JP3291783B2 - 半導体レーザとその製法 - Google Patents
半導体レーザとその製法Info
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Description
法に係わる。
タ等に用いられる光源としての半導体レーザは、その発
光スポットの縦・横比すなわちアスペクト比ができるだ
け1であることが望まれる。
は、図6にその概略的断面図を示すように、化合物半導
体サブストレイト1上に、少なくとも第1導電型のクラ
ッド層2と、活性層3と、第2導電型のクラッド層4と
をエピタキシャル成長させたヘテロ接合型のレーザ構成
を採り、このエピタキシャル成長層に対し、その中央部
をストライプ状に残して両側をエッチング除去して此処
を他の化合物半導体層で埋め込むという構成が採られ
る。
めに、横方向のニアフィールドパターンは、図6中破線
aで示すように、活性層の横幅以上に広がることから、
上述した光源として用いる場合において好ましくない。
の1つとしてセルフパルセーションを行わせて、光のス
ペクトルをマルチ化させることがなされる。
体レーザとして、図7にその概略的断面図を示すよう
に、共振器長方向の両端面部近傍に、電流の非注入領域
を形成するための絶縁層5を設けるという構造を採るも
のがあるが、その製造は煩雑となる。
流Ithの低減化をはかることができて、しかもその発光
のニアフィールドパターンの縮小化とそのアスペクト比
を1に近づけることができ、更にセルフパルセーション
を行わせることが可能な半導体レーザとその製法を提供
する。
例の概略的断面図を示すように、埋込み型活性層21の
共振器長方向と直交する幅方向の両外側縁の厚さd1 を
中央部の厚さd2 に比して大に選定する。
2上に断面3角形状の半導体部23が形成され、この半
導体部23に他と分断された活性層21が形成された半
導体レーザにおいて、活性層21の共振器長方向と直交
する幅方向の両外側縁の厚さd1 を中央部の厚さd2 に
比して大に選定する。
たリッジ22上に断面3角形状の半導体部23が形成さ
れ、この半導体部23に他と分断された活性層21が形
成された半導体レーザにおいて、活性層21の共振器長
方向と直交する幅方向の両外側縁の厚さd1 を中央部の
厚さd2 に比して大に選定すると共に、これら両外側縁
に沿って活性層21の主面に対して屈曲した構成とす
る。
たリッジ22上を含んで少なくともクラッド層24及び
25と活性層21とを800℃以上の高温をもってエピ
タキシャル成長してリッジ22上に断面3角形状の半導
体部23を形成し、この半導体部23に他と分断された
活性層21が、その共振器長方向と直交する幅方向の両
外側縁においてその厚さd1 が中央部の厚さd2 に比し
て大となるように成膜する。
0}結晶面で<011>軸方向に1°〜5°傾けた面よ
り成る主面上に、リッジ22を形成し、このリッジ22
上に半導体部23を形成する。
する幅方向の両側縁において、その厚さを大とするもの
であって、これによって活性層21の利得の不均一部分
が生じるので、セルフパルセーションが発生する。
的に半導体部23を構成し、ここに活性層21を設けて
更にこの活性層21の両外側縁に屈曲部を形成し、かつ
厚さを大とする構成とすることにより、閉じ込め効果の
増大によってしきい値電流I thの低減化と、セルフパル
セーションの発生を可能にする。
以上の高温下でのエピタキシャル成長によるときは、リ
ッジ22上の半導体部23の成長において、その成長態
様を両外側縁で堆積効果を高めることができ、これによ
って活性層を両外側縁で肉厚にし、かつ屈曲した形状に
成長させることができ、容易に本発明構造を実現でき
る。
る。この場合、例えば(100)面を主面とする第1導
電型(p型又はn型)のGaAsより成る半導体基板2
0の、その(100)主面に、〔011〕軸方向に沿う
ストライプ状リッジ22を、RIE(反応性エッチン
グ)、化学的エッチング等によって形成する。
有する面上に、順次連続的にメチル系MOCVD(有機
金属化学的気相成長)によって、TMG(トリメチルガ
リウム)、TMA(トリメチルアルミニウム)、アルシ
ンAsH3 を原料として用いて、先ず必要に応じて第1
導電型のGaAsバッファ層26を成長させ、続いて同
様に第1導電型の例えばAlGaAsによる第1のクラ
ッド層24、例えばGaAsもしくはInGaAsより
なる活性層21、第2導電型(p型またはn型)の例え
ばAlGaAsよりなる第2のクラッド層25、更に第
1導電型の例えばAlGaAsよりなる電流ブロック層
27、第2導電型の例えばAlGaAsよりなる第3の
クラッド層28、第2導電型の例えばGaAsよりなる
キャップ層29をエピタキシャル成長させる。
キシャル成長が行われるが、〔011〕方向に選ばれた
両側縁に沿って{111}B面が生じてくる。そして、
この{111}Bが発生すると、この結晶面は他の面、
特に(100)に比して格段にエピタキシャル成長速度
が小さいことから、リッジ22上においては、この{1
11}Bの発生と共にエピタキシャル成長が殆ど停止
し、結局{111}B面による各斜面S1 及びS2 をも
って挟み込まれた3角柱状すなわち断面三角形の半導体
部23が、リッジ22の両側の溝部30上に成長された
エピタキシャル成長層との間に断層を生じて形成され
る。
幅、各層の厚さの選定により、半導体部23において
は、活性層21とこれの上のクラッド層24までが形成
されるようにし、更にこの半導体部23における活性層
21の、各斜面S1 及びS2 に臨む両外側縁が、溝30
上に成長してきた電流ブロック層27より下方もしくは
その端面と衝合する位置関係となるように、また更に第
3のクラッド層28とキャップ層29が半導体部23上
を覆って形成されるようにする。
シャル成長において、例えば第1のクラッド層24まで
は例えば比較的低温の760℃の成長温度すなわち基体
温度をもって成長させ、少なくとも活性層21のエピタ
キシャル成長においては、800℃以上例えば830℃
という比較的高温下でそのエピタキシャル成長を行う。
に、800℃未満の例えば760℃でのエピタキシャル
成長では、リッジ22上おいても、比較的一様にエピタ
キシャル成長が行われるが、特に、800℃以上の高温
下でそのエピタキシャル成長を行うときは、特にリッジ
22上において、その両外側縁すなわち両斜面S1 及び
S2 の近傍においてその厚さd1 が中央部の厚さd2 に
比し大となる成長が生じる。
エピタキシャル成長時、リッジ22上の半導体部23に
安定な{111}Bが生じてくるにつれ、ここに堆積し
ようとする原料種の原子(黒丸をもって模式的に示
す。)のマイグレーションが生じ、これによって半導体
部の頂面、特にその{111}Bと隣接する縁部近傍に
これが堆積し易くなって、同図中符号bの破線図示のよ
うに、此処で盛り上がり、つまり肉厚部が生じる。
00℃以上で顕著となり、これに伴って縁部近傍の肉厚
化が明確に生じてくる。
いて高温のエピタキシャル成長を行った場合であるが、
これの下の第1のクラッド層24に関しても高温のエピ
タキシャル成長を行えば、図2に示すように、半導体部
23における第1のクラッド層24においても、その両
外側縁部が肉厚となることによって、これの上に形成さ
れた活性層21の両外側縁は、これ自体肉厚となるのみ
ならず、屈曲形状とすることができる。
一符号を付して重複説明を省略する。
いが半導体基板20の裏面、及びキャップ層上にそれぞ
れオーミックに対向電極を被着する。
的に形成された半導体部23において活性層21が限定
的に形成されることによって、更に共振器長方向と直交
する方向の両外側縁に屈曲部が形成されることによっ
て、半導体部23の活性層21の中央部に光及びキャリ
ヤの閉じ込めが効果的に行われてしきい値電流Ithの低
減化がはかられると共に、ニアフィールドパターンを小
とすることができ、両外側縁の肉厚化によって利得の不
均一化によってセルフパルセーションを可能にするもの
である。
して、図4に示すように、半導体基板20として、その
主面が{100}結晶面で<011>軸方向に角度α=
1°〜5°、例えば2°傾けた面となるようにするとき
は、例えば830℃の成長温度で、Al0.4 Ga0.6 A
sと、GaAsを、各1700Åの厚さに、AsH
3(10%含有)を180CCM,TMG(−10℃)
を10CCM,TMA(19℃)を10.2CCMの供
給量をもって成長させると、a1 , a2 , a3 ...を
付して示す曲面での成長態様を示し、両外側部で(31
1)B結晶面が発生してきてやがてはこの(311)B
のみによる層となる。
の切り出し態様をとることによって半導体部23におけ
る活性層21の屈曲及び両外側縁における厚さの拡大化
をより確実に行うことができる。
数のリッジを配列したマルチビーム半導体レーザとする
など、使用目的、態様に応じて種々の変形変更をとるこ
とができる。
ジ22上に限定的に形成された半導体部23において活
性層21が限定的に形成されることによって、更に共振
器長方向と直交する方向の両外側縁に屈曲部が形成され
ることによって、半導体部23の活性層21の中央部に
光及びキャリヤの閉じ込めが効果的に行われてしきい値
電流Ithの低減化がはかられると共に、ニアフィールド
パターンを小に、かつアスペクト比を1に近づけること
ができ、両外側縁の肉厚化によって利得の不均一化によ
ってセルフパルセーションを可能にするものである。
図である。
図である。
である。
の説明図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体基板に形成したリッジ上に断面3
角形状の半導体部が形成され、該半導体部に他と分断さ
れた活性層が形成された半導体レーザにおいて、 上記活性層の共振器長方向と直交する幅方向の両外側縁
の厚さが中央部に比して大に選定されたことを特徴とす
る半導体レーザ。 - 【請求項2】 半導体基板に形成したリッジ上に断面3
角形状の半導体部が形成され、該半導体部と分断された
活性層が形成された半導体レーザにおいて、 上記活性層の共振器長方向と直交する幅方向の両外側縁
の厚さが中央部に比して大に選定されると共に、上記両
外側縁に沿って上記活性層の主面に対して屈曲して成る
ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項3】 半導体基板に形成したリッジ上を含んで
少なくともクラッド層と活性層とを800℃以上の高温
をもってエピタキシャル成長して上記リッジ上に断面3
角形状の半導体部を形成し、該半導体部に他と分断され
た活性層が、その共振器長方向と直交する幅方向の両外
側縁においてその厚さが中央部に比して大となるように
成膜させた半導体レーザを得ることを特徴とする半導体
レーザの製法。 - 【請求項4】 半導体基板の{100}結晶面で<01
1>軸方向に1°〜5°傾けた面より成る主面上に上記
リッジを形成し、 該リッジ上に上記半導体部を形成することを特徴とする
請求項3に記載の半導体レーザの製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24508892A JP3291783B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 半導体レーザとその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24508892A JP3291783B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 半導体レーザとその製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697577A JPH0697577A (ja) | 1994-04-08 |
JP3291783B2 true JP3291783B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=17128434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24508892A Expired - Lifetime JP3291783B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 半導体レーザとその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3291783B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5122708B2 (ja) * | 2001-04-24 | 2013-01-16 | ソニー株式会社 | マルチビーム半導体レーザ装置 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP24508892A patent/JP3291783B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0697577A (ja) | 1994-04-08 |
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