JPS6237911B2 - - Google Patents
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- JPS6237911B2 JPS6237911B2 JP15844781A JP15844781A JPS6237911B2 JP S6237911 B2 JPS6237911 B2 JP S6237911B2 JP 15844781 A JP15844781 A JP 15844781A JP 15844781 A JP15844781 A JP 15844781A JP S6237911 B2 JPS6237911 B2 JP S6237911B2
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、活性層を埋め込んだ形式の半導体発
光装置の構造及びその製造方法を改良するもので
ある。
光装置の構造及びその製造方法を改良するもので
ある。
従来、半導体レーザは閾値電流の低下、横方向
モードの安定化などを目的として埋め込みヘテロ
構造のもの、基板内埋め込み型と呼ばれるもの等
が知られている。
モードの安定化などを目的として埋め込みヘテロ
構造のもの、基板内埋め込み型と呼ばれるもの等
が知られている。
しかし、これ等従来技術に依るものは、ストラ
イプ幅を１〔μｍ〕程度にすることができれば良
好な動作を期待できるのであろうが、実験室規模
では兎も角、再現性良く量産することは困難であ
る。そして、ストライプ幅を２〜３〔μｍ〕程度
とした場合、出力を２〜３〔μＷ〕以上にすると
高次モードの発振になつてしまう。
イプ幅を１〔μｍ〕程度にすることができれば良
好な動作を期待できるのであろうが、実験室規模
では兎も角、再現性良く量産することは困難であ
る。そして、ストライプ幅を２〜３〔μｍ〕程度
とした場合、出力を２〜３〔μＷ〕以上にすると
高次モードの発振になつてしまう。
本発明は、活性層埋め込み型の一種ではある
が、基本横モード発振可能なストライプ幅を〜４
〔μｍ〕とすることができ、また、閾値電流が極
めて低い半導体発光装置及び該装置を容易に製造
する方法を提供するものであり、以下これを詳細
に説明する。
が、基本横モード発振可能なストライプ幅を〜４
〔μｍ〕とすることができ、また、閾値電流が極
めて低い半導体発光装置及び該装置を容易に製造
する方法を提供するものであり、以下これを詳細
に説明する。
第１図は本発明一実施例の要部断面図である。
図に於いて、１は面指数が（100）であるｎ型
GaAs基板、２はｎ型Ga1-yAlyAs（ｙ＜0.5）
層、３はｐ型Ga1-xAlxAs（ｘ0.5）層、４はｎ
型GaAs層、５はｎ型Ga1-zAlzAsクラツド層、６
はｐ或いはｎ型Ga1-kAlkAs（ｋ０〜0.1）活性
層、７はｐ型Ga1-zAlzAs（ｚ0.35）クラツト
層、８はｐ型GaAsキヤツプ層をそれぞれ示し、
また、Ｗは活性層６の全幅を、Ｃは中心の平坦部
を表わしている。
GaAs基板、２はｎ型Ga1-yAlyAs（ｙ＜0.5）
層、３はｐ型Ga1-xAlxAs（ｘ0.5）層、４はｎ
型GaAs層、５はｎ型Ga1-zAlzAsクラツド層、６
はｐ或いはｎ型Ga1-kAlkAs（ｋ０〜0.1）活性
層、７はｐ型Ga1-zAlzAs（ｚ0.35）クラツト
層、８はｐ型GaAsキヤツプ層をそれぞれ示し、
また、Ｗは活性層６の全幅を、Ｃは中心の平坦部
を表わしている。
本発明に依る装置に於いて最も特徴的であるの
は下面が平坦で表面が中心に平坦部を有する凸状
をなしている活性層６を備えている点である。
は下面が平坦で表面が中心に平坦部を有する凸状
をなしている活性層６を備えている点である。
この構成に依り、基本横モードの発振が可能で
あるストライプ幅Ｗを〜４〔μｍ〕程度とするこ
とができる。因に従来の構造では２〔μｍ〕程度
である。
あるストライプ幅Ｗを〜４〔μｍ〕程度とするこ
とができる。因に従来の構造では２〔μｍ〕程度
である。
第２図は第１図に見られる装置に於いて活性層
６の厚さｄ0.1〔μｍ〕、幅Ｗ〜3.5〔μｍ〕と
して得た電流対光出力の特性を表わす線図であ
る。図から明らかなように、閾値電流は20〔ｍ
Ａ〕以下であり、ストライプ幅に拘わらず充分に
低い。
６の厚さｄ0.1〔μｍ〕、幅Ｗ〜3.5〔μｍ〕と
して得た電流対光出力の特性を表わす線図であ
る。図から明らかなように、閾値電流は20〔ｍ
Ａ〕以下であり、ストライプ幅に拘わらず充分に
低い。
第３図は同じ装置に於いて端面の出力を５〔ｍ
Ｗ〕とした際の接合に水平方向の遠視野像を表わ
す線図である。本発明に依る装置はストライプ幅
Ｗを広くすることが可能であるから出力光が活性
層端部の影響を受けることがなくなり、遠視野像
は凹凸（ギザギザ）がないきれいなものとなる。
Ｗ〕とした際の接合に水平方向の遠視野像を表わ
す線図である。本発明に依る装置はストライプ幅
Ｗを広くすることが可能であるから出力光が活性
層端部の影響を受けることがなくなり、遠視野像
は凹凸（ギザギザ）がないきれいなものとなる。
本発明装置が前記したような良好な特性を得ら
れる理由は、活性層６の中心に平坦部Ｃが存在
し、この平坦部Ｃでは光の散乱損失が小く、平坦
部Ｃの外側では、活性層６の側面部における、該
側面のストライプの長さ方向の微小な凹凸（ゆら
ぎ）の影響により、光の散乱損失は大きい。この
活性層６側面の微小な凹凸は、ストライプ状溝を
形成する際にエツチング誤差として発生するエツ
チングパターンのゆらぎに対応して、かかる活性
層６の成長時に発生するものである。このため基
本モードと高次モードの散乱損失の差が大きく、
高光出力時でも安定な基本モード発振を維持でき
るためである。
れる理由は、活性層６の中心に平坦部Ｃが存在
し、この平坦部Ｃでは光の散乱損失が小く、平坦
部Ｃの外側では、活性層６の側面部における、該
側面のストライプの長さ方向の微小な凹凸（ゆら
ぎ）の影響により、光の散乱損失は大きい。この
活性層６側面の微小な凹凸は、ストライプ状溝を
形成する際にエツチング誤差として発生するエツ
チングパターンのゆらぎに対応して、かかる活性
層６の成長時に発生するものである。このため基
本モードと高次モードの散乱損失の差が大きく、
高光出力時でも安定な基本モード発振を維持でき
るためである。
次に、第４図乃至第７図を参照して第１図実施
例を製造する場合について説明する。
例を製造する場合について説明する。
第４図参照
(1) 主面の面指数が（100）であるｎ型GaAs基板
１に対し、ｎ型Ga0.35Al0.65As層２を厚さ〜0.3
〔μｍ〕、ｐ型Ga0.5Al0.5As層３を厚0.3〔μ
ｍ〕、ｎ型GaAs層４を厚さ〜0.3〔μｍ〕程度
にエピタキシヤル成長させる。
１に対し、ｎ型Ga0.35Al0.65As層２を厚さ〜0.3
〔μｍ〕、ｐ型Ga0.5Al0.5As層３を厚0.3〔μ
ｍ〕、ｎ型GaAs層４を厚さ〜0.3〔μｍ〕程度
にエピタキシヤル成長させる。
第５図参照
(2) フオト・リソグラフイ技術にて〈01１〉方向
に基板１に達する溝１Ａを形成する。この溝１
Ａの幅は５〔μｍ〕以下にすると良い。尚、こ
の時のエツチング液は燐酸系エツチング液を使
用することができる。
に基板１に達する溝１Ａを形成する。この溝１
Ａの幅は５〔μｍ〕以下にすると良い。尚、こ
の時のエツチング液は燐酸系エツチング液を使
用することができる。
第６図参照
(3) 弗酸系エツチング液を使用してｐ型
Ga0.5Al0.5As層３のみを選択的にエツチングし
て凹部３Ａを形成する。この凹部３Ａは0.5
〔μｍ〕以下にしなければならない。これを越
えると以後の結晶成長の再現性が悪くなる。
Ga0.5Al0.5As層３のみを選択的にエツチングし
て凹部３Ａを形成する。この凹部３Ａは0.5
〔μｍ〕以下にしなければならない。これを越
えると以後の結晶成長の再現性が悪くなる。
Ga1-xAlxAsはそのｘ値を適切に選択すれば
前記のような選択的エツチングが可能である。
本発明ではｘ0.5としている。
前記のような選択的エツチングが可能である。
本発明ではｘ0.5としている。
第７図参照
(4) 液相成長法にてｎ型Ga1-zAlzAsクラツド層
５を形成する。この際、凹部３Ａの存在に依
り、その近傍で結晶成長が著しく遅くなるの
で、クラツド層５は凹部３Ａより下の溝１Ａ内
に再現性良く形成することができる。
５を形成する。この際、凹部３Ａの存在に依
り、その近傍で結晶成長が著しく遅くなるの
で、クラツド層５は凹部３Ａより下の溝１Ａ内
に再現性良く形成することができる。
(5) 引き続きｐ或いはｎ型Ga1-kAlkAs活性層６
を形成する。これも、凹部３Ａの存在に依り、
再現性良く図示の状態に形成することができ
る。
を形成する。これも、凹部３Ａの存在に依り、
再現性良く図示の状態に形成することができ
る。
その理由は、凹部３Ａが存在していると、そ
の下面、従つて、露出された面指数（100）で
あるｎ型Ga0.35Al0.65As層２の一部は大気に曝
されるから、そこはGaAlAsなどを成長させ難
い状態になつているが、これに対し、同じ面指
数（100）であつてもクラツド層５の上には活
性層６を成長させることが可能である。これは
クラツド層５と活性層６とが連続成長であるこ
とに起因するものであり、その結果、活性層６
の形状は、自然発生的に、発光ストライプの上
下を定める対向平面に対し傾斜して接する側面
を持つような形状、即ち、図示の形状となるも
のである。尚、クラツド層５を成長させる為の
溝１Ａも大気に曝され、その底面の面指数は
（100）であるところから、その点では、前記凹
部３Ａの下面と活性層６との関係と同様である
が、クラツド層５を成長させる場合は溝１Ａに
於ける側面の助けを借りることができるので何
ら問題なく溝１Ａを埋めることができるのであ
る。
の下面、従つて、露出された面指数（100）で
あるｎ型Ga0.35Al0.65As層２の一部は大気に曝
されるから、そこはGaAlAsなどを成長させ難
い状態になつているが、これに対し、同じ面指
数（100）であつてもクラツド層５の上には活
性層６を成長させることが可能である。これは
クラツド層５と活性層６とが連続成長であるこ
とに起因するものであり、その結果、活性層６
の形状は、自然発生的に、発光ストライプの上
下を定める対向平面に対し傾斜して接する側面
を持つような形状、即ち、図示の形状となるも
のである。尚、クラツド層５を成長させる為の
溝１Ａも大気に曝され、その底面の面指数は
（100）であるところから、その点では、前記凹
部３Ａの下面と活性層６との関係と同様である
が、クラツド層５を成長させる場合は溝１Ａに
於ける側面の助けを借りることができるので何
ら問題なく溝１Ａを埋めることができるのであ
る。
(6) この後、液相成長法にてｐ型Ga1-zAlzAsク
ラツド層７とｐ型GaAsキヤツプ層８を形成し
て第１図に見られる構造を完成する。
ラツド層７とｐ型GaAsキヤツプ層８を形成し
て第１図に見られる構造を完成する。
以上の説明で判るように、本発明の半導体発光
装置では、溝内に下面が平坦で表面が凸状をなし
ている活性層が埋め込まれた構造になつているこ
とから、基本横モード発振可能なストライプ幅を
広くすることが可能であり、例えば〜４〔μｍ〕
とすることができるので、製造は著しく容易であ
る。そして、ストライプ幅が広いので、放射光は
ストライプの端の影響を受けることがなく、遠視
野像はギザギザのないきれいなパターンになる。
また、ストライプ幅が広くても閾値電流は非常に
低く、20〔ｍＡ〕以下にすることができる。
装置では、溝内に下面が平坦で表面が凸状をなし
ている活性層が埋め込まれた構造になつているこ
とから、基本横モード発振可能なストライプ幅を
広くすることが可能であり、例えば〜４〔μｍ〕
とすることができるので、製造は著しく容易であ
る。そして、ストライプ幅が広いので、放射光は
ストライプの端の影響を受けることがなく、遠視
野像はギザギザのないきれいなパターンになる。
また、ストライプ幅が広くても閾値電流は非常に
低く、20〔ｍＡ〕以下にすることができる。
このように優れた特性が得られるのは前記した
ように活性層の構造に基因しているが、その構造
を得るについては、溝側面に選択的に形成された
凹部に依存している。そして、該凹部も活性層も
何等特殊な技法を要することなく、通常技術の応
用で形成できるので、その実施は容易である。
ように活性層の構造に基因しているが、その構造
を得るについては、溝側面に選択的に形成された
凹部に依存している。そして、該凹部も活性層も
何等特殊な技法を要することなく、通常技術の応
用で形成できるので、その実施は容易である。
第１図は本発明一実施例の要部断面図、第２図
は駆動電流対光出力の関係を表わす線図、第３図
は放射光の遠視野像を表わす線図、第４図乃至第
７図は第１図実施例を製造する場合の工程を説明
する為の工程要所に於ける装置の要部断面図であ
る。 図に於いて、１は基板、２はGa1-yAlyAs層、
３はGa1-xAlxAs層、４はGaAs層、５はクラツド
層、６は活性層、７はクラツド層、８はキヤツプ
層である。
は駆動電流対光出力の関係を表わす線図、第３図
は放射光の遠視野像を表わす線図、第４図乃至第
７図は第１図実施例を製造する場合の工程を説明
する為の工程要所に於ける装置の要部断面図であ
る。 図に於いて、１は基板、２はGa1-yAlyAs層、
３はGa1-xAlxAs層、４はGaAs層、５はクラツド
層、６は活性層、７はクラツド層、８はキヤツプ
層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化合物半導体基板上に導電型を異にする少な
くとも上下二層の電流阻止層を成長させる工程
と、 次に、該電流阻止層表面から前記基板に達する
溝を形成する工程と、 次に、前記電流阻止層の下層のみを溝内に表出
された面から選択的にエツチングして凹部を形成
する工程と、 次に、前記溝内にその底面から前記凹部の下側
縁に達するクラツド層を成長させ、引き続き、該
クラツド層上に発光ストライプの上下を定める対
向平面に対し傾斜して接する側面を有する活性層
を成長する工程と、 次に、クラツド層を成長させる工程と が含まれてなることを特徴とする半導体発光装置
の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158447A JPS5858788A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 半導体発光装置の製造方法 |
| DE8282401812T DE3268981D1 (en) | 1981-10-05 | 1982-10-04 | Semiconductor lasers and method for producing the same |
| EP82401812A EP0076761B1 (en) | 1981-10-05 | 1982-10-04 | Semiconductor lasers and method for producing the same |
| US06/432,806 US4532631A (en) | 1981-10-05 | 1982-10-05 | Semiconductor lasers and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158447A JPS5858788A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858788A JPS5858788A (ja) | 1983-04-07 |
| JPS6237911B2 true JPS6237911B2 (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=15671954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56158447A Granted JPS5858788A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4532631A (ja) |
| EP (1) | EP0076761B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5858788A (ja) |
| DE (1) | DE3268981D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3483733D1 (de) * | 1983-04-27 | 1991-01-24 | Toshiba Kawasaki Kk | Halbleiterlaser. |
| JPS6362292A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
| US4788159A (en) * | 1986-09-18 | 1988-11-29 | Eastman Kodak Company | Process for forming a positive index waveguide |
| DE3713045A1 (de) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung einer laserdiode mit vergrabener aktiver schicht und seitlicher strombegrenzung und laserdiode mit vergrabener aktiver schicht und seitlicher strombegrenzung |
| JPS6461081A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Japan Res Dev Corp | Distributed-feedback type semiconductor laser and manufacture thereof |
| WO1999039405A2 (de) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh & Co. Ohg | Halbleiterlaser-chip |
| US20050051781A1 (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-10 | United Epitaxy Company, Ltd. | Light emitting diode and method of making the same |
| JP2007294732A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50159984A (ja) * | 1974-06-14 | 1975-12-24 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4190813A (en) * | 1977-12-28 | 1980-02-26 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Strip buried heterostructure laser |
| JPS5826834B2 (ja) * | 1979-09-28 | 1983-06-06 | 株式会社日立製作所 | 半導体レ−ザ−装置 |
| JPS5726487A (en) * | 1980-07-23 | 1982-02-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser device |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP56158447A patent/JPS5858788A/ja active Granted
-
1982
- 1982-10-04 EP EP82401812A patent/EP0076761B1/en not_active Expired
- 1982-10-04 DE DE8282401812T patent/DE3268981D1/de not_active Expired
- 1982-10-05 US US06/432,806 patent/US4532631A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50159984A (ja) * | 1974-06-14 | 1975-12-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5858788A (ja) | 1983-04-07 |
| US4532631A (en) | 1985-07-30 |
| EP0076761B1 (en) | 1986-02-05 |
| DE3268981D1 (en) | 1986-03-20 |
| EP0076761A1 (en) | 1983-04-13 |
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