JPH0395986A - 半導体レーザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザ、特に情報処理用半導体レーザに
関するものである。

〔従来の技術〕

ＡＩＧａＡｓ／ＧａＡｓ等の結晶材料を用いた可視光半
導体レーザは、小型であク低消費電カで高効率の室温連
続発振を行うことができるので、光方式のディジタル・
オーディオ・ディスク（ＤＡＤ）用光源として最適であ
υ実用化されつつある。この半導体レーザは光ディスク
等の光書きこみ用光源としての需要も高まう、この要求
を満たすため大光出力発振に耐えうる半導体レーザの研
究開発が進められている。特に最近では、これらの半導
体レーザの需要の急速な高１りに対応するため大量生産
が行われるようになってきた。

ｋｌ　Ｇａ　Ａｓ　／Ｇａ　Ａｓ半導体レーザの製法と
して従来からの液相成長法が用いられてきた。これに対
して有機金属を用いた気相或長法（ＭＯＶＰＥと略記す
る）は量差性と精密な膜厚制御性とを兼ね備えているこ
とから、今や光デバイス作製のためのきわめて重要な技
術の一つとなっている。特にディビ．　ス（　Ｒ．Ｄ，
　Ｄｕｐｕｉｓ　）とダビカ，ｘ．　（　Ｐ，Ｄ，　Ｄ
ａｐｋｕｓ　）とがアプライド●７イジックス・レター
ズ（　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ　）　１９７７年、３１巻、７号、４６６頁から４６
８頁に「ルーム・テンベラチャ・オペレーシッン◆オプ
・Ｇａｐ−，入ｌｘＡｓ／（｝ａＡｓ−ダフ゜ルＩ１　
ヘテロストラクチャ・レーザース・グロウン・パイ・メ
タルオルガニ，ク●ケくカル・ベーバ・デポジション（
Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏ
ｎ　ｏｆロａｓ−ｘｋｌｘＡｓ／ＧａＡｓ　　ｄｏｕｂ
ｌｅ−ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　　ｌａｓｅｒ
ｓｇｒｏｗｎ　ｂｙ　ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）
　Ｊという表題で発表して以来その実用性が着目され、
ＭＯＶＰＥ法を用いたＡ／ＧａＡ　ｓ　／　Ｇ　ａ　Ａ
　ｓ半導体レーザの研究が進められるようになった。

更に最近では、このＭＯＶ｝”Ｅ技術の特長の一つであ
る薄膜或長技術を利用してｌＱｎｍ程度以下の薄い異な
った半導体層膜を交互に積み重ねて成長する、いわゆる
超格子層の或長が試みられている。筐た、この超格子を
活性層に利用して電子の量子化された準位が禁制帯内に
局在する現象を利用した多重量子井戸（　Ｍｕｌｔｉ−
Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｗｅｌｌ，ＭＱＷと略記する）へテロ
、溝造レーザの研究が行なわれている。この超格子の現
象として、レイディック（　Ｗ，　Ｄ，　ｌ，ａｉｄｉ
ｇ　）　，ホ’　二−ｙ　ｙク（Ｎ，Ｈｏｌｏｎｙａｋ
　）　，　カムラス（　Ｄ，　Ｃａｍｒａｓ　）　，　
ヘス（Ｋ，Ｈｅｓｓ），　　：ｙ−ル−ｒｙ（Ｊ，Ｊ．
Ｃｏｌｅｍａｎ），ダブカス（　Ｐ．Ｄ．Ｄａｐｋｕｓ
　）　，バーデ４　　ｙ（Ｊ，Ｂａｒｄｅｅｎ　）はア
プライド・フィジ，クス・レターズ（　Ａｐｐｌｉｅｄ
　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）誌、１９８１年
、３８巻、ｌＯ号、７７６頁から７７８頁にわたって「
ディスオーダ●オプ●アン・入ｌＡｓ−ＧａＡｓ・スー
パーラティス・パイ・インビーリティ●デ４７．−ジ，
　ｙ　（　Ｄｉｓｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ａｎ　ＡＩＡｓ−
ＧａＡｓ　ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｂｙ　ｉｍｐｕｒ
ｉｔｙ　ｄｉｆｆｕ−ｓｉｏｎ　）　Ｊ　と題して、Ａ
ＩＡｓ−Ｇａ　　Ａｓ超格子に不純物（Ｚｎ）を拡散す
るとＡ／ＡｓとＧａＡｓとが混晶化してＡｌｘＧａ１−
ｘＡｓになることを発表している。

これらの特長を用いてスズキ（　Ｙ，　Ｓｕｚｕｋｉ　
）　，ホリコシ（　Ｙ，　Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉ　）　，
　＝ｒバヤ’／　（　Ｍ，　Ｋｏ−ｂａｙａｓｈｉ　）
ｔ　オカモト（　Ｈ，　Ｏｋａｍｏｔｏ　）はエレクト
ロニク７．−Ｖターズ（　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ）誌、１９８４年、２０巻、９号、３８３
頁から３８４頁にわたって「フアプリケ−Ｖｌｌン・オ
プ・ＧａＡ／Ａｓ・ウインドウ・ストライブ・マルチ・
カンタム・ウェル・ヘテロスト２クチャ・レーザース・
ユーティライジング●Ｚｎ・ディフユージ，ンーインデ
ューストーアロイング（　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆ
　ＧａＡＩＡｓ　　ｗｉｎｄｏｗ　ｓｔｒｉｐｅ　ｍｕ
ｌｔｉ−Ｑｕａｎ−ｔｕｎ−ｗｅｌｌ　ｈｅｔｅｒｏｓ
ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｌａｓｅｒｓ　ｕｔｉｌｉ−ｓｉｎ
ｇ　Ｚｎ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ　ａｌ
ｌａｙｉｎｇ　）　Ｊと題した発表を行い、上記の多３
１ｆ子井戸（ＭＱＷ）構造レーザの両反射面近傍にｚｎ
を拡散して混晶化することによりウインドウ構造にし、
大光出力発振可能なウインドウレーザを試作している。

この構造は第８図に示したようにｎ形ＧａＡｓ基板１０
０上にｎ形Ａｌｏ．ｚｓＧａａｙｓＡ８第１クラッド層
１０１，多重量子井戸（ＭＱＷ）の活性層１０２，共振
器の長て方向にリブ状の形状をもつｐ形Ａ−１　ｏ．　
ｚ　ｓＧａｌ７５　Ａｓ第２クラッド層１０３、この第
２クラド層リブ状の上にｐ形ＧａλＳキャ，ブ層１０４
を備え、両反射面近傍の活性層をその水平横全面にわた
ってＺｎを拡散して汎晶化し、ウインドウ構造１０５に
した形状になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記スズキ等の発表したウインドウストライプ多重量子
井戸へテロ構造レーザは、ある程度の高出力化は可能で
あることを示している。しかし、電流注入領域をかねた
リプ状構造によって光のガイディングをしているがガイ
ディング効果が小さく、その上両反射面近傍に活性層が
水平横方向全域にわたってウインドウ化しているため光
のガイド機構はなく、光は左右に大きく広がってしまい
、その結果スズキ等が発表している様にこのウインドウ
構造によって閾値電流が２倍以上上昇している。このた
め大光出力発振特性が低下するばかりでな〈、この構造
では大光出力発振時にｐいて安定な基本横モードを維持
するのは困難である。更に上記スズキ等のレーザでは光
情報処理用半導体レーザに必要な低雑音の特性はそなえ
てからす実用上その用途は限られている。

本発明の目的は、上記諸欠点を除去し、ＭＯＶＰＥ法の
特長を充分に生かして低閾値で高効率のレーザ発振をす
るのみならず，低雑音特性をもち安定な基本横モード発
振による大光出力発振が可能であり再現性シよび信頼性
のすぐれた半導体レーザを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前述の課題を解決するために本発明が提供するｉＪ１の
手段は、共振器の長手方向に共振器中央部分で幅が広く
両端面方向に向って幅が狭くなる凸状領域を形或した半
導体基板上に第１のクラッド層を備え、該第１のクラッ
ド層に隣接して互いにバンドギャップの異なる数十原子
層からなる二種の超薄膜層を交互に積み重ねた多重量子
井戸の活性層を備え、該活性層に隣接して該活性層よ９
も屈折率が小さくクラッド層よクも屈折率が大きい材質
からなるガイド層を備え、該ガイド層に隣接して該ガイ
ド層と反対の導ａ型を有し該ガイド層よりも屈折率の小
さい材質からなる第２のクラッド層を備えた多層構造を
有し、該凸状領域の両端面近傍では不純物を凸部の活性
層内まで拡散してその活性層を混晶化するとともに、該
不純物拡散領域から少くともキャリア拡散長以上はなれ
た共振器長で方向の領域に訟いて、該凸状領域の凸部に
位置するとともに共振器中央部分における該凸状領域の
凸部の幅よりも狭い幅をもつストライプ状の電流注入領
域を設けた事を特徴とする半導体レーザである。

本発明の第２の手段は上記第１の手段に釦いて該凸状領
域を凹状領域にするとともに該ガイド層と同じ組或をも
ち該第１クラッド層と同じ導！型をもつ第２のガイド層
を該第１のクラッド層と該活性層との間にそれぞれに隣
接して設けた事を特徴とする半導体レーザである。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図かよび第３
図はそれぞれ第１図のＡ−Ａ／　，　Ｂ−Ｂ’断面図で
ある。第４図は本発明の第２の実施例の斜視図、第５図
レよび第６図はそれぞれ第４図のＣ−ＣＩ，１）−Ｄ／
断面図である。

まず第７図に示すように（１００）ｆｆｉを表面とする
ｎ形Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板１０上にＳ　ｉ０２膜ｌ１を設
け、フォトレジスト法で共振器長で方向を３００μｍに
おいて、両端面での幅が３μｍ，共振器長中央の１５０
μｍでの幅が１２μｍとなり、かつ、その中心線が共振
器の長で方向と一致するような形状を残してその外部の
Ｓｉ０２膜１１を除去し、深さ１．０μｍ工，チングす
る（第７図）。この結果凸部領域ｌ２が形或される。

次にこのＳｉＯ＊＠Ｉｆを除去した後、ｎ形Ａｌｏ．ａ
ｓＧａＯ，５５　Ａｓ第１クラッド層ｌ３をＬ５μｍ戊
長し、次にアンドープのＧａＡｓを５　Ｏ　Ａ，アンド
ープの１１ｈｚ　ｏａＱ．８　Ａｓバリャー層を３ＯＡ
交互に或長レてＧａＡｓ層が７層とバリャー層が６層と
でなる多重量子井戸活性層１４を形放した後，ｐ形ＡＪ
ｏ．３ｓＧａＣＬ６Ｓ　Ａｓガイド層ｌ５を１．０μｍ
，ｎ形Ａ−／ｗ４ｓ（｝ａＱ．ｓ５　Ａｓ第２クラッド
層ｌ６を９．８μｍ，ｎ形ＧａＡｓキャ，プ層１７を０
．５μｍＭＯＶＰＥ法で連続或長ずる。この場合、活性
層の発振波長は０．７７〜０．７８μｍとなる。

上記成長にかいて従来から行なわれている液相或長は各
或長層ごとに各，岨成を訓御したメルトを容易して基板
を移動して各層を或長じていく方法であるため本発明の
如き多層構造の或長はきわめて困難であるばかシでなく
各組或各層圧を制御することは不可能でるる。これに対
してＭＯＶＰＥ法は有機金属を用いた気相戒長法である
ので混合ガスの組成を変化させることで任意の組或の層
を任意の多層に容易に戒長させることができるので本発
明の構造の或長を制御よく容易に行うことができる。更
にＭｏｖｐｇ法では薄膜成長が可能であクかつ精密な膜
厚制御性を兼ね備えているので上記の如き層厚の薄い多
重量子井戸活性層ｌ４を膜厚の制御よく或長ずることが
できる。又ＭＯＶＰＢ法では各組成の微粒子が結合しな
がら成長していくので或長の面方位依存性はなくどの方
向にも一様な厚さで成長する。従って本発明の構造の如
く凸状基板上に多層或長させても凸部の形状に沿って一
様な層厚の層が成長していく。

次にｎ形ＧａＡｓキャップ層ｌ７を８ｉ０＊膜で被膜し
た後、フォトレジスト法で両反射面に長さ１０μｍ，幅
５μｍのストライプ状の窓をあけ、Ｚ−ｍを第１クラッ
ド層１３の途中１で拡散する力，　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　力，（Ｚ｛＆拡散領域１８）。

この時Ｚｍを拡散した部分の多重量子井戸拡性層で１無
秩序化がかこＤ、ＡＩＧａＡｓの混晶になる（混晶領域
１９）。

この無秩序化する現象は超格子の特徴としてレイディ，
ク（Ｗ．　Ｄ，　Ｌａｉｄｉｇ），ホｏニャ，ク（Ｎ，
　Ｈｏｌｏｎｙａｋ　）　，カムラスＣ　Ｄ，　Ｃａｍ
ｒａｓ　）　，　ヘス（　Ｋ，　Ｈｅｓｓ　）　，　コ
ール−ｑン（　Ｊ，　Ｊ＋Ｃｏｌｅｍａｎ），ダプカｘ
　（　Ｐ．Ｄ，　Ｄａｐｋｕｓ　）　，バーデ４　−　
ｙ　（　Ｊ．Ｂａｒｄｅｅｎ　）がアプライド・フィジ
ックス・レターズ（　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ
　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）誌、１９８１年、３８巻、ＮＯ，
１０，７７６頁から７７８頁にわたって「不純物拡散に
よるｋｌ　Ａｓ　−Ｇａ　Ａｓ超格子の無秩序化（　Ｄ
ｉｓｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ａｎ　ＡＩＡｓ−ＧａＡｓｓｕ
ｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ　ｂｙ　ｉｍｐｕｒｉｔｙ　ｄｉ
ｆｆｕｓｉｏｎ　）　ｌと題して、Ａ／　Ｇａ　−Ｇａ
　Ａｓ超格子に不純物（Ｚｎ　）拡散すると入ｌＧａと
ＧａＡｓとが混晶化してＡ４Ｇａ＾Ｓになることを発表
している。

次にＳ　ｉ０２膜を除去後、再びｎ形ＧａＡｓキャップ
層１７表簡上に８ｉＵ２膜２０を形威した後、フォトレ
ジスト法で凸部領域ｌ２の中心線と一致し、その共振器
長で方向において、前記Ｚｎ拡散領域ｌ８の端からそれ
ぞれｌＯμｍはなして幅４μｍのストライプ状の窓をあ
け、Ｚｎをその拡散フロントがガイド層ｌ５内にくるよ
うに拡散する（Ｚｎ拡散領域２１）。この後、戒長層表
面側にｐ形オーピックコンタクト２２，基板側にｎ形オ
ーξツクコンタクト２３をつけると第１の実施例の半導
体レーザを得る（第１図，第２図，第３図）。

ｎ形ロａＡｓ基板にＳｉ０１膜を形成した後、ｎ形Ｇａ
Ａｓ基板１０上の８ｉ０１膜１１に７ォトレジスト法で
共振器長て方向３００μｍＫｊｒいて両端面での幅が３
μｍ共振器長中央での幅が１２μｍでかつその中心線が
共振器の長て方向と一致するような窓をあけ深さ１．　
０μｍエクチング凹状領域２４を形成する。

次にこのＳｉＯｚｙＸｌｌを除去した後ｎ形ＡＩ０．４
ｓＧａ６．５５　Ａｓ第１クラッド層ｌ３を１．５μｍ
成長し、ｎ形ＡＪｏ３ｓ　Ｇａ６，６５　Ａｓ第２ガイ
ド層２５をｔ．ｏμｍ，多重量子井戸活性層１４，ｐ形
Ａｌｏ．ｓｓ　ＧａａａｓＡＳガイド層ｌ５を１．　０
μｍ，ｒｉ形ＡＡ！ｏ．４ｓ　（ＪａＯ．Ｓ５　Ａｓ第
２ク２，ド層ｌ６を０．８／Ａｍ，ｎ形Ｇ　ａ　Ａ　ｓ
キャ，プ層ｌ７をα５μｍＭＯＶＰＥ法で連続成長する
。この後前述の実施例と同じ工程により、第４図，第５
図，第６図に示した本発明第２の実施例の半導体レーザ
を得る。尚、混晶領域ｌ９を形或するためのＺｎ拡散領
域１８の拡散フロントはｎ形Ａｌへ３！ｌ　Ｇａ（１．
６３人Ｓ第２ガイド層内でもよい（第４図，第５図，第
６図）。

〔発明の作用と原理〕

本発明の構造にＤいて、電極（オーミックコンタクト）
２２から注入された電流はキャップ層ｌ７シよび第２ク
ラッド層ｌ６のＺｎ拡散領域２ｌを通ク、ガイド層１５
を介して活性層ｌ４に注入される。活性層ｌ４に注入さ
れたキャリアは活性層水平横方向に拡散していき利得分
布を形成し、レーザ発振を開始する。本構造では両反射
面近傍にＺｎ拡散領域ｌ８があるが、この領域は上記電
流注入領域からキャリア拡散長以上はなれているので活
性層に注入されたキャリアがＺｎ拡散領域まで拡散して
いき、無効電流になる割合はきわめて少ない。特に活性
層上部のガイド層ｌ５の抵抗を比較的高くすると、両反
射面近傍のＺｎ拡散領域ｌ８に流れこむ電流は無視でき
る程になる。一方、光は活性層ｌ４からしみ出し垂直方
向に広がる。

活性層ｌ４に隣接して屈折率の比較的高いガイド層１５
があるので、光はこのガイド層ｌ５にひきこ！れる。そ
の結果光の垂直方向の広がυはよう助長される。

本発明の構造では活性層ｌ４ぱ第３図に見られるように
水平横方向にかいてはガイド層ｌ５にはさみこ豊れてい
る。従って活性層ｌ４の光は水平横方向では屈折率の高
い活性層１４に集光し正の屈折率分布にもとすく正の屈
折率ガイディング機構が作りつけられている。一般に活
性層の両ｇ＃！が屈折率の低いク２，ド層ではさみこ１
れている場合には正の屈折率分布が大きくなりすぎてそ
の結果一次横モード発振が低励起レベルで生じるかそれ
があるので、これを抑圧するため活性層の幅を狭く限定
する必要がある。これに対して本発明の構造では活性層
両端に［接したガイド層の影響を受ける。ガイド層の屈
折率はクラッド層よＤ大きく活性層との屈折率差は比較
的小さいので、活性層水平横方向に作りつけられる正の
屈折率分布の高さを比較的小さくすることができ、安定
な基本横モード発振を広範囲にわたる電流注入領域で維
持することができる。

ところで本発明の構造では共ＷＲ器中央部分では第３図
に示すように活性層ｌ４の横幅が広く、これに対して電
流注入領域幅は狭いので活性層の幅の中央付近に利得分
布が形成され、利得ガイド機構になっている。しかし、
ここで発振した光は端面に向って進行するにつれて活性
層の幅が除々に狭くなると共に、前述した如く、正の屈
折率分布機構が形或されているので安定な基本横モード
発振は維持される。

本発明の構造の如く、共振器中央部分で活性層の横幅が
広く利得ガイド機構を形成していることは低雑音化にと
ってきわめて効果的である。一般に雑音の中でもつとも
大きいものは外部からの戻り光によって生じる反射雑音
でるる。この反射雑音は利得ガイドレーザの如く多数の
軸モードで発振するマルチ軸モードレーザでは戻υ光に
よる軸モードの変化が抑圧されるので低減することがで
きる。しかし、マルチ軸モードレーザはレーザ自体の雑
音レベルが高くなυ実用的ではない欠点があった。これ
に対し、本発明の構造では共振器中央付近では利得ガイ
ドをしてか９、両端面に近づくにつれて屈折率ガイドを
している。利得ガイド領域ではコヒーレントが低く屈折
率ガイド領域では逆に高くなる。この両者の或分により
レーザ自体の雑音を低くかさえたまま比較多数の軸モー
ド発振を維持する事ができる。この結果、反射雑音を低
減する事ができる。

更に本発明の構造では共振器中央部分は前記した如く活
性層の横幅が広いのに対し電流注入領域幅は狭く幅の中
央付近は利得領域になっているのに対しその外部は損失
領域になっている。光はこの中央付近では広がって進行
するのでその一部は損失領域まで広がると考えられる。

これは共振器長て方向に可飽和吸収体をもっていること
と等価になる。この結果、自励振動が生じ軸モードが多
モード化し軸モードのコヒーレンスが低ｎｆるために戻
り光による雑音を低く抑える事ができる。

以上の如く二つの効果により本発明の構造では清報処理
用光源として用いられる半導体レーザに要求される低雑
音化を達或する事ができる。

本発明の構造に釦いては、凸部領域ｌ２上の活性層で発
振したレーザ光に対してその共振器長て方向両反射面近
傍の活性層は、Ｚｎ拡散にょυ混晶化してｋｌ　Ｇａ　
Ａｓになり透明なウィンドゥ構造になっている。本発明
の構造の凸部領域上の活性層は＃述の如く共振器中央部
分の励起領域にかいてその両端がガイド層ｌ５κはさま
れているので光は安定した正の屈折率ガイディングでガ
イディングされて進行する。渣た混晶領域ｌ９であるウ
インドウ部分の屈折率はガイド層１５よりは大きいので
ウインドウ領域の水平横方向両端ぱガイド層ｌ５にはさ
まれてかり正の屈折率分布で光はガイディングされまた
垂直方向においてもウィント゛ウ部分に集光して進行す
るので、ウインドウ領域で光が広がることもない。こう
してウインドウ領域を進行した光は損失をうけることも
なく反射面に達し、反射面で反射された光は混晶領域ｌ
９に隣接した活性層に効率よくはいり再励起されるので
低閾値，高効率でレーザ発振をすることができる。特に
本発明の構造では活性層の横幅はウインドウ領域にくら
べて内部程広い為力，プリング効率がきわめて高く上記
レーザ発振特性を助長している。

本実施例の構造では、両反射面近傍がレーザ発振光に対
してバンドギャ，プの広いウインドウになっているので
、光学損傷（ＣＯＤ）の生じる光出力レベルを著しく上
昇させることができる。すなわち、通常の半導体レーザ
ではキャリア注入による励起領域となる活性層端面が反
射面として露出してかり、そこでは表面結合を生じ空乏
層化してバンドギャ，プが縮小している。大光出力発振
をさせると、この縮小したバンドギャ，プにより光の吸
収を生じ、そこで発熱して融点近くまで温度が上昇し、
ついには光学損傷を生じる。これに対し本実施例の構造
では両反射面近傍は非励起領域になっているばかりでな
く、レーザ発振光を適遇して発振するので、反射面部分
での光の吸収がなく光学損傷の生じる光出力レベルを１
桁以上上昇させることができ、大光出力発振が可能とな
る。

本発明の第２の構造は上記の第工の構造と全く同じ効果
をもつ。特に第２の構造にかいては活性層ｌ４はその垂
直方向に釦いて同一組成のガイド層ｌ４と第２ガイド層
２５とではさまれてｋり活性層垂直方向へのしみ出しが
第１の構造より助長されより高出力発振をする事ができ
る。

１た第２の構造にかいては第６図に示すように活性層ｌ
４の両端は第２ガイド層２５が隣接してかりこれによシ
屈折率ガイディング機構が形或されている。

なか上記実施例ではｎ形ＧａＡｓ基板を用いたがｐｎを
反転させても本発明は実現できる。１た本実施例はＡ／
　Ｇａ　Ａｓ　／　Ｇａ　Ａｓダブルへテロ接合結晶材
料について説明したが、その他の結晶材料例えばＩｎＧ
ａＰ／ＡＩＩｎＰ，ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ，Ｉｎ
ＧａＡｓＰ／ＩｎＰ，ＡＩＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｓＳｂ
等数多くの結晶材料の半導体レーザにも本発明は適用で
きる。

〔発明の効果〕

本発明の半導体レーザは、前述のスズキ等が発表したレ
ーザ構造とは全く異なＤ以下の如き効果を持つ。

（１）　　光のガイド機構が強くウインドウ領域も光が
ガイドされて釦υ、両端酊で反射された光はよク広い横
幅をもつ活性層に進行するのでカップリングロスもなく
、低閾値、高効率の発振をし大光出力発振が可能である
。

（２）埋込みへテロ構造に近い屈折率ガイディング機構
をもち、安定な基本横モード発振を大光出力に釦いても
維持する事ができる。

（３）利得ガイド機構と屈折率ガイド機構のくみ合せに
加えて自励振動機構をもち、戻Ｄ光による反射雑音を充
分小さくする事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の斜視図、第２図と第３
図はそれぞれ第１図のλ一人ｔ，Ｂｐｙ断面図、第４図
は本発明の第２の実施例の斜視図、第５図と第６図はそ
れぞれ第４図のＣ−Ｃ／，Ｄ−Ｄ′断面図、第７図は本
発明の第１の実施例の製作の過程にかいて基板に凸状領
域を形或したときの斜視図、第８図はスズキ等が試作し
た従来のウインドウストライプレーザの斜視図である。 図に釦いて １　０　−−−　−−−　ｎ形ＧａＡｓ基板、１　１−
−Ｓｉｎ，膜、ｌ２・・・・・・凸状領域、ｌ３・・・
・・・ｎ形Ａ−１ｏ．ｓｓ　Ｇａｏ．ｓｓ　Ａｓ第１ク
ラッド層、１４・・・・・・多重量子井戸活性層、ｌ５
・・””’ｐ形Ａｋｘｓ　Ｇａ（１．５５　Ａｓガイド
層、１　６　・−・−ｎ形ＡＡ’０．４５　（｝ａ（Ｌ
５５　Ａｓ第２クラッド層、１　７　−＝　ｎ形ＧａＡ
ｓキャ，プ層、１８・・・・・・Ｚｎ拡散領域、ｌ９・
・・・・・混晶領域、２０・・・・・・Ｓｉｏ２膜、２
ｌ・・・・・・Ｚｎ拡散領域、２２・・・・・・ｐ形オ
ーξ，クコンタクト、２３・・・・・・ｎ形オーぐ，ク
コンタクト、２４・・・・・・凹状領域、２　５−・・
・−ｎ形Ａ４Ｑ．３５　Ｇａｏ．ａｓ　Ａｓ第２ガイド
層、をそれぞれ示す。 第 ｌ 図 第 ２ 図 第 Ｓ 図 晴 ６ 図 第 ３ 圀 第 ４ 図 躬 ７ 四 第 ８ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）共振器の長手方向に共振器中央部分で幅が広く両
   端面方向に向って幅が狭くなる凸状領域を形成した半導
   体基板上に第１のクラッド層を備え、該第１のクラッド
   層に隣接して互いにバンドギャップの異なる数十原子層
   からなる二種の超薄膜層を交互に積み重ねた多重量子井
   戸の活性層を備え、該活性層に隣接して該活性層よりも
   屈折率が小さくクラッド層よりも屈折率が大きい材質か
   らなるガイド層を備え、該ガイド層に隣接して該ガイド
   層と反対の導電型を有し該ガイド層よりも屈折率の小さ
   い材質からなる第２のクラッド層を備えた多層構造を有
   し、該凸状領域の両端面近傍では不純物を凸部の活性層
   内まで拡散してその活性層を混晶化するとともに、該不
   純物拡散領域から少くともキャリア拡散長以上はなれた
   共振器長て方向の領域において、該凸状領域の凸部に位
   置するとともに共振器中央部分における該凸状領域の凸
   部の幅よりも狭い幅をもつストライプ状の電流注入領域
   を設けた事を特徴とする半導体レーザ。
2. （２）請求項１記載の半導体レーザにおいて該凸状領域
   を凹状領域にするとともに該ガイド層と同じ組成をもち
   該第１クラッド層と同じ導電型を有する第２のガイド層
   を該第１のクラッド層と該活性層との間にそれぞれに隣
   接して設けた事を特徴とする半導体レーザ。