JPH04296081A - Visible beam semiconductor laser - Google Patents

Visible beam semiconductor laser

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JPH04296081A
JPH04296081A JP8772291A JP8772291A JPH04296081A JP H04296081 A JPH04296081 A JP H04296081A JP 8772291 A JP8772291 A JP 8772291A JP 8772291 A JP8772291 A JP 8772291A JP H04296081 A JPH04296081 A JP H04296081A
Authority
JP
Japan
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layer
conductivity type
gaas
diffusion
cladding layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8772291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nariaki Fujii
藤井 就亮
Nobuaki Konno
金野 信明
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP8772291A priority Critical patent/JPH04296081A/en
Publication of JPH04296081A publication Critical patent/JPH04296081A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a visible beam semiconductor laser which is easily manufactured, enhanced in yield, lessened in threshold value, and able to emit laser beams nearly circular in cross section. CONSTITUTION:A second conductivity type GaAs diffusion stopper layer 6, a second conductivity type AlGaInP sub-clad layer 7, and a second conductivity type GaAs contact layer 8 are successively laminated on an AlGaInP double hetero-structure, and impurities of first conductivity type are diffused into the GaAs contact layer 8 from its front side. An impurity diffusion region 9 is provided inside the GaAs contact layer 8 so as to enable a non-diffusion region inside the sub-clad layer 7 to be smaller than that inside the GaAs contact layer 8 in width taking advantage of the diffusion rate difference of impurity between GaAs and AlGaInP.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は可視光半導体レーザに
関し、特に簡易に再現性よく製造でき、低しきい値で円
形に近い形状のレーザ光を出射できる可視光半導体レー
ザに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visible light semiconductor laser, and more particularly to a visible light semiconductor laser that can be easily manufactured with good reproducibility, has a low threshold value, and can emit a nearly circular laser beam.

【0002】0002

【従来の技術】図4(a) 〜(d)は例えば、「In
GaAlP  トランスバース  スタビライズド  
ビジブル  レーザ  ダイオード  ファブリケイテ
ッド  バイ  MOCVDセレクティブ  グロース
」(“InGaAlP Transverse Sta
bilized Visible LaserDiod
es Fabricated by MOCVD Se
lective Growth ”M. Ishika
wa et, al., Extended Abst
racts of the 18th confere
nce on SSDM, 1986, pp153−
156 )に開示された従来の可視光半導体レーザの製
造方法を示す各工程における断面図である。図において
、41はn形(以下n−と記す)GaAs基板、42は
n−AlGaInP下クラッド層、43はアンドープG
aInP活性層、44はp形(以下p−と記す)AlG
aInP上クラッド層、45はp−GaInPバンド不
連続緩和層、46はSiNx 膜、47はn−GaAs
電流ブロック層、48はp−GaAsコンタクト層であ
る。
[Prior Art] FIGS. 4(a) to 4(d) show, for example, "In
GaAlP transverse stabilized
“Visible Laser Diode Fabricated by MOCVD Selective Growth” (“InGaAlP Transverse Sta.
bilized Visible Laser Diod
es Fabricated by MOCVD Se
Lective Growth “M. Ishika
wa et, al. , Extended Abst
racts of the 18th conference
nce on SSDM, 1986, pp153-
156) are cross-sectional views showing each step of the conventional method for manufacturing a visible light semiconductor laser disclosed in Japanese Patent No. 156). In the figure, 41 is an n-type (hereinafter referred to as n-) GaAs substrate, 42 is an n-AlGaInP lower cladding layer, and 43 is an undoped G
aInP active layer, 44 is p-type (hereinafter referred to as p-) AlG
aInP upper cladding layer, 45 p-GaInP band discontinuous relaxation layer, 46 SiNx film, 47 n-GaAs
The current blocking layer 48 is a p-GaAs contact layer.

【0003】次に製造工程について説明する。図4(a
) に示すように、まずn形(以下n−と記す)GaA
s基板41上にn−AlGaInP下クラッド層42,
アンドープGaInP層43,p形(以下p−と記す)
AlGaInP上クラッド層44及びp−GaInPバ
ンド不連続緩和層45を順次MOCVD法により積層し
て形成する。
Next, the manufacturing process will be explained. Figure 4 (a
), first, n-type (hereinafter referred to as n-) GaA
n-AlGaInP lower cladding layer 42 on s-substrate 41,
Undoped GaInP layer 43, p type (hereinafter referred to as p-)
An AlGaInP upper cladding layer 44 and a p-GaInP band discontinuous relaxation layer 45 are sequentially laminated by MOCVD.

【0004】次に、図4(b) に示すように、プラズ
マCVD法を用いてp−GaInPバンド不連続緩和層
45の表面にSiNx 膜46を形成した後、通常の写
真製版技術を用いてホトレジストのパターニングを行い
、このレジストをマスクとしてフッ酸系(以下、HF系
と記す)或いは塩酸系のエッチング液を用いて上記Si
Nx 膜46,p−GaInPバンド不連続緩和層45
を選択的に除去し、引き続いて熱H2 SO4 エッチ
ング液を用いてp−AlGaInP上クラッド層44を
エッチングする。この場合、p−AlGaInP上クラ
ッド層44のエッチングはGaInP活性層43に達す
るまで行わずに両側に所望の厚さtのp−AlGaIn
P上クラッド層を残して止める。
Next, as shown in FIG. 4(b), a SiNx film 46 is formed on the surface of the p-GaInP band discontinuous relaxation layer 45 using the plasma CVD method, and then a SiNx film 46 is formed using a normal photolithography technique. A photoresist is patterned, and using this resist as a mask, the above Si is etched using a hydrofluoric acid (hereinafter referred to as HF) or hydrochloric acid etching solution.
Nx film 46, p-GaInP band discontinuous relaxation layer 45
is selectively removed, and the p-AlGaInP upper cladding layer 44 is subsequently etched using a hot H2 SO4 etchant. In this case, the p-AlGaInP upper cladding layer 44 is not etched until it reaches the GaInP active layer 43, and p-AlGaInP with a desired thickness t is etched on both sides.
Stop leaving the P upper cladding layer.

【0005】次に、図4(c) に示すように、MOC
VD法を用いてn−GaAs電流ブロック層47を図4
(b) のエッチング工程で除去された部分に選択的に
成長させる。
Next, as shown in FIG. 4(c), the MOC
The n-GaAs current blocking layer 47 is formed using the VD method as shown in FIG.
It grows selectively on the portions removed in the etching step (b).

【0006】次に、図4(d) に示すように、SiN
x膜46をHF系エッチング液を用いて除去した後、再
びMOCVD法を用いてp−GaAsコンタクト層48
を形成する。そして、コンタクト層48上にp側電極4
9を、基板41裏面にn側電極50を形成して素子が完
成する。
Next, as shown in FIG. 4(d), SiN
After removing the x film 46 using an HF-based etching solution, the p-GaAs contact layer 48 is removed using the MOCVD method again.
form. Then, the p-side electrode 4 is placed on the contact layer 48.
9, an n-side electrode 50 is formed on the back surface of the substrate 41 to complete the device.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の可視光半導体レ
ーザは以上のように構成されているので、図4(a),
(c),(d) で示す3回の結晶成長工程が必要であ
り、レーザ製造のプロセスが煩雑となり、またリッジ構
造両側のp−AlGaInPの厚さtをエッチングによ
り制御する必要があるため、ウエハ内で厚さtがばらつ
き、再現性が悪く、歩留が低下するという問題点があっ
た。また、写真製版及びエッチング技術の制約から、リ
ッジ幅wを2ミクロン程度にまでしか狭くすることがで
きないので、発光領域幅が5ミクロン以上と広くなるた
め、しきい値電流を低下させることが難しく、さらに端
面から放射されるレーザ光の形が活性領域幅方向に長い
楕円形になるなどの問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional visible light semiconductor laser is constructed as described above, FIG.
The three crystal growth steps shown in (c) and (d) are required, making the laser manufacturing process complicated, and the thickness t of the p-AlGaInP on both sides of the ridge structure needs to be controlled by etching. There were problems in that the thickness t varied within the wafer, poor reproducibility, and yield decreased. Furthermore, due to limitations in photolithography and etching technology, the ridge width w can only be narrowed to about 2 microns, so the light emitting region width becomes wider than 5 microns, making it difficult to lower the threshold current. Furthermore, there were other problems in that the shape of the laser beam emitted from the end facet was an ellipse that was elongated in the width direction of the active region.

【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、製造工程が容易で、歩留を向上
できるとともに、低しきい値で円形に近い形状のレーザ
光を出射できる可視光半導体レーザを得ることを目的と
する。
[0008] This invention was made to solve the above-mentioned problems, and the manufacturing process is easy and the yield can be improved, and a laser beam having a shape close to a circle can be emitted with a low threshold value. The purpose is to obtain a visible light semiconductor laser.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る可視光半
導体レーザは、第1導電形のGaAs基板上に、少なく
とも第1導電形のAlGaInP下クラッド層,アンド
ープGaInP活性層,第2導電形のAlGaInP上
クラッド層,第2導電形のGaAs拡散ストッパ層,第
2導電形のAlGaInPサブクラッド層,及び第2導
電形のGaAsコンタクト層を順次積層した構造を備え
、かつ上記GaAsコンタクト層の表面から上記GaA
s拡散ストッパ層に達するまで各層の中央部にストライ
プ状の非拡散領域を残すように第1導電形の不純物を拡
散して形成した不純物拡散領域を備えたものである。
[Means for Solving the Problems] A visible light semiconductor laser according to the present invention includes a GaAs substrate of a first conductivity type, at least an AlGaInP lower cladding layer of a first conductivity type, an undoped GaInP active layer, and a GaInP active layer of a second conductivity type. It has a structure in which an AlGaInP upper cladding layer, a GaAs diffusion stopper layer of a second conductivity type, an AlGaInP sub-cladding layer of a second conductivity type, and a GaAs contact layer of a second conductivity type are sequentially laminated, and from the surface of the GaAs contact layer. The above GaA
An impurity diffusion region is formed by diffusing an impurity of the first conductivity type so as to leave a striped non-diffusion region in the center of each layer until reaching the s-diffusion stopper layer.

【0010】また、この発明に係る可視光半導体レーザ
は上記サブクラッド層を自然超格子構造とし、上記不純
物の拡散により、拡散した領域の該自然超格子構造を無
秩序化したものである。
Further, in the visible light semiconductor laser according to the present invention, the sub-cladding layer has a natural superlattice structure, and the natural superlattice structure in the diffused region is disordered by diffusion of the impurity.

【0011】[0011]

【作用】この発明における可視光半導体レーザは、第1
導電形のGaAs基板上に、少なくとも第1導電形のA
lGaInP下クラッド層,アンドープGaInP活性
層,第2導電形のAlGaInP上クラッド層,第2導
電形のGaAs拡散ストッパ層,第2導電形のAlGa
InPサブクラッド層,及び第2導電形のGaAsコン
タクト層を順次積層した構造を備え、かつ上記GaAs
コンタクト層の表面から上記GaAs拡散ストッパ層に
達するまで各層の中央部にストライプ状の非拡散領域を
残すように第1導電形の不純物を拡散して形成した不純
物拡散領域を備えた構成としたから、1回の結晶成長及
び不純物拡散の工程によって製造できるので、製造プロ
セスが極めて容易で、歩留を向上させることができる。 また、GaAsコンタクト層に比較して、AlGaIn
Pサブクラッド層の不純物の拡散速度が大きいため、上
記サブクラッド層中の非拡散領域の幅は上記GaAsコ
ンタクト層中の非拡散領域の幅よりも狭く形成されてお
り、充分な電流狭窄により低しきい値で円形に近い形状
のレーザ光を出射できる。
[Operation] The visible light semiconductor laser in this invention has the first
At least a first conductivity type A is formed on a conductivity type GaAs substrate.
lGaInP lower cladding layer, undoped GaInP active layer, second conductivity type AlGaInP upper cladding layer, second conductivity type GaAs diffusion stopper layer, second conductivity type AlGa
It has a structure in which an InP sub-cladding layer and a GaAs contact layer of the second conductivity type are sequentially laminated, and the GaAs
This is because the structure includes an impurity diffusion region formed by diffusing an impurity of the first conductivity type so as to leave a striped non-diffusion region in the center of each layer from the surface of the contact layer to the GaAs diffusion stopper layer. Since it can be manufactured by one step of crystal growth and impurity diffusion, the manufacturing process is extremely easy and the yield can be improved. Also, compared to the GaAs contact layer, the AlGaIn
Since the diffusion rate of impurities in the P sub-cladding layer is high, the width of the non-diffusion region in the sub-cladding layer is formed narrower than the width of the non-diffusion region in the GaAs contact layer, and the current confinement is sufficiently narrowed. It is possible to emit a laser beam with a shape close to a circle at the threshold value.

【0012】さらに本発明においては、上記サブクラッ
ド層を自然超格子構造が形成される条件で形成し、上記
不純物の拡散により、該拡散領域の自然超格子構造を無
秩序化した構成としたから、AlGaInPサブクラッ
ド層内に横方向のに屈折率差を形成することができるた
め、活性層の横方向に実効屈折率差が形成され、単一横
モードの発振を可能とできる。
Furthermore, in the present invention, the sub-cladding layer is formed under conditions where a natural superlattice structure is formed, and the natural superlattice structure of the diffusion region is disordered by the diffusion of the impurity. Since a refractive index difference can be formed in the lateral direction within the AlGaInP sub-cladding layer, an effective refractive index difference is formed in the lateral direction of the active layer, making it possible to oscillate in a single transverse mode.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による可視光半導体レ
ーザの構造を示す断面図である。図において、1は厚さ
約100ミクロンのp−GaAs基板であり、該基板1
上に、厚さ約0.1ミクロンのp−GaInPバンド不
連続緩和層2,厚さ約1.0ミクロンのp−AlGaI
nP下クラッド層3,厚さ約0.1ミクロンのアンドー
プGaInP活性層4,厚さ約0.3ミクロンのn−A
lGaInP上クラッド層5,厚さ約0.02ミクロン
のn−GaAs拡散ストッパ層6,厚さ約0.7ミクロ
ンの自然超格子構造のn−AlGaInPサブクラッド
層7,及び厚さ約3.0ミクロンのn−GaAsコンタ
クト層8が順次積層配置されている。また、9はZn拡
散領域、10はn側電極、11はp側電極である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a visible light semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a p-GaAs substrate with a thickness of about 100 microns;
On top, a p-GaInP band discontinuous relaxation layer 2 with a thickness of about 0.1 micron, and a p-AlGaI layer 2 with a thickness of about 1.0 micron.
nP lower cladding layer 3, undoped GaInP active layer 4 with a thickness of about 0.1 micron, n-A with a thickness of about 0.3 micron
an lGaInP upper cladding layer 5, an n-GaAs diffusion stopper layer 6 with a thickness of approximately 0.02 microns, an n-AlGaInP sub-cladding layer 7 with a natural superlattice structure of approximately 0.7 microns in thickness, and a thickness of approximately 3.0 microns. Micron n-GaAs contact layers 8 are sequentially stacked. Further, 9 is a Zn diffusion region, 10 is an n-side electrode, and 11 is a p-side electrode.

【0014】次に、本実施例による可視光半導体レーザ
の製造工程について説明する。図2は図1の可視光半導
体レーザの製造工程を示す図であり、図において、図1
と同一符号は同一又は相当部分であり、12はSiNx
 膜、13はSiO2 :ZnO混合膜である。
Next, the manufacturing process of the visible light semiconductor laser according to this embodiment will be explained. FIG. 2 is a diagram showing the manufacturing process of the visible light semiconductor laser in FIG.
The same reference numerals are the same or equivalent parts, and 12 is SiNx
The film 13 is a SiO2:ZnO mixed film.

【0015】まず、図2(a) に示すように、MOC
VD法を用いて、p−GaAs基板1上にp−GaIn
Pバンド不連続緩和層2,p−AlGaInP下クラッ
ド層3,アンドープGaInP活性層4,n−AlGa
InP上クラッド層5,n−GaAs拡散ストッパ層6
,n−AlGaInPサブクラッド層7,n−GaAs
コンタクト層8を順次積層して形成する。ここで成長温
度,V/III 比等の成長条件を適切に設定すること
によりサブクラッド層7を自然超格子構造とすることが
できる。 本実施例では成長温度を650℃としている。
First, as shown in FIG. 2(a), the MOC
Using the VD method, p-GaIn is deposited on the p-GaAs substrate 1.
P-band discontinuous relaxation layer 2, p-AlGaInP lower cladding layer 3, undoped GaInP active layer 4, n-AlGa
InP upper cladding layer 5, n-GaAs diffusion stopper layer 6
, n-AlGaInP sub-cladding layer 7, n-GaAs
Contact layers 8 are formed by sequentially stacking them. By appropriately setting growth conditions such as growth temperature and V/III ratio, the sub-cladding layer 7 can have a natural superlattice structure. In this example, the growth temperature is 650°C.

【0016】次いで、図2(b) に示すように、n−
GaAsコンタクト層8上にSiNx層12を形成し、
写真製版及びエッチング技術を用いて所定の幅(〜10
μm)のSiNx 層12のストライプを形成する。さ
らに図2(c) に示すように、n−GaAsコンタク
ト層8及びSiNx層12のストライプ上にスパッタ法
を用いてZnの拡散源となるSiO2 :ZnO混合膜
13を形成し、650℃で2時間、固相拡散を行い、Z
nをn−GaAs拡散ストッパ層6に達するまで拡散し
、所望のZn拡散領域間の幅wを得る。
Next, as shown in FIG. 2(b), n-
A SiNx layer 12 is formed on the GaAs contact layer 8,
A predetermined width (~10
A stripe of SiNx layer 12 of .mu.m) is formed. Furthermore, as shown in FIG. 2(c), a SiO2:ZnO mixed film 13, which will serve as a Zn diffusion source, is formed by sputtering on the stripes of the n-GaAs contact layer 8 and the SiNx layer 12. time, perform solid-phase diffusion, and Z
n is diffused until reaching the n-GaAs diffusion stopper layer 6 to obtain a desired width w between the Zn diffusion regions.

【0017】従来例ではリッジの形状が台形形状で、上
底では2ミクロン程度にしても下底ではこれよりかなり
広くなってしまい、実際には活性領域の幅は7ミクロン
程度にもなり、低しきい値化や円形のレーザ光の実現が
困難であったが、本実施例の拡散によればZn拡散領域
間の幅wは層厚方向にほぼ一定に制御することができ、
電流の広がりが少ないため、幅wを2ミクロン程度にす
ることにより、低しきい値化や円形に近い形状のレーザ
光を実現できる。
In the conventional example, the shape of the ridge is trapezoidal, and even if it is about 2 microns at the top, it is much wider at the bottom, and in reality, the width of the active region is about 7 microns, making it difficult to Although it was difficult to realize a threshold value or a circular laser beam, by the diffusion of this example, the width w between the Zn diffusion regions can be controlled to be almost constant in the layer thickness direction.
Since the spread of the current is small, by setting the width w to about 2 microns, it is possible to realize a low threshold value and a laser beam having a shape close to a circle.

【0018】最後に、図2(d) に示すように、Si
Nx 層ストライプを除去し、n−GaAsコンタクト
層8上にn側電極10を、p−GaAs基板1裏面上に
p側電極11を形成して、可視光半導体レーザが完成す
る。
Finally, as shown in FIG. 2(d), Si
The Nx layer stripe is removed, an n-side electrode 10 is formed on the n-GaAs contact layer 8, and a p-side electrode 11 is formed on the back surface of the p-GaAs substrate 1, thereby completing a visible light semiconductor laser.

【0019】次に作用について説明する。上述したZn
の拡散工程において、Znが拡散したn−GaAsコン
タクト層8,n−AlGaInPサブクラッド層7,n
−GaAs拡散ストッパ層6のZn拡散領域はp形の導
電形になり、電流狭窄層として働く。このとき、図3に
示すように、GaAsコンタクト層8,GaAs拡散ス
トッパ層6に比較してAlGaInPサブクラッド層7
において、Znの拡散速度が数十倍程度大きいため、n
−GaAsコンタクト層8に比較してn−AlGaIn
Pサブクラッド層6において電流狭窄層の間隔が狭くな
る。従って、拡散マスク幅を広く(〜10μm)とるこ
とができ、しかも電流狭窄を十分に行うことができる。
Next, the operation will be explained. Zn mentioned above
In the diffusion process, the n-GaAs contact layer 8, n-AlGaInP sub-cladding layer 7, n-
-The Zn diffusion region of the GaAs diffusion stopper layer 6 has a p-type conductivity type and functions as a current confinement layer. At this time, as shown in FIG. 3, compared to the GaAs contact layer 8 and the GaAs diffusion stopper layer 6, the AlGaInP sub-cladding layer 7
Since the diffusion rate of Zn is several tens of times higher, n
-n-AlGaIn compared to GaAs contact layer 8
In the P sub-cladding layer 6, the distance between the current confinement layers becomes narrower. Therefore, the diffusion mask width can be made wide (up to 10 μm), and current confinement can be sufficiently performed.

【0020】また、n−AlGaInPサブクラッド層
7のZn拡散領域はAlGaInP自然超格子構造が無
秩序化されることにより、n−AlGaInPサブクラ
ッド層7及びZn拡散領域9における断面の屈折率分布
はn−AlGaInPサブクラッド層7の屈折率が両側
のZn拡散領域9の屈折率よりも大きくなる。これによ
り、n−AlGaInPクラッド層5の厚さdが薄けれ
ば(〜0.3μm以下)、アンドープGaInP活性層
4で発光した光は屈折率の大きいn−AlGaInPサ
ブクラッド層7のZnが拡散していない領域の近辺に効
果的に閉じ込められるので、アンドープGaInP活性
層4の横方向に実効屈折率差が形成され、単一横モード
発振が可能となる。
In addition, the Zn diffusion region of the n-AlGaInP sub-cladding layer 7 has a disordered AlGaInP natural superlattice structure, so that the cross-sectional refractive index distribution in the n-AlGaInP sub-cladding layer 7 and the Zn diffusion region 9 is n. - The refractive index of the AlGaInP sub-cladding layer 7 becomes larger than the refractive index of the Zn diffusion regions 9 on both sides. As a result, if the thickness d of the n-AlGaInP cladding layer 5 is small (~0.3 μm or less), the light emitted from the undoped GaInP active layer 4 is diffused by the Zn of the n-AlGaInP sub-cladding layer 7, which has a large refractive index. Since it is effectively confined in the vicinity of the undoped GaInP active layer 4, an effective refractive index difference is formed in the lateral direction of the undoped GaInP active layer 4, and single transverse mode oscillation is possible.

【0021】次に動作について説明する。pn接合に対
し、順方向バイアスを印加すると、電流はZn拡散層9
により狭窄されてアンドープGaInP活性層4に注入
される。注入されたこれらのキャリアはヘテロ接合によ
り活性層内に閉じ込められ、再結合して発光する。ここ
で、上述のように活性層の横方向に実効屈折率分布が形
成されているため、光は屈折率が高い部分に集中し、ス
トライプ状に縦方向に導波される。導波された光はスト
ライプの奥行方向に垂直な対向する劈開端面により構成
されるファブリー・ペロー型共振器によりレーザ発振に
至る。ここで、上述のようにサブクラッド層7中のスト
ライプ状の不純物非拡散領域の幅は十分狭く形成するこ
とができるので、低しきい値で円形に近い形状のレーザ
光を得ることができる。
Next, the operation will be explained. When a forward bias is applied to the pn junction, the current flows through the Zn diffusion layer 9
It is constricted and implanted into the undoped GaInP active layer 4. These injected carriers are confined within the active layer by the heterojunction, recombine, and emit light. Here, since the effective refractive index distribution is formed in the horizontal direction of the active layer as described above, the light is concentrated in the portions having a high refractive index and is guided in the vertical direction in a stripe shape. The guided light reaches laser oscillation in a Fabry-Perot type resonator formed by opposing cleavage end faces perpendicular to the depth direction of the stripe. Here, as described above, since the width of the striped impurity non-diffusion region in the sub-cladding layer 7 can be formed sufficiently narrow, it is possible to obtain a laser beam with a low threshold and a nearly circular shape.

【0022】なお、上記実施例では、サブクラッド層7
を自然超格子構造としたが、サブクラッド層が自然超格
子構造でなくても、不純物拡散により電流狭窄構造は実
現されているので、活性層内の電流強度分布により光の
横方向閉じ込めが達成できるものである。
Note that in the above embodiment, the sub-cladding layer 7
has a natural superlattice structure, but even if the subcladding layer does not have a natural superlattice structure, a current confinement structure is achieved by impurity diffusion, so lateral confinement of light is achieved by the current intensity distribution in the active layer. It is possible.

【0023】また、上記実施例では、Zn拡散領域を形
成する方法として固相拡散を用いたが、気相拡散を用い
てもよく、また場合によっては熱ドライブによりn−A
lGaInPサブクラッド層の横方向へのZn拡散を促
進させてストライプの幅をさらに狭くすることも可能で
ある。
Further, in the above embodiment, solid phase diffusion was used as a method for forming the Zn diffusion region, but vapor phase diffusion may also be used, and in some cases, n-A may be formed by thermal drive.
It is also possible to further narrow the stripe width by promoting Zn diffusion in the lateral direction of the lGaInP sub-cladding layer.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば可視光
半導体レーザにおいて、第1導電形のGaAs基板上に
、少なくとも第1導電形のAlGaInP下クラッド層
,アンドープGaInP活性層,第2導電形のAlGa
InP上クラッド層,第2導電形のGaAs拡散ストッ
パ層,第2導電形のAlGaInPサブクラッド層,及
び第2導電形のGaAsコンタクト層を順次積層した構
造を備え、かつ上記GaAsコンタクト層の表面から上
記GaAs拡散ストッパ層に達するまで各層の中央部に
ストライプ状の非拡散領域を残すように第1導電形の不
純物を拡散して形成した不純物拡散領域を備えた構成と
したから、1回の結晶成長及び不純物拡散の工程によっ
て製造できるので、製造プロセスが極めて容易で、歩留
を向上させることができる効果がある。また、GaAs
コンタクト層に比較して、AlGaInPサブクラッド
層の不純物の拡散速度が大きいため、上記サブクラッド
層中の非拡散領域の幅は上記GaAsコンタクト層中の
非拡散領域の幅よりも狭く形成されており、充分な電流
狭窄により低しきい値で円形に近い形状のレーザ光を出
射できる半導体レーザを実現できる効果がある。
As described above, in the visible light semiconductor laser according to the present invention, at least the AlGaInP lower cladding layer of the first conductivity type, the undoped GaInP active layer, and the second conductivity type are formed on the GaAs substrate of the first conductivity type. shape of AlGa
It has a structure in which an InP upper cladding layer, a GaAs diffusion stopper layer of a second conductivity type, an AlGaInP sub-cladding layer of a second conductivity type, and a GaAs contact layer of a second conductivity type are sequentially laminated, and from the surface of the GaAs contact layer. Since the structure includes an impurity diffusion region formed by diffusing impurities of the first conductivity type so as to leave a striped non-diffusion region in the center of each layer until reaching the GaAs diffusion stopper layer, one crystallization Since it can be manufactured through the steps of growth and impurity diffusion, the manufacturing process is extremely easy and the yield can be improved. Also, GaAs
Since the diffusion rate of impurities in the AlGaInP sub-cladding layer is higher than that in the contact layer, the width of the non-diffusion region in the sub-cladding layer is formed narrower than the width of the non-diffusion region in the GaAs contact layer. This has the effect of realizing a semiconductor laser that can emit laser light in a shape close to a circle with a low threshold due to sufficient current confinement.

【0025】さらにこの発明によれば、上記サブクラッ
ド層を自然超格子構造が形成される条件で形成し、上記
不純物の拡散により、該拡散領域の自然超格子構造を無
秩序化した構成としたから、AlGaInPサブクラッ
ド層内に横方向のに屈折率差を形成することができるた
め、活性層の横方向に実効屈折率差が形成され、単一横
モードの発振を可能とできる効果がある。
Further, according to the present invention, the sub-cladding layer is formed under conditions where a natural superlattice structure is formed, and the natural superlattice structure of the diffusion region is disordered by diffusion of the impurity. Since a refractive index difference can be formed in the lateral direction within the AlGaInP sub-cladding layer, an effective refractive index difference is formed in the lateral direction of the active layer, which has the effect of enabling single transverse mode oscillation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例による可視光半導体レーザ
の構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a visible light semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の可視光半導体レーザの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the visible light semiconductor laser shown in FIG. 1;

【図3】GaAs及びAlGaInPにおけるZnの拡
散速度を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the diffusion rate of Zn in GaAs and AlGaInP.

【図4】従来の可視光半導体レーザの製造工程を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of a conventional visible light semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    p−GaAs基板 2    p−GaInPバンド不連続緩和層3   
 p−AlGaInP下クラッド層4    アンドー
プGaInP活性層5    n−AlGaInP上ク
ラッド層6    n−GaAs拡散ストッパ層7  
  n−AlGaInPサブクラッド層8    n−
GaAsコンタクト層 9    Zn拡散領域 10  n側電極 11  p側電極
1 p-GaAs substrate 2 p-GaInP band discontinuous relaxation layer 3
p-AlGaInP lower cladding layer 4 undoped GaInP active layer 5 n-AlGaInP upper cladding layer 6 n-GaAs diffusion stopper layer 7
n-AlGaInP sub-cladding layer 8 n-
GaAs contact layer 9 Zn diffusion region 10 n-side electrode 11 p-side electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1導電形のGaAs基板上に、第1
導電形のAlGaInP下クラッド層,アンドープGa
InP活性層,第2導電形のAlGaInP上クラッド
層,第2導電形のGaAs拡散ストッパ層,第2導電形
のAlGaInPサブクラッド層,及び第2導電形のG
aAsコンタクト層が順次配置された積層構造と、上記
GaAsコンタクト層の表面から上記GaAs拡散スト
ッパ層に達するまで各層中央部にストライプ状に非拡散
領域を残すように第1導電形の不純物を拡散して形成し
た不純物拡散領域とを備え、GaAs中とAlGaIn
P中での不純物の拡散速度の差により、上記サブクラッ
ド層中の非拡散領域の幅は上記GaAsコンタクト層中
の非拡散領域の幅よりも狭く形成されていることを特徴
とする可視光半導体レーザ。
[Claim 1] A first conductivity type GaAs substrate is provided with a first conductivity type GaAs substrate.
Conductive type AlGaInP lower cladding layer, undoped Ga
InP active layer, second conductivity type AlGaInP upper cladding layer, second conductivity type GaAs diffusion stopper layer, second conductivity type AlGaInP sub-cladding layer, and second conductivity type G
A laminated structure in which aAs contact layers are sequentially arranged, and an impurity of a first conductivity type is diffused so as to leave a non-diffused region in a stripe shape at the center of each layer from the surface of the GaAs contact layer to the GaAs diffusion stopper layer. an impurity diffusion region formed in GaAs and AlGaIn.
A visible light semiconductor characterized in that the width of the non-diffused region in the sub-cladding layer is narrower than the width of the non-diffused region in the GaAs contact layer due to the difference in diffusion rate of impurities in P. laser.
【請求項2】  上記サブクラッド層は自然超格子構造
が形成される条件で形成されており、上記不純物が拡散
した領域は該自然超格子構造が無秩序化されていること
を特徴とする請求項1記載の可視光半導体レーザ。
2. The sub-cladding layer is formed under conditions that form a natural superlattice structure, and the region where the impurity is diffused has a disordered natural superlattice structure. 1. The visible light semiconductor laser according to 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194390A (en) * 2006-01-19 2007-08-02 Eudyna Devices Inc Method of manufacturing semiconductor light emitting device

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