JP2500106B2 - 非対称クラッドを有する半導体リッジ導波管レ―ザ - Google Patents
非対称クラッドを有する半導体リッジ導波管レ―ザInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体リッジ導波管レ
ーザ構造に関し、具体的には、レーザ層の構造組成を調
節することによる、半導体リッジ導波管レーザ構造の水
平遠視野値の調節に関する。
ーザ構造に関し、具体的には、レーザ層の構造組成を調
節することによる、半導体リッジ導波管レーザ構造の水
平遠視野値の調節に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体リッジ導波管レーザの設計におい
ては、その結果得られる水平遠視野パラメータを調節し
制御することが望ましい。半導体リッジ導波管レーザの
製造に使用される最新技術の方法では、水平遠視野（Ｈ
ＦＦ）の設計制御が、残存リッジ・エッチング・パラメ
ータとリッジ幅パラメータを使って実施される。残存リ
ッジ・エッチングの値を小さくすると、高い水平遠視野
をもたらすことができるが、信頼性の問題も生じ得る。
リッジ幅が小さすぎると、接触抵抗が高くなるか、ある
いは湿式エッチングを介して形成されるリッジ内の接触
層がなくなる可能性がある。
ては、その結果得られる水平遠視野パラメータを調節し
制御することが望ましい。半導体リッジ導波管レーザの
製造に使用される最新技術の方法では、水平遠視野（Ｈ
ＦＦ）の設計制御が、残存リッジ・エッチング・パラメ
ータとリッジ幅パラメータを使って実施される。残存リ
ッジ・エッチングの値を小さくすると、高い水平遠視野
をもたらすことができるが、信頼性の問題も生じ得る。
リッジ幅が小さすぎると、接触抵抗が高くなるか、ある
いは湿式エッチングを介して形成されるリッジ内の接触
層がなくなる可能性がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
垂直構造の上下のＡｌＧａＡｓクラッド層のＡｌ濃度の
差を変えることによって、半導体リッジ・レーザの水平
遠視野パラメータを制御する技法を提供する。このＡｌ
濃度差の変更は、エッチング深さやリッジ幅など、他の
すべてのパラメータを一定に保ったままで行われる。
垂直構造の上下のＡｌＧａＡｓクラッド層のＡｌ濃度の
差を変えることによって、半導体リッジ・レーザの水平
遠視野パラメータを制御する技法を提供する。このＡｌ
濃度差の変更は、エッチング深さやリッジ幅など、他の
すべてのパラメータを一定に保ったままで行われる。
【０００４】上下のＡｌＧａＡｓクラッド層のＡｌ濃度
の差は、下側クラッド層に対する上側クラッド層のＡｌ
モル分率を相対的に減少させるか、あるいは上側クラッ
ド層に対する下側クラッド層のＡｌモル分率を相対的に
増大させることによって変更される。
の差は、下側クラッド層に対する上側クラッド層のＡｌ
モル分率を相対的に減少させるか、あるいは上側クラッ
ド層に対する下側クラッド層のＡｌモル分率を相対的に
増大させることによって変更される。
【０００５】
【実施例】図１を参照すると、半導体リッジ導波管レー
ザが示されている。この構造は、基板１０と、下側クラ
ッド層１４と上側クラッド層１６の間に配置された活性
層１２を含んでいる。この構造は、接触層１８と上側ク
ラッド層１６のリッジ部分２２とを含む、導波管リッジ
２０を含んでいる。図を簡単にするため、リッジ側壁と
上側クラッド層１６の従来型の絶縁物と、通常のメタラ
イゼーション層は、図１には示していない。
ザが示されている。この構造は、基板１０と、下側クラ
ッド層１４と上側クラッド層１６の間に配置された活性
層１２を含んでいる。この構造は、接触層１８と上側ク
ラッド層１６のリッジ部分２２とを含む、導波管リッジ
２０を含んでいる。図を簡単にするため、リッジ側壁と
上側クラッド層１６の従来型の絶縁物と、通常のメタラ
イゼーション層は、図１には示していない。
【０００６】どの導波管レーザでもそうであるが、適当
な動作電圧を印加することによって図１の装置を活動化
した時、光ビーム２４が、活性層１２の付近に中心を置
く小さな楕円によって示されるレーザの光モード領域か
ら放出される。図１の実施態様では、クラッド層１４お
よび１６は、Ａｌ0.39Ｇａ0.61Ａｓからなり、活性層１
２は、ＡｌＧａＡｓの２つの傾斜付き領域の間に挟まれ
たＧａＡｓ量子セルからなる。接触層１８は、ＧａＡｓ
からなる。
な動作電圧を印加することによって図１の装置を活動化
した時、光ビーム２４が、活性層１２の付近に中心を置
く小さな楕円によって示されるレーザの光モード領域か
ら放出される。図１の実施態様では、クラッド層１４お
よび１６は、Ａｌ0.39Ｇａ0.61Ａｓからなり、活性層１
２は、ＡｌＧａＡｓの２つの傾斜付き領域の間に挟まれ
たＧａＡｓ量子セルからなる。接触層１８は、ＧａＡｓ
からなる。
【０００７】図１の構造は、"HIGH POWER RIDGE WAVEGU
IDE AlGaAs GRIN-SCH LASER DIODE", Electronics Lett
ers, １９８６年９月２５日、Vol. 22, No. 20, ページ
１０８１〜１０８２に記載されているような従来技術の
リッジ導波管レーザの製造に使用される技法を使用して
形成される。半導体レーザ結晶構造の成長には、分子線
エピタキシ法を使用する。本発明の重要な特徴は、図１
のレーザの下側クラッド層１４と上側クラッド層１６
が、異なるアルミニウム・モル分率を有することであ
る。
IDE AlGaAs GRIN-SCH LASER DIODE", Electronics Lett
ers, １９８６年９月２５日、Vol. 22, No. 20, ページ
１０８１〜１０８２に記載されているような従来技術の
リッジ導波管レーザの製造に使用される技法を使用して
形成される。半導体レーザ結晶構造の成長には、分子線
エピタキシ法を使用する。本発明の重要な特徴は、図１
のレーザの下側クラッド層１４と上側クラッド層１６
が、異なるアルミニウム・モル分率を有することであ
る。
【０００８】図２および図３は、クラッド層のアルミニ
ウム・モル分率レベルが変化すると、水平（横）遠視野
（ＨＦＦ）が、低いＨＦＦ値から高いＨＦＦ値まで連続
的に大きく変化することを示す。図２では、上側クラッ
ド層１６のＡｌモル分率が０．３９と一定値であり、下
側クラッド層１４のアルミニウム・モル分率が、０．３
４から０．４まで変化する。図３では、下側クラッド層
１４のＡｌモル分率が０．３９と一定値であり、上側ク
ラッド層１６のアルミニウム・モル分率が、０．３４か
ら０．４４まで変化する。ＨＦＦと垂直遠視野（ＶＦ
Ｆ）の影響を、図２および図３の曲線に示す。
ウム・モル分率レベルが変化すると、水平（横）遠視野
（ＨＦＦ）が、低いＨＦＦ値から高いＨＦＦ値まで連続
的に大きく変化することを示す。図２では、上側クラッ
ド層１６のＡｌモル分率が０．３９と一定値であり、下
側クラッド層１４のアルミニウム・モル分率が、０．３
４から０．４まで変化する。図３では、下側クラッド層
１４のＡｌモル分率が０．３９と一定値であり、上側ク
ラッド層１６のアルミニウム・モル分率が、０．３４か
ら０．４４まで変化する。ＨＦＦと垂直遠視野（ＶＦ
Ｆ）の影響を、図２および図３の曲線に示す。
【０００９】当技術分野では、下側クラッド層のＡｌ濃
度を高めた時に半導体レーザ構造の光閉込めが増大する
ことが知られている。光閉込めが強いほど、垂直遠視野
が高くなり、米国特許第５０３８１８５号明細書で論じ
られているように、下側クラッド層のＡｌ濃度を減少さ
せて、低い遠視野発散（または垂直遠視野）を得ること
ができる。
度を高めた時に半導体レーザ構造の光閉込めが増大する
ことが知られている。光閉込めが強いほど、垂直遠視野
が高くなり、米国特許第５０３８１８５号明細書で論じ
られているように、下側クラッド層のＡｌ濃度を減少さ
せて、低い遠視野発散（または垂直遠視野）を得ること
ができる。
【００１０】本発明は、上側クラッド層に対して下側ク
ラッド層のＡｌ濃度を変えて、２つのクラッド層のＡｌ
濃度を非対称にし、これによって水平遠視野性能の差を
もたらすことを特徴とする、半導体リッジ導波管レーザ
を対象とする。
ラッド層のＡｌ濃度を変えて、２つのクラッド層のＡｌ
濃度を非対称にし、これによって水平遠視野性能の差を
もたらすことを特徴とする、半導体リッジ導波管レーザ
を対象とする。
【００１１】図１に示した半導体リッジ導波管レーザ
は、エッチング処理によって形成されるリッジ部分２２
を含む。リッジ部分２２の外側に残る上側クラッド層１
６の厚さとリッジ部分２２の幅とを決定するエッチング
深さが、水平遠視野性能の重要な要因である。リッジ・
エッチングと、エッチングされた部分に付着される誘電
体絶縁物が、上側クラッド層１６のリッジ部分２２の外
側の部分の屈折率を低下させる。
は、エッチング処理によって形成されるリッジ部分２２
を含む。リッジ部分２２の外側に残る上側クラッド層１
６の厚さとリッジ部分２２の幅とを決定するエッチング
深さが、水平遠視野性能の重要な要因である。リッジ・
エッチングと、エッチングされた部分に付着される誘電
体絶縁物が、上側クラッド層１６のリッジ部分２２の外
側の部分の屈折率を低下させる。
【００１２】これは、リッジ部分２２が、隣接するエッ
チングされた部分よりも高い屈折率を有することを意味
する。低屈折率部分に囲まれた高屈折率部分が、光閉込
めまたは導波管形成の要素である。エッチングが深けれ
ば深いほど、リッジ部分２２に隣接するエッチングされ
た上側クラッド層１６の屈折率が低くなる。リッジ部分
２２の有効屈折率と上側クラッド層１６のそれに隣接す
る部分の有効屈折率の差が大きくなると、水平の閉込め
が強くなり、水平遠視野が広くなる。リッジ部分２２の
幅は、水平遠視野に影響するが、この影響は、通常は図
６に示するようなものである。
チングされた部分よりも高い屈折率を有することを意味
する。低屈折率部分に囲まれた高屈折率部分が、光閉込
めまたは導波管形成の要素である。エッチングが深けれ
ば深いほど、リッジ部分２２に隣接するエッチングされ
た上側クラッド層１６の屈折率が低くなる。リッジ部分
２２の有効屈折率と上側クラッド層１６のそれに隣接す
る部分の有効屈折率の差が大きくなると、水平の閉込め
が強くなり、水平遠視野が広くなる。リッジ部分２２の
幅は、水平遠視野に影響するが、この影響は、通常は図
６に示するようなものである。
【００１３】図６の曲線から、リッジ幅が大から小へ変
化するにつれて、水平遠視野が増大することが判る。こ
れは、発生する閉込めが強くなるからである。しかし、
リッジ部分の幅がある臨界幅以下になると、リッジ幅の
減少に伴って水平遠視野が減少するようになる。こうな
るのは、リッジの大きさが、もはやそのモードを含むの
に不十分であり、光学視野（または近視野）が広がり、
低い水平遠視野がもたらされるからである。
化するにつれて、水平遠視野が増大することが判る。こ
れは、発生する閉込めが強くなるからである。しかし、
リッジ部分の幅がある臨界幅以下になると、リッジ幅の
減少に伴って水平遠視野が減少するようになる。こうな
るのは、リッジの大きさが、もはやそのモードを含むの
に不十分であり、光学視野（または近視野）が広がり、
低い水平遠視野がもたらされるからである。
【００１４】クラッド層の間のＡｌ濃度の非対称性とい
う要因と、リッジ部分のエッチング深さおよび幅とがあ
いまって、水平遠視野に対する大きな影響がもたらされ
る。
う要因と、リッジ部分のエッチング深さおよび幅とがあ
いまって、水平遠視野に対する大きな影響がもたらされ
る。
【００１５】一般に、湿式エッチング処理によって形成
される構造では、実用上、図６の臨界リッジ幅より広い
リッジ幅が製造される。リッジ幅が狭すぎると、接触層
１８がエッチングによって除去されてしまう。上側クラ
ッド層１６のリッジ部分２２の外側の領域に残存するク
ラッドの厚さは、リッジ・エッチングによって決定さ
れ、一般に約０．３μｍないし０．４μｍである。この
値を下回ると、処理が敏感になり、信頼性の問題が生じ
る。
される構造では、実用上、図６の臨界リッジ幅より広い
リッジ幅が製造される。リッジ幅が狭すぎると、接触層
１８がエッチングによって除去されてしまう。上側クラ
ッド層１６のリッジ部分２２の外側の領域に残存するク
ラッドの厚さは、リッジ・エッチングによって決定さ
れ、一般に約０．３μｍないし０．４μｍである。この
値を下回ると、処理が敏感になり、信頼性の問題が生じ
る。
【００１６】本発明の原理に従って、上側クラッド層に
対して下側クラッド層のＡｌ濃度レベルを高くすると、
光モードがこの構造の上側部分に向かって押し上げられ
る。Ａｌ濃度差以外のすべてのパラメータを一定に保つ
場合、このモードは、より大きな横閉込めを「受け」、
したがって、より大きな水平遠視野が得られる。図２の
曲線を見るとこのことが判る。図２では、上側クラッド
層１６のＡｌ濃度ならびに他のすべてのパラメータが一
定に保たれ、下側クラッド層１４のＡｌ濃度だけが変化
する。
対して下側クラッド層のＡｌ濃度レベルを高くすると、
光モードがこの構造の上側部分に向かって押し上げられ
る。Ａｌ濃度差以外のすべてのパラメータを一定に保つ
場合、このモードは、より大きな横閉込めを「受け」、
したがって、より大きな水平遠視野が得られる。図２の
曲線を見るとこのことが判る。図２では、上側クラッド
層１６のＡｌ濃度ならびに他のすべてのパラメータが一
定に保たれ、下側クラッド層１４のＡｌ濃度だけが変化
する。
【００１７】この水平遠視野は、下側クラッド層１４の
Ａｌ濃度が増加するにつれて増大することが判る。
Ａｌ濃度が増加するにつれて増大することが判る。
【００１８】以上、半導体レーザ垂直構造の上下のＡｌ
ＧａＡｓクラッドのＡｌ濃度の差を変化させることによ
って半導体リッジ・レーザの水平遠視野パラメータを変
更することを特徴とする、半導体リッジ導波管レーザ構
造について述べた。Ａｌ濃度差の変化は、エッチング深
さやリッジ幅など、他のすべてのパラメータを一定に保
ったままで行われる。
ＧａＡｓクラッドのＡｌ濃度の差を変化させることによ
って半導体リッジ・レーザの水平遠視野パラメータを変
更することを特徴とする、半導体リッジ導波管レーザ構
造について述べた。Ａｌ濃度差の変化は、エッチング深
さやリッジ幅など、他のすべてのパラメータを一定に保
ったままで行われる。
【００１９】半導体リッジ導波管レーザの製造工程で
は、リッジ・レーザのリッジを画定するエッチングが、
リッジに隣接する領域の屈折率を低下させることによっ
て、横の導波を引き起こす。半導体レーザなどの導波管
では、下側クラッド層に対する上側クラッド層のＡｌ濃
度が低下すると、モードの強度がよりいっそう上側クラ
ッドに向かってシフトする。上記のリッジ・レーザで
は、これが、リッジ・エッチングによって導入された低
屈折率領域を「見る」モードの増加を引き起こす。この
ため、ビーム特性が変化し、したがって水平遠視野が変
化する。
は、リッジ・レーザのリッジを画定するエッチングが、
リッジに隣接する領域の屈折率を低下させることによっ
て、横の導波を引き起こす。半導体レーザなどの導波管
では、下側クラッド層に対する上側クラッド層のＡｌ濃
度が低下すると、モードの強度がよりいっそう上側クラ
ッドに向かってシフトする。上記のリッジ・レーザで
は、これが、リッジ・エッチングによって導入された低
屈折率領域を「見る」モードの増加を引き起こす。この
ため、ビーム特性が変化し、したがって水平遠視野が変
化する。
【００２０】一般に、深いエッチングと狭いリッジ幅は
避けることが望ましい。その理由は、リッジに隣接する
領域が、レーザ活性層にあまりに近くまでエッチングさ
れると信頼性の問題が生じ、リッジ幅が狭すぎると、直
列抵抗に関して望ましくない可能性があるからである。
したがって、本明細書に記載の発明によれば、半導体レ
ーザの活性層に近すぎる位置までエッチングを行う必要
がなく、リッジ幅をあまりに狭くする必要がないので、
高水平遠視野レーザの提供が容易になる。
避けることが望ましい。その理由は、リッジに隣接する
領域が、レーザ活性層にあまりに近くまでエッチングさ
れると信頼性の問題が生じ、リッジ幅が狭すぎると、直
列抵抗に関して望ましくない可能性があるからである。
したがって、本明細書に記載の発明によれば、半導体レ
ーザの活性層に近すぎる位置までエッチングを行う必要
がなく、リッジ幅をあまりに狭くする必要がないので、
高水平遠視野レーザの提供が容易になる。
【００２１】好ましい実施例に関して本発明を説明して
きたが、本発明の範囲をここに記載の特定の形態に限定
する意図はなく、逆に、そのような代替物、修正形およ
び同等物も、頭記の特許請求の範囲で定義される本発明
の趣旨と範囲に含まれるものとして包含されるものであ
る。
きたが、本発明の範囲をここに記載の特定の形態に限定
する意図はなく、逆に、そのような代替物、修正形およ
び同等物も、頭記の特許請求の範囲で定義される本発明
の趣旨と範囲に含まれるものとして包含されるものであ
る。
【００２２】以下に、再度実施例を整理して記載する。 （１）半導体基板と、前記基板上に付着された第１の下
側クラッド層と、前記第１クラッド層上に付着された活
性層と、前記活性層上に付着され、その上に延びる盛り
上がったリッジ部分を含む第２の上側クラッド層と、前
記第２クラッド層上に付着された接触層とを含み、前記
第２クラッド層の前記盛り上がったリッジ部分が、前記
接触層と前記第２クラッド層とをマスクを用いて選択的
にエッチングして、前記第２クラッド層のエッチングさ
れた非リッジ部分より厚いリッジ部分を提供することに
よって形成され、前記リッジ部分が、前記接触層を支持
するための幅を有し、前記第１クラッド層が、ＡｌＧａ
Ａｓからなり、アルミニウムの第１モル濃度値を有し、
前記第２クラッド層が、ＡｌＧａＡｓからなり、アルミ
ニウムの第２モル濃度値を有し、前記第１の下側クラッ
ド層のアルミニウム・モル濃度が、前記第２の上側クラ
ッド層のアルミニウム・モル濃度より高いことを特徴と
する、半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （２）前記半導体リッジ導波管レーザが、水平遠視野成
分を有することを特徴とするレーザ放射ビームを発生
し、前記リッジ部分の前記幅、前記リッジ部分の前記厚
さ、前記第２の上側クラッド層の非リッジ部分の前記厚
さ、および前記第２の上側クラッド層より高い前記第１
の下側クラッド層の前記アルミニウム・モル濃度があい
まって、前記水平遠視野の高い値をもたらすことを特徴
とする、（１）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造
である。 （３）前記第２の上側クラッド層の前記リッジ部分およ
び非リッジ部分の前記エッチングが、前記リッジ部分の
屈折率と前記非リッジ部分の屈折率の間に屈折率の差を
生じることによって前記水平遠視野に影響する横導波管
の閉込めをもたらし、前記屈折率のより大きな差が、よ
り大きな水平遠視野をもたらし、前記第２の上側クラッ
ド層のアルミニウム濃度に比べてより高い前記第１の下
側クラッド層のアルミニウムの前記濃度が、前記レーザ
の光モードを持ち上げて前記閉込めを増大させ、より大
きな水平遠視野を生じることを特徴とする、（２）に記
載の半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （４）前記第１の下側クラッド層のアルミニウムのより
高い前記濃度が、前記光モードを強制的に前記第２の上
側クラッド層およびリッジに向けることを特徴とする、
（３）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （５）前記第１の下側クラッド層の前記アルミニウム・
モル濃度が、０．４４のＡｌモル分率値を有し、前記第
２の上側クラッド層のアルミニウム・モル濃度が、０．
４４未満のＡｌモル分率値を有することを特徴とする、
（４）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （６）前記第１の下側クラッド層の前記アルミニウム・
モル濃度が、０．４４の不純物モル分率値を有し、前記
第２の上側クラッド層の前記アルミニウム・モル濃度
が、０．４４未満の不純物モル分率値を有することを特
徴とする、（４）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構
造である。
側クラッド層と、前記第１クラッド層上に付着された活
性層と、前記活性層上に付着され、その上に延びる盛り
上がったリッジ部分を含む第２の上側クラッド層と、前
記第２クラッド層上に付着された接触層とを含み、前記
第２クラッド層の前記盛り上がったリッジ部分が、前記
接触層と前記第２クラッド層とをマスクを用いて選択的
にエッチングして、前記第２クラッド層のエッチングさ
れた非リッジ部分より厚いリッジ部分を提供することに
よって形成され、前記リッジ部分が、前記接触層を支持
するための幅を有し、前記第１クラッド層が、ＡｌＧａ
Ａｓからなり、アルミニウムの第１モル濃度値を有し、
前記第２クラッド層が、ＡｌＧａＡｓからなり、アルミ
ニウムの第２モル濃度値を有し、前記第１の下側クラッ
ド層のアルミニウム・モル濃度が、前記第２の上側クラ
ッド層のアルミニウム・モル濃度より高いことを特徴と
する、半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （２）前記半導体リッジ導波管レーザが、水平遠視野成
分を有することを特徴とするレーザ放射ビームを発生
し、前記リッジ部分の前記幅、前記リッジ部分の前記厚
さ、前記第２の上側クラッド層の非リッジ部分の前記厚
さ、および前記第２の上側クラッド層より高い前記第１
の下側クラッド層の前記アルミニウム・モル濃度があい
まって、前記水平遠視野の高い値をもたらすことを特徴
とする、（１）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造
である。 （３）前記第２の上側クラッド層の前記リッジ部分およ
び非リッジ部分の前記エッチングが、前記リッジ部分の
屈折率と前記非リッジ部分の屈折率の間に屈折率の差を
生じることによって前記水平遠視野に影響する横導波管
の閉込めをもたらし、前記屈折率のより大きな差が、よ
り大きな水平遠視野をもたらし、前記第２の上側クラッ
ド層のアルミニウム濃度に比べてより高い前記第１の下
側クラッド層のアルミニウムの前記濃度が、前記レーザ
の光モードを持ち上げて前記閉込めを増大させ、より大
きな水平遠視野を生じることを特徴とする、（２）に記
載の半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （４）前記第１の下側クラッド層のアルミニウムのより
高い前記濃度が、前記光モードを強制的に前記第２の上
側クラッド層およびリッジに向けることを特徴とする、
（３）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （５）前記第１の下側クラッド層の前記アルミニウム・
モル濃度が、０．４４のＡｌモル分率値を有し、前記第
２の上側クラッド層のアルミニウム・モル濃度が、０．
４４未満のＡｌモル分率値を有することを特徴とする、
（４）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造である。 （６）前記第１の下側クラッド層の前記アルミニウム・
モル濃度が、０．４４の不純物モル分率値を有し、前記
第２の上側クラッド層の前記アルミニウム・モル濃度
が、０．４４未満の不純物モル分率値を有することを特
徴とする、（４）に記載の半導体リッジ導波管レーザ構
造である。
【図１】本発明の原理を示す、半導体リッジ導波管レー
ザの概略図である。
ザの概略図である。
【図２】図１のレーザの下側クラッド層１４のアルミニ
ウム・モル分率を変更し、上側クラッド層１６のアルミ
ニウム・モル分率を一定に保つときの、水平遠視野角と
垂直遠視野角の変化を示す図である。
ウム・モル分率を変更し、上側クラッド層１６のアルミ
ニウム・モル分率を一定に保つときの、水平遠視野角と
垂直遠視野角の変化を示す図である。
【図３】図１のレーザの上側クラッド層１６のアルミニ
ウム・モル分率を変更し、下側クラッド層１４のアルミ
ニウム・モル分率を一定に保つときの、水平遠視野角と
垂直遠視野角の変化を示す図である。
ウム・モル分率を変更し、下側クラッド層１４のアルミ
ニウム・モル分率を一定に保つときの、水平遠視野角と
垂直遠視野角の変化を示す図である。
【図４】上側クラッド層と下側クラッド層のＡｌ濃度に
対称性が存在する場合の、半導体リッジ導波管レーザの
水平遠視野と垂直遠視野を示す図である。
対称性が存在する場合の、半導体リッジ導波管レーザの
水平遠視野と垂直遠視野を示す図である。
【図５】上側クラッド層と下側クラッド層のＡｌ濃度に
非対称性が存在し、下側クラッド層のＡｌ濃度の方が高
い場合の、半導体リッジ導波管レーザの水平遠視野と垂
直遠視野を示す図である。
非対称性が存在し、下側クラッド層のＡｌ濃度の方が高
い場合の、半導体リッジ導波管レーザの水平遠視野と垂
直遠視野を示す図である。
【図６】光学リッジの幅の変動に対する、半導体リッジ
導波管レーザの水平遠視野の値の変動を示す図である。
導波管レーザの水平遠視野の値の変動を示す図である。
１０ 基板 １２ 活性層 １４ 下側クラッド層 １６ 上側クラッド層 １８ 接触層 ２０ 導波管リッジ ２２ リッジ部分 ２４ 光ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スリダール・ヴィー・イエル アメリカ合衆国61801、イリノイ州アー バナ、ウエスト・クラーク1010 ナンバ ー10 (72)発明者 ハインツ・ピー・マイヤー スイス、シー・エイチ8800、タールヴィ ル、パルク・ヴェーク ４ (72)発明者 アルフレッド・フィリップス・ジュニア アメリカ合衆国12590、ニューヨーク州 ワッピンガーズ・フォールズ、アルパー ト・ドライブ 37 (72)発明者 アッバース・ベフファル＝ラード アメリカ合衆国12590、ニューヨーク州 ワッピンガーズ・フォールズ、カンタベ リー・レーン 11ビー
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板と、 前記基板上に付着された第１の下側クラッド層と、 前記第１クラッド層上に付着された活性層と、 前記活性層上に付着され、その上に延びる盛り上がった
リッジ部分を含む第２の上側クラッド層と、 前記第２クラッド層上に付着された接触層とを含み、 前記第２クラッド層の前記盛り上がったリッジ部分が、
前記接触層と前記第２クラッド層とをマスクを用いて選
択的にエッチングして、前記第２クラッド層のエッチン
グされた非リッジ部分より厚いリッジ部分を提供するこ
とによって形成され、前記リッジ部分が、前記接触層を
支持するための幅を有し、 前記第１クラッド層が、ＡｌＧａＡｓからなり、アルミ
ニウムの第１モル濃度値を有し、 前記第２クラッド層が、ＡｌＧａＡｓからなり、アルミ
ニウムの第２モル濃度値を有し、 前記第１の下側クラッド層のアルミニウム・モル濃度
が、前記第２の上側クラッド層のアルミニウム・モル濃
度より高いことを特徴とする、 半導体リッジ導波管レーザ構造。 - 【請求項２】前記半導体リッジ導波管レーザが、水平遠
視野成分を有することを特徴とするレーザ放射ビームを
発生し、前記リッジ部分の前記幅、前記リッジ部分の前
記厚さ、前記第２の上側クラッド層の非リッジ部分の前
記厚さ、および前記第２の上側クラッド層より高い前記
第１の下側クラッド層の前記アルミニウム・モル濃度が
あいまって、前記水平遠視野の高い値をもたらすことを
特徴とする、請求項１に記載の半導体リッジ導波管レー
ザ構造。 - 【請求項３】前記第２の上側クラッド層の前記リッジ部
分および非リッジ部分の前記エッチングが、前記リッジ
部分の屈折率と前記非リッジ部分の屈折率の間に屈折率
の差を生じることによって前記水平遠視野に影響する横
導波管の閉込めをもたらし、 前記屈折率のより大きな差が、より大きな水平遠視野を
もたらし、 前記第２の上側クラッド層のアルミニウム濃度に比べて
より高い前記第１の下側クラッド層のアルミニウムの前
記濃度が、前記レーザの光モードを持ち上げて前記閉込
めを増大させ、より大きな水平遠視野を生じることを特
徴とする、 請求項２に記載の半導体リッジ導波管レーザ構造。 - 【請求項４】前記第１の下側クラッド層のアルミニウム
のより高い前記濃度が、前記光モードを強制的に前記第
２の上側クラッド層およびリッジに向けることを特徴と
する、請求項３に記載の半導体リッジ導波管レーザ構
造。 - 【請求項５】前記第１の下側クラッド層の前記アルミニ
ウム・モル濃度が、０．４４のＡｌモル分率値を有し、
前記第２の上側クラッド層のアルミニウム・モル濃度
が、０．４４未満のＡｌモル分率値を有することを特徴
とする、請求項４に記載の半導体リッジ導波管レーザ構
造。 - 【請求項６】前記第１の下側クラッド層の前記アルミニ
ウム・モル濃度が、０．４４の不純物モル分率値を有
し、前記第２の上側クラッド層の前記アルミニウム・モ
ル濃度が、０．４４未満の不純物モル分率値を有するこ
とを特徴とする、請求項４に記載の半導体リッジ導波管
レーザ構造。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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