JPH06232502A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH06232502A JPH06232502A JP50A JP4221593A JPH06232502A JP H06232502 A JPH06232502 A JP H06232502A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 4221593 A JP4221593 A JP 4221593A JP H06232502 A JPH06232502 A JP H06232502A
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- Japan
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- semiconductor laser
- laser device
- substrate
- clad layer
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光出力が大きく、製造歩留りが高い半導体レ
ーザ素子を提供する。 【構成】 基板１１上に量子井戸層を含む活性層１３を
設けた半導体レーザ素子において、活性層１３の少なく
とも片面に、基板よりも格子定数が小さいクラッド層１
７を接するように設け、該クラッド層１７の発振方向に
直交する方向の幅を、端面近傍において他の部分よりも
広くする。
ーザ素子を提供する。 【構成】 基板１１上に量子井戸層を含む活性層１３を
設けた半導体レーザ素子において、活性層１３の少なく
とも片面に、基板よりも格子定数が小さいクラッド層１
７を接するように設け、該クラッド層１７の発振方向に
直交する方向の幅を、端面近傍において他の部分よりも
広くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、端面に窓構造を有する
半導体レーザ素子に関する。
半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来技術】０．８μｍ帯で発振するＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ系半導体レーザ素子においては、光出力を増加さ
せると、反射端面で光学損傷が発生する。この原因は、
ＡｌＧａＡｓ活性層の反射端面近傍がレーザ光に対して
吸収領域になっており、光出力が大きくなると、この吸
収領域で局所的に発熱が大きくなり、この吸収領域が溶
融固化するためである。この対策としては、反射面近傍
の活性層を中央部の活性層よりバンドギャップの大きい
結晶材料で構成するウィンドウ構造が有効である。ウィ
ンドウ構造の一例を図４に示す。この構造は、以下のよ
うにして製作する。即ち、先ずｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層２、ｎ型Ａｌ
0.06Ｇａ0.94Ａｓ活性層３、ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ
クラッド層４、およびｎ型ＧａＡｓキャップ層５を順次
積層する。次いで、ＳｉＯ2 膜６をマスクとしてＺｎ拡
散を行い、ｐ型領域９を形成する。その後、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１を１００μｍ程度に研磨し、ｐ側電極７、ｎ側
電極８をそれぞれ形成した後、チップ化する。このよう
にして製作された半導体レーザ素子は、ｎ型Ａｌ0.3 Ｇ
ａ0.7 Ａｓクラッド層４および活性層３の両端のバンド
ギャップが、中央部のｐ型領域９部分よりも大きくなる
ことを利用したもので、光出力は通常の数倍に増大す
る。
ａＡｓ系半導体レーザ素子においては、光出力を増加さ
せると、反射端面で光学損傷が発生する。この原因は、
ＡｌＧａＡｓ活性層の反射端面近傍がレーザ光に対して
吸収領域になっており、光出力が大きくなると、この吸
収領域で局所的に発熱が大きくなり、この吸収領域が溶
融固化するためである。この対策としては、反射面近傍
の活性層を中央部の活性層よりバンドギャップの大きい
結晶材料で構成するウィンドウ構造が有効である。ウィ
ンドウ構造の一例を図４に示す。この構造は、以下のよ
うにして製作する。即ち、先ずｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓクラッド層２、ｎ型Ａｌ
0.06Ｇａ0.94Ａｓ活性層３、ｎ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ
クラッド層４、およびｎ型ＧａＡｓキャップ層５を順次
積層する。次いで、ＳｉＯ2 膜６をマスクとしてＺｎ拡
散を行い、ｐ型領域９を形成する。その後、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１を１００μｍ程度に研磨し、ｐ側電極７、ｎ側
電極８をそれぞれ形成した後、チップ化する。このよう
にして製作された半導体レーザ素子は、ｎ型Ａｌ0.3 Ｇ
ａ0.7 Ａｓクラッド層４および活性層３の両端のバンド
ギャップが、中央部のｐ型領域９部分よりも大きくなる
ことを利用したもので、光出力は通常の数倍に増大す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ウィンドウ構造を製作する場合、Ｚｎ拡散によるｐ型領
域を形成するため、発光効率が内部損失の増加により低
下するばかりでなく、Ｚｎ拡散の深さを制御することが
困難であるため、素子の製造歩留りも悪く、コストが上
昇するという問題があった。
ウィンドウ構造を製作する場合、Ｚｎ拡散によるｐ型領
域を形成するため、発光効率が内部損失の増加により低
下するばかりでなく、Ｚｎ拡散の深さを制御することが
困難であるため、素子の製造歩留りも悪く、コストが上
昇するという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した半導体レーザ素子を提供するもので、基板上に量
子井戸層を含む活性層を設けた半導体レーザ素子におい
て、活性層の少なくとも片面に、基板よりも格子定数が
小さいクラッド層が接するように、あるいは近接するよ
うに設けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向
の幅は、端面近傍において他の部分よりも広くなってい
ることを第１発明とし、活性層の少なくとも片面に、基
板よりも格子定数が大きいクラッド層が接するように設
けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向の幅
は、端面近傍において他の部分よりも狭くなっているこ
とを第２発明とするものである。
決した半導体レーザ素子を提供するもので、基板上に量
子井戸層を含む活性層を設けた半導体レーザ素子におい
て、活性層の少なくとも片面に、基板よりも格子定数が
小さいクラッド層が接するように、あるいは近接するよ
うに設けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向
の幅は、端面近傍において他の部分よりも広くなってい
ることを第１発明とし、活性層の少なくとも片面に、基
板よりも格子定数が大きいクラッド層が接するように設
けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向の幅
は、端面近傍において他の部分よりも狭くなっているこ
とを第２発明とするものである。
【０００５】
【作用】量子井戸層に歪みを加えると、量子井戸層のバ
ンド構造が変化することが知られている。即ち、量子井
戸層に引っ張り歪みを与えると、バンドギャップが小さ
くなり、圧縮歪みを与えると、バンドギャップが大きく
なる。本発明は、この現象を利用したもので、活性層を
構成する量子井戸層に部分的に異なる大きさの歪みを与
え、量子井戸層の端面近傍のバンドギャップを相対的に
大きくして、端面における光学損傷を防ぐことを目的と
するものである。第１発明のように、量子井戸層を含む
活性層の少なくとも片面に、基板よりも格子定数が小さ
いクラッド層を接するように、あるいは近接するように
設け、該クラッド層の発振方向に直交する方向の幅を、
端面近傍において他の部分よりも広くする。そうする
と、クラッド層の量子井戸層に与える圧縮歪みは端面近
傍において他の部分よりも大きくなり、端面近傍の量子
井戸層のバンドギャップを他の部分よりも大きくするこ
とができる。また、第２発明のように、活性層の少なく
とも片面に、基板よりも格子定数が大きいクラッド層を
接するように設け、該クラッド層の発振方向に直交する
方向の幅を、端面近傍において他の部分よりも狭くす
る。そうすると、クラッド層の量子井戸層に与える引っ
張り歪みは端面近傍において他の部分よりも小さくな
り、端面近傍の量子井戸層のバンドギャップを他の部分
よりも大きくすることができる。
ンド構造が変化することが知られている。即ち、量子井
戸層に引っ張り歪みを与えると、バンドギャップが小さ
くなり、圧縮歪みを与えると、バンドギャップが大きく
なる。本発明は、この現象を利用したもので、活性層を
構成する量子井戸層に部分的に異なる大きさの歪みを与
え、量子井戸層の端面近傍のバンドギャップを相対的に
大きくして、端面における光学損傷を防ぐことを目的と
するものである。第１発明のように、量子井戸層を含む
活性層の少なくとも片面に、基板よりも格子定数が小さ
いクラッド層を接するように、あるいは近接するように
設け、該クラッド層の発振方向に直交する方向の幅を、
端面近傍において他の部分よりも広くする。そうする
と、クラッド層の量子井戸層に与える圧縮歪みは端面近
傍において他の部分よりも大きくなり、端面近傍の量子
井戸層のバンドギャップを他の部分よりも大きくするこ
とができる。また、第２発明のように、活性層の少なく
とも片面に、基板よりも格子定数が大きいクラッド層を
接するように設け、該クラッド層の発振方向に直交する
方向の幅を、端面近傍において他の部分よりも狭くす
る。そうすると、クラッド層の量子井戸層に与える引っ
張り歪みは端面近傍において他の部分よりも小さくな
り、端面近傍の量子井戸層のバンドギャップを他の部分
よりも大きくすることができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる半導体レーザ
素子の一実施例の斜視図である。図中、１１はｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、１２はｎ型ＩｎＧａＰクラッド層、１３はＩ
ｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸活性層、１４はＳｉＯ
2 膜、１５はｐ型ＩｎＧａＰクラッド層、１６はｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層、１７はｐ型歪ＩｎＧａＰクラ
ッド層である。本実施例は以下の工程で製作した。即
ち、 １）先ず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１１
上にｎ型ＩｎＧａＰクラッド層およびＩｎＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ歪量子井戸活性層１３を順次積層する。 ２）次いで、ＳｉＯ2 膜１４をスパッタにより積層した
後、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）にて図２に示すよう
にエッチングする。即ち、端面近傍では２０μｍ幅、そ
の他の部分では４μｍ幅のエッチングを施す。 ３）次いで、再びＭＯＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 膜１４
を選択成長用マスクとして、ｐ型歪Ｉｎ0.4 Ｇａ0.6 Ｐ
クラッド層１７、ｐ型ＩｎＧａＰクラッド層１５および
ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層１６をマスク以外の所に
選択成長させる。ｐ型歪Ｉｎ0.4 Ｇａ0.6 Ｐクラッド層
１７は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１に対して約０．５％格子
定数が小さい。この結果、活性層１３の端面近傍には圧
縮歪みが加わる。 ４）次いで、ｎ型ＧａＡｓ基板１１を１００μｍ程度の
厚さに研磨し、ｐ側およびｎ側電極を形成し、その後、
へき開によりチップ化する。 本実施例の電流と光出力の関係を図３に示す。従来例と
比較して、大きな光出力が得られることがわかる。上記
実施例では、ＳｉＯ2 膜１４の選択成長用マスクで、電
流狭窄を行うことができるので、製造工程が簡略化し、
製造歩留りが向上する。なお、上記実施例ではＩｎ0.4
Ｇａ0.6 Ｐで歪みクラッド層を構成したが、歪みクラッ
ド層はこの組成に限定されることはなく、またＡｌＧａ
ＡｓやＡｌＧａＩｎＰであってもよい。また、０．９８
μｍ帯の半導体レーザ素子について説明したが、他の波
長帯の３−５族化合物半導体材料を用いた半導体レーザ
素子にも本発明を適用できることはいうまでもない。
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる半導体レーザ
素子の一実施例の斜視図である。図中、１１はｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、１２はｎ型ＩｎＧａＰクラッド層、１３はＩ
ｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸活性層、１４はＳｉＯ
2 膜、１５はｐ型ＩｎＧａＰクラッド層、１６はｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層、１７はｐ型歪ＩｎＧａＰクラ
ッド層である。本実施例は以下の工程で製作した。即
ち、 １）先ず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１１
上にｎ型ＩｎＧａＰクラッド層およびＩｎＧａＡｓ／Ｇ
ａＡｓ歪量子井戸活性層１３を順次積層する。 ２）次いで、ＳｉＯ2 膜１４をスパッタにより積層した
後、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）にて図２に示すよう
にエッチングする。即ち、端面近傍では２０μｍ幅、そ
の他の部分では４μｍ幅のエッチングを施す。 ３）次いで、再びＭＯＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 膜１４
を選択成長用マスクとして、ｐ型歪Ｉｎ0.4 Ｇａ0.6 Ｐ
クラッド層１７、ｐ型ＩｎＧａＰクラッド層１５および
ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層１６をマスク以外の所に
選択成長させる。ｐ型歪Ｉｎ0.4 Ｇａ0.6 Ｐクラッド層
１７は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１に対して約０．５％格子
定数が小さい。この結果、活性層１３の端面近傍には圧
縮歪みが加わる。 ４）次いで、ｎ型ＧａＡｓ基板１１を１００μｍ程度の
厚さに研磨し、ｐ側およびｎ側電極を形成し、その後、
へき開によりチップ化する。 本実施例の電流と光出力の関係を図３に示す。従来例と
比較して、大きな光出力が得られることがわかる。上記
実施例では、ＳｉＯ2 膜１４の選択成長用マスクで、電
流狭窄を行うことができるので、製造工程が簡略化し、
製造歩留りが向上する。なお、上記実施例ではＩｎ0.4
Ｇａ0.6 Ｐで歪みクラッド層を構成したが、歪みクラッ
ド層はこの組成に限定されることはなく、またＡｌＧａ
ＡｓやＡｌＧａＩｎＰであってもよい。また、０．９８
μｍ帯の半導体レーザ素子について説明したが、他の波
長帯の３−５族化合物半導体材料を用いた半導体レーザ
素子にも本発明を適用できることはいうまでもない。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上に量子井戸層を含む活性層を設けた半導体レーザ素
子において、活性層の少なくとも片面に、基板よりも格
子定数が小さいクラッド層が接するように、あるいは近
接するように設けられ、該クラッド層の発振方向に直交
する方向の幅は、端面近傍において他の部分よりも広く
なっているため、あるいは、活性層の少なくとも片面
に、基板よりも格子定数が大きいクラッド層が接するよ
うに設けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向
の幅は、端面近傍において他の部分よりも狭くなってい
るため、素子の電流狭窄および端面窓構造が２回の結晶
成長と一回のフォトリソグラフィで形成できるので、光
出力が大きくなり、製造歩留りが向上するという優れた
効果がある。
板上に量子井戸層を含む活性層を設けた半導体レーザ素
子において、活性層の少なくとも片面に、基板よりも格
子定数が小さいクラッド層が接するように、あるいは近
接するように設けられ、該クラッド層の発振方向に直交
する方向の幅は、端面近傍において他の部分よりも広く
なっているため、あるいは、活性層の少なくとも片面
に、基板よりも格子定数が大きいクラッド層が接するよ
うに設けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向
の幅は、端面近傍において他の部分よりも狭くなってい
るため、素子の電流狭窄および端面窓構造が２回の結晶
成長と一回のフォトリソグラフィで形成できるので、光
出力が大きくなり、製造歩留りが向上するという優れた
効果がある。
【図１】本発明にかかる半導体レーザ素子の一実施例の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】上記実施例における選択成長用マスクのパター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
【図３】上記実施例の電流と光出力の関係を示す図であ
る。
る。
【図４】従来のウィンドウ構造を有する半導体レーザ素
子の断面図である。
子の断面図である。
１１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １２ ｎ型ＩｎＧａＰクラッド層 １３ 活性層 １４ ＳｉＯ2 膜 １５ ｐ型ＩｎＧａＰクラッド層 １６ ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層 １７ ｐ型歪ＩｎＧａＰクラッド層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に量子井戸層を含む活性層を設け
た半導体レーザ素子において、活性層の少なくとも片面
に、基板よりも格子定数が小さいクラッド層が接するよ
うに、あるいは近接するように設けられ、該クラッド層
の発振方向に直交する方向の幅は、端面近傍において他
の部分よりも広くなっていることを特徴とする半導体レ
ーザ素子。 - 【請求項２】 基板上に量子井戸層を含む活性層を設け
た半導体レーザ素子において、活性層の少なくとも片面
に、基板よりも格子定数が大きいクラッド層が接するよ
うに設けられ、該クラッド層の発振方向に直交する方向
の幅は、端面近傍において他の部分よりも狭くなってい
ることを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06232502A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06232502A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232502A true JPH06232502A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12629818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06232502A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232502A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009181993A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59184709U (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-08 | 株式会社 小林コ−セ− | ペ−スト状化粧料用コンパクト |
| JPH0330923U (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-26 | ||
| JPH0441314U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-08 |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP50A patent/JPH06232502A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59184709U (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-08 | 株式会社 小林コ−セ− | ペ−スト状化粧料用コンパクト |
| JPH0330923U (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-26 | ||
| JPH0441314U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-08 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009181993A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
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