JPH07101769B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH07101769B2 JPH07101769B2 JP1014347A JP1434789A JPH07101769B2 JP H07101769 B2 JPH07101769 B2 JP H07101769B2 JP 1014347 A JP1014347 A JP 1014347A JP 1434789 A JP1434789 A JP 1434789A JP H07101769 B2 JPH07101769 B2 JP H07101769B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- type
- clad layer
- upper clad
- 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 - Fee Related
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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
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
- H01S2301/173—The laser chip comprising special buffer layers, e.g. dislocation prevention or reduction
-
- 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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、半導体レーザに関し、詳しく言えば、その
順方向電圧を低下させる構造に関する。
順方向電圧を低下させる構造に関する。
（ロ）従来の技術 従来、半導体レーザとしては、第３図に示すものが知ら
れている。この従来半導体レーザ21は、例えばＮ型のGa
As型基板22上に、Ｎ型AlxGa1-xAsからなる下部クラッド
層23、Alx′Ga1-x′Asよりなる活性層24、Ｐ型AlxGa1-x
Asよりなる第１の上部クラッド層25、Ｎ型GaAsよりなる
光吸収層26及びＮ型Alx′Ga1-x′Asよりなる蒸発防止層
27が、積層して形成されている。これら各層23〜27は、
MBE（分子線エピタキシ）装置を用いて形成される。
れている。この従来半導体レーザ21は、例えばＮ型のGa
As型基板22上に、Ｎ型AlxGa1-xAsからなる下部クラッド
層23、Alx′Ga1-x′Asよりなる活性層24、Ｐ型AlxGa1-x
Asよりなる第１の上部クラッド層25、Ｎ型GaAsよりなる
光吸収層26及びＮ型Alx′Ga1-x′Asよりなる蒸発防止層
27が、積層して形成されている。これら各層23〜27は、
MBE（分子線エピタキシ）装置を用いて形成される。
蒸発防止層27から光吸収層26にかけては、ストライプ溝
29がエッチングにより形成される。さらに、このストラ
イプ溝29を覆うように、Ｐ型AlYGa1-YAsからなる第２の
上部クラッド層30及びP+型GaAsからなるキャップ層31が
MBE装置により積層して形成される（再成長）。ストラ
イプ溝29により、第１の上部クラッド層25と第２の上部
クラッド層30とが接することとなる。基板22とキャップ
層31には、それぞれ電極32a、32bが形成されている。
29がエッチングにより形成される。さらに、このストラ
イプ溝29を覆うように、Ｐ型AlYGa1-YAsからなる第２の
上部クラッド層30及びP+型GaAsからなるキャップ層31が
MBE装置により積層して形成される（再成長）。ストラ
イプ溝29により、第１の上部クラッド層25と第２の上部
クラッド層30とが接することとなる。基板22とキャップ
層31には、それぞれ電極32a、32bが形成されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の半導体レーザ21では、再成長界面Ａ、すなわ
ち、第１の上部クラッド層25と第２の上部クラッド層30
との界面において、界面準位が形成される。このため、
直列抵抗成分が増え、順方向電圧VFが高くなってしまう
問題点があった。この問題点は、第１の上部クラッド層
25のキャリア濃度を高めることにより解消できるが、発
振開始電流Ith等他の特性が低下してしまう。
ち、第１の上部クラッド層25と第２の上部クラッド層30
との界面において、界面準位が形成される。このため、
直列抵抗成分が増え、順方向電圧VFが高くなってしまう
問題点があった。この問題点は、第１の上部クラッド層
25のキャリア濃度を高めることにより解消できるが、発
振開始電流Ith等他の特性が低下してしまう。
この発明は上記に鑑みなされたもので、他の特性を損な
うことなく、順方向電圧VFを下げることのできる半導体
レーザの提供を目的としている。
うことなく、順方向電圧VFを下げることのできる半導体
レーザの提供を目的としている。
（ニ）課題を解決するための手段及び作用 この発明の半導体レーザの構成を、一実施例に対応する
第１図を用いて説明すると、半導体基板２上に、下部ク
ラッド層３、活性層４、第１の上部クラッド層５、光吸
収層６、蒸発防止層７が順に積層され、この蒸発防止層
７より第１の上部クラッド層５に達するストライプ溝９
が形成され、このストライプ溝９を覆うように第２の上
部クラッド層10及びキャップ層11が形成され、前記半導
体基板２とこのキャップ層11にそれぞれ電極12a、12bと
が形成されてなるものにおいて、前記第１の上部クラッ
ド層５の、前記第２の上部クラッド層10との界面部5a
に、この第１の上部クラッド層５と同じ導電型のドーパ
ントをイオン注入したことを特徴とするものである。従
って、再成長界面Ａ近傍のキャリア濃度が高くなり、直
列抵抗分を減らして、順方向電圧VFを低くすることがで
きる。また、第１の上部クラッド層５でキャリア濃度が
高いのは、界面部5aだけであるから、発振開始電流Ith
等他の特性が損なわれる危険性は少ない。
第１図を用いて説明すると、半導体基板２上に、下部ク
ラッド層３、活性層４、第１の上部クラッド層５、光吸
収層６、蒸発防止層７が順に積層され、この蒸発防止層
７より第１の上部クラッド層５に達するストライプ溝９
が形成され、このストライプ溝９を覆うように第２の上
部クラッド層10及びキャップ層11が形成され、前記半導
体基板２とこのキャップ層11にそれぞれ電極12a、12bと
が形成されてなるものにおいて、前記第１の上部クラッ
ド層５の、前記第２の上部クラッド層10との界面部5a
に、この第１の上部クラッド層５と同じ導電型のドーパ
ントをイオン注入したことを特徴とするものである。従
って、再成長界面Ａ近傍のキャリア濃度が高くなり、直
列抵抗分を減らして、順方向電圧VFを低くすることがで
きる。また、第１の上部クラッド層５でキャリア濃度が
高いのは、界面部5aだけであるから、発振開始電流Ith
等他の特性が損なわれる危険性は少ない。
（ホ）実施例 この発明の一実施例を、第１図及び第２図に基づいて以
下に説明する。
下に説明する。
第１図は、実施例半導体レーザ１の説明図、第２図は、
同半導体レーザ１の製造工程の説明図である。製造工程
を追いながら説明すると、まずモリブテン台に装着され
たＮ型のGaAs基板２が用意され、図示しないMBE装置に
導入し所定の方法で加熱される。MBE装置内では蒸発源
に入れられた原料物質や不純物（ドーパント）を分子線
の形で蒸発させる。この原料等を質量分析計でモニタ
し、蒸発源のシャッタを制御して、以下の各層３〜７が
形成される。すなわち、Ｎ型のAlxGa1-xAs（Ｘ＝0.6）
よりなる下部クラッド層３、AlxGa1-xAs（Ｘ＝0.15）よ
りなる活性層４、第１の上部クラッド層５、Ｎ型GaAsよ
りなる光吸収層６、Ｐ型のAlxGa1-xAs（Ｘ＝0.6）より
なる第１の上部クラッド層５、Ｎ型GaAsよりなる光吸収
層６、Ｎ型のAlxGa1-xAs（Ｘ＝0.15）よりなる蒸発防止
層７が順に積層される。なお、上記各Al組成Ｘの値は一
例であり、それぞれ適宜変更可能である。
同半導体レーザ１の製造工程の説明図である。製造工程
を追いながら説明すると、まずモリブテン台に装着され
たＮ型のGaAs基板２が用意され、図示しないMBE装置に
導入し所定の方法で加熱される。MBE装置内では蒸発源
に入れられた原料物質や不純物（ドーパント）を分子線
の形で蒸発させる。この原料等を質量分析計でモニタ
し、蒸発源のシャッタを制御して、以下の各層３〜７が
形成される。すなわち、Ｎ型のAlxGa1-xAs（Ｘ＝0.6）
よりなる下部クラッド層３、AlxGa1-xAs（Ｘ＝0.15）よ
りなる活性層４、第１の上部クラッド層５、Ｎ型GaAsよ
りなる光吸収層６、Ｐ型のAlxGa1-xAs（Ｘ＝0.6）より
なる第１の上部クラッド層５、Ｎ型GaAsよりなる光吸収
層６、Ｎ型のAlxGa1-xAs（Ｘ＝0.15）よりなる蒸発防止
層７が順に積層される。なお、上記各Al組成Ｘの値は一
例であり、それぞれ適宜変更可能である。
次に、基板２はMBE装置より取り出され、蒸発防止層７
上の、ストライプ溝９が形成される以外の部分をホトレ
ジスト８で覆う〔第２図（ｂ）参照〕。このホトレジス
ト８をマスクとして、蒸発防止層７、光吸収層６とをそ
れぞれ選択エッチングすることにより、ストライプ溝９
が形成される。この時、光吸収層６がわずかに残され
る。
上の、ストライプ溝９が形成される以外の部分をホトレ
ジスト８で覆う〔第２図（ｂ）参照〕。このホトレジス
ト８をマスクとして、蒸発防止層７、光吸収層６とをそ
れぞれ選択エッチングすることにより、ストライプ溝９
が形成される。この時、光吸収層６がわずかに残され
る。
基板２には、Zn+、Be+、Mg+等Ｐ型ドーパントになり得
るイオンを注入する。このイオンは、ホトレジスト８が
そのままマスクとなるから、ストライプ溝９底部にのみ
注入される。ストライプ溝９内にわずかに残された光吸
収層６から、第１の上部クラッド層界面部5aにかけてイ
オンが注入されるよう、注入条件が制御される。
るイオンを注入する。このイオンは、ホトレジスト８が
そのままマスクとなるから、ストライプ溝９底部にのみ
注入される。ストライプ溝９内にわずかに残された光吸
収層６から、第１の上部クラッド層界面部5aにかけてイ
オンが注入されるよう、注入条件が制御される。
続いて、基板２よりホトレジスト８を除去し、基板２を
再びMBE装置に装着し、650゜〜800℃程度（好ましくは
約760℃）の温度でアニールを行う。この過程で残って
いた光吸収層６が蒸発し、ストライプ溝９内に、第１の
上部クラッド層５が露出する。
再びMBE装置に装着し、650゜〜800℃程度（好ましくは
約760℃）の温度でアニールを行う。この過程で残って
いた光吸収層６が蒸発し、ストライプ溝９内に、第１の
上部クラッド層５が露出する。
アニール終了後、ストライプ溝９を覆うように、Ｐ型Al
YGa1-YAsからなる第二の上部クラッド層10が形成され
る。このＹの値は例えば0.6とされる。さらに、この第
二の上部クラッド層10上には、P+型GaAsからなるキャッ
プ層11が形成される。最後に、基板２の裏面とキャップ
層11表面に電極12a、12bがそれぞれ形成され、半導体レ
ーザ１が完成する（第１図参照）。
YGa1-YAsからなる第二の上部クラッド層10が形成され
る。このＹの値は例えば0.6とされる。さらに、この第
二の上部クラッド層10上には、P+型GaAsからなるキャッ
プ層11が形成される。最後に、基板２の裏面とキャップ
層11表面に電極12a、12bがそれぞれ形成され、半導体レ
ーザ１が完成する（第１図参照）。
この半導体レーザ１では、再成長界面Ａに接する第１の
上部クラッド層界面部5aが、Ｐ型のドーパントとなるイ
オンが注入されているから、キャリア濃度が高くなり、
直列抵抗成分が低くなる。よって、順方向電圧VFを低く
抑えることが可能となる。一方、上部クラッド層５の界
面部5a以外の部分は、従来と同様とキャリア濃度である
から、発振開始電流Ith等の他の特性が損なわれること
はない。
上部クラッド層界面部5aが、Ｐ型のドーパントとなるイ
オンが注入されているから、キャリア濃度が高くなり、
直列抵抗成分が低くなる。よって、順方向電圧VFを低く
抑えることが可能となる。一方、上部クラッド層５の界
面部5a以外の部分は、従来と同様とキャリア濃度である
から、発振開始電流Ith等の他の特性が損なわれること
はない。
（ヘ）発明の効果 以上説明したように、この発明の半導体レーザは、第１
の上部クラッド層の、第２の上部クラッド層との界面部
に、この第１の上部クラッド層と同じ導電型のドーパン
トをイオン注入したことを特徴とするものであるから、
他の特性を損なうことなく、順方向電圧VFを下げること
ができる利点を有している。
の上部クラッド層の、第２の上部クラッド層との界面部
に、この第１の上部クラッド層と同じ導電型のドーパン
トをイオン注入したことを特徴とするものであるから、
他の特性を損なうことなく、順方向電圧VFを下げること
ができる利点を有している。
第１図は、この発明の一実施例に係る半導体レーザを説
明する図、第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は、それぞれ
同半導体レーザの製造工程を説明する図、第３図は、従
来の半導体レーザを説明する図である。 2:基板、3:下部クラッド層、 4:活性層、5:第１の上部クラッド層、 5a:界面部、6:光吸収層、 7:蒸発防止層、9:ストライプ溝、 10:第２の上部クラッド層、 11:キャップ層、12a・12b:電極。
明する図、第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は、それぞれ
同半導体レーザの製造工程を説明する図、第３図は、従
来の半導体レーザを説明する図である。 2:基板、3:下部クラッド層、 4:活性層、5:第１の上部クラッド層、 5a:界面部、6:光吸収層、 7:蒸発防止層、9:ストライプ溝、 10:第２の上部クラッド層、 11:キャップ層、12a・12b:電極。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−42985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−198684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−222488（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に、下部クラッド層、活性
層、第１の上部クラッド層、光吸収層、蒸発防止層が順
に積層され、この蒸発防止層より第１の上部クラッド層
に達するストライプ溝が形成され、このストライプ溝を
覆うように第２の上部クラッド層及びキャップ層が積層
され、前記半導体基板とこのキャップ層にそれぞれ電極
が形成されてなる半導体レーザにおいて、 前記第１の上部クラッド層の、前記第２の上部クラッド
層との界面部に、この第１の上部クラッド層と同じ導電
型のドーパントをイオン注入したことを特徴とする半導
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014347A JPH07101769B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014347A JPH07101769B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194683A JPH02194683A (ja) | 1990-08-01 |
| JPH07101769B2 true JPH07101769B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=11858539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014347A Expired - Fee Related JPH07101769B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101769B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3787195B2 (ja) | 1996-09-06 | 2006-06-21 | シャープ株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198684A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-06 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device having multilayer semiconductor crystal layer |
| JPS6142985A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-01 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
| JPH069273B2 (ja) * | 1987-03-11 | 1994-02-02 | ロ−ム株式会社 | 半導体レ−ザの製造方法 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1014347A patent/JPH07101769B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02194683A (ja) | 1990-08-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |