JPS6174383A - 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS6174383A JPS6174383A JP19575984A JP19575984A JPS6174383A JP S6174383 A JPS6174383 A JP S6174383A JP 19575984 A JP19575984 A JP 19575984A JP 19575984 A JP19575984 A JP 19575984A JP S6174383 A JPS6174383 A JP S6174383A
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- thin film
- multilayer thin
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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、コヒーレント光源として、或いは高出力、高
密度、高輝度光源として、各種電子機器。
密度、高輝度光源として、各種電子機器。
光学8iJaに用いられる半導体レーザアレイ装置およ
びその製造方法に関するものである。
びその製造方法に関するものである。
(従来例の構成とその問題点)
半導体レーザアレイ装置の重要な用途の1つに高出力高
集積光源がある。これは、1チツプ内に多数のレーザ発
振領域を持ち、そのそれぞれが互いに近接し、レーザ光
の発振波長、位相等の特性が揃っている必要がある。従
来の液相エピタキシャル成長法により作製したレーザア
レイ装置では、基板につくりっけのストライプや成長エ
ピタキシャル層上でのZn拡散やプロトン照射、絶縁膜
によるストライプを用いるため、単位レーザ発振領域の
占めるチップ面精が比較的大きくなり、多数の発振領域
を適当な大きさのチップに集積するとき、その集積度は
低く、また、液相エピタキシャル、成長法を用いて作製
するため、レーザ光の発振波長のバラツキ等特性のバラ
ツキも大きくなる欠点がある。
集積光源がある。これは、1チツプ内に多数のレーザ発
振領域を持ち、そのそれぞれが互いに近接し、レーザ光
の発振波長、位相等の特性が揃っている必要がある。従
来の液相エピタキシャル成長法により作製したレーザア
レイ装置では、基板につくりっけのストライプや成長エ
ピタキシャル層上でのZn拡散やプロトン照射、絶縁膜
によるストライプを用いるため、単位レーザ発振領域の
占めるチップ面精が比較的大きくなり、多数の発振領域
を適当な大きさのチップに集積するとき、その集積度は
低く、また、液相エピタキシャル、成長法を用いて作製
するため、レーザ光の発振波長のバラツキ等特性のバラ
ツキも大きくなる欠点がある。
(発明の目的)
本発明は上記欠点に鑑み、レーザ光の発振波長などの特
性のバラツキが少なく、チップ上にレーザ発振領域を大
きな集積度で集積可能な構造を有する半導体レーザアレ
イ装置およびその製造方法を提供することを目的とする
。
性のバラツキが少なく、チップ上にレーザ発振領域を大
きな集積度で集積可能な構造を有する半導体レーザアレ
イ装置およびその製造方法を提供することを目的とする
。
(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アレ
イ装置は、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をなす内角が90°以下であるス
トライプ状の凸部を有し、かつ前記凸部の両側面がp−
n接合を含む多層薄膜でとり囲まれ、前記凸部直下の活
性層の共振器面および半導体接合面に平行な方向の長さ
が、2つの発振領域を持つのに十分な長さを有している
。この構成により、特性のバラツキが少なく、レーザ発
振領域を比較的大きな集積度で集積化することを可能と
する。
イ装置は、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をなす内角が90°以下であるス
トライプ状の凸部を有し、かつ前記凸部の両側面がp−
n接合を含む多層薄膜でとり囲まれ、前記凸部直下の活
性層の共振器面および半導体接合面に平行な方向の長さ
が、2つの発振領域を持つのに十分な長さを有している
。この構成により、特性のバラツキが少なく、レーザ発
振領域を比較的大きな集積度で集積化することを可能と
する。
(実施例の説明)
本発明の半導体レーザアレイ装置について、一実施例を
用いて具体的に説明する。
用いて具体的に説明する。
半導体基板としてn型GaAs基板10(キャリア濃度
:10”■−a)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。
:10”■−a)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“−GaAsバッファ
層11(キャリア濃度=10i″dl−”)を1μm、
n型Ga1−xAidxAsクラッド層12を1.5
p m、Ga1−、AらAs活性層13(O≦y(x;
y<z)を0.1μm、 p型Ga1−zAIIzAs
クラッド層14をL5ptrr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2μm/時、成長温度は770℃、全
ガス流量は512/分、■族元素に対する■族元素の供
給モル比は40である。その後、第1図に示すようにp
型Ga1−zizAsクラッド層14上にピッチ300
μm、[20μmでフォトレジストマスク15を残し、
化学エツチングにより、第2図に示すような形状に加工
する。第2図でp型Ga□−2AQzAsクラッド層1
4の膜厚は中央の厚い部分が1.5μm1周辺の薄い部
分が0.3μmとなるようにする。また、第2図のリッ
ジの高さd工jd2はそれぞれ0.2μI、1.0μ腸
とした。l工はフォトレジストマスクの幅、e2はメサ
型リッジ部分の幅である。
層11(キャリア濃度=10i″dl−”)を1μm、
n型Ga1−xAidxAsクラッド層12を1.5
p m、Ga1−、AらAs活性層13(O≦y(x;
y<z)を0.1μm、 p型Ga1−zAIIzAs
クラッド層14をL5ptrr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2μm/時、成長温度は770℃、全
ガス流量は512/分、■族元素に対する■族元素の供
給モル比は40である。その後、第1図に示すようにp
型Ga1−zizAsクラッド層14上にピッチ300
μm、[20μmでフォトレジストマスク15を残し、
化学エツチングにより、第2図に示すような形状に加工
する。第2図でp型Ga□−2AQzAsクラッド層1
4の膜厚は中央の厚い部分が1.5μm1周辺の薄い部
分が0.3μmとなるようにする。また、第2図のリッ
ジの高さd工jd2はそれぞれ0.2μI、1.0μ腸
とした。l工はフォトレジストマスクの幅、e2はメサ
型リッジ部分の幅である。
なお、Ga□−1AらAs活性層13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避けるためであ
る。フォトレジストを除去し表面洗浄したのち、再びM
OCVD法により、第3図に示すように、n+−GaA
s電流阻止層16(キャリア濃度:10”cn−”)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”−GaAsコンタクト層17(キャリア
濃度: 5X10”an−3)を1.0μmの厚さで成
長させる。
は、エツチングや結晶成長の時に損傷を避けるためであ
る。フォトレジストを除去し表面洗浄したのち、再びM
OCVD法により、第3図に示すように、n+−GaA
s電流阻止層16(キャリア濃度:10”cn−”)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”−GaAsコンタクト層17(キャリア
濃度: 5X10”an−3)を1.0μmの厚さで成
長させる。
表面洗浄の後、n型GaAs基板lOの表面およびP+
−GaAsコンタクト層17の表面にそれぞれオーミッ
ク電極18および19を形成し、第3図の構造とした。
−GaAsコンタクト層17の表面にそれぞれオーミッ
ク電極18および19を形成し、第3図の構造とした。
この構造のものに電流を流すと、ストライプ状の凸部上
のn”−GaAs電流阻止層16には電流が流れない。
のn”−GaAs電流阻止層16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Ga、
zA1zAsクラッド層14のストライプ状の凸部を通
して、第3図に示す活性領域20に流れ込む。
zA1zAsクラッド層14のストライプ状の凸部を通
して、第3図に示す活性領域20に流れ込む。
この時、第3図に示す、隣接する電流注入ストライプ間
の躍層dWが十分に離れておれば、活性領域20で、2
つのレーザ発振領域が形成される。70mAのしきい値
付近で2つのレーザ発振領域はほぼ同時に発振が起こり
、それぞれ安定な単−横モード発振が得られた。なお、
注入電流がストライプ状の凸部に狭さくされる理由は、
第3図でp側電極18を+、n側電極19を−にすると
、p型GaX−2izAsクラッド層14とn”−Ga
As電流阻止J’516の界面のp−n接合が逆バイア
スとなり、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”−GaAs電流阻止層16はGa1
−、AI!、As活性層13より禁止帯幅が狭いので光
を吸収し、その結果p型GaニーzAilzAsクラッ
ド514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。
の躍層dWが十分に離れておれば、活性領域20で、2
つのレーザ発振領域が形成される。70mAのしきい値
付近で2つのレーザ発振領域はほぼ同時に発振が起こり
、それぞれ安定な単−横モード発振が得られた。なお、
注入電流がストライプ状の凸部に狭さくされる理由は、
第3図でp側電極18を+、n側電極19を−にすると
、p型GaX−2izAsクラッド層14とn”−Ga
As電流阻止J’516の界面のp−n接合が逆バイア
スとなり、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”−GaAs電流阻止層16はGa1
−、AI!、As活性層13より禁止帯幅が狭いので光
を吸収し、その結果p型GaニーzAilzAsクラッ
ド514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。
ところで1通常のレーザアレイ装置では、1つのストラ
イプ状凸部直下の活性領域では、1つのレーザ発振領域
しか得られない。この構成が基本単位となりレーザアレ
イを形成する。しかしながら本発明の場今は、上記と異
なり、2つのレーザ発振領域を持つので、同数のレーザ
発振領域を持つレーザアレイを作製すると、チップは約
半分の体積となり小型化が可能である。
イプ状凸部直下の活性領域では、1つのレーザ発振領域
しか得られない。この構成が基本単位となりレーザアレ
イを形成する。しかしながら本発明の場今は、上記と異
なり、2つのレーザ発振領域を持つので、同数のレーザ
発振領域を持つレーザアレイを作製すると、チップは約
半分の体積となり小型化が可能である。
なお、本発明のp−n接合面を形成する材料はGaAs
系、Ga1As系以外の材料を用いてもよい。
系、Ga1As系以外の材料を用いてもよい。
また2本実施例では、GaAs系、GaAlAs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、また半絶縁性基
板を用いてもよく、結晶成長方法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。
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、また半絶縁性基
板を用いてもよく、結晶成長方法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)
本発明の半導体レーザアレイ装置は、低しきい値動作で
、単−横モード発振するレーザを高集積化することがで
きる4a造を有するものであり、その実用的効果は著し
い。
、単−横モード発振するレーザを高集積化することがで
きる4a造を有するものであり、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の半導体レーザ
アレイ装置の製造過程を示す図である。 10− n型GaAs基板、11− n”−GaAsバ
ッファ層、 12・・・n型Ga□−、AlxAsクラ
ッド層、 13・・・Ga、−、AN、As活性M(0
≦y<x;y<z)、14・・・p型Ga□−、Alx
Asクラッド層、15・・・ フォトレジストマスク、
16・・・n”−GaAs電流阻止層、17− p”−
GaAsコンタクト層、18 ・p側片−ミック電極、
19・・・n側オーミック電極、20・・・活性領域、
れ・・・フォトレジストマスクの幅、e2 ・・・メサ
形リッジ部分の幅、do。 d2・・・リッジの高さ、d、・・・隣接する電流注入
ストライブ間の距離。 第1図 第2図 第3図
アレイ装置の製造過程を示す図である。 10− n型GaAs基板、11− n”−GaAsバ
ッファ層、 12・・・n型Ga□−、AlxAsクラ
ッド層、 13・・・Ga、−、AN、As活性M(0
≦y<x;y<z)、14・・・p型Ga□−、Alx
Asクラッド層、15・・・ フォトレジストマスク、
16・・・n”−GaAs電流阻止層、17− p”−
GaAsコンタクト層、18 ・p側片−ミック電極、
19・・・n側オーミック電極、20・・・活性領域、
れ・・・フォトレジストマスクの幅、e2 ・・・メサ
形リッジ部分の幅、do。 d2・・・リッジの高さ、d、・・・隣接する電流注入
ストライブ間の距離。 第1図 第2図 第3図
Claims (2)
- (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、前記多層薄膜上に先端平坦面とその隣接側面
と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°以下である
ストライプ状の凸部が形成され、前記凸部の両側面がp
−n接合を含む多層薄膜でとり囲まれ、かつ前記凸部直
下の活性層の共振器面および半導体接合面に平行な方向
の長さが、2つの発振領域を持つのに十分な長さである
ことを特徴とする半導体レーザアレイ装置。 - (2)半導体基板上に表面にストライプ状の凸部を有す
るとともに二重ヘテロ構造を含む多層薄膜を形成する工
程と、前記ストライプ状の凸部の両側面を、有機金属気
相エピタキシャル成長方法又は分子線エピタキシャル成
長方法を用いてp−n接合を含む多層薄膜でとり囲む工
程とを含むことを特徴とする半導体レーザアレイ装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19575984A JPS6174383A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19575984A JPS6174383A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6174383A true JPS6174383A (ja) | 1986-04-16 |
Family
ID=16346482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19575984A Pending JPS6174383A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6174383A (ja) |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP19575984A patent/JPS6174383A/ja active Pending
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