JPH0365669B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0365669B2 JPH0365669B2 JP6015182A JP6015182A JPH0365669B2 JP H0365669 B2 JPH0365669 B2 JP H0365669B2 JP 6015182 A JP6015182 A JP 6015182A JP 6015182 A JP6015182 A JP 6015182A JP H0365669 B2 JPH0365669 B2 JP H0365669B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- znse
- oscillation
- buried
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 23
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- -1 zinc blende compound Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ、特に発光再結合を生じ
る活性層を含む発振層上に形成され、オーミツク
特性の優れた材料からなるストライプ形状のキヤ
ツプ層の両側が実質的に高抵抗となる埋込み層で
囲繞されている半導体レーザに関する。
る活性層を含む発振層上に形成され、オーミツク
特性の優れた材料からなるストライプ形状のキヤ
ツプ層の両側が実質的に高抵抗となる埋込み層で
囲繞されている半導体レーザに関する。
第１図は典型的なこの種のレーザを示し、１は
一主面が（100）面であるｎ型GaAs（ガリウム砒
素）基板、２は該基板上に形成された発振層であ
り、該発振層はｎ型Ga1−×Al×As（ガリウムア
ルミ砒素）（０＜×＜１）からなる第１クラツド
層３、Ga1−yAlyAs（０≦Ｙ＜１，Ｘ＞Ｙ）から
なる活性層４、Ｐ型Ga1−xAlxAsからなる第２
クラツド層５を順次エピタキシヤル成長させて積
層する。斯る発振層２は活性層４の上下に位置す
る両クラツド層３，５が活性層よりAl濃度が高
いため、斯る活性層４よりバンドギヤツプが大
で、かつ光屈折率が小となつている。従つて活性
層４内に正孔と電子とが良好に閉じ込められ、か
つ斯る正孔と電子との再結合により生じるレーザ
光は活性層４内に閉じ込められることとなる。
一主面が（100）面であるｎ型GaAs（ガリウム砒
素）基板、２は該基板上に形成された発振層であ
り、該発振層はｎ型Ga1−×Al×As（ガリウムア
ルミ砒素）（０＜×＜１）からなる第１クラツド
層３、Ga1−yAlyAs（０≦Ｙ＜１，Ｘ＞Ｙ）から
なる活性層４、Ｐ型Ga1−xAlxAsからなる第２
クラツド層５を順次エピタキシヤル成長させて積
層する。斯る発振層２は活性層４の上下に位置す
る両クラツド層３，５が活性層よりAl濃度が高
いため、斯る活性層４よりバンドギヤツプが大
で、かつ光屈折率が小となつている。従つて活性
層４内に正孔と電子とが良好に閉じ込められ、か
つ斯る正孔と電子との再結合により生じるレーザ
光は活性層４内に閉じ込められることとなる。
６は上記第２クラツド層５上に形成された紙面
垂直方向に延在するストライプ形状のキヤツプ層
であり、該キヤツプ層６は将来形成される電極と
のオーミツク接触を良好となすために形成された
ものでありＰ型GaAsからなる。７は上記キヤツ
プ層６両側を囲繞する埋込み層であり、該埋込み
層は従来高抵抗材料、例えばSiO2で構成されて
いる。
垂直方向に延在するストライプ形状のキヤツプ層
であり、該キヤツプ層６は将来形成される電極と
のオーミツク接触を良好となすために形成された
ものでありＰ型GaAsからなる。７は上記キヤツ
プ層６両側を囲繞する埋込み層であり、該埋込み
層は従来高抵抗材料、例えばSiO2で構成されて
いる。
斯る半導体レーザにおいてキヤツプ層６表面及
び基板１裏面に電極を形成し両電極間に順方向バ
イアスを印加すると印加電流は上記埋込み層７に
より狭窄されその通路は略キヤツプ層６の直下部
分となる。
び基板１裏面に電極を形成し両電極間に順方向バ
イアスを印加すると印加電流は上記埋込み層７に
より狭窄されその通路は略キヤツプ層６の直下部
分となる。
従つてキヤツプ層６直下の活性層４において低
電流で単一横モードのレーザ光が発振することと
なる。
電流で単一横モードのレーザ光が発振することと
なる。
ところが斯る埋込み層７を形成するSiO2の熱
膨張係数は0.35×10-6／〓であり、これに対して
第２クラツド層５を形成するGaAlAsのそれは約
6.0×10-6／〓であるので、斯る熱膨張係数の違
いにより第２クラツド層５等に結晶歪が生じると
いう問題がある。
膨張係数は0.35×10-6／〓であり、これに対して
第２クラツド層５を形成するGaAlAsのそれは約
6.0×10-6／〓であるので、斯る熱膨張係数の違
いにより第２クラツド層５等に結晶歪が生じると
いう問題がある。
また通常半導体レーザは熱放散を良好となすた
めにキヤツプ層６側をヒートシンクに固着してい
るがSiO2は熱伝導度が0.014W／cm・℃と低いた
め発振層２で生じた熱がヒートシンクに伝達され
ず、レーザ内に蓄積され半導体レーザの熱的破壊
を招く原因となる。
めにキヤツプ層６側をヒートシンクに固着してい
るがSiO2は熱伝導度が0.014W／cm・℃と低いた
め発振層２で生じた熱がヒートシンクに伝達され
ず、レーザ内に蓄積され半導体レーザの熱的破壊
を招く原因となる。
斯る問題を解決する方法としては実質的に高抵
抗となるGaAsを埋込み層７材料として用いるこ
とも考えられるが、GaAsの成長にあたつては最
も低温で成長可能な分子線エピタキシヤル成長方
法を用いたとしても600℃の高温に半導体レーザ
を晒さねばならず、このような高温下では、一旦
成長した活性層４等に熱的劣化が生じ寿命が低下
するという問題がある。
抗となるGaAsを埋込み層７材料として用いるこ
とも考えられるが、GaAsの成長にあたつては最
も低温で成長可能な分子線エピタキシヤル成長方
法を用いたとしても600℃の高温に半導体レーザ
を晒さねばならず、このような高温下では、一旦
成長した活性層４等に熱的劣化が生じ寿命が低下
するという問題がある。
本発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、
熱的劣化及び熱膨張係数の違いによる結晶歪が生
じることなく、かつ放熱効果の優れた半導体レー
ザを提供せんとするものである。
熱的劣化及び熱膨張係数の違いによる結晶歪が生
じることなく、かつ放熱効果の優れた半導体レー
ザを提供せんとするものである。
閃亜鉛鉱型の−化合物であるZnSe（亜鉛セ
レン）の格子定数、熱膨張係数ば夫々5.667〓、
7.2×10-6／〓であり、斯る数値はGaAlAsのそれ
らと略同じである。
レン）の格子定数、熱膨張係数ば夫々5.667〓、
7.2×10-6／〓であり、斯る数値はGaAlAsのそれ
らと略同じである。
またZnSeを分子線エピタキシヤル成長方法で
成長させる場合には400℃以下の低温で形成可能
である。
成長させる場合には400℃以下の低温で形成可能
である。
更にZnSeに不純物としてGa（ガリウム）を添
加するとその熱伝導度は上昇するということも見
出されている。具体的にはノンドープZnSeの寧
伝導度は0.5〜0.6W／cm・℃であり、Gaを10-14
cm-3程度添加したZnSeのそれは、1.2W／cm・℃
程度となる。尚参考までにGaAsの熱伝導度は
0.54W／cm・℃である。
加するとその熱伝導度は上昇するということも見
出されている。具体的にはノンドープZnSeの寧
伝導度は0.5〜0.6W／cm・℃であり、Gaを10-14
cm-3程度添加したZnSeのそれは、1.2W／cm・℃
程度となる。尚参考までにGaAsの熱伝導度は
0.54W／cm・℃である。
本発明は斯る知見に基づいてなされたもので、
その特徴は上記埋込み層７をCaを不純物として
含有するZnSeで構成したことである。
その特徴は上記埋込み層７をCaを不純物として
含有するZnSeで構成したことである。
上記ZnSeからなる埋込み層７の形成は分子線
エピタキシヤル成長方法で行え、斯る成長は真空
度10-8Torr以下に排気された真空容器内におい
て基板温度350℃、Znセル温度300℃、Seセル温
度210℃、Gaセル温度300℃の条件下で約30分間
行つた。この結果キヤツプ層６及び第２クラツド
層５表面上にキヤリア濃度が1014cm-3のZnSe層が
0.5μｍ厚程度成長した。
エピタキシヤル成長方法で行え、斯る成長は真空
度10-8Torr以下に排気された真空容器内におい
て基板温度350℃、Znセル温度300℃、Seセル温
度210℃、Gaセル温度300℃の条件下で約30分間
行つた。この結果キヤツプ層６及び第２クラツド
層５表面上にキヤリア濃度が1014cm-3のZnSe層が
0.5μｍ厚程度成長した。
上記キヤツプ層６上に形成されたZnSe層は不
必要であるので、上記成長後NaOH水溶液にて
エツチング除去する。
必要であるので、上記成長後NaOH水溶液にて
エツチング除去する。
尚上記ZnSeのキヤリア濃度はGaセルの温度を
上げることにより高めることが可能である。
上げることにより高めることが可能である。
本実施例半導体レーザにおけるキヤツプ層６の
埋込み層７はGaドープのZnSeからなるため、
GaAlAs系材料からなる発振層２と格子定数及び
熱膨張係数が略同じであるので発振層２農に結晶
歪が生じることはなく、またZnSeは分子線エピ
タキシヤル成長方法を用いてば400℃という低温
で成長可能であるので発振層２内に熱的劣化が生
じることもない。更にZnSeは熱伝導度が非常に
高いため、連続発振時に生じる熱による半導体レ
ーザの破壊を生じる危惧もない。
埋込み層７はGaドープのZnSeからなるため、
GaAlAs系材料からなる発振層２と格子定数及び
熱膨張係数が略同じであるので発振層２農に結晶
歪が生じることはなく、またZnSeは分子線エピ
タキシヤル成長方法を用いてば400℃という低温
で成長可能であるので発振層２内に熱的劣化が生
じることもない。更にZnSeは熱伝導度が非常に
高いため、連続発振時に生じる熱による半導体レ
ーザの破壊を生じる危惧もない。
また、Gaが添加されたZnSeからなる埋込み層
７はｎ型となるのでキヤツプ層６表面及び基板１
裏面に夫々電極を形成し斯る電極間に、順方向バ
イアスを印加すると埋込み層７は実質的な高抵抗
層となる。従つて印加電流は埋込み層７により狭
窄され、従来と同様にキヤツプ層６直下が主たる
電流通路となる。
７はｎ型となるのでキヤツプ層６表面及び基板１
裏面に夫々電極を形成し斯る電極間に、順方向バ
イアスを印加すると埋込み層７は実質的な高抵抗
層となる。従つて印加電流は埋込み層７により狭
窄され、従来と同様にキヤツプ層６直下が主たる
電流通路となる。
従来の埋込み層をSiO2、GaAs等で構成した半
導体レーザの寿命が数千時間であつたのに対し
て、本実施例レーザの寿命は１万３千時間であつ
た。
導体レーザの寿命が数千時間であつたのに対し
て、本実施例レーザの寿命は１万３千時間であつ
た。
第２図は、本発明の他の実施例を示し、その特
徴は、CSP（チヤネル サブストレート プレー
ナ）型の半導体レーザに本発明を適応したことで
ある。尚第１図と同一箇所に同一符号が付されて
いる。
徴は、CSP（チヤネル サブストレート プレー
ナ）型の半導体レーザに本発明を適応したことで
ある。尚第１図と同一箇所に同一符号が付されて
いる。
斯る半導体レーザも第１の実施例と同様な効果
が得られる。
が得られる。
尚、本発明は実施例に示した構造の半導体レー
ザのみ適応できるものではなく、TS（テラスサブ
ストレート）型の半導体レーザ等のように電極ス
トライプ型のものにも適応可能である。
ザのみ適応できるものではなく、TS（テラスサブ
ストレート）型の半導体レーザ等のように電極ス
トライプ型のものにも適応可能である。
以上の説明から明らかな如く、本発明半導体レ
ーザのキヤツプ層の埋込み層はGaドープのZnSe
からなるため長寿命化がはかれる。
ーザのキヤツプ層の埋込み層はGaドープのZnSe
からなるため長寿命化がはかれる。
第１図は典型的な半導体レーザを示す断面図、
第２図は本発明の実施例を示す断面図で １……ｎ型GaAs（半導体）基板、２……発振
層、６……キヤツプ層、７……埋込み層。
第２図は本発明の実施例を示す断面図で １……ｎ型GaAs（半導体）基板、２……発振
層、６……キヤツプ層、７……埋込み層。
Claims (1)
- １ 半導体基板、該基板上に積層されGaAlAs材
料からなる発振層、該発振層上に積層されオーミ
ツク特性の良好な半導体材料からなるストライプ
形状のキヤツプ層、該キヤツプ層の両側に配され
た埋込み層からなり上記埋込み層はGaを不純物
として含有するZnSeからな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 |
|---|---|---|---|
| JP6015182A JPS58176990A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015182A JPS58176990A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176990A JPS58176990A (ja) | 1983-10-17 |
| JPH0365669B2 true JPH0365669B2 (ja) | 1991-10-14 |
Family
ID=13133863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6015182A Granted JPS58176990A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176990A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0654825B2 (ja) * | 1987-11-20 | 1994-07-20 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP6015182A patent/JPS58176990A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176990A (ja) | 1983-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8148731B2 (en) | Films and structures for metal oxide semiconductor light emitting devices and methods | |
| US4607369A (en) | Semiconductor laser having a burying layer of a II-VI compound | |
| JP3496712B2 (ja) | 窒化物系化合物半導体レーザ素子とその製造方法 | |
| JP3782230B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法及びｉｉｉ−ｖ族化合物半導体素子の製造方法 | |
| EP0945939A2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| JPH07202340A (ja) | 可視光半導体レーザ | |
| US8369371B1 (en) | Passivated semiconductor surfaces | |
| JPS5917292A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPH0365669B2 (ja) | ||
| EP0124051B1 (en) | Semiconductor laser | |
| JP2947164B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2624881B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPH0416033B2 (ja) | ||
| JP3062510B2 (ja) | 半導体光素子 | |
| JP2000031599A (ja) | 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体レーザ | |
| JP2865160B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2680804B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3084051B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2001053381A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP3344633B2 (ja) | Ｉｉ−ｖｉ族半導体レーザおよびその形成法 | |
| JPH04186686A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH04144294A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH09321388A (ja) | 構造基板の製造方法 | |
| JPS6343910B2 (ja) | ||
| JPS622715B2 (ja) |