JPS60196991A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS60196991A JPS60196991A JP59052383A JP5238384A JPS60196991A JP S60196991 A JPS60196991 A JP S60196991A JP 59052383 A JP59052383 A JP 59052383A JP 5238384 A JP5238384 A JP 5238384A JP S60196991 A JPS60196991 A JP S60196991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser device
- layer
- type
- substrate
- 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
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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
- H01S5/22—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
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
- 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
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、光通信、ディジタル・オーディオ・ディスク
、ビデオディスク等のコヒーレント光源をはじめ、各種
電子機器、光学機器の光源として近年急速に用途が拡大
し、需要の高まっている半導体レーザ装置に関するもの
である。
、ビデオディスク等のコヒーレント光源をはじめ、各種
電子機器、光学機器の光源として近年急速に用途が拡大
し、需要の高まっている半導体レーザ装置に関するもの
である。
（従来例の描成とその問題点）−
電子機器、光学機器のコヒーレント光源として半導体レ
ーザ装置に要求される重要な性能のｌっに、単一スポッ
トでの発振、すなわち単−横モード発振があげられる。
ーザ装置に要求される重要な性能のｌっに、単一スポッ
トでの発振、すなわち単−横モード発振があげられる。
これを実現するためには、半導体レーザ素子の活性領域
付近を流れる電流の拡がりを抑制し、かつ、光を閉じ込
める必要がある。このような半導体レーザ装置は、スト
ライプ型半導体レーザと一般には呼ばれている。
付近を流れる電流の拡がりを抑制し、かつ、光を閉じ込
める必要がある。このような半導体レーザ装置は、スト
ライプ型半導体レーザと一般には呼ばれている。
比較的簡単なストライプ化の方法としては、電流狭さく
だけによる方法がある。具体的には、プレーナ型半導体
レーザ素子に、プロトン照射を施したもの、Ｚｎ拡散を
施したもの、酸化膜などの絶縁膜を形成したものが挙げ
られる。これらの方法にはそれぞれ重大な欠点がある。
だけによる方法がある。具体的には、プレーナ型半導体
レーザ素子に、プロトン照射を施したもの、Ｚｎ拡散を
施したもの、酸化膜などの絶縁膜を形成したものが挙げ
られる。これらの方法にはそれぞれ重大な欠点がある。
プロトン照射を施すと、プロトン照射時に、半導体レー
ザ素子の各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザ
素子の特性を損うことがある。Ｚｎ拡散型の場合は、７
００℃〜８５０℃＃というような高温で行なうことが多
く、Ｚｎ等のドーパントの結晶中の移動が起こったり、
ｐ／ｎ接合を設計通り形成するのが鎧しいという問題が
ある。酸化膜などの絶縁膜による方法は、前記二つの方
法と比べ、作製された半導体し−ザ素子中での電流狭さ
くが弱いという欠点がある。さらに、以上述べた方法は
全て、結晶成長後に多くの工程を含むことになり工程が
複雑である。
ザ素子の各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザ
素子の特性を損うことがある。Ｚｎ拡散型の場合は、７
００℃〜８５０℃＃というような高温で行なうことが多
く、Ｚｎ等のドーパントの結晶中の移動が起こったり、
ｐ／ｎ接合を設計通り形成するのが鎧しいという問題が
ある。酸化膜などの絶縁膜による方法は、前記二つの方
法と比べ、作製された半導体し−ザ素子中での電流狭さ
くが弱いという欠点がある。さらに、以上述べた方法は
全て、結晶成長後に多くの工程を含むことになり工程が
複雑である。
（′Ｉ＠明の目的）
本発明は上記欠点に鑑み、−回の結晶成長だけで、各層
のキャリア濃度がよく制御され、界面が急しゅんな多層
構造と強い電流狭さく用ストライｔブ描造が容易に形成
できる構造を有する半導体レーザ装置を提供するもので
ある。
のキャリア濃度がよく制御され、界面が急しゅんな多層
構造と強い電流狭さく用ストライｔブ描造が容易に形成
できる構造を有する半導体レーザ装置を提供するもので
ある。
（発明の構成）
この目的を達成するために、本発明の半導体レーザ装置
は、凹凸部を有する導電性基板上に、前記凹凸部の高さ
よりも小さい膜厚で、前記基板とは逆の導電型を有する
薄膜層を持ち、この薄膜層上に二重へテロ構造を含む多
層薄膜が形成された構成となっている。この構成により
、前記凹凸部近傍で電流狭さくを行ない、−回の結晶成
長だけで内部に電流狭さくのストライプを形成し、単−
横モード発振、低しきい動作作の半導体レーザ装置を実
現することができる。
は、凹凸部を有する導電性基板上に、前記凹凸部の高さ
よりも小さい膜厚で、前記基板とは逆の導電型を有する
薄膜層を持ち、この薄膜層上に二重へテロ構造を含む多
層薄膜が形成された構成となっている。この構成により
、前記凹凸部近傍で電流狭さくを行ない、−回の結晶成
長だけで内部に電流狭さくのストライプを形成し、単−
横モード発振、低しきい動作作の半導体レーザ装置を実
現することができる。
（実施例の説明）
以下、実施例を図面とともに詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示したもので、導電性基
板としてｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１０を用いる。
板としてｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１０を用いる。
ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１０はキャリア濃度が〜１ｏ１
８ｃｍ−３程度で、その上にストライプ状で逆メサ形状
に溝を設ける。次にＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法
）により、この溝の深さよりは小さい膜厚でｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ層１１及び２０（キャリア濃度： Ｉ Ｘ １
０” ｃｍ−３程度）を形成する。この時、上記ｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ層１１及び２０は、第１図に示す部分にし
か成長しない。その後、上記ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１
及び２０上に、Ｇ ａ Ａ ｓ基板１０と同じ程度のキ
ャリア濃度をもつＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１２、ｐ型Ｇ
ａｌ−ｚ Ａ １２ｘＡ Ｓクラッド層１３、Ｇ ａ１
１’ＡＱｙＡｓ活性層１４（０≦ｙ＜ｘ）、ｎ型Ｇａ１
−Ｘ・Ａ Ｑｘ Ａ ｓクラ２１Ｍ１５、ｎｆｆＧａＡ
ｓ［１６を順次形成する。ＭＯＣＶＤ法による結晶成長
条件の一例を示すと、成長速度２μｍ／時、成長温度７
７０℃、全ガス流量５Ω／分、■族元素に対する■族元
素のモル比は４０である。
８ｃｍ−３程度で、その上にストライプ状で逆メサ形状
に溝を設ける。次にＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法
）により、この溝の深さよりは小さい膜厚でｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ層１１及び２０（キャリア濃度： Ｉ Ｘ １
０” ｃｍ−３程度）を形成する。この時、上記ｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ層１１及び２０は、第１図に示す部分にし
か成長しない。その後、上記ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１
及び２０上に、Ｇ ａ Ａ ｓ基板１０と同じ程度のキ
ャリア濃度をもつＰ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１２、ｐ型Ｇ
ａｌ−ｚ Ａ １２ｘＡ Ｓクラッド層１３、Ｇ ａ１
１’ＡＱｙＡｓ活性層１４（０≦ｙ＜ｘ）、ｎ型Ｇａ１
−Ｘ・Ａ Ｑｘ Ａ ｓクラ２１Ｍ１５、ｎｆｆＧａＡ
ｓ［１６を順次形成する。ＭＯＣＶＤ法による結晶成長
条件の一例を示すと、成長速度２μｍ／時、成長温度７
７０℃、全ガス流量５Ω／分、■族元素に対する■族元
素のモル比は４０である。
この構造のものに電極を形成して電流を流すと、電流は
溝形成部の上部付近にだけ流れ、電流狭さくを実現する
。これは、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１が、基板ｌＯとｐ
／ ｎ接合を形成するためで、上記ｎ型ＧａＡｓ層１
１には電流が流れない。この結果、低しきい値で単−横
モード発振する半導体レーザ装置が得られた。しきい値
組流が最も低くなったのは、同一ウェハのチップの平均
で３０ｍ Ａ程度で、この時の溝幅の値は３〜１０μｍ
、溝の深さは１〜２μ川、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１．
２０の膜厚は０．８−１．２７ｚｍであった。
溝形成部の上部付近にだけ流れ、電流狭さくを実現する
。これは、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１が、基板ｌＯとｐ
／ ｎ接合を形成するためで、上記ｎ型ＧａＡｓ層１
１には電流が流れない。この結果、低しきい値で単−横
モード発振する半導体レーザ装置が得られた。しきい値
組流が最も低くなったのは、同一ウェハのチップの平均
で３０ｍ Ａ程度で、この時の溝幅の値は３〜１０μｍ
、溝の深さは１〜２μ川、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１．
２０の膜厚は０．８−１．２７ｚｍであった。
本発明の他の実施例として、第２図のように、導電性基
板上に凸部を形成して、同様に半導体レーザ装置を作製
したところ、第１図のものと同様の結果が得られた。
板上に凸部を形成して、同様に半導体レーザ装置を作製
したところ、第１図のものと同様の結果が得られた。
なお、本実施例では、Ｇ ａ Ａ ｓ系、ＧａＡＱＡｓ
系半導体レーザ装置について述べたが、ＩｎＰ系や他の
多元混晶系を含む化合物半導体を材料とする半導体レー
ザ装置についても、同様に本発明を適用することは可能
である。さらに、導電性基板にｎ型基板を用いても、ま
た結晶成長を行なうのに、他の物質供給律速の結晶成長
法、例えばＭＢＥ法を用いてもよい。
系半導体レーザ装置について述べたが、ＩｎＰ系や他の
多元混晶系を含む化合物半導体を材料とする半導体レー
ザ装置についても、同様に本発明を適用することは可能
である。さらに、導電性基板にｎ型基板を用いても、ま
た結晶成長を行なうのに、他の物質供給律速の結晶成長
法、例えばＭＢＥ法を用いてもよい。
（発明の効果）
本発明の半導体レーザ装置は、低しきい値で単−横モー
ド発振する半導体レーザ装置を１回の結晶成長で実現で
きる構造を有するものであり、その実用的効果は著しい
。
ド発振する半導体レーザ装置を１回の結晶成長で実現で
きる構造を有するものであり、その実用的効果は著しい
。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例の断面図、第２図は、本発
明の他の実施例の断面図である。 ｉｏ ・ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、１１− ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ層、１２・・・ ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、１３
・・・ Ｐ型クラッド層、１４・・・活性層、１５・・
・ｎ型クラッド層、１６− ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、２
０− ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層。 特許出願人 松下電器産業株式会社 第１図 第２図
明の他の実施例の断面図である。 ｉｏ ・ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、１１− ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ層、１２・・・ ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、１３
・・・ Ｐ型クラッド層、１４・・・活性層、１５・・
・ｎ型クラッド層、１６− ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、２
０− ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層。 特許出願人 松下電器産業株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- 凹部または凸部を有する導電性基板上に、前記四部また
は凸部の高さよりも小さい膜厚で、前記基板とは逆の導
電型を有する薄膜層が形成され、前記薄膜層上に二重へ
テロ棉造を含む多層簿膜が形成されてなることを特徴と
する半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59052383A JPS60196991A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59052383A JPS60196991A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60196991A true JPS60196991A (ja) | 1985-10-05 |
Family
ID=12913280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59052383A Pending JPS60196991A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60196991A (ja) |
-
1984
- 1984-03-21 JP JP59052383A patent/JPS60196991A/ja active Pending
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