JPS6372173A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6372173A JPS6372173A JP61215717A JP21571786A JPS6372173A JP S6372173 A JPS6372173 A JP S6372173A JP 61215717 A JP61215717 A JP 61215717A JP 21571786 A JP21571786 A JP 21571786A JP S6372173 A JPS6372173 A JP S6372173A
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- semiconductor
- semiconductor layer
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
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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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
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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の構造に係り、特に民生用におい
て要求される高出力半導体レーザに関する。
て要求される高出力半導体レーザに関する。
光ディスク書き込みおよび読み出しの光源として用いる
ために、発振波長が780〜830nmの、縦単一モー
ドで、非点収差のない半導体レーザ装置が要求されてい
る。これらの要求を満足するものとして、自己整合型半
導体レーザ装置が有力な候補である。従来この自己整合
型レーザ装置については、S、Nakatsukaらに
より報告されている。(第15目面体素子材料コンファ
レンス・アブストラクト第297〜300頁(1983
年)(Extended Abstracts of
the 15thConference on 5ol
jd 5tate Device andMateri
als (1983)p、297〜300頁参照)。
ために、発振波長が780〜830nmの、縦単一モー
ドで、非点収差のない半導体レーザ装置が要求されてい
る。これらの要求を満足するものとして、自己整合型半
導体レーザ装置が有力な候補である。従来この自己整合
型レーザ装置については、S、Nakatsukaらに
より報告されている。(第15目面体素子材料コンファ
レンス・アブストラクト第297〜300頁(1983
年)(Extended Abstracts of
the 15thConference on 5ol
jd 5tate Device andMateri
als (1983)p、297〜300頁参照)。
この従来技術による自己整合型半導体レーザ装置の構造
を第2図に示す、この構造の半導体レーザ装置を作製す
る時、溝ストライプを形成する際に、溝底部のp−Ga
AlAsクラッド層が大気中に露出される。ところが、
このp−GaAlAsクラッド層は、非常に酸化されや
すいため、大気にさらされると同時に露出面が酸化され
る。吹に、p−GaAlAsクラッドの露出面及びn型
GaAs電流狭窄層上に結晶を再成長させても、この酸
化物は成長界面に存在したままとなる。しかもこの酸化
物は電流通路に存在する。
を第2図に示す、この構造の半導体レーザ装置を作製す
る時、溝ストライプを形成する際に、溝底部のp−Ga
AlAsクラッド層が大気中に露出される。ところが、
このp−GaAlAsクラッド層は、非常に酸化されや
すいため、大気にさらされると同時に露出面が酸化され
る。吹に、p−GaAlAsクラッドの露出面及びn型
GaAs電流狭窄層上に結晶を再成長させても、この酸
化物は成長界面に存在したままとなる。しかもこの酸化
物は電流通路に存在する。
上記従来技術は、前記界面の酸化物が原因で、作製され
た素子の電流電圧特性の電流のたち上がり電圧は1.9
v、素子抵抗は5Ωといったように電気特性が非常に
悪いため、歩留まりは悪かった。また、この界面の酸化
物により素子の寿命はたいへん短かく、信頼性にも欠け
ていた。
た素子の電流電圧特性の電流のたち上がり電圧は1.9
v、素子抵抗は5Ωといったように電気特性が非常に
悪いため、歩留まりは悪かった。また、この界面の酸化
物により素子の寿命はたいへん短かく、信頼性にも欠け
ていた。
本発明の目的は、自己整合型半導体レーザ装置の信頼性
を向上させ、素子を歩留まりよく提供することにある。
を向上させ、素子を歩留まりよく提供することにある。
上記目的は、溝ストライプ形成時に大気中に露出される
ストライプ底部の半導体層を構成する半導体のA12モ
ル比が、クラッド層を構成する半導体のA1モル比より
も小さく、且活性層を構成する半導体のAf1モル比よ
りも小さいかもしくは等しい半導体からなる界面改良層
で形成することにより、もしくは溝ストライプ形成時に
大気中に露出されるストライプ底部の半導体すなわち界
面改良層11を構成する半導体のA4モル比を、クラッ
ド層4を構成する半導体のA1モル比よりも小さくし、
且埋込みクラッド層6の屈折率をクラッド層4の屈折率
より小さくすることにより、もしくは溝ストライプ形成
時に大気中に露出されるストライブ底部の半導体層を、
クラッド層のAI!モル比よりも小さく且活性層のA1
モル比よりも大きい半導体層からなる界面改良層で形成
することにより達成される。なお、界面改良層の半導体
は、活性層よりも禁制帯幅が広いため、界面改良層によ
る吸収損失は全くない。
ストライプ底部の半導体層を構成する半導体のA12モ
ル比が、クラッド層を構成する半導体のA1モル比より
も小さく、且活性層を構成する半導体のAf1モル比よ
りも小さいかもしくは等しい半導体からなる界面改良層
で形成することにより、もしくは溝ストライプ形成時に
大気中に露出されるストライプ底部の半導体すなわち界
面改良層11を構成する半導体のA4モル比を、クラッ
ド層4を構成する半導体のA1モル比よりも小さくし、
且埋込みクラッド層6の屈折率をクラッド層4の屈折率
より小さくすることにより、もしくは溝ストライプ形成
時に大気中に露出されるストライブ底部の半導体層を、
クラッド層のAI!モル比よりも小さく且活性層のA1
モル比よりも大きい半導体層からなる界面改良層で形成
することにより達成される。なお、界面改良層の半導体
は、活性層よりも禁制帯幅が広いため、界面改良層によ
る吸収損失は全くない。
溝ストライプ形成時に大気中に露出されるストライブ底
部の半導体層すなわち界面改良層を形成している半導体
のAMモル比を、クラッド層を形成している半導体のA
lモル比よりも小さく且、活性層を形成している半導体
のA4モル比よりも小さいかもしくは等しくすることに
より、溝ストライブ形成時に大気中に露出する面に酸化
物が生成されなくなる。この効果は、Aflを組成の1
構成原子とする半導体において、Alモル比が小さいほ
ど著しい、したがって、界面改良層を形成している半導
体のA1モル比を活性層を形成している半導体のAlモ
ル比よりも小さいかもしくは等しくすることにより、上
記効果は顕著に現われる。
部の半導体層すなわち界面改良層を形成している半導体
のAMモル比を、クラッド層を形成している半導体のA
lモル比よりも小さく且、活性層を形成している半導体
のA4モル比よりも小さいかもしくは等しくすることに
より、溝ストライブ形成時に大気中に露出する面に酸化
物が生成されなくなる。この効果は、Aflを組成の1
構成原子とする半導体において、Alモル比が小さいほ
ど著しい、したがって、界面改良層を形成している半導
体のA1モル比を活性層を形成している半導体のAlモ
ル比よりも小さいかもしくは等しくすることにより、上
記効果は顕著に現われる。
上記酸化物は、自己整合型半導体レーザ装置の電気的特
性及び光学的特性に悪影響を及ぼし歩留まりを悪くさせ
、また、信頼性を低下させる原因と −なって
いた、したがって、上述した酸化物が生成されなくなっ
たことにより1歩留まりよく、高い信頼性を有する半導
体レーザ装置が得られるようになった。
性及び光学的特性に悪影響を及ぼし歩留まりを悪くさせ
、また、信頼性を低下させる原因と −なって
いた、したがって、上述した酸化物が生成されなくなっ
たことにより1歩留まりよく、高い信頼性を有する半導
体レーザ装置が得られるようになった。
なお、界面改良層を構成している半導体のAΩモル比は
、活性層を形成している半導体層のA1モル比よりも小
さい半導体で構成しているため。
、活性層を形成している半導体層のA1モル比よりも小
さい半導体で構成しているため。
界面改良層の禁制帯幅は活性層の禁制帯幅よりも小さい
、したがってこの層による吸収損失はなく、光学特性に
影響はない。
、したがってこの層による吸収損失はなく、光学特性に
影響はない。
また、上記界面改良層11の屈折率は、導波される光の
実効屈折率よりも大きいため、光は界面改良層11にし
みだしてしまう、第4図(a)に界面改良層11を設け
ない場合の光強度分布を、第4図(b)に界面改良層1
1を設け、埋込みクラッド層6の屈折率をクラッド層4
と同じにした場合の光強度分布を示す、これらの図から
明らかなように、界面改良層を設けたことにより光は界
面改良層にしみだしてしまう、したがって光が活性層に
分布する割合(第4図の斜線部の割合)は小さくなって
しまう、このことは、しきい値電流の上昇につながる。
実効屈折率よりも大きいため、光は界面改良層11にし
みだしてしまう、第4図(a)に界面改良層11を設け
ない場合の光強度分布を、第4図(b)に界面改良層1
1を設け、埋込みクラッド層6の屈折率をクラッド層4
と同じにした場合の光強度分布を示す、これらの図から
明らかなように、界面改良層を設けたことにより光は界
面改良層にしみだしてしまう、したがって光が活性層に
分布する割合(第4図の斜線部の割合)は小さくなって
しまう、このことは、しきい値電流の上昇につながる。
しかしながら、埋込みクラッド層6の屈折率をクラッド
層4の屈折率よりも小さくすることにより、界面改良層
への光のしみ出しを小さくすることができる。この時の
光強度分布を第4図(c)に示す、この図から明らかな
ように、埋込みクラッド層の屈折率が小さいと、この層
における光の減衰量が大きいため、光はこの層にしみだ
さないように分布する。したがって、境界条件の連続性
により界面改良層に分布する割合も小さくなり、光は主
に活性層において導波されるようになる。すなわち、光
が活性層に分布する割合は界面改良層がない場合と同程
度となり、数面改良層を設けたことによるしきい値電流
の上昇は全くなくなる。
層4の屈折率よりも小さくすることにより、界面改良層
への光のしみ出しを小さくすることができる。この時の
光強度分布を第4図(c)に示す、この図から明らかな
ように、埋込みクラッド層の屈折率が小さいと、この層
における光の減衰量が大きいため、光はこの層にしみだ
さないように分布する。したがって、境界条件の連続性
により界面改良層に分布する割合も小さくなり、光は主
に活性層において導波されるようになる。すなわち、光
が活性層に分布する割合は界面改良層がない場合と同程
度となり、数面改良層を設けたことによるしきい値電流
の上昇は全くなくなる。
以下1本発明の実施例を図を用いて説明する。
実施例1
第1図を用いて説明する。
n型G a A s基板結晶1の上にn型Gat−xA
Q xAsクラッド層2 (X:0.45) 、 G
at−yllyAs活性層3 (y=0.14 )、p
型Ga1−xA Q xAsクラッド層4 (X =0
.45 ) 、 p型Ga5−zA n zAs界面改
良層11 (z=0.25 )、n型G a A s電
流狭窄MSをMOCVD法により順次形成する。ホトエ
ツチング工程によりn型G a A s電流狭窄層5を
完全に除去し、p型Gat−zA Q zAg界面改良
層11の表面を露出する幅1〜15μmの溝ストライプ
を形成する0次にMOCVD法によりp型Ga1−xA
Q xAsクラッド埋込みm (X=0.45 )6
、p型GaAsキャップ層7を形成する。この後p側電
極8p J電極9を形成した後、へき開法により、共振
器長約300μmのレーザ素子を得た。
Q xAsクラッド層2 (X:0.45) 、 G
at−yllyAs活性層3 (y=0.14 )、p
型Ga1−xA Q xAsクラッド層4 (X =0
.45 ) 、 p型Ga5−zA n zAs界面改
良層11 (z=0.25 )、n型G a A s電
流狭窄MSをMOCVD法により順次形成する。ホトエ
ツチング工程によりn型G a A s電流狭窄層5を
完全に除去し、p型Gat−zA Q zAg界面改良
層11の表面を露出する幅1〜15μmの溝ストライプ
を形成する0次にMOCVD法によりp型Ga1−xA
Q xAsクラッド埋込みm (X=0.45 )6
、p型GaAsキャップ層7を形成する。この後p側電
極8p J電極9を形成した後、へき開法により、共振
器長約300μmのレーザ素子を得た。
試作した素子は、発振波長780nmにおいて。
しきい電流値30〜50 m Aで室温連続発振し、発
振スペクトルは、安定な縦単一モードであった。
振スペクトルは、安定な縦単一モードであった。
また、非点収差は全くなかった。また、電流電圧特性に
おける電流のたちあがり電圧は1.3 V。
おける電流のたちあがり電圧は1.3 V。
素子抵抗1.5 Ωといった、良好な電気特性も得られ
た。さらに、70℃において、光出力40mW定光出力
動作時の寿命も2000時間経過後も顕著な劣化は見ら
れず、信頼性も高いことが明らかになった。
た。さらに、70℃において、光出力40mW定光出力
動作時の寿命も2000時間経過後も顕著な劣化は見ら
れず、信頼性も高いことが明らかになった。
なお本発明は、実施例に示した波長780nm前後に限
らず、波長680〜890nmのGaA Q As系半
導体レーザ装置で、室温連続発振できる全範囲にわたり
同様な結果が得られた0本実施例では活性層として単一
のGaAgAs層を用いたが、Gat−uA U uA
sとGat−vA Q vAs (u≠V)の超格子
で活性層を形成したMQW (Multu−Quant
umnWell)構造の場合も同様な結果が得られた。
らず、波長680〜890nmのGaA Q As系半
導体レーザ装置で、室温連続発振できる全範囲にわたり
同様な結果が得られた0本実施例では活性層として単一
のGaAgAs層を用いたが、Gat−uA U uA
sとGat−vA Q vAs (u≠V)の超格子
で活性層を形成したMQW (Multu−Quant
umnWell)構造の場合も同様な結果が得られた。
また、レーザの構造と゛しては前記実施例で示した3層
導波路を基本とするものに限らず、活性層の片側に隣接
して光ガイド層を設けるL OG (LargeOpt
ical Cavty)構造や、活性層の両側にそれぞ
れ隣接して光ガイド層を設ける0RIN−8CH(Gr
aded −Index −5eparrata −C
onfine+nent −Heterostruct
ure )構造にも本発明を適用することができた。
導波路を基本とするものに限らず、活性層の片側に隣接
して光ガイド層を設けるL OG (LargeOpt
ical Cavty)構造や、活性層の両側にそれぞ
れ隣接して光ガイド層を設ける0RIN−8CH(Gr
aded −Index −5eparrata −C
onfine+nent −Heterostruct
ure )構造にも本発明を適用することができた。
また、本実施例においては、MOCVD法により素子を
作製したが、MBE法によって作製した素子についても
同様の特性が得られた。
作製したが、MBE法によって作製した素子についても
同様の特性が得られた。
また、前記実施例において導電型を全て反対にした構造
(pをnに、nをpに置換えた構造)においても同様な
結果が得られた。
(pをnに、nをpに置換えた構造)においても同様な
結果が得られた。
また、本実施例では、AfiGaAs系の材料を用いて
いるが、A Q Ga P As、 A Q I n
P As。
いるが、A Q Ga P As、 A Q I n
P As。
Al GaInP、AlGaInP、AlGaInAs
など。
など。
Alを含む材料系全てに適応できることは言うまでもな
い。
い。
実施例2
第1図を用いて説明する。
n型GaAs基板結晶1の上にn型Ga5−xA Q
XA8クラッド層2 (x=0.45) 、 Gat−
yA(IyAs活性層3 (y=0.14 )、p型G
az−J 41 xAsクラッド層4 (x =0.4
5 ) 、 p型G a A s界面改良層11、n型
G a A s電流狭窄層5を順次形成する。このwa
fer上に、フォトリソグラフィにより。
XA8クラッド層2 (x=0.45) 、 Gat−
yA(IyAs活性層3 (y=0.14 )、p型G
az−J 41 xAsクラッド層4 (x =0.4
5 ) 、 p型G a A s界面改良層11、n型
G a A s電流狭窄層5を順次形成する。このwa
fer上に、フォトリソグラフィにより。
窓幅1〜15μmのホトレジマスクを形成し、これをマ
スクにして、リン酸系エッチャントでn型G a A
s電流狭窄層5を完全に除去し、p型GaAs界面改良
M11の表面を露出する幅1〜15μmの溝ストライプ
を形成する0次にMOCVD法によりp型Ga1−xA
Q Jsクラッド埋込み層(x=0.45 )6.P
型G a A sキャップ層7を形成する。この後P@
電極8.n@′!t、@9を形成した後、^き開法によ
り、共振器長約300μmのレーザ素子を得た。
スクにして、リン酸系エッチャントでn型G a A
s電流狭窄層5を完全に除去し、p型GaAs界面改良
M11の表面を露出する幅1〜15μmの溝ストライプ
を形成する0次にMOCVD法によりp型Ga1−xA
Q Jsクラッド埋込み層(x=0.45 )6.P
型G a A sキャップ層7を形成する。この後P@
電極8.n@′!t、@9を形成した後、^き開法によ
り、共振器長約300μmのレーザ素子を得た。
試作した素子は、発振波長780nmにおいて、しきい
電流値30〜50 m Aで室温連続発振し、発振スペ
クトルは安定な縦単一モードであった6また。非点収差
は全くなかった。また電流電圧特性における電流のたち
上がり電圧は1.35 V。
電流値30〜50 m Aで室温連続発振し、発振スペ
クトルは安定な縦単一モードであった6また。非点収差
は全くなかった。また電流電圧特性における電流のたち
上がり電圧は1.35 V。
素子抵抗は1.5 Ωといった、良好な電気特性も得ら
れた。さらに、70℃において、光出力40mW定光出
力動作時の寿命も、2000時間経過後も顕著な劣化は
見られず、信頼性も高いことが明らかになった。
れた。さらに、70℃において、光出力40mW定光出
力動作時の寿命も、2000時間経過後も顕著な劣化は
見られず、信頼性も高いことが明らかになった。
実施例3
第3図に本発明の別の実施例を示す、n型GaAs基板
1の上にn型Gat−J Q xAsクラッドM2(x
=0.35)、QaAs活性M a t p型Gaz−
xA n xAsクラッド層4 Cx=0.35 )、
p型G a A s界面改良層11.n型Gat−uA
Q uAsエツチング停止層12 (u=0.35
)、n型G a A s電流狭窄層5を順次形成する。
1の上にn型Gat−J Q xAsクラッドM2(x
=0.35)、QaAs活性M a t p型Gaz−
xA n xAsクラッド層4 Cx=0.35 )、
p型G a A s界面改良層11.n型Gat−uA
Q uAsエツチング停止層12 (u=0.35
)、n型G a A s電流狭窄層5を順次形成する。
このwafer上にフォトリソグラフィにより、窓幅1
〜15μmのホトレジマスクを形成し、これをマスクに
して、RIE(Reactive Ion Etchi
ng)により、n型G a A s電流狭窄層5を選択
的に除去する。このとき、n型G a A s電流狭窄
層5のエツチングレートは、n型Gat−uA n u
Asエツチング停止層12のエツチングレートに対して
、200倍程程度あるので、エツチングはn型Gat−
uA lAuAsエツチング停止層12の表面で停止す
る。その後、ウェットエッチにより、n型Gat−uA
Q uAsエツチング停止層を除去し、p型界面改良
層11の表面を露出する幅1〜15μmの溝ストライプ
を形成する。このn型Ga5−uA Q uAsエツチ
ング停止層の存在により、RIEによるエツチングは確
実にこの層の表面でとまり、オーバーエッチによりP型
G a A s界面改良層までエツチングしてしまうと
いうことがない、その後MBE法によりP型Ga5−x
A Q XAIIクラッド埋込みII (x=0.35
)6.p型G ri A sキャップ層7を形成する
。この後p検電ti8.n側電極9を形成した後、へき
開法により、共振器長約300μmのレーザ素子を得た
。
〜15μmのホトレジマスクを形成し、これをマスクに
して、RIE(Reactive Ion Etchi
ng)により、n型G a A s電流狭窄層5を選択
的に除去する。このとき、n型G a A s電流狭窄
層5のエツチングレートは、n型Gat−uA n u
Asエツチング停止層12のエツチングレートに対して
、200倍程程度あるので、エツチングはn型Gat−
uA lAuAsエツチング停止層12の表面で停止す
る。その後、ウェットエッチにより、n型Gat−uA
Q uAsエツチング停止層を除去し、p型界面改良
層11の表面を露出する幅1〜15μmの溝ストライプ
を形成する。このn型Ga5−uA Q uAsエツチ
ング停止層の存在により、RIEによるエツチングは確
実にこの層の表面でとまり、オーバーエッチによりP型
G a A s界面改良層までエツチングしてしまうと
いうことがない、その後MBE法によりP型Ga5−x
A Q XAIIクラッド埋込みII (x=0.35
)6.p型G ri A sキャップ層7を形成する
。この後p検電ti8.n側電極9を形成した後、へき
開法により、共振器長約300μmのレーザ素子を得た
。
試作した素子は1発振波長890nmにおいて、しきい
電流値30〜50 m Aで室温連続発振し、発振スペ
クトルは、安定な縦!豫−モードであった。
電流値30〜50 m Aで室温連続発振し、発振スペ
クトルは、安定な縦!豫−モードであった。
また、非点収差は全くなかった。また、電流電圧特性に
おける電流のたちあがり電圧は135 V、素子抵抗
は1.35 Ωといった、良好な電気特性が得られた。
おける電流のたちあがり電圧は135 V、素子抵抗
は1.35 Ωといった、良好な電気特性が得られた。
さらに、70℃において、光出力40mW定光出力動作
時の寿命も、2000時間経過後も顕著な劣化は見られ
ず、信頼性も貰いことが明らかになった。
時の寿命も、2000時間経過後も顕著な劣化は見られ
ず、信頼性も貰いことが明らかになった。
なお本発明は、実施例に示した、波長780nm前後及
び波長890nm前後に限らず、波長680〜890n
mのGaA Q As系半導体レーザ装置で、室温連続
発振できる全範囲にわたり同様な結果が得られた0本実
施例では活性層として単一のGaAlAs層を用いたが
、Gax−vA Q vAsとGat−wA n wA
s (v≠W)の超格子で活性層を形成したMQW
(Multu−Quantumn Wall)構造の場
合も同様な結果が得られた。また、レーザ構造としては
前記実施例に示した3層導波路を基本とするものに限ら
ず、活性層の片側に隣接して光ガイド層を設けるL O
G (Large 0ptical Cavty )構
造や。
び波長890nm前後に限らず、波長680〜890n
mのGaA Q As系半導体レーザ装置で、室温連続
発振できる全範囲にわたり同様な結果が得られた0本実
施例では活性層として単一のGaAlAs層を用いたが
、Gax−vA Q vAsとGat−wA n wA
s (v≠W)の超格子で活性層を形成したMQW
(Multu−Quantumn Wall)構造の場
合も同様な結果が得られた。また、レーザ構造としては
前記実施例に示した3層導波路を基本とするものに限ら
ず、活性層の片側に隣接して光ガイド層を設けるL O
G (Large 0ptical Cavty )構
造や。
活性層の両側にそれぞれ隣接して光ガイド層を設けるO
RI N −S CH(Graded−Index
−3eparate Confinement Het
erostructure )構造にも本発明を適用す
ることができた。
RI N −S CH(Graded−Index
−3eparate Confinement Het
erostructure )構造にも本発明を適用す
ることができた。
また、前記実施例において導電型を全て反対にした構造
(pをnに、nをpに置き換えた構造)においても同様
な結果が得られた。
(pをnに、nをpに置き換えた構造)においても同様
な結果が得られた。
また、本実施例では、AaAfiAs系の材料を用いて
いるが、 A n GaP A!!、 A Q I n
P As。
いるが、 A n GaP A!!、 A Q I n
P As。
A11GaInP、 AlGaInP、 AlGaIn
Agなど、A2を含む材料系全てに適応できることは、
言うまでもない。
Agなど、A2を含む材料系全てに適応できることは、
言うまでもない。
実施例4
第1図を用いて説明する。
n型G a A s基板結晶1の上にn型Gax−xA
Q xAsクラッドpII2 (x=0.38) 、
Ga5−yA11yAs活性層3 (y=0.06
)、p型Gaz−xA Q xAsクラッド層4 (X
=0.38 )−P型Gat−zA Q 2A8界面改
良層11 (z=0.20 )、n型GaAs電流狭窄
層5をMOCVD法により順次形成する。ホトエツチン
グ工程によりn型G a A s電流狭窄層5を完全に
除去し、P型Gaz−zAΩzAs界面改良層11の表
面を露出する幅1〜15μmの溝ストライブを形成する
0次にMOCVD法によりp型GaニーuAluAs埋
め込みクラッド層6 (u =0.50)、p型G a
A sキャップ層7を形成する。この後p側電極8.
n側電極9を形成した後、へき開法により、共振器長約
300μmのレーザ素子を得た。
Q xAsクラッドpII2 (x=0.38) 、
Ga5−yA11yAs活性層3 (y=0.06
)、p型Gaz−xA Q xAsクラッド層4 (X
=0.38 )−P型Gat−zA Q 2A8界面改
良層11 (z=0.20 )、n型GaAs電流狭窄
層5をMOCVD法により順次形成する。ホトエツチン
グ工程によりn型G a A s電流狭窄層5を完全に
除去し、P型Gaz−zAΩzAs界面改良層11の表
面を露出する幅1〜15μmの溝ストライブを形成する
0次にMOCVD法によりp型GaニーuAluAs埋
め込みクラッド層6 (u =0.50)、p型G a
A sキャップ層7を形成する。この後p側電極8.
n側電極9を形成した後、へき開法により、共振器長約
300μmのレーザ素子を得た。
試作した素子は、発振波長830nmにおいて。
しきい電流値30〜50 m Aで室温連続発振し。
発振スペクトルは、安定な縦単一モードであった。
また、非点収差は全くなかった。また、電流−電圧特性
における電流のたちあがり電圧は1.3 v、素子抵抗
1.5 Ωといった、良好な電気特性も得られた。さら
に、70℃において、光出力40mW定光出力動作時の
寿命も、2000時間経過後も顕著な劣化は見られず、
信頼性も高いことが明らかとなった。
における電流のたちあがり電圧は1.3 v、素子抵抗
1.5 Ωといった、良好な電気特性も得られた。さら
に、70℃において、光出力40mW定光出力動作時の
寿命も、2000時間経過後も顕著な劣化は見られず、
信頼性も高いことが明らかとなった。
なお本発明は、実施例に示した波長830nm前後に限
らず、波長680〜890nmのGaA Q As系半
導体レーザ装置で、室温連続発振できる全範囲にわたり
同様な結果が得られた0本実施例では活性層として単一
のGaAfiAs層を用いたが。
らず、波長680〜890nmのGaA Q As系半
導体レーザ装置で、室温連続発振できる全範囲にわたり
同様な結果が得られた0本実施例では活性層として単一
のGaAfiAs層を用いたが。
Gat−vA Q JsとGax−wAflwAs
(v;4w)の超格子で活性層を形成したM QW (
Multi−QuantumnWell)構造の場合も
同様な結果が得られた。また。
(v;4w)の超格子で活性層を形成したM QW (
Multi−QuantumnWell)構造の場合も
同様な結果が得られた。また。
レーザの構造としては前記実施例で示した3層導波路を
基本とするものに限らず、活性層の片側に隣接して光ガ
イド層を設けるL OG (LargeOptical
Cavty)構造や、活性層の両側にそれぞれ隣接し
て光ガイド層を設けるGRIN−8CH(Graded
−Index −5sparrata −Confi
nea+ent −Hetarostructure
) a造にも本発明を適用することができた。
基本とするものに限らず、活性層の片側に隣接して光ガ
イド層を設けるL OG (LargeOptical
Cavty)構造や、活性層の両側にそれぞれ隣接し
て光ガイド層を設けるGRIN−8CH(Graded
−Index −5sparrata −Confi
nea+ent −Hetarostructure
) a造にも本発明を適用することができた。
また、前記実施例において導電型を全て反対にした構造
(pをnに、nをpに置換えた#!造)においても同様
な結果が得られた。
(pをnに、nをpに置換えた#!造)においても同様
な結果が得られた。
また1本実施例では、GaAlAs系の材料を用いてい
るが、AfiGaPAs、Al InPAstAlGa
InP、AfiGaInAsなど、Alを含む材料系全
てに適応できることは言うまでもない。
るが、AfiGaPAs、Al InPAstAlGa
InP、AfiGaInAsなど、Alを含む材料系全
てに適応できることは言うまでもない。
なお1本発明は、当該基板と前記各半導体領域の間およ
び/もしくは前記各半導体領域間に、他の介在物が存在
しても実施できる。
び/もしくは前記各半導体領域間に、他の介在物が存在
しても実施できる。
溝ストライプ形成時に大気中に露出されるストライブ底
部の半導体層すなわち界面改良層を形成している半導体
のへρモル比を、クラッド層を形成している半導体のA
lモル比よりも小さくすることにより、溝ストライプ形
成時に大気中に露出する面に酸化物が生成されなくなる
。また、埋込みクラッド層の屈折率を、界面改良層に隣
接しているクラッド層の屈折率よりも小さくすることに
より、光が界面改良層にしみださなくなるため、光が活
性層に分布する割合は、界面改良層を設けない場合と比
較して同程度となる。これらの結果、ダイオード特性で
あるたち上がり電圧が従来構造においては1.9■であ
ったものが1本構造においては1.35Vと向上した。
部の半導体層すなわち界面改良層を形成している半導体
のへρモル比を、クラッド層を形成している半導体のA
lモル比よりも小さくすることにより、溝ストライプ形
成時に大気中に露出する面に酸化物が生成されなくなる
。また、埋込みクラッド層の屈折率を、界面改良層に隣
接しているクラッド層の屈折率よりも小さくすることに
より、光が界面改良層にしみださなくなるため、光が活
性層に分布する割合は、界面改良層を設けない場合と比
較して同程度となる。これらの結果、ダイオード特性で
あるたち上がり電圧が従来構造においては1.9■であ
ったものが1本構造においては1.35Vと向上した。
また素子抵抗も従来構造では5Ωであったものが、本構
造では1.5Ωと向上した。このことは、界面付近の結
晶の結晶性が大幅に改善されたことを示している。また
、信頼性についても、70℃における光出力40mV定
光出力動作時の寿命が、従来構造においては20〜30
時間であったものが1本構造においては、2000時間
を経過後も顕著な劣化がみられない、というように向上
した。
造では1.5Ωと向上した。このことは、界面付近の結
晶の結晶性が大幅に改善されたことを示している。また
、信頼性についても、70℃における光出力40mV定
光出力動作時の寿命が、従来構造においては20〜30
時間であったものが1本構造においては、2000時間
を経過後も顕著な劣化がみられない、というように向上
した。
第1図は実施例1,2および4を説明するため1 ・=
n型G a A s基板、2−n型Gaz−xA D
XASクラッド層、3−Gat−yA Q yAs活
性層、4 ・P型Gaz−xA fl xAsクラッド
層、5−n型G a A s電流狭窄層、6・・・p型
Ga1−xA Q XA8クラッド埋込み層、7・・・
p型G a A sキャップ層、8・・・pf!!極、
9・・・n電極、10=・fi出面、L L ・p型G
a1−zA Q zAs界面改良層、12−n型Gaz
−uA Q 1IAS工ツチング停止層。 第 1 図 ゝ9 蒐 2 図 5719Ga Astit$1 第 3 凹 第4 図 躬 4 ワ 手 続 補 正 書 (方式)昭和6に12
月1′+3
n型G a A s基板、2−n型Gaz−xA D
XASクラッド層、3−Gat−yA Q yAs活
性層、4 ・P型Gaz−xA fl xAsクラッド
層、5−n型G a A s電流狭窄層、6・・・p型
Ga1−xA Q XA8クラッド埋込み層、7・・・
p型G a A sキャップ層、8・・・pf!!極、
9・・・n電極、10=・fi出面、L L ・p型G
a1−zA Q zAs界面改良層、12−n型Gaz
−uA Q 1IAS工ツチング停止層。 第 1 図 ゝ9 蒐 2 図 5719Ga Astit$1 第 3 凹 第4 図 躬 4 ワ 手 続 補 正 書 (方式)昭和6に12
月1′+3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1導電型の第1半導体領域上に、少なくとも第1
導電型の第2半導体層、該第2半導体層よりも屈折率が
大きく且禁制帯幅の小さい第3半導体層、該第3半導体
層よりも屈折率が小さく且禁制帯幅の大きな第2導電帯
の第4半導体層、該第4半導体層よりも大気中において
酸化されにくい第2導電型の第5半導体層、上記第3及
び第4半導体層よりも禁制帯幅の小さな第6半導体層を
順次積層した後、エッチングにより上記第6半導体層を
ストライプ状に除去することにより上記第5半導体層を
露出させ、次に、上記エッチングにより露出された第5
半導体層及び上記第6半導体層の表面上に、少なくとも
上記第3半導体層よりも屈折率が小さく且禁制帯幅の大
きな第2導電型の第7半導体層を設けたことを特徴とす
る半導体レーザ装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置にお
いて、上記第5半導体層を形成する半導体のAlモル比
が上記第3半導体層を形成するAlモル比よりも小さい
かもしくは等しいことを特徴とする半導体レーザ装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置にお
いて、上記第5半導体層のAlモル比が上記第3半導体
層のAlモル比よりも大きく且上記第4半導体層のAl
モル比よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ装置
。 4、特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置にお
いて、上記第5半導体層を形成する半導体のAlモル比
が上記第4半導体層を形成する半導体のAlモル比より
も小さいことを特徴とする半導体レーザ装置。 5、特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の半導
体レーザ装置において、上記半導体層が有機金属気相成
長法(MOCVD法)または分子線エピタキシー法(M
BE法)により形成されたことを特徴とする半導体レー
ザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215717A JP2585230B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 半導体レ−ザ装置 |
| US07/094,602 US4800565A (en) | 1986-09-16 | 1987-09-09 | Semiconductor laser device having high optical intensity and reliability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215717A JP2585230B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372173A true JPS6372173A (ja) | 1988-04-01 |
| JP2585230B2 JP2585230B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=16677008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215717A Expired - Lifetime JP2585230B2 (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4800565A (ja) |
| JP (1) | JP2585230B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116187A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH04116994A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH05283790A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-10-29 | Sharp Corp | 半導体レーザ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5058120A (en) * | 1990-02-28 | 1991-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Visible light emitting semiconductor laser with inverse mesa-shaped groove section |
| JPH08222815A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法、及び半導体レーザ装置 |
| US5751756A (en) * | 1995-09-05 | 1998-05-12 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser device for use as a light source of an optical disk or the like |
| JP3521793B2 (ja) * | 1999-03-03 | 2004-04-19 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
| JP4641736B2 (ja) * | 2003-10-28 | 2011-03-02 | ソニー株式会社 | 面発光半導体レーザーとその製造方法及び光学装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59171188A (ja) * | 1984-01-11 | 1984-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6142984A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-01 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS62176183A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-08-01 | Sony Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JPS6370587A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61215717A patent/JP2585230B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-09 US US07/094,602 patent/US4800565A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59171188A (ja) * | 1984-01-11 | 1984-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6142984A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-01 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS62176183A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-08-01 | Sony Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JPS6370587A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ |
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| JPH02116187A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH04116994A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH05283790A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-10-29 | Sharp Corp | 半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4800565A (en) | 1989-01-24 |
| JP2585230B2 (ja) | 1997-02-26 |
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Legal Events
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