JPH03204986A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JPH03204986A JPH03204986A JP25290A JP25290A JPH03204986A JP H03204986 A JPH03204986 A JP H03204986A JP 25290 A JP25290 A JP 25290A JP 25290 A JP25290 A JP 25290A JP H03204986 A JPH03204986 A JP H03204986A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 24
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 10
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 abstract description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
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〕
本発明はストライプ型の半導体レーザ素子に関するもの
である。
である。
従来、このような分野の技術としては、例えば特公昭５
４−５２７３号に開示されたものが知られている。この
半導体レーザ素子はファブリ・ベロー型共振器をなすス
トライプ領域でクラッド層が断面凸形状にされており、
この両側の段差の低い部分には、レーザ発振光を吸収す
る光吸収層が形成されている。この従来素子によれば、
いわゆる横モードを制御して閾値電流の低減を図ること
ができる。
４−５２７３号に開示されたものが知られている。この
半導体レーザ素子はファブリ・ベロー型共振器をなすス
トライプ領域でクラッド層が断面凸形状にされており、
この両側の段差の低い部分には、レーザ発振光を吸収す
る光吸収層が形成されている。この従来素子によれば、
いわゆる横モードを制御して閾値電流の低減を図ること
ができる。
〔発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来素子ではレーザ発振光を吸収し
て横モードを制御しているために、必然的に光吸収層に
発熱が生じる。一般に、半導体レーザ素子を動作中に活
性層が温度上昇すると、レーザ発振特性が低下すること
が知られている。従って、活性層の近傍に配置される光
吸収層が発熱すると、活性層の温度が上昇してレーザ特
性が悪化する。
て横モードを制御しているために、必然的に光吸収層に
発熱が生じる。一般に、半導体レーザ素子を動作中に活
性層が温度上昇すると、レーザ発振特性が低下すること
が知られている。従って、活性層の近傍に配置される光
吸収層が発熱すると、活性層の温度が上昇してレーザ特
性が悪化する。
本発明はかかる問題点を解決することを課題としている
。
。
本発明に係る半導体レーザ素子は、活性層を２つのクラ
ッド層で挟み、これらのクラッド層を介してストライプ
状に電流を注入することにより活性層を励起させる構造
のものにおいて、２つのクラッド層の少なくともいずれ
か一方は、ストライプ状の電流注入領域で活性層の反対
側に向って凸型になるよう厚く形成され、凸型のクラッ
ド層の薄く形成された部分には、当該クラッド層よりも
高屈折率でバンドギャップエネルギーがレーザ発振波長
に対応するエネルギーより大きい材料からなる光発散層
が形成されていることを特徴とする。
ッド層で挟み、これらのクラッド層を介してストライプ
状に電流を注入することにより活性層を励起させる構造
のものにおいて、２つのクラッド層の少なくともいずれ
か一方は、ストライプ状の電流注入領域で活性層の反対
側に向って凸型になるよう厚く形成され、凸型のクラッ
ド層の薄く形成された部分には、当該クラッド層よりも
高屈折率でバンドギャップエネルギーがレーザ発振波長
に対応するエネルギーより大きい材料からなる光発散層
が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る半導体レーザ素子は、光を発散させる特性
を持った光発散層で横モードを制御しているので、活性
層の近くでは発熱がなく従って活性層が温度上昇するこ
ともない。
を持った光発散層で横モードを制御しているので、活性
層の近くでは発熱がなく従って活性層が温度上昇するこ
ともない。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例に係る半導体レーザ素子の断面
図である。図示の通り、裏面にｎ型電極１が形成された
ｎ型基板２の上面には、ｎ型の基板側クラッド層３と、
これより高屈折率でかつ薄い活性層４と、これより低屈
折率でｎ型の凸型クラッド層５が順次に積層されている
。ここで、凸型クラッド層５はレーザ発振器の方向にス
トライプ状の断面凸形状となるよう、段差を有して形成
されている。そして、凸部の両側すなわち段差の低い側
には、凸型クラッド層５より高屈折率であって、しかも
バンドキャップエネルギーＥ がし−ザ発振光のエネル
ギーよりも高い半導体からなる光発散層６が形成されて
いる。この凸型クラッド層５と光発散層６の上にはｐ型
コンタクト層７が形成され、さらにその上にｐ型電極８
とメツキ層９が形成されることにより、いわゆるストラ
イプ構造半導体レーザ素子が構成されている。
図である。図示の通り、裏面にｎ型電極１が形成された
ｎ型基板２の上面には、ｎ型の基板側クラッド層３と、
これより高屈折率でかつ薄い活性層４と、これより低屈
折率でｎ型の凸型クラッド層５が順次に積層されている
。ここで、凸型クラッド層５はレーザ発振器の方向にス
トライプ状の断面凸形状となるよう、段差を有して形成
されている。そして、凸部の両側すなわち段差の低い側
には、凸型クラッド層５より高屈折率であって、しかも
バンドキャップエネルギーＥ がし−ザ発振光のエネル
ギーよりも高い半導体からなる光発散層６が形成されて
いる。この凸型クラッド層５と光発散層６の上にはｐ型
コンタクト層７が形成され、さらにその上にｐ型電極８
とメツキ層９が形成されることにより、いわゆるストラ
イプ構造半導体レーザ素子が構成されている。
次に、上記実施例に係る半導体レーザ素子の作用を説明
する。
する。
メツキ層９およびｐ型電極８から注入された電流（駆動
電流）は、ｐ型コンタクト層７を介して凸型クラッド層
５のストライプ状の凸部に注入される。ここで、光発散
層６を凸型クラッド層５と反対導電型（ｎ型）とするこ
とにより、駆動電流はストライプ領域に効率よく注入さ
れる。注入電流は活性層４を流れて発光を生じさせた後
、ｎ型の基板側クラッド層３からｎ型基板２へ流れてｎ
型電極１から外部に流れる。
電流）は、ｐ型コンタクト層７を介して凸型クラッド層
５のストライプ状の凸部に注入される。ここで、光発散
層６を凸型クラッド層５と反対導電型（ｎ型）とするこ
とにより、駆動電流はストライプ領域に効率よく注入さ
れる。注入電流は活性層４を流れて発光を生じさせた後
、ｎ型の基板側クラッド層３からｎ型基板２へ流れてｎ
型電極１から外部に流れる。
ここで、光発散層６はフォトルミネッセンスの発光波長
が活性層４のそれより短波長であるため、レーザ発振光
をほとんど吸収しない。このため、光発散層６が発熱す
るようなことは少なくなる。
が活性層４のそれより短波長であるため、レーザ発振光
をほとんど吸収しない。このため、光発散層６が発熱す
るようなことは少なくなる。
また、光発散層６は凸型クラッド層５よりも高屈折率と
されているため、クラッド層が厚ければ導波するはずの
光のモードが発散モードになり、従って横モードは制御
される。さらに、光発散層６で発散された光のかなりの
部分は半導体レーザ素子の外部に発散されるので、半導
体レーザ素子が全体的に発熱することもない。また、レ
ーザ発振光の一部がｐ型コンタクト層７、ｐ型電極８な
どで吸収されても、活性層４から離れているのでレーザ
特性を悪化させない。
されているため、クラッド層が厚ければ導波するはずの
光のモードが発散モードになり、従って横モードは制御
される。さらに、光発散層６で発散された光のかなりの
部分は半導体レーザ素子の外部に発散されるので、半導
体レーザ素子が全体的に発熱することもない。また、レ
ーザ発振光の一部がｐ型コンタクト層７、ｐ型電極８な
どで吸収されても、活性層４から離れているのでレーザ
特性を悪化させない。
上記実施例の半導体レーザ素子は、具体的には次のよう
に構成される。
に構成される。
まず、ｎ型電極１としてはＡｕ−５ｎが用いられ、ｎ型
基板２には厚さ１００μｍのｎ−ＧａＡｓ基板が用いら
れる。ｎ型の基板側クラッド層３としては厚さ１μｍ程
度のｎ −（Ａｉ） ｏ、５Ｇａ ） Ｉｎ
Ｐエピタキシャル層が用０．５ ０．５ ０．
５ いられ、活性層４としては厚さ０．１μｍでノンドープ
のＧａＩｎＰエピタキシャル層が用いられる。凸型クラ
ッド層５としてはｐ −（ＡＩ！ｏ、５Ｇａ ）
Ｉｎ Ｐエピタキシャル層が用０．５ ０．
５ ０．５ いられ、ストライプ部分で厚さ１μｍ１段差の低い部分
で厚さ０．３μｍとされる。光発散層６としてはｎ−（
ＡＩ！ Ｇａ ） ＩｎＯ，１０，９０，
５０，５ Ｐ工ピタキシヤル層が用いられ、厚さを０．７μｍとす
ることで上面が凸型クラッド層５のストライプ部上面と
一致される。ｐ型コンタクト層７としては厚さ０．１μ
ｍのＰ−ＧａＡｓエピタキシャル層が用いられ、ｐ型電
極８には厚さ０．５μｍのＡｕ Ｚｎｓメツキ層９には
Ａｕが用いられる。
基板２には厚さ１００μｍのｎ−ＧａＡｓ基板が用いら
れる。ｎ型の基板側クラッド層３としては厚さ１μｍ程
度のｎ −（Ａｉ） ｏ、５Ｇａ ） Ｉｎ
Ｐエピタキシャル層が用０．５ ０．５ ０．
５ いられ、活性層４としては厚さ０．１μｍでノンドープ
のＧａＩｎＰエピタキシャル層が用いられる。凸型クラ
ッド層５としてはｐ −（ＡＩ！ｏ、５Ｇａ ）
Ｉｎ Ｐエピタキシャル層が用０．５ ０．
５ ０．５ いられ、ストライプ部分で厚さ１μｍ１段差の低い部分
で厚さ０．３μｍとされる。光発散層６としてはｎ−（
ＡＩ！ Ｇａ ） ＩｎＯ，１０，９０，
５０，５ Ｐ工ピタキシヤル層が用いられ、厚さを０．７μｍとす
ることで上面が凸型クラッド層５のストライプ部上面と
一致される。ｐ型コンタクト層７としては厚さ０．１μ
ｍのＰ−ＧａＡｓエピタキシャル層が用いられ、ｐ型電
極８には厚さ０．５μｍのＡｕ Ｚｎｓメツキ層９には
Ａｕが用いられる。
なお、光発散層６は活性層４と同一の組成とすることも
できる。すなわち、光発散層６をＧａＩｎＰで形成すれ
ば、エピタキシャル層の成長条件によりフォトルミネッ
センスの発光波長が変えられる。そこで、活性層４とし
ては発光波長が６８０ ｎｉとなるＧａ Ｉｎ Ｐエピ
タキシャル層を用い、光発散層６としては発光波長が６
６０ ｎａ＋となるＧａＩｎＰエピタキシャル層を用い
ればよい。
できる。すなわち、光発散層６をＧａＩｎＰで形成すれ
ば、エピタキシャル層の成長条件によりフォトルミネッ
センスの発光波長が変えられる。そこで、活性層４とし
ては発光波長が６８０ ｎｉとなるＧａ Ｉｎ Ｐエピ
タキシャル層を用い、光発散層６としては発光波長が６
６０ ｎａ＋となるＧａＩｎＰエピタキシャル層を用い
ればよい。
以上、詳細に説明した通り、本発明の半導体レーザ素子
によれば、光を発散させる特性を持った光発散層で横モ
ードを制御しているので、発熱がなく従って活性層が温
度上昇することもない。このため、温度特性に優れた信
頼性の高い半導体レーザ素子を実現することができる。
によれば、光を発散させる特性を持った光発散層で横モ
ードを制御しているので、発熱がなく従って活性層が温
度上昇することもない。このため、温度特性に優れた信
頼性の高い半導体レーザ素子を実現することができる。
第１図は本発明の実施例に係る半導体レーザ素子の断面
図である。 １・・・ｎ型電極、２・・・ｎ型基板、３・・・凸型の
基板側クラッド層、４・・・活性層、５・・・凸型クラ
ッド層、６・・・光発散層、７・・・ｐ型コンタクト層
、８・・・ｐ型電極、９・・・メツキ層。
図である。 １・・・ｎ型電極、２・・・ｎ型基板、３・・・凸型の
基板側クラッド層、４・・・活性層、５・・・凸型クラ
ッド層、６・・・光発散層、７・・・ｐ型コンタクト層
、８・・・ｐ型電極、９・・・メツキ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 活性層を２つのクラッド層で挟み、これらのクラッド層
を介してストライプ状に電流を注入することにより前記
活性層を励起させる構造の半導体レーザ素子において、 前記２つのクラッド層の少なくともいずれか一方は、前
記ストライプ状の電流注入領域で前記活性層の反対側に
向って凸型になるよう厚く形成され、 前記凸型のクラッド層の薄く形成された部分には、当該
クラッド層よりも高屈折率でバンドギャップエネルギー
がレーザ発振波長に対応するエネルギーより大きい材料
からなる光発散層が形成されていることを特徴とする半
導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252A JP2549182B2 (ja) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252A JP2549182B2 (ja) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03204986A true JPH03204986A (ja) | 1991-09-06 |
| JP2549182B2 JP2549182B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=11468748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000252A Expired - Lifetime JP2549182B2 (ja) | 1990-01-05 | 1990-01-05 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549182B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07162093A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-06-23 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2006210413A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sharp Corp | 投影マスクならびに半導体デバイスの製造方法および製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545273A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Toshiba Corp | Vapor removing device |
| JPS6482686A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Nec Corp | Semiconductor laser |
-
1990
- 1990-01-05 JP JP2000252A patent/JP2549182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545273A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Toshiba Corp | Vapor removing device |
| JPS6482686A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Nec Corp | Semiconductor laser |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07162093A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-06-23 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2006210413A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sharp Corp | 投影マスクならびに半導体デバイスの製造方法および製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2549182B2 (ja) | 1996-10-30 |
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