JPH05190980A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH05190980A JPH05190980A JP2573592A JP2573592A JPH05190980A JP H05190980 A JPH05190980 A JP H05190980A JP 2573592 A JP2573592 A JP 2573592A JP 2573592 A JP2573592 A JP 2573592A JP H05190980 A JPH05190980 A JP H05190980A
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- JP
- Japan
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- layer
- film
- junction
- semiconductor laser
- laser element
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製作歩留まりがよく、信頼性が向上した高速
型半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 活性層３の両側をｐｎ接合を有する電流狭窄
半導体層４、５で埋め込んだ半導体レーザ素子におい
て、イオン注入により電流狭窄半導体層４、５の電気抵
抗を高くする。
型半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 活性層３の両側をｐｎ接合を有する電流狭窄
半導体層４、５で埋め込んだ半導体レーザ素子におい
て、イオン注入により電流狭窄半導体層４、５の電気抵
抗を高くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速型半導体レーザ素
子に関する。
子に関する。
【０００２】
【従来技術】ｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層で活性
層の両側を埋め込んだ高速型半導体レーザ素子では、変
調周波数を高めるためにｐｎ接合の空乏層容量を低減す
る必要がある。従来の高速型半導体レーザ素子は、例え
ば図３に示すように、埋め込み型構造に溝を設けて容量
を低減している。図中、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ−
ＩｎＰクラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はｐ
−ＩｎＰブロッキング層、５はｎ−ＩｎＰブロッキング
層、６はｐ−ＩｎＰクラッド層、７はｐ+ −ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層、９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、１０はＡ
ｕ−Ｇｅ／Ｍｏ／Ａｕ電極、１１はＳｉＯ2 膜、１２は
溝である。この素子は、例えば図４に示すような工程で
製作される。即ち、 １）先ず、ＬＰＥまたはＭＯＣＶＤ法により、通常のｐ
ｎ逆接合を利用した埋め込み型半導体レーザ素子を製作
する。その後、スパッタリングによりＳｉＯ2 膜１１を
形成し、フォトリソグラフィおよびケミカルエッチング
により、幅２０μｍの窓１３を２個所にストライプ状に
あける（図４（ａ））。 ２）次いで、ＳｉＯ2 膜１１をマスクとして、ケミカル
エッチングによりｎ−ＩｎＰクラッド層２まで溝１２を
彫り、その後、ＳｉＯ2 膜１１を除去する（図４
（ｂ））。 ３）次いで再び、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ2 膜１１
を溝１２の中を含む全面に積層し、その後、フォトリソ
グラフィおよびケミカルエッチングにより、活性層３上
に電流注入用の窓１４をあける（図４（ｃ））。 ４）次いで、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極９およびＡｕ−Ｇｅ
／Ｍｏ／Ａｕ電極１０を形成して、チップとする。
層の両側を埋め込んだ高速型半導体レーザ素子では、変
調周波数を高めるためにｐｎ接合の空乏層容量を低減す
る必要がある。従来の高速型半導体レーザ素子は、例え
ば図３に示すように、埋め込み型構造に溝を設けて容量
を低減している。図中、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ−
ＩｎＰクラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４はｐ
−ＩｎＰブロッキング層、５はｎ−ＩｎＰブロッキング
層、６はｐ−ＩｎＰクラッド層、７はｐ+ −ＩｎＧａＡ
ｓコンタクト層、９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、１０はＡ
ｕ−Ｇｅ／Ｍｏ／Ａｕ電極、１１はＳｉＯ2 膜、１２は
溝である。この素子は、例えば図４に示すような工程で
製作される。即ち、 １）先ず、ＬＰＥまたはＭＯＣＶＤ法により、通常のｐ
ｎ逆接合を利用した埋め込み型半導体レーザ素子を製作
する。その後、スパッタリングによりＳｉＯ2 膜１１を
形成し、フォトリソグラフィおよびケミカルエッチング
により、幅２０μｍの窓１３を２個所にストライプ状に
あける（図４（ａ））。 ２）次いで、ＳｉＯ2 膜１１をマスクとして、ケミカル
エッチングによりｎ−ＩｎＰクラッド層２まで溝１２を
彫り、その後、ＳｉＯ2 膜１１を除去する（図４
（ｂ））。 ３）次いで再び、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ2 膜１１
を溝１２の中を含む全面に積層し、その後、フォトリソ
グラフィおよびケミカルエッチングにより、活性層３上
に電流注入用の窓１４をあける（図４（ｃ））。 ４）次いで、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極９およびＡｕ−Ｇｅ
／Ｍｏ／Ａｕ電極１０を形成して、チップとする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の高速型半導体レ
ーザ素子には、次のような問題があった。即ち、 １）溝の作成工程が複雑であり、また、溝があるため
に、活性層で発生した熱の逃げが悪い。 ２）パシベーション用のＳｉＯ2 膜と半導体層との歪み
差などにより、素子の製作歩留まりおよび寿命が低下す
る。
ーザ素子には、次のような問題があった。即ち、 １）溝の作成工程が複雑であり、また、溝があるため
に、活性層で発生した熱の逃げが悪い。 ２）パシベーション用のＳｉＯ2 膜と半導体層との歪み
差などにより、素子の製作歩留まりおよび寿命が低下す
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した半導体レーザ素子を提供するもので、活性層の両
側をｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層で埋め込んだ半
導体レーザ素子において、電流狭窄半導体層はイオン注
入により高電気抵抗化されていることを特徴とするもの
である。
決した半導体レーザ素子を提供するもので、活性層の両
側をｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層で埋め込んだ半
導体レーザ素子において、電流狭窄半導体層はイオン注
入により高電気抵抗化されていることを特徴とするもの
である。
【０００５】
【作用】半導体層にイオンを注入すると、半導体層の電
気抵抗は高くなることが知られている。そこで、上述の
ように、ｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層にイオン注
入を行うと、その部分の電気抵抗は高くなり、ｐｎ接合
部の面積は小さくなって、ｐｎ接合の空乏層容量を低減
させることができる。その結果、電流狭窄半導体層に溝
を設けることなく、半導体レーザ素子を高速化させるこ
とができる。
気抵抗は高くなることが知られている。そこで、上述の
ように、ｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層にイオン注
入を行うと、その部分の電気抵抗は高くなり、ｐｎ接合
部の面積は小さくなって、ｐｎ接合の空乏層容量を低減
させることができる。その結果、電流狭窄半導体層に溝
を設けることなく、半導体レーザ素子を高速化させるこ
とができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる半導体レーザ
素子の一実施例の断面図である。図中、１はｎ−ＩｎＰ
基板、２はｎ−ＩｎＰクラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ
活性層、４はｐ−ＩｎＰブロッキング層、５はｎ−Ｉｎ
Ｐブロッキング層、６はｐ−ＩｎＰクラッド層、７はｐ
+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層、９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
電極、１０はＡｕ−Ｇｅ／Ｍｏ／Ａｕ電極である。本実
施例の製作方法を図２を用いて以下に説明する。即ち、 １）先ず、ＬＰＥまたはＭＯＣＶＤ法により、通常のｐ
ｎ逆接合を利用した埋め込み型半導体レーザ素子を製作
する。次いで、スパッタリングによりＳｉＯ2 膜１１を
全面に形成した後、フォトリソグラフィおよびケミカル
エッチングにより、活性層３上に幅１５〜２０μｍのス
トライプ状のＳｉＯ2 膜１１を形成する（図２
（ａ））。 ２）次に、ＳｉＯ2 膜１１をマスクとして、Ｏ+ イオン
を基板１に達するぐらいに注入し、高電気抵抗領域８
（点線部分）を形成する（図２（ｂ））。 ３）次いで、ＳｉＯ2 膜１１のマスクを除去し、Ｔｉ／
Ｐｔ／Ａｕ電極９およびＡｕ−Ｇｅ／Ｍｏ／Ａｕ電極１
０を形成して、チップとする。このような構造では、活
性層を含む幅１５〜２０μｍの領域以外の部分は、電気
的に高抵抗になり、ｐ−ＩｎＰブロッキング層４とｎ−
ＩｎＰブロッキング層５により形成されるｐｎ逆接合部
の電気容量は減少する。このようにして製作された本実
施例の変調周波数の上限は３ＧＨｚであり、従来の溝付
の場合の５００ＭＨｚよりも向上した。なお、イオン注
入のマスクはＳｉＯ2 膜とは限らず、レジストでもよ
く、イオン種はＯ+ とは限らず、Ｈ+ 、Ａｒなどを用い
てもよい。また、本発明は、埋め込み型構造とは限ら
ず、ｐｎ接合により電流狭窄を行う構造に適用できるこ
とは言うまでもない。さらに、基板はｎ型基板とは限ら
ず、ｐ型基板でもよく、活性層はバルクのＩｎＧａＡｓ
Ｐとは限らず、量子井戸もしくは歪み量子井戸構造でも
よい。
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる半導体レーザ
素子の一実施例の断面図である。図中、１はｎ−ＩｎＰ
基板、２はｎ−ＩｎＰクラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰ
活性層、４はｐ−ＩｎＰブロッキング層、５はｎ−Ｉｎ
Ｐブロッキング層、６はｐ−ＩｎＰクラッド層、７はｐ
+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層、９はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
電極、１０はＡｕ−Ｇｅ／Ｍｏ／Ａｕ電極である。本実
施例の製作方法を図２を用いて以下に説明する。即ち、 １）先ず、ＬＰＥまたはＭＯＣＶＤ法により、通常のｐ
ｎ逆接合を利用した埋め込み型半導体レーザ素子を製作
する。次いで、スパッタリングによりＳｉＯ2 膜１１を
全面に形成した後、フォトリソグラフィおよびケミカル
エッチングにより、活性層３上に幅１５〜２０μｍのス
トライプ状のＳｉＯ2 膜１１を形成する（図２
（ａ））。 ２）次に、ＳｉＯ2 膜１１をマスクとして、Ｏ+ イオン
を基板１に達するぐらいに注入し、高電気抵抗領域８
（点線部分）を形成する（図２（ｂ））。 ３）次いで、ＳｉＯ2 膜１１のマスクを除去し、Ｔｉ／
Ｐｔ／Ａｕ電極９およびＡｕ−Ｇｅ／Ｍｏ／Ａｕ電極１
０を形成して、チップとする。このような構造では、活
性層を含む幅１５〜２０μｍの領域以外の部分は、電気
的に高抵抗になり、ｐ−ＩｎＰブロッキング層４とｎ−
ＩｎＰブロッキング層５により形成されるｐｎ逆接合部
の電気容量は減少する。このようにして製作された本実
施例の変調周波数の上限は３ＧＨｚであり、従来の溝付
の場合の５００ＭＨｚよりも向上した。なお、イオン注
入のマスクはＳｉＯ2 膜とは限らず、レジストでもよ
く、イオン種はＯ+ とは限らず、Ｈ+ 、Ａｒなどを用い
てもよい。また、本発明は、埋め込み型構造とは限ら
ず、ｐｎ接合により電流狭窄を行う構造に適用できるこ
とは言うまでもない。さらに、基板はｎ型基板とは限ら
ず、ｐ型基板でもよく、活性層はバルクのＩｎＧａＡｓ
Ｐとは限らず、量子井戸もしくは歪み量子井戸構造でも
よい。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、活
性層の両側をｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層で埋め
込んだ半導体レーザ素子において、電流狭窄半導体層は
イオン注入により高電気抵抗化されているため、製作歩
留まりと信頼性が向上した高速型半導体レーザ素子が得
られるという優れた効果がある。
性層の両側をｐｎ接合を有する電流狭窄半導体層で埋め
込んだ半導体レーザ素子において、電流狭窄半導体層は
イオン注入により高電気抵抗化されているため、製作歩
留まりと信頼性が向上した高速型半導体レーザ素子が得
られるという優れた効果がある。
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例の断
面図である。
面図である。
【図２】（ａ）と（ｂ）は上記実施例の製作工程説明図
である。
である。
【図３】従来の半導体レーザ素子の断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は上記半導体レーザ素子の製作
工程説明図である。
工程説明図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ４ ｐ−ＩｎＰブロッキング層 ５ ｎ−ＩｎＰブロッキング層 ６ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ７ コンタクト層 ８ 高電気抵抗領域 ９、１０ 電極 １１ ＳｉＯ2 膜 １２ 溝 １３、１４ 窓
Claims (1)
- 【請求項１】 活性層の両側をｐｎ接合を有する電流狭
窄半導体層で埋め込んだ半導体レーザ素子において、電
流狭窄半導体層はイオン注入により高電気抵抗化されて
いることを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2573592A JPH05190980A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2573592A JPH05190980A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190980A true JPH05190980A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=12174078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2573592A Pending JPH05190980A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093919A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Nichia Corporation | 窒化物半導体レーザ素子 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP2573592A patent/JPH05190980A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093919A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Nichia Corporation | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2005311309A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| US7995634B2 (en) | 2004-03-26 | 2011-08-09 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
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