JPH07249825A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH07249825A JPH07249825A JP3971094A JP3971094A JPH07249825A JP H07249825 A JPH07249825 A JP H07249825A JP 3971094 A JP3971094 A JP 3971094A JP 3971094 A JP3971094 A JP 3971094A JP H07249825 A JPH07249825 A JP H07249825A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 閾値電流の低い逆ＳＡＳ構造のレーザを実現
する。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法によ
ってｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２、ＧａＩｎＰ活性
層３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎ
Ｐエッチングストッパ層５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層６を順次形成する。次に、フォトリソグラフィ技
術、およびエッチング技術を用い、メサ形成プロセスに
よりメサ２２を形成する。その後ＭＯＶＰＥ法によりｎ
−第１電流ブロック層３０、ｐ−第２電流ブロック層３
１を形成する。さらにｎ電極１０、ｐ電極９を形成し、
各チップに分離する。
する。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法によ
ってｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２、ＧａＩｎＰ活性
層３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎ
Ｐエッチングストッパ層５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層６を順次形成する。次に、フォトリソグラフィ技
術、およびエッチング技術を用い、メサ形成プロセスに
よりメサ２２を形成する。その後ＭＯＶＰＥ法によりｎ
−第１電流ブロック層３０、ｐ−第２電流ブロック層３
１を形成する。さらにｎ電極１０、ｐ電極９を形成し、
各チップに分離する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの構造に関
し、特に動作電流の低い半導体レーザの構造に関するも
のである。
し、特に動作電流の低い半導体レーザの構造に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザは情報機器、光通信
など幅広く使われている。特にＡｌＧａＩｎＰ半導体レ
ーザは発振波長６００から７００nmと短く、可視域にあ
ることが特徴である。この特徴を活かし、光ディスク、
ポインタ、バーコードリーダ等の光源としての応用が期
待され、一部実用化されている。
など幅広く使われている。特にＡｌＧａＩｎＰ半導体レ
ーザは発振波長６００から７００nmと短く、可視域にあ
ることが特徴である。この特徴を活かし、光ディスク、
ポインタ、バーコードリーダ等の光源としての応用が期
待され、一部実用化されている。
【０００３】図４は逆ＳＡＳ構造の半導体レーザの構造
図である。この図において１はｎ−ＧａＡｓ基板、２は
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、３はＧａＩｎＰ活性
層、４はｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、５はｐ−Ｇａ
ＩｎＰエッチングストッパ層、６はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、７はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、８はｐ
−ＧａＡｓキャップ層、９はｐ電極、１０はｎ電極、２
３はｐクラッド層ｎ型反転領域、４０、４１、４２はい
ずれも電流経路である。
図である。この図において１はｎ−ＧａＡｓ基板、２は
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、３はＧａＩｎＰ活性
層、４はｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、５はｐ−Ｇａ
ＩｎＰエッチングストッパ層、６はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、７はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、８はｐ
−ＧａＡｓキャップ層、９はｐ電極、１０はｎ電極、２
３はｐクラッド層ｎ型反転領域、４０、４１、４２はい
ずれも電流経路である。
【０００４】ここで動作について説明する。ｐ電極９、
ｎ電極１０に順バイアス方向に電圧を印加すると電流経
路４０に沿って電流が流れ、活性層３において注入キャ
リアの発光再結合が生じレーザ光が出射される。ここ
で、電流ブロック層７は導電型がｎ型であるため、電流
ブロック層を通る電流経路４１の導電型はｎ−ｐ−ｎと
なり、この経路に沿った電流はほとんど流れない。一
方、電流ブロック層７を通らない電流経路４０の導電型
はｐ−ｎであって順バイアス状態では容易に電流が流れ
る。すなわち、ｎ−電流ブロック層７は注入した電流を
効率的に電流経路４０に集める働きをしており、半導体
レーザの低電流動作を実現している。
ｎ電極１０に順バイアス方向に電圧を印加すると電流経
路４０に沿って電流が流れ、活性層３において注入キャ
リアの発光再結合が生じレーザ光が出射される。ここ
で、電流ブロック層７は導電型がｎ型であるため、電流
ブロック層を通る電流経路４１の導電型はｎ−ｐ−ｎと
なり、この経路に沿った電流はほとんど流れない。一
方、電流ブロック層７を通らない電流経路４０の導電型
はｐ−ｎであって順バイアス状態では容易に電流が流れ
る。すなわち、ｎ−電流ブロック層７は注入した電流を
効率的に電流経路４０に集める働きをしており、半導体
レーザの低電流動作を実現している。
【０００５】次にその製造方法について説明する。ま
ず、基板１上に、例えばＭＯＶＰＥ法によってｎ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層２、ＧａＩｎＰ活性層３、ｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング
ストッパ層５、ｐ−クラッド層６を順次形成する。次
に、メサ側部をエッチングストッパ層５直上まで選択的
にエッチングしメサ２２を形成する。このうえで、ｎ−
ＧａＡｓ電流ブロック層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８
を形成する。さらにｎ電極１０、ｐ電極９を形成し、各
チップに分離する。
ず、基板１上に、例えばＭＯＶＰＥ法によってｎ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層２、ＧａＩｎＰ活性層３、ｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎＰエッチング
ストッパ層５、ｐ−クラッド層６を順次形成する。次
に、メサ側部をエッチングストッパ層５直上まで選択的
にエッチングしメサ２２を形成する。このうえで、ｎ−
ＧａＡｓ電流ブロック層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８
を形成する。さらにｎ電極１０、ｐ電極９を形成し、各
チップに分離する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば前記
製造工程におけるメサ形成工程において、例えばヒロッ
クの存在等何らかの理由でエッチングストッパ層の一部
にピンホールが生じると、このピンホール下部のｐ−ク
ラッド層４は容易にエッチングされてしまう。これに続
くｎ−電流ブロック層の形成において、前記エッチング
された領域にｐ−クラッドｎ型反転領域２３が形成され
る。このときｐ電極９からｐ−クラッドｎ反転領域２３
を通りｎ電極１０にいたる電流経路４２の導電型はｎ型
となって通常のオーミック抵抗と同じ振る舞いを示す。
これが電流短絡経路となり、無効電流が流れ、半導体レ
ーザの低閾値動作が困難となる。
製造工程におけるメサ形成工程において、例えばヒロッ
クの存在等何らかの理由でエッチングストッパ層の一部
にピンホールが生じると、このピンホール下部のｐ−ク
ラッド層４は容易にエッチングされてしまう。これに続
くｎ−電流ブロック層の形成において、前記エッチング
された領域にｐ−クラッドｎ型反転領域２３が形成され
る。このときｐ電極９からｐ−クラッドｎ反転領域２３
を通りｎ電極１０にいたる電流経路４２の導電型はｎ型
となって通常のオーミック抵抗と同じ振る舞いを示す。
これが電流短絡経路となり、無効電流が流れ、半導体レ
ーザの低閾値動作が困難となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明の半導体レーザの構造は電流ブロック層
の導電型の一部に基板の導電型と逆の導電型の領域を含
む。
るため、本発明の半導体レーザの構造は電流ブロック層
の導電型の一部に基板の導電型と逆の導電型の領域を含
む。
【０００８】
【作用】この発明においては電流ブロック層の一部に基
板の導電型と逆の導電型の領域を含んでいるため、電流
ブロック層下のクラッド層に導電型反転領域が存在して
も、半導体レーザの低電流な動作が実現される。
板の導電型と逆の導電型の領域を含んでいるため、電流
ブロック層下のクラッド層に導電型反転領域が存在して
も、半導体レーザの低電流な動作が実現される。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の第１の実施例を図１を用い
て説明する。図１（ａ）は本発明の半導体レーザの構造
の第１の実施例を説明するための断面図、図１（ｂ）は
図１（ａ）の要部拡大図である。この図において、図４
と同一符号のものは同一のものを示し、３０はｎ−Ｇａ
Ａｓ第１電流ブロック層、３１はｐ−ＧａＡｓ第２電流
ブロック層、４３、４４はいずれも電流経路である。
て説明する。図１（ａ）は本発明の半導体レーザの構造
の第１の実施例を説明するための断面図、図１（ｂ）は
図１（ａ）の要部拡大図である。この図において、図４
と同一符号のものは同一のものを示し、３０はｎ−Ｇａ
Ａｓ第１電流ブロック層、３１はｐ−ＧａＡｓ第２電流
ブロック層、４３、４４はいずれも電流経路である。
【００１０】まず製造方法について説明する。まず図１
（ａ）に示すように、基板１上に、ＭＯＶＰＥ法によっ
てｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２、ＧａＩｎＰ活性層
３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎＰ
エッチングストッパ層５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層６を順次形成する。次に、フォトリソグラフィ技術、
およびエッチング技術を用い、メサ形成プロセスにより
メサ２２を形成する。その後ＭＯＶＰＥ法によりｎ−第
１電流ブロック層３０、ｐ−第２電流ブロック層３１を
形成する。さらにｎ電極１０、ｐ電極９を形成し、各チ
ップに分離する。
（ａ）に示すように、基板１上に、ＭＯＶＰＥ法によっ
てｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２、ＧａＩｎＰ活性層
３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎＰ
エッチングストッパ層５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層６を順次形成する。次に、フォトリソグラフィ技術、
およびエッチング技術を用い、メサ形成プロセスにより
メサ２２を形成する。その後ＭＯＶＰＥ法によりｎ−第
１電流ブロック層３０、ｐ−第２電流ブロック層３１を
形成する。さらにｎ電極１０、ｐ電極９を形成し、各チ
ップに分離する。
【００１１】次に、作用について説明する。基本的な動
作は従来のレーザと同様である。しかし、本発明のレー
ザでは、従来例の電流経路４２に対応した電流経路４３
には、ｐ−ｎ接合が存在し、単一導伝型のオーミック抵
抗に比べ、漏れ電流が低減される。なお、電流経路４４
に示すようなｎ型単一の電流経路も存在するが、この経
路は極めて細く、漏れ電流は小さい。
作は従来のレーザと同様である。しかし、本発明のレー
ザでは、従来例の電流経路４２に対応した電流経路４３
には、ｐ−ｎ接合が存在し、単一導伝型のオーミック抵
抗に比べ、漏れ電流が低減される。なお、電流経路４４
に示すようなｎ型単一の電流経路も存在するが、この経
路は極めて細く、漏れ電流は小さい。
【００１２】次に、第２の実施例を図２を用いて説明す
る。図２（ａ）は本発明の半導体レーザの構造の第２の
実施例を説明するための断面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）の要部拡大図である。この図において、図１と同
一符号のものは同一のものを示し、３２はｎ−ＧａＡｓ
第３電流ブロック層、４５、４６はいずれも電流経路で
ある。
る。図２（ａ）は本発明の半導体レーザの構造の第２の
実施例を説明するための断面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）の要部拡大図である。この図において、図１と同
一符号のものは同一のものを示し、３２はｎ−ＧａＡｓ
第３電流ブロック層、４５、４６はいずれも電流経路で
ある。
【００１３】基本的な製造方法は実施例１と同じであ
る。実施例１との違いは、実施例１におけるｎ−ＧａＡ
ｓ第１電流ブロック層３０、ｐ−ＧａＡｓ第２電流ブロ
ック層３１形成の後、さらにｎ−ＧａＡｓ第３電流ブロ
ック層３２を形成することである。本実施例の場合、実
施例１における電流経路４３に対応した電流経路４５の
導電型がｎ−ｐ−ｎとなるため、ｐ−ｎ型の電流経路に
比べ、漏れ電流をさらに低減できる。なお、電流経路４
６に示すようなｐ−ｎ型の電流経路も存在するがこの経
路は極めて細く、漏れ電流は小さい。
る。実施例１との違いは、実施例１におけるｎ−ＧａＡ
ｓ第１電流ブロック層３０、ｐ−ＧａＡｓ第２電流ブロ
ック層３１形成の後、さらにｎ−ＧａＡｓ第３電流ブロ
ック層３２を形成することである。本実施例の場合、実
施例１における電流経路４３に対応した電流経路４５の
導電型がｎ−ｐ−ｎとなるため、ｐ−ｎ型の電流経路に
比べ、漏れ電流をさらに低減できる。なお、電流経路４
６に示すようなｐ−ｎ型の電流経路も存在するがこの経
路は極めて細く、漏れ電流は小さい。
【００１４】次に、第３の実施例を図３を用いて説明す
る。図３（ａ）は本発明の半導体レーザの構造の第３の
実施例を説明するための断面図、図３（ｂ）は図３
（ａ）の要部拡大図である。この図において、図１と同
一符号のものは同一のものを示し、８はｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層、４７は電流経路である。
る。図３（ａ）は本発明の半導体レーザの構造の第３の
実施例を説明するための断面図、図３（ｂ）は図３
（ａ）の要部拡大図である。この図において、図１と同
一符号のものは同一のものを示し、８はｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層、４７は電流経路である。
【００１５】基本的な製造方法は実施例１と同じであ
る。実施例１との違いは、実施例１におけるｎ−ＧａＡ
ｓ第１電流ブロック層３０、ｐ−ＧａＡｓ第２電流ブロ
ック層の形成の後、さらにｐ−ＧａＡｓキャップ層を形
成することである。本実施例の場合、実施例１における
電流経路４４に対応した電流経路４７の導電型がｐ−ｎ
となるため、ｎ型単一の経路に比べ、漏れ電流をさらに
低減できる。
る。実施例１との違いは、実施例１におけるｎ−ＧａＡ
ｓ第１電流ブロック層３０、ｐ−ＧａＡｓ第２電流ブロ
ック層の形成の後、さらにｐ−ＧａＡｓキャップ層を形
成することである。本実施例の場合、実施例１における
電流経路４４に対応した電流経路４７の導電型がｐ−ｎ
となるため、ｎ型単一の経路に比べ、漏れ電流をさらに
低減できる。
【００１６】また以上の実施例の他にも、例えば実施例
２と実施例３を組み合わせるなど、ブロック層の導電型
を制御することによって漏れ電流を低減する方法は様々
にあり、これによって閾値電流の低減を実現できること
はもちろんである。
２と実施例３を組み合わせるなど、ブロック層の導電型
を制御することによって漏れ電流を低減する方法は様々
にあり、これによって閾値電流の低減を実現できること
はもちろんである。
【００１７】また、量子井戸の活性層や、多重量子障壁
を用いたレーザ、またＡｌＧａＩｎＰ以外の材料で作成
したレーザでも効果は同様である。
を用いたレーザ、またＡｌＧａＩｎＰ以外の材料で作成
したレーザでも効果は同様である。
【００１８】また、以上ｎ型基板上に作成するレーザの
場合について説明したが、ｐ型基板上に作製するレーザ
の場合、導電型を全て逆にすれば全く同じ効果が得られ
ることも明らかである。
場合について説明したが、ｐ型基板上に作製するレーザ
の場合、導電型を全て逆にすれば全く同じ効果が得られ
ることも明らかである。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体レーザの
構造は電流ブロック層の導電型の一部に基板の導電型と
逆の導電型の領域を含むため電流ブロック層を通る漏れ
電流を低減できた。
構造は電流ブロック層の導電型の一部に基板の導電型と
逆の導電型の領域を含むため電流ブロック層を通る漏れ
電流を低減できた。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例を説明するため
の半導体レーザの断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部拡大
図である。
の半導体レーザの断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部拡大
図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例を説明するため
の半導体レーザの断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部拡大
図である。
の半導体レーザの断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部拡大
図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３の実施例を説明するため
の半導体レーザの断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部拡大
図である。
の半導体レーザの断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部拡大
図である。
【図４】従来の実施例を説明するための半導体レーザの
断面図である。
断面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３ ＧａＩｎＰ活性層 ４ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５ ｐ−ＧａＩｎＰエッチングストッパ層 ６ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 ８ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ９ ｐ電極 １０ ｎ電極 ２２ メサ ２３ ｐクラッド層ｎ型反転領域 ３０ ｎ−ＧａＡｓ第１電流ブロック層 ３１ ｐ−ＧａＡｓ第２電流ブロック層 ３２ ｐ−ＧａＡｓ第３電流ブロック層 ４０ 電流経路 ４１ 電流経路 ４２ 電流経路 ４３ 電流経路 ４４ 電流経路 ４５ 電流経路 ４６ 電流経路 ４７ 電流経路
Claims (1)
- 【請求項１】活性層上面におけるクラッド層に形成され
たメサ構造と、該メサ構造の両脇に形成された電流狭窄
のためブロック層を有する半導体レーザにおいて、前記
電流ブロック層の導電型の一部に基板の導電型と逆の導
電型の領域を含むことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3971094A JPH07249825A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3971094A JPH07249825A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249825A true JPH07249825A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12560554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3971094A Pending JPH07249825A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249825A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766685A (en) * | 1980-06-03 | 1982-04-22 | Nec Corp | Rib structure semiconductor laser |
| JPH04142093A (ja) * | 1990-10-02 | 1992-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可視光半導体レーザ |
| JPH07202336A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP3971094A patent/JPH07249825A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766685A (en) * | 1980-06-03 | 1982-04-22 | Nec Corp | Rib structure semiconductor laser |
| JPH04142093A (ja) * | 1990-10-02 | 1992-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可視光半導体レーザ |
| JPH07202336A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981110 |