JP2558745B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JP2558745B2 JP2558745B2 JP62254919A JP25491987A JP2558745B2 JP 2558745 B2 JP2558745 B2 JP 2558745B2 JP 62254919 A JP62254919 A JP 62254919A JP 25491987 A JP25491987 A JP 25491987A JP 2558745 B2 JP2558745 B2 JP 2558745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- resistance
- type
- type gaas
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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素子に関し、特に、レーザ光の
吸収の少ない窓領域を有する半導体レーザ素子の新規な
構造に関するものである。
吸収の少ない窓領域を有する半導体レーザ素子の新規な
構造に関するものである。
（従来の技術及びその問題点） 一般に、半導体レーザ素子においては、低閾値電流で
安定な単一モードの連続発振を得るため、活性層がヘテ
ロ接合界面で限定されるとともに種々の電流狭窄用スト
ライプ構造や導波路構造が具設されており、活性層のレ
ーザ発振領域には高密度の光とキャリアが閉じ込められ
ることになる。しかしながら、半導体レーザ素子を高出
力動作させる際には光密度の上昇に起因する素子の熱的
な劣化が問題となる。
安定な単一モードの連続発振を得るため、活性層がヘテ
ロ接合界面で限定されるとともに種々の電流狭窄用スト
ライプ構造や導波路構造が具設されており、活性層のレ
ーザ発振領域には高密度の光とキャリアが閉じ込められ
ることになる。しかしながら、半導体レーザ素子を高出
力動作させる際には光密度の上昇に起因する素子の熱的
な劣化が問題となる。
この問題の解決を図るものとしては、活性層を薄層化
することによって活性層内の光密度を減少せしめ、高出
力動作をさせるようにしたTRS構造（Twin−Ridge−Subs
trate structure）レーザが知られている（Appl. Phys.
Lett. vol. 42, No. 10, 15 May 1983, p. 853）。こ
の半導体レーザ素子は、活性層の薄層化を制御性良く達
成できるように液相エピタキシャル成長法を用いて下地
層のリッジ上への活性層の成長を行ったものである。し
かし、この提案されたTRS構造の半導体レーザ素子で
は、活性層の薄層化による光密度の減少は実現すること
はできるものの、レーザ発振用共振器端面近傍でのレー
ザ光の吸収は低減されておらず共振器端面の損傷や劣化
を招来するため、半導体レーザ素子の寿命の点からは十
分に改善されたものではない。
することによって活性層内の光密度を減少せしめ、高出
力動作をさせるようにしたTRS構造（Twin−Ridge−Subs
trate structure）レーザが知られている（Appl. Phys.
Lett. vol. 42, No. 10, 15 May 1983, p. 853）。こ
の半導体レーザ素子は、活性層の薄層化を制御性良く達
成できるように液相エピタキシャル成長法を用いて下地
層のリッジ上への活性層の成長を行ったものである。し
かし、この提案されたTRS構造の半導体レーザ素子で
は、活性層の薄層化による光密度の減少は実現すること
はできるものの、レーザ発振用共振器端面近傍でのレー
ザ光の吸収は低減されておらず共振器端面の損傷や劣化
を招来するため、半導体レーザ素子の寿命の点からは十
分に改善されたものではない。
これに対し、レーザ発振用共振器端面でのレーザ光の
吸収を少なくしたウィンドウ（window）VSISレーザが提
唱されている（Appl. Phys. Lett. vol. 42, No. 5, 1
Mar. 1983, p. 406）。この半導体レーザ素子は、共振
器内部の光励起領域には湾曲した厚い活性層を用い、一
方では、端面近傍のレーザ光取出用窓領域では平坦な薄
い活性層を用いることでレーザ光の吸収を低減し、高出
力動作を可能としたものである。しかし、通常の液相エ
ピタキシャル成長法では、Ga溶液の飽和度や成長炉内の
温度分布等の問題により、光励起領域の活性層の湾曲度
を一定に制御することは困難である。それ故、提案され
ているウィンドウVSIS構造では、均一な特性の半導体レ
ーザ素子を再現性良く量産することができない。また、
そのような湾曲した活性層を用いることは屈折率との関
係で活性層内の湾曲部に局部的な光密度の上昇を招来
し、高出力動作時の活性層の劣化の原因となる。
吸収を少なくしたウィンドウ（window）VSISレーザが提
唱されている（Appl. Phys. Lett. vol. 42, No. 5, 1
Mar. 1983, p. 406）。この半導体レーザ素子は、共振
器内部の光励起領域には湾曲した厚い活性層を用い、一
方では、端面近傍のレーザ光取出用窓領域では平坦な薄
い活性層を用いることでレーザ光の吸収を低減し、高出
力動作を可能としたものである。しかし、通常の液相エ
ピタキシャル成長法では、Ga溶液の飽和度や成長炉内の
温度分布等の問題により、光励起領域の活性層の湾曲度
を一定に制御することは困難である。それ故、提案され
ているウィンドウVSIS構造では、均一な特性の半導体レ
ーザ素子を再現性良く量産することができない。また、
そのような湾曲した活性層を用いることは屈折率との関
係で活性層内の湾曲部に局部的な光密度の上昇を招来
し、高出力動作時の活性層の劣化の原因となる。
本発明は上述の諸問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは長寿命であり且つ制
御性良く製造し得る構造の半導体レーザ素子を提供する
ことにある。
のであり、その目的とするところは長寿命であり且つ制
御性良く製造し得る構造の半導体レーザ素子を提供する
ことにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の半導体レーザ素子は、半導体基板上に活性層
を含む積層構造を有する半導体レーザ素子であって、少
なくとも一方の共振器端面の近傍の電流経路の抵抗が共
振器内部の電流経路の抵抗より実質的に小さくされてお
り、そのことにより上記目的が達成される。
を含む積層構造を有する半導体レーザ素子であって、少
なくとも一方の共振器端面の近傍の電流経路の抵抗が共
振器内部の電流経路の抵抗より実質的に小さくされてお
り、そのことにより上記目的が達成される。
半導体レーザ素子を上記構成とすることによって、活
性層での電流密度は、共振器内部より共振器端面近傍の
方が大きくなる。この結果、共振器端面近傍ではキャリ
ア密度が上昇し、レーザ光の吸収が少なくなる。
性層での電流密度は、共振器内部より共振器端面近傍の
方が大きくなる。この結果、共振器端面近傍ではキャリ
ア密度が上昇し、レーザ光の吸収が少なくなる。
本発明の好ましい実施態様では、前記積層構造内に他
の層より高い抵抗率を有する抵抗層が形成され、前記共
振器端面近傍の電流経路が該抵抗層を経由せず、前記共
振器内部の電流経路が該抵抗層を経由している。
の層より高い抵抗率を有する抵抗層が形成され、前記共
振器端面近傍の電流経路が該抵抗層を経由せず、前記共
振器内部の電流経路が該抵抗層を経由している。
また、他の好ましい実施態様では、前記積層構造内に
他の層より高い抵抗率を有し、低抵抗部と高抵抗部とを
備えた抵抗層が形成され、前記共振器端面近傍の電流経
路が該低抵抗部を経由し、前記共振器内部の電流経路が
該高抵抗部を経由している。
他の層より高い抵抗率を有し、低抵抗部と高抵抗部とを
備えた抵抗層が形成され、前記共振器端面近傍の電流経
路が該低抵抗部を経由し、前記共振器内部の電流経路が
該高抵抗部を経由している。
更に他の好ましい実施態様では、前記抵抗層の抵抗率
が前記半導体基板の抵抗率より高くされている。
が前記半導体基板の抵抗率より高くされている。
更に他の好ましい実施態様では、前記積層構造内の前
記活性層の上方にクラッド層及びコンタクト層が形成さ
れ、前記抵抗層が該クラッド層とコンタクト層との間に
挟設されており、該抵抗層の抵抗率が該コンタクト層の
抵抗率より高くされている。
記活性層の上方にクラッド層及びコンタクト層が形成さ
れ、前記抵抗層が該クラッド層とコンタクト層との間に
挟設されており、該抵抗層の抵抗率が該コンタクト層の
抵抗率より高くされている。
更に他の好ましい実施態様では、前記積層構造内の前
記活性層の上方にクラッド層及びコンタクト層が形成さ
れ、該コンタクト層には低抵抗部と高抵抗部とが設けら
れており、前記共振器端面近傍の電流経路が該低抵抗部
を経由し、前記共振器内部の電流経路が該高抵抗部を経
由している。
記活性層の上方にクラッド層及びコンタクト層が形成さ
れ、該コンタクト層には低抵抗部と高抵抗部とが設けら
れており、前記共振器端面近傍の電流経路が該低抵抗部
を経由し、前記共振器内部の電流経路が該高抵抗部を経
由している。
（実施例） 以下に本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の１実施例の構成を示す分解斜視図で
ある。本実施例では、ストライプ状のチャネル溝を素子
内部に設けた内部ストライプ構造の半導体レーザ素子を
使用し、そのレーザ共振器長Ｌを250μｍ、レーザ共振
器両端面3a、3bから内方へ25μｍ迄の領域をレーザ光取
出し窓領域1a、1bとし、該窓領域1a、1bの間の共振器内
部を励起領域２としている。
ある。本実施例では、ストライプ状のチャネル溝を素子
内部に設けた内部ストライプ構造の半導体レーザ素子を
使用し、そのレーザ共振器長Ｌを250μｍ、レーザ共振
器両端面3a、3bから内方へ25μｍ迄の領域をレーザ光取
出し窓領域1a、1bとし、該窓領域1a、1bの間の共振器内
部を励起領域２としている。
次に、第１図に示す実施例素子の製造方法について第
２図を用いて説明する。
２図を用いて説明する。
第２図（ａ）に示すように、ｐ型GaAs基板（Znドー
プ、0.005Ω・cm）10に長さ200μｍ、幅５μｍ、深さ１
μｍの溝20を共振器方向に形成する。この時、溝20はそ
の長さ方向の両端が両共振器面3a、3bより25μｍだけ内
部に位置するように形成される。
プ、0.005Ω・cm）10に長さ200μｍ、幅５μｍ、深さ１
μｍの溝20を共振器方向に形成する。この時、溝20はそ
の長さ方向の両端が両共振器面3a、3bより25μｍだけ内
部に位置するように形成される。
その後、ｐ型GaAs基板10より抵抗率の高いｐ型GaAs抵
抗層（Geドープ、抵抗率0.5Ω・cm）11を溝20の形成さ
れていない位置で0.2μｍの厚さに、ｎ型GaAs電流ブロ
ック層12を0.8μｍ厚さに液相エピタキシャル成長法に
より順次積層する（第２図（ｂ））。この際には、平坦
面上の成長速度は凹み部上のそれよりも遅いという液相
エピタキシャル成長の特性により、ｎ型GaAs電流ブロッ
ク層12の表面は平坦な面となる。
抗層（Geドープ、抵抗率0.5Ω・cm）11を溝20の形成さ
れていない位置で0.2μｍの厚さに、ｎ型GaAs電流ブロ
ック層12を0.8μｍ厚さに液相エピタキシャル成長法に
より順次積層する（第２図（ｂ））。この際には、平坦
面上の成長速度は凹み部上のそれよりも遅いという液相
エピタキシャル成長の特性により、ｎ型GaAs電流ブロッ
ク層12の表面は平坦な面となる。
引き続いて、エッチングにより、両端面間を共振器方
向に延伸する幅４μｍ、深さ1.2μｍのＶ字状チャネル2
1を溝20の直上に形成する（第２図（ｃ））。第１図に
も示されているように、チャネル21の底面は共振器内部
の励起領域２ではｐ型GaAs抵抗層11であり、共振器端面
3a、3b近傍の窓領域1a、1bではチャネル21はｐ型GaAs基
板10に達している。
向に延伸する幅４μｍ、深さ1.2μｍのＶ字状チャネル2
1を溝20の直上に形成する（第２図（ｃ））。第１図に
も示されているように、チャネル21の底面は共振器内部
の励起領域２ではｐ型GaAs抵抗層11であり、共振器端面
3a、3b近傍の窓領域1a、1bではチャネル21はｐ型GaAs基
板10に達している。
その後、再び液相エピタキシャル成長法により、ｐ型
Ga0.58Al0.42As第１クラッド層13、ｐ型Ga0.86Al0.14As
活性層14、ｎ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層15、ｎ型
GaAsコンタクト層16を順次積層し、続いて、電極31、32
を形成する（第２図（ｄ））。
Ga0.58Al0.42As第１クラッド層13、ｐ型Ga0.86Al0.14As
活性層14、ｎ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層15、ｎ型
GaAsコンタクト層16を順次積層し、続いて、電極31、32
を形成する（第２図（ｄ））。
このようにして得られた半導体レーザ素子の第２図
（ｄ）のＡ−Ａ線に沿う断面構成を模式的に第３図に示
す。前述のように、窓領域1a、1bではＶ字状チャネル21
の底面は半導体基板10であるのに対し、励起領域２では
チャネル21の底面は抵抗層11である。それ故、窓領域1
a、1bの電流経路Pa、Pbは抵抗層11を経由しない。一
方、励起領域２の電流経路P2は抵抗層11を経由する。従
って、電流経路Pa、Pbの抵抗は電流経路P2の抵抗より低
くなる。
（ｄ）のＡ−Ａ線に沿う断面構成を模式的に第３図に示
す。前述のように、窓領域1a、1bではＶ字状チャネル21
の底面は半導体基板10であるのに対し、励起領域２では
チャネル21の底面は抵抗層11である。それ故、窓領域1
a、1bの電流経路Pa、Pbは抵抗層11を経由しない。一
方、励起領域２の電流経路P2は抵抗層11を経由する。従
って、電流経路Pa、Pbの抵抗は電流経路P2の抵抗より低
くなる。
このような構造の半導体レーザ素子に電流を流すと、
窓領域1a、1bでは励起領域２に比べて電流経路の抵抗が
低いので励起領域２より多くの電流が流れ、注入電子は
励起領域２に比べ伝導帯の高いレベルにまで注入され
る。従って、励起領域２で発振したレーザ光は窓領域1
a、1bにおいて吸収を受けず、このレーザ素子は所謂ウ
ィンドウレーザとなり、高出力操作が可能となる。本実
施例のレーザ素子を室温連続発振させたところ、200mW
以上の光出力を得ることができた。
窓領域1a、1bでは励起領域２に比べて電流経路の抵抗が
低いので励起領域２より多くの電流が流れ、注入電子は
励起領域２に比べ伝導帯の高いレベルにまで注入され
る。従って、励起領域２で発振したレーザ光は窓領域1
a、1bにおいて吸収を受けず、このレーザ素子は所謂ウ
ィンドウレーザとなり、高出力操作が可能となる。本実
施例のレーザ素子を室温連続発振させたところ、200mW
以上の光出力を得ることができた。
第４図は本発明の他の実施例の分解斜視図である。本
実施例では、窓領域1a、1b内のｐ型GaAs半導体基板10
に、幅５μｍ、高さ0.8μｍのメサ22を形成し、この上
にｐ型GaAs抵抗層11をメサ22のない所で１μｍの厚さ
に、ｎ型GaAs電流ブロック層12を0.8μｍの厚さに積層
する。この時、メサ22上では成長速度が抑えられるの
で、メサ22上ではｐ型GaAs抵抗層11の層厚は0.2μｍと
なる。換言すれば、抵抗層11の表面は平坦となる。その
後、幅４μｍ、深さ1.2μｍのＶ字状チャネル21を形成
し、更にｐ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層13、ｐ型Ga
0.86Al0.14As活性層14、ｎ型Ga0.58Al0.42As第２クラッ
ド層15、ｎ型GaAsコンタクト層16を順次積層する。
実施例では、窓領域1a、1b内のｐ型GaAs半導体基板10
に、幅５μｍ、高さ0.8μｍのメサ22を形成し、この上
にｐ型GaAs抵抗層11をメサ22のない所で１μｍの厚さ
に、ｎ型GaAs電流ブロック層12を0.8μｍの厚さに積層
する。この時、メサ22上では成長速度が抑えられるの
で、メサ22上ではｐ型GaAs抵抗層11の層厚は0.2μｍと
なる。換言すれば、抵抗層11の表面は平坦となる。その
後、幅４μｍ、深さ1.2μｍのＶ字状チャネル21を形成
し、更にｐ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層13、ｐ型Ga
0.86Al0.14As活性層14、ｎ型Ga0.58Al0.42As第２クラッ
ド層15、ｎ型GaAsコンタクト層16を順次積層する。
このような構成においても前述の実施例と同様に、Ｖ
字状チャネル21の底部は窓領域1a、1bにおいてはｐ型Ga
As抵抗層11を貫通してｐ型GaAs半導体基板10に到達して
おり、窓領域1a、1bにおける電流経路の抵抗は励起領域
２における電流経路のそれより低くなる。この結果、窓
領域1a、1bでの電流密度を大きくすることができ、高出
力動作が可能となった。
字状チャネル21の底部は窓領域1a、1bにおいてはｐ型Ga
As抵抗層11を貫通してｐ型GaAs半導体基板10に到達して
おり、窓領域1a、1bにおける電流経路の抵抗は励起領域
２における電流経路のそれより低くなる。この結果、窓
領域1a、1bでの電流密度を大きくすることができ、高出
力動作が可能となった。
第５図は本発明の更に他の実施例の分解斜視図であ
る。本実施例では、ｐ型GaAs基板10上にｐ型GaAs抵抗層
11を0.5μｍの厚さに、ｎ型GaAs電流ブロック層12を0.8
μｍの厚さに均一に成長させ、その後窓領域1a、1bに幅
５μｍ、深さ0.6μｍの溝を形成し、続いて該溝と重な
るようにして幅５μｍの溝を0.8μｍエッチングする
と、窓領域1a、1bではＶ字状チャネル21の深さは1.4μ
ｍとなり、励起領域２では0.8μｍの深さの溝23が形成
される。本実施例の構成でも、Ｖ字状チャネル21の底部
は窓領域1a、1bにおいてはｐ型GaAs抵抗層11を貫通して
ｐ型GaAs半導体基板10に到達しており、窓領域1a、1bに
おける電流経路の抵抗は励起領域２における電流経路の
それより低くなる。従って、窓領域1a、1bでの電流密度
を大きくすることができ、高出力動作が可能である。
る。本実施例では、ｐ型GaAs基板10上にｐ型GaAs抵抗層
11を0.5μｍの厚さに、ｎ型GaAs電流ブロック層12を0.8
μｍの厚さに均一に成長させ、その後窓領域1a、1bに幅
５μｍ、深さ0.6μｍの溝を形成し、続いて該溝と重な
るようにして幅５μｍの溝を0.8μｍエッチングする
と、窓領域1a、1bではＶ字状チャネル21の深さは1.4μ
ｍとなり、励起領域２では0.8μｍの深さの溝23が形成
される。本実施例の構成でも、Ｖ字状チャネル21の底部
は窓領域1a、1bにおいてはｐ型GaAs抵抗層11を貫通して
ｐ型GaAs半導体基板10に到達しており、窓領域1a、1bに
おける電流経路の抵抗は励起領域２における電流経路の
それより低くなる。従って、窓領域1a、1bでの電流密度
を大きくすることができ、高出力動作が可能である。
第６図は本発明の更に他の実施例の分解斜視図であ
る。本実施例は、ｎ型GaAs基板上にダブルヘテロ構造を
作成したCSP構造（Channeled−Substrate−Planar Stru
cture）のレーザ（IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONI
CS, vol. QE. 14, No. 2, February 1978, p. 89）に本
発明を適用したものである。本実施例では、第１図に示
した実施例と同様に励起領域２のｎ型GaAs基板40に溝24
を形成し、基板40上に該基板40より抵抗率の高いｎ型Ga
As抵抗層41を液相エピタキシャル成長法により成長す
る。その後、チャネル25を、窓領域1a、1bではその底部
がｎ型GaAs基板40に到達するが、励起領域２ではｎ型Ga
As抵抗層41内に底部があるように形成する。その後、ｎ
型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層42、アンドープGa0.86
Al0.14As活性層43、ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層
44、及び、ｎ型GaAsコンタクト層45を順次積層して該基
板上にダブルヘテロ構造を形成する。そして、電流狭窄
のためにZnを拡散してZn拡散部46を形成する。この結
果、チャネル25の底部は窓領域1a、1bにおいてはｎ型Ga
As抵抗層41を貫通してｎ型GaAs半導体基板40に到達して
おり、窓領域1a、1bにおける電流経路の抵抗は励起領域
２における電流経路のそれより低くなる。従って、窓領
域1a、1bの電流密度を大きくすることができ、本実施例
素子も高出力動作が可能である。
る。本実施例は、ｎ型GaAs基板上にダブルヘテロ構造を
作成したCSP構造（Channeled−Substrate−Planar Stru
cture）のレーザ（IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONI
CS, vol. QE. 14, No. 2, February 1978, p. 89）に本
発明を適用したものである。本実施例では、第１図に示
した実施例と同様に励起領域２のｎ型GaAs基板40に溝24
を形成し、基板40上に該基板40より抵抗率の高いｎ型Ga
As抵抗層41を液相エピタキシャル成長法により成長す
る。その後、チャネル25を、窓領域1a、1bではその底部
がｎ型GaAs基板40に到達するが、励起領域２ではｎ型Ga
As抵抗層41内に底部があるように形成する。その後、ｎ
型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層42、アンドープGa0.86
Al0.14As活性層43、ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層
44、及び、ｎ型GaAsコンタクト層45を順次積層して該基
板上にダブルヘテロ構造を形成する。そして、電流狭窄
のためにZnを拡散してZn拡散部46を形成する。この結
果、チャネル25の底部は窓領域1a、1bにおいてはｎ型Ga
As抵抗層41を貫通してｎ型GaAs半導体基板40に到達して
おり、窓領域1a、1bにおける電流経路の抵抗は励起領域
２における電流経路のそれより低くなる。従って、窓領
域1a、1bの電流密度を大きくすることができ、本実施例
素子も高出力動作が可能である。
第７図は、本発明の更に他の実施例の分解斜視図であ
る。本実施例では、第２クラッド層53とコンタクト層55
との間に抵抗層54が形成され、電流狭窄を行うためのZn
拡散の深さが制御された構成とすることによって素子抵
抗の内部分布を形成している。
る。本実施例では、第２クラッド層53とコンタクト層55
との間に抵抗層54が形成され、電流狭窄を行うためのZn
拡散の深さが制御された構成とすることによって素子抵
抗の内部分布を形成している。
本実施例素子の作製においては、先ず、ｎ型GaAs基板
50上に、ｎ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層51を１μｍ
の厚さに、アンドープGa0.86Al0.14As活性層52を0.1μ
ｍの厚さに、ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層53を１
μｍの厚さに、ｐ型GaAs抵抗層54を１μｍの厚さに、ｎ
型GaAsコンタクト層55を２μｍの厚さに形成する。その
後、窓領域1a、1bのコンタクト層55を厚さ１μｍだけエ
ッチングにより除去し、Znを2.5μｍの深さに拡散してZ
n拡散部56を形成する。
50上に、ｎ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層51を１μｍ
の厚さに、アンドープGa0.86Al0.14As活性層52を0.1μ
ｍの厚さに、ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層53を１
μｍの厚さに、ｐ型GaAs抵抗層54を１μｍの厚さに、ｎ
型GaAsコンタクト層55を２μｍの厚さに形成する。その
後、窓領域1a、1bのコンタクト層55を厚さ１μｍだけエ
ッチングにより除去し、Znを2.5μｍの深さに拡散してZ
n拡散部56を形成する。
このような構成とすることにより、拡散フロントは窓
領域1a、1bではｐ型GaAlAs第２クラッド層53にまで到達
しているのに対して、励起領域２ではｐ型GaAs抵抗層54
内に停止していることになる。その結果、窓領域1a、1b
の電流経路の抵抗に対し励起領域２の電流経路の抵抗の
方が高くなるため、窓領域1a、1bでの活性層電流密度を
大きくすることができ、レーザ素子の高出力動作が可能
となった。
領域1a、1bではｐ型GaAlAs第２クラッド層53にまで到達
しているのに対して、励起領域２ではｐ型GaAs抵抗層54
内に停止していることになる。その結果、窓領域1a、1b
の電流経路の抵抗に対し励起領域２の電流経路の抵抗の
方が高くなるため、窓領域1a、1bでの活性層電流密度を
大きくすることができ、レーザ素子の高出力動作が可能
となった。
第８図は、本発明の更に他の実施例の分解斜視図であ
る。本実施例では、コンタクト層64上部よりのZn拡散を
レーザ素子内部に比べ端面部近傍で深く行う事で、素子
抵抗の内部分布を形成している。
る。本実施例では、コンタクト層64上部よりのZn拡散を
レーザ素子内部に比べ端面部近傍で深く行う事で、素子
抵抗の内部分布を形成している。
本実施例素子は次のように作製される。先ず、ｎ型Ga
As基板60上に、ｎ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層61を
１μｍの厚さに、アンドープGa0.86Al0.14As活性層62を
0.1μｍの厚さに、ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層6
3を１μｍの厚さに、ｐ型GaAsコンタクト層64を２μｍ
の厚さに順次形成する。その後、コンタクト層64上部よ
りZnの拡散を行って、低抵抗化されたZn拡散部を形成す
る。その際、まず窓領域1a、1bに幅５μｍ、深さ１μｍ
のZn拡散を行った後、続いて該Zn拡散領域と重なるよう
に素子全体に幅５μｍで、１μｍの深さにZn拡散を行
う。この結果、窓領域1a、1bには幅５μｍ、深さ２μｍ
のZn拡散部65が、励起領域２には幅５μｍ、深さ１μｍ
のZn拡散部66が形成される。
As基板60上に、ｎ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層61を
１μｍの厚さに、アンドープGa0.86Al0.14As活性層62を
0.1μｍの厚さに、ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラッド層6
3を１μｍの厚さに、ｐ型GaAsコンタクト層64を２μｍ
の厚さに順次形成する。その後、コンタクト層64上部よ
りZnの拡散を行って、低抵抗化されたZn拡散部を形成す
る。その際、まず窓領域1a、1bに幅５μｍ、深さ１μｍ
のZn拡散を行った後、続いて該Zn拡散領域と重なるよう
に素子全体に幅５μｍで、１μｍの深さにZn拡散を行
う。この結果、窓領域1a、1bには幅５μｍ、深さ２μｍ
のZn拡散部65が、励起領域２には幅５μｍ、深さ１μｍ
のZn拡散部66が形成される。
このように、Zn拡散部65がコンタクト層64を貫通して
いる構成とされているので、窓領域1a、1bでは電流経路
は低抵抗化されていないコンタクト層74を経由しない。
それに対して、内部励起領域２ではその電流経路は低抵
抗化されていないコンタクト層64を経由する。その結
果、窓領域1a、1bの電流経路の抵抗に対し励起領域２の
電流経路の抵抗の方が高くなるため、窓領域1a、1bでの
活性層電流密度を大きくすることができる。従って、本
実施例の構成によってもレーザ素子の高出力動作が可能
となった。
いる構成とされているので、窓領域1a、1bでは電流経路
は低抵抗化されていないコンタクト層74を経由しない。
それに対して、内部励起領域２ではその電流経路は低抵
抗化されていないコンタクト層64を経由する。その結
果、窓領域1a、1bの電流経路の抵抗に対し励起領域２の
電流経路の抵抗の方が高くなるため、窓領域1a、1bでの
活性層電流密度を大きくすることができる。従って、本
実施例の構成によってもレーザ素子の高出力動作が可能
となった。
なお、本発明は、前述の各実施例の構成に限られるこ
とはなく、下記のような他の構造の素子にも適用でき
る。
とはなく、下記のような他の構造の素子にも適用でき
る。
Ｉ）半導体レーザ素子の構造がLOC（Large Optical Cav
ity）構造やSCH（Separate Confinement Heterostructu
re）構造をとるもの II）全ての導電型が反対のもの III）半導体レーザを構成する材料がGaAlAs系以外のInG
aAs系、GaAlAsSb系であるもの IV）前述の窓領域が片方の端面側のみに存在するもの Ｖ）発光フィラメント数が複数本であるもの （発明の効果） このように、本発明によれば、湾曲した活性層を用い
ることなく、電流密度を大きくすることができレーザ光
の吸収の少ない窓領域を備えた、半導体レーザ素子が提
供される。従って、本発明の半導体レーザ素子は、端面
破壊光出力レベルが高く長寿命であり、且つ、制御性良
く製造できるものである。
ity）構造やSCH（Separate Confinement Heterostructu
re）構造をとるもの II）全ての導電型が反対のもの III）半導体レーザを構成する材料がGaAlAs系以外のInG
aAs系、GaAlAsSb系であるもの IV）前述の窓領域が片方の端面側のみに存在するもの Ｖ）発光フィラメント数が複数本であるもの （発明の効果） このように、本発明によれば、湾曲した活性層を用い
ることなく、電流密度を大きくすることができレーザ光
の吸収の少ない窓領域を備えた、半導体レーザ素子が提
供される。従って、本発明の半導体レーザ素子は、端面
破壊光出力レベルが高く長寿命であり、且つ、制御性良
く製造できるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図、第２図
（ａ）〜（ｄ）はその実施例の作成工程図、第３図は第
２図のＡ−Ａ線に沿う断面を模式的に示す図、第４図〜
第８図は本発明の他の実施例をそれぞれ示す分解斜視図
である。 1a、1b……窓領域、２……励起領域、10……ｐ型GaAs基
板、11……p-型GaAs抵抗層、12……n+GaAs電流ブロック
層、13……ｐ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層、14……
ｐ型Ga0.86Al0.14As活性層、15……ｎ型Ga0.58Al0.42As
第２クラッド層、16……ｎ型GaAsコンタクト層、20……
溝、21……Ｖ字状チャネル、22……メサ、23……溝、3
1、32……電極、40、50、60……ｎ型GaAs基板、41……
ｎ型GaAs抵抗層、42、51、61……ｎ型Ga0.58Al0.42As第
１クラッド層、43、52、62……アンドープGa0.86Al0.14
As活性層、44、53、63……ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラ
ッド層、54……ｐ型GaAs抵抗層、45、55……ｎ型GaAsコ
ンタクト層、46、56……Zn拡散部、64……ｐ型GaAsコン
タクト層、65……端面領域Zn拡散部、66……内部領域Zn
拡散部、Pa、Pb、P2……電流経路。
（ａ）〜（ｄ）はその実施例の作成工程図、第３図は第
２図のＡ−Ａ線に沿う断面を模式的に示す図、第４図〜
第８図は本発明の他の実施例をそれぞれ示す分解斜視図
である。 1a、1b……窓領域、２……励起領域、10……ｐ型GaAs基
板、11……p-型GaAs抵抗層、12……n+GaAs電流ブロック
層、13……ｐ型Ga0.58Al0.42As第１クラッド層、14……
ｐ型Ga0.86Al0.14As活性層、15……ｎ型Ga0.58Al0.42As
第２クラッド層、16……ｎ型GaAsコンタクト層、20……
溝、21……Ｖ字状チャネル、22……メサ、23……溝、3
1、32……電極、40、50、60……ｎ型GaAs基板、41……
ｎ型GaAs抵抗層、42、51、61……ｎ型Ga0.58Al0.42As第
１クラッド層、43、52、62……アンドープGa0.86Al0.14
As活性層、44、53、63……ｐ型Ga0.58Al0.42As第２クラ
ッド層、54……ｐ型GaAs抵抗層、45、55……ｎ型GaAsコ
ンタクト層、46、56……Zn拡散部、64……ｐ型GaAsコン
タクト層、65……端面領域Zn拡散部、66……内部領域Zn
拡散部、Pa、Pb、P2……電流経路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼岩 進治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 林 寛 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に活性層を含む積層構造を有
する半導体レーザ素子であって、少なくとも一方の共振
器端面の近傍の電流経路の抵抗が共振器内部の電流経路
の抵抗より実質的に小さい半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254919A JP2558745B2 (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62254919A JP2558745B2 (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196981A JPH0196981A (ja) | 1989-04-14 |
| JP2558745B2 true JP2558745B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=17271679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62254919A Expired - Fee Related JP2558745B2 (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558745B2 (ja) |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP62254919A patent/JP2558745B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0196981A (ja) | 1989-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0029167B1 (en) | Semiconductor laser device | |
| US4803691A (en) | Lateral superradiance suppressing diode laser bar | |
| US4958202A (en) | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same | |
| US4841532A (en) | Semiconductor laser | |
| US4916709A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH07226566A (ja) | 量子井戸半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2686306B2 (ja) | 半導体レーザ装置とその製造方法 | |
| US4759025A (en) | Window structure semiconductor laser | |
| US5173913A (en) | Semiconductor laser | |
| JP2558745B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP7145936B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| US4841535A (en) | Semiconductor laser device | |
| US4745611A (en) | Buried twin ridge substrate laser | |
| JPH029468B2 (ja) | ||
| US5087587A (en) | Epitaxial growth process for the production of a window semiconductor laser | |
| JP2865325B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS621277B2 (ja) | ||
| JPH065969A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS6119186A (ja) | 二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法 | |
| JPH07235725A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPH0239483A (ja) | 半導体レーザダイオードとその製造方法 | |
| JPH0983077A (ja) | 半導体光装置 | |
| JPS6234473Y2 (ja) | ||
| JPH06112586A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH08307009A (ja) | 半導体レーザ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |