JPH0722692A

JPH0722692A - 半導体レーザ

Info

Publication number: JPH0722692A
Application number: JP16091993A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Uomi; 和久魚見; Shinji Sasaki; 真二佐々木; Hironori Kusunoki; 浩典楠; Toshihiro Kono; 敏弘河野; Tomonobu Tsuchiya; 朋信土屋; Yae Okuno; 八重奥野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、埋込層に異常成長の生じることな
く有機金属気相成長法により埋込層を形成することによ
り、電流阻止効果の大きい埋込ヘテロ構造半導体レ−ザ
を提供することにある。【構成】有機金属気相成長法により埋込ヘテロ構造半
導体レ−ザの埋込層を形成するとき異常成長が生じさせ
ないために、ｎ型埋込層の不純物の種類、及び不純物濃
度を適切に選ぶこと、及び活性層幅、多重量子井戸型活
性層の，井戸数、及び分布帰還型構造の共振器構造を適
切に設定した半導体レ−ザ。【効果】高温動作時においても、電流阻止効果の大き
い埋込ヘテロ構造半導体レ−ザを提供できるので、低し
きい値化に対して効果がある。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、埋込ヘテロ構造半導体
レ−ザに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レ−ザの低閾値化を達成するため
には、活性領域以外を流れるリ−ク電流の低減が必須で
ある。埋込ヘテロ(ＢＨ；Ｂuried Ｈeterostructure)構
造レ−ザでは、従来電流ブロック層を形成する際に液層
成長法が用いられてきた。しかし、液層成長法では、成
長層膜厚などの不均一が生じやすく、又大面積のウエハ
の成長が不可能であり、レーザアレイへの適用、低コス
トが不可能であった。これに対して、面内均一性、量産
製に優れた全有機金属気相成長法によるｐ型半導体基板
上へのＢＨレーザがごく最近、Electronics Letters, V
ol. 28, pp.1844-1845, 1992、及び、IEEE, Photonics
Technology Letters, Vol. 4, pp.954-957, 1992に記載
されている。この時は、図５（ａ）に示すように、Ｓｉ
Ｏ₂エッチングマスク３５を用い変曲点の無い滑らかな
側面形状を持つメサストライプを形成した後、有機金属
気相成長法独自の成長メカニズムである成長速度の成長
面方位依存性を利用し、第１埋込層５表面に成長律速面
をあらかじめ形成し、その上に第２埋込層６を成長す
る。この時、第２埋込層６は活性層の上側のクラッド層
に接することなく形成できる。従って、特に、ｐ型半導
体基板を用いたときは第２埋込層６と上側のクラッド層
はｎ型であるが、この両者が接して電子が第２埋込層６
に注入されることは無く、電流阻止効果は保たれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、特
にｐ型半導体基板を用い第２埋込層６がｎ型半導体であ
り、且つその導電型不純物としてＳｅを用い、さらに電
流阻止効果を高めるために高濃度ドーピング（特に１．
５×１０¹⁸ｃｍ-³以上）を行うと、図５（ｂ），（ｃ）
に示すようなメサストライプ部近傍の第２埋込層６の先
端領域で異常成長が観測された。まず、図５（ｂ）で
は、Ｓｅの不純物濃度を３×１０¹⁸ｃｍ-³とした場合で
あるが、VI族元素であるＳｅにより成長阻止核が生じ、
（１００）面、（０１１-）面が発生した。又、図５
（ｃ）では、Ｓｅの不純物濃度を１．７×１０¹⁸ｃｍ-³
とした場合であるが、第２埋込層６の先端領域部にＳｅ
濃度の低い異常領域６Ａが生じた。以上のような第２埋
込層６の先端領域部に異常成長領域が存在すると、電流
阻止効果が低減し、半導体レーザの特性、特に高温動作
時のしきい電流の増加、量子効率の低下を引き起こし
た。

【０００４】本発明の目的は、埋込層に異常成長の生じ
ることなく有機金属気相成長法により埋込層を形成する
ことにより、電流阻止効果の大きいＢＨレ−ザを提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では第２埋込層の導電型不純物にIV族元素で
あるＳｉを用いること、及びＳｅの不純物濃度を１．３
×１０¹⁸ｃｍ-³以下に設定すること、さらに電流阻止効
果を高めるために、メサストライプ近傍の第２埋込層の
先端部の位置が活性層の上面よりも下に形成すること、
又、分布帰還型の共振器を有する場合はレーザ発振波長
を自然放出光波長よりも長波長側に設定すること、及び
活性層の幅を１．３〜１．８μｍに制御することによ
り、達成される。

【０００６】

【作用】以下、本発明の作用について説明する。VI族元
素であるＳｅはＶ族サイトに入るので、特に高濃度ドー
ピングの際に上記第２埋込層６の先端領域部の異常成長
領域が形成される。一方、本発明では、IV族元素である
Ｓｉをｎ型の導電型不純物として用いるので、ＳｉはII
I族サイトに入り高濃度ドーピングを行っても、図５
（ａ）のように第２埋込層６の先端領域部に異常成長領
域は形成されない。又、Ｓｅを用いた場合でも、Ｓｅの
不純物濃度を１．３×１０¹⁸ｃｍ-³以下に設定した場合
は、Ｓｅによる異常成長の度合いは低減するので、電流
阻止効果は保たれた。

【０００７】さらに、メサストライプ近傍の第２埋込層
の先端部の位置が活性層の上面よりも下に形成すること
により、特にｐ型基板を用いたレーザにおいて上側のク
ラッド層から第２埋込層６へ注入される電子を抑圧で
き、電流阻止効果を高めることができた。

【０００８】又、分布帰還型の共振器を有する場合は、
レーザ発振波長λＬＤと自然放出光波長（≒最大光学利
得波長）λｓの差をΔλ（＝λＬＤ−λｓ）とした時、
Δλの温度依存性ｄΔλ／ｄＴは約−０．２〜−０．３
ｎｍ／℃である。従って、室温においてΔλを零に設定
すると、高温動作、例えば８５℃では、Δλは−１５ｎ
ｍとなり、しきい電流の大幅な増加を招く。本発明で
は、上記した電流阻止効果の優れた埋込構造に加え、室
温でのΔλを＋１０〜＋２５ｎｍと設定しているので、
高温動作時のΔλは零近傍に保たれるので、高温時のレ
ーザ特性は良好に保たれた。

【０００９】さらに、本発明において、電流阻止効果の
優れた埋込構造を用いた場合でも、活性層の幅が狭い場
合、図６に示すようにしきい電流の特性温度（２５℃と
８５℃の）は悪化する。これは、素子抵抗増大による電
流阻止効果の若干の低減、及び活性層への光閉じ込め係
数の低減に起因するものである。又、活性層幅を２μｍ
以上に設定すると、高次横モードが発生する。従って、
本発明の活性層幅１．３〜１．８μｍを用いると、電流
阻止効果が良く高温動作時のレーザ特性の優れた半導体
レーザを実現できた。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜４、図７を
用いて説明する。

【００１１】［実施例１］図１は本発明をｐ型基板上
１．３μｍ帯半導体レーザに適用したものである。有機
金属気相成長法により、ｐ−ＩｎＰ基板１上にｐ-ＩnＰ
クラッド層２(キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ
〜２μｍ)を成長した後、アンド-プＩnＧaＡsＰ／ＩnＧ
aＡsＰ−ＭＱＷ（多重量子井戸）活性層３(波長１.３μ
ｍ、井戸数５〜１０)、ｎ-ＩnＰクラッド層４(キャリア
濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜１μｍ)を成長する。
この時活性層３はアンド-プＩnＧaＡsＰバルク活性層で
も良く、ＭＱＷ構造に限定されない。その後ＣＶＤ法に
よりＳiＯ₂膜を被着しホトリソ工程を経た後、ＳiＯ₂膜
をマスクとしてウェットエッチングにより図中に示され
るような変曲点の無い滑らかな側面を有するメサストラ
イプを形成する。メサストライプはＳiＯ₂膜下部が側面
からエッチングされＳiＯ₂膜がオ−バ−ハング状になる
ようにする。また活性層幅は１．３〜１．８μｍ、メサ
深さは２.５〜３．７μｍである。次に、ＳiＯ₂膜を被
着したまま、有機金属気相成長法により、メサストライ
プの側面をｐ-ＩnＰ埋込層５(キャリア濃度〜１×１０
¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１μｍ)、ｎ-ＩnＰ埋込層６(キ
ャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１μｍ)、
ｐ-ＩnＰ埋込層７(キャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、
厚さ１〜３μｍ)、ｎ-ＩnＰ層８(キャリア濃度〜２×１
０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜０.５μｍ)で埋め込んだ。以上のよ
うにして埋め込んだ構造においては、ｎ-ＩnＰ埋込層６
に異常成長が生じること無く、周囲をｐ-ＩnＰ層で囲わ
れた構造となり、リ−ク電流の要因であるｎ-ｎ接続の
無い理想的なブロック層構造となった。さらに、メサス
トライプ近傍のｎ-ＩnＰ埋込層６の先端部の位置が活性
層３の上面よりも下になるように形成している。又、ｎ
-ＩnＰ層８はｐ-ｎ接合と再成長界面を分離するために
設けたもので、本発明においては特に挿入を限定される
ものでは無い。

【００１２】次に、ＳiＯ₂膜を除去した後、有機金属気
相成長法によりｎ-ＩnＰ平坦化層９(キャリア濃度〜２
×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜２μｍ)、ｎ-ＩnＧaＡs（Ｐ）
キャップ層１０(キャリア濃度＞５×１０¹⁸ｃｍ-³、厚
さ〜０．３μｍ)で平坦に埋め込んだ。以上の有機金属
気相成長法において、ｎ型不純物はＳｉ、ｐ型不純物は
Ｚｎを用いた。その後ＳiＯ₂膜１１で電流狭窄を行った
後ｎ電極１２を形成、更に基板側を研磨してト−タル膜
厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１３を蒸着により形成
し素子化を行った。その後、共振器長１５０〜３００μ
ｍに劈開し、後端面に反射率７０％の高反射率膜を施し
た。

【００１３】本実施例によるＢＨレ−ザでは、発振波長
１.３μｍ、室温でのしきい電流値５〜１０mＡ、スロ−
プ効率０.４〜０．６mＷ／mＡ、８５℃でのしきい電流
値１３〜２８mＡ、スロ−プ効率０.３〜０．４mＷ／mＡ
の素子が高歩留りで得られ、低リ−ク電流で且つ低しき
い値の半導体レ−ザが実現できた。又、前端面に反射率
７０％の高反射率膜、後端面に反射率９５％の高反射率
膜を施した素子では、その強い電流狭窄効果を反映し
て、８５℃でのしきい電流値３〜５mＡ、スロ−プ効率
０.３〜０．４mＷ／mＡが得られた。

【００１４】［実施例２］図２は本発明をｐ型基板上
１．５５μｍ帯半導体レーザに適用したものである。有
機金属気相成長法により、ｐ−ＩｎＰ基板上に実施例１
と同様の成長層を形成した。ここで異なる点は、活性層
がアンド-プＩnＧaＡs（膜厚５〜８ｎｍ）／ＩnＧaＡs
Ｐ（膜厚５〜１０ｎｍ）からなる波長１．５５μｍ帯の
ＭＱＷ活性層１４(井戸数５〜１０)である点である。そ
の後、素子の寄生容量を低減するための溝１５をウェッ
トエッチングにより、形成した。ここで、溝１５に挟ま
れた活性領域の幅は１０〜３０μｍ、溝の深さは約５〜
７μｍと、埋込層を除去できるまでの深さとした。その
後、ＳiＯ₂膜１１を図２のごとく形成し電流狭窄を行っ
た後ｎ電極１２を形成、更に基板側を研磨してト−タル
膜厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１３を蒸着により形
成し素子化を行った。その後、共振器長１５０〜３５０
μｍに劈開し、後端面に反射率７０％の高反射率膜を施
した。

【００１５】本実施例によるＢＨレ−ザでは、発振波長
１.５５μｍ、室温でのしきい電流値７〜１２mＡ、スロ
−プ効率０.３〜０．５mＷ／mＡ、８５℃でのしきい電
流値１８〜３３mＡ、スロ−プ効率０.２〜０．３５mＷ
／mＡの素子が高歩留りで得られ、低リ−ク電流で且つ
低しきい値の半導体レ−ザが実現できた。又、寄生容量
を１０ｐＦ以下に低減できたので、６００Ｍｂｉｔ／ｓ
の変調が十分に可能であった。

【００１６】［実施例３］図３は本発明をｐ型基板上
０．９８μｍ帯半導体レーザに適用したものである。有
機金属気相成長法により、ｐ−ＧａＡｓ基板１６上にｐ
-ＩｎＧａＰクラッド層１７、ＳＣＨ（Separate Confin
ement Heterostructure）型ＭＱＷ（多重量子井戸）活
性層１８、ｎ-ＩnＧａＰクラッド層１９を順次成長す
る。ここで、活性層１８は、井戸数１〜３の膜厚６ｎｍ
のＩｎＧａＡｓ歪量子井戸層（Ｉｎ組成０．１５）と膜
厚１０ｎｍのＧａＡｓ障壁層と、膜厚３０ｎｍのｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ−ＳＣＨ層から形成されている。その後、
実施例１と同様のメサストライプを形成した後、有機金
属気相成長法により、メサストライプの側面をｐ-ＩnＧ
ａＰ埋込層２０(キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚
さ０.５〜１μｍ)、ｎ-ＩnＧａＰ埋込層２１(キャリア
濃度〜２．５×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１μｍ)、ｐ
-ＩnＧａＰ埋込層２２(キャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-
³、厚さ１〜３μｍ)で埋め込んだ。

【００１７】次に、ＳiＯ₂膜を除去した後、有機金属気
相成長法によりｎ-ＩＧａnＰ平坦化層２３(キャリア濃
度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜２μｍ)、ｎ-ＧaＡsキャ
ップ層３３(キャリア濃度＞８×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜
０．３μｍ)で平坦に埋め込んだ。以上の有機金属気相
成長法において、ｎ型不純物はＳｉ、ｐ型不純物はＺｎ
を用いた。その後ＳiＯ₂膜１１で電流狭窄を行った後ｎ
電極１２を形成、更に基板側を研磨してト−タル膜厚１
００μｍ程度にした後ｐ電極１３を蒸着により形成し素
子化を行った。その後、共振器長１５０〜３００μｍに
劈開し、後端面に反射率７０％の高反射率膜を施した。

【００１８】本実施例によるＢＨレ−ザでは、発振波長
０．９８μｍ、室温でのしきい電流値１〜４mＡ、スロ
−プ効率０.６〜０．８mＷ／mＡ、８５℃でのしきい電
流値１．５〜６mＡ、スロ−プ効率０.５〜０．７mＷ／m
Ａの素子が高歩留りで得られ、低リ−ク電流で且つ低し
きい値の半導体レ−ザが実現できた。又、前端面に反射
率７０％の高反射率膜、後端面に反射率９５％の高反射
率膜を施した素子では、その強い電流狭窄効果を反映し
て、室温でのしきい電流値０．２〜０．５mＡの極低電
流動作が得られた。

【００１９】［実施例４］図４は本発明をｎ型基板上
１．３μｍ帯半導体レーザに適用したものである。有機
金属気相成長法により、ｎ−ＩｎＰ基板２４上にｎ-Ｉn
Ｐクラッド層２５を成長した後、アンド-プＩnＧaＡsＰ
／ＩnＧaＡsＰ−ＭＱＷ（多重量子井戸）活性層３(波長
１.３μｍ、井戸数５〜１０)、ｎ-ＩnＰクラッド層２６
を成長する。その後、実施例１と同様のメサストライプ
を形成した後、有機金属気相成長法により、メサストラ
イプの側面をｐ-ＩnＰ埋込層２８(キャリア濃度〜１．
５×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ１.５〜３μｍ)、ｎ-ＩnＰ埋込
層２９(キャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.８〜
１．５μｍ)、ｐ-ＩnＰ層３０(キャリア濃度〜１．５×
１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０．５μｍ)で埋め込んだ。次に、
ＳiＯ₂膜を除去した後、有機金属気相成長法によりｐ-
ＩnＰ平坦化層２７、ｐ-ＩnＧaＡs（Ｐ）キャップ層３
４で平坦に埋め込んだ。以上の有機金属気相成長法にお
いて、ｎ型不純物はＳｉ、ｐ型不純物はＺｎを用いた。
その後ＳiＯ₂膜１１で電流狭窄を行った後ｐ電極１３を
形成、更に基板側を研磨してト−タル膜厚１００μｍ程
度にした後ｎ電極１２を蒸着により形成し素子化を行っ
た。その後、共振器長１５０〜３００μｍに劈開し、後
端面に反射率７０％の高反射率膜を施した。

【００２０】本実施例によるＢＨレ−ザでは、発振波長
１.３μｍ、室温でのしきい電流値６〜１２mＡ、スロ−
プ効率０.４〜０．６mＷ／mＡ、８５℃でのしきい電流
値１５〜３０mＡ、スロ−プ効率０.３〜０．４mＷ／mＡ
の素子が高歩留りで得られ、低リ−ク電流で且つ低しき
い値の半導体レ−ザが実現できた。

【００２１】［実施例５］図７は本発明をｐ型基板上
１．３μｍ帯分布帰還型半導体レーザに適用したもので
ある。有機金属気相成長法により、ｐ−ＩｎＰ基板１上
にｐ-ＩnＰクラッド層２(キャリア濃度〜１×１０¹⁸ｃ
ｍ-³、厚さ〜２μｍ)を成長した後、回折格子３１を形
成した。その後、有機金属気相成長法により、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層３２、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＧaＡsＰ
−ＭＱＷ（多重量子井戸）活性層３(波長１.３μｍ、井
戸数５〜１０)、ｎ-ＩnＰクラッド層４(キャリア濃度〜
２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜１μｍ)を成長する。この
時、回折格子３１のκＬは０．７〜１．５となるよう
に、深さは１５〜３０ｎｍに設定した。又、レーザ発振
波長λＬＤと自然放出光波長（≒最大光学利得波長）λ
ｓの差Δλ（＝λＬＤ−λｓ）が室温においてΔλを＋
１０〜＋２５ｎｍとなるように、回折格子３１の周期は
約２１０ｎｍに設定した。その後、実施例１と同様のメ
サストライプを形成した後、有機金属気相成長法によ
り、メサストライプの側面をｐ-ＩnＰ埋込層５(キャリ
ア濃度〜１×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ０.５〜１μｍ)、ｎ-
ＩnＰ埋込層６(キャリア濃度〜２．５×１０¹⁸ｃｍ-³、
厚さ０.５〜１μｍ)、ｐ-ＩnＰ埋込層７(キャリア濃度
〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ１〜３μｍ)、ｎ-ＩnＰ層８
(キャリア濃度〜２×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜０.３μｍ)
で埋め込んだ。次に、ＳiＯ₂膜を除去した後、有機金属
気相成長法によりｎ-ＩnＰ平坦化層９(キャリア濃度〜
２．５×１０¹⁸ｃｍ-³、厚さ〜２μｍ)、ｎ-ＩnＧaＡs
（Ｐ）キャップ層１０(キャリア濃度＞７×１０¹⁸ｃｍ-
³、厚さ〜０．３μｍ)で平坦に埋め込んだ。以上の有機
金属気相成長法において、ｎ型不純物はＳｉ、ｐ型不純
物はＺｎを用いた。その後ＳiＯ₂膜１１で電流狭窄を行
った後ｎ電極１２を形成、更に基板側を研磨してト−タ
ル膜厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１３を蒸着により
形成し素子化を行った。その後、共振器長１５０〜３５
０μｍに劈開し、前端面に反射率１％の低反射率膜、後
端面に反射率７０％の高反射率膜を施した。

【００２２】本実施例による分布帰還型ＢＨレ−ザで
は、発振波長１.３０μｍにおいて、副モード抑圧比３
５〜４５ｄＢ、室温でのしきい電流値５〜１５mＡ、ス
ロ−プ効率０.３５〜０．６mＷ／mＡが得られ、室温に
おいてのΔλは典型的に＋１０ｎｍから＋２５ｎｍの範
囲であった。又、８５℃でのΔλはほぼ零であり、高温
での特性は悪化せず、しきい電流値１３〜３０mＡ、ス
ロ−プ効率０.３〜０．４５mＷ／mＡの素子が高歩留り
で得られ、低リ−ク電流で且つ低しきい値の半導体レ−
ザが実現できた。

【００２３】本実施例では半導体レ−ザへの適用につい
て説明したが、本発明は、他の波長帯の半導体レーザ、
例えば、１．４８μｍ帯高出力半導体レーザに対して
も、又半導体レ−ザに限らず電流狭窄を行う必要のある
他のデバイス、例えば半導体光増幅器についても適用可
能である。又、以上の実施例では、第２埋込層６、２
１、２９のｎ型導電型の不純物がＳｉの場合について説
明したが、Ｓｅを用いてその不純物濃度を（０．７〜
１．３）×１０¹⁸ｃｍ-³にしたレーザ素子でもほぼ同様
の特性が得られた。さらに、本実施例では、単体の半導
体レーザ素子への適用に行いて説明したが、光インタコ
ネクト、波長多重通信などに使用する半導体レーザアレ
イについても、適用可能であることはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明では、変曲点の無い滑らかな側面
形状を持つメサストライプを用いｐ-ｎ接合により埋め
込んだ構造において、ｎ型埋込層の不純物の種類、及び
不純物濃度を適切に選ぶことにより、有機金属気相成長
法によるｎ型埋込層形成時に異常成長が生じないので、
電流阻止効果の大きいＢＨレ−ザを提供できる。従っ
て、リ−ク電流を低減でき活性層への効率的な電流注入
が行えるため半導体レーザの低しきい値化に対して効果
がある。さらに、活性層幅、多重量子井戸型活性層の，
井戸数、及び分布帰還型構造の共振器構造を適切に設定
しることにより、その電流狭窄効果は大きくなり、尚一
層の半導体レーザの低しきい値化に対して効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を表す構造図。

【図２】本発明の実施例を表す構造図。

【図３】本発明の実施例を表す構造図。

【図４】本発明の実施例を表す構造図。

【図５】本発明による埋込層形成断面図(a)と従来技術
による埋込層形成図(b),(c)。

【図６】本発明の一作用を示す図。

【図７】本発明の実施例を表す構造図で、(b)は(a)のＡ
−Ａ’線光軸方向断面図。

【符号の説明】

１…ｐ-ＩnＰ基板、２…ｐ-ＩnＰクラッド層、３、１４
…ＭＱＷ活性層、４…ｎ-ＩnＰクラッド層、５…ｐ-Ｉn
Ｐ埋込層、６…ｎ-ＩnＰ埋込層、７…ｐ-ＩnＰ層、８…
ｎ-ＩnＰ層、９…ｎ-ＩnＰ平坦化層、１０…ｎ-ＩnＧa
ＡsＰキャップ層、１１…ＳiＯ₂膜、１２…ｎ電極、１
３…ｐ電極、１６…ｐ-ＧａＡｓ基板、２０…ｐ−Ｉｎ
ＧａＰ埋込層、２１…ｎ−ＩｎＧａＰ埋込層、２２…ｐ
−ＩｎＧａＰ埋込層、２４…ｎ-ＩｎＰ基板、２８…ｐ-
ＩnＰ埋込層、２９…ｎ-ＩnＰ埋込層、３１…回折格
子、３２…光ガイド層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野敏弘神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所光技術開発推進本部内 (72)発明者土屋朋信東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者奥野八重東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に、第１のクラッド層、活性
層、及び第２のクラッド層が順次積層されたメサストラ
イプ構造を有し、該メサストライプ構造の両側面に接し
て積層された第１導電型の第１埋込層と、上記メサスト
ライプ構造の両側面に接しないで形成された第２導電型
の第２埋込層を有する半導体レーザにおいて、上記第２
導電型の第２埋込層の導電型不純物がＳｉであることを
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、上
記Ｓｉの不純物濃度が１×１０¹⁸ｃｍ-³以上であること
を特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】半導体基板上に、第１のクラッド層、活性
層、及び第２のクラッド層が順次積層されたメサストラ
イプ構造を有し、該メサストライプ構造の両側面に接し
て積層された第１導電型の第１埋込層と、上記メサスト
ライプ構造の両側面に接しないで形成された第２導電型
の第２埋込層を有する半導体レーザにおいて、上記第２
導電型の第２埋込層の導電型不純物がＳｅであり、Ｓｅ
の不純物濃度が（０．７〜１．３）×１０¹⁸ｃｍ-³であ
ることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レ
ーザにおいて、上記第１埋込層と上記第２埋込層が有機
金属気相成長法により形成されたことを特徴とする半導
体レーザ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レ
ーザにおいて、上記メサストライプ構造の両側面が変曲
点の無い滑らかな曲面で形成されたことを特徴とする半
導体レーザ。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の半導体レ
ーザにおいて、上記メサストライプ構造近傍の上記第２
導電型の第２埋込層の先端部の位置が上記活性層の上面
よりも下であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の半導体レ
ーザにおいて、活性層近傍に周期的な回折格子を有する
分布帰還型の共振器を有し、レーザ発振波長をλＬＤ
と、しきい電流の０．９倍の注入電流での自然放出光波
長をλｓ、回折格子による光の結合定数をκ，共振器長
をＬと定義したときに、室温での（λＬＤ−λｓ）の値
が＋１０〜＋２５ｎｍに、かつκＬの値が０．７〜１．
５であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の半導体レ
ーザにおいて、半導体基板がｐ型ＩｎＰ基板で、かつ上
記第１埋込層及び第２埋込層がＩｎＰであることを特徴
とする半導体レーザ。
【請求項９】請求項１〜７のいずれかに記載の半導体レ
ーザにおいて、半導体基板がｐ型ＧａＡｓ基板で、かつ
上記第１埋込層及び第２埋込層の全部あるいは一部がＩ
ｎＧａＰであることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の半導体
レーザにおいて、上記第２導電型の第２埋込層の上部に
第１導電型の第３埋込層を有することを特徴とする半導
体レーザ。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の半導
体レーザにおいて、上記メサストライプ構造及びメサス
トライプ外部の埋込層の上部に形成した第２導電型の平
坦化層を有し、該第２導電型の平坦化層の導電型不純物
がＳｉであり、該Ｓｉの不純物濃度が（１〜３．５）×
１０¹⁸ｃｍ-³であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の半導
体レーザにおいて、上記活性層の幅が１．３〜１．８μ
ｍであることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載の半導
体レーザにおいて、上記活性層が多重量子井戸構造であ
り、かつ量子井戸数が５〜１０であることを特徴とする
半導体レーザ。