JPS58131787A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

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JPS58131787A
JPS58131787A JP1345482A JP1345482A JPS58131787A JP S58131787 A JPS58131787 A JP S58131787A JP 1345482 A JP1345482 A JP 1345482A JP 1345482 A JP1345482 A JP 1345482A JP S58131787 A JPS58131787 A JP S58131787A
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JP
Japan
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layer
active layer
semiconductor
groove
semiconductor laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP1345482A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuhiro Kitamura
北村 光弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP1345482A priority Critical patent/JPS58131787A/ja
Publication of JPS58131787A publication Critical patent/JPS58131787A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2237Buried stripe structure with a non-planar active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/24Structure 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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発振横モードの安定化された2Jlkへテロ構
造半導体レーザに関する。
光フアイバ通信の実用化が進み、その光源である半導体
レーザにおいて、横モードの安定化は必須の条件となっ
ている。発振横モードの安定化の丸め種々のレーザ構造
が提案、試作されておシ、そのひとつとして1980年
発行のエレクトロニクス・レターズ誌第17巻、第1号
、第17ページから第19ページに今井氏らによシ報告
され&8MLレーザがある。この半導体レーザはn−1
n)’基板上にn−1nPバッツ7層、lnGaAm)
’活性層p−1nPクラッド層、活性層と同じ発光波長
のn−n−1nGaA’#を積層させた後、電流注入部
をストライプ状にp−1n)’クラッド島までエツチン
グし、二度目のエピタキシャルg長で、tll、2(D
p −1nPクラッド層、p−1nGaAaP電極層を
順次積層させ九ものである。この半導体レーザにおいて
は、ストライプ部分以外でFilnGaAm)’活性層
とn−1nGaAsP層とかヘテ■接合に垂直な方向で
結合導波路となるため、ストライプ部と、それ以外の結
合導波路部分での光の伝播定数の違いによシ、ストライ
プ部のみに光を集中させることができ、したがって安定
な横基本モード発振を得ることができる。
しかしながら、仁の例においては菓子の製作に2度のエ
ピタキシャル成長工程を必要としてお夛、しかも一層成
長させた活性層を2度目の結晶成長時に高温度雰囲気に
保持することから熱ダメージの影響を受けやすく、歩留
シの低下を招いていた0本発明の目的は上記の欠点を除
去すべく、発振横モードが安定化され、九だ一度のエピ
タキシャル成長工程で製作でき、製造歩留)の向上した
2重ヘテp構造半尋体レープを提供することにある。
本発明による半導体レーザの構成は、2つの半導体ヘテ
四接合によってはさまれた活性層を有する2重ヘテ四構
造半導体レーザにおいて、1sl導電型半導体基板上に
#!2導電型半導体層が形成され、第2導電製半導体層
をつきぬけるエツチング溝が形成された半導体ウェファ
上にエツチング纒部分で高さが最賜低くなるように、活
性層よシもエネルギーギャップの大きくない第1導電型
半尋体層が積層され、その上に活性層よシもエネルギー
ギャップの大きな第1導電型半尋体り2ラド層が積層さ
れ、その上に活性層がエツチング擲上部で最も厚くなる
ように形成され、さらに活性層よシもエネルギーギャッ
プの大きな第2導電型牛纏体り2ラド層が順次形成され
てなることを%徴としている。
以下実施例を示す図面を参照しつつ本発明を説明する。
第1図は本発明の実施例の断面図をあられす〇まず(1
00)n−1n)’基板101に1μm@度の深さまで
p形不純物であるZnを拡散し、Zn拡散層102を形
成する。これは1μm程度の厚さのp−1nP工ピタキ
シヤル成長層、あるいはイオン注入層部であってもよ<
、Zn拡散層に限ることはない。その半導体基板に通常
の7オ) IJソゲ2フィの手法によりストライプ状の
溝103を〈011〉方向に平行にZn拡散層102を
つきぬけるように約1,5μmの深さ、@2μmとなる
ように形成する。そのlk液相エピタキシャル成長法に
よシ、まず1.4μm発光波長組成のn−1nusGa
o14A@o、taPo、z@鳩104を平坦部の厚さ
が1μmとなるように、続いてn−1nPバッファ層1
05を平坦部で厚さ1μm、tll103の上部でわず
かに凹んだ形状となるように、さらに1.3μm発光波
長組成(D/7 −プlno、tsGio、xsA g
o、・*Po、s*活性層106をtll03の上部で
0.15Am、平坦部でα1jJmとなるように、また
p−1nPクラッド層107を54m0発光波長1.1
μm組成のp−1nossGao、uAsass)’へ
6711極層108をljlm、順次積層させて結晶成
長を終える。この際n−1no、asOao、si A
 8o、y4)’ass層10層上04分で平坦部よシ
も厚く成長するが、全面にわたって平らにはならず、溝
部分のみで凹んだ形状となるように、また先に述べたよ
うにn−In)’バラフッ層105は溝上部でわずかに
凹んだ形状となるように成長させる。この半導体レーザ
のp側に正のバイアスをかけて電流を流すと、ストライ
プ状の$103以外ではZn拡散層102があるために
p−n−p−nm造となってお夛、溝部分のみに有効に
電流が流れる0注入電流を増していくと、活性層106
の発光領域はp−n接合に平行な方向に拡がろうとする
が、−擲の上部以外ではn−1nusGaasaAso
、t4Po、zs層104が近くに存在するためにパッ
クア層貴にしみたした光にとって損失とな少、横高次モ
ードが起つことができない。を九@2Qに示した様に1
nl−xGa XAI F )’ 1− y−I n)
’系DH−1.Dでは活性層の膜厚が0.15〜0.2
μmで発振しきい直置流密度が最小とt)、それよりも
薄く、特に0.1μm以下になるとす振しきい直置流密
度の上昇が着しく、同時に光活性層以外へのしみ出しも
大きくなるため、この光のとじ込め効果はさらに顕著に
なる。したがって注入電流を増していっても婢の上部の
2〜3μm&&の範囲で、横基本モードのみが安定に存
在することになる。このように活性層の結晶成長前にあ
らかじめ設けておいたZn拡散層(あるいはp−In)
’層)102をつきぬけるように形成され大幅の狭いス
トライブ状の擲をオリ用することによル、発振横モード
の安定化された半導体レーザが、ただ1回のエピタキシ
ャル成長工程によp、再現性よく得られ、製造歩留シも
大幅に向上し友。共振器長250μmに切ル出したこの
半導体レーザで室温での発振しきい麺電流49mA、微
分量子効率50係程度の素子が再現性よく祷られる。
なお本発明の実施例においては活性層の発光波長を1.
3μmとし、n−1nt−x(jazAiyPt−y層
1040発光波長組成として1.4μmのものを選んだ
が、コノような波長組成の1Ht−xGaxAsyPl
−y層に限ることなく、n−1ns−xGaxAsy)
’1−y層が活性層よりもエネルギーギャップが大きく
ない中等体材料であルさえずfLはよく、Zn拡散層1
02もエピタキシャル成長法、あるいはイオン注入法等
で形成し九p−In)’層、あるいはp −In t 
−xGaxAay)’t−y層であっても差しつかえな
い。さらに用いる半導体材料もInt−xGaxAay
Pl−y/1nP系の半導体材料に限ることなく、他の
半導体材料に対しても有効である。
本発明の特徴は、あらかじめ半導体基板上に形成された
zn拡散層(あるいはp−1nP層)をつきぬけるよう
に形成した幅の狭いストライプ状の溝を利用して、この
基板上に活性層よルもエネルギーギャップの大きくない
半導体層を溝部分で凹んだ形状とし、活性層を郷土で厚
く成長させることによシ、発振横モードを溝の上部のみ
に限足し九ととであや、発振横モードの安定化された半
導体レーザがただ1回のエピタキシャル成長工程によ)
、きわめて再現性よく、かつ高歩留pで得られた0
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の半導体レーザの断面図、第2図は波長
1.3μmの1ns−x(jaxAsy)’t−y/I
n)’ DHレーザの活性層膜厚と発振しきい直置流密
度との関係を示す図である。 図中、101 ”” n−1nP基板、102 ・−・
・−Zfl拡散層あるいはp−1nP層、103・・・
・・・スト2イブ状溝、104 ・・・・−n−1no
、s・Gao、m4AsataPo、***、105・
・・・・・n−In)’バラフッ層、106・・・・・
・In O,7mGa o、s sAs a・1po、
s*活性層、107・・・・・・p−1nPクラッド層
、10 B ・−・・・−p−1no、5sGaa1s
AaO,1lPO67電極層、109・・・・・・p形
オーミック性電極、110・・・・・・n形オーミック
性電極である0棒1 回

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2つの半導体へテロ接合によってはさまれた活性
    層を有する21ヘテロ榊造半専体レーザにおいて、第1
    導電型半導体基板上にwjJ2導電型半導体層が形成さ
    れ、前記#&2専電型千尋体層をつきぬけるエツチング
    溝が形成された半導体ウェファ上に前記エツチング溝部
    分で高さが最も低くなるように、前記活性層よルもエネ
    ルギーギャップの大きくない第1導電型半尋体層が積層
    され、その上に#記活性層よりもエネルギーギャップの
    大きな第1導亀童半導体クラッド鳩が積層され、その上
    に活性層が前記エツチング擲上部で最も厚くなるように
    形成され、さらに前記活性層よりもエネルギーギャップ
    の大きな第2尋電型半導体クラッド層が順次形成されて
    なることを特徴とする半導体レーザ。
  2. (2)前記半導体基板、および前記半導体クラッド層が
    lnPであり、前記活性層が1nl−xQixλIFP
    I”F であシ、前記活性層の厚さが前記エツチング婢
    上部で0.1〜α2μmであ)、平坦部分で0.1μm
    以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体レーザ。
JP1345482A 1982-01-29 1982-01-29 半導体レ−ザ Pending JPS58131787A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173913A (en) * 1990-06-28 1992-12-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55108789A (en) * 1979-01-18 1980-08-21 Nec Corp Semiconductor laser

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