JPH02194586A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JPH02194586A
JPH02194586A JP1368389A JP1368389A JPH02194586A JP H02194586 A JPH02194586 A JP H02194586A JP 1368389 A JP1368389 A JP 1368389A JP 1368389 A JP1368389 A JP 1368389A JP H02194586 A JPH02194586 A JP H02194586A
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JP
Japan
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layer
type
undoped
upper cladding
cladding layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP1368389A
Other languages
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)卒業」二の利用分野 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゛残し、しきい値電流を低
下させる構造をもった゛I′−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l上にN型の下部クラッドN21、活性層22
、P型の第1の上部クランド層23、N型の光吸収層2
4及びN型の莫発防1ト層25を順次積層してなる第1
の成長層2と、この第1の成長層2に対し、任意幅で上
記第1の上部クラ・ノド層23に達する深さに形成され
たストライプ溝3を介して、第2のP型上部クラッド[
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、キャップ層42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[4(B)、
第4図(C)及び第4図(r))に示す工程によって形
成される。つまり、MBB (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から成る寥
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AlXGa
+−x Asから成る下部クラッド層21 、 AIX
’Ga、−に’Asから成る活性層22、P型At)、
Ga、−、、八sから成る第1の上部クランド層23、
N型GaAsから成る光吸収層24、N型A+X”ca
l−X”Asから成る蒸発防止層25とで構成する第1
の成長層2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を形成した半導体基板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
の蒸発時+l:Ji25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が適宜残る
ように、菟発防止層25と光吸収層24とをエンチング
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を有機洗浄する。その後、
半導体基板lを再度M B E装置内に装着する。ここ
で、゛ト導体基板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1.h記残された光吸収層24とを蒸発
させる。これにより、光吸収層246選択的に蒸発され
るため、第1のF部クラッド層230表面が露出する〔
第4図(C)〕。
この状態で、上記第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At、 Ga、−y Asか
ら成る第2の−F部クりッド層41と、P1型GaAs
から成るキャップ層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1
a、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の上部クランド層23
とP型である第2の上部クラッド層41とが接面してい
る。従って、P型電極428側から第2の成長層4及び
第1の成長層2を介してN聖堂極la側へ電流を流す時
、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。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の上部クランド層23に達し
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L部りランド層23において横方向(N型
電極に対し平行方向)\広がり無効電流となる。この結
県、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、しきい値電清か低く電流効率の良い半導体
レーザを提供することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための1段及び作用この目的を達
成させるために、この発明つ半導体レーザでは、次のよ
うな構成としている、″+′−導体L・−ザは、寥導体
基板と、この半導体基板上に下部クラッド層、N型若し
くはアンドープの活性層、N型若しくはアンドープの第
1の上部クラッド層、光吸収層及び策定防止層をt1i
Q重積層して成る第1の成長層と、この第1の成長層に
対し、任意幅で上記第1の上部クラッド層を残すような
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、前記第1の上部クラッド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
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、活性層と第
1の上部クラッド層とを、同じN型若しくはアンドープ
層で形成している。そして、この第1の、L部りラッド
層(N型層)のP型ドーパントイオン注入部(P型ドー
パントとなり得る、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梨型極側から半導体基
板裏面に形成したN型電極側へ電流を消す時、電流はス
トライプ溝、つ士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、第1
の上部クラ、ド層(N型若しくはアンドープ層)におい
て、狭窄状態から脱し、第1の1部クラッド層(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、この第1の上部クラッ
ド層はN型若しくはアンドープ層であり、P型の第2の
上部クラン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、電流は第1の上部クラッド層(N型若しくは
アンドープ層)に形成されたP型イオン注入部を述じて
活性層(N型若しくはアンドープ層)へと流れることと
なり、無効電流の発生が極端に少なくなる。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。
(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
施例を示す側面図である。
半導体レーザは、N型半導体基板1と、この半導体基板
l上にN型の下部クラッド層21、N型若しくはアンド
ープの活性層22、N型若しくはアンドープの第1の上
部クラッド層23、光吸収層24及び蒸発防止層25を
順次積層して成る第■の成長層2と、この第1の成長層
2に対し、任意幅で上記第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、P
型である第2の上部クラッド層及びP型のキャップ層を
順次積層して成る第2の成長層4と、前記第1の上部ク
ラッド層23のストライプ溝3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5とから構成されている
この半導体レーザの特徴は、活性層22及び第1の上部
クラッド層23を、同じN型若しくはアンドープ層で形
成し、且つ第1の上部クラッド層23のストライプ溝3
対応部分にP型ドーパントイオン注入部5を形成した点
にある。従って、P型ドー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の上部クラッド層
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。
MBC(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から成る半導体基板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AlXGa1−)IAsから成る
下部クラッド層21、N型若しくはアンドープAlx’
Ga+−x’Asから成る活性層22、N型若しくはア
ンドープA IxGa + −xASから成る第1の上
部クラッド層23、更にN型GaAsからなる光吸収層
24、N型AiX”Ga1−g”Asから成る蒸発防I
F層25を順次積層し、第1の成長層2を上記半導体基
4FiI J二に形成させる〔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とをエツチングして任
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、第1の上部クランド層(N型
若しくはアンドープ層)23が臨出している。
更に、この状態(ホトレジスト6を備えた状態)で、ス
トライプ溝3に対し、P型ドー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、質量分離器、ビーム走査系及
びターゲット・チェンジャ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
磁石による質量弁1fiff 2M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)である第1の上部クラッ
ド層23表面に衝突し注入される。これにより、第1の
上部クラッド層23のストライプ溝3対応部分に、P型
ドー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)1を有機洗浄する。その後、
半導体基板lを再度MB已装置内に装着する。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10表面に付着している酸化物等の
不純物を蒸発させる。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ΔIvGa、イAs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梨型島1a、キャップ層420
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、活性層22
と第1の−F部クりッド層23とを、同じN型若しくは
アンドープ層で形成している。そして、このN型層もし
くはアンドープ層で形成された第1の上部クラッド層2
3のP型ドーパントイオン注入部5が、P型の第2の上
部クラッド層4Iと接面している。
これにより、P型電極42a側からN梨型極la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されることとなる。狭幅の
ストライプ溝3によって狭窄された電流は、第1の上部
クラッド層(N型若しくはアンドープ層)23において
、狭窄状態から脱し、第1の上部クラッド層(N型若し
くはアンドープ7り23内で、横方向(電極1a、42
aに対し平行方向)へ広がろうとする。しかし、この第
1の上部クラッド層23はN型若しくはアンド−プ層で
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、電流は第1の上部クラッド層(N型若しくはア
ンドープ層)23に形成されたP型イオン注入部5を通
じて活性層(N型若しくはアンドープ層)22へと流れ
ることとなり、無効電流の発生が極端に少なくなる。
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 二の発明では、以上のように、第1の」二部クラッド層
と活性層とを同じN型若しくはアンドープ層で形成し、
第1のF部りラッ)′層のストライプ溝対応部分にP型
ドー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の上部クラッド層とが接面する。従って、狭
幅のストライプ溝に4よって1突窄された電流は、第1
の上部クラッド層(N型若しくはアンドープ層)におい
て狭窄状態から脱し、第1の−L部クりンド層内で、横
方向へ広がろうとするが、この層はN型またはアンドー
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P型イオン注入部を通じて活性層へ
と流れることとなり、無効電流の発生が極端に少なくな
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[1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)および第2図(D)
は、実施例半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(B)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)才iよび第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)はホトエツチング工程を示
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の成長層を形成した状態を示す説明図
である。 1:半導体基板、   2:第1の成長層、3ニスドラ
イブ溝、  4:第2の成長層、5:P型ドーパンF・
イオン注入部、 22:活性1(N型若しくはアンドープ層)、23:第
1のL部クラッド層 (N型若しくはアン ドープ層)

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、N型若しくはアンドープの活性層、N型若しくはア
    ンドープの第1の上部クラッド層、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、任意幅で前記第1の上部クラッド層に達す
    る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、前記第1の上部クラッド層のストライプ
    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。
JP1368389A 1989-01-23 1989-01-23 半導体レーザ Pending JPH02194586A (ja)

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JP1368389A JPH02194586A (ja) 1989-01-23 1989-01-23 半導体レーザ

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60137088A (ja) * 1983-12-26 1985-07-20 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置
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
JPS63222488A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Rohm Co Ltd 半導体レ−ザの製造方法

Patent Citations (3)

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