JPS6350873B2 - - Google Patents
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- JPS6350873B2 JPS6350873B2 JP57167963A JP16796382A JPS6350873B2 JP S6350873 B2 JPS6350873 B2 JP S6350873B2 JP 57167963 A JP57167963 A JP 57167963A JP 16796382 A JP16796382 A JP 16796382A JP S6350873 B2 JPS6350873 B2 JP S6350873B2
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- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06213—Amplitude modulation
-
- 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
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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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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
本発明は、高周波特性に優れた埋め込み形半導
体レーザに関する。 埋め込み形半導体レーザは、発振閾値が低い、
注入電流―光出力特性の直線性が良い、発振横モ
ードが安定である、高温動作が可能である等の特
徴を有する。特に、昭和57年度、電子通信学会総
合全国大会光および量子エレクトロニクスAの予
稿集857に記載されている、第1図に示す構造の
二重チヤンネル形プレーナ埋め込み構造半導体レ
ーザ(Double Channel Planar Buried
Heterostructure Laser Diode、以後DC―PBH
LDと略して記す)は、pnpn電流閉じ込め機構を
内部に有するためストライプ状になつた活性層領
域への電流集中度が良く、発振波長1.3μm帯にお
いて発振閾値15〜30mA、光出力50mW以上、最
高CW動作温度120℃以上等、JnPを基板としたIn
GaAsP系半導体レーザとして優れた特性を有す
る。またDC―PBH LDは内部にpnpn電流閉じ込
め構造を有するため、電流注入部を制限するため
のストライプ状電極構造を必要としないためp側
金属電極を、エピタキシヤル成長後の結晶表面、
もしくは、表面濃度を高くするために、全面に浅
く不純物拡散を施した結晶表面に、全面に亘つて
形成すれば良い。従つて製造プロスが簡単であ
り、製造歩留りが高い。また特性が良いことと製
造プロセスが単純であることから、信頼性が高
く、70℃という高温でも5mW程度の光出力動作
が安定に行える。 しかしながら、DC―PBH LDの高周波応答特
性を評価すると、光出力が半分(−3dB)になる
周波数は200〜300MHzと比較的低く、半導体レ
ーザとしては応答が遅いことが欠点となつてい
た。この原因が、活性層領域以外の電流閉じ込め
構造を形成するpnpn接合の接合容量が比較的大
きいことにあり、印加電流のうち高周波成分が、
活性層を通らずに周辺のpnpn接合部を通つて流
れてしまうことによるものであることが判つた。
これを解決する方法として、pnpn接合部の接合
容量を減少させるため各層の不純物濃度を減少さ
せてpn接合の空乏層を拡げる方法が考えられる。
確かにこの方法により、高周波特性は改善される
が、DC―PBH LDの電流閉じめ構造を形成する
pnpn接合部中央のn層、p層膜厚が薄いところ
で0.3μmから0.5μm程度となるため空乏層が拡が
りすぎてパンチ・スルーを起こしてしまうこと、
また、pnpn接合を構成するpnp接合トランジス
タ、及びnpn接合トランジスタの利得が大きくな
りpnpn接合がターン・オンしてしまうこと等に
より、直流成分でも活性層を流れない電流成分が
増大し、特性を悪くする欠点がある。 従つて、本発明の目的は、電流閉じ込め構造を
改善し、高周波応答特性に優れ、また高性能・高
信頼性を有する埋め込み形半導体レーザを提供す
ることにある。 本発明の半導体レーザは、半導体基板の上に第
1導電形のバツフア層と、活性層と第2導電形の
クラツド層の少くとも3層が順次積層された多層
膜基板の表面に少なくとも前記活性層を突き抜け
る深さの互いに平行な2本の溝が形成された多層
膜半導体メサ基板の上に、第2導電形の電流ブロ
ツク層と、前記2本の溝に挾まれて形成されたメ
サ領域の上方部のみを除いて積層される第1導電
形の電流閉じ込め層と、更に全面を覆つて積層さ
れる第2導電形の埋め込み層の少なくとも3層が
形成されており、前記メサ領域の内部に含まれる
活性層が発光領域となる埋め込み形半導体レーザ
において、前記電流ブロツク層と、前記電流閉じ
込め層との間に、前記電流ブロツク層及び前記電
流閉じ込め層のどちらの層よりも低いキヤリア濃
度を有する電流阻止層を介在させたことを特徴と
する構造となつている。 次に図面を用いて本発明の実施例を説明する。 第2図は、本発明の一実施例を説明する。 InGaAsP DC―PBH LDの断面図である。液
相エピタキシヤル成長(LPE)により(001)面
のn形InP基板1(不純物濃、2×1018cm-3)の
上にn形InPバツフア層2(不純物濃度1×1018
cm-3、膜厚5μm)と、InPに格子整合のとれた発
光波長にして1.3μmのバンドギヤツプ・エネルギ
ーを有するInGaAsP活性層3(ノンドープ、膜
厚0.1μm)と、P形InPクラツド層4(不純物濃
度1×1018cm-3、膜厚約1μm)の3層が積層され
たダブルヘテロ構造多層膜ウエハが形成される。
次にBr―メタノール系の溶液を用いて、<110>
に平行に幅約7μm、深さ約2μmの平行な2本の溝
40,41が形成され、その間に挾まれて幅約
1.5μmのメサストライプ30が形成される。メサ
ストライプ30の中に幅約2μmのInGaAsP活性
層光導波路31が形成される。第2回目のLPE
成長ではp形InP電流ブロツク層5(不純物濃度
1×1018cm-3、平坦部での膜厚0.5μm)、ノンドー
プInP電流阻止層(ノンドープ、平坦部での膜厚
0.2μm)、およびn形InP電流閉じ込め層7(不純
物濃度、3×1018cm-3)の3層がメサストライプ
30の肩口から始まつて平坦部に向つて連続して
積層され、その上にp形InP埋め込み層8(不純
物濃度1×1018cm-3、平坦部での膜厚2μm)及び
p形IpGaAsPキヤツプ層9(組成は発光波長に
して、1.2μm相当、不純物濃度5×1018cm-3、平
坦部での膜厚1μm)が全面に亘つて形成されてい
る。p側電極20にはAu―Zn系電極材料が、n
側電極21にはAn―Ge―Ni系電極材料が各々用
いられている。キヤビテイ長250μm、横幅300μm
の大きさに劈開して半導体レーザペレツトにす
る。この素子の基本特性は、発振闘値Ithが15〜
30mA、微分量子効率ηdが50〜60%、またIth∝
exp(T/To)で表現される特性温度Toは70〜90K 程度であり、これらの値はInP電流阻止層6を含
まない従来構造の素子と、ほとんど同じであつ
た。次に発光部を含まない平坦部のpnpn接合領
域の接合容量(Cpnpn)を測定したところ、単位
面積に換算した値で、2.5〜3.0×104pF/cm2とい
う値を得た。ペレツト全体でのpnpn接合領域の
接合容量は20pF程度となる。小信号振幅変調
(Im=0.5mAp―p)により、周波数応答特性を
調べると、変調光出力が直流の場合の半分(−
3dB)になる周波数は650〜800MHzであり、従
来の素子の200〜300MHzに比べ大きく改善され
ていることがわかつた。 ノンドープのInP電流阻止層6がどの程度の効
果を有するかについて評価を行つた。第3図aは
pnpn接合領域の単位面積当りの接合容量Cpnpn
のn―InP電流閉じ込め層不純物濃度依存性を示
す。その他の各層の不純物濃度条件は、全部第2
図の実施例で示した値と同じである。pnpn接合
には、第3図bに示す様に3個のpn接合が存在
し、各々接合容量C1,C2,C3を有す。Cpnpnは
これらC1,C2,C3の直列接続として求められる。
半導体レーザを動作させる場合、順方向バイアス
を印加すると、中央のpn接合は逆バイアスが印
加されて、空乏層が拡がるため、C2の接合容量
が最も小さくなる。従つてC1,C2,C3のうち
Cpnpnの値を決める主な量はC2の値になる。pn
接合を両側階段接合とすると、接合容量は
体レーザに関する。 埋め込み形半導体レーザは、発振閾値が低い、
注入電流―光出力特性の直線性が良い、発振横モ
ードが安定である、高温動作が可能である等の特
徴を有する。特に、昭和57年度、電子通信学会総
合全国大会光および量子エレクトロニクスAの予
稿集857に記載されている、第1図に示す構造の
二重チヤンネル形プレーナ埋め込み構造半導体レ
ーザ(Double Channel Planar Buried
Heterostructure Laser Diode、以後DC―PBH
LDと略して記す)は、pnpn電流閉じ込め機構を
内部に有するためストライプ状になつた活性層領
域への電流集中度が良く、発振波長1.3μm帯にお
いて発振閾値15〜30mA、光出力50mW以上、最
高CW動作温度120℃以上等、JnPを基板としたIn
GaAsP系半導体レーザとして優れた特性を有す
る。またDC―PBH LDは内部にpnpn電流閉じ込
め構造を有するため、電流注入部を制限するため
のストライプ状電極構造を必要としないためp側
金属電極を、エピタキシヤル成長後の結晶表面、
もしくは、表面濃度を高くするために、全面に浅
く不純物拡散を施した結晶表面に、全面に亘つて
形成すれば良い。従つて製造プロスが簡単であ
り、製造歩留りが高い。また特性が良いことと製
造プロセスが単純であることから、信頼性が高
く、70℃という高温でも5mW程度の光出力動作
が安定に行える。 しかしながら、DC―PBH LDの高周波応答特
性を評価すると、光出力が半分(−3dB)になる
周波数は200〜300MHzと比較的低く、半導体レ
ーザとしては応答が遅いことが欠点となつてい
た。この原因が、活性層領域以外の電流閉じ込め
構造を形成するpnpn接合の接合容量が比較的大
きいことにあり、印加電流のうち高周波成分が、
活性層を通らずに周辺のpnpn接合部を通つて流
れてしまうことによるものであることが判つた。
これを解決する方法として、pnpn接合部の接合
容量を減少させるため各層の不純物濃度を減少さ
せてpn接合の空乏層を拡げる方法が考えられる。
確かにこの方法により、高周波特性は改善される
が、DC―PBH LDの電流閉じめ構造を形成する
pnpn接合部中央のn層、p層膜厚が薄いところ
で0.3μmから0.5μm程度となるため空乏層が拡が
りすぎてパンチ・スルーを起こしてしまうこと、
また、pnpn接合を構成するpnp接合トランジス
タ、及びnpn接合トランジスタの利得が大きくな
りpnpn接合がターン・オンしてしまうこと等に
より、直流成分でも活性層を流れない電流成分が
増大し、特性を悪くする欠点がある。 従つて、本発明の目的は、電流閉じ込め構造を
改善し、高周波応答特性に優れ、また高性能・高
信頼性を有する埋め込み形半導体レーザを提供す
ることにある。 本発明の半導体レーザは、半導体基板の上に第
1導電形のバツフア層と、活性層と第2導電形の
クラツド層の少くとも3層が順次積層された多層
膜基板の表面に少なくとも前記活性層を突き抜け
る深さの互いに平行な2本の溝が形成された多層
膜半導体メサ基板の上に、第2導電形の電流ブロ
ツク層と、前記2本の溝に挾まれて形成されたメ
サ領域の上方部のみを除いて積層される第1導電
形の電流閉じ込め層と、更に全面を覆つて積層さ
れる第2導電形の埋め込み層の少なくとも3層が
形成されており、前記メサ領域の内部に含まれる
活性層が発光領域となる埋め込み形半導体レーザ
において、前記電流ブロツク層と、前記電流閉じ
込め層との間に、前記電流ブロツク層及び前記電
流閉じ込め層のどちらの層よりも低いキヤリア濃
度を有する電流阻止層を介在させたことを特徴と
する構造となつている。 次に図面を用いて本発明の実施例を説明する。 第2図は、本発明の一実施例を説明する。 InGaAsP DC―PBH LDの断面図である。液
相エピタキシヤル成長(LPE)により(001)面
のn形InP基板1(不純物濃、2×1018cm-3)の
上にn形InPバツフア層2(不純物濃度1×1018
cm-3、膜厚5μm)と、InPに格子整合のとれた発
光波長にして1.3μmのバンドギヤツプ・エネルギ
ーを有するInGaAsP活性層3(ノンドープ、膜
厚0.1μm)と、P形InPクラツド層4(不純物濃
度1×1018cm-3、膜厚約1μm)の3層が積層され
たダブルヘテロ構造多層膜ウエハが形成される。
次にBr―メタノール系の溶液を用いて、<110>
に平行に幅約7μm、深さ約2μmの平行な2本の溝
40,41が形成され、その間に挾まれて幅約
1.5μmのメサストライプ30が形成される。メサ
ストライプ30の中に幅約2μmのInGaAsP活性
層光導波路31が形成される。第2回目のLPE
成長ではp形InP電流ブロツク層5(不純物濃度
1×1018cm-3、平坦部での膜厚0.5μm)、ノンドー
プInP電流阻止層(ノンドープ、平坦部での膜厚
0.2μm)、およびn形InP電流閉じ込め層7(不純
物濃度、3×1018cm-3)の3層がメサストライプ
30の肩口から始まつて平坦部に向つて連続して
積層され、その上にp形InP埋め込み層8(不純
物濃度1×1018cm-3、平坦部での膜厚2μm)及び
p形IpGaAsPキヤツプ層9(組成は発光波長に
して、1.2μm相当、不純物濃度5×1018cm-3、平
坦部での膜厚1μm)が全面に亘つて形成されてい
る。p側電極20にはAu―Zn系電極材料が、n
側電極21にはAn―Ge―Ni系電極材料が各々用
いられている。キヤビテイ長250μm、横幅300μm
の大きさに劈開して半導体レーザペレツトにす
る。この素子の基本特性は、発振闘値Ithが15〜
30mA、微分量子効率ηdが50〜60%、またIth∝
exp(T/To)で表現される特性温度Toは70〜90K 程度であり、これらの値はInP電流阻止層6を含
まない従来構造の素子と、ほとんど同じであつ
た。次に発光部を含まない平坦部のpnpn接合領
域の接合容量(Cpnpn)を測定したところ、単位
面積に換算した値で、2.5〜3.0×104pF/cm2とい
う値を得た。ペレツト全体でのpnpn接合領域の
接合容量は20pF程度となる。小信号振幅変調
(Im=0.5mAp―p)により、周波数応答特性を
調べると、変調光出力が直流の場合の半分(−
3dB)になる周波数は650〜800MHzであり、従
来の素子の200〜300MHzに比べ大きく改善され
ていることがわかつた。 ノンドープのInP電流阻止層6がどの程度の効
果を有するかについて評価を行つた。第3図aは
pnpn接合領域の単位面積当りの接合容量Cpnpn
のn―InP電流閉じ込め層不純物濃度依存性を示
す。その他の各層の不純物濃度条件は、全部第2
図の実施例で示した値と同じである。pnpn接合
には、第3図bに示す様に3個のpn接合が存在
し、各々接合容量C1,C2,C3を有す。Cpnpnは
これらC1,C2,C3の直列接続として求められる。
半導体レーザを動作させる場合、順方向バイアス
を印加すると、中央のpn接合は逆バイアスが印
加されて、空乏層が拡がるため、C2の接合容量
が最も小さくなる。従つてC1,C2,C3のうち
Cpnpnの値を決める主な量はC2の値になる。pn
接合を両側階段接合とすると、接合容量は
【式】(q:電
子電荷、εS;誘電率、Vbi;内蔵電位、V;印加
電圧、NB;p、nのうち低い方の不純物濃度)
で与えられる。印加電圧Vが決まつている場合は
不純物濃度NA、NDに依存する。n―InP電流閉
じ込め層7の不純物濃度を変化させればC2が変
化し、その結果Cpnpnも変化する。この不純物濃
度を1.3×1018cm-3から6×1018cm-3まで増大させ
るとCpnpnは、ノンドープInP電流阻止層6を入
れない場合には3.5×104pF/cm2から7.5×104pF/
cm2まで増大する結果が得られた。ところがノンド
ープInP電流阻止層6を入れるとこの層は5×
1016cm-3程度のn形層、もしくは、エピタキシヤ
ル成長時にp形InP電流ブロツク層5から不純物
であるZnが拡散することにより、補償されて5
×1016cm-3程度のp形層となるためPn接合の一方
の側の不純物濃度が減少し、C2の値は小さくな
り、その結果Cpnpnの値も小さくなる。また、n
形InP電流閉じ込め層7の不純物濃度の量にも影
響されない。実際測定されたCpnpnの値は1.5〜
2.5×104pF/cm2であり、n形InP電流閉じ込め層
7の不純物濃度にほとんど依存しない。 第4図にノンドープInP電流阻止層6を入れた
Cpnpnが2.6×104pF/cm2程度の素子(本発明の構
造)とノンドープInP電流阻止層6を入れない
Cpnpnが8.5×104pF/cm2程度の素子(従来構造)
について、周波数応答特性を測定した結果を示
す。曲線Aが本発明の半導体レーザ特性で、Bが
従来のものの特性である。直流バイアス電流Ibを
発振閾値より5mA大きい値に設定し、振幅が
0.5mAの変調正弦波信号Imを加えて測定した。
従来構造の素子では変調光出力が3dB減少する周
波数が270MHzであるのに対して、本発明の素子
では800MHzである。この様にノンドープInP電
流阻止層6を入れてCpnpnを減少させることによ
り大幅に高周波特性を改善することが可能であ
る。ノンドープInP電子阻止層を入れない従来の
素子でもn形InP電流閉じ込め層7の不純物濃度
を1×1018cm-3以下にすることによりCpnpnを3
×104pF以下にし高周波特性を改善できるが、
pnpn接合のターンオン電圧が小さくなること等
により、発光に寄与しない漏洩電流が増大し十分
な素子特性が得られなくなる。ノンドープInP電
流阻止層6を含む素子では、Cpnpnがn形InP電
流閉じ込め層不純物濃度にほとんど依存しないた
め良好な素子特性が得られる条件でn形InP電流
閉じ込め層7の不純物濃度を任意に設定すること
が可能である。 以上の様に、pnpn接合部の接合容量を減少さ
せることにより高周波特性を向上できるが、更に
大部分のpnpn接合部には電圧が印加されないよ
うに、酸化膜ストライプ電極構造、キヤツプ層9
をn形にして選択拡散を行うストライプ電極構造
を併用すれば高周波特性は更に改善でき、3dB減
少の周波数1GHz以上にすることも可能である。 尚、上記実施例ではノンドープの層をエピタキ
シヤル成長した場合について述べたが、低キヤリ
ア濃度のエピ層又は他の方法、例えばP形InP電
流ブロツク層の表面をn形不純物で不純物補償し
てキヤリア濃度の低い層を形成した構造としても
上記実施例と同様の効果が得られる。 最後に本発明の特徴をまとめると、従来構造の
DC―PBH LDのpnpn電流閉じ込め層の間に、低
キヤリア濃度の電流阻止層を加えることにより、
従来のDC―PBH LDの良好な基本特性、および
良好な信頼性を損うことなく高周波変調特性を大
きく改善することができることである。
電圧、NB;p、nのうち低い方の不純物濃度)
で与えられる。印加電圧Vが決まつている場合は
不純物濃度NA、NDに依存する。n―InP電流閉
じ込め層7の不純物濃度を変化させればC2が変
化し、その結果Cpnpnも変化する。この不純物濃
度を1.3×1018cm-3から6×1018cm-3まで増大させ
るとCpnpnは、ノンドープInP電流阻止層6を入
れない場合には3.5×104pF/cm2から7.5×104pF/
cm2まで増大する結果が得られた。ところがノンド
ープInP電流阻止層6を入れるとこの層は5×
1016cm-3程度のn形層、もしくは、エピタキシヤ
ル成長時にp形InP電流ブロツク層5から不純物
であるZnが拡散することにより、補償されて5
×1016cm-3程度のp形層となるためPn接合の一方
の側の不純物濃度が減少し、C2の値は小さくな
り、その結果Cpnpnの値も小さくなる。また、n
形InP電流閉じ込め層7の不純物濃度の量にも影
響されない。実際測定されたCpnpnの値は1.5〜
2.5×104pF/cm2であり、n形InP電流閉じ込め層
7の不純物濃度にほとんど依存しない。 第4図にノンドープInP電流阻止層6を入れた
Cpnpnが2.6×104pF/cm2程度の素子(本発明の構
造)とノンドープInP電流阻止層6を入れない
Cpnpnが8.5×104pF/cm2程度の素子(従来構造)
について、周波数応答特性を測定した結果を示
す。曲線Aが本発明の半導体レーザ特性で、Bが
従来のものの特性である。直流バイアス電流Ibを
発振閾値より5mA大きい値に設定し、振幅が
0.5mAの変調正弦波信号Imを加えて測定した。
従来構造の素子では変調光出力が3dB減少する周
波数が270MHzであるのに対して、本発明の素子
では800MHzである。この様にノンドープInP電
流阻止層6を入れてCpnpnを減少させることによ
り大幅に高周波特性を改善することが可能であ
る。ノンドープInP電子阻止層を入れない従来の
素子でもn形InP電流閉じ込め層7の不純物濃度
を1×1018cm-3以下にすることによりCpnpnを3
×104pF以下にし高周波特性を改善できるが、
pnpn接合のターンオン電圧が小さくなること等
により、発光に寄与しない漏洩電流が増大し十分
な素子特性が得られなくなる。ノンドープInP電
流阻止層6を含む素子では、Cpnpnがn形InP電
流閉じ込め層不純物濃度にほとんど依存しないた
め良好な素子特性が得られる条件でn形InP電流
閉じ込め層7の不純物濃度を任意に設定すること
が可能である。 以上の様に、pnpn接合部の接合容量を減少さ
せることにより高周波特性を向上できるが、更に
大部分のpnpn接合部には電圧が印加されないよ
うに、酸化膜ストライプ電極構造、キヤツプ層9
をn形にして選択拡散を行うストライプ電極構造
を併用すれば高周波特性は更に改善でき、3dB減
少の周波数1GHz以上にすることも可能である。 尚、上記実施例ではノンドープの層をエピタキ
シヤル成長した場合について述べたが、低キヤリ
ア濃度のエピ層又は他の方法、例えばP形InP電
流ブロツク層の表面をn形不純物で不純物補償し
てキヤリア濃度の低い層を形成した構造としても
上記実施例と同様の効果が得られる。 最後に本発明の特徴をまとめると、従来構造の
DC―PBH LDのpnpn電流閉じ込め層の間に、低
キヤリア濃度の電流阻止層を加えることにより、
従来のDC―PBH LDの良好な基本特性、および
良好な信頼性を損うことなく高周波変調特性を大
きく改善することができることである。
第1図は従来例の埋め込み形半導体レーザの構
造図、第2図は本発明の実施例を示す埋め込み形
半導体レーザの構造図、第3図a,bは、n形
InP電流閉じ込め層の不純物濃とpnpn接合の接合
容量の関係を示すグラフ、及びpnpn接合を示す
図、第4図は本発明及び従来構造の半導体レーザ
の変調周波数特性を示すグラフである。図中、1
はn形InP基板、2はn形InPバツフア層、3は
InGaAsP活性層、4はp形InPクラツド層、5は
p形InP電流ブロツク層、6はノンドープInP電
流阻止層、7はn形InP電流閉じ込め層、8はp
形InP埋め込み層、9はp形InGaAsPキヤツプ
層、20はp側電極、21はn側電極、30はメ
サストライプ、40および41は平行な2本の
溝、31はメサストライプ内のInGaAsP活性層
光導波路である。
造図、第2図は本発明の実施例を示す埋め込み形
半導体レーザの構造図、第3図a,bは、n形
InP電流閉じ込め層の不純物濃とpnpn接合の接合
容量の関係を示すグラフ、及びpnpn接合を示す
図、第4図は本発明及び従来構造の半導体レーザ
の変調周波数特性を示すグラフである。図中、1
はn形InP基板、2はn形InPバツフア層、3は
InGaAsP活性層、4はp形InPクラツド層、5は
p形InP電流ブロツク層、6はノンドープInP電
流阻止層、7はn形InP電流閉じ込め層、8はp
形InP埋め込み層、9はp形InGaAsPキヤツプ
層、20はp側電極、21はn側電極、30はメ
サストライプ、40および41は平行な2本の
溝、31はメサストライプ内のInGaAsP活性層
光導波路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体基板の上に第1導電形のバツフア層
と、活性層と第2導電形のクラツド層の少くとも
3層が順次積層された多層膜基板の表面に少なく
とも前記活性層を突き抜ける深さの互いに平行な
2本の溝が形成された多層膜半導体メサ基板の上
に、第2導電形の電流ブロツク層と、前記2本の
溝に挾まれて形成されたメサ領域の上方部のみを
除いて積層される第1導電形の電流閉じ込め層
と、更に全面を覆つて積層される第2導電形の埋
め込み層の少なくとも3層が形成されており、前
記メサ領域の内部に含まれる活性層が発光領域と
なる埋め込み形半導体レーザにおいて、前記電流
ブロツク層と、前記電流閉じ込め層との間に、前
記電流ブロツク層及び前記電流閉じ込め層のどち
らの層よりも低いキヤリア濃度を有する電流阻止
層を介在させたことを特徴とする埋め込み形半導
体レーザ。 2 前記電流阻止層のキヤリア濃度が5×1017cm
-3以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の埋め込み形半導体レーザ。 3 前記電流阻止層がノンドープで成長されたエ
ピタキシヤル層であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の埋め込み形半導体レーザ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57167963A JPS5957486A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 埋め込み形半導体レ−ザ |
US06/532,629 US4597085A (en) | 1982-09-27 | 1983-09-15 | Double-channel planar heterostructure semiconductor laser |
DE8383109574T DE3376937D1 (en) | 1982-09-27 | 1983-09-26 | Double-channel planar heterostructure semiconductor laser |
CA000437541A CA1197001A (en) | 1982-09-27 | 1983-09-26 | Double-channel planar heterostructure semiconductor laser |
EP83109574A EP0111650B1 (en) | 1982-09-27 | 1983-09-26 | Double-channel planar heterostructure semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57167963A JPS5957486A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 埋め込み形半導体レ−ザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5957486A JPS5957486A (ja) | 1984-04-03 |
JPS6350873B2 true JPS6350873B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=15859280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57167963A Granted JPS5957486A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 埋め込み形半導体レ−ザ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4597085A (ja) |
EP (1) | EP0111650B1 (ja) |
JP (1) | JPS5957486A (ja) |
CA (1) | CA1197001A (ja) |
DE (1) | DE3376937D1 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0766994B2 (ja) * | 1985-02-19 | 1995-07-19 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子 |
JPS61274385A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-04 | Fujitsu Ltd | 埋込型半導体レ−ザ |
JPS61284987A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
GB8516853D0 (en) * | 1985-07-03 | 1985-08-07 | British Telecomm | Manufacture of semiconductor structures |
US4839900A (en) * | 1985-08-21 | 1989-06-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried type semiconductor laser device |
US4805178A (en) * | 1986-03-28 | 1989-02-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
US4902644A (en) * | 1986-03-28 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
JPS6392078A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-22 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
JPS6393183A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Sharp Corp | 埋込型半導体レ−ザ素子 |
JPS6393182A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Sharp Corp | 埋込型半導体レ−ザ素子 |
NL8603009A (nl) * | 1986-11-27 | 1988-06-16 | Philips Nv | Halfgeleiderlaser en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
JPS63144589A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-16 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
JPS63169085A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | Nec Corp | 2重チヤネル型プレ−ナ埋込み構造半導体レ−ザ |
DE3714523A1 (de) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Siemens Ag | Laserdiode mit vergrabener aktiver schicht und seitlicher strombegrenzung und verfahren zu deren herstellung |
NL8702233A (nl) * | 1987-09-18 | 1989-04-17 | Philips Nv | Dcpbh laser met goede temperatuurstabiliteit. |
JP2823476B2 (ja) * | 1992-05-14 | 1998-11-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
JP2973794B2 (ja) * | 1993-09-24 | 1999-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体レーザー |
JP2871635B2 (ja) * | 1996-07-24 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
US5956360A (en) * | 1997-03-28 | 1999-09-21 | Lucent Technologies Inc. | Uncooled lasers with reduced low bias capacitance effect |
GB0126642D0 (en) * | 2001-11-06 | 2002-01-02 | Denselight Semiconductors Pte | Design of current blocking structure to improve semiconductor laser performance |
JP2003309330A (ja) | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT963303B (it) * | 1971-07-29 | 1974-01-10 | Licentia Gmbh | Laser a semiconduttore |
US4425650A (en) * | 1980-04-15 | 1984-01-10 | Nippon Electric Co., Ltd. | Buried heterostructure laser diode |
US4340967A (en) * | 1980-06-02 | 1982-07-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Semiconductor lasers with stable higher-order modes parallel to the junction plane |
DE3277278D1 (en) * | 1981-10-19 | 1987-10-15 | Nec Corp | Double channel planar buried heterostructure laser |
US4426701A (en) * | 1981-12-23 | 1984-01-17 | Rca Corporation | Constricted double heterostructure semiconductor laser |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP57167963A patent/JPS5957486A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-15 US US06/532,629 patent/US4597085A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-26 DE DE8383109574T patent/DE3376937D1/de not_active Expired
- 1983-09-26 CA CA000437541A patent/CA1197001A/en not_active Expired
- 1983-09-26 EP EP83109574A patent/EP0111650B1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1197001A (en) | 1985-11-19 |
EP0111650A3 (en) | 1986-03-12 |
EP0111650B1 (en) | 1988-06-01 |
JPS5957486A (ja) | 1984-04-03 |
DE3376937D1 (en) | 1988-07-07 |
US4597085A (en) | 1986-06-24 |
EP0111650A2 (en) | 1984-06-27 |
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