JPS60213074A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザの製造方法Info
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- JPS60213074A JPS60213074A JP7040584A JP7040584A JPS60213074A JP S60213074 A JPS60213074 A JP S60213074A JP 7040584 A JP7040584 A JP 7040584A JP 7040584 A JP7040584 A JP 7040584A JP S60213074 A JPS60213074 A JP S60213074A
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- Japan
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- laser
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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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar 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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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- 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】
（ａ）発明の技術分野
本発明は発光効率を改善した内部ストライプ型半導体レ
ーザの製法に関する。
ーザの製法に関する。
（ｂ）技術の背景
半導体レーザには各種の化合物半導体を使用したものが
実用化されているが、光通信用として注目されているレ
ーザはインジウム・燐（以下略してＩｎ Ｐ）とインジ
ウム・ガリウム・砒素・燐（以下略してＩｎ Ｇａ Ａ
ｓ Ｐ）との接合を用いてなるレーザである。
実用化されているが、光通信用として注目されているレ
ーザはインジウム・燐（以下略してＩｎ Ｐ）とインジ
ウム・ガリウム・砒素・燐（以下略してＩｎ Ｇａ Ａ
ｓ Ｐ）との接合を用いてなるレーザである。
すなわち光ファイバを通信路として使用する光通信のレ
ーザ光源としては、石英ファイバの伝送損失が波長約８
０００人で最低となることから発振波長領域が７５００
人乃至９５００人のガリウム・アルミニウム・砒素（Ｇ
ａ ＡＩ Ａｓ）レーザが使用されていた。
ーザ光源としては、石英ファイバの伝送損失が波長約８
０００人で最低となることから発振波長領域が７５００
人乃至９５００人のガリウム・アルミニウム・砒素（Ｇ
ａ ＡＩ Ａｓ）レーザが使用されていた。
然し、光ファイバの改良が進み、理論値に近い波長１．
３μｍ乃至１．５μｍの領域において最低損失を示す石
英ファイバが実用化される目途がついたことから発振波
長領域が１μ票乃至１．６μ蒙のＩｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ
レーザが注目され、特性の改良が進められている。
３μｍ乃至１．５μｍの領域において最低損失を示す石
英ファイバが実用化される目途がついたことから発振波
長領域が１μ票乃至１．６μ蒙のＩｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ
レーザが注目され、特性の改良が進められている。
本発明はこの主旨により行われたものである。
（ｃ）従来技術と問題点
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐレーザの構造として■情理め込み
形（通称ＶＳＢ形、 ＶＳｈａｐｅｄ Ｂｕｒｒｉｅｄ
）と埋め込み形（通称ＢＨ形、 Ｂｕｒｒｉｅｄ Ｈｅ
ｔｅｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）とが知られているが
本発明はこれら埋め込み形構造に関するものである。
形（通称ＶＳＢ形、 ＶＳｈａｐｅｄ Ｂｕｒｒｉｅｄ
）と埋め込み形（通称ＢＨ形、 Ｂｕｒｒｉｅｄ Ｈｅ
ｔｅｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ）とが知られているが
本発明はこれら埋め込み形構造に関するものである。
第１図は本発明に係るＶＳＢ形レーザの断面構造を示す
もので、このレーザの製造方法を説明すると次のように
なる。
もので、このレーザの製造方法を説明すると次のように
なる。
すなわちｎ型１ｎＰ基板１の上に液相エピタキシャル成
長法により、ｐ型１ｎＰ電流制限層２を成長させ、次に
このｐ型１ｎＰ電流制限層２の上に二酸化珪素（Ｓｔ
Ｏ□）からなる絶縁層を設け、写真食刻技術（ホトリソ
グラフィ）を用いて窓開けしたのち化学エツチングを施
してｎ型１ｎＰ基板１にまで達する■溝の形成を行い、
その後Ｓｔ ０２絶縁層を除く。
長法により、ｐ型１ｎＰ電流制限層２を成長させ、次に
このｐ型１ｎＰ電流制限層２の上に二酸化珪素（Ｓｔ
Ｏ□）からなる絶縁層を設け、写真食刻技術（ホトリソ
グラフィ）を用いて窓開けしたのち化学エツチングを施
してｎ型１ｎＰ基板１にまで達する■溝の形成を行い、
その後Ｓｔ ０２絶縁層を除く。
次に■溝を含むｎ型Ｉｎ Ｐ電流制限層２の上に液相エ
ピタキシャル成長法により順次ｎ型１ｎＰ層３、ｎ型の
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ活性層４、ｐ型１ｎＰ層５、ｎ型
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ層６を形成し、その後ｐ型Ｉｎ
Ｇａ Ａｓ Ｐ層６の上にチタン／白金／金（Ｔｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕ）層７またｎ型Ｉｎ Ｐ基板１の上には金−ゲ
ルマニウム−ニッケル（Ａｕ−Ｇｅ −Ｎｉ ）層８を
形成してレーザ素子ができあがる。
ピタキシャル成長法により順次ｎ型１ｎＰ層３、ｎ型の
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ活性層４、ｐ型１ｎＰ層５、ｎ型
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ層６を形成し、その後ｐ型Ｉｎ
Ｇａ Ａｓ Ｐ層６の上にチタン／白金／金（Ｔｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕ）層７またｎ型Ｉｎ Ｐ基板１の上には金−ゲ
ルマニウム−ニッケル（Ａｕ−Ｇｅ −Ｎｉ ）層８を
形成してレーザ素子ができあがる。
このようにして行われたエピタキシャル成長に当たって
Ｖ溝の内部にはｎ型１ｎＰ層３とｎ型Ｉｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ活性層４が■溝の外の成長層とは完全に途切れてエ
ピタキシャル成長してｐｎ接合が形成されており、この
部分がレーザの発光源を構成している。
Ｖ溝の内部にはｎ型１ｎＰ層３とｎ型Ｉｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ活性層４が■溝の外の成長層とは完全に途切れてエ
ピタキシャル成長してｐｎ接合が形成されており、この
部分がレーザの発光源を構成している。
外側に先に記したようにｐｎｐｎ接合が形成されていて
電流制限を行い、ストライブ部９に電流が集中するよう
な構成がなされている。
電流制限を行い、ストライブ部９に電流が集中するよう
な構成がなされている。
そのためレーザの発光効率を改良するにはｐｎｐｎ接合
が行われている周辺領域での電流制限を徹底して行い、
ストライブ部９以外に電流が流れな（することが必要で
あり、そのためにはｐ型ＩｎＰ電流制限層２の中の小数
キャリアである電子の拡散長を短くすることが必要であ
る。
が行われている周辺領域での電流制限を徹底して行い、
ストライブ部９以外に電流が流れな（することが必要で
あり、そのためにはｐ型ＩｎＰ電流制限層２の中の小数
キャリアである電子の拡散長を短くすることが必要であ
る。
ソノ方法トシてｐ型１ｎＰ電流制限層２のキャリア濃度
を上げることが行われている。
を上げることが行われている。
すなわち亜鉛（Ｚｎ）やカドミウム（Ｃｄ ）のような
ｐ形の不純物を添加することが行われているが、これら
の元素は結晶中を熱拡散し易く、添加量を増すとこのｐ
型１ｎＰ電流制限層２の上に液相エピタキシャル成長を
連続して行う際に隣接するｎ型Ｉｎ Ｐ層３或いはｎ型
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ活性層４にまで拡散してｎ型層を
潰してしまう危険性があるので添加量が制限され、その
ため電流制限を徹底して行うことが出来ないと云う問題
があった。
ｐ形の不純物を添加することが行われているが、これら
の元素は結晶中を熱拡散し易く、添加量を増すとこのｐ
型１ｎＰ電流制限層２の上に液相エピタキシャル成長を
連続して行う際に隣接するｎ型Ｉｎ Ｐ層３或いはｎ型
Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ活性層４にまで拡散してｎ型層を
潰してしまう危険性があるので添加量が制限され、その
ため電流制限を徹底して行うことが出来ないと云う問題
があった。
（ｄ）発明の目的
本発明の目的はＩｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ−Ｉｎ Ｐのダブ
ルへテロ構造をとる埋め込み型半導体レーザにおいて電
流制限層の性能を向上させ、発光効率の高いレーザの製
法を提供するにある。
ルへテロ構造をとる埋め込み型半導体レーザにおいて電
流制限層の性能を向上させ、発光効率の高いレーザの製
法を提供するにある。
（ｅ）発明の構成
本発明の目的はインジウム・燐とインジウム・ガリウム
・砒素・燐とのダブルへテロ接合からなるストライプ状
の活性層を発光源とし、該ストライプ状の活性層の両側
にｐｎｐｎ接合を設けて構成される■連理め込み形レー
ザにおいて、ｐ型とｎ型不純物を同時に高濃度に添加し
たｐ型インジウム・燐層をｐｎｐｎ接合の電流制限層と
する半導体レーザの製造方法により達成することができ
る。
・砒素・燐とのダブルへテロ接合からなるストライプ状
の活性層を発光源とし、該ストライプ状の活性層の両側
にｐｎｐｎ接合を設けて構成される■連理め込み形レー
ザにおいて、ｐ型とｎ型不純物を同時に高濃度に添加し
たｐ型インジウム・燐層をｐｎｐｎ接合の電流制限層と
する半導体レーザの製造方法により達成することができ
る。
（ｆ）発明の実施例
本発明はｐ型１ｎＰ電流制限層２にｐ型不純物とｎ型不
純物を同時に高濃度添加して、全体としてはｐ形であり
ながらｎ形不純物の添加のため、小数キャリアである電
子の拡散長を短くするものである。
純物を同時に高濃度添加して、全体としてはｐ形であり
ながらｎ形不純物の添加のため、小数キャリアである電
子の拡散長を短くするものである。
すなわちレーザの構造は第１図に示した従来のＶＳＢ形
レーザと同じであり、ただｎ型Ｉｎ Ｐ電流制限層２の
形成法だけが異なっている。
レーザと同じであり、ただｎ型Ｉｎ Ｐ電流制限層２の
形成法だけが異なっている。
以下第１図をそのまま使用し、本発明を実施例について
説明する。
説明する。
ｎ型１ｎＰ基板１の上にｐ型１ｎＰ電流制限層２を厚さ
約５μｍ液相成長させるに当たってｐ形不純物としてＣ
ｄをｐ形不純物濃度として約２Ｘ１０”ｉ二またｎ形不
純物としてＳｎをｎ形不純物濃度として約１．５ Ｘ１
０ ｃｓｉ になるようにこの両者を同時に添加した。
約５μｍ液相成長させるに当たってｐ形不純物としてＣ
ｄをｐ形不純物濃度として約２Ｘ１０”ｉ二またｎ形不
純物としてＳｎをｎ形不純物濃度として約１．５ Ｘ１
０ ｃｓｉ になるようにこの両者を同時に添加した。
次ぎに■溝形成のためにＳｉｎ、層を被覆し、幅２乃至
３μ鋼のストライプ部９を形成するための選択エツチン
グには塩酸と燐酸の３：１溶液を使用した。
３μ鋼のストライプ部９を形成するための選択エツチン
グには塩酸と燐酸の３：１溶液を使用した。
次ぎに■溝を含むｎ型Ｉｎ Ｐ電流制限層２の上にｎ形
不純物としてＳｎを用い不純物濃度が５Ｘ１０”ａｍ’
のｎ型Ｉｎ Ｐ層３を０．３乃至０．４／Ｌの厚さに形
成した。
不純物としてＳｎを用い不純物濃度が５Ｘ１０”ａｍ’
のｎ型Ｉｎ Ｐ層３を０．３乃至０．４／Ｌの厚さに形
成した。
次ぎに約０．１ μｍの厚さにノンドープのｎ型１ｎＧ
ａ Ａｓ Ｐ活性層４を成長させたが、この不純物濃度
は５ Ｘ ＩＱ” ａｍ’であった。
ａ Ａｓ Ｐ活性層４を成長させたが、この不純物濃度
は５ Ｘ ＩＱ” ａｍ’であった。
その上に不純物としてＣｄを添加して不純物濃度が５
Ｘ １０” ｃｓ’のｎ型Ｉｎ Ｐ層５を１μ論の厚さ
に成長させ、更にその上にＺｎを不純物として添加して
不純物濃度がｌＸ１０ｃｍ のｎ型Ｉｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ層６を１μ鴎の厚さに形成してエピタキシャル成長が
終わり、この上下に電極を付けてレーザ素子が完成する
。
Ｘ １０” ｃｓ’のｎ型Ｉｎ Ｐ層５を１μ論の厚さ
に成長させ、更にその上にＺｎを不純物として添加して
不純物濃度がｌＸ１０ｃｍ のｎ型Ｉｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ層６を１μ鴎の厚さに形成してエピタキシャル成長が
終わり、この上下に電極を付けてレーザ素子が完成する
。
このようにｎ型Ｉｎ Ｐ電流制限層２にｎ形不純物を添
加して作ったレーザはこの電流制限層に注入される電子
の拡散長が短いので、ストライブ部９以外の領域におけ
る電流制限を確実に行うことができる。
加して作ったレーザはこの電流制限層に注入される電子
の拡散長が短いので、ストライブ部９以外の領域におけ
る電流制限を確実に行うことができる。
事実ＥＢＩＣ法を用いてｐ型１ｎＰ電流制限層２におい
て小数キャリアである電子の拡散長Ｌｅを測定した結果
、従来の２μ−から０．５μ−に減少しており、ｎ型Ｉ
ｎ Ｐ電流制限層２の厚さが５μ艶に作っであることか
ら充分に電流制限が行われていることが判る。
て小数キャリアである電子の拡散長Ｌｅを測定した結果
、従来の２μ−から０．５μ−に減少しており、ｎ型Ｉ
ｎ Ｐ電流制限層２の厚さが５μ艶に作っであることか
ら充分に電流制限が行われていることが判る。
第２図はこのようにして作ったレーザの電流■と光強度
りとの関係を示すＩ−Ｌ特性で、従来の製造法によるも
のと本発明を適用したものとを比較して示している。
りとの関係を示すＩ−Ｌ特性で、従来の製造法によるも
のと本発明を適用したものとを比較して示している。
図から判るように従来法によるものは破線ｌＯで示すよ
うに高電流領域でパワーが飽和する傾向をもち、発光効
率ηは０．２程度であるが、本発明を実施することによ
り、パワー飽和の傾向は改善され、また発光効率ηは０
．２５と改善された。
うに高電流領域でパワーが飽和する傾向をもち、発光効
率ηは０．２程度であるが、本発明を実施することによ
り、パワー飽和の傾向は改善され、また発光効率ηは０
．２５と改善された。
（ｇ）発明の効果
本発明はＶＳＢ形レーザについて発光効率の向上を目的
としてなされたもので、ｐ型１ｎＰ電流制限層へｎ形不
純物を添加して電子の拡散長を短縮させる本発明の実施
により、発光効率の向上が可能となる。
としてなされたもので、ｐ型１ｎＰ電流制限層へｎ形不
純物を添加して電子の拡散長を短縮させる本発明の実施
により、発光効率の向上が可能となる。
第１図は本発明に係るレーザの断面構造図また第２図は
レーザの光強度と電流との関係を示す特性図である。 図において １はｎ型Ｉｎ Ｐ基板、２はｐ型１ｎＰ電
流制限層、３はｎ型Ｉｎ Ｐ層、４はｎ型Ｉｎ Ｇａ
Ａｓ Ｐ活性層、５はｎ型Ｉｎ Ｐ層、６はｎ型Ｉｎ
Ｇａ Ａｓ Ｐ層、９はストライプ部。 ４１流（−ｉ＋）
レーザの光強度と電流との関係を示す特性図である。 図において １はｎ型Ｉｎ Ｐ基板、２はｐ型１ｎＰ電
流制限層、３はｎ型Ｉｎ Ｐ層、４はｎ型Ｉｎ Ｇａ
Ａｓ Ｐ活性層、５はｎ型Ｉｎ Ｐ層、６はｎ型Ｉｎ
Ｇａ Ａｓ Ｐ層、９はストライプ部。 ４１流（−ｉ＋）
Claims (1)
- インジウム・燐とインジウム・ガリウム・砒素・燐との
ダブルへテロ接合がストライプ状の発光源を形成し、該
ストライプの両側にｐｎｐｎ接合を設けて構成される埋
め込み形レーザにおいて、ｐ型とｎ型不純物を同時に高
濃度に添加したｐ型インジウム・燐層を電流制限層とし
てｐｎｐｎ接合を形成することを特徴とする半導体レー
ザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7040584A JPS60213074A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7040584A JPS60213074A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60213074A true JPS60213074A (ja) | 1985-10-25 |
Family
ID=13430517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7040584A Pending JPS60213074A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60213074A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701995A (en) * | 1986-10-29 | 1987-10-27 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method of making a nonplanar buried-heterostructure distributed-feedback laser |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP7040584A patent/JPS60213074A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701995A (en) * | 1986-10-29 | 1987-10-27 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method of making a nonplanar buried-heterostructure distributed-feedback laser |
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