JPH0156547B2 - - Google Patents
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- JPH0156547B2 JPH0156547B2 JP55000508A JP50880A JPH0156547B2 JP H0156547 B2 JPH0156547 B2 JP H0156547B2 JP 55000508 A JP55000508 A JP 55000508A JP 50880 A JP50880 A JP 50880A JP H0156547 B2 JPH0156547 B2 JP H0156547B2
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- laser
- layer
- semiconductor
- substrate
- reflecting mirror
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光共振器をウエハ表面と垂直方向に
形成することにより、光集積回路等を容易に構成
できるようにした、面発光形半導体レーザ及びこ
のような半導体レーザから成る２次元レーザアレ
ーに関するものである。
形成することにより、光集積回路等を容易に構成
できるようにした、面発光形半導体レーザ及びこ
のような半導体レーザから成る２次元レーザアレ
ーに関するものである。
このような半導体レーザについては各種の提案
がなされている。然し従来の半導体レーザでは、
レーザ媒質となる薄膜の両端をへき開して光共振
器の反射面としているため、発振レーザ光はウエ
ハ表面に対して接線方向即ち平行な方向に出射さ
れており、このため、光集積回路を構成する上
で、光の方向に関して大きな制約が加えられてい
た。例えば、従来提案されているレーザ・アレー
は加工が因難で、まして２次元レーザ・アレーを
製作することは容易ではなかつた。
がなされている。然し従来の半導体レーザでは、
レーザ媒質となる薄膜の両端をへき開して光共振
器の反射面としているため、発振レーザ光はウエ
ハ表面に対して接線方向即ち平行な方向に出射さ
れており、このため、光集積回路を構成する上
で、光の方向に関して大きな制約が加えられてい
た。例えば、従来提案されているレーザ・アレー
は加工が因難で、まして２次元レーザ・アレーを
製作することは容易ではなかつた。
また、従来の半導体レーザではレーザ媒質の一
部が反射面として用いられているため、高出力動
作時に光ダメージの影響が問題となつている。そ
して、さらに光共振器かへき開法によつて形成さ
れているため、単一縦モード動作をさせる上で支
障をきたしている。
部が反射面として用いられているため、高出力動
作時に光ダメージの影響が問題となつている。そ
して、さらに光共振器かへき開法によつて形成さ
れているため、単一縦モード動作をさせる上で支
障をきたしている。
本発明の目的は上記の欠点を解決するため、従
来の半導体レーザ構造とは全く異なつた新規な面
発光形半導体レーザを提案するものである。以上
の目的を達成するために、本発明によれば、レー
ザ光に対して透明なInP基板から成る半導体基板
の一側面に屈折率の大きな活性層をはさんで複数
個の極性の異なる半導体層を互にほぼ平行に形成
して成るレーザ本体と、該レーザ本体の、前記基
板とは反対側の一側面に設けられた金属薄膜から
成る、第一反射鏡面兼用の第一電極と、該レーザ
本体の、前記基板側の他側面に溝を削設すること
なく該他側面面上に設けられかつ前記第一反射鏡
面とフアブリペロー形共振器を形成するための金
属薄膜を被着して成る第二反射鏡面兼用の第二電
極とを具え、これら第一および第二電極間にバイ
アス電源を接続して前記活性層を順方向にバイア
スして活性領域を形成し該フアブリペロー形共振
器内で発生したレーザ光を前記第一および第二反
射鏡面に対して垂直な方向にレーザ光を取出せる
ようにして成ることを特徴とする。
来の半導体レーザ構造とは全く異なつた新規な面
発光形半導体レーザを提案するものである。以上
の目的を達成するために、本発明によれば、レー
ザ光に対して透明なInP基板から成る半導体基板
の一側面に屈折率の大きな活性層をはさんで複数
個の極性の異なる半導体層を互にほぼ平行に形成
して成るレーザ本体と、該レーザ本体の、前記基
板とは反対側の一側面に設けられた金属薄膜から
成る、第一反射鏡面兼用の第一電極と、該レーザ
本体の、前記基板側の他側面に溝を削設すること
なく該他側面面上に設けられかつ前記第一反射鏡
面とフアブリペロー形共振器を形成するための金
属薄膜を被着して成る第二反射鏡面兼用の第二電
極とを具え、これら第一および第二電極間にバイ
アス電源を接続して前記活性層を順方向にバイア
スして活性領域を形成し該フアブリペロー形共振
器内で発生したレーザ光を前記第一および第二反
射鏡面に対して垂直な方向にレーザ光を取出せる
ようにして成ることを特徴とする。
さらに本発明の他の実施例においては、レーザ
光に対して透明なInP基板から成る半導体基板の
一側面に屈折率の大きな活性層をはさんで複数個
の極性の異なる半導体層を互にほぼ平行に形成し
て成るレーザ本体と、該レーザ本体の、前記基板
とは反対側の一側面に金属薄膜がほぼ円形状に被
着されて成りかつフアブリペロー共振器の第一反
射鏡面として作用する第一電極と、該レーザ本体
の、前記基板側の他側面に溝を削設することなく
設けられかつ前記共振器の第二反射鏡面として作
用する反射被膜とを具え、前記活性層の活性領域
が形成されるべき領域の外周囲でかつ前記レーザ
本体の一側面から前記基板の一部分に至るまでの
領域はｐ形不純物が添加されて成る拡散層とな
し、該拡散層上に被着され金属薄膜から成る第二
電極を備え、これら第一および第二電極間にバイ
アス電源を接続して前記活性層を順方向にバイア
スして活性領域を形成し該活性領域で発生したレ
ーザ光を第一および第二反射鏡面に対して垂直な
方向にレーザ光を取出せるようにして成ることを
特徴とする。
光に対して透明なInP基板から成る半導体基板の
一側面に屈折率の大きな活性層をはさんで複数個
の極性の異なる半導体層を互にほぼ平行に形成し
て成るレーザ本体と、該レーザ本体の、前記基板
とは反対側の一側面に金属薄膜がほぼ円形状に被
着されて成りかつフアブリペロー共振器の第一反
射鏡面として作用する第一電極と、該レーザ本体
の、前記基板側の他側面に溝を削設することなく
設けられかつ前記共振器の第二反射鏡面として作
用する反射被膜とを具え、前記活性層の活性領域
が形成されるべき領域の外周囲でかつ前記レーザ
本体の一側面から前記基板の一部分に至るまでの
領域はｐ形不純物が添加されて成る拡散層とな
し、該拡散層上に被着され金属薄膜から成る第二
電極を備え、これら第一および第二電極間にバイ
アス電源を接続して前記活性層を順方向にバイア
スして活性領域を形成し該活性領域で発生したレ
ーザ光を第一および第二反射鏡面に対して垂直な
方向にレーザ光を取出せるようにして成ることを
特徴とする。
さらに本発明の他の実施例においては、レーザ
光に対して透明なInP基板から成り一部分に断面
形状がほぼ円形の凸状部を有した半導体基板、該
凸状部の周囲の半導体基板上に順次に成長させた
一方の極性の半導体層と活性層とから成る逆バイ
アス層、前記凸状部の表面に該逆バイアス層とは
分離して順次に成長させた一方の極性の半導体層
および活性層、および該凸状部の表面上の半導体
層および活性層を包囲するように前記逆バイアス
層上に成長させた他方の極性の半導体層を有する
レーザ本体と、該レーザ本体の、前記基板とは反
対側の一側面に設けられた金属薄膜から成る第一
反射鏡面兼用の第一電極と、該レーザ本体の、前
記基板側の他側面に溝を削設することなく設けら
れかつ前記第一反射鏡面とフアブリペロー形共振
器を形成するための金属薄膜を被着して成る第二
反射鏡面兼用の第二電極とを具え、これら第一お
よび第二電極間にバイアス電源を接続して前記凸
状部に成長させた前記活性層を順方向にバイアス
して活性領域を形成し該活性領域で発生したレー
ザ光を前記第一および第二反射鏡面に対して垂直
な方向にレーザ光を取出せるようにして成ること
を特徴とする。
光に対して透明なInP基板から成り一部分に断面
形状がほぼ円形の凸状部を有した半導体基板、該
凸状部の周囲の半導体基板上に順次に成長させた
一方の極性の半導体層と活性層とから成る逆バイ
アス層、前記凸状部の表面に該逆バイアス層とは
分離して順次に成長させた一方の極性の半導体層
および活性層、および該凸状部の表面上の半導体
層および活性層を包囲するように前記逆バイアス
層上に成長させた他方の極性の半導体層を有する
レーザ本体と、該レーザ本体の、前記基板とは反
対側の一側面に設けられた金属薄膜から成る第一
反射鏡面兼用の第一電極と、該レーザ本体の、前
記基板側の他側面に溝を削設することなく設けら
れかつ前記第一反射鏡面とフアブリペロー形共振
器を形成するための金属薄膜を被着して成る第二
反射鏡面兼用の第二電極とを具え、これら第一お
よび第二電極間にバイアス電源を接続して前記凸
状部に成長させた前記活性層を順方向にバイアス
して活性領域を形成し該活性領域で発生したレー
ザ光を前記第一および第二反射鏡面に対して垂直
な方向にレーザ光を取出せるようにして成ること
を特徴とする。
図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明面発光形半導体レーザの構造を
その製造工程の順序に説明するための説明図であ
る。先ず第１図に示すようにｎ形InP基板１の
上にｎ形InP層２、GaInAsP系金属間化合物より
成る活性層３、Ｐ形InP層４を順次に結晶成長さ
せる。
その製造工程の順序に説明するための説明図であ
る。先ず第１図に示すようにｎ形InP基板１の
上にｎ形InP層２、GaInAsP系金属間化合物より
成る活性層３、Ｐ形InP層４を順次に結晶成長さ
せる。
次に第１図に示すようにＰ形InP層４の上に
SiO2絶縁膜５をスパツタし、更にエツチングで
このSiO2膜に円形状の穴を形成する。
SiO2絶縁膜５をスパツタし、更にエツチングで
このSiO2膜に円形状の穴を形成する。
次に第１図に示すようにｎ形InP基板１の裏
面を所望の厚さに研磨して鏡面６に仕上げる。
面を所望の厚さに研磨して鏡面６に仕上げる。
次に第１図に示すように穴付きのSiO2膜５
の上部全面にAu−Zn系合金より成る電極７をコ
ートする。
の上部全面にAu−Zn系合金より成る電極７をコ
ートする。
次に第１図に示すように鏡面６の側にAu−
Sn系合金より成る電極８を設ける。
Sn系合金より成る電極８を設ける。
この場合SiO2膜５に穴があいていてAu−Zn系
合金電極７が直接半導体に接触している部分７Ａ
をAn−Sn系合金電極８の穴８Ａと対応させるこ
とが好ましい。
合金電極７が直接半導体に接触している部分７Ａ
をAn−Sn系合金電極８の穴８Ａと対応させるこ
とが好ましい。
これについて更に詳述すると、一方の穴７Ａの
穴の中心線と他方の穴８Ａの中心線とがほぼ一致
することが好ましい。
穴の中心線と他方の穴８Ａの中心線とがほぼ一致
することが好ましい。
次に第１図(vi)に示すようにAu−Sn系合金電極
８及びその穴８Ａの上部全面に金を蒸着し、Au
層９を設ける。
８及びその穴８Ａの上部全面に金を蒸着し、Au
層９を設ける。
次に第１図(vii)に示すようにカツテイングして面
発光形半導体レーザ１０を得る。
発光形半導体レーザ１０を得る。
第２図はこの面発光形半導体レーザ１０を拡大
して示したものである。符号は第１図と対応させ
てあり、同一符号は同一部分を示すものとする。
Au−Zn系合金電極７を陽極側（＋）、Au−Sn系
合金電極８を負極側（−）として直流電源Ｅに接
続し順方向バイアスを印加する。このようにする
とGaInAsPより成る活性層３のバンドギヤツプ
（禁制帯幅）がその両側のInP層２及び４のバン
ドギヤツプより小さく且つSiO2絶縁膜５により
所謂酸化物ストライプ領域ができて、キヤリアは
GaInAsP活性層３のAu−Zn系合金電極７の穴７
Ａに対向する部分に閉じ込められ、こゝに活性領
域３Ａができる。その結果所謂エネルギーの反転
分布が形成され、伝導帯の電子が価電子帯の正孔
と再結合する際、差のエネルギーがレーザ光とし
て放出される。従来のGaInAsP−InP系ダブルヘ
テロ接合半導体レーザは半導体結晶を各層１〜４
に垂直な方向に劈開してできた面をフアブリ・ペ
ロー共振器として利用し、半導体チツプの主表面
に平行な方向にレーザ光を取り出すものである
が、本発明ではレーザ光を取り出す方向がこれと
90゜相違する。即ち前述したようにInPのバンドギ
ヤツプはGaInAsPのバンドギヤツプより大きい
ためこゝに入り込んだ光はほとんど吸収されず、
Au膜９及びAu−Zn系合金膜７Ａに到達する。
Au膜９直下の半導体面は特に鏡面６に仕上げら
れており、Au膜とAu−Zn系合金膜とは互にほぼ
平行に形成されているため、両者が反射鏡面とな
りフアブリ・ペロー形共振器を構成し、レーザ発
振を起こす。そして第２図矢印で示す光伝播ルー
プ１１で図示したように伝播して両反射鏡面電極
間で収斂、増幅及び反射を繰返した光の一部は充
分薄いAu膜９を透過して矢印１２で示す方向に
進行する。即ちレーザ光は半導体チツプの主表面
に対し垂直な方向に取り出せるのである。本発明
では以上のようにして面発光形半導体レーザが形
成されるのである。
して示したものである。符号は第１図と対応させ
てあり、同一符号は同一部分を示すものとする。
Au−Zn系合金電極７を陽極側（＋）、Au−Sn系
合金電極８を負極側（−）として直流電源Ｅに接
続し順方向バイアスを印加する。このようにする
とGaInAsPより成る活性層３のバンドギヤツプ
（禁制帯幅）がその両側のInP層２及び４のバン
ドギヤツプより小さく且つSiO2絶縁膜５により
所謂酸化物ストライプ領域ができて、キヤリアは
GaInAsP活性層３のAu−Zn系合金電極７の穴７
Ａに対向する部分に閉じ込められ、こゝに活性領
域３Ａができる。その結果所謂エネルギーの反転
分布が形成され、伝導帯の電子が価電子帯の正孔
と再結合する際、差のエネルギーがレーザ光とし
て放出される。従来のGaInAsP−InP系ダブルヘ
テロ接合半導体レーザは半導体結晶を各層１〜４
に垂直な方向に劈開してできた面をフアブリ・ペ
ロー共振器として利用し、半導体チツプの主表面
に平行な方向にレーザ光を取り出すものである
が、本発明ではレーザ光を取り出す方向がこれと
90゜相違する。即ち前述したようにInPのバンドギ
ヤツプはGaInAsPのバンドギヤツプより大きい
ためこゝに入り込んだ光はほとんど吸収されず、
Au膜９及びAu−Zn系合金膜７Ａに到達する。
Au膜９直下の半導体面は特に鏡面６に仕上げら
れており、Au膜とAu−Zn系合金膜とは互にほぼ
平行に形成されているため、両者が反射鏡面とな
りフアブリ・ペロー形共振器を構成し、レーザ発
振を起こす。そして第２図矢印で示す光伝播ルー
プ１１で図示したように伝播して両反射鏡面電極
間で収斂、増幅及び反射を繰返した光の一部は充
分薄いAu膜９を透過して矢印１２で示す方向に
進行する。即ちレーザ光は半導体チツプの主表面
に対し垂直な方向に取り出せるのである。本発明
では以上のようにして面発光形半導体レーザが形
成されるのである。
実験の結果、本発明の面発光形半導体レーザ１
０は絶対温度77Kでレーザ発振することが確認さ
れた。このデータより室温におけるしきい値電流
密度は、110KA／cm2程度であると推定される。
そこで、もし活性層３の厚みを２倍にし、反射率
を上げることができれば、しきい値電流密度は
110KA／cm2の1/2以下となり、50KA／cm2程度と
することができる。従つて本発明の半導体レーザ
によると室温発振も可能であると考えられる。そ
して、例えばここでＰ側電極として直径約5μｍ
の円形電極を採用すれば、発振しきい値電流は上
述の推定より、10mA程度の低電流となり、高出
力時でも光ダメージの少ないレーザが得られるこ
とが充分可能となる。
０は絶対温度77Kでレーザ発振することが確認さ
れた。このデータより室温におけるしきい値電流
密度は、110KA／cm2程度であると推定される。
そこで、もし活性層３の厚みを２倍にし、反射率
を上げることができれば、しきい値電流密度は
110KA／cm2の1/2以下となり、50KA／cm2程度と
することができる。従つて本発明の半導体レーザ
によると室温発振も可能であると考えられる。そ
して、例えばここでＰ側電極として直径約5μｍ
の円形電極を採用すれば、発振しきい値電流は上
述の推定より、10mA程度の低電流となり、高出
力時でも光ダメージの少ないレーザが得られるこ
とが充分可能となる。
以下第３図の実施例について更に改良を加えた
変形例をいくつか説明する。
変形例をいくつか説明する。
第３図ａは、本発明の他の実施の一例を示すも
ので、第２図の実施例とは異なりｐ形不純物を結
晶成長後拡散させてｐ形領域１３を作り、横方向
からキヤリアを注入する方式を採用した面発光形
レーザを示すものである。この方式によれば、第
１図の実施例より活性層３の厚さを厚くすること
ができ、低いしきい値電流のレーザが得られる。
また第３図ｂはこの方式を基にした変形例であつ
て両電極を片面に設置した場合を示しており、こ
の場合は基板１に半絶縁性のものも使用できる。
ので、第２図の実施例とは異なりｐ形不純物を結
晶成長後拡散させてｐ形領域１３を作り、横方向
からキヤリアを注入する方式を採用した面発光形
レーザを示すものである。この方式によれば、第
１図の実施例より活性層３の厚さを厚くすること
ができ、低いしきい値電流のレーザが得られる。
また第３図ｂはこの方式を基にした変形例であつ
て両電極を片面に設置した場合を示しており、こ
の場合は基板１に半絶縁性のものも使用できる。
第４図ａは、本発明の他の実施の一例を示すも
ので、縦方向と横方向からのキヤリア注入機構に
加え、光閉じ込め機構を第２図の実施例に組み込
んだものである。これら２つの機構を取り入れる
方法としては、第４図ｂのようなものも考えられ
るが、こゝでは、まずその基本形である第４図ａ
の実施例の製造法と動作について述べる。最初
に、ｎ形InP基板１を凸面状にエツチングし、ｎ
形InP層２、GaInAsP層３を分離成長させる。こ
れは、結晶成長条件を適切に選ぶことにより可能
であることがすでに確認されている。そして、次
にｐ形InP層４で活性領域３Ａを包み込むように
結晶成長を行なう。その後の加工法は第１図に示
したものと同じである。
ので、縦方向と横方向からのキヤリア注入機構に
加え、光閉じ込め機構を第２図の実施例に組み込
んだものである。これら２つの機構を取り入れる
方法としては、第４図ｂのようなものも考えられ
るが、こゝでは、まずその基本形である第４図ａ
の実施例の製造法と動作について述べる。最初
に、ｎ形InP基板１を凸面状にエツチングし、ｎ
形InP層２、GaInAsP層３を分離成長させる。こ
れは、結晶成長条件を適切に選ぶことにより可能
であることがすでに確認されている。そして、次
にｐ形InP層４で活性領域３Ａを包み込むように
結晶成長を行なう。その後の加工法は第１図に示
したものと同じである。
次にこの実施例の動作を説明する。まず、順方
向電圧Ｅをこのレーザダイオードに印加すると電
流はSiO2膜５で制限されると同時に、拡散電圧
の違いから横方向と縦方向より活性領域３Ａに集
中して流れる。そして光は活性領域３Ａの屈折率
が高いためこれがレンズのような作用をし、活性
領域３Ａ付近に集光し、フアブリペロー共振器１
０の電極７，９間で共振して第２図の実施例で述
べたようにレーザ発振を起こす。その結果、活性
層３Ａを厚く分離成長させることにより、単一モ
ードで、低いしきい値電流のレーザが得られるの
である。
向電圧Ｅをこのレーザダイオードに印加すると電
流はSiO2膜５で制限されると同時に、拡散電圧
の違いから横方向と縦方向より活性領域３Ａに集
中して流れる。そして光は活性領域３Ａの屈折率
が高いためこれがレンズのような作用をし、活性
領域３Ａ付近に集光し、フアブリペロー共振器１
０の電極７，９間で共振して第２図の実施例で述
べたようにレーザ発振を起こす。その結果、活性
層３Ａを厚く分離成長させることにより、単一モ
ードで、低いしきい値電流のレーザが得られるの
である。
第４図ｂは活性領域へのキヤリア注入をより完
全に行なうため、２回の結晶成長によつて第４図
ａにさらに逆バイアス層２Ａ，２Ｂを基板１とｐ
形InP層４との間に設けた面発光形レーザを示す
ものである。このような構造にすると電流は活性
領域３Ａ付近にのみ流れ、漏浅電流が非常に少な
くなる。このため第４図ａの実施例より、さらに
高効率でしきい値電流が低いという特徴をかねそ
ろえた面発光形半導体レーザが得られる。
全に行なうため、２回の結晶成長によつて第４図
ａにさらに逆バイアス層２Ａ，２Ｂを基板１とｐ
形InP層４との間に設けた面発光形レーザを示す
ものである。このような構造にすると電流は活性
領域３Ａ付近にのみ流れ、漏浅電流が非常に少な
くなる。このため第４図ａの実施例より、さらに
高効率でしきい値電流が低いという特徴をかねそ
ろえた面発光形半導体レーザが得られる。
第５図は、本発明の面発光形半導体レーザを用
いた２次元レーザ・アレーを示すもので、通常の
ウエハプロセスのみで、一つのウエハ上にレーザ
を集積できる。尚１４はレーザ素子、１５はウエ
ハ、１６は電極を夫々示すものである。このよう
なレーザ・アレーは面発光形レーザの光出力方向
がウエハの主表面に対して垂直であるという特徴
を生かしたもので、多心フアイバ・ケーブルの発
光源に適している。
いた２次元レーザ・アレーを示すもので、通常の
ウエハプロセスのみで、一つのウエハ上にレーザ
を集積できる。尚１４はレーザ素子、１５はウエ
ハ、１６は電極を夫々示すものである。このよう
なレーザ・アレーは面発光形レーザの光出力方向
がウエハの主表面に対して垂直であるという特徴
を生かしたもので、多心フアイバ・ケーブルの発
光源に適している。
なお、上記の各実施例では、GaInAsP系とInP
系化合物を結晶成長により重畳した半導体レーザ
を例にしたが、本発明はこれに限らず、ヘテロ構
造を形成する他の半導体を用いても可能であるこ
とはいうまでもない。
系化合物を結晶成長により重畳した半導体レーザ
を例にしたが、本発明はこれに限らず、ヘテロ構
造を形成する他の半導体を用いても可能であるこ
とはいうまでもない。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
フアブリ・ペロー共振器をウエハの主表面上に設
け、光出力をウエハの主表面に対して垂直方向に
取り出すことができ、２次元レーザ・アレーに組
立てる場合、一つのウエハ上に容易にレーザを集
積することができる。さらに、本発明による半導
体素子を光集積回路中に組み込むことにより、光
の出射方向に関しての制約をゆるめることがで
き、新しい光集積回路が造られる。したがつて、
本発明は新規の光集積回路を構成する上で、幅広
い利用が期待されるもので、斯種工業上きわめて
有用なものである。
フアブリ・ペロー共振器をウエハの主表面上に設
け、光出力をウエハの主表面に対して垂直方向に
取り出すことができ、２次元レーザ・アレーに組
立てる場合、一つのウエハ上に容易にレーザを集
積することができる。さらに、本発明による半導
体素子を光集積回路中に組み込むことにより、光
の出射方向に関しての制約をゆるめることがで
き、新しい光集積回路が造られる。したがつて、
本発明は新規の光集積回路を構成する上で、幅広
い利用が期待されるもので、斯種工業上きわめて
有用なものである。
次に本発明による面発光形半導体レーザと従来
の端面放射形半導体レーザとの相違点につき説明
する。
の端面放射形半導体レーザとの相違点につき説明
する。
近視野パターン
端面放射形では活性層と垂直方向で幅0.5〜1μ
ｍと狭いが、面発光形では幅（或いは直径）は10
〜20μｍとなり広くとれる。
ｍと狭いが、面発光形では幅（或いは直径）は10
〜20μｍとなり広くとれる。
遠視野パターン
端面放射形では、近視野パターンが上述のよう
に狭いため、40゜程度にまで広がり、指向性が極
めて悪い。これに対し面発光形では放射は鋭いビ
ーム状となり、1゜程度の広がりになるにすぎず極
めて指向性が良い。
に狭いため、40゜程度にまで広がり、指向性が極
めて悪い。これに対し面発光形では放射は鋭いビ
ーム状となり、1゜程度の広がりになるにすぎず極
めて指向性が良い。
光出力
端面放射形も表面発光形もほぼ同程度である。
光密度
端面放射形では近視野パターンが小さいため光
密度が高く光損傷が生じやすい。光密度は
1mw／μm2程度である。これに対し面発光形で
は近視野パターンが広いため光密度が小さく抑え
られ光損傷のおそれはない。光密度は〜
10-2mw／μm2程度である。
密度が高く光損傷が生じやすい。光密度は
1mw／μm2程度である。これに対し面発光形で
は近視野パターンが広いため光密度が小さく抑え
られ光損傷のおそれはない。光密度は〜
10-2mw／μm2程度である。
第１図は、本発明面発光形半導体レーザの製造
方法の一例を示した説明図、第２図は本発明の面
発光形半導体の一例を示す断面図、第３図、第４
図は本発明の半導体の他の実施例を示す断面模形
図。第５図は２次元レーザ・アレーに応用した状
態を示す略図である。 １……ｎ形InP基板、２……ｎ形InP層、３…
…GaInAsP活性層、３Ａ……活性領域、４……
ｐ形Inp層、５……SiO2絶縁膜、６……鏡面、７
……Au−Zn系合金電極、８……Au−Sn系合金
電極、７Ａ，８Ａ……電極の孔、９……Au層、
１０……面発光形半導体レーザ、１１……光伝播
ループ。
方法の一例を示した説明図、第２図は本発明の面
発光形半導体の一例を示す断面図、第３図、第４
図は本発明の半導体の他の実施例を示す断面模形
図。第５図は２次元レーザ・アレーに応用した状
態を示す略図である。 １……ｎ形InP基板、２……ｎ形InP層、３…
…GaInAsP活性層、３Ａ……活性領域、４……
ｐ形Inp層、５……SiO2絶縁膜、６……鏡面、７
……Au−Zn系合金電極、８……Au−Sn系合金
電極、７Ａ，８Ａ……電極の孔、９……Au層、
１０……面発光形半導体レーザ、１１……光伝播
ループ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ光に対して透明なInP基板から成る半
導体基板の一側面に屈折率の大きな活性層をはさ
んで複数個の極性の異なる半導体層を互にほぼ平
行に形成して成るレーザ本体と、 該レーザ本体の、前記基板とは反対側の一側面
に設けられた金属薄膜から成る、第一反射鏡面兼
用の第一電極と、 該レーザ本体の、前記基板側の他側面に溝を削
設することなく該他側面上に設けられかつ前記第
一反射鏡面とフアブリペロー形共振器を形成する
ための金属薄膜を被着して成る第二反射鏡面兼用
の第二電極と、 を具え、 これら第一および第二電極間にバイアス電源を
接続して前記活性層を順方向にバイアスして活性
領域を形成し該フアブリペロー形共振器内で発生
したレーザ光を前記第一および第二反射鏡面に対
して垂直な方向にレーザ光を取出せるようにして
成ることを特徴とする面発光形半導体レーザ。 ２ 前記InP基板をｎ形とし、前記活性層を
GaInAsP活性層とし、該活性層の前記InP基板側
の半導体層をｎ形InP層とし、前記活性層の他側
の半導体層をＰ形InP層としたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の面発光形半導体レー
ザ。 ３ 前記第一反射鏡面兼用の第一電極は、前記レ
ーザ本体の前記一側面に設けられかつ前記共振器
に対応する部分にほぼ円形状の孔を有する絶縁層
の当該孔を介して、前記一側面に被着されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の面発光形半導体レーザ。 ４ 前記第一反射鏡面兼用の第一電極は、前記レ
ーザ本体の前記一側面であつて前記共振器に対応
する部分に設けられたレーザ光に対して透明な絶
縁層を介して、前記一側面に被着されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
記載の面発光形半導体レーザ。 ５ 前記活性層の活性領域の外周囲でかつ前記レ
ーザ本体の前記一側面から前記基板の一部分に至
るまでの領域はｐ形不純物が添加されて成る拡散
層とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第４項のいずれか一つに記載の面発光形半導体
レーザ。 ６ レーザ光に対して透明なInP基板から成る半
導体基板の一側面に屈折率の大きな活性層をはさ
んで複数個の極性の異なる半導体層を互にほぼ平
行に形成してなるレーザ本体と、 該レーザ本体の、前記基板とは反対側の一側面
に金属薄膜がほぼ円形状に被着されて成りかつフ
アブリペロー共振器の第一反射鏡面として作用す
る第一電極と、 該レーザ本体の前記基板側の他側面に溝を削設
することなく設けてかつ前記共振器の第二反射鏡
面として作用する反射被膜と を具え、 前記活性層の活性領域が形成されるべき領域の
外周囲でかつ前記レーザ本体の一側面から前記基
板の一部分に至るまでの領域はｐ形不純物が添加
されて成る拡散層となし、 該拡散層上に被着され金属薄膜から成る第二電
極を備え、これら第一および第二電極間にバイア
ス電源を接続して前記活性層を順方向にバイアス
して活性領域を形成し該活性領域で発生したレー
ザ光を第一および第二反射鏡面に対して垂直な方
向にレーザ光を取出せるようにして成ることを特
徴とする面発光形半導体レーザ。 ７ レーザ光に対して透明なInP基板から成り一
部分に断面形状がほぼ円形の凸状部を有した半導
体基板、該凸状部の周囲の半導体基板上に順次に
成長させた一方の極性の半導体層と活性層とから
成る逆バイアス層、前記凸状部の表面に該逆バイ
アス層とは分離して順次に成長させた一方の極性
の半導体層および活性層、および該凸状部の表面
上の半導体層および活性層を包囲するように前記
逆バイアス層上に成長させた他方の極性の半導体
層を有するレーザ本体と、 該レーザ本体の、前記基板とは反対側の一側面
に設けられた金属薄膜から成る第一反射鏡面兼用
の第一電極と、 該レーザ本体の前記基板側の他側面に溝を削設
することなく設けられかつ前記第一反射鏡面とフ
アブリペロー形共振器を形成するための金属薄膜
を被着して成る第二反射鏡面兼用の第二電極とを
具え、 これら第一および第二電極間にバイアス電源を
接続して前記凸状部に成長させた前記活性層を順
方向にバイアスして活性領域を形成し該活性領域
で発生したレーザ光を前記第一および第二反射鏡
面に対して垂直な方向にレーザ光を取出せるよう
にして成ることを特徴とする面発光形半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50880A JPS5698888A (en) | 1980-01-09 | 1980-01-09 | Light emitting semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50880A JPS5698888A (en) | 1980-01-09 | 1980-01-09 | Light emitting semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5698888A JPS5698888A (en) | 1981-08-08 |
| JPH0156547B2 true JPH0156547B2 (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=11475705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50880A Granted JPS5698888A (en) | 1980-01-09 | 1980-01-09 | Light emitting semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5698888A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215087A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-14 | Tokyo Inst Of Technol | 面発光形レ−ザ素子の製造方法 |
| JPS6032381A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 面発光半導体レ−ザ装置 |
| JPS6140077A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Res Dev Corp Of Japan | ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ埋め込み型面発光レーザ発振装置の製造方法 |
| JPS6376390A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Nec Corp | 発光半導体素子 |
| KR100274283B1 (ko) * | 1991-03-28 | 2001-01-15 | 야스카와 히데아키 | 면 발광형 반도체 레이저 및 그 제조 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5367391A (en) * | 1976-11-29 | 1978-06-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
| JPS5451491A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-23 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser |
| JPS5511338A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
-
1980
- 1980-01-09 JP JP50880A patent/JPS5698888A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5698888A (en) | 1981-08-08 |
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