JPH03136288A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH03136288A JPH03136288A JP1274614A JP27461489A JPH03136288A JP H03136288 A JPH03136288 A JP H03136288A JP 1274614 A JP1274614 A JP 1274614A JP 27461489 A JP27461489 A JP 27461489A JP H03136288 A JPH03136288 A JP H03136288A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
- H01S5/2063—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by particle bombardment
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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。
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、面発光型の半導体レーザに関し、特に低し
きい値で、基本モード発振が可能な面発光型の半導体レ
ーザ、及びその製造方法に関するものである。
きい値で、基本モード発振が可能な面発光型の半導体レ
ーザ、及びその製造方法に関するものである。
近年光の高速性と並列性を活かした並列光情報処理を実
現するためのキイデバイスとして、基板に対して垂直方
向にレーザ光を出射する面発光型の半導体レーザの研究
が進んでいる。
現するためのキイデバイスとして、基板に対して垂直方
向にレーザ光を出射する面発光型の半導体レーザの研究
が進んでいる。
第５図は学術月報ｖｏ１．４１． ＮＯ，１１，ｐ、９
１０〜９１３゜（１９８８）に掲載された東工大、伊賀
教授提案の／ＩＡ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ多
層膜反射鏡を有する面発光型半導体レーザを示す断面図
である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型
Ａ１６．ｓ Ｇａｏ、ｑＡｓエツチングストッパ層であ
る。３は２０対のＡｌＡｓとＡｌｏ、＋ Ｇａｏ、ｑ
Ａｓからなるｎ型多層膜で、各層の厚みは、 （波長） ４×（屈折率） に設定しである。従って、例えば波長が８８０ｎｍの時
は、Ａｊ２Ａｓが７４１人、ＡｌｏｌＧａｏ、ｑＡｓが
６２５人としている。また４はｐ型ＧａＡＳ活性層、５
はｐ型Ａｌｏ、ｘ Ｇａｏ、、Ａｓクラッド層、６はｐ
型ＧａＡｓコンタクト層、７はＳｉＮ絶縁膜、７ｂは円
形状のＳｉＮ絶縁膜、８は円形状メサ溝、９ａはｐａｌ
極、１０ａはｎ電極、２５ａ、２６ｂは一対の共振器面
をなす結晶表面、３１は活性領域である。
１０〜９１３゜（１９８８）に掲載された東工大、伊賀
教授提案の／ＩＡ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ多
層膜反射鏡を有する面発光型半導体レーザを示す断面図
である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型
Ａ１６．ｓ Ｇａｏ、ｑＡｓエツチングストッパ層であ
る。３は２０対のＡｌＡｓとＡｌｏ、＋ Ｇａｏ、ｑ
Ａｓからなるｎ型多層膜で、各層の厚みは、 （波長） ４×（屈折率） に設定しである。従って、例えば波長が８８０ｎｍの時
は、Ａｊ２Ａｓが７４１人、ＡｌｏｌＧａｏ、ｑＡｓが
６２５人としている。また４はｐ型ＧａＡＳ活性層、５
はｐ型Ａｌｏ、ｘ Ｇａｏ、、Ａｓクラッド層、６はｐ
型ＧａＡｓコンタクト層、７はＳｉＮ絶縁膜、７ｂは円
形状のＳｉＮ絶縁膜、８は円形状メサ溝、９ａはｐａｌ
極、１０ａはｎ電極、２５ａ、２６ｂは一対の共振器面
をなす結晶表面、３１は活性領域である。
次にこの面発光レーザの動作原理について説明する。
一対のＰ電極９ａ、ｎ電極１０ａより注入された正孔と
電子は、活性層４とクラッド層５．及び活性層４と多層
膜３のヘテロバリアにより効率良く活性層４に閉じ込め
られ、再結合し、活性層の禁制帯幅に相当する光を発生
する０発生する光は電流レベルが増すと共に増えるが、
電流がある値（しきい値）に達すると、利益が損失を上
回り、レーザ発振が生じ、共振器面２６ａより光が出射
される。しきい値を下げるためには損失を減らすことが
必要であるが、この方法の一つとして共振器面２６ａ及
び２６ｂの反射率を上げることが考えられる。この従来
例の面発光レーザにおいては、共振器端面の反射率を上
げるためにＡｆｆｉＧａＡｓ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ多層膜
３および円形状ＳｉＮ膜７ｂを採用している。ここでＳ
ｉＮ膜７ｂの厚さは１０００〜１９００人に設定されて
いる。
電子は、活性層４とクラッド層５．及び活性層４と多層
膜３のヘテロバリアにより効率良く活性層４に閉じ込め
られ、再結合し、活性層の禁制帯幅に相当する光を発生
する０発生する光は電流レベルが増すと共に増えるが、
電流がある値（しきい値）に達すると、利益が損失を上
回り、レーザ発振が生じ、共振器面２６ａより光が出射
される。しきい値を下げるためには損失を減らすことが
必要であるが、この方法の一つとして共振器面２６ａ及
び２６ｂの反射率を上げることが考えられる。この従来
例の面発光レーザにおいては、共振器端面の反射率を上
げるためにＡｆｆｉＧａＡｓ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ多層膜
３および円形状ＳｉＮ膜７ｂを採用している。ここでＳ
ｉＮ膜７ｂの厚さは１０００〜１９００人に設定されて
いる。
従来の面発光レーザは以上のように構成され、多層膜３
とＳｉＮ膜７ｂでしきい値低減をはかっているが、基板
電極１０ａから注入されるキャリア（本従来例では電子
）に対しては活性領域３１への狭窄機構が無いため、基
板電極から注入されるキャリアは第７図に示すように広
がって、発振に寄与しない無効電流が生じるため、しき
い値電流が高くなり易い。また多層膜３の反射率は全て
のモードの光に対しほぼ同等であるため、モードの制御
が困難であるという問題点があった。
とＳｉＮ膜７ｂでしきい値低減をはかっているが、基板
電極１０ａから注入されるキャリア（本従来例では電子
）に対しては活性領域３１への狭窄機構が無いため、基
板電極から注入されるキャリアは第７図に示すように広
がって、発振に寄与しない無効電流が生じるため、しき
い値電流が高くなり易い。また多層膜３の反射率は全て
のモードの光に対しほぼ同等であるため、モードの制御
が困難であるという問題点があった。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、しきい値電流が低くかつ基本モード発振する面発光
型の半導体レーザ、及びその製造方法を得ることを目的
とする。
で、しきい値電流が低くかつ基本モード発振する面発光
型の半導体レーザ、及びその製造方法を得ることを目的
とする。
この発明に係る半導体レーザは、基板に設けられたレー
ザ出射用の円形状メサ溝部の、活性層と基板側端面との
間に設けられた、電流パスを形成しかつレーザ光Ｇこ２
対する反射率の高い超格子層と、上記溝部以外の領域の
、活性層と基板との間に設けられた、電流ブロック効果
がありがっレーザ光に対する反射率が低いディスオーダ
層とを備えたものである。
ザ出射用の円形状メサ溝部の、活性層と基板側端面との
間に設けられた、電流パスを形成しかつレーザ光Ｇこ２
対する反射率の高い超格子層と、上記溝部以外の領域の
、活性層と基板との間に設けられた、電流ブロック効果
がありがっレーザ光に対する反射率が低いディスオーダ
層とを備えたものである。
またこの発明に係る半導体レーザの製造方法は、第１導
電型基板上に第１導電型あるいは第２導電型のエツチン
グストッパ層、第１導電型の超格子層、第２導電型のク
ラッド層、活性層、及び第１導電型のクラッド層を順次
結晶成長させ、上記第１導電型のクラッド層に電流狭窄
構造を設け、上記基板の上記電流狭窄構造に対向する領
域に上記エツチングストッパ層に達するレーザ光取り出
し用の溝をエツチング形成した後、該溝が形成された基
板側から、アニールによる上記超格子のディスオーダを
抑制する性質を有し、かつアニールにより第２導電型に
活性化される不純物イオンを、上記溝部では上記第２導
電型のクラッド層に達し、溝部以外の領域では基板内に
とどまるように注入して、アニールすることにより、上
記不純物イオンが注入されていない領域の上記超格子層
をディスオーダするとともに、上記不純物イオンが注入
された領域を第２導電型にするようにしたものである。
電型基板上に第１導電型あるいは第２導電型のエツチン
グストッパ層、第１導電型の超格子層、第２導電型のク
ラッド層、活性層、及び第１導電型のクラッド層を順次
結晶成長させ、上記第１導電型のクラッド層に電流狭窄
構造を設け、上記基板の上記電流狭窄構造に対向する領
域に上記エツチングストッパ層に達するレーザ光取り出
し用の溝をエツチング形成した後、該溝が形成された基
板側から、アニールによる上記超格子のディスオーダを
抑制する性質を有し、かつアニールにより第２導電型に
活性化される不純物イオンを、上記溝部では上記第２導
電型のクラッド層に達し、溝部以外の領域では基板内に
とどまるように注入して、アニールすることにより、上
記不純物イオンが注入されていない領域の上記超格子層
をディスオーダするとともに、上記不純物イオンが注入
された領域を第２導電型にするようにしたものである。
〔作用］
本発明においては、電流パスとなる超格子層と、これを
囲む電流ブロック効果を有するディスオーダ層を備えた
構成としたから、基板電極から注入されるキャリアの広
がりが抑制され、これによりしきい値電流を下げること
ができるとともに、ディスオーダ層は超格子層に比較し
て反射率が低いため、活性領域の周辺に高い光強度分布
を有する高次モードの反射率は、活性領域の中央に高い
光強度分布を有する基本モードより反射率が低くなるの
で、励起され難くなり、モード制御が可能となる。
囲む電流ブロック効果を有するディスオーダ層を備えた
構成としたから、基板電極から注入されるキャリアの広
がりが抑制され、これによりしきい値電流を下げること
ができるとともに、ディスオーダ層は超格子層に比較し
て反射率が低いため、活性領域の周辺に高い光強度分布
を有する高次モードの反射率は、活性領域の中央に高い
光強度分布を有する基本モードより反射率が低くなるの
で、励起され難くなり、モード制御が可能となる。
また、本発明においては、レーザ光取り出し用溝を形成
した第１導電型基板側から、超格子のディスオーダを抑
制する性質を有し、かつアニールにより第２導電型に活
性化される不純物イオンを、上記溝部では活性層上の第
２導電型のクラッド層に達し、溝部以外の領域では基板
内にとどまるように注入してアニールするようにしたか
ら、電流パスとなる超格子層と、これを囲む電流ブロッ
ク効果を有するディスオーダ層を備えた構造を容易に実
現できる。
した第１導電型基板側から、超格子のディスオーダを抑
制する性質を有し、かつアニールにより第２導電型に活
性化される不純物イオンを、上記溝部では活性層上の第
２導電型のクラッド層に達し、溝部以外の領域では基板
内にとどまるように注入してアニールするようにしたか
ら、電流パスとなる超格子層と、これを囲む電流ブロッ
ク効果を有するディスオーダ層を備えた構造を容易に実
現できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例による面発光型半導体
レーザを示す断面図であり、図において、７はＳｉＮ絶
縁膜、７ｂは直径１０μｍの反射膜を兼ねるＳｉＮ絶縁
膜、８は直径２０μｍの円形状メサ溝、９ｂはｐ電極、
１０ｂはｎ’Ｑｉ極、１１は高抵抗ｎ型ＧａＡｓ基板で
ある。１２はエツチングストッパ層である厚さ０．３μ
ｍのｎ型Ａ ｌ ｏ、 ａＧ ａ Ｏ，６Ａ Ｓ層、１
４は活性層である厚さ２μｍのｐ型ＧａＡｓ層、１５は
クラッド層である厚さ１μｍのｎ型Ａ１ｏ、ａ Ｇａｏ
、ｈ Ａｓ層、１６はコンタクト層である厚さｌｕｍの
ｎ型ＧａＡｓ層、１８は円形状メサ溝８部では拡散先端
が後述するｐ型Ａｌｏ、ａ Ｇａｏ、ｂ Ａｓ層中にあ
るｐ型不純物拡散領域である。また１９は５０ペアのＡ
ｆＡｓとＡｊ２０．１ Ｇａｏ、ｑ Ａｓからなるｐ型
部格子層であり、例えばＡｌＡｓの厚みｔｌは９０人に
Ａ ｌ ｏ、 ｒＧ ａ ｏ、ｑ Ａ ｓの厚みＬ２は
１６０人（（屈折率）ＡｆｆｉＡｓ −ｔ、＜ （屈折
率） Ａｆｏ、＋ Ｃｙａｏ、ｑ Ａｓ−ｔ、）に設定
しである。また、２０は超格子層１９をディスオーダし
て作ったｎ型Ａｌｏ、ａＧａ＋１．ｂＡＳ層、２１はク
ラッド層である厚さ０．２６５、ｃｚｍ（波長／屈折率
）のＰ型Ａｌｏ、ａ Ｇａｏ、ｂＡｓ層、２６ａ、２６
ｂは一対の共振器面をなす結晶表面、３１は活性領域で
ある。なおｐ型りラ２！ド層２１と接する超格子層１９
はＡ Ｉ Ａ ｓである。
レーザを示す断面図であり、図において、７はＳｉＮ絶
縁膜、７ｂは直径１０μｍの反射膜を兼ねるＳｉＮ絶縁
膜、８は直径２０μｍの円形状メサ溝、９ｂはｐ電極、
１０ｂはｎ’Ｑｉ極、１１は高抵抗ｎ型ＧａＡｓ基板で
ある。１２はエツチングストッパ層である厚さ０．３μ
ｍのｎ型Ａ ｌ ｏ、 ａＧ ａ Ｏ，６Ａ Ｓ層、１
４は活性層である厚さ２μｍのｐ型ＧａＡｓ層、１５は
クラッド層である厚さ１μｍのｎ型Ａ１ｏ、ａ Ｇａｏ
、ｈ Ａｓ層、１６はコンタクト層である厚さｌｕｍの
ｎ型ＧａＡｓ層、１８は円形状メサ溝８部では拡散先端
が後述するｐ型Ａｌｏ、ａ Ｇａｏ、ｂ Ａｓ層中にあ
るｐ型不純物拡散領域である。また１９は５０ペアのＡ
ｆＡｓとＡｊ２０．１ Ｇａｏ、ｑ Ａｓからなるｐ型
部格子層であり、例えばＡｌＡｓの厚みｔｌは９０人に
Ａ ｌ ｏ、 ｒＧ ａ ｏ、ｑ Ａ ｓの厚みＬ２は
１６０人（（屈折率）ＡｆｆｉＡｓ −ｔ、＜ （屈折
率） Ａｆｏ、＋ Ｃｙａｏ、ｑ Ａｓ−ｔ、）に設定
しである。また、２０は超格子層１９をディスオーダし
て作ったｎ型Ａｌｏ、ａＧａ＋１．ｂＡＳ層、２１はク
ラッド層である厚さ０．２６５、ｃｚｍ（波長／屈折率
）のＰ型Ａｌｏ、ａ Ｇａｏ、ｂＡｓ層、２６ａ、２６
ｂは一対の共振器面をなす結晶表面、３１は活性領域で
ある。なおｐ型りラ２！ド層２１と接する超格子層１９
はＡ Ｉ Ａ ｓである。
次に本実施例の製造方法について説明する。
第２図は（ａ）、 （ｂ）は第１図に示す面発光型半導
体レーザの製造方法を示す断面工程図である。
体レーザの製造方法を示す断面工程図である。
まず第２図（ａ）に示すように高抵抗ｎ型ＧａＡｓ基板
上にエツチングストッパ層１２．Ｓｔをドーピングした
ｎ型Ａ ｊ２Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格
子層１３、ｎ型クラッド層２１．Ｐ型活性層１４．ｎ型
クラッド層１５．及びｎ型コンタクト層１６を順次成長
する。続いてｎ型コンタクト層１６．ｎ型クラッド層１
５に電流狭窄用の加工を施こした後、エツチングにより
基板１１に円形状メサ溝８を形成する。次に第２図ら）
に示すように、円形状メサ溝８を含む面にＢｅ（ｐ型）
をイオン注入し、アニールすることによりｐ型不純物拡
散領域１８を形成する。ところでアニール時、Ｓｔには
超格子層のディスオーダを促進する役割があるが、Ｂｅ
にはディスオーダを制御する役割を有する。従ってアニ
ール後、Ｂｅを注入した領域はＰ型ＡＩＧ ａ Ａ ｓ
／ Ａ ４２ Ａ ｓ超格子層１９に、Ｂｅが注入さ
れない領域はｎ型Ａ／２ＧａＡｓディスオーダ層２０と
なる。
上にエツチングストッパ層１２．Ｓｔをドーピングした
ｎ型Ａ ｊ２Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格
子層１３、ｎ型クラッド層２１．Ｐ型活性層１４．ｎ型
クラッド層１５．及びｎ型コンタクト層１６を順次成長
する。続いてｎ型コンタクト層１６．ｎ型クラッド層１
５に電流狭窄用の加工を施こした後、エツチングにより
基板１１に円形状メサ溝８を形成する。次に第２図ら）
に示すように、円形状メサ溝８を含む面にＢｅ（ｐ型）
をイオン注入し、アニールすることによりｐ型不純物拡
散領域１８を形成する。ところでアニール時、Ｓｔには
超格子層のディスオーダを促進する役割があるが、Ｂｅ
にはディスオーダを制御する役割を有する。従ってアニ
ール後、Ｂｅを注入した領域はＰ型ＡＩＧ ａ Ａ ｓ
／ Ａ ４２ Ａ ｓ超格子層１９に、Ｂｅが注入さ
れない領域はｎ型Ａ／２ＧａＡｓディスオーダ層２０と
なる。
次に動作について説明する。
上述のようにして作製された本実施例レーザのｐ電極９
ｂ、ｎ電極１０ｂよりキャリアを注入すると、ｎ型ディ
スオーダ層２０により、基板電極９ｂから注入されるキ
ャリア（本実施例では正孔）の電流パスは、第６図に示
すように、ｐ型ＡｆＧａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ
超格子層１９に絞られる。即ち、絶縁膜７により形成さ
れる電流狭窄機構とともに、ｐ型不純物拡散領域１８に
より電流通路を形成しかつディスオーダ層２０を電流ブ
ロック層として機能させることにより形成される電流狭
窄機構により、電子だけではなく正孔に対してもｔｌ流
狭窄を実現でき、しきい値電流を大幅に低減できる。
ｂ、ｎ電極１０ｂよりキャリアを注入すると、ｎ型ディ
スオーダ層２０により、基板電極９ｂから注入されるキ
ャリア（本実施例では正孔）の電流パスは、第６図に示
すように、ｐ型ＡｆＧａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ
超格子層１９に絞られる。即ち、絶縁膜７により形成さ
れる電流狭窄機構とともに、ｐ型不純物拡散領域１８に
より電流通路を形成しかつディスオーダ層２０を電流ブ
ロック層として機能させることにより形成される電流狭
窄機構により、電子だけではなく正孔に対してもｔｌ流
狭窄を実現でき、しきい値電流を大幅に低減できる。
また、活性領域３１で励起される光に対する反射率は、
Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層
１９では高いが、ディスオーダ層２０では低い、またデ
ィスオーダ層２０を透過した光はＧａＡｓ基板１１で吸
収される。従って活性領域３１の中央部に大きい電界を
有する基本モードに対する反射率は高く、このモードで
はレーザ発振し易くなるが、活性領域３１の周辺部に大
きい電界を有する高次モードに対する反射率は低く、高
次モードではレーザ発振が生じ難くなる。上述のメカニ
ズムにより、本実施例では発振モードを基本モードに制
御できる。
Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層
１９では高いが、ディスオーダ層２０では低い、またデ
ィスオーダ層２０を透過した光はＧａＡｓ基板１１で吸
収される。従って活性領域３１の中央部に大きい電界を
有する基本モードに対する反射率は高く、このモードで
はレーザ発振し易くなるが、活性領域３１の周辺部に大
きい電界を有する高次モードに対する反射率は低く、高
次モードではレーザ発振が生じ難くなる。上述のメカニ
ズムにより、本実施例では発振モードを基本モードに制
御できる。
なお、上記実施例では、ディスオーダを促進する不純物
としてＳｉをディスオーダを制御する不純物としてＢｅ
を選んだが、他の組合せであっても差しつかえない。
としてＳｉをディスオーダを制御する不純物としてＢｅ
を選んだが、他の組合せであっても差しつかえない。
また上記実施例ではエツチングストッパ層１２をｎ型と
したが、これはｐ型であっても差しつかえない。
したが、これはｐ型であっても差しつかえない。
次に本発明の他の実施例について説明する。
第３図は本発明の第２の実施例の構造を示す断面図であ
り、図において、第１図と同一符号は同−又は相当部分
である。本箱２の実施例では第１の実施例において活性
層１４上に配置されるｐ型Ａｉ！、。、ａ Ｇａｏ、ｈ
Ａｓクラッド層２１の代わりに、ＢｅをドープしたＰ
型Ａ ｊ２ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ １ Ａ ｓ超格
子層２２が活性層１４上に配置される。
り、図において、第１図と同一符号は同−又は相当部分
である。本箱２の実施例では第１の実施例において活性
層１４上に配置されるｐ型Ａｉ！、。、ａ Ｇａｏ、ｈ
Ａｓクラッド層２１の代わりに、ＢｅをドープしたＰ
型Ａ ｊ２ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ １ Ａ ｓ超格
子層２２が活性層１４上に配置される。
本箱２の実施例の製造フローは上記第１の実施例と同様
であるが、ＡＩ！、ＧａＡｓクラッド層２１の代わりに
配置されたＢｅドープＰ型ＡｆｆｉＧａＡｓ ／ Ａ
Ｉ Ａ ｓ超格子層２２はアニール後も超格子構造が保
持される。従って活性領域周辺部の反射率は上記第１の
実施例に比して高くなるが、反射率は超格子の厚み（積
層回数）が大きい方が高いため、超格子層２２上にさら
に超格子層１９が配置された活性領域中央部の方が反射
率が高くなり、第１の実施例同様、モードの選択機能を
実現できる。
であるが、ＡＩ！、ＧａＡｓクラッド層２１の代わりに
配置されたＢｅドープＰ型ＡｆｆｉＧａＡｓ ／ Ａ
Ｉ Ａ ｓ超格子層２２はアニール後も超格子構造が保
持される。従って活性領域周辺部の反射率は上記第１の
実施例に比して高くなるが、反射率は超格子の厚み（積
層回数）が大きい方が高いため、超格子層２２上にさら
に超格子層１９が配置された活性領域中央部の方が反射
率が高くなり、第１の実施例同様、モードの選択機能を
実現できる。
また第４図は本発明の第３の実施例の構造を示す断面図
であり、図において、第１図と同一符号は同−又は相当
部分である。本箱３の実施例では第１の実施例において
活性層１４上に配置されるｐ型Ａ Ｉ！６．ａ Ｃｙ
ａ ｏ、６ Ａ ｓクラッド層２１の代わりに、Ｚｎ（
ディスオーダを促進する）をドープしたｐ型Ａ Ｉ！、
Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層２３が活
性層１４上に配置される。２４はこのｐ型ＡｆｆｉＧ
ａ Ａ ｓ ／ Ａ ！！ Ａ ｓ超格子層２３がアニ
ールによりディスオーダされて形成されたｐ型Ａｌ１Ｇ
ａＡＳディスオーダ層である。
であり、図において、第１図と同一符号は同−又は相当
部分である。本箱３の実施例では第１の実施例において
活性層１４上に配置されるｐ型Ａ Ｉ！６．ａ Ｃｙ
ａ ｏ、６ Ａ ｓクラッド層２１の代わりに、Ｚｎ（
ディスオーダを促進する）をドープしたｐ型Ａ Ｉ！、
Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層２３が活
性層１４上に配置される。２４はこのｐ型ＡｆｆｉＧ
ａ Ａ ｓ ／ Ａ ！！ Ａ ｓ超格子層２３がアニ
ールによりディスオーダされて形成されたｐ型Ａｌ１Ｇ
ａＡＳディスオーダ層である。
本箱３の実施例の製造フローも上記第１の実施例と同様
であり、Ａｌｌ！ＧａＡｓクラッド層２１の代わりに配
置されたＺｎドープｐ型ＡｆｆｉＧａＡｓ／ Ａ Ｉ
Ａ ｓ超格子層２３はアニール後はＢｅイオンが注入さ
れる領域を除いてディスオーダされ、ＡＩ！、ＧａＡｓ
クラッド層２１とほぼ同様の性質を呈するので、本箱３
の実施例は上記第１の実施例と同様の効果を奏する。
であり、Ａｌｌ！ＧａＡｓクラッド層２１の代わりに配
置されたＺｎドープｐ型ＡｆｆｉＧａＡｓ／ Ａ Ｉ
Ａ ｓ超格子層２３はアニール後はＢｅイオンが注入さ
れる領域を除いてディスオーダされ、ＡＩ！、ＧａＡｓ
クラッド層２１とほぼ同様の性質を呈するので、本箱３
の実施例は上記第１の実施例と同様の効果を奏する。
なお上記第１〜第３の実施例では、結晶材料としてＡｌ
ＧａＡｓ系材料を選んだが、Ａ７！Ｇａ ＩｎＰあるい
はＧａ１ｎＡｓＰであっても差しつかえない。
ＧａＡｓ系材料を選んだが、Ａ７！Ｇａ ＩｎＰあるい
はＧａ１ｎＡｓＰであっても差しつかえない。
以上のように、本発明によれば活性層とエツチングスト
ッパ層の間に、円形状メサ溝部では電流パスとなり、か
つ反射率の高い超格子層を配置する一方、それ以外では
電流ブロック効果があり、かつ反射率の低いディスオー
ダ層を配したので、しきい値電流を低くでき、かつ発振
モードを活性領域中央部に高い光強度分布を有する基本
モードに制御することが可能となる効果がある。
ッパ層の間に、円形状メサ溝部では電流パスとなり、か
つ反射率の高い超格子層を配置する一方、それ以外では
電流ブロック効果があり、かつ反射率の低いディスオー
ダ層を配したので、しきい値電流を低くでき、かつ発振
モードを活性領域中央部に高い光強度分布を有する基本
モードに制御することが可能となる効果がある。
また、本発明によれば、レーザ光取り出し用溝を形成し
た第１導電型基板側から、超格子のディスオーダを抑制
する性質を有し、かつアニールにより第２導電型に活性
化される不純物イオンを、上記溝部では活性層上の第２
導電型のクラッド層に達し、溝部以外の領域では基板内
にとどまるように注入してアニールするようにしたから
、電流パスとなる超格子層と、これを囲む電流ブロック
効果を有するディスオーダ層を備えた構造を容易に実現
できる効果がある。
た第１導電型基板側から、超格子のディスオーダを抑制
する性質を有し、かつアニールにより第２導電型に活性
化される不純物イオンを、上記溝部では活性層上の第２
導電型のクラッド層に達し、溝部以外の領域では基板内
にとどまるように注入してアニールするようにしたから
、電流パスとなる超格子層と、これを囲む電流ブロック
効果を有するディスオーダ層を備えた構造を容易に実現
できる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による面発光型半導体
レーザを示す断面図、第２図（ａ）、 （ｂ）は第１図
の面発光レーザの製造フローを示す図、第３図は本発明
の第２の実施例による面発光レーザを示す断面図、第４
図は本発明の第３の実施例による面発光レーザを示す断
面図、第５図は従来の面発光レーザの例を示す断面図、
第６図は本発明の第１の実施例の電流の流れを示す図、
第７図は従来の面発光レーザにおける電流の流れを示す
図である。 ７はＳｉＮ絶縁膜、７ｂは高反射率膜の機能を果たすＳ
ｉＮ膜、８は円形状メサ溝、１１は高抵抗ｎ型ＧａＡｓ
基板、１２はＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ：Ｌ ７チング
ストツパ層、１３はｎ型（Ｓｉドープ）ＡｆＧ ａ Ａ
ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層、１４は活性層、１
５はｎ型クラッド層、１６はｎ型コンタクト層、１８は
ｐ型不純物拡散領域、１９はｐ型ＡｆＧａＡ Ｓ ／
Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層、２０はｎ型ＡｆＧａＡＳディ
スオーダ層、２１はＰ型クラッド層、２２はｐ型（Ｂｅ
ドープ）Ａｊ２ＧａＡｓ／Ａｊ２Ａｓ超格子層、２３は
ｐ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格
子層、２４はｐ型ＡｆｆｉＧａＡｓディスオーダ層、３
１は活性領域。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
レーザを示す断面図、第２図（ａ）、 （ｂ）は第１図
の面発光レーザの製造フローを示す図、第３図は本発明
の第２の実施例による面発光レーザを示す断面図、第４
図は本発明の第３の実施例による面発光レーザを示す断
面図、第５図は従来の面発光レーザの例を示す断面図、
第６図は本発明の第１の実施例の電流の流れを示す図、
第７図は従来の面発光レーザにおける電流の流れを示す
図である。 ７はＳｉＮ絶縁膜、７ｂは高反射率膜の機能を果たすＳ
ｉＮ膜、８は円形状メサ溝、１１は高抵抗ｎ型ＧａＡｓ
基板、１２はＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ：Ｌ ７チング
ストツパ層、１３はｎ型（Ｓｉドープ）ＡｆＧ ａ Ａ
ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層、１４は活性層、１
５はｎ型クラッド層、１６はｎ型コンタクト層、１８は
ｐ型不純物拡散領域、１９はｐ型ＡｆＧａＡ Ｓ ／
Ａ Ｉ Ａ ｓ超格子層、２０はｎ型ＡｆＧａＡＳディ
スオーダ層、２１はＰ型クラッド層、２２はｐ型（Ｂｅ
ドープ）Ａｊ２ＧａＡｓ／Ａｊ２Ａｓ超格子層、２３は
ｐ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ａ ｓ超格
子層、２４はｐ型ＡｆｆｉＧａＡｓディスオーダ層、３
１は活性領域。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）基板と垂直方向に導波路を形成し、基板に設けた
溝よりレーザ光を取り出す半導体レーザにおいて、 上記溝部の、基板側共振器端面と活性層の間に設けられ
た、基板側に設ける電極と同一の導電型を有する超格子
層と、 上記溝部以外の領域の、基板と活性層の間に設けられた
、上記超格子層と異なる導電型を有するディスオーダ層
とを備えたことを特徴とする半導体レーザ。 - （２）基板と垂直方向に導波路を形成し、基板に設けた
溝よりレーザ光を取り出す半導体レーザを製造する半導
体レーザの製造方法において、第１導電型基板上に第１
導電型あるいは第２導電型のエッチングストッパ層、第
１導電型の超格子層、第２導電型のクラッド層、活性層
、及び第１導電型のクラッド層を順次結晶成長させる工
程と、 上記第１導電型のクラッド層側に電流狭窄構造を設ける
工程と、 上記基板の上記電流狭窄構造に対向する領域に上記エッ
チングストッパ層に達するレーザ光取り出し用の溝をエ
ッチング形成する工程と、 上記溝が形成された基板側から、アニールによる上記超
格子のディスオーダを抑制する性質を有し、かつアニー
ルにより第２導電型に活性化される不純物イオンを、上
記溝部では上記第２導電型のクラッド層に達し、溝部以
外の領域では基板内にとどまるように注入する工程と、 アニールにより、上記不純物イオンが注入されていない
領域の上記超格子層をディスオーダするとともに、上記
不純物イオンが注入された領域を第２導電型にする工程
とを含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274614A JPH0828554B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US07/492,838 US5034954A (en) | 1989-10-20 | 1990-03-13 | Semiconductor laser device |
| US07/673,319 US5116769A (en) | 1989-10-20 | 1991-03-22 | Method of producing a semiconductor laser by implanting impurities which suppress disordering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274614A JPH0828554B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03136288A true JPH03136288A (ja) | 1991-06-11 |
| JPH0828554B2 JPH0828554B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17544184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1274614A Expired - Lifetime JPH0828554B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5034954A (ja) |
| JP (1) | JPH0828554B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0695006B1 (en) * | 1990-05-09 | 1998-03-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | A method for producing a compound semiconductor laser device |
| JPH04199589A (ja) * | 1990-11-28 | 1992-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光面発光レーザ装置 |
| JPH0582463A (ja) * | 1991-03-25 | 1993-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Ｐ形不純物の拡散方法及び半導体レーザ |
| JPH08307001A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザダイオ−ドおよびその製造方法 |
| US6069394A (en) * | 1997-04-09 | 2000-05-30 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor substrate, semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US6239033B1 (en) * | 1998-05-28 | 2001-05-29 | Sony Corporation | Manufacturing method of semiconductor device |
| SE511719C2 (sv) * | 1997-07-04 | 1999-11-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Begravd heterostrukturlaser med ströminneslutande skikt |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61199679A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS6286883A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Family Cites Families (10)
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|---|---|---|---|---|
| US4366568A (en) * | 1979-12-20 | 1982-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Semiconductor laser |
| JPS57154884A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| US4494995A (en) * | 1983-03-01 | 1985-01-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Dual species ion implantation of ternary compounds based on In-Ga-As |
| JPS6081887A (ja) * | 1983-10-12 | 1985-05-09 | Rohm Co Ltd | 面発光レ−ザおよびその製造方法 |
| US4675876A (en) * | 1985-02-14 | 1987-06-23 | Northern Telecom Limited | Bragg distributed feedback surface emitting laser |
| JPS6444086A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Seiko Epson Corp | Photo amplifier |
| JPS6444084A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Seiko Epson Corp | Two-dimensional photoamplifier |
| JPH0775265B2 (ja) * | 1988-02-02 | 1995-08-09 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH0266779A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Pioneer Electron Corp | 両面演奏光ディスクプレーヤ |
| JPH07101768B2 (ja) * | 1988-11-09 | 1995-11-01 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1274614A patent/JPH0828554B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-13 US US07/492,838 patent/US5034954A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-22 US US07/673,319 patent/US5116769A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61199679A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS6286883A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5034954A (en) | 1991-07-23 |
| JPH0828554B2 (ja) | 1996-03-21 |
| US5116769A (en) | 1992-05-26 |
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