JP2705641B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2705641B2 JP2705641B2 JP13674895A JP13674895A JP2705641B2 JP 2705641 B2 JP2705641 B2 JP 2705641B2 JP 13674895 A JP13674895 A JP 13674895A JP 13674895 A JP13674895 A JP 13674895A JP 2705641 B2 JP2705641 B2 JP 2705641B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理，光通信等
に用いられる低雑音のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装
置に関する。
に用いられる低雑音のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２の（ａ）は、従来の自励発振型半導
体レーザ装置のチップ一実施例の平面図、（ｂ）は、
（ａ）の側面図、図３の（ａ）は、従来の半導体レーザ
装置のチップの第２の実施例の平面図、（ｂ）は、
（ａ）の線Ａ〜Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜
Ｂ’断面図である。
体レーザ装置のチップ一実施例の平面図、（ｂ）は、
（ａ）の側面図、図３の（ａ）は、従来の半導体レーザ
装置のチップの第２の実施例の平面図、（ｂ）は、
（ａ）の線Ａ〜Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜
Ｂ’断面図である。
【０００３】従来、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを光
情報処理用として用いる場合、半導体レーザの低雑音化
が必要であり、特に、光ディスクからの反射光が半導体
レーザに戻ってくることにより発生する雑音を低減する
ことが最も重要な問題であった。そのための最も有効な
方法は、半導体レーザの自励発振化である。これは、過
飽和吸収体を共振器内に形成することにより、一定の印
加電流でも半導体レーザからの出射光が断続的に点灯，
消灯を繰り返すようになり、その結果として発振スペク
トルがマルチモード化するので戻り光雑音が低減され
る。過飽和吸収体の形成の仕方としては、屈折率導波型
と利得導波型の中間の構造か、図３に示すような共振器
方向に吸収領域を形成する方法がある。
情報処理用として用いる場合、半導体レーザの低雑音化
が必要であり、特に、光ディスクからの反射光が半導体
レーザに戻ってくることにより発生する雑音を低減する
ことが最も重要な問題であった。そのための最も有効な
方法は、半導体レーザの自励発振化である。これは、過
飽和吸収体を共振器内に形成することにより、一定の印
加電流でも半導体レーザからの出射光が断続的に点灯，
消灯を繰り返すようになり、その結果として発振スペク
トルがマルチモード化するので戻り光雑音が低減され
る。過飽和吸収体の形成の仕方としては、屈折率導波型
と利得導波型の中間の構造か、図３に示すような共振器
方向に吸収領域を形成する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
構造の場合、構造寸法を精密に制御しないと、屈折率導
波型か利得導波型になってしまう問題点がある。屈折率
導波型になった場合、シングルモードとなり戻り光雑音
が大きくなり、利得導波型になった場合、非点収差が３
０ー５０μｍと大きくなり光ディスクには使いにくくな
ることである。クラッド層残り厚さとレーザの型との関
係を表１に示す。
構造の場合、構造寸法を精密に制御しないと、屈折率導
波型か利得導波型になってしまう問題点がある。屈折率
導波型になった場合、シングルモードとなり戻り光雑音
が大きくなり、利得導波型になった場合、非点収差が３
０ー５０μｍと大きくなり光ディスクには使いにくくな
ることである。クラッド層残り厚さとレーザの型との関
係を表１に示す。
【０００５】
【表１】表１ レーザの型 また、図３の場合は、図２のような不具合は発生しない
が、製造工程でウェハ表面を０．５−１μｍ除去する必
要があり、ウェハが凸凹することとなり凸凹面上の結晶
成長の際に不具合が生じ易く、歩留りを低下する可能性
がある。また、ウェハを深く堀込むことにより微細加工
がしにくくなるという欠点を有する。そこで本発明の目
的は、自励発振型半導体レーザを高歩留りで発振するＡ
ｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置を提供することであ
る。
が、製造工程でウェハ表面を０．５−１μｍ除去する必
要があり、ウェハが凸凹することとなり凸凹面上の結晶
成長の際に不具合が生じ易く、歩留りを低下する可能性
がある。また、ウェハを深く堀込むことにより微細加工
がしにくくなるという欠点を有する。そこで本発明の目
的は、自励発振型半導体レーザを高歩留りで発振するＡ
ｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、自励発振型であって、各層の材料として、活性層
に（ＡｌxＧａ1 ー x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ、クラッド層に（Ａｌ
yＧａ 1-y ）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＜ｙ）、ｐ側の電極面と接
するコンタクト層にＧａＡｓ層、コンタクト層とクラッ
ド層の間のヘテロバッファ層に（ＡｌzＧａ1-z ）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ（ｚ＜ｙ）が用いられ、ストライプ状の発光領
域を有するＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置におい
て、ヘテロバッファ層が、ストライプ状の発光領域にお
いて部分的に削除されたことにより電流非注入領域を形
成することを特徴としている。
置は、自励発振型であって、各層の材料として、活性層
に（ＡｌxＧａ1 ー x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ、クラッド層に（Ａｌ
yＧａ 1-y ）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＜ｙ）、ｐ側の電極面と接
するコンタクト層にＧａＡｓ層、コンタクト層とクラッ
ド層の間のヘテロバッファ層に（ＡｌzＧａ1-z ）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ（ｚ＜ｙ）が用いられ、ストライプ状の発光領
域を有するＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置におい
て、ヘテロバッファ層が、ストライプ状の発光領域にお
いて部分的に削除されたことにより電流非注入領域を形
成することを特徴としている。
【０００７】なお、この自励発振型半導体レーザ装置
は、ヘテロバッファ層が、チップの端面近傍では削除部
分なく形成されており、ストライプ状の発光領域が、チ
ップの端面近傍よりも内方に設定されていることが望ま
しい。
は、ヘテロバッファ層が、チップの端面近傍では削除部
分なく形成されており、ストライプ状の発光領域が、チ
ップの端面近傍よりも内方に設定されていることが望ま
しい。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１の（ａ）は、本発明の半導体レーザ装
置の一実施例のチップの平面図、（ｂ）は、（ａ）の線
Ａ〜Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜Ｂ’断面図
である。
置の一実施例のチップの平面図、（ｂ）は、（ａ）の線
Ａ〜Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜Ｂ’断面図
である。
【００１０】本実施例は、自励発振型ＡｌＧａＩｎＰ系
半導体レーザ装置である。先ず、この製造方法を述べ
る。
半導体レーザ装置である。先ず、この製造方法を述べ
る。
【００１１】まず、ｎ型のＧａＡｓ基板（（１，０，
０）ジャスト）３に減圧ＭＯＶＰＥ法により、以下のエ
ピタキシャル成長を行う。成長条件は、温度７００゜
Ｃ、圧力７０ｍｍＨｇ、成長速度は２〜２．５μｍ／ｈ
ｒとした。各成長層の厚さは、ｎ−（ＡｌyＧａ1-y）
0.5Ｉｎ0.5クラッド層４を１．０μｍ、（ＡｌxＧ
ａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＜ｙ）活性層５を０．０５μ
ｍ、ｐー（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5クラッド層６を
０．８μｍ、ｐー（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｚ＜
ｙ）ヘテロバッファ層８を０．０５μｍとした。
０）ジャスト）３に減圧ＭＯＶＰＥ法により、以下のエ
ピタキシャル成長を行う。成長条件は、温度７００゜
Ｃ、圧力７０ｍｍＨｇ、成長速度は２〜２．５μｍ／ｈ
ｒとした。各成長層の厚さは、ｎ−（ＡｌyＧａ1-y）
0.5Ｉｎ0.5クラッド層４を１．０μｍ、（ＡｌxＧ
ａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＜ｙ）活性層５を０．０５μ
ｍ、ｐー（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5クラッド層６を
０．８μｍ、ｐー（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｚ＜
ｙ）ヘテロバッファ層８を０．０５μｍとした。
【００１２】次に、ＰＲ（フォトレジスト）工程により
エピタキシャル成長面にストライプ状にＳｉＯ2膜を形
成する。ＳｉＯ2ストライプの幅は５μｍとした。
エピタキシャル成長面にストライプ状にＳｉＯ2膜を形
成する。ＳｉＯ2ストライプの幅は５μｍとした。
【００１３】次に、ＳｉＯ2膜をマスクとして、厚さ
０．６μｍのｎーＧａＡｓ電流ブロック層７の選択成長
を行う。
０．６μｍのｎーＧａＡｓ電流ブロック層７の選択成長
を行う。
【００１４】次に、ＰＲ工程により、ストライプ状のＳ
ｉＯ2膜を剥した領域を形成する。ここでは、間隔を２
００μｍとした。ここで、燐酸系エッチング腐食液でヘ
テロバッファ層８を除去する。電流ブロック層７も約
０．１μｍエッチングされる。ヘテロバッファ層８のみ
除去された領域が、電流非注入領域１１となる。
ｉＯ2膜を剥した領域を形成する。ここでは、間隔を２
００μｍとした。ここで、燐酸系エッチング腐食液でヘ
テロバッファ層８を除去する。電流ブロック層７も約
０．１μｍエッチングされる。ヘテロバッファ層８のみ
除去された領域が、電流非注入領域１１となる。
【００１５】次に、ＳｉＯ2を除去して洗浄した後、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層９が３μｍ結晶成長する。
−ＧａＡｓコンタクト層９が３μｍ結晶成長する。
【００１６】最後に、エピタキシャル面側にＴｉＰｔＡ
ｕ電極を、基板面側にＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極を形
成する。そして、エピタキシャル成長されたウェハを、
所定の位置に電流非注入領域１１が配置されるように、
劈開した後チップ化する。チップをパッケージに取り付
けて、半導体レーザ装置が完成する。
ｕ電極を、基板面側にＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極を形
成する。そして、エピタキシャル成長されたウェハを、
所定の位置に電流非注入領域１１が配置されるように、
劈開した後チップ化する。チップをパッケージに取り付
けて、半導体レーザ装置が完成する。
【００１７】次に、本実施例の構造の利点に関して説明
する。
する。
【００１８】電流非注入領域１１において、ヘテロバッ
ファ層がないので、禁制帯のエネルギーの大きさが非常
に異なるｎークラッド層６とｐーコンタクト層９が隣接
することになり、エネルギー障壁が形成されることにな
る。この結果、電流を印加した場合、ストライプから電
流が流れるが、電流非注入領域１１には電流が流れず、
過飽和吸収体として機能させ、自励発振型レーザダイオ
ードを得ることができる。
ファ層がないので、禁制帯のエネルギーの大きさが非常
に異なるｎークラッド層６とｐーコンタクト層９が隣接
することになり、エネルギー障壁が形成されることにな
る。この結果、電流を印加した場合、ストライプから電
流が流れるが、電流非注入領域１１には電流が流れず、
過飽和吸収体として機能させ、自励発振型レーザダイオ
ードを得ることができる。
【００１９】また、ストライプ上の凸凹の高さが、ヘテ
ロバッファ層８の厚さ０．０５μｍ程度であり、従来の
実施例の図３のタイプの０．５μｍ〜１μｍに対し、１
桁以上凸凹の高さを低減することができるので、電流非
注入領域１１を微細に加工することができ、設計の自由
度が飛躍的に向上する。さらに、凸凹面を形成した後の
結晶成長においても、より平坦な面に成長することにな
るので、非発光領域等を形成しないですむ。また、凸凹
が小さいので、劈開を行い易いという利点を有する。
ロバッファ層８の厚さ０．０５μｍ程度であり、従来の
実施例の図３のタイプの０．５μｍ〜１μｍに対し、１
桁以上凸凹の高さを低減することができるので、電流非
注入領域１１を微細に加工することができ、設計の自由
度が飛躍的に向上する。さらに、凸凹面を形成した後の
結晶成長においても、より平坦な面に成長することにな
るので、非発光領域等を形成しないですむ。また、凸凹
が小さいので、劈開を行い易いという利点を有する。
【００２０】なお、本実施例のように電流非注入領域１
１を端面近傍には形成しない半導体レイザ素子の構造と
した理由は、電流非注入領域１１は、微細加工できるの
で、ストライプ上に細かく多数形成することができるけ
れども、これに反し粗く形成する際には、電流非注入領
域が端面近傍に形成されていると、モードの不安定を起
こし易くなるので、これを防止するためである。
１を端面近傍には形成しない半導体レイザ素子の構造と
した理由は、電流非注入領域１１は、微細加工できるの
で、ストライプ上に細かく多数形成することができるけ
れども、これに反し粗く形成する際には、電流非注入領
域が端面近傍に形成されていると、モードの不安定を起
こし易くなるので、これを防止するためである。
【００２１】以上説明した構造とした結果、本装置の自
励発振を行う歩留りは、従来の８０％に対しほぼ１００
％と向上した。また、結晶欠陥が減少したことにより、
欠陥に起因する選別不良が皆無となった。
励発振を行う歩留りは、従来の８０％に対しほぼ１００
％と向上した。また、結晶欠陥が減少したことにより、
欠陥に起因する選別不良が皆無となった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ヘテロバ
ッファ層が、ストライプ状の発光領域において部分的に
削除されており、あるいは、さらに、ヘテロバッファ層
が、チップの端面近傍では削除部分なく展着されてお
り、ストライプ状の発光領域が、チップの端面近傍より
も内方に設定されている構造とすることにより、劈開歩
留りおよび製品チップの歩留りの高い半導体レーザ装置
を提供できる効果がある。
ッファ層が、ストライプ状の発光領域において部分的に
削除されており、あるいは、さらに、ヘテロバッファ層
が、チップの端面近傍では削除部分なく展着されてお
り、ストライプ状の発光領域が、チップの端面近傍より
も内方に設定されている構造とすることにより、劈開歩
留りおよび製品チップの歩留りの高い半導体レーザ装置
を提供できる効果がある。
【図１】（ａ）は、本発明の半導体レーザ装置の一実施
例のチップの平面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ａ〜Ａ’断
面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜Ｂ’断面図である。
例のチップの平面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ａ〜Ａ’断
面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜Ｂ’断面図である。
【図２】（ａ）は、従来の自励発振型半導体レーザ装置
のチップ一実施例の平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図
である。
のチップ一実施例の平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図
である。
【図３】（ａ）は、従来の半導体レーザ装置のチップの
第２の実施例の平面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ａ〜Ａ’
断面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜Ｂ’断面図である。
第２の実施例の平面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ａ〜Ａ’
断面図、（ｃ）は、（ａ）の線Ｂ〜Ｂ’断面図である。
１ ｐ側電極 ２ ｎ側電極 ３ ｎーＧａＡｓ基板 ４ ｎ−（ＡｌyＧａ1 ー y）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ５ （ＡｌxＧａ1 ー x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ６ ｐ−（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ７ ｎ−ＧａＡｓブロック層 ８ ｐ−（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッフ
ァ層 ９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １０ ストライプ領域 １１ 電流非注入領域 ｈ クラッド層残り厚さ
ァ層 ９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １０ ストライプ領域 １１ 電流非注入領域 ｈ クラッド層残り厚さ
Claims (2)
- 【請求項１】 各層の材料として、活性層に（ＡｌxＧ
ａ1 ー x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ、クラッド層に（ＡｌyＧａ 1-y ）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ＜ｙ）、ｐ側の電極面と接するコンタ
クト層にＧａＡｓ層、コンタクト層とクラッド層の間の
ヘテロバッファ層に（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｚ
＜ｙ）が用いられ、ストライプ状の発光領域を有するＡ
ｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置において、 前記ヘテロバッファ層が、前記ストライプ状の発光領域
において部分的に削除されたことにより電流非注入領域
を形成することを特徴とする自励発振型半導体レーザ装
置。 - 【請求項２】 ヘテロバッファ層が、チップの端面近傍
では削除部分なく形成されており、ストライプ状の発光
領域が、チップの端面近傍よりも内方に設定されてい
る、請求項１記載の自励発振型半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13674895A JP2705641B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13674895A JP2705641B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330668A JPH08330668A (ja) | 1996-12-13 |
| JP2705641B2 true JP2705641B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=15182590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13674895A Expired - Fee Related JP2705641B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705641B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998039827A1 (fr) | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Element electroluminescent semi-conducteur a base de nitrure de gallium muni d'une zone active presentant une structure de multiplexage a puits quantique et un dispostif semi-conducteur a sources de lumiere utilisant le laser |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP13674895A patent/JP2705641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08330668A (ja) | 1996-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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