JPS6320395B2 - - Google Patents
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- JPS6320395B2 JPS6320395B2 JP16302181A JP16302181A JPS6320395B2 JP S6320395 B2 JPS6320395 B2 JP S6320395B2 JP 16302181 A JP16302181 A JP 16302181A JP 16302181 A JP16302181 A JP 16302181A JP S6320395 B2 JPS6320395 B2 JP S6320395B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体レーザに関し特に埋め込み構
造半導体レーザの改良に関する。
造半導体レーザの改良に関する。
第１図に埋め込み構造半導体レーザの一種であ
る従来の電流狭窄型メサ基板埋め込み構造レーザ
Current Confinement Mesa Substrate Buried
Heterostructure Laser Diode略してCCM−
LD；参考文献、電子通信学会光量子エレクトロ
ニクス研究会資OQE80−117）を示す。CCM−
LDはｎ・InP基板１上に形成されたストライプ
状突起２上に活性層４ａ（InGaAsP、λｇ〜1.3μ
ｍ）、ストライプ状突起２の両側に活性層４ｂ
（InGaAsP、λｇ〜1.3μｍ）が途切れて形成され
ているため、活性層４ａが屈折率の小さなバツフ
アー層３（ｎ・InP）及び第１クラツド層（ｐ・
Inp）でまわりを囲まれた、いわゆる埋め込み構
造となつている。又、電流阻止層６（ｎ・InP）
がストライプ状突起２上で欠損し、その両側にの
み形成されているため活性層４ａに効率良く電流
が集中することができる。
る従来の電流狭窄型メサ基板埋め込み構造レーザ
Current Confinement Mesa Substrate Buried
Heterostructure Laser Diode略してCCM−
LD；参考文献、電子通信学会光量子エレクトロ
ニクス研究会資OQE80−117）を示す。CCM−
LDはｎ・InP基板１上に形成されたストライプ
状突起２上に活性層４ａ（InGaAsP、λｇ〜1.3μ
ｍ）、ストライプ状突起２の両側に活性層４ｂ
（InGaAsP、λｇ〜1.3μｍ）が途切れて形成され
ているため、活性層４ａが屈折率の小さなバツフ
アー層３（ｎ・InP）及び第１クラツド層（ｐ・
Inp）でまわりを囲まれた、いわゆる埋め込み構
造となつている。又、電流阻止層６（ｎ・InP）
がストライプ状突起２上で欠損し、その両側にの
み形成されているため活性層４ａに効率良く電流
が集中することができる。
このCCM−LDの結果は、液相成長法の一種で
あるスライド法で形成される。この液相成長にお
いて活性層４ａ及び４ｂを形成後続けて第１クラ
ツド層５及び電流阻止層６を形成する場合に、活
性層４ａがストライプ状突起２上にあるため、そ
の他の領域よりも突き出ており、液相成長用カー
ボンボートに接触しやすく、このため機械的損傷
を受けて結晶の破損、転位の発生を招きやすい欠
点があつた。この様な機械的な損傷を受けた結晶
から製作したCCM−LDは通電時の劣化率が大き
く、寿命が短かつた。
あるスライド法で形成される。この液相成長にお
いて活性層４ａ及び４ｂを形成後続けて第１クラ
ツド層５及び電流阻止層６を形成する場合に、活
性層４ａがストライプ状突起２上にあるため、そ
の他の領域よりも突き出ており、液相成長用カー
ボンボートに接触しやすく、このため機械的損傷
を受けて結晶の破損、転位の発生を招きやすい欠
点があつた。この様な機械的な損傷を受けた結晶
から製作したCCM−LDは通電時の劣化率が大き
く、寿命が短かつた。
本発明の目的ろ、活性層が上述した機械的損傷
を受け難く、長寿命の半導体レーザを提供するこ
とにある。
を受け難く、長寿命の半導体レーザを提供するこ
とにある。
本発明によれば、少なくとも３つの互いに平行
なストライプ状突起を有する半導体基板と、この
半導体基板上に形成された活性層と、ストライプ
状突起の少なくとも１つに欠損部を有する電流阻
止層とを具備したことを特徴とする半導体レーザ
が得られる。
なストライプ状突起を有する半導体基板と、この
半導体基板上に形成された活性層と、ストライプ
状突起の少なくとも１つに欠損部を有する電流阻
止層とを具備したことを特徴とする半導体レーザ
が得られる。
以下図面を参照して本発明を詳しく説明する。
第２図は本発明の一実施例の断面図である。図中
１１はｎ・InP基板、１２，１３，１４はストラ
イプ状突起、１５は平担部、１６はバツフアー層
（ｎ・InP、厚さ〜0.5μｍ）、１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ
は、活性層（InGaAsP、λｇ〜1.3μｍ、厚さ〜
0.2μｍ）、１８は第１クラツド層（Ｐ・InP、厚さ
0.7μｍ）、１９は電流阻止層（ｎ・InP、厚さ〜
0.7μｍ）、２０は第２クラツド層（ｐ・InP、厚さ
２〜5μｍ）、２１はキヤツプ層（ｐ・InGaAsP、
λｇ〜1.3μｍ、厚さ〜1μｍ）、２２はｐ電極、２
３はｎ電極である。本実施例の埋め込み構造レー
ザの主たる発光領域は、ストライプ状突起１２上
に形成された、活性層１７ａである。段差のとこ
ろで活性層１７が段切れを伴なつて形成されるた
め、活性層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄはそ
れぞれ不連続となる。又、電流阻止層は、活性層
１７ａ上で欠損しているため電流は集中的に、活
性層１７ａに注入される。ストライプ状突起１２
の上辺の幅は約2μｍ、高さは約3μｍストライプ
上突起１２と１３の間隔およびストライプ状突起
１２と１４の間隔は５〜20μｍ、ストライプ状突
起１３及び１４の上辺の幅は20〜50μｍ、高さは
約3μｍ、平担部１５の幅は100〜150μｍである。
第２図は本発明の一実施例の断面図である。図中
１１はｎ・InP基板、１２，１３，１４はストラ
イプ状突起、１５は平担部、１６はバツフアー層
（ｎ・InP、厚さ〜0.5μｍ）、１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ
は、活性層（InGaAsP、λｇ〜1.3μｍ、厚さ〜
0.2μｍ）、１８は第１クラツド層（Ｐ・InP、厚さ
0.7μｍ）、１９は電流阻止層（ｎ・InP、厚さ〜
0.7μｍ）、２０は第２クラツド層（ｐ・InP、厚さ
２〜5μｍ）、２１はキヤツプ層（ｐ・InGaAsP、
λｇ〜1.3μｍ、厚さ〜1μｍ）、２２はｐ電極、２
３はｎ電極である。本実施例の埋め込み構造レー
ザの主たる発光領域は、ストライプ状突起１２上
に形成された、活性層１７ａである。段差のとこ
ろで活性層１７が段切れを伴なつて形成されるた
め、活性層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄはそ
れぞれ不連続となる。又、電流阻止層は、活性層
１７ａ上で欠損しているため電流は集中的に、活
性層１７ａに注入される。ストライプ状突起１２
の上辺の幅は約2μｍ、高さは約3μｍストライプ
上突起１２と１３の間隔およびストライプ状突起
１２と１４の間隔は５〜20μｍ、ストライプ状突
起１３及び１４の上辺の幅は20〜50μｍ、高さは
約3μｍ、平担部１５の幅は100〜150μｍである。
さて、従来のCCM−LDは発光領域が他の領域
よりも突き出ていため、結晶成長中に機械的損傷
を受けやすい欠点があつた。しかし本実施例の半
導体レーザでは、活性層１７ａとその両側の活性
層１７ｂ及び１７ｅの３つの活性層領域が平担部
１５よりも突き出ているため、主たる発光領域で
ある活性層１７ａが液相成長用カーボンボートと
の接触により機械的損傷を受ける確率が大幅に減
少した。
よりも突き出ていため、結晶成長中に機械的損傷
を受けやすい欠点があつた。しかし本実施例の半
導体レーザでは、活性層１７ａとその両側の活性
層１７ｂ及び１７ｅの３つの活性層領域が平担部
１５よりも突き出ているため、主たる発光領域で
ある活性層１７ａが液相成長用カーボンボートと
の接触により機械的損傷を受ける確率が大幅に減
少した。
本実施例の埋め込み構造半導体レーザの製作法
を簡単に述べる。まず主面が（100）面である
ｎ・InP基板１１上にホトエツチング技術によ
り、３つのストライプ状突起１２，１３，１４を
結晶方位＜011＞方向に沿つて形成する。次に液
相成長法の一種のスライド法により、バツフアー
層１６、活性層１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ、第１クラツ
ド層１８、電流阻止層１９、第２クラツド層２
０、キヤツプ層２１を順次連続成長する。このと
き液相成長用溶液の過冷却度を制御することによ
り、バツフアー層１５及び第１クラツド層１８は
ストライプ状突起１２の上部に成長するが、電流
阻止層１９はストライプ状突起１２上で欠損して
成長する。又、電流阻止層１９は、ストライプ状
突起１３及び１４上には、その幅がストライプ状
突起１２よりも広いため成長する。又、
InGaAsPからなる活性層１７ａ，ｂ，ｃ，ｄは
ストライプ状突起１２の側面に成長せず段切れを
伴なつて形成される。この様に得られたレーザ結
晶を厚さ約100μｍ程度に研摩した後、キヤツプ
層２１上にｐ電極２２又ｎ・InP基板１１にｎ電
極２３を真空蒸着法にて形成した後、熱処理を行
ない電極をオーミツク接触にする。その後共振器
長200〜300μｍ程度に切り出して埋め込み構造半
導体レーザが得られる。
を簡単に述べる。まず主面が（100）面である
ｎ・InP基板１１上にホトエツチング技術によ
り、３つのストライプ状突起１２，１３，１４を
結晶方位＜011＞方向に沿つて形成する。次に液
相成長法の一種のスライド法により、バツフアー
層１６、活性層１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ、第１クラツ
ド層１８、電流阻止層１９、第２クラツド層２
０、キヤツプ層２１を順次連続成長する。このと
き液相成長用溶液の過冷却度を制御することによ
り、バツフアー層１５及び第１クラツド層１８は
ストライプ状突起１２の上部に成長するが、電流
阻止層１９はストライプ状突起１２上で欠損して
成長する。又、電流阻止層１９は、ストライプ状
突起１３及び１４上には、その幅がストライプ状
突起１２よりも広いため成長する。又、
InGaAsPからなる活性層１７ａ，ｂ，ｃ，ｄは
ストライプ状突起１２の側面に成長せず段切れを
伴なつて形成される。この様に得られたレーザ結
晶を厚さ約100μｍ程度に研摩した後、キヤツプ
層２１上にｐ電極２２又ｎ・InP基板１１にｎ電
極２３を真空蒸着法にて形成した後、熱処理を行
ない電極をオーミツク接触にする。その後共振器
長200〜300μｍ程度に切り出して埋め込み構造半
導体レーザが得られる。
本実施例では、電流阻止層１９を結晶成長中に
ストライプ状突起１２上で欠損して成長し、電流
通路を形成したが、この方法のみならず電流阻止
層１９をストライプ状突起１２上にも液相成長で
形成した後、ストライプ状突起１２付近だけ選択
的にｐ型不純物のZnあるいはCd等を拡散あるい
はイオン注入等の方法で導入し、電流阻止層１９
の導電型をｎ型からｐ型へ反転して電流通路を形
成しても良い。又、本実施例では、ストライプ状
突起が、主発光領域のストライプ状突起１２とそ
の両側のストライプ状突起１３，１４の３つを備
えていたが、これに限らずストライプ状突起１
３，１４と同様なものが３つ以上備えていても良
い。
ストライプ状突起１２上で欠損して成長し、電流
通路を形成したが、この方法のみならず電流阻止
層１９をストライプ状突起１２上にも液相成長で
形成した後、ストライプ状突起１２付近だけ選択
的にｐ型不純物のZnあるいはCd等を拡散あるい
はイオン注入等の方法で導入し、電流阻止層１９
の導電型をｎ型からｐ型へ反転して電流通路を形
成しても良い。又、本実施例では、ストライプ状
突起が、主発光領域のストライプ状突起１２とそ
の両側のストライプ状突起１３，１４の３つを備
えていたが、これに限らずストライプ状突起１
３，１４と同様なものが３つ以上備えていても良
い。
最後に本発明の有する特徴を要約すれば活性層
が結晶成長中に機械的損傷を受け難く、従つて長
寿命の埋め込み構造半導体レーザを歩留まり良く
得られることにある。
が結晶成長中に機械的損傷を受け難く、従つて長
寿命の埋め込み構造半導体レーザを歩留まり良く
得られることにある。
第１図は電流狭容型メサ基板埋め込み構造レー
ザ（CCM−LD）の断面図である。第２図は、本
発明の一実施例に係わる埋め込み構造半導体レー
ザの断面図である。 図中、１……ｎ・InP基板、２……ストライプ
状突起、３……バツフアー層、４ａ，４ｂ……活
性層、５……第１クラツド層、６……電流阻止
層、７……第２クラツド層、８……キヤツプ層、
９……ｐ電極、１０……ｎ電極、１１……ｎ・
InP基板、１２，１３，１４……ストライプ状突
起、１５……平担部、１６……バツフアー層、１
７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは活性層、１８…
…第１クラツド層、１９……電流阻止層、２０…
…第２クラツド層、２１……キヤツプ層、２２…
…ｐ電極、２３……ｎ電極、である。
ザ（CCM−LD）の断面図である。第２図は、本
発明の一実施例に係わる埋め込み構造半導体レー
ザの断面図である。 図中、１……ｎ・InP基板、２……ストライプ
状突起、３……バツフアー層、４ａ，４ｂ……活
性層、５……第１クラツド層、６……電流阻止
層、７……第２クラツド層、８……キヤツプ層、
９……ｐ電極、１０……ｎ電極、１１……ｎ・
InP基板、１２，１３，１４……ストライプ状突
起、１５……平担部、１６……バツフアー層、１
７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは活性層、１８…
…第１クラツド層、１９……電流阻止層、２０…
…第２クラツド層、２１……キヤツプ層、２２…
…ｐ電極、２３……ｎ電極、である。
Claims (1)
- １ 互いに平行な第１及び第２のストライプ状突
起と、前記第１及び第２のストライプ状突起の間
にこれら突起と互いに平行で且つ前記第１及び第
２のストライプ状突起の幅よりも狭い幅の第３の
ストライプ状突起とが形成された半導体基板と、
前記第１乃至第３のストライプ状突起上とストラ
イプ状突起の谷との間で途切れて前記半導体基板
上に形成された活性層と、前記活性層をおおうク
ラツド層と、前記クラツド層上に前記第３のスト
ライプ状突起上に形成された前記クラツド層上を
除いて形成した電流阻止層とを有し、前記第３の
ストライプ状突起上の活性層に電流を注入して発
光させることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16302181A JPS5864087A (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16302181A JPS5864087A (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864087A JPS5864087A (ja) | 1983-04-16 |
| JPS6320395B2 true JPS6320395B2 (ja) | 1988-04-27 |
Family
ID=15765681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16302181A Granted JPS5864087A (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864087A (ja) |
-
1981
- 1981-10-13 JP JP16302181A patent/JPS5864087A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5864087A (ja) | 1983-04-16 |
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