JPS5871681A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS5871681A JPS5871681A JP16950081A JP16950081A JPS5871681A JP S5871681 A JPS5871681 A JP S5871681A JP 16950081 A JP16950081 A JP 16950081A JP 16950081 A JP16950081 A JP 16950081A JP S5871681 A JPS5871681 A JP S5871681A
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Classifications
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- 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
-
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- 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
- H01S5/24—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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- 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】
本発明は発振機要部を安定化した二重へテレ構造の半導
体レーザ素子Ｋｊｌするものである。
体レーザ素子Ｋｊｌするものである。
半導体レーず素子、４１１に電流注入型の半導体レーザ
素子は発振波長が０．８〜α９μｍの（ｌ−）ｂレーず
と、１ ｐ ｒｍ Ｉ （Ｄ １ｍ１−μシ′ＩｎＰレ
ーザが発振閾値電流密度が低く、素子寿命も長く実用化
開発が進んでいる。かかる半導体レーザ素子を光ファイ
バーを伝送媒体とする光通信の光源として用いる場合、
レーダ光の発振姿−を制御し、安定化することが重畳で
ある。
素子は発振波長が０．８〜α９μｍの（ｌ−）ｂレーず
と、１ ｐ ｒｍ Ｉ （Ｄ １ｍ１−μシ′ＩｎＰレ
ーザが発振閾値電流密度が低く、素子寿命も長く実用化
開発が進んでいる。かかる半導体レーザ素子を光ファイ
バーを伝送媒体とする光通信の光源として用いる場合、
レーダ光の発振姿−を制御し、安定化することが重畳で
ある。
従来よ）、発振姿態を制御するために種々のストライプ
構造が提案されている。最も簡単なものとしては、電極
ストライプ構造中絶縁体膜ストライプ構造のように発振
領域を割繊するためにけＯストライプ構造であるが、こ
の場合は発振Ｏ姿態は活性層領域に注入されえキャリア
による利得分布によって決定される。注入キャリア１度
はストライプの横方向についてはストライプＯ中央部で
最大とな）、ストライブ端に向って減衰するような空間
的な分布を持つ、この分布に従って利得も分布を持ち、
横姿態が決定される。誘導放出は利得分布に従って起こ
るために空間的に不均一に起こることにな）、特にスト
ライプの中央部では局所的にキャリア密度が減少する。
構造が提案されている。最も簡単なものとしては、電極
ストライプ構造中絶縁体膜ストライプ構造のように発振
領域を割繊するためにけＯストライプ構造であるが、こ
の場合は発振Ｏ姿態は活性層領域に注入されえキャリア
による利得分布によって決定される。注入キャリア１度
はストライプの横方向についてはストライプＯ中央部で
最大とな）、ストライブ端に向って減衰するような空間
的な分布を持つ、この分布に従って利得も分布を持ち、
横姿態が決定される。誘導放出は利得分布に従って起こ
るために空間的に不均一に起こることにな）、特にスト
ライプの中央部では局所的にキャリア密度が減少する。
キャリア密度の減少は屈折率の増大を招くため、ストラ
イプ中央部での局所的に屈折率が増加し九ところに光が
閉じ込められることになシ、横喪態Ｏ幅が小さくなる。
イプ中央部での局所的に屈折率が増加し九ところに光が
閉じ込められることになシ、横喪態Ｏ幅が小さくなる。
こうした狭い幅の横姿態は動き中すくなるためにわずか
の横方向の非対称性によって一方向に動き、近視野像、
遠視野像が移動することになる。またこうして動いた横
委細は損失の多い部分に存在することになるため出力が
飽和し、電流−光出力特性の折れ曲が〕が生じる。従り
てこのような横姿態の不安定性を防ぐためにはあらかじ
め注入キャリアによって影響されない導波機構を活性領
域内に設ける必要がある。
の横方向の非対称性によって一方向に動き、近視野像、
遠視野像が移動することになる。またこうして動いた横
委細は損失の多い部分に存在することになるため出力が
飽和し、電流−光出力特性の折れ曲が〕が生じる。従り
てこのような横姿態の不安定性を防ぐためにはあらかじ
め注入キャリアによって影響されない導波機構を活性領
域内に設ける必要がある。
かかる導波機構としては種々提案されている。
一方、半導体レーザ素子を実用化する上では性能以外に
素子製作が容易であること、及び素子の寿命が長いこと
が要求される。こうした条件を満たす構造として基板結
晶に溝を設け、その上に溝内で活性層がわん曲し九二重
へテロ接合層を形成するととＫよって、導波機構を持え
せ友ものが提案されている。この構造を第１図によって
詳しく説明する。第１図は、この構造の断面概略図であ
る。
素子製作が容易であること、及び素子の寿命が長いこと
が要求される。こうした条件を満たす構造として基板結
晶に溝を設け、その上に溝内で活性層がわん曲し九二重
へテロ接合層を形成するととＫよって、導波機構を持え
せ友ものが提案されている。この構造を第１図によって
詳しく説明する。第１図は、この構造の断面概略図であ
る。
ｊＩ１図においてｌは断面がｖ＃Ｐ−をした溝２を有す
る半導体結晶基板であ）、その上に導波路層３、活性層
４．導波路層５の二重へテロ接合層を積層し、さらに導
波路層５と反対の導電渥の最上層６をつけて、不純物選
択拡散によって注入電流領域９を形成したものである。
る半導体結晶基板であ）、その上に導波路層３、活性層
４．導波路層５の二重へテロ接合層を積層し、さらに導
波路層５と反対の導電渥の最上層６をつけて、不純物選
択拡散によって注入電流領域９を形成したものである。
図に示したように活性層４は溝２でわん曲しておシ、と
のわん＃ｉ部分で発振が生じる。従って、横方向にも屈
折率の差がついえ状態で発振することになシ、光は横方
向にも閉じ込められ、横姿態が安定化する。
のわん＃ｉ部分で発振が生じる。従って、横方向にも屈
折率の差がついえ状態で発振することになシ、光は横方
向にも閉じ込められ、横姿態が安定化する。
ｊｌｌｇにおいては溝２の断面をｖ！＃臘としたがメサ
状断面を有する溝の例も提案されている。第１図の構造
の利点は上述しえように導波機構を持つことのほか、結
晶成長が容易であること、結晶成長の再現性が嵐く、活
性層自体を゛加工する必要がない丸め、素子化した場合
の動作寿命が長いという利点を持つ。しかしながら、籐
１図に示した従来提案された構造は以下に述べるような
欠点がある。即ち、半導体レーず素子を光７アイパー過
僅中光情報処現用光源として使用する場合は発振横姿態
が基本姿態であることが必要であるが、この横基本姿態
が注入電流を増しても安定して得られる丸めには、第１
図のような活性層をｌｌｌ１ｌけて導波路層との間に屈
折率差をつける構造においては通常活性層と導波路層と
の屈折率差が大きいので活性層の藺がシをきつくしなけ
ればならない。即ち、第１図の壽２の部分の活性層４０
−率半径を小さくする必要がある。しかしこれは製作上
困難であるため奥！ＩａＫは活性層の曲が〕に対して必
要以上に屈折率差がつい良状態となってしまう。従って
、発振機姿態は一次以上の高次姿態にな）易く、発振直
後では基本姿態であって４注入電流を増やしていくと一
次姿態Ｋするという欠点を有する。このような欠点を除
去するためには、導波路層３を禁制帯間隔が活性層に近
いもので構成して活性層との屈折率差を小さくすれば嵐
いが、こうすると禁制帯間隔が小さいために注入キャリ
アの漏洩が生じ、閾値電流の増加を招く結果になってし
まう。また第１図の構造においては溝２を化学エツチン
グによって形成する際、通常ビットが出る（１１１）Ａ
面が斜面となるようにするために、この斜面上に積層し
え導波路層３の自が〕面にも擲２の斜面上のピッ）の凹
凸を反映した凹凸が出る。
状断面を有する溝の例も提案されている。第１図の構造
の利点は上述しえように導波機構を持つことのほか、結
晶成長が容易であること、結晶成長の再現性が嵐く、活
性層自体を゛加工する必要がない丸め、素子化した場合
の動作寿命が長いという利点を持つ。しかしながら、籐
１図に示した従来提案された構造は以下に述べるような
欠点がある。即ち、半導体レーず素子を光７アイパー過
僅中光情報処現用光源として使用する場合は発振横姿態
が基本姿態であることが必要であるが、この横基本姿態
が注入電流を増しても安定して得られる丸めには、第１
図のような活性層をｌｌｌ１ｌけて導波路層との間に屈
折率差をつける構造においては通常活性層と導波路層と
の屈折率差が大きいので活性層の藺がシをきつくしなけ
ればならない。即ち、第１図の壽２の部分の活性層４０
−率半径を小さくする必要がある。しかしこれは製作上
困難であるため奥！ＩａＫは活性層の曲が〕に対して必
要以上に屈折率差がつい良状態となってしまう。従って
、発振機姿態は一次以上の高次姿態にな）易く、発振直
後では基本姿態であって４注入電流を増やしていくと一
次姿態Ｋするという欠点を有する。このような欠点を除
去するためには、導波路層３を禁制帯間隔が活性層に近
いもので構成して活性層との屈折率差を小さくすれば嵐
いが、こうすると禁制帯間隔が小さいために注入キャリ
アの漏洩が生じ、閾値電流の増加を招く結果になってし
まう。また第１図の構造においては溝２を化学エツチン
グによって形成する際、通常ビットが出る（１１１）Ａ
面が斜面となるようにするために、この斜面上に積層し
え導波路層３の自が〕面にも擲２の斜面上のピッ）の凹
凸を反映した凹凸が出る。
発振光はこの凹凸部分を含んだ領域で生じるために、発
振光の姿ｍｅは特に遠視野１１ＫＪ１着にみられるよう
に乱れを有するという欠点がある。
振光の姿ｍｅは特に遠視野１１ＫＪ１着にみられるよう
に乱れを有するという欠点がある。
本発明は、以上説明した如き従来のｖ！＃型断面断面形
状する溝を持つ基板の上に威長しえ活性層を−けた二重
へテロ接合半導体し−ず素子の欠点を除去した新規有用
な半導体レーザ素子を提供せんとするものである。
状する溝を持つ基板の上に威長しえ活性層を−けた二重
へテロ接合半導体し−ず素子の欠点を除去した新規有用
な半導体レーザ素子を提供せんとするものである。
本発明の骨子は、半導体基板上に秦制蕾間隔が導波路層
よ）も小さい第４半導体層を設け、該半導体層上に斜面
の少なくとも一部が（ｔｔｌ） Ｂ面又Ｆｉ（２１１）
面で、かつ先端が基板に達するＶ字型断面形状を持つ溝
を形成し、しかもそのｖ字皺断面の溝の斜面を（１１１
） Ｂ面又は（２１１）面とし、この溝と第４半導体層
る備え死生導体基板上に溝部でわん−した固性層を導波
路層で挾んだ二重へテロ接合層を形成し、活性層の曲が
シの底が丁度導波路層を隔てて第４半導体層の上下端の
間にくるようにし、さらに第４半導体層と活性層の−が
多部分との距離が発振光が第４半導体層にしみ出す程度
とするところにある。こＯ場合は実効的な屈折率の差は
活性層と導波路層及び第４半導体層の屈折率、ＶＪ＃！
溝内における活性層と＠４半導体層との関にある導波路
層の厚みによって決定されるが第４半導体層の屈折率は
導波路層よシも大きいので、実効的な屈折率差は第１図
の構造のものよ）も小さくなる。従って基本横姿態発振
を安定的に得る活性層の自がシがゆるくてすむことにな
る。
よ）も小さい第４半導体層を設け、該半導体層上に斜面
の少なくとも一部が（ｔｔｌ） Ｂ面又Ｆｉ（２１１）
面で、かつ先端が基板に達するＶ字型断面形状を持つ溝
を形成し、しかもそのｖ字皺断面の溝の斜面を（１１１
） Ｂ面又は（２１１）面とし、この溝と第４半導体層
る備え死生導体基板上に溝部でわん−した固性層を導波
路層で挾んだ二重へテロ接合層を形成し、活性層の曲が
シの底が丁度導波路層を隔てて第４半導体層の上下端の
間にくるようにし、さらに第４半導体層と活性層の−が
多部分との距離が発振光が第４半導体層にしみ出す程度
とするところにある。こＯ場合は実効的な屈折率の差は
活性層と導波路層及び第４半導体層の屈折率、ＶＪ＃！
溝内における活性層と＠４半導体層との関にある導波路
層の厚みによって決定されるが第４半導体層の屈折率は
導波路層よシも大きいので、実効的な屈折率差は第１図
の構造のものよ）も小さくなる。従って基本横姿態発振
を安定的に得る活性層の自がシがゆるくてすむことにな
る。
を九この場合の斜面の（ｔｉｔ） Ｂ Ｉｉｉ叉歓（２
ｉｉ）面はビットかはとんと無い鏡面を容易に得ること
ができるので、遠視野像にみられるような発振光要部の
像の乱れはなくなる。また第４半導体層の導電型を半導
体基板と逆の導電製とすると１１４半導体層が電流狭さ
く層となるので閾値電流密度も下がるという効果も得ら
れる。
ｉｉ）面はビットかはとんと無い鏡面を容易に得ること
ができるので、遠視野像にみられるような発振光要部の
像の乱れはなくなる。また第４半導体層の導電型を半導
体基板と逆の導電製とすると１１４半導体層が電流狭さ
く層となるので閾値電流密度も下がるという効果も得ら
れる。
以下、本発明の一実施例として二重へテロ接合蓋ＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体し−ず素子を例にとって図面を
参照しながら詳細に説明する。
ａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体し−ず素子を例にとって図面を
参照しながら詳細に説明する。
ｍｌ２図は本発明による実施例を説明する良めのＩ ｎ
ＧａムａＰ／ＩｎＰ二重へテロ構造レーザの要部断面図
である。
ＧａムａＰ／ＩｎＰ二重へテロ構造レーザの要部断面図
である。
図において、８ｔｉｐＨ電極、９は＊ Ｉ！１１ｎＧａ
ムｓＰ最上層、ｌＯはｐＷＩ１１１Ｐ導波路層、１１は
ＩｍＧＩＡｊＰ活性層、１２はｎ ＪｉｊＪ ＩＩＩＰ
層、１３はｐ ＷｉＩｉＡｓＰ層、１４はｎｊＩＩｎＰ
基板、１５はｎ製電極、１６は壽、１８はｐ＋不純物拡
散領域を示す。
ムｓＰ最上層、ｌＯはｐＷＩ１１１Ｐ導波路層、１１は
ＩｍＧＩＡｊＰ活性層、１２はｎ ＪｉｊＪ ＩＩＩＰ
層、１３はｐ ＷｉＩｉＡｓＰ層、１４はｎｊＩＩｎＰ
基板、１５はｎ製電極、１６は壽、１８はｐ＋不純物拡
散領域を示す。
本半導体レーダ素子において、Ｐ ｍｌ ＩＩＩＧＬ＆
ＩＰ層１３．１１！！ＩＩｉ層１２、ＩｎＧａＡｓＰ活
性層１１の禁制帯間隔を各々ＥＪ’ ｌ ｅ Ｉｙｓ
ｔ Ｅ ｆ＠ とすると、これ等の禁制帯間隔の関に
は”１ｍ＜ＥＩｓ”Ｉｓの関係がある。電流注入により
て発振は壽１６内の活性層１１の曲が多部分１７で生じ
る。
ＩＰ層１３．１１！！ＩＩｉ層１２、ＩｎＧａＡｓＰ活
性層１１の禁制帯間隔を各々ＥＪ’ ｌ ｅ Ｉｙｓ
ｔ Ｅ ｆ＠ とすると、これ等の禁制帯間隔の関に
は”１ｍ＜ＥＩｓ”Ｉｓの関係がある。電流注入により
て発振は壽１６内の活性層１１の曲が多部分１７で生じ
る。
発振光は導波路層１２を越えてｐ ＩＩ ＩｎＧａ人−
２層１３まで広がって分布するので、実効的な屈折率差
はｍ ＩＩ Ｉｍ層のみが導波路層として存在する場合
よシも小さくなる。またｐ ＪＩｆ ＩｎＧｄａＰ層１
３が存在するため溝１６の外はｎｐｎｐｍ接合とな多動
作時に電流は流れず、＄１６にのみ電流が集中して流れ
ることになる。また溝１６の斜面は（ｌＴｘ） Ｂ面、
あるいは（ｚｒＴ）面であるので鏡面となっておシ、こ
の九めＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰとの各界面は滑らかであ
る０従って発振光の喪１ｍ儂に乱れは生じない。
２層１３まで広がって分布するので、実効的な屈折率差
はｍ ＩＩ Ｉｍ層のみが導波路層として存在する場合
よシも小さくなる。またｐ ＪＩｆ ＩｎＧｄａＰ層１
３が存在するため溝１６の外はｎｐｎｐｍ接合とな多動
作時に電流は流れず、＄１６にのみ電流が集中して流れ
ることになる。また溝１６の斜面は（ｌＴｘ） Ｂ面、
あるいは（ｚｒＴ）面であるので鏡面となっておシ、こ
の九めＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰとの各界面は滑らかであ
る０従って発振光の喪１ｍ儂に乱れは生じない。
籐３１ｉｉｌは実際に製作した具体例の要部断面図であ
シ、第２図において説明した部分と同一部分を同一記号
で示しである。
シ、第２図において説明した部分と同一部分を同一記号
で示しである。
本実施例では両指数（１００）のｍ ＩＩ ＩｎＰ ’
Ｉｓ板１４の表面Ｋ ＥＦｔ−１，１２７＠Ｖ、厚み０
．５ｐｍ Ｏｐ Ｉｆ ＩｎＧａＡｓＰ層１３をまずつ
けて、通常のフォトリングラフィ技術を用いて、ｐｔｌ
ｉＩ塾偽ムｍＰ層１３を（１１Ｇ）あるいは（ｔｉｏ）
方向に沿ったストライプ状にＨｓＳＯａ＋ＨｍＯ震十１
１．０液を用いてエツチング除去し、次にｐ渥ＩｍＧａ
ＡｓＰ層１３をマスクとしてＨＣｊ＋ＨｓＰＯａ温合筐
によって斜面が（ｚＴｉ’）函あるいは（ｔｉｌ）ｉｓ
＠となるようなＶ′！＃臘断函形状Ｏ壽１＠を形成し、
次に濤１６上Ｋ ＊ ｌｌｌ一層１２（厚みα３〜１．
５声論）、！鳳偽ＡｓＰ活性層１１ （Ｋｐ ａ ｍｌ
０−９ ’ ４ ＠ ｖ＃厚みＱ、１〜０．２μｍ）、
ｐＨＩ鳳Ｐ Ｊｌ １Ｇ （厚み２−４声）、最終層と
してｍ ＩＩ Ｉｍ−ＧａＡｓＰ （すｍｌ、１３０＠
Ｖ、厚み１／ＩＩｍ）を頴次濠相エビタ中タヤル法によ
〕成長する。濤１６０深さは２声鵬、ＩＩは４３７１１
１にである。活性層１１とｐ蓋Ｉ勤−ＧａＡｓＰ層１３
は濤ｔａＫおイ”Ｃ（１，３〜（Ｌ ｌ！ ｐ！！Ｉ
Ｏ距離が、光は亀臘Ｉ一層１２を越えてｐＨｌｍＧａム
−２層１３までしみ出す０従りて導波路層Ｏ実効的′＆
鳳折率は＊ｌｌｌ一層Ｏ鳳折率（Ｌ２）とｐ ＩＩ Ｉ
ｍＧ山Ｐ層１３の屈折率（１３５）との間の値になシ、
ｍｌＩＩｄ層のみで置め込み層を構成する場合よりも実
効的な屈折率Ｏ差が減少し、活性層１１０溝内での−が
りが最中かで嵐いことになる。を九（１１１）ＩＩｍを
１１１１６１０斜函トｔＡ＆Ｊ６、ｖ＊ｓｉ断面形状Ｏ
１１１＠ ０斜面社鏡面とな〉、ｔ ’ｋ ｐ ＩＩ
ＩｎＧａＡｓＰ層１３の側面も滑らかであるのでｎ Ｉ
ＩＩｎＰ ＪＩ１１２の成長表面は凹凸のない滑らかな
面となる。従って発振の姿態像は乱れのないきれいな像
となる。を九ｐ １１ ｌｍＧ５ムｓＰ層１３は電流狭
さく層となるので閾値電流は減少しａｍの量子効率は増
大する。共振器長２５０μｍとした場金皇温で閾値電流
加〜５０ｍムで発振し、電流−光出力ｏｍｓ性が良く安
定な横姿態の発振を実現しｌＢ良。
Ｉｓ板１４の表面Ｋ ＥＦｔ−１，１２７＠Ｖ、厚み０
．５ｐｍ Ｏｐ Ｉｆ ＩｎＧａＡｓＰ層１３をまずつ
けて、通常のフォトリングラフィ技術を用いて、ｐｔｌ
ｉＩ塾偽ムｍＰ層１３を（１１Ｇ）あるいは（ｔｉｏ）
方向に沿ったストライプ状にＨｓＳＯａ＋ＨｍＯ震十１
１．０液を用いてエツチング除去し、次にｐ渥ＩｍＧａ
ＡｓＰ層１３をマスクとしてＨＣｊ＋ＨｓＰＯａ温合筐
によって斜面が（ｚＴｉ’）函あるいは（ｔｉｌ）ｉｓ
＠となるようなＶ′！＃臘断函形状Ｏ壽１＠を形成し、
次に濤１６上Ｋ ＊ ｌｌｌ一層１２（厚みα３〜１．
５声論）、！鳳偽ＡｓＰ活性層１１ （Ｋｐ ａ ｍｌ
０−９ ’ ４ ＠ ｖ＃厚みＱ、１〜０．２μｍ）、
ｐＨＩ鳳Ｐ Ｊｌ １Ｇ （厚み２−４声）、最終層と
してｍ ＩＩ Ｉｍ−ＧａＡｓＰ （すｍｌ、１３０＠
Ｖ、厚み１／ＩＩｍ）を頴次濠相エビタ中タヤル法によ
〕成長する。濤１６０深さは２声鵬、ＩＩは４３７１１
１にである。活性層１１とｐ蓋Ｉ勤−ＧａＡｓＰ層１３
は濤ｔａＫおイ”Ｃ（１，３〜（Ｌ ｌ！ ｐ！！Ｉ
Ｏ距離が、光は亀臘Ｉ一層１２を越えてｐＨｌｍＧａム
−２層１３までしみ出す０従りて導波路層Ｏ実効的′＆
鳳折率は＊ｌｌｌ一層Ｏ鳳折率（Ｌ２）とｐ ＩＩ Ｉ
ｍＧ山Ｐ層１３の屈折率（１３５）との間の値になシ、
ｍｌＩＩｄ層のみで置め込み層を構成する場合よりも実
効的な屈折率Ｏ差が減少し、活性層１１０溝内での−が
りが最中かで嵐いことになる。を九（１１１）ＩＩｍを
１１１１６１０斜函トｔＡ＆Ｊ６、ｖ＊ｓｉ断面形状Ｏ
１１１＠ ０斜面社鏡面とな〉、ｔ ’ｋ ｐ ＩＩ
ＩｎＧａＡｓＰ層１３の側面も滑らかであるのでｎ Ｉ
ＩＩｎＰ ＪＩ１１２の成長表面は凹凸のない滑らかな
面となる。従って発振の姿態像は乱れのないきれいな像
となる。を九ｐ １１ ｌｍＧ５ムｓＰ層１３は電流狭
さく層となるので閾値電流は減少しａｍの量子効率は増
大する。共振器長２５０μｍとした場金皇温で閾値電流
加〜５０ｍムで発振し、電流−光出力ｏｍｓ性が良く安
定な横姿態の発振を実現しｌＢ良。
また第４１１に他の実施例を示し九が、この場合は第３
Ｅに示した実施例と＃１１６を形成するまでは全く同じ
であるが、次ＫｍｌｌＩＩ＆Ｐ層加をｌ１１６上に表面
が平坦になるように設け、例えばＨＣｊ ＋Ｈｓ ＰＯ
ａ搗合１１：によつてＶ字型断面形状を有する溝１？を
形成する０こＯとき斜面は滑らか＆ （２ＴＴ）面ある
いは（ｔｉｏ ｍ ＊となる。次には菖３図の実施例の
場合と全く同様にして１ｌｌｌｆ上に二重へテロ接合層
１２１１．９及び最上層９を形成し、電極をつけて素子
化する。この場合半導体レーダ素子０％機は第３図の実
施例において説明したのと全く同じである。
Ｅに示した実施例と＃１１６を形成するまでは全く同じ
であるが、次ＫｍｌｌＩＩ＆Ｐ層加をｌ１１６上に表面
が平坦になるように設け、例えばＨＣｊ ＋Ｈｓ ＰＯ
ａ搗合１１：によつてＶ字型断面形状を有する溝１？を
形成する０こＯとき斜面は滑らか＆ （２ＴＴ）面ある
いは（ｔｉｏ ｍ ＊となる。次には菖３図の実施例の
場合と全く同様にして１ｌｌｌｆ上に二重へテロ接合層
１２１１．９及び最上層９を形成し、電極をつけて素子
化する。この場合半導体レーダ素子０％機は第３図の実
施例において説明したのと全く同じである。
上達した実施例においては鳳臘■−を基板としえがｐｌ
ｉｉｌ＊Ｐを基板とすることもでき、こＯ場合は実施例
の導電渥をすべて反対にすればよい。
ｉｉｌ＊Ｐを基板とすることもでき、こＯ場合は実施例
の導電渥をすべて反対にすればよい。
また本発明１１ Ｉ！ＩＧａＡａＰ／ＴｎＰ二重へテロ
接会亭導体し−ず素子のみならず（ムｆｉＧａ）ムーヘ
テロ接舎半導体し−ザ素子をはじめとする他のＩ−Ｙ族
のへテロ接合あるいは厘（族へテロ接合手導体レーずに
も適用できる。
接会亭導体し−ず素子のみならず（ムｆｉＧａ）ムーヘ
テロ接舎半導体し−ザ素子をはじめとする他のＩ−Ｙ族
のへテロ接合あるいは厘（族へテロ接合手導体レーずに
も適用できる。
以上Ｉ！明しえように本発明によれば、半導体基板に基
板と反対の導電臘を有する電流狭さく層を設け、諌電流
狭さく層表面よシ先端が基板に対する断面が７字蓋をし
た壽を設けて、その上に二重へテロ接合層を形成１、溝
内で−がり九活性層の鷹が電流狭さく層と一歇するよう
にし、かつ電流狭さく層は活性層を挾む導波路層よりも
屈折率を大きくしであるため横方向Ｏ実効的な屈折率ｌ
１社小さくなに、こＯため溝内における活性層の−がシ
はゆるやかで嵐論ととＫなる。従りて１１１１０＠け広
くて嵐いことにな〉、この素子においては閾値電流が低
く、横方向の発振姿態が安定に単一化され、かつ高い光
出力が得られる。
板と反対の導電臘を有する電流狭さく層を設け、諌電流
狭さく層表面よシ先端が基板に対する断面が７字蓋をし
た壽を設けて、その上に二重へテロ接合層を形成１、溝
内で−がり九活性層の鷹が電流狭さく層と一歇するよう
にし、かつ電流狭さく層は活性層を挾む導波路層よりも
屈折率を大きくしであるため横方向Ｏ実効的な屈折率ｌ
１社小さくなに、こＯため溝内における活性層の−がシ
はゆるやかで嵐論ととＫなる。従りて１１１１０＠け広
くて嵐いことにな〉、この素子においては閾値電流が低
く、横方向の発振姿態が安定に単一化され、かつ高い光
出力が得られる。
３１１図は従来のｖ！＃蓋断面断面形状する溝上に作調
した二重ヘテｏ＠合半導体レーザ嵩子の畳部断ＷＪ図、
第２図、第３ｗＪ及び第４図は本実ｊｊ１ｏ実施例を表
わす要部断面図である。 図においてｌは半導体、２は擲、λ４．５は二重へテロ
接合層、６は最上層、７は不純物拡散領域、８は９ｍ電
極、９はｍｌｌＩｍ龜ムｓＰ最上層、１０はｐ ｊＩ
ＩｎＰ導綾路層、１１はＩｍＧａＡｍＰ活性層、１２
、２０は＊ ＩＩ Ｉ一層、１３はｐ ＷｉＩｎＧａム
ｓＰ層、１４は＊ ｉｌｌ ＩｎＰ基板、１５はａｌｌ
電極、１６ 、１９は溝、１７紘活性層の−がシ部分、
１８は不純物拡散、＋ｉｇｉ域を示す。 ４０ 第１図 １ 第２図 ￥３図 第４図 ４０１
した二重ヘテｏ＠合半導体レーザ嵩子の畳部断ＷＪ図、
第２図、第３ｗＪ及び第４図は本実ｊｊ１ｏ実施例を表
わす要部断面図である。 図においてｌは半導体、２は擲、λ４．５は二重へテロ
接合層、６は最上層、７は不純物拡散領域、８は９ｍ電
極、９はｍｌｌＩｍ龜ムｓＰ最上層、１０はｐ ｊＩ
ＩｎＰ導綾路層、１１はＩｍＧａＡｍＰ活性層、１２
、２０は＊ ＩＩ Ｉ一層、１３はｐ ＷｉＩｎＧａム
ｓＰ層、１４は＊ ｉｌｌ ＩｎＰ基板、１５はａｌｌ
電極、１６ 、１９は溝、１７紘活性層の−がシ部分、
１８は不純物拡散、＋ｉｇｉ域を示す。 ４０ 第１図 １ 第２図 ￥３図 第４図 ４０１
Claims (1)
- Ｖ字臘断画形状を有する溝を含む半導体基板上に４皺ｄ
１なる第１半導体層、活性層となるｊＩ２半導体層及び
第３半導体層を順次積層し、咳活性層を骸溝内でわん曲
させて成り、該活性層のわん曲部分を発振領域とするヘ
テロ接合手導体レーザ素子において、前記半導体基板に
前記第１半導体層よシも禁制帯間隔が小さく、かつ屈折
率の大きい第４半導体層を備え、かつ前記わん−した活
性層の発振領域部分が前記第４半導体層の上下端の間に
＠癲した位置にあシ、かつ前記わん自した活性層の発振
領域部分と前記第４半導体層との距離が発振光がしみ出
す程度であシ、■！！＃臘断面形断面形状る前記溝の斜
面の少なくとも一部が（ＩＴＩ） Ｂｍｔたけ（２ｉｉ
）面であることを特徴とする半導体レーザ素子〇
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16950081A JPS5871681A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16950081A JPS5871681A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871681A true JPS5871681A (ja) | 1983-04-28 |
Family
ID=15887666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16950081A Pending JPS5871681A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5871681A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0276285A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子井戸型半導体レーザ |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP16950081A patent/JPS5871681A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0276285A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子井戸型半導体レーザ |
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