JPH0156553B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0156553B2 JPH0156553B2 JP59239024A JP23902484A JPH0156553B2 JP H0156553 B2 JPH0156553 B2 JP H0156553B2 JP 59239024 A JP59239024 A JP 59239024A JP 23902484 A JP23902484 A JP 23902484A JP H0156553 B2 JPH0156553 B2 JP H0156553B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- inp
- groove
- semiconductor laser
- gainasp
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 24
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 17
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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、特に長寿命化した半
導体レーザに関する。
導体レーザに関する。
（従来の技術）
従来より種々の構造の半導体レーザが提案され
かつ実用化されており、その中に、光通信に使用
して好適な、高出力で、低しきい値でしかも安定
な横基本モードで発振するＶ溝型の半導体レーザ
がある（Applied Physics Letters、45［３］、
（1984）p282−283）。
かつ実用化されており、その中に、光通信に使用
して好適な、高出力で、低しきい値でしかも安定
な横基本モードで発振するＶ溝型の半導体レーザ
がある（Applied Physics Letters、45［３］、
（1984）p282−283）。
この従来のＶ溝型の半導体レーザの構造とその
製造方法を第２図Ａ及びＢを参照して簡単に設明
する。
製造方法を第２図Ａ及びＢを参照して簡単に設明
する。
先ず、第２図Ａに示すように、ｐ−Inp基板１
上に、ｐ−Inp層２、ｎ−Inpブロツク層３、ｐ−
Inp層４を液相又はその他のエピタキシヤル成長
法で順次に設けInPから成る下地を形成する。続
いて、ｐ−Inp層４の表面からｐ−Inp層２に達す
る深さを有し、図の紙面に垂直な方向すなわち
〈011〉方向にストライプ状に延在しかつ紙面に平
行な断面形状がＶ字状の溝５を適当なエツチング
マスク例えばSi02を用いて形成する。
上に、ｐ−Inp層２、ｎ−Inpブロツク層３、ｐ−
Inp層４を液相又はその他のエピタキシヤル成長
法で順次に設けInPから成る下地を形成する。続
いて、ｐ−Inp層４の表面からｐ−Inp層２に達す
る深さを有し、図の紙面に垂直な方向すなわち
〈011〉方向にストライプ状に延在しかつ紙面に平
行な断面形状がＶ字状の溝５を適当なエツチング
マスク例えばSi02を用いて形成する。
次に、このようなＶ溝５付きウエハ上に、第２
回目の液相エピタキシヤル成長を行つて、下側ク
ラツド層６としてのｐ−Inp層、活性層７として
のｐ−GaInAsP層及び上側クラツド層８として
のｎ−Inp層をそれぞれこの順序で設ける。
回目の液相エピタキシヤル成長を行つて、下側ク
ラツド層６としてのｐ−Inp層、活性層７として
のｐ−GaInAsP層及び上側クラツド層８として
のｎ−Inp層をそれぞれこの順序で設ける。
次に、基板１の下面にｐ側電極９を設けると共
に、上側クラツド層８上にｎ側電極１０を設け
る。
に、上側クラツド層８上にｎ側電極１０を設け
る。
このようにして製造された半導体レーザの構造
によれば、Ｖ溝５の外部のｎ−Inpブロツク層３
とｐ−Inp層４との界面が逆バイアスとなりしか
もｐ型の活性層７がＶ溝５の壁面ではｐ型のInP
層４と接触するよに形成されているので、漏洩電
流量が極めて少なく、従つて、Ｖ溝５内の活性層
７に電流が集中して流れ、よつて低しきい値でし
かも高出力で発振することが出来る。
によれば、Ｖ溝５の外部のｎ−Inpブロツク層３
とｐ−Inp層４との界面が逆バイアスとなりしか
もｐ型の活性層７がＶ溝５の壁面ではｐ型のInP
層４と接触するよに形成されているので、漏洩電
流量が極めて少なく、従つて、Ｖ溝５内の活性層
７に電流が集中して流れ、よつて低しきい値でし
かも高出力で発振することが出来る。
また、Ｖ溝５内の内部では活性層７の断面は三
ケ月形状となつており、この三ケ月形状の活性領
域の幅を1.5μｍ程度とし、その中心部の厚みを
0.1μｍ程度とすることにより、安定な横基本モー
ドで発振させることが出来る。
ケ月形状となつており、この三ケ月形状の活性領
域の幅を1.5μｍ程度とし、その中心部の厚みを
0.1μｍ程度とすることにより、安定な横基本モー
ドで発振させることが出来る。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、この従来の半導体レーザでは、
Ｖ溝内部においてダブルヘテロ構造を形成する下
側クラツド層、活性層及び上側クラツド層を液相
エピタキシヤル成長法で結晶成長させているの
で、結晶成長の際に各層が全体的に或いは部分的
に湾曲してしまう。特に活性層は図に断面で示す
ように三ケ月状に湾曲してしまう。これがため、
活性層はもとより他の湾曲領域の結晶に歪が生じ
てしまい、従つて、長時間に亙り通電させて半導
体レーザを作動させると、この歪に起因して結晶
性が損なわれ、レーザが発振しなくなつてしまう
という欠点があつた。
Ｖ溝内部においてダブルヘテロ構造を形成する下
側クラツド層、活性層及び上側クラツド層を液相
エピタキシヤル成長法で結晶成長させているの
で、結晶成長の際に各層が全体的に或いは部分的
に湾曲してしまう。特に活性層は図に断面で示す
ように三ケ月状に湾曲してしまう。これがため、
活性層はもとより他の湾曲領域の結晶に歪が生じ
てしまい、従つて、長時間に亙り通電させて半導
体レーザを作動させると、この歪に起因して結晶
性が損なわれ、レーザが発振しなくなつてしまう
という欠点があつた。
このような歪によるレーザの劣化はＶ溝型の半
導体レーザ以外の例えばTS型やCTRIS型の半導
体レーザ等でも起り得るものである。
導体レーザ以外の例えばTS型やCTRIS型の半導
体レーザ等でも起り得るものである。
この発明の目的は、このような液相エピタキシ
ヤル成長層に生じている歪を緩和して、長時間使
用しても劣化が生じない、長寿命の信頼性に優れ
た半導体レーザを提供することにある。
ヤル成長層に生じている歪を緩和して、長時間使
用しても劣化が生じない、長寿命の信頼性に優れ
た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）
この目的の達成を図るため、この発明によれ
ば、Ｖ溝付きInP下地上に、該Ｖ溝内でダブルヘ
テロ構造を形成している下側InPクラツド層、
GaInAsP活性層及び上側InPクラツド層を具える
半導体レーザにおいて、この下側InPクラツド層
の下側に設けられこの活性層よりもバンドギヤツ
プの大きいGaInAsPの第一歪吸収層と、この上
側InPクラツド層の上側に設けられこの活性層よ
りもバンドギヤツプの大きいGaInAsPの第二歪
吸収層とを具え、この第二歪吸収層はその下側の
上側クラツド層とＶ溝内で接して成ることを特徴
とする。
ば、Ｖ溝付きInP下地上に、該Ｖ溝内でダブルヘ
テロ構造を形成している下側InPクラツド層、
GaInAsP活性層及び上側InPクラツド層を具える
半導体レーザにおいて、この下側InPクラツド層
の下側に設けられこの活性層よりもバンドギヤツ
プの大きいGaInAsPの第一歪吸収層と、この上
側InPクラツド層の上側に設けられこの活性層よ
りもバンドギヤツプの大きいGaInAsPの第二歪
吸収層とを具え、この第二歪吸収層はその下側の
上側クラツド層とＶ溝内で接して成ることを特徴
とする。
（作用）
このように構成すれば、活性層の極く近傍に歪
吸収層としてのGaInAsP層が形成されており、
しかも、四元層であるGaInAsPはInPよりも結合
（ボンド）がやわらかいので、GaInAsPから成る
各歪吸収層がこれに隣接する各クラツド層からの
歪を充分に吸収するように作用する。これがた
め、活性領域の結晶に生じた歪が歪吸収層に吸収
され、従つて、半導体レーザの長時間の使用によ
る劣化も緩和され、レーザが長寿命化することに
なる。
吸収層としてのGaInAsP層が形成されており、
しかも、四元層であるGaInAsPはInPよりも結合
（ボンド）がやわらかいので、GaInAsPから成る
各歪吸収層がこれに隣接する各クラツド層からの
歪を充分に吸収するように作用する。これがた
め、活性領域の結晶に生じた歪が歪吸収層に吸収
され、従つて、半導体レーザの長時間の使用によ
る劣化も緩和され、レーザが長寿命化することに
なる。
（実施例）
以下、第１図を参照して、この発明の半導体レ
ーザの一実施例につき説明する。尚、第１図にお
いて、第２図Ａ及びＢで示した構成成分と同一の
構成成分については同一の符号を付して示し、そ
の詳細な説明を省略する。また、断面を表わすハ
ツチング等は図示の簡単化のため省略すると共
に、各構成成分の寸法、形状及び配置関係はこの
発明が理解出来る程度に慨略的に示してあるにす
ぎない。
ーザの一実施例につき説明する。尚、第１図にお
いて、第２図Ａ及びＢで示した構成成分と同一の
構成成分については同一の符号を付して示し、そ
の詳細な説明を省略する。また、断面を表わすハ
ツチング等は図示の簡単化のため省略すると共
に、各構成成分の寸法、形状及び配置関係はこの
発明が理解出来る程度に慨略的に示してあるにす
ぎない。
この発明においては、第２図Ａで説明したと同
様にしてInPから成る下地にＶ溝５を形成し、そ
の後、液相エピタキシヤル成長法で、このＶ溝５
の内部はもとよりウエハ全体上に、ｐ−
GaInAsPの第一歪吸収層１１、下層クラツド層
６、活性層７、上側クラツド層８、ｎ−
GaInAsPの第二歪吸収層１２を順次に堆積させ
て、第１図に示すような構造を得る。
様にしてInPから成る下地にＶ溝５を形成し、そ
の後、液相エピタキシヤル成長法で、このＶ溝５
の内部はもとよりウエハ全体上に、ｐ−
GaInAsPの第一歪吸収層１１、下層クラツド層
６、活性層７、上側クラツド層８、ｎ−
GaInAsPの第二歪吸収層１２を順次に堆積させ
て、第１図に示すような構造を得る。
この場合、第一及び第二歪吸収層１１及び１２
の組成はバンドギヤツプが活性層７のバンドギヤ
ツプよりも大きくなるように設定してあり、キヤ
リア及び光の閉じ込めを効率良く行うことが出来
るようになつている。また、第二歪吸収層１２は
その下側の上側クラツド層８とＶ溝５内で接する
ようにし、また、Ｖ溝５の内部ではｐ型活性層７
がｐ−InP層４と接触させるように構成する。
の組成はバンドギヤツプが活性層７のバンドギヤ
ツプよりも大きくなるように設定してあり、キヤ
リア及び光の閉じ込めを効率良く行うことが出来
るようになつている。また、第二歪吸収層１２は
その下側の上側クラツド層８とＶ溝５内で接する
ようにし、また、Ｖ溝５の内部ではｐ型活性層７
がｐ−InP層４と接触させるように構成する。
この発明は上述した実施例にのみ限定されるも
のではないこと明らかである。例えば、上述した
実施例ではＶ溝内に液相ピタキシヤル成長させた
各層に生ずる結晶歪の緩和につき説明したが、
TS型半導体レーザのように段差のある基板の上
側、CTRIS型半導体レーザのような二つのリツ
ジ間或いはその他の構造上に液相エピタキシヤル
成長させた場合にも、結晶歪が生ずる恐れがある
ので、そのような構造の半導体レーザにも適用出
来る。
のではないこと明らかである。例えば、上述した
実施例ではＶ溝内に液相ピタキシヤル成長させた
各層に生ずる結晶歪の緩和につき説明したが、
TS型半導体レーザのように段差のある基板の上
側、CTRIS型半導体レーザのような二つのリツ
ジ間或いはその他の構造上に液相エピタキシヤル
成長させた場合にも、結晶歪が生ずる恐れがある
ので、そのような構造の半導体レーザにも適用出
来る。
また、上述した実施例ではｐ型基板上に各層を
成長させた構造であるが、所要により変形を加え
ることにより反対導電型で各層を構成してもこの
発明を適用することが出来る。
成長させた構造であるが、所要により変形を加え
ることにより反対導電型で各層を構成してもこの
発明を適用することが出来る。
（発明の効果）
このような構造によれば、前述した従来構造の
半導体レーザと同様に高出力で、低しきい値でし
かも安定な横基本モードで発振すると共に、この
歪吸収層１１及び１２が溝５内に液相エピタキシ
ヤル成長させた活性層７及び両クラツド層６及び
８の結晶に生じている歪を無理なく吸収するの
で、この結晶歪に起因する半導体レーザの劣化を
緩和することが出来、従つて、長寿命で信頼性の
高い半導体レーザを得ることが出来る。
半導体レーザと同様に高出力で、低しきい値でし
かも安定な横基本モードで発振すると共に、この
歪吸収層１１及び１２が溝５内に液相エピタキシ
ヤル成長させた活性層７及び両クラツド層６及び
８の結晶に生じている歪を無理なく吸収するの
で、この結晶歪に起因する半導体レーザの劣化を
緩和することが出来、従つて、長寿命で信頼性の
高い半導体レーザを得ることが出来る。
第１図はこの発明の半導体レーザの一実施例を
示す略線的断面図、第２図Ａ及びＢは従来の半導
体レーザを説明するための略線的断面図である。 １……InP基板、２……InP層、３……InPブロ
ツク層、４……InP層、５……Ｖ溝、６……下側
InPクラツド層、７……GaInAsP活性層、８……
上側InPクラツド層、９……ｐ側電極、１０……
ｎ側電極、１１……GaInAspの第一歪吸収層、
１２……GaInAsPの第二歪吸収層。
示す略線的断面図、第２図Ａ及びＢは従来の半導
体レーザを説明するための略線的断面図である。 １……InP基板、２……InP層、３……InPブロ
ツク層、４……InP層、５……Ｖ溝、６……下側
InPクラツド層、７……GaInAsP活性層、８……
上側InPクラツド層、９……ｐ側電極、１０……
ｎ側電極、１１……GaInAspの第一歪吸収層、
１２……GaInAsPの第二歪吸収層。
Claims (1)
- １ Ｖ溝付きInp下地上に、該Ｖ溝内でダブルヘ
テロ構造を形成している下側Inpクラツド層、
GaInAsp活性層及び上側Inpクラツド層を具える
半導体レーザにおいて、前記下側InPクラツド層
の下側に設けられ前記活性層よりもバンドギヤツ
プの大きいGaInAspの第一歪吸収層と、前記上
側InPクラツド層の上側に設けられ前記活性層よ
りもバンドギヤツプの大きいGaInAsPの第二歪
吸収層とを具え、該第二歪吸収層はその下側の前
記上側クラツド層と前記Ｖ溝内で接して成ること
を特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23902484A JPS61116893A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23902484A JPS61116893A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116893A JPS61116893A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0156553B2 true JPH0156553B2 (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=17038746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23902484A Granted JPS61116893A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61116893A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124184A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP23902484A patent/JPS61116893A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124184A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116893A (ja) | 1986-06-04 |
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