KR20000035300A - 반도체 레이저 - Google Patents

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KR20000035300A
KR20000035300A KR1019990049234A KR19990049234A KR20000035300A KR 20000035300 A KR20000035300 A KR 20000035300A KR 1019990049234 A KR1019990049234 A KR 1019990049234A KR 19990049234 A KR19990049234 A KR 19990049234A KR 20000035300 A KR20000035300 A KR 20000035300A
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stripe
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semiconductor laser
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KR1019990049234A
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히라타쇼지
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

수율의 향상을 도모하면서 단면(端面) 부근의 밴드갭(bandgap)을 넓게 할 수 있고, 나아가서는 신뢰성의 향상, 최대 광 출력의 증대가 도모되는 반도체 레이저를 제공한다. 역(逆) 메사(mesa) 방향으로 스트라이프형의 불균일한 형상을 가지는 화합물 반도체 기판 상에, 클래드층(cladding layer), 활성층 등으로 이루어지는 다층막 반도체 레이저 구조를 가지는 것으로서, 1회의 MOCVD 결정 성장(結晶成長) 스텝에 의해 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착(狹窄)을 위한 전류 블록층이 존재하는 BH 구성의 SDH 구조를 가지는 반도체 레이저에 있어서, 스트라이프부의 단면부의 스트라이프 폭을 공진기 방향에서 중앙부의 스트라이프 폭보다 크게 설정하고, 단면부에서의 활성층의 두께를 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇게 형성하고, 단면부에서의 활성층의 밴드갭을 중앙부에서의 활성층의 밴드갭보다 넓게 구성한다.

Description

반도체 레이저 {SEMICONDUCTOR LASER}
본 발명은 SDH(Separated Double Heterostructure) 구조를 구비한 반도체 레이저에 관한 것이다.
도 10 및 도 11은 SDH 구조를 가지는 종래의 반도체 레이저를 나타낸 도면이며, 도 10은 평면도, 도 11은 도 10의 A-A선에서의 단면도이다.
이 반도체 레이저(10)는 p형 화합물 반도체(GaAs) 기판(11)의 한 주면(主面)이 (100) 결정면(結晶面)을 가지고, 이 주면(11a)에 스트라이프형(도 11에서는, 지면과 직교하는 방향으로 연장되는 스트라이프)으로 메사(mesa)형 돌기(11b)가 형성되어 있다.
이 스트라이프형 메사 돌기(11b)를 가지는 반도체 기판(11)의 주면(11a) 상에, 1회의 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition; 유기 금속 기상 성장법) 결정 성장 스텝에 의해 연속적으로, p형의 제1 클래드층(cladding layer)(12), 저불순물 또는 언도프(undoped)의 활성층(13), 및 n형의 제2 클래드층(14)을 에피택시얼 성장시킨 단면(斷面)이 3각형상인 에피택시얼 성장층이 형성되어 있다.
p형의 전류 블록층(15)이 메사형 돌기(11b) 상에 형성된 p형의 제1 클래드층(12), 활성층(13), 및 제2 클래드층(14)을 포함하는 에피택시얼층의 양 측면에 접하여 형성되어 있다.
또한, 전류 블록층(15) 및 메사형 돌기(11b) 상에 형성된 제2 클래드층(14) 상에, n형의 클래드층(16)이 형성되고, 이 클래드층(16) 상에 n형의 캡층(17)이 형성되어 있다.
n형 캡층(17)의 위에는, Ti/Pt/Au 전극과 같은 n측 전극(18)이 형성되어 있다.
한편, p형 기판(11)의 이면(裏面)에는, AuGe/Ni/Au 전극과 같은 p측 전극(19)이 형성되어 있다.
그리고, 반도체 레이저(10)의 공진기(共振器) 방향의 스트라이프부(10a)의 폭은 균일하게 설정되어 있다.
이와 같이, 반도체 레이저(10)는 SDH 구조를 사용하기 때문에, 복잡한 구조가 1회의 MOCVD 결정 성장 스텝에 의해 제작 가능하여, 비교적 안정되고 균일한 특성을 얻을 수 있다.
그러나, 전술한 레이저 구조에서는, 공진기의 단면(端面) 부근에서, 계면 준위(界面準位), 열 방출 효율의 악화, 높은 광밀도, 및 다른 요인에 의해 밴드갭(bandgap)(Eg)이 발광 영역보다 작아지기 쉽고, 내부에서 발생한 레이저광을 흡수하여, 보다 많은 발열, 그리고 최고 발진 출력의 제한, 경우에 따라서는 단면 파괴를 일으킬 우려도 있어, 레이저의 신뢰성을 저하시키고 있었다.
특히, 스트라이프 폭이 10㎛ 이상으로 설정된 브로드(broad) 스트라이프 레이저에서 와트(W) 클래스의 레이저광을 출력하는 경우, 단면으로부터의 열화가 진행되는 경우가 있다.
따라서, 단면 보호를 행하는 것이 레이저의 신뢰성의 점에서 중요하게 된다.
이 점에 관해서, 단면 부근의 밴드갭(Eg)을 상승시키는, 이른바 창 구조가 제안되어 있다.
이것에는, 밴드갭(Eg)이 높은 재료로 매입(埋入)하는 방법, 및 불순물(Zn 등)을 확산하고, 초격자(超格子) 구조를 파괴하여, 밴드갭(Eg)을 상승시키는 방법의 2개 방법이 알려져 있다.
그러나, 양 방법 모두 복잡한 프로세스 기술에 의존하고 있기 때문에, 수율 등을 나쁘게 할 가능성이 높다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 수율의 향상을 도모하면서 단면 부근의 밴드갭을 넓게 할 수 있고, 나아가서는 신뢰성의 향상, 최대 광 출력의 증대가 도모되는 반도체 레이저를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명에 관한 반도체 레이저의 제1 실시예를 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 A-A선에서의 단면도.
도 3은 도 1의 B-B선에서의 단면도.
도 4는 MOCVD 성장에서의 마이그레이션(migration)의 효과를 설명하기 위한 도면.
도 5는 (111) B면에 의해 에워싸인 메사(mesa) 돌기 상의 단면(斷面) 3각형부에서의 막 두께의 변화에 대하여 설명하기 위한 도면.
도 6은 SDH 구조가 양측에도 있는 경우의 마이그레이션 효과를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 관한 반도체 레이저의 제2 실시예를 나타낸 평면도.
도 8은 도 7의 A-A선에서의 간략 단면도.
도 9는 도 7의 B-B선에서의 간략 단면도.
도 10은 종래의 반도체 레이저의 평면도.
도 11은 도 10의 A-A선에의 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100, 100A: 반도체 레이저, 100a: 스트라이프부, 100b: 단면부(端面部), 100c: 중앙부, 101: p형 반도체 기판, 101a: 주면, 101b: 메사형 돌기, 102: p형 제1 클래드층, 103: 활성층, 103b: 단면부의 활성층, 100c: 중앙부의 활성층, 104: n형 제2 클래드층, 105: p형 전류 블록층, 106: n형 클래드층, 107: n형 캡층, 108: n측 전극, 109: p측 전극, 110: 제2 스트라이프부.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 결정면의 주면에 스트라이프형의 메사형 돌기가 형성된 반도체 기판 상에, 제1 도전형의 제1 클래드층과, 활성층과, 제2 도전형의 제2 클래드층이 차례로 에피택시얼 성장된 에피택시얼 성장층을 가지고, 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착을 위한 전류 블록층이 존재하는 SDH(Separated Double Heterostructure) 구조를 구비한 반도체 레이저로서, 공진기 방향에서 단면부의 상기 스트라이프 폭이 중앙부의 스트라이프 폭보다 크게 설정되어 있고, 단면부에서의 활성층의 밴드갭이 중앙부에서의 활성층의 밴드갭보다 넓다.
또, 본 발명에서는 단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇다.
또, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 결정면의 주면에 스트라이프형의 메사형 돌기가 형성된 반도체 기판 상에, 제1 도전형의 제1 클래드층과, 활성층과, 제2 도전형의 제2 클래드층이 차례로 에피택시얼 성장된 에피택시얼 성장층을 가지고, 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착을 위한 전류 블록층이 존재하는 SDH 구조를 구비한 반도체 레이저로서, 상기 스트라이프부에는 공진기 방향보다 폭이 좁은 복수개의 제2 스트라이프부가 형성되어 있다.
또, 본 발명에서는, 상기 제2 스트라이프부는 공진기 방향에서의 중앙부에 형성되고, 단면부에서는 제2 스트라이프부가 융합되어, 하나의 광폭(廣幅) 스트라이프를 형성하고 있다.
또, 본 발명에서는, 단면부에서의 활성층의 밴드갭이 중앙부에서의 활성층의 밴드갭보다 넓다.
또, 본 발명에서는, 단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇다.
본 발명에 의하면, 이른바 마이그레이션 효과에 의해, 스트라이프 폭이 작게 설정된 중앙부에서는 메사 돌기 상의 단면 3각형부 내에서 상방으로 활성층이 형성되기 쉽다. 즉, 중앙부의 활성층의 두께는 두꺼워진다.
이에 대하여, 스트라이프 폭이 크게 설정된 단면부에서는, 메사 돌기 상의 단면 3각형부 내에서 하방으로 활성층이 형성되기 쉽다. 즉, 단면부의 활성층의 두께는 얇아진다.
이와 같이, 단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇게 형성되기 때문에, 단면부에서 중앙부와 비교하여 양자(量子) 우물 구조를 사용한 경우, 그 밴드갭 에너지가 상승한다.
그 결과, 단면부의 광 흡수량이 적어져, 발열이 적어진다. 즉, 단면부가 강화된다.
또, 본 발명에 의하면, 스트라이프부의 중앙부는 어레이형의 SDH 구조로 되어 있기 때문에, 양측으로부터의 마이그레이션 증강 효과로 양자 우물 활성층의 막이 두껍게 형성된다.
한편, 단면부의 활성층의 막 두께는 스트라이프 폭이 넓기 때문에, 마이그레이션 효과가 적어, 중앙부보다 얇게 형성된다.
이와 같이, 단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇게 형성되기 때문에, 단면부에서 중앙부와 비교하여 양자 우물 구조를 사용한 경우, 그 밴드 갭 에너지가 상승한다.
그 결과, 단면부의 광 흡수량이 적어져, 발열이 적어진다. 즉, 단면부가 강화된다.
또, 단면부에서는 제2 스트라이프부가 융합되어, 하나의 광폭 스트라이프를 형성하고 있기 때문에, 근시야상(近視野像)은 균일 발광으로 된다.
또, SDH 구조를 사용하기 때문에, 복잡한 구조가 1회의 MOCVD 성장으로 제작 가능하다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명에 관한 반도체 레이저의 제1 실시예를 나타낸 평면도, 도 2는 도 1의 A-A선에서의 단면도, 도 3은 도 1의 B-B선에서의 단면도이다.
본 반도체 레이저(100)는 역메사 방향으로 스트라이프형의 불균일한 형상을 가지는 화합물 반도체 기판 상에 클래드층, 활성층 등으로 이루어지는 다층막 반도체 레이저 구조를 가지는 것으로서, 1회의 MOCVD(유기 금속 기상 성장법) 결정 성장 스텝에 의해 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착을 위한 전류 블록층이 형성되는 BH(Buried Hetero Structure) 구성의, 이른바 SDH 구조를 가지며, p형 기판을 사용한 것이다.
그리고, 본 반도체 레이저(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 스트라이프부(100a)의 공진기 방향에서 단면부(100b)의 스트라이프 폭이 중앙부(100c)의 스트라이프 폭보다 크게 설정되어 있고, 단면부(100b)에서의 활성층의 밴드갭(Egb)이 중앙부(100c)에서의 활성층의 밴드갭(Egc)보다 크게 구성되어 있다.
이 밴드갭의 조정은 활성층의 막 두께에 의해 행해지고 있다. 구체적으로는, 단면부(100b)에서의 활성층의 두께가 중앙부(100c)에서의 활성층의 두께보다 얇게 형성되어 있다.
다음에, 반도체 레이저(100)의 구체적인 구조에 대하여 설명한다.
본 반도체 레이저(100)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 도전형, 예를 들면 p형의 화합물 반도체(GaAs) 기판(101)의 한 주면이 (100) 결정면을 가지고, 이 주면(101a)에 스트라이프형(도 2 및 도 3에서는, 지면과 직교하는 방향으로 연장되는 스트라이프)으로 메사형 돌기(101b)가 형성되어 있다.
이 스트라이프형 메사 돌기(101b)를 가지는 반도체 기판(101)의 주면(101a) 상에, 1회의 MOCVD 결정 성장 스텝에 의해 연속적으로, p형의 제1 클래드층(Al0.4Ga0.6As)(102), 저불순물 또는 언도프(undoped)의 활성층(Al0.12Ga0.88As) (103), 및 제2 도전형(n형)의 제2 클래드층(Al0.4Ga0.6As)(104)을 에피택시얼 성장시킨 단면이 3각형인 에피택시얼 성장층이 형성되어 있다.
여기에서, 활성층(103)의 두께는 스트라이프부(100a)의 단면부(100b)의 스트라이프 폭을 공진기 방향에서 중앙부(100c)의 스트라이프 폭보다 크게 설정하고 있기 때문에, 후술하는 마이그레이션 효과에 의해, 단면부(100b)에서의 활성층(103b)(도 2)의 두께가 중앙부(100c)에서의 활성층(100c)(도 3)의 두께보다 얇게 형성된다.
이와 같이, 단면이 3각형상인 에피택시얼 성장층이 형성되지만, 이는 다음의 이유에 기인한다.
즉, 스트라이프형의 메사형 돌기(101b)의 형상과 그 결정 방위와의 관계가 소정의 관계를 가지도록 선정되고, 그 상면의 (100)면에 대하여 각도가 약 55°인 (111) B결정면에 의한 사면(斜面)의 단층부가 형성된다.
이는 기체(101) 상의 메사 돌기(101b) 상에 성장된 에피택시얼층에 (111) B면이 일단 형성되기 시작하면, 이 (111) B면 상의 에피택시얼 성장 속도는, 다른 예를 들면 (100) 결정면의 성장 속도에 비해, 수십분의 1 이하 정도나 낮기 때문에 그 단층부가 (111) B에 의한 사면에 따라 생긴다.
따라서, 메사 돌기(101b) 상에는 단면 3각형의 에피택시얼 성장층이 단층부사이에 끼워져 형성된다.
그리고, p형의 전류 블록층(105)이 메사형 돌기(101b) 상에 형성된 p형의 제1 클래드층(102), 활성층(103), 및 제2 클래드층(104)을 포함하는 에피택시얼층의 양 측면에 접하여 형성되어 있다.
또한, 전류 블록층(105) 및 메사형 돌기(101b) 상에 형성된 제2 클래드층(104) 상에, n형의 클래드층(106)이 형성되고, 이 클래드층(106) 상에 n형의 캡층(107)이 형성되어 있다.
n형 캡층(107) 상에는, Ti/Pt/Au 전극과 같은 n측 전극(108)이 형성되어 있다.
한편, p형 기판(101)의 이면에는, AuGe/Ni/Au 전극과 같은 p측 전극(109)이 형성되어 있다.
그리고, 전류 블록층(Al0.1Ga0.9As)(105)은 SDH 구조 제작 상의 특징으로서 자유로이 그 조성과 극성을 선택할 수 있다.
이상과 같은 구조를 가지는 반도체 레이저(100)에서는 전술한 바와 같이, 활성층(103)의 두께는 스트라이프부(100a)의 공진기 방향에서 단면부(100b)의 스트라이프 폭을 중앙부(100c)의 스트라이프 폭보다 크게 설정하고 있기 때문에, 마이그레이션 효과에 의해, 단면부(100b)에서의 활성층(103b)의 두께가 중앙부(100c)에서의 활성층(100c)의 두께보다 얇게 형성되지만, 다음에 그 이유에 대하여, 도면(도 4, 도 5, 도 6)과 관련하여 설명한다.
도 4는 MOCVD 성장에서의 마이그레이션 효과를 설명하기 위한 도면이다.
SHD 구조와 같은 불균일한 기판 상에 성장시키는 경우, 전술한 바와 같이, (111) B면이 형성되고, 그 위에서는 성장이 억제되는 것이 알려져 있다.
이 상태에서 (111) B면에 의해 에워싸인, 메사 돌기(101b) 상의 단면 3각형부에, 활성층 박막을 형성하면, 도 4 중에 파선으로 나타낸 영역에 공급되는 원료는, 성장이 저지되고 있기 때문에, 마이그레이션에 의해 근방의 성장 가능 영역으로 이동하여 막 형성이 일어난다.
원료의 마이그레이션 거리는 성장 조건이나 원료에 따라서도 상이하나, A1 원료로 2 ㎛ 정도, Ga 원료로 10㎛ 정도이다.
즉, 그 정도의 거리에 있는 활성층의 두께를 두껍게 하는 기능을, 성장 억지 영역에 공급된 원료가 행하는 것을 알 수 있다.
또, 도 5는 (111) B면에 의해 에워싸인 메사 돌기(101b) 상의 단면 3각형부에서의 막 두께의 변화에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 메사 돌기(101b) 상의 단면 3각형부에서 상방으로 진행할 수록, 즉 결정 성장이 클 수록, 성장 억지 영역(도 4 중 파선으로 나타낸 영역)의 폭이 넓어지기 때문에, 마이그레이션 효과가 강해져 막 두께가 두꺼워진다.
즉, 메사 돌기(101b) 상의 단면 3각형부 내에서 정상에 활성층을 형성하는 것은, 바닥에 형성된 두께가 작아지는 것을 의미하고 있다.
따라서, 스트라이프 폭이 작게 설정된 중앙부(100c)에서는, 메사 돌기(101b) 상의 단면 3각형부 내에서 정상에 활성층이 형성되기 쉽다. 즉, 중앙부(100c)의 활성층(103c)의 두께는 두꺼워진다.
이에 대하여, 스트라이프 폭이 크게 설정된 단면부(100b)에서는, 메사 돌기(101b) 상의 단면 3각형부 내에서 바닥에 활성층이 형성되기 쉽다. 즉, 단면부(100b)의 활성층(103b)의 두께는 얇아진다.
이와 같이, 단면부(100b)에서의 활성층(103b)(도 2)의 두께가 중앙부(100c)에서의 활성층(100c)(도 3)의 두께보다 얇게 형성되기 때문에, 단면부(100b)에서 중앙부와 비교하여 양자 우물 구조를 사용한 경우, 그 밴드갭 에너지(Egb)를 상승시킬 수 있다.
그 결과, 단면부(100b)의 광 흡수량이 적어져, 발열이 적어진다.
즉, 단면부가 강화된다.
예를 들면, 정전기 내성이 강화된다. 환언하면, 서지(surge) 전류 인가에 의한 레이저 단면의 손상이 억제된다.
그리고, 도 6은 SDH 구조가 양측에도 있는 경우의 마이그레이션 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이와 같이, 인접한 영역에도 성장 저지 영역이 있으면, 마이그레이션 효과가 양 측으로부터도 생기기 때문에, 영역의 막 두께가 보다 두껍게 형성된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제1 실시예에 의하면, 역메사 방향으로 스트라이프형의 불균일한 형상을 가지는 화합물 반도체 기판 상에, 클래드층, 활성층 등으로 이루어지는 다층막 반도체 레이저 구조를 가지는 것으로서, 1회의 MOCVD 결정 성장 스텝에 의해 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착을 위한 전류 블록층을 형성하는 BH 구성의 SDH 구조를 가지는 반도체 레이저(100)에 있어서, 스트라이프부(100a)의 단면부(100b)의 스트라이프 폭을 공진기 방향에서 중앙부(100c)의 스트라이프 폭보다 크게 설정하고, 단면부(100b)에서의 활성층의 두께를 중앙부(100c)에서의 활성층의 두께보다 얇게 형성하고, 단면부(100b)에서의 활성층의 밴드갭(Egb)을 중앙부에서의 활성층의 밴드갭(Egb)보다 크게 구성했으므로, 단면부에서, 내부에서 발생한 레이저광의 흡수를 줄일 수 있어, 발열이 억제되고, 수율의 향상, 코스트 삭감을 도모하면서 단면 부근의 밴드갭을 넓게 할 수 있고, 또 단면 파괴를 일으킬 우려도 없고, 나아가서는 신뢰성의 향상, 최대 광 출력이 증대된다.
또, SDH 구조를 사용하기 때문에, 복잡한 구조가 1회의 MOCVD 성장 스텝에 의해 제작 가능하다.
그리고, 본 제1 실시예에서는, AlGaAs계의 반도체 레이저를 예로 설명했지만, 본 발명이 다른 재료계, 예를 들면 AlGaInP계 등의 반도체 레이저에 대해서도 적용할 수 있고, 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
제2 실시예
도 7은 본 발명에 관한 반도체 레이저의 제2 실시예를 나타낸 평면도, 도 8은 도 7의 A-A선에서의 간략 단면도, 도 9는 도 7의 B-B선에서의 간략 단면도이다.
본 제2 실시예에 관한 반도체 레이저(100A)는 스트라이프 폭이 10㎛ 이상으로 설정되고, 출력이 와트(W) 클래스인, 이른바 브로드 스트라이프 구조의 수퍼 하이 파워(super high power: SHP) 반도체 레이저이다.
본 반도체 레이저(100A)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 역메사 방향으로 스트라이프형의 불균일한 형상을 가지는 화합물 반도체 기판 상에, 클래드층, 가이드층, 활성층 등으로 이루어지는 다층막 반도체 레이저 구조를 가지는 것으로서, 1회의 MOCVD(유기 금속 기상 성장법) 결정 성장 스텝에 의해 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착을 위한 전류 블록층을 형성하는 BH 구성의 SDH 구조를 가지고, p형 기판을 사용하지만, 다음의 점에서 제1 실시예와 상이하다.
즉, 본 반도체 레이저(100A)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 스트라이프부(100a)에는 그 중앙부(100c)에서 공진기 방향으로, 보다 폭이 좁은 복수개의 제2 스트라이프부(110)가 형성되어 있다.
즉, 본 반도체 레이저(100A)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 스트라이프부(100a)의 중앙부(100c)는 어레이형의 SDH 구조로 되어 있다.
이와 같은 구조에서는, 공진기 중앙의 스트라이프부는 전 영역이 활성화되지 않는다. 환언하면, 전 영역에 전류가 주입되지 않지만, 특성 상의 지장은 없다.
그러나, 모든 공진기 방향에서 스트라이프가 분리되어 있으면, 어레이형의 SHP반도체 레이저로 되어 응용이 한정되지만, 본 제2 실시예에서는 스트라이프부(110)의 단면부(110b)에서는, 제2 스트라이프부(111)가 융합되어, 하나의 광폭 스트라이프를 형성하고 있다.
이와 같이, 단면부에서 광폭으로 스트라이프가 융합되어 있기 때문에, 근시야상은 균일 발광으로 되어 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 스트라이프부(110)의 중앙부(110a)는 어레이형의 SDH 구조로 형성되어 있기 때문에, 중앙부의 활성층(103c)은 도 6과 관련하여 설명한 바와 같이, 양측으로부터의 마이그레이션 증강 효과 때문에 양자 우물 활성층의 막이 두껍게 형성된다.
한편, 단면부(100b)에서의 활성층(103b)의 막 두께는 스트라이프 폭이 넓기 때문에, 마이그레이션 효과가 적어, 중앙부보다 얇게 형성된다.
이와 같이, 본 제2 실시예에서도, 단면부(100b)에서의 활성층(103b)(도 8)의 두께가 중앙부(100c)에서의 활성층(100c)(도 9)의 두께보다 얇게 형성되기 때문에, 단면부(100b)에서 중앙부와 비교하여 양자 우물 구조를 사용한 경우, 그 밴드갭 에너지(Egb)를 상승시킬 수 있다.
그 결과, 단면부(100b)의 광 흡수량이 적어져, 발열이 적어진다.
즉, 단면부가 강화된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제2 실시예에 의하면, 수율의 향상, 코스트 삭감을 도모하면서 단면 부근의 밴드갭을 넓게 할 수 있고, 또 단면 파괴를 일으킬 우려도 없고, 나아가서는 신뢰성의 향상, 최대 광 출력의 증대가 도모되는 이점이 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 수율의 향상, 코스트 삭감을 도모하면서 단면 부근의 밴드갭을 넓게 할 수 있고, 또 단면 파괴를 일으킬 우려도 없고, 나아가서는 신뢰성의 향상, 최대 광 출력의 증대가 도모되는 이점이 있다.
또, SDH 구조를 사용하기 때문에, 복잡한 구조가 1회의 MOCVD 성장으로 제작 가능하다.
예시의 목적을 위해 선택한 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 이 기술 분야에서 숙련된 사람은 본 발명의 기본 개념 및 범위를 일탈하지 않고, 여러 가지로 변형할 수 있음은 물론이다.

Claims (8)

  1. 결정면(結晶面)의 주면(主面)에 스트라이프형의 메사(mesa)형 돌기가 형성된 반도체 기판 상에,
    제1 도전형의 제1 클래드층과, 활성층과, 제2 도전형의 제2 클래드층이 차례로 에피택시얼(epitaxial) 성장된 에피택시얼 성장층을 가지고,
    상기 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 또한 전류 협착(狹窄)을 위한 전류 블록층이 존재하는 SDH(Separated Double Heterostructure) 구조를 구비한 반도체 레이저로서,
    공진기(共振器) 방향에서 단면부(端面部)의 상기 스트라이프 폭이 중앙부의 스트라이프 폭보다 크게 설정되어 있고,
    단면부에서의 활성층의 밴드갭(bandgap)이 중앙부에서의 활성층의 밴드갭보다 큰
    반도체 레이저.
  2. 제1항에 있어서,
    단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇은 반도체 레이저.
  3. 결정면의 주면에 스트라이프형의 메사형 돌기가 형성된 반도체 기판 상에,
    제1 도전형의 제1 클래드층과, 활성층과, 제2 도전형의 제2 클래드층이 차례로 에피택시얼 성장된 에피택시얼 성장층을 가지고,
    상기 활성층의 횡방향으로 굴절률차를 갖게 하고, 전류 협착을 위한 전류 블록층이 존재하는 SDH 구조를 구비한 반도체 레이저로서,
    상기 스트라이프부에는 공진기 방향보다 폭이 좁은 복수개의 제2 스트라이프부가 형성되어 있는
    반도체 레이저.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 스트라이프부는 공진기 방향에서의 중앙부에 형성되고, 단면부에서는 제2 스트라이프부가 융합되어, 하나의 광폭(廣幅) 스트라이프를 형성하고 있는 반도체 레이저.
  5. 제3항에 있어서,
    단면부에서의 활성층의 밴드갭이 중앙부에서의 활성층의 밴드갭보다 큰 반도체 레이저.
  6. 제4항에 있어서,
    단면부에서의 활성층의 밴드갭이 중앙부에서의 활성층의 밴드갭보다 큰 반도체 레이저.
  7. 제5항에 있어서,
    단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇은 반도체 레이저.
  8. 제6항에 있어서,
    단면부에서의 활성층의 두께가 중앙부에서의 활성층의 두께보다 얇은 반도체 레이저.
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