JP2569036B2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JP2569036B2 JP2569036B2 JP62033260A JP3326087A JP2569036B2 JP 2569036 B2 JP2569036 B2 JP 2569036B2 JP 62033260 A JP62033260 A JP 62033260A JP 3326087 A JP3326087 A JP 3326087A JP 2569036 B2 JP2569036 B2 JP 2569036B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- semiconductor
- gaas
- laser device
- 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
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、戻り光雑音の少ない自励発振レーザが再現
性良く得られる半導体レーザの構造に係る。
性良く得られる半導体レーザの構造に係る。
従来の半導体レーザは、第11図に示すごとく半導体レ
ーザの活性層から数百nmの位置にレーザ光に対し吸収を
持つ領域を設け、レーザストライプの内外に実効屈折率
の差を設けレーザ光を導波するものであつた。ところが
このような構造のレーザの場合、発振モードが単一のモ
ードになりやすく、光学システムから戻り光があつたば
あい戻り光雑音が発生することが問題であつた。
ーザの活性層から数百nmの位置にレーザ光に対し吸収を
持つ領域を設け、レーザストライプの内外に実効屈折率
の差を設けレーザ光を導波するものであつた。ところが
このような構造のレーザの場合、発振モードが単一のモ
ードになりやすく、光学システムから戻り光があつたば
あい戻り光雑音が発生することが問題であつた。
本発明の目的は、上記問題を解決するため、最も戻り
光雑音に強いとされる自励発振する半導体レーザを容易
に得られる半導体レーザの構造を与えることにある。
光雑音に強いとされる自励発振する半導体レーザを容易
に得られる半導体レーザの構造を与えることにある。
自励発振レーザを容易に得るために本発明では半導体
レーザのクラツド層中（表面も含む）にクラツド層より
も屈折率の大きな層を設けるか、あるいは光吸収の大き
い層を設けることにより、レーザの発振状態がスペクト
ルの近接した複数のモードを取りうるようにして達成さ
れる。この層を以下モード分離層と称する。
レーザのクラツド層中（表面も含む）にクラツド層より
も屈折率の大きな層を設けるか、あるいは光吸収の大き
い層を設けることにより、レーザの発振状態がスペクト
ルの近接した複数のモードを取りうるようにして達成さ
れる。この層を以下モード分離層と称する。
モード分離層が複数層で構成されてもよく、その場合
多層の膜厚は30〜1000Åにおいて本発明が実施できた。
また、その他の半導体層は単層でも多重超格子層でもよ
い。
多層の膜厚は30〜1000Åにおいて本発明が実施できた。
また、その他の半導体層は単層でも多重超格子層でもよ
い。
本発明によれば、二つのレーザスペクトル間のモード
の振動により自励発振が起りやすくなり、戻り光雑音に
強い半導体レーザが容易に得られる。
の振動により自励発振が起りやすくなり、戻り光雑音に
強い半導体レーザが容易に得られる。
以下図に従い本発明の実施例を説明する。
実施例１ 第１図に本発明第１の実施例による半導体レーザの断
面構造の模式図を示す。この構造は、ｎ−GaAs基板１上
に周知の有機金属化学蒸着（MOCVD）法によりｎ−Ga0.5
Al0.5Asクラツド層2,アンドープGa0.86Al0.14As活性層
3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,p−Ga0.8Al0.2Asモード
分離層（ドープ量:5×1017cm-3,膜厚:200〜800Å）8,p
−Ga0.5Al0.5As選択エツチング層6,p−GaAsキヤツプ層1
0を順次結晶成長した後、通常のフオトリソグラフ技術
を用いてSiO2マスクを設けリン酸系のエツチング液を用
いて、ストライプ外部のｐ型選択エツチング層を0.1〜
0.3μｍ残してエツチングし、さらに、60℃に加熱した1
3モル％の塩酸水溶液により残りの選択エツチング層を
取り除いた。この塩酸はｐ−Ga0.5Al0.5As選択エツチン
グ層のみをエツチングしｐ−Ga0.8Al0.2Asモード分離層
をエツチングしないため、正確にモード分離層の表面で
エツチングを停止することができる。このようにして作
製した構造を、表面状態向上のためのシヤーロエツチを
行つた後再びMOCVD法によりｎ−GaAs11により埋込ん
だ。このとき、良好な横基本モード発振を得るために
は、活性層とGaAs埋込層の距離を0.1〜0.5μｍとするこ
とが必要である。SiO2膜の上に結晶成長がおこらないMO
CVD法の特性のためSiO2膜は露出したままとなり、埋込
成長後にフツ酸系のエツチング液により取除くことが出
来た。この構造にｐ電極としてCr/Au12をｎ電極としてA
uGeNi/Cr/Au13を蒸着し300μｍ角にへきかいしてレーザ
チツプとした。第２図に計算器解析により求めた本構造
ストライプ領域におけるレーザ光の電界分布を示す。図
のように、この構造の場合モード分離層における電界の
位相が活性層と同一のモードと逆位相のモードが近接し
たスペクトルで存在する。このため、両モードのスペク
トル間をモードが行き来することにより自励発振が起
る。
面構造の模式図を示す。この構造は、ｎ−GaAs基板１上
に周知の有機金属化学蒸着（MOCVD）法によりｎ−Ga0.5
Al0.5Asクラツド層2,アンドープGa0.86Al0.14As活性層
3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,p−Ga0.8Al0.2Asモード
分離層（ドープ量:5×1017cm-3,膜厚:200〜800Å）8,p
−Ga0.5Al0.5As選択エツチング層6,p−GaAsキヤツプ層1
0を順次結晶成長した後、通常のフオトリソグラフ技術
を用いてSiO2マスクを設けリン酸系のエツチング液を用
いて、ストライプ外部のｐ型選択エツチング層を0.1〜
0.3μｍ残してエツチングし、さらに、60℃に加熱した1
3モル％の塩酸水溶液により残りの選択エツチング層を
取り除いた。この塩酸はｐ−Ga0.5Al0.5As選択エツチン
グ層のみをエツチングしｐ−Ga0.8Al0.2Asモード分離層
をエツチングしないため、正確にモード分離層の表面で
エツチングを停止することができる。このようにして作
製した構造を、表面状態向上のためのシヤーロエツチを
行つた後再びMOCVD法によりｎ−GaAs11により埋込ん
だ。このとき、良好な横基本モード発振を得るために
は、活性層とGaAs埋込層の距離を0.1〜0.5μｍとするこ
とが必要である。SiO2膜の上に結晶成長がおこらないMO
CVD法の特性のためSiO2膜は露出したままとなり、埋込
成長後にフツ酸系のエツチング液により取除くことが出
来た。この構造にｐ電極としてCr/Au12をｎ電極としてA
uGeNi/Cr/Au13を蒸着し300μｍ角にへきかいしてレーザ
チツプとした。第２図に計算器解析により求めた本構造
ストライプ領域におけるレーザ光の電界分布を示す。図
のように、この構造の場合モード分離層における電界の
位相が活性層と同一のモードと逆位相のモードが近接し
たスペクトルで存在する。このため、両モードのスペク
トル間をモードが行き来することにより自励発振が起
る。
なお、上記のモード分離層以外の各層の、膜厚等の仕
様は周知のものである。本実施例では、モード分離層は
クラツド層の表面に形成したが、クラツド層の中に形成
しても同様の結果を得た。
様は周知のものである。本実施例では、モード分離層は
クラツド層の表面に形成したが、クラツド層の中に形成
しても同様の結果を得た。
実施例２ 第３図を用いて説明する。実施例１の構造においてモ
ード分離層を単一のGaAlAs層とする変わりに薄いGaAs
（膜厚:30〜200Å）14とGa0.7Al0.3As（膜厚:500〜1000
Å）15の二層構造とした素子の試作を行つた。このよう
な素子の場合GaAs14層がレーザ光を吸収するが、薄膜で
あるため光強度が強くなるとGaAs層の吸収が飽和する現
象が起き、レーザの発振状態に対応して複数の基本モー
ドが存在する。このため、これらのモード間を発振状態
が行き来することにより自励発振が発生する。
ード分離層を単一のGaAlAs層とする変わりに薄いGaAs
（膜厚:30〜200Å）14とGa0.7Al0.3As（膜厚:500〜1000
Å）15の二層構造とした素子の試作を行つた。このよう
な素子の場合GaAs14層がレーザ光を吸収するが、薄膜で
あるため光強度が強くなるとGaAs層の吸収が飽和する現
象が起き、レーザの発振状態に対応して複数の基本モー
ドが存在する。このため、これらのモード間を発振状態
が行き来することにより自励発振が発生する。
なお、上記GaAs層14は膜厚30〜200ÅのGaAs層と膜厚3
0〜200ÅのGa0.5Al0.5As層の各20層を交互に積層した多
重量子井戸層としても同様の結果が得られた。
0〜200ÅのGa0.5Al0.5As層の各20層を交互に積層した多
重量子井戸層としても同様の結果が得られた。
実施例３ 第４図を用いて説明する。ｎ−GaAs基板１上にMOCVD
法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14As
活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,n−GaAs光吸収層
16を成長した後、通常のホトリソグラフ技術を用いてス
トライプ状のSiO2パターンを形成しリアクティブイオン
エツチによりｎ−GaAs光吸収層16を選択的に除去し、ｐ
−GaAs層（ドープ量:5×1017cm-3,膜厚:30〜10Å）17,p
−Ga0.5Al0.5As層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層よりな
る埋込成長を行つた構造の素子を試作した。本構造の効
果は実施例２の構造とほぼ同様であるが、本構造の場合
は通常の自己整合型半導体レーザで問題であつた成長界
面の不良を低減させる効果もある。
法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14As
活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,n−GaAs光吸収層
16を成長した後、通常のホトリソグラフ技術を用いてス
トライプ状のSiO2パターンを形成しリアクティブイオン
エツチによりｎ−GaAs光吸収層16を選択的に除去し、ｐ
−GaAs層（ドープ量:5×1017cm-3,膜厚:30〜10Å）17,p
−Ga0.5Al0.5As層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層よりな
る埋込成長を行つた構造の素子を試作した。本構造の効
果は実施例２の構造とほぼ同様であるが、本構造の場合
は通常の自己整合型半導体レーザで問題であつた成長界
面の不良を低減させる効果もある。
なお、上記ｐ−GaAs層17は、膜厚30〜200ÅのGaAs層
と、膜厚30〜200ÅのGa0.5Al0.5As層の各15層を交互に
積層した多重量子井戸超格子層を用いても同様の結果を
得た。また層数は２〜100の間で同様であつた。
と、膜厚30〜200ÅのGa0.5Al0.5As層の各15層を交互に
積層した多重量子井戸超格子層を用いても同様の結果を
得た。また層数は２〜100の間で同様であつた。
実施例４ 第５図を用いて説明する。ｎ−GaAs基板１上にMOCVD
法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14As
活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,GaAs薄膜層（膜
厚30〜100Å）19,Ga0.5Al0.5As層（膜厚:500〜1000Å）
20,n−GaAs光吸収層16を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状のSiO2パターンを形成し
リアクテイブイオンエツチによりｎ−GaAs光吸収層16を
選択的に除去し、さらにリアクテイブイオンビームエツ
チによりGa0.5Al0.5As層（膜厚:500〜1000Å）20,n−Ga
As薄膜層（膜厚:30〜100Å）19を取り除き、ｐ−Ga0.5A
l0.5As層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層よりなる埋込成
長を行つた第５図のような構造を試作した。この構造に
おいてリアクテイブイオンエツチによるｎ−GaAs光吸収
層16のエツチングをオーバエツチとすればｎ−GaAs光吸
収層16のサイドエツチが起り第５図のようにストライプ
領域にGaAs薄膜層（膜厚:30〜100Å）19が張り出した構
造となる。その結果、ストライプの中心部分は通常の屈
折率を持つがストライプの周辺部分は過飽和吸収領域と
なるため一層自励発振が起りやすくなる。
法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14As
活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,GaAs薄膜層（膜
厚30〜100Å）19,Ga0.5Al0.5As層（膜厚:500〜1000Å）
20,n−GaAs光吸収層16を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状のSiO2パターンを形成し
リアクテイブイオンエツチによりｎ−GaAs光吸収層16を
選択的に除去し、さらにリアクテイブイオンビームエツ
チによりGa0.5Al0.5As層（膜厚:500〜1000Å）20,n−Ga
As薄膜層（膜厚:30〜100Å）19を取り除き、ｐ−Ga0.5A
l0.5As層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層よりなる埋込成
長を行つた第５図のような構造を試作した。この構造に
おいてリアクテイブイオンエツチによるｎ−GaAs光吸収
層16のエツチングをオーバエツチとすればｎ−GaAs光吸
収層16のサイドエツチが起り第５図のようにストライプ
領域にGaAs薄膜層（膜厚:30〜100Å）19が張り出した構
造となる。その結果、ストライプの中心部分は通常の屈
折率を持つがストライプの周辺部分は過飽和吸収領域と
なるため一層自励発振が起りやすくなる。
実施例５ 第６図に本発明第５の実施例による半導体レーザの断
面構造の模式図を示す。この構造は、ｎ−GaAs基板１上
にMOCVD法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,GaAs薄
膜層（膜厚30〜200Å）14,n−Ga0.5Al0.5Asクラツド層
2,アンドープGa0.86Al0.14As活性層3,p−Ga0.5Al0.5As
クラツド層4,p−Ga0.8Al0.2Asエツチング停止層（ドー
プ量:5×1017cm-3,膜厚:1000Å）5,p−Ga0.5Al0.5As選
択エツチング層6,p−GaAsキヤツプ層10を順次結晶成長
した後、実施例１と同様の工程を経てレーザチツプを形
成したものである。本発明の効果は実施例２〜４と同様
であるが本実施例の場合GaAs薄膜層（膜厚:30〜200Å）
14層の位置の選択範囲がより広くなり設計が容易になる
とともに、ストライプ外部における電界分布の縮みがｎ
クラツド層側には少ないため、より強力な過飽和吸収層
を得ることができる。
面構造の模式図を示す。この構造は、ｎ−GaAs基板１上
にMOCVD法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,GaAs薄
膜層（膜厚30〜200Å）14,n−Ga0.5Al0.5Asクラツド層
2,アンドープGa0.86Al0.14As活性層3,p−Ga0.5Al0.5As
クラツド層4,p−Ga0.8Al0.2Asエツチング停止層（ドー
プ量:5×1017cm-3,膜厚:1000Å）5,p−Ga0.5Al0.5As選
択エツチング層6,p−GaAsキヤツプ層10を順次結晶成長
した後、実施例１と同様の工程を経てレーザチツプを形
成したものである。本発明の効果は実施例２〜４と同様
であるが本実施例の場合GaAs薄膜層（膜厚:30〜200Å）
14層の位置の選択範囲がより広くなり設計が容易になる
とともに、ストライプ外部における電界分布の縮みがｎ
クラツド層側には少ないため、より強力な過飽和吸収層
を得ることができる。
実施例６ 第７図を用いて説明する。ｎ−GaAs基板１上にMOCVD
法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14As
活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,GaAs薄膜層（膜
厚30〜100Å）19,Ga0.5Al0.5As層（膜厚:500〜1000Å）
20,n−GaAs光吸収層16を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状のSiO2パターンを形成し
リアクテイブイオンエツチによりｎ−GaAs光吸収層16を
選択的に除去し、さらに化学エツチによりGa0.5Al0.5As
層（膜厚:500〜1000Å）20,GaAs薄膜層（膜厚:30〜100
Å）19を取り除き、ｐ−Ga0.5Al0.5As層18,p−GaAsキヤ
ツプ層10の３層よりなる埋込成長を行つた構造を試作し
た。GaAs薄膜層（膜厚:30〜100Å）19は光吸収のある層
であるが、薄膜であるため光の分布にはあまり影響せ
ず、ストライプ外部に染みだした光に対し強い吸収を持
つ。ストライプ内外の利得差が大きい場合、ストライプ
領域の屈折率変動によりレーザのスポツトサイズが大き
く変わる状態が発生するため、スポツトサイズ変動に伴
う自例発振が発生した。
法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14As
活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,GaAs薄膜層（膜
厚30〜100Å）19,Ga0.5Al0.5As層（膜厚:500〜1000Å）
20,n−GaAs光吸収層16を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状のSiO2パターンを形成し
リアクテイブイオンエツチによりｎ−GaAs光吸収層16を
選択的に除去し、さらに化学エツチによりGa0.5Al0.5As
層（膜厚:500〜1000Å）20,GaAs薄膜層（膜厚:30〜100
Å）19を取り除き、ｐ−Ga0.5Al0.5As層18,p−GaAsキヤ
ツプ層10の３層よりなる埋込成長を行つた構造を試作し
た。GaAs薄膜層（膜厚:30〜100Å）19は光吸収のある層
であるが、薄膜であるため光の分布にはあまり影響せ
ず、ストライプ外部に染みだした光に対し強い吸収を持
つ。ストライプ内外の利得差が大きい場合、ストライプ
領域の屈折率変動によりレーザのスポツトサイズが大き
く変わる状態が発生するため、スポツトサイズ変動に伴
う自例発振が発生した。
実施例７ 本発明第７の実施例として、ｎ−GaAs基板１上にMOCV
D法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14A
s活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,Ga0.7Al0.3As
（膜厚:500〜1000Å）15,n−GaAs光吸収層16を成長した
後、通常のホトリソグラフ技術を用いてストライプ状の
SiO2パターンを形成しリアクテイブイオンエツチにより
ｎ−GaAs光吸収層16を選択的に除去し、ｐ−Ga0.5Al0.5
As層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層により埋込成長を行
つた第８図のような構造を試作した。この構造において
埋込成長前にホトリソグラフ技術を適応しストライプに
交差するレジストマスクを形成しGa0.7Al0.3As（膜厚:5
00〜1000Å）15を部分的にエツチングして厚みの分布を
形成した。この結果、レーザストライプの内部におい
て、活性層とレーザ光の結合強さに分布が生じ、活性層
利得も分布を持つ。即ちレーザの結合がよわい所では注
入された電子が消費されないため利得が大きくなり、結
合の強い所ではこの逆となる。ところで半導体レーザの
利得スペクトルの極大点は利得が大きくなるほど短波長
側へ移動するので、このようなレーザにおいては利得ス
ペクトルの分布が発生する。このため、一つのモードが
発生すると、そのモードがキヤリアを消費するため他の
モードが発生しにくくなるという単一モード化のメカニ
ズムが働きにくく、発振モードが多モード化するととも
に、自励発振が起りやすくなつた。
D法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層2,Ga0.86Al0.14A
s活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層4,Ga0.7Al0.3As
（膜厚:500〜1000Å）15,n−GaAs光吸収層16を成長した
後、通常のホトリソグラフ技術を用いてストライプ状の
SiO2パターンを形成しリアクテイブイオンエツチにより
ｎ−GaAs光吸収層16を選択的に除去し、ｐ−Ga0.5Al0.5
As層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層により埋込成長を行
つた第８図のような構造を試作した。この構造において
埋込成長前にホトリソグラフ技術を適応しストライプに
交差するレジストマスクを形成しGa0.7Al0.3As（膜厚:5
00〜1000Å）15を部分的にエツチングして厚みの分布を
形成した。この結果、レーザストライプの内部におい
て、活性層とレーザ光の結合強さに分布が生じ、活性層
利得も分布を持つ。即ちレーザの結合がよわい所では注
入された電子が消費されないため利得が大きくなり、結
合の強い所ではこの逆となる。ところで半導体レーザの
利得スペクトルの極大点は利得が大きくなるほど短波長
側へ移動するので、このようなレーザにおいては利得ス
ペクトルの分布が発生する。このため、一つのモードが
発生すると、そのモードがキヤリアを消費するため他の
モードが発生しにくくなるという単一モード化のメカニ
ズムが働きにくく、発振モードが多モード化するととも
に、自励発振が起りやすくなつた。
実施例８ 第９図を用いて説明する。実施例８として、ｎ−GaAs
基板１上にMOCVD法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層
2,Ga0.86Al0.14As活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層
4,n−GaAs光吸収層16を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状のSiO2パターンを形成し
リアクテイブイオンエツチによりｎ−GaAs光吸収層16を
選択的に除去し、ホトリソグラフ技術を適応しストライ
プに交差するレジストマスクを形成しｐ−Ga0.5Al0.5As
クラツド層４を部分的にエツチングしｐ−GaAs層（ドー
プ量:5×1017cm-3,膜厚:30〜100Å）17,p−Ga0.5Al0.5A
s層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層よりなる埋込成長を
行つた構造を試作した。本構造によれば実施例 の構造
と実施例７の構造の効果を合わせもち発振モードが多モ
ード化するとともに、自励発振が起りやすく通常の自己
整合型半導体レーザで問題であつた成長界面の不良を低
減させる効果もある。
基板１上にMOCVD法によりｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド層
2,Ga0.86Al0.14As活性層3,p−Ga0.5Al0.5Asクラツド層
4,n−GaAs光吸収層16を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状のSiO2パターンを形成し
リアクテイブイオンエツチによりｎ−GaAs光吸収層16を
選択的に除去し、ホトリソグラフ技術を適応しストライ
プに交差するレジストマスクを形成しｐ−Ga0.5Al0.5As
クラツド層４を部分的にエツチングしｐ−GaAs層（ドー
プ量:5×1017cm-3,膜厚:30〜100Å）17,p−Ga0.5Al0.5A
s層18,p−GaAsキヤツプ層10の３層よりなる埋込成長を
行つた構造を試作した。本構造によれば実施例 の構造
と実施例７の構造の効果を合わせもち発振モードが多モ
ード化するとともに、自励発振が起りやすく通常の自己
整合型半導体レーザで問題であつた成長界面の不良を低
減させる効果もある。
実施例９ 第10図を用いて説明する。実施例９として、実施例１
の構造においてモード分離層を単一のGaAlAs層とする変
わりに薄いGaAs（膜厚:30〜200Å）14とGa0.7Al0.3As
（膜厚:500〜1000Å）15の二層構造としホトリソグラフ
技術を適応しストライプに交差するレジストマスクを形
成し薄いGaAs（膜厚:30〜200Å）14とGa0.7Al0.3As（膜
厚:500〜1000Å）15の二層を部分的にエツチングした素
子の試作を行つた。このような素子の場合のGaAs14層が
レーザ光を吸収するが、薄膜であるため光強度が強くな
るとGaAs層の吸収が飽和する現象が起き、レーザの発振
状態に対応して複数の基本モードが存在する。このた
め、これらのモード間を発振状態が行き来することによ
り自励発振が発生する。しかも、このような過飽和吸収
を持つ領域と、通常の導波路領域がストライプ内に分布
するため、高出力で低雑音な半導体レーザが容易に形成
できた。
の構造においてモード分離層を単一のGaAlAs層とする変
わりに薄いGaAs（膜厚:30〜200Å）14とGa0.7Al0.3As
（膜厚:500〜1000Å）15の二層構造としホトリソグラフ
技術を適応しストライプに交差するレジストマスクを形
成し薄いGaAs（膜厚:30〜200Å）14とGa0.7Al0.3As（膜
厚:500〜1000Å）15の二層を部分的にエツチングした素
子の試作を行つた。このような素子の場合のGaAs14層が
レーザ光を吸収するが、薄膜であるため光強度が強くな
るとGaAs層の吸収が飽和する現象が起き、レーザの発振
状態に対応して複数の基本モードが存在する。このた
め、これらのモード間を発振状態が行き来することによ
り自励発振が発生する。しかも、このような過飽和吸収
を持つ領域と、通常の導波路領域がストライプ内に分布
するため、高出力で低雑音な半導体レーザが容易に形成
できた。
本発明により、戻り光の影響の少ない半導体レーザを
再現性よく得られる効果がある。
再現性よく得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は実施例１の半導体レーザの断面構造、第２図は
実施例１の構造における光導波モードの計算結果、第３
図は実施例２の半導体レーザの断面構造、第４図は実施
例３の半導体レーザの断面構造、第５図は実施例４の半
導体レーザの断面構造、第６図は実施例５の半導体レー
ザの断面構造、第７図は実施例６の半導体レーザの断面
構造、第８図は実施例７の半導体レーザの断面構造、第
９図は実施例８の半導体レーザの断面構造、第10図は実
施例９の半導体レーザの断面構造、第11図は従来の半導
体レーザの断面構造をそれぞれ示す。 １……ｎ−GaAs基板、２……ｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド
層、３……Ga0.86Al0.14As活性層、４……ｐ−Ga0.5Al
0.5Asクラツド層、５……ｐ−Ga0.7Al0.3Asエツチング
停止層、６……ｐ−Ga0.5Al0.5As選択エツチング層、７
……ｐ−Ga0.7Al0.3As層、８……ｐ−Ga0.8Al0.2Asモー
ド分離層、９……ｐ−GaAs亜鉛拡散層、10……ｐ−GaAs
キヤツプ層、11……ｎ−GaAs、12……Cr/Au、13……AuG
eNi/Cr/Au、14……薄いGaAs（膜厚30〜200Å）、15……
Ga0.7Al0.3As（膜厚:500〜1000Å）、16……ｎ−GaAs光
吸収層、17……ｐ−GaAs層（ドープ量:5×1017cm-3,膜
厚:30〜100Å）、18……ｐ−Ga0.5Al0.5As層、19……Ga
As薄膜層（膜厚30〜100Å）、20……Ga0.5Al0.5As層
（膜厚:500〜1000Å）。
実施例１の構造における光導波モードの計算結果、第３
図は実施例２の半導体レーザの断面構造、第４図は実施
例３の半導体レーザの断面構造、第５図は実施例４の半
導体レーザの断面構造、第６図は実施例５の半導体レー
ザの断面構造、第７図は実施例６の半導体レーザの断面
構造、第８図は実施例７の半導体レーザの断面構造、第
９図は実施例８の半導体レーザの断面構造、第10図は実
施例９の半導体レーザの断面構造、第11図は従来の半導
体レーザの断面構造をそれぞれ示す。 １……ｎ−GaAs基板、２……ｎ−Ga0.5Al0.5Asクラツド
層、３……Ga0.86Al0.14As活性層、４……ｐ−Ga0.5Al
0.5Asクラツド層、５……ｐ−Ga0.7Al0.3Asエツチング
停止層、６……ｐ−Ga0.5Al0.5As選択エツチング層、７
……ｐ−Ga0.7Al0.3As層、８……ｐ−Ga0.8Al0.2Asモー
ド分離層、９……ｐ−GaAs亜鉛拡散層、10……ｐ−GaAs
キヤツプ層、11……ｎ−GaAs、12……Cr/Au、13……AuG
eNi/Cr/Au、14……薄いGaAs（膜厚30〜200Å）、15……
Ga0.7Al0.3As（膜厚:500〜1000Å）、16……ｎ−GaAs光
吸収層、17……ｐ−GaAs層（ドープ量:5×1017cm-3,膜
厚:30〜100Å）、18……ｐ−Ga0.5Al0.5As層、19……Ga
As薄膜層（膜厚30〜100Å）、20……Ga0.5Al0.5As層
（膜厚:500〜1000Å）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−3172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−66894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−203693（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】活性層と、該活性層を挟むように設けられ
且つ活性層よりも屈折率の小さなクラッド層と、該活性
層に該クラッド層を介して電流を供給する手段とを含
み、上記クラッド層の少なくとも一方は、該クラッド層
中の上記活性層からの光が到達し且つ該活性層への電流
供給経路となる領域の少なくとも一部に該クラッド層よ
り屈折率または光吸収の大きい第１の半導体層を有し、
該クラッド層の少なくとも一部は該第１の半導体層と
該、活性層との間に形成されていることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項２】上記第１の半導体層は、上記活性層からの
光の吸収が飽和するように形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】上記第１の半導体層の厚さは、30乃至200
Åであることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】上記クラッド層の一方は、該クラッド層中
に導電型の異なる第２の半導体層を有し、上記活性層へ
の電流供給経路は該第２の半導体層により規制されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項５】上記クラッド層の一方は、該クラッド層中
に離間して形成され且つ該クラッド層と導電型の異なる
第２の半導体層を有し、上記活性層への電流供給経路は
該第２の半導体層により規制されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】上記第１の半導体層は、上記第２の半導体
層に挟まれた領域に形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第５項に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】上記第１の半導体層は、上記第２の半導体
層に対向しない部分を有することを特徴とする特許請求
の範囲第５項に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項８】上記第１の半導体層は、複数の半導体層で
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第７項のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033260A JP2569036B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033260A JP2569036B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8138020A Division JP2674594B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202083A JPS63202083A (ja) | 1988-08-22 |
| JP2569036B2 true JP2569036B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=12381546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033260A Expired - Lifetime JP2569036B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569036B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4961197A (en) * | 1988-09-07 | 1990-10-02 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
| US5416790A (en) * | 1992-11-06 | 1995-05-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser with a self-sustained pulsation |
| JP3322512B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2002-09-09 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子の設計方法 |
| WO1996030977A1 (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and optical disk apparatus using the same |
| EP0872925B1 (en) | 1995-09-29 | 2002-04-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser and optical disk device using the laser |
| WO1997032376A1 (fr) * | 1996-03-01 | 1997-09-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser a semi-conducteur et procede de clivage |
| EP0886351B1 (en) * | 1996-03-04 | 2003-11-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JP2003060303A (ja) * | 2001-08-17 | 2003-02-28 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP2005294633A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Sony Corp | 半導体発光装置 |
| JP2007208062A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603172A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6066894A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Sony Corp | 半導体レ−ザ− |
| JPS60110188A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS60189983A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS60229389A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6184891A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS61203693A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-09 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62033260A patent/JP2569036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63202083A (ja) | 1988-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3983933B2 (ja) | 半導体レーザ、および半導体レーザの製造方法 | |
| JP2569036B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP3238974B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| EP0386634B1 (en) | Semiconductor laser device | |
| US5805628A (en) | Semiconductor laser | |
| JP3326283B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3344096B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2674594B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH06103775B2 (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| US6661821B2 (en) | Semiconductor laser element having great bandgap difference between active layer and optical waveguide layers, and including arrow structure formed without P-As interdiffusion | |
| JP4164248B2 (ja) | 半導体素子及びその製造方法、及び半導体光装置 | |
| JPH07321406A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH06112592A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPH0437598B2 (ja) | ||
| JPH065984A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH0537078A (ja) | 量子井戸半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPH0710015B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその作製方法 | |
| JP2528834B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP3612900B2 (ja) | 面発光半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP4161671B2 (ja) | 光集積素子の製造方法 | |
| JP2000101186A (ja) | 半導体光素子およびその製造方法 | |
| JPH03174793A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3601151B2 (ja) | 半導体レーザーおよびその製造方法 | |
| JPH11251678A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2875440B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |