JPS6167285A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6167285A JPS6167285A JP18813284A JP18813284A JPS6167285A JP S6167285 A JPS6167285 A JP S6167285A JP 18813284 A JP18813284 A JP 18813284A JP 18813284 A JP18813284 A JP 18813284A JP S6167285 A JPS6167285 A JP S6167285A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- type gaas
- substrate
- semiconductor laser
- Prior art date
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- Pending
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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)
本発明は、各種電子機器、光学機器の光源として、近年
急速に用途が拡大し、需要の高まっている半導体レーザ
装置に関するものである。
急速に用途が拡大し、需要の高まっている半導体レーザ
装置に関するものである。
(従来例の構成とその問題点)
電子機器、光学機器のコヒーレント光源として半導体レ
ーザに要求される重要な性能に、低電流動作、単−横モ
ード発振があげられる。これらを −実現するた
めには、レーザ光が伝帳する活性領域付近にレーザ素子
中を流れる電流を集中するように、その拡がりを抑制し
、かつ光を閉じ込める必要がある。このような構造を有
する半導体レーザは通常ストライプ型半導体レーザと呼
ばれている。
ーザに要求される重要な性能に、低電流動作、単−横モ
ード発振があげられる。これらを −実現するた
めには、レーザ光が伝帳する活性領域付近にレーザ素子
中を流れる電流を集中するように、その拡がりを抑制し
、かつ光を閉じ込める必要がある。このような構造を有
する半導体レーザは通常ストライプ型半導体レーザと呼
ばれている。
比較的簡単なストライプ化の方法に、電流狭さくだけを
用いるものがある。具体的には、プレーナ型半導体レー
ザにプロトン照射を施したもの、Zn拡散を施したもの
、酸化膜などの絶縁膜を形成したもの、結晶成長等によ
り内部に電流狭さく領域をつくりつけたものが挙げられ
る。しかじなから、これらの方法にはそれぞれ重大な欠
点がある。
用いるものがある。具体的には、プレーナ型半導体レー
ザにプロトン照射を施したもの、Zn拡散を施したもの
、酸化膜などの絶縁膜を形成したもの、結晶成長等によ
り内部に電流狭さく領域をつくりつけたものが挙げられ
る。しかじなから、これらの方法にはそれぞれ重大な欠
点がある。
プロトン照射を施すと、プロトン照射時に半導体、レー
ザの各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザの特
性を損う事がある。zn拡散型の場合、700〜850
℃というような高温でZn拡散を行なう事が多く、Zn
等のドーパントが結晶中を移動したりして、p / n
接合を設計通り形成するのが難しいという問題がある。
ザの各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザの特
性を損う事がある。zn拡散型の場合、700〜850
℃というような高温でZn拡散を行なう事が多く、Zn
等のドーパントが結晶中を移動したりして、p / n
接合を設計通り形成するのが難しいという問題がある。
酸化膜などの絶縁膜による方法は、前記二つの方法と比
べ作製された半導体レーザ中での電流狭さくの効果が弱
い。
べ作製された半導体レーザ中での電流狭さくの効果が弱
い。
(発明の目的)
本発明は上記欠点に鑑み、内部に結晶成長等により、電
流狭さく領域をつくりつけたストライブ構造を有する半
導体レーザ装置を提供するものである。
流狭さく領域をつくりつけたストライブ構造を有する半
導体レーザ装置を提供するものである。
(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装置は
、半導体基板上に二重ヘテロ構造を含む多層薄膜を設け
、前記多層薄膜上にストライブ状の凸部の先端平坦面と
その隣接側面のない内角が鈍角で、前記隣接側面以外の
少なくとも一側面が前記先端平坦面となす内角が90°
以下である凸部を有し、前記凸部の両側面をp / n
接合を含む多層薄膜でとり囲むことにより構成される。
、半導体基板上に二重ヘテロ構造を含む多層薄膜を設け
、前記多層薄膜上にストライブ状の凸部の先端平坦面と
その隣接側面のない内角が鈍角で、前記隣接側面以外の
少なくとも一側面が前記先端平坦面となす内角が90°
以下である凸部を有し、前記凸部の両側面をp / n
接合を含む多層薄膜でとり囲むことにより構成される。
これらの構成により、内部に比較的強い電流狭さく用ス
トライプと効果的な光の閉じ込め領域を有し、しかも単
−横モード発振、低電流動作の半導体レーザ装置が実現
できる。
トライプと効果的な光の閉じ込め領域を有し、しかも単
−横モード発振、低電流動作の半導体レーザ装置が実現
できる。
(実施例の説明)
本発明の半導体レーザ装置について、一実施例を用いて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
半導体基板としてn型GaAs基板10(キャリア濃度
〜10”all−”)を用いる。この基板上に有機金属
気相エピタキシャル成長法(以下、MOCVD法とする
)により、第1図に示すようにn型GaAsバッファ層
19(キャリア濃度〜10”am−”)を1μs、n型
Ga、−xA#xA、クラッド層11を1.5μl、ア
ンドープGaz−yAIl!yA@活性層12(0≦y
<x : y<z)を0.1μs、 p型Ga、4A1
zA@クラッド層13を1.5μmエピタキシャル成長
させた。この時のMOCVD法による結晶成長条件の一
例を示す、成長速度は2μIl/時、成長温度は770
℃、全ガス流量は5Q/分、■族元素に対する■族元素
のモル比は40である。
〜10”all−”)を用いる。この基板上に有機金属
気相エピタキシャル成長法(以下、MOCVD法とする
)により、第1図に示すようにn型GaAsバッファ層
19(キャリア濃度〜10”am−”)を1μs、n型
Ga、−xA#xA、クラッド層11を1.5μl、ア
ンドープGaz−yAIl!yA@活性層12(0≦y
<x : y<z)を0.1μs、 p型Ga、4A1
zA@クラッド層13を1.5μmエピタキシャル成長
させた。この時のMOCVD法による結晶成長条件の一
例を示す、成長速度は2μIl/時、成長温度は770
℃、全ガス流量は5Q/分、■族元素に対する■族元素
のモル比は40である。
その後、第1図に示す様にp型Ga1−glzA、クラ
ッド層13上に、ピッチ300μ腸1幅5μmでフォト
レジストマスク18を残し、化学エツチングにより、第
2図に示す様な形状に加工する。第2図でP型Ga1−
tAIl*A*クラッド層13の膜厚層中3の厚い部分
が1.5μ濡、周辺の薄い部分が0.3μmとなるよう
にする。また、第2図の高さdl、d□はそれぞれ0.
2μ閣、1.0μ■とじた。そして凸部の側面S2は、
先端平坦面S1とのなす内角は鈍角で、側面S、と先端
平坦面S1とのなす内角は90’以下となるようにした
。なお、アンドープGa1−、AN、A、活性層12を
露出しない理由は、エツチングや結晶成長の時に、損傷
を受けるのを避けるためである。フォトレジストマスク
を除去し表面洗浄したのち、再びMOCVD法により、
第3図に示す様にn型GaAs電流阻止層14(キャリ
ア濃度〜I X 10’″(!I−”)を前述の成長条
件で1μmの厚さでエピタキシャル成長させ、さらにp
型GaAsコンタクト層16(キャリア濃度〜5X10
”am−”)を1.0 p rnの厚さで成長させる。
ッド層13上に、ピッチ300μ腸1幅5μmでフォト
レジストマスク18を残し、化学エツチングにより、第
2図に示す様な形状に加工する。第2図でP型Ga1−
tAIl*A*クラッド層13の膜厚層中3の厚い部分
が1.5μ濡、周辺の薄い部分が0.3μmとなるよう
にする。また、第2図の高さdl、d□はそれぞれ0.
2μ閣、1.0μ■とじた。そして凸部の側面S2は、
先端平坦面S1とのなす内角は鈍角で、側面S、と先端
平坦面S1とのなす内角は90’以下となるようにした
。なお、アンドープGa1−、AN、A、活性層12を
露出しない理由は、エツチングや結晶成長の時に、損傷
を受けるのを避けるためである。フォトレジストマスク
を除去し表面洗浄したのち、再びMOCVD法により、
第3図に示す様にn型GaAs電流阻止層14(キャリ
ア濃度〜I X 10’″(!I−”)を前述の成長条
件で1μmの厚さでエピタキシャル成長させ、さらにp
型GaAsコンタクト層16(キャリア濃度〜5X10
”am−”)を1.0 p rnの厚さで成長させる。
表面洗浄の後、n型GaAs基板10表面およびp型G
aAsエピタキシャル層表面にそれぞれp側オ―ミック
電極15およびn側オーミック電11i17を形成し。
aAsエピタキシャル層表面にそれぞれp側オ―ミック
電極15およびn側オーミック電11i17を形成し。
第3図の構造とした。
この構造に電流を流すと、ストライプ状の凸部上のn型
GaAs電流阻止層14には電流が流れない。
GaAs電流阻止層14には電流が流れない。
しかし、この層の両側から電流が流れ込み、p型Ga1
−8A#zA、クラッド層13のストライプ状の凸部に
狭さくされる。これは、第3図でP側片−ミック電極1
5を+、n側オーミック電極17.を−にすると、p型
Ga14AIIzA、クラッド層13とn型GaAs電
流阻止層14の界面が逆バイアスのp/n接合となり、
電流阻止の働きをするからである。また、この実施例で
は、n型GaAs電流阻止層14はアンドープGa、−
、l、A、活性層12より禁止帯幅が狭いので、光を吸
収し、その結果p型Ga、zAllzA、クラッド層1
3、のストライプ状の凸部に光も閉じ込められることと
なる。単−横モード発振し、 30mAの低し゛きい値
で動作する半導体レーザ装置が得られる。
−8A#zA、クラッド層13のストライプ状の凸部に
狭さくされる。これは、第3図でP側片−ミック電極1
5を+、n側オーミック電極17.を−にすると、p型
Ga14AIIzA、クラッド層13とn型GaAs電
流阻止層14の界面が逆バイアスのp/n接合となり、
電流阻止の働きをするからである。また、この実施例で
は、n型GaAs電流阻止層14はアンドープGa、−
、l、A、活性層12より禁止帯幅が狭いので、光を吸
収し、その結果p型Ga、zAllzA、クラッド層1
3、のストライプ状の凸部に光も閉じ込められることと
なる。単−横モード発振し、 30mAの低し゛きい値
で動作する半導体レーザ装置が得られる。
なお、本発明のp / n接合を形成する材料はGaA
s系、GaAllAs系以外の材料を用いてもよい。
s系、GaAllAs系以外の材料を用いてもよい。
また1本実施例ではGaAs系、Ga1As系半導体レ
ーザについて述べたが、InP系や他の多元混晶系を含
む化合物半導体を材料とする半導体レーザについても同
様に本発明を適用することが可能である。さらに導電性
基板として、p型基板を用いても半絶縁性基板を用いて
もよく、結晶成長を行なうのに他の物質供給律速の結晶
成長方法、たとえば分子線エピタキシャル成長法(通常
MBE法と呼ばれる)を用いてもよい。
ーザについて述べたが、InP系や他の多元混晶系を含
む化合物半導体を材料とする半導体レーザについても同
様に本発明を適用することが可能である。さらに導電性
基板として、p型基板を用いても半絶縁性基板を用いて
もよく、結晶成長を行なうのに他の物質供給律速の結晶
成長方法、たとえば分子線エピタキシャル成長法(通常
MBE法と呼ばれる)を用いてもよい。
(発明の効果)
本発明は、低電流動作で単−横モード発振する半導体レ
ーザ装置を提供するものであり、その実用的効果は著し
い。
ーザ装置を提供するものであり、その実用的効果は著し
い。
第1図ないし第3図は本発明の一実施例における半導体
レーザ装置の製造過程を示す図である。 10− n型GaAs基板、 11− n型Ga□
−x AII x A aクラッド層、12・・・アン
ドープGa、−、Ad、A、活性層12(0≦y<x;
y<z)、13 ・p型Ga1−1AlzA、クラッド
層、 14− n型GaAs電流阻止層、15・・・
p側オーミック電極、 16・・・ P型GaAsコ
ンタクト層、 17・・・n側オーミック電極、 18
・・・ フォトレジストマスク、 19・・・ n1!
t:1GaAsバッファ層、れ・・・フォトレジストマ
スクの幅、18 ・・・メサ形リッジ部分の幅、d、、
d、・・・ リッジの高さ。 特許出願人 松下電器産業株式会社 1・ 第1図 第2図 第3図
レーザ装置の製造過程を示す図である。 10− n型GaAs基板、 11− n型Ga□
−x AII x A aクラッド層、12・・・アン
ドープGa、−、Ad、A、活性層12(0≦y<x;
y<z)、13 ・p型Ga1−1AlzA、クラッド
層、 14− n型GaAs電流阻止層、15・・・
p側オーミック電極、 16・・・ P型GaAsコ
ンタクト層、 17・・・n側オーミック電極、 18
・・・ フォトレジストマスク、 19・・・ n1!
t:1GaAsバッファ層、れ・・・フォトレジストマ
スクの幅、18 ・・・メサ形リッジ部分の幅、d、、
d、・・・ リッジの高さ。 特許出願人 松下電器産業株式会社 1・ 第1図 第2図 第3図
Claims (1)
- 半導体基板上に二重ヘテロ構造を含む多層薄膜が設けら
れ、前記多層薄膜上はストライプ状の凸部を有するとと
もに、前記凸部の先端平坦面とその隣接側面のなす内角
が鈍角で、前記隣接側面以外の少なくとも一側面が前記
先端平坦面となす内角が90°以下であり、前記凸部の
両側面をp/n接合を含む多層薄膜でとり囲まれている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18813284A JPS6167285A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18813284A JPS6167285A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6167285A true JPS6167285A (ja) | 1986-04-07 |
Family
ID=16218289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18813284A Pending JPS6167285A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6167285A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62200786A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
US5128276A (en) * | 1990-02-19 | 1992-07-07 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device comprising a mesa |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP18813284A patent/JPS6167285A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62200786A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
US5128276A (en) * | 1990-02-19 | 1992-07-07 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device comprising a mesa |
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