JPS58111388A - 埋込ヘテロ形半導体レ−ザ - Google Patents
埋込ヘテロ形半導体レ−ザInfo
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- JPS58111388A JPS58111388A JP20944581A JP20944581A JPS58111388A JP S58111388 A JPS58111388 A JP S58111388A JP 20944581 A JP20944581 A JP 20944581A JP 20944581 A JP20944581 A JP 20944581A JP S58111388 A JPS58111388 A JP S58111388A
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- Japan
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- layer
- buried
- multilayer
- layers
- semiconductor laser
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- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発９４は埋込ヘテロ形半導体レーザに関する。
半導体レーザの一つとして、＃Ｉ１図に示すような置込
みきテロ形レーザか知られている。このレーザはｎ導電
型（以下、単Ｋｎ １１１と称す。また、ＩＩ＋３様に
ｐ導電型は単にｐ蓋と称す。）のＧＡＡｓ２基板１の中
央部【長手方向に沿ってメサ状とするとともに、このメ
サ＠２の上にｎ型ＧａＡｔムθからなる多層第１層３．
ｎ型Ｇ ａＡ １ｋ Ｂからなる多層第２層４ 、Ｇａ
Ａｌ１からなる多層第３層（これはレーザ光を案内する
誘電体導波路となり活性層とも称す。）５．ｐ型Ｇ！Ｌ
ＡＡム８からなる多層第４層６會順次重ねたメサ構造と
なっている。また、メサ部２の両側の低い基ａＡ上には
ｐ型ＧａＡｊＡｓからなる薄い埋込第１層７が形成され
、この埋込ｊＩ１１層７上［ｉｊｎ型ＧａＡｔＡｓから
なる厚い濶込第２層８が設けられている。埋込第２層８
Ｆｉ多層第１層３の中間部から多層第４層６までの１Ｉ
ｌｌｉ！ｌ′に被っている。埋込第２層Ｂの表面（上面
）Ｆｉ絶縁Ｉ［９で被われるとともに、多層第４層６お
よび絶縁ｌＩ９の上面にはアノード電極１０が形成もれ
ている。また、Ｉ８縁Ｊｌｉ９に被われない多層８１４
層６の表層部にはアノード電極１０とのオーミック性Ｏ
向上【図る目的でｚｎｌ拡散したｐ ＩＪの拡散層１１
（図中クロスハツチング【施こしである領域）か設けら
れている。さらに、基板１０下ｔｌＪＫはカソード電極
１２か設けられている。
みきテロ形レーザか知られている。このレーザはｎ導電
型（以下、単Ｋｎ １１１と称す。また、ＩＩ＋３様に
ｐ導電型は単にｐ蓋と称す。）のＧＡＡｓ２基板１の中
央部【長手方向に沿ってメサ状とするとともに、このメ
サ＠２の上にｎ型ＧａＡｔムθからなる多層第１層３．
ｎ型Ｇ ａＡ １ｋ Ｂからなる多層第２層４ 、Ｇａ
Ａｌ１からなる多層第３層（これはレーザ光を案内する
誘電体導波路となり活性層とも称す。）５．ｐ型Ｇ！Ｌ
ＡＡム８からなる多層第４層６會順次重ねたメサ構造と
なっている。また、メサ部２の両側の低い基ａＡ上には
ｐ型ＧａＡｊＡｓからなる薄い埋込第１層７が形成され
、この埋込ｊＩ１１層７上［ｉｊｎ型ＧａＡｔＡｓから
なる厚い濶込第２層８が設けられている。埋込第２層８
Ｆｉ多層第１層３の中間部から多層第４層６までの１Ｉ
ｌｌｉ！ｌ′に被っている。埋込第２層Ｂの表面（上面
）Ｆｉ絶縁Ｉ［９で被われるとともに、多層第４層６お
よび絶縁ｌＩ９の上面にはアノード電極１０が形成もれ
ている。また、Ｉ８縁Ｊｌｉ９に被われない多層８１４
層６の表層部にはアノード電極１０とのオーミック性Ｏ
向上【図る目的でｚｎｌ拡散したｐ ＩＪの拡散層１１
（図中クロスハツチング【施こしである領域）か設けら
れている。さらに、基板１０下ｔｌＪＫはカソード電極
１２か設けられている。
このような構造の半導体レーザでは前記アノード電極ｌ
Ｇとカソード電極ｉｚＫ＊方向電圧を印加するＣとＫよ
って、キャリアを活性層Ｓ中に閉じ込め、反転分布を生
じさゼ、レーず発振を起こさゼる。これＫより、レーず
光１３は端面のへき開面（反射鏡）１４から矢印で示す
ように放出響れる。
Ｇとカソード電極ｉｚＫ＊方向電圧を印加するＣとＫよ
って、キャリアを活性層Ｓ中に閉じ込め、反転分布を生
じさゼ、レーず発振を起こさゼる。これＫより、レーず
光１３は端面のへき開面（反射鏡）１４から矢印で示す
ように放出響れる。
ところで、このような構造の半導体レーザでは、多層第
４層６と鳳込ＩＩＩｚ層ＳＦｉともＫＧＩＬＡｊＡｓと
なり、ムｔの混晶比もほとんど同じ０．４となっている
。一方、この半導体レーザでは、Ｏｒ。
４層６と鳳込ＩＩＩｚ層ＳＦｉともＫＧＩＬＡｊＡｓと
なり、ムｔの混晶比もほとんど同じ０．４となっている
。一方、この半導体レーザでは、Ｏｒ。
ムＵからなるアノード電極１０とのオーミック性を効上
さゼかつ電流集中を図るべく、前記多層第４層６の表層
１１Ｋ Ｚ ｎ ｔ−拡散してｐ＋型の拡散層１１を形
成している。この場合、混晶比の高ｂＧａＡｔＡａ は
Ｏｒ、ムＵの電極のオーミック性が良いことから、前記
ｚｎ□拡散に６りては、棚込ＪＩ２層８０表面部分ｔ７
オトエツチングによって絶縁ｍ９で被って拡散【行なっ
ている。
さゼかつ電流集中を図るべく、前記多層第４層６の表層
１１Ｋ Ｚ ｎ ｔ−拡散してｐ＋型の拡散層１１を形
成している。この場合、混晶比の高ｂＧａＡｔＡａ は
Ｏｒ、ムＵの電極のオーミック性が良いことから、前記
ｚｎ□拡散に６りては、棚込ＪＩ２層８０表面部分ｔ７
オトエツチングによって絶縁ｍ９で被って拡散【行なっ
ている。
仁の拡散において、Ｚｎか絶縁膜９からなるマスクの下
方にも廻り込む点、マスク形成時のアライメントに誤差
が生じる点等から、拡散層１１Ｆｉ図でも示すように１
埋込第２層８にも形成されることが多い。この結果、電
Ｒが埋込＃Ｉ２層８の拡散層１１にも流れリーク電流が
発生し、しきい電流か上昇してしまう。また、素子はア
ノード電極１０ｔ−介してステム等に取り付けられ、活
性層５で発生した熱をアノード電極１０ｉ媒体としてス
テム等に伝え、素子の放熱を図っているが、その伝熱経
路に熱抵抗の大きな絶縁膜が存在することから、１に熱
性が低下し、素子の１１度上昇を生じてしまう。
方にも廻り込む点、マスク形成時のアライメントに誤差
が生じる点等から、拡散層１１Ｆｉ図でも示すように１
埋込第２層８にも形成されることが多い。この結果、電
Ｒが埋込＃Ｉ２層８の拡散層１１にも流れリーク電流が
発生し、しきい電流か上昇してしまう。また、素子はア
ノード電極１０ｔ−介してステム等に取り付けられ、活
性層５で発生した熱をアノード電極１０ｉ媒体としてス
テム等に伝え、素子の放熱を図っているが、その伝熱経
路に熱抵抗の大きな絶縁膜が存在することから、１に熱
性が低下し、素子の１１度上昇を生じてしまう。
この結果、従来の埋込ヘテロ形半導体レーザは温度特性
が悪くかつ素子の寿命も短かくなってしまう。
が悪くかつ素子の寿命も短かくなってしまう。
し７ｔがって、本発明の目的は温度特性か良好で寿命の
長い埋込へテロ形半導体レーザｔ−提供することにるる
。
長い埋込へテロ形半導体レーザｔ−提供することにるる
。
このような目的を達成する友めに本発明は、ＧａＡｓか
らなるストライブ状の活性層の下ｍＫ第１導電型のＧａ
Ａｔム−の多層第２層ｔ１上面に第２導電型のＧａＡｔ
Ａｓ の多層第４層管、両ｌｌＫ第１導電型のＧａムｔ
ム−の埋込第２層を有し、かつ前記多層第４層の表層１
１Ｋｔｊ電極とのオーミック性同上用の拡散層を設けて
なる埋込へテロ形半導体レーザにおいて、前記埋込第２
層上［ＧａＡｓからなる置込第３層管設け、かつこの梱
込第３Ｉ１ｍｌおよび第４層に亘って電極を設けてなる
ものであって、以下実施例（よ）本発明を説明する。
らなるストライブ状の活性層の下ｍＫ第１導電型のＧａ
Ａｔム−の多層第２層ｔ１上面に第２導電型のＧａＡｔ
Ａｓ の多層第４層管、両ｌｌＫ第１導電型のＧａムｔ
ム−の埋込第２層を有し、かつ前記多層第４層の表層１
１Ｋｔｊ電極とのオーミック性同上用の拡散層を設けて
なる埋込へテロ形半導体レーザにおいて、前記埋込第２
層上［ＧａＡｓからなる置込第３層管設け、かつこの梱
込第３Ｉ１ｍｌおよび第４層に亘って電極を設けてなる
ものであって、以下実施例（よ）本発明を説明する。
第２図は本発明の一実施ＮＫよる埋込ヘテロ形半導体レ
ーずの素子を示す１ｌＦｒ面図である。なお、素子構造
の各部の多くは第１図に示す素子と一致することから同
一部分の説明は省略し、名称、符号はそのまま使用する
Ｃとにするつ第２図に示すように、ＧＩＬムロのストラ
イプ状の活性層５の両側を被うＧａＡｔＡｓからなる雛
込第２層８の上１ｉＫはＧａＡｓからなる極込纂３層１
５か形成逼れている。この埋込第３層１５の上＠は多階
第４層６の上面とほぼ同じ高石となっている。また、多
層第４層６および埋込第３層１５の上ｒＴＪＫ亘ってＯ
ｒ。
ーずの素子を示す１ｌＦｒ面図である。なお、素子構造
の各部の多くは第１図に示す素子と一致することから同
一部分の説明は省略し、名称、符号はそのまま使用する
Ｃとにするつ第２図に示すように、ＧＩＬムロのストラ
イプ状の活性層５の両側を被うＧａＡｔＡｓからなる雛
込第２層８の上１ｉＫはＧａＡｓからなる極込纂３層１
５か形成逼れている。この埋込第３層１５の上＠は多階
第４層６の上面とほぼ同じ高石となっている。また、多
層第４層６および埋込第３層１５の上ｒＴＪＫ亘ってＯ
ｒ。
ムＵからなるアノード電極１０が設けられている。
さらに、多層第４層６０表層部にはアノード電極１０と
のオーミック性全同上させ、かつ電流集中作用を生じさ
ぜるためのＺｎｋ拡散嘔ぜたｐ 型の拡散層１１か設け
られている。
のオーミック性全同上させ、かつ電流集中作用を生じさ
ぜるためのＺｎｋ拡散嘔ぜたｐ 型の拡散層１１か設け
られている。
つぎに、第３図ＯＬ）〜（ｅ）を参照しながら実施例の
素子の製造方法について説明する。同図（ａ）で示すよ
うに、数１００ｐ惧の厚さのｎｆｉ（）ａＡｅの基板１
上に液相エピタキシャル法でｎ型ＧａＡ／−ム８の
゛多層Ｉｉ１層３．ｎ型ＧａＡｌＡ３ ＋Ｄ多層第
２層４゜ＧａＡＩＩの多層第３層（活性層） ５ ＋
ｖＦＩａａｉｔｈｅの多層第４層６を順次数μ講前後の
厚さで形成する。
素子の製造方法について説明する。同図（ａ）で示すよ
うに、数１００ｐ惧の厚さのｎｆｉ（）ａＡｅの基板１
上に液相エピタキシャル法でｎ型ＧａＡ／−ム８の
゛多層Ｉｉ１層３．ｎ型ＧａＡｌＡ３ ＋Ｄ多層第
２層４゜ＧａＡＩＩの多層第３層（活性層） ５ ＋
ｖＦＩａａｉｔｈｅの多層第４層６を順次数μ講前後の
厚さで形成する。
つぎに、フォトエツチングによって、同図（１））に示
すように１多層第４層６の上面中央に兼手方回に沿って
絶縁膜からなるストライブ形成用マスク１６に形成し、
その俊、このストライブ形成用でスフ１６′にエラ“チ
ング弯スクとしてりん酸系エソチンダ液で多層ｗＪ４層
６から多層第１層３、さらＫは基板ｌの表層部までｔも
エツチングしてメサ１１ｓ２を形成する。この際、各層
はエツチングされ易い方向にエツチングされるため、活
性層５１１１分が最も細くなりくびれた形状となる。
すように１多層第４層６の上面中央に兼手方回に沿って
絶縁膜からなるストライブ形成用マスク１６に形成し、
その俊、このストライブ形成用でスフ１６′にエラ“チ
ング弯スクとしてりん酸系エソチンダ液で多層ｗＪ４層
６から多層第１層３、さらＫは基板ｌの表層部までｔも
エツチングしてメサ１１ｓ２を形成する。この際、各層
はエツチングされ易い方向にエツチングされるため、活
性層５１１１分が最も細くなりくびれた形状となる。
つぎに、ストライプ形成用マスク１６’ｌ除去しｔ後、
同図呻で示すように、メサ部２０両側の低い基板ｌ上に
ｐ ＩＪＧａＡｔＡ Ｂ ＯＪｌ込Ｋ ｌ 層７ ｌ”
型Ｇ！ＬＡｔム一の埋込第２４１１８ 、 ＧａＡ＠Ｏ
ｌｉ込１１Ｅ ３層１５に順次液相エピタキシャル法に
よって形成する。麿込第１層７０上縁は多層第１廖３の
中間部の高畜に達し、埋込１ｓ２層８Ｆｉ多層第４層６
の上部に達し、埋込第３層１５の上縁は多層第４層６の
上向とほぼ一致する。その彼、置込＠３層１５および多
層第４層６の上面（表ｍ）全域Ｋ Ｚ ｆｉ ［−拡散
層ぜる。ｚｎはムｔが入っている多層第４層６には深く
拡散層ゐが、ＧａＡｅからなる置込第３層１５にはわず
かの深場しか入らない（Ｚｎが拡散層れた拡散層１１は
図中クロスハツチングで示す。）。
同図呻で示すように、メサ部２０両側の低い基板ｌ上に
ｐ ＩＪＧａＡｔＡ Ｂ ＯＪｌ込Ｋ ｌ 層７ ｌ”
型Ｇ！ＬＡｔム一の埋込第２４１１８ 、 ＧａＡ＠Ｏ
ｌｉ込１１Ｅ ３層１５に順次液相エピタキシャル法に
よって形成する。麿込第１層７０上縁は多層第１廖３の
中間部の高畜に達し、埋込１ｓ２層８Ｆｉ多層第４層６
の上部に達し、埋込第３層１５の上縁は多層第４層６の
上向とほぼ一致する。その彼、置込＠３層１５および多
層第４層６の上面（表ｍ）全域Ｋ Ｚ ｆｉ ［−拡散
層ぜる。ｚｎはムｔが入っている多層第４層６には深く
拡散層ゐが、ＧａＡｅからなる置込第３層１５にはわず
かの深場しか入らない（Ｚｎが拡散層れた拡散層１１は
図中クロスハツチングで示す。）。
つきに、同図（句で示すように、エツチングによって埋
込１ｉ４３層１５０拡散層１１【除去し、堀込第３層１
５のＧａｌｓ面を露出嘔ゼる、この際、多層第４層６の
拡散層１１＃ｉ深くなっているので、多層第４層６の表
層Ｓをエツチングされても、拡散層１１＃ｉ残留する。
込１ｉ４３層１５０拡散層１１【除去し、堀込第３層１
５のＧａｌｓ面を露出嘔ゼる、この際、多層第４層６の
拡散層１１＃ｉ深くなっているので、多層第４層６の表
層Ｓをエツチングされても、拡散層１１＃ｉ残留する。
つぎに、埋込１１ｇ３層１５および多層第４層６０表面
（上面）にＯｒ、ムＵからなるアノード電極１０ｔ−形
成する。
（上面）にＯｒ、ムＵからなるアノード電極１０ｔ−形
成する。
つぎに、基板１の下面を研摩して全体の厚さ奮略１００
１ｍ権度とした後、同１ｓＮ（ｅ）で示すように基板１
の下面に金糸のカソード電極１２１ｉ−形成することＫ
よって、半導体レーザ素子ｔ−製造する。
１ｍ権度とした後、同１ｓＮ（ｅ）で示すように基板１
の下面に金糸のカソード電極１２１ｉ−形成することＫ
よって、半導体レーザ素子ｔ−製造する。
このような実施ガによれば、熱抵抗の大きな絶縁膜（８
１０，膜等）を放熱のための伝熱経路から取り去ること
かできるｋめ、放熱効果か大となり、温度上昇を防止で
きる。
１０，膜等）を放熱のための伝熱経路から取り去ること
かできるｋめ、放熱効果か大となり、温度上昇を防止で
きる。
また、拡散層は多層第４層にのみ形成されるため、リー
クｔｍは極めて小石くなる。
クｔｍは極めて小石くなる。
この結果、リーク電流の軽減が図れ、温度上昇も抑えら
れることから、しきい値電流も小さくな９脣性が向上す
る。
れることから、しきい値電流も小さくな９脣性が向上す
る。
なお、本発明は前記実施例に限定されない６以上のよう
に、本発明の埋込ヘテロ形半導体レーザはリーク電流か
少なくかつ放熱性もよいことから、温度特性が向上する
とともＫ、寿命も長くなる。さらに、拡散層形成時には
マスクを形成する必要もないことから工程の短縮化か図
れ、製造コストの低減化が図れる。
に、本発明の埋込ヘテロ形半導体レーザはリーク電流か
少なくかつ放熱性もよいことから、温度特性が向上する
とともＫ、寿命も長くなる。さらに、拡散層形成時には
マスクを形成する必要もないことから工程の短縮化か図
れ、製造コストの低減化が図れる。
第１図は従来の瀧込ヘテロ形半導体し−ず素子の斜視図
、第２図は本発明の一実施９１４による壌込ヘテロ形半
導体し−ザ累子のｌｌｒｒＭ図、第３図０〜（・）は同
じく製造方法【示す断面図である。 ｌ・：・基板、４・・・多層第２層、５・・・多層第３
層（活性層）、６・・・多層＃１４層、８・・・堀込第
２層、１０・・・アノード電極、１１・・・拡散層、１
２・・・カソード電極、１３・・・レーザ元、１５・・
・埋込第３層。
、第２図は本発明の一実施９１４による壌込ヘテロ形半
導体し−ザ累子のｌｌｒｒＭ図、第３図０〜（・）は同
じく製造方法【示す断面図である。 ｌ・：・基板、４・・・多層第２層、５・・・多層第３
層（活性層）、６・・・多層＃１４層、８・・・堀込第
２層、１０・・・アノード電極、１１・・・拡散層、１
２・・・カソード電極、１３・・・レーザ元、１５・・
・埋込第３層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、０ａｚａからなるストライプ状の活性層の下向に第
１導電型のＧＩＬＡＡＡＩｉの多層第２層を、上面に第
２導電型の（）ａＡｔＡｌｌの多層第４層を１両側に第
１導電型のＧａＡＡＡｌｌ の置込第２層を有し、かつ
前記多層１１４層の表層ｌＩＫは電極とのオーミック性
向上用の拡散層を般社てなる濶込へテロ形半導体レーザ
において、前記糟込第２層上ＫＧａム８からなる埋込ｊ
ＩＩａ層【設け、かつこの潅込第３層および多層第４層
に亘って電極を設けてなること全特徴とする埋込へテロ
形半導体レーず。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20944581A JPS58111388A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 埋込ヘテロ形半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20944581A JPS58111388A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 埋込ヘテロ形半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58111388A true JPS58111388A (ja) | 1983-07-02 |
Family
ID=16572975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20944581A Pending JPS58111388A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 埋込ヘテロ形半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58111388A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63287082A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| US5325385A (en) * | 1991-12-18 | 1994-06-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Buried-type semiconductor laser device |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP20944581A patent/JPS58111388A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63287082A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| US5325385A (en) * | 1991-12-18 | 1994-06-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Buried-type semiconductor laser device |
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