JP2758253B2 - 集積型半導体レーザ装置 - Google Patents
集積型半導体レーザ装置Info
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- 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
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- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
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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） この発明は、集積型半導体レーザ装置に関し、特に複
数のレーザビームを発振できる集積型半導体レーザ装置
に関する。
数のレーザビームを発振できる集積型半導体レーザ装置
に関する。
（従来の技術） 従来の集積型半導体レーザ装置は、第３図に示すよう
に、ダブルヘテロ構造半導体レーザ装置を構成する基板
50、クラッド層51、および活性層52等を共用している。
これらの領域に対して垂直方向に切り込み部53を形成
し、いくつかのレーザ発振体に分割して、それぞれに電
流阻止層54を設けて電流狭窄を行ない、複数の発振領域
55−１、および55−２を得ている。また、一方の電極56
は共通であるが、他方の電極57は、それぞれに対し取り
付けられているので、レーザは、発振領域55−１、およ
び55−２の一方の領域のみから発振、あるいは両方から
発振といったように制御性をもって発振できる。基板50
は、ヒートシンク58上にマウント材59によってマウント
される構造となっている。
に、ダブルヘテロ構造半導体レーザ装置を構成する基板
50、クラッド層51、および活性層52等を共用している。
これらの領域に対して垂直方向に切り込み部53を形成
し、いくつかのレーザ発振体に分割して、それぞれに電
流阻止層54を設けて電流狭窄を行ない、複数の発振領域
55−１、および55−２を得ている。また、一方の電極56
は共通であるが、他方の電極57は、それぞれに対し取り
付けられているので、レーザは、発振領域55−１、およ
び55−２の一方の領域のみから発振、あるいは両方から
発振といったように制御性をもって発振できる。基板50
は、ヒートシンク58上にマウント材59によってマウント
される構造となっている。
このような集積型半導体レーザ装置は、基板50、クラ
ッド層51、および活性層52等を共用する構造であるた
め、波長の異なるレーザを複数、発振させることは不可
能である。ここで、半導体レーザ装置を回折格子を持つ
例えばDFBレーザとした場合には、回折格子のピッチを
変えることで、レージビームの波長に選択性が出る。し
かしそれでも、発振領域55−１、および55−２から発振
されるレーザの波長の差は、せいぜい数nmの範囲が限界
である。
ッド層51、および活性層52等を共用する構造であるた
め、波長の異なるレーザを複数、発振させることは不可
能である。ここで、半導体レーザ装置を回折格子を持つ
例えばDFBレーザとした場合には、回折格子のピッチを
変えることで、レージビームの波長に選択性が出る。し
かしそれでも、発振領域55−１、および55−２から発振
されるレーザの波長の差は、せいぜい数nmの範囲が限界
である。
そこで、複数、発振されるレーザの波長を、数十nm、
あるいは数百nm以上の範囲に亙って変え、かつ、これら
のレーザビームを、比較的近接した領域から発振させた
い場合には、第４図に示すような半導体レーザ装置が、
現在、使用されている。つまり、異なる混晶組成で形成
された第１の半導体レーザ装置60、および第２の半導体
レーザ装置61を、それぞれ近接させて、同一ヒートシン
ク58上にマウントする方法である。このようにすれば、
レーザビーム発振領域55−１、および55−２から、発振
されるレーザビームの波長を、数十nm、あるいは数百nm
以上の範囲に亙って変えることができる。しかしなが
ら、別々に形成された半導体レーザ装置601,および61を
同一ヒートシンク上にマウントさせる方式であるため、
レーザ装置自体の大きさ（例えば共振器長250μｍ、幅2
00〜300μｍ）からみても、発光点（レーザ発振領域55
−１および55−２）相互間の間隔ｌを、数百μｍ以下に
することは非常に困難なものとなっている。また、半導
体レーザを同一ヒートシンク上へ載置させる手段の精度
から、発振されるレーザビームの平行度の点についても
難がある。
あるいは数百nm以上の範囲に亙って変え、かつ、これら
のレーザビームを、比較的近接した領域から発振させた
い場合には、第４図に示すような半導体レーザ装置が、
現在、使用されている。つまり、異なる混晶組成で形成
された第１の半導体レーザ装置60、および第２の半導体
レーザ装置61を、それぞれ近接させて、同一ヒートシン
ク58上にマウントする方法である。このようにすれば、
レーザビーム発振領域55−１、および55−２から、発振
されるレーザビームの波長を、数十nm、あるいは数百nm
以上の範囲に亙って変えることができる。しかしなが
ら、別々に形成された半導体レーザ装置601,および61を
同一ヒートシンク上にマウントさせる方式であるため、
レーザ装置自体の大きさ（例えば共振器長250μｍ、幅2
00〜300μｍ）からみても、発光点（レーザ発振領域55
−１および55−２）相互間の間隔ｌを、数百μｍ以下に
することは非常に困難なものとなっている。また、半導
体レーザを同一ヒートシンク上へ載置させる手段の精度
から、発振されるレーザビームの平行度の点についても
難がある。
最近、第５図に示すような半導体レーザ装置60、およ
び61をそれぞれ異なるヒートシンク58−１、および58−
２上にマウントし、高さ方向にそれぞれ近接させる方式
も考案されている。しかし、発光点（レーザ発振領域55
−１および55−２）相互間の間隔ｌの点や、発振される
レーザビームの平行度の点に難があることには変わりは
ない。
び61をそれぞれ異なるヒートシンク58−１、および58−
２上にマウントし、高さ方向にそれぞれ近接させる方式
も考案されている。しかし、発光点（レーザ発振領域55
−１および55−２）相互間の間隔ｌの点や、発振される
レーザビームの平行度の点に難があることには変わりは
ない。
このような異なる波長のレーザビームを、それぞれ発
振する半導体レーザ装置は、例えば光ディスク記録装置
の光学ヘッドや、光通信の光源等に用いられるものであ
り、よりコンパクトで、ビームの平行度も高い集積型半
導体装置の開発が待たれている。
振する半導体レーザ装置は、例えば光ディスク記録装置
の光学ヘッドや、光通信の光源等に用いられるものであ
り、よりコンパクトで、ビームの平行度も高い集積型半
導体装置の開発が待たれている。
（発明が解決しようとする課題） この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、複
数、発振されるレーザの波長を、それぞれ数十nm、ある
いは数百nm以上の範囲に亙って変えることができ、かつ
発光点（レーザ発振領域）相互間の間隔が数μｍ程度と
近接しており、装置自体もコンパクトであり、しかも発
振されるレーザビームの平行度が高い集積型半導体レー
ザ装置を提供することを目的とする。
数、発振されるレーザの波長を、それぞれ数十nm、ある
いは数百nm以上の範囲に亙って変えることができ、かつ
発光点（レーザ発振領域）相互間の間隔が数μｍ程度と
近接しており、装置自体もコンパクトであり、しかも発
振されるレーザビームの平行度が高い集積型半導体レー
ザ装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明では、第１導電
型のGaAs基板表面上に形成された第１導電型の第１のIn
GaAlPクラッド層と、前記第１のInGaAlPクラッド層上に
形成された第１の活性層と、前記第１の活性層上に形成
された第２導電型の第２のInGaAlPクラッド層と、第２
のInGaAlPクラッド層上に形成された第２導電型の第１
のGaAsコンタクト層と、前記第２のInGaAlPクラッド層
と前記第１のGaAsコンタクト層との間にストライプ状に
設けられ、前記第２のInGaAlPクラッド層よりもエネル
ギーギャップが小さく、かつ前記第１のGaAsコンタクト
層よりもエネルギギャップが大きい第２導電型の中間エ
ネルギギャップ層と、前記第１のGaAsコンタクト層表面
に設けられた電極形成領域と、前記電極形成領域に形成
された第１の電極と、前記第１のGaAsコンタクト層上に
形成された第２導電型の第３のInGaAlPクラッド層と、
前記第３のInGaAlPクラッド層と前記第１のGaAsコンタ
クト層との間にストライプ状に設けられ、前記第３のIn
GaAlPクラッド層よりもエネルギーギャップが小さく、
かつ前記第１のGaAsコンタクト層よりもエネルギーギャ
ップが大きい第２導電型の中間エネルギーギャップ層
と、前記第３のInGaAlPクラッド層上に形成された第２
の活性層と、前記第２の活性層上に形成された第１導電
型の第４のInGaAlPクラッド層と、前記第４のInGaAlPク
ラッド層上に形成された第１導電型の第２のGaAsコンタ
クト層と、前記第２のGaAsコンタクト層上に形成された
第２の電極と、前記GaAs基板に接して形成された第３の
電極とを具備することを特徴とする。
型のGaAs基板表面上に形成された第１導電型の第１のIn
GaAlPクラッド層と、前記第１のInGaAlPクラッド層上に
形成された第１の活性層と、前記第１の活性層上に形成
された第２導電型の第２のInGaAlPクラッド層と、第２
のInGaAlPクラッド層上に形成された第２導電型の第１
のGaAsコンタクト層と、前記第２のInGaAlPクラッド層
と前記第１のGaAsコンタクト層との間にストライプ状に
設けられ、前記第２のInGaAlPクラッド層よりもエネル
ギーギャップが小さく、かつ前記第１のGaAsコンタクト
層よりもエネルギギャップが大きい第２導電型の中間エ
ネルギギャップ層と、前記第１のGaAsコンタクト層表面
に設けられた電極形成領域と、前記電極形成領域に形成
された第１の電極と、前記第１のGaAsコンタクト層上に
形成された第２導電型の第３のInGaAlPクラッド層と、
前記第３のInGaAlPクラッド層と前記第１のGaAsコンタ
クト層との間にストライプ状に設けられ、前記第３のIn
GaAlPクラッド層よりもエネルギーギャップが小さく、
かつ前記第１のGaAsコンタクト層よりもエネルギーギャ
ップが大きい第２導電型の中間エネルギーギャップ層
と、前記第３のInGaAlPクラッド層上に形成された第２
の活性層と、前記第２の活性層上に形成された第１導電
型の第４のInGaAlPクラッド層と、前記第４のInGaAlPク
ラッド層上に形成された第１導電型の第２のGaAsコンタ
クト層と、前記第２のGaAsコンタクト層上に形成された
第２の電極と、前記GaAs基板に接して形成された第３の
電極とを具備することを特徴とする。
（作用） 上記のような集積型半導体レーザ装置によれば、第１
の活性層と、第２の活性層との組成、あるいはこれらを
挟むようにして存在するクラッド層の組成を変えること
により、数十nm以上、あるいは数百nm以上波長の異なる
レーザの発振が可能となる。これらのレーザ発振領域相
互間の間隔は、これらの間に存在する２つのクラッド層
の膜厚と、１つのコンタクト層の膜厚、あるいはこれら
に電流阻止層の膜厚とを足したもので決定される。した
がって、レーザ発振領域相互間の間隔を充分に狭めるこ
とができ、装置自体もコンパクトなものになる。しかも
これらの発振領域を持つ半導体レーザ装置がモノリシッ
クに集積されていることにより、レーザビームの平行度
も厳密に制御することができる。
の活性層と、第２の活性層との組成、あるいはこれらを
挟むようにして存在するクラッド層の組成を変えること
により、数十nm以上、あるいは数百nm以上波長の異なる
レーザの発振が可能となる。これらのレーザ発振領域相
互間の間隔は、これらの間に存在する２つのクラッド層
の膜厚と、１つのコンタクト層の膜厚、あるいはこれら
に電流阻止層の膜厚とを足したもので決定される。した
がって、レーザ発振領域相互間の間隔を充分に狭めるこ
とができ、装置自体もコンパクトなものになる。しかも
これらの発振領域を持つ半導体レーザ装置がモノリシッ
クに集積されていることにより、レーザビームの平行度
も厳密に制御することができる。
（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例に係わる集積
型半導体レーザ装置について説明する。
型半導体レーザ装置について説明する。
第１図は、この発明の第１の実施例に係わる集積型半
導体レーザの断面図である。
導体レーザの断面図である。
第１図に示すように、例えばｎ型GaAs基板１上には、
例えばｎ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第１のク
ラッド層２が、厚さ0.8μｍ程度形成されている。この
第１のクラッド層２上には、例えばアンドープのIn0.5
（Ga0.92Al0.08）0.5Ｐからなる第１の活性層３が、厚
さ0.06μｍ程度形成されている。この第１の活性層３上
には、例えばｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第
２のクラッド層４が、厚さ0.8μｍ程度形成されてい
る。この第２のクラッド層４上には、例えばｐ型GaAsか
らなる第１のコンタクト層５が、厚さ1.0μｍ程度形成
されている。これらの第２のクラッド層４と、第１のコ
ンタクト層５の間には、ストライプ状に形成された、例
えばｐ型In0.5Ga0.5Ｐからなる第１の中間エネルギーギ
ャップ層13が厚さ0.1μｍ程度形成されている。この第
１の中間エネルギーギャップ層13は、電流狭窄構造を実
現するために設けられている。この第１の中間エネルギ
ーギャップ層13を構成するｐ型In0.5Ga0.5Ｐのエネルギ
ーギャップは、上記第１のコンタクト層５を構成するｐ
型GaAsよりも大きく、かつ上記第２のクラッド層４を構
成するｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐよりも小さい。い
わば第１の中間エネルギーギャップ層13は、第１のコン
タクト層５が持つエネルギーギャップと、第２のクラッ
ド層４が持つエネルギーギャップとの中間のレベルのエ
ネルギーギャップを持っている。これにより、第１の中
間エネルギーギャップ層13をストライプ状に形成すれ
ば、電流狭窄構造が得られる。上記第１のコンタクト層
５上には、例えばｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからな
る第３のクラッド層６が、厚さ0.8μｍ程度形成されて
いる。この第３のクラッド層６と、第１のコンタクト層
５の間には、電流狭窄構造を実現するためにストライプ
状に形成された、例えばｐ型In0.5Ga0.5Ｐからなる第２
の中間エネルギーギャップ層14が厚さ0.1μｍ程度形成
されている。また、第３のクラッド層６は、同図中に示
すように、第１のコンタクト層５を全て覆うように形成
されず、第１のコンタクト層５が露出する領域を残して
形成されている。この第１のコンタクト層５が露出する
領域は電極形成領域となり、ここには、例えばTi/Pt/Au
からなる第１の電極10が形成されている。上記第３のク
ラッド層６上には、例えばアンドープのIn0.5Ga0.5Ｐか
らなる第２の活性層７が、厚さ0.06μｍ程度形成されて
いる。この第２の活性層７上には、例えばｎ型In0.5（G
a0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第４のクラッド層８が、厚さ
0.8μｍ程度形成されている。この第４のクラッド層８
上には、例えばｎ型GaAsからなる第２のコンタクト層９
が、厚さ0.5μｍ程度形成されている。この第２のコン
タクト層９上には、例えばTi/Pt/Auからなる第２の電極
11が形成されている。また、上記ｎ型GaAs基板１の下面
にも、例えばTi/Pt/Auからなる第３の電極12が形成され
ている。さらに、このｎ型GaAs基板１の下面の第３の電
極12側は、所定のマウント材17により、例えばダイヤモ
ンドからなるヒートシンク18にマウントされる構造とな
っている。
例えばｎ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第１のク
ラッド層２が、厚さ0.8μｍ程度形成されている。この
第１のクラッド層２上には、例えばアンドープのIn0.5
（Ga0.92Al0.08）0.5Ｐからなる第１の活性層３が、厚
さ0.06μｍ程度形成されている。この第１の活性層３上
には、例えばｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第
２のクラッド層４が、厚さ0.8μｍ程度形成されてい
る。この第２のクラッド層４上には、例えばｐ型GaAsか
らなる第１のコンタクト層５が、厚さ1.0μｍ程度形成
されている。これらの第２のクラッド層４と、第１のコ
ンタクト層５の間には、ストライプ状に形成された、例
えばｐ型In0.5Ga0.5Ｐからなる第１の中間エネルギーギ
ャップ層13が厚さ0.1μｍ程度形成されている。この第
１の中間エネルギーギャップ層13は、電流狭窄構造を実
現するために設けられている。この第１の中間エネルギ
ーギャップ層13を構成するｐ型In0.5Ga0.5Ｐのエネルギ
ーギャップは、上記第１のコンタクト層５を構成するｐ
型GaAsよりも大きく、かつ上記第２のクラッド層４を構
成するｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐよりも小さい。い
わば第１の中間エネルギーギャップ層13は、第１のコン
タクト層５が持つエネルギーギャップと、第２のクラッ
ド層４が持つエネルギーギャップとの中間のレベルのエ
ネルギーギャップを持っている。これにより、第１の中
間エネルギーギャップ層13をストライプ状に形成すれ
ば、電流狭窄構造が得られる。上記第１のコンタクト層
５上には、例えばｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからな
る第３のクラッド層６が、厚さ0.8μｍ程度形成されて
いる。この第３のクラッド層６と、第１のコンタクト層
５の間には、電流狭窄構造を実現するためにストライプ
状に形成された、例えばｐ型In0.5Ga0.5Ｐからなる第２
の中間エネルギーギャップ層14が厚さ0.1μｍ程度形成
されている。また、第３のクラッド層６は、同図中に示
すように、第１のコンタクト層５を全て覆うように形成
されず、第１のコンタクト層５が露出する領域を残して
形成されている。この第１のコンタクト層５が露出する
領域は電極形成領域となり、ここには、例えばTi/Pt/Au
からなる第１の電極10が形成されている。上記第３のク
ラッド層６上には、例えばアンドープのIn0.5Ga0.5Ｐか
らなる第２の活性層７が、厚さ0.06μｍ程度形成されて
いる。この第２の活性層７上には、例えばｎ型In0.5（G
a0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第４のクラッド層８が、厚さ
0.8μｍ程度形成されている。この第４のクラッド層８
上には、例えばｎ型GaAsからなる第２のコンタクト層９
が、厚さ0.5μｍ程度形成されている。この第２のコン
タクト層９上には、例えばTi/Pt/Auからなる第２の電極
11が形成されている。また、上記ｎ型GaAs基板１の下面
にも、例えばTi/Pt/Auからなる第３の電極12が形成され
ている。さらに、このｎ型GaAs基板１の下面の第３の電
極12側は、所定のマウント材17により、例えばダイヤモ
ンドからなるヒートシンク18にマウントされる構造とな
っている。
次に、第２図（ａ）ないし第２図（ｆ）を参照して、
上記第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ装置の製
造方法について説明する。第２図（ａ）ないし第２図
（ｆ）において、各参照する符号は第１図と対応してい
る。
上記第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ装置の製
造方法について説明する。第２図（ａ）ないし第２図
（ｆ）において、各参照する符号は第１図と対応してい
る。
まず、第２図（Ａ）に示すように、ｎ型GaAs基板１上
に、例えばMOCVD（Metal Organic Chemical Vapour Dep
osition）法により、ｎ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐか
らなる第１のクラッド層２を、厚さ0.8μｍ程度成長さ
せる。次に、第１のクラッド層２上に、例えばMOCVD法
により、アンドープのIn0.5（Ga0.92Al0.08）0.5Ｐから
なる第１の活性層３を、厚さ0.06μｍ程度成長させる。
次に、この第１の活性層３上に、例えばMOCVD法によ
り、ｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第２のクラ
ッド層４を、厚さ0.8μｍ程度成長させる。次に、この
第２のクラッド層４上に、例えばMOCVD法により、第１
の中間エネルギーギャップ層となるｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層
13′を、厚さ0.1μｍ程度成長させる。
に、例えばMOCVD（Metal Organic Chemical Vapour Dep
osition）法により、ｎ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐか
らなる第１のクラッド層２を、厚さ0.8μｍ程度成長さ
せる。次に、第１のクラッド層２上に、例えばMOCVD法
により、アンドープのIn0.5（Ga0.92Al0.08）0.5Ｐから
なる第１の活性層３を、厚さ0.06μｍ程度成長させる。
次に、この第１の活性層３上に、例えばMOCVD法によ
り、ｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第２のクラ
ッド層４を、厚さ0.8μｍ程度成長させる。次に、この
第２のクラッド層４上に、例えばMOCVD法により、第１
の中間エネルギーギャップ層となるｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層
13′を、厚さ0.1μｍ程度成長させる。
次に、第２図（ｂ）に示すように、例えばCVD法によ
り、SiO2を堆積した後、ホトレジストを塗布し、これら
による２重構造マスク（図示せず）を用いて、前記ｐ型
In0.5Ga0.5Ｐ層13′を、Br（臭素）系エッチャントで、
エッチングする。これにより、ｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層13′
は、例えば幅３μｍ程度のストライプ状の第１の中間バ
ンドギャップ層13にパターニングされる。
り、SiO2を堆積した後、ホトレジストを塗布し、これら
による２重構造マスク（図示せず）を用いて、前記ｐ型
In0.5Ga0.5Ｐ層13′を、Br（臭素）系エッチャントで、
エッチングする。これにより、ｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層13′
は、例えば幅３μｍ程度のストライプ状の第１の中間バ
ンドギャップ層13にパターニングされる。
次に、第２図（ｃ）に示すように、前記図示しない２
重構造マスクを除去した後、前記第１の中間エネルギー
ギャップ層13上も含み、前記第２のクラッド層４上に、
例えばMOCVD法により、ｐ型GaAsからなる第１のコンタ
クト層５を、厚さ1.0μｍ程度成長させる。次に、例え
ばMOCVD法により、第２の中間エネルギーギャップ層と
なるｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層14′を、厚さ0.1μｍ程度成長
させる。
重構造マスクを除去した後、前記第１の中間エネルギー
ギャップ層13上も含み、前記第２のクラッド層４上に、
例えばMOCVD法により、ｐ型GaAsからなる第１のコンタ
クト層５を、厚さ1.0μｍ程度成長させる。次に、例え
ばMOCVD法により、第２の中間エネルギーギャップ層と
なるｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層14′を、厚さ0.1μｍ程度成長
させる。
次に、第２図（ｄ）に示すように、例えばCVD法によ
り、SiO2を堆積した後、ホトレジストを塗布し、これら
による２重構造マスク（図示せず）を用いて、前記ｐ型
In0.5Ga0.5Ｐ層14′を、Br系エッチャントで、エッチン
グする。これにより、ｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層14′は、例え
ば幅３μｍ程度のストライプ状の第２の中間エネルギー
ギャップ層14にパターニングされる。
り、SiO2を堆積した後、ホトレジストを塗布し、これら
による２重構造マスク（図示せず）を用いて、前記ｐ型
In0.5Ga0.5Ｐ層14′を、Br系エッチャントで、エッチン
グする。これにより、ｐ型In0.5Ga0.5Ｐ層14′は、例え
ば幅３μｍ程度のストライプ状の第２の中間エネルギー
ギャップ層14にパターニングされる。
次に、第２図（ｅ）に示すように、前記図示しない２
重構造マスクを除去した後、前記第２の中間エネルギー
ギャップ層14上も含み、前記第１のコンタクト層５上
に、例えばMOCVD法により、ｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）
0.5Ｐからなる第３のクラッド層６を、厚さ0.8μｍ程度
成長させる。次に、この第３のクラッド層６上に、例え
ばMOCVD法により、アンドープのIn0.5Ga0.5Ｐからなる
第２の活性層７を、厚さ0.06μｍ程度成長させる。次
に、この第２の活性層７上に、例えばMOCVD法により、
ｎ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第４のクラッド
層８を、厚さ0.8μｍ程度成長させる。次に、この第４
のクラッド層８上に、例えばMOCVD法により、ｎ型GaAs
からなる第２のコンタクト層９を、厚さ0.5μｍ程度成
長させる。
重構造マスクを除去した後、前記第２の中間エネルギー
ギャップ層14上も含み、前記第１のコンタクト層５上
に、例えばMOCVD法により、ｐ型In0.5（Ga0.4Al0.6）
0.5Ｐからなる第３のクラッド層６を、厚さ0.8μｍ程度
成長させる。次に、この第３のクラッド層６上に、例え
ばMOCVD法により、アンドープのIn0.5Ga0.5Ｐからなる
第２の活性層７を、厚さ0.06μｍ程度成長させる。次
に、この第２の活性層７上に、例えばMOCVD法により、
ｎ型In0.5（Ga0.4Al0.6）0.5Ｐからなる第４のクラッド
層８を、厚さ0.8μｍ程度成長させる。次に、この第４
のクラッド層８上に、例えばMOCVD法により、ｎ型GaAs
からなる第２のコンタクト層９を、厚さ0.5μｍ程度成
長させる。
次に、第２図（ｆ）に示すように、図示しない例えば
SiO2と、ホトレジストとの２重構造マスクを用いて、上
記ストライプの両側50μｍだけ残して、第１のコンタク
ト層５の表面が露出するまで、第２のコンタクト層９、
第４のクラッド層８、第２の活性層７、および第３のク
ラッド層６を、選択的に、順次除去する。次に、例えば
リフトオフ法、および蒸着法用いて、第１のコンタクト
層５の表面が露出している領域上に、例えば幅150μｍ
程度、第２のコンタクト層９上に、例えば幅80μｍ程度
となるように、Ti/Pt/Auからなる第１の電極10、および
第２の電極11を形成する。次に、前記ｎ型GaAs基板１が
露出している側に、例えば蒸着法により、Ti/Pt/Auから
なる第３の電極12を形成する。次に、例えば共振器長25
0μｍ、幅300μｍのチップに、それぞれ劈開する。
SiO2と、ホトレジストとの２重構造マスクを用いて、上
記ストライプの両側50μｍだけ残して、第１のコンタク
ト層５の表面が露出するまで、第２のコンタクト層９、
第４のクラッド層８、第２の活性層７、および第３のク
ラッド層６を、選択的に、順次除去する。次に、例えば
リフトオフ法、および蒸着法用いて、第１のコンタクト
層５の表面が露出している領域上に、例えば幅150μｍ
程度、第２のコンタクト層９上に、例えば幅80μｍ程度
となるように、Ti/Pt/Auからなる第１の電極10、および
第２の電極11を形成する。次に、前記ｎ型GaAs基板１が
露出している側に、例えば蒸着法により、Ti/Pt/Auから
なる第３の電極12を形成する。次に、例えば共振器長25
0μｍ、幅300μｍのチップに、それぞれ劈開する。
以上のような製造方法により製造されたチップを、第
１図に図示するように、所定の熱伝導性を持つマウント
材17により、ヒートシンク18上にマウントする。次に、
第１ないし第３の電極10、11、および12に対して、所定
のワイヤボンディグを施す。このワイヤボンディングの
接続例としては、第１図に示すように第１の電源100の
低電位ノードＡを第２の電極11に接続し、第２の電源10
1の低電位ノードＢを第３の電極12に接続し、第１、第
２の電源100、および101の共通高電位ノードであるＣを
第１の電極10に接続する。また、例えば共通高電位ノー
ドＣと、第１、第２の電源100、および101の相互間にそ
れぞれSW1、SW2を設ければ、図中に示す第1,第２の発振
領域19、および20からレーザを単独で発振することも、
同時に発振することもできるようになる。以上をもっ
て、第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ装置が完
成する。
１図に図示するように、所定の熱伝導性を持つマウント
材17により、ヒートシンク18上にマウントする。次に、
第１ないし第３の電極10、11、および12に対して、所定
のワイヤボンディグを施す。このワイヤボンディングの
接続例としては、第１図に示すように第１の電源100の
低電位ノードＡを第２の電極11に接続し、第２の電源10
1の低電位ノードＢを第３の電極12に接続し、第１、第
２の電源100、および101の共通高電位ノードであるＣを
第１の電極10に接続する。また、例えば共通高電位ノー
ドＣと、第１、第２の電源100、および101の相互間にそ
れぞれSW1、SW2を設ければ、図中に示す第1,第２の発振
領域19、および20からレーザを単独で発振することも、
同時に発振することもできるようになる。以上をもっ
て、第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ装置が完
成する。
このような第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ
装置によれば、SW1、SW2を、共にオン状態にした場合、
第１、第２の活性層３、および７で各々レーザを発振で
きた。第１の活性層３における発振領域19からは、発振
しきい値80mAで、波長630nmのレーザが、一方、第２の
活性層７における発振領域20からは、発振しきい値60mA
で、波長670nmのレーザが発振された。本実施例の場
合、レーザビーム相互間、すなわち第１の発振領域19、
および第２の発振領域20相互間の間隔ｌは、第２のクラ
ッド層４の膜厚と、第１のコンタクト層５の膜厚と、第
３のクラッド層６の膜厚で決定される。実施例中で述べ
たように、これらの膜厚は、それぞれ0.8μｍ、1.0μ
ｍ、0.8μｍで、これら全てを合計しても間隔ｌは、３
μｍ以下の狭さとなり、一つのレンズでビームを絞るの
に、全く支障はなかった。装置自体も、共振器長250μ
ｍ、幅300μｍとコンパクトなものになっている。ま
た、２つのビームがモノリシックに集積してあるため、
ビームの平行度に関しても、全く問題なく、マウント方
法も従来どおりの方法にて行なえ、マウント材17も既存
の材料をそのまま使用することができた。
装置によれば、SW1、SW2を、共にオン状態にした場合、
第１、第２の活性層３、および７で各々レーザを発振で
きた。第１の活性層３における発振領域19からは、発振
しきい値80mAで、波長630nmのレーザが、一方、第２の
活性層７における発振領域20からは、発振しきい値60mA
で、波長670nmのレーザが発振された。本実施例の場
合、レーザビーム相互間、すなわち第１の発振領域19、
および第２の発振領域20相互間の間隔ｌは、第２のクラ
ッド層４の膜厚と、第１のコンタクト層５の膜厚と、第
３のクラッド層６の膜厚で決定される。実施例中で述べ
たように、これらの膜厚は、それぞれ0.8μｍ、1.0μ
ｍ、0.8μｍで、これら全てを合計しても間隔ｌは、３
μｍ以下の狭さとなり、一つのレンズでビームを絞るの
に、全く支障はなかった。装置自体も、共振器長250μ
ｍ、幅300μｍとコンパクトなものになっている。ま
た、２つのビームがモノリシックに集積してあるため、
ビームの平行度に関しても、全く問題なく、マウント方
法も従来どおりの方法にて行なえ、マウント材17も既存
の材料をそのまま使用することができた。
第１、第２の活性層の組成、および第１ないし第４の
クラッド層の組成等は、上記実施例中の組成に限らず、
種々変更でき、様々な、活性層と、クラッド層との組み
合わせを実現できることは言うまでもない。例えば第
１、第２の活性層３、および７の一方、あるいは双方の
組成を、Ga1-xAlxAs系にすれば、波長700〜800nm台のレ
ーザを発振させることができる。また、上記実施例中の
各層の導電型を逆にしても構わない。さらに、端面コー
ティングの精度を調節することにより、光の取り出し効
率を変えることもできる。
クラッド層の組成等は、上記実施例中の組成に限らず、
種々変更でき、様々な、活性層と、クラッド層との組み
合わせを実現できることは言うまでもない。例えば第
１、第２の活性層３、および７の一方、あるいは双方の
組成を、Ga1-xAlxAs系にすれば、波長700〜800nm台のレ
ーザを発振させることができる。また、上記実施例中の
各層の導電型を逆にしても構わない。さらに、端面コー
ティングの精度を調節することにより、光の取り出し効
率を変えることもできる。
上記実施例では、第１、第２の中間エネルギーギャッ
プ層13、および14の組成を、In0.5Ga0.5Ｐとしたが、例
えばこれは、０≦Ｃ≦0.1の範囲で、In1-y（Ga1-CAlC）
yPの組成に変えることができる。
プ層13、および14の組成を、In0.5Ga0.5Ｐとしたが、例
えばこれは、０≦Ｃ≦0.1の範囲で、In1-y（Ga1-CAlC）
yPの組成に変えることができる。
また、ビーム相互間の間隔ｌは、クラッド層、コンタ
クト層の結晶成長時の膜厚を変えることで、厳密に制御
することができる。
クト層の結晶成長時の膜厚を変えることで、厳密に制御
することができる。
上記第１の実施例では、２波長集積型半導体レーザを
装置として説明したが、本発明に係わる各層の積層方
法、電極の取り出し方法の考え方をもって、さらにスト
ライプ構造を重ねれば、３つ、あるいはそれ以上、それ
ぞれ波長の異なるレーザビームを発振できる集積型半導
体レーザ装置が提供できることは勿論である。
装置として説明したが、本発明に係わる各層の積層方
法、電極の取り出し方法の考え方をもって、さらにスト
ライプ構造を重ねれば、３つ、あるいはそれ以上、それ
ぞれ波長の異なるレーザビームを発振できる集積型半導
体レーザ装置が提供できることは勿論である。
また、例えば各層の組成を同じにすれば、波長は同じ
ながらも複数のレーザを発振でき、かつそれぞれのビー
ム相互間の間隔が数μｍ以下となる集積型半導体レーザ
装置が得られる。
ながらも複数のレーザを発振でき、かつそれぞれのビー
ム相互間の間隔が数μｍ以下となる集積型半導体レーザ
装置が得られる。
尚、上記第１の実施例において、コンタクト層の１つ
を、２つのレーザ発振領域で共通なものとしたが、それ
ぞれのレーザ発振領域に、おのおのコンタクト層を形成
して集積しても構わない。
を、２つのレーザ発振領域で共通なものとしたが、それ
ぞれのレーザ発振領域に、おのおのコンタクト層を形成
して集積しても構わない。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、複数、発振さ
れるレーザの波長を、それぞれ数十nm、あるいは数百nm
以上の範囲に亙って変えることができ、かつ発光点（レ
ーザ発振領域）相互間の間隔が数μｍ程度と近接させる
ことができ、装置自体もコンパクトであり、しかも発振
されるレーザビームの平行度の高い集積型半導体レーザ
装置を提供できる。
れるレーザの波長を、それぞれ数十nm、あるいは数百nm
以上の範囲に亙って変えることができ、かつ発光点（レ
ーザ発振領域）相互間の間隔が数μｍ程度と近接させる
ことができ、装置自体もコンパクトであり、しかも発振
されるレーザビームの平行度の高い集積型半導体レーザ
装置を提供できる。
第１図はこの発明の第１の実施例に係わる集積型半導体
レーザ装置の断面図、第２図（ａ）ないし第２図（ｆ）
はこの発明の第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ
装置を製造工程順に示した断面図、第３図は従来の集積
型半導体レーザ装置の断面図、第４図および第５図は従
来の多波長のレーザを発振する半導体レーザ装置の断面
図である。 １……ｎ型GaAs基板、２……第１のクラッド層、３……
第１の活性層、４……第２のクラッド層、５……第１の
コンタクト層、６……第３のクラッド層、７……第２の
活性層、８……第４のクラッド層、９……第２のコンタ
クト層、10,11,12……電極、13……第１の中間エネルギ
ーギャップ層、14……第１の中間エネルギーギャップ
層、17……マウント材、18……ヒートシンク、19,20…
…発光部、100,101……電源。
レーザ装置の断面図、第２図（ａ）ないし第２図（ｆ）
はこの発明の第１の実施例に係わる集積型半導体レーザ
装置を製造工程順に示した断面図、第３図は従来の集積
型半導体レーザ装置の断面図、第４図および第５図は従
来の多波長のレーザを発振する半導体レーザ装置の断面
図である。 １……ｎ型GaAs基板、２……第１のクラッド層、３……
第１の活性層、４……第２のクラッド層、５……第１の
コンタクト層、６……第３のクラッド層、７……第２の
活性層、８……第４のクラッド層、９……第２のコンタ
クト層、10,11,12……電極、13……第１の中間エネルギ
ーギャップ層、14……第１の中間エネルギーギャップ
層、17……マウント材、18……ヒートシンク、19,20…
…発光部、100,101……電源。
Claims (1)
- 【請求項１】第１導電型のGaAs基板表面上に形成された
第１導電型の第１のInGaAlPクラッド層と、 前記第１のInGaAlPクラッド層上に形成された第１の活
性層と、 前記第１の活性層上に形成された第２導電型の第２のIn
GaAlPクラッド層と、 第２のInGaAlPクラッド層上に形成された第２導電型の
第１のGaAsコンタクト層と、 前記第２のInGaAlPクラッド層と前記第１のGaAsコンタ
クト層との間にストライプ状に設けられ、前記第２のIn
GaAlPクラッド層よりもエネルギーギャップが小さく、
かつ前記第１のGaAsコンタクト層よりもエネルギギャッ
プが大きい第２導電型の中間エネルギギャップ層と、 前記第１のGaAsコンタクト層表面に設けられた電極形成
領域と、 前記電極形成領域に形成された第１の電極と、 前記第１のGaAsコンタクト層上に形成された第２導電型
の第３のInGaAlPクラッド層と、 前記第３のInGaAlPクラッド層と前記第１のGaAsコンタ
クト層との間にストライプ状に設けられ、前記第３のIn
GaAlPクラッド層よりもエネルギーギャップが小さく、
かつ前記第１のGaAsコンタクト層よりもエネルギーギャ
ップが大きい第２導電型の中間エネルギーギャップ層
と、 前記第３のInGaAlPクラッド層上に形成された第２の活
性層と、 前記第２の活性層上に形成された第１導電型の第４のIn
GaAlPクラッド層と、 前記第４のInGaAlPクラッド層上に形成された第１導電
型の第２のGaAsコンタクト層と、 前記第２のGaAsコンタクト層上に形成された第２の電極
と、 前記GaAs基板に接して形成された第３の電極とを具備す
ることを特徴とする集積型半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139173A JP2758253B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 集積型半導体レーザ装置 |
| US07/707,060 US5157682A (en) | 1990-05-29 | 1991-05-29 | Integrated semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139173A JP2758253B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 集積型半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432288A JPH0432288A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2758253B2 true JP2758253B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15239281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2139173A Expired - Fee Related JP2758253B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 集積型半導体レーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5157682A (ja) |
| JP (1) | JP2758253B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386428A (en) * | 1993-11-02 | 1995-01-31 | Xerox Corporation | Stacked active region laser array for multicolor emissions |
| CN1118911C (zh) | 1998-07-14 | 2003-08-20 | 夏普公司 | 半导体激光装置 |
| US6649942B2 (en) * | 2001-05-23 | 2003-11-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor light-emitting device |
| KR100862483B1 (ko) | 2004-11-03 | 2008-10-08 | 삼성전기주식회사 | 다파장 레이저 다이오드 및 그 제조방법 |
| JP4245022B2 (ja) * | 2006-09-08 | 2009-03-25 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 光ピックアップ装置及びその光源ユニット |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0732285B2 (ja) * | 1986-02-28 | 1995-04-10 | 株式会社東芝 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63161692A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-05 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| US5048040A (en) * | 1990-03-08 | 1991-09-10 | Xerox Corporation | Multiple wavelength p-n junction semiconductor laser with separated waveguides |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2139173A patent/JP2758253B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-29 US US07/707,060 patent/US5157682A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5157682A (en) | 1992-10-20 |
| JPH0432288A (ja) | 1992-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |