JPH02202087A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH02202087A JPH02202087A JP2185189A JP2185189A JPH02202087A JP H02202087 A JPH02202087 A JP H02202087A JP 2185189 A JP2185189 A JP 2185189A JP 2185189 A JP2185189 A JP 2185189A JP H02202087 A JPH02202087 A JP H02202087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- high refractive
- thickness
- cladding
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- 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。
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〕
本発明は半導体レーザ装置に関し、特にリブ導波型でス
トライプ構造の２重ヘテロ型レーザ装置に関する。
トライプ構造の２重ヘテロ型レーザ装置に関する。
従来、この種の半導体レーザ装置は、第５図に、示す如
く、半導体基板１上に第１クラッド層２゜活性層３．ス
トライプ状メサ部４ａを備えた第２クラッド層４が積層
形成され、第２クラッド層２のストライプ状メサ部４ａ
を除く両側面４ｂ上に埋め込まれた光吸収層５を有して
おり、水平横モードレーザである。このレーザ装置を特
に光デイスク装置やレーザビームプリンタ等の光源とし
て適用するにあたっては、光学系の制約から１０μｍ以
下の小さな非点隔差（非点収差の焦線間の距ｍ＞のスポ
ット径が要求されている。そして、非点隔差を小さくす
る試みとしては、第２クラッド層４の厚さｔ、活性層３
の厚さｄ、各層の組ＦＩｉ、（屈折率）やストライプ状
メサ部４ａの幅Ｗなどの制御が行われている。
く、半導体基板１上に第１クラッド層２゜活性層３．ス
トライプ状メサ部４ａを備えた第２クラッド層４が積層
形成され、第２クラッド層２のストライプ状メサ部４ａ
を除く両側面４ｂ上に埋め込まれた光吸収層５を有して
おり、水平横モードレーザである。このレーザ装置を特
に光デイスク装置やレーザビームプリンタ等の光源とし
て適用するにあたっては、光学系の制約から１０μｍ以
下の小さな非点隔差（非点収差の焦線間の距ｍ＞のスポ
ット径が要求されている。そして、非点隔差を小さくす
る試みとしては、第２クラッド層４の厚さｔ、活性層３
の厚さｄ、各層の組ＦＩｉ、（屈折率）やストライプ状
メサ部４ａの幅Ｗなどの制御が行われている。
上記の非点隔差を小さくするために、接合に対して平行
方向（横方向）の屈折率差を大きくすべく、第２クラッ
ド層４の厚さｔと活性層３の厚さｄを共に小さくするこ
とが考えられるが、両層３゜４を液相成長法で形成する
場合、高品質の薄膜の形成と大面積の素子を得るには困
難があり、また気相成長法で形成する場合、成長層が平
坦に形成されにくい。いずれの場合にも製造上の良品率
が低下することから、厚さｔ、ｄの最小値化には制約が
ある。
方向（横方向）の屈折率差を大きくすべく、第２クラッ
ド層４の厚さｔと活性層３の厚さｄを共に小さくするこ
とが考えられるが、両層３゜４を液相成長法で形成する
場合、高品質の薄膜の形成と大面積の素子を得るには困
難があり、また気相成長法で形成する場合、成長層が平
坦に形成されにくい。いずれの場合にも製造上の良品率
が低下することから、厚さｔ、ｄの最小値化には制約が
ある。
そこで、本発明の課題は、ストライプ状メサ部の等偏屈
折率を増大させる構造を採用することにより、接合に対
して平行方向の屈折率差の増大を図り、非点隔差が抑制
された半導体レーザ装置を提供することにある。
折率を増大させる構造を採用することにより、接合に対
して平行方向の屈折率差の増大を図り、非点隔差が抑制
された半導体レーザ装置を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明の講じた手段は、スト
ライプ状メサ部がすべて第２クラッド層の一部として形
成されているのではなく、ストライプ状メサ部の少なく
とも部分層として、第２クラッド層の屈折率に比して大
きな高屈折率層を形成したものである。
ライプ状メサ部がすべて第２クラッド層の一部として形
成されているのではなく、ストライプ状メサ部の少なく
とも部分層として、第２クラッド層の屈折率に比して大
きな高屈折率層を形成したものである。
かかる高屈折率層の存在によって、ストライプ状メサ部
の等偏屈折率が大きくなる。高屈折率層の厚さを増す程
に接合に対して平行方向の屈折率差が増すので（第３図
）、非点隔差が減少する（第４図）。膜厚を増大する方
向で非点隔差が改善されるので、製造上有利である。ま
た高屈折率層はストライプ状メサ部形成時のエツチング
ストップ層としても作用する。
の等偏屈折率が大きくなる。高屈折率層の厚さを増す程
に接合に対して平行方向の屈折率差が増すので（第３図
）、非点隔差が減少する（第４図）。膜厚を増大する方
向で非点隔差が改善されるので、製造上有利である。ま
た高屈折率層はストライプ状メサ部形成時のエツチング
ストップ層としても作用する。
次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明に係る半導体レーザ装置の一実施例を示
す模式断面図である。
す模式断面図である。
この実施例はリブ導波型レーザで、半導体基板１上に第
１クラツド層２．活性層３を有する。活性層３上にはス
トライプ状メサ部１０を備える第２クラッド層１２が積
層されている。第２クラッド層１２は、主体たるクラッ
ド部１２ａ、とストライプ状メサ部ｌＯとからなり、ス
トライプ状メサ部１０はクラッド部１２ａと一体の基部
１０ ａ 、高屈折率層１０ｂ及びクラッド残部ｌＯＣ
から構成されている。本実施例における高屈折率層１０
ｂはストライプ状メサ部１０の部分層を構成しており、
クラッド部１２ａ、基部１０ａ及びクラッド残部１０Ｃ
は同一組成（同一屈折率） とされている。高屈折率層
１０ｂの屈折率はクラッド部１２ａのそれに比して大き
い。第２クラッド層１２のストライプ状メサ１１１０を
除く両側面１２ｂ上には、負の利得を持つ光吸収層５が
埋め込まれている。なお１３．１４はオーミック電極を
示す。
１クラツド層２．活性層３を有する。活性層３上にはス
トライプ状メサ部１０を備える第２クラッド層１２が積
層されている。第２クラッド層１２は、主体たるクラッ
ド部１２ａ、とストライプ状メサ部ｌＯとからなり、ス
トライプ状メサ部１０はクラッド部１２ａと一体の基部
１０ ａ 、高屈折率層１０ｂ及びクラッド残部ｌＯＣ
から構成されている。本実施例における高屈折率層１０
ｂはストライプ状メサ部１０の部分層を構成しており、
クラッド部１２ａ、基部１０ａ及びクラッド残部１０Ｃ
は同一組成（同一屈折率） とされている。高屈折率層
１０ｂの屈折率はクラッド部１２ａのそれに比して大き
い。第２クラッド層１２のストライプ状メサ１１１０を
除く両側面１２ｂ上には、負の利得を持つ光吸収層５が
埋め込まれている。なお１３．１４はオーミック電極を
示す。
次に、上記構成に係る半導体レーザ装置の製造プロセス
につき第２図を参照しつつ説明する。
につき第２図を参照しつつ説明する。
まず第２図（Ａ）に示す如（、ｎ −ＧａＡｓ半導体基
板ｌ（厚さ１００μｍ、キャリア密度Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ
’）上に、ｎ Ａｌｏ、＊５Ｇａｏ、５ｓＡＳ第１
クラッド層２ （厚さ１．５μｍ、キャリア密度Ｉ Ｘ
ｌ０１８ｃＩｌ＋−’）、Ｐ ＡＪｏ、ｏｉＧａｏ、
９５＾Ｓ活性層３（厚さ０．０５μｍ、キャリア密度ｌ
Ｘ １０ ” ｃｎｒ’）、Ｐ ＡＪｏ、４ｓＧａｏ
、５ｓＡｓ第２クラッド材料層１２ａ’（厚さ０．５μ
ｍ、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｍ−’ ）、Ｐ ＩＶ
ｏ、＋５Ｇａｏ、＊ｓＡ！ｉｌ高屈折率材料層１０ｂ’
（厚さ０．０５μｍ１１．キャリア密度Ｉ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−３）、及びＰ−Ａｌｏ、 ４５ＧａＯ，５ＳＡＳク
ラッド残部材料層１０Ｃ′を常圧ＭＯＣＶＤ法（成長温
度８００℃）にて順次形成する。次に、エピタキシャル
膜全面にシリコン酸化膜（厚さ０．５μｍ）をスパッタ
リングにて被着した後、フォトエツチング工程にてスト
ライプ状領域（幅４μｍ）以外のシリコン酸化膜を除去
し、第２図（Ｂ）に示すストライプ状マスク１５を残す
。
板ｌ（厚さ１００μｍ、キャリア密度Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ
’）上に、ｎ Ａｌｏ、＊５Ｇａｏ、５ｓＡＳ第１
クラッド層２ （厚さ１．５μｍ、キャリア密度Ｉ Ｘ
ｌ０１８ｃＩｌ＋−’）、Ｐ ＡＪｏ、ｏｉＧａｏ、
９５＾Ｓ活性層３（厚さ０．０５μｍ、キャリア密度ｌ
Ｘ １０ ” ｃｎｒ’）、Ｐ ＡＪｏ、４ｓＧａｏ
、５ｓＡｓ第２クラッド材料層１２ａ’（厚さ０．５μ
ｍ、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｍ−’ ）、Ｐ ＩＶ
ｏ、＋５Ｇａｏ、＊ｓＡ！ｉｌ高屈折率材料層１０ｂ’
（厚さ０．０５μｍ１１．キャリア密度Ｉ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−３）、及びＰ−Ａｌｏ、 ４５ＧａＯ，５ＳＡＳク
ラッド残部材料層１０Ｃ′を常圧ＭＯＣＶＤ法（成長温
度８００℃）にて順次形成する。次に、エピタキシャル
膜全面にシリコン酸化膜（厚さ０．５μｍ）をスパッタ
リングにて被着した後、フォトエツチング工程にてスト
ライプ状領域（幅４μｍ）以外のシリコン酸化膜を除去
し、第２図（Ｂ）に示すストライプ状マスク１５を残す
。
次に、Ｈ２Ｏ２：Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２０＝ ４ ： １
： １で６０℃のエッチャントを用いて、第２クラッド
材料層１２ ａ ’の厚さ途中までエツチング除去し、
クラッド残部１０Ｃ１高屈折率層１０ｂ、基部ｔＯａ及
び厚さＱ、３μｍ程度のクラッド部１２ａが形成される
。このエツチング除去においては、高屈折率材料層１０
ｂ′と第２クラッド材料層１２ ａ ’の組成が異なり
、エツチングレートの差があるので、高屈折率材料層ｌ
Ｏｂ′はエツチングストップ層として作用し、クラッド
部１２ａの膜厚制御に役立つ。次に、第２図（Ｃ）に示
す如く、上記エツチング除去部分の両側面１２ｂ上に減
圧ＭＯＣＶＤ法によりｎ −ＧａＡｓ層の光吸収層５を
形成し、ストライプ状マスク１５を除去する。この後、
基板側に＾ｕＧｅ ／＾Ｕを、エピタキシャル面側に＾
ｕ２ｎ ／＾Ｕをスパッタリングで形成し、Ｈ２／ Ｎ
２中にて４５０℃１０分間のアニールを施してオーミ
ック電極１３．１４ （第１図示）とする。
： １で６０℃のエッチャントを用いて、第２クラッド
材料層１２ ａ ’の厚さ途中までエツチング除去し、
クラッド残部１０Ｃ１高屈折率層１０ｂ、基部ｔＯａ及
び厚さＱ、３μｍ程度のクラッド部１２ａが形成される
。このエツチング除去においては、高屈折率材料層１０
ｂ′と第２クラッド材料層１２ ａ ’の組成が異なり
、エツチングレートの差があるので、高屈折率材料層ｌ
Ｏｂ′はエツチングストップ層として作用し、クラッド
部１２ａの膜厚制御に役立つ。次に、第２図（Ｃ）に示
す如く、上記エツチング除去部分の両側面１２ｂ上に減
圧ＭＯＣＶＤ法によりｎ −ＧａＡｓ層の光吸収層５を
形成し、ストライプ状マスク１５を除去する。この後、
基板側に＾ｕＧｅ ／＾Ｕを、エピタキシャル面側に＾
ｕ２ｎ ／＾Ｕをスパッタリングで形成し、Ｈ２／ Ｎ
２中にて４５０℃１０分間のアニールを施してオーミ
ック電極１３．１４ （第１図示）とする。
第３図は、上記実施例においてクラッド部１２ａの厚さ
が０．３μｍの場合で高屈折率層１０ｂの厚さと接合に
平行方向の屈折率差（計算値）との関係を示すグラフ図
である。上記製造プロセスで得られる半導体レーザ装置
の高屈折率層１０ｂの厚さは０．０５μｍであるが、こ
のグラフ図から明らかなように、この厚さを増すにつれ
、屈折率差が拡大する。また、第４図は同様な条件で高
屈折率層１０ｂの厚さと非点隔差との関係を示すグラフ
図であり、高屈折率層１０ｂの厚さが増す程、非点隔差
が改善される。はぼ０．０５μｍ以下の厚さであれば、
非点隔差は約１０μｍ以下に抑制できる。 この際、し
きい値電流や横モード特性は変化しない。
が０．３μｍの場合で高屈折率層１０ｂの厚さと接合に
平行方向の屈折率差（計算値）との関係を示すグラフ図
である。上記製造プロセスで得られる半導体レーザ装置
の高屈折率層１０ｂの厚さは０．０５μｍであるが、こ
のグラフ図から明らかなように、この厚さを増すにつれ
、屈折率差が拡大する。また、第４図は同様な条件で高
屈折率層１０ｂの厚さと非点隔差との関係を示すグラフ
図であり、高屈折率層１０ｂの厚さが増す程、非点隔差
が改善される。はぼ０．０５μｍ以下の厚さであれば、
非点隔差は約１０μｍ以下に抑制できる。 この際、し
きい値電流や横モード特性は変化しない。
また、高屈折率層１０ｂの存在は、接合に垂直方向の光
分布を拡大する作用もあり、活性層３付近での光密度の
低減、破壊レベルの向上に寄与する。
分布を拡大する作用もあり、活性層３付近での光密度の
低減、破壊レベルの向上に寄与する。
なお、上記実施例においては、ストライプ状メサ部１０
の部分層として高屈折率層ＩＱｂを挿入しであるが、高
屈折率層１０ｂの厚さを増大させるために、ストライプ
状メサ部１０の全体を高屈折率層として形成しても良い
。また基板１と第１クラッド層２との間にｎ−ＧａＡｓ
バッファ層（例えば厚さ０．５μ「、キャリア密度４
ＸＩＯ”Ｃｍ−’） を形成しても良いし、クラッド
残部１０ｃ上にＰ−ＧａＡｓキャップ層（例えば厚さ０
．５μｍ、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｍ−’） を形成
しても良い。更に、ＧａＡｓ ／ ＭＧａＡｓ系材料に
限らず、他の材料系を選択することもできる。
の部分層として高屈折率層ＩＱｂを挿入しであるが、高
屈折率層１０ｂの厚さを増大させるために、ストライプ
状メサ部１０の全体を高屈折率層として形成しても良い
。また基板１と第１クラッド層２との間にｎ−ＧａＡｓ
バッファ層（例えば厚さ０．５μ「、キャリア密度４
ＸＩＯ”Ｃｍ−’） を形成しても良いし、クラッド
残部１０ｃ上にＰ−ＧａＡｓキャップ層（例えば厚さ０
．５μｍ、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｍ−’） を形成
しても良い。更に、ＧａＡｓ ／ ＭＧａＡｓ系材料に
限らず、他の材料系を選択することもできる。
以上説明したように、本発明に係る半導体レーザ装置は
、ストライプ状メサ部の少なくとも部分層として第２ク
ラッド層の屈折率に比して大きな屈折率を持つ高屈折率
層を備える点に特徴があるため、次の効果を奏する。
、ストライプ状メサ部の少なくとも部分層として第２ク
ラッド層の屈折率に比して大きな屈折率を持つ高屈折率
層を備える点に特徴があるため、次の効果を奏する。
■活性層や第２クラッド層の厚さを極小にすべく製造プ
ロセス上で高精度に制御せずに、構造上の改良によって
屈折率差を増大させることができるので、量産性のある
低非点隔差の半導体レーザが実現できる。また高屈折率
層は接合に垂直方向の光分布拡大の作用を有するので、
活性層付近での光密度の低減、破壊レベルの向上を図る
ことができる。
ロセス上で高精度に制御せずに、構造上の改良によって
屈折率差を増大させることができるので、量産性のある
低非点隔差の半導体レーザが実現できる。また高屈折率
層は接合に垂直方向の光分布拡大の作用を有するので、
活性層付近での光密度の低減、破壊レベルの向上を図る
ことができる。
■高屈折率層の層厚の増大方向に非点隔差が改善される
ので、非点隔差の精度向上や歩留りの改善が図れる。ま
た高屈折率層はエツチングストップ層として作用するの
で、第２クラッド層形成時の層厚制御に役立つ。
ので、非点隔差の精度向上や歩留りの改善が図れる。ま
た高屈折率層はエツチングストップ層として作用するの
で、第２クラッド層形成時の層厚制御に役立つ。
第１図は、本発明に係る半導体レーザ装置の一実施例を
示す模式断面図である。 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、同実施例の各製造工程を示す
模式断面図である。 第３図は、同実施例における高屈折率層の厚さと接合に
平行方向の屈折率差との関係を示すグラフ図である。 第４図は、同実施例における高屈折率層の厚さと非点隔
差との関係を示すグラフ図である。 第５図は、従来のリブ導波型半導体レーザ装置の一例を
示す模式断面図である。 １ 半導体基板、２ 第１クラッド層、３ 活性層、 ０ａ 残部、 ２ｂ ５ 光吸収層、１０ ストライプ状メサ部、基部、１
０ｂ 高屈折率層、１０ｃ クラッド１２ 第２ク
ラツドＩｉｌ、１２ａ クラッド部、側面、１３．１
４ オーミック電極。 １ｏｂ−−一高屈折率層 １０Ｃ−−−クラッド残部 １２ａ−−−クラッド部 ０．０５ 高屈折率層の厚ざＣｐｍ） 第 図 第 図 ０、＋０ 高屈折率層の厚さ〔μｍ〕
示す模式断面図である。 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、同実施例の各製造工程を示す
模式断面図である。 第３図は、同実施例における高屈折率層の厚さと接合に
平行方向の屈折率差との関係を示すグラフ図である。 第４図は、同実施例における高屈折率層の厚さと非点隔
差との関係を示すグラフ図である。 第５図は、従来のリブ導波型半導体レーザ装置の一例を
示す模式断面図である。 １ 半導体基板、２ 第１クラッド層、３ 活性層、 ０ａ 残部、 ２ｂ ５ 光吸収層、１０ ストライプ状メサ部、基部、１
０ｂ 高屈折率層、１０ｃ クラッド１２ 第２ク
ラツドＩｉｌ、１２ａ クラッド部、側面、１３．１
４ オーミック電極。 １ｏｂ−−一高屈折率層 １０Ｃ−−−クラッド残部 １２ａ−−−クラッド部 ０．０５ 高屈折率層の厚ざＣｐｍ） 第 図 第 図 ０、＋０ 高屈折率層の厚さ〔μｍ〕
Claims (1)
- １）半導体基板上に第１のクラッド層、活性層、ストラ
イプ状メサ部を備える第２クラッド層が積層形成され、
第２クラッド層のストライプ状メサ部を除く両側面上に
埋め込まれた光吸収層を有するリブ導波型２重ヘテロ構
造のレーザ装置において、該ストライプ状メサ部の少な
くとも部分層が、第２クラッド層の屈折率に比して大き
な高屈折率層であることを特徴とする半導体レーザ装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185189A JPH02202087A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185189A JPH02202087A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202087A true JPH02202087A (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=12066611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2185189A Pending JPH02202087A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02202087A (ja) |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2185189A patent/JPH02202087A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05327112A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH02202087A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH03250684A (ja) | メサ埋め込み型光半導体装置の製造方法 | |
| JPS61134094A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6377186A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JPS6223191A (ja) | リツジ型半導体レ−ザ装置の製造方法 | |
| JPS59227179A (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
| JPS637691A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPS61234585A (ja) | 光集積回路およびその製造方法 | |
| JP3081363B2 (ja) | 赤色半導体レーザ | |
| JPS6390879A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JP4048044B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPH036877A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH02114690A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH11251678A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH0215687A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPH0479275A (ja) | 端面発光ダイオード | |
| JPH02181487A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH0824208B2 (ja) | 半導体レ−ザの製造法 | |
| JPH02209782A (ja) | リッジ導波路の製造方法 | |
| JPS6273691A (ja) | 半導体発光装置の製造方法 | |
| JPH0774429A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH03240286A (ja) | 内部電流狭窄型半導体レーザ素子 | |
| JPH06164053A (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JPH0682884B2 (ja) | 半導体レーザ |