JPS60223186A - 埋め込み構造半導体レ−ザ - Google Patents
埋め込み構造半導体レ−ザInfo
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- JPS60223186A JPS60223186A JP7895084A JP7895084A JPS60223186A JP S60223186 A JPS60223186 A JP S60223186A JP 7895084 A JP7895084 A JP 7895084A JP 7895084 A JP7895084 A JP 7895084A JP S60223186 A JPS60223186 A JP S60223186A
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- Japan
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
-
- 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
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- General Physics & Mathematics (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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、低しきい値で発振し信頼性の高い埋め込み構
造半導体レーザに関するものである。
造半導体レーザに関するものである。
〈従来技術とその問題点〉
従来の埋め込み構造半導体レーザにおいて、埋め込まれ
た活性層の側面は非発光再結合中心になりやすく、また
埋め込み成長前の基板の前処理等による活性層側面の状
態によ！ｌｌたとえ良好表埋め込み構造ができても発振
しきい値が非常に高くなることがしばしば起る。このこ
とは、量産性の優れる結晶成長法である有機金属分解法
（ＭＯＣＶ：Ｄと以下略す）で埋め込み成長をする際著
しく起る。
た活性層の側面は非発光再結合中心になりやすく、また
埋め込み成長前の基板の前処理等による活性層側面の状
態によ！ｌｌたとえ良好表埋め込み構造ができても発振
しきい値が非常に高くなることがしばしば起る。このこ
とは、量産性の優れる結晶成長法である有機金属分解法
（ＭＯＣＶ：Ｄと以下略す）で埋め込み成長をする際著
しく起る。
また超高信頼の埋め込み構造半導体レーザ・では劣化の
原因として埋め込まれた活性層の側面の界面に起因する
非発光再結合中心の増加による可能性が大きいとされて
いる。
原因として埋め込まれた活性層の側面の界面に起因する
非発光再結合中心の増加による可能性が大きいとされて
いる。
〈発明の目的〉
本発明の目的は、上記の問題を除き、低しきい値で歩留
りよく発振し信頼性の高い埋め込み構造゛半導体レーザ
に関するものである。
りよく発振し信頼性の高い埋め込み構造゛半導体レーザ
に関するものである。
〈発明の構成〉
本発明の埋め込み構造半導体レーザの構成は半導体基板
上に、多層薄膜構造から成る活性層を含む多層構造のメ
サを備え、とのメサ側面に拡散領域を有し、当該メサが
、前記拡散領域の活性層より禁制帯幅が大きく屈折率が
小さい半導体層によりはさまれた構造あるいは前記半導
体層中に埋め込まれたことを特徴とする。
上に、多層薄膜構造から成る活性層を含む多層構造のメ
サを備え、とのメサ側面に拡散領域を有し、当該メサが
、前記拡散領域の活性層より禁制帯幅が大きく屈折率が
小さい半導体層によりはさまれた構造あるいは前記半導
体層中に埋め込まれたことを特徴とする。
〈作用・原理〉
本構成によれば、活性層は多層薄膜構造を有している部
分と不純物が拡散され、多層薄膜構造が消失した部分と
からなる。メサ側面の不純物拡散領域中の活性層では不
純物が拡散される事により、結晶を構成する元素の相互
拡散が生じ、多層薄膜構造が失々われる。メサ内部にあ
る活性層の中央部では多層薄膜構造が維持されている。
分と不純物が拡散され、多層薄膜構造が消失した部分と
からなる。メサ側面の不純物拡散領域中の活性層では不
純物が拡散される事により、結晶を構成する元素の相互
拡散が生じ、多層薄膜構造が失々われる。メサ内部にあ
る活性層の中央部では多層薄膜構造が維持されている。
多層薄膜構造が維持されている部分での活性層の禁制帯
幅は多層薄膜構造が失なわれた部分での活性層の禁制帯
幅より小さく力っているためキャリアはメサ中央部の多
層薄膜構造を有する部分に閉じ込められキャリアと活性
層のメサ側面での界面より離す事ができる。活性層に多
層薄膜構造を有しない場合にはメサ内部の活性層中にお
けるキャリアの横方向閉じ込めは活性層のメサ側面での
界面で行なわれる。埋め込み構造におけるメサ側面での
活性層界面は最も非発光再結合中心となりやすい界面で
あるが、本発明の半導体レーザでは上記のように、キャ
リアは、この界面に到達しにくくなる。よって界面にお
ける非発光再結合によるしきい値電流の増大を押さえる
事ができるとともに電流を通電する事による非発光領域
の増大が押えられ埋め込み構造半導体の信頼性が高くな
る。
幅は多層薄膜構造が失なわれた部分での活性層の禁制帯
幅より小さく力っているためキャリアはメサ中央部の多
層薄膜構造を有する部分に閉じ込められキャリアと活性
層のメサ側面での界面より離す事ができる。活性層に多
層薄膜構造を有しない場合にはメサ内部の活性層中にお
けるキャリアの横方向閉じ込めは活性層のメサ側面での
界面で行なわれる。埋め込み構造におけるメサ側面での
活性層界面は最も非発光再結合中心となりやすい界面で
あるが、本発明の半導体レーザでは上記のように、キャ
リアは、この界面に到達しにくくなる。よって界面にお
ける非発光再結合によるしきい値電流の増大を押さえる
事ができるとともに電流を通電する事による非発光領域
の増大が押えられ埋め込み構造半導体の信頼性が高くな
る。
一方光の閉じ込めに関しては通常のＢＨ槽構造ものと比
較し大きな差異は生じない。
較し大きな差異は生じない。
さらに、ｐ −ｎ逆バイアス電流ブロック層等のＢＨ槽
構造もつ活性層にのみ電流を有効に注入する構造を容易
に取りつけられ、ＢＨ槽構造低しきい値性を失なう事は
ない。
構造もつ活性層にのみ電流を有効に注入する構造を容易
に取りつけられ、ＢＨ槽構造低しきい値性を失なう事は
ない。
〈実施例〉
以下図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の埋め込み構造の半導体レーザの断面模
式図である。半導体基板１上に多層薄膜による量子井戸
構造を有する活性１［１３０を含むメサ１００がありそ
の側面には、拡散領域５０を有している。拡散領域５０
内部の活性層より禁制帯幅が大きく屈折率が小さな埋め
込み層４０により埋め込まれている構造である。
式図である。半導体基板１上に多層薄膜による量子井戸
構造を有する活性１［１３０を含むメサ１００がありそ
の側面には、拡散領域５０を有している。拡散領域５０
内部の活性層より禁制帯幅が大きく屈折率が小さな埋め
込み層４０により埋め込まれている構造である。
図中１０はり２ラド層を含む半導体層、２０はクラッド
層であ石。第２図に従来の埋め込み構造と本発明の埋め
込み構造の断面模式図を示す。（ａ）は従来の埋め込み
構造である。
層であ石。第２図に従来の埋め込み構造と本発明の埋め
込み構造の断面模式図を示す。（ａ）は従来の埋め込み
構造である。
活性層３０の横方向のキャリアの閉じ込めは活性層と埋
め込み層４０との禁制帯幅の差により閉じ込められ、閉
じ込めの界面は活性層３０の側面と埋め込み層４０の境
界である。この境界は埋め込み構造の作製においてメサ
エッチングしたのち２回目の埋め込み成長で埋め込み層
４０内部に埋め込まれるため、埋め込み成長前の基板の
状態等また、外界とも接触しているために非発光再結合
中心を生じやすい界面である。
め込み層４０との禁制帯幅の差により閉じ込められ、閉
じ込めの界面は活性層３０の側面と埋め込み層４０の境
界である。この境界は埋め込み構造の作製においてメサ
エッチングしたのち２回目の埋め込み成長で埋め込み層
４０内部に埋め込まれるため、埋め込み成長前の基板の
状態等また、外界とも接触しているために非発光再結合
中心を生じやすい界面である。
（ｂ）は本発明の埋め込み構造の断面模式図と７５７１
図である。多層薄膜による量子井戸構造を有する活性層
３０を含むメサ１００の側面には拡散領域をもちその部
分の活性層は拡散により量子井戸構造を失いアロイ化さ
れており、その禁制帯幅はメサ１００の中央部の活性層
より大きくなっている。この事によりキャリアはメサ１
００の中央部の多Ｊ＠構造を有する部分に閉じ込められ
るため（ａ）で説明した非発光再結合中心の生じゃすい
メサ１００の側面と埋め込み層４０との境界よりキャリ
アは離れて閉じ込められる。当然即め込み層４０には、
活性領域に有効に電流を注入する作りつけの構造を導入
する事ができ、本発明の半導体レーザは低しきい値で高
信頼な埋め込み構造半導体レーザとなる。第２図中、上
部の図はＡ−Ａ’断面におけるバンドの簡略図である。
図である。多層薄膜による量子井戸構造を有する活性層
３０を含むメサ１００の側面には拡散領域をもちその部
分の活性層は拡散により量子井戸構造を失いアロイ化さ
れており、その禁制帯幅はメサ１００の中央部の活性層
より大きくなっている。この事によりキャリアはメサ１
００の中央部の多Ｊ＠構造を有する部分に閉じ込められ
るため（ａ）で説明した非発光再結合中心の生じゃすい
メサ１００の側面と埋め込み層４０との境界よりキャリ
アは離れて閉じ込められる。当然即め込み層４０には、
活性領域に有効に電流を注入する作りつけの構造を導入
する事ができ、本発明の半導体レーザは低しきい値で高
信頼な埋め込み構造半導体レーザとなる。第２図中、上
部の図はＡ−Ａ’断面におけるバンドの簡略図である。
第３図は埋め込み層中に電流ブロック層を作りつけた本
発明の半導体レーザのＬ例である。第１図における４０
の埋め込み層を半導体基板１と導電性の異なる電流ブロ
ック層６０と半導体基板１と導電性の同じ埋め込み層７
０４Ｃより形成しメサ１００ｆ通してのみ電流が流れる
ようにしたものである。
発明の半導体レーザのＬ例である。第１図における４０
の埋め込み層を半導体基板１と導電性の異なる電流ブロ
ック層６０と半導体基板１と導電性の同じ埋め込み層７
０４Ｃより形成しメサ１００ｆ通してのみ電流が流れる
ようにしたものである。
以下実施例を用いて説明する。
第４図は作製工程を示す図であり、まず（ａｔのように
ｎ形のＧａ Ａｓ基板１上にＭＯＣＶＤ法によりクラッ
ド層１１０となるＡｌｏ、ｓ Ｑａ ｏ、、Ａｓ層を１
．５μｍ成長しその上に活性層３０となるＡ／ ｏ、、
Ｇａ ０８ 、Ａｓ層８０ＡとＧａＡ、ｓ ｆｆｊ
１００ Ａ を各々７層交互に成長しさらにｐ形のクラ
ッド層１２０ Ａｆｆｌ ｏ３Ｑａ ｏ、、 Ａｓ層を
１μｍ成長して、量子井戸補遺を有する活性層を含む
ＤＨウェファを作製した。その後Ｓｉｎｇを３００ＯＡ
表面にｄｅｐｏ Ｌ、ホトリソグラフィと化学エツチン
グにより２μｍのメサストライプを形成し、封管法によ
りＺｎを０．７μｍ拡散しくｂ）の形状を作製した。そ
の後、Ｓｉｎ、を除去すると共に表面をわずかにエツチ
ングしＭＯＣＶＤ炉内に挿入し高することによって、Ｍ
ＯＣＶＤ法による埋め込み成長で見られた、形状ができ
るが発振しないという現象が非常に少なくなった。
ｎ形のＧａ Ａｓ基板１上にＭＯＣＶＤ法によりクラッ
ド層１１０となるＡｌｏ、ｓ Ｑａ ｏ、、Ａｓ層を１
．５μｍ成長しその上に活性層３０となるＡ／ ｏ、、
Ｇａ ０８ 、Ａｓ層８０ＡとＧａＡ、ｓ ｆｆｊ
１００ Ａ を各々７層交互に成長しさらにｐ形のクラ
ッド層１２０ Ａｆｆｌ ｏ３Ｑａ ｏ、、 Ａｓ層を
１μｍ成長して、量子井戸補遺を有する活性層を含む
ＤＨウェファを作製した。その後Ｓｉｎｇを３００ＯＡ
表面にｄｅｐｏ Ｌ、ホトリソグラフィと化学エツチン
グにより２μｍのメサストライプを形成し、封管法によ
りＺｎを０．７μｍ拡散しくｂ）の形状を作製した。そ
の後、Ｓｉｎ、を除去すると共に表面をわずかにエツチ
ングしＭＯＣＶＤ炉内に挿入し高することによって、Ｍ
ＯＣＶＤ法による埋め込み成長で見られた、形状ができ
るが発振しないという現象が非常に少なくなった。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明の埋め込み構造半導体レーザは、
成長界面とキャリアの閉じ込め界面を分離する構造を有
する、低しきい値で発振し歩留りを良好で高信頼な埋め
込み構造半導体レーザである。実施例はＧａＡＳ基板に
格子整合するＡｌＧａＡｓ混晶系で行ったが、種々の混
晶系で作製できる。
成長界面とキャリアの閉じ込め界面を分離する構造を有
する、低しきい値で発振し歩留りを良好で高信頼な埋め
込み構造半導体レーザである。実施例はＧａＡＳ基板に
格子整合するＡｌＧａＡｓ混晶系で行ったが、種々の混
晶系で作製できる。
第１図は本発明の半導体レーザの模式図、第２図は従来
の埋め込み構造と本発明の埋め込み構造を示す図であり
、第３図は、電流きよう作構造を導入した本発明の半導
体レーザの一例を示す図であり、第４図は作製工程図で
ある。 図中１は半導体基板、１０はクラッド層を含む半導体層
、２０はクラッド層、３０は活性層、４０．７０は埋め
込み層、５０． ２００は拡散領域、１００はメサ、６
０は電流ブロック層、１１０．１２０はクラッド層であ
る。 第１図 第３０ 第４図
の埋め込み構造と本発明の埋め込み構造を示す図であり
、第３図は、電流きよう作構造を導入した本発明の半導
体レーザの一例を示す図であり、第４図は作製工程図で
ある。 図中１は半導体基板、１０はクラッド層を含む半導体層
、２０はクラッド層、３０は活性層、４０．７０は埋め
込み層、５０． ２００は拡散領域、１００はメサ、６
０は電流ブロック層、１１０．１２０はクラッド層であ
る。 第１図 第３０ 第４図
Claims (1)
- 半導体基板上に、多層薄膜構造から成る活性層を含む多
層構造のメサを備え、このメサ側面に不純物拡散領域を
備え、当該メサが、前記拡散領域の活性層よりも禁制帯
幅が大きい半導体層によりはさまれた構造あるいは前記
半導体層中に埋め込まれたことを４？僧とする埋め込み
構造半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078950A JPH0680855B2 (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 埋め込み構造半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078950A JPH0680855B2 (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 埋め込み構造半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60223186A true JPS60223186A (ja) | 1985-11-07 |
| JPH0680855B2 JPH0680855B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=13676163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078950A Expired - Lifetime JPH0680855B2 (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 埋め込み構造半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680855B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6482585A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Toshiba Corp | Manufacture of buried semiconductor laser |
| EP0433051A2 (en) * | 1989-12-12 | 1991-06-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device and a method of producing the same |
| CN108369974A (zh) * | 2015-12-22 | 2018-08-03 | 苹果公司 | 用于减轻非辐射复合的led侧壁处理 |
| JP2020036038A (ja) * | 2015-01-06 | 2020-03-05 | アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． | 非発光性側壁再結合を低減させるｌｅｄ構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5884483A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-20 | Nec Corp | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
-
1984
- 1984-04-19 JP JP59078950A patent/JPH0680855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5884483A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-20 | Nec Corp | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6482585A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Toshiba Corp | Manufacture of buried semiconductor laser |
| EP0433051A2 (en) * | 1989-12-12 | 1991-06-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device and a method of producing the same |
| JP2020036038A (ja) * | 2015-01-06 | 2020-03-05 | アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． | 非発光性側壁再結合を低減させるｌｅｄ構造 |
| CN108369974A (zh) * | 2015-12-22 | 2018-08-03 | 苹果公司 | 用于减轻非辐射复合的led侧壁处理 |
| JP2018533847A (ja) * | 2015-12-22 | 2018-11-15 | アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． | 非発光性再結合を低減するためのｌｅｄの側壁処理 |
| US10418519B2 (en) | 2015-12-22 | 2019-09-17 | Apple Inc. | LED sidewall processing to mitigate non-radiative recombination |
| US10923626B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-02-16 | Apple Inc. | LED sidewall processing to mitigate non-radiative recombination |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680855B2 (ja) | 1994-10-12 |
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