JPS6342871B2 - - Google Patents

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JPS6342871B2
JPS6342871B2 JP3756981A JP3756981A JPS6342871B2 JP S6342871 B2 JPS6342871 B2 JP S6342871B2 JP 3756981 A JP3756981 A JP 3756981A JP 3756981 A JP3756981 A JP 3756981A JP S6342871 B2 JPS6342871 B2 JP S6342871B2
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
guide layer
type inp
cladding layer
Prior art date
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Expired
Application number
JP3756981A
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English (en)
Other versions
JPS57152180A (en
Inventor
Isamu Sakuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2231Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は横基本モード発振する半導体レーザの
製造方法に関する。横モード制御された基本モー
ド発振する半導体レーザはBRW(Buried Rib
Waveguide)型半導体レーザで代表される。こ
の構造は活性層の上側に平凸状の光ガイド層を設
けて、接合の横方向に屈折率分布を形成し、活性
層に強い光導波作用を持たせたものである。本発
明に先行する従来技術として、このBRW型半導
体レーザを挙げるべきであり以下この型式の製造
方法及び構造について、その何処を本発明で解決
すべきか図面を用いて簡単に説明する。第1図は
従来のBRW型半導体レーザの概略を示す断面図
である。先ずn型InPでなる半導体基板1に第1
の液相エピタキシヤル成長工程によりn型InPク
ラツド層2、InGaAsP活性層3、p型InGaAsP
光ガイド層4、p型InPクラツド層5を成長す
る。
次にこのp型InPクラツド層5の表面より選択
エツチング処理によりp型InGaAsP光ガイド層
の中途に達するストライプ状の凸部を形成する。
然る後第2の液相エピタキシヤル成長工程により
n型InP層6をその前表面に形成せしめて、凸部
領域をInPで埋め込む。凸部領域にのみ電流が注
入されるようにn型InP層6の一部分をp型不純
物の拡散によりp型領域7に変換し、最後に電極
8,9を取り付けてBRW型半導体レーザが製作
される。
光ガイド層4と活性層3の屈折率は相互に近づ
け、光ガイド層4のそれがわずかに小さくなる様
に設計する。この様な構造に於ては活性層厚が一
定の場合、光ガイド層側に活性層からレーザ光が
しみ出す割合が、光ガイド層厚の増大にしたがい
増す傾向にある。したがつて光ガイド層4の凸部
領域とその両側部で光ガイド層4へのレーザ光の
しみ出し量が異なり、それがために両領域部間で
実効屈折率分布が生じる。この実効屈折率分布が
レーザ光を接合面に平行な横方向に閉じ込める光
導波作用をもたらし、レーザ発振の横モード安定
化がなされる。
活性層への電流狭窄は凸部領域のn型InP層6
の完全なる埋め込みによりなされる。
しかし、上記半導体レーザの構造によれば、光
ガイド層4と、活性層3との禁制帯幅差が小さい
ことによりこの界面でのキヤリヤ閉じ込めの効果
が弱くなる。凸部領域の厚い部分ではp型InPク
ラツド層5が隣接して形成されているため、この
クラツド層5が光ガイド層4にもれたキヤリヤを
再度閉じ込める役目をする。したがつて、この領
域でのキヤリヤ閉じ込めは心配する必要がない。
しかし、ガイド層4の凸部領域の両側部ではかな
らずしも同様でない。なぜなら、前記ガイド層4
の両側部はn型InP層に狭まれているからであ
る。活性層にキヤリヤが注入された場合、電子は
光ガイド層側に少しながら拡散する。この電子に
対して、n型InP層6はなんら閉じ込める作用を
有しないから、自然にn型InP層へと電子はもれ
だす。このキヤリヤのもれ現象は発振しき値電流
の増大となる。特に素子の温度が上昇した際この
現象が顕著となり温度特性を悪くする。
この発明の目的は上記従来構造が有する欠点を
除去した、半導体レーザを、容易に実現し得る製
造方法を提供することにある。この発明の骨子は
半導体基板上に第1段階の成長でクラツド層、活
性層、光ガイド層、クラツド層を形成し、次いで
エツチング工程により凸部状の光ガイド層を設け
再度成長を行い凸部光ガイド層の両側領域にキヤ
リヤ閉じ込め層を成長し、その側面の埋め込みを
完了しさらに電極形成層を積もらすものである。
以下この発明の実施例について図面を参照して
説明する。
第2図は本発明を実施した場合の概略断面図、
第3図は主要な製造過程を示す工程図である。
先ず、第3図Aに示す如く、n型InPでなる半
導体基体10上にn型InPクラツド層11、In0.77
Ga0.23As0.51P0.49活性層12、p型In0.8Ga0.2As0.47
P0.53光ガイド層13、p型InPクラツド層14を
連続して第1の液相エピタキシヤル成長で形成す
る。p型InPクラツド層14の表面にSiO2膜20
を付着する。このSiO2膜20をエツチングの選
択マスクとして凸部をエツチング工程で形成す
る。エツチング深さは、光ガイド層が0.2〜0.3μ
m厚残る様に制御する(第3図B,C)。SiO2
20を除去してから次に第2の液相エピタキシヤ
ル成長で、まず、凸部の両側部にのみp型InP層
15を成長し、続いて、n型In0.77Ga0.23As0.51
P0.49電極形成層16を全面に形成して終る(第3
図D)。ここで再度SiO2膜を付け、凸部領域の真
上に位置する場所にストライプ状の窓をあける。
この窓からZnを拡散し、n型InP層16の一部分
をp型領域17に変換する。最後にp型電極18
とn型電極19をそれぞれ、p型領域17とn型
InP基体10の裏側に各々形成して目的とする
BRW型半導体レーザが出来あがる(第2図)。
典型的な各層厚はn型InPクラツド層11が2μ
m、活性層12が0.2μm、p型光ガイド層13が
0.5μm、p型InPクラツド層14が2μm、p型キ
ヤリヤ閉じ込め層15が0.5μm、n型電極形成層
16が2μmで、ストライプ状凸部の幅が2μm、
Zn拡散領域17の幅が10μmである。
このようにして製作されたBRW型半導体レー
ザの電極18に正、電極15に負の電圧を印加す
れば、活性層12内で発光した光が端面より外部
に導出される。光導波機構は平凸状の光ガイド層
によりなされその特性は第1図の従来構造と同様
であるので詳細説明はこれを省略する。凸部状光
ガイド層の両側部にp型InP層を薄く成長するこ
とで、電流の拡がりを少なくし、かつキヤリヤに
対する閉じ込めが完全に行なわれる。従来構造同
様に光ガイド層側への電子の拡散は有るが、p型
InP層とp型光ガイド層とによるp−pヘテロ接
合により電子が更にp型InP層へともれだす様な
ことはなくなる。このp型InP層を成長する際、
その厚さを出来るだけ薄くした方がこの層での電
流拡がりが少なくなるので、望ましい。
以上、述べたように本発明の製造方法の特徴は
光ガイド層に於けるキヤリヤの閉じ込めをガイド
層全域で行なわせるための半導体層を液相エピタ
キシヤル成長工程で形成することにある。故に本
発明は従来の半導体レーザの特徴である安定な横
モード制御と有効な電流狭窄効果をそこなうこと
なく、温度特性の優れた半導体レーザが簡単に製
作出来る半導体レーザの製造方法にある。
尚以上の実施例では結晶成長法として、液相エ
ピタキシヤル法を適用した場合を述べたが別な成
長法たとえば、気相エピタキシヤル法や、分子線
エピタキシヤル法等を適用し、本発明を実施して
も、まつたく同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のBRW型半導体レーザの概略的
断面図、第2図は本発明の実施により得られる半
導体レーザの概略的断面図、第3図は本発明の製
造方法の略線的工程図を示す。 図に於いて、1,10……n型InP基体、2,
11……n型InPクラツド層、3,12……活性
層、4,13……p型光ガイド層、5,14……
p型InPクラツド層、6……n型InP層、7,1
7……p型拡散領域、15……p型InP層、16
……電極形成層、8,18……p型電極、9,1
9……n型電極、20……SiO2膜をそれぞれ示
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基体上に少なくとも第1クラツド層、
    活性層、光ガイド層、第2クラツド層を順次形成
    する第1の結晶成長工程と、第2クラツド層の表
    面からエツチングを行い、少なくとも前記光ガイ
    ド層がストライプ凸部になるようなエツチング工
    程と、前記ストライプ状凸部の両側部にのみ、前
    記光ガイド層の禁制帯幅より大きく、且つ導電型
    の同じ第3の半導体層と、前記第2クラツド層と
    前記第3の半導体層に隣接して電極形成層を形成
    する第2の結晶成長工程とを含むことを特徴とす
    る半導体レーザの製造方法。
JP3756981A 1981-03-16 1981-03-16 Manufacture of semiconductor laser device Granted JPS57152180A (en)

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JPH0770779B2 (ja) * 1985-09-04 1995-07-31 株式会社日立製作所 半導体レーザの製造方法
JP2543551B2 (ja) * 1987-12-28 1996-10-16 キヤノン株式会社 半導体レ―ザ―
JP2674592B2 (ja) * 1996-04-22 1997-11-12 株式会社日立製作所 半導体レーザ

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