JPS589389A - 発光構体及びその製造方法 - Google Patents

発光構体及びその製造方法

Info

Publication number
JPS589389A
JPS589389A JP57099425A JP9942582A JPS589389A JP S589389 A JPS589389 A JP S589389A JP 57099425 A JP57099425 A JP 57099425A JP 9942582 A JP9942582 A JP 9942582A JP S589389 A JPS589389 A JP S589389A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
emitting structure
light emitting
semiconductor
active layer
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
Application number
JP57099425A
Other languages
English (en)
Inventor
チヤ−ルズ・ハワ−ド・ヘンリ−
ラルフ・アンドレ・ロ−ガン
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.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of JPS589389A publication Critical patent/JPS589389A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性層、該活性層の相対する側にある第1及び
第2の半導体層、該活性層と第1及び第2の半導体層の
相対する側面に接する第3の層から成る発光構造に係る
現在考えられている光伝送システムは、一般的に光ファ
イバとよばれるガラス伝送線により、相互に光学的に結
合された光源及び光検出器を使用する。二つの型のデバ
イス、すなわち発光ダイオード及びレーザが、光源の候
補として盛んに検討されてきた。特に高データ速度にお
いて、レーザはより優れたデバイスであると一般に考え
られてきた。
多くの半導体レーザ構造が、そのような光伝送システム
中の光源の候補として考えられてきた。現在、低電流閾
値と高パワまでの安定な動作のため、当業者には埋め込
みへテロ構造(BH)レーザが、光伝送システム用の第
1の候補と一般に考えられている。B)(レーザは典型
的な場合、ダブルへテロ構造レーザを成長させ、メサに
エツチングし、第2の成長中半導体材料でメサの側面に
クラッドを作ることにより製作される。得られるレーザ
は両横方向で活性層にキャリヤを閉じ込める屈折率導波
型になっている。そのようなりHレーザは光灯電流の直
線特性、大形欠陥がない場合のパルス発振に対する安定
性及び光散乱がないことなど好ましい特性を有する。
BHレーザに関する初期の仕事を述べた初期の文献は、
ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、第45
巻、4899 −4906頁、1974年11月である
。この論文は最近モードの動作を実現したAI!x G
a1XAB−δaAs BHレーザについて述べている
そのよ5な動作は光放射パターンを確実にし。
従ってレーザと光フアイバ間の結合効率が変化しないた
め、好ましい。この動作は活性層とは5パ一セント以上
異なる屈折率を有する材料で囲まれた。好ましくは高さ
及び幅とも、4μm以下の非常に狭くかつ薄い活性領域
を用いることにより得られた。この寸法に対する制約に
より、レーザを信頼性よく作ることが現実的でなく、か
つ低いパワー特性をもたらしてしまう。
埋め込み光ガイド(BOG )を有するBHし−ザとよ
ばれるレーザ構造については、アプライド・フィジック
ス・レターズ、35゜513−516頁、1979年1
0月1日に述べられている。このデバイスは接合面に垂
直なニアフィールドパターンを広げ、光学薄膜中へ結合
できるパワを増すため、活性層に隣接した導波層を用い
ている。このデバイスは4μm もの広いストライプを
使用することもできる。そのような大きさは、埋め込み
層が導波層に非常に近い屈折率をもつ場合にのみ得られ
る。
現在の技術を代表するBHレーザは、埋め込み光ガイド
(BOG )レーザであり、それについてはたとえばア
イ・イーイーイー・ジャーナル・オブ・カンタム・エレ
クトロニクス。
QE−16,205−214頁、1980年2月に述べ
られている。このレーザは受動光導波路を取り入れ、高
い微分量子効率、低いファーフィールド広がり及び高い
光破損限界を有するレーザになっている。BOGレーザ
ストライプ幅1μm当り10緘という低い間室を達成し
ている。
多くの目的に適してはいるが、上で述べたBOGレーザ
は厳密さを有する製作工程を含むという欠点をもつ。第
2の成長又は再成長に対して最小限の制約が加わるだけ
であるため、多モード導波路を有するBH又はBO()
レーザを成長させることは比較的容易であるが、単一モ
ード又は基本横モードの利得を有するBH又はBO()
レーザを作ることは難しい。基本横モードの利得は組成
9寸法等に対し厳密な条件を要求せずに、他のモードよ
りかなり大きいものである。BH及びBOGレーザにお
いて、所望の低モード動作は第2成長又は外部クラッド
層の屈折率を、メサ層の実効的屈折率よりほんの少し小
さく選ぶことにより得られる。これは再成長層の組成に
非常に厳密な制約を課す。たとえば、2−3μm幅のB
OGレーザの場合、 Aj’zGal −1As+又は
第2の成長層のXは、メサ層の場合Xの実効値(Xef
f )  よりわずか1ないし2パーセントだけ大きく
しなければならない。
Xeff は中央メサの層の寸法及び組成の関数である
から、これらの層は同様の許容度しかもってはならない
ことになる。屈折率ルの変化の割合はXの変化の割合の
約1Aである。
すなわち、nが1パーセント変化するとき。
Xは5パーセントだけ変化する。
本発明に従うと、これらの問題は以下のものから成る発
光構造で解決される。すなわち1活性層、該活性層の相
対する側面上の第1及び第2の半導体層、該活性層及び
第1.第2半導体層の相対する側面と接する第6の層か
ら成り、該活性層は第1及び第2の半導体層の禁制帯よ
り小さな禁制帯を有し、該第3の半導体層は活制層の屈
折率より少くとも約4パーセントだけ小さい屈折率を有
することを特徴とする。
出願人は厳密な製作工程を用いることなく。
単一モード埋め込みへテロ構造レーザが作れることを見
出した。厳密な製作工程がなく。
成長が簡単になるのは9寸法及び組成の注意深い制御に
より単一モード構造を成長させようとするのではなく、
メサ及び埋め込み層間に大きな屈折率段差を生じる組成
の埋め込み層を成長させることにより、多モード導波路
を形成することによる。メサ壁の屈折率不連続及び荒さ
は損失を生じ、モード数を急激に増し、最低モード動作
を実効的に生ずる。
第1図は一般的に(100)と印した本発明のデバイス
を示す。このデバイスは基板(1)及び該基板上に配置
された第1のクラッド層(3)、第1の導波層(5)、
活性層(7)、第2の導波層(9)及び第2のクラッド
層(11)から成る。
層(3,5,739)及び(11)により形成されるメ
サは、一般に(110)と印した層内に埋め込まれ、そ
の層は図示されているように層C3s 5,7y 9)
及び(11)と基板(1)の相対する側面と接している
。層(110)は更に層(19L層(21)及び層(2
3)から成る。
層(11)および層(23)上に配置されて。
拡散層(13)及び金属層(15)及び(17)がある
。層(25)は層(3)及び(19)と相対する基板(
1)の表面上に配置されている。明瞭にするために、デ
バイスの要素の寸法は。
実際の比率とは異っている。活性層は層(3)及び(1
1)、層(5)及び(9)より小さな禁制帯を有し、メ
サ層と層(110)間には大きな屈折率の不連続がある
。層(110)の屈折率はメサ層の実効的屈折率より、
一般に少くとも4パーセント小さい。
屈折率の不連続さは後に述べるように損失の原因となり
、それは急速にモード数を増加させ、最低次モードの動
作に対する選択機構を生ずる。このことは実際のデバイ
ス製作では満すことが困難な活性層の最大寸法や埋め込
み層組成に対する厳密な制約なしに、達成できる。
基板(1)及び層(3)及び(5)は第1の伝導形な有
し9層(9)及び(11)は第2の伝導形を有し。
従ってpn  接合が活性層中に形成される。活性層は
いずれの伝導形でもよい。層(21)は第2の伝導形を
、また層(19)及び(23)は第1の伝導形を有する
。好ましい実施例において、第1の伝導形はル形で第2
の伝導形はp形である。
半導体材料は夏−v族元素から成るグループから選択し
てよい。たとえば、 A#zGa1xAs又はI n 
GaA s Pが使用できる。好ましい実施例において
、半導体層はA7xGat −xAs  から成り。
基板(1)及び(7)の場合X−Oで9層(3)及びα
υの場合、301層(5)及び(9)の場合、151層
(19゜21)及び(23)の場合、65である。層(
3)及び(5)はル形で9層(7,9)及びαυはp形
であった。層(19)及び(23)はル形で9層(21
)は5p形であった。
本発明のレーザは周知の二段階液相エピタキシープロセ
スを修正する2とにより製作すると便利であり、そのプ
ロセスについてはAlXGa、−エA8  レーザの製
作を参照して述べる。
第1の段階において、所望のレーザ構造が成長され、エ
ピタキシャル層の全厚は典型的な場合、約4μmである
。メサな形成するために基板までエピタキシャル層をエ
ッチすることが必要で9周知のように適当な結晶方向に
向けたマスクを用いて1図示された形状のメサが生ずる
。4μmの上部幅を有するメサを形成するために、12
μ扉幅のストライプマスクを用いた。マスクの幅は一般
にメサの狭い部分の約3倍の幅をもつ。適当なエッチャ
ントは24℃における1H2sO4: H2O2(30
パーセント):H2O−1:8:10である。
狭いくびれたメサを生ずるためにストライプは<110
>又は<ooτ〉方向に向け、活性層におけるメサの幅
は、以下で述べる理由により一般に6μm以下である。
エツチングは透明フォトレジストマスクを通して、メサ
の最上面の幅を観測することにより、モニタすると便利
である。たとえば、リプレー1350Jフオトレジスト
マスクを用いてもよい。このプロセスは過剰のエツチン
グによるメサ最上面の幅のある程度のふらつきを伴い、
基板中にエッチされた所望のメサを容易に形成する。視
察の後、メサ最上面の幅は一般に1+Dfi*の距離で
わずかに変化し1幅の最大変化は典型的には約0.3μ
mであることがわかった。一方1本明細書中でAと呼ぶ
各メサ側壁界面の位置の平均二乗振幅は、約0.1μm
であった。フォトレジストマスクは市販のフォトレジス
ト除去剤で除去され9次に最後の洗浄工程で、それ自身
の醸化物が試料表面上に成長された。次に、エビタキシ
ャヤ再成長により1層(19,21)及び(26)を成
長させた。再成長工程の前に、水酸化アンモニウムと水
の同じ割合の混合物中に、短時間浸すことにより、酸化
物を除去した。
ここで述べた荒削りエッチを用いる別の方、法は、荒削
りマスクすなわちその幅にふらつきをもつストライプマ
スクを用いることである。メサエッチングはまた以下の
ように進めてもよい。約100μ脇の距離に渡り約28
0μmの距離だけ離して、上部クラッド層が最初に選択
的に除去され、100μmの受動領域中の再成長及び浄
化の後、受動領域中にミラーを有するレーザが形成され
る。これはへテロ構造表面中に露出された5μm及び1
00μmの寸法を有するスリットを残すマスク使用によ
り実現される。スリットを通して上部クラッドが活性層
まで選択的に除去される。
次に表面が洗浄され、ストライプマスクがエツチングさ
れたスリット上に重畳され、メサエッチングが実行され
る。
メサにクラッドを形成する便利な組成、すなわち層(1
10)を形成するのに便利な組成はs )J! −65
Ga 、35 As  である。なぜならば、メサ構造
の実効的なX値より少くとも約20パーセント大きいX
の値を有する任意のkl!yGa 1−xA B 組成
を用いることができるが。
それは優れた電流閉じ込め特性をもたらすからである。
優れた電流閉じ込めは、  oe  ’″′cp形に、
またSn  でn形に液相エピタキシーでこの濃度にド
ープすることは非常に困難で。
この組成における成長では多くのp−n接合が形成され
る傾向がある。このふるまいを促進するため、p形(0
,1原子パーセントのGe)及びn形(0,4原子パー
セントのSn )  の両方の層が成長され、冷却速度
は通常の冷却速度の2倍である0、4℃/分まで増加さ
れた。
この成長法は第2の成長又は再成長工程で形成された多
くのp−n接合で、優れた再現性のよ〜、・電流閉じ込
めを実現した。
融液の組成は再成長工程でAJ、65Ga、35A8 
 が成長するよう調整した。試料は成長ボート中に置か
れ、一定の温度(750°C)で第1の融液下に置いた
。ぬれを良くするため。
炉温度を1℃上げ30分間維持した。得られるメルトバ
ックは約0.2μm以下と推測されるが、それはエッチ
された表面を浄化する助けとなり、メサ再成長層界面に
おける非放射性再結合を減す。このメルトバック工程の
後。
炉温度は約1μm厚の層を成長させるため。
1分当り0.4℃降下させた。この層はSn  を0.
4原子パーセントドープしたが、それによってもしメサ
側面がメサ中のp形上部クラッド層までぬれ、再成長さ
れるならば、電流はp−pヘテロ接合よりこのように形
成された1)−nヘテロ接合によって、より妨げられる
次に、試料は第2のメルトすなわち0.1原子パーセン
トのGo  を含むp形メルト下にスライドされ、約2
μmの成長の後、もう一つのn形(8n0.4原子パー
セント)層が約2μmの厚さに成長された。再成長工程
を開始させるため、はぼA−1、65、55AB  の
組成を用いるのが有利であることがわかっている。この
組成はぬれがよいという特性をもつため。
たとえ埋め込み層がほぼこの組成をもたない場合でさえ
、このことがあてはまる。
次に、試料は順次陽極酸化することにより表面Ga 小
滴が除かれた。陽極酸化によりGaは酸化物に変り、そ
れは容易に表面からぬぐいとられる。最初の陽極酸化の
後、それ自身の酸化物はメサの最上部にのみ形成され、
再成長により形成された高抵抗路のため、メサ間にはそ
れ自身の酸化物はほとんど成長しないことが容易にわか
る。
デバイスを貫く垂直導電路のみがメサを貫くから、この
導電路は分離されかつ個々に電気的に接続できるレーザ
の形成に、有効に用いることができる。レーザからレー
ザまでの間隔は、メサを形成するために用いるエツチン
グマスク中のストライプの間隔で決る。
先に述べた12μm幅のストライプマスクを用いた時、
レーザ間の間隔は15μm にも小さくでき、マスクさ
れたストライプ間のマスクされない間隔が3μmでも、
メサエッチングを行うのに十分である。
次にデバイスは約0.3μmの厚さのp+拡散層を形成
するために、短いZn  拡散を行った。金属部分はp
側上では1ooオングストロームのTl (層(19)
及び2000オングストロームのAu (層(ITJ)
から成り、n側上では500オングストロームのAu 
及び1000オングストロームのN1(層(25) )
から成る。
メサエッチングに用いたものと同じフォトリングラフィ
技術を用いて、9表面上の金中に10−25μm幅の窓
がエツチングされ、活性層ルミネセンスの観察が可能に
なった。
510℃に短時間加熱することにより、オーム性接触を
形成するために金属部分は合金化され、レーザは通常の
へき開によって形成された。
レーザ構造に用いられるドーパントは、3x 1017
/Ca1”の濃度である。名目上の層の厚さは、活性層
0.15μm、導波層0.5 μ77! *上部及び下
部クラッド層は1.5μmである。第゛1図に示される
レーザは、導波層を省き、単一の導波層のみをもつよ5
にすることによって修正してもよい。他の実施例もまた
構成できる。たとえば、活性層はInGaAaPから成
り。
クラッド及び導波層はInPから成ってもよい。
加えて9層(110)は単一の伝導形のみを有してもよ
い。
導波層をもたないレーザの場合、典型的な電流閾値は7
 mA 7μmで、導波層を有するレーザの場合、10
77LA/μmであった。
損失安定化埋め込み光導波レーザの場合の光対電流関係
は、非常に線形に近く、約50ないし60パーセントの
微分量子効率を有した。損失安定化埋め込みへテロ構造
レーザの場合の光対電流関係は、わずかにサブリニアで
約25−35パーセントの微分量子効率を有した。この
事実により埋め込み光導波レーザは一般に埋め込みへテ
ロ構造レーザより優れている。
閾値電流の温度依存性はIthがほぼ8m1) (T 
/ To )  に等しくなるよ5に合わせることがで
きた。ここで、Tが325に以下の低温ではTo −1
67Kで、Tが350により 高い高温ではTo = 
57 K である。損失安定化埋め込みへテロ構造レー
ザのデータも同様であった。TOの急激な変化の正確な
理由は。
完全には理解されていないが、活性ストライプ周辺の電
流伝導の増加によるものと仮定されている。温度に伴う
電流の増加は、はとんどのレーザが動作すると推測され
る温度より高い温度で起る。
損失安定化レーザは1つの縦モードを有する単−横モー
ド又は数個の空間的に近接した縦モードで動作する。し
かし、高電流、一般には2.5Ith以上では、スペク
トルはしばしば広がり、しば↓ば第2の組のモードが現
れる。Ithが約22771A  で第2の組のモード
が約70鮎で現れる場合、遠視野パターンはスペクトロ
メータを通して測定され、レーザ線には最低次で第1の
励起横モード、  TEOo及びTE01  を伴って
いることがわかった。
TEol  モードは高電流で起る。生強度において測
定された全角度は、21度及び48度であった。TKo
 1  モードのエネルギーは、 TEo。
モードより351−’だけフォトンエネルギーが高い。
このことはTEo 1  モードの場合の7077LA
  という閾値より電流が高い時、 TEo1モードの
損失はTEOOモードのそれより大きいことの証拠であ
る。レーザ動作は利得が最大値をとるhν の値におい
て起る。電流密度が増すことにより利得が増すにつれ、
利得曲線の最大値は、より高いエネルギーにシフトする
層(110)と中央メサな形成する層間の少くとも4パ
ーセントの大きな屈折率不連続は、エツチングされたメ
サの粗さとともに。
界面散乱が最初のモードから他のモードへ光を結合させ
た時、損失を生じさせる。第2図の議論から明らかなよ
うに、損失はモード数とともに急速に増加し1選択機構
が生じ、それはレーザな最低次モードで動作さ−せる。
ディー・マーカス(D aMarcuse 、)  に
よるベル・システム・テクニカル・ジャーナル(Be、
11 System Teohnical ) 48 
、 3187−3215.1969年12月、の論文に
述べられた界面散乱の詳細な理論に従って、界面損失係
数が計算された。散乱損失式は高次モードと同様最低次
モードの場合の散乱損失を計算するために用いられた。
第2図において。
散乱損失はセンナメートルの逆数を単位に垂直にプロッ
トされ、ストライプ幅はμm単位で水平にプロットされ
ている。(1,2,3゜4)及び(5)と印された曲線
は、それぞれTEoo。
01.02,03及び04モードを表す。Aで蝙定され
る幅のふらつきの二乗平均振幅は0.1μmで、ふらつ
きのコヒーレント長は10μmであった。これらの値は
エッチされたメサの概略の測定に基く。層(110)は
A1.65 Ga、35 As組成を有し、中央メサの
実効的な組成はAI!、 12 Ga、 88 As 
 であった。
この場合、屈折率不連続は約10パーセントである。二
次モードと一次モードの閾値電流間の計算された違いは
、異なるストライプ幅Wに対して2曲線(2)に示され
ている。たとえば、2.5μm という狭い幅の場合、
最低次モードと一次モード間の散乱損失の差は、かなり
太き(、かつ二次モードと一次モード間の閾値電流間の
差もかなり大きいことに注意すべきである。ここで述べ
たような場合、すなわち多くの個別のモードを有するガ
イドの場合、散乱損失の90パ一セント以上は、光の束
縛モードへの結合の結果であり、残りの損失は連続的な
ものである。従って、第2図に示されるように、損失は
モード数が増すにつれ、またストライプ幅Wが減少する
につれ増加する。この効果は活性層(7)をメサの最も
狭い部分に配置し、活性接合の幅をストライプ幅より著
しく小さくシ、それによって更にモードの区別を増すこ
とによって、更に増長される。
第3図は、センチメートルの逆数を単位として散乱損失
を縦軸にとり9層(110)のアルミニウム濃度の差を
プ項ットして表わした図である。メサの実効A7 濃度
は、12であり、一方Xd は層(110)のA7 濃
度を示す。曲線はWが3μm 、 A及びコヒーレント
長は第2図の場合と同じで、それぞれ、1μm及び10
μmである。従って、Δx=Xd  Xeffすなわち
xa −12パーセントが4パーセントに等しいかそれ
以上の場合、屈折力不連続が太き(、散乱損失の差に−
よる本質的なモード選択性がある。それに対して1通常
の埋め込みへテロ構造レーザの条件は、αが約4パーセ
ントに等しいかそれより小さいということである。約4
パーセントより大きなΔXの場合、界面散乱はかなり大
きくなり1通常の埋め込みへテロ構造レーザの単一モー
ドの安定性を増す働きをする。
A及びコヒーレント長の値は、エッチされたメサのミク
ロな視察に基いて選択された。
第2及び第3図中の損失曲線はA2  に比例し。
このパラメータを他に選択する場合には、計算で合わせ
ることができる。もし幅のふらつきが増すと、モード間
の散乱損失の差は増加するであろう。しかし、最低次モ
ードの損失もまた増加し、好ましくないレベルに到達す
るであろう。Aの最適値もまたレーザ波長に依存する。
散乱損失は波長の4乗の逆数に従って減少し、たとえば
1.3μmの波長において、より大きなふらつきが望ま
しいか、活性層の幅を減少させることが必要になる可能
性がある。
レーザ電流が閾値以上に増加すると、レーザ動作が最低
次TEoo  モードで始る。このモー′ドは他のモー
ドよりわずかに高く活性層を占め、より重要なことは損
失が最も低いことである。閾値において、キャリヤ密度
は活性層中で一様であるが、電流が閾値以上に増加し、
刺激放射が強くなるにつれ、ガイドの中央におけるキャ
リヤ密度は最低次モードにおける利得を一定に保つため
減少し、ストライプ端付近のキャリヤ密度は増加するで
あろう。
キャリヤ密度のこの変化は一般に空間ホールバーニング
とよばれ、 TE01  モードにおける利得を増加さ
せ、最終的にはそれをレーザ発振させる。−次及び最低
次モード間の損失差が最大になることで表した最適幅は
、約2μmないし約3μ扉である。幅は約4μmを越え
てはならない。この範囲ならば最低次モードの特性が本
質的に劣化する水準まで、損失を増加させることはない
。広いストライプ幅すなわちWが4μm以上の場合、損
失の安定化は弱く、不均一なキャリヤ密度及び結晶欠陥
のような他の効果が閾値のレーザモードを決る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の損失安定化埋め込みへテロ構造レーザ
の断面図。 第2図は本発明のレーザの場合のメサの計算された界面
散乱損失を垂直に1幅を水平にプロットした図。 第3図は本発明のレーザの場合の二つの最低次モードに
対する散乱損失を垂直に、屈折率不連続を水平にプロッ
トした図である。 〔主要部分の符号の説明〕 活性層−−−−−−−−−7 第1の半導体層−一−6 第2の半導体層−一−11 第6の層−一−−−−−i i 。 第1の導波層−−−−−5 第2の導波層−−−−−9 第1.第2.第3の半導体層−−5,7,9基板−−−
’−−−−−−−1 出願人  ウエスターンエレクトリックカムパニー、イ
ンコーポレーテツド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t 活性層、該活性層Ω両側の第1及び第2の半導体層
    、該活性層及び第1及び第2の半導体層の両側面と接す
    る第3の層から成る発光構体において。 該活性層は該第1及び第2の半導体層の禁制帯より小さ
    な禁制帯を有し、該第3の層は活性層の屈折率より少く
    とも約4パーセント小さい屈折率を有する半導体層であ
    ることを特徴とする発光構体。 2、特許請求の範囲第1項に記載された発光構体におい
    て、第1及び第2の導波層がそれぞれ該活性層及び該第
    1の半導体層間。 該活性層及び該第2の半導体層間にあることを特徴とす
    る発光構体。 五 特許請求の範囲第1項に記載された発光構体におい
    て。 該層はl−V原材料から成ることを特徴とする発光構体
    。 4、特許請求の範囲第3項に記載された発光構体におい
    て。 該半導体はAlxGa1−エAs  から成り、該第6
    の層のIは該メサのXeff  より少くとも約20パ
    ーセント大きいことを特徴とする発光構体。 5、特許請求の範囲第4項に記載された発光構体におい
    て。 該活性層は約2.0μmと3.0μmとの間の幅を有す
    ることを特徴とする発光構体。 6、特許請求の範囲第5項に記載された発光構体におい
    て、該第3の層の該Xは約、65であることを特徴とす
    る発光構体。 2、特許請求の範囲第6項に記載された発光構体におい
    て。 該第1の層の該Xは約、30であることを特徴とする発
    光構体。 8、 順次筒1.第2及び第3の半導体層を半導体基板
    上に成長させる工程を含み、該第2の層は該第1及び該
    第3の層の禁制帯より小さな禁制帯を有し、該第2の層
    は活制層であり、該第1.第2及び第3の半導体層の一
    部分を残すことにより1幅にふらつきを有するメサをエ
    ツチングし、該基板を露出する工程及び第4の半導体層
    を成長させる工程が含まれ、該第4の層は該第1゜第2
    及び第3の半導体層の両側面に接することを%轍とする
    少くとも1個の埋め込みダブルへテロ構体の製造方法。 9 特許請求の範囲第2項に記載された方法において。 該エツチングはマスクを用いることを特徴とする方法。 10、特許請求の範囲第9fflに記載された方法にお
    いて。 該マスクは端部を粗くすることを特徴とする方法。 1t  特許請求の範囲第9項に記載された方法におい
    て。 少くとも第1及び第2のダブルへテロ構造レーザを製造
    し、該第1及び第2のダブルへテロ構造レーザは約15
    μmだけ離間していることを特徴とする方法。 12、特許請求の範囲第9又は第11項に記載された方
    法において。 該露出された層の選択された部分を残すため、該第3の
    層をマスクする工程、該活性層を露出するため該第6の
    層をスリット状にエツチングする工程及び該メサエッチ
    ングに先立ち該エツチングされたスリット上にマスクを
    施す工程が更に含まれることを特徴とする方法。
JP57099425A 1981-06-12 1982-06-11 発光構体及びその製造方法 Pending JPS589389A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/273,109 US4481631A (en) 1981-06-12 1981-06-12 Loss stabilized buried heterostructure laser
US273109 1994-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS589389A true JPS589389A (ja) 1983-01-19

Family

ID=23042597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57099425A Pending JPS589389A (ja) 1981-06-12 1982-06-11 発光構体及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4481631A (ja)
JP (1) JPS589389A (ja)
CA (1) CA1196714A (ja)
DE (1) DE3221497A1 (ja)
FR (1) FR2507834A1 (ja)
GB (1) GB2100501B (ja)
NL (1) NL8202385A (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176991A (ja) * 1982-04-09 1983-10-17 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レ−ザ
US4566171A (en) * 1983-06-20 1986-01-28 At&T Bell Laboratories Elimination of mask undercutting in the fabrication of InP/InGaAsP BH devices
US4661961A (en) * 1983-06-20 1987-04-28 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Buried heterostructure devices with unique contact-facilitating layers
JPS6085585A (ja) * 1983-10-17 1985-05-15 Nec Corp 埋め込み型半導体レ−ザ
US4868838A (en) * 1986-07-10 1989-09-19 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device
JPS63150986A (ja) * 1986-12-15 1988-06-23 Sharp Corp 半導体レ−ザ
JPS63150985A (ja) * 1986-12-15 1988-06-23 Sharp Corp 半導体レ−ザ
JPS63164484A (ja) * 1986-12-26 1988-07-07 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS63177495A (ja) * 1987-01-16 1988-07-21 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS63208296A (ja) * 1987-02-24 1988-08-29 Sharp Corp 半導体装置
JPS63271992A (ja) * 1987-04-28 1988-11-09 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPS63287082A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
JPH09237940A (ja) * 1995-12-28 1997-09-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置,及びその製造方法
US20030219053A1 (en) * 2002-05-21 2003-11-27 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Index guided laser structure

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4121177A (en) * 1973-05-28 1978-10-17 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and a method of fabricating the same
JPS54154984A (en) * 1978-05-12 1979-12-06 Nec Corp Semiconductor laser device and its manufacture
JPS5826834B2 (ja) * 1979-09-28 1983-06-06 株式会社日立製作所 半導体レ−ザ−装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2507834B1 (ja) 1985-05-17
NL8202385A (nl) 1983-01-03
DE3221497A1 (de) 1983-01-20
CA1196714A (en) 1985-11-12
US4481631A (en) 1984-11-06
FR2507834A1 (fr) 1982-12-17
GB2100501B (en) 1985-04-24
GB2100501A (en) 1982-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3978426A (en) Heterostructure devices including tapered optical couplers
EP0038085B1 (en) Buried heterostructure laser diode and method for making the same
US4190813A (en) Strip buried heterostructure laser
US4566171A (en) Elimination of mask undercutting in the fabrication of InP/InGaAsP BH devices
US4728628A (en) Method of making ridge waveguide lasers
Kaminow et al. Single-mode CW ridge-waveguide laser emitting at 1.55 μm
DE69300772T2 (de) Mittels MOCVD auf einem strukturiertem Substrat aufgewachsene Laser mit vergrabener Heterostruktur.
US4845725A (en) Window laser with high power reduced divergence output
US4575919A (en) Method of making heteroepitaxial ridge overgrown laser
EP0014588B1 (en) A semiconductor light emitting device
JPS589389A (ja) 発光構体及びその製造方法
US4296387A (en) Semiconductor laser
US4269635A (en) Strip buried heterostructure laser
US4661961A (en) Buried heterostructure devices with unique contact-facilitating layers
US5838028A (en) Semiconductor device having a ridge or groove
US4622673A (en) Heteroepitaxial ridge overgrown laser
US4194933A (en) Method for fabricating junction lasers having lateral current confinement
Kishino et al. Fabrication and lasing properties of mesa substrate buried heterostructure GaInAsP/InP lasers at 1.3 µm wavelength
Tsang et al. GaAs‐Al x Ga1− x As buried‐heterostructure lasers grown by molecular beam epitaxy with Al0. 65Ga0. 35As (Ge‐doped) liquid phase epitaxy overgrown layer for current injection confinement
US4536940A (en) Method of making a loss stabilized buried heterostructure laser
US4464211A (en) Method for selective area growth by liquid phase epitaxy
JP3689733B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JPH0983077A (ja) 半導体光装置
JPH0574217B2 (ja)
JPH0377675B2 (ja)