JPS5948973A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS5948973A JPS5948973A JP15923882A JP15923882A JPS5948973A JP S5948973 A JPS5948973 A JP S5948973A JP 15923882 A JP15923882 A JP 15923882A JP 15923882 A JP15923882 A JP 15923882A JP S5948973 A JPS5948973 A JP S5948973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- laser
- shallow
- light
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 33
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 19
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 244000175448 Citrus madurensis Species 0.000 description 1
- 235000017317 Fortunella Nutrition 0.000 description 1
- 241000406668 Loxodonta cyclotis Species 0.000 description 1
- 101100063405 Mus musculus Dhx30 gene Proteins 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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、特に大光出力半導Ｃトレ
□−ザに関するものである。
□−ザに関するものである。
最近、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ等の結晶材料を１月いた
可視光半導体レーザは、低閾値で高効率の室温部絖発振
全行う事ができるのでプ七方式のディジタル・オーディ
オ・ディスク（ｉ）ＡＤ）用光餘として最・題であフ実
用化されつつある。この可視光半棉体レーザは光プリン
タ等の光１・きこみ用光源としての需賛も高まシ、この
安来ケみた′ｔ′ため大光ＩＪ」力発振に耐える可視光
半導体レーザの゛１１ノ１元開−Ｉらが進められている
。
可視光半導体レーザは、低閾値で高効率の室温部絖発振
全行う事ができるのでプ七方式のディジタル・オーディ
オ・ディスク（ｉ）ＡＤ）用光餘として最・題であフ実
用化されつつある。この可視光半棉体レーザは光プリン
タ等の光１・きこみ用光源としての需賛も高まシ、この
安来ケみた′ｔ′ため大光ＩＪ」力発振に耐える可視光
半導体レーザの゛１１ノ１元開−Ｉらが進められている
。
従来のストライプ幅１０〜２０μｍのＡｌＧａＡｓ／Ｇ
ａ Ａｓ 半導体レーザは、室温連続発振（ＣＷ）光
出力ＩＱｍＷ、 パルス動イ乍（１００ｎｓ幅）光出力
１００ｍＷ程度が動作限界であり、これ以上の光出力を
放出すると容易に反射面が破壊される功、象がある。こ
の現象は古くから光学１員傷として９、ＩＩられて〉り
、このＣＷ動作の限界光出力へ・Ｇ度は１へへ〜７ｃ＋
ｎ２前後である。また、従来大プし出カケ・ｆ揶るため
に。
ａ Ａｓ 半導体レーザは、室温連続発振（ＣＷ）光
出力ＩＱｍＷ、 パルス動イ乍（１００ｎｓ幅）光出力
１００ｍＷ程度が動作限界であり、これ以上の光出力を
放出すると容易に反射面が破壊される功、象がある。こ
の現象は古くから光学１員傷として９、ＩＩられて〉り
、このＣＷ動作の限界光出力へ・Ｇ度は１へへ〜７ｃ＋
ｎ２前後である。また、従来大プし出カケ・ｆ揶るため
に。
反射面での光出力密度を下げる試みとして、ストライプ
幅の拡大、活性層厚の拡大、二ｉｆダブルへテロ構造等
が報告されている。これらの試みにおいては、閾値電流
密度の増加金伴い室温連続発振を困難にさせていた。ま
た、大光出力動作Ｏτすると、たとえストライプ幅が挾
くても！！＋Ｉ′ｉ］辰ｊ１０域が拡がり水平横モード
（活性層に平行な方向のモード）は禮雑な多モードと化
し、このため大光出力半＃ト体レーザの用途は障害物検
知等に限られレーザプリンタ等の新しい用途は実現され
ていなかツ７’ｎ。
幅の拡大、活性層厚の拡大、二ｉｆダブルへテロ構造等
が報告されている。これらの試みにおいては、閾値電流
密度の増加金伴い室温連続発振を困難にさせていた。ま
た、大光出力動作Ｏτすると、たとえストライプ幅が挾
くても！！＋Ｉ′ｉ］辰ｊ１０域が拡がり水平横モード
（活性層に平行な方向のモード）は禮雑な多モードと化
し、このため大光出力半＃ト体レーザの用途は障害物検
知等に限られレーザプリンタ等の新しい用途は実現され
ていなかツ７’ｎ。
これに対し多数のレーザ光源をアレイ状ＴｌＣｆ１らべ
て同時に発振させ全体として大光出力４へ撮をさせる事
も試みられているが、全体の光出力を上昇しようとする
と個々のレーザ反射面に光学損傷を生じるのでＣＷ動作
の限界は一個のレーザのＣＷ動作の限界光出力密度によ
って制限され、全体の光出力の上限は限界光出力密度に
レーザ光源の数をかけた値にしかならなかった。通常の
基本横モード発振をするレーザの信頼性を保障できる光
出力の値は数ｍＷ程度であるので、数十ｍＷ以上の大光
出力を得るには多数のレーザ光源、金柑いる必要があシ
、この多数のレーザ＠娠光Ｖネ全用いる一喝合、各々の
レーザ光源の位置が異なっているためこれらのレーザ発
振光を集光するには伏〃イトな一、ＩＣ，学系の組合せ
が必要となり実用性の上で多くの問題があった。
て同時に発振させ全体として大光出力４へ撮をさせる事
も試みられているが、全体の光出力を上昇しようとする
と個々のレーザ反射面に光学損傷を生じるのでＣＷ動作
の限界は一個のレーザのＣＷ動作の限界光出力密度によ
って制限され、全体の光出力の上限は限界光出力密度に
レーザ光源の数をかけた値にしかならなかった。通常の
基本横モード発振をするレーザの信頼性を保障できる光
出力の値は数ｍＷ程度であるので、数十ｍＷ以上の大光
出力を得るには多数のレーザ光源、金柑いる必要があシ
、この多数のレーザ＠娠光Ｖネ全用いる一喝合、各々の
レーザ光源の位置が異なっているためこれらのレーザ発
振光を集光するには伏〃イトな一、ＩＣ，学系の組合せ
が必要となり実用性の上で多くの問題があった。
本発明の目的は、これらの欠廣ヲ除去シフ、洞々のレー
ザの光学損傷を生ずるレベルヲ数倍以上上昇させ、飛躍
的にＩＩＶＩい太光出力宅振を可能にし、レーザ発振光
の光ガイド機構により光学系との結合を比較的容易にす
ると共に一回成−［七で侍作でき再現性及び信頼性のす
ぐれた半導体レーザ欠４ｈ−供する事にある。
ザの光学損傷を生ずるレベルヲ数倍以上上昇させ、飛躍
的にＩＩＶＩい太光出力宅振を可能にし、レーザ発振光
の光ガイド機構により光学系との結合を比較的容易にす
ると共に一回成−［七で侍作でき再現性及び信頼性のす
ぐれた半導体レーザ欠４ｈ−供する事にある。
本発明の半導体レーザの構成は、共壁器の長さ方向の中
央部分に互いに平行な複数の浅い縫を有しその共振器の
山皮射面近傍には共柵器の険さ方向に対してこれら浅い
溝全全て含む広さで（仁い４’ｉ＋’ｊを有した半導体
基板と、この半導体、！Ｉ（＝板上に活性層とこの活１
生層より屈折率が小さいガイド層とこのガイド層よりも
］」折率が小さくこノア、ら活性層′１・・よびガイド
層を挾む第１及び第２のクラッド層とからなる多層構造
と全備え、前記すべての浅い蒋領域の活性層と深い溝領
域の活性層との間に段差が前記浅い溝領域にのみ電流注
入領域を設けた事を特徴とする。
央部分に互いに平行な複数の浅い縫を有しその共振器の
山皮射面近傍には共柵器の険さ方向に対してこれら浅い
溝全全て含む広さで（仁い４’ｉ＋’ｊを有した半導体
基板と、この半導体、！Ｉ（＝板上に活性層とこの活１
生層より屈折率が小さいガイド層とこのガイド層よりも
］」折率が小さくこノア、ら活性層′１・・よびガイド
層を挾む第１及び第２のクラッド層とからなる多層構造
と全備え、前記すべての浅い蒋領域の活性層と深い溝領
域の活性層との間に段差が前記浅い溝領域にのみ電流注
入領域を設けた事を特徴とする。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図、第３図、第
４図は第１図のＡ−Ａ’ 、 Ｂ−［３’およびｃ −
ｃ’の各断面図、第５図はこの実施列の製造途中の基板
の斜視図である。この実施例の製造方法は、まず第５図
に示すように、発振波長λ二０．７８μｍの光吸収層と
なる基板１０を形成する。
４図は第１図のＡ−Ａ’ 、 Ｂ−［３’およびｃ −
ｃ’の各断面図、第５図はこの実施列の製造途中の基板
の斜視図である。この実施例の製造方法は、まず第５図
に示すように、発振波長λ二０．７８μｍの光吸収層と
なる基板１０を形成する。
すなわち、’（１００）面金平面とするＰ形（ＪａＡｓ
基板１０上にマスクとなる５ｉＱ２膜をつけ、この５ｉ
０２膜に７オトレジスト法で（０１１）方向の中央方向
に幅２μｍのストライプ状の窓’Ｋ１−１０μｍ間隔に
３本（少くとも２本）あけ、Ｂｒ、とメチルアルコール
との混合溶液を用いてエツチングすると、平坦な面に対
して５４度４４分の（１１１） Ａ面を側斜面とするｖ
（、’４が形成される。このｙ６４は一旦形成されると
その後はエツチングされず１６１定され５ｉ０２膜にあ
けた窓 幅に対応して深さｌ、４７１ Ｉ’１１の深さ
で平行に形成される。ＳｉＯ２膜を除去した後、再び全
体に８ｉ０２膜をつけ（０１１，）方向の山皮射面近傍
に幅４０μｍのストライプ状の悪ヲあける。
基板１０上にマスクとなる５ｉＱ２膜をつけ、この５ｉ
０２膜に７オトレジスト法で（０１１）方向の中央方向
に幅２μｍのストライプ状の窓’Ｋ１−１０μｍ間隔に
３本（少くとも２本）あけ、Ｂｒ、とメチルアルコール
との混合溶液を用いてエツチングすると、平坦な面に対
して５４度４４分の（１１１） Ａ面を側斜面とするｖ
（、’４が形成される。このｙ６４は一旦形成されると
その後はエツチングされず１６１定され５ｉ０２膜にあ
けた窓 幅に対応して深さｌ、４７１ Ｉ’１１の深さ
で平行に形成される。ＳｉＯ２膜を除去した後、再び全
体に８ｉ０２膜をつけ（０１１，）方向の山皮射面近傍
に幅４０μｍのストライプ状の悪ヲあける。
この時共振器の長さの［：Ｕ １ ’１ ）方向におい
てＧＶ尚がストライプ幅内部にすべて含まれるようにす
る。
てＧＶ尚がストライプ幅内部にすべて含まれるようにす
る。
次にｎ３ｐｏ、 、 Ｉ−１□０． 、 （Ｊ１３（Ｊ
Ｈの１：１：３の混合溶液を用いて深さ２．５μｍエツ
チングしてＳ ｉ （Ｊ２１ｂｊ全除去すると、図に示
す’＋’ｊｆ：な内反射面近傍に幅が広く深い侍と中央
部分の３本の平行なり′責とが形成される。
Ｈの１：１：３の混合溶液を用いて深さ２．５μｍエツ
チングしてＳ ｉ （Ｊ２１ｂｊ全除去すると、図に示
す’＋’ｊｆ：な内反射面近傍に幅が広く深い侍と中央
部分の３本の平行なり′責とが形成される。
次に、ｐ形Ａ Ｉ ｏ、４ Ｇ ａ Ｏ，６八Ｓの第１
のクラッドｊ＠１１を中央部分の浅い溝の内部に埋めつ
くして溝外部の肩のＸＸ＋Ｓ分の長さが０．１μｍにな
るように成険させると、■溝内部の成長速度は溝外１■
≦の平担部より数倍以上速いので平担な成長表面がイ４
１られる。次いでアンドープＡＩ Ｇａ Ａｓ
清性層０．１５ ０．８５ １２’に０．０８μｍ成長さぜる。この時雨反射面近傍
の深い溝の内部にはｐ形りラッド層１１、活性ハ・、・
１２が成長され、この活性層の成長表面の位置は深さ０
．５ ｔｉ ｍになる。次にｎ形Ａ ］ ０．２７ Ｇ
ａ ｏ、 ７３Ａ Ｓガイド層１３ ｋ １．０μｍ
、 ｎ形Ａｌ ｏ、、ｉ Ｇａ□、６ Ａｓ （第
２の）クラッド層１４を１．５μｍ１ｐ形ＧａＡｓキャ
ッ：ｙ’ｔｍ １ｓ ｅ ０．５μｍ連続成長させる。
のクラッドｊ＠１１を中央部分の浅い溝の内部に埋めつ
くして溝外部の肩のＸＸ＋Ｓ分の長さが０．１μｍにな
るように成険させると、■溝内部の成長速度は溝外１■
≦の平担部より数倍以上速いので平担な成長表面がイ４
１られる。次いでアンドープＡＩ Ｇａ Ａｓ
清性層０．１５ ０．８５ １２’に０．０８μｍ成長さぜる。この時雨反射面近傍
の深い溝の内部にはｐ形りラッド層１１、活性ハ・、・
１２が成長され、この活性層の成長表面の位置は深さ０
．５ ｔｉ ｍになる。次にｎ形Ａ ］ ０．２７ Ｇ
ａ ｏ、 ７３Ａ Ｓガイド層１３ ｋ １．０μｍ
、 ｎ形Ａｌ ｏ、、ｉ Ｇａ□、６ Ａｓ （第
２の）クラッド層１４を１．５μｍ１ｐ形ＧａＡｓキャ
ッ：ｙ’ｔｍ １ｓ ｅ ０．５μｍ連続成長させる。
この時雨反射面近傍の深い溝はガイド層１３で叩めっく
され、側皮射面近傍のガイド層１３は中央１；ＩＳ分と
の境界において中央部分の■溝内に成長したクラッド層
の一部更に平坦部に成長した活性層１２．ガイド層１３
の一部に隣接する。
され、側皮射面近傍のガイド層１３は中央１；ＩＳ分と
の境界において中央部分の■溝内に成長したクラッド層
の一部更に平坦部に成長した活性層１２．ガイド層１３
の一部に隣接する。
次に成長表面に８ｉ０２膜１６をっけ中央部分Ｖ（、゛
４領域上のキャップ層１５に７オトレジストθＪで窓を
あけｎ形不純物ｓｖｎ形Ａ Ｉ Ｏ，４（ｉ ａ ｏ、
ａ Ａ Ｓ クラッド層１４の一部まで拡散フロントが
くるように拡散する（拡散領域１７）。その後成長表面
にｎ形オーミックコンタクト１８．基波側にｐ形オーミ
ックコンタクト１９を形成して午導体レーザを完成する
（第１図）。
４領域上のキャップ層１５に７オトレジストθＪで窓を
あけｎ形不純物ｓｖｎ形Ａ Ｉ Ｏ，４（ｉ ａ ｏ、
ａ Ａ Ｓ クラッド層１４の一部まで拡散フロントが
くるように拡散する（拡散領域１７）。その後成長表面
にｎ形オーミックコンタクト１８．基波側にｐ形オーミ
ックコンタクト１９を形成して午導体レーザを完成する
（第１図）。
本発明の構造によれば、浅い溝の領域において各浅い溝
部分の活性層１２から第１クラッド層１１側にしみ出た
光の一部が吸収層１０まで達し大きな損失を受けて損失
と利得とのステップを生じ、同時に各浅いＶ溝上の活性
層１２のｊ１ハ折率が高くなり正の実効的な屈折率差が
活性ノ曽１２内につけられ、これに基いて屈折率ガイデ
ィング機４１１ｙが谷浅い溝上に形成されて安定な基本
横モード発４ｆ４ ｋ各領域で行う。
部分の活性層１２から第１クラッド層１１側にしみ出た
光の一部が吸収層１０まで達し大きな損失を受けて損失
と利得とのステップを生じ、同時に各浅いＶ溝上の活性
層１２のｊ１ハ折率が高くなり正の実効的な屈折率差が
活性ノ曽１２内につけられ、これに基いて屈折率ガイデ
ィング機４１１ｙが谷浅い溝上に形成されて安定な基本
横モード発４ｆ４ ｋ各領域で行う。
本発明の構造は、浅い溝の領域では光の一部は活性層１
２から隣接したガイド１ｆ７１３にもしみ出てレーザ発
Ｗ’ｔ−し、この活性層１２からしみ出た光の一部は発
振波ＪＬに対してバンドギャップの広いガイド層を通る
ので吸収損失を受ける小なく透過する。一方、活性層１
２を通る光はこの活性層で吸収されると光学１１傷を引
きおこ一′ｆ′要因と外るが、発振光をガイド層にしみ
出させて泊憧鼎ぐ内の光の量を少くすることにより光学
損傷の生じるレベルを上昇させる事ができる。この構造
によれば、個々のレーザ発振領域の光学頂暢の生じるレ
ベルが上昇する事になるので、全党出力全大幅に上昇さ
せる事ができる。光のガイド層１３へのしみ出し量はガ
イド層の屈折率によって変化させる事ができるが、本構
造では吸収層１ｏへのしみ出しを考えてガイド層１３へ
のしみ出し量を調整し吸収層１０へのしみ出し効果を持
たせるようＫＶ溝外部平担部に成長した第１のクラッド
層１１の層厚を薄くしている。また、活性層１２は浅い
溝領域以外に側皮射面近傍の深い溝領域にも形成される
が、共振器の長さ方向の篩の深さの差による段差を生じ
、この段差が太きいために活性層１２がその部分でとぎ
れて成長する。なお、この活性層が深い溝と浅い解との
間でつながっていても、深い溝内部の活性層は非励起領
域となっており、浅い溝から深い溝の活性層内を通る光
は１０００ｍ−”から２００Ｃｍ−１にわたる吸収損失
をうけるので、レーザ発振の通路とはなら、ず、光の大
部分は浅い溝の各活性層及びガイド層から直進してレー
ザ発振を開始する。
２から隣接したガイド１ｆ７１３にもしみ出てレーザ発
Ｗ’ｔ−し、この活性層１２からしみ出た光の一部は発
振波ＪＬに対してバンドギャップの広いガイド層を通る
ので吸収損失を受ける小なく透過する。一方、活性層１
２を通る光はこの活性層で吸収されると光学１１傷を引
きおこ一′ｆ′要因と外るが、発振光をガイド層にしみ
出させて泊憧鼎ぐ内の光の量を少くすることにより光学
損傷の生じるレベルを上昇させる事ができる。この構造
によれば、個々のレーザ発振領域の光学頂暢の生じるレ
ベルが上昇する事になるので、全党出力全大幅に上昇さ
せる事ができる。光のガイド層１３へのしみ出し量はガ
イド層の屈折率によって変化させる事ができるが、本構
造では吸収層１ｏへのしみ出しを考えてガイド層１３へ
のしみ出し量を調整し吸収層１０へのしみ出し効果を持
たせるようＫＶ溝外部平担部に成長した第１のクラッド
層１１の層厚を薄くしている。また、活性層１２は浅い
溝領域以外に側皮射面近傍の深い溝領域にも形成される
が、共振器の長さ方向の篩の深さの差による段差を生じ
、この段差が太きいために活性層１２がその部分でとぎ
れて成長する。なお、この活性層が深い溝と浅い解との
間でつながっていても、深い溝内部の活性層は非励起領
域となっており、浅い溝から深い溝の活性層内を通る光
は１０００ｍ−”から２００Ｃｍ−１にわたる吸収損失
をうけるので、レーザ発振の通路とはなら、ず、光の大
部分は浅い溝の各活性層及びガイド層から直進してレー
ザ発振を開始する。
特に本構造では、活性領域となる浅い溝領域の活性層１
２は、その共振器長方向の側皮射面近傍の深い竹との境
界ではすべて深い溝領域のガイド層１３の一部に隣接し
、深い溝全体をうめたガイド層は活性層垂直方向におい
て浅い荷へ域の活性Ｎ１２とその上のガイド層１３の一
部にわたるｉ！口まで成長しており、この境界ではたが
いに隣接している。したがって、レーザ’ｋ Ｊｉｉｉ
光はその反射面となる側皮射面近傍で浅いｉ＃碩域のレ
ーザー１辰を行うすべての活性領域とそれに＠、接した
ガイド層の一部とがガイド層につながっているので、レ
ーザ発振光は側皮射面近傍ではガイド層内全直進する事
になる。この時ガイド層はレーザ軸振光に第１して透明
であり光の吸収損失は全く無視できる。
２は、その共振器長方向の側皮射面近傍の深い竹との境
界ではすべて深い溝領域のガイド層１３の一部に隣接し
、深い溝全体をうめたガイド層は活性層垂直方向におい
て浅い荷へ域の活性Ｎ１２とその上のガイド層１３の一
部にわたるｉ！口まで成長しており、この境界ではたが
いに隣接している。したがって、レーザ’ｋ Ｊｉｉｉ
光はその反射面となる側皮射面近傍で浅いｉ＃碩域のレ
ーザー１辰を行うすべての活性領域とそれに＠、接した
ガイド層の一部とがガイド層につながっているので、レ
ーザ発振光は側皮射面近傍ではガイド層内全直進する事
になる。この時ガイド層はレーザ軸振光に第１して透明
であり光の吸収損失は全く無視できる。
例えば、発振波長λ二０．７８μｍの場合にはエネルギ
ー差は１７ＱｍｅＶ以上となシ低閾値で発振する事がで
きる。
ー差は１７ＱｍｅＶ以上となシ低閾値で発振する事がで
きる。
本発明の構造では反射面近傍にブｒ−のガイド機１ｉｆ
の役割をするガイド層１３があり、光はこのガイド層内
に閉じこもって進行する。この」ｈ合、活性層とガイド
層の一部とが共振器長方向内反別面近傍でガイド層に接
しているので、光の閉じこめ効果が大きく光の大部分は
ガイド層内を直進する。
の役割をするガイド層１３があり、光はこのガイド層内
に閉じこもって進行する。この」ｈ合、活性層とガイド
層の一部とが共振器長方向内反別面近傍でガイド層に接
しているので、光の閉じこめ効果が大きく光の大部分は
ガイド層内を直進する。
すなわち、共振器中央部分の数本の浅い溝のレーザ共振
器からの各レーザ発振光は、内反射面近傍のガイド層内
を進行していく間に相互に重なり、反射面で反射されて
戻る間にもその光の−ｊｆｉ、なり合いは助フ、＜され
内反射ｌからガイド層全体が一つの光源に近い形でレー
ザ元金発振する状態に近づく。
器からの各レーザ発振光は、内反射面近傍のガイド層内
を進行していく間に相互に重なり、反射面で反射されて
戻る間にもその光の−ｊｆｉ、なり合いは助フ、＜され
内反射ｌからガイド層全体が一つの光源に近い形でレー
ザ元金発振する状態に近づく。
従って従来構造の如くそれぞれ独立に発１ｉｉするいく
つかのレーザ発振光を集光する為の複雑な光学系が不要
で比較的容易に光の東光ができ、したがって、光学系へ
のカップリング効率を著しく向上することができる。こ
の場合反射面近傍１１１１域を長くする根元の重ね合せ
の効果は増す。
つかのレーザ発振光を集光する為の複雑な光学系が不要
で比較的容易に光の東光ができ、したがって、光学系へ
のカップリング効率を著しく向上することができる。こ
の場合反射面近傍１１１１域を長くする根元の重ね合せ
の効果は増す。
また、従来の半導体レーザは、キャリア注入による励起
領域となる活性層端面が反射面として筋出して” Ｄ
、そこでは表面再結合が生じ空乏層化してバンドギャッ
プが縮少している（イフで、大光出力発振をさせるとこ
の縮少したバンドギャップにより光の吸収を生じ、そこ
が発熱して融点近くまで温度上昇しついには光学損傷を
生ずる。これに対して本発明の構造は、光の反射面とな
る両端面近傍では発振光はバンドギャップ差が１．７Ｑ
ｍｅＶ以上と広いガイド層を透過してくれ振するので、
反射面近傍での吸収はなく光学損傷を生じにくくなり反
射面破壊（ＣＤＤ）レベル全上昇でき太）を出力発振が
可能となる。
領域となる活性層端面が反射面として筋出して” Ｄ
、そこでは表面再結合が生じ空乏層化してバンドギャッ
プが縮少している（イフで、大光出力発振をさせるとこ
の縮少したバンドギャップにより光の吸収を生じ、そこ
が発熱して融点近くまで温度上昇しついには光学損傷を
生ずる。これに対して本発明の構造は、光の反射面とな
る両端面近傍では発振光はバンドギャップ差が１．７Ｑ
ｍｅＶ以上と広いガイド層を透過してくれ振するので、
反射面近傍での吸収はなく光学損傷を生じにくくなり反
射面破壊（ＣＤＤ）レベル全上昇でき太）を出力発振が
可能となる。
更に共振器の中央部分では光はガイド層（−シみ出てレ
ーザ発振するので、雑誌”ＩＩＣＥＥ Ｊｏｔ＋ｒ−ｍ
ａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ”１ＱＥ−１５巻７７５頁〜７８１頁にヨネズイｌ＋
２によって報告されているような大光出力発振によって
活性層内部に生じる破壊現象も抑える事ができ、レーザ
索子のブＣ出力レベルがはるかに＋ａ くなる。
ーザ発振するので、雑誌”ＩＩＣＥＥ Ｊｏｔ＋ｒ−ｍ
ａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ”１ＱＥ−１５巻７７５頁〜７８１頁にヨネズイｌ＋
２によって報告されているような大光出力発振によって
活性層内部に生じる破壊現象も抑える事ができ、レーザ
索子のブＣ出力レベルがはるかに＋ａ くなる。
また、従来の浅い溝が１つの場合の最大光出力は２０〜
３０ ｍＷ前後であるのに対し、本発明の構造はこの浅
い溝の数に対応した大光出力の′ｉ（１振をさせる事が
でき、溝数が３個の場合ｇ□＋ｎＷの発振が可能であり
、１００ｍＷ以上のつし出力全容部に得る事ができ、従
来のレーザアレイ疫どに比べて一桁以上の大電力が得ら
れる。したがって、ン“Ｃプ゛リンタの光書きこみ用光
源などに第１１用するｑｌができる。
３０ ｍＷ前後であるのに対し、本発明の構造はこの浅
い溝の数に対応した大光出力の′ｉ（１振をさせる事が
でき、溝数が３個の場合ｇ□＋ｎＷの発振が可能であり
、１００ｍＷ以上のつし出力全容部に得る事ができ、従
来のレーザアレイ疫どに比べて一桁以上の大電力が得ら
れる。したがって、ン“Ｃプ゛リンタの光書きこみ用光
源などに第１１用するｑｌができる。
さらに、本発明による半導体レーザは、励起領域が直接
反射面に露出している通常の半導体レーザにくらべて外
部との化学反応はおこジにくく反射面の光学反応による
劣化を阻止する事ができる。
反射面に露出している通常の半導体レーザにくらべて外
部との化学反応はおこジにくく反射面の光学反応による
劣化を阻止する事ができる。
また、本発明の構造は、溝全形成した光吸収５ｌｏ）上
に一回の連続成長で製作する事ができ、又溝の形成も比
較的簡単であるため、このレーザ製作を容易に再現性よ
くかつ高歩留夛に作る事ができる。
に一回の連続成長で製作する事ができ、又溝の形成も比
較的簡単であるため、このレーザ製作を容易に再現性よ
くかつ高歩留夛に作る事ができる。
なお、この実施例はＶ溝について説明したが、この溝の
形成は他の形状でもかまわない。この実施例は■溝が３
本の場合を示したが任意の数の励起領域を形成する事が
できる。また、この実施例はｐ形基板全用いて説明した
が、 ｐｎ’ｆｆｉ反転させてｎ形基板を用いて作製す
る事もできる。さらに、この実施例（１、へｌＧ’ａＡ
ｓ／ＧａＡｓダブルへテロｔｉｉ合情晶材料について説
明したが、この材料以外たとえば１ｎＧａＡｓＰ／Ｉｎ
ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ／１ｎＰ。
形成は他の形状でもかまわない。この実施例は■溝が３
本の場合を示したが任意の数の励起領域を形成する事が
できる。また、この実施例はｐ形基板全用いて説明した
が、 ｐｎ’ｆｆｉ反転させてｎ形基板を用いて作製す
る事もできる。さらに、この実施例（１、へｌＧ’ａＡ
ｓ／ＧａＡｓダブルへテロｔｉｉ合情晶材料について説
明したが、この材料以外たとえば１ｎＧａＡｓＰ／Ｉｎ
ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ／１ｎＰ。
ＡｌＧａＡｓ８ｂ／ＧａＡｓＳｂ ＩｎＧａＰ／Ａｌ
ＧａＰ等数多くの結晶材料に適用する事ができる。
ＧａＰ等数多くの結晶材料に適用する事ができる。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図、第３図、第
４図は第１図のＡ−Ａ’ 、 Ｂ−Ｂ’およ鴫びｃ −
ｃ’の各断面図、第５図はこの実施例の素子作製の過程
で１’−ＧａＡｓ基板上に溝をつけた斜視図である。図
において。 １０・・・・・・ｐ形ＧａＡｓ基板、１１・・・・・・
ｐ形ＡＩＱ、４Ｇａ□、６Ａ８クラッド層、１２・・・
・・・アンドープＡＩＱ、１５Ｇａｏ、Ｂ５Ａｓ活性層
、１３・・・・・・ｎ形成ｌ Ｏ，２７Ｇａ Ｏ，７３
ＡＳ力イト層、１４・・・・・・ｎ形Ａ Ｉ ０．４Ｇ
ａ Ｏ，６ＮＳクラッド層、１５・・・・・・ｐ形Ｇａ
ＡＳキャップ層、１６・・・・・・５ｉＱ２膜、１７・
・・・・・ｎ形不純物拡散領域、１８・・・・・・ｎ形
オーミックコンタクト、１９・・・・・・ｐ形オーミッ
クコンタクト、である。 −庁−λ目 拍３ 口 羊４図 第５ 閃
４図は第１図のＡ−Ａ’ 、 Ｂ−Ｂ’およ鴫びｃ −
ｃ’の各断面図、第５図はこの実施例の素子作製の過程
で１’−ＧａＡｓ基板上に溝をつけた斜視図である。図
において。 １０・・・・・・ｐ形ＧａＡｓ基板、１１・・・・・・
ｐ形ＡＩＱ、４Ｇａ□、６Ａ８クラッド層、１２・・・
・・・アンドープＡＩＱ、１５Ｇａｏ、Ｂ５Ａｓ活性層
、１３・・・・・・ｎ形成ｌ Ｏ，２７Ｇａ Ｏ，７３
ＡＳ力イト層、１４・・・・・・ｎ形Ａ Ｉ ０．４Ｇ
ａ Ｏ，６ＮＳクラッド層、１５・・・・・・ｐ形Ｇａ
ＡＳキャップ層、１６・・・・・・５ｉＱ２膜、１７・
・・・・・ｎ形不純物拡散領域、１８・・・・・・ｎ形
オーミックコンタクト、１９・・・・・・ｐ形オーミッ
クコンタクト、である。 −庁−λ目 拍３ 口 羊４図 第５ 閃
Claims (1)
- 共振器の長さ方向の中央部分に互いに平行な複数の浅い
溝を形成しその共振器の内反射面近傍には共振器の長さ
方向に対してこれら浅いｔ＋Ｑ ’ｆＣ全て含む広さの
幅で深い溝を形成した半導体基板と、この半導体基板上
に活性層とこの活性層より屈折率が小さいガイド層とこ
のガイド層、ｃりも屈折率が小さくこれら活性層および
ガイド層を挾む第１及び第２のクラッド層とからなる多
層構造とを備え、前記浅い溝領域上のすべての活性層と
深い溝領域における活性層との間に段差がありかつ、前
記浅い溝の領域にのみ電流注入領域ｆ−設りた事を特徴
とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15923882A JPS5948973A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15923882A JPS5948973A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5948973A true JPS5948973A (ja) | 1984-03-21 |
Family
ID=15689358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15923882A Pending JPS5948973A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948973A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59198787A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-11-10 | ゼロツクス・コ−ポレ−シヨン | 位相ロツク式窓レ−ザ |
| JPS6118187A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザアレイ装置 |
| JPH02281780A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザアレイ装置 |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP15923882A patent/JPS5948973A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59198787A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-11-10 | ゼロツクス・コ−ポレ−シヨン | 位相ロツク式窓レ−ザ |
| JPS6118187A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザアレイ装置 |
| JPH02281780A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザアレイ装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4633476A (en) | Semiconductor laser with internal reflectors and vertical output | |
| JPS6343908B2 (ja) | ||
| US6859478B2 (en) | Semiconductor light emitting device in which near-edge portion is filled with doped regrowth layer, and dopant to regrowth layer is diffused into near-edge region of active layer | |
| KR0141057B1 (ko) | 반도체 레이저 제조방법 | |
| JPH0474876B2 (ja) | ||
| JPH0671121B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0156547B2 (ja) | ||
| JPS6079791A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6018988A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS5968988A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS58197787A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6140077A (ja) | ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ埋め込み型面発光レーザ発振装置の製造方法 | |
| JPS58216488A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6390882A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS5963788A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6139758B2 (ja) | ||
| JPS59184585A (ja) | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ | |
| JPS6017979A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP2817174B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS60133780A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6355994A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS59149078A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH04370993A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS6022392A (ja) | 半導体レ−ザ及びその製造方法 | |
| JPS609187A (ja) | 半導体発光装置 |