JPH0918081A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0918081A JPH0918081A JP16358495A JP16358495A JPH0918081A JP H0918081 A JPH0918081 A JP H0918081A JP 16358495 A JP16358495 A JP 16358495A JP 16358495 A JP16358495 A JP 16358495A JP H0918081 A JPH0918081 A JP H0918081A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、共振器長が波長と同程度の半導体
レーザを用いて、埋め込み界面で発生する無効電流をな
くして、零閾値電流の半導体レーザを提供することを目
的とするものである。 【構成】 半導体基板１上に順次形成された第１の多層
反射膜２、第１のクラッド層３を含むｐ型の第１の半導
体層１４、活性層１３を含む超格子層１５、第２のクラ
ッド層５を含むｎ型の第２の半導体層１６、第１の多層
反射膜２と略レーザ光の波長の１／２または整数倍の間
隔で配設した第２の多層反射膜１０を備え、第１のクラ
ッド層３、活性層１３及び第２の半導体層１６の周囲に
亜鉛を注入して、活性層１３の周囲の超格子層を無秩序
にするとともに、第１のクラッド層３の周囲の第１の半
導体層１４及び第２のクラッド層５の周囲の第２の半導
体層１６をｐ型とした半導体レーザ。
レーザを用いて、埋め込み界面で発生する無効電流をな
くして、零閾値電流の半導体レーザを提供することを目
的とするものである。 【構成】 半導体基板１上に順次形成された第１の多層
反射膜２、第１のクラッド層３を含むｐ型の第１の半導
体層１４、活性層１３を含む超格子層１５、第２のクラ
ッド層５を含むｎ型の第２の半導体層１６、第１の多層
反射膜２と略レーザ光の波長の１／２または整数倍の間
隔で配設した第２の多層反射膜１０を備え、第１のクラ
ッド層３、活性層１３及び第２の半導体層１６の周囲に
亜鉛を注入して、活性層１３の周囲の超格子層を無秩序
にするとともに、第１のクラッド層３の周囲の第１の半
導体層１４及び第２のクラッド層５の周囲の第２の半導
体層１６をｐ型とした半導体レーザ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いる半導
体レーザに関し、略零閾値電流の半導体レーザに関する
ものである。
体レーザに関し、略零閾値電流の半導体レーザに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】共振器長が波長程度の半導体レーザは、
自然放出光が１つの共振器モードに有効に結合されるの
で、低閾値電流の半導体レーザが期待できる。従来、こ
の種の短共振器の半導体レーザとして、面発光半導体レ
ーザが注目されいる。
自然放出光が１つの共振器モードに有効に結合されるの
で、低閾値電流の半導体レーザが期待できる。従来、こ
の種の短共振器の半導体レーザとして、面発光半導体レ
ーザが注目されいる。
【０００３】図５は、従来の面発光半導体レーザを示す
斜視図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓからなる
半導体基板、２はＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓを積層した第
１の多層反射膜、３はｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第１の
クラッド層、４はｐ型ＧａＡｓからなる活性層、５はｐ
型ＡｌＧａＡｓからなる第２のクラッド層、６はｐ型Ａ
ｌＧａＡｓからなるブロック層、７はｎ型ＡｌＧａＡｓ
からなるブロック層、８はｐ型ＡｌＧａＡｓ層、９はｐ
型ＧａＡｓからなるキャップ層、１０はＴｉＯ2／Ｓｉ
Ｏ2からなる第２の多層反射膜、１１はｐ型電極、１２
はｎ型電極である。
斜視図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓからなる
半導体基板、２はＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓを積層した第
１の多層反射膜、３はｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第１の
クラッド層、４はｐ型ＧａＡｓからなる活性層、５はｐ
型ＡｌＧａＡｓからなる第２のクラッド層、６はｐ型Ａ
ｌＧａＡｓからなるブロック層、７はｎ型ＡｌＧａＡｓ
からなるブロック層、８はｐ型ＡｌＧａＡｓ層、９はｐ
型ＧａＡｓからなるキャップ層、１０はＴｉＯ2／Ｓｉ
Ｏ2からなる第２の多層反射膜、１１はｐ型電極、１２
はｎ型電極である。
【０００４】活性層４の周囲は、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層
８、ｎ型のブロック層７、ｐ型のブロック層６、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ層３で構成されるいわゆるｐ―ｎ―ｐ―ｎサ
イリスタ構造が配置されているので、電流は効率よく活
性層４へ注入される。共振器長、すなわち第１の多層反
射膜２と第２の多層反射膜との間の距離がレーザ光の波
長程度になると、自然放出光が１つのレーザモードに効
率よく結合するので低閾値電流の半導体レーザが得られ
る。
８、ｎ型のブロック層７、ｐ型のブロック層６、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ層３で構成されるいわゆるｐ―ｎ―ｐ―ｎサ
イリスタ構造が配置されているので、電流は効率よく活
性層４へ注入される。共振器長、すなわち第１の多層反
射膜２と第２の多層反射膜との間の距離がレーザ光の波
長程度になると、自然放出光が１つのレーザモードに効
率よく結合するので低閾値電流の半導体レーザが得られ
る。
【０００５】しかし、従来の面発光半導体レーザは、活
性層４の両側をｐ型ＡｌＧａＡｓからなるブロック層６
で埋め込んでいるため、ブロック層６の埋め込み界面に
欠陥が存在し、この界面欠陥を介して流れる電流は半導
体レーザの発振に寄与しない無効電流となり、閾値電流
を押し上げることになる。
性層４の両側をｐ型ＡｌＧａＡｓからなるブロック層６
で埋め込んでいるため、ブロック層６の埋め込み界面に
欠陥が存在し、この界面欠陥を介して流れる電流は半導
体レーザの発振に寄与しない無効電流となり、閾値電流
を押し上げることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、共振器長が
波長と同程度の半導体レーザを用いて、上記のような無
効電流をなくして、零閾値電流の半導体レーザを提供す
ることを目的とするものである。
波長と同程度の半導体レーザを用いて、上記のような無
効電流をなくして、零閾値電流の半導体レーザを提供す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
半導体基板上に順次形成された第１の多層反射膜、第１
のクラッド層を含む第１導電型の第１の半導体層、活性
層を含む超格子層、第２のクラッド層を含む第２導電型
の第２の半導体層、上記第１の多層反射膜と略レーザ光
の波長の１／２またはその整数倍の間隔で配設した第２
の多層反射膜を備え、上記第１のクラッド層、活性層及
び第２の半導体層の周囲にイオンを注入して、上記活性
層の周囲の超格子層を無秩序にするとともに、上記第１
のクラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２のクラッ
ド層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とした半導体
レーザである。
半導体基板上に順次形成された第１の多層反射膜、第１
のクラッド層を含む第１導電型の第１の半導体層、活性
層を含む超格子層、第２のクラッド層を含む第２導電型
の第２の半導体層、上記第１の多層反射膜と略レーザ光
の波長の１／２またはその整数倍の間隔で配設した第２
の多層反射膜を備え、上記第１のクラッド層、活性層及
び第２の半導体層の周囲にイオンを注入して、上記活性
層の周囲の超格子層を無秩序にするとともに、上記第１
のクラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２のクラッ
ド層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とした半導体
レーザである。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載の半
導体レーザにおいて、第１の半導体層がｎ型半導体、イ
オンが亜鉛であるものである。
導体レーザにおいて、第１の半導体層がｎ型半導体、イ
オンが亜鉛であるものである。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１記載の半
導体レーザにおいて、第１の半導体層がｐ型半導体、イ
オンがシリコンであるものである。
導体レーザにおいて、第１の半導体層がｐ型半導体、イ
オンがシリコンであるものである。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１、２また
は３記載の半導体レーザにおいて、超格子層がＡｌＧａ
Ａｓ系超格子あるいはＡｌＧａＩｎＰ系超格子からなる
ものである。
は３記載の半導体レーザにおいて、超格子層がＡｌＧａ
Ａｓ系超格子あるいはＡｌＧａＩｎＰ系超格子からなる
ものである。
【００１１】請求項５に係る発明は、請求項１記載の半
導体レーザにおいて、イオンをイオン注入あるいは拡散
で注入したものである。
導体レーザにおいて、イオンをイオン注入あるいは拡散
で注入したものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、共振器長（第１の多層反射膜
と第２の多層反射膜との間隔）をレーザ光の１／２また
はその整数倍とした低閾値電流の半導体レーザを用い
て、第１のクラッド層、活性層及び第２の半導体層の周
囲にイオンを注入し、上記第１のクラッド層の周囲の第
１の半導体層及び第２のクラッド層の周囲の第２の半導
体層を第２導電型とするとともに、上記活性層の周囲の
超格子層を無秩序にすることによって上記活性層のバン
ドギャップエネルギーより大きくできるので、上記活性
層の電流が周囲に流れでることはない。さらに、上記活
性層の周囲に埋め込み界面が形成されないので、無効電
流の発生を抑制することができる。従って、略零閾値電
流の半導体レーザが得られる。
と第２の多層反射膜との間隔）をレーザ光の１／２また
はその整数倍とした低閾値電流の半導体レーザを用い
て、第１のクラッド層、活性層及び第２の半導体層の周
囲にイオンを注入し、上記第１のクラッド層の周囲の第
１の半導体層及び第２のクラッド層の周囲の第２の半導
体層を第２導電型とするとともに、上記活性層の周囲の
超格子層を無秩序にすることによって上記活性層のバン
ドギャップエネルギーより大きくできるので、上記活性
層の電流が周囲に流れでることはない。さらに、上記活
性層の周囲に埋め込み界面が形成されないので、無効電
流の発生を抑制することができる。従って、略零閾値電
流の半導体レーザが得られる。
【００１３】また、第１の半導体層がｎ型半導体のと
き、注入するイオンを亜鉛とすることによって、第１の
クラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２のクラッド
層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とするととも
に、活性層の周囲の超格子層を無秩序にし、さらに上記
活性層の周囲に埋め込み界面が形成されないようにする
ことができる、無効電流の発生を抑制することができ、
零閾値電流の半導体レーザを実現することができる。
き、注入するイオンを亜鉛とすることによって、第１の
クラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２のクラッド
層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とするととも
に、活性層の周囲の超格子層を無秩序にし、さらに上記
活性層の周囲に埋め込み界面が形成されないようにする
ことができる、無効電流の発生を抑制することができ、
零閾値電流の半導体レーザを実現することができる。
【００１４】また、第１の半導体層がｐ型半導体のと
き、注入するイオンをシリコンとすることによって、第
１のクラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２のクラ
ッド層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とするとと
もに、活性層の周囲の超格子層を無秩序にし、さらに上
記活性層の周囲に埋め込み界面が形成されないようにす
ることができるので、無効電流の発生を抑制することが
でき、零閾値電流の半導体レーザを実現することができ
る。
き、注入するイオンをシリコンとすることによって、第
１のクラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２のクラ
ッド層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とするとと
もに、活性層の周囲の超格子層を無秩序にし、さらに上
記活性層の周囲に埋め込み界面が形成されないようにす
ることができるので、無効電流の発生を抑制することが
でき、零閾値電流の半導体レーザを実現することができ
る。
【００１５】また、活性層、すなわち超格子層はＡｌＧ
ａＡｓ系超格子あるいはＡｌＧａＩｎＰ系超格子が適用
できる。
ａＡｓ系超格子あるいはＡｌＧａＩｎＰ系超格子が適用
できる。
【００１６】また、イオンをイオン注入あるいは拡散に
よって注入することによって、注入深さを精度よく制御
できる。
よって注入することによって、注入深さを精度よく制御
できる。
【００１７】
実施例１．図１は、本発明の第１の実施例を示す斜視図
である。図１において、１はｎ型ＧａＡｓからなる半導
体基板、２はＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓを積層した第１の
多層反射膜、３はｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第１のクラ
ッド層、５はｐ型ＡｌＧａＡｓからなる第２のクラッド
層、９はｐ型ＧａＡｓからなるキャップ層、１３はＡｌ
ＧａＡｓ系超格子からなる活性層、１４は第１のクラッ
ド層を含むｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第１の半導体層、
１５は活性層１３を含むＡｌＧａＡｓ系超格子層、１６
は第２のクラッド層５を含むｐ型ＡｌＧａＡｓからなる
第２の半導体層、９はｐ型ＧａＡｓからなるキャップ
層、１７は亜鉛注入領域、１０はＴｉＯ2／ＳｉＯ2から
なる第２の多層反射膜、１１はｐ型電極、１２はｎ型電
極で、第２の半導体層１６及びＡｌＧａＡｓ系超格子層
１５を貫通し、第１の半導体層１４に達する局部的な亜
鉛注入領域１７を形成して、第２のクラッド層５、活性
層１３及び第１のクラッド層３を形成する。
である。図１において、１はｎ型ＧａＡｓからなる半導
体基板、２はＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓを積層した第１の
多層反射膜、３はｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第１のクラ
ッド層、５はｐ型ＡｌＧａＡｓからなる第２のクラッド
層、９はｐ型ＧａＡｓからなるキャップ層、１３はＡｌ
ＧａＡｓ系超格子からなる活性層、１４は第１のクラッ
ド層を含むｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第１の半導体層、
１５は活性層１３を含むＡｌＧａＡｓ系超格子層、１６
は第２のクラッド層５を含むｐ型ＡｌＧａＡｓからなる
第２の半導体層、９はｐ型ＧａＡｓからなるキャップ
層、１７は亜鉛注入領域、１０はＴｉＯ2／ＳｉＯ2から
なる第２の多層反射膜、１１はｐ型電極、１２はｎ型電
極で、第２の半導体層１６及びＡｌＧａＡｓ系超格子層
１５を貫通し、第１の半導体層１４に達する局部的な亜
鉛注入領域１７を形成して、第２のクラッド層５、活性
層１３及び第１のクラッド層３を形成する。
【００１８】第２の半導体層１６及び第１の半導体層１
４のうち、亜鉛注入領域１７はｐ型領域であり、また、
ＡｌＧａＡｓ系超格子層１５のうち、亜鉛注入領域１７
にある層は無秩序化され、そのバンドギャップエネルギ
ーは亜鉛が拡散されていない活性層１３のバンドギャッ
プエネルギーよりも大きくなっている。
４のうち、亜鉛注入領域１７はｐ型領域であり、また、
ＡｌＧａＡｓ系超格子層１５のうち、亜鉛注入領域１７
にある層は無秩序化され、そのバンドギャップエネルギ
ーは亜鉛が拡散されていない活性層１３のバンドギャッ
プエネルギーよりも大きくなっている。
【００１９】従って、電流は亜鉛が拡散されていない第
２のクラッド層５、活性層１３及び第１のクラッド層３
にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がないので、無
効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得られる。
２のクラッド層５、活性層１３及び第１のクラッド層３
にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がないので、無
効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得られる。
【００２０】亜鉛注入領域１７は、熱拡散によっても精
度よく形成することができるが、亜鉛をイオン注入する
ことによっても得られる。イオン注入によれば、熱拡散
によるよりも拡散深さをさらに精度よくコントロールで
きる。亜鉛をイオン注入することによって、ＡｌＧａＡ
ｓ系超格子層１５に無秩序部が形成される。イオン注入
した後、イオン注入によるダメージを取り除くために、
高温におけるアニールが必要になる。
度よく形成することができるが、亜鉛をイオン注入する
ことによっても得られる。イオン注入によれば、熱拡散
によるよりも拡散深さをさらに精度よくコントロールで
きる。亜鉛をイオン注入することによって、ＡｌＧａＡ
ｓ系超格子層１５に無秩序部が形成される。イオン注入
した後、イオン注入によるダメージを取り除くために、
高温におけるアニールが必要になる。
【００２１】なお、本実施例において、注入するイオン
に亜鉛を使用したが、注入するイオンは、第２の半導体
層１６及び第１の半導体層１４をｐ型領域にするととも
に、超格子層１５を無秩序にするイオンであれば使用可
能である。
に亜鉛を使用したが、注入するイオンは、第２の半導体
層１６及び第１の半導体層１４をｐ型領域にするととも
に、超格子層１５を無秩序にするイオンであれば使用可
能である。
【００２２】実施例２．図２は、本発明の第２の実施例
を示す斜視図である。図において、１８はｐ型ＧａＡｓ
からなる半導体基板、２はＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓを積
層した第１の多層反射膜、１９はｐ型ＡｌＧａＡｓから
なる第１のクラッド層、１３はＧａＡｌＡｓ系超格子か
らなる活性層、２０はｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第２の
クラッド層、２１は第１のクラッド層１９を含むｐ型Ａ
ｌＧａＡｓからなる第１の半導体層、１５はＡｌＧａＡ
ｓ系超格子層、２２は第２のクラッド層２０を含むｎ型
ＡｌＧａＡｓからなる第２の半導体層、２３はｎ型Ｇａ
Ａｓからなるキャップ層、１０はＴｉＯ2／ＳｉＯ2から
なる第２の多層反射膜、１１はｐ型電極、１２はｎ型電
極、２４はシリコン注入領域で、第２の半導体層２２及
びＡｌＧａＡｓ系超格子層１５を貫通し、第１の半導体
層２１に達する局部的なシリコン注入領域２４を形成し
て、第２のクラッド層２０、活性層１３及び第１のクラ
ッド層１９を形成する。
を示す斜視図である。図において、１８はｐ型ＧａＡｓ
からなる半導体基板、２はＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓを積
層した第１の多層反射膜、１９はｐ型ＡｌＧａＡｓから
なる第１のクラッド層、１３はＧａＡｌＡｓ系超格子か
らなる活性層、２０はｎ型ＡｌＧａＡｓからなる第２の
クラッド層、２１は第１のクラッド層１９を含むｐ型Ａ
ｌＧａＡｓからなる第１の半導体層、１５はＡｌＧａＡ
ｓ系超格子層、２２は第２のクラッド層２０を含むｎ型
ＡｌＧａＡｓからなる第２の半導体層、２３はｎ型Ｇａ
Ａｓからなるキャップ層、１０はＴｉＯ2／ＳｉＯ2から
なる第２の多層反射膜、１１はｐ型電極、１２はｎ型電
極、２４はシリコン注入領域で、第２の半導体層２２及
びＡｌＧａＡｓ系超格子層１５を貫通し、第１の半導体
層２１に達する局部的なシリコン注入領域２４を形成し
て、第２のクラッド層２０、活性層１３及び第１のクラ
ッド層１９を形成する。
【００２３】第２の半導体層２２及び第１の半導体層２
１のうち、シリコン注入領域２４はｎ型領域であり、ま
た、ＡｌＧａＡｓ系超格子層１５のうち、シリコン注入
領域２４にある層は無秩序化され、そのバンドギャップ
エネルギーはシリコンが拡散されていない活性層１３の
バンドギャップエネルギーよりも大きくなっている。
１のうち、シリコン注入領域２４はｎ型領域であり、ま
た、ＡｌＧａＡｓ系超格子層１５のうち、シリコン注入
領域２４にある層は無秩序化され、そのバンドギャップ
エネルギーはシリコンが拡散されていない活性層１３の
バンドギャップエネルギーよりも大きくなっている。
【００２４】従って、電流はシリコンが拡散されていな
い第２のクラッド層２０、活性層１３及び第１のクラッ
ド層１９にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がない
ので、無効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得
られる。
い第２のクラッド層２０、活性層１３及び第１のクラッ
ド層１９にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がない
ので、無効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得
られる。
【００２５】シリコン注入領域２４は、シリコンを熱拡
散またはイオン注入することによって得られる。イオン
注入によれば、熱拡散によるよりもさらに拡散深さを精
度よくコントロールできる。シリコンをイオン注入する
ことによって、ＡｌＧａＡｓ系超格子層１５は無秩序化
される。イオン注入した後、イオン注入によるダメージ
を取り除くために、高温におけるアニールが必要にな
る。
散またはイオン注入することによって得られる。イオン
注入によれば、熱拡散によるよりもさらに拡散深さを精
度よくコントロールできる。シリコンをイオン注入する
ことによって、ＡｌＧａＡｓ系超格子層１５は無秩序化
される。イオン注入した後、イオン注入によるダメージ
を取り除くために、高温におけるアニールが必要にな
る。
【００２６】なお、本実施例において、注入するイオン
にシリコンを使用したが、第１の半導体層２１及び第２
の半導体層２２をｎ型領域とするとともに、ＡｌＧａＡ
ｓ系超格子層１５を無秩序にするイオンであればいずれ
も使用することができる。
にシリコンを使用したが、第１の半導体層２１及び第２
の半導体層２２をｎ型領域とするとともに、ＡｌＧａＡ
ｓ系超格子層１５を無秩序にするイオンであればいずれ
も使用することができる。
【００２７】実施例３．図３は本発明の第３の実施例を
示す斜視図で、図において、図１と同一符号は同一箇所
または相当箇所を示す。２５はｎ型ＡｌＧａＩｎＰから
なる第１のクラッド層、２６はＡｌＧａＩｎＰ系格子層
からなる活性層、２７はｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第
２のクラッド層、２８は第１のクラッド層２５を含むｎ
型ＡｌＧａＩｎＰからなる第１の半導体層、２９はＡｌ
ＧａＩｎＰ系超格子層、３０は第２のクラッド層を含む
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第２の半導体層である。
示す斜視図で、図において、図１と同一符号は同一箇所
または相当箇所を示す。２５はｎ型ＡｌＧａＩｎＰから
なる第１のクラッド層、２６はＡｌＧａＩｎＰ系格子層
からなる活性層、２７はｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第
２のクラッド層、２８は第１のクラッド層２５を含むｎ
型ＡｌＧａＩｎＰからなる第１の半導体層、２９はＡｌ
ＧａＩｎＰ系超格子層、３０は第２のクラッド層を含む
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第２の半導体層である。
【００２８】第１の半導体層２８及び第２の半導体層３
０のうち、亜鉛注入領域１４はｐ型領域であり、また、
ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９のうち、亜鉛注入領域１
４にある層は無秩序化され、そのバンドギャップエネル
ギーは亜鉛が注入されていない活性層２６のバンドギャ
ップエネルギーよりも大きくなっている。
０のうち、亜鉛注入領域１４はｐ型領域であり、また、
ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９のうち、亜鉛注入領域１
４にある層は無秩序化され、そのバンドギャップエネル
ギーは亜鉛が注入されていない活性層２６のバンドギャ
ップエネルギーよりも大きくなっている。
【００２９】従って、電流は亜鉛が注入されていない第
２のクラッド層２７、活性層２６及び第１のクラッド層
２５にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がないの
で、無効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得ら
れる。
２のクラッド層２７、活性層２６及び第１のクラッド層
２５にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がないの
で、無効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得ら
れる。
【００３０】亜鉛注入領域１４は、亜鉛を熱拡散または
イオン注入することによって得られる。イオン注入によ
れば、熱拡散によるよりもさらに拡散深さを精度よくコ
ントロールできる。亜鉛をイオン注入することによっ
て、ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９は無秩序化される。
イオン注入した後、イオン注入によるダメージを取り除
くために、高温におけるアニールが必要になる。
イオン注入することによって得られる。イオン注入によ
れば、熱拡散によるよりもさらに拡散深さを精度よくコ
ントロールできる。亜鉛をイオン注入することによっ
て、ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９は無秩序化される。
イオン注入した後、イオン注入によるダメージを取り除
くために、高温におけるアニールが必要になる。
【００３１】なお、本実施例において、注入するイオン
に亜鉛を使用したが、第２の半導体層３０及び第１の半
導体層２８をｐ型領域とするとともに、ＡｌＧａＩｎＰ
系超格子層２９を無秩序にするイオンであれば使用する
ことができる。
に亜鉛を使用したが、第２の半導体層３０及び第１の半
導体層２８をｐ型領域とするとともに、ＡｌＧａＩｎＰ
系超格子層２９を無秩序にするイオンであれば使用する
ことができる。
【００３２】実施例４．図４は、本発明の第４の実施例
を示す斜視図ある。図において、図２と同一符号は同一
箇所又は相当箇所を示す。３１はｐ型ＡｌＧａＩｎＰか
らなる第１のクラッド層、２６はＡｌＧａＩｎＰ系超格
子からなる活性層、３２はｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
第２のクラッド層、３３は第１のクラッド層を含むｐ型
ＡｌＧａＩｎＰからなる第１の半導体層、２９はＡｌＧ
ａＩｎＰ系の超格子層、３４は第２のクラッド層３２を
含むｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第２の半導体層で、第
２の半導体層３４及びＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９を
貫通し、第１の半導体層３３に達する局部的なシリコン
注入領域２４を形成して、第２のクラッド層３２、活性
層２６及び第１のクラッド層３１を形成する。
を示す斜視図ある。図において、図２と同一符号は同一
箇所又は相当箇所を示す。３１はｐ型ＡｌＧａＩｎＰか
らなる第１のクラッド層、２６はＡｌＧａＩｎＰ系超格
子からなる活性層、３２はｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
第２のクラッド層、３３は第１のクラッド層を含むｐ型
ＡｌＧａＩｎＰからなる第１の半導体層、２９はＡｌＧ
ａＩｎＰ系の超格子層、３４は第２のクラッド層３２を
含むｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる第２の半導体層で、第
２の半導体層３４及びＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９を
貫通し、第１の半導体層３３に達する局部的なシリコン
注入領域２４を形成して、第２のクラッド層３２、活性
層２６及び第１のクラッド層３１を形成する。
【００３３】第２の半導体層３４及び第１の半導体層３
３のうち、シリコン注入領域２４はｎ型領域であり、ま
た、ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９のうち、シリコン注
入領域２４にある層は無秩序化され、そのバンドギャッ
プエネルギーはシリコンが拡散されていない活性層２６
のバンドギャップエネルギーよりも大きくなっている。
３のうち、シリコン注入領域２４はｎ型領域であり、ま
た、ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９のうち、シリコン注
入領域２４にある層は無秩序化され、そのバンドギャッ
プエネルギーはシリコンが拡散されていない活性層２６
のバンドギャップエネルギーよりも大きくなっている。
【００３４】従って、電流はシリコンが注入されていな
い第２のクラッド層３２、活性層２６及び第１のクラッ
ド層３１にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がない
ので、無効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得
られる。
い第２のクラッド層３２、活性層２６及び第１のクラッ
ド層３１にのみ流入され、しかも、埋め込み界面がない
ので、無効電流がない略零電流閾値の半導体レーザが得
られる。
【００３５】シリコン注入領域２４は、シリコンを熱拡
散またはイオン注入することによって得られる。イオン
注入によれば、熱拡散によるよりもさらに拡散深さを精
度よくコントロールできる。シリコンをイオン注入する
ことによって、ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９は無秩序
化される。イオン注入した後、イオン注入によるダメー
ジを取り除くために、高温におけるアニールが必要にな
る。
散またはイオン注入することによって得られる。イオン
注入によれば、熱拡散によるよりもさらに拡散深さを精
度よくコントロールできる。シリコンをイオン注入する
ことによって、ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層２９は無秩序
化される。イオン注入した後、イオン注入によるダメー
ジを取り除くために、高温におけるアニールが必要にな
る。
【００３６】なお、本実施例において、注入するイオン
にシリコンを使用したが、第１の半導体層３３及び第２
の半導体層３４をｎ型領域とするとともに、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系超格子層２９を無秩序にする金属であればいずれ
も使用することができる。
にシリコンを使用したが、第１の半導体層３３及び第２
の半導体層３４をｎ型領域とするとともに、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系超格子層２９を無秩序にする金属であればいずれ
も使用することができる。
【００３７】また、上記実施例１〜４は、共振器長（第
１の多層反射膜と第２の反射膜との間隔）をレーザ光の
波長λ程度とした例を示すものであるが、共振器長レー
ザ光の略λ／２、２λあるいは４λとしても同様の効果
が得られる。
１の多層反射膜と第２の反射膜との間隔）をレーザ光の
波長λ程度とした例を示すものであるが、共振器長レー
ザ光の略λ／２、２λあるいは４λとしても同様の効果
が得られる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１に係る発明は、イオンを注入し
て、第１のクラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２
のクラッド層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とす
るとともに、活性層の周囲の超格子層を無秩序にするこ
とによって上記活性層より大きなバンドギャップエネル
ギーとし、しかも活性層の周囲に埋め込み界面が形成さ
れないようにできるので、無効電流の発生を抑制するこ
とができ、略零閾値電流の半導体レーザが得られる。
て、第１のクラッド層の周囲の第１の半導体層及び第２
のクラッド層の周囲の第２の半導体層を第２導電型とす
るとともに、活性層の周囲の超格子層を無秩序にするこ
とによって上記活性層より大きなバンドギャップエネル
ギーとし、しかも活性層の周囲に埋め込み界面が形成さ
れないようにできるので、無効電流の発生を抑制するこ
とができ、略零閾値電流の半導体レーザが得られる。
【００３９】請求項２及び４に係る発明は、第１の半導
体層がｎ型半導体のとき、注入するイオンを亜鉛ンとす
ることによって、第１のクラッド層の周囲の第１の半導
体層及び第２のクラッド層の周囲の第２の半導体層を第
２導電型とするとともに、活性層の周囲の超格子層を無
秩序にするとともに、さらに上記活性層の周囲に埋め込
み界面が形成されないようにできるので、無効電流の発
生を抑制することができ、零閾値電流の半導体レーザを
実現することができる。
体層がｎ型半導体のとき、注入するイオンを亜鉛ンとす
ることによって、第１のクラッド層の周囲の第１の半導
体層及び第２のクラッド層の周囲の第２の半導体層を第
２導電型とするとともに、活性層の周囲の超格子層を無
秩序にするとともに、さらに上記活性層の周囲に埋め込
み界面が形成されないようにできるので、無効電流の発
生を抑制することができ、零閾値電流の半導体レーザを
実現することができる。
【００４０】請求項３及び４に係る発明は、第１の半導
体層がｐ型半導体のとき、注入するイオンをシリコンと
することによって、第１のクラッド層の周囲の第１の半
導体層及び第２のクラッド層の周囲の第２の半導体層を
第２導電型とするとともに、活性層の周囲の超格子層を
無秩序にし、さらに上記活性層の周囲に埋め込み界面が
形成されないようにできるので、無効電流の発生を抑制
することができ、零閾値電流の半導体レーザを実現する
ことができる。
体層がｐ型半導体のとき、注入するイオンをシリコンと
することによって、第１のクラッド層の周囲の第１の半
導体層及び第２のクラッド層の周囲の第２の半導体層を
第２導電型とするとともに、活性層の周囲の超格子層を
無秩序にし、さらに上記活性層の周囲に埋め込み界面が
形成されないようにできるので、無効電流の発生を抑制
することができ、零閾値電流の半導体レーザを実現する
ことができる。
【００４１】請求項５に係る発明は、イオンをイオン注
入あるいは拡散によって注入することによって、注入深
さを精度よく制御できる。
入あるいは拡散によって注入することによって、注入深
さを精度よく制御できる。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】 本発明の第２の実施例を示す斜視図である。
【図３】 本発明の第３の実施例を示す斜視図である。
【図４】 本発明の第４の実施例を示す斜視図である。
【図５】 従来の面発光型の半導体レーザを示す斜視図
である。
である。
１ 半導体基板（ｎ型ＧａＡｓ）、２ 第１の多層反射
膜（ＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓ）、３ 第１のクラッド層
（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、４ 活性層（ｐ型ＧａＡｓ）、
５ 第２のクラッド層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、６ ブロ
ック層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、７ ブロック層（ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ）、８ ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、９ キャップ
層（ｐ型ＧａＡｓ）、１０ 第２の多層反射膜（ＴｉＯ
2／ＳｉＯ2）、１１ ｐ型電極、１２ ｎ型電極、１３
活性層（ＡｌＧａＡｓ系超格子）、１４ 第１の半導
体層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、１５ ＡｌＧａＡｓ系超格
子層、１６ 第２の半導体層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、１
７ 亜鉛注入領域、１８半導体基板（ｐ型ＧａＡｓ）、
１９ 第１のクラッド層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、２０
第２のクラッド層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、２１ 第１の
半導体層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、２２ 第２の半導体層
（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、２３ キャップ層（ｎ型ＧａＡ
ｓ）、２４ シリコン注入領域、２５ 第１のクラッド
層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ）、２６ 活性層（ＡｌＧａＩ
ｎＰ系超格子）、２７ 第２のクラッド層（ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ）、２８ 第１の半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ）、２９ ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層、３０ 第２の
半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ）、３１ 第１のクラッ
ド層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ）、２６ 活性層（ＡｌＧａ
ＩｎＰ系超格子）、３２ 第２のクラッド層（ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ）、３３第１の半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ）、３４ 第２の半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ）
膜（ＧａＡｌＡｓ／ＡｌＡｓ）、３ 第１のクラッド層
（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、４ 活性層（ｐ型ＧａＡｓ）、
５ 第２のクラッド層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、６ ブロ
ック層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、７ ブロック層（ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ）、８ ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、９ キャップ
層（ｐ型ＧａＡｓ）、１０ 第２の多層反射膜（ＴｉＯ
2／ＳｉＯ2）、１１ ｐ型電極、１２ ｎ型電極、１３
活性層（ＡｌＧａＡｓ系超格子）、１４ 第１の半導
体層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、１５ ＡｌＧａＡｓ系超格
子層、１６ 第２の半導体層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、１
７ 亜鉛注入領域、１８半導体基板（ｐ型ＧａＡｓ）、
１９ 第１のクラッド層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、２０
第２のクラッド層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、２１ 第１の
半導体層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ）、２２ 第２の半導体層
（ｎ型ＡｌＧａＡｓ）、２３ キャップ層（ｎ型ＧａＡ
ｓ）、２４ シリコン注入領域、２５ 第１のクラッド
層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ）、２６ 活性層（ＡｌＧａＩ
ｎＰ系超格子）、２７ 第２のクラッド層（ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ）、２８ 第１の半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ）、２９ ＡｌＧａＩｎＰ系超格子層、３０ 第２の
半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ）、３１ 第１のクラッ
ド層（ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ）、２６ 活性層（ＡｌＧａ
ＩｎＰ系超格子）、３２ 第２のクラッド層（ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ）、３３第１の半導体層（ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ）、３４ 第２の半導体層（ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ）
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板上に順次形成された第１の多
層反射膜、第１のクラッド層を含む第１導電型の第１の
半導体層、活性層を含む超格子層、第２のクラッド層を
含む第２導電型の第２の半導体層、上記第１の多層反射
膜と略レーザ光の波長の１／２またはその整数倍の間隔
で配設した第２の多層反射膜を備え、上記第１のクラッ
ド層、活性層及び第２の半導体層の周囲にイオンを注入
して、上記活性層の周囲の超格子層を無秩序にするとと
もに、上記第１のクラッド層の周囲の第１の半導体層及
び第２のクラッド層の周囲の第２の半導体層を第２導電
型としたことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 第１の半導体層がｎ型半導体、イオンが
亜鉛であることを特徴とする請求項１記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項３】 第１の半導体層がｐ型半導体、イオンが
シリコンであることを特徴とする請求項１記載の半導体
レーザ。 - 【請求項４】 超格子層がＡｌＧａＡｓ系超格子あるい
はＡｌＧａＩｎＰ系超格子からなることを特徴とする請
求項１、２または３のいずれかに記載の半導体レーザ。 - 【請求項５】 イオンをイオン注入あるいは拡散で注入
したことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16358495A JPH0918081A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16358495A JPH0918081A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918081A true JPH0918081A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15776696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16358495A Pending JPH0918081A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0918081A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022196394A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 住友電気工業株式会社 | フォトニック結晶面発光レーザおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16358495A patent/JPH0918081A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022196394A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 住友電気工業株式会社 | フォトニック結晶面発光レーザおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |