265491A JP 20799485 A JP20799485 A JP 20799485A JP 20799485 A JP20799485 A JP 20799485A JP S6265491 A JPS6265491 A JP S6265491A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- grooves
- type
- cladding layer
- active layer
- 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
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は半導体レーザ素子の構造に関し、特にレーザ素
子の作製に際してその歩留りの向上を達成するとともに
素子特性上の信頼性を確保することを企図した半導体レ
ーザ素子に関するものであるＯ 〈従来の技術〉 化合物半導体材料を多層にエピタキシャル成長させてレ
ーザ発振部を形成した半導体レーザにおいて、７ｏｏｏ
Ｘ以下の短波長領域で発振が可能な材料の組み合わせの
１つとして、ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板上に格子
整合するインジウム・ガリウム・砒素・燐（Ｉ ｎＧａ
ＡｓＰ ）を活性層に用い、高混晶比のアルミニウム・
ガリウム・砒素（Ａ＋ＧａＡｓ）をクラッド層に用いる
系が挙げられる。しかしながら、この系を液相エピタキ
シャル成長法により・積層する場合、活性層であるイン
ジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）層に
多数の欠陥が発生し高品質のエピタキシャル層を得るこ
とができない。このような結晶、性の悪くなった成長層
を半導体レーザ素子の活性層として用いるとその信頼性
や寿命が著しく阻害される場合が生じ実用に供すること
が不可能となる事態を招く。
子の作製に際してその歩留りの向上を達成するとともに
素子特性上の信頼性を確保することを企図した半導体レ
ーザ素子に関するものであるＯ 〈従来の技術〉 化合物半導体材料を多層にエピタキシャル成長させてレ
ーザ発振部を形成した半導体レーザにおいて、７ｏｏｏ
Ｘ以下の短波長領域で発振が可能な材料の組み合わせの
１つとして、ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）基板上に格子
整合するインジウム・ガリウム・砒素・燐（Ｉ ｎＧａ
ＡｓＰ ）を活性層に用い、高混晶比のアルミニウム・
ガリウム・砒素（Ａ＋ＧａＡｓ）をクラッド層に用いる
系が挙げられる。しかしながら、この系を液相エピタキ
シャル成長法により・積層する場合、活性層であるイン
ジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）層に
多数の欠陥が発生し高品質のエピタキシャル層を得るこ
とができない。このような結晶、性の悪くなった成長層
を半導体レーザ素子の活性層として用いるとその信頼性
や寿命が著しく阻害される場合が生じ実用に供すること
が不可能となる事態を招く。
上述のような欠陥の発生する原因の１つとして、エピタ
キシャル成長過程で、融液に過飽和度を与えるために融
液を冷却する際に、融液内で発生する微結晶が基板上に
付着しその周囲の融液の組成変動を引き起こすことが挙
げられる０この微結晶の付着は基板全面で生じ素子製作
上大きな障害となっている。従来、この点を改善するた
めに融液全成長用下地基板と接触させる直前で一旦結晶
板（タミーウェハ）と接触させる方式が採られているが
、この場合融液の組成が大きく変化し所望の成長層が得
られない或いは再現性に乏しいという欠点があった。
キシャル成長過程で、融液に過飽和度を与えるために融
液を冷却する際に、融液内で発生する微結晶が基板上に
付着しその周囲の融液の組成変動を引き起こすことが挙
げられる０この微結晶の付着は基板全面で生じ素子製作
上大きな障害となっている。従来、この点を改善するた
めに融液全成長用下地基板と接触させる直前で一旦結晶
板（タミーウェハ）と接触させる方式が採られているが
、この場合融液の組成が大きく変化し所望の成長層が得
られない或いは再現性に乏しいという欠点があった。
第２図は従来のダブルへテロ接合型半導体レーザの模式
構成図である。
構成図である。
ｎ型ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）半導体基板！！上にｎ
型アルミニウム・ガリウム・砒素（ＡＩＧａＡｓ）クラ
ッド層１２．ノンドープインジウム・ガリウム・砒素・
燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）活性層１３．ｐ型アルミニウム
ーガリウム・砒素（ＡｌＧａＡｓ ）クラッド層１４、
ｎ型ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）キャップ層１５が順次
積層され、キャップ層１５の表面よりｐ型アルミニウム
・ガリウム−砒素（Ａ ｌＧａＡｓ ）クラッド層１４
に達するように電流通路となるＺｎ拡散層１６が形成さ
れている。この場合、インジウム・ガリウム・砒素拳燐
（Ｉ ｎＧａＡｓＰ ）層１３に発生する欠陥はウニ凸
面の全域に拡がり、励起部１９にも存在することになる
。従って、このウェハから得られる半導体レーザ素子の
特性は非常に悪いものとなる。
型アルミニウム・ガリウム・砒素（ＡＩＧａＡｓ）クラ
ッド層１２．ノンドープインジウム・ガリウム・砒素・
燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）活性層１３．ｐ型アルミニウム
ーガリウム・砒素（ＡｌＧａＡｓ ）クラッド層１４、
ｎ型ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）キャップ層１５が順次
積層され、キャップ層１５の表面よりｐ型アルミニウム
・ガリウム−砒素（Ａ ｌＧａＡｓ ）クラッド層１４
に達するように電流通路となるＺｎ拡散層１６が形成さ
れている。この場合、インジウム・ガリウム・砒素拳燐
（Ｉ ｎＧａＡｓＰ ）層１３に発生する欠陥はウニ凸
面の全域に拡がり、励起部１９にも存在することになる
。従って、このウェハから得られる半導体レーザ素子の
特性は非常に悪いものとなる。
〈発明の目的〉
本発明は結晶成長用半導体基板上に溝部を形成すること
により、欠陥の発生場所をレーザ動作部外へ制御し、励
起部の結晶性を向上させて素子の信頼性と再現性を改善
した新規な半導体レーザ素子を提供することを目的とす
るものである。
により、欠陥の発生場所をレーザ動作部外へ制御し、励
起部の結晶性を向上させて素子の信頼性と再現性を改善
した新規な半導体レーザ素子を提供することを目的とす
るものである。
〈発明の概要〉
上記目的を達成するために、本発明では逆メサ方向に形
成されたストライプ溝の直上のエピタキシャル層例えば
インジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）
層には結晶欠陥が集中しそれ以外の部分では高品質の結
晶が得られるという液相エピタキシャル成長における特
異な現象に基づき、ストライプ状溝部を形成した半導体
基板上に多層のエピタキシャル成長層を成長させるとと
もに該多層成長層に対して溝部以外の領域に電流通路を
形成し、多層成長層の中の活性層に発生する欠陥を溝部
直上に集中させるとともに溝部直上位置以外の活性層に
電流を注入して発光動作を行なわせるように構成したこ
とを特徴としている。
成されたストライプ溝の直上のエピタキシャル層例えば
インジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ ）
層には結晶欠陥が集中しそれ以外の部分では高品質の結
晶が得られるという液相エピタキシャル成長における特
異な現象に基づき、ストライプ状溝部を形成した半導体
基板上に多層のエピタキシャル成長層を成長させるとと
もに該多層成長層に対して溝部以外の領域に電流通路を
形成し、多層成長層の中の活性層に発生する欠陥を溝部
直上に集中させるとともに溝部直上位置以外の活性層に
電流を注入して発光動作を行なわせるように構成したこ
とを特徴としている。
このような構成とすることにより、液相エピタキシャル
成長の際に成長層の融液内で発生した微結晶は基板に形
成された溝部へ引き寄せられ、欠陥はこの部分に対応す
る直上位置に集中することになる。このため、上述の如
く溝部以外の位置に電流通路を形成すれば結晶性の良好
な領域が励起部となり半導体レーザ素子の信頼性及び動
作特性が向上し再現性が得られるとともに歩留りの向上
も期待される。
成長の際に成長層の融液内で発生した微結晶は基板に形
成された溝部へ引き寄せられ、欠陥はこの部分に対応す
る直上位置に集中することになる。このため、上述の如
く溝部以外の位置に電流通路を形成すれば結晶性の良好
な領域が励起部となり半導体レーザ素子の信頼性及び動
作特性が向上し再現性が得られるとともに歩留りの向上
も期待される。
〈実施例〉
以下、本発明の！実施例について図面を参照しながら詳
説する。
説する。
第１図は本発明の１実施例を示すダブルへテロ接合構造
半導体レーザ素子の模式構造図である。
半導体レーザ素子の模式構造図である。
（１００）ｎ型ガリウム・砒素（ＧａＡｓ）半導体基板
ＩＫ周知のエツチング法により逆メサ状の溝部７をスト
ライプ状に形成する。溝部７は電流通路となる中央部を
挾んで左右位置に２本形成する〇次いで、液相エピタキ
シャル成長法によりこの基板１上にｎ型アルミニウム・
ガリウム・砒素（ＡＩＧａＡｓ）クラッド層２．ノンド
ープインジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ
）活性層３．ｐ型アルミニウム・ガリウム・砒素（Ａ
ＩＧａＡｓ）クラッド層４． ｎ型ガリウム・砒素（
ＧａＡｓ）キャップ層５を順次積層し、ダブルへテロ接
合構造のレーザ発振用多層結晶構造を形成する。ｐ型ク
ラッド層４とｎ型キャップ層５は逆極性に接合している
ため、電流は流れない。然る後、基板１に形成した逆メ
サ状溝部７の配列間隔中央部に対応する直上位置のキャ
ップ層５表面よ＃）ｐ型クラッド層４に達する深さまで
Ｚｎを拡散して電流通路となるストライプ状のＺｎ拡散
層６を形成する。Ｚｎ拡散層６の領域はｐ型に変換され
て電流が集中して流れ、この部分の直下の活性層３内が
レーザ発振動作部となる。このようにして得られたウェ
ハにおいて、インジウム・ガリウム・砒素・燐（１ｎＧ
ａＡｓＰ ）活性層６に発生する欠陥は上述の如く逆メ
サ状溝部７の上方にあたる部分８に集中する。即ち、溝
部７によって成長前の融液中に発生した微結晶等が溝部
７の方へ引き寄せられるため、ｎ型クラッド層２の結晶
欠陥は溝部７直↓に集中しかつｎ型クラッド層２はこの
溝部７の形状を受は継いでこの直上で凹状成形される。
ＩＫ周知のエツチング法により逆メサ状の溝部７をスト
ライプ状に形成する。溝部７は電流通路となる中央部を
挾んで左右位置に２本形成する〇次いで、液相エピタキ
シャル成長法によりこの基板１上にｎ型アルミニウム・
ガリウム・砒素（ＡＩＧａＡｓ）クラッド層２．ノンド
ープインジウム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ
）活性層３．ｐ型アルミニウム・ガリウム・砒素（Ａ
ＩＧａＡｓ）クラッド層４． ｎ型ガリウム・砒素（
ＧａＡｓ）キャップ層５を順次積層し、ダブルへテロ接
合構造のレーザ発振用多層結晶構造を形成する。ｐ型ク
ラッド層４とｎ型キャップ層５は逆極性に接合している
ため、電流は流れない。然る後、基板１に形成した逆メ
サ状溝部７の配列間隔中央部に対応する直上位置のキャ
ップ層５表面よ＃）ｐ型クラッド層４に達する深さまで
Ｚｎを拡散して電流通路となるストライプ状のＺｎ拡散
層６を形成する。Ｚｎ拡散層６の領域はｐ型に変換され
て電流が集中して流れ、この部分の直下の活性層３内が
レーザ発振動作部となる。このようにして得られたウェ
ハにおいて、インジウム・ガリウム・砒素・燐（１ｎＧ
ａＡｓＰ ）活性層６に発生する欠陥は上述の如く逆メ
サ状溝部７の上方にあたる部分８に集中する。即ち、溝
部７によって成長前の融液中に発生した微結晶等が溝部
７の方へ引き寄せられるため、ｎ型クラッド層２の結晶
欠陥は溝部７直↓に集中しかつｎ型クラッド層２はこの
溝部７の形状を受は継いでこの直上で凹状成形される。
従ってクラッド層２を下地層として成長される活性層３
も溝部７の間では結晶性の良好な下地層の特性を受は継
いで良好な結晶層となり、溝部７直上には欠陥が誘引さ
れて集中した状態となる。電流通路は溝部７の間の平坦
部上方に設けられたＺｎ拡散層６によって制限されてい
るので励起部９は結晶性の良好な部分となるＱ このようにして得られた半導体レーザチップにｐ側及び
ｎ側電極を形成し、両電極を介して駆動電流を注入する
とＺｎ拡散層６直下の活性層３でレーザ発振が開始され
る。本実施例のレーザ素子は発振閾値電流が小さく素子
間の特性の変動も非常に小さいものとなった。
も溝部７の間では結晶性の良好な下地層の特性を受は継
いで良好な結晶層となり、溝部７直上には欠陥が誘引さ
れて集中した状態となる。電流通路は溝部７の間の平坦
部上方に設けられたＺｎ拡散層６によって制限されてい
るので励起部９は結晶性の良好な部分となるＱ このようにして得られた半導体レーザチップにｐ側及び
ｎ側電極を形成し、両電極を介して駆動電流を注入する
とＺｎ拡散層６直下の活性層３でレーザ発振が開始され
る。本実施例のレーザ素子は発振閾値電流が小さく素子
間の特性の変動も非常に小さいものとなった。
〈発明の効果〉
以上述べたように本発明によれば励起部の欠陥゛′ン一
＼ を大幅に減少させ結晶性を向上させることが可能となる
。従ってこの構造を具備して製作された半導体レーザ素
子の信頼性・寿命は大幅に向上するＯまた欠陥の発生が
溝部に限定されるのでウエノ・内の素子特性の変動が小
さくなり素子の歩留りも大幅に向上する。
＼ を大幅に減少させ結晶性を向上させることが可能となる
。従ってこの構造を具備して製作された半導体レーザ素
子の信頼性・寿命は大幅に向上するＯまた欠陥の発生が
溝部に限定されるのでウエノ・内の素子特性の変動が小
さくなり素子の歩留りも大幅に向上する。
Claims (1)
- １、ストライプ状の溝が形成された基板上にレーザ発振
用活性層を有するエピタキシャル成長層を堆積し、前記
活性層に対する電流通路を前記溝の直上位置から離間し
た位置に配設したことを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20799485A JPS6265491A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20799485A JPS6265491A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265491A true JPS6265491A (ja) | 1987-03-24 |
Family
ID=16548916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20799485A Pending JPS6265491A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265491A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106886A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Optoenergy, Inc. | 半導体レーザ素子 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP20799485A patent/JPS6265491A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106886A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Optoenergy, Inc. | 半導体レーザ素子 |
| US7778298B2 (en) | 2005-03-30 | 2010-08-17 | Optoenergy, Inc. | Semiconductor laser device |
| JP5367263B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2013-12-11 | オプトエナジー株式会社 | 半導体レーザ素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4932033A (en) | Semiconductor laser having a lateral p-n junction utilizing inclined surface and method of manufacturing same | |
| JPH0274088A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS6318877B2 (ja) | ||
| JPS5943836B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPS6265491A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| US5359619A (en) | Multi-beam semiconductor laser and method for producing the same | |
| JPS60261184A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JP2554192B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH05226774A (ja) | 半導体レーザ素子とその製造方法 | |
| JPH0214591A (ja) | 埋め込み型半導体レーザ素子 | |
| JPH03161987A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0410705Y2 (ja) | ||
| JPS5941885A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPH07105562B2 (ja) | 横接合ストライプ型半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPH046113B2 (ja) | ||
| JPS6373691A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPS6344311B2 (ja) | ||
| JPS62176182A (ja) | 半導体レ−ザ及びその製造方法 | |
| JPS6298689A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPS5871682A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH0239106B2 (ja) | ||
| JPS6266693A (ja) | 半導体レ−ザ素子の製造方法 | |
| JPS6324692A (ja) | 多機能半導体装置の製造方法 | |
| JPH01217990A (ja) | 半導体レーザ装置と製造方法 | |
| JPS58131788A (ja) | 埋め込み構造半導体レ−ザ |