JPS6076184A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

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JPS6076184A
JPS6076184A JP18486183A JP18486183A JPS6076184A JP S6076184 A JPS6076184 A JP S6076184A JP 18486183 A JP18486183 A JP 18486183A JP 18486183 A JP18486183 A JP 18486183A JP S6076184 A JPS6076184 A JP S6076184A
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北村 光弘
Hitoshi Kawaguchi
仁司 河口
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
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    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
    • H01S5/2277Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性層の周囲を、活性層よ夕もエネルギーギャ
ップが大きく、屈折率が小さ々半導体材料で埋め込んだ
半導体レーザ、特に大出力特性の改善された埋め込みへ
テロ構造半導体レーザに関する。
埋め込みへテロ構造半導体レーザ(BH−LD )は低
い発振しきい値電流、安定化された発振横モード、高温
動作可能などの優れた特性を有しているため、光フアイ
バ通信用光源として注目を集めている。本願の発明者ら
蝶特願昭56−166666 K示した様[2本oはぼ
平行す1flKはさまれて形成された発光再結合する活
性層を含むメサストライプの周囲で確実圧電流ブロック
層が形成でき、したがって温度特性に優れ、種々の基本
処理過程でのダメージを受けることが少なく、製造歩留
シの向上したInGaAsP/InPBH−LDを発明
した。仁のBH−LDにおいて発振し龜い値電流lO〜
20 mA s微分量子効率60%程度で、片面光出力
20mWまでI−L特性がはぼ直線的々レーザが再現性
よく得られている。
ところでこのようなりH−LDを100〜200mW程
度の高光出力で長時間動作させようとすると、時として
へき開によって形成した共振器面に劣化が生ずることが
観測され、それによって所望の光出力を紐持することが
困難になることがあった。このようなレーザ共振器面の
端面破壊状GaAs を活性層とし、GaAlAsをク
ラッド層とするGaA IAs/GaAs系半導体レー
ザIcおいて特に顕著であり、I nGaAsP/r 
nP系半導体レーザにおいてはあtJ大きな劣化要因で
はないとされていた。しかしながら、活性層端面がQ、
lX2μ−程度のきわめて小さな面積tもつBH−LD
においては、とnだけの小さな面積の領域処100mW
程度の光強度が集中するξとKよって、直接外気と触れ
る共振器端面が損傷を受けやすい。特に70℃程度の高
温度雰囲気中で加速試験を行なった後、100mW以上
の高出力動作時iると、このような共振器端面の劣化が
促進されやすい。高出力動作時の端面劣化を防ぐためK
これまで例えば不純物拡散によシ、共振器端面付近のみ
を電流非注入領域とすることが行なりnている。すなわ
ち、エピタキシャル成長の際の最終成長層km型として
おき、レーザ共振器端面付近のみを除いてP型不純物全
拡散して電流注入領域を形成する方法である。しかしな
がらこの場合には不純物拡散を行なう拡散エッヂから転
位が走9やすくなシ、それ処よって素子の信頼性を下げ
ていた。
本発明の目的は上述の欠点を除去すぺく、結晶成長時に
共振器端面付近に非注入領域全形成することができ、製
造歩留りが高く、特に高出力動作時の信頼性が大幅に同
上した101−LDを提供することにある〇 本発明による半導体レーザの構成は半導体基板上に少く
とも活性l―を含む半導体多層膜を積層させた多層膜構
造半導体ウェファに、前記活性層よりも深く形成された
2本の平行な溝によってはさま扛たメサストライプを形
成した後埋め込み成長してなる埋め込みへテロ構造半導
体レーザにおいて、前記溝が共振器端面付近で狭くなっ
た領域を有し、前記溝の狭い幅の領域でのみ電流ブロッ
ク層が前記メサストライプをおおって形成さルてなるこ
とを特徴とする。
以下実施例を示す図面を参照しつつ本発明を説明する〇 第1図はメサストライプ、およびエツチング溝形成後の
多層膜構造半導体ウェファの平面図である。活性層を含
む多層膜構造半導体ウェファl0IK、幅2μmのメサ
ストライプ103および溝幅の比較的広い部分で1(1
#n1.狭い部分で4 p(Hの幅をもつエツチング溝
102が形成されている。後に述べる様にこのエツチン
グ溝102は活性層よりも深く形成されている。第2図
(alは、そのようにしてエツチング溝およびメサスト
ライプを形成した半導体ウェファに埋め込み成長を行な
ってBH−LDを作製した場合のエツチング溝の幅の広
い部分の断面図、すなわち第1図中A−xで示した部分
の埋め込み成長後の断面図である。また第2図(b)は
エツチング溝の幅が狭い部分、すなわち、第1図中B−
B’で示し九部分の埋め込み成長後の断面図である。こ
のようなりH−LDを得る忙は、まず(100)n−1
nP基板201上KnrnPバツフアJ5202 、発
光波長1.371rr1相当のIno、yzGao、z
sAso、5tPo、as活性層203、P−rnPク
ラッド層204を順次積層させ、活性層を含む多層膜構
造半導体ウェファを得る。次に(011)方向に千行姉
メサストライプが形成される様に1第1図に示した様な
エツチングパターンを用いてメサストライプ103およ
びエツチング溝102を形成する。この際エツチング?
#102は活性層よシも深く形成する。このようにして
エツチング1102および発光再結合する活性層を含む
メサストライプ103が形成された多層膜構造半導体ウ
ェファ101 K埋め込み成長を行なう@埋め込み成長
においては、まずP−1nP電流プOyり層205、n
−(nP電流ブロック層206t−m層させる。この際
エツチング溝1020幅の広い部分、すなわち発光再結
合する部分ではこれらの電流ブロック層がメサストライ
プ上面をおおわないようにし、また溝幅の狭い部分、す
なわちレーザ端面近傍では少なくともn1nP電流ブロ
ック層206がメサストライプ上面をおおっていること
が必要である。このような結晶成長を行なわせるためK
は、例えばrnメルト中KInP小片が浮かんでいる2
相溶液法を用いればよい。エツチング溝1020幅の狭
い部分では幅の広い部分よりもエツチングされる深さが
浅くなるので、このようなことは容易であり、電流ブロ
ック層の成長時間を適当に選んでやればよい。本発明の
実施例に示したものでは溝幅の広い部分で幅10 pm
s深さ3μmであり、溝幅の狭い部分では幅5μm、深
さ1.87mであった。続けてP−rnP埋め込み層2
07、および発光波長l、3j1ml’i(相当するP
−(no、y2Gao2sAso、as Po、se 
電極層208を全面にわた−)テ積層させる。その後オ
ーミック電極の形成を行ない、所望のBH−LDが得ら
れる。このような端面保護構造をもったBH−LDにお
いて室温でのCW発振しきい値電流30 mA s微分
量子効率50%という素子が再現性良く得られた。また
100dir以上の高出力動作も長時間安定に得らnl
また70℃の高温度加速試験後も100 mW以上の高
出力動作が安定に得られ、端面劣化に起因するLD出力
の減少れみられなかりた。
本発明の実施例においてはメサストライプ103をはさ
んでいる2本のエツチング197102が端面付近で幅
が狭くなっておシ、その部分で紘エツチング深さも浅く
なるため、端面付近でのみ電流プ’Oyり層がメサスト
ライプ103をおおい、非注入領域を結晶成長の段階で
形成することができた。これ忙よって高出力動作時の端
面劣化に起因する出力減少を防止することができた。端
面付近の非注入領域が結晶成長によって形成できるため
再現性、歩留シがきわめてよかった0 なお本発明の実施例においてはrnGaAsP を活性
層とし、rnP t−基板とする波長1μm 帯のBH
−LDを示したが、用いる材料系はこれに@ることはな
い。特に波長の煙い可視光領域のLD + G aA 
I A s系やGa1nP 、 GaAsを基板とし、
そ牡にほぼ格子整合した可視光領域のrnGaAsP活
性層を有するもの等には特に有効である。また実施例圧
おいてan−InP基板を用いたが、P型基板を用いて
、Pとnとをすべて逆転させてもかまわない。電流ブロ
ック層もPiJIL、n1llと2段階Km層したが、
あらかじめメサストライプ以外の部分に電流ブロック層
を形成しておき、埋め込み成長においては1層だけ電流
ブロック層t−積層させてもよい。さらに実施例では全
面電極型のLD1に示したが、メサストライプ上部以外
に絶縁膜を形成したり、あるいは最終成長層をn型(あ
るいはP型)にし、不純物拡散によシメサストライプ上
部のみP型(あるいはnW)とする、いわゆるプレーナ
ストライプ構造としてもよい。
本発明の特徴は、メサストライプをはさんでいる2本の
エツチング溝が端面付近で幅が狭くなっており、その部
分のみで電流ブロック層がメサストライプをおおうよう
に積層し、非注入領域を端面付近で形成したことである
。端面近傍の溝幅の狭い部分ではエツチング深さも浅く
なるためにこの部分でのみ電流ブロック層をメサストラ
イプ上面に積層させることが容易をζできる0このよう
に結晶成長の段階で非注入領域を形成することができ、
B H−L Dの高出力動作時の端面劣化忙起因する出
力減少を防止することができる。従来例の様な不純物拡
散によって非注入領域を形成する場合と比べて、拡散エ
ッチから転位がのびるというようなことがなく、素子特
性の再現性、素子の信頼性が大幅に改善された。
【図面の簡単な説明】
第1図はメサストライプ形成後の半導体ウェファ平面図
、第2図(al 、 (b)は第1し1で示した半導体
ウェファに埋め込み成長を行なった後のA−A′、 B
−n1部分での断面図をそ扛ぞnあられす。図中101
は多層膜榴造半導体ウェファ、102はエツチング溝、
103はメサストライプ、201dn−InP基板、2
02an−InPバッファ層、203は1no、y2G
ao、zsAso、c+IPo、s9活性層、204は
P−InPクラッド層、205はP−InPt流ブロッ
ク層、206はn−InP電流電流プロ層、207はP
−InP jJlめ込み7i!、20BはP In0.
72G80.28AS0.61POJ9電極層、をそれ
ぞれあられすO \t−7、 牙 l 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に少なくとも活性層を含む半導体多層膜ヲ
    稍層させた多層膜構造半導体ウェファに、前記活性層よ
    りも深く形成された2本の平行な溝によってはさまれた
    メサストライプを形成した後埋め八み成長してなる埋め
    込みへテロ構造半導体レーザにおいて、前記溝が共振器
    端面付近で狭くなった領域を有し、前記狭い幅の溝部で
    狭まれたストライプ領域でのみ電流ブロック層が前記メ
    サストライプをおおって形成されてなることを特徴とす
    る半導体レーザ。
JP18486183A 1983-10-03 1983-10-03 半導体レ−ザ Granted JPS6076184A (ja)

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JP18486183A JPS6076184A (ja) 1983-10-03 1983-10-03 半導体レ−ザ

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JPS6076184A true JPS6076184A (ja) 1985-04-30
JPS6353718B2 JPS6353718B2 (ja) 1988-10-25

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0413567A2 (en) * 1989-08-15 1991-02-20 Sony Corporation Semiconductor lasers
JPH06283800A (ja) * 1993-03-25 1994-10-07 Nec Corp 半導体レーザ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0413567A2 (en) * 1989-08-15 1991-02-20 Sony Corporation Semiconductor lasers
JPH06283800A (ja) * 1993-03-25 1994-10-07 Nec Corp 半導体レーザ

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