JPH0388382A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0388382A JPH0388382A JP22610089A JP22610089A JPH0388382A JP H0388382 A JPH0388382 A JP H0388382A JP 22610089 A JP22610089 A JP 22610089A JP 22610089 A JP22610089 A JP 22610089A JP H0388382 A JPH0388382 A JP H0388382A
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- laser
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- gainp
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
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- 229910016920 AlzGa1−z Inorganic materials 0.000 abstract 1
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- 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POS、FAシステム等のバーコードリーダー
用および光計測等の光源に用いられる半導体レーザに関
し、発振波長が680nm以下のAJGaInP系可視
光半導体レーザに関する。
用および光計測等の光源に用いられる半導体レーザに関
し、発振波長が680nm以下のAJGaInP系可視
光半導体レーザに関する。
第3図(A)は、従来の利得ガイド型のAfGaInP
系可視光半導体レーザの構造を示す斜視図で、同図(B
)は(A)のI−1’における断面図、(C)は(A)
のn−n’における断面図、(D)は(A)のm−m’
における断面図である(例えば、昭和61年度電子通信
学会予稿集P、4−92)。図中1は5n−GaAs基
板であり、この基板1上にはn−AlGaInPクラッ
ド層2.GaInP活性層3.アンドープAj7GaI
nPクラッド層4、P型AfGaInPクラッド層5+
p GaInPエツチング停止層6.n型GaAs電
流阻止層7.及びp型GaAsキャップ層8からなるダ
ブルヘテロ接合構造が形成されている。
系可視光半導体レーザの構造を示す斜視図で、同図(B
)は(A)のI−1’における断面図、(C)は(A)
のn−n’における断面図、(D)は(A)のm−m’
における断面図である(例えば、昭和61年度電子通信
学会予稿集P、4−92)。図中1は5n−GaAs基
板であり、この基板1上にはn−AlGaInPクラッ
ド層2.GaInP活性層3.アンドープAj7GaI
nPクラッド層4、P型AfGaInPクラッド層5+
p GaInPエツチング停止層6.n型GaAs電
流阻止層7.及びp型GaAsキャップ層8からなるダ
ブルヘテロ接合構造が形成されている。
この構造を有する半導体レーザは通常MOUPE法、ま
たはMBE法によって製造される。ここでは量産性に優
れたMOUPE法を用いた場合について述べる。
たはMBE法によって製造される。ここでは量産性に優
れたMOUPE法を用いた場合について述べる。
まず、1回目のMOVPE成長によってn型A17Ga
InPクラッド層2からn型GaAs電流阻止層7まで
の6層構造を順次形成し、n型GaAs電流阻止層7の
一部にp型Ga I nPエツチング停止N6が露出す
るストライプ状の溝9を形成する。続いて2回目のMO
VPE成長によって溝9を含むn型GaAs電流阻止層
7上にp型GaAsキャップ層8が形成されている。
InPクラッド層2からn型GaAs電流阻止層7まで
の6層構造を順次形成し、n型GaAs電流阻止層7の
一部にp型Ga I nPエツチング停止N6が露出す
るストライプ状の溝9を形成する。続いて2回目のMO
VPE成長によって溝9を含むn型GaAs電流阻止層
7上にp型GaAsキャップ層8が形成されている。
この構造では電流狭窄はp型G a A sキャップ層
8とn型G a A s電流阻止層7により行なわれる
。またp型GaInPエツチング停止層6は溝9を形成
する際にn型GaAs電流阻止層7だけが、化学エツチ
ングされるためのエツチング停止の役割をしており、ま
たp型AnGa InPクラッド層5とp型GaAsキ
ャップ層8との間の電気抵抗を目的とするものである。
8とn型G a A s電流阻止層7により行なわれる
。またp型GaInPエツチング停止層6は溝9を形成
する際にn型GaAs電流阻止層7だけが、化学エツチ
ングされるためのエツチング停止の役割をしており、ま
たp型AnGa InPクラッド層5とp型GaAsキ
ャップ層8との間の電気抵抗を目的とするものである。
このようにして、利得ガイド型の半導体レーザが構成さ
れる。
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の半導体レーザでは、以下に述べるような
結晶成長上の問題点がある。すなわち、AJGaInP
系の化合物半導体をMOVPE法によって結晶成長する
場合、下地結晶の面方位が(100)GaAs基板上に
成長させたGa I nP結晶がアンドープでは、Ga
とInが交互に規則配列する自然超格子が形成され、バ
ンドギャップが1.85eV程度となるが、これにZn
等のドーパントがI X 10 ”an−”以上高濃度
に拡散されると、GaとInの規則配列がくずれて、無
秩序状態とkす、バンドギャップは、50meV程度大
きくなる。従って、活性層の全上面に、アンドープのA
JGalnPクラッド層が設けられている従来の半導体
レーザでは、p−AIGaInPクラッド層中のZnが
活性層へ拡散されないために、活性層は全面にわたり、
超格子状態を保っており、共振器長方向におけるバンド
ギャップエネルギーは、はぼ均一に1.85eVであっ
た。しかし、この構造では、レーザ出力が強くなると、
端面付近で光が吸収され、端面温度が上昇するために、
ついには端面近傍の結晶が溶融してしまう、いわゆる光
学損傷の現象が起きる。このため、高出力動作ができな
いという欠点がある。
結晶成長上の問題点がある。すなわち、AJGaInP
系の化合物半導体をMOVPE法によって結晶成長する
場合、下地結晶の面方位が(100)GaAs基板上に
成長させたGa I nP結晶がアンドープでは、Ga
とInが交互に規則配列する自然超格子が形成され、バ
ンドギャップが1.85eV程度となるが、これにZn
等のドーパントがI X 10 ”an−”以上高濃度
に拡散されると、GaとInの規則配列がくずれて、無
秩序状態とkす、バンドギャップは、50meV程度大
きくなる。従って、活性層の全上面に、アンドープのA
JGalnPクラッド層が設けられている従来の半導体
レーザでは、p−AIGaInPクラッド層中のZnが
活性層へ拡散されないために、活性層は全面にわたり、
超格子状態を保っており、共振器長方向におけるバンド
ギャップエネルギーは、はぼ均一に1.85eVであっ
た。しかし、この構造では、レーザ出力が強くなると、
端面付近で光が吸収され、端面温度が上昇するために、
ついには端面近傍の結晶が溶融してしまう、いわゆる光
学損傷の現象が起きる。このため、高出力動作ができな
いという欠点がある。
本発明は、このような問題点を解決し、高出力のA17
GaInP系半導体レーザを提供するものである。
GaInP系半導体レーザを提供するものである。
本発明の半導体レーザは、AI;!GaInP系半導体
レーザにおいて、GaInP活性層とp型A#GaIn
Pクラッド層の間のアンドープA1GaInP層が、少
なくとも一方のレーザ出射端面近傍を除く領域に設けら
れている構造を有している。
レーザにおいて、GaInP活性層とp型A#GaIn
Pクラッド層の間のアンドープA1GaInP層が、少
なくとも一方のレーザ出射端面近傍を除く領域に設けら
れている構造を有している。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(A)は、本発明の第一の実施例における半導体
レーザの斜視図である。第1図(B) 、 (C) 、
(D)は、第1図(A)ニオけ61−1’ II
−If’ lll−■′の断面図である。本素子は
、MOVPE法により製造され、次のように構造を有す
る。GaAs基板1上にn型(Aia4Gaa、s)
asI nIl、sPクラッド層2を1.Oum、Ga
InP活性層3を700人、アンドープ(A II 0
.a G a 16) 0.5 I n 0.sPクラ
ッド層4を0.1μm成長したのちに、アンドープ(A
j7a*Game)asI n0.gPクラッド層4の
レーザ出射端面より20μmをエツチングにより取り除
く、引き続き、Zn濃度3 X I O”cm−’をも
つp型(A j’ 0.s G a as) 0.s
I n chs Pクラッド層5を1.2μm、p型G
aInPエツチング阻止層6を600人、n型GaAs
電流阻止層7を0.6μm成長したのち、電流狭窄のた
めに溝幅7μmの溝9を施し、この上にQaAsキャッ
プ層8を2.0μm埋込み成長して製造された共振器長
300μmの半導体レーザである。ここで、成長中にp
型(Aj7a40ams)asIn0.sPクラッド層
層中中Znは、隣接する層へ拡散をおこす。このとき、
レーザ出射面近傍では、アンドープ(Al2O,4Ga
as)wsIn0.5Pクラッド層4が取り除かれてい
るために、p型(A II a4G a 0.s) a
、sI n 0.s Pクラッド層5中のZnは、Ga
InP活性層3へ直接拡散される。このために、GaI
nP活性層3のGaとInの規則配列がくずれて、烈秩
序領域eが形成され、そのバンドギャップエネルギーは
、1.92eVとなった。一方、アンドープ(Afa4
Gaai)asIn0.5Pクラッド層4と接している
GaInP活性層3はp型(A II as G a
as) 0.5InILaPクラッド層5中のZnが、
アンドープ(Af、4Ga0.5)aiIn0.5Pク
ラッド層4へ拡散されるにとどまり、Ga I nP活
性層3のGaとInの規則配列が保たれて、自然超格子
領域fのバンドギャップエネルギーは、1.85eVで
ある。
レーザの斜視図である。第1図(B) 、 (C) 、
(D)は、第1図(A)ニオけ61−1’ II
−If’ lll−■′の断面図である。本素子は
、MOVPE法により製造され、次のように構造を有す
る。GaAs基板1上にn型(Aia4Gaa、s)
asI nIl、sPクラッド層2を1.Oum、Ga
InP活性層3を700人、アンドープ(A II 0
.a G a 16) 0.5 I n 0.sPクラ
ッド層4を0.1μm成長したのちに、アンドープ(A
j7a*Game)asI n0.gPクラッド層4の
レーザ出射端面より20μmをエツチングにより取り除
く、引き続き、Zn濃度3 X I O”cm−’をも
つp型(A j’ 0.s G a as) 0.s
I n chs Pクラッド層5を1.2μm、p型G
aInPエツチング阻止層6を600人、n型GaAs
電流阻止層7を0.6μm成長したのち、電流狭窄のた
めに溝幅7μmの溝9を施し、この上にQaAsキャッ
プ層8を2.0μm埋込み成長して製造された共振器長
300μmの半導体レーザである。ここで、成長中にp
型(Aj7a40ams)asIn0.sPクラッド層
層中中Znは、隣接する層へ拡散をおこす。このとき、
レーザ出射面近傍では、アンドープ(Al2O,4Ga
as)wsIn0.5Pクラッド層4が取り除かれてい
るために、p型(A II a4G a 0.s) a
、sI n 0.s Pクラッド層5中のZnは、Ga
InP活性層3へ直接拡散される。このために、GaI
nP活性層3のGaとInの規則配列がくずれて、烈秩
序領域eが形成され、そのバンドギャップエネルギーは
、1.92eVとなった。一方、アンドープ(Afa4
Gaai)asIn0.5Pクラッド層4と接している
GaInP活性層3はp型(A II as G a
as) 0.5InILaPクラッド層5中のZnが、
アンドープ(Af、4Ga0.5)aiIn0.5Pク
ラッド層4へ拡散されるにとどまり、Ga I nP活
性層3のGaとInの規則配列が保たれて、自然超格子
領域fのバンドギャップエネルギーは、1.85eVで
ある。
すなわち、レーザ出射端面近傍の無秩序領域eは、自然
超格子領域fのバンドギャップより50me■小さくな
るために、レーザ光に対して、無秩序領域e(レーザ出
射端面近傍)が透明となり、端面での光吸収が低減され
る。
超格子領域fのバンドギャップより50me■小さくな
るために、レーザ光に対して、無秩序領域e(レーザ出
射端面近傍)が透明となり、端面での光吸収が低減され
る。
これにより端面近傍の温度上昇が緩和されて、端面破壊
が起り難くなり、高出力動作が可能となった。
が起り難くなり、高出力動作が可能となった。
第2図(A)は、本発明、の実施例20半導体レーザの
斜視図である。第2図(B) 、 (C) 、 (D)
はそれぞれ第2図(A)におけるI−1’ n−1
t’ [[I−m′の断面図である。
斜視図である。第2図(B) 、 (C) 、 (D)
はそれぞれ第2図(A)におけるI−1’ n−1
t’ [[I−m′の断面図である。
第1の実施例と同様に、MOVPE法により各層を成長
する。ただし、アンドープ(A II at G a
0.s)。5Ina3Pクラッド層4は、半導体レーザ
の両端面近傍から20μmずつエツチングにより取り除
く。
する。ただし、アンドープ(A II at G a
0.s)。5Ina3Pクラッド層4は、半導体レーザ
の両端面近傍から20μmずつエツチングにより取り除
く。
これにより、両端面での光吸収が低減され、第1の実施
例より、さらに、高出力動作が可能となる利点が得られ
る。
例より、さらに、高出力動作が可能となる利点が得られ
る。
以上説明したように、本発明の半導体レーザは、3In
GaP活性層とZnドープされたp型AnGaInPク
ラッド層との間にアンドープAnGaInP層を少なく
ともレーザ出射端面近傍を除く領域に設ける構造とする
ことにより、p型AIIGaInPクラッド層のZnが
GaInP活性層へ選択的に拡散される。これにより、
この半導体レーザは、共振器方向でバンドギャップエネ
ルギーに差が生じて、レーザ出射面近傍の無秩序領域は
、レーザの光に対して透明になる゛ために、端面での温
度上昇が緩和され、端面破壊が起り難くなり、高出力動
作が可能になる効果がある。
GaP活性層とZnドープされたp型AnGaInPク
ラッド層との間にアンドープAnGaInP層を少なく
ともレーザ出射端面近傍を除く領域に設ける構造とする
ことにより、p型AIIGaInPクラッド層のZnが
GaInP活性層へ選択的に拡散される。これにより、
この半導体レーザは、共振器方向でバンドギャップエネ
ルギーに差が生じて、レーザ出射面近傍の無秩序領域は
、レーザの光に対して透明になる゛ために、端面での温
度上昇が緩和され、端面破壊が起り難くなり、高出力動
作が可能になる効果がある。
第1図(A)、第2図(A)はそれぞれ本発明の第1、
第2の実施例における半導体レーザの斜視図である。第
3図(A)は、従来例の半導体レーザの斜視図である。 第1図、第2図、第3図の各(B)。 (C) 、 (D)は、それぞれの各図(A)における
I−1’ It−II’ 、 l1l−III’の
断面図である。 第1図、第2図、第3図において、 1 ・・−GaAs基板、2− n型(A II 0.
a G a ha)0.5Ina、sPクラッド層、3
−G a I n P活性層、4・・・・・・アンドー
プ(A II 14 G a 0.g) a、s I
n、as Pクラッド層、5・・・・・・p型(A I
I 、4 G & aa) as I n 0.sPク
ラッド層、6・・・・・・Ga I nPエツチングス
トップ層、7・・・・・・n型GaAs電流阻止層、8
・・・・・・p型GaAsキャップ層、e・・・・・・
無秩序領域、f・・・・・・自然超格子領域。
第2の実施例における半導体レーザの斜視図である。第
3図(A)は、従来例の半導体レーザの斜視図である。 第1図、第2図、第3図の各(B)。 (C) 、 (D)は、それぞれの各図(A)における
I−1’ It−II’ 、 l1l−III’の
断面図である。 第1図、第2図、第3図において、 1 ・・−GaAs基板、2− n型(A II 0.
a G a ha)0.5Ina、sPクラッド層、3
−G a I n P活性層、4・・・・・・アンドー
プ(A II 14 G a 0.g) a、s I
n、as Pクラッド層、5・・・・・・p型(A I
I 、4 G & aa) as I n 0.sPク
ラッド層、6・・・・・・Ga I nPエツチングス
トップ層、7・・・・・・n型GaAs電流阻止層、8
・・・・・・p型GaAsキャップ層、e・・・・・・
無秩序領域、f・・・・・・自然超格子領域。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成したダブルヘテロ接合構造部が、A
lGaInP系の半導体で成る半導体レーザにおいて、
少なくとも(Al_xGa_1_−_x)_0_._5
In_0_._5(0≦x≦1)活性層とp型の(Al
_yGa_1_−_y)_0_._5In_0_._5
P(0≦y≦1)とで挟まれたアンドープの(Al_z
Ga_1_−_z)_0_._5In_0_._5P層
(0≦z≦1)がレーザ出射端面近傍の一方もしくは両
方を除く領域に形成されてい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 |
---|---|---|---|
JP22610089A JPH0388382A (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22610089A JPH0388382A (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 半導体レーザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0388382A true JPH0388382A (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=16839829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22610089A Pending JPH0388382A (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0388382A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5661741A (en) * | 1994-06-07 | 1997-08-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device, laser amplifier, and integrated light amplifier and wavelength variable filter |
US6608739B1 (en) | 1999-10-14 | 2003-08-19 | Alps Electric Co., Ltd. | Spin valve thin film magnetic element having first and second free magnetic layers having antiparallel magnetization directions |
JP2005223287A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
-
1989
- 1989-08-30 JP JP22610089A patent/JPH0388382A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5661741A (en) * | 1994-06-07 | 1997-08-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device, laser amplifier, and integrated light amplifier and wavelength variable filter |
US6608739B1 (en) | 1999-10-14 | 2003-08-19 | Alps Electric Co., Ltd. | Spin valve thin film magnetic element having first and second free magnetic layers having antiparallel magnetization directions |
JP2005223287A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
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