JPH0156554B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0156554B2 JPH0156554B2 JP59239025A JP23902584A JPH0156554B2 JP H0156554 B2 JPH0156554 B2 JP H0156554B2 JP 59239025 A JP59239025 A JP 59239025A JP 23902584 A JP23902584 A JP 23902584A JP H0156554 B2 JPH0156554 B2 JP H0156554B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- groove
- inp
- semiconductor laser
- cladding layer
- 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 25
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 22
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 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を参照して簡単に説明
する。
製造方法を第２図Ａ及びＢを参照して簡単に説明
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第２図Ｂに示すよう
な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。
な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。
また、Ｖ溝５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0.1μ
ｍ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。
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0.1μ
ｍ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、この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歪吸収層を具え、この歪吸
収層は上述のＶ溝内に達してその下則の上側InP
クラツド層と接していることを特徴とする。
ば、Ｖ溝付きInP下地上に、この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歪吸収層を具え、この歪吸
収層は上述のＶ溝内に達してその下則の上側InP
クラツド層と接してい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
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上側の歪吸収層に吸
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
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上側の歪吸収層に吸
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供
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供
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で設明したと同
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型の下側
InPクラツド層６、ｐ型のGaInAsP活性層７、ｎ
型の上側InPクラツド層８、ｎ−GaInAsP歪吸収
層１１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型の下側
InPクラツド層６、ｐ型のGaInAsP活性層７、ｎ
型の上側InPクラツド層８、ｎ−GaInAsP歪吸収
層１１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、GaInAsP歪吸収層１１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、上側クラツド層８の厚みを1μ
ｍ以下として活性層７で発生した歪を吸収し易い
ようにし、歪吸収層１１がＶ溝５の内部に達する
ようにして、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。
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、上側クラツド層８の厚みを1μ
ｍ以下として活性層７で発生した歪を吸収し易い
ようにし、歪吸収層１１がＶ溝５の内部に達する
ようにして、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歪吸収層を具え、該歪吸収
層は前記Ｖ溝内に達してその下側の上側InPクラ
ツド層と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 |
|---|---|---|---|
| JP23902584A JPS61116894A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23902584A JPS61116894A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116894A JPS61116894A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0156554B2 true JPH0156554B2 (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=17038760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23902584A Granted JPS61116894A (ja) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61116894A (ja) |
-
1984
- 1984-11-13 JP JP23902584A patent/JPS61116894A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NATIONAL TECHNICAL REPORT=1983 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116894A (ja) | 1986-06-04 |
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