JPS60247988A - 半導体レ−ザ - Google Patents
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- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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- H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
- H01S5/32391—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers based on In(Ga)(As)P
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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、第１導電型の基板とその上に設けられた層構
造とを有し、この層構造は、連続して、少なくとも第１
導電型の第１不活性層と、第２導電型の第２不活性層と
、これ箸箱１および第２不活性層の間にあって、十分に
大きな順方向電流で、共振器内に位置する活性層の相形
活性領域内にコヒーレントな電磁放射線を発生するｐｎ
接合を有する活性層と、前記の活性領域の区間で中断層
を有する電流制限用ブロック層とを有し、前記の第１お
よび第２不活性層は前記の活性層よりも発生放射線に対
する小さな屈折率と大きな禁止帯巾とを有し、第２不活
性層と基板とは接続導体に接続された半導体レーザに関
するものである。
造とを有し、この層構造は、連続して、少なくとも第１
導電型の第１不活性層と、第２導電型の第２不活性層と
、これ箸箱１および第２不活性層の間にあって、十分に
大きな順方向電流で、共振器内に位置する活性層の相形
活性領域内にコヒーレントな電磁放射線を発生するｐｎ
接合を有する活性層と、前記の活性領域の区間で中断層
を有する電流制限用ブロック層とを有し、前記の第１お
よび第２不活性層は前記の活性層よりも発生放射線に対
する小さな屈折率と大きな禁止帯巾とを有し、第２不活
性層と基板とは接続導体に接続された半導体レーザに関
するものである。
この種の半導体レーザは米国特許明細書第３９８４２６
２号より知られている。
２号より知られている。
半導体ｐｎレーザ、特にダブルへテロ構造のレーザ（所
謂ＯＨレーザ）では、できる限り低いしきい値電流で所
望のレーザ動作を得そして過熱を防止するために、コヒ
ーレントな放射線が発生されるレーザ構造の奇形活性部
分にポンピング電流を確実に閉込めるように種々の構造
が用いられる。
謂ＯＨレーザ）では、できる限り低いしきい値電流で所
望のレーザ動作を得そして過熱を防止するために、コヒ
ーレントな放射線が発生されるレーザ構造の奇形活性部
分にポンピング電流を確実に閉込めるように種々の構造
が用いられる。
単に簡単な方法では、電極の一方がレーザ面の奇形部分
とだけ接触し、この領域以外は絶縁層例えば酸化シリコ
ンの絶縁層によって分離されている。けれども、この構
造では電極と活性層との距離が相当に大きく、この距離
に亘って電流の拡がりが生じる。
とだけ接触し、この領域以外は絶縁層例えば酸化シリコ
ンの絶縁層によって分離されている。けれども、この構
造では電極と活性層との距離が相当に大きく、この距離
に亘って電流の拡がりが生じる。
やはり良く使用されるこれよりも良い方法は、レーザの
帯形活性領域の外側に高抵抗領域を形成し、この高抵抗
領域が、表面から活性層の付近迄または若し所望ならば
更にこの層を通って延在す番ようにことができる。半導
体レーザの活性部分に電流を有効に閉込めるこのような
高抵抗領域は、結晶構造を乱ししたがって著しく電気抵
抗を増加するプロトン打込みによって形成されるのが普
通である。この方法は米国特許明細書箱３８２−４１３
３号に記載されている。けれどもこの方法は、このよう
なプロトン打込みには高価な装置が必要とされ、この打
込みは可なり骨の折れる作業であるという欠点をもつ。
帯形活性領域の外側に高抵抗領域を形成し、この高抵抗
領域が、表面から活性層の付近迄または若し所望ならば
更にこの層を通って延在す番ようにことができる。半導
体レーザの活性部分に電流を有効に閉込めるこのような
高抵抗領域は、結晶構造を乱ししたがって著しく電気抵
抗を増加するプロトン打込みによって形成されるのが普
通である。この方法は米国特許明細書箱３８２−４１３
３号に記載されている。けれどもこの方法は、このよう
なプロトン打込みには高価な装置が必要とされ、この打
込みは可なり骨の折れる作業であるという欠点をもつ。
前述の欠点を除くために第３の方法が開発された。この
方法は前述の米国特許明細書第３９８４２６２号に記載
されてあり、活性層の付近の結晶構造内に埋込ブロック
層が設けられ、このブロック層は、高抵抗材料またはブ
ロック層が隣接の半導体材料とｐｎ接合を形成するよう
な導電型の半導体材料より成る。動作状態において、こ
のｐｎ接合は逆方向にバイアスしてもよく、またはこの
ｐｎ接合を経て電流が流れないような方法で順方向にバ
イアスしてもよい。このようなブロック層は、例えば拡
散法、イオン注入法、エピタキシャル成長法等によって
簡単に形成することができ、優れた電流閉込、めが得ら
れる。したがって、この構造のレーザ、特にそのより進
歩した形、就中［エレクトロニクスレターズ（ε１ｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） Ｊ１９８２年１０
月２８日第１８巻第２２号の第９５３−９５４頁に記載
されたようなダブルチャネルプレーナ埋込形ヘテＤ （
ＤＣＰＢｔｌ、 Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌ
ａｎａｒ ＢｕｒｉｅｄＨｅｔｅｒｏ） レーザは数多
くの用途に特に適している。
方法は前述の米国特許明細書第３９８４２６２号に記載
されてあり、活性層の付近の結晶構造内に埋込ブロック
層が設けられ、このブロック層は、高抵抗材料またはブ
ロック層が隣接の半導体材料とｐｎ接合を形成するよう
な導電型の半導体材料より成る。動作状態において、こ
のｐｎ接合は逆方向にバイアスしてもよく、またはこの
ｐｎ接合を経て電流が流れないような方法で順方向にバ
イアスしてもよい。このようなブロック層は、例えば拡
散法、イオン注入法、エピタキシャル成長法等によって
簡単に形成することができ、優れた電流閉込、めが得ら
れる。したがって、この構造のレーザ、特にそのより進
歩した形、就中［エレクトロニクスレターズ（ε１ｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） Ｊ１９８２年１０
月２８日第１８巻第２２号の第９５３−９５４頁に記載
されたようなダブルチャネルプレーナ埋込形ヘテＤ （
ＤＣＰＢｔｌ、 Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌ
ａｎａｒ ＢｕｒｉｅｄＨｅｔｅｒｏ） レーザは数多
くの用途に特に適している。
光通信のような重要な応用分野では、レーザを非常に高
・い変調周波数例えばｌ ＧＨｚまたはそれ以上で動作
することが要求される。電流閉込めブロック層を有する
前述のレーザは他の面では満足に動作することはわかっ
たが、このような高い周波数では変調帯域幅の軽視でき
ない制限を明らかにした問題が生じた。
・い変調周波数例えばｌ ＧＨｚまたはそれ以上で動作
することが要求される。電流閉込めブロック層を有する
前述のレーザは他の面では満足に動作することはわかっ
たが、このような高い周波数では変調帯域幅の軽視でき
ない制限を明らかにした問題が生じた。
本発明は就中この問題を除くか少なくとも著しく低減し
、極めて高い周波数（＞ ＩＧＨｚ）での使用に適した
ブロック層電流閉込めを有する半導体レーザをうること
にある。
、極めて高い周波数（＞ ＩＧＨｚ）での使用に適した
ブロック層電流閉込めを有する半導体レーザをうること
にある。
本発明は就中法のような認識即ちこの目的はブロック層
電流閉込めを有する公知の半導体レーザに最終処理を施
すことによって達成することができるというδ忍識に基
づいたものである。
電流閉込めを有する公知の半導体レーザに最終処理を施
すことによって達成することができるというδ忍識に基
づいたものである。
本発明は、冒頭に記載した種類の半導体レーザにおいて
、乱された結晶構造（ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｃｒｙｓｔ
ａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する高抵抗領域が、半導
体の基板と反対の側から少なくともブロック層を通り抜
けて帯形活性領域の外側に両方向に延在することを特徴
とするものである。
、乱された結晶構造（ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｃｒｙｓｔ
ａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する高抵抗領域が、半導
体の基板と反対の側から少なくともブロック層を通り抜
けて帯形活性領域の外側に両方向に延在することを特徴
とするものである。
このやり方は、電流閉込めにコストを増す複雑な技法を
避けるという前述の目的と矛盾するように見える。更に
、埋込ブロック層によって充分な電流閉込めが得られる
のであるから、例えばプロトン打込みやその他の方法に
よって、乱された結晶構造を有する高抵抗領域をその上
設けることは全く余計に見える。
避けるという前述の目的と矛盾するように見える。更に
、埋込ブロック層によって充分な電流閉込めが得られる
のであるから、例えばプロトン打込みやその他の方法に
よって、乱された結晶構造を有する高抵抗領域をその上
設けることは全く余計に見える。
けれども、この付加的な一見余計に見える方策の結果、
このようにして得られたレーザはＩＧＨｚより遥か上の
周波数でも満足に働くことができるということがわかっ
た。この予想外に好ましい結果は少なくとも可なりの程
度次の事実に基因するものと考えられる、即ち、高周波
における前述の問題は、構造の漢方向の寄生電流と組合
って、フロック層により隣接半導体材料と共に形成され
る容量によって生ずるものと考えられる。
このようにして得られたレーザはＩＧＨｚより遥か上の
周波数でも満足に働くことができるということがわかっ
た。この予想外に好ましい結果は少なくとも可なりの程
度次の事実に基因するものと考えられる、即ち、高周波
における前述の問題は、構造の漢方向の寄生電流と組合
って、フロック層により隣接半導体材料と共に形成され
る容量によって生ずるものと考えられる。
乱された結晶構造を有する高抵抗領域は、高速粒子好ま
しくはプロトンの打込みによってえられる。ブロック層
は絶縁性若しくは少なくとも高抵抗材料より形成しても
よいが隣接半導体材料と動作状態時に逆方向にバイアス
されるｐｎ接合を形成するのが好ましい。
しくはプロトンの打込みによってえられる。ブロック層
は絶縁性若しくは少なくとも高抵抗材料より形成しても
よいが隣接半導体材料と動作状態時に逆方向にバイアス
されるｐｎ接合を形成するのが好ましい。
帯型活性領域は、活性領域よりも発生放射線に対する小
さな屈折率と大きな禁止相中を有する第２導電型の境界
領域によって横方向に限界されるようにするのが有利で
ある。この結果、放射線も相形活性領域に横方向に閉込
められる。特に光通信技術に用いるのに適した好ましい
一実施態様では、相形活性領域は２つの溝によって限界
され二これ等の溝は、第２不活性層の上側から活性層を
通って第１不活性層内迄延在し、境界領域とこの境界領
域上に設けられた第１導電型のブロック層とて少なくと
も部分的に満たされる。
さな屈折率と大きな禁止相中を有する第２導電型の境界
領域によって横方向に限界されるようにするのが有利で
ある。この結果、放射線も相形活性領域に横方向に閉込
められる。特に光通信技術に用いるのに適した好ましい
一実施態様では、相形活性領域は２つの溝によって限界
され二これ等の溝は、第２不活性層の上側から活性層を
通って第１不活性層内迄延在し、境界領域とこの境界領
域上に設けられた第１導電型のブロック層とて少なくと
も部分的に満たされる。
以下本発明を図面を参照して冥施例でより詳しく説明す
る。図面は寸法比を無視しである。図面を見易くするた
めに特に垂直方向の寸法は著しく誇張しである。図面の
対応部分には同じ符号を付してありまた同じ導電型の領
域の断面は同じ方向の斜線で示しである。
る。図面は寸法比を無視しである。図面を見易くするた
めに特に垂直方向の寸法は著しく誇張しである。図面の
対応部分には同じ符号を付してありまた同じ導電型の領
域の断面は同じ方向の斜線で示しである。
第１図は本発明の半導体レーザの一実施例を断面で線図
的に示したものである。このレーザは、第１導電型、こ
の場合にはｎ型の燐化インジウム（ｌｎＰ）の基板１を
有する半導体を有する。前記の基板１上には、ｎ型の燐
化インジウムの第１不活性層（クラッド層）２と反対の
即ちこの場合にはＰ型のやはり燐化インジウムより成る
第２不活性層（クラット層）３と、層２と３の間の活性
層４とを有する層構造が設けられている。この活性層４
はインジウムガリウム砒素燐（組成１ｎＸＧａ＋ −ｘ
へＳＹ Ｐ＋−ｙ） より成る。Ｘとｙの値を換えると
、発生放射線の波長を約１２μｍと１．６μｍの間でか
えることができる。この例ではＸ＝０．７３およびＹ＝
０．６３で、一方層４はわざとドープされていない。
的に示したものである。このレーザは、第１導電型、こ
の場合にはｎ型の燐化インジウム（ｌｎＰ）の基板１を
有する半導体を有する。前記の基板１上には、ｎ型の燐
化インジウムの第１不活性層（クラッド層）２と反対の
即ちこの場合にはＰ型のやはり燐化インジウムより成る
第２不活性層（クラット層）３と、層２と３の間の活性
層４とを有する層構造が設けられている。この活性層４
はインジウムガリウム砒素燐（組成１ｎＸＧａ＋ −ｘ
へＳＹ Ｐ＋−ｙ） より成る。Ｘとｙの値を換えると
、発生放射線の波長を約１２μｍと１．６μｍの間でか
えることができる。この例ではＸ＝０．７３およびＹ＝
０．６３で、一方層４はわざとドープされていない。
前記の層４は、この層４の導電型に応じて該層と層２と
３の何れか一方との間に位置するｐｎ接合を有する。こ
のｐｎ接合は、十分に大きな順方向電流において活性層
４の相形活性領域４Ａにコヒーレントな電磁放射線を発
生ずることができる。前記の奇形領域４八は第１図で図
面に直角に延在し、この領域４ａに直角に配設され且つ
結晶の襞開面の形をとる２つの鏡面によって形成された
共振器（図示せず）内にある。Ｘとｙの前記の値では、
放射線波長は真空中で約１．３ μｍである。第１不活
性層２と第２不活性層３は何れも発生放射線に対して活
性層４よりも低い屈折率を有しまた活性層４よりも大き
な禁止帯幅を有する。
３の何れか一方との間に位置するｐｎ接合を有する。こ
のｐｎ接合は、十分に大きな順方向電流において活性層
４の相形活性領域４Ａにコヒーレントな電磁放射線を発
生ずることができる。前記の奇形領域４八は第１図で図
面に直角に延在し、この領域４ａに直角に配設され且つ
結晶の襞開面の形をとる２つの鏡面によって形成された
共振器（図示せず）内にある。Ｘとｙの前記の値では、
放射線波長は真空中で約１．３ μｍである。第１不活
性層２と第２不活性層３は何れも発生放射線に対して活
性層４よりも低い屈折率を有しまた活性層４よりも大き
な禁止帯幅を有する。
このレーザは更に電流閉込めフロック層５を有し、この
層は活性領域４Ａの区域において奇形の中断部を有する
。第２不活性層３（少なくともその一部はフロック層５
で覆われていない）は、（この実施例ではｐ型１ｎＰの
高濃度ドープ層６とこの層の上に設けられたｘ＝０．７
９およびｙ＝０．４９を有するｐ型のＩｎｏ Ｇａ＋−
ｘ Ａｓｙ ｐｉ−Ｙより成る高濃度ドープ層７とを経
て）金属の電極層８の形の接続導体に接続され、この電
極層は、この実施例では酸化シリコンの絶縁層９により
更にレーザの不活性部分と分離されている。基板１は電
極層１０を有する下側の上に設けられている。
層は活性領域４Ａの区域において奇形の中断部を有する
。第２不活性層３（少なくともその一部はフロック層５
で覆われていない）は、（この実施例ではｐ型１ｎＰの
高濃度ドープ層６とこの層の上に設けられたｘ＝０．７
９およびｙ＝０．４９を有するｐ型のＩｎｏ Ｇａ＋−
ｘ Ａｓｙ ｐｉ−Ｙより成る高濃度ドープ層７とを経
て）金属の電極層８の形の接続導体に接続され、この電
極層は、この実施例では酸化シリコンの絶縁層９により
更にレーザの不活性部分と分離されている。基板１は電
極層１０を有する下側の上に設けられている。
更に、この実施例では、発生放射線に対して活性層４よ
りも低い屈折率を有しまたこの活性Ｂ４よりも大きな禁
止帯幅を有するＩｎＰＯｐ型層の形の境界領域１１があ
る。奇形活性領域４ａは更に２つの溝１２と１３で限界
され、これ等の溝は、第２不活性層３の上側から活性層
４を通って第１不活性層２内迄延在し、前記の境界領域
１１とその上のブロック層５とで少なくとも部分的に満
たされている。
りも低い屈折率を有しまたこの活性Ｂ４よりも大きな禁
止帯幅を有するＩｎＰＯｐ型層の形の境界領域１１があ
る。奇形活性領域４ａは更に２つの溝１２と１３で限界
され、これ等の溝は、第２不活性層３の上側から活性層
４を通って第１不活性層２内迄延在し、前記の境界領域
１１とその上のブロック層５とで少なくとも部分的に満
たされている。
境界領域１１と溝１２および１３とは本発明に絶対に必
要なものではない。けれども、これ等は電流閉込めおよ
び活性領域４Ａへの放射線の閉込めを著しく助成する。
要なものではない。けれども、これ等は電流閉込めおよ
び活性領域４Ａへの放射線の閉込めを著しく助成する。
以上説明した半導体レーザは前述の「エレクトロニック
レクーズ１の論文より知られている。
レクーズ１の論文より知られている。
このレーザは光通信用の光源として使用するのに特に適
している。
している。
けれども、このレーザやブロック層を有する−その他の
レーザ構造の欠点は、非常に高い周波数で寄生容量およ
び電流が極めて妨害となる影響を有し、このためこれ等
レーザの変調帯域幅がひどく制限されるということであ
る。寄生容量は特にブロック層の容量によって形成され
、この実施例では更に電極層８と絶縁層９の容量によっ
ても形成される。この実施例では、ブロック層５はｎ型
ＩｎＰより成るので、２つのｐｎ接合が形成される、す
なわち１つは層５と６の間にまた１つは層５と１１の間
に形成される。これ等のｐｎ接合は比較的大きな寄生容
量を生じる。層６と７の横方向抵抗は、前記の寄生容量
と共に、レーザの不活性部のインピーダンスレベルを著
しく低減ししたがって高周波挙動に不利に働＜ＲＣの組
合せを形成する。
レーザ構造の欠点は、非常に高い周波数で寄生容量およ
び電流が極めて妨害となる影響を有し、このためこれ等
レーザの変調帯域幅がひどく制限されるということであ
る。寄生容量は特にブロック層の容量によって形成され
、この実施例では更に電極層８と絶縁層９の容量によっ
ても形成される。この実施例では、ブロック層５はｎ型
ＩｎＰより成るので、２つのｐｎ接合が形成される、す
なわち１つは層５と６の間にまた１つは層５と１１の間
に形成される。これ等のｐｎ接合は比較的大きな寄生容
量を生じる。層６と７の横方向抵抗は、前記の寄生容量
と共に、レーザの不活性部のインピーダンスレベルを著
しく低減ししたがって高周波挙動に不利に働＜ＲＣの組
合せを形成する。
本発明によれば、乱された結晶構造を有する第１図にそ
の境界を点線で示した高抵抗領域１４が、半導体の基板
ｌと反対の側から少なくともブロック層５を通り抜けて
奇形活性領域４Ａの両側に延在している。この実施例に
おける高抵抗領域はプロトン打込みによって得られ、レ
ーザの不活性部分のインピーダンスレベルを著しく増す
。この結果、このレーザはｌ ＧＨｚより遥か上の周波
数迄使用することができ、広帯域光通信システムの適当
な光源となった。
の境界を点線で示した高抵抗領域１４が、半導体の基板
ｌと反対の側から少なくともブロック層５を通り抜けて
奇形活性領域４Ａの両側に延在している。この実施例に
おける高抵抗領域はプロトン打込みによって得られ、レ
ーザの不活性部分のインピーダンスレベルを著しく増す
。この結果、このレーザはｌ ＧＨｚより遥か上の周波
数迄使用することができ、広帯域光通信システムの適当
な光源となった。
第２図においてＡは前述した構造の半導体レーザの変調
感度ＧをまたＢは高抵抗領域１４のない同じ半導体レー
ザの変調感度Ｇを夫々周波数の関数として例示したもの
である。ここで変調感度Ｇという言葉は、ポンピング電
流の変化の関数としての放出出力の変化を意味するもの
である。第２図でＧは（任意の単位で）対数的にプロッ
トされている。高抵抗領域１４のないレーザは、１００
Ｍｔｌｚ以上では変調感度が著しく低減されているが、
本発明のレーザではこの変調感度は略々２ ＧＨｚの周
波数上大体一定に保たれることがはっきりわかるであろ
う。
感度ＧをまたＢは高抵抗領域１４のない同じ半導体レー
ザの変調感度Ｇを夫々周波数の関数として例示したもの
である。ここで変調感度Ｇという言葉は、ポンピング電
流の変化の関数としての放出出力の変化を意味するもの
である。第２図でＧは（任意の単位で）対数的にプロッ
トされている。高抵抗領域１４のないレーザは、１００
Ｍｔｌｚ以上では変調感度が著しく低減されているが、
本発明のレーザではこの変調感度は略々２ ＧＨｚの周
波数上大体一定に保たれることがはっきりわかるであろ
う。
以上説明した半導体レーザは第３図から第５図に示した
方法でつくることができる。
方法でつくることができる。
出発材料は、３６０ μｍの厚さ、（１００）面および
例えば５・１０１８／ｃｍ３のキャリヤ濃度をもったｎ
型燐化インジウムの基板１である（第３図参照）。
例えば５・１０１８／ｃｍ３のキャリヤ濃度をもったｎ
型燐化インジウムの基板１である（第３図参照）。
この基板上に、例えば液相エピクキシャル成長法（ＬＰ
Ｅ）によって、約３μｍの厚ささ２・１０１８錫原子／
ａｍ３のドープ濃度を有するｎ型燐化インジウムの層２
と、Ｉｎｏ、ｔ３Ｇａ（１，２ｔ Ａ３０．６３Ｐ０．
３７の組成と０，１５μｍの厚さを有し、わざとドープ
してない活性層４と、１μｍの厚さと２・１０Ｉｓ亜鉛
原子／ｃｍ３のドープ濃度を有するｐ型燐化インジウム
の層３と、Ｉｎｏ、 ７９Ｇａｏ、２＋ Ａｓ。、 ４
９ｐＯ，５＋の組成と５・１０′８亜鉛原子／ｃｍ３の
ドープ濃度を有するｐ型被覆層１５とが通常のようにし
て連続的に成長される（第３図参照）。
Ｅ）によって、約３μｍの厚ささ２・１０１８錫原子／
ａｍ３のドープ濃度を有するｎ型燐化インジウムの層２
と、Ｉｎｏ、ｔ３Ｇａ（１，２ｔ Ａ３０．６３Ｐ０．
３７の組成と０，１５μｍの厚さを有し、わざとドープ
してない活性層４と、１μｍの厚さと２・１０Ｉｓ亜鉛
原子／ｃｍ３のドープ濃度を有するｐ型燐化インジウム
の層３と、Ｉｎｏ、 ７９Ｇａｏ、２＋ Ａｓ。、 ４
９ｐＯ，５＋の組成と５・１０′８亜鉛原子／ｃｍ３の
ドープ濃度を有するｐ型被覆層１５とが通常のようにし
て連続的に成長される（第３図参照）。
このアセンブリ１１は次いで成長装置から取出される。
この場合被覆層１５は、高温の間層３からの燐の蒸発を
防ぐのに役立つ。この層構造を冷却した後、前記の被覆
層１５は例えば濃硫酸とＨ２Ｏ２３０％の混合物でのエ
ツチングによって除去される。次いで、例えば臭化メタ
ノールをエッチャントとして用いて通常の写真印刷技法
により層３の表面に溝１２と１３をエッチする。上側で
はこの溝は約９μｍの幅を有し、３μｍの深さを有する
。その上側で溝間にあるメサの幅は約１．５ μｍであ
る。
防ぐのに役立つ。この層構造を冷却した後、前記の被覆
層１５は例えば濃硫酸とＨ２Ｏ２３０％の混合物でのエ
ツチングによって除去される。次いで、例えば臭化メタ
ノールをエッチャントとして用いて通常の写真印刷技法
により層３の表面に溝１２と１３をエッチする。上側で
はこの溝は約９μｍの幅を有し、３μｍの深さを有する
。その上側で溝間にあるメサの幅は約１．５ μｍであ
る。
次いでこのアセンブリは再び成長装置内に置かれる。先
づ８・１０１７亜鉛原子／ｃｍ３のドープ濃度を有する
ｐ型燐化インジウム層１１が成長され、この上に、８・
１０１７ゲルマニウム原子／ｃｍ３のトープ濃度を有す
るｎ型燐化インジウム層５（ブロック層）が成長される
。溝１２．１３と前記のメサ以外の構造の平坦部分上で
は、これ等の層は約０．５ μｍの厚さを有する。これ
等の層は部分的に溝を埋めるが、メサ上には成長しない
。次いで、１μｍの厚ささ８・１０１７亜鉛原子／印３
のドープ濃度を有するｎ型燐化インジウム層６と、ｌｎ
ｏ、 ７９ Ｇａｏ、 ２＋Ａｓｏ、 ４９Ｐ ａ、
ｓ ｌ の組成を有し、１μｍの厚さと２・１０′８亜
鉛原子／ｃｍ３のドープ濃度を有するｐ型層７が成長さ
れる。この時第５図の構造が１辱られる。
づ８・１０１７亜鉛原子／ｃｍ３のドープ濃度を有する
ｐ型燐化インジウム層１１が成長され、この上に、８・
１０１７ゲルマニウム原子／ｃｍ３のトープ濃度を有す
るｎ型燐化インジウム層５（ブロック層）が成長される
。溝１２．１３と前記のメサ以外の構造の平坦部分上で
は、これ等の層は約０．５ μｍの厚さを有する。これ
等の層は部分的に溝を埋めるが、メサ上には成長しない
。次いで、１μｍの厚ささ８・１０１７亜鉛原子／印３
のドープ濃度を有するｎ型燐化インジウム層６と、ｌｎ
ｏ、 ７９ Ｇａｏ、 ２＋Ａｓｏ、 ４９Ｐ ａ、
ｓ ｌ の組成を有し、１μｍの厚さと２・１０′８亜
鉛原子／ｃｍ３のドープ濃度を有するｐ型層７が成長さ
れる。この時第５図の構造が１辱られる。
若し所望ならばこの時酸化層９を形成し、この層内に、
溝と中間領域の上方を開けて置＜１０μｍ幅の帯がエッ
チされる。良好なオーミック接触を得るために亜鉛がこ
の帯内に拡散される。次いで：この帯の表面に約２．５
μｍの厚さの金マスクを公知の写真印刷方法によって
設ける。３・１０′５プロトン／ｃｍ３の量のプロトン
を３２０ＫｅＶのエネルギで打込むことによって、次い
て領域１４が形成されるｑ最後に、エッチンクによって
基板１の厚さが約８０μｍに減少され、その後金属の電
極屑８と１０が設けられ、鏡面として役立つ襞阿面が罫
書いて割ることにより得られる。次いでこの半導体レー
ザを通常の方法で仕上げることができる。
溝と中間領域の上方を開けて置＜１０μｍ幅の帯がエッ
チされる。良好なオーミック接触を得るために亜鉛がこ
の帯内に拡散される。次いで：この帯の表面に約２．５
μｍの厚さの金マスクを公知の写真印刷方法によって
設ける。３・１０′５プロトン／ｃｍ３の量のプロトン
を３２０ＫｅＶのエネルギで打込むことによって、次い
て領域１４が形成されるｑ最後に、エッチンクによって
基板１の厚さが約８０μｍに減少され、その後金属の電
極屑８と１０が設けられ、鏡面として役立つ襞阿面が罫
書いて割ることにより得られる。次いでこの半導体レー
ザを通常の方法で仕上げることができる。
高抵抗領域１４は、プロトン打込みの代わりに、その他
の高速粒子例えばシュウチリウムイオンやヘリウムイオ
ンの打込みで得ることもできる。この領域１４は打込み
エネルギによっては、この実施例におけるよりも深く例
えば活性層４を通って第１不活性層２迄延在することも
てきる。
の高速粒子例えばシュウチリウムイオンやヘリウムイオ
ンの打込みで得ることもできる。この領域１４は打込み
エネルギによっては、この実施例におけるよりも深く例
えば活性層４を通って第１不活性層２迄延在することも
てきる。
前記の領域１４は非常に高抵抗てしたがって殆ど電流の
拡がりを生しることがないので、酸化層９の存在は必ず
しも必要でない。
拡がりを生しることがないので、酸化層９の存在は必ず
しも必要でない。
ブロック層５は、ｎ型層の代わりに絶縁物質の層または
例えばイオン打込みて得た非常な高抵抗層でもよい。
例えばイオン打込みて得た非常な高抵抗層でもよい。
本発明は、以上述べたレーザ゛構造だけでなく、電流の
閉込めが埋込みブロック層によって得られるすべてのレ
ーザ構造にも一般的な意味で有利であるといえる。第６
図と第７図は、本発明による高抵抗領域１４をそなえた
ブロック層５を設けた２つの別の公知の半導体レーザの
断面図を示す。
閉込めが埋込みブロック層によって得られるすべてのレ
ーザ構造にも一般的な意味で有利であるといえる。第６
図と第７図は、本発明による高抵抗領域１４をそなえた
ブロック層５を設けた２つの別の公知の半導体レーザの
断面図を示す。
第６図は、本発明による高周波挙動を改良するための乱
された結晶構造を設けて高抵抗領域１４を設けた米国特
許明細書第３９８４２６２号の半導体レーザの断面図を
示す。基板１はこの場合ｎ型砒化ガリウムで、一方策１
不活性層２はｎ型Ａ１． Ｇａ＋−ＸＡｓ、活性層４は
ＧａＡｓ、第２不活性層３はｐ型Ａｌ。
された結晶構造を設けて高抵抗領域１４を設けた米国特
許明細書第３９８４２６２号の半導体レーザの断面図を
示す。基板１はこの場合ｎ型砒化ガリウムで、一方策１
不活性層２はｎ型Ａ１． Ｇａ＋−ＸＡｓ、活性層４は
ＧａＡｓ、第２不活性層３はｐ型Ａｌ。
Ｇａ、、八Ｓ、最上層２０はｎ型ＧａＡｓより成る。
第７図は、ｎ型ＧａＡｓの基板１、ｐ型Ａｌ、 Ｇａ＋
−ｘＡｓ、の第１不活性層２、ＧａＡｓの活性層４、ｎ
型へＩＭ Ｇａ、Ｘ Ａｓ、の第２不活性層３、ｎ型Ｇ
ａＡｓの最上層３０を有する別のよく使用される半導体
レーザの断面図を示す。この場合にも、乱された結晶構
造を有する高抵抗領域１４がブロック層５を通って基板
１内迄延在している。
−ｘＡｓ、の第１不活性層２、ＧａＡｓの活性層４、ｎ
型へＩＭ Ｇａ、Ｘ Ａｓ、の第２不活性層３、ｎ型Ｇ
ａＡｓの最上層３０を有する別のよく使用される半導体
レーザの断面図を示す。この場合にも、乱された結晶構
造を有する高抵抗領域１４がブロック層５を通って基板
１内迄延在している。
更に層構造は種々の方法で変えることができるというこ
とに留意すべきである。その上、特にブロック層またそ
の他の層もいくつかの並置した副層（ｓｕｂｌａｙｅｒ
ｓ）より構成し、一方バッファ層の形の中間層を種々の
技術的および／または電気的な目的で加えてもよい。種
々の半導体層の導電型をすべて反対の導電型に（同時に
）変えてもよく、また使用半導体材料およびトープ濃度
は、用途および発生放射線の周波数に応じて当該技術者
により所望のように変えられることもてきる。
とに留意すべきである。その上、特にブロック層またそ
の他の層もいくつかの並置した副層（ｓｕｂｌａｙｅｒ
ｓ）より構成し、一方バッファ層の形の中間層を種々の
技術的および／または電気的な目的で加えてもよい。種
々の半導体層の導電型をすべて反対の導電型に（同時に
）変えてもよく、また使用半導体材料およびトープ濃度
は、用途および発生放射線の周波数に応じて当該技術者
により所望のように変えられることもてきる。
以上説明した実施例では共振器は結晶の襞間面で形成さ
れているが、本発明はこれとは別に形成された共振器例
えば分布帰還（ＤＦＢ”ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅ
ｄｂａｃｋ”）または分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ”Ｄ
＋ｓｔｒ＋ｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ”）を有するレーザにも用いることができる。
れているが、本発明はこれとは別に形成された共振器例
えば分布帰還（ＤＦＢ”ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅ
ｄｂａｃｋ”）または分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ”Ｄ
＋ｓｔｒ＋ｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ”）を有するレーザにも用いることができる。
第１図は本発明の半導体の一実施例の断面図、第２図は
第１図のレーザの変調感度と高オーム領域のない同じレ
ーザの変調感度との比較を示す線図、 第３図から第５図は第１図のレーザの製造段階を示す断
面図、 第６図および第７図は夫々本発明のレーザの別の実施例
の断面図を示す。 １・・・基板 ２・・・第１不活性層 ３・・・第２不活性層 ４・・・活性層４Ａ・・・活性
領域 ５・・・ブロック層６．７・・・高濃度ドープ層 ８．１０・・・電極層 １１・・・境界領域１２．１３
・・・溝 １４・・・高抵抗領域１５・・・被覆層 ２
０．３０・・・最上層ＦＩＧ、Ｉ ＦＩ６．２
第１図のレーザの変調感度と高オーム領域のない同じレ
ーザの変調感度との比較を示す線図、 第３図から第５図は第１図のレーザの製造段階を示す断
面図、 第６図および第７図は夫々本発明のレーザの別の実施例
の断面図を示す。 １・・・基板 ２・・・第１不活性層 ３・・・第２不活性層 ４・・・活性層４Ａ・・・活性
領域 ５・・・ブロック層６．７・・・高濃度ドープ層 ８．１０・・・電極層 １１・・・境界領域１２．１３
・・・溝 １４・・・高抵抗領域１５・・・被覆層 ２
０．３０・・・最上層ＦＩＧ、Ｉ ＦＩ６．２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 第１導電型の基板とその上に設けられた層構造と
を有し、この層構造は、連続して、少なくとも第１導電
型の第１不活性層と、第２導電型の第２不活性層と、こ
れ等第１および第２不活性層の間にあって、十分に大き
な順方向電流で、共振器内に位置する活性層の帯形活性
領域内にコヒーレントな電磁放射線を発生するｐｎ接合
を有する活性層と、前記の活性領域の区間で、中断層を
有する電流制限用ブロック層とを有し、前記の第１およ
び第２不活性層は前記の活性層よりも発生放射線に対す
る小さな屈折率と大きな禁止帯幅とを有し、第２不活性
層と基板とは接続導体に接続された半導体レーザーにお
いて、乱された結晶構造を有する高抵抗領域が、半導体
の基板と反対の側から少なくとも前記のブロック層を通
り抜けて相形活性領域の外側に両方向に延在することを
特徴とする半導体レーザ。 ２、 分布結晶構造を有する高抵抗領域はプロトン打込
みによって得られた領域である特許請求の範囲第１項記
載の半導体レーザ。 ３、 ブロック層は隣接半導体材料とｐｎｔＩ合を形成
する半導体層である特許請求の範囲第１項記載の半導体
装置。 ４、 相形活性領域は、活性層よりも発生放射線に対す
る小さな屈折率と大きな禁止帯幅を有する第２導電型の
境界領域によって横方向に限界された特許請求の範囲第
３項記載の半導体装置。 ５、 相形活性領域は、２つの溝によって限界され、こ
れ等の溝は、第２不活性層の上側から活性層を通って第
１活性層内迄延在し、境界領域上この境界領域上に設け
られた第１導電型のブロック層とて少なくとも部分的に
満たされた特許請求の範囲第４項記載の半導体レーザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8401172 | 1984-04-12 | ||
| NL8401172A NL8401172A (nl) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | Halfgeleiderlaser. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247988A true JPS60247988A (ja) | 1985-12-07 |
| JP2572371B2 JP2572371B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=19843795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073627A Expired - Fee Related JP2572371B2 (ja) | 1984-04-12 | 1985-04-09 | 半導体レ−ザ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4677634A (ja) |
| EP (1) | EP0161016B1 (ja) |
| JP (1) | JP2572371B2 (ja) |
| CA (1) | CA1241422A (ja) |
| DE (1) | DE3565442D1 (ja) |
| NL (1) | NL8401172A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63236383A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH05206576A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-08-13 | Alcatel Cit | 二重チャネル半導体レーザ及びその製造法 |
| JP2005311309A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62266039A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| NL8603009A (nl) * | 1986-11-27 | 1988-06-16 | Philips Nv | Halfgeleiderlaser en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| NL8702233A (nl) * | 1987-09-18 | 1989-04-17 | Philips Nv | Dcpbh laser met goede temperatuurstabiliteit. |
| NL8802936A (nl) * | 1988-11-29 | 1990-06-18 | Koninkl Philips Electronics Nv | Electroluminescerende diode met lage capaciteit. |
| KR0141057B1 (ko) * | 1994-11-19 | 1998-07-15 | 이헌조 | 반도체 레이저 제조방법 |
| JP5858659B2 (ja) * | 2011-06-21 | 2016-02-10 | キヤノン株式会社 | フォトニック結晶面発光レーザおよびその製造方法 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5133989A (ja) * | 1974-09-18 | 1976-03-23 | Fujitsu Ltd | |
| JPS5871685A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
| US3984262A (en) * | 1974-12-09 | 1976-10-05 | Xerox Corporation | Method of making a substrate striped planar laser |
| FR2465337A1 (fr) * | 1979-09-11 | 1981-03-20 | Landreau Jean | Procede de fabrication d'un laser a semi-conducteur a confinements transverses optique et electrique et laser obtenu par ce procede |
| US4340967A (en) * | 1980-06-02 | 1982-07-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Semiconductor lasers with stable higher-order modes parallel to the junction plane |
| FR2502847A1 (fr) * | 1981-03-25 | 1982-10-01 | Western Electric Co | Dispositif emetteur de lumiere a semi-conducteurs comportant une structure de canalisation du courant |
| EP0083697B1 (en) * | 1981-10-19 | 1987-09-09 | Nec Corporation | Double channel planar buried heterostructure laser |
| JPS5957486A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Nec Corp | 埋め込み形半導体レ−ザ |
| JPS59198785A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Nec Corp | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-04-12 NL NL8401172A patent/NL8401172A/nl not_active Application Discontinuation
-
1985
- 1985-03-21 US US06/714,228 patent/US4677634A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-04-01 EP EP85200505A patent/EP0161016B1/en not_active Expired
- 1985-04-01 DE DE8585200505T patent/DE3565442D1/de not_active Expired
- 1985-04-09 JP JP60073627A patent/JP2572371B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1985-04-11 CA CA000478928A patent/CA1241422A/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133989A (ja) * | 1974-09-18 | 1976-03-23 | Fujitsu Ltd | |
| JPS5871685A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
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| JPS63236383A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH05206576A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-08-13 | Alcatel Cit | 二重チャネル半導体レーザ及びその製造法 |
| JP2005311309A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| US7995634B2 (en) | 2004-03-26 | 2011-08-09 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2572371B2 (ja) | 1997-01-16 |
| DE3565442D1 (en) | 1988-11-10 |
| US4677634A (en) | 1987-06-30 |
| NL8401172A (nl) | 1985-11-01 |
| EP0161016B1 (en) | 1988-10-05 |
| EP0161016A1 (en) | 1985-11-13 |
| CA1241422A (en) | 1988-08-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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