JP3217495B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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Description
ーザ素子に関する。
拡大にともない、高出力駆動という要求が高まってい
る。ところで、半導体レーザ素子の光出力を増大させて
いくと、そのレーザ端面には、瞬時に劣化する光学損傷
や長時間動作させた時に起こる端面腐食が観察される。
これは、端面温度の上昇→バンドギャップの縮小→光吸
収→再結合電流→端面温度の上昇という現象のサイクル
を繰り返すことが原因と考えられている。そこで、半導
体レーザ素子のレーザ端面におけるこのような現象を抑
制するために、レーザ端面に次のような手段を施すこと
が検討されている。即ち、 1)レーザ端面にバンドギャップを拡大する部分を設
け、光吸収を防いで、光学損傷を防止する。 2)レーザ端面近傍に電流の非注入構造部、例えば、n
pn若しくはpnp構造を設け、電流注入による温度上
昇を防ぎ、端面腐食を防止する。
ような手段をレーザ端面に施すと、半導体レーザ素子の
作製プロセスが複雑になるという問題があった。
決した半導体レーザ素子を提供するもので、半導体基板
上に、InP系クラッド層、活性層を含むダブルヘテロ
構造と電極を積層し、電極から活性層への電流注入領域
を設けた半導体レーザ素子において、電流注入領域の反
射端面近傍であって、少なくとも反射端面から30μm
の該電流注入領域内において相対的に高い立ち上がり電
圧を有する金属と半導体のショットキー接合を設けたキ
ャビティ長が800μm以上で出力が100mW以上で
ある半導体レーザ素子。
あって、少なくとも反射端面から30μmの該電流注入
領域内において相対的に高い立ち上がり電圧を有する金
属と半導体のショットキー接合を設けると、他の部分よ
りも注入電流密度を低減することができる。また、これ
らの注入電流密度を低減する手段は、容易な製造プロセ
スで実現することができる。従って、電流注入領域の反
射端面近傍であって、少なくとも反射端面から30μm
のこれらの注入電流密度を低減する手段を設けると、電
流注入による端面の温度上昇を防ぐことができ、端面近
傍だけバンドギャップの縮小が起こらないので、光の吸
収を防ぐことができる。
を詳細に説明する。図1(a)、(b)は本発明にかか
る半導体レーザ素子の一実施例の正面図とそのA−A断
面図である。本実施例は、次のような工程で製作した。
即ち、 1)先ず、n−GaAs基板1上に、厚さ0.5μmの
n−GaAs(n=1×1018cm-3)バッファ層2、
厚さ1.2μmのn−InGaP(n=1×1018cm
-3)下クラッド層3、厚さ0.03μmのn−GaAs
(n=3×1017cm-3)下光閉じ込め層4、厚さ80
Åのp−In0.2 Ga0.8 As(p=3×1017c
m-3)活性層5、厚さ0.03μmのp−GaAs(p
=3×1017cm-3)上光閉じ込め層6、厚さ1.0μ
mのp−InGaP(p=1×1018cm-3)上クラッ
ド層7、厚さ0.5μmのp+ −GaAs(n=4×1
019cm-3)キャップ層8を順次積層する。 2)次いで、フォトリソグラフィ技術などによりリッジ
メサを形成する。リッジ幅は2μmとし、キャビティ長
は800μmとした。 3)次いで、再びフォトリソグラフィ技術などにより、
リッジメサの中央部にリッジメサとは直角に交わる方向
に幅740μmの帯状にエッチングマスクを形成し、そ
れ以外の領域(両反射端側各30μm幅)のキャップ層
8を除去した。 4)次いで、リッジメサの両側面をポリイミド11で埋
め込み、エピ側にTi/Pt/Auからなるp電極9を
形成して、リッジ導波路型の半導体レーザ素子とした。
10はn電極である。 本実施例では、p電極9を構成するTiは、リッジメサ
の両端を除いてp+ −GaAs(n=4×1019c
m-3)キャップ層8に接触し、その両端ではp−InG
aP(p=1×1018cm-3)上クラッド層7に接触し
ている。このp電極9とキャップ層8との間、およびp
電極9と上クラッド層7との間における電流−電圧特性
を測定すると、図2に示す結果が得られた。即ち、電流
の立ち上がり電圧が、リッジメサの両端(電流通路)
ではリッジメサの他の部分(電流通路)に比較して高
くなっている。このことは、高濃度にドーピングしたG
aAsとTiは良好なオーミック接合を形成するが、低
濃度にドーピングしたInGaPとTiはショットキー
接合を形成するからである。従って、本実施例ではレー
ザ駆動時に、リッジメサの両端における注入電流を相対
的に低減することができる。なお、比較例として、リッ
ジメサの両反射端面にエッチングを施さない全面注入の
素子を製作した。これらの素子について、温度上昇によ
る端面破壊最大光出力と、50℃、100mwで100
0時間駆動した時のしきい値電流の上昇率を比較した。
表1にその結果を示す。表1からわかるように、本実施
例は高い破壊光出力を示した。一方、しきい値電流の増
加率は実施例と比較例でほとんど変化がなかった。
導体基板上に活性層を含むダブルヘテロ構造と電極を積
層し、電極から活性層への電流注入領域を設けた半導体
レーザ素子において、電流注入領域の反射端面近傍に、
該電流注入領域内において相対的に高い立ち上がり電圧
を有する金属と半導体のショットキー接合を設け、ある
いは、電極と活性層間に絶縁物を介在させるため、端面
破壊最大光出力が増加した半導体レーザ素子を容易に製
造することがきるという優れた効果がある。
素子の一実施例の正面図とそのA−A断面図である。
における電流と電圧の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板上に、InP系クラッド層、
活性層を含むダブルヘテロ構造と電極を積層し、電極か
ら活性層への電流注入領域を設けた半導体レーザ素子に
おいて、電流注入領域の反射端面近傍であって、少なく
とも反射端面から30μmの該電流注入領域内において
相対的に高い立ち上がり電圧を有する金属と半導体のシ
ョットキー接合を設け、キャビティ長が800μm以上
で出力が100mW以上であることを特徴とする半導体
レーザ素子。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28064092A JP3217495B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 半導体レーザ素子 |
DE69308977T DE69308977T2 (de) | 1992-09-25 | 1993-09-24 | Halbleiterlaservorrichtung |
US08/125,848 US5388116A (en) | 1992-09-25 | 1993-09-24 | Semiconductor laser device |
EP93307608A EP0589727B1 (en) | 1992-09-25 | 1993-09-24 | Semiconductor laser device |
CA002106596A CA2106596C (en) | 1992-09-25 | 1993-09-27 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28064092A JP3217495B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06112584A JPH06112584A (ja) | 1994-04-22 |
JP3217495B2 true JP3217495B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=17627875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28064092A Expired - Lifetime JP3217495B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3217495B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6643308B2 (en) | 2001-07-06 | 2003-11-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for suppressing injection current |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP28064092A patent/JP3217495B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06112584A (ja) | 1994-04-22 |
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