JPH1012964A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH1012964A JPH1012964A JP16619396A JP16619396A JPH1012964A JP H1012964 A JPH1012964 A JP H1012964A JP 16619396 A JP16619396 A JP 16619396A JP 16619396 A JP16619396 A JP 16619396A JP H1012964 A JPH1012964 A JP H1012964A
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- emitting device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リッジ型半導体発光装置における発光特性の
向上、信頼性の向上、長寿命化を図る。 【解決手段】 導波方向に沿ってリッジ構造を有する半
導体発光装置において、そのリッジ７を、その導波方向
に沿う方向の両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、導波方向と
直交する方向に多数回往復するように揺らぐ形状とす
る。
向上、信頼性の向上、長寿命化を図る。 【解決手段】 導波方向に沿ってリッジ構造を有する半
導体発光装置において、そのリッジ７を、その導波方向
に沿う方向の両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、導波方向と
直交する方向に多数回往復するように揺らぐ形状とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置、
特に導波方向に沿ってリッジ構造を有する半導体発光装
置例えば半導体レーザーに係わる。
特に導波方向に沿ってリッジ構造を有する半導体発光装
置例えば半導体レーザーに係わる。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のリッジ構造を有する半導
体発光装置例えばＡｌＧａＡｓ系半導体レーザーの斜視
図を示す。この半導体レーザー、すなわち半導体発光装
置は、第１導電型の例えばｎ型の例えば単結晶ＧａＡｓ
による基体１上に、順次第１導電型のＡｌＧａＡｓによ
る第１導電型クラッド層２、例えばＧａＡｓによる活性
層３、第２導電型の例えばｐ型のＡｌＧａＡｓによる第
２導電型クラッド層４、例えばＧａＡｓによる第２導電
型のキャップ層５が連続的にエピタキシャル成長され
る。そして、このエピタキシャル成長半導体層に、その
キャップ層５を横切り活性層３に至ることのない深さの
ストライプ状の溝６を所要の間隔を保持して例えばエッ
チングによって形成して、対の溝６間にストライプ状の
リッジ７を形成する。これら溝６内には、第１導電型例
えばｐ型を有し、クラッド層４に比して屈折率の高い例
えばＧａＡｓによる光吸収ないしは電流狭窄層８がエピ
タキシャル成長によって形成される。
体発光装置例えばＡｌＧａＡｓ系半導体レーザーの斜視
図を示す。この半導体レーザー、すなわち半導体発光装
置は、第１導電型の例えばｎ型の例えば単結晶ＧａＡｓ
による基体１上に、順次第１導電型のＡｌＧａＡｓによ
る第１導電型クラッド層２、例えばＧａＡｓによる活性
層３、第２導電型の例えばｐ型のＡｌＧａＡｓによる第
２導電型クラッド層４、例えばＧａＡｓによる第２導電
型のキャップ層５が連続的にエピタキシャル成長され
る。そして、このエピタキシャル成長半導体層に、その
キャップ層５を横切り活性層３に至ることのない深さの
ストライプ状の溝６を所要の間隔を保持して例えばエッ
チングによって形成して、対の溝６間にストライプ状の
リッジ７を形成する。これら溝６内には、第１導電型例
えばｐ型を有し、クラッド層４に比して屈折率の高い例
えばＧａＡｓによる光吸収ないしは電流狭窄層８がエピ
タキシャル成長によって形成される。
【０００３】そして、キャップ層５上と、基体１の裏面
に鎖線図示のように、電極９および１０をオーミックに
被着形成する。
に鎖線図示のように、電極９および１０をオーミックに
被着形成する。
【０００４】このような構成による半導体レーザーは、
光吸収層ないしは電流狭窄層８が存在する部分下と、存
在しない部分下とでは、見かけ上の屈折率差が生じ、ま
たリッジ７に電流狭窄がなされることによって、横方向
の光閉じ込めおよびキャリアの閉じ込めがなされ、屈折
率ガイド型もしくは（および）利得ガイド型構成とな
る。
光吸収層ないしは電流狭窄層８が存在する部分下と、存
在しない部分下とでは、見かけ上の屈折率差が生じ、ま
たリッジ７に電流狭窄がなされることによって、横方向
の光閉じ込めおよびキャリアの閉じ込めがなされ、屈折
率ガイド型もしくは（および）利得ガイド型構成とな
る。
【０００５】ところで、上述の従来のリッジ型の半導体
レーザーにおいては、そのストライプ状リッジ７は、導
波方向に沿う相対向する両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、
殆ど一直線的もしくは１，２箇所程度で屈曲するものの
その大部分においては、直線的に延びるか、大きく彎曲
する曲線パターンとされる。
レーザーにおいては、そのストライプ状リッジ７は、導
波方向に沿う相対向する両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、
殆ど一直線的もしくは１，２箇所程度で屈曲するものの
その大部分においては、直線的に延びるか、大きく彎曲
する曲線パターンとされる。
【０００６】ところが、このような構成によるリッジ型
半導体レーザー、すなわち半導体発光装置において、そ
の発光特性、信頼性、寿命において、必ずしも満足でき
るものではない。
半導体レーザー、すなわち半導体発光装置において、そ
の発光特性、信頼性、寿命において、必ずしも満足でき
るものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
述したリッジ型半導体発光装置における発光特性、信頼
性、寿命の向上をはかる。
述したリッジ型半導体発光装置における発光特性、信頼
性、寿命の向上をはかる。
【０００８】すなわち、本発明においては、リッジ型半
導体発光装置においては、その例えばＡｌＧａＡｓによ
るリッジ７とその両側にエピタキシャル成長する例えば
ＧａＡｓによる光吸収ないしは電流狭窄層８との間の結
晶の力学的ストレスが、リッジの立ち上がり部分に集中
する応力によってリッジに沿って線状に生じ、結晶の欠
陥を発生し、これが発光特性の低下、信頼性の低下、短
寿命化を来すことの究明に基いて、この応力の集中を回
避する。
導体発光装置においては、その例えばＡｌＧａＡｓによ
るリッジ７とその両側にエピタキシャル成長する例えば
ＧａＡｓによる光吸収ないしは電流狭窄層８との間の結
晶の力学的ストレスが、リッジの立ち上がり部分に集中
する応力によってリッジに沿って線状に生じ、結晶の欠
陥を発生し、これが発光特性の低下、信頼性の低下、短
寿命化を来すことの究明に基いて、この応力の集中を回
避する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置は、導波方向に沿ってリッジ構造を有する半導体発
光装置において、そのリッジを、その導波方向に沿う方
向の両側縁が、導波方向と直交する方向に多数回往復す
るように揺らぐ形状とする。
装置は、導波方向に沿ってリッジ構造を有する半導体発
光装置において、そのリッジを、その導波方向に沿う方
向の両側縁が、導波方向と直交する方向に多数回往復す
るように揺らぐ形状とする。
【００１０】本発明構成においては、このように、その
リッジの側縁が幅方向に揺らぐ形状としたことによりリ
ッジの縁部、特にその立ち上がりにおける応力の集中を
分散することができる。
リッジの側縁が幅方向に揺らぐ形状としたことによりリ
ッジの縁部、特にその立ち上がりにおける応力の集中を
分散することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明による半導体発光装置の実
施の形態を説明する。図１は、本発明による半導体発光
装置、例えば半導体レーザーの一例の斜視図を示す。図
１を参照して本発明の一実施例をＡｌＧａＡｓ系半導体
レーザーに適用した場合について説明する。
施の形態を説明する。図１は、本発明による半導体発光
装置、例えば半導体レーザーの一例の斜視図を示す。図
１を参照して本発明の一実施例をＡｌＧａＡｓ系半導体
レーザーに適用した場合について説明する。
【００１２】この場合、例えば第１導電型の例えばｎ型
の例えば｛１００｝結晶面による単結晶ＧａＡｓによる
基体１上に、順次第１導電型のＡｌＧａＡｓによる第１
導電型クラッド層２、例えばＧａＡｓによる活性層３、
第２導電型の例えばｐ型のＡｌＧａＡｓによる第２導電
型クラッド層４、例えばＧａＡｓによる第２導電型のキ
ャップ層５が連続的にエピタキシャル成長される。そし
て、このエピタキシャル成長半導体層に、そのキャップ
層５を横切り活性層３に至ることのない深さのストライ
プ状の溝６を所要の間隔を保持して例えばエッチングに
よって形成して、対の溝６間にストライプ状のリッジ７
を形成する。これら溝６内には、第１導電型例えばｐ型
を有し、クラッド層４に比して屈折率の高い例えばＧａ
Ａｓによる光吸収ないしは電流狭窄層８がエピタキシャ
ル成長によって形成される。
の例えば｛１００｝結晶面による単結晶ＧａＡｓによる
基体１上に、順次第１導電型のＡｌＧａＡｓによる第１
導電型クラッド層２、例えばＧａＡｓによる活性層３、
第２導電型の例えばｐ型のＡｌＧａＡｓによる第２導電
型クラッド層４、例えばＧａＡｓによる第２導電型のキ
ャップ層５が連続的にエピタキシャル成長される。そし
て、このエピタキシャル成長半導体層に、そのキャップ
層５を横切り活性層３に至ることのない深さのストライ
プ状の溝６を所要の間隔を保持して例えばエッチングに
よって形成して、対の溝６間にストライプ状のリッジ７
を形成する。これら溝６内には、第１導電型例えばｐ型
を有し、クラッド層４に比して屈折率の高い例えばＧａ
Ａｓによる光吸収ないしは電流狭窄層８がエピタキシャ
ル成長によって形成される。
【００１３】そして、キャップ層５上と、基体１の裏面
に鎖線図示のように、電極９および１０をオーミックに
被着形成する。
に鎖線図示のように、電極９および１０をオーミックに
被着形成する。
【００１４】本発明においては、そのストライプ状のリ
ッジ７を、例えばその延長方向が、通常のように、＜０
１１＞方向となるように、フォトリソグラフィによっ
て、化学的ウエットエッチング、ドライエッチング等に
よって形成するが、そのパターンを、図２Ａにその平面
パターン図を示すように、リッジ７の導波方向に沿う方
向の相対向する両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、導波方向
に沿う方向の両側縁７Ｓ 1 および７Ｓ2 が、導波方向と
直交する方向に多数回往復する揺らぐ形状とする。すな
わちリッジ７の両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、リッジ７
の全長に比し充分小さいピッチをもって繰り返し往復屈
曲ないしは彎曲する非直線形状とする。
ッジ７を、例えばその延長方向が、通常のように、＜０
１１＞方向となるように、フォトリソグラフィによっ
て、化学的ウエットエッチング、ドライエッチング等に
よって形成するが、そのパターンを、図２Ａにその平面
パターン図を示すように、リッジ７の導波方向に沿う方
向の相対向する両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、導波方向
に沿う方向の両側縁７Ｓ 1 および７Ｓ2 が、導波方向と
直交する方向に多数回往復する揺らぐ形状とする。すな
わちリッジ７の両側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 が、リッジ７
の全長に比し充分小さいピッチをもって繰り返し往復屈
曲ないしは彎曲する非直線形状とする。
【００１５】このリッジ７は、図２にその平面パターン
を示すように、例えば図２Ａで示すように、周期的に繰
り返す波状の側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 とすることもでき
るし、図２Ｂに示すように、非周期的パターンとするこ
ともできるし、図２Ｃに示すように、凹凸に屈曲するパ
ターンとすることもできる。
を示すように、例えば図２Ａで示すように、周期的に繰
り返す波状の側縁７Ｓ1 および７Ｓ2 とすることもでき
るし、図２Ｂに示すように、非周期的パターンとするこ
ともできるし、図２Ｃに示すように、凹凸に屈曲するパ
ターンとすることもできる。
【００１６】このような構成による半導体レーザーは、
リッジの存在による欠陥の発生が回避されることが確か
められた。すなわち、ＣＬ（カソード・ルミネッセン
ス）トポグラフによって測定したところ欠陥の発生と思
われるような暗部のストライプの発生は認められなかっ
た。
リッジの存在による欠陥の発生が回避されることが確か
められた。すなわち、ＣＬ（カソード・ルミネッセン
ス）トポグラフによって測定したところ欠陥の発生と思
われるような暗部のストライプの発生は認められなかっ
た。
【００１７】本発明構成において、リッジ７の側縁７Ｓ
1 および７Ｓ2 の揺らぎが周期的である場合には、その
揺らぎのピッチＰによっては、ブラッグの反射すなわち
回折格子の効果を生じてしまうおそれがあるが、この周
期的パターンとする場合においては、導波光の真空中の
波長をλ0 とし、リッジの屈折率をｎするとき、そのピ
ッチＰは、λ0 ／ｎの５倍以上に選定するとき、この周
期的構造による回折格子効果を回避できることが確かめ
られた。
1 および７Ｓ2 の揺らぎが周期的である場合には、その
揺らぎのピッチＰによっては、ブラッグの反射すなわち
回折格子の効果を生じてしまうおそれがあるが、この周
期的パターンとする場合においては、導波光の真空中の
波長をλ0 とし、リッジの屈折率をｎするとき、そのピ
ッチＰは、λ0 ／ｎの５倍以上に選定するとき、この周
期的構造による回折格子効果を回避できることが確かめ
られた。
【００１８】また、リッジ７の側縁７Ｓ1 および７Ｓ2
における揺らぎによってリッジ幅が変化する場合、その
幅の変化は、その全長にわたる幅の平均値の１／１０〜
１にとどめるときリッジ導波の機能を損なうことがな
く、安定した発光がなされる半導体レーザーを構成する
ことができる。
における揺らぎによってリッジ幅が変化する場合、その
幅の変化は、その全長にわたる幅の平均値の１／１０〜
１にとどめるときリッジ導波の機能を損なうことがな
く、安定した発光がなされる半導体レーザーを構成する
ことができる。
【００１９】上述したように、本発明構成によるとき
は、リッジ７の側縁において、ＣＬトポグラフによる測
定において暗部の発生が認められなかったが、これはリ
ッジ７の側縁においてそのパターンを、導波方向と直交
する方向に多数回往復する揺らぐ形状としたことによっ
て、このリッジ７の側面、特にそのリッジの立ち上がり
縁部において、ストレスを分散することができたことに
よると思われる。
は、リッジ７の側縁において、ＣＬトポグラフによる測
定において暗部の発生が認められなかったが、これはリ
ッジ７の側縁においてそのパターンを、導波方向と直交
する方向に多数回往復する揺らぐ形状としたことによっ
て、このリッジ７の側面、特にそのリッジの立ち上がり
縁部において、ストレスを分散することができたことに
よると思われる。
【００２０】上述した例では、基体１が｛１００｝結晶
面で、リッジ７の延長方向、したがって導波方向を＜０
１１＞方向とした場合で、この場合、導波方向の両端、
すなわち光出射端面を（０１１）結晶面による劈開面に
よって構成することができるので、光学的にすぐれた面
とすることができるが、この端面を例えばエッチングに
よって光学的にすぐれた面として形成することができる
場合は、基板１の結晶面およびリッジ７の延長方向、し
たがって導波方向は上述した結晶面および結晶軸方向に
限るものではない。
面で、リッジ７の延長方向、したがって導波方向を＜０
１１＞方向とした場合で、この場合、導波方向の両端、
すなわち光出射端面を（０１１）結晶面による劈開面に
よって構成することができるので、光学的にすぐれた面
とすることができるが、この端面を例えばエッチングに
よって光学的にすぐれた面として形成することができる
場合は、基板１の結晶面およびリッジ７の延長方向、し
たがって導波方向は上述した結晶面および結晶軸方向に
限るものではない。
【００２１】上述した例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザーを例示し、第１導電型がｎ型で、第２導電型がｐ
型とした場合であるが、第１導電型がｐ型で、第２導電
型がｎ型である場合とか、他のＡｌＧａＩｎＰ系等の半
導体レーザー、また図１の構造に限らず種々の構成のリ
ッジ型半導体レーザーを始めとする各種半導体発光装置
に本発明を適用することができる。
ーザーを例示し、第１導電型がｎ型で、第２導電型がｐ
型とした場合であるが、第１導電型がｐ型で、第２導電
型がｎ型である場合とか、他のＡｌＧａＩｎＰ系等の半
導体レーザー、また図１の構造に限らず種々の構成のリ
ッジ型半導体レーザーを始めとする各種半導体発光装置
に本発明を適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明構成によれば、
リッジ７の側縁においてそのパターンを、導波方向と直
交する方向に多数回往復する揺らぐ形状としたことによ
って、このリッジ７の側面、特にその立ち上がり縁部に
おいて、ストレスを分散することができ、欠陥の発生を
効果的に回避できて、所要の発光特性を有する信頼性が
高く、長寿命の半導体発光装置を、歩留り良く得ること
ができるので、量産性の向上、したがってコストの低減
化をはかることができるなど、工業的に大きな利益をも
たらす。
リッジ７の側縁においてそのパターンを、導波方向と直
交する方向に多数回往復する揺らぐ形状としたことによ
って、このリッジ７の側面、特にその立ち上がり縁部に
おいて、ストレスを分散することができ、欠陥の発生を
効果的に回避できて、所要の発光特性を有する信頼性が
高く、長寿命の半導体発光装置を、歩留り良く得ること
ができるので、量産性の向上、したがってコストの低減
化をはかることができるなど、工業的に大きな利益をも
たらす。
【図１】本発明による半導体発光装置の一例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】Ａは、本発明装置のリッジのパターンの一例を
示す平面図である。Ｂは、本発明装置のリッジのパター
ンの他の例を示す平面図である。Ｃは、本発明装置のリ
ッジのパターンの他の例を示す平面図である。
示す平面図である。Ｂは、本発明装置のリッジのパター
ンの他の例を示す平面図である。Ｃは、本発明装置のリ
ッジのパターンの他の例を示す平面図である。
【図３】従来の半導体発光装置の斜視図である。
１ 基体、２ 第１導電型クラッド層、３ 活性層、４
第２導電型クラッド層、５ キャップ層、６ 溝、７
リッジ、８ 光吸収（電流狭窄）層
第２導電型クラッド層、５ キャップ層、６ 溝、７
リッジ、８ 光吸収（電流狭窄）層
Claims (4)
- 【請求項１】 導波方向に沿ってリッジ構造を有する半
導体発光装置において、 上記リッジが、 その導波方向に沿う方向の両側縁が、導波方向と直交す
る方向に多数回往復するように揺らぐ形状としたことを
特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 上記リッジの側縁の揺らぎが非周期的で
あることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装
置。 - 【請求項３】 上記リッジの側縁の揺らぎが周期的で、 上記揺らぎのピッチが、導波光の真空中の波長をλ0 と
し、リッジの屈折率をｎするとき、λ0 ／ｎの５倍以上
に選定することを特徴とする請求項２に記載の半導体発
光装置。 - 【請求項４】 上記リッジの側縁の揺らぎによって該リ
ッジの幅が変化する場合において、その幅の変化は、上
記リッジの全長にわたる幅の平均値の１／１０〜１とさ
れたことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16619396A JPH1012964A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16619396A JPH1012964A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1012964A true JPH1012964A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15826821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16619396A Pending JPH1012964A (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1012964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183821A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16619396A patent/JPH1012964A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183821A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
| JP4599836B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2010-12-15 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ素子 |
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