JPH01293690A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH01293690A JPH01293690A JP63126111A JP12611188A JPH01293690A JP H01293690 A JPH01293690 A JP H01293690A JP 63126111 A JP63126111 A JP 63126111A JP 12611188 A JP12611188 A JP 12611188A JP H01293690 A JPH01293690 A JP H01293690A
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- 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
- 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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
-
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- 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
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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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
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- H01S5/3201—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures incorporating bulkstrain effects, e.g. strain compensation, strain related to polarisation
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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〕
この発明は、半導体レーザ、例えばＳ Ｂ Ａ （Ｓｅ
−１ｆ Ａｌｉｇｈｎｅｄ Ｂｅｎｔ Ａｃｔｉｖｅ
１ａｙｅｒ）レーザ等の動作電圧の低減に関するもので
ある。
−１ｆ Ａｌｉｇｈｎｅｄ Ｂｅｎｔ Ａｃｔｉｖｅ
１ａｙｅｒ）レーザ等の動作電圧の低減に関するもので
ある。
（従来の技術）
第２図は、例えばＥｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ
ｓ ｏｆ １７ｔｈＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏ
ｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍａｔｅ
ｒｉ−ａｌｓ、１９８５．ｐｐ、６３〜６Ｂに示された
従来のＳＢＡレーザの断面図である。この図において、
１１はｐ形ＧａＡｓからなる基板、１２はｐ形Ａｊ２゜
Ｇａ １−ｘ Ａ Ｓからなるストッパ層、１３はｎ形
ＧａＡｓからなる電流狭窄層、１４はｐ形Ａｊ２ＸＧａ
ｐ−、Ａｓからなるクラッド層、１５はＡｕ。
ｓ ｏｆ １７ｔｈＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏ
ｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍａｔｅ
ｒｉ−ａｌｓ、１９８５．ｐｐ、６３〜６Ｂに示された
従来のＳＢＡレーザの断面図である。この図において、
１１はｐ形ＧａＡｓからなる基板、１２はｐ形Ａｊ２゜
Ｇａ １−ｘ Ａ Ｓからなるストッパ層、１３はｎ形
ＧａＡｓからなる電流狭窄層、１４はｐ形Ａｊ２ＸＧａ
ｐ−、Ａｓからなるクラッド層、１５はＡｕ。
Ｇａｐ−、Ａｓからなる活性層、１６はｎ形ＡＪＺ。
Ｇａｐ−、Ａｓからなるクラッド層、１７はｎ形ＧａＡ
ｓからなるコンタクト層、１８はチャネル領域、１９は
活性領域、２０は再成長界面である（ただし、ｘ＝０．
４３．ｙ−０，０７）。
ｓからなるコンタクト層、１８はチャネル領域、１９は
活性領域、２０は再成長界面である（ただし、ｘ＝０．
４３．ｙ−０，０７）。
ここで、ストッパ層１２は電流狭窄層１３をエツチング
する時、エツチング底部が平坦になることを目的に設け
た層である。また、活性層１５は露出したストッパ層１
２上および電流狭窄層１３上にＭＯ−ＣＶＤ法により成
長されるため、段差を保持した形状で成長され、露出し
たストッパ層１２上に形成される平坦部が活性領域１９
となる。
する時、エツチング底部が平坦になることを目的に設け
た層である。また、活性層１５は露出したストッパ層１
２上および電流狭窄層１３上にＭＯ−ＣＶＤ法により成
長されるため、段差を保持した形状で成長され、露出し
たストッパ層１２上に形成される平坦部が活性領域１９
となる。
次に動作について説明する。
電流狭窄層１３の開口部であるチャネル領域１８を介し
、電流は活性領域１９に効率良く注入されるが、クラッ
ド層１４．１６の禁制帯幅は活性領域１９の禁制帯幅よ
り大きいので、電流は活性領域１日に閉じ込められ、活
性領域１９の禁制帯幅に対応する光が発生する。一方、
活性領域１９の屈折率はこれを囲むクラッド層１４．１
６の屈折率より大きいので、発生した光は活性領域１９
に閉じ込められる。したがって、低い電流で利得が損失
を上回り、レーザ発振が得られる。
、電流は活性領域１９に効率良く注入されるが、クラッ
ド層１４．１６の禁制帯幅は活性領域１９の禁制帯幅よ
り大きいので、電流は活性領域１日に閉じ込められ、活
性領域１９の禁制帯幅に対応する光が発生する。一方、
活性領域１９の屈折率はこれを囲むクラッド層１４．１
６の屈折率より大きいので、発生した光は活性領域１９
に閉じ込められる。したがって、低い電流で利得が損失
を上回り、レーザ発振が得られる。
上記のような従来のＳＢＡレーザは、開口部を形成した
後、ストッパ層１２上にクラッド層１４．１６や活性層
１５等を構成するＡｊ２ＧａＡｓを結晶成長させて形成
するのであるが、成長条件によりストッパ層１２の表面
に酸化物が残る。過剰のＡｓがストッパ層１２の表面に
付着する。
後、ストッパ層１２上にクラッド層１４．１６や活性層
１５等を構成するＡｊ２ＧａＡｓを結晶成長させて形成
するのであるが、成長条件によりストッパ層１２の表面
に酸化物が残る。過剰のＡｓがストッパ層１２の表面に
付着する。
ＡｓやＺｎがストッパ層１２の表面から抜ける。
あるいはストッパ層１２が不均一にサーマルエツチング
される等の現象が生じ易く、再成長界面２０にバリアが
できて動作電圧が高くなる、あるいは再成長界面２０が
うねり、活性領域１９が平坦にならず高次横モードが励
起される等の問題点があった。
される等の現象が生じ易く、再成長界面２０にバリアが
できて動作電圧が高くなる、あるいは再成長界面２０が
うねり、活性領域１９が平坦にならず高次横モードが励
起される等の問題点があった。
この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、動作電圧が低く、かつ平坦な活性領域を有し基本横
モードで発振する半導体レーザを得ることを目的とする
。
で、動作電圧が低く、かつ平坦な活性領域を有し基本横
モードで発振する半導体レーザを得ることを目的とする
。
この発明に係る半導体レーザは、少なくとも基板をＳｉ
で構成し、Ｓｉと化合物半導体との界面に格子定数のず
れを緩和するためのバッファ層を備えたものである。
で構成し、Ｓｉと化合物半導体との界面に格子定数のず
れを緩和するためのバッファ層を備えたものである。
この発明においては、電流狭窄層の開口部をエツチング
により形成する際に、電流狭窄層のみを選択的にエツチ
ングでき、基板の表面がエツチングの影響を受けず、良
好な再成長界面が得られるうえ、この後の結晶成長時に
基板の表面に酸化物が残る。Ｓｉやｐ形不純物が基板の
表面から抜ける。あるいは基板がサーマルエツチングさ
れる等の問題も生じてない。
により形成する際に、電流狭窄層のみを選択的にエツチ
ングでき、基板の表面がエツチングの影響を受けず、良
好な再成長界面が得られるうえ、この後の結晶成長時に
基板の表面に酸化物が残る。Ｓｉやｐ形不純物が基板の
表面から抜ける。あるいは基板がサーマルエツチングさ
れる等の問題も生じてない。
また、Ｓｉと化合物半導体間の格子定数のずれはバッフ
ァ層によって緩和される。
ァ層によって緩和される。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例を示す断面
図である。この図において、１は上面が（１００）面の
ｐ形Ｓｉからなる基板、２は厚さ１．５μｍのｎ形Ｓｉ
からなる電流狭窄層、３は厚さ０．４μｍのバッファ層
で、ＡｆＧａＡｓとＳｉ間の格子定数のずれを緩和する
ために設けた１層あるいは数層のｐ形Ａｊ！ＧａＡｓ層
で構成されている。４は厚さ１μｍのｐ形Ａｆｔｏ、ａ
ｓＧａｏ、５５Ａｓからなるクラッド層、５は厚さ０゜
０７μｍのＡｕｏ、ｔ２Ｇａｏ、ａａＡ Ｓからなる活
性層、６は厚さ２μｍのｎ形ＡＩ！、、、４．Ｇａ６，
８５Ａｓからなるクラッド層、７は厚さ３μｍのｎ形Ｇ
ａＡｓからなるコンタクト層、８は幅１．５μｍのチャ
ネル領域、９は活性領域、１０は再成長界面である。な
お、電流狭窄層２の開口部は、例えば陽極酸化法で開口
部のｎ形Ｓｉを選択的に酸化した後、弗酸系エツチング
液で酸化膜を除去することにより形成される。
図である。この図において、１は上面が（１００）面の
ｐ形Ｓｉからなる基板、２は厚さ１．５μｍのｎ形Ｓｉ
からなる電流狭窄層、３は厚さ０．４μｍのバッファ層
で、ＡｆＧａＡｓとＳｉ間の格子定数のずれを緩和する
ために設けた１層あるいは数層のｐ形Ａｊ！ＧａＡｓ層
で構成されている。４は厚さ１μｍのｐ形Ａｆｔｏ、ａ
ｓＧａｏ、５５Ａｓからなるクラッド層、５は厚さ０゜
０７μｍのＡｕｏ、ｔ２Ｇａｏ、ａａＡ Ｓからなる活
性層、６は厚さ２μｍのｎ形ＡＩ！、、、４．Ｇａ６，
８５Ａｓからなるクラッド層、７は厚さ３μｍのｎ形Ｇ
ａＡｓからなるコンタクト層、８は幅１．５μｍのチャ
ネル領域、９は活性領域、１０は再成長界面である。な
お、電流狭窄層２の開口部は、例えば陽極酸化法で開口
部のｎ形Ｓｉを選択的に酸化した後、弗酸系エツチング
液で酸化膜を除去することにより形成される。
この発明のＳＢＡレーザは、基板１をｐ形Ｓｉで構成し
ているので、電流狭窄層２に開口部を形成した後、クラ
ッド層４，６．活性層５等を構成するＡｊ！ＧａＡｓを
成長させる際に基板１の表面に酸化物が残る。Ｓｉやｐ
形不純物が基板１の表面から抜ける。あるいは基板１が
サーマルエツチングされるというような問題は生じない
。このため、再成長界面１ｏが平坦になるうえバリアも
形成されない。したがって、活性領域９も平坦になり広
範囲にわたって基本横モード発振を維持できるうえ、動
作電圧を低くでき、余分な発熱を減らせるため、高温動
作が可能となる。また、Ｓｉは熱伝導率が大きいため、
放熱も改善され、−層の高温動作が可能になる。
ているので、電流狭窄層２に開口部を形成した後、クラ
ッド層４，６．活性層５等を構成するＡｊ！ＧａＡｓを
成長させる際に基板１の表面に酸化物が残る。Ｓｉやｐ
形不純物が基板１の表面から抜ける。あるいは基板１が
サーマルエツチングされるというような問題は生じない
。このため、再成長界面１ｏが平坦になるうえバリアも
形成されない。したがって、活性領域９も平坦になり広
範囲にわたって基本横モード発振を維持できるうえ、動
作電圧を低くでき、余分な発熱を減らせるため、高温動
作が可能となる。また、Ｓｉは熱伝導率が大きいため、
放熱も改善され、−層の高温動作が可能になる。
なお、上記実施例では電流狭窄層３をｎ形Ｓｉで構成し
たが、ｎ形ＧａＡｓあるいはｎ形ＡｎＧａＡｓで構成し
てもよい。
たが、ｎ形ＧａＡｓあるいはｎ形ＡｎＧａＡｓで構成し
てもよい。
また、上記実施例では基板１がｐ形の場合を示したが、
各層の導電形を反転させても何ら差しっかえない。
各層の導電形を反転させても何ら差しっかえない。
さらに、基板１として所定の領域に電子デバイスを含ん
だものを用いてもよいほか、クラッド層４．６．活性層
５の組成もＡＪｌＧａＡｓに限定されるものでなく、他
の化合物半導体で構成しても差しつかえない。
だものを用いてもよいほか、クラッド層４．６．活性層
５の組成もＡＪｌＧａＡｓに限定されるものでなく、他
の化合物半導体で構成しても差しつかえない。
また、上記実施例ではＳＢＡレーザについて説明したが
、この発明は、ＳＢＡレーザ以外の構造のレーザにも適
用できることはいうまでもない。
、この発明は、ＳＢＡレーザ以外の構造のレーザにも適
用できることはいうまでもない。
（発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、少なくとも基板をＳｉ
で構成し、Ｓｉと化合物半導体との界面に格子定数のず
れを緩和するためのバッファ層を備えたので、電流狭窄
層の開口部をエツチングにより形成する際に、電流狭窄
層のみを選択的にエツチングでき、基板の表面がエツチ
ングの影響を受けず、良好な再成長界面が得られるうえ
、この後の結晶成長時に基板の表面に酸化物が残る。
で構成し、Ｓｉと化合物半導体との界面に格子定数のず
れを緩和するためのバッファ層を備えたので、電流狭窄
層の開口部をエツチングにより形成する際に、電流狭窄
層のみを選択的にエツチングでき、基板の表面がエツチ
ングの影響を受けず、良好な再成長界面が得られるうえ
、この後の結晶成長時に基板の表面に酸化物が残る。
Ｓｉやｐ形不純物が基板の表面から抜ける。あるいは基
板がサーマルエツチングされる等の問題も生じない。
板がサーマルエツチングされる等の問題も生じない。
すなわち、再成長界面が良好であり、活性領域も平坦に
なることから広範囲にわたり基本横モード発振を得るこ
とが可能になる。
なることから広範囲にわたり基本横モード発振を得るこ
とが可能になる。
また、バリアも形成されず、動作電圧を低減できること
から、高温動作が可能となるうえ、Ｓｉの熱伝導率が大
きいことから放熱もよくなり、−層の高温動作が可能に
なるという効果がある。
から、高温動作が可能となるうえ、Ｓｉの熱伝導率が大
きいことから放熱もよくなり、−層の高温動作が可能に
なるという効果がある。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例を示す断面
図、第２図は従来のＳＢＡレーザを示す断面図である。 図において、１はｐ形Ｓｉからなる基板、２はｎ形Ｓｉ
からなる電流狭窄層、３はバッファ層、４はｐ形Ａ１ｏ
、４ｓＧａｏ、ｓｓＡ Ｓからなるクラッド層、５はＡ
ｆＬ、）、、２Ｇ ａ、）、、６Ａ ｓからなる活性層
、６はｎ形Ａ １０．４ＳＧ ａ Ｏ，Ｓ５Ａ Ｓから
なるクラッド層、７はｎ形ＧａＡＳからなるコンタクト
層、１０は再成長界面である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）手続補正書
（自発） １．事件の表示 特願昭６３−１２６１１１号２、
発明の名称 半導体レーザ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号。 名 称 （６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１） 明細書第４頁１６行の「再成長界面」を、１
表面」と補正する。 （２）同じく第４頁２０行の「生じてない。」を、［生
じない。すなわち、良好な再成長界面を得ろことができ
る。」と補正する。 （３） 同じく第７頁１２〜１８行のｒｓｉで構成し
、・・・・結晶成長時に」を下記のように補正する。 １’Ｓｉで構成したので、■結晶成長時に」（４）
同じく第７頁２０行の「問題も」を、１問題は」と補正
する。 以 上
図、第２図は従来のＳＢＡレーザを示す断面図である。 図において、１はｐ形Ｓｉからなる基板、２はｎ形Ｓｉ
からなる電流狭窄層、３はバッファ層、４はｐ形Ａ１ｏ
、４ｓＧａｏ、ｓｓＡ Ｓからなるクラッド層、５はＡ
ｆＬ、）、、２Ｇ ａ、）、、６Ａ ｓからなる活性層
、６はｎ形Ａ １０．４ＳＧ ａ Ｏ，Ｓ５Ａ Ｓから
なるクラッド層、７はｎ形ＧａＡＳからなるコンタクト
層、１０は再成長界面である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）手続補正書
（自発） １．事件の表示 特願昭６３−１２６１１１号２、
発明の名称 半導体レーザ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号。 名 称 （６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１） 明細書第４頁１６行の「再成長界面」を、１
表面」と補正する。 （２）同じく第４頁２０行の「生じてない。」を、［生
じない。すなわち、良好な再成長界面を得ろことができ
る。」と補正する。 （３） 同じく第７頁１２〜１８行のｒｓｉで構成し
、・・・・結晶成長時に」を下記のように補正する。 １’Ｓｉで構成したので、■結晶成長時に」（４）
同じく第７頁２０行の「問題も」を、１問題は」と補正
する。 以 上
Claims (1)
- 化合物半導体から構成され、開口部を有する電流狭窄層
を基板上に備えた半導体レーザにおいて、少なくとも前
記基板をＳｉで構成し、Ｓｉと前記化合物半導体との界
面に格子定数のずれを緩和するためのバッファ層を備え
たことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63126111A JPH01293690A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 半導体レーザ |
| US07/353,029 US5010375A (en) | 1988-05-23 | 1989-05-17 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63126111A JPH01293690A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01293690A true JPH01293690A (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=14926900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63126111A Pending JPH01293690A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5010375A (ja) |
| JP (1) | JPH01293690A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515393A (en) * | 1992-01-29 | 1996-05-07 | Sony Corporation | Semiconductor laser with ZnMgSSe cladding layers |
| US5276699A (en) * | 1992-11-05 | 1994-01-04 | Eastman Kodak Company | Depressed-index ridge waveguide laser diode containing a stabilizing region |
| US5307361A (en) * | 1992-11-05 | 1994-04-26 | Eastman Kodak Company | Ridge waveguide laser diode with a depressed-index cladding layer |
| DE4310569A1 (de) * | 1993-03-26 | 1994-09-29 | Daimler Benz Ag | Laserdiode |
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