JPH0637392A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0637392A JPH0637392A JP18977492A JP18977492A JPH0637392A JP H0637392 A JPH0637392 A JP H0637392A JP 18977492 A JP18977492 A JP 18977492A JP 18977492 A JP18977492 A JP 18977492A JP H0637392 A JPH0637392 A JP H0637392A
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Abstract
が小さな半導体レーザに関し,p型不純物の拡散による
埋込み層の抵抗低下の防止を目的とする。 【構成】 p型半導体層4を有して半導体基板1上に形
成されたメサ7と,深いアクセプタ準位を形成する不純
物が添加されたIII-V 半導体からなり,メサ7の側壁に
表出するp型半導体層4の端面に接してメサ7を埋め込
む高抵抗の埋込み層8とを有する半導体レーザにおい
て,p型半導体層4は,該埋込み層8に添加されて深い
アクセプタ準位を形成する該不純物が添加されてなるよ
うに構成する。
Description
して埋込み層中を流れるリーク電流が小さい半導体レー
ザに関する。
きい値電流を低減し,出力を増大するために,活性層を
含むメサを高抵抗層で埋込み,電流をメサに集中する構
造が多く用いられている。
電気抵抗が小さい場合には,メサを迂回するリーク電流
が多くなり発光効率が低下する。このため,半導体レー
ザの製造の際に生ずる埋込み層の抵抗の低下を防止し,
メサを迂回して埋込み層中を流れるリーク電流を小さく
する必要がある。
り,メサストライプ構造の埋込み型半導体レーザを表し
ている。
半導体基板1上に形成されたストライプ状のメサ7が高
抵抗層8により埋め込まれ,メサ7の上面及び基板の下
面にそれぞれ上電極9及び下電極10が設けられる。
の化合物半導体を用いることができる。メサ7は,基板
上に順次堆積された,n型InGaAsPからなるガイ
ド層2,InGaAsPからなる活性層3,クラッド層
4として例えばZnを添加したInPからなるp型半導
体層4,p型InGaAsPからなるコンタクト層5を
有する。
クセプタ準位を形成する不純物を添加してキャリア濃度
を低くした高抵抗の半導体,例えばFeを添加したIn
Pが用いられる。
極9,10間を流れる電流は高抵抗層8に阻まれ,活性
層を含むメサ7に集中して流れるため電流の利用効率が
高い。
7の側壁に表出するp型半導体層4と埋込み層8とが接
触するために,p型半導体層4中の不純物が埋込み層8
に拡散する。
セプタによっては補償されないためメサ7の近傍の埋込
み層8がp型導電型に変換される結果,埋込み層8の電
流阻止機能が低下しリーク電流が増加するのである。
構造の半導体レーザでは,メサと接触する埋込み層にメ
サに含まれるp型半導体層中の不純物が拡散して埋込み
層の抵抗が低下するため,埋込み層の電流阻止機能が低
下しリーク電流が増加するという問題がある。
プタ準位を形成する不純物をp型半導体層に添加するこ
とにより,埋込み層へのp型不純物の拡散を阻止して埋
込み層の抵抗の低下を防ぐことにより,埋込み層を流れ
るリーク電流が小さく発光効率の良い半導体レーザを提
供することを目的とする。
製造工程図であり,図2(a)〜(d)は半導体レーザ
の製造工程を示す断面を,図2(d)は完成した半導体
レーザの断面を表している。
(d)を参照して,第一の構成は,p型半導体層4を有
して半導体基板1上に形成されたメサ7と,深いアクセ
プタ準位を形成する不純物が添加されたIII-V 化合物半
導体からなり,該メサ7の側壁に表出する該p型半導体
層4の端面に接して該メサ7を埋め込む高抵抗の埋込み
層8とを有し,該p型半導体層4は,該埋込み層8に添
加されて深いアクセプタ準位を形成する該不純物元素が
添加されてなることを特徴として構成し,及び,第二の
構成は,第一の構成の半導体レーザにおいて,該半導体
基板1はInPからなり,該p型半導体層4は,p型不
純物としてZn,Cd及びMgのうち少なくとも一つの
元素が添加されたIII-V 化合物半導体からなり,該埋込
み層8はInPおよびGaAsのうちの何れか又はそれ
らの混晶からなり,該埋込み層8に添加され深いアクセ
プタ準位を形成する該不純物元素は,Fe,Co及びC
uのうちの何れかの元素であることを特徴として構成す
る。
層とその上に堆積された埋込み層の深さ方向の不純物濃
度分布を表している。なお,図1の不純物濃度分布は,
以下に述べる試料についてSIMS(二次イオン質量ス
ペクトル)法により測定した結果であり,本発明の発明
者が明らかにしたものである。また,図中Zn,Feの
濃度について,それぞれZn,Feの記号を付して明瞭
にしている。
堆積)法によりInP基板上にZnをp型不純物として
含むInPからなる厚さ2μmのp型半導体層を堆積
し,続けてMOCVD法によりFeを深いアクセプタ準
位を形成する不純物として含むInPからなる厚さ1μ
mの埋込み層を堆積して作成した。
同じ濃度のFeを添加した場合である。p型半導体層と
埋込み層との界面で,Znの拡散は生じていない。これ
に対して図1(b)は,p型半導体層にFeが添加され
ていない場合である。p型半導体層と接する埋込み層中
にp型半導体層中のZn不純物が拡散している。
にFeが添加されていない場合と同様に,Feが添加さ
れていない埋込み層がp型半導体層に接して堆積される
構造であるため,埋込み層にp型不純物が拡散し,埋込
み層の抵抗が低下する。
た。即ち,本発明は,図2(d)を参照して,深いアク
セプタ準位を形成する不純物を,埋込み層8に添加して
高抵抗とする一方,予めp型半導体層4にも同じ深いア
クセプタ準位を形成する不純物を添加するもので,これ
によりp型半導体層4中のp型不純物が埋込み層8に拡
散することを防止するのである。
位を形成する不純物を添加しても,同じ導電型の不純物
であるから補償されることはなく,p型半導体の導電型
が変換するという不都合は生じない。
抗の低下は起こらず,常に高抵抗の埋込み層8が保持さ
れるから,メサ7を迂回して埋込み層8を流れるリーク
電流は少ない。従って,高い発光効率を有する半導体レ
ーザが実現される。
き,埋込み層へのp型不純物の拡散が阻止されるのは,
本発明の発明者により以下の機構によると考えられてい
る。図1(b)を参照して,埋込み層中のFeはp型拡
散層に均一濃度で拡散している。他方,p型拡散層中の
p型不純物であるZnは,Feの拡散と交換して埋込み
層中に拡散している。
る不純物であるFeがp型半導体中に容易に拡散するこ
とにより,このFeの拡散との相互拡散によりZnが埋
込み層に拡散することを示唆している。
加されているため,埋込み層とのFe濃度の差が小さ
く,埋込み層からp型半導体層へのFeの拡散が抑制さ
れる。このため,Feとの相互拡散により拡散するZn
もまた拡散が抑制されるのである。
のp型不純物, 例えばCd,BeについてJ.Crystal Gr
owth vol. 11(1992)p75 に同様に生ずることが記載され
ており, MgについてPaper presented of 6th Semi-in
sulating III-V Materials,Toront,Canada,(1990)p137
に記載されている。
は,Cd,Be及びMgについても同様であり,本発明
を適用することができる。さらに,上述の拡散はFeの
他,化合物半導体において深いアクセプタとなる不純
物,なかでもIII-V 化合物半導体例えばGaAs若しく
はInPaAs又はこれらの混晶において III族を置換
するII族の不純物,例えばCo,Cuについても同様に
生ずる。
合物半導体を埋込み層又はp型半導体層とし,深いアク
セプタとなる上記 III族を置換するII族の不純物を添加
する場合にも適用されるのである。
る。本発明に係るメサストライプ埋込み型半導体レーザ
を製造するには,図2(a)を参照して,先ず,例えば
n型InPからなる半導体基板1上にMOCVD(有機
金属化学的気相堆積)法により,ガイド層2としてSn
を1×1017cm-3添加した厚さ0.2μmのn型InG
aAsPを,活性層3として厚さ0.1μmのn型In
GaAsPを,クラッド層となるべきp型半導体層4と
してZnを5×1017cm-3及びFeを6×1016cm-3添
加した厚さ1.5μmのInPを,コンタクト層5とし
てZnを1×1019cm-3添加した厚さ0.2μmのIn
GaAsを,順次堆積する。
ト層5の上に幅2μmのストライプ状のSiO2 マスク
6を形成し,マスク6を用いた硫酸系の及び塩酸系のエ
ッチャントによる上記堆積層の選択的エッチングによ
り,高さ2μm,幅1.5μmのメサ7を形成する。
側壁を埋め込むInPをMOCVD法により堆積し埋込
み層8とする。このとき,マスク6は埋込み層の選択的
堆積のためにも用いられる。堆積温度は例えば600℃
とすることができる。また,埋込み層8には例えば濃度
6×1016cm-3のFeを添加し,キャリアが補償された
高抵抗半導体とする。
を除去したのち,例えば金属を蒸着して,メサ7の上面
に接し埋込み層8表面に延在する電極9及び基板の裏面
に密着する電極10を形成する。さらにメサ7と垂直面
で劈開し共振器長が300μmのチップとして半導体レ
ーザを完成する。
力が30mWであった。これは同じ形状の従来の半導体レ
ーザの最高出力25mWと比較して20%増加している。
導体層に埋込み層に添加される補償用不純物と同じ不純
物を添加することにより,埋込み層屁のp型不純物の拡
散を抑制することができるから埋込み層の抵抗の低下が
防止され,活性層を含むメサを迂回して埋込み層を流れ
るリーク電流が小さく,発光効率の高い半導体レーザを
提供することができるから,電子機器の性能向上に寄与
するところが大きい。
Claims (2)
- 【請求項1】 p型半導体層(4)を有して半導体基板
(1)上に形成されたメサ(7)と,深いアクセプタ準
位を形成する不純物が添加されたIII-V 化合物半導体か
らなり,該メサ(7)の側壁に表出する該p型半導体層
(4)の端面に接して該メサ(7)を埋め込む高抵抗の
埋込み層(8)とを有し, 該p型半導体層(4)は,該埋込み層(8)に添加され
て深いアクセプタ準位を形成する該不純物元素が添加さ
れてなることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体レーザにおいて, 該半導体基板(1)はInPからなり, 該p型半導体層(4)は,p型不純物としてZn,Cd
及びMgのうち少なくとも一つの元素が添加されたIII-
V 化合物半導体からなり, 該埋込み層(8)はInPおよびGaAsのうちの何れ
か又はそれらの混晶からなり, 該埋込み層(8)に添加され深いアクセプタ準位を形成
する該不純物元素は,Fe,Co及びCuのうちの何れ
かの元素であ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 |
---|---|---|---|
JP18977492A JP3257045B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18977492A JP3257045B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 半導体レーザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0637392A true JPH0637392A (ja) | 1994-02-10 |
JP3257045B2 JP3257045B2 (ja) | 2002-02-18 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP18977492A Expired - Fee Related JP3257045B2 (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | 半導体レーザ |
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JP (1) | JP3257045B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7075119B2 (en) | 2004-09-14 | 2006-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device and method of fabricating optical semiconductor device |
EP1981138A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-15 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical device and manufacturing method thereof |
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1992
- 1992-07-17 JP JP18977492A patent/JP3257045B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP1981138A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-15 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical device and manufacturing method thereof |
US7804870B2 (en) | 2007-03-28 | 2010-09-28 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical device and manufacturing method thereof |
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JP3257045B2 (ja) | 2002-02-18 |
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