JPS6213090A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6213090A JPS6213090A JP15288185A JP15288185A JPS6213090A JP S6213090 A JPS6213090 A JP S6213090A JP 15288185 A JP15288185 A JP 15288185A JP 15288185 A JP15288185 A JP 15288185A JP S6213090 A JPS6213090 A JP S6213090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- semiconductor
- substrate
- gaas
- Prior art date
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
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】
〔概要〕
半導体レーザの共振器端面に半導体層、または半導体超
格子層を被着し、この層にレーザ光モニタ用素子、ある
いは変調用素子を形成してモノリシック集積化を行う。
格子層を被着し、この層にレーザ光モニタ用素子、ある
いは変調用素子を形成してモノリシック集積化を行う。
また、この層が超格子層の場合は多重反射保護膜となる
。
。
本発明はモニタ用素子、あるいは変調用素子をモノリシ
ック集積化した半導体レーザに関する。
ック集積化した半導体レーザに関する。
半導体レーザにモニタ用フォトダイオード(Prl)や
、電子デバイス等をモノリシックに集積することは、半
導体レーザの機能強化、半導体レーザの周辺回路の小型
化に役立つため、モノリシック集積化の研究開発が最近
活発になっている。
、電子デバイス等をモノリシックに集積することは、半
導体レーザの機能強化、半導体レーザの周辺回路の小型
化に役立つため、モノリシック集積化の研究開発が最近
活発になっている。
第2図はモニタ用フォトダイオードをモノリシック集積
化した従来例を示す断面図である。
化した従来例を示す断面図である。
いま、モノリシックに集積化する素子としてモニタ用フ
ォトダイオードを例にとり説明する。
ォトダイオードを例にとり説明する。
この例は、1回の成長でレーザの層構造を形成し、垂直
な溝を掘って、片側をレーザ、他側をモニタ用フォトダ
イオードとして使用したものである。
な溝を掘って、片側をレーザ、他側をモニタ用フォトダ
イオードとして使用したものである。
図において、p″型ガリウム砒素(p”−GaAs)基
板1上に、バッファ層としてp ”−GaAs層1′、
レーザダイオード(LD)層、兼フォトダイオード層と
してn型アルミニウムガリウム砒素(p−AIGaAs
)層2、活性層としてアンドープGaAs層3、n型ア
ルミニウムガリウム砒素(n−AIGaAs)層4、コ
ンタクト層としてn ”−GaAs層4′を順次成長す
る。
板1上に、バッファ層としてp ”−GaAs層1′、
レーザダイオード(LD)層、兼フォトダイオード層と
してn型アルミニウムガリウム砒素(p−AIGaAs
)層2、活性層としてアンドープGaAs層3、n型ア
ルミニウムガリウム砒素(n−AIGaAs)層4、コ
ンタクト層としてn ”−GaAs層4′を順次成長す
る。
つぎに、リアクティブイオンエツチング(RIE)によ
る垂直方向に優勢な異方性エツチングを用いて基板1に
届くように溝5を形成する。
る垂直方向に優勢な異方性エツチングを用いて基板1に
届くように溝5を形成する。
つぎにレーザダイオ−1′の共振器の片側の端面3Aを
覆って溝5の内面に二酸化珪素(SiOz)、アルミナ
(AI□03)等よりなる絶縁層7と、共振器の他側の
端面3Bを覆って二酸化珪素(Sin。)、アルミナ(
八1□03)等よりなる絶縁層6を被着する。
覆って溝5の内面に二酸化珪素(SiOz)、アルミナ
(AI□03)等よりなる絶縁層7と、共振器の他側の
端面3Bを覆って二酸化珪素(Sin。)、アルミナ(
八1□03)等よりなる絶縁層6を被着する。
レーザダイオード、フォトダイオード共通のn型電極と
して金/亜鉛/金(Au /Zn/Au)層8と、レー
ザダイオード、フォトダイオードのn型電極として金ゲ
ルマニウムニッケル(Au−Ge−Ni)層9.10と
、共振器の片側の端面3へ上に高反射層としてAu−G
e−Ni層11を被着する。
して金/亜鉛/金(Au /Zn/Au)層8と、レー
ザダイオード、フォトダイオードのn型電極として金ゲ
ルマニウムニッケル(Au−Ge−Ni)層9.10と
、共振器の片側の端面3へ上に高反射層としてAu−G
e−Ni層11を被着する。
以上構成により、モニタ用フォトダイオードをモノリシ
ックに集積化できる。
ックに集積化できる。
従来例のモニタ用フォトダイオードはレーザ光に受光感
度のある活性層は2000Å以下と薄く、特に量子井戸
レーザの場合は100Å以下と極めて薄い。このためモ
ニタ用フォトダイオードで得られる光電流が小さいとい
う欠点があった。
度のある活性層は2000Å以下と薄く、特に量子井戸
レーザの場合は100Å以下と極めて薄い。このためモ
ニタ用フォトダイオードで得られる光電流が小さいとい
う欠点があった。
上記問題点の解決は、共振器端面(3A)に絶縁層(1
2)、半導体層(13)を順次被着し、該半導体層にモ
ニタ用、もしくは変調用素子を形成してなる本発明によ
る半導体レーザにより達成される。
2)、半導体層(13)を順次被着し、該半導体層にモ
ニタ用、もしくは変調用素子を形成してなる本発明によ
る半導体レーザにより達成される。
前記半導体層(13)が半導体超格子層であり、また−
導電型半導体超格子層(13A)と導電型半導体超格子
層(13B)とよりなる層である場合も効果がある。
導電型半導体超格子層(13A)と導電型半導体超格子
層(13B)とよりなる層である場合も効果がある。
本発明は半導体レーザの共振器端面に半導体層を成長し
、この層にレーザ光のモニタ用、あるいは変調用素子を
形成する。この場合はモニタ用、あるいは変調用素子は
構造的にレーザ光を有効に受けることができるので、十
分な光電流を得ることができる。
、この層にレーザ光のモニタ用、あるいは変調用素子を
形成する。この場合はモニタ用、あるいは変調用素子は
構造的にレーザ光を有効に受けることができるので、十
分な光電流を得ることができる。
特に半導体超格子層を共振器端面に成長した場合は、こ
の層は多重反射膜としてはたらく。
の層は多重反射膜としてはたらく。
モニタ用、または変調用素子としてフォトダイオードを
用いた場合、バイアス電圧を変化させることにより受光
感度が変化し、レーザ特性を制御できる。
用いた場合、バイアス電圧を変化させることにより受光
感度が変化し、レーザ特性を制御できる。
また超格子層の周期を変えることによって、受光感度の
ピーク値、反射率の波長選択性を設計することができる
。
ピーク値、反射率の波長選択性を設計することができる
。
第1図はモニタ用フォトダイオ−1′をモノリシック集
積化した本発明の実施例を示す断面図である。
積化した本発明の実施例を示す断面図である。
図において、層構造の成長は従来例と全く同様に、p
”−GaAs基板1上に、バッファ層としてp ”−G
aAs層1′、レーザダイオード(1,11)層として
p−AlGaAs層2、活性層としてアンドープGaA
s層3、n−AlGaAs層4、コンタクト層としてn
’−GaAs層4′を順次成長する。
”−GaAs基板1上に、バッファ層としてp ”−G
aAs層1′、レーザダイオード(1,11)層として
p−AlGaAs層2、活性層としてアンドープGaA
s層3、n−AlGaAs層4、コンタクト層としてn
’−GaAs層4′を順次成長する。
p−GaAs基板1上に、レーザダイオード層としてp
−AlGaAs層2、活性層としてアンドープGaAs
層3、n−AlGaAs層4を順次成長する。
−AlGaAs層2、活性層としてアンドープGaAs
層3、n−AlGaAs層4を順次成長する。
つぎに、リアクティブイオンエツチングを用いて上記の
層構造の一部ををエッチオフし、共振器の片側の端面3
Aと基板1を露出させる。
層構造の一部ををエッチオフし、共振器の片側の端面3
Aと基板1を露出させる。
つぎに共振器の他側の端面3Bを覆って5iO6、また
はA1□031000共振器の片側の端面3八と基板1
上を覆って絶縁層として高抵抗のAIGaAs(11R
−AIGaAs)層12を被着する。
はA1□031000共振器の片側の端面3八と基板1
上を覆って絶縁層として高抵抗のAIGaAs(11R
−AIGaAs)層12を被着する。
+lR−八1GへAs層12の上に、半導体層13とし
てp型用格子Jii13Aと、n型超格子層13Bを分
子線エピタキシャル成長(MFIE)法、または気相エ
ピタキシャル成長(VPE)法により成長する。
てp型用格子Jii13Aと、n型超格子層13Bを分
子線エピタキシャル成長(MFIE)法、または気相エ
ピタキシャル成長(VPE)法により成長する。
p型用格子層13Aはそれぞれ厚さ100人のp−Ga
As層とp−AlGaAs層を交互に5000人の厚さ
に成長する。
As層とp−AlGaAs層を交互に5000人の厚さ
に成長する。
n型超格子層13Bはそれぞれ厚さ100人のn−Ga
As層とn−AlGaAs層を交互に5000人の厚さ
に成長する。
As層とn−AlGaAs層を交互に5000人の厚さ
に成長する。
つぎに基板1上のp型用格子層13A、n型超格 ゛子
層13BにZnを拡散してn型電極引出し用のコンタク
ト領域14を形成する。
層13BにZnを拡散してn型電極引出し用のコンタク
ト領域14を形成する。
レーザダイオード、フォトダイオードのn型電極として
それぞれAu/Zn/八U層8.15と、レーザダイオ
ードのn型電極としてAu−Ge−N4層9、共振器の
片側の端面3A上にフォトダイオードのn型電極として
高反射層を兼ねるAu−Ge−Ni層16を形成する。
それぞれAu/Zn/八U層8.15と、レーザダイオ
ードのn型電極としてAu−Ge−N4層9、共振器の
片側の端面3A上にフォトダイオードのn型電極として
高反射層を兼ねるAu−Ge−Ni層16を形成する。
以上構成により、モニタ用フォトダイオードはモノリシ
ックに集積化でき、かつ十分な光電流を得ることができ
る。
ックに集積化でき、かつ十分な光電流を得ることができ
る。
つぎに本発明の構造を実現するための製造工程の概略を
説明する。
説明する。
第3図411〜(5)は本発明による半導体レーザを製
造工程順に示した断面図である。
造工程順に示した断面図である。
第3図(1)において、MBE、またはVPE法により
、p ”−GaAs基板1上に、バッファ層として
p”−GaAs層1′、レーザダイオード(LD)層と
してp−^lGaAs層2、活性層としてアンドープG
aAs層3、n−AlGaAs層4、コンタクト層とし
て n”−GaAs層4′を順次成長する。
、p ”−GaAs基板1上に、バッファ層として
p”−GaAs層1′、レーザダイオード(LD)層と
してp−^lGaAs層2、活性層としてアンドープG
aAs層3、n−AlGaAs層4、コンタクト層とし
て n”−GaAs層4′を順次成長する。
つぎに、RIEを用いて上記層構造の一部ををエッチオ
フし、共振器の片側の端面3八と基板1を露出させる。
フし、共振器の片側の端面3八と基板1を露出させる。
第3図(2)において、基板全面にHR−AlGaAs
層12、p型用格子層13A、 n型超格子層13Bを
成長する。
層12、p型用格子層13A、 n型超格子層13Bを
成長する。
第3図(3)において、レーザダイオード形成部上部の
HR−AlGaAs層12、p型用格子層13A、、n
型超格子層13Bを除去する。
HR−AlGaAs層12、p型用格子層13A、、n
型超格子層13Bを除去する。
つぎにZnを拡散してコンタクト層域14を形成する。
第3図(4)において、n型電極としてAu/Zn/^
U層8.15と、n型電極としてAu−Ge−Ni層9
.16を形成する。
U層8.15と、n型電極としてAu−Ge−Ni層9
.16を形成する。
第3図(5)において、基板を中央よりへき関して2分
し、共振器の他側の端面3Bを覆ってSiO□、または
A1□03層6を被着する。
し、共振器の他側の端面3Bを覆ってSiO□、または
A1□03層6を被着する。
以上により、半導体レーザの構成を終わる。
実施例においては、モノリシックに集積化する素子とし
て半導体層13にpn接合のフォトダイオードを形成し
たが、これの代わりに電界効果トランジスタ(FET)
、MSM (Metal Sem1conducto
r Me−1al)構造のフォトダイオード、光導電型
素子等を形成しても発明の要旨は変わらない。
て半導体層13にpn接合のフォトダイオードを形成し
たが、これの代わりに電界効果トランジスタ(FET)
、MSM (Metal Sem1conducto
r Me−1al)構造のフォトダイオード、光導電型
素子等を形成しても発明の要旨は変わらない。
以上詳細に説明したように本発明によれば、モニタ用、
あるいは変調用素子はモノリシックに集積化でき、かつ
十分な光電流を得ることができる。
あるいは変調用素子はモノリシックに集積化でき、かつ
十分な光電流を得ることができる。
第1図はモニタ用フォトダイオードをモノリシック集積
化した本発明の実施例を示す断面図、第2図はモニタ用
フォトダイオードをモノリシック集積化した従来例を示
す断面図、 第3図(1)〜(5)は本発明による半導体レーザを製
造工程順に示した断面図である。 図において、 lはp ”−GaAs基板、 1′はp ”−GaAs層、 2はp−AlGaAs層、 3は活性層でアンドープGaAs層、 3八ば共振器の片側端面、 3Bは共振器の他側端面、 4はn−AlGaAs層、 4′はn ”−GaAs層、 5は溝、 6.7はSiO□、またはへ1203層、8.15はA
u/Zn/Au層、 9.10.11.16はAu−Ge−1層、12は)I
R−AIGaAs層、 13は半導体層、 13Aはp型超格子層13A、 13Bはn型超格子層13B、 14はp型電極引出し用のコンタクト領域Q−1 ζコ
化した本発明の実施例を示す断面図、第2図はモニタ用
フォトダイオードをモノリシック集積化した従来例を示
す断面図、 第3図(1)〜(5)は本発明による半導体レーザを製
造工程順に示した断面図である。 図において、 lはp ”−GaAs基板、 1′はp ”−GaAs層、 2はp−AlGaAs層、 3は活性層でアンドープGaAs層、 3八ば共振器の片側端面、 3Bは共振器の他側端面、 4はn−AlGaAs層、 4′はn ”−GaAs層、 5は溝、 6.7はSiO□、またはへ1203層、8.15はA
u/Zn/Au層、 9.10.11.16はAu−Ge−1層、12は)I
R−AIGaAs層、 13は半導体層、 13Aはp型超格子層13A、 13Bはn型超格子層13B、 14はp型電極引出し用のコンタクト領域Q−1 ζコ
Claims (3)
- (1)共振器端面(3A)に絶縁層(12)、半導体層
(13)を順次被着し、該半導体層にモニタ用、もしく
は変調用素子を形成してなることを特徴とする半導体レ
ーザ。 - (2)前記半導体層(13)が半導体超格子層よりなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体レ
ーザ。 - (3)前記半導体超格子層が一導電型半導体超格子層(
13A)と他電型半導体超格子層(13B)とよりなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15288185A JPS6213090A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15288185A JPS6213090A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6213090A true JPS6213090A (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=15550157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15288185A Pending JPS6213090A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6213090A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008022014A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Sharp Corp | 窒化物半導体を加工してなる発光デバイスの処理方法 |
WO2022012988A1 (de) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierender halbleiterchip und verfahren zu dessen herstellung |
-
1985
- 1985-07-11 JP JP15288185A patent/JPS6213090A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008022014A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Sharp Corp | 窒化物半導体を加工してなる発光デバイスの処理方法 |
WO2022012988A1 (de) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierender halbleiterchip und verfahren zu dessen herstellung |
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