JPH0744310B2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPH0744310B2 JPH0744310B2 JP17524787A JP17524787A JPH0744310B2 JP H0744310 B2 JPH0744310 B2 JP H0744310B2 JP 17524787 A JP17524787 A JP 17524787A JP 17524787 A JP17524787 A JP 17524787A JP H0744310 B2 JPH0744310 B2 JP H0744310B2
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- Japan
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- layer
- substrate
- laser device
- diffusion
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、OEIC（Optoelectronic Integrated Circui
t）化に適した光通信用半導体レーザ装置の電極構造の
改良に関するものである。
t）化に適した光通信用半導体レーザ装置の電極構造の
改良に関するものである。
〔従来の技術〕 第２図は従来の基板への埋込みTJS（Transverse Juncti
on Stripe）レーザ装置の一実施例を示す断面図であ
る。図において、（１）は半絶縁性GaAs基板（２）は基
板（１）の主面に設けられた底辺の幅が約70μｍの逆メ
サ溝で、その形成に当っては、先ず基板（１）上に、例
えばSi3N4膜（図示せず）を形成して後、写真製版法に
より＜110＞方向にストライプ状の窓（図示せず）を開
け、次いでSi3N4膜をマスクにして化学エッチング法或
いは反応性イオンビームエッチング法等により逆メサ溝
（２）を形成する。
on Stripe）レーザ装置の一実施例を示す断面図であ
る。図において、（１）は半絶縁性GaAs基板（２）は基
板（１）の主面に設けられた底辺の幅が約70μｍの逆メ
サ溝で、その形成に当っては、先ず基板（１）上に、例
えばSi3N4膜（図示せず）を形成して後、写真製版法に
より＜110＞方向にストライプ状の窓（図示せず）を開
け、次いでSi3N4膜をマスクにして化学エッチング法或
いは反応性イオンビームエッチング法等により逆メサ溝
（２）を形成する。
（３）はｎ型AlGaAsの第１クラッド層、（４）はｎ型Ga
Asの活性層、（５）はｎ型AlGaAsの第２クラッド層、
（６）はn+型GaAsのキャップ層で、これらの各層は、例
えばMOCVD法（有機金属気相成長法）により逆メサ溝
（２）内に形成され、その後、上記Si3N4膜は除去され
る。このようにして形成された各半導体層（３）〜
（６）の頂面は、基板（１）の主面より高くなり段差が
つく。（７）はその段差部である。（８）はｎ側とｐ側
を電気的に分離するための分離溝で、キャップ層（６）
をエッチングして形成される。（９）は幅が約70μｍの
Zn拡散p+領域、（10）は厚さが約２μｍのZn拡散ｐ領
域、（11）は各半導体層（３）〜（６）のｎ型領域上か
ら基板（１）上にわたって形成されるｎ側電極、（12）
は各半導体層（３）〜（６）及び基板（１）のZn拡散p+
領域上にわたって形成されるｐ側電極で、いずれも、例
えば真空蒸着法によりNi/Au・Ge/Au膜を3000〜4000Åの
厚さに形成される。
Asの活性層、（５）はｎ型AlGaAsの第２クラッド層、
（６）はn+型GaAsのキャップ層で、これらの各層は、例
えばMOCVD法（有機金属気相成長法）により逆メサ溝
（２）内に形成され、その後、上記Si3N4膜は除去され
る。このようにして形成された各半導体層（３）〜
（６）の頂面は、基板（１）の主面より高くなり段差が
つく。（７）はその段差部である。（８）はｎ側とｐ側
を電気的に分離するための分離溝で、キャップ層（６）
をエッチングして形成される。（９）は幅が約70μｍの
Zn拡散p+領域、（10）は厚さが約２μｍのZn拡散ｐ領
域、（11）は各半導体層（３）〜（６）のｎ型領域上か
ら基板（１）上にわたって形成されるｎ側電極、（12）
は各半導体層（３）〜（６）及び基板（１）のZn拡散p+
領域上にわたって形成されるｐ側電極で、いずれも、例
えば真空蒸着法によりNi/Au・Ge/Au膜を3000〜4000Åの
厚さに形成される。
上記のように、形成されたTJSレーザ装置において、pn
接合はGaAs活性層（４）内に形成されるものとAlGaAsの
第1,第２クラッド層（３），（５）内に形成されるもの
があるが、GaAsの禁制帯幅はAlGaAsのそれよりも狭いの
で、GaAsのpn接合の拡散電位はAlGaAsのそれよりも低
く、従って、ｎ側電極（11）とｐ側電極（12）間に順方
向電圧を加えた場合、電流は拡散電位の低いGaAsのpn接
合部に集中して流れるので、GaAs活性層（４）のpn接合
部が活性領域となりレーザ発振が起る。
接合はGaAs活性層（４）内に形成されるものとAlGaAsの
第1,第２クラッド層（３），（５）内に形成されるもの
があるが、GaAsの禁制帯幅はAlGaAsのそれよりも狭いの
で、GaAsのpn接合の拡散電位はAlGaAsのそれよりも低
く、従って、ｎ側電極（11）とｐ側電極（12）間に順方
向電圧を加えた場合、電流は拡散電位の低いGaAsのpn接
合部に集中して流れるので、GaAs活性層（４）のpn接合
部が活性領域となりレーザ発振が起る。
また、ｎ型のGaAs活性層（４）のキャリア濃度は１×10
18cm-3程度にドープされているが、この程度の濃度にお
いてはｐ型GaAsの方がｎ型GaAsよりも屈折率が大きく、
そのpn接合界面に屈折率差を生じる。更に、GaAs活性層
（４）のZn拡散p+領域とZn拡散ｐ領域とでは、不純物濃
度の大きいp+領域の方が屈折率は小さい。従って、GaAs
活性層（４）のZn拡散ｐ領域の部分は両側を屈折率の小
さい領域で囲まれることになり、光の閉じ込め効果が得
られてレーザ光の横モードが安定化される。
18cm-3程度にドープされているが、この程度の濃度にお
いてはｐ型GaAsの方がｎ型GaAsよりも屈折率が大きく、
そのpn接合界面に屈折率差を生じる。更に、GaAs活性層
（４）のZn拡散p+領域とZn拡散ｐ領域とでは、不純物濃
度の大きいp+領域の方が屈折率は小さい。従って、GaAs
活性層（４）のZn拡散ｐ領域の部分は両側を屈折率の小
さい領域で囲まれることになり、光の閉じ込め効果が得
られてレーザ光の横モードが安定化される。
従来のTJSレーザ装置は上記のように構成されているの
で、逆メサ溝（２）内にMOCVD法により各半導体層
（３）〜（６）を成長させると、通常基板（１）の主面
と各半導体層（３）〜（６）の頂面間に高さの違いを生
じ、１〜２μｍ程度の段差部（７）ができるが、ｎ側及
びｐ側電極ともこの段差部（７）を覆って形成されてい
るため、この部位で電極の途切れを生じてレーザが動作
不良を起すなどの問題点があった。
で、逆メサ溝（２）内にMOCVD法により各半導体層
（３）〜（６）を成長させると、通常基板（１）の主面
と各半導体層（３）〜（６）の頂面間に高さの違いを生
じ、１〜２μｍ程度の段差部（７）ができるが、ｎ側及
びｐ側電極ともこの段差部（７）を覆って形成されてい
るため、この部位で電極の途切れを生じてレーザが動作
不良を起すなどの問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、途切れなどの不具合を生じない、構造の電極を備
えた信頼性の高い半導体レーザ装置を得ることを目的と
する。
ので、途切れなどの不具合を生じない、構造の電極を備
えた信頼性の高い半導体レーザ装置を得ることを目的と
する。
この発明に係る半導体レーザ装置は、基板の主面に設け
られた溝内に、該基板の主面との間に段差部を有する第
１導電型の多層半導体層を形成し、該層の一部を含み、
該基板の主面に第２導電型の高濃度拡散領域を形成する
とともに、各導電型側の電極を、第１導電型側のものは
該多層半導体層上に、第２導電型側のものは該高濃度拡
散領域上に、それぞれ該段差部を避けて形成したもので
ある。
られた溝内に、該基板の主面との間に段差部を有する第
１導電型の多層半導体層を形成し、該層の一部を含み、
該基板の主面に第２導電型の高濃度拡散領域を形成する
とともに、各導電型側の電極を、第１導電型側のものは
該多層半導体層上に、第２導電型側のものは該高濃度拡
散領域上に、それぞれ該段差部を避けて形成したもので
ある。
この発明の半導体レーザ装置は、第１導電型の多層半導
体層及び第２導電型の高濃度拡散領域のいずれも幅広く
形成し、各導電型側の電極を、該多層半導体層上或いは
該高濃度拡散領域上の段差部を避けた位置に形成したの
で、電極に途切れを生じることがない。
体層及び第２導電型の高濃度拡散領域のいずれも幅広く
形成し、各導電型側の電極を、該多層半導体層上或いは
該高濃度拡散領域上の段差部を避けた位置に形成したの
で、電極に途切れを生じることがない。
第１図は、この発明の一実施例を示す断面図であり、
（１）〜（12）は上記従来例におけるものと同一又は相
当のものである。
（１）〜（12）は上記従来例におけるものと同一又は相
当のものである。
この発明における逆メサ溝（２）の底辺幅及びZn拡散p+
領域（９）の幅は、いずれも約100μｍ以上に広く形成
され、ｎ側電極（11）はｎ型のキャップ層（６）上に、
ｐ側電極（12）は基板（１）のZn拡散p+領域（９）上に
それぞれ形成される。
領域（９）の幅は、いずれも約100μｍ以上に広く形成
され、ｎ側電極（11）はｎ型のキャップ層（６）上に、
ｐ側電極（12）は基板（１）のZn拡散p+領域（９）上に
それぞれ形成される。
上記のような構成の半導体レーザ素子をトランジスタ等
の電子素子と共に同一基板上に集積化するOEICでは、半
導体レーザ素子の数はせいぜい１〜数個程度であり、従
って、逆メサ溝（２）の底辺幅やZn拡散p+領域（９）の
幅が若干広く形成されてもOEIC全体の寸法が大きくなる
程の影響は生じない。
の電子素子と共に同一基板上に集積化するOEICでは、半
導体レーザ素子の数はせいぜい１〜数個程度であり、従
って、逆メサ溝（２）の底辺幅やZn拡散p+領域（９）の
幅が若干広く形成されてもOEIC全体の寸法が大きくなる
程の影響は生じない。
なお、上記実施例ではｎ側電極（11）をキャップ層
（６）上に、ｐ側電極（12）を基板（１）のp+領域上に
設けたものを示したが、ｎ型多層半導体層（３）〜
（６）上と多層半導体層（３）〜（６）のp+領域上、に
それぞれ段差部（７）を避けて形成しても良い。また、
逆メサ溝（２）内にｎ型の各半導体層（３）〜（６）を
形成し、該層の一部を含み基板（１）の主面にZn拡散に
よりp+領域（９）を形成してn,p側の電極を備えたもの
を示したが、各半導体層（３）〜（６）の導電型をｐ型
とし、ｎ型拡散源として例えばSi等を用いて拡散n+領域
を形成し、上記と同様の位置にp,n各側の電極を備える
ものであっても良い。
（６）上に、ｐ側電極（12）を基板（１）のp+領域上に
設けたものを示したが、ｎ型多層半導体層（３）〜
（６）上と多層半導体層（３）〜（６）のp+領域上、に
それぞれ段差部（７）を避けて形成しても良い。また、
逆メサ溝（２）内にｎ型の各半導体層（３）〜（６）を
形成し、該層の一部を含み基板（１）の主面にZn拡散に
よりp+領域（９）を形成してn,p側の電極を備えたもの
を示したが、各半導体層（３）〜（６）の導電型をｐ型
とし、ｎ型拡散源として例えばSi等を用いて拡散n+領域
を形成し、上記と同様の位置にp,n各側の電極を備える
ものであっても良い。
この発明は以上説明したとおり、電極が、基板の主面と
多層半導体層の頂面との間の段差部を避けて形成される
ので、電極途切れによる動作不良を起すことのない、信
頼性の高い半導体レーザ装置を得られる効果がある。
多層半導体層の頂面との間の段差部を避けて形成される
ので、電極途切れによる動作不良を起すことのない、信
頼性の高い半導体レーザ装置を得られる効果がある。
第１図は、この発明のTJSレーザ装置の一実施例を示す
断面図、第２図は、従来のTJSレーザ装置の一実施例を
示す断面図である。 図において、（１）は半絶縁性GaAs基板、（２）は逆メ
サ溝、（３）はｎ型AlGaAsの第１クラッド層、（４）は
ｎ型GaAsの活性層、（５）はｎ型AlGaAsの第２クラッド
層、（６）はｎ型GaAsのキャップ層、（７）は段差部、
（９）はZn拡散p+領域、（11）はｎ側電極、（12）はｐ
側電極である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
断面図、第２図は、従来のTJSレーザ装置の一実施例を
示す断面図である。 図において、（１）は半絶縁性GaAs基板、（２）は逆メ
サ溝、（３）はｎ型AlGaAsの第１クラッド層、（４）は
ｎ型GaAsの活性層、（５）はｎ型AlGaAsの第２クラッド
層、（６）はｎ型GaAsのキャップ層、（７）は段差部、
（９）はZn拡散p+領域、（11）はｎ側電極、（12）はｐ
側電極である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】基板の主面に設けられた溝内に、該基板の
主面との間に段差部を有する第１導電型の多層半導体層
が形成され、該層の一部を含み、該基板の主面に第２導
電型の高濃度拡散領域が形成され、各導電型側の電極を
備えている半導体レーザ装置において、第１導電型側の
電極は該多層半導体層上に、第２導電型側の電極は該高
濃度拡散領域上に、それぞれ該段差部を避けて形成され
ていることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17524787A JPH0744310B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17524787A JPH0744310B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6418293A JPS6418293A (en) | 1989-01-23 |
| JPH0744310B2 true JPH0744310B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=15992833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17524787A Expired - Lifetime JPH0744310B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744310B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPQ891500A0 (en) * | 2000-07-21 | 2000-08-17 | Iodine Technologies Australia Pty Ltd | Process, method and apparatus for recovery of halogens |
-
1987
- 1987-07-13 JP JP17524787A patent/JPH0744310B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6418293A (en) | 1989-01-23 |
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