JPH0461292A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0461292A JPH0461292A JP2172406A JP17240690A JPH0461292A JP H0461292 A JPH0461292 A JP H0461292A JP 2172406 A JP2172406 A JP 2172406A JP 17240690 A JP17240690 A JP 17240690A JP H0461292 A JPH0461292 A JP H0461292A
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Classifications
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
-
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- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
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-
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- 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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体レーザに関し、特に円形に近いレー
ザビームを出射し、かつ製造の容易な半導体レーザに関
するものである。
ザビームを出射し、かつ製造の容易な半導体レーザに関
するものである。
第８図は、例えばｒｌｎＧａＡｌＰ ）ランスハース
スタビライズド ビジプル レーザ ダイオーズ フ
ァプリケイテッド バイ ＭＯＣＶＤ セレクティブ
グロースＪ （”ｆｎＧａＡＩＰ Ｔｒａｒｉｓｖｅｒ
ｓｅ ５ｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌａ５
ｅｒ Ｄｉｏｄｅｓ ＦａｂｒｉｃａＬｅｄ ｂｙ Ｍ
ＯＣＶＤ ５ｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｈｔｈ” Ｍ、
Ｉｓｈｉｋａｗａ、Ｙ。
スタビライズド ビジプル レーザ ダイオーズ フ
ァプリケイテッド バイ ＭＯＣＶＤ セレクティブ
グロースＪ （”ｆｎＧａＡＩＰ Ｔｒａｒｉｓｖｅｒ
ｓｅ ５ｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌａ５
ｅｒ Ｄｉｏｄｅｓ ＦａｂｒｉｃａＬｅｄ ｂｙ Ｍ
ＯＣＶＤ ５ｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｈｔｈ” Ｍ、
Ｉｓｈｉｋａｗａ、Ｙ。
０ｈｂａ、Ｙ、Ｗａｔａｎａｂｅ＋Ｈ，Ｎａｇａｓａｋ
ａ、Ｈ，Ｓｕｇａｗａｒａ、 Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂ
ｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １８ｔｈ Ｃｏｎｆｅ
ｒｅｒ＋ｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖ
ｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｔｏｋｙｏ、
１９８６．ｐｐ１５３−１５６）に示された従来の可視
光半導体レーザを示す断面図であり、図において、１３
はｎ形ＧａＡｓ基板である。ｎ形ＧａＡｓ層１４は基板
１３上に配置され、ｎ形Ａｊ！ＩｎＰ下クラッド層１５
はｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層１４上に配置され、Ｇａ１ｎＰ
活性層１６は下クラッド層１５上に配置され、ストライ
プ状にリッジを形成したｐ形Ａｊ２ＩｎＰ上りラッド層
１７は活性層１６上に配置される。ｐ形Ｇ ａ Ｉ ｎ
Ｐバッファ層１９は１゜クラシト層１７のリッジ部上
に配置され、ｎ形ＧａＡｓゾロ、りＷＳｉ２は十クラッ
ドＮ１７のリッジ部側面の領域上及びリッジ部側面４に
に選択成長により配置される。ｐ形ＧａＡｓコンタク１
層２０はバッファ層１９上及びブロック層１８上に配置
される。Ｉｉ側電極２２はコンタクトＮ２０上に、ｎ＠
電権２１は基板１裏面」−に配置される。
ａ、Ｈ，Ｓｕｇａｗａｒａ、 Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂ
ｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １８ｔｈ Ｃｏｎｆｅ
ｒｅｒ＋ｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖ
ｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｔｏｋｙｏ、
１９８６．ｐｐ１５３−１５６）に示された従来の可視
光半導体レーザを示す断面図であり、図において、１３
はｎ形ＧａＡｓ基板である。ｎ形ＧａＡｓ層１４は基板
１３上に配置され、ｎ形Ａｊ！ＩｎＰ下クラッド層１５
はｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層１４上に配置され、Ｇａ１ｎＰ
活性層１６は下クラッド層１５上に配置され、ストライ
プ状にリッジを形成したｐ形Ａｊ２ＩｎＰ上りラッド層
１７は活性層１６上に配置される。ｐ形Ｇ ａ Ｉ ｎ
Ｐバッファ層１９は１゜クラシト層１７のリッジ部上
に配置され、ｎ形ＧａＡｓゾロ、りＷＳｉ２は十クラッ
ドＮ１７のリッジ部側面の領域上及びリッジ部側面４に
に選択成長により配置される。ｐ形ＧａＡｓコンタク１
層２０はバッファ層１９上及びブロック層１８上に配置
される。Ｉｉ側電極２２はコンタクトＮ２０上に、ｎ＠
電権２１は基板１裏面」−に配置される。
次に動作について説明４−る。
ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板１３とコンタクト層２０間のｐ
ｎ接合に顛力面バイアスを印加イる２、電浦はブロック
層重８により狭窄され、ストライプ状に形成されたリッ
ジ部から活性層１６へ注入される。
ｎ接合に顛力面バイアスを印加イる２、電浦はブロック
層重８により狭窄され、ストライプ状に形成されたリッ
ジ部から活性層１６へ注入される。
注入されたこれらのキャリアはヘテ・口接合により活性
層】６内に閉じ込められて、再結合し発光する。さらに
ブロンク１５１Ｂによる光の吸収および電流狭窄により
活性層１６の水モカ向Ｃコ屈指率差が生じ、横方向の光
の広がりが制限される。このような導波路により導波さ
れる光は、ノ、ドライブ状のりッジの奥行方向に垂直な
対向゛する壁間端面Ｃごより構成されるファ７′す・ベ
ロー （Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒ。
層】６内に閉じ込められて、再結合し発光する。さらに
ブロンク１５１Ｂによる光の吸収および電流狭窄により
活性層１６の水モカ向Ｃコ屈指率差が生じ、横方向の光
の広がりが制限される。このような導波路により導波さ
れる光は、ノ、ドライブ状のりッジの奥行方向に垂直な
対向゛する壁間端面Ｃごより構成されるファ７′す・ベ
ロー （Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒ。
ｔ）型共振！トこよりレーザ発振に全る。
（発明が解決しよ−）とする課題１
従来の半導体レー号゛は以１・のよ・うＱ、ｌ：′構成
さ才・１ハ／−いるので、５リーク電流を減らし、か・
）屈折率差を゛つりるため（、ご、２ リッジ外部の１
−クラシト層１７の１１’Ｖ ｄを０．２−０．３ ｕ
ｍ ｌ薄＜ するよ”５４Ｌ−１、・：ｔ −３；／
グする必要があり、再現性よくリッジ形成−４ることか
難り、’ ＜ 、、かつ」記Ｎ厚ｄのつ］、ハ内のハノ
ツキによりレーザ特性がぞろわ“４”、４留りや再集。
さ才・１ハ／−いるので、５リーク電流を減らし、か・
）屈折率差を゛つりるため（、ご、２ リッジ外部の１
−クラシト層１７の１１’Ｖ ｄを０．２−０．３ ｕ
ｍ ｌ薄＜ するよ”５４Ｌ−１、・：ｔ −３；／
グする必要があり、再現性よくリッジ形成−４ることか
難り、’ ＜ 、、かつ」記Ｎ厚ｄのつ］、ハ内のハノ
ツキによりレーザ特性がぞろわ“４”、４留りや再集。
性を低下させ−でいたｏ７ｋ、写真製版および五。
チングの制約から１、リッジ幅Ｗを１〜・２μｍ程度ま
で挟＜ツることが゛できないため、レーザ光は細長いだ
円形のビームになる。さ（２）に従来例ご小し７た半導
体レーザは、３同の結晶成長が必要であり、レーザ製作
時のプロセスが煩雑であるなどの問題点かあ〜ンた。
で挟＜ツることが゛できないため、レーザ光は細長いだ
円形のビームになる。さ（２）に従来例ご小し７た半導
体レーザは、３同の結晶成長が必要であり、レーザ製作
時のプロセスが煩雑であるなどの問題点かあ〜ンた。
どの発明はＬ記のような問題点を解消するためになされ
たものご、低し７きい稙でがっ円形に近いレーザビー・
１゜が得られるとともに５４作製が容易ム一できる半導
体レーザを得ることを目的とする。
たものご、低し７きい稙でがっ円形に近いレーザビー・
１゜が得られるとともに５４作製が容易ム一できる半導
体レーザを得ることを目的とする。
この発明に係る半導体Ｌ／−ザは、ダブルヘテロ構造を
有する半導体１．・−ザにおいて、共振器長方向のスト
ライプ状■溝を有する第１の！導体クシノド層と、該ク
ラッドＦｉｌ 、、、、、Ｉ−＝ ４ご形成された５、
」記■溝上の層厚が溝舊部のＪｉｌＷ−よりも厚く、が
っぞの上記溝１の形状が溝中央部の層厚が最も厚く溝端
部に行くに従って徐々にその層厚が薄くなるＶ字形状で
ある活性層とを備えたものでおる。
有する半導体１．・−ザにおいて、共振器長方向のスト
ライプ状■溝を有する第１の！導体クシノド層と、該ク
ラッドＦｉｌ 、、、、、Ｉ−＝ ４ご形成された５、
」記■溝上の層厚が溝舊部のＪｉｌＷ−よりも厚く、が
っぞの上記溝１の形状が溝中央部の層厚が最も厚く溝端
部に行くに従って徐々にその層厚が薄くなるＶ字形状で
ある活性層とを備えたものでおる。
この発明においては、ストライプ状Ｖ溝を有する第１の
半導体クラッド層上に、該溝」の１ｉＷ−が該溝外部の
層厚よりも厚く、かつ上記溝上の層形状が溝中央部の層
厚が最も厚く溝端部に行（に従って徐々にその層厚が薄
くなるＶ字形状である活性層を備えた構成としたから、
円形に近いレーザ光の出射できる１〜２μｍの狭い発光
領域を再現性よく形成でき、また、製造プロセスも極め
て容易な半導体レーザを得ることができる。
半導体クラッド層上に、該溝」の１ｉＷ−が該溝外部の
層厚よりも厚く、かつ上記溝上の層形状が溝中央部の層
厚が最も厚く溝端部に行（に従って徐々にその層厚が薄
くなるＶ字形状である活性層を備えた構成としたから、
円形に近いレーザ光の出射できる１〜２μｍの狭い発光
領域を再現性よく形成でき、また、製造プロセスも極め
て容易な半導体レーザを得ることができる。
（実施例）
以］・、この発明の一実施例をＩＡｂこついて説明Ｖる
。
。
第１図は本発明の一実施例による″４！′導体１．／−
ザの構造を示す断面図であり２４図において、１ａはｐ
形ＧａＡｓＪＪ板である。ｎ形ＧａＡｓブロック層２ａ
はＧ ａ Ａ ｓ ４板１ａの（１００）面上−に結晶
成長（こより配置され、写真製版とエンチーング乙こよ
り＜０１１＞方向にストライプ状の順メサ形の溝がＧａ
Ａｓ基板１ａが露出するように形成されている。ＧａＡ
ｓと格子整合するｐ形Ｇ ａ ｌ ｎ Ｐバッファ層３
はブロンク層２十及び順メサ形の溝内に露出した基板１
ａ上に配置される。Ｇ ａ Ａ、 ｓと格子整合するＰ
形ＡＮ Ｇ ａ ｒ ｎ Ｐトーク５フ１層４はバッフ
ァ層３上に配置され、ＧａＡｓと格子整合するＧａ１ｎ
Ｐ活性Ｎ５は下クラッドＮ４ 、）に配置され、ＧａＡ
ｓと格子整合するｎ形１！Ｇａ １ｒｉＰ上クラツクラ
ッド活性層５上に配置され、ｎ 形Ｇ ａ Ａ ｓコン
タクトＮ７は上クラッドＮ６Ｆに配置される。ｐ（ｌ！
Ｉ’ｍ極８はコンタクトＮ７上に、ｎ（！！ｌ’Ｅｉ極
９は基板１ａ裏面Ｊ−に配置さｔする。
ザの構造を示す断面図であり２４図において、１ａはｐ
形ＧａＡｓＪＪ板である。ｎ形ＧａＡｓブロック層２ａ
はＧ ａ Ａ ｓ ４板１ａの（１００）面上−に結晶
成長（こより配置され、写真製版とエンチーング乙こよ
り＜０１１＞方向にストライプ状の順メサ形の溝がＧａ
Ａｓ基板１ａが露出するように形成されている。ＧａＡ
ｓと格子整合するｐ形Ｇ ａ ｌ ｎ Ｐバッファ層３
はブロンク層２十及び順メサ形の溝内に露出した基板１
ａ上に配置される。Ｇ ａ Ａ、 ｓと格子整合するＰ
形ＡＮ Ｇ ａ ｒ ｎ Ｐトーク５フ１層４はバッフ
ァ層３上に配置され、ＧａＡｓと格子整合するＧａ１ｎ
Ｐ活性Ｎ５は下クラッドＮ４ 、）に配置され、ＧａＡ
ｓと格子整合するｎ形１！Ｇａ １ｒｉＰ上クラツクラ
ッド活性層５上に配置され、ｎ 形Ｇ ａ Ａ ｓコン
タクトＮ７は上クラッドＮ６Ｆに配置される。ｐ（ｌ！
Ｉ’ｍ極８はコンタクトＮ７上に、ｎ（！！ｌ’Ｅｉ極
９は基板１ａ裏面Ｊ−に配置さｔする。
次に製造丁、程について説明する。
まず、ｐ形ＧａＡ、ｓ、％１ｉｌａの（１００）面１シ
こ有機金属気相成長（Ｍ （’） ＣＶ Ｄ ： Ｍｅ
ｊ、ａｌ ０ｒＨａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌνａｐｏ
ｒ ＤｅｐＯｓｉｔｉｏｎ）法によりＮ厚約１７１ ｍ
のｎ形ＧａＡｓ電流ブロック層をゴビタ４−シヤル成長
し７５、写真製版及びエツチングにより（０１１〉方向
にストライプ状の順メジ形の溝’５ （Ｊ ａＡｓ基板
１ａが露出するように形成する。ごの溝の形状は＋１１
７（メサ形であればよく、必ずし、も第１図に示すよう
なＶ字形である必要はない。基板１ｄを掘り込むような
形状ではなく、平坦な基ｔｔＭ、 １． ａ表面が露出
するような逆台形形状の溝であ、ってもよい。このよう
に溝を形成しまたウユハ士に、層厚０．１μｍ以１のｐ
形にａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐハツ７７層３１層厚約
０．５ ｐ ｍ（７，） ｐ形（Ａ Ｉ２ｏ、ｔ （Ｊ
ａｏ、ｚ ）。、ｓ ｉｎ＋＋、ｓ Ｐ下クラッド
層４．下クラ・、ノド層の■字形溝部の中央部１．の層
厚が約０．０６μｍのＧａ＠、５ １ ｎｏ−５Ｐ活性
層５１層厚約１ｐｍのｎ形（Ａ ｎ、ｏ、７Ｇ ａ Ｏ
，１） ａ、ｓ Ｎ ｎｏ、ｓ Ｐ 、、、Ｊ、、−
、、、り・ランド層〔ｊ及び層ｊツ８約１１Ｉｒｒｌ）
ｎ形Ｇ ａ Ａ Ｓ 、”、’２ 、ｒ’タク［・層を
Ｍ （’） ＣＶ Ｌ）法により１ｌＩＢ１次ゴビタキ
ジャル成長する。最後にコンタクト層上にｎ （！！！
Ｉ電極を、吊板裏面Ｌ！：ｍｐ側電極を形成して素子が
完成づる。
こ有機金属気相成長（Ｍ （’） ＣＶ Ｄ ： Ｍｅ
ｊ、ａｌ ０ｒＨａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌνａｐｏ
ｒ ＤｅｐＯｓｉｔｉｏｎ）法によりＮ厚約１７１ ｍ
のｎ形ＧａＡｓ電流ブロック層をゴビタ４−シヤル成長
し７５、写真製版及びエツチングにより（０１１〉方向
にストライプ状の順メジ形の溝’５ （Ｊ ａＡｓ基板
１ａが露出するように形成する。ごの溝の形状は＋１１
７（メサ形であればよく、必ずし、も第１図に示すよう
なＶ字形である必要はない。基板１ｄを掘り込むような
形状ではなく、平坦な基ｔｔＭ、 １． ａ表面が露出
するような逆台形形状の溝であ、ってもよい。このよう
に溝を形成しまたウユハ士に、層厚０．１μｍ以１のｐ
形にａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐハツ７７層３１層厚約
０．５ ｐ ｍ（７，） ｐ形（Ａ Ｉ２ｏ、ｔ （Ｊ
ａｏ、ｚ ）。、ｓ ｉｎ＋＋、ｓ Ｐ下クラッド
層４．下クラ・、ノド層の■字形溝部の中央部１．の層
厚が約０．０６μｍのＧａ＠、５ １ ｎｏ−５Ｐ活性
層５１層厚約１ｐｍのｎ形（Ａ ｎ、ｏ、７Ｇ ａ Ｏ
，１） ａ、ｓ Ｎ ｎｏ、ｓ Ｐ 、、、Ｊ、、−
、、、り・ランド層〔ｊ及び層ｊツ８約１１Ｉｒｒｌ）
ｎ形Ｇ ａ Ａ Ｓ 、”、’２ 、ｒ’タク［・層を
Ｍ （’） ＣＶ Ｌ）法により１ｌＩＢ１次ゴビタキ
ジャル成長する。最後にコンタクト層上にｎ （！！！
Ｉ電極を、吊板裏面Ｌ！：ｍｐ側電極を形成して素子が
完成づる。
次に作用についご説明する５、
第２図（ａ） ＋；言、ｐ形（’、、’、’、’； ２
１ Ａ〜基板１．うの（１００）［Ｔｈ１Ｊｙ１． ！
、″′ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓブロック層２ａを成長ｊ７、
〈（、） １．１． ＞方向にストライプ状の順メサ形
の溝を形成したつ℃ハＦにｐ形Ｇ ａ Ｉ ｎ Ｐバフ
フッ層３〜ｎ形ＧａＡｓコンタクト・層７をＭ ＯＣＶ
１１１）法Ｓこより成長Ｌ ７’ｔ’、、、第１図に
示した実施例と同構造の断面ＳＥＭ（走舎電Ｙ顕微鏡）
’ｊ”真を示す図ごあり、第２図（ｂ）ば第２図（ａ
）の溝トの活性層５）部近傍をさらに拡大し７た断面Ｓ
ＥＭ写真を示す図ごある。ごごで、第２図で示し、た構
造は、成長温度６７０’Ｃ。
１ Ａ〜基板１．うの（１００）［Ｔｈ１Ｊｙ１． ！
、″′ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓブロック層２ａを成長ｊ７、
〈（、） １．１． ＞方向にストライプ状の順メサ形
の溝を形成したつ℃ハＦにｐ形Ｇ ａ Ｉ ｎ Ｐバフ
フッ層３〜ｎ形ＧａＡｓコンタクト・層７をＭ ＯＣＶ
１１１）法Ｓこより成長Ｌ ７’ｔ’、、、第１図に
示した実施例と同構造の断面ＳＥＭ（走舎電Ｙ顕微鏡）
’ｊ”真を示す図ごあり、第２図（ｂ）ば第２図（ａ
）の溝トの活性層５）部近傍をさらに拡大し７た断面Ｓ
ＥＭ写真を示す図ごある。ごごで、第２図で示し、た構
造は、成長温度６７０’Ｃ。
Ｖ 、／ ＩＩＩ比＝ ２００の成長条件により成長し
またものである。第２図（ａ） 、（ト））に示すよう
に、Ｍ （’） ＣＶ ｆ）法によるＡ夕Ｇ ａ Ｉ
ｎ、 Ｐ系の結品成」」、では、２つ、ハ平世部よりも
溝内部の力が成長速度は速くなる。
またものである。第２図（ａ） 、（ト））に示すよう
に、Ｍ （’） ＣＶ ｆ）法によるＡ夕Ｇ ａ Ｉ
ｎ、 Ｐ系の結品成」」、では、２つ、ハ平世部よりも
溝内部の力が成長速度は速くなる。
このため、活性層は、その層厚が溝外部より溝内部の力
が厚くなり、溝内部でほぞの層厚が溝中央部で最も厚く
、溝の端へ１１＜はど薄くなるようＣコ。
が厚くなり、溝内部でほぞの層厚が溝中央部で最も厚く
、溝の端へ１１＜はど薄くなるようＣコ。
成１４する。また下クシノド層３の成長形状を制御し２
てその表面にブロック層２ａＱご形成し、た順メサ形の
ストライプ状溝Ｑご沿５）たスミライブ状■溝導。
てその表面にブロック層２ａＱご形成し、た順メサ形の
ストライプ状溝Ｑご沿５）たスミライブ状■溝導。
有するものとし、このトクラソド層３１にト”述のよう
Ｇ、：活性層５を成長することにより溝１．の活性層形
状を下クラッド層３のストライプ状■溝に沿った■字形
状にするごとがごきる。
Ｇ、：活性層５を成長することにより溝１．の活性層形
状を下クラッド層３のストライプ状■溝に沿った■字形
状にするごとがごきる。
そして、この活性層］−に上クラッド層を成長すること
により、第３図（２１）に示すように溝」、では活性層
の左右がＬ丁りランド層４，６により挟まれるような構
造となるため、第３図（ｂ）！こ示−すようＯご横方向
に実屈折率分布が形成される。また、ブロック層２ａ、
による電流狭窄により、第３図（Ｃ）に示す・うに溝中
央部で最大となるような電界強度分布が形成される。さ
らに、溝中央部の活性層厚は周囲と比べ厚いため、溝中
央部が最も光の閉じ込めが強くなり、第３図（ｄ）に示
すような光強度分布を形成し７、光は溝中央部に集中す
る。従って溝中央部の袂い（１〜２μｍ）領域がレーザ
光の発光領域となり、円形に近いレーザ光が得られる。
により、第３図（２１）に示すように溝」、では活性層
の左右がＬ丁りランド層４，６により挟まれるような構
造となるため、第３図（ｂ）！こ示−すようＯご横方向
に実屈折率分布が形成される。また、ブロック層２ａ、
による電流狭窄により、第３図（Ｃ）に示す・うに溝中
央部で最大となるような電界強度分布が形成される。さ
らに、溝中央部の活性層厚は周囲と比べ厚いため、溝中
央部が最も光の閉じ込めが強くなり、第３図（ｄ）に示
すような光強度分布を形成し７、光は溝中央部に集中す
る。従って溝中央部の袂い（１〜２μｍ）領域がレーザ
光の発光領域となり、円形に近いレーザ光が得られる。
ｆだ、「ハイリイ Ｉ／リアプル ＩｎＧ；ゴＰ 、／
ＩｎＣ；ａＡｆＰ ビジプル ライト エミノティ二
／グ インナー ストライプ゛ レーザーズ ウィズ
６６７１１１１１ レージング Ｔ：ｙ 、：ｒイブ
レ゛′ゲス−１（“旧ｇｌｉｌｙ Ｒｅ１ｉａｂｉｅ
ＩｎＧａ１”／ＩｎＧ１１ＡＩＰ Ｖｉｓｉｈｌｅ １
．ｉｇｈｔ、１１ｍ１目ｉｎｇ Ｉｎｎｅｒ ５ｔｒｉ
ｐｅ ＬａｅＮｅｒｓ ｗｉｔｈ ６６７ｎｍ Ｌａ５
ｉｎｆ！ＷａｖｅｌｅｎＰ、ｈｔ” Ｈ，０ｋｕｄａ、
ｅｔ、ａｌ、、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌ、ｅｅｔｒｏｎｉｃｓ、Ｖｏｌ、２５
．Ｎｏ、６．１９８９．ｐｉ４７７、、、］、４８２）
に示されるように、第４図（ａｌｌに示す利得ガイド
型のＬ／−ザにおいて、第４図（１））に示す活性層厚
をパラメータとしたときのクラ・７ド層厚としきい値電
流の関係が報告されている。第５図は第４図（ｂ）から
クラッド層が０．８μｍの場合Ｑこおける活性層厚とし
きい値電流の関係を示す。第５図かられかるように、活
性層ｗＯ，０６μｍにおいて、しきい値電流は最小とな
り、０．０６μｍよりも薄くなると急激にしきい値電流
は増加する。従って溝中央部の活性層厚を０．０６μｍ
に制御すると、活性層厚は溝端へ行くほど薄くなるため
、溝中央部で最も大きな利得（ｇａｉｎ）が得られるこ
とになり、上記記載の屈折率分布および光強度分布より
、溝中央部に先導波路が形成され、発光領域が狭いため
円形に近いレーザ光が得られ、かつ低しきい値でレーザ
発振する。
ＩｎＣ；ａＡｆＰ ビジプル ライト エミノティ二
／グ インナー ストライプ゛ レーザーズ ウィズ
６６７１１１１１ レージング Ｔ：ｙ 、：ｒイブ
レ゛′ゲス−１（“旧ｇｌｉｌｙ Ｒｅ１ｉａｂｉｅ
ＩｎＧａ１”／ＩｎＧ１１ＡＩＰ Ｖｉｓｉｈｌｅ １
．ｉｇｈｔ、１１ｍ１目ｉｎｇ Ｉｎｎｅｒ ５ｔｒｉ
ｐｅ ＬａｅＮｅｒｓ ｗｉｔｈ ６６７ｎｍ Ｌａ５
ｉｎｆ！ＷａｖｅｌｅｎＰ、ｈｔ” Ｈ，０ｋｕｄａ、
ｅｔ、ａｌ、、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌ、ｅｅｔｒｏｎｉｃｓ、Ｖｏｌ、２５
．Ｎｏ、６．１９８９．ｐｉ４７７、、、］、４８２）
に示されるように、第４図（ａｌｌに示す利得ガイド
型のＬ／−ザにおいて、第４図（１））に示す活性層厚
をパラメータとしたときのクラ・７ド層厚としきい値電
流の関係が報告されている。第５図は第４図（ｂ）から
クラッド層が０．８μｍの場合Ｑこおける活性層厚とし
きい値電流の関係を示す。第５図かられかるように、活
性層ｗＯ，０６μｍにおいて、しきい値電流は最小とな
り、０．０６μｍよりも薄くなると急激にしきい値電流
は増加する。従って溝中央部の活性層厚を０．０６μｍ
に制御すると、活性層厚は溝端へ行くほど薄くなるため
、溝中央部で最も大きな利得（ｇａｉｎ）が得られるこ
とになり、上記記載の屈折率分布および光強度分布より
、溝中央部に先導波路が形成され、発光領域が狭いため
円形に近いレーザ光が得られ、かつ低しきい値でレーザ
発振する。
次に動作について説明する。
ｐｎ接合に対し順方向バイアスを印加すると、電流はプ
ロ・ツクＪ！Ｉ ２ ａにより狭窄されストライプ状に
形成された溝部から溝上の活性層５へ注入される。注入
されたこれらのキャリアはへテロ接合により活性層５内
に閉じ込められ、再結合して発光する。ここで、上述の
ように、溝上の活性層５の横方向には実屈折率分布が形
成され、さらに溝中央部に位置する活性層５における光
の閉じ込めが強いため、光は溝中央部に集中し、ストラ
イプ状の溝方向に沿って導波される。導波された光は、
ストライプの奥行方向に垂直な対向する何間端面により
構成されるファブリ・ベロー型共振器によりレーザ発振
に至る。
ロ・ツクＪ！Ｉ ２ ａにより狭窄されストライプ状に
形成された溝部から溝上の活性層５へ注入される。注入
されたこれらのキャリアはへテロ接合により活性層５内
に閉じ込められ、再結合して発光する。ここで、上述の
ように、溝上の活性層５の横方向には実屈折率分布が形
成され、さらに溝中央部に位置する活性層５における光
の閉じ込めが強いため、光は溝中央部に集中し、ストラ
イプ状の溝方向に沿って導波される。導波された光は、
ストライプの奥行方向に垂直な対向する何間端面により
構成されるファブリ・ベロー型共振器によりレーザ発振
に至る。
なお、上記天施例ではＰ形Ｇ ａ Ａ ｓ基板ｌａ土７
にｎ形Ｇ ａ Ａ ｓブリンクＮ２，３を設ｃ７、順メ
サ状ストライプ溝を形成することにより電涌狭窄し、た
ちのについて示したが、第６図に示すように順メサ状の
溝を形成したｐ形ＧａＡｓ基板１ ｂ 、、ｌに活性層
５を含むＤ Ｈ構造を形成し、コンタクト層７側にＺｎ
を拡散またはイオン注入したＥＪＩ域１０を設け、これ
により電流狭窄しでもよい。
にｎ形Ｇ ａ Ａ ｓブリンクＮ２，３を設ｃ７、順メ
サ状ストライプ溝を形成することにより電涌狭窄し、た
ちのについて示したが、第６図に示すように順メサ状の
溝を形成したｐ形ＧａＡｓ基板１ ｂ 、、ｌに活性層
５を含むＤ Ｈ構造を形成し、コンタクト層７側にＺｎ
を拡散またはイオン注入したＥＪＩ域１０を設け、これ
により電流狭窄しでもよい。
また、」−記載１図に示す実施例Ｃは基板上に曲接ブロ
ック層２ａを形成し、溝を形成した後にｐ形バッファ層
を形成するものについて述べたが、第７図に示ずようＣ
ごｐ形ＧａＡｓ基板１ｃｍ１にｐ形Ｇａ１ｎＰバッファ
層１１とｎ形Ｇａ１ｎＰフロック層１２を順次形成し、
この後順メサ形の溝を形成するようにしてもよい。
ック層２ａを形成し、溝を形成した後にｐ形バッファ層
を形成するものについて述べたが、第７図に示ずようＣ
ごｐ形ＧａＡｓ基板１ｃｍ１にｐ形Ｇａ１ｎＰバッファ
層１１とｎ形Ｇａ１ｎＰフロック層１２を順次形成し、
この後順メサ形の溝を形成するようにしてもよい。
以上のように、この発明によれば、ダブルヘテロ構造を
有する半導体レーザにおいて、共振器長方向のストライ
プ状■溝を有する第１の半導体クランド層と、該クラッ
ド層−Ｆ−に形成された、」−記■溝］−の層厚が溝外
部の層厚よりも厚く、か一つその上記溝」二の形状が溝
中央部のｉ厚が最も厚く溝端部に行くに従って徐々にそ
の層厚が薄くなる■字形状である活性層とを備えた構成
としたから、低しきい値で、かつ円形に近いレーザビー
ムが得られ、また作製が容易な半導体レーザが得られる
効果がある。
有する半導体レーザにおいて、共振器長方向のストライ
プ状■溝を有する第１の半導体クランド層と、該クラッ
ド層−Ｆ−に形成された、」−記■溝］−の層厚が溝外
部の層厚よりも厚く、か一つその上記溝」二の形状が溝
中央部のｉ厚が最も厚く溝端部に行くに従って徐々にそ
の層厚が薄くなる■字形状である活性層とを備えた構成
としたから、低しきい値で、かつ円形に近いレーザビー
ムが得られ、また作製が容易な半導体レーザが得られる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体シ・−ザを示
す断面図、第２図は第１図に示す一実施例の断面ＳＥＭ
写真を示す図、第３図はこの発明の詳細な説明するため
の図、第４図、第５図は活性層厚としきい値電流の関係
を説明するための図、第６図、第７図はこの発明の他の
実施例を示す断面図、第８図は従来の半導体レーザを示
す断面図である。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃはｐ形ＧａＡｓ基板、２ａ。 １２はｎ形ＧａＡｓブロック層、３，１１はｐ形Ｇ ａ
Ｉ ｎ Ｐバフフッ層、４はｐ形Ａ１．Ｇａ１ｎＰ上
クラッ上層ラッドＧａＩｎＰ活性層、６はｎ形ＡｌＧａ
１ｎＰＪ−クラッド層、７はｎ形にａ Ａ ｓコンタク
ト層、１０はＺｎを拡散又はイオン注入した領域。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
す断面図、第２図は第１図に示す一実施例の断面ＳＥＭ
写真を示す図、第３図はこの発明の詳細な説明するため
の図、第４図、第５図は活性層厚としきい値電流の関係
を説明するための図、第６図、第７図はこの発明の他の
実施例を示す断面図、第８図は従来の半導体レーザを示
す断面図である。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃはｐ形ＧａＡｓ基板、２ａ。 １２はｎ形ＧａＡｓブロック層、３，１１はｐ形Ｇ ａ
Ｉ ｎ Ｐバフフッ層、４はｐ形Ａ１．Ｇａ１ｎＰ上
クラッ上層ラッドＧａＩｎＰ活性層、６はｎ形ＡｌＧａ
１ｎＰＪ−クラッド層、７はｎ形にａ Ａ ｓコンタク
ト層、１０はＺｎを拡散又はイオン注入した領域。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）第１の半導体クラッド層と、該クラッド層上に形
成された該クラッド層より禁制帯幅の狭い半導体活性層
と、該活性層上に形成された該活性層より禁制帯幅の広
い第２の半導体クラッド層とから構成されるダブルヘテ
ロ構造を有する半導体レーザにおいて、 上記第１の半導体クラッド層は共振器長方向のストライ
プ状Ｖ溝を有し、 上記活性層は上記Ｖ溝上の層厚が溝外部の層厚よりも厚
く、かつその上記溝上の形状が溝中央部の層厚が最も厚
く溝端部に行くに従って徐々にその層厚が薄くなるＶ字
形状であることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172406A JPH0461292A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 半導体レーザ |
| US07/719,036 US5173913A (en) | 1990-06-28 | 1991-06-21 | Semiconductor laser |
| DE4121291A DE4121291C2 (de) | 1990-06-28 | 1991-06-27 | Halbleiterlaser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172406A JPH0461292A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0461292A true JPH0461292A (ja) | 1992-02-27 |
Family
ID=15941365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2172406A Pending JPH0461292A (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 半導体レーザ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5173913A (ja) |
| JP (1) | JPH0461292A (ja) |
| DE (1) | DE4121291C2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5307357A (en) * | 1992-11-05 | 1994-04-26 | International Business Machines Corporation | Protection means for ridge waveguide laser structures using thick organic films |
| US5546418A (en) * | 1993-07-28 | 1996-08-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser having a flat groove for selected crystal planes |
| JPH07183618A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置製造方法並びに集積型半導体レーザ装置 |
| JPH08125126A (ja) * | 1994-10-19 | 1996-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US5548128A (en) * | 1994-12-14 | 1996-08-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Direct-gap germanium-tin multiple-quantum-well electro-optical devices on silicon or germanium substrates |
| US6365968B1 (en) | 1998-08-07 | 2002-04-02 | Corning Lasertron, Inc. | Polyimide/silicon oxide bi-layer for bond pad parasitic capacitance control in semiconductor electro-optical device |
| KR101164026B1 (ko) * | 2007-07-12 | 2012-07-18 | 삼성전자주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR101459763B1 (ko) * | 2008-01-15 | 2014-11-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5723292A (en) * | 1980-07-16 | 1982-02-06 | Sony Corp | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
| JPS58131787A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS58132986A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-08 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS58134488A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-10 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS607788A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-16 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS60110188A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS60130882A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| DE3586293T2 (de) * | 1984-04-24 | 1993-04-29 | Sharp Kk | Halbleiterlaser. |
| US4888624A (en) * | 1984-06-15 | 1989-12-19 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Semiconductor devices employing high resistivity in-based compound group III-IV epitaxial layer for current confinement |
| JPS62165989A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ素子 |
| JPS62183586A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-11 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
| US4839307A (en) * | 1986-05-14 | 1989-06-13 | Omron Tateisi Electronics Co. | Method of manufacturing a stripe-shaped heterojunction laser with unique current confinement |
| JP2553580B2 (ja) * | 1987-08-19 | 1996-11-13 | 三菱電機株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| JP2538960B2 (ja) * | 1987-12-18 | 1996-10-02 | 富士通株式会社 | 半導体発光装置の製造方法 |
| JPH01183183A (ja) * | 1988-01-18 | 1989-07-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザの製造方法 |
| EP0333418B1 (en) * | 1988-03-14 | 1994-10-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2172406A patent/JPH0461292A/ja active Pending
-
1991
- 1991-06-21 US US07/719,036 patent/US5173913A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-27 DE DE4121291A patent/DE4121291C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4121291C2 (de) | 1998-12-24 |
| US5173913A (en) | 1992-12-22 |
| DE4121291A1 (de) | 1992-01-09 |
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