JPH0373584A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0373584A JPH0373584A JP21031589A JP21031589A JPH0373584A JP H0373584 A JPH0373584 A JP H0373584A JP 21031589 A JP21031589 A JP 21031589A JP 21031589 A JP21031589 A JP 21031589A JP H0373584 A JPH0373584 A JP H0373584A
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/2201—Structure 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 in a specific crystallographic orientation
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- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
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- H01S5/24—Structure 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
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- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
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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。
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POS、FAシステム等のバーコードリーダー
用および光計測等の光源に用いられる半導体レーザ装置
に関し、発振波長が680nm以下のAt1GaInv
系可視光半導体レーザ装置の構造に関する。
用および光計測等の光源に用いられる半導体レーザ装置
に関し、発振波長が680nm以下のAt1GaInv
系可視光半導体レーザ装置の構造に関する。
第3図は従来の利得ガイド型のAlGaInPl可視光
半導体レーザの構造を示す断面図である(例えば、昭和
61年度電子通信学会予稿集。
半導体レーザの構造を示す断面図である(例えば、昭和
61年度電子通信学会予稿集。
P、4−92)。
図中lはn−GaAs基板であり、この基板1上にはn
−GaAsバッファー層2が形成されている。バッファ
ー層2上にはn−AIGaInPクラッド層3.Ga、
InP活性層4.p AffGaInPクラッド層5.
p−GaInPエツチング停止層6.n−GaAs電流
阻止層7及p−GaAsコンタクト層8からなるダブル
ヘテロ接合構造が形成されている。
−GaAsバッファー層2が形成されている。バッファ
ー層2上にはn−AIGaInPクラッド層3.Ga、
InP活性層4.p AffGaInPクラッド層5.
p−GaInPエツチング停止層6.n−GaAs電流
阻止層7及p−GaAsコンタクト層8からなるダブル
ヘテロ接合構造が形成されている。
この構造を有する半導体レーザ装置は通常MOVPE法
又はMBE法によって製造されるが、ここでは量産性に
優れたMOVPE法を用いた場合について述べる。
又はMBE法によって製造されるが、ここでは量産性に
優れたMOVPE法を用いた場合について述べる。
先ず、1回目のMOVPE成長によってn−GaAsバ
ッファー層2から゛n−GaAs電流阻止層7までの6
層構造を順次形成し、n−GaAs¥を流阻止層7の一
部にp−GaInPエツチング停止層6が露出するスト
ライブ状の溝9を形成する。
ッファー層2から゛n−GaAs電流阻止層7までの6
層構造を順次形成し、n−GaAs¥を流阻止層7の一
部にp−GaInPエツチング停止層6が露出するスト
ライブ状の溝9を形成する。
続いて2回目のMOVPE成長によって溝9を含むn−
GaAs’![流阻止層7上にp−GaAs:+722
4層8が形成されている。その後、コンタクト層8の上
面にp側電極10が被着され、基板1の下面にはn側電
極11が被着されている。
GaAs’![流阻止層7上にp−GaAs:+722
4層8が形成されている。その後、コンタクト層8の上
面にp側電極10が被着され、基板1の下面にはn側電
極11が被着されている。
この構造では、電流狭窄はp −G a A sコンタ
クト層8とn−GaAs電流阻止層7により行なわれる
。また、p−GaInPエツチング停止層6はストライ
ブ状の溝9を形成する際にn−GaAs電流阻止層7だ
けが化学エツチングされるためのエツチング停止の役目
をしており、またp −AflGaInPクラッド層5
とp−GaAS:Iンタクト層8との間の電気抵抗低減
を目的とするものである。このようにして利得ガイド型
の半導体レーザ装置が構成される。
クト層8とn−GaAs電流阻止層7により行なわれる
。また、p−GaInPエツチング停止層6はストライ
ブ状の溝9を形成する際にn−GaAs電流阻止層7だ
けが化学エツチングされるためのエツチング停止の役目
をしており、またp −AflGaInPクラッド層5
とp−GaAS:Iンタクト層8との間の電気抵抗低減
を目的とするものである。このようにして利得ガイド型
の半導体レーザ装置が構成される。
C発明が解決しようとする課題)
【、かしながら、このような従来の半導体レーザ装置で
は、以下に述べるような結晶成長上の問題点がある。す
なわち、Al2GaInP系の化合物半導体をMOVP
E法によって結晶成長する場合、下地結晶の面方位によ
って、その上に成長されるA、ffGaInPおよびG
aInP層の結晶構造が異なることが知られている。例
えば面方位(100)GaAs基板上に成長させたG
& o、s I n a、sP結晶(第3図に示すGa
InP活性層4に相当する)には、(111)面にGa
とInが交互に規則配列する自然超格子が形成され、バ
ンドギャップが正常値(約l、9eV)より約50me
V程小さくなる。一方、面方位(111)または(11
0)GaAs基板上には自然超格子は形成されず、約1
.9eVの正常なバンドギャップをとることが知られて
いる。(例えば昭和63年度秋季応用物理学会予稿集、
P、277〜278)。
は、以下に述べるような結晶成長上の問題点がある。す
なわち、Al2GaInP系の化合物半導体をMOVP
E法によって結晶成長する場合、下地結晶の面方位によ
って、その上に成長されるA、ffGaInPおよびG
aInP層の結晶構造が異なることが知られている。例
えば面方位(100)GaAs基板上に成長させたG
& o、s I n a、sP結晶(第3図に示すGa
InP活性層4に相当する)には、(111)面にGa
とInが交互に規則配列する自然超格子が形成され、バ
ンドギャップが正常値(約l、9eV)より約50me
V程小さくなる。一方、面方位(111)または(11
0)GaAs基板上には自然超格子は形成されず、約1
.9eVの正常なバンドギャップをとることが知られて
いる。(例えば昭和63年度秋季応用物理学会予稿集、
P、277〜278)。
従がって、従来の半導体レーザ装置では得られる発振波
長は660〜680nmに限定され、さらなる680n
m以下の短波長域のレーザ発振を得ることが困難であり
、またMOVPE法による成長温度、V1m比、ドーピ
ングによってもGaとInの配列秩序の程度によりバン
ドギャップが変動することも知られており、一定のバン
ドギャップな有する結晶層を再現性良く得ることが困難
である。
長は660〜680nmに限定され、さらなる680n
m以下の短波長域のレーザ発振を得ることが困難であり
、またMOVPE法による成長温度、V1m比、ドーピ
ングによってもGaとInの配列秩序の程度によりバン
ドギャップが変動することも知られており、一定のバン
ドギャップな有する結晶層を再現性良く得ることが困難
である。
本発明は、このような問題点を解決し、面方位(100
)の基板を用いても発振波長の再現性に優れ、660n
m以下のレーザ発振を可能とするAfGaInP系可視
光半導体レーザ装置を提供するものである。
)の基板を用いても発振波長の再現性に優れ、660n
m以下のレーザ発振を可能とするAfGaInP系可視
光半導体レーザ装置を提供するものである。
本発明の半導体レーザ装置は、AnGaInPnGaI
n−ザ装置において、少なくとも発光領域となる活性層
部は(100)または(001)結晶面を含まない面指
数を有する結晶面、例えば(111)、 (211)結
晶面上に形成されており、非発光領域となる活性層部は
(100)または(001)結晶面上に形成された構造
を有している。
n−ザ装置において、少なくとも発光領域となる活性層
部は(100)または(001)結晶面を含まない面指
数を有する結晶面、例えば(111)、 (211)結
晶面上に形成されており、非発光領域となる活性層部は
(100)または(001)結晶面上に形成された構造
を有している。
〔実施例1〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構造を
示す横断面図である。
示す横断面図である。
まず、面方位(100)のn、 −G a A s基板
12の表面に<011>方向に平行で内側面が(111
)と(111)面ではさまれるストライフ状のV溝13
を形成する。ここで、フォトレジスト膜またはSiO2
膜をマスクとして用い、NH4OHとH20tの混合液
でエツチングすることにより、幅4〜6μm、深さ2μ
mのV溝13を形成できる。
12の表面に<011>方向に平行で内側面が(111
)と(111)面ではさまれるストライフ状のV溝13
を形成する。ここで、フォトレジスト膜またはSiO2
膜をマスクとして用い、NH4OHとH20tの混合液
でエツチングすることにより、幅4〜6μm、深さ2μ
mのV溝13を形成できる。
次に、原料としてメタル系■族有機金属(トリメチルイ
ンジウム、トリエチルガリウム、トリメチルアルミニウ
ム)とV放水素化物(P Hs 、 A 5H3)とを
用いた減圧下でのMOVPE法により、前記V溝13を
施こしたn −G a A s基板12(n濃度2X1
0’″C11l−1)上に厚さ0.5 μmのn−G
a、 A sバッファー層14(n濃度lXl0”C1
1−”)1厚さ1.iJmのn−(AJ!o、gGaa
i) as I naiPクラ、ド層15(n濃度5
X 10 ”Cl11−’) 、厚さ0.06,1JI
nのGa1lLII工na、P活性層16.厚さ1μm
のp (AfaaGILwi)wsIn。、sPクラッ
ド層17(P濃度3 X 1017am−’) 、厚さ
0.05pmのp GaasI nasPエツチング停
止層18(p濃度I X 10 ”am−’)、厚さ0
.6 μmのn−Q a A s電流阻止層19(n濃
度I X 10 ”an−’)を順次成長してダブルヘ
テロ構造を形成する。続いて、SiOx膜またはフォト
レジスト膜をマスクとして用い、n−GaAs電流阻止
層18を貫通し、I) Ga1sInlljP工yチ
ング停止層18が露出したストライブ状の溝20を前記
■溝13に対向した位置に形成する。これは、Hs P
Ot −H,O,、H20の混合液を用いることによ
り電流阻止層18のみが選択的にエツチングされること
により得られる。
ンジウム、トリエチルガリウム、トリメチルアルミニウ
ム)とV放水素化物(P Hs 、 A 5H3)とを
用いた減圧下でのMOVPE法により、前記V溝13を
施こしたn −G a A s基板12(n濃度2X1
0’″C11l−1)上に厚さ0.5 μmのn−G
a、 A sバッファー層14(n濃度lXl0”C1
1−”)1厚さ1.iJmのn−(AJ!o、gGaa
i) as I naiPクラ、ド層15(n濃度5
X 10 ”Cl11−’) 、厚さ0.06,1JI
nのGa1lLII工na、P活性層16.厚さ1μm
のp (AfaaGILwi)wsIn。、sPクラッ
ド層17(P濃度3 X 1017am−’) 、厚さ
0.05pmのp GaasI nasPエツチング停
止層18(p濃度I X 10 ”am−’)、厚さ0
.6 μmのn−Q a A s電流阻止層19(n濃
度I X 10 ”an−’)を順次成長してダブルヘ
テロ構造を形成する。続いて、SiOx膜またはフォト
レジスト膜をマスクとして用い、n−GaAs電流阻止
層18を貫通し、I) Ga1sInlljP工yチ
ング停止層18が露出したストライブ状の溝20を前記
■溝13に対向した位置に形成する。これは、Hs P
Ot −H,O,、H20の混合液を用いることによ
り電流阻止層18のみが選択的にエツチングされること
により得られる。
次いで、トリエチルガリウムとA S Hsを原料とし
て用いた減圧下での2回目のMOVPE法により、第1
図に示す如<p−GaAsコンタクト層21を厚さ4μ
m成長する。その後、p −G aAsコンタクト層2
1上にp側電極22.基板12の下面にn側電極23を
形成することによって、第1図に示す構造の半導体レー
ザ装置が完成する。
て用いた減圧下での2回目のMOVPE法により、第1
図に示す如<p−GaAsコンタクト層21を厚さ4μ
m成長する。その後、p −G aAsコンタクト層2
1上にp側電極22.基板12の下面にn側電極23を
形成することによって、第1図に示す構造の半導体レー
ザ装置が完成する。
第1図に示すように、MOVPE法によるV溝13上へ
の結晶成長においては、■溝130幅が成長層の厚さが
大きくなるにつれ狭くなり最後には平坦となる性質があ
るが、ここでは活性層16までがV形状になるように半
導体層14,15の成長層厚を制御する。すなわち、活
性層16が(111)と(111)面で構成されるV形
状のn (All’wgGact)。5InasPク
ラッド層15上に成長されるように層厚を設定する。
の結晶成長においては、■溝130幅が成長層の厚さが
大きくなるにつれ狭くなり最後には平坦となる性質があ
るが、ここでは活性層16までがV形状になるように半
導体層14,15の成長層厚を制御する。すなわち、活
性層16が(111)と(111)面で構成されるV形
状のn (All’wgGact)。5InasPク
ラッド層15上に成長されるように層厚を設定する。
また、レーザ発振に必要な電流注入が■形状の活性層1
6領域に集中してなされる様に溝20を配置している。
6領域に集中してなされる様に溝20を配置している。
〔実施例2〕
第2図は本発明の実施例2の横断面図である。
先ず第1図で説明した同様のエツチング工程で面方位(
100)のn−GaAs基板23表面に<011>方向
に平行で外側面が(111)と(111,)面とではさ
まれるストライブ状の突起34を形成する。次に、この
基板23上にMOVPE法によって第1図と同様にバッ
ファー層り4.n−クラ、ド層25.活性層26.p−
クラ、ド層27、エツチング停止層28および電流阻止
層29を順次形成する。その後、電流阻止層29を貫通
しp G&wsIna、sPエツチング停止層28を露
出させたストライブ状の1130を前記突起34に対向
した位置に配置形成する。
100)のn−GaAs基板23表面に<011>方向
に平行で外側面が(111)と(111,)面とではさ
まれるストライブ状の突起34を形成する。次に、この
基板23上にMOVPE法によって第1図と同様にバッ
ファー層り4.n−クラ、ド層25.活性層26.p−
クラ、ド層27、エツチング停止層28および電流阻止
層29を順次形成する。その後、電流阻止層29を貫通
しp G&wsIna、sPエツチング停止層28を露
出させたストライブ状の1130を前記突起34に対向
した位置に配置形成する。
次いで、2回目のMOVPE法によって、第1図と同様
にp−GaAsコンタクト層31を形成し、その後電極
32.33を形成してレーザ用ウェハーが完成する。
にp−GaAsコンタクト層31を形成し、その後電極
32.33を形成してレーザ用ウェハーが完成する。
本実施例では、n−GaAsバッファー層24からGa
agInasP活性層26まで、突起形状が維持できる
様に層24,25の厚さを設定する。
agInasP活性層26まで、突起形状が維持できる
様に層24,25の厚さを設定する。
すなわち、活性層26が(111)面と(111)面で
構成される突起状のn−(AIlasG aaa)。
構成される突起状のn−(AIlasG aaa)。
In。Pクラッド層25上に成長される。また、p(A
na、5Ga14) as I nasPクラッド層1
7、p GaaaIn。、sPエツチング停止層28
、n−GaAs電流阻止層29の上面は第2図に見るよ
うに台形状となり、次に成長するp−GaAsコンタク
ト層31が4μm程度と厚いために、この台形の幅が広
く形成され、半導体レーザ装置組立上には問題とならな
い。
na、5Ga14) as I nasPクラッド層1
7、p GaaaIn。、sPエツチング停止層28
、n−GaAs電流阻止層29の上面は第2図に見るよ
うに台形状となり、次に成長するp−GaAsコンタク
ト層31が4μm程度と厚いために、この台形の幅が広
く形成され、半導体レーザ装置組立上には問題とならな
い。
以上説明したように本発明によれば、MOVPE法によ
り成長形成されるGa1lLiIn!lsP活性層16
.26が(111)面と(IIT)面とだけで構成され
るn (AAasGaa4)waI no、sPクラ
ッド層15.25上に形成されることになり、自然超格
子の形成なしに約1.9 e Vの正常なバンドギャッ
プを有する活性層16.26が得られる。
り成長形成されるGa1lLiIn!lsP活性層16
.26が(111)面と(IIT)面とだけで構成され
るn (AAasGaa4)waI no、sPクラ
ッド層15.25上に形成されることになり、自然超格
子の形成なしに約1.9 e Vの正常なバンドギャッ
プを有する活性層16.26が得られる。
従って、面方位(100)基板を用いても発振波長が6
60nm以下のレーザ発振を実現でき、MOVPE成長
条件となる成長温度、 V/III比。
60nm以下のレーザ発振を実現でき、MOVPE成長
条件となる成長温度、 V/III比。
ドーピングによるバンドギャップの変動もなく安定した
発振波長が得られる。
発振波長が得られる。
また、本発明では、活性層16.26が発光領酸部で折
れ曲っているため、この両側領域とで作りつけの屈折率
差が生じ、いわゆる屈折率ガイド型構造となり、横モー
ド制御された低発振しきい値、高効率のレーザ発振をも
実現できる。
れ曲っているため、この両側領域とで作りつけの屈折率
差が生じ、いわゆる屈折率ガイド型構造となり、横モー
ド制御された低発振しきい値、高効率のレーザ発振をも
実現できる。
22.32・・・・・・P側電極、11,23.33・
・・・・・n側電極、13・・・・・・V溝、34・・
・・・・突起を示す。
・・・・・n側電極、13・・・・・・V溝、34・・
・・・・突起を示す。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成したダブルヘテロ接合構造部が(A
l_xGa_1_−_x)_0_._5In_0_._
5P(0≦x≦1)で成る半導体レーザ装置において、
少なくとも発光領域となる活性層部は(100)または
(001)結晶面を含まない面指数を有する結晶面上に
形成されており、非発光領域となる活性層部は(100
)または(001)結晶面上に形成されていることを特
徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21031589A JPH0373584A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21031589A JPH0373584A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0373584A true JPH0373584A (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=16587387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21031589A Pending JPH0373584A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0373584A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4444313A1 (de) * | 1993-12-13 | 1995-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | Laserdiode für sichtbares Licht und Verfahren zur Herstellung der Laserdiode für sichtbares Licht |
| US5543470A (en) * | 1993-12-08 | 1996-08-06 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Vulcanized rubber for heat resistant vibration-isolator |
| JPH10242583A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法および半導体レーザ装置 |
-
1989
- 1989-08-14 JP JP21031589A patent/JPH0373584A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543470A (en) * | 1993-12-08 | 1996-08-06 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Vulcanized rubber for heat resistant vibration-isolator |
| DE4444313A1 (de) * | 1993-12-13 | 1995-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | Laserdiode für sichtbares Licht und Verfahren zur Herstellung der Laserdiode für sichtbares Licht |
| JPH10242583A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法および半導体レーザ装置 |
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