JPS5968989A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS5968989A
JPS5968989A JP17883282A JP17883282A JPS5968989A JP S5968989 A JPS5968989 A JP S5968989A JP 17883282 A JP17883282 A JP 17883282A JP 17883282 A JP17883282 A JP 17883282A JP S5968989 A JPS5968989 A JP S5968989A
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JP
Japan
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layer
type
mesa
emitting region
layers
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JP17883282A
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English (en)
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Takao Furuse
古瀬 孝雄
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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
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    • 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
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    • 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】 本発明は電流狭窄をほどこしさらに反射面劣化を改善し
て低閾値、高出方動作を可能にした埋込み型半導体し7
ザ装置に関するものである。
従来、電流狭窄をほどこし、さらに反射面劣化を改善し
た埋込み型半導体レーザ装置の構造としては、第1図に
示す構造が提案されているが、その−例は米国雑誌「ア
プライド・フィジックス・レターズJ (Applie
d Physics Letters )40巻12号
6月号、 1982年の1029頁よ91031頁に報
告されている。すなわち、第1図に於て、1はn型Ga
As基板、2はn型Alo、6Ga O,4As層、3
はAlo、os Qa o9s As活性層、4は1)
型Al o、zz G ao78As層、5はp型” 
o、as Ga 0.6s As層、6はp型kl O
,3Qa o7A 8層、7はn型AII o、3 G
a o、7 A s層、8はp型不純物拡散層、9はp
型オーミック電極、10はn型オーミック電極をそれぞ
れ示す。
この構造において、p型オーミック電極9とn型オーミ
ック電極10との間に順方向電圧を印加して、kl o
、os Qa o、95As活性層3に電流を注入して
発光再結合させてレーザ動作を可能にするものである。
このAlo、os Qa o、As As活性層3は、
共振器端面よシ内側に位置させ、この活性層3よりも禁
制帯幅の大きなAlO,3GaO,7AS層7で包囲す
るとともに、発振光を共振器端面にまで伸延するp型A
JI! 。、2□Gao、78As  ガイド層4によ
って導ミ戊する構造となっている。
従って、共振器端面近傍には電流注入により発生したキ
ャリアは存在せず、共振器端面に於ける光化学反応を防
止でき、反射面となる共振器端面の長期に亘る劣化を防
止できるだけでなく、発振光を共振器端面にまで導汲す
る4%%7造となっているため効率よい光導汲作用によ
シ発振閾値電流を低下させることが可能である。
しかし、この様な半導体レーザ装置に於ては、活性層と
なるg o、og Qa o、、、As 層3を共振器
端面の内側に位置させる必要があシ、化学エツチング等
によ” ” 0.05 GaO,9B AS層3及びn
 vhlo、a Qa。4 A s層2とともに選択エ
ツチングによって除去するものであるが、両者のA1組
成比が大きく異なるため、AlO,05Ga O,9+
1 As 層3だけを選択エツチングによシ完全には除
去することが難しい。そのため第1図の点線Aで示す様
に、共振器端面にまでAloo、 Ga o、os A
 8層3が伸延することが多く、電流注入による発光再
結合領域を共振器内部に限定させることができず、反射
面の光化学反応を完全には防止することができない欠点
があった。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、反射
面の光化学反応を防止して信頼性の高い、製造容易な埋
込み型半導体レーザな提供することにある。
本発明の構成は、半導体基板上に、nr−v族半導体か
らなる発光領域とこの発光領域を上下からはさむ様に設
置され前記発光領域よシ大きい禁制帯幅をもつキャリア
閉込層とこのキャリア閉込層に隣接して設けられ前記発
光領域よシ大きい禁制帯幅でかつ前記キャリア閉込層よ
り小さい禁制帯幅をもつり゛Cガイド層とを含むメサ状
積層体を備え、このメサ状積層体の長手方向を共振器端
面まで伸延せしめる構造の半導体レーザ装置において、
前記メサ状積層体に含まれる前記発光領域と前記キャリ
ア閉込層とを前記共振器端面よシ内側に位置せしめ、さ
らに前記メサ状積層体の側部ならびに前記共振器端面と
前記発光領域及び前記キャリア閉込層との間に前記光ガ
イド層よりも大きい禁制帯幅をもつ半導体層を形成した
ことを特徴とするものである。
以下本発明を図面によシ詳細に説明する。
第2図は本発明の実施例の中央部縦断面図、第3図は第
2図のB点に示す発光領域を含む中央領域の横断面、第
4図は第2図の6点に示す発光領域を含まない反射面近
傍の横断面をそれぞれ示す。
まず、第1の結晶成長工程に於て、p型Q a A s
基板11上に順次p型” o、6 Ga O,d A 
8層12、活性層となるA l o05G a o、g
5 A 8層13、n型”0BGao4As層14、n
型Al。、2゜Ga 0.78 As層15、n型Al
o、a Ga o、y As層16をそれぞれ形成する
。ここで、各層の厚さはそれぞれ1.5μm 、 Q、
98μm。
0.03 ttm + 1.5 μm 、 1.5 t
tm とした。この後、従来の414造の形成と同時に
、H3PO4+H20□+3CH30Hをエツチング浪
々するメサエッチングによシ帯状メサ積層体を島状に形
成する。しかる後に、HF溶液にて数秒間エツチングす
るとM。6(3a。4 A s層12及び14は他に比
較してエツチング速度が早いため、第1図に示す様に共
振器端面となる位置よりも内側にまで選択的にエツチン
グ除去される。
ここで、本発明においては、従来のオド1造と異なり、
活性層となる” 0.05 Gao、g5 As 層1
3を上下から挾む様にhl o、a Qa o、4As
層12及び14を配置したことにある。この構成によ”
 % Al O,6Ga04As層12及び14は他に
比較してエツチング速度が早いため前記エツチング工程
によシ活性層となるkl o、os Ga o、5As
 層13をエツチングにより容易に除去することができ
る。
従来の構造では、活性層3を完全には除去することがで
きず、製造歩留が悪くなるのが避けられなかったが、本
発明の構造によシ活性層13を含めて選択的除去が完全
に可能になった。
次に、結晶表面を洗浄した後、第2の結晶成長工程によ
シ前述のメサ積層体の側部及び共振器端面と前記Alo
6Qa o4As4AS及び14.活性層13との間を
埋込む様に、順次n型Nl 03 Ga 07AS層1
7.p型Alo、a Qa o、7AS層18.n型A
lo、a G a o、r A s層19を形成する。
しかる後、n型オーミック電極20.n型オーミック電
極21を形成して半導体レーザ装置が形成される。
すなわち、本発明の半導体レーザ装置の構造は、第3図
に示す様に活性層を含むメサ積層体の側面が活性層より
も禁制帯幅の大きなAlo、a Ga o7A s層1
8.19で包囲された構造となり、活性層】3に注入さ
れたキャリアは横方向拡散もなく効率良く発光再結合に
寄与させることができ低発振閾値で効率良い半導体レー
ザ装置を構成できる。
また、第4図に示す様に、周囲がAI O,3GaO,
7ASなる禁制帯幅の大きな層16.18によって包囲
された人10.2゜G a O,78A s層15が共
振器端面にまで伸延し、活性層13での発光を効率よく
共振器、l、JN面まで導波する構造となっておシ、光
散乱損失の少ない屈折率導波機楊を取シ入れたu・Y成
となっている1、さらに、活性層は共振器端面よシ完全
に内側に配置されており、この活性層に注入されたキャ
リアは共振器端面にまで拡散することもなく、共振器端
面での光化学反応を防止でき、長期間に亘って信頼性の
高い半導体レーザ装置を構成できる。
又、本構造に於ては、メサ積層体の側面が活性層となる
Alo、os Qa o、、5A s層13よりも禁制
帯幅の大きな半導体層で埋込む構造となシ、さらに活性
層での発振光を禁制帯幅の大きなILlo2□G a 
o、7sAs層15によシ共振器端面にまで導波する構
造となっておシ、散乱損失が少なく発振閾値電流が小さ
く発振効率の高い半導体レーザ装置を提供することがで
きる。
なお、以上の実施例では、光導波路層となるp型G a
 A s基板を用いたが、これはA7.22Ga o、
ysAs層15としてn型半導体層の方がp型の場合よ
りも多少温度特性に優れているためであるが、両者の差
異を問題にしない応用分野に際してはn型の光導波路層
でも良く、又rlWGa八3基板全3基板も本発明に係
る半導体レーザ装置を構成できることはいうまでもない
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の埋込み型半導体レーザ装置の断面図、第
2図は本発明に係る一実施例の構造縦断面図、第3図は
本発明に係る半導体レーザ装置の中央領域の横断面図(
第Z図β点)、第4図は本発明に係る半導体レーザ装置
の反射面近傍の横断面図(第2図C点)をそれぞれ示す
。図において1−−−−−− n型QaAs基板、2 
r 14”・・= n型Alo、GaO,4A s層、
3 、13 ・・・”・A70.65 Ga o、g5
As 活性層、4・・・・・・p型AJ! 。、2□G
a o、ys As層、5°°°・パp型”’0.35
0a o、as As層、6 、18−・・・・p型”
 0.3 Gao、I A S層、7、16 、17 
、19==−n型A I Q、3 G a O,7A 
s層、8・・・・・・p型不純物拡散層、9.20・・
・・・・p型オーミック電極、10.21・・・・・・
n型オーミック電極、11・・・・・・p型GaA、s
基板、12−・−p型Alo、Gao4AS層、15−
−−−−− n型hl o、Ga o78As層である
。 2I 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に、m−v族半導体からなる発光領域とこ
    の発光領域を上下からはさむ様に設置されこの発光領域
    よシ大きい禁制帯幅を有するキャリア閉込層とこのキャ
    リア閉込層に隣接して設けられ前記発光領域よシ大きい
    禁制帯幅でかつ前記キャリア閉込層より小さい禁制帯幅
    を有する光ガイド層とを含むメサ状積層体を備え、との
    メサ状積層体の長手方向を共振器端面まで伸延せしめる
    構造の半導体レーザ装置において、前記メサ状積層体に
    含まれる前記発光領域と前記キャリア閉込層とを前記共
    振器端面よシ内側に位置せしめ、さらに前記メサ状積層
    体の側部ならびに前記共振器端面と前記発光領域及び前
    記キャリア閉込層との間に前記光ガイド層よシも大きい
    禁制帯幅をもつ中導体層を形成したことを特徴とする半
    導体レーザ装置。
JP17883282A 1982-10-12 1982-10-12 半導体レ−ザ装置 Pending JPS5968989A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05283381A (ja) * 1992-04-02 1993-10-29 Sumitomo Metal Ind Ltd シリコンウェハ表面の汚染金属元素の回収方法
JP2006278938A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Anritsu Corp 半導体発光素子

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