JP2000091704A - Semiconductor device and manufacture of the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacture of the same

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JP2000091704A
JP2000091704A JP25812898A JP25812898A JP2000091704A JP 2000091704 A JP2000091704 A JP 2000091704A JP 25812898 A JP25812898 A JP 25812898A JP 25812898 A JP25812898 A JP 25812898A JP 2000091704 A JP2000091704 A JP 2000091704A
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JP
Japan
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layer
optical waveguide
active layer
type
active
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JP25812898A
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Japanese (ja)
Inventor
Keizo Takemasa
敬三 武政
Hiroshi Wada
浩 和田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device suited to high-temperature operation in which the efficiency of carrier injection is improved and its manufacturing method. SOLUTION: A semiconductor laser 100 is provided with an optical waveguide 120. The optical waveguide 120 is formed by piling up in order a lower clad layer 130 made of n-InP, a core layer 140 and an upper clad layer 150 made of p-InP. The core layer 140 is formed by piling up in order a lower SCH layer 141 made of InGaAsP, a Hall stop layer, an active layer 145 made of AlInGaAs, an electron stop layer 147, and an upper SCH layer 149 made of InGaAs from the side of the lower clad layer 130. In this semiconductor laser 100, the optical loss in the core layer 140 can be reduced by forming the SHC layer (optical confinement layer) of InGaAsP which absorbs less light than AlInGaAs. Further, the efficiency of carrier injection to the active layer 145 can be improved by providing both Hall stop layer 143 and electron stop layer 147.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,半導体装置及び半
導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年,光通信技術や光エレクトロニクス
技術の発展に伴い,光源装置として用いられる半導体レ
ーザの開発が進められている。かかる状況に置いて,通
常,光通信で使用される1.3μmや1.55μmの波
長領域では,InP(インジウムリン)基板上に形成さ
れる半導体レーザが光源装置として用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of optical communication technology and optoelectronic technology, semiconductor lasers used as light source devices have been developed. Under these circumstances, a semiconductor laser formed on an InP (indium phosphide) substrate is usually used as a light source device in a wavelength region of 1.3 μm or 1.55 μm used in optical communication.

【0003】従来,InP基板上に形成される半導体レ
ーザでは,活性層にInGaAsP(インジウムガリウ
ムヒ素リン)/InGaAsP−QW(Quantum
Well;量子井戸)構造を適用した構成が一般的で
あった。ところが,かかる組成の活性層は,井戸層−バ
リア(障壁)層間での電子側のバンドオフセットが小さ
い。そのため,特に高温での動作においては,活性層か
らの電子の溢れ出しが生じキャリアの注入効率が低下す
ることによって,レーザ特性が悪化するという問題があ
った。
Conventionally, in a semiconductor laser formed on an InP substrate, the active layer is formed of InGaAsP (indium gallium arsenide phosphorus) / InGaAsP-QW (Quantum).
A well (quantum well) structure is generally used. However, the active layer having such a composition has a small electron-side band offset between the well layer and the barrier (barrier) layer. Therefore, particularly at the time of operation at a high temperature, there is a problem that electrons overflow from the active layer and carrier injection efficiency is reduced, thereby deteriorating laser characteristics.

【0004】かかる問題は,”C.E.Zah,R.
B.Bhat,B.Pathak,F.Favire,
W.Lin,M.C.Andreadakis,D.
M.Hwang,T.P.Lee・Z.Wang,D.
Darby,D.C.Flanders and J.
J.Hsieh著「High−performance
uncool 1.3μm AlxGayIn1−x−
yAs/InP strained−layer qu
antum well lasers forsubs
criber loop application」I
EEE Jounal of Quantum Ele
ctoron.,vol.30,pp.511〜52
3,1994”に開示された半導体レーザにおいては,
一応の解決が図られている。
[0004] Such a problem is described in CE Zah, R .;
B. Bhat, B .; Pathak, F .; Fabire,
W. Lin, M .; C. Andrewakis, D .;
M. Hwang, T .; P. Lee Z. Wang, D .;
Darby, D .; C. Flanders and J.M.
J. "High-performance" by Hsieh
uncool 1.3 μm AlxGayIn1-x-
yAs / InP strained-layer qu
antum well lasers forsubs
criber loop application "I
EEE Journal of Quantum Ele
ctoron. , Vol. 30, pp. 511-52
In the semiconductor laser disclosed in US Pat.
A tentative solution is being planned.

【0005】本文献では,活性層に,電子側のバンドオ
フセットがInGaAsP/InGaAsP−QW構造
よりも大きいAlGaInAs(アルミニウムガリウム
インジウムヒ素)/AlGaInAs−QW構造が用い
られている。本文献によれば,かかる構成を採用する結
果,量子井戸からの電子の溢れ出しが抑制されて,高温
状態におけるレーザ特性の改善が実現されている。
In this document, the active layer uses an AlGaInAs (aluminum gallium indium arsenide) / AlGaInAs-QW structure in which the band offset on the electron side is larger than the InGaAsP / InGaAsP-QW structure. According to this document, as a result of adopting such a configuration, the overflow of electrons from the quantum well is suppressed, and the laser characteristics in a high temperature state are improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来の文献においては,QW構造の活性層の外側に,Al
GaInAs系の材料からなるSCH層(Separa
te Confinement Heterostru
cture;光閉じ込め層)が形成されている。そし
て,かかる構成に関して,発明者等によって次の事実が
発見された。即ち,AlGaInAs系の材料は,光の
吸収が非常に大きく(InGaAsP系よりも吸収係数
で約50cm−1程度も大きい。),かかる吸収の大き
さがAlGaInAs系材料のレーザ特性を十分に引き
出せない原因となっている。
However, in the above-mentioned conventional document, the Al layer is formed outside the active layer having the QW structure.
SCH layer (Separa) made of GaInAs-based material
te Confinement Heterostru
cure; a light confinement layer). The following facts have been discovered by the inventors regarding such a configuration. That is, the AlGaInAs-based material has a very large light absorption (about 50 cm −1 in absorption coefficient larger than that of the InGaAsP-based material), and the magnitude of such absorption cannot sufficiently bring out the laser characteristics of the AlGaInAs-based material. Cause.

【0007】なお,SCH層は,活性層よりは屈折率が
小さくクラッド層よりは屈折率が大きい層である。かか
るSCH層をコア層に形成することは,特に活性層が光
波長に比べて非常に薄く光波の閉じ込め効果が弱いQW
レーザにおいて,コア層への光波閉じ込め効果を高める
ために有効である。
The SCH layer has a lower refractive index than the active layer and a higher refractive index than the cladding layer. Forming such an SCH layer in the core layer is particularly effective when the active layer is very thin compared to the optical wavelength and the QW having a weak light wave confinement effect is weak.
In a laser, it is effective to enhance the effect of confining light waves in the core layer.

【0008】結果として,従来は,QWレーザをはじ
め,電流注入によって光の発生や増幅を行う半導体装置
において,活性層へのキャリアの注入効率の向上とコア
層での光損失の抑制とを同時に成立させることができ
ず,装置性能を十分に引き出すことができなかった。
As a result, conventionally, in a semiconductor device such as a QW laser, which generates and amplifies light by current injection, such as a QW laser, improvement of carrier injection efficiency into an active layer and suppression of optical loss in a core layer are simultaneously performed. It could not be established, and the performance of the device could not be sufficiently brought out.

【0009】本発明は,従来の半導体装置が有する上記
問題点に鑑みてなされたものであり,コア層での光波吸
収と活性層からのキャリアの溢れ出しとを抑制すること
により,光損失の低減とキャリアの注入効率の向上とを
両立した,新規かつ改良された半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional semiconductor device, and suppresses light wave absorption in the core layer and overflow of carriers from the active layer to reduce optical loss. It is an object of the present invention to provide a new and improved semiconductor device that achieves both reduction and improvement of carrier injection efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】従来の半導体装置が有す
る上記課題は,n型半導体から形成されるn型クラッド
層とp型半導体から形成されるp型クラッド層とn型ク
ラッド層とp型クラッド層との間に介在するコア層とを
有する光導波路構造を備える半導体装置において,以下
の構成を採用することによって解決することができる。
The above-mentioned problems of the conventional semiconductor device are as follows: an n-type cladding layer formed from an n-type semiconductor; a p-type cladding layer formed from a p-type semiconductor; an n-type cladding layer; This problem can be solved by employing the following configuration in a semiconductor device having an optical waveguide structure having a core layer interposed between the cladding layer and the core layer.

【0011】即ち,請求項1に記載の発明のように,コ
ア層は,少なくとも,AlGaInAs系の材料から形
成される活性層と,活性層とn型クラッド層との間に介
在しInGaAsPから形成される光導波層と,を含む
構成や,請求項4に記載の発明のように,コア層は,少
なくとも,AlGaInAs系の材料から形成される活
性層と,活性層とp型クラッド層との間に介在しInG
aAsPから形成される光導波層と,を含む構成を採用
することである。
That is, as in the first aspect of the present invention, the core layer is formed of at least an active layer formed of an AlGaInAs-based material, and formed of InGaAsP interposed between the active layer and the n-type clad layer. The core layer comprises at least an active layer formed of an AlGaInAs-based material, and an active layer and a p-type clad layer formed of an AlGaInAs-based material. InG interposed between
and an optical waveguide layer formed of aAsP.

【0012】かかる構成を有する請求項1又は4に記載
の発明においては,活性層がAlGaInAs系の材料
から形成されている。したがって,特に,活性層を量子
井戸構造とした場合,井戸層とバリア(障壁)層とのバ
ンドオフセットが大きくなり,活性層内に深い井戸型ポ
テンシャルが形成されて,注入キャリアが活性層から溢
れ出す確率が低下する。また,請求項1又は4に記載の
発明においては,SCH層に相当する光導波層がInG
aAsPから形成されている。InGaAsPは,Al
GaInAs系の物質よりも吸収が小さい。したがっ
て,コア層での光損失が低減され,活性層で発生・増幅
された光を効率的に装置外部に取り出すことができる。
In the invention having the above-described structure, the active layer is formed of an AlGaInAs-based material. Therefore, particularly when the active layer has a quantum well structure, the band offset between the well layer and the barrier (barrier) layer becomes large, a deep well potential is formed in the active layer, and injected carriers overflow from the active layer. Probability of delivery decreases. In the invention according to claim 1 or 4, the optical waveguide layer corresponding to the SCH layer is made of InG.
It is formed from aAsP. InGaAsP is made of Al
Absorption is smaller than that of GaInAs-based material. Therefore, light loss in the core layer is reduced, and light generated and amplified in the active layer can be efficiently extracted outside the device.

【0013】結果として,請求項1又は4に記載の発明
によれば,光損失の低減とキャリアの注入効率の向上と
が両立されて,レーザ特性及び増幅特性が大幅に向上す
る。これら請求項1に記載の発明と請求項4に記載の発
明とは,組み合わせることによって相乗的に効果を発揮
する。
As a result, according to the first or fourth aspect of the present invention, both reduction of optical loss and improvement of carrier injection efficiency are achieved, and laser characteristics and amplification characteristics are greatly improved. The invention described in claim 1 and the invention described in claim 4 exhibit synergistic effects when combined.

【0014】但し,InGaAsPとAlGaInAs
系の物質とでは,InGaAsPの方が伝導帯上端のエ
ネルギが小さい。したがって,請求項1に記載の発明に
おいては,活性層内に捕らえられなかった電子は,特に
室温動作等の高温状態での動作時に,バンドオフセット
の効果で光導波層に到達し易い。また,InGaAsP
とAlGaInAs系の物質とでは,荷電子帯下端のエ
ネルギ差が小さい。したがって,請求項4に記載の発明
においては,活性層内に捕らえられなかったホールが光
導波層に到達し易い。この様な活性層からのキャリアの
漏洩は,キャリアの注入効率の低下による発光・増幅特
性の劣化を生じさせる。
However, InGaAsP and AlGaInAs
With respect to the system material, InGaAsP has lower energy at the upper end of the conduction band. Therefore, in the first aspect of the present invention, electrons that are not captured in the active layer easily reach the optical waveguide layer due to the band offset effect, particularly during operation in a high temperature state such as room temperature operation. Also, InGaAsP
The energy difference between the lower end of the valence band and that of the AlGaInAs-based material is small. Therefore, in the invention described in claim 4, holes not caught in the active layer easily reach the optical waveguide layer. Such leakage of carriers from the active layer causes deterioration of light emission / amplification characteristics due to a decrease in carrier injection efficiency.

【0015】そこで,コア層には,例えば,請求項2に
記載の発明のように,更に,活性層と光導波層との間に
介在し光導波層よりも荷電子帯上端のエネルギが低い電
位障壁層を含む構成や,請求項5に記載の発明のよう
に,更に,活性層と光導波層との間に介在し活性層より
も伝導帯下端のエネルギが高い電位障壁層を含む構成を
採用することが好適である。
Therefore, in the core layer, the energy at the upper end of the valence band is lower than that of the optical waveguide layer by being interposed between the active layer and the optical waveguide layer. A structure including a potential barrier layer and a structure further including a potential barrier layer interposed between the active layer and the optical waveguide layer and having a higher energy at the lower end of the conduction band than the active layer, as in the invention according to claim 5. It is preferable to employ

【0016】請求項2に記載の発明においては,電位障
壁層が活性層と光導波層との間でホールに対する電位障
壁として作用する。したがって,特に高温動作時に,請
求項1に記載の発明で問題となる活性層から光導波層へ
のホールのオーバーフロウを抑制することができる。ま
た,請求項5に記載の発明においては,電位障壁層が活
性層と光導波層との間で電子に対する電位障壁として作
用する。したがって,請求項4に記載の発明で問題とな
る活性層から光導波層への電子の流れを断ち切ることが
できる。
In the second aspect, the potential barrier layer acts as a potential barrier for holes between the active layer and the optical waveguide layer. Therefore, particularly at the time of high-temperature operation, it is possible to suppress overflow of holes from the active layer to the optical waveguide layer, which is a problem in the first aspect. In the invention according to claim 5, the potential barrier layer acts as a potential barrier for electrons between the active layer and the optical waveguide layer. Therefore, the flow of electrons from the active layer to the optical waveguide layer, which is a problem in the fourth aspect, can be cut off.

【0017】この様に,請求項2又は請求項5に記載の
発明によれば,活性層内に注入するキャリアが活性層を
突き抜ける或いは活性層から溢れ出す確率が減少する。
したがって,キャリア損失の低減により,発光・増幅特
性に関して特性自体の向上と高温動作での劣化防止とを
図ることが可能となる。尚,言うまでもなく,請求項2
に記載の発明と請求項5に記載の発明を組み合わせれ
ば,活性層の両側に電位障壁層を挿入した構成となり,
キャリア注入効率が一層向上した半導体装置を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention, the probability that carriers injected into the active layer penetrate the active layer or overflow from the active layer is reduced.
Therefore, by reducing the carrier loss, it is possible to improve the emission / amplification characteristics themselves and prevent deterioration at high temperature operation. Needless to say, claim 2
When the invention described in (5) and the invention described in claim 5 are combined, a structure in which a potential barrier layer is inserted on both sides of the active layer is obtained.
A semiconductor device with further improved carrier injection efficiency can be provided.

【0018】ここで,電位障壁層には,例えば,請求項
3に記載の発明のように,n−InPから形成される構
成や,請求項6に記載の発明のように,電位障壁層は,
p−AlInAsから形成される構成を採用することが
できる。
Here, the potential barrier layer may be formed of, for example, n-InP as in the third aspect of the present invention, or may be formed of n-InP as in the sixth aspect of the present invention. ,
A configuration formed from p-AlInAs can be adopted.

【0019】以上説明した各請求項に記載の発明の構成
は,特に,請求項7に記載の発明のように,活性層が量
子井戸型の活性層である構成において,大きな効果を発
揮する。量子井戸構造は,材料本来の特性とは異なる電
子物性を人為的に設計・変更可能であり,光学装置の特
性改善に有効な微細構造である。かかる量子井戸構造の
活性層は,単一量子井戸(Single Quwant
um Well;以下,「SQW」という。)構造でも
多重量子井戸(Multiplexing Quwan
tum Well;以下,「MQW」という。)構造で
も非常に薄いため,光波閉じ込め効果が弱い。
The configuration of the invention described in each of the above-described claims exerts a great effect particularly in the configuration in which the active layer is a quantum well type active layer as in the invention of the seventh aspect. The quantum well structure is a fine structure that can artificially design and change electronic properties different from the intrinsic properties of the material, and is effective for improving the characteristics of the optical device. The active layer having such a quantum well structure includes a single quantum well (Single Quantum).
um Well; hereinafter, referred to as “SQW”. ) Multiplexing Quwan (Multiplexing Quan)
tun Well; hereinafter, referred to as “MQW”. ) The light wave confinement effect is weak because the structure is very thin.

【0020】したがって,量子井戸型の活性層を持つ半
導体装置では,しばしば,SCH層を設けることによっ
て,屈折率構造による光波閉じ込めの向上が図られる。
そこで,光導波層をSCH層として形成することにより
上記請求項1〜6に記載の発明を適用することによっ
て,コア層での光の吸収の低減と活性層へのキャリアの
注入効率の向上とが図られた高温動作に適した高性能の
半導体レーザや光増幅器を提供することが可能となる。
Therefore, in a semiconductor device having a quantum well type active layer, the provision of the SCH layer often improves the light wave confinement by the refractive index structure.
Therefore, by forming the optical waveguide layer as an SCH layer and applying the inventions of the above-described claims 1 to 6, it is possible to reduce the absorption of light in the core layer and improve the efficiency of carrier injection into the active layer. Thus, it is possible to provide a high-performance semiconductor laser or optical amplifier suitable for high-temperature operation that has been achieved.

【0021】尚,光導波路構造は,請求項8に記載の発
明のように,ストライプ導波路構造である構成とするこ
とが好適である。これは,ストライプ導波路は,活性層
に電流を集中的に注入することができるため,プレーナ
導波路よりも光の発生・増幅を効率的に行うことができ
るからである。ここで,ストライプ導波路としては,特
に,請求項9に記載の発明の構成のような埋め込みへテ
ロ導波路構造や請求項10に記載の発明の構成のような
リッジ導波路構造を適用することが好適である。
It is preferable that the optical waveguide structure has a stripe waveguide structure, as in the eighth aspect of the present invention. This is because the stripe waveguide can intensively inject current into the active layer, and thus can generate and amplify light more efficiently than the planar waveguide. Here, as the stripe waveguide, a buried hetero waveguide structure such as the structure of the invention according to claim 9 or a ridge waveguide structure such as the structure of the invention according to claim 10 is particularly applied. Is preferred.

【0022】以上説明した請求項1〜10に記載の発明
にかかる半導体装置は,請求項11に記載の発明のよう
に,第1の導電型半導体からなる第1のクラッド層を形
成する第1の工程と,第1のクラッド層表面に積層され
るコア層を形成する第2の工程と,第2の導電型半導体
からなりコア層表面に積層される第2のクラッド層を形
成する第3の工程と,を含む,半導体装置の製造方法で
あって:第2の工程は,InGaAsPからなる光導波
層を形成する段階と,AlGaInAs系の材料からな
る活性層を形成する段階と,光導波層と活性層との間に
介在し電子又はホールのいずれかに対して電位障壁とな
る電位障壁層を形成する段階と,を含む半導体装置の製
造方法によって,製造することができる。
In the semiconductor device according to the first to tenth aspects of the present invention, the first cladding layer formed of the first conductivity type semiconductor is formed as in the eleventh aspect of the present invention. A second step of forming a core layer laminated on the surface of the first clad layer, and a third step of forming a second clad layer composed of the second conductive type semiconductor and laminated on the surface of the core layer. A step of forming an optical waveguide layer made of InGaAsP, a step of forming an active layer made of an AlGaInAs-based material, and a step of forming an optical waveguide. Forming a potential barrier layer interposed between the layer and the active layer and serving as a potential barrier for either electrons or holes.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下,本発明を半導体レーザに適
用した場合の好適な実施の形態について,添付図面を参
照しながら詳細に説明する。尚,以下の説明及び添付図
面においては,同一の機能及び構成を有する構成要素に
ついては,同一符号を付することにより重複説明を省略
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments when the present invention is applied to a semiconductor laser will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, components having the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

【0024】まず,図1及び図2を参照しながら,本実
施の形態にかかる半導体レーザ100の構成について説
明する。ここで,図1は,半導体レーザ100の概略構
成を示す見取図である。また,図2は,半導体レーザ1
00のバンド構造についての説明図である。
First, the configuration of the semiconductor laser 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a sketch drawing showing a schematic configuration of the semiconductor laser 100. FIG. 2 shows a semiconductor laser 1.
It is explanatory drawing about the band structure of 00.

【0025】図1に示すように,本実施の形態にかかる
半導体レーザ100は,n−InPからなる基板110
上に形成された例えば約1.3μmの発振波長を持つワ
ンチップ状のレーザ素子である。
As shown in FIG. 1, a semiconductor laser 100 according to the present embodiment has a substrate 110 made of n-InP.
The one-chip laser element having an oscillation wavelength of, for example, about 1.3 μm formed thereon.

【0026】かかる半導体レーザ100は,SCH構造
(分離閉じ込めヘテロ構造)により光波閉じ込め効果の
向上が図られたリッジ型の光導波路120を備えてい
る。半導体レーザ100において,光導波路120は,
下部クラッド層130とコア層140と上部クラッド層
150とを順次積層して構成される。光導波路120に
おいて,n型クラッド層に相当する下部クラッド層13
0は,n−InPから形成されており,又p型クラッド
層に相当する上部クラッド層150は,p−InPから
形成されている。
The semiconductor laser 100 has a ridge-type optical waveguide 120 in which an optical wave confinement effect is improved by an SCH structure (separation confinement heterostructure). In the semiconductor laser 100, the optical waveguide 120 is
The lower clad layer 130, the core layer 140, and the upper clad layer 150 are sequentially laminated. In the optical waveguide 120, the lower cladding layer 13 corresponding to the n-type cladding layer
Numeral 0 is formed from n-InP, and the upper cladding layer 150 corresponding to the p-type cladding layer is formed from p-InP.

【0027】コア層140は,下部クラッド層130側
から上部クラッド層150側へ向かって,下部SCH層
141とホール停止層143と活性層145と電子停止
層147と上部SCH層149とを順次積層する構成と
なっている。図2に示すように,かかるコア層140に
おいて,活性層145は,ホール停止層143側から電
子停止層147側に向かって,バリア層145aと井戸
層145bとバリア層145cとを順次積層するSQW
(単一量子井戸)構造となっている。活性層145にお
いて,井戸層145bは,例えば約1.4μmのバンド
ギャップ波長を持つAlGaInAsから,量子論レベ
ルの厚さ(非常に薄い)に形成されている。一方,バリ
ア層145a及びバリア層145cは,例えば約1.0
μmのバンドギャップ波長を持つAlGaInAsか
ら,量子論レベルの厚さに形成されている。
The core layer 140 includes a lower SCH layer 141, a hole stop layer 143, an active layer 145, an electron stop layer 147, and an upper SCH layer 149 sequentially stacked from the lower clad layer 130 side to the upper clad layer 150 side. Configuration. As shown in FIG. 2, in the core layer 140, the active layer 145 includes an SQW in which a barrier layer 145a, a well layer 145b, and a barrier layer 145c are sequentially stacked from the hole stop layer 143 side to the electron stop layer 147 side.
(Single quantum well) structure. In the active layer 145, the well layer 145b is formed of, for example, AlGaInAs having a bandgap wavelength of about 1.4 μm to a thickness of the quantum theory level (extremely thin). On the other hand, the barrier layers 145a and 145c are, for example, about 1.0
It is formed from AlGaInAs having a band gap wavelength of μm to a thickness of a quantum theory level.

【0028】また,光導波層に相当する下部SCH層1
41は,例えば1.2〜1.0μmのバンドギャップ波
長を持つInGaAsPから,下部クラッド層130よ
りも大きな屈折率を持つように形成されている。さら
に,他の光導波層に相当する上部SCH層149は,例
えば1.2〜1.0μmのバンドギャップ波長を持つI
nGaAsPから,上部クラッド層150よりも大きな
屈折率を持つように形成されている。
The lower SCH layer 1 corresponding to the optical waveguide layer
41 is formed of, for example, InGaAsP having a band gap wavelength of 1.2 to 1.0 μm so as to have a refractive index larger than that of the lower cladding layer 130. Further, the upper SCH layer 149 corresponding to another optical waveguide layer has an I-band having a band gap wavelength of, for example, 1.2 to 1.0 μm.
The upper cladding layer 150 is formed of nGaAsP so as to have a higher refractive index.

【0029】光導波路120には,活性層145で発生
・増幅した光が下部クラッド層130と下部SCH層1
41との境界及び上部クラッド層150と上部SCH層
149との境界で全反射を起こす屈折率構造(SCH構
造)が形成される。光導波路120においては,かかる
構成によって,コア層140への光波閉じ込め効果が向
上し,漏洩による伝搬損失の低減が可能となる。
The light generated and amplified by the active layer 145 is supplied to the optical waveguide 120 by the lower cladding layer 130 and the lower SCH layer 1.
A refractive index structure (SCH structure) that causes total reflection is formed at the boundary between the upper cladding layer 41 and the upper cladding layer 150 and the upper SCH layer 149. In the optical waveguide 120, with such a configuration, the effect of confining the light wave in the core layer 140 is improved, and the propagation loss due to leakage can be reduced.

【0030】かかる下部SCH層141及び上部SCH
層149は,AlGaInAsよりも吸収の小さいIn
GaAsPから形成されている。本実施の形態にかかる
半導体レーザ100においては,かかる構成によって,
コア層140における吸収による光損失が低減される。
The lower SCH layer 141 and the upper SCH
The layer 149 is made of In which absorbs less than AlGaInAs.
It is formed of GaAsP. In the semiconductor laser 100 according to the present embodiment,
Light loss due to absorption in the core layer 140 is reduced.

【0031】尚,半導体レーザ100において,バリア
層145aと下部SCH層141とのバンドオフセット
の関係は,エネルギ的にみて,電子側(伝導帯下端)で
は例えば180meV程度SCH層141の方が小さ
く,ホール側(価電子帯上端)では例えば70meV程
度バリア層145aの方が小さくなっている。同様に,
バリア層145cと上部SCH層149とのバンドオフ
セットの関係は,エネルギ的にみて,電子側では例えば
180meV程度SCH層149の方が小さく,ホール
側では例えば70meV程度バリア層145cの方が小
さくなっている。
In the semiconductor laser 100, the relationship between the band offset of the barrier layer 145a and the band offset of the lower SCH layer 141 is, for example, about 180 meV on the electron side (lower end of the conduction band) smaller on the electron side. On the hole side (upper end of the valence band), for example, the barrier layer 145a is smaller by about 70 meV. Similarly,
Regarding the band offset relationship between the barrier layer 145c and the upper SCH layer 149, from the viewpoint of energy, the SCH layer 149 is smaller on the electron side, for example, about 180 meV, and is smaller on the hole side, for example, about 70 meV. I have.

【0032】さらに,電位障壁層に相当するホール停止
層143は,n−InPから形成されており,InGa
AsPからなる下部クラッド層141よりも価電子帯上
端が低エネルギ側にあるバンド構造を持つ。さらにま
た,ホール停止層143は,ホールがトンネリングを起
こさないように,例えば100オングストローム以上の
膜厚で形成されている。また,他の電位障壁層に相当す
る電子停止層147は,p−AlInAsから形成され
ており,AlGaAsPからなるバリア層145cより
も伝導帯下端が高エネルギ側にあるバンド構造を持つ。
さらに,電子停止層147は,電子がトンネリングを起
こさないように,例えば100オングストローム以上の
膜厚で形成されている。
Further, the hole stop layer 143 corresponding to the potential barrier layer is made of n-InP,
It has a band structure in which the upper end of the valence band is on the lower energy side than the lower cladding layer 141 made of AsP. Further, the hole stop layer 143 is formed to have a thickness of, for example, 100 Å or more so as to prevent tunneling of holes. The electron stop layer 147 corresponding to another potential barrier layer is formed of p-AlInAs, and has a band structure in which the lower end of the conduction band is on the higher energy side than the barrier layer 145c of AlGaAsP.
Further, the electron stop layer 147 is formed with a thickness of, for example, 100 angstroms or more so that electrons do not tunnel.

【0033】本実施の形態にかかる半導体レーザ100
においては,かかるホール停止層143と電子停止層1
47とによって,活性層145内のキャリア(電子及び
ホール)が活性層145から漏洩する確率を大きく低減
することが可能となる。
Semiconductor laser 100 according to the present embodiment
In this case, the hole stop layer 143 and the electron stop layer 1
With 47, the probability that carriers (electrons and holes) in the active layer 145 leak from the active layer 145 can be greatly reduced.

【0034】再び図1に示すように,本実施の形態にか
かる半導体レーザ100には,更に,n型電極105と
コンタクト層160とp型電極165とパッド電極17
0と絶縁膜180と埋め込み層190とが設けられてい
る。
As shown in FIG. 1 again, the semiconductor laser 100 according to the present embodiment further includes an n-type electrode 105, a contact layer 160, a p-type electrode 165, and a pad electrode 17.
0, an insulating film 180, and a buried layer 190 are provided.

【0035】n側電極105は,基板110の裏面全面
を覆うように設置されている。コンタクト層160は,
上部クラッド層150表面に積層されるようにp−I
nGaAsから形成されている。半導体レーザ100で
は,かかるコンタクト層160と上部クラッド層150
とからリッジストライプが形成されている。さらに,p
側電極165は,コンタクト層160表面を覆うように
設置される。
The n-side electrode 105 is provided so as to cover the entire back surface of the substrate 110. The contact layer 160
P + -I so as to be laminated on the surface of the upper cladding layer 150.
It is made of nGaAs. In the semiconductor laser 100, the contact layer 160 and the upper cladding layer 150
Thus, a ridge stripe is formed. Furthermore, p
The side electrode 165 is provided so as to cover the surface of the contact layer 160.

【0036】絶縁膜180は,コンタクト層160と上
部クラッド層150とからなるリッジストライプの側面
と該ストライプ側方の上部SCH層149表面とを覆う
ように形成されている。半導体レーザ100では,素子
分離のためのかかる絶縁膜180によって,活性層14
5への電流注入が,コンタクト層160と上部クラッド
層150とからなるリッジストライプを介してのみ行わ
れることになる。さらに,埋め込み層190は,コンタ
クト層160と上部クラッド層150とからなるストラ
イプ側部を埋め込むように,ポリイミドから形成されて
いる。
The insulating film 180 is formed so as to cover the side surface of the ridge stripe composed of the contact layer 160 and the upper cladding layer 150 and the surface of the upper SCH layer 149 on the side of the stripe. In the semiconductor laser 100, the active layer 14 is formed by the insulating film 180 for element isolation.
5 is performed only through the ridge stripe composed of the contact layer 160 and the upper cladding layer 150. Further, the burying layer 190 is formed of polyimide so as to bury the side of the stripe composed of the contact layer 160 and the upper cladding layer 150.

【0037】以上説明した構成を有する半導体レーザ1
00は,本実施の形態にかかる半導体レーザの一例にす
ぎない。例えば,半導体レーザ100の発振波長は,例
として約1.3μmとしてあるが,本実施の形態は,他
の様々な発振波長,例えば1.5μm等の半導体レーザ
に対しても適用可能である。また,半導体レーザ100
の光導波路120は,リッジ導波路であるが,本実施の
形態は,他の様々な光導波路,例えばBH(Burie
d Hetero structure;埋め込みへテ
ロ構造)導波路或いはリブ導波路やプレーナ導波路等の
半導体レーザに対しても適用することができる
The semiconductor laser 1 having the configuration described above
00 is merely an example of the semiconductor laser according to the present embodiment. For example, the oscillation wavelength of the semiconductor laser 100 is, for example, about 1.3 μm, but the present embodiment can be applied to a semiconductor laser having other various oscillation wavelengths, for example, 1.5 μm. In addition, the semiconductor laser 100
Is a ridge waveguide, but in the present embodiment, various other optical waveguides, for example, BH (Burie)
d Heterostructure (embedded hetero structure) The present invention can also be applied to semiconductor lasers such as waveguides, rib waveguides, and planar waveguides.

【0038】さらに,半導体レーザ100の活性層14
5は,繰り返し数が1のSQW構造であるが,本実施の
形態は,他の様々な構造,例えば繰り返し数が2以上の
MQW構造或いは歪みQW構造やバルク構造等の活性層
を持つ半導体レーザに対しても適用可能である。さらに
また,半導体レーザ100のSCH層(下部SCH層1
41及び上部SCH層149)は,バンドギャップ波長
が例として1.2〜1.0μmとしてあるが,本実施の
形態は,他の様々なバンドギャップ波長を持つSCH層
を有する半導体レーザに対しても適用することができ
る。
Further, the active layer 14 of the semiconductor laser 100
Reference numeral 5 denotes an SQW structure having a repetition number of 1. The present embodiment is directed to a semiconductor laser having an active layer such as an MQW structure having a repetition number of 2 or more, a strained QW structure, a bulk structure, or the like. It is also applicable to Furthermore, the SCH layer of the semiconductor laser 100 (the lower SCH layer 1)
41 and the upper SCH layer 149) have a band gap wavelength of 1.2 to 1.0 μm as an example, but this embodiment is applicable to a semiconductor laser having an SCH layer having various other band gap wavelengths. Can also be applied.

【0039】次に,本実施の形態にかかる半導体レーザ
100の製造方法について,図3〜図7を参照しながら
説明する。尚,図3〜図7は,半導体レーザ100の各
製造工程についての説明図である。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 3 to 7 are explanatory views of each manufacturing process of the semiconductor laser 100. FIG.

【0040】ここで説明する半導体レーザ100の製造
方法では,最初に,レーザプロセスの前段階として,図
3に示す積層工程が行われる。かかる積層工程において
は,MOVPE(Metal−Organic Vap
or Phase Epitaxy;有機金属気相エピ
タキシ)法による結晶成長を用いて,各層を順次形成す
る。
In the method of manufacturing the semiconductor laser 100 described here, first, a lamination process shown in FIG. 3 is performed as a pre-stage of the laser process. In such a lamination process, MOVPE (Metal-Organic Vap) is used.
Each layer is sequentially formed by using crystal growth by a metal-organic vapor phase epitaxy (or phase epitaxy) method.

【0041】積層工程では,まず,InPからなる基板
110表面にInPを結晶成長させて,下部クラッド層
120を形成する。さらに,下部クラッド層120表面
に,InGaAsP(下部SCH層141)とn−In
P(ホール停止層143)とAlGaInAs(活性層
145)とp−AlInAs(電子停止層147)とI
nGaAsP(上部SCH層149)とを順次結晶成長
させて,コア層140を形成する。さらにまた,コア層
140表面に,p−InPを結晶成長させて,上部クラ
ッド層150を形成する。さらに,上部クラッド層15
0表面に,p−InGaAsを結晶成長させて,コン
タクト層160を形成する。
In the laminating step, first, the lower cladding layer 120 is formed by growing InP on the surface of the substrate 110 made of InP. Furthermore, InGaAsP (lower SCH layer 141) and n-In
P (hole stop layer 143), AlGaInAs (active layer 145), p-AlInAs (electron stop layer 147) and I
The nGaAsP (upper SCH layer 149) is sequentially crystal-grown to form the core layer 140. Furthermore, p-InP is crystal-grown on the surface of the core layer 140 to form the upper cladding layer 150. Further, the upper cladding layer 15
A contact layer 160 is formed by crystal growth of p + -InGaAs on the zero surface.

【0042】なお,本実施の形態においては,MOVP
E法以外に,例えば,MBE(Molecular B
eam Epitaxy;分子線エピタキシ)法やCB
E(Chemical Beam Epitaxy;ケ
ミカルビームエピタキシ)法等を用いることもできる。
In this embodiment, the MOVP
In addition to the E method, for example, MBE (Molecular B
beam epitaxy method and CB
An E (Chemical Beam Epitaxy) method or the like can also be used.

【0043】半導体レーザ100の製造方法では,次い
で,図4に示すエッチングマスク形成工程が行われる。
かかるエッチングマスク形成工程では,コンタクト層1
60表面に,例えばSiO(二酸化珪素)又はSiN
(窒化珪素)等の誘電体膜からなる幅2〜5μmのスト
ライプ状のエッチングマスク200が形成される。尚,
図4において,エッチングマスク200は,紙面に垂直
な方向にストライプ状に延びている。
Next, in the method of manufacturing the semiconductor laser 100, an etching mask forming step shown in FIG. 4 is performed.
In this etching mask forming step, the contact layer 1
60, for example, SiO 2 (silicon dioxide) or SiN
A striped etching mask 200 having a width of 2 to 5 μm and made of a dielectric film such as (silicon nitride) is formed. still,
In FIG. 4, the etching mask 200 extends in a stripe shape in a direction perpendicular to the paper surface.

【0044】次いで,図5に示すリッジストライプ形成
工程が行われる。本工程では,エッチングマスク200
を用いたドライエッチング又はウェットエッチングによ
って,コンタクト層160と上部クラッド層150とを
メサエッチングする。結果として,本工程では,コンタ
クト層160と上部クラッド層150とからなるリッジ
ストライプが形成される。
Next, a ridge stripe forming step shown in FIG. 5 is performed. In this step, the etching mask 200
The contact layer 160 and the upper cladding layer 150 are mesa-etched by dry etching or wet etching using GaN. As a result, in this step, a ridge stripe composed of the contact layer 160 and the upper clad layer 150 is formed.

【0045】次いで,図6に示す埋め込み工程が行われ
る。本工程では,まず,コンタクト層160表面に残っ
ているエッチングマスク200(図4及び図5)を除去
する。次に,素子分離のための誘電体膜をウェハ表面全
体に成膜した後,メサ状に残されたリッジストライプ表
面に成膜された誘電体膜を除去して,絶縁膜180を形
成する。さらに,素子保護のために,メサ状に残された
リッジストライプ側部をポリイミドで埋め込み,埋め込
み層190を形成する。
Next, an embedding step shown in FIG. 6 is performed. In this step, first, the etching mask 200 (FIGS. 4 and 5) remaining on the surface of the contact layer 160 is removed. Next, after a dielectric film for element isolation is formed on the entire wafer surface, the dielectric film formed on the surface of the ridge stripe remaining in the mesa shape is removed, and an insulating film 180 is formed. Further, the side of the ridge stripe left in the mesa shape is buried with polyimide to protect the device, and a buried layer 190 is formed.

【0046】半導体レーザ100の製造工程では,次い
で,図7に示す電極形成工程が行われる。本工程では,
上部クラッド層150とコンタクト層160とからなる
リッジストライプ上部にp型電極165を形成し,更
に,埋め込み層190表面とp型電極165表面の一部
とを覆うようにパッド電極170を形成する。さらに,
基板110の裏面研磨後に,該裏面にn型電極105を
形成する。
Next, in the manufacturing process of the semiconductor laser 100, an electrode forming process shown in FIG. 7 is performed. In this process,
A p-type electrode 165 is formed above the ridge stripe composed of the upper cladding layer 150 and the contact layer 160, and a pad electrode 170 is formed so as to cover the surface of the buried layer 190 and a part of the surface of the p-type electrode 165. further,
After polishing the back surface of the substrate 110, an n-type electrode 105 is formed on the back surface.

【0047】次に,本実施の形態にかかる半導体レーザ
100の動作時における電流注入について,図1及び図
2を参照しながら説明する。まず,半導体レーザ100
においては,活性層145内で形成されたレーザ光は,
コア層140内に閉じ込められて伝搬し,半導体レーザ
100外部に出力される。
Next, current injection during operation of the semiconductor laser 100 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. First, the semiconductor laser 100
In, the laser beam formed in the active layer 145 is
The light is propagated by being confined in the core layer 140 and output outside the semiconductor laser 100.

【0048】図1に示すように,かかる半導体レーザ1
00の動作時には,半導体レーザ100外部から,電極
パッド170及びp型電極165とn型電極105とを
介して光導波路120に順方向バイアス電圧が印加さ
れ,活性層145への電流注入が行われる。図2に示す
ように,活性層145への電流注入は,下部クラッド層
130側から活性層145への電子の注入及び上部クラ
ッド層150側から活性層145へのホールの注入とい
う形で行われる。
As shown in FIG.
In operation 00, a forward bias voltage is applied to the optical waveguide 120 from outside the semiconductor laser 100 via the electrode pad 170, the p-type electrode 165 and the n-type electrode 105, and current is injected into the active layer 145. . As shown in FIG. 2, current injection into the active layer 145 is performed by injection of electrons from the lower cladding layer 130 to the active layer 145 and injection of holes from the upper cladding layer 150 to the active layer 145. .

【0049】下部クラッド層130側から注入される電
子は,下部SCH層141とホール停止層143とを介
して,活性層145に流れ込む。かかる電子は,活性層
145と電子停止層147との境界に形成される電位障
壁によって,上部SCH層149への移動を阻止され
る。したがって,光導波路120内では,例えば室温
(高温状態)での動作等電子が高いエネルギを持つ場合
でも,活性層145から上部SCH層149への電子の
漏洩が抑制される。
Electrons injected from the lower cladding layer 130 flow into the active layer 145 via the lower SCH layer 141 and the hole stop layer 143. Such electrons are prevented from moving to the upper SCH layer 149 by a potential barrier formed at the boundary between the active layer 145 and the electron stop layer 147. Therefore, in the optical waveguide 120, even when the electrons have a high energy such as an operation at room temperature (high temperature state), the leakage of the electrons from the active layer 145 to the upper SCH layer 149 is suppressed.

【0050】また,上部クラッド層150側から注入さ
れるホールは,上部SCH層149と電子停止層147
とを介して,活性層145に流れ込む。かかるホール
は,活性層とホール停止層143との境界に形成される
電位障壁によって,下部SCH層141への移動を阻止
される。したがって,光導波路120内では,活性層1
45から下部SCH層141へのホールのオーバーフロ
ウが抑制される。
The holes injected from the upper clad layer 150 side are the upper SCH layer 149 and the electron stop layer 147.
Through the active layer 145. Such holes are prevented from moving to the lower SCH layer 141 by a potential barrier formed at the boundary between the active layer and the hole stop layer 143. Therefore, in the optical waveguide 120, the active layer 1
Overflow of holes from 45 to the lower SCH layer 141 is suppressed.

【0051】以上から,本実施の形態にかかる半導体レ
ーザ100では,活性層145へのキャリア注入が効率
的に行われることがわかる。
From the above, it can be seen that in the semiconductor laser 100 according to the present embodiment, carriers are efficiently injected into the active layer 145.

【0052】以上説明したように本実施の形態によれ
ば,SCH層にInGaAsPを用いることで,素子内
での光損失を減少させることができる。また,キャリア
停止層を活性層の両側に設けることで,SCH層へのキ
ャリアの漏れを低減させることができる。したがって,
本実施の形態においては,低閾値,高温動作レーザの提
供が可能となる。
As described above, according to this embodiment, light loss in the device can be reduced by using InGaAsP for the SCH layer. Further, by providing the carrier stop layers on both sides of the active layer, it is possible to reduce leakage of carriers to the SCH layer. Therefore,
In the present embodiment, it is possible to provide a low threshold, high temperature operation laser.

【0053】以上,本発明に係る好適な実施の形態につ
いて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において,各種の修正例及び変更例を想定しう
るものであり,それら修正例及び変更例についても本発
明の技術範囲に包含されるものと了解される。
The preferred embodiment according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this configuration.
A person skilled in the art can envisage various modified examples and modified examples within the scope of the technical idea described in the claims, and these modified examples and modified examples are also included in the technical scope of the present invention. It is understood to be included.

【0054】例えば,上記実施の形態においては,温度
調節機構を持たない半導体レーザを例に挙げたが,本発
明はかかる構成に限定されない。本発明は,温度調節機
構を備えた半導体レーザに対しても適用することができ
る。本発明を適用した半導体レーザは,温度上昇に対し
て発振効率が低下し難い。したがって,温度調節機構を
持たなくても正常な発振動作を確保できる。また,温度
調節機構を持つ場合には,温度調節機構を必要以上に作
動させる必要がなくなる。
For example, in the above embodiment, a semiconductor laser having no temperature control mechanism has been described as an example, but the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can be applied to a semiconductor laser having a temperature control mechanism. In the semiconductor laser to which the present invention is applied, the oscillation efficiency does not easily decrease as the temperature increases. Therefore, normal oscillation operation can be ensured without having a temperature control mechanism. In addition, when a temperature control mechanism is provided, it is not necessary to operate the temperature control mechanism more than necessary.

【0055】また,上記実施の形態においては,光導波
路内部で発光する半導体レーザを例に挙げたが,本発明
はかかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な半
導体装置,例えば面発光レーザや光増幅器等を適用した
半導体装置についても適用することができる。
In the above embodiment, the semiconductor laser emitting light inside the optical waveguide has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration. The present invention can be applied to other various semiconductor devices, for example, a semiconductor device to which a surface emitting laser, an optical amplifier, or the like is applied.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明においては,高温動作に適したA
lGaInAs系の材料を活性層に用いる。さらに,A
lGaInAs系の材料の吸収が大きいという欠点をカ
バーするために,光導波層には光損失の小さいInGa
AsPを用いている。結果として,本発明によれば,装
置性能を劣化させずに高温状態での動作が可能な半導体
装置を提供することができる。
According to the present invention, A is suitable for high-temperature operation.
1GaInAs-based material is used for the active layer. Furthermore, A
In order to cover the drawback that the absorption of the lGaInAs-based material is large, the optical waveguide layer has InGa with low light loss.
AsP is used. As a result, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of operating in a high temperature state without deteriorating device performance.

【0057】さらに,本発明においては,バンドオフセ
ットの関係に起因したAlGaInAs系材料からIn
GaAsPへのキャリアの移動を抑制するために,電位
障壁層を設けている。これにより,例えば高温状態にお
ける熱エネルギによるキャリアオーバーフロウ等活性層
からのキャリア漏洩の確率が低減され,活性層へのキャ
リア注入の効率化が図られる。結果として,本発明によ
れば,活性層からのキャリアの漏れが抑制されるととも
に,光損失の小さな良好なレーザ発振や光増幅等の実現
が可能となる。
Further, in the present invention, the AlGaInAs-based material caused by the band offset
A potential barrier layer is provided to suppress the movement of carriers to GaAsP. Thus, the probability of carrier leakage from the active layer such as carrier overflow due to thermal energy in a high temperature state is reduced, and the efficiency of carrier injection into the active layer is improved. As a result, according to the present invention, leakage of carriers from the active layer is suppressed, and good laser oscillation and optical amplification with small optical loss can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用可能な半導体レーザの概略構成を
示す見取り図である。
FIG. 1 is a sketch drawing showing a schematic configuration of a semiconductor laser to which the present invention can be applied.

【図2】図1に示す半導体レーザのバンド構造について
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a band structure of the semiconductor laser shown in FIG.

【図3】図1に示す半導体レーザの製造方法についての
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view illustrating a method of manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す半導体レーザの製造方法についての
他の説明図である。
FIG. 4 is another explanatory view of the method for manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 1;

【図5】図1に示す半導体レーザの製造方法についての
他の説明図である。
FIG. 5 is another explanatory view of the method for manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 1;

【図6】図1に示す半導体レーザの製造方法についての
他の説明図である。
FIG. 6 is another explanatory view of the method for manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 1;

【図7】図1に示す半導体レーザの製造方法についての
他の説明図である。
FIG. 7 is another explanatory view of the method for manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100半導体レーザ 130下部クラッド層 140コア層 141下部SCH層 143ホール停止層 145活性層 147電子停止層 149上部SCH層 150上部クラッド層 整理番号=KT−0171
(1/15)
Reference Signs List 100 semiconductor laser 130 lower cladding layer 140 core layer 141 lower SCH layer 143 hole stop layer 145 active layer 147 electron stop layer 149 upper SCH layer 150 upper cladding layer Reference number = KT-0171
(1/15)

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Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型半導体から形成されるn型クラッド
層と,p型半導体から形成されるp型クラッド層と,前
記n型クラッド層と前記p型クラッド層との間に介在す
るコア層と,を有する光導波路構造を備える,半導体装
置であって:前記コア層は,少なくとも,アルミニウム
ガリウムインジウムヒ素(AlGaInAs)系の材料
から形成される活性層と,前記活性層と前記n型クラッ
ド層との間に介在しインジウムガリウムヒ素リン(In
GaAsP)から形成される光導波層と,を含むことを
特徴とする,半導体装置。
1. An n-type cladding layer formed from an n-type semiconductor, a p-type cladding layer formed from a p-type semiconductor, and a core layer interposed between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer. Wherein the core layer is at least an active layer formed of a material based on aluminum gallium indium arsenide (AlGaInAs), and the active layer and the n-type cladding layer. And indium gallium arsenide (In)
An optical waveguide layer formed of GaAsP).
【請求項2】 前記コア層は,更に,前記活性層と前記
光導波層との間に介在し前記光導波層よりも荷電子帯上
端のエネルギが低い電位障壁層を含むことを特徴とす
る,請求項1に記載の半導体装置。
2. The method according to claim 1, wherein the core layer further includes a potential barrier layer interposed between the active layer and the optical waveguide layer, the potential barrier layer having a lower energy at the upper end of the valence band than the optical waveguide layer. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 前記電位障壁層は,n型インジウムリン
(InP)から形成されることを特徴とする,請求項2
に記載の半導体装置。
3. The device of claim 2, wherein the potential barrier layer is formed of n-type indium phosphide (InP).
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】 n型半導体から形成されるn型クラッド
層と,p型半導体から形成されるp型クラッド層と,前
記n型クラッド層と前記p型クラッド層との間に介在す
るコア層と,を有する光導波路構造を備える,半導体装
置であって:前記コア層は,少なくとも,アルミニウム
ガリウムインジウムヒ素(AlGaInAs)系の材料
から形成される活性層と,前記活性層と前記p型クラッ
ド層との間に介在しインジウムガリウムヒ素リン(In
GaAsP)から形成される光導波層と,を含むことを
特徴とする,半導体装置。
4. An n-type cladding layer formed from an n-type semiconductor, a p-type cladding layer formed from a p-type semiconductor, and a core layer interposed between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer. Wherein the core layer comprises at least an active layer formed of an aluminum gallium indium arsenide (AlGaInAs) -based material; and the active layer and the p-type cladding layer. And indium gallium arsenide (In)
An optical waveguide layer formed of GaAsP).
【請求項5】 前記コア層は,更に,前記活性層と前記
光導波層との間に介在し前記活性層よりも伝導帯下端の
エネルギが高い電位障壁層を含むことを特徴とする,半
導体装置。
5. The semiconductor according to claim 1, wherein the core layer further includes a potential barrier layer interposed between the active layer and the optical waveguide layer, the potential barrier layer having a lower conduction band energy than the active layer. apparatus.
【請求項6】 前記電位障壁層は,p型アルミニウムイ
ンジウムヒ素(p−AlInAs)から形成されること
を特徴とする,請求項5に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the potential barrier layer is made of p-type aluminum indium arsenide (p-AlInAs).
【請求項7】 前記活性層は,量子井戸型の活性層であ
ることを特徴とする,請求項1,2,3,4,5又は6
のいずれかに記載の半導体装置。
7. The active layer according to claim 1, wherein the active layer is a quantum well type active layer.
The semiconductor device according to any one of the above.
【請求項8】 前記光導波路構造は,ストライプ導波路
構造であることを特徴とする,請求項1,2,3,4,
5,6又は7のいずれかに記載の半導体装置。
8. The optical waveguide structure according to claim 1, wherein said optical waveguide structure is a stripe waveguide structure.
8. The semiconductor device according to any one of 5, 6, and 7.
【請求項9】 前記光導波路構造は,埋め込みへテロ導
波路構造であることを特徴とする,請求項8に記載の半
導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein said optical waveguide structure is a buried hetero waveguide structure.
【請求項10】 前記光導波路構造は,リッジ導波路構
造であることを特徴とする,請求項8に記載の半導体装
置。
10. The semiconductor device according to claim 8, wherein said optical waveguide structure is a ridge waveguide structure.
【請求項11】 第1の導電型半導体からなる第1のク
ラッド層を形成する第1の工程と,前記第1のクラッド
層表面に積層されるコア層を形成する第2の工程と,第
2の導電型半導体からなり前記コア層表面に積層される
第2のクラッド層を形成する第3の工程と,を含む,半
導体装置の製造方法であって:前記第2の工程は,イン
ジウムガリウムヒ素リン(InGaAsP)からなる光
導波層を形成する段階と,アルミニウムガリウムインジ
ウムヒ素(AlGaInAs)系の材料からなる活性層
を形成する段階と,前記光導波層と前記活性層との間に
介在し電子又はホールのいずれかに対して電位障壁とな
る電位障壁層を形成する段階と,を含むことを特徴とす
る,半導体装置の製造方法。
11. A first step of forming a first cladding layer made of a first conductivity type semiconductor, a second step of forming a core layer laminated on the surface of the first cladding layer, and Forming a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type and laminated on the surface of the core layer, the method comprising: forming a second cladding layer on the surface of the core layer; Forming an optical waveguide layer made of arsenic phosphorus (InGaAsP), forming an active layer made of an aluminum gallium indium arsenide (AlGaInAs) -based material, and interposing an intermediate layer between the optical waveguide layer and the active layer. Forming a potential barrier layer serving as a potential barrier for either electrons or holes.
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