JPS59165483A - 半導体レ−ザ− - Google Patents
半導体レ−ザ−Info
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- JPS59165483A JPS59165483A JP3986683A JP3986683A JPS59165483A JP S59165483 A JPS59165483 A JP S59165483A JP 3986683 A JP3986683 A JP 3986683A JP 3986683 A JP3986683 A JP 3986683A JP S59165483 A JPS59165483 A JP S59165483A
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- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
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- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/3077—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure plane dependent doping
- H01S5/3081—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure plane dependent doping using amphoteric doping
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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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、光通信用の半導体レーザーに関する。
従来の光通信用半導体レーザーの一例として、第１図に
示すＧａＡｇ／ＡＪＧａＡｓ プレーナストライプ構
造半導体レーザーがある。図中１はｎ−ＧａＡ＋ｓ基板
、２はｎ型クラッド層（ｎＡ）ＧａＡｓ、厚さ１〜２μ
ｍ）、３は活性層（ノンドープＧａＡｓ、厚さ０．１〜
０．２ ｐ ｍ ）、４はＰ型クラッド層（ＰＡＡＧａ
Ａｓ 。
示すＧａＡｇ／ＡＪＧａＡｓ プレーナストライプ構
造半導体レーザーがある。図中１はｎ−ＧａＡ＋ｓ基板
、２はｎ型クラッド層（ｎＡ）ＧａＡｓ、厚さ１〜２μ
ｍ）、３は活性層（ノンドープＧａＡｓ、厚さ０．１〜
０．２ ｐ ｍ ）、４はＰ型クラッド層（ＰＡＡＧａ
Ａｓ 。
厚さ１〜２ｐｍ）、５はキヤ７プ層（ｎ −ＧａＡｓ
、 厚さ０．５〜１μｍ ）、６はＰ’！極、７はｎ電
極、８はＰ＋層である。キャッ゛プ層５には、Ｚｎ拡散
等によって出来たＰ 層８があシ、これを通って正孔が
活性層に注入される。一方電子はｎ電極７がら、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１．ｎ型クラッド層２を通じて活性ｊ藍３に
注入され、主発光領域１ｏで発振する。この様な構造に
おいては、Ｐ型クラッド層４を横方向に流れる副゛れ電
流９がどうしても存在し除去出来なかった。この様な漏
れ電流は、光−電気変換の効率を悪くし、又、高次横モ
ード発掘をしやすくする等の悪影響があり、半導体レー
ザーの性能を悪化させていた。
、 厚さ０．５〜１μｍ ）、６はＰ’！極、７はｎ電
極、８はＰ＋層である。キャッ゛プ層５には、Ｚｎ拡散
等によって出来たＰ 層８があシ、これを通って正孔が
活性層に注入される。一方電子はｎ電極７がら、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１．ｎ型クラッド層２を通じて活性ｊ藍３に
注入され、主発光領域１ｏで発振する。この様な構造に
おいては、Ｐ型クラッド層４を横方向に流れる副゛れ電
流９がどうしても存在し除去出来なかった。この様な漏
れ電流は、光−電気変換の効率を悪くし、又、高次横モ
ード発掘をしやすくする等の悪影響があり、半導体レー
ザーの性能を悪化させていた。
本発明の目的は、この様な漏れ電流が無く、従って光−
電気変換効率が良く、又高次横モード発振が起こシにく
い半導体レーザーを提供することにある。
電気変換効率が良く、又高次横モード発振が起こシにく
い半導体レーザーを提供することにある。
本発明の半導体レーザーは、半導体基板上に形成された
メサストライプと該メサストライプ上に形成された活性
層及び該活性層をはさみ込むクラッド層を具備し、前記
メサストライプの側面に形成された前記活性層及び１１
１Ｊ記クラッド層の少なくとも一部が高抵抗層となって
おシ、前記メサストライプの上部に形成された前記活性
層を主発光領域とする構成となっている。
メサストライプと該メサストライプ上に形成された活性
層及び該活性層をはさみ込むクラッド層を具備し、前記
メサストライプの側面に形成された前記活性層及び１１
１Ｊ記クラッド層の少なくとも一部が高抵抗層となって
おシ、前記メサストライプの上部に形成された前記活性
層を主発光領域とする構成となっている。
本発明の一実施例であるＧａＡｓ／ＡノＧ ａＡ ｓ
半導体レーザーの断面図を第２図に示す。図中、２０
はｎ −Ｃｚ ａＡ ｓ基板２１はｎ型クラッド層（Ｓ
ｔドープｎａＡ）Ｇ ａ Ａ ｓ 厚さ０．５〜３ｐｍ
）、２２は活性層（Ｓｉドーグｎ −Ｇ ａＡ ｓ
＊厚さ０．０５〜０．２ ｐｍ ）、２３はＰ型クラッ
ド層（ＢｅドープＰ−Ａ）Ｇ ａＡ ｓ 、厚さ０．５
〜３μｍ）、２４はキャップ層（ＢｅドープＰ＋−Ｇ
ａＡ ｓ層、厚さ０．５〜２ｐｍ ）、２５はＳ１０．
膜、２６はＰ電極、２７はｎ電極、ｚｓ、２ｃ＋、３ｏ
はそれぞれｎ型クラッド層２１、活性層２２、Ｐ型クラ
ッド層２３に形成された高抵抗領域である。この構造に
おいてＳｉｎ、膜２５によって電流はメサストライプ上
部１５に限定されている。又、高抵抗領域２８ 、２９
。
半導体レーザーの断面図を第２図に示す。図中、２０
はｎ −Ｃｚ ａＡ ｓ基板２１はｎ型クラッド層（Ｓ
ｔドープｎａＡ）Ｇ ａ Ａ ｓ 厚さ０．５〜３ｐｍ
）、２２は活性層（Ｓｉドーグｎ −Ｇ ａＡ ｓ
＊厚さ０．０５〜０．２ ｐｍ ）、２３はＰ型クラッ
ド層（ＢｅドープＰ−Ａ）Ｇ ａＡ ｓ 、厚さ０．５
〜３μｍ）、２４はキャップ層（ＢｅドープＰ＋−Ｇ
ａＡ ｓ層、厚さ０．５〜２ｐｍ ）、２５はＳ１０．
膜、２６はＰ電極、２７はｎ電極、ｚｓ、２ｃ＋、３ｏ
はそれぞれｎ型クラッド層２１、活性層２２、Ｐ型クラ
ッド層２３に形成された高抵抗領域である。この構造に
おいてＳｉｎ、膜２５によって電流はメサストライプ上
部１５に限定されている。又、高抵抗領域２８ 、２９
。
３０が存在するためにＰ型り２ラド層２３、ｎ型クラッ
ド層２１を横方向に流れてしまう漏れ電流はほとんど無
く、流れる電流のほとんど全ては、メサストライプ上部
１５に形成された活性層２２に注入される。従って漏れ
電流がほとんど無く、光−電流変換効率が良好でかつ高
次横モードで発振しにくい半導体レーザーが実現出来る
。
ド層２１を横方向に流れてしまう漏れ電流はほとんど無
く、流れる電流のほとんど全ては、メサストライプ上部
１５に形成された活性層２２に注入される。従って漏れ
電流がほとんど無く、光−電流変換効率が良好でかつ高
次横モードで発振しにくい半導体レーザーが実現出来る
。
次にこの半導体レーザーの製作方法について述べる。ま
ず、Ｇ ａ Ａ ｌ！１基板２０上にメサストライプ１
７を通常のホトエツチング法によって形成する。
ず、Ｇ ａ Ａ ｌ！１基板２０上にメサストライプ１
７を通常のホトエツチング法によって形成する。
メサストライプ１７の高さは１〜１０μｍ、メサストラ
イプ上部１５の幅は１〜５ｐｍが適当である。次に分子
線エビタクシ−（ＭＢＥ）法によって結晶成長を行なう
。第３図はＭＢＥ成長装置の蒸発源セルと試料の配置を
模式的に示したものである。図中、３１はＧａセル、３
２はＡ８セル、３３はＡ！セル、３−４はＢｅセル、３
５はＳｉセルである。まず最初に、ｎ型クラッド層２１
が成長される。この層のドーパントは、Ｓｌが用いられ
ておシ、ＧａａＡ／３１．ＡＩ セル３２ 、 ＡＪセ
ル３３、Ｓｉ セル３５のビームがＧａＡｓ基板２０に
当てられる。Ｓ１セル３５．Ｂｅセル３４の傾き角θは
メサストライプの傾き角θ。よシも小さく設定しておく
と、直進するＳｌ ビームの影が出来るためメサスト
ライフｔの側面１６上には照射されなくなる。従ってメ
サストライプ側面１６上に成長したｎ型クラッド層２１
はノンドープ層となるため高抵抗領域２８が形成される
。これは、通常ＭＢＥ成長によるノンドープ層は高抵抗
層になるためである。
イプ上部１５の幅は１〜５ｐｍが適当である。次に分子
線エビタクシ−（ＭＢＥ）法によって結晶成長を行なう
。第３図はＭＢＥ成長装置の蒸発源セルと試料の配置を
模式的に示したものである。図中、３１はＧａセル、３
２はＡ８セル、３３はＡ！セル、３−４はＢｅセル、３
５はＳｉセルである。まず最初に、ｎ型クラッド層２１
が成長される。この層のドーパントは、Ｓｌが用いられ
ておシ、ＧａａＡ／３１．ＡＩ セル３２ 、 ＡＪセ
ル３３、Ｓｉ セル３５のビームがＧａＡｓ基板２０に
当てられる。Ｓ１セル３５．Ｂｅセル３４の傾き角θは
メサストライプの傾き角θ。よシも小さく設定しておく
と、直進するＳｌ ビームの影が出来るためメサスト
ライフｔの側面１６上には照射されなくなる。従ってメ
サストライプ側面１６上に成長したｎ型クラッド層２１
はノンドープ層となるため高抵抗領域２８が形成される
。これは、通常ＭＢＥ成長によるノンドープ層は高抵抗
層になるためである。
次に活性層２２を同様に８１ ドープで成長する。
この場合もメサストライプ側面１６上に成長した活性層
２２は高抵抗領域２９となる。次にＰ型クラッド層２３
を成長する。この層はＢｅ ドーグで形成するため、
Ｂｅ セル３４及びＧａセル３１゜Ａｓ セル３２
、 Ａｎ セル３３のビームが用いラレる。この場合も
Ｓｉ ドープと同様に、Ｂｅ ビームがメサストラ
イプ側面１４上に照射されないためこの上に成長した層
は高抵抗領域３０となる。最後に良好なオーミック接触
をとるために、キャップ層２４ （Ｐ＋ＧａＡｓ ）を
形成する。この場合は、基板を回転することによって第
３図に示す様に均一なＰ”ＧａＡｌ１層を成長しても良
いし、又、Ｐ型クラッド層２３と同様に成長しメサスト
ライプ側面１４上に高抵抗層を形成しても良い。結晶成
長の後、Ｓ ｔＯ，膜を形成し通常のホトエツチング法
によって、メサストライプ上部１５のｓ ｉｏ、膜を除
去した後Ｐ電極２６．ｎ電極２７を形成する。その後ウ
ェハーを、壁間によって切出しヒートシンクへの取付は
リード線のボンディングが行なわれて完成する。
２２は高抵抗領域２９となる。次にＰ型クラッド層２３
を成長する。この層はＢｅ ドーグで形成するため、
Ｂｅ セル３４及びＧａセル３１゜Ａｓ セル３２
、 Ａｎ セル３３のビームが用いラレる。この場合も
Ｓｉ ドープと同様に、Ｂｅ ビームがメサストラ
イプ側面１４上に照射されないためこの上に成長した層
は高抵抗領域３０となる。最後に良好なオーミック接触
をとるために、キャップ層２４ （Ｐ＋ＧａＡｓ ）を
形成する。この場合は、基板を回転することによって第
３図に示す様に均一なＰ”ＧａＡｌ１層を成長しても良
いし、又、Ｐ型クラッド層２３と同様に成長しメサスト
ライプ側面１４上に高抵抗層を形成しても良い。結晶成
長の後、Ｓ ｔＯ，膜を形成し通常のホトエツチング法
によって、メサストライプ上部１５のｓ ｉｏ、膜を除
去した後Ｐ電極２６．ｎ電極２７を形成する。その後ウ
ェハーを、壁間によって切出しヒートシンクへの取付は
リード線のボンディングが行なわれて完成する。
本実施例では、Ｐ電極構造をオキサイドストライプ構造
としたがこれに限らず例えばプレーナストライプ電極構
造等が利用出来る。又、本実施例では、クラッド層及び
活性層の成長中に基板を固定していたが成長途中で何回
か基板を１８０°回転して成長すると対向する側面に高
抵抗領域が形成出来るため、両側面に交互に高抵抗層を
具備する半導体レーザーが得られ同様な効果が得られる
。
としたがこれに限らず例えばプレーナストライプ電極構
造等が利用出来る。又、本実施例では、クラッド層及び
活性層の成長中に基板を固定していたが成長途中で何回
か基板を１８０°回転して成長すると対向する側面に高
抵抗領域が形成出来るため、両側面に交互に高抵抗層を
具備する半導体レーザーが得られ同様な効果が得られる
。
本実施例では、ＧａＡｌ！基板に直接ｎ型クシッド層を
成長したが、この前にｎ−ＧａＡｓからなるバッファ一
層を成長しても良い。
成長したが、この前にｎ−ＧａＡｓからなるバッファ一
層を成長しても良い。
本実施例では、活性層を単層構造としていたが複合した
多層構造でも良い。本実施例ではドーパントとしてＳｌ
とＢｅを用いたがこれに限らずＭｇ。
多層構造でも良い。本実施例ではドーパントとしてＳｌ
とＢｅを用いたがこれに限らずＭｇ。
Ｔｅ 、Ｓｎ 、Ｚｎ 等信の材料を用いても良い。本
実施例では材料としてＡ７Ｇ ａＡ ｓ／Ｇ ａＡ ｓ
を用いたが、これに限らず例えばＩ ｎＧａＡＡＡ
ｓ／Ｉ ｎＰ 、 ＧａＡＪＳ ｂ／Ｇ ａ Ｓ ｂ
等の他の利料にも本発明が適用出来ることは明らかであ
る。
実施例では材料としてＡ７Ｇ ａＡ ｓ／Ｇ ａＡ ｓ
を用いたが、これに限らず例えばＩ ｎＧａＡＡＡ
ｓ／Ｉ ｎＰ 、 ＧａＡＪＳ ｂ／Ｇ ａ Ｓ ｂ
等の他の利料に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ＧａＡｓ／ＡノＧ ａ Ａ ｓ プレ
ーナストライプ構造半導体レーザーの断面図である。第
２図は本発明の一実施例に係わるＧ ａＡ ｓ／Ａ Ａ
Ｇ ａＡ ８半導体レーザーの断面図である。第３図は
、本実施例に係わるＧａＡｓ／ＡＪＧａＡｓ 半導体
レーザーを成長するＭＢＥ成長装置の蒸発源セルの配置
を模式的に示した図である。 図において、１・・・ｎ−ＧａＡｌ１基板、２・・・ｎ
型クラッド層、３・・・活性層、４・・・Ｐ型クラッド
層、５・・・キャップ層、６・・・Ｐ電極、７・・・ｎ
電極、８・・・Ｐ＋層、９・・・漏れ電流、１０・・・
主発光領域、１４・・・メサストライプ側面、１５・・
・メサストライフ゛上部、１６・・・メサストライプ軸
面、１７・・・メサストライプ、２０・・・ｎ−ＧａＡ
ｓ基板、２１・・・ｎ型クラッド層、２２・・・活性層
、２３・・・Ｐ型クラッド層、２４・・・キャップ層、
２５・・・ＳｔＯ，Ｉ換、２６・・・Ｐ電極、２７・・
・ｎ電極、２８及び２９及び３０・・・高抵抗層、３１
・・・Ｇａセル、３２・・・Ａｓセル、３３・・・ＡＪ
セル、３４・・・Ｂｅセル、３５・・・Ｓｉセル、であ
る。 ３θ
ーナストライプ構造半導体レーザーの断面図である。第
２図は本発明の一実施例に係わるＧ ａＡ ｓ／Ａ Ａ
Ｇ ａＡ ８半導体レーザーの断面図である。第３図は
、本実施例に係わるＧａＡｓ／ＡＪＧａＡｓ 半導体
レーザーを成長するＭＢＥ成長装置の蒸発源セルの配置
を模式的に示した図である。 図において、１・・・ｎ−ＧａＡｌ１基板、２・・・ｎ
型クラッド層、３・・・活性層、４・・・Ｐ型クラッド
層、５・・・キャップ層、６・・・Ｐ電極、７・・・ｎ
電極、８・・・Ｐ＋層、９・・・漏れ電流、１０・・・
主発光領域、１４・・・メサストライプ側面、１５・・
・メサストライフ゛上部、１６・・・メサストライプ軸
面、１７・・・メサストライプ、２０・・・ｎ−ＧａＡ
ｓ基板、２１・・・ｎ型クラッド層、２２・・・活性層
、２３・・・Ｐ型クラッド層、２４・・・キャップ層、
２５・・・ＳｔＯ，Ｉ換、２６・・・Ｐ電極、２７・・
・ｎ電極、２８及び２９及び３０・・・高抵抗層、３１
・・・Ｇａセル、３２・・・Ａｓセル、３３・・・ＡＪ
セル、３４・・・Ｂｅセル、３５・・・Ｓｉセル、であ
る。 ３θ
Claims (1)
- 半導体基板上に形成されたメサストライプと該メサスト
ライプ上に形成された活性層及び該活性層をはさみこむ
クラッド層を具備し、前記メサストライプの側面に形成
された前記活性層及び前記クラッド層の少なくとも１部
が高抵抗領域となっており、前記メサストライプ上部に
形成された前記活性層を主発光領域とすることを特徴と
する半導体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039866A JPH0682883B2 (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 半導体レーザーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039866A JPH0682883B2 (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 半導体レーザーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59165483A true JPS59165483A (ja) | 1984-09-18 |
| JPH0682883B2 JPH0682883B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=12564889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58039866A Expired - Lifetime JPH0682883B2 (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 半導体レーザーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682883B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174310A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置の製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152879A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Sharp Corp | Structure of semiconductor laser element and its manufacture |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP58039866A patent/JPH0682883B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152879A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Sharp Corp | Structure of semiconductor laser element and its manufacture |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174310A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682883B2 (ja) | 1994-10-19 |
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