JPH0531837B2 - - Google Patents
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- JPH0531837B2 JPH0531837B2 JP61314275A JP31427586A JPH0531837B2 JP H0531837 B2 JPH0531837 B2 JP H0531837B2 JP 61314275 A JP61314275 A JP 61314275A JP 31427586 A JP31427586 A JP 31427586A JP H0531837 B2 JPH0531837 B2 JP H0531837B2
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- 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
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- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は極めて低い閾値電流でレーザ発振する
半導体レーザ素子の構造に関するものである。
半導体レーザ素子の構造に関するものである。
＜従来技術＞
従来の半導体レーザを光導波機構で分類すると
利得導波型の屈折率導波型とに分類されるが、実
用面で重要な横モード安定性の点からは屈折率導
波型が利得導波型に比較して有利であり様々な導
波構造を有する半導体レーザが開発された。一般
に屈折率導波型半導体レーザにおいては光と電流
を狭い励起領域に閉じ込めるため、発振に必要な
閾値電流を下げる上で有効な効果を奏する。この
ような低閾値電流の代表的なレーザ素子構造とし
てBH（Buried Heterostructure）型半導体レー
ザ及びリツジ導波路型半導体レーザが周知であ
る。
利得導波型の屈折率導波型とに分類されるが、実
用面で重要な横モード安定性の点からは屈折率導
波型が利得導波型に比較して有利であり様々な導
波構造を有する半導体レーザが開発された。一般
に屈折率導波型半導体レーザにおいては光と電流
を狭い励起領域に閉じ込めるため、発振に必要な
閾値電流を下げる上で有効な効果を奏する。この
ような低閾値電流の代表的なレーザ素子構造とし
てBH（Buried Heterostructure）型半導体レー
ザ及びリツジ導波路型半導体レーザが周知であ
る。
第２図に示すBH型半導体レーザは基板１上に
レーザ発振用活性層３を両面から１対のクラツド
層２，４で挾設したダブルヘテロ接合構造を堆積
した後メサ型に形成し、このメサ型構造の両側面
を低屈折率物質１４で埋め込んでおり、導波路幅
Ｗを2μｍ程度に狭くすることによつて基本横モ
ード発振を10ｍＡ程度以下の低閾値電流とするこ
とができる。発振に用いるメサ型領域に有効に電
流狭窄を行うためには埋め込み層１４を高抵抗層
とするか逆バイアスとなるpn接合を有する多層
構造とする。
レーザ発振用活性層３を両面から１対のクラツド
層２，４で挾設したダブルヘテロ接合構造を堆積
した後メサ型に形成し、このメサ型構造の両側面
を低屈折率物質１４で埋め込んでおり、導波路幅
Ｗを2μｍ程度に狭くすることによつて基本横モ
ード発振を10ｍＡ程度以下の低閾値電流とするこ
とができる。発振に用いるメサ型領域に有効に電
流狭窄を行うためには埋め込み層１４を高抵抗層
とするか逆バイアスとなるpn接合を有する多層
構造とする。
しかしながら、埋め込み層１４はメサ型領域形
成後に成長を行うため、埋め込み層１４とメサ型
領域との界面には界面準位が形成される。従つ
て、この界面を通して活性領域を通らずに流れて
しまう無効電流が２〜10ｍＡ程度存在する。この
無効電流が全電流に占める比率は、導波路幅Ｗを
狭くする程大きくなるため低閾値化には限界があ
る。
成後に成長を行うため、埋め込み層１４とメサ型
領域との界面には界面準位が形成される。従つ
て、この界面を通して活性領域を通らずに流れて
しまう無効電流が２〜10ｍＡ程度存在する。この
無効電流が全電流に占める比率は、導波路幅Ｗを
狭くする程大きくなるため低閾値化には限界があ
る。
一方、第３図に示すリツジ導波路型レーザはダ
ブルヘテロ接合構造のうち活性層３上部のｐ型ク
ラツド層４の一部までをメサ型に形成し、等価的
な屈折率をメサ部以外で低くなるようにしたもの
である。リツジ導波路型はBH型と異なり活性層
３が全面に残つているので、電流はほとんど活性
層３を流れる。但し、メサ部以外にｐ型クラツド
層４を残しているため第３図に矢印で示すように
電流がｐ型クラツド層４中でメサ部以外へ拡がつ
てしまい、レーザ光が閉じ込められるメサ部直下
から離れたところへ流れて発振には用いられない
無効電流となつてしまう。この無効電流のために
閾値電流の増加を招く結果となる。
ブルヘテロ接合構造のうち活性層３上部のｐ型ク
ラツド層４の一部までをメサ型に形成し、等価的
な屈折率をメサ部以外で低くなるようにしたもの
である。リツジ導波路型はBH型と異なり活性層
３が全面に残つているので、電流はほとんど活性
層３を流れる。但し、メサ部以外にｐ型クラツド
層４を残しているため第３図に矢印で示すように
電流がｐ型クラツド層４中でメサ部以外へ拡がつ
てしまい、レーザ光が閉じ込められるメサ部直下
から離れたところへ流れて発振には用いられない
無効電流となつてしまう。この無効電流のために
閾値電流の増加を招く結果となる。
＜発明の概要＞
本発明は以上のような問題点に鑑み、リツジガ
イド型又はこれに類似する電流通路を有する構造
の半導体レーザにおいて、横方向へ拡がつて発振
に寄与しない無効電流を低減することにより、低
閾値電流化を計つた半導体レーザ素子を提供する
ことを目的とする。
イド型又はこれに類似する電流通路を有する構造
の半導体レーザにおいて、横方向へ拡がつて発振
に寄与しない無効電流を低減することにより、低
閾値電流化を計つた半導体レーザ素子を提供する
ことを目的とする。
この目的を達成するために、本発明の半導体レ
ーザは、活性領域として活性層とクラツド層との
間に光ガイド層を有するSeparate Confinement
Heterostructure（SCH）構造を採用しかつ電流
が狭窄される側の光ガイド層の抵抗値を高く、そ
の反対側の光ガイド層の抵抗値を低くすることに
より電流の横方向拡がりを抑制したことを特徴と
する。
ーザは、活性領域として活性層とクラツド層との
間に光ガイド層を有するSeparate Confinement
Heterostructure（SCH）構造を採用しかつ電流
が狭窄される側の光ガイド層の抵抗値を高く、そ
の反対側の光ガイド層の抵抗値を低くすることに
より電流の横方向拡がりを抑制したことを特徴と
する。
＜実施例＞
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ
素子の断面模式図である。ｎ−GaAs基板１１
（Si＝２×1018cm-3）上にｎ−GaAsバツフア層１
２（Si＝２×1018cm-3、0.5μｍ厚）、ｎ−
Al0.7Ga0.3Asクラツド層１３（Si＝２×1018cm
-3、1.4μｍ厚）、光ガイド層として働くｎ−Alx
Ga1-xAs・GRIN（Graded−Index）層１４（Si
＝５×1017cm-3、0.2μｍ厚）、ノンドープGaAs量
子井戸活性層１５（60Å）、アンドープAlxGa1-x
As・GRIN層１６（ｐ〜1515cm-3、0.2μｍ厚）、ｐ
−Al0.7Ga0.3Asクラツド層１７（Be＝５×1017
cm-3、1.4μｍ厚）、ｐ−GaAsキヤツプ層１８
（Be＝５×1018cm-3、0.5μｍ厚）をMBE（分子線
エピタキシヤル成長）法により連続的に成長す
る。GRIN層１４，１６は活性層１５からクラツ
ド層１３，１７に向つてAl混晶比ｘが0.2から0.7
まで２乗分布を呈するように順次変化し、光ガイ
ド機能を有する。成長後、Cl2ガスを用いたRIBE
（Reactive Ion Beam Etching反応性イオンビー
ムエツチング）法によりGRIN層１６直前までエ
ツチングを行い、ストライプ状のメサを形成す
る。ストライプ部以外ではｐ型クラツド層１７は
500Å以下にエツチングされている。次に、キヤ
ツプ層１８上を除いてSiNx膜１９をプラズマ
CVD法により形成し、ｐ側電極２０として
AuZn／Au、ｎ側電極２１としてAuGe／Ni／
Auを形成する。メサ部下のストライプ幅を3.5μ
ｍ、共振器長を250μｍとした半導体レーザ素子
は発振波長840nｍで発振し、閾値電流は４ｍＡ
であつた。
素子の断面模式図である。ｎ−GaAs基板１１
（Si＝２×1018cm-3）上にｎ−GaAsバツフア層１
２（Si＝２×1018cm-3、0.5μｍ厚）、ｎ−
Al0.7Ga0.3Asクラツド層１３（Si＝２×1018cm
-3、1.4μｍ厚）、光ガイド層として働くｎ−Alx
Ga1-xAs・GRIN（Graded−Index）層１４（Si
＝５×1017cm-3、0.2μｍ厚）、ノンドープGaAs量
子井戸活性層１５（60Å）、アンドープAlxGa1-x
As・GRIN層１６（ｐ〜1515cm-3、0.2μｍ厚）、ｐ
−Al0.7Ga0.3Asクラツド層１７（Be＝５×1017
cm-3、1.4μｍ厚）、ｐ−GaAsキヤツプ層１８
（Be＝５×1018cm-3、0.5μｍ厚）をMBE（分子線
エピタキシヤル成長）法により連続的に成長す
る。GRIN層１４，１６は活性層１５からクラツ
ド層１３，１７に向つてAl混晶比ｘが0.2から0.7
まで２乗分布を呈するように順次変化し、光ガイ
ド機能を有する。成長後、Cl2ガスを用いたRIBE
（Reactive Ion Beam Etching反応性イオンビー
ムエツチング）法によりGRIN層１６直前までエ
ツチングを行い、ストライプ状のメサを形成す
る。ストライプ部以外ではｐ型クラツド層１７は
500Å以下にエツチングされている。次に、キヤ
ツプ層１８上を除いてSiNx膜１９をプラズマ
CVD法により形成し、ｐ側電極２０として
AuZn／Au、ｎ側電極２１としてAuGe／Ni／
Auを形成する。メサ部下のストライプ幅を3.5μ
ｍ、共振器長を250μｍとした半導体レーザ素子
は発振波長840nｍで発振し、閾値電流は４ｍＡ
であつた。
上記半導体レーザ素子ではメサ部以外に電流拡
がりを生ずる経路は、主にｐ〜1015cm-3の比較的
高抵抗のGRIN層１６であり、活性層１５下は低
抵抗のｎ−GRIN層１４及びｎ−AlGaAsクラツ
ド層１３であるため、電流がメサ部から活性層に
注入されるまでの電流拡がりは極めて小さく抑制
されている。このようにGRIN−SCH構造量子井
戸半導体レーザ素子の低閾値電流密度特性を有効
に活用して低閾値電流を実現することができる。
がりを生ずる経路は、主にｐ〜1015cm-3の比較的
高抵抗のGRIN層１６であり、活性層１５下は低
抵抗のｎ−GRIN層１４及びｎ−AlGaAsクラツ
ド層１３であるため、電流がメサ部から活性層に
注入されるまでの電流拡がりは極めて小さく抑制
されている。このようにGRIN−SCH構造量子井
戸半導体レーザ素子の低閾値電流密度特性を有効
に活用して低閾値電流を実現することができる。
第４図は本発明の他の実施例を示す半導体レー
ザの断面模式図である。第１図と同様のダブルヘ
テロ接合で限定された活性層を有する多層構造を
MBE法によりｎ−GaAs基板１１上に成長させ
た後、SiO2膜をマスクとしてストライプ状のリ
ツジを形成し、再度その上に、ｎ−GaAs電流阻
止層３０（Si＝２×1018cm-3、2μｍ厚）をリツジ
外に選択成長させる。SiO2膜を除去した後、ｐ
側電極２０としてAuZn／Aun側電極２１として
AuGe／Ni／Auを形成する。メサ部下のストラ
イプ幅を4μｍ、共振器長を250μｍとした半導体
レーザ素子の場合840nｍで発振し、閾値電流は
８ｍＡであつた。このレーザ素子においても、ｐ
型クラツド層１７はメサ部以外で500Å以下と薄
層化されているため、第１図の実施例と同様の理
由により電流の横方向拡がりは極めて小さく抑制
されている。この実施例では、ｎ−GaAs層３０
による光吸収を用いて横モードを安定化している
ため、5μｍ程度の比較的広いストライプ幅まで
基本横モード発振が得られるが、吸収損が大きい
ため第１図の構造に比べて閾値電流は高くなる。
ザの断面模式図である。第１図と同様のダブルヘ
テロ接合で限定された活性層を有する多層構造を
MBE法によりｎ−GaAs基板１１上に成長させ
た後、SiO2膜をマスクとしてストライプ状のリ
ツジを形成し、再度その上に、ｎ−GaAs電流阻
止層３０（Si＝２×1018cm-3、2μｍ厚）をリツジ
外に選択成長させる。SiO2膜を除去した後、ｐ
側電極２０としてAuZn／Aun側電極２１として
AuGe／Ni／Auを形成する。メサ部下のストラ
イプ幅を4μｍ、共振器長を250μｍとした半導体
レーザ素子の場合840nｍで発振し、閾値電流は
８ｍＡであつた。このレーザ素子においても、ｐ
型クラツド層１７はメサ部以外で500Å以下と薄
層化されているため、第１図の実施例と同様の理
由により電流の横方向拡がりは極めて小さく抑制
されている。この実施例では、ｎ−GaAs層３０
による光吸収を用いて横モードを安定化している
ため、5μｍ程度の比較的広いストライプ幅まで
基本横モード発振が得られるが、吸収損が大きい
ため第１図の構造に比べて閾値電流は高くなる。
以上の２実施例ではｎ型クラツド層側の光ガイ
ド層１４をSi＝５×1017cm-3、ｐ型クラツド層側
の光ガイド側１６をアンドープのｐ〜1015cm-3と
したが、拡がり電流を抑制するにはｎ側の光ガイ
ド層を低抵抗、ｐ側の光ガイド層を高抵抗となる
ように、ｎ側の光ガイド層のキヤリア濃度をｎ≧
1017cm-3のｎ型、ｐ側の光ガイド層のキヤリア濃
度をｐ≦1010cm-3のｐ型とすれば良い。また各層
のドーパントもｎ型はSi、Te、Se等、ｐ型は
Be、Zn、Mg等が可能である。
ド層１４をSi＝５×1017cm-3、ｐ型クラツド層側
の光ガイド側１６をアンドープのｐ〜1015cm-3と
したが、拡がり電流を抑制するにはｎ側の光ガイ
ド層を低抵抗、ｐ側の光ガイド層を高抵抗となる
ように、ｎ側の光ガイド層のキヤリア濃度をｎ≧
1017cm-3のｎ型、ｐ側の光ガイド層のキヤリア濃
度をｐ≦1010cm-3のｐ型とすれば良い。また各層
のドーパントもｎ型はSi、Te、Se等、ｐ型は
Be、Zn、Mg等が可能である。
また、上記実施例のように高純度のMBE成長
ではアンドープで1016cm-3以下のｐ型を得ること
ができる。LPE（液相エピタキシヤル成長法）等
の他の成長法においてもアンドープで前述の範囲
のｎ型あるいはｐ型が得られる場合には適宜光ガ
イド層をアンドープとしてもよい。さらにｐ側の
光ガイド層はｎ≦1017cm-3のｎ型してもよい。こ
の場合、ｎ型の光ガイド層に注入された正孔は小
数キヤリアであるため、1μｍ以下の短い拡散長
に制限されて拡がり電流は抑制される。また、
1017cm-3以下のキヤリア濃度では活性層における
発光再結合に比べて、ガイド層中における再結合
は小さく、リモートジヤンクシヨンとしての注入
キヤリアの損失は大きくならない。
ではアンドープで1016cm-3以下のｐ型を得ること
ができる。LPE（液相エピタキシヤル成長法）等
の他の成長法においてもアンドープで前述の範囲
のｎ型あるいはｐ型が得られる場合には適宜光ガ
イド層をアンドープとしてもよい。さらにｐ側の
光ガイド層はｎ≦1017cm-3のｎ型してもよい。こ
の場合、ｎ型の光ガイド層に注入された正孔は小
数キヤリアであるため、1μｍ以下の短い拡散長
に制限されて拡がり電流は抑制される。また、
1017cm-3以下のキヤリア濃度では活性層における
発光再結合に比べて、ガイド層中における再結合
は小さく、リモートジヤンクシヨンとしての注入
キヤリアの損失は大きくならない。
素子構造は、上記実施例にみられるように発振
領域外でｐ側クラツド層を500Å以下に薄層化あ
るいは全て除去してかつ電流阻止を行なう構造で
あればどのような構造でもよい。例えば第４図の
実施例における電流阻止層３０は半絶縁性の
GaAsあるいはAlGaAs更にはポリイミドのよう
な樹脂でもよい。
領域外でｐ側クラツド層を500Å以下に薄層化あ
るいは全て除去してかつ電流阻止を行なう構造で
あればどのような構造でもよい。例えば第４図の
実施例における電流阻止層３０は半絶縁性の
GaAsあるいはAlGaAs更にはポリイミドのよう
な樹脂でもよい。
上記実施例では低閾値とするため活性層を60Å
幅の量子井戸構造としたが、活性層は一般に数百
Å〜2000Å程度の厚みをもつ層を通常のLPE法
やMO−CVD法で形成してもよい。また光ガイ
ド層もGRIN層ではなく一定の組成を有する層
や、２乗分布以外の組成変化を有するGRIN層で
もよい。更に材料はAlGaAs系に限らず、
InGaAsP系、InAlGaP系、AlGaAsSb系、
InGaAlAs系等を用いた半導体レーザに広く適用
できる。
幅の量子井戸構造としたが、活性層は一般に数百
Å〜2000Å程度の厚みをもつ層を通常のLPE法
やMO−CVD法で形成してもよい。また光ガイ
ド層もGRIN層ではなく一定の組成を有する層
や、２乗分布以外の組成変化を有するGRIN層で
もよい。更に材料はAlGaAs系に限らず、
InGaAsP系、InAlGaP系、AlGaAsSb系、
InGaAlAs系等を用いた半導体レーザに広く適用
できる。
＜発明の効果＞
以上詳説した如く、本発明によれば活性層をエ
ツチングすることなく、低閾値の半導体レーザを
実現することができるため、活性層のエツチング
時に形成される界面準位による歩留りや信頼性の
低下がなく実用上極めて有用である。
ツチングすることなく、低閾値の半導体レーザを
実現することができるため、活性層のエツチング
時に形成される界面準位による歩留りや信頼性の
低下がなく実用上極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体レーザ
素子の断面模式図である。第２図は従来のBHレ
ーザの断面模式図である。第３図は従来のリツジ
導波路型レーザの断面模式図である。第４図は本
発明の他の実施例を示す、半導体レーザの断面模
式図である。 １１……ｎ−GaAs基板、１２……ｎ−GaAs
バツフア層、１３……ｎ−クラツド層、１４……
ｎ−GRIN層、１５……量子井戸活性層、１６…
…アンドープGRIN層、１７……ｐ−クラツド
層、１８……キヤツプ層。
素子の断面模式図である。第２図は従来のBHレ
ーザの断面模式図である。第３図は従来のリツジ
導波路型レーザの断面模式図である。第４図は本
発明の他の実施例を示す、半導体レーザの断面模
式図である。 １１……ｎ−GaAs基板、１２……ｎ−GaAs
バツフア層、１３……ｎ−クラツド層、１４……
ｎ−GRIN層、１５……量子井戸活性層、１６…
…アンドープGRIN層、１７……ｐ−クラツド
層、１８……キヤツプ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 活性層と１対のクラツド層からなるダブルヘ
テロ接合構造に注入電流を狭窄するストライプ構
造を付加し、かつ前記活性層と前記各クラツド層
との間に光ガイド層を挿入した半導体レーザ素子
において、 前記ストライプ構造で電流狭窄を行う側の光ガ
イド層のキヤリア濃度が、基板側の光ガイド層の
キヤリア濃度より小さいことを特徴とする半導体
レーザ素子。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ素
子において、 前記ストライプ構造で電流狭窄を行う側の光ガ
イド層のキヤリア濃度がｐ型で、かつ1016cm-3以
下か、もしくはｎ型で、かつ1017cm-3以下であ
り、基板側の光ガイド層のキヤリア濃度がｎ型
で、かつ1017cm-3以上であることを特徴とする半
導体レーザ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61314275A JPS63164484A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ素子 |
| US07/136,671 US4845724A (en) | 1986-12-26 | 1987-12-22 | Semiconductor laser device having optical guilding layers of unequal resistance |
| EP87311420A EP0273726B1 (en) | 1986-12-26 | 1987-12-23 | A semiconductor laser device |
| DE87311420T DE3786339T2 (de) | 1986-12-26 | 1987-12-23 | Halbleiterlaservorrichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61314275A JPS63164484A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164484A JPS63164484A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH0531837B2 true JPH0531837B2 (ja) | 1993-05-13 |
Family
ID=18051398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61314275A Granted JPS63164484A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4845724A (ja) |
| EP (1) | EP0273726B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63164484A (ja) |
| DE (1) | DE3786339T2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2728672B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1998-03-18 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置、ダブルヘテロウエハおよびその製造方法 |
| JPH01293690A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JPH0231487A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
| JP2721185B2 (ja) * | 1988-07-25 | 1998-03-04 | 株式会社東芝 | リブ導波路型発光半導体装置 |
| US4961197A (en) * | 1988-09-07 | 1990-10-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
| JPH0279486A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-20 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| US5022036A (en) * | 1988-12-29 | 1991-06-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
| JP2807250B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1998-10-08 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
| NL8900748A (nl) * | 1989-03-28 | 1990-10-16 | Philips Nv | Straling-emitterende halfgeleiderinrichting en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke halfgeleiderinrichting. |
| US5182228A (en) * | 1989-06-29 | 1993-01-26 | Omron Corporation | Method of manufacturing a semiconductor light-emitting device |
| JPH0332080A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Omron Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| EP0450255B1 (en) * | 1990-04-06 | 1994-07-06 | International Business Machines Corporation | Process for forming the ridge structure of a self-aligned semiconductor laser |
| JPH04243216A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | 光導波路の製造方法ならびに光集積素子及びその製造方法 |
| US5625637A (en) * | 1991-03-28 | 1997-04-29 | Seiko Epson Corporation | Surface emitting semiconductor laser and its manufacturing process |
| US5329134A (en) * | 1992-01-10 | 1994-07-12 | International Business Machines Corporation | Superluminescent diode having a quantum well and cavity length dependent threshold current |
| JP3238783B2 (ja) * | 1992-07-30 | 2001-12-17 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| US5789772A (en) * | 1994-07-15 | 1998-08-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating surface light emitting devices |
| US5608234A (en) * | 1994-11-14 | 1997-03-04 | The Whitaker Corporation | Semi-insulating edge emitting light emitting diode |
| US5629232A (en) * | 1994-11-14 | 1997-05-13 | The Whitaker Corporation | Method of fabricating semiconductor light emitting devices |
| US6973109B2 (en) * | 2000-02-28 | 2005-12-06 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Semiconductor laser device having strain buffer layer between compressive-strain quantum well layer and tensile-strain barrier layer |
| DE10147791A1 (de) * | 2001-09-27 | 2003-04-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf der Basis eines Nitrid-Verbindungshalbleiters |
| WO2006033237A1 (ja) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Nec Corporation | 電流狭窄構造および半導体レーザ |
| US7778298B2 (en) * | 2005-03-30 | 2010-08-17 | Optoenergy, Inc. | Semiconductor laser device |
| JP4780993B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-09-28 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| JP2006286870A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザおよびそれを用いた光通信システム |
| DE102006011284A1 (de) * | 2006-02-28 | 2007-08-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaservorrichtung |
| US7403552B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-07-22 | Wisconsin Alumni Research Foundation | High efficiency intersubband semiconductor lasers |
| US7782920B2 (en) * | 2008-12-08 | 2010-08-24 | Coherent, Inc. | Edge-emitting semiconductor laser with photonic-bandgap structure formed by intermixing |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5710992A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor device and manufacture therefor |
| US4481631A (en) * | 1981-06-12 | 1984-11-06 | At&T Bell Laboratories | Loss stabilized buried heterostructure laser |
| GB2105099B (en) * | 1981-07-02 | 1985-06-12 | Standard Telephones Cables Ltd | Injection laser |
| JPS6187385A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-02 | Nec Corp | 埋め込み構造半導体レ−ザ |
| JPS6273687A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61314275A patent/JPS63164484A/ja active Granted
-
1987
- 1987-12-22 US US07/136,671 patent/US4845724A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-23 EP EP87311420A patent/EP0273726B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-23 DE DE87311420T patent/DE3786339T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0273726B1 (en) | 1993-06-23 |
| US4845724A (en) | 1989-07-04 |
| DE3786339D1 (de) | 1993-07-29 |
| DE3786339T2 (de) | 1994-01-20 |
| EP0273726A3 (en) | 1988-10-05 |
| JPS63164484A (ja) | 1988-07-07 |
| EP0273726A2 (en) | 1988-07-06 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |