JPH09232666A - 半導体レーザ及び並列伝送用光送信モジュール - Google Patents
半導体レーザ及び並列伝送用光送信モジュールInfo
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- JPH09232666A JPH09232666A JP3168596A JP3168596A JPH09232666A JP H09232666 A JPH09232666 A JP H09232666A JP 3168596 A JP3168596 A JP 3168596A JP 3168596 A JP3168596 A JP 3168596A JP H09232666 A JPH09232666 A JP H09232666A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ｎ型にドープされた多重量子井戸活性層を有す
る埋込ヘテロ型半導体レーザにおいて、ｎ型ドープ活性
層特有である埋込層の電流阻止効果と共に変調ドープ効
果を保ち、低しきい電流・短キャリア寿命時間動作を実
現する。 【解決手段】本発明での解決手段はｎ型にドーピングさ
れた多重量子井戸型半導体レーザにおいてｎ型の不純物
から発生した多数電子の拡散を抑制するｐ型の第１埋込
層構造、ｐ型の第１埋込層の不純物濃度が５×１０17ｃ
ｍ~3〜１．５×１０18ｃｍ~3の埋込構造である。 【効果】変調ドープ効果を保ちながら、多数電子がＢＨ
構造の電流阻止効果を低減しない構造を提供できるの
で、ｎ型ドープ多重量子井戸型ＢＨ構造半導体レーザ及
びレーザアレイの低しきい値化、短キャリア寿命動作に
対して効果がある。
る埋込ヘテロ型半導体レーザにおいて、ｎ型ドープ活性
層特有である埋込層の電流阻止効果と共に変調ドープ効
果を保ち、低しきい電流・短キャリア寿命時間動作を実
現する。 【解決手段】本発明での解決手段はｎ型にドーピングさ
れた多重量子井戸型半導体レーザにおいてｎ型の不純物
から発生した多数電子の拡散を抑制するｐ型の第１埋込
層構造、ｐ型の第１埋込層の不純物濃度が５×１０17ｃ
ｍ~3〜１．５×１０18ｃｍ~3の埋込構造である。 【効果】変調ドープ効果を保ちながら、多数電子がＢＨ
構造の電流阻止効果を低減しない構造を提供できるの
で、ｎ型ドープ多重量子井戸型ＢＨ構造半導体レーザ及
びレーザアレイの低しきい値化、短キャリア寿命動作に
対して効果がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レ−ザ及び
並列伝送用光送信モジュールに関する。
並列伝送用光送信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーアレイを伝送路に用いる多
チャンネル並列同期伝送方式である光インタコネクト技
術の並列伝送用光送信モジュール内の光源は半導体レー
ザアレイであり、並列伝送路間の遅延時間バラツキ（ス
キュー）の低減化等の観点から、半導体レーザの低しき
い電流化及びキャリア寿命時間の低減化が重要である。
さらに、半導体レーザの低しきい電流化は、零バイアス
変調、あるいは低バイアス変調、耐環境性（特に高温動
作）が要求される加入者系光通信応用の観点で重要であ
る。これに対して、ｎ型変調ドープ多重量子井戸型半導
体レーザの有効性がごく最近K.Nakahara et. al.により
Electronics Letters,Vol. 31,pp.809-810,1995に記載
されている。特にキャリア寿命時間の約４０％の低減に
よる発振遅延時間の約５０％の低減化が示されている。
これはｎ型にドーピングされた障壁層から発生した多数
電子により、発光再結合確率が増大する、いわゆる変調
ドープ効果に起因している。
チャンネル並列同期伝送方式である光インタコネクト技
術の並列伝送用光送信モジュール内の光源は半導体レー
ザアレイであり、並列伝送路間の遅延時間バラツキ（ス
キュー）の低減化等の観点から、半導体レーザの低しき
い電流化及びキャリア寿命時間の低減化が重要である。
さらに、半導体レーザの低しきい電流化は、零バイアス
変調、あるいは低バイアス変調、耐環境性（特に高温動
作）が要求される加入者系光通信応用の観点で重要であ
る。これに対して、ｎ型変調ドープ多重量子井戸型半導
体レーザの有効性がごく最近K.Nakahara et. al.により
Electronics Letters,Vol. 31,pp.809-810,1995に記載
されている。特にキャリア寿命時間の約４０％の低減に
よる発振遅延時間の約５０％の低減化が示されている。
これはｎ型にドーピングされた障壁層から発生した多数
電子により、発光再結合確率が増大する、いわゆる変調
ドープ効果に起因している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、用
いているレーザ構造がリッジ型であり、電流閉じ込め層
が活性層の両側にないために本質的に発振電流が大きく
なる欠点があった。従って、半導体レ−ザの低しきい値
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。このためには、活性層を含む多
層ウエハをメサ形状に加工し、その後埋込成長を行うい
わゆる埋込ヘテロ(ＢＨ；Ｂuried Ｈeterostructure)構
造の適用が必須である。しかし、ｎ型に変調ドープ、あ
るいは一様ドープされた多重量子井戸活性層から発生し
た多数電子がＢＨ構造の電流阻止効果を低減し、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す。
いているレーザ構造がリッジ型であり、電流閉じ込め層
が活性層の両側にないために本質的に発振電流が大きく
なる欠点があった。従って、半導体レ−ザの低しきい値
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。このためには、活性層を含む多
層ウエハをメサ形状に加工し、その後埋込成長を行うい
わゆる埋込ヘテロ(ＢＨ；Ｂuried Ｈeterostructure)構
造の適用が必須である。しかし、ｎ型に変調ドープ、あ
るいは一様ドープされた多重量子井戸活性層から発生し
た多数電子がＢＨ構造の電流阻止効果を低減し、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す。
【０００４】本発明の目的は、変調ドープ効果を保ちな
がら、多数電子がＢＨ構造の電流阻止効果を低減せずに
低しきい電流・短キャリア寿命時間動作ができるｎ型ド
ープ多重量子井戸型ＢＨ構造半導体レーザを提供するこ
とにある。
がら、多数電子がＢＨ構造の電流阻止効果を低減せずに
低しきい電流・短キャリア寿命時間動作ができるｎ型ド
ープ多重量子井戸型ＢＨ構造半導体レーザを提供するこ
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ｎ型にドーピングされた多重量子井戸型
半導体レーザにおいて第１導電型あるいはｐ型の第１埋
込層がｎ型の不純物から発生した多数電子の拡散を抑制
する埋込構造、第１導電型あるいはｐ型の第１埋込層の
不純物濃度が５×１０17ｃｍ~3〜１．５×１０18ｃｍ~3
である埋込構造によって、達成される。特にメサストラ
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
れた構造、量子井戸層が歪量子井戸でありその歪量が＋
０．５％〜＋１．８％、あるいは−２．０％〜−０．７
％である構造、ｎ型の不純物の不純物濃度が（１〜４）
×１０18ｃｍ~3である構造により、達成される。
に、本発明ではｎ型にドーピングされた多重量子井戸型
半導体レーザにおいて第１導電型あるいはｐ型の第１埋
込層がｎ型の不純物から発生した多数電子の拡散を抑制
する埋込構造、第１導電型あるいはｐ型の第１埋込層の
不純物濃度が５×１０17ｃｍ~3〜１．５×１０18ｃｍ~3
である埋込構造によって、達成される。特にメサストラ
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
れた構造、量子井戸層が歪量子井戸でありその歪量が＋
０．５％〜＋１．８％、あるいは−２．０％〜−０．７
％である構造、ｎ型の不純物の不純物濃度が（１〜４）
×１０18ｃｍ~3である構造により、達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を各実
施例により図１〜３を参照して説明する。
施例により図１〜３を参照して説明する。
【０００７】［実施例１］第１図は本発明をｐ型基板上
１．３μｍ帯ｎ型変調ドープ多重量子井戸型半導体レー
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〜１×１０18ｃｍ~3、厚さ〜２μｍ)を成長した
後、アンドープ歪量子井戸層３ａ（歪量〜１．０％、厚
さ〜５ｎｍ）とｎ型ドープされた障壁層３ｂ(Ｓｉ濃度
〜３×１０18ｃｍ~3、厚さ〜１０ｎｍ)からなるｎ型変
調ドープＩnＧaＡsＰ／ＩnＧaＡsＰ−ＭＱＷ（多重量子
井戸）活性層３(波長１.３μｍ、井戸数２〜１０)、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。その後ＣＶＤ法によりＳiＯ
2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。また活性層幅
は１．０〜１．８μｍ、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〜１×１０18ｃｍ~3、厚さ０.５〜１μ
ｍ)、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)、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８(キャリア濃度〜２×１０
18ｃｍ~3、厚さ〜２μｍ)、ｎ-ＩnＧaＡs（Ｐ）キャッ
プ層９(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１０で電流狭窄を行った後ｎ電極
１１を形成、更に基板側を研磨してト−タル膜厚１００
μｍ程度にした後ｐ電極１２を蒸着により形成し素子化
を行った。共振器長１５０〜３００μｍに劈開し、前端
面に反射率７０％、後端面に反射率９０％の高反射率膜
を施した。
１．３μｍ帯ｎ型変調ドープ多重量子井戸型半導体レー
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〜１×１０18ｃｍ~3、厚さ〜２μｍ)を成長した
後、アンドープ歪量子井戸層３ａ（歪量〜１．０％、厚
さ〜５ｎｍ）とｎ型ドープされた障壁層３ｂ(Ｓｉ濃度
〜３×１０18ｃｍ~3、厚さ〜１０ｎｍ)からなるｎ型変
調ドープＩnＧaＡsＰ／ＩnＧaＡsＰ−ＭＱＷ（多重量子
井戸）活性層３(波長１.３μｍ、井戸数２〜１０)、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。その後ＣＶＤ法によりＳiＯ
2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。また活性層幅
は１．０〜１．８μｍ、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〜１×１０18ｃｍ~3、厚さ０.５〜１μ
ｍ)、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)、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８(キャリア濃度〜２×１０
18ｃｍ~3、厚さ〜２μｍ)、ｎ-ＩnＧaＡs（Ｐ）キャッ
プ層９(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１０で電流狭窄を行った後ｎ電極
１１を形成、更に基板側を研磨してト−タル膜厚１００
μｍ程度にした後ｐ電極１２を蒸着により形成し素子化
を行った。共振器長１５０〜３００μｍに劈開し、前端
面に反射率７０％、後端面に反射率９０％の高反射率膜
を施した。
【０００８】本実施例によるｎ型変調ドープＭＱＷ半導
体レーザでは、発振波長１．３μｍ、室温でのしきい電
流値０．５〜０．８mＡ、スロ−プ効率０．４〜０．６m
Ｗ／mＡ、８５℃でのしきい電流値１．５〜３．０mＡ、
スロ−プ効率０．３〜０．４mＷ／mＡの素子が高歩留り
で得られ、低しきい値の半導体レ−ザが実現できた。ア
ンドープＭＱＷ半導体レーザに比べると、しきい電流は
約１／２に低減できた（図３参照）。また測定したキャ
リア寿命時間は約１．５ｎｓとアンドープＭＱＷ半導体
レーザに比べると、約１／２に低減できた。このしきい
電流、キャリア寿命時間双方の低減により、ｎ型変調ド
ープＭＱＷ半導体レーザの発振遅延時間はアンドープＭ
ＱＷ半導体レーザに比べ、約２０〜３０％に低減でき
た。さらに、本レーザ構造を基本構造とした５００Ｍ〜
１Ｇｂｉｔ／ｓ／チャンネルの超高速光インタコネクト
用のレーザアレイを実現し、本レーザアレイを組み込ん
だ並列伝送用光送信モジュールを実現した。
体レーザでは、発振波長１．３μｍ、室温でのしきい電
流値０．５〜０．８mＡ、スロ−プ効率０．４〜０．６m
Ｗ／mＡ、８５℃でのしきい電流値１．５〜３．０mＡ、
スロ−プ効率０．３〜０．４mＷ／mＡの素子が高歩留り
で得られ、低しきい値の半導体レ−ザが実現できた。ア
ンドープＭＱＷ半導体レーザに比べると、しきい電流は
約１／２に低減できた（図３参照）。また測定したキャ
リア寿命時間は約１．５ｎｓとアンドープＭＱＷ半導体
レーザに比べると、約１／２に低減できた。このしきい
電流、キャリア寿命時間双方の低減により、ｎ型変調ド
ープＭＱＷ半導体レーザの発振遅延時間はアンドープＭ
ＱＷ半導体レーザに比べ、約２０〜３０％に低減でき
た。さらに、本レーザ構造を基本構造とした５００Ｍ〜
１Ｇｂｉｔ／ｓ／チャンネルの超高速光インタコネクト
用のレーザアレイを実現し、本レーザアレイを組み込ん
だ並列伝送用光送信モジュールを実現した。
【０００９】ここで、本発明の作用について議論する。
通常のアンドープ活性層を有するｐ型基板上ＢＨレーザ
では、図３の測定結果のごとく、ｐ型の第１埋込層のド
ーピング濃度を１０17ｃｍ~3台に設定すると電流阻止効
果は大きいが、ドーピング濃度を１×１０18ｃｍ~3以上
に設定するとその層の光吸収の増大等により、しきい電
流は増大する。これに対して、ｎ型ドープＭＱＷ半導体
レーザでは、ｐ型の第１埋込層のドーピング濃度が５×
１０17ｃｍ~3以下では活性層から発生した多数電子がｐ
型の第１埋込層に拡散しＢＨ構造の電流阻止効果を低減
させ、しきい電流の増加を引き起こした。一方、ｐ型の
第１埋込層のドーピング濃度を５×１０17ｃｍ~3以上に
するとその間の拡散電位の増大により、多数電子の拡散
を阻止できるので、しきい電流の増大を抑制できた。
又、その効果はドーピング濃度を１．５×１０18ｃｍ~3
まで保たれた。このようなｐ型の第１埋込層のドーピン
グ濃度の最適値においてｎ型ドープＭＱＷ半導体レーザ
特有の現象があることを発明者らは初めて見いだした。
通常のアンドープ活性層を有するｐ型基板上ＢＨレーザ
では、図３の測定結果のごとく、ｐ型の第１埋込層のド
ーピング濃度を１０17ｃｍ~3台に設定すると電流阻止効
果は大きいが、ドーピング濃度を１×１０18ｃｍ~3以上
に設定するとその層の光吸収の増大等により、しきい電
流は増大する。これに対して、ｎ型ドープＭＱＷ半導体
レーザでは、ｐ型の第１埋込層のドーピング濃度が５×
１０17ｃｍ~3以下では活性層から発生した多数電子がｐ
型の第１埋込層に拡散しＢＨ構造の電流阻止効果を低減
させ、しきい電流の増加を引き起こした。一方、ｐ型の
第１埋込層のドーピング濃度を５×１０17ｃｍ~3以上に
するとその間の拡散電位の増大により、多数電子の拡散
を阻止できるので、しきい電流の増大を抑制できた。
又、その効果はドーピング濃度を１．５×１０18ｃｍ~3
まで保たれた。このようなｐ型の第１埋込層のドーピン
グ濃度の最適値においてｎ型ドープＭＱＷ半導体レーザ
特有の現象があることを発明者らは初めて見いだした。
【００１０】［実施例２］第２図は本発明をｐ型基板上
１．５５μｍ帯半導体レーザアレイ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１６全体にＳｅをドーピングした一様ドープＭＱ
Ｗ構造になっている点で、具体的にはｎ型ドープＩnＧa
ＡsＰ歪量子井戸層１６ａ（Ｓｅ濃度〜２×１０18ｃｍ~
3、歪量＝−１．０％、厚さ〜７ｎｍ）とｎ型ドープさ
れたＩnＧaＡsＰ障壁層１６ｂ(Ｓｅ濃度〜２×１０18ｃ
ｍ~3、厚さ〜１２ｎｍ)からなるｎ型ドープＭＱＷ活性
層１６(波長１.５５μｍ、井戸数２〜７)である点であ
る。さらに、活性層１６上下にｐ-ＩnＧaＡsＰ光ガイド
層１３、ｎ-ＩnＧaＡsＰ光ガイド層１４を形成し、活性
層への光閉じ込めを強くした。その後、素子の寄生容量
を大幅に低減するためと各チャンネルのレーザ間の電気
的クロストーク低減のための絶縁溝１５をウェットエッ
チングにより、形成した。ここで、絶縁溝１５に挟まれ
た活性領域の幅は１０〜３０μｍ、溝の深さは約５〜７
μｍと、埋込層を除去できるまでの深さとした。その
後、ＳiＯ２膜１０を図２のごとく形成し電流狭窄を行
った後ｎ電極１１を形成、更に基板側を研磨してトータ
ル膜厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１２を蒸着により
形成し、劈開により共振器長１５０〜２００μｍのアレ
イ構造の素子化を行った。その後、前端面に反射率７５
％、後端面に反射率９５％の高反射率膜を施した。尚、
各チャンネル間の間隔は２５０μｍとした。
１．５５μｍ帯半導体レーザアレイ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１６全体にＳｅをドーピングした一様ドープＭＱ
Ｗ構造になっている点で、具体的にはｎ型ドープＩnＧa
ＡsＰ歪量子井戸層１６ａ（Ｓｅ濃度〜２×１０18ｃｍ~
3、歪量＝−１．０％、厚さ〜７ｎｍ）とｎ型ドープさ
れたＩnＧaＡsＰ障壁層１６ｂ(Ｓｅ濃度〜２×１０18ｃ
ｍ~3、厚さ〜１２ｎｍ)からなるｎ型ドープＭＱＷ活性
層１６(波長１.５５μｍ、井戸数２〜７)である点であ
る。さらに、活性層１６上下にｐ-ＩnＧaＡsＰ光ガイド
層１３、ｎ-ＩnＧaＡsＰ光ガイド層１４を形成し、活性
層への光閉じ込めを強くした。その後、素子の寄生容量
を大幅に低減するためと各チャンネルのレーザ間の電気
的クロストーク低減のための絶縁溝１５をウェットエッ
チングにより、形成した。ここで、絶縁溝１５に挟まれ
た活性領域の幅は１０〜３０μｍ、溝の深さは約５〜７
μｍと、埋込層を除去できるまでの深さとした。その
後、ＳiＯ２膜１０を図２のごとく形成し電流狭窄を行
った後ｎ電極１１を形成、更に基板側を研磨してトータ
ル膜厚１００μｍ程度にした後ｐ電極１２を蒸着により
形成し、劈開により共振器長１５０〜２００μｍのアレ
イ構造の素子化を行った。その後、前端面に反射率７５
％、後端面に反射率９５％の高反射率膜を施した。尚、
各チャンネル間の間隔は２５０μｍとした。
【００１１】本実施例によるｎ型ドープＭＱＷ半導体レ
ーザアレイでは、発振波長１．５５μｍ、室温でのしき
い電流値０．４〜０．７ｍＡ、スロープ効率０．４〜
０．５mＷ／mＡ、８５℃でのしきい電流値１．２〜２．
５mＡ、スロープ効率０．３〜０．３５mＷ／mＡの素子
が高歩留りで得られ、低しきい値の半導体レ−ザアレイ
を実現できた。さらに、本レーザアレイでは１００ｐｓ
以下の発振遅延時間を８５℃においても容易に実現で
き、駆動ＩＣアレイと共に並列伝送用光送信モジュール
内に組み込み、＞１Ｇｂｉｔ／ｓ／チャンネルの超高速
光インタコネクト用の送信モジュールを実現できた。
ーザアレイでは、発振波長１．５５μｍ、室温でのしき
い電流値０．４〜０．７ｍＡ、スロープ効率０．４〜
０．５mＷ／mＡ、８５℃でのしきい電流値１．２〜２．
５mＡ、スロープ効率０．３〜０．３５mＷ／mＡの素子
が高歩留りで得られ、低しきい値の半導体レ−ザアレイ
を実現できた。さらに、本レーザアレイでは１００ｐｓ
以下の発振遅延時間を８５℃においても容易に実現で
き、駆動ＩＣアレイと共に並列伝送用光送信モジュール
内に組み込み、＞１Ｇｂｉｔ／ｓ／チャンネルの超高速
光インタコネクト用の送信モジュールを実現できた。
【００１２】本実施例では劈開面を共振器としたいわゆ
るＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ型半導体レーザへの適用につ
いて説明したが、本発明は、他のタイプの半導体レー
ザ、例えば、分布帰還型半導体レーザ、あるいは電界吸
収型変調器を集積した分布帰還型半導体レーザについて
も、適用可能であることはいうまでもない。
るＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ型半導体レーザへの適用につ
いて説明したが、本発明は、他のタイプの半導体レー
ザ、例えば、分布帰還型半導体レーザ、あるいは電界吸
収型変調器を集積した分布帰還型半導体レーザについて
も、適用可能であることはいうまでもない。
【００１３】
【発明の効果】本発明では、変調ドープ効果を保ちなが
ら、多数電子がＢＨ構造の電流阻止効果を低減しない構
造を提供できるので、ｎ型ドープ多重量子井戸型ＢＨ構
造半導体レーザ及びレーザアレイの低しきい値化、短キ
ャリア寿命動作に対して効果がある。
ら、多数電子がＢＨ構造の電流阻止効果を低減しない構
造を提供できるので、ｎ型ドープ多重量子井戸型ＢＨ構
造半導体レーザ及びレーザアレイの低しきい値化、短キ
ャリア寿命動作に対して効果がある。
【図１】本発明の実施例を表す構造図である。
【図２】本発明の実施例を表す構造図である。
【図３】本発明の作用を示す図である。
１…ｐ-ＩnＰ基板、２…ｐ-ＩnＰクラッド層、３、１６
…ｎ型ドープＭＱＷ活性層、４…ｎ-ＩnＰクラッド層、
５…ｐ-ＩnＰ埋込層、６…ｎ-ＩnＰ埋込層、７…ｐ-Ｉn
Ｐ層、８…ｎ-ＩnＰ平坦化層、９…ｎ-ＩnＧaＡsＰキャ
ップ層、１０…ＳiＯ2膜、１１…ｎ電極、１２…ｐ電
極、１３…ｐ-ＩnGaAsＰ光ガイド層、１４…ｎ-ＩnGaAs
Ｐ光ガイド層、１５…絶縁溝。
…ｎ型ドープＭＱＷ活性層、４…ｎ-ＩnＰクラッド層、
５…ｐ-ＩnＰ埋込層、６…ｎ-ＩnＰ埋込層、７…ｐ-Ｉn
Ｐ層、８…ｎ-ＩnＰ平坦化層、９…ｎ-ＩnＧaＡsＰキャ
ップ層、１０…ＳiＯ2膜、１１…ｎ電極、１２…ｐ電
極、１３…ｐ-ＩnGaAsＰ光ガイド層、１４…ｎ-ＩnGaAs
Ｐ光ガイド層、１５…絶縁溝。
Claims (10)
- 【請求項１】半導体基板上に、少なくとも第１のクラッ
ド層、量子井戸層と該量子井戸層よりも禁制帯幅の大き
い障壁層を交互に重ね合わせた多重量子井戸活性層、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、及びレーザ光を得るための共振器構造を有する
半導体レーザにおいて、大きな密度の多数電子を発生さ
せるｎ型の不純物を上記多重量子井戸活性層の一部ある
いは全てに導入し、かつ上記第１導電型の第１埋込層が
上記多数電子の拡散を抑制することを特徴とする半導体
レーザ。 - 【請求項２】半導体基板上に、少なくとも第１のクラッ
ド層、量子井戸層と該量子井戸層よりも禁制帯幅の大き
い障壁層を交互に重ね合わせた多重量子井戸活性層、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ｐ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ｎ型の第２埋込層、及び
レーザ光を得るための共振器構造を有する半導体レーザ
において、大きな密度の多数電子を発生させるｎ型の不
純物を上記多重量子井戸活性層の一部あるいは全てに導
入し、かつ上記ｐ型の第１埋込層の不純物濃度が５×１
０17ｃｍ~3〜１．５×１０18ｃｍ~3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、少なくとも第１のクラッ
ド層、量子井戸層と該量子井戸層よりも禁制帯幅の大き
い障壁層を交互に重ね合わせた多重量子井戸活性層、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ｐ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ｎ型の第２埋込層、及び
レーザ光を得るための共振器構造を有する半導体レーザ
において、大きな密度の多数電子を発生させるｎ型の不
純物を上記障壁層の一部あるいは全てに導入し、かつ上
記ｐ型の第１埋込層の不純物濃度が５×１０17ｃｍ~3〜
２×１０18ｃｍ~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５】請求項１〜４の半導体レーザにおいて、上
記量子井戸層の格子定数が上記半導体基板の格子定数と
異なる歪量子井戸層を有し、歪量子井戸層の歪量が＋
０．５％〜＋１．８％、あるいは−２．０％〜−０．７
％であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項６】請求項１〜５の半導体レーザにおいて、上
記第２埋込層の上部に第１導電型あるいはｐ型の第３埋
込層を有し、かつ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導電型あるい
はｎ型の平坦化層を有することを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項７】請求項１〜６の半導体レーザにおいて、半
導体基板がｐ型ＩｎＰ基板で、上記第１埋込層及び第２
埋込層がＩｎＰ、かつレーザ光の波長が１．２μｍ〜
１．６μｍの範囲である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の半導体レーザにおいて、上
記ｎ型の不純物の不純物濃度が（１〜４）×１０18ｃｍ
~3であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項９】請求項１〜８の半導体レーザにおいて、上
記半導体基板上にメサストライプ状の活性領域が複数個
形成されたアレイ構造になっていることを特徴とする半
導体レーザ。 - 【請求項１０】請求項１〜９の半導体レーザを送信光源
に持つことを特徴とする並列伝送用光送信モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168596A JPH09232666A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 半導体レーザ及び並列伝送用光送信モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168596A JPH09232666A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 半導体レーザ及び並列伝送用光送信モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232666A true JPH09232666A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12337947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168596A Pending JPH09232666A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 半導体レーザ及び並列伝送用光送信モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09232666A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042685A1 (fr) * | 1999-01-11 | 2000-07-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser a semi-conducteur, a puits quantiques multiples, a dopage module de type n |
| US6396861B1 (en) | 1999-01-11 | 2002-05-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | N-type modulation-doped multi quantum well semiconductor laser device |
| US6657234B1 (en) | 1999-06-07 | 2003-12-02 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
| US6720571B1 (en) | 1999-12-02 | 2004-04-13 | United Epitaxy Company, Ltd. | Quantum well device with ESD endurance and method of forming the same |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP3168596A patent/JPH09232666A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042685A1 (fr) * | 1999-01-11 | 2000-07-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser a semi-conducteur, a puits quantiques multiples, a dopage module de type n |
| US6396861B1 (en) | 1999-01-11 | 2002-05-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | N-type modulation-doped multi quantum well semiconductor laser device |
| US6657234B1 (en) | 1999-06-07 | 2003-12-02 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
| USRE42008E1 (en) | 1999-06-07 | 2010-12-28 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
| USRE45672E1 (en) | 1999-06-07 | 2015-09-22 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
| USRE46444E1 (en) | 1999-06-07 | 2017-06-20 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
| US6720571B1 (en) | 1999-12-02 | 2004-04-13 | United Epitaxy Company, Ltd. | Quantum well device with ESD endurance and method of forming the same |
| DE10043938B4 (de) * | 1999-12-02 | 2009-09-03 | Epistar Corp. | Quantenmulden-Einrichtung mit ESD-Festigkeit und Verfahren zum Herstellen der Einrichtung |
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