JPS5961983A - 半導体レ−ザ− - Google Patents

半導体レ−ザ−

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JPS5961983A
JPS5961983A JP17221482A JP17221482A JPS5961983A JP S5961983 A JPS5961983 A JP S5961983A JP 17221482 A JP17221482 A JP 17221482A JP 17221482 A JP17221482 A JP 17221482A JP S5961983 A JPS5961983 A JP S5961983A
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JP
Japan
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layer
proton
active layer
epitaxially grown
semiconductor laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP17221482A
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English (en)
Inventor
Osamu Matsuda
修 松田
Kunio Kaneko
金子 邦雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5961983A publication Critical patent/JPS5961983A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/2054Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2059Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
    • H01S5/2063Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by particle bombardment

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば光学式ビデオディスク、デジタルオー
ディオディスク等の記録、再生装置において、その記録
、或いは読出しの光源とし゛C好適な半導体レーザーに
係る。
背景技術とその問題点 従来一般の半導体レーザーはそのキャリア及び光の閉し
込機構によって屈折率ガイド(・インテ・ノクスガイド
)型と利得ガイド (ゲインガイド)型に大別される。
屈折率ガイド型の半導体レーザーの例としては、例えば
第1図或いは第2図に示すように例えはN型のGaAs
基扱(基板が設AJられ、その−主If+iに一方向に
伸びるノ、ドライブ状の凹部(2)、或いは凸部(3)
が予め設げられ、この凹ffB (21、或いは凸部(
3)上を含んで基板(1)上に、例えばN型の/llx
 Ga1−x I’lsより成る第1のクラッド層(4
)と、更にこれの、ににP架着しくはN型の例えばGa
Asより成る活性層(5)と、更にこれの上にP型の 
AIX Ga、−z Asより)収る第2のクラッドJ
−F+31と、更にこれの上に電極のオーミック接続に
(j(するP型のキャップ旧(7)が夫々連続エピタキ
シャルによっ゛ζ形成されて成る。第1及び第2のクラ
ッド1硝(4)及び(6)は、゛活性層(5)よりその
禁止帯幅が大に選定されることによっ゛ζ活性r@(5
)と第1及び第2のクラッド層(4)及び(6)間には
へテロ接合が形成され、且つ基板fllの凹部(2)或
いは凸部(3)の存在によって一方向に相対向しζ伸び
るストライプ状の発光領域f81がその屈曲部間に形成
される。すなわらごの屈曲部によって屈折率差による光
の閉込めがなされる。
一方、利(Mガイド型半導体レーザーは、例えば第3図
に示すような平坦面を有する基板fil上に、前述した
と同様の第1のクラッド層(4)、活性層(5)、第2
のクラッド層(6)、キャップ層(7)を順次エビクキ
シャル成長し、キャンプ層(7)の上方より例えばプロ
トンの打込を選択的になして高抵抗化された層(9)を
形成し、この高抵抗層(9)によってストライプ状の電
流通路00)を形成して電流集中を行わしめζごの電流
集中によっ゛C活性層(5)にストライプ状に限定的に
発光領域が生じるようにするものである。因みに、この
場合の高抵抗層(9)の深さは、活性層との距離1μm
以上の間隔とされている。
−上述した屈折率ガイド型の半導体レーザーと利得ガイ
ド型半導体レーザーは、夫々利点を有場る反面、夫々欠
点を有する。ずなわぢ屈折率ガイド型によるものにおい
°ζは、その縦で一ドが単一モードであるためコヒーレ
ント長が長いために戻り光に敏感で例えば光学式ビデオ
ディ°スク等においてのその書込み、或いは読出し用光
源として用G)だ場合に戻り光によるノイズに弱いとい
う欠点がある。しかしながら反面いわゆるビームウェス
ト位置(beam waisL position )
が発光領域の光端部近傍に存するために実際の使用に当
たってその焦点位置の設定がし易いという利点を有する
。更にまた接合に平行方向に関する断面におりる遠距離
像いわゆるファーフィールドパターン(farfiel
d patiern )が左右対称的であ−、て同様に
例えば実際の使用における書込み光或いは読出し光とし
て歪の小さいスポット形状を得易いという利点がある。
これに比し利得ガイド型半導体レーザーにおいCはビー
ムウェスト位置が発光領域の先端面より内側20μm程
度のとごろに存在してしまい、更にまたファーフィール
ドパターンが左右非対称であるために非点収差が人でス
ボ・ノド歪が比鮫的大きくなるという欠点がある。しか
しながらこの利得ガイド型半導体レーザーにおいては、
その縦モードがマルチモードであって前述した戻り光に
よるノイズに強いという利点を有する。
上述したように屈折率ガイド型半導体レーザーと利?、
!IガイF型半導体レーザーはいずれも長短所をイ1す
るものであるが、利得ガイド型半導体レーザーのうぢで
も横モードの安定性のよいいわゆる狭ストライブ型のレ
ーザーは、上述したプし1トン注入型によらない例えば
電極ストライプ型のものにおいても、そのストライプの
幅が5メtm前後のものでビームウェストの差すなわち
収差臣が20〜30pm程度である。ところがこのよう
な非点収差の存在は、情報読取りや記録用の光源として
用いた場合、その光学系に依存するもののビームを小さ
なスボソ]・に絞り込むごとが前述したように困難にな
る。このビームの非点収差は、通電レンスに波面収差が
あることを名産すると15μm以トにすることが装置か
らの要請となる。
発明の目的 本発明は上述した利得ガイド型構成の特徴を4計かし、
且つ非点収差量が小さい半導体レーザーを提供せんとす
るものである。
発明の概要 本発明においてはプロトン注入型の狭ストライブ構造を
とるも特にそのプロトン注入領域の深さと活性層との関
係を特定するとき、L−ムラコーストの差すなわち非点
収差量を小さくすることかできることを見出し、これに
基いて構成された半導体レーザーを提供するものである
すなわち本発明においCは、第1のクラッド層内と乱性
層と第2のクラッド層とが積層された構成を採り、プロ
トン注入領域によっCその両側が挾まれた5μm以1〜
の幅を有するス1−ライブ領域を表面側から形成するも
のであるが、このときそのプロトン注入領域の注入先端
面ずなわlう底面が表面側の第2のクラッド層内に存し
はつこの先端面と活性層からの距離が0.2〜0.5μ
mとなるように設定する。
実施例 第4図を参照し′ζ本発明による半/lI体レーザーの
一例を説明するに、第1導電型例えばN型のGaAs基
扱(基板)を設り、これの」二にこれと同導電型の例え
ばN型の^LX Ga1−XAsよりなるノN・ノファ
j餌を兼ねる第1のクラッド層(12)をエピタキシャ
ル成長し、更にこれの上に第1導電型名しくは第2専電
型のGaAsよりなる7占竹[(13)をエピタキシャ
ル成長し、更にこれの上に第2導電型例えはP型の 八
IX Ga1.xAsよりなる第2のクラット1t4(
14)をエピタキシャル成長し、史にこれの上にこれと
同導電型のGaAsのキ°ヤソブ層(15)をエピタキ
シャル成長する。そしてこの第2のクラッド層(14)
を有する側の表面、ずなわらキャップ層(15)の表面
より選択的にプロトンの注入を行って高低抗領域(16
)を形成する。このMJ批抗領域(16)は所要の幅W
をイ1するストライプ部を一方向に延ひ゛ζ形成するよ
うにその両側に形成され、その注入先端面(16a) 
 (底面)が第2のクラッドr@(14)中にあり且つ
活性層との距離Δhが0.2〜0.5μmとなるように
設定される。このプロトン注入領域(16)の選択的形
成は、例えば第4図に鎖線aをもっζ示ずように例えば
Auマスク等をキャンプ層(15)j−に被着し、これ
を通じ゛Cプロ1−ンの注入を行うことによっ”ζ形成
し?!lる。こ゛の場合、マスクaは幅Wに対応する幅
のストライブ状の肉117部とその両側に肉ン1す部と
をイ「しCなり、肉1シーfi(Jにおいてはプロトン
l1人を遮断し、肉ン1す部に才9い゛ζプロI・ン江
入がキャンプ層(15)及び第2のクラットIt’f(
14)に至る−に連した所要の深さをもっ′C形成でき
るようになされる。そし゛C図示しないかごのマスク層
aはプロトンの?」0人処理後において除去されるか或
いはされることなくこれを電極とし、基板(11)の裏
面にはまた他方の電極が被着される。
−に連の本発明構成による平導体レーザーによる場合、
通常のプロトン注入型のストライブ型半導体レーザーに
おけると同様にそのプ)」1〜ンl)大領域すなわち1
(11抵抗領域(16)によって規定された中央のスト
ライプ部に電流集中がなされることによってこのストラ
イプ部Fにおりる活性層(13)に電流の集中がなされ
“ζいわゆる利(+−Iガイド型構成が採られるもので
あるが、このような構成によるとき同時に非点収差♀を
小さくすることができることが確かめられた。第5図は
活性層(13)とプロトン?−に大領域(16)の先端
面との’、(1!1tlltΔhに対する非点収差9ず
なわちビームウェスト差Z(μm)との関係を測定した
結果を示したものでこれに示されるように距離Δhを0
.2〜0.5μmに選定するときは、その非点収差量を
15μm程度以下になし得ることが確かめられた。因み
にこの場合、ストライプの幅Wは5μmに選定した。
尚、通常のプロトン注入型のストライプ構造による半導
体レーザーは第3図で説明したように周知のものである
が、この場合プロトン注入領域と活性層(I3)との距
離Δhば、実際上一般にΔh>1μmに選定されている
。この場合においては、非点収差量は15μm以)に留
めt4Vなかったことば前述した通りである。そし°ζ
、こごにΔhが()、2μm未満であったり、活性層(
13)中に入り込んだり横切ったりする場合は、このプ
ロトン注入によって活性層(13)にダメージが与えら
れて特性劣化を来すことが確かめられた。
」二連したように本発明に46いてそのプロトン注入領
域(16)が活性IN(13)に達することなく且つそ
の間隔Δhを0.2〜0.511mに選定するものであ
り、このようにして非点収差量の低減化を図り得ること
を確認したものであるが、これはこのプロ[・ン注入領
域の存在によって結果的に屈折率ガイドの光導波が実効
的に生じるものと思われる。
この屈折率差の発生の成因はプロトン注入損傷による極
小的ストレスによって実質的に屈折率差が誘致されるこ
とによるか、或いはプロ1−ン注入によるクラッド層中
のへl原子をいわゆるノックオンして活性層(13)の
両側に八1組成比の+l’Jiいすなわら屈折率の低い
領域を形成するものによるか、或いはプロトン注入によ
る欠陥が活性)響の両側に入ることで非発光中心の分布
が発生し、この損失による誘電率の変化が実効的屈折率
の差を生しさせるためによるものであるなどと考えられ
る。
また、第6図はプロトン注入領域(16)と活性IN(
13)との距離Δhを(1,4メzmとしたときのスト
ライプ幅と収差量との関係を測定した結果を示す。
発明の効果 本発明においては、プしzトン注入による狭ストライプ
型構造による利iqガイ1′型構成を採−7たごとに、
上ってマルナ′e−ト”化されるごとによ、っ°(自己
の戻り光による光源ノイズの縮減化を図ることができる
と共に、屈折率型におけると同様に非点収差が小さく従
っ゛ζ各種装置の情報読取り、或いは記録用光卸としζ
用いた場合等におい゛(そのヒームスポットの絞り込め
のため光学的機構が簡易化され、ビームスボッ1−歪の
小さいスポットが得られるなどの多(の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は従来の半導体レーザーの各側の拡
大路線的断面図、第4図は本発明による半導体レーザー
の一例の拡大1lla線的断面図、第5図はそのブII
I +・ンメL人領域と活性層とのt?lj Mltと
非点収差量との関係の測定結果を示す図、第6し1はス
1ライプ幅と非点収差量との関係の測定結果を示す図で
ある。 (II)は基板、(12)は第1のクラッド1て→、(
13)は活性層、(14)は第2の°クラッド層、(1
5)はキャップ層、(16)、はプロトン21g人領域
である。 第1図 φ 第2図 第4図。 DISTANCE 、6h  (pm)手続補正書 1.事件の表示 昭和57年特許願第172214  号2、発明の名称
  半導体レーザー 3、補正をする者 事件との関係 ・ 特許出願人 住所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名称(2+
8)  ソニー株式会社 代表取締役 大 賀 典 雄 特許請求の範囲 第1のクラッド層と活性層と第2のクラッド層とが71
1ff1次積層され、5μm bJ下の幅とされるスト
ライプ領域を除いて表面側からプロトンが注入され、該
プロトン注入領域の先端面が上記第2のクラッド層内に
あり、該プロトン注入領域の先端面の上記活性層からの
距離が0.2〜05μmとされ、光導波が実効的に利得
ガイド型に屈折率ガイド型の効果を示す半導体レーザー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1のクラッド層と活性層と第2のクラ・7F層とが順
    次積1@され、5μmμmトートとされるストライブ領
    域を除い゛ζ表面側からプロトンが注入され、該プロト
    ン?−IE人領域の先端面が」二記第2のクラット層内
    にあり、該プロトン注入領域の先端面の註記活性1Mか
    らの!Ii離が0.2〜0.5μmとされ、光導波が実
    効的に屈折率ガイド型とされる半導体レーザー。
JP17221482A 1982-09-30 1982-09-30 半導体レ−ザ− Pending JPS5961983A (ja)

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