JPS63153882A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS63153882A JPS63153882A JP30095486A JP30095486A JPS63153882A JP S63153882 A JPS63153882 A JP S63153882A JP 30095486 A JP30095486 A JP 30095486A JP 30095486 A JP30095486 A JP 30095486A JP S63153882 A JPS63153882 A JP S63153882A
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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
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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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、半導体レーザ装置に関するものである。
従来の技術
近年、半導体レーザでは、低閾値化および横モードの安
定性の観点から、埋め込み型（Ｂ）Ｉ型）構造が多く採
用されている。従来、その埋め込み層としては、逆バイ
アスｐｎ接合になるように配置されたｐ型半導体、ｎ型
半導体が用いられてきた。第４図に、その１例をしめす
。活性層２１とクラッド層２２または２３のｐｎ接合が
順バイアスになるように電圧が印加されたとき、埋め込
み層のｎ−ＩｎＰ２６と、ｐ−ＩｎＰ２５のｐｎ接合は
逆バイアスになり、その接合面では電流が流れない。こ
のため、この半導体レーザ装置に注入された電流は、埋
め込まれていないストライプ部分、つまり活性層２１に
狭窄される。その結果、同じ注入電流値でも、電流狭窄
されていない場合より、活性層の電流密度が高くなるの
で、低閾値電流で、レーザ発振可能である。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような半導体レーザ装置では、埋め
込む第１層（第４図では、ｐ−ＩｎＰ２５）を、活性層
上部のクラッド層（第４図では、ｐ−ＩｎＦ２３）と同
導電型にする必要がある。そのため、活性層上部のクラ
ッド層から、埋め込み第１層を通じて、活性層以外のｐ
ｎ接合（例えば、第４図のＡ）に流れるリーク電流が存
在する。このリーク電流は、高注入・高出力時の外部量
子効率低下の一因となる。また、第４図のような半導体
１ノ−ザ装置は、平坦な１．二重異種接合を作製したウ
ェハーを、適当に成形（ストライプ、チャネル等）した
後、二回目の結晶成長で埋め込むことを必要とする。一
般に結晶成長の良否は、成長前のウェハー表面状態に左
右されるが、二回目成長前のウェハー表面は、上記のよ
うに成形されているので、その表面処理が難しく、それ
に起因する成長不良をおこしやすい。このことは、ウェ
ハーの歩留り低下となる。 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、低閾値、高
外部量子効率、高歩留りな半導体レーザ装置を提供する
ことを目的としている。 問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、第１クラッド層、活性層、第２クラッド層が順次
積層された多層構造が形成され、前記多層構造の表面か
ら、前記第１クラッド層に達するたがいに平行な二本の
溝が形成され、前記溝の中にアモルファス絶縁物が充填
されて構成されている。 作 用 アモルファス絶縁物と、ｐｎ逆バイアス分離部分には、
電流が流れないので、この半導体レーザ装置に注入され
た電流は、二本の溝の間にだけ流れる。それ故、二本の
溝にはさまれた活性層にのみ、電流狭窄され、低閾値電
流でレーザ発振可能である。さらに、二本の溝は、絶縁
物で埋められているので、活性層上部クラッド層から、
活性層以外のｐｎ接合にリークする電流経路は無く、高
注入・高出力時にも、外部量子効率が低下することはな
い。また、アモルファス絶縁物は、ウェハーの表面状態
に依存せずに、気相成長法で堆積することができ、二回
目成長で半導体結晶を埋め込むより、一様性が高い。つ
まり、高歩留りとなる。 実 施 例、 第１図は、本発明の半導体レーザ装置の一実施例の断面
図である。半導体材料としては、Ｉ ｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ ／ Ｉ ｎＰ系を用いているが、ＡＩ Ｇａ Ａｓ
／ Ｇａ Ａｓ系、 ＡＩ Ｇａ Ａｓ Ｓｂ ／
Ｇａ Ｓｂ系等にも適用することができる。 第１図において、１は活性層、２はｎ−ＩｎＰクラッド
層、３はｐ−ＩｎＰクラッド層であり、二重異種接合を
なしている。４はｐ −Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ コン
タクト層であると同時に、ｎ−ＩｎＦ３とともに、逆バ
イアスｐｎ接合を形成している。また、後述のように、
ｐ” −ＩｎＧａ Ａｓ Ｐ コンタクト層４は、ｎ−
ＩｎＦ３のエツチングストッパ一層にもなっている。６
は、埋め込まれたアモルファス絶縁物であり、これによ
り、活性層上部クラッド層からの漏れ電流が零となり高
外部量子効率がもたらされ、また、埋め込み層の均一化
およびチップが高歩留りとなる。 第２図は、第１図の半導体レーザ装置の作製工程図であ
る。他の材料系でも同様に作製することができる。まず
ＬＰＥ法を用いて、Ｓｎドープｎ−１ｎＰ基板７上に、
ｎ−ＩｎＰクラッド層２（Ｔｅドープ、 ３ｘ １ｏ１
８ｃｍ−’） 、アンドープＩ ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ
活性層１．ｐ−ＩｎＰクラッド層３（Ｚｎドープ、
Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−５） 、 ｐ” ＝ＩｎＧａ Ａ
ｓ Ｐ コンタクト層４（Ｚｎドープ、５ｘ１ｏ ｃ
ｍ ）。 ｎ−ＩｎＰ層５ （Ｔｅドープ、５ｘ１ｏ ｃｍ
） を順次形成する（第２図（ａ））。次に、ホトリ
ソグラフィー技術を用いて、ｎ−１ｎＰ層６の一部をＨ
Ｃを用いて選択エツチングする（第２図（ｂ））。この
ときｐ、 −Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ ４がエツチングス
トッパーとなる。次に、二本の溝を形成するだめのレジ
スト１ｏを、ホトリソフィー技術で作製する（第２図（
Ｃ））。このウェハーに、ＨＢｒ系エッチャントを用い
て、溝を形成する、（第２図（ｄ））。次に、レジスト
１ｏを除去せずに、常圧ＣＶＤまたは、スパッタを用い
てアモルファス絶縁物６を堆積する。 このとき、溝がアモルファス絶縁物で埋められる（第２
図（ｅ））。さらに、アセトンで、レジスト１゜を除去
すると、アモルファス絶縁物６が、溝の中のみに埋めら
れた形となる（第２図（ｆ））。この時、各溝は、ｐｎ
逆バイアス分離部分の一部を含むようにする。最後に、
エビ側表面にＡｕ ｚｔｌＢ ４基板側表面にＡｕ Ｇ
ｅ Ｎｉ ９を、蒸着・合金化して、素子は完成する。 第３図は、本発明による半導体レーザ装置の注入電流と
、光出力の関係をしめす。高注入時でも、活性層上部ク
ラッド層からの漏れ電流がないので、従来例のように、
外部量子効率が低下することは見られない。また、歩留
りも、従来より、倍以上改善されている。 発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、活性領域の両側を
アモルファス絶縁物で埋め込んだ構造で、低閾値電流、
高微分量子効率、高歩留りな半導体レーザ装置が得られ
、工業的に、大変有用である。 ４ 【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図は第１図に示した半導体レーザ装置の作
礼工程図、第３図は第１図に示した半導体レーザ装置の
電流−光出力特性図、第４図は従来例における半導体レ
ーザ装置の断面［゛イ１である０ １・・・・・・ＩｎＧａＡｓＰ活性層、２・・・・・・
ｎ−ＩｎＰクラッド層、３・・・・・・ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層、４・・・・・・ｐ”−ＩｎＧａ Ａｓ ｐ＝＋
７タクト層、５−・−＝ ｎ−Ｉ ｎＰ層、６・・・
・・・アモルファス絶縁物。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／
−−−１ｔｔＣｒｃＡｓＰ ５Ｆ！ｘ性層２− ルー１
７Ｌ／’クラッド層 ３−Ｐ−１九Ｐクラッド層 ４−−− Ｆ’−１ｆＬＣｒａ−Ａｓ ／’ゴン７クト
肩６− ルーＴ帆Ｐ層 ６・−アモルファス濯Δ象物 ７− 几−Ｔ帆Ｐ基板 ８−− Ａ ｕ、 Ｚ７Ｌ ’ｅ−算 ９−−−八ＣＬ （ｒｅ Ｎｉ ｑｋ、１に第１図 第 ２ 図 、マ 第２図 第３図
定性の観点から、埋め込み型（Ｂ）Ｉ型）構造が多く採
用されている。従来、その埋め込み層としては、逆バイ
アスｐｎ接合になるように配置されたｐ型半導体、ｎ型
半導体が用いられてきた。第４図に、その１例をしめす
。活性層２１とクラッド層２２または２３のｐｎ接合が
順バイアスになるように電圧が印加されたとき、埋め込
み層のｎ−ＩｎＰ２６と、ｐ−ＩｎＰ２５のｐｎ接合は
逆バイアスになり、その接合面では電流が流れない。こ
のため、この半導体レーザ装置に注入された電流は、埋
め込まれていないストライプ部分、つまり活性層２１に
狭窄される。その結果、同じ注入電流値でも、電流狭窄
されていない場合より、活性層の電流密度が高くなるの
で、低閾値電流で、レーザ発振可能である。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような半導体レーザ装置では、埋め
込む第１層（第４図では、ｐ−ＩｎＰ２５）を、活性層
上部のクラッド層（第４図では、ｐ−ＩｎＦ２３）と同
導電型にする必要がある。そのため、活性層上部のクラ
ッド層から、埋め込み第１層を通じて、活性層以外のｐ
ｎ接合（例えば、第４図のＡ）に流れるリーク電流が存
在する。このリーク電流は、高注入・高出力時の外部量
子効率低下の一因となる。また、第４図のような半導体
１ノ−ザ装置は、平坦な１．二重異種接合を作製したウ
ェハーを、適当に成形（ストライプ、チャネル等）した
後、二回目の結晶成長で埋め込むことを必要とする。一
般に結晶成長の良否は、成長前のウェハー表面状態に左
右されるが、二回目成長前のウェハー表面は、上記のよ
うに成形されているので、その表面処理が難しく、それ
に起因する成長不良をおこしやすい。このことは、ウェ
ハーの歩留り低下となる。 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、低閾値、高
外部量子効率、高歩留りな半導体レーザ装置を提供する
ことを目的としている。 問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、第１クラッド層、活性層、第２クラッド層が順次
積層された多層構造が形成され、前記多層構造の表面か
ら、前記第１クラッド層に達するたがいに平行な二本の
溝が形成され、前記溝の中にアモルファス絶縁物が充填
されて構成されている。 作 用 アモルファス絶縁物と、ｐｎ逆バイアス分離部分には、
電流が流れないので、この半導体レーザ装置に注入され
た電流は、二本の溝の間にだけ流れる。それ故、二本の
溝にはさまれた活性層にのみ、電流狭窄され、低閾値電
流でレーザ発振可能である。さらに、二本の溝は、絶縁
物で埋められているので、活性層上部クラッド層から、
活性層以外のｐｎ接合にリークする電流経路は無く、高
注入・高出力時にも、外部量子効率が低下することはな
い。また、アモルファス絶縁物は、ウェハーの表面状態
に依存せずに、気相成長法で堆積することができ、二回
目成長で半導体結晶を埋め込むより、一様性が高い。つ
まり、高歩留りとなる。 実 施 例、 第１図は、本発明の半導体レーザ装置の一実施例の断面
図である。半導体材料としては、Ｉ ｎ Ｇａ Ａｓ
Ｐ ／ Ｉ ｎＰ系を用いているが、ＡＩ Ｇａ Ａｓ
／ Ｇａ Ａｓ系、 ＡＩ Ｇａ Ａｓ Ｓｂ ／
Ｇａ Ｓｂ系等にも適用することができる。 第１図において、１は活性層、２はｎ−ＩｎＰクラッド
層、３はｐ−ＩｎＰクラッド層であり、二重異種接合を
なしている。４はｐ −Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ コン
タクト層であると同時に、ｎ−ＩｎＦ３とともに、逆バ
イアスｐｎ接合を形成している。また、後述のように、
ｐ” −ＩｎＧａ Ａｓ Ｐ コンタクト層４は、ｎ−
ＩｎＦ３のエツチングストッパ一層にもなっている。６
は、埋め込まれたアモルファス絶縁物であり、これによ
り、活性層上部クラッド層からの漏れ電流が零となり高
外部量子効率がもたらされ、また、埋め込み層の均一化
およびチップが高歩留りとなる。 第２図は、第１図の半導体レーザ装置の作製工程図であ
る。他の材料系でも同様に作製することができる。まず
ＬＰＥ法を用いて、Ｓｎドープｎ−１ｎＰ基板７上に、
ｎ−ＩｎＰクラッド層２（Ｔｅドープ、 ３ｘ １ｏ１
８ｃｍ−’） 、アンドープＩ ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ
活性層１．ｐ−ＩｎＰクラッド層３（Ｚｎドープ、
Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−５） 、 ｐ” ＝ＩｎＧａ Ａ
ｓ Ｐ コンタクト層４（Ｚｎドープ、５ｘ１ｏ ｃ
ｍ ）。 ｎ−ＩｎＰ層５ （Ｔｅドープ、５ｘ１ｏ ｃｍ
） を順次形成する（第２図（ａ））。次に、ホトリ
ソグラフィー技術を用いて、ｎ−１ｎＰ層６の一部をＨ
Ｃを用いて選択エツチングする（第２図（ｂ））。この
ときｐ、 −Ｉｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ ４がエツチングス
トッパーとなる。次に、二本の溝を形成するだめのレジ
スト１ｏを、ホトリソフィー技術で作製する（第２図（
Ｃ））。このウェハーに、ＨＢｒ系エッチャントを用い
て、溝を形成する、（第２図（ｄ））。次に、レジスト
１ｏを除去せずに、常圧ＣＶＤまたは、スパッタを用い
てアモルファス絶縁物６を堆積する。 このとき、溝がアモルファス絶縁物で埋められる（第２
図（ｅ））。さらに、アセトンで、レジスト１゜を除去
すると、アモルファス絶縁物６が、溝の中のみに埋めら
れた形となる（第２図（ｆ））。この時、各溝は、ｐｎ
逆バイアス分離部分の一部を含むようにする。最後に、
エビ側表面にＡｕ ｚｔｌＢ ４基板側表面にＡｕ Ｇ
ｅ Ｎｉ ９を、蒸着・合金化して、素子は完成する。 第３図は、本発明による半導体レーザ装置の注入電流と
、光出力の関係をしめす。高注入時でも、活性層上部ク
ラッド層からの漏れ電流がないので、従来例のように、
外部量子効率が低下することは見られない。また、歩留
りも、従来より、倍以上改善されている。 発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、活性領域の両側を
アモルファス絶縁物で埋め込んだ構造で、低閾値電流、
高微分量子効率、高歩留りな半導体レーザ装置が得られ
、工業的に、大変有用である。 ４ 【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図は第１図に示した半導体レーザ装置の作
礼工程図、第３図は第１図に示した半導体レーザ装置の
電流−光出力特性図、第４図は従来例における半導体レ
ーザ装置の断面［゛イ１である０ １・・・・・・ＩｎＧａＡｓＰ活性層、２・・・・・・
ｎ−ＩｎＰクラッド層、３・・・・・・ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層、４・・・・・・ｐ”−ＩｎＧａ Ａｓ ｐ＝＋
７タクト層、５−・−＝ ｎ−Ｉ ｎＰ層、６・・・
・・・アモルファス絶縁物。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／
−−−１ｔｔＣｒｃＡｓＰ ５Ｆ！ｘ性層２− ルー１
７Ｌ／’クラッド層 ３−Ｐ−１九Ｐクラッド層 ４−−− Ｆ’−１ｆＬＣｒａ−Ａｓ ／’ゴン７クト
肩６− ルーＴ帆Ｐ層 ６・−アモルファス濯Δ象物 ７− 几−Ｔ帆Ｐ基板 ８−− Ａ ｕ、 Ｚ７Ｌ ’ｅ−算 ９−−−八ＣＬ （ｒｅ Ｎｉ ｑｋ、１に第１図 第 ２ 図 、マ 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）半導体基板上に、第１クラッド層、活性層、第２
クラッド層、コンタクト層が順次積層され、前記コンタ
クト層の表面から前記第１クラッド層に達する深さのた
がいに平行な二本の溝が形成され、前記溝の中にアモル
ファス絶縁物が充填され、前記溝にはさまれた前記活性
層の上方に電流注入領域が設けられていることを特徴と
する半導体レーザ装置。 - （２）アモルファス絶縁物がＳｉＯ＿２、Ｓｉ＿３Ｎ＿
４またはＡｌ＿２Ｏ＿３の中のいずれかであることを特
徴とす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 |
|---|---|---|---|
| JP30095486A JPS63153882A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30095486A JPS63153882A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63153882A true JPS63153882A (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=17891081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30095486A Pending JPS63153882A (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63153882A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1170839A2 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-09 | Lucent Technologies Inc. | Mesa geometry semiconductor light emitter having chalcogenide dielectric coating |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208798A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-27 | Canon Inc | 半導体装置 |
| JPS61216495A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-26 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP30095486A patent/JPS63153882A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208798A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-27 | Canon Inc | 半導体装置 |
| JPS61216495A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-26 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1170839A2 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-09 | Lucent Technologies Inc. | Mesa geometry semiconductor light emitter having chalcogenide dielectric coating |
| EP1170839A3 (en) * | 2000-07-07 | 2002-04-03 | Lucent Technologies Inc. | Mesa geometry semiconductor light emitter having chalcogenide dielectric coating |
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