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JPS59181084A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

Info

Publication number
JPS59181084A
JPS59181084A JP5629983A JP5629983A JPS59181084A JP S59181084 A JPS59181084 A JP S59181084A JP 5629983 A JP5629983 A JP 5629983A JP 5629983 A JP5629983 A JP 5629983A JP S59181084 A JPS59181084 A JP S59181084A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
active
semiconductor laser
inp
Prior art date
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
Application number
JP5629983A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Ueda
修 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP5629983A priority Critical patent/JPS59181084A/ja
Publication of JPS59181084A publication Critical patent/JPS59181084A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
    • 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
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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】 ＋８）　　発明の技術分野 本発明は半導体レーザ装置に係り、特に２波長で効率良
く動作可能な、活性層埋め込み型半導体レーザ装置に関
する。
（ｂｌ　　従来技術と問題点 従来の埋め込み活性層を有する半導体レーザ装置として
は、所謂ＢＨレーザ、ＶＳＢレーザ等が知られている。
これら構造の半導体レーザ装置は発振闇値電流が低く、
微分量子効率も比較的高い良好な特性を示すものが多い
。しかしながら波長多重を目的とした場合、２つの発振
波長を有し。
且つ闇値電流が低く、更に量子効率の高い半導体レーザ
素子を作成するには、上記構造を用いて内部に活性層を
２つ形成するだけでは不十分で、十分満足出来る特性の
素子は得られない。
（Ｃ）　　発明の目的 本発明の目的は、深さ方向に、単一ないし複数の量子井
戸（ｑｕａｎｔｕｍ　ｗｅｌｌ）で構成された２つの埋
め込み活性層を配設したことにより、低閾値。
高効率の２波長動作可能な半導体レーザ装置を提供する
ことにある。
（ｄｌ　　発明の構成 本発明の特徴は、化合物半導体基板上にクラッド層を介
して２層の活性層が積層埋設され、且つ該２層の活性層
のそれぞれが少なくとも１個の量子の井戸と該量子の井
戸より禁制帯幅の広いバリヤとが交互に積層された周期
構造よりなることにある。
ｔｅｌ　　発明の実施例 本発明ば里−ないし複数の量子の井戸を活性層として利
用すると、低閾値、高効率の半導体レーザ装置が得られ
るとの観点に基づいてなされたものである。
以−ト不発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第１図〜第８図は本発明の一実施例をその製造工程と
ともに示す要部断面図である。
第１図において、１はカドミュウム（Ｃｄ）をドープさ
れたキャリア濃度が凡そＩ　Ｘｌ０１８［ｃｍ−Ｊ　。
面方位（００１）のｐ型インジウム・燐（ＩｎＰ）基板
、２は第１のｐ型ＩｎＰＪｉｉｔ、３は第１の活性層、
４はｎ型１ｎＰ層、５は第２の活性層、６ば第２のｐ型
ＩｎＰ層である。
上記ｐ型ＩｎＰ基板１上に金属化学気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）、あるいは気相エピタキシアル成長法（ＶＰＥ
法）により、第１のｐ型１ｎＰ層２゜第１の活性層３．
ｎ型１ｎＰＩｉｊｉ４．第２の活性層５゜第２のＩｎＰ
層６を成長させる。第１のｐ型１ｎＰ層２はＣｃｌの濃
度凡そｌ　Ｘ　ＩＱ”’　（ｃｍ−’　）　、厚さは凡
そ１．５　（、ｃａｍ）　、ｎ型１ｎＰ層４は錫（Ｓｎ
）の濃度凡そｌ　ｘｌＱ１８　　（Ｃｍ−３）　、厚さ
は凡そ１．５〔μｍ〕、第２のＩｎＰ層６はＣｄの濃度
凡そＩ　Ｘ　１０１８（１０１８（厚さ凡そ１．５〔μ
ｍ〕に形成する。第１及び第２の活性層３及び５として
は、いずれも第２図に示すようにアンドープのインジウ
ム・ガリウム・砒素・燐（ＩｎＧａＡｓＰ　）よりなる
厚さ凡そ　１００　（人〕の量子井戸（ｑｕｎｔｕｍ　
ｗｅｌｌ、波長λ−１，３Ｃμｍ）或いは１．５５　Ｃ
μｍ〕）７と、これより禁制帯幅が大きく、厚さ凡そ　
１００〔人〕のＩｎＰ層よりなるバリヤ８とを交互に配
設した周期構造を用いる。
活性層３及び５を上述のような超薄膜よりなる周期構造
としたことにより、活性１ｆｉ３，５のエネルギバンド
は第３図に示す如く、禁制帯幅の大きい領域（バリヤ）
９と小さい領域（量子井戸ｑｕｎｔｕｍ　ｗｅｌｌ　）
　１０とが交互に形成される。この量子井戸１０とバリ
ヤ９は前述の如く非常に薄く形成されているので、キャ
リアはトンネル効果により上記量子井戸９に蓄えられる
。本実施例においては活性層３，５をかかる構造とした
ことにより、量子井戸から逸出したキャリアは活性層３
，５外部へ流出することなく隣の量子井戸に捕らえられ
ので、再結合に寄与し、従って量子効率が向上する。
上記第１のｐ型ＩｎＰ層２．　ｎ型ＩｎＰ層４．及び第
２のＩｎＰ層６はいずれもクラッド層であり、更に第１
のＩｎＰ層２はバ・７フア層を兼ねる。
次いで第４図に示すように、絶縁膜例えば二酸化シリコ
ン（５ｉ０２　）膜１１を第２のＩｎＰＪｉｉ６上に選
択的に形成する。この５ｉ０２膜１１は＜１１０＞方向
に伸びる幅凡そ５　〔μｍ〕以下のストライプ状（ピン
チ凡そ３００〔μｆｆ１））に形成する。次いでこの５
ｉ０２膜１１をマスクとして、ＨＣｌ１液あるいはＢｒ
、：！：ＣＨ３０Ｈとの混合溶液を用いて選択エツチン
グを行い、第５図に見られるように上記３つのクラッド
！２，４．６と２つの活性層３，５とからなる逆メサ状
の積層構造Ｍを形成する。このエツチング深さは図示し
たように、ＩｎＰ基板１表面に達する程度とする。
次いで第６図に示すように、ＭＯＣＶＤ法あるいはＶＰ
Ｅ法等を用いて、表面を露出せるＩｎＰ基板１上にｎ型
ＩｎＰ層１２．ｐ型１ｎＰ層１３．ｎ型１ｎＰ層１４．
ｐ型１ｎＰ層１５．ｎ型１ｎＰＪｉ＃１６を形成する。
ここまでの工程において、前記５ｉ０２膜１１は予め除
去しておき、第２のＩｎＰ層６上に被着した成長層を除
去して表面を平坦にしても良く、あるいば５ｉ０２膜上
にはエピタキシアル成長層が形成されないことを利用し
て、上記５ｉ０２．膜１１を残したまま上記各層１２〜
１６の成長工程を施し、そのあとで上記５ｉ０２　ＩＩ
！ｍ１ｌｌを除去しても良い。最後にｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（λ−１，３Ｃμｍ））よりなるコンタクト層１７
を全面に成長させる。
本工程において前述の逆メサ状のクラッド層と活性層と
の積層構造Ｍの両側に形成された各層は、既に公知の如
く電流狭窄層りとして４＠Ｊ＜。
次いで第７図に示すように、上記ｐ型１ｎＧａＡｓ　Ｐ
層１７上に例えば５ｉ０２膜１８を選択的に形成し、こ
れをマスクとしてＢｒ２とＣＨ３０Ｈとの混合溶液を用
いて選択エツチング法を施し、上記ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ
層よりなるコンタクトＦｉ１７．　　ｎ型ｒｎｐＦｉ１
６゜及びｐ型ＴｎＰ層１５をの露出せる部分を除去し、
その下層のｎ型ＩｎＰ層１４表面を露出させる。次いで
上記マスクとして用いた５ｉ０２膜１８を除去する。
次いで第８図に示す如く、ｐ型１　ｎＧａＡｓ　Ｐ　Ｍ
　１７上及びｐ型ＩｎＰ基板１背面にチタン（Ｔｉ）　
／白金（Ｐｔ）／金（Ａｕ）よりなるｐ電極１９，２ｏ
ト、上記ｎ型ＩｎＰｉ＃１４の露出せる表面に金（Ａｕ
）／ゲルマニウム（Ｇｅ）／ニッケル（Ｎｉ）よりなる
ｎ電極２１を形成する。以上により本実施例のｍｕｌｔ
ｉ　ｑｕｕｎｔｕｍｗｅｌｌよりなる埋め込み活性層が
、深さ方向の２箇所に具備する三波長発振可能な半導体
レーザ装置が完成する。
上記本実施例の半導体レーザ装置を作成するに当り・２
つの活性層に用いる量子井戸のの禁制帯幅を、同一のも
のとしても、あるいは異ならしめても良い。
半導体レーザ装置を本実施例の構造とすることにより、
量子井戸に蓄えられたキャリアのしみだしが殆どなくな
るので、キャリアの閉じ込め効果が良好となり、実効的
に注入効率が向上する。従って闇値電流が低下し、量子
効率が改善され、半導体レーザ装置が大出力化される。
更に、本発明では第１及び第２の活性層が縦方向に積層
されているため、それぞれ異なる量子井戸構造の活性層
を形成する場合にあっても製造が容易である。
なお上記本実施例の半導体レーザ装置の２つの活性層３
．５のうち、第１の活性層３に流れる電流は、ｐ型Ｉｎ
Ｐ基板１背面のｐ型電極２０より第１のｐ型ＩｎＰ層２
を経て流入し、また第２の活性層５に流れる電流は、ｐ
電極１９より第２のｐ型ＩｎＰ層６を経て流入し、いず
れもｎ型ＩｎＰ層４．及びｎ型１ｎＰ層１４を経てｎ電
極２１へ流出する。
ｆｆ）　　発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、量子井戸よりなる２つ
の埋め込み活性層を設けたことにより、闇値電流が小さ
く且つ高効率の、２波長動作可能な半導体レーザ装置が
得られ、しかも製作が容易で製造歩留りも良好である。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第８図は本発明にかかる半導体レーザ装置の一
実施例を、その製造工程こともに示す要部断面図である
。 図において、１は半導体基板、２，４．６はクラッド層
、３及び５は周期構造を有する第１及び第２の活性層、
７は量子井戸、８は上記童子升Ｐ７より大なる禁制帯幅
を有する化合物半導体薄層でバリヤ層、Ｍは逆メサ状を
なす３つのクラッド層と２つの活性層との積層構造、Ｌ
は電流狭窄層を示す。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 化合物半導体基板上にクラッド層を介して２層の活性層
    が積層埋設され、且つ該２層の活性層のそれぞれが少な
    くとも１個の量子の井戸と該量子の井戸より禁制帯幅の
    広いバリヤとが交互に積層された周期構造よりなること
    を特徴する半導体レーザ装置。
JP5629983A 1983-03-30 1983-03-30 半導体レ−ザ装置 Pending JPS59181084A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5629983A JPS59181084A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 半導体レ−ザ装置

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JP5629983A JPS59181084A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 半導体レ−ザ装置

Publications (1)

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JPS59181084A true JPS59181084A (ja) 1984-10-15

Family

ID=13023236

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JP5629983A Pending JPS59181084A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 半導体レ−ザ装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999844A (en) * 1988-04-15 1991-03-12 Omron Tateisi Electronics Co. Semiconductor quantum well laser
EP0512681A2 (en) * 1991-04-02 1992-11-11 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser diode
US5197077A (en) * 1992-02-28 1993-03-23 Mcdonnell Douglas Corporation Low divergence laser

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164588A (en) * 1980-05-23 1981-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light amplifier
JPS57152178A (en) * 1981-03-17 1982-09-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light emitting device with super lattice structure
JPS57155790A (en) * 1981-03-23 1982-09-25 Hitachi Ltd Optical transmission module
JPS57190392A (en) * 1981-05-20 1982-11-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light-emitting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164588A (en) * 1980-05-23 1981-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light amplifier
JPS57152178A (en) * 1981-03-17 1982-09-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light emitting device with super lattice structure
JPS57155790A (en) * 1981-03-23 1982-09-25 Hitachi Ltd Optical transmission module
JPS57190392A (en) * 1981-05-20 1982-11-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor light-emitting device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999844A (en) * 1988-04-15 1991-03-12 Omron Tateisi Electronics Co. Semiconductor quantum well laser
EP0512681A2 (en) * 1991-04-02 1992-11-11 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser diode
US5197077A (en) * 1992-02-28 1993-03-23 Mcdonnell Douglas Corporation Low divergence laser

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