JPS6289387A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6289387A
JPS6289387A JP23013185A JP23013185A JPS6289387A JP S6289387 A JPS6289387 A JP S6289387A JP 23013185 A JP23013185 A JP 23013185A JP 23013185 A JP23013185 A JP 23013185A JP S6289387 A JPS6289387 A JP S6289387A
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JP
Japan
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layer
semiconductor layer
semiconductor
type
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP23013185A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhito Takahashi
康仁 高橋
Mototsugu Ogura
基次 小倉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光情報処理分野に用いられる低しきい値電流
を有し、かつ温度特性の優れた半導体レーザ装置に関す
るものである。
従来の技術 従来のこの種の半導体レーザ装置は例えば第2図のよう
になっていた。第2図はTJSレーザを示しており、こ
のTJSレーザの特性は、例えばアイイーイーイー ジ
ャーナル オプ カンタム エレクトロニクy、 (I
 E E E  Journal  of Quant
umElectronics )QE−11p、p、4
27 (1975)に詳しいが、重大な欠点が1つある
。すなわち低しきい値電流で、かつ単一モード発振はす
るものの、発振に寄与しない漏れ電流が犬きく、温度上
昇とともにこの漏れ電流は急速に増加し、増々温度の上
昇を起こし、ついには発熱のため発振を停止してしまう
という欠点である。
3へ−7 このTJSレーザには第2図に示すように、n型Ga 
A s基板1が用いられ、基板1と同一導電型のAJ2
GaAs層2 / G aA s層3/Aj2GaAg
層4からなるダブルヘテr7構造を積層した後、表面層
の所定領域から第2の導電型決定不純物たとえばZnを
添加・拡散させてZn拡散領域5を形成し、エピタキシ
ャル成長された各層内にpn接合を形成し、p型頭域お
よび基板裏面に電極10.11を形成する。このとき拡
散フロントをn型A I!、G a A s層2内に再
現性よく停止させるためには前記n型ARGaAg層2
をかなシ厚くする必要があシ、抵抗増加の原因になる。
又、n型Aj2CiaAs層2が薄いと拡散フロントは
基板1壕で達し、基板1内にpn接合が形成され、電極
10,11の間に電圧を順方向に印加すると、電流は活
性層3のpn接合および基板内pn接合に流れる。この
TJSレーザにおいてレーザ発振に寄与する電流は活性
層3を流れる電流のみであシ、n型AflGaAs層2
.4および基板1を流れる電流は、レーザ発振に全く寄
与しないだけでなく発熱の発生源であり、寿命を短くす
る主たる原因であった。
これらのもれ電流を減少せしめるためすでに第3図に示
すよう々構造の半導体レーザ装置がある(特公昭60−
12795号公(2)。この半導体レーザは、従来のn
型G a A s基板に代えてCrを含む半絶縁性のG
 a A s基板13が用いられている。
基板13にCr  ドープG a A sが用いられて
いるのでZn拡散領域5に接して設けられた電極10に
対して電極12はn型Aj2GaAs層に接して設けら
れている。Zn拡散フロントが基板に達しても、Cr 
 t”−プG a A s基板13として抵抗率qo6
0の程度のものは容易に得られ、成長層の抵抗率に比べ
て約10倍となるので電流は基板を通じて流れることは
ない。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この構造だとレーザ発振に全く寄与しな
い漏れ電流がALG a A s層2,4に流れる。第
2図に示すような従来の構造と比べて、漏れ電流の大き
さは軽減されるが、依然として発振特性に影響を及ぼす
問題があった。本発明は、こ6ベー/ の発振特性に良くない影響を及ばず漏れ電流をさらに減
少せしめ、レーザの発振特性を著しく向上させる画期的
な半導体レーザ装置を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段 」二記問題点を解決するだめの本発明の技術的手段は、
半導体基板土手絶縁性の第1の半導体層。
禁制帯幅が第1の半導体層より狭い第1の導電型を有す
る第2の半導体層および禁制帯幅が第2の半導体層より
広い第1の導電型を有する第3の半導体層で積層構造を
形成し、前記積層構造の所定領域をエツチング除去後、
前記半導体基板に接しかつ前記第1.第2.第3の半導
体層の側端と接して形成された第2の導電型を有する第
4の半導体層を設け、かつ第1および第2の導電型を有
する領域に接する第1および第2の電極を備えることで
ある。
作  用 この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、有機金属気相成長法(MOCVD)よ6ペー
ジ リエビタキシヤル成長された非ドープAI!、GaAs
層は、抵抗率が100(7)以上の高抵抗を示すことは
一般によく知られているので、第3図のALG a A
 s層2を非ドープAlGaAs層に変えることにより
レーザ発振に全く寄与しない漏れ電流はA 42 G 
a A s層4を流れる電流のみとなり、漏れ電流を著
しく減少させることができる。
実施例 以下に、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。本発明の実施例を示す第1図において、Cr ドー
プG a A s基板13をH2SO4:H2O2:H
20=5:1:1のエッチャントでエツチングした後、
有機金属気相成長(M OCV D 、 MetalO
rgantc Chemical Vapor Dep
osition )装置内にセットする。前記G a 
A s基板上に非ドープAnxGa1−、As層17 
(x 〜0.3 、1 μm ) 、非ドープG a 
A s層3 (0,21tm )およびSe ドープn
型A N 、G a 1−、A s層4 (x ′:0
.3 、1 pm )を順次エピタキシャル成長して形
成する。MOCVD法により形成された非ドープAI!
、工Ga1−xAs層7ベー/゛ 17 (x〉o、1)は抵抗率が1o6Ω(7)程度以
上の良好な高抵抗を示し、活性層となる非ドープGaA
s層3はキャリア濃度が1016cyn−3以下の高品
質のn型層となる。
成長層上にCVD法あるいはスパッタ法でS z02あ
るいはSiN膜(図示せず)を付着し、所定領域をスト
ライプ状にエツチング除去し、成長層表面を露出させ、
成長層をエツチング除去した後、例えば液相エピタキシ
ャル法で選択成長して、Znを含むp型A42GaAs
層18を形成する。p型層 41! G a A s層
上にはp型電極たとえばAu/Zn1O。
n型層l!GaAs層上にはn型電極たとえばAu/5
n12をそれぞれ設ける。
この構造にするとpn接合はAAG a A s層とG
 a A s層にあり、レーザ発振に全く寄与しないも
れ電流はAlG a A s層を流れる電流のみであシ
、非ドープA、9GaAs層17やCr ドープG a
 A s基板13内ではpi接合となり高抵抗のため全
くもれ電流は流れない。ARGaAs層17の厚さを約
1μm程度に壕で薄くしても光の閉じ込め効果は損なわ
れないので、この層内を流れる漏れ電流を著しく減少で
きる。従来の典型的なTTSレーザのもれ電流と比べて
約17200以下にでき、漏れ電流をほとんど無視でき
るようになった。従来、漏れ電流による発熱のため特性
劣下をひき起していたが、本発明により漏れ電流による
特性劣下は全く問題がなくなった。
本発明の実施例ではCr  ドープG a A s基板
を用いたが、非ドープG a A s基板あるいはSt
  ドープn型G a A s基板を用いてもよい。
発明の効果 以上のように、本発明の半導体レーザ装置は、半導体基
板上に半絶縁性の第1の半導体層、禁制帯幅が第1の半
導体層より狭い第1の導電型を有する第2の半導体層お
よび禁制帯幅が第2の半導体層より広い第1の導電型を
有する第3の半導体層で積層構造を形成し、前記積層構
造の所定領域のエツチング部に、前記半導体基板に接し
かつ前記第1.第2.第3の半導体層の側端と接して形
成された第2の導電型を有する第4の半導体層を9ペー
ジ 設け、かつ第1および第2の導電型を有する領域に接す
る第1および第2の電極を備えたものであり、これによ
り、電流を前記第2の半導体層に集中せしめ、漏れ電流
を無視できるほどに減少させてしきい値電流を低減でき
、かつしきい値電流の温度変化を少なくできる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図、第2図は従来の半導体レーザ装置の斜視図、第
3図は従来の半導体レーザ装置の断面図である。 13− ・−Cr ドープG a A s基板、3  
非ドープG a A s層、10 、12−−一−−電
極、17− 非ドープAI!、GaAs層、18−− 
p−A IV、G a A s層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に、半絶縁性の第1の半導体層、禁
    制帯幅が前記第1の半導体層より狭い第1の導電型を有
    する第2の半導体層および禁制帯幅が前記第2の半導体
    層より広い第1の導電型を有する第3の半導体層の積層
    構造を形成し、前記積層構造の所定領域の除去部に、前
    記半導体基板に接しかつ前記第1、第2、第3の半導体
    層の側端と接して形成された第2の導電型を有する第4
    の半導体層を設け、かつ、第1および第2の導電型を有
    する領域に接する第1および第2の電極を備えてなる半
    導体レーザ装置。
  2. (2)半導体基板はGaAsで形成されている特許請求
    の範囲第1項記載の半導体レーザ装置。
  3. (3)第1の半導体層は非ドープ半絶縁性AlGaAs
    、第2の半導体層は非ドープGaAs、第3および第4
    の半導体層は各々第1および第2の導電型決定不純物が
    添加されたAlGaAsで形成されている特許請求の範
    囲第1項記載の半導体レーザ装置。
JP23013185A 1985-10-16 1985-10-16 半導体レ−ザ装置 Pending JPS6289387A (ja)

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JP23013185A JPS6289387A (ja) 1985-10-16 1985-10-16 半導体レ−ザ装置

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JPS6289387A true JPS6289387A (ja) 1987-04-23

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075702C (zh) * 1995-06-02 2001-11-28 松下电器产业株式会社 偏振方向变换照明装置和使用它的投影型图像显示装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075702C (zh) * 1995-06-02 2001-11-28 松下电器产业株式会社 偏振方向变换照明装置和使用它的投影型图像显示装置

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