JPH0815230B2 - 埋込みストライプ形半導体レ−ザ−の作成方法及び当該方法により得られるレ−ザ− - Google Patents
埋込みストライプ形半導体レ−ザ−の作成方法及び当該方法により得られるレ−ザ−Info
- Publication number
- JPH0815230B2 JPH0815230B2 JP61225785A JP22578586A JPH0815230B2 JP H0815230 B2 JPH0815230 B2 JP H0815230B2 JP 61225785 A JP61225785 A JP 61225785A JP 22578586 A JP22578586 A JP 22578586A JP H0815230 B2 JPH0815230 B2 JP H0815230B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- epitaxy
- doped
- stripe
- laser
- 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
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
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower 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
- H01S5/22—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、埋込みストライプ形半導体レーザーの作
成方法および当該方法によって得られるレーザーに関す
る。これは、一般的に光通信において応用されるもので
ある。
成方法および当該方法によって得られるレーザーに関す
る。これは、一般的に光通信において応用されるもので
ある。
この発明の技術分野は、単一モードファイバ回線のた
めのGa1-xInxAs1-yPy又はInP半導体レーザーの材料に係
る。この発明は、更に詳しくは、低いしきい値電流を有
する構造をもついわゆる埋込みストライプ形の構造に関
する。この構造は、先行技術の構造と比較して興味ある
長所を有している。それは、先ず、高い動作温度及び／
又は高い発光出力において見られる電流漏出を最小限に
することが可能である。そして、また、ほとんどの従来
の構造において要求される三段階のエピタキシ結晶成長
法に代わって、二段階法をとることによって、作成工程
の単純化が可能となる。
めのGa1-xInxAs1-yPy又はInP半導体レーザーの材料に係
る。この発明は、更に詳しくは、低いしきい値電流を有
する構造をもついわゆる埋込みストライプ形の構造に関
する。この構造は、先行技術の構造と比較して興味ある
長所を有している。それは、先ず、高い動作温度及び／
又は高い発光出力において見られる電流漏出を最小限に
することが可能である。そして、また、ほとんどの従来
の構造において要求される三段階のエピタキシ結晶成長
法に代わって、二段階法をとることによって、作成工程
の単純化が可能となる。
添付した第１図は、分布帰還埋込みストライプ形の従
来構造を示す。これは、NEC社による日本製の構造のも
のであり、H.Kitamura氏らによって、1984年７月５日に
発表された、Electronics Lettersの第596−597頁の
「低しきい値及び高い温度の1.55μｍの単一縦モード動
作−バンドDFB−DC−PBH−LD′Ｓ」というタイトルの論
文に記載されている。この構造は、ｎドープされたInP
基板10、InGaAsPの活性層12、InGaAsPのガイド層14、ｐ
ドープされた制限層16、ｐドープされたInP層18、ｎド
ープされたInP層20、ｐドープされたInP層22及び最後の
ｐドープされたInGaAsPの接触層24から構成されるもの
である。
来構造を示す。これは、NEC社による日本製の構造のも
のであり、H.Kitamura氏らによって、1984年７月５日に
発表された、Electronics Lettersの第596−597頁の
「低しきい値及び高い温度の1.55μｍの単一縦モード動
作−バンドDFB−DC−PBH−LD′Ｓ」というタイトルの論
文に記載されている。この構造は、ｎドープされたInP
基板10、InGaAsPの活性層12、InGaAsPのガイド層14、ｐ
ドープされた制限層16、ｐドープされたInP層18、ｎド
ープされたInP層20、ｐドープされたInP層22及び最後の
ｐドープされたInGaAsPの接触層24から構成されるもの
である。
分布帰還形構造あるいはDFBは、1.55μｍの波長で作
用する活性層12の上に位置されたガイド層14によって形
成されるガイドにおいて第１又は第２の種類（0.24又は
0.48μｍの間隔をあける）のエッチングを施した適宜の
網状構造28から構成される。ストライプ中の電流路の電
子の制限は、レーザーの活性領域12の両側に位置する三
日月形のｐ及びｎ形層26の助けによって達成される。
用する活性層12の上に位置されたガイド層14によって形
成されるガイドにおいて第１又は第２の種類（0.24又は
0.48μｍの間隔をあける）のエッチングを施した適宜の
網状構造28から構成される。ストライプ中の電流路の電
子の制限は、レーザーの活性領域12の両側に位置する三
日月形のｐ及びｎ形層26の助けによって達成される。
1.3及び1.55μｍの波長における最良の結果が、この
構造で達成されている。しきい値電流が20mA及び60℃に
至るまでの表面出力は、10mWである。
構造で達成されている。しきい値電流が20mA及び60℃に
至るまでの表面出力は、10mWである。
この構造は、三段階のエピタキシ結晶成長法で作成さ
れ、二つの四元層12、14を固着する第一段階、四元層14
において予めエッチングした網状構造上のInP層16につ
いてエピタキシ結晶法を反復する第二段階そしてｎおよ
びｐ形InPブロック層20,22並びにInGaAsPの接触層24を
エピタキシ結晶化する第三段階から成る。
れ、二つの四元層12、14を固着する第一段階、四元層14
において予めエッチングした網状構造上のInP層16につ
いてエピタキシ結晶法を反復する第二段階そしてｎおよ
びｐ形InPブロック層20,22並びにInGaAsPの接触層24を
エピタキシ結晶化する第三段階から成る。
活性領域に関しては、ブロック層の位置について非常
に高度の正確さが要求される。そして、更に、この構造
は、液相エピタキシ成長法によってのみ作成されること
が指摘される。
に高度の正確さが要求される。そして、更に、この構造
は、液相エピタキシ成長法によってのみ作成されること
が指摘される。
ベル研究所のW.T.TSANG氏らは、最近、「ヘテロエピ
タキシャル成長法による1.5μｍにおける分布帰還形レ
ーザー」というタイトルで、Appl.Phys.Lett.,45,1984
年12月15日号、第1272−1275に論文を発表し、そこで、
いわゆるDFB−HRO構造（Distributed Feedback−Hetero
epitaxial Ridge Overgrown）について記述している。
相当する構造を、第２図に示す。これは、ｎドープされ
たInPの基板30、ｎドープされたInPのバッファー層32、
ｎドープされたGaInAsPの活性層34、適宜の網状構造38
をもたらすｐドープされたGaInAsPの抗−再溶解層36、
ｐドープされ金属層でカバーされたInPバンド（Ridge O
vergrowth）が形成される開口部を有するSiO2の誘電性
フイルム40から構成される。
タキシャル成長法による1.5μｍにおける分布帰還形レ
ーザー」というタイトルで、Appl.Phys.Lett.,45,1984
年12月15日号、第1272−1275に論文を発表し、そこで、
いわゆるDFB−HRO構造（Distributed Feedback−Hetero
epitaxial Ridge Overgrown）について記述している。
相当する構造を、第２図に示す。これは、ｎドープされ
たInPの基板30、ｎドープされたInPのバッファー層32、
ｎドープされたGaInAsPの活性層34、適宜の網状構造38
をもたらすｐドープされたGaInAsPの抗−再溶解層36、
ｐドープされ金属層でカバーされたInPバンド（Ridge O
vergrowth）が形成される開口部を有するSiO2の誘電性
フイルム40から構成される。
このような構造においては、活性ストライプは、全く
埋め込まれていない。電流の電気的制限は、シリカ層に
形成された開口部（５μｍ幅）によって達成される。活
性層で作成される発光ガイドは、第１図の埋込み構造よ
りも一層効果的である。それゆえに、しきい値電流は相
当高い。
埋め込まれていない。電流の電気的制限は、シリカ層に
形成された開口部（５μｍ幅）によって達成される。活
性層で作成される発光ガイドは、第１図の埋込み構造よ
りも一層効果的である。それゆえに、しきい値電流は相
当高い。
この構造は、二段階のエピタキシ結晶法により作成さ
れることに着目すべきである。
れることに着目すべきである。
すなわち、三つのInP層及び四元層を固着する第一段
階、予め抗−再溶解層36の上に固着されたSiO2の遮蔽体
40における部分的エピタキシ結晶法によりｐドープされ
たInPの制限層を得る第二段階から成るものである。
階、予め抗−再溶解層36の上に固着されたSiO2の遮蔽体
40における部分的エピタキシ結晶法によりｐドープされ
たInPの制限層を得る第二段階から成るものである。
他の構造としては、本発明者らが、1984年、８月7/1
0、「Proceedings of the 9th IEEE International Sem
iconductor Laser Conference」において「1.55μm str
ip buried Schottky laser」というタイトルで発表した
ものが知られている。
0、「Proceedings of the 9th IEEE International Sem
iconductor Laser Conference」において「1.55μm str
ip buried Schottky laser」というタイトルで発表した
ものが知られている。
この構造は、第３図に示したものであり、n+ドープさ
れたInP基板50、ｎドープされたInP制限層52、ｐドープ
されたInP層56で埋め込まれGaInAsP活性層54とGaInAsP
ガイド層55から形成された約２μｍ幅のストライプから
構成される。これらの層は、約５μｍ幅の台地状の形で
GaInAs層58でカバーされている。組み立て部品は、チタ
ン層60及び金層62でカバーされている。
れたInP基板50、ｎドープされたInP制限層52、ｐドープ
されたInP層56で埋め込まれGaInAsP活性層54とGaInAsP
ガイド層55から形成された約２μｍ幅のストライプから
構成される。これらの層は、約５μｍ幅の台地状の形で
GaInAs層58でカバーされている。組み立て部品は、チタ
ン層60及び金層62でカバーされている。
このいわゆるSBH構造（ストライプ埋込みヘテロ構
造）は、二段階のエピタキシ結晶法で形成される。第一
段階は、三つの層52,54,55について、InP及びGaInAsPは
1.55μｍ、またGaInAsは、1.3μｍの波長にそれぞれ相
当するものとして固着させることが可能であり、これら
の層は、続いて、選択的エッチングによりストライプ形
にエッチングされる。第二段階は、ストライプの上にｐ
形のInP層56及び接触層58を再度成長させることが可能
である。台地形における電流制限は、Schottky形のスト
ライプの頂点において固着することによって達成され
る。
造）は、二段階のエピタキシ結晶法で形成される。第一
段階は、三つの層52,54,55について、InP及びGaInAsPは
1.55μｍ、またGaInAsは、1.3μｍの波長にそれぞれ相
当するものとして固着させることが可能であり、これら
の層は、続いて、選択的エッチングによりストライプ形
にエッチングされる。第二段階は、ストライプの上にｐ
形のInP層56及び接触層58を再度成長させることが可能
である。台地形における電流制限は、Schottky形のスト
ライプの頂点において固着することによって達成され
る。
SBH構造は、この方法によって埋め込まれたストライ
プDFBレーザーをその他の複雑な操作を必要とすること
なく作成することを可能とする。1.3μｍで機能する層5
5における適宜の網状構造をエッチングにより形成し、
次いで、網状構造又は、ストライプを溶解させないよう
に注意しながらエピタキシ結晶法を反復することだけが
必要とがれる。
プDFBレーザーをその他の複雑な操作を必要とすること
なく作成することを可能とする。1.3μｍで機能する層5
5における適宜の網状構造をエッチングにより形成し、
次いで、網状構造又は、ストライプを溶解させないよう
に注意しながらエピタキシ結晶法を反復することだけが
必要とがれる。
この方法によって作成されるDFB−SBレーザーは、論
文（「Laser GaxIn1-xAs1-yPy1.55μｍ contre−r0act
ion distribu0e」by P.CORREC et al in Comptes−Rend
us des Journ0es Nationales de l′Optique Guid0e,Ma
rch 20/21 1985,Issy−les−Moulineaux,France）に記
載されている。
文（「Laser GaxIn1-xAs1-yPy1.55μｍ contre−r0act
ion distribu0e」by P.CORREC et al in Comptes−Rend
us des Journ0es Nationales de l′Optique Guid0e,Ma
rch 20/21 1985,Issy−les−Moulineaux,France）に記
載されている。
特定の観点において満足すべきものであるとはいえ、
これらの全ての構造は、欠点を有している。
これらの全ての構造は、欠点を有している。
DC PBH形のストライプ構造（第１図）は、DFBレーザ
ーに適用されるが、特に、三段階の連続的なエピタキシ
結晶法及び厚さと深さにおいてエッチングに要求される
正確さを理由に、実施することが非常に困難である。
ーに適用されるが、特に、三段階の連続的なエピタキシ
結晶法及び厚さと深さにおいてエッチングに要求される
正確さを理由に、実施することが非常に困難である。
HBO−DFB形構造（第２図）は、最初のものより簡単で
あるが、電子及び光の横の制限により、一層高いしきい
値電流（20−40mAに代わる50−100mA）をもたらす。
あるが、電子及び光の横の制限により、一層高いしきい
値電流（20−40mAに代わる50−100mA）をもたらす。
SBH構造は、分布Bragg網状構造を得ようとする場合、
液層エピタキシ結晶法を反復する間にガイド層の部分的
再溶解が生じるという困難を伴う。80mAのトータル電流
より、ストライプの両側のInPのｐ−ｎ接合点において
も高い電流漏出を生じる。このように、レーザーの発振
出力に限界がある（DC−PBH構造で10mWであるのが60℃
で3mWである）。同じ大きさのオーダーの限界が、NO−C
VDエピタキシ結晶法（有機金属による化学蒸着法）によ
り作成されるレーザーにおいても観察される。
液層エピタキシ結晶法を反復する間にガイド層の部分的
再溶解が生じるという困難を伴う。80mAのトータル電流
より、ストライプの両側のInPのｐ−ｎ接合点において
も高い電流漏出を生じる。このように、レーザーの発振
出力に限界がある（DC−PBH構造で10mWであるのが60℃
で3mWである）。同じ大きさのオーダーの限界が、NO−C
VDエピタキシ結晶法（有機金属による化学蒸着法）によ
り作成されるレーザーにおいても観察される。
この発明の目的は、分布帰還形を得ることが可能な液
相又は気相エピタキシ結晶法によって、低いしきい値及
び高発振出力を有する埋込みストライプ形のレーザー構
造が得られる簡単な方法を提供することによって、これ
らの欠点を除去することである。
相又は気相エピタキシ結晶法によって、低いしきい値及
び高発振出力を有する埋込みストライプ形のレーザー構
造が得られる簡単な方法を提供することによって、これ
らの欠点を除去することである。
この発明は、以下に示す二つの本質的な事項を基礎と
するものである。すなわち、 １）活性ストライプ（及び最適の格子構造）を埋込むた
めに、通常のエピタキシ結晶法よりも低い成長温度（60
0℃の代わりに500℃）をもたらす部分的エピタキシ結晶
法を使用すること。
するものである。すなわち、 １）活性ストライプ（及び最適の格子構造）を埋込むた
めに、通常のエピタキシ結晶法よりも低い成長温度（60
0℃の代わりに500℃）をもたらす部分的エピタキシ結晶
法を使用すること。
２）側面のｐ−ｎ接合点における電流漏出を効果的に制
限するために単一の非常に高くドープされたInP層（５
×1018cm-3）を使用することを可能とするエピタキシ結
晶法を反復するためのｐ形基板を使用すること。
限するために単一の非常に高くドープされたInP層（５
×1018cm-3）を使用することを可能とするエピタキシ結
晶法を反復するためのｐ形基板を使用すること。
ストライプのわずか数μｍ幅の部分エピタキシ結晶法
が、基板の全表面の結晶化よりもより高い成長率をもた
らすことが知られている。電解槽中の小さい容積の範囲
で溶液が過剰となる。これらの現象は、論文（「Embedd
ed epitaxial growth of low−threshold Ga In As P/I
n P injection laser」by P.C.CHEN et al published i
n Appl.Phys.Lett.38,NO.5,March 1 1981,pp 301−30
3）に記載されている。
が、基板の全表面の結晶化よりもより高い成長率をもた
らすことが知られている。電解槽中の小さい容積の範囲
で溶液が過剰となる。これらの現象は、論文（「Embedd
ed epitaxial growth of low−threshold Ga In As P/I
n P injection laser」by P.C.CHEN et al published i
n Appl.Phys.Lett.38,NO.5,March 1 1981,pp 301−30
3）に記載されている。
これらの現象は、非常に高い程度に電解槽を飽和状態
とすることから、低温度でエピタキシ結晶法を実施する
ことを可能とする。通常の場合の600℃から630℃の代わ
りに500℃において結晶の成長化が達成される。この成
長温度の低下は、前述のガイド層の再溶解の問題を防止
すること及び一般に高温度で観察される網状構造の形く
ずれ並びに悪化を抑制することを可能とする。
とすることから、低温度でエピタキシ結晶法を実施する
ことを可能とする。通常の場合の600℃から630℃の代わ
りに500℃において結晶の成長化が達成される。この成
長温度の低下は、前述のガイド層の再溶解の問題を防止
すること及び一般に高温度で観察される網状構造の形く
ずれ並びに悪化を抑制することを可能とする。
SBH構造においてｎ形基板の代わりにｐ形基板を使用
しても、埋込みストライプのための単一の高くドープさ
れたn+InP層のみの再結晶化をもたらす。
しても、埋込みストライプのための単一の高くドープさ
れたn+InP層のみの再結晶化をもたらす。
この場合、接触層は、InP−n+層において低い接触抵
抗値が測定されることに留意すべきである。更に、高い
誘電性の層は、側面のｐ−ｎ接合における電流漏出を顕
著に減弱させることは重要である。このように、伝統的
なSBH構造においては、発振出力の重要な飽和状態は、8
0mAの電流において現われ、これ以上になると電流は側
面のホモ接合に流れる。飽和電流Isatは、ホモ接合Vh及
びヘテロ接合VHの内在的な差異と関連して以下の式で表
される。
抗値が測定されることに留意すべきである。更に、高い
誘電性の層は、側面のｐ−ｎ接合における電流漏出を顕
著に減弱させることは重要である。このように、伝統的
なSBH構造においては、発振出力の重要な飽和状態は、8
0mAの電流において現われ、これ以上になると電流は側
面のホモ接合に流れる。飽和電流Isatは、ホモ接合Vh及
びヘテロ接合VHの内在的な差異と関連して以下の式で表
される。
ここで、Reqは、接触及び埋込みストライプの間の抵
抗を示す。Vh−VHの実験値は、約400mVであり、Reqの値
は、約５ΩのInP−Ｐ層のドープ及び厚さから計算さ
れ、Isatの計算値は、実験値に近似したものとなる。
抗を示す。Vh−VHの実験値は、約400mVであり、Reqの値
は、約５ΩのInP−Ｐ層のドープ及び厚さから計算さ
れ、Isatの計算値は、実験値に近似したものとなる。
それゆえに、n+形の層の使用は、電子の顕著な移動性
を考えると、抵抗値Reqを少なくとも10倍低くすると共
にその結果、飽和電流を10倍高くする。
を考えると、抵抗値Reqを少なくとも10倍低くすると共
にその結果、飽和電流を10倍高くする。
より特徴的には、この発明は、埋込みストライプ形半
導体レーザーの作成方法に関するものであり、かかる方
法は、基板Ｓの上に、最初のドープされた制限層Q0,活
性層Q1及びガイド層Q2を固着させることから成る第一の
エピタキシ結晶法によるヘテロ構造の形成、ガイド層Q2
に対する誘電層の形成、活性ストライプを形成するため
の領域を残してこれらの層の一部分を除去すること、ガ
イド層Q2及び活性層Q1をストライプを構成している制限
層Q0に至るまでエッチングすること、このようにエッチ
ングした構造において対応する第二のドープされた半導
体層Q3中にストライプを埋込むためにエピタキシ結晶法
を反復すること、そして、更に、基板Ｓ及び制限層Q0
は、ｐドープされ、エピタキシ結晶法を反復するために
使用する半導体Q3は高くn+ドープされ、誘電層におい
て、二つの細い平行な開口部がストライプを得るための
領域の両側に形成され、ガイド層Q2及び活性層Q1はこれ
らの二つの開口部を通してエッチングされ、誘電層は、
ストライプ上で除去され、二つの開口部の両側に残存さ
せると共に、このようにエッチングされた二つの細い領
域においてエピタキシ結晶法を第一のエピタキシよりも
低温度において実施すること、の各手段から成る。
導体レーザーの作成方法に関するものであり、かかる方
法は、基板Ｓの上に、最初のドープされた制限層Q0,活
性層Q1及びガイド層Q2を固着させることから成る第一の
エピタキシ結晶法によるヘテロ構造の形成、ガイド層Q2
に対する誘電層の形成、活性ストライプを形成するため
の領域を残してこれらの層の一部分を除去すること、ガ
イド層Q2及び活性層Q1をストライプを構成している制限
層Q0に至るまでエッチングすること、このようにエッチ
ングした構造において対応する第二のドープされた半導
体層Q3中にストライプを埋込むためにエピタキシ結晶法
を反復すること、そして、更に、基板Ｓ及び制限層Q0
は、ｐドープされ、エピタキシ結晶法を反復するために
使用する半導体Q3は高くn+ドープされ、誘電層におい
て、二つの細い平行な開口部がストライプを得るための
領域の両側に形成され、ガイド層Q2及び活性層Q1はこれ
らの二つの開口部を通してエッチングされ、誘電層は、
ストライプ上で除去され、二つの開口部の両側に残存さ
せると共に、このようにエッチングされた二つの細い領
域においてエピタキシ結晶法を第一のエピタキシよりも
低温度において実施すること、の各手段から成る。
この発明は、また、前述の方法により得られるレーザ
ーに関する。このレーザーは、基板と、第一のドープさ
れた制限層と、活性層及びガイド層から形成されたスト
ライプとから形成されたヘテロ構造から成るタイプのも
のであり、当該ストライプは、第一のものに対応した第
二のドープされた層中に埋め込まれており、更に、基板
及び制限層はｐドープされ、ストライプが埋め込まれた
層はn+ドープされ、埋め込まれたストライプは、部分的
エピタキシ結晶法の反復により得られる材料Q3の二つの
細いバンドに囲まれており、二つのバンド及びストライ
プによって形成される外側の間隙においてガイド層Q2が
誘電層によりカバーされている。
ーに関する。このレーザーは、基板と、第一のドープさ
れた制限層と、活性層及びガイド層から形成されたスト
ライプとから形成されたヘテロ構造から成るタイプのも
のであり、当該ストライプは、第一のものに対応した第
二のドープされた層中に埋め込まれており、更に、基板
及び制限層はｐドープされ、ストライプが埋め込まれた
層はn+ドープされ、埋め込まれたストライプは、部分的
エピタキシ結晶法の反復により得られる材料Q3の二つの
細いバンドに囲まれており、二つのバンド及びストライ
プによって形成される外側の間隙においてガイド層Q2が
誘電層によりカバーされている。
以下に、具体例及び添付した図面に関連して詳細に説
明するが、この発明は、これらに限定されるものではな
い。そして、図面中、第１図は先行技術のDC−PBHレー
ザーを、第２図は、同じくHROレーザーを、第３図は、
同じくSBHレーザーを、第４図はこの発明のレーザーの
具体例を、それぞれ示す。
明するが、この発明は、これらに限定されるものではな
い。そして、図面中、第１図は先行技術のDC−PBHレー
ザーを、第２図は、同じくHROレーザーを、第３図は、
同じくSBHレーザーを、第４図はこの発明のレーザーの
具体例を、それぞれ示す。
第４図に記載された構造は、二つのエピタキシ結晶法
を必要とする。第一は、三つの層がp+形のInP基板Ｓに
固着される。すなわち、５×1016及び３×1017cm-13の
間にドープされたｐ形のInP層Q0と、1.55又は、1.3μｍ
の発振波長に相当するGaInAsP活性層Q1と1.5μｍで発振
するレーザーのための1.3μｍ波長又は1.3μｍで発振す
るレーザーのための1.5μｍ波長に相当するGaInAsPガイ
ド層Q2との三層が固着される。
を必要とする。第一は、三つの層がp+形のInP基板Ｓに
固着される。すなわち、５×1016及び３×1017cm-13の
間にドープされたｐ形のInP層Q0と、1.55又は、1.3μｍ
の発振波長に相当するGaInAsP活性層Q1と1.5μｍで発振
するレーザーのための1.3μｍ波長又は1.3μｍで発振す
るレーザーのための1.5μｍ波長に相当するGaInAsPガイ
ド層Q2との三層が固着される。
1.3又は1.55μｍにおけるDFBレーザーの場合、網状構
造70が、続いて、通常の方法で、ガイド層Q2においてエ
ッチングされる。
造70が、続いて、通常の方法で、ガイド層Q2においてエ
ッチングされる。
これに続いて、好適にはSiO2又は場合によってはSi3N
4の誘電層72を、0.15から0.17μｍの厚さで固着する。
固着は、網状構造の全表面において、CVD法により実施
される。
4の誘電層72を、0.15から0.17μｍの厚さで固着する。
固着は、網状構造の全表面において、CVD法により実施
される。
二つの並列したバンド状の開口部が、シリカ中でエッ
チングされる。選択的に活性層Q1及びガイド層Q2の二層
をｐドープされたInP層Q0に至るまでえぐるために化学
的エッチングによりエッチング処理する。この方法にお
いて、二つの四元層において、幅W1のストライプ76は、
１又は２μｍに、そして幅W2の開口部78の中心におい
て、８及び20μｍに制限される。
チングされる。選択的に活性層Q1及びガイド層Q2の二層
をｐドープされたInP層Q0に至るまでえぐるために化学
的エッチングによりエッチング処理する。この方法にお
いて、二つの四元層において、幅W1のストライプ76は、
１又は２μｍに、そして幅W2の開口部78の中心におい
て、８及び20μｍに制限される。
続いて、誘電性の遮蔽物をストライプ76の頂点だけ残
して除去し、ｎドープされたInP層の第二のエピタキシ
結晶法が、1018及び５×1018cm-3の間で実施される。前
述した理由によって、低温においてエピタキシ結晶法が
反復される。
して除去し、ｎドープされたInP層の第二のエピタキシ
結晶法が、1018及び５×1018cm-3の間で実施される。前
述した理由によって、低温においてエピタキシ結晶法が
反復される。
この構造及び方法は、分布帰還形でないレーザーすな
わち、低いしきい値電流（10−20mA）を示す1.3又は1.5
5μｍにおけるレーザーにも好適なものである。
わち、低いしきい値電流（10−20mA）を示す1.3又は1.5
5μｍにおけるレーザーにも好適なものである。
第１図は、先行技術のDC−PBHレーザーを、第２図は同
じくHROレーザーを、第３図は同じくSBHレーザーを示
し、第４図はこの発明のレーザーの具体例を示してい
る。 図中符号、 Ｓ……基板、Q0……制限層 Q1……活性層、Q2……ガイド層 Q3……半導体 を夫々示す。
じくHROレーザーを、第３図は同じくSBHレーザーを示
し、第４図はこの発明のレーザーの具体例を示してい
る。 図中符号、 Ｓ……基板、Q0……制限層 Q1……活性層、Q2……ガイド層 Q3……半導体 を夫々示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギー・シヤマナン フランス国、91570 ビエブル、リュ・ド ウ・パリ、64 ビス (72)発明者 ジヨゼツト・シヤリル フランス国、92140 クラマー、アヴニ ユ・ヴイクトル・ユーゴ 61 (72)発明者 ジヤン−クロード・ブーレ フランス国、94110 アークアイユ、アヴ ニユ・デイ・ドクチユール・ドウラン 35 (56)参考文献 特開 昭58−118184（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】埋込みストライプ形半導体レーザーの作成
方法であって、 第１のドーピングタイプを有する制限層Q0と、活性層Q1
と、ガイド層Q2とを基板Ｓ上に固着することからなる第
１のエピタキシ結晶法によるヘテロ構造が形成され、 誘電層が前記ガイド層Q2上に固着され、 活性ストライプを形成するための領域を残存させて前記
誘電層の一部分が除去され、 前記ガイド層Q2及び前記活性層Q1が、ストライプを残し
て、制限層Q0に至るまでエッチングされ、 このようにエッチングされた構造上にエピタキシ結晶法
を反復して、第１のドーピングタイプと対応した第２の
ドーピングタイプを有する半導体層Q3中に前記ストライ
プが埋め込まれ、 ることから成る前記半導体レーザーの作成方法におい
て、 前記基板Ｓ及び制限層Q0がｐドープされ、 一方エピタキシ結晶法の反復用に使用されるストライプ
形隆起状の半導体層Q3が高くn+ドープされ、 前記誘電層中において、二つの細い平行した開口部がス
トライプを得るための領域の両側に形成され、 ガイド層Q2及び活性層Q1が、これらの二つの開口部を通
してエッチングされ、 誘電層が二つの開口部の両側の構造を残してストライプ
上で除去され、 このような細い領域においてエピタキシ結晶法が第１の
場合よりも低温度で実施される、 各手段から成る方法。 - 【請求項２】ガイド層Q2が、分布回折格子を形成させる
ためにエッチングされる特許請求の範囲第１項記載の方
法。 - 【請求項３】基板がp+ドープされたInP、制限層が５×1
016及び３×1017cm-3の間でｐドープされたInP、活性層
がGaInAsP、及びガイド層がGaInAsPであり、他方、InP
のエピタキシ結晶法反復層が、1018及び５×1018cm-3の
間でn+ドープされている特許請求の範囲第１項記載の方
法。 - 【請求項４】エピタキシ結晶法を600℃以下の温度で反
復実施する特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項５】エピタキシ結晶法を500℃で反復実施する
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項６】エピタキシ結晶法を、液相で反復実施する
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項７】エピタキシ結晶法を、気相で反復実施する
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項８】半導体レーザーであって、 ヘテロ構造が、基板Ｓと、第１のドーピングを有し活性
層Q1で形成されるストライプ形状を有する制限層Q0と、
及びガイド層Q2とから形成され、 前記ストライブが、第１のドーピングタイプと対応した
第２のドーピングタイプを持つ層Q3中に埋め込まれ、 て成る半導体レーザーにおいて、 基板Ｓ及び制限層はｎドープされ、 第２のドープされたストライプ形隆起状の層Q3はp+ドー
プされ、 埋め込みストライプは、部分的エピタキシ結晶法の反復
によって得られる材料Q3の二つの細いバンドで囲まれて
おり、 誘電層が二つのバンド及びストライプによって形成され
る間隙の外側においてガイド層Q2をカバーしている ことから成る半導体レーザー。 - 【請求項９】ガイド層Q2が、分布回折格子形状にエッチ
ングされる特許請求の範囲第８項記載のレーザー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8514123A FR2587852B1 (fr) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | Procede de realisation d'un laser a semiconducteur a ruban enterre avec ou sans reseau de diffraction et laser obtenu par ce procede |
| FR8514123 | 1985-09-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117384A JPS62117384A (ja) | 1987-05-28 |
| JPH0815230B2 true JPH0815230B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=9323184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61225785A Expired - Fee Related JPH0815230B2 (ja) | 1985-09-24 | 1986-09-24 | 埋込みストライプ形半導体レ−ザ−の作成方法及び当該方法により得られるレ−ザ− |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4737237A (ja) |
| EP (1) | EP0218518B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0815230B2 (ja) |
| DE (1) | DE3676415D1 (ja) |
| FR (1) | FR2587852B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3809609A1 (de) * | 1988-03-22 | 1989-10-05 | Siemens Ag | Laserdiode zur erzeugung streng monochromatischer laserstrahlung |
| FR2637743B1 (fr) * | 1988-10-06 | 1994-07-29 | France Etat | Laser a semiconducteur a ruban enterre et a couche bloquante et procede de fabrication de ce laser |
| FR2673330B1 (fr) * | 1991-02-26 | 1997-06-20 | France Telecom | Procede de realisation d'un laser a semiconducteur a ruban enterre, utilisant une gravure seche pour former ce ruban, et laser obtenu par ce procede. |
| US5305340A (en) * | 1992-12-16 | 1994-04-19 | International Business Machines Corporation | Waveguide ridge laser device with improved mounting and ridge protection |
| JP2746065B2 (ja) * | 1993-07-29 | 1998-04-28 | 日本電気株式会社 | 光半導体素子の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4213805A (en) * | 1973-05-28 | 1980-07-22 | Hitachi, Ltd. | Liquid phase epitaxy method of forming a filimentary laser device |
| US4190813A (en) * | 1977-12-28 | 1980-02-26 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Strip buried heterostructure laser |
| JPS5791581A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-07 | Sharp Corp | Semiconductor laser element and manufacture therefor |
| JPS58118184A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-14 | Nec Corp | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
| US4468850A (en) * | 1982-03-29 | 1984-09-04 | Massachusetts Institute Of Technology | GaInAsP/InP Double-heterostructure lasers |
-
1985
- 1985-09-24 FR FR8514123A patent/FR2587852B1/fr not_active Expired
-
1986
- 1986-09-23 DE DE8686402083T patent/DE3676415D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-23 EP EP86402083A patent/EP0218518B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-23 US US06/910,499 patent/US4737237A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-24 JP JP61225785A patent/JPH0815230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0218518B1 (fr) | 1991-01-02 |
| FR2587852A1 (fr) | 1987-03-27 |
| EP0218518A1 (fr) | 1987-04-15 |
| FR2587852B1 (fr) | 1989-04-07 |
| US4737237A (en) | 1988-04-12 |
| JPS62117384A (ja) | 1987-05-28 |
| DE3676415D1 (de) | 1991-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2823476B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPS6180882A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| EP0264225B1 (en) | A semiconductor laser device and a method for the production of the same | |
| JPH09116222A (ja) | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ | |
| US6639926B1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| JPH0815230B2 (ja) | 埋込みストライプ形半導体レ−ザ−の作成方法及び当該方法により得られるレ−ザ− | |
| JPH11274645A (ja) | 半導体素子及びその製造方法 | |
| US5887011A (en) | Semiconductor laser | |
| JP2747080B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP2865160B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPS6154280B2 (ja) | ||
| JP2555984B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPS6210038B2 (ja) | ||
| JPS6248919B2 (ja) | ||
| JPH01304793A (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JP2910120B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| US5559821A (en) | Semiconductor laser | |
| JP2949809B2 (ja) | 半導体レーザの製法 | |
| JP3084051B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JPS5871677A (ja) | ２波長埋め込みへテロ構造半導体レ−ザ | |
| JPH05327123A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製作方法 | |
| JPS6152999B2 (ja) | ||
| JP2860207B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPS6237914B2 (ja) | ||
| JPS6355792B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |