JPH04196281A - 可視光半導体レーザ - Google Patents
可視光半導体レーザInfo
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- JPH04196281A JPH04196281A JP32687990A JP32687990A JPH04196281A JP H04196281 A JPH04196281 A JP H04196281A JP 32687990 A JP32687990 A JP 32687990A JP 32687990 A JP32687990 A JP 32687990A JP H04196281 A JPH04196281 A JP H04196281A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 18
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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〕
この発明は異なる波長で発振する可視光半導体レーザの
集積化に関するものである。
集積化に関するものである。
第３図は従来の可視光半導体レーザの構造を示す断面図
で、図において、１はＰ−電極、２はＰ−ＧａＡｓコン
タクト層、３はｎ −ＧａＡｓ電流ブロンク層、４はリ
ッジ部、７はＰ−Ｇａ’ｌｎＰバッファー層、８はＰ
（ＡＡ Ｘ Ｇａ１−ｘ ）。５ｌｎｏ、 ５ｐ第２
上クラッド層、９はＰ−ＧａｌｎＰエツチングストッパ
ー層、α０）はＰ （ＡＡ ｘ Ｇａ１−ｘ ）ｏ、
５ｌｎｏ、 ｓＰ下ツクラット層αυは（Ａｌ 、
Ｇａ１−、 ）０．５ｌｎｏ、 ｓＰＰ性層、Ｏ２はｎ
−（Ａｌｘ Ｇａ；−ｘ ）ｏ、５ｌｎｏ、ａＰ下ツ
クラッド層０３はｎ −ＧａＡｓ基板、０４）はｎ−電
極である。また、第４図（ａ）〜（社）は従来の２つの
異なる波長で発振する集積形の可視光半導体レーザの製
造工程を示す各断面図で、（ａ）図は（１００） Ｇａ
Ａｓ基板０３上にダブルへテロ（以下ＤＨと略す）接合
を形成する、第１回ＤＨ成長工程、（ｂ）図は選択エツ
チング及び選択成長マスク形成後の１部ＤＨ除去工程、
（Ｃ）図は第１回目のＤＨ成長とは異なる成長条件によ
り、第１回目のＤＨにおける活性層と禁制帯幅の異なる
活性層を持つ第２回ＤＨ成長工程、（ｄ）図はリッジ部
形成のための選択エツチング及び選択成長マスク形成工
程、（ｅ）図はりソジ形成工程、（ｆ）図は電流ブロッ
ク層成長工程、（ｇ）図はコンタクト層成長工程、（ｈ
）図は分離メサ形成工程である。なお第４図において第
３図と同一の符号は同−又は相当部分てあり、Ｉｌａは
第１の成長条件によるＧａ１ｎＰ活性層、ｌｌｂは第２
の成長条件によるＧａ１ｎＰ活性層、１５は素子を分離
するアイソレート部、１６はリッジ形成及びブロツク層
選択成長のための選択マスク、１７は第２回目のＤＨ成
長の為の選択マスクである。
で、図において、１はＰ−電極、２はＰ−ＧａＡｓコン
タクト層、３はｎ −ＧａＡｓ電流ブロンク層、４はリ
ッジ部、７はＰ−Ｇａ’ｌｎＰバッファー層、８はＰ
（ＡＡ Ｘ Ｇａ１−ｘ ）。５ｌｎｏ、 ５ｐ第２
上クラッド層、９はＰ−ＧａｌｎＰエツチングストッパ
ー層、α０）はＰ （ＡＡ ｘ Ｇａ１−ｘ ）ｏ、
５ｌｎｏ、 ｓＰ下ツクラット層αυは（Ａｌ 、
Ｇａ１−、 ）０．５ｌｎｏ、 ｓＰＰ性層、Ｏ２はｎ
−（Ａｌｘ Ｇａ；−ｘ ）ｏ、５ｌｎｏ、ａＰ下ツ
クラッド層０３はｎ −ＧａＡｓ基板、０４）はｎ−電
極である。また、第４図（ａ）〜（社）は従来の２つの
異なる波長で発振する集積形の可視光半導体レーザの製
造工程を示す各断面図で、（ａ）図は（１００） Ｇａ
Ａｓ基板０３上にダブルへテロ（以下ＤＨと略す）接合
を形成する、第１回ＤＨ成長工程、（ｂ）図は選択エツ
チング及び選択成長マスク形成後の１部ＤＨ除去工程、
（Ｃ）図は第１回目のＤＨ成長とは異なる成長条件によ
り、第１回目のＤＨにおける活性層と禁制帯幅の異なる
活性層を持つ第２回ＤＨ成長工程、（ｄ）図はリッジ部
形成のための選択エツチング及び選択成長マスク形成工
程、（ｅ）図はりソジ形成工程、（ｆ）図は電流ブロッ
ク層成長工程、（ｇ）図はコンタクト層成長工程、（ｈ
）図は分離メサ形成工程である。なお第４図において第
３図と同一の符号は同−又は相当部分てあり、Ｉｌａは
第１の成長条件によるＧａ１ｎＰ活性層、ｌｌｂは第２
の成長条件によるＧａ１ｎＰ活性層、１５は素子を分離
するアイソレート部、１６はリッジ形成及びブロツク層
選択成長のための選択マスク、１７は第２回目のＤＨ成
長の為の選択マスクである。
次に動作について説明する。
Ｐ−電極ｌとｎ−電極１４の間に順方向電圧を印加する
と、半導体中の電流の荷い手である正孔と電子かそれぞ
れ活性層に向かって進行する。ここで、電流ブロック層
３は唯−逆バイアスとなる為、正孔はポテンシャルの高
いブロック層３には行かず、リッジ部４に集中し、その
下部の活性層１１に至る。活性層１１においてリッジ部
から注入された正孔は、下クラット１２から注入された
電子と結合し、活性層１１のバンドギャップに相当する
波長の光を放出する。この際第４図に示す工程を経て作
成した可視光半導体レーザの場合、第１の成長条件によ
るＧａ１ｎＰ活性層Ｉｌａと第２の成長条件によるＧａ
１ｎＰ活性層１１ｂの成長条件か異なることにより、双
方の禁制帯幅か異なり、各々の活性層１１ａ、１１ｂに
おいて異なる波長の光か放出される。これは、成長条件
による■族副格子の配列現象に起因し、特にＡＡＧａｌ
ｎＰ系では顕著である。さて、各々の活性層１１ａ、ｌ
ｌｂで放出された波長の異なる光は、各々の活性層とク
ラッド層の屈折率差により活性層内に閉し込められ、へ
き開によって作られた両端面で反射され、誘導放出を起
こし、各々異なる波長てレーザ発振に至る。
と、半導体中の電流の荷い手である正孔と電子かそれぞ
れ活性層に向かって進行する。ここで、電流ブロック層
３は唯−逆バイアスとなる為、正孔はポテンシャルの高
いブロック層３には行かず、リッジ部４に集中し、その
下部の活性層１１に至る。活性層１１においてリッジ部
から注入された正孔は、下クラット１２から注入された
電子と結合し、活性層１１のバンドギャップに相当する
波長の光を放出する。この際第４図に示す工程を経て作
成した可視光半導体レーザの場合、第１の成長条件によ
るＧａ１ｎＰ活性層Ｉｌａと第２の成長条件によるＧａ
１ｎＰ活性層１１ｂの成長条件か異なることにより、双
方の禁制帯幅か異なり、各々の活性層１１ａ、１１ｂに
おいて異なる波長の光か放出される。これは、成長条件
による■族副格子の配列現象に起因し、特にＡＡＧａｌ
ｎＰ系では顕著である。さて、各々の活性層１１ａ、ｌ
ｌｂで放出された波長の異なる光は、各々の活性層とク
ラッド層の屈折率差により活性層内に閉し込められ、へ
き開によって作られた両端面で反射され、誘導放出を起
こし、各々異なる波長てレーザ発振に至る。
従来の可視光半導体レーザは以上のように構成されてい
たので、同一波長で発振する素子を複数集積化すること
は容易ではあったか、従来の技術により、異なる波長で
発振する素子を集積化しようとすると、第４図の製作工
程断面図に示す様にして、それぞれ条件の異なる２回の
ダブルへテロ接合部成長工程と、２回の選択マスク形成
工程か必要となり、この複雑な工程により製造コストか
高くなるといった問題点かあった。
たので、同一波長で発振する素子を複数集積化すること
は容易ではあったか、従来の技術により、異なる波長で
発振する素子を集積化しようとすると、第４図の製作工
程断面図に示す様にして、それぞれ条件の異なる２回の
ダブルへテロ接合部成長工程と、２回の選択マスク形成
工程か必要となり、この複雑な工程により製造コストか
高くなるといった問題点かあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、異なる波長で発振する可視光半導体レーザを
、複数集積化することを、複雑な工程を要することな（
実現することを目的とする。
たもので、異なる波長で発振する可視光半導体レーザを
、複数集積化することを、複雑な工程を要することな（
実現することを目的とする。
二の発明に係る可視光半導体レーザは、 （＋００）面
を主面とする成長用基板の一部に ［１１０］方向のＯ
ＦＦ角度を設け、発振波長にＯＦＦ角度依存性かあるこ
とを利用し、異なる波長で発振する可視光半導体レーザ
を集積化したものである。
を主面とする成長用基板の一部に ［１１０］方向のＯ
ＦＦ角度を設け、発振波長にＯＦＦ角度依存性かあるこ
とを利用し、異なる波長で発振する可視光半導体レーザ
を集積化したものである。
この発明における可視光半導体レーザは、その活性層で
あるＧａ１ｎＰ又はＡ Ｉ Ｇａ１ｎＰにおける王族副
格子の配列状態により発振波長か変化することと、基板
のＯＦＦ角度により上記配列状態か変化することを用い
て、同一基板内に複数の異なる角度を持つ面を設けるこ
とで異なる複数の波長で発振することを可能とした６ 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１はＰ−電極、２はＰ −ＧａＡｓコンタ
クト層、３はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、４はｎ −
ＧａＡｓ基板の（＋００）面上に設けられた第１のリッ
ジ部、５はｎ−ＧａＡｓ基板の（＋００）面を［１１０
１方向に角度を設けた面上に設けられた第２のりッジ部
、６はｎ −ＧａＡｓ基板の（＋００）面に対して［＋
１０］方向に角度を設けた面、７はＰ−ＧａｌｎＰバッ
ファー層、８はＰ −（Ａｆ Ｘ Ｇａ１−ｘ ）ｏ、
５ｌｎｏ、 ５Ｐ第２上クラ、ト層、９はＰ−Ｇａｌ
ｎＰエツチングストッパー層、１０はＰ −（Ａｌｘ
ＧａＩ−ｘ ）ｏ、５ｌｎｏ５Ｐｌｎ上クラット層、１
１は（Ａｊ’ 、 Ｇａ１−、 ）ｏ、 ５ｌｎｏ、
５ｐ活性層、１２はｎ （Ａｆ ｘ Ｇａｔ−ｘ ）
ｏ、 ５ｌｎｏ、 ｓＰ下ツクラッド層１３はｎ−Ｇａ
、Ａｓ基板、１４はｎ−電極、１５は素子のアイソレー
ト部である。また、第２図は第１図の２つの異なる波長
で発振する集積形の半導体レーザの製造工程を示す各断
面図で、（ａ）図は（１００）面を主面とするＧａＡｓ
基板の一部に ［１１０］方向のＯＦＦ角度を形成する
工程、（ｂｊ図はＤＨ成長工程、（Ｃ）図は選択エツチ
ング及び選択成長に用いる選択マスク形成工程、（ｄ）
図はリッジ形成工程、（ｅｊ図は電流ブワック層成長工
程、げ）図はコンタクト層成長工程、（ｍ図は素子間分
離メサ形成工程である。なお第２図において第１図と同
一符号は同一部てあり、１６は選択エツチング及び選択
成長用の選択マスつてある。
あるＧａ１ｎＰ又はＡ Ｉ Ｇａ１ｎＰにおける王族副
格子の配列状態により発振波長か変化することと、基板
のＯＦＦ角度により上記配列状態か変化することを用い
て、同一基板内に複数の異なる角度を持つ面を設けるこ
とで異なる複数の波長で発振することを可能とした６ 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１はＰ−電極、２はＰ −ＧａＡｓコンタ
クト層、３はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、４はｎ −
ＧａＡｓ基板の（＋００）面上に設けられた第１のリッ
ジ部、５はｎ−ＧａＡｓ基板の（＋００）面を［１１０
１方向に角度を設けた面上に設けられた第２のりッジ部
、６はｎ −ＧａＡｓ基板の（＋００）面に対して［＋
１０］方向に角度を設けた面、７はＰ−ＧａｌｎＰバッ
ファー層、８はＰ −（Ａｆ Ｘ Ｇａ１−ｘ ）ｏ、
５ｌｎｏ、 ５Ｐ第２上クラ、ト層、９はＰ−Ｇａｌ
ｎＰエツチングストッパー層、１０はＰ −（Ａｌｘ
ＧａＩ−ｘ ）ｏ、５ｌｎｏ５Ｐｌｎ上クラット層、１
１は（Ａｊ’ 、 Ｇａ１−、 ）ｏ、 ５ｌｎｏ、
５ｐ活性層、１２はｎ （Ａｆ ｘ Ｇａｔ−ｘ ）
ｏ、 ５ｌｎｏ、 ｓＰ下ツクラッド層１３はｎ−Ｇａ
、Ａｓ基板、１４はｎ−電極、１５は素子のアイソレー
ト部である。また、第２図は第１図の２つの異なる波長
で発振する集積形の半導体レーザの製造工程を示す各断
面図で、（ａ）図は（１００）面を主面とするＧａＡｓ
基板の一部に ［１１０］方向のＯＦＦ角度を形成する
工程、（ｂｊ図はＤＨ成長工程、（Ｃ）図は選択エツチ
ング及び選択成長に用いる選択マスク形成工程、（ｄ）
図はリッジ形成工程、（ｅｊ図は電流ブワック層成長工
程、げ）図はコンタクト層成長工程、（ｍ図は素子間分
離メサ形成工程である。なお第２図において第１図と同
一符号は同一部てあり、１６は選択エツチング及び選択
成長用の選択マスつてある。
次に動作について説明する。この同一の基板１３内に設
けられた２つの素子か発振する過程は、前記従来のもの
と同一である。しかし、成長条件と基板のＯＦＦ角度に
より、この活性層に用いられる材料の禁制帯幅は最大０
．７＋ｎｅＶ、光の波長にすると２５ｎｍはとも変わる
ため、基板内の２素子は各々異なる波長で発振する。
けられた２つの素子か発振する過程は、前記従来のもの
と同一である。しかし、成長条件と基板のＯＦＦ角度に
より、この活性層に用いられる材料の禁制帯幅は最大０
．７＋ｎｅＶ、光の波長にすると２５ｎｍはとも変わる
ため、基板内の２素子は各々異なる波長で発振する。
なお、上記実施例ではりノジ部か２つのものであったか
、リッジの数はいくってあっても良く、上記実施例と同
様の効果を奏する。また上記実施例では基板１３に設け
たＯＦＦ角度は１種類たけてあったか、これは何種類で
も良く、上記実施例と同様の効果を奏する。また上記実
施例ではリッジ部に順メサ状のメサを用いたか、これは
逆メサてあっても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
、リッジの数はいくってあっても良く、上記実施例と同
様の効果を奏する。また上記実施例では基板１３に設け
たＯＦＦ角度は１種類たけてあったか、これは何種類で
も良く、上記実施例と同様の効果を奏する。また上記実
施例ではリッジ部に順メサ状のメサを用いたか、これは
逆メサてあっても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
また上記実施例では屈折率導波形のリッジレーザてあっ
たか、これは利得導波形でも良く前記実施例と同様の効
果を奏する。
たか、これは利得導波形でも良く前記実施例と同様の効
果を奏する。
以上のようにこの発明によれば、活性層の発振波長に、
基板のＯＦＦ角度依存性かあることを用いたので、第２
図の製作工程断面図に示す様に、ＤＨ接合部成長工程と
、選択マスク形成工程がそれぞれ１回ですみ、素子自体
も安価にてきるという効果かある。
基板のＯＦＦ角度依存性かあることを用いたので、第２
図の製作工程断面図に示す様に、ＤＨ接合部成長工程と
、選択マスク形成工程がそれぞれ１回ですみ、素子自体
も安価にてきるという効果かある。
第１図はこの発明の一実施例による可視光半導体レーザ
を示す断面図、第２図（ａｉ〜（ｇは第１図の可視光半
導体レーザの製造工程を示す断面図、第３図は従来の単
一波長で発振する可視光半導体レーザを示す断面図、第
４図（ａ）〜（社）は第１図の２波長で発振する半導体
レーザの製造工程を示す断面図である。６は ［１００
］方向にＯＦＦ角度をつけた基板部分である。１３は（
１００）面を主面とす＜ ＧａＡｓ基板である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
を示す断面図、第２図（ａｉ〜（ｇは第１図の可視光半
導体レーザの製造工程を示す断面図、第３図は従来の単
一波長で発振する可視光半導体レーザを示す断面図、第
４図（ａ）〜（社）は第１図の２波長で発振する半導体
レーザの製造工程を示す断面図である。６は ［１００
］方向にＯＦＦ角度をつけた基板部分である。１３は（
１００）面を主面とす＜ ＧａＡｓ基板である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１００）が主面であるＧａＡｓ基板の一部に、［１１
０］方向のＯＦＦ角度を設け、その各々の面上に可視光
半導体レーザを作製したことを特徴とする可視光半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32687990A JPH04196281A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 可視光半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32687990A JPH04196281A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 可視光半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196281A true JPH04196281A (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=18192763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32687990A Pending JPH04196281A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 可視光半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04196281A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244569A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Sony Corp | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
| KR100568320B1 (ko) * | 2004-10-26 | 2006-04-05 | 삼성전기주식회사 | 다파장 반도체 레이저 제조방법 |
| KR100568323B1 (ko) * | 2004-10-29 | 2006-04-05 | 삼성전기주식회사 | 다파장 반도체 레이저 제조방법 |
| JPWO2019021802A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2020-05-28 | パナソニック株式会社 | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ装置 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP32687990A patent/JPH04196281A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244569A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Sony Corp | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
| KR100568320B1 (ko) * | 2004-10-26 | 2006-04-05 | 삼성전기주식회사 | 다파장 반도체 레이저 제조방법 |
| KR100568323B1 (ko) * | 2004-10-29 | 2006-04-05 | 삼성전기주식회사 | 다파장 반도체 레이저 제조방법 |
| JPWO2019021802A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2020-05-28 | パナソニック株式会社 | 半導体レーザ素子及び半導体レーザ装置 |
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