JPS58148481A - 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ - Google Patents
埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS58148481A JPS58148481A JP3205982A JP3205982A JPS58148481A JP S58148481 A JPS58148481 A JP S58148481A JP 3205982 A JP3205982 A JP 3205982A JP 3205982 A JP3205982 A JP 3205982A JP S58148481 A JPS58148481 A JP S58148481A
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- JP
- Japan
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- layer
- active layer
- semiconductor
- conductive
- mesa
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar 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
- H01S5/20—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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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】
本発明は活性層の肩囲を、活性層よりもエネルギーギャ
ップが大吉く、屈折串が小さな半導体材料でおおわれ九
埋め込みヘテ四構造半導体レーザに関する。
ップが大吉く、屈折串が小さな半導体材料でおおわれ九
埋め込みヘテ四構造半導体レーザに関する。
颯め込みヘテ四構造半導体し−f(BH−LD)は低い
発振しきい値電流、安定化され九発振横モード、高温動
作可能などの優れた特性を有して−る九め、光7アイパ
通信用光源として注目を集めてψる。例えば、大村風ら
は1980年発行のエレタト撃エクス・レターズ(n1
ectronics Letters)誌−hlHsl
s嬉14号、謔566頁から嬉568頁までの中で報告
して−るように、ベリード・フレラセン)(Be)レー
ザと呼ばれる颯め込み厘の半導体レーずを開発し九〇こ
れはIIIIJK示した様Kn−1nP基板101上K
P−1n1−xGAx%P1−、電流プロッタ層i
02* p −I mP 1llILプvxyp層10
3を成長サセ九半導体ウェファK <011)方向に平
行に輻2svxs lkk度のストライプ状の濤110
をn−InP基板101 K達するまでの深さでエツチ
ングにより形成し、n−IrJPバッファ層104.お
よびTnt−zαazAswPt−w活性層105の一
部が、この濤110の中に埋め込まれるように成長させ
たものであり、三日月状に埋め込まれた活性層をもつB
H−LDである。ここではストライプ状の濤110をエ
ツチングによって形成することKよp Tnx−zGa
zAiwPl−w活性層105を含む溝110の周囲に
自動的にp−n−p−n接合が形成されて、それが自動
的に電流ブロック領域となる。
発振しきい値電流、安定化され九発振横モード、高温動
作可能などの優れた特性を有して−る九め、光7アイパ
通信用光源として注目を集めてψる。例えば、大村風ら
は1980年発行のエレタト撃エクス・レターズ(n1
ectronics Letters)誌−hlHsl
s嬉14号、謔566頁から嬉568頁までの中で報告
して−るように、ベリード・フレラセン)(Be)レー
ザと呼ばれる颯め込み厘の半導体レーずを開発し九〇こ
れはIIIIJK示した様Kn−1nP基板101上K
P−1n1−xGAx%P1−、電流プロッタ層i
02* p −I mP 1llILプvxyp層10
3を成長サセ九半導体ウェファK <011)方向に平
行に輻2svxs lkk度のストライプ状の濤110
をn−InP基板101 K達するまでの深さでエツチ
ングにより形成し、n−IrJPバッファ層104.お
よびTnt−zαazAswPt−w活性層105の一
部が、この濤110の中に埋め込まれるように成長させ
たものであり、三日月状に埋め込まれた活性層をもつB
H−LDである。ここではストライプ状の濤110をエ
ツチングによって形成することKよp Tnx−zGa
zAiwPl−w活性層105を含む溝110の周囲に
自動的にp−n−p−n接合が形成されて、それが自動
的に電流ブロック領域となる。
大村式らは、この構造のBH−LDで室ICWの発振し
きい値20snAを得ている。
きい値20snAを得ている。
しかしながら、このタイプのBH−LDにおいては、以
下に示すような製造上の欠点がある。すなわち活性層を
半導体中に分離して埋め込み、良好な特性のBH−LD
を実現するためには、半導体ウェファ上に形成され九幅
わずか2μmIi!度の溝のふちでIn1−zGazA
swPl−w活性層105をとぎれるように成長させる
必要がある。そにτかかわらず、この晟長過幌でI n
s −z Gax AswP t−gy活性層105
が堀め込まれずに連続して成長してしまうなど、結晶成
長の再現性が悪く、製造歩留りが悪いという欠点があっ
九。
下に示すような製造上の欠点がある。すなわち活性層を
半導体中に分離して埋め込み、良好な特性のBH−LD
を実現するためには、半導体ウェファ上に形成され九幅
わずか2μmIi!度の溝のふちでIn1−zGazA
swPl−w活性層105をとぎれるように成長させる
必要がある。そにτかかわらず、この晟長過幌でI n
s −z Gax AswP t−gy活性層105
が堀め込まれずに連続して成長してしまうなど、結晶成
長の再現性が悪く、製造歩留りが悪いという欠点があっ
九。
本発明の目的は上記の欠点を除去すべく、→−活性層が
溝の中に確実KI[め込まれて形成され、結晶成長の再
現性、製造歩留抄の良I72埋め込みヘテ田構造半導体
レーザを提供するととにある。
溝の中に確実KI[め込まれて形成され、結晶成長の再
現性、製造歩留抄の良I72埋め込みヘテ田構造半導体
レーザを提供するととにある。
本発明による埋め込みヘテp構造半導体レーザの構成は
、活性層のl18!が活性層よりも屈折串が小さく、か
つエネルギーギャップの大きな半導体材料で、おおわれ
て−る埋め込みへテロ構造半導体レーザにお−て、第1
導電型半導体−−KII接して112導電型半導体層が
形成され、前記第2導電型半導体層に2本の平行なメサ
ストライプが形成され、前記2本のメサストライプによ
ってはさまれた濃は、前記lI2導電■半導体層をつき
ぬけ九構造となってお抄、前記2本のメすストライプの
上面を除いてIII導電型クラッド層、および活性層が
少なくとも前記溝内部に積層され、さらに前記活性層及
びメサストライプ上の全面にゎたって第2導電型クラッ
ド層が形成され九構造を具備していることを特徴として
いる。
、活性層のl18!が活性層よりも屈折串が小さく、か
つエネルギーギャップの大きな半導体材料で、おおわれ
て−る埋め込みへテロ構造半導体レーザにお−て、第1
導電型半導体−−KII接して112導電型半導体層が
形成され、前記第2導電型半導体層に2本の平行なメサ
ストライプが形成され、前記2本のメサストライプによ
ってはさまれた濃は、前記lI2導電■半導体層をつき
ぬけ九構造となってお抄、前記2本のメすストライプの
上面を除いてIII導電型クラッド層、および活性層が
少なくとも前記溝内部に積層され、さらに前記活性層及
びメサストライプ上の全面にゎたって第2導電型クラッ
ド層が形成され九構造を具備していることを特徴として
いる。
以下実施例を示す図面を参照しつつ本発明を説明する。
嬉2図は本発明の第1の実施例であるBH−LDの断面
図を示す。このようなりH−LDを得るKは、まず第1
導電型テする(100)n−4nP基板201上にn−
InPバッファ層202.w1212導電型半導である
p−InP電流ブロック層203を順次積層させ九多層
膜構造半導体ウェファに通常のフォトリングラフィの手
法を用いて2回のエツチングを行なμ幅2JIm、平坦
部よりの高さ0.5μmの2本の平行なメサストライプ
251.252およびそれらによってはさまれて形成さ
れ九幅2声m、深さ2 JlmのV濤253をpJnP
電流ブロック層203をつきぬけるようにしてユ11〉
方向に平行に形成する。p−rnP電流ブロック層20
3をつきぬけるようにするのは、そうしないと発光再結
合する活性層に電流が効率よく注入されないためである
。このようにして得た半導体ウェファ[1114電型ク
ラッド層であるn−4nP電流ブロック層2049発光
波長1.3μmに対応するIn00丁! Ga6.@ A s6.@@ NH活性層205をもと
に2本の平行なメサストライプ251.252の上面の
みを除いて積層させる。このようなことはメサストライ
プの輻が扶ければ、吉わめて容易である。さらに第2導
電型クラッド層であるpJnP埋め込み層206゜発光
波長1.1μm組成のP−Tnl1410aQ、11λ
kss Po、sy電極層207を全面にわたって連続
して積層させる。
図を示す。このようなりH−LDを得るKは、まず第1
導電型テする(100)n−4nP基板201上にn−
InPバッファ層202.w1212導電型半導である
p−InP電流ブロック層203を順次積層させ九多層
膜構造半導体ウェファに通常のフォトリングラフィの手
法を用いて2回のエツチングを行なμ幅2JIm、平坦
部よりの高さ0.5μmの2本の平行なメサストライプ
251.252およびそれらによってはさまれて形成さ
れ九幅2声m、深さ2 JlmのV濤253をpJnP
電流ブロック層203をつきぬけるようにしてユ11〉
方向に平行に形成する。p−rnP電流ブロック層20
3をつきぬけるようにするのは、そうしないと発光再結
合する活性層に電流が効率よく注入されないためである
。このようにして得た半導体ウェファ[1114電型ク
ラッド層であるn−4nP電流ブロック層2049発光
波長1.3μmに対応するIn00丁! Ga6.@ A s6.@@ NH活性層205をもと
に2本の平行なメサストライプ251.252の上面の
みを除いて積層させる。このようなことはメサストライ
プの輻が扶ければ、吉わめて容易である。さらに第2導
電型クラッド層であるpJnP埋め込み層206゜発光
波長1.1μm組成のP−Tnl1410aQ、11λ
kss Po、sy電極層207を全面にわたって連続
して積層させる。
このように本発明の実施例のBH−LDにおいては埋め
込み活性層を形成するために幅2μmときわめて狭−2
本のメサストライプをあらかじめ設けておき、その2本
のメサストライプにはさまれた■濤の部分にIn6.g
G4.HAS6.@IP@4活性層203を成長させ
る方法をとっている。す表わち、この発明ではメサ上面
に活性層が積層しないという結晶成長の性質を利用して
おり、活性層がv#I内部に途切れて一←鳳めこまれて
形成される。
込み活性層を形成するために幅2μmときわめて狭−2
本のメサストライプをあらかじめ設けておき、その2本
のメサストライプにはさまれた■濤の部分にIn6.g
G4.HAS6.@IP@4活性層203を成長させ
る方法をとっている。す表わち、この発明ではメサ上面
に活性層が積層しないという結晶成長の性質を利用して
おり、活性層がv#I内部に途切れて一←鳳めこまれて
形成される。
したがって、従来例のように活性層が連続して成長して
BH−LDの結晶成長の再現性、製造歩留9が悪くなる
ということがなく、高性能なりH−LDが、きわめて再
現性よく得られる。最後にP形電fi 208. ya
形電電1i209を形成し、製造を終える・本発明の■
献hAsPBH−LDにおいて室温での発振しきい値電
流が1 (?”!0rnA 、微分量子効率が、5トロ
0%というBH−LDがきわめて歩留りよく得られたO 次Kl!3図には、本発明の第2の実施例のBH−LD
を示す・これも第1O実施例に示したBH−、LDとほ
ぼ同様にできる。この場合には第1導電型半一。
BH−LDの結晶成長の再現性、製造歩留9が悪くなる
ということがなく、高性能なりH−LDが、きわめて再
現性よく得られる。最後にP形電fi 208. ya
形電電1i209を形成し、製造を終える・本発明の■
献hAsPBH−LDにおいて室温での発振しきい値電
流が1 (?”!0rnA 、微分量子効率が、5トロ
0%というBH−LDがきわめて歩留りよく得られたO 次Kl!3図には、本発明の第2の実施例のBH−LD
を示す・これも第1O実施例に示したBH−、LDとほ
ぼ同様にできる。この場合には第1導電型半一。
導体基板である( 100)a−TnP基板301にP
形不純物であるcdt−g散することによって、第2導
電型半導体層であるCd拡散層302を形成する。仁の
層の厚さは1.5μmとし、tIMlの実施例と同様、
2本の平行なメサストライプ351.352およびそれ
らKよってはさまれて形成されたストライプ濤303を
エツチングによって形成する。この際、溝303のエツ
チングには、例えばByメタノール系のエツチング液を
用いることによシ、図中に示した様に逆メサ形状のエツ
チング濤を形成することができる。
形不純物であるcdt−g散することによって、第2導
電型半導体層であるCd拡散層302を形成する。仁の
層の厚さは1.5μmとし、tIMlの実施例と同様、
2本の平行なメサストライプ351.352およびそれ
らKよってはさまれて形成されたストライプ濤303を
エツチングによって形成する。この際、溝303のエツ
チングには、例えばByメタノール系のエツチング液を
用いることによシ、図中に示した様に逆メサ形状のエツ
チング濤を形成することができる。
このようにした得た半導体ウェファ上1こ、第1の実施
例の場合と同様に、2本のメサストライプ351゜35
2部分を除いて嬉1導電厘タラ、ド層であるn−TnP
電流プロ、ダ層3o49発光波長1.3 xm WC相
当するIn6y2 o−−ル&U po、鱒活性層30
5を順次積層させ、さらに全面にわたりて第2導電型ク
ラッド層であるp−InPクラッド層30& p−Lk
yt Ga64AI&lIj p、節電極層307を積
層させ、目的のBH−LDを得る。このようK11I2
の実施例においては、#g2導電型半導体層としてCd
O拡散KzるCd拡散層302をn−TnP基板301
に形成したことによシ、エピタキシャル成長工程は、た
だ1度です心と一つ利点がある。この場合にも、もちろ
ん活性層は確実にエツチング濤303の内部に埋め込ま
れて形成されるので、従来例と比べ、結晶成長の再現性
BH−LDの製造歩留りは50%以上向上した。このよ
うKして製作したBH−LDにおいても、I!lの実施
例に示したものと同一度の特性のものが、9構性よ(得
られた。
例の場合と同様に、2本のメサストライプ351゜35
2部分を除いて嬉1導電厘タラ、ド層であるn−TnP
電流プロ、ダ層3o49発光波長1.3 xm WC相
当するIn6y2 o−−ル&U po、鱒活性層30
5を順次積層させ、さらに全面にわたりて第2導電型ク
ラッド層であるp−InPクラッド層30& p−Lk
yt Ga64AI&lIj p、節電極層307を積
層させ、目的のBH−LDを得る。このようK11I2
の実施例においては、#g2導電型半導体層としてCd
O拡散KzるCd拡散層302をn−TnP基板301
に形成したことによシ、エピタキシャル成長工程は、た
だ1度です心と一つ利点がある。この場合にも、もちろ
ん活性層は確実にエツチング濤303の内部に埋め込ま
れて形成されるので、従来例と比べ、結晶成長の再現性
BH−LDの製造歩留りは50%以上向上した。このよ
うKして製作したBH−LDにおいても、I!lの実施
例に示したものと同一度の特性のものが、9構性よ(得
られた。
なお、上述した実施例においては、1ot−xGax人
37P”7を活性層、InPを基板とし九1μm波長帯
の素子を示したが、これらの半導体材料に限る仁とな(
、GaArAs糸や他の半導体材料でありてもかまわな
い。さらに、実施例においては活性層を埋め込む一部分
を■連形状及び逆メサ形状としたが、こにに限ることな
く、溝の底が平らな台形の形をした溝や他の形状の溝で
あっても差しつかえない。
37P”7を活性層、InPを基板とし九1μm波長帯
の素子を示したが、これらの半導体材料に限る仁とな(
、GaArAs糸や他の半導体材料でありてもかまわな
い。さらに、実施例においては活性層を埋め込む一部分
を■連形状及び逆メサ形状としたが、こにに限ることな
く、溝の底が平らな台形の形をした溝や他の形状の溝で
あっても差しつかえない。
鱒のエツチングもウェットな化学エツチング法に限るこ
となく、ドライエツチング等の技術を用いてもよい。
となく、ドライエツチング等の技術を用いてもよい。
本発明の特徴は、第2導電型半導体層上に形成された幅
の扶い2本のメサス)ライプによってはさまれた溝が第
2導電型半導体層をつきぬけるように形成され、その溝
部分く活性層を埋め込んで形成したことである。これK
よって幅の狭いメサストライプの上面に活性層が成長し
な−ようにすることができ、溝部分に確実に活性層が埋
め込まれ、結晶成長の再現性が大幅に向上し、BH−L
D
の扶い2本のメサス)ライプによってはさまれた溝が第
2導電型半導体層をつきぬけるように形成され、その溝
部分く活性層を埋め込んで形成したことである。これK
よって幅の狭いメサストライプの上面に活性層が成長し
な−ようにすることができ、溝部分に確実に活性層が埋
め込まれ、結晶成長の再現性が大幅に向上し、BH−L
D
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 活性層の周囲が当該活性層よ抄も屈折串が小さく、かつ
、エネルギーギャップの大きな半導体材料でおおわれて
−る埋め込みへテロ構造半導体レーザにおいて嬉l導電
握半導体とj12導電蓋半導半導層とが、互いにIII
して形成され、前記#!2導電導電置体導体層本の平行
なメサストライプが形成され、前記2本のメサスジライ
プによってはさまれ九−は、前記IIM2導電置導電体
半導体層ぬけた構造となっており、前記2本のメサスジ
ライプの上面≠を除−て、諺l導電蓋タラッド層および
活性層が、少なくとも濤内部に形成され、さら〆丈 に活性層及びナヂストライプ上金面にわ九りて第2導電
置タラツド層が形成された構造を具備していることを特
徴とする颯め込みヘテ讐構造半導体レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3205982A JPS58148481A (ja) | 1982-03-01 | 1982-03-01 | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3205982A JPS58148481A (ja) | 1982-03-01 | 1982-03-01 | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58148481A true JPS58148481A (ja) | 1983-09-03 |
Family
ID=12348303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3205982A Pending JPS58148481A (ja) | 1982-03-01 | 1982-03-01 | 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58148481A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4819244A (en) * | 1985-06-11 | 1989-04-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
-
1982
- 1982-03-01 JP JP3205982A patent/JPS58148481A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4819244A (en) * | 1985-06-11 | 1989-04-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
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