JPS6218782A - 埋込み構造半導体レ−ザ - Google Patents
埋込み構造半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6218782A JPS6218782A JP15704185A JP15704185A JPS6218782A JP S6218782 A JPS6218782 A JP S6218782A JP 15704185 A JP15704185 A JP 15704185A JP 15704185 A JP15704185 A JP 15704185A JP S6218782 A JPS6218782 A JP S6218782A
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- Japan
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- layer
- light emitting
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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】
（発明の技術分野）
本発明は、埋込み構造半導体レーザ（以下「ＢＨレーザ
」と略す）の改善に関するものである。
」と略す）の改善に関するものである。
（従来技術とその問題点）
ＢＨレーザは、低動作電流、安定な基本横モード発振、
および高信頼性などの優れた特性を存する半導体レーザ
であり、数１００メガビット／秒程度の光フアイバ通信
等の光源としては既に実用されつつあり、数ギガビット
／秒、あるいはそれ以上で動作するＢＨレーザの開発が
注目されつつある。第１図はＢＨレーザの一例である２
重チャンネル型ブレーナＢＨレーザ（Ｄ Ｃ−Ｐ Ｂ
Ｈレーザ）の断面模式図を示している。ここでは、Ｉｎ
ＧａＡｓ Ｐ／ＩｎＰ系からなる１、５μｍ帯のレーザ
の場合を想定しているが、ｎ型１ｎＰ基板１の上にｎ型
１ｎＧａＡｓＰ導波路層２、ノンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ発光層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓ Ｐバッフｙ−Ｎ４、お
よびｐ型１ｎＰ層５が順次積層されており、発光層３を
含むメサストライプ状の発光領域が、ｐ型ｒｎＰ層６．
ｎ型ＩｎＰ層７．およびｐ型１ｎＰ層８で埋込まれてい
る。ｐ型ＩｎＰ層６とｎ型ＩｎＰ層７とで、発光層３に
注入される電流に対して逆バイアス接合となるｐｎ接合
を形成しており、メサストライプ状の発光領域（幅Ｗ、
）以外へ電流が流れるのを阻止している。
および高信頼性などの優れた特性を存する半導体レーザ
であり、数１００メガビット／秒程度の光フアイバ通信
等の光源としては既に実用されつつあり、数ギガビット
／秒、あるいはそれ以上で動作するＢＨレーザの開発が
注目されつつある。第１図はＢＨレーザの一例である２
重チャンネル型ブレーナＢＨレーザ（Ｄ Ｃ−Ｐ Ｂ
Ｈレーザ）の断面模式図を示している。ここでは、Ｉｎ
ＧａＡｓ Ｐ／ＩｎＰ系からなる１、５μｍ帯のレーザ
の場合を想定しているが、ｎ型１ｎＰ基板１の上にｎ型
１ｎＧａＡｓＰ導波路層２、ノンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ発光層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓ Ｐバッフｙ−Ｎ４、お
よびｐ型１ｎＰ層５が順次積層されており、発光層３を
含むメサストライプ状の発光領域が、ｐ型ｒｎＰ層６．
ｎ型ＩｎＰ層７．およびｐ型１ｎＰ層８で埋込まれてい
る。ｐ型ＩｎＰ層６とｎ型ＩｎＰ層７とで、発光層３に
注入される電流に対して逆バイアス接合となるｐｎ接合
を形成しており、メサストライプ状の発光領域（幅Ｗ、
）以外へ電流が流れるのを阻止している。
ｎ型１ｎＧａＡｓ Ｐ層９はｎ側電極との電気的接触を
良好にするためのキャンプ層であり、１１は絶縁膜、１
２はｎ側電極である。メサストライプ状の幅Ｗ。
良好にするためのキャンプ層であり、１１は絶縁膜、１
２はｎ側電極である。メサストライプ状の幅Ｗ。
は通常１〜２μｍである。ＤＣ−ＰＢＨレーザでは、メ
サストライプ状の発光領域の両側２つの溝（チャンネル
）の部分のみが埋込まれているのが特徴であり、２重チ
ャンネルの両側では発光領域の層構造がそのまま保持さ
れている。チャネル幅Ｗｅは通常５〜１０μｍである。
サストライプ状の発光領域の両側２つの溝（チャンネル
）の部分のみが埋込まれているのが特徴であり、２重チ
ャンネルの両側では発光領域の層構造がそのまま保持さ
れている。チャネル幅Ｗｅは通常５〜１０μｍである。
従って、発光領域を流れる主電流■に対して微小なリー
ク電流Δｆは点線のように２重チャンネルの両側へ流れ
出る。
ク電流Δｆは点線のように２重チャンネルの両側へ流れ
出る。
そのため、チャンネル部分のＩｎＰ層６内にキャリアが
蓄積されず、チャンネル部分の逆バイアスｐｎ接合は降
伏され難い。また、チャンネルの両側では、前述のよう
に発光領域と同じｐｎヘテロ接合が形成されているため
、ヘテロ接合トランジスタの原理でここでもｐ型１ｎＰ
層６とｎ型１ｎＰ層７からなる逆バイアス接合を通過し
て流れる電流は極めて小さく抑えられる。従って、ＤＣ
−ＰＢＨレーザでは、注入電流を大きくしてもリーク電
流の著しい増加が起こらず、発光層３への電流注入効率
が大きく保持され、そのため、大きな光出力が得られ、
かつ良好な温度特性が得られる。
蓄積されず、チャンネル部分の逆バイアスｐｎ接合は降
伏され難い。また、チャンネルの両側では、前述のよう
に発光領域と同じｐｎヘテロ接合が形成されているため
、ヘテロ接合トランジスタの原理でここでもｐ型１ｎＰ
層６とｎ型１ｎＰ層７からなる逆バイアス接合を通過し
て流れる電流は極めて小さく抑えられる。従って、ＤＣ
−ＰＢＨレーザでは、注入電流を大きくしてもリーク電
流の著しい増加が起こらず、発光層３への電流注入効率
が大きく保持され、そのため、大きな光出力が得られ、
かつ良好な温度特性が得られる。
一方、このように、逆バイアスｐｎ接合を有するレーザ
は接合容量が大きく、高速直接変調が困難であるという
欠点を有している。これを解決する方法として、第２図
に示したように、チャンネルから少し離れた部分に逆バ
イアスｐｎ接合に達する溝を形成し、ｎ側電極１１から
見た逆バイアス接合面積を減少させることが提案されて
いる。しかるに、ＤＣ−ＰＢＨレーザでは、前述の如く
、２つのチャンネル幅とチャンネル両側の微小電流通路
を残す必要があるため、逆バイアスｐｎ接合の全体の幅
Ｗｔは数１０μｍとならざるを得ない。従って、接合容
量の低減には大きな限界があり、高効率動作に優れてい
るものの、数ギガビット／秒、あるいはそれ以上の高速
直接変調は極めて困難であるという欠点があった。
は接合容量が大きく、高速直接変調が困難であるという
欠点を有している。これを解決する方法として、第２図
に示したように、チャンネルから少し離れた部分に逆バ
イアスｐｎ接合に達する溝を形成し、ｎ側電極１１から
見た逆バイアス接合面積を減少させることが提案されて
いる。しかるに、ＤＣ−ＰＢＨレーザでは、前述の如く
、２つのチャンネル幅とチャンネル両側の微小電流通路
を残す必要があるため、逆バイアスｐｎ接合の全体の幅
Ｗｔは数１０μｍとならざるを得ない。従って、接合容
量の低減には大きな限界があり、高効率動作に優れてい
るものの、数ギガビット／秒、あるいはそれ以上の高速
直接変調は極めて困難であるという欠点があった。
（発明の目的と特徴）
本発明は、上述のような高効率動作のＢＨレーザの欠点
に鑑みなされもので、高効率動作を維持しつつ、数ギガ
ビット／秒あるいはそれ以上の高速直接変調が可能なり
Ｈレーザを提供することを目的とする。
に鑑みなされもので、高効率動作を維持しつつ、数ギガ
ビット／秒あるいはそれ以上の高速直接変調が可能なり
Ｈレーザを提供することを目的とする。
この目的を達成するための本発明の特徴は、メサストラ
イプ状の発光領域の両側の埋込み領域が逆バイアスｐｎ
接合と発光領域とは異なる順バイアスｐｎヘテロ接合と
を有するように半導体層を形成し、かつ、埋込み領域に
は逆バイアスｐｎ接合に達する溝が形成されていること
にある。
イプ状の発光領域の両側の埋込み領域が逆バイアスｐｎ
接合と発光領域とは異なる順バイアスｐｎヘテロ接合と
を有するように半導体層を形成し、かつ、埋込み領域に
は逆バイアスｐｎ接合に達する溝が形成されていること
にある。
（発明の構成と作用）
以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
（実施例１）
第３図は本発明の一実施例の断面模式図である。
本実施例では、埋込み領域が従来と同様な逆バイアスｐ
ｎ接合と発光領域のｐｎヘテロ接合とは異なる新たな順
バイアスｐｎヘテロ接合とを有し、順バイアスｐｎヘテ
ロ接合をｐ型ＩｎＰ層６とｎ型１ｎＧａＡｓＰ層１３（
もしくはｎ型１ｎＧａＡｓ層）とで構成されている。
ｎ接合と発光領域のｐｎヘテロ接合とは異なる新たな順
バイアスｐｎヘテロ接合とを有し、順バイアスｐｎヘテ
ロ接合をｐ型ＩｎＰ層６とｎ型１ｎＧａＡｓＰ層１３（
もしくはｎ型１ｎＧａＡｓ層）とで構成されている。
まず、発光層３を含むメサストライプ状の発光領域（幅
Ｗ、）がｐ型ＩｎＰ層６． ｎ型１ｎＰ層？、 ｐ
型ＩｎＰ層８及びｎ型１ｎＧａＡｓ Ｐ層（またはｎ型
１ｎＧａＡｓ層）１３の半導体層で埋込まれている。ま
た、ｐ型ＩｎＰ層６とｎ型１ｎＰ層７とで逆バイアスｐ
ｎ接合を形成している。さらに、埋込み領域に少なくと
もその逆バイアスｐｎ接合（ｐ型ＩｎＰ層６及びｎ型Ｉ
ｎＰ層７）に達する溝が形成されており、かつ埋込み領
域が、ｐ型のＩｎＰ層６とｎ型のＴｎＧａＡｓ ｐ層（
またはｎ型のＩｎＧａＡｓ層）１３から成る発光領域の
ρｎヘテロ接合とは異なる順バイアスｐｎヘテロ接合を
有している。このように、発光領域のｐｎヘテロ接合と
独立して、ｐｎヘテロ接合を埋込み領域に形成すること
により、まず、微小リーク電流ΔＩはｐ−１ｎＰ層６と
ｎ −ＩｎＧａＡｓ Ｐ層（またはｎ ＩｎＧａＡｓ
層）１３のヘテロ接合を通って流れ、ヘテロ接合トラン
ジスタの原理によって、ｐ−１ｎＰ層６とｎ−ＩｎＰ層
７の逆バイアスｐｎ接合を流れる大きなす−少電流が阻
止さる。従って、レーザの高効率動作が保持される。ま
た、同図から明らかなように、従来のＤＣ−ＰＢＨレー
ザと異なり、メサストライプ状の発光領域に直接隣接し
て、順バイアスｐｎヘテロ接合があるため、溝の位置は
、発光領域に極めて近づけられる。従って逆バイアスｐ
ｎ接合の全体の幅Ｗｔを数μｍ〜５μｍまで小さくする
ことができ、接合容量の大幅な低減が可能である。
Ｗ、）がｐ型ＩｎＰ層６． ｎ型１ｎＰ層？、 ｐ
型ＩｎＰ層８及びｎ型１ｎＧａＡｓ Ｐ層（またはｎ型
１ｎＧａＡｓ層）１３の半導体層で埋込まれている。ま
た、ｐ型ＩｎＰ層６とｎ型１ｎＰ層７とで逆バイアスｐ
ｎ接合を形成している。さらに、埋込み領域に少なくと
もその逆バイアスｐｎ接合（ｐ型ＩｎＰ層６及びｎ型Ｉ
ｎＰ層７）に達する溝が形成されており、かつ埋込み領
域が、ｐ型のＩｎＰ層６とｎ型のＴｎＧａＡｓ ｐ層（
またはｎ型のＩｎＧａＡｓ層）１３から成る発光領域の
ρｎヘテロ接合とは異なる順バイアスｐｎヘテロ接合を
有している。このように、発光領域のｐｎヘテロ接合と
独立して、ｐｎヘテロ接合を埋込み領域に形成すること
により、まず、微小リーク電流ΔＩはｐ−１ｎＰ層６と
ｎ −ＩｎＧａＡｓ Ｐ層（またはｎ ＩｎＧａＡｓ
層）１３のヘテロ接合を通って流れ、ヘテロ接合トラン
ジスタの原理によって、ｐ−１ｎＰ層６とｎ−ＩｎＰ層
７の逆バイアスｐｎ接合を流れる大きなす−少電流が阻
止さる。従って、レーザの高効率動作が保持される。ま
た、同図から明らかなように、従来のＤＣ−ＰＢＨレー
ザと異なり、メサストライプ状の発光領域に直接隣接し
て、順バイアスｐｎヘテロ接合があるため、溝の位置は
、発光領域に極めて近づけられる。従って逆バイアスｐ
ｎ接合の全体の幅Ｗｔを数μｍ〜５μｍまで小さくする
ことができ、接合容量の大幅な低減が可能である。
（実施例２）
第４図は本発明の他の実施例の断面模式図である。本実
施例では、順バイアスｐｎヘテロ接合の構成が第３図と
は異なり、ｎ型ＩｎＧａＡｓ Ｐ層（またはｎ型１ｎＧ
ａＡｓ層）１５が基板１の全表面に形成された構造とな
っている。
施例では、順バイアスｐｎヘテロ接合の構成が第３図と
は異なり、ｎ型ＩｎＧａＡｓ Ｐ層（またはｎ型１ｎＧ
ａＡｓ層）１５が基板１の全表面に形成された構造とな
っている。
すなわち、第４図から明らかなように、メサストライプ
状の発光領域の両側の埋込み領域は、第３図と同様な逆
バイアスｐｎ接合をｐ−ＩｎＰ層６とｎ−ｒｎＰ層７と
で構成すると共に、発光領域のｐｎヘテロ接合とは異な
る順バイアスｐｎヘテロ接合をｐ−ＩｎＰ層６と基板１
の上に形成されたｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層（もしくはｎ型
ＩｎＧａＡｓ層）１５とにより構成している。また、第
４図において発光領域の両側の溝（チャンネル）は、ｎ
型１ｎＧａＡｓ層１５に達するように形成されているが
、少なくとも逆バイアスρｎ接合に達するようになって
いれば良い。
状の発光領域の両側の埋込み領域は、第３図と同様な逆
バイアスｐｎ接合をｐ−ＩｎＰ層６とｎ−ｒｎＰ層７と
で構成すると共に、発光領域のｐｎヘテロ接合とは異な
る順バイアスｐｎヘテロ接合をｐ−ＩｎＰ層６と基板１
の上に形成されたｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層（もしくはｎ型
ＩｎＧａＡｓ層）１５とにより構成している。また、第
４図において発光領域の両側の溝（チャンネル）は、ｎ
型１ｎＧａＡｓ層１５に達するように形成されているが
、少なくとも逆バイアスρｎ接合に達するようになって
いれば良い。
このように、基板ｌの上にｎ型ＩｎＧａＡｓ層１５を形
成するので、本実施例は第３図の実施例に比べて製造が
容易となる。また、第３図の実施例と同様に高効率、高
速直接変調が実現される。
成するので、本実施例は第３図の実施例に比べて製造が
容易となる。また、第３図の実施例と同様に高効率、高
速直接変調が実現される。
なお、以上の説明では、レーザの断面について詳述した
が、光の進行方向の構造については、通常のへき開面発
振のファプリーペロー形のレーザ。
が、光の進行方向の構造については、通常のへき開面発
振のファプリーペロー形のレーザ。
ＩｎＰ基板１．あるいはｎ −ＩｎＰ層１４とＩｎＧａ
Ａｓ Ｐ導波路層２との間、あるいはＩｎＧａＡｓ Ｐ
バッファ一層４とｐ−１ｎＰ層５との間に、回折格子（
４分の１波長シフト回折格子等を含む）を形成してなる
分布帰還形（Ｄ Ｆ Ｂ）レーザ、さらにはＤＦＢレー
ザの出射端面を窓領域とした窓構造ＤＦＢレーザや分布
反射形レーザなど、あらゆるタイプのレーザに適用する
ことができる。
Ａｓ Ｐ導波路層２との間、あるいはＩｎＧａＡｓ Ｐ
バッファ一層４とｐ−１ｎＰ層５との間に、回折格子（
４分の１波長シフト回折格子等を含む）を形成してなる
分布帰還形（Ｄ Ｆ Ｂ）レーザ、さらにはＤＦＢレー
ザの出射端面を窓領域とした窓構造ＤＦＢレーザや分布
反射形レーザなど、あらゆるタイプのレーザに適用する
ことができる。
また、上述の実施例では、逆バイアスｐｎホモ接合を例
にとり説明したが、逆バイアスｐｎヘテロ接合であって
も良い。
にとり説明したが、逆バイアスｐｎヘテロ接合であって
も良い。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明では埋込み領域内に逆バイ
アスｐｎ接合と発光領域とは異なる順バイアスｐｎヘテ
ロ接合とを備え、かつ埋込み領域には逆バイアスｐｎ接
合に達する溝を設けることにより、高効率でかつ超高速
直接変調のＢＨレーザが可能となる。従って、数ギガビ
ット／秒あるいはそれ以上の超大容量光通信に適応でき
、従来の安価な動画像伝送路の実現に有効であり、その
効果は極めて大である。
アスｐｎ接合と発光領域とは異なる順バイアスｐｎヘテ
ロ接合とを備え、かつ埋込み領域には逆バイアスｐｎ接
合に達する溝を設けることにより、高効率でかつ超高速
直接変調のＢＨレーザが可能となる。従って、数ギガビ
ット／秒あるいはそれ以上の超大容量光通信に適応でき
、従来の安価な動画像伝送路の実現に有効であり、その
効果は極めて大である。
第１図、第２図は従来の埋込み構造半導体レーザの具体
例を示す縦断面模式図、第３図、第４図は本発明の実施
例を示す縦断面模式図である。 １−−− ｎ型ＩｎＰ基板、 ２−・ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波路層、 ３・・・ノンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ発光層、４− ｐ型１ｎＧａＡｓ Ｐバッファ一層、
５．６．８ ・・・ｐ型１ｎＰ層、 ７．１４ ・・
−ｎ型ＩｎＰ層、９・・・ｐ型ＩｎＧａＡｓ Ｐキヤツ
プ層、 １０・・・絶縁膜、１１・・・ｐ側電極、 １
２・・・ｎ側電極、１３．１５・・・ｎ型１ｎＧａＡｓ
Ｐ層（またはｎ型ＩｎＧａＡｓ層）。
例を示す縦断面模式図、第３図、第４図は本発明の実施
例を示す縦断面模式図である。 １−−− ｎ型ＩｎＰ基板、 ２−・ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波路層、 ３・・・ノンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ発光層、４− ｐ型１ｎＧａＡｓ Ｐバッファ一層、
５．６．８ ・・・ｐ型１ｎＰ層、 ７．１４ ・・
−ｎ型ＩｎＰ層、９・・・ｐ型ＩｎＧａＡｓ Ｐキヤツ
プ層、 １０・・・絶縁膜、１１・・・ｐ側電極、 １
２・・・ｎ側電極、１３．１５・・・ｎ型１ｎＧａＡｓ
Ｐ層（またはｎ型ＩｎＧａＡｓ層）。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成された少なくとも発光層を含むメサ
ストライプ状の発光領域と、ｐｎ接合を有する埋込み領
域とを備えた埋込み構造半導体レーザにおいて、前記埋
込み領域は前記発光層に注入される電流に対して逆バイ
アスとなるｐｎ接合と前記発光領域のヘテロ接合とは異
なる順バイアスｐｎヘテロ接合とを有し、かつ前記埋込
み領域には少なくとも前記逆バイアスｐｎ接合に達する
溝が形成されていることを特徴とする埋込み構造半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15704185A JPS6218782A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 埋込み構造半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15704185A JPS6218782A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 埋込み構造半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218782A true JPS6218782A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15640898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15704185A Pending JPS6218782A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 埋込み構造半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218782A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170653U (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | ||
| JPS63190661U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | ||
| JPS6425494A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
| JPH01114092A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-02 | Hitachi Ltd | 埋込み型半導体レーザ |
| JPH029344U (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-22 |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP15704185A patent/JPS6218782A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170653U (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | ||
| JPS63190661U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | ||
| JPS6425494A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
| JPH01114092A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-02 | Hitachi Ltd | 埋込み型半導体レーザ |
| JPH029344U (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-22 | ||
| JPH0544598Y2 (ja) * | 1988-07-01 | 1993-11-12 |
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