JPS60260183A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS60260183A JPS60260183A JP11603184A JP11603184A JPS60260183A JP S60260183 A JPS60260183 A JP S60260183A JP 11603184 A JP11603184 A JP 11603184A JP 11603184 A JP11603184 A JP 11603184A JP S60260183 A JPS60260183 A JP S60260183A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type inp
- inp layer
- type
- semiconductor
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は波長帯域が１．３ 、１．５５μｍの光通信用
レーザとして用いられる半導体発光装置に関する。
レーザとして用いられる半導体発光装置に関する。
第２図は従来例による半導体発光装置の構造を示す半導
体基板の断面図である。
体基板の断面図である。
この構造は高出力、高効率の動作をする半導体レーザと
してＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ４２（’８３）
１３９〜１４１に報告されている。図において１はス
トライプ状突起を有するｎ゛型インジウム・燐（ＩｎＰ
）層で、この上にストライプ状突起を覆ってｎ４型Ｉｎ
Ｐ層より抵抗率の高いｎ型ＩｎＰ層２を堆積する。 つ
ぎに活性層３として４元結晶のインジウム・ガリウム・
砒素・燐（Ｉｎｌ−ｘＧａｘＡｓ＋−ｙＰｙ 、ここで
０＜ｘ＜１．０＜ｙ＜１．以下１ｎＧａＡｓＰと略記す
る）層を段差部に被着しないように薄く堆積する。
してＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ４２（’８３）
１３９〜１４１に報告されている。図において１はス
トライプ状突起を有するｎ゛型インジウム・燐（ＩｎＰ
）層で、この上にストライプ状突起を覆ってｎ４型Ｉｎ
Ｐ層より抵抗率の高いｎ型ＩｎＰ層２を堆積する。 つ
ぎに活性層３として４元結晶のインジウム・ガリウム・
砒素・燐（Ｉｎｌ−ｘＧａｘＡｓ＋−ｙＰｙ 、ここで
０＜ｘ＜１．０＜ｙ＜１．以下１ｎＧａＡｓＰと略記す
る）層を段差部に被着しないように薄く堆積する。
その上にｐ型ＩｎＰ層４、さらにその上に電極５として
ｐ型１ｎＧａＡｓＰ層を堆積した構造となっている。
ｐ型１ｎＧａＡｓＰ層を堆積した構造となっている。
発光はＩｎＧａＡｓＰの活性層３をｎ型ＩｎＰ層２と）
型１ｎＰ層４で挟んで構成された中央部のダブルへテロ
接合で行われる。
型１ｎＰ層４で挟んで構成された中央部のダブルへテロ
接合で行われる。
この構造においては、活性層３に抵抗率の低いｎ゛型Ｉ
ｎＰ層１のストライプ状突起が近接しているため、活性
層３の部分にレーザを発振させるための注入電流を集中
させ、これにより高出力レーザを得ようとするものであ
る。
ｎＰ層１のストライプ状突起が近接しているため、活性
層３の部分にレーザを発振させるための注入電流を集中
させ、これにより高出力レーザを得ようとするものであ
る。
しかし上記の構造では、活性領域（発光領域）の幅Ｗを
小さくすることは極めて難しく、ｎ・型ＩｎＰ層１のス
トライプ状突起の幅（メサ幅）よりさらに小さくするこ
とは困難である。活性領域の幅Ｗが大きいとつぎのよう
な欠点を有する。
小さくすることは極めて難しく、ｎ・型ＩｎＰ層１のス
トライプ状突起の幅（メサ幅）よりさらに小さくするこ
とは困難である。活性領域の幅Ｗが大きいとつぎのよう
な欠点を有する。
１、しきい値電流１いが大きい。
これは活性領域の全体にわたってレーザ発振を起こさせ
るために必要な注入電流は活性領域の輻Ｗが小さい方が
少なくてすむからである。
るために必要な注入電流は活性領域の輻Ｗが小さい方が
少なくてすむからである。
ｉｉ、良好な遠視野像（ＦａｒＦｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅ
ｒｎ）が得られ難い。
ｒｎ）が得られ難い。
遠視野像とは光出力の発光位置に対する分布状態を表し
、レーザとしては単一のピークをもつ分布状態が好まし
く、この状態かえられるためには定性的な傾向として活
性領域の幅Ｗと厚さｄの積がある値以下であることが必
要となる。遠視野像の光出力にピークが２つ以上あるよ
うな場合は注入電流Ｉ−光出力しの関係に不連続性がで
る。
、レーザとしては単一のピークをもつ分布状態が好まし
く、この状態かえられるためには定性的な傾向として活
性領域の幅Ｗと厚さｄの積がある値以下であることが必
要となる。遠視野像の光出力にピークが２つ以上あるよ
うな場合は注入電流Ｉ−光出力しの関係に不連続性がで
る。
またこのような構造では、最終層表面の平坦性が悪く、
製造工程上不都合である。
製造工程上不都合である。
上記問題点の解決は、ストライプ状突起を有するｎ型イ
ンジウム・燐層を覆って、該ｎ型インジウム・燐層より
抵抗率の大きい半導体層を堆積し、該半導体層表面より
該ストライプ状突起部分にストライプ状の溝を該ｎ型イ
ンジウム・燐層に達するように堀り、該構内にインジウ
ム・燐層と、インジウム・ガリウム・砒素・燐層と、イ
ンジウム・燐層とを順次堆積してダブルへテロ接合を構
成してなる半導体発光装置により達成される。
ンジウム・燐層を覆って、該ｎ型インジウム・燐層より
抵抗率の大きい半導体層を堆積し、該半導体層表面より
該ストライプ状突起部分にストライプ状の溝を該ｎ型イ
ンジウム・燐層に達するように堀り、該構内にインジウ
ム・燐層と、インジウム・ガリウム・砒素・燐層と、イ
ンジウム・燐層とを順次堆積してダブルへテロ接合を構
成してなる半導体発光装置により達成される。
抵抗率の差を利用して、活性領域に集中的に電流を流せ
るような構造によりしきい値電流を下げかつ効率を上げ
、さらに本発明を適用して活性領域の幅を小さくできる
ことにより良好な遠視野像が得られ、さらにしきい値電
流を下げかつ効率を上げ、したがって光出力を上げ得る
。
るような構造によりしきい値電流を下げかつ効率を上げ
、さらに本発明を適用して活性領域の幅を小さくできる
ことにより良好な遠視野像が得られ、さらにしきい値電
流を下げかつ効率を上げ、したがって光出力を上げ得る
。
また最終層表面を平らにすることができ、以後の電極材
は等の工程が容易になる。
は等の工程が容易になる。
第１図は本発明による半導体発光装置の構造を示す半導
体基板の断面図である。
体基板の断面図である。
図において１はストライプ状突起を有するｎ４型ＪｎＰ
層で、この上にストライプ状突起を覆ってｎ゛髪型１ｎ
Ｐ ｎ型１ｎＰ層２を堆積する。つぎにストライプ状突起の
上のｎ型ＩｎＰ層２に■溝６をｎ＋型ＩｎＰ層１に達す
るように堀り、この溝の中にｎ型１ｎＰ層７と、活性層
３としてＩｎＧａＡｓＰ層と、ｐ型ＩｎＰ層４とを堆積
した構造となっている。
層で、この上にストライプ状突起を覆ってｎ゛髪型１ｎ
Ｐ ｎ型１ｎＰ層２を堆積する。つぎにストライプ状突起の
上のｎ型ＩｎＰ層２に■溝６をｎ＋型ＩｎＰ層１に達す
るように堀り、この溝の中にｎ型１ｎＰ層７と、活性層
３としてＩｎＧａＡｓＰ層と、ｐ型ＩｎＰ層４とを堆積
した構造となっている。
発光はＩｎＧａＡｓＰの活性層３をｎ型Ｉｎ２層７とｐ
型１ｎＰ層４で挟んで構成されたダブルへテロ接合で行
われる。
型１ｎＰ層４で挟んで構成されたダブルへテロ接合で行
われる。
第３図は本発明による半導体発光装置を製造工程順に示
した半導体基板の断面図である。
した半導体基板の断面図である。
第３図（ａ）において、面指数（１００）を有しキャリ
ア濃度１０１９ｃｍ−３以上のｎ＋型ＩｎＰ層１に５μ
ｍ幅の二酸化珪素ストライプマスクを＜ ０１１ ＞方
向に被着し塩酸でメサエッチングを行う。
ア濃度１０１９ｃｍ−３以上のｎ＋型ＩｎＰ層１に５μ
ｍ幅の二酸化珪素ストライプマスクを＜ ０１１ ＞方
向に被着し塩酸でメサエッチングを行う。
第３図（ｂ）において、この上に成長温度６００℃で、
ｎ型ＩｎＰ層２を液相成長する。液相成長のメルトの組
成は Ｉｎ：ＩｎＰ：Ｓｎ＝１ｇ：５．３ｍｇ：１０．Ｏｍｇ
である。ここで錫Ｓｎはｎ型不純物である。
ｎ型ＩｎＰ層２を液相成長する。液相成長のメルトの組
成は Ｉｎ：ＩｎＰ：Ｓｎ＝１ｇ：５．３ｍｇ：１０．Ｏｍｇ
である。ここで錫Ｓｎはｎ型不純物である。
ｎ型１ｎＰ層２のキャリア濃度は５ Ｘ１０１７ｃｍ−
”でｎ＋型１ｎＰ Ｊ！．、ｌより２桁程度小さく、従
って抵抗蔓は２桁程度大きくなる。
”でｎ＋型１ｎＰ Ｊ！．、ｌより２桁程度小さく、従
って抵抗蔓は２桁程度大きくなる。
第３図＋Ｃ）において、２μｍ幅のストライプ状の窓を
開けた二酸化珪素マスクを被着して、塩酸：燐酸−３：
ｌでエツチングしてＶ溝を形成する。
開けた二酸化珪素マスクを被着して、塩酸：燐酸−３：
ｌでエツチングしてＶ溝を形成する。
■溝の開口幅は３〜３．５μｍとなり、溝の側面は■族
のＩｎの原子が表出した（１１１） Ｂで、両側面の交
角は約５７°である。
のＩｎの原子が表出した（１１１） Ｂで、両側面の交
角は約５７°である。
第３図Ｆｄｌにおいて、成長温度６００℃で、ｎ型Ｉｎ
２層７と、活性層３としてＩｎＧａＡｓＰ層と、ｐ型Ｉ
ｎＰ層４とを連続成長する。各成長メルトの組成はＩｎ
：ＩｎＰ：Ｓｎ＝１ｇ：５．３ｍｇ：１０．０ｍｇ１ｎ
：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ：ＩｎＰ＝１ｇ：４４．３ｍｇ：
９．２ｍｇ：１．５ｍｇ１ｎ：ＩｎＰ：Ｃｄ＝１ｇ：５
．５ｍｇ：１０．Ｏｍｇである。ここでカドミウムＣｄ
はｐ型不純物である。
２層７と、活性層３としてＩｎＧａＡｓＰ層と、ｐ型Ｉ
ｎＰ層４とを連続成長する。各成長メルトの組成はＩｎ
：ＩｎＰ：Ｓｎ＝１ｇ：５．３ｍｇ：１０．０ｍｇ１ｎ
：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ：ＩｎＰ＝１ｇ：４４．３ｍｇ：
９．２ｍｇ：１．５ｍｇ１ｎ：ＩｎＰ：Ｃｄ＝１ｇ：５
．５ｍｇ：１０．Ｏｍｇである。ここでカドミウムＣｄ
はｐ型不純物である。
各成長時間はそれぞれ１０，５，２００秒である。
活性層３の厚さｄは約０．１５μｍとなる。
以上で主要部の形成を終わり、ｎ側に金−錫（Ａｕ−、
Ｓｎ）、ｐ側に金−亜鉛一金（Ａｕ−Ｚｎ−Ａｕ）を用
いて蒸着により電極をとり、共振器長（活性領域の幅に
垂直な方向の長さ）３００μｍのレーザを作製する。
Ｓｎ）、ｐ側に金−亜鉛一金（Ａｕ−Ｚｎ−Ａｕ）を用
いて蒸着により電極をとり、共振器長（活性領域の幅に
垂直な方向の長さ）３００μｍのレーザを作製する。
このレーザはしきい値電流Ｉ ｔｈ ＝ １０ｍＡ、効
率η−０，３０ｍＷ／ｍＡ ・ｆａｃｅｔ 、最高出力
２０ｍＷという低しきい値、高効率、高出力の特性を示
した。また遠視野像も良好であった。
率η−０，３０ｍＷ／ｍＡ ・ｆａｃｅｔ 、最高出力
２０ｍＷという低しきい値、高効率、高出力の特性を示
した。また遠視野像も良好であった。
以上詳細に説明したように本発明によれば、ｎ側ＩｎＰ
に抵抗率の差をつけて集中的に活性領域に電流を流し、
またＶ溝内に活性領域を落とし込むことで、再現性よく
活性領域を狭くできるので、低しきい値、高効率、高出
力の、遠視野像も良好な半導体発光装置を得ることがで
きる。
に抵抗率の差をつけて集中的に活性領域に電流を流し、
またＶ溝内に活性領域を落とし込むことで、再現性よく
活性領域を狭くできるので、低しきい値、高効率、高出
力の、遠視野像も良好な半導体発光装置を得ることがで
きる。
第１図は本発明による半導体発光装置の構造を示す半導
体基板の断面図である。 第２図は従来例による半導体発光装置の構造を示す半導
体基板の断面図である。 第３図は本発明による半導体発光装置を製造工程順に示
した半導体基板の断面図である。 図において １はｎ＋型ＩｎＰ層、２はｎ型ＩｎＰ層、３は活性層、
４はｐ型ＩｎＰ層、 ５は電極、 ６はＶ溝、 ７はｎ型ＩｎＰ層 を示す。 葛 １ 図 烏 ｊ 第２図 ：図
体基板の断面図である。 第２図は従来例による半導体発光装置の構造を示す半導
体基板の断面図である。 第３図は本発明による半導体発光装置を製造工程順に示
した半導体基板の断面図である。 図において １はｎ＋型ＩｎＰ層、２はｎ型ＩｎＰ層、３は活性層、
４はｐ型ＩｎＰ層、 ５は電極、 ６はＶ溝、 ７はｎ型ＩｎＰ層 を示す。 葛 １ 図 烏 ｊ 第２図 ：図
Claims (1)
- ストライプ状突起を有するｎ型インジウム・燐層を覆っ
て、該ｎ型インジウム・燐層より抵抗率の大きい半導体
層を堆積し、該半導体層表面より該ストライプ状突起部
分にストライプ状の溝を該ｎ型インジウム・燐層に達す
るように堀り、該溝内にインジウム・燐層と、インジウ
ム・ガリウム・砒素・燐層と、インジウム・燐層とを順
次堆積してダブルへテロ接合を構成してなることを特徴
とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11603184A JPS60260183A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11603184A JPS60260183A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260183A true JPS60260183A (ja) | 1985-12-23 |
Family
ID=14677037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11603184A Pending JPS60260183A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260183A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608234A (en) * | 1994-11-14 | 1997-03-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
| US5629232A (en) * | 1994-11-14 | 1997-05-13 | The Whitaker Corporation | Method of fabricating semiconductor light emitting devices |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP11603184A patent/JPS60260183A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608234A (en) * | 1994-11-14 | 1997-03-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
| US5629232A (en) * | 1994-11-14 | 1997-05-13 | The Whitaker Corporation | Method of fabricating semiconductor light emitting devices |
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