DE68916222T2 - Halbleiterlaservorrichtung. - Google Patents

Halbleiterlaservorrichtung.

Info

Publication number
DE68916222T2
DE68916222T2 DE68916222T DE68916222T DE68916222T2 DE 68916222 T2 DE68916222 T2 DE 68916222T2 DE 68916222 T DE68916222 T DE 68916222T DE 68916222 T DE68916222 T DE 68916222T DE 68916222 T2 DE68916222 T2 DE 68916222T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ridge
current blocking
semiconductor laser
layer
blocking layer
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE68916222T
Other languages
English (en)
Other versions
DE68916222D1 (de
Inventor
Hiroyuki Hosoba
Sadayoshi Matsui
Mitsuhiro Matsumoto
Taija Morimoto
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE68916222D1 publication Critical patent/DE68916222D1/de
Publication of DE68916222T2 publication Critical patent/DE68916222T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • H01S5/2235Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/24Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung:
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochleistungs-Halbleiterlaservorrichtung, bei welcher die Laserlichtdichte innerhalb der aktiven Schicht in der unmittelbaren Nähe der Resonator-Kristallflächen reduziert ist.
  • 2. Beschreibung des bisherigen Standes der Technik:
  • In den jüngsten Jahren sind Halbleiterlaservorrichtungen weitgehend als Lichtquelle für optische Plattenspieler und optische Kommunikationssysteme verwendet worden. Bei den Halbleiterlaservorrichtungen für diese Anwendungen ist es erforderlich, daß sie Laserlicht mit einer hohen Ausgangsleistung abstrahlen. Jedoch beträgt die Ausgangsleistung von Halbleiterlaservorrichtungen, welche zur praktischen Anwendung gebracht worden sind, nicht mehr als 50 mW. Ein möglicher Grund dafür, daß eine hohe Ausgangsleistung nicht erreicht werden kann, ist die Kristallalterung an den Resonator-Kristallflächen. Um die Kristallalterung herabzusetzen, wird Flüssigphasenepitaxie (LPE) verwendet, um die Dicke einer aktiven Schicht in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen geringer als innerhalb der Einrichtung zu machen und dadurch die Laserlichtdichte innerhalb der aktiven Schicht in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen herabzusetzen.
  • Fig. 5c zeigt eine konventionelle Halbleiterlaservorrichtung mit einer aktiven Schicht mit einer vom Dicken zum Dünnen sich verjüngenden (T³-) Struktur, welche als Einrichtung dieses Typs allgemein bekannt ist (siehe z.B. Technical Report of Mitsubishi Denki Co., Ltd., Band 62, Nr. 7, 14(566), 1988 und I.E.E.E. Journal of Quantum Electronics, Band QE-23, Nr. 6, Juni 1987, Seiten 712 - 719). Fig. 5d ist eine Draufsicht, die die Halbleiterlaservorrichtung zeigt, bei welcher eine Stegleiterkonfiguration durch unterbrochene Linien angezeigt wird. Fig. 5a und 5b sind perspektivische Ansichten, die die Herstellung der Halbleiterlaservorrichtung zeigen.
  • Die Halbleiterlaservorrichtung von Fig. 5c wird wie folgt hergestellt: Auf der Ebene eines p-GaAs-Substrats 21 wird ein Stegleiterteil 32 mit einer Höhe von 2 µm mit Hilfe einer Ätztechnik gebildet.
  • Die Breite des Stegleiterteils 32 ist klein in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen und groß in der Innenseite der Einrichtung, wie in Fig. 5a gezeigt. Dann wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats 21 einschließlich des Stegleiterteils 32 eine n-GaAs-Stromsperrschicht 22 mit Hilfe eines Kristallwachstumsverfahrens gebildet und auf der Mitte des Stegleiterteils 32 eine V-förmige Streifennut 31 mit Hilfe einer Ätztechnik durch die Stromsperrschicht 22 gebildet, wie in Fig. 5b gezeigt. Außerdem werden auf der gesamten Oberfläche der Stromsperrschicht 22 einschließlich der V-Streifennut 31 eine erste p-AlGaAs-Hüllschicht 23, eine aktive AlGaAs-Schicht 24, eine zweite n-GaAlAs- Hüllschicht 25 und eine n-GaAs-Deckschicnt 26 nacheinander durch Flüssigphasenepitaxie gezüchtet, was zu einer in Fig. 5c gezeigten Doppel-Heterostruktur führt.
  • In Fällen, in welchen das Kristallwachstum auf dem Substrat, welches den Stegleiterteil hat, wie vorstehend beschrieben durch Flüssigphasenepitaxie durchgeführt wird, wird das Kristallwachstum an den Seitenf lächen des Stegleiterteils gefördert, wohingegen das Kristallwachstum an der oberen Fläche des Stegleiterteils unterdrückt wird. Diese Erscheinung ist als Kristallwachstums-Anisotropie allgemein bekannt, und diese Eigenschaft bewirkt, daß eine bedeutend dünnere Schicht auf der Oberseite, als an den Seitenflächen des Stegleiterteils gezüchtet wird.
  • Unter Nutzung der Kristallwachstums-Anisotropie kann die Dicke einer auf dem Stegleiterteil gebildeten Schicht durch eine Änderung bei der Breite des Stegleiterteils gesteuert werden. Das heißt, die gezüchtete Schicht wird dick im breiten Bereich und wird dünn im schmalen Bereich des Stegleiterteils. Deshalb wird, wenn mehrere Schichten einschließlich der aktiven Schicht 24 auf dem Stegleiterteil 32 einer in Fig. ba gezeigten Konfiguration durch Flüssigphasenepitaxie gebildet werden, die aktive Schicht 24 dünn in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, wird aber dick in der Innenseite der Einrichtung. Bei der auf eine solche Weise hergestellten T³-Halbleiterlaservorrichtung tritt, weil die aktive Schicht 24 in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen dünn ist, ein Teil des Laserlichts in die erste Hüllschicht 23 und in die zweite Hüllschicht 25 in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ein und reduziert dadurch die Laserlichtdichte innerhalb der aktiven Schicht 24. Folglich kann die optische Ausgangsleistung an der Zerstrahlungsgrenze verbessert werden, um einen Betrieb mit hoher Leistung zu erreichen.
  • Bei der wie vorstehend hergestellten T³-Halbleiterlaservorrichtung sollte die erste Hüllschicht 23 vor dem Züchten der aktiven Schicht 24 gezüchtet werden, und daraus entstehen ernsthafte Probleme.
  • Die erste Hüllschicht 23 ist wegen des Züchtens mittels Flüssigphasenepitaxie dünn in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen und dick in der Innenseite der Einrichtung. Eine solche Differenz bei der Dicke der ersten Hüllschicht wird nicht bevorzugt, weil die Dicke der ersten Hüllschicht 23 auf einen Wert eingestellt werden sollte, der für die Bildung eines zweckmäßigen Index-Leitungsmechanismus geeignet ist.
  • Die aktive Schicht 24 ist auch nicht eben und hat Unregelmäßigkeiten bis zu 0,2 µm, weil sie auf der unebenen ersten Hüllschicht 23 durch Flüssigphasenpitaxie gebildet wird. Diese Situation wird in einer Schnittansicht von Fig. 6 gezeigt, welche entlang der Linie VI-VI von Fig. 5d vorgenommen ist. Folglich verursachen die Unregelmäßigkeiten der aktiven Schicht 24 das Auftreten von Teilspitzen in der vertikalen Richtung des Fernfeld-Strahlungsdiagramms des abgestrahlten Lichts, was zu einer Verschlechterung der Kennwerte der Einrichtung führt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung, welche die vorstehend diskutierten und zahlreiche weitere Nachteile und Mängel des bisherigen Standes der Technik überwindet, umfaßt ein Halbleitersubstrat, das einen Stegleiterteil hat, wobei die Breite des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen kleiner als im Innern der Einrichtung ist; eine Stromsperrschicht, die auf dem Substrat einschließlich des Stegleiterteils gebildet ist; mindestens eine Streifennut, die in der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht gebildet ist; und eine Mehrschichtstruktur, die auf der Stromsperrschicht angeordnet ist, wobei die Mehrschichtstruktur nacheinander eine erste Hüllschicht, eine aktive Schicht für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht hat; wobei mindestens zwei Seitennuten symmetrisch auf beiden Seiten des Mittelbereichs des Stegleiterteils gebildet werden, wodurch die Breite des Stegleiterteils in den Bereichen in der Nähe der Kristallflächen dieselbe ist, wie die des Stegleiterteils in dem zwischen den Seitennuten angeordneten Mittelbereich.
  • Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird für eine Halbleiterlaservorrichtung gesorgt, die umfaßt: ein Halbleitersubstrat (l), das einen Stegleiterteil (9) hat, wobei die Breite dieses Stegleiterteils kleiner in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, als im Innern der Einrichtung ist; eine Stromsperrschicht (2), die auf dem Substrat einschließlich des Stegleiterteils gebildet ist; mindestens eine Streifennut (11), die auf der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht gebildet ist; und eine Mehrschichtstruktur (3, 4, 5), die auf der Stromsperrschicht gebildet ist, wobei diese Mehrschichtstruktur nacheinanderfolgend hat: eine erste Hüllschicht (3), eine aktive Schicht (4) für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht (5); dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Seitennuten (10) symmetrisch auf beiden Seiten des Mittelbereichs des Stegleiterteils gebildet sind, wobei die Breite des Stegleiterteils in dem zwischen den Nuten (10) angeordneten Mittelbereich größer als die Breite des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oberseite der ersten Hüllschicht im wesentlichen eben.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke der aktiven Schicht kleiner in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, als im Innern der Einrichtung.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mehrschichtstruktur durch Flüssigphasenepitaxie gebildet.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung umfaßt die folgenden Schritte: Bildung eines Stegleiterteils auf einem Halbleitersubstrat; Bildung von mindestens zwei Seitennuten symmetrisch auf beiden Seiten des Mittelbereichs des Stegleiterteils, wodurch die Breite des Stegleiterteils in dem Bereich in der Nähe der Kristallflächen dieselbe ist, wie die des Stegleiterteils in dem zwischen den Seitennuten angeordneten Mittelbereichs; Züchten einer Stromsperrschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich des Stegleiterteils; Bildung von mindestens einer Streifennut in der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht; und Bildung einer Mehrschichtstruktur auf der Stromsperrschicht, wobei die Mehrschichtstruktur aufeinanderfolgend eine erste Hüllschicht, eine erste aktive Schicht für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht hat.
  • Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird für ein Herstellungsverfahren für eine Halbleiterlaservorrichtung gesorgt, welches die folgenden Schritte umfaßt: Bildung eines Stegleiterteils (9) auf einem Halbleitersubstrat (1); Bildung von mindestens zwei Seitennuten (10) symmetrisch auf beiden Seiten eines Mittelbereichs dieses Stegleiterteils (9), wobei die Breite des Stegleiterteils in dem zwischen den Seitennuten (10) angeordneten Mittelbereich größer als die Breite des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ist; Züchten einer Stromsperrschicht (2) auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich des Stegleiterteils; Bildung von mindestens einer Streifennut (11) in der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht; und Bildung einer Mehrschichtstruktur (3, 4, 5) auf der Stromsperrschicht (2), wobei diese Mehrschichtstruktur aufeinanderfolgend hat: eine erste Hüllschicht (3), eine aktive Schicht (4) für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht (5).
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mehrschichtstruktur durch Flüssigphasenepitaxie gebildet.
  • Folglich macht die hierin beschriebene Erfindung folgende Gegenstände möglich: (1) Bereitstellung einer Halbleiterlaservorrichtung, welche eine Laserschwingung von hoher Ausgangsleistung ohne Verschlechterung der Kennwerte der Einrichtung erreichen kann; und (2) Bereitstellung eines Verfahrens für die Herstellung einer solchen Halbleiterlaservorrichtung mit ausgezeichneter Reproduzierbarkeit.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese Erfindung kann durch Verweis auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, und dadurch werden ihre zahlreichen Gegenstände und Vorteile für jene, die mit der Technik vertraut sind, offensichtlich, wobei:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung zeigt;
  • Fig. 2a bis 2e perspektivische Ansichten sind, die die Herstellung der Halbleiterlaservorrichtung von Fig.1 zeigen;
  • Fig. 3a eine perspektivische Ansicht ist, die ein Substrat für eine andere Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung zeigt, wobei das Substrat mit einem Stegleiterteil versehen ist, das Seitennuten hat;
  • Fig. 3b eine Grundrißansicht von oben ist, die das Substrat von Fig. 3a zeigt, wobei eine Stromsperrschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats gezüchtet ist und dann drei V-Streifennuten in der Mitte des Stegleiterteils gebildet worden sind;
  • Fig. 4a und 4b Grundrißansichten von oben sind, die andere Substrate für andere Halbleiterlaservorrichtungen dieser Erfindung zeigen, wobei jedes Substrat mit einem Stegleiterteil versehen ist, das Seitennuten hat und dann eine Stromsperrschicht auf der gesamten Oberfläche davon gebildet wurde, wonach eine V-Streifennut in der Mitte des Stegleiterteils gebildet wurde;
  • Fig. 5a bis 5c perspektivische Ansichten sind, die die Herstellung einer konventionellen T³-Halbleiterlaservorrichtung zeigen;
  • Fig. 5d eine Grundrißansicht von oben ist- die die Halbleiterlaservorrichtung von Fig. 5a bis 5c zeigt;
  • Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI - VI von Fig. 5d ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung wird auf einem Halbleitersubstrat hergestellt, das einen Stegleiterteil hat. Die Breite des Stegleiterteils ist in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen geringer als im Innern der Einrichtung. Der Stegleiterteil ist mit mindestens zwei symmetrischen Nuten auf beiden Seiten des Mittelteils davon versehen. Diese Bildungsweise macht es möglich, Halbleiterschichten (z.B. eine Stromsperrschicht und eine erste Hüllschicht) so zu züchten, daß sie eine im wesentlichen ebene Oberfläche über dem Stegleiterteil haben. Das heißt, während der Bildung der ersten Hüllschicht werden die Seitennuten im wesentlichen in der ersten Stromsperrschicht eingebettet, so daß die Oberseite der ersten Hüllschicht im wesentlichen eben ist. Folglich kann eine aktive Schicht ohne Unregelmäßigkeiten auf der ersten Hüllschicht derart gezüchtet werden, daß die Dicke der aktiven Scäicht geringer in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, als im Innern der Einrichtung ist. Aus diesem Grund kann die Halbleiterlaservorrichtung eine Laserschwingung hoher Ausgangsleistung ohne Verschlechterung der Kennwerte der Einrichtung erreichen.
  • Beispiele
  • Fig. 1 zeigt eine Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung. Diese Halbleiterlaservorrichtung wurde so hergestellt, wie in Fig. 2a bis 2c gezeigt. Nachstehend wird die Herstellung der Halbleiterlaservorrichtung unter Verweis auf diese Figuren beschrieben.
  • Auf der Ebene eines p-GaAs-Substrats 1 wurde ein Stegleiterteil 9 mit einer Höhe von 2 µm mittels einer Ätztechnik gebildet. Der Stegleiterteil 9 hat eine ungleichmäßige Gestalt, seine Breite beträgt 20 µm in den Bereichen in der Nähe der Kristallflächen und 50 µm in dem Mittelbereich des Substrats 1. Zwischen diesen beiden Bereichen ändert sich die Breite des Stegleiterteils 9 allmählich von 20 µm auf 50 µm. Darüberhinaus wurde der Stegleiterteil 9 mit zwei symmetrischen Seitonnuten 10 auf beiden Seiten des Mittelbereichs mit derselben Breite wie der der Bereiche in der Nähe der Kristallflächen versehen, wie in Fig. 2a gezeigt. Die Hohlraumlänge eines Resonators beträgt 250 µm. Die beiden Bereiche mit einer Breite von 20 µm in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen haben jeweils eine Länge von 40 µm in der Resonanzrichtung; die beiden Bereiche mit einer Breite, die allmählich geändert wird, haben jeweils eine Länge von 40 µm; und der Mittelbereich des Resonators mit einer Breite von 50 µm hat eine Länge von 90 µm.
  • Dann wurde auf der gesamten Oberfläche des p-GaAs-Substrats 1 einschließlich des Stegleiterteils 9 eine n-GaAs-Stromsperrschicht 2 mittels Flüssigphasenepitaxie gebildet, wie in Fig. 2b gezeigt. Weil die Breite des Stegleiterteils 9 in den Bereichen in der Nähe der Kristallflächen dieselbe ist, wie jene des Stegleiterteils 9 im Mittelbereich, der zwischen den Seitennuten 10 angeordnet ist, kann die Stromsperrschicht 2 so gebildet werden, daß sie eine gleichmäßige Dicke hat (z.B. 0,8 µm bei diesem Beispiel). Selbst nach der Bildung der Stromsperrschicht 2 blieben die Seitennuten 10 teilweise ungefüllt. Als Alternative kann ein metallisch-organisches chemisches Aufdampfen für das Züchten der Stromsperrschicht 2 derselben Konfiguration verwendet werden.
  • Dann wird auf der Mitte des Stegleiterteils 9 mittels einer Ätztechnik eine V-förmige Streifennut 11 gebildet, um das p- GaAs-Substrat 1 durch die Stromsperrschicht 2 zu erreichen, wie in Fig. 2c gezeigt. Die V-Streifennut 11 macht es möglich, einen Strom, der in einen aktiven Bereich eingespeist wird, einzugrenzen. Danach wird auf der gesamten Oberfläche eine erste p-GaA- lAs-Hüllschicht 3 mittels Flüssigphasenepitaxie gezüchtet, wie in Fig. 2d gezeigt. Die erste p-GaAlAs-Hüllschicht 3 hat wegen des Vorhandenseins der Seitennuten 10 auch eine gleichmäßige Dicke (z.B. 0,3 µm bei diesem Beispiel) sowohl in den Bereichen in der Nähe der Kristallflächen, als auch im Mittelbereich. Während der Bildung der ersten p-GaAlAs-Hüllschicht 3 wurden die Seitennuten 10 vollkommen oder im wesentlichen in der ersten p- GaAlAs-Hüllschicht 3 eingebettet, auf welcher dann die aktive GaAlAs-Schicht 4 mittels Flüssigphasenepitaxie gebildet wurde. In einem frühen Stadium des Züchtens der aktiven GaAlAs-Schicht 4 wurden die Seitennuten 10 darin vollkommen eingebettet, so daß die aktive GaAlAs-Schicht 4 dick im Mittelbereich und dünn in den Bereichen in der Nähe der Kristallflächen wurde. Bei diesem Beispiel betrug die Dicke der aktiven GaAlAs-Schicht 4 auf der V-Streifennut 11 0,08 µm im Mittelbereich und 0,03 µm in den Bereichen in der Nähe der Kristallflächen.
  • Dann wurden auf der aktiven GaAlAs-Schicht 4 eine zweite n-GaAlAs-Hüllschicht 5 und eine n-GaAs-Kontaktschicht 6 nacheinander gezüchtet, wie in Fig. 2e gezeigt. Schließlich wurden auf der Rückseite des p-GaAs-Substrats 1 und der Oberseite der n-GaAs- Kontaktschicht 6 eine p-Seitenelektrode 7 und eine n-Seitenelektrode 8 gebildet, was zu einer Halbleiterlaservorrichtung wie in Fig. 1 gezeigt führte.
  • Die Halbleiterlaservorrichtung dieses Beispiels erreichte eine Dauer-Laserschwingung mit der maximalen optischen Ausgangsleistung von 300 mW bei Raumtemperatur. Darüberhinaus arbeitete die Halbleiterlaservorrichtung stabil über den langen Zeitraum von 3.000 Stunden oder mehr bei der Ausgangsleistung von 100 mW bei 50 ºC, was eine hohe Zuverlässigkeit der Einrichtung anzeigt. Während des vorstehend erwähnten Betreibens wurde die Laserschwingung stabil im Transversalmodus fortgesetzt, und die Fernfeld-Strahlungscharakteristik war gegenüber einer Änderung in der optischen Ausgangsleistung stabilisiert. Der Spreizwinkel von Laserstrahlen, die von dieser EiPrichtung abgestrahlt wurden, betrug ungefähr 10 Grad in einer RIchtung parallel zu den Halbleiterschichten der Einrichtung und ungefähr 20 Grad in der Richtung rechtwinklig dazu (wobei der Spreizwinkel in der Form eines vollen Winkels bei halbem Maximum ausgedrückt ist). Folglich ist das Verhältnis eines Winkels in der vertikalen Richtung zu einem Winkel in der horizontalen Richtung klein, wodurch eine hohe Koppelungseffektivität mit einem externen optischen System erreicht wird.
  • In derselben Art und Weise, wie vorstehend erwähnt, wurde eine andere Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Substrat mit einem Stegleiterteil 9 versehen wurde, das Seitennuten 10 batte, wie sie in Fig. 3a gezeigt werden und daß nach dem Züchten der Stromsperrschicht darauf drei V-förmige Streifennuten 11 auf dem Stegleiterteil gebildet wurden, wie in Fig. 3b gezeigt
  • Fig. 4a und 4b zeigen andere Substrate für weitere Halbleiterlaservorrichtungen dieser Erfindung, wobei jedes Substrat mit einem Stegleiterteil 9 versehen wurde, der Seitennuten 10 hat und dann eine Stromsperrschicht auf der gesamten Oberfläche davon gezüchtet wurde, wonach dann eine V-förmige Streifennut 11 auf der Mitte des Stegleiterteils gebildet wurde. Unter Verwendung dieser Substrate wurden Halbleiterlaservorrichtungen in derselben Art und Weise, wie vorstehend erwähnt, hergestellt.
  • Die Halbleiterlaservorrichtungen, die aus den in Fig. 3b, 4a beziehungsweise 4c hergestellt wurden, erreichten ausgezeichnete Einrichtungs-Kennwerte ähnlich jenen der in Fig. 1 gezeigten Halbleiterlaservorrichtung.

Claims (8)

1. Halbleiterlaservorrichtung, die umfaßt ein Halbleitersubstrat (1), das einen Stegleiterteil (9) hat, wobei die Breite dieses Stegleiterteils kleiner in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, als im Innern der Einrichtung ist; eine Stromsperrschicht (2), die auf dem Substrat einschließlich des Stegleiterteils gebildet ist; mindestens eine Streifennut (11), die auf der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht gebildet ist; und eine Mehrschichtstruktur (3, 4, 5), die auf der Stromsperrschicht angeordnet ist, wobei diese Mehrschichtstruktur nacheinanderfolgend hat: eine erste Hüllschicht (3), eine aktive Schicht (4) für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht (5); dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Seitennuten (10) symmetrisch auf beiden Seiten des Mittelbereichs des Stegleiterteils gebildet sind, wobei die Breite des Stegleiterteils in dem zwischen den Nuten (10) angeordneten Mittelbereich dieselbe wie die Breite des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ist.
2. Halbleiterlaservorrichtung, die umfaßt ein Halbleitersubstrat (1), das einen Stegleiterteil (9) hat, wobei die Breite dieses Stegleiterteils kleiner in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, als im Innern der Einrichtung ist; eine Stromsperrschicht (2), die auf dem Substrat einschließlich des Stegleiterteils gebildet ist; mindestens eine Streifennut (11), die auf der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht gebildet ist; und eine Mehrschichtstruktur (3, 4, 5), die auf der Stromsperrschicht angeordnet ist, wobei diese Mehrschichtstruktur nacheinanderfolgend hat: eine erste Hüllschicht (3), eine aktive Schicht (4) für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht (5); dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Seitennuten (10) symmetrisch auf beiden Seiten des Mittelbereichs des Stegleiterteils gebildet sind, wobei die Breite des Stegleiterteils in dem zwischen den Nuten (10) angeordneten Mittelbereich größer als die Breite des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ist.
3. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberseite der ersten Hüllschicht im wesentlichen eben ist.
4. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Dicke der aktiven Schicht kleiner in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen, als im Innern der Einrichtung ist.
5. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Mehrschichtstruktur mittels Flüssigphasenepitaxie gebildet wird.
6. Herstellungsverfahren für eine Halbleiterlaservorrichtung, welches die folgenden Schritte umfaßt: Bildung eines Stegleiterteils (9) auf einem Halbleitersubstrat (1); Bildung von mindestens zwei Seitennuten (10) symmetrisch auf beiden Seiten eines Mittelbereichs dieses Stegleiterteils, wobei die Breite des Stegleiterteils in dem zwischen den Seitennuten (10) angeordneten Mittelbereich dieselbe wie die des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ist; Züchten einer Stromsperrschicht (2) auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich des Stegleiterteils; Bildung von mindestens einer Streifennut (11) in der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht; und Bildung einer Mehrschichtstruktur (3, 4, 5) auf der Stromsperrschicht, wobei diese Mehrschicntstruktur aufeinanderfolgend hat: eine erste Hüllschicht (3), eine aktive Schicht (4) für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht (5).
7. Herstellungsverfahren für eine Halbleiterlaservorrichtung, welches die folgenden Schritte umfaßt: Bildung eines Stegleiterteils (9) auf einem Halbleitersubstrat (1); Bildung von mindestens zwei Seitennuten (10) symmetrisch auf beiden Seiten eines Mittelbereichs dieses Stegleiterteils (9), wobei die Breite des Stegleiterteils in dem zwischen den Seitennuten (10) angeordneten Mittelbereich größer als die Breite des Stegleiterteils in der unmittelbaren Nähe der Kristallflächen ist; Züchten einer Stromsperrschicht (2) auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich des Stegleiterteils; Bildung von mindestens einer Streifennut (11) in der Mitte des Stegleiterteils durch die Stromsperrschicht; und Bildung einer Mehrschichtstruktur (3, 4, 5) auf der Stromsperrschicht (2), wobei diese Mehrschichtstruktur aufeinanderfolgend hat: eine erste Hüllschicht (3), eine aktive Schicht (4) für eine Laserschwingung und eine zweite Hüllschicht (5).
8. Herstellungsverfahren für eine Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Mehrschichtstruktur mittels Flüssigphasenepitaxie gebildet wird.
DE68916222T 1988-12-29 1989-12-29 Halbleiterlaservorrichtung. Expired - Fee Related DE68916222T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63334138A JPH0695589B2 (ja) 1988-12-29 1988-12-29 半導体レーザ素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE68916222D1 DE68916222D1 (de) 1994-07-21
DE68916222T2 true DE68916222T2 (de) 1994-09-29

Family

ID=18273952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE68916222T Expired - Fee Related DE68916222T2 (de) 1988-12-29 1989-12-29 Halbleiterlaservorrichtung.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5054031A (de)
EP (1) EP0376752B1 (de)
JP (1) JPH0695589B2 (de)
DE (1) DE68916222T2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04352374A (ja) * 1991-05-29 1992-12-07 Eastman Kodak Japan Kk 半導体発光装置
US5523256A (en) * 1993-07-21 1996-06-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing a semiconductor laser
CN100463312C (zh) * 2006-11-09 2009-02-18 何建军 V型耦合腔波长可切换半导体激光器
JP5276030B2 (ja) * 2010-02-19 2013-08-28 古河電気工業株式会社 半導体レーザおよび半導体レーザモジュール

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6143493A (ja) * 1984-08-08 1986-03-03 Nec Corp 半導体レ−ザ装置
DE3688943T2 (de) * 1985-04-23 1993-12-16 Sharp Kk Halbleiterlaservorrichtung.
JPS6297384A (ja) * 1985-10-23 1987-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5054031A (en) 1991-10-01
EP0376752A2 (de) 1990-07-04
JPH0695589B2 (ja) 1994-11-24
DE68916222D1 (de) 1994-07-21
JPH02180085A (ja) 1990-07-12
EP0376752B1 (de) 1994-06-15
EP0376752A3 (en) 1990-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3779775T2 (de) Halbleiterlaser mit streifenfoermiger mesa-wellenleiterstruktur und dessen herstellungsverfahren.
DE3485924T2 (de) Verfahren zur herstellung einer halbleiterlaservorrichtung.
DE2347802C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen optischen Wellenleiters, sowie die hiernach hergestellten optischen Wellenleiter
DE4135813C2 (de) Oberflächenemittierende Halbleiter-Laservorrichtung
DE2643503C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Injektionslasers
DE69836698T2 (de) Verbindungshalbleiterlaser
DE69027368T2 (de) Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung desselben
DE3685755T2 (de) Streifenlaser mit transversalem uebergang.
DE3850009T2 (de) Halbleiterlaser mit verteiltem Bragg-Reflektor und Verfahren zu seiner Herstellung.
DE68910492T2 (de) Halbleiterlaservorrichtung.
DE2701102C3 (de) Halbleiter-Injektionslaser
DE69304455T2 (de) Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung
DE3855551T2 (de) Halbleiter-Laservorrichtung und deren Herstellungsverfahren
DE3850139T2 (de) Halbleiterlaser mit variabler Oszillationswellenlänge.
DE2236410B2 (de) Halbleiter-Injektionslaser
DE3632585A1 (de) Halbleiterlaser
DE69205716T2 (de) Quanten-Faden-Laser.
DE3714512C2 (de)
DE2312162C3 (de) Halbleiterlaserplättchen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE68916222T2 (de) Halbleiterlaservorrichtung.
DE3701655C2 (de)
DE3788841T2 (de) Halbleiterlaservorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben.
DE2501344A1 (de) Halbleiterkoerper
DE69815461T2 (de) Halbleiterlaservorrichtung
DE60107494T2 (de) Hochleistungseinzelmodelaser und Herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee