JPH01255285A - ２次元レーザーアレー - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、活性領域よりも大きなバンドギャップと発生
された放射に対して該活性領域よりも小さな屈折率を有
する２つの閉鎖層（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅｌａｙｅｒ）間
に夫々位置する多数の実質上平行なストリップ状活性領
域を有し、これ等の活性領域は共振空胴内に位置し、２
つの実質上等間隔な平面内に位置する少なくとも２つの
グループを構成し、これ等グループの少なくとも１つは
少なくとも２つの活性領域を有する、半導体層構造を有
する半導体ダイオードレーザアレーに関するものである
。

（従来の技術） このような半導体ダイオードレーザアレーは、とりわけ
、情報を書込むレーザプリンタ、情報を読出す例えば所
謂コンパクトディスク（ＣＤ）やビデオロングプレーヤ
（ＶＬＰ）或は情報を書込みそして読出す例えばデジタ
ル光学記録（ＤＯＲ）のようなデータ処理システムに対
して好適な放射源である。

前述した種類の半導体ダイオードレーザアレーはＧ８２
１６４２０６号として公開された英国特許出願より知ら
れている。この英国特許出願には、１つの活性層が、間
にチャネルが配置されたメサ状ストリップをそなえた基
板上の２つの閉鎖層の間に設けられた半導体ダイオード
レーザアレーが記載されている。この半導体ダイオード
レーザのストリップ状活性領域は、メサ状ストリップの
上側とこれ等ストリップの２つの間に位置するチャネル
の底とに交互に配されている。各半導体レーザの活性層
と２つの閉鎖層は共にメサ状ストリップの縁上を連続的
に延在し、かくして各レーザの活性領域を隣接層の活性
領域に接続する。もっともこれ等の層は他の場所よりも
縁部において僅かに薄い。

縁における活性層の僅かに薄い部分によって、半導体ダ
イオードレーザの活性領域に発生された放射が隣接の半
導体ダイオードレーザの活性領域と同相（ｉｎ　ｐｈａ
ｓｅ）に結合される。

（発明が解決しようとする課題） この公知のデバイスの欠点は、１つの半導体ダイオード
レーザの活性領域から２つの半導体ダイオードレーザ間
の活性層への放射の漏洩のためと活性層の前記の部分に
おける寄生放射（ｐａｒａｓｉｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎ
）のために、デバイスの始動電流がかなり高いことであ
る。

この公知のレーザアレーの別の欠点は、チャネルの底に
位置する半導体ダイオードレーザに対するメサの頂上に
位置する半導体ダイオードレーザの位置決めが、幾何に
よって決まる成る範囲に限定されると云うことで、した
がって、例えは、４つの半導体レーザを対状に正確に重
ねて配して２＋２対称マトリンクスを得ることは不可能
である。

このことは、与えられた２＋２アレーに対しては最適で
ない対称ファーフィールド（ｆ３ｒｆｉｅｌｄ）が得ら
れるということを意味することができる。

本発明は、好ましくは同相に結合され、高出力、低い始
動電流、高い実装密度および低い開口（ｌｏｗａｐｅｒ
ｔｕｒｅ）を有する対称的なファーフィールドを有する
２次元半導体ダイオードレーザアレーを得ることをとり
わけその目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、とりわけ、活性領域が所定の方法で相互に配
設された半導体ダイオードレーザのアレーによって前記
の目的を達成することができるという認識に基いたもの
である。

本発明は、前記の目的のために、冒頭記載の種類の半導
体ダイオードレーザにおいて、一方のグループの活性領
域が閉鎖層の少なくとも１つによって他方のグループの
活性領域より完全に分離されたことを特徴とするもので
ある。したがって、この半導体ダイオードレーザアレー
の始動電流は前述した公知のデバイスの始動電流よりも
小さくてすむ。更に、この特徴は、種々のグループの活
性領域が異なる活性層の一部を形成することができると
いうことを意味する。このことは、このような実施態様
では、１つのグループの活性領域の位置が最早や他のグ
ループの活性領域の位置に依存することなくまた１つの
グループ内の活性領域の相対距離を犠牲にしてグループ
の数を増す必要がないという結果を生ずる。その結果、
実装密度および対称は最大のままにできる。したがって
、例えば、一方のグループの活性領域が正確に他方のグ
ループの活性領域上に位置された場合に２＋２アレーは
最大の対称を有し、一方このことは、２＋１アレーに対
しては、１つの半導体ダイオードレーザの活性領域が残
りの、２つの半導体ダイオードレーザの活性領域の間の
領域上に正確に位置された場合に達成される。

これ等の２つの例は、より多数のグループとグループ当
りより多数の半導体ダイオードレーザを有する他の例に
もそのまま置き代えることができ、この場合論法は同じ
である。

以下に示す実施態様よりわかるように、多数のグループ
での使用に対するその適合性に関して相違する少なくと
も２つの好ましい実施態様に分けることができる。

第１の実施態様では、ストリップ状チャネルと交互のメ
サ状ストリップが設けられた閉鎖層が用いられる。一方
のグループの活性領域はメサ状ストリップの上側に位置
され、他方のグループの活性領域はチャネルの底に設け
られる。この実施態様は、２つのグループより成るアレ
ーに限られるものではない。チャネルの幅がメサ状スト
リップよりも広い場合には、その底に再び他の（狭い）
チャネルを設けることもできる。浅いチャネルが他の深
いチャネルと交互に設けられたような他の形はこの実施
態様に含まれる。それ以上の説明に対しては、図面とこ
れに関する記載を参考にすることができる。この実施態
様での利点は、とりわけ、製造がエピタキシャル部分に
関して２工程のエピタキシャルプロセスしか必要としな
いことである。

第２の実施態様は、交互の閉鎖層と活性層とより成り、
１つのグループの活性領域がその都度１つの活性層の一
部を形成するようにした半導体層の積層が設けられた半
導体基板を特徴とする。

（実施例） 以下に本発明を添付の図面を参照して２つの実施態様で
更に詳しく説明する。

図面は略図的なものであると同時に特に厚さ方向は見易
いように誇張しである。各図面の対応部分は同じ符号で
示しである。同じ導電形の半導体領域には同じ方向の線
形を施しである。

第１図は本発明による半導体ダイオードレーザの４＋３
アレーの好ましい一実施例態様の断面図を示す。この半
導体レーザアレーは、電極１１２が設けられ且つこの実
施態様では単結晶ガリウム砒素より成る第１（この場合
にはＰ）導電形の基板領域１を存する半導体より成る。

この基板上には、なかんずく、同じ（したがってこの場
合にはＰ）導電形の第１閉鎖層２を有する半導体層構造
が配設され、この第１閉鎖層内には多数（この場合には
３つ）のメサ状ストリップ静が形成されている。

これ等のストリフプの間には閉鎖層２内にチャネルＢＢ
　（この場合には４つ）が位置し、その側部は前記のメ
サ状ストリップの縁で構成されている。

更にこの半導体層構造は多数の（この場合には７つ）略
々平行なメサ状活性領域３を有し、これ等の活性領域は
、この実施態様ではＰ形で、極く弱くドープされている
。前記の活性領域３は、第１閉鎖層２とこの第１閉鎖層
と反対の導電形（この場合にはｎ形）の第２閉鎖層４の
間に夫々位置する。ストリップ状領域の縦軸は図の紙面
に対して直角で、２つの反射結晶面、殆んど優先臂開面
（ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｃｌｅａｖａｇｅ　５ｕ
ｒｆａｃｅ）はこの面に平行に延在する。これ等の所謂
ミラー面は縦方向にファプリー・ペロ（Ｆａｂｒｙ−Ｐ
ｅｒｏｔ）共振空胴を構成し、この中にストリップ状活
性領域が配される。

更に、各活性領域３と閉鎖層４間の接合近くにｐｎ接合
５がある。順方向の十分に大きな電流の強さによってこ
のｐｎ接合５は活性領域３内に電磁放射の放出を生ずる
ことができる。ストリップ状活性領域は、図の紙面に略
々直角な２つの略々平行な平面■とＷ内に位置する２つ
のグループを構成する。平面■は、メサ状ストリップの
上面と実質的に一致し、この実施態様では３つの活性領
域の一方のグループを成し、一方チャネルの底と実質的
に一致する平面Ｗは、この実施態様では４つの活性領域
の他方のグループを成す。前記の活性領域３の２つのグ
ループ以外に、閉鎖層２と４の間には次のような半導体
層の積重ねがある。すなわち、閉鎖層２と反対の導電形
、したがってこの場合はｎ形の第１不活性層６、この第
１不活性層と反対の導電形、したがってこの場合はＰ形
の第２不活性層７、活性領域３と同じ導電形、この場合
にはＰ形の第３不活性層８である。第２閉鎖層４はこの
場合にはｎ形の接点層９で被覆され、この接点層には電
極Ｎ１０が設けられ、この実施態様ではガリウム砒素よ
り成る。この実施態様におけるすべての残りの半導体層
はアルミニウム・ガリウム・砒素より成る。活性領域３
と不活性層８のアルミニウム成分、この実施態様では１
０原子％、は、発生されるすべての放射に対して７８０
　ｎｍの波長に相当する。閉鎖層２と４および不活性層
６と７のアルミニウム成分、この実施態様では５０原子
％、は、活性領域３の対応した鼠よりもハンド幅が大き
くしたがって発生された放射線に対して屈折率が小さい
ようなものである。

本発明によれば、平面Ｖ内に位置する一方のグループの
活性領域は、閉鎖層、この実施態様では閉鎖層２と４、
の少なくとも１つによって、平面Ｗ内にある他方のグル
ープの活性領域から完全に分離されている。

この実施態様では１つのグループ内の活性領域が閉鎖層
すなわち平面Ｖ内のグループに対する層４と平面Ｗ内の
グループに対する層２によって更に完全に分離されてい
る本発明による半導体構造の構成のために、装置のしき
い電流は比較的小さい。これは、活性領域外の寄生放射
がないことおよび放射が活性領域より漏洩しないという
事実による。この実施態様の半導体ダイオードレーザア
レーでは、不活性層７と８は整流接合を形成し、この整
流接合は、ｐｎ接合５が順方向に接続された時に逆方向
に接続されてか（して活性領域３内の電流拡散を制限す
る。

この実施態様においては、種々の半導体層に対して次の
ような組成、ドーピングおよび厚さが用いられる。

層　　　　半導体　　　　導電形　　−πＦｅａｔ’濃
度　　”％、ｙ？）　　　（便哲席。４、Ｉ　　　Ｇａ
Ａｓ　　　　　　　　　Ｐ　　　　２ｘｌＯ”２　　　
Ｇａｏ、５ｏＡ１ｏ、５ｏＡｓ　　　　Ｐ　　　　２ｘ
ｌＯ”　　　　　　　６　　　　　３．２６３　　　Ｇ
ａｏ、　ｌ０Ａ１６．　ｑｏＡｓ　　　　Ｐ　　　　　
　　　　　　　　　　Ｏ，０７３，５９４Ｇａｅ、５ｏ
Ａｌｏ、５ｏＡｓ　　　　Ｎ　　　　２ｘｌＯ”　　　
　　　　６　　　　　３．２６６　　　Ｇａｏ、５ａＡ
１ｏ、５ａＡＳ　　　　Ｎ　　　　１ｘｌＯ＋７０．５
　　　　３．２６７　　　Ｇａｏ、５ｏＡｌｏ、５ｏＡ
ｓ　　　　Ｐ　　　　１ｘＬ０１７０．５　　　　３．
２６８　　　Ｇａｏ、＋ｏＡ１ｏ、ｑｏＡｓ　　　　Ｐ
　　　　　　　　　　　、　　　　０．０７　　　３．
５９９　　　ＧａＡｓ　　　　　　　　　　Ｎ　　　　
３ｘｌＯ”　　　　　　　　１この半導体ダイオードレ
ーザアレーにより放射される放射は約７８０ｎｍの波長
を有する。活性領域の幅は約３μｌで、一方平面■とＷ
間の距離は約２．５μｍｓ１つのグループ内の２つの活
性領域の間の中心距離は約６μｍである。高濃度にドー
プされたゲルマニウム砒素より成る接点層９上の電極Ｊ
ｉｌＯは例えば金−ゲルマルウムー二ッケル層より成り
、これはガリウム砒素装置において普通に実施されてい
るものである。基板１上の電掻層１２は、例えばプラチ
ナ−モリブデン−金層またはプラチナ−タンタル−金層
でる。

以上説明した半導体ダイオードレーザアレーはなかんず
く次の方法でつくることができる（第２図も参照）。出
発材料は、２・１０”　ａｔ／ｃｉのドーピング濃度と
例えば３５０μｍの厚さとを有する単結晶Ｐ形ガリウム
砒素の基板１である。（００１）配向に対して最大で６
″の誤配向（ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を有する
のが好ましい表面が研磨されエッチされた後、この表面
上に、約２・１０”　ａｔ／ｃｒＡのドーピング濃度を
有するＰ形Ａｔ、、　ｓｏ　Ｇａｏ、ｓ、、Ａｓの６μ
ｍ厚の層２、約１・１０”　ａｔ／ｃ−のドーピング濃
度を有するｎ形ＡＩ０．５１１　Ｇａｏ、５゜Ａｓの０
．５　ｐｍ厚の層６および約１・１０”ａｔ／　ｃｉの
ドーピング濃度を有するｎ形ＡｌＧ、　５ｏｃａｏ、　
５６の０．５ｐｍ厚の層７の順序で例えば有機金属気相
エピタキシー（Ｏｒｇａｎｏ−ＭｅｔａｌｉｃＶａｐｏ
ｕｒ　Ｐｈａｓｅ　Ｅｐｉｔａｘｙ：ＯＭＶＰＥ）によ
り気相より成長される。この方法でつくられた構造の略
断面図が第２図に示されている。この多層構造は液相エ
ピタキシー（Ｌｉｇｕｉｄ　Ｐｈａｓｅ　Ｅｐｉｔａｘ
ｙ；ＬＰＥ）により液相より成長されることもできるが
、この場合には基板ｌの配向は実質上（００１）配向で
あるのが好ましい。このＬＰＥ技術に関する詳細に対し
ては、デー・エルウェル（Ｄ、Ｅｌｗｅｌｌ）およびエ
ッチ・ジェー・シェール（Ｈ，Ｊ、５ｃｈｅｅｌ）代著
の刊行物「クリスタル・グロース・フォー・ハイ・テン
ベラチャ・ソリューションズ、アカデミツク・プレス、
１９７５（Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｕｔｈ　ｆｏｒ　Ｈ
ｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　５ｏｌｕｔｉｏｎｓ
。

Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、１９７５）の特に４３
３−４６７頁を参照にすることができる。ＯＭＶＰＥ技
術に関する詳細に対しては、「ジャーナル・オブ・アプ
ライド・フィジックス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　５８（１９８５）、３１、
」のエム・ジエー・ルドワイズ（Ｍ、Ｊ、Ｌｕｄｏｗｉ
ｓｅ）氏の論文「メタル−オーガニック・ケミカル・ヴ
エイパー・デポジション・オブ・Ｉ−Ｖ　　セミコンダ
クターズ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　ＶａｐｏｕａＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ＩＩ
［−ＶＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）　Ｊを参照する
ことができる。

次いで、普通に用いられている写真印刷技術により、エ
ッチャントとして１００；２；１の比の１１２０゜＋１
２０□（３５％）およびＮＨ，ＯＨより成るエツチング
液により、ストリップ状領域ＣＣ内の半導体層６と７が
層７の表面でエッチし去られる（第３図も参照）。

次いで、同じ技術と同じエッチセントにより、半導体層
２の上側にチャネルＢＢが設けられる。こ等のチャネル
の上側は約６μＩの幅を有する。メサの上側は約３μｍ
の幅を有し、一方チャネルの底からメサの上側の距離は
約２．５μｍである。チャネルは、本発明により、でき
上ったメサ状ストリップ静の縁がガリウム砒素格子の結
晶面すなわち（１１１）へ５面と一敗するような方法で
エッチされる。第３図は、これより得られた半導体構造
を示す。

この構造物は洗浄後に再びＯＭＶＰＥ成長装置内に配さ
れる。先づ（第１図参照）約０．０７μｍの厚さの活性
領域３と故意にドーピングが加えられないＡ１．、　、
。Ｇａ、、、。Ａｓより成る不活性層の部分とが成長さ
れる。（１１１）Ａｓ面には目につく程の成長が起きな
いので、メサストリップ面の縁は成長が行なわれないま
まで残り、活性領域３はメサストリップの上側とチャネ
ルの底に形成される。次いで、約６μｍ厚のｎ形へ１ｏ
、ｓｏ　　ｏ、ｓｏ　Ａｓ層４が２０・Ｇａ １０１８ａｔ／　ｃｔのドーピング濃度を有して成長さ
れ、この層は第２閉鎖層を形成する。活性領域よりも著
しく厚いこの層の成長速度は（００１）結晶方向よりも
（３１１）結晶方向において早いので、この層の成長の
プロセス中メサ状ストリップの縁には直接的な成長が起
きないにも拘らずチャネルは層４で満たされる。次いで
、ガリウム砒素より成り且っ３・１０１８ａｔ／　ｃｉ
のドーピング濃度を有する約１μｍの厚さの接点層が設
けられる。最後に、この層構造物が成長装置より取出さ
れて冷却された後、例えばスパッターにより、例えば金
−ゲルマルウムーニノケル層より成る電極層１０が接点
Ｎ９上に設けられ、例えばプラチナ−モリブデン−金層
またはプラチナ−タンタル−金層より成る電極層１２が
基板１上に設けられる。このようにして、第１図の構造
が得られる。

半導体層はここに述べたのと異なる組成を有してもよい
ことに留意されたい。これは、なかんずく発生される放
射の所望波長に依存する。その上、特に閉鎖層のアルミ
ニウム成分を閉鎖に影響するようにしたがって相結合の
生じ得る程度にも影響するように変えることができる。

この実施態様の範囲内において他の変形も可能である。

第４図と５図は、例えば３つの平面すなわちｖ、Ｗおよ
びＺに位置する活性領域の３つのグループを有するアレ
ーが望ましい場合にメザ状ストリップとチャネルを設け
ることのできる方法の例を示す。第４図に示した第１の
形では、例えばチャネル［１Ｂがメサ状ストリップ静よ
りも幅が広く、このチャネルの底には該チャネルＢＢよ
りも狭いチャネルＥＥが設けられている。第５図に示し
た第２の形では、幅の広いメサ状ストリップへへに浅い
チャネルＥＥが深いチャネルと交互に設けられている。

本発明の半導体ダイオードレーザの別の実施態様を第６
図から９図を参照して以下に説明する。

第６図は別の好ましい実施態様における本発明の半導体
ダイオードレーザの２＋２アレーを略断面図で示す。こ
の半導体ダイオードレーザアレーは、電極層１２をそな
え且つこの実施態様では単結晶ガリウム砒素より成る第
１（この場合にはＰ）導電形の基板領域ｌを有する半導
体より成る。なかんずく多数（この場合には３つ）の反
対の（この場合にはｎ）導電形のストリップ状電流阻止
領域１３が前記の基板領域上に設けられる。この半導体
層構造は更に基板１と同じ導電形の第１閉鎖層２を有し
、その上に、この実施態様ではＰ形で故意にドープされ
てない第１活性層８が設けられる。

この活性層８の上には、反対の、したがってここではｎ
形の第２閉鎖層４が設けられ、その上に、第１活性層８
と同様に故意にドープされず且つＰ導電形を有する第２
活性層１４が設けられる。更にこの半導体層構造は、こ
こではＰ形の第３閉鎖層１５を有し、その上にはストリ
ップ状接点領域１６が配され、このストリップ状接点領
域は、閉鎖層１５のストリップ状部分と共にメサ状スト
リップへへを形成する。接点領域１６はＰ形で、チクン
ー金層より成る電極層１０が設けられている。二酸化珪
素より成る絶縁層２１がメサ状ストリップへへの縁およ
びその間に設けられる。この半導体構造は更に多数（こ
の場合には４つ）の実質上平行なストリップ状活性領域
３を有し、これ等の活性領域は各２つの活性領域の２つ
のグループを形成し、これ等のグループは、図の紙面に
直角な２つの実質上等間隔な平面■とＷ内に位置し、こ
の場合平面■は活性層１４内にあり平面Ｗは活性層８内
にある。ストリップ状領域３の縦軸は図の紙面に直角で
、一方２つの反射結晶面はやはりこの面に平行に延在す
る。ストリップ状活性領域は、これ等の鏡面によって縦
方向に構成されたファプリー・ペロ共振空胴内に位置す
る。更に、各活性領域３と閉鎖層４間の接合近くにｐｎ
接合５が存し、このｐｎ接合は、順方向の十分に大きな
強さの電流によって活性領域３内に電磁放射の放出を生
じる。半導体ダイオードレーザアレーの右側と左側の両
方に、半導体はくぼみＤＤを有し、このくぼみは、第２
閉鎖層４に達し、この実施態様では金−ゲルマニウムー
ニノケル層より成る接点導体１７が設けられる。電極層
１０と１２はこの実施態様ではチタン−金層より成る。

電極層の接続図は、電極層１７用の線１８、電極層１０
用の線１９および電極層１２用の線２０を有する。

この実施態様では、ストリップ状電流阻止領域１３と接
点領域１６はガリウム砒素より成り、一方すべての残余
の半導体層はアルミニウム・ガリウム・砒素より成る。

活性領域３のアルミニウム成分はこの場合１０原子％で
、これは、発生される放射に対して７８０ｎｍの波長に
相当する。閉鎖層２．４および１５のアルミニウム成分
はこの場合５０原子％で、これは、活性層３の対応した
量よりもバンド幅が大きくしたがって発生された放射に
対する屈折率が小さいようなものである。

本発明によれば、平面■にある一方のグループの活性領
域３は、閉鎖層の少なくとも１つにより、この実施態様
では閉鎖層４により平面Ｗにある他方のグループの活性
領域３から完全に分離されている。

本発明による半導体構造によって、活性領域３は、該活
性領域内に発生される放射間の位相結合が実質上直交す
る方向、すなわち、１つのグループ内では、活性領域が
１つの活性層内にあり且つこれ等領域は最大で２〜３ミ
クロンの相対距離にあるために平面■とＷに平行な方向
に、また２つのグループの間ではこれ等グループの相互
位置と小さな距離（最大で２〜３ミクロン）のために平
面■とＷに直角な方向に起きることができるように位置
されることができる。

この実施態様の半導体ダイオードレーザアレーでは、ス
トリップ状の電流阻止領域１３と基板１が整流領域を形
成し、この整流領域は、ｐｎ接合５か順方向に接続され
た場合、逆方向に接続されかくして活性層８内にある活
性領域３の外側の電流拡散を制限する。選ばれた幾何の
結果、ストリップ状領域１６の下方で活性層１４の領域
に導波路が形成される、一方この導波路は、ストリップ
状領域１３によって活性層８内にある活性領域３に関し
て得られる。

この実施態様では、種々の半導体層に対して次のような
組成、ドーピングおよび厚さが用いられる。

層　　　　半導体　　　　導電形　　１訂グ島ｒ濃度　
　優。詔）　　（便哲廟。、）Ｉ　　　　　　ＧａＡｓ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐ　　　　　　
　　２ｘ１０′９２　　　ＧａｏｓｏＡｌｏ、５ｏＡｓ
　　　　Ｐ　　　　２ｘｌＯ”　　　　　　　１．３　
　　　３．２６４　　　Ｇａ０．５ｏＡＩｏ、　５ｏＡ
ｓ　　　　Ｎ　　　　２ｘｌＯ”　　　　　　　１．５
０　　　３．２６８　　　　　Ｇａｏ、＋ｏＡ１ｏ、ｑ
ｏＡｓ　　　　　　　Ｐ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　Ｏ，０７３，、）９１３　　　Ｇ
ａＡｓ　　　　　　　　　　Ｎ　　　　’１ｘｌＯ”　
　　　　　　　１１４　　　Ｇａｏ、＋ｏＡＩｏ、ｑｏ
Ａｓ　　　　　Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ，
０７３，ε９１５　　　Ｇａｏ、５ｏＡＬｅ、５ｏＡｓ
　　　　Ｐ　　　　１ｘｌＯ”　　　　　　　１．３０
　　　３．２６１６　　　ＧａＡｓ　　　　　　　　　
　Ｎ　　　　５ｘｌＯ”　　　　　　　　１この半導体
ダイオードレーザアレーにより放出される放射は約７８
０ｎｍの波長を有する。活性領域３、ストリップ状領域
１６およびストリップ状領域１３間にあるチャネルの幅
は約３μ慣である。１つのグループ内の活性領域３間の
中心距離は約６μｍ、平面■とＷ間の距離すなわち異な
るグループの活性領域間の距離は約１．５μｍである。

電極層１０と１２は例えばチタン−金層より成り、−力
覚極層１７は例えば金−ゲルマルウムー二ンケル層より
成るものとすることができる。

この実施Ｂ様に記載した半導体ダイオードアレーは、例
えば次のようにしてつくることができる（第７図も参照
）。

出発材料は、２・１０”ａｔ／　ｃ−のドーピング濃度
と例えば３５０μｍの厚さとを有する単結晶Ｐ形アルミ
ニウム砒素の基板１である。（００１）配向を有するの
が好ましい面が、研磨され、エッチされてから、この面
上に、約１０”　ａＬ／ｃ４のドーピング濃度を有する
ｎ形ＧａＡｓの１μｍの厚さの層１３が例えばＬＰＨに
よって液相から設けられる。冷却後、この構造物は成長
装置より取出され、（この実施態様では）チャネルＢＢ
が、通常の写真印刷技術によりエンチャントとしてＨｚ
Ｏ，ＨｚＯｚ　（３５％）およびＮ）１４０）！（１０
０；２；１）より成るエツチング液を用いて層１３内に
エッチされる（第７図参照）。洗浄後、この構造物は再
び成長装置内に配される（第８図参照）。

先づ、２・１０”ａｔ／　ｃ４のドーピング濃度を有す
るＰ形へ■。、、。ｃＡｏ、　ｓ。Ａｓより成る第１閉
鎖Ｎ２がこの時成長され、この閉鎖層は、ストリップ状
領域１３の間では１．３μｍの厚さを有し、この領域の
上方では０．３μｍの厚さを有する。ＯＭＶＰＨの技術
は、この実施態様では活性層８と１４のように正確に同
じ厚さと組成を有する幾つかの薄い層を続けて成長させ
るのにより良く適し、また、満足のいく位相結合のため
に、これ等活性層内に位置する活性領域の光学および電
気特性ができる限り互いに等しいことが望ましいので、
成長プロセスはこの場合ＯＭＶＰＥ成長技術が好ましい
、したがって、冷却してＬＰＥ成長装置より取出した後
、こめ構造物はＯＭＶＰＥ成長装置内に配される（第９
図参照）。

この装置内では、故意にドープされないＡＩ。＋ＩＱＧ
、。、、。Ａｓより成る約０．０７μｍの厚さの第１活
性８が次いで設けられる。この層の上に、２・１ＱＩｅ
ａｔ／ｃｔＡのドーピング濃度と１．５μｍの厚さを有
するＡＬｏ、　ｓｏ　Ｇａｏ、　、。八Ｓより成る今度
はｎ形の第２閉鎖層４が成長される。次いで、故意にド
ープされないＡｌｏ、Ｓ。Ｇｆｉｏ、　５゜Ａｓより成
る０、０７．ｃｚｍの厚さの第２活性層１４が設けられ
、この第２活性層の上に、１・１０”ａｔ／　ｃｗｔの
ドーピング濃度を有するＰ形のＡＩｏ、ｓｏ　Ｇａｏ、
ｓａ八へより成る１μｍの厚さの第３閉鎖層１５が設け
られ、最後に、５・１０”ａｔ／　ｃ艷のド−ピング濃
度を有する１μｍの厚さのＰ形ＧａＡｓ１が成長される
。前記の成長技術ＬＰＨおよびＯＭＶＥＰの詳細に関し
ては、第１の実施態様に対して引用した刊行物が参考に
なる。

成長プロセスが完了すると、半導体層構造物（第９図参
照）は成長装置より取出され、二酸化珪素の薄い層が例
えばスパッタによって設けられる。続いて二酸化珪素が
、次いで半導体材料が、写真印刷技術および通常のエッ
チャントによってｎ形Ａｌｏ、ｓ。Ｇａｏ、ｓ。Ａｓ迄
部分的に除去されてくぼみＤＤ　（第６図）が形成され
る。例えばスパックによりおよび写真印刷と通常の例え
ばＫＪと１８を基材とした通常のエッチャントとを用い
て、例えば金−ゲルマニウム−ニッケル層より成る電極
層１７が設けられる。領域ＤＤ基以外金−ゲルマニウム
−ニッケル層と残りの二酸化珪素が同様にして除去され
てから、接点層１６と閉ｕＬ層の一部とに、写真印刷技
術と前述のＨ，Ｏ、Ｈ！０□およびＮＨ，ＯＨより成る
工・ンチャントとによって２つのストリ・ンブへ＾が設
けられる。このエツチングプロセスは、接点領域間の閉
鎖層１５が僅かに約０．３μｍの厚さを有するに至る迄
続けられる。次いで、この構造物は、例えばスパッタに
より設けられた二酸化珪素で被覆される。次いでメサ状
ストリップ上および金−ゲルマニウム−ニッケル層の領
域における二酸化珪素が写真印刷技術および通常のエッ
チャントを用いて再び除去される。続いて、構造物は例
えばチタン−金層で被覆され、しかる後この層のメサ状
ストリップＡＡとくぼみ０００間に、写真印刷技術およ
び通常のエッチャントによってストリップ状中断部が設
けられるが、この中断部は、電極層１０と１７が互に電
気的に接触するのを防ぐ。場合によっては、この中断部
に前述の技法によって二酸化珪素を設けてもよい。例え
ばプラチナ−モリブデン−金層またはプラチナ−タンタ
ル−金層またはチタン−金層より成る電極層１２が例え
ば基板１へのスパッタによって設けられると、第６図の
構造が得られる。

本発明の要旨の範囲内において当業者にとって数多（の
変形が可能なので、本発明は以上説明した実施態様に限
定されるものではない。例えば、説明した以外の半導体
材料または選択された半導体材料の組成を用いることが
できる。所望の用途に応じて、他の層厚を用いることも
できる。特に閉鎖層または活性領域の異なるグループ間
に位置する閉鎖層の厚さまたは組成を変えることにより
、放出ビームの位相結合に影響を及ぼすことができる。

なかんずくその結果、活性領域に直角な方向の放出ビー
ムの角度が著しく小さ（なり、そのためより対称的なフ
ァーフィールドを得ることができる。

半導体の導電形もすべて（同時に）反対の導電形に変え
てもよい。更に、種々の活性領域は絶対に“インデック
ス・ガイド（ｉｎｄｅｘ　ｇｕｉｄｅｄ）”である必要
はな（、所定の用途に対しては、とりわけ位相結合を必
要としないかまたは望まない場合には、“ゲイン・ガイ
デイング（ｇａｉｎ　ｇｕｉｄｉｎｇ）”を用いること
もできる。更に、１つのグループ内の活性領域の数、グ
ループの数および異なるグループの相対位置を都合よく
変えることができることに留意されるべきである。これ
に関してなすことのできる選択においては、とりわけ対
称問題が重要な役をする。最後に、以上の実施態様で用
いられた電流拡散制限法は唯一可能な方法ではないこと
に留意され度い。本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、ここに用いた方法を別の方法に代えることもできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２次元アレー半導体ダイオードレーザ
の一実施態様の略断面図、 第２図は第１図に示した２次元アレーの第１成長プロセ
ス後の構造の略断面図、 第３図は第１図に示した２次元アレーの第２成長プロセ
ス前の構造の略断面図、 第４図は第１図に示した２次元アレーの３つのグループ
の活性領域を有する例に対する第２成長プロセス前の構
造の略断面図、 第５図は第１図に示した２次元アレーの３つのグループ
の活性領域を有する別の例に対する第２成長プロセス前
の構造の略断面図、 第６図は第１図とは別の実施態様の２次元アレー半導体
ダイオードレーザを示す略断面図、第７図は第６図に示
した２次元アレーの第１成長プロセス後でストリップ状
電流阻止ストリップの形成後の構造の略断面図、 第８図は第６図に示した２次元アレーの第２成長プロセ
ス後の構造の略断面図、 第９図は第６図に示した２次元アレーの第３成長プロセ
ス後の構造の略断面図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・第１閉鎖層３・・
・活性領域　　　　　４・・・第２閉鎖層５・・・ｐｎ
接合　　　　　　６・・・第１不活性層７・・・第２不
活性層　　　訃・・第３不活性層８′・・・第１活性層
　　　９・・・接点層１０、１２．１７・・・電極層　
　１３・・・電流阻止領域１４・・・第２活性Ｎ　　　
　　１５・・・第３閉鎖層１６・・・接点領域 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン ＬＬ−１９ｅｎ　　　ｄ帛＋１ｍ　　閉”−＋＋　　　
　　　　へＮ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｃワ〉　（Ｎ ｑ） １゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、活性領域よりも大きなバンドギャップと発生された
   放射に対して該活性領域よりも小さな屈折率を有する２
   つの閉鎖層間に夫々位置する多数の実質上平行なストリ
   ップ状活性領域を有し、これ等の活性領域は共振空胴内
   に位置し、２つの実質上等間隔な平面内に位置する少な
   くとも２つのグループを構成し、これ等グループの少な
   くとも１つは少なくとも２つの活性領域を有する、半導
   体層構造を有する半導体ダイオードレーザアレーにおい
   て、一方のグループの活性領域は、閉鎖層の少なくとも
   １つによって他方のグループの活性領域より完全に分離
   されたことを特徴とする半導体ダイオードレーザアレー
   。 ２、活性領域間の距離は、出てくる放射ビームが同相に
   結合されるような程度に非常に小さい請求項１記載の半
   導体ダイオードレーザアレー。 ３、第１閉鎖層にはメサ状ストリップが設けられ、これ
   等のメサ状ストリップの間にはチャネルが設けられ、一
   方のグループの各活性領域はメサ状ストリップ上に位置
   し、他方のグループの各ストリップ状活性領域はチャネ
   ルの底に位置された請求項１または２記載の半導体ダイ
   オードレーザアレー。 ４、ストリップ状チャネルはメサ状ストリップよりも広
   く、これ等のストリップ状チャネルの底の中央には別の
   ストリップ状チャネルが設けられ、該ストリップ状チャ
   ネルは前記のストリップ状チャネルよりも狭く、それ等
   の底には別のグループの活性領域が配された請求項３記
   載の半導体ダイオードレーザアレー。 ５、メサ状ストリップはストリップ状チャネルよりも広
   く、メサ状ストリップの上面の中央には別のストリップ
   状チャネルが設けられ、これ等のストリップ状チャネル
   は前記のストリップ状チャネルよりも浅く、それ等の底
   には別のグループの活性領域が配された請求項３記載の
   半導体ダイオードレーザアレー。 ６、半導体基板はガリウム砒素（ＧａＡｓ）より成り、
   一方第１閉鎖層はアルミニウム砒素とガリウム砒素の混
   晶（Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ）より成り、メサ状
   ストリップの縁を形成する面は（１１１）砒素結晶面で
   ある請求項３乃至５の何れか１項記載の半導体ダイオー
   ドレーザアレー。 ７、第１閉鎖層は半導体基板上に設けられ、この第１閉
   鎖層上には、一方のグループのストリップ状活性領域が
   その一部を形成する第１活性層が設けられ、この第１活
   性層は第２閉鎖層で被覆され、この第２閉鎖層上には、
   他方のグループのストリップ状活性領域がその一部を形
   成する第２活性層が設けられ、この第２活性層は第３閉
   鎖層で被覆された請求項１または２記載の半導体ダイオ
   ードレーザアレー。