JPH02180085A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

半導体レーザ素子の製造方法

Info

Publication number
JPH02180085A
JPH02180085A JP63334138A JP33413888A JPH02180085A JP H02180085 A JPH02180085 A JP H02180085A JP 63334138 A JP63334138 A JP 63334138A JP 33413888 A JP33413888 A JP 33413888A JP H02180085 A JPH02180085 A JP H02180085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
width
region
ridge
active layer
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63334138A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0695589B2 (ja
Inventor
Hiroyuki Hosobane
弘之 細羽
Akihiro Matsumoto
松本 晃弘
Kaneki Matsui
完益 松井
Taiji Morimoto
泰司 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP63334138A priority Critical patent/JPH0695589B2/ja
Priority to US07/455,574 priority patent/US5054031A/en
Priority to DE68916222T priority patent/DE68916222T2/de
Priority to EP89313703A priority patent/EP0376752B1/en
Publication of JPH02180085A publication Critical patent/JPH02180085A/ja
Priority to US07/707,449 priority patent/US5206185A/en
Publication of JPH0695589B2 publication Critical patent/JPH0695589B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/16Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • H01S5/2235Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/24Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

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、共振器端面近傍で活性層の光密度を低減した
高出力半導体レーザ素子に関する。
(従来の技術) 半導体レーザ素子は光ディスクや光通信システムの光源
として広く使用されている。これらの素子には、より高
出力で光を出射することが望まれている。しかしながら
実用化されている半導体レーザ素子では高々50mW程
度の出力しか得られていない。このように高出力化が達
成できない原因として、共振器端面に於ける結晶劣化が
挙げられる。この結晶劣化を抑えるために、液相成長法
(LPE法)を用いて、半導体レーザ素子内部の活性層
よりも端面近傍の活性層を薄くして、端面近傍の光密度
を減少させることが行われている。
このタイプの素子として第5図(C)に示すT3構造を
有する半導体レーザ素子(三菱電機技報、■o 1.6
2.No、7.14 (566)、198B)が知られ
ている。第5図(d)はこの半導体レーザの平面図であ
り、破線によってリッジ形状が示されている。第5図(
a)および(b)はその製造工程の途中を表す斜視図で
ある。
以下製造工程に従って説明する。p−GaAs基板21
上にエツチングによって高さ2μmのリッジ部32が形
成される。リッジ部32は端面近傍では幅が狭く、共振
器中央領域では幅が広くなるように形成される(第51
1ffl(a))。次にエピタキシャル成長によってn
 −G a A s電流阻止層22を形成し、エツチン
グにより、リッジ部32の中央に基板21に達するスト
ライプ状のV字溝31を形成する(第5図(b))。さ
らにLPE法により、p−AlGaAsクラッド層23
.AI G、 a A s活性層24.n−AlGaA
sクランド層25.n−〇aAsキャップ層26層成6
し。
ダブルテヘロ構造を形成している(第5図(C))。
上述のようにリッジ形状部のある基板上にLPE法によ
る結晶成長を行なうと、リッジの側面では、結晶成長が
促進され、リッジの上面では結晶成長が抑制される。こ
れは結晶成長の異方性として知られている。この性質に
よって5 リッジ上面ではリッジ側面より結晶成長膜が
大幅に薄く形成され、しかも再現性良く形成される。
この異方性を利用すれば、リッジの幅を変化させること
より、リッジ上に形成される層の厚さを変えることがで
きる。即ち、リッジの幅の広い領域では成長層の厚さは
厚くなり、狭い領域では薄くなる。従って第5図(a)
に示す形状を有するリッジ部32上にLPE法によって
層を形成すると、端面近傍では活性層24の層厚が薄く
なり基板中央領域では厚くなる。このようにして製造さ
れるT3型型半体レーザ素子では端面近傍の活性層24
が薄いので、端面近傍では、光はクラ・ノド層にしみ出
し、活性層内での光密度が低減される。このようにして
破壊限界光出力を向上することができ、高出力動作が可
能となる。
(発明が解決しようとする課B) ところが、上述のようにして製造されるT3型型半体レ
ーザ素子では活性層24を成長する前にクラッド層23
を成長しなければならないので問題が生じる。
クラッド層23はLPE法によって形成されるので端面
近傍で薄く、基板中央領域で厚くなる。
クラッド層23の厚さは適度な屈折率導波機構を生ずる
のに通した大きさにしなければならないので、上記のよ
うに厚さが異なるのは好ましくない。
さらに活性層も、このようなりラッド層23の上にLP
E法によって形成されるので平坦とはならず、0.2μ
m程度の段差を有している。この様子を示すため、第5
図(d)のVT−VI線に沿った断面図を第6図に示す
。このように活性層の段差によって、出射光の遠視野像
の垂直方向にサブピークが出現するという特性の悪化が
起こる。
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、その
目的は、光出射の特性を悪化させることなく高出力が得
られ、しかも再現性良く製造できる半導体レーザ素子及
びその製造方法を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明の半導体レーザ素子は、半導体基板上のリッジ部
と、該リッジ部中央のストライプ状の溝と、該リッジ部
の上方の積層構造と、活性層とを備え、共振器中央領域
の該リッジ部の幅W1が端面近傍領域の該リッジ部の幅
W2より大きく、該リッジ部の幅W、の領域中の中央の
幅W2の領域を除く両側方領域のそれぞれに1以上の側
溝が設けられ、該積層構造の上面が平面であり、該活性
層が該平面上に形成され、数構の上方に於いて。
該端面近傍領域の該活性層の厚さが該共振器中央領域の
該活性層の厚さより小さいので、そのことにより上記目
的が達成される。
また本発明の半導体レーザ素子の製造法は半導体基板上
に、該基板の中央領域に於ける幅Wlが端面に於ける幅
W2より大きく、該幅WIの領域中の中央の幅W2の領
域を除く両側方領域のそれぞれに1以上の側溝を有する
リッジ部を形成する工程、該基板上に電流阻止層を形成
する工程、該リッジ部の中央にストライプ状の溝を形成
する工程、及び該基板上にクラッド層及び活性層を順次
形成する工程、を包含しており、そのことにより上記目
的が達成される。
(作用) 本発明の半導体レーザ素子は、端面近傍領域ではリッジ
部の幅が小さいので、また共振器中央領域には側溝が存
在するので、該リッジ部上方に形成される層1例えば電
流阻止層及びクラッド層は。
リッジ部の上方ではほぼ等しい層厚で成長する。
クラッド層の成長が終了した段階では側溝はほとんど埋
めら、クラッド層の上面は平面状となる。
この後、クラッド層の上に形成される活性層は端面近傍
領域では薄く形成され、共振器中央領域では厚く形成さ
れる。
(実施例) 本発明の実施例について以下に説明する。第1図は本発
明の半導体レーザ素子の一実施例を表す斜視図である。
第2図(a)〜(e)は、第1図の半導体レーザ素子の
製造途中の段階を示す斜視図である。
以下製造工程に従って説明する。
p−CaAs基板1上に高さ2μmのりンジ部9をエツ
チングによって形成した。リッジ部9の形状は、端面近
傍領域では2幅20μm、基板内部の領域では幅50μ
mであり、これら2つの領域の間では2幅20μmから
50μmに徐々に変化している。そして端面近傍以外の
領域のリッジ部9には、さらに端面近傍と同じ幅の中央
の領域の外側に、2つの対称な側溝10.10が設けら
れている。また、共振器長は250μmであり。
端面近傍の2つの幅20μmの領域の共振器方向の長さ
はそれぞれ40μm1幅が徐々に変化する2つの領域の
長さはそれぞれ40μM、共振器中央部の幅50μmの
領域の長さは90μmである。
次にLPE法によってn−GaAs電流阻止層2を形成
した(第2図(b))。このとき端面領域のリッジ部9
の幅と、基板内部のリッジ部9の側溝10に挟まれた領
域との幅が等しいので、端面近傍と基板内部とのリッジ
部9上に形成される電流阻止層2は均一な厚さ(0,8
μm)で形成される。電流阻止層2が形成された後も側
溝10は完全には埋まらない。あるいはM OCV D
 (MetalOrganic Chemical V
apor Depodition)法により成長しても
同様の形状が残る。
次に基板1に達するエツチングによって、リッジ部9の
中央にストライプ状のV字溝11を形成した(第2図(
C))。このv字溝11によって電流狭窄が行われる。
次にp −G a A I A sクラッド層3をLP
E方法によって成長した(第2図(d))。
クラッド層3も、側溝10の存在によって端面近傍と基
板内部とで均一な厚さ(0,3μm)で形成されている
。クラッドN3の形成が終了した段階では側溝10は完
全に埋まってしまうか、又はやや残った状態にある。次
にG a A I A S活性層4をLPE法によって
形成した。活性層4の成長の初期には側溝10は完全に
埋められるので、活性層4は基板内部では厚く、端面近
傍では薄(なる。本実施例では基板中央のV字溝11上
での活性層の厚さは0.08μm、端面近傍での厚さは
0.03μmであった。
次にn −G a A I A sクラッド層5.n−
GaAsコンタクト層6を成長しく第2図(e))、 
さらにn側電極7及びn側電極8を形成し、第1図の半
導体レーザ素子を得た。
本実施例の半導体レーザ素子は室温での連続発振で最大
300mWの光出力が得られた。また50°C2出力1
00mWで、3,000時間以上安定に動作し、高い信
頼性を有することが確認、された。上記の動作中、基本
横モードで安定に動作した。遠視野像は光出力の変化に
対して安定していた。放射ビームの広がりは半導体レー
ザ素子の接合面に平行方向で約10度、垂直方向で約2
0度である(半値全角)。このように垂直/水平の角度
比が小さいので、光学系への高い結合効率が得られる。
第3図(a)は本発明の他の実施例のり・ンジ部を形成
した基板の斜視図である。第3図[有])は第3図(a
)の基板に側溝10を形成した後、電流阻止層を形成し
、3本のV字溝11を形成した平面図である。
第4図(a)及び(b)は本発明の他の実施例を示す平
面図である。いずれも側溝10を形成し、電流阻止層を
形成した後、v字溝11を形成した段階を示している。
第3図及び第4図(a)及び(b)のいずれの実施例に
於いても、第1図と同様の特性を有する半導体レーザ素
子が得られることが確認された。
(発明の効果) 本発明の半導体レーザ素子はこのように出射光の特性を
悪化させることなく高出力の要請に応することができる
さらに本発明の半導体レーザ素子の製造方法を用いれば
、上記の半導体レーザ素子を容易に製造することができ
る。
を表す斜視図、第2図(a)〜(e)は第1図の半導体
レーザ素子の製造途中の段階を表す斜視図、第3図(a
)及び(b)は本発明の他の実施例を表わす図、第4図
(a)及び(b)は本発明の他の実施例を表す平面図第
5図(a)〜(C)は従来のT3型型半体レーザ素子の
製造途中の段階を表す斜視図、第5図(d)は第5図(
a)〜(C)の従来例の平面図、第6図は第511ff
l(d)の■■線に沿った断面図である。
1−p −G a A s基板、2−n−GaAs電流
阻止層、3・・・p−C;aAIAsクラッド層、4・
・・GaAlAs活性層、5・・・n−GaAlAsク
ラッド層、6−n−CraAsコンタクト層、9・・・
リッジ部、10・・・側溝、11・・・V字溝。
以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上のリッジ部と、該リッジ部中央のスト
    ライプ状の溝と、該リッジ部の上方の積層構造と、活性
    層とを備え、 共振器中央領域の該リッジ部の幅W_1が端面近傍領域
    の該リッジ部の幅W_2より大きく、該リッジ部の幅W
    _1の領域中の中央の幅W_2の領域を除く両側方領域
    のそれぞれに1以上の側溝が設けられ、 該積層構造の上面が平面であり、 該活性層が該平面上に形成され、 該溝の上方に於いて、該端面近傍領域の該活性層の厚さ
    が該共振器中央領域の該活性層の厚さより小さい半導体
    レーザ素子。 2、半導体基板上に、該基板の中央領域に於ける幅W_
    1が端面近傍領域に於ける幅W_2より大きく、該幅W
    _1の領域中の中央の幅W_2の領域を除く両側方領域
    のそれぞれに1以上の側溝を有するリッジ部を形成する
    工程、 該基板上に電流阻止層を形成する工程、 該リッジ部の中央にストライプ状の溝を形成する工程、
    及び 該基板上にクラッド層及び活性層を順次形成する工程、 を包含する半導体レーザ素子の製造方法。
JP63334138A 1988-12-29 1988-12-29 半導体レーザ素子の製造方法 Expired - Fee Related JPH0695589B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63334138A JPH0695589B2 (ja) 1988-12-29 1988-12-29 半導体レーザ素子の製造方法
US07/455,574 US5054031A (en) 1988-12-29 1989-12-22 Semiconductor laser device
DE68916222T DE68916222T2 (de) 1988-12-29 1989-12-29 Halbleiterlaservorrichtung.
EP89313703A EP0376752B1 (en) 1988-12-29 1989-12-29 A semiconductor laser device
US07/707,449 US5206185A (en) 1988-12-29 1991-05-30 Semiconductor laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63334138A JPH0695589B2 (ja) 1988-12-29 1988-12-29 半導体レーザ素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02180085A true JPH02180085A (ja) 1990-07-12
JPH0695589B2 JPH0695589B2 (ja) 1994-11-24

Family

ID=18273952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63334138A Expired - Fee Related JPH0695589B2 (ja) 1988-12-29 1988-12-29 半導体レーザ素子の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5054031A (ja)
EP (1) EP0376752B1 (ja)
JP (1) JPH0695589B2 (ja)
DE (1) DE68916222T2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04352374A (ja) * 1991-05-29 1992-12-07 Eastman Kodak Japan Kk 半導体発光装置
US5523256A (en) * 1993-07-21 1996-06-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing a semiconductor laser
CN100463312C (zh) * 2006-11-09 2009-02-18 何建军 V型耦合腔波长可切换半导体激光器
JP5276030B2 (ja) * 2010-02-19 2013-08-28 古河電気工業株式会社 半導体レーザおよび半導体レーザモジュール

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297384A (ja) * 1985-10-23 1987-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3688943T2 (de) * 1985-04-23 1993-12-16 Sharp Kk Halbleiterlaservorrichtung.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297384A (ja) * 1985-10-23 1987-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0376752B1 (en) 1994-06-15
US5054031A (en) 1991-10-01
EP0376752A3 (en) 1990-08-16
DE68916222T2 (de) 1994-09-29
JPH0695589B2 (ja) 1994-11-24
DE68916222D1 (de) 1994-07-21
EP0376752A2 (en) 1990-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4792962A (en) A ring-shaped resonator type semiconductor laser device
JPS6343908B2 (ja)
JPH01164077A (ja) 発光ダイオードおよびその製造方法
JPH02180085A (ja) 半導体レーザ素子の製造方法
JPH05327112A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPS62282483A (ja) 半導体レ−ザアレイ装置
JPS59100583A (ja) 半導体レ−ザ装置
US5206185A (en) Semiconductor laser device
JPS63200591A (ja) 半導体レーザ装置の製造方法
US4360920A (en) Terraced substrate semiconductor laser
JPH0671121B2 (ja) 半導体レーザ装置
JPS6351556B2 (ja)
JPH02119285A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH01132191A (ja) 半導体レーザ素子
JPH0831652B2 (ja) 半導体レ−ザ
JPS61236187A (ja) 半導体レ−ザ装置及びその製造方法
JPS61290788A (ja) 半導体レ−ザ装置およびその製造方法
JPH0440874B2 (ja)
JPS5834988A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPS58105586A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPS5864085A (ja) 半導体レ−ザおよびその製造方法
JPS59169191A (ja) 単一軸モ−ド半導体レ−ザ
JPS5923585A (ja) 半導体レ−ザ素子
JPH039592A (ja) 半導体ウェーハの製造方法
JPH0669538A (ja) 端面放射型発光ダイオード

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees