JPH02194584A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JPH02194584A
JPH02194584A JP1368189A JP1368189A JPH02194584A JP H02194584 A JPH02194584 A JP H02194584A JP 1368189 A JP1368189 A JP 1368189A JP 1368189 A JP1368189 A JP 1368189A JP H02194584 A JPH02194584 A JP H02194584A
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JP
Japan
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layer
type
undoped
stripe groove
growth
Prior art date
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Pending
Application number
JP1368189A
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English (en)
Inventor
Hajime Sakiyama
崎山 肇
Haruo Tanaka
田中 治夫
Masahito Mushigami
雅人 虫上
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、MBE装置を用いて形成される半導体レー
ザ、特に無効電流の発生を低減し、しきい値電流を低下
させる構造をもった半導体レーザに関する。
(ロ)従来の技術 第3図は、MBE装置を用いて形成された従来の半導体
レーザを示す側面図である。
この半導体レーザは、N型の半導体基板1と、この半導
体基板1上にN型の下部クラッド層2I、活性層22、
P型の第1の上部クラッド層23、N型の光吸収層24
及びN型の蒸発防止層25を順次積層して成る第1の成
長層2と、この第1の成長層2に対し、任意幅で第1の
上部クラッド層23を残すような深さに形成されたスト
ライプ溝3を介して、第2のP型上部クラッド層41及
びP型キャップ層42を順次積層して成る第2の成長層
4とから構成されている。そして、半導体基板1の下面
には、N型電極1a、キャップW!J42の表面にはP
型電極42aが形成しである。
この半導体レーザは、第4図(A)、第4図(B)、第
4図(C)及び第4図(D)に示す工程によって形成さ
れる。つまり、MBE(モレキュラービームエピタキシ
ー)装置内に装着したN型のGaAsからなる半導体基
板1を加熱し、蒸を源にそれぞれ入れられた原料物質や
不純物を分子線の形で蒸発させ、N型^1xGal−X
Asから成る下部クラッド層21、八1に’Ga+−x
°Asから成る活性層22、P型A I xGa 1−
 xAsから成る第1の上部クラッド層23、N型Ga
Asから成る光吸収層24、N型A1x’Ga+ 、、
mAsから成る蒸発防止層25とで構成する第1の成長
J?12を上記半導体基板1上に積層させる〔第4図(
A))。
この第1の成長層2を形成した゛4′−導体基板1を、
MBE装置から取り出し、ストライプ溝3を形成する部
分以外の茎発防止層25をホトレジスト6で覆う。この
ホトレジスト6をマスクおして光吸収層24が適宜残る
ように、蒸発防止層25と光吸収層24とをエツチング
して所望幅のストライプ溝3を形成する〔第4図(B)
〕。
さらに、ホトレジスト6を除去した半導体基板(第1の
成長層2を形成した基板)1を佇機洗浄する。その後、
半導体基板1を再度MEB装置内に装着する。ここで、
半導体基板1にAs分子線を当てながら半導体基板1を
加熱し、半導体基板1の表面に付着している酸化物等の
不純物と、前記穴された光吸収層24とを蒸発させる。
これにより、光吸収層24も選択的に蒸発されるため、
第1の上部クラッド層23の表面が露出する〔第4図(
C)〕。
この状態で、L記第1の工程(第1の成長層2の形成工
程)と同様の方法で、P型AtvGal−、ΔSから成
る第2の−F部クりッド層41と、P゛型GaAsから
成るキャンプ層42とを順次積層し第2の成長層4を形
成する。そして、半導体基板1の裏面にN型電極1a、
キャップ層420表面にP型電極42aを設ける〔第4
図(D)〕。
かくして得られた半導体レーザは、キャリアーの注入に
より反転分布(誘導放出)が生じ、Pn接合でコヒーレ
ントな光が誘導放射される。
(ハ)発明が解決しようとする課題 従来の半導体レーザでは、第3図で示すように、ストラ
イプ溝3においてP型である第1のL部クラッド層23
とP型である第2の1一部クラッド層41とが接面して
いる。従って、P型電極42a側から第2の成長層4及
び第1の成長層2を介してN型電極la側へ電流を流す
時、電流はストライプ3溝、つまり狭い溝部を通じて流
れることとなる。このため、狭幅のストライプ溝3によ
って狭窄された電流が、第1の−L部クりンド層23に
到達した時、つまり狭幅のストライプ溝3を脱した時、
電流の一部が第1の上部クランド層23において横方向
(N型電極に対し平行方向)へ広がり無効電流となる。
この結果、しきい値電流が高くなり電流効率が悪い等の
不利があった。
この発明は、しきい値電流が低く、電流効率の良い半導
体レーザを従供することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段及び作用この目的を達
成させるために、この発明の半導体レーザでは、次のよ
うな構成としている。
半導体レーザは、半導体基板と、この半導体基板上に下
部クラッド層、活性層、第1の上部クラッド層、N型若
しくはアンドープ層、光吸収層及び蒸発防止層を順次積
層して成る第1の成長層と、この第1の成長層に対し、
任意幅で上記N型若しくはアンドープ層を残すような深
さに形成されたストライプ溝を介して、第2の上部クラ
ッド層及びキャップ層を順次積層して成る第2の成長層
と、前記N型若しくはアント゛−ブ層のストライプ溝対
応部分に注入形成されたP型ドーバンI・イオン注入部
とから構成されている。
このような構成を有する半導体レーザでは、ストライプ
溝において、P型の第1の上部クラッド層とP型の第2
の上部クラッド層との間に、N型若しくはアンドープ層
を介在させている。そして、このN型若しくはアンドー
プ層のP型ドーパントイオン注入部(P型ト′−バント
となり得る、例えばZnイオンを充填したイオン注入部
)が、P型の第2の上部クラッド層と接面している。
今、キャップ層表面に形成したP聖堂極側から、半導体
基板裏面に形成したN型電極側へ電流を流す時、電流は
ストライプ溝、つまり狭い溝部を通じて流れることとな
る。狭幅のストライプ溝によって狭窄された電流は、N
型若しくはアンドーブ層において、狭窄状態から脱し、
N型若しくはアンドープ層内で、横方向(電極に対し平
行方向)へ広がろうとする。しかし、この層はNjSI
J又はアンドープの層であり、P型の第2の上部クラッ
ド層どは導体パターンが異なる。従って、横方向への広
がりを防止する。このため、電流はN型若しくはアンド
ープ層に形成されたP型イオン注入部を通じて、P型で
ある第1の上部クラッド層へと流れることとなり、無効
電流の発生が大幅に低減される。従って、しきい値組流
が低くなり電流効率を向上させ得る。
(ホ)実施例 第1図は、この発明に係る半導体レーザの具体的な一実
施例を示す断面図である。
半導体レーザは、N型の半導体基板1と、このI6導体
基板l上にN型の下部クラッド層21、活性層22、p
 J!l!である第1の上部クラッド層23、N型若し
くはアンドープ層23a、、、N型の光吸収層24及び
N型の蒸発防止層25を順次積層して成る第1の成長層
2と、この第1の成長層2に対し、任意幅で上記N型性
しくはアンドープ層23aを残すような深さで形成され
たストライプ溝3を介して、P型である第2の−に部り
ラッド層41及びP型のキャップ層42を順次積層して
成る第2の成長層4と、前記N型若しくはアンドープ層
23aのストライプ溝3対応部分に注入形成されたP型
上−パントイオン注入部5とから構成されている。
この半導体レーザの特徴は、P型である第1の上部クラ
ッド層23の1面に、つまり第1の上部クラッド層23
と光吸収層24との間にN型若しくはアンドープ層23
aを介在させ、このN型若しくはアンドープ層23aの
ストライプ溝3対応部分にP型上−パントイオン注入部
5を形成した改にある。従って、P型上−パントイオン
注入部5は、ストライプ溝3においてP型である第2の
上部クランド層41と接面している。
この半導体レーザは、第2図(A)、第2図(B)、第
2図(C)及び第2図(D)の工程を経て形成される。
MBE (モレキュラービームエピタキシー)装置内に
装着したN型のGaAsからなる半導体基板1を加熱し
、蒸発源にそれぞれ入れられた原料物質や不純物を分子
線の形で蒸発させ、N型A1.GaI4Asから成る下
部クラッド層21 、Alx’Ga+−x’Asから成
る活性層22、P型AlxGa1−XAsから成る第1
の−F部クラッド層23、及びN型若しくはアンドープ
層23a、更にN型GaAsから成る光吸収層24、N
型Alx’Ga+−x″Asから成る蒸発防止層25を
順次積層し、第1の成長層2を上記半導体基板−Lに形
成させる〔第2図(A)〕。
この第1の成長層2を形成した半導体基板lを、MBE
装置から取り出し、ストライプ溝3を形成する部分以外
の蒸発防止層25をホトレジスト6で覆う。このホトレ
ジスト6をマスクとして、光吸収層24を若干残すよう
に蒸発防止層25と光吸収層24とをエンチングして任
意幅のストライプ溝3を形成する。この状態において、
ストライプ溝3の底部に若干残された光吸収層24の下
にはN型層(又はアンドープ層)23aが臣n出してい
る。
更に、この状態(ホトレジス1−6を備えた状態)で、
ストライプ溝3に対し、P型ド−パントとなり得るイオ
ン、例えばZnイオン、Beイオン、或いはMgイオン
(実施例ではZnイオン)を、注入する。この注入作業
は、イオン源、イオン加速器、性用分離器、ビーム走査
系及びターゲントチェンジヤーから成るイオン注入装置
(図示せず)を用いて行う。つまり、イオン源で発生さ
せたZnイオンをレンズ系で加速させ、収束して偏向用
電磁石による?を油分離器に入れる。ここで、イオンは
偏向されて走査系に入る。そして、イオンはN型層(若
しくはアンドープ層)23a表面に衝突し注入される。
これにより、N型層(又はアンドープ層)23aのスト
ライプ満3対応部分に、P型上−パントイオン注入部5
が形成される(第2図(B)〕。
次いで、ホトレジスト6を除去した半導体基板(第1の
成長層2を形成した基板)lを有機洗浄する。その後、
半導体基板lを再度MEB装;i内に装着する。ここで
、半導体基板1にAs分子線を当てながら半導体基板1
を加熱し、半導体基板10表面に付着している酸化物等
の不純物と前記残された光吸収層24を蒸発させる。こ
れにより、ストライプ溝3底部にP型ドーパントイオン
注入部5表面が露出する〔第2図(C)〕。
この状態で、前記第1の成長層2の形成工程と同様の方
法で、P型Al、Ga、yAsから成る第2の上部クラ
ッド層41と、P゛型GaAsから成るキャップ層42
とをllifi次積層し、第2の成長層4を形成する。
そして、半導体基板lの裏面にN型電極1a、キャップ
層42の表面にP型電極42aを形成する〔第2図(D
))。
このような構成を有する半導体レーザでは、ストライプ
iR3において、P型の第1の上部クランド層23とP
型の第2の上部クランド層41との間に、N型層(若し
くはアンドープ層)23aを介在させている。そして、
このN型層23aOP型ド一パントイオン注入部5が、
P型の第2の上部クラッド層41と接面している。
これにより、P型電極42a側からN聖堂極ja側へ、
つまり垂直方向へ電流を流す時、電流はストライプ溝3
、つまり狭い溝部を通じて流れることとなる。狭幅のス
トライプ溝3によって狭窄された電流は、N型層(若し
くはアンドープ層)23aにおいて、狭窄状態から脱し
、N型層(アンドープ層)23a内で横方向(電極1a
、42aに対し平行方向)へ広がろうとする。しかし、
この層23al;!N型若しくはアンドープの層であり
、P型の第2の上部クラッド層41とは導体パターンが
異なる。従って、横方向への広がりを防止する。このた
め、Ti、流はN型層(若しくはアンドープ層)23a
に形成されたP型・イオン注入部5を通じて、P型であ
る第1の上部クラッド層23へと流れることとなり、無
効電流の発生が大幅に低減される。従って、しきい値電
流が低くなり電流効率を向上させ得る。
(へ)発明の効果 この発明では、以上のように、第1の成長層を構成する
第1の上部クラッド層と光吸収層との間にN 11’J
若しくはアンドープ層を形成し、このN型若しくはアン
ドープ層のストライプ溝対応部分に、p j’(9ド一
パントイオン注入部を形成することとしたから、ストラ
イプ溝においてP型ドーパントイオン注入部と、P型で
ある第2の」二部クララ1′層とが接面する。従って、
狭幅のストライプ溝によって狭窄された電流は、N型層
(若しくはアンドープ層)において狭窄状態から脱し、
N型層(若しくはアン)゛−ブ層)内で、横方向(電極
に対し平行方向)へ広がろうとするが、この層はN型(
又はアンドープの層であり、P型の第2の上部クラッド
層とは導体パターンが異なる。従って、横方向への広が
りを防止する。このため、電流はN型層(若しくはアン
ドープ層)に形成されたP型イオン注入部を通じて、P
型である第1の上部クラッド層へと流れることとなり、
無効電流の発生が低減される。従って、しきい値電流が
低くなり電流効率を向上させ得る等、発明目的を達成し
た優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例半導体レーザを示す側面図、第2図(
A)、第2図(B)、第2図(C)及び第2図(D)は
、実施例¥導体レーザの製造工程を示す説明図であり、
第2図(A)は第1の成長層を形成する説明図、第2図
(13)はP型ドーパントイオン注入部を形成した状態
を示す説明図、第2図(C)は再蒸発工程を示す説明図
、第2図(D)は第2の成長層を形成した状態を示す説
明図、第3図は、従来の半導体レーザを示す側面図、第
4図(A)、第4図(B)、第4図(C)及び第4図(
D)は、従来の半導体レーザの製造工程を示す説明図で
あり、第4図(A)は第1の成長層を形成した状態を示
す説明図、第4図(B)はホトエッチング工程を示す説
明図、第4図(C)は再蒸発工程を示す説明図、第4図
(D)は第2成長層を形成した状態を示す説明図である
。 l;基板、      2:第1の成長層、3ニスドラ
イブ溝、  4:第2の成長層、5FP型ド一パントイ
オン注入部、 23:第1の上部クランド層、 23a : N型層 (若しくはアンドープ層) 特許用1911人 ローム株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板と、この半導体基板上に下部クラッド
    層、活性層、第1の上部クラッド層、N型若しくはアン
    ドープ層、光吸収層及び蒸発防止層を順次積層して成る
    第1の成長層と、この第1の成長層に対し、任意幅で上
    記N型若しくはアンドープ層を残すような深さに形成さ
    れたストライプ溝を介して、第2の上部クラッド層及び
    キャップ層を順次積層して成る第2の成長層と、前記N
    型若しくはアンドープ層のストライプ溝対応部分に注入
    形成されたP型ドーパントイオン注入部とから成る半導
    体レーザ。
JP1368189A 1989-01-23 1989-01-23 半導体レーザ Pending JPH02194584A (ja)

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JP1368189A JPH02194584A (ja) 1989-01-23 1989-01-23 半導体レーザ

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142985A (ja) * 1984-08-06 1986-03-01 Rohm Co Ltd 半導体レ−ザおよびその製造方法
JPS63222489A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Rohm Co Ltd 半導体レ−ザの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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