JP3179511B2 - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JP3179511B2
JP3179511B2 JP07491291A JP7491291A JP3179511B2 JP 3179511 B2 JP3179511 B2 JP 3179511B2 JP 07491291 A JP07491291 A JP 07491291A JP 7491291 A JP7491291 A JP 7491291A JP 3179511 B2 JP3179511 B2 JP 3179511B2
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憲治 内田
俊 梶村
健夫 高橋
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和徳 斉藤
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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、書替え可能光ディスク
などの光記録装置の光源として用いる半導体レ−ザに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser used as a light source for an optical recording device such as a rewritable optical disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光記録装置用半導体レ−ザを図9
に示す。この構造は、プロシーディング オブ トゥエ
ルブス アイ イー イー イー インターナショナル
レーザー コンファレンス 1990年 第270頁
(Proc. of 12th IEEE international semiconductor l
aser Conference (1990) 278P)にあるように、n−Ga
As基板上1にn−AlGaAsクラッド層2、AlG
aAs活性層3、p−AlGaAsクラッド層4、p−
GaAsコンタクト層5を順次形成した後、ストライプ
状のSiO2等の絶縁膜を形成し(図示せず)、この膜
をマスクとしてp−AlGaAs層4まで化学エッチン
グを行う。次に、このSiO2膜を残したままn−Ga
As電流ブロツク層6の選択成長を行う。最後に接触抵
抗低減のためp−GaAs埋込層8を成長するものであ
る。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor laser for an optical recording apparatus is shown in FIG.
Shown in This structure is described in Proc. Of 12th IEEE international semiconductor laser 1990, page 270 (Proc. Of 12th IEEE International Laser Conference).
aser Conference (1990) 278P).
N-AlGaAs cladding layer 2 on an As substrate 1
aAs active layer 3, p-AlGaAs cladding layer 4, p-
After the GaAs contact layers 5 are sequentially formed, a striped insulating film such as SiO 2 is formed (not shown), and the p-AlGaAs layer 4 is chemically etched using this film as a mask. Next, n-Ga is left while the SiO 2 film is left.
The selective growth of the As current block layer 6 is performed. Finally, a p-GaAs buried layer 8 is grown to reduce the contact resistance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体レ−
ザにおいては、半導体レ−ザを光ディスク装置等に用い
る際に、雑音防止のため高周波変調を行なう。しかし、
高周波電流が、電流ブロツク部におけるn−GaAs電
流ブロツク層6とその上下に位置するp−GaAs埋込
層8、p−AlGaAsクラッド層4との各々の接合容
量を介して漏れてしまうため、高周波変調による雑音低
減効果が得られないという問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The above conventional semiconductor laser
When a semiconductor laser is used in an optical disk device or the like, high-frequency modulation is performed to prevent noise. But,
The high frequency current leaks through the junction capacitance of the n-GaAs current block layer 6 in the current block portion and the p-GaAs buried layer 8 and the p-AlGaAs clad layer 4 located above and below the current block layer. There is a problem that the noise reduction effect by modulation cannot be obtained.

【0004】本発明の目的は、この問題を解決すること
にある。
An object of the present invention is to solve this problem.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、上記従来技
術については、n型電流ブロツク層とその上下に位置す
るp型半導体層との界面の少なくとも一方に、不純物濃
度が上記p、n層に比べて小さい低不純物濃度半導体層
を設けることにより達成できる。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide the above-mentioned prior art, wherein the impurity concentration is at least one of the interfaces between the n-type current block layer and the p-type semiconductor layers located above and below the n-type current block layer. This can be achieved by providing a low-impurity-concentration semiconductor layer that is smaller than the above.

【0006】すなわち上記目的は、活性層中のストライ
プ領域のみに通電するためのPN接合電流ブロック構造
を有する半導体レーザにおいて、上記PN接合電流ブロ
ック構造の構成要素である電流ブロック層と少なくとも
該層に対し上記活性層側に在る層とでPN接合を構成
し、少なくとも1つの上記PN接合の界面に該PN接合
構成層より不純物濃度が小さい低不純物濃度半導体層を
形成することにより達成できる。ところで、特開昭61-9
6791号公報には、活性層に接合するp型クラッド層が、
これに接合されたn型電流狭窄層の不純物補償効果によ
るアクセプタ濃度減少で高抵抗化されることを防ぐため
に、上記p型クラッド層と上記n型電流狭窄層との接合
界面の上記活性層に対向する部分にノンドープ半導体層
を挿入する構成が開示される。しかしながら、本発明は
上記公報に開示された発明と目的を異にするものであ
り、後述の図1の半導体レーザの如く活性層に電流を供
給するためのストライプ状に形成された部分を有する第
1の半導体層4,5とPN接合を構成する第2の半導体
層6の上面に、当該第1並びに第2の半導体層より不純
物濃度が低い第3の半導体層7を上記第1の半導体層の
ストライプ側面に接合させるように形成しても(第3の
半導体層7を上記活性層に対向するPN接合に形成しな
くとも)、本発明の目的は達成できるのである。
That is, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser having a PN junction current block structure for energizing only a stripe region in an active layer. On the other hand, it can be achieved by forming a PN junction with the layer on the active layer side and forming a low impurity concentration semiconductor layer having an impurity concentration lower than that of the PN junction constituent layer at at least one interface of the PN junction. By the way, JP-A-61-9
No. 6791 discloses a p-type cladding layer bonded to an active layer,
Due to the impurity compensation effect of the n-type current confinement layer joined thereto
To reduce the acceptor concentration and increase the resistance
Bonding the p-type cladding layer and the n-type current confinement layer
A non-doped semiconductor layer at the part of the interface facing the active layer
Is disclosed. However, the present invention
It has a different purpose from the invention disclosed in the above publication.
Thus, a current is supplied to the active layer as in the semiconductor laser shown in FIG.
Having a strip-shaped portion for feeding
A second semiconductor forming a PN junction with the first semiconductor layers 4 and 5
The upper surface of the layer 6 is more impure than the first and second semiconductor layers.
The third semiconductor layer 7 having a low material concentration is used as the first semiconductor layer.
Even if it is formed to be bonded to the side of the stripe (third
Do not form the semiconductor layer 7 at the PN junction facing the active layer.
At least), the object of the present invention can be achieved.

【0007】また、低不純物濃度半導体層の厚さおよび
不純物濃度を、半導体レ−ザ使用時に印加される高周波
電流が発光に有効に寄与し、上記高周波電流より高い周
波数の電流成分が発光に寄与しないように設定すること
により、半導体レ−ザのサ−ジ破壊を防止できる。
The high-frequency current applied when the semiconductor laser is used effectively contributes to light emission, and the current component having a frequency higher than the high-frequency current contributes to light emission, depending on the thickness and impurity concentration of the low impurity concentration semiconductor layer. By setting not to do so, it is possible to prevent surge damage of the semiconductor laser.

【0008】[0008]

【作用】p型半導体層とn型半導体層とで低不純物濃度
半導体層を挾んだ構造とすることにより、空乏層が延び
易くなり、接合容量を大幅に低減できる。その結果、高
周波電流の漏れを低減でき、高周波変調による雑音低減
効果が得られる。
The structure in which the low-impurity-concentration semiconductor layer is sandwiched between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer makes it easy for the depletion layer to extend, and can greatly reduce the junction capacitance. As a result, leakage of the high-frequency current can be reduced, and a noise reduction effect by high-frequency modulation can be obtained.

【0009】半導体層間の接合容量は次の式で表される
ので、低不純物濃度半導体層の不純物濃度と接合容量の
関係は、図2のようになる。
Since the junction capacitance between the semiconductor layers is expressed by the following equation, the relationship between the impurity concentration of the low impurity concentration semiconductor layer and the junction capacitance is as shown in FIG.

【0010】 ところで、このような電流ブロツク構造を有する半導
体レ−ザの高周波電流に対する等価回路は図3のように
なる。抵抗R2を通る電流が有効電流であり、容量Cを
通って流れる電流が漏れ電流である。この等価回路を基
に、実測した半導体レ−ザのR1、R2を用いて、容量C
と高周波電流の発光寄与率との関係を計算すると図8の
ようになる。従来の半導体レ−ザにおいては、接合容量
が200pF以上あったため、高周波電流の半分以上が
漏れ電流となっていた。図8より、高周波電流の半分以
上が有効に用いられるためには、Cは100pF以下で
ある必要があることがわかる。また図2より、このよう
な低い容量は低不純物濃度半導体層の不純物濃度を1x
1017cm~3以下とすれば得られることがわかる。電流
狭窄は従来の半導体レ−ザと同様電流ブロック層で行わ
れる。低不純物濃度半導体層の導電型は任意である。ま
たその禁止帯幅はレ−ザとして機能する値であれば良
い。低不純物濃度半導体層として、電流ブロック層また
はそれと隣接する層と同じ材料を選べば不純物濃度の制
御が非常に容易になる。またその場合には、低不純物濃
度半導体層は電流ブロック層またはそれと隣接する層と
同じ役割を果たす。
[0010] FIG. 3 shows an equivalent circuit for a high-frequency current of a semiconductor laser having such a current block structure. Resistance current through R 2 is the active current is a current leakage current flowing through the capacitor C. On the basis of this equivalent circuit, the capacitance C 1 is calculated using R 1 and R 2 of the semiconductor laser actually measured.
FIG. 8 shows the relationship between the light emission contribution rate of the high-frequency current and the light emission contribution rate. In a conventional semiconductor laser, since the junction capacitance was 200 pF or more, more than half of the high-frequency current was a leakage current. From FIG. 8, it is understood that C must be 100 pF or less in order to effectively use more than half of the high-frequency current. FIG. 2 shows that such a low capacitance reduces the impurity concentration of the low impurity concentration semiconductor layer to 1 ×.
It can be seen that it can be obtained by setting it to 10 17 cm ~ 3 or less. The current confinement is performed in the current block layer as in the conventional semiconductor laser. The conductivity type of the low impurity concentration semiconductor layer is arbitrary. The forbidden band width may be any value as long as it functions as a laser. If the same material as the current blocking layer or a layer adjacent thereto is selected as the low impurity concentration semiconductor layer, the control of the impurity concentration becomes very easy. In that case, the low impurity concentration semiconductor layer plays the same role as the current blocking layer or a layer adjacent thereto.

【0011】さらに、本構造によればCを適当に設定す
ることにより、高周波変調電流を発光に有効に寄与さ
せ、レ−ザに有害なサ−ジ電流をCを介して流すように
設計することも可能である。パルス電流により半導体レ
−ザの光破壊現象が発生する光出力は、パルス幅の1/
2から1/4乗に反比例することが知られており、サ−
ジ電流により放電する電荷の量が一定の場合、パルス幅
が小さいほど有害となる。従って、半導体レ−ザ使用時
に必要な周波数以上の電流成分は発光に寄与しないこと
が望ましい。本発明によればストライプ領域以外の漏れ
電流を制御できるので、必要な周波数以上の電流成分を
容易に無効化できる。
Further, according to this structure, by appropriately setting C, the high-frequency modulation current is effectively contributed to the light emission, and a design is made such that a surge current harmful to the laser flows through C. It is also possible. The optical output at which the optical destruction phenomenon of the semiconductor laser occurs due to the pulse current is 1/1 of the pulse width.
It is known that it is inversely proportional to the power of 2 to 1/4.
If the amount of charge discharged by the di-current is constant, the smaller the pulse width, the more harmful. Therefore, it is desirable that a current component having a frequency higher than a frequency required when using a semiconductor laser does not contribute to light emission. According to the present invention, since the leakage current outside the stripe region can be controlled, a current component having a frequency higher than a required frequency can be easily nullified.

【0012】[0012]

【実施例】実施例1 本発明の実施例1を図1に従い説明する。本構造はま
ず、n−GaAs基板1上にn−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層2(1.5μm厚)、アンド−プAl0. 14Ga
0.86As活性層3(0.04μm厚)、p−Al0.5
0.5Asクラッド層4(1.5μm厚)、p−GaA
sコンタクト層5(0.3μm厚)を順次結晶成長す
る。次に、SiO2膜のストライプ状のパタンを形成
し、このパタンをマスクとしてリッジ状にp−Al0.5
Ga0.5Asクラッド層4およびp−GaAsコンタク
ト層5を加工し、さらにn−GaAs6(0.8μm
厚)及びアンド−プGaAs7(0.3μm厚)からな
る電流ブロック層を形成する。この時、SiO2パタン
の上に結晶成長の起こらないMOCVD法の特性のため
にリッジ上部にはブロック層の成長は起こらない。最後
にSiO2パタンを取り除いた後、p−GaAs埋込層
8(1.2μm厚)を成長して図1のような構造とす
る。以上のようにして作成した半導体ウエハの表面と裏
面にAu電極9を設けた後、ストライプ方向に600μ
mストライプと直交する方向に300μmにウエハをへ
き開してレ−ザチップとする。アンド−プGaAs7の
不純物濃度は5x1016cm~3以下となっており、ブロ
ック層部分の接合容量23は図2より50pF以下とな
る。このような素子の高周波電流に対する等価回路は図
3のようになり、R1とR2はそれぞれ4Ω及び2Ωであ
る。したがって、700MHzの高周波電流の発光寄与
率は70%となる。
Embodiment 1 Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. This structure is first, n-Al on the n-GaAs substrate 1 0.5 Ga 0.5 As cladding layer 2 (1.5 [mu] m thick), and - flop Al 0. 14 Ga
0.86 As active layer 3 (0.04 μm thick), p-Al 0.5 G
a 0.5 As clad layer 4 (1.5 μm thick), p-GaAs
Crystal growth of the s-contact layer 5 (thickness: 0.3 μm) is sequentially performed. Next, a stripe-shaped pattern of an SiO 2 film is formed, and p-Al 0.5
The Ga 0.5 As clad layer 4 and the p-GaAs contact layer 5 were processed, and further, n-GaAs 6 (0.8 μm
) And a current blocking layer made of undoped GaAs 7 (0.3 μm thick). At this time, the growth of the block layer does not occur on the ridge due to the characteristics of the MOCVD method in which no crystal growth occurs on the SiO 2 pattern. Finally, after removing the SiO 2 pattern, a p-GaAs buried layer 8 (1.2 μm thick) is grown to obtain a structure as shown in FIG. After providing the Au electrodes 9 on the front and back surfaces of the semiconductor wafer prepared as described above, 600 μm in the stripe direction.
The wafer is cleaved to 300 μm in the direction perpendicular to the m stripes to form a laser chip. The impurity concentration of the undoped GaAs 7 is 5 × 10 16 cm 3 or less, and the junction capacitance 23 of the block layer portion is 50 pF or less from FIG. FIG. 3 shows an equivalent circuit of such an element for high-frequency current, where R 1 and R 2 are 4Ω and 2Ω, respectively. Therefore, the emission contribution ratio of the 700 MHz high-frequency current is 70%.

【0013】実施例2 本発明第2の実施例2を図4に従い説明する。本構造は
まず、n−GaAs基板1上にn−Al0.5Ga0.5As
クラッド層2(1.5μm厚)、量子井戸構造活性層12
(0.04μm厚)、p−Al0.5Ga0.5Asクラッド
層4(1.5μm厚)、p−GaAsコンタクト層5
(0.3μm厚)を順次結晶成長する。次に、SiO2
膜のストライプ状のパタンを形成し、このパタンをマス
クとしてリッジ状にp−Al0.5Ga0.5Asクラッド層
4およびp−GaAsコンタクト層5を加工し、さらに
アンド−プGaAs7(0.1μm厚)及びn−GaA
s6(1.1μm厚)からなる電流ブロック層を形成す
る。この時、SiO2パタンの上に結晶成長の起こらな
いMOCVD法の特性のためにリッジ上部にはブロック
層の成長は起こらない。最後にSiO2パタンを取り除
いた後、p−GaAs埋込層8(1.2μm厚)を成長
して図4のような構造とした。以上のようにして作成し
た半導体ウエハの表面と裏面にAu電極9を設けた後、
ストライプ方向に600μmストライプと直交する方向
に300μmにウエハをへき開してレ−ザチップとす
る。MOCVDのV族ソ−スとIII族ソ−スの供給量を
最適化することにより、アンド−プGaAs7の不純物
濃度は1x1016cm~3以下となっている。アンド−プ
GaAs層7の不純物濃度が低い場合には、アンド−プ
層全域が空乏化するため接合容量はアンド−プ層の膜厚
によって決まる。この場合の接合容量は <GaAsの誘電率>X<チップ面積>/<アンド−プ
層膜厚> で表わされ、本素子の場合約100pFとなる。一方、
このような素子の高周波電流に対する等価回路は図3の
ようになり、R1とR2はそれぞれ4Ω及び2Ωである。
したがって、700MHzの高周波電流の発光寄与率は
60%となる。しかも、本構造においては1GHz以上
の高周波成分は電流ブロック層の接合容量を介して漏れ
てしまうため発光に寄与せず、サ−ジ破壊が起こりにく
いという利点もある。
Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present structure is as follows. First, n-Al 0.5 Ga 0.5 As is formed on an n-GaAs substrate 1.
Cladding layer 2 (1.5 μm thick), quantum well structure active layer 12
(0.04 μm thickness), p-Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 4 (1.5 μm thickness), p-GaAs contact layer 5
(Thickness of 0.3 μm) is sequentially grown. Next, SiO 2
Forming a pattern of stripes of film, processing a p-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer 4 and the p-GaAs contact layer 5 in a ridge shape this pattern as a mask, further and - flop GaAs7 (0.1μm thickness) And n-GaAs
A current block layer made of s6 (1.1 μm thick) is formed. At this time, the growth of the block layer does not occur on the ridge due to the characteristics of the MOCVD method in which no crystal growth occurs on the SiO 2 pattern. Finally, after removing the SiO 2 pattern, a p-GaAs buried layer 8 (1.2 μm thick) was grown to obtain a structure as shown in FIG. After providing the Au electrodes 9 on the front and back surfaces of the semiconductor wafer prepared as described above,
The wafer is cleaved to 600 μm in the stripe direction and 300 μm in the direction perpendicular to the stripe to form a laser chip. By optimizing the supply amounts of the group V source and the group III source in MOCVD, the impurity concentration of the undoped GaAs 7 is 1 × 10 16 cm 3 or less. When the impurity concentration of the undoped GaAs layer 7 is low, the entire area of the undoped layer is depleted, so that the junction capacitance is determined by the thickness of the undoped layer. The junction capacitance in this case is represented by <dielectric constant of GaAs> X <chip area> / <thickness of undoped layer>, and is about 100 pF in the case of this element. on the other hand,
FIG. 3 shows an equivalent circuit of such an element for a high-frequency current, where R 1 and R 2 are 4Ω and 2Ω, respectively.
Therefore, the emission contribution ratio of the 700 MHz high-frequency current is 60%. In addition, this structure has the advantage that high-frequency components of 1 GHz or more leak through the junction capacitance of the current blocking layer and thus do not contribute to light emission, so that surge damage hardly occurs.

【0014】実施例3 本発明の実施例3を図5に従い説明する。本構造はま
ず、p−GaAs基板13上にアンド−プGaAs8及び
n−GaAs7からなる電流ブロック層を形成する。次
に、通常のホトリソクラフ技術を用いて、電流ブロック
層の一部にストライプ状の溝14を形成する。次に、液層
成長法によりp−Al0.5Ga0.5Asクラッド層15、ア
ンド−プAl0.14Ga0.86As活性層16、n−Al0.5
Ga0.5Asクラッド層17、n−GaAsコンタクト層1
8を順次結晶成長して図5のような構造とする。以上の
ようにして作成した半導体ウエハの表面と裏面にAu電
極9を設けた後、ストライプ方向に600μmストライ
プと直交する方向に300μmにウエハをへき開してレ
−ザチップとする。アンド−プGaAsの不純物濃度は
5x1016cm~3以下となっており、本構造による電流
ブロック層部分の接合容量23は図2より50pF以下と
なる。このような素子の高周波電流に対する等価回路は
図3のようになり、R1とR2はそれぞれ4Ω及び2Ωで
ある。したがって、700MHzの高周波電流の発光寄
与率は70%となる。
Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this structure, first, a current blocking layer composed of undoped GaAs 8 and n-GaAs 7 is formed on a p-GaAs substrate 13. Next, a stripe-shaped groove 14 is formed in a part of the current block layer by using a normal photolithography technique. Next, the p-Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 15, the undoped Al 0.14 Ga 0.86 As active layer 16, the n-Al 0.5
Ga 0.5 As clad layer 17, n-GaAs contact layer 1
8 are sequentially crystal-grown to have a structure as shown in FIG. After the Au electrodes 9 are provided on the front and back surfaces of the semiconductor wafer prepared as described above, the wafer is cleaved to 300 μm in the direction perpendicular to the stripe in the direction of 600 μm in the stripe direction to form laser chips. And - the impurity concentration of the flop GaAs has a 5x10 16 cm ~ 3 or less, the junction capacitance 23 of the current blocking layer portion according to the present structure is as follows 50pF than FIG. FIG. 3 shows an equivalent circuit of such an element for high-frequency current, where R 1 and R 2 are 4Ω and 2Ω, respectively. Therefore, the emission contribution ratio of the 700 MHz high-frequency current is 70%.

【0015】実施例4 本発明の実施例4を図6に従い説明する。本実施例は本
発明の構造をAlGaInP系の半導体レ−ザに適応し
たものでまず、n−GaAs基板1上にn−(Al0.5
Ga0.50.5In0.5Pクラッド層19(1.5μm
厚)、アンド−プGa0.5In0.5P活性層20(0.04
μm厚)、p−(Al0.5Ga0.50.5In0. 5Pクラッ
ド層21(1.5μm厚)、p−GaAsコンタクト層22
(0.3μm厚)を順次結晶成長する。次に、SiO2
膜のストライプ状のパタンを形成し、このパタンをマス
クとしてリッジ状にp−(Al0.5Ga0.50.5In0.5
Pクラッド層21およびp−GaAsコンタクト層22を加
工し、さらにn−GaAs6(0.8μm厚)及びアン
ド−プGaAs7(0.3μm厚)からなる電流ブロッ
ク層を形成する。この時、SiO2パタンの上に結晶成
長の起こらないMOCVD法の特性のためにリッジ上部
には電流ブロック層の成長は起こらない。最後にSiO
2パタンを取り除いた後、p−GaAs埋込層8(1.
2μm厚)を成長して図6のような構造とする。以上の
ようにして作成した半導体ウエハの表面と裏面にAu電
極9を設けた後、ストライプ方向に600μmストライ
プと直交する方向に300μmにウエハをへき開してレ
−ザチップとする。アンド−プGaAs7の不純物濃度
は5x1016cm~3以下となっており、本構造による電
流ブロック層部分の接合容量23は図2より50pF以下
となる。このような素子の高周波電流に対する等価回路
は図3のようになり、R1とR2はそれぞれ8Ω及び12
Ωである。したがって、700MHzの高周波電流の発
光寄与率は70%となる。
Embodiment 4 Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the structure of the present invention is applied to an AlGaInP-based semiconductor laser. First, an n- (Al 0.5
Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 19 (1.5 μm
Thickness), undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 20 (0.04
μm thickness), p- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0. 5 P cladding layer 21 (1.5 [mu] m thickness), p-GaAs contact layer 22
(Thickness of 0.3 μm) is sequentially grown. Next, SiO 2
A stripe-shaped pattern of the film is formed, and p- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 is formed in a ridge shape using the pattern as a mask.
The P cladding layer 21 and the p-GaAs contact layer 22 are processed, and a current block layer made of n-GaAs 6 (0.8 μm thick) and undoped GaAs 7 (0.3 μm thick) is formed. At this time, the current blocking layer does not grow on the ridge due to the characteristics of the MOCVD method in which no crystal growth occurs on the SiO 2 pattern. Finally SiO
After removing the two patterns, the p-GaAs buried layer 8 (1.
(2 μm thick) to form a structure as shown in FIG. After the Au electrodes 9 are provided on the front and back surfaces of the semiconductor wafer prepared as described above, the wafer is cleaved to 300 μm in the direction perpendicular to the stripe in the direction of 600 μm in the stripe direction to form laser chips. And - the impurity concentration of the flop GaAs7 has become a 5x10 16 cm ~ 3 or less, the junction capacitance 23 of the current blocking layer portion according to the present structure is as follows 50pF than FIG. FIG. 3 shows an equivalent circuit of such an element for a high-frequency current, where R 1 and R 2 are 8Ω and 12Ω, respectively.
Ω. Therefore, the emission contribution ratio of the 700 MHz high-frequency current is 70%.

【0016】実施例5 本発明の実施例5を図7に従い説明する。本構造はま
ず、n−GaAs基板1上にn−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層2、アンド−プAl0.14Ga0.86As活性層
3、p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4、p−GaA
sコンタクト層5を順次結晶成長する。次に、SiO2
膜のストライプ状のパタンを形成し、このパタンをマス
クとしてリッジ状にp−Al0.5Ga0.5Asクラッド層
4およびp−GaAsコンタクト層5を加工し、さらに
n−GaAs6及びアンド−プGaAs7からなる電流
ブロック層を形成する。この時、SiO2パタンの上に
結晶成長の起こらないMOCVD法の特性のためにリッ
ジ上部には電流ブロック層の成長は起こらない。最後に
SiO2パタンを取り除いて図7のような構造とする。
以上のようにして作成した半導体ウエハの表面と裏面に
Au電極9を設けた後、ストライプ方向に600μmス
トライプと直交する方向に300μmにウエハをへき開
してレ−ザチップとする。アンド−プGaAs7の不純
物濃度は5x1016cm~3以下となっており、本構造に
よる電流ブロック層部分のショットキ−接合容量23は5
0pF以下となる。このような素子の高周波電流に対す
る等価回路は図3のようになり、R1とR2はそれぞれ4
Ω及び2Ωである。したがって、700MHzの高周波
電流の発光寄与率は70%となる。
Embodiment 5 Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. In this structure, first, an n-Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 2, an undoped Al 0.14 Ga 0.86 As active layer 3, a p-Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 4, a p-GaAs
The s-contact layer 5 is crystal-grown sequentially. Next, SiO 2
Forming a pattern of stripes of film, the pattern processing the p-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer 4 and the p-GaAs contact layer 5 in a ridge shape as a mask, further n-GaAs6 and and - consisting flop GaAs7 A current blocking layer is formed. At this time, the current blocking layer does not grow on the ridge due to the characteristics of the MOCVD method in which no crystal growth occurs on the SiO 2 pattern. Finally, the SiO 2 pattern is removed to obtain a structure as shown in FIG.
After the Au electrodes 9 are provided on the front and back surfaces of the semiconductor wafer prepared as described above, the wafer is cleaved to 300 μm in the direction perpendicular to the stripe in the direction of 600 μm in the stripe direction to form laser chips. And - the impurity concentration of the flop GaAs7 has become a 5x10 16 cm ~ 3 or less, the Schottky current blocking layer portion according to the structure - junction capacitance 23 5
0 pF or less. Equivalent circuit for high-frequency current of such a device is as shown in FIG. 3, R 1 and R 2 each 4
Ω and 2Ω. Therefore, the emission contribution ratio of the 700 MHz high-frequency current is 70%.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、従来の半導体レ−ザお
いて問題であった高周波電流成分の漏れを防止でき、雑
音発生防止の為の高周波変調の効果が良好に機能する半
導体レ−ザが得られる。また、低不純物濃度半導体層の
不純物濃度と厚さを適当に選ぶことにより変調周波数以
上の周波数成分の電流を逃がすことができるので、サ−
ジ破壊の起こりにくい半導体レ−ザが得られる。しか
も、低不純物濃度半導体層の導入により、従来の半導体
レ−ザでみられた電流ブロック層の電流リ−クが原因と
なった早期劣化現象も防止でき、半導体レ−ザの不良率
低減の効果もある。
According to the present invention, the leakage of the high-frequency current component, which is a problem in the conventional semiconductor laser, can be prevented, and the effect of high-frequency modulation for preventing the generation of noise can function well. You get the. In addition, by appropriately selecting the impurity concentration and thickness of the low impurity concentration semiconductor layer, a current having a frequency component higher than the modulation frequency can be released.
A semiconductor laser which is less likely to cause breakdown is obtained. In addition, the introduction of the low-impurity-concentration semiconductor layer can prevent the early deterioration phenomenon caused by the current leak of the current block layer seen in the conventional semiconductor laser, and reduce the defective rate of the semiconductor laser. There is also an effect.

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

【図1】本発明の実施例1の半導体レ−ザの断面構造図
である。
FIG. 1 is a sectional structural view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】低不純物濃度GaAs層の不純物濃度と接合容
量の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an impurity concentration of a low impurity concentration GaAs layer and a junction capacitance.

【図3】電流ブロック層を有する半導体レ−ザの等価回
路である。
FIG. 3 is an equivalent circuit of a semiconductor laser having a current blocking layer.

【図4】本発明の実施例2の半導体レ−ザの断面構造図
である。
FIG. 4 is a sectional structural view of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例3の半導体レ−ザの断面構造図
である。
FIG. 5 is a sectional structural view of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例4の半導体レ−ザの断面構造図
である。
FIG. 6 is a sectional structural view of a semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例5の半導体レ−ザの断面構造図
である。
FIG. 7 is a sectional structural view of a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の半導体レ−ザの接合容量と発光寄与率
の関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a junction capacitance and a light emission contribution ratio of the semiconductor laser of the present invention.

【図9】従来の半導体レ−ザの断面構造図である。FIG. 9 is a sectional structural view of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…n−GaAs基板、2…n−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層、3…アンド−プAl0.14Ga0.86As活性
層、4…p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層、5…p−
GaAsコンタクト層、6…n−GaAs、7…アンド
−プGaAs、8…p−GaAs埋込層、9…Au電
極、12…量子井戸構造活性層、13…p−GaAs基板、
14…ストライプ状の溝、15…p−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層、16…アンド−プAl0.14Ga0.86As活性
層、17…n−Al0.5Ga0.5Asクラッド層、18…n−
GaAsコンタクト層、19…n−(Al0.5Ga0.5
0.5In0.5Pクラッド層、20…アンド−プGa0.5In
0.5P活性層、21…p−(Al0.5Ga0.50.5In0.5
Pクラッド層、22…p−GaAsコンタクト層。
1 ... n-GaAs substrate, 2 ... n-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer, 3 ... and - flop Al 0.14 Ga 0.86 As active layer, 4 ... p-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer, 5 ... p-
GaAs contact layer, 6 n-GaAs, 7 undoped GaAs, 8 p-GaAs buried layer, 9 Au electrode, 12 quantum well structure active layer, 13 p-GaAs substrate,
14 ... striped groove, 15 ... p-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer, 16 ... and - flop Al 0.14 Ga 0.86 As active layer, 17 ... n-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer, 18 ... n-
GaAs contact layer, 19 ... n- (Al 0.5 Ga 0.5 )
0.5 an In 0.5 P cladding layer, 20 ... and - flop Ga 0.5 an In
0.5 P active layer, 21... P- (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5
P clad layer, 22 ... p-GaAs contact layer.

フロントページの続き (72)発明者 内田 憲治 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 梶村 俊 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高橋 健夫 埼玉県入間郡毛呂山町旭台15番地 日立 東部セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 上島 研一 長野県小諸市大字柏木190番地 株式会 社日立製作所高崎工場小諸分工場内 (72)発明者 斉藤 和徳 埼玉県入間郡毛呂山町旭台15番地 日立 東部セミコンダクタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−149887(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 JICSTファイル(JOIS)Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Uchida 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takeo Takahashi 15 Asahidai, Moroyama-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Inside Hitachi Eastern Semiconductor Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Uejima 190 Oji Kashiwagi, Komoro City, Nagano Prefecture Hitachi, Ltd. ) Inventor Kazunori Saito 15 Asahidai, Moroyama-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Inside Hitachi Eastern Semiconductor Co., Ltd. (56) References JP-A-3-149887 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) H01S 5/00-5/50 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 活性層と、該活性層上に接合され且つ活性
層と反対側にストライプ状のリッジが形成された第1の
半導体層と、該第1の半導体層のリッジの両側に形成さ
れ且つ第1の半導体層とPN接合を形成する第2の半導
体層と、該第2の半導体層の半導体層上に接合され且つ
該第1の半導体層のリッジ側面に接合された第3の半導
体層とを含み、 上記第3の半導体層の不純物濃度は、上記第1並びに第
2の半導体層の不純物濃度より低く且つ1×1017cm
-3以下であることを特徴とする半導体レーザ。
An active layer, a first semiconductor layer joined to the active layer and having a stripe-shaped ridge formed on the side opposite to the active layer, and formed on both sides of the ridge of the first semiconductor layer. A second semiconductor layer that is formed and forms a PN junction with the first semiconductor layer; and a third semiconductor layer that is bonded on the semiconductor layer of the second semiconductor layer and bonded to a ridge side surface of the first semiconductor layer. A semiconductor layer, wherein the impurity concentration of the third semiconductor layer is lower than the impurity concentration of the first and second semiconductor layers and 1 × 10 17 cm
A semiconductor laser characterized by having a value of -3 or less.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体レーザにおいて、
上記第3の半導体層はGaAsからなることを特徴とす
る半導体レーザ。
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein
A semiconductor laser, wherein the third semiconductor layer is made of GaAs.
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