JPS6214958B2 - - Google Patents
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- JPS6214958B2 JPS6214958B2 JP7955580A JP7955580A JPS6214958B2 JP S6214958 B2 JPS6214958 B2 JP S6214958B2 JP 7955580 A JP7955580 A JP 7955580A JP 7955580 A JP7955580 A JP 7955580A JP S6214958 B2 JPS6214958 B2 JP S6214958B2
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- semiconductor
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- Expired
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
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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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
-
- 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
- H01S5/2238—Buried stripe structure with a terraced structure
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザに関するものであつて、
以下に最もよく使用されるGaAs−GaAlAs半導
体レーザを例にあげて説明する。
以下に最もよく使用されるGaAs−GaAlAs半導
体レーザを例にあげて説明する。
安定な横モード発振を実現するため、段差を設
けた基板上に構成されたレーザが提案された。そ
の断面図を第１図に示す。このレーザは、段差を
有するｎ型GaAs基板１上にｎ型Ga1-xAlxAsクラ
ツド層２を形成し、この上にノンド−プ
Ga1-yAlyAs活性層３、ｐ型Ga1-zAlzAsクラツド
４、ｎ型GaAs層５を形成したもので、段差部で
活性層３に２つの折れ曲がりを設け、その間で膜
厚が厚く、両側の平担部で薄くし、又、第１層ク
ラツド層２は段差部で活性層３内の光がとじこめ
られるのに十分な厚さであり、平担部で活性層３
内の光が基板１にもれ出す程度に十分薄くなつて
いる。このようにして活性層３の２つの折れ曲が
り間で基本横モード発振を得るようにしたもので
ある。なお、第１図において、６は亜鉛拡散層、
７，８はｐ側及びｎ側オーミツク電極である。
けた基板上に構成されたレーザが提案された。そ
の断面図を第１図に示す。このレーザは、段差を
有するｎ型GaAs基板１上にｎ型Ga1-xAlxAsクラ
ツド層２を形成し、この上にノンド−プ
Ga1-yAlyAs活性層３、ｐ型Ga1-zAlzAsクラツド
４、ｎ型GaAs層５を形成したもので、段差部で
活性層３に２つの折れ曲がりを設け、その間で膜
厚が厚く、両側の平担部で薄くし、又、第１層ク
ラツド層２は段差部で活性層３内の光がとじこめ
られるのに十分な厚さであり、平担部で活性層３
内の光が基板１にもれ出す程度に十分薄くなつて
いる。このようにして活性層３の２つの折れ曲が
り間で基本横モード発振を得るようにしたもので
ある。なお、第１図において、６は亜鉛拡散層、
７，８はｐ側及びｎ側オーミツク電極である。
しかしながら、この構造ではGaAsとGaAlAs
の熱膨張係数の違いにより、活性層３に応力が入
り、これがレーザの寿命を短くする１原因となつ
ている。
の熱膨張係数の違いにより、活性層３に応力が入
り、これがレーザの寿命を短くする１原因となつ
ている。
平坦な基板を用いるレーザにおいては、基板上
にバツフアー層（緩衝層）としてGa1-uAluAs層
を形成し、その上に従来どおりのクラツド層、活
性層などを形成することによりこの応力が大巾に
減少されて寿命を伸ばすことができる。
にバツフアー層（緩衝層）としてGa1-uAluAs層
を形成し、その上に従来どおりのクラツド層、活
性層などを形成することによりこの応力が大巾に
減少されて寿命を伸ばすことができる。
本発明は以上の事実にかんがみ、段差を有する
基板を用いたレーザにおいても応力を減少するこ
とのできる半導体レーザを提供するものであり、
以下第２図ａ〜ｄに基いて本発明を説明する。
基板を用いたレーザにおいても応力を減少するこ
とのできる半導体レーザを提供するものであり、
以下第２図ａ〜ｄに基いて本発明を説明する。
平板状のｎ型GaAs基板９上にｎ型Ga1-uAluAs
バツフアー層（緩衝層）１０を形成する（第２図
ａ）。その上に、再びｎ型GaAs層１１を形成し図
示するように段差を設ける。その上に活性層１３
を含む各層１１〜１５を、段差部で厚く平坦部で
薄く成長させ（第２図ｂ）、表面よりZnをストラ
イプ状に拡散し、拡散面がｐ型Ga1-zAlzAs層１
４に活性層１３の２つの折れ曲がりの間の直上で
達するようにする（第２図ｃ）。
バツフアー層（緩衝層）１０を形成する（第２図
ａ）。その上に、再びｎ型GaAs層１１を形成し図
示するように段差を設ける。その上に活性層１３
を含む各層１１〜１５を、段差部で厚く平坦部で
薄く成長させ（第２図ｂ）、表面よりZnをストラ
イプ状に拡散し、拡散面がｐ型Ga1-zAlzAs層１
４に活性層１３の２つの折れ曲がりの間の直上で
達するようにする（第２図ｃ）。
その後、ｐ側及びｎ側のオーミツク電極１７，
１８を形成する（第２図ｄ）。このように、基板
ｎ型GaAs層９とｎ型GaAs層１１の間に適当な厚
さのｎ型Ga1-uAluAs層１０を挿入することによ
り、活性層１３に加わる応力を大巾に減少でき
る。
１８を形成する（第２図ｄ）。このように、基板
ｎ型GaAs層９とｎ型GaAs層１１の間に適当な厚
さのｎ型Ga1-uAluAs層１０を挿入することによ
り、活性層１３に加わる応力を大巾に減少でき
る。
バツフアー層１０上にｎ型GaAs層１１を再度
薄く成長させる理由は、折り曲がり部以外の活性
層での光をその層で吸収させて、発振は折れ曲が
り部でのみおこるようにするためである。バツフ
アー層１０に比べてｎ型GaAs層１１の厚さを非
常に薄くすれば、活性層に入る歪は単にバツフア
ー層だけで求めた歪とほぼ同程度であるので容易
に計算から求められる。またｎ型GaAsでなくて
も、ｎ型Ga1-wAlwAsとしてＷ＜Ｙとすれば折れ
曲がり部以外の光はすべて吸収できる。
薄く成長させる理由は、折り曲がり部以外の活性
層での光をその層で吸収させて、発振は折れ曲が
り部でのみおこるようにするためである。バツフ
アー層１０に比べてｎ型GaAs層１１の厚さを非
常に薄くすれば、活性層に入る歪は単にバツフア
ー層だけで求めた歪とほぼ同程度であるので容易
に計算から求められる。またｎ型GaAsでなくて
も、ｎ型Ga1-wAlwAsとしてＷ＜Ｙとすれば折れ
曲がり部以外の光はすべて吸収できる。
以下、本発明の具体的実施例を用いて本発明を
説明する。
説明する。
厚さ80μｍのｎ型GaAs基板９の100面上のｎ型
Ga0.5Al0.5Asバツフアー層１０を10μｍの厚さに
成長させ（第２図ａ）、その上にｎ型GaAs層１１
を1.5μｍの厚さで形成し＜011＞方向に高さ1.2
μｍの段差をエツチングにより形成する。段差を
設けた基板表面上に液相エピタキシヤル法によつ
て、第１層ｎ型Ga0.24Al0.76Asクラツド層１２を
平坦部で約0.2μｍ、段差部で約１μｍ、第２層
Ga0.76Al0.29As活性層１３を段差部で約0.1μｍ、
平坦部で約0.08μｍ、第３層ｐ型Ga0.24Al0.76As
クラツド層１４を段差部で約1.5μｍ、平坦部で
約0.4μｍ、第４層ｎ型GaAs層１５を段差部の上
側で約１μｍ、段差部の下側で約2.5μｍの厚さ
に連続成長を行なう（第２図ｂ）。次にフオトレ
ジスト１９を表面につけ、活性層１３の２つの折
れ曲がり間直上より、２μｍ段差下側にずらせた
位置に幅３μｍのストライプを形成し、Znの選
択拡散１６を行ない、拡散面の一部が第３層ｐ型
Ga0.24Al0.76Asクラツド層１４に達するようにす
る（第２図ｃ）。その後、ｐ側電極用金属を蒸着
し、合金処理を行なつてｐ側オーミツク電極１７
を形成する。基板側にはｎ側電極用金属を蒸着
し、合金処理を行なつてｎ側オーミツク電極１８
を形成する（第２図ｄ）。
Ga0.5Al0.5Asバツフアー層１０を10μｍの厚さに
成長させ（第２図ａ）、その上にｎ型GaAs層１１
を1.5μｍの厚さで形成し＜011＞方向に高さ1.2
μｍの段差をエツチングにより形成する。段差を
設けた基板表面上に液相エピタキシヤル法によつ
て、第１層ｎ型Ga0.24Al0.76Asクラツド層１２を
平坦部で約0.2μｍ、段差部で約１μｍ、第２層
Ga0.76Al0.29As活性層１３を段差部で約0.1μｍ、
平坦部で約0.08μｍ、第３層ｐ型Ga0.24Al0.76As
クラツド層１４を段差部で約1.5μｍ、平坦部で
約0.4μｍ、第４層ｎ型GaAs層１５を段差部の上
側で約１μｍ、段差部の下側で約2.5μｍの厚さ
に連続成長を行なう（第２図ｂ）。次にフオトレ
ジスト１９を表面につけ、活性層１３の２つの折
れ曲がり間直上より、２μｍ段差下側にずらせた
位置に幅３μｍのストライプを形成し、Znの選
択拡散１６を行ない、拡散面の一部が第３層ｐ型
Ga0.24Al0.76Asクラツド層１４に達するようにす
る（第２図ｃ）。その後、ｐ側電極用金属を蒸着
し、合金処理を行なつてｐ側オーミツク電極１７
を形成する。基板側にはｎ側電極用金属を蒸着
し、合金処理を行なつてｎ側オーミツク電極１８
を形成する（第２図ｄ）。
このようにして作製した半導体レーザウエハー
をへき開し、銅ブロツクにマウントして完成す
る。
をへき開し、銅ブロツクにマウントして完成す
る。
このような構造のレーザは、段差を有する基板
上に形成されたものであつて、緩衝層上の半導体
層に段差を形成するものであるため、段差を形成
するためのエツチングの際にこの層を空気中にさ
らしてもこの層の表面は特に悪影響を受けること
はなく、この上に活性層等の形成が容易に行な
え、得られたレーザは活性層中の応力が減少し、
寿命が従来の倍以上に伸びる。
上に形成されたものであつて、緩衝層上の半導体
層に段差を形成するものであるため、段差を形成
するためのエツチングの際にこの層を空気中にさ
らしてもこの層の表面は特に悪影響を受けること
はなく、この上に活性層等の形成が容易に行な
え、得られたレーザは活性層中の応力が減少し、
寿命が従来の倍以上に伸びる。
以上はGaAs−GaAlAsレーザについて述べた
が、他にInP−InGaAsPや他の材料のレーザにつ
いても本発明は適用できる。
が、他にInP−InGaAsPや他の材料のレーザにつ
いても本発明は適用できる。
第１図は段差基板上に構成した従来のレーザの
断面図、第２図ａ〜ｄは本発明の一実施例を製造
するための工程断面図である。 ９……ｎ型GaAs基板、１０……Ga1-uAluAsバ
ツフアー層、１１……ｎ型GaAs層、１２……ｎ
型Ga1-xAlxAsクラツド層、１３……ノンドープ
Ga1-yAlyAs活性層、１４……ｐ型Ga1-zAlzAsク
ラツド層、１５……ｎ型GaAs層、１６……亜鉛
拡散層、１７……ｐ側オーミツク電極用金属膜、
１８……ｎ側オーミツク電極用金属膜。
断面図、第２図ａ〜ｄは本発明の一実施例を製造
するための工程断面図である。 ９……ｎ型GaAs基板、１０……Ga1-uAluAsバ
ツフアー層、１１……ｎ型GaAs層、１２……ｎ
型Ga1-xAlxAsクラツド層、１３……ノンドープ
Ga1-yAlyAs活性層、１４……ｐ型Ga1-zAlzAsク
ラツド層、１５……ｎ型GaAs層、１６……亜鉛
拡散層、１７……ｐ側オーミツク電極用金属膜、
１８……ｎ側オーミツク電極用金属膜。
Claims (1)
- １ 第１の化合物半導体からなる半導体基板上
に、前記第１の化合物半導体と、前記第１の化合
物半導体とは異なる第２の化合物半導体との混晶
からなる緩衡層が形成され、前記緩衡層の上に前
記第１の化合物半導体からなる半導体層が形成さ
れ、前記半導体層は厚さの薄い部分と厚い部分と
から成つて、前記薄い部分と前記厚い部分との間
に段差部が形成され、前記半導体層上に、クラツ
ド層を介して、前記混晶からなる活性層が前記段
差部で傾斜するように形成され、前記活性層の傾
斜部が活性領域をなすことを特徴とする半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7955580A JPS575382A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7955580A JPS575382A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS575382A JPS575382A (en) | 1982-01-12 |
| JPS6214958B2 true JPS6214958B2 (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=13693245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7955580A Granted JPS575382A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS575382A (ja) |
-
1980
- 1980-06-11 JP JP7955580A patent/JPS575382A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS575382A (en) | 1982-01-12 |
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