JP2563994B2 - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2563994B2 JP2563994B2 JP63280910A JP28091088A JP2563994B2 JP 2563994 B2 JP2563994 B2 JP 2563994B2 JP 63280910 A JP63280910 A JP 63280910A JP 28091088 A JP28091088 A JP 28091088A JP 2563994 B2 JP2563994 B2 JP 2563994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- semiconductor
- stripe
- mesa structure
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電流狭窄効果と光導波効果を有する埋込形半
導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
（従来の技術） ディジタル・オーディオディスク（DAD）、ビデオ・
ディスク（VD）、ドキュメント・ファイルなどの光ディ
スク装置や光通信用光源として、半導体レーザの応用が
進むにつれて、モード制御された半導体装置も一般に使
用されている。
ディスク（VD）、ドキュメント・ファイルなどの光ディ
スク装置や光通信用光源として、半導体レーザの応用が
進むにつれて、モード制御された半導体装置も一般に使
用されている。
一方、埋込形半導体レーザ装置は電流を活性層に狭窄
する構造を持っているために低しきい電流で高効率を容
易に実現でき、この構造はファブリプェロー形ばかり出
なく、光導波路層を有する分布帰還形レーザにも適用さ
れている。
する構造を持っているために低しきい電流で高効率を容
易に実現でき、この構造はファブリプェロー形ばかり出
なく、光導波路層を有する分布帰還形レーザにも適用さ
れている。
例えば、GaInAsP系埋込形半導体レーザの従来構造は
第５図の通りである。すなわち、ｎ−（100）InP単結晶
基板70上に多層の半導体層を気相成長法、LPE法もしく
はMOCVD法により形成する。すなわち、ｎ−GaInAsPのバ
ッファ層71および光導波路層72、GaInAsP活性層73、ｐ
−InPクラッド層74、およびｐ−GaInAsPオーミック層75
をこの順に積層する。
第５図の通りである。すなわち、ｎ−（100）InP単結晶
基板70上に多層の半導体層を気相成長法、LPE法もしく
はMOCVD法により形成する。すなわち、ｎ−GaInAsPのバ
ッファ層71および光導波路層72、GaInAsP活性層73、ｐ
−InPクラッド層74、およびｐ−GaInAsPオーミック層75
をこの順に積層する。
次に、ｎ−（100）InP単結晶基板70に細長くいわゆる
ストライプ状の積層体を形成するために、この積層体の
中心部分以外を等方性エッチング手段により除去し、ス
トライプ状のメサ構造体76を形成する。
ストライプ状の積層体を形成するために、この積層体の
中心部分以外を等方性エッチング手段により除去し、ス
トライプ状のメサ構造体76を形成する。
次に、ｐ−InP層77とｎ−InP層78からなる埋込層およ
び表面平坦化用のGaInAsPキャップ層79をこの順に多層
結晶成長法と同じ方法により形成して、このストライプ
状メサ構造体を埋め込む。このような工程を経て埋込形
半導体レーザ装置を完成する。
び表面平坦化用のGaInAsPキャップ層79をこの順に多層
結晶成長法と同じ方法により形成して、このストライプ
状メサ構造体を埋め込む。このような工程を経て埋込形
半導体レーザ装置を完成する。
（発明が解決しようとする問題点） ところが、埋込成長工程を実施する場合、すでに形成
されているメサ部は、一定時間の間、高温にさらされ損
傷を生じる。とくに活性層の熱的損傷はリーク電流の発
生や、素子劣化の原因となる。
されているメサ部は、一定時間の間、高温にさらされ損
傷を生じる。とくに活性層の熱的損傷はリーク電流の発
生や、素子劣化の原因となる。
このため、第６図に示すように、メサ構造体76の中
で、活性層53のみを選択的に幅方向に深くエッチングし
て、エッチング部分80をマストランスポート法で塞ぐ構
造が提案されている（特開昭60−251689）。なお、第５
図と同符号の部分は同一部分を示している。
で、活性層53のみを選択的に幅方向に深くエッチングし
て、エッチング部分80をマストランスポート法で塞ぐ構
造が提案されている（特開昭60−251689）。なお、第５
図と同符号の部分は同一部分を示している。
この構造では、活性層73のストライプ側面に露出する
部分81がマストランスポートにより塞がれるので、埋込
成長工程で活性層端面は熱的損傷を受け難くなる。しか
し、活性層幅が縮小されるものの、その両側のマストラ
ンスポート部分には正接合82ができて、電極83、84より
メサ構造体に流れる電流のうち、活性層を通らずにマス
トランスポートを流れる電流すなわちリーク電流が増大
し電流狭窄効果が低減してしまう。
部分81がマストランスポートにより塞がれるので、埋込
成長工程で活性層端面は熱的損傷を受け難くなる。しか
し、活性層幅が縮小されるものの、その両側のマストラ
ンスポート部分には正接合82ができて、電極83、84より
メサ構造体に流れる電流のうち、活性層を通らずにマス
トランスポートを流れる電流すなわちリーク電流が増大
し電流狭窄効果が低減してしまう。
本発明は上記の欠点を除去するもので、埋込層形成時
の活性層の熱的損傷を受け難く、したがって劣化しがた
い、しかもリーク電流を最少に抑え高効率で信頼性に優
れた半導体装置およびその製造方法を得るものである。
の活性層の熱的損傷を受け難く、したがって劣化しがた
い、しかもリーク電流を最少に抑え高効率で信頼性に優
れた半導体装置およびその製造方法を得るものである。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明における第１の発明は、半導体基板と、この基
板の表面に形成され活性層を互いに導伝形の異なる半導
体層で挾んでなる多層半導体層からなるストライプ状メ
サ構造体であって、このメサ構造体はストライプ方向と
直交する方向の断面形状において、前記活性層と異なる
導伝形の前記半導体層と前記活性層との境界部の端部は
一致し、その端部から、前記活性層と同じ導伝形の前記
半導体層と活性層との境界部に向って幅が狭く形成され
たウェスト部を有するストライプ状メサ構造体と、前記
ウェスト部に設けられ、前記活性層の端面を覆う保護層
と、前記ストライブ状メサ構造体および前記活性層の端
面を覆う保護層とを埋め込む前記活性層よりも屈折率の
低い埋込半導体層と、前記活性層に電流を注入するため
の一対の電極とを有する半導体レーザ装置を提供するも
のである。
板の表面に形成され活性層を互いに導伝形の異なる半導
体層で挾んでなる多層半導体層からなるストライプ状メ
サ構造体であって、このメサ構造体はストライプ方向と
直交する方向の断面形状において、前記活性層と異なる
導伝形の前記半導体層と前記活性層との境界部の端部は
一致し、その端部から、前記活性層と同じ導伝形の前記
半導体層と活性層との境界部に向って幅が狭く形成され
たウェスト部を有するストライプ状メサ構造体と、前記
ウェスト部に設けられ、前記活性層の端面を覆う保護層
と、前記ストライブ状メサ構造体および前記活性層の端
面を覆う保護層とを埋め込む前記活性層よりも屈折率の
低い埋込半導体層と、前記活性層に電流を注入するため
の一対の電極とを有する半導体レーザ装置を提供するも
のである。
第２の発明は、半導体基板と、この基板の表面に形成
されたバッファ層、光導波路層、活性層およびクラッド
層とを含む半導体層の積層体からなるストライプ状メサ
構造体であって、このメサ構造体はストライプ方向と直
交する方向の断面形状において、前記クラッド層より前
記バッファ層に向かって次第に幅が狭くなるようにさ
れ、前記活性層近傍の前記クラッド層に第１のウェスト
部を、また前記活性層と前記光導波路層との境界部に第
２のウェスト部を有するストライプ状メサ構造体と、前
記第２のウェスト部に設けられ、露出する前記活性層の
端面を覆う半導体と、前記ストライプ状メサ構造体と、
前記活性層の端面を覆う半導体とを埋め込む屈折率の低
い埋込半導体層と、前記活性層に電流を供給するための
一対の電極とを有する半導体レーザ装置にある。
されたバッファ層、光導波路層、活性層およびクラッド
層とを含む半導体層の積層体からなるストライプ状メサ
構造体であって、このメサ構造体はストライプ方向と直
交する方向の断面形状において、前記クラッド層より前
記バッファ層に向かって次第に幅が狭くなるようにさ
れ、前記活性層近傍の前記クラッド層に第１のウェスト
部を、また前記活性層と前記光導波路層との境界部に第
２のウェスト部を有するストライプ状メサ構造体と、前
記第２のウェスト部に設けられ、露出する前記活性層の
端面を覆う半導体と、前記ストライプ状メサ構造体と、
前記活性層の端面を覆う半導体とを埋め込む屈折率の低
い埋込半導体層と、前記活性層に電流を供給するための
一対の電極とを有する半導体レーザ装置にある。
さらに、第３の発明は、半導体基板上に活性層および
この活性層を挾み互いに導伝形の異なる半導体層を積層
して多層半導体層を形成する工程と、この多層半導体層
をエッチングして、多層半導体層がストライプ状をな
し、このストライプ方向と直交する方向の断面形状にお
いて、前記活性層と異なる導伝形の前記半導体層と前記
活性層との境界部の端部は一致し、その端部から、前記
活性層と同じ導伝形の前記半導体層と前記活性層との境
界部に向って幅が狭く形成されたウェスト部を有するス
トライプ状メサ構造体を形成する工程と、この工程後、
マストランスポート法により前記活性層の露出面を覆う
ように前記ウェスト部に半導体を埋め込む工程と、前記
ストライプ状メサ構造体および前記活性層の端面を覆う
半導体とを前記活性層よりも屈折率の低い半導体で埋め
込む工程と、前記活性層に電流を供給するための一対の
電極を形成する工程と、を有する半導体レーザ装置の製
造方法にある。
この活性層を挾み互いに導伝形の異なる半導体層を積層
して多層半導体層を形成する工程と、この多層半導体層
をエッチングして、多層半導体層がストライプ状をな
し、このストライプ方向と直交する方向の断面形状にお
いて、前記活性層と異なる導伝形の前記半導体層と前記
活性層との境界部の端部は一致し、その端部から、前記
活性層と同じ導伝形の前記半導体層と前記活性層との境
界部に向って幅が狭く形成されたウェスト部を有するス
トライプ状メサ構造体を形成する工程と、この工程後、
マストランスポート法により前記活性層の露出面を覆う
ように前記ウェスト部に半導体を埋め込む工程と、前記
ストライプ状メサ構造体および前記活性層の端面を覆う
半導体とを前記活性層よりも屈折率の低い半導体で埋め
込む工程と、前記活性層に電流を供給するための一対の
電極を形成する工程と、を有する半導体レーザ装置の製
造方法にある。
（作用） 本発明の半導体レーザ装置は、製造工程での活性層端
面の熱的損傷が防止されて劣化が抑制され、さらにリー
ク電流が最少限に抑えられて低しきい値で信頼性の高い
動作が可能になる。
面の熱的損傷が防止されて劣化が抑制され、さらにリー
ク電流が最少限に抑えられて低しきい値で信頼性の高い
動作が可能になる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明を分布帰還形の埋込形半導体レーザ装
置に適用した１実施例で、第１図ａは装置の光放出方向
に直交する断面図、第１図ｂはその要部拡大図を示す。
置に適用した１実施例で、第１図ａは装置の光放出方向
に直交する断面図、第１図ｂはその要部拡大図を示す。
ｎ−InP基板10の表面に低屈折率のｎ−InPバッファ層
11およびｎ−InP光導波路層12、高屈折率のｎ−GaInAsP
活性層13、この活性層と導伝形が異なり低屈折率のｐ−
InPクラッド層14、高導電性のｐ−GaInAsPオーミック層
15からなる多層の半導体層を積層し、光放出方向に沿う
ストライプ状のメサ構造体16に形成する。メサ構造体の
両側面は、ｐ−InP層17、ｎ−InP層18およびGaInAsPキ
ャップ層19からなる低屈折率の埋込半導体層20で囲まれ
る。活性層13部分に注入電流を流すために、オーミック
層15および基板10面には電極21、22が設けられる。
11およびｎ−InP光導波路層12、高屈折率のｎ−GaInAsP
活性層13、この活性層と導伝形が異なり低屈折率のｐ−
InPクラッド層14、高導電性のｐ−GaInAsPオーミック層
15からなる多層の半導体層を積層し、光放出方向に沿う
ストライプ状のメサ構造体16に形成する。メサ構造体の
両側面は、ｐ−InP層17、ｎ−InP層18およびGaInAsPキ
ャップ層19からなる低屈折率の埋込半導体層20で囲まれ
る。活性層13部分に注入電流を流すために、オーミック
層15および基板10面には電極21、22が設けられる。
メサ構造体16はそのストライプ方向に直交する断面形
状が、クラッド層14からバッファ層11にかけてメサの幅
が狭くなる逆メサ状になっている。さらに詳細には、ク
ラッド層14の活性層13に近い部分に幅狭のクラッド・ウ
エスト部24が形成される。クラッド層は活性層13との境
界部25にかけて再び幅広となり、境界部25で両層が面一
に接する。すなわち、境界部の端部26はそれぞれ一致し
ている。端部26から活性層13と光導波路層12にかけ、再
び幅狭になり、活性層13と光導波路層12の境界部27に幅
狭の、活性層ウエスト部28が形成される。活性層ウエス
ト部を中心にＶ字上凹溝の凹部空間ができ、活性層側面
29は逆メサ状に傾斜して活性層ウエスト部28に至る。活
性層ウエスト部28のＶ状凹部空間に、InPを主成分とす
る半導体保護層30が埋込形成される。
状が、クラッド層14からバッファ層11にかけてメサの幅
が狭くなる逆メサ状になっている。さらに詳細には、ク
ラッド層14の活性層13に近い部分に幅狭のクラッド・ウ
エスト部24が形成される。クラッド層は活性層13との境
界部25にかけて再び幅広となり、境界部25で両層が面一
に接する。すなわち、境界部の端部26はそれぞれ一致し
ている。端部26から活性層13と光導波路層12にかけ、再
び幅狭になり、活性層13と光導波路層12の境界部27に幅
狭の、活性層ウエスト部28が形成される。活性層ウエス
ト部を中心にＶ字上凹溝の凹部空間ができ、活性層側面
29は逆メサ状に傾斜して活性層ウエスト部28に至る。活
性層ウエスト部28のＶ状凹部空間に、InPを主成分とす
る半導体保護層30が埋込形成される。
このようなメサ構造体16の露出した側面は、前述の埋
込層20と接触する。しかして、活性層側面は境界部端部
26を除き、半導体層すなわち保護層30により、埋込層20
とは隔離される。
込層20と接触する。しかして、活性層側面は境界部端部
26を除き、半導体層すなわち保護層30により、埋込層20
とは隔離される。
第２図ａ、ｂ、ｃは第１図の半導体レーザ装置の製造
工程を説明するためのもので、各図は主な工程の中間生
成構造を示している。
工程を説明するためのもので、各図は主な工程の中間生
成構造を示している。
第２図ａにおいて、まず、液相成長法を用いて、ｎ−
InPの（100）基板10の表面上に、２μｍ厚のｎ−InPバ
ッファ層11を設ける。バッフア層11表面に回折格子を形
成した後、0.15μｍ厚のｎ−InP光導波路層12を積層す
る。続いて0.15μｍ厚のGaInAsPの活性層13をヘテロ接
合により形成する。活性層の格子定数はInPに合わせ
る。活性層13はn-の導伝形を有し光導波路層12および後
述するクラッド層14よりも高屈折率を持っている。そし
て次にｐ−InPのクラッド層14を、活性層13を光導波路
層12とで挾むように積層する。その上にｐ−GaInAsPの
オーミック層15を積層する。クラッド層14とオーミック
層15の合計の厚みは2.5μｍである。
InPの（100）基板10の表面上に、２μｍ厚のｎ−InPバ
ッファ層11を設ける。バッフア層11表面に回折格子を形
成した後、0.15μｍ厚のｎ−InP光導波路層12を積層す
る。続いて0.15μｍ厚のGaInAsPの活性層13をヘテロ接
合により形成する。活性層の格子定数はInPに合わせ
る。活性層13はn-の導伝形を有し光導波路層12および後
述するクラッド層14よりも高屈折率を持っている。そし
て次にｐ−InPのクラッド層14を、活性層13を光導波路
層12とで挾むように積層する。その上にｐ−GaInAsPの
オーミック層15を積層する。クラッド層14とオーミック
層15の合計の厚みは2.5μｍである。
次に第２図ｂのように、基板10の＜011＞方向にスト
ライプ状にSiO2マスク32をフォトエッチングにより配置
し、半導体積層体11乃至15を臭素−メタノール液でエッ
チングする。これにより、図示のように、＜011＞方向
にそって、約０、3mm長のストライプ状メサ構造体16が
形成される。メサ構造体16は逆メサ状となるが、クラッ
ド層14には約１μｍの幅狭のクラッド・ウエスト部24
が、光導波路層12と活性層13の境界部27には、上記ウエ
スト部24よりは幅が広い活性層ウエスト部28が形成され
る。
ライプ状にSiO2マスク32をフォトエッチングにより配置
し、半導体積層体11乃至15を臭素−メタノール液でエッ
チングする。これにより、図示のように、＜011＞方向
にそって、約０、3mm長のストライプ状メサ構造体16が
形成される。メサ構造体16は逆メサ状となるが、クラッ
ド層14には約１μｍの幅狭のクラッド・ウエスト部24
が、光導波路層12と活性層13の境界部27には、上記ウエ
スト部24よりは幅が広い活性層ウエスト部28が形成され
る。
すなわち、エッチング速度は結晶面によっても変わ
り、ストライプ方向が＜011＞の場合には、（111）Ａ面
ででてくるとエッチングの進行はほとんど進まず、また
結晶組成の差によるエッチング差はほとんどないため
に、ストライプ方向に直交する断面形状において逆メサ
状となる。しかして、エッチングを活性層13に近いクラ
ッド層14の側面がが（111）Ａ面になったときに、中止
すると、結晶組成の差によるエッチング速度の差によっ
て、厚みのあるクラッド層14にできるクラッド・ウエス
ト部24の他に、活性層13と光導波路層12間の境界部27ま
たはその近傍に活性層ウエスト部28を形成することが出
来る。
り、ストライプ方向が＜011＞の場合には、（111）Ａ面
ででてくるとエッチングの進行はほとんど進まず、また
結晶組成の差によるエッチング差はほとんどないため
に、ストライプ方向に直交する断面形状において逆メサ
状となる。しかして、エッチングを活性層13に近いクラ
ッド層14の側面がが（111）Ａ面になったときに、中止
すると、結晶組成の差によるエッチング速度の差によっ
て、厚みのあるクラッド層14にできるクラッド・ウエス
ト部24の他に、活性層13と光導波路層12間の境界部27ま
たはその近傍に活性層ウエスト部28を形成することが出
来る。
活性層13、光導波路層12、クラッド層14の順に屈折率
が低く、したがってエッチング速度は逆にこの順に大き
い。しかして活性層13とクラッド層14の境界部25は、ク
ラッド層14のエッチング速度に依存し、光導波路層12と
バッファ層11の境界部33もバッファ層11のエッチング速
度に依存する。このため、活性層13と光導波路層12の境
界部27におけるエッチング速度が最大となり、幅狭の活
性層ウエスト部28ができて、ここにＶ字状凹部空間が形
成されることになる。境界部25では活性層13、クラッド
層14ともに面一に接合され、境界部端部26が突出する形
状となる。活性層側面29は境界部27側に徐々に幅狭の傾
斜を有する（111）Ａ面に近い面となっている。すなわ
ち、この凹部の深さは活性層13の層厚にほぼ等しくな
る。
が低く、したがってエッチング速度は逆にこの順に大き
い。しかして活性層13とクラッド層14の境界部25は、ク
ラッド層14のエッチング速度に依存し、光導波路層12と
バッファ層11の境界部33もバッファ層11のエッチング速
度に依存する。このため、活性層13と光導波路層12の境
界部27におけるエッチング速度が最大となり、幅狭の活
性層ウエスト部28ができて、ここにＶ字状凹部空間が形
成されることになる。境界部25では活性層13、クラッド
層14ともに面一に接合され、境界部端部26が突出する形
状となる。活性層側面29は境界部27側に徐々に幅狭の傾
斜を有する（111）Ａ面に近い面となっている。すなわ
ち、この凹部の深さは活性層13の層厚にほぼ等しくな
る。
次に、燐を含む雰囲気中で、670℃、２時間程度、保
持すると、活性層ウエスト部28の凹部空間はInPを主体
とする埋込半導体層30で塞がれる。これはマストランス
ポート法によるものであり、この層30により、活性層13
の露出側面29は完全に被覆されて活性層の保護層として
作用する。
持すると、活性層ウエスト部28の凹部空間はInPを主体
とする埋込半導体層30で塞がれる。これはマストランス
ポート法によるものであり、この層30により、活性層13
の露出側面29は完全に被覆されて活性層の保護層として
作用する。
この後、ただちに徐冷し、例えば、630℃の成長温度
に達した時点で第１図ａのようにｐ−InP層17、ｎ−InP
層18、さらに表面を平坦化させるためのキャップ層19の
埋込成長させ、SiO2マスクを除去してから、Au合金の電
極21、22を被着する。通常、InP系の液相結晶成長は550
−650℃の温度で行われこの埋込層17、18、19の成長時
に、素子は高温度にさらされることになるが、活性層13
は、既に保護層30が形成されているため、活性層の熱的
損傷は少なく、活性層は所期の作用を達成する。また、
この保護層30はメサ構造体16の形状、埋込成長前の温
度、時間、燐圧などの条件により、クラッド層14やバッ
ファ層11k一部にまで達することがあるが、約１μｍの
活性層幅に比べ十分に薄く、活性層厚またはそれ以下で
あれば、リーク電流は問題になることはない。
に達した時点で第１図ａのようにｐ−InP層17、ｎ−InP
層18、さらに表面を平坦化させるためのキャップ層19の
埋込成長させ、SiO2マスクを除去してから、Au合金の電
極21、22を被着する。通常、InP系の液相結晶成長は550
−650℃の温度で行われこの埋込層17、18、19の成長時
に、素子は高温度にさらされることになるが、活性層13
は、既に保護層30が形成されているため、活性層の熱的
損傷は少なく、活性層は所期の作用を達成する。また、
この保護層30はメサ構造体16の形状、埋込成長前の温
度、時間、燐圧などの条件により、クラッド層14やバッ
ファ層11k一部にまで達することがあるが、約１μｍの
活性層幅に比べ十分に薄く、活性層厚またはそれ以下で
あれば、リーク電流は問題になることはない。
なお、これら図では説明上、レーザ素子を単一で示し
たが、実際製造工程ではウエハーに同時に多数の素子を
形成し、最終的に個々に切り離すことでチップとして取
り出すものである。
たが、実際製造工程ではウエハーに同時に多数の素子を
形成し、最終的に個々に切り離すことでチップとして取
り出すものである。
以上の構造にでは、保護層30により、活性層13の製造
段階での熱的損傷がなくなる他、保護層30が活性層13と
光導波路層12という同導伝形の層間にあるため、層内に
接合が出来ず、リーク電流を最少限に抑える。しかも、
クラッド層14との境界部端部26が埋込層17に接触してい
るので、保護層30を通過するリーク電流はほとんど無
く、クラッド・ウエスト部で狭窄された動作電流を有効
に活性層13に通過させる。本実施例の分布帰還形レーザ
装置により、CL−CLの300μｍ長で、低い室温しきい値6
mAを達成するとが出来た。
段階での熱的損傷がなくなる他、保護層30が活性層13と
光導波路層12という同導伝形の層間にあるため、層内に
接合が出来ず、リーク電流を最少限に抑える。しかも、
クラッド層14との境界部端部26が埋込層17に接触してい
るので、保護層30を通過するリーク電流はほとんど無
く、クラッド・ウエスト部で狭窄された動作電流を有効
に活性層13に通過させる。本実施例の分布帰還形レーザ
装置により、CL−CLの300μｍ長で、低い室温しきい値6
mAを達成するとが出来た。
第３図は本発明の他の実施例で、第１図ａの実施例に
おける光導波路層がバッファ層をを兼ねた構造を有して
いる。
おける光導波路層がバッファ層をを兼ねた構造を有して
いる。
すなわち、ｎ−InP基板35の回折格子を形成した表面
に、0.1乃至0.2μｍ厚のバッファ層を兼ねる低屈折率の
ｎ−GaInAsP光導波路層36、同じく0.1乃至0.2μｍ厚の
高屈折率のｎ−GaInAsP活性層37、この活性層と導伝形
が異なり低屈折率のｐ−InPクラッド層38、高導電性の
ｐ−GaInAsPオーミック層39からなる多層の半導体層を
順次積層し、これを光放出方向に沿うストライプ状のメ
サ構造体40に形成する。メサ構造体の両側面は、ｐ−In
P層41、ｎ−InP層42およびGaInAsPキャップ層43からな
る低屈折率で高抵抗の埋込層44で囲まれる。なお、オー
ミック層39および基板35面には電極45、46が設けられ
る。
に、0.1乃至0.2μｍ厚のバッファ層を兼ねる低屈折率の
ｎ−GaInAsP光導波路層36、同じく0.1乃至0.2μｍ厚の
高屈折率のｎ−GaInAsP活性層37、この活性層と導伝形
が異なり低屈折率のｐ−InPクラッド層38、高導電性の
ｐ−GaInAsPオーミック層39からなる多層の半導体層を
順次積層し、これを光放出方向に沿うストライプ状のメ
サ構造体40に形成する。メサ構造体の両側面は、ｐ−In
P層41、ｎ−InP層42およびGaInAsPキャップ層43からな
る低屈折率で高抵抗の埋込層44で囲まれる。なお、オー
ミック層39および基板35面には電極45、46が設けられ
る。
メサ構造体40はそのストライプ方向に直交する断面形
状が、クラッド層38から光導波路層36にかけてメサの幅
が狭くなる逆メサ状になっていて、クラッド層38の活性
層37に近い部分に幅狭のクラッド・ウエスト部45が形成
される。クラッド層は活性層との境界部46にかけて、再
び幅広となり、境界部の端部47はそれぞれ一致してい
る。端部46から活性層37から光導波路層36にかけ、再び
幅狭になり、活性層37と光導波路層36の境界部に幅狭
の、活性層ウエスト部48が形成される。活性層ウエスト
部を中心にＶ字上凹溝の凹部空間ができ、このＶ状凹部
空間に、InPを主成分とする半導体保護層49が埋込形成
される。
状が、クラッド層38から光導波路層36にかけてメサの幅
が狭くなる逆メサ状になっていて、クラッド層38の活性
層37に近い部分に幅狭のクラッド・ウエスト部45が形成
される。クラッド層は活性層との境界部46にかけて、再
び幅広となり、境界部の端部47はそれぞれ一致してい
る。端部46から活性層37から光導波路層36にかけ、再び
幅狭になり、活性層37と光導波路層36の境界部に幅狭
の、活性層ウエスト部48が形成される。活性層ウエスト
部を中心にＶ字上凹溝の凹部空間ができ、このＶ状凹部
空間に、InPを主成分とする半導体保護層49が埋込形成
される。
このようなメサ構造体40の露出した側面は、前述の埋
込層44と接触する。しかして、活性層側面は境界部端部
47を除き、保護層49により、埋込層44から隔離される。
この構造によれば、バッフア層を光導波路層が兼ねるた
め、前記実施例に比べて製造が簡単となる利点をもつ。
しかも、保護層49により、活性層37が製造段階で高温度
の雰囲気に直接さらされないので、損傷を受けにくい利
点と、保護層が動作時にリーク電流の原因にならない利
点ももつことは、前記第１図の実施例と同様である。
込層44と接触する。しかして、活性層側面は境界部端部
47を除き、保護層49により、埋込層44から隔離される。
この構造によれば、バッフア層を光導波路層が兼ねるた
め、前記実施例に比べて製造が簡単となる利点をもつ。
しかも、保護層49により、活性層37が製造段階で高温度
の雰囲気に直接さらされないので、損傷を受けにくい利
点と、保護層が動作時にリーク電流の原因にならない利
点ももつことは、前記第１図の実施例と同様である。
第４図の実施例は、第１図の実施例における光導波路
層がない構造であって、基板導伝形が逆の場合を示す。
すなわち、ｐ−InP基板50の表面に厚い低屈折率のｐ−I
nPバッファ層51、高屈折率のｐ−GaInAsP活性層53、こ
の活性層と導伝形が異なり低屈折率のｎ−InPクラッド
層54、高導電性のｎ−GaInAsPオーミック層55からなる
多層の半導体層を積層し、光放出方向に沿うストライプ
状のメサ構造体56に形成する。メサ構造体の両側面は、
低屈折率の埋込層57が囲まれる。
層がない構造であって、基板導伝形が逆の場合を示す。
すなわち、ｐ−InP基板50の表面に厚い低屈折率のｐ−I
nPバッファ層51、高屈折率のｐ−GaInAsP活性層53、こ
の活性層と導伝形が異なり低屈折率のｎ−InPクラッド
層54、高導電性のｎ−GaInAsPオーミック層55からなる
多層の半導体層を積層し、光放出方向に沿うストライプ
状のメサ構造体56に形成する。メサ構造体の両側面は、
低屈折率の埋込層57が囲まれる。
活性層53とバッファ層51の境界部58の幅狭に形成され
たウエスト部59には、特に活性層の側面を覆うようにマ
ストランスポート法によって、保護層60が埋め込まれ
て、高低杭埋込層57形成時に活性層53が高温雰囲気に直
接さらされるのを防いでいる。しかも上記実施例と同様
にリーク電流は最少限に抑えられる。なお、マストラン
スポート法では、保護層60は半導体で形成されるが、Si
O2などの絶縁物でもよく、高抵抗埋込層57も同様のSiO2
などの絶縁物を用いることが出来る。この構造では、フ
ァブリペロー形レーザ装置として、低しきい値電流動作
が可能である。
たウエスト部59には、特に活性層の側面を覆うようにマ
ストランスポート法によって、保護層60が埋め込まれ
て、高低杭埋込層57形成時に活性層53が高温雰囲気に直
接さらされるのを防いでいる。しかも上記実施例と同様
にリーク電流は最少限に抑えられる。なお、マストラン
スポート法では、保護層60は半導体で形成されるが、Si
O2などの絶縁物でもよく、高抵抗埋込層57も同様のSiO2
などの絶縁物を用いることが出来る。この構造では、フ
ァブリペロー形レーザ装置として、低しきい値電流動作
が可能である。
［発明の効果］ 以上実施例で述べたように、本発明における保護層
は、活性層を挾むクラッド、バッフアあるいは光導波路
層の低屈折率層間を実質的に短絡することがないよう
に、活性層側面を覆う構造であるから、製造段階におけ
る活性層の熱的損傷を防止し、かつリーク電流を最少限
にとどめて、室温しきい値を大幅に改善した半導体レー
ザ装置を得ることが出来る。
は、活性層を挾むクラッド、バッフアあるいは光導波路
層の低屈折率層間を実質的に短絡することがないよう
に、活性層側面を覆う構造であるから、製造段階におけ
る活性層の熱的損傷を防止し、かつリーク電流を最少限
にとどめて、室温しきい値を大幅に改善した半導体レー
ザ装置を得ることが出来る。
第１図ａは本発明の一実施例を示す断面図、第１図ｂは
第１図ａの一部拡大断面図、第２図ａ、ｂ、ｃは第１図
の実施例の製造工程を説明するための斜視図、第３図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は本発明のさ
らに他の実施例を示す断面図、第５図および第６図は従
来装置を示す略図である。 10……基板、11……バッファ層、12……光導波路層、13
……活性層、 14……クラッド層、15……オーミック層、 16……ストライプ状メサ構造体、 20……埋込層、21、22……電極、 24……クラッド・ウエスト部、 25……境界部、26……境界部端部、 27……境界部、28……活性部ウエスト部、 29……活性部側面、30……保護層
第１図ａの一部拡大断面図、第２図ａ、ｂ、ｃは第１図
の実施例の製造工程を説明するための斜視図、第３図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は本発明のさ
らに他の実施例を示す断面図、第５図および第６図は従
来装置を示す略図である。 10……基板、11……バッファ層、12……光導波路層、13
……活性層、 14……クラッド層、15……オーミック層、 16……ストライプ状メサ構造体、 20……埋込層、21、22……電極、 24……クラッド・ウエスト部、 25……境界部、26……境界部端部、 27……境界部、28……活性部ウエスト部、 29……活性部側面、30……保護層
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板と、 この基板の表面に形成され活性層を互いに導伝形の異な
る半導体層で挾んでなる多層半導体層からなるストライ
プ状メサ構造体であって、このメサ構造体はストライプ
方向と直交する方向の断面形状において、前記活性層と
異なる導伝形の前記半導体層と前記活性層との境界部の
端部は一致し、その端部から、前記活性層と同じ導伝形
の前記半導体層と活性層との境界部に向って幅が狭く形
成されたウェスト部を有するストライプ状メサ構造体
と、 前記ウェスト部に設けられ、前記活性層の端面を覆う保
護層と、 前記ストライプ状メサ構造体および前記活性層の端面を
覆う保護層とを埋め込む前記活性層よりも屈折率の低い
埋込半導体層と、 前記活性層に電流を注入するための一対の電極とを有す
る半導体レーザ装置 - 【請求項２】半導体基板と、 この基板の表面に形成されたバッファ層、光導波路層、
活性層およびクラッド層とを含む半導体層の積層体から
なるストライプ状メサ構造体であって、このメサ構造体
はストライプ方向と直交する方向の断面形状において、
前記クラッド層より前記バッファ層に向かって次第に幅
が狭くなるようにされ、前記活性層近傍の前記クラッド
層に第１のウェスト部を、また前記活性層と前記光導波
路層との境界部に第２のウェスト部を有するストライプ
状メサ構造体と、 前記第２のウェスト部に設けられ、露出する前記活性層
の端面を覆う半導体と、 前記ストライプ状メサ構造体と、前記活性層の端面を覆
う半導体とを埋め込む屈折率の低い埋込半導体層と、 前記活性層に電流を供給するための一対の電極とを有す
る半導体レーザ装置 - 【請求項３】半導体基板上に活性層およびこの活性層を
挾み互いに導伝形の異なる半導体層を積層して多層半導
体層を形成する工程と、 この多層半導体層をエッチングして、多層半導体層がス
トライプ状をなし、このストライプ方向と直交する方向
の断面形状において、前記活性層と異なる導伝形の前記
半導体層と前記活性層との境界部の端部は一致し、その
端部から、前記活性層と同じ導伝形の前記半導体層と前
記活性層との境界部に向って幅が狭く形成されたウェス
ト部を有するストライプ状メサ構造体を形成する工程
と、 この工程後、マストランスポート法により前記活性層の
露出面を覆うように前記ウェスト部に半導体を埋め込む
工程と、 前記ストライプ状メサ構造体および前記活性層の端面を
覆う半導体とを前記活性層よりも屈折率の低い半導体で
埋め込む工程と、前記活性層に電流を供給するための一
対の電極を形成する工程と、を有する半導体レーザ装置
の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280910A JP2563994B2 (ja) | 1987-12-08 | 1988-11-07 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30856787 | 1987-12-08 | ||
| JP62-308567 | 1987-12-08 | ||
| JP63280910A JP2563994B2 (ja) | 1987-12-08 | 1988-11-07 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01251687A JPH01251687A (ja) | 1989-10-06 |
| JP2563994B2 true JP2563994B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=26553975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280910A Expired - Fee Related JP2563994B2 (ja) | 1987-12-08 | 1988-11-07 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563994B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021163822A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63280910A patent/JP2563994B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01251687A (ja) | 1989-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2595457B2 (ja) | Ｒｗｇ型半導体レーザー装置及び製造方法 | |
| JP3230785B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| KR910009761B1 (ko) | 반도체 레이저 장치 및 그 제조방법 | |
| JP4583058B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US4644551A (en) | Buried-type semiconductor laser | |
| JP2563994B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| US6108361A (en) | Semiconductor laser and method for producing the same | |
| JP3084264B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2805094B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| JP2942404B2 (ja) | 埋込へテロ構造半導体レーザの製造方法 | |
| JP2708949B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JPS5885584A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS61242091A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH06104527A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3208177B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS6244440B2 (ja) | ||
| JPS641072B2 (ja) | ||
| JPS5871677A (ja) | ２波長埋め込みへテロ構造半導体レ−ザ | |
| JP2804533B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPS62259490A (ja) | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ | |
| JPS63244785A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JPH0992926A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH08111564A (ja) | 半導体素子とその製造方法 | |
| JPS59168687A (ja) | 半導体レ−ザ及びその製造方法 | |
| JPH05343808A (ja) | 光半導体素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |