JPS58164283A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS58164283A JPS58164283A JP4561082A JP4561082A JPS58164283A JP S58164283 A JPS58164283 A JP S58164283A JP 4561082 A JP4561082 A JP 4561082A JP 4561082 A JP4561082 A JP 4561082A JP S58164283 A JPS58164283 A JP S58164283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- groove
- laser device
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
Landscapes
- 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】
本発明は高信頼度を有する簡単な構造の半導体レーザ装
置に関する〇 光フアイバ通信、光ビデオディスク、光計測機器等に使
用される半導体装置の注入キャリアの拡がりを防止する
従来技術の一例としては次のようなものがある（％開昭
５５−１２３１８９）ｏすなわち（１００）結晶面を有
するＮｌｌ半導体基板の表面に開孔をもつホトレジスＦ
膜を設け、化学エツチングにより開孔内に露出している
Ｎ型半導体基板に（１１０）結晶方向のストライプ状凹
溝を形成する。次にホＦレジス゛ト膜を取除き、兄及び
キャリア閉じ込め層となるＮｌｌ半導体層をスジライブ
状凹溝の形状に沿つてＮ型半導体基板全面に液相エピタ
キシャル成長させ、この上にＮ型またはＰ型活性層を上
面に平坦にしながら成長させる。さらにこのＮ型または
Ｐ漏活性層の上にＰ型光及びゃヤリア閉じ込め層とＮ［
キャップ層ｒｔ！ＩＩｉ次成長させ、ストライプ状！！
Ｊｉ１１と同程度の幅を有し、かつＮ型キャップ層【貫
きＰ型光及びキャリア閉じ込め層の一部に達する深さの
オーミック接触層を形成する。しかるのちオーミック接
触層を含むＮ型キャッ１層表面及び上記Ｎ型半導体基板
裏面にそれぞれ電極を被着して半導体レーザ装置を得る
。しかしこのような構造の半導体レーザ装置では、スト
ライプ状凹溝を有するＮ型半導体基板上にＮ型光及びキ
ャリア閉じ込め層を液相エピタキシャル成長させる際に
、該Ｎ型光及びキャリア閉じ込め層の結晶成長が上記ス
トライプ状凹溝の底面コーナ部から始まり、両コーナ部
分から成長する結晶の境界面が該ストライプ状凹溝の中
央部分に形成される。この境界面には不純物原子あるい
は格子欠陥が集中しゃすく転位及び内部応力の発生源に
なる。従って上記半導体レーザ装置を発振させると前記
ストライプ状凹溝の中央部分に〈１１０〉方向のダーク
ライン欠陥という発振しない欠陥領域を生じ、極めて短
時間のうちに故障するなど電気的光学的特性並びに信頼
性に着しい影響を与える欠点Ｔｔ有している。
置に関する〇 光フアイバ通信、光ビデオディスク、光計測機器等に使
用される半導体装置の注入キャリアの拡がりを防止する
従来技術の一例としては次のようなものがある（％開昭
５５−１２３１８９）ｏすなわち（１００）結晶面を有
するＮｌｌ半導体基板の表面に開孔をもつホトレジスＦ
膜を設け、化学エツチングにより開孔内に露出している
Ｎ型半導体基板に（１１０）結晶方向のストライプ状凹
溝を形成する。次にホＦレジス゛ト膜を取除き、兄及び
キャリア閉じ込め層となるＮｌｌ半導体層をスジライブ
状凹溝の形状に沿つてＮ型半導体基板全面に液相エピタ
キシャル成長させ、この上にＮ型またはＰ型活性層を上
面に平坦にしながら成長させる。さらにこのＮ型または
Ｐ漏活性層の上にＰ型光及びゃヤリア閉じ込め層とＮ［
キャップ層ｒｔ！ＩＩｉ次成長させ、ストライプ状！！
Ｊｉ１１と同程度の幅を有し、かつＮ型キャップ層【貫
きＰ型光及びキャリア閉じ込め層の一部に達する深さの
オーミック接触層を形成する。しかるのちオーミック接
触層を含むＮ型キャッ１層表面及び上記Ｎ型半導体基板
裏面にそれぞれ電極を被着して半導体レーザ装置を得る
。しかしこのような構造の半導体レーザ装置では、スト
ライプ状凹溝を有するＮ型半導体基板上にＮ型光及びキ
ャリア閉じ込め層を液相エピタキシャル成長させる際に
、該Ｎ型光及びキャリア閉じ込め層の結晶成長が上記ス
トライプ状凹溝の底面コーナ部から始まり、両コーナ部
分から成長する結晶の境界面が該ストライプ状凹溝の中
央部分に形成される。この境界面には不純物原子あるい
は格子欠陥が集中しゃすく転位及び内部応力の発生源に
なる。従って上記半導体レーザ装置を発振させると前記
ストライプ状凹溝の中央部分に〈１１０〉方向のダーク
ライン欠陥という発振しない欠陥領域を生じ、極めて短
時間のうちに故障するなど電気的光学的特性並びに信頼
性に着しい影響を与える欠点Ｔｔ有している。
この欠点の改良技術として、ストライプ状のＶ字形凹溝
を有する半導体基板上にＮ型及びＰ型半導体層を成長さ
せた半導体レーザ装置がある（特開昭５６−１２７９２
）。しかしこの半導体レーザ装置ではＶ字形凹溝の中央
部に結晶成長の境界面が形成されることはある程度阻止
されるが、注入キャリアの集中及びレーザ発振がＶ字形
ｌ！！］ｍの先端部で生じるため大きなレーザ光出力を
得ることは困難である。またレーザ発振餉域及びレーザ
発振モードは注入電流の大きさに依存するという欠点が
ある。
を有する半導体基板上にＮ型及びＰ型半導体層を成長さ
せた半導体レーザ装置がある（特開昭５６−１２７９２
）。しかしこの半導体レーザ装置ではＶ字形凹溝の中央
部に結晶成長の境界面が形成されることはある程度阻止
されるが、注入キャリアの集中及びレーザ発振がＶ字形
ｌ！！］ｍの先端部で生じるため大きなレーザ光出力を
得ることは困難である。またレーザ発振餉域及びレーザ
発振モードは注入電流の大きさに依存するという欠点が
ある。
本発明はこれらの欠点を除去し高信頼度を有する簡単な
構造の半導体レーザ装置を得るために、半導体レーザ装
置のキャリアを注入するオーミック接触層を２つに分割
し該注入キャリアの分布が上記半導体基板のストライプ
状凹溝の中央部分を通らないようにしたことな特徴とす
る。
構造の半導体レーザ装置を得るために、半導体レーザ装
置のキャリアを注入するオーミック接触層を２つに分割
し該注入キャリアの分布が上記半導体基板のストライプ
状凹溝の中央部分を通らないようにしたことな特徴とす
る。
すなわち、ストライプ状凹溝を有するＮ復学導体基板に
Ｎ型光及びキャリア閉じ込め層と、Ｎ型またはＰ型の活
性層とＰ型光及びキャリア閉じ込め層と、Ｎ型キャップ
層とｆ：順次形成した半導体層に設けたオーミック接触
層を、ＮＭキャップ層を貫きＰ型光及びキャリア閉じ込
めＭ（ｒＪ−ｇに達する深さであって、上記ストライプ
状凹溝の肩の部分に対向し、該オーミック接触層の注入
キャリア分布が上記ストライプ状凹溝の中央部分を通ら
ないように間隔を保った２つのオーミック接触層に分割
し、前記半導体層の両端面に電極を被着した半導体レー
ザ装置である。
Ｎ型光及びキャリア閉じ込め層と、Ｎ型またはＰ型の活
性層とＰ型光及びキャリア閉じ込め層と、Ｎ型キャップ
層とｆ：順次形成した半導体層に設けたオーミック接触
層を、ＮＭキャップ層を貫きＰ型光及びキャリア閉じ込
めＭ（ｒＪ−ｇに達する深さであって、上記ストライプ
状凹溝の肩の部分に対向し、該オーミック接触層の注入
キャリア分布が上記ストライプ状凹溝の中央部分を通ら
ないように間隔を保った２つのオーミック接触層に分割
し、前記半導体層の両端面に電極を被着した半導体レー
ザ装置である。
次に本発明の半導体レーザ装置の実施例を図面とともに
説明する。図面は本発明による半導体レーザ装置の実施
例の構成図である。図の１はＮ型ＧａＡｓ半導体基板、
２はＮ型半導体基板１に設けたストライプ状凹溝、５Ｇ
ｉＡｌ混晶比（Ｘ）を有す４Ｎ型Ｑａ １ ＋ ＸＡＩ
ＸＡｌ光及び＋ ヤり７閉じ込め層、４はＡｌ混晶比
（Ｙ）を有するＮ型またはＰ ｉＭｉ Ｇａ＋−ｙＡｌ
ｙＡｓ活性層、５はＡ１混晶比（ｘ）のＰ［Ｇａ１−２
ＡｌｘＡｓ光及びキャリア閉じ込め層、６はＮ ＩＩ［
Ｇａ ｊ −ＸＡＩ ＸＡＩキヤ７１層、７は上記スト
ライプ状凹□溝２の肩の部分に対向しＮ型Ｇａ ｊ −
ＸＡ ｌ ｚＡｓキャップ層６を貰きｐｇＧａｌ−ｘＡ
ｌｚＡｓ光及びキ１り了閉じ込め層５の一部に達する深
さでかつ注入されたキャリアの分布が上記ストライプ状
凹溝２の中央部分を通らないように間隔を保って設けた
オーミック接触層を示し、両端面はＡｕ系電極８ｍ及び
８ｂを構成している。
説明する。図面は本発明による半導体レーザ装置の実施
例の構成図である。図の１はＮ型ＧａＡｓ半導体基板、
２はＮ型半導体基板１に設けたストライプ状凹溝、５Ｇ
ｉＡｌ混晶比（Ｘ）を有す４Ｎ型Ｑａ １ ＋ ＸＡＩ
ＸＡｌ光及び＋ ヤり７閉じ込め層、４はＡｌ混晶比
（Ｙ）を有するＮ型またはＰ ｉＭｉ Ｇａ＋−ｙＡｌ
ｙＡｓ活性層、５はＡ１混晶比（ｘ）のＰ［Ｇａ１−２
ＡｌｘＡｓ光及びキャリア閉じ込め層、６はＮ ＩＩ［
Ｇａ ｊ −ＸＡＩ ＸＡＩキヤ７１層、７は上記スト
ライプ状凹□溝２の肩の部分に対向しＮ型Ｇａ ｊ −
ＸＡ ｌ ｚＡｓキャップ層６を貰きｐｇＧａｌ−ｘＡ
ｌｚＡｓ光及びキ１り了閉じ込め層５の一部に達する深
さでかつ注入されたキャリアの分布が上記ストライプ状
凹溝２の中央部分を通らないように間隔を保って設けた
オーミック接触層を示し、両端面はＡｕ系電極８ｍ及び
８ｂを構成している。
図に示す構成の半導体レーザ装置【製造するには、（１
００）結晶Ｉｔｉを有するＮ型ＱａＡ畠半導体基板１の
表面にホトレジスト膜を設は化学エツチングした後該レ
ジスト膜を除き（１１０）結晶方向のストライプ状凹溝
２を形成する。しかしてＮ ｍ Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ
光及びキャリア閉じ込め層３と、Ｎ型またはＰ型のＧａ
＋ −ｙＡ ｌ ｙＡｓ活性層４と、Ｐ Ｊｉｌ Ｑ
ａ １−ＸＡＩ ＸＡｌ光及びキャリア閉じ込め層５と
、Ｎ ＃ｊｌ Ｇａ＋−ｘＡｌｘＡｓ’ｔ ＋ ７７
層６ トを順次エピタキシャル成長させ、その後上記ス
トライプ状凹溝２の肩の部分に対向しＮ型Ｇａ１−３（
ＡｌｘＡｓ 牛ｆｆ ７プ層６を貫きＰ型Ｇａ 、 −
ｘＡｌ ｘＡｓ光及びキャリア閉じ込め層５の一部に達
する深さで、かつ注入されたキャリアの分布が上記スト
ライプ状凹溝２ｆ？中央部分を通らないような聞Ｍを保
った２つのオーミック接触層７（ｉ−Ｚｎを拡散して形
成し、これら２つのオーミック接増層７を含むＮ型Ｇａ
１−ＸＡＩＸＡＳキャップ層６の表面と前記Ｎ型Ｇａ
Ａｓ半導体基板１の裏面にＡｕ系の電極８ａ及び８ｂを
被着する。
００）結晶Ｉｔｉを有するＮ型ＱａＡ畠半導体基板１の
表面にホトレジスト膜を設は化学エツチングした後該レ
ジスト膜を除き（１１０）結晶方向のストライプ状凹溝
２を形成する。しかしてＮ ｍ Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ
光及びキャリア閉じ込め層３と、Ｎ型またはＰ型のＧａ
＋ −ｙＡ ｌ ｙＡｓ活性層４と、Ｐ Ｊｉｌ Ｑ
ａ １−ＸＡＩ ＸＡｌ光及びキャリア閉じ込め層５と
、Ｎ ＃ｊｌ Ｇａ＋−ｘＡｌｘＡｓ’ｔ ＋ ７７
層６ トを順次エピタキシャル成長させ、その後上記ス
トライプ状凹溝２の肩の部分に対向しＮ型Ｇａ１−３（
ＡｌｘＡｓ 牛ｆｆ ７プ層６を貫きＰ型Ｇａ 、 −
ｘＡｌ ｘＡｓ光及びキャリア閉じ込め層５の一部に達
する深さで、かつ注入されたキャリアの分布が上記スト
ライプ状凹溝２ｆ？中央部分を通らないような聞Ｍを保
った２つのオーミック接触層７（ｉ−Ｚｎを拡散して形
成し、これら２つのオーミック接増層７を含むＮ型Ｇａ
１−ＸＡＩＸＡＳキャップ層６の表面と前記Ｎ型Ｇａ
Ａｓ半導体基板１の裏面にＡｕ系の電極８ａ及び８ｂを
被着する。
本発明による半導体レーザ装置においてはＡｕ系電極８
ａより電流を流しキャリアを注入するが、Ｐ形Ｇａ１−
ｘＡｌ）（Ａｓ光及びキャリア閉じ込め層５ならびにＮ
型Ｇａ Ｈ−ＸＡ ｌ ｚＡｌ光及びキャリア閉じ込め
層３のＡ１混晶比（ｘ）とＮＭまたはＰ型Ｇａ １−ｙ
Ａｌ ｙＡｓ活性層４０Ａ１混晶比（ｙ）との間にはｘ
＞ｙなる関係があるので、注入キャリアの再結合は主に
ＮＭまたはＰ型Ｇａ ＋ −ｙＡ ｌ ｙＡ Ｓ活性層
４内で生じ、該ＮＭまたはＰ型Ｇａ ＋ −ｙＡ Ｉ
ｙＡ ｓ活性層に対して垂直方向である縦方向の光の閉
じ込めが行われる。−万機方向の光の閉じ込めはＮ １
１ ＧａＡｓ半導体基板に設けたストライプ状四１１に
よって行われるが、このストライプ状凹満２の中央部分
にはキャリアが注入されないのでキャリアの励起・増幅
現象は起らない。しかしスＦライプ状凹＠２の中央部分
を除いた位置に対応するＮＭまたはＰｇのＧａ ｔ −
ｙＡ ｌ ｙＡｓ活性層４内に光の閉じ込めが行われ、
閉じ込められた光が損失よりも大きくなるとレーザ光と
して外部に放出される。
ａより電流を流しキャリアを注入するが、Ｐ形Ｇａ１−
ｘＡｌ）（Ａｓ光及びキャリア閉じ込め層５ならびにＮ
型Ｇａ Ｈ−ＸＡ ｌ ｚＡｌ光及びキャリア閉じ込め
層３のＡ１混晶比（ｘ）とＮＭまたはＰ型Ｇａ １−ｙ
Ａｌ ｙＡｓ活性層４０Ａ１混晶比（ｙ）との間にはｘ
＞ｙなる関係があるので、注入キャリアの再結合は主に
ＮＭまたはＰ型Ｇａ ＋ −ｙＡ ｌ ｙＡ Ｓ活性層
４内で生じ、該ＮＭまたはＰ型Ｇａ ＋ −ｙＡ Ｉ
ｙＡ ｓ活性層に対して垂直方向である縦方向の光の閉
じ込めが行われる。−万機方向の光の閉じ込めはＮ １
１ ＧａＡｓ半導体基板に設けたストライプ状四１１に
よって行われるが、このストライプ状凹満２の中央部分
にはキャリアが注入されないのでキャリアの励起・増幅
現象は起らない。しかしスＦライプ状凹＠２の中央部分
を除いた位置に対応するＮＭまたはＰｇのＧａ ｔ −
ｙＡ ｌ ｙＡｓ活性層４内に光の閉じ込めが行われ、
閉じ込められた光が損失よりも大きくなるとレーザ光と
して外部に放出される。
本発明による半導体レーザ装置は上記のように構成され
ているため構造が簡単で、かつＮ型光及びキャリア閉じ
込め層の結晶成長時に不純物原子が集中し転位及び内部
応力が発生しゃすい成長結晶の境界面を除いた部分に対
応するＮをまたはＰ型活性層内で、電極より注入された
キャリアの励起・増殖現象が生じるため〈１１０〉ダー
クライン欠陥の形成による劣化を生じることがない。ま
た上記活性層内に導かれる２つの導波路は同一のストラ
イプ状門溝により形成されるので電気的及び光学的特性
上は全く同一である。従って本発明によれば従来の半導
体レーザ装置と同程度あるいはそれ以上のレーザ光出力
を長期にわたって維持でき、極めて高い信―度ｒｔ′４
ｉする半導体レーザ装置が得られる。
ているため構造が簡単で、かつＮ型光及びキャリア閉じ
込め層の結晶成長時に不純物原子が集中し転位及び内部
応力が発生しゃすい成長結晶の境界面を除いた部分に対
応するＮをまたはＰ型活性層内で、電極より注入された
キャリアの励起・増殖現象が生じるため〈１１０〉ダー
クライン欠陥の形成による劣化を生じることがない。ま
た上記活性層内に導かれる２つの導波路は同一のストラ
イプ状門溝により形成されるので電気的及び光学的特性
上は全く同一である。従って本発明によれば従来の半導
体レーザ装置と同程度あるいはそれ以上のレーザ光出力
を長期にわたって維持でき、極めて高い信―度ｒｔ′４
ｉする半導体レーザ装置が得られる。
図面は本発明による半導体レーザ装置の構成図である。
１・・・Ｎ型半導体基板、
２・・・ストライプ状四溝、
６・・・Ｎ型光及びキャリア閉じ込め層、４・・・ＮＭ
またはＰｉｉＩ活性層、 ５・・・Ｐ型光及びキャリア閉じ込め層、６・・・Ｎ型
苧ヤツプ層、 ７・・・オーミック接触層、 ８ａ、８ｂ・・・Ａｕ系電楡。
またはＰｉｉＩ活性層、 ５・・・Ｐ型光及びキャリア閉じ込め層、６・・・Ｎ型
苧ヤツプ層、 ７・・・オーミック接触層、 ８ａ、８ｂ・・・Ａｕ系電楡。
Claims (1)
- ストライプ状の凹溝を有するＮ型半導体基板上に順次形
成されたＮ型光及びキャリア閉じ込め層と、Ｎ型または
Ｐ型活性層と、Ｐ型光及びキャリア閉じ込め層とＮ型キ
ャップ層と、さらにＮ型キャップ層を貫きＰ型光及びキ
ャリア閉じ込め層の一部に達するオーミック接触層を有
し、両端面に電極な被層した半導体レーザ装置において
、該オーミック接触層を上記ストライプ状凹溝の肩部分
に対向し、′注入キャリア分布が該ストライプ状凹溝の
中央部分を通らないように間隔を保つ２つのオーミック
接触層に分割したことな特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4561082A JPS58164283A (ja) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4561082A JPS58164283A (ja) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164283A true JPS58164283A (ja) | 1983-09-29 |
Family
ID=12724132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4561082A Pending JPS58164283A (ja) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58164283A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939734A (en) * | 1997-02-21 | 1999-08-17 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
-
1982
- 1982-03-24 JP JP4561082A patent/JPS58164283A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939734A (en) * | 1997-02-21 | 1999-08-17 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
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