JPS58216487A - 埋め込み構造半導体レ−ザ - Google Patents
埋め込み構造半導体レ−ザInfo
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- JPS58216487A JPS58216487A JP9881982A JP9881982A JPS58216487A JP S58216487 A JPS58216487 A JP S58216487A JP 9881982 A JP9881982 A JP 9881982A JP 9881982 A JP9881982 A JP 9881982A JP S58216487 A JPS58216487 A JP S58216487A
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- Japan
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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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06203—Transistor-type lasers
-
- 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
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、埋め込み構造半導体レーザの改良、特に高光
出力埋め込み構造半導体レーザに関する。
出力埋め込み構造半導体レーザに関する。
埋め込み構造半導体レーザの多くにおいて、活性領域へ
非常に大きな電流を流そうとすると活性層を迂回して流
れてしまい、充分な電流が活性領域に注入されず光出力
が飽和する傾向があった。
非常に大きな電流を流そうとすると活性層を迂回して流
れてしまい、充分な電流が活性領域に注入されず光出力
が飽和する傾向があった。
そのため、光の最大出力は比較的小さい欠点があった。
この詳細を、第１図に示す、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ埋
め込み構造半導体レーザの光出射方向に垂直な断面図で
説明する。図中、１はｎ・ＩｎＰ基板、２はｎ４ｎＰバ
ツフア一層、３はＩｎＧａＡｓＰ からなる活性層、４
はｐ・Ｉｎ７層、５は５１０２膜、６，７は各々ｐ電極
、ｎ電極、８はｎ・ＩｎＰバッファファ２とｐ・Ｉｎ１
層４からなるＩｎＰホモ接合であ、る。
め込み構造半導体レーザの光出射方向に垂直な断面図で
説明する。図中、１はｎ・ＩｎＰ基板、２はｎ４ｎＰバ
ツフア一層、３はＩｎＧａＡｓＰ からなる活性層、４
はｐ・Ｉｎ７層、５は５１０２膜、６，７は各々ｐ電極
、ｎ電極、８はｎ・ＩｎＰバッファファ２とｐ・Ｉｎ１
層４からなるＩｎＰホモ接合であ、る。
注入が低い場合には、活性層３の接合よりもＩｎＰホモ
接合８の方が拡散電位が大きいため、ＩｎＰホモ接合８
には電流が流れない。そのため活性層３のみに電流２１
が集中するため、等電位線は第１図の２０の如くなる。
接合８の方が拡散電位が大きいため、ＩｎＰホモ接合８
には電流が流れない。そのため活性層３のみに電流２１
が集中するため、等電位線は第１図の２０の如くなる。
図に示す様に、ホモ接合８には活性層３の接合電圧より
もｐ−Ｉｎ１層４での電圧降下分だけ大きな電圧が印加
されている。そこで、しだいに、注入を上げてゆくと、
ｐ・Ｉｎ１層４での電圧降下がＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰ
の拡散電位差を超えるようＫなりＩｎＰのホモ接合８に
も電流が流れ出す。さらに高注入にするとＩｎＰのホモ
接合８への電流が増大するだけで活性層３への電流はほ
とんど増加しない。これはＩｎＰホモ接合８の面積が活
性Ｍ３の面積よりもはるかに大きいためである。
もｐ−Ｉｎ１層４での電圧降下分だけ大きな電圧が印加
されている。そこで、しだいに、注入を上げてゆくと、
ｐ・Ｉｎ１層４での電圧降下がＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰ
の拡散電位差を超えるようＫなりＩｎＰのホモ接合８に
も電流が流れ出す。さらに高注入にするとＩｎＰのホモ
接合８への電流が増大するだけで活性層３への電流はほ
とんど増加しない。これはＩｎＰホモ接合８の面積が活
性Ｍ３の面積よりもはるかに大きいためである。
この種の事情は、第２図に示すｐｎｐｎ構造を有する埋
め込み構造半導体レーザにおいても同様であるｏ ｐｎ
ｐｎ構造はｐ’ＩｎＰ層４．ｎ４ｎＰ層２２゜ｐ・Ｉｎ
Ｐ層２３．ｎ・ＩｎＰ層２からなっている。ここでｐ・
ＩｎＰ層２層板３以下造は第１図の埋め込み構造半導体
レーザと同じであるため、上に述べたと同様なことがあ
り、高注入時にはＩｎＰホモ接合８へ電流２５が流れる
ことに々る。この電流２５はｐｎｐｎ構造のゲート電流
に相当するた、め、ｐｎｐｎ構造をターンオンし、さら
に過大な無効電流２５が流れることになる。この様に、
従来の埋め込み構造半導体レーザにおいては注入が高い
場合に、活性層３を迂回して流れる無効電流が増大する
ため、最大光出力があまり大きくないという欠点があっ
た。
め込み構造半導体レーザにおいても同様であるｏ ｐｎ
ｐｎ構造はｐ’ＩｎＰ層４．ｎ４ｎＰ層２２゜ｐ・Ｉｎ
Ｐ層２３．ｎ・ＩｎＰ層２からなっている。ここでｐ・
ＩｎＰ層２層板３以下造は第１図の埋め込み構造半導体
レーザと同じであるため、上に述べたと同様なことがあ
り、高注入時にはＩｎＰホモ接合８へ電流２５が流れる
ことに々る。この電流２５はｐｎｐｎ構造のゲート電流
に相当するた、め、ｐｎｐｎ構造をターンオンし、さら
に過大な無効電流２５が流れることになる。この様に、
従来の埋め込み構造半導体レーザにおいては注入が高い
場合に、活性層３を迂回して流れる無効電流が増大する
ため、最大光出力があまり大きくないという欠点があっ
た。
本発明の目的は、電流−光出力特性に飽和がなく、最大
光出力の大きな埋め込み構造半導体レーザを提供するこ
とにある。
光出力の大きな埋め込み構造半導体レーザを提供するこ
とにある。
本発明の埋め込み構造半導体レーザは、ストライブ状の
活性層を有し、該活性層よりも大きな禁制帯幅を有する
半導体層で前記活性層が囲まれた埋め込み構造半導体レ
ーザにおいて、最上層の少なくとも活性層の真上に相当
する領域に形成された第１の電極と、この第１の電極か
ら離れた位置に第１の電極に沿って形成された第２の電
極とを具備している点に特徴がある。
活性層を有し、該活性層よりも大きな禁制帯幅を有する
半導体層で前記活性層が囲まれた埋め込み構造半導体レ
ーザにおいて、最上層の少なくとも活性層の真上に相当
する領域に形成された第１の電極と、この第１の電極か
ら離れた位置に第１の電極に沿って形成された第２の電
極とを具備している点に特徴がある。
本発明の第１の実施例のＩｎＧａ’ＡｓＰ／ＩｎＰ埋め
込み構造半導体レーザの光出射方向に垂直々断面を第３
図に示す。図中の番号において第１図の埋め込み構造半
導体レーザと同じ部分は同じ番号を用いて示した。図中
、９は５ｉｏ２膜、１０及び１１はｐ電極、１２，１３
．１４は電極端子、３０は等電位線、３１は電流の流れ
である。この埋め込 ゝみ構造半導体レー
ザの動作状態では、端子１３を基準電位とすると、端子
１２に正電圧を加え電流ｉ１ を活性層３に注入する
一方、端子１４には端子１２よりも小さい正電圧あるい
は零あるいは負電圧を加えて、ｐ電極１０からｐ電極１
１へ電流ｌ、を流す。ｐ電極１０からｐ電極１１へ流れ
る電流ｉ、の電圧降下のために、ＩｎＰホモ接合８に加
わる電圧は活性層３近傍が一番高く活性層に遠ざかるに
したがって減少することがわかる。故に、ＩｎＰホモ接
合８には常に活性層３に加わる電圧以下の電圧しか加わ
わらないために、ＩｎＰホモ接合８を通って流れる無効
電流をほとんど無くすことが出来る。しだがって端子１
２から端子１３に流す電流ｌ、はほとんど活性層３に注
入することが出来るため最大光出力の大きな埋め込み構
造半導体レーザを製作することができる。
込み構造半導体レーザの光出射方向に垂直々断面を第３
図に示す。図中の番号において第１図の埋め込み構造半
導体レーザと同じ部分は同じ番号を用いて示した。図中
、９は５ｉｏ２膜、１０及び１１はｐ電極、１２，１３
．１４は電極端子、３０は等電位線、３１は電流の流れ
である。この埋め込 ゝみ構造半導体レー
ザの動作状態では、端子１３を基準電位とすると、端子
１２に正電圧を加え電流ｉ１ を活性層３に注入する
一方、端子１４には端子１２よりも小さい正電圧あるい
は零あるいは負電圧を加えて、ｐ電極１０からｐ電極１
１へ電流ｌ、を流す。ｐ電極１０からｐ電極１１へ流れ
る電流ｉ、の電圧降下のために、ＩｎＰホモ接合８に加
わる電圧は活性層３近傍が一番高く活性層に遠ざかるに
したがって減少することがわかる。故に、ＩｎＰホモ接
合８には常に活性層３に加わる電圧以下の電圧しか加わ
わらないために、ＩｎＰホモ接合８を通って流れる無効
電流をほとんど無くすことが出来る。しだがって端子１
２から端子１３に流す電流ｌ、はほとんど活性層３に注
入することが出来るため最大光出力の大きな埋め込み構
造半導体レーザを製作することができる。
次に第１の実施１例の製造方法について簡単に述べる。
まずｎ・ＩｎＰ基板１上にｎ・ＩｎＰバッファファ２％
活性層３を順次エピタキシγル成長する。
活性層３を順次エピタキシγル成長する。
次に活性層３をストライプ状に残る様にエツチングをす
る。次に２回目の成長により、ｐ−Ｉｎ２層４を形成す
る。最後にＳｔＯ，膜９、ｐ電極１０゜１１及びｎ電極
７を形成する。
る。次に２回目の成長により、ｐ−Ｉｎ２層４を形成す
る。最後にＳｔＯ，膜９、ｐ電極１０゜１１及びｎ電極
７を形成する。
第４図は本発明の第２の実施例のＩｎＧａＡｓＰ／Ｉｎ
Ｐ埋め込み構造半導体レーザの光出射方向に垂直な断面
を示している。図中番号１〜１４は、第３図と共通であ
るので、説明を省くと、１５は活性層３と同一組成のＩ
ｎＧａＡｓＰ層、１６及び１７はｐ・ＩｎＰ層、１８は
ｎ・ＩｎＰ層である。本実施例においてはｎ−ＩｎＰ層
１８があるために、ｐ電極１０からｐ電極１１へ流れる
電流ｌ、は厚さの薄いｐ−ＩｎＰ層１７を通って流れる
。そのため電流ｌ、は第１の実施例よりも小さくても、
ＩｎＰホモ接合８の電圧を下げる効果は大きく、電流ｌ
、を小さくすることができる。禁制帯幅がＩｎＰよりも
小さなＩｎＧａＡｓＰ層１５がある層流５子１４が開放
の場合にも、ｐ・ＩｎＰ層１７を通ってＩｎＧａＡｓＰ
層１５に電流層流５るため、端子１４に電流ｌ、を流し
たのと同様な効果が得られるが、本実施例の場合、端子
１４に加える電圧によってｐ・ＩｎＰ層１７に電流り、
Ｌを流すことができるためｓ ＩｎＧａＡ、ｓＰ層１５
は必らずしも必要ではない。
Ｐ埋め込み構造半導体レーザの光出射方向に垂直な断面
を示している。図中番号１〜１４は、第３図と共通であ
るので、説明を省くと、１５は活性層３と同一組成のＩ
ｎＧａＡｓＰ層、１６及び１７はｐ・ＩｎＰ層、１８は
ｎ・ＩｎＰ層である。本実施例においてはｎ−ＩｎＰ層
１８があるために、ｐ電極１０からｐ電極１１へ流れる
電流ｌ、は厚さの薄いｐ−ＩｎＰ層１７を通って流れる
。そのため電流ｌ、は第１の実施例よりも小さくても、
ＩｎＰホモ接合８の電圧を下げる効果は大きく、電流ｌ
、を小さくすることができる。禁制帯幅がＩｎＰよりも
小さなＩｎＧａＡｓＰ層１５がある層流５子１４が開放
の場合にも、ｐ・ＩｎＰ層１７を通ってＩｎＧａＡｓＰ
層１５に電流層流５るため、端子１４に電流ｌ、を流し
たのと同様な効果が得られるが、本実施例の場合、端子
１４に加える電圧によってｐ・ＩｎＰ層１７に電流り、
Ｌを流すことができるためｓ ＩｎＧａＡ、ｓＰ層１５
は必らずしも必要ではない。
次に、この埋め込み構造半導体レーザの製造方法につい
て簡単に説明する。まずｎ−ＩｎＰ基板１上にｎＩｎＰ
バッファーファ、活性層３、ｐ−Ｉｉ層４を順にエピタ
キシャル成長させる。成長方法は液相成長法、気相成長
法、ＭＢＥ法等のいずれの方法でも良い。次に選択エツ
チング法によって活性層３にまで達するエツチングを行
ない、活性層３及びＩｎＧａＡｓＰ層工５を分離する。
て簡単に説明する。まずｎ−ＩｎＰ基板１上にｎＩｎＰ
バッファーファ、活性層３、ｐ−Ｉｉ層４を順にエピタ
キシャル成長させる。成長方法は液相成長法、気相成長
法、ＭＢＥ法等のいずれの方法でも良い。次に選択エツ
チング法によって活性層３にまで達するエツチングを行
ない、活性層３及びＩｎＧａＡｓＰ層工５を分離する。
その後、２＠目の結晶成長を行ないｐ・ＩｎＰ層１７、
ｎ・ＩｎＰ層１８を形成する。このときｐ・ＩｎＰ層１
層上５上長が起こらない様にＳｉＯ２等のマスクをｐ・
ＩｎＰ層１層上５上成しておく。次にｐ電極１０及び１
１及びｎ電極１２を形成する。
ｎ・ＩｎＰ層１８を形成する。このときｐ・ＩｎＰ層１
層上５上長が起こらない様にＳｉＯ２等のマスクをｐ・
ＩｎＰ層１層上５上成しておく。次にｐ電極１０及び１
１及びｎ電極１２を形成する。
以上述べた実施例においては、ＩｎＧａＡｇＰ系半導体
材料全半導体材料の材料であるＩＪ ＧａＡｓ系やＩｎ
ＧａＡｓＳｂ 梁等の混晶を用いた半導体材料において
も適用することが出来る。又、以上述べた実施例の他の
埋め込み構造半導体レーザでも本発明が適用出来ること
は明らかである。
材料全半導体材料の材料であるＩＪ ＧａＡｓ系やＩｎ
ＧａＡｓＳｂ 梁等の混晶を用いた半導体材料において
も適用することが出来る。又、以上述べた実施例の他の
埋め込み構造半導体レーザでも本発明が適用出来ること
は明らかである。
第１図は従来のＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ埋め込み構造半
導体レーザの第１の例で、光出射方向に垂直々断、面図
である。第２図は従来のＩｎＰ層 ＩｎＧａＡｓＰ埋め
込み構造半導体レーザの第２の例の光出射方向に垂直な
断面図である。第３図は本発明の第１の実施例のＩｎｋ
／ＩｎＧａＡｓＰ埋め込み構造半導体レーザの光出射方
向に垂直な断面図である。第４図は本発明の第２の実施
例のＩｎＰ層 ＩｎＧａＡｓＰ埋め込み構造半導体レー
ザの光出射方向に垂直な断面図である。 図中１はｎ・ＩｎＰ基板、２はｎ・ＩｎＰバッファファ
、３は活性層、４はｐｉｎＰ層、５は８１０．膜、６は
ｐ電極、７はｎ電極、８はＩｎＰホモ接合、９はｓｉｏ
、膜、１０はｐ電極、１１はｐ電極、１２゜１３．１４
は端子、１５はＩｎＧａＡｇＰｍｂ １６はｐ”ＩｎＰ
層、１７はｐｉｎＰ層、１８はｎ・ｌｎ１層、２゜は等
電位線、２１け電流の流れ、２２はｎ−ＩｎＰ層、
。 ２３はｐ・ＩｎＰ層％遣コ絆は専一１位祷！２．５は無
効電流、３０は等電位線、３１は電流の流れである。 夷３図 第４図
導体レーザの第１の例で、光出射方向に垂直々断、面図
である。第２図は従来のＩｎＰ層 ＩｎＧａＡｓＰ埋め
込み構造半導体レーザの第２の例の光出射方向に垂直な
断面図である。第３図は本発明の第１の実施例のＩｎｋ
／ＩｎＧａＡｓＰ埋め込み構造半導体レーザの光出射方
向に垂直な断面図である。第４図は本発明の第２の実施
例のＩｎＰ層 ＩｎＧａＡｓＰ埋め込み構造半導体レー
ザの光出射方向に垂直な断面図である。 図中１はｎ・ＩｎＰ基板、２はｎ・ＩｎＰバッファファ
、３は活性層、４はｐｉｎＰ層、５は８１０．膜、６は
ｐ電極、７はｎ電極、８はＩｎＰホモ接合、９はｓｉｏ
、膜、１０はｐ電極、１１はｐ電極、１２゜１３．１４
は端子、１５はＩｎＧａＡｇＰｍｂ １６はｐ”ＩｎＰ
層、１７はｐｉｎＰ層、１８はｎ・ｌｎ１層、２゜は等
電位線、２１け電流の流れ、２２はｎ−ＩｎＰ層、
。 ２３はｐ・ＩｎＰ層％遣コ絆は専一１位祷！２．５は無
効電流、３０は等電位線、３１は電流の流れである。 夷３図 第４図
Claims (1)
- ストライプ状の活性層を有し、該活性層を有し、該活性
層よりも大きな禁制帯幅を有する半導体層で前記活性層
が囲まれた埋め込み構造半導体レーザにおいて、最上層
の少くとも活性層の真上に相当する領域に形成された第
１の電極と、この第１の電極から鹸れた位置に第１の電
極に沿って形成された第２の電極とを具備していること
を特徴とする埋め込み構造半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9881982A JPS58216487A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 埋め込み構造半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9881982A JPS58216487A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 埋め込み構造半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216487A true JPS58216487A (ja) | 1983-12-16 |
Family
ID=14229916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9881982A Pending JPS58216487A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 埋め込み構造半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58216487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10833476B2 (en) * | 2016-12-22 | 2020-11-10 | Osram Oled Gmbh | Surface-mountable semiconductor laser, arrangement with such a semiconductor laser and operating method for same |
-
1982
- 1982-06-09 JP JP9881982A patent/JPS58216487A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10833476B2 (en) * | 2016-12-22 | 2020-11-10 | Osram Oled Gmbh | Surface-mountable semiconductor laser, arrangement with such a semiconductor laser and operating method for same |
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