JPS6140080A - Semiconductor laser device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of interference fringes in a far field pattern, by a method wherein the tangent, which is 12 times the divergent angle of the laser output beam at which the beam intensity is 1/2 times the maximum value in the intensity distribution of the beam, is set such as to be smaller than a relationship specified by a cavity surface and an active layer. CONSTITUTION:An N type Al0.4Ga0.6As clad layer 2, an Al0.2Ga0.8As active layer 3, P type Al0.4Ga0.6As clad layer 4 and a P type GaAs cap layer 5, a positive electrode 8, a negative electrode 9 are provided on an N type GaAs substrate 1, and cavity surfaces 8 are formed by etching. The etching depth measured from the center of the active layer 3 is represented by (y), and the distance between the each surface 8 and the corresponding scribe surface 9 is represented by (x). The thickness of the active layer 3 is so set that the divergent angle theta at which the beam intensity is 1/e<2> (e: natural constant) times the maximum value in the intensity distribution of the laser output beam is 50 deg.. The thickness of the clad layer 2 is so set that the tangent which is 1/2 times the angle theta is smaller than the ratio between the depth (y) and the distance (x). Thus, it is possible to prevent the occurrence of interference fringes in a far field pattern.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光通信、光情報分野等に利用される半導体レ
ーザー装置に関するものである０従来例の構成とその問
題点 近年、光通信や光情報分野の発展には著しいものかあシ
、それらの実用化が急速に進展しているＯそうした中で
、半導体レーザーは光源として不可欠なものとなってい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor laser device used in the field of optical communication, optical information, etc. Although the field is making remarkable progress, and their practical application is progressing rapidly, semiconductor lasers have become indispensable as light sources.

半導体レーザーは一般にへき開法によってキャビティー
面を形成しているが、光ＩＣのように半導体レーザーと
ディテクターや駆動回路などの素子とをモノリシックに
集積化しようとする場合、へき開法は全く用いることは
できない。そのために、化埜エツチング法によるキャビ
ティー面の作製が試みられてきた。図は化学エツチング
法によってキャビティー面を形成した半導体レーザーの
一例である。１はｎ型ＧａＡｓ　１００基板、２はｎ型
Ａｌ！。、４Ｇａ０．６ＡＢクラッド層、３は”’０．
２”０．８Ａｓ活性層、４はｐ型Ａ７３　ｏ　、４　Ｇ
　ａ　ｏ　、ｅ　Ａ　ｓクラッド層、６はｐ型Ｇ　ａ　
Ａ　ｓキヤツプ層、ｅは正電極、７は負電極である。エ
ツチングによって０１１方向に沿ってキャビティー面８
を形成しておシ、エツチングはｎ型ＧａＡｓ　１００基
板にまで達している。Semiconductor lasers generally have a cavity surface formed by the cleavage method, but when trying to monolithically integrate a semiconductor laser with elements such as a detector and a drive circuit, such as in an optical IC, the cleavage method cannot be used at all. Can not. For this purpose, attempts have been made to fabricate a cavity surface using a chemical etching method. The figure shows an example of a semiconductor laser with a cavity surface formed by chemical etching. 1 is an n-type GaAs 100 substrate, 2 is an n-type Al! . , 4Ga0.6AB cladding layer, 3 is "'0.
2”0.8As active layer, 4 is p-type A73 o, 4 G
a o , e A s cladding layer, 6 is p-type Ga
As cap layer, e is a positive electrode, and 7 is a negative electrode. The cavity surface 8 is etched along the 011 direction.
The etching process reached the n-type GaAs 100 substrate.

Ａ１０．２Ｇａ０．８Ａｓ活性層３の中心から計ったエ
ツチングの深さをｙで表わしている。９はスクライブ面
である。キャビティー面８とスクライブ面ｅとの距離を
Ｘで示している。レーザー出力光はキャビティー面での
回折現象によシ広がっておシ、−活性層が薄いほど１０
０面に垂直な方向の広がり角は大きくなる。レーザー出
力光の広がりの強度分布の最大値に対して１／ｅ（ｅは
自然定数）倍になる所を広がり角θとした。The etching depth measured from the center of the A10.2Ga0.8As active layer 3 is represented by y. 9 is a scribe surface. The distance between the cavity surface 8 and the scribe surface e is indicated by X. The laser output light spreads out due to the diffraction phenomenon on the cavity surface, and the thinner the active layer is, the more
The spread angle in the direction perpendicular to the 0 plane becomes larger. The spread angle θ was defined as 1/e (e is a natural constant) times the maximum value of the spread intensity distribution of the laser output light.

従来、広がり角θと距離Ｘと深さｙどの最適化を行わず
半導体レーザーを作製していた。このため、広がり角θ
内にある光がｎ型ＧａＡｓ１００基板１のかどに当って
反射し、この反射光とレーザー出力光とが干渉して遠視
野像が楕円でなく干渉しまが現われて問題があった０　
　　　　゛発明の目的、 本発明は上記欠点に鑑みて、レニ、ザー光がＧａＡｓ基
板のかどに当らないようにした半導体し・−ザー装置を
提供することを目的とする。Conventionally, semiconductor lasers have been manufactured without optimizing the spread angle θ, distance X, and depth y. Therefore, the spread angle θ
There was a problem in that the light inside hit the edge of the n-type GaAs 100 substrate 1 and was reflected, and this reflected light interfered with the laser output light, causing the far-field image to appear as an interference stripe instead of an ellipse.
OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above drawbacks, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device in which laser light does not hit the edges of a GaAs substrate.

発明の構成 この目的を達成するために、本発明の半導体レーザー装
置はレーザー出力光の広がり角との関係でキャビティ一
端部の形状を最適化して構成されている。Structure of the Invention In order to achieve this object, the semiconductor laser device of the present invention is constructed by optimizing the shape of one end of the cavity in relation to the spread angle of laser output light.

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図曹を参照しながら説
明する。図は従来例で説明したとおシである。レーザー
出力光の広がり角θは、活性層３の厚さで決定される。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The figure is the same as that described in the conventional example. The spread angle θ of the laser output light is determined by the thickness of the active layer 3.

θが５０度となるように活性層３の成長を行った。レー
ザー出力光の広がり角θ内の光７５Ｅ　ｎ型ＧａＡｇ（
１００周板１のかどに当らないようにするためには −（θ／２）＜ｙ／ｘ となるようにＸとｙの値を決めてエツチング及びスクラ
イブを行う必要がある。ｎ型Ａ７０．４Ｇａ。、６Ａ８
クラッド層２の厚さは２μｍに成長させた。The active layer 3 was grown so that θ was 50 degrees. Light within the spread angle θ of the laser output light 75E n-type GaAg (
In order to avoid hitting the edges of the 100-round plate 1, it is necessary to perform etching and scribing by determining the values of X and y so that -(θ/2)<y/x. n-type A70.4Ga. ,6A8
The thickness of the cladding layer 2 was grown to 2 μm.

エツチングの深さｙは２０μｍとしてエツチングを行っ
た。従ってキャビティー面８とスクライブ面９との距離
Ｘは　−・ として決定することができた。Etching was performed with an etching depth y of 20 μm. Therefore, the distance X between the cavity surface 8 and the scribe surface 9 could be determined as -.

スクライブを行って距離Ｘが３０μｍ、３６μｍ。After scribing, the distance X is 30 μm and 36 μm.

４１μｍのレーザチップを作製し、遠視野像を見たが、
いずれも遠視野像に干渉しまけ見られなかった０ なお、本発明は前記実施例に限定されない。I made a 41μm laser chip and looked at the far-field image.
In either case, there was too much interference with the far-field image and it could not be seen. Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

θｔ　”　ｔ　ｙは −１ａ１１（θ／２）＜ｙ／ｘ となるようにすればθ、Ｘ、７はどのような値でもよい
。θ, X, and 7 may have any values as long as θt ” ty satisfies -1a11(θ/2)<y/x.

発明の効果 本発明の半導体レーザー装置は、θとＩとｙの最適化を
行ったもので、広がり角θ内にある光がＧ　ａ　Ａ　ｓ
基板のかどに当らず、遠視野像に干渉じまが現われない
ようにしだも・ので、その実用的効果は大なるものがあ
る。Effects of the Invention The semiconductor laser device of the present invention is one in which θ, I, and y are optimized, and the light within the spread angle θ is G a A s
Since it does not hit the edges of the substrate and prevents interference fringes from appearing in the far-field image, it has a great practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図はエツチングキャビティー半導体レーザー装置を示し
た図である。 １・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ＋　１ｏ　ｏ基板、２・・
・−・・・ｎ型ＡＺｏＬ４Ｇａｏ、ｅＡｓクラッド層、
３・・・・・・Ａｌｏ、２Ｇａ０．８ＡｓＩ活性層、４
・・・・・・ｐ型Ａ１０，４Ｇａ０．６Ａ８クラッド層
、６・・・・・・ｐ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓキャップ層、６・
・・・・・再電極、７・・・・・・負電極、８・・・・
・・キャビティー面、９・・・・・・スクライブ面。The figure shows an etching cavity semiconductor laser device. 1...N-type GaAs+ 1o substrate, 2...
... n-type AZoL4Gao, eAs cladding layer,
3...Alo, 2Ga0.8AsI active layer, 4
......p-type A10,4Ga0.6A8 cladding layer, 6...p-type Ga As cap layer, 6.
...Re-electrode, 7...Negative electrode, 8...
...Cavity surface, 9...Scribe surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] レーザー出力光の強度広がり分布の最大値に対して強度
が１／ｅ＾２（ｅ：自然定数）倍となる前記レーザー出
力光の広がり角の１／２倍の正接が、エッチングキャビ
ティー面に垂直に形成されたエッチング面と活性層中心
までの距離と、前記エッチングキャビティー面と前記エ
ッチングキャビティー面に平行に形成されたスクライブ
面との距離との比よりも小さいことを特徴とする半導体
レーザー装置。A tangent of 1/2 times the spread angle of the laser output light, where the intensity is 1/e^2 (e: natural constant) times the maximum value of the intensity spread distribution of the laser output light, is applied to the etching cavity surface. A semiconductor characterized in that the distance between an etched surface formed perpendicularly to the center of the active layer is smaller than the ratio of the distance between the etched cavity surface and a scribe surface formed parallel to the etched cavity surface. Laser equipment.