JPS58121693A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS58121693A JPS58121693A JP357582A JP357582A JPS58121693A JP S58121693 A JPS58121693 A JP S58121693A JP 357582 A JP357582 A JP 357582A JP 357582 A JP357582 A JP 357582A JP S58121693 A JPS58121693 A JP S58121693A
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- semiconductor laser
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
本発明は半導体レーダに関Tる。
近年半導体レーずにおいて、低しき一値電流、単一モー
ドを0指して多くのストライプ構造のレーザが翻発され
ている。代!1的なものとしてaSp(チャンネルナプ
スレ−))型レーf%yg(テラスサブスレートン型レ
ーダがある。これらはしきい値電流を下げるために活性
層上部近くまで電流−路として拡散層を設けている。こ
の拡散層は一方で欠陥を導入しレーず素子の寿命に大き
く影響すると言われている。このため拡散層を用いない
でしきい値を下げようとするストライプII!!!が提
案されえ。
ドを0指して多くのストライプ構造のレーザが翻発され
ている。代!1的なものとしてaSp(チャンネルナプ
スレ−))型レーf%yg(テラスサブスレートン型レ
ーダがある。これらはしきい値電流を下げるために活性
層上部近くまで電流−路として拡散層を設けている。こ
の拡散層は一方で欠陥を導入しレーず素子の寿命に大き
く影響すると言われている。このため拡散層を用いない
でしきい値を下げようとするストライプII!!!が提
案されえ。
第1図は従来のこり植生導体し−ft−示し、(1)は
n型GaAg(ガリワム砒素)j&板、(2Jは譲轟板
の一生向上に形成されたPWlGmA−からなる電流狭
窄層であシ、該狭窄層には紙薗垂直力向に延在しかつ基
板(1)に達する深さで幅が5声5w1i度の溝(3)
が形成されている・(4)は上記狭窄層(2)及び溝(
3)上に順次エピタキシャル成長にて積層された第1ク
ラッド層(5J1活活層16J及び第2クラッド層(7
)からなる発振層である。上記第1クラッド層(5へ活
性層(6)及び第2クラッド層(7Jは夫々n型oaニ
ーX^l×ム−(ガリクムアルを砒素) (0<Xく1
ン、Oa l−Yム1yAs(0≦!〈!]及びPlI
Q aλ−翼ム/XA口からなる。(8)は上記第2ク
ラッド層17)上に形成されたP型Qaム自からなるキ
ャップ層、(9jは駁キャップ層!l血に形成されたn
型GaAgもしくは!1型DaムlAsからなる逆バイ
アス層でTol、llj逆バイアス層の上ε溝(3)と
対向する位置にはエツチングによ)キャップ層(8)に
連する深さの開口rmが形成されている。■は、上ti
!、−ロ薗よシ露出したキャップ層(8)表面及び逆バ
イアス層T9J表面に形成され九オーミック性の第1電
極、0は基板(1)裏面に形成され九オー【ツク性の第
211極である。
n型GaAg(ガリワム砒素)j&板、(2Jは譲轟板
の一生向上に形成されたPWlGmA−からなる電流狭
窄層であシ、該狭窄層には紙薗垂直力向に延在しかつ基
板(1)に達する深さで幅が5声5w1i度の溝(3)
が形成されている・(4)は上記狭窄層(2)及び溝(
3)上に順次エピタキシャル成長にて積層された第1ク
ラッド層(5J1活活層16J及び第2クラッド層(7
)からなる発振層である。上記第1クラッド層(5へ活
性層(6)及び第2クラッド層(7Jは夫々n型oaニ
ーX^l×ム−(ガリクムアルを砒素) (0<Xく1
ン、Oa l−Yム1yAs(0≦!〈!]及びPlI
Q aλ−翼ム/XA口からなる。(8)は上記第2ク
ラッド層17)上に形成されたP型Qaム自からなるキ
ャップ層、(9jは駁キャップ層!l血に形成されたn
型GaAgもしくは!1型DaムlAsからなる逆バイ
アス層でTol、llj逆バイアス層の上ε溝(3)と
対向する位置にはエツチングによ)キャップ層(8)に
連する深さの開口rmが形成されている。■は、上ti
!、−ロ薗よシ露出したキャップ層(8)表面及び逆バ
イアス層T9J表面に形成され九オーミック性の第1電
極、0は基板(1)裏面に形成され九オー【ツク性の第
211極である。
上記半導体レーデにおいて第1電極ttu#を正極とし
、第2電極α2を負極として電流を印加すると、111
流狭窄層(2)及び逆バイアス層(9)は共に上記印加
電流に対して電流阻止層となる。従うで断る半導体レー
ザでは図中斜線で示すように開口−と溝(3)とt結ぶ
略!線状の狭い部分に電流が集中して流れるので、発振
層(4)りま〕活性層(6)かb低tきい値電流にて単
一モード、真円率等の特性の秀れたレーザ光を得ること
ができる。
、第2電極α2を負極として電流を印加すると、111
流狭窄層(2)及び逆バイアス層(9)は共に上記印加
電流に対して電流阻止層となる。従うで断る半導体レー
ザでは図中斜線で示すように開口−と溝(3)とt結ぶ
略!線状の狭い部分に電流が集中して流れるので、発振
層(4)りま〕活性層(6)かb低tきい値電流にて単
一モード、真円率等の特性の秀れたレーザ光を得ること
ができる。
しかし乍ら、断る半導体レーデを製造する場合、[fi
狭窄層(2)を液相エビダキシヤル成長させる第1のエ
ピタキシャルエ根と新る層(2)K m (3)を形成
u1第1クラッド層(5)、活性層(6j、第2クラッ
ド層(7)、キャップ層(8)及び逆バイアス層(9)
を遅18約に液相エビタキVヤル成長させる第2のエビ
タ命Vヤル工程とい52回の液相エピタキシャル成長工
程が必要となるため、l朧コストが烏くなシ、また一旦
成長したIl電流狭窄層2)をエツチングするので、駈
る層の結晶性が損なわれ、一枚のクエへから得られる特
性の艮いレーずの歩*bが低下する間細かToりた拳 第2図は上記の問題点を除去甘んとして既に提案された
半導体レーfを示す、陶j81図と同一置所には同一@
@が付されている。
狭窄層(2)を液相エビダキシヤル成長させる第1のエ
ピタキシャルエ根と新る層(2)K m (3)を形成
u1第1クラッド層(5)、活性層(6j、第2クラッ
ド層(7)、キャップ層(8)及び逆バイアス層(9)
を遅18約に液相エビタキVヤル成長させる第2のエビ
タ命Vヤル工程とい52回の液相エピタキシャル成長工
程が必要となるため、l朧コストが烏くなシ、また一旦
成長したIl電流狭窄層2)をエツチングするので、駈
る層の結晶性が損なわれ、一枚のクエへから得られる特
性の艮いレーずの歩*bが低下する間細かToりた拳 第2図は上記の問題点を除去甘んとして既に提案された
半導体レーfを示す、陶j81図と同一置所には同一@
@が付されている。
断る半導体レーダは、まずホトリソグラフィ技術によ〉
1板(1)表面に幅5μ1ml程度のメサストライプ部
Cυを形成し、次いで新るメチストライプ部(2w両1
11Mな埋込むようにWL電流狭窄層24形威し、その
後、祈る狭窄層(2J表面及びノナ11241部(2υ
上に第11ルーfと同様に第1クラッド層(5J。
1板(1)表面に幅5μ1ml程度のメサストライプ部
Cυを形成し、次いで新るメチストライプ部(2w両1
11Mな埋込むようにWL電流狭窄層24形威し、その
後、祈る狭窄層(2J表面及びノナ11241部(2υ
上に第11ルーfと同様に第1クラッド層(5J。
活性層(6j1第2クラッド層(7)、キャップ層(8
)及び逆バイアス層(9)を順次エピタキシャル成長に
て積層することによシ得られる。
)及び逆バイアス層(9)を順次エピタキシャル成長に
て積層することによシ得られる。
従って祈る半導体レーfは第1図の半導体レーずのよう
に電流狭窄層(至)をエツチン〜グTる工程が省略でき
、il電流狭窄層2)から逆バイアス層(9)tで連続
した液相エピタキシャル成長工程で作成Tることができ
る・ ゆえにw11図半導体レーfに比べてm!コストを低く
できる。また、祈る半導体レーデでは電流はストライプ
部r2刀と開口−とを結ぶ略直繊状の狭いtits分に
集中して流れるので第11ル−fと同様に秀れ九特性の
レーザ光を発振する・ ところが上記電流狭窄層(2J形成にあたりて上記メサ
ストライプ5(2)の高さhな新る電流狭窄層(2)の
層厚tに比して充分大きくしなければメチストライプ部
頂iio(21m)にまで上記電流狭窄壜切が成長する
という間層がるりた。
に電流狭窄層(至)をエツチン〜グTる工程が省略でき
、il電流狭窄層2)から逆バイアス層(9)tで連続
した液相エピタキシャル成長工程で作成Tることができ
る・ ゆえにw11図半導体レーfに比べてm!コストを低く
できる。また、祈る半導体レーデでは電流はストライプ
部r2刀と開口−とを結ぶ略直繊状の狭いtits分に
集中して流れるので第11ル−fと同様に秀れ九特性の
レーザ光を発振する・ ところが上記電流狭窄層(2J形成にあたりて上記メサ
ストライプ5(2)の高さhな新る電流狭窄層(2)の
層厚tに比して充分大きくしなければメチストライプ部
頂iio(21m)にまで上記電流狭窄壜切が成長する
という間層がるりた。
これはメサストライプ部(2)が低め場合、新る頂面(
Zta)上に存在するP型Qa^1メルト中。
Zta)上に存在するP型Qa^1メルト中。
にかなp′14jI11度の砒素成分が含まれることと
な)、祈る頂面(21&)よ)直接成長が始まるためで
ある。肯、祈る濃度は上εストライプ部が高くなるにl
Qれて砥、く處る。
な)、祈る頂面(21&)よ)直接成長が始まるためで
ある。肯、祈る濃度は上εストライプ部が高くなるにl
Qれて砥、く處る。
通常、上記構造の半導体レーザにおいて電流狭窄層(2
)をP型Gaム−゛で形成する場合、電流阻止のために
その層厚tは15声厘以上必要で4)、従りて所る層の
成長時幅に2 am 5声調のメサストライプ部頂面(
21a)にP型Ga^Iが成長しないためには断るスト
ライプの高さは7〜8μ冑以上必要となる。
)をP型Gaム−゛で形成する場合、電流阻止のために
その層厚tは15声厘以上必要で4)、従りて所る層の
成長時幅に2 am 5声調のメサストライプ部頂面(
21a)にP型Ga^Iが成長しないためには断るスト
ライプの高さは7〜8μ冑以上必要となる。
また、このとき上記メチストライプ部l2J1の電流狭
窄層(27によ〉埋込まれる領域は1板平坦1fl(1
a)から高さ5声繭程度までである・ 従りで第1図の半導体レーずに較べて第1クラッド層(
5)とJ&板(1)との接触面積、りまや電流4路が広
が)、その分しきい値電流が大きくなるという間層がT
o−)九・また幅5μ調、高さ7〜8声鱈といったメサ
ストライプな形成することはサイドエツチング等の間層
がTo〉非常に―しく量tiに適していない。
窄層(27によ〉埋込まれる領域は1板平坦1fl(1
a)から高さ5声繭程度までである・ 従りで第1図の半導体レーずに較べて第1クラッド層(
5)とJ&板(1)との接触面積、りまや電流4路が広
が)、その分しきい値電流が大きくなるという間層がT
o−)九・また幅5μ調、高さ7〜8声鱈といったメサ
ストライプな形成することはサイドエツチング等の間層
がTo〉非常に―しく量tiに適していない。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので以下実施
例につき説明する。
例につき説明する。
第5図は本発明の一実施例を示す。本実施例し−ザの特
徴は第21!IK示し九半導体し−fKお−てメチスト
ライプ11121の両lIl血に沿って溝@を形成した
ことである。爾第2図と同一箇所には同−査りがHされ
ている。
徴は第21!IK示し九半導体し−fKお−てメチスト
ライプ11121の両lIl血に沿って溝@を形成した
ことである。爾第2図と同一箇所には同−査りがHされ
ている。
内
このような溝@、、”Cの?型Q畠ム1の成員速度はそ
の溝の大きさによりても多少違いが生じるが、通常平坦
部(1a)での成員速度の6倍以上となる。例えば第4
図に示すようにメチストライプ部(21Jの幅biが5
μ屑、高さhが平坦部(1a)からα5μ屑で、また溝
(2)の幅−■が5ルm、深さdが平坦部(1畠ンから
15戸I11程度である基板tit上VcP型OaAg
のメルトを接触させて液相成長を行なうと、平坦1(I
JよにP型Qa^■層(23がa1声調成員する間に溝
□□□円にも完全fcPfliQmA−が成長する。こ
のとき、斬る成長層(2)はメサストライプ部r2刀の
側内に沿りて1板平坦1(1&)から0.2〜13声調
の高さの位ill!で成長していたが、メチストライプ
部頂面(21&)には全くP型Gaム8は成長しなかり
た。
の溝の大きさによりても多少違いが生じるが、通常平坦
部(1a)での成員速度の6倍以上となる。例えば第4
図に示すようにメチストライプ部(21Jの幅biが5
μ屑、高さhが平坦部(1a)からα5μ屑で、また溝
(2)の幅−■が5ルm、深さdが平坦部(1畠ンから
15戸I11程度である基板tit上VcP型OaAg
のメルトを接触させて液相成長を行なうと、平坦1(I
JよにP型Qa^■層(23がa1声調成員する間に溝
□□□円にも完全fcPfliQmA−が成長する。こ
のとき、斬る成長層(2)はメサストライプ部r2刀の
側内に沿りて1板平坦1(1&)から0.2〜13声調
の高さの位ill!で成長していたが、メチストライプ
部頂面(21&)には全くP型Gaム8は成長しなかり
た。
これは上記溝Q内での成員速度が上記平坦fs(11ン
での成員速度の5倍以上となることに関係し、りまシ析
る#I(2)周囲の砒素部分がこの溝@内に集中し、メ
チストライプ部頂面(21aン上のノルド中にはほとん
ど存在しないためである。
での成員速度の5倍以上となることに関係し、りまシ析
る#I(2)周囲の砒素部分がこの溝@内に集中し、メ
チストライプ部頂面(21aン上のノルド中にはほとん
ど存在しないためである。
ここに本実施例の半導体レーずではメサストライプ部(
2ルの幅に5声調、基板平坦部(1a)からの高さを1
声肩とし、また溝四の幅を5声簿、深さな基板平坦部(
1a]か&1声麿とし、上記1板平坦fil(1m)に
約α5声調厚のr型Ga五一層(電流狭窄層(2)慶形
成した。斬る場合、メチストライプ部f2JJは&緻平
坦部(laンよシα7声篇程度の高さまで[流狭窄層(
2)により1Iii[klが填込まれ、かクメチストラ
イプ部(21の頂面には、上記r型(ia^麿はほとん
ど成長しなかりた・従って不実施例レーずでは1132
図に示した従来の半導体レーずに比べてj&板(1)と
第1クラッド層(5)との接触面積が小さくな〉、シき
い1il電流も小さくて丁む。また上記メサストライプ
5caJJの実質的な高さりま)溝@底部からの高さは
2声sw程度であるので、チイドエッチング等の間細か
生じることもない、更に電流狭窄層(2)〜逆バイアス
層(97まで一連の連続液相エピタキシャル成長で形成
可能であるので駄産コス)が低くできる。
2ルの幅に5声調、基板平坦部(1a)からの高さを1
声肩とし、また溝四の幅を5声簿、深さな基板平坦部(
1a]か&1声麿とし、上記1板平坦fil(1m)に
約α5声調厚のr型Ga五一層(電流狭窄層(2)慶形
成した。斬る場合、メチストライプ部f2JJは&緻平
坦部(laンよシα7声篇程度の高さまで[流狭窄層(
2)により1Iii[klが填込まれ、かクメチストラ
イプ部(21の頂面には、上記r型(ia^麿はほとん
ど成長しなかりた・従って不実施例レーずでは1132
図に示した従来の半導体レーずに比べてj&板(1)と
第1クラッド層(5)との接触面積が小さくな〉、シき
い1il電流も小さくて丁む。また上記メサストライプ
5caJJの実質的な高さりま)溝@底部からの高さは
2声sw程度であるので、チイドエッチング等の間細か
生じることもない、更に電流狭窄層(2)〜逆バイアス
層(97まで一連の連続液相エピタキシャル成長で形成
可能であるので駄産コス)が低くできる。
%5図は、上記第1〜第5vAに示した半導体レーザの
歩留シを示したもので、具体的には一枚の半導体基板上
に上記各レーfを成員させ九際に、しきい値電流工th
が5ON1^以下となる成長層の割合を調べ九もので
ある。回申、1〜Iは大々上&0!、第1〜第3図に示
した構造の半導体レーデの場合を示す。
歩留シを示したもので、具体的には一枚の半導体基板上
に上記各レーfを成員させ九際に、しきい値電流工th
が5ON1^以下となる成長層の割合を調べ九もので
ある。回申、1〜Iは大々上&0!、第1〜第3図に示
した構造の半導体レーデの場合を示す。
第5図がらも明らかな如く、本実施例では歩留りよく低
しきい値の半導体シーft−得ることができる。
しきい値の半導体シーft−得ることができる。
面木実施例ではGaムl^1系材料の半導体レーデにつ
いて説明したが、これに限るものではなく、本発男は他
の半導体材料を用いた半導体レーデにも適用できる・ 以上の説明から明らかな如く、本発明の半導体レーザは
低じき一値、高真円率となシ、かつ低い輩産コストで歩
9Mシ良く生産することができる。
いて説明したが、これに限るものではなく、本発男は他
の半導体材料を用いた半導体レーデにも適用できる・ 以上の説明から明らかな如く、本発明の半導体レーザは
低じき一値、高真円率となシ、かつ低い輩産コストで歩
9Mシ良く生産することができる。
第1図及び第2図は従来の半導体レーデな示す断面図、
第5図及びj84図は本発明における半導体レーデの一
実施例な示す断面図及び要部拡大断面図、第5図は第1
〜第6図に示した半導体レーずの渉留シを示すグラフで
ある。 (11−fi型GaAm(半導体)基板、(2)−ii
a挟窄層、(4)・・・発振層、CI)・・・メチスト
ライプ(s)。 Q・・・溝。 第3図 10 ’ II 第5図
第5図及びj84図は本発明における半導体レーデの一
実施例な示す断面図及び要部拡大断面図、第5図は第1
〜第6図に示した半導体レーずの渉留シを示すグラフで
ある。 (11−fi型GaAm(半導体)基板、(2)−ii
a挟窄層、(4)・・・発振層、CI)・・・メチスト
ライプ(s)。 Q・・・溝。 第3図 10 ’ II 第5図
Claims (1)
- (1)−生1にメチストライブ及び象メチストライブの
両m面に沿うて延在する11tを有Tる第1辱竜型の半
導体1板、該基板の上記ノチス(ライブの頂aOを除く
上記−上向に堆積されえ第2導電型gJ電流狭窄層、該
狭窄層及び上記メチストライプ頂面上に堆積し、レーず
光を発する発振層からなることを特徴とTる半導体レー
ダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP357582A JPS58121693A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP357582A JPS58121693A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58121693A true JPS58121693A (ja) | 1983-07-20 |
| JPH0250633B2 JPH0250633B2 (ja) | 1990-11-02 |
Family
ID=11561245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP357582A Granted JPS58121693A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58121693A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880889A (ja) * | 1981-11-09 | 1983-05-16 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
-
1982
- 1982-01-12 JP JP357582A patent/JPS58121693A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880889A (ja) * | 1981-11-09 | 1983-05-16 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0250633B2 (ja) | 1990-11-02 |
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