JPS594191A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS594191A JPS594191A JP11446582A JP11446582A JPS594191A JP S594191 A JPS594191 A JP S594191A JP 11446582 A JP11446582 A JP 11446582A JP 11446582 A JP11446582 A JP 11446582A JP S594191 A JPS594191 A JP S594191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- semiconductor laser
- substrate
- active
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- H01S5/24—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
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ザ素子の寿命ね件の改良に関し、特
に活性領域にかかる応力を軽減することにより長寿命化
を達成した半導体レーザ素子に関するものである。
に活性領域にかかる応力を軽減することにより長寿命化
を達成した半導体レーザ素子に関するものである。
発振波長かo、s)tm帯にあるGaAfAs 系の半
導体レーザ素子は近年急速な進歩を遂げ、室温に於いて
106時間を越える推定寿命が報告されるに至り、光通
信用の光源としてその実用化が促゛進されつつある。半
導体レーザ素子の長寿命化の達成は、結晶成長技術の改
善や成長系中の酸素の低減により成長結晶中の欠陥密度
を減少させ、ダークラインやダークスポット等の発生を
抑制することが可能になったこと及び共振端面をAf2
C)a。
導体レーザ素子は近年急速な進歩を遂げ、室温に於いて
106時間を越える推定寿命が報告されるに至り、光通
信用の光源としてその実用化が促゛進されつつある。半
導体レーザ素子の長寿命化の達成は、結晶成長技術の改
善や成長系中の酸素の低減により成長結晶中の欠陥密度
を減少させ、ダークラインやダークスポット等の発生を
抑制することが可能になったこと及び共振端面をAf2
C)a。
5i02,5i3N1 等の誘電体1模で保護するこ
とにより端面腐蝕を防止したことが主々成功の要因とな
っている。
とにより端面腐蝕を防止したことが主々成功の要因とな
っている。
しかしながら、発振波長か0.8/1m以上の赤外レー
ザに於いては高い信頼性か確立されて因るが、発振波長
(1,87m未滴の可視光レーザ素子に関し・、′
ては赤外レーザ素子に比較して寿命が短かく、信
頼性の低い現状にある。この点に関し、結晶性に問題の
あるTe又はSe ドープ11型クラツド層を活性層
形成後にエピタキシャル成長さぜることにより活性層の
結晶性を向上させ、GaAlAs 系可視光レーザ素
子の信頼性を炸!的に改善する技術が本出願人により特
願昭55−166124号及び特願昭5fi−4477
5号にて出願されている。この技tΔ)jを珪]いると
発振波長0.77ノ1m程度才でIr、’i、 (1,
8)(m帯の赤外レーザと同程度の寿命4、冒〈1をイ
qることかできるが、0、77 /7m未満でrす発振
波長の短波長fヒにCPなって急激に寿命か短かくなる
傾向にある。
ザに於いては高い信頼性か確立されて因るが、発振波長
(1,87m未滴の可視光レーザ素子に関し・、′
ては赤外レーザ素子に比較して寿命が短かく、信
頼性の低い現状にある。この点に関し、結晶性に問題の
あるTe又はSe ドープ11型クラツド層を活性層
形成後にエピタキシャル成長さぜることにより活性層の
結晶性を向上させ、GaAlAs 系可視光レーザ素
子の信頼性を炸!的に改善する技術が本出願人により特
願昭55−166124号及び特願昭5fi−4477
5号にて出願されている。この技tΔ)jを珪]いると
発振波長0.77ノ1m程度才でIr、’i、 (1,
8)(m帯の赤外レーザと同程度の寿命4、冒〈1をイ
qることかできるが、0、77 /7m未満でrす発振
波長の短波長fヒにCPなって急激に寿命か短かくなる
傾向にある。
一般K G a A I A s 系のダブルへテロ
構造レーザに於いてVl、G 2+ A s 基板と
各成長層の格−ト定数は成長温度である8 (1(1℃
、l)細針で(ξJはぼ一致しているが、Gal〜xA
LXAs の熱膨張係数がAl混晶比Xによ一部て異な
るため、室温でに1格子定数か友きく相別する。この結
果、室温においては活性層に友きな応力か加えられるこ
とになる。通常一般の゛14導体レーザi71基本的に
v丁1第1図に示すように、Ga A s ノ古イ反
1」二にGal −yAlyAs クラッド層2、G
;i + x A (! x A s 活性層3
゜Gal−yA/yAs クラッド層4 、 GaA
sキャップ層5を順次重畳してエビタA−シャル成長さ
せた構造を有している。各層の厚みをG a A s
基板](月)ノ1m 、活’f4=層01ノ’ m
+クラッド層及びキへ・・ノブ層1ハ]]として、80
Fl”Cかも20”Cへの温度降下に」:る応力t
R11″)する。活性層3とクラッド層2゜4のAf社
’L+i8!111:戸1t△x ’=’ y−xを0
3と一定にして、活+′L層3のAlylti晶1.f
Zx e−変化させた時の?1万1ノ1、層:3 Kか
かる請・ツノの刷′G仝(1nη・第2図に示す。
構造レーザに於いてVl、G 2+ A s 基板と
各成長層の格−ト定数は成長温度である8 (1(1℃
、l)細針で(ξJはぼ一致しているが、Gal〜xA
LXAs の熱膨張係数がAl混晶比Xによ一部て異な
るため、室温でに1格子定数か友きく相別する。この結
果、室温においては活性層に友きな応力か加えられるこ
とになる。通常一般の゛14導体レーザi71基本的に
v丁1第1図に示すように、Ga A s ノ古イ反
1」二にGal −yAlyAs クラッド層2、G
;i + x A (! x A s 活性層3
゜Gal−yA/yAs クラッド層4 、 GaA
sキャップ層5を順次重畳してエビタA−シャル成長さ
せた構造を有している。各層の厚みをG a A s
基板](月)ノ1m 、活’f4=層01ノ’ m
+クラッド層及びキへ・・ノブ層1ハ]]として、80
Fl”Cかも20”Cへの温度降下に」:る応力t
R11″)する。活性層3とクラッド層2゜4のAf社
’L+i8!111:戸1t△x ’=’ y−xを0
3と一定にして、活+′L層3のAlylti晶1.f
Zx e−変化させた時の?1万1ノ1、層:3 Kか
かる請・ツノの刷′G仝(1nη・第2図に示す。
x=−0から0. (+ 2 ’4でC;1引ッ張り応
力σ・1・でXの1fi加とともに減少J−るか、Xか
約002以上では圧縮M−> 、’、)、−J (+
11.1.:ろ:す、Xの増加とともに大きくなる。発
111(波1.4o77I〕1mのx = (1,2で
は2 X ]、 0 ’ cIynt:%/ld
以」二の11ミ縮応力がかか−3でいる。この、tう/
γLr≦力けT E l’: E、ジャーナルオン゛・
カンタム・エレクj・ロニクス、Vol。
力σ・1・でXの1fi加とともに減少J−るか、Xか
約002以上では圧縮M−> 、’、)、−J (+
11.1.:ろ:す、Xの増加とともに大きくなる。発
111(波1.4o77I〕1mのx = (1,2で
は2 X ]、 0 ’ cIynt:%/ld
以」二の11ミ縮応力がかか−3でいる。この、tう/
γLr≦力けT E l’: E、ジャーナルオン゛・
カンタム・エレクj・ロニクス、Vol。
QE−17,No5.pp・763(1,981)にて
報告されているように、G a A (! A S系町
視光゛1′導体レーザの劣化の一因と考えられる。これ
以外にも実1祭には卯、;(図に示すようにレーザ素子
8fqlヒートソンク6上にろうイ’A’ 7を用いて
マウントされているため、マウ/1・時の温度から室温
−までの温度1イ1ζに伴い、レーザ素子8とヒートシ
ンクきな応力か加わっている。例えばヒーI・シンクロ
として1=1−厚の銅を用層た場合、銅の熱膨す1錫係
数]、7X1.0’ とGaA 3 の熱膨張係数
に9×10−〇 とのj4μいにより、150℃程度の
温度降ドによってもレーザ素子のビー1−シンク側の面
には約10+dynes/cdと前述のレーザ1子81
自体に」:るものより大きな圧縮応力がかかる。ろうイ
」7としてInを用いるとInの塑性変形により応力が
一部緩和されるが、108dynes/iまでドげるこ
とは容易では−なり0一方、実際に銅ヒートシンクとI
nろう材を用いてマウントしたレーザ素子の応力を、光
弾性測定したところ、マウント面から離れるほど応力が
減少することか判明した。
報告されているように、G a A (! A S系町
視光゛1′導体レーザの劣化の一因と考えられる。これ
以外にも実1祭には卯、;(図に示すようにレーザ素子
8fqlヒートソンク6上にろうイ’A’ 7を用いて
マウントされているため、マウ/1・時の温度から室温
−までの温度1イ1ζに伴い、レーザ素子8とヒートシ
ンクきな応力か加わっている。例えばヒーI・シンクロ
として1=1−厚の銅を用層た場合、銅の熱膨す1錫係
数]、7X1.0’ とGaA 3 の熱膨張係数
に9×10−〇 とのj4μいにより、150℃程度の
温度降ドによってもレーザ素子のビー1−シンク側の面
には約10+dynes/cdと前述のレーザ1子81
自体に」:るものより大きな圧縮応力がかかる。ろうイ
」7としてInを用いるとInの塑性変形により応力が
一部緩和されるが、108dynes/iまでドげるこ
とは容易では−なり0一方、実際に銅ヒートシンクとI
nろう材を用いてマウントしたレーザ素子の応力を、光
弾性測定したところ、マウント面から離れるほど応力が
減少することか判明した。
捷だ、マウント面の反対側の而においてもLt; 力の
増大が観測された。後者は、レーザ素子がマウント面近
くではヒートシンクに圧縮応力が加わって因るが、レー
ザ素子自身の変形により、反対側でd、引っ張り応力か
かかつているためと考えられる。マウi< l−Lない
場合には、応力は観、測できなか−)だことから、マウ
ントにょる応力は極ぬて大きいことが確認さノ1.た。
増大が観測された。後者は、レーザ素子がマウント面近
くではヒートシンクに圧縮応力が加わって因るが、レー
ザ素子自身の変形により、反対側でd、引っ張り応力か
かかつているためと考えられる。マウi< l−Lない
場合には、応力は観、測できなか−)だことから、マウ
ントにょる応力は極ぬて大きいことが確認さノ1.た。
本発明it上述の問題点に鑑み、マウントにょる応力の
影響を低減することにより、0.77 )im以[の短
肢畏饋域でも長)I命を有する新規有用な1′。
影響を低減することにより、0.77 )im以[の短
肢畏饋域でも長)I命を有する新規有用な1′。
導体レーザ〃子を提供することを目的とするものである
。
。
本発明は上記目的を達成するために、活性層を歪か集積
されるマウント面及びそれに対向する面より10ノi
rT1以上離して、マウントに」:る応力の低減さノ′
tだ領域に形成したことを特徴とする。
されるマウント面及びそれに対向する面より10ノi
rT1以上離して、マウントに」:る応力の低減さノ′
tだ領域に形成したことを特徴とする。
以ド、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。
する。
第4図は本発明の一実施例を示す半導体レーデ素子の断
面構成図である。
面構成図である。
p型GaハS 基板1に電流狭雫用ストライブ構造を形
成するためにn型G a A s の電流制限層9か
成42されプこ後コーツチングにより電流制限層9表向
よりG :IA s ノ+!1gzに達する7字形溝
1 (lか加−[−されて+?rる・ その後・PバリGa o、4h Ae 11.56AS
クラ・71層2、Ga o、gAl O,2AS l
+’iイ/1層3.n型に;IQ、44八e t+、s
f1Asクラッド層4 、 n型G ;l A sギ
ャップ層5か連続j−ピタギンヤル成長法(/(fり順
次積層されている。
成するためにn型G a A s の電流制限層9か
成42されプこ後コーツチングにより電流制限層9表向
よりG :IA s ノ+!1gzに達する7字形溝
1 (lか加−[−されて+?rる・ その後・PバリGa o、4h Ae 11.56AS
クラ・71層2、Ga o、gAl O,2AS l
+’iイ/1層3.n型に;IQ、44八e t+、s
f1Asクラッド層4 、 n型G ;l A sギ
ャップ層5か連続j−ピタギンヤル成長法(/(fり順
次積層されている。
発振波長d−約074〕l 111である。
(J a A s基4f ]及0・キャップ層5にけぞ
ねぞハP型電碌す、 1 、 n型宙隊12が蒸7)形
成されている。通常の半導体レーザ素子でに15、基板
1の19さは約100ノim、n型クラッド層4か約1
7ノm 。
ねぞハP型電碌す、 1 、 n型宙隊12が蒸7)形
成されている。通常の半導体レーザ素子でに15、基板
1の19さは約100ノim、n型クラッド層4か約1
7ノm 。
1〕型キャップ層501〜3ノzmの犀さ[設定されて
いる。これは、素子をマウントする際(/?:、n型電
a2 ]、 24−−二−トシンク側としてマウントす
るので、活(II層とじ−トシンクとの距離をできるだ
け短かぐして、放熱を良くするためである。これに対し
て本実施例でけl]型キギヤノブ層厚を10.71m以
上にと−」て、n型電撒12側を銅ヒー1−シンクJ−
,KInろうA」を用−でマウンドした。
いる。これは、素子をマウントする際(/?:、n型電
a2 ]、 24−−二−トシンク側としてマウントす
るので、活(II層とじ−トシンクとの距離をできるだ
け短かぐして、放熱を良くするためである。これに対し
て本実施例でけl]型キギヤノブ層厚を10.71m以
上にと−」て、n型電撒12側を銅ヒー1−シンクJ−
,KInろうA」を用−でマウンドした。
本実施例の素子を50℃にお−で5 m W −定出力
の条件下で駆動試験を行ない、n型ギャップ層厚10
/im以ドの素子と比較したところ、第5図(/′rc
黒丸で示すように11型キャップ層Iワ10)1m以−
にで方生連1誌か1′減することかわかった。同様な月
−5ψ文るーI)ノも1昌1r4板11狽11−ヒート
シンク」二にマウントL 1.r場合にも、第5図に白
丸で示すように、n型キ1.ツブ層1.0 、”m以上
で、大幅な改善かみら第1/こ。−,1/ζ?l’lI
1層とじ一トシンクを離間することに伴7なう放熱11
1′の問題1rj、活性層の表面からの圧部か上d1シ
実施例の程度であれば良好に維持される。
の条件下で駆動試験を行ない、n型ギャップ層厚10
/im以ドの素子と比較したところ、第5図(/′rc
黒丸で示すように11型キャップ層Iワ10)1m以−
にで方生連1誌か1′減することかわかった。同様な月
−5ψ文るーI)ノも1昌1r4板11狽11−ヒート
シンク」二にマウントL 1.r場合にも、第5図に白
丸で示すように、n型キ1.ツブ層1.0 、”m以上
で、大幅な改善かみら第1/こ。−,1/ζ?l’lI
1層とじ一トシンクを離間することに伴7なう放熱11
1′の問題1rj、活性層の表面からの圧部か上d1シ
実施例の程度であれば良好に維持される。
上記実施例(t、J発I辰9&長0.74.amのGa
Al!As系”l’導体レーザについて示したか、マウ
ントにより1/−ヂ素YVcかかる応力は発振波長が変
化しても変わらないので、Δ、発明1t2’、 G a
A I A s 系レーザについては一般的に01
1通用できる。寸だ、GaAl!As系以外の例えはI
nGaAsP 系のI/−ザ素子においても適用さJ
′1.る。さらに、本発明はレーザ素子とじ−トシンク
llA旧及びろう材との熱膨張係数が異なる場合の゛1
′ゾ↓体レーザ素子一般に広く応用可能である。
Al!As系”l’導体レーザについて示したか、マウ
ントにより1/−ヂ素YVcかかる応力は発振波長が変
化しても変わらないので、Δ、発明1t2’、 G a
A I A s 系レーザについては一般的に01
1通用できる。寸だ、GaAl!As系以外の例えはI
nGaAsP 系のI/−ザ素子においても適用さJ
′1.る。さらに、本発明はレーザ素子とじ−トシンク
llA旧及びろう材との熱膨張係数が異なる場合の゛1
′ゾ↓体レーザ素子一般に広く応用可能である。
以」二詳説した如く、本発明は半導体レーザ放射装置に
於ける活性層の介設イ装置を制御することにより、活性
層に導入される歪を抑制し、fiI)作ノf・命を改善
したものであり、可視光レーザ素子に対してその効果は
頭上である。
於ける活性層の介設イ装置を制御することにより、活性
層に導入される歪を抑制し、fiI)作ノf・命を改善
したものであり、可視光レーザ素子に対してその効果は
頭上である。
第1図はダブルへテロ構造半導体レーザの基本的な断面
構成図である。 第2図は第1図に示す半導体レーザに於いて、活性層の
Al混晶比を変化させた時の、活性層(てかかる応力の
変化を示す説明図である。 第3図はレーザ素子のマウント時の構成を示す説明図で
ある。 @4図は本発明の一実施例を示す半導体レーザの1祈面
構成図である。 第5図は従来の!1′導体レーザと本発明の一実施例の
半導体レーザを50”Cに於いて5mW一定出力で駆動
試験1.た場合の劣化速度の比較を示す説明図である。 1・・・GaAs基板、 2・・・クラッド層、
3 活性層、 4・・クラッド層、 5・・G a
A sキャップレーザ素子、 9・・・電流制限層
、 1o・・・電流通路。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)ョ古、1y
6AIンル晶比:X 第4図 第5図 第2図
構成図である。 第2図は第1図に示す半導体レーザに於いて、活性層の
Al混晶比を変化させた時の、活性層(てかかる応力の
変化を示す説明図である。 第3図はレーザ素子のマウント時の構成を示す説明図で
ある。 @4図は本発明の一実施例を示す半導体レーザの1祈面
構成図である。 第5図は従来の!1′導体レーザと本発明の一実施例の
半導体レーザを50”Cに於いて5mW一定出力で駆動
試験1.た場合の劣化速度の比較を示す説明図である。 1・・・GaAs基板、 2・・・クラッド層、
3 活性層、 4・・クラッド層、 5・・G a
A sキャップレーザ素子、 9・・・電流制限層
、 1o・・・電流通路。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)ョ古、1y
6AIンル晶比:X 第4図 第5図 第2図
Claims (1)
- 1、活性領域を半導体レーザのマウント面およびこれに
対向する面のいずれの面からも10 /i11’1以上
の圧部をおいて形成したことを特徴とする半導体レーザ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11446582A JPS594191A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11446582A JPS594191A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594191A true JPS594191A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14638413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11446582A Pending JPS594191A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594191A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61121977U (ja) * | 1985-01-16 | 1986-08-01 |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP11446582A patent/JPS594191A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61121977U (ja) * | 1985-01-16 | 1986-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7554127B2 (en) | Semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same | |
| WO2003085790A1 (fr) | Dispositif laser a semi-conducteur | |
| JPH1140847A (ja) | 窒化ガリウム系半導体素子およびその製造方法 | |
| JP7296934B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子及び照明光源モジュール | |
| KR20110015522A (ko) | AlxGa(1-x)As기판, 적외 LED용 에피택셜 웨이퍼, 적외 LED, AlxGa(1-x)As 기판의 제조 방법, 적외 LED용 에피택셜 웨이퍼의 제조 방법 및 적외 LED의 제조 방법 | |
| KR950007490B1 (ko) | 반도체 레이저 | |
| Endo et al. | Rapid degradation of InGaAsP/InP double heterostructure lasers due to< 110> dark line defect formation | |
| JPH04213878A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0722696A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS594191A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JP4565350B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH09199783A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPS6359278B2 (ja) | ||
| KR970005168B1 (ko) | 청색 반도체 레이저 다이오드 | |
| US5663974A (en) | Semiconductor laser | |
| JP2001185815A (ja) | 半導体光素子 | |
| JP3187279B2 (ja) | 赤外発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| JPS6031288A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JP2000277862A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JPS60130878A (ja) | 超格子半導体レ−ザ | |
| JPH0416033B2 (ja) | ||
| JPH07321409A (ja) | 半導体レーザー素子 | |
| JP2003124569A (ja) | 端面窓型半導体レーザ装置 | |
| JPH04372188A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3326833B2 (ja) | 半導体レーザー及び発光ダイオード |