JPS6289387A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- 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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- Japan
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- semiconductor layer
- semiconductor
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- Pending
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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】
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- （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）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）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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23013185A JPS6289387A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23013185A JPS6289387A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289387A true JPS6289387A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16903060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23013185A Pending JPS6289387A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6289387A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP23013185A patent/JPS6289387A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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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