JP3119554B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JP3119554B2 JP3119554B2 JP06033791A JP3379194A JP3119554B2 JP 3119554 B2 JP3119554 B2 JP 3119554B2 JP 06033791 A JP06033791 A JP 06033791A JP 3379194 A JP3379194 A JP 3379194A JP 3119554 B2 JP3119554 B2 JP 3119554B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＰＯＳ、ＦＡシステム等
のバーコードリーダ用および光計測等の光源に用いられ
る利得ガイド型半導体レーザに関し、とくに発振波長が
６８０ｎｍ以下のＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ
の構造に関する。
のバーコードリーダ用および光計測等の光源に用いられ
る利得ガイド型半導体レーザに関し、とくに発振波長が
６８０ｎｍ以下のＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の利得ガイド型のＡｌＧａＩ
ｎＰ系可視光半導体レーザの構造の示す断面図である
（例えば、昭和６１年度電子通信学会予稿集，Ｐ．４−
９２）。
ｎＰ系可視光半導体レーザの構造の示す断面図である
（例えば、昭和６１年度電子通信学会予稿集，Ｐ．４−
９２）。
【０００３】図中１はｎ−ＧａＡｓ基板であり、この基
板１にはｎ−ＧａＡｓバッファー層２が形成されてい
る。バッファー層２上にはｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層３，ＧａＩｎＰ活性層４，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層５，ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６，ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層７およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層８か
らなるダブルヘテロ接合構造が順次形成されている。
板１にはｎ−ＧａＡｓバッファー層２が形成されてい
る。バッファー層２上にはｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層３，ＧａＩｎＰ活性層４，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層５，ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６，ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層７およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層８か
らなるダブルヘテロ接合構造が順次形成されている。
【０００４】この構造を有する半導体レーザは通常ＭＯ
ＶＰＥ又はＭＢＥ法によって製造されるが、ここでは量
産性に優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について述べ
る。
ＶＰＥ又はＭＢＥ法によって製造されるが、ここでは量
産性に優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について述べ
る。
【０００５】先ず、１回目のＭＯＶＰＥ成長によってｎ
−ＧａＡｓバッファー層２からｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
７までの６層から成るダブルヘテロ構造を順次形成し、
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７の一部にｐ−ＧａＩｎＰエッ
チング停止層６が露出するストライプ状の溝９を形成す
る。続いて２回目のＭＯＶＰＥ成長によって溝９を含む
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７全上面にｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層８が形成されている。その後、コンタクト層８の
全上面にｐ側電極１０（Ｔｒ／Ｐｔ／Ａｕ）が被着さ
れ、基板１の全下面にはｎ側電極１１（ＡｕＧｅＮｉ）
が被着されている。
−ＧａＡｓバッファー層２からｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
７までの６層から成るダブルヘテロ構造を順次形成し、
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７の一部にｐ−ＧａＩｎＰエッ
チング停止層６が露出するストライプ状の溝９を形成す
る。続いて２回目のＭＯＶＰＥ成長によって溝９を含む
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７全上面にｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層８が形成されている。その後、コンタクト層８の
全上面にｐ側電極１０（Ｔｒ／Ｐｔ／Ａｕ）が被着さ
れ、基板１の全下面にはｎ側電極１１（ＡｕＧｅＮｉ）
が被着されている。
【０００６】この構造では、電流狭窄がｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層８とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７により行なわ
れる。また、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６はスト
ライプ状の溝９を形成する際にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
７だけが化学エッチングされるためのエッチング停止の
役目をしており、またｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との間の電気抵抗低減を
目的とするものである。このようにして利得ガイド型の
半導体レーザが構成される。
ンタクト層８とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７により行なわ
れる。また、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６はスト
ライプ状の溝９を形成する際にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
７だけが化学エッチングされるためのエッチング停止の
役目をしており、またｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との間の電気抵抗低減を
目的とするものである。このようにして利得ガイド型の
半導体レーザが構成される。
【０００７】この利得ガイド型半導体レーザはｐｎ接合
面に平行な方向には屈折率差による導波機構がないため
に、出力を高くしていくと横モードが不安定となり、電
流−光出力特性に折れ曲がり（キンク）が生じる。キン
クのあるレーザーを用いると、光源−光ファイバの結合
特性や、変調特性が低下し、実用上大きな問題を生じる
ことになる。キンクは注入中キャリアによって生じる利
得分布、屈折率分布の変化に基づくものであり、ストラ
イプ幅に大きく依存するものである。溝の幅を狭くする
と利得分布は急峻となり、キャリアな拡散効果が大きく
なって、キンクの生じる光出力は大きくなる。しかし、
溝幅を狭くすると発振閾値電流が大幅に上昇する。
面に平行な方向には屈折率差による導波機構がないため
に、出力を高くしていくと横モードが不安定となり、電
流−光出力特性に折れ曲がり（キンク）が生じる。キン
クのあるレーザーを用いると、光源−光ファイバの結合
特性や、変調特性が低下し、実用上大きな問題を生じる
ことになる。キンクは注入中キャリアによって生じる利
得分布、屈折率分布の変化に基づくものであり、ストラ
イプ幅に大きく依存するものである。溝の幅を狭くする
と利得分布は急峻となり、キャリアな拡散効果が大きく
なって、キンクの生じる光出力は大きくなる。しかし、
溝幅を狭くすると発振閾値電流が大幅に上昇する。
【０００８】このように、利得ガイド型半導体レーザは
キンクを避けられない欠点があるものの、埋め込み型半
導体レーザに比較して結晶成長工程が一工程少なくその
製造歩留まりの良いことから量産に適した構造となって
いる点で重要性がある。
キンクを避けられない欠点があるものの、埋め込み型半
導体レーザに比較して結晶成長工程が一工程少なくその
製造歩留まりの良いことから量産に適した構造となって
いる点で重要性がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしならが、キンク
発生点が低いとバーコードリーダーなどで読みとりミス
が発生しやすいので、キンク発生点はできるだけ高くす
ることが望まれる。一方キンクのレベルはストライプ幅
を小さくすることにより高くすることができるが、発振
閾値電流が大幅に上昇するので６μｍより狭くすること
はしない。
発生点が低いとバーコードリーダーなどで読みとりミス
が発生しやすいので、キンク発生点はできるだけ高くす
ることが望まれる。一方キンクのレベルはストライプ幅
を小さくすることにより高くすることができるが、発振
閾値電流が大幅に上昇するので６μｍより狭くすること
はしない。
【００１０】従来の半導体レーザでは幅が７μｍの場合
でもキンク発生点は３ｍＷ程度で生じていた。よって、
ストライプ幅を狭くせずにキンク点を高くすることが望
まれている。
でもキンク発生点は３ｍＷ程度で生じていた。よって、
ストライプ幅を狭くせずにキンク点を高くすることが望
まれている。
【００１１】従来例の利得ガイド型半導体レーザのキン
クの低い理由を発明者は実験により確認した。すなわ
ち、従来のｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６のＺｎド
ーピング濃度は一般に１×１０18ｃｍ-3であり、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層７のＳｉドーピング濃度も同程度に設
定されていた。
クの低い理由を発明者は実験により確認した。すなわ
ち、従来のｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６のＺｎド
ーピング濃度は一般に１×１０18ｃｍ-3であり、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層７のＳｉドーピング濃度も同程度に設
定されていた。
【００１２】このような従来の一般的なドーピング濃度
の設定では、２回目のＭＯＶＰＥ成長におけるｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層８の成長の際、一定時間の熱処理サイ
クルを受け、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６にドー
ピングされているＺｎ不純物がｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
７中の熱拡散される。一般的には、停止層６から電流阻
止層７へのＺｎの固相−固相拡散では、境界条件を考慮
すれば電流阻止層７中へのＺｎ拡散濃度は約１桁低減さ
れ、〜１０17ｃｍ-3のＺｎ濃度となり、電流阻止層７の
Ｓｉドーピング濃度１×１０18ｃｍ-3よりも約１桁小さ
くなるものと考えられており、問題視されていなかっ
た。しかしながら、実際上ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８
を成長した後、図３（図中点線）に示すようにｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層７中にＺｎ拡散によるｐｎ接合が形成さ
れていることが実験的に確認された。成長温度６５０℃
３０分間の成長条件では、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７中
に０．１μｍの深さまでＺｎ拡散が進行している。
の設定では、２回目のＭＯＶＰＥ成長におけるｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層８の成長の際、一定時間の熱処理サイ
クルを受け、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層６にドー
ピングされているＺｎ不純物がｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
７中の熱拡散される。一般的には、停止層６から電流阻
止層７へのＺｎの固相−固相拡散では、境界条件を考慮
すれば電流阻止層７中へのＺｎ拡散濃度は約１桁低減さ
れ、〜１０17ｃｍ-3のＺｎ濃度となり、電流阻止層７の
Ｓｉドーピング濃度１×１０18ｃｍ-3よりも約１桁小さ
くなるものと考えられており、問題視されていなかっ
た。しかしながら、実際上ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８
を成長した後、図３（図中点線）に示すようにｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層７中にＺｎ拡散によるｐｎ接合が形成さ
れていることが実験的に確認された。成長温度６５０℃
３０分間の成長条件では、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７中
に０．１μｍの深さまでＺｎ拡散が進行している。
【００１３】これは、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層
６（Ｚｎドーピング濃度１×１０18ｃｍ-3）中にドーピ
ングされているＺｎ不純物のうち、電気的に非活性な過
剰Ｚｎ不純物が存在し、これが熱処理により上層のｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層７中へのＺｎ拡散を促進しているも
のと考えられる。
６（Ｚｎドーピング濃度１×１０18ｃｍ-3）中にドーピ
ングされているＺｎ不純物のうち、電気的に非活性な過
剰Ｚｎ不純物が存在し、これが熱処理により上層のｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層７中へのＺｎ拡散を促進しているも
のと考えられる。
【００１４】従って、図３に示すようにｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層７中にｐ−ＧａＡｓ拡散層１２が形成される。
このｐ−ＧａＡｓ拡散層１２はレーザ発振に必要な注入
電流の一部が漏れ電流（図３中のｉ1 で示す）として流
れる通路となり、活性層への実効上電流注入幅が溝９の
幅よりも広くなり、図２に示すように電流一光出力特性
において、キンク光出力が低下するだけでなく、発振し
きい値電流が増大する問題が生じる。溝９幅が７μｍの
時、発振しきい値電流は７０ｍＡ、キンク光出力は３ｍ
Ｗであった。
流阻止層７中にｐ−ＧａＡｓ拡散層１２が形成される。
このｐ−ＧａＡｓ拡散層１２はレーザ発振に必要な注入
電流の一部が漏れ電流（図３中のｉ1 で示す）として流
れる通路となり、活性層への実効上電流注入幅が溝９の
幅よりも広くなり、図２に示すように電流一光出力特性
において、キンク光出力が低下するだけでなく、発振し
きい値電流が増大する問題が生じる。溝９幅が７μｍの
時、発振しきい値電流は７０ｍＡ、キンク光出力は３ｍ
Ｗであった。
【００１５】本発明は、上記問題点を解決し、キンク光
出力が大きく、低発振しきい値電流でレーザ発振を可能
とする利得ガイド型可視光半導体レーザを提供するもの
である。
出力が大きく、低発振しきい値電流でレーザ発振を可能
とする利得ガイド型可視光半導体レーザを提供するもの
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した発見に
より、電流阻止層内に反転層ができないようにすれば、
キンクを高くできるであろうという着想に到った。反転
層ができないようにするためには、エッチング停止層の
ｐ型不純物濃度を低くする、拡散速度の小さいものにす
る（Ｍｇ）などが考えられるが、前者は素子の比抵抗を
増すので好ましくなく、後者は再現性がない点で好まし
くない。
より、電流阻止層内に反転層ができないようにすれば、
キンクを高くできるであろうという着想に到った。反転
層ができないようにするためには、エッチング停止層の
ｐ型不純物濃度を低くする、拡散速度の小さいものにす
る（Ｍｇ）などが考えられるが、前者は素子の比抵抗を
増すので好ましくなく、後者は再現性がない点で好まし
くない。
【００１７】本発明では、電流阻止層の濃度を高くする
ことに着目したものであり、とくにエッチング停止層の
濃度に比較して２倍以上または３×１０18ｃｍ-3以上と
して、反転層の形成を防止したことに特徴がある。
ことに着目したものであり、とくにエッチング停止層の
濃度に比較して２倍以上または３×１０18ｃｍ-3以上と
して、反転層の形成を防止したことに特徴がある。
【００１８】すなわち本発明によれば、半導体基板上に
ダブルヘテロ接合構造部を備え、このダブルヘテロ接合
構造部に電流狭窄のためのｎ型電流阻止層を有した利得
ガイド型半導体レーザにおいて、亜鉛が不純物としてド
ープされたｐ型半導体層に隣接したｎ型電流阻止層の不
純物濃度が前記ｎ型電流阻止層に前記ｐ型半導体層から
の亜鉛拡散によるｐ型反転層の形成を防ぐような高濃度
であることを特徴とする半導体レーザが得られる。
ダブルヘテロ接合構造部を備え、このダブルヘテロ接合
構造部に電流狭窄のためのｎ型電流阻止層を有した利得
ガイド型半導体レーザにおいて、亜鉛が不純物としてド
ープされたｐ型半導体層に隣接したｎ型電流阻止層の不
純物濃度が前記ｎ型電流阻止層に前記ｐ型半導体層から
の亜鉛拡散によるｐ型反転層の形成を防ぐような高濃度
であることを特徴とする半導体レーザが得られる。
【００１９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００２０】図１は本発明の一実施例の半導体レーザの
構造を示す横断面図であり、図２は本発明の一実施例の
効果を説明するためのレーザ発振特性（順方向電流と光
出力との関係）を示す特性図である。
構造を示す横断面図であり、図２は本発明の一実施例の
効果を説明するためのレーザ発振特性（順方向電流と光
出力との関係）を示す特性図である。
【００２１】まず、原料としてメタル系３族有機金属
（トリメチルインジウム，トリエチルガリウム，トリメ
チルアルミニウム）と５族水素化物（ＰＨ3 ，Ａｓ
Ｈ3 ）とを用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、面方
位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１３（ｎ濃度２×１０
18ｃｍ-3）上に、厚さ０．５μｍのｎ−ＧａＡｓバッフ
ァー層１４（ｎ濃度１×１０18ｃｍ-3）、厚さ１μｍの
ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１
５（ｎ濃度５×１０17ｃｍ-3）、厚さ０．０６μｍのＧ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層１６、厚さ１μｍのｐ−（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１７（ｐ濃度
３×１０17ｃｍ-3），厚さ０．１μｍのｐ−Ｇａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐエッチング停止層１８（ｐ濃度２×１０18ｃｍ
-3），厚さ０．６μｍのｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層１９
（ｎ濃度５×１０18ｃｍ-3) を順次成長してダブルヘテ
ロ構造を形成する。続いて、ＳｉＯ2 膜またはフォトレ
ジスト膜をマスクとして用いて、ｎ+ −ＧａＡｓ電流阻
止層１９を貫通し、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5 Ｐエッチング
停止層１８が露出したストライプ状の溝２０を形成す
る。これはＨ3 ＰＯ4 ，Ｈ2 Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏの混合液を用
いることによりｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層１９のみが選
択的にエッチングされることにより得られる。
（トリメチルインジウム，トリエチルガリウム，トリメ
チルアルミニウム）と５族水素化物（ＰＨ3 ，Ａｓ
Ｈ3 ）とを用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、面方
位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１３（ｎ濃度２×１０
18ｃｍ-3）上に、厚さ０．５μｍのｎ−ＧａＡｓバッフ
ァー層１４（ｎ濃度１×１０18ｃｍ-3）、厚さ１μｍの
ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１
５（ｎ濃度５×１０17ｃｍ-3）、厚さ０．０６μｍのＧ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層１６、厚さ１μｍのｐ−（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１７（ｐ濃度
３×１０17ｃｍ-3），厚さ０．１μｍのｐ−Ｇａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐエッチング停止層１８（ｐ濃度２×１０18ｃｍ
-3），厚さ０．６μｍのｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層１９
（ｎ濃度５×１０18ｃｍ-3) を順次成長してダブルヘテ
ロ構造を形成する。続いて、ＳｉＯ2 膜またはフォトレ
ジスト膜をマスクとして用いて、ｎ+ −ＧａＡｓ電流阻
止層１９を貫通し、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5 Ｐエッチング
停止層１８が露出したストライプ状の溝２０を形成す
る。これはＨ3 ＰＯ4 ，Ｈ2 Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏの混合液を用
いることによりｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層１９のみが選
択的にエッチングされることにより得られる。
【００２２】次いで、トリエチルガリウムとＡｓＨ3 を
原料として用いた減圧下での２回目のＭＯＶＰＥ法によ
り、図１に示す如くｐ−ＧａＡｓコンタクト層２１（ｐ
濃度３×１０18ｃｍ-3）を厚さ４μｍ成長する。その
後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２１上にｐ側電極２２、
基板１３の下面にｎ側電極２３を形成することによっ
て、図１に示す構造の半導体レーザが完成する。
原料として用いた減圧下での２回目のＭＯＶＰＥ法によ
り、図１に示す如くｐ−ＧａＡｓコンタクト層２１（ｐ
濃度３×１０18ｃｍ-3）を厚さ４μｍ成長する。その
後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２１上にｐ側電極２２、
基板１３の下面にｎ側電極２３を形成することによっ
て、図１に示す構造の半導体レーザが完成する。
【００２３】ここで、ｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層１９に
はＳｉＨ4 を原料ガスとして用いＳｉのｎ型不純物をド
ーピングしており、濃度を５×１０18ｃｍ-3に設定する
ことにより、図１に示すようにｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止
層１９中のＺｎ拡散が抑制されている。
はＳｉＨ4 を原料ガスとして用いＳｉのｎ型不純物をド
ーピングしており、濃度を５×１０18ｃｍ-3に設定する
ことにより、図１に示すようにｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止
層１９中のＺｎ拡散が抑制されている。
【００２４】本実施例では、ｎ型不純物濃度として５×
１０18ｃｍ-3に設定したが、実験的には表１に示すよう
に４×１０18ｃｍ-3、９×１０18ｃｍ-3のｎ型不純物濃
度においても、発振しきい値Ｉｔｈ、キンク光出力とも
本実施例と同等レベルの特性が得られた。
１０18ｃｍ-3に設定したが、実験的には表１に示すよう
に４×１０18ｃｍ-3、９×１０18ｃｍ-3のｎ型不純物濃
度においても、発振しきい値Ｉｔｈ、キンク光出力とも
本実施例と同等レベルの特性が得られた。
【００２５】ｎ型不純物濃度の下限は、下地のｐ型スト
ッパ層中の過剰Ｚｎ量と関係するが、一般にはＧａＩｎ
Ｐ層中へのＺｎドープ濃度の上限が２×１０18ｃｍ-3で
あり、これ以上はドープされにくいことが知られてお
り、材料特有の制約がある。よって、過剰Ｚｎ量も限ら
れておりｐ型ストッパ層中へのＺｎ拡散量も約２×１０
18ｃｍ-3であることから、ｎ型不純物濃度４×１０18ｃ
ｍ-3においても、ｐ型反転層が形成されていない。Ｐ−
ＧａＩｎＰエッチング停止層の不純物濃度が従来例の１
×１０18ｃｍ-3であれば、ｎ型不純物濃度は３×１０18
ｃｍ-3でも反転層は生じないと思われる。
ッパ層中の過剰Ｚｎ量と関係するが、一般にはＧａＩｎ
Ｐ層中へのＺｎドープ濃度の上限が２×１０18ｃｍ-3で
あり、これ以上はドープされにくいことが知られてお
り、材料特有の制約がある。よって、過剰Ｚｎ量も限ら
れておりｐ型ストッパ層中へのＺｎ拡散量も約２×１０
18ｃｍ-3であることから、ｎ型不純物濃度４×１０18ｃ
ｍ-3においても、ｐ型反転層が形成されていない。Ｐ−
ＧａＩｎＰエッチング停止層の不純物濃度が従来例の１
×１０18ｃｍ-3であれば、ｎ型不純物濃度は３×１０18
ｃｍ-3でも反転層は生じないと思われる。
【００２６】一方、ｎ型不純物濃度の上限については、
一般に１×１０19ｃｍ-3が限界であり、これ以上になる
とｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層の結晶性が悪化し、阻止の
寿命を短くするという問題が発生する。また、製造歩留
まりの余裕度を考慮し９×１０18ｃｍ-3を上限とするの
が適当である。
一般に１×１０19ｃｍ-3が限界であり、これ以上になる
とｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層の結晶性が悪化し、阻止の
寿命を短くするという問題が発生する。また、製造歩留
まりの余裕度を考慮し９×１０18ｃｍ-3を上限とするの
が適当である。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、溝幅を
狭くしないでキンク発生点を高くする手段として電流阻
止層での反転層の形成を防止することに着目したもので
ある。その具体策として、電流阻止層の不純物濃度を常
識を越えたレベルの高濃度とするという新規な構成によ
り製造工程を増すことなく、キンク発生点を高くし、か
つ発振閾値電流をも低下させることに初めて成功したも
のである。
狭くしないでキンク発生点を高くする手段として電流阻
止層での反転層の形成を防止することに着目したもので
ある。その具体策として、電流阻止層の不純物濃度を常
識を越えたレベルの高濃度とするという新規な構成によ
り製造工程を増すことなく、キンク発生点を高くし、か
つ発振閾値電流をも低下させることに初めて成功したも
のである。
【００２９】また、エッチング停止層のドーピング濃度
を従来よりも高くすれば比抵抗が下がるので、レーザ素
子としての抵抗が小さくなり、駆動回路の設計上、電源
電圧を低くできることや、回路素子の耐圧も低くできる
などの有利な点がある。
を従来よりも高くすれば比抵抗が下がるので、レーザ素
子としての抵抗が小さくなり、駆動回路の設計上、電源
電圧を低くできることや、回路素子の耐圧も低くできる
などの有利な点がある。
【００３０】さらに本発明ではキンク発生点が６ｍＷ程
度と高いので、バーコードリーダ用の光源として採用し
た場合、従来の３ｍＷでキンクの発生する場合には対象
物に３０ｃｍ以内に近づけない読みとり不良が発生する
のに対して、本発明では５ｍＷで使用しても２ｍ位まで
離しても問題が生じないというきわめて実用性の高い効
果をもたらす。
度と高いので、バーコードリーダ用の光源として採用し
た場合、従来の３ｍＷでキンクの発生する場合には対象
物に３０ｃｍ以内に近づけない読みとり不良が発生する
のに対して、本発明では５ｍＷで使用しても２ｍ位まで
離しても問題が生じないというきわめて実用性の高い効
果をもたらす。
【００３１】なお、実施例では溝幅を７μｍとしたが、
本発明がこの値に限定されるものではないことは当然で
ある。本願発明の実施例の場合、７μｍが最適である
が、６−８μｍの範囲内に選べば特に問題はない。その
理由は８μｍを越えるとキンク発生点が大幅に下がり、
６μｍを下回ると発振閾値電流が大幅に上昇するからで
ある。
本発明がこの値に限定されるものではないことは当然で
ある。本願発明の実施例の場合、７μｍが最適である
が、６−８μｍの範囲内に選べば特に問題はない。その
理由は８μｍを越えるとキンク発生点が大幅に下がり、
６μｍを下回ると発振閾値電流が大幅に上昇するからで
ある。
【図１】本発明の一実施例を示すＡｌＧａＩｎＰ型利得
ガイド型半導体レーザの横断面図である。
ガイド型半導体レーザの横断面図である。
【図２】本発明の一実施例の効果を説明するためのレー
ザ発振特性を示す特性図である。
ザ発振特性を示す特性図である。
【図３】従来のＡｌＧａＩｎＰ型利得ガイド型半導体レ
ーザの横断面図である。
ーザの横断面図である。
１，１３ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２，１４ ｎ−ＧａＡｓバッファー層 ３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ４，１６ Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６，１８ ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐエッチング停止層 ７ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ８，２１ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ９，２０ 溝 １０，２２ ｐ側電極 １１，２３ ｎ側電極 １２ ｐ−ＧａＡｓ拡散層 １５ ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 １７ ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 １９ ｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層
ド層 １７ ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 １９ ｎ+ −ＧａＡｓ電流阻止層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−309281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−42415（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286479（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−186582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−205788（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された第１のクラッ
ド層と、前記第１のクラッド層上に形成された活性層
と、前記活性層上に形成された第２のクラッド層と、前
記第２のクラッド層上に形成されたエッチング停止層
と、前記エッチング停止層上に形成されて前記エッチン
グ停止層を露出させる開口部を有する電流阻止層と、前
記電流阻止層上および前記開口部から露出する前記エッ
チング停止層上に形成されたコンタクト層とを有する半
導体レーザにおいて、前記エッチング停止層はｐ型不純
物濃度が２×１０18ｃｍ-3程度のＧａＩｎＰからなり、
前記電流阻止層は、ｎ型不純物濃度が４×１０18ｃｍ-3
乃至度９×１０18ｃｍ-3のＧａＡｓからなることを特徴
とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 半導体基板上に形成された第１のクラッ
ド層と、前記第１のクラッド層上に形成された活性層
と、前記活性層上に形成された第２のクラッド層と、前
記第２のクラッド層上に形成されたエッチング停止層
と、前記エッチング停止層上に形成されて前記エッチン
グ停止層を露出させる開口部を有する電流阻止層と、前
記電流阻止層上および前記開口部から露出する前記エッ
チング停止層上に形成されたコンタクト層とを有する半
導体レーザにおいて、前記エッチング停止層は亜鉛濃度
が２×１０18ｃｍ-3程度のＧａＩｎＰからなり、前記電
流阻止層は、シリコン濃度が４×１０18ｃｍ-3以上のＧ
ａＡｓからなり、これによってキンク光出力が少なくと
も５．８ｍＷであることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06033791A JP3119554B2 (ja) | 1993-03-03 | 1994-03-03 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-41618 | 1993-03-03 | ||
| JP4161893 | 1993-03-03 | ||
| JP06033791A JP3119554B2 (ja) | 1993-03-03 | 1994-03-03 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314850A JPH06314850A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3119554B2 true JP3119554B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=26372555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06033791A Expired - Fee Related JP3119554B2 (ja) | 1993-03-03 | 1994-03-03 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119554B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08222815A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法、及び半導体レーザ装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59205788A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6242415A (ja) * | 1985-08-19 | 1987-02-24 | Toshiba Corp | 半導体エピタキシヤルウエハの製造方法 |
| JPS62186582A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JP2642404B2 (ja) * | 1988-05-13 | 1997-08-20 | 株式会社東芝 | 半導体レーザの製造方法 |
| JP2757578B2 (ja) * | 1991-04-08 | 1998-05-25 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-03-03 JP JP06033791A patent/JP3119554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06314850A (ja) | 1994-11-08 |
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