JPH09129969A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JPH09129969A
JPH09129969A JP30364095A JP30364095A JPH09129969A JP H09129969 A JPH09129969 A JP H09129969A JP 30364095 A JP30364095 A JP 30364095A JP 30364095 A JP30364095 A JP 30364095A JP H09129969 A JPH09129969 A JP H09129969A
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semiconductor
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光弘 北村
Hiroyuki Yamazaki
裕幸 山崎
Masayoshi Tsuji
正芳 辻
Rutsuku Baidensu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably improve the high-temperature operating characteristic of a long-wavelength semiconductor laser by forming an InAlGaAs MQW active layer on an InP substrate and side barrier layers on both sides of the active layer. SOLUTION: A mesa stripe 5 is formed on an n-type InP substrate 1 by successively growing an n-type InP buffer layer 2, an InAlGaAS MQW active layer 3, and a p-type InP clad layer 4 on the substrate 1. Then an insulating film mask is formed on the upper surface of the stripe 5 and p-type InAlAs side barrier layers 6, p-type current blocking layers 7, and n-type current blocking layers 8 are successively grown on the substrate 1 except the area of the stripe 5. Moreover, the mask on the upper surface of the stripe 5 is removed and electrodes are formed by successively forming a p-type InP clad layer 9 and a p-type InGaAs contact layer 10 on the entire surface of the laminated body including the stripe 5. Finally, a desired semiconductor laser is obtained by cutting the laminated body into individual laser chips.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、光通信等に好適に用いられる埋め込み構造の半導体
レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly, to a semiconductor laser having a buried structure suitably used for optical communication and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルチメディアが大きな社会の流れとな
ってきている現在、大容量の情報伝達に威力を発揮する
光通信方式の進展がめざましい。光通信方式に用いられ
る各種光部品の中でも半導体レーザは最も重要な位置を
占めるキーデバイスである。特に各家庭にまで大容量の
信号が伝達される光加入者系の通信システムでは、広い
温度範囲にわたってペルチエクーラーを用いずに動作さ
せることが可能な半導体レーザが強く求められている。
2. Description of the Related Art Nowadays, multimedia is becoming a major part of the society, and the development of optical communication systems that are effective in transmitting large amounts of information is remarkable. Semiconductor lasers are the most important key devices among various optical components used in optical communication systems. In particular, in an optical subscriber communication system in which a large amount of signal is transmitted to each home, a semiconductor laser capable of operating over a wide temperature range without using a peltier cooler is strongly demanded.

【0003】光ファイバ等の光通信に適した半導体レー
ザとして現在InP基板上にInGaAsP系、あるい
はInAlGaAs系の多重量子井戸(multiple quant
um well;MQW)構造の活性層を形成してなる波長
1.3〜1.6μm帯の素子が多く用いられている。
As a semiconductor laser suitable for optical communication such as an optical fiber, an InGaAsP-based or InAlGaAs-based multiple quantum well is presently provided on an InP substrate.
An element having a wavelength band of 1.3 to 1.6 μm formed by forming an active layer having an MQW) structure is often used.

【0004】この種の従来の半導体レーザの一例とし
て、逆メサ構造のInGaAsP歪み多重量子井戸(M
QW)半導体レーザが、青木氏らによる文献(IEEE
フォトニックステクノロジーレターズ誌、第7巻、第1
3〜15頁、1995年発行)に記載されている。
As an example of this type of conventional semiconductor laser, an InGaAsP strained multiple quantum well (M
QW) Semiconductor lasers are described in Aoki et al.
Photonics Technology Letters Magazine, Volume 7, Volume 1
3-15, published in 1995).

【0005】この従来の半導体レーザは、図5に示すよ
うに、平坦なInP基板1上に、歪みMQW活性層3、
p−InPクラッド層4、9、p−InGaAsコンタ
クト層10を順次成長し、厚さ2μm程度のp−InP
クラッド層9を逆メサ構造にエッチングによって加工す
る。
In this conventional semiconductor laser, as shown in FIG. 5, a strained MQW active layer 3 is formed on a flat InP substrate 1.
The p-InP cladding layers 4 and 9 and the p-InGaAs contact layer 10 are sequentially grown, and a p-InP
The clad layer 9 is processed into an inverted mesa structure by etching.

【0006】MQW活性層3は約1%InPよりも格子
定数の大きなInGaAsP量子井戸層を有し、メサス
トライプ5の底部での幅が2.6μmと設定されてい
る。
The MQW active layer 3 has an InGaAsP quantum well layer having a lattice constant larger than about 1% InP, and the width at the bottom of the mesa stripe 5 is set to 2.6 μm.

【0007】この構造の素子において、85℃−5mW
出力時の動作電流が35mA程度と、加入者系システム
用の長波長光源として良好な特性が得られている。
In the device having this structure, 85 ° C.-5 mW
The operating current at the time of output is about 35 mA, and good characteristics are obtained as a long wavelength light source for a subscriber system.

【0008】また、同様なレーザ構造の素子で、活性層
としてInAlGaAs系の材料を用いた半導体レーザ
(リッジ導波路構造)も報告されており、例えばC.
E.ZAH氏らによる文献(IEEEジャーナルオブク
ォンタムエレクトロニクス誌、第30巻、第511から
523頁、1994年発行)に記載されている。
A semiconductor laser (ridge waveguide structure) using an InAlGaAs-based material as an active layer in a device having a similar laser structure has also been reported.
E. FIG. ZAH et al. (IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 30, pp. 511-523, 1994).

【0009】InAlGaAs系の半導体材料では伝導
帯側のバンドオフセットの方が価電子帯側のバンドオフ
セットよりも大きいため、特に高温環境下での電子のオ
ーバーフローが抑制され、よりすぐれた高温動作特性が
得られるものと考えられている。
In the InAlGaAs-based semiconductor material, the band offset on the conduction band side is larger than the band offset on the valence band side, so that the overflow of electrons is suppressed particularly in a high-temperature environment, and more excellent high-temperature operation characteristics are obtained. It is believed to be obtained.

【0010】さらに、例えば特開昭63−229795
号公報には、InGaAsP系材料からなる活性層を有
する半導体レーザにおいて、埋め込みヘテロ構造(bu
rried hetero structure)を構
成するための電流ブロック層(埋め込み層)としてAl
GaInAs系材料を用いることにより低閾値電流及び
高効率化を達成するようにした構成が提案されている。
Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-229975
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873 discloses a buried heterostructure (bu) in a semiconductor laser having an active layer made of InGaAsP-based material.
Al as a current blocking layer (embedding layer) for forming a written hetero structure
A configuration has been proposed in which a low threshold current and high efficiency are achieved by using a GaInAs-based material.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザの要求される性能は留まる所を知らず、さらなる
低電流動作が望まれている。
However, the required performance of the semiconductor laser is unavoidable, and further lower current operation is desired.

【0012】特に、温度調整無しの状態での最高温度と
考えられている85℃で5mWの光出力を得るのに必要
な電流値として20mA程度まで低減できれば、無バイ
アス駆動や、APC(Auto Power Control)フリー動作
等、レーザ駆動回路に対する負荷が大幅に軽減される。
In particular, if the current value required to obtain an optical output of 5 mW at 85 ° C., which is considered to be the maximum temperature without temperature adjustment, can be reduced to about 20 mA, no bias drive or APC (Auto Power Control) The load on the laser drive circuit, such as free operation, is greatly reduced.

【0013】そのためには、従来の半導体レーザとして
説明したようなリッジ導波路構造ではなく、埋め込み構
造にすることが有効である(従来のリッジ導波路型では
注入キャリアが横方向に漏れ出すため動作電流の低減に
は限度がある)。
For this purpose, it is effective to use a buried structure instead of the ridge waveguide structure described as a conventional semiconductor laser. There is a limit to current reduction.)

【0014】また、活性層としては従来多く用いられて
きたInGaAsP系に比べ、電子に対する障壁エネル
ギーが高く、電子のキャリア漏れの少ないInAlGa
As系材料が望ましい。
The active layer has a higher barrier energy with respect to electrons and a lower InAlGaP with less electron carrier leakage than the InGaAsP system which has been widely used in the past.
As-based materials are desirable.

【0015】しかし、高温動作LDとして有望視されて
いるInAlGaAs材料系においては、通常、InP
基板上に活性層等の半導体多層構造が形成されるが、図
2に、エネルギーバンド構造図を示すように、n−In
P層とn−InAlAs層との間に電子に対する高いエ
ネルギー障壁が存在する。
However, in an InAlGaAs material system which is promising as a high-temperature operating LD, InP
A semiconductor multi-layer structure such as an active layer is formed on the substrate, and as shown in FIG.
There is a high energy barrier for electrons between the P layer and the n-InAlAs layer.

【0016】従って、良好な品質のInAlGaAs系
量子井戸構造活性層を形成し、通常の方法でInP材料
を用いて埋め込み構造としても、n−InPとn−In
AlAsとの界面に達した電子は有効に活性層に注入さ
れずに、横方向に漏れ出してしまう。
Accordingly, even if an InAlGaAs-based quantum well structure active layer of good quality is formed and a buried structure is formed using an InP material by an ordinary method, n-InP and n-In
Electrons that reach the interface with AlAs are not effectively injected into the active layer but leak out in the lateral direction.

【0017】このため、良好な形状に埋め込み成長が行
えたとしても、リッジ導波路構造の素子よりも見劣りの
する特性しか得られないという場合がある。
For this reason, even if buried growth can be performed in a good shape, there may be a case where only characteristics inferior to those of the ridge waveguide structure element can be obtained.

【0018】従って、本発明は、上述の問題点に鑑みて
なされたものであって、従来の半導体レーザの特性を大
幅に改善する優れた性能の埋め込み構造半導体レーザ、
特にInAlGaAs系の材料を有する長波長埋め込み
構造半導体レーザを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has an excellent performance of a buried structure semiconductor laser which greatly improves the characteristics of a conventional semiconductor laser.
In particular, it is an object of the present invention to provide a long-wavelength buried semiconductor laser having an InAlGaAs-based material.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、発光再結合する活性層がこれよりもエネ
ルギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな半導体材料
で覆われた埋め込み構造の半導体レーザにおいて、前記
活性層の横に前記活性層よりも伝導帯エネルギーの高い
半導体層が形成されていることを特徴とする埋め込み構
造の半導体レーザを提供する。
To achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser having a buried structure in which an active layer for radiative recombination is covered with a semiconductor material having a larger energy gap and a smaller refractive index. 2. A semiconductor laser having a buried structure, characterized in that a semiconductor layer having a conduction band energy higher than that of the active layer is formed beside the active layer.

【0020】本発明に係る半導体レーザにおいては、好
ましくは、InAlGaAs系の埋め込み構造活性層を
有し、その横にInAlGaAs系の半導体層が形成さ
れる。
The semiconductor laser according to the present invention preferably has an InAlGaAs-based buried structure active layer, and an InAlGaAs-based semiconductor layer is formed next to it.

【0021】[0021]

【作用】図2及び図3を参照して、本発明の原理・作用
を説明する。図2は、一例として1.3μm帯の半導体
レーザを構成するInAlGaAs系MQW活性層の周
辺のエネルギーバンドを示す図である。
The principle and operation of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing an energy band around an InAlGaAs-based MQW active layer constituting a 1.3 μm band semiconductor laser, as an example.

【0022】図2を参照して、波長組成1.36μm、
歪み量+1.2%のInAlGaAs量子井戸層13
(膜厚7nm)が10層形成され、発光波長組成1.0
6μmのInAlGaAsバリア層14(膜厚10n
m)によって分離されている。
Referring to FIG. 2, the wavelength composition is 1.36 μm,
InAlGaAs quantum well layer 13 having a distortion amount of + 1.2%
(Thickness: 7 nm) were formed, and the emission wavelength composition was 1.0
6 μm InAlGaAs barrier layer 14 (film thickness 10 n
m).

【0023】MQW活性層全体は波長組成1.06μm
のInAlGaAs光閉じ込め層12(厚さ50n
m)、およびn−InAlAsクラッド層11(厚さ1
00nm)、p−InAlAsクラッド層15(厚さ1
00nm)によって挟まれている。
The entire MQW active layer has a wavelength composition of 1.06 μm.
InAlGaAs optical confinement layer 12 (50 n thick)
m) and n-InAlAs cladding layer 11 (thickness 1
00 nm), p-InAlAs cladding layer 15 (thickness 1
00 nm).

【0024】電流を注入すると、電子はn−InPバッ
ファ層2からn−InAlAs層11を通ってMQW活
性層に注入されることになる。
When a current is injected, electrons are injected from the n-InP buffer layer 2 through the n-InAlAs layer 11 into the MQW active layer.

【0025】しかし、前述したように、n−InPバッ
ファ層2とn−InAlAs層11の間には高いエネル
ギー障壁が存在するため、電子は容易にはこのエネルギ
ー障壁を乗り越えることができない。
However, as described above, since a high energy barrier exists between the n-InP buffer layer 2 and the n-InAlAs layer 11, electrons cannot easily cross this energy barrier.

【0026】このとき、通常の埋め込み構造の半導体レ
ーザのように、活性層の横にp−InP層が形成されて
いると、注入された電子の一部が、活性層に達せずに横
方向に漏れ出してしまう。
At this time, if the p-InP layer is formed beside the active layer as in a semiconductor laser having a normal buried structure, a part of the injected electrons will not reach the active layer but extend in the lateral direction. Will leak out.

【0027】本発明は、横方向にエネルギー障壁の高い
バリア半導体層を形成し、横方向へのキャリア漏れを抑
制する方法を採用したものであり、上述のInAlGa
As系の半導体レーザに関していえば、InAlAs層
ないしそれに近い組成のInAlGaAs層を活性層の
横に形成してやればよい。
The present invention employs a method of forming a barrier semiconductor layer having a high energy barrier in the lateral direction and suppressing carrier leakage in the lateral direction.
In the case of an As-based semiconductor laser, an InAlAs layer or an InAlGaAs layer having a composition similar thereto may be formed beside the active layer.

【0028】本発明は、このように、InAlGaAs
系のMQW活性層の横に障壁となるサイドバリア層ある
いはそれに相当する半導体層を形成したことにより、電
子がInP基板とInAl(Ga)As層とのヘテロ障
壁の影響によって横方向に漏れ出すという現象が抑制さ
れ有効に活性層にキャリア注入されることにより、例え
ば85℃−5mW出力時の動作電流として20〜25m
Aと、従来の素子に比べて特段に性能を向上した半導体
レーザを提供するものである。
According to the present invention, as described above,
By forming a side barrier layer serving as a barrier or a semiconductor layer corresponding to the side barrier layer beside the MQW active layer of the system, electrons leak laterally due to the influence of a hetero barrier between the InP substrate and the InAl (Ga) As layer. By suppressing the phenomenon and effectively injecting carriers into the active layer, for example, an operating current of 20 to 25 m at an output of 85 ° C. and 5 mW is output.
A, and to provide a semiconductor laser whose performance is particularly improved as compared with the conventional device.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に詳説する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0030】図1に、本発明の一実施形態に係る、埋め
込み構造型半導体レーザの断面を模式的に示す。図1に
おいて、1はn−InP基板、2はn−InPバッファ
層、3はInAlGaAs系MQW活性層、4はp−I
nPクラッド層、6はp−InAlAsサイドバリア
層、7はp−InP電流ブロック層、8はn−InP電
流ブロック層、9はp−InPクラッド層、10はp−
InGaAsPコンタクト層を示している。
FIG. 1 schematically shows a cross section of a buried structure type semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an n-InP substrate, 2 is an n-InP buffer layer, 3 is an InAlGaAs-based MQW active layer, and 4 is p-I
nP cladding layer, 6 is a p-InAlAs side barrier layer, 7 is a p-InP current blocking layer, 8 is an n-InP current blocking layer, 9 is a p-InP cladding layer, and 10 is a p-InP cladding layer.
3 shows an InGaAsP contact layer.

【0031】このような半導体レーザは例えば以下の製
造工程に従って作製される。
Such a semiconductor laser is manufactured, for example, according to the following manufacturing process.

【0032】まず、n−InP基板1上に2本のストラ
イプ状のSiO2絶縁膜マスクを1.5μm程度の間隔
をあけて形成し、その間隔部に活性層等を含む半導体多
層構造を例えばMOVPE(有機金属気相エピタキシャ
ル成長)等により選択的に成長する。
First, two stripe-shaped SiO 2 insulating film masks are formed on the n-InP substrate 1 with an interval of about 1.5 μm, and a semiconductor multilayer structure including an active layer or the like in the interval is formed, for example. It is selectively grown by MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy) or the like.

【0033】選択成長法によって、n−InPバッファ
層2(厚さ100nm)、MQW活性層3(全体の厚さ
約400nm)、p−InPクラッド層4(厚さ200
nm)を順次成長し、メサストライプ5を形成する。
By the selective growth method, the n-InP buffer layer 2 (thickness: 100 nm), the MQW active layer 3 (total thickness: about 400 nm), the p-InP cladding layer 4 (thickness: 200 nm)
nm) are sequentially grown to form a mesa stripe 5.

【0034】MQW活性層3は、図2にエネルギーバン
ド構造を示すように、n−InAlAs層11(厚さ1
00nm)、InAlGaAs光閉じ込め層12(それ
ぞれ厚さ50nm、両側)、10層のInAlGaAs
量子井戸層13(波長組成1.36μm、歪み量+1.
2%、厚さ7nm)、9層のInAlGaAsバリア層
14(波長組成1.06μm、無歪み、厚さ10n
m)、p−InAlAs層15(厚さ100nm)から
なる。
The MQW active layer 3 has an n-InAlAs layer 11 (thickness 1) as shown in the energy band structure of FIG.
00 nm), InAlGaAs optical confinement layers 12 (50 nm each, both sides), 10 layers of InAlGaAs
Quantum well layer 13 (wavelength composition 1.36 μm, strain amount + 1.
9% InAlGaAs barrier layer 14 (wavelength composition 1.06 μm, no distortion, thickness 10 n)
m) and a p-InAlAs layer 15 (100 nm thick).

【0035】なお、選択成長時には、絶縁膜マスクの外
側の領域にも結晶成長するが、図中では省略してある。
During the selective growth, the crystal grows also in the region outside the insulating film mask, but is omitted in the figure.

【0036】このようなメサストライプ5を形成した
後、メサストライプ5の上面にのみ絶縁膜マスクを形成
し、2回目の結晶成長プロセスで、メサストライプ5以
外の領域にp−InAlAsサイドバリア層6(厚さ1
00nm)、p−InP電流ブロック層7(厚さ400
nm)、n−InP電流ブロック層8(厚さ400n
m)を順次成長し、最後にメサストライプ5上面のマス
クを除去して、全面にp−InPクラッド層9(厚さ
1.3μm)、p−InGaAsPコンタクト層10
(厚さ0.3μm)を積層し、電極を形成した後、個々
のレーザチップに切り出して所望の半導体レーザを得
る。
After forming such a mesa stripe 5, an insulating film mask is formed only on the upper surface of the mesa stripe 5, and the p-InAlAs side barrier layer 6 is formed in a region other than the mesa stripe 5 by a second crystal growth process. (Thickness 1
00 nm), p-InP current blocking layer 7 (thickness 400
nm), n-InP current blocking layer 8 (400 n thick)
m) are sequentially grown, and finally, the mask on the upper surface of the mesa stripe 5 is removed, and the entire surface of the p-InP cladding layer 9 (thickness: 1.3 μm) and the p-InGaAsP contact layer 10 are removed.
(Thickness: 0.3 μm) are laminated, electrodes are formed, and then cut into individual laser chips to obtain a desired semiconductor laser.

【0037】図3に、p−InAlAsサイドバリア層
6が設けられた場合(実線参照)と無い場合(破線参
照)について、n−InPバッファ層2から横方向にみ
たエネルギーバンド構造を示す。
FIG. 3 shows the energy band structure viewed from the n-InP buffer layer 2 in the lateral direction when the p-InAlAs side barrier layer 6 is provided (see the solid line) and when it is not provided (see the broken line).

【0038】p−InAlAsサイドバリア層6が無い
場合には、基板1側から注入された電子の一部はn−I
nAlAs層11(図2参照)の大きなエネルギー障壁
(n型にドーピングされているため界面以外ではバリア
とならないが、ヘテロ構造のバンド不連続によって界面
には大きなヘテロスパイクが形成され、それが障壁とし
て働く)によって埋め込み層のp−InP(pブロック
層7)側に漏れ込むことがあるが、InAlAsのサイ
ドバリア層6を活性層3の横方向に形成しておくことに
よって、このようなキャリア漏れが大幅に抑制され、キ
ャリアが活性層3に有効に注入されるようになった。
When the p-InAlAs side barrier layer 6 is not provided, a part of the electrons injected from the substrate 1 side is nI
A large energy barrier of the nAlAs layer 11 (see FIG. 2) (does not serve as a barrier except at the interface because of n-type doping). ) May leak into the p-InP (p-block layer 7) side of the buried layer. By forming the InAlAs side barrier layer 6 in the lateral direction of the active layer 3, such carrier leakage can occur. Was significantly suppressed, and carriers were effectively injected into the active layer 3.

【0039】このような素子で、素子長250μm、端
面に70%、95%の高反射膜を形成して特性を評価し
た結果、85℃−5mW出力時の動作電流として20〜
25mAと、従来の素子に比べて大幅に性能の向上した
結果を得た。
As a result of forming a high-reflection film having a device length of 250 μm and 70% and 95% on the end face of the device and evaluating the characteristics, the operating current at 85 ° C.-5 mW output was 20 to
The result was 25 mA, which is a significantly improved performance as compared with the conventional device.

【0040】また、比較例として、上記と同様な方法
で、サイドバリア層のない素子を製作し、特性を評価し
たところ、同じ条件の動作電流は40〜50mAであ
り、本実施形態によるレーザでは、動作電流がほぼ半減
されていることがわかる。
As a comparative example, a device having no side barrier layer was manufactured by the same method as above, and its characteristics were evaluated. The operating current under the same conditions was 40 to 50 mA. It can be seen that the operating current is almost halved.

【0041】また、n−InAlAs層11の代わり
に、発光波長1.06μm組成のn−InAlGaAs
層を採用した素子を製作したところ、ほぼ同等の性能が
得られた。
Further, instead of the n-InAlAs layer 11, an n-InAlGaAs having an emission wavelength of 1.06 μm is used.
When an element using the layer was manufactured, almost the same performance was obtained.

【0042】図4は、本発明の第2の実施形態に係る半
導体レーザのメサストライプ部分の断面を模式的に示す
図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section of a mesa stripe portion of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【0043】図4を参照して、本実施形態においては、
InAlGaAs光閉じ込め層12(図2参照)までを
含むMQW活性層3の上にp−InAlAs層15を成
長する際、成長温度を通常の630℃から670℃に上
げることによって横方向への成長速度が大きくなるよう
にした。
With reference to FIG. 4, in the present embodiment,
When growing the p-InAlAs layer 15 on the MQW active layer 3 including up to the InAlGaAs optical confinement layer 12 (see FIG. 2), the growth temperature in the lateral direction is increased by increasing the growth temperature from the normal 630 ° C. to 670 ° C. Was increased.

【0044】この条件で成長することによって、p−I
nAlAs層15は縦方向に厚さ150nm、横方向に
厚さ50nm成長した。
By growing under these conditions, pI
The nAlAs layer 15 was grown to a thickness of 150 nm in the vertical direction and 50 nm in the horizontal direction.

【0045】この場合には、p−InAlAs層15そ
のものがサイドバリア層としての役割を担う。このた
め、埋め込み成長時にサイドバリア層6を成長しなくて
も、前記第1の実施形態と同様な優れた特性が実現でき
た。
In this case, the p-InAlAs layer 15 itself functions as a side barrier layer. Therefore, excellent characteristics similar to those of the first embodiment can be realized without growing the side barrier layer 6 during the burying growth.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、特にI
nP基板上にInAlGaAs系のMQW活性層を形成
する半導体レーザにおいて、活性層の横に電子の障壁と
なるサイドバリア層、あるいはそれに相当する半導体層
を形成したことにより、電子がInPとInAl(G
a)As層とのヘテロ障壁の影響によって横方向に漏れ
出すという現象が抑制され、有効に活性層にキャリア注
入されることになり、このため従来の半導体レーザを大
幅に越える優れた高温動作特性を実現することができる
という効果を有する。
As described above, the present invention is particularly applicable to I
In a semiconductor laser in which an InAlGaAs-based MQW active layer is formed on an nP substrate, a side barrier layer serving as an electron barrier or a semiconductor layer corresponding to the side barrier layer is formed next to the active layer, so that electrons become InP and InAl (G).
a) The phenomenon of lateral leakage due to the effect of the hetero barrier with the As layer is suppressed, and carriers are effectively injected into the active layer. Therefore, excellent high-temperature operation characteristics far exceeding conventional semiconductor lasers are achieved. It has an effect that can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザの
断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態における活性層のエネ
ルギーバンド図である。
FIG. 2 is an energy band diagram of an active layer according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態における横方向のエネ
ルギーバンド図である。
FIG. 3 is a lateral energy band diagram in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施形態の第1回目の成長時の
断面構造図である。
FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram at the time of a first growth according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の半導体レーザの断面構造図である。FIG. 5 is a sectional structural view of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 バッファ層 3 活性層 4、9 クラッド層 5 メサストライプ 6 サイドバリア層 7 pブロック層 8 nブロック層 10 コンタクト層 11 n−InAlGaAs層 12 光閉じ込め層 13 量子井戸層 14 バリア層 15 p−InAlGaAs層 21 SiO2膜 22 ポリイミドReference Signs List 1 substrate 2 buffer layer 3 active layer 4, 9 clad layer 5 mesa stripe 6 side barrier layer 7 p block layer 8 n block layer 10 contact layer 11 n-InAlGaAs layer 12 optical confinement layer 13 quantum well layer 14 barrier layer 15 p- InAlGaAs layer 21 SiO 2 film 22 Polyimide

フロントページの続き (72)発明者 バイデンス ルック 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内Front page continuation (72) Inventor Bidens Look 5-7-1, Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発光再結合する活性層がこれよりもエネル
ギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな半導体材料で
覆われた埋め込み構造の半導体レーザにおいて、 前記活性層の横に前記活性層よりも伝導帯エネルギーの
高い半導体層が形成されてなることを特徴とする埋め込
み構造の半導体レーザ。
1. A semiconductor laser having a buried structure in which an active layer for radiative recombination is covered with a semiconductor material having a larger energy gap and a smaller refractive index than that of the active layer. A semiconductor laser having a buried structure, characterized in that a semiconductor layer having high energy is formed.
【請求項2】発光再結合する活性層がこれよりもエネル
ギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな半導体材料で
覆われた埋め込み構造の半導体レーザにおいて、 前記活性層が少なくともInAlGaAs系の半導体材
料を含み、 前記活性層の横にInAlGaAs層が形成されてなる
ことを特徴とする埋め込み構造の半導体レーザ。
2. A semiconductor laser having a buried structure in which an active layer for radiative recombination is covered with a semiconductor material having a larger energy gap and a smaller refractive index, wherein the active layer contains at least an InAlGaAs semiconductor material. A semiconductor laser having a buried structure, characterized in that an InAlGaAs layer is formed beside the active layer.
【請求項3】発光再結合する活性層がこれよりもエネル
ギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな半導体材料で
覆われた埋め込み構造の半導体レーザにおいて、 前記活性層が少なくともInAlGaAs系の半導体材
料を含み、且つp型のInAlGaAs系クラッド層が
n型のInAlGaAs系クラッド層よりも大きなエネ
ルギーギャップを有し、 前記活性層の横にp型のInAlGaAs系半導体層が
形成されてなることを特徴とする請求項2記載の埋め込
み構造の半導体レーザ。
3. A semiconductor laser having a buried structure in which an active layer for radiative recombination is covered with a semiconductor material having a larger energy gap and a smaller refractive index, wherein the active layer contains at least an InAlGaAs-based semiconductor material, The p-type InAlGaAs-based cladding layer has a larger energy gap than the n-type InAlGaAs-based cladding layer, and a p-type InAlGaAs-based semiconductor layer is formed next to the active layer. 2. A semiconductor laser having a buried structure according to 2.
【請求項4】前記活性層がInAlGaAs系の量子井
戸型活性層からなり、該活性層側面にInAlAs層か
らなるサイドバリア層を備えてなることを特徴とする請
求項1記載の埋め込み構造の半導体レーザ。
4. The buried structure semiconductor according to claim 1, wherein the active layer is an InAlGaAs-based quantum well active layer, and a side barrier layer made of an InAlAs layer is provided on a side surface of the active layer. laser.
【請求項5】前記サイドバリア層を設ける代わりに前記
活性層の少なくとも側面を覆うようにp型のInAlG
aAs系半導体層を備えてなることを特徴とする請求項
4記載の埋め込み構造の半導体レーザ。
5. A p-type InAlG covering at least a side surface of the active layer instead of providing the side barrier layer.
5. The embedded semiconductor laser according to claim 4, further comprising an aAs semiconductor layer.
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