JPH0680863B2 - Semiconductor laser - Google Patents
Semiconductor laserInfo
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- JPH0680863B2 JPH0680863B2 JP62000683A JP68387A JPH0680863B2 JP H0680863 B2 JPH0680863 B2 JP H0680863B2 JP 62000683 A JP62000683 A JP 62000683A JP 68387 A JP68387 A JP 68387A JP H0680863 B2 JPH0680863 B2 JP H0680863B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は光通信等の分野において用いられる半導体レ
ーザに関する。The present invention relates to a semiconductor laser used in the field of optical communication and the like.
「従来の技術」 半導体レーザの一種として、PBH（Planer Burrid Heter
ostructure）レーザといわれる埋込構造のレーザが知ら
れている。第３図は、ｎ型半導体基板１を用いたPBHレ
ーザの構成を示す断面図である。この図において、２〜
４は各々、基板１上にエピタキシャル成長によって形成
されたｎ型バッファ層、活性層、ｐ型クラッド層であ
り、これらの各層２〜４の両側部がエッチングにより削
除され、メサストライプ構造５が形成されている。6,7
は各々メサストライプ構造５を埋め込むｐ型第１埋込層
およびｎ型第２埋込層、８はｐ型クラッド層である。こ
のPBHレーザの利点は、周知のようにメサ幅を狭くする
ことによって、SiO2等の保護膜を形成することなく埋込
層を成長させることができる点にある。ところで、この
ようなPBHレーザにおいて、第１埋込層６および第２埋
込層７の接合部S1は、注入電流に対しｐ−ｎ逆接合を形
成し、したがって、図に矢印Y1によって示すリーク電流
を阻止する。他方、クラッド層４および第１埋込層６の
接合部S2はｐ−ｐ接合であり、このため、矢印Y2で示す
リーク電流が流れる。しかし、この接合部S2は比較的抵
抗が大きいｐ−ｐ接合であるところから、該リーク電流
はほとんど問題にならない。なお、クラッド層４の厚さ
（接合部S2の高さ）は、薄ければ薄いほどよいが、通常
は0.5μｍ程度である。"Conventional technology" As a type of semiconductor laser, PBH (Planer Burrid Heter
An embedded structure laser called a laser is known. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a PBH laser using the n-type semiconductor substrate 1. In this figure,
Reference numerals 4 are an n-type buffer layer, an active layer, and a p-type cladding layer, respectively, which are formed on the substrate 1 by epitaxial growth. Both side portions of these layers 2 to 4 are removed by etching to form a mesa stripe structure 5. ing. 6,7
Is a p-type first buried layer and an n-type second buried layer for filling the mesa stripe structure 5, and 8 is a p-type cladding layer. As is well known, the advantage of this PBH laser is that the buried layer can be grown without forming a protective film such as SiO 2 by narrowing the mesa width. By the way, in such a PBH laser, the junction S1 of the first buried layer 6 and the second buried layer 7 forms a pn reverse junction with respect to the injection current, and therefore the leakage shown by the arrow Y1 in the figure. Block the current. On the other hand, the junction S2 of the clad layer 4 and the first buried layer 6 is a pp junction, so that the leak current indicated by the arrow Y2 flows. However, since the junction S2 is a pp junction having a relatively large resistance, the leak current is not a problem. The thickness of the clad layer 4 (height of the joint S2) is preferably as thin as possible, but is usually about 0.5 μm.
「発明が解決しようとする問題点」 これに対し、ｐ型基板を用いたPBHレーザの場合は、上
述した接合部S2を流れるリーク電流が問題となる。すな
わち、第４図はｐ型基板１を用いたPBHレーザの構成を
示す断面図であり、このレーザにおいては、ｎ型クラッ
ド層４およびｎ型第１埋込層６の接合部S2が抵抗の低い
ｎ−ｎ接合となるため、特に高電流注入時において、矢
印Y2で示すリーク電流が大きくなり、このため、光出力
の低下，飽和を招く。[Problems to be Solved by the Invention] On the other hand, in the case of a PBH laser using a p-type substrate, the above-mentioned leak current flowing through the junction S2 becomes a problem. That is, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a PBH laser using the p-type substrate 1. In this laser, the junction S2 of the n-type cladding layer 4 and the n-type first buried layer 6 has a resistance. Since the nn junction is low, the leak current indicated by the arrow Y2 becomes large especially at the time of injecting a high current, which causes reduction and saturation of the optical output.
なお、実際のメサストライプ構造５の形状は、エッチャ
ントとして4Hcl:H2Ｏを用いると、第５図（イ）に示す
形状となり、また、エッチャントとしてBr−メタノール
を用いると、第５図（ロ）に示す形状となる。The actual shape of the mesa stripe structure 5 is as shown in FIG. 5 (a) when 4Hcl: H 2 O is used as an etchant and when the Br-methanol is used as an etchant. ) It becomes the shape shown in.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、ｐ型基板を用いた半導体レーザであって、しか
も、上述したリーク電流を現象させることができる半導
体レーザを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor laser using a p-type substrate and capable of causing the above-described leakage current to occur. .
「問題点を解決するための手段」 この発明は、埋込層を、ｐ型半導体基板の上に活性層お
よび第１のｎ型半導体層の両側部を覆うように成長させ
たｐ型の第１埋込層と、この第１埋込層の上に成長させ
たｎ型の第２埋込層と、この第２埋込層の上に成長させ
たｐ型の第３埋込層とから構成したことを特徴としてい
る。"Means for Solving Problems" The present invention relates to a p-type first buried layer grown on a p-type semiconductor substrate so as to cover both sides of the active layer and the first n-type semiconductor layer. A first buried layer, an n-type second buried layer grown on the first buried layer, and a p-type third buried layer grown on the second buried layer. It is characterized by being configured.
「作用」 上記の構成により、第１のｎ型導体層の側部はｐ型の第
１埋込層と接触するので、前述したｎ−ｎ接合が形成さ
れず、ｎ−ｐ接合となり、この結果、リーク電流を減少
させることができる。[Operation] With the above configuration, the side portion of the first n-type conductor layer is in contact with the p-type first buried layer, so that the above-mentioned n-n junction is not formed and an n-p junction is formed. As a result, the leak current can be reduced.
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。第１図はこの発明の一実施例によるPBHレーザの
構成を示す断面図であり、この図において、第４図の各
部に対応する部分には埋込層を除いて同一の符号が付し
てある。この図において、１はｐ−InP基板、２はｐ−I
nPバッファ層、３はInGaAsP活性層、４はｎ−InPクラッ
ド層、５はメサストライプ構造である。10は基板１の上
に形成されたｐ−InP第１埋込層であり、この第１埋込
層10が設けられている点が第４図のものと異なってい
る。６はｎ−InP第２埋込層、７はｐ−InP第３埋込層、
８はｎ−InPクラッド層である。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a PBH laser according to an embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to the respective parts in FIG. is there. In this figure, 1 is a p-InP substrate, 2 is a p-I
An nP buffer layer, 3 is an InGaAsP active layer, 4 is an n-InP cladding layer, and 5 is a mesa stripe structure. Reference numeral 10 denotes a p-InP first buried layer formed on the substrate 1, which is different from that shown in FIG. 4 in that the first buried layer 10 is provided. 6 is the n-InP second buried layer, 7 is the p-InP third buried layer,
8 is an n-InP clad layer.
次に、上述したPBHレーザの製造方法を説明する。ま
ず、基板１上にｐ−InPバッファ層２、InGaAsP活性層
３、ｎ−InPクラッド層４を順次エピタキシャル成長さ
せる。この場合、クラッド層４は、0.05〜0.3μｍ程度
の薄層とする。次に、＜011＞方向に、幅２〜５μｍの
ストライプ状のエッチング保護膜（図示せず）を形成し
た後、4Hcl:H2Ｏ等のエッチャントによってエッチング
を行い、メサストライプ構造５を形成する。この場合、
メサストライプ構造５の高さは、１〜数μｍとする。次
に、エッチング保護膜を除去した後、メサストライプ構
造５の両側部をはい上がるように、ｐ−InP第１埋込層1
0,n−InP第２埋込層6,p−InP第３埋込層７を順次成長さ
せる。この場合、第１埋込層10はできるだけ薄くし（0.
3μｍ程度）、第２埋込層６は厚く（１〜３μｍ）成長
させる。なお、これらの埋込層10,6,7は、メサストライ
プ構造５の頂部の幅が５μｍ以下であれば、その頂部の
上には成長しない。次に、上記の成長に続けて、ｎ−In
Pクラッド層８を成長させる。次いで、通常の電極形成
を行う。Next, a method for manufacturing the above-mentioned PBH laser will be described. First, the p-InP buffer layer 2, the InGaAsP active layer 3, and the n-InP clad layer 4 are sequentially epitaxially grown on the substrate 1. In this case, the cladding layer 4 is a thin layer having a thickness of about 0.05 to 0.3 μm. Next, a stripe-shaped etching protection film (not shown) having a width of 2 to 5 μm is formed in the <011> direction, and then etching is performed with an etchant such as 4Hcl: H 2 O to form a mesa stripe structure 5. . in this case,
The height of the mesa stripe structure 5 is 1 to several μm. Next, after removing the etching protection film, the p-InP first buried layer 1 is formed so as to rise up on both sides of the mesa stripe structure 5.
The 0, n-InP second buried layer 6 and the p-InP third buried layer 7 are sequentially grown. In this case, the first buried layer 10 should be as thin as possible (0.
The second buried layer 6 is grown thick (1 to 3 μm). It should be noted that these buried layers 10, 6, and 7 do not grow on the top of the mesa stripe structure 5 if the width of the top is 5 μm or less. Next, following the above growth, n-In
The P clad layer 8 is grown. Then, normal electrode formation is performed.
しかして、上記のPBHレーザにおいては、ｐ−InP基板１
上に、ｐ−InP第１埋込層10を成長させ、その上に従来
の埋込層構造を導入したものであり、第１埋込層10と、
ｐ−InP基板１間に比較的電流の流れにくいｐ−ｐ接合
面があり、さらにｎ−InPクラッド層４の両脇もｐ−InP
第１埋込層10で埋め込んでいるため、InP同志のｐ−ｎ
接合面ができることによって電流が流れにくくなる、こ
のため、第１図は矢印Y2で示すリーク電流を大幅に減ら
すことができる。Therefore, in the above PBH laser, the p-InP substrate 1
A p-InP first buried layer 10 is grown on top of which a conventional buried layer structure is introduced.
There is a pp junction surface between which current does not easily flow between the p-InP substrates 1, and both sides of the n-InP clad layer 4 are also p-InP.
Since the first buried layer 10 is buried, pn of InP
The formation of the joint surface makes it difficult for the current to flow. Therefore, the leakage current indicated by the arrow Y2 in FIG. 1 can be greatly reduced.
なお、この発明は、分布反射型（DBR）レーザ，分布帰
還型（DFB）レーザにも勿論適用することができる。ま
た、最近開発されたBIG−DBRレーザにも適用可能であ
る。第２図は、この発明を適用したBIG−DBRレーザの構
成を示す図であり、この図において、12はｐ−InP基
板、13はｐ−InPバッファ層、14はInGaAsP活性層、15は
InGaAsP保護層、16はｎ−InGaAsP導波路層、17は回折格
子、18,19,20は各々ｐ−InP第１埋込層,n−InP第２埋込
層,p−InP第３埋込層、21はｎ−InPクラッド層である。The present invention can of course be applied to distributed reflection (DBR) lasers and distributed feedback (DFB) lasers. It can also be applied to the recently developed BIG-DBR laser. FIG. 2 is a diagram showing the structure of a BIG-DBR laser to which the present invention is applied. In this figure, 12 is a p-InP substrate, 13 is a p-InP buffer layer, 14 is an InGaAsP active layer, and 15 is
InGaAsP protective layer, 16 is n-InGaAsP waveguide layer, 17 is diffraction grating, 18, 19 and 20 are p-InP first buried layer, n-InP second buried layer and p-InP third buried layer, respectively. Layer 21 is an n-InP clad layer.
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、埋込層を、ｐ
型半導体基板の上に成長させたｐ型の第１埋込層と、こ
の第１埋込層の上に活性層および第１のｎ型半導体層の
両側部を覆うように成長させたｎ型の第２埋込層と、こ
の第２埋込層の上に成長させたｐ型の第３埋込層とから
構成したことで、第１のｎ型半導体層の側部はｐ型の第
１埋込層と接触することによりｐ−ｎ接合が形成される
ので、リーク電流を従来のものに比較し、大幅に減らす
ことができる。この結果、高電流注入時においても光出
力の低下あるいは飽和がほとんど発生せず、また、製造
時の歩留りもBHレーザからPBHレーザにすることにより
大幅に向上する。さらに、ｐ型基板を用いたファブリペ
ロレーザの特徴である高出力レーザをPBH構造で作成す
ることが可能となる。"Effects of the Invention" As described above, according to the present invention, the buried layer is
-Type first buried layer grown on a negative-type semiconductor substrate, and n-type grown on the first buried layer so as to cover both sides of the active layer and the first n-type semiconductor layer Of the second buried layer and a p-type third buried layer grown on the second buried layer, the side portion of the first n-type semiconductor layer is a p-type first buried layer. Since the pn junction is formed by making contact with one buried layer, the leak current can be significantly reduced as compared with the conventional one. As a result, there is almost no reduction or saturation of the optical output even at the time of high current injection, and the yield at the time of manufacturing is greatly improved by changing from the BH laser to the PBH laser. Further, it becomes possible to produce a high-power laser having a PBH structure, which is a feature of a Fabry-Perot laser using a p-type substrate.
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図はこの発明の他の実施例の構成を示す斜視図、第３
図，第４図は各々従来のPBHレーザの構成を示す断面
図、第５図はメサストライプ構造の例を示す断面図であ
る。 １……ｐ−InP基板、３……InGaAsP活性層、４……ｎ−
InPクラッド層、５……メサストライプ構造、６……ｎ
−InP第２埋込層、７……ｐ−InP第３埋込層、８……ｎ
−InPクラッド層、10……ｐ−InP第１埋込層。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of the present invention,
FIG. 4 and FIG. 4 are sectional views showing the structure of a conventional PBH laser, and FIG. 5 is a sectional view showing an example of a mesa stripe structure. 1 ... p-InP substrate, 3 ... InGaAsP active layer, 4 ... n-
InP clad layer, 5 ... Mesa stripe structure, 6 ... n
-InP second buried layer, 7 ... p-InP third buried layer, 8 ... n
-InP clad layer, 10 ... p-InP first buried layer.
Claims (1)
活性層の上に第１のｎ型半導体層を形成し、前記活性層
および第１のｎ型半導体層の両側部を削除してメサスト
ライプ構造を形成し、前記メサストライプ構造を複数の
埋込層によって埋め込み、前記第１のｎ型半導体層およ
び前記埋込層の上に第２のｎ型半導体層を形成してなる
半導体レーザにおいて、前記埋込層を、前記ｐ型半導体
基板の上に前記活性層および第１のｎ型半導体層の両側
部を覆うように成長させたｐ型の第１埋込層と、前記第
１埋込層の上に成長させたｎ型の第２埋込層と、前記第
２埋込層の上に成長させたｐ型の第３埋込層とから構成
してなる半導体レーザ。1. An active layer is formed on a p-type semiconductor substrate, a first n-type semiconductor layer is formed on the active layer, and both sides of the active layer and the first n-type semiconductor layer are removed. To form a mesa stripe structure, the mesa stripe structure is buried by a plurality of buried layers, and a second n-type semiconductor layer is formed on the first n-type semiconductor layer and the buried layer. In the semiconductor laser, the buried layer is a p-type first buried layer grown on the p-type semiconductor substrate so as to cover both sides of the active layer and the first n-type semiconductor layer, and A semiconductor laser comprising an n-type second buried layer grown on a first buried layer and a p-type third buried layer grown on the second buried layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000683A JPH0680863B2 (en) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000683A JPH0680863B2 (en) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | Semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169088A JPS63169088A (en) | 1988-07-13 |
| JPH0680863B2 true JPH0680863B2 (en) | 1994-10-12 |
Family
ID=11480559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000683A Expired - Lifetime JPH0680863B2 (en) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680863B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5884485A (en) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Nec Corp | Buried hetero-structure semiconductor laser |
| JPH0766994B2 (en) * | 1985-02-19 | 1995-07-19 | シャープ株式会社 | Semiconductor laser device |
| JPS61204993A (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting device |
-
1987
- 1987-01-06 JP JP62000683A patent/JPH0680863B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63169088A (en) | 1988-07-13 |
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