JPS6232679A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6232679A JPS6232679A JP17267285A JP17267285A JPS6232679A JP S6232679 A JPS6232679 A JP S6232679A JP 17267285 A JP17267285 A JP 17267285A JP 17267285 A JP17267285 A JP 17267285A JP S6232679 A JPS6232679 A JP S6232679A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- high resistance
- resistance
- current
- doped
- 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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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信、光情報処理等の光源として用いられる
半導体レーザの改良に関する。
半導体レーザの改良に関する。
従来から半導体レーザの高性能化、高効率化のために種
々のストライプ形半導体レーザが開発されている。中で
も内部に電流狭窄構造を有する素子ではストライプ状活
性層への電流注入が効率的に行なわれ、発振閾値が低く
かつ電気・光変換効率が高いという優れた性能を示すも
のが得られている。この内部電流狭窄構造は、例えば昭
和５８年度電子・通信学会総合全国大会講演文集第４分
器筒４−１８頁に記載の如く、ｐｎｐｎ多層構造におけ
る逆バイアス接合の電流阻止機能を利用して構成されて
いた。
々のストライプ形半導体レーザが開発されている。中で
も内部に電流狭窄構造を有する素子ではストライプ状活
性層への電流注入が効率的に行なわれ、発振閾値が低く
かつ電気・光変換効率が高いという優れた性能を示すも
のが得られている。この内部電流狭窄構造は、例えば昭
和５８年度電子・通信学会総合全国大会講演文集第４分
器筒４−１８頁に記載の如く、ｐｎｐｎ多層構造におけ
る逆バイアス接合の電流阻止機能を利用して構成されて
いた。
ところが、ｐｎｐｎ多層構造を利用した従来の電流狭窄
構造は、多層エピタキシャル技術ないしは不純物の熱拡
散技術を応用することによって比較的簡単に形成できる
反面、ｐｎｐｎ構造特有のサイリスク動作によりて電流
阻止部の耐圧を高くすることが難しいとか、ｐｎ接合部
において比較的大きな静電容量をもつといった欠点がア
シ、半導体レーザの動作において高出力動作や高速変調
動作の障害となりていた。
構造は、多層エピタキシャル技術ないしは不純物の熱拡
散技術を応用することによって比較的簡単に形成できる
反面、ｐｎｐｎ構造特有のサイリスク動作によりて電流
阻止部の耐圧を高くすることが難しいとか、ｐｎ接合部
において比較的大きな静電容量をもつといった欠点がア
シ、半導体レーザの動作において高出力動作や高速変調
動作の障害となりていた。
本発明の目的は、上述の欠点を除去しかつ製造しやすい
半導体レーザを提供することにある。
半導体レーザを提供することにある。
′本発明は電流狭窄構造が電流阻止機能を有する高抵抗
半導体層を含み、かつ前記高抵抗半導体層の隣接層から
該高抵抗半導体層への不純物固相拡散により該高抵抗半
導体層の一部を低抵抗化して電流通路を形成したことを
特徴とする半導体レーザ。
半導体層を含み、かつ前記高抵抗半導体層の隣接層から
該高抵抗半導体層への不純物固相拡散により該高抵抗半
導体層の一部を低抵抗化して電流通路を形成したことを
特徴とする半導体レーザ。
本発明では、エピタキシャル成長された高抵抗半導体が
成長後における隣接層からの不純物拡散によって低抵抗
化される物理現象を利用しておｐ、その不純物拡散によ
る低抵抗化を選択的に発生させた結果得られる電流通路
を半導体レーザの活性層への電流注入のために使用して
いる。本発明では電流阻止が高抵抗層によって行なわれ
ているために、従来のｐｎ接合を利用した素子に比べ、
高電流高出力動作が可能となり、また寄生容量低減の結
果として高速変調動作に優れるなどの特徴を有する。
成長後における隣接層からの不純物拡散によって低抵抗
化される物理現象を利用しておｐ、その不純物拡散によ
る低抵抗化を選択的に発生させた結果得られる電流通路
を半導体レーザの活性層への電流注入のために使用して
いる。本発明では電流阻止が高抵抗層によって行なわれ
ているために、従来のｐｎ接合を利用した素子に比べ、
高電流高出力動作が可能となり、また寄生容量低減の結
果として高速変調動作に優れるなどの特徴を有する。
〔実施例〕
第１図（ａ）（ｄ）は本発明に基づく第１の実施例をそ
の製造方法と共に表わした図である。第１図（、）にお
いて、まずｎ−ＧａＡｓから成る基板１上に、分子線エ
ピタキシー法によってＳｔドープ（ＩＸＩＯｃｍ ）
Ａｔｏ、４Ｇ１０．４”から成長、１．５μｍの閉じ込
め層２、ノンドー７”ＧａＡａから成シ厚さ０．１μｍ
の活性層３、Ｂ・ドー７’ （ｌＸｌ０ ｃｍ ）
Ａｔｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓから成シ厚さ１．５μｍの
閉じ込め層４、Ｂｅドーｆ（ｌＸｌ０”ｃｒｌＩ−’）
ＧａＡｓから成シ厚さ０．２μｍのキャップ層５を順
次エピタキシャル成長する。次いで、上記エピタキシャ
ル結晶を表面から加工し、第１図（ｂ）のように活性層
幅１．５μｍ、高さ３．５μｍのメサストライプを形成
する。
の製造方法と共に表わした図である。第１図（、）にお
いて、まずｎ−ＧａＡｓから成る基板１上に、分子線エ
ピタキシー法によってＳｔドープ（ＩＸＩＯｃｍ ）
Ａｔｏ、４Ｇ１０．４”から成長、１．５μｍの閉じ込
め層２、ノンドー７”ＧａＡａから成シ厚さ０．１μｍ
の活性層３、Ｂ・ドー７’ （ｌＸｌ０ ｃｍ ）
Ａｔｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓから成シ厚さ１．５μｍの
閉じ込め層４、Ｂｅドーｆ（ｌＸｌ０”ｃｒｌＩ−’）
ＧａＡｓから成シ厚さ０．２μｍのキャップ層５を順
次エピタキシャル成長する。次いで、上記エピタキシャ
ル結晶を表面から加工し、第１図（ｂ）のように活性層
幅１．５μｍ、高さ３．５μｍのメサストライプを形成
する。
第１図（、）において、この後、再度、分子線エピタキ
シー法により、ノンドープＡｔｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓか
ら成υ厚さ０．２ Ａｍ （Ｄ高抵抗層６、Ｂ・ドープ
（ＩＸＩＯｃｍ ）のＡＺｏ、４Ｇｉｏ、６ＡＩから成
シ厚さ２ ｐｍの埋め込み層７、Ｂ・ドープ（ＩＸＩＯ
ｃｒｓ ）のＧａＡｓから成る厚さ０．５ｔｔｍのコ
ンタクト層８を基板温度７００℃、成長速度０．５〜１
．５ Ｈｒ／ｂで順次成長し、更にメサストライプ上部
を除く結晶面上にＣＶＤ５１０□から成る絶縁膜９を設
け、次いでｐ側にＡｕ−２；ｎ合金から成る電極ｉｏ、
ｎ側にＡｕ−Ｇ・合金から成る電極１１を設ける。以上
の工程によって得られた結晶をメサストライプ方向を共
振器とするように長さ約３００声の大きさにへき開し、
本実施例の半導体レーザを得た。半導体レーザの発振閾
値は１０〜２０ｍＡであった。
シー法により、ノンドープＡｔｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓか
ら成υ厚さ０．２ Ａｍ （Ｄ高抵抗層６、Ｂ・ドープ
（ＩＸＩＯｃｍ ）のＡＺｏ、４Ｇｉｏ、６ＡＩから成
シ厚さ２ ｐｍの埋め込み層７、Ｂ・ドープ（ＩＸＩＯ
ｃｒｓ ）のＧａＡｓから成る厚さ０．５ｔｔｍのコ
ンタクト層８を基板温度７００℃、成長速度０．５〜１
．５ Ｈｒ／ｂで順次成長し、更にメサストライプ上部
を除く結晶面上にＣＶＤ５１０□から成る絶縁膜９を設
け、次いでｐ側にＡｕ−２；ｎ合金から成る電極ｉｏ、
ｎ側にＡｕ−Ｇ・合金から成る電極１１を設ける。以上
の工程によって得られた結晶をメサストライプ方向を共
振器とするように長さ約３００声の大きさにへき開し、
本実施例の半導体レーザを得た。半導体レーザの発振閾
値は１０〜２０ｍＡであった。
本実施例では、分子線エピタキシー法による再成長工程
において成長開始に先立つ基板加熱中にキャップ層５が
蒸発し、閉じ込め層４０表面にＢ・の高濃度層が形成さ
れる。この閉じ込め層４の上に高抵抗層６を成長すると
、Ｂｅの熱拡散によりメサストライプ上部領域の高抵抗
層６ａｉｄＢ・ドーグ状態とな少低抵抗化され、自動的
に活性層３の上に電流通路が形成される。メサストライ
プ上部領域以外の高抵抗層６においても埋め込み層７か
らのＢｅ固相拡散が生じるが埋め込み層７のドーピング
濃度が余シ高くないために、高抵抗状態はそのまま維持
されて電流阻止層として働く。
において成長開始に先立つ基板加熱中にキャップ層５が
蒸発し、閉じ込め層４０表面にＢ・の高濃度層が形成さ
れる。この閉じ込め層４の上に高抵抗層６を成長すると
、Ｂｅの熱拡散によりメサストライプ上部領域の高抵抗
層６ａｉｄＢ・ドーグ状態とな少低抵抗化され、自動的
に活性層３の上に電流通路が形成される。メサストライ
プ上部領域以外の高抵抗層６においても埋め込み層７か
らのＢｅ固相拡散が生じるが埋め込み層７のドーピング
濃度が余シ高くないために、高抵抗状態はそのまま維持
されて電流阻止層として働く。
第２図は第２の実施例の共振器軸と垂直方向の断面図で
ある。本実施例ではｎ−ＧａＡｓから成る基板ｌＯ上に
、分子線エピタキシー法によってＳｔドープ（ＩＸＩＯ
ｃＩＲ）Ａｔｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓから成シ厚さ１．５
μｍの閉じ込め層２、ノンドープＧａＡｇから成り厚さ
０．１μｍの活性層３、Ｂ・ドープ（Ｉ Ｘ １０
ｃｍ ） ＡｔＯ，４ＧｌＯ，４Ａ＠から成シ厚さ０
．５μｍの閉じ込め層４、Ｂ・ドーグ（２Ｘ１０ ｃ
ｒｎ ） Ａｔｏ、１Ｇｍ、、Ａ−から成シ厚さ０．
２ ａｍの高濃度ドープ層１２、ノンドープＡＺｏ、ａ
Ｇ＆ ｏ、ｂＡ ｍから成長厚さ０．２綿の高抵抗層６
、Ｂ・ドープ（２Ｘ１０ ａｎ ）ＧａＡ−から成シ
厚さ０．５μｍのコンタクト層８を順次エピタキシャル
成長した後、Ａｒイオンレーザビームの局所照射加熱に
よって約９００ ’Ｃまで加熱し、幅１０μｍのストラ
イプ状の低抵抗化領域６ａを形成した。
ある。本実施例ではｎ−ＧａＡｓから成る基板ｌＯ上に
、分子線エピタキシー法によってＳｔドープ（ＩＸＩＯ
ｃＩＲ）Ａｔｏ、４Ｇａｏ、６Ａｓから成シ厚さ１．５
μｍの閉じ込め層２、ノンドープＧａＡｇから成り厚さ
０．１μｍの活性層３、Ｂ・ドープ（Ｉ Ｘ １０
ｃｍ ） ＡｔＯ，４ＧｌＯ，４Ａ＠から成シ厚さ０
．５μｍの閉じ込め層４、Ｂ・ドーグ（２Ｘ１０ ｃ
ｒｎ ） Ａｔｏ、１Ｇｍ、、Ａ−から成シ厚さ０．
２ ａｍの高濃度ドープ層１２、ノンドープＡＺｏ、ａ
Ｇ＆ ｏ、ｂＡ ｍから成長厚さ０．２綿の高抵抗層６
、Ｂ・ドープ（２Ｘ１０ ａｎ ）ＧａＡ−から成シ
厚さ０．５μｍのコンタクト層８を順次エピタキシャル
成長した後、Ａｒイオンレーザビームの局所照射加熱に
よって約９００ ’Ｃまで加熱し、幅１０μｍのストラ
イプ状の低抵抗化領域６ａを形成した。
エピタキシャル成長時の基板温度は６００℃、成長速度
は１．５μいである。この低抵抗化領域６ａはレーザビ
ーム加熱によって高濃度ドープ層１２及びコンタクト層
８中のＢ・が高抵抗層６中へ固相拡散することＫよって
形成されている。この後、Ａｕ−Ｚｎ合金から成る電極
１０とＡｕ−Ｇ・合金から成る電極１１を設け、共振器
長が約３００ ｔｉｎｓとなるようＫへき関して半導体
レーザを得た。発振閾値は５０〜１００ｍＡ、また高速
変調特性上重要な素子静電容量は従来例の２００〜３０
０ｐＦに対し約３０ ｐｙであった。
は１．５μいである。この低抵抗化領域６ａはレーザビ
ーム加熱によって高濃度ドープ層１２及びコンタクト層
８中のＢ・が高抵抗層６中へ固相拡散することＫよって
形成されている。この後、Ａｕ−Ｚｎ合金から成る電極
１０とＡｕ−Ｇ・合金から成る電極１１を設け、共振器
長が約３００ ｔｉｎｓとなるようＫへき関して半導体
レーザを得た。発振閾値は５０〜１００ｍＡ、また高速
変調特性上重要な素子静電容量は従来例の２００〜３０
０ｐＦに対し約３０ ｐｙであった。
以上、実施例はＡｔＧａＡａ／ＧａＡｓ系の半導体レー
ザについて示したが、高抵抗層が容易に得られるＩｎＧ
ａＡｔＡ＊／ＩｎＰ系半導体レーザや、更に系格導体レ
ーザによるＩｎＰの高抵抗層等を利用すれば、ＩｎＧａ
ＡｇＰ／ＩｎＰ系半導体レーザに対しても本発明を適用
できる。
ザについて示したが、高抵抗層が容易に得られるＩｎＧ
ａＡｔＡ＊／ＩｎＰ系半導体レーザや、更に系格導体レ
ーザによるＩｎＰの高抵抗層等を利用すれば、ＩｎＧａ
ＡｇＰ／ＩｎＰ系半導体レーザに対しても本発明を適用
できる。
以上のように本発明によるときには、電流阻止特性が良
好かつ静電容量も小さい電流狭窄構造を有する半導体レ
ーザを容易に得ることができる効果を有するものである
。
好かつ静電容量も小さい電流狭窄構造を有する半導体レ
ーザを容易に得ることができる効果を有するものである
。
第１図（１）〜（ｃ）は本発明に基づく第１実施例の製
造工程を工程順に示す断面図、第２図は本発明に基づく
第２実施例の断面図である。 図中、１は基板、２及び４は閉じ込め層、３は活性層、
５はキャップ層、６は高抵抗層、７は埋め込み層、８は
コンタクト層、９は絶縁膜、１０及び１１は電極、１２
は高濃度ドーグ層である。 （ａ） （ｂ） 第１図
造工程を工程順に示す断面図、第２図は本発明に基づく
第２実施例の断面図である。 図中、１は基板、２及び４は閉じ込め層、３は活性層、
５はキャップ層、６は高抵抗層、７は埋め込み層、８は
コンタクト層、９は絶縁膜、１０及び１１は電極、１２
は高濃度ドーグ層である。 （ａ） （ｂ） 第１図
Claims (1)
- （１）内部に電流狭窄構造を有する半導体レーザにおい
て、前記電流狭窄構造が電流阻止機能を有する高抵抗半
導体層を含み、かつ前記高抵抗半導体層の隣接層から該
高抵抗半導体層への不純物固相拡散により該高抵抗半導
体層の一部を低抵抗化して電流通路を形成したことを特
徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17267285A JPS6232679A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17267285A JPS6232679A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232679A true JPS6232679A (ja) | 1987-02-12 |
Family
ID=15946228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17267285A Pending JPS6232679A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6232679A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0448253U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-23 | ||
| FR2701165A1 (fr) * | 1993-02-04 | 1994-08-05 | Alcatel Nv | Procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur notamment d'un laser a arête enterrée, et composant fabriqué par ce procédé. |
| US5814534A (en) * | 1994-08-05 | 1998-09-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of doping with beryllium and method of fabricating semiconductor optical element doped with beryllium |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP17267285A patent/JPS6232679A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0448253U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-23 | ||
| FR2701165A1 (fr) * | 1993-02-04 | 1994-08-05 | Alcatel Nv | Procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur notamment d'un laser a arête enterrée, et composant fabriqué par ce procédé. |
| EP0610130A1 (fr) * | 1993-02-04 | 1994-08-10 | Alcatel N.V. | Procédé de fabrication d'un composant semi-conducteur notamment d'un laser à arête enterrée, et composant fabriqué par ce procédé |
| US5486489A (en) * | 1993-02-04 | 1996-01-23 | Alcatel N.V. | Method of manufacturing a semiconductor component, in particular a buried ridge laser |
| US5814534A (en) * | 1994-08-05 | 1998-09-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of doping with beryllium and method of fabricating semiconductor optical element doped with beryllium |
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