JPS6040719B2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6040719B2 JPS6040719B2 JP54038774A JP3877479A JPS6040719B2 JP S6040719 B2 JPS6040719 B2 JP S6040719B2 JP 54038774 A JP54038774 A JP 54038774A JP 3877479 A JP3877479 A JP 3877479A JP S6040719 B2 JPS6040719 B2 JP S6040719B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- substrate
- active layer
- semiconductor laser
- 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.)
- Expired
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
- H01S5/22—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
- H01S5/2238—Buried stripe structure with a terraced structure
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ装置製造に関するものである。
安定な基本横モードで動作する半導体レーザの構造や作
製方法についてこれまでに様々な提案がなされている。
製方法についてこれまでに様々な提案がなされている。
発振横モードの安定化は活性層の接合面方向に実効屈折
率変化を設け、屈折率の高い部分に発振横モードを閉じ
込めることによって実現される。本発明者らは機モード
の安定化を図った新規な構造の半導体レーザ装置を特顔
昭５３一１５６６２１号明細書で既に提案した。
率変化を設け、屈折率の高い部分に発振横モードを閉じ
込めることによって実現される。本発明者らは機モード
の安定化を図った新規な構造の半導体レーザ装置を特顔
昭５３一１５６６２１号明細書で既に提案した。
これは、第１図に示すように段差を付けた基板上に活性
層を含む多層結晶成長を行なって構成される。その作製
方法は基板１表面に階段状の段差を設け、その上に第１
層クラッド層２，第２届活性層３，第３層クラッド層４
，第４層オーミック電極形成届５を連続成長する。この
時、第１層クラッド層は段差部以外の平坦部で活性層内
での光が基板に十分漏れ出る程度に薄く成長する段差部
では逆に活性層内の光が基板に漏れ出ないように十分ク
ラッド層２を厚く成長する。第２層活性層３は段差部で
２つの折れ曲がりを有し、その部分の膜厚は平坦部より
厚くなっている。このため活性層はリブ型光導波路の構
造を有することになり、光は２つの折れ曲がり間に閉じ
込められるように狭くすることにより単一スポット状発
振が実現される。成長結晶表面上に絶縁膜６を付け段差
部直上部に電流注入用にストライプ状の窓あげを行ない
オーミック蝿極７を形成する。引続き基板側にもオーミ
ック電極８を作製して完成する。このレーザーにおいて
は活性層が段差部で２つの折れ曲がりを有し、折れ曲が
り間の活性層の膜厚を両外側の濃厚より厚くすることに
より実効屈折率変化をもたせている。活性層の膜厚の変
化は、第１層クラッド層の厚さを通常の厚さにすれば得
られるが、比較的薄い方が良い。このため活性層の折れ
曲がりの曲率を小さくし、活性層内の実効屈折率変化を
急峻につけることが発振横モ−ドの安定化に一層重要で
ある。第１図に示す構造では、段差上側Ｐでは段差の角
により活性層に小さい曲率をもった折れ曲がりを付ける
ことができるが、これに比べ段差下側Ｑ平坦部では折れ
曲がりの曲率は大きくなる。このため注入電流の増加に
より発振機モードが不安定になる。本発明は段差下側平
坦部での活性層の折れ曲がりの曲率を小さくし再現性よ
く安定な穣モード発振を実現することを目的とし、基板
表面に２段の段差を設け、その上に活性層を含む層を作
製したレーザとその製造方に関するものである。
層を含む多層結晶成長を行なって構成される。その作製
方法は基板１表面に階段状の段差を設け、その上に第１
層クラッド層２，第２届活性層３，第３層クラッド層４
，第４層オーミック電極形成届５を連続成長する。この
時、第１層クラッド層は段差部以外の平坦部で活性層内
での光が基板に十分漏れ出る程度に薄く成長する段差部
では逆に活性層内の光が基板に漏れ出ないように十分ク
ラッド層２を厚く成長する。第２層活性層３は段差部で
２つの折れ曲がりを有し、その部分の膜厚は平坦部より
厚くなっている。このため活性層はリブ型光導波路の構
造を有することになり、光は２つの折れ曲がり間に閉じ
込められるように狭くすることにより単一スポット状発
振が実現される。成長結晶表面上に絶縁膜６を付け段差
部直上部に電流注入用にストライプ状の窓あげを行ない
オーミック蝿極７を形成する。引続き基板側にもオーミ
ック電極８を作製して完成する。このレーザーにおいて
は活性層が段差部で２つの折れ曲がりを有し、折れ曲が
り間の活性層の膜厚を両外側の濃厚より厚くすることに
より実効屈折率変化をもたせている。活性層の膜厚の変
化は、第１層クラッド層の厚さを通常の厚さにすれば得
られるが、比較的薄い方が良い。このため活性層の折れ
曲がりの曲率を小さくし、活性層内の実効屈折率変化を
急峻につけることが発振横モ−ドの安定化に一層重要で
ある。第１図に示す構造では、段差上側Ｐでは段差の角
により活性層に小さい曲率をもった折れ曲がりを付ける
ことができるが、これに比べ段差下側Ｑ平坦部では折れ
曲がりの曲率は大きくなる。このため注入電流の増加に
より発振機モードが不安定になる。本発明は段差下側平
坦部での活性層の折れ曲がりの曲率を小さくし再現性よ
く安定な穣モード発振を実現することを目的とし、基板
表面に２段の段差を設け、その上に活性層を含む層を作
製したレーザとその製造方に関するものである。
以下本発明を図面を用いて実施例とともに説明する。第
２図ａ←ｄは本発明の一実施例を示す工程断面図である
。まず、ｎ型基板９上に第２図ａのように階段状の段差
を設ける。引き続き段差下側平坦部にもう一つ段差を設
け第２図ｂに示すような基板１０を作製する。この２つ
の段差をもつ基板１０表面にｎ型クラッド層１１、活性
層１２、ｐ型クラッド層１３、ｐ型オーミック電極形成
層１４を連続成長し第２図ｃのようにする。この時、第
１層は段差部以外の平坦部で薄くし、活性層１２内の光
が基板１川こ漏れるようにし、平坦部での発振を抑制す
る。又、コーナーＣ部においても活性層１２内の光が基
板１川こ漏れるように第１層１１を薄くする。コーナー
Ｂ部では活性層の光が基板に吸収されるのを防ぐのに十
分厚くなっている。第２層の宿性層１２はコーナーＡ部
とＣ部において折れ曲がりをもつようにし、２つの折れ
曲がり間で両側の部分より厚く成長させることによって
光を折れ曲がり間に閉じ込めるようにする。次に成長結
晶表面に絶縁膜１５を付け、コーナーＡ部とＣ部の間の
直上部に電流注入用のストライプ状の窓あげを行なう。
２図ａ←ｄは本発明の一実施例を示す工程断面図である
。まず、ｎ型基板９上に第２図ａのように階段状の段差
を設ける。引き続き段差下側平坦部にもう一つ段差を設
け第２図ｂに示すような基板１０を作製する。この２つ
の段差をもつ基板１０表面にｎ型クラッド層１１、活性
層１２、ｐ型クラッド層１３、ｐ型オーミック電極形成
層１４を連続成長し第２図ｃのようにする。この時、第
１層は段差部以外の平坦部で薄くし、活性層１２内の光
が基板１川こ漏れるようにし、平坦部での発振を抑制す
る。又、コーナーＣ部においても活性層１２内の光が基
板１川こ漏れるように第１層１１を薄くする。コーナー
Ｂ部では活性層の光が基板に吸収されるのを防ぐのに十
分厚くなっている。第２層の宿性層１２はコーナーＡ部
とＣ部において折れ曲がりをもつようにし、２つの折れ
曲がり間で両側の部分より厚く成長させることによって
光を折れ曲がり間に閉じ込めるようにする。次に成長結
晶表面に絶縁膜１５を付け、コーナーＡ部とＣ部の間の
直上部に電流注入用のストライプ状の窓あげを行なう。
ｐ型オーミック電極形成層１４の藤出部分に亜鉛拡散を
行なった後、ｐ型オーミック電極１６を形成する。引き
続き、ｎ型オーミック蚤極１７を形成し、第２図ｄのよ
うにレーザ装置を作製する。この新しい構造を有するレ
ーザの製造方法について具体例をあげて以下に説明する
。
行なった後、ｐ型オーミック電極１６を形成する。引き
続き、ｎ型オーミック蚤極１７を形成し、第２図ｄのよ
うにレーザ装置を作製する。この新しい構造を有するレ
ーザの製造方法について具体例をあげて以下に説明する
。
ｎ型ＧａＡｓ基板を使用し、Ｇａ＄，Ｇａ．‐ｘＡ１ｘ
Ａｓにより構成したレーザについて示す。
Ａｓにより構成したレーザについて示す。
第２図ａに示すようにｎ型Ｇａ兆基板９の（１００）面
上に化学エッチングにより＜０１１‐＞方向に高さ１．
５〃ｍの段差を形成する。
上に化学エッチングにより＜０１１‐＞方向に高さ１．
５〃ｍの段差を形成する。
次に形成した段差下側（Ｂ部）平坦面上でコーナーＢ部
より４一ｍ離れた位置に再び、高さ４ｒｍの段差を形成
し、第２図ｂのように作製する。その上に成長開始温度
弘５ｏｏ，冷却速度０．ｙｏ／分で液相ェピタキシャル
法によって第１層ｎ型Ｇａ，一ＸＡ１ｘ＄層Ｉ１を０．
２仏ｍ（平坦部における膜厚）、第２層ノンドーブＧａ
，一ｙＡ１ｙＡｓ層１２を０．０５ムｍ（平坦部におけ
る膜厚）、第３層ｐ型ｏａｒｘ′Ｎｘ′松層１３を１ム
ｍ、第４層ｐ型ＧａＡｓ層１４を１山ｍ連続成長し、第
２図ｃのように作製する。このときコーナーＡ部とＣ部
の間に第１層および第２層の膜厚の最大値は各々ｌＡｍ
、０．０６Ａｍとなる。次に第４層ｐ型Ｇａ偽層１４上
にＳｉ３Ｎ４膜銭付着させ、コ‐ナーＡ部とＣ部の間の
直上でストライプ状に窓あげを行なう。ストライプ状に
露出したｐ型ＧａＡｓ層１４上に亜鉛の拡散を行ない、
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１６を形成する。引き続きｎ型電極用金属
を基板の裏面に真空蒸着し、合金処理を行ないｎ側オー
ミック電極１８を形成し第２図ｄのように完成する。と
ころで、本発明の半導体レーザ菱贋は、上記実施例の他
に、表面の鰭流注入をｐｎ接合からなるへテロアィソレ
ーションで行なう構造や、基板側で電流制限を行なう構
造についても適用できる。
より４一ｍ離れた位置に再び、高さ４ｒｍの段差を形成
し、第２図ｂのように作製する。その上に成長開始温度
弘５ｏｏ，冷却速度０．ｙｏ／分で液相ェピタキシャル
法によって第１層ｎ型Ｇａ，一ＸＡ１ｘ＄層Ｉ１を０．
２仏ｍ（平坦部における膜厚）、第２層ノンドーブＧａ
，一ｙＡ１ｙＡｓ層１２を０．０５ムｍ（平坦部におけ
る膜厚）、第３層ｐ型ｏａｒｘ′Ｎｘ′松層１３を１ム
ｍ、第４層ｐ型ＧａＡｓ層１４を１山ｍ連続成長し、第
２図ｃのように作製する。このときコーナーＡ部とＣ部
の間に第１層および第２層の膜厚の最大値は各々ｌＡｍ
、０．０６Ａｍとなる。次に第４層ｐ型Ｇａ偽層１４上
にＳｉ３Ｎ４膜銭付着させ、コ‐ナーＡ部とＣ部の間の
直上でストライプ状に窓あげを行なう。ストライプ状に
露出したｐ型ＧａＡｓ層１４上に亜鉛の拡散を行ない、
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１６を形成する。引き続きｎ型電極用金属
を基板の裏面に真空蒸着し、合金処理を行ないｎ側オー
ミック電極１８を形成し第２図ｄのように完成する。と
ころで、本発明の半導体レーザ菱贋は、上記実施例の他
に、表面の鰭流注入をｐｎ接合からなるへテロアィソレ
ーションで行なう構造や、基板側で電流制限を行なう構
造についても適用できる。
この両者の構造を備えた半導体レーザについて第３図ａ
〜ｄを用いて説明する。
〜ｄを用いて説明する。
まず、先の実施例と同様にｎ型ＧａＡｓ基板１０表面に
高さの異なる段差を２個形成する（同図ａ）。その後、
同段差のＢＣ間に室化膿１８を、さらにこの窒化膿１８
を含むｎ型ＧａＡｓ基板１０表面に酸化膜１９を形成し
、この表面より酸化膜１９を適してＺｎ拡散２１を行な
う（同図ｂ）。この時、窒化膿１８はＺｎを透過せず、
また酸化膜１９はＺｎの拡散塁の制御するので、ＧａＡ
ｓ基板１０表面の窒化膿１８を除く部分には低濃度にＺ
ｎが拡散される。次に窒化膿１８，酸化膜１９を除去し
た後、この表面に第１層ｎ型Ｇａ，−ｘＡＩｘＡｓ層１
１，第２層ノンドープＧａＭＡ１ｙＡｓ層１ ２，第
３層ｐ型Ｇ，★′ＡＩｘ′Ａｓ層１３，第４層ｐ型Ｇａ
偽層１ ４表面に第５層ｎ型Ｇａ．７Ａ１ｚＡｓ層２０
を形成する。その後、第５層ｎ型Ｇａ，マＮ２Ａｓ層２
０の段差部（ＢＣ部）に対応する位置にストライプ状の
窓あげを行ない、表面及び裏面にｐ側電極１６及びｎ型
電極１７を蒸着して完成する（同図ｄ）。本実施例によ
れば基板表部での電流制限が半導体層のｐｎ接合で行な
えるため放熱特性が良好であり、また基板側でもｐｎ接
合により電流制限を行っているので、活性層１２の共振
部に注入される電流の注入効率を向上させることができ
る。
高さの異なる段差を２個形成する（同図ａ）。その後、
同段差のＢＣ間に室化膿１８を、さらにこの窒化膿１８
を含むｎ型ＧａＡｓ基板１０表面に酸化膜１９を形成し
、この表面より酸化膜１９を適してＺｎ拡散２１を行な
う（同図ｂ）。この時、窒化膿１８はＺｎを透過せず、
また酸化膜１９はＺｎの拡散塁の制御するので、ＧａＡ
ｓ基板１０表面の窒化膿１８を除く部分には低濃度にＺ
ｎが拡散される。次に窒化膿１８，酸化膜１９を除去し
た後、この表面に第１層ｎ型Ｇａ，−ｘＡＩｘＡｓ層１
１，第２層ノンドープＧａＭＡ１ｙＡｓ層１ ２，第
３層ｐ型Ｇ，★′ＡＩｘ′Ａｓ層１３，第４層ｐ型Ｇａ
偽層１ ４表面に第５層ｎ型Ｇａ．７Ａ１ｚＡｓ層２０
を形成する。その後、第５層ｎ型Ｇａ，マＮ２Ａｓ層２
０の段差部（ＢＣ部）に対応する位置にストライプ状の
窓あげを行ない、表面及び裏面にｐ側電極１６及びｎ型
電極１７を蒸着して完成する（同図ｄ）。本実施例によ
れば基板表部での電流制限が半導体層のｐｎ接合で行な
えるため放熱特性が良好であり、また基板側でもｐｎ接
合により電流制限を行っているので、活性層１２の共振
部に注入される電流の注入効率を向上させることができ
る。
このようにして得られた本発明の半導体レーザ装贋は、
２つの段差を有し、その高い位贋の段差によって形成さ
れる２個の折れ曲がり部間に存在する活性層に電流注入
を行ない発振させるものであるため、その折れ曲り部の
曲率は両者共小さくなり、光の閉じ込めを確実に行なえ
て発振横モードが安定になる。
２つの段差を有し、その高い位贋の段差によって形成さ
れる２個の折れ曲がり部間に存在する活性層に電流注入
を行ない発振させるものであるため、その折れ曲り部の
曲率は両者共小さくなり、光の閉じ込めを確実に行なえ
て発振横モードが安定になる。
第１図は本発明者が既に提案した段差を付けた基板上に
構成されたレーザの断面図、第２図ａ〜ｄは本発明の一
実施例の製造方法の工程断面図、第３図ａ〜ｄは本発明
の他の実施例の製造方法を示す工程断面図である。 ９・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、１ ０…・・・ｎ型
ＧａＡｓ基板、１ １・・・…ｎ型Ｇａ．−ｘＡ１ｘ心
層、１２・・…・ノンドープＧａ，−ｙＮｙふ層、１
３……ｐ型Ｇａ，‐ｘ′ＡＩｘＡｓ層、１４・・・・・
・ｐ型ＧａＡｓ層、１５・・・・・・絶縁膜、１６・・
・・・・ｐ側電極用金属膜、１７・・・・・・ｎ側電極
用金属膜、１８・・・・・・窒化膿、１９・・・・・・
酸化膜、２０…・・・ｎ型ＣａＡｓ層、２１・・・・・
・Ｚ吋広散層、Ａ〜○・…・・段差のコーナー部。 第１図 第２図 第３図
構成されたレーザの断面図、第２図ａ〜ｄは本発明の一
実施例の製造方法の工程断面図、第３図ａ〜ｄは本発明
の他の実施例の製造方法を示す工程断面図である。 ９・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、１ ０…・・・ｎ型
ＧａＡｓ基板、１ １・・・…ｎ型Ｇａ．−ｘＡ１ｘ心
層、１２・・…・ノンドープＧａ，−ｙＮｙふ層、１
３……ｐ型Ｇａ，‐ｘ′ＡＩｘＡｓ層、１４・・・・・
・ｐ型ＧａＡｓ層、１５・・・・・・絶縁膜、１６・・
・・・・ｐ側電極用金属膜、１７・・・・・・ｎ側電極
用金属膜、１８・・・・・・窒化膿、１９・・・・・・
酸化膜、２０…・・・ｎ型ＣａＡｓ層、２１・・・・・
・Ｚ吋広散層、Ａ〜○・…・・段差のコーナー部。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 表面に２段の階段状段差を有する半導体基板の上に
、クラツド層が前記２つの段差部で厚くなるように形成
され、前記クラツド層の上に活性層が、前記２つの段差
の各上側コーナー部でそれぞれ折れ曲がりを有するとと
もに、前記２つの折れ曲がり間で傾斜し、前記２つの折
れ曲がり間での厚さが、前記２つの折れ曲がり部よりも
厚くなるように形成され、前記活性層の傾斜部直上にス
トライプ状電極が形成されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP54038774A JPS6040719B2 (ja) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54038774A JPS6040719B2 (ja) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55132087A JPS55132087A (en) | 1980-10-14 |
| JPS6040719B2 true JPS6040719B2 (ja) | 1985-09-12 |
Family
ID=12534629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54038774A Expired JPS6040719B2 (ja) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040719B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3604260A1 (de) * | 1986-02-11 | 1987-08-13 | Max Planck Gesellschaft | Fluessigkeitsepitaxieverfahren |
-
1979
- 1979-03-30 JP JP54038774A patent/JPS6040719B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55132087A (en) | 1980-10-14 |
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