JPH03256387A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH03256387A
JPH03256387A JP5544090A JP5544090A JPH03256387A JP H03256387 A JPH03256387 A JP H03256387A JP 5544090 A JP5544090 A JP 5544090A JP 5544090 A JP5544090 A JP 5544090A JP H03256387 A JPH03256387 A JP H03256387A
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semiconductor laser
laser device
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JP5544090A
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Seiji Kawada
誠治 河田
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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    • 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
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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、単一物モードて発振するＡＪｆＧａＩｎＰ系
の半導体レーザ装置に−する。
〔従来の技術〕
最近、有機金風熱分解法（以後ＭＯＶＰＥと略す）によ
る結晶或表によシ形戚された単一槓モードで発振するＡ
ｊ！’ＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置として、第３図
に示すような半導体レーザ装置が報告されている（エク
ステンプイド・アブストラクツ・オン・ザ・エイティー
ンス・カンファレンス・オン・ソリッド・ステート・デ
バイシーズ・アンド・マテリアルズ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ
　Ａｂｓｔｒａｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１８ｔｈＣｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｓｏｌ　ｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｄ
ｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒ−ｉａｌｓ　、　Ｔ
ｏｋｙｏ　、　１９８６　、　ｌ）ｐ、　１５３−１５
６　）。この半導体レーザ装置は以下の手順で作製する
。筐ず、第一回目の成長でＩｌｌ　ｆＪ　ＧａＡｓ基板
１上に、ｎ型（Ａｎｏ。
Ｇ　ａ　６，４）　６．５　Ｉ　ｎ　＠、６Ｆクラッド
層２　、ＧａＩｎＰ活性層３゜ｐ型（Ａｌａ、ＩＢ　Ｇ
ａ６．４　）（１，５Ｉｎ６．５　ＦクラッドＭｌ　４
　＊　ｐ型Ｇａ　６，５　Ｉ　ｎ　（１，５Ｐキー？５
Ｔプ層７．を順次形成する０次にフォトリソクラフィー
によ＃）８　ｔ　Ｏ２をマスクとして、メサストライプ
を形成する。そして８ｉ０□マスクをつけた１ま、第二
回目の成長を行ないエツチングしたところをｎ型ＧａＡ
ｓブロック層１０で埋め込む。次に８ｉ０□マスクを除
去し、ｐ−」全面に電極が形成できるように第三回目の
成長でｐ型ＧａＡｓコンタクト層８を成長する。
この構造の半導体レーザ装置では、電流はｎ型ＧａＡｓ
層１０にようブロックされ、メサストライプ部にのみ注
入される。また、メサストライプ形成のエツチングのと
きに、メサストライプ部以外のｐ型りラッド層の厚みを
光の閉じ込めには不十分な犀み會でエツチングするので
ｎ型ＧａＡｓ層１０のある部分では、このｎ型ＧａＡｓ
　Ｈｌｔ　１０に光が吸収され、メサストライプ部にの
み光は導波される。
このようにこの半導体レーザ装置では、電流狭窄機構と
光導波機構が同時に作シ付けられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の第３図の半導体レーザ装置では、モードの安定に
光の吸収を用い、かつ横方向の実効屈折率差がステップ
状についているために、メサストライプ両脇で光の波面
が遅れてし１い、非点収差が大きくなってし筐うという
問題がある。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、ＭＯＶＰＥ法
による非点収差の小さい横モード制御構造のＡＡｔＧａ
ＩｎＰ系半導体レーザ装置を提供することにある。
（ＩＩＩＬを解決するための手段〕 本発明は、ｎ型ＧａＡ　ｓ基板上に、ＧａＩｎＰもしく
　ＦｉＡＪＧａ　Ｉ　ｎＰもしくはそれらの量子井戸層
から欧る活性層と、この活性層を挾み活性層ようも屈折
率の小さＩＡＡ！ＧａＩｎＰからなるクラッド層とから
欧るダブルへテロ構造が形成してあう、前記活性層の上
側のｐ型（ＡｌｘＧａ□−ｘ）６．５　”０．５　Ｐク
ラ７１層は層専が部分的に厚くなることによう形成され
るストライプ状のメサ構造を有し、前記メサ構造の上面
以外の部分に量子準位が活性層のエネルギーキャップよ
シもすきくなる丹みのＧ　ａＡ　ｓ層を菊し、これらの
構造の上全面にｐ型（ＡＡｉｙ　Ｇａ　１イ）。ｓ　Ｉ
　ｎ　０．ｓ　Ｐ　（Ｙ＞Ｘ　）層を有することを％徴
とする。
〔作用〕
本発明の構造によれば、メサ構造の上面以外の部分の量
子準位が活性層のエネルギーキャップよシも大きくなる
厚みのＧａＡｓ層のある部分では、それを挾み込んでい
るｐ型（ＡｌＸＧａ１−ｘ）６．５　Ｉｎ（１，５Ｐク
ラッド層とｐ型（ＡｊＹＧａｌ−Ｙ）　（１，ｓ　Ｉ　
ｎ０．、Ｐ　（ｙ＞Ｘ）層に、ＧａＡｓ層との大きなバ
ンド不連続によるキャリヤーの空乏層が広がシ、ホール
が流れることができなくな少電流のフロック層として働
く、またＧａＡｓ層は、量子単位が活性層のエネルギー
キャップよりも大きく危る厚みと規定しであるので活性
層の光は吸収できない。そして構造の上全面のｐｆｆｉ
（ＡｊＹＧａｌｙ）０．５Ｉｎ０．５Ｐ（Ｙ＞Ｘ）層は
、ｐ　ｆＩｉ（ＡｌＸＧａ１−ｘ　）　６．Ｂ　Ｉｎ６
．５　Ｆクランド層ようも屈折率が小さいので、光の吸
収は用いない実屈折率型の導波機構となシ非点収差を小
さく押さえることができる。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す断
面図で１、第２図はその製造工租図でるる。
筐す一回目の減圧ＭＯＶＰＥによる成長で、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１（Ｓ１ドープ；ｎ−２Ｘ１０　　ｃＩｒＬ　）
上に、ｎ型（Ａ＃　０．６　Ｇａ　０４）　０．ｓ　１
　ｎ　Ｏ，ｓ　Ｐクララド層２（ｎ−５ｘ１ｏｍ；Ｊｌ
み１μ伺）、Ｇａ　Ｏ，ｓ　Ｉ　ｎ　Ｏ，ｓ　Ｐ活性層
３（アンドープ；厚み０．１μｍ）、ｐ型（ＡｌＯ，６
ＧａＯ，４）０．５Ｉ　ｎ　６．５　Ｆクララ１層４　
（ｐ＝５Ｘ１０　　ｃｒｎ　　；厚み１．０μｍ）を順
次形成した（第２図（ａｌ　）、成長条件は、温度７０
０℃、圧カフ　０Ｔｏｒｒ、　Ｖ／　ｍ　＝　２００　
、キャリヤガス（Ｈ２）の全流量１５１／ｒｎｉｎとし
た。
原料としては、トリメチルインジウム（ＴＭＩ：（ＣＨ
ａ　）　ｓ　Ｉ　ｎ　）、トリ：ｘ−ｙ−ルカリウム（
ＴＥＧ：（Ｃ４Ｈｓ　）　３Ｇａ）、トリメチルアルミ
ニラＡ　（ＴＭＡ　：（ＣＨ３）　３Ａｌ）、アルシン
（ＡｓＨａ）、ホスフィン（ＰＨａ）、ｎ！トド−ント
にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、ｐ型ドーパントニハシ
クロペンタチェニルマグネシウム（ＣｐｚＭｇ）を用い
た。こうして成長したウェハにフォトリングラフィによ
シ暢４μｍのストライプ状の８ｉ０２マスクを形成した
（第２図（ｂ））。
次にこの５ｉｎ２マスクを用いて塩酸系のエツチング液
によシ、ｐ型（Ａ１６．６　Ｇａ　６，４　）　６５Ｉ
　ｎ　Ｏ，Ｓ　Ｐクランド眉４の途中筐で（ここでは０
．８μｍとした）をメサ状にエツチングした（第２図＜
ＣＩ　）、つぎに５ｉ０２マスクをつけた１ま減圧ＭＯ
ＶＰＥによシ二回目の成長を６晩いｐ型Ｇ　ａＡｓ層５
（厚み５０Ａ）を形成した（第２図（ｄ）　）、そして
第２図（ｅｌに示すように、８ｉ０２マスクを除去した
後に・減圧ＭＯＶＰＥによシ三回目の成長を６危いｐ型
（Ａｌ０．５Ｇａｌ０．ｚ）　０．５Ｉｎ（Ｌ５Ｐキャ
ップ７１６　（ｐ−５ｘｌＯｔｘ　　；厚み１．０Ｊｌ
−）ｑ　Ｉ）ｍＧａｏｓＩｎ０．ｓＰＰ層、ｐ型（ｊａ
Ａｓ　＝ｒ　ｙタグ１層８、を形成した（第２図（ｆ）
）。最後に、ｐ。
ｎ両電極（図示省略）を形成してキヤとティ長３００μ
偏にへき関し、個々のチップに分離して半導体レーザ装
置とした。
こうして得られた本発明のレーザ装置の非点収差を、メ
サ幅４μ餌の従来構造の半導体レーザ装置を比較したと
ころ、メサ幅４μｍの従来構造の半導体レーザ装置が１
２μ惰程度の非点収差を持つのに比べ、メサ幅４μｍの
本発明の半導体レーザ装置の非点収差は３μ解以下でｂ
った。
以上述べた実施例では、活性層やクラッド層の組成を規
定したが、活性層組成は製作する半導体レーザ装置に要
求される発振波長要件を満たす組成、もしくは量子井戸
にすればよく、クラッド層組成は用いる活性層組成に対
して光とキャリヤの閉じ込めが十分にできる組成を選べ
ばよい。また半導体レーザ装置Ｋｌ！求される特性によ
りＳＣＨ構造にするなどクラッド層をよシ多層化するこ
ともできる。
〔発明の効果〕
このように本発明により、非点収差の小さい半導体レー
ザ装置が自己整合的に製作できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図（ａｔ〜
（ｆ）Ｆｉ本発明の製作工程を示す概略図、第３図は従
来の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＩ
    ｎＰもしくはそれらの量子井戸層からなる活性層と、こ
    の活性層を挾み活性層よりも屈折率の小さなＡｌＧａＩ
    ｎＰからなるクラッド層とからなるダブルヘテロ構造が
    形成してあり、前記活性層の上側のｐ型（Ａｌ＿ＸＧａ
    ＿１＿−＿Ｘ）＿０＿．＿５Ｉｎ＿０＿．＿５Ｐクラッ
    ド層は層厚が部分的に厚くなることにより形成されるス
    トライプ状のメサ構造を有し、前記メサ構造の上面以外
    の部分に量子準位が活性層のエネルギーギャップよりも
    大きくなる厚みのＧａＡｓ層を有し、これらの構造の上
    全面にｐ型（Ａｌ＿ＹＧａ＿１＿−＿Ｙ）＿０＿．＿５
    Ｉｎ＿０＿．＿５Ｐ（Ｙ＞Ｘ）層を有することを特徴と
    する半導体レーザ装置。
JP5544090A 1990-03-06 1990-03-06 半導体レーザ装置 Pending JPH03256387A (ja)

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