JPS59108386A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPS59108386A
JPS59108386A JP57218962A JP21896282A JPS59108386A JP S59108386 A JPS59108386 A JP S59108386A JP 57218962 A JP57218962 A JP 57218962A JP 21896282 A JP21896282 A JP 21896282A JP S59108386 A JPS59108386 A JP S59108386A
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JP
Japan
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light emitting
active layer
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP57218962A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhiko Tabuchi
田「淵」 晴彦
Katsuto Shima
島 克人
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59108386A publication Critical patent/JPS59108386A/ja
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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
    • H01S5/2054Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2059Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion

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】 り1)発明の技術分野 本発明は半導体発光装置に関する。特に、ストライプ状
のpn接合をもって幅の狭い発光層が形成され、単一モ
ードで、安定に発振しうる、半導体レーザ装置の改良に
関する。
■技術の背景 半導体発光装置、特に、半導体レーザにあって 1− は、(イ)光出力が大きいこと、(ロ)指向性が良好で
あることが重要な要件である。(イ)を実現するために
は、しきい値電流密度の低減が有効であり、(ロ)を実
現するためには、単一トドで発振を行なわせることが必
須である。単一モ−1”で発振させるためには、発光部
の幅を小さくシ、できるだけ狭い領域で発光させること
が望ましい。
例えば、ガリウムヒ素(GaAs)/アルミニウムガリ
ウムヒ素(JGaAa )系レーザでは、発光部の幅が
5〔μm〕 程度未満のとき単一モードとなる。
(6)従来技術と問題点 第1図に、−例として従来技術におけるガリウムヒ素(
()aAe)/アルミニウムガリウムヒ素(AlGaA
s )よりなるストライプ型レーザの断面図を示す。図
において、1はn型ガリウムヒ素(n−GaAs)より
なる基板であり、2はn型アルミニウムガリウムヒ素(
n−AlGaAs)よりなる下部クラッド層であり、3
はn型ガリウムヒ素(n−GaAs)よりなる活性層で
あり、4はP型アルミニウムガリウムヒ素(p−AlG
aAs )よりなる上部クラッド層であり、5はp型ガ
リウムヒ素(p−GaAs )よりなる電極コンタクト
層(キャップNt)であり、6は絶縁膜であり、7.8
はそれぞれ正、負電極である。入力電流が発光層のpn
接合以外の領域に広がるのを防止するため上部クラッド
層4の上部及びキャップ層5をストライプ状のメサ型と
なし、かつ、その上面を除いた領域を絶縁膜で糠う構造
となしている。しかし、上記の構造においては、工程上
の制約すなわち、通常のフォトリソグラフィー法とウェ
ットエツチング法を使用した場合の制約から、発光層の
幅を5〜6〔μm〕稈度以下縮小することは容易ではな
く、そのために多重モードとなりやすいという欠点を有
する。
(4)発明の目的 本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、半導
体発光装置において、発光部の幅が5〔μm3未満であ
り、単一モードでの発振が可能で、しかも、しきい値電
流と損失が低減され効率が増加している、半導体発光装
置を提供することにある。
(5)発明の構成 本発明の目的は、基板上に設けられた下部クラッド層、
該下部クラッド層上に設けられた第1導電型活性層、該
活性層上に設゛けられ、表面にストライプ上のメサ部を
有する上部クラッド層とを有し、前記−F部りラッド幼
表面から一部が前記活性層を越えて形成された第2導電
型領域により、前記ストライプ状のメサ部に対応する前
記活性層に二つのpn接合が設けられてなることにより
達成される。
上記の従来の欠点は、発光部の形成に、フォトリソグラ
フィー法とウェットエツチング法とを組み合わせて使用
する従来技術における工程上の制約が原因となっている
。また、従来技術においては、活性層の上面にpn接合
が形成されるために、発光領域がかなり広がって、多重
モードとなりやすいという不利益も存在する。
本発明の発明者らは、活性層内の所望のストライプ幅に
対応した位置に2ケのpn接合を形成し、この2ケのp
n接合をもって左右を挾まれた領域を発光部とすれは、
発光部が広がるのを有効に防止しうるとの着想を得て、
この錨想を具体化するために、活性層と同一導電型を有
する層をもって、上下クラッド層及びキャップ層をノヒ
成したのち、上部クラッド層の上部を幅5〔μm〕 程
度のストライプ状メサ部となし、この上部クラッド層と
メサ部の全面から、活性層とは反対の導電型を有する不
純物を拡散させ、活性層に2ケのpn接合を形成し活性
層に幅の挾い発光部を形成することとして本発明を完成
した。
上記の構成によれば、拡散によって発光部が形成される
ために、キャリアの拡散長より短い3〔μm〕 程度の
幅の挾い発光部となり、多重モードが有効にバh止され
、単一モードで発振し、動作が極めて安定となる。
(6)発明の実施例 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体
発光装置について説明し、本発明の構成と特有の効果と
を明らかにする。
第2図参照 n型不純物としてスズ(Sn )を10” / am3
KfJ 5一 度含むn型ガリウムヒ素 (n−GaAa )  より
なる基板11上に、液相エピタキシャル成長法を使用し
て、n型不純物としてスズ(Sn)を5 X 1017
/am3程度含むn型アルミニウムガリウムヒ素(n−
Al(1,3Ga4.7All )よりなり厚さ2[μ
m]程度の下S+クラフト層12、ノンドープのガリウ
ムヒ素(GaAs )よりなり、厚さ0.1〔μm″l
 程度の活性層13、n型不純物としてスズ(Sn)を
5 X 10 ”10m 3程度含むn型アルミニウム
ガリウムヒ素(n−A16.30a@、7A8 )より
なり厚さ3.6〔μm〕稈度の上部クラッド層14、n
型不純物としてスズ(Sn)を10 ” ” /Q m
 3  程度含むn型ガリウムヒ素(n−GaAs)よ
りなり厚さ0.5〔μm″1程度のキャップ層15を順
次形成する。上記ノンドープの活性層13は結果として
nMとなる。
なお、次工程における上部クラッドM14上にメサ部を
形成するためのウェットエツチングを上部クラッド層1
4の所皐の深さに達するまで正確に制御する必要がある
が、本工程において上部クラッド層14の所望の深さに
、n型アルミニウムガリウムヒg (n−Alo、5 
Gao、5 As )よりなり厚さ0.3〔μm〕 程
度の層(図示ゼす。)を介在させておくと、アルミニウ
ム(Al)の混晶比が上層より大きいのでエツチングレ
ートが上)COに比して遅くなり、エツチングを正確に
制御する上で更に有効である。
第3図裕11:1 ストライプ型発光部を形成するため、キャップ層15表
101から」二部クラッド層14に悸する深さに且つ幅
5〔μm″l稈度のメサ現に残してエツチングを行なう
。この工程は、リン酸7 (H3po4)と過酸化水素
(H2O2)と水(H2O)との混合溶液を使用してな
すウーットエッチング法を用いて実行できる。
第4図参照 上山”工程終了後、活性層13内に2ケのpn接合を形
成するために、上部クラッド層14とキャップ層15の
全1和から、p型不純物として亜鉛(Zn)の拡散を行
なう。この工程は700〔℃〕程度の温度においてなす
熱拡散法を使用して実行され、図に斜線をもって示す領
域は、n型不紳物がp型不純物により補償され、更にp
型不純物を拡散させることによりp型に極性反転された
p型領域19が形成される。尚、p型領域1gのキャリ
11は1018〜10 ”/c m 3程度である。
この工程により、活性層13には、図に13′をもって
示されるように、ストライプ状の互いに対面する一対の
pn接合が形成さね、この一対のpn接合によって挾ま
れた領域13“が発光部となる。
発光部13“は幅3〔μm〕程度となり、単一モードで
の発振に有効に寄与する。
第5図参照 上記基板11の上部全面に酸化アルミニウム(AA’z
Oa)よりなる絶縁膜16を化学気相成長法(OVD法
)等を使用り、 テ3.000 (X:]程度の厚さに
形成する。しかるのち、メサ部の車枠コンタクト領域の
絶縁膜16を、フォトリソグラフィー法とフッ酸(HF
)、!=フフ化アンモニウム(NH4F)トの混合溶液
をエツチング液としてなすウェットエツチング法とを使
用して選択的に除去する。
第6図参照 最後に、基板11の上面にチタン/白金/金(Ti/P
t/Au )三重層よりなる正電極17と、基板11の
下面に金(Au )よりなる負電極18とをそねぞわ真
空蒸着法を使用することにより形成する。
上記の構造において、発光部13“においては上下面と
も厚いクラッド層12.14によって覆われているので
、上下のクラッド効果が極めて大きいが、その他の領域
では、上部クラッド層のJvさが不十分であるから、ク
ラッド効果は小さく、発光領域が広がって多重モードと
なるのを有効に防止する。さらに発光部の幅が挾いため
、しきい値電流を低減する効果も発生する。・ 以上の工程により、発光部の幅が5〔μm〕 未満であ
り、単一モードで安定に発振することが可能であり、か
つ、損失が少なく効率の問い半導体レーザの構造が比較
的簡易な工程により実現しうる。
また、上部クラッド層14と下部クラッド層12中に存
在するpn接合においてはその障壁電圧が活性層のpn
接合13′におけるそれより僅かに大 9− きいため、電流はpn接合13′のみを辿過して流れ、
上下クラッド層14’、12中のpn接合を介しては流
れない。その結果、電流阻止効果も大きく効率が向上す
る。
(7)発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によれば、化合物半導体より
なる半導体発光装置において、発光部の幅が5〔μm〕
 未満であり、単一モードでの発振が可能でしかもしき
い値電流密度が低減さねている、半導体発光装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術におけるガリウムヒ素(GaAs)/
アルミニウムガリウムヒ素(JGaAs )糸レーザの
断面図であり、第2図乃至第6図は本発明の一実施例に
係るガリウムヒ素(GaAs)/アルミニウムガリウム
ヒ素(AlGaAs )糸レーザの主要製造工程完了後
の基板断面図である。 l ・・・ 基板(n−GaAs)、  2 ・・・ 
下部クラッド層(n−AlGaAs)、  3 ・・・
 活性層 10− (GaAs ) 、3’・・・ 本発明の一実施例に係
る半導体レーザの活性層に形成されたpn接合、3”・
・・ 本発明の一実施例に係る半導体レーザの発光部、
  4 ・・・ 従来技術における半導体レーザの上部
クラッドI%l (p−AlGaAs )、   4′
・・・ 本発明の一実施例に係る半導体レーザの上部ク
ラッド層(n−Al1GaAs )、  5 ・・・ 
従来技術における半導体レーザのキャップ層ω−GaA
s )、5′ ・・・ 本発明の一実施例に係る半導体
レーザのキャップ層(n−GaAa ) 、6  ・・
・ 絶縁膜(J20g)、  7 ・・・ 正電極(’
ll’i/Pt/Au三重N)、  8 ・・・ 負’
ITh(Aulfu)、9 ・・・ 本発明の一実施例
に係る半導体レーザの。 拡散によりp型となった領域(斜線部)。  11 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基鈑上に設けられた下部クラッド層、該下部クラッド層
    上に設けられた第1導電型活性層、該活性層上に設けら
    れ、表面にストライプ状のメサ部を有する上部クラッド
    層とを有し、前記上部クラッド層表面から一部が前記活
    性層を越えて形成された第2導電型領域により、前記ス
    トライプ状のメ、す部に対応する前記活性層に二つのp
    n接合が設けられてなることを特徴とする半導体発光装
    置。
JP57218962A 1982-12-14 1982-12-14 半導体発光装置 Pending JPS59108386A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62149186A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Nec Corp 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法
FR2628891A1 (fr) * 1988-03-16 1989-09-22 Mitsubishi Electric Corp Laser a semiconducteurs
WO1991017575A2 (en) * 1990-05-01 1991-11-14 British Telecommunications Public Limited Company Optoelectronic device
JPH04247670A (ja) * 1990-10-04 1992-09-03 Telefunken Electronic Gmbh 半導体装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62149186A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Nec Corp 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法
FR2628891A1 (fr) * 1988-03-16 1989-09-22 Mitsubishi Electric Corp Laser a semiconducteurs
WO1991017575A2 (en) * 1990-05-01 1991-11-14 British Telecommunications Public Limited Company Optoelectronic device
US5446751A (en) * 1990-05-01 1995-08-29 British Telecommunications Public Limited Company Optoelectronic device
JPH04247670A (ja) * 1990-10-04 1992-09-03 Telefunken Electronic Gmbh 半導体装置

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