JPH02154492A - 窓構造半導体レーザ装置 - Google Patents
窓構造半導体レーザ装置Info
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- JPH02154492A JPH02154492A JP30865488A JP30865488A JPH02154492A JP H02154492 A JPH02154492 A JP H02154492A JP 30865488 A JP30865488 A JP 30865488A JP 30865488 A JP30865488 A JP 30865488A JP H02154492 A JPH02154492 A JP H02154492A
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Links
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
-
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体レーザ装置に関し、特にその窓構造
化に関するものである。
化に関するものである。
第２図は従来の端面無秩序化による窓構造レーザ装置を
示す断面図であり、図において、１はＧａＡｓ半導体基
板、２はＡｌＧａＡｓ上クラッド層、３ｂは多重量子井
戸の活性層、４はＡｌＧａＡｓ上クラッド層、５はＧａ
Ａｓコンタクト層、６は電極、７はステム、９はＺｎや
Ｓｉ等の拡散された領域である。
示す断面図であり、図において、１はＧａＡｓ半導体基
板、２はＡｌＧａＡｓ上クラッド層、３ｂは多重量子井
戸の活性層、４はＡｌＧａＡｓ上クラッド層、５はＧａ
Ａｓコンタクト層、６は電極、７はステム、９はＺｎや
Ｓｉ等の拡散された領域である。
次に製作方法及び動作について説明する。
半導体基板１」二に下クラッド層２、多重量子井戸の活
性層３ｂ、上クラッド層４．コンタクト層５を順次結晶
成長する。続いて結晶成長層の上からチップに分離した
時にへき開面となる部分の近傍にＺｎ、Ｓｉ等の不純物
を拡散やイオン注入等の手段により結晶内部に侵入させ
て拡散領域９をつくる。このとき、一定量以上の不純物
を侵入させると、多重量子井戸の活性層３ｂの配列が壊
れ、無秩序化される。この無秩序化により、該領域のバ
ンドギャップエネルギーは上昇する。例えばＧａＡｓ井
戸層５０ＡとＡ ｌ ｌ！、ａ Ｇ ａ９．７Ａ ｓ障
壁層１００Ａからなる多重量子井戸の場合、バンドギャ
ップエネルギ１．５４’ｅＶに対し、無秩序化後はＡｌ
ｌ！、２Ｇａ、、８Ａｓになるので、エネルギ−は１−
Ｅｔ７ｅＶになる。結晶へき開面におけるダングリ
ングボンドによるバンドギャップエネルギの低下は通常
０．０４ｅＶ以下と考えられるので、へき開面のエネル
ギーは１．６３ｅＶ以上であって、多重量子井戸で発生
したレーザ光を吸収することはない。従ってレーザ光の
吸収をへき開面で起こさず、これにより端面破壊（ＣＯ
Ｄ、、Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ０ｐｔｌｃａｌ Ｄ
ａｍａｇｅ）のない、いわゆる窓構造レーザができる。
性層３ｂ、上クラッド層４．コンタクト層５を順次結晶
成長する。続いて結晶成長層の上からチップに分離した
時にへき開面となる部分の近傍にＺｎ、Ｓｉ等の不純物
を拡散やイオン注入等の手段により結晶内部に侵入させ
て拡散領域９をつくる。このとき、一定量以上の不純物
を侵入させると、多重量子井戸の活性層３ｂの配列が壊
れ、無秩序化される。この無秩序化により、該領域のバ
ンドギャップエネルギーは上昇する。例えばＧａＡｓ井
戸層５０ＡとＡ ｌ ｌ！、ａ Ｇ ａ９．７Ａ ｓ障
壁層１００Ａからなる多重量子井戸の場合、バンドギャ
ップエネルギ１．５４’ｅＶに対し、無秩序化後はＡｌ
ｌ！、２Ｇａ、、８Ａｓになるので、エネルギ−は１−
Ｅｔ７ｅＶになる。結晶へき開面におけるダングリ
ングボンドによるバンドギャップエネルギの低下は通常
０．０４ｅＶ以下と考えられるので、へき開面のエネル
ギーは１．６３ｅＶ以上であって、多重量子井戸で発生
したレーザ光を吸収することはない。従ってレーザ光の
吸収をへき開面で起こさず、これにより端面破壊（ＣＯ
Ｄ、、Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ０ｐｔｌｃａｌ Ｄ
ａｍａｇｅ）のない、いわゆる窓構造レーザができる。
しかしながら、従来の窓構造半導体レーザ装置はチップ
分離の際にへき開することを考慮に入れて、上記不純物
を侵入させる領域の幅を５μｍ〜１０μｍ程度と長く取
る必要があり、この領域の不純物による光の吸収が窓構
造半導体レーザ装置の特性を劣化させていた。
分離の際にへき開することを考慮に入れて、上記不純物
を侵入させる領域の幅を５μｍ〜１０μｍ程度と長く取
る必要があり、この領域の不純物による光の吸収が窓構
造半導体レーザ装置の特性を劣化させていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、窓構造を’Ｉ％Ｊする際の不純物の侵入領域
を数Ａから数十穴と充分薄くできると共に、製造方法も
簡略化できる窓構造半導体レーザ装置を得ることを目的
とする。
たもので、窓構造を’Ｉ％Ｊする際の不純物の侵入領域
を数Ａから数十穴と充分薄くできると共に、製造方法も
簡略化できる窓構造半導体レーザ装置を得ることを目的
とする。
この発明に係る窓構造半導体レーザ装置は、多重量子井
戸活性層中の井戸層または障壁層の少な（とも−層を、
該井戸層又は該障壁層が３００℃以上で無秩序化し窓構
造を形成するような半導体不純物を含有するものとし、
窓構造を形成する無秩序化領域はレーザへき開面を形成
した後、動作時にこれを作成するようにしたものである
。
戸活性層中の井戸層または障壁層の少な（とも−層を、
該井戸層又は該障壁層が３００℃以上で無秩序化し窓構
造を形成するような半導体不純物を含有するものとし、
窓構造を形成する無秩序化領域はレーザへき開面を形成
した後、動作時にこれを作成するようにしたものである
。
この発明においては、へき開面形成後、動作時に行なう
無秩序化は、へき開面から内部へわずか数原子層のみ行
えば窓としての効果が得られるため、窓の形成によるレ
ーザ特性への悪影響は無視できるようになる。
無秩序化は、へき開面から内部へわずか数原子層のみ行
えば窓としての効果が得られるため、窓の形成によるレ
ーザ特性への悪影響は無視できるようになる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において１，２および４〜７は第２図と同等のも
のである。３ａは井戸層または障壁層の少なくとも一層
に温度を３００ ℃まで上昇すると結晶格子が無秩序化
する程度にＺｎやＳｔ等の不純物を含んだ多重量子井戸
の活性層である。８はレーザへき開後に共振器端面に形
成された、酸素を含まず、かつ透過しない酸化防止膜で
、活性層３ａで発生した光はほとんど吸収しないものを
選ぶ。例えばＳｉ３Ｎ４を用いる。
のである。３ａは井戸層または障壁層の少なくとも一層
に温度を３００ ℃まで上昇すると結晶格子が無秩序化
する程度にＺｎやＳｔ等の不純物を含んだ多重量子井戸
の活性層である。８はレーザへき開後に共振器端面に形
成された、酸素を含まず、かつ透過しない酸化防止膜で
、活性層３ａで発生した光はほとんど吸収しないものを
選ぶ。例えばＳｉ３Ｎ４を用いる。
このような半導体レーザにおいて、動作前には何ら窓効
果はなく、通常の半導体レーザと変わらない。
果はなく、通常の半導体レーザと変わらない。
次に動作させ、徐々に光出力を上げていくと、結晶へき
開面ではダングリングボンドによりバンドギャップエネ
ルギが活性層３ａの発光波長エネルギより低いため、該
光を吸収する。このため、活性層３ａの酸化防止膜８の
接した箇所の温度が上昇し、従来の半導体レーザであれ
ば破壊へと至る。しかし本実施例のレーザでは酸素を含
まず、かつ透過しない膜８が設けられているので、該活
性層３ａの発熱部分も酸化を起こすことはなく、温度が
３００°Ｃ以上に上昇した時点で該活性層３ａ部分の井
戸層又は障壁層の少なくとも一層に含まれているＺｎや
Ｓｉ等の拡散が起こり、該活性層３ａ部分が無秩序化し
てバンドギャップが上昇し、光の吸収が起きなくなる。
開面ではダングリングボンドによりバンドギャップエネ
ルギが活性層３ａの発光波長エネルギより低いため、該
光を吸収する。このため、活性層３ａの酸化防止膜８の
接した箇所の温度が上昇し、従来の半導体レーザであれ
ば破壊へと至る。しかし本実施例のレーザでは酸素を含
まず、かつ透過しない膜８が設けられているので、該活
性層３ａの発熱部分も酸化を起こすことはなく、温度が
３００°Ｃ以上に上昇した時点で該活性層３ａ部分の井
戸層又は障壁層の少なくとも一層に含まれているＺｎや
Ｓｉ等の拡散が起こり、該活性層３ａ部分が無秩序化し
てバンドギャップが上昇し、光の吸収が起きなくなる。
すなわち光の吸収により温度が上昇すると自然にバンド
ギャップが広がり、光の吸収が起きなくなり破壊を防止
する。
ギャップが広がり、光の吸収が起きなくなり破壊を防止
する。
このとき、該活性層３ａの無秩序化する領域は膜８との
界面からたかだか数原子層であるから、深さにしてたか
だか数Ａ〜数十Ａであり、従来のような光の伝搬時の吸
収や散乱は無視できるようになる。
界面からたかだか数原子層であるから、深さにしてたか
だか数Ａ〜数十Ａであり、従来のような光の伝搬時の吸
収や散乱は無視できるようになる。
以上のように、この発明によれば活性層の井戸層または
障壁層の少なくとも一層にある温度以」二で結晶が無秩
序化するような濃度で不純物をドーピングし、へき開面
に酸化防止膜を施すようにしたので、レーザ端面の光吸
収を自動的にかつ容易に防止でき、結晶の無秩序化領域
を必要最小限に止めることができる。従って、この領域
における光の吸収・散乱もほとんど無視できるほどに小
さ（でき、共振器端面での光吸収による端面破壊（ＣＯ
Ｄ）のない、しかも窓構造を設けることによる特性劣化
のない半導体レーザを得ることができる。
障壁層の少なくとも一層にある温度以」二で結晶が無秩
序化するような濃度で不純物をドーピングし、へき開面
に酸化防止膜を施すようにしたので、レーザ端面の光吸
収を自動的にかつ容易に防止でき、結晶の無秩序化領域
を必要最小限に止めることができる。従って、この領域
における光の吸収・散乱もほとんど無視できるほどに小
さ（でき、共振器端面での光吸収による端面破壊（ＣＯ
Ｄ）のない、しかも窓構造を設けることによる特性劣化
のない半導体レーザを得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例による窓構造半導体レーザ
装置を示す断面側面図、第２図は従来の窓構造半導体レ
ーザ装置を示す断面図である。 １・・・半導体基板、２，４・・・クラッド層、３ａ。 ３ｂ・・・活性層、５・・・コンタクト層、６・・・電
極、７・・・ステム、８・・・酸化防止膜、９・・・不
純物拡散領域である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
装置を示す断面側面図、第２図は従来の窓構造半導体レ
ーザ装置を示す断面図である。 １・・・半導体基板、２，４・・・クラッド層、３ａ。 ３ｂ・・・活性層、５・・・コンタクト層、６・・・電
極、７・・・ステム、８・・・酸化防止膜、９・・・不
純物拡散領域である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）多重量子井戸活性層を有する半導体レーザ装置にお
いて、 上記多重量子井戸活性層中の井戸層または障壁層の少な
くとも一層は、該井戸層又は該障壁層が３００℃以上で
無秩序化し窓構造を形成するような半導体不純物を含有
し、 該レーザの共振器端面に、酸素を含まずかつ通過しない
薄膜が密着・形成されていることを特徴とする窓構造半
導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30865488A JPH02154492A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 窓構造半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30865488A JPH02154492A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 窓構造半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02154492A true JPH02154492A (ja) | 1990-06-13 |
Family
ID=17983678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30865488A Pending JPH02154492A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 窓構造半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02154492A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04245491A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| JPH0567835A (ja) * | 1990-09-13 | 1993-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JPH11121877A (ja) * | 1997-08-13 | 1999-04-30 | Mitsubishi Chemical Corp | 化合物半導体発光素子 |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP30865488A patent/JPH02154492A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0567835A (ja) * | 1990-09-13 | 1993-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JPH04245491A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| JPH11121877A (ja) * | 1997-08-13 | 1999-04-30 | Mitsubishi Chemical Corp | 化合物半導体発光素子 |
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