JPS603179A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS603179A JPS603179A JP11137483A JP11137483A JPS603179A JP S603179 A JPS603179 A JP S603179A JP 11137483 A JP11137483 A JP 11137483A JP 11137483 A JP11137483 A JP 11137483A JP S603179 A JPS603179 A JP S603179A
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- substrate
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- blocking layer
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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
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、利得導波路構造及び屈折率導波路構造の双方
を備えた手心体レーザ装置の改良に関する。
を備えた手心体レーザ装置の改良に関する。
ディジタル・オーディオ・ディスク（ＤＡＤ） 。
ビデオ・ディスク、ドキュメント・ファイル等の光デイ
スク装置や光通信用光源として手心体レーデの応用が開
けるにつれ、手心体レーデの量産化技術が必要となって
いる。従来、手心体レーザ用の薄膜多層へテロ接合結晶
製作技術としては、スライディング・ケート方式による
液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）が用いられてい
るが、ＬＰＥ法ではウェハ面積の大型化に限度がある。
スク装置や光通信用光源として手心体レーデの応用が開
けるにつれ、手心体レーデの量産化技術が必要となって
いる。従来、手心体レーザ用の薄膜多層へテロ接合結晶
製作技術としては、スライディング・ケート方式による
液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）が用いられてい
るが、ＬＰＥ法ではウェハ面積の大型化に限度がある。
このため、大面積で均−性及び制御性に優れた有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー去（
ＭＢＥ法）等の結晶成長技術が注目されている。
気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー去（
ＭＢＥ法）等の結晶成長技術が注目されている。
ＭＯＣＶＤ法の特徴を生かした作シ付は導波路レーザと
言えるものに、（アゾライド・フィジックスレター誌、
第２７号３号２６２頁、’１９８０年）に発表された第
１図に示す如き￥導体レーデがある。なお、図中ｌはＮ
−ＧａＡａ基板、２はＮ−ＧａＡｔＡｓ クラッド層
、３はＧａＡｔＡｓ活性層、４はＰ −ＧａＡｔＡｓク
ラッド層、５はＮ −ＧａＡｓ電流阻止層、６はＰ −
ＧａＡＡＡｓ被優層、７はＰ −ＧａＡｓコンタクト層
、８．９は金属電極を示している。
言えるものに、（アゾライド・フィジックスレター誌、
第２７号３号２６２頁、’１９８０年）に発表された第
１図に示す如き￥導体レーデがある。なお、図中ｌはＮ
−ＧａＡａ基板、２はＮ−ＧａＡｔＡｓ クラッド層
、３はＧａＡｔＡｓ活性層、４はＰ −ＧａＡｔＡｓク
ラッド層、５はＮ −ＧａＡｓ電流阻止層、６はＰ −
ＧａＡＡＡｓ被優層、７はＰ −ＧａＡｓコンタクト層
、８．９は金属電極を示している。
この構造においては、電流阻止層５により活性層への電
流注入がストライプ状に限定されると同時に、活性層に
導波された光が電流阻止層５及び被覆層まで滲み出し、
その結果ストライプ直下とそれ以外の部分とで異った複
屈折率差を生じ、これによりストライプ直下部分に導波
されたモードが形成されることになる。すなわち、電流
阻止１＠ ５によって、電流狭窄による利得導波路構造
と作シ付は屈折率導波路構造とが自己整合的に形成され
ることになる。そして、著者等の報告によれば、室温パ
ルス発振では５０（ｍＡ）程度とかなシ低いしきい値が
得られ、また単一モード発振が達成され横モードが十分
良く制御されることが示されている。
流注入がストライプ状に限定されると同時に、活性層に
導波された光が電流阻止層５及び被覆層まで滲み出し、
その結果ストライプ直下とそれ以外の部分とで異った複
屈折率差を生じ、これによりストライプ直下部分に導波
されたモードが形成されることになる。すなわち、電流
阻止１＠ ５によって、電流狭窄による利得導波路構造
と作シ付は屈折率導波路構造とが自己整合的に形成され
ることになる。そして、著者等の報告によれば、室温パ
ルス発振では５０（ｍＡ）程度とかなシ低いしきい値が
得られ、また単一モード発振が達成され横モードが十分
良く制御されることが示されている。
なお、上記構造のレーザは基板１から電流阻止層５まで
の第１回目の結晶成長と、電流阻止層５の一部をストラ
イプ状にエツチングしたのちの袖覆層６及びコンタクト
層７を形成する第２回目の結晶成長と言う２段階の結晶
成長プロセスにより作成される。ここで、第２回目の結
晶成長の開始時点におけるクラッド層７への成長は、一
旦表面が空気中に晒されたＧａＡｔＡｓ 面上への成長
である。このため、従来のＬＰＥ法では成長が難しく
、ＧａＡｔＡｓ面上への成長が容易なＭＯＣＶＤ法によ
って始めて制御性良く製作できるようになったものであ
る。
の第１回目の結晶成長と、電流阻止層５の一部をストラ
イプ状にエツチングしたのちの袖覆層６及びコンタクト
層７を形成する第２回目の結晶成長と言う２段階の結晶
成長プロセスにより作成される。ここで、第２回目の結
晶成長の開始時点におけるクラッド層７への成長は、一
旦表面が空気中に晒されたＧａＡｔＡｓ 面上への成長
である。このため、従来のＬＰＥ法では成長が難しく
、ＧａＡｔＡｓ面上への成長が容易なＭＯＣＶＤ法によ
って始めて制御性良く製作できるようになったものであ
る。
ところで、この種のレーザではＧａＡａ基板としてＮ型
基板が用いられるが、これは電流狭窄効果の点で電流阻
止層５がＮ型となる方が有利なだめである。すなわち、
第１図に示す構造のレーザにおいては、電極面に垂直な
断面について見たとき、電流阻止層が欠損したストライ
プ部分には単なるＰＮ接合があるのみであるのに対し、
ストライプ部分両側にはＰＮＰＮ接合が形成されている
。このため、順方向′直圧を印加したとき、ＰＮＰＮ接
合の１つのＰＮ接合には逆バイアスが印加されることに
な、り、ＰＮＰＮ接合部を通して電流が流れることは殆
んどなく、ストライプ部分にのみ電流が流れることにな
る。しかしながら、ＰＮＰＮ接合は一種のサイリスタ構
造となっており、電流阻止層５が活性層３の発光によっ
て励起されたり、或いは高バイアス状態では電流阻止層
５に多数キャリアが注入されサイリスタがＯＮ状態とな
シ、電流阻止効果が消失する事態が発生する。これを抑
制するには、電流阻止層５における少数キャリアの拡散
長に比べて電流阻止層５の厚みが十分大きい条件が満た
される必要がある。この場合、少数キャリアが正孔で拡
散長が１〔μｍ〕以下であるＮ −ＧａＡｓ層の方が、
少数キャリアが電子で拡散長が数〔μｍ〕と長いＰ Ｇ
ａＡｓ層よりも上記条件を満たし易い。以上よシ、電流
阻止層５がＰ型となるＰ型基板を用いるよりもＮ型基板
を用いた方が有利だと言える。この理由から、従来基板
としてはＮ型ＧａＡｓ基板が用いられている。
基板が用いられるが、これは電流狭窄効果の点で電流阻
止層５がＮ型となる方が有利なだめである。すなわち、
第１図に示す構造のレーザにおいては、電極面に垂直な
断面について見たとき、電流阻止層が欠損したストライ
プ部分には単なるＰＮ接合があるのみであるのに対し、
ストライプ部分両側にはＰＮＰＮ接合が形成されている
。このため、順方向′直圧を印加したとき、ＰＮＰＮ接
合の１つのＰＮ接合には逆バイアスが印加されることに
な、り、ＰＮＰＮ接合部を通して電流が流れることは殆
んどなく、ストライプ部分にのみ電流が流れることにな
る。しかしながら、ＰＮＰＮ接合は一種のサイリスタ構
造となっており、電流阻止層５が活性層３の発光によっ
て励起されたり、或いは高バイアス状態では電流阻止層
５に多数キャリアが注入されサイリスタがＯＮ状態とな
シ、電流阻止効果が消失する事態が発生する。これを抑
制するには、電流阻止層５における少数キャリアの拡散
長に比べて電流阻止層５の厚みが十分大きい条件が満た
される必要がある。この場合、少数キャリアが正孔で拡
散長が１〔μｍ〕以下であるＮ −ＧａＡｓ層の方が、
少数キャリアが電子で拡散長が数〔μｍ〕と長いＰ Ｇ
ａＡｓ層よりも上記条件を満たし易い。以上よシ、電流
阻止層５がＰ型となるＰ型基板を用いるよりもＮ型基板
を用いた方が有利だと言える。この理由から、従来基板
としてはＮ型ＧａＡｓ基板が用いられている。
しかしながら、本発明者等の研究によれば上記構造のレ
ーザでは、クラッド層４中のＰ型不純物制御が実際上極
めて難しいことが明らかとなった。すなわち、ＭＯＣＶ
Ｄ法では通常ＺｎがＰ型不縄物として用いられるが、７
５０〔℃〕と言う結晶成長においてＧａＡｔＡｓ中のＺ
ｎはかなシ大きな拡散或いは気相中への固体外拡散を起
こす・Ｚｎの拡散速度はｚｎ＜ｌｌＡ度それ自身、成長
温度、Ａｔ組成にも依存し、今我々が問題としているＧ
ａ Ｏ，４５ｋｔｏ、３５Ａｓクラッド層中におけるＺ
ｎ拡散係数について明らかでないが、おおよそ７５０
Ｃ℃：１の成長温度で１×１０ 程度のＺｎｇ度では、
３０分間に２〔μｍ〕以上も拡散すると考えてよい。
ーザでは、クラッド層４中のＰ型不純物制御が実際上極
めて難しいことが明らかとなった。すなわち、ＭＯＣＶ
Ｄ法では通常ＺｎがＰ型不縄物として用いられるが、７
５０〔℃〕と言う結晶成長においてＧａＡｔＡｓ中のＺ
ｎはかなシ大きな拡散或いは気相中への固体外拡散を起
こす・Ｚｎの拡散速度はｚｎ＜ｌｌＡ度それ自身、成長
温度、Ａｔ組成にも依存し、今我々が問題としているＧ
ａ Ｏ，４５ｋｔｏ、３５Ａｓクラッド層中におけるＺ
ｎ拡散係数について明らかでないが、おおよそ７５０
Ｃ℃：１の成長温度で１×１０ 程度のＺｎｇ度では、
３０分間に２〔μｍ〕以上も拡散すると考えてよい。
クラッド層４にドーグされたＺｎは第１回目のその後の
成長、及び第２回目の成長時に高温状態に晒され、この
間にかなり拡散することになる。
成長、及び第２回目の成長時に高温状態に晒され、この
間にかなり拡散することになる。
特にクラッド層４は０．２〜０．６〔μｍ〕と薄いのに
対し、この間のＺｎの拡散距離が故〔μｍ〕も多るため
、クラッド層４中にドーグでれたＺｎ（Ｄａ度は、おお
よそクラッド層４の厚みとＺｎ、拡散距離との比だけ低
下することになる。ドープされたＺｎの拡散によるＺｎ
譲度の低下は、薄い１−にドーグされた場合に顕著に現
われる現象でｔｆ：）’ｂ、Ｚｎドープ層が十分厚い場
合にはＺｎが濃度の薄い層に拡散してもＺｎドープ層の
奥の方からのＺｎ拡散によって失われた分が補償される
ため、Ｚｎドドーノ一端部におけるＺｎ濃度はＺｎ拡散
が起きても大きく変化するものではない。
対し、この間のＺｎの拡散距離が故〔μｍ〕も多るため
、クラッド層４中にドーグでれたＺｎ（Ｄａ度は、おお
よそクラッド層４の厚みとＺｎ、拡散距離との比だけ低
下することになる。ドープされたＺｎの拡散によるＺｎ
譲度の低下は、薄い１−にドーグされた場合に顕著に現
われる現象でｔｆ：）’ｂ、Ｚｎドープ層が十分厚い場
合にはＺｎが濃度の薄い層に拡散してもＺｎドープ層の
奥の方からのＺｎ拡散によって失われた分が補償される
ため、Ｚｎドドーノ一端部におけるＺｎ濃度はＺｎ拡散
が起きても大きく変化するものではない。
このように第１図のレーデでは、活性層と電流阻止層と
の間のクラッド層中の不純物濃度を最適に制御すること
が極めて難しり、シばしばこのクラッド層が逆導電型に
反転する等の現象が生じ、しきい値電流の大幅増加等の
問題が発生した。
の間のクラッド層中の不純物濃度を最適に制御すること
が極めて難しり、シばしばこのクラッド層が逆導電型に
反転する等の現象が生じ、しきい値電流の大幅増加等の
問題が発生した。
本発明の目的は、活性層と電流阻止層との間のクラッド
層中の不純物濃度を再現性良く制御することができ、発
振特性の均−化及び低しきい値化等をはかシ得る手導体
レーデ装置を提供することにある。
層中の不純物濃度を再現性良く制御することができ、発
振特性の均−化及び低しきい値化等をはかシ得る手導体
レーデ装置を提供することにある。
本発明は、活性層に対し基板と反対側に位置するクラッ
ド層上にストライプ状部分を除いて該クラッド層とは逆
導電型の電流阻止層を形成し、上記ストライプ部分で電
流狭窄と横モードの閉じ込めを行う牛導体レーデ装置に
おいて、上記基板としてｐｍ基板を用いるようにしたも
のである◎ すなわち本発明は、Ｐ型手導体基板と、活性層をＰ型の
第１クラッド層及びＮ型の第２クラッド層を挾んでなシ
上記基板上に成長形成されｆｃｆプル・−テロ接合部と
、上記第２クラッド層上に成長形成され、かつストライ
プ状の溝部が形成されたＰＭの電流阻止層と、上記溝部
を含み上記電流阻止層上に成長形成されたＮ型の被覆層
とを具備してなることを特徴とする生導体レーデ装置。
ド層上にストライプ状部分を除いて該クラッド層とは逆
導電型の電流阻止層を形成し、上記ストライプ部分で電
流狭窄と横モードの閉じ込めを行う牛導体レーデ装置に
おいて、上記基板としてｐｍ基板を用いるようにしたも
のである◎ すなわち本発明は、Ｐ型手導体基板と、活性層をＰ型の
第１クラッド層及びＮ型の第２クラッド層を挾んでなシ
上記基板上に成長形成されｆｃｆプル・−テロ接合部と
、上記第２クラッド層上に成長形成され、かつストライ
プ状の溝部が形成されたＰＭの電流阻止層と、上記溝部
を含み上記電流阻止層上に成長形成されたＮ型の被覆層
とを具備してなることを特徴とする生導体レーデ装置。
本発明によれば、Ｚｎ等の拡散し易いＰ銅不純物がドー
プされているＰ型クラッド層は、その片側にＰ型不純物
濃度の高いＰ型基板に接しているため、該クラッド層中
のドーピング量が拡散によって大きく変わることはない
。この構造においては、むしろＮ型クラッド層及びＮ型
被覆層で挾まれたＰ型電流阻止層のＰ型不純物濃度制御
が問題となる。しかし、Ｐ型電流阻止層（例えばＧａＡ
ｓ層）でのＰ銅不純物（例えばＺｎ）の拡散速度はクラ
、ド層（例えばＧａｏ、６５Ａｔ０．４５Ａｔ１層）の
それに比べて半分以下である。しかも、Ｎ型基板を用い
た場合にＰ銅不純物の拡散が問題となるＰ型クラッド層
の厚みが、導波路光の電流阻止層への滲み出しが十分大
きくなるよう極めて薄い値に制限されていたのに対し、
Ｐ型基板を用いたときのＰ型電流阻止層の場合には厚け
れば厚い一程電θｆｆ１ｌ…止効呆は強くなシ、またこ
の層が厚くなることは作シ付け４波路効果の点で何ら問
題とならない。したがって、Ｐ型電流阻止層を十分厚く
形成しておくことによって、Ｐ銅不純物の拡散によるＰ
型電流阻止層の不純物濃度低下を十分小さくすることが
できる。
プされているＰ型クラッド層は、その片側にＰ型不純物
濃度の高いＰ型基板に接しているため、該クラッド層中
のドーピング量が拡散によって大きく変わることはない
。この構造においては、むしろＮ型クラッド層及びＮ型
被覆層で挾まれたＰ型電流阻止層のＰ型不純物濃度制御
が問題となる。しかし、Ｐ型電流阻止層（例えばＧａＡ
ｓ層）でのＰ銅不純物（例えばＺｎ）の拡散速度はクラ
、ド層（例えばＧａｏ、６５Ａｔ０．４５Ａｔ１層）の
それに比べて半分以下である。しかも、Ｎ型基板を用い
た場合にＰ銅不純物の拡散が問題となるＰ型クラッド層
の厚みが、導波路光の電流阻止層への滲み出しが十分大
きくなるよう極めて薄い値に制限されていたのに対し、
Ｐ型基板を用いたときのＰ型電流阻止層の場合には厚け
れば厚い一程電θｆｆ１ｌ…止効呆は強くなシ、またこ
の層が厚くなることは作シ付け４波路効果の点で何ら問
題とならない。したがって、Ｐ型電流阻止層を十分厚く
形成しておくことによって、Ｐ銅不純物の拡散によるＰ
型電流阻止層の不純物濃度低下を十分小さくすることが
できる。
一方、Ｎ型基板を用いた場合に問題となっていたＰＭク
ラッド層に相轟する層は、Ｐ型基板を用いた場合にはＮ
型クラッド層となるが、通常ＭＯＣＶＤ法でＮ型不純物
として用いられるＳ。
ラッド層に相轟する層は、Ｐ型基板を用いた場合にはＮ
型クラッド層となるが、通常ＭＯＣＶＤ法でＮ型不純物
として用いられるＳ。
Ｓθ、ｓｉ等は結晶成長温度においても固体中を拡散す
ることは殆んどない。したがって、このクラッド層中の
不純物濃度を再現性良く制御することができる。
ることは殆んどない。したがって、このクラッド層中の
不純物濃度を再現性良く制御することができる。
第２図は本発明の一実施例に係わる生導体レーザの概略
構造を示す断面図である。図中１１はＰ −ＧａＡｓ基
板、１２はＰ −Ｇａｇ、５５Ａｔ（１，ａ５Ａｌクラ
ッド層、１３はＧａＯ，８５”０，１５Ａｓ活性層、１
４はＮ −Ｇａ ｏ、ｓ ５”０．４５Ａｓクラッド層
、１５はＰ −ＣａＡｓ電流阻止層、１６はＮ −Ｇａ
００５５ＡｔＯ０４５ＡＢ被覆層、１７はＮ −ＧａＡ
ｓコンタクト層、１８．１９は金属電極層をそれぞれ示
している。
構造を示す断面図である。図中１１はＰ −ＧａＡｓ基
板、１２はＰ −Ｇａｇ、５５Ａｔ（１，ａ５Ａｌクラ
ッド層、１３はＧａＯ，８５”０，１５Ａｓ活性層、１
４はＮ −Ｇａ ｏ、ｓ ５”０．４５Ａｓクラッド層
、１５はＰ −ＣａＡｓ電流阻止層、１６はＮ −Ｇａ
００５５ＡｔＯ０４５ＡＢ被覆層、１７はＮ −ＧａＡ
ｓコンタクト層、１８．１９は金属電極層をそれぞれ示
している。
上記構造のレーデは第３図（、）〜（ｃ）に示す工程に
よって実現される。まず、第３図（ａ）に示す如く面方
位（１００）のＰ−ＧａＡｓ基板Ｉ Ｚ （Ｚｎドドー
ｌＸｌ０ ｃｍ ）上に厚さ２（μｍｌのＰ Ｇａ Ｏ
，５５””０，４５Ａｓクラッド層１２ 、（Ｚｎ ド
ープ８ Ｘ １０１８ｃｍ−３）、厚さ０．１〔μｍ〕
のアント９−プＧａｏ、８５ＡｔＯ，，５Ａｇ活性Ｍ１
３、厚さ０．４ （μｍ）のＮ Ｇａ ｏ、５５１ｕｌ
Ｏ，４５Ａａり２ラド層１４ （Ｓｅドープ２×１０１
８ｃｒｎ−３）及び厚さ５〔μｍ〕のＰ−ＧａＡｓ電流
阻止層１５ （ＺｎドドーＩ Ｘ １０”ｃＩｎ−’）
を順次成長形成した。この第１回目の結晶成長にはＭＯ
ＣＶＤ法を用い、成長条件は基板温度７５０ （：℃）
、 Ｖ／ＩＩＩ ＝ ２０ 、キャリアガス（Ｈ２）
の流量〜１０〔ｔ／／ｒｎｉｎ〕、原料はトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ：（ＣＨン３Ｇａ） ＋ Ｆリメチルア
ルミニウム（Ｔ凧： （ＣＨ３）μＬ）、アルミン（Ａ
ｓＨ３） ｐｐドーパント：ジエチル亜鉛（ＤＥＺ：（
Ｃ２Ｈ５）２Ｚｎ）。
よって実現される。まず、第３図（ａ）に示す如く面方
位（１００）のＰ−ＧａＡｓ基板Ｉ Ｚ （Ｚｎドドー
ｌＸｌ０ ｃｍ ）上に厚さ２（μｍｌのＰ Ｇａ Ｏ
，５５””０，４５Ａｓクラッド層１２ 、（Ｚｎ ド
ープ８ Ｘ １０１８ｃｍ−３）、厚さ０．１〔μｍ〕
のアント９−プＧａｏ、８５ＡｔＯ，，５Ａｇ活性Ｍ１
３、厚さ０．４ （μｍ）のＮ Ｇａ ｏ、５５１ｕｌ
Ｏ，４５Ａａり２ラド層１４ （Ｓｅドープ２×１０１
８ｃｒｎ−３）及び厚さ５〔μｍ〕のＰ−ＧａＡｓ電流
阻止層１５ （ＺｎドドーＩ Ｘ １０”ｃＩｎ−’）
を順次成長形成した。この第１回目の結晶成長にはＭＯ
ＣＶＤ法を用い、成長条件は基板温度７５０ （：℃）
、 Ｖ／ＩＩＩ ＝ ２０ 、キャリアガス（Ｈ２）
の流量〜１０〔ｔ／／ｒｎｉｎ〕、原料はトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ：（ＣＨン３Ｇａ） ＋ Ｆリメチルア
ルミニウム（Ｔ凧： （ＣＨ３）μＬ）、アルミン（Ａ
ｓＨ３） ｐｐドーパント：ジエチル亜鉛（ＤＥＺ：（
Ｃ２Ｈ５）２Ｚｎ）。
ｎドーパント：セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）で、成長速度
は０．２５ （μｒｒｙ’ｍ ｉ ｎ 〕であった。な
お、第１回目の結晶成長では必ずしもＭＯ−ＣＶＤ法を
用いる必要はないが、大面積で均一性の良い結晶成長が
可能なＭＯ−ＣＶＤ法を用いることは、量産化を考えた
場合ＬＰＥ法に比べて有利でおる。
は０．２５ （μｒｒｙ’ｍ ｉ ｎ 〕であった。な
お、第１回目の結晶成長では必ずしもＭＯ−ＣＶＤ法を
用いる必要はないが、大面積で均一性の良い結晶成長が
可能なＭＯ−ＣＶＤ法を用いることは、量産化を考えた
場合ＬＰＥ法に比べて有利でおる。
次に、第３図（ｂ）に示す如く電流阻止層Ｉ５上に７オ
トレジヌト２１を塗布し、該レジスト２１に幅３〔μｍ
〕のストライプ状窓を形成し、これをマスクとして電流
阻止層１５を選択エツチングし、ストライプ状の＃２２
を形成した。次いで、レジスト２１を除去し表面洗浄処
理を施したのち、第２回目の結晶成長をＭＯＣＶＤ法で
行った０すなわち、第３図（Ｃ）に示す如く全面に厚さ
２〔μｍ〕のＮ−ＧＩＬｏ、５５１１−ｏ、４ｓＡｌｌ
被覆層ｚ６（ｓｅドープＩ Ｘ １０１８ｍ−３）及び
厚さ８〔μｍ〕のＮ−ＧａＡｓコンメクト層ｚ ｙ （
Ｓｅドープ１×１０ ）を順次成長形成した。
トレジヌト２１を塗布し、該レジスト２１に幅３〔μｍ
〕のストライプ状窓を形成し、これをマスクとして電流
阻止層１５を選択エツチングし、ストライプ状の＃２２
を形成した。次いで、レジスト２１を除去し表面洗浄処
理を施したのち、第２回目の結晶成長をＭＯＣＶＤ法で
行った０すなわち、第３図（Ｃ）に示す如く全面に厚さ
２〔μｍ〕のＮ−ＧＩＬｏ、５５１１−ｏ、４ｓＡｌｌ
被覆層ｚ６（ｓｅドープＩ Ｘ １０１８ｍ−３）及び
厚さ８〔μｍ〕のＮ−ＧａＡｓコンメクト層ｚ ｙ （
Ｓｅドープ１×１０ ）を順次成長形成した。
これ以降は、通常の電極性は工程によりコンタクト層１
７上にＣｕ −Ａｒ電極層Ｉ８を、基板１ノ下面にＡｕ
−Ｇｅ電極１９を被着して前記第２図に示す構造を得
た。かくして得られた試料を、へき開によシ共撮器長２
５０〔μｍ〕のファプリペロー型レーザに切シ出しだ素
子の特性は、しきい値電流５０ ［ｍＡ］と低く、微分
・量子効率も７０ ［：％）と良好であった。また、レ
ーデ端面よシ放射されたレーデ光ビームの接合面に水平
方向、垂直方向のビームウェストの差は５〔μｍ〕以下
と小、さく、ストライプ部分に良くモードが導波されて
いるのが確認できた。また、各層（特にクラッド層７４
）の不純物濃度が異常となる現象は全く見られず、Ｎ
ｆｊｌ ＧａＡｓ基板を用いた場合と異なシ、再現性良
く低しきい値特性を得ることができた。
７上にＣｕ −Ａｒ電極層Ｉ８を、基板１ノ下面にＡｕ
−Ｇｅ電極１９を被着して前記第２図に示す構造を得
た。かくして得られた試料を、へき開によシ共撮器長２
５０〔μｍ〕のファプリペロー型レーザに切シ出しだ素
子の特性は、しきい値電流５０ ［ｍＡ］と低く、微分
・量子効率も７０ ［：％）と良好であった。また、レ
ーデ端面よシ放射されたレーデ光ビームの接合面に水平
方向、垂直方向のビームウェストの差は５〔μｍ〕以下
と小、さく、ストライプ部分に良くモードが導波されて
いるのが確認できた。また、各層（特にクラッド層７４
）の不純物濃度が異常となる現象は全く見られず、Ｎ
ｆｊｌ ＧａＡｓ基板を用いた場合と異なシ、再現性良
く低しきい値特性を得ることができた。
第４図（、）〜（、）はそれぞれ他の実施例の概略構造
を示す断面図である。なお、第２図と同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。前記第２図
に示したレーザにおいて、電流阻止層１５がＰ型となる
ため、Ｐ壓層の少数キャリアの拡散長よりも電流阻止層
を厚くするには、Ｐ型電流阻止層１５の厚みを数〔薊〕
とすることが必要であった。また、電流阻止層としては
活性層Ｚ３の発光波長に対して透明なＧａＡｔＡｓ層を
用いる方が、光励起によるＰＮＰＮ接合のターンオンを
制御する点で、さらに比抵抗がＧａＡｓよシ大きくなる
点でも有利である。第４図（、）は前記第２図に示す構
造におけるＰ −ＧａＡｓ電流阻止層１５の上部をＰ
−ＧａＡｔＡｓ ／脅３１で置き換えだものである。こ
の場合、作υ付は導波路効果は、電流阻止層下部のｐ
−ＧａＡｓ層３２によシ導波路光が吸収損失を受けるこ
とによって生じる点で先の実施例と同様である。また、
上記Ｐ −ＧａＡｓ層３２は電流狭窄効果には余り関係
なく、Ｎ型であっても何ら差し支えない。
を示す断面図である。なお、第２図と同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。前記第２図
に示したレーザにおいて、電流阻止層１５がＰ型となる
ため、Ｐ壓層の少数キャリアの拡散長よりも電流阻止層
を厚くするには、Ｐ型電流阻止層１５の厚みを数〔薊〕
とすることが必要であった。また、電流阻止層としては
活性層Ｚ３の発光波長に対して透明なＧａＡｔＡｓ層を
用いる方が、光励起によるＰＮＰＮ接合のターンオンを
制御する点で、さらに比抵抗がＧａＡｓよシ大きくなる
点でも有利である。第４図（、）は前記第２図に示す構
造におけるＰ −ＧａＡｓ電流阻止層１５の上部をＰ
−ＧａＡｔＡｓ ／脅３１で置き換えだものである。こ
の場合、作υ付は導波路効果は、電流阻止層下部のｐ
−ＧａＡｓ層３２によシ導波路光が吸収損失を受けるこ
とによって生じる点で先の実施例と同様である。また、
上記Ｐ −ＧａＡｓ層３２は電流狭窄効果には余り関係
なく、Ｎ型であっても何ら差し支えない。
第４図（ｂ）は電流阻止層の全てを活性層の発光波長に
対し透明で、かつＮ −Ｇ ａ （＋、５５ＡＡｏ、４
５Ａｓクラッド層１４若しくはＮ −ＧａＯ，５５Ａｔ
Ｏ８４ｓＡｓ被覆層１６のいずれかをＡｔ組成の異なる
Ｇａ０．６５Ａ％３５Ａｌ！１層もしくはＧａ（、，４
Ａｔｏ、６Ａａ層としたものである。この場合、作り付
は導波路効果は複素・屈折率の虚数部分ではなく、実数
部分の差を感じることによって生じる。第４図（ｃ）は
電流阻止層１５の上下にＰ −ＧａＡｔＡｓ層３３．３
４を設けたものである。
対し透明で、かつＮ −Ｇ ａ （＋、５５ＡＡｏ、４
５Ａｓクラッド層１４若しくはＮ −ＧａＯ，５５Ａｔ
Ｏ８４ｓＡｓ被覆層１６のいずれかをＡｔ組成の異なる
Ｇａ０．６５Ａ％３５Ａｌ！１層もしくはＧａ（、，４
Ａｔｏ、６Ａａ層としたものである。この場合、作り付
は導波路効果は複素・屈折率の虚数部分ではなく、実数
部分の差を感じることによって生じる。第４図（ｃ）は
電流阻止層１５の上下にＰ −ＧａＡｔＡｓ層３３．３
４を設けたものである。
この場合、Ｐ−ＧａＡｓ層１５の光励起によって生じた
少数キャリアが電流阻止層外に拡散するのを防止でき、
ＰＮＰＮ接合のターンオンを確実に防止することが可能
である。
少数キャリアが電流阻止層外に拡散するのを防止でき、
ＰＮＰＮ接合のターンオンを確実に防止することが可能
である。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、構成材料としてはＧａＡｔＡｓに限るも
のではなく、ＩｎＧａＡｇＰ ＋ＡムａＩｎＰ等の化合
物子導体材料を用いてもよい。また、結晶成長法として
はＭＯＣＶＤ法の代シに、ＭＢＥ法を用いることも可能
である。さらに、各層の組成や厚さ等は、仕様に応じて
適宜変更可能である。ただし、電流阻止層をなすＰ型層
の厚みは電流狭窄に十分な範囲で厚くしておく必要があ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。
ない。例えば、構成材料としてはＧａＡｔＡｓに限るも
のではなく、ＩｎＧａＡｇＰ ＋ＡムａＩｎＰ等の化合
物子導体材料を用いてもよい。また、結晶成長法として
はＭＯＣＶＤ法の代シに、ＭＢＥ法を用いることも可能
である。さらに、各層の組成や厚さ等は、仕様に応じて
適宜変更可能である。ただし、電流阻止層をなすＰ型層
の厚みは電流狭窄に十分な範囲で厚くしておく必要があ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。
第１図は従来の牛導体レーザの概略構造、を示す断面図
、第２図は本発明の一実施例例に係わる手導体レーザの
概略構造を示す断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は上記実
施例レーデの製造工程を示す断面図、第４図（、）〜（
ｃ）はそれぞれ他の実施例を説明するだめの断面図であ
る。 １１− Ｐ −ＧａＡｓ基板、１２ ”’ Ｐ−Ｇａｏ
、５ｓＡＺｏ、４ｓＡ！！クラッド層、１ 、？ ・−
・アンドープＧａｏ、ａ５Ａ％１ ｓＡｓ活性層、Ｚ
４ ・・・Ｎ Ｇａ ｏ、ｓ ５ＡｔＯ，４ｓＡｓクラ
ッド層、１５・・・Ｐ−ＧａＡａｉ流阻止層、Ｚ ６−
Ｎ −ＧａＯ，５５ＡｔＯ，４５Ａｓ被覆層、１７−
Ｎ −ＧａＡａコンタクト層、１８゜１９・・・金属電
極層、３５・・・Ｐ −ＧａＡｔＡｓ電流阻止層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 １へ
、第２図は本発明の一実施例例に係わる手導体レーザの
概略構造を示す断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は上記実
施例レーデの製造工程を示す断面図、第４図（、）〜（
ｃ）はそれぞれ他の実施例を説明するだめの断面図であ
る。 １１− Ｐ −ＧａＡｓ基板、１２ ”’ Ｐ−Ｇａｏ
、５ｓＡＺｏ、４ｓＡ！！クラッド層、１ 、？ ・−
・アンドープＧａｏ、ａ５Ａ％１ ｓＡｓ活性層、Ｚ
４ ・・・Ｎ Ｇａ ｏ、ｓ ５ＡｔＯ，４ｓＡｓクラ
ッド層、１５・・・Ｐ−ＧａＡａｉ流阻止層、Ｚ ６−
Ｎ −ＧａＯ，５５ＡｔＯ，４５Ａｓ被覆層、１７−
Ｎ −ＧａＡａコンタクト層、１８゜１９・・・金属電
極層、３５・・・Ｐ −ＧａＡｔＡｓ電流阻止層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 １へ
Claims (1)
- 化合物子導体材料からなシダプル・ヘテロ接合構造を有
するキ導体レーデ装置において、Ｐ型￥導体基板と、活
性層をＰ型の第１クラッド層及びＮ型の第２クラッド層
で挾んでなシ上記基板上に成長形成されたダブル・ヘテ
ロ接合部と、上記第２クラッド層上に成長形成され、か
つストライブ状の溝部が形成されたＰ型の電流阻止層と
、上記溝部を含み上記電流阻止層上に成長形成されたＮ
型の被覆層とを具備してなることを特徴とする手心体レ
ーデ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137483A JPS603179A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137483A JPS603179A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603179A true JPS603179A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14559568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11137483A Pending JPS603179A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603179A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108790A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminous device |
| JPS57112091A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminescent device |
-
1983
- 1983-06-21 JP JP11137483A patent/JPS603179A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108790A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminous device |
| JPS57112091A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminescent device |
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