JP2561802Y2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JP2561802Y2 JP2561802Y2 JP1990056825U JP5682590U JP2561802Y2 JP 2561802 Y2 JP2561802 Y2 JP 2561802Y2 JP 1990056825 U JP1990056825 U JP 1990056825U JP 5682590 U JP5682590 U JP 5682590U JP 2561802 Y2 JP2561802 Y2 JP 2561802Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cladding layer
- semiconductor laser
- cladding
- clad
- 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 - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本考案は、高出力動作可能な半導体レーザに関する。
（ロ） 従来の技術 近年、レーザ光を用いた光通信や、書換可能な光情報
機器の光源として、高出力の半導体レーザが要求されて
いる。
機器の光源として、高出力の半導体レーザが要求されて
いる。
斯る半導体レーザの光出力の上限を決定する要因とし
て、共振器端面での光集中による光学的な破壊（COD:ca
tastrophic optical damage）がある。
て、共振器端面での光集中による光学的な破壊（COD:ca
tastrophic optical damage）がある。
このCODを抑制する方法として、共振器端面近傍の
活性層の厚さを薄くすることで、光の分布を広げ、端面
での光密度を下げる方法（1988年春季応用物理学関係連
合講演会予稿集、30p-ZQ-13、902頁）、共振器端面に
電流非注入領域を設け端面での発熱を少なくすること、
及び端面近傍のバンドギャップをレーザ素子内部よりも
大きくし、光吸収を小さくする方法（1988年春季応用物
理学関係連合講演会予稿集、30p-ZQ−７、902頁）など
が行われている。
活性層の厚さを薄くすることで、光の分布を広げ、端面
での光密度を下げる方法（1988年春季応用物理学関係連
合講演会予稿集、30p-ZQ-13、902頁）、共振器端面に
電流非注入領域を設け端面での発熱を少なくすること、
及び端面近傍のバンドギャップをレーザ素子内部よりも
大きくし、光吸収を小さくする方法（1988年春季応用物
理学関係連合講演会予稿集、30p-ZQ−７、902頁）など
が行われている。
また、半導体レーザの光出力の上限を決定する他の要
因として、レーザ素子内部における接合温度の上昇によ
る出力飽和があるが、上記先行技術ではこれについて全
く考慮されていない。
因として、レーザ素子内部における接合温度の上昇によ
る出力飽和があるが、上記先行技術ではこれについて全
く考慮されていない。
斯る出力飽和は、接合内の電流分布が不均一である場
合に生じやすい。これは、大電流動作による高出力動作
時に、接合が局所的に大きく発熱し、これによってその
部分のバンドギャップが小さくなるため、その部分の光
吸収が大きくなり、発熱がさらに大きくなるといった悪
循環が生じるためである。
合に生じやすい。これは、大電流動作による高出力動作
時に、接合が局所的に大きく発熱し、これによってその
部分のバンドギャップが小さくなるため、その部分の光
吸収が大きくなり、発熱がさらに大きくなるといった悪
循環が生じるためである。
レーザ素子内部においてこのような電流分布の不均一
が生じる原因としては、（ｉ）電極とレーザ結晶とのオ
ーミック性が完全に均一でないこと、（ii）クラッド層
中のドーパント不純物の分布が均一でないこと、（ii
i）レーザ構造によるもの、等が考えられる。
が生じる原因としては、（ｉ）電極とレーザ結晶とのオ
ーミック性が完全に均一でないこと、（ii）クラッド層
中のドーパント不純物の分布が均一でないこと、（ii
i）レーザ構造によるもの、等が考えられる。
（ハ） 考案が解決しようとする課題 従って、本考案は、レーザ素子内における電流分布が
均一になり、高出力動作ができる半導体レーザを提供す
るものである。
均一になり、高出力動作ができる半導体レーザを提供す
るものである。
（ニ） 課題を解決するための手段 本考案は、半導体基板上には第１導電型の第１クラッ
ド層が形成され、前記第１クラッド層上には活性層が形
成され、前記活性層上には第２導電型の第２クラッド層
が形成され、前記第２クラッド層上の両側には中央に該
第２クラッド層が露出しているストライプ溝を有するよ
うにブロック層が形成され、前記ブロック層上及び前記
ストライプ溝内に露出している第２クラッド層上には第
２導電型の第３クラッド層が形成され、前記第３クラッ
ド層上には第２導電型の第４クラッド層が形成された半
導体レーザであって、前記第３クラッド層は前記第２、
第４クラッド層に比べてキャリア濃度が高く、且つ膜厚
が小さいことを特徴とする。
ド層が形成され、前記第１クラッド層上には活性層が形
成され、前記活性層上には第２導電型の第２クラッド層
が形成され、前記第２クラッド層上の両側には中央に該
第２クラッド層が露出しているストライプ溝を有するよ
うにブロック層が形成され、前記ブロック層上及び前記
ストライプ溝内に露出している第２クラッド層上には第
２導電型の第３クラッド層が形成され、前記第３クラッ
ド層上には第２導電型の第４クラッド層が形成された半
導体レーザであって、前記第３クラッド層は前記第２、
第４クラッド層に比べてキャリア濃度が高く、且つ膜厚
が小さいことを特徴とする。
（ホ） 作用 本考案によれば、クラッド層の活性領域近傍に高キャ
リア濃度領域を設けることによって、活性領域近傍で等
電位面が形成され、電流が活性層に均一に注入される。
リア濃度領域を設けることによって、活性領域近傍で等
電位面が形成され、電流が活性層に均一に注入される。
（ヘ） 実施例 第１図に本考案の一実施例を示す。
図において、（１）はｎ型GaAsからなる基板、
（２）、（３）、（４）、（５）、（６）は、夫々周知
のMBE法を用いて、順次上記基板（１）の一主面（1a）
上に順次積層された、バッファ層、第１クラッド層、活
性層、第２クラッド層、ブロック層で、各層の成長条件
は表１に示す通りである。
（２）、（３）、（４）、（５）、（６）は、夫々周知
のMBE法を用いて、順次上記基板（１）の一主面（1a）
上に順次積層された、バッファ層、第１クラッド層、活
性層、第２クラッド層、ブロック層で、各層の成長条件
は表１に示す通りである。
ここで、ブロック層（６）には、共振器方向（図面垂
直方向）に延在する、電流通路となるストライプ溝
（７）が形成されている。斯るストライプ溝（７）は、
以下のようにして形成される。
直方向）に延在する、電流通路となるストライプ溝
（７）が形成されている。斯るストライプ溝（７）は、
以下のようにして形成される。
先ず、H3PO4：H2O2：H2O＝8:1:1からなるリン酸系の
エッチャントに20秒間浸漬することによって、共振器方
向に延在する幅４μｍ、深さ0.5μｍのストライプ状の
溝を形成する。しかる後、この上に積層される後述の各
層の成長前に、MBE装置内に設けられたエッチング室内
において、基板温度300℃、塩素ガス圧10-4torrのドラ
イエッチングを1.5分間行う。斯るドライエッチングで
溝の深さが0.6μｍとなり、溝が第２クラッド層（５）
まで達することによって、電流通路が形成される。
エッチャントに20秒間浸漬することによって、共振器方
向に延在する幅４μｍ、深さ0.5μｍのストライプ状の
溝を形成する。しかる後、この上に積層される後述の各
層の成長前に、MBE装置内に設けられたエッチング室内
において、基板温度300℃、塩素ガス圧10-4torrのドラ
イエッチングを1.5分間行う。斯るドライエッチングで
溝の深さが0.6μｍとなり、溝が第２クラッド層（５）
まで達することによって、電流通路が形成される。
（８）、（９）、（10）は、夫々MBE法を用いて、ブ
ロック層（６）及び露出された第２クラッド層（５）上
に順次積層された、高キャリア濃度層である第３クラッ
ド層、第４クラッド層、キャップ層で、各層の成長条件
は表２に示す通りである。
ロック層（６）及び露出された第２クラッド層（５）上
に順次積層された、高キャリア濃度層である第３クラッ
ド層、第４クラッド層、キャップ層で、各層の成長条件
は表２に示す通りである。
尚、本実施例装置において、各層のドーパントは、ド
ナーをSi、アクセプタをBeとした。
ナーをSi、アクセプタをBeとした。
また、第１図においては、基板（１）の他主面（1b）
上及びキャップ層（10）上に設けられる電極を省略し、
図示していない。
上及びキャップ層（10）上に設けられる電極を省略し、
図示していない。
斯る実施例装置においては、活性層中斜線部で示す部
分のみを電流が流れ、この斜線部が活性領域（4a）とな
る。そして、この活性領域（4a）に隣接するｐ型のクラ
ッド層（本実施例では第２クラッド層（５）、第３クラ
ッド層（８）、第４クラッド層（９）の積層体がひとま
とまりでクラッド層として機能する）内には、高キャリ
ア濃度の第３クラッド層（８）が設けられているため、
ここで等電位面が形成されることとなり、電流は斯る等
電位面の近傍に位置す活性領域（4a）中を均一に流れる
こととなる。
分のみを電流が流れ、この斜線部が活性領域（4a）とな
る。そして、この活性領域（4a）に隣接するｐ型のクラ
ッド層（本実施例では第２クラッド層（５）、第３クラ
ッド層（８）、第４クラッド層（９）の積層体がひとま
とまりでクラッド層として機能する）内には、高キャリ
ア濃度の第３クラッド層（８）が設けられているため、
ここで等電位面が形成されることとなり、電流は斯る等
電位面の近傍に位置す活性領域（4a）中を均一に流れる
こととなる。
次に、斯る本実施例装置において、共振器長を400μ
ｍとし、各共振器端面に媒質内波長の半分の厚さのAl2O
3膜を被着したレーザを20個作製した。そして、各々の
最高発振出力を測定し、その分布を調べた。その結果を
第２図に示す。また、比較のため、高キャリア濃度の第
３クラッド層（８）を設けないこと以外は本実施例装置
と同様な比較装置を20個作製し、同様に最高発振出力の
分布を調べた。その結果を第３図に示す。
ｍとし、各共振器端面に媒質内波長の半分の厚さのAl2O
3膜を被着したレーザを20個作製した。そして、各々の
最高発振出力を測定し、その分布を調べた。その結果を
第２図に示す。また、比較のため、高キャリア濃度の第
３クラッド層（８）を設けないこと以外は本実施例装置
と同様な比較装置を20個作製し、同様に最高発振出力の
分布を調べた。その結果を第３図に示す。
図から明らかな如く、比較装置では最高発振出力が45
〜50mWのものが多く、しかもばらつきが大きいのに対
し、本実施例装置では最高発振出力が55〜60mWのものが
最も多く、且つばらつきが少なくなっていることが分か
る。
〜50mWのものが多く、しかもばらつきが大きいのに対
し、本実施例装置では最高発振出力が55〜60mWのものが
最も多く、且つばらつきが少なくなっていることが分か
る。
（ト） 考案の効果 本考案装置によれば、クラッド層の活性層近傍に高キ
ャリア濃度領域を設けることによって、活性層近傍で等
電位面が形成され、電流が活性層に均一に注入されるの
で、共振器内部での電流及び光の集中が生じにくくな
り、高出力化が実現できる。また、高キャリア濃度で小
さい膜厚の第３クラッド層が低キャリア濃度で大きい膜
厚の第２、第４クラッド層により挟まれた構造であるた
め、クラッド層全体の膜厚をある程度の大きさに保ち、
しかも前記第３クラッド層内の不純物が活性層に悪影響
を与えることも防止され、長時間の安定動作が可能とな
る。
ャリア濃度領域を設けることによって、活性層近傍で等
電位面が形成され、電流が活性層に均一に注入されるの
で、共振器内部での電流及び光の集中が生じにくくな
り、高出力化が実現できる。また、高キャリア濃度で小
さい膜厚の第３クラッド層が低キャリア濃度で大きい膜
厚の第２、第４クラッド層により挟まれた構造であるた
め、クラッド層全体の膜厚をある程度の大きさに保ち、
しかも前記第３クラッド層内の不純物が活性層に悪影響
を与えることも防止され、長時間の安定動作が可能とな
る。
第１図は本考案装置の一実施例を示す断面図、第２図は
本実施例装置における最高発振出力の分布図、第３図は
比較装置における最高発振出力の分布図である。
本実施例装置における最高発振出力の分布図、第３図は
比較装置における最高発振出力の分布図である。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上には第１導電型の第１クラッ
ド層が形成され、前記第１クラッド層上には活性層が形
成され、前記活性層上には第２導電型の第２クラッド層
が形成され、前記第２クラッド層上の両側には中央に該
第２クラッド層が露出しているストライプ溝を有するよ
うにブロック層が形成され、前記ブロック層上及び前記
ストライプ溝内に露出している第２クラッド層上には第
２導電型の第３クラッド層が形成され、前記第３クラッ
ド層上には第２導電型の第４クラッド層が形成された半
導体レーザであって、前記第３クラッド層は前記第２、
第４クラッド層に比べてキャリア濃度が高く、且つ膜厚
が小さいことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990056825U JP2561802Y2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990056825U JP2561802Y2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415255U JPH0415255U (ja) | 1992-02-06 |
| JP2561802Y2 true JP2561802Y2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=31580999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990056825U Expired - Lifetime JP2561802Y2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561802Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4870349B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2012-02-08 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6223192A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPH01140691A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-01 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH01189188A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP1990056825U patent/JP2561802Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6223192A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPH01140691A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-01 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH01189188A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0415255U (ja) | 1992-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |