JPH0283991A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0283991A JPH0283991A JP23704188A JP23704188A JPH0283991A JP H0283991 A JPH0283991 A JP H0283991A JP 23704188 A JP23704188 A JP 23704188A JP 23704188 A JP23704188 A JP 23704188A JP H0283991 A JPH0283991 A JP H0283991A
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Landscapes
- 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〕
この発明は、怠高速・大容量な光通信システムの主構成
要素となる半導体レーザに関する。
要素となる半導体レーザに関する。
１μｍ帯における光通信の長距離・大容量化にともなっ
て、超高速で動作する半導体レーザの要求が高まりつつ
ある。半導体レーザの高速化には、■緩和振動周波数を
上けること、■寄生容量を低減すること、が１景である
。緩和振動周波は、レーザ活性層の微分利得・光子密度
・光子寿命等で決定され、これらの因子を最適化するこ
とで３０ＧＨｚの半導体レーザが得られている。一方、
寄生容量はレーザ活性層の両側にある電流阻止領域に生
じる容量によってほぼ決定される。ｐｒＩ接合で電流阻
止層を形成した埋め込み型半導体レーザに於いては、電
流阻止層の容量が大きくストライブ状活性領域の幅を約
２０μｍと狭くした構造を採用しても、寄生容量を約２
０９Ｆ以下に低減することが困難であり３０ｄＢ帯域は
２ＧＨｚ程度となっている。
て、超高速で動作する半導体レーザの要求が高まりつつ
ある。半導体レーザの高速化には、■緩和振動周波数を
上けること、■寄生容量を低減すること、が１景である
。緩和振動周波は、レーザ活性層の微分利得・光子密度
・光子寿命等で決定され、これらの因子を最適化するこ
とで３０ＧＨｚの半導体レーザが得られている。一方、
寄生容量はレーザ活性層の両側にある電流阻止領域に生
じる容量によってほぼ決定される。ｐｒＩ接合で電流阻
止層を形成した埋め込み型半導体レーザに於いては、電
流阻止層の容量が大きくストライブ状活性領域の幅を約
２０μｍと狭くした構造を採用しても、寄生容量を約２
０９Ｆ以下に低減することが困難であり３０ｄＢ帯域は
２ＧＨｚ程度となっている。
この問題を解決する方法として、高抵抗半導体で電流阻
止層を形成した埋め込み型半導体レーザ、くびれ機造を
有し九メサストライプ型半導体レーザ等が提案されてい
る。
止層を形成した埋め込み型半導体レーザ、くびれ機造を
有し九メサストライプ型半導体レーザ等が提案されてい
る。
高抵抗半導体で電流阻止層を形成した埋め込み型半導体
レーザとして、例えば、８． Ｓｕｇｏｕらによりエレ
クトｏ＝クス誌（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒ２２巻第１２１４−１２１５頁 １９８６年）に詳し
い記載がある。これによると、ノ九イドライドＶＰＥ法
により活性層両側を高抵抗ＩｎＰ層で埋め込み寄生容量
の低減を図り高速化を実現しているものの、高抵抗Ｉｎ
Ｐ層の形成は成長条件・素子形状に大きく依存し再現性
に欠けるという問題がある。
レーザとして、例えば、８． Ｓｕｇｏｕらによりエレ
クトｏ＝クス誌（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒ２２巻第１２１４−１２１５頁 １９８６年）に詳し
い記載がある。これによると、ノ九イドライドＶＰＥ法
により活性層両側を高抵抗ＩｎＰ層で埋め込み寄生容量
の低減を図り高速化を実現しているものの、高抵抗Ｉｎ
Ｐ層の形成は成長条件・素子形状に大きく依存し再現性
に欠けるという問題がある。
一方、くびれ構造を有したメサストライプ型半導体レー
ザとして、例えば、Ｊ、 Ｅ、 Ｂｏｗｅｒｓ よりノ
リッド・ステート・エレクトロニクス識（５ｏ−１ｉｄ
−ｓｔａｔｅ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳ３０巻第１頁１
９８７年）に詳しい記載がある。これによると、ダブル
へテロ構造の両側から活性層をエツチングして、くびれ
模造としているので素子の容量は０．２ｐＦと少なく、
３ｄＢ帯域は２４ＧＨ２と太さい。しかしながら、活性
層幅の制御が難しいため素子特性の再現性に欠ける、活
性層が空気と接した構造であるため素子の信頼性がない
という欠点を有していた。
ザとして、例えば、Ｊ、 Ｅ、 Ｂｏｗｅｒｓ よりノ
リッド・ステート・エレクトロニクス識（５ｏ−１ｉｄ
−ｓｔａｔｅ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳ３０巻第１頁１
９８７年）に詳しい記載がある。これによると、ダブル
へテロ構造の両側から活性層をエツチングして、くびれ
模造としているので素子の容量は０．２ｐＦと少なく、
３ｄＢ帯域は２４ＧＨ２と太さい。しかしながら、活性
層幅の制御が難しいため素子特性の再現性に欠ける、活
性層が空気と接した構造であるため素子の信頼性がない
という欠点を有していた。
本発明の目的は、素子の再現性・信頼性に優れた低容量
な半導体レーザを提供することにある。
な半導体レーザを提供することにある。
前述の問題点を解決し上記目的を達成するために、本発
明が提供する半導体レーザは、ストライプ状の活性層が
その周囲を前記活性層よりも層エネルギーギャップが大
きく且つ屈折率の小さな半導体層で囲まれた埋め込み構
造の半導体レーザにおいて、前記活性層の両側が多層構
造の埋め込み半導体層で埋め込まれた後、前記埋め込み
半導体層の一部の層が前記活性層の近傍まで選択的に除
去されることによって生じるくびれ構造を有することを
特徴とする。
明が提供する半導体レーザは、ストライプ状の活性層が
その周囲を前記活性層よりも層エネルギーギャップが大
きく且つ屈折率の小さな半導体層で囲まれた埋め込み構
造の半導体レーザにおいて、前記活性層の両側が多層構
造の埋め込み半導体層で埋め込まれた後、前記埋め込み
半導体層の一部の層が前記活性層の近傍まで選択的に除
去されることによって生じるくびれ構造を有することを
特徴とする。
本発明では活性層の両側を多層構造の埋め込み半導体層
で埋め込み、埋め込み半導体層の一部を選択的に除去す
ることによシ活性層の周囲を空気にさらすことなくくび
れ構造が形成できる。このくびれ構造により半導体レー
ザの容量をｌｐＦ以下にすることが可能である。更に活
性層の周囲は半纏体で囲まれているため素子の信頼性も
高い。
で埋め込み、埋め込み半導体層の一部を選択的に除去す
ることによシ活性層の周囲を空気にさらすことなくくび
れ構造が形成できる。このくびれ構造により半導体レー
ザの容量をｌｐＦ以下にすることが可能である。更に活
性層の周囲は半纏体で囲まれているため素子の信頼性も
高い。
従って、本発明により再現性・信頼性に優れた低容１ｔ
な半導体レーザを製作することが出来る。
な半導体レーザを製作することが出来る。
次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第１図は本実施例である半導体レーザの構造図であり、
第２図はその製作工程図である。先ず、ｎ形１ｎＰから
なる半導体基板１０上に液相成長法又は気相成長法又は
分子線成長法により、ｎ −ＩｎＰよりなる第１のクラ
ッド層１１（厚さ２μｍ。
第２図はその製作工程図である。先ず、ｎ形１ｎＰから
なる半導体基板１０上に液相成長法又は気相成長法又は
分子線成長法により、ｎ −ＩｎＰよりなる第１のクラ
ッド層１１（厚さ２μｍ。
キャリア濃度５ｘｌＱｃｍ）、ＩｎＧａＡｓＰよりなる
活性層１２（厚さ０１μｍ、ノンドープ）、ｐ−ＩｎＰ
よりなる第２のクラッド層１３（厚さ１／ｊｍ、キャリ
ア濃度ｔ ｘ ｔ ｏ１８ ｃｍ”’３ ）を成長シ（
第２図（ａｌ ’） 、メサエッチングしてストライプ
状の活性領域２１を形成した後ｎ−ＩｎＰよりなる第１
の埋め込み層１４（厚さ１μｍ１キヤリア濃度１ ｘｌ
ｏ ｃｍ ）ｎ−ＩｎＧａＡｓＰよりなる第２の埋
め込み層１５（厚さ１μｍ１キヤリア濃度ｌＸｌ０
ｃｍ ）ｐ−ＩｎＰよりなる第３の埋め込み層１６（
厚さ２μｍ、キャリア濃度ＩＸ １０１８ｃｍ−３）ｐ
−１ｎＧａＡｓＰよりなるコンタクト層１７（厚さ０．
５μｍ、キャリア濃度Ｉ Ｘ Ｉ ０１９ｃｍ−３）を
成長する（第２図（ｂ））。次に、活性Ｗ１１２の上部
のコンタクト層１７上にＡｕＺｎよりなるｐ電極１８を
ストライプ状に形成する。ｐ電極１８をマスクにしてコ
ンタクト層１７、第３の埋め込み層１６を順次エツチン
グする（第２図（Ｃ））。次に、第３の埋め込み層１６
をマスクにして第２の埋め込みＩｉ＄１５をＨ２ＳＯ４
：）１，０□：Ｈ２Ｏの混合液で選択的にエツチング除
去し、くびれ１９を形成する。更に、半導体基板１０の
裏面を研磨した後、Ａｕ（）ｅＮｉからなるｎ電極２０
を形成し、本実施例の半導体レーザが完成する（第１図
及び第２図（ｄ））。
活性層１２（厚さ０１μｍ、ノンドープ）、ｐ−ＩｎＰ
よりなる第２のクラッド層１３（厚さ１／ｊｍ、キャリ
ア濃度ｔ ｘ ｔ ｏ１８ ｃｍ”’３ ）を成長シ（
第２図（ａｌ ’） 、メサエッチングしてストライプ
状の活性領域２１を形成した後ｎ−ＩｎＰよりなる第１
の埋め込み層１４（厚さ１μｍ１キヤリア濃度１ ｘｌ
ｏ ｃｍ ）ｎ−ＩｎＧａＡｓＰよりなる第２の埋
め込み層１５（厚さ１μｍ１キヤリア濃度ｌＸｌ０
ｃｍ ）ｐ−ＩｎＰよりなる第３の埋め込み層１６（
厚さ２μｍ、キャリア濃度ＩＸ １０１８ｃｍ−３）ｐ
−１ｎＧａＡｓＰよりなるコンタクト層１７（厚さ０．
５μｍ、キャリア濃度Ｉ Ｘ Ｉ ０１９ｃｍ−３）を
成長する（第２図（ｂ））。次に、活性Ｗ１１２の上部
のコンタクト層１７上にＡｕＺｎよりなるｐ電極１８を
ストライプ状に形成する。ｐ電極１８をマスクにしてコ
ンタクト層１７、第３の埋め込み層１６を順次エツチン
グする（第２図（Ｃ））。次に、第３の埋め込み層１６
をマスクにして第２の埋め込みＩｉ＄１５をＨ２ＳＯ４
：）１，０□：Ｈ２Ｏの混合液で選択的にエツチング除
去し、くびれ１９を形成する。更に、半導体基板１０の
裏面を研磨した後、Ａｕ（）ｅＮｉからなるｎ電極２０
を形成し、本実施例の半導体レーザが完成する（第１図
及び第２図（ｄ））。
この様に、活性層の両側を多層構造の埋め込み半導体層
で埋め込み、埋め込み半導体層の一部を選択的に除去す
ることによって活性層の周囲を空気にさらすことなくく
びれ構造が形成できる。このくびれ構造によｐ半導体レ
ーザの容量をｌｐＦ以下にすることが可能である。更に
活性層の周囲は半導体で回着れているため素子の信頼性
も窩い。
で埋め込み、埋め込み半導体層の一部を選択的に除去す
ることによって活性層の周囲を空気にさらすことなくく
びれ構造が形成できる。このくびれ構造によｐ半導体レ
ーザの容量をｌｐＦ以下にすることが可能である。更に
活性層の周囲は半導体で回着れているため素子の信頼性
も窩い。
従って、再現性・信頼性に優れた低容量な半導体レーザ
を製作することがｂ」能である。
を製作することがｂ」能である。
尚、上記の実施例に於いては寸法例も示したが、結晶成
長の様子は成長法・条ＦＦ等で大幅に変化するからそれ
らと共に適切な寸法を採用すべきことは言うまでもない
。又、ｔＣＣ金金属′ｗｉ類に関して制限はない。半導
体レーザに関してＩｎｋ／ＩｎＧａＡｓＰ糸を用いたが
、（） ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｕ ａ Ａ ｓ糸な
ど他の材料系でもよい。更に、Ｍ抵抗半導体基板上に上
記半導体レーザを形成してもよく、又この素子をＭ Ｅ
Ｓ Ｆ’ Ｅ Ｔ等の電子素子と集積した光電子集積
回路に適用してもよいことは改めて詳細に説明するまで
もなく明らかなことである。
長の様子は成長法・条ＦＦ等で大幅に変化するからそれ
らと共に適切な寸法を採用すべきことは言うまでもない
。又、ｔＣＣ金金属′ｗｉ類に関して制限はない。半導
体レーザに関してＩｎｋ／ＩｎＧａＡｓＰ糸を用いたが
、（） ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｕ ａ Ａ ｓ糸な
ど他の材料系でもよい。更に、Ｍ抵抗半導体基板上に上
記半導体レーザを形成してもよく、又この素子をＭ Ｅ
Ｓ Ｆ’ Ｅ Ｔ等の電子素子と集積した光電子集積
回路に適用してもよいことは改めて詳細に説明するまで
もなく明らかなことである。
以上詳述したように、本発明によれば、活性層の両側を
多層構造の埋め込み半導体層で埋め込み、埋め込み半導
体層の一部を選択的に除去することによって活性層の周
囲を空気にさらすことなくくびれ構造が形成できる。こ
のくびれ構造により半導体レーザの容量をｘｐＩｌ＋”
以下にすることが可能である。更に活性層の周囲は半導
体で囲まれているため素子の信頼性も高い。従って、本
発明により再現性・信頼性に優れた低容量な半導体レー
ザを製作することができる。
多層構造の埋め込み半導体層で埋め込み、埋め込み半導
体層の一部を選択的に除去することによって活性層の周
囲を空気にさらすことなくくびれ構造が形成できる。こ
のくびれ構造により半導体レーザの容量をｘｐＩｌ＋”
以下にすることが可能である。更に活性層の周囲は半導
体で囲まれているため素子の信頼性も高い。従って、本
発明により再現性・信頼性に優れた低容量な半導体レー
ザを製作することができる。
第１図は本発明の実施例である半導体レーザの構造図、
第２図（ａ） −（ｄ）はその実施例の製作工程図であ
る。図に於いて、 １０°°゛°゛半導体基板、１１・・・・・・第１のク
ラッド層、１２・°゛°゛°活性層、１３パ・・・第２
のクラッド層、１４・・・・・・第１の埋め込み層、１
５・・・・・・第２の埋め込み層、１６・・・・・・第
３の埋め込み〜、１７・・・・・・コンタクト層、１８
・・・・・・ｐ電極、１９・・・、・・くびれ、２０・
・°・・・ｎ電極、である。 代理人 弁理士 内 原 晋 ＄ Ｉ 凹 第 ２ ＠
第２図（ａ） −（ｄ）はその実施例の製作工程図であ
る。図に於いて、 １０°°゛°゛半導体基板、１１・・・・・・第１のク
ラッド層、１２・°゛°゛°活性層、１３パ・・・第２
のクラッド層、１４・・・・・・第１の埋め込み層、１
５・・・・・・第２の埋め込み層、１６・・・・・・第
３の埋め込み〜、１７・・・・・・コンタクト層、１８
・・・・・・ｐ電極、１９・・・、・・くびれ、２０・
・°・・・ｎ電極、である。 代理人 弁理士 内 原 晋 ＄ Ｉ 凹 第 ２ ＠
Claims (1)
- ストライプ状活性層がその周囲を前記活性層よりもエネ
ルギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな半導体層で
囲まれた埋め込み構造の半導体レーザにおいて、前記活
性層の両側が多層構造の埋め込み半導体層で埋め込まれ
た後、前記埋め込み半導体層の一部の層が前記活性層の
近傍まで選択的に除去されることによって生じるくびれ
構造を有す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 |
|---|---|---|---|
| JP23704188A JPH0283991A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23704188A JPH0283991A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283991A true JPH0283991A (ja) | 1990-03-26 |
Family
ID=17009528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23704188A Pending JPH0283991A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0283991A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5941350A (en) * | 1992-01-23 | 1999-08-24 | Smc Corporation | Rodless cylinder unit with brake |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP23704188A patent/JPH0283991A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5941350A (en) * | 1992-01-23 | 1999-08-24 | Smc Corporation | Rodless cylinder unit with brake |
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