JPH02172288A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH02172288A JPH02172288A JP32682588A JP32682588A JPH02172288A JP H02172288 A JPH02172288 A JP H02172288A JP 32682588 A JP32682588 A JP 32682588A JP 32682588 A JP32682588 A JP 32682588A JP H02172288 A JPH02172288 A JP H02172288A
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- 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。
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、単一横モードで発振するAlGaInP系半
導体レーザ装置に関する。
導体レーザ装置に関する。
最近、有機金属熱分解法(以後N0VPEと略す)によ
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
lGaInP糸の半導体レーザ装置として、第2図に示
すような構造が報告されている( Extended
Abstracts of the IBth eon
−ference on 5olid 5tate D
evices and Ma−terials、Tok
yo、 1986. pp、1s3−156 )。この
構造は、第1回目の成長でn型Ga A s基板1上に
、n型Alo、s Ga(1,B Pクラッド層2、G
ao、5Ino、sP活性層3、p型Alo、s In
□、5 Pクラッド層4、p型G a A sギヤ1層
6、を順次形成する。次にフォトリングラフィにより8
i02をマスクとして、図示するようにメサストライプ
を形成する。
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
lGaInP糸の半導体レーザ装置として、第2図に示
すような構造が報告されている( Extended
Abstracts of the IBth eon
−ference on 5olid 5tate D
evices and Ma−terials、Tok
yo、 1986. pp、1s3−156 )。この
構造は、第1回目の成長でn型Ga A s基板1上に
、n型Alo、s Ga(1,B Pクラッド層2、G
ao、5Ino、sP活性層3、p型Alo、s In
□、5 Pクラッド層4、p型G a A sギヤ1層
6、を順次形成する。次にフォトリングラフィにより8
i02をマスクとして、図示するようにメサストライプ
を形成する。
セして5i02マスクをつけたまま、第2回目の成長を
行ない、エツチングしたところをn型GaAs層7で埋
め込む。つぎに5i02マスクを除去し、p側全面に電
極が形成できるように第3回目の成長でp型(JaAs
コンタクト層8を成長する。
行ない、エツチングしたところをn型GaAs層7で埋
め込む。つぎに5i02マスクを除去し、p側全面に電
極が形成できるように第3回目の成長でp型(JaAs
コンタクト層8を成長する。
この構造により電流は、n型U a A s層7によジ
ブロックされ、メサストライプ部にのみ注入される。ま
た、メサストライプ形成のエツチングのときに、メサス
トライプ部以外のp型りラッド#4の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みにまでエツチングするのでn型(j
a A s層7のある部分では、このn型GaAs層
7に光が吸収され、メサストライプ部にのみ光は導波さ
れる。このようにこの構造では、電流狭窄機構と光導波
機構が同時に作り付けられる。
ブロックされ、メサストライプ部にのみ注入される。ま
た、メサストライプ形成のエツチングのときに、メサス
トライプ部以外のp型りラッド#4の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みにまでエツチングするのでn型(j
a A s層7のある部分では、このn型GaAs層
7に光が吸収され、メサストライプ部にのみ光は導波さ
れる。このようにこの構造では、電流狭窄機構と光導波
機構が同時に作り付けられる。
kl<UaInP糸の場合、液相成長法では成長が困難
で、MOVPE法でも凸凹面上の成長やSiO2などを
マスクとした選択成長は困難なため、AIUaks系や
I n U a A s P系のような埋め込みへテロ
構造や無基叛を利用した半導体レーザ装置の製作は難し
く、前記の半導体レーザ装置のように平坦面上に成長し
たダブルヘテロ構造とその加工、および()aAsの凸
凹面上の成長や5in2などをマスクとじた選択成長な
どを利用した横モード制御レーザが、製作に適している
。
で、MOVPE法でも凸凹面上の成長やSiO2などを
マスクとした選択成長は困難なため、AIUaks系や
I n U a A s P系のような埋め込みへテロ
構造や無基叛を利用した半導体レーザ装置の製作は難し
く、前記の半導体レーザ装置のように平坦面上に成長し
たダブルヘテロ構造とその加工、および()aAsの凸
凹面上の成長や5in2などをマスクとじた選択成長な
どを利用した横モード制御レーザが、製作に適している
。
しかしながら上述の構造の場合、ストライプ部において
p型AA! o、s I no、s Pクラッド層(p
型A71Ga I nPでも同様)4とp型GaAsキ
ャブ層6とのへテロ界面が存在するためこの二層の間の
大きなバンド不連続性が価電子帯に大きなエネルギース
パイクを作り、正孔が流れることかできず半導体レーザ
装置が高抵抗化してしまう。この問題を解決するため上
述の二層の間にバンドギャップが二層の中間の値を持つ
p型GaInPを挿入し、エネルギースパイクを小さな
二つのスパイクに分割し素子抵抗を下げる手段が実施さ
れている。
p型AA! o、s I no、s Pクラッド層(p
型A71Ga I nPでも同様)4とp型GaAsキ
ャブ層6とのへテロ界面が存在するためこの二層の間の
大きなバンド不連続性が価電子帯に大きなエネルギース
パイクを作り、正孔が流れることかできず半導体レーザ
装置が高抵抗化してしまう。この問題を解決するため上
述の二層の間にバンドギャップが二層の中間の値を持つ
p型GaInPを挿入し、エネルギースパイクを小さな
二つのスパイクに分割し素子抵抗を下げる手段が実施さ
れている。
上述の構造で(jaInPの厚みを規定しない場合、メ
サストライプ形成時のエツチングで(j a A sと
UaInPもしくは(ja I nPとAlGa I
nP (kl l nPをふくむ)の等速エッチャント
がないため上述のp型GaInPがメサの両脇にひさし
状に残ってしまい、再成長時の空洞形成やその他の異常
成長の原因となることがあった。この空洞の形成やその
他の異常成長は、レーザ特性を大きく劣化させる。
サストライプ形成時のエツチングで(j a A sと
UaInPもしくは(ja I nPとAlGa I
nP (kl l nPをふくむ)の等速エッチャント
がないため上述のp型GaInPがメサの両脇にひさし
状に残ってしまい、再成長時の空洞形成やその他の異常
成長の原因となることがあった。この空洞の形成やその
他の異常成長は、レーザ特性を大きく劣化させる。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、素子抵
抗が低く、異常成長が起らない構造の半導体レーザ装置
を提供することを目的としている。
抗が低く、異常成長が起らない構造の半導体レーザ装置
を提供することを目的としている。
本発明の半導体レーザ装置は、第1導電型(JaAs基
叛上に、GaInPもしくはAlGaInPからなる活
性層を、この活性層よシも屈折率の小さなklGaIn
PもしくIdAIInPからなる2つのクラッド層で挾
んだダブルヘテロ構造が形成してあり、前記活性層の上
側の第2導電型クラッド層は層厚が部分的に厚くなるこ
とによシ形成されるストライプ状のメサ構造を有し、前
記メサ構造の上に、厚みが100A以下の第2導電型G
a1np層を有し、すくなくともこの() a I n
P層上面以外の部分に、GaAs層もしくはGaln
P層を有することを特徴とする。
叛上に、GaInPもしくはAlGaInPからなる活
性層を、この活性層よシも屈折率の小さなklGaIn
PもしくIdAIInPからなる2つのクラッド層で挾
んだダブルヘテロ構造が形成してあり、前記活性層の上
側の第2導電型クラッド層は層厚が部分的に厚くなるこ
とによシ形成されるストライプ状のメサ構造を有し、前
記メサ構造の上に、厚みが100A以下の第2導電型G
a1np層を有し、すくなくともこの() a I n
P層上面以外の部分に、GaAs層もしくはGaln
P層を有することを特徴とする。
上述の本発明の構成を用いると、電流狭窄と光導波につ
いては従来構造と同一機構となり、素子抵抗については
、電流の流nるメサ部分ではkl6.5In0.5Pク
ラッド層(AlGaInPでも同様)とUaAsキャブ
層との間に、この2層の中間のバンドギヤ、プエネルギ
ーを持つ(UaInP層が挿入されているため、エネル
ギースパイクが小さな2つのスパイクに分割され高抵抗
が防がれる。またこのドライブ形成のエツチング中に裏
面からのエツチングによりひさし形状にはならず、もし
くはひさし形状になってもごく小さなもので良好な再成
長が得られ、特性の良い半導体レーザ装置が得られる。
いては従来構造と同一機構となり、素子抵抗については
、電流の流nるメサ部分ではkl6.5In0.5Pク
ラッド層(AlGaInPでも同様)とUaAsキャブ
層との間に、この2層の中間のバンドギヤ、プエネルギ
ーを持つ(UaInP層が挿入されているため、エネル
ギースパイクが小さな2つのスパイクに分割され高抵抗
が防がれる。またこのドライブ形成のエツチング中に裏
面からのエツチングによりひさし形状にはならず、もし
くはひさし形状になってもごく小さなもので良好な再成
長が得られ、特性の良い半導体レーザ装置が得られる。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例の断面図
である。
である。
まず1回目の減圧MOVPEによる成長で、n型G a
A s基板1(Siドープ: n=2X10 Cm
)上に、n型klo、s I flo、s Pクラッ
ド層2 (n=5 X1Q cm 、厚みlam)
、Ga(+、s I n o、s P活性層3(アンド
ープ;厚みo、1μm)、p型klo、5I no、5
Pクラッド層4(I)=5X10 cm 、厚み
は、温度700℃、圧カフ 0 Torr 、 V /
[[[=200、キャリヤガス()12)の全流量1
51/minとした。
A s基板1(Siドープ: n=2X10 Cm
)上に、n型klo、s I flo、s Pクラッ
ド層2 (n=5 X1Q cm 、厚みlam)
、Ga(+、s I n o、s P活性層3(アンド
ープ;厚みo、1μm)、p型klo、5I no、5
Pクラッド層4(I)=5X10 cm 、厚み
は、温度700℃、圧カフ 0 Torr 、 V /
[[[=200、キャリヤガス()12)の全流量1
51/minとした。
原料としては、トリメチルインジウム(TMに(CH3
)s I n )、トリメチルljリウA(TEG:(
C2)i5)3Ga)、トリメチルア/l/ (ニウム
(TMA : (CHs)sA/)、アルシフ(AsH
3)、ホスフィン(P)i3)、n型ドーパント:セレ
ン化水素(Hz8e)、p型上−バント:シクロベンタ
ヂエニルマグネシウム(CpzMg)を用いた。こうし
て成長した積層構造体にフォトリング2フイにより幅5
μmのストライプ状の8i0zマスクを形成した。次に
この5i02マスクを用いてリン酸系のエツチング液に
よりp型G a A sキク21層6およびp型A16
,5 (Ja(、,5As J曽5をメサ状VCx 、
チングした。つづいて塩酸系のエツチング液により、p
型Alo、s Ino、s Pクラッド層4をメサ状に
工、チングした。つぎに5i02マスクをつけた!ま減
圧MOVPEによシ2回目の成長を行ないn型GaAs
層7を形成した。そして8i02マスクを除去した後、
減圧MOV P Eによシ3回目の成長を行ないp型(
j a A sコンタクト層8を形成した。最後に、p
+n両電極電極成してキャビティ長250μmにへき開
し、個々のチップに分離して半導体レーザ製置とした。
)s I n )、トリメチルljリウA(TEG:(
C2)i5)3Ga)、トリメチルア/l/ (ニウム
(TMA : (CHs)sA/)、アルシフ(AsH
3)、ホスフィン(P)i3)、n型ドーパント:セレ
ン化水素(Hz8e)、p型上−バント:シクロベンタ
ヂエニルマグネシウム(CpzMg)を用いた。こうし
て成長した積層構造体にフォトリング2フイにより幅5
μmのストライプ状の8i0zマスクを形成した。次に
この5i02マスクを用いてリン酸系のエツチング液に
よりp型G a A sキク21層6およびp型A16
,5 (Ja(、,5As J曽5をメサ状VCx 、
チングした。つづいて塩酸系のエツチング液により、p
型Alo、s Ino、s Pクラッド層4をメサ状に
工、チングした。つぎに5i02マスクをつけた!ま減
圧MOVPEによシ2回目の成長を行ないn型GaAs
層7を形成した。そして8i02マスクを除去した後、
減圧MOV P Eによシ3回目の成長を行ないp型(
j a A sコンタクト層8を形成した。最後に、p
+n両電極電極成してキャビティ長250μmにへき開
し、個々のチップに分離して半導体レーザ製置とした。
比較のために、p型Gag、51110.5 P層5の
厚みの58類の半導体レーザ装置を製作した。表1に各
半導体レーザ装置の空洞の出現率を示す。
厚みの58類の半導体レーザ装置を製作した。表1に各
半導体レーザ装置の空洞の出現率を示す。
表1から明らかなようにp型Ga6.5 I no、5
P層5の厚みが100A以下の時に空洞のない良好な
半導体レーザ装置が歩留りよく得られる。
P層5の厚みが100A以下の時に空洞のない良好な
半導体レーザ装置が歩留りよく得られる。
またp型Gao、5 I n(1,5P層5の厚みが1
00A以下の本発明の半導体レーザ装置の素子抵抗は、
実用上問題にならないだけ十分に低抵抗で、発振しきい
値電流は40mA程度のものが得られた。
00A以下の本発明の半導体レーザ装置の素子抵抗は、
実用上問題にならないだけ十分に低抵抗で、発振しきい
値電流は40mA程度のものが得られた。
以上述べた実施例では、活性層をGa6.s I no
、sP1クラッド層をAlo、s I no、s Pと
したが、゛活性層組成は製作する半導体レーザ装置に要
求さnる発振波長要件を満たす組成(短波長化するには
AIを加える、もしくは量子井戸を用いる)にすればよ
く、クラッド層組成は用いる活性層組成に対して光とキ
ャリヤの閉じ込めが十分にできる組成を選べばよい。
、sP1クラッド層をAlo、s I no、s Pと
したが、゛活性層組成は製作する半導体レーザ装置に要
求さnる発振波長要件を満たす組成(短波長化するには
AIを加える、もしくは量子井戸を用いる)にすればよ
く、クラッド層組成は用いる活性層組成に対して光とキ
ャリヤの閉じ込めが十分にできる組成を選べばよい。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は従来
の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。 図において、l・・・・・・n型GaAs基板、2・・
・・・・n型A7o、s Ino、s Pクラッド層、
3 ”・−Ga 0,5 I no、5P活性層、4・
・・・・・p型Alo、5 In。、s Pクラッド層
、5・・・・・・p型Gao、5 I no、B P層
、6・・・・・・p型GaAsキャブ層、7・・・・・
・n型UaAs層、8・・・・・・p型C1aAsコン
タクト層、である。 代理人 弁理士 内 原 晋 生やその他の異常成長がなく、素子抵抗が低く発振特性
の良好なAlGaInP系半導体レーザ装置が得られる
。 万 ? 図
の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。 図において、l・・・・・・n型GaAs基板、2・・
・・・・n型A7o、s Ino、s Pクラッド層、
3 ”・−Ga 0,5 I no、5P活性層、4・
・・・・・p型Alo、5 In。、s Pクラッド層
、5・・・・・・p型Gao、5 I no、B P層
、6・・・・・・p型GaAsキャブ層、7・・・・・
・n型UaAs層、8・・・・・・p型C1aAsコン
タクト層、である。 代理人 弁理士 内 原 晋 生やその他の異常成長がなく、素子抵抗が低く発振特性
の良好なAlGaInP系半導体レーザ装置が得られる
。 万 ? 図
Claims (1)
- 第1導電型GaAs基板上に、GaInPもしくはAl
GaInPからなる活性層を、活性層よりも屈折率の小
さなAlGaInPもしくはAlInPからなる2つの
クラッド層では挾んだダブルヘテロ構造が形成してあり
、前記活性層の上側の第2導電型クラッド層は層厚が部
分的に厚くなることにより形成されるストライプ状のメ
サ構造を有し、前記メサ構造の上に、厚みが100Å以
下の第2導電型GaInP層を有し、すくなくともこの
GaInP層上面以外の部分に、GaAs層もしくはG
aInP層を有することを特徴とする半導体レーザ装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32682588A JPH02172288A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32682588A JPH02172288A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02172288A true JPH02172288A (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=18192133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32682588A Pending JPH02172288A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02172288A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0738200A (ja) * | 1993-07-23 | 1995-02-07 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
JP2003086902A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-20 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置 |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP32682588A patent/JPH02172288A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0738200A (ja) * | 1993-07-23 | 1995-02-07 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
JP2003086902A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-20 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置 |
JP4627132B2 (ja) * | 2001-09-13 | 2011-02-09 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置および光ディスク記録再生装置 |
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