JPS59127890A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS59127890A JPS59127890A JP267583A JP267583A JPS59127890A JP S59127890 A JPS59127890 A JP S59127890A JP 267583 A JP267583 A JP 267583A JP 267583 A JP267583 A JP 267583A JP S59127890 A JPS59127890 A JP S59127890A
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- Japan
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- layer
- mesa
- mesa stripe
- active layer
- inp
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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
- H01S5/20—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
-
- 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
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は活性層の周囲を、それよりもエネルギーギャッ
プが大きく、屈折率が小さな半導体材料で埋め込んだ埋
め込みへテロ構造半導体レーザ、特に大出力特性の改善
された埋め込みへテロ構造半導体レーザに関する。
プが大きく、屈折率が小さな半導体材料で埋め込んだ埋
め込みへテロ構造半導体レーザ、特に大出力特性の改善
された埋め込みへテロ構造半導体レーザに関する。
埋め込み構造半導体レーザ（ＢＴＵ−ＬＤ）は低い発振
しきい値電流、安定化された発振横モード、高温動作可
能などの優れた特性を有しているため、光フアイバ通信
用光源として本命視されている。本願の発明者らは特願
昭５６−１６６６６６に示した様に２本のほは平行な溝
にはさまれて形成された発光再結合する活性層を含むメ
サストライプの周囲に確実に電流ブロック層が形成でき
、したがって温度特性に優れ、種々の基板処理過程での
ダメージを受けることが少なく、製造歩留りの向上した
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｂ Ｈ−Ｌ Ｄを発明した
。このＢＨ−ＬＤにおいて発振しきい値電流ｌＯ〜２０
ｍＡ、微分量子協率６０％稈度で、片面光出力２０ｍＷ
以上までＩ−Ｌ特性の直線性がよい半導体レーザが再現
性よく得られている。ところでこのようなりＨ−ＬＤを
１００ｍＷ程度の高光出力で長時間動作させようとする
と、時としてへき開によって形成した共振器面に劣化が
生ずる。このため所望の光出力を維持することが困難＃
ｃガることがあった。このようなし−ザ共振器面の端面
破壊はＧａ人ＩＡｓ 系等の短波長帯半導体レーザに
おいて特に顕著であり、長波長帯のｒｎＧａＡｓＰ／Ｉ
ｎＰ系半導体レーザにおい丁半導体レーザな劣化要因で
はないとされていた。
しきい値電流、安定化された発振横モード、高温動作可
能などの優れた特性を有しているため、光フアイバ通信
用光源として本命視されている。本願の発明者らは特願
昭５６−１６６６６６に示した様に２本のほは平行な溝
にはさまれて形成された発光再結合する活性層を含むメ
サストライプの周囲に確実に電流ブロック層が形成でき
、したがって温度特性に優れ、種々の基板処理過程での
ダメージを受けることが少なく、製造歩留りの向上した
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ Ｂ Ｈ−Ｌ Ｄを発明した
。このＢＨ−ＬＤにおいて発振しきい値電流ｌＯ〜２０
ｍＡ、微分量子協率６０％稈度で、片面光出力２０ｍＷ
以上までＩ−Ｌ特性の直線性がよい半導体レーザが再現
性よく得られている。ところでこのようなりＨ−ＬＤを
１００ｍＷ程度の高光出力で長時間動作させようとする
と、時としてへき開によって形成した共振器面に劣化が
生ずる。このため所望の光出力を維持することが困難＃
ｃガることがあった。このようなし−ザ共振器面の端面
破壊はＧａ人ＩＡｓ 系等の短波長帯半導体レーザに
おいて特に顕著であり、長波長帯のｒｎＧａＡｓＰ／Ｉ
ｎＰ系半導体レーザにおい丁半導体レーザな劣化要因で
はないとされていた。
しかし々から活性層端面が０．Ｉ Ｘ １．５ ｓｎ？
程度のきわめて小さな面積をもつＢＨ−ＬＤにおいては
、この程度の小さな面積の領域に数十ｍＷ以上の光強度
が集中することによって、直接外気と触れる共振器端面
が損傷を受けやすい。特に７０℃程度の高温度雰囲気中
で加速試験を行なった後、１００ ｍＷ以上の高出力で
動作させると、このような共振器端面の劣化が促進され
やすい。
程度のきわめて小さな面積をもつＢＨ−ＬＤにおいては
、この程度の小さな面積の領域に数十ｍＷ以上の光強度
が集中することによって、直接外気と触れる共振器端面
が損傷を受けやすい。特に７０℃程度の高温度雰囲気中
で加速試験を行なった後、１００ ｍＷ以上の高出力で
動作させると、このような共振器端面の劣化が促進され
やすい。
高出力動作時の端面劣化を防ぐために、これまで例えば
不純物拡散により、共振器端面付近のみを電流非注入領
域とすることが行なわれている。すなわち、エピタキシ
ャル成長の際の最終成長層をｎ型としておき、レーザ共
振器端面付近を除いてＰ型不純物を拡散し、電流注入領
域を形成する方法である。しかしながらこの場合には不
純物拡散を行なう拡散エッチから転位が走りやすくなり
、それＫよって素子の信頼性を下げていた。
不純物拡散により、共振器端面付近のみを電流非注入領
域とすることが行なわれている。すなわち、エピタキシ
ャル成長の際の最終成長層をｎ型としておき、レーザ共
振器端面付近を除いてＰ型不純物を拡散し、電流注入領
域を形成する方法である。しかしながらこの場合には不
純物拡散を行なう拡散エッチから転位が走りやすくなり
、それＫよって素子の信頼性を下げていた。
そこではじめから結晶成長の段階でレーザ端面付近を電
流非注入領域？形成すれば前述のような端面劣化をかな
りの程度まで低減することが可能となる。しかし、その
場合にはレーザ端面付近に形成された電流非注入領域に
存在する活性層がレーザ発振光にとって吸収拝賀となっ
てしまうために、端面劣化は防ぐことができても、非注
入領域ケもたない半導体レーザと比べて、実際のレーザ
光出力が減少し、所望の光出力を得ることが難かしくな
ってしまう。
流非注入領域？形成すれば前述のような端面劣化をかな
りの程度まで低減することが可能となる。しかし、その
場合にはレーザ端面付近に形成された電流非注入領域に
存在する活性層がレーザ発振光にとって吸収拝賀となっ
てしまうために、端面劣化は防ぐことができても、非注
入領域ケもたない半導体レーザと比べて、実際のレーザ
光出力が減少し、所望の光出力を得ることが難かしくな
ってしまう。
上述の点を改善するためには、したがってレーザ端面付
近を電流非注入領域とすると同時に、その部分から吸収
媒質をとり除いてやればよい。
近を電流非注入領域とすると同時に、その部分から吸収
媒質をとり除いてやればよい。
別な見方をすればＢＨ−ＬＤＩＣおける埋め込み活性層
をレーザ共振器方向にも完全に埋め込んでしまい、活性
層周辺のすべての領域に無効電流が流れないように電流
ブロック層を形成すればよいと言える。もちろん相対す
るレーザ共振器ミラー面の間ｔ−元波が往復する必要が
あるので、活性層のない部分でも埋め込み活性層のレー
ザ共振軸方向に延長された光ガイド層があれば望ましい
。
をレーザ共振器方向にも完全に埋め込んでしまい、活性
層周辺のすべての領域に無効電流が流れないように電流
ブロック層を形成すればよいと言える。もちろん相対す
るレーザ共振器ミラー面の間ｔ−元波が往復する必要が
あるので、活性層のない部分でも埋め込み活性層のレー
ザ共振軸方向に延長された光ガイド層があれば望ましい
。
本発明の目的は前述の種々の欠点を除くべく、結晶成長
時にレーザ共振器端面付近に非注入領域を形成すること
ができ、製造歩留りが高く、特に高出力動作時の信頼性
が大幅に向上したＢＨ−Ｔ、 Ｄを桿供することにある
。
時にレーザ共振器端面付近に非注入領域を形成すること
ができ、製造歩留りが高く、特に高出力動作時の信頼性
が大幅に向上したＢＨ−Ｔ、 Ｄを桿供することにある
。
本発明による半導体レーザの構成は、半導体基板上に少
なくとも活性層を含む半導体多層膜を成長させた多層膜
構造半導体ウェファに、発光再結合する活性層を有する
メサストライプを形成した後埋め込み成長してなる埋め
込みへテロ構造半導体レーザにおいて、前記メサストラ
イプが少なくとも一方の共振器端面付近で活性層を含ま
々いことを特徴としている。
なくとも活性層を含む半導体多層膜を成長させた多層膜
構造半導体ウェファに、発光再結合する活性層を有する
メサストライプを形成した後埋め込み成長してなる埋め
込みへテロ構造半導体レーザにおいて、前記メサストラ
イプが少なくとも一方の共振器端面付近で活性層を含ま
々いことを特徴としている。
以下実施例を示す図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例であるＢＨ−ＬＤの５−
メサストライプ部分をレーザ共振軸にそって切断した断
面図である。第２図はレーザ共振軸に対して垂直方向に
切断した第１図中Ａ−Ａ’部分の断面図、第３図は同様
く第１図中Ｂ−Ｂ’部分の断面図である。主として第２
図を参照しつつまず本発明の実施例であるＢ Ｈ−Ｌ
Ｄの製作工程を示す。（１００）ｎ−ＩｎＰ基板ｌ上：
Ｋｎ−ＩｎＰバッファ層２を厚さ５ｊ”ｍ、発光波長１
．１ ｐｍに相当する１’１７Ｉｎ（ｌＪ５ＧａＯ，１
！！Ａ！Ｉ Ｏ，３ＳＰ０．６？光ガイド層３を厚さＱ
、５ ｆｉｍ ％発光波長１．３μｍＫ相当するノンド
ープＩｎ６，７＊Ｇａｏ、ｚｓＡｓ＋ｏ、ａｔＰｏ、ｓ
ｓ活性層４を厚さ０．１ｊｍ％Ｐ−ＩｎＰクラッド層５
を厚さ１μｍＪ［次積層させたＤＨウェファを作製する
。実際の素子作製にあたってはｎ−ＩｎＰ基板ｌの表面
の転位や処理過程のわずかなキズの影響をとり除くため
にΔＴ＝−２０℃程度のＩｎＰの未飽和溶液を用いて表
面を軽くメルトバックした後ｎ−ＩｎＰバッファ層２を
積層させたが、この層は必ずしも必要ではな（、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板ｌ上に直接ｎ−Ｉｎｏ、５ｓＧａｏ、ｔｓＡｓ
ｏｘｓＰ Ｏ，＠ ？光ガイド層を積層させても差しつ
かえない。
面図である。第２図はレーザ共振軸に対して垂直方向に
切断した第１図中Ａ−Ａ’部分の断面図、第３図は同様
く第１図中Ｂ−Ｂ’部分の断面図である。主として第２
図を参照しつつまず本発明の実施例であるＢ Ｈ−Ｌ
Ｄの製作工程を示す。（１００）ｎ−ＩｎＰ基板ｌ上：
Ｋｎ−ＩｎＰバッファ層２を厚さ５ｊ”ｍ、発光波長１
．１ ｐｍに相当する１’１７Ｉｎ（ｌＪ５ＧａＯ，１
！！Ａ！Ｉ Ｏ，３ＳＰ０．６？光ガイド層３を厚さＱ
、５ ｆｉｍ ％発光波長１．３μｍＫ相当するノンド
ープＩｎ６，７＊Ｇａｏ、ｚｓＡｓ＋ｏ、ａｔＰｏ、ｓ
ｓ活性層４を厚さ０．１ｊｍ％Ｐ−ＩｎＰクラッド層５
を厚さ１μｍＪ［次積層させたＤＨウェファを作製する
。実際の素子作製にあたってはｎ−ＩｎＰ基板ｌの表面
の転位や処理過程のわずかなキズの影響をとり除くため
にΔＴ＝−２０℃程度のＩｎＰの未飽和溶液を用いて表
面を軽くメルトバックした後ｎ−ＩｎＰバッファ層２を
積層させたが、この層は必ずしも必要ではな（、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板ｌ上に直接ｎ−Ｉｎｏ、５ｓＧａｏ、ｔｓＡｓ
ｏｘｓＰ Ｏ，＠ ？光ガイド層を積層させても差しつ
かえない。
６一
またｒｎｏ、ｙｚＧａｏ２ｓＡｓｏ、ａｔ Ｐ６３ｍ活
性層４は０．１ａｍ程度の薄膜結晶の成長制御性、ヘテ
ロ界面の良好さなどの点からオーバーシード法により結
晶成長を行なった。このようにして得たＤＨウェファに
（０１１）方向に平行にメサストライプ８、およびそれ
をはさむエツチング溝６，７を形成する。この際第１図
で示した中央部分ではレジストマスクの幅を５βｍ、素
子端面部分はレジストマスクの幅ｆ３Ａｍとする。すな
わちメサストライプを形成する際のフォトレジストマス
クパターンは素子中央部で幅が広く、素子両端部で幅が
狭いというようにレーザ共振軸方向にパターンの幅が異
なるようなものを用いる０エツチング溝６．７の形成の
ためのレジストマスクの間隔は６μｍ程度とする。上述
のようなフォトレジストマスクを形成したＤＨウェファ
にメサエッチングを行な、いメサストライプ８とエツチ
ング溝６，７を形成する。この際エツチングはＢ「メタ
ノール系の混合エツチング液を用いればよく、素子作製
に際しては０．１ｃｃのＢｒを５０ ｃｃのメチルアル
コールに混合したものを３℃で使用した。エツチングマ
スクとしてフォトレジストを使用することによってサイ
ドエツチング現象を利用することができる。すなわち上
述の工、チンダ液中に３分間放置しておくだけで素子中
央部の５μｍの幅をもったレジストマスクの下部ではレ
ジストマスク端からサイドエ、チングが進むためにメサ
ストライプ８の上面は＠ １．５ ＪＩｙ１１程度とな
る。このようなサイドエツチング社当然マスク幅の狭い
素子端面付近でも同様に進むために、メサエッチング直
後にはメサの上部の平らな部分は完全になくなり、先の
とがった富士山型の形状となる。この素子端面部分では
、はじめ１βｍＴｏったｐ−ＩｎＰクラッド層５＃ｉ両
サイドからけずりとられていくためにメサエッチング後
は０．５〜０．８＃ｍ程度となる。
性層４は０．１ａｍ程度の薄膜結晶の成長制御性、ヘテ
ロ界面の良好さなどの点からオーバーシード法により結
晶成長を行なった。このようにして得たＤＨウェファに
（０１１）方向に平行にメサストライプ８、およびそれ
をはさむエツチング溝６，７を形成する。この際第１図
で示した中央部分ではレジストマスクの幅を５βｍ、素
子端面部分はレジストマスクの幅ｆ３Ａｍとする。すな
わちメサストライプを形成する際のフォトレジストマス
クパターンは素子中央部で幅が広く、素子両端部で幅が
狭いというようにレーザ共振軸方向にパターンの幅が異
なるようなものを用いる０エツチング溝６．７の形成の
ためのレジストマスクの間隔は６μｍ程度とする。上述
のようなフォトレジストマスクを形成したＤＨウェファ
にメサエッチングを行な、いメサストライプ８とエツチ
ング溝６，７を形成する。この際エツチングはＢ「メタ
ノール系の混合エツチング液を用いればよく、素子作製
に際しては０．１ｃｃのＢｒを５０ ｃｃのメチルアル
コールに混合したものを３℃で使用した。エツチングマ
スクとしてフォトレジストを使用することによってサイ
ドエツチング現象を利用することができる。すなわち上
述の工、チンダ液中に３分間放置しておくだけで素子中
央部の５μｍの幅をもったレジストマスクの下部ではレ
ジストマスク端からサイドエ、チングが進むためにメサ
ストライプ８の上面は＠ １．５ ＪＩｙ１１程度とな
る。このようなサイドエツチング社当然マスク幅の狭い
素子端面付近でも同様に進むために、メサエッチング直
後にはメサの上部の平らな部分は完全になくなり、先の
とがった富士山型の形状となる。この素子端面部分では
、はじめ１βｍＴｏったｐ−ＩｎＰクラッド層５＃ｉ両
サイドからけずりとられていくためにメサエッチング後
は０．５〜０．８＃ｍ程度となる。
この段階ではまだ素子端面付近忙もＩｎ（１，７１Ｇａ
（１，２＠Ａｓ ｏ、ｇｔ Ｐｏ、ｓｓ活性層４は残さ
れている。すなわちメサストライプ８け中央部で幅１．
５μｍ、素子端面付近でメサ上面の平らな領域をもたな
い富士山型の形状をもっている。エツチング溝６．７は
いずれも中央部で幅１０μｍ１溝の深さ２．５ ｊＩｍ
程度である。このようにメサストライプ８、およびそれ
をはさむエツチング′＃ＩＩ６，７を形成したＤＨウェ
ファに埋め込み成長を行なう。埋め込み成長過程におい
てまずｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層９ ｎ−ＩｎＰ電
流電流クロッ２層１０ずれもメサストライプ８の中央部
分で、メサ上面以外に積層させる。さらに続いてｐ−Ｉ
ｎＰ埋め込み層１１、波長組成１．３ａｍに相当するｐ
Ｉｎｏ、ｙｚＧａｏ、ｚｓｋｓｏｓＩＰｏ、ｓ＊電極
層１２をそれぞれ３ Ａｒｎ５ Ｉ Ａｍずつ積層させ
る。ｐ ＪｎＰ電流電流クロッ２層９びｎ−ＩｎＰ電流
電流クロッ２層長に際しては成長Ｉｎメルト中にＩｎＰ
小片が浮かぶ２相溶液法金用いた。この場合のメルトの
過飽和度はΔＴ＝３〜４℃程度である。メサの側面部分
でＩｎＰの成長速度が大きいために、成長メルト中の少
数原子であるＰ原子がメサストライプ８の上面で少なく
なるためにメサ上面のみに２つの電流ブロック層が積層
しなくなるわけである。成長メ９− ルトは３〜４℃程度の過飽和度をもっているが、半導体
ウエツブの表面はわずかにメルトバックされる。このよ
うなメルトバックの現象は表面の熱的なダメージ層が自
然忙と９除かれる点で好ましいことであるが、このメル
トバックの度合いは平坦部よりも突起を有する部分が大
きい。
（１，２＠Ａｓ ｏ、ｇｔ Ｐｏ、ｓｓ活性層４は残さ
れている。すなわちメサストライプ８け中央部で幅１．
５μｍ、素子端面付近でメサ上面の平らな領域をもたな
い富士山型の形状をもっている。エツチング溝６．７は
いずれも中央部で幅１０μｍ１溝の深さ２．５ ｊＩｍ
程度である。このようにメサストライプ８、およびそれ
をはさむエツチング′＃ＩＩ６，７を形成したＤＨウェ
ファに埋め込み成長を行なう。埋め込み成長過程におい
てまずｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層９ ｎ−ＩｎＰ電
流電流クロッ２層１０ずれもメサストライプ８の中央部
分で、メサ上面以外に積層させる。さらに続いてｐ−Ｉ
ｎＰ埋め込み層１１、波長組成１．３ａｍに相当するｐ
Ｉｎｏ、ｙｚＧａｏ、ｚｓｋｓｏｓＩＰｏ、ｓ＊電極
層１２をそれぞれ３ Ａｒｎ５ Ｉ Ａｍずつ積層させ
る。ｐ ＪｎＰ電流電流クロッ２層９びｎ−ＩｎＰ電流
電流クロッ２層長に際しては成長Ｉｎメルト中にＩｎＰ
小片が浮かぶ２相溶液法金用いた。この場合のメルトの
過飽和度はΔＴ＝３〜４℃程度である。メサの側面部分
でＩｎＰの成長速度が大きいために、成長メルト中の少
数原子であるＰ原子がメサストライプ８の上面で少なく
なるためにメサ上面のみに２つの電流ブロック層が積層
しなくなるわけである。成長メ９− ルトは３〜４℃程度の過飽和度をもっているが、半導体
ウエツブの表面はわずかにメルトバックされる。このよ
うなメルトバックの現象は表面の熱的なダメージ層が自
然忙と９除かれる点で好ましいことであるが、このメル
トバックの度合いは平坦部よりも突起を有する部分が大
きい。
特に本願の発明者らは富士山形に先のとがったメサ部分
では薄く積層されている活性層から上の部分が非常に再
現性よくメルトバックされることを見出した。突起部分
がメルトバックされた部分では、メサの高さが十分に低
くなるためにｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層９よびｎ−
（ｎＰ電流ブロック層ｌＯがいずれも全面如わたつて積
層されることになり、１回の埋め込み成長過程だけで端
面付近で、活性層がメルトバックされて光ガイド層のみ
が残ヤ、そこに電流ブロック層が形成されたＬＤを作製
できるわけである。この後電極形成、ペレッタイズを行
なって所望のＢＨ−ＬＤを得る。
では薄く積層されている活性層から上の部分が非常に再
現性よくメルトバックされることを見出した。突起部分
がメルトバックされた部分では、メサの高さが十分に低
くなるためにｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ２層９よびｎ−
（ｎＰ電流ブロック層ｌＯがいずれも全面如わたつて積
層されることになり、１回の埋め込み成長過程だけで端
面付近で、活性層がメルトバックされて光ガイド層のみ
が残ヤ、そこに電流ブロック層が形成されたＬＤを作製
できるわけである。この後電極形成、ペレッタイズを行
なって所望のＢＨ−ＬＤを得る。
このような端面保護構造をもったＢＩ（−ＬＤ Ｋ１０
− おいて室温でのＣＷ発振しきい値電流２０ｍＡｓ微分量
子効率５０％以上の素子が再現性よく得られた。片面光
出力１００ｍＷ程度の高出力動作も長時間安定に得られ
、また７０℃の高温度加速試験後も１００ｍＷ以上の高
出力動作は安定しており、素子の端面劣化に起因するＬ
Ｄ出力の減少Ｆｉ認められ々かった〇 本発明の実施例においては、メサストライプ８がＬＤ端
面付近でのみ幅の狭い領域を有し、この部分が坤め込み
成長過程において活性層ごとメルトバックされてしまう
。そこＫＦｉ光ガイド層が残されてお９、同時Ｋ ｐ−
ＩｎＰ 、 ｎ−ＩｎＰ２つの電流ブロック層がその
上部をおおうように積層される。すなわちただ１回の埋
め込み成長過程で、Ｌ Ｄ端面付近に非注入領域を形成
するとともに光吸収領域をとり除き、光ガイド層を埋め
込むことができたわけである。メサエッチングと結晶成
長を工夫したこと【３上述のことが可能となったわけで
、特性の再現性、製造歩留＃）はきわめて良かった。
− おいて室温でのＣＷ発振しきい値電流２０ｍＡｓ微分量
子効率５０％以上の素子が再現性よく得られた。片面光
出力１００ｍＷ程度の高出力動作も長時間安定に得られ
、また７０℃の高温度加速試験後も１００ｍＷ以上の高
出力動作は安定しており、素子の端面劣化に起因するＬ
Ｄ出力の減少Ｆｉ認められ々かった〇 本発明の実施例においては、メサストライプ８がＬＤ端
面付近でのみ幅の狭い領域を有し、この部分が坤め込み
成長過程において活性層ごとメルトバックされてしまう
。そこＫＦｉ光ガイド層が残されてお９、同時Ｋ ｐ−
ＩｎＰ 、 ｎ−ＩｎＰ２つの電流ブロック層がその
上部をおおうように積層される。すなわちただ１回の埋
め込み成長過程で、Ｌ Ｄ端面付近に非注入領域を形成
するとともに光吸収領域をとり除き、光ガイド層を埋め
込むことができたわけである。メサエッチングと結晶成
長を工夫したこと【３上述のことが可能となったわけで
、特性の再現性、製造歩留＃）はきわめて良かった。
なお本発明の実施例においてはｆｎｌ−１ＧａｚＡｓｙ
Ｐ１−７を活性層、ＩｎＰをクラッド層とする波長１ｔ
ｓｍ帯のＢ）Ｉ−ＬＤを示したが、用いる材料系はこれ
に限るものではない。波長の短い可視光領域の半導体レ
ーザＧａＡｌＡｓ系やＧａ１ｎＰ 、 ＧａＩｎＡＩＰ
。
Ｐ１−７を活性層、ＩｎＰをクラッド層とする波長１ｔ
ｓｍ帯のＢ）Ｉ−ＬＤを示したが、用いる材料系はこれ
に限るものではない。波長の短い可視光領域の半導体レ
ーザＧａＡｌＡｓ系やＧａ１ｎＰ 、 ＧａＩｎＡＩＰ
。
ＧａＡｓを基板とし、それに格子整合のとれた可視光領
域のＩｎＧａＡｓＰ 活性層を有するもの等に特に有効
である。ま九実施例においてはｎ−ＩｎＰ基板を用い九
が、Ｐ型基板を用いてｐとｎとをすべて逆転したもので
あってもかまわない。電流ブロック層もｐ、ｎと２段階
に積層したが、あらかじめメサストライプ以外の部分に
電流ブロック層を形成しておき、埋め込み成長時には１
層だけ電流ブロック層を積層させてもよい。
域のＩｎＧａＡｓＰ 活性層を有するもの等に特に有効
である。ま九実施例においてはｎ−ＩｎＰ基板を用い九
が、Ｐ型基板を用いてｐとｎとをすべて逆転したもので
あってもかまわない。電流ブロック層もｐ、ｎと２段階
に積層したが、あらかじめメサストライプ以外の部分に
電流ブロック層を形成しておき、埋め込み成長時には１
層だけ電流ブロック層を積層させてもよい。
さらに実施例では全面電極型のＬＤを示したが、メサス
トライプ上部以外に絶縁膜を形成したり、あるいけ最終
成長層をｎ型とし、不純物拡散によりメサストライプ上
部のみｐ型とするいわゆるプレーナストライプ構造とし
てもよいθ本発明の特徴はメサストライプを有するＢＨ
−ＬＤにおいて、素子端面付近でのみメサストライプが
幅の狭い領域を有し、その部分を埋め込み成長時に活性
層ごとメルトバックしたことである。メルトバックされ
た部分には光ガイド層のみが残され、メサの高さが小さ
くなるので同時に電流ブロック層がその上部に積層し、
非注入領域が自動的に形成されるわけである０メサエツ
チング工程および埋め込み成長過程の工夫のみで上述の
ことが可能となり、通常のＢＨ−ＬＤの製作工程と比べ
て何ら複雑な工程が入っていない。このように結晶成長
の段階で非注入領域を形成することができ、ＢＨ−ＬＤ
の高出力動作時の端面劣化に起因する出力減少を防止す
ることができた。従来例のような不純物拡散によって非
注入領域を形成する場合と比べて、拡散エッチから転位
がのびるというようなことがなく、素子特性の再現性、
素子の製造歩留シ、信頼性が大幅に同上した。
トライプ上部以外に絶縁膜を形成したり、あるいけ最終
成長層をｎ型とし、不純物拡散によりメサストライプ上
部のみｐ型とするいわゆるプレーナストライプ構造とし
てもよいθ本発明の特徴はメサストライプを有するＢＨ
−ＬＤにおいて、素子端面付近でのみメサストライプが
幅の狭い領域を有し、その部分を埋め込み成長時に活性
層ごとメルトバックしたことである。メルトバックされ
た部分には光ガイド層のみが残され、メサの高さが小さ
くなるので同時に電流ブロック層がその上部に積層し、
非注入領域が自動的に形成されるわけである０メサエツ
チング工程および埋め込み成長過程の工夫のみで上述の
ことが可能となり、通常のＢＨ−ＬＤの製作工程と比べ
て何ら複雑な工程が入っていない。このように結晶成長
の段階で非注入領域を形成することができ、ＢＨ−ＬＤ
の高出力動作時の端面劣化に起因する出力減少を防止す
ることができた。従来例のような不純物拡散によって非
注入領域を形成する場合と比べて、拡散エッチから転位
がのびるというようなことがなく、素子特性の再現性、
素子の製造歩留シ、信頼性が大幅に同上した。
１３−
第１図は本発明の一実施例であるＢＨ−ＬＤのメサスト
ライプ部分のレーザ共振軸にそった断面図、第２図は第
１図中Ａ−Ａ’で示した部分のレーザ共振軸に垂直な方
向の断面図、第３図は同様に第１図中Ｂ −Ｂ’で示し
た部分の断面図である。図中ｌはｎ ＩｎＰ基板、２は
ｎ−１ｎＰバッファ層％３ ＃ｉ ｎ−Ｉｎ６．ａｓＧ
ａｏ、ｔｓＡｓｏ、３ｓＰｏ、ｒ＋ｙ光ガイド層１４は
Ｉｎ６，７２ＧａＯ，２ＢＡｓ６，６１ ｐｏ、ｓｓ活
性層％５はｐ−ＩｎＰクラッド層６，７はエツチング溝
、８はメサストライプ、９はｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ
２層０はｎＩｎＰ電流ブＯツク層、１１はｐ−ＩｎＰ埋
め込み層、１２はｐ−Ｉｎｏ、ｙｚＧａｃＬ２ｓＡｓｏ
、５ＩＰｏｊｓ電極層をそ１４− 藻 ２ 面 ２１ 等 ３ 口 ′ ／ ｌ
ライプ部分のレーザ共振軸にそった断面図、第２図は第
１図中Ａ−Ａ’で示した部分のレーザ共振軸に垂直な方
向の断面図、第３図は同様に第１図中Ｂ −Ｂ’で示し
た部分の断面図である。図中ｌはｎ ＩｎＰ基板、２は
ｎ−１ｎＰバッファ層％３ ＃ｉ ｎ−Ｉｎ６．ａｓＧ
ａｏ、ｔｓＡｓｏ、３ｓＰｏ、ｒ＋ｙ光ガイド層１４は
Ｉｎ６，７２ＧａＯ，２ＢＡｓ６，６１ ｐｏ、ｓｓ活
性層％５はｐ−ＩｎＰクラッド層６，７はエツチング溝
、８はメサストライプ、９はｐ−ＩｎＰ電流電流クロッ
２層０はｎＩｎＰ電流ブＯツク層、１１はｐ−ＩｎＰ埋
め込み層、１２はｐ−Ｉｎｏ、ｙｚＧａｃＬ２ｓＡｓｏ
、５ＩＰｏｊｓ電極層をそ１４− 藻 ２ 面 ２１ 等 ３ 口 ′ ／ ｌ
Claims (1)
- 半導体基板上に少々くとも活性層を含む半導体多層膜を
積層させた多層膜構造半導体ウェファに１発光再結合す
る活性層を有するメサストライ１を形成した後埋め込み
成長してなる埋め込みへテロ構造半導体レーザにおいて
、前記メサストライプが少なくとも一方の共振器端面付
近で活性層を含まないことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP267583A JPS59127890A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP267583A JPS59127890A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127890A true JPS59127890A (ja) | 1984-07-23 |
Family
ID=11535878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP267583A Pending JPS59127890A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127890A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5087587A (en) * | 1986-02-13 | 1992-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Epitaxial growth process for the production of a window semiconductor laser |
-
1983
- 1983-01-11 JP JP267583A patent/JPS59127890A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5087587A (en) * | 1986-02-13 | 1992-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Epitaxial growth process for the production of a window semiconductor laser |
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