JPH01103893A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体レーザ装置、特に光・電子集積回路（
ＯＥＩＣ）に適した構造の半導体レーザ装置に関するも
のである。

従来の技術 半導体レーザ装置を他の電子回路要素とモノリシックに
集積するには、その半導体レーザ装置として、低しきい
値電流、低動作電流で基本横モード発振するものである
ことが望ましい。

近年、半導体レーザ装置単体としては、低しきい値電流
、低動作電流で基本横モード発振するものが開発されて
はいる。その−例としてのリッジ導波路構造半導体レー
ザ装置を第３図に示す。

このレーザ装置では、ＧａＡｓからなるｎ型基板１０の
一方の主面上に、Ａ　Ｉ（１，５Ｇ　ａ（１，５Ａ　ｓ
からなるｎ型クラッド層１１　、Ａ　ｌｏ、＋Ｇ　ａｏ
、ｓＡ　ｓからなる活性層１２、Ａ　ＩＯ，５Ｇ　ａ（
１，５Ａ　ｓからなるｐ型クラッド層１３、ＧａＡｓか
らなるｐ型キャップ層１４が順次積層されて形成され、
この積層体において表面からクラッド層１３に達する深
さのストライプ状の溝が２本手行に形成されている。

この溝によって形成されたリッジ部分が導波路となる。

そして、ｐ型キャップ層１４上にはリッジ導波路の頂面
部分を他の部分はＳｉ３Ｎ４膜１５で覆われ、さらにそ
の上に一方の電極１６が付与されている。ｎ型基板１０
の他方の主面上には、それと対をなす他方の電極１７が
形成されている。

この装置は、電極１５．１６間に順方向の電圧を印加さ
れると、リッジ部分の活性層１４に効率よく電流が注入
され、レーザ発振する。光はリッジ部分に閉じ込められ
るため、基本横モード発振をする。これは、製造にする
に際して結晶成長を１回しか必要とせず、また簡単な構
造ではあるが他の構造のレーザ装置に比べても遜色のな
い特性が得られるという特長をもっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記リッジ導波路構造半導体レーザ装置
を、０ＥＩＣの構成要素として他の電子回路要素ととも
に同一基板上にモノリシックに集積するには、次のよう
な問題がある。すなわち、電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）等からなる電子回路は、通常、半絶縁性基板上に形
成されているので、半導体レーザ装置も同じく半絶縁性
基板上に形成されなければならない。そのためには、半
導体レーザ装置の両電極をレーザ・エピタキシャル層表
面上に付与できれば、電子回路との一体的な接続が容易
に行える。上記従来の半導体レーザ装置は、導電性の基
板上に構成されており、対をなす電極が基板の互いに反
対側の面に位置し、ＦＥＴ等と同一基板上に集積するこ
とが困難なものである。

本発明は０ＥＩＣを構成することができる構造の半導体
レーザ装置を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明の半導体レーザ装置は、半絶縁性の基板上に、順
次、一導電型の第１のクラッド層、活性層、第１のクラ
ッド層の導電型と反対の導電型の第２のクラッド層、お
よび第２のクラッド層の導電型と同じ導電型のキャップ
層が積層されていて、この積層されている層には、活性
層直上の層に達する深さのストライプ状の溝が２本平行
に形成され、この溝にょろりッジ導波路の両側もしくは
片側に、少なくとも第１のクラッド層にまで到達する一
導電型の領域が形成されているものである。

作用 一導電型の第１のクラッド層、活性層、第１のクラッド
層の導電型と反対の導電型の第２のクラッド層、および
第２のクラッド層の導電型と同じ導電型のキャップ層の
積層体にリッジ導波路を構成し、かつその両側もしくは
片側に、少なくとも第１のクラッド層にまで到達する一
導電型の領域が形成しているので、基板として半絶縁性
の基板を使用でき、また、両電極をレーザ・エピタキシ
ャル面側に形成することができる。

実施例 本発明の一実施例のリッジ導波路型半導体レーザ装置に
ついて、図面を用いて説明する。

第１図はこの実施例の断面図である。

図において、１は半絶縁性基板で、ＧａＡｓからなる。

２はＡ　ＩＯ，５Ｇ　ａ（１，５Ａ　ｓからなるｎ型ク
ラッド層、３はＡ　Ｉｏ、ｌＧ　ａ（１，ｇＡ　ｓから
なる活性層、４はＡ　ｌ　ｏ、ｓＧ　ａｏ、５Ａ　ｓか
らなるｎ型クラッド層、５はＧａＡｓからなるｎ型キャ
ップ層で、これらは基板１の一方の主面上に順次積層さ
れて形成されている。そして、この積層体には、その表
面からクラッド層４に達するストライプ状の溝が２本平
行に設けられて、リッジ部分が形成されている。９はｐ
型領域で、前記積層体にそのリッジ部分を除く他の部分
に選択的にＺｎをクラッド層２に達する深さまで拡散さ
せて形成したものである。８はＳｉＮ膜で、この溝内に
形成され、さらにリッジ部分の頂面にはオーミック電極
７がまた、ｐ型領域９上にはオーミック電極６がそれぞ
れ付与されている。

この実施例において、電極６、電極７間に順方向電圧を
印加すると、まずｐ型領域９からｎ型クラッド層２に電
流が流れ、つぎに、リッジ部分下部の活性層３に電流が
注入され、レーザ発振に到る。ｐ型領域９とｎ型クラッ
ド４との間のｐｎ接合は、ダブルへテロ接合部と比べて
、順方向立ち上がり電圧が高いため、このｐｎ接合には
電流が流れず、リッジ部分下部の活性層３に効率よく電
流が注入される。また、光はリッジ部分内に閉じ込めら
れるため、基本横モード発振をする。

なお、本発明の半導体レーザ装置を、０ＥＩＣに用いる
際には、第２図に示すように、半絶縁性基板１の中に半
導体レーザを埋め込んで形成すれば、基板表面が平坦で
あるので、他の電子回路要素１８を従来と同様のブレー
ナ・プロセスで製作することができる。

本実施例では、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系の材料を例と
したが半導体レーザとＦＥＴ等の電子素子を製作できる
材料であれば他の材料でもよい。また、半導体レーザ装
置の表面を平坦化するため、リッジ導波路の溝部に、ポ
リイミド等を埋め込んでおくことも、回路要素作製を容
易にする。

発明の効果 本発明の半導体レーザ装置は、一導電型の第１のクラッ
ド層、活性層、第１のクラッド層の導電型と反対の導電
型の第２のクラッド層、および第２のクラッド層の導電
型と同じ導電型のキャップ層、の積層体において、その
活性層直上の層に達する深さのストライプ状の溝が２不
平行に形成され、この溝にょろりッジ導波路の両側もし
くは片側に、少な（とも第１のクラッド層にまで到達す
る一導電型の領域が形成されているので、その基板に半
絶縁性の基板を使用することができ、また画電極をひと
つの面倒に配置するこ七ができる。そのため、一つの基
板上にＦＥＴ等の電子回路要素と容易にモノリシックに
集積することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体レーザの断面図、第
２図はこの実施例を他の電子回路要素と集積するために
基板内に埋め込んだ構造を示す断面図、第３図は従来の
半導体レーザ装置の一例の断面図である。 １・・・・・・半絶縁性基板、２・・・・・・ｐ型クラ
ッド層、３・・・・・・活性層、４・・・・・・ｎ型ク
ラッド層、５・・・・・・ｎ型キャップ層、６．７・・
・・・・電極、９・・・・・・ｐ型領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半絶縁性の基板と、前記基板の一方の主面上に順次積層
   されている、一導電型の第１のクラッド層、活性層、前
   記第１のクラッド層の導電型と反対の導電型の第２のク
   ラッド層、および前記第２のクラッド層の導電型と同じ
   導電型のキャップ層と、前記積層されている層において
   、前記活性層直上の層に達する深さで、かつ平行に形成
   されているストライプ状の溝によって形成されていると
   ころのリッジ導波路と、前記リッジ導波路の両側もしく
   は片側に、少なくとも前記第１のクラッド層まで到達す
   るよう形成されている、前記第１のクラッド層の導電型
   と同じ導電型の領域とを有することを特徴とする半導体
   レーザ装置。