JPS5897887A - 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

Publication number
JPS5897887A
JPS5897887A JP19649481A JP19649481A JPS5897887A JP S5897887 A JPS5897887 A JP S5897887A JP 19649481 A JP19649481 A JP 19649481A JP 19649481 A JP19649481 A JP 19649481A JP S5897887 A JPS5897887 A JP S5897887A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
striped
current
semiconductor laser
buried structure
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
JP19649481A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunori Sugimoto
杉本 満則
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
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 NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP19649481A priority Critical patent/JPS5897887A/ja
Publication of JPS5897887A publication Critical patent/JPS5897887A/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

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。

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、特にストライプ
状突起を有する基板音用いた埋め込み構造牛導体レーザ
に関する。
従来、ストライプ状突起を有する基板を用いた埋め込み
構造半導体レーザとしてメサ・サブストレート埋込ヘテ
四構造レーザ(Mega 5ubstr−ate Bu
rled Heterostructvre、  略し
てMSB  レーザ)が知られている(例えば岸野、末
松、板屋Electronics Lett、vol、
15.Nn4゜p134)。第1図に層構造を示す。こ
の層構造は、ストライプ状突起1を有するn・InPか
らなる基板2上にバッファ一層(n−InP)3.活性
層(InGaAsP)4a及び4b、  クラッド層(
p−InP)5が形成された構造となっている。活性層
は、誕相成長法を用いて形成すると、ストライプ状突起
1の側面において途切れて成長する。したがって〜スト
ライプ状突起1の上部の活性層4aがバッファ一層3お
よびクラッド層5とで囲まれた埋め込み構造が実現され
ていた。この様にして出来たクエハーの上面[5i02
膜6によりてストライプ状突起1の上部のみに電流注入
領域を限定されたp電極7を形成し、ウェハー下面にn
電極8を形成してレーザウェハーが製造されていた。!
1図のMSBレーザではp電極7から流れる電流が横方
向に拡がる几めにストライプ状突起1の両側の活性層4
bにも電流が流れてしまいレーザ発振に寄与しない無効
電流成分が多く、低しきい値電流の実現は困難であった
。又、この様な電流波がりを防ぐには8i02膜6の電
流制限構造を活性層に非常に近接して置くことが考えら
れるが、電極7が活性層に近過ぎると信頼性や寿命の点
で問題となシ、実用上困難であった。
本発明の目的は、以上述べた様な電流もれを防ぐ電流制
限構造を結晶内部に具備し、上記電流もれが少なく低閾
値、高効率の埋め込み構造中導体レーザを提供すること
にある。
本発明によれば、ストライプ状突起を有する第1導電型
の半導体基板、この半導体基板上に形成され、ストライ
プ状突起側面において途切れている活性層、この活性層
上に形成された第2導電型のクラッド層、このクラッド
層上に形成され、ストライブ上突起の上方において欠損
部を有する第1導電型の電流阻止層を具備し、欠損部が
電流通路にな)、ストライプ状突起の上方に形成された
活性層が主発光領域となることを特徴とする埋め込み構
造半導体レーザが得られる。
従来のMSBレーザにおいては電流もれが多く、電流の
閉じ込めが不完全なため閾値電流が比較的大きい欠点が
あった。本発明の埋め込み構造半導体レーザにおいては
電流もれを防ぐ電流阻止層を活性層に非常に近接して設
置出来るため、電流もれは著るしく減少し、低閾値電流
が実現した。また電流阻止層は成長プロセス中にはぼ自
動的に形成出来るため、選択拡散等のプロセスを省略す
ることが出来て工数削減にも効果があった。
以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の一実施例の波長1.3μmのInP/
InGaAsP埋め込み構造半導体レーザの共振軸に垂
直な断面を示す。図中、20はn−InPから述る基板
21は基板2o上に形成され几ストライプ状突起、22
はn−InPからなるバッファ一層、23a及び23b
は、バッファ一層22に形成されたIn 1−xGax
AsyPt−y(X 〜0.24.Y〜0.55゜λ〜
1.3μm)からなる活性層、24は活性層23a及び
23b上に形成されたp−InPからなる第1クラッド
層、25はn−InPからなる電流阻止層、26はp−
InPからなる第2クラッド層、27はP・InGaA
sPからなるキャップ層、28はp電極、29はn電極
、30は基板20の平担部である。
バッファ一層22は、基板20がInPからなっている
ため必らずしも必要ではないが、プロセス中にn・In
P基板20の表面に生じたダメージ一層が活性層23a
に悪い影響をおよぼすのを避ける九めのものである。し
たがって必らずしもInPである必要はなく、活性層よ
シも大きな禁制帯幅を有するIn 1−x’ Gax’
 Asy’ Pt −y’ (X’ <X。
Y’<Y)であっても良い。その場合にはバッファ一層
22の形状は第2図と異なり、活性層23a及び23b
と同様にストライプ状突起21の側面で途切れた形状と
なる。バッファ一層の厚みは0.1〜2μm1典型的に
は0.5μmが適当である。
活性層23aの幅及び厚さは、あまシ大きいと一次横モ
ード発振が起こ)やすく、あまシ小さいと光閉じ込め係
数が小さくなシ過ぎて閾値が上昇する。活性層23aの
幅は0.5〜5μm好ましくは2〜3μm又は厚さは0
.05〜5μm好ましくは0.1〜0.2μmが適当で
ある。
ストライプ状突起21の幅は活性層23aの幅とほぼ対
応しているため、上述した活性層23aの幅にほぼ等し
い値が適当である。又、ストライプ状突起の高さは、1
〜5μm1好ましくは2〜3μmが適当である。
第1クラッド層22の厚さは0.2〜2μm5好ましく
はO15〜1.5μmが適当である。又、第2クラッド
層24は、表面を平担にする几めのもので必らずしも必
要ではなく、この層を省略してキャップ層27を直接電
流阻止層25の上に形成しても良い。又、第2クラッド
層24は必らずしもp−InPである必要はなく1)−
InGaAsPであっても良い。第2クラッド層の平担
部での厚さは1〜10μm5典型的には5μmである。
又、キャツブ層27は良好なオーミック接触を得るため
のもので、必らずしも心安ではない。厚さとしては0.
2〜2μm典型的には1μmである。
電流阻止層25は電流もれを防ぐ役目のもので、第1ク
ラッド層24の上に形成され、5ストライプ状突起21
の上部では欠損した形状になっている。
平担都30においては、電流阻止層25を含んだpnp
nM造のためこれを貫いて流れる電流もれは無い。従が
って、電流をストライプ状突起21の領斌に基中させる
ことが出来る。又、第1クラッド層24を横方向に拡が
る電流もれ成分は、ある程度存在するが、従来のMSB
レーザに比較すると極めて小さい。それは第1クラッド
層24の厚さが薄いため拡がシ抵抗が大きいからである
。従がって、電流はほとんどストライプ状突起21の上
方に形成された活性層23aに流れ、これを励起するた
め、無効電流が少なく、低部fit電流が実現出来た。
次にこの半導体レーザの製造方法について述べる。
第3図は本発明の埋め込み構造牛導体レーザに用いる基
板の製造工程を示している。ます纂3図(a) K:示
す様に主面が(100)(Dn−InP基板31上にエ
ツチングのマスク32a t−f形成する。マスク32
&には通常5i02 やホトレジストが良く用いられる
が、その他の材料でも良い。次に第3図(b)に示す様
に、通常のホトリソグラフィ技術等を用いて、マスク3
28eストライブ状にパターン化を行なう。このとき、
ストライプの方向全結晶方向〔011〕にほぼ平行にす
る。これはこの方向のストライプ状突起の上に誕相成長
がしやすいからである。次に第3図(C)に示す様にエ
ツチングを行な込ストライプ状突起33を形成する。第
3図(C)ではストライプ状突起33の断面形状がメサ
形となっているが必らずしもメサ形である必要は無く、
他の断面形状、例えば突起の側面が曲線になって騒る様
断面形状であっても良い。最後に第3図(d)に示す様
にマスク32bt−除去して、ストライプ状突起33の
製造工程が終了する。
次に第2図を用いて、本実施例の埋め込み構造半導体レ
ーザの結晶成長工程を説明する。本発明の埋め込み構造
半導体レーザでは、液相成長法とその固有の性質を用い
て結晶成長が行なわれる。
誕相成長プロセスにおいて、ストライプ状突起21を有
する基板20上に、最初にバッファ一層22を成長し、
次に活性層23a及び23tl成長する。このとき、活
性層はストライプ状突起21の側面で途切れて成長する
。次に第1クラッド層24゜電流阻止層25、第2クラ
ッド層26、キャップ層27t−順次成長する。これら
の成長層は1回の液相成長プロセスで形成することが可
能である。
活性層23aと23bが、ストライプ状突起21の側面
で途切れて成長するのはM8Bレーザの場合と同様であ
Iりs InGaAsP  の液相成長の固有の性質と
考えられる。
電流阻止層25は比較的小さな過飽和it−有する成長
溶液を用いて成長し、ストライプ状突起21の上方で欠
損し良形状となっている。これは、液相成長において、
成長溶液の過飽和度が小さくなると突起部での成長速度
が小さくなる性質を利用したものである。逆にバッファ
一層22及び第1クラ、ド層24はストライプ状突起2
1の上方でも成長を行なわしめるため比較的大きな過飽
和度の成長溶液を用いて成長した。
以上の様な結晶成長工程を経几後、p電極28、n電極
2゛9ヲ形成する。次に結晶を共振器長100−500
μm典型的には250μm程度の大きさに骨間を用いて
切出す。最後に、この様に切出されたペレットをヒート
シンクに融着し、リード線のポンディングを行なって、
製造工程が終了する。
本実施例において、活性層に組成X〜0.24 。
Y 〜’0.5 ’5 (D In 1−xGaxAs
yPt−y t−用イ九が、他の組成のInGaAsP
  でも良い。又本実施例で用いたInGaAsP  
系材料に限らず他の材料、例、えばGaAJAs系やG
aAlSb系等にも適用することが可能である。又、本
実施例においては活性層は単層構造であったが光ガイド
層等を含んだ多層構造であっても良す。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のMSBレーザの共振軸に垂直な断面図、
誦2図は本発明の一実施例の埋め込み構造半導体レーザ
の共振軸に垂直な断面図、第3図は本発明の一実施例の
埋め込み構造中導体レーザに用いられる基板の製造工程
を説明するための斜視図を示す。 1・・・・・・ストライプ状突起、2・・・・・・基板
1.3・・・・・・バッファ一層s4a及び4b・・・
・・・活性層、5・・・・・・クラッド層、6・・・・
・・Si0g膜、7・・・・・・p電極、8・・・・・
・n電極、20・・・・・・基板、21・・・・・・ス
トライプ状突起、22・・・・・・バッファ一層、23
a及び23b・・・・・・活性層、24・・・・・・第
1クラッド層、25・・・・・・電流阻止層、26・・
・・・・第2クラッド層、27・・・・・・キャップ層
、28・・・・・・p電極、29・・・・・・n電極、
30・・・・・・平担部、31・・・・・・基板、32
a及び32b・・・・・・マスク、33・・・・・・ス
トライプ状突起。 第1図 拾2図 R 拾3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ストライプ状突起を有する第1導電型の半導体基板、該
    半導体基板上に形成され、前記ストライプ状突起側面に
    おいて途切れている活性層、該活性層上に形成された4
    2導電型のクラッド層、該クラッド層上に形成され前記
    スト、ライブ状突起の上方において欠損部を有する第1
    導電型の電流阻止層を具備し、前記欠損部が電流通路と
    なシ、前記ストライプ状突起の上方に形成された活性層
    が、主発光領域となることを特徴とする埋め込み構造半
    導体レーザ。
JP19649481A 1981-12-07 1981-12-07 埋め込み構造半導体レ−ザ Pending JPS5897887A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19649481A JPS5897887A (ja) 1981-12-07 1981-12-07 埋め込み構造半導体レ−ザ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19649481A JPS5897887A (ja) 1981-12-07 1981-12-07 埋め込み構造半導体レ−ザ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5897887A true JPS5897887A (ja) 1983-06-10

Family

ID=16358700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19649481A Pending JPS5897887A (ja) 1981-12-07 1981-12-07 埋め込み構造半導体レ−ザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5897887A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157555A2 (en) * 1984-03-27 1985-10-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A semiconductor laser and a method of producing the same
US5271028A (en) * 1991-07-22 1993-12-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157555A2 (en) * 1984-03-27 1985-10-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A semiconductor laser and a method of producing the same
US5271028A (en) * 1991-07-22 1993-12-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5441912A (en) Method of manufacturing a laser diode
US4977568A (en) Semiconductor laser device
JPS5897887A (ja) 埋め込み構造半導体レ−ザ
JPH01220492A (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
US5360763A (en) Method for fabricating an optical semiconductor device
JPS59127892A (ja) 半導体レ−ザとその製造方法
JPS61242091A (ja) 半導体発光素子
JPS63287079A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPH01129478A (ja) 発光ダイオード
JPS59155981A (ja) 埋め込み型半導体レーザ素子の製造方法
JPS6318874B2 (ja)
JPH01166592A (ja) 半導体レーザ素子
JPH01154585A (ja) 半導体レーザ装置の製造方法
JPS5857770A (ja) 半導体レ−ザ素子
JP2000174388A (ja) 半導体レーザその製造方法
JPH05129723A (ja) 埋込ヘテロ構造半導体レーザ及びその製造方法
JPH047887A (ja) 半導体レーザ装置
JPH01162397A (ja) 半導体レーザ素子
JPH0430758B2 (ja)
JPS63271991A (ja) 半導体レ−ザ素子の製造方法
JPS6241437B2 (ja)
JPS6129183A (ja) 半導体レ−ザ
JPH06120615A (ja) 半導体レーザ素子の製造方法
JPS5864086A (ja) 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ
JPS6191990A (ja) 半導体レ−ザ装置およびその製造方法