JP2644998B2 - 埋込み型半導体レーザ装置 - Google Patents
埋込み型半導体レーザ装置Info
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- buried
- semiconductor laser
- inp
- laser device
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体レーザ装置に係り、特にガウス分布に
近い形状の遠視野像を有する埋込み型半導体レーザ装置
に関する。
近い形状の遠視野像を有する埋込み型半導体レーザ装置
に関する。
（従来の技術） 近年、光通信や光ディスク用の光源として、各種の半
導体レーザが盛んに利用されている。
導体レーザが盛んに利用されている。
そして半導体レーザの中でもダブルヘテロ構造を含む
多層構造の逆メサ状半導体結晶を、その活性層より屈折
率が小さくかつｐ−ｎ逆接合を含む半導体結晶の中に埋
め込んだ構造の埋込み型半導体レーザ装置は、活性層に
電流を狭窄することができ、かつ光を閉じ込めることが
できるため、低しきい電流、高出力の半導体レーザ装置
として利用が増大されてきている。
多層構造の逆メサ状半導体結晶を、その活性層より屈折
率が小さくかつｐ−ｎ逆接合を含む半導体結晶の中に埋
め込んだ構造の埋込み型半導体レーザ装置は、活性層に
電流を狭窄することができ、かつ光を閉じ込めることが
できるため、低しきい電流、高出力の半導体レーザ装置
として利用が増大されてきている。
たとえば、GaInAsP/InP系埋込み型半導体レーザ装置
は、第２図に示すように、ｎ−（100）InP基板１上にｎ
−InPバッファー層２を介して、アンドープGaInAsP活性
層３とｐ−InPクラッド層４とｐ−GaInAsPオーミック層
５とを積層してなる逆メサ形状の多層構造の結晶を設
け、この結晶を、ｐ−InP層６とｎ−InP層７および表面
平坦化のためのInGaAsPキャップ層８とを順に積層した
結晶中に埋め込んでなる構造を有している。
は、第２図に示すように、ｎ−（100）InP基板１上にｎ
−InPバッファー層２を介して、アンドープGaInAsP活性
層３とｐ−InPクラッド層４とｐ−GaInAsPオーミック層
５とを積層してなる逆メサ形状の多層構造の結晶を設
け、この結晶を、ｐ−InP層６とｎ−InP層７および表面
平坦化のためのInGaAsPキャップ層８とを順に積層した
結晶中に埋め込んでなる構造を有している。
そしてこのような装置は、通常ｎ−InP基板１上に、
前記ｎ−InPバッファ層２と活性層３とｐ−InPクラッド
層４とｐ−GaInAsPオーミック層５とを、結晶成長させ
るとともに、これらの結晶層の表面に、SiO2のような酸
化膜やSi3N4のような窒化膜を堆積してストライプ状の
多層構造を形成した後、ブロムメタノール等を用いて活
性層３までの部分を逆メサ形状にエッチングし、次いで
その外側の部分にｐ−InP層６とｎ−InP層７およびInGa
AsPキャップ層８を順に積層形成することにより得られ
る。
前記ｎ−InPバッファ層２と活性層３とｐ−InPクラッド
層４とｐ−GaInAsPオーミック層５とを、結晶成長させ
るとともに、これらの結晶層の表面に、SiO2のような酸
化膜やSi3N4のような窒化膜を堆積してストライプ状の
多層構造を形成した後、ブロムメタノール等を用いて活
性層３までの部分を逆メサ形状にエッチングし、次いで
その外側の部分にｐ−InP層６とｎ−InP層７およびInGa
AsPキャップ層８を順に積層形成することにより得られ
る。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような方法で得られる埋込み型半
導体レーザ装置においては、エッチングの際に活性層３
の側面に生じた水平方向の凹凸のために、活性層３を導
波される光がｐ−InP層６との界面で散乱され、一部が
ｐ−InP層６へ逃げることになる。
導体レーザ装置においては、エッチングの際に活性層３
の側面に生じた水平方向の凹凸のために、活性層３を導
波される光がｐ−InP層６との界面で散乱され、一部が
ｐ−InP層６へ逃げることになる。
従って、この光が発振されたレーザ光と干渉し合い遠
視野像に極端な乱れが生じてしまうという問題があっ
た。
視野像に極端な乱れが生じてしまうという問題があっ
た。
また、このような構造の埋込み型半導体レーザ装置に
おいて、埋込み層を高抵抗層とすることにより光の逃げ
を防止することも一応考えられるが、一般に高抵抗層を
エピタキシャル成長によって形成することが難しいばか
りでなく、このような装置では、ｎ−ｐ逆接合が活性層
３の端部近傍に存在しないため、流入された電流が活性
層３端まで広がってしまい安定した発振が得られないと
いう問題があった。
おいて、埋込み層を高抵抗層とすることにより光の逃げ
を防止することも一応考えられるが、一般に高抵抗層を
エピタキシャル成長によって形成することが難しいばか
りでなく、このような装置では、ｎ−ｐ逆接合が活性層
３の端部近傍に存在しないため、流入された電流が活性
層３端まで広がってしまい安定した発振が得られないと
いう問題があった。
本発明は、遠視野像の乱れが抑制されてファイバーと
の結合が行いやすく、かつ高出力まで基本モードで安定
した発振がなされる埋込み型半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
の結合が行いやすく、かつ高出力まで基本モードで安定
した発振がなされる埋込み型半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は前述の目的を達成するために、半導体基板上
に、III−Ｖ族からなる第１導電型を有するバッファー
層を介して、活性層と第２導電型を有するクラッド層と
を順に積層形成して成る逆メサ形状の半導体結晶を設
け、これを前記活性層よりも小さい屈折率を有する半導
体結晶の埋込み層中に埋め込んでなる埋込み型半導体レ
ーザにおいて、 前記クラッド層でメサ幅が最狭になるように構成する
とともに、前記埋込み層をｐ−ｎ接合を含む多層構造と
し、かつ前記クラッド層のメサ幅最狭部に接する前記埋
込み層の最下層を第１導電型として、前記メサ幅最狭部
に跨がる側面構造を上方からクラッド層，埋込み層の最
下層，クラッド層，活性層の積層系にし、活性層の周端
面部付近を電流が流れないようにしたことを特徴とす
る。
に、III−Ｖ族からなる第１導電型を有するバッファー
層を介して、活性層と第２導電型を有するクラッド層と
を順に積層形成して成る逆メサ形状の半導体結晶を設
け、これを前記活性層よりも小さい屈折率を有する半導
体結晶の埋込み層中に埋め込んでなる埋込み型半導体レ
ーザにおいて、 前記クラッド層でメサ幅が最狭になるように構成する
とともに、前記埋込み層をｐ−ｎ接合を含む多層構造と
し、かつ前記クラッド層のメサ幅最狭部に接する前記埋
込み層の最下層を第１導電型として、前記メサ幅最狭部
に跨がる側面構造を上方からクラッド層，埋込み層の最
下層，クラッド層，活性層の積層系にし、活性層の周端
面部付近を電流が流れないようにしたことを特徴とす
る。
（作用） 本発明の埋込み型半導体レーザ装置においては、逆メ
サ形状の半導体結晶のメサ幅がクラッド層において最も
狭くなるように構成され、かつ、この最狭部および活性
層を埋め込むように積層された埋込み層の最下層が第１
導電型のもので構成されているので、活性層の側面近傍
には電流が導入されることがなく、利得の存在する領域
が活性層の中央部のみに限定され、この部分だけが励起
される。そのため、レーザ光が活性層の中央部に集中
し、高次のモードが励起されにくくなると同時に、活性
層側面の凹凸の影響が抑えられる。従って、遠視野像に
乱れがなくなりガウス分布に近い形状を呈する。
サ形状の半導体結晶のメサ幅がクラッド層において最も
狭くなるように構成され、かつ、この最狭部および活性
層を埋め込むように積層された埋込み層の最下層が第１
導電型のもので構成されているので、活性層の側面近傍
には電流が導入されることがなく、利得の存在する領域
が活性層の中央部のみに限定され、この部分だけが励起
される。そのため、レーザ光が活性層の中央部に集中
し、高次のモードが励起されにくくなると同時に、活性
層側面の凹凸の影響が抑えられる。従って、遠視野像に
乱れがなくなりガウス分布に近い形状を呈する。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例のGaInAsP/InP系埋込み型
半導体レーザ装置を示す要部断面図である。
半導体レーザ装置を示す要部断面図である。
図において符号９はｎ−（100）InP基板を示し、この
基板上にはｎ−InPバッファー層10が積層形成されてい
る。そしてこのバッファー層10の上には以下に示すよう
な逆メサ形状で多層構造を有する結晶が設けられてい
る。
基板上にはｎ−InPバッファー層10が積層形成されてい
る。そしてこのバッファー層10の上には以下に示すよう
な逆メサ形状で多層構造を有する結晶が設けられてい
る。
すなわち、アンドープGaInAsP活性層11とｐ−InPクラ
ッド層12とｐ−GaInAsPオーミック層13とを順に積層形
成し、ｐ−InPクラッド層12の位置でメサ幅が最狭にな
るように逆メサ形状にエッチングされた多層構造の結晶
がｎ−InPバッファー層10上に設けられている。
ッド層12とｐ−GaInAsPオーミック層13とを順に積層形
成し、ｐ−InPクラッド層12の位置でメサ幅が最狭にな
るように逆メサ形状にエッチングされた多層構造の結晶
がｎ−InPバッファー層10上に設けられている。
またこの多層構造の結晶の周りには、ｎ−InP層14と
ｐ−InP層15、さらに別のｎ−InP層16およびInGaAsPキ
ャップ層17が順に積層され、結晶はこのような埋込み層
内に埋め込まれている。
ｐ−InP層15、さらに別のｎ−InP層16およびInGaAsPキ
ャップ層17が順に積層され、結晶はこのような埋込み層
内に埋め込まれている。
このように構成された実施例の埋込み型半導体レーザ
装置においては、活性層11の側面近傍のｐ−InPクラッ
ド層12最狭部付近では、上から順にｐ−InPクラッド層1
2、ｎ−InP層14、ｐ−InPクラッド層12、GaInAsP活性層
11が積層されており、ｐ−ｎ−ｐ−ｎサイリスタ構造と
なっているため、ここには電流が流入されない。そのた
め、利得が活性層11の中央部のみに存在することになる
ので、高次モードが励起されなくなるとともに、活性層
11側面の表面状態の影響を受けにくく、遠視野像に乱れ
が生じることがない。
装置においては、活性層11の側面近傍のｐ−InPクラッ
ド層12最狭部付近では、上から順にｐ−InPクラッド層1
2、ｎ−InP層14、ｐ−InPクラッド層12、GaInAsP活性層
11が積層されており、ｐ−ｎ−ｐ−ｎサイリスタ構造と
なっているため、ここには電流が流入されない。そのた
め、利得が活性層11の中央部のみに存在することになる
ので、高次モードが励起されなくなるとともに、活性層
11側面の表面状態の影響を受けにくく、遠視野像に乱れ
が生じることがない。
従って、実施例の埋込み型半導体レーザ装置によれば
基本モードで安定した発振を行うことができる。
基本モードで安定した発振を行うことができる。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明の埋込み型半導
体レーザ装置においては、活性層の側面の凹凸の影響を
受けにくいため、ガウス分布に近い良好な形状の遠視野
像を得ることができるばかりでなく、基本モードが安定
したレーザ光発振を行うことができる。またファイバー
との結合を行いやすい。
体レーザ装置においては、活性層の側面の凹凸の影響を
受けにくいため、ガウス分布に近い良好な形状の遠視野
像を得ることができるばかりでなく、基本モードが安定
したレーザ光発振を行うことができる。またファイバー
との結合を行いやすい。
さらに遠視野像に乱れが生じないので測定が容易であ
り、その結果を結晶の成長やエッチング等の工程にフィ
ードバックさせることができる。
り、その結果を結晶の成長やエッチング等の工程にフィ
ードバックさせることができる。
第１図は本発明の埋込み型半導体レーザ装置の一実施例
の要部を示す断面図、第２図は従来の埋込み型半導体レ
ーザ装置の要部断面図である。 ９……ｎ−（100）InP基板 11……アンドープGaInAsP活性層 12……ｐ−InPクラッド層 15……ｐ−InP層 14、16……ｎ−InP層
の要部を示す断面図、第２図は従来の埋込み型半導体レ
ーザ装置の要部断面図である。 ９……ｎ−（100）InP基板 11……アンドープGaInAsP活性層 12……ｐ−InPクラッド層 15……ｐ−InP層 14、16……ｎ−InP層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 隆之 川崎市幸区堀川町72番地 東芝電子デバ イスエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−126885（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−139243（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に、III−Ｖ族からなる第１
導電型を有するバッファー層を介して、活性層と第２導
電型を有するクラッド層とを順に積層形成して成る逆メ
サ形状の半導体結晶を設け、これを前記活性層よりも小
さい屈折率を有する半導体結晶の埋込み層中に埋め込ん
でなる埋込み型半導体レーザにおいて、 前記クラッド層でメサ幅が最狭になるように構成すると
ともに、前記埋込み層をｐ−ｎ接合を含む多層構造と
し、かつ前記クラッド層のメサ幅最狭部に接する前記埋
込み層の最下層を第１導電型として、前記メサ幅最狭部
に跨がる側面構造を上方からクラッド層，埋込み層の最
下層，クラッド層，活性層の積層系にし、活性層の周端
面部付近を電流が流れないようにしたことを特徴とする
埋込み型半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61242784A JP2644998B2 (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 埋込み型半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61242784A JP2644998B2 (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 埋込み型半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396981A JPS6396981A (ja) | 1988-04-27 |
| JP2644998B2 true JP2644998B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=17094236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61242784A Expired - Fee Related JP2644998B2 (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 埋込み型半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644998B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56139243U (ja) * | 1980-03-24 | 1981-10-21 | ||
| JPS60126885A (ja) * | 1983-12-13 | 1985-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置 |
-
1986
- 1986-10-13 JP JP61242784A patent/JP2644998B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6396981A (ja) | 1988-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |