JPS58176991A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

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JPS58176991A
JPS58176991A JP57060152A JP6015282A JPS58176991A JP S58176991 A JPS58176991 A JP S58176991A JP 57060152 A JP57060152 A JP 57060152A JP 6015282 A JP6015282 A JP 6015282A JP S58176991 A JPS58176991 A JP S58176991A
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cap layer
semiconductor laser
cap
current
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Tatsuhiko Niina
新名　達彦
Keiichi Yoshitoshi
慶一 吉年
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 零発−は半導体レーザに関する。
近年半導体レーザにおいて、低しきい値電流、単−横七
−ド発捩を同宿して多くのストライプ構造のレーザが開
発されている。この開発ＩＩ馴の一つに電流通路の挟挿
ということが挙げられる。
主面が（１００）面であるｎ型ＧａＡｓ（ガリウム砒素
）基板、（２）は該基板上に積−された発振層であり、
該発振層はｎ型Ｇａ１−ＸＡ工×Ａ８（ガリウムアＶミ
砒素）（０（’Ｘ＜１）からなる第ｔクフｙド層（３）
、Ｇａ１−ＹＡＩＹＡ８　（０≦Ｙ＜　１　、　Ｘ＞Ｙ
　）からなる活性ｊｌｌ（４）、ｆ’ＷＧ　ａ　１−Ｘ
ＡＩＸＡ８からなる＃Ｉ２タラｙト１ｉｌｌ（６）を順
次エビタキＶヤＶ成長により積響して形成される。（６
）は発振１１（２）上に積層されオーミック特性の良好
なｎｆｉｌＧａＡＳからなるキャップ層、（７）は該キ
ャップ層表面より９２クラッド層（５）に達する深さま
でＺｎ（亜鉛）を部分的に拡散してなるＰ＋型の拡散領
埴である。（８）（９）は夫々キャップ＊（６）表面及
び基板（１）裏面に形成され九オーミック性の第１、第
２電極である。
下を流れることとなる。ま九＠１、＠２クフッド１１１
（３）（５）のＡｌ（アＶミ＝　’７　Ａ　）　ＩＩＩ
ＱＩ’ｉｊ／ｌ［（４）Ｏに比べてバンドキャップが大
でかつ光屈折率が小となる。。
従って拡散領域（７）直下の活性１１１（４）に電子及
び正孔が良好に閉じ込められると共に斯る電子及び正孔
の再結合により生じた光も活性層（４）に良好に閉じ込
められ、その結果斯る活性Ｖ（４）より低電流で単−噴
モードのレーザ光が発振される。
ところが上記レーザの製造において電流挟挿のための拡
散領域（７）の形成時には６００°Ｃ〜６５０℃という
高温中にレーザを晒さねばならない。このように高温中
に晒された場合、活性ｊｉｇ（４）等の成長層に熱的劣
化が生じてレーザの寿命が短くなるという問題があった
。
斯る問題を解決するために、第２図に示す如く、キャッ
プ１１１（：ＩＭｋＰ型ＧａＡ３でストライプ状に形成
し、かつ斯るキャップ層Ｑ塾の両側を８１０２等からな
るＩＩ＆ＩＩｋ抗層（ロ）で填込む構成も考えられる。
尚ＩＢ２図中第１図と同−箇所には同一番号を付して説
明を省略する。
鮎るレーザではキャップ層ａｌｌはストライプ形状をな
し、かつ高抵抗層ａ２ＪＫより両側が埋込まれているの
で、断る高抵抗１１Ｕにより電流はキャップ層ａｌｌ内
に狭窄されることとなる。従って第１図レーザと同様に
低電流にて単−横セードのレーザ光を発振できる。
また、上記高抵抗ｆ１（６）は５ｉＯｚｌｉ！ｉからな
るため、その製造は８００℃程度の低温で可能であり、
従うて第１図レーザのように活性層（４）等の熱的劣化
による寿命の低下という間開は生じない。
しかし乍ら、５１０２とＧ　ａ　Ａ　Ｉ　Ａ　８　′と
では熱膨張％Ｉｋ（ＳｉＯｚ　＋０．８５Ｘ１０　　　
／”Ｋ。
ＧａＡＩＡＳ　：　６．ＯＸ　１０　：？　／”Ｋ　）
が異なるため、第２クフツド層（５）等に結晶歪が生じ
るという問題がある。
また通常半導体レーザは熱放散を良好となすためにキャ
ップ響αυ側表面を区−トＶンクに固着しているが、８
１０２は熱伝導度が０．０１４Ｗ／ａＩｌ・℃と低いた
め発振１１（２）で生じた熱がヒートシンクに伝達され
ずＶ−ザ内に蓄積されることとなり、熱的破壊を招く原
因となる。
ることなく製造可能でＴｏす、かつ放熱効果の優れた半
導体レーザを提供せんとするものである。
Ｚｎ５ｅ（亜鉛セレン）、Ｚｎ５（硫化亜鉛）、ＺｎＴ
ｅ　（亜鉛テＡ／Ａ／）等の閃亜鉛鉱型のＩＩ−ＶＩ婁
化合物はＧａＡＩＡＢ系化合物と格子定数、熱膨張係数
が略同じである。例えばＺｎ５ｅ、ＺｎＳ、ＧａＡｓ％
Ｇａｏ、５Ａｌｏ、ｓＡｓの格子定数は夫々５．６６７
Ａ、５．４０９Ａ、５．６５４Ａ、５゜６５８Ａであり
、熱膨張係ｌｌ−は夫々７．２Ｘ１０’／”Ｋ、　６．
　Ｉ　４　Ｘ　１０”−’／’［、６Ｘ　１０−’／’
Ｋ。
６　Ｘ　１０−’　”Ｋである。
また、Ｚｎ１３ｅ、Ｚｎ−８等の熱伝導度はＧａＡｌＡ
ｓと略同じ０．５〜０．６Ｗ／Ｃ１ｇ−”０程度である
。
更に上記Ｚｎ５ｅ等の閃亜鉛鉱型のＩＩ−Ｖｌ化合物は
、分子線エビタキＶヤル成長方法により４００℃以下の
低温で形成でき、かつそのノンドープ層は高抵抗となる
。
本発明は斯る緒特性を巧みに利用したものであり、本発
明半導体レーザの特徴は半導体基板、該基板上に積層さ
れＧａＡｌＡｓ糸材料からなる発振層、該発振層上に積
りされストライプ形状をなすと共にオーミック特性の良
好なる材料からなるキャップ層、該キャップ層を埋込む
ように分子線エビタキＶヤル成長方法で形成され閃亜鉛
鉱型の■−■化合物からなる埋込み層を具備せることで
あるＯ 以下に本発明の一実施例半導体レーザを製造方法と共に
説明する。
ＨＳ図Ａ−Ｄは本実施例半導体レーザの製造方法を説明
するための工程別断面図である。
第８図Ａは第１工程を示し、第１図レーザと同様にｎ型
ＧａＡ３基板（１）上に第１クヲツド層（３）、活性１
１（４）、第２　クラｙ　トｊｌ（ｓ）カラｔル発振１
１（ｚ）及びＰ型ＧａＡ３からなる約０．５μｍ厚のキ
ャップ層（２）を順次エビタキシャＭ成長にて積りする
。
尚、第１図と同一箇所には同一番号が付されている。
第８図Ｂは第２工程を示し、キャップ層（社）を紙面垂
直方向に延在する輻５μｍのストライプ状になす。
斯る工程はまずキャップ＊ｃ２ｕ上全面に５ｉＯｚ膜も
しくは８１ｓＮ４膜を形成し、ホトリソグフフイ技術に
より輻５μ−で紙面垂１頁方向に延在するように不要な
上記膜を除去するう次いで適当なエツチング液により上
記膜が形成されていない部分のキャップ層（２）を除去
する。その後上記−を除去して終了する。
尚このとき上記エツチングにおいて第２クフツドＩｔ（
５）の一部が除去されても何ら問題は生じない。
第８図Ｃは＠８工程を示し、上記キャップ１１２υ表面
及び第２クラッド層（５）の露出表面上に分子線エビタ
キシャ〃成畏方法にてノンドープ単結晶ＥｎＳｅからな
る埋込みＭωを形成するっ分子線エビタキＶヤル成長方
法による上記埋込み層のの成長は真空度１０−８”Ｉ”
○ｒｒ以上の真空客器内において、基板温間８５０°Ｃ
１Ｚｎソース温度ａＯＯ°Ｑ、Ｓｅソーｘ温度２１０℃
として８０分間成長させた。その結果Ｎ厚０゜５μｍ厚
のノンドープＺｎ５ｅ＠が成長した。
＃Ｉ８図りは最終工程を示し、上記キャップ層１ｊｌ１
表面が露出するようにキャップ層匈上に横書された埋込
み１１１□□□を除去する。斯るエツチングはＮａＯＨ
水溶液を用いて行なえる。
その後キャップ層＠表面及び埋込みＮ＠表面上にオーミ
ック性の第１電極のを、基板（１）裏面にオーミック性
の＠２電極−を夫々形成して半導体レーザは完成する。
本！！施例半導体レーザでは第１、＠２電極（ハ）（至
）間に順方向バイアスを印加すると埋込み智■が高抵抗
であるため電流はキャップ層０内に狭窄され、従うてキ
ャップ層列直下が主たる電流通路となり、この通路に位
置する活性層（４）内において低電流で単−ＷＩｔセー
ドのレーザ光が発振される。
また、本Ｉｊ！施例半導体レーザの製造においては−ｍ
成長した層を高温吊に晒らすことがないので熱的劣化が
生じなく、かつ半導体レーザを構成する各層の格子定数
及び熱膨張係数が略等しいので結晶歪等が生じる危惧は
ない。更に埋込み＃のがＺｎＳｅというｌ！伝導度の高
い材料からなるため放熱効果が高まる。
１１４図は本発明の他の実施例を示し、その特徴はＯ８
）’（チャネルサブストレートプレーナ）型の半導体レ
ーザに本発明を適応したことである。
尚第８図と同一箇所に同一符号が付されている。
斯る半導体レーザも＃１１の実施例と同様な効果が得ら
れる。
尚、本ｌＪ！施例では埋込みＭＱ２としてＺｎ５ｅを用
いたが他の閃亜鉛鉱型のｎ−Ｖｌ化合物を用いることも
既述した如く可能であり、また単結晶とせす多結晶もし
くはアモルファス状に形成しても良い。この場合単結晶
成長と比べて基板温度を低くできるので更に熱的劣化を
防止可能となる。
また、本発明は上紀寮施例に示した構造の半導体レーザ
Ｋ１１１％るものではな（、ＴＳ（テラスサブストレー
ト）型半導体レーザ等にも適応可能であり、かつ発振層
はダブにへテロ接合型であってもＶングルヘテロ接合型
であってもよい。
以との説明から明らかな如く、本発明の半導体成できる
。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図は共に従来例を示す断面図、第８図Ａ−
Ｄは本発明の一実施例半導体レーザの製造工程を示す工
程別断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す断面図
である。 （１）・・・・・・ｎｇＧａＡＥ＋（半導体）基板、（
２）・・・・・・発振層、Ω・・・・・・キャップ層、
■・・・・・・埋込み層。 第１図 ｑ 第２図 第４図 第３図 手　　続　　補　　正　　書（自発） 昭和５７年５り！θ日 半導体レーザ ６、補正をする者 特許出願人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 名称（１８８）三洋電機株式会社 代表者井植　薫 ４、代理人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 ） ルノ ６、補正の内容 げ）明細書の＄９頁第１９行と第２０行との間に下記の
文を挿入する。 記 更に上記各実施例では第５図Ａに示す如く、キャップ層
（２υはレーザ発振時に鏡面となる両端面（２５＆）（
２５す）に達するように形成しても良く、また同図Ｂに
示す如くキャップ層馨りは上記両端面（２５ａ）（２ｓ
ｂ）に達しないように形成してもよい。このとき上記キ
ャップ層は共にその側面を埋込み層固によシ埋込まれる
。上記第５図Ｂの如くキャップ層圓を形成すると上記両
端面（２５ａ）（２５１））付近には電流が印加されず
、従って斯る部分での劣化を防ぐことができ長寿命化が
計れる。 （ロ）明細書の第１０頁第８行の「断面図である。」と
あるのを下記のとおシ補正する。 紀 断面図、第５図ム、Ｂは本実施例を示す斜視図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体基板、該基板上に積重されＧａＡｌＡｓ系
    材料からなる発振層、骸発振ｍｈに積重されストライブ
    形状をなす−と共にオーミック特性の良好なる材料から
    なるキャップ層、該キャップ層を埋込むように形成され
    閃亜鉛鉱型のＩＩ−Ｖｌ化合物からなる埋込み層を具備
    せることを特徴とする半導体レーザ。
  2. （２）　　特許請求の範ｗｓｉ項において上記埋込み層
    は分子線エビタキＶヤル成長方法により形成されている
    ことを特徴とする半導体レーザ。
JP57060152A 1982-04-09 1982-04-09 半導体レ−ザ Pending JPS58176991A (ja)

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