JPS5932075B2 - 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS5932075B2 JPS5932075B2 JP6936278A JP6936278A JPS5932075B2 JP S5932075 B2 JPS5932075 B2 JP S5932075B2 JP 6936278 A JP6936278 A JP 6936278A JP 6936278 A JP6936278 A JP 6936278A JP S5932075 B2 JPS5932075 B2 JP S5932075B2
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- Japan
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- layer
- semiconductor substrate
- active layer
- laser device
- semiconductor laser
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ装置に関するものである。
単一横モード発振半導体レーザについてはこれまでに様
々な提案、試作がなされている。活性層のストライプ幅
を細くし、光の最低次の横モードだけをとじこめること
により単一モード発振が可能となる。最も代表的な単一
モード発振レーザは構造としては第１図に示すような埋
め込みストライプ構造である。この構造の製造方法は、
ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ｇａｌ−ｘＡιｘＡｓ２、
ｎ型ＧａＡｓ活性層３、ｐ型Ｇａｌ−ｘＡｌｘＡｓ４、
ｎ型ＧａＡｓ５を順次成長し、次ＶＣＳｉ０２膜をつけ
ストライプ状にしてそれをマスクにメサエツチングを行
ない成長層をストライプ状に形成する。
々な提案、試作がなされている。活性層のストライプ幅
を細くし、光の最低次の横モードだけをとじこめること
により単一モード発振が可能となる。最も代表的な単一
モード発振レーザは構造としては第１図に示すような埋
め込みストライプ構造である。この構造の製造方法は、
ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ｇａｌ−ｘＡιｘＡｓ２、
ｎ型ＧａＡｓ活性層３、ｐ型Ｇａｌ−ｘＡｌｘＡｓ４、
ｎ型ＧａＡｓ５を順次成長し、次ＶＣＳｉ０２膜をつけ
ストライプ状にしてそれをマスクにメサエツチングを行
ない成長層をストライプ状に形成する。
その後活性層より禁止帯幅が広く、高比抵抗を有する埋
め込み層６の成長を行なう。最後にオーミック電極Ｔを
形成して完成する。しかし、この製作工程においてはマ
スクとしてストライプ部にＳｉＯ２膜を付着させ、スト
ライプ上部に埋め込み層６の成長することを防がねばな
らない。
め込み層６の成長を行なう。最後にオーミック電極Ｔを
形成して完成する。しかし、この製作工程においてはマ
スクとしてストライプ部にＳｉＯ２膜を付着させ、スト
ライプ上部に埋め込み層６の成長することを防がねばな
らない。
埋め込み層６の成長の間、ＳｉＯ２膜と活性層近傍が密
着されたまま、高温中に放置されるため、ＳｉＯ２膜と
ＧａＡｓ層の熱膨張係数の差異により活性層に応力が加
わり劣化の原因となる。又、埋め込み層６の高比抵抗化
のため深いエネルギー準位を形成する不純物を使用する
が、その不純物が活性層に拡散、侵入し、特性の劣化を
引き起こす。最近、埋め込みストライプ型レーザのこれ
らの問題点を克服するため新構造による単一モード発振
化が行なわれている。
着されたまま、高温中に放置されるため、ＳｉＯ２膜と
ＧａＡｓ層の熱膨張係数の差異により活性層に応力が加
わり劣化の原因となる。又、埋め込み層６の高比抵抗化
のため深いエネルギー準位を形成する不純物を使用する
が、その不純物が活性層に拡散、侵入し、特性の劣化を
引き起こす。最近、埋め込みストライプ型レーザのこれ
らの問題点を克服するため新構造による単一モード発振
化が行なわれている。
その一構成例を第２図に示す。製造方法としては溝をつ
けたｎ型ＧａＡｓ基板８上にｎ型Ｇａｌ−ＸＡｔＸＡＳ
９、ｎ型ＧａＡｓ活性層１０、ｐ型Ｇａｌ−ＸＡｌｘＡ
ｓｌｌ、ｐ型ＧａＡｓｌ２を順次成長し、その表面にＳ
ｉＯ２膜１３をつけ、溝をつけた位置に対向させてＳｉ
Ｏ２膜１３にストライプ状の窓あけを行なう。その後オ
ーミツク電極１４を形成して完成する。成長の際、第１
層ｎ型Ｇａｌ−ＸＡｔＸＡＳ９を非常に薄くし、溝の部
分以外では活性層１０から漏れ出す光はｎ型Ｇａｌ．Ｘ
ＡｔＸＡＳ層９を通りぬけ、ｎ型ＧａＡｓ基板８に吸収
されるような構造になつて卦り、溝の部分にある活性層
で単一モード発振が可能となる。
けたｎ型ＧａＡｓ基板８上にｎ型Ｇａｌ−ＸＡｔＸＡＳ
９、ｎ型ＧａＡｓ活性層１０、ｐ型Ｇａｌ−ＸＡｌｘＡ
ｓｌｌ、ｐ型ＧａＡｓｌ２を順次成長し、その表面にＳ
ｉＯ２膜１３をつけ、溝をつけた位置に対向させてＳｉ
Ｏ２膜１３にストライプ状の窓あけを行なう。その後オ
ーミツク電極１４を形成して完成する。成長の際、第１
層ｎ型Ｇａｌ−ＸＡｔＸＡＳ９を非常に薄くし、溝の部
分以外では活性層１０から漏れ出す光はｎ型Ｇａｌ．Ｘ
ＡｔＸＡＳ層９を通りぬけ、ｎ型ＧａＡｓ基板８に吸収
されるような構造になつて卦り、溝の部分にある活性層
で単一モード発振が可能となる。
しかし、この構造においては、活性層１０は平担であり
、溝の部分の活性層で生じた光は横方向に伝播しやすく
、ひろがるので、発振モードが横方向に歪む。
、溝の部分の活性層で生じた光は横方向に伝播しやすく
、ひろがるので、発振モードが横方向に歪む。
本発明は上記の構造とは異なり、単一モード発振半導体
レーザーを実現する新しい構造とその製造方法を提供す
るものである。
レーザーを実現する新しい構造とその製造方法を提供す
るものである。
以下本発明を図面とともに実施例に基いて説明する。
ｎ型基板１５上に階段状の段差を第３図ａのように作製
する。
する。
それを基板として第３図ｂに示すようＶＣｎ型クラツド
層１６、ノンドープ活性層１７、ｐ型クラツド層１８、
ｐ型オーミツク電極形成層１９を連続成長する。続いて
絶縁膜２０を表面に付着し、第３図ｃに示すように基板
に段差をつけた部分の上方にストライプ状の窓あけを行
なう。その上にｐ型オーミツク電極２１を形成し、又、
ｎ側にもオーミツク電極２２を設け、第３図ｄのように
レーザー素子を作製する。本構造の特徴は、第１層クラ
ツド層１６を、段差部では活性層１７から漏れ出す光が
基板１５に吸収されない程度に厚くし、段差部以外の部
分では光が基板１５に吸収される程度に非常に薄くして
、第２図で示した構造と同様の作用をもたせた光の拡が
りを抑制すると同時に、活性層１７に折り曲がり部分を
設け、横方向への光の伝播を強く阻止する所にある。
層１６、ノンドープ活性層１７、ｐ型クラツド層１８、
ｐ型オーミツク電極形成層１９を連続成長する。続いて
絶縁膜２０を表面に付着し、第３図ｃに示すように基板
に段差をつけた部分の上方にストライプ状の窓あけを行
なう。その上にｐ型オーミツク電極２１を形成し、又、
ｎ側にもオーミツク電極２２を設け、第３図ｄのように
レーザー素子を作製する。本構造の特徴は、第１層クラ
ツド層１６を、段差部では活性層１７から漏れ出す光が
基板１５に吸収されない程度に厚くし、段差部以外の部
分では光が基板１５に吸収される程度に非常に薄くして
、第２図で示した構造と同様の作用をもたせた光の拡が
りを抑制すると同時に、活性層１７に折り曲がり部分を
設け、横方向への光の伝播を強く阻止する所にある。
基板１５の段差を制御し、活性層１７の折り曲がり間に
最低次の横モードの光だけが閉じ込められるようにし、
単一モード発振が得られる。この製造方法により作製し
たレーザーに｝いては、埋め込みストライプ構造の製造
工程で生じるような問題をもつて卦らず、又、第２図に
示した構造のレーザーより発振モードの安定性を有して
いる。
最低次の横モードの光だけが閉じ込められるようにし、
単一モード発振が得られる。この製造方法により作製し
たレーザーに｝いては、埋め込みストライプ構造の製造
工程で生じるような問題をもつて卦らず、又、第２図に
示した構造のレーザーより発振モードの安定性を有して
いる。
この新しい構造を有する単一モード発振半導体レーザー
の製造方法について具体例を以下に述べる。
の製造方法について具体例を以下に述べる。
ｎ型ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ，Ｇａｌ−ＸＡｔｘ．Ａ
ｓにより構成した単一モード発振半導体レーザーについ
て示す。
ｓにより構成した単一モード発振半導体レーザーについ
て示す。
第３図ａに示すようにｎ型ＧａＡｓ基板１５の１００面
上に化学エツチングにより基板のへき開面である１１０
面に直交するように１μｍの段差を形成する。
上に化学エツチングにより基板のへき開面である１１０
面に直交するように１μｍの段差を形成する。
次にその表面に液相エピタキシヤル法によつて第３図ｂ
に示すように第１層ｎ型Ｇａｌ−ＸＡｔＸＡＳｌ６を平
坦部で０．２μｍ１第２層ノンドープＧａＡｓｌ７を０
．１μｍ１第３層ｐ型Ｇａｌ−ぇ′Ａｔｒ′ＡＳｌ８を
１．５μｍ１第４層ｐ型ＧａＡｓｌ９を１μｍ連続成長
する。引き続き全面にＳｉ３Ｎ４膜２０を付け、基板に
段差のある位置に幅５μｍのストライブ状の窓あけを行
ない、第３図ｃのように作製する。次に第３図ｄに示す
ようにｐ型ＧａＡｓｌ９表面に亜鉛拡散を行なつた後、
ｐ型電極用金属を真空蒸着し、合金処理を行ないｐ側オ
ーミツク電極２１を形成する。続いてｎ型電極用金属を
ＧａＡｓ基板１５側全面へ真空蒸着し、合金処理を行な
いｎ側オーミツク電極２２を形成する。最後に素子片に
分離してｐ側電極２１をヒートシンクに接着し、ｎ側電
極金属膜２２上に金線を接続して完成する。このように
して構成したＧａＡｓ−Ｇａｌ−ＸＡｔｘＡｓ半導体レ
ーザーは室温で単一モード連続発振動作を行ない優れた
特性を示した。
に示すように第１層ｎ型Ｇａｌ−ＸＡｔＸＡＳｌ６を平
坦部で０．２μｍ１第２層ノンドープＧａＡｓｌ７を０
．１μｍ１第３層ｐ型Ｇａｌ−ぇ′Ａｔｒ′ＡＳｌ８を
１．５μｍ１第４層ｐ型ＧａＡｓｌ９を１μｍ連続成長
する。引き続き全面にＳｉ３Ｎ４膜２０を付け、基板に
段差のある位置に幅５μｍのストライブ状の窓あけを行
ない、第３図ｃのように作製する。次に第３図ｄに示す
ようにｐ型ＧａＡｓｌ９表面に亜鉛拡散を行なつた後、
ｐ型電極用金属を真空蒸着し、合金処理を行ないｐ側オ
ーミツク電極２１を形成する。続いてｎ型電極用金属を
ＧａＡｓ基板１５側全面へ真空蒸着し、合金処理を行な
いｎ側オーミツク電極２２を形成する。最後に素子片に
分離してｐ側電極２１をヒートシンクに接着し、ｎ側電
極金属膜２２上に金線を接続して完成する。このように
して構成したＧａＡｓ−Ｇａｌ−ＸＡｔｘＡｓ半導体レ
ーザーは室温で単一モード連続発振動作を行ない優れた
特性を示した。
第１図は埋め込みストライプ構造をもつたレーザーの断
面図、第２図は溝を有する基板上に構成されたレーザー
の断面図、第３図ａ−ｄは本発明の一実施例の製造方法
の工程断面図である。 １５・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、１６・・・・・・
ｎ型Ｇａｌ−０ＡｔＸＡＳ１１７・・・・・・ｎ型Ｇａ
Ａｓｌｌ８・・・・・・ｐ型Ｇａｌ−ェ′ＡｔＸｌＡＳ
ｌｌ９・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓｌ２Ｏ・・・・・・Ｓ
ｉ３Ｎ４膜、２１・・・・・・ｐ側電極金属膜、・・・
・・・ｎ側電極金属膜。
面図、第２図は溝を有する基板上に構成されたレーザー
の断面図、第３図ａ−ｄは本発明の一実施例の製造方法
の工程断面図である。 １５・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、１６・・・・・・
ｎ型Ｇａｌ−０ＡｔＸＡＳ１１７・・・・・・ｎ型Ｇａ
Ａｓｌｌ８・・・・・・ｐ型Ｇａｌ−ェ′ＡｔＸｌＡＳ
ｌｌ９・・・・・・Ｐ型ＧａＡｓｌ２Ｏ・・・・・・Ｓ
ｉ３Ｎ４膜、２１・・・・・・ｐ側電極金属膜、・・・
・・・ｎ側電極金属膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主面に段差を有する半導体基板の上に、クラッド層
を介して活性層が、前記段差部で前記主面に対して傾斜
するように形成され、前記活性層の傾斜部と対向した位
置にストライプ状電流注入領域を定める電流制限層が形
成され、前記傾斜部がストライプ状の活性領域をなすと
ともに、前記クラッド層が、前記段差部では光が前記半
導体基板に吸収されない厚さを有し、前記段差部以外で
は光が前記半導体基板に吸収される厚さを有することを
特徴とする半導体レーザ装置。 ２ 電流制限層が、ストライプ状開口を有する絶縁層で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半
導体レーザ装置。 ３ 半導体基板の表面に段差を形成する工程と、前記半
導体基板の上にクラッド層を、前記段差部では光が前記
半導体基板に吸収されない厚さに、前記段差部以外では
光が前記半導体基板に吸収される厚さに形成する工程と
、前記クラッド層上に活性層を前記段差部で前記主面に
対して傾斜するように形成する工程と、前記活性層の傾
斜部と対向した位置に電流注入領域を定める電流制限層
を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体レー
ザ装置の製造方法。 ４ 電流制限層が、ストライプ状開口を有する絶縁層で
あることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の半
導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6936278A JPS5932075B2 (ja) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
| CA327,820A CA1127282A (en) | 1978-05-22 | 1979-05-17 | Semiconductor laser and method of making the same |
| FR7912791A FR2426992A1 (fr) | 1978-05-22 | 1979-05-18 | Laser a semiconducteur et fabrication de ce laser |
| US06/040,182 US4296387A (en) | 1978-05-22 | 1979-05-18 | Semiconductor laser |
| GB7917476A GB2038079B (en) | 1978-05-22 | 1979-05-18 | Semiconductor laser |
| DE2920454A DE2920454C2 (de) | 1978-05-22 | 1979-05-21 | Halbleiterlaser und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US06/266,134 US4380861A (en) | 1978-05-22 | 1981-05-21 | Method of making a semiconductor laser by liquid phase epitaxial growths |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6936278A JPS5932075B2 (ja) | 1978-06-07 | 1978-06-07 | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54159890A JPS54159890A (en) | 1979-12-18 |
| JPS5932075B2 true JPS5932075B2 (ja) | 1984-08-06 |
Family
ID=13400360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6936278A Expired JPS5932075B2 (ja) | 1978-05-22 | 1978-06-07 | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932075B2 (ja) |
-
1978
- 1978-06-07 JP JP6936278A patent/JPS5932075B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54159890A (en) | 1979-12-18 |
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