JPH05218568A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH05218568A JPH05218568A JP4017394A JP1739492A JPH05218568A JP H05218568 A JPH05218568 A JP H05218568A JP 4017394 A JP4017394 A JP 4017394A JP 1739492 A JP1739492 A JP 1739492A JP H05218568 A JPH05218568 A JP H05218568A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 24
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- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】基本横モードで発振し、低発振しきい値で低非
点隔差を有する屈折率ガイド型のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザ。 【構成】活性層１６が上面が（１００）または（００
１）結晶面上であり両側面が（１１１）面と（１−１−
１）面を両側面に持つ台形１２上のクラッド層１５上に
形成してなる。 【効果】台形１２状のクラッド層１５上に成長される活
性層１６は両側にＥｇの大きい結晶層が形成され、台形
１２上部と両側部とで実効的な屈折率差が生じ、いわゆ
る屈折率ガイド型構造となる。よって低発振しきい値で
基本横モード発振し、低非点隔差を有するレーザ発振を
実現できる。
点隔差を有する屈折率ガイド型のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザ。 【構成】活性層１６が上面が（１００）または（００
１）結晶面上であり両側面が（１１１）面と（１−１−
１）面を両側面に持つ台形１２上のクラッド層１５上に
形成してなる。 【効果】台形１２状のクラッド層１５上に成長される活
性層１６は両側にＥｇの大きい結晶層が形成され、台形
１２上部と両側部とで実効的な屈折率差が生じ、いわゆ
る屈折率ガイド型構造となる。よって低発振しきい値で
基本横モード発振し、低非点隔差を有するレーザ発振を
実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＰＯＳ，ＦＡシステム等
のバーコードリード用および光計測等の光源に用いられ
る半導体レーザに関し、特に横モード制御が可能であ
り、発振波長が６８０ｎｍ以下のＡｌＧａＩｎＰ糸可視
光半導体レーザの構造に関する。
のバーコードリード用および光計測等の光源に用いられ
る半導体レーザに関し、特に横モード制御が可能であ
り、発振波長が６８０ｎｍ以下のＡｌＧａＩｎＰ糸可視
光半導体レーザの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の利得ガイド型のＡｌＧａＩ
ｎＰ糸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，Ｐ．４−
９２）。
ｎＰ糸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，Ｐ．４−
９２）。
【０００３】図中１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−ＡｌＧａＩｎＰフラッド
層３，ＧａＩｎＰ活性層４，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層５，ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層６，ｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層７及びｐ−ＧａＡｓキャップ層８からなるダ
ブルヘテロ接合構造が形成されている。
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−ＡｌＧａＩｎＰフラッド
層３，ＧａＩｎＰ活性層４，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層５，ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層６，ｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層７及びｐ−ＧａＡｓキャップ層８からなるダ
ブルヘテロ接合構造が形成されている。
【０００４】この構造を有する半導体レーザ用結晶は通
常ＭＯＶＰＥ法または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。
常ＭＯＶＰＥ法または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。
【０００５】先ず、１回目のＭＯＶＰＥ法によって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電流阻止層
７の一部にｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層６が露出するス
トライプ状の溝９を形成する。続いて２回目のＭＯＶＰ
Ｅ成長によって溝９を含むｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７全
上面にｐ−ＧａＡｓキャップ層８が形成されている。そ
の後、キャップ層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電流阻止層
７の一部にｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層６が露出するス
トライプ状の溝９を形成する。続いて２回目のＭＯＶＰ
Ｅ成長によって溝９を含むｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７全
上面にｐ−ＧａＡｓキャップ層８が形成されている。そ
の後、キャップ層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。
【０００６】この構造では、電流挟窄はｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層８とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７により行なわれ
る。また、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層６はストライプ
状の溝９を形成する際にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７だけ
が化学エッチングされるためのエッチング停止の役目を
しており、またｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ−
ＧａＡｓキャップ層８との間の電気抵抗の低減を目的と
するものである（例えば、昭和６２年度秋季応用物理学
会予稿集，Ｐ．７６５）。このようにして利得ガイド型
の半導体レーザが構成される。
ャップ層８とｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７により行なわれ
る。また、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層６はストライプ
状の溝９を形成する際にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７だけ
が化学エッチングされるためのエッチング停止の役目を
しており、またｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ−
ＧａＡｓキャップ層８との間の電気抵抗の低減を目的と
するものである（例えば、昭和６２年度秋季応用物理学
会予稿集，Ｐ．７６５）。このようにして利得ガイド型
の半導体レーザが構成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、基本横モードで
発振し、低発振しきい値で低非点隔差を有する屈折率ガ
イド型の半導体レーザの要求が高まっている。
発振し、低発振しきい値で低非点隔差を有する屈折率ガ
イド型の半導体レーザの要求が高まっている。
【０００８】しかしながら、前述のような利得ガイド型
半導体レーザでは、横モードが不安定で、発振しきい値
も高く、非点隔差が４０〜４５μｍと大きいためレーザ
光を微小スポットに絞りにくいという欠点を有してい
る。
半導体レーザでは、横モードが不安定で、発振しきい値
も高く、非点隔差が４０〜４５μｍと大きいためレーザ
光を微小スポットに絞りにくいという欠点を有してい
る。
【０００９】本発明は、このような問題点を解決し、横
モード制御が可能な屈折率ガイド型のＡｌＧａＩｎＰ糸
可視光半導体レーザを提供するものである。
モード制御が可能な屈折率ガイド型のＡｌＧａＩｎＰ糸
可視光半導体レーザを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、活性層が、上面が（１００）または（００１）結晶
面上であり両側面が（１１１）面と（１−１−１）面を
両側面に持つ台形状のクラッド層上に形成していること
を特徴としている。
は、活性層が、上面が（１００）または（００１）結晶
面上であり両側面が（１１１）面と（１−１−１）面を
両側面に持つ台形状のクラッド層上に形成していること
を特徴としている。
【００１１】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１２】図１は本発明の一実施例の半導体レーザの
構造を示す横断面図である。まず、原料としてメタル系
III 族有機金属（ＴＭＧ），Ｖ族水素化物（ＡｓＨ3 ）
とを用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、〈０１−
１〉方向に平行で両側面が（１１１）と（１−１−１）
面とではさまれたストライプ状の台形１２を有したｎ−
ＧａＡｓ基板１３（台形上面および台形１２部を除いた
全上面は（１００）面である）上に厚さ０．５μｍのｎ
−ＧａＡｓバッファー層１４，厚さ１μｍのｎ−（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１５，厚さ
０．０６μｍのＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層１６，厚さ
０．０５μｍのｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層１
８，厚さ０．６μｍのｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１９を順
次成長してダブルヘテロ接合構造を形成する。
構造を示す横断面図である。まず、原料としてメタル系
III 族有機金属（ＴＭＧ），Ｖ族水素化物（ＡｓＨ3 ）
とを用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、〈０１−
１〉方向に平行で両側面が（１１１）と（１−１−１）
面とではさまれたストライプ状の台形１２を有したｎ−
ＧａＡｓ基板１３（台形上面および台形１２部を除いた
全上面は（１００）面である）上に厚さ０．５μｍのｎ
−ＧａＡｓバッファー層１４，厚さ１μｍのｎ−（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１５，厚さ
０．０６μｍのＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層１６，厚さ
０．０５μｍのｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層１
８，厚さ０．６μｍのｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１９を順
次成長してダブルヘテロ接合構造を形成する。
【００１３】続いて、ＳｉＯ2 膜またはフォトレジスト
膜をマスクとして用い、（Ｈ3 ＰＯ4 Ｈ2 Ｏ2 ，Ｈ
2 Ｏ）混合液を用いた化学エッチングによりｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層１９の台形１２と対向する位置に幅７μｍ
の溝２０を形成する。次いで、トイエチルガリウムとＡ
ｓＨ3 を原料として用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法によ
り図１に示す如くｐ−ＧａＡｓキャップ層２１を厚さ４
μｍ成長する。その後キャップ層２１上にｐ側電極２
２，基板１３の下面にｎ側電極２３を形成することによ
って、図１に示す構造のレーザが完成する。
膜をマスクとして用い、（Ｈ3 ＰＯ4 Ｈ2 Ｏ2 ，Ｈ
2 Ｏ）混合液を用いた化学エッチングによりｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層１９の台形１２と対向する位置に幅７μｍ
の溝２０を形成する。次いで、トイエチルガリウムとＡ
ｓＨ3 を原料として用いた減圧下でのＭＯＶＰＥ法によ
り図１に示す如くｐ−ＧａＡｓキャップ層２１を厚さ４
μｍ成長する。その後キャップ層２１上にｐ側電極２
２，基板１３の下面にｎ側電極２３を形成することによ
って、図１に示す構造のレーザが完成する。
【００１４】図１に示すように、ＭＯＶＰＥ法による台
形１２上への結晶成長においては、その形状が保存され
る性質を有しているため活性層１６が台形状に屈曲した
形で結晶成長される。ただし、ｐ−ＧａＡｓキャップ層
２１のように４μｍ程の厚い成長では全上面がほぼ平坦
となり電極２２を取りやすくなる。
形１２上への結晶成長においては、その形状が保存され
る性質を有しているため活性層１６が台形状に屈曲した
形で結晶成長される。ただし、ｐ−ＧａＡｓキャップ層
２１のように４μｍ程の厚い成長では全上面がほぼ平坦
となり電極２２を取りやすくなる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｍ
ＯＶＰＥ法により（１１１）と（１−１−１）面を両側
面にもつ台形１２上に成長される活性層１６が（１１
１）と（１−１−１）面を両側面にもつｎ−（Ａｌ0.6
Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１５上に形成され
ることになる。
ＯＶＰＥ法により（１１１）と（１−１−１）面を両側
面にもつ台形１２上に成長される活性層１６が（１１
１）と（１−１−１）面を両側面にもつｎ−（Ａｌ0.6
Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１５上に形成され
ることになる。
【００１６】活性層１６のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐには下値
の結晶方位によりバンドギャップ（Ｅｇ）が異なること
が知られている。ここでは、台形１２上面の（１００）
面上では自然超格子が形成され、Ｅｇ〜１．８ｅｖとな
り、台形１２の両側面（１１１）と（１−１−１）面上
では自然超格子が形成されずＥｇ〜１．９ｅｖとなる性
質がある。
の結晶方位によりバンドギャップ（Ｅｇ）が異なること
が知られている。ここでは、台形１２上面の（１００）
面上では自然超格子が形成され、Ｅｇ〜１．８ｅｖとな
り、台形１２の両側面（１１１）と（１−１−１）面上
では自然超格子が形成されずＥｇ〜１．９ｅｖとなる性
質がある。
【００１７】よって図１に示すように、台形状のクラッ
ド層１５上に成長される活性層１６は両側にＥｇの大き
い結晶層が形成され、台形１２上部と両側部とで実効的
な屈折率差が生じいわゆる屈折率がガイド型構造とな
る。また、発光領域部に有効に電流注入できるようにｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層１９が設けられているため、低発
振しきい値で基本横モード発振し、低非点隔差を有する
レーザ発振を実現できる。
ド層１５上に成長される活性層１６は両側にＥｇの大き
い結晶層が形成され、台形１２上部と両側部とで実効的
な屈折率差が生じいわゆる屈折率がガイド型構造とな
る。また、発光領域部に有効に電流注入できるようにｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層１９が設けられているため、低発
振しきい値で基本横モード発振し、低非点隔差を有する
レーザ発振を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すＡｌＧａＩｎＰ系半導体
レーザの横断面図。
レーザの横断面図。
【図２】従来技術による得られるＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザの横断面図。
体レーザの横断面図。
１，１３ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２，１４ ｎ−ＧａＡｓバッファー層 ３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ４ ＧａＩｎＰ活性層 ５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６ ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層 ７，１９ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ８，２１ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ９，２０ 溝 １０，２２ ｐ側電極 １１，２３ ｎ側電極 １２ 台形 １５ ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層 １６ Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 １７ ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのク
ラッド層 １８ ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐコンタクト層
ッド層 １６ Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 １７ ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのク
ラッド層 １８ ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐコンタクト層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成したダブルヘテロ接
合構造部が（ＡｌxＧａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ糸からな
る半導体レーザにおいて、少なくとも、上面が（１０
０）または（００１）結晶面で、両側面の結晶面が（１
１１）面と（１−１−１）面である台形状のクラッド層
上に活性層を形成してなることを特徴とする半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4017394A JPH05218568A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4017394A JPH05218568A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218568A true JPH05218568A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11942788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4017394A Withdrawn JPH05218568A (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218568A (ja) |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP4017394A patent/JPH05218568A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |