JPH0231486A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH0231486A JPH0231486A JP18221588A JP18221588A JPH0231486A JP H0231486 A JPH0231486 A JP H0231486A JP 18221588 A JP18221588 A JP 18221588A JP 18221588 A JP18221588 A JP 18221588A JP H0231486 A JPH0231486 A JP H0231486A
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- Japan
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- semiconductor layer
- carrier density
- emitting region
- semiconductor
- semiconductor laser
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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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〕
本発明は光通信装置や光デイスク装置等の光源として用
いられる半導体レーザに関し、特に低出力動作から高出
力動作の広い動作領域において、電流−光出力特性の直
線性に優れた半導体レーザに関するものである。
いられる半導体レーザに関し、特に低出力動作から高出
力動作の広い動作領域において、電流−光出力特性の直
線性に優れた半導体レーザに関するものである。
半導体レーザは、光通信装置や光デイスク装置等の光情
報処理装置用の光源として利用されており、各種構造の
半導体レーザが提案されている。
報処理装置用の光源として利用されており、各種構造の
半導体レーザが提案されている。
従来レーザの一例としては、アイ・イー・デー・エム、
１９８３年、プロシーディング、第２９２頁（Ｉ Ｅ
ＤＭ、 １９８３ 、 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ Ｐ、２
９２〜２９５）に報告されている様な自己整合型半導体
レーザがある。
１９８３年、プロシーディング、第２９２頁（Ｉ Ｅ
ＤＭ、 １９８３ 、 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ Ｐ、２
９２〜２９５）に報告されている様な自己整合型半導体
レーザがある。
上述した従来型の半導体レーザの一例を第２図に示す。
従来型の半導体レーザは、半導体基板（１）の上に発光
領域となる半導体層（３）をこれよりも禁制帯幅の大き
い半導体層（２）及び（４）ではさんでなる結晶積層体
を備え、その結晶積層体に隣接して、ストライプ状の溝
を有しかつ結晶積層体の隣接側とは逆導電性の半導体層
（５）を備え、さらに半導体層（６） 、 ＜７）を備
えた後にＰ電極（８）、ｎ電極（９）を設けて構成さて
いた。しかしながら、この種の従来型半導体レーザは第
２図に示す様に、ストライプ状の溝幅が半導体層（４）
に近づくにつれ小さくなる形状となっているため、電流
通路は同図矢印で示す状態となり、ストライプ状の溝端
部類域の電流密度が高くなる傾向となる。従って、発光
領域となる半導体層（３）に注入されるキャリア密度は
、第３図Ａの実線に示す様に、双峰状の形状となる。数
１０ｍＷ以上の光出力を得るために電流を増加すると、
中央部のキャリアは光エネルギーに変換されて減少する
効果も加わり、点線で示す様にキャリア密度分布な増々
中央部がへこみ、先導汲特性が不安定になり、第３図Ｂ
に示す様に光出力−電流特性に折れ曲りを発生する欠点
が避けられないものであった。
領域となる半導体層（３）をこれよりも禁制帯幅の大き
い半導体層（２）及び（４）ではさんでなる結晶積層体
を備え、その結晶積層体に隣接して、ストライプ状の溝
を有しかつ結晶積層体の隣接側とは逆導電性の半導体層
（５）を備え、さらに半導体層（６） 、 ＜７）を備
えた後にＰ電極（８）、ｎ電極（９）を設けて構成さて
いた。しかしながら、この種の従来型半導体レーザは第
２図に示す様に、ストライプ状の溝幅が半導体層（４）
に近づくにつれ小さくなる形状となっているため、電流
通路は同図矢印で示す状態となり、ストライプ状の溝端
部類域の電流密度が高くなる傾向となる。従って、発光
領域となる半導体層（３）に注入されるキャリア密度は
、第３図Ａの実線に示す様に、双峰状の形状となる。数
１０ｍＷ以上の光出力を得るために電流を増加すると、
中央部のキャリアは光エネルギーに変換されて減少する
効果も加わり、点線で示す様にキャリア密度分布な増々
中央部がへこみ、先導汲特性が不安定になり、第３図Ｂ
に示す様に光出力−電流特性に折れ曲りを発生する欠点
が避けられないものであった。
上述した従来型半導体対レーザの欠点を除去するために
、本発明に於ては、活性層に注入されるキャリア密度分
布が単峰性の形状を保ち、高出力動作状態に於ても光導
板特性を安定に維持し直線性に優れた光出力−電流特性
を示す半導体レーザを提供できる様にするものである。
、本発明に於ては、活性層に注入されるキャリア密度分
布が単峰性の形状を保ち、高出力動作状態に於ても光導
板特性を安定に維持し直線性に優れた光出力−電流特性
を示す半導体レーザを提供できる様にするものである。
本発明の半導体レーザは、半導体基板上に、発光領域と
なる半導体層をこれよりも禁制帯幅の大きい半導体層で
はさむ構造を有する結晶積層体を備え、前記結晶積層体
に隣接して、ストライプ状の溝を有しかつ前記結晶積層
体の隣接側の半導体層とは逆導電性となる半導体層を形
成し、このストライプ状の溝幅を前記結晶積層体側に近
づくにつれその溝幅が広がる形状とした構造を有してい
る。
なる半導体層をこれよりも禁制帯幅の大きい半導体層で
はさむ構造を有する結晶積層体を備え、前記結晶積層体
に隣接して、ストライプ状の溝を有しかつ前記結晶積層
体の隣接側の半導体層とは逆導電性となる半導体層を形
成し、このストライプ状の溝幅を前記結晶積層体側に近
づくにつれその溝幅が広がる形状とした構造を有してい
る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
は本発明の一実施例の断面図である。
は本発明の一実施例の断面図である。
まず、第１の結晶成長工程により、ｎ型ＧａＡｓ半導体
基板（１）上にｎ側ＡｌＯ，４Ｇａｏ、６＾Ｓ層（２）
を厚さ約２ミクロン、発光領域となるｎ型Ａｌ０−１５
ｃａ０．８５Ａ！１層（３）を厚さ約０．０６ミクロン
、Ｐ型Ａｌ□、４Ｇａｏ、６Ａｓ層（４）を厚さ約０４
ミクロン、ｎ型ＧａＡｓ層（５）を厚さ約１ミクロン順
次形成する０次にホトレジスト工程及びエツチング工程
により、Ｐ型Ａｔ、、４Ｇａ□、６Ａｓ層（４）に達す
るストライプ状の溝をｎ型ＧａＡｓ層（５）に形成する
。エツチング液としては従来型半導体レーザを形成する
場合と同様にアンモニア系エツチング液（ＮＨ４ＯＨ，
Ｈ２０□およびＨ２Ｏの混合液）を用いたが、半導体結
晶方位に対するストライプ方向は従来型半導体レーザの
方位に対し９０°回転した方位とした。これにより、従
来型半導体レーザとは異なり、第１図に示す様に溝の形
状は逆メサ形状となり、溝幅は狭い方が約２ミクロン、
広い方が約４ミクロンのストライプ状溝を形成すること
が出来た０次に、結晶表面全体を洗浄にした後、第２の
結晶成長工程により、結晶表面全体を覆う様に、Ｐ型Ａ
ｌ（、，４Ｇａ、）、６Ａｓ層（６）を厚さ約１．５ミ
クロン、Ｐ型ＧａＡｓ層（７）を厚さ約２ミクロン順次
形成する。最後にＰ型電極（８）及びｎ型電極（９）を
形成して本発明に係る半導体レーザが構成される。
基板（１）上にｎ側ＡｌＯ，４Ｇａｏ、６＾Ｓ層（２）
を厚さ約２ミクロン、発光領域となるｎ型Ａｌ０−１５
ｃａ０．８５Ａ！１層（３）を厚さ約０．０６ミクロン
、Ｐ型Ａｌ□、４Ｇａｏ、６Ａｓ層（４）を厚さ約０４
ミクロン、ｎ型ＧａＡｓ層（５）を厚さ約１ミクロン順
次形成する０次にホトレジスト工程及びエツチング工程
により、Ｐ型Ａｔ、、４Ｇａ□、６Ａｓ層（４）に達す
るストライプ状の溝をｎ型ＧａＡｓ層（５）に形成する
。エツチング液としては従来型半導体レーザを形成する
場合と同様にアンモニア系エツチング液（ＮＨ４ＯＨ，
Ｈ２０□およびＨ２Ｏの混合液）を用いたが、半導体結
晶方位に対するストライプ方向は従来型半導体レーザの
方位に対し９０°回転した方位とした。これにより、従
来型半導体レーザとは異なり、第１図に示す様に溝の形
状は逆メサ形状となり、溝幅は狭い方が約２ミクロン、
広い方が約４ミクロンのストライプ状溝を形成すること
が出来た０次に、結晶表面全体を洗浄にした後、第２の
結晶成長工程により、結晶表面全体を覆う様に、Ｐ型Ａ
ｌ（、，４Ｇａ、）、６Ａｓ層（６）を厚さ約１．５ミ
クロン、Ｐ型ＧａＡｓ層（７）を厚さ約２ミクロン順次
形成する。最後にＰ型電極（８）及びｎ型電極（９）を
形成して本発明に係る半導体レーザが構成される。
本発明の実施例においては、第１図に示す様に、ストラ
イプ状の溝幅が発光領域となる半導体層（３）に近づく
につれ大きくなる形状となっているため、電流通路は同
図矢印で示す形状となる。
イプ状の溝幅が発光領域となる半導体層（３）に近づく
につれ大きくなる形状となっているため、電流通路は同
図矢印で示す形状となる。
従って、発光領域となる半導体層（３）に注入されるキ
ャリア密度は第４図Ａの実線に示す様に中央部のキャリ
密度が高い単峰状の形状となる。駆動電流を増加して、
数１０ｍＷ以上の高出力状態に於ても点線で示す様に単
峰状のキャリア密度分布を保ち、安定な光導板特性を維
持できるため、第４図Ｂに示す様に直線性に優れた光出
力−電流特性を得ることができる０本構造を採用するこ
とによって、発振閾値電流４０〜５０ｍＡ、光出力８０
ｍ’Ｗ以上の高出力動作に於ても直線性の良い光出力−
電流特性が再現性良く得られることが判明した。
ャリア密度は第４図Ａの実線に示す様に中央部のキャリ
密度が高い単峰状の形状となる。駆動電流を増加して、
数１０ｍＷ以上の高出力状態に於ても点線で示す様に単
峰状のキャリア密度分布を保ち、安定な光導板特性を維
持できるため、第４図Ｂに示す様に直線性に優れた光出
力−電流特性を得ることができる０本構造を採用するこ
とによって、発振閾値電流４０〜５０ｍＡ、光出力８０
ｍ’Ｗ以上の高出力動作に於ても直線性の良い光出力−
電流特性が再現性良く得られることが判明した。
さらに、本レーザ構造においては、最終結晶表面が平坦
に形成できるため、Ｐ電極（８）側をレーザ搭載容器等
に融着整合するに際し、均一性よく接合できるため、半
導体レーザに加わる局部的応力の発生を防ぐことができ
、半導体レーザの信頼性を向上する為にも効果的であり
、雰囲気温度６０℃、光出力５０ｍＷで２０００時間以
上の動作が継続しておりその有効性が判明した。
に形成できるため、Ｐ電極（８）側をレーザ搭載容器等
に融着整合するに際し、均一性よく接合できるため、半
導体レーザに加わる局部的応力の発生を防ぐことができ
、半導体レーザの信頼性を向上する為にも効果的であり
、雰囲気温度６０℃、光出力５０ｍＷで２０００時間以
上の動作が継続しておりその有効性が判明した。
以上説明したように、本発明の構造を採用することによ
り、発光領域となる半導体層に注入されたキャリア密度
分布を単峰性の形状にでき、高出力動作まで直線性の良
い光出力−電流特性を得るばかりでなく、信頼性の高い
半導体レーザを形成できることが可能になる。
り、発光領域となる半導体層に注入されたキャリア密度
分布を単峰性の形状にでき、高出力動作まで直線性の良
い光出力−電流特性を得るばかりでなく、信頼性の高い
半導体レーザを形成できることが可能になる。
第１図及び第２図に於て
１・・・ｎ型ＧａＡｓ基板（半導体基板） ２・・・ｎ
型Ａｌ（、，４Ｇａ□、６Ａｓ層、３−・ｎ型Ａｔ□、
１５Ｇａ□、ｇ５Ａｓ層（発光領域となる半導体層）、
４−Ｐ型Ａ１０．４Ｃ１１０，６Ａｓ層、５−・・ｎ型
ＧａＡｓ層、６−Ｐ型Ａｌ□、４Ｇａ（１，６Ａｓ層、
７・・・ｐ型ＧａＡｓ層、８・・・ｐ型電極、９・・・
ｎ型電極。
型Ａｌ（、，４Ｇａ□、６Ａｓ層、３−・ｎ型Ａｔ□、
１５Ｇａ□、ｇ５Ａｓ層（発光領域となる半導体層）、
４−Ｐ型Ａ１０．４Ｃ１１０，６Ａｓ層、５−・・ｎ型
ＧａＡｓ層、６−Ｐ型Ａｌ□、４Ｇａ（１，６Ａｓ層、
７・・・ｐ型ＧａＡｓ層、８・・・ｐ型電極、９・・・
ｎ型電極。
第１図は本発明に係る半導体レーザの一実施例の断面図
、第２図は従来型半導体レーザの断面図、第３図Ａ、Ｂ
は従来型半導体レーザにおける発光領域に注入されたキ
ャリア密度分布と光出力−電流特性を示す図、第４図Ａ
、Ｂは本発明に係る半導体レーザにおける発光領域に注
入されたキャリア密度分布と光出力−電流特性を示す図
である。 万 ｊ 図 智 克 電乏 月 Ｊ 図 肩 Ｚ 図 声 ４ 閉
、第２図は従来型半導体レーザの断面図、第３図Ａ、Ｂ
は従来型半導体レーザにおける発光領域に注入されたキ
ャリア密度分布と光出力−電流特性を示す図、第４図Ａ
、Ｂは本発明に係る半導体レーザにおける発光領域に注
入されたキャリア密度分布と光出力−電流特性を示す図
である。 万 ｊ 図 智 克 電乏 月 Ｊ 図 肩 Ｚ 図 声 ４ 閉
Claims (1)
- 半導体基板上に、発光領域となる半導体層をこれよりも
禁制帯幅の大きい半導体層ではさむ構造を有する結晶積
層体を備え、前記結晶積層体に隣接して、ストライプ状
の溝を有しかつ前記結晶積層体の隣接側の半導体層とは
逆導電性となる半導体層を形成した半導体レーザにおい
て、前記ストライプ状の溝幅を前記結晶積層体側に近づ
くにつれその溝幅が広がる形状としたことを特徴とする
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18221588A JPH0231486A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18221588A JPH0231486A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0231486A true JPH0231486A (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=16114363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18221588A Pending JPH0231486A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0231486A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05206549A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-08-13 | American Teleph & Telegr Co <Att> | レーザダイオード構造およびサブキャリヤ多重化伝送システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63111688A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 多点発光型レ−ザ・ダイオ−ド・アレイ |
| JPH01129485A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP18221588A patent/JPH0231486A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63111688A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 多点発光型レ−ザ・ダイオ−ド・アレイ |
| JPH01129485A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05206549A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-08-13 | American Teleph & Telegr Co <Att> | レーザダイオード構造およびサブキャリヤ多重化伝送システム |
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