JPS6393183A - 埋込型半導体レ−ザ素子 - Google Patents
埋込型半導体レ−ザ素子Info
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- JPS6393183A JPS6393183A JP23947186A JP23947186A JPS6393183A JP S6393183 A JPS6393183 A JP S6393183A JP 23947186 A JP23947186 A JP 23947186A JP 23947186 A JP23947186 A JP 23947186A JP S6393183 A JPS6393183 A JP S6393183A
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- Japan
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- semiconductor laser
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- Pending
Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
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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】
く技術分野〉
本発明は埋め込み型半導体レーザ素子の短波長化に関す
るものである。
るものである。
〈従来技術〉
従来の半導体レーザ素子において、実用面で重要となる
低しきい値のレーザ発振を実現するためにはＢＨ（ｂｕ
ｒｉｅｄ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を有
するレーザ素子が最適である。第２図に示す従来のＢＨ
レーザは基板１上にレーザ発振用活性層３を両面からク
ラッド層２，４で挟設したダブルへテロ接合構造をメサ
型にエツチングし、このメサ型構造の両側を活性層より
も屈折率が低く、禁制帯幅の大きい結晶１３で埋め込ん
でいるので、光とキャリアがメサ部活性層に完全に閉じ
込められ、その結果、しきい値電流が１０〜２０ｍＡの
低い値になるという利点を有する。しかしながら、Ｇａ
ＡＥＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザをＬＰＥ（液相エピ
タキシャル）法によって埋め込むＢＨレーザに於て、発
振波長の短波長化を図ろうとする場合、クラッド層のＡ
２組成比が大きいため、埋め込み成長が困難となる。こ
れは、クラッド層のＡ／組成比が０．４以上に大きい場
合、埋め込み成長時にメサ側面とＧａ溶液との濡れが悪
くなることが原因である０ 従って、第２図に示すようなＶＨ−ＶＳ Ｉ Ｓレーザ
の場合も、以上述べた理由で短波長化は困難であった。
低しきい値のレーザ発振を実現するためにはＢＨ（ｂｕ
ｒｉｅｄ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を有
するレーザ素子が最適である。第２図に示す従来のＢＨ
レーザは基板１上にレーザ発振用活性層３を両面からク
ラッド層２，４で挟設したダブルへテロ接合構造をメサ
型にエツチングし、このメサ型構造の両側を活性層より
も屈折率が低く、禁制帯幅の大きい結晶１３で埋め込ん
でいるので、光とキャリアがメサ部活性層に完全に閉じ
込められ、その結果、しきい値電流が１０〜２０ｍＡの
低い値になるという利点を有する。しかしながら、Ｇａ
ＡＥＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザをＬＰＥ（液相エピ
タキシャル）法によって埋め込むＢＨレーザに於て、発
振波長の短波長化を図ろうとする場合、クラッド層のＡ
２組成比が大きいため、埋め込み成長が困難となる。こ
れは、クラッド層のＡ／組成比が０．４以上に大きい場
合、埋め込み成長時にメサ側面とＧａ溶液との濡れが悪
くなることが原因である０ 従って、第２図に示すようなＶＨ−ＶＳ Ｉ Ｓレーザ
の場合も、以上述べた理由で短波長化は困難であった。
〈発明の目的〉
本発明はクラッド層のＡ／組成比が０．４以上であって
も埋め込み成長を可能にし、ＧａＡｓ層９系等の埋め込
み型半導体レーザ素子における短波長化を図ることを目
的とする。
も埋め込み成長を可能にし、ＧａＡｓ層９系等の埋め込
み型半導体レーザ素子における短波長化を図ることを目
的とする。
〈構成及び効果〉
本発明の埋め込み型半導体レーザ素子は、複数層からな
る高抵抗（ｉ）層によって、メサ側面を埋め込み、同時
に埋め込み領域をｐｉｎ逆バイアス接合を含む多層構造
としたことを特徴とする。高抵抗層を単層とした場合は
、成長時間を長くしても、第３図（Ａ）で示すように高
抵抗層７はメサ側面を完全に埋めることができず、活性
層３も埋め込まれない。しかし、高抵抗層を２層以上の
複数層とした場合には、第３図（Ｂ）で示すように第・
１埋め込み高抵抗層７とメサ側面とのなす角度θが小さ
いので、第２埋め込み高抵抗層８はそのコーナーに集中
的に成長する。こうして、活性層端面を含むメサ側面に
完全に埋め込まれる。
る高抵抗（ｉ）層によって、メサ側面を埋め込み、同時
に埋め込み領域をｐｉｎ逆バイアス接合を含む多層構造
としたことを特徴とする。高抵抗層を単層とした場合は
、成長時間を長くしても、第３図（Ａ）で示すように高
抵抗層７はメサ側面を完全に埋めることができず、活性
層３も埋め込まれない。しかし、高抵抗層を２層以上の
複数層とした場合には、第３図（Ｂ）で示すように第・
１埋め込み高抵抗層７とメサ側面とのなす角度θが小さ
いので、第２埋め込み高抵抗層８はそのコーナーに集中
的に成長する。こうして、活性層端面を含むメサ側面に
完全に埋め込まれる。
〈実施例〉
本発明をＢＨ−ＶＳＩＳレーザに適用した場合の１実施
例について詳述する。第１図は本発明の１実施例を示す
半導体レーザの模式図である。ｐ−ＧａＡｓ基板１上に
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層６を成長させ、■−チャネル形
成後、ｐ Ｇａ＋ −ｙｋｌｙｋｓクラッド層（ｙ＝０
．８） 、Ｇａ１−ｘＡｌり（Ａｓ活性層（ｘ−０，３
）３、ｎ−Ｇａ＋−ｙＡＡ’ｙＡｓ（ｙ＝０．８）４．
ｎ−ＧａＡｓキャップ層５から構成されるＶＳＩＳレー
ザのキャップ層５の表面から、■−チャネル直上を残し
てｎ−ＧａＡｓ電流阻止層６に達するまでメサエッチし
、チャネル溝幅をｗ＝４．５８ｍ２メサ部における活性
層幅をｗ＝６μｍとする。次に、埋め込み成長法として
ＬＰＥＣ液相エピタキシャル）法により、ｉ Ｇａｌ
−２ＡｆｚＡｓ層（ｚ＝０．８）７．１−Ｇａ ｌ−２
ＡＡ’ｚＡｓ層（ｚ＝０．８）８ 、 ｐ−ＧａＡｓ層
９、ｎ−ＧａＡｓ層１０を順次成長させる。
例について詳述する。第１図は本発明の１実施例を示す
半導体レーザの模式図である。ｐ−ＧａＡｓ基板１上に
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層６を成長させ、■−チャネル形
成後、ｐ Ｇａ＋ −ｙｋｌｙｋｓクラッド層（ｙ＝０
．８） 、Ｇａ１−ｘＡｌり（Ａｓ活性層（ｘ−０，３
）３、ｎ−Ｇａ＋−ｙＡＡ’ｙＡｓ（ｙ＝０．８）４．
ｎ−ＧａＡｓキャップ層５から構成されるＶＳＩＳレー
ザのキャップ層５の表面から、■−チャネル直上を残し
てｎ−ＧａＡｓ電流阻止層６に達するまでメサエッチし
、チャネル溝幅をｗ＝４．５８ｍ２メサ部における活性
層幅をｗ＝６μｍとする。次に、埋め込み成長法として
ＬＰＥＣ液相エピタキシャル）法により、ｉ Ｇａｌ
−２ＡｆｚＡｓ層（ｚ＝０．８）７．１−Ｇａ ｌ−２
ＡＡ’ｚＡｓ層（ｚ＝０．８）８ 、 ｐ−ＧａＡｓ層
９、ｎ−ＧａＡｓ層１０を順次成長させる。
第１層目の１−ＧａＡ／Ａｓ層７はクラッド層のＡ／組
成比が大きいのでメサ側面に沿った這い上り成長が起ら
ず、ｐ−クラッド層２の直前または途中で成長が停止す
る。しかし、第１層目とメサ側面とのなす角度が小さい
ので、第２層目の１−ＧａＡｊＡｓ層８の成長はその部
分に集中して起り、メサ側面は完全に埋め込まれる。
成比が大きいのでメサ側面に沿った這い上り成長が起ら
ず、ｐ−クラッド層２の直前または途中で成長が停止す
る。しかし、第１層目とメサ側面とのなす角度が小さい
ので、第２層目の１−ＧａＡｊＡｓ層８の成長はその部
分に集中して起り、メサ側面は完全に埋め込まれる。
基板１の裏面をエツチングして、ウェハーの厚さを約１
００μｍにした後、成長表面にはｎ側電極（Ａｕ−Ｇｅ
−Ｎｉ）１１．基板側にはｐ側電極（Ａｕ−Ｚｎ）１２
を真空蒸着し、４・５０℃で合金化してオーミックコン
タクトを得る。次に襞間及びスクライプによりペレット
化し、素子の長さを約２５０μｍ、幅を約３００μｍに
する。共振器面（臂開面）はＡＩ！２０３で次にコーテ
ィングし、素子の成長面を下にして、Ｉｎを介して銅板
上にマウントした。
００μｍにした後、成長表面にはｎ側電極（Ａｕ−Ｇｅ
−Ｎｉ）１１．基板側にはｐ側電極（Ａｕ−Ｚｎ）１２
を真空蒸着し、４・５０℃で合金化してオーミックコン
タクトを得る。次に襞間及びスクライプによりペレット
化し、素子の長さを約２５０μｍ、幅を約３００μｍに
する。共振器面（臂開面）はＡＩ！２０３で次にコーテ
ィングし、素子の成長面を下にして、Ｉｎを介して銅板
上にマウントした。
ＢＨ−ＶＳＩＳレーザでは埋め込み領域のｐｎｉｐｎ構
造のうち、ｉ層の存在が電流阻止のために有効に働く。
造のうち、ｉ層の存在が電流阻止のために有効に働く。
即ち、レーザを順バイアスした時にｎｉｐ接合が逆バイ
アスとなり、そのブレークダウン電圧がｉ層の存在のた
めに高くなるのである。また、メサ側面から埋め込み層
を通って流れる漏れ電流も、高抵抗層のために非常に小
さいものとなる。
アスとなり、そのブレークダウン電圧がｉ層の存在のた
めに高くなるのである。また、メサ側面から埋め込み層
を通って流れる漏れ電流も、高抵抗層のために非常に小
さいものとなる。
本実施例のＢＨ−ＶＳ Ｉ Ｓレーザの発振波長は７０
０ｎｍと短波長であり、しきい値電流は３０ｍＡ前後と
非常に小さいものである。これはしきい値電流密度２
ｋ Ａ／ｃＩＮに相当する。また、本′発明を利用して
波長７５０ｎｍのＢＨ−ＶＳ Ｉ Ｓレーザを製作した
ところ、そのレーザ発振しきい値電流は２０ｍＡであっ
た。このようにして、本発明のＢＨ−ＶＳＩＳレーザに
よって低しきい値短波長レーザを実現することができる
。
０ｎｍと短波長であり、しきい値電流は３０ｍＡ前後と
非常に小さいものである。これはしきい値電流密度２
ｋ Ａ／ｃＩＮに相当する。また、本′発明を利用して
波長７５０ｎｍのＢＨ−ＶＳ Ｉ Ｓレーザを製作した
ところ、そのレーザ発振しきい値電流は２０ｍＡであっ
た。このようにして、本発明のＢＨ−ＶＳＩＳレーザに
よって低しきい値短波長レーザを実現することができる
。
本発明の半導体レーザ素子は、上述のＢＨ−ＶＳ Ｉ
Ｓレーザに限定されず、一般的なりＨレーザにも適用可
能である。また、ＧａＡＡ’Ａｓ 系に限定されず、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系の短波長レーザにも
適用することができる。
Ｓレーザに限定されず、一般的なりＨレーザにも適用可
能である。また、ＧａＡＡ’Ａｓ 系に限定されず、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系の短波長レーザにも
適用することができる。
成長方法＋″１ＬＰＥ（液相エビタキンヤル）法具外に
も、ＭＯ＠ＣＶＤ （有機金属熱分解）法、ＶＰＥ（
気相エピタキシャル）法、Ｍ Ｂ Ｅ （分子線エピタ
キシャル）法等を利用してもよい。
も、ＭＯ＠ＣＶＤ （有機金属熱分解）法、ＶＰＥ（
気相エピタキシャル）法、Ｍ Ｂ Ｅ （分子線エピタ
キシャル）法等を利用してもよい。
第１図は本発明の１実施例を示す埋め込み型半導体レー
ザの模式図である。第２図は従来の埋め込み型半導体レ
ーザの模式図である。第３図は埋め込み成長時のメサ側
面の断面図である。 １・・・基板、２ 、４−ＧａＡｌ！Ａｓ クラッド層
、３・・・ＧａＡ／Ａｓ 活性層、５・・・ＧａＡｓキ
ャップ層、６・・・ＧａＡｓ電流阻止層、７・・・第１
埋込層、８・・・第２埋込層、９・・・第３埋込層、１
０・・・第４埋込層、１１゜１２・・・電極、１３・・
・従来の埋込層、１４・・・酸化膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）（Ａ） 第３図
ザの模式図である。第２図は従来の埋め込み型半導体レ
ーザの模式図である。第３図は埋め込み成長時のメサ側
面の断面図である。 １・・・基板、２ 、４−ＧａＡｌ！Ａｓ クラッド層
、３・・・ＧａＡ／Ａｓ 活性層、５・・・ＧａＡｓキ
ャップ層、６・・・ＧａＡｓ電流阻止層、７・・・第１
埋込層、８・・・第２埋込層、９・・・第３埋込層、１
０・・・第４埋込層、１１゜１２・・・電極、１３・・
・従来の埋込層、１４・・・酸化膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）（Ａ） 第３図
Claims (1)
- １、基板上に刻設されたストライプ溝の左右両肩部で活
性層より発生した光を吸収することにより前記活性層内
に実効屈折率分布に基く光導波路が形成され、前記活性
層の左右両側面は禁制帯幅の大きい埋込層に埋設されて
なる埋込型半導体レーザ素子において、前記埋込層は複
数の高抵抗層を有しかつｐｉｎ逆バイアス接合が形成さ
れていることを特徴とする埋込型半導体レーザ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23947186A JPS6393183A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 埋込型半導体レ−ザ素子 |
| DE87308888T DE3788841T2 (de) | 1986-10-07 | 1987-10-07 | Halbleiterlaservorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben. |
| US07/105,945 US4868838A (en) | 1986-07-10 | 1987-10-07 | Semiconductor laser device |
| EP87308888A EP0264225B1 (en) | 1986-10-07 | 1987-10-07 | A semiconductor laser device and a method for the production of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23947186A JPS6393183A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 埋込型半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393183A true JPS6393183A (ja) | 1988-04-23 |
Family
ID=17045262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23947186A Pending JPS6393183A (ja) | 1986-07-10 | 1986-10-08 | 埋込型半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6393183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4860299A (en) * | 1987-05-19 | 1989-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691490A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-24 | Sharp Corp | Semiconductor laser element |
| JPS5957486A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Nec Corp | 埋め込み形半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP23947186A patent/JPS6393183A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5691490A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-24 | Sharp Corp | Semiconductor laser element |
| JPS5957486A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Nec Corp | 埋め込み形半導体レ−ザ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4860299A (en) * | 1987-05-19 | 1989-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
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