JPS63110785A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS63110785A JPS63110785A JP25753986A JP25753986A JPS63110785A JP S63110785 A JPS63110785 A JP S63110785A JP 25753986 A JP25753986 A JP 25753986A JP 25753986 A JP25753986 A JP 25753986A JP S63110785 A JPS63110785 A JP S63110785A
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- JP
- Japan
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- layer
- type
- semiconductor laser
- rib
- buried
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- 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
Links
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Landscapes
- 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、基本横モード発振をし、低閾値電流密度（以
下工ｔｈと記す）において発振可能な半導体レーザの構
造に関するものである。
下工ｔｈと記す）において発振可能な半導体レーザの構
造に関するものである。
従来の半導体レーザの構造は、膜厚方向には、ＡｌｘＧ
ａ＋ −ｘＡｓ ／ＧａＡｓ のダブルヘテロ構造を
用い、接合面平行方向には、活性層エリ小さな屈折率を
有するＡｆｉｘＧａ＋−ｘＡｓ系の半導体）ψにエリ、
電流狭窄及び光閉じ込め層を埋め込み形成するものでお
った。
ａ＋ −ｘＡｓ ／ＧａＡｓ のダブルヘテロ構造を
用い、接合面平行方向には、活性層エリ小さな屈折率を
有するＡｆｉｘＧａ＋−ｘＡｓ系の半導体）ψにエリ、
電流狭窄及び光閉じ込め層を埋め込み形成するものでお
った。
〔発明が解決しようとする１照点〕
しかし前述の従来技術では、埋め込む
ＡｎｘＧａ＋−ｘＡｓ層の比抵抗が圓いために、所望の
発振領域以外に電流の漏洩が起こり、Ｉｔｈの低減には
有効でない。
発振領域以外に電流の漏洩が起こり、Ｉｔｈの低減には
有効でない。
従って、電流狭窄のためには、発掘領域０ｐ−ｎ接合の
順方向とは逆方向の電圧がかかる：うなＰ−ｎ接合ケ、
電流狭窄部において形成する必要があつ九。しかし、こ
の場合も、活性層直近に、接合面ができ、且つ、キャリ
ア濃度が高い場合にはｐ−ｎ接合の逆耐圧が弱い几め、
活性層近傍でｔ光が漏れやすく、工ｔｈの上昇及びそれ
による高出力時のストライブ壁面の破壊など信頼性が低
くなるという問題点を有していた。
順方向とは逆方向の電圧がかかる：うなＰ−ｎ接合ケ、
電流狭窄部において形成する必要があつ九。しかし、こ
の場合も、活性層直近に、接合面ができ、且つ、キャリ
ア濃度が高い場合にはｐ−ｎ接合の逆耐圧が弱い几め、
活性層近傍でｔ光が漏れやすく、工ｔｈの上昇及びそれ
による高出力時のストライブ壁面の破壊など信頼性が低
くなるという問題点を有していた。
そこで本発明はこの工うな問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、発振領域以外の電流の漏洩を完
全に遮断し、しかも有効な元閉じ込め効果にエリ、基本
横モードの発振を制御可能でおり、工ｔｈ２５に低く、
高出力動作まで安定して発振可能な半導体レーザを提供
するところにある。
の目的とするところは、発振領域以外の電流の漏洩を完
全に遮断し、しかも有効な元閉じ込め効果にエリ、基本
横モードの発振を制御可能でおり、工ｔｈ２５に低く、
高出力動作まで安定して発振可能な半導体レーザを提供
するところにある。
本発明の半導体レーザの構造は、ｍ−ｖ族化合物半導体
エリ取る活性層及びクラッド層から構成されるダブルヘ
テロ接合型半導体レーザにおいて、前記活性層直上のク
ラッド層の中間の深さまで、ストライブ状のリプが形成
され、該リプの両端はｎ−■族化合物半導体工り成る判
導体層で埋め込１れていること全特徴とする。
エリ取る活性層及びクラッド層から構成されるダブルヘ
テロ接合型半導体レーザにおいて、前記活性層直上のク
ラッド層の中間の深さまで、ストライブ状のリプが形成
され、該リプの両端はｎ−■族化合物半導体工り成る判
導体層で埋め込１れていること全特徴とする。
本発明の上記の構成に工れば、埋め込み層の！−■ｌｉ
化合物半導体は、ｍ−ｖｇ化合物半導体工りも、はるか
に大きなエネルギーバンドギャップを有する材料が多く
、通常の有機金属化学気相収長法（以下ＭＯＣＶＤ法と
記す）により得られるｚｎｎ日暮の材料は１０ＭΩ・ｃ
ｒＲ以上の高い比抵抗を有する。従って、Ｉ−■族化合
物半導体１−は、はぼ完全に電流の阻止層として機能し
、活性層発振領域以外には電流が流れず、注入電流全半
導体レーザの発振に有効に消費され、従って、Ｉｔｈを
低減することが可能である。
化合物半導体は、ｍ−ｖｇ化合物半導体工りも、はるか
に大きなエネルギーバンドギャップを有する材料が多く
、通常の有機金属化学気相収長法（以下ＭＯＣＶＤ法と
記す）により得られるｚｎｎ日暮の材料は１０ＭΩ・ｃ
ｒＲ以上の高い比抵抗を有する。従って、Ｉ−■族化合
物半導体１−は、はぼ完全に電流の阻止層として機能し
、活性層発振領域以外には電流が流れず、注入電流全半
導体レーザの発振に有効に消費され、従って、Ｉｔｈを
低減することが可能である。
更に、ｍ−■族化合物半導体の多くは、ＧａＡｓ等＋２
）ＩＩ−Ｖ族半導体エリも小さな屈折率を持っている。
）ＩＩ−Ｖ族半導体エリも小さな屈折率を持っている。
従って、活性層発振領域と、それ以外の埋め込み層領域
の実効屈折率差を大きくすることができ・光導波を有効
に閉じ込めることが可能である。
の実効屈折率差を大きくすることができ・光導波を有効
に閉じ込めることが可能である。
その結果、非点収差がほとんどなく、近視野像が安定な
発掘が得られるのである。
発掘が得られるのである。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザの主要断
面図である。（１０２）のｎ型ＧａＡ３ 単結晶基板上
に（１０３）のｎ型ＧａＡｓバッフ７層、（１０４）の
ｎ型Ａ４ＧａＡｓクラッド層、（１０５）のＧａＡｓあ
るいはＡｊｎａＡｓ活性増と（１０６）の逆メサ形状リ
プ型に形成さｎ７ｔｐ型ＡｊｌＧａＡｓクラッド層、及
び（１０８）のｐ型ＧａＡｅコンタクト層からなり、リ
プ両端は（１０７）のＺｎ５ｅ等の１−■族化合物半導
体で埋め込まれている。
面図である。（１０２）のｎ型ＧａＡ３ 単結晶基板上
に（１０３）のｎ型ＧａＡｓバッフ７層、（１０４）の
ｎ型Ａ４ＧａＡｓクラッド層、（１０５）のＧａＡｓあ
るいはＡｊｎａＡｓ活性増と（１０６）の逆メサ形状リ
プ型に形成さｎ７ｔｐ型ＡｊｌＧａＡｓクラッド層、及
び（１０８）のｐ型ＧａＡｅコンタクト層からなり、リ
プ両端は（１０７）のＺｎ５ｅ等の１−■族化合物半導
体で埋め込まれている。
（１０８）のコンタクト層の上面の、Ｚｎ５ｅはエツチ
ング工程に工って、とられており（１０９）のｐ型オー
ミック電極が形成されている。
ング工程に工って、とられており（１０９）のｐ型オー
ミック電極が形成されている。
（１０１）のｎ型オーミック電極が形成され、（１０９
）と（１０１）の間に電流を順方向に流すことｖｃＬす
（１０５）の活性層に電荷注入が起こり、キャリア再結
合の８元が、共振器端面間で１６幅されて、レーザ元が
発振される。その場合、（１０７）のＺｎ５ｅ層は、１
０ＭΩ備以上の比抵片ル右ｉイうハ 達人雪碑け １１
プ小憔成１ソ訊ル流れることはほとんどない。
）と（１０１）の間に電流を順方向に流すことｖｃＬす
（１０５）の活性層に電荷注入が起こり、キャリア再結
合の８元が、共振器端面間で１６幅されて、レーザ元が
発振される。その場合、（１０７）のＺｎ５ｅ層は、１
０ＭΩ備以上の比抵片ル右ｉイうハ 達人雪碑け １１
プ小憔成１ソ訊ル流れることはほとんどない。
従って、レーザ発振は、リプ直下の活性層のみでおこり
、むだな電流が流れないので閾値電流密度は減少する。
、むだな電流が流れないので閾値電流密度は減少する。
まｔｌ リプ側面の埋め込み成長は、これｇＡＩＧａＡ
ｓ系の化合物半導体層で行なつ友場合（１０６）の接合
に平行な平面とリブ側面の結晶面が異なるために、側面
近傍には界面が発生し、そこに流れる漏れ電流の几めに
劣化が早まる。しかしながらＺｎ５ｅ等のＵ−ＶＸ族化
合物半導体のＭＯＯＶＤ法による成長は、成長結晶面の
選択性がほとんどなく、リブ側面の埋め込み収長後は、
界面の形成が見られない。
ｓ系の化合物半導体層で行なつ友場合（１０６）の接合
に平行な平面とリブ側面の結晶面が異なるために、側面
近傍には界面が発生し、そこに流れる漏れ電流の几めに
劣化が早まる。しかしながらＺｎ５ｅ等のＵ−ＶＸ族化
合物半導体のＭＯＯＶＤ法による成長は、成長結晶面の
選択性がほとんどなく、リブ側面の埋め込み収長後は、
界面の形成が見られない。
第２図も本発明の実施列における半導体レーザの主要断
面図である。（２０２）のｎ型ＧａＡｓ単結晶基板上に
（２０３）のｎ型ＧａＡ３バッファ層、（２０４）のｎ
型ＡｆｉＧａＡｓクラッド層、（２０５）のＧａＡｓあ
るいはＡ２ＧａＡｓ活性層と（２０６）の順メサ形状リ
プ型に形成されたｐ型Ａ４ＧａＡｓクラッド層、及び（
２０８）のｐ型ＧａＡｓコンタクトＵ−■族化合物半導
体で埋め込まれている。
面図である。（２０２）のｎ型ＧａＡｓ単結晶基板上に
（２０３）のｎ型ＧａＡ３バッファ層、（２０４）のｎ
型ＡｆｉＧａＡｓクラッド層、（２０５）のＧａＡｓあ
るいはＡ２ＧａＡｓ活性層と（２０６）の順メサ形状リ
プ型に形成されたｐ型Ａ４ＧａＡｓクラッド層、及び（
２０８）のｐ型ＧａＡｓコンタクトＵ−■族化合物半導
体で埋め込まれている。
（２０８）のコンタクト層の上面ｚｎｓθはエツチング
工程に工っで、とられており、（２０９）のｐ型オーミ
ック電極が形成されている。（２０１）のｎ型オーミッ
ク電極が形成される。実施例第１図の場合と同様に、こ
の実施例においても、同様の理由にエリ低閾値、高信頼
性の半導体レーザが製造できる。
工程に工っで、とられており、（２０９）のｐ型オーミ
ック電極が形成されている。（２０１）のｎ型オーミッ
ク電極が形成される。実施例第１図の場合と同様に、こ
の実施例においても、同様の理由にエリ低閾値、高信頼
性の半導体レーザが製造できる。
第３図に本発明の実施例における半導体レーザの製造工
程？示す図でおる。（３０１）のｎ８！！ＧａＡｓ単結
晶基板ＫＭＯＯＶＤ法により、（３０６）のｎ型ＧａＡ
ｓバッファＪ−１（３０５）のｎ型ＡｎＧａＡｓクラッ
ド層、（３０４）のＧａＡｓあるいはＡＡＧａＡｓ活性
層、（３０３）のｐ型ＡＬＧａＡｓクラッド層（３０２
）のｐ型ＧａＡｓコンタクト層が順次積層される（第３
図（ｂ））。次に通常のフォト工程に工っで、ストライ
ブ状のリブを形成する。
程？示す図でおる。（３０１）のｎ８！！ＧａＡｓ単結
晶基板ＫＭＯＯＶＤ法により、（３０６）のｎ型ＧａＡ
ｓバッファＪ−１（３０５）のｎ型ＡｎＧａＡｓクラッ
ド層、（３０４）のＧａＡｓあるいはＡＡＧａＡｓ活性
層、（３０３）のｐ型ＡＬＧａＡｓクラッド層（３０２
）のｐ型ＧａＡｓコンタクト層が順次積層される（第３
図（ｂ））。次に通常のフォト工程に工っで、ストライ
ブ状のリブを形成する。
（第３図（ご））、ｍに−ｊ７’ｊＭＯｆ：！ＶＤ法に
二り（３０７）のＺｎ５ｅ層を埋め込み成長をする（第
３図（ｄ） ） ６次に再度フォト工程にエリ、リブの
上のＺｎ５ｅ層をエツチングする（第３ 因（ｅ） ）
。矢に（３０８）（７）ｐ型オーミック電極、（５０９
）のｎ型オーミック電極を形成する（第５図（ｆ） ’
） 。
二り（３０７）のＺｎ５ｅ層を埋め込み成長をする（第
３図（ｄ） ） ６次に再度フォト工程にエリ、リブの
上のＺｎ５ｅ層をエツチングする（第３ 因（ｅ） ）
。矢に（３０８）（７）ｐ型オーミック電極、（５０９
）のｎ型オーミック電極を形成する（第５図（ｆ） ’
） 。
第４図に、本発明の実施例による半導体レーザの光出力
と注入′＠流の関係を示す。曲線（４０１）は、本実施
例による半導体レーザの特性全示し、（４０２）は、従
来例のＡ４ＧａＡｓ等のｍ−ｖ族化合物半導体で埋め込
まれた半導体レーザの特性を示す。ｎ−ｖｔ族半導体の
比抵抗が充分太きいｔめ、発振領域以外への漏れ１！流
がほとんどなく、閾値電流が減少する。
と注入′＠流の関係を示す。曲線（４０１）は、本実施
例による半導体レーザの特性全示し、（４０２）は、従
来例のＡ４ＧａＡｓ等のｍ−ｖ族化合物半導体で埋め込
まれた半導体レーザの特性を示す。ｎ−ｖｔ族半導体の
比抵抗が充分太きいｔめ、発振領域以外への漏れ１！流
がほとんどなく、閾値電流が減少する。
第５図は、本発明の実施例における半導体レーザの寿命
特性を示す図である。光出力を５ｍｗと一定とし、環境
温１ｒｓｏ′ｃとして測定している。
特性を示す図である。光出力を５ｍｗと一定とし、環境
温１ｒｓｏ′ｃとして測定している。
（５０１）は、本発明の実施例に２ける半導体レーザの
５ｍｗ出力にする几めの駆動を流の時間変化を示す。３
０００時間ででほとんど変化がない。
５ｍｗ出力にする几めの駆動を流の時間変化を示す。３
０００時間ででほとんど変化がない。
（５０２）は、従来例のＡｌＧａＡｓ等のｍ−ｖ族化合
物半導体で埋め込まれた半導体レーザの５ｍｗ出力にす
る九めの駆動電流の時間変化を示す。時間と共に、駆動
電流が上昇し、劣化の速度が速い。
物半導体で埋め込まれた半導体レーザの５ｍｗ出力にす
る九めの駆動電流の時間変化を示す。時間と共に、駆動
電流が上昇し、劣化の速度が速い。
以上述べ几工うに本発明に工れば、次の工うな効果を有
する。
する。
（１）埋め込みの■−■族化合物半導体は、極めて高い
比抵抗を有するため、発振領域以外への漏れ電流がほと
んどなく、低い閾値電流ｑＢ度でレーザ発振が可能とな
り、従って半導体レーザの発熱が少なく、ヒートシンク
への実装等、半導体１ノーザの製造が″与易となる。
比抵抗を有するため、発振領域以外への漏れ電流がほと
んどなく、低い閾値電流ｑＢ度でレーザ発振が可能とな
り、従って半導体レーザの発熱が少なく、ヒートシンク
への実装等、半導体１ノーザの製造が″与易となる。
（２）Ｗめ込みのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体は、リブの
両側で、弁面を形成することがないのため、長時間、駆
動しても、劣化することがほとんどなく、高信頼性の半
導体レーザヲ裂遺することが可能である。
両側で、弁面を形成することがないのため、長時間、駆
動しても、劣化することがほとんどなく、高信頼性の半
導体レーザヲ裂遺することが可能である。
（３）半導体レーザｔ−構成する半導体層がＭＯＣＶＤ
法にエリ製造するので、広い面積にわたって均一な特性
の半導体層を形成でき、量産性にすぐれ、従って、コス
トの低い半導体レーザを供給できる。
法にエリ製造するので、広い面積にわたって均一な特性
の半導体層を形成でき、量産性にすぐれ、従って、コス
トの低い半導体レーザを供給できる。
第１図は本発明の半導体レーザの一実施例を示す主要断
面図である。 第２図は本発明の半導体レーザの一災施１１４１示す主
要断面図である。 第５図（ａ）〜（ｆ）は本発明の半導体レーザの一寿施
ψりを示す製造工程図である。 第４図は、本発明の半導体レーザの一実施例を示す、光
出力と注入を流の関係を示す図である。 第５因に、本発明の半導体レーザの一央１Ｍ的を示す、
駆ＭＪ電流と駆！１１Ｉ］時間を示す図である。 （１０１）、（２０１）、１０９） ・・・・・・ｎ型オーミック電極 （１０２）、（２０２）、（３０１） ・・・・・・ｎ型ＧａＡ３単結晶基板 （１０３）、（２０３）、（３０６） ・・・・・・ｎ ｑ ＧａＡｓ バッファ層（１０４）
、（２０４）、（３０５） ・・・・・・ｎ 型Ａ２ＧａＡｓクラッド層（１０５）
、（２０５）、（３０４） ・・・・・・活性層 （１０６）、（２０６）、（３０３） ・・・・・・ｐｐＡＩＧａＡ日クラッド層（１０８ン
、（２０８）、（３０２）・・・・・・ｐＷＧａＡｓコ
ンタクト層（１０７）、（２０７）、（，５０７）・・
・・・・Ｚｎ５ｅ埋め込み層 （１０９）、（２０９）、（３０Ｂ） ・・・・・・ｐ型オーミック電極 （４０１）・・・・・・本発明の半導体レーザの一実施
例の特性を示す曲線 （４０２）・・・・・・従来例の半導体レーザの特性を
示す曲線 （５０１）・・・・・・本発明の半導体レーザの一実施
例の特性を示す曲線 （５０２）・・・・・・従来例の半導体レーザの特性を
示す曲線 第１国 築３品（＾） 第３国ｔ１ｇ＞ ご３図（必 多３＠Ｃｆ−） 第４図 ’ ／ｌ’ｌ’０ １ａａｏ
ｊａｐ。 友動碕Ｐｓ’ｌ （片間） ７！７ 夕図
面図である。 第２図は本発明の半導体レーザの一災施１１４１示す主
要断面図である。 第５図（ａ）〜（ｆ）は本発明の半導体レーザの一寿施
ψりを示す製造工程図である。 第４図は、本発明の半導体レーザの一実施例を示す、光
出力と注入を流の関係を示す図である。 第５因に、本発明の半導体レーザの一央１Ｍ的を示す、
駆ＭＪ電流と駆！１１Ｉ］時間を示す図である。 （１０１）、（２０１）、１０９） ・・・・・・ｎ型オーミック電極 （１０２）、（２０２）、（３０１） ・・・・・・ｎ型ＧａＡ３単結晶基板 （１０３）、（２０３）、（３０６） ・・・・・・ｎ ｑ ＧａＡｓ バッファ層（１０４）
、（２０４）、（３０５） ・・・・・・ｎ 型Ａ２ＧａＡｓクラッド層（１０５）
、（２０５）、（３０４） ・・・・・・活性層 （１０６）、（２０６）、（３０３） ・・・・・・ｐｐＡＩＧａＡ日クラッド層（１０８ン
、（２０８）、（３０２）・・・・・・ｐＷＧａＡｓコ
ンタクト層（１０７）、（２０７）、（，５０７）・・
・・・・Ｚｎ５ｅ埋め込み層 （１０９）、（２０９）、（３０Ｂ） ・・・・・・ｐ型オーミック電極 （４０１）・・・・・・本発明の半導体レーザの一実施
例の特性を示す曲線 （４０２）・・・・・・従来例の半導体レーザの特性を
示す曲線 （５０１）・・・・・・本発明の半導体レーザの一実施
例の特性を示す曲線 （５０２）・・・・・・従来例の半導体レーザの特性を
示す曲線 第１国 築３品（＾） 第３国ｔ１ｇ＞ ご３図（必 多３＠Ｃｆ−） 第４図 ’ ／ｌ’ｌ’０ １ａａｏ
ｊａｐ。 友動碕Ｐｓ’ｌ （片間） ７！７ 夕図
Claims (1)
- III−Ｖ族化合物半導体より成る活性層及びクラッド層
から構成されるダブルヘテロ接合型半導体レーザにおい
て、前記活性層直上のクラッド層の中間の深さまで、ス
トライプ状のリブが形成され、該リブの両側端は、III
−VI族化合物半導体より成る半導体層で埋め込まれてい
ることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25753986A JPS63110785A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 半導体レ−ザ |
| FR8714606A FR2606223B1 (fr) | 1986-10-29 | 1987-10-22 | Laser a semiconducteur et son procede de fabrication |
| US07/113,788 US4856013A (en) | 1986-10-29 | 1987-10-28 | Semiconductor laser having an active layer and cladding layer |
| DE19873736497 DE3736497A1 (de) | 1986-10-29 | 1987-10-28 | Halbleiterlaser und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25753986A JPS63110785A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110785A true JPS63110785A (ja) | 1988-05-16 |
Family
ID=17307686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25753986A Pending JPS63110785A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63110785A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871680A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6174382A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
| JPS637692A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置 |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP25753986A patent/JPS63110785A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871680A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6174382A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
| JPS637692A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置 |
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