NL9000254A - Een halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor vervaardiging daarvan. - Google Patents
Een halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor vervaardiging daarvan. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9000254A NL9000254A NL9000254A NL9000254A NL9000254A NL 9000254 A NL9000254 A NL 9000254A NL 9000254 A NL9000254 A NL 9000254A NL 9000254 A NL9000254 A NL 9000254A NL 9000254 A NL9000254 A NL 9000254A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- layer
- type
- type gaas
- jacket
- current blocking
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 11
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 60
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 8
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/168—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising current blocking layers
-
- 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
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
EEN HALFGELEIDERLASERINRICHTING EN WERKWIJZE VOOR VERVAARDIGING DAARVAN
De onderhavige uitvinding betreft een halfgeleider-laserinrichting en een vervaardigingswerkwijze daarvoor en meer in het bijzonder die die in staat zijn voor het geleiden van een werking met grote uitgang.
Figuur 7 toont een halfgeleiderlaserinrichting volgens de stand van de techniek van een verliesgeleidingssoort met een stroominjectiegebied in de nabijheid van het laserfacet. Figuur 7a toont de omgeving van het laserholtefacet en de binnenzijde van de holte en figuur 7b toont een aangezicht in dwarsdoorsnede van het laseroscillatiegebied 8.
In figuur 7 verwijst verwijzingsnummer 1 naar een n type GaAs substraat. Een eerste mantellaag 2 omvattende n type Alg^Gao^As is aangebracht op het GaAs substraat 1. Een p type Alg,ïsGao,85As actieve laag 4 is aangebracht op de eerste mantellaag 2. Een p type tweede mantellaag 5, omvattende p type Alo^Gag^As met een strook-vormig richeldeel uitgezonderd de omgeving van de holte-facetten is aangebracht op de actieve laag 4. Een n type GaAs stroomblokkerende laag 6 is aangebracht op de tweede mantellaag 5. Een p type GaAs contactlaag 7 is aangebracht op de n type GaAs stroomblokkerende laag 6. Verwijzingsnummer 6 verwijst naar een laseroscillatiegebied en verwijzingsnummer 9 verwijst naar een stroom-non-injectiegebied. De inrichting werkt als volgt.
In het laseroscillatiegebied 8 worden minderheids-ladingsdragers van ongeveer 1018 stuks geïnjecteerd in de actieve laag 4 en wordt een inversieverdeling van ladingsdragers gerealiseerd en wordt een groter deel aan geïnjecteerde ladingsdragers in fotonen omgezet. In het stroom-non-injectiegebied 9, daar de injectiekwantiteit van minderheids-ladingsdragers uiterst klein is, neemt de excitatie van min-derheidsladingsdragers vanwege het laserlicht toe en is de dichtheid van geëxciteerde ladingsdragers in voldoende mate kleiner dan de dichtheid van geïnjecteerde ladingsdragers. Vanwege dit effect wordt de niet-licht-emissierecombinatie van electron-gat-paren via de oppervlakteniveaus bij het hol-tefacet van de actieve laag in grote mate gereduceerd, ge relateerd aan een geval waarbij geen stroom-non-injectie-gebied 9 aanwezig is. Dientengevolge wordt het lichtuitgangs-niveau waarop de instructie van het holtefacet vanwege het licht optreedt, dat wil zeggen het zogeheten COD-niveau, verhoogd.
Bij de halfgeleidingslaserinrichting volgens de stand van de techniek wordt echter teneinde het licht in dwars-richting door het opvangeffect van de blokkerendé laag binnen de holte, de dikte van de tweede mantellaag 5 voor de strook-richel op ongeveer 0,3 micron gesteld. Dientengevolge wordt de dikte van de tweede mantellaag 5 in de nabijheid van het resonatorfacet eveneens ongeveer 0,3 micron. Daar de stroom-blokkerende laag 6 wordt geproduceerd uit GaAs wordt het laserlicht geabsorbeerd tussen de banden en is de licht-absorbtiecoëfficiënt uiterst groot. Voorts, als getoond in figuur 8, wordt het licht-emissiegebied binnen de laser in een zelfde mate verbreedt als de tweede mantellaag inclusief de actieve laag als middelpunt daarvan. Nabij de holte echter, daar een stroomblokkerende laag met een grote licht-absorbtiecoëfficiënt uiterst dichtbij de actieve laag bestaat, wordt de lichtintensiteit niet zoals getoond in figuur 8, maar wordt deze instabiel. Bijgevolg kan geen optische modus worden verkregen. Of zelfs indien het wordt verkregen is deze niet stabiel bij het resonatorfacet. zodoende is het niet mogelijk een stabiele optische karakteristiek te verkrijgen.
Voorts treedt, wanneer de lichtuitgang vergroot dient te worden, smelten van de actieve laag op, hetgeen wordt veroorzaakt door absorbtie van licht door de actieve laag en is er een beperking in de verbetering van het COD-niveau, zelfs indien een holtefacet-non-injectiestructuur wordt toegepast.
Het is een doel van de onderhavige uitvinding een half-geleiderlaserinrichting te verschaffen die in staat is de stabiele optische karakteristiek en een grote betrouwbaarheid te verkrijgen die in staat is het COD-niveau in grote mate te verbeteren.
Het is een ander doel van de onderhavige uitvinding een werkwij ze te verschaffen voor het vervaardigen van een derge-lijke halfgeleiderlaserinrichting.
Andere voordelen en doeleinden van de onderhavige uit- vinding zullen duidelijk worden uit de gedetailleerde beschrijving die hierna wordt gegeven. Het moge echter duidelijk zijn dat de gedetailleerde beschrijving en specifieke uitvoeringsvormen slechts als illustratie worden gegeven, daar verscheidene veranderingen en modificaties binnen de geest en strekking van de uitvinding uit deze gedetailleerde beschrijving duidelijk zullen worden voor diegene die deskundig zijn in het vakgebied.
Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding omvat een halfgeleiderlaserinrichting een n type AlxGai._xAs eerste mantellaag die is aangebracht op een n type GaAs substraat, een n type AlyGai_yAs (x>y) lichtgeleidingslaag, aangebracht op de eerste mantellaag; een n type, p type of zuivere AlzGa1_zAs (y>z) actieve laag die is aangebracht op de lichtgeleidingslaag, een p type AlpGa^.pAs tweede mantellaag (p>z) die zodanig op de actieve laag is aangebracht dat die een convexachtig richeldeel behalve tenminste nabij een van de holtefacetten; een n type GaAs stroomblokkerende laag die op een ander gebied is geproduceerd dan het richeldeel; en een p type GaAs contactlaag die is aangebracht op de stroomblokkerende laag en het richeldeel. Dientengevolge wordt de lichtintensiteitsverdeling binnen de holte verschoven naar de zijde van de lichtgeleidingslaag, en wordt het licht emissiegebied losgemaakt van de stroomblokkerende laag, waardoor de lichtmodus bij het holtefacet wordt gestabiliseerd.
Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding omvat een halfgeleiderlaserinrichting een n type AlxGai_xAs eerste mantellaag die is aangebracht op een n type GaAs substraat, een n type AlyGai_yAs (x>y) lichtgeleidingslaag die is aangebracht op de eerste mantellaag, een n type, p type of zuivere AlpGai_pAs-AlqGai_qAs (y>q^p) veelvoudige quantum put actieve laag is aangebracht op de lichtgeleidingslaag; een p type AlgGa^As (z>q) tweede mantellaag die zodanig is aangebracht op de actieve laag dat die een convexachtig richeldeel heeft behalve nabij een van de holtefacetten; een p type GaAs bufferlaag waarin p type verontreinigingen tot een hogere concentratie zijn genoteerd dan de tweede mantellaag, die is aangebracht op een gebied uitgezonderd het richeldeel op de tweede mantellaag; een n type GaAs stroorablokkerende laag die is geproduceerd op een gebied uitgezonderd het richeldeel teneinde een gebied behalve voor het richeldeel van de tweede mantellaag te begraven, een p type GaAs contactlaag die is aangebracht op de stroomblokkerende laag en het richeldeel en waarbij de MQW-laag bij een gebied uitgezonderd een gebied direct onder het richeldeel in wanorde wordt gebracht door diffusie van p-type verontreinigingen vanuit de p. type GaAs bufferlaag. Dientengevolge kan samenvatting van het pn junctieoppervlak en het hergroeigrensvlak worden vermeden en kan het COD-niveau aanzienlijk worden verbeterd. Zodoende wordt een werking met grote uitgang mogelijk gemaakt.
Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding omvat een vervaardigingswerkwijze voor een halfgeleiderlaser de stappen van successievelijk groeien van een eerste epitaxiaal groeiproces van de successievelijke groei van n type AlxGai_xAs eerste mantellaag, een n type AlyGax_yAs (x'iy) lichtgeleidingslaag, een n type, p type of zuivere AlpGax_pAs - AlqGax„gAs Cy>q>p) veelvoudige quantum putlaag, een Al2Gax_2As (z-q) tweede mantellaag, een p type GaAs tweede mantellaag, en een p type GaAs afdeklaag op een n type GaAs substraat, een proces voor het etsen van delen van de p type afdeklaag en de p type tweede mantellaag in strookvormen, behalve voor tenminste een van de omgevingen van de holtefacetten, een tweede epitaxiaal groeiproces voor het successievelijk epitaxiaal groeien van een p type GaAs bufferlaag, waarin p type verontreiningen zijn gedonteerd tot een hogere concentratie dan de p type AlzGax_2As tweede mantellaag en een n type GaAs stroomblokkerende laag op een gebied uitgezonderd het strookvormige convexe deel, een derde epitaxiaal groeiproces voor het epitaxiaal groeien van een p type GaAs contactlaag op de p type afdeklaag en de n type stroomblokkerende laag en waarbij de MQW-laag bij een gebied uitgezonderd een gebied direct onder het strookvormige convexe deel in wanorde wordt gebracht door de zelfdotering van p type verontreinigingen uit de p type bufferlaag. Dientengevolge kan een halfgeleiderlaserinrichting met een stroom-niet-injectiegebied en een vensteropbouw bij het holtefacet gemakkelijk worden geproduceerd terwijl een werking met grote uitgang mogelijk wordt.
In de tekening tonen: figuur 1 een schema dat een halfgeleiderlaserinrich-ting volgens de eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont;
Figuur 2 een schema dat de lichtintensiteitsverdeling in de omgeving van het holtefacet van de inrichting uit figuur 1 toont;
Figuur 3 een schema dat een halfgeleiderlaserinrichting volgens een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont;
Figuur 4 een schema dat een halfgeleiderlaserinrichting volgens een derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont;
Figuur 5 een schema dat perspectivische aanzichten voor het verklaren van vervaardigingsstappen voor de uitvoeringsvorm uit figuur 1 toont;
Figuur 6 een schema dat perspectivische aanzichten voor het verklaren van vervaardigingsstappen voor de uitvoeringsvorm van figuur 4 toont;
Figuur 7 een schema dat een halfgeleiderlaserinrichting volgens de stand van de techniek toont; en
Figuur 8 een schema dat de lichtintensiteitsverdeling van de halfgeleiderlaserinrichting volgens de stand van de techniek toont.
Een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zal in detail worden beschreven met verwijzing naar de tekening.
Figuur 1 toont een halfgeleiderlaserinrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.
Figuur 1(a) toont de omgeving van het holtefacet en het inwendige van de holte daarvan en figuur lw toont een dwarsdoorsnede van het laseroscillatiegebied 8 daarvan. In figuur 1, verwijst verwijzingsnummer 1 naar een n type GaAs substraat. Een eerste mantellaag omvattende n type Alo,5Gao,5As is aangebracht op het substraat 1. Een n type AlGaAs lichtgeleidingslaag is aangebracht op de eerste mantellaag 2. Een p type Alo,5Gao,85As actieve laag is aangebracht op de lichtgeleidingslaag 3. Een tweede mantellaag omvattende p type Alo^sGao^sAs met een strookvormig richeldeel aangebracht bij een gebied uitgezonderd de omgevingen van de laserholtes, aangebracht op de actieve laag 4. Een n type GaAs blokkeerlaag 6 is zodanig aangebracht dat een gebied wordt bedekt, uitgezonderd het richeldeel. Een p type GaAs contactlaag 7 is aangebracht op de n type GaAs stroomblokkeerlaag 6 en de bovenzijde van het richeldeel. Verwijzingsnummer 8 verwijst naar een laseroscillatiegebied en verwijzingsnummer 9 verwijst naar een stroom-non-injectie-gebied. De inrichting zal als volgt werken.
Het mechanisme van laseroscillatie is hetzelfde als bij de inrichting volgens do stand van-de techniek. Teneinde de lichtmodus te stabiliseren in de omgeving van de holtefacetten, hetgeen een probleem was bij de inrichting volgens de stand van de techniek, is een lichtgeleidingslaag 3 opgenomen tussen de actieve laag 4 en de eerste mantellaag 2. Door het verschaffen van deze lichtgeleidingslaag 3 met eeii brekingsindex gelegen tussen de actieve laag 4 en de tweede mantellaag 5 aan één kant van de actieve laag 4 wordt de 1ichtverdeling verschoven naar de kant van de lichtgeleidingslaag 3 als getoond in figuur 2 (refererend aan blzv 172 van "Light Communication Element Opties", door YonezuJ. Bijgevolg wordt het lichtemissiegebied bij holte-facet afgescheiden van de stroomblokkerendelaag en wordt de laseroscillatiemodus gestabiliseerd.
Het vervaardigingsproces wordt beschreven.
Door de eerste epitaxiale groei wordt een n type AlxGai_xAs eerste mantellaag 2, een AlyGai_yAs (x>y) lichtgeleidingslaag 3, een p type AlpGai«pAs-AlgGai-qAs (y>q>p) meervoudige quantum putlaag 41, een p type AlxGal-xAs tweede mantellaag 5 en een p type GaAs afdeklaag 71 epitaxiaal gegroeid op een n type GaAs substraat 1 getoond in figuur 5(a), als getoond in figuur 5(b) en daarna wordt een amorfe film 10 geproduceerd op de p type GaAs afdeklaag 71 als getoond in figuur 5(c). Vervolgens wordt de amorfe film 10 zodanig geëtst dat deze de vorm van een strook heeft die de holtefacetten niet bereikt, als getoond in figuur 5(d). Delen van de p type GaAs afdeklaag 71 en p type AlxGai_xAs tweede mantellaag 5 worden zodanig geëtst dat ze een strookvormige richel zijn die zich niet uitstrekt tot dë omgevingen van de holtefacetten bij gebruik van de strookvormige amorfe film 10 als etsmasker als getoond in figuur 5(e), en door de tweede epitaxiale groei wordt een n type GaAs stroomblokkerende laag geproduceerd op een gebied uitgezonderd het gebied van het richelgebied bij gebruikmaking van de amorfe film 10, geproduceerd in een strookvorm uitgezonderd de nabijheid van het holtefacet als selectief masker als getoond in figuur 5 (f). Na verwijdering van de amorfe film 10 wordt door de derde epitaxiale groei een p type GaAs contactlaag 7 geproduceerd op het richelgebied en de n type GaAs stroomblokkerende laag 6 als getoond in figuur 5(g). Daarna worden een p-zijdige electrode en een n zijdige electrode geproduceerd op de contactlaag 7 respectievelijk het substraat 1, waardoor een laserinrichting wordt gecompleteerd.
Bij deze eerste uitvoeringsvorm wordt de stroomblokkerende laag 6 direct op de tweede mantellaag 5 aangebracht en dientengevolge wordt het grensvlak tussen de tweede mantellaag 5 en de stroomblokkerende laag 6 een her-groeigrensvlak bij de productie. Voorts is de tweede mantellaag 5 van p type en is de stroomblokkerende laag van n type. Dat wil zeggen dat het grensvlak tussen de tweede mantellaag 5 en de stroomblokkerende laag 6 een hergroei-grensvlak alsmede een pn junctieoppervlak is. Dit resulteert in een probleem qua verbetering van betrouwbaarheid.
Figuur 3 toont een halfgeleiderlaserinrichting als een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding die bovenbeschreven problemen wegneemt. Figuur 3(a) is een aanzicht in dwarsdoorsnede dat de nabijheid van het resonatorfacet toont en het inwendige van de holte van de inrichting van deze uitvoeringsvorm en figuur 3(b) is een aanzicht in dwarsdoorsnede dat het laseroscillatiegebied 8 toont. In deze figuren verwijzen dezelfde verwijzingsnummers naar dezelfde corresponderende elementen aan die getoond in figuur 1 verwijst verwijzingsnummer 61 naar een p type GaAs bufferlaag.
Bij deze tweede uitvoeringsvorm wordt een p type GaAs bufferlaag 61 aangebracht tussen de tweede mantellaag 5 en de stroomblokkerende laag 6. Dientengevolge kan worden vermeden dat het hergroeigrensvlak en het pn junctieoppervlak samenvallen, waardoor de betrouwbaarheid wordt vergroot.
Bij het vergroten van de lichtuitgang in de halfgeleiderlaserinrichting treedt echter smelting van de actieve laag op vanwege het feit dat de actieve laag het laserlicht absorbeert en dit resulteert in een beperking in de verbetering van het COD-niveau, zelfs wanneer een facet-non-injectieopbouw wordt aangenomen.
Figuur 4 toont een halfgeleiderlaser in de richting met een facetvensterstructuur volgens een derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding die bovengenoemde problemen heeft opgelost. Figuur 4(a) toont de nabijheid van het holte-facet en het inwendige van de holte en figuur 4(b) toont het laseroscillatiegebied 0 la dwarsdoorsnede, In deze figuren verwijst verwijzingsnummer 4a naar een actieve laag, omvattende een AlGaAs laag met series veelvoudige quantumputten en verwijst vêrwijzingsnummer 61' naar een p type GaAs bufferlaag met een grotere doteringsconcentratie dan de p type AIq,gGag75AS tweede mantellaag 5. Vêrwijzingsnummer 62 verwijst naar een p type doteringsdiffusie gebied dat wordt geproduceerd door zelfdotering van p type doterings-materiaal uit de p type GaAs bufferlaag 61'. Verwijzings-nummer 4b verwijst naar een actieve laag waarbij de veelvoudige quantumputlaag in wanorde wordt gebracht door p type onzuiverheden die zijn gedefundeerd uit de p type GaAs bufferlaag 61'.
De inrichting zal als volgt werken.
Het mechanisme van laseroscillatie is hetzelfde als bij de stand van de techniek en de bovenbeschreven uitvoeringsvorm. In deze uitvoeringsvorm wordt de laserlicht-modus bij de nabijheid van het holtefacet gestabiliseerd door de lichtgeleidingslaag 3. Hierbij wordt, daar de fotonenergie van laserlicht wordt bepaald door de energiebandafstand van MQW-actieve laag 4a binnen de holte, de energiebandafstand van de in wanorde gebrachte actieve laag 4b bij de nabijheid van dë uit holtefacet vergroot tot een waarde groter dan die vóór de wanorde, waardoor het laserlicht niet wordt geabsorbeerd door de in wanorde gebrachte actieve laag 4b bij de nabijheid van een holtefacet. Dit betekent dat het een zogheten venstereffect heeft.
Het vervaardigingsproces wordt beschreven.
Door de eerste epitaxiale groei wordt een n type AlxGai*.xAs eerste mantellaag 2, een AlyGai_yAs (x>y) lichtgeleidingslaag 3, een p type AlpGax_pAs-AlqGa1_qAs veelvoudige quantumputlaag 41, een p type AsxGax_xAs tweede mantellaag 5 en de p type GaAs afdeklaag 71 epitaxiaal gegroeid op het n type GaAs substraat 1, getoond in figuur 6(a), als getoond in figuur 6(b). Daarna voor wordt een amorfe film 10 aangebracht op p type GaAs afdeklaag 71 als getoond in figuur 6(c). Vervolgens wordt de amorfe film 10 zodanig geëtst dat die een strookvorm heeft die niet de omgevingen van de holtefacetten bereikt als getoond in figuur 6(d) en worden delen van de p type GaAs afdeklaag 71 en de p type AlxGai_xAs tweede mantellaag een strookvormige richel die zich niet uitstrekt tot de nabijheid van de holtefacetten onder gebruikmaking van de strookvormige amorfefilm 10 als etsmasker als getoond in figuur 6(e). Door een tweede epitaxiale groei worden een p type GaAs bufferlaag 61' het gedoteerd p type doteringsmateriaal tot een hogere concentratie dan de p type AlxGai_xAs tweede mantellaag 5 en een n type GaAs stroomblokkerende laag 6 aangebracht op een gebied uitzonderd de richel onder gebruikmaking van de amorfe film 10 als selectief masker als getoond in figuur 6(f). Na verwijdering van de amorfe film 10 wordt door een derde epitaxiale groei een p type GaAs contactlaag 7 aangebracht op het richelgebied en de n type GaAs stroomblokkeerlaag 6 als getoond in figuur 6(g). Gedurende de tweede en derde epitaxiale groei treedt een zelfdotering vanuit de bufferlaag 61' op. Dan, daar het strookvormig convexe deel uitgezonderd de omgeving van het holtefacet wordt geproduceerd door de tweede mantellaag 5 en de afdeklaag 71 geraakt, vanwege het feit dat de afstand tussen de actieve laag onder het convexe deel en de bufferlaag 61' en de afstand tussen de actieve laag onder het deel anders dan het convexe deel en de bufferlaag 61' worden gedifferentieerd, de veelvoudige quantumput-laag 4b bij een gebied uitgezonderd de veelvoudige quantum-putlaag 4a bij een gebied direct onder het strookvormige convexe deel in wanorde door de diffusie van het p type doteringsmateriaal uit de bufferlaag 61' als getoond in figuur 4. Daarna worden een p zijdige electrode en een n zijdige electrode aangebracht op de contactlaag 7 respectievelijk substraat 1, waardoor de laser wordt gecompleteerd.
Bij de vervaardigingswerkwijze van deze derde uitvoeringsvorm wordt de afstand vanaf de actieve laag 41 na de bufferlaag 61' gedifferentieerd door de aanwezigheid of niet aanwezigheid van het strookvormige convexe deel vanwege de zelfdotering van p type onzuiverheden vanuit de bufferlaag 611 raakt de MQW laag 4b bij een gebied uitgezonderd gebied direct onder het strookvormige convexe deel in wanorde. Dientengevolge kan een halfgeleiderlaserinrichting die een operatie met hoge uitgang mogelijk maakt, uiterst gemakkelijk worden geproduceerd.
Zoals duidelijk is uit de voorgaande beschrijving wordt volgens de onderhavige uitvinding*, daar een lichtgeleidings-laag is aangebracht tussen de eerste mantellaag en. de actieve laag het lichtemissiegebied verschoven naar de kant van de lichtgeleidingslaag en wordt deze losgemaakt van de stroom-blokkerende laag. Zodoende wordt de lichtoscillatiemodus in de nabijheid van het holtefacet gestabiliseerd en wordt een halfgeleiderlaserinrichting met stabiele optische karakteristiek verkregen.
Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt een p type GaAs bufferlaag die-is gedoteerd met p type doteringsmateriaal tot de concentratie hoger dan de tweede mantellaag verschaft tussen de tweede mantellaag en de stroomblokkerende laag en door de diffusie van doteringsmateriaal uit de p type GaAs bufferlaag, geraakt de MQW-laag van de actieve laag slechts bij de nabijheid van het holtefacet in wanorde en wordt een facetvensteropbouw geleverd. Dientengevolge kan Samenvatting van pn junctieoppervlak het hergroeigrensvlak worden vermeden en wordt een werking met grote uitgang mogelijk.
volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding worden een p type bufferlaag waarin p type doteringsmateriaal is gedoteerd tot een concentratie hoger dan de tweede mantellaag en een n type stroomblokkeerlaag successievelijk epi-taxiaal gegroeid bij een deel uitgezonderd de strookrichel van de p type tweede mantellaag, welke richel wordt aangebracht bij een gebied uitgezonderd de nabijheid van de zij-facetten en voorts wordt een p type contactlaag epitaxiaal gegroeid op het bovendeel van het strookvormige richeldeel en de n type blokkeerlaag. Gedurende deze epitaxiale groeiprocessen geraakt de MQW-laag van de actieve laag bij een gebied uitgezonderd het gebied direct onder de strookrichel in wanorde door zelfdotering vanuit de p type-bufferlaag. Bij ge- volg wordt een halfgeleiderlaserinrichting met een venster-opbouw en een stroom-non-injectiegebied, derhalve een werking met grote uitgang mogelijk makend, nogal gemakkelijk worden geproduceerd.
Claims (3)
1. Een halfgeleiderlaserinrichting, omvattende: een n type AlxGai_xAs eerste mantellaag die is aan- gebraeht op een n type GaAs substraat; een n type AlyGai_yAs (x)y) lichtgeleidingslaag, aangebracht op de eerste mantellaag; een n type, p type of zuivere AlzGax_zAs (y>z) actieve laag die is aangebracht op de lichtgeleidingslaag; een p type AlpGax_pAs tweede mantellaag die zodanig op de actieve laag is aangebracht dat die een convexachtig richeldeel behalve tenminste nabij een van de holtefacetten; een n type GaAs stroomblokkerende laag die op een ander gebied is geproduceerd dan het richeldeel; en een p type GaAs contactlaag die is aangebracht op de stroomblokkerende laag en het richeldeel.
2. Een halfgeleiderlaserinrichting omvattende: een n type AlxGai_xAs eerste mantellaag die is aangebracht op een n type GaAs substraat; een n type AlyGai„yAs {x>y5 lichtgeleidingslaag die is aangebracht op de eerste mantellaag; een n type, p type of zuivere AlpGai_pAs-AlqGax_gAs (y>q>p) veelvoudige quantum put actieve laag is aangebracht op de lichtgeleidingslaag; een p type AlzGai_zAs (z>q) tweede mantellaag die zodanig is aangebracht op de actieve laag dat die een convexachtig richeldeel heeft behalve nabij een van de holtefacetten; een p type GaAs bufferlaag waarin p type verontreinigingen tot een hogere concentratie zijn genoteerd dan de tweede mantellaag, die is aangebracht op een gebied uitgezonderd het richeldeel op de tweede mantellaag; een n type GaAs stroomblokkerende laag die is geproduceerd op een gebied uitgezonderd het richeldeel teneinde een gebied behalve voor het richeldeel van de tweede mantellaag te begraven; een p type GaAs contactlaag die is aangebracht op de stroomblokkerende laag en het richeldeel; en waarbij de MQW-laag bij een gebied uitgezonderd een gebied direct onder het richeldeel in wanorde wordt gebracht door diffusie van p-type verontreinigingen vanuit de p type GaAs bufferlaag.
3. Werkwijze voor het produceren van een halfgeleider-laserinrichting, omvattende: een eerste epitaxiaal groeiproces van de successievelijke groei van n type AlxGai_xAs eerste mantellaag, een n type AlyGa^.yAs (x>y) lichtgeleidingslaag, een n type, p type of zuivere AlpGai_pAs - AlqGa^.qAs (y>q>p) veelvoudige quantum putlaag, een AlzGai_zAs (z-q) tweede mantellaag, een p type GaAs tweede mantellaag, en een p type GaAs afdeklaag op een n type GaAs substraat; een proces voor het etsen van delen van de p type afdeklaag en de p type tweede mantellaag in strookvormen, behalve voor tenminste een van de omgevingen van de holtefacet-ten; een tweede epitaxiaal groeiproces voor het successievelijk epitaxiaal groeien van een p type GaAs bufferlaag, waarin p type verontreiningen zijn gedonteerd tot een hogere concentratie dan de p type AlzGai_zAs tweede mantellaag en een n type GaAs stroomblokkerende laag op een gebied uitgezonderd het strookvormige convexe deel; een derde epitaxiaal groeiproces voor het epitaxiaal groeien van een p type GaAs contactlaag op de p type afdeklaag en de n type stroomblokkerende laag; en waarbij de MQW-laag bij een gebied uitgezonderd een gebied direct onder het strookvormige convexe deel in wanorde wordt gebracht door de zelfdotering van p type verontreinigingen uit de p type bufferlaag.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2445389 | 1989-02-01 | ||
| JP1024453A JPH02203586A (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9000254A true NL9000254A (nl) | 1990-09-03 |
Family
ID=12138580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9000254A NL9000254A (nl) | 1989-02-01 | 1990-02-01 | Een halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor vervaardiging daarvan. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5020067A (nl) |
| JP (1) | JPH02203586A (nl) |
| DE (1) | DE4002970A1 (nl) |
| NL (1) | NL9000254A (nl) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950004667A (ko) * | 1993-07-29 | 1995-02-18 | 가나이 쯔또무 | 반도체레이저소자 및 그 제작방법 |
| JP4011640B2 (ja) * | 1995-03-02 | 2007-11-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ，及び半導体レーザの製造方法 |
| JPH09139550A (ja) * | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法、及び半導体レーザ装置 |
| EP0828324B1 (en) * | 1996-09-06 | 2003-06-25 | Sanyo Electric Co. Ltd | Semiconductor laser device |
| KR100275532B1 (ko) * | 1998-09-21 | 2001-01-15 | 이계철 | 자동정렬 이온주입 공정을 이용한 고출력 반도체 레이저 제조방법 |
| US6876006B1 (en) | 1999-04-27 | 2005-04-05 | Schlumberger Technology Corporation | Radiation source |
| JP3676965B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2005-07-27 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| JP4309636B2 (ja) * | 2002-10-17 | 2009-08-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよび光通信用素子 |
| JP4601904B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2010-12-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| KR20050001605A (ko) * | 2003-06-26 | 2005-01-07 | 삼성전기주식회사 | 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법 |
| JP5485905B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2014-05-07 | オプトエナジー株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| JP6020190B2 (ja) | 2013-01-21 | 2016-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置、スーパールミネッセントダイオード、およびプロジェクター |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3855546A (en) * | 1973-09-21 | 1974-12-17 | Texas Instruments Inc | Folded lobe large optical cavity laser diode |
| US4371966A (en) * | 1980-11-06 | 1983-02-01 | Xerox Corporation | Heterostructure lasers with combination active strip and passive waveguide strip |
| JPS60101989A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
| JPH0648743B2 (ja) * | 1987-02-18 | 1994-06-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
| JPH01235397A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| GB2222307B (en) * | 1988-07-22 | 1992-04-01 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser |
| US4961197A (en) * | 1988-09-07 | 1990-10-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP1024453A patent/JPH02203586A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-30 US US07/472,285 patent/US5020067A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-01 NL NL9000254A patent/NL9000254A/nl not_active Application Discontinuation
- 1990-02-01 DE DE4002970A patent/DE4002970A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02203586A (ja) | 1990-08-13 |
| US5020067A (en) | 1991-05-28 |
| DE4002970A1 (de) | 1990-08-02 |
| DE4002970C2 (nl) | 1992-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5287376A (en) | Independently addressable semiconductor diode lasers with integral lowloss passive waveguides | |
| KR100375275B1 (ko) | 다층반도체구조체및그제조방법 | |
| NL9000254A (nl) | Een halfgeleiderlaserinrichting en werkwijze voor vervaardiging daarvan. | |
| US5661743A (en) | Semiconductor laser | |
| JPH0143472B2 (nl) | ||
| KR100773677B1 (ko) | 반도체 레이저 소자 및 그 제조 방법 | |
| EP0280281A2 (en) | Variable oscillation wavelength semiconductor laser device | |
| JP2686306B2 (ja) | 半導体レーザ装置とその製造方法 | |
| US5309465A (en) | Ridge waveguide semiconductor laser with thin active region | |
| US6859478B2 (en) | Semiconductor light emitting device in which near-edge portion is filled with doped regrowth layer, and dopant to regrowth layer is diffused into near-edge region of active layer | |
| US4961196A (en) | Semiconductor laser | |
| US20040109221A1 (en) | High speed optical signal processor including saturable absorber and gain-clamped optical amplifier | |
| JP6925540B2 (ja) | 半導体光素子 | |
| JP3658048B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| Ishikawa et al. | Mode‐stabilized separated multiclad layer stripe geometry GaAlAs double heterostructure laser | |
| US4983541A (en) | Semiconductor laser device fabrication | |
| EP0867949B1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| KR0141057B1 (ko) | 반도체 레이저 제조방법 | |
| NL8203369A (nl) | Halfgeleider-laserinrichting. | |
| JPS62249496A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| KR100278626B1 (ko) | 반도체 레이저 다이오드 | |
| JPH02125488A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| KR100287206B1 (ko) | 반도체레이저소자및그제조방법 | |
| JP2869875B2 (ja) | 光集積回路の製造方法 | |
| JP2508669B2 (ja) | 半導体レ−ザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |