JPH05167191A - 埋め込み型半導体レーザ素子 - Google Patents
埋め込み型半導体レーザ素子Info
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- JPH05167191A JPH05167191A JP3353614A JP35361491A JPH05167191A JP H05167191 A JPH05167191 A JP H05167191A JP 3353614 A JP3353614 A JP 3353614A JP 35361491 A JP35361491 A JP 35361491A JP H05167191 A JPH05167191 A JP H05167191A
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- Japan
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- layer
- active layer
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- semiconductor laser
- ridge mesa
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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
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
- H01S5/32391—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers based on In(Ga)(As)P
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温駆動の際にも信頼性が低下しない埋め込
み型半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 半導体基板２上に活性層４が積層されて成る
第１のリッジメサ８の両側で、且つ活性層４の積層方向
に半導体層のｐ−ｎ逆接合により電流狭窄を行う電流阻
止層９，１０が設けられ、少なくとも電流阻止層９，１
０、および第１のリッジメサ８で形成された第２のリッ
ジメサ１１の両側で、且つ電流阻止層９，１０の積層方
向に半絶縁層１３が設けられていることを特徴とする。
み型半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 半導体基板２上に活性層４が積層されて成る
第１のリッジメサ８の両側で、且つ活性層４の積層方向
に半導体層のｐ−ｎ逆接合により電流狭窄を行う電流阻
止層９，１０が設けられ、少なくとも電流阻止層９，１
０、および第１のリッジメサ８で形成された第２のリッ
ジメサ１１の両側で、且つ電流阻止層９，１０の積層方
向に半絶縁層１３が設けられていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用の光源として
用いられる埋め込み型半導体レーザ素子の改良に関する
ものである。
用いられる埋め込み型半導体レーザ素子の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術】光通信用の光源として用いられる半導体レ
ーザ素子は、高速変調、および低容量化が望まれている
が、これらの特性を満足する半導体レーザ素子の構造と
しては、埋め込み型（ＢＨ構造）の半導体レーザ素子が
一般的である。
ーザ素子は、高速変調、および低容量化が望まれている
が、これらの特性を満足する半導体レーザ素子の構造と
しては、埋め込み型（ＢＨ構造）の半導体レーザ素子が
一般的である。
【０００３】図２に従来から一般的に提案されている埋
め込み型半導体レーザ素子１４を示す。本図の埋め込み
型半導体レーザ素子１４は、ｎ型のＩｎＰより成る半導
体基板１５上に、ｎ型のＩｎＰより成るバッファ層１６
と、ノンドープのＧａＩｎＡｓＰより成る活性層１７
（エネルーバンドギャップ波長＝１．３μｍ）と、Ｉｎ
Ｐより成るクラッド層１８，１９と、ＧａＩｎＡｓより
成るコンタクト層２０とが、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ法）等のエピタキシャル成長法により順次積層さ
れている。クラッド層１８の上端からバッファ層１６に
至までエッチングが施された箇所にｐ型のＩｎＰより成
る電流阻止層２１と、ｎ型の電流阻止層２２とが設けら
れ、電流阻止層２１，２２、クラッド層１９、およびコ
ンタクト層２０の一部には、素子の低容量化を図るため
に溝２３が形成されており、溝２３の内面、およびコン
タクト層２０上にはＳｉＯ2 より成る絶縁膜２４が設け
られている。
め込み型半導体レーザ素子１４を示す。本図の埋め込み
型半導体レーザ素子１４は、ｎ型のＩｎＰより成る半導
体基板１５上に、ｎ型のＩｎＰより成るバッファ層１６
と、ノンドープのＧａＩｎＡｓＰより成る活性層１７
（エネルーバンドギャップ波長＝１．３μｍ）と、Ｉｎ
Ｐより成るクラッド層１８，１９と、ＧａＩｎＡｓより
成るコンタクト層２０とが、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ法）等のエピタキシャル成長法により順次積層さ
れている。クラッド層１８の上端からバッファ層１６に
至までエッチングが施された箇所にｐ型のＩｎＰより成
る電流阻止層２１と、ｎ型の電流阻止層２２とが設けら
れ、電流阻止層２１，２２、クラッド層１９、およびコ
ンタクト層２０の一部には、素子の低容量化を図るため
に溝２３が形成されており、溝２３の内面、およびコン
タクト層２０上にはＳｉＯ2 より成る絶縁膜２４が設け
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の埋
め込み型半導体レーザ素子１４においては以下に示すよ
うな問題点があった。即ち、絶縁膜２４が設けられた溝
２３が活性層１７の近傍に形成されており、且つ活性層
１７と絶縁膜２４との熱膨張係数が異なるため、活性層
１７に応力が加わって活性層１７が歪んでしまい、その
結果、埋め込み型半導体レーザ素子１４の長期信頼性を
低下させていた。
め込み型半導体レーザ素子１４においては以下に示すよ
うな問題点があった。即ち、絶縁膜２４が設けられた溝
２３が活性層１７の近傍に形成されており、且つ活性層
１７と絶縁膜２４との熱膨張係数が異なるため、活性層
１７に応力が加わって活性層１７が歪んでしまい、その
結果、埋め込み型半導体レーザ素子１４の長期信頼性を
低下させていた。
【０００５】
【発明の目的】本発明は前記問題点に鑑みなされたもの
でその目的とするところは、高温駆動の際にも信頼性が
低下しない埋め込み型半導体レーザ素子を提供する。
でその目的とするところは、高温駆動の際にも信頼性が
低下しない埋め込み型半導体レーザ素子を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、半導体基板上に活性層が積層されて
成る第１のリッジメサの両側で、且つ前記活性層の積層
方向に、半導体層のｐ−ｎ逆接合により電流狭窄を行う
電流阻止層が設けられ、少なくとも前記リッジメサ、お
よび前記電流阻止層で形成された第２のリッジメサの両
側で、且つ前記電流阻止層の積層方向に、半絶縁層が設
けられていることを特徴とする。
の本発明の構成は、半導体基板上に活性層が積層されて
成る第１のリッジメサの両側で、且つ前記活性層の積層
方向に、半導体層のｐ−ｎ逆接合により電流狭窄を行う
電流阻止層が設けられ、少なくとも前記リッジメサ、お
よび前記電流阻止層で形成された第２のリッジメサの両
側で、且つ前記電流阻止層の積層方向に、半絶縁層が設
けられていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、活性層と熱膨張係数の異なる
絶縁膜を有する溝が、活性層近傍に形成されていないの
で、高温駆動させた際にも活性層に応力が加わらなくな
り、活性層が歪まなくなる。
絶縁膜を有する溝が、活性層近傍に形成されていないの
で、高温駆動させた際にも活性層に応力が加わらなくな
り、活性層が歪まなくなる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して詳細に説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。本図の埋め込み型半導体レーザ素子１は、厚さ３５
０μｍでｎ型のＩｎＰから成る半導体基板２上に、厚さ
１μｍでｎ型のＩｎＰから成るバッファ層３と、厚さ
０．１μｍでノンドープのＧａＩｎＡｓＰから成る活性
層４（エネルギーバンドギャップ波長１．３μｍ）と、
厚さ０．５μｍでｐ型のＩｎＰから成るクラッド層５
と、厚さ２μｍでｐ型のＩｎＰから成るクラッド層６
と、厚さ０．３μｍでｐ型のＧａＩｎＡｓから成るコン
タクト層７とが、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）
等のエピタキシャル成長法により順次積層されており、
活性層４の表面からバッファ層３に至までエッチングが
施されて形成された第１のリッジメサ８の両側には、厚
さ２μｍでｐ型のＩｎＰから成る電流阻止層９と、厚さ
１μｍでｎ型のＩｎＰから成る電流阻止層１０とが設け
られている。さらに、コンタクト層７の表面からバッフ
ァ層３に至までエッチングが施されて形成された第２の
リッジメサ１１の両側には、厚さ０．７μｍでｎ型のＩ
ｎＰ層１２、および厚さ３μｍでＦｅがドープされたＩ
ｎＰ、又はポリイミドより成る半絶縁層１３とが設けら
れている。
る。本図の埋め込み型半導体レーザ素子１は、厚さ３５
０μｍでｎ型のＩｎＰから成る半導体基板２上に、厚さ
１μｍでｎ型のＩｎＰから成るバッファ層３と、厚さ
０．１μｍでノンドープのＧａＩｎＡｓＰから成る活性
層４（エネルギーバンドギャップ波長１．３μｍ）と、
厚さ０．５μｍでｐ型のＩｎＰから成るクラッド層５
と、厚さ２μｍでｐ型のＩｎＰから成るクラッド層６
と、厚さ０．３μｍでｐ型のＧａＩｎＡｓから成るコン
タクト層７とが、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）
等のエピタキシャル成長法により順次積層されており、
活性層４の表面からバッファ層３に至までエッチングが
施されて形成された第１のリッジメサ８の両側には、厚
さ２μｍでｐ型のＩｎＰから成る電流阻止層９と、厚さ
１μｍでｎ型のＩｎＰから成る電流阻止層１０とが設け
られている。さらに、コンタクト層７の表面からバッフ
ァ層３に至までエッチングが施されて形成された第２の
リッジメサ１１の両側には、厚さ０．７μｍでｎ型のＩ
ｎＰ層１２、および厚さ３μｍでＦｅがドープされたＩ
ｎＰ、又はポリイミドより成る半絶縁層１３とが設けら
れている。
【００１０】本構造によれば、半導体層のｐ−ｎ逆接合
を用いた電流阻止層９，１０により電流狭窄を行ってい
るので、低しきい値駆動が可能であり、また、埋め込み
型半導体レーザ素子１の低容量化の方法としては、第２
のリッジメサ１１の両側に設けられた半絶縁層１３によ
り実現されている。
を用いた電流阻止層９，１０により電流狭窄を行ってい
るので、低しきい値駆動が可能であり、また、埋め込み
型半導体レーザ素子１の低容量化の方法としては、第２
のリッジメサ１１の両側に設けられた半絶縁層１３によ
り実現されている。
【００１１】次に、埋め込み型半導体レーザ素子１の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００１２】先ず、半導体基板２上に、バッファ層３
と、活性層４と、クラッド層５とを有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）等のエピタキシャル成長法を用いて順
次積層する。−(1) 次に、クラッド層５上にマスクを形成した後、公知のフ
ォトリソグラフィにより活性層４の表面からバッファ層
３に至までエッチングを施し、幅約１．５μｍの第１の
リッジメサ８を形成する。−(2)
と、活性層４と、クラッド層５とを有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）等のエピタキシャル成長法を用いて順
次積層する。−(1) 次に、クラッド層５上にマスクを形成した後、公知のフ
ォトリソグラフィにより活性層４の表面からバッファ層
３に至までエッチングを施し、幅約１．５μｍの第１の
リッジメサ８を形成する。−(2)
【００１３】続いて、活性層４上にＳｉＯ2 より成るマ
スクを形成した後、エッチングを施した箇所に電流阻止
層９を形成した後、さらに電流阻止層１０を活性層４の
積層面と等しくなるまで選択成長する。−(3) さらに、マスクを除去した後、活性層４と電流阻止層１
０上に、２回目の有機金属気相成長法等によりクラッド
層６と、コンタクト層７とを順次積層する。−(4)
スクを形成した後、エッチングを施した箇所に電流阻止
層９を形成した後、さらに電流阻止層１０を活性層４の
積層面と等しくなるまで選択成長する。−(3) さらに、マスクを除去した後、活性層４と電流阻止層１
０上に、２回目の有機金属気相成長法等によりクラッド
層６と、コンタクト層７とを順次積層する。−(4)
【００１４】次に、コンタクト層７上にマスクを形成し
た後、公知のフィトリソグラフィによりコンタクト層７
の表面からバッファ層３に至までエッチングを施し、幅
約５〜２０μｍの第２のリッジメサ１１を形成する。−
(5) 続いて、コンタクト層７上にＳｉＯ2 より成るマスクを
形成した後、エッチングを施した箇所に３回目の有機金
属気相成長法等により半絶縁層１３とＩｎＰ層１２とを
順次積層して埋め込み型半導体レーザ素子１を完成させ
る。−(6) 尚、半絶縁層１３がポリイミドの時は、エピタキシャル
成長法による連続成長は行わない。また、上記作成方法
において、(6) の工程を(3) の工程の次に行ってもよ
い。
た後、公知のフィトリソグラフィによりコンタクト層７
の表面からバッファ層３に至までエッチングを施し、幅
約５〜２０μｍの第２のリッジメサ１１を形成する。−
(5) 続いて、コンタクト層７上にＳｉＯ2 より成るマスクを
形成した後、エッチングを施した箇所に３回目の有機金
属気相成長法等により半絶縁層１３とＩｎＰ層１２とを
順次積層して埋め込み型半導体レーザ素子１を完成させ
る。−(6) 尚、半絶縁層１３がポリイミドの時は、エピタキシャル
成長法による連続成長は行わない。また、上記作成方法
において、(6) の工程を(3) の工程の次に行ってもよ
い。
【００１５】尚、各半導体層の膜厚は本実施例に限定さ
れるものではなく、また活性層４も本実施例のようなバ
ルク構造ではなく、量子井戸構造、あるいは歪量子井戸
構造であってもよい。本実施例の埋め込み型半導体レー
ザ素子１によれば、活性層４と熱膨張係数の異なる絶縁
膜を有する溝が、活性層４の近傍に設けられていないの
で、高温で駆動させた際にも活性層４に応力が加わわら
なくなり、信頼性が低下しなくなる。
れるものではなく、また活性層４も本実施例のようなバ
ルク構造ではなく、量子井戸構造、あるいは歪量子井戸
構造であってもよい。本実施例の埋め込み型半導体レー
ザ素子１によれば、活性層４と熱膨張係数の異なる絶縁
膜を有する溝が、活性層４の近傍に設けられていないの
で、高温で駆動させた際にも活性層４に応力が加わわら
なくなり、信頼性が低下しなくなる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の埋め込み型半導体レーザ素子に
よれば、活性層と熱膨張係数の異なる絶縁膜が形成され
た溝が、活性層の近傍に設けられていないので、高温駆
動させた際にも活性層に応力が加わらなくなり、活性層
は歪まなくなる。従って、高温駆動の際にも埋め込み型
半導体レーザ素子の信頼性が低下しなくなる。
よれば、活性層と熱膨張係数の異なる絶縁膜が形成され
た溝が、活性層の近傍に設けられていないので、高温駆
動させた際にも活性層に応力が加わらなくなり、活性層
は歪まなくなる。従って、高温駆動の際にも埋め込み型
半導体レーザ素子の信頼性が低下しなくなる。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】従来例を示す断面図である。
１ 埋め込み型半導体レーザ素子 ２ 半導体基板 ３ バッファ層 ４ 活性層 ５ クラッド層 ６ クラッド層 ７ コンタクト層 ８ 第１のリッジメサ ９ 電流阻止層 １０ 電流阻止層 １１ 第２のリッジメサ １２ ＩｎＰ層 １３ 半絶縁層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に活性層が積層されて成る
第１のリッジメサの両側で、且つ前記活性層の積層方向
に、半導体層のｐ−ｎ逆接合により電流狭窄を行う電流
阻止層が設けられ、少なくとも前記リッジメサ、および
前記電流阻止層で形成された第２のリッジメサの両側
で、且つ前記電流阻止層の積層方向に、半絶縁層が設け
られていることを特徴とする埋め込み型半導体レーザ素
子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3353614A JPH05167191A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 埋め込み型半導体レーザ素子 |
| CA002085337A CA2085337C (en) | 1991-12-18 | 1992-12-14 | Buried-type semiconductor laser device |
| EP92311363A EP0547850B1 (en) | 1991-12-18 | 1992-12-14 | Buried- type semiconductor laser device |
| DE69209023T DE69209023D1 (de) | 1991-12-18 | 1992-12-14 | Halbleiterlaservorrichtung vom vergrabenen Typ |
| US07/991,944 US5325385A (en) | 1991-12-18 | 1992-12-17 | Buried-type semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3353614A JPH05167191A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 埋め込み型半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05167191A true JPH05167191A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18432039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3353614A Pending JPH05167191A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 埋め込み型半導体レーザ素子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5325385A (ja) |
| EP (1) | EP0547850B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05167191A (ja) |
| CA (1) | CA2085337C (ja) |
| DE (1) | DE69209023D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020078189A (ko) * | 2001-04-06 | 2002-10-18 | 한국전자통신연구원 | 매립형 리지 구조의 전류 차단층을 갖는 광소자 및 그제조 방법 |
| US7095057B2 (en) | 2003-12-05 | 2006-08-22 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Semiconductor laser and method for manufacturing the same |
| JP2010010622A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2718342B2 (ja) * | 1993-05-28 | 1998-02-25 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5523256A (en) * | 1993-07-21 | 1996-06-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing a semiconductor laser |
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| US5608234A (en) * | 1994-11-14 | 1997-03-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
| US5629232A (en) * | 1994-11-14 | 1997-05-13 | The Whitaker Corporation | Method of fabricating semiconductor light emitting devices |
| JPH09199803A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
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| US6829275B2 (en) * | 2001-12-20 | 2004-12-07 | Bookham Technology, Plc | Hybrid confinement layers of buried heterostructure semiconductor laser |
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