JPH02257691A - 集積型半導体レーザ - Google Patents
集積型半導体レーザInfo
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- JPH02257691A JPH02257691A JP7900389A JP7900389A JPH02257691A JP H02257691 A JPH02257691 A JP H02257691A JP 7900389 A JP7900389 A JP 7900389A JP 7900389 A JP7900389 A JP 7900389A JP H02257691 A JPH02257691 A JP H02257691A
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Landscapes
- 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。
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］
本発明は戻り光に対して低雑音である半導体レザと高出
力発振可能な半導体レーザを同一基板上に集積した半導
体レーザに関する。
力発振可能な半導体レーザを同一基板上に集積した半導
体レーザに関する。
［従来の技術］
従来、光ディスク等に用いる集積型半導体レザは、縦モ
ードが単一モード発振をする可干渉性の高い半導体レー
ザを集積するものであった。
ードが単一モード発振をする可干渉性の高い半導体レー
ザを集積するものであった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前述の従来技術では光学系の反射による
戻り光により雑音を発生するため、雑音に対する信号の
比が小さいという問題点を有していた。そのためレーザ
出射側の端面に反射率の高いコーティングを施し見かけ
上戻り光を減らす方法や、レーザ駆動電流に高周波電流
をＭ畳してレーザ光の可干渉性を小さくして見かけ上、
縦モードを多モードにする方法を用いていた。
戻り光により雑音を発生するため、雑音に対する信号の
比が小さいという問題点を有していた。そのためレーザ
出射側の端面に反射率の高いコーティングを施し見かけ
上戻り光を減らす方法や、レーザ駆動電流に高周波電流
をＭ畳してレーザ光の可干渉性を小さくして見かけ上、
縦モードを多モードにする方法を用いていた。
しかし、前述の高反射率のコーティングを用いる方法で
は、光層大出力が低下し、高出力レーザを作り込むこと
が困難であった。
は、光層大出力が低下し、高出力レーザを作り込むこと
が困難であった。
また、レーザ駆動電流に高周波電流を重畳する方法では
、７００ＭＨｚ程の高周波を重畳する必要がある。その
結果、隣接するレーザにクロストークを生じ、高出力レ
ーザの書き込み消去特性に劣化が生ずるという問題点を
有していた。
、７００ＭＨｚ程の高周波を重畳する必要がある。その
結果、隣接するレーザにクロストークを生じ、高出力レ
ーザの書き込み消去特性に劣化が生ずるという問題点を
有していた。
そこで本発明は、従来のこのような問題点を解決するも
ので、高出力、低雑音特性を有する集積型半導体レーザ
を供給することを目的としている。
ので、高出力、低雑音特性を有する集積型半導体レーザ
を供給することを目的としている。
［課題を解決するための手段］
上記問題点を解決するため本発明の半導体レザは、単結
晶半導体基板上に複数の半導体レーザを集積し且つ前記
半導体レーザの少なくとも一つの半導体レーザは共振器
の端面近傍に於て屈折率導波路幅と電流注入幅とをほぼ
同程度ととし、前記共振器の中央部で屈折率導波路幅を
電流注入幅より充分広くした集積型半導体レーザに於て
、構成する全ての半導体し〜ザの活性層は厚さが電子波
のドウ・ブロイ波長以下の複数の量子井戸層からなる多
重量子井戸構造を有することを特徴としている。
晶半導体基板上に複数の半導体レーザを集積し且つ前記
半導体レーザの少なくとも一つの半導体レーザは共振器
の端面近傍に於て屈折率導波路幅と電流注入幅とをほぼ
同程度ととし、前記共振器の中央部で屈折率導波路幅を
電流注入幅より充分広くした集積型半導体レーザに於て
、構成する全ての半導体し〜ザの活性層は厚さが電子波
のドウ・ブロイ波長以下の複数の量子井戸層からなる多
重量子井戸構造を有することを特徴としている。
更に、前記半導体レーザはｍ−ｖ族化合物半導体より成
る活性層、クラッド層、及びコンタクト層から構成され
、且つ前記屈折率導波路幅が前記活性層直上のクラッド
層の中間の深さまでエツチング除去された後、両端をＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体によって埋め込まれることによ
り形成されていることを特徴としている。
る活性層、クラッド層、及びコンタクト層から構成され
、且つ前記屈折率導波路幅が前記活性層直上のクラッド
層の中間の深さまでエツチング除去された後、両端をＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体によって埋め込まれることによ
り形成されていることを特徴としている。
更に、前記■〜■族化合物半導体は前記］ＩＮ−Ｖ族化
合物半導体と格子繋合する混晶半導体であることを特徴
としている。
合物半導体と格子繋合する混晶半導体であることを特徴
としている。
［実 施 例］
以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第７Ｊｌ−図は本発明の一実施例を示す構造斜視図であ
る。 （１０１）のｎ型ＧａＡｓ単結晶基板上に（１０
２）のｎ型ＧａＡｓバッファー層、（ｉ。
る。 （１０１）のｎ型ＧａＡｓ単結晶基板上に（１０
２）のｎ型ＧａＡｓバッファー層、（ｉ。
３）のｎ型Ａ ｌ ｘＧ ａｌ−、Ａ ｓクラッド層、
（１０４）のＡ ｌ ｙＧ ａ ＋−ｙＡ ｓとＧａＡ
ｓから成る多重量子井戸構造を持つ活性層（ｘ＞ｙ）と
（１０５）の２本の逆メサ形状リッジストライプに形成
されたｐ型Ａ １ ｘＧ ａ ＋−ｘＡ ｓクラッド層
、及び（１０６）のｐ型ＧａＡｓコンタクト層からなり
、両リッジストライプの両端は（１０７）の Ｚｎ５ｘ
Ｓｅ Ｉ−ｘ等のｎ−ＶＩ族化合物半導体で埋め込まれ
ている。各々のりフジストライプには（１０８）、（１
０９）のｐ型オーミック電極が各々分離して形成されて
いる。ｎ型電極として（１１０）が形成されている。第
１図に示したＡ及びＢにおける断面図を第２図の（ａ）
及び（ｂ）に各々示す。
（１０４）のＡ ｌ ｙＧ ａ ＋−ｙＡ ｓとＧａＡ
ｓから成る多重量子井戸構造を持つ活性層（ｘ＞ｙ）と
（１０５）の２本の逆メサ形状リッジストライプに形成
されたｐ型Ａ １ ｘＧ ａ ＋−ｘＡ ｓクラッド層
、及び（１０６）のｐ型ＧａＡｓコンタクト層からなり
、両リッジストライプの両端は（１０７）の Ｚｎ５ｘ
Ｓｅ Ｉ−ｘ等のｎ−ＶＩ族化合物半導体で埋め込まれ
ている。各々のりフジストライプには（１０８）、（１
０９）のｐ型オーミック電極が各々分離して形成されて
いる。ｎ型電極として（１１０）が形成されている。第
１図に示したＡ及びＢにおける断面図を第２図の（ａ）
及び（ｂ）に各々示す。
共振器端面近傍Ａに於ける断面は両リッジストライプ共
に屈折率光導波可能となるほどに幅が狭められている。
に屈折率光導波可能となるほどに幅が狭められている。
一方、共振器中央部に於ける断面は第２図（ｂ）に示す
ように一つのりフジストライプの幅は利得光導波可能と
なるように十分に広く形成されている。このような利得
光導波機構と屈折率光導波機構を合わせもつ半導体レー
ザの縦モード発振特性は第３図に示すように多重モード
となる。第４図に本発明の集積型半導体レーザに於ける
多重モード発振するレーザの戻り光雑音特性を示す。
（４０１）は本発明の多重モード発振するレーザの場合
であり、戻り光重１５％まで相対雑音強度は１０−”Ｈ
ｚ以下である。 （４０２）は通常の屈折率先導波型
レーザの場合であり戻り光重１０％で１０””’Ｈｚ以
上と大きな雑音が発生する。
ように一つのりフジストライプの幅は利得光導波可能と
なるように十分に広く形成されている。このような利得
光導波機構と屈折率光導波機構を合わせもつ半導体レー
ザの縦モード発振特性は第３図に示すように多重モード
となる。第４図に本発明の集積型半導体レーザに於ける
多重モード発振するレーザの戻り光雑音特性を示す。
（４０１）は本発明の多重モード発振するレーザの場合
であり、戻り光重１５％まで相対雑音強度は１０−”Ｈ
ｚ以下である。 （４０２）は通常の屈折率先導波型
レーザの場合であり戻り光重１０％で１０””’Ｈｚ以
上と大きな雑音が発生する。
第５図に、本実施例における活性層の量子井戸構造を示
すエネルギーバンド図である。 （５０１）に伝導帯の
バンド構造を、 （５０２）に価電子帯のバンド構造を
各々示す。多重量子井戸構造は、ＧａＡｓとＡ １ ｌ
Ｉ、２Ｇ ａ ［！、８Ａ Ｓによって構成され、Ｇａ
Ａｓがウェル層を、Ａ １ Ｂ、２Ｇ ａ ｅ、＋＋Ａ
ｓがバリアー層、を形成している。注入されたキャリ
ヤーは量子井戸によって成るミニバンド間遷移により光
放出をし、更にキャリアーの閉じ込め効果により高効率
の光放出が可能となる。本実施例においては前記活性層
を用いることによりしきい値電流は１０ｍＡ以下となり
、最大光出力は８０ｍＷであった。
すエネルギーバンド図である。 （５０１）に伝導帯の
バンド構造を、 （５０２）に価電子帯のバンド構造を
各々示す。多重量子井戸構造は、ＧａＡｓとＡ １ ｌ
Ｉ、２Ｇ ａ ［！、８Ａ Ｓによって構成され、Ｇａ
Ａｓがウェル層を、Ａ １ Ｂ、２Ｇ ａ ｅ、＋＋Ａ
ｓがバリアー層、を形成している。注入されたキャリ
ヤーは量子井戸によって成るミニバンド間遷移により光
放出をし、更にキャリアーの閉じ込め効果により高効率
の光放出が可能となる。本実施例においては前記活性層
を用いることによりしきい値電流は１０ｍＡ以下となり
、最大光出力は８０ｍＷであった。
更に、 （１０８）のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体薄膜と
してＧａＡｓに格子整合するＺｎ５ｘＳｅｔ−ｘ（ｘ層
０．０６）を用いることにより残留応力は減少し、界面
も安定するため最大光出力の向上のためにも有効であっ
た。
してＧａＡｓに格子整合するＺｎ５ｘＳｅｔ−ｘ（ｘ層
０．０６）を用いることにより残留応力は減少し、界面
も安定するため最大光出力の向上のためにも有効であっ
た。
このように本発明の集積型レーザを用いることにより、
高周波重畳法や反射率制御をすることなしに光りディス
クの書き込み、読みだしを連続的に行うことが可能であ
った。
高周波重畳法や反射率制御をすることなしに光りディス
クの書き込み、読みだしを連続的に行うことが可能であ
った。
［発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば、次のような効果を有
する。
する。
（１）、高出力可能な半導体レーザと低雑音特性を有す
る半導体レーザを同一基板上に集積できるため、光メモ
リーの書き込み直後にエラーチエツクが可能となり、光
メモリーの高速化が実現できる。
る半導体レーザを同一基板上に集積できるため、光メモ
リーの書き込み直後にエラーチエツクが可能となり、光
メモリーの高速化が実現できる。
（２）、書き込み用レーザは高い光出力で発振可能なた
め、光ディスクの高速回転が可能である。
め、光ディスクの高速回転が可能である。
（３）、高周波重畳回路を必要とせず、光ピツクアップ
部の軽量化が図れる。
部の軽量化が図れる。
（４）、接合方同の有効屈折率段差を正確に制御できる
ため、安定した横モード特性を有する集積型半導体レー
ザを歩留り良く製造することが可能である。
ため、安定した横モード特性を有する集積型半導体レー
ザを歩留り良く製造することが可能である。
（５）、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体の比抵抗率が高くリ
ーク電流が小さいため、発振しきい電流値が低く、集積
した半導体レーザ間の干渉がほとんどな（６）、格子整
合したＴＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いているので残留
応力が少なく高い信頼性を有する集積型半導体レーザの
実現が可能である。
ーク電流が小さいため、発振しきい電流値が低く、集積
した半導体レーザ間の干渉がほとんどな（６）、格子整
合したＴＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いているので残留
応力が少なく高い信頼性を有する集積型半導体レーザの
実現が可能である。
第１図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例を示す
主要斜視図。 第２図（ａ）、 （ｂ）は本発明の集積型半導体レーザ
の一実施例を示す断面構造図であり、 （ａ）は第１図
のＡに於ける断面図、 （ｂ）は第１図のＢに於ける断
面図。 第３図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの縦モード特性を示す図。 第４図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの戻り光雑音特性を示す図。 第５図（ａ）、（ｂ）は本発明の集積型半導体レーザの
一実施例に於ける活性属領域のバンド構造を示す図であ
り、 （ａ）は伝導帯のバンド構造を示す図、 （ｂ）
は価電子帯のバンド構造を示す図。 （１０１）（２０１） ・・−ＧａＡｓ単結晶基板（１
０２）（２０２） ・−−ｎ型ＧａＡｓバッファ層 （１０３）（２０３） ・・・ｎｆｆ１ＡＩＧａＡｓク
ラッド層 （１０４）（２０４） ・・−ＡＩＧａＡｓ活性帰（
１０５）（２０５） ・・”Ｉ）型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層 （１０６）（２０６） ・−−ｐ型ＧａＡｓ：＋ンタ
クト層 （１０７）（２０７）’ ・・Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ層・
ｐ型オーミック電極 （１１０） （２１０） ・・・ｎ型オーミック電
極（３０１）・・・縦モード特性 （４０１） ・・・本発明の半導体レーザの戻り光雑音
特性 従来の半導体レーザの戻り光雑 音特性 伝導帯エネルギーバンド 価電子帯エネルギーバンド 以上 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部（＠１名） （ｂ） ９５ダ ０箕） 肩り光、卆（メ２
主要斜視図。 第２図（ａ）、 （ｂ）は本発明の集積型半導体レーザ
の一実施例を示す断面構造図であり、 （ａ）は第１図
のＡに於ける断面図、 （ｂ）は第１図のＢに於ける断
面図。 第３図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの縦モード特性を示す図。 第４図は本発明の集積型半導体レーザの一実施例に於け
る低雑音型半導体レーザの戻り光雑音特性を示す図。 第５図（ａ）、（ｂ）は本発明の集積型半導体レーザの
一実施例に於ける活性属領域のバンド構造を示す図であ
り、 （ａ）は伝導帯のバンド構造を示す図、 （ｂ）
は価電子帯のバンド構造を示す図。 （１０１）（２０１） ・・−ＧａＡｓ単結晶基板（１
０２）（２０２） ・−−ｎ型ＧａＡｓバッファ層 （１０３）（２０３） ・・・ｎｆｆ１ＡＩＧａＡｓク
ラッド層 （１０４）（２０４） ・・−ＡＩＧａＡｓ活性帰（
１０５）（２０５） ・・”Ｉ）型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層 （１０６）（２０６） ・−−ｐ型ＧａＡｓ：＋ンタ
クト層 （１０７）（２０７）’ ・・Ｚｎ５ｘＳｅ＋−ｘ層・
ｐ型オーミック電極 （１１０） （２１０） ・・・ｎ型オーミック電
極（３０１）・・・縦モード特性 （４０１） ・・・本発明の半導体レーザの戻り光雑音
特性 従来の半導体レーザの戻り光雑 音特性 伝導帯エネルギーバンド 価電子帯エネルギーバンド 以上 出願人セイコーエプソン株式会社 代理人弁理土鈴木喜三部（＠１名） （ｂ） ９５ダ ０箕） 肩り光、卆（メ２
Claims (3)
- （１）単結晶半導体基板上に複数の半導体レーザを集積
し且つ前記半導体レーザの少なくとも一つの半導体レー
ザは共振器の端面近傍に於て屈折率導波路幅と電流注入
幅とをほぼ同程度ととし、前記共振器の中央部で屈折率
導波路幅を電流注入幅より充分広くした集積型半導体レ
ーザに於て、構成する全ての半導体レーザの活性層は厚
さが電子波のドウ・ブロイ波長以下の複数の量子井戸層
からなる多重量子井戸構造を有することを特徴とした集
積型半導体レーザ。 - （２）前記半導体レーザはIII−Ｖ族化合物半導体より
成る活性層、クラッド層、及びコンタクト層から構成さ
れ、且つ前記屈折率導波路幅が前記活性層直上のクラッ
ド層の中間の深さまでエッチング除去された後、両端を
II−VI族化合物半導体によって埋め込まれることにより
形成されていることを特徴とする請求項１記載の集積型
半導体レーザ。 - （３）前記II−VI族化合物半導体は前記III−Ｖ族化合
物半導体と格子整合する混晶半導体であることを特徴と
する請求項１記載の集積型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7900389A JPH02257691A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 集積型半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7900389A JPH02257691A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 集積型半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257691A true JPH02257691A (ja) | 1990-10-18 |
Family
ID=13677781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7900389A Pending JPH02257691A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 集積型半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02257691A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335690A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH05343810A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP7900389A patent/JPH02257691A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335690A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH05343810A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ |
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