JPH0851250A - 半導体レーザ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 再結晶成長界面におけるレーザ劣化を抑制
し、高信頼性の半導体レーザを提供する。 【構成】 半導体基板上1にp型のクラッド層3と、n
型のクラッド層5と、これらの間に挟まれたレーザ発振
用の活性層4と、この活性層4の両側に設けられた電流
ブロック層6と、この電流ブロック層6の上面に接する
上クラッド層8とが設けられ、上記p型のクラッド層3
およびn型のクラッド層5と上記電流ブロック層6との
界面13、14並びに上記上クラッド層8と上記電流ブ
ロック層6との界面11、12が再結晶成長界面で接合
され、上記再結晶成長界面のp−n接合面にFe,Cr
またはCoがドープされたドープ層を有する構成であ
る。
し、高信頼性の半導体レーザを提供する。 【構成】 半導体基板上1にp型のクラッド層3と、n
型のクラッド層5と、これらの間に挟まれたレーザ発振
用の活性層4と、この活性層4の両側に設けられた電流
ブロック層6と、この電流ブロック層6の上面に接する
上クラッド層8とが設けられ、上記p型のクラッド層3
およびn型のクラッド層5と上記電流ブロック層6との
界面13、14並びに上記上クラッド層8と上記電流ブ
ロック層6との界面11、12が再結晶成長界面で接合
され、上記再結晶成長界面のp−n接合面にFe,Cr
またはCoがドープされたドープ層を有する構成であ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの信頼性
向上に関するものである。
向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の埋込ヘテロ接合構造(Buri
ed Heterostructure)のレーザダイオード(以下BHレ
ーザの構造と称す)の断面図で、例えば、SPIE-The Int
ernational Society for Optical Engineering,Volume2
148,142〜151頁に示されているものである。 図において、1はp型のInPからなる半導体基板、3は
p型InPからなるp型のクラッド層でバッファ層2を
含み、4はInGaAsPからなる活性層、5はn型In
Pからなるn型のクラッド層、6はp型InPからなる
p型の電流ブロック層、7はn型InPからなるn型の
電流ブロック層、8はp型の電流ブロック層6の上面に
接するn型のInPからなるn型の上クラッド層、9は
オーミックコンタクトを得るためのn型InPからなる
コンタクト層、11、12、13および14は再結晶成
長界面、10は金属からなる電極である。
ed Heterostructure)のレーザダイオード(以下BHレ
ーザの構造と称す)の断面図で、例えば、SPIE-The Int
ernational Society for Optical Engineering,Volume2
148,142〜151頁に示されているものである。 図において、1はp型のInPからなる半導体基板、3は
p型InPからなるp型のクラッド層でバッファ層2を
含み、4はInGaAsPからなる活性層、5はn型In
Pからなるn型のクラッド層、6はp型InPからなる
p型の電流ブロック層、7はn型InPからなるn型の
電流ブロック層、8はp型の電流ブロック層6の上面に
接するn型のInPからなるn型の上クラッド層、9は
オーミックコンタクトを得るためのn型InPからなる
コンタクト層、11、12、13および14は再結晶成
長界面、10は金属からなる電極である。
【0003】図中、矢印は電流を示し、円形で示すA,
B,CおよびDの領域の結晶成長における再結晶成長界
面11、12、13および14は高温動作において劣化
する領域で、矢印で示した活性層4を通らない漏れ電流
が発生する。劣化は、結晶成長を繰り返す間の再結晶成
長界面11、12、13および14のp型InPとn型
InPのp−n接合界面で発生し易い。何故ならば、一
般に再結晶成長界面11、12、13および14は一旦
空気に触れたり、エッチングされたりして、表面に自然
酸化膜や不純物が存在し、そのために結晶欠陥が多くな
るからである。
B,CおよびDの領域の結晶成長における再結晶成長界
面11、12、13および14は高温動作において劣化
する領域で、矢印で示した活性層4を通らない漏れ電流
が発生する。劣化は、結晶成長を繰り返す間の再結晶成
長界面11、12、13および14のp型InPとn型
InPのp−n接合界面で発生し易い。何故ならば、一
般に再結晶成長界面11、12、13および14は一旦
空気に触れたり、エッチングされたりして、表面に自然
酸化膜や不純物が存在し、そのために結晶欠陥が多くな
るからである。
【0004】図7は上記構成のBHレーザの構造の製造
工程を説明する断面図で、図7(a)のように、p型I
nPからなる半導体基板1の上にp型InPからなるバ
ッファ層2を含むp型InPからなるp型のクラッド層
3、InGaAsPからなる活性層4およびn型InP
からなるn型のクラッド層5を順次MOCVD(有機金
属気相成長)法で結晶成長し、SiO2を成膜した後、
写真製版でSiO2をパターニングしてマスク15を形
成する。
工程を説明する断面図で、図7(a)のように、p型I
nPからなる半導体基板1の上にp型InPからなるバ
ッファ層2を含むp型InPからなるp型のクラッド層
3、InGaAsPからなる活性層4およびn型InP
からなるn型のクラッド層5を順次MOCVD(有機金
属気相成長)法で結晶成長し、SiO2を成膜した後、
写真製版でSiO2をパターニングしてマスク15を形
成する。
【0005】次に、エッチングによって、図7(b)の
ようにメサ状のストライプ構造16に形成する。この
時、ストライプ構造16の側壁はエッチング剤に触れる
とともに、空気にも触れることになり、トライプ状の側
壁には不純物や自然酸化膜が存在することになる。
ようにメサ状のストライプ構造16に形成する。この
時、ストライプ構造16の側壁はエッチング剤に触れる
とともに、空気にも触れることになり、トライプ状の側
壁には不純物や自然酸化膜が存在することになる。
【0006】次に、図7(c)のように、p型InPか
らなるp型の電流ブロック層6、n型InPからなるn
型の電流ブロック層7およびp型InPからなるp型の
電流ブロック層6を順次MOCVD法で再結晶成長し
て、活性層4を埋め込む。この後、マスク15をエッチ
ングで除去する。この時、p型の電流ブロック層6の表
面には、エッチング剤が残留し不純物が残存するととも
に、自然酸化膜が形成される。
らなるp型の電流ブロック層6、n型InPからなるn
型の電流ブロック層7およびp型InPからなるp型の
電流ブロック層6を順次MOCVD法で再結晶成長し
て、活性層4を埋め込む。この後、マスク15をエッチ
ングで除去する。この時、p型の電流ブロック層6の表
面には、エッチング剤が残留し不純物が残存するととも
に、自然酸化膜が形成される。
【0007】次に、図7(d)のように、n型InPか
らなるn型の上クラッド層8、n型InPからなるコン
タクト層9をMOCVD法で再結晶成長し、この後、電
極10を形成する。
らなるn型の上クラッド層8、n型InPからなるコン
タクト層9をMOCVD法で再結晶成長し、この後、電
極10を形成する。
【0008】上記の製造工程から明らかなように、2回
の再結晶成長の工程があり、図6のA,B,CおよびD
の領域、即ちp型の電流ブロック層6とn型のクラッド
層5およびp型の電流ブロック層6とn型の上クラッド
層8の再結晶成長界面11、12、13および14のp
−n接合界面に不純物および自然酸化膜が存在すること
になり、このA,B,CおよびDの領域でレーザ発振に
無効な漏れ電流が流れ、動作電流の増大をもたらし、い
わゆるレーザの劣化を引き起こし、信頼性が低下するこ
とになる。
の再結晶成長の工程があり、図6のA,B,CおよびD
の領域、即ちp型の電流ブロック層6とn型のクラッド
層5およびp型の電流ブロック層6とn型の上クラッド
層8の再結晶成長界面11、12、13および14のp
−n接合界面に不純物および自然酸化膜が存在すること
になり、このA,B,CおよびDの領域でレーザ発振に
無効な漏れ電流が流れ、動作電流の増大をもたらし、い
わゆるレーザの劣化を引き起こし、信頼性が低下するこ
とになる。
【0009】以上はp型InPからなる半導体基板を使
用したBHレーザの構造の例を示したが、図8のBC
(Buried Crescent )レーザの構造(Extended Abstrac
ts ofthe 15th Conferrence on Solid State Devices a
nd Materials,Tokyo,1983,pp.337-340参照)、あるいは
図9に示したn型InPからなる半導体基板を使用した
BHレーザの構造、図10のn型のGaAsからなる半
導体基板を使用したBR(Buried Ridge )レーザ構造
の場合など、いずれも再成長界面のp−n接合界面にレ
ーザ劣化が生じる。
用したBHレーザの構造の例を示したが、図8のBC
(Buried Crescent )レーザの構造(Extended Abstrac
ts ofthe 15th Conferrence on Solid State Devices a
nd Materials,Tokyo,1983,pp.337-340参照)、あるいは
図9に示したn型InPからなる半導体基板を使用した
BHレーザの構造、図10のn型のGaAsからなる半
導体基板を使用したBR(Buried Ridge )レーザ構造
の場合など、いずれも再成長界面のp−n接合界面にレ
ーザ劣化が生じる。
【0010】図8のBCレーザの構造では、p型InP
からなる半導体基板1、n型InPからなるn型の電流
ブロック層17、p型InPからなるp型の電流ブロッ
ク層18、p型InPからなるp型のクラッド層19、
InGaAsPからなる活性層20、n型InPからな
るn型のクラッド層21および上クラッド層22、n型
InPからなるコンタクト層23および電極10から構
成され、n型の電流ブロック層17とp型のクラッド層
19との間の再結晶成長界面24、さらに、p型の電流
ブロック層18とn型のクラッド層21およびn型の上
クラッド層22との間の再結晶成長界面25があり、こ
のp−n接合界面でレーザ劣化が生じることになる。
からなる半導体基板1、n型InPからなるn型の電流
ブロック層17、p型InPからなるp型の電流ブロッ
ク層18、p型InPからなるp型のクラッド層19、
InGaAsPからなる活性層20、n型InPからな
るn型のクラッド層21および上クラッド層22、n型
InPからなるコンタクト層23および電極10から構
成され、n型の電流ブロック層17とp型のクラッド層
19との間の再結晶成長界面24、さらに、p型の電流
ブロック層18とn型のクラッド層21およびn型の上
クラッド層22との間の再結晶成長界面25があり、こ
のp−n接合界面でレーザ劣化が生じることになる。
【0011】また、図9のBHレーザの構造では、n型
のInPからなる半導体基板26、n型のInPからな
りバッファ層27を含むn型のクラッド層28、InG
aAsPからなる活性層4、p型InPからなるp型の
クラッド層29、p型InPからなるp型の電流ブロッ
ク層30、n型InPからなるn型の電流ブロック層3
1、p型InPからなるp型の上クラッド層32および
p型InPからなるコンタクト層33から構成され、n
型のクラッド層28とp型の電流ブロック層30との間
の再結晶成長界面34並びにn型の電流ブロック層31
とp型のクラッド層29およびp型の上クラッド層32
との間の再結晶成長界面35のp−n接合界面でレーザ
劣化が発生する。
のInPからなる半導体基板26、n型のInPからな
りバッファ層27を含むn型のクラッド層28、InG
aAsPからなる活性層4、p型InPからなるp型の
クラッド層29、p型InPからなるp型の電流ブロッ
ク層30、n型InPからなるn型の電流ブロック層3
1、p型InPからなるp型の上クラッド層32および
p型InPからなるコンタクト層33から構成され、n
型のクラッド層28とp型の電流ブロック層30との間
の再結晶成長界面34並びにn型の電流ブロック層31
とp型のクラッド層29およびp型の上クラッド層32
との間の再結晶成長界面35のp−n接合界面でレーザ
劣化が発生する。
【0012】また、図10のBRレーザの構造では、n
型GaAsからなる半導体基板36、n型AlGaIn
Pからなるn型のクラッド層37、p型GaAsからな
るp型のクラッド層38、GaAsPからなる活性層3
9、n型GaAsからなるn型の電流ブロック層40、
p型GaAsからなるp型の上クラッド層41およびコ
ンタクト層42、並びに電極10から構成され、p型の
クラッド層38とn型の電流ブロック層40との間の再
結晶成長界面43およびp型の上クラッド層41とn型
の電流ブロック層40との間の再結晶成長界面44のp
−n接合界面でレーザ劣化が生じる。
型GaAsからなる半導体基板36、n型AlGaIn
Pからなるn型のクラッド層37、p型GaAsからな
るp型のクラッド層38、GaAsPからなる活性層3
9、n型GaAsからなるn型の電流ブロック層40、
p型GaAsからなるp型の上クラッド層41およびコ
ンタクト層42、並びに電極10から構成され、p型の
クラッド層38とn型の電流ブロック層40との間の再
結晶成長界面43およびp型の上クラッド層41とn型
の電流ブロック層40との間の再結晶成長界面44のp
−n接合界面でレーザ劣化が生じる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
BHレーザの構造、BCレーザの構造あるいはBRレー
ザの構造では、再結晶成長界面のp−n接合界面に不純
物および自然酸化膜が存在し、動作電流を上げていくと
無効電流が動作電流の上昇に応じて増加し、この無効電
流が高温条件下で流れることによって再結晶成長界面の
p−n接合界面の劣化が加速され、動作電流の変化を引
き起こす、いわゆるレーザ劣化が発生し、信頼性が低下
するという問題があった。
BHレーザの構造、BCレーザの構造あるいはBRレー
ザの構造では、再結晶成長界面のp−n接合界面に不純
物および自然酸化膜が存在し、動作電流を上げていくと
無効電流が動作電流の上昇に応じて増加し、この無効電
流が高温条件下で流れることによって再結晶成長界面の
p−n接合界面の劣化が加速され、動作電流の変化を引
き起こす、いわゆるレーザ劣化が発生し、信頼性が低下
するという問題があった。
【0014】本願発明は、上記のような問題を解決して
高信頼性の半導体レーザを提供することを目的とする。
高信頼性の半導体レーザを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
半導体基板上にn型のクラッド層と、p型のクラッド層
と、これらのn型のクラッド層とp型のクラッド層との
間に挟まれたレーザ発振用の活性層と、この活性層の中
央部に電流を集束するために上記活性層の両側に設けら
れた電流ブロック層と、この電流ブロック層の上面に接
する上クラッド層とが設けられ、上記n型のクラッド層
およびp型のクラッド層と上記電流ブロック層との界面
並びに上記上クラッド層と上記電流ブロック層との界面
が再結晶成長界面で接合され、上記再結晶成長界面のp
−n接合界面にFe,CrまたはCoの少なくとも一種
類がドープされたドープ層を有する半導体レーザであ
る。
半導体基板上にn型のクラッド層と、p型のクラッド層
と、これらのn型のクラッド層とp型のクラッド層との
間に挟まれたレーザ発振用の活性層と、この活性層の中
央部に電流を集束するために上記活性層の両側に設けら
れた電流ブロック層と、この電流ブロック層の上面に接
する上クラッド層とが設けられ、上記n型のクラッド層
およびp型のクラッド層と上記電流ブロック層との界面
並びに上記上クラッド層と上記電流ブロック層との界面
が再結晶成長界面で接合され、上記再結晶成長界面のp
−n接合界面にFe,CrまたはCoの少なくとも一種
類がドープされたドープ層を有する半導体レーザであ
る。
【0016】請求項2に係る発明は、請求項1記載の半
導体レーザにおいて、n型のクラッド層、p型のクラッ
ド層および活性層がメサ状のストライプ構造をなすとと
もに電流ブロック層で挟持されるように埋め込まれたB
Hレーザの構造を有するものである。
導体レーザにおいて、n型のクラッド層、p型のクラッ
ド層および活性層がメサ状のストライプ構造をなすとと
もに電流ブロック層で挟持されるように埋め込まれたB
Hレーザの構造を有するものである。
【0017】請求項3に係る発明は、請求項1記載の半
導体レーザにおいて、電流ブロック層に形成されたスト
ライプ状の溝に、n型のクラッド層、p型のクラッド層
および活性層が埋め込まれたBCレーザの構造を有する
ものである。
導体レーザにおいて、電流ブロック層に形成されたスト
ライプ状の溝に、n型のクラッド層、p型のクラッド層
および活性層が埋め込まれたBCレーザの構造を有する
ものである。
【0018】請求項4に係る発明は、請求項1、2また
3記載の半導体レーザにおいて、半導体基板がn型のI
nPまたはp型のInPからなるものである。
3記載の半導体レーザにおいて、半導体基板がn型のI
nPまたはp型のInPからなるものである。
【0019】請求項5に係る発明は、半導体基板上にn
型のクラッド層と、p型のクラッド層と、これらのn型
のクラッド層とp型のクラッド層との間に挟まれたレー
ザ発振用の活性層と、この活性層の中央部に電流を集束
するために上記活性層の両側に設けられた電流ブロック
層と、この電流ブロック層の上面に接する上クラッド層
とが設けられ、上記p型のクラッド層と上記電流ブロッ
ク層との界面および上記上クラッド層と上記電流ブロッ
ク層との界面が再結晶成長界面で接合され、上記再結晶
成長界面のp−n接合界面にFe,CrまたはCoの少
なくとも一種類がドープされたドープ層を有する半導体
レーザである。
型のクラッド層と、p型のクラッド層と、これらのn型
のクラッド層とp型のクラッド層との間に挟まれたレー
ザ発振用の活性層と、この活性層の中央部に電流を集束
するために上記活性層の両側に設けられた電流ブロック
層と、この電流ブロック層の上面に接する上クラッド層
とが設けられ、上記p型のクラッド層と上記電流ブロッ
ク層との界面および上記上クラッド層と上記電流ブロッ
ク層との界面が再結晶成長界面で接合され、上記再結晶
成長界面のp−n接合界面にFe,CrまたはCoの少
なくとも一種類がドープされたドープ層を有する半導体
レーザである。
【0020】請求項6に係る発明は、請求項5記載の半
導体レーザにおいて、半導体基板がn型のGaAsから
なり、活性層を挟むp型のクラッド層にリッジが形成さ
れるとともに上記リッジを挟持するように電流ブロック
層が形成されたBRレーザの構造を有するものである。
導体レーザにおいて、半導体基板がn型のGaAsから
なり、活性層を挟むp型のクラッド層にリッジが形成さ
れるとともに上記リッジを挟持するように電流ブロック
層が形成されたBRレーザの構造を有するものである。
【0021】
【作用】請求項1ないし6に係る発明によれば、再結晶
成長界面のp−n接合界面にFe,CrまたはCoの少
なくとも一種類がドープされたドープ層が形成され、結
晶格子の格子間に上記Fe,CrまたはCoの少なくと
も一種類が入り、再結晶成長界面の結晶格子の変化およ
び不純物の移動が抑制されるので、レーザ劣化を抑制す
ることができる。
成長界面のp−n接合界面にFe,CrまたはCoの少
なくとも一種類がドープされたドープ層が形成され、結
晶格子の格子間に上記Fe,CrまたはCoの少なくと
も一種類が入り、再結晶成長界面の結晶格子の変化およ
び不純物の移動が抑制されるので、レーザ劣化を抑制す
ることができる。
【0022】
実施例1.図1は本発明の第一の実施例になる半導体レ
ーザの断面図であり、1〜14は従来のp型のInPか
らなる半導体基板を使用したBHレーザの構造(図6)
と全く同じである。図において、n型のクラッド層5と
p型の電流ブロック層6との再結晶成長界面11および
12並びにn型の上クラッド層8とp型の電流ブロック
層6との再結晶成長界面13および14のp−n接合界
面にFe(鉄)をドープしたドープ層50を備えた構造
である。
ーザの断面図であり、1〜14は従来のp型のInPか
らなる半導体基板を使用したBHレーザの構造(図6)
と全く同じである。図において、n型のクラッド層5と
p型の電流ブロック層6との再結晶成長界面11および
12並びにn型の上クラッド層8とp型の電流ブロック
層6との再結晶成長界面13および14のp−n接合界
面にFe(鉄)をドープしたドープ層50を備えた構造
である。
【0023】ドープ層50は、p型の電流ブロック層6
およびn型の電流ブロック層7を積層する直前に、さら
に、p型の電流ブロック層6およびn型の電流ブロック
層7を積層した後上クラッド層8を積層する直前に、M
OCVD法でFeをドープして形成される。
およびn型の電流ブロック層7を積層する直前に、さら
に、p型の電流ブロック層6およびn型の電流ブロック
層7を積層した後上クラッド層8を積層する直前に、M
OCVD法でFeをドープして形成される。
【0024】図5(a)および(b)は、本実施例と従
来の構造で作製したBHレーザを、50℃の環境下で定
電流で3000時間動作させ、その後、5mW出力にお
ける動作電流の初期の動作電流に対する変化量を通電電
流をパラメータとして示したものである。
来の構造で作製したBHレーザを、50℃の環境下で定
電流で3000時間動作させ、その後、5mW出力にお
ける動作電流の初期の動作電流に対する変化量を通電電
流をパラメータとして示したものである。
【0025】図から明らかなように、図5(a)の従来
の構造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾
向があるが、図5(b)のFeをドープしたドープ層5
0を備えた本実施例の構造では高い通電電流でも動作電
流が変化せず、高い信頼性を有していることが判る。
の構造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾
向があるが、図5(b)のFeをドープしたドープ層5
0を備えた本実施例の構造では高い通電電流でも動作電
流が変化せず、高い信頼性を有していることが判る。
【0026】p−n接合界面の劣化は、再結晶成長界面
の結晶配列の変化および不純物原子の移動(拡散)が原
因と考えられる。また、結晶配列の変化や不純物原子の
移動は結晶格子間に原子が移動することによって促進さ
れる。一般に、Fe原子は、InP中ではInやPの格
子位置には入らず結晶格子間に入り込むために、結晶配
列の変化および不純物原子の移動を抑制する働きがあ
る。
の結晶配列の変化および不純物原子の移動(拡散)が原
因と考えられる。また、結晶配列の変化や不純物原子の
移動は結晶格子間に原子が移動することによって促進さ
れる。一般に、Fe原子は、InP中ではInやPの格
子位置には入らず結晶格子間に入り込むために、結晶配
列の変化および不純物原子の移動を抑制する働きがあ
る。
【0027】実施例2.図2は本発明の第二の実施例に
なる半導体レーザの断面図であり、1、10、17〜2
5は従来のp型のInPからなる半導体基板を使用した
BCレーザの構造(図8)と全く同じである。図におい
て、p型のクラッド層19とn型の電流ブロック層17
との再結晶成長界面24並びにn型のクラッド層21お
よびn型の上クラッド層22とp型の電流ブロック層1
8との再結晶成長界面25のp−n接合界面にFeをド
ープしたドープ層50を備えた構造である。
なる半導体レーザの断面図であり、1、10、17〜2
5は従来のp型のInPからなる半導体基板を使用した
BCレーザの構造(図8)と全く同じである。図におい
て、p型のクラッド層19とn型の電流ブロック層17
との再結晶成長界面24並びにn型のクラッド層21お
よびn型の上クラッド層22とp型の電流ブロック層1
8との再結晶成長界面25のp−n接合界面にFeをド
ープしたドープ層50を備えた構造である。
【0028】上記構造は、液晶成長法を用いて製造さ
れ、p型のクラッド層19を結晶成長する直前にFeを
含んだメルトで再結晶成長界面24、25の処理を行う
ことによってFeが拡散されドープ層50が形成され
る。
れ、p型のクラッド層19を結晶成長する直前にFeを
含んだメルトで再結晶成長界面24、25の処理を行う
ことによってFeが拡散されドープ層50が形成され
る。
【0029】本実施例と従来の構造で作製したBCレー
ザを、50℃の環境下で定電流で3000時間動作さ
せ、その後、5mW出力における動作電流の初期の動作
電流に対する変化量を通電電流をパラメータとして測定
した結果は、図5(a)および(b)と同様、従来の構
造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾向が
あるが、Feをドープしたドープ層50を備えた本実施
例の構造では高い通電電流でも動作電流が変化せず、高
い信頼性を有していることが判った。
ザを、50℃の環境下で定電流で3000時間動作さ
せ、その後、5mW出力における動作電流の初期の動作
電流に対する変化量を通電電流をパラメータとして測定
した結果は、図5(a)および(b)と同様、従来の構
造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾向が
あるが、Feをドープしたドープ層50を備えた本実施
例の構造では高い通電電流でも動作電流が変化せず、高
い信頼性を有していることが判った。
【0030】なお、本実施例では半導体基板1にp型I
nPを使用した例を示したが、n型InPを使用するこ
ともできる。
nPを使用した例を示したが、n型InPを使用するこ
ともできる。
【0031】実施例3.図3は本発明の第三の実施例に
なる半導体レーザの断面図であり、10、26〜35は
従来のn型のInPからなる半導体基板を使用したBH
レーザの構造(図9)と全く同じである。図において、
n型のクラッド層28とp型の電流ブロック層30との
再結晶成長界面34並びにp型のクラッド層29および
p型の上クラッド層32とn型の電流ブロック層31と
の再結晶成長界面35のp−n接合界面にFeをMOC
VD法でドープしたドープ層50を備えた構造である。
なる半導体レーザの断面図であり、10、26〜35は
従来のn型のInPからなる半導体基板を使用したBH
レーザの構造(図9)と全く同じである。図において、
n型のクラッド層28とp型の電流ブロック層30との
再結晶成長界面34並びにp型のクラッド層29および
p型の上クラッド層32とn型の電流ブロック層31と
の再結晶成長界面35のp−n接合界面にFeをMOC
VD法でドープしたドープ層50を備えた構造である。
【0032】本実施例と従来の構造で作製したBHレー
ザを、50℃の環境下で定電流で3000時間動作さ
せ、その後、5mW出力における動作電流の初期の動作
電流に対する変化量を通電電流をパラメータとして測定
した結果は、図5(a)および(b)と同様、従来の構
造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾向が
あるが、Feをドープしたドープ層50を備えた本実施
例の構造では高い通電電流でも動作電流が変化せず、高
い信頼性を有していることが判った。
ザを、50℃の環境下で定電流で3000時間動作さ
せ、その後、5mW出力における動作電流の初期の動作
電流に対する変化量を通電電流をパラメータとして測定
した結果は、図5(a)および(b)と同様、従来の構
造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾向が
あるが、Feをドープしたドープ層50を備えた本実施
例の構造では高い通電電流でも動作電流が変化せず、高
い信頼性を有していることが判った。
【0033】実施例4.図4は本発明の第三の実施例に
なる半導体レーザの断面図であり、10、36〜44は
従来のn型のGaAsからなる半導体基板を使用したB
Rレーザの構造(図10)と全く同じである。図におい
て、p型のクラッド層38とn型の電流ブロック層40
との再結晶成長界面43およびp型の上クラッド層32
とn型の電流ブロック層40との再結晶成長界面44の
p−n接合界面にFeをMOCVD法でドープしたドー
プ層50を備えた構造である。
なる半導体レーザの断面図であり、10、36〜44は
従来のn型のGaAsからなる半導体基板を使用したB
Rレーザの構造(図10)と全く同じである。図におい
て、p型のクラッド層38とn型の電流ブロック層40
との再結晶成長界面43およびp型の上クラッド層32
とn型の電流ブロック層40との再結晶成長界面44の
p−n接合界面にFeをMOCVD法でドープしたドー
プ層50を備えた構造である。
【0034】本実施例と従来の構造で作製したBRレー
ザを、50℃の環境下で定電流で3000時間動作さ
せ、その後、5mW出力における動作電流の初期の動作
電流に対する変化量を通電電流をパラメータとして測定
した結果は、図5(a)および(b)と同様、従来の構
造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾向が
あるが、Feをドープしたドープ層50を備えた本実施
例の構造では高い通電電流でも動作電流が変化せず、高
い信頼性を有していることが判った。
ザを、50℃の環境下で定電流で3000時間動作さ
せ、その後、5mW出力における動作電流の初期の動作
電流に対する変化量を通電電流をパラメータとして測定
した結果は、図5(a)および(b)と同様、従来の構
造では動作電流が高い場合には変化量が増加する傾向が
あるが、Feをドープしたドープ層50を備えた本実施
例の構造では高い通電電流でも動作電流が変化せず、高
い信頼性を有していることが判った。
【0035】なお、上記実施例1〜4におけるドープ層
50はFeをドープしたものであるが、CrまたはCo
をドープ層50にドープしても、また、Fe,Crまた
はCoの二種類以上をドープ層50にドープしても上記
実施例1〜4と同等の効果を奏し得るものである。
50はFeをドープしたものであるが、CrまたはCo
をドープ層50にドープしても、また、Fe,Crまた
はCoの二種類以上をドープ層50にドープしても上記
実施例1〜4と同等の効果を奏し得るものである。
【0036】
【発明の効果】請求項1ないし6に係る発明によれば、
再結晶成長した界面のp−n接合界面にFe,Crまた
はCoの少なくとも一種類ががドープされたドープ層が
形成され、結晶格子の格子間に上記Fe,CrまたはC
oの少なくとも一種類が入り、再結晶成長界面の結晶格
子の変化および不純物の移動が抑制されるので、レーザ
劣化を抑制することができる。
再結晶成長した界面のp−n接合界面にFe,Crまた
はCoの少なくとも一種類ががドープされたドープ層が
形成され、結晶格子の格子間に上記Fe,CrまたはC
oの少なくとも一種類が入り、再結晶成長界面の結晶格
子の変化および不純物の移動が抑制されるので、レーザ
劣化を抑制することができる。
【図1】 本発明の第一の実施例になる半導体レーザの
断面図である。
断面図である。
【図2】 本発明の第二の実施例になる半導体レーザの
断面図である。
断面図である。
【図3】 本発明の第三の実施例になる半導体レーザの
断面図である。
断面図である。
【図4】 本発明の第四の実施例になる半導体レーザの
断面図である。
断面図である。
【図5】 3000時間後における5mW出力時の動作
電流の変化量を測定した結果を示す図である。
電流の変化量を測定した結果を示す図である。
【図6】 従来のp型のInPからなる半導体基板を有
するBHレーザの構造の断面図である。
するBHレーザの構造の断面図である。
【図7】 p型のInPからなる半導体基板を有するB
Hレーザの構造の製造方法を説明する断面図である。
Hレーザの構造の製造方法を説明する断面図である。
【図8】 従来のp型のInPからなる半導体基板を有
するBCレーザの構造の断面図である。
するBCレーザの構造の断面図である。
【図9】 従来のn型のInPからなる半導体基板を有
するBHレーザの構造の断面図である。
するBHレーザの構造の断面図である。
【図10】 従来のn型のGaAsからなる半導体基板
を有するBRレーザの構造の断面図である。
を有するBRレーザの構造の断面図である。
1、26および36 半導体基板、2および27 バッ
ファ層、3、19、29および38 p型のクラッド
層、4、20および39 活性層、5、21、28およ
び37 n型のクラッド層、6、18および30 p型
の電流ブロック層、7、17、31および40 n型の
電流ブロック層、8および22 n型の上クラッド層、
32および41 p型の上クラッド層、9、23および
33 コンタクト層、10 電極、11、12、13、
14、24、25、34、35、43および44 再結
晶成長界面、15 マスク、16 ストライプ構造、5
0 ドープ層
ファ層、3、19、29および38 p型のクラッド
層、4、20および39 活性層、5、21、28およ
び37 n型のクラッド層、6、18および30 p型
の電流ブロック層、7、17、31および40 n型の
電流ブロック層、8および22 n型の上クラッド層、
32および41 p型の上クラッド層、9、23および
33 コンタクト層、10 電極、11、12、13、
14、24、25、34、35、43および44 再結
晶成長界面、15 マスク、16 ストライプ構造、5
0 ドープ層
Claims (6)
- 【請求項1】半導体基板上にn型のクラッド層と、p型
のクラッド層と、これらのn型のクラッド層とp型のク
ラッド層との間に挟まれたレーザ発振用の活性層と、こ
の活性層の中央部に電流を集束するために上記活性層の
両側に設けられた電流ブロック層と、この電流ブロック
層の上面に接する上クラッド層とが設けられ、上記n型
のクラッド層およびp型のクラッド層と上記電流ブロッ
ク層との界面並びに上記上クラッド層と上記電流ブロッ
ク層との界面が再結晶成長界面で接合され、上記再結晶
成長界面のp−n接合界面にFe,CrまたはCoの少
なくとも一種類がドープされたドープ層を有することを
特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項2】n型のクラッド層、p型のクラッド層およ
び活性層がメサ状のストライプ構造をなすとともに電流
ブロック層で挟持されるように埋め込まれたBHレーザ
の構造であることを特徴とする請求項1記載の半導体レ
ーザ。 - 【請求項3】電流ブロック層に形成されたストライプ状
の溝に、n型のクラッド層、p型のクラッド層および活
性層が埋め込まれたBCレーザの構造であることを特徴
とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項4】半導体基板がn型のInPまたはp型のI
nPからなることを特徴とする請求項1、2または3記
載の半導体レーザ。 - 【請求項5】半導体基板上にn型のクラッド層と、p型
のクラッド層と、これらのn型のクラッド層とp型のク
ラッド層との間に挟まれたレーザ発振用の活性層と、こ
の活性層の中央部に電流を集束するために上記活性層上
の両側に設けられた電流ブロック層と、この電流ブロッ
ク層の上面に接する上クラッド層とが設けられ、上記p
型のクラッド層と上記電流ブロック層との界面および上
記上クラッド層と上記電流ブロック層との界面が再結晶
成長界面で接合され、上記再結晶成長界面のp−n接合
界面にFe,CrまたはCoの少なくとも一種類がドー
プされたドープ層を有することを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項6】半導体基板がn型のGaAsからなり、活
性層を挟むp型のクラッド層にリッジが形成されるとと
もに上記リッジを挟持するように電流ブロック層が形成
されたBRレーザの構造であることを特徴とする請求項
5記載の半導体レーザ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6187284A JPH0851250A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 半導体レーザ |
US08/405,827 US5561681A (en) | 1994-08-09 | 1995-03-17 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6187284A JPH0851250A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 半導体レーザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0851250A true JPH0851250A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16203311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6187284A Pending JPH0851250A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5561681A (ja) |
JP (1) | JPH0851250A (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08213691A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-20 | Nec Corp | 半導体レーザ |
JPH09237940A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置,及びその製造方法 |
US6697404B1 (en) | 1996-08-30 | 2004-02-24 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode operable in 1.3μm or 1.5μm wavelength band with improved efficiency |
JP3788831B2 (ja) * | 1996-08-30 | 2006-06-21 | 株式会社リコー | 半導体素子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 |
EP1225670B1 (en) * | 2001-01-18 | 2008-10-22 | Avago Technologies Fiber IP (Singapore) Pte. Ltd. | Semiconductor device with current confinement structure |
EP1251610B1 (en) * | 2001-04-18 | 2006-06-28 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Semiconductor optical device and the fabrication method |
JP3654435B2 (ja) * | 2001-08-21 | 2005-06-02 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光素子及びその製造方法 |
US7298769B2 (en) * | 2005-05-30 | 2007-11-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
JP5660940B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2015-01-28 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4660208A (en) * | 1984-06-15 | 1987-04-21 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Semiconductor devices employing Fe-doped MOCVD InP-based layer for current confinement |
US5045496A (en) * | 1988-05-13 | 1991-09-03 | Rockwell International Corporation | Semi-insulating cobalt doped indium phosphide grown by MOCVD |
US5170404A (en) * | 1989-09-04 | 1992-12-08 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device suitable for optical communications systems drive |
JPH0722691A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザとその製造方法 |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP6187284A patent/JPH0851250A/ja active Pending
-
1995
- 1995-03-17 US US08/405,827 patent/US5561681A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
US5561681A (en) | 1996-10-01 |
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