JPH08236858A - P-type substrate buried type semiconductor laser and its manufacture - Google Patents
P-type substrate buried type semiconductor laser and its manufactureInfo
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの構造に
関し、特にコンピュータや交換機などの光インターコネ
クションに用いるアレイ半導体レーザ、光通信用半導体
レーザ及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a semiconductor laser, and more particularly to an array semiconductor laser used for optical interconnection of a computer, an exchange, etc., a semiconductor laser for optical communication, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の従来の半導体レーザとして、例
えばDC−PBH(double-channel-planar-buried-het
erostructure)レーザは図10にその断面構造を示すよ
うな埋め込み型の構造を有しており、高温高出力動作に
優れたデバイスであった(例えば文献、水戸ら、“In
GaAsP Double-Channel-Palnar-Buried-Hete
rostructure Laser Diode(DC−PBH LD)Wit
h Effective CurrentConfiment”、J.L.T., vol.LT-
1, No.1, pp.185-202 、1983年参照 )。2. Description of the Related Art A conventional semiconductor laser of this type is, for example, a DC-PBH (double-channel-planar-buried-het).
The erostructure laser has a buried structure whose cross-sectional structure is shown in FIG. 10, and was a device excellent in high-temperature and high-power operation (see, for example, Mito et al., “In.
GaAsP Double-Channel-Palnar-Buried-Hete
rostructure Laser Diode (DC-PBH LD) Wit
h Effective Current Configuration ”, JLT, vol.LT-
1, No.1, pp.185-202, 1983).
【0003】図10において、34はn型InP(001)基
板、35はn型InPバッファー層、36はn型InPクラ
ッド層、37はInGaAsP層、38はp型InPクラッ
ド層、39はInGaAsP活性層、40はp型InP電流
ブロック層、41はn型InP電流ブロック層、42はp型
InP埋め込み層である。In FIG. 10, 34 is an n-type InP (001) substrate, 35 is an n-type InP buffer layer, 36 is an n-type InP clad layer, 37 is an InGaAsP layer, 38 is a p-type InP clad layer, and 39 is an InGaAsP active layer. A layer, 40 is a p-type InP current blocking layer, 41 is an n-type InP current blocking layer, and 42 is a p-type InP buried layer.
【0004】図10の従来のDC−PBHレーザは、n
型基板を用いているためアレイ状に素子を形成する場
合、n側が共通電極となる。The conventional DC-PBH laser shown in FIG.
Since the mold substrate is used, when the elements are formed in an array, the n-side becomes the common electrode.
【0005】ところが、近年ではnpnバイポーラトラ
ンジスタによるECL駆動が好んで用いられるようにな
ったため、p型基板上の埋め込みレーザが求められるよ
うになってきた。However, in recent years, ECL driving by an npn bipolar transistor has been favorably used, so that an embedded laser on a p-type substrate has been demanded.
【0006】DC−PBHレーザにおいて単にn型半導
体とp型半導体を置き換えた構造の場合、活性層の脇
(側面)がn型半導体層となる。即ち図10のInGa
AsP活性層39の脇がp型InP電流ブロック層40から
n型の電流ブロック層となる。In a structure in which the n-type semiconductor and the p-type semiconductor are simply replaced in the DC-PBH laser, the side (side surface) of the active layer becomes the n-type semiconductor layer. That is, InGa in FIG.
The side of the AsP active layer 39 becomes the p-type InP current blocking layer 40 to the n-type current blocking layer.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この場合、電子の方が
正孔より移動度が大きいことから、活性層脇を流れるリ
ーク電流が多くなり、従来のn型基板のDC−PBHレ
ーザほどの特性が望めないという問題があった。In this case, since the electron has a higher mobility than the hole, the leak current flowing beside the active layer is large, and the characteristics are the same as those of the conventional DC-PBH laser on the n-type substrate. There was a problem that I could not hope.
【0008】近年、p型基板上に結晶成長を行って作製
される、図11に示すようなInGaAsP活性層50の
脇がp型半導体層で埋め込まれたPBH(planar-burie
d-heterostructure)レーザが報告されている(例えば
文献、大倉ら、“Low Threshold FS-BH Laser o
n p-InP Substrate Grown by All-MOCVD”、
Electron. Lett., vol.28, No.19, pp.1844-1845、19
92年参照)。In recent years, a PBH (planar-burie) in which a side of an InGaAsP active layer 50 as shown in FIG. 11, which is produced by performing crystal growth on a p-type substrate, is filled with a p-type semiconductor layer, is used.
d-heterostructure) lasers have been reported (eg, Okura et al., "Low Threshold FS-BH Laser").
n p-InP Substrate Grown by All-MOCVD ”,
Electron. Lett., Vol.28, No.19, pp.1844-1845, 19
See 1992).
【0009】図11において、43はp型InP(001)基
板、44はp型InPバッファー層、45はp型InP埋め
込み層、46はn型InP電流ブロック層、47はp型In
P電流ブロック層、48はn型InP埋め込み層、49はp
型InPクラッド層、50はInGaAsP活性層、51は
n型InPクラッド層である。In FIG. 11, 43 is a p-type InP (001) substrate, 44 is a p-type InP buffer layer, 45 is a p-type InP buried layer, 46 is an n-type InP current blocking layer, and 47 is p-type In.
P current blocking layer, 48 n-type InP buried layer, 49 p
Type InP clad layer, 50 is an InGaAsP active layer, and 51 is an n type InP clad layer.
【0010】しかしながら、図11のPBHレーザにお
いては、電流ブロック構造が適切でないため従来のn型
基板のDC−PBHレーザほどの良好な高温高出力特性
が得られていない。However, in the PBH laser of FIG. 11, the current block structure is not appropriate, and thus the high temperature and high output characteristics as good as those of the conventional n-type substrate DC-PBH laser are not obtained.
【0011】これに対して、RIBPBH(recombinat
ion layer-inserted-blocking-planar-buried-heterost
ructure)レーザは、図12に示すように電流ブロック
層に再結合層(i−InGaAsP再結合層)57を挿入
しており、電流ブロック層を通過して流れる漏れ電流が
抑制され、DC−PBHレーザのように高温高出力時に
おいても優れた特性が期待できる(例えば特開平6-3386
54号(特願平5-127221号)公報参照)。On the other hand, RIBPBH (recombinat
ion layer-inserted-blocking-planar-buried-heterost
The laser has a recombination layer (i-InGaAsP recombination layer) 57 inserted in the current block layer as shown in FIG. 12, and the leakage current flowing through the current block layer is suppressed, so that the DC-PBH Excellent characteristics can be expected even at high temperature and high output like a laser (for example, JP-A-6-3386).
No. 54 (Japanese Patent Application No. 5-127221).
【0012】図12において、52はp型InP(001)基
板、53はp型InPバッファー層、54はp型InP埋め
込み層、55はn型InP電流ブロック層、56はp型In
P電流ブロック層、57はi−InGaAsP再結合層、
58はn型InP埋め込み層、59はp型InPクラッド
層、60はInGaAsP活性層、61はn型InPクラッ
ド層である。In FIG. 12, 52 is a p-type InP (001) substrate, 53 is a p-type InP buffer layer, 54 is a p-type InP buried layer, 55 is an n-type InP current blocking layer, and 56 is p-type In.
P current blocking layer, 57 is i-InGaAsP recombination layer,
Reference numeral 58 is an n-type InP buried layer, 59 is a p-type InP clad layer, 60 is an InGaAsP active layer, and 61 is an n-type InP clad layer.
【0013】しかし、構造の限定が不十分で、例えばi
−InGaAsP再結合層57とInGaAsP活性層60
の距離が十分離れていないと、再結合層の正孔に対する
ポテンシャルが低いために逆に活性層両側のp型半導体
層(p型InP埋め込み層54)を通過して直接i−In
GaAsP再結合層57に流れ込む漏れ電流が増加すると
いう問題があった。However, the structure is not sufficiently limited, and for example, i
-InGaAsP recombination layer 57 and InGaAsP active layer 60
If the distance is not sufficiently large, the potential for holes in the recombination layer is low, and conversely, the light passes directly through the p-type semiconductor layers (p-type InP buried layer 54) on both sides of the active layer and directly enters the i-In.
There is a problem that the leakage current flowing into the GaAsP recombination layer 57 increases.
【0014】従って、本発明の目的は、このような従来
のp型基板上に形成する埋め込み型レーザの問題点を除
去し、良好な特性を実現できる埋め込み構造を提供する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the problems of the conventional embedded laser formed on the p-type substrate and to provide an embedded structure capable of realizing good characteristics.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、導電型がp型の第1の半導体からなる基
板上に形成される埋め込み型半導体レーザにおいて、少
なくとも活性層ストライプ領域の周辺部分がp型の第1
の半導体層にまで達する深さに掘り込まれ、前記堀り込
まれた周辺部分が前記基板側から順次p型の第1の半導
体層、n型の第1の半導体層、p型の第1の半導体層、
および第1の半導体よりもバンドギャップの小さい第2
の半導体層により埋め込まれており、更に全体がn型の
第1の半導体により埋め込まれた構造を有し、前記第2
の半導体層が前記活性層と所定距離離間して設けられた
ことを特徴とするp型基板埋め込み型半導体レーザを提
供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a buried type semiconductor laser formed on a substrate made of a first semiconductor having a conductivity type of p type, in which at least an active layer stripe region is formed. The peripheral part is p-type 1st
Of the p-type first semiconductor layer, the n-type first semiconductor layer, and the p-type first semiconductor layer are sequentially formed from the substrate side. Semiconductor layer,
And a second band gap smaller than that of the first semiconductor
Embedded in the semiconductor layer, and has a structure in which the entire semiconductor layer is embedded with an n-type first semiconductor.
A semiconductor laser of the p-type substrate embedded type is provided, wherein the semiconductor layer is provided at a predetermined distance from the active layer.
【0016】本発明のp型基板埋め込み型半導体レーザ
においては、好ましくは、前記第2の半導体層と前記活
性層と間の前記距離を略0.6μm以上としたことを特徴
する。The p-type substrate-embedded semiconductor laser of the present invention is preferably characterized in that the distance between the second semiconductor layer and the active layer is approximately 0.6 μm or more.
【0017】本発明のp型基板埋め込み型半導体レーザ
においては、好ましくは、前記活性層に隣接するp型の
第1の半導体層のキャリア濃度が1×1018cm-3以下で
あることを特徴とする。In the p-type substrate-embedded semiconductor laser of the present invention, preferably, the carrier concentration of the p-type first semiconductor layer adjacent to the active layer is 1 × 10 18 cm −3 or less. And
【0018】本発明のp型基板埋め込み型半導体レーザ
においては、好ましくは、前記第2の半導体層のバンド
ギャップ波長がレーザの発振波長より短波長であること
を特徴とする。The p-type substrate-embedded semiconductor laser of the present invention is preferably characterized in that the bandgap wavelength of the second semiconductor layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser.
【0019】また、本発明は、導電型がp型の第1の半
導体からなる基板上に形成される埋め込み型半導体レー
ザにおいて、少なくとも活性層ストライプ領域の周辺部
分がp型の第1の半導体層にまで達する深さに掘り込ま
れ、前記堀り込まれた周辺部分が前記基板側から順次p
型の第1の半導体層、n型の第1の半導体層、p型の第
1の半導体層、および第1の半導体よりもバンドギャッ
プの小さい第2の半導体層により埋め込まれており、更
に全体がn型の第1の半導体により埋め込まれた構造を
有し、前記活性層に隣接する前記p型の第1の半導体層
のキャリア濃度を略1×1018cm-3以下としたことを特
徴とするp型基板埋め込み型半導体レーザを提供する。Further, according to the present invention, in a buried semiconductor laser formed on a substrate made of a first semiconductor having a p-type conductivity, at least a peripheral portion of an active layer stripe region has a p-type first semiconductor layer. To a depth reaching up to, and the engraved peripheral portion is sequentially p from the substrate side.
Type first semiconductor layer, an n-type first semiconductor layer, a p-type first semiconductor layer, and a second semiconductor layer having a bandgap smaller than that of the first semiconductor, and further the whole. Has a structure embedded with an n-type first semiconductor, and the carrier concentration of the p-type first semiconductor layer adjacent to the active layer is approximately 1 × 10 18 cm −3 or less. Provided is a p-type substrate-embedded semiconductor laser.
【0020】さらに、本発明は、導電型がp型の第1の
半導体からなる基板上に形成される埋め込み型半導体レ
ーザにおいて、少なくとも活性層ストライプ領域の周辺
部分がp型の第1の半導体層にまで達する深さに掘り込
まれ、前記堀り込まれた周辺部分が前記基板側から順次
p型の第1の半導体層、n型の第1の半導体層、p型の
第1の半導体層、および第1の半導体よりもバンドギャ
ップの小さい第2の半導体層により埋め込まれており、
更に全体がn型の第1の半導体により埋め込まれた構造
を有し、前記第2の半導体層のバンドギャップ波長がレ
ーザの発振波長より短波長であることを特徴とするp型
基板埋め込み型半導体レーザを提供する。Further, according to the present invention, in a buried semiconductor laser formed on a substrate made of a first semiconductor having a conductivity type of p type, at least a peripheral portion of an active layer stripe region has a first semiconductor layer of p type. To a depth reaching up to, and the engraved peripheral portion is sequentially a p-type first semiconductor layer, an n-type first semiconductor layer, and a p-type first semiconductor layer from the substrate side. , And a second semiconductor layer having a band gap smaller than that of the first semiconductor,
Further, a p-type substrate-embedded semiconductor having a structure in which the whole is buried with an n-type first semiconductor, and the bandgap wavelength of the second semiconductor layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser. Provide a laser.
【0021】また、本発明は、有機気相成長(MOVP
E)法等の薄膜形成法を用いてp型基板埋め込み型半導
体レーザを製造する方法であって、(a)導電型がp型の
第1の半導体からなる基板上に活性層ストライプ領域を
除いた周辺部分に誘電体からなるマスクを形成し、p型
の第1の半導体層、活性層およびn型の第1の半導体層
を形成する工程と、(b)前記マスクを除去した後に前記
活性層上部に形成された前記n型の第1の半導体層の上
部に誘電体からなるマスクを形成する工程と、(c)前記
活性層ストライプ領域の周辺部分に順次p型の第1の半
導体層、n型の第1の半導体層およびp型の第1の半導
体層を順次埋め込み成長させ、更に前記活性層より積層
方向に略0.6μm以上距離をおいて第2の半導体層を形
成する工程と、(d)前記マスクを除去した後、前記活性
層ストライプを含む全体をn型の第1の半導体層で埋め
込む工程と、を含むことを特徴とするp型基板埋め込み
型半導体レーザの製造方法を提供する。The present invention also relates to organic vapor deposition (MOVP).
A method for manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser using a thin film forming method such as E) method, comprising: (a) excluding an active layer stripe region on a substrate made of a first semiconductor whose conductivity type is p-type. Forming a p-type first semiconductor layer, an active layer and an n-type first semiconductor layer on a peripheral portion of the active layer, and (b) removing the mask and removing the active layer. Forming a mask made of a dielectric on the n-type first semiconductor layer formed on the upper layer, and (c) sequentially forming a p-type first semiconductor layer on the peripheral portion of the active layer stripe region. , An n-type first semiconductor layer and a p-type first semiconductor layer are sequentially buried and grown, and a second semiconductor layer is formed at a distance of approximately 0.6 μm or more from the active layer in the stacking direction. (D) After removing the mask, the entire area including the active layer stripes is n. Providing burying the first semiconductor layer, a p-type substrate buried-type semiconductor laser manufacturing method, which comprises a.
【0022】さらに、本発明は、有機気相成長(MOV
PE)法等の薄膜形成法を用いてp型基板埋め込み型半
導体レーザを製造する方法であって、(a)導電型がp型
の第1の半導体からなる基板上に、p型の第1の半導体
層、活性層およびn型の第1の半導体層を順次積層する
ことによりレーザ元結晶を作製する工程と、(b)前記レ
ーザ元結晶に誘電体からなるマスクを設け、半導体層の
幅を前記マスクの幅よりも両脇に略0.6μm以上小さ
く、且つ前記p型の第1の半導体層にまで達する深さに
エッチングしてメサストライプを形成する工程と、(c)
前記メサストライプ領域の周辺部分に順次p型の第1の
半導体層、n型の第1の半導体層、p型の第1の半導体
層を順次埋め込み成長させ、更に前記p型の第1の半導
体層上に前記マスクより上方に第2の半導体層を形成す
る工程と、(d)前記マスクを除去した後、前記メサスト
ライプを含む全体をn型の第1の半導体層で埋め込む工
程と、を含むことを特徴とするp型基板埋め込み型半導
体レーザの製造方法を提供する。Furthermore, the present invention is directed to organic vapor deposition (MOV).
A method for manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser using a thin film forming method such as PE), wherein (a) a p-type first semiconductor is formed on a substrate made of a first semiconductor having a p-type conductivity. A step of producing a laser source crystal by sequentially laminating the semiconductor layer, the active layer and the n-type first semiconductor layer, and (b) a mask made of a dielectric material is provided on the laser source crystal to obtain a width of the semiconductor layer. Forming a mesa stripe by etching to a depth smaller than the width of the mask by about 0.6 μm or more on both sides and reaching the p-type first semiconductor layer, (c)
A p-type first semiconductor layer, an n-type first semiconductor layer, and a p-type first semiconductor layer are sequentially buried and grown in the peripheral portion of the mesa stripe region, and the p-type first semiconductor is further grown. Forming a second semiconductor layer on the layer above the mask, and (d) removing the mask and then filling the whole including the mesa stripe with an n-type first semiconductor layer. A method of manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser is provided.
【0023】そして、本発明は、好ましい態様として、
ダブルヘテロ構造を有するp型基板埋め込み型半導体レ
ーザであって、p型半導体基板上にp型半導体からなる
バッファー層を介してp型クラッド層、活性層、n型ク
ラッド層からなるメサストライプ領域を備え、前記メサ
ストライプ領域側面から前記バッファー層に及ぶ領域が
p型半導体からなる埋め込み層により埋設され、前記埋
め込み層上にn型電流ブロック層とp型電流ブロック層
が順次形成され、前記p型電流ブロック層上に前記活性
層と所定距離離間してレーザの発振波長より短波長のバ
ンドギャップ波長を有する再結合層を備え、全体をn型
埋め込み層で覆ってなるp型基板埋め込み型半導体レー
ザを提供する。本発明においては、前記活性層を多重量
子化井戸(MQW)構造で構成してもよい。The present invention, in a preferred embodiment,
A p-type substrate-embedded semiconductor laser having a double hetero structure, wherein a mesa stripe region including a p-type clad layer, an active layer, and an n-type clad layer is formed on a p-type semiconductor substrate via a buffer layer made of a p-type semiconductor. A region extending from the side surface of the mesa stripe region to the buffer layer is buried with a buried layer made of a p-type semiconductor, and an n-type current block layer and a p-type current block layer are sequentially formed on the buried layer, A p-type substrate-embedded semiconductor laser in which a recombination layer having a bandgap wavelength shorter than the oscillation wavelength of the laser is provided on the current blocking layer with a predetermined distance from the active layer, and the whole is covered with an n-type embedding layer I will provide a. In the present invention, the active layer may have a multi-quantized well (MQW) structure.
【0024】[0024]
【作用】本発明の原理・作用を以下に説明する。The operation and principle of the present invention will be described below.
【0025】p型基板上に形成される半導体レーザにお
いて、低しきい値電流、高スロープ効率を実現するに
は、活性層以外の部分を流れる不要な漏れ電流を低減す
ることが重要である。活性層両脇を流れる漏れ電流は、
電流ブロック層のnpnp構造によってある程度抑制さ
れる。In a semiconductor laser formed on a p-type substrate, in order to realize a low threshold current and a high slope efficiency, it is important to reduce unnecessary leakage current flowing in a portion other than the active layer. The leakage current flowing on both sides of the active layer is
It is suppressed to some extent by the npnp structure of the current blocking layer.
【0026】しかし、活性層の両脇がn型電流ブロック
層で埋め込まれている場合は、電子の移動度は正孔の移
動度よりかなり大きいため、電子が活性層上部のn型ク
ラッド層からn型電流ブロック層に流れ込み、さらにチ
ャネル部のpn接合に注入され易く、レーザの特性は著
しく劣化する。However, when both sides of the active layer are filled with the n-type current blocking layer, the mobility of electrons is considerably higher than the mobility of holes, so that the electrons move from the n-type cladding layer above the active layer. It easily flows into the n-type current blocking layer and is easily injected into the pn junction of the channel portion, so that the characteristics of the laser are significantly deteriorated.
【0027】従来のDC−PBHレーザで半導体の導電
型を反転した構造(p型、n型を反転した構造)では、
活性層の両脇がn型半導体層で埋め込まれており、活性
層上部からn型電流ブロック層に流れ込む電子の流れは
不可避であった。従って、活性層両脇にp型半導体が位
置するように埋め込めばこの電子の流れをある程度抑制
することが出来ると考えられる。In the conventional DC-PBH laser, the semiconductor conductivity type is inverted (p-type and n-type are inverted).
Both sides of the active layer were filled with the n-type semiconductor layer, and the flow of electrons from the upper part of the active layer to the n-type current blocking layer was unavoidable. Therefore, it is considered that this flow of electrons can be suppressed to some extent by burying the p-type semiconductor on both sides of the active layer.
【0028】これに対して、最近報告されているp型基
板上に結晶成長を行って作製するPBHレーザは、活性
層両脇にp型半導体が位置するように埋め込まれてお
り、従来のDC−PBHレーザにおいて半導体の導電型
を反転した構造のように、活性層上部からn型電流ブロ
ック層に流れ込む電子の流れは抑制出来る。On the other hand, the recently reported PBH laser which is produced by crystal growth on a p-type substrate is embedded so that the p-type semiconductor is located on both sides of the active layer, and the conventional DC is used. In the -PBH laser, the flow of electrons flowing from the upper part of the active layer to the n-type current blocking layer can be suppressed as in the structure in which the conductivity type of the semiconductor is inverted.
【0029】このPBHレーザの場合、活性層の両脇を
流れる漏れ電流は、電流ブロック層のpnpnサイリス
タ構造によってブロックされるが、p型基板からp型電
流ブロック層に流れ込み上部のn型電流ブロック層へ流
れる正孔の存在は不可避であった。In the case of this PBH laser, the leakage current flowing on both sides of the active layer is blocked by the pnpn thyristor structure of the current block layer, but it flows from the p-type substrate into the p-type current block layer and the n-type current block in the upper part. The presence of holes flowing into the layer was unavoidable.
【0030】図6にサイリスタ構造を示す。サイリスタ
はpnpn構造を有し、p1領域をアノード、n2領域
をカソードといい、アノードに正の電圧(+V)を印加
すると、所定電圧VFBまではpn接合J2が逆バイアス
とされるためほとんど電流は流れない(「オフ状態」と
いう)が、印加電圧がVFBとなるとpn接合J2におけ
るアバラシェにより発生した電子、正孔がそれぞれn
1、p2領域に入りpn接合J1とJ3を順方向にバイ
アスし、p1領域とn2領域の正孔と電子がn1領域と
p2領域を通ってpn接合J2の空乏層に注入され、そ
の結果pn接合J1とJ3が更に順方向にバイアスされ
正孔と電子の注入が更に増し、アノード・カソード間は
保持電圧VHまで下がる(「オン状態」という)。そし
て、順バイアスをかけたときのサイリスタのターンオン
は、図6に示すp2領域からn2領域に流れ込む正孔に
よって起こるpn接合J3における拡散電位の低下によ
って助長される。FIG. 6 shows a thyristor structure. The thyristor has a pnpn structure. The p1 region is called an anode and the n2 region is called a cathode. When a positive voltage (+ V) is applied to the anode, the pn junction J2 is reverse biased up to a predetermined voltage V FB, so that almost no current flows. Does not flow (referred to as “off state”), but when the applied voltage becomes V FB , electrons and holes generated by the avalanche at the pn junction J2 are n respectively.
1. Enter the p2 region and bias the pn junctions J1 and J3 in the forward direction, and holes and electrons in the p1 region and the n2 region are injected into the depletion layer of the pn junction J2 through the n1 region and the p2 region. The junctions J1 and J3 are further biased in the forward direction to further increase the injection of holes and electrons, and the voltage between the anode and the cathode is lowered to the holding voltage V H (referred to as “on state”). The turn-on of the thyristor when the forward bias is applied is promoted by the decrease of the diffusion potential at the pn junction J3 caused by the holes flowing from the p2 region to the n2 region shown in FIG.
【0031】RIBRBHレーザでは、図6のpn接合
J3にあたる位置にp1層、n1層、p2層、n2層よ
りバンドギャップの小さい層を有するため、n型電流ブ
ロック層からp型層へ流れ込む電子およびp型電流ブロ
ック層からn型層へ流れ込む正孔を吸収し、それぞれの
位置での拡散電位の低下を防ぐ。Since the RIBRBH laser has the p1 layer, the n1 layer, the p2 layer, and the layer having a bandgap smaller than that of the n2 layer at a position corresponding to the pn junction J3 in FIG. 6, electrons and electrons flowing from the n-type current blocking layer to the p-type layer are generated. The holes that flow from the p-type current blocking layer to the n-type layer are absorbed, and the decrease in diffusion potential at each position is prevented.
【0032】その結果、電流ブロック層のターンオンを
困難とする。逆に再結合層の正孔に対するポテンシャル
が低いため、活性層両脇のp型半導体層を通過して直接
再結合層に流れ込む漏れ電流が増加するという問題があ
った。As a result, it is difficult to turn on the current blocking layer. On the contrary, since the recombination layer has a low potential for holes, there is a problem that a leak current that passes through the p-type semiconductor layers on both sides of the active layer and directly flows into the recombination layer increases.
【0033】図7に、2次元光デバイスシミュレータを
用いて、再結合層と活性層との距離を変化させて計算し
たときの85℃での電流−光出力特性を示す。FIG. 7 shows the current-light output characteristics at 85 ° C. when the distance between the recombination layer and the active layer is changed and calculated using a two-dimensional optical device simulator.
【0034】図7から、活性層と再結合層との距離が0.
4μmと小さいときには、0.6、1.0μmの場合と比較し
て、しきい値電流は増加しスロープ効率は減少してい
る。よって、活性層と再結合層の間の距離は0.6μm以
上必要であることがわかる。From FIG. 7, the distance between the active layer and the recombination layer is 0.
When it is as small as 4 μm, the threshold current is increased and the slope efficiency is decreased as compared with the case of 0.6 and 1.0 μm. Therefore, it is understood that the distance between the active layer and the recombination layer needs to be 0.6 μm or more.
【0035】図8に、2次元デバイスシミュレータを用
いて計算した、85℃におけるしきい値と85℃−5mW時
におけるスロープ効率のp型埋め込み層のキャリア濃度
依存性を示す。FIG. 8 shows the carrier concentration dependence of the threshold value at 85 ° C. and slope efficiency at 85 ° C.-5 mW calculated by using a two-dimensional device simulator in the p-type buried layer.
【0036】図8から、スロープ効率はほとんど変化し
ないが、1×1018cm-3以上になるとしきい値が最も小
さくなる1×1017cm-3の場合と比較し3mA以上も上
昇していることがわかる。From FIG. 8, the slope efficiency hardly changes, but when it is 1 × 10 18 cm −3 or more, the threshold value becomes 3 mA or more as compared with the case of 1 × 10 17 cm −3 , which is the smallest threshold value. You can see that
【0037】図9に、2次元デバイスシミュレータを用
いて計算した、発振波長1.3μmのRIBPBHレーザ
の85℃におけるしきい値及びスロープ効率の再結合層組
成依存性を示す。FIG. 9 shows the dependence of the recombination layer composition on the threshold and slope efficiency of the RIBPBH laser having an oscillation wavelength of 1.3 μm at 85 ° C. calculated using a two-dimensional device simulator.
【0038】図9から、再結合層の組成波長は約1.2μ
mとした時に最もしきい値は低く、スロープ効率も良好
で、電子や正孔の漏れ電流が最小に抑えられることがわ
かる。From FIG. 9, the composition wavelength of the recombination layer is about 1.2 μm.
It can be seen that when m is set, the threshold value is the lowest, the slope efficiency is good, and the leakage current of electrons and holes can be minimized.
【0039】本発明では、再結合層と活性層との距離を
0.6μm以上とすること、活性層両側に位置するp型半
導体層のキャリア濃度を1×1018cm-3以下にするこ
と、および再結合層の組成波長をレーザの発振波長より
短波長とすることにより、正孔に対する電気的抵抗を低
くすることによって、活性層両脇のp型半導体層を通過
して直接再結合層に流れ込む漏れ電流が抑制され、高温
動作の良好なp型基板上の埋め込み型半導体レーザを得
る。In the present invention, the distance between the recombination layer and the active layer is
0.6 μm or more, the carrier concentration of the p-type semiconductor layers on both sides of the active layer is 1 × 10 18 cm −3 or less, and the composition wavelength of the recombination layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser. As a result, by reducing the electric resistance to holes, the leakage current flowing through the p-type semiconductor layers on both sides of the active layer and directly flowing into the recombination layer is suppressed, and the p-type substrate on the high-temperature operation is excellent. An embedded semiconductor laser is obtained.
【0040】[0040]
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0041】[0041]
【実施例1】図2及び図3は、本発明の第1の実施例で
あるInGaAsP/InP系埋め込み型半導体レーザ
の製造工程を示す図である。Embodiment 1 FIGS. 2 and 3 are views showing a manufacturing process of an InGaAsP / InP based buried type semiconductor laser which is a first embodiment of the present invention.
【0042】まず、図2(a)に示すように、p−In
P(001)基板11上にMOVPE(Metal Organic Vapor
Phase Epitaxial grouth;有機金属気相エピタキシャ
ル成長)法を用いて、p−InPバッファー層12(Z
n:7×1017cm-3ドープ)0.2μmを成長した後、S
iO2膜13を形成し、SiO2膜13をマスクとしてMOV
PE法でp−InPクラッド層14(Zn:7×1017cm
-3ドープ)、バンドギャップ波長1.31μmのInGaA
sP活性層15、n−InPクラッド層16(Si:1.2×1
018cm-3ドープ)0.3μmを順次成長し、DH(Double
Heterostructure;ダブルヘテロ接合)ウェハを作製す
る。First, as shown in FIG. 2A, p-In
MOVPE (Metal Organic Vapor) on P (001) substrate 11
Phase Epitaxial grouth; metal-organic vapor phase epitaxial growth) method was used to p-InP buffer layer 12 (Z
n: 7 × 10 17 cm −3 doped) 0.2 μm and then S
The io 2 film 13 is formed, and the SiO 2 film 13 is used as a mask for MOV.
P-InP clad layer 14 (Zn: 7 × 10 17 cm by PE method)
-3 doped), InGaA with bandgap wavelength 1.31 μm
sP active layer 15, n-InP clad layer 16 (Si: 1.2 × 1
0 18 cm -3 doped) 0.3 μm was grown in sequence and DH (Double
Heterostructure (double hetero junction) wafer is produced.
【0043】本実施例ではMOVPE法を用いたが、こ
れはMBE(Molecular Beam Epitaxy;分子線エピタキ
シー)法等においても可能である。Although the MOVPE method is used in this embodiment, this can also be applied to the MBE (Molecular Beam Epitaxy) method and the like.
【0044】また活性層を、1.13μm組成InGaAs
P SCH(Separated Confinement Heterostractur
e;分離型閉じ込め構造)層を60nm、5.7nm厚の1.40
μm組成InGaAsPウェル(ノンドープ)、および
10nm厚の1.13μm組成InGaAsPバリア(ノンド
ープ)からなる7層多重量子井戸(Multiple QuantumWe
ll;MQW)構造、並びに1.13μm組成InGaAsP
SCH層60nmからなるMQW活性層のようなMQW
構造とすれば、更に良好な特性が望める。なお、SCH
構造とは、屈折率が低くバンドギャップエネルギーの大
きい光導波路層で量子井戸をはさみ込み、光は光導波路
層、電子は量子井戸層にそれぞれ別々に閉じ込め、光を
十分に閉じ込めるようにしたものである。The active layer is made of InGaAs having a composition of 1.13 μm.
P SCH (Separated Confinement Heterostractur
e; separate confinement structure) layer 60 nm, 5.7 nm thick 1.40
μm composition InGaAsP well (non-doped), and
10-nm thick 1.13 μm InGaAsP barrier (undoped) 7-layer multiple quantum well
ll; MQW) structure and 1.13 μm composition InGaAsP
MQW like 60W SCH layer MQW active layer
With the structure, better characteristics can be expected. In addition, SCH
The structure is a structure in which a quantum well is sandwiched between optical waveguide layers with a low refractive index and a large bandgap energy, light is confined in the optical waveguide layer and electrons are separately confined in the quantum well layer, and light is sufficiently confined. is there.
【0045】次に図2(b)に示すように、SiO2膜1
3を除去した後、メサストライプ領域上部にSiO2膜17
を形成する。Next, as shown in FIG. 2B, the SiO 2 film 1
After removing 3, the SiO 2 film 17 is formed on the mesa stripe region.
To form.
【0046】更に図3(c)に示すように、メサストラ
イプ領域を除いた活性層両脇をMOVPE法を用いてp
−InP埋め込み層18(Zn:5×1017cm-3)、n−
InP電流ブロック層19(Si:1×1018cm-3)、p
−InP電流ブロック層20(Zn:1×1018cm-3)、
i−InGaAsP再結合層21(1.20μm組成、0.1μ
m厚)を順次埋め込み成長させる。Further, as shown in FIG. 3C, p is formed on both sides of the active layer except the mesa stripe region by MOVPE method.
-InP buried layer 18 (Zn: 5 x 10 17 cm -3 ), n-
InP current blocking layer 19 (Si: 1 × 10 18 cm −3 ), p
-InP current blocking layer 20 (Zn: 1 x 10 18 cm -3 ),
i-InGaAsP recombination layer 21 (1.20 μm composition, 0.1 μm
m thickness) is sequentially buried and grown.
【0047】ここで、i−InGaAsP再結合層21は
活性層から積層方向に約1.0μm距離をおいて形成する
(図1参照)。本実施例ではMOVPE法を用いたが、
これはLPE(Liquid Phase Epitaxy;液相エピタキシ
ー)法あるいはMBE法等においても可能である。Here, the i-InGaAsP recombination layer 21 is formed at a distance of about 1.0 μm from the active layer in the stacking direction (see FIG. 1). Although the MOVPE method was used in this embodiment,
This is also possible in the LPE (Liquid Phase Epitaxy) method or the MBE method.
【0048】更に図3(d)に示すように、n−InP
埋め込み層22(Si:1.2×1018cm-3)を成長させる
ことにより、図1に示すp型基板上の埋め込み型半導体
レーザを得る。Further, as shown in FIG. 3D, n-InP
By growing the buried layer 22 (Si: 1.2 × 10 18 cm −3 ), the buried semiconductor laser on the p-type substrate shown in FIG. 1 is obtained.
【0049】図1を参照して、活性層ストライプ領域の
周辺部分はp型InPバッファー層2まで達する深さに
掘り込まれており、この堀り込まれた部分はp型InP
(001)基板1側から順次p型InP埋め込み層3、n型
InP電流ブロック層4、p型InP電流ブロック層5
およびバンドギャップ波長が1.20μmのi−InGaA
sP再結合層6により埋め込まれ、更に全体がn型In
P埋め込み層7により埋め込まれた構造を有し、i−I
nGaAsP再結合層6はInGaAsP活性層9と略
1.0μm程度離間している。Referring to FIG. 1, the peripheral portion of the active layer stripe region is dug to a depth reaching p-type InP buffer layer 2, and this dug portion is p-type InP.
(001) p-type InP buried layer 3, n-type InP current blocking layer 4, p-type InP current blocking layer 5 in order from the substrate 1 side
And i-InGaA with bandgap wavelength of 1.20 μm
Buried by sP recombination layer 6 and entirely n-type In
I-I
The nGaAsP recombination layer 6 is substantially the same as the InGaAsP active layer 9.
They are separated by about 1.0 μm.
【0050】[0050]
【実施例2】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。図4及び図5は本発明の第2の実施例であるInG
aAsP/InP系埋め込み型半導体レーザの製造工程
を示す図である。Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIGS. 4 and 5 show InG which is a second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the manufacturing process of an aAsP / InP system embedded semiconductor laser.
【0051】最初に図4(a)に示すように、p型In
P(001)基板23上にMOVPE法を用いて、p型In
Pバッファー層24(Zn:7×1017cm-3ドープ)0.5
μmを成長した後、MOVPE法でp型InPクラッド
層25(Zn:7×1017cm-3ドープ)、バンドギャップ
波長1.31μmのInGaAsP活性層26、n型InPク
ラッド層27(Si:1.2×1018cm-3ドープ)0.6μmを
順次成長させ、DHウェハを作製する。本実施例ではM
OVPE法を用いるが、MBE法等を用いてもよい。First, as shown in FIG. 4A, p-type In
The p-type In is formed on the P (001) substrate 23 by the MOVPE method.
P buffer layer 24 (Zn: 7 × 10 17 cm −3 doped) 0.5
After the growth of μm, a p-type InP clad layer 25 (Zn: 7 × 10 17 cm −3 doping), an InGaAsP active layer 26 with a bandgap wavelength of 1.31 μm, and an n-type InP clad layer 27 (Si: 1.2 ×) were formed by MOVPE. 10 18 cm −3 doped) 0.6 μm is sequentially grown to prepare a DH wafer. In this embodiment, M
Although the OVPE method is used, the MBE method or the like may be used.
【0052】また、活性層を1.13μm組成InGaAs
P SCH層を60nm、5.7nm厚の1.40μm組成InG
aAsPウェル(ノンドープ)および10nm厚の1.13μ
m組成InGaAsPバリア(ノンドープ)からなる7
層多重量子井戸(MQW)構造、並びに1.13μm組成I
nGaAsP SCH層60nmからなるMQWのような
MQW構造とすれば、更に良好な特性が望める。Further, the active layer is made of InGaAs with a composition of 1.13 μm.
1.40 μm composition InG with 60 nm and 5.7 nm thickness of P SCH layer
aAsP well (undoped) and 10 nm thick 1.13μ
7 composed of m composition InGaAsP barrier (non-doped)
Layered multiple quantum well (MQW) structure and 1.13 μm composition I
If an MQW structure such as MQW composed of an nGaAsP SCH layer of 60 nm is used, even better characteristics can be expected.
【0053】次に図4(b)に示すように、メサ形成用
のSiO2ストライプマスク28を用いて、Br−メタノ
ール系のエッチャントによりMQWウェハ上にメサスト
ライプを形成する。Next, as shown in FIG. 4B, a mesa stripe is formed on the MQW wafer by a Br-methanol-based etchant using the SiO 2 stripe mask 28 for forming a mesa.
【0054】このとき、半導体層の幅をSiO2ストラ
イプマスク28の幅よりも両脇に1.0μm小さく、かつp
型の第1の半導体層まで達する深さにエッチングする。
本実施例においてはウェットエッチング法を用いたが、
これはドライエッチング法においても可能である。At this time, the width of the semiconductor layer is smaller than the width of the SiO 2 stripe mask 28 by 1.0 μm on both sides, and p
Etch to a depth that reaches the first semiconductor layer of the mold.
Although the wet etching method was used in this embodiment,
This is also possible in the dry etching method.
【0055】次に図5(c)に示すように、形成された
メサストライプをMOVPE法を用いてp型InP埋め
込み層29(Zn:5×1017cm-3)、n型InP電流ブ
ロック層30(Si:1×1018cm-3)、p型InP電流
ブロック層31(Zn:1×1018cm-3)、i−InGa
AsP再結合層32(1.20μm組成、0.1μm厚)を順次
埋め込み成長させる。Next, as shown in FIG. 5 (c), the formed mesa stripe was formed by using the MOVPE method on the p-type InP buried layer 29 (Zn: 5 × 10 17 cm −3 ), the n-type InP current blocking layer. 30 (Si: 1 × 10 18 cm −3 ), p-type InP current blocking layer 31 (Zn: 1 × 10 18 cm −3 ), i-InGa
An AsP recombination layer 32 (1.20 μm composition, 0.1 μm thickness) is sequentially embedded and grown.
【0056】ここで、i−InGaAsP再結合層32を
SiO2ストライプマスク28よりも上方に形成すれば、
活性層とi−InGaAsP再結合層32は水平方向に1.
0μm以上距離離間して形成される。本実施例ではMO
VPE法を用いたが、LPE法あるいはMBE法等を用
いてもよい。If the i-InGaAsP recombination layer 32 is formed above the SiO 2 stripe mask 28,
The active layer and the i-InGaAsP recombination layer 32 are 1.
It is formed with a distance of 0 μm or more. In this embodiment, MO
Although the VPE method is used, the LPE method or the MBE method may be used.
【0057】更に図5(d)に示すように、n型InP
埋め込み層33(Si:1.2×1018cm-3)を成長させれ
ることにより、図1に示すp型基板上の埋め込み型半導
体レーザを得る。Further, as shown in FIG. 5D, n-type InP
By growing the buried layer 33 (Si: 1.2 × 10 18 cm −3 ), the buried semiconductor laser on the p-type substrate shown in FIG. 1 is obtained.
【0058】以上、本発明を上記各実施例に即して説明
したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものでな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論で
ある。例えば本発明は、上記実施例で示したInGaA
sP/InP系埋め込み型レーザのみならず、AlGa
As/GaAs系埋め込み型レーザ等にも適用できる。Although the present invention has been described with reference to each of the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is needless to say that various embodiments according to the principle of the present invention are included. For example, the present invention is based on the InGaA shown in the above embodiment.
AlGa as well as sP / InP embedded lasers
It can also be applied to an As / GaAs embedded laser and the like.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザによれば、従来構造のRIBPBHレーザの問題点
を解消し、p型基板を用いながら、高温特性を優れた半
導体レーザを提供することが出来る。また、本発明にお
いては、再結合層の組成波長をレーザの発振波長より短
波長とした場合しきい値は低く、スロープ効率も良好と
なり、電子や正孔の漏れ電流を最小に抑えることが出来
る。As described above, according to the semiconductor laser of the present invention, it is possible to solve the problems of the RIBPBH laser having the conventional structure and to provide a semiconductor laser excellent in high temperature characteristics while using a p-type substrate. Can be done. Further, in the present invention, when the composition wavelength of the recombination layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser, the threshold value is low, the slope efficiency is good, and the leakage current of electrons and holes can be minimized. .
【0060】さらに、本発明の製造方法によれば、活性
層両脇のp型半導体層を通過して直接再結合層に流れ込
む漏れ電流を抑制し、p型基板を用い、且つ高温特性に
優れた半導体レーザを製造することが出来る。Further, according to the manufacturing method of the present invention, the leakage current passing through the p-type semiconductor layers on both sides of the active layer and directly flowing into the recombination layer is suppressed, a p-type substrate is used, and the high temperature characteristics are excellent. It is possible to manufacture a semiconductor laser.
【図1】本発明の実施例に係るInGaAsP/InP
系MQW埋め込み型半導体レーザを説明する図である。FIG. 1 is an InGaAsP / InP according to an embodiment of the present invention.
It is a figure explaining a system MQW embedded type semiconductor laser.
【図2】本発明の第1の実施例に係る半導体レーザを製
造する方法を工程順に示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
【図3】本発明の第1の実施例に係る半導体レーザを製
造する方法を工程順に示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
【図4】本発明の第2の実施例に係る半導体レーザを製
造する方法を工程順に示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
【図5】本発明の第2の実施例に係る半導体レーザを製
造する方法を工程順に示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
【図6】本発明を説明するための構造模式図であり、サ
イリスタ構造を示す図である。FIG. 6 is a structural schematic diagram for explaining the present invention and is a diagram showing a thyristor structure.
【図7】本発明を説明するための、電流−光出力特性の
活性層と再結合層の間の距離依存性を示す図ある。FIG. 7 is a diagram showing the distance dependence of the current-light output characteristics between the active layer and the recombination layer for explaining the present invention.
【図8】本発明を説明するための、しきい値およびスロ
ープ効率のp型埋め込み層キャリア濃度依存性を示す図
である。FIG. 8 is a graph showing the dependence of threshold value and slope efficiency on the carrier concentration of p-type buried layer for explaining the present invention.
【図9】本発明を説明するための、しきい値およびスロ
ープ効率の再結合層組成波長依存性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the wavelength dependence of the recombination layer composition of the threshold value and slope efficiency for explaining the present invention.
【図10】従来のDC−PBH構造半導体レーザを説明
するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a conventional DC-PBH structure semiconductor laser.
【図11】従来のp型基板上のPBH構造半導体レーザ
を説明するための断面図である。FIG. 11 is a sectional view for explaining a conventional PBH structure semiconductor laser on a p-type substrate.
【図12】従来のRIBPBH構造半導体レーザを説明
するための断面図である。FIG. 12 is a sectional view for explaining a conventional RIBPBH structure semiconductor laser.
1 p−InP(001)基板 2 p−InPバッファー層 3 p−InP埋め込み層 4 n−InP電流ブロック層 5 p−InP電流ブロック層 6 i−InGaAsP再結合層 7 n−InP埋め込み層 8 p−InPクラッド層 9 InGaAsP活性層 10 n−InPクラッド層 11 p−InP(001)基板 12 p−InPバッファー層 13 SiO2膜 14 p−InPクラッド層 15 InGaAsP活性層 16 n−InPクラッド層 17 SiO2膜 18 p−InP埋め込み層 19 n−InP電流ブロック層 20 p−InP電流ブロック層 21 i−InGaAsP再結合層 22 n−InP埋め込み層 23 p−InP(001)基板 24 p−InPバッファー層 25 p−InPクラッド層 26 InGaAsP活性層 27 n−InPクラッド層 28 SiO2膜(SiO2ストライプマスク) 29 p−InP埋め込み層 30 n−InP電流ブロック層 31 p−InP電流ブロック層 32 i−InGaAsP再結合層 33 n−InP埋め込み層 34 n−InP(001)基板 35 n−InPバッファー層 36 n−InPクラッド層 37 InGaAsP層 38 p−InPクラッド層 39 InGaAsP活性層 40 p−InP電流ブロック層 41 n−InP電流ブロック層 42 p−InP埋め込み層 43 p−InP(001)基板 44 p−InPバッファー層 45 p−InP埋め込み層 46 n−InP電流ブロック層 47 p−InP電流ブロック層 48 n−InP埋め込み層 49 p−InPクラッド層 50 InGaAsP活性層 51 n−InPクラッド層 52 p−InP(001)基板 53 p−InPバッファー層 54 p−InP埋め込み層 55 n−InP電流ブロック層 56 p−InP電流ブロック層 57 i−InGaAsP再結合層 58 n−InP埋め込み層 59 p−InPクラッド層 60 InGaAsP活性層 61 n−InPクラッド層1 p-InP (001) substrate 2 p-InP buffer layer 3 p-InP buried layer 4 n-InP current blocking layer 5 p-InP current blocking layer 6 i-InGaAsP recombination layer 7 n-InP buried layer 8 p- InP clad layer 9 InGaAsP active layer 10 n-InP clad layer 11 p-InP (001) substrate 12 p-InP buffer layer 13 SiO 2 film 14 p-InP clad layer 15 InGaAsP active layer 16 n-InP clad layer 17 SiO 2 Film 18 p-InP buried layer 19 n-InP current blocking layer 20 p-InP current blocking layer 21 i-InGaAsP recombination layer 22 n-InP buried layer 23 p-InP (001) substrate 24 p-InP buffer layer 25 p -InP cladding layer 26 InGaAsP active layer 27 n-InP cladding layer 28 SiO 2 film (SiO 2 stripe squares ) 29 p-InP buried layer 30 n-InP current blocking layer 31 p-InP current blocking layer 32 i-InGaAsP recombination layer 33 n-InP buried layer 34 n-InP (001) substrate 35 n-InP buffer layer 36 n -InP clad layer 37 InGaAsP layer 38 p-InP clad layer 39 InGaAsP active layer 40 p-InP current blocking layer 41 n-InP current blocking layer 42 p-InP buried layer 43 p-InP (001) substrate 44 p-InP buffer Layer 45 p-InP buried layer 46 n-InP current blocking layer 47 p-InP current blocking layer 48 n-InP buried layer 49 p-InP clad layer 50 InGaAsP active layer 51 n-InP clad layer 52 p-InP (001) Substrate 53 p-InP buffer layer 54 p-InP buried layer 55 n-InP current blocking layer 56 p-InP current layer Blocking layer 57 i-InGaAsP recombination layer 58 n-InP buried layer 59 p-InP cladding layer 60 InGaAsP active layer 61 n-InP cladding layer
Claims (11)
上に形成される埋め込み型半導体レーザにおいて、 少なくとも活性層ストライプ領域の周辺部分がp型の第
1の半導体層にまで達する深さに掘り込まれ、前記堀り
込まれた周辺部分が前記基板側から順次p型の第1の半
導体層、n型の第1の半導体層、p型の第1の半導体
層、および第1の半導体よりもバンドギャップの小さい
第2の半導体層により埋め込まれており、 更に全体がn型の第1の半導体により埋め込まれた構造
を有し、 前記第2の半導体層が前記活性層と所定距離離間して設
けられたことを特徴とするp型基板埋め込み型半導体レ
ーザ。1. In a buried semiconductor laser formed on a substrate made of a first semiconductor having a p-type conductivity, at least a peripheral portion of an active layer stripe region reaches a depth reaching the p-type first semiconductor layer. And the dug-down peripheral portion is sequentially p-type first semiconductor layer, n-type first semiconductor layer, p-type first semiconductor layer, and first Second semiconductor layer having a bandgap smaller than that of the first semiconductor, and the entire second semiconductor layer is buried with an n-type first semiconductor. A p-type substrate-embedded semiconductor laser provided with a distance.
記距離を略0.6μm以上としたことを特徴する請求項1
記載のp型基板埋め込み型半導体レーザ。2. The distance between the second semiconductor layer and the active layer is approximately 0.6 μm or more.
The p-type substrate-embedded semiconductor laser described above.
上に形成される埋め込み型半導体レーザにおいて、 少なくとも活性層ストライプ領域の周辺部分がp型の第
1の半導体層にまで達する深さに掘り込まれ、前記堀り
込まれた周辺部分が前記基板側から順次p型の第1の半
導体層、n型の第1の半導体層、p型の第1の半導体
層、および第1の半導体よりもバンドギャップの小さい
第2の半導体層により埋め込まれており、 更に全体がn型の第1の半導体により埋め込まれた構造
を有し、 前記活性層に隣接する前記p型の第1の半導体層のキャ
リア濃度を略1×1018cm-3以下としたことを特徴とす
るp型基板埋め込み型半導体レーザ。3. A buried semiconductor laser formed on a substrate made of a first semiconductor having a p-type conductivity, wherein at least the peripheral portion of the active layer stripe region reaches a depth reaching the p-type first semiconductor layer. And the dug-down peripheral portion is sequentially p-type first semiconductor layer, n-type first semiconductor layer, p-type first semiconductor layer, and first Of the p-type first semiconductor adjacent to the active layer, the second semiconductor layer having a bandgap smaller than that of the first semiconductor and further having a structure of being entirely embedded with the n-type first semiconductor. P-type substrate-embedded semiconductor laser having a carrier concentration of about 1 × 10 18 cm −3 or less.
上に形成される埋め込み型半導体レーザにおいて、 少なくとも活性層ストライプ領域の周辺部分が前記p型
の第1の半導体層にまで達する深さに掘り込まれ、前記
堀り込まれた周辺部分が前記基板側から順次p型の第1
の半導体層、n型の第1の半導体層、p型の第1の半導
体層、および第1の半導体よりもバンドギャップの小さ
い第2の半導体層により埋め込まれており、 更に全体がn型の第1の半導体により埋め込まれた構造
を有し、 前記第2の半導体層のバンドギャップ波長がレーザの発
振波長より短波長であることを特徴とするp型基板埋め
込み型半導体レーザ。4. A buried semiconductor laser formed on a substrate made of a p-type first semiconductor of a conductivity type, wherein at least a peripheral portion of an active layer stripe region reaches the p-type first semiconductor layer. The first part of the p-type is dug in the depth, and the dug-down peripheral portion is sequentially formed from the substrate side.
Of the semiconductor layer, the n-type first semiconductor layer, the p-type first semiconductor layer, and the second semiconductor layer having a bandgap smaller than that of the first semiconductor. A p-type substrate-embedded semiconductor laser having a structure embedded with a first semiconductor, wherein the bandgap wavelength of the second semiconductor layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser.
層のキャリア濃度が1×1018cm-3以下であることを特
徴とする請求項1又は2記載のp型基板埋め込み型半導
体レーザ。5. The p-type substrate-embedded type according to claim 1, wherein the p-type first semiconductor layer adjacent to the active layer has a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 or less. Semiconductor laser.
がレーザの発振波長より短波長であることを特徴とする
請求項1又は4記載のp型基板埋め込み型半導体レー
ザ。6. The p-type substrate-embedded semiconductor laser according to claim 1, wherein the bandgap wavelength of the second semiconductor layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser.
がレーザの発振波長より短波長であることを特徴とする
請求項3記載のp型基板埋め込み型半導体レーザ。7. The p-type substrate-embedded semiconductor laser according to claim 3, wherein the bandgap wavelength of the second semiconductor layer is shorter than the oscillation wavelength of the laser.
成法を用いてp型基板埋め込み型半導体レーザを製造す
る方法であって、 (a)導電型がp型の第1の半導体からなる基板上に活性
層ストライプ領域を除いた周辺部分に誘電体からなるマ
スクを形成し、p型の第1の半導体層、活性層およびn
型の第1の半導体層を形成する工程と、 (b)前記マスクを除去した後に前記活性層上部に形成さ
れた前記n型の第1の半導体層の上部に誘電体からなる
マスクを形成する工程と、 (c)前記活性層ストライプ領域の周辺部分に順次p型の
第1の半導体層、n型の第1の半導体層およびp型の第
1の半導体層を順次埋め込み成長させ、更に前記活性層
より積層方向に略0.6μm以上距離をおいて第2の半導
体層を形成する工程と、 (d)前記マスクを除去した後、前記活性層ストライプを
含む全体をn型の第1の半導体層で埋め込む工程と、 を含むことを特徴とするp型基板埋め込み型半導体レー
ザの製造方法。8. A method for manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser using a thin film forming method such as organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method, comprising: (a) starting from a first semiconductor having a p-type conductivity. A mask made of a dielectric material is formed on the peripheral portion of the substrate except the active layer stripe region, and the p-type first semiconductor layer, the active layer, and the n-type are formed.
Forming a first semiconductor layer of a positive type, and (b) forming a mask made of a dielectric on the first semiconductor layer of the n type formed on the active layer after removing the mask. And (c) a p-type first semiconductor layer, an n-type first semiconductor layer, and a p-type first semiconductor layer are sequentially buried and grown in the peripheral portion of the active layer stripe region, and further, Forming a second semiconductor layer at a distance of approximately 0.6 μm or more from the active layer in the stacking direction, and (d) removing the mask, and then forming an entire n-type first semiconductor including the active layer stripe. A method of manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser, comprising: a step of embedding a layer.
成法を用いてp型基板埋め込み型半導体レーザを製造す
る方法であって、 (a)導電型がp型の第1の半導体からなる基板上に、p
型の第1の半導体層、活性層およびn型の第1の半導体
層を順次積層することによりレーザ元結晶を作製する工
程と、 (b)前記レーザ元結晶に誘電体からなるマスクを設け、
半導体層の幅を前記マスクの幅よりも両脇に略0.6μm
以上小さく、且つ前記p型の第1の半導体層にまで達す
る深さにエッチングしてメサストライプを形成する工程
と、 (c)前記メサストライプ領域の周辺部分に順次p型の第
1の半導体層、n型の第1の半導体層、p型の第1の半
導体層を順次埋め込み成長させ、更に前記p型の第1の
半導体層上に前記マスクより上方に第2の半導体層を形
成する工程と、 (d)前記マスクを除去した後、前記メサストライプを含
む全体をn型の第1の半導体層で埋め込む工程と、 を含むことを特徴とするp型基板埋め込み型半導体レー
ザの製造方法。9. A method for manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser using a thin film forming method such as organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method, which comprises (a) a first semiconductor having a p-type conductivity. On the substrate
Forming a laser source crystal by sequentially stacking a first semiconductor layer of a p-type, an active layer, and a first semiconductor layer of an n-type; and (b) providing a mask made of a dielectric material on the laser source crystal,
The width of the semiconductor layer is approximately 0.6 μm on both sides of the width of the mask.
A step of forming a mesa stripe by etching to a depth smaller than the above and reaching the p-type first semiconductor layer, and (c) sequentially forming a p-type first semiconductor layer in the peripheral portion of the mesa stripe region. , An n-type first semiconductor layer and a p-type first semiconductor layer are sequentially buried and grown, and a second semiconductor layer is formed on the p-type first semiconductor layer above the mask. And (d) burying the entire mesa stripe including the mesa stripe with an n-type first semiconductor layer after removing the mask, and a method of manufacturing a p-type substrate-embedded semiconductor laser.
バッファー層を介してp型クラッド層、活性層およびn
型クラッド層からなるメサストライプ領域を有し、前記
メサストライプ領域側部から前記バッファー層に及ぶ領
域がp型半導体からなる埋め込み層により埋設され、前
記埋め込み層上にn型電流ブロック層とp型電流ブロッ
ク層が順次形成され、前記p型電流ブロック層上に前記
活性層と所定距離離間してレーザの発振波長より短波長
のバンドギャップ波長を有する再結合層を備え、全体を
n型半導体からなる埋め込み層で覆ってなるp型基板埋
め込み型半導体レーザ。10. A p-type clad layer, an active layer, and an n-layer on a p-type semiconductor substrate with a buffer layer made of a p-type semiconductor interposed therebetween.
A mesa stripe region formed of a clad layer, the region extending from the side of the mesa stripe region to the buffer layer is buried with a buried layer made of a p-type semiconductor, and an n-type current block layer and a p-type layer are formed on the buried layer. A current blocking layer is sequentially formed, and a recombination layer having a bandgap wavelength shorter than the oscillation wavelength of the laser is provided on the p-type current blocking layer and separated from the active layer by a predetermined distance. P-type substrate-embedded semiconductor laser covered with a buried layer.
構造からなることを特徴とする請求項10記載のp型基
板埋め込み型半導体レーザ。11. The active layer is a multiple quantization well (MQW).
11. The p-type substrate-embedded semiconductor laser according to claim 10, which has a structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202895A JPH08236858A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | P-type substrate buried type semiconductor laser and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202895A JPH08236858A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | P-type substrate buried type semiconductor laser and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236858A true JPH08236858A (en) | 1996-09-13 |
Family
ID=13188315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202895A Pending JPH08236858A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | P-type substrate buried type semiconductor laser and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236858A (en) |
Cited By (2)
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| US6337870B1 (en) | 1997-10-20 | 2002-01-08 | Nec Corporation | Semiconductor laser having recombination layer stripes in current blocking structure |
| US6350629B1 (en) | 1998-09-02 | 2002-02-26 | Nec Corporation | Optical semiconductor device having active layer and carrier recombination layer different from each other |
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1995
- 1995-02-24 JP JP6202895A patent/JPH08236858A/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990105 |