JPS6336591A - Semiconductor laser - Google Patents
Semiconductor laserInfo
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- JPS6336591A JPS6336591A JP18040386A JP18040386A JPS6336591A JP S6336591 A JPS6336591 A JP S6336591A JP 18040386 A JP18040386 A JP 18040386A JP 18040386 A JP18040386 A JP 18040386A JP S6336591 A JPS6336591 A JP S6336591A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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Abstract
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、特に複数の発光部が配列された
アレイ型のレーザ、いわゆるレーザアレイに関わる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor laser, and particularly to an array type laser in which a plurality of light emitting parts are arranged, a so-called laser array.
本発明は、ダブルヘテロ接合型のアレイ型半導、体レー
ザであり、その半導体基板に凹凸部を形成することによ
って活性層に複数の段差部を形成し、これら段差部を夫
々発光部とするものであり、この場合に半導体基板の凹
部及び凸部の幅を選定することによって各発光部のピン
チを均一にするものであり、また段差を利用した構成と
したことにより、安定性にすぐれた半導体レーザを構成
することができるようにする。The present invention is a double heterojunction array type semiconductor laser, in which a plurality of step portions are formed in the active layer by forming uneven portions on the semiconductor substrate, and each of these step portions serves as a light emitting portion. In this case, by selecting the widths of the concave and convex parts of the semiconductor substrate, the pinch of each light emitting part is made uniform, and by using a structure that utilizes steps, it has excellent stability. To be able to configure a semiconductor laser.
従来の、複数の発光部が平行配列されたアレイ型の半導
体レーザとしては、例えば第5図に示すように、n型の
半導体基板(1)上にn型の第1のクラッド層(2)、
活性層(31,p型の第2のクラッド層(41,p型の
キャップ層(5)が順次エピタキシャル成長によって形
成され、キャンプ層(5)を横切って選択的にボロンイ
オン或いはプロトンの打ち込みがなされて高抵抗の平行
配列されたストライプ快の電流狭窄領域(6)が形成さ
れてなる。(7)及び(8)はキャップ層(5)上と半
導体基板(1)の裏面に設けられた対向電極で、画電極
(7)及び(8)間に順方向電圧が印加されることによ
って各電流狭窄領域間に電流通路を制限的に形成してこ
れに対向する部分下の活性層(3)の各部分においてそ
れぞれ第5図に破線aで囲んで示す領域に発振領域を形
成するようにして、複数の発光部が配列される構成をと
るものがある。これについては、例えばアプライド・フ
ィジフクス・レターズ(Applied Physic
s Letters)1 、0ctober 1982
pp614〜616に開示されている。For example, as shown in FIG. 5, a conventional array type semiconductor laser in which a plurality of light emitting parts are arranged in parallel includes an n-type first cladding layer (2) on an n-type semiconductor substrate (1). ,
An active layer (31), a p-type second cladding layer (41), and a p-type cap layer (5) are sequentially formed by epitaxial growth, and boron ions or protons are selectively implanted across the camp layer (5). striped current confinement regions (6) with high resistance arranged in parallel are formed. In the electrode, a forward voltage is applied between the picture electrodes (7) and (8), thereby forming a current path in a limited manner between each current confinement region, and forming an active layer (3) under a portion facing the current confinement region. There is a structure in which a plurality of light emitting parts are arranged so that an oscillation region is formed in the area indicated by the broken line a in FIG. Letters (Applied Physics
s Letters) 1, 0ctober 1982
It is disclosed in pp614-616.
このような構成によるアレイ型半導体レーザは、利得ガ
イド型レーザ構成を有するために闇値電流Tthが比較
的高く、また出力上昇とともにファーフィールドパター
ンが不安定化されるという問題点を有する。The array-type semiconductor laser having such a configuration has a problem that the dark value current Tth is relatively high because it has a gain-guided laser configuration, and the far-field pattern becomes unstable as the output increases.
また、他のアレイ型半導体レーザとしては、例えば第6
図に示すように、第2のクラッド層(4)中にn型のス
トライプ状の光吸収領域(9)が所要の間隔をもって平
行配列された構成を有し、この光吸収領域(9)と対向
する部分における活性層(3)からの光を効率良く吸収
して光吸収領域(9)と対向する部分と対向しない部分
とにおける実効的屈折率の差を生じさせて、同様に第6
図に破線aをもって囲んで示すように、光吸収領域(9
)と対向しない部分において限定的に発振領域を形成し
て多数の発光部が配列されたアレイ型の半導体レーザを
構成するものが提案されている。In addition, as other array type semiconductor lasers, for example,
As shown in the figure, the second cladding layer (4) has a structure in which n-type striped light absorption regions (9) are arranged in parallel at a required interval, and the light absorption regions (9) and The light from the active layer (3) in the opposing portion is efficiently absorbed to create a difference in effective refractive index between the portion facing the light absorption region (9) and the portion not facing the light absorption region (9).
As shown by the broken line a in the figure, the light absorption region (9
) has been proposed in which an array-type semiconductor laser is constructed in which a large number of light emitting parts are arranged with an oscillation region limitedly formed in a portion that does not face the light emitting part.
ところが、このような構成による半導体レーザを製造す
る場合、例えばまずn型の半導体基板(1)上に、第1
のクラッド層(2)と活性層(3)と第2のクラッド層
の一部を構成する下層のクラッドN (4A)と、さら
にこれの上にn型の光吸収領域すなわち活性層(3)に
比し、エネルギーバンドギャップが小さいN(9)とを
全面的に順次一連のエピタキシャル成長、例えば有機金
属物による気相成長法いわゆるMOCVD法、または分
子線エピタキシー法MBE法によって形成し、その後こ
のエピタキシャル成長を一旦中止して、その気相成長装
置よりこの各層(21(31(4A)及び(9)を有す
る半導体基板(1)を取り出して光吸収領域(9)に対
して選択的エツチングを行ってこれをストライプ状とな
し、その後再び上述したMOCVD或いはMBEを行う
エピタキシャル装置内に配置して次のエピタキシャル成
長作業を行って、第2のクラッド層(4)の上層のクラ
ッド層(4B)を光吸収領域(9)上を含んでこの光吸
収領域(9)が除去された部分において下層のクラッド
層(4A)と連らなるように上層のp型のクラッドN
(4B)を形成し、これの上に続いてp型のキャップ層
(5)をエピタキシャル成長するという方法がとられる
。However, when manufacturing a semiconductor laser with such a configuration, for example, a first semiconductor laser is first formed on an n-type semiconductor substrate (1).
cladding layer (2), active layer (3), a lower cladding N (4A) constituting a part of the second cladding layer, and an n-type light absorption region, that is, an active layer (3) on top of this. N(9), which has a smaller energy bandgap compared to N(9), is formed on the entire surface by a series of epitaxial growths, such as vapor phase epitaxy (MOCVD) using organometallic substances, or molecular beam epitaxy (MBE), and then this epitaxial growth. The process was temporarily stopped, and the semiconductor substrate (1) having each layer (21 (31 (4A) and (9)) was taken out from the vapor phase growth apparatus, and the light absorption region (9) was selectively etched. This is formed into a stripe shape, and then placed in the epitaxial apparatus that performs the above-mentioned MOCVD or MBE, and the next epitaxial growth operation is performed, so that the cladding layer (4B) on the upper layer of the second cladding layer (4) absorbs light. The upper p-type cladding layer N is connected to the lower cladding layer (4A) in the part where the light absorption region (9) is removed, including above the region (9).
(4B) is formed, and then a p-type cap layer (5) is epitaxially grown thereon.
ところがこのよう方法による場合、前述したように半導
体基板(11上に第1のクラッド層(2)、活性層(3
)、下層の第2のクラッド層(4A) 、、光吸収領域
(9)を形成する第1のエピタキシャル作業と光吸収領
域(9)に対するエツチング作業後に上層の第2のクラ
ッド層(4B)とキャップ層(5)をエピタキシャル成
長させる第2のエピタキシャル作業とを分離して行うた
め、作業性が著しく低く、また両エピタキシャル作業の
分離によって半導体層間の結晶性が低く特性の再現性、
安定性に問題点が生じる。However, when using such a method, as described above, the first cladding layer (2) and the active layer (3) are formed on the semiconductor substrate (11).
), the lower second cladding layer (4A), the upper second cladding layer (4B) after the first epitaxial operation for forming the light absorption region (9) and the etching operation for the light absorption region (9). Since the second epitaxial operation for epitaxially growing the cap layer (5) is performed separately, the workability is extremely low, and the separation of both epitaxial operations results in low crystallinity between the semiconductor layers, resulting in poor reproducibility of characteristics.
Problems arise with stability.
、〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上述した諸問題、すなわち闇値電流rthの低
減化、ファーフィールドパターンの安定化、製造の簡易
化、再現性の向上環を図ることができるようにしたアレ
イ型の半導体レーザを提供するものである。, [Problems to be Solved by the Invention] The present invention can solve the above-mentioned problems, namely, reduce the dark value current rth, stabilize the far field pattern, simplify manufacturing, and improve reproducibility. The present invention provides an array type semiconductor laser as described above.
本発明においては、第1図に示すように1の導電型の半
導体基板(11)上にそれぞれ後述する活性層に比して
エネルギーバンドの大きい第1のクラッド層(12)と
第2のクラッド層(14)との間にこれら第1及び第2
のクラッド層に比してエネルギーバンドギャップの小さ
い活性Ji (13)が形成されたダブルヘテロ接合型
の半導体レーザにおいて、半導体基板(11)の各半導
体層がエピタキシャル成長される側の主面にそれぞれ一
方向に、すなわち第1図において主面と直交する方向に
延在するストライプ状の複数の凹凸部を形成する。In the present invention, as shown in FIG. 1, a first cladding layer (12) and a second cladding layer each having a larger energy band than an active layer (described later) are formed on a semiconductor substrate (11) of one conductivity type. These first and second
In a double heterojunction semiconductor laser in which an active Ji (13) having an energy band gap smaller than that of the cladding layer of the semiconductor substrate (11) is formed, each semiconductor layer of the semiconductor substrate (11) has a single layer on the main surface on the side where each semiconductor layer is epitaxially grown. A plurality of striped uneven portions are formed extending in the direction, that is, in the direction perpendicular to the main surface in FIG.
この場合の凹部(15)と凸部(16)は交互に形成さ
れるものであるが、凹部(15)の幅Waと凸部(16
)の幅wbとの間隔をWa≠wbとする。そしてこのよ
うにして半導体基板(11)上に形成した第1のクラッ
ド層(12)と活性層(13)と第2のクラッド層(1
4)の各界面すなわちダブルヘテロ接合面に、基板(1
1)の凹凸に対応した凹凸。In this case, the concave portions (15) and convex portions (16) are formed alternately, but the width Wa of the concave portions (15) and the convex portions (16)
) and the width wb is assumed to be Wa≠wb. The first cladding layer (12), active layer (13) and second cladding layer (1) thus formed on the semiconductor substrate (11) are
4) on each interface, that is, the double heterojunction surface, the substrate (
The unevenness corresponds to the unevenness of 1).
すなわち凹部(15)と凸部(16)の境界部に対応す
る部分にそれぞれ互いに逆傾斜の段差(17)が交互に
平行配列するように形成する。すなわちこれら段差(1
7)の各上下端縁にそれぞれ屈曲部(31a)及び(3
1b)が形成された構成を有する。That is, steps (17) having opposite inclinations to each other are formed so as to be alternately arranged in parallel at portions corresponding to the boundaries between the recesses (15) and the projections (16). In other words, these steps (1
Bent parts (31a) and (3) are provided on the upper and lower edges of 7).
1b).
そして本発明においては、上述したようにWa≠wbと
することによって段差(17)の各配置ピッチを均一に
する。In the present invention, as described above, by setting Wa≠wb, the arrangement pitches of the steps (17) are made uniform.
(18)は第2のクラッド層(14)上に設けられたキ
ャップ層、(19)及び(20)はキャンプ層(18)
上と基板(11)の裏面に設けられた対向電極である。(18) is the cap layer provided on the second cladding layer (14), (19) and (20) are the camp layer (18)
These are counter electrodes provided on the top and the back surface of the substrate (11).
半導体基板(11)と第1のクラッド層(12)とは同
導電型に選定され、第2のクラッド層(12)は第1の
クラッド層とは逆導電型に形成され、またキャップ層(
18)も例えば第2のクラッド層(14)と同導電型に
選定される。The semiconductor substrate (11) and the first cladding layer (12) are selected to have the same conductivity type, the second cladding layer (12) is formed to have a conductivity type opposite to that of the first cladding layer, and the cap layer (
18) is also selected to have the same conductivity type as the second cladding layer (14), for example.
この構成において、電極(19)及び(20)間に順方
向電圧を印加すると、エネルギーバンドギャップの大き
い第1のクラッド層(12)及び第2のクラッド層(1
4)間に挟み込まれた活性層(3)の、更に上下両縁の
屈曲部(31a)及び(31b)によって挟まれた各段
M (17)の中央部が夫々発振部として動作して発光
する。すなわち屈曲部(31a)及び(31b)におけ
る活性N(3)の実質的厚さの小さいことによる屈折率
の減少による光の屈折率差に基づ(光の閉じ込めすなわ
ち屈折率ガイド機構によって発光領域が段差(17)に
生じる。このようにして各段差(17)を発光領域とす
る複数の発光部が配列されたアレイ型の半導体レーザが
構成される。In this configuration, when a forward voltage is applied between the electrodes (19) and (20), the first cladding layer (12) and the second cladding layer (1
4) The central portion of each stage M (17) sandwiched between the bent portions (31a) and (31b) of the upper and lower edges of the active layer (3) sandwiched between each operates as an oscillating portion and emits light. do. That is, based on the difference in the refractive index of light due to the decrease in the refractive index due to the small substantial thickness of the active N(3) in the bent portions (31a) and (31b) (light confinement, that is, the refractive index guide mechanism) occurs at the step (17).In this way, an array-type semiconductor laser is constructed in which a plurality of light emitting parts are arranged, each of which uses each step (17) as a light emitting region.
そして、この場合Wa≠wbの構成によって各段差(1
7)の配列ピッチすなわち発光領域の配列ピッチは等間
隔とすることができ、ピッチむらのないすなわち半導体
レーザアレイが形成される。In this case, each step (1
The arrangement pitch of 7), that is, the arrangement pitch of the light emitting regions can be set at equal intervals, so that a semiconductor laser array without pitch unevenness is formed.
さらに第1図を参照して本発明による半導体レーザの一
実施例を詳細に説明する。この例では例えばn型のGa
As単結晶の(100)面に切り出された半導体サブス
トレイトよりなる半導体基板(11)を用意し、その−
主面に第2図に示すように複数のストライプ状のメサ溝
すなわち凹部(15)を形成し、これら凹部(15)間
に凸部(16)が生ずるようになす。この凹部(15)
の形成は、フォトレジストをエツチングマスクとする化
学的エツチングによって形成し得るものであり、この場
合、エツチングマスクのパターン方向の選定によって凹
部(15)の側面(15a)を例えば(111)面とし
て形成することができる。そして、この凸部(16)の
高さすなわち凹部(15)の深さは例えば200〜30
00人程度の比較的浅い溝によって形成することができ
る。そして、このように凹凸部が形成された半導体基板
(11)上に第1図に示すように例えばn型のAQo、
45 Gao、55Asよりなる第1のクラッド層を例
えば厚さ1.5μmをもって形成し、これの上にNlo
、1o Gao、sAsよりなる活性層(13)を厚さ
500人に形成し、さらにこれの上にp型を有するも第
1のクラッド層と組成を共通にする例えばA!2o、<
s Gao、55Asの第2のクラッド層(14)を厚
さ1.5μmに形成し、さらにこれの上に例えば第2の
クラッド層(14)と同導電型のp型のGaAsキャッ
プ屓(18)を0.5μmの厚さに形成する。これら第
1のクララFrfi1(12)、活性層(13) 、第
2のクラッド層(14) 、キャー/1層(18)は一
連のMOCVD法或いはMB2法によるエピタキシャル
作業によって形成し得る。また、この場合凹部(15)
と凸部(16)の谷幅Wa及びwbはWa>Wbとする
ことによって凹部(15)及び凸部(16)の存在によ
って生じた活性層(13)の各段差(17)間の順次隣
り合う段差(17)間の間隔di、d2.d3−・−を
それぞれd1=d2=di −・ に選定する。そして
各段差(17)上に対応する部分を除いてすなわち段差
(17)の配列部の両側と各配列部間上とにそれぞれ選
択的に例えばボロンイオン或いはプロトン等の打ち込み
を行って高抵抗の電流狭窄領域(21)を形成する。そ
してキャップ層(18)上に一方の電極(19)例えば
Ti/Pt/Auによるアロイ電極を設け、基板(11
)の裏面にAuGe/Niによるアロイ電極(20)を
設ける。このような構成において、画電極(19)及び
(20)間に順方向電圧を印加すれば電流狭窄領域(2
1)を除くこれらが形成された部分以外に電流が集中的
にすなわち段差(17)に集中的に通電されて屈曲部(
3La)及び(31b)によって取り囲まれた段差(1
7)においてそれぞれ発光が効率良く生じ、これら発光
領域が配列された半導体レーザアレイが形成される。Further, an embodiment of the semiconductor laser according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. In this example, for example, n-type Ga
A semiconductor substrate (11) made of a semiconductor substrate cut out on the (100) plane of an As single crystal is prepared, and its −
As shown in FIG. 2, a plurality of striped mesa grooves or recesses (15) are formed on the main surface, and protrusions (16) are formed between the recesses (15). This recess (15)
can be formed by chemical etching using a photoresist as an etching mask. In this case, by selecting the pattern direction of the etching mask, the side surface (15a) of the recess (15) can be formed as a (111) plane, for example. can do. The height of the convex portion (16), that is, the depth of the concave portion (15) is, for example, 200 to 30 mm.
It can be formed by a relatively shallow groove of about 0.000 people. Then, as shown in FIG. 1, for example, n-type AQo,
A first cladding layer made of 45 Gao and 55 As is formed to have a thickness of 1.5 μm, for example, and a layer of Nlo
, 1o Gao, sAs is formed to a thickness of 500 nm, and on top of this is formed a p-type active layer (13) having the same composition as the first cladding layer, for example A! 2o, <
A second cladding layer (14) of s Gao, 55As is formed to a thickness of 1.5 μm, and a p-type GaAs cap layer (18) of the same conductivity type as the second cladding layer (14) is further formed on this. ) is formed to a thickness of 0.5 μm. The first Clara Frfi1 (12), the active layer (13), the second cladding layer (14), and the carrier/1 layer (18) can be formed by a series of epitaxial operations using the MOCVD method or the MB2 method. Also, in this case, the recess (15)
By setting Wa>Wb, the valley widths Wa and wb of the convex portions (16) are successively adjacent between each step (17) of the active layer (13) caused by the presence of the concave portions (15) and the convex portions (16). Distance di, d2 between matching steps (17). d3-.- are respectively selected as d1=d2=di-. Then, boron ions or protons, etc., are selectively implanted into both sides of the array portion of the step (17) and between the array portions, except for the portions corresponding to each step (17), to create a high resistance. A current confinement region (21) is formed. Then, one electrode (19), for example, an alloy electrode made of Ti/Pt/Au, is provided on the cap layer (18), and the substrate (11
) is provided with an alloy electrode (20) made of AuGe/Ni. In such a configuration, if a forward voltage is applied between the picture electrodes (19) and (20), the current confinement region (2
Except for 1), the current is concentrated in the part where these are formed, that is, the step (17) is concentrated, and the bent part (
Step (1) surrounded by (3La) and (31b)
In step 7), light emission is efficiently generated, and a semiconductor laser array in which these light emitting regions are arranged is formed.
なお、上述した例においては第2図に示されるように凹
部(15)が上方に向って開放するいわゆる順メサ型と
した場合であるが、第3図に示すように逆メサ型構成と
することもでき、この場合においても、これの上に形成
する例えば第1のクラッド層(12)の成長方向はその
結晶成長の異方性、からほぼ第3図で示すように第1の
クラ、ド層(12)は基板(11)上の凹凸に追従せず
に上方に向って幅広となる溝(121)が形成される。In the above example, as shown in FIG. 2, the concave portion (15) opens upward, which is a so-called forward mesa type structure, but as shown in FIG. 3, a reverse mesa type structure is used. In this case, for example, the growth direction of the first cladding layer (12) formed thereon is approximately the same as that shown in FIG. 3 due to the anisotropy of its crystal growth. A groove (121) is formed in the hard layer (12) that does not follow the irregularities on the substrate (11) but becomes wider upward.
したがってこの場合においても、第1図で説明したよう
な活性層(13)に所要の段差(17)が形成するよう
になし得る。Therefore, even in this case, the required step (17) can be formed in the active layer (13) as explained in FIG.
また、第1図で説明した例においては、電流狭窄領域(
21)として高抵抗領域を選択的に形成するようにした
場合であるが、例えば第4図に示すようにキャップ層(
18)上に°通電部以外を絶縁層(22)によって覆っ
てこれの上に電極(19)を被着するように形成するこ
ともできる。また、ある場合はこれら電流狭窄のための
高抵抗領域、或いは絶縁層の配置を発光部すなわち段差
(17)のアレイ配列部の最外側上にのみ形成し、各ア
レイ(エフ)の配列部には特別にこのような電流狭窄手
段を設けない場合においても各段差(17)による屈折
率ガイド機構によってそれぞれ発光領域が分離されたア
レイ型の半導体レーザを構成し得るものである。In addition, in the example explained in FIG. 1, the current confinement region (
21) is a case where a high resistance region is selectively formed. For example, as shown in FIG. 4, a cap layer (
18) It is also possible to form an insulating layer (22) covering the parts other than the current-carrying part and depositing the electrode (19) thereon. In some cases, the high resistance region or insulating layer for current confinement is formed only on the outermost side of the array arrangement part of the light emitting part, that is, the step (17), and the arrangement of the high resistance region or insulating layer for current confinement is formed only on the outermost side of the array arrangement part of the step (17), and Even if such a current confinement means is not specially provided, it is possible to construct an array type semiconductor laser in which the light emitting regions are separated by the refractive index guide mechanism formed by each step (17).
また、この構成において、第1のクラッド層(12)は
その活性層(17)の段差を有する部分すなわち発光領
域となる部分を含めてこれ以外の部分においても一様に
比較的大なる厚さに選定して活性層(13)からの光が
半導体基板(11)に吸収される光損失による実効的屈
折率の差が生じるような機構をとらないようにする。In addition, in this configuration, the first cladding layer (12) has a uniformly relatively large thickness in other parts including the stepped part of the active layer (17), that is, the part that becomes the light emitting region. This is selected to avoid a mechanism in which a difference in effective refractive index occurs due to optical loss in which light from the active layer (13) is absorbed by the semiconductor substrate (11).
また、半導体基板(11)として、前述した例において
は、GaAs単結晶サブストレイトによって構成した場
合であるが、これの上に凹凸部を形成して後にその表面
にバッファ層を形成し、これを半導体基板(11)とす
ることもできる。In the above-described example, the semiconductor substrate (11) is made of a GaAs single crystal substrate, but an uneven portion is formed on the substrate, and a buffer layer is then formed on the surface of the substrate. It can also be a semiconductor substrate (11).
また、上述した例では半導体基板(11)がn型である
場合について説明したものであるが、これをp型として
図示の各部とはそれぞれ逆導電型に形成することもでき
るし、また半導体基i (11)及び各半導体層もAl
GaAs系化合物半導体に限られるものでなく、種々の
化合物半導体によって構成することもできる。Furthermore, although the above example describes the case where the semiconductor substrate (11) is n-type, it may be formed as p-type and have a conductivity type opposite to that of each part shown in the figure. i (11) and each semiconductor layer are also Al
It is not limited to GaAs-based compound semiconductors, but can also be composed of various compound semiconductors.
本発明による半導体レーザによれば、半導体基板(11
)上に複数の凹凸(15) (16)を形成して活性層
(13)にそれぞれ屈曲部(31a)及び(31b)に
よって挟み込まれた段差(17)を形成してそれぞれ発
光領域を分離配列するものであるが、その凸部(16)
及び凹部(15)の幅を互いに異なる所定の幅にするこ
とによってその各配列された発光領域の間隔を等ピッチ
に選定することができるので、アレイ型の半導体レーザ
として好ましい発光状態を得ることができる。According to the semiconductor laser according to the present invention, the semiconductor substrate (11
), a plurality of unevenness (15) (16) is formed on the active layer (13) to form a step (17) sandwiched between the bent portions (31a) and (31b), respectively, thereby separating and arranging the light emitting regions. The convex part (16)
By setting the widths of the concave portions (15) to different predetermined widths, the intervals between the arranged light emitting regions can be set at equal pitches, so that it is possible to obtain a preferable light emitting state as an array type semiconductor laser. can.
また、本発明構成においては活性層(13)に段差(1
7)を形成し、屈曲部(31a)及び(31b)によっ
て挟まれた状態での屈折率ガイド型の機構による発光機
構を構成するので非点収差が小さく安定した動作で、ま
た闇値電流1thの低い半導体レーザを構成することが
できるものである。因みに、段差を形成するも、第1の
クラッドI’5 (12)の厚さをこの段差部(17)
の存在する部分と、段差部が存在しない部分との間にお
ける活性層(13)と半導体基板(11)間の距離、す
なわち第1のクラッド層(12)の厚さを段差と他部と
で変更して、段差り17)が存在しない部分における活
性層(13)からの光を半導体基板(11)によって吸
収して光損失差による実効的屈折率差を形成する構成を
とるものも考えられるが、この場合においては、純粋な
屈折率ガイド型構成が形成されないことから、非点収差
が大となるとかの不都合が生じ、またこの第1のクラッ
ドH(12)において厚みの差を生じるためには半導体
基板(11)における凹凸の高さは充分大とする必要が
生じる。これがため活性層の段差(17)すなわち発光
部における屈曲部(31a)及び(31b)間の間隔が
大となってしまい、各段差 (17)において各屈曲部
(31a)及び(31b)のそれぞれ近傍においてそれ
ぞれ発光して横モード発振の動作が不安定となるとかの
不都合が生ずるが、本発明によるときは第1のクランド
層(12)は各部において半導体基板(11)に対する
光の吸収が生じる必要のない厚さとするので、半導体基
板(11)の凹部(15)の高さは、前述したように2
200〜3000人という充分小さい間隔に選定し得る
ので上述したような不必要な発光部の発生成いは発光部
の広がりが生じるような不都合が回避される。そして純
粋な屈折率ガイド型構成とし得ることによって、前述し
た闇値電流rthの低下、またファーフィールドパター
ンの不安定化も回避されるなど多くの利益をもたらすも
のである。In addition, in the configuration of the present invention, the active layer (13) has a step (1
7), and constitutes a light emitting mechanism based on a refractive index guide type mechanism sandwiched between bent parts (31a) and (31b), so astigmatism is small and stable operation is achieved, and the dark value current 1th This makes it possible to construct a semiconductor laser with a low energy consumption. Incidentally, although the step is formed, the thickness of the first cladding I'5 (12) is
The distance between the active layer (13) and the semiconductor substrate (11) between the part where the step is present and the part where the step is not present, that is, the thickness of the first cladding layer (12), is determined by the difference between the step and the other part. It is also conceivable to change the structure so that the semiconductor substrate (11) absorbs the light from the active layer (13) in the part where the step 17) does not exist to form an effective refractive index difference due to the optical loss difference. However, in this case, since a pure refractive index guide type configuration is not formed, problems such as increased astigmatism occur, and a difference in thickness occurs in this first cladding H (12). Therefore, it is necessary to make the height of the unevenness on the semiconductor substrate (11) sufficiently large. For this reason, the step (17) in the active layer, that is, the distance between the bent portions (31a) and (31b) in the light emitting part becomes large, and in each step (17), each of the bent portions (31a) and (31b) However, according to the present invention, light is absorbed by the semiconductor substrate (11) in each part of the first ground layer (12), although this causes the inconvenience that light is emitted in the vicinity and the operation of transverse mode oscillation becomes unstable. Since the thickness is unnecessary, the height of the recess (15) of the semiconductor substrate (11) is set to 2 as described above.
Since it is possible to select a sufficiently small interval of 200 to 3,000 people, the above-mentioned disadvantages such as the generation of unnecessary light emitting parts or the spread of the light emitting parts can be avoided. By being able to adopt a pure refractive index guide type configuration, it brings about many benefits such as the above-mentioned reduction in the dark value current rth and destabilization of the far field pattern.
第1図は本発明による半導体レーザの拡大路線的断面図
、第2図はその半導体基板の断面図、第3図は他の例の
半導体基板の断面図、第4図は本発明による半導体レー
ザの他の側の路線的拡大断面図、第5図及び第6図はそ
れぞれ従来の半導体レーザの路線的拡大断面図である。
(11)は半導体基板、(12)及び(14)は第1及
び第2のクラッド層、(13)は活性層、(18)はキ
ャップ層、(19)及び(20)は電極である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a semiconductor laser according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of its semiconductor substrate, FIG. 3 is a cross-sectional view of another example of a semiconductor substrate, and FIG. 4 is a semiconductor laser according to the present invention. FIGS. 5 and 6 are enlarged linear sectional views of the other side, respectively, of conventional semiconductor lasers. (11) is a semiconductor substrate, (12) and (14) are first and second cladding layers, (13) is an active layer, (18) is a cap layer, and (19) and (20) are electrodes.
Claims (1)
大きい第1及び第2のクラッド層とこれらクラッド層間
に挟まれたエネルギーバンドギャップの小さい活性層と
を有するダブルヘテロ接合型の半導体レーザにおいて、 上記半導体基板は複数の凹凸部を有し、該凹部と凸部の
各幅を異ならしめて上記活性層の発光領域のピッチ間隔
をほぼ等しくしたことを特徴とする半導体レーザ。[Claims] A double heterojunction semiconductor comprising first and second cladding layers with a large energy bandgap formed on a semiconductor substrate and an active layer with a small energy bandgap sandwiched between these cladding layers. A semiconductor laser, wherein the semiconductor substrate has a plurality of concave and convex portions, and the concave portions and the convex portions have different widths so that the pitch intervals of the light emitting regions of the active layer are approximately equal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18040386A JPS6336591A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18040386A JPS6336591A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Semiconductor laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336591A true JPS6336591A (en) | 1988-02-17 |
Family
ID=16082632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18040386A Pending JPS6336591A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6336591A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280674A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18040386A patent/JPS6336591A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280674A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
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