JPH0258288A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0258288A JPH0258288A JP20903388A JP20903388A JPH0258288A JP H0258288 A JPH0258288 A JP H0258288A JP 20903388 A JP20903388 A JP 20903388A JP 20903388 A JP20903388 A JP 20903388A JP H0258288 A JPH0258288 A JP H0258288A
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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Ｊ
本発明は共振器端面の劣化を防止した半導体レーザに関
するものである。
するものである。
［従来の技術］
従来のウィンド型半導体レーザは第 図に示すようなも
のであった。５０２のｎ型ＧａＡａ基板上に５０３のｎ
型ＧａＡｓバッファ層、５０４のｎ型Ａ １０．４ Ｇ
ａＯ，６Ａｓクラッド層、５０９のＡ ｌ Ｏ，１５Ｇ
ａ Ｏ，８５Ａ ｓ活性層、５０５のＰ型Ａ１０．４
Ｇ ａＯ，６Ａ ｓクラッド層、５０６のＰ型ＧａＡ
ｓキャップ層、５０７のｎ型ＧａＡＳブロッキング層を
順次、ＭＯＣＶＤ法で積層形成する。活性層を形成する
時には、襞開面近傍のみ紫外光を照射することによりＭ
ＯＣＶＤ法のＩＩＩ族原料であるトリメチルガリウムＣ
以下、ＴＭＧと記す）、トリメチルアルミニウム（以下
、ＴＭＡと記す）等の有機金属原料の分解効率が光照射
部のみで異なるため、襞開面近傍のみアルミニウムの含
有料の多いＡ ｌｘ Ｇａ＋−ｘ Ａｓ層（ｘ＞０．１
５）が５１０の部分に形成される。しかるのち５０７の
ブロッキング層をストライブ状にエツチングして、５０
８のＰ型オーミック電極、５０１のｎ型オーミック電極
を形成し前記の光照射部近傍で勇開して共振器を形成し
て利得導波型の半導体レーザが得られる。その結果共振
器端面近傍のウィンド領域はアルミニウムの含有量が多
い組成となるため、ウィンド領域のバンドギャップは発
光領域のバンドギャップよりも十分大きくなり、レーザ
発振光が端面近傍で吸収されず、端面の破壊が防止され
半導体レーザの最大出力を大きく寿命を延ばすことがで
きる。
のであった。５０２のｎ型ＧａＡａ基板上に５０３のｎ
型ＧａＡｓバッファ層、５０４のｎ型Ａ １０．４ Ｇ
ａＯ，６Ａｓクラッド層、５０９のＡ ｌ Ｏ，１５Ｇ
ａ Ｏ，８５Ａ ｓ活性層、５０５のＰ型Ａ１０．４
Ｇ ａＯ，６Ａ ｓクラッド層、５０６のＰ型ＧａＡ
ｓキャップ層、５０７のｎ型ＧａＡＳブロッキング層を
順次、ＭＯＣＶＤ法で積層形成する。活性層を形成する
時には、襞開面近傍のみ紫外光を照射することによりＭ
ＯＣＶＤ法のＩＩＩ族原料であるトリメチルガリウムＣ
以下、ＴＭＧと記す）、トリメチルアルミニウム（以下
、ＴＭＡと記す）等の有機金属原料の分解効率が光照射
部のみで異なるため、襞開面近傍のみアルミニウムの含
有料の多いＡ ｌｘ Ｇａ＋−ｘ Ａｓ層（ｘ＞０．１
５）が５１０の部分に形成される。しかるのち５０７の
ブロッキング層をストライブ状にエツチングして、５０
８のＰ型オーミック電極、５０１のｎ型オーミック電極
を形成し前記の光照射部近傍で勇開して共振器を形成し
て利得導波型の半導体レーザが得られる。その結果共振
器端面近傍のウィンド領域はアルミニウムの含有量が多
い組成となるため、ウィンド領域のバンドギャップは発
光領域のバンドギャップよりも十分大きくなり、レーザ
発振光が端面近傍で吸収されず、端面の破壊が防止され
半導体レーザの最大出力を大きく寿命を延ばすことがで
きる。
〔発明が解決しようとする課題）
しかし前述の従来の技術では、ウィンド型半導体レーザ
の共振器方向には、注入電流を閉じ込められないため１
発光領域以外のウィンド領域へも電流が流れ無効電流と
なり、発振しきい値電流が高くなってしまうという問題
点を有していた。そこで本発明はそのような問題点を解
決するものでその目的とするところは、発振しきい値電
流が低く信頼性の高いウィンド型半導体レーザを提供す
るところにある。
の共振器方向には、注入電流を閉じ込められないため１
発光領域以外のウィンド領域へも電流が流れ無効電流と
なり、発振しきい値電流が高くなってしまうという問題
点を有していた。そこで本発明はそのような問題点を解
決するものでその目的とするところは、発振しきい値電
流が低く信頼性の高いウィンド型半導体レーザを提供す
るところにある。
［課題を解決するための手段１
上記課題を解決するために本発明の半導体レーザは。
半導体基板上に半導体下部クラッド層、半導体活性層、
半導体上部クラッド層が順次積層されたダブルヘテロ接
合を有し、該活性層の共振器端面近傍には該活性層のバ
ンドギャップより大なるバンドギャップを有するウィン
ド領域をもち、前記ウィンド領域のＩＩＩ −Ｖ族化合
物半導体薄膜の混晶組成比が該活性層の混晶組成比と異
なるウィンド型半導体レーザにおいて、前記ウィンド領
域の上部に高抵抗半導体層を有することを特徴とする。
半導体上部クラッド層が順次積層されたダブルヘテロ接
合を有し、該活性層の共振器端面近傍には該活性層のバ
ンドギャップより大なるバンドギャップを有するウィン
ド領域をもち、前記ウィンド領域のＩＩＩ −Ｖ族化合
物半導体薄膜の混晶組成比が該活性層の混晶組成比と異
なるウィンド型半導体レーザにおいて、前記ウィンド領
域の上部に高抵抗半導体層を有することを特徴とする。
［実 施 例）
第１図は本発明の実施例におけるウィンド型半導体レー
ザの主要断面図である。１０２のｎ型ＧａＡａ基板上に
１０３０型ＧａＡｓバツフア層、１０４のｎ型Ａ １０
．４ ＧａＯ，６Ａｓクラッド層、１０９のＡ Ｉ ０
．１５Ｇ ａ Ｑ、８５Ａ ｓ活性層、１０５のＰ型Ａ
ｌ Ｏ，４ＧａＯ，６Ａｓクラッド層、１０６のＰ型
ＧａＡｓキャップ層、１０７ｎ型ＧａＡｓブロツキング
層を順次、ＭＯＣＶＤ法で積層形成する。活性層を形成
する時には、勢開面近傍に紫外光を照射する。光照射部
ではＭＯＣＶＤ法のＩＩＩ族原料であるＴＭＧ、ＴＭＡ
等の有機金属原料の分解効率が非照射部と異なるため、
剪開面近傍のみにアルミニウムの含有量の多いｌｌ０Ａ
Ｉ ａ、ｘ Ｇ ａｏ、ａ Ａ Ｓウィンド領域が形成
できる。
ザの主要断面図である。１０２のｎ型ＧａＡａ基板上に
１０３０型ＧａＡｓバツフア層、１０４のｎ型Ａ １０
．４ ＧａＯ，６Ａｓクラッド層、１０９のＡ Ｉ ０
．１５Ｇ ａ Ｑ、８５Ａ ｓ活性層、１０５のＰ型Ａ
ｌ Ｏ，４ＧａＯ，６Ａｓクラッド層、１０６のＰ型
ＧａＡｓキャップ層、１０７ｎ型ＧａＡｓブロツキング
層を順次、ＭＯＣＶＤ法で積層形成する。活性層を形成
する時には、勢開面近傍に紫外光を照射する。光照射部
ではＭＯＣＶＤ法のＩＩＩ族原料であるＴＭＧ、ＴＭＡ
等の有機金属原料の分解効率が非照射部と異なるため、
剪開面近傍のみにアルミニウムの含有量の多いｌｌ０Ａ
Ｉ ａ、ｘ Ｇ ａｏ、ａ Ａ Ｓウィンド領域が形成
できる。
しかるのち１１０ウィンド領域上部を１０５Ｐ型クラツ
ド層の途中までエツチングし、再度ＭＯＣＶＤ法により
１１２ＺｎＳｅ層を埋め込み成長する。さらに１０７の
ブロッキング層をストライブ状にエツチングし、１０８
Ｐ型オーミンク電極、及び１０１ｎ型オーミツク電極を
形成し、前記の光照射部近傍で襞間して共振器を形成し
、利得導波型のウィンド型半導体レーザが得られる。
ド層の途中までエツチングし、再度ＭＯＣＶＤ法により
１１２ＺｎＳｅ層を埋め込み成長する。さらに１０７の
ブロッキング層をストライブ状にエツチングし、１０８
Ｐ型オーミンク電極、及び１０１ｎ型オーミツク電極を
形成し、前記の光照射部近傍で襞間して共振器を形成し
、利得導波型のウィンド型半導体レーザが得られる。
第２図に本発明のウィンド型半導体レーザの製造装置の
主要構成図を示す。２０９の原料ガス導入系から２１０
の反応管中に原料ガスを入れ、２１１の加熱された基板
上に流して化合物半導体薄膜を成長する。ウィンド領域
の形成には、活性層成長中に、２０１のエキシマレーザ
からの紫外光を、２０２のシリンドリカルレンズで整形
して２０３のミラーで反射させ２０４．２０５の合成石
英レンズで平行ビームとする。２０６のストライブパタ
ーンを形成したマスクを通し、２０７の縮小レンズで基
板上にストライブパターンの焦点を結ばせる。
主要構成図を示す。２０９の原料ガス導入系から２１０
の反応管中に原料ガスを入れ、２１１の加熱された基板
上に流して化合物半導体薄膜を成長する。ウィンド領域
の形成には、活性層成長中に、２０１のエキシマレーザ
からの紫外光を、２０２のシリンドリカルレンズで整形
して２０３のミラーで反射させ２０４．２０５の合成石
英レンズで平行ビームとする。２０６のストライブパタ
ーンを形成したマスクを通し、２０７の縮小レンズで基
板上にストライブパターンの焦点を結ばせる。
第１図のウィンド型半導体レーザの注入電流に対する光
出力を第３図３０２に示す、３０３はウィンド領域上部
に高抵抗半導体層をもたない従来のウィンド型半導体レ
ーザの注入電流に対する光出力を示している０本発明の
ウィンド型レーザはウィンド領域に流れる無効電流がな
くなるため従来のウィンド型レーザに比べ発振しきい値
電流が大幅に小さくなっている。
出力を第３図３０２に示す、３０３はウィンド領域上部
に高抵抗半導体層をもたない従来のウィンド型半導体レ
ーザの注入電流に対する光出力を示している０本発明の
ウィンド型レーザはウィンド領域に流れる無効電流がな
くなるため従来のウィンド型レーザに比べ発振しきい値
電流が大幅に小さくなっている。
第４図は本発明の他の実施例におけるウィンド型半導体
レーザの製造工程を示す斜視図である。
レーザの製造工程を示す斜視図である。
４０２ｎ型ＧａＡａ基板上に、４０３ｎ型ＧａＡＳバッ
ファ層、４０４ｎ型ＡＩＯ°、４ ＧａＯ，６Ａｓクラ
ッド層、４０９ Ａ Ｉ Ｏ，１５Ｇ ａ Ｏ，８５Ａ
ｓ活性層、４０５のＰ型ＡＩ０．４ ＧａＱ、６ Ａ
ｓクラッド層、４０６Ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を順次
、ＭＯＣＶＤ法で積層する。４０９の活性層を形成する
時には、襞間面近傍に紫外光を照射し、ＩＩＩ族有機金
属原料の分解効率を変化させ襞間面近傍のみにアルミニ
ウムの含有量の多い４１０ＡＩＯ，。
ファ層、４０４ｎ型ＡＩＯ°、４ ＧａＯ，６Ａｓクラ
ッド層、４０９ Ａ Ｉ Ｏ，１５Ｇ ａ Ｏ，８５Ａ
ｓ活性層、４０５のＰ型ＡＩ０．４ ＧａＱ、６ Ａ
ｓクラッド層、４０６Ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を順次
、ＭＯＣＶＤ法で積層する。４０９の活性層を形成する
時には、襞間面近傍に紫外光を照射し、ＩＩＩ族有機金
属原料の分解効率を変化させ襞間面近傍のみにアルミニ
ウムの含有量の多い４１０ＡＩＯ，。
Ｇ ａ ａ。Ａｓウィンド領域を形成する（第４図（ａ
））、、次にエツチング工程により第４図（ｂ）のごと
くリブを形成し、さらに再度ＭＯＣＶＤ法により４１２
ＺｎＳｅ層を形成する（第４図（Ｃ））、Ｌかるのち、
４１３ＳｉＯｔ層を形成する。４０３ＳｉＯｔ層はリブ
上部に沿ってストライブ状にエツチングされている。４
０８Ｐ型オーミック電極、４０１ｎ型オーミツク電極を
形成し、前記の光照射部近傍で襞間して共振器を形成し
、屈折率導波型のウィンド型半導体レーザが得られる。
））、、次にエツチング工程により第４図（ｂ）のごと
くリブを形成し、さらに再度ＭＯＣＶＤ法により４１２
ＺｎＳｅ層を形成する（第４図（Ｃ））、Ｌかるのち、
４１３ＳｉＯｔ層を形成する。４０３ＳｉＯｔ層はリブ
上部に沿ってストライブ状にエツチングされている。４
０８Ｐ型オーミック電極、４０１ｎ型オーミツク電極を
形成し、前記の光照射部近傍で襞間して共振器を形成し
、屈折率導波型のウィンド型半導体レーザが得られる。
４１２のＺｎ５ｅ層はＩＯＭΩｃＩ１１以上の比抵抗を
有しており、注入電流はリブの部分以外を流れることは
ほとんどない、従ってレーザ発振はリブ直下の活性層の
みでおこり、無駄な電流が流れないので発振しきい値電
流が第３図３０１のごとく大きく減少する。また、Ｚｎ
５ｅ層の屈折率は２．５３であり、活性層のＡｌＧａＡ
ｓの屈折率より小さい、従って、リブ直下部とそれ以外
の部分の有効屈折率は外側で小となるため、光閉じ込め
型の導波路が形成される。従って発振光の横モードは基
本横モードのみの発振が可能となる。さらに活性層の共
振器端面近傍に発光領域よりもバンドギャップの大きな
ウィンド領域を有するためレーザ発振光は端面近傍で吸
収されず、端面の破壊が防止され半導体レーザの最大出
光力は大きくなり寿命も飛躍的に延びる。
有しており、注入電流はリブの部分以外を流れることは
ほとんどない、従ってレーザ発振はリブ直下の活性層の
みでおこり、無駄な電流が流れないので発振しきい値電
流が第３図３０１のごとく大きく減少する。また、Ｚｎ
５ｅ層の屈折率は２．５３であり、活性層のＡｌＧａＡ
ｓの屈折率より小さい、従って、リブ直下部とそれ以外
の部分の有効屈折率は外側で小となるため、光閉じ込め
型の導波路が形成される。従って発振光の横モードは基
本横モードのみの発振が可能となる。さらに活性層の共
振器端面近傍に発光領域よりもバンドギャップの大きな
ウィンド領域を有するためレーザ発振光は端面近傍で吸
収されず、端面の破壊が防止され半導体レーザの最大出
光力は大きくなり寿命も飛躍的に延びる。
［発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、ウィンド領域上部に
高抵抗半導体層を有する構造にすることにより、ウィン
ド領域に流れる無効ｉｉ流をなくし発振しきい値電流を
大きく減少させる効果を有する０発振しきい値の低減に
より、半導体レーザの発熱が抑制され高光出力で安定な
発振が可能となる効果も有する。
高抵抗半導体層を有する構造にすることにより、ウィン
ド領域に流れる無効ｉｉ流をなくし発振しきい値電流を
大きく減少させる効果を有する０発振しきい値の低減に
より、半導体レーザの発熱が抑制され高光出力で安定な
発振が可能となる効果も有する。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例におけるウィン
ド型半導体レーザの主要断面図。 第２図は本発明の実施例におけるウィンド型半導体レー
ザの製造装置の主要構成図。 第３図は本発明の実施例におけるウィンド型半導体レー
ザの注入電流に対する光出力を示す図。 第４図（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施例におけるウ
ィンド型半導体レーザの製造工程を示す斜視図。 第５図（ａ）〜（Ｃ）は従来のウィンド型レーザの主要
断面図。 １０８、 ４０８゜ １１２．４１２ ・ ・ ・ ・ ・２０２ ・ ・
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・２０３ ・ ・ ２０４ ・ ・ ２０５ ・ ・ ２０８ ・ ・ ２０９ ・ ２１０・・ ２１２ ・ ・ ５０８・・Ｐ型オーミック電 極 ・Ｚｎ５ｅ層 ・シリンドリカルレ ンズ ・・・・ミラー ・・・・合成石英凹レンズ ・・・・合成石英凸レンズ ・・・・高周波発振器 ・・・・原料ガス導入系 ・・・・反応管 ・・・・排気系 １０１．４０１．５０１ ・・ｎ型オーミック電極 １０３．４０３．５０３− − ｎ型ＧａＡｓバッファ
層 １０６．４０６．５０６・・Ｐ型ＧａＡｓ層１０７・・
・・・・・・・・ｎ型ＧａＡｓブロッキング層 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉（他１名）第２）剖
ド型半導体レーザの主要断面図。 第２図は本発明の実施例におけるウィンド型半導体レー
ザの製造装置の主要構成図。 第３図は本発明の実施例におけるウィンド型半導体レー
ザの注入電流に対する光出力を示す図。 第４図（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施例におけるウ
ィンド型半導体レーザの製造工程を示す斜視図。 第５図（ａ）〜（Ｃ）は従来のウィンド型レーザの主要
断面図。 １０８、 ４０８゜ １１２．４１２ ・ ・ ・ ・ ・２０２ ・ ・
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・２０３ ・ ・ ２０４ ・ ・ ２０５ ・ ・ ２０８ ・ ・ ２０９ ・ ２１０・・ ２１２ ・ ・ ５０８・・Ｐ型オーミック電 極 ・Ｚｎ５ｅ層 ・シリンドリカルレ ンズ ・・・・ミラー ・・・・合成石英凹レンズ ・・・・合成石英凸レンズ ・・・・高周波発振器 ・・・・原料ガス導入系 ・・・・反応管 ・・・・排気系 １０１．４０１．５０１ ・・ｎ型オーミック電極 １０３．４０３．５０３− − ｎ型ＧａＡｓバッファ
層 １０６．４０６．５０６・・Ｐ型ＧａＡｓ層１０７・・
・・・・・・・・ｎ型ＧａＡｓブロッキング層 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉（他１名）第２）剖
Claims (1)
- 半導体基板上に半導体下部クラッド層、半導体活性層、
半導体上部クラッド層が順次積層されたダブルヘテロ接
合を有し、該活性層の共振器端面近傍には該活性層のバ
ンドギャップより大なるバンドギャップを有するウィン
ド領域をもち、前記ウインド領域のIII−Ｖ族化合物半
導体薄膜の混晶組成比が該活性層の混晶組成比と異なる
ウィンド型半導体レーザにおいて、前記ウィンド領域の
上部に高抵抗半導体層を有することを特徴とする半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20903388A JPH0258288A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20903388A JPH0258288A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0258288A true JPH0258288A (ja) | 1990-02-27 |
Family
ID=16566143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20903388A Pending JPH0258288A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0258288A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009117695A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Nichia Corp | 半導体レーザ素子 |
| US8548023B2 (en) | 2007-11-08 | 2013-10-01 | Nichia Corporation | Semiconductor laser element |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP20903388A patent/JPH0258288A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009117695A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Nichia Corp | 半導体レーザ素子 |
| US8548023B2 (en) | 2007-11-08 | 2013-10-01 | Nichia Corporation | Semiconductor laser element |
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