JPH0136276B2 - - Google Patents
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- JPH0136276B2 JPH0136276B2 JP1345382A JP1345382A JPH0136276B2 JP H0136276 B2 JPH0136276 B2 JP H0136276B2 JP 1345382 A JP1345382 A JP 1345382A JP 1345382 A JP1345382 A JP 1345382A JP H0136276 B2 JPH0136276 B2 JP H0136276B2
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- layer
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- type semiconductor
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- Expired
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発振横モードの安定化された２重ヘテ
ロ構造半導体レーザに関する。
ロ構造半導体レーザに関する。
光フアイバ通信の実用化が進み、その光源であ
る半導体レーザにおいて、横モードの安定化は必
須の条件となつている。発振横モードの安定化の
ため種々のレーザ構造が提案、試作されている
が、そのひとつとして1981年発行のエレクトロニ
クス・レターズ誌第17巻、第１号、第17ページか
ら第19ページに今井氏らにより報告されたSML
レーザがある。この半導体レーザはｎ−InP基板
上にｎ−InPバツフア層、In1-xGaxAsyP1-y活性
層、ｐ−InPクラツド層、活性層と同じ発光波長
組成のｎ−In1-xGaxAsyP1-y層を積層させた後、
電流注入部をストライプ状にｐ−InPクラツド層
までエツチングし、２度目のエピタキシヤル成長
で、第２のｐ−InPクラツド層、ｐ−
In1-x′Gax′Asy′P1-y′電極層を順次積層させたもの
である。この半導体レーザにおいては、ストライ
プ以外ではIn1-xGaxAsyP1-y活性層とｎ−In1-x
GaxAsyP1-y層とがヘテロ接合に垂直な方向で結
合導波路を形成するため、ストライプ部と、それ
以外の結合導波路部分での光の伝播定数の違いに
より、ストライプ部のみに光を集中させることが
でき、したがつて安定な横基本モード発振を得る
ことができる。
る半導体レーザにおいて、横モードの安定化は必
須の条件となつている。発振横モードの安定化の
ため種々のレーザ構造が提案、試作されている
が、そのひとつとして1981年発行のエレクトロニ
クス・レターズ誌第17巻、第１号、第17ページか
ら第19ページに今井氏らにより報告されたSML
レーザがある。この半導体レーザはｎ−InP基板
上にｎ−InPバツフア層、In1-xGaxAsyP1-y活性
層、ｐ−InPクラツド層、活性層と同じ発光波長
組成のｎ−In1-xGaxAsyP1-y層を積層させた後、
電流注入部をストライプ状にｐ−InPクラツド層
までエツチングし、２度目のエピタキシヤル成長
で、第２のｐ−InPクラツド層、ｐ−
In1-x′Gax′Asy′P1-y′電極層を順次積層させたもの
である。この半導体レーザにおいては、ストライ
プ以外ではIn1-xGaxAsyP1-y活性層とｎ−In1-x
GaxAsyP1-y層とがヘテロ接合に垂直な方向で結
合導波路を形成するため、ストライプ部と、それ
以外の結合導波路部分での光の伝播定数の違いに
より、ストライプ部のみに光を集中させることが
でき、したがつて安定な横基本モード発振を得る
ことができる。
しかしながら、この例においては素子の製作に
２度のエピタキシヤル成長工程を必要としてお
り、しかも一度成長させた活性層を２度目の結晶
成長時に高温度雰囲気に保持することから熱ダメ
ージの影響を受けやすく、歩留りの低下を招いて
いた。
２度のエピタキシヤル成長工程を必要としてお
り、しかも一度成長させた活性層を２度目の結晶
成長時に高温度雰囲気に保持することから熱ダメ
ージの影響を受けやすく、歩留りの低下を招いて
いた。
本発明の目的は上記の欠点を除去すべく、発振
横モードが安定化され、ただ１度のエピタキシヤ
ル成長工程で製作でき、製造歩留りの向上した２
重ヘテロ構造半導体レーザを提供することにあ
る。
横モードが安定化され、ただ１度のエピタキシヤ
ル成長工程で製作でき、製造歩留りの向上した２
重ヘテロ構造半導体レーザを提供することにあ
る。
本発明による半導体レーザの構成は、２つの半
導体ヘテロ接合によつてはさまれた活性層を有す
る２重ヘテロ構造半導体レーザにおいて、２本の
平行な溝によつてはさまれたメサストライプを有
する第１導電型半導体基板上に、メサストライプ
の上面を除いて活性層よりもエネルギーギヤツプ
の大きくない第２導電型半導体電流ブロツク層、
全面にわたつて第１導電型半導体クラツド層、活
性層、第２導電型半導体クラツド層が順次積層さ
れてなることを特徴としている。
導体ヘテロ接合によつてはさまれた活性層を有す
る２重ヘテロ構造半導体レーザにおいて、２本の
平行な溝によつてはさまれたメサストライプを有
する第１導電型半導体基板上に、メサストライプ
の上面を除いて活性層よりもエネルギーギヤツプ
の大きくない第２導電型半導体電流ブロツク層、
全面にわたつて第１導電型半導体クラツド層、活
性層、第２導電型半導体クラツド層が順次積層さ
れてなることを特徴としている。
以下実施例を示す図面を参照しつつ本発明を説
明する。
明する。
第１図は本発明の実施例の断面図をあらわす。
まず（100）ｎ−InP基板１０１に〈011〉方向に
平行に幅10μm、深さ2μm程度の２本の平行な溝
１０２，１０３、およびそれらによつてはさまれ
た幅2μmのメサストライプ１０４を通常のフオト
リソグラフイを用いたエツチング法により形成す
る。その後液相エピタキシヤル成長工程により、
まず発光波長1.3μmに対応するｐ−In0.72Ga0.28
As0.61P0.39層１０５をメサストライプ１０４の上
面のみを除いて、さらに全面にわたつてｎ−InP
クラツド層１０６、ノンドープIn0.72Ga0.28As0.61
P0.39活性層１０７、Ｐ−InPクラツド層１０８、
発光波長1.1μmに対応するｐ−In0.85Ga0.15As0.33
P0.67電極層１０９を順次積層させて目的のLDを
得る。このようにして得られたLDにおいてはメ
サストライプ１０４以外の部分ではｐ−In0.72
Ga0.28As0.61P0.39層１０５がはさまつてｐ−ｎ−
ｐ−ｎ構造となつているため電流はメサストライ
プ部に集中して流れる。また、ｐ−In0.72Ga0.28
As0.61P0.39層１０５を幅の狭いメサストライプの
上面を除いて積層させるのは容易であり、再現性
もよい。メサストライプ１０４以外では活性層１
０７とこのｐ−In0.72Ga0.28As0.61P0.39層とが結合
導波路を形成するので、メサストライプ１０４部
分と、それ以外の部分とでは光の伝播定数の違い
により、メサストライプ１０４部分のみに光が集
中して導波される。すなわち注入電流を増してい
つても発光領域が拡がることができず、メサスト
ライプの上部の２〜3μm程度の範囲で、横基本モ
ードのみが安定に存在することになる。
まず（100）ｎ−InP基板１０１に〈011〉方向に
平行に幅10μm、深さ2μm程度の２本の平行な溝
１０２，１０３、およびそれらによつてはさまれ
た幅2μmのメサストライプ１０４を通常のフオト
リソグラフイを用いたエツチング法により形成す
る。その後液相エピタキシヤル成長工程により、
まず発光波長1.3μmに対応するｐ−In0.72Ga0.28
As0.61P0.39層１０５をメサストライプ１０４の上
面のみを除いて、さらに全面にわたつてｎ−InP
クラツド層１０６、ノンドープIn0.72Ga0.28As0.61
P0.39活性層１０７、Ｐ−InPクラツド層１０８、
発光波長1.1μmに対応するｐ−In0.85Ga0.15As0.33
P0.67電極層１０９を順次積層させて目的のLDを
得る。このようにして得られたLDにおいてはメ
サストライプ１０４以外の部分ではｐ−In0.72
Ga0.28As0.61P0.39層１０５がはさまつてｐ−ｎ−
ｐ−ｎ構造となつているため電流はメサストライ
プ部に集中して流れる。また、ｐ−In0.72Ga0.28
As0.61P0.39層１０５を幅の狭いメサストライプの
上面を除いて積層させるのは容易であり、再現性
もよい。メサストライプ１０４以外では活性層１
０７とこのｐ−In0.72Ga0.28As0.61P0.39層とが結合
導波路を形成するので、メサストライプ１０４部
分と、それ以外の部分とでは光の伝播定数の違い
により、メサストライプ１０４部分のみに光が集
中して導波される。すなわち注入電流を増してい
つても発光領域が拡がることができず、メサスト
ライプの上部の２〜3μm程度の範囲で、横基本モ
ードのみが安定に存在することになる。
このように、基板にあらかじめ２本の平行な
溝、およびそれらによりはさまれたメサストライ
プを形成しておき、活性層よりもエネルギーギヤ
ツプの大きくない半導体層をメサストライプ以外
の部分に積層させることにより、発振横モードの
安定化された半導体レーザが、ただ１回のエピタ
キシヤル成長工程により、再現性よく得られ、製
造歩留りも大幅に向上した。共振器長250μm程度
に切り出したこの半導体レーザで室温での発振し
きい値電流40mA、微分量子効率50％程度の素子
が再現性よく得られた。
溝、およびそれらによりはさまれたメサストライ
プを形成しておき、活性層よりもエネルギーギヤ
ツプの大きくない半導体層をメサストライプ以外
の部分に積層させることにより、発振横モードの
安定化された半導体レーザが、ただ１回のエピタ
キシヤル成長工程により、再現性よく得られ、製
造歩留りも大幅に向上した。共振器長250μm程度
に切り出したこの半導体レーザで室温での発振し
きい値電流40mA、微分量子効率50％程度の素子
が再現性よく得られた。
なお本発明の実施例においては活性層の発光波
長を1.3μm、ｐ−In1-xGaxAsyP1-y層の発光波長
を1.3μmとしたが、このような波長組成のIn1-x
GaxAsyP1-y層に限ることなく、ｐ−In1-xGaxAsy
P1-y層が、活性層よりもエネルギーギヤツプの大
きくない半導体材料でありさえすればよい。また
用いる半導体材料もIn1-xGaxAsyP1-y／InP系の
材料に限ることなく、他の材料でもさしつかえな
い。
長を1.3μm、ｐ−In1-xGaxAsyP1-y層の発光波長
を1.3μmとしたが、このような波長組成のIn1-x
GaxAsyP1-y層に限ることなく、ｐ−In1-xGaxAsy
P1-y層が、活性層よりもエネルギーギヤツプの大
きくない半導体材料でありさえすればよい。また
用いる半導体材料もIn1-xGaxAsyP1-y／InP系の
材料に限ることなく、他の材料でもさしつかえな
い。
本発明の特徴は、基板にあらかじめ２本の平行
な溝と、それらによつてはさまれた幅の狭いメサ
ストライプを形成しておき、活性層よりもエネル
ギーギヤツプの大きくない半導体層をメサストラ
イプの上面を除いて積層したことである。この半
導体層が電流とじこめ、および光とじこめを同時
に行なうことができ、発振モードを幅の狭いメサ
ストライプの上部のみに限定することができた。
このように発振横モードの安定化された半導体レ
ーザがただ１回のエピタキシヤル成長工程により
きわめて再現性よく、高歩留りで得られた。
な溝と、それらによつてはさまれた幅の狭いメサ
ストライプを形成しておき、活性層よりもエネル
ギーギヤツプの大きくない半導体層をメサストラ
イプの上面を除いて積層したことである。この半
導体層が電流とじこめ、および光とじこめを同時
に行なうことができ、発振モードを幅の狭いメサ
ストライプの上部のみに限定することができた。
このように発振横モードの安定化された半導体レ
ーザがただ１回のエピタキシヤル成長工程により
きわめて再現性よく、高歩留りで得られた。
第１図は本発明の実施例の半導体レーザの断面
図である。 １０１……ｎ−InP基板、１０２，１０３……
エツチング溝、１０４……メサストライプ、１０
５……ｐ−In0.72Ga0.28As0.61P0.39層、１０６……
ｎ−InPクラツド層、１０７……ノンドープIn0.72
Ga0.28As0.61P0.39活性層、１０８……ｐ−InPクラ
ツド層、１０９……ｐ−In0.85Ga0.15As0.33P0.67電
極層、１１０……ｐ形オーミツク電極、１１１…
…ｎ形オーミツク電極である。
図である。 １０１……ｎ−InP基板、１０２，１０３……
エツチング溝、１０４……メサストライプ、１０
５……ｐ−In0.72Ga0.28As0.61P0.39層、１０６……
ｎ−InPクラツド層、１０７……ノンドープIn0.72
Ga0.28As0.61P0.39活性層、１０８……ｐ−InPクラ
ツド層、１０９……ｐ−In0.85Ga0.15As0.33P0.67電
極層、１１０……ｐ形オーミツク電極、１１１…
…ｎ形オーミツク電極である。
Claims (1)
- １ ２つの半導体ヘテロ接合によつてはさまれた
活性層を有する２重ヘテロ構造半導体レーザにお
いて、２本の平行な溝によつてはさまれたメサス
トライプを有する第１導電型半導体基板上に、前
記メサストライプの上面を除いた全面に前記活性
層よりもエネルギーギヤツプの大きくない第２導
電型半導体電流ブロツク層、全面にわたつて第１
導電型半導体クラツド層、前記半導体基板よりエ
ネルギーギヤツプの小さな活性層、第２導電型半
導体クラツド層が順次積層され、前記活性層と前
記電流ブロツク層とが結合導波路を形成している
ことを特長とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1345382A JPS58131786A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1345382A JPS58131786A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58131786A JPS58131786A (ja) | 1983-08-05 |
| JPH0136276B2 true JPH0136276B2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=11833557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1345382A Granted JPS58131786A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58131786A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3484266D1 (de) * | 1983-11-30 | 1991-04-18 | Sharp Kk | Halbleiterlaser-vorrichtung und verfahren zu deren herstellung. |
| JPS61154190A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| US8863324B2 (en) | 2008-03-31 | 2014-10-21 | Kohler Co. | Bathtub rim assembly |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP1345382A patent/JPS58131786A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58131786A (ja) | 1983-08-05 |
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