JPS621290A - ヘテロ接合型半導体レ−ザ - Google Patents
ヘテロ接合型半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS621290A JPS621290A JP13891785A JP13891785A JPS621290A JP S621290 A JPS621290 A JP S621290A JP 13891785 A JP13891785 A JP 13891785A JP 13891785 A JP13891785 A JP 13891785A JP S621290 A JPS621290 A JP S621290A
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- gaas
- cladding layer
- coating layer
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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５作り付は導波路構造を備えたヘテロ接合型半
導体レーザ装置の改良に関する。
導体レーザ装置の改良に関する。
デジタル・オーディオ嗜ディスク（ＤＡＤ）。
ビデオφディスク、ドキエメント・ファイル等の光デイ
スク装置や光通信用光源として半導体レーザの応用が開
けるにつれ、半導体レーザの量産化技術が必要となって
きた。従来、半導体レーザ用の薄膜多層へテｑ接合結晶
製作技術としては、スライディング・ボート方式による
液相エピタΦシャル成長法（ＬＰＥ法）が用いられてき
たが、ＬＰＥ法ではクエハＷＪ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次有機金
欄気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタ中シー法
（ＭＢＥ法）等の結晶成長技術が近年特に注目されるよ
うになってきた。
スク装置や光通信用光源として半導体レーザの応用が開
けるにつれ、半導体レーザの量産化技術が必要となって
きた。従来、半導体レーザ用の薄膜多層へテｑ接合結晶
製作技術としては、スライディング・ボート方式による
液相エピタΦシャル成長法（ＬＰＥ法）が用いられてき
たが、ＬＰＥ法ではクエハＷＪ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次有機金
欄気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタ中シー法
（ＭＢＥ法）等の結晶成長技術が近年特に注目されるよ
うになってきた。
ＭＯＣＶＤ法の特徴を生かした作り付け導波路レーザと
言えるものに、１９８０年に発行されたアプライド−フ
ィジックス・レター誌、第３７巻３号２６２頁の第３図
に示す如き半導体し・−ザがある。
言えるものに、１９８０年に発行されたアプライド−フ
ィジックス・レター誌、第３７巻３号２６２頁の第３図
に示す如き半導体し・−ザがある。
なお図中３０２はＮ−ＧａＡｓ基板、３０３はＮ−Ｇａ
ＡｔＡｓクラッド層、３０４はＧａＡｔＡｓ活性層、３
０５はＰ−ＧａＡｔＡｓりｔｙド層、３０６はＮ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層、３０８はＰ−ＧａＡｔＡｓ被覆層、３
０９はＰ−ＧａＡｓコｙタクト層、３０１，３１２は金
属電極を示している。この構造においては異種導電型の
電流阻止層３０６によシ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１活性層に導波され念光が電
流阻止層３０６及び被覆層までしみ出し、その結果スト
ライプ直下とされ以外の部分とで異った複屈折率差を生
じ、これによシ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、電流阻止層３０６
によって電流狭 による利得導波路構造と作り付は屈折
率導波路構造とが自己整合的に形成されている。こ ゛
の、構造のレーザは著者等の報告によれば、室温パルス
動作では５０ （ｍＡ）程度とかなり低いしきい値で発
振し、又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。
ＡｔＡｓクラッド層、３０４はＧａＡｔＡｓ活性層、３
０５はＰ−ＧａＡｔＡｓりｔｙド層、３０６はＮ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層、３０８はＰ−ＧａＡｔＡｓ被覆層、３
０９はＰ−ＧａＡｓコｙタクト層、３０１，３１２は金
属電極を示している。この構造においては異種導電型の
電流阻止層３０６によシ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１活性層に導波され念光が電
流阻止層３０６及び被覆層までしみ出し、その結果スト
ライプ直下とされ以外の部分とで異った複屈折率差を生
じ、これによシ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、電流阻止層３０６
によって電流狭 による利得導波路構造と作り付は屈折
率導波路構造とが自己整合的に形成されている。こ ゛
の、構造のレーザは著者等の報告によれば、室温パルス
動作では５０ （ｍＡ）程度とかなり低いしきい値で発
振し、又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３０２から電流阻止層３
０６の１部をストライプ状にエッチガグしたのち被覆層
３０７及びコンタクト層３０９を形成する第２回目の結
晶成長とからなる２段階の結晶成長プ四セスにより作成
される。ここで、第２回目あ結晶成長の開始時点におけ
るクラッド層５０５への成長は一旦表面が空気中に晒さ
れ念ＧａＡｔＡｓ面上への成長である。この念め、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、半導体レー
ザの発振しきい値は動作電流の減少、寿命特性の向上等
の観点からも低いことが必要であり、シきい値の低さは
レーザの構造、性能の良し悪しをはかる目安にもなって
いる。低しきい値を示すレーザ構造としては、作ジ付は
導波構造である埋め込み型（ＢＨ）や横方向接合型（Ｔ
ＪＳ）があシ、これらは１０〜２０ （ｍＡ）以下のし
きい値を示す、これらに比べて第３図の構造のレーザの
しきい値は、前述した様に５０ （ｍＡ）とＢＨ，ＴＪ
Ｓ型と比軟して２倍以上高い０本発明者等の実験によっ
ても、現構造の１まではこれ以上の低しきい値化を計る
ことははなはだ困難であることが確かめられた。この様
なしきい値の違いは、第３図構造とＢ）Ｔ、ＴＪＳ型等
との導波路効果の違いにあると考えられ石、即ち、第３
図構造は、活性層３０４に導波された光がクラツド層３
０５全通して電流阻止層３０６までしみ出し、吸収を受
けることによって接合面に水平方向に等測的複素屈折率
の虚数部分に差が形成されて光がガイドされる吸収損失
ガイドであ石、一方、ＢＨＷｔ造等の場合は複素屈折率
の実数部分の差によって光がガイドされる屈折率ガイド
である。つまり第３図の構造では。
０６の１部をストライプ状にエッチガグしたのち被覆層
３０７及びコンタクト層３０９を形成する第２回目の結
晶成長とからなる２段階の結晶成長プ四セスにより作成
される。ここで、第２回目あ結晶成長の開始時点におけ
るクラッド層５０５への成長は一旦表面が空気中に晒さ
れ念ＧａＡｔＡｓ面上への成長である。この念め、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、半導体レー
ザの発振しきい値は動作電流の減少、寿命特性の向上等
の観点からも低いことが必要であり、シきい値の低さは
レーザの構造、性能の良し悪しをはかる目安にもなって
いる。低しきい値を示すレーザ構造としては、作ジ付は
導波構造である埋め込み型（ＢＨ）や横方向接合型（Ｔ
ＪＳ）があシ、これらは１０〜２０ （ｍＡ）以下のし
きい値を示す、これらに比べて第３図の構造のレーザの
しきい値は、前述した様に５０ （ｍＡ）とＢＨ，ＴＪ
Ｓ型と比軟して２倍以上高い０本発明者等の実験によっ
ても、現構造の１まではこれ以上の低しきい値化を計る
ことははなはだ困難であることが確かめられた。この様
なしきい値の違いは、第３図構造とＢ）Ｔ、ＴＪＳ型等
との導波路効果の違いにあると考えられ石、即ち、第３
図構造は、活性層３０４に導波された光がクラツド層３
０５全通して電流阻止層３０６までしみ出し、吸収を受
けることによって接合面に水平方向に等測的複素屈折率
の虚数部分に差が形成されて光がガイドされる吸収損失
ガイドであ石、一方、ＢＨＷｔ造等の場合は複素屈折率
の実数部分の差によって光がガイドされる屈折率ガイド
である。つまり第３図の構造では。
吸収損失の分だけ閾値が上昇してしまうと考えられる。
損失ガイド構造の以上のような欠点に２１みるとき、低
しきい値化を実現するためにはこうした損失のペナルテ
ィ−を払う必要のない屈折率導波型レーザに改良するこ
とが考えられる。この考え方をもとに考案された半導体
レーザが第４図に示すようなものである。すなわち電流
阻止層４０６は電流阻止効果を得るために残すものの、
この層よシも屈折率の小さいり２ツド層４０５ｔ−充分
厚くすることによって屈折率が高く、且つレーザ光を吸
収する電子阻子層４０６にまで光がしみ出すのを防ぐ替
わシに、ストライプ状溝部分にはクラッド層４０５より
もわずかに屈折率が高く、かつレーザ光を吸収しない被
覆層４０７’を設けたものである。この構造では、活性
層４０４に導波された光は、ストライプ直下部分では屈
折率の大きい被覆層４０７を感じる一方、ストライプの
両側では屈折率の小さい層を感じ、結果としてスト２ド
ブの内側、外側では実効屈折率の実数部分に差が
□生じ、屈折率導線効果によって光がガイドされること
により十分低しきい値化することができた。
しきい値化を実現するためにはこうした損失のペナルテ
ィ−を払う必要のない屈折率導波型レーザに改良するこ
とが考えられる。この考え方をもとに考案された半導体
レーザが第４図に示すようなものである。すなわち電流
阻止層４０６は電流阻止効果を得るために残すものの、
この層よシも屈折率の小さいり２ツド層４０５ｔ−充分
厚くすることによって屈折率が高く、且つレーザ光を吸
収する電子阻子層４０６にまで光がしみ出すのを防ぐ替
わシに、ストライプ状溝部分にはクラッド層４０５より
もわずかに屈折率が高く、かつレーザ光を吸収しない被
覆層４０７’を設けたものである。この構造では、活性
層４０４に導波された光は、ストライプ直下部分では屈
折率の大きい被覆層４０７を感じる一方、ストライプの
両側では屈折率の小さい層を感じ、結果としてスト２ド
ブの内側、外側では実効屈折率の実数部分に差が
□生じ、屈折率導線効果によって光がガイドされること
により十分低しきい値化することができた。
ととるが、第４図に示すレーザは再現性、量産性の点に
欠点を有していた。゛即ち、この構造のレーザでは前述
したように活性層４０４に導波された光が被覆＄４０７
ｔ−感じるように両層の厚みを厳密に調整しなければな
らない、ＭＯＣＶＤ装置による結晶成長の膜厚制御は０
．００１μｍ以下に出来る。
欠点を有していた。゛即ち、この構造のレーザでは前述
したように活性層４０４に導波された光が被覆＄４０７
ｔ−感じるように両層の厚みを厳密に調整しなければな
らない、ＭＯＣＶＤ装置による結晶成長の膜厚制御は０
．００１μｍ以下に出来る。
しかしながら多層構造を成長後、ストライプ部分を例え
ば８ Ｈ２ＳＯ４＋Ｉ Ｈ２Ｏ２エツチング液を用いて
蝕刻する時、エツチング液の組成、温度、及びエツチン
グ液の回転速度によって蝕刻速度が異なる。又被エツチ
ング層の表面状態（酸化膜の厚み）によっても異なり、
クラッド層の厚みを制御することが大変困難であった。
ば８ Ｈ２ＳＯ４＋Ｉ Ｈ２Ｏ２エツチング液を用いて
蝕刻する時、エツチング液の組成、温度、及びエツチン
グ液の回転速度によって蝕刻速度が異なる。又被エツチ
ング層の表面状態（酸化膜の厚み）によっても異なり、
クラッド層の厚みを制御することが大変困難であった。
本発明の目的は実効屈折率差による作ｐ付は導波路構造
を有するヘテロ接合型半導体レーザの均一性、再現性向
上を計ることを目的としたものである。
を有するヘテロ接合型半導体レーザの均一性、再現性向
上を計ることを目的としたものである。
本発明は、活性層に対し基板を反対側のクラッド層上に
該クラッド層とは導電型の異なる層がストライプ状部分
を除いて形成され、且つこの上に上記クラッド層と同じ
導電型の被覆層が形成され、電流狭 効果及び作り付け
導波路効果を有するヘテロ接合型半導体レーザ装置で、
前記被覆層は少なくとも２層に形成され、活性層に近い
方の第１の被覆層は前記クラッド層よりも屈折率が大き
い層であり、活性層に遠い方の第２の被覆層は第１の被
覆層よシも屈折率が小さくなっているレーザにおいて、
上記クラッド層と第１の被覆層の間に禁制帯幅が異なる
化合物半導体を少なくとも２層以上積層し、上記ストラ
イド部分にＰ形不純物を該層を貫通して上記クラット層
まで拡散して上記クラッド層の禁制帯幅と同等になるよ
うにされたもので、レーザ特性の均一性、再現性向上を
計った構造のレーザである。
該クラッド層とは導電型の異なる層がストライプ状部分
を除いて形成され、且つこの上に上記クラッド層と同じ
導電型の被覆層が形成され、電流狭 効果及び作り付け
導波路効果を有するヘテロ接合型半導体レーザ装置で、
前記被覆層は少なくとも２層に形成され、活性層に近い
方の第１の被覆層は前記クラッド層よりも屈折率が大き
い層であり、活性層に遠い方の第２の被覆層は第１の被
覆層よシも屈折率が小さくなっているレーザにおいて、
上記クラッド層と第１の被覆層の間に禁制帯幅が異なる
化合物半導体を少なくとも２層以上積層し、上記ストラ
イド部分にＰ形不純物を該層を貫通して上記クラット層
まで拡散して上記クラッド層の禁制帯幅と同等になるよ
うにされたもので、レーザ特性の均一性、再現性向上を
計った構造のレーザである。
本発明によれば、上記クラッド層内に禁制帯幅が異なる
化合物半導体を少なくとも２層以上積層することによっ
て、実効屈折率を一定にすることによって低しきい値電
流のレーザを均一性良く且つ再現性良く作成することが
でき念。
化合物半導体を少なくとも２層以上積層することによっ
て、実効屈折率を一定にすることによって低しきい値電
流のレーザを均一性良く且つ再現性良く作成することが
でき念。
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す断面図である０図中１０２はＮ−ＧａＡｓ基
板、１０３−はＮ−Ｇａ ｏ、ｓ ５Ａｚｏ、ａ ｓＡ
ｓクラッド層、１０４はＧａ ｏ、ｏｚＡｚｏ、ｏｓＡ
ｓ活性層、１０５はＰ−Ｇａｏ、ｇｓＡｚｏ、５ｓＡｓ
クラッド層、１０６はＮ−ＧａＡｓ電流阻止層％ １０
７はＰ−Ｇａ ｏ、ｌｚｏ、ｓＡｓ第１被覆層、１０８
はＰ−Ｇａ Ｏ，６５Ａｚｏ、ａ ｓＡｓ第２被覆層、
１０９はＰ−ＧａＡｓコｙタクト層、１０１，１１２は
金属電極層、それぞれ示している。１１０は禁制帯が異
なるＧ ａ Ａ ｓ 、 Ｇａ ０．４Ａｔ０．６Ａｓ
ｆ各々２層轡シ返し成長した層、１１１は、ストライ
プ、１１３はＰ型不純物を拡散してＧａＡｓとＧａ ０
．３Ａｔ０．７Ａｓ （ｆ）中間の組成とした領域であ
る。上記構造のレーザは第２図（ａ）〜（ｂ）に示す工
程によって実現される。まず。
構造を示す断面図である０図中１０２はＮ−ＧａＡｓ基
板、１０３−はＮ−Ｇａ ｏ、ｓ ５Ａｚｏ、ａ ｓＡ
ｓクラッド層、１０４はＧａ ｏ、ｏｚＡｚｏ、ｏｓＡ
ｓ活性層、１０５はＰ−Ｇａｏ、ｇｓＡｚｏ、５ｓＡｓ
クラッド層、１０６はＮ−ＧａＡｓ電流阻止層％ １０
７はＰ−Ｇａ ｏ、ｌｚｏ、ｓＡｓ第１被覆層、１０８
はＰ−Ｇａ Ｏ，６５Ａｚｏ、ａ ｓＡｓ第２被覆層、
１０９はＰ−ＧａＡｓコｙタクト層、１０１，１１２は
金属電極層、それぞれ示している。１１０は禁制帯が異
なるＧ ａ Ａ ｓ 、 Ｇａ ０．４Ａｔ０．６Ａｓ
ｆ各々２層轡シ返し成長した層、１１１は、ストライ
プ、１１３はＰ型不純物を拡散してＧａＡｓとＧａ ０
．３Ａｔ０．７Ａｓ （ｆ）中間の組成とした領域であ
る。上記構造のレーザは第２図（ａ）〜（ｂ）に示す工
程によって実現される。まず。
第２図（ａ）に示す如く面方位（１００）のＮ−ＧａＡ
ｓ基板２０２（Ｓｉ ドープｔｘｔｏ ｃｍ ）上
に厚さ１．５（μｍ）のＮ−Ｇａ ｏ、５ｓＡｚｏ、５
ｓＡｓクラッド層２０３ （ＳｅドープｌＸ１ｏ ｃ
ｍ ）を厚さ０．０８Ｃμｍ〕のアンドープＧａ ｏ
、ｅ ２ＡＡ０．０８Ａｓ活性層２０４．厚さ０．３〔
μｍ〕のＰ−Ｇａ Ｏ，６５Ａｚｏ、ａ ｓＡｓクラッ
ド層２０５ （Ｍｇドープ２Ｘ１０ ｃｍ Ｌ厚さ
０．０１ ［”μｍ〕のアンドープＧａＡａと同じ厚み
の７ｙドープＧａｏ、ａＡｚｏ、７Ａｓ ｆ各２層繰シ
返し成長した層、厚さｏ５〔μｍ〕のＰ−Ｇａｏ、５ｓ
Ａｔｏ、ａｓＡｓクラッド層２０５ （Ｍｇドープ２×
１０ ” ”ｃｍ−３）及び厚さ１〔μｍ〕のＮ−Ｇ
ａ Ａ ｓ電流阻止層（異種層） ２０６ （８ｅド一
プ５Ｘ１０１８ｍ−３）ｔ−順次成長した。この第１回
目の結晶成長にはＭＯＣＶＤ法を用い成長条件は基板温
度７５０（”Ｃ）、Ｖ／ＩＩＩ＝２０．キャリアガス（
Ｈ２）の流量〜１０〔ｔ／！ｆｆ１ｎ）ｌ原料はトリメ
チルガリウＡ（ＴＭＧ：（ＣＨａ）３Ｇａ）ｔトリメチ
ルアルミニウム、（ＴＭＡ：（ＣＨａ）３Ａｔ）。
ｓ基板２０２（Ｓｉ ドープｔｘｔｏ ｃｍ ）上
に厚さ１．５（μｍ）のＮ−Ｇａ ｏ、５ｓＡｚｏ、５
ｓＡｓクラッド層２０３ （ＳｅドープｌＸ１ｏ ｃ
ｍ ）を厚さ０．０８Ｃμｍ〕のアンドープＧａ ｏ
、ｅ ２ＡＡ０．０８Ａｓ活性層２０４．厚さ０．３〔
μｍ〕のＰ−Ｇａ Ｏ，６５Ａｚｏ、ａ ｓＡｓクラッ
ド層２０５ （Ｍｇドープ２Ｘ１０ ｃｍ Ｌ厚さ
０．０１ ［”μｍ〕のアンドープＧａＡａと同じ厚み
の７ｙドープＧａｏ、ａＡｚｏ、７Ａｓ ｆ各２層繰シ
返し成長した層、厚さｏ５〔μｍ〕のＰ−Ｇａｏ、５ｓ
Ａｔｏ、ａｓＡｓクラッド層２０５ （Ｍｇドープ２×
１０ ” ”ｃｍ−３）及び厚さ１〔μｍ〕のＮ−Ｇ
ａ Ａ ｓ電流阻止層（異種層） ２０６ （８ｅド一
プ５Ｘ１０１８ｍ−３）ｔ−順次成長した。この第１回
目の結晶成長にはＭＯＣＶＤ法を用い成長条件は基板温
度７５０（”Ｃ）、Ｖ／ＩＩＩ＝２０．キャリアガス（
Ｈ２）の流量〜１０〔ｔ／！ｆｆ１ｎ）ｌ原料はトリメ
チルガリウＡ（ＴＭＧ：（ＣＨａ）３Ｇａ）ｔトリメチ
ルアルミニウム、（ＴＭＡ：（ＣＨａ）３Ａｔ）。
アルシン（ＡｓＨａ ）、Ｐ−ドーパント：ビスシクロ
ペンタジェニルマグネシウム（（ＣｓＨｓ）ｚＭｇ）、
Ｎ−ドーパント：セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）で成長速度
は０．２５〔μｍ／ｍ１ｎ）であり念、この時ＭｇをＰ
−ドーパントとして用い九のは拡散係数が例えばＺｎ・
と比べて小さいことにより （Ｍｇの拡散係数例Ｃ＝１
．３Ｘ１０″″” ２ｄ／ Ｓｅｃ ９００℃、Ｚｎは
Ｃ＝ＩＸ１０ ｃｙｎ／５ｅｃ９００°Ｃ）Ｍｇが活
性層２０４及びＧ ａ Ａ ｓ ／Ｇａ ｏ、ａＡｔｏ
、？Ａｓ ２１０層へ異常拡散しない。
ペンタジェニルマグネシウム（（ＣｓＨｓ）ｚＭｇ）、
Ｎ−ドーパント：セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）で成長速度
は０．２５〔μｍ／ｍ１ｎ）であり念、この時ＭｇをＰ
−ドーパントとして用い九のは拡散係数が例えばＺｎ・
と比べて小さいことにより （Ｍｇの拡散係数例Ｃ＝１
．３Ｘ１０″″” ２ｄ／ Ｓｅｃ ９００℃、Ｚｎは
Ｃ＝ＩＸ１０ ｃｙｎ／５ｅｃ９００°Ｃ）Ｍｇが活
性層２０４及びＧ ａ Ａ ｓ ／Ｇａ ｏ、ａＡｔｏ
、？Ａｓ ２１０層へ異常拡散しない。
次に第２図（ｂ）に示す如く電流阻止層２０６上に７オ
トレジスト２１４を塗布し、該レジスト２１４に幅３〔
μｎＪ〕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２０６ｔ−選択エツチングし、さらにクラ
ッド層２０５を選択エツチングしてストライプ状の溝２
０９を形成した。この時ＧａＡｓの選択エッチャントは
アンモニアと過酸化水素水と水の混合したものであるこ
のエッチャントは液のＰＨを調整することによってＧａ
ＡｓとＧａ ｏ、ａ ５Ａｔｏ、ｓ ｓＡｓの選択比が
〜５０倍程度に出来る。又Ｐ−クラッド層のエッチャン
トはＨＦと水ノ混合ｉｔ−用イタ、この液はＧ ａ Ａ
Ｌ Ａ ｓ （Ｘ−０，３５）のエツチング量はＧａ
Ａｓに比べて〜１００倍以上である。このようにエッチ
ャントを変えることによりて活性領域２０４までの厚み
１！ｔＰ−クラッド層２０５の厚みα３（μｍ）とＧａ
Ａｓ／ＧａＡＡＡｓ ４層の厚み０．０４ Ｃμｍ〕の
合計は０．３４ Ｃμｍ〕と成長厚みで精確に制御出来
念０次いでレジス）２１４ｔ″除去し５表面洗浄処理ｔ
−施したのち、！２回目の結晶成長’１Ｍ０ＣＶＤ法で
成長温度８００℃で行った。すなわち第１図に示す如く
全面に厚さ０．３ （ａ ｍ ） Ｐ −Ｇａ ０．７
Ａｔ０．３Ａｓ第１被覆層１０７．１．０層ｍ厚のＰ−
Ｇａｏ、ａｓＡｔｏ、５ｓＡｓ第２被覆層１０Ｂ、及び
０．５ Ａ ｍ厚のＰ−ＧａＡｓ被覆層を成長したこの
時、Ｐ−ドーパントとしてジエチル亜鉛（ＤＥＺ（Ｃ２
Ｈ５） ｚＺｎ ） ＠用いた。たれぞれの不純物濃度
を２Ｘ１０ ａｎ 、２Ｘ１０”ｃｙ＋ｇ−３，５
Ｘ１０１８ｉ３とした。この時Ｚｎは拡散係数が高いの
でストライプ部分を通してＺｎがＦｏＰ−クラッド層１
０５に到達するまで拡散される。その拡散された部分の
ＧａＡｓとＧａｏ、５Ａｚｏ、ｙＡｓの組成はその中間
の組成となシ（参考文献１ ） Ｇａｏ、５ｓＡｚｏ、
５ｓＡｓとなり、ストライプ部分のみが上の＃！ｌ被覆
層まで光がしみ出し、実効屈折率差を持つ屈折率導波効
果によって光がガイドされる。
トレジスト２１４を塗布し、該レジスト２１４に幅３〔
μｎＪ〕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２０６ｔ−選択エツチングし、さらにクラ
ッド層２０５を選択エツチングしてストライプ状の溝２
０９を形成した。この時ＧａＡｓの選択エッチャントは
アンモニアと過酸化水素水と水の混合したものであるこ
のエッチャントは液のＰＨを調整することによってＧａ
ＡｓとＧａ ｏ、ａ ５Ａｔｏ、ｓ ｓＡｓの選択比が
〜５０倍程度に出来る。又Ｐ−クラッド層のエッチャン
トはＨＦと水ノ混合ｉｔ−用イタ、この液はＧ ａ Ａ
Ｌ Ａ ｓ （Ｘ−０，３５）のエツチング量はＧａ
Ａｓに比べて〜１００倍以上である。このようにエッチ
ャントを変えることによりて活性領域２０４までの厚み
１！ｔＰ−クラッド層２０５の厚みα３（μｍ）とＧａ
Ａｓ／ＧａＡＡＡｓ ４層の厚み０．０４ Ｃμｍ〕の
合計は０．３４ Ｃμｍ〕と成長厚みで精確に制御出来
念０次いでレジス）２１４ｔ″除去し５表面洗浄処理ｔ
−施したのち、！２回目の結晶成長’１Ｍ０ＣＶＤ法で
成長温度８００℃で行った。すなわち第１図に示す如く
全面に厚さ０．３ （ａ ｍ ） Ｐ −Ｇａ ０．７
Ａｔ０．３Ａｓ第１被覆層１０７．１．０層ｍ厚のＰ−
Ｇａｏ、ａｓＡｔｏ、５ｓＡｓ第２被覆層１０Ｂ、及び
０．５ Ａ ｍ厚のＰ−ＧａＡｓ被覆層を成長したこの
時、Ｐ−ドーパントとしてジエチル亜鉛（ＤＥＺ（Ｃ２
Ｈ５） ｚＺｎ ） ＠用いた。たれぞれの不純物濃度
を２Ｘ１０ ａｎ 、２Ｘ１０”ｃｙ＋ｇ−３，５
Ｘ１０１８ｉ３とした。この時Ｚｎは拡散係数が高いの
でストライプ部分を通してＺｎがＦｏＰ−クラッド層１
０５に到達するまで拡散される。その拡散された部分の
ＧａＡｓとＧａｏ、５Ａｚｏ、ｙＡｓの組成はその中間
の組成となシ（参考文献１ ） Ｇａｏ、５ｓＡｚｏ、
５ｓＡｓとなり、ストライプ部分のみが上の＃！ｌ被覆
層まで光がしみ出し、実効屈折率差を持つ屈折率導波効
果によって光がガイドされる。
これ以後は通常の電極相は工程によタコンタクト層１０
９の上に０ｒ−Ａｕ電極層１１２１基板１１０２の下面
ＫＡｕ−Ｇｅ電極１０１を被着して前記第１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振器
、長２５０〔μｍ〕のファべＶペロー型レーザに切シ出
した素子の特性は、しきい値電流３５ （ｍＡ）と低く
片面微分量子効率も４ ｓ （ｌと良好であっ念、又出
力３０（ｍＷ）以上までキンクのない線形性の良い電流
−光出力特性が得られ喪、又レーザ端面よプ放射された
レーザ光ビームの接合面に水平方向、垂直方向のビーム
ウェストは端面に一致しており、屈折率ガイドが充分に
おこなわれていることが確認できた。
９の上に０ｒ−Ａｕ電極層１１２１基板１１０２の下面
ＫＡｕ−Ｇｅ電極１０１を被着して前記第１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振器
、長２５０〔μｍ〕のファべＶペロー型レーザに切シ出
した素子の特性は、しきい値電流３５ （ｍＡ）と低く
片面微分量子効率も４ ｓ （ｌと良好であっ念、又出
力３０（ｍＷ）以上までキンクのない線形性の良い電流
−光出力特性が得られ喪、又レーザ端面よプ放射された
レーザ光ビームの接合面に水平方向、垂直方向のビーム
ウェストは端面に一致しており、屈折率ガイドが充分に
おこなわれていることが確認できた。
本発明は上述した各実施例に限定されるもので、はない
０例えば、クラッドＧａＡＡＡｓの組成、活性層の組成
、Ｇ ａＡ ｓ／ＧａＡ４Ａｓの組成及び各厚みは種々
の組合わせがあり適要されるレーザ特性に合わせて設計
すれば良い、さらに材料としてはＩｎＧａＡｓＰ＋ＡＬ
ＧａＩｎＰ等の他の化合物半導体材料を用いてもよい、
又成長法としてはＭＯＣＶＤ法にかわ５ＭＢＥ法でも良
い、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。
０例えば、クラッドＧａＡＡＡｓの組成、活性層の組成
、Ｇ ａＡ ｓ／ＧａＡ４Ａｓの組成及び各厚みは種々
の組合わせがあり適要されるレーザ特性に合わせて設計
すれば良い、さらに材料としてはＩｎＧａＡｓＰ＋ＡＬ
ＧａＩｎＰ等の他の化合物半導体材料を用いてもよい、
又成長法としてはＭＯＣＶＤ法にかわ５ＭＢＥ法でも良
い、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。
＠１図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す断面図、第２図は上記実施例レーザの製造工
程を示す断面図、第３図は従来のストライプ状の実効屈
折率差を大きくした半導体レーザの概略構造を示す断面
図、第４図は第３図を改良した半導体レーザの概略構造
を示す断面図である。 １０１．３０１，４０１・・ＡｕＧａ電極、１０２．２
０２．３０２，４０２・・・ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板
、１０３．２０３，３０３．４０３−ｎ−Ｇａｏ、５ｓ
Ａｔｏ、５５Ａ８クラット層、１０４．２０４，３０４
，４０ｊ・Ｇａ Ｏ，９ｚＡＡｏ、ｏ ｓＡ ｓ活性層
。 １０５．２０５，３０５，４０５・−Ｐ−Ｇａｏ、５５
ＡｔＯ，３ｓＡａクラッド層。 １０６．２０６，３０６，４０（ｙＨ−ｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層、１０７．３０７． ４ｏ７・・−Ｐ−Ｇａ
Ｏ，７Ａｔ０．３ＡＳ第１被覆層、１０８ ｔ ３０８
ｔ ４０８−Ｐ−Ｇ ａ ０．６５ Ａ Ｌ
Ｏ−３５Ａ ｓ第２被覆１−１１０９．３０９．
４０９・・Ｐ−ＧａＡｓ＝ｒｙタクト層、１１０ 、２
１０ 、＝−・・・−・・・・−Ｇａ Ａ ｓ ／Ｇａ
ｏ、３Ａｊ ｏ、７Ａｓ層。 １１１．２１１，３１１，４１１・・・ストライプ状溝
。 １１２．３１２． ４１２＝・ＣｒＡｕ電極。 １１３、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・Ｚｎ拡散領域。 ２１４、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・レジスト。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第２図（ｂ）
構造を示す断面図、第２図は上記実施例レーザの製造工
程を示す断面図、第３図は従来のストライプ状の実効屈
折率差を大きくした半導体レーザの概略構造を示す断面
図、第４図は第３図を改良した半導体レーザの概略構造
を示す断面図である。 １０１．３０１，４０１・・ＡｕＧａ電極、１０２．２
０２．３０２，４０２・・・ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板
、１０３．２０３，３０３．４０３−ｎ−Ｇａｏ、５ｓ
Ａｔｏ、５５Ａ８クラット層、１０４．２０４，３０４
，４０ｊ・Ｇａ Ｏ，９ｚＡＡｏ、ｏ ｓＡ ｓ活性層
。 １０５．２０５，３０５，４０５・−Ｐ−Ｇａｏ、５５
ＡｔＯ，３ｓＡａクラッド層。 １０６．２０６，３０６，４０（ｙＨ−ｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層、１０７．３０７． ４ｏ７・・−Ｐ−Ｇａ
Ｏ，７Ａｔ０．３ＡＳ第１被覆層、１０８ ｔ ３０８
ｔ ４０８−Ｐ−Ｇ ａ ０．６５ Ａ Ｌ
Ｏ−３５Ａ ｓ第２被覆１−１１０９．３０９．
４０９・・Ｐ−ＧａＡｓ＝ｒｙタクト層、１１０ 、２
１０ 、＝−・・・−・・・・−Ｇａ Ａ ｓ ／Ｇａ
ｏ、３Ａｊ ｏ、７Ａｓ層。 １１１．２１１，３１１，４１１・・・ストライプ状溝
。 １１２．３１２． ４１２＝・ＣｒＡｕ電極。 １１３、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・Ｚｎ拡散領域。 ２１４、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・レジスト。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第２図（ｂ）
Claims (1)
- 活性層に対し、基板と反対側のクラッド層上に該クラッ
ド層とは電導型の異なる異種層をストライプ状部分を除
いて形成し、且つこの上に上記クラッド層と同じ導電型
の被覆層を形成して電流狭 効果及び作り付け導波路効
果を持たせたヘテロ接合型半導体レーザ装置において、
上記クラッド層内の被覆層界面近傍に禁制帯幅が異なる
化合物半導体を少なくとも各１層以上積層し、上記スト
ライプ部分にＰ形不純物を該層を貫通して上記クラッド
層まで拡散して上記クラッド層の禁制帯幅と同等になる
ようにし、且つ前記被覆層は前記クラッド層よりも屈折
率が大きい層であることを特徴とするヘテロ接合型半導
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13891785A JPS621290A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | ヘテロ接合型半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13891785A JPS621290A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | ヘテロ接合型半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621290A true JPS621290A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15233162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13891785A Pending JPS621290A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | ヘテロ接合型半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621290A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580099B2 (en) | 1994-12-02 | 2003-06-17 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting devices |
| US6900465B2 (en) | 1994-12-02 | 2005-05-31 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light-emitting device |
| US7095769B2 (en) | 2003-06-25 | 2006-08-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Semiconductor laser diode with higher-order mode absorption layers |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP13891785A patent/JPS621290A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580099B2 (en) | 1994-12-02 | 2003-06-17 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting devices |
| US6900465B2 (en) | 1994-12-02 | 2005-05-31 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light-emitting device |
| US7095769B2 (en) | 2003-06-25 | 2006-08-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Semiconductor laser diode with higher-order mode absorption layers |
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