JPS6092684A - 埋め込み型半導体レ−ザ - Google Patents

埋め込み型半導体レ−ザ

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JPS6092684A
JPS6092684A JP20040783A JP20040783A JPS6092684A JP S6092684 A JPS6092684 A JP S6092684A JP 20040783 A JP20040783 A JP 20040783A JP 20040783 A JP20040783 A JP 20040783A JP S6092684 A JPS6092684 A JP S6092684A
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JP
Japan
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layer
buried
semiconductor
semiconductor layer
type
Prior art date
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Pending
Application number
JP20040783A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Kawano
川野 英夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6092684A publication Critical patent/JPS6092684A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • 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
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電流狭窄をほどこし7た埋め込み型半導体レ
ーザに関するものである。
これまでの埋め込み型半導体レーザの構造としては第1
図に示す様な構造があった。すなわち、第1図において
−I Fi n W (]aAs基板、2はn型A10
.* Ga6.6 As層、3はA亀。、。s aa6
−68 As活活性−1それ示す。
この構造Vこおいてip型電極1O1n型電極11に順
方ji1に圧を印加し、AI 0.01 aao、*g
 AS活性層3に電流を注入して発光再結合させてレー
ザ動作を可能にするものであシ、p IJlA 164
 s (l B 11.11 S As埋め込みPfI
6によシメサ領域以外に流れる電流を阻止し、効率よく
メサ部分に電流注入しでレーザ発振の効率を高める様に
なされている。
しかしながら、この様な半導体レーザを作製するために
は、化学工、チング等によシ、n壓GaA。
基板lが露出した、層2,3,4.5を含む帯状のメサ
部を形成した後、2回目の液相成長工程によシこのメサ
部を包囲する様にp ff1Al、、8.Ga、、。。
As埋め込み層6及びn型AlO,llI oao−s
s As埋め込み層7を順次成長する必要がある。しか
しながら、2回目の液相成長工程において、p型A10
.IIIIGaO,1lll 。
A8 埋め込み層6の成長表面を第1図に示す様にA1
0.。lGa0−9lIAs 活性層3の位置に精度よ
く合わせることが困難であり、むしろ第2図に示す様に
p型AI o、ss Ga(1,111As埋め込み層
6がメサ側面上部(・し良好な埋め込み成長を達成する
に杜、過飽和度の大きな成長溶液を用いなけれはならず
、従がって結晶成長厚さを制御性よ(形成することが難
かしいことによる。
従がって、第2図に示す様な構造の場合tcFip展A
l o−ss aao、l1lAs埋め込み層6とp型
G a A s 層5とが電気的に同電位となシ易く、
メサ部領域以外に電流が容易に流れ、レーザ発振が困姉
になる欠点があった。
また、単一モード見損を可能ならじめるために、活性層
幅を2μm程度の狭い幅に精度よく形成する必要があシ
、そのためにL、工、チング量の高直な制御と工、チン
グする成長層の厚さの一様性が必要となるため、肖現性
及び量産性の点で問題があった。
本発明の目的は、前記従来の半導体レーザの欠点を除去
し、錐実な電流狭窄効果を自し、かつ製作が容易で内規
性が良好な埋め込み型半導体レーザを提供するものであ
る。
本発明の半導体レーザh、第1導電型の半導体基板上に
、少なくとも第1専11Lmの第1半導体層と該第1半
導体層よシも禁制帯幅の小さいWi性層と前記第1半導
体層よシも禁制帯幅の大きい第2導を凰の第2半導体層
と該第2半導体屑よりもヤ制帯幅の小さい第2導′WL
型の第3早尋体りを順次積層して成るストライプ状の多
層構造を備え、前記活性層と第2半導体層のストライプ
幅が前記ストライプの幅よりも狭く、かつ、前記第1半
導体層の側面には、前記半導体基板よシも禁制帯幅の大
きい第2導電屋の第4牛導体層を備え、該第4半導体層
上には前記半導体基板よりも禁制帯幅の大きい第1導電
型の半導体層を備え、前記活性層、第3及び第4半導体
層の側面には前記活性層よシも禁制帯幅の大きい第2導
電屋の半導体層を備えたことに特徴がある。
以下、本発明に係る実施例について図面を参照して具体
的に説明する。第3図は本発明に係る一実施例を示す。
図では、第1図で説明した部分と同一部分は同記号で示
しである。
先ず、第1の液相成長工程において、n厘G、A。
基板l上に順次、 n fjl Al (1+4 Ga
6.@ A@層2、At、、、。
Ga(1・1g AI活性層3 s p IJ、 At
 、、、 Ga、、、 As層12゜p fJ、 AI
 O−4aa (1・11 As層4、p MI Ga
As層5を形成する。各層厚は各々、1.5μm、0.
1μm、0.5μm、1.0μm、1.0μmとした。
従来構造と異なる点は、上記活性層3上KAIの組成比
の大きいp’J Al o−*G、、、、A@層12が
積層していることである。
しかる後、従来構造を形成すると同様なエツチング工程
によシnWGaAg基板lに達するまで帯状にメサエッ
チングを行ない、活性領域を有するメサ部を形成する。
次に、HF液を用いて数秒間工、チングすると、p型A
 l 6.s G B 6.s A g 層12のみが
選択的に工、チングされる。さらKH,0,+H1PO
4+ 3CHHOHz 、チャントで露出したA10−
allGaO,1+11AI 活性層3を数秒間軽く工
、チングすると、第3図に示す様にメサ幅より0.3 
p m程幅の狭くなったくびれ13が形成される。次に
、2回目の結晶成長工程により上記メサ部を包囲する様
に、電流狭窄層となるpm A1645 Ga 6.6
 @ A8埋め込み層6%n型Al (1,ml Ga
s、sw As埋め込み層14、p型AIO,1llG
a041AII埋め込み層15を順次形成する。
ここにおいて、メサ部にくびれ13があるため、2回目
の結晶成長工程の一番目に形成するp型A10.11 
GtlO,@II As埋め込み層6は、くびれ13よ
り上部に紘成長せず、必らずくびれ13部分に止めるこ
とができる。これは、くびれを存する各種メサ形状を、
種々の過飽和度を有する成長溶液を用いて結晶成長実験
を行なった結果、くびれ部分において結晶成長が阻止さ
れる液相成長工程に特徴的な性質があり、再現性良く成
長層を形成できることが判っ九。又、第3図に示す様に
成長層厚を制御しP fllAl o−ss aaO−
111ム8埋め込み層6表面をわん曲することによって
、続いて形成するnmAl o、ss ’jao、ss
 As埋め込み層14も同禄、くびれ部分13部分に止
めることができる。従がりて、pffiAl。−smG
ao、。、As埋め込み層6上のみに選択的にn 11
 A16.ns Gno、am A8埋め込み層14を
形成できる。
これは、わん曲した表面には成長核が発生しやすく、第
3図に示す様なくびれ13部分に露出したn fill
 Al 6.4 Ga6.@ As層層表表面シもpm
At、、、。
Oa、、eIAI 埋め込み層6表面に積層しやすい液
相成長工程に特徴的な性質によるものである。従がって
、続いて形成するp IJi Al 64. aaO,
llI As埋め込み層15は、n型A304@ aa
gl、111 As埋め込み層14がはぼ平坦なため、
容易に第3図に示す様な形状に埋め込むことが可能であ
る。
しかる後、p屋不純物拡散層8、pm電極l101n電
極11を形成して本発明に係る半導体レーザが形成され
る。
本構造においては、電流狭窄層として働らくp型AIo
、s * Gt4 o、s * A、s埋め込み層6の
成長表面をAl、、。l01g+−9lAs活性層3の
位置に確実に合わせることが可能であシ、かつ、へこみ
13部分に露出したn BM A16.40a 641
5層2とp 厘A l 6.H11(j a 6.6 
HAs埋め込み層9との接合ビルトイン電圧が活性層3
領域よシも高いことから、メサ領域以外へ流れる電流を
有効に阻止でき、本構造を採用することによって、低発
振しきい値電流で高効率のレーザ発振を可能にできる。
さらに、本構造においては、p屋不純物拡散層及びp型
電極幅を従来構造よシも広くしても、電流狭窄効果を損
なうことがないため、放熱特性も改善され高温下におい
てもレーザ発振を充分性なわせることができる。また、
従来構造よυも広いメサ幅の工、チングを行なっても、
くびれの深さを1瞥することによって、2μm程度の狭
い活性層幅を再現性よく形成できる利点も有しておシ、
量産性の点でも優れた構造である。
以上、述べた様に、本発明によれば従来の半導体レーザ
の欠点を除き、メサ領域以外へ流れる電流を有効に阻止
でき、高効率、・高光出力動作でかつ放熱特性及び量産
性にも優れた半導体レーザを再現性良く形成することが
できる。
尚、以上の実施例ではAiXaa、zAs GaAs 
系半導体を用いた例について述べたが、他の化合物半導
体1例えはInGaAmP −InP系等の半導体を用
いてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の埋め込み型半導体レーザの構
造断面図、第3図は本発明による一実施例の構造断面図
をそれぞれ示す。 図において、1− n 屋OaAg基板、2−n 1i
Al、、、 Ga、、、 A、層、3”’ A10.<
1IIOa11.llAs活性層、4°−p m AI
 、、、 Ga、、、 A、層、5− p 麗GaAs
 層、6 、1 B 、、、 、型Al @、38 a
ge−ss AS 埋め込み層、7゜14 、、、 n
型A10.Il aao−ss AII 埋め込み層、
8.、−p型不純物拡散層、9・・・840.膜、10
・・・p型電極、11・n’m−電極、12.、、P型
A l g4 (xa 64 As層、13・・・くび
れ、をそれぞれ示す。 亭 1 口 竿 2 口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電屋の半導体基板上に、少なくとも第1導電屋の
    第1半導体層と該第1半導体層よシも禁制帯幅の小さい
    活性層と前記第1半導体層よりも禁制帯幅の大きい第2
    導電屋の第2半導体層と該第2半導体層よ〕も禁制帯幅
    の小さい第2導1[の第3半導体層を順次積層して成る
    ストライプ状の多層構造を備え、前記活性層と第2半導
    体層のストライプ幅が前記ストライプ幅よシも狭く、か
    つ、前記第1半導体層の側面には、前記半導体基板よシ
    も禁制帯幅の大きい第2導電型の第4半導体層を備え、
    該第4半導体層上には、前記半導体基板よりも禁制帯幅
    の大きい第1導電屋の半導体層を備え、前記活性層、第
    2反び組3半導体層の側面には前記活性層よシも禁制帯
    幅の大きい第2導電渥の半導体層を備えた仁とを特徴と
    する埋め込み屋半導体し−ザウ
JP20040783A 1983-10-26 1983-10-26 埋め込み型半導体レ−ザ Pending JPS6092684A (ja)

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ID=16423801

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JP (1) JPS6092684A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5325385A (en) * 1991-12-18 1994-06-28 The Furukawa Electric Co., Ltd. Buried-type semiconductor laser device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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