JP2721274B2 - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JP2721274B2
JP2721274B2 JP3005742A JP574291A JP2721274B2 JP 2721274 B2 JP2721274 B2 JP 2721274B2 JP 3005742 A JP3005742 A JP 3005742A JP 574291 A JP574291 A JP 574291A JP 2721274 B2 JP2721274 B2 JP 2721274B2
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弘之 細羽
俊雄 幡
雅文 近藤
尚宏 須山
完益 松井
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は分子線エピタキシャル
(MBE)法により作製されるAlGaAs系半導体レ
ーザ,特にその積層構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AlGaAs semiconductor laser produced by a molecular beam epitaxy (MBE) method, and more particularly to a laminated structure thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】MBE法に特徴的な成長特性として,次
のようなことが知られている。例えばAl・Ga・As
系半導体レーザでは,AlXGa1-XAs系の伝導型制御
用不純物として両性不純物であるSiを使用し,成長条
件を適当に制御することにより,p型,n型の両伝導型
を任意に形成することができる。すなわち,(100)
面方位のGaAs基板に,(n11)A面(n=1,
2,3,4,5)のファセット(結晶面)が現われるよ
うな段差形状を形成しておき,所定量のAs,Ga,A
lおよびSiビームを照射しつつ所定の基板温度でAl
XGa1-XAsをMBE成長すると,(100)面上にお
いてはn型伝導のAlXGa1-XAs層が,また,(n1
1)A面(n=1,2,3,4,5)のファセット上で
はp型伝導のAlXGa1-XAs層が成長することが知ら
れている(D. L. Miller, Appl. Phys. Lett. 47(1985)
1309,他)。また,さらに最近では,このような成長特
性を利用して,図に示すように,p型のGaAs基板
1に(100)表面と(311)A面の傾斜面を有する
順メサストライプを形成し,その上にAlXGa1-XAs
系の半導体レーザ構造(各層の記号は後述の図1〜図
と共通)を作製することにより,傾斜面(311)A面
上にp型のSiドープの電流狭窄層6が自動的に形成さ
れ,内部閉じ込め型のレーザ装置が実現されている(H.
Jaeckel et al.,Appl. Phys. Lett. 55(1989)1059)。
2. Description of the Related Art The following are known as characteristic growth characteristics of the MBE method. For example, AlGaAs
In semiconductor lasers, Si is used as an amphoteric impurity as an impurity for controlling the conductivity type of the Al x Ga 1 -x As system, and the p-type and n-type conductivity types can be arbitrarily controlled by appropriately controlling the growth conditions. Can be formed. That is, (100)
A (n11) A plane (n = 1,
2, 3, 4, 5) are formed in advance so that facets (crystal faces) appear, and a predetermined amount of As, Ga, A
at a predetermined substrate temperature while irradiating l and Si beams.
When X Ga 1 -X As is grown by MBE, on the (100) plane, an Al x Ga 1 -X As layer of n-type conductivity and (n 1
1) It is known that a p-type conduction Al x Ga 1 -x As layer grows on the facet of the A plane (n = 1, 2, 3, 4, 5) (DL Miller, Appl. Phys. Lett. 47 (1985)
1309, etc.). More recently, utilizing such growth characteristics, as shown in FIG. 4 , a normal mesa stripe having a (100) surface and a (311) A inclined surface is formed on a p-type GaAs substrate 1. And Al X Ga 1 -X As
FIG later system semiconductor laser structure (each layer symbols 1 to 3
), A p-type Si-doped current confinement layer 6 is automatically formed on the inclined surface (311) A, and an internally confined laser device is realized (H.
Jaeckel et al., Appl. Phys. Lett. 55 (1989) 1059).

【0003】しかし,この内部閉じ込め型のレーザ(図
)の場合,傾斜部においてSiドープされたp型伝導
のAlXGa1-XAs (x=0.5)による上部電流狭
窄層6は得られるものの,発光部以外の領域(100)
面上に形成された領域では,Siドープされたn型伝導
を示すAlXGa1-XAs (x=0.5)層15が形成
されるため,発光効率の向上および単一モード発光のた
めには,図に示すように,Si34などの絶縁層14
を形成し,電流通路部11に合わせてこの絶縁層14の
開口(パターニング)を行なうことが必要となる。
However, this internal confinement type laser (see FIG.
In the case of 4 ), the upper current confinement layer 6 of p-type Al x Ga 1 -x As (x = 0.5) doped with Si in the inclined portion is obtained, but the region (100) other than the light emitting portion is obtained.
In the region formed on the surface, an Al x Ga 1 -x As (x = 0.5) layer 15 exhibiting n-type conductivity doped with Si is formed, so that the luminous efficiency is improved and the single mode emission is improved. For this purpose, as shown in FIG. 4 , an insulating layer 14 such as Si 3 N 4 is used.
It is necessary to form an opening (patterning) of the insulating layer 14 in accordance with the current path portion 11.

【0004】半導体レーザの閾値電流を低くし,発振モ
ードを単一にするためには,電流通路部11の幅は5μ
m程度以下にする必要がある。そのため,絶縁層14の
開口工程では,電流通路部11の幅に合わせて,5μm
以下のストライプ幅で制度良く(1μm以下の精度)行
なう必要がある。しかし,パターニングされたGaAs
基板1上への結晶成長後に行なうため,下に形成された
ストライプ構造の変形などにより,開口部の位置合わせ
が非常に困難となる。その結果,良品レーザ素子を得る
ための歩留りが非常に悪くなるという問題がある。
In order to reduce the threshold current of the semiconductor laser and to make the oscillation mode uniform, the width of the current path portion 11 must be 5 μm.
m or less. Therefore, in the opening step of the insulating layer 14, 5 μm
It is necessary to perform the process with the following stripe width (accuracy of 1 μm or less). However, patterned GaAs
Since the process is performed after the crystal growth on the substrate 1, it is very difficult to align the openings due to deformation of the stripe structure formed below. As a result, there is a problem that the yield for obtaining a good laser device becomes very poor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑みてなされたものであり,その目的とするところ
は,上記問題点を解消し,MBE法の成長特性を利用し
た内部閉じ込め型レーザ素子において,素子特性として
閾値電流が低く,また,作製工程が単純であり,なおか
つ製造歩留りが高い半導体レーザ素子を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to solve the above-mentioned problems and to provide an internal confinement type utilizing the growth characteristics of the MBE method. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device having a low threshold current as a device characteristic, a simple manufacturing process, and a high production yield.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は,(100)の基板面方位を有する化合物半導体基
板上に1つの電流通路部を形成すると共に,該電流通路
部を挟んでその両側にそれぞれ形成された(n11)
(ただし,n=1〜5)のファセットを有する複数
溝からなり且つ該電流通路部を除く全領域を覆うマルチ
チャネル構造と,該マルチチャネル構造の領域に重畳し
分子線エピタキシー法により結晶成長させ,該ファセ
ットの面方位によりp型伝導とされた電流狭窄層と,該
電流通路部の領域に重畳して形成されたn型伝導層とを
有しており,そのことにより上記目的が達成される。
た,本発明の半導体レーザ素子は,(100)の基板面
方位を有する化合物半導体基板上に形成されたn型伝導
の電流狭窄層に,1つの電流通路部を形成すると共に,
該電流通路部を挟んでその両側にそれぞれ形成された
(n11)(ただし,n=1〜5)のファセットを有す
る複数列の溝からなり且つ該電流通路部を除く全領域を
覆うマルチチャネル構造と,該マルチチャネル構造の領
域に重畳して分子線エピタキシー法により結晶成長さ
せ,該ファセットの面方位によりp型伝導とされた電流
狭窄層と,該電流通路部の領域に重畳して形成されたn
型伝導層とを有しており,そのことにより上記目的が達
成される。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor laser element according to the present invention is provided.
The semiconductor chip forms one current path on the compound semiconductor substrate having the (100) substrate plane orientation, and is formed on both sides of the current path on both sides of the current path (n11).
(However, n = 1 to 5) and a multi-channel structure which covers the entire area Do Ri and excluding said current passage portion from the groove of the plurality of rows having a facet, superimposed on the region of the multi-channel structure
Crystal-grown by molecular beam epitaxy Te, the Fase
A current confinement layer having p-type conduction according to the plane orientation of the unit, and an n-type conduction layer formed so as to overlap the region of the current passage portion, thereby achieving the above object. . Ma
Further, the semiconductor laser device of the present invention has a (100) substrate surface.
N-type conduction formed on compound semiconductor substrate with orientation
A current path portion in the current constriction layer of
Formed on both sides of the current path portion.
(N11) (where n = 1 to 5)
And the entire area excluding the current path portion is formed of a plurality of rows of grooves.
The covering multi-channel structure and the area of the multi-channel structure
Crystal growth by molecular beam epitaxy
And the current made p-type conduction by the face orientation of the facet
The constriction layer and the n formed so as to overlap the region of the current path portion
And the above-mentioned purpose is achieved.
Is done.

【0007】[0007]

【作用】基板上に設けたストライプ状の1つの電流通路
部の両側にそれぞれ形成された(n11)(ただし,n
=1〜5)のファセットを有する複数の溝からなり且
つ電流通路部を除く全領域を覆うマルチチャネル構造を
設けることにより,このマルチチャネル構造の領域に重
畳して分子線エピタキシー(MBE)成長される層は全
てが自動的にp型伝導の電流狭窄層となる。また,電流
通路部の上にはn型伝導層が結晶成長される。このた
め,電極を素子上面の全てに形成しても電流がリークす
ることがない。従って,半導体レーザ素子の製造工程が
単純化され,歩留りが向上する。また,半導体レーザ素
子をp型伝導の電流狭窄層に加えて,n型伝導の電流狭
窄層をさらに設ける構成とする場合には,電流のリーク
をより確実に防止することが可能となる。
(N11) (where n11 is formed on both sides of one stripe-shaped current path portion provided on the substrate )
= Such a groove in the plurality of rows having facets 1-5) Ri且
Heavy by providing a multi-channel structure, the area of the multi-channel structure which covers the entire area except the One current path portion
All tatami to molecular beam epitaxy (MBE) grown by layer automatically becomes a current constricting layer of p-type conduction. An n-type conductive layer is grown on the current path. Therefore, even if the electrodes are formed on the entire upper surface of the element, no current leaks. Therefore, the manufacturing process of the semiconductor laser device is simplified, and the yield is improved. In addition, the semiconductor laser element
In addition to the current confinement layer of p-type conduction,
In the case where a constriction layer is further provided, current leakage
Can be more reliably prevented.

【0008】例えば,基板がGaAsで形成される半導
体レーザの場合には,基板面方位を(100)とし,ス
トライプ状の電流通路部以外(両側)の部分の表面を多
数の三角柱または台形柱の並び(マルチチャネルストラ
イプ構造)として,それらの斜面で(n11)(n=1
〜5)ファセットを出現させる。その上にMBE法によ
りAl,Ga,As,Siを照射して層成長させること
により,マルチチャネルストライプ上ではSiドーピン
グされたp型伝導のAlxGa1-xAs(0≦x≦1)電
流狭窄層が形成される。この成長層の厚さは0.5μm
以上とすることが望ましい。また,ストライプ状の電流
通路部の幅は1〜20μm程度とすることができる。
For example, in the case of a semiconductor laser in which the substrate is formed of GaAs, the surface orientation of the substrate is set to (100), and the surface of the portion other than the stripe-shaped current path (on both sides) is formed of a large number of triangular or trapezoidal columns. (N11) (n = 1)
5) Make facets appear. By irradiating Al, Ga, As, and Si thereon by MBE to grow the layer, Si-doped p-type conductive Al x Ga 1 -x As (0 ≦ x ≦ 1) on the multi-channel stripe. A current confinement layer is formed. The thickness of this growth layer is 0.5 μm
It is desirable to make the above. In addition, the width of the stripe-shaped current path can be about 1 to 20 μm.

【0009】[0009]

【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.

【0010】本発明の第1の実施例である半導体レーザ
の積層構造を図1に示す。本実施例は,MBE法によ
り,1回の成長工程によって作製されるものである。以
下,この実施例の積層構造を作製順序に従って説明す
る。
FIG. 1 shows a laminated structure of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention. This embodiment is manufactured by a single growth process by the MBE method. Hereinafter, the laminated structure of this embodiment will be described according to the manufacturing order.

【0011】まず,p型伝導で(100)面方位を有す
るGaAs基板1に,各1回のホトリソグラフィとエッ
チングの工程により,(n11)(n=1〜5)のファ
セットを有する多数の三角柱状ストライプからなるマル
チチャネル部10と電流通路部11を形成する。このよ
うにして形成された段差構造のGaAs基板1をMBE
装置に装入し,As分子線を照射しながら基板温度を上
げ,720℃程度まで加熱する。この温度でBeをドー
ピングしたp型伝導のAl0.5Ga0.5As下部クラッド
層2を約1μm,次にアンドープAl0.15Ga0.85As
活性層3,SiドーピングしたAl0.5Ga0.5Asの上
部クラッド層4を形成する。ここで,上部Al0.5Ga
0.5Asクラッド層4は前述のような成長条件では(n
11)(n=1〜5)のファセット面上(図1の斜線
部)では,AsサイトにSiドーパントが配置するよう
に成長するため,斜線部はp型伝導を示すAl0.5Ga
0.5As上部電流狭窄層6となる。また,電流通路11
の上部ではAlまたはGaサイトに選択的に配置するた
め,n型伝導を示すAl0.5Ga0.5As上部クラッド層
5となる。次に,基板温度を400〜500℃に下げ,
Siドーピングを行なったn型伝導のGaAsキャップ
層7を形成する。以上でMBE装置内での成長を終了
し,GaAs基板を研磨した後,真空蒸着によりn型伝
導用電極8およびp型伝導用電極9を形成して半導体レ
ーザを完成する。
First, a plurality of (n11) (n = 1 to 5) facets are formed on a GaAs substrate 1 having a (100) plane orientation by p-type conduction by a single photolithography and etching process. A multi-channel section 10 and a current path section 11 formed of columnar stripes are formed. The GaAs substrate 1 having a step structure formed in this manner is
The substrate is charged into the apparatus, the substrate temperature is increased while irradiating an As molecular beam, and the substrate is heated to about 720 ° C. At this temperature, the p-type conductive Al 0.5 Ga 0.5 As lower cladding layer 2 doped with Be at about 1 μm and then undoped Al 0.15 Ga 0.85 As
An active layer 3 and an upper clad layer 4 of Al 0.5 Ga 0.5 As doped with Si are formed. Here, the upper Al 0.5 Ga
Under the growth conditions described above, the 0.5 As
11) On the facet surface (n = 1 to 5) (shaded portion in FIG. 1), since the Si dopant grows so as to be arranged at the As site, the hatched portion is Al 0.5 Ga showing p-type conduction.
It becomes the 0.5 As upper current confinement layer 6. In addition, the current path 11
In the upper to selectively position the Al or Ga site, the Al 0.5 Ga 0.5 As upper cladding layer 5 having n-type conduction. Next, the substrate temperature is lowered to 400 to 500 ° C.
An n-type GaAs cap layer 7 doped with Si is formed. Thus, the growth in the MBE apparatus is completed, the GaAs substrate is polished, and then the n-type conduction electrode 8 and the p-type conduction electrode 9 are formed by vacuum evaporation to complete the semiconductor laser.

【0012】本発明の第2の実施例である半導体レーザ
の積層構造を図2に示す。本実施例は,P電極側にn型
伝導のGaAs電流狭窄層12を設けることにより,さ
らに閾値電流を低くしたものである。以下,この実施例
の積層構造を作製順序に従って説明する。
FIG. 2 shows a laminated structure of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the threshold current is further reduced by providing an n-type GaAs current confinement layer 12 on the P electrode side. Hereinafter, the laminated structure of this embodiment will be described according to the manufacturing order.

【0013】p型伝導の(100)GaAs基板1にM
BEまたは有機金属気相成長(MOCVD)法,液相エ
ピタキシャル(LPE)法などで200〜500nm程
度の層厚のn型伝導のGaAs電流狭窄層12をエピタ
キシャル成長する。このようにして得られたGaAsエ
ピタキシャル基板1,12に,上記第1実施例と同様の
工程により,(n11)(n=1〜5)を有する三角柱
状のマルチチャネル部10と電流通路部11とを形成す
る。ここで,電流通路部11の形成には,電流狭窄層1
2を開口してGaAs基板1に届くまでエッチングを行
なう必要がある。
A p-type (100) GaAs substrate 1 has M
An n-type GaAs current confinement layer 12 having a thickness of about 200 to 500 nm is epitaxially grown by BE or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), liquid phase epitaxy (LPE), or the like. In the GaAs epitaxial substrates 1 and 12 thus obtained, a triangular prism-shaped multi-channel portion 10 having (n11) (n = 1 to 5) and a current passage portion 11 are formed in the same steps as in the first embodiment. And are formed. Here, the current path portion 11 is formed by forming the current confinement layer 1.
It is necessary to perform etching until the GaAs substrate 1 is reached by opening the hole 2.

【0014】それ以降の工程は第1実施例と同様であ
り,MBE法によりBeをドーピングしたAl0.5Ga
0.5As下部クラッド層2,アンドープAl0.15Ga
0.85As活性層3,SiドーピングしたAl0.5Ga0.5
Asの上部クラッド層4(このAl0.5Ga0.5As上部
クラッド層4は,電流通路部11の上ではn型伝導のA
0. 5Ga0.5Asの上部クラッド層5となり,マルチチ
ャネル部10の上ではp型伝導のAl0.5Ga0.5As上
部電流狭窄層6となる),Siドーピングしたn型伝導
のGaAsキャップ層7を順次形成する。このようにし
て層成長したGaAs基板をMBE装置から取り出し,
研磨,真空蒸着によりn型伝導用電極8およびp型伝導
用電極9を形成して図2の半導体レーザを完成する。
The subsequent steps are the same as those in the first embodiment, and the Al 0.5 Ga doped with Be by MBE is used.
0.5 As lower cladding layer 2, undoped Al 0.15 Ga
0.85 As active layer 3, Si-doped Al 0.5 Ga 0.5
The upper cladding layer 4 of As (the Al 0.5 Ga 0.5 As upper cladding layer 4 has an n-type conduction A
l 0. 5 Ga 0.5 As upper cladding layer 5 next, the Al 0.5 Ga 0.5 As upper current confinement layer 6 of p-type conduction on a multi-channel unit 10), GaAs cap n-type conduction and Si doping layer 7 Are sequentially formed. The GaAs substrate thus grown is taken out of the MBE apparatus,
The n-type conduction electrode 8 and the p-type conduction electrode 9 are formed by polishing and vacuum deposition, thereby completing the semiconductor laser shown in FIG.

【0015】本発明の第3の実施例である半導体レーザ
の積層構造を図3に示す。上記第1および第2実施例で
は,p型伝導のAl0.5Ga0.5As上部電流狭窄層を得
るために,(n11)(n=1〜5)のファセットを有
する三角柱状のマルチチャネル構造10を採用したが,
本実施例では台形柱状をしたマルチチャネル構造13を
採用している。本実施例のマルチチャネル構造13は周
期2〜3μmで台形状チャネルが並んでおり,各台形の
上底の幅は1〜2μmとなっている。この台形形状のマ
ルチチャネル構造13においても,上記第1および第2
実施例と全く同様にMBE法による層成長を行ない,p
型伝導のAl0.5Ga0.5As下部クラッド層2を約0.
5μm以上(1μm程度が好ましい)成長することによ
り,各結晶面での成長速度の差により,図3に示される
ような(n11)(n=1〜5)のファセットを有する
台形柱状のマルチチャネル形状を有するアンドープのA
0.5Ga0.5As活性層3およびp型伝導を示すAl
0.5Ga0.5As上部電流狭窄層6を備えた半導体レーザ
を得ることができる。
FIG. 3 shows a laminated structure of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, a triangular prism-shaped multi-channel structure 10 having (n11) (n = 1 to 5) facets is used to obtain a p-type conduction Al 0.5 Ga 0.5 As upper current confinement layer. Adopted
In this embodiment, a multi-channel structure 13 having a trapezoidal column shape is employed. In the multi-channel structure 13 of this embodiment, trapezoidal channels are arranged at a period of 2 to 3 μm, and the width of the upper base of each trapezoid is 1 to 2 μm. Also in this trapezoidal multi-channel structure 13, the first and second
Layer growth was performed by the MBE method in exactly the same manner as in the embodiment.
Al 0.5 Ga 0.5 As lower cladding layer 2 of about 0 type conduction.
By growing 5 μm or more (preferably about 1 μm), a trapezoidal columnar multi-channel having (n11) (n = 1 to 5) facets as shown in FIG. Undoped A with shape
l 0.5 Ga 0.5 As active layer 3 and Al exhibiting p-type conduction
A semiconductor laser including the 0.5 Ga 0.5 As upper current confinement layer 6 can be obtained.

【0016】本実施例の半導体レーザは780nm帯レ
ーザ出力を行なうものであるが,各層の組成比および構
造を変化させることにより,他の出力帯にも対応するこ
とができる。例えば,p型伝導のAl0.5Ga0.5As下
部クラッド層2およびn型伝導のAl0.5Ga0.5As上
部クラッド層5,p型伝導のAl0.5Ga0.5As上部電
流狭窄層6のAl組成比は0.4〜0.8の範囲で変え
ることができる。また,アンドープのAl0.15Ga0.85
As活性層3の代わりに,GRIN(GRaded INdex)型
のSCH(Separate Confinement Hetero )構造を有す
るAlxGa1-xAs層(x≒0.1)による活性層16
とすることも可能である。さらに異なる組成比の活性層
(例えばx≒0)を用いることにより,830nm波長
帯レーザへも適用することが可能である。
Although the semiconductor laser of the present embodiment outputs a 780 nm band laser, other output bands can be handled by changing the composition ratio and structure of each layer. For example, Al 0.5 Ga 0.5 As Al composition ratio of the lower cladding layer 2 and the Al of the n-type conductivity 0.5 Ga 0.5 As upper cladding layer 5, Al of p-type conductivity 0.5 Ga 0.5 As upper current confinement layer 6 of p-type conduction 0 It can be changed in the range of 0.4 to 0.8. In addition, undoped Al 0.15 Ga 0.85
Instead of the As active layer 3, an active layer 16 composed of an Al x Ga 1 -x As layer (x ≒ 0.1) having a GRIN (GRaded INdex) type SCH (Separate Confinement Hetero) structure
It is also possible to use Further, by using active layers having different composition ratios (for example, x ≒ 0), the present invention can be applied to an 830 nm wavelength band laser.

【0017】[0017]

【0018】本発明は他の材料系の半導体レーザについ
ても適用可能であり,上部クラッド層5および電流狭窄
層6を形成する際の電気伝導型制御用の不純物としてS
iを用いたMBE成長による半導体レーザの積層例であ
れば,InGaAsP系やInGaAlAs系,InG
aAlP系の材料系で構成される半導体レーザ構造にお
いても,上記(n11)(n=1〜5)のファセットか
ら構成される三角柱状(あるいは台形柱状)のマルチチ
ャネル構造10(または13)を用いることにより,上
部電流狭窄層6を有する半導体レーザ構造を形成するこ
とができる。
The present invention is also applicable to semiconductor lasers of other materials, and includes S as an impurity for controlling the electric conduction type when forming the upper cladding layer 5 and the current confinement layer 6.
In the case of a stacked example of a semiconductor laser formed by MBE growth using i, InGaAsP, InGaAlAs, InG
Also in a semiconductor laser structure composed of an aAlP-based material system, a triangular prism (or trapezoidal column) multi-channel structure 10 (or 13) composed of the above (n11) (n = 1 to 5) facets is used. Thus, a semiconductor laser structure having the upper current confinement layer 6 can be formed.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば,基板上に設けたストラ
イプ状の1つの電流通路部の両側にそれぞれ形成された
(n11)(ただし,n=1〜5)のファセットを有す
複数の溝からなり且つ電流通路部を除く全領域を覆
マルチチャネル構造を設けたので,このマルチチャネ
ル構造の領域に重畳してMBE成長される層は全てが自
動的にp型伝導の電流狭窄層となる。また,電流通路部
の上にはn型伝導層が結晶成長される。このため,電極
を素子上面の全てに形成しても電流がリークすることが
ない。従って,MBE法による内部電流狭窄型のレーザ
において,結晶成長後のフォトリソグラフィによる位置
合わせなどの複雑な工程が不要となる。このため,MB
E成長の制御性が向上して品質が向上し,また,歩留り
および量産性が向上してコストダウンが達成される。M
BE法を用いることにより量子井戸構造の採用が可能と
なり,より低い閾値で特性の良好な半導体レーザを得る
ことができる。また,半導体レーザ素子をp型伝導の電
流狭窄層に加えて,n型伝導の電流狭窄層をさらに設け
る構成とする場合には,電流のリークをより確実に防止
することが可能となる。
According to the present invention, a strap provided on a substrate is provided.
Formed on both sides of one current path portion
(N11) (where n = 1 to 5)
Covering the entire area except for and the current path portion Do Ri from the groove of the plurality of rows that
It is provided with the cormorant multi-channel structure, this multichannel
All of the layers superimposed on the region of the MBE structure by MBE automatically become p-type conduction current confinement layers. An n-type conductive layer is grown on the current path. Therefore, even if the electrodes are formed on the entire upper surface of the element, no current leaks. Therefore, in an internal current confinement type laser by the MBE method, a complicated process such as alignment by photolithography after crystal growth becomes unnecessary. Therefore, MB
The controllability of the E growth is improved and the quality is improved, and the yield and mass productivity are improved and the cost is reduced. M
By using the BE method, a quantum well structure can be adopted, and a semiconductor laser having good characteristics can be obtained with a lower threshold. Also, the semiconductor laser device is connected to a p-type conduction electrode.
In addition to the current confinement layer, an n-type conduction current confinement layer is further provided.
More reliably prevent current leakage
It is possible to do.

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

【図1】本発明の第1実施例である半導体レーザの断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例である半導体レーザの断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例である半導体レーザの断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の半導体レーザの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 Beドープp型下部クラッド層 3 アンドープAl0.15Ga0.85As活性層 4 Siドープ上部Al0.5Ga0.5As層 5 Siドープn型伝導Al0.5Ga0.5As上部クラッ
ド層 6 Siドープp型伝導Al0.5Ga0.5As上部電流狭
窄層 7 n型GaAsキャップ層 8 n型伝導用電極 9 p型伝導用電極 10 (n11)(n=1〜5)ファセットの結晶面を
有する三角柱状のマルチチャネル部 11 電流通路部 12 n型伝導GaAs下部電流狭窄層 13 (n11)(n=1〜5)ファセットの結晶面を
有する台柱状のマルチチャネル部 14 Si34による絶縁層 15 SiドーピングAl0.5Ga0.5As層 16 GRIN−SCH(GRraded INdex Separate Con
finement Hetero)型ガイド層を含む活性層
REFERENCE SIGNS LIST 1 GaAs substrate 2 Be-doped p-type lower cladding layer 3 undoped Al 0.15 Ga 0.85 As active layer 4 Si-doped upper Al 0.5 Ga 0.5 As layer 5 Si-doped n-type conduction Al 0.5 Ga 0.5 As upper cladding layer 6 Si-doped p-type conduction Al 0.5 Ga 0.5 As upper current confinement layer 7 n-type GaAs cap layer 8 n-type conduction electrode 9 p-type conduction electrode 10 triangular prism-shaped multi-channel part having (n11) (n = 1 to 5) facet crystal face Reference Signs List 11 current path portion 12 n-type conduction GaAs lower current confinement layer 13 column-shaped multi-channel portion having (n11) (n = 1 to 5) facet crystal plane 14 insulating layer of Si 3 N 4 15 Si-doped Al 0.5 Ga 0.5 As layer 16 GRIN-SCH (GRraded INdex Separate Con
finement Hetero) Active layer including guide layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 雅文 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (72)発明者 須山 尚宏 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (72)発明者 松井 完益 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−103989(JP,A) 特開 平2−291190(JP,A) 国際出願PCT/US90/3993号(国 際公開第91/10263号パンフレット) APPL.PHYS.LETT.55 〜11! (1989) P.1059−1061 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masafumi Kondo 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City Inside Sharpe Corporation (72) Inventor Naohiro Suyama 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City Inside Sharpe Corporation ( 72) Inventor Matsui Kanei 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi Inside Sharpe Co., Ltd. (56) References JP-A-2-103989 (JP, A) JP-A-2-291190 (JP, A) International application PCT / US90 / 3993 (International Publication No. 91/10263 pamphlet) APPL. PHYS. LETT. 55 to 11! (1989) P.A. 1059−1061

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(100)の基板面方位を有する化合物半
導体基板上に1つの電流通路部を形成すると共に,該電
流通路部を挟んでその両側にそれぞれ形成された(n1
1)(ただし,n=1〜5)のファセットを有する複数
の溝からなり且つ該電流通路部を除く全領域を覆う
ルチチャネル構造と, 該マルチチャネル構造の領域に重畳して分子線エピタキ
シー法により結晶成長させ,該ファセットの面方位によ
p型伝導とされた電流狭窄層と, 該電流通路部の領域に重畳して形成されたn型伝導層と
を有する半導体レーザ素子。 【請求項2(100)の基板面方位を有する化合物半
導体基板上に形成されたn型伝導の電流狭窄層に,1つ
の電流通路部を形成すると共に,該電流通路部を挟んで
その両側にそれぞれ形成された(n11)(ただし,n
=1〜5)のファセットを有する複数列の溝からなり且
つ該電流通路部を除く全領域を覆うマルチチャネル構造
と, 該マルチチャネル構造の領域に重畳して分子線エピタキ
シー法により結晶成長させ,該ファセットの面方位によ
りp型伝導とされた電流狭窄層と, 該電流通路部の領域に重畳して形成されたn型伝導層と
を有する半導体レーザ素子。
1. A current path portion is formed on a compound semiconductor substrate having a (100) substrate plane orientation, and is formed on both sides of the current path portion on both sides thereof (n1).
1) A plurality having facets (where n = 1 to 5)
Columns and Ma <br/> Ruchi channel structure which covers the entire area except Do Ri and the said current path portion from the groove of crystal-grown by molecular beam epitaxy to be superimposed on the region of the multi-channel structure, the surface of the facet Depending on direction
Ri p-type and the current confinement layer which is a conductive, semiconductor laser device having an n-type conductive layer formed by superimposing the area of the current passage. 2. A compound half having a (100) substrate plane orientation.
An n-type conduction current confinement layer formed on a conductive substrate
The current path portion is formed, and the current path portion is interposed therebetween.
(N11) formed on both sides thereof (where n
= 1-5) consisting of a plurality of rows of grooves having facets
Multi-channel structure covering the entire area except for the current path portion
And molecular beam epitaxy superimposed on the region of the multi-channel structure.
The crystal is grown by the C method and depends on the face orientation of the facet.
A current confinement layer having p-type conduction and an n-type conduction layer formed so as to overlap the region of the current passage portion.
A semiconductor laser device having:
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