JPS63252494A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS63252494A JPS63252494A JP8770687A JP8770687A JPS63252494A JP S63252494 A JPS63252494 A JP S63252494A JP 8770687 A JP8770687 A JP 8770687A JP 8770687 A JP8770687 A JP 8770687A JP S63252494 A JPS63252494 A JP S63252494A
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 24
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 25
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
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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〕
本発明は化合物半導体レーザ素子に関するものである。
屈折率導波型半導体レーザ素子では、活性層中に屈折率
分布をもった導波路を形成し、これが導波領域となって
水平横モードを決定する。従来、不純物の選択的ドーピ
ングにより活性層中に屈折率差を設ける不純物制御型で
は、第２図に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）上に
ｎ−ＡｆｆｉＧａＡｓクラッド層（２）、ｎ−ＧａＡｓ
活性層（３）、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層（４）、ｎ
−Ｃ；ａＡｓキャップ層（５）を順次形成した後、不純
物の選択拡散によりキャップ層（５）から活性層（３）
の下のｎ−ＡｆｆｉＧａＡｓクラッド層（２）に入り込
む領域（６）をＰ型に変えである０発光は活性層ｐｔ＋
Ｉ域に閉じ込められたキャリアによって行われ、活性層
に平行な方向の水平横モードは、活性層中のキャリア濃
度差によって生じる屈折率差によって制御される。また
、電流の狭窄は、キャップ層（５）上にＳｉ０ｇ膜（７
）などの絶縁膜を形成し、拡散領域に窓をあけることに
よって行う。
分布をもった導波路を形成し、これが導波領域となって
水平横モードを決定する。従来、不純物の選択的ドーピ
ングにより活性層中に屈折率差を設ける不純物制御型で
は、第２図に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）上に
ｎ−ＡｆｆｉＧａＡｓクラッド層（２）、ｎ−ＧａＡｓ
活性層（３）、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層（４）、ｎ
−Ｃ；ａＡｓキャップ層（５）を順次形成した後、不純
物の選択拡散によりキャップ層（５）から活性層（３）
の下のｎ−ＡｆｆｉＧａＡｓクラッド層（２）に入り込
む領域（６）をＰ型に変えである０発光は活性層ｐｔ＋
Ｉ域に閉じ込められたキャリアによって行われ、活性層
に平行な方向の水平横モードは、活性層中のキャリア濃
度差によって生じる屈折率差によって制御される。また
、電流の狭窄は、キャップ層（５）上にＳｉ０ｇ膜（７
）などの絶縁膜を形成し、拡散領域に窓をあけることに
よって行う。
しかしながら、一般に不純物拡散技術はキャリア濃度、
深さとも制御することは難しい。特にキャリア濃度は導
波路形成にとって大きな影響を与えるため、作製する時
に、ロット間の素子特性がばらつき、製品化を考える場
合に、致命的である。
深さとも制御することは難しい。特にキャリア濃度は導
波路形成にとって大きな影響を与えるため、作製する時
に、ロット間の素子特性がばらつき、製品化を考える場
合に、致命的である。
すなわち、ｎ形の活性層にＺｎを拡散してＰ形層部分を
設ける場合、プラズマ効果によりキャリア濃度が低いほ
ど屈折率が大きいことを利用する。
設ける場合、プラズマ効果によりキャリア濃度が低いほ
ど屈折率が大きいことを利用する。
ＧａＡｓでは、同じキャリア濃度のｎ形とｐ形とでは、
ｎ ＝ ｐ ＞ ２〜３ ＸＩＯ”ＣＩ−’において、
ｐ形の屈折率がｎ形の屈折率より高くなる。このような
条件のもとで、ｎ形のキャリア濃度５ＸｌＯ”ＣＭ−３
にｐ形のキャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”ａｍ−’を拡散させ
、ｎとｐが適当な範囲内（Ｐ ＝ ２ ＸＩＯ”Ｃ１１
−ゴ）で補償した状態でｐ形部分の屈折率を周囲のｎ形
部分よりも大きくすることは、拡散プロセスが複雑にな
るとともに、その制御が容易でないという問題を有する
。
ｎ ＝ ｐ ＞ ２〜３ ＸＩＯ”ＣＩ−’において、
ｐ形の屈折率がｎ形の屈折率より高くなる。このような
条件のもとで、ｎ形のキャリア濃度５ＸｌＯ”ＣＭ−３
にｐ形のキャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”ａｍ−’を拡散させ
、ｎとｐが適当な範囲内（Ｐ ＝ ２ ＸＩＯ”Ｃ１１
−ゴ）で補償した状態でｐ形部分の屈折率を周囲のｎ形
部分よりも大きくすることは、拡散プロセスが複雑にな
るとともに、その制御が容易でないという問題を有する
。
また、拡散深さについては、ウェハー表面から１〜２−
の深さに配置している活性層厚０．１−の周辺に制御す
るという困難さがある。
の深さに配置している活性層厚０．１−の周辺に制御す
るという困難さがある。
本発明は以上のような点にかんがみてなされたもので、
その目的とするところは、不純物の拡散の深さと拡散領
域のキャリア濃度の制御を容易にする構造をもつことに
よって、特性の再現性が容易にとれる半導体レーザ素子
を提供することにある。
その目的とするところは、不純物の拡散の深さと拡散領
域のキャリア濃度の制御を容易にする構造をもつことに
よって、特性の再現性が容易にとれる半導体レーザ素子
を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明によれば、半導体基板
と、該半導体基板上に形成された第１のクラッド層と、
該第１のクラッド層上に形成された活性層と、該活性層
上に形成された第２のクラッド層とから少なくとも構成
され、不純物の選択的拡散により活性層中に屈折率の差
を有する屈折率導波型半導体レーザ素子において、活性
層のストライプ状発光領域と該領域の上下方向の領域を
除いて、第２クラッド層から少なくとも第１クランド層
に達する領域に不純物を拡散することにより、活性層の
不純物拡散領域の屈折率がストライプ状発光領域の屈折
率よりも低下していることを特徴とする半導体レーザ素
子が提供される。
と、該半導体基板上に形成された第１のクラッド層と、
該第１のクラッド層上に形成された活性層と、該活性層
上に形成された第２のクラッド層とから少なくとも構成
され、不純物の選択的拡散により活性層中に屈折率の差
を有する屈折率導波型半導体レーザ素子において、活性
層のストライプ状発光領域と該領域の上下方向の領域を
除いて、第２クラッド層から少なくとも第１クランド層
に達する領域に不純物を拡散することにより、活性層の
不純物拡散領域の屈折率がストライプ状発光領域の屈折
率よりも低下していることを特徴とする半導体レーザ素
子が提供される。
次に本発明の作用を第１図とともに説明する。
ｎ−ＧａＡｓ活性層０りのキャリア濃度は１×ＩＱＩＩ
Ｃ，−３以下とし、該ｎ−ＧａＡｓ活性層θ湯上にｎ
−Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ第２クラッド層０１０をエピ
タキシャル成長後、Ｚｎを拡散領域（＋５１に選択拡散
させる。
Ｃ，−３以下とし、該ｎ−ＧａＡｓ活性層θ湯上にｎ
−Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ第２クラッド層０１０をエピ
タキシャル成長後、Ｚｎを拡散領域（＋５１に選択拡散
させる。
拡散領域の深さは活性層０りの下、ｐ−ＡｆｆｉＧａＡ
Ｓ第１クラッド層ＯＺに達する深さであればよい。
Ｓ第１クラッド層ＯＺに達する深さであればよい。
拡散領域Ｑ９のキャリア濃度はＩ ＸＩＯ”ｅｌｌ−’
程度の高濃度が望ましく、その拡散は１回の拡散処理に
よって行われる。従って活性層面のＺｎ−拡散部分のＰ
形キャリア濃度はｎ形キャリアの補償を受けても〜ｌＸ
１０１″Ｃ１１−３、活性層Ｑ３）のｎ形部分のキャリ
ア濃度はＩ Ｘ Ｉ Ｑ ’ Ｉ ｃｌｌ−ｓとなり、
そのキャリア濃度差からｎ形部分の屈折率が５Ｘ１０−
’〜ｌ×ｉｏ””だけ拡散領域より高くなるため、安定
した水平基本モードを得ることができる。
程度の高濃度が望ましく、その拡散は１回の拡散処理に
よって行われる。従って活性層面のＺｎ−拡散部分のＰ
形キャリア濃度はｎ形キャリアの補償を受けても〜ｌＸ
１０１″Ｃ１１−３、活性層Ｑ３）のｎ形部分のキャリ
ア濃度はＩ Ｘ Ｉ Ｑ ’ Ｉ ｃｌｌ−ｓとなり、
そのキャリア濃度差からｎ形部分の屈折率が５Ｘ１０−
’〜ｌ×ｉｏ””だけ拡散領域より高くなるため、安定
した水平基本モードを得ることができる。
以下第１図に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。第１図においてｐ−ＧａＡｓ基板０υ上にｐ−Ａｊ！
ＧａＡｓ第１クラッド層Ｑ２１．ｎ−ＧａＡｓ活性層０
り及びｎ−Ａｊ！ＧａＡｓ第２クラッド層（ロ）を順次
エピタキシャル成長させた後、Ｚｎを第２クラッド層（
ロ）から活性層側下、第１クラッド層０２）に達する領
域０５）に選択的に拡散させ、この領域をＰ形にする。
。第１図においてｐ−ＧａＡｓ基板０υ上にｐ−Ａｊ！
ＧａＡｓ第１クラッド層Ｑ２１．ｎ−ＧａＡｓ活性層０
り及びｎ−Ａｊ！ＧａＡｓ第２クラッド層（ロ）を順次
エピタキシャル成長させた後、Ｚｎを第２クラッド層（
ロ）から活性層側下、第１クラッド層０２）に達する領
域０５）に選択的に拡散させ、この領域をＰ形にする。
その後、第２クラッド層上にＳｉｎｇ膜Ｑ［ｉｌを形成
し、発光部となるＺｎの非拡散領域のＳｉＯ□膜を除い
て窓をあけ、その後ｎ電極０力及びｐ電極θ印を形成す
る。活性層面中の非拡散領域のキャリア濃度はＩ ＸＩ
Ｏ”ｃｍ−”であり、キャリアの拡散長は２μ程度であ
るため、非拡散領域は４４の巾が必要である。
し、発光部となるＺｎの非拡散領域のＳｉＯ□膜を除い
て窓をあけ、その後ｎ電極０力及びｐ電極θ印を形成す
る。活性層面中の非拡散領域のキャリア濃度はＩ ＸＩ
Ｏ”ｃｍ−”であり、キャリアの拡散長は２μ程度であ
るため、非拡散領域は４４の巾が必要である。
以上説明したように本発明によれば、活性層のストライ
プ状発光領域と該発光領域の上下方向の領域を除いて、
第２クラッド層から少なくとも第１クラッド層に達する
領域に不純物を拡散することにより、活性層の不純物拡
散領域の屈折率をストライプ状発光領域の屈折率よりも
低下させているため、不純物拡散の深さと濃度の制御が
容易になり、品質及び製造歩留の向上という優れた効果
がある。
プ状発光領域と該発光領域の上下方向の領域を除いて、
第２クラッド層から少なくとも第１クラッド層に達する
領域に不純物を拡散することにより、活性層の不純物拡
散領域の屈折率をストライプ状発光領域の屈折率よりも
低下させているため、不純物拡散の深さと濃度の制御が
容易になり、品質及び製造歩留の向上という優れた効果
がある。
第１図は本発明にかかる半導体レーザ素子の要部断面図
、第２図は従来の一例を示す半導体レーザ素子の要部断
面図である。 １−ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、 ２− ｎ −Ａ Ｉ
Ｇ ａ ＡＳ第１クラッド層、 ３．１３−ｎ−Ｇａ
Ａｓ活性層、 ４．１４・・・ｎ −Ａ ＩＩ Ｇ ａ
Ａ ｓ第２クラッド層、５−ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓキ
ヤツプ層、 ６．１５−Ｚ ｎ −拡散領域、 ７．
１６・・・５ｉＯｚ膜、 ８．１８・・・ｐ電極、９．
１１・ｎ電極、 １ｌ−ｐ−ＧａＡｓ基板、１２−ｐ−
ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層。
、第２図は従来の一例を示す半導体レーザ素子の要部断
面図である。 １−ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、 ２− ｎ −Ａ Ｉ
Ｇ ａ ＡＳ第１クラッド層、 ３．１３−ｎ−Ｇａ
Ａｓ活性層、 ４．１４・・・ｎ −Ａ ＩＩ Ｇ ａ
Ａ ｓ第２クラッド層、５−ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓキ
ヤツプ層、 ６．１５−Ｚ ｎ −拡散領域、 ７．
１６・・・５ｉＯｚ膜、 ８．１８・・・ｐ電極、９．
１１・ｎ電極、 １ｌ−ｐ−ＧａＡｓ基板、１２−ｐ−
ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層。
Claims (1)
- 半導体基板と、該半導体基板上に形成された第１のクラ
ッド層と、該第１のクラッド層上に形成された活性層と
、該活性層上に形成された第２のクラッド層とから少な
くとも構成され、不純物の選択的拡散により活性層中に
屈折率の差を有する屈折率導波型半導体レーザ素子にお
いて、活性層のストライプ状発光領域と該領域の上下方
向の領域を除いて、第２クラッド層から少なくとも第１
クラッド層に達する領域に不純物を拡散することにより
、活性層の不純物拡散領域の屈折率がストライプ状発光
領域の屈折率よりも低下していることを特徴とする半導
体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8770687A JPS63252494A (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8770687A JPS63252494A (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252494A true JPS63252494A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13922358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8770687A Pending JPS63252494A (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252494A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329926A (ja) * | 2000-03-27 | 2002-11-15 | Tadashi Takano | 半導体レーザ装置およびそれを用いた通信システム |
| JP2011124610A (ja) * | 2000-03-27 | 2011-06-23 | Tadashi Takano | 半導体レーザ装置およびそれを用いた通信システム |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP8770687A patent/JPS63252494A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329926A (ja) * | 2000-03-27 | 2002-11-15 | Tadashi Takano | 半導体レーザ装置およびそれを用いた通信システム |
| JP2011124610A (ja) * | 2000-03-27 | 2011-06-23 | Tadashi Takano | 半導体レーザ装置およびそれを用いた通信システム |
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