JPH01171288A - 埋め込み形半導体レーザ - Google Patents
埋め込み形半導体レーザInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体レーザに関するものである。
（従来の技術）
半絶縁性半導体層を電流阻止層に用いた半導体レーザは
電流阻止層での漏れ電流が少なくしかも寄生容量が小さ
いため低閾値、高速動作が期待される。この様な半導体
レーザのうちｎ形半導体基板上に形成された半導体レー
ザの従来例（エレクトロニクスレターズ誌、第２２巻２
３号１２１４〜１２１５頁、１９８６年）を第２図に示
す。第２図において、活性層１２は上下よりｎ形のバッ
ファ層１１、ｐ形のクラッド層１３で、また、左右より
半絶縁性半導体層１８で挟まれ、電流は活性層１２の両
脇に位置する半絶縁性半導体層１８及び５ｉ０２層１７
により狭窄される。従って、電子はｎ形電極１５、ｎ形
半導体基板１０ｂ、バッファ層１１を経て活性層１２に
注入され、一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層１４
、クラッド層１３を経て活性層１２に注入される。この
半導体レーザは半絶縁性半導体層を電流阻止層に用いた
ことにより１０ Ｇ Ｈｚまでの高い周波数応答特性を
示す。
電流阻止層での漏れ電流が少なくしかも寄生容量が小さ
いため低閾値、高速動作が期待される。この様な半導体
レーザのうちｎ形半導体基板上に形成された半導体レー
ザの従来例（エレクトロニクスレターズ誌、第２２巻２
３号１２１４〜１２１５頁、１９８６年）を第２図に示
す。第２図において、活性層１２は上下よりｎ形のバッ
ファ層１１、ｐ形のクラッド層１３で、また、左右より
半絶縁性半導体層１８で挟まれ、電流は活性層１２の両
脇に位置する半絶縁性半導体層１８及び５ｉ０２層１７
により狭窄される。従って、電子はｎ形電極１５、ｎ形
半導体基板１０ｂ、バッファ層１１を経て活性層１２に
注入され、一方正孔はｐ形電極１６、コンタクト層１４
、クラッド層１３を経て活性層１２に注入される。この
半導体レーザは半絶縁性半導体層を電流阻止層に用いた
ことにより１０ Ｇ Ｈｚまでの高い周波数応答特性を
示す。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の半絶縁性半導体層を用いた半導体
レーザには、歩留りを高くすることが困難であるという
欠点があった、それはダブルヘテ口構造との界面である
（１１１）Ａ面に半絶縁性半導体層１８を形成する際気
相成長の特性によってｎ層抵抗半導体層１９が生じてし
まい、ｐ形電極１６、ｎ層抵抗半導体層１９、バッファ
層１１、ｎ形半導体基板１０ｂ、及びｎ形電極１５を経
路とする漏れ電流が発生し、閾値が増大するためである
。
レーザには、歩留りを高くすることが困難であるという
欠点があった、それはダブルヘテ口構造との界面である
（１１１）Ａ面に半絶縁性半導体層１８を形成する際気
相成長の特性によってｎ層抵抗半導体層１９が生じてし
まい、ｐ形電極１６、ｎ層抵抗半導体層１９、バッファ
層１１、ｎ形半導体基板１０ｂ、及びｎ形電極１５を経
路とする漏れ電流が発生し、閾値が増大するためである
。
（発明の目的）
本発明の目的は、電流阻止層での漏れ電流が少なくしか
も寄生容量が小さいため低閾値、高速動作が可能であり
、また、漏れ電流の発生を制御できる構造であるために
高い製造歩留りが期待できる半導体レーザを提供するこ
とにある。
も寄生容量が小さいため低閾値、高速動作が可能であり
、また、漏れ電流の発生を制御できる構造であるために
高い製造歩留りが期待できる半導体レーザを提供するこ
とにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の半導体レーザは、活性領域がこの活性領域の屈
折率より低い屈折率を有しかつ前記活性領域の禁制帯幅
より大きい禁制帯幅を有する半導体層で囲まれ、かつ該
半導体層の導電形が前記活性領域の左右においては半絶
縁性である埋め込み形半導体レーザにおいて、ｐ形の導
電形を有する半導体基板を用いることを特徴としている
。
折率より低い屈折率を有しかつ前記活性領域の禁制帯幅
より大きい禁制帯幅を有する半導体層で囲まれ、かつ該
半導体層の導電形が前記活性領域の左右においては半絶
縁性である埋め込み形半導体レーザにおいて、ｐ形の導
電形を有する半導体基板を用いることを特徴としている
。
（作用）
本発明による半導体レーザでは、半絶縁性半導体層を形
成する際にダブルへテロ構造の（１１１）Ａ面から生じ
るｎ形紙抵抗半導体層と、ｐ形半導体基板上のｐ形バッ
ファ層との間にｐｎ接合が形成される構造となっている
。このｐｎ接合はダブルへテロ構造でのｐｎ接合に比べ
禁制帯幅の大きい半導体層に形成されているため、その
ビルトインポテンシャルの差により同一の印加電圧では
前者の接合を流れる電流は後者に比べ充分に小さい。そ
のため、注入電流は活性層にのみ流れ、漏れ電流は従来
に比べ著しく低減され再現性よく低い閾値が得られる。
成する際にダブルへテロ構造の（１１１）Ａ面から生じ
るｎ形紙抵抗半導体層と、ｐ形半導体基板上のｐ形バッ
ファ層との間にｐｎ接合が形成される構造となっている
。このｐｎ接合はダブルへテロ構造でのｐｎ接合に比べ
禁制帯幅の大きい半導体層に形成されているため、その
ビルトインポテンシャルの差により同一の印加電圧では
前者の接合を流れる電流は後者に比べ充分に小さい。そ
のため、注入電流は活性層にのみ流れ、漏れ電流は従来
に比べ著しく低減され再現性よく低い閾値が得られる。
（実施例）
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体レーザの断面図
である。本実施例では活性層１２に禁制帯幅０．９５ｅ
ＶのアンドープＩｎＧａＡｓＰ層、バッファ層１１に亜
鉛をＩ Ｘ １０１８ａｍ−’にドープしたＩｎＰ層、
クラッド層１３に硫黄を１×１０１８ｃ＋ｏづにドープ
したＩｎＰ層、コンタクト層１４に硫黄をＩ Ｘ １０
１９ｃｍ−’にドニ゛プしたＩｎＧａＡｓＰ層、半絶縁
性半導体層１８に鉄をＩＸ Ｉ Ｑ １６ｃｍ−３に゛
ドープしたＩｎＰ層を用いた。また、半導体基板１０ａ
には亜鉛ドープｐ形ＩｎＰ基板−を用いた。活性層１２
は上下よりバッフγ層１１、クラッド層１３で、また、
左右より半絶縁性半導体層１８で挟まれ、電流は活性層
１２の両脇に位置する半絶縁性層１８及びＳ ｉ ０２
層１７により狭窄される。従って、正孔はｐ形電極１６
、ｐ形１ｎＰ基板１０ａ、を経て活性層１２に注入され
、一方電子はｎ形電極１５、コンタクト層１４、クラッ
ド層１３を経て活性層１２に注入される。また、ｎ形紙
抵抗半導体層１９は気相成長で半絶縁性半導体層１８を
埋め込み成長する際に気相成長の特性によって生じた抵
抗率が低い層であり、（１１１）Ａ面からの成長した埋
め込み層の鉄ドープが（１００）面から成長した層に比
べ低いことが原因となっている。本実施例による半導体
レーザでは、このｎ形紙抵抗半導体層１９はバッファ層
１１とｐｎ接合を形成している。このｐｎ接合はダブル
へテロ構造でのｐｎ接合に比べ禁制帯幅の大きいＩｎＰ
層に形成されているため、そのビルトインポテンシャル
の差により同一の印加電圧では前者の接合を流れる電流
は後者に比べ充分に小さい。その結果、注入電流は活性
層にのみ流れ、漏れ電流は従来に比べ著しく低減され再
現性よ（１０ｍＡ程度の低い閾値が得られた。また、寄
生容量は半絶縁性半導体層１８により低減され１０ＧＨ
ｚ以上の変調帯域が得られた。
である。本実施例では活性層１２に禁制帯幅０．９５ｅ
ＶのアンドープＩｎＧａＡｓＰ層、バッファ層１１に亜
鉛をＩ Ｘ １０１８ａｍ−’にドープしたＩｎＰ層、
クラッド層１３に硫黄を１×１０１８ｃ＋ｏづにドープ
したＩｎＰ層、コンタクト層１４に硫黄をＩ Ｘ １０
１９ｃｍ−’にドニ゛プしたＩｎＧａＡｓＰ層、半絶縁
性半導体層１８に鉄をＩＸ Ｉ Ｑ １６ｃｍ−３に゛
ドープしたＩｎＰ層を用いた。また、半導体基板１０ａ
には亜鉛ドープｐ形ＩｎＰ基板−を用いた。活性層１２
は上下よりバッフγ層１１、クラッド層１３で、また、
左右より半絶縁性半導体層１８で挟まれ、電流は活性層
１２の両脇に位置する半絶縁性層１８及びＳ ｉ ０２
層１７により狭窄される。従って、正孔はｐ形電極１６
、ｐ形１ｎＰ基板１０ａ、を経て活性層１２に注入され
、一方電子はｎ形電極１５、コンタクト層１４、クラッ
ド層１３を経て活性層１２に注入される。また、ｎ形紙
抵抗半導体層１９は気相成長で半絶縁性半導体層１８を
埋め込み成長する際に気相成長の特性によって生じた抵
抗率が低い層であり、（１１１）Ａ面からの成長した埋
め込み層の鉄ドープが（１００）面から成長した層に比
べ低いことが原因となっている。本実施例による半導体
レーザでは、このｎ形紙抵抗半導体層１９はバッファ層
１１とｐｎ接合を形成している。このｐｎ接合はダブル
へテロ構造でのｐｎ接合に比べ禁制帯幅の大きいＩｎＰ
層に形成されているため、そのビルトインポテンシャル
の差により同一の印加電圧では前者の接合を流れる電流
は後者に比べ充分に小さい。その結果、注入電流は活性
層にのみ流れ、漏れ電流は従来に比べ著しく低減され再
現性よ（１０ｍＡ程度の低い閾値が得られた。また、寄
生容量は半絶縁性半導体層１８により低減され１０ＧＨ
ｚ以上の変調帯域が得られた。
本実施例ではバッファ層１１に亜鉛を１×１０Ｉ８ｃ＋
ｎ−’にドープしたＩｎｐ層、活性層１２に禁制帯幅０
．９５ｅＶのアンドープＩ ｎＧａＡｓ１層、クラッド
層１３に硫黄をＩ Ｘ １０１８ｃｍ−３にドープしな
ＩｎＰ層、コンタクト層１４に硫黄をＩ Ｘ １０１９
ｃ＋ｎ−’にドープしたＩｎＧａＡｓＰ層を用い、これ
らの層よりなるダブルへテロ構造を（１００）面亜鉛ド
ープＩｎＰ基板にハイドライド気相成長で積層した。こ
のハイドライド気相成長では成長温度６９０°Ｃとし、
■族材料およびＶ族材料にＩｎメタル、Ｇａメタル及び
アルシン、ホスフィンガスをそれぞれ用いた。次にこの
ダブルへテロ構造を有するウェハを通常のホトリソグラ
フィと化学エツチングを用いて溝幅２０μｍ、深さ２．
５μｍ、間隔５μｍの２本の溝を形成した後、半絶縁性
゛半導体層１８として鉄を１×１０１６ｃｍ−’にドー
プしたＩｎＰ層をハイドライド気相成長で埋め込み成長
させた。この鉄ドープ■ｎＰの鉄ドーパントには、鉄と
塩化水素を高温で反応させて得られるＦｅＣｌ□ガスを
用いた。また、成長温度は６００°Ｃとした。
ｎ−’にドープしたＩｎｐ層、活性層１２に禁制帯幅０
．９５ｅＶのアンドープＩ ｎＧａＡｓ１層、クラッド
層１３に硫黄をＩ Ｘ １０１８ｃｍ−３にドープしな
ＩｎＰ層、コンタクト層１４に硫黄をＩ Ｘ １０１９
ｃ＋ｎ−’にドープしたＩｎＧａＡｓＰ層を用い、これ
らの層よりなるダブルへテロ構造を（１００）面亜鉛ド
ープＩｎＰ基板にハイドライド気相成長で積層した。こ
のハイドライド気相成長では成長温度６９０°Ｃとし、
■族材料およびＶ族材料にＩｎメタル、Ｇａメタル及び
アルシン、ホスフィンガスをそれぞれ用いた。次にこの
ダブルへテロ構造を有するウェハを通常のホトリソグラ
フィと化学エツチングを用いて溝幅２０μｍ、深さ２．
５μｍ、間隔５μｍの２本の溝を形成した後、半絶縁性
゛半導体層１８として鉄を１×１０１６ｃｍ−’にドー
プしたＩｎＰ層をハイドライド気相成長で埋め込み成長
させた。この鉄ドープ■ｎＰの鉄ドーパントには、鉄と
塩化水素を高温で反応させて得られるＦｅＣｌ□ガスを
用いた。また、成長温度は６００°Ｃとした。
上記実施例ではハイドライド気相成長法を用いたが液相
成長法、有機金属気相成長法、クロライド気相成長法等
の他のエビ多キシャル成長法を用いても実現できる。
成長法、有機金属気相成長法、クロライド気相成長法等
の他のエビ多キシャル成長法を用いても実現できる。
上記実施例ではＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体材料が用
いられたが、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ
ｓ、Ｉ ｎＧａＡ Ｉ Ａｓ／Ｉ ｎＰ等の他の■−
Ｖ族半導体材料からなる半導体レーザにも適用が可能で
ある。
いられたが、Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ
ｓ、Ｉ ｎＧａＡ Ｉ Ａｓ／Ｉ ｎＰ等の他の■−
Ｖ族半導体材料からなる半導体レーザにも適用が可能で
ある。
（発明の効果）
本発明による半導体レーザは、電流阻止層での漏れ電流
が少なくしかも寄生容量がノドさいなめ低閾値、高速動
作が可能であり、また、漏れ電流の発生を制御できる構
造であるために高い製造歩留りが期待できる。
が少なくしかも寄生容量がノドさいなめ低閾値、高速動
作が可能であり、また、漏れ電流の発生を制御できる構
造であるために高い製造歩留りが期待できる。
゛第１図は本発明の一実施例である半導体レーザの断面
図、第２図は従来例を説明する半導体レーザの断面図で
ある。 １０ａ ・・・・・・ ｐ形半導体基板１０ｂ ・
・・・・・ ｎ形半導体基板１１ ・・・・・・
バッフーア層１２ ・・・・・・ 活性層 １３ ・・・・・・ クラッド層 １４ ・・・・・・ コンタント層 １５ ・・・・・・ ｎ形電極 １６ ・・・・・・ ｎ形電極 １７ ・・・・・・ ５ｉ０２層 １８ ・・・・・・ 半絶縁性半導体層１９ ・・
・・・・ ｎ形紙抵抗半導体層を、それぞれ示す。
図、第２図は従来例を説明する半導体レーザの断面図で
ある。 １０ａ ・・・・・・ ｐ形半導体基板１０ｂ ・
・・・・・ ｎ形半導体基板１１ ・・・・・・
バッフーア層１２ ・・・・・・ 活性層 １３ ・・・・・・ クラッド層 １４ ・・・・・・ コンタント層 １５ ・・・・・・ ｎ形電極 １６ ・・・・・・ ｎ形電極 １７ ・・・・・・ ５ｉ０２層 １８ ・・・・・・ 半絶縁性半導体層１９ ・・
・・・・ ｎ形紙抵抗半導体層を、それぞれ示す。
Claims (1)
- 半導体基板と、この半導体基板の上に形成された活性
領域とこの活性領域を囲み活性領域よりも屈折率が低く
禁制帯幅の大きい半導体層とより構成され、かつ前記半
導体層の導電形が前記活性領域の左右においては半絶縁
性である埋め込み形半導体レーザにおいて、前記半導体
基板はｐ形の導電形を有することを特徴とする埋め込み
形半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33173587A JPH01171288A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 埋め込み形半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33173587A JPH01171288A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 埋め込み形半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171288A true JPH01171288A (ja) | 1989-07-06 |
Family
ID=18247019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33173587A Pending JPH01171288A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 埋め込み形半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01171288A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2311945A1 (en) | 2003-10-14 | 2011-04-20 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Bispecific antibodies substituting for functional proteins |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP33173587A patent/JPH01171288A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2311945A1 (en) | 2003-10-14 | 2011-04-20 | Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha | Bispecific antibodies substituting for functional proteins |
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