JPH069282B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は主にInGaAlPを使用した短波長帯（580〜680μ
ｍ）用半導体レーザに関する。
ｍ）用半導体レーザに関する。
（従来の技術） InGaAlPからなる四元混晶系を活性層及びクラッド層に
用いたダブルヘテロ構造の半導体レーザは、III−Ｖ族
化合物半導体中最も短い発振波長を得ることができる。
用いたダブルヘテロ構造の半導体レーザは、III−Ｖ族
化合物半導体中最も短い発振波長を得ることができる。
そのため光ディスクを媒体とする光情報処理や、レーザ
プリンタ、プラスチィックファイバ用光源として現在の
780〜830nm帯のGaAlAs系半導体レーザに比べてより適し
ているばかりでなく、633.8nmにピークを持つHe-Neガス
イオンレーザの代替器としてバーコードリーダやその他
計測制御分野へ応用することも可能である。
プリンタ、プラスチィックファイバ用光源として現在の
780〜830nm帯のGaAlAs系半導体レーザに比べてより適し
ているばかりでなく、633.8nmにピークを持つHe-Neガス
イオンレーザの代替器としてバーコードリーダやその他
計測制御分野へ応用することも可能である。
InGaAlP系半導体レーザの製造には、GaAs基板を用いる
のが最も一般的で、この表面に格子整合する条件でInGa
AlPのダブルヘテロ層を形成する。この四元混晶は通常I
n1-y(Ga1-xAlx)yPの分子式で表記されるが、Ｙ0.5の
時ｘの全域でGaAsと±１×10-3以下のオーダで格子整合
する。
のが最も一般的で、この表面に格子整合する条件でInGa
AlPのダブルヘテロ層を形成する。この四元混晶は通常I
n1-y(Ga1-xAlx)yPの分子式で表記されるが、Ｙ0.5の
時ｘの全域でGaAsと±１×10-3以下のオーダで格子整合
する。
このような条件下でIn0.5(Ga1-xAlx)0.5Ｐのバンドギャ
ップエネルギEgは、第５図に示すようにＸ＝０〜１の範
囲で1.91eVから2.25eVまでの値を取る。第５図はAlGaIn
P混晶系の格子定数とエネルギーギャップの関係を横軸
にエネルギーギャップ、縦軸に格子定数をとって示した
図で出典はKazumura M.et al,Jan.Appl.Phys.,22,654(1
983)である。
ップエネルギEgは、第５図に示すようにＸ＝０〜１の範
囲で1.91eVから2.25eVまでの値を取る。第５図はAlGaIn
P混晶系の格子定数とエネルギーギャップの関係を横軸
にエネルギーギャップ、縦軸に格子定数をとって示した
図で出典はKazumura M.et al,Jan.Appl.Phys.,22,654(1
983)である。
このEg＝2.17eVにおける直接遷移と間接遷移の遷移領域
はＸ＝0.7に相当する。従ってこのような系では活性層
としてはＸ＝０〜0.2(λ＝580〜680nm)、クラッド層と
してはＸ≧0.4が通常用いられており、これらの結晶成
長はMOCVD法やMBE法などの気相長法によって行われ、第
４図にはInGaAlP系半導体レーザにおける最も典型的な
素子の断面図を示す。
はＸ＝0.7に相当する。従ってこのような系では活性層
としてはＸ＝０〜0.2(λ＝580〜680nm)、クラッド層と
してはＸ≧0.4が通常用いられており、これらの結晶成
長はMOCVD法やMBE法などの気相長法によって行われ、第
４図にはInGaAlP系半導体レーザにおける最も典型的な
素子の断面図を示す。
この素子はInGaAlPのダブルヘテロ層の上部にGaAsによ
る電流ブロック層を設けた通常Inner Stripe(IS)構造と
呼ばれる利得導波型のレーザである。この素子の製造方
法は、まずｎ形GaAs50表面にMOCVD法によってｎ形In0.5
(Ga0.5Al0.5)0.5Pからなる下部クラッド層51、アンドー
プIn0.5Ga0.5P活性層52、ｐ形In0.5(Ga0.5Al0.5)0.5P上
部クラッド層53、ｐ形In0.5Ga0.5P通電容易層54、ｎ形G
aAs電流阻止層55を順次堆積して成長させるが、各層の
厚みは１μｍ、0.08〜0.1μｍ、１μｍ、0.05μｍ、0.5
μｍである。
る電流ブロック層を設けた通常Inner Stripe(IS)構造と
呼ばれる利得導波型のレーザである。この素子の製造方
法は、まずｎ形GaAs50表面にMOCVD法によってｎ形In0.5
(Ga0.5Al0.5)0.5Pからなる下部クラッド層51、アンドー
プIn0.5Ga0.5P活性層52、ｐ形In0.5(Ga0.5Al0.5)0.5P上
部クラッド層53、ｐ形In0.5Ga0.5P通電容易層54、ｎ形G
aAs電流阻止層55を順次堆積して成長させるが、各層の
厚みは１μｍ、0.08〜0.1μｍ、１μｍ、0.05μｍ、0.5
μｍである。
また伝導形ｎ，ｐ形用ドーパントとしてはSi（またはS
e）及びZnを用い、各層のキャリヤ濃度はｎ形下部クラ
ッド層51が１×1018cm-3、ｐ形上部クラッド層53が２〜
８×1017cm-3、ｐ形通電容易層54が１〜２×1018cm-3、
ｎ形電流阻止層が１×1018cm-3そしてアンドープの活性
層52では１×1016cm-3以下である。
e）及びZnを用い、各層のキャリヤ濃度はｎ形下部クラ
ッド層51が１×1018cm-3、ｐ形上部クラッド層53が２〜
８×1017cm-3、ｐ形通電容易層54が１〜２×1018cm-3、
ｎ形電流阻止層が１×1018cm-3そしてアンドープの活性
層52では１×1016cm-3以下である。
次に電流阻止層55内にメサ状のストライプ溝を形成後上
部なMOCVD法によりｐ形GaAsからなるコンタクト層56を
厚さ１〜３μｍ、キャリア濃度１×1019cm-3に堆積成長
する。
部なMOCVD法によりｐ形GaAsからなるコンタクト層56を
厚さ１〜３μｍ、キャリア濃度１×1019cm-3に堆積成長
する。
なお通電容易層54とは、InGaAlPとGaAsのエネルギ構造
において双方の価電子帯のエネルギ差が大きいために、
これらのｐ形領域のヘテロ界面に高抵抗のエネルギ障壁
が生じるので、このような効果を緩和する。
において双方の価電子帯のエネルギ差が大きいために、
これらのｐ形領域のヘテロ界面に高抵抗のエネルギ障壁
が生じるので、このような効果を緩和する。
結晶成長を終えた半導体ウエーハ、この後GaAs基板50面
をラッピング処理して厚み80μｍ程度にして鏡面を形成
後、コンタクト層56とGaAs基板50露出面にはAu/Zn(p
側)、Au/Ge(n側)などのオーミック電極（図示せず）を
配設する。次いでチップに分離後実装工程としてはチッ
プのｐ側をヒートシンク上にマウントして次工程に移
る。
をラッピング処理して厚み80μｍ程度にして鏡面を形成
後、コンタクト層56とGaAs基板50露出面にはAu/Zn(p
側)、Au/Ge(n側)などのオーミック電極（図示せず）を
配設する。次いでチップに分離後実装工程としてはチッ
プのｐ側をヒートシンク上にマウントして次工程に移
る。
このようなInGaAlP系半導体レーザの特性に重大な影響
を及ぼす問題点としてInGaAlPのｐ伝導形不純物のドー
ピング問題がある。一般にこのｐ伝導形ドーパント(Dop
ant)としては、制御性と安全性の観点からZnが最も適し
ているが、例えばMOCVD法のような気相成長法を用いる
場合、GaAs、GaAlAsに比べて結晶中へのZnの取込まれる
割合いが低く、また、結晶中でのキャリアとしての活性
化率も低く、これはAlの混晶比が高くなるにつれてその
傾向は顕著になる。
を及ぼす問題点としてInGaAlPのｐ伝導形不純物のドー
ピング問題がある。一般にこのｐ伝導形ドーパント(Dop
ant)としては、制御性と安全性の観点からZnが最も適し
ているが、例えばMOCVD法のような気相成長法を用いる
場合、GaAs、GaAlAsに比べて結晶中へのZnの取込まれる
割合いが低く、また、結晶中でのキャリアとしての活性
化率も低く、これはAlの混晶比が高くなるにつれてその
傾向は顕著になる。
第６図には、MOCVD結晶成長によりGaAsに堆積するIn0.5
(Ga1-xAlx)0.5Pにｎ，ｐ不純物を導入した際の比抵抗の
ｘ依存性の一例を示したが、ｎ形に比べてｐ形のInGaAl
Pでは比抵抗が約一桁高く、半導体レーザのｐ形クラッ
ド層として用いられるｘ≧0.5の領域では急激に抵抗が
増大する。第６図はｐ形ｎ形InGaAlPの比抵抗のAl依存
性を示しており、出典はHino I.et al.,Jpn.Appl.Phy
s.,23,No.9,L746(1984)である。
(Ga1-xAlx)0.5Pにｎ，ｐ不純物を導入した際の比抵抗の
ｘ依存性の一例を示したが、ｎ形に比べてｐ形のInGaAl
Pでは比抵抗が約一桁高く、半導体レーザのｐ形クラッ
ド層として用いられるｘ≧0.5の領域では急激に抵抗が
増大する。第６図はｐ形ｎ形InGaAlPの比抵抗のAl依存
性を示しており、出典はHino I.et al.,Jpn.Appl.Phy
s.,23,No.9,L746(1984)である。
更に、上記したように結晶中でのZn活性化率が低いの
で、キャリアとして作用しないZnが多量に取込まれてお
り、その最もｘと共に増加する。このZnは結晶中で欠陥
となり、結晶の光学的劣化や熱的劣化の原因になる。
で、キャリアとして作用しないZnが多量に取込まれてお
り、その最もｘと共に増加する。このZnは結晶中で欠陥
となり、結晶の光学的劣化や熱的劣化の原因になる。
（発明が解決しようとする課題） 上記したInGaAlP系半導体レーザでは、ｐ形上部クラッ
ド層がレーザの特性に決定的な影響を及ぼす。即ちｐ形
上部クラッド層の抵抗が高いために素子の直列抵抗が高
くなり、駆動電圧が上昇する。また、他の層に比べてこ
の層の抵抗が高いことは電流阻止層の直下で横方向に電
流が広がることにつながり、このために活性層での電流
注入面積が大きくなり、ロスが大きくなってしきい値電
流、駆動電流が増加する。更に、もともとInGaAlPの熱
抵抗はGaAs、GaAlAsにくらべて高い（Al混晶比が高い程
熱抵抗は増大し、Al／Ga＝１で最大になる）が、キャリ
ア濃度の低いｐ形上部クラッド層はｎ形下部クラッド層
より更に熱抵抗が高くなる。
ド層がレーザの特性に決定的な影響を及ぼす。即ちｐ形
上部クラッド層の抵抗が高いために素子の直列抵抗が高
くなり、駆動電圧が上昇する。また、他の層に比べてこ
の層の抵抗が高いことは電流阻止層の直下で横方向に電
流が広がることにつながり、このために活性層での電流
注入面積が大きくなり、ロスが大きくなってしきい値電
流、駆動電流が増加する。更に、もともとInGaAlPの熱
抵抗はGaAs、GaAlAsにくらべて高い（Al混晶比が高い程
熱抵抗は増大し、Al／Ga＝１で最大になる）が、キャリ
ア濃度の低いｐ形上部クラッド層はｎ形下部クラッド層
より更に熱抵抗が高くなる。
このために発光部での熱放散が悪くなり、高温下でのレ
ーザ特性は著しく低下し劣化を促進することになる。そ
の上、上記のようにｐ形上部クラッド層には過剰なZnに
よる欠陥が存在するために熱や光に対して劣化を起こし
易い。実際、劣化した素子についてその原因となる欠陥
(DLDやDSD)はｐ形上部クラッド層に発生する。
ーザ特性は著しく低下し劣化を促進することになる。そ
の上、上記のようにｐ形上部クラッド層には過剰なZnに
よる欠陥が存在するために熱や光に対して劣化を起こし
易い。実際、劣化した素子についてその原因となる欠陥
(DLDやDSD)はｐ形上部クラッド層に発生する。
このような問題はｐ形上部クラッド層におけるAl混晶比
が高くなる程起り易くなるが、Al混晶比を低くすると逆
にキャリアの閉込めや光のしみだし量などの問題から層
の厚さを大きくする必要があり、ｐ形上部クラッド層に
係わる問題に対してはあまり有効でない。
が高くなる程起り易くなるが、Al混晶比を低くすると逆
にキャリアの閉込めや光のしみだし量などの問題から層
の厚さを大きくする必要があり、ｐ形上部クラッド層に
係わる問題に対してはあまり有効でない。
本発明は上記の事情により成されたもので、特にInGaAl
P系半導体レーザの性能向上を目指すことを目的とす
る。
P系半導体レーザの性能向上を目指すことを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 半導体基板と一体に形成する活性層及びこの活性層を挟
んで形成するｎ、ｐ形クラッド層をＩｎＧａＡｌＰとす
るダブルヘテロ構造の半導体レーザ装置において、ｐ形
半導体基板に連続して形成するｐ形クラッド層と、前記
活性層に重ねて形成するｎ形クラッド層とのバンドギャ
ップエネルギーにより構成するダブルヘテロ構造と、前
記ｎ形クラッド層に重ねて形成するストライプ溝を備え
るｐ形半導体層と、これに積層するｎ形半導体層と、こ
のｎ形半導体層の露出面に形成するオーミック電極とを
具備し、前記ストライプ溝の近くに位置するｎ形クラッ
ド層の屈折率をｐ形クラッド層のそれより大きくする点
に本発明に係わる半導体レーザ装置の特徴がある。
んで形成するｎ、ｐ形クラッド層をＩｎＧａＡｌＰとす
るダブルヘテロ構造の半導体レーザ装置において、ｐ形
半導体基板に連続して形成するｐ形クラッド層と、前記
活性層に重ねて形成するｎ形クラッド層とのバンドギャ
ップエネルギーにより構成するダブルヘテロ構造と、前
記ｎ形クラッド層に重ねて形成するストライプ溝を備え
るｐ形半導体層と、これに積層するｎ形半導体層と、こ
のｎ形半導体層の露出面に形成するオーミック電極とを
具備し、前記ストライプ溝の近くに位置するｎ形クラッ
ド層の屈折率をｐ形クラッド層のそれより大きくする点
に本発明に係わる半導体レーザ装置の特徴がある。
（作 用） 即ちｐ形III−Ｖ族基板を使用したInGaAlP系半導体レー
ザにおいて、従来構造とは逆の導電形で素子構造を形成
し、しかもInGaAlPのダブルヘテロ構造の一部であるｐ
形下部クラッド層のバンドギャップを小さくするか、あ
るいはｎ形上部クラッド層内部に屈折率の大きい導波層
を形成する。この結果、活性層における発光による光を
ｎ形クラッド層側に導波してｐ形下部クラッド層による
素子特性への影響を低減した。
ザにおいて、従来構造とは逆の導電形で素子構造を形成
し、しかもInGaAlPのダブルヘテロ構造の一部であるｐ
形下部クラッド層のバンドギャップを小さくするか、あ
るいはｎ形上部クラッド層内部に屈折率の大きい導波層
を形成する。この結果、活性層における発光による光を
ｎ形クラッド層側に導波してｐ形下部クラッド層による
素子特性への影響を低減した。
（実施例） 第１図を参照して本発明に係わる一実施例を詳しく説明
する。
する。
準備したｐ形GaAs基板１表面にMOCVD法によりｐ形In0.5
Ga0.5P通電容易層２、ｐ形In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P下部
クラッド層３、アンドープIn0.5Ga0.5P活性層４、ｎ形I
n0.5(Ga0.5Al0.5)0.5P上部クラッド層５、更にｐ形GaAs
電流素子層６を順次堆積して成長させるが、各層の厚み
は夫々0.05μｍ、0.6〜0.8μｍ、0.08〜0.1μｍ、１μ
ｍ及び0.5μｍである。
Ga0.5P通電容易層２、ｐ形In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5P下部
クラッド層３、アンドープIn0.5Ga0.5P活性層４、ｎ形I
n0.5(Ga0.5Al0.5)0.5P上部クラッド層５、更にｐ形GaAs
電流素子層６を順次堆積して成長させるが、各層の厚み
は夫々0.05μｍ、0.6〜0.8μｍ、0.08〜0.1μｍ、１μ
ｍ及び0.5μｍである。
ｎ形及びｐ形用のドーパントとしてはSi（またはSe）と
Znを用い、各層のキャリア濃度はｐ形通電容易層２が１
〜２×1018cm-3、ｐ形下部クラッド層３が２〜５×10
１７ｃｍ−３、ｎ形上部クラッド層５が３×1017cm-3、
ｐ形電流素子層６が１〜２×1018cm-3である。
Znを用い、各層のキャリア濃度はｐ形通電容易層２が１
〜２×1018cm-3、ｐ形下部クラッド層３が２〜５×10
１７ｃｍ−３、ｎ形上部クラッド層５が３×1017cm-3、
ｐ形電流素子層６が１〜２×1018cm-3である。
この後ｐ形電流阻止層５の中央部分にメサ状のストライ
プ溝７をこの多層構造の重なり方向に直交する方向即ち
ストライプ状に形成してから、上部にMOCVD法によって
ｎ形コンタクト層８を、厚さ１〜３μｍ、キャリア濃度
２〜５×1018cm-3に堆積成長させる。
プ溝７をこの多層構造の重なり方向に直交する方向即ち
ストライプ状に形成してから、上部にMOCVD法によって
ｎ形コンタクト層８を、厚さ１〜３μｍ、キャリア濃度
２〜５×1018cm-3に堆積成長させる。
このような工程の経た半導体ウエーハであるｐ形GaAs基
板１を鏡面研磨して全体の厚さをほぼ80μｍとしてか
ら、このGaAs基板１とｎ形コンタクト層８の露出面には
オーミンック電極９，10を設置する。
板１を鏡面研磨して全体の厚さをほぼ80μｍとしてか
ら、このGaAs基板１とｎ形コンタクト層８の露出面には
オーミンック電極９，10を設置する。
このオーミック電極８はAu／Znで作り、ｎ形コンタクト
層８に設置するオーミック電極10はAu／Geで構成して半
導体レーザ装置を完成する。
層８に設置するオーミック電極10はAu／Geで構成して半
導体レーザ装置を完成する。
この電極形成を終えて複数のレーザ装置をモノリシック
に形成した半導体ウエーハは、常法に従って分離して得
られるチップのｎ形コンタクト層に形成したオーミック
電極10をヒートシンクに公知の方法でマウントする。
に形成した半導体ウエーハは、常法に従って分離して得
られるチップのｎ形コンタクト層に形成したオーミック
電極10をヒートシンクに公知の方法でマウントする。
この実施例に示した半導体レーザ装置は第４図の従来阻
止とｎ形とｐ形を丁度逆の構造としたもので（ｐ形通電
容易層２はｐ導電形領域特有の問題であるので、導電形
の変化に伴って基板側に形成する）ある。
止とｎ形とｐ形を丁度逆の構造としたもので（ｐ形通電
容易層２はｐ導電形領域特有の問題であるので、導電形
の変化に伴って基板側に形成する）ある。
更に第４図の従来例に比べてｐ形下部クラッド層３のAl
混晶比ｘを0.7と高くしているので屈折率が低くなり、
活性層からの光のしみだしが少なくなる。従ってクラッ
ド層の厚さを薄くすることができ、第５図に明らかなよ
うにｘに伴うＺｎのドーピング効率の低下によりキャリ
ア濃度は低くなる。
混晶比ｘを0.7と高くしているので屈折率が低くなり、
活性層からの光のしみだしが少なくなる。従ってクラッ
ド層の厚さを薄くすることができ、第５図に明らかなよ
うにｘに伴うＺｎのドーピング効率の低下によりキャリ
ア濃度は低くなる。
次に第２図により他の実施例を説明する。即ち、このレ
ーザ装置では、発生した電流を効果的に閉じこめ得るよ
うに電流阻止層の中間にｎ形クラッド層を配置する。
ーザ装置では、発生した電流を効果的に閉じこめ得るよ
うに電流阻止層の中間にｎ形クラッド層を配置する。
この実施例では第１図に示した装置と活性層４までは同
一の構造であり、これに重ねてｎ形In0.5(Ga0.5Al
0.4〜0.5)0.5Pからなる光ガイド層11を設置するのが特
徴である。
一の構造であり、これに重ねてｎ形In0.5(Ga0.5Al
0.4〜0.5)0.5Pからなる光ガイド層11を設置するのが特
徴である。
更に図に明らかなようにｎ形In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5Pか
らなる上部クラッド層12は電流阻止層13のほぼ中央部分
に埋設し、図にあるように光ガイド層11のほぼ真上にス
トライプ状に延長するのに等方性食刻工程を利用する。
しかし、光ガイド層11と上部クラッド層12の化学的組成
が近似しているので等方性食刻工程により上部クラッド
層12を除去するには、どうしてもストッパ層が必要にな
る。従ってエッチングストップ層14を光ガイド層10に重
ねて設置する。
らなる上部クラッド層12は電流阻止層13のほぼ中央部分
に埋設し、図にあるように光ガイド層11のほぼ真上にス
トライプ状に延長するのに等方性食刻工程を利用する。
しかし、光ガイド層11と上部クラッド層12の化学的組成
が近似しているので等方性食刻工程により上部クラッド
層12を除去するには、どうしてもストッパ層が必要にな
る。従ってエッチングストップ層14を光ガイド層10に重
ねて設置する。
エッチングストップ層14はｎ形In0.5Ga0.5Pからなり、
更にｎ形In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5Pからなる上部クラッド
層12をMOCVD法により堆積成長する。
更にｎ形In0.5(Ga0.3Al0.7)0.5Pからなる上部クラッド
層12をMOCVD法により堆積成長する。
この上部クラッド層12は、上記したように等方性食刻工
程により中央部分をストライプ状に残し、次にｐ形GaAs
電流阻止層13をMOCVD法により堆積成長する。この工程
は残った上部クラッド層12にマスクを設置して行うので
第２図のように特殊な形状を持ったｐ形GaAs電流阻止層
13が得られ、引続いてｎ形オーミック層15を重ねて形成
する。
程により中央部分をストライプ状に残し、次にｐ形GaAs
電流阻止層13をMOCVD法により堆積成長する。この工程
は残った上部クラッド層12にマスクを設置して行うので
第２図のように特殊な形状を持ったｐ形GaAs電流阻止層
13が得られ、引続いてｎ形オーミック層15を重ねて形成
する。
上部クラッド層12、電流阻止層13及びｎ型オーミック層
15のキャリア濃度は第１図の例と全く同様であるので記
載を省略する。
15のキャリア濃度は第１図の例と全く同様であるので記
載を省略する。
この例では活性層４に重ねて設置する光ガイド層11、エ
ッチングストップ層14及び上部クラッド層12の厚さの合
計はほぼ１μｍと第１図の例に比べて薄く、更に電流阻
止層13により囲まれているので屈折率の大小関係により
この電流閉込めに効果を発揮することになる。なお、オ
ーミック電極9,10は第１図と同様な組成と方法で形成す
る。このために、この半導体レーザ装置の横モードを水
平、垂直とも制御できる屈折率導波型のレーザ装置が得
られ、第１図に示した半導体レーザ装置より高性能のも
のが得られる。上記したｐ形GaAs電流阻止層を形成する
時使用するZnに代えて、拡散によるｎ形層の反転を押え
るために拡散速度の小さいMgの使用、更にｐ形層の代わ
りにＨ（プロトン）のイオン注入による高抵抗層を作る
こともできる。
ッチングストップ層14及び上部クラッド層12の厚さの合
計はほぼ１μｍと第１図の例に比べて薄く、更に電流阻
止層13により囲まれているので屈折率の大小関係により
この電流閉込めに効果を発揮することになる。なお、オ
ーミック電極9,10は第１図と同様な組成と方法で形成す
る。このために、この半導体レーザ装置の横モードを水
平、垂直とも制御できる屈折率導波型のレーザ装置が得
られ、第１図に示した半導体レーザ装置より高性能のも
のが得られる。上記したｐ形GaAs電流阻止層を形成する
時使用するZnに代えて、拡散によるｎ形層の反転を押え
るために拡散速度の小さいMgの使用、更にｐ形層の代わ
りにＨ（プロトン）のイオン注入による高抵抗層を作る
こともできる。
上記実施例ではGaAs基板表面に成長したInGaAlPについ
てだけ述べたが、GaAsや、他の格子整合する条件でGaAs
基板表面に形成したInGaAlP系半導体レーザにも本発明
は適用できる。
てだけ述べたが、GaAsや、他の格子整合する条件でGaAs
基板表面に形成したInGaAlP系半導体レーザにも本発明
は適用できる。
第３図ａにはダブルヘテロ接合における屈折率分布を、
第３図ｂに光強度分布を、活性層及びこれを挟んで設置
したクラッド層をパラメータとして示した。
第３図ｂに光強度分布を、活性層及びこれを挟んで設置
したクラッド層をパラメータとして示した。
図中点線が従来例、実線が本願を示しており、屈折率分
布が対称な従来例では光強度分布のピークは活性層の中
心位置にあるのに対して、本願ではｎ形上部クラッド層
側に偏っている。
布が対称な従来例では光強度分布のピークは活性層の中
心位置にあるのに対して、本願ではｎ形上部クラッド層
側に偏っている。
即ち、ｎ形クラッド層のｘをｐ形クラッド層のそれに対
して対称的に小さくすることによってｐ，ｎクラッド層
と活性層間には第３図ａのような屈折率分布ができ、こ
れによって活性層での発光光は第３図ｂのようにｎ形上
部クラッド層に導波され。従って従来の半導体レーザ装
置に比べて結晶欠陥の多いｐ形上部クラッド層へのしみ
だしが少なくなる。
して対称的に小さくすることによってｐ，ｎクラッド層
と活性層間には第３図ａのような屈折率分布ができ、こ
れによって活性層での発光光は第３図ｂのようにｎ形上
部クラッド層に導波され。従って従来の半導体レーザ装
置に比べて結晶欠陥の多いｐ形上部クラッド層へのしみ
だしが少なくなる。
更に、従来の素子に比べて結晶欠陥の多いｐ形下部クラ
ッド層への光のしみだし量が減少し、光強度に対する劣
化レベルを上げることができる。
ッド層への光のしみだし量が減少し、光強度に対する劣
化レベルを上げることができる。
ｎ形クラッド層における熱抵抗はｐ形に比べて低いため
光による温度上昇も小さく、しかもｎ側がヒートシンク
にマウントされることによって熱放散も良いので、半導
体レーザ装置の動作温度も上昇する。
光による温度上昇も小さく、しかもｎ側がヒートシンク
にマウントされることによって熱放散も良いので、半導
体レーザ装置の動作温度も上昇する。
ｎ，ｐ形クラッド層におけるAl混晶比（ｘ）の差が大き
い程、上記の効果は大きくなる。また、ｎ形クラッド層
のｘが小さい程熱抵抗は小さくなるので温度特性は向上
する。
い程、上記の効果は大きくなる。また、ｎ形クラッド層
のｘが小さい程熱抵抗は小さくなるので温度特性は向上
する。
ｎ形クラッド層のｘを下げた場合、光のしみだし量が大
きくなるため上部クラッド層厚さを大きくしなげればな
らないが、第６図に示したように上部クラッド層を構成
するｎ形InGaAlPでは比抵抗は十分低いため厚くするこ
とによる直列抵抗の増加による影響は少ない。また、電
流素子層直下での電流の広がりも、ｐ形下部クラッド層
に比べて抵抗が十分低いので、広がりはほとんどｐ形下
部クラッド層で決まっており、その厚さの寄与はさほど
大きくないと考えられる。
きくなるため上部クラッド層厚さを大きくしなげればな
らないが、第６図に示したように上部クラッド層を構成
するｎ形InGaAlPでは比抵抗は十分低いため厚くするこ
とによる直列抵抗の増加による影響は少ない。また、電
流素子層直下での電流の広がりも、ｐ形下部クラッド層
に比べて抵抗が十分低いので、広がりはほとんどｐ形下
部クラッド層で決まっており、その厚さの寄与はさほど
大きくないと考えられる。
第１図及び第２図は本発明に係わる実施例の要部を示す
断面図、第３図は各図に示した半導体レーザ装置の特性
を表した図、第４図は従来の半導体レーザ装置の概略を
明らかにした断面図、第５図と第６図はIII−Ｖ族化合
物半導体からなる混晶体の特性を示す図面である。 ３…下部クラッド層 ４…活性層 ５，12…上部クラッド層
断面図、第３図は各図に示した半導体レーザ装置の特性
を表した図、第４図は従来の半導体レーザ装置の概略を
明らかにした断面図、第５図と第６図はIII−Ｖ族化合
物半導体からなる混晶体の特性を示す図面である。 ３…下部クラッド層 ４…活性層 ５，12…上部クラッド層
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板と一体に形成する活性層及びこ
の活性層を挟んで形成するｎ、ｐ形クラッド層をＩｎＧ
ａＡｌＰとするダブルヘテロ構造の半導体レーザ装置に
おいて、ｐ形半導体基板に連続して形成するｐ形クラッ
ド層と、前記活性層に重ねて形成するｎ形クラッド層と
のバンドギャップエネルギーにより構成するダブルヘテ
ロ構造と、前記ｎ形クラッド層に重ねて形成するストラ
イプ溝を備えるｐ形半導体層と、これに積層するｎ形半
導体層と、このｎ形半導体層の露出面に形成するオーミ
ック電極とを具備し、前記ストライプ溝の近くに位置す
るｎ形クラッド層の屈折率をｐ形クラッド層のそれより
大きくすることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225979A JPH069282B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 半導体レーザ装置 |
| US07/402,673 US4982409A (en) | 1988-09-09 | 1989-09-05 | Semiconductor laser device |
| DE68912852T DE68912852T2 (de) | 1988-09-09 | 1989-09-08 | Halbleiterlaser. |
| EP89116657A EP0358227B1 (en) | 1988-09-09 | 1989-09-08 | Semiconductor laser device |
| KR1019890013061A KR930000553B1 (ko) | 1988-09-09 | 1989-09-09 | 반도체 레이저장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225979A JPH069282B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274088A JPH0274088A (ja) | 1990-03-14 |
| JPH069282B2 true JPH069282B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=16837888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63225979A Expired - Fee Related JPH069282B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0358227B1 (ja) |
| JP (1) | JPH069282B2 (ja) |
| KR (1) | KR930000553B1 (ja) |
| DE (1) | DE68912852T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5146466A (en) * | 1988-09-29 | 1992-09-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| JP2778178B2 (ja) * | 1990-01-31 | 1998-07-23 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| US5058120A (en) * | 1990-02-28 | 1991-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Visible light emitting semiconductor laser with inverse mesa-shaped groove section |
| JPH03289187A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-19 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JP2553731B2 (ja) * | 1990-04-13 | 1996-11-13 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子 |
| EP0460937B1 (en) * | 1990-06-05 | 1994-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating a semiconductor laser device |
| US5210767A (en) * | 1990-09-20 | 1993-05-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| JP2757578B2 (ja) * | 1991-04-08 | 1998-05-25 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US5274656A (en) * | 1991-06-12 | 1993-12-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor laser |
| EP0614257B1 (en) * | 1993-03-03 | 1997-12-29 | Nec Corporation | Gain-guided type laser diode |
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| US5751752A (en) * | 1994-09-14 | 1998-05-12 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| KR100309952B1 (ko) * | 1994-10-18 | 2001-12-17 | 나까니시 히로유끼 | 반도체레이저소자 |
| US5727012A (en) * | 1996-03-07 | 1998-03-10 | Lucent Technologies Inc. | Heterostructure laser |
| US6185237B1 (en) | 1996-06-24 | 2001-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| US6577658B1 (en) * | 1999-09-20 | 2003-06-10 | E20 Corporation, Inc. | Method and apparatus for planar index guided vertical cavity surface emitting lasers |
| JP2001210910A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| US6650671B1 (en) * | 2000-01-20 | 2003-11-18 | Trumpf Photonics, Inc. | Semiconductor diode lasers with improved beam divergence |
| NL1015714C2 (nl) * | 2000-07-14 | 2002-01-15 | Dsm Nv | Werkwijze voor het kristalliseren van enantiomeer verrijkt 2-acetylthio-3-fenylpropaanzuur. |
| JP4721924B2 (ja) * | 2005-12-09 | 2011-07-13 | 富士通株式会社 | 光導波路を伝搬する光と回折格子とを結合させた光素子 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511310A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser element |
| JPS574189A (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| US4635263A (en) * | 1983-07-29 | 1987-01-06 | At&T Bell Laboratories | Soliton laser |
| JPH0632334B2 (ja) * | 1984-09-20 | 1994-04-27 | ソニー株式会社 | 半導体レ−ザ− |
| JPH0728084B2 (ja) * | 1985-07-26 | 1995-03-29 | ソニー株式会社 | 半導体レーザー |
| JPS6273687A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| US4792958A (en) * | 1986-02-28 | 1988-12-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser with mesa stripe waveguide structure |
| JPS62269373A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| US5034957A (en) * | 1988-02-10 | 1991-07-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63225979A patent/JPH069282B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-05 US US07/402,673 patent/US4982409A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-08 DE DE68912852T patent/DE68912852T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-08 EP EP89116657A patent/EP0358227B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-09 KR KR1019890013061A patent/KR930000553B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE68912852D1 (de) | 1994-03-17 |
| EP0358227A2 (en) | 1990-03-14 |
| EP0358227A3 (en) | 1990-10-17 |
| JPH0274088A (ja) | 1990-03-14 |
| DE68912852T2 (de) | 1994-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |