JPH0254596A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0254596A JPH0254596A JP63205575A JP20557588A JPH0254596A JP H0254596 A JPH0254596 A JP H0254596A JP 63205575 A JP63205575 A JP 63205575A JP 20557588 A JP20557588 A JP 20557588A JP H0254596 A JPH0254596 A JP H0254596A
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- Japan
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- layer
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- semiconductor laser
- semiconductor
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- 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
-
- 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
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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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〕
この発明は、高出力発振が可能な半導体レーザに関する
ものである。
ものである。
第３図は凸形リッジ形状を有する電流ブロック層上にダ
ブルヘテロ構造を形成した従来の半導体レーザの一例を
示す断面図である。この図において、１はｐ型（以下ｐ
−と略す）ＧａＡｓ基板、２はｎ型（以下ｎ−と略す）
ＧａＡｓ電流ブロック層、３はｐ −Ａ ＩＩ ０．４
６Ｇ ８０．６２Ａ Ｓ下クラッド層、４はＰ−Ａｊｌ
！ｏ、＋５Ｇａｏ、ａｓＡｓ活性層、５はｎ −Ａ Ｊ
２ ｏ４ａＧ ａ Ｏ，５２１Ａ ｓ上クラッド層、６
はｎ−ＧａＡｓコンタクト層、７は電流注入用溝、８は
凸形リッジ部である。
ブルヘテロ構造を形成した従来の半導体レーザの一例を
示す断面図である。この図において、１はｐ型（以下ｐ
−と略す）ＧａＡｓ基板、２はｎ型（以下ｎ−と略す）
ＧａＡｓ電流ブロック層、３はｐ −Ａ ＩＩ ０．４
６Ｇ ８０．６２Ａ Ｓ下クラッド層、４はＰ−Ａｊｌ
！ｏ、＋５Ｇａｏ、ａｓＡｓ活性層、５はｎ −Ａ Ｊ
２ ｏ４ａＧ ａ Ｏ，５２１Ａ ｓ上クラッド層、６
はｎ−ＧａＡｓコンタクト層、７は電流注入用溝、８は
凸形リッジ部である。
このような凸形リッジ部８の結晶成長は、液相結晶成長
（ＬＰＥ）法において、結晶成長速度が結晶面方位に大
きく依存するという性質を活用したもので、リッジ側面
においては平坦部に比べ成長速度が速く、リッジ上にお
いては近傍のリッジ側面の速い成長の影響で成長は著し
く抑制され、その結果、活性層４の膜厚を０．０５μｍ
以下に再現性よく形成することが可能である。
（ＬＰＥ）法において、結晶成長速度が結晶面方位に大
きく依存するという性質を活用したもので、リッジ側面
においては平坦部に比べ成長速度が速く、リッジ上にお
いては近傍のリッジ側面の速い成長の影響で成長は著し
く抑制され、その結果、活性層４の膜厚を０．０５μｍ
以下に再現性よく形成することが可能である。
活性層４の厚みが０．０５μｍ程度の薄膜になると、活
性層４で発生した光は下および上クラッド層３．５に広
がり半導体レーザ内での光の分布面積は大きくなる。そ
こで、一定の光出力に対しては、光の分布面積が大きい
程光分布のピークの強度は相対的に低くなるため、活性
層４の共振器端面における破壊的な光損傷（Ｃａｔａｓ
ｔｒｏｐｈｉｃ ０ｐｔ−ｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ
： ＣＯＤ ）の生じる光出力レベルが高くなる。つま
り、活性層４の厚みの薄膜化により高出力化が実現され
、この活性層４の厚みは凸形リッジ形状の効果により安
定に薄く制御することが可能である。
性層４で発生した光は下および上クラッド層３．５に広
がり半導体レーザ内での光の分布面積は大きくなる。そ
こで、一定の光出力に対しては、光の分布面積が大きい
程光分布のピークの強度は相対的に低くなるため、活性
層４の共振器端面における破壊的な光損傷（Ｃａｔａｓ
ｔｒｏｐｈｉｃ ０ｐｔ−ｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ
： ＣＯＤ ）の生じる光出力レベルが高くなる。つま
り、活性層４の厚みの薄膜化により高出力化が実現され
、この活性層４の厚みは凸形リッジ形状の効果により安
定に薄く制御することが可能である。
しかしながら、リッジ形状の効果をうけるのは活性層４
だけではなく、下クラッド層３もその効果を大きくうけ
ている。その結果、下クラッド層３の厚みも薄くなり、
また、キャリア濃度も平坦な領域上に形成された場合に
比ベバラツキが大きくなったり、下クラッド層３の厚み
が薄くなりすぎたりし、電流ブロック層２と下クラッド
層３との間のｐｎ接合が完全に形成されない場合も生じ
、この場合には電流注入用溝７を通らず、リッジ上の電
流ブロック層２から直接上クラッド層５に電流が流れる
電流リーク成分が増大し、レーザ発振のしきい値電流や
動作電流が増大し、この種の半導体レーザの生産におけ
る歩留りを向上するうえでの大きな障害となっていた。
だけではなく、下クラッド層３もその効果を大きくうけ
ている。その結果、下クラッド層３の厚みも薄くなり、
また、キャリア濃度も平坦な領域上に形成された場合に
比ベバラツキが大きくなったり、下クラッド層３の厚み
が薄くなりすぎたりし、電流ブロック層２と下クラッド
層３との間のｐｎ接合が完全に形成されない場合も生じ
、この場合には電流注入用溝７を通らず、リッジ上の電
流ブロック層２から直接上クラッド層５に電流が流れる
電流リーク成分が増大し、レーザ発振のしきい値電流や
動作電流が増大し、この種の半導体レーザの生産におけ
る歩留りを向上するうえでの大きな障害となっていた。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、従来の凸形リッジ形状の効果を充分に活用
し、かつ電流リークが生じ難く安定した高い歩留りで生
産できる構造を有した半導体レーザを得ることを目的と
する。
れたもので、従来の凸形リッジ形状の効果を充分に活用
し、かつ電流リークが生じ難く安定した高い歩留りで生
産できる構造を有した半導体レーザを得ることを目的と
する。
（課題を解決するための手段）
この発明に係る半導体レーザは、電流ブロック層と下ク
ラッド層との間の電流注入用溝以外の部分に前記電流ブ
ロック層と反対導電型の半導体層をバッファ層として形
成したものである。
ラッド層との間の電流注入用溝以外の部分に前記電流ブ
ロック層と反対導電型の半導体層をバッファ層として形
成したものである。
（作用）
この発明の半導体レーザにおいては、リッジ効果による
活性層の薄膜化が充分活用されると同時に、バッファ層
の効果により電流ブロック層と下クラッド層との間のｐ
ｎ接合が安定化される。
活性層の薄膜化が充分活用されると同時に、バッファ層
の効果により電流ブロック層と下クラッド層との間のｐ
ｎ接合が安定化される。
〔実施例）
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。この
図で、第３図と同一符号は同一部分を示し、９は前記電
流ブロック層２と下クラッド層３との間に形成されたｐ
−ＧａＡｓバッファ層である。
図で、第３図と同一符号は同一部分を示し、９は前記電
流ブロック層２と下クラッド層３との間に形成されたｐ
−ＧａＡｓバッファ層である。
第２図（ａ）〜（ｄ）は、第１図に示した半導体レーザ
の製造フローを示す断面図である。
の製造フローを示す断面図である。
まず、第２図（ａ）に示すように、半導体基板１に凸形
リッジを形成し、次いで、その上に、第２図（ｂ）に示
すように、電流ブロック層２およびバッファ層９を成長
し、次に、第２図（Ｃ）に示すように、電流注入用溝７
を加工した後、第２図（ｄ）に示すように、下クラッド
層３．活性層４、上クラッド層５およびコンタクト層６
を順次成長させダブルヘテロ構造を形成する。
リッジを形成し、次いで、その上に、第２図（ｂ）に示
すように、電流ブロック層２およびバッファ層９を成長
し、次に、第２図（Ｃ）に示すように、電流注入用溝７
を加工した後、第２図（ｄ）に示すように、下クラッド
層３．活性層４、上クラッド層５およびコンタクト層６
を順次成長させダブルヘテロ構造を形成する。
第２図（ａ）〜（ｄ）と同じフローでｐ−ＧａＡｓバッ
ファ層９のない場合には、下クラッド層３の成長時に電
流ブロック層２上に下クラッド層３の成長用の溶融液相
メルトがコンタクトする。
ファ層９のない場合には、下クラッド層３の成長時に電
流ブロック層２上に下クラッド層３の成長用の溶融液相
メルトがコンタクトする。
この時、特にリッジ上においては前述のようにリッジ側
面での速い成長速度の影響で成長速度が遅くなる。つま
り、リッジ上面では他の領域に比べ局部的に溶融液相メ
ルトの過飽和度は低くなる。
面での速い成長速度の影響で成長速度が遅くなる。つま
り、リッジ上面では他の領域に比べ局部的に溶融液相メ
ルトの過飽和度は低くなる。
このため、リッジ上部においては、下クラッド層３の成
長用溶融メルト（以下、下クラッド・メルトと略す）に
より電流ブロック層２はある程度再溶融、所謂メルトバ
ックをうけ、リッジ形状が少し変化する。その時、メル
トバックした電流ブロック層２の成分は、下クラッドＮ
３の成長中にその下クラッド・メルト中に溶は込むため
、下クラッド層２のｐ型キャリア濃度はその影響をうけ
減少する。そのため、特にリッジ上部において、電流ブ
ロック層２と下クラッド層３との間に形成されるｐｎ接
合が不完全になる場合が発生し、これが電流リークを増
加させ、歩留りの低下の原因となフていた。また、下ク
ラッド層３の厚みが薄くなり過ぎる場合は、やはり電流
ブロック層２とのｐｎ接合が不完全となり、これにより
電流ブロック層２と上クラッド層５とが電気的につなが
り電流リーク成分が増大する。
長用溶融メルト（以下、下クラッド・メルトと略す）に
より電流ブロック層２はある程度再溶融、所謂メルトバ
ックをうけ、リッジ形状が少し変化する。その時、メル
トバックした電流ブロック層２の成分は、下クラッドＮ
３の成長中にその下クラッド・メルト中に溶は込むため
、下クラッド層２のｐ型キャリア濃度はその影響をうけ
減少する。そのため、特にリッジ上部において、電流ブ
ロック層２と下クラッド層３との間に形成されるｐｎ接
合が不完全になる場合が発生し、これが電流リークを増
加させ、歩留りの低下の原因となフていた。また、下ク
ラッド層３の厚みが薄くなり過ぎる場合は、やはり電流
ブロック層２とのｐｎ接合が不完全となり、これにより
電流ブロック層２と上クラッド層５とが電気的につなが
り電流リーク成分が増大する。
そこで、この発明の実施例のように、電流ブロツク層２
と下クラッド層３の間にバッファ層９を形成した場合に
は、下クラッド・メルトがこのバッファ層９にコンタク
トするため、下クラッド・メルト層でバッファ層９がメ
ルトバックをうけても下クラッドＮ３のｐ型キャリア濃
度は低下することはなく、下クラッド層３と電流ブロッ
ク層２とのｐｎ接合も安定に実現できる。
と下クラッド層３の間にバッファ層９を形成した場合に
は、下クラッド・メルトがこのバッファ層９にコンタク
トするため、下クラッド・メルト層でバッファ層９がメ
ルトバックをうけても下クラッドＮ３のｐ型キャリア濃
度は低下することはなく、下クラッド層３と電流ブロッ
ク層２とのｐｎ接合も安定に実現できる。
また、下クラッド層３の厚みが薄くなっても電流ブロッ
ク層２とバッファＮ９との間にｐｎ接合が形成されてい
るため、電流ブロック層２から上クラッド層５へのピン
チオフは生じ難い。さらに、活性層４の厚みは、従来技
術と同様にリッジ効果により安定に薄く制御することが
可能である。
ク層２とバッファＮ９との間にｐｎ接合が形成されてい
るため、電流ブロック層２から上クラッド層５へのピン
チオフは生じ難い。さらに、活性層４の厚みは、従来技
術と同様にリッジ効果により安定に薄く制御することが
可能である。
〔発明の効果）
以上説明したようにこの発明は、凸形リッジ形状を有す
る電流ブロック層とダブルヘテロ構造の下クラッド層と
の間に電流注入用溝以外の部分に電流ブロック層と反対
導電型の半導体層をバッファ層として形成したので、活
性層をリッジ効果により薄くした半導体レーザを、電流
リーク成分を増大させずに、かつ安定に生産歩留りを向
上させることができる効果がある。
る電流ブロック層とダブルヘテロ構造の下クラッド層と
の間に電流注入用溝以外の部分に電流ブロック層と反対
導電型の半導体層をバッファ層として形成したので、活
性層をリッジ効果により薄くした半導体レーザを、電流
リーク成分を増大させずに、かつ安定に生産歩留りを向
上させることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザの断面
図、第２図は、第１図の半導体レーザの製造フローを示
す断面図、第３図は従来の半導体レーザの一例を示す断
面図である。 図において、１はｐ−ＧａＡｓ基板、２はｎ−ＧａＡｓ
電流ブロック層、３はｐ −Ａ 、Ｑ ｏ４ａＧ ａＯ
，５２ＡＳ下クラッド層・４はＡ Ｊ２０． ＩＳＧ
ａ Ｏ，８５Ａｓ活性層、５はｎ−Ａｆｌｏ、ｎａＧａ
ｏ、５２Ａｓ上クラツド層、６はｎ−ＧａＡｓコンタク
ト層、７は電流注入用溝、８は凸形リッジ部、９はｐ−
ＧａＡｓバッファ層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 第３図 手 続 補 正 ５１１： （自発） １、事件の表示 特願昭６３−２０５５７５号 ２゜ 発明の名称 半導体レ ザ ；３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者 志 岐
守 哉 ・１１代 理 住所 人 東京都千代１］］区丸の内二丁目２番３号５、補正の対
重 明細書の特許請求の範囲の欄２発明の詳細な説明の欄２
図面の簡単な説明の欄および図面６、補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 （２）明細書の第４頁１０〜１１行、第７頁１９〜２０
行の「半導体層をバッファ層として」を、それぞれ「半
導体層を少なくとも一層を含む一層もしくは複数の半導
体層をバッフ７層として」と補正する。 （３） 同じく第６頁１０〜１１行の「減少する。」
を、「減少する場合もある。」と補正する。 （４）同じく第６頁１４行の「原因」を、「要因」と補
正する。 （５）同じく第８頁１１〜１２行のｒ４はＡｌｏ、 ｓ
５Ｇ ａ ｏ、 ｓｓＡ ｓ活性層」を、「４はｐ −
Ａ ｅ ｏ、 ＋ｓＧ ａ ６． ＠５Ａ ｓ活性層」
と補正する。 （６） 図面中、第１図を別紙のように補正する。 以 上 ２、特許請求の範囲 凸形リッレ形状を有する電流ブロック層上にダブルテ・
＼凹構造を備えた半導体レーザにおいて、前記電流ブロ
ック層と前記ダブルヘテロ構造の下クラッド層との間の
電流注入用溝以外の部分に前記電流プロ・ンク層とは反
対導電型の半導体層を少なくとも一層を含む一層もしく
は複数の半導体層をバッファ層として形成したことを特
徴とする半導体レーザ。 第 コ 図
図、第２図は、第１図の半導体レーザの製造フローを示
す断面図、第３図は従来の半導体レーザの一例を示す断
面図である。 図において、１はｐ−ＧａＡｓ基板、２はｎ−ＧａＡｓ
電流ブロック層、３はｐ −Ａ 、Ｑ ｏ４ａＧ ａＯ
，５２ＡＳ下クラッド層・４はＡ Ｊ２０． ＩＳＧ
ａ Ｏ，８５Ａｓ活性層、５はｎ−Ａｆｌｏ、ｎａＧａ
ｏ、５２Ａｓ上クラツド層、６はｎ−ＧａＡｓコンタク
ト層、７は電流注入用溝、８は凸形リッジ部、９はｐ−
ＧａＡｓバッファ層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 第３図 手 続 補 正 ５１１： （自発） １、事件の表示 特願昭６３−２０５５７５号 ２゜ 発明の名称 半導体レ ザ ；３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者 志 岐
守 哉 ・１１代 理 住所 人 東京都千代１］］区丸の内二丁目２番３号５、補正の対
重 明細書の特許請求の範囲の欄２発明の詳細な説明の欄２
図面の簡単な説明の欄および図面６、補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 （２）明細書の第４頁１０〜１１行、第７頁１９〜２０
行の「半導体層をバッファ層として」を、それぞれ「半
導体層を少なくとも一層を含む一層もしくは複数の半導
体層をバッフ７層として」と補正する。 （３） 同じく第６頁１０〜１１行の「減少する。」
を、「減少する場合もある。」と補正する。 （４）同じく第６頁１４行の「原因」を、「要因」と補
正する。 （５）同じく第８頁１１〜１２行のｒ４はＡｌｏ、 ｓ
５Ｇ ａ ｏ、 ｓｓＡ ｓ活性層」を、「４はｐ −
Ａ ｅ ｏ、 ＋ｓＧ ａ ６． ＠５Ａ ｓ活性層」
と補正する。 （６） 図面中、第１図を別紙のように補正する。 以 上 ２、特許請求の範囲 凸形リッレ形状を有する電流ブロック層上にダブルテ・
＼凹構造を備えた半導体レーザにおいて、前記電流ブロ
ック層と前記ダブルヘテロ構造の下クラッド層との間の
電流注入用溝以外の部分に前記電流プロ・ンク層とは反
対導電型の半導体層を少なくとも一層を含む一層もしく
は複数の半導体層をバッファ層として形成したことを特
徴とする半導体レーザ。 第 コ 図
Claims (1)
- 凸形リッジ形状を有する電流ブロック層上にダブルヘテ
ロ構造を備えた半導体レーザにおいて、前記電流ブロッ
ク層と前記ダブルヘテロ構造の下クラッド層との間の電
流注入用溝以外の部分に前記電流ブロック層とは反対導
電型の半導体層をバッファ層として形成したことを特徴
とする半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205575A JPH0254596A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 半導体レーザ |
| US07/394,059 US4926432A (en) | 1988-08-18 | 1989-08-14 | Semiconductor laser device |
| DE3927023A DE3927023A1 (de) | 1988-08-18 | 1989-08-16 | Halbleiterlaser |
| NL8902095A NL8902095A (nl) | 1988-08-18 | 1989-08-18 | Een halfgeleiderlaserinrichting. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205575A JPH0254596A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254596A true JPH0254596A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16509158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63205575A Pending JPH0254596A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 半導体レーザ |
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