JPH06188514A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH06188514A JPH06188514A JP35605392A JP35605392A JPH06188514A JP H06188514 A JPH06188514 A JP H06188514A JP 35605392 A JP35605392 A JP 35605392A JP 35605392 A JP35605392 A JP 35605392A JP H06188514 A JPH06188514 A JP H06188514A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- gaas
- ingap
- semiconductor laser
- ridge
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 端面劣化を抑制した、リッジ導波路型の半導
体レーザ素子を提供する。 【構成】 活性層５上にリッジメサを有する半導体レー
ザ素子において、リッジメサ底面と活性層５の距離を共
振器端面とその近傍において、他の部分よりも大きくす
る。
体レーザ素子を提供する。 【構成】 活性層５上にリッジメサを有する半導体レー
ザ素子において、リッジメサ底面と活性層５の距離を共
振器端面とその近傍において、他の部分よりも大きくす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ素子に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来技術】近年、ＧａＡｓ系半導体レーザ素子は、フ
ァイバアンプ用励起光源などへの用途拡大にともない、
高出力駆動という要求が高まっている。ところで、半導
体レーザ素子の光出力を増大させていくと、そのレーザ
端面には、瞬時に劣化する光学損傷や長時間動作させた
時に起こる端面腐食が観察される。これらは、端面（共
振器面）温度の上昇→バンドギャップの縮小→光吸収→
再結合電流→端面温度の上昇という現象のサイクルを繰
り返すことが原因と考えられている。これら光学損傷や
端面腐食は、いずれも、端面での光密度が増加するに従
って、劣化の程度が顕著になる。場合によっては、瞬時
劣化を誘発し、急激に発振を停止してしまう現象が観察
される。従って、端面近傍でのみ光密度を減少させ、光
密度による劣化の少ない半導体レーザ素子が望まれてい
た。そこで、光密度の増大を防ぐために、リッジメサを
有する素子では、リッジメサ幅を拡大するという手段が
とられていた。
ァイバアンプ用励起光源などへの用途拡大にともない、
高出力駆動という要求が高まっている。ところで、半導
体レーザ素子の光出力を増大させていくと、そのレーザ
端面には、瞬時に劣化する光学損傷や長時間動作させた
時に起こる端面腐食が観察される。これらは、端面（共
振器面）温度の上昇→バンドギャップの縮小→光吸収→
再結合電流→端面温度の上昇という現象のサイクルを繰
り返すことが原因と考えられている。これら光学損傷や
端面腐食は、いずれも、端面での光密度が増加するに従
って、劣化の程度が顕著になる。場合によっては、瞬時
劣化を誘発し、急激に発振を停止してしまう現象が観察
される。従って、端面近傍でのみ光密度を減少させ、光
密度による劣化の少ない半導体レーザ素子が望まれてい
た。そこで、光密度の増大を防ぐために、リッジメサを
有する素子では、リッジメサ幅を拡大するという手段が
とられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにリッジメサ幅を拡大すると、水平横モードが単峰
性を維持できなくなるという問題があった。
ようにリッジメサ幅を拡大すると、水平横モードが単峰
性を維持できなくなるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した半導体レーザ素子を提供するもので、活性層上に
共振器端面間にわたってリッジメサを有する半導体レー
ザ素子において、リッジメサ底面と活性層の距離が共振
器端面とその近傍において、他の部分よりも大きいこと
を特徴ものである。
決した半導体レーザ素子を提供するもので、活性層上に
共振器端面間にわたってリッジメサを有する半導体レー
ザ素子において、リッジメサ底面と活性層の距離が共振
器端面とその近傍において、他の部分よりも大きいこと
を特徴ものである。
【０００５】
【作用】リッジ導波路型半導体レーザ素子においては、
活性層に対して水平方向の光の閉じ込め、即ち、水平横
モードの制御は活性層に対するリッジメサの高さによっ
て行われている。リッジメサが高いほど、あるいは、活
性層とメサ低部の距離が小さいほど水平方向の光閉じ込
めは強くなり、光密度は上昇する。そこで、上述のよう
に、リッジメサ底面と活性層の距離を共振器端面とその
近傍において、他の部分よりも大きくすると、端面近傍
での活性層中の光密度が相対的に他の部分の活性層中の
光密度よりも低下し、端面における半導体レーザ素子の
劣化を防止することができる。
活性層に対して水平方向の光の閉じ込め、即ち、水平横
モードの制御は活性層に対するリッジメサの高さによっ
て行われている。リッジメサが高いほど、あるいは、活
性層とメサ低部の距離が小さいほど水平方向の光閉じ込
めは強くなり、光密度は上昇する。そこで、上述のよう
に、リッジメサ底面と活性層の距離を共振器端面とその
近傍において、他の部分よりも大きくすると、端面近傍
での活性層中の光密度が相対的に他の部分の活性層中の
光密度よりも低下し、端面における半導体レーザ素子の
劣化を防止することができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１、２は本発明にかかる半導体レ
ーザ素子の一実施例の横断面図およびそのＡ−Ａ縦断面
図である。本実施例の素子は、次のような工程で製造し
た。即ち、１）先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、厚さ
０．５μｍのｎ−ＧａＡｓ（ｎ＝１×１０18ｃｍ-3）バ
ッファ層２、厚さ１．５μｍのｎ−ＩｎＧａＰ（ｎ＝１
×１０18ｃｍ-3）下クラッド層３、厚さ０．０３μｍの
ｎ−ＧａＡｓ（ｎ＝３×１０17ｃｍ-3）下光閉じ込め層
４、厚さ８０Åのｐ−Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（ｐ＝３×
１０17ｃｍ-3）活性層５、厚さ０．０３μｍのｐ−Ｇａ
Ａｓ（ｐ＝３×１０17ｃｍ-3）上光閉じ込め層６、厚さ
０．２μｍのｐ−ＩｎＧａＰ（ｐ＝１×１０18ｃｍ-3）
第３上クラッド層７、厚さ５０Åのｐ+ −ＧａＡｓ（ｐ
＝１×１０18ｃｍ-3）第２エッチング停止層８、厚さ
０．４μｍのｐ−ＩｎＧａＰ（ｐ＝１×１０18ｃｍ-3）
第２上クラッド層９、厚さ５０Åのｐ+ −ＧａＡｓ（ｐ
＝１×１０18ｃｍ-3）第１エッチング停止層１０、厚さ
０．４μｍのｐ−ＩｎＧａＰ（ｐ＝１×１０18ｃｍ-3）
第１上クラッド層１１、厚さ０．５μｍのｐ+ −ＧａＡ
ｓ（ｐ＝４×１０19ｃｍ-3）キャップ層１２を順次積層
する。２）このようにして製作したエピウェハを用い
て、幅３μｍ、キャビティ長８００μｍのリッジメサを
形成する。リッジメサの側面は、両端面から５０μｍま
でを第１エッチング停止層１０までエッチングし、それ
よりも内側の領域を第２エッチング停止層８までエッチ
ングする。３）次いで、リッジメサの両側面をポリイミ
ド１５で埋め込み、ｐ電極１３、ｎ電極１４を形成す
る。
を詳細に説明する。図１、２は本発明にかかる半導体レ
ーザ素子の一実施例の横断面図およびそのＡ−Ａ縦断面
図である。本実施例の素子は、次のような工程で製造し
た。即ち、１）先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、厚さ
０．５μｍのｎ−ＧａＡｓ（ｎ＝１×１０18ｃｍ-3）バ
ッファ層２、厚さ１．５μｍのｎ−ＩｎＧａＰ（ｎ＝１
×１０18ｃｍ-3）下クラッド層３、厚さ０．０３μｍの
ｎ−ＧａＡｓ（ｎ＝３×１０17ｃｍ-3）下光閉じ込め層
４、厚さ８０Åのｐ−Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ（ｐ＝３×
１０17ｃｍ-3）活性層５、厚さ０．０３μｍのｐ−Ｇａ
Ａｓ（ｐ＝３×１０17ｃｍ-3）上光閉じ込め層６、厚さ
０．２μｍのｐ−ＩｎＧａＰ（ｐ＝１×１０18ｃｍ-3）
第３上クラッド層７、厚さ５０Åのｐ+ −ＧａＡｓ（ｐ
＝１×１０18ｃｍ-3）第２エッチング停止層８、厚さ
０．４μｍのｐ−ＩｎＧａＰ（ｐ＝１×１０18ｃｍ-3）
第２上クラッド層９、厚さ５０Åのｐ+ −ＧａＡｓ（ｐ
＝１×１０18ｃｍ-3）第１エッチング停止層１０、厚さ
０．４μｍのｐ−ＩｎＧａＰ（ｐ＝１×１０18ｃｍ-3）
第１上クラッド層１１、厚さ０．５μｍのｐ+ −ＧａＡ
ｓ（ｐ＝４×１０19ｃｍ-3）キャップ層１２を順次積層
する。２）このようにして製作したエピウェハを用い
て、幅３μｍ、キャビティ長８００μｍのリッジメサを
形成する。リッジメサの側面は、両端面から５０μｍま
でを第１エッチング停止層１０までエッチングし、それ
よりも内側の領域を第２エッチング停止層８までエッチ
ングする。３）次いで、リッジメサの両側面をポリイミ
ド１５で埋め込み、ｐ電極１３、ｎ電極１４を形成す
る。
【０００７】このようにして製作された素子は、共振器
面近傍における活性層５とリッジメサ低部の距離ｄ
1 が、その他の部分の距離ｄ2 よりも０．４μｍ（第２
上クラッド層９の厚さに相当）だけ長くなっており、リ
ッジメサの形状が長手方向について二段になっている。
面近傍における活性層５とリッジメサ低部の距離ｄ
1 が、その他の部分の距離ｄ2 よりも０．４μｍ（第２
上クラッド層９の厚さに相当）だけ長くなっており、リ
ッジメサの形状が長手方向について二段になっている。
【０００８】一方、比較例として、リッジメサ側面をす
べて第２エッチング停止層８までエッチングしたリッジ
導波路型半導体レーザ素子を製作した。これらの実施例
と比較例について、近視野像（ＮＦＰ）の水平方向の大
きさと、１００ｍＷ、５０℃、１０００時間でのＡＰＣ
試験後のしきい値電流の上昇率（ΔＩop）を測定した。
その結果を表１に示す。
べて第２エッチング停止層８までエッチングしたリッジ
導波路型半導体レーザ素子を製作した。これらの実施例
と比較例について、近視野像（ＮＦＰ）の水平方向の大
きさと、１００ｍＷ、５０℃、１０００時間でのＡＰＣ
試験後のしきい値電流の上昇率（ΔＩop）を測定した。
その結果を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１からわかるように、本実施例の半導体
レーザ素子は、ＮＦＰサイズが拡げられたことにより、
端面での光密度が低下し、端面劣化が抑制されている。
なお、リッジメサ底面と活性層の距離は、上記実施例の
ように階段状に変化するものに限定されるものでないこ
とはいうまでもない。
レーザ素子は、ＮＦＰサイズが拡げられたことにより、
端面での光密度が低下し、端面劣化が抑制されている。
なお、リッジメサ底面と活性層の距離は、上記実施例の
ように階段状に変化するものに限定されるものでないこ
とはいうまでもない。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、活
性層上に共振器端面間にわたってリッジメサを有する半
導体レーザ素子において、リッジメサ底面と活性層の距
離が共振器端面とその近傍において、他の部分よりも大
きいために、端面での光密度が低下し、端面劣化が抑制
されるという優れた効果がある。
性層上に共振器端面間にわたってリッジメサを有する半
導体レーザ素子において、リッジメサ底面と活性層の距
離が共振器端面とその近傍において、他の部分よりも大
きいために、端面での光密度が低下し、端面劣化が抑制
されるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例の横
断面図である。
断面図である。
【図２】上記実施例のＡ−Ａ縦断面図である。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ 下クラッド層 ４ 下光閉じ込め層 ５ 活性層 ６ 上光閉じ込め層 ７ 第３上クラッド層 ８ 第２エッチング停止層 ９ 第２上クラッド層 １０ 第１エッチング停止層 １１ 第１上クラッド層 １２ キャップ層 １３ ｐ電極 １４ ｎ電極 １５ ポリイミド
Claims (1)
- 【請求項１】 活性層上に共振器端面間にわたってリッ
ジメサを有する半導体レーザ素子において、リッジメサ
底面と活性層の距離が共振器端面とその近傍において、
他の部分よりも大きいことを特徴とする半導体レーザ素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35605392A JPH06188514A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35605392A JPH06188514A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188514A true JPH06188514A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18447090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35605392A Pending JPH06188514A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06188514A (ja) |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP35605392A patent/JPH06188514A/ja active Pending
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