JPH0236073B2 - Handotaireezasochinoseizohoho - Google Patents
HandotaireezasochinoseizohohoInfo
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- JPH0236073B2 JPH0236073B2 JP11637984A JP11637984A JPH0236073B2 JP H0236073 B2 JPH0236073 B2 JP H0236073B2 JP 11637984 A JP11637984 A JP 11637984A JP 11637984 A JP11637984 A JP 11637984A JP H0236073 B2 JPH0236073 B2 JP H0236073B2
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- Japan
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- semiconductor laser
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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
- H01S5/02—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ装置の製造方法に関し、
更に詳述すればストライプ電極を有したダブルヘ
テロ型半導体レーザ装置に関するものである。
更に詳述すればストライプ電極を有したダブルヘ
テロ型半導体レーザ装置に関するものである。
半導体レーザ装置は、接合領域における光の閉
じ込めが良好なダブルヘテロ構造が一般的であ
る。このダブルヘテロ構造は、レーザ発振あるい
は光変調が行なわれる、所謂、活性領域の両側に
屈折率が低くかつ禁制帯エネルギーの大きい半導
体層を形成させてなる。この様な半導体レーザ
は、光通信、光情報端末、ビデオデイスク、計測
等の幅広い分野に応用しうる光源として期待され
ている。これらの応用に際しては、レーザの横モ
ードを基本モードに保つたまま、できるだけ高い
光出力を得ることが望ましい。一方、従来の横モ
ード制御されたレーザの代表例としては、BHレ
ーザ、CSPレーザ等があるが、これらはいずれも
プロセスや結晶成長に複雑な工程および装置を要
し、大量生産で安価な素子を作製する上で問題が
ある。
じ込めが良好なダブルヘテロ構造が一般的であ
る。このダブルヘテロ構造は、レーザ発振あるい
は光変調が行なわれる、所謂、活性領域の両側に
屈折率が低くかつ禁制帯エネルギーの大きい半導
体層を形成させてなる。この様な半導体レーザ
は、光通信、光情報端末、ビデオデイスク、計測
等の幅広い分野に応用しうる光源として期待され
ている。これらの応用に際しては、レーザの横モ
ードを基本モードに保つたまま、できるだけ高い
光出力を得ることが望ましい。一方、従来の横モ
ード制御されたレーザの代表例としては、BHレ
ーザ、CSPレーザ等があるが、これらはいずれも
プロセスや結晶成長に複雑な工程および装置を要
し、大量生産で安価な素子を作製する上で問題が
ある。
横基本モードで発振するレーザのうち、最も単
純な構造をもつものが、いわゆる“ナロー・スト
ライブ（Narrow Stripe）構造”であつて、第
１図に示したように、ストライプ電極１６の幅ｗ
を３〜4μｍに狭くしたものである。他の図面の
符号は後述の本発明の第３図の符号に対応する。
このタイプのレーザでは、横基本モードで５ｍＷ
程度の光出力が得られるが、実用上の難点として
は、横方向の光ガイドがいわゆる利得ガイドであ
るために、レーザビームの波面が平面波となら
ず、非点収差を生ずる点がある。特に、レーザビ
ームを10μｍ以下のスポツト径にしぼつて使う応
用にはこのような非点収差のある光源は使用でき
ない。この点を改善するため、Narrow Stride
型レーザの光共振器を形成するレーザ端面に、基
本モードのみ透過し、高次横モードを吸収又は散
乱させるようなモードフイルターを、ストライプ
電極に対してセルフアラインした形で作製する方
法が知られている。そのためにまずいわゆる光記
録形ビデオデイスクで用いられているようなテル
ル（Te）等の低融点薄膜を第２図ａのようにレ
ーザ端面に蒸着する。次に、レーザ素子にパルス
大電流を流すと、Te膜のうちレーザ光を吸収す
る部分が瞬時に蒸発して、レーザの発振モードの
形をした穴がTe膜にあく。第２図ｂに示したこ
の方法は、モードフイルターをストライプ電極位
置および光分布に対してセルフアライメントに作
製できるが、難点としては、Te膜を蒸発させる
にはパルスで20ｍＷ以上の光出力が必要なことで
ある。このような高光出力状態ではNarrow
Stripe型レーザの横モードは一般に高次モード成
分を含んでおり、出来たモードフイルターは必ず
しも横基本モードのみ通過させるフイルターとは
なつていない。
純な構造をもつものが、いわゆる“ナロー・スト
ライブ（Narrow Stripe）構造”であつて、第
１図に示したように、ストライプ電極１６の幅ｗ
を３〜4μｍに狭くしたものである。他の図面の
符号は後述の本発明の第３図の符号に対応する。
このタイプのレーザでは、横基本モードで５ｍＷ
程度の光出力が得られるが、実用上の難点として
は、横方向の光ガイドがいわゆる利得ガイドであ
るために、レーザビームの波面が平面波となら
ず、非点収差を生ずる点がある。特に、レーザビ
ームを10μｍ以下のスポツト径にしぼつて使う応
用にはこのような非点収差のある光源は使用でき
ない。この点を改善するため、Narrow Stride
型レーザの光共振器を形成するレーザ端面に、基
本モードのみ透過し、高次横モードを吸収又は散
乱させるようなモードフイルターを、ストライプ
電極に対してセルフアラインした形で作製する方
法が知られている。そのためにまずいわゆる光記
録形ビデオデイスクで用いられているようなテル
ル（Te）等の低融点薄膜を第２図ａのようにレ
ーザ端面に蒸着する。次に、レーザ素子にパルス
大電流を流すと、Te膜のうちレーザ光を吸収す
る部分が瞬時に蒸発して、レーザの発振モードの
形をした穴がTe膜にあく。第２図ｂに示したこ
の方法は、モードフイルターをストライプ電極位
置および光分布に対してセルフアライメントに作
製できるが、難点としては、Te膜を蒸発させる
にはパルスで20ｍＷ以上の光出力が必要なことで
ある。このような高光出力状態ではNarrow
Stripe型レーザの横モードは一般に高次モード成
分を含んでおり、出来たモードフイルターは必ず
しも横基本モードのみ通過させるフイルターとは
なつていない。
本発明の目的は上記欠点を除去して、プロセス
や結晶成長の容易な、横基本モードで発振する半
導体レーザ装置の製造方法を提供することにあ
る。
や結晶成長の容易な、横基本モードで発振する半
導体レーザ装置の製造方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成するための本発明の構成は、レ
ーザ素子の活性層に対応する反射面に、基本横モ
ードの形の穴の穿いた光吸収膜を設けることにあ
る。この光吸収膜は、基本横モード以外の高次の
横モードを含むレーザ光すなわち、必要以上に横
にひろがつたレーザ光を切り捨てる作用をもつも
のであれば、光を吸収、散乱、反射するいずれの
タイプの膜でもよい。このような、レーザ端面に
基本モードフイルターを形成して放射開口を狭ば
めたレーザでは、従来のNarrow Stride型につ
きものであつた非点収差がなくなり、レーザ光を
光学レンズ等により、きわめて容易に1μｍ程度
のスポツト径にまで集光することができる。
ーザ素子の活性層に対応する反射面に、基本横モ
ードの形の穴の穿いた光吸収膜を設けることにあ
る。この光吸収膜は、基本横モード以外の高次の
横モードを含むレーザ光すなわち、必要以上に横
にひろがつたレーザ光を切り捨てる作用をもつも
のであれば、光を吸収、散乱、反射するいずれの
タイプの膜でもよい。このような、レーザ端面に
基本モードフイルターを形成して放射開口を狭ば
めたレーザでは、従来のNarrow Stride型につ
きものであつた非点収差がなくなり、レーザ光を
光学レンズ等により、きわめて容易に1μｍ程度
のスポツト径にまで集光することができる。
本発明に係るレーザ装置の製造方法は、一旦ネ
ガタイブのフオトレジスト膜を鏡面に被着させた
尽レーザ光の放射を行ない（楕円）スポツト状に
感光を行なう。この感光される領域は、基本横モ
ードの形にほぼ対応する。基本横モード以外の高
次の横モード分は上記レジスト材に吸収される
か、あるいは強度か感光せしまるまで強くないた
め、結局上述の様に基本横モードの形に感光され
る。この感光された領域を残し、他の領域のレジ
スト材を除去して金属薄膜を上記鏡面に被着させ
る。のち、有材溶剤などで上記感光されたホトレ
ジストを除去すれば、基本横モードの形の穴の穿
いた光吸収膜を具えた半導体レーザ装置が得られ
る。このように、新規なプロセス技術を用いるこ
となく通常の半導体製造技術を用いることにより
半導体レーザ装置が極めて容易に形成される。以
下実施例を用いて詳細に説明する。
ガタイブのフオトレジスト膜を鏡面に被着させた
尽レーザ光の放射を行ない（楕円）スポツト状に
感光を行なう。この感光される領域は、基本横モ
ードの形にほぼ対応する。基本横モード以外の高
次の横モード分は上記レジスト材に吸収される
か、あるいは強度か感光せしまるまで強くないた
め、結局上述の様に基本横モードの形に感光され
る。この感光された領域を残し、他の領域のレジ
スト材を除去して金属薄膜を上記鏡面に被着させ
る。のち、有材溶剤などで上記感光されたホトレ
ジストを除去すれば、基本横モードの形の穴の穿
いた光吸収膜を具えた半導体レーザ装置が得られ
る。このように、新規なプロセス技術を用いるこ
となく通常の半導体製造技術を用いることにより
半導体レーザ装置が極めて容易に形成される。以
下実施例を用いて詳細に説明する。
第３図ａ〜ｃは、本発明の一実施例としての半
導体レーザ装置の製造課程の概略を示した斜視図
である。
導体レーザ装置の製造課程の概略を示した斜視図
である。
第３図ａは、Siをドープしたキヤリヤ濃度２×
1018cm-3のGaAs（100）結晶基板１１上に、周知
の液相エピタキシヤル成長法により、厚さ1.5μｍ
のTe（テルル）ドープ、キヤリヤ濃度１×1018cm
-3のｎ−Ga0.7Al0.3Asのクラツド層１２、該層１
２上に、同様に厚さ0.1μｍのアンドープGaAsの
活性層１３、該層１３上に、同様に厚さ1.5μｍ、
キヤリヤ濃度１×1018cm-3のｐ−Sa0.7Al0.3Asの
クラツド層１４を形成する。次いで、該クラツド
層１４に、幅３〜4μｍのストライプ状の開孔を
有するSiO2膜によるマスクを形成し、ストライ
プ状導電領域１６を形成する。なお、必要なら
ば、上記クラツド層１４上に、ｎ−GaAsのキヤ
ツプ層を設け、該キヤツプ層内にZn拡散による
ｐ導電領域を形成しておいてもよい。この場合
Znの選択拡散用マスクは除去し、改めて厚さ
5000ÅのSiO2膜を形成する。このSiO2膜に通常
のフオトリソグラフイー技術を用いて、前述のス
トライプ状導電領域と同様の開孔を設ける。次い
で全面CrおよびAuを蒸着し、ｐ側電極となす。
なお、このｐ側電極部分は図示していない。又半
粒体基板１１の裏面を形磨し、軽く食刻した後
Au−Ge合金を蒸着し、ｎ側電極（図示せず）と
なす。共振器長は300μｍとした。この様に形成
された通常のストライプ構造プレーナ型半導体レ
ーザの端面に、第３図ａに示したように、パツシ
ベーシヨン膜１をつける。（たとえばスパツタリ
ングによるSiO2膜など）ここで膜厚はλ／２×ｎに することが肝要である。但し、λは膜中のレーザ
光の波長（普通4000〜8000Å）、ｎは整数である。
そのあと、レーザ素子をサブマウント、ステムに
組んだのち、ネガ型ホトレジスト中につけて電流
を流し、レーザ発振させる。この時のレーザは、
３ｍＷ程度の低い光出力で、横基本モード発振し
ていることを確かめておく必要がある。レーザの
光と、端面での熱発生のために、レーザの端面
に、光分布に対応した形状の感光レジスト部分が
出来、レジスト現像波で洗浄後、第３図ｂのよう
な硬化レジスト２が残る。次に、端面に、レーザ
光の端面での反射率をわずかに変えるような薄膜
を蒸着あるいはスパツタリングでつける。この様
な膜として、光を吸収する様な金属膜（Au、Al
など）でも良いし、透明な誘電体膜をλ／４×ｍま たはその近傍の膜２１につければ良い。但し、ｍ
は整数である。あるいは、光を散乱させる微粒子
状の均一な膜でもよい。その後、リフトオフのや
に方で、J100中にチツプをつけることにより硬化
レジスト部分がとれ、第３図ｃのような、端面に
基本横モードの形の穴のあいた膜が残る。この膜
がモードフイルターとして作用することにより、
半導体レーザの横モードが20ｍＷ程度の光出力ま
で横基本モードに制限される。
1018cm-3のGaAs（100）結晶基板１１上に、周知
の液相エピタキシヤル成長法により、厚さ1.5μｍ
のTe（テルル）ドープ、キヤリヤ濃度１×1018cm
-3のｎ−Ga0.7Al0.3Asのクラツド層１２、該層１
２上に、同様に厚さ0.1μｍのアンドープGaAsの
活性層１３、該層１３上に、同様に厚さ1.5μｍ、
キヤリヤ濃度１×1018cm-3のｐ−Sa0.7Al0.3Asの
クラツド層１４を形成する。次いで、該クラツド
層１４に、幅３〜4μｍのストライプ状の開孔を
有するSiO2膜によるマスクを形成し、ストライ
プ状導電領域１６を形成する。なお、必要なら
ば、上記クラツド層１４上に、ｎ−GaAsのキヤ
ツプ層を設け、該キヤツプ層内にZn拡散による
ｐ導電領域を形成しておいてもよい。この場合
Znの選択拡散用マスクは除去し、改めて厚さ
5000ÅのSiO2膜を形成する。このSiO2膜に通常
のフオトリソグラフイー技術を用いて、前述のス
トライプ状導電領域と同様の開孔を設ける。次い
で全面CrおよびAuを蒸着し、ｐ側電極となす。
なお、このｐ側電極部分は図示していない。又半
粒体基板１１の裏面を形磨し、軽く食刻した後
Au−Ge合金を蒸着し、ｎ側電極（図示せず）と
なす。共振器長は300μｍとした。この様に形成
された通常のストライプ構造プレーナ型半導体レ
ーザの端面に、第３図ａに示したように、パツシ
ベーシヨン膜１をつける。（たとえばスパツタリ
ングによるSiO2膜など）ここで膜厚はλ／２×ｎに することが肝要である。但し、λは膜中のレーザ
光の波長（普通4000〜8000Å）、ｎは整数である。
そのあと、レーザ素子をサブマウント、ステムに
組んだのち、ネガ型ホトレジスト中につけて電流
を流し、レーザ発振させる。この時のレーザは、
３ｍＷ程度の低い光出力で、横基本モード発振し
ていることを確かめておく必要がある。レーザの
光と、端面での熱発生のために、レーザの端面
に、光分布に対応した形状の感光レジスト部分が
出来、レジスト現像波で洗浄後、第３図ｂのよう
な硬化レジスト２が残る。次に、端面に、レーザ
光の端面での反射率をわずかに変えるような薄膜
を蒸着あるいはスパツタリングでつける。この様
な膜として、光を吸収する様な金属膜（Au、Al
など）でも良いし、透明な誘電体膜をλ／４×ｍま たはその近傍の膜２１につければ良い。但し、ｍ
は整数である。あるいは、光を散乱させる微粒子
状の均一な膜でもよい。その後、リフトオフのや
に方で、J100中にチツプをつけることにより硬化
レジスト部分がとれ、第３図ｃのような、端面に
基本横モードの形の穴のあいた膜が残る。この膜
がモードフイルターとして作用することにより、
半導体レーザの横モードが20ｍＷ程度の光出力ま
で横基本モードに制限される。
以上詳述したように、本発明はレーザ素子鏡面
の所定の場所に基本横モードの形の穴の穿いた光
吸収膜を設けることにより、基本横モードの揃つ
たレーザ光を放射することを容易ならしめた点工
業的利益大なるものである。
の所定の場所に基本横モードの形の穴の穿いた光
吸収膜を設けることにより、基本横モードの揃つ
たレーザ光を放射することを容易ならしめた点工
業的利益大なるものである。
本発明の実施例においては半導体材料がGaAs
−GaAlAs系のレーザについて説明を行なつた
が、この材料に限らずGaAsP、InGaAsPなど一
般の半導体材料を使用したダブルヘテロ型レーザ
一般に本発明が適用されることは当業者であれば
容易に理解されるであろう。
−GaAlAs系のレーザについて説明を行なつた
が、この材料に限らずGaAsP、InGaAsPなど一
般の半導体材料を使用したダブルヘテロ型レーザ
一般に本発明が適用されることは当業者であれば
容易に理解されるであろう。
第１図、第２図ａ及びｂは従来の半導体レーザ
装置の概略断面図および斜視図、第３図ａ，ｂ及
びｃは本発明の一実施例により製造した半導体レ
ーザ装置の概略斜視図である。 １……パツシベーシヨン膜（SiO2）、２……レ
ジスト材、３……光吸収膜（金属薄膜）。
装置の概略断面図および斜視図、第３図ａ，ｂ及
びｃは本発明の一実施例により製造した半導体レ
ーザ装置の概略斜視図である。 １……パツシベーシヨン膜（SiO2）、２……レ
ジスト材、３……光吸収膜（金属薄膜）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 以下の工程を有することを特徴とする半導体
レーザ装置の製造方法。 (1) 半導体基板上に光を放出するための活性領域
を有する半導体積層構造を形成する第１の工程 (2) 上記活性領域に対して電流を供給するための
電極を配設する第２の工程 (3) 上記活性領域より放出される光を出射する端
面に、基本横モード発振の光出力により自己整
合的に形成された穴を有するを光吸収膜を設け
る第３の工程。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ
装置の製造方法において、前記第３の工程は、前
記端面に感光性材料を被覆し、前記基本横モード
発振するように前記電極から前記活性層に電流を
供給して端面上の上記感光性材料を感光させるこ
とにより、前記基本横モード発振の光出力分布に
対応した形状を有する感光部分を形成する工程を
含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11637984A JPH0236073B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Handotaireezasochinoseizohoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11637984A JPH0236073B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Handotaireezasochinoseizohoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016489A JPS6016489A (ja) | 1985-01-28 |
| JPH0236073B2 true JPH0236073B2 (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=14685539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11637984A Expired - Lifetime JPH0236073B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Handotaireezasochinoseizohoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0236073B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249685A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6261385A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-18 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ−素子 |
| JPS6252962U (ja) * | 1985-09-20 | 1987-04-02 | ||
| JP2511890B2 (ja) * | 1986-07-29 | 1996-07-03 | 株式会社リコー | マスク半導体レ−ザ−の製作方法 |
| JP2688897B2 (ja) * | 1987-03-13 | 1997-12-10 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| US7212556B1 (en) | 1999-02-17 | 2007-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device optical disk apparatus and optical integrated unit |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP11637984A patent/JPH0236073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6016489A (ja) | 1985-01-28 |
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