JPH01239980A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

Info

Publication number
JPH01239980A
JPH01239980A JP63065857A JP6585788A JPH01239980A JP H01239980 A JPH01239980 A JP H01239980A JP 63065857 A JP63065857 A JP 63065857A JP 6585788 A JP6585788 A JP 6585788A JP H01239980 A JPH01239980 A JP H01239980A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
doped
groove
gaas
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.)
Granted
Application number
JP63065857A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0834330B2 (ja
Inventor
Seiichi Miyazawa
宮沢　誠一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP63065857A priority Critical patent/JPH0834330B2/ja
Priority to PCT/JP1989/000303 priority patent/WO1993013578A1/ja
Priority to US07/445,851 priority patent/US5115443A/en
Publication of JPH01239980A publication Critical patent/JPH01239980A/ja
Publication of JPH0834330B2 publication Critical patent/JPH0834330B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/305—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table characterised by the doping materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
    • H01L21/30621—Vapour phase etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • 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
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • 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
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
    • 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
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • 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
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3077—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure plane dependent doping
    • H01S5/3081—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure plane dependent doping using amphoteric doping
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
    • H01S5/3432—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs the whole junction comprising only (AI)GaAs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

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。

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装置およびその製造方法に関し、
特に効率の良い半導体レーザと、その簡略化された製造
方法に関する。
〔従来の技術〕
第６図（ａ）は、従来の半導体レーザの概略的構成図、
第６図（ｂ）は、その屈折率の分布を示すグラフである
。
同図において、ｎ−ＧａＡｓの基板１上に、厚さ０．５
μｍ程度のｎ−ＧａＡｓのバッファ層２を形成し、さら
に厚さ１．５．ｆｆｉのｎ　−Ａ、　ｆ２　ｘ　Ｇ　ａ
　ｙＡｓ　　（ｘ＝０．３．ｙ＝０．７）のクラット層
３を形成する。
次に、厚さ０．１μｍのノンドープＧａＡｓの活性層４
、厚さ１．５ｐｍのｐ−ＡｎｘＧａｙＡｓ（ｘ＝０．３
．ｙ＝０．７）のクラット層５、さらに厚さ０．５）ｙ
ｎのｐ−ＧａＡｓのコンタクト】６、最後にＡｕ−Ｇｅ
の電極７およびＡｕ−３ｎの電極８を形成する。
このような構成を有する半導体レーザに電圧を印加する
と、電極７より注入された電流が電極８に到達するまで
に広がってしまう。たとえば、電極７が５μｍ程度とす
ると、電流は矢印９のように広がり、発振に必要とされ
る電流も大きくなる（１５０〜２００ｍＡ程度）。
さらに、この従来例では、同図（ｂ）に示すように、活
性層の屈折率ｎが３．６５程度、クラッド層の屈折率ｎ
が３．４程度であるために、縦方向にはクラッド層２お
よび５によって光の閉じ込めができるが、横方向の光の
閉じ込めができない。このために光の広がりが大きくな
り、微分量子効果の低下等を招来するという欠点を有し
ていた。
第７図および第８図は、各々半導体レーザの上記欠点を
解消するために提案された従来例の概略的構成図である
。
第７図において、ｎ型基板１１上にｎバッファ層１２、
ｎクラッド層１３、ノンドープ活性層１４．９９９９８
層１５が形成され、さらに部分的に開口されたｎ−Ｇａ
Ａｓの電流ブロック層１６、ｐクラッド層１７、ｐコン
タクト層１８および電極１９，２０が形成されている。
このような構成において、電圧を印加すると、電極１９
から電極２０へ電流が流れる。その際、電流ブロック層
１６の部分は電流が流れにくいために、電流は矢印２２
のように電流ブロック層１６の開口部に集中する。
さらに、活性層１４からの光のしみ出しを考慮して、電
流ブロック層１６と活性層１４との距離２１を電流ブロ
ック層１６での光の吸収を生ずる距離に設定すると、電
流ブロック層１６の開口部のみに発光部が制限される。
これによって低いしきい値（代表的には３０〜４０ｍＡ
）でレーザ発振を生じさせることができる。
上記レーザ構造の具体的数値としては、距離２１が０．
４μｍ、電流ブロック層１６の厚さおよびキャリア濃度
が各々０．６μｍおよび６×１０ｃｍ’、９９９９８層
１５および１７のキャリア濃度がＩ　Ｘ　１０ｃｍ’で
ある。また電流ブロック層１６の開口部はａＩＪｍ幅で
ある。
第８図に示す半導体レーザでは、段差を設けたｎ基板３
１上に、ｎバッファ層３２、クラッド層３３、ノンドー
プ活性Ｎ３４、ｐクラッド層３５および３６、開口部を
有するｎ−ＧａＡｓの電流ブロック層４１、コンタクト
層３７および電極４０．３８が形成されている。
この従来例においても、電流は電流ブロック層４１の開
口部に集中しく矢印３９）、また段差によって横方向に
も屈折率の差があるために、光は段差部に閉じ込められ
、高い効率を達成することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の半導体レーザでは、電流ブロ
ック層（１６，４１）を製造するために、まずｎ−Ｇａ
Ａｓ層を全面に形成した後で、開口部を化学エツチング
等により形成する必要がある。
このために、エツチングによって欠陥が発生し、あるい
は堆積室の外に取り出す際のゴミ等の付着によって欠陥
が発生する可能性がある。
更に、活性層（１４，３４）の近傍に電流ブロック層（
１６，４１）を設けるために、上記エツチングを精度良
く制御することが必要となる。特に、第８図に示すレー
ザでは、傾斜を設けているために、エツチングの制御が
困難となっている。　第７．８図に示すレーザは、層１
６゜４１により電流のブロックと屈折率変化を与え、発
光部の制御を図っている。ところが、電流ブロック層１
６．４１を形成するためには２回成長を行なう必要があ
り、工程が複雑となり、ゴミ等のため欠陥が発生しやす
いという問題を生ずる。
このように、従来の半導体レーザでは、電流の狭窄およ
び光の閉じ込めを達成しようとすると、製造が複雑かつ
困難となり、製造歩留りが低下し、信頼性も不充分にな
るという欠点を有していた。
本発明は、上記従来の欠点を解決しようとするものであ
り、その目的は、電流狭窄および光の閉じ込めに優れ、
かつ信頼性の高い半導体レーザを容易に製造できる半導
体レーザの製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明の半導体レーザ装置
は、各種半導体層を積層する基板である半導体層が共振
器方向に延在する断面台形状の溝または突起を有し、電
極に順バイアス電圧を印加したときに流れる電流経路の
活性層上流部に位置する半導体層の少なくとも一層が両
性不純物を含んでいる。
［作　用］ 両性不純物であるＳｉ不純物のドープによるＧａＡｓの
ｐ、ｎ制御について以下に記述する。
通常ＳｉはＧａＡｓではｎ型の不純物の不純物である。
これは（００１）面、つまりＡｓが安定に表面にあられ
れる状態においてＧａの位置にＳｉが入るとｎ型となる
からである。ところが、ＧａＡｓ基板の（００１）面上
に＜１１０＞軸に沿って溝または突起を作ったときに形
成される斜面にはＧａが安定に表面に出る場合がある。
これがＡｓの位置にＳｉが入りやすいＧａ面で、この場
合にはｐ型となる。このＧａが安定な面になるための条
件は（００１）面と斜面のなす角度か豹２０〜２５度以
上であることが必要となる。
（００１）面と斜面のなす角度が約２０度以下の場合に
はほぼＡｓが安定な面となる。
上記のようなＳｉドープＧａＡｓが面方位により変化す
る報告は、“Ｈ，Ｎｏｂｕｈａｒａ、　０．Ｗａｄａ　
ａｎｄＹ、Ｆｕｊｊｉ、　５ＬＯＰＥ　ＡＮＧＬＥ　Ｉ
ＮＦＬＬＩＥＮＣＥ　ＯＮ　５ＴＬＩＣＯＮＤＯＰＩＮ
Ｇ　ＩＮ　ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ　ＭＢＥ−ＧＲＯＷ
Ｎ　ＯＮ　５ＴＥＰＰＥＤＳＵＲＦＡＣＥ　　ＯＦ　　
（１００）　　ＧａＡｓ　　５ＵＢＳＴＲＡ丁Ｅ、Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ　２１，３５（１９
８７）　”等の文献に紹介されている。（００１）面上
に＜１１０＞軸に溝または突または起を作成した場合に
あられれる面を通常Ａ面と呼ばれ、これに対しく１１０
＞軸に沿って形成されるＡｓが安定となる面はＢ面と呼
ばれている。
したがって、ＧａＡｓ基板上に（Ｏ○１）面とのなす角
が２０〜２５度以上の溝または突起を設け、この上にＳ
ｉドープＧａＡｓを成長させた場合には（００１）面上
に形成された部分はｎ型となり、斜面上に形成された部
分はｐ型となる。
［実施例１ 第１図に示す実施例は、（００１）面上に〈１１０〉軸
に沿って延在する溝がウェットエツチングによって形成
されたｐ−ＧａＡｓ基板５１の上に、厚さ０．５μｍの
ＳｉドープＧａＡｓであるバッファ層５２、厚さ１．２
μｍのＢｅドープＡ℃。５Ｇａｏ、ｓＡｓである下部ク
ラッド層５３、厚さ６０へのノンドープＡｌ２ｏ、＋　
Ｇａｏ、９Ａｓ５層をウェル層とし、厚さ１００へのノ
ンドープＡＩ２゜３　Ｇａｏ７Ａｓ４層をバリア層とし
、それらが交互に積層された多層量子井戸（ＭＱＷ）で
ある活性層５４、厚さ１．５４ｍのＳｎトープＡβｏ、
５Ｇａｏ、ｓ　Ａｓである上部クラッド層５５、厚さ０
．５．ｆｆｉのＳｎドープＧａＡｓであるコンタクト層
５６を順に積層し、ｐ、　ｕ　Ｇ　ｅ　／Ｎ　ｉ　／　
Ａ　ｕでできたｎ型電極５７とＣｒ　／　Ａ　ｕででき
たｐ型電極５８を両端に形成したものである。基板５１
に形成された溝は底面に（００１）面である平坦な部分
を有していて、深さおよび底面部の幅はともに１゜０μ
ｍであり、溝の斜面と底面とのなす角θは約５５″であ
る。この溝上にＳｉドープＧａＡｓを成長させると前述
した作用により斜面上に形成される部分６０のみがｐ型
となり（００１）面上に形成されるものはｎ型となる。
バッファ層５２の斜面部分６０のみがｐ型となるとｎ型
電極５７、Ｐ型電極５８に順バイアス電圧を印加したと
きの電流は矢印５つのように斜面部分６０を通って流れ
るため、溝部の位置に対応する部分の活性層５４にキャ
リアが集中する。
本実施例で溝部の底面を平坦とした理由は、溝を７字状
とし、底部をとがったものとすると、その上に成長する
結晶がみだれる可能性が大きいためである。溝部の底面
を平坦なものとすることにより、底面に対応する部分の
結晶性が優れたものとなり、効率の良い発光が行なわれ
た。さらに、活性層がわん曲していることかう光閉じ込
め効果に優れた半導体レーザができた。
今回の結晶は真空蒸着法、特にＭＢＥ法を用いて成長さ
せた。基板温度は４００　’Ｃ〜８００℃、飛来する分
子比Ｊ　Ａｇ３　／　Ｊ　ａ−〜２、成長速度はＩ　Ｈ
ｍ　／　ｈ　（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　）であった。
第２図に示す実施例は、クラッド層を２つ設け、バッフ
ァ層のみでなく、クラッド層をも利用して第１図に示し
た実施例よりも大きな電流狭窄効果を図ったものである
。
（００１）面上４ｍ＜１１０＞軸に沿ッテ第１図に示し
た実施例と同様の溝が形成されたｐ−ＧａＡｓ基板６１
の上に厚さ０．５μｍのＳｉトープＧａＡｓであるバッ
ファ層６２、厚さ１．０μｍのＳｉドープＡｊ２ｏ、ｓ
　Ｇａｏ、ｓ　Ａｓである第１の下部クラッド層６３、
厚さ０．５ｐｍのＢｅトープＡｆ２．ｏ４５Ｇａ０゜ｓ
Ａｓである第２の下部クラット層６４、第１図に示した
実施例と同様の多層量子井戸である活性層６５、厚さ１
，５μｍのＳｎドープＡ℃。、５　Ｇ　ａｏ、５Ａ　Ｓ
である上部クラッド層６６、厚さ０．５４ｍのＳｎドー
プＧａＡｓであるコンタクト層７６を順に積層し、この
後、ＡｕＧ　ｅ　／　Ｎ　ｉ　／　Ａ　ｕ　（７）　ｎ
型電極６８、Ｃｒ　／　Ａ　ｕのｎ型電極６９を両端に
形成している。
バッファ層６２、第１の下部クラッド層６３のうちの溝
の斜面上に堆積される斜面部７０は第１の実施例の場合
と同様にｐ型となる。このため、ｎ型電極６８とｎ型電
極６９に順バイアス電圧を印加した場合に電流は矢印７
１のように流れる。
基板６１に形成する溝の幅は１０．０μｍ以下、さらに
言えば５．０μｍ以下が好ましく、本実施例においては
３゜０μｍである。また、溝の深さは２．０μｍである
。
第３図に示す実施例は、光ガイド層を設けて光を拡散さ
せることにより端面破壊の防止を図ったものである。
第１図に示した実施例と同様の溝が形成されたｐ−Ｇａ
Ａｓ基板８１上に、厚さ０．５＃ｍのＳｉトープＧａＡ
ｓであるバッファ層８２、厚さ１．５ｐｍのＢｅドープ
Ａｆｌｏ、４Ｇａｏ、ａ　Ａｓである下部クラッド層８
３、厚さ０．１μｍのノンドープＧａＡｓである活性層
８４、厚さ０．３μｍのＳｎドープＡｆ２ｏ、３Ｇａｏ
、ｔ　Ａｓである光ガイド層８５、厚さ１．２ｐｍのＳ
ｎドープＡ　Ｉ２ｏ、　４Ｇａｏ、ａＡｓである上部ク
ラッドＮ８６、厚さ０．３μｍのＳｎドープＧａＡｓで
あるコンタクト層８７を順に積層し、両端にＡｕＧｅ／
ＮｉＡｕでできたｎ型電極８８、Ｃｒ　／　Ａ　ｕでで
きたＰ型電極８９を設けている。
本実施例では、溝の底部の幅は１．０μｍであり深さは
１．５μｍであった。（００１）面と斜面のなす角θは
ウェットエツチングでは約５５°となるが、他のドライ
エツチング法（Ａ℃、Ｃβ２等）を用いれば任意の角度
が選られる。
本実施例における電流狭窄は第１の実施例と同様にバッ
ファ層８２の斜面部９１によって行なわれており、ｎ型
電極８８、ｎ型電極８９に順バイアス電圧を印加したと
きに流れる電流は矢印９０のように流れ、発生する光は
活性層８４の中央のわん曲した部分に集中する。また、
このとき、光ガイド層８５が設けられているために端面
破壊が防止されている。
第４図に示す実施例は、ｎ型基板を使用することにより
、電流狭窄領域を活性層上部のエピタキシャル層側に設
けたものである。
（００１）面である上面に＜１１０＞軸方向に延在する
高さ２．０μｍ１上面の幅６．０μｍの断面台形状の突
起がウェットエツチング法により形成されたｎ−ＧａＡ
ｓ基板１０１の上には、厚さ０．５ＪＪＩＩｌのＳｎド
ープＧａＡｓであるバッファ層１０２、厚さ１．５胛の
ＳｎドープＡｆ２ｏ、５Ｇａｏ７ＡＳである下部クラッ
ド層１０３、ノンドープＧａＡｓである活性層１０４、
ＢｅトープＡｆ２ｏ、３Ｇａｏ、ｔ　Ａｓである上部ク
ラッドＮ１０５、厚さ０．５μｍのＳｉドープＧａＡｓ
であるコンタクト層１０６とが順に積層し、両端にＣｒ
／Ａｕでできたｎ型電極１０７、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
でできたｎ型電極１０８を設けている。
コンタクト層１０６の突起部の斜面に対応する斜面部１
０９のみがｐ型に形成されるため、ｎ型電極１０７、ｎ
型電極１０８に順次バイアス電圧を印加したときの電流
は矢印１１０のように流れる。
なお、本実施例においてはエピタキシャル層は真空蒸着
法により成長させた。基板温度は７００°Ｃ１飛来する
分子比Ｊ　Ａ５４／　Ｊ　Ｇ−〜２、ＧａＡｓでの成長
速度はｌμｆｆｉ／ｈであった。
第５図に示す実施例は、電流狭窄層を活性層の上下に設
けることによって、さらに電流狭窄効果を増すことを図
り、かつ、光がガイド層を設けて端面破壊の防止を図っ
たものである。
（００１）面である上面に＜１１０＞軸方向に延在する
高さ１．０μｍ、上面の幅４．０μｍの断面台形状の突
起がウェットエツチング法により形成されたｎ−ＧａＡ
ｓ基板１２１上に、厚さ０．５戸のＳｎドープＧａＡｓ
であるバッファ層１２２、厚さｏ、ｓ、ｍのＳｎドープ
Ａ（ｌｏ、５Ｇａｏ、ｓＡｓである第１の下部クラッド
層１２３、厚さ０．５のＳｉドープＡＪ２ｏ、ｓ　Ｇａ
ｏ、ｓ　Ａｓである第２の下部クラッド層１２４、厚さ
０．３叩のＳｎドープＡβｏ、ｓ　Ｇ　ａｏ、ｓ　Ａ　
ｓである光ガイド層１２５、第１図、第２図に示した実
施例と同様の構成の多層量子井戸である活性層１２６、
厚さ１．０μｍ１１のＢｅトープＡｆ２ｏ、ｓ　Ｇａｏ
、ｓ　Ａｓである上部クラッド層１２７、厚さ０．５μ
ｍのＳ１ド一プＡ℃。、ｓ　Ｇａａ、ｓ　Ａｓである電
流狭窄層１２８、ＳｉドープＧａＡｓであるコンタクト
層１２９を順に積層し、両端にＣｒ　／　Ａ　ｕででき
たｎ型電極１３０、Ａ　ｕ　Ｇ　ｅ　／　Ｎ　ｉ　／　
Ａ　ｕでできたｎ型電極１３１を設けている。
Ｓｉをドープしたクラッド層１２４、電流狭窄層１２８
、コンタクト層１２９の突起部の斜面に対応する斜面部
１３３，１３４はｐ型となるためにｎ型電極１３０．ｎ
型電極１３１に順バイアス電圧を印加したときの電流は
１３２のように流れる。
本実施例の基板の形成は真空蒸着法により行なった。こ
のときの成長温度は４５０℃であり、Ｊ　Ａｌ４　／　
Ｊ　ａ−〜２、ＧａＡｓでの成長速度は１　ｐｉ／ｈで
あった。
本実施例では基板に形成される突起の高さは１．０μｍ
として説明したが、コンタクト層１２９の斜面にｐ型頭
域を形成する場合、基板を成長させる温度が低い場合に
は１．０μｍ程度でも良いが、成長させる温度が高い場
合には２．０〜′３．０−以上が必要となる。
各実施例において、基板上に形成する溝または突起は（
００１）面上に＜１１０＞軸に沿って延在するものとし
て説明したが、かならずしも完全に一致する必要はなく
、＜１１０＞軸から±１５°以内であればよい。また、
半導体の種類ではＡβＧ　ａ　Ａ　ｓ　／　Ｇ　ａ　Ａ
　ｓ系についてのみ記載しているが、条件によってはＩ
ｎＰ、Ａｌ２ＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ等にも応用可
能である。
［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成することにより、以
下に記載するような効果を奏する。
基板に断面台形状の溝または突起を有するものを用い、
両性不純物を含む半導体層を用いたことにより、電流狭
窄効果に優れ、光閉じ込め効果に優れた半導体レーザ装
置を作成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図は半導体レーザ装置の各実施例の構
成を示す断面図、第６図ないし第８図は従来例の構成を
示す断面図である。 ５１、６＋、　８１．１０１．１２１・・・・・・基板
、５２、６２．８２．１０２．１２２・・・・・・バッ
ファ層、５３、５５．６３．６４．６６、８３．８６．
１０３．１０５．１２３．１２４．１２７・・・・・・
・・・・・・クラッド層、５４、６５．８４．１０４．
１２６・・・・・・活性層、５６、６７、８７．１０６
．１２９・・・・・・コンタクト層、５７、６８．８８
．１０８．１３１−−　ｎ型電極、５８、６９．８９．
１０７．１３０・・・・・・Ｐ型電極、６０、７０．９
１．１０９．１３３．１３４・・・・・・斜面部、１２
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・電流狭窄層。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ｎ型電極（５７、６８、８８、１０８、１３１）と
    ｐ型電極（５８、６９、８９、１０７１３０）との間の
    各種半導体層を積層する基板となる半導体層（５１、６
    １、８１、１０１、１２１）が共振器方向に延在する断
    面台形状の溝または突起を有し、順方向バイアス電圧を
    印加したときに流れる電流経路の活性層（５４、６５、
    ８４、１０４、１２６）上流側に位置する半導体層の少
    なくとも一層が両性不純物を含んだ半導体層（５２、６
    ２、６３、８２、１０６、１２４、１２８、１２９）で
    あることを特徴とする半導体レーザ装置。 ２、前記基板が有する断面台形状の溝または突起が基板
    の（００１）面状に＜＠１＠１０＞軸方向に沿って形成
    されている請求項１記載の半導体レーザ装置。
JP63065857A 1988-03-22 1988-03-22 半導体レーザ装置 Expired - Fee Related JPH0834330B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63065857A JPH0834330B2 (ja) 1988-03-22 1988-03-22 半導体レーザ装置
PCT/JP1989/000303 WO1993013578A1 (en) 1988-03-22 1989-03-22 Semiconductor laser device
US07/445,851 US5115443A (en) 1988-03-22 1989-03-22 Semiconductor laser apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63065857A JPH0834330B2 (ja) 1988-03-22 1988-03-22 半導体レーザ装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20243095A Division JPH0846293A (ja) 1995-08-08 1995-08-08 半導体レーザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01239980A true JPH01239980A (ja) 1989-09-25
JPH0834330B2 JPH0834330B2 (ja) 1996-03-29

Family

ID=13299103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63065857A Expired - Fee Related JPH0834330B2 (ja) 1988-03-22 1988-03-22 半導体レーザ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5115443A (ja)
JP (1) JPH0834330B2 (ja)
WO (1) WO1993013578A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672433A1 (fr) * 1991-02-06 1992-08-07 Samsung Electronics Co Ltd Reseau de diodes laser et son procede de fabrication.
JP2015029025A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体レーザの製造方法
CN112349738A (zh) * 2020-10-27 2021-02-09 武汉新芯集成电路制造有限公司 半导体器件及其形成方法、图像传感器

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503211B1 (en) * 1991-03-11 1994-06-01 International Business Machines Corporation Semiconductor device comprising a layered structure grown on a structured substrate
EP0564915B1 (en) * 1992-03-26 2001-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Methods for growing compound semiconductor layers
DE69323127T2 (de) * 1992-08-10 1999-07-22 Canon Kk Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren
JPH0661583A (ja) * 1992-08-11 1994-03-04 Sony Corp 半導体レーザ
JPH06302908A (ja) * 1993-04-15 1994-10-28 Fujitsu Ltd 半導体レーザ
US5546418A (en) * 1993-07-28 1996-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser having a flat groove for selected crystal planes
US5400356A (en) * 1994-06-28 1995-03-21 Xerox Corporation Index-guided laser on grooved (001) substrate
US5814839A (en) * 1995-02-16 1998-09-29 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light-emitting device having a current adjusting layer and a uneven shape light emitting region, and method for producing same
US7073020B1 (en) * 1999-01-04 2006-07-04 Emc Corporation Method for message transfer in computer storage system
JP2000323789A (ja) * 1999-05-11 2000-11-24 Nec Corp 窓型半導体レーザおよびその製造方法
US8299479B2 (en) * 2010-03-09 2012-10-30 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Light-emitting devices with textured active layer
US9042417B2 (en) * 2012-11-13 2015-05-26 Sifotonics Technologies Co., Ltd. Photonic device structure and fabrication method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724591A (en) * 1980-07-21 1982-02-09 Sharp Corp Manufacture of semiconductor laser device
JPS60186082A (ja) * 1985-01-30 1985-09-21 Hitachi Ltd 半導体レーザ
JPS62265787A (ja) * 1986-05-14 1987-11-18 Omron Tateisi Electronics Co 半導体レーザおよびその製造方法
JPS6384186A (ja) * 1986-09-23 1988-04-14 インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン トランスバ−ス・ジャンクション・ストライプ・レ−ザ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5723292A (en) * 1980-07-16 1982-02-06 Sony Corp Semiconductor laser device and manufacture thereof
JPS58207690A (ja) * 1982-05-28 1983-12-03 Nec Corp 埋め込み形半導体レ−ザ
US4839307A (en) * 1986-05-14 1989-06-13 Omron Tateisi Electronics Co. Method of manufacturing a stripe-shaped heterojunction laser with unique current confinement
JPS6324692A (ja) * 1986-07-17 1988-02-02 Fujitsu Ltd 多機能半導体装置の製造方法
JPH084169B2 (ja) * 1986-08-28 1996-01-17 ソニー株式会社 化合物半導体レ−ザ−
US4932033A (en) * 1986-09-26 1990-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor laser having a lateral p-n junction utilizing inclined surface and method of manufacturing same
US4785457A (en) * 1987-05-11 1988-11-15 Rockwell International Corporation Heterostructure semiconductor laser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724591A (en) * 1980-07-21 1982-02-09 Sharp Corp Manufacture of semiconductor laser device
JPS60186082A (ja) * 1985-01-30 1985-09-21 Hitachi Ltd 半導体レーザ
JPS62265787A (ja) * 1986-05-14 1987-11-18 Omron Tateisi Electronics Co 半導体レーザおよびその製造方法
JPS6384186A (ja) * 1986-09-23 1988-04-14 インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン トランスバ−ス・ジャンクション・ストライプ・レ−ザ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672433A1 (fr) * 1991-02-06 1992-08-07 Samsung Electronics Co Ltd Reseau de diodes laser et son procede de fabrication.
JP2015029025A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体レーザの製造方法
CN112349738A (zh) * 2020-10-27 2021-02-09 武汉新芯集成电路制造有限公司 半导体器件及其形成方法、图像传感器

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993013578A1 (en) 1993-07-08
JPH0834330B2 (ja) 1996-03-29
US5115443A (en) 1992-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4932033A (en) Semiconductor laser having a lateral p-n junction utilizing inclined surface and method of manufacturing same
JPH01239980A (ja) 半導体レーザ装置
JP2558744B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
US5271028A (en) Semiconductor laser device
JPH06302908A (ja) 半導体レーザ
JP2001057459A (ja) 半導体レーザ
JPH09199791A (ja) 光半導体装置およびその製造方法
JPH02116187A (ja) 半導体レーザ
US5490159A (en) Visible light semiconductor laser
JPH10326940A (ja) 半導体発光素子
JPH0567836A (ja) ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子
JP3071021B2 (ja) 半導体レーザ装置の製造方法
JPH0278290A (ja) 半導体レーザ素子
JPH04150087A (ja) 可視光半導体レーザ装置
JP3820826B2 (ja) 半導体発光装置および半導体装置の製造方法
JPH0590706A (ja) 半導体レーザ素子
JPH084174B2 (ja) 半導体レ−ザおよびその製造方法
JP3258990B2 (ja) 半導体レーザ装置及び結晶成長方法
JP2865325B2 (ja) 半導体レーザ装置
JPH0443690A (ja) 半導体レーザ素子
JP2962639B2 (ja) 半導体発光素子
JPH0766992B2 (ja) ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザとその製造方法
JP2001077475A (ja) 半導体レーザ
JPH0191485A (ja) 半導体レーザ
JPH0846293A (ja) 半導体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees