JPS6088487A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6088487A JPS6088487A JP58196327A JP19632783A JPS6088487A JP S6088487 A JPS6088487 A JP S6088487A JP 58196327 A JP58196327 A JP 58196327A JP 19632783 A JP19632783 A JP 19632783A JP S6088487 A JPS6088487 A JP S6088487A
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- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
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- 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
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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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。
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
本発明は半導体レーザ装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、ＤＡＤや光デイスクファイルなどへの情報の書き
込み、読み出し用の光源として、あるいは光通信用の光
源として低しきい値で基本横モード発振する半導体レー
ザが要求されている。これを実現するための有効な手段
の１つとして、２回成長を用いてつくりっけの電流狭搾
機構（内部ストライプ）を半導体レーザの構造の中に取
り入れる方法がある。第１図は内部ストライプを利用し
た従来の半導体レーザの一例の断面図を示すＱ以下図面
を参照しながらこの従来の半導体レーザについて説明す
る。
込み、読み出し用の光源として、あるいは光通信用の光
源として低しきい値で基本横モード発振する半導体レー
ザが要求されている。これを実現するための有効な手段
の１つとして、２回成長を用いてつくりっけの電流狭搾
機構（内部ストライプ）を半導体レーザの構造の中に取
り入れる方法がある。第１図は内部ストライプを利用し
た従来の半導体レーザの一例の断面図を示すＱ以下図面
を参照しながらこの従来の半導体レーザについて説明す
る。
第１図において、１はｐ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ｇａ
Ａｓ 電流狭搾層、３はｐ型Ｇａ １−ｘＡｌ ｘＡｓ
クラッド層、４はノンドープＧａ１−νすｙＡｓ活恒層
、６はｎ型Ｇａ１−、ＡｌｘＡｍクラッド層、６はｎ型
ＧａＡｓキャップ層、７はｎ側オーミック電極、８はｐ
側オーミック電極である。
Ａｓ 電流狭搾層、３はｐ型Ｇａ １−ｘＡｌ ｘＡｓ
クラッド層、４はノンドープＧａ１−νすｙＡｓ活恒層
、６はｎ型Ｇａ１−、ＡｌｘＡｍクラッド層、６はｎ型
ＧａＡｓキャップ層、７はｎ側オーミック電極、８はｐ
側オーミック電極である。
以上のように構成された半導体レーザ装置について、以
下その動作について説明する。
下その動作について説明する。
ｐ側電極より基板に注入された電流は溝部以外の部分で
は電流狭搾層２の働きで阻止されるために溝部直上の活
性層４に集中的に流れ込む。この注入された電流によっ
て活性層内に生じた光はクラッド層にしみ出すが、第１
クラッド層３にしみ出した光は構部以外の部分では基板
上の電流狭搾Ｎ２に吸収さ、れるために、光は溝部上の
活性層のみに閉じ込められ、ここで安定な基本横モード
発振が得られる。
は電流狭搾層２の働きで阻止されるために溝部直上の活
性層４に集中的に流れ込む。この注入された電流によっ
て活性層内に生じた光はクラッド層にしみ出すが、第１
クラッド層３にしみ出した光は構部以外の部分では基板
上の電流狭搾Ｎ２に吸収さ、れるために、光は溝部上の
活性層のみに閉じ込められ、ここで安定な基本横モード
発振が得られる。
ところで半導体レーザの利用分野が広がるにつれて、低
しきい値、基本横モード発振だけでなく高出力も達成し
うる半導体レーザに対する要求が急速に高まってきた。
しきい値、基本横モード発振だけでなく高出力も達成し
うる半導体レーザに対する要求が急速に高まってきた。
半導体レーザを高出力化する非常に有効な手段の１つは
、活性層を非常に薄（（０，０５μｍ 程度）成長し、
クラッド層へのもれ出しを多くすることにより、半導体
レーザの断面における発光面積を大きくして、単位面積
当りの光出力密度を減少させる方法である。
、活性層を非常に薄（（０，０５μｍ 程度）成長し、
クラッド層へのもれ出しを多くすることにより、半導体
レーザの断面における発光面積を大きくして、単位面積
当りの光出力密度を減少させる方法である。
第２図に理論計算の結果を示す。第２図において横軸は
活性層の膜厚、縦軸は端面破壊に至る光出力密度を一定
ｐｄ＝２ＭＷ／Ｃｄとしたときの、レーザ端面から出射
される最大光出力を示したものである。図から明らかな
ように、活性層膜厚が０．１〜０．２μｍ付近から簿く
なるに従って得られる光出力は著しく増大する。ところ
が、第１図に示すような構造では、平担な基板上に平担
な活性層を成長させるために、活性層を薄膜化したとき
の制御が離しく、０．１μｍ程度が限界である。このこ
とから第１図の構造は、低しきい値、基本横モード発振
には有利でも、高出力化には非常に不利であり、現在の
ところ数ＭＷの出力のものしが実現していない。
活性層の膜厚、縦軸は端面破壊に至る光出力密度を一定
ｐｄ＝２ＭＷ／Ｃｄとしたときの、レーザ端面から出射
される最大光出力を示したものである。図から明らかな
ように、活性層膜厚が０．１〜０．２μｍ付近から簿く
なるに従って得られる光出力は著しく増大する。ところ
が、第１図に示すような構造では、平担な基板上に平担
な活性層を成長させるために、活性層を薄膜化したとき
の制御が離しく、０．１μｍ程度が限界である。このこ
とから第１図の構造は、低しきい値、基本横モード発振
には有利でも、高出力化には非常に不利であり、現在の
ところ数ＭＷの出力のものしが実現していない。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、〜内部ストライプを利用して
低しきい値、基本横モード発振を維持しつつ、活性層の
薄膜化を可能にして高出力を実現させる新構造の半導体
レーザ装置を提供することを目的とするものである。
低しきい値、基本横モード発振を維持しつつ、活性層の
薄膜化を可能にして高出力を実現させる新構造の半導体
レーザ装置を提供することを目的とするものである。
発明の構成
この目的を達成するため、本発明の半導体レーザ装置は
、メサを有する基板上に、その伝導型が交互に変化する
ように少なくとも一層の半導体層が形成され、半導体表
面より基板メサ部に達する溝が形成され、その半導体表
面に活性層を含む各層が前記半導体表面層とは異なる伝
導型を有する層を第１層として形成されたことを特徴と
している。
、メサを有する基板上に、その伝導型が交互に変化する
ように少なくとも一層の半導体層が形成され、半導体表
面より基板メサ部に達する溝が形成され、その半導体表
面に活性層を含む各層が前記半導体表面層とは異なる伝
導型を有する層を第１層として形成されたことを特徴と
している。
この構成によって、内部ストライプの利点を維持しつつ
、結晶成長の異方性を利用して再現性良く活性層の薄膜
化を達成することができる。
、結晶成長の異方性を利用して再現性良く活性層の薄膜
化を達成することができる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第３図（→〜（Ｃ）は本発明の一実施例における半導体
レーザ装置の作製方法の各工程における断面図である。
レーザ装置の作製方法の各工程における断面図である。
まずｐ型ＧａＡｓ基板１（１００）面上にエツチングに
より、第３図（ａ）に示すような高さ３μｍ幅１５μｍ
のメサを形成する。その基板上に液相エピタキシャル法
により、ｎ型ＧａＡｓ電流狭搾層２をメサ上で０．８μ
ｍ、メサ以外の基板平担部の最も薄い所で１μｍの厚さ
になるように成長を行なう（第３図（ａ））。
より、第３図（ａ）に示すような高さ３μｍ幅１５μｍ
のメサを形成する。その基板上に液相エピタキシャル法
により、ｎ型ＧａＡｓ電流狭搾層２をメサ上で０．８μ
ｍ、メサ以外の基板平担部の最も薄い所で１μｍの厚さ
になるように成長を行なう（第３図（ａ））。
この１回目の成長が終わったウエノ・−の表面に（０１
１）方向に溝を形成する。溝の位置は基板上のメサの直
上とし、溝の底は基板に達しているようにする。
１）方向に溝を形成する。溝の位置は基板上のメサの直
上とし、溝の底は基板に達しているようにする。
溝を設けた基板表面に再び液相エピタキシャル法により
、第１層Ｐ型”０．６７ＡＩ０．４３” クラッド層３
を溝近傍のメサ上で約０．２μｍ、第２層ノンドープ”
０．９２Ａ６０．０８”活性層４を同じ場所でＱ、 ０
５／ｊｍｓ第３層ｎ型Ｇａｏ、５□Ａｌ。、４３ＡＢク
ラッド層６を同じ場所で約１．６μｍ１第４層ｎ型Ｇ
ａＡｓ キャップ層６を約、２μｍの厚さになるように
連続成長を行なう。その後、ｎ側電極用金属を蒸着し、
合金処理を行なって、ｎ側オーミック電極７を形成する
。基板側にはｐ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行な
ってｐ側オーミック電極８を形成する（第３図（Ｃ））
。
、第１層Ｐ型”０．６７ＡＩ０．４３” クラッド層３
を溝近傍のメサ上で約０．２μｍ、第２層ノンドープ”
０．９２Ａ６０．０８”活性層４を同じ場所でＱ、 ０
５／ｊｍｓ第３層ｎ型Ｇａｏ、５□Ａｌ。、４３ＡＢク
ラッド層６を同じ場所で約１．６μｍ１第４層ｎ型Ｇ
ａＡｓ キャップ層６を約、２μｍの厚さになるように
連続成長を行なう。その後、ｎ側電極用金属を蒸着し、
合金処理を行なって、ｎ側オーミック電極７を形成する
。基板側にはｐ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行な
ってｐ側オーミック電極８を形成する（第３図（Ｃ））
。
このようにして作製した半導体ウエノ・−をへき開し、
Ｓｔ ブロックにマウントして完成する。
Ｓｔ ブロックにマウントして完成する。
以上のように構成された半導体レーザ装置について、以
下その動作について説明する。１回目のエピタキシャル
成長で形成した電流狭搾層の働きで、基板側より注入さ
れた電流は溝部上の活性層に集中的に注入されるｄその
結果、低しきい値で基本横モード発振がここで得られる
。またあらかじめ基板に形成した突起の効果で、第３図
（ａ）に示すように１回目のエピタキシャル成長で形成
する電流狭搾層はメサの画側に裾を引く形状となる。
下その動作について説明する。１回目のエピタキシャル
成長で形成した電流狭搾層の働きで、基板側より注入さ
れた電流は溝部上の活性層に集中的に注入されるｄその
結果、低しきい値で基本横モード発振がここで得られる
。またあらかじめ基板に形成した突起の効果で、第３図
（ａ）に示すように１回目のエピタキシャル成長で形成
する電流狭搾層はメサの画側に裾を引く形状となる。
そのためこの上に２回目の成長を行なうと、結晶成長の
異方性により、メサ上部の成長はそれ以外の裾の部分よ
りも抑制されるために、メサ上部にゆ極めて薄い活性層
を再現性良く形成することができる。
異方性により、メサ上部の成長はそれ以外の裾の部分よ
りも抑制されるために、メサ上部にゆ極めて薄い活性層
を再現性良く形成することができる。
以上のように本実施例によれば、傘板上に成長に先立っ
てメサを形成しておくことにより、基本横モード発振、
しきい値３０ ｍＡ 、光出力３０ＭＷの安定した高出
力が実現できた。
てメサを形成しておくことにより、基本横モード発振、
しきい値３０ ｍＡ 、光出力３０ＭＷの安定した高出
力が実現できた。
なお、本実施例ではｐ型基板の場合を示したがｎ型基板
の場合も全く同様の効果が期待できる。
の場合も全く同様の効果が期待できる。
発明の効果
以上のように本発明は、メサを有する基板上に内部スト
ライプ型のレーザを構成することにより低しきい値、基
本横モード発振を維持しつつ、高出力を実現させること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
ライプ型のレーザを構成することにより低しきい値、基
本横モード発振を維持しつつ、高出力を実現させること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は内部ストライープを利用した従来の半導体レー
ザの一例の断面図、第２図は活性層膜厚と最大光出力の
関係の理論計算の結果を示す図、第３図（−）〜（Ｃ）
は本発明の一実施例の作製方法の各工程における断面図
である。 １・・・・・・ｐ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・・ｎ型
ＧａＡｓ電流狭搾層、３・・・・・・ｐ型Ｇａ１−エＡ
ｌｘＡｓクラッド層、４・・・・・・ノンドープＧａ１
−ｙＡｌｙＡｓ活性層、６・・・・・・ｎ型Ｇａ１−ｘ
Ａ１ｘＡＢクラッド層、６ ・・−・−ｎ型ＧａＡｓキ
ャップ層、７・・・・・・ｎ側オーミック電極、８・・
・・・・ｐ側オーミック電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第 ２ 図 ５古・ｌ膜４ （ｘｍン 第 ３ 図 （ａ、） （ｂ）
ザの一例の断面図、第２図は活性層膜厚と最大光出力の
関係の理論計算の結果を示す図、第３図（−）〜（Ｃ）
は本発明の一実施例の作製方法の各工程における断面図
である。 １・・・・・・ｐ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・・ｎ型
ＧａＡｓ電流狭搾層、３・・・・・・ｐ型Ｇａ１−エＡ
ｌｘＡｓクラッド層、４・・・・・・ノンドープＧａ１
−ｙＡｌｙＡｓ活性層、６・・・・・・ｎ型Ｇａ１−ｘ
Ａ１ｘＡＢクラッド層、６ ・・−・−ｎ型ＧａＡｓキ
ャップ層、７・・・・・・ｎ側オーミック電極、８・・
・・・・ｐ側オーミック電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第 ２ 図 ５古・ｌ膜４ （ｘｍン 第 ３ 図 （ａ、） （ｂ）
Claims (1)
- メサを有する基板上に、伝導型が交互に変化するように
少なくとも一層の半導体層が形成され、前記半導体層表
面より基板メザ部に達する溝が形成され、前記の半導体
層表向に活性層を含む各層が前記半導体層の表面層とは
異なる伝導型を有する層を第一層として形成されたこと
を特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58196327A JPS6088487A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58196327A JPS6088487A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088487A true JPS6088487A (ja) | 1985-05-18 |
| JPH0564477B2 JPH0564477B2 (ja) | 1993-09-14 |
Family
ID=16355973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58196327A Granted JPS6088487A (ja) | 1983-10-20 | 1983-10-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6088487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296583A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| US4908831A (en) * | 1985-08-21 | 1990-03-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried type semiconductor laser device |
-
1983
- 1983-10-20 JP JP58196327A patent/JPS6088487A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4908831A (en) * | 1985-08-21 | 1990-03-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried type semiconductor laser device |
| JPS62296583A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0564477B2 (ja) | 1993-09-14 |
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