JPS5919389A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5919389A
JPS5919389A JP12917682A JP12917682A JPS5919389A JP S5919389 A JPS5919389 A JP S5919389A JP 12917682 A JP12917682 A JP 12917682A JP 12917682 A JP12917682 A JP 12917682A JP S5919389 A JPS5919389 A JP S5919389A
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JP
Japan
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layer
semiconductor laser
laser
type inp
surge voltage
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JP12917682A
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English (en)
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Hajime Imai
元 今井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06203Transistor-type lasers
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    • 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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は、サージ電圧による半導体レーザの劣化を防止
するサージ電圧保護機能を半導体レーザえ 自身に備≠た半導体装置に関する。
(2技術の背景 半導体レーザは他のレーザ系に比べて波長の選択が比較
的容易で且つ小皺、高効率動作、長寿命、高速直接変調
及び単一波長動作などの数々の利点がちり、光伝送処゛
理の各種の実用システムの光源として用いられている。
(3)  従来技術と問題点 サージ電圧は、主に電圧を印加した直後にオーバシュー
トが生じ、過剰電圧が生じるもので、特に1素子にこの
サージ電圧が印加されると、素子の劣化を誘発するとい
う問題があった。
そこで従来、半導体レーザに於けるサージ電圧保護対策
として、半導体レーザの外部にアレスタを設け、半導体
レーザのサージ電圧による劣化を防止していた。
11図はサージ電圧保護機能を半導体レーザの外部に設
けた従来の半導体発光装置の模式回路図である。同図に
於て、1は半導体レーザ、2は半導体レーザの駆動回路
、3はアレスタをそれぞれ示している。
しかしながら、一般に半導体レーザの駆動回路2の動作
電圧は半導体レーザ1のそれよりも大きい為にアレスタ
3により駆動回路2をサージ電圧から保護できても、半
導体レーザ1をサージ電圧から保護できないという問題
があった。
(4)発明の目的 本発明は上記従来の問題を解決する為に、サージ電圧保
護機能を半導体レーザ自身に備えた半導体装置を提供す
るにある。
(F5)  発明の構成 本発明の目的は、半導体レーザ素子が形成された半導体
基体に、該半導体レーザ素子と並列接続されるサイリス
タ素子が形成されてなることにより達成される。
(6)発明の実施例 以下、本発明の一実施例を説明する。第2図は本発明の
一実施例に於けるサージ電圧保護対策機能を備えた半導
体レーザの要部断面図でおる。同図に於いて、4はnf
iインジウムΦリン(Ink)基板、5はp型InP層
、6はn fJI I n Pクラッド層、6′はn型
InP層、7はインジウム・ガリウム争ヒ素・リン(I
 nGaAsP )活性層、8はpをビ ■npクラッド層、9はp型InGaAsPコyタクト
層、10はp型拡散領域、11及び11′は高抵抗領域
、12はp側電極、12′はゲート電極、13はn側電
極をそれぞれ示し、A部が半導体レーザ、B部がサイリ
スタ素子である。
本実施例の構造を有する半導体レーザの製造方法を簡単
に説明する。
((イ)ヤヤリア濃度がIXI。・・〔。Jo、。。型
InP基板4に液相エピタキシャル成長法を適用してそ
の表面にキャリア濃度が0.5〜lXl0” − im’)のp型InP層5を1 (、c+m)+7)J
Iすに形成する。
(ロ) p 型I n P l1ii5にCVD法又は
スパッタリング法を適用してその表面に二酸化7リコン
(StO,)層を形成し、通常のフォト・エツチング法
を適用して8 ion I−のバターニングを行ない、
四部形成用の窓を形成する。菌、この場合のエツチング
液はフッ酸(1−I F )とフッ化アンモニウム(N
l−I、F’)の混合液を使用する。次に、ウェットエ
ツチング法を適用し、四部形成の窓を介してp mI 
n P層5及びn型InP基板4をエツチングし、幅約
2〔μm〕、深さ約1.5〔μm〕の四部を形成する。
この・場合のエツチング液は体積比が塩酸(HO2)、
IJフッ酸H,PO,)=1 : 1の混合液を使用す
る。この後、凹部形成用のマスクとして使用し九810
゜層をHPとNH,Fの混合液中に浸漬して除去する。
3− 0う 液相エピタキシャル成長法を適用し、凹部内にキ
ャリア濃度が5xlQ”(cm−” )のn型InPク
ラッド層6を厚さ1.5〔μm〕、アンドープのInG
aAsP活性I−7を厚さ0.2Cμm)、キャリア濃
度が0.5〜lXl0−1’ (Cm ” )のp型I
nPクラッド層8を一番厚いところでの厚さ2〔μm〕
、キャリア濃度が2x 10’ @(cm−” )のp
型■nGaAsPコンタクト層9を厚さ1〔μm〕とな
るように1暇次形成する。尚、n型InPクラッド層6
を成長する際、p型InP基板上にも厚さ0.5(μm
)のn型InP基板′が形成され、活性1m7は凹部内
に完全に埋め込まれる。
に)コンタクト層9にCVD法またはスパッタリング法
を適用してその表面に5il1層を形成し、Sin、層
のバターニングを行ない拡散領域形成用の窓を形成する
この場合のエツチング液はHFとNH,Fの混合液を使
用する。拡散法を適用し、拡散領域形成用の窓を介して
亜鉛(Zn)を拡散し、幅が30〔μm〕迫七充り刑I
nP層5に運するp型拡散領域10を4− 形成する。この時のキャリア濃度は2X 10’ ” 
(cm−1)である。この後、拡散領域形成用のマスク
として使用したStO,層をHFとNi(、Fの混合液
中に浸漬して除去する。
(4) コンタクト層9に蒸着法を適用してその表面に
金(人U)層を厚さ約3〔μm〕形成し、Au層のバタ
ーニングを行ない高抵抗領域形成用の窓を形成する。こ
の場合のエツチング液はシアン()icN)液を使用す
る。高抵抗領域形成用の窓を介してプロトンを打ち込み
幅が20〔μm〕、深さがp型InP層5に達する高抵
抗領域11.11’を形成する。高抵抗領域11は半導
体レーザとサイリスタ素子とを電気的に分離するもので
、半導体レーザとサイリスタ素子間に形成され、また高
抵抗領域11′はp型拡散領域10に隣接して形成され
る。しかる後、高抵抗領域形成用のマスクとして使用1
〜たAu層をHCN液中に浸漬して除去する。
(へ)蒸着法を適用してコンタクト層9表面にチタy(
TI)/白金(P4t)/金(Au)からなる厚さ20
00α〕の層を形成し、P型拡散領域10と高抵抗領域
11′との境界に当たる領俄のTi/Pt/Au i曽
を退択的に除去し、p8111寛極12とゲート電極1
2′とを形成する。この場合のエツチングは1−I C
・職、スパッタによるエツチング又は■(F液を使用す
る。
())  n mI n P基板4裏面を研磨して全体
の厚さを100〔μm〕にしだ後)蒸着法を適用してn
型InP基板4裏面に金ゲルマニウム(AuGe)/=
=ッケル(N i )から成るn側電極13を2000
(A)の厚さに形成する。
次に、上記製造方法で作成された半導体レーザとサイリ
スタ素子とから成る半導体発光装置の動作について説明
する。第3図は第2図の構造を有する半導体発光装置に
於ける等価回路図である。
同図に於いて、14はゲートを示す。
ここでサイリスタ索子Bはゲート14に5(mA)の電
流が印加されると動作するように設定されている。まだ
半導体レーザAでは動作電圧が通@ i、a(V)に同
定されている。抵抗Rとして60〔Ω〕を付ける。ゲー
ト電極12′の順方向立上り電圧が内は1.3■なので
この抵抗を通して流れる電流は胎外に流れる電流は無視
できる。しかしながら、サージ電圧1.6(V)以上の
電圧が半導体レーザAに印加されると、ゲート14に電
流として5(InA)以上の電流が流れる。そのだめ、
半導体レーザAに1.6(V)以上の電圧がかかるとた
ちまちサイリスタ索子Bが動作して電流のすべてがサイ
リスタ素子に流れるため、半導体レーザAはサージ電圧
から保護される。第4図は半導体レーザとサイリスタ素
子のそれぞれに於ける電圧(至)と電流(I)との関係
を示した線図である。同図に於いて、破線はサイリスタ
素子のV−I関係を実線は半導体レーザのV−I関係を
それぞれ示している。
第4図からもわかるようにサイリスタ素子は電圧μ■が
78点に到達する迄はほとんど0に近く、VBを越える
と急激に電圧■が矢印aの方向に下がバ太電流が流れる
。この■8の電圧はサイリスタ素子BのnllInP層
6′のキャリア濃度と7− 厚さを制御することで設定できる。一方、通常の動作点
すで動作している半導体レーザにサージ電圧が加わると
サイリスタ素子が動作しV 点、># 、/へ移り矢印
C方向へ動作点b′が移動しザイリスに 夕素子が大半の電流が流れる。
この工うに本実施例によれば、サージ電圧が加わると、
サイリスタ素子が動作し、サージ電圧による半導体レー
ザの劣化を防止することができる。
(7)発明の効果 本発明によれば、サージ電圧保賎機能を半導体レーザ自
ら備えた半導体装置を得ることができる為、サージ電圧
による半導体レーザの劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の模式回路図、第2図は本発
明の一実施例に於けるサージ電圧保護対策機能を備えた
半導体レーザの女部断面図、第3図は第2図の構造をM
する半導体装置に於ける等価回路図、第4図は半導体レ
ーザとサイリスタ素子のそれぞれに於ける電圧と電流と
の関係を示し8− した線図である。 4・・・・・・n1InP基板、    5・・・・・
・p型InP層6・・・・・・n型InPクラッド層 
6′・・・n型InP層7・・・・・・InGaAsP
活性層   8・・・・・・p型InPり2ラド層10
・・・・・・p型拡散領域  11,11’・・・・・
・高抵抗領域12・・・・・・P側電極     12
′・・・・・・ゲート電極13・・・・・・n側電極 第 l  (¥l 弔  Z 図 ¥!J  3  図 (ト) 第 4 図 −428=

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体レーザ素子が形成された半導体基体に、該半導体
    レーザ素子と並列接続されるサイリスタ素子が形成され
    てなることを特徴とする半導体装置。
JP12917682A 1982-07-24 1982-07-24 半導体装置 Pending JPS5919389A (ja)

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ID=15003018

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62175365U (ja) * 1986-04-23 1987-11-07
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CN100459329C (zh) * 2003-11-28 2009-02-04 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 带有保护二极管的发光半导体器件
US7824941B2 (en) 2002-10-30 2010-11-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing an LED light source comprising a luminescence conversion element
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