JP2841599B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP2841599B2 JP2841599B2 JP33740589A JP33740589A JP2841599B2 JP 2841599 B2 JP2841599 B2 JP 2841599B2 JP 33740589 A JP33740589 A JP 33740589A JP 33740589 A JP33740589 A JP 33740589A JP 2841599 B2 JP2841599 B2 JP 2841599B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- semiconductor laser
- algainp
- 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 - 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、横モード制御AlGaInP系半導体レーザ装置
に関する。
に関する。
近年、AlGaInP系半導体レーザ装置は有機金属熱分解
法（以下MOVPE法と略す）という気相結晶成長法により
形成され、長寿命可視光半導体レーザ装置が実現してい
る（五明ら、エレクトロニクス レターズ 23巻（1987
年）85ページ;A.GOMYO et al.ELECTRONICS LETTERS,
Vol.23,（1987）,p.85参照）。MOVPE法はトリメチルア
ルミニウム（TMAl）、トリエチルガリウム（TEGa）、ト
リメチルインジウム（TMIn）などの有機金属蒸気及びホ
スフィン（PH3）、などの水素化物ガスを原料とした気
相成長法であり、例えば、AlGaInPの成長はこれらTMA
l、TEG6a、TMIn蒸気及びPH3ガスをGaAs基板の上に導入
・加熱してエピタキシャル成長を行なうものである。Al
GaInP系半導体レーザ装置をレーザプリンタや光ディス
クの読み取り装置に応用するためには単一横モード発振
することが望ましい。そのために従来のAlGaInP系半導
体レーザ装置は第３図に示すようにｎ型GaAs基板１上
に、ｎ型AlGaInPからなるクラッド層２とAlGaInPまたは
GaInPからなる活性層３と、メサストライプ部を有する
ｐ型AlGaInPからクラッド層４が形成され、このクラッ
ド層４の上部以外の部分、すなわち、メサストライプ部
の両側にｎ型GaAs電流狭窄層11が設けられていた（藤井
ら、エレクトロニクスレターズ23巻（1987年）938ペー
ジ;H.FUJII,et al.ELECTRONICSLETTERS,Vol.23,（198
7）,p.938）。ｎ型GaAs電流狭窄層11は光吸収層として
働き、その結果単一横モード発振する。
法（以下MOVPE法と略す）という気相結晶成長法により
形成され、長寿命可視光半導体レーザ装置が実現してい
る（五明ら、エレクトロニクス レターズ 23巻（1987
年）85ページ;A.GOMYO et al.ELECTRONICS LETTERS,
Vol.23,（1987）,p.85参照）。MOVPE法はトリメチルア
ルミニウム（TMAl）、トリエチルガリウム（TEGa）、ト
リメチルインジウム（TMIn）などの有機金属蒸気及びホ
スフィン（PH3）、などの水素化物ガスを原料とした気
相成長法であり、例えば、AlGaInPの成長はこれらTMA
l、TEG6a、TMIn蒸気及びPH3ガスをGaAs基板の上に導入
・加熱してエピタキシャル成長を行なうものである。Al
GaInP系半導体レーザ装置をレーザプリンタや光ディス
クの読み取り装置に応用するためには単一横モード発振
することが望ましい。そのために従来のAlGaInP系半導
体レーザ装置は第３図に示すようにｎ型GaAs基板１上
に、ｎ型AlGaInPからなるクラッド層２とAlGaInPまたは
GaInPからなる活性層３と、メサストライプ部を有する
ｐ型AlGaInPからクラッド層４が形成され、このクラッ
ド層４の上部以外の部分、すなわち、メサストライプ部
の両側にｎ型GaAs電流狭窄層11が設けられていた（藤井
ら、エレクトロニクスレターズ23巻（1987年）938ペー
ジ;H.FUJII,et al.ELECTRONICSLETTERS,Vol.23,（198
7）,p.938）。ｎ型GaAs電流狭窄層11は光吸収層として
働き、その結果単一横モード発振する。
しかしながら従来のAlGaInP系半導体レーザ装置で
は、横モード制御のために光の吸収を用いているため
に、メサストライプ両脇で光の波面が遅れてしまい、非
点隔差が大きくなってしまう欠点があった。
は、横モード制御のために光の吸収を用いているため
に、メサストライプ両脇で光の波面が遅れてしまい、非
点隔差が大きくなってしまう欠点があった。
本発明の目的は、光吸収のない電流狭窄層を用いるこ
とにより非点隔差の小さい横モード制御AlGaInP系半導
体レーザ装置を提供することにある。
とにより非点隔差の小さい横モード制御AlGaInP系半導
体レーザ装置を提供することにある。
本発明の半導体レーザ装置は、少くとも、ｎ型GaAs基
板上にｎ型AlGaInPからなるクラッド層とGaInPまたはAl
GaInPからなる活性層とメサストライプ部を有するｐ型A
lGaInPからなるクラッド層とが順次形成されたダブルヘ
テロ構造体を備え、クラッド層の上部以外の部分、すな
わち、メサストライプ部の両脇にZnドープAlInP層を有
することを特徴とする構成である。
板上にｎ型AlGaInPからなるクラッド層とGaInPまたはAl
GaInPからなる活性層とメサストライプ部を有するｐ型A
lGaInPからなるクラッド層とが順次形成されたダブルヘ
テロ構造体を備え、クラッド層の上部以外の部分、すな
わち、メサストライプ部の両脇にZnドープAlInP層を有
することを特徴とする構成である。
AlInPは、AlGaInP液晶系の中で最も、バンドギャップ
が大きく屈折率が小さい。そのためｐ型AlGaInPからな
るメサストライプ部の両脇にAlInP層を形成すると、GaI
nPまたはAlGaInPからなる活性層で発振するレーザ光の
吸収がほとんどなく、非点隔差がなくなる。また、Znか
ドーピングされたAlInPは高抵抗であるために電流狭窄
層としても働く。
が大きく屈折率が小さい。そのためｐ型AlGaInPからな
るメサストライプ部の両脇にAlInP層を形成すると、GaI
nPまたはAlGaInPからなる活性層で発振するレーザ光の
吸収がほとんどなく、非点隔差がなくなる。また、Znか
ドーピングされたAlInPは高抵抗であるために電流狭窄
層としても働く。
一般にZnは、III−Ｖ族化合物でｐ型ドーパントとし
て働く。AlGaInP系でもGaInPや（Al0.7Ga0.3As）0.5In
0.5Ｐは、Znドーピングによりｐ型になることが知られ
ている。しかしながら、さらにAl組成を増したAlInPで
はｐ型キャリアは生じない高抵抗となる。これはAlが多
いことにより、結晶性が低下したりZnの活性化エネルギ
ーが増大したりしたためと考えられる。Zn以外の一般の
ｐ型ドーパント（例えばMg）はAlInPにドーピングする
と高抵抗にはならずｐ型となるため、本発明のZnの代わ
りに用いるとメサストライプ部の両脇がｐ−ｐ−ｐ−ｎ
構造となってしまう。この構造では無効な電流が流れて
しまい問題である。
て働く。AlGaInP系でもGaInPや（Al0.7Ga0.3As）0.5In
0.5Ｐは、Znドーピングによりｐ型になることが知られ
ている。しかしながら、さらにAl組成を増したAlInPで
はｐ型キャリアは生じない高抵抗となる。これはAlが多
いことにより、結晶性が低下したりZnの活性化エネルギ
ーが増大したりしたためと考えられる。Zn以外の一般の
ｐ型ドーパント（例えばMg）はAlInPにドーピングする
と高抵抗にはならずｐ型となるため、本発明のZnの代わ
りに用いるとメサストライプ部の両脇がｐ−ｐ−ｐ−ｎ
構造となってしまう。この構造では無効な電流が流れて
しまい問題である。
一方電流狭窄のための本発明のZnドープAlInPの代わ
りにｎ型AlInPを用いると、一見メサストライプ部の両
脇はｐ−ｎ−ｐ−ｎ接合となり電流を流さない構造にで
きる。しかしながら、メサストライプ部の両脇に残った
ｐ型クラッド層は、メサストライプ形成後に電流挾持層
を成長する際、ｐ型ドーパントの再蒸発が起こったり、
AlInPのｐ型ドーパントの固相拡散が大きいため電流挾
持層中にｐ型ドーパントが拡散していったりするため、
ｐ濃度の低下は避けられない。さらに、そのメサストラ
イプ部の両脇に残ったｐ型クラッド層の厚さは、横モー
ド制御のため薄くしなければならない。これらの理由に
より、メサストライプ部の両脇に残ったｐ型クラッド層
は、電圧印加時に容易に空乏層化してしまい、ｐ−ｎ−
ｐ−ｎ構造が破れ電流が流れ込んでしまうことになる。
りにｎ型AlInPを用いると、一見メサストライプ部の両
脇はｐ−ｎ−ｐ−ｎ接合となり電流を流さない構造にで
きる。しかしながら、メサストライプ部の両脇に残った
ｐ型クラッド層は、メサストライプ形成後に電流挾持層
を成長する際、ｐ型ドーパントの再蒸発が起こったり、
AlInPのｐ型ドーパントの固相拡散が大きいため電流挾
持層中にｐ型ドーパントが拡散していったりするため、
ｐ濃度の低下は避けられない。さらに、そのメサストラ
イプ部の両脇に残ったｐ型クラッド層の厚さは、横モー
ド制御のため薄くしなければならない。これらの理由に
より、メサストライプ部の両脇に残ったｐ型クラッド層
は、電圧印加時に容易に空乏層化してしまい、ｐ−ｎ−
ｐ−ｎ構造が破れ電流が流れ込んでしまうことになる。
本発明のZnドープAlInPをメサストライプ部の両脇に
埋め込んだ場合には、ｐ型クラッド層へのｐ型ドーパン
トZn供給という役割を果たすことができ、そのZnドープ
AlInP層上にｎ型半導体層を成長してもｐ−ｎ−ｐ−ｎ
構造は破れることはない。
埋め込んだ場合には、ｐ型クラッド層へのｐ型ドーパン
トZn供給という役割を果たすことができ、そのZnドープ
AlInP層上にｎ型半導体層を成長してもｐ−ｎ−ｐ−ｎ
構造は破れることはない。
次に、本発明について図面を用いて説明する。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す
断面図（切段面を示すハッチングは省略）であり、第２
図はこの半導体レーザ装置の製作工程図である。
断面図（切段面を示すハッチングは省略）であり、第２
図はこの半導体レーザ装置の製作工程図である。
まず一回目の減圧MOVPE法による成長で、ｎ型GaAs基
板１上に、ｎ型（Al0.6Ga0.4）0.5In0.5Ｐクラッド層２
（厚さ１μｍ）、Ga0.5In0.5Ｐ活性層３（厚さ0.07μ
ｍ）、ｐ型（Al0.6Ga0.4）0.5In0.5Ｐクラッド層４（厚
さ１μｍ）、ｐ型Ga0.5In0.5Ｐ層５、ｐ型GaAsキャップ
層６を順次形成した（第２図（ａ））。成長条件は、温
度700℃、圧力70torr、V/III＝200である。原料として
は、TMAl、TEGa、TMIn、ホスフィン、アルシン、ｎ型ド
ーパントとしてジシラン、ｎ型ドーパントとしてジメチ
ルジンクを用いた。こうして成長したウェハにフォトリ
ソグラフィにより幅５μｍのストライプ状のSiO2マスク
９を形成した（第２図（ｂ））。次にこのSiO2マスク９
を用いてｐ型（Al0.6Ga0.4）0.5In0.5Ｐクラッド層４の
途中までメサ状にエッチングした（第２図（ｃ））。さ
らにSiO2マスク９を除去した後、２回目のMOVPE成長に
よりZnドープAlInP層８を全面に形成した（第２図
（ｄ））。ZnドープAlInP層８のメサ上部両脇にレジス
トマスク10を設け、ZnドープAlInP層８のメサ部部分を
エッチングする（第２図（ｅ））。そして３回目のMOVP
E成長によりｐ型GaAsコンタクト層７を形成した（第２
図（ｆ））。この後、電極を成形し、劈開して第１図に
示す半導体レーザ装置とした。
板１上に、ｎ型（Al0.6Ga0.4）0.5In0.5Ｐクラッド層２
（厚さ１μｍ）、Ga0.5In0.5Ｐ活性層３（厚さ0.07μ
ｍ）、ｐ型（Al0.6Ga0.4）0.5In0.5Ｐクラッド層４（厚
さ１μｍ）、ｐ型Ga0.5In0.5Ｐ層５、ｐ型GaAsキャップ
層６を順次形成した（第２図（ａ））。成長条件は、温
度700℃、圧力70torr、V/III＝200である。原料として
は、TMAl、TEGa、TMIn、ホスフィン、アルシン、ｎ型ド
ーパントとしてジシラン、ｎ型ドーパントとしてジメチ
ルジンクを用いた。こうして成長したウェハにフォトリ
ソグラフィにより幅５μｍのストライプ状のSiO2マスク
９を形成した（第２図（ｂ））。次にこのSiO2マスク９
を用いてｐ型（Al0.6Ga0.4）0.5In0.5Ｐクラッド層４の
途中までメサ状にエッチングした（第２図（ｃ））。さ
らにSiO2マスク９を除去した後、２回目のMOVPE成長に
よりZnドープAlInP層８を全面に形成した（第２図
（ｄ））。ZnドープAlInP層８のメサ上部両脇にレジス
トマスク10を設け、ZnドープAlInP層８のメサ部部分を
エッチングする（第２図（ｅ））。そして３回目のMOVP
E成長によりｐ型GaAsコンタクト層７を形成した（第２
図（ｆ））。この後、電極を成形し、劈開して第１図に
示す半導体レーザ装置とした。
このようにして製作した本発明の半導体レーザ装置と
従来の半導体レーザ装置の非点隔差は、それぞれ５μｍ
と10μｍであり、従来に比べ本発明の半導体レーザ装置
は非点隔差が小さくなった。また、本発明の半導体レー
ザ装置は5mW以上まで単一横モードでレーザ発振した。
従来の半導体レーザ装置の非点隔差は、それぞれ５μｍ
と10μｍであり、従来に比べ本発明の半導体レーザ装置
は非点隔差が小さくなった。また、本発明の半導体レー
ザ装置は5mW以上まで単一横モードでレーザ発振した。
以上説明してきたように、活性層で発振するレーザ光
の吸収が少なく、高抵抗であるZnドープAlInP層を、ｐ
型AlGaInPからなるクラッド層のメサストライプ部の両
脇に埋め込むことにより、非点隔差の小さい横モード制
御AlGaInP系半導体レーザ装置が得られた。
の吸収が少なく、高抵抗であるZnドープAlInP層を、ｐ
型AlGaInPからなるクラッド層のメサストライプ部の両
脇に埋め込むことにより、非点隔差の小さい横モード制
御AlGaInP系半導体レーザ装置が得られた。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す断
面図であり、第２図はこの半導体レーザ装置の製作工程
図である。また、第３図は従来の半導体レーザ装置の断
面図である。 図において、１……ｎ型GaAs基板、２……ｎ型AlGaInP
クラッド層、３……GaInP活性層、４……ｐ層AlGaInPク
ラッド層、５……ｐ型GaInP層、６……ｐ型GaAsキャッ
プ層、７……ｐ型GaAsコンタクト層、８……ZnドープAl
InP層、９……SiO2、10……レジスト、11……ｎ型GaAs
電流狭窄層。
面図であり、第２図はこの半導体レーザ装置の製作工程
図である。また、第３図は従来の半導体レーザ装置の断
面図である。 図において、１……ｎ型GaAs基板、２……ｎ型AlGaInP
クラッド層、３……GaInP活性層、４……ｐ層AlGaInPク
ラッド層、５……ｐ型GaInP層、６……ｐ型GaAsキャッ
プ層、７……ｐ型GaAsコンタクト層、８……ZnドープAl
InP層、９……SiO2、10……レジスト、11……ｎ型GaAs
電流狭窄層。
Claims (1)
- 【請求項１】少くとも、ｎ型GaAs基板上に、ｎ型AlGaIn
Pからなるグラッド層とGaInPまたはAlGaInPからなる活
性層とｐ型AlGaInPからなるクラッド層が順次形成され
たダブルヘテロ構造体を備え、前記ｐ型AlGaInPで成る
クラッド層の一部がメサストライプ状に形成され、この
メサストライプ部の両側にZnドープAlInP層を有するこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33740589A JP2841599B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33740589A JP2841599B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03195078A JPH03195078A (ja) | 1991-08-26 |
| JP2841599B2 true JP2841599B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=18308326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33740589A Expired - Fee Related JP2841599B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841599B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP33740589A patent/JP2841599B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03195078A (ja) | 1991-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0177221A2 (en) | Semiconductor laser | |
| CA2115589C (en) | Semiconductor laser and method of manufacturing the same | |
| JPH10229246A (ja) | リッジ型半導体レーザダイオードとその製造方法 | |
| JPH0983071A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2841599B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US5586135A (en) | Semiconductor laser having an AlGaInP cladding layer | |
| JP2001057459A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2001077465A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP3146501B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2921050B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2865160B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2679358B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3087285B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2973215B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2699671B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2780625B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3865827B2 (ja) | 斜面発光型半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP3911342B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| US20040105475A1 (en) | Semiconductor laser device including cladding layer having stripe portion different in conductivity type from adjacent portions | |
| JPH07249575A (ja) | 半導体光素子の製造方法 | |
| JP2001024278A (ja) | 半導体薄膜の成長方法、および半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JP2001077466A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS6016488A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP2001094197A (ja) | 自励発振型半導体レーザ | |
| JPH05152676A (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071023 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081023 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |