JPS61176181A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPS61176181A JPS61176181A JP1693185A JP1693185A JPS61176181A JP S61176181 A JPS61176181 A JP S61176181A JP 1693185 A JP1693185 A JP 1693185A JP 1693185 A JP1693185 A JP 1693185A JP S61176181 A JPS61176181 A JP S61176181A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置、特にその漏れ電流を抑制する
構造の改善に関する。
構造の改善に関する。
光を情報信号の媒体とする光通信その他のシステムにお
いて、光信号を発生する光源として半導体発光装置が極
めて重要な役割を果たしている。
いて、光信号を発生する光源として半導体発光装置が極
めて重要な役割を果たしている。
従ってこれらのシステムの高度化と多様化を進めるため
に、半導体発光装置特にレーザについて、漏れ電流等の
特性の一層の向上が要望されている。
に、半導体発光装置特にレーザについて、漏れ電流等の
特性の一層の向上が要望されている。
例えば光通信の石英系ファイバによる伝送に適する波長
１．１〜１．７ ｔｒｍ程度の帯域の半導体レーザとし
て、インジウム燐／インジウムガリウム砒素＠（ＩｎＰ
／ＩｎＧａＡｓＰ）系化合物半導体を用いた、第６図に
模式側断面図を示すＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ
ｓｔｒｕｃ−ｔｕｒｅ） レーザが知られている。
１．１〜１．７ ｔｒｍ程度の帯域の半導体レーザとし
て、インジウム燐／インジウムガリウム砒素＠（ＩｎＰ
／ＩｎＧａＡｓＰ）系化合物半導体を用いた、第６図に
模式側断面図を示すＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ
ｓｔｒｕｃ−ｔｕｒｅ） レーザが知られている。
このＢＨレーザの半導体基体は、例えばｎ型ＩｎＰ基板
２１の（１００）面上にエピタキシャル成長した、ｎ型
１ｎＰ閉じ込め層２２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、ｐ
型ＩｎＰ閉じ込め＠２４及びｐ＋型１ｎＧａＡｓＰキャ
ップ層２５からなるヘテロ接合積層構造をメサエッチン
グして、＜ＯＩＤ方向に延びるストライプ領域が形成さ
れ、このエツチングした領域に埋め込み成長したｐ型Ｉ
ｎＰ層２６及びｎ型ＩｎＰ層２７が電流狭窄領域を形成
している。なお２８はｐ側電極、２９はｎ側電極である
。
２１の（１００）面上にエピタキシャル成長した、ｎ型
１ｎＰ閉じ込め層２２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、ｐ
型ＩｎＰ閉じ込め＠２４及びｐ＋型１ｎＧａＡｓＰキャ
ップ層２５からなるヘテロ接合積層構造をメサエッチン
グして、＜ＯＩＤ方向に延びるストライプ領域が形成さ
れ、このエツチングした領域に埋め込み成長したｐ型Ｉ
ｎＰ層２６及びｎ型ＩｎＰ層２７が電流狭窄領域を形成
している。なお２８はｐ側電極、２９はｎ側電極である
。
このＢＨレーザの電極２８．２９間に印加されるｐ側電
極２８をプラス側とする電圧に対して、電流狭窄領域で
はＩｎＰ層２７．２６間のｎｐ逆接合により抑制効果を
得ているが、図中矢印で例示する如き活性層の近傍を通
ずる漏れ電流等が存在する。
極２８をプラス側とする電圧に対して、電流狭窄領域で
はＩｎＰ層２７．２６間のｎｐ逆接合により抑制効果を
得ているが、図中矢印で例示する如き活性層の近傍を通
ずる漏れ電流等が存在する。
前記電流狭窄領域はまた、レーザ光を活性層２３の近傍
に閉じ込めその横モードを制御する屈折率ガイディング
の機能を満たしている。すなわちレーザ発振波長の光に
対して、ＩｎＰ層２６又は２７はＩｎＧａＡｓＰ活性層
２３との間に適度の屈折率差があり、例えば１−程度の
活性層幅で単−横モードを実現することが可能である。
に閉じ込めその横モードを制御する屈折率ガイディング
の機能を満たしている。すなわちレーザ発振波長の光に
対して、ＩｎＰ層２６又は２７はＩｎＧａＡｓＰ活性層
２３との間に適度の屈折率差があり、例えば１−程度の
活性層幅で単−横モードを実現することが可能である。
前記従来例の電流狭窄領域は一応の漏れ電流抑制効果を
有するが、半導体レーザの出力の増大、環境温度の高温
化等の要求に対処するためにはその効果は不十分であり
、漏れ電流抑制効果の向上が要望されている。
有するが、半導体レーザの出力の増大、環境温度の高温
化等の要求に対処するためにはその効果は不十分であり
、漏れ電流抑制効果の向上が要望されている。
前記問題点は、活性層を含むストライプ領域と、ｐｎ逆
接合を備えて該ストライプ領域に当接する一対の電流狭
窄領域とが設けられて、該ストライプ領域の上端近傍の
幅が該活性層の幅より広く、該電流狭窄領域の外側面相
互間の間隔が前記ストライプ領域の上端近傍の幅程度に
画定されてなる本発明による半導体発光装置により解決
される。
接合を備えて該ストライプ領域に当接する一対の電流狭
窄領域とが設けられて、該ストライプ領域の上端近傍の
幅が該活性層の幅より広く、該電流狭窄領域の外側面相
互間の間隔が前記ストライプ領域の上端近傍の幅程度に
画定されてなる本発明による半導体発光装置により解決
される。
本発明の半導体発光装置においては、逆接合を備える電
流狭窄領域が安定した横モードを得る屈折率ガイディン
グに必要な幅に僅少な余裕を残して除去され、この領域
を通ずる漏れ電流が最小限まで低減される。
流狭窄領域が安定した横モードを得る屈折率ガイディン
グに必要な幅に僅少な余裕を残して除去され、この領域
を通ずる漏れ電流が最小限まで低減される。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す工程順模式側断面
図である。
図である。
第１図（ａ）参照
ｎ型１ｎＰ基板１の（１００）面上に、厚さ例えば２−
程度のｎ型ＩｎＰ閉じ込め層２、厚さ例えば約０゜１５
．１１１１１のノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３、厚
さ例えば１．５ ｔｒｍ程度のｐ型ＩｎＰ閉じ込め層４
、厚さ例えば０．５−程度のｆ型１ｎＧａＡｓＰキャッ
プ層５をエピタキシャル成長する。′ この半導体基体上に、幅例えば約４−で＜０１１＞方向
（紙面に垂直方向）に延びるストライプマスク６を二酸
化シリコン（ＳｔＯ□）等によって形成し、臭素（Ｂｒ
）のメタノール（ＣＨ３０Ｈ）溶液によりエツチングを
行いストライプ領域を形成する。
程度のｎ型ＩｎＰ閉じ込め層２、厚さ例えば約０゜１５
．１１１１１のノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３、厚
さ例えば１．５ ｔｒｍ程度のｐ型ＩｎＰ閉じ込め層４
、厚さ例えば０．５−程度のｆ型１ｎＧａＡｓＰキャッ
プ層５をエピタキシャル成長する。′ この半導体基体上に、幅例えば約４−で＜０１１＞方向
（紙面に垂直方向）に延びるストライプマスク６を二酸
化シリコン（ＳｔＯ□）等によって形成し、臭素（Ｂｒ
）のメタノール（ＣＨ３０Ｈ）溶液によりエツチングを
行いストライプ領域を形成する。
このエツチング処理でストライプ領域の断面形状は図示
の如くその上端近傍に比較して活性層近傍の幅が狭くな
り、例えば本実施例で上端近傍の幅３．５〜５□、程度
に対して活性層幅１〜２ｉｒｍ程度となる。
の如くその上端近傍に比較して活性層近傍の幅が狭くな
り、例えば本実施例で上端近傍の幅３．５〜５□、程度
に対して活性層幅１〜２ｉｒｍ程度となる。
この半導体基体にｐ型ＩｎＰｉｉ７、ｎ型ＩｎＰ層８及
びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層９を埋め込み成長する。
びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層９を埋め込み成長する。
第１図（ｂ）参照
従来技術によって形成された前記半導体基体に対して、
例えば温度約５０％の希釈塩酸（ＨＣＩ）をエッチャン
トとし、温度１０℃程度で約１０分間のエツチングを行
う。
例えば温度約５０％の希釈塩酸（ＨＣＩ）をエッチャン
トとし、温度１０℃程度で約１０分間のエツチングを行
う。
この処理でＩｎＧａＡｓＰはエツチングされず、図示の
如く埋め込み成長したＩｎＰｌｉ８．７を貫通しその下
のＩｎＰ層２に達する穴１０が形成され、ストライプ領
域に当接するｎ型ＩｎＰ層８及びｐ型ＩｎＰ層７で構成
される電流狭窄領域の外側面相互間の間隔はストライプ
領域の上端の幅とほぼ等しり、多電流狭窄領域の幅は例
えば本実施例において活性層３の近傍で３．５〜５−程
度に画定される。
如く埋め込み成長したＩｎＰｌｉ８．７を貫通しその下
のＩｎＰ層２に達する穴１０が形成され、ストライプ領
域に当接するｎ型ＩｎＰ層８及びｐ型ＩｎＰ層７で構成
される電流狭窄領域の外側面相互間の間隔はストライプ
領域の上端の幅とほぼ等しり、多電流狭窄領域の幅は例
えば本実施例において活性層３の近傍で３．５〜５−程
度に画定される。
なおこの電流狭窄領域の幅は、活性層３上の半導体層の
厚さ、エツチング条件等によって制御することができる
。
厚さ、エツチング条件等によって制御することができる
。
第１図（Ｃ）参照
次いで保護絶縁膜１１、ｐ側電極１２及びｎ側電極１３
を形成し、襞間等のプロセスを経て本実施例が完成する
。
を形成し、襞間等のプロセスを経て本実施例が完成する
。
第２図は本発明の第２の実施例を示し、埋め込み成長層
にＩｎＧａＡｓＰ層を含まず、前記第１の実施例と同様
なＨ（、ｌ系エツチングによりｎ型ＩｎＰ層８及びｐ型
１ｎＰ層７を除去し、ストライプ領域の上端から基板１
にほぼ垂直なエツチング面で電流狭窄領域を画定してい
る。
にＩｎＧａＡｓＰ層を含まず、前記第１の実施例と同様
なＨ（、ｌ系エツチングによりｎ型ＩｎＰ層８及びｐ型
１ｎＰ層７を除去し、ストライプ領域の上端から基板１
にほぼ垂直なエツチング面で電流狭窄領域を画定してい
る。
第３・図は本発明の第３の実施例を示し、前記第２の実
施例と同様な半導体基体上に、絶縁膜１１、及びｐ側電
極１２をメサエッチング面を被覆する形状に形成してい
る。
施例と同様な半導体基体上に、絶縁膜１１、及びｐ側電
極１２をメサエッチング面を被覆する形状に形成してい
る。
また第４図は本発明の第４の実施例を示し、前記第２の
実施例と同様な半導体基体に例えばＩｎＰ等の高抵抗層
１４を埋め込み成長した構造である。
実施例と同様な半導体基体に例えばＩｎＰ等の高抵抗層
１４を埋め込み成長した構造である。
前記第１の実施例とこれと同等な前記従来例とについて
電流−光出力特性を比較して、例えば第５図の如き結果
を得ている。すなわち発振閾値電流が従来例（特性面Ｈ
Ｂ ）では約２５ｍＡであるのに対して、前記第１の実
施例（特性曲線Ａ）では約１５ｍ＾に低減し、量子効率
も大幅に向上している。
電流−光出力特性を比較して、例えば第５図の如き結果
を得ている。すなわち発振閾値電流が従来例（特性面Ｈ
Ｂ ）では約２５ｍＡであるのに対して、前記第１の実
施例（特性曲線Ａ）では約１５ｍ＾に低減し、量子効率
も大幅に向上している。
この様に本発明により、漏れ電流が従来の構造の半導体
レーザより大幅に抑制され、従来の限界を越える高出力
、あるいは高温の環境下の動作が可能となることが実証
されている。
レーザより大幅に抑制され、従来の限界を越える高出力
、あるいは高温の環境下の動作が可能となることが実証
されている。
以上説明した実施例はＢＨレーザであるが、活性層等の
ストライプ領域の構造、製造方法がこれとは異なる半導
体発光装置、例えばＶＳＢ（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄＳｕｂ
ｓｔｒａｔｅ Ｂｕｒｉｅｄ ｄｏｕｂｌｅｈｅｔｅｒ
ｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）レーザ等にも同様に本発明を
適用することが出来、更に例えばガリウム砒素／アルミ
ニウムガリウム砒素（ＧａＡｓ／ＡＩＧａＡｓ）系など
、他の半導体材料を用いる半導体発光装置についても、
同様の効果を得ることができる。
ストライプ領域の構造、製造方法がこれとは異なる半導
体発光装置、例えばＶＳＢ（Ｖ−ｇｒｏｏｖｅｄＳｕｂ
ｓｔｒａｔｅ Ｂｕｒｉｅｄ ｄｏｕｂｌｅｈｅｔｅｒ
ｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）レーザ等にも同様に本発明を
適用することが出来、更に例えばガリウム砒素／アルミ
ニウムガリウム砒素（ＧａＡｓ／ＡＩＧａＡｓ）系など
、他の半導体材料を用いる半導体発光装置についても、
同様の効果を得ることができる。
以上説明した如く本発明によれば、半導体発光装置の電
流狭窄領域の漏れ電流の抑制が大きく改善されて量子効
率が向上し、従来の限界を越える出力の増大、環境温度
範囲の拡張等を実現することが可能となる。
流狭窄領域の漏れ電流の抑制が大きく改善されて量子効
率が向上し、従来の限界を越える出力の増大、環境温度
範囲の拡張等を実現することが可能となる。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施例を示す工程順模
式側断面図、 第２図乃至第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
模式側断面図、 第５図は本発明の実施例と従来例との電流−光出力特性
の比較図、 第６図は従来例を示す模式側断面図である。 図において、 １はｎ型１ｎＰ基板、 ２はｎ型ＩｎＰ閉じ込め層、 ３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ４はｐ型ＩｎＰ閉じ込め層、 ５はメ型ＩｎＧａＡｓＰキ’ｒｙプ層、６はストライプ
マスク１ ．７はｐ型１ｎＰ層、 ８はｎ型１ｎＰ ７１゜ ９はｐ型１ｎＧａＡｓＰ層、 １０は穴、 １１は保護絶縁膜、 １２はｐ側電極、 １３はｎ側電極、 １４は高抵抗層を示す。 礫 １ ｚ 郭 １ 図 男 ２ 図 昂 ３ 図 第 ４ 困 蒼 ５ 用 ｔ 逢 （ｍＡ） 孫 ６ 図
式側断面図、 第２図乃至第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
模式側断面図、 第５図は本発明の実施例と従来例との電流−光出力特性
の比較図、 第６図は従来例を示す模式側断面図である。 図において、 １はｎ型１ｎＰ基板、 ２はｎ型ＩｎＰ閉じ込め層、 ３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、 ４はｐ型ＩｎＰ閉じ込め層、 ５はメ型ＩｎＧａＡｓＰキ’ｒｙプ層、６はストライプ
マスク１ ．７はｐ型１ｎＰ層、 ８はｎ型１ｎＰ ７１゜ ９はｐ型１ｎＧａＡｓＰ層、 １０は穴、 １１は保護絶縁膜、 １２はｐ側電極、 １３はｎ側電極、 １４は高抵抗層を示す。 礫 １ ｚ 郭 １ 図 男 ２ 図 昂 ３ 図 第 ４ 困 蒼 ５ 用 ｔ 逢 （ｍＡ） 孫 ６ 図
Claims (1)
- 活性層を含むストライプ領域と、ｐｎ逆接合を備えて該
ストライプ領域に当接する一対の電流狭窄領域とが設け
られて、該ストライプ領域の上端近傍の幅が該活性層の
幅より広く、該電流狭窄領域の外側面相互間の間隔が前
記ストライプ領域の上端近傍の幅程度に画定されてなる
ことを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1693185A JPS61176181A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1693185A JPS61176181A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176181A true JPS61176181A (ja) | 1986-08-07 |
Family
ID=11929865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1693185A Pending JPS61176181A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61176181A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01236669A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Toshiba Corp | 埋め込み型半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5029175A (en) * | 1988-12-08 | 1991-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JP2006310443A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法、半導体レーザ装置、光伝送モジュールおよび光ディスク装置 |
| JP2013026230A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 埋め込みヘテロ構造半導体レーザの製造方法及び埋め込みヘテロ構造半導体レーザ |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP1693185A patent/JPS61176181A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01236669A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Toshiba Corp | 埋め込み型半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5029175A (en) * | 1988-12-08 | 1991-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| US5143863A (en) * | 1988-12-08 | 1992-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor laser |
| JP2006310443A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法、半導体レーザ装置、光伝送モジュールおよび光ディスク装置 |
| JP2013026230A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-02-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 埋め込みヘテロ構造半導体レーザの製造方法及び埋め込みヘテロ構造半導体レーザ |
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