JPH07162095A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH07162095A JPH07162095A JP6247403A JP24740394A JPH07162095A JP H07162095 A JPH07162095 A JP H07162095A JP 6247403 A JP6247403 A JP 6247403A JP 24740394 A JP24740394 A JP 24740394A JP H07162095 A JPH07162095 A JP H07162095A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- laser
- etch
- substrate
- algainp
- 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.)
- Pending
Links
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
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- 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
- H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
- H01S5/209—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques special etch stop layers
-
- 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
- H01S5/30—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
- H01S5/3201—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures incorporating bulkstrain effects, e.g. strain compensation, strain related to polarisation
-
- 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
- H01S5/30—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
- H01S5/32308—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 less than 900 nm
- H01S5/32325—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 less than 900 nm red laser based on InGaP
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザのリッジ（うね状）構造を形成
するためのエッチング過程を従来よりも容易にすると共
に、光学的に透過性であるエッチストップ層を備える半
導体レ−ザを提供する。 【構成】 基体１１と、その基体１１上にエピタキシャ
ル成長した、１以上の量子井戸を有する活性層１５と、
活性層１５上の光閉じ込め層１６と、クラッド層１８と
を有する本体を備えると共に、クラッド層１８と基質１
１との間にＰ−Ｎ接合が形成され、更に、クラッド層１
８内に又はそれに隣接して設けられたエッチストップ層
２２を有する半導体レーザである。エッチストップ層２
２は、レーザによって発せられた放射の波長に実質的に
透過性である歪みが付与された層を生ずる組成であるこ
とを特徴とする。
するためのエッチング過程を従来よりも容易にすると共
に、光学的に透過性であるエッチストップ層を備える半
導体レ−ザを提供する。 【構成】 基体１１と、その基体１１上にエピタキシャ
ル成長した、１以上の量子井戸を有する活性層１５と、
活性層１５上の光閉じ込め層１６と、クラッド層１８と
を有する本体を備えると共に、クラッド層１８と基質１
１との間にＰ−Ｎ接合が形成され、更に、クラッド層１
８内に又はそれに隣接して設けられたエッチストップ層
２２を有する半導体レーザである。エッチストップ層２
２は、レーザによって発せられた放射の波長に実質的に
透過性である歪みが付与された層を生ずる組成であるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リッジ（つまり、うね
状）導波路型半導体レーザ、特にかかるレーザを製造す
る方法に関する。
状）導波路型半導体レーザ、特にかかるレーザを製造す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】リッジ導波路や、選択的埋め込み型リッ
ジ（ＳＢＲ）導波路は、屈折率ガイド型（Ａｌx Ｇａ
1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ可視半導体レーザを製造するため
に利用される主要構造である。リッジ部エッチングは、
これらの装置の重要な製造工程である。そのエッチング
をレーザの活性領域内から数百ナノメータ内で終了すべ
きだからである。この重要な操作を単純化するために、
エッチストップ層（これは周囲のＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層材料に比較して、大変ゆっくりとエッチングされる
材料から構成されている）が、層構造中にしばしば組み
込まれる。エッチストップ層の別の効果は、エッチング
深さの均一性を、エッチングプロセスに関連した程度の
大きな非均一性よりもむしろ、エピタキシャル成長に関
連した大変低程度の非均一性により決定させることであ
る。
ジ（ＳＢＲ）導波路は、屈折率ガイド型（Ａｌx Ｇａ
1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ可視半導体レーザを製造するため
に利用される主要構造である。リッジ部エッチングは、
これらの装置の重要な製造工程である。そのエッチング
をレーザの活性領域内から数百ナノメータ内で終了すべ
きだからである。この重要な操作を単純化するために、
エッチストップ層（これは周囲のＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層材料に比較して、大変ゆっくりとエッチングされる
材料から構成されている）が、層構造中にしばしば組み
込まれる。エッチストップ層の別の効果は、エッチング
深さの均一性を、エッチングプロセスに関連した程度の
大きな非均一性よりもむしろ、エピタキシャル成長に関
連した大変低程度の非均一性により決定させることであ
る。
【０００３】エッチストップ層はすでに論文（例えば、
以下、参照）報告され、屈折率ガイド型ＡｌＧａＩｎＰ
レーザで使用されている。
以下、参照）報告され、屈折率ガイド型ＡｌＧａＩｎＰ
レーザで使用されている。
【０００４】T.Tanaka, S. Minagawa 及びT. Kajimura.
ＧａＡｓエッチストップ薄層の組み込まれた横モード
安定化リッジストライプＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザ A
ppl.Phys. Letts. 54, 1391 (1989) 。
ＧａＡｓエッチストップ薄層の組み込まれた横モード
安定化リッジストライプＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザ A
ppl.Phys. Letts. 54, 1391 (1989) 。
【０００５】K. Kobayashi, Y. Ueno, H. Hotta. A. Go
myo, K. Tada, K. Hara 及びT. Yuasa [１１０］Ｇａ
Ａｓ基体に６度傾斜した（００１）面に形成されたＡｌ
ＧａＩｎＰ可視レーザダイオードの２０℃での６３２．
７ｎｍ ＣＷ作用 Jpn. Jour. Appl. Phys. 29. L1669
(1990) 。
myo, K. Tada, K. Hara 及びT. Yuasa [１１０］Ｇａ
Ａｓ基体に６度傾斜した（００１）面に形成されたＡｌ
ＧａＩｎＰ可視レーザダイオードの２０℃での６３２．
７ｎｍ ＣＷ作用 Jpn. Jour. Appl. Phys. 29. L1669
(1990) 。
【０００６】Y. Ueno, H. Fujii, H. Sawano 及びK. En
do, 応力のかかった型ＭＱＷ ＡｌＧａＩｎＰ可視レ
ーザダイオードの５０℃での安定３０ ＭＷ作用 Elec
tronics Letts. 28, 860 (1992) 。
do, 応力のかかった型ＭＱＷ ＡｌＧａＩｎＰ可視レ
ーザダイオードの５０℃での安定３０ ＭＷ作用 Elec
tronics Letts. 28, 860 (1992) 。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】例証されているエッチ
ストップ（ＥＳ）層材料はＡｌＧａＡｓや、ＧａＡｓ、
（ＡｌＧａ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐである。これらすべては、
ＧａＡｓ基体に格子整合される。これらで第１に重要な
点は、レーザストライプに光学吸収ロスが生じないよう
に光学的に透明であることと共に、エッチングの組成の
選択である。従って、ＧａＡｓは、ＡｌＧａＩｎＰ用の
通常のエッチング剤によって本質的にエッチングされな
いが、ＧａＡｓ ＥＳ層は、約６５０ｎｍ以下の波長に
層の吸収端を量子シフトする目的で、非常に薄くしなけ
ればならない（１ｎｍのオーダ）。同様に、格子整合さ
れたＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ ＥＳ層も、光学的透明性のた
めに非常に薄くなければならない。しかし、そのＥＳ層
のエッチング選択性は余り大きくないので、ＥＳ層とし
ての効果が相殺される。よりバンドギャップの大きなＡ
ｌＧａＡｓと（ＡｌＧａ）0.5 Ｉｎ0.5 ＰとをＥＳ層と
して利用することもできるけれども、要求される高いエ
ッチング選択性を持ったエッチング剤を見いだすことが
困難である。Ａｌ含有ＥＳ層は、エピタキシャルの再成
長を困難にし得る。更に、（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓの場合、
砒素化物−燐化物界面の成長を避けることが望まれる。
ストップ（ＥＳ）層材料はＡｌＧａＡｓや、ＧａＡｓ、
（ＡｌＧａ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐである。これらすべては、
ＧａＡｓ基体に格子整合される。これらで第１に重要な
点は、レーザストライプに光学吸収ロスが生じないよう
に光学的に透明であることと共に、エッチングの組成の
選択である。従って、ＧａＡｓは、ＡｌＧａＩｎＰ用の
通常のエッチング剤によって本質的にエッチングされな
いが、ＧａＡｓ ＥＳ層は、約６５０ｎｍ以下の波長に
層の吸収端を量子シフトする目的で、非常に薄くしなけ
ればならない（１ｎｍのオーダ）。同様に、格子整合さ
れたＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ ＥＳ層も、光学的透明性のた
めに非常に薄くなければならない。しかし、そのＥＳ層
のエッチング選択性は余り大きくないので、ＥＳ層とし
ての効果が相殺される。よりバンドギャップの大きなＡ
ｌＧａＡｓと（ＡｌＧａ）0.5 Ｉｎ0.5 ＰとをＥＳ層と
して利用することもできるけれども、要求される高いエ
ッチング選択性を持ったエッチング剤を見いだすことが
困難である。Ａｌ含有ＥＳ層は、エピタキシャルの再成
長を困難にし得る。更に、（Ａｌ，Ｇａ）Ａｓの場合、
砒素化物−燐化物界面の成長を避けることが望まれる。
【０００８】本発明の第１の目的は、屈折率ガイド型半
導体レーザ用のリッジ又はＳＢＲ導波路構造を改良する
ことにある。
導体レーザ用のリッジ又はＳＢＲ導波路構造を改良する
ことにある。
【０００９】本発明の別の目的は、屈折率ガイド型半導
体レーザ用のリッジ又はＳＢＲ導波路構造を製造する改
良方法を提供することにある。
体レーザ用のリッジ又はＳＢＲ導波路構造を製造する改
良方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、レーザ放射の活性領域への光閉じ込めに用いるリッ
ジ導波路の形状を決定するために利用するエッチング段
階を終了する目的で、格子非適合性のＥＳ層がデバイス
に組み込まれる。
ば、レーザ放射の活性領域への光閉じ込めに用いるリッ
ジ導波路の形状を決定するために利用するエッチング段
階を終了する目的で、格子非適合性のＥＳ層がデバイス
に組み込まれる。
【００１１】好ましい態様では、引っ張り歪みが付与さ
れたＥＳ層が利用される。ＡｌＧａＩｎＰリッジ又はＳ
ＢＲ導波路の製造に利用するため、好ましいＥＳ層はＧ
ａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５）である。それはＧａＡｓ
基体上で成長し、ｘ＞０．５のとき引っ張り歪みが付与
されると認められる。格子整合されたエッチストップ層
を有する他の構造と比較して、本発明に関連する製造方
法はエッチング速度をより広い範囲で選択でき、また形
成される構造もずっと光学的に透過性で横モードを歪め
にくい。さらに、層の再成長がより容易となる。これら
の効果は、設計のフレキシビリテイ ーを増大させ、製造
の信頼性を高め、更に装置性能をより良くする。
れたＥＳ層が利用される。ＡｌＧａＩｎＰリッジ又はＳ
ＢＲ導波路の製造に利用するため、好ましいＥＳ層はＧ
ａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５）である。それはＧａＡｓ
基体上で成長し、ｘ＞０．５のとき引っ張り歪みが付与
されると認められる。格子整合されたエッチストップ層
を有する他の構造と比較して、本発明に関連する製造方
法はエッチング速度をより広い範囲で選択でき、また形
成される構造もずっと光学的に透過性で横モードを歪め
にくい。さらに、層の再成長がより容易となる。これら
の効果は、設計のフレキシビリテイ ーを増大させ、製造
の信頼性を高め、更に装置性能をより良くする。
【００１２】本発明は、基体と、その基体上にエピタキ
シャル堆積した、１以上の量子井戸を有する活性層と、
活性層上の光閉じ込め層と、クラッド層とを有する本体
を備えると共に、クラッド層と基体との間にＰ−Ｎ接合
が形成され、更に、クラッド層内に又はそれに隣接して
設けられたエッチストップ層を有し、所定波長の放射を
発する半導体レーザにおいて、（ａ）前記エッチストッ
プ層は、レーザによって発せられた放射の波長に実質的
に透過性がある歪みの付与された（応力のかかった）層
を生ずる組成を有することを特徴とする。
シャル堆積した、１以上の量子井戸を有する活性層と、
活性層上の光閉じ込め層と、クラッド層とを有する本体
を備えると共に、クラッド層と基体との間にＰ−Ｎ接合
が形成され、更に、クラッド層内に又はそれに隣接して
設けられたエッチストップ層を有し、所定波長の放射を
発する半導体レーザにおいて、（ａ）前記エッチストッ
プ層は、レーザによって発せられた放射の波長に実質的
に透過性がある歪みの付与された（応力のかかった）層
を生ずる組成を有することを特徴とする。
【００１３】本発明の上記または他の目的、詳細、効果
は、図面を参照しつつ以下の好ましい態様の詳細な説明
から明らかになるであろう。
は、図面を参照しつつ以下の好ましい態様の詳細な説明
から明らかになるであろう。
【００１４】
【実施例】図１は、III −Ｖ族（アロイ系中のリッジ導
波路型レーザ１０の典型的な構成を示す。この具体例で
は、レーザ１０が可視放射を生む。そのレーザ１０に
は、ＧａＡｓ基体上に４アロイ系ＡｌＧａＩｎＰが活性
層として組み込まれている。ＧａＡｓ基体は１１に示す
ように形成され、その上には公知方法によって次の連続
層が順にエピタキシャル堆積されている。即ち、低部Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１３、ＡｌＧａＩｎＰの活性層
１５に接するＡｌＧａＩｎＰ分離閉じ込めヘテロジャン
クション（ＳＣＨ）層１４，１６、内部ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１７、メサ形つまり隆起形のＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１８、ＧａＩｎＰ１９ａ／ＧａＡｓ１９ｂの
上部キャップ層１９を有する。そのメサ型層１８と、キ
ャップ層１９ａ，１９ｂは再成長ＧａＡｓ２０によって
長手方向で側面が保護されている。典型的には、活性層
１５の下方の伝導性のタイプは、Ｎ形伝導性である。ま
た、活性層１５の上の伝導タイプはＰ型である。ただ
し、Ｐ−Ｎバリアを提供して、これによってメサ領域へ
の電子流を制限しレーザ効率を増大するＮ型である再成
長部分２０は除く。
波路型レーザ１０の典型的な構成を示す。この具体例で
は、レーザ１０が可視放射を生む。そのレーザ１０に
は、ＧａＡｓ基体上に４アロイ系ＡｌＧａＩｎＰが活性
層として組み込まれている。ＧａＡｓ基体は１１に示す
ように形成され、その上には公知方法によって次の連続
層が順にエピタキシャル堆積されている。即ち、低部Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１３、ＡｌＧａＩｎＰの活性層
１５に接するＡｌＧａＩｎＰ分離閉じ込めヘテロジャン
クション（ＳＣＨ）層１４，１６、内部ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１７、メサ形つまり隆起形のＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１８、ＧａＩｎＰ１９ａ／ＧａＡｓ１９ｂの
上部キャップ層１９を有する。そのメサ型層１８と、キ
ャップ層１９ａ，１９ｂは再成長ＧａＡｓ２０によって
長手方向で側面が保護されている。典型的には、活性層
１５の下方の伝導性のタイプは、Ｎ形伝導性である。ま
た、活性層１５の上の伝導タイプはＰ型である。ただ
し、Ｐ−Ｎバリアを提供して、これによってメサ領域へ
の電子流を制限しレーザ効率を増大するＮ型である再成
長部分２０は除く。
【００１５】図１に関連する実施例中での今までのすべ
ての記述は、汎用されているものであり、組成や、厚
さ、その様な公知構造体を製造する方法のより詳細を知
るためには、援用して本明細書の記載の一部とする上記
報文を参照されたい。
ての記述は、汎用されているものであり、組成や、厚
さ、その様な公知構造体を製造する方法のより詳細を知
るためには、援用して本明細書の記載の一部とする上記
報文を参照されたい。
【００１６】このようなデバイスを製造する場合、付着
された層１８及び１９は当初その下の層と同じ領域上に
広がっている。その後、公知のエッチレジストマスク
（例えばＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 ）が最上部分に施され、
メサ部分の広さを画定する。そして、ｐ型層鉛直部分を
下方に層１７の位置まで除去して、ストライプ又はメサ
１８，１９を形成するために、前記されまた前記参照報
文内に記載された汎用のエッチングで処理される。その
後、Ｎ型半導体材料２０が、メサ部分１８、１９の露出
部分上で再成長される。層１７のエッチングを避けるた
めにエッチストップ（ＥＳ）層２２は層１８及び１７の
間の構造中に組み込まれる。ＥＳ層２２は層１８と１９
のエッチング速度に比較して大変ゆっくりとしたエッチ
ング速度を呈することによって、下の層１７のエッチン
グを防止するとともに、幾つかの他の機能（領域２０が
エピタキシャル堆積され再成長するために良好な表面を
提供することや、放射された波長の光学的な透明性（光
学的透過性）を最大化して光学的吸収を最小化すること
等）を果たさなければならない。
された層１８及び１９は当初その下の層と同じ領域上に
広がっている。その後、公知のエッチレジストマスク
（例えばＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 ）が最上部分に施され、
メサ部分の広さを画定する。そして、ｐ型層鉛直部分を
下方に層１７の位置まで除去して、ストライプ又はメサ
１８，１９を形成するために、前記されまた前記参照報
文内に記載された汎用のエッチングで処理される。その
後、Ｎ型半導体材料２０が、メサ部分１８、１９の露出
部分上で再成長される。層１７のエッチングを避けるた
めにエッチストップ（ＥＳ）層２２は層１８及び１７の
間の構造中に組み込まれる。ＥＳ層２２は層１８と１９
のエッチング速度に比較して大変ゆっくりとしたエッチ
ング速度を呈することによって、下の層１７のエッチン
グを防止するとともに、幾つかの他の機能（領域２０が
エピタキシャル堆積され再成長するために良好な表面を
提供することや、放射された波長の光学的な透明性（光
学的透過性）を最大化して光学的吸収を最小化すること
等）を果たさなければならない。
【００１７】本発明者はＥＳ層として引っ張り歪みが付
与された層を利用することによって公知のＥＳ層にない
多くの効果を発揮できることを見いだした。特に、引っ
張り歪みが付与されたＧａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５）
ＥＳ層で良い結果が得られた。引っ張り歪みが付与さ
れたＧａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５） ＥＳ層は格子整
合されたエッチストップ層よりも取り扱いやすく効果的
となることを見いだした。それは、他の格子整合された
ＥＳ層と同様に活性領域から数百ｎｍ以内に配設され
る。
与された層を利用することによって公知のＥＳ層にない
多くの効果を発揮できることを見いだした。特に、引っ
張り歪みが付与されたＧａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５）
ＥＳ層で良い結果が得られた。引っ張り歪みが付与さ
れたＧａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５） ＥＳ層は格子整
合されたエッチストップ層よりも取り扱いやすく効果的
となることを見いだした。それは、他の格子整合された
ＥＳ層と同様に活性領域から数百ｎｍ以内に配設され
る。
【００１８】それは、次の効果などを奏する。 １．格子整合されたＧａＡｓ又はＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
ＥＳ層と比べて、引っ張り歪みが付与されたＥＳ層は自
動的に透明であり、量子シフトに依存して吸収端のエネ
ルギを増大する必要がない。５５０ｎｍという短い波長
でさえ、透過性を得るために容易に組成を調整できると
共に、４０ないし１００オングストロームの適切な厚み
を維持する。例えば、より短い波長では、ＧａＰアロイ
系含有率（ｘ）をより大きくし、こうして吸収エッジを
より短い波長にシフトする。対照的に格子整合されたＧ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ ＥＳ層はより短い波長になるにつれ
て徐々に薄くしなければならない。ホ−ルインジェクシ
ョンと干渉しないようにまた基本的な光学横モードを偏
向しないようにエッチストップ層は、できるだけ薄く保
持することが望ましい一方で、適正にその機能を発揮す
るために、ある最小厚さを持たなければならない。Ｇａ
ＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰのエッチング選択性は１００
％でないので、エッチストップ層は薄くなければならな
いという要求によってその効果は制限されうる。引っ張
り歪みが付与されたＥＳ層の最大厚みは性能の要件及び
擬似形態エピタキシャルの臨界厚みによって支配され
る。しかし、ＥＳ層の化学式中ｘが０．７のときでさ
え、吸収端が約５６０ｎｍである場合、臨界厚みは１０
０オングストロームよりも大きい。したがって、適切な
厚みの高度に透過性のＥＳ層を設計することは大変容易
である。好ましい範囲は４０〜１００オングストローム
である。
ＥＳ層と比べて、引っ張り歪みが付与されたＥＳ層は自
動的に透明であり、量子シフトに依存して吸収端のエネ
ルギを増大する必要がない。５５０ｎｍという短い波長
でさえ、透過性を得るために容易に組成を調整できると
共に、４０ないし１００オングストロームの適切な厚み
を維持する。例えば、より短い波長では、ＧａＰアロイ
系含有率（ｘ）をより大きくし、こうして吸収エッジを
より短い波長にシフトする。対照的に格子整合されたＧ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ ＥＳ層はより短い波長になるにつれ
て徐々に薄くしなければならない。ホ−ルインジェクシ
ョンと干渉しないようにまた基本的な光学横モードを偏
向しないようにエッチストップ層は、できるだけ薄く保
持することが望ましい一方で、適正にその機能を発揮す
るために、ある最小厚さを持たなければならない。Ｇａ
ＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰのエッチング選択性は１００
％でないので、エッチストップ層は薄くなければならな
いという要求によってその効果は制限されうる。引っ張
り歪みが付与されたＥＳ層の最大厚みは性能の要件及び
擬似形態エピタキシャルの臨界厚みによって支配され
る。しかし、ＥＳ層の化学式中ｘが０．７のときでさ
え、吸収端が約５６０ｎｍである場合、臨界厚みは１０
０オングストロームよりも大きい。したがって、適切な
厚みの高度に透過性のＥＳ層を設計することは大変容易
である。好ましい範囲は４０〜１００オングストローム
である。
【００１９】式Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐにおいて、望ましい引
っ張り歪みを得るためにｘは０．５を越えるべきである
と説明してきた。原則的に、ｘを１にできるが、この場
合歪みの程度は大変高い。かくして、ＥＳ層は大変薄く
して、望ましくない影響を防止する必要がある。上で説
明したように、大変薄いＥＳ層はエッチングプロセス上
で望ましくない制限を強いる。それゆえ、ｘは１未満に
選択され、結果としてＥＳ層は４０オングストロームの
最小厚みとなり得る。 ２．ＡｌＧａＩｎＰ屈折率ガイド型レーザ中のリッジを
エッチングするための通常のエッチング剤は温硫酸（Ｈ
2 ＳＯ4 ）または希塩酸（ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ）である。希
塩酸エッチングでは、Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐのエッチング速
度はＧａＰアロイ系含有率ｘが増加するに連れて減少す
る（ＩｎＰ成分はＨＣｌよって激しくエッチングされる
が、ＧａＰはＨＣｌによってエッチングされない。かく
して、ＨＣｌを用いるとき、エッチング剤に対する組成
の選択性は、格子整合されたＧａ0. 5 ｎ0.5 Ｐと比較し
て改良される。これによって、特にＡｌＧａＡｓ、Ａｌ
ＧａＩｎＰ ＥＳ層に比較して、その構造体は、非常に
長いエッチングに対するより大きな許容度がある。 ３．Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５）の屈折率は、Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ屈折率より小さい。ゆえに、本発明のＥ
Ｓ層は同じ厚さのＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐほど光学横モード
を歪めない。 ４．Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐ層はアルミニウムを含まないの
で、ＳＢＲ構造体を形成するために通常使用されるＧａ
Ａｓの再成長に伴う問題は生じない。実際、本発明者等
は、（レーザ構造体中の）そのようなＥＳ層上にＧａＡ
ｓを再成長させた。エピタキシャル界面はＴＥＭによる
分析の結果欠点がないように思われる。
っ張り歪みを得るためにｘは０．５を越えるべきである
と説明してきた。原則的に、ｘを１にできるが、この場
合歪みの程度は大変高い。かくして、ＥＳ層は大変薄く
して、望ましくない影響を防止する必要がある。上で説
明したように、大変薄いＥＳ層はエッチングプロセス上
で望ましくない制限を強いる。それゆえ、ｘは１未満に
選択され、結果としてＥＳ層は４０オングストロームの
最小厚みとなり得る。 ２．ＡｌＧａＩｎＰ屈折率ガイド型レーザ中のリッジを
エッチングするための通常のエッチング剤は温硫酸（Ｈ
2 ＳＯ4 ）または希塩酸（ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ）である。希
塩酸エッチングでは、Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐのエッチング速
度はＧａＰアロイ系含有率ｘが増加するに連れて減少す
る（ＩｎＰ成分はＨＣｌよって激しくエッチングされる
が、ＧａＰはＨＣｌによってエッチングされない。かく
して、ＨＣｌを用いるとき、エッチング剤に対する組成
の選択性は、格子整合されたＧａ0. 5 ｎ0.5 Ｐと比較し
て改良される。これによって、特にＡｌＧａＡｓ、Ａｌ
ＧａＩｎＰ ＥＳ層に比較して、その構造体は、非常に
長いエッチングに対するより大きな許容度がある。 ３．Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐ（ｘ＞０．５）の屈折率は、Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ屈折率より小さい。ゆえに、本発明のＥ
Ｓ層は同じ厚さのＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐほど光学横モード
を歪めない。 ４．Ｇａx Ｉｎ1-X Ｐ層はアルミニウムを含まないの
で、ＳＢＲ構造体を形成するために通常使用されるＧａ
Ａｓの再成長に伴う問題は生じない。実際、本発明者等
は、（レーザ構造体中の）そのようなＥＳ層上にＧａＡ
ｓを再成長させた。エピタキシャル界面はＴＥＭによる
分析の結果欠点がないように思われる。
【００２０】本発明に係わるレーザダイオードの例（こ
れに限定されると理解すべきではない）を、以下の表に
示す。
れに限定されると理解すべきではない）を、以下の表に
示す。
【００２１】
【表１】 ──────────────────────────────────── 層番号 機能 組成 厚さ （Ａはオングストローム） ──────────────────────────────────── １１ 基質 ＧａＡｓ １２ 干渉層 ＧａＡｓ ０〜１．０ミクロン １３ 低部クラッド層 ＡｌＧａＩｎＰ ０．５〜１．５ミクロン １４ ＳＣＨ ＡｌＧａＩｎＰ ０〜２０００Ａ １５ 活性 ＡｌＧａＩｎＰ ２０〜１０００Ａ １６ ＳＣＨ １４と同じ ０〜２０００Ａ １７ 内部クラッド層 １３と同じ １００〜５０００Ａ ２２ ＥＳ Ｇａ0.7 Ｉｎ0.3 Ｐ １０〜２００Ａ １８ メサクラッド層 ＡｌＧａＩｎＰ ０．３〜１．５ミクロン １９ａ バリア減少 ＧａＩｎＰ ５００〜５０００Ａ １９ｂ キャップ ＧａＡｓ ５００〜５０００Ａ ２０ 再成長 ＧａＡｓ １ミクロン ──────────────────────────────────── デバイスを完成するために、常用されている電極層２
５，２６を最上部及び底部に付着した。ＭＯＶＰＥによ
るような、この種の層の汎用の成長方法は当業界では周
知であり、更に説明をする必要はないはずである。本発
明は、上に挙げた例や前記参考文献に記載されている特
定の組成物や厚さに限定する必要はないことは明らかで
ある。
５，２６を最上部及び底部に付着した。ＭＯＶＰＥによ
るような、この種の層の汎用の成長方法は当業界では周
知であり、更に説明をする必要はないはずである。本発
明は、上に挙げた例や前記参考文献に記載されている特
定の組成物や厚さに限定する必要はないことは明らかで
ある。
【００２２】要するに、本発明者等は、ＡｌＧａＡｓＰ
可視屈折率ガイド型レーザ用の、引っ張り歪みの付与さ
れたＧａx Ｉｎ1-X Ｐ （ｘ＞０．５）エッチストップ
層の使用の仕方を開示した。エッチング選択性及び光学
透過性について、歪みの付与されたエッチストップ層は
他の格子整合性・エッチストップ層以上の改良が可能で
ある。
可視屈折率ガイド型レーザ用の、引っ張り歪みの付与さ
れたＧａx Ｉｎ1-X Ｐ （ｘ＞０．５）エッチストップ
層の使用の仕方を開示した。エッチング選択性及び光学
透過性について、歪みの付与されたエッチストップ層は
他の格子整合性・エッチストップ層以上の改良が可能で
ある。
【００２３】また、本発明を、ＥＳ層としてＧａＡｓ上
の引っ張り歪みの付与されたＧａxＩｎ1-X Ｐ（ｘ＞
０．５）に関連して説明したが、エッチストップ層とし
て引っ張り歪みの付与された層を使用することによって
同様な効果（光学透明性、エッチング剤の組成選択性若
しくは屈折率を改良すること、または、再成長領域のた
めのより良いベースを提供すること）を得ることができ
るレーザダイオードを製造するために利用される他のII
I-Ｖアロイ系が存在する。このような系の他の実施例
は、ＩｎＰクラッド層と、ＩｎＧａＡｓＰの引っ張り歪
みの付与されたＥＳ層とを備えたＩｎＰ基体がある。こ
の系、つまりＩｎ1-X ＧａX Ａｓy Ｐ1-y では格子整合
が、ｘ＝０．４７ｙであるとき起きる。格子を非整合さ
せ、引っ張り歪みが付与された層を製造するため、ＧＡ
及び／又はＰの含有量は増加すべきである。（Ａｌ）Ｇ
ａＡｓクラッド層を備えたＧａＡｓ基体を用いたもう一
つの系では、引っ張り歪みが付与されたＥＳ層として、
（格子整合と所望の引っ張り歪みに寄与するＰが存在す
る）ＡｌＧａＡｓＰを使用することができる。
の引っ張り歪みの付与されたＧａxＩｎ1-X Ｐ（ｘ＞
０．５）に関連して説明したが、エッチストップ層とし
て引っ張り歪みの付与された層を使用することによって
同様な効果（光学透明性、エッチング剤の組成選択性若
しくは屈折率を改良すること、または、再成長領域のた
めのより良いベースを提供すること）を得ることができ
るレーザダイオードを製造するために利用される他のII
I-Ｖアロイ系が存在する。このような系の他の実施例
は、ＩｎＰクラッド層と、ＩｎＧａＡｓＰの引っ張り歪
みの付与されたＥＳ層とを備えたＩｎＰ基体がある。こ
の系、つまりＩｎ1-X ＧａX Ａｓy Ｐ1-y では格子整合
が、ｘ＝０．４７ｙであるとき起きる。格子を非整合さ
せ、引っ張り歪みが付与された層を製造するため、ＧＡ
及び／又はＰの含有量は増加すべきである。（Ａｌ）Ｇ
ａＡｓクラッド層を備えたＧａＡｓ基体を用いたもう一
つの系では、引っ張り歪みが付与されたＥＳ層として、
（格子整合と所望の引っ張り歪みに寄与するＰが存在す
る）ＡｌＧａＡｓＰを使用することができる。
【００２４】現在好ましいと思われる態様を説明してき
たが、本発明の本質的な特徴から逸脱しない範囲で他の
具体的な形態にしてもよい。故に、上記実施例はあらゆ
る点で例証のためのものであり、制限的なものでないと
理解すべきである。本発明の範囲は発明の詳細な説明よ
りもむしろ特許請求の範囲によって示されている。
たが、本発明の本質的な特徴から逸脱しない範囲で他の
具体的な形態にしてもよい。故に、上記実施例はあらゆ
る点で例証のためのものであり、制限的なものでないと
理解すべきである。本発明の範囲は発明の詳細な説明よ
りもむしろ特許請求の範囲によって示されている。
【図１】本発明のエッチストップ層を組み込んだリッジ
導波路レーザの一形態の断面図である。
導波路レーザの一形態の断面図である。
１１ 基質 １２ 干渉層 １３ 低い部クラッド層 １４ ＳＣＨ １５ 活性層 １６ ＳＣＨ １７ 内部クラッド層 １８ メサクラッド層 １９ キャップ ２０ 再成長層 ２２ ＥＳ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイヴィッド ダブリュ．トリート アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95118 サン ホセ ウィロウモント ア ヴェニュー 1566
Claims (1)
- 【請求項１】 基体と、その基体上にエピタキシャル堆
積した、１以上の量子井戸を有する活性層と、活性層上
の光閉じ込め層と、クラッド層とを有する本体を備える
と共に、クラッド層と基体との間にＰ−Ｎ接合が形成さ
れ、更に、クラッド層内に又はそれに隣接して設けられ
たエッチストップ層を有し、所定波長の放射を発する半
導体レーザにおいて、 （ａ）前記エッチストップ層は、レーザによって発せら
れた放射の波長に実質的に透過性がある歪みの付与され
た層を生ずる組成を有することを特徴とする半導体レー
ザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US142742 | 1988-01-11 | ||
| US08/142,742 US5379312A (en) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | Semiconductor laser with tensile-strained etch-stop layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162095A true JPH07162095A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=22501099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6247403A Pending JPH07162095A (ja) | 1993-10-25 | 1994-10-13 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5379312A (ja) |
| JP (1) | JPH07162095A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2814931B2 (ja) * | 1994-01-24 | 1998-10-27 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5561680A (en) * | 1994-12-20 | 1996-10-01 | Philips Electronics North America Corporation | II-VI semiconductor diode laser having a strained layer |
| JP4079393B2 (ja) * | 1998-03-10 | 2008-04-23 | シャープ株式会社 | 窒化物系化合物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| US6577658B1 (en) | 1999-09-20 | 2003-06-10 | E20 Corporation, Inc. | Method and apparatus for planar index guided vertical cavity surface emitting lasers |
| DE60021505T2 (de) * | 1999-11-19 | 2006-06-01 | Fuji Photo Film Co. Ltd., Minamiashigara | Hochleistungshalbleiterlaser mit Strombegrenzung und indexgeführter Struktur |
| JP2001230494A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| NL1015714C2 (nl) * | 2000-07-14 | 2002-01-15 | Dsm Nv | Werkwijze voor het kristalliseren van enantiomeer verrijkt 2-acetylthio-3-fenylpropaanzuur. |
| JP2003037331A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
| GB2399940A (en) * | 2003-03-25 | 2004-09-29 | Sharp Kk | Vertical cavity surface emitting laser |
| CN106300012B (zh) * | 2016-09-19 | 2020-02-14 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种含有高选择性腐蚀阻挡层的808nm半导体激光器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449691A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光レーザダイオード |
| JP2997573B2 (ja) * | 1991-02-19 | 2000-01-11 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
| JP2863648B2 (ja) * | 1991-04-16 | 1999-03-03 | 三菱電機株式会社 | 可視光半導体レーザ |
| US5175740A (en) * | 1991-07-24 | 1992-12-29 | Gte Laboratories Incorporated | Semiconductor laser and method of fabricating same |
| JP3129779B2 (ja) * | 1991-08-30 | 2001-01-31 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
-
1993
- 1993-10-25 US US08/142,742 patent/US5379312A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-13 JP JP6247403A patent/JPH07162095A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5379312A (en) | 1995-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5926493A (en) | Optical semiconductor device with diffraction grating structure | |
| US5208821A (en) | Buried heterostructure lasers using MOCVD growth over patterned substrates | |
| US7456039B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor optical device | |
| US5656539A (en) | Method of fabricating a semiconductor laser | |
| US6597717B1 (en) | Structure and method for index-guided, inner stripe laser diode structure | |
| EP0440471B1 (en) | Transverse-mode stabilized laser diode | |
| US5963572A (en) | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
| JP2003347677A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US5838028A (en) | Semiconductor device having a ridge or groove | |
| JPH07162095A (ja) | 半導体レーザ | |
| US5832019A (en) | Index guided semiconductor laser biode with shallow selective IILD | |
| JP4751024B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| US5309465A (en) | Ridge waveguide semiconductor laser with thin active region | |
| JPH05259574A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| EP0657977B1 (en) | Ridge stripe type laser diode and method for fabricating the same | |
| US20030053504A1 (en) | Structure and method for self-aligned, index-guided, buried heterostructure algalnn laser diodes | |
| JP4028158B2 (ja) | 半導体光デバイス装置 | |
| JP2980302B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3991409B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| US6414977B1 (en) | Semiconductor laser device | |
| JP3022351B2 (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0621579A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP2001308466A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH07263796A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2564343B2 (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030430 |