JPH04199589A - 可視光面発光レーザ装置 - Google Patents
可視光面発光レーザ装置Info
- Publication number
- JPH04199589A JPH04199589A JP2335831A JP33583190A JPH04199589A JP H04199589 A JPH04199589 A JP H04199589A JP 2335831 A JP2335831 A JP 2335831A JP 33583190 A JP33583190 A JP 33583190A JP H04199589 A JPH04199589 A JP H04199589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding layer
- substrate
- type
- layer
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 73
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150110330 CRAT gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34326—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18305—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with emission through the substrate, i.e. bottom emission
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/16—Semiconductor lasers with special structural design to influence the modes, e.g. specific multimode
- H01S2301/166—Single transverse or lateral mode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
- H01S5/0207—Substrates having a special shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
- H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
- H01S5/2072—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by vacancy induced diffusion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- 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、ＡｌＧａ ＩｎＰ系材料を用いた可視光面
発光レーザ装置に関するものである。
発光レーザ装置に関するものである。
第７図は、ジャパニーズ ジャーナル オンアプライド
フィジックス（“Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｐｕ１ｓｅｄ ０ｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇａ
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ ５ｕｒｆａｃｅ Ｅｍｊｔｔｉｎ
ｇ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｌａ５ｅｒ Ｇｒｏｗｎ ｂｙ
ＭＢＥ″： Ｋ、 Ｉｇａ。
フィジックス（“Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｐｕ１ｓｅｄ ０ｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇａ
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ ５ｕｒｆａｃｅ Ｅｍｊｔｔｉｎ
ｇ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｌａ５ｅｒ Ｇｒｏｗｎ ｂｙ
ＭＢＥ″： Ｋ、 Ｉｇａ。
Ｔ、 ＮｉｓｈＮ１５ｈｉ、 Ｋ、 Ｙａｇｉ、
Ｔ、Ｙａｍａｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｔ、Ｎｉ１
ｎａ、 Ｊｐｎ、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ
、、 ｖｏｌ、２５ （１９８６）、 ＰＰ、９２４
〜９２５）に示された面発光レーザの一例を示す断面斜
視図である。
Ｔ、Ｙａｍａｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｔ、Ｎｉ１
ｎａ、 Ｊｐｎ、 Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ
、、 ｖｏｌ、２５ （１９８６）、 ＰＰ、９２４
〜９２５）に示された面発光レーザの一例を示す断面斜
視図である。
図において、３０は（１００）ｎ型ＧａＡｓ基板てあり
、ｎ型ＧａＡｓ層３１は基板３０の一生面上に配置され
、ｎ型Ａｌ２ｏ３Ｇａｏ７ΔＳクラッド層３２はｎ型Ｇ
ａＡｓ層３１下に配置され、ｐ型ＧａＡｓ活性層３３は
ｎ型クラッド層３２下に配置され、ｐ型Ａｆｏ、ｓ Ｇ
ａｏ７Ａｓクラッド層３４は活性層３３下に配置される
。円形状メサ溝４３は基板３０．ｎ型ＧａＡｓ層３１を
貫通して設けられ、ｐ型クラッド層３４はメサ溝４３に
対向する領域に円形メサ突起を有する。ｐ型Ａ１ｏ、＋
Ｇａ６．ｇ Ａｓ層４２はｐ型クラッド層３４の円形
メサ突起下に配置される。ｐ型クラッド層３４下に配置
された５１０２膜３５は円形メサ突起の側面及び頂上の
周囲を覆っている。高反射率膜である円形のＳｉＯ２膜
３６膜用６メサ突起の頂上の中央部に配置され、デバイ
ス最下部に配置されたＡ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕ
電極４５はｐ型Ａｌ！ｏ、＋Ｇａ６．ｓＡｓ層４２の表
面４１とリング状に接続している。また基板３０の他主
面上には５ｉ０２膜３７か配置され、Ａ ｕ ／ Ｓ
ｎ電極３８はＳ １０２膜３７上及び円形状メサ溝４３
の側面上に設けられ、メサ溝４３の底部は金コーティン
グによる反射膜４４が設けられる。活性領域３９は活性
層３３のメサ溝４３に対応する領域に形成され、レーザ
光４０は反射膜４４が設けられたメサ溝４３の底部より
出射される。
、ｎ型ＧａＡｓ層３１は基板３０の一生面上に配置され
、ｎ型Ａｌ２ｏ３Ｇａｏ７ΔＳクラッド層３２はｎ型Ｇ
ａＡｓ層３１下に配置され、ｐ型ＧａＡｓ活性層３３は
ｎ型クラッド層３２下に配置され、ｐ型Ａｆｏ、ｓ Ｇ
ａｏ７Ａｓクラッド層３４は活性層３３下に配置される
。円形状メサ溝４３は基板３０．ｎ型ＧａＡｓ層３１を
貫通して設けられ、ｐ型クラッド層３４はメサ溝４３に
対向する領域に円形メサ突起を有する。ｐ型Ａ１ｏ、＋
Ｇａ６．ｇ Ａｓ層４２はｐ型クラッド層３４の円形
メサ突起下に配置される。ｐ型クラッド層３４下に配置
された５１０２膜３５は円形メサ突起の側面及び頂上の
周囲を覆っている。高反射率膜である円形のＳｉＯ２膜
３６膜用６メサ突起の頂上の中央部に配置され、デバイ
ス最下部に配置されたＡ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕ
電極４５はｐ型Ａｌ！ｏ、＋Ｇａ６．ｓＡｓ層４２の表
面４１とリング状に接続している。また基板３０の他主
面上には５ｉ０２膜３７か配置され、Ａ ｕ ／ Ｓ
ｎ電極３８はＳ １０２膜３７上及び円形状メサ溝４３
の側面上に設けられ、メサ溝４３の底部は金コーティン
グによる反射膜４４が設けられる。活性領域３９は活性
層３３のメサ溝４３に対応する領域に形成され、レーザ
光４０は反射膜４４が設けられたメサ溝４３の底部より
出射される。
次にこの面発光レーザの動作原理について説明する。
電極３８．４５より注入された電子と正孔は、活性層３
３に注入されるが、このキャリアである電子と正孔はク
ラッド層３２および３４により効率良く活性層３３中に
閉じ込められ、再結合し活性層の禁制帯幅に相当する光
を発生する。発生する光は電流レベルが増加すると共に
増し、メサ溝４３の底部の金コーティング４４と円形メ
サ突起の頂上の高反射率膜である円形のＳｉＯ□膜３６
との間で反射増幅を繰り返す。そして電流かある値（し
きい値電流−）に達すると利得か損失を上回りレーザ発
振か生じ、メサ溝４３の底部よりレーザ光４０が出射さ
れる。
３に注入されるが、このキャリアである電子と正孔はク
ラッド層３２および３４により効率良く活性層３３中に
閉じ込められ、再結合し活性層の禁制帯幅に相当する光
を発生する。発生する光は電流レベルが増加すると共に
増し、メサ溝４３の底部の金コーティング４４と円形メ
サ突起の頂上の高反射率膜である円形のＳｉＯ□膜３６
との間で反射増幅を繰り返す。そして電流かある値（し
きい値電流−）に達すると利得か損失を上回りレーザ発
振か生じ、メサ溝４３の底部よりレーザ光４０が出射さ
れる。
従来例で示す面発光レーザをＡＡＧａ ＩｎＰ系材料に
置き換えれば、もちろん面発光レーザ構造は実現できる
か、従来例に示す構造では活性層への電流狭窄か不充分
で、さらにｌｊ’Ｇａ ＩｎＰ系材料はＡｆＧａＡｓ系
材料に比へて熱抵抗が高いため、レーザ発振が困難であ
り、仮に発振した場合においても温度特性か非常に悪い
。電流狭窄を行う方法として、一般に活性領域（発光領
域）のみを円柱状にエツチングにより残し、その側面を
高抵抗もしくはｐｎ接合を有する１ｊ７ＧａＩｎＰ系材
料で埋め込み電流狭窄を施す構造が考えられるが、この
場合、酸化され易いＡＡを含んだＡ１Ｇａ ＩｎＰへの
再成長が困難であることに加え、段差を有する基板上へ
ＡＩ！ＧａＩｎＰ系材料を再成長する場合、面方位によ
る成長速度の差か著しく異なることに起因した異常成長
が生じる等の問題かあり、これまでＡｌＧａＩｎＰ系材
料を用いた可視光面発光レーザが実現できなかった。
置き換えれば、もちろん面発光レーザ構造は実現できる
か、従来例に示す構造では活性層への電流狭窄か不充分
で、さらにｌｊ’Ｇａ ＩｎＰ系材料はＡｆＧａＡｓ系
材料に比へて熱抵抗が高いため、レーザ発振が困難であ
り、仮に発振した場合においても温度特性か非常に悪い
。電流狭窄を行う方法として、一般に活性領域（発光領
域）のみを円柱状にエツチングにより残し、その側面を
高抵抗もしくはｐｎ接合を有する１ｊ７ＧａＩｎＰ系材
料で埋め込み電流狭窄を施す構造が考えられるが、この
場合、酸化され易いＡＡを含んだＡ１Ｇａ ＩｎＰへの
再成長が困難であることに加え、段差を有する基板上へ
ＡＩ！ＧａＩｎＰ系材料を再成長する場合、面方位によ
る成長速度の差か著しく異なることに起因した異常成長
が生じる等の問題かあり、これまでＡｌＧａＩｎＰ系材
料を用いた可視光面発光レーザが実現できなかった。
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
たものであり、良好なレーザ特性を有するＡ７Ｇａ Ｉ
ｎＰ系可視光面発光レーし−得ることを目的とする。
たものであり、良好なレーザ特性を有するＡ７Ｇａ Ｉ
ｎＰ系可視光面発光レーし−得ることを目的とする。
この発明に係る可視光面発光レーザ装置は、一主面とし
て（２００）面を有するＧａＡｓ基板と、該基板の上記
一主面上に設けられた、少なくともＡＡＧａ ＩｎＰ第
１クラッド層、該第１クラッド層上に自然超格子を伴う
条件でエピタキシャル成長したアンドープＧａ ＩｎＰ
活性層、及び該活性層上に形成した上記第１クラッド層
と反対導電型のＡｌＧａ ＩｎＰ第２クラッド層からな
るダブルヘテロ構造と、上記基板に設けた溝に対向する
領域以外の領域に対し、上記第２クラッド層側から該第
２クラッド層と反対導電型の不純物を上記第１クラッド
層に達しない深さまで拡散して形成された、上記自然超
格子か無秩序化された領域とを備えたものである。
て（２００）面を有するＧａＡｓ基板と、該基板の上記
一主面上に設けられた、少なくともＡＡＧａ ＩｎＰ第
１クラッド層、該第１クラッド層上に自然超格子を伴う
条件でエピタキシャル成長したアンドープＧａ ＩｎＰ
活性層、及び該活性層上に形成した上記第１クラッド層
と反対導電型のＡｌＧａ ＩｎＰ第２クラッド層からな
るダブルヘテロ構造と、上記基板に設けた溝に対向する
領域以外の領域に対し、上記第２クラッド層側から該第
２クラッド層と反対導電型の不純物を上記第１クラッド
層に達しない深さまで拡散して形成された、上記自然超
格子か無秩序化された領域とを備えたものである。
また、この発明に係る可視光面発光レーザ装置は、一主
面として（１００）面を有するｎ型ＧａＡｓ基板と、該
基板の上記一主面上に形成されたｎ型半導体層と、該ｎ
型半導体層上にに設けられた、ｐ型ＡｌＧａ ＩｎＰク
ラッド層、該ｐ型クラッド層上に自然超格子を伴う条件
でエピタキシャル成長したアンドープＧａＩｎＰ活性層
、及び該活性層上に形成した第２のｎ型ＡＩ！ＧａＩｎ
Ｐクラッド層からなるダブルヘテロ構造と、上記基板に
設けた溝に対向する領域以外の領域に対し、上記第２ク
ラッド層側から該第２クラッド層と反対導電型の不純物
を上記第１クラッド層に達しない深さまで拡散して形成
された、上記自然超格子か無秩序化された領域と、上記
基板の他主面側から、上記基板に設けた溝部の拡散フロ
ントが上記ｎ型半導体層を貫通して上記ｐ型クラッド層
に達する深さまでｐ型不純物を拡散して形成された、ｐ
型領域とを備えたものである。
面として（１００）面を有するｎ型ＧａＡｓ基板と、該
基板の上記一主面上に形成されたｎ型半導体層と、該ｎ
型半導体層上にに設けられた、ｐ型ＡｌＧａ ＩｎＰク
ラッド層、該ｐ型クラッド層上に自然超格子を伴う条件
でエピタキシャル成長したアンドープＧａＩｎＰ活性層
、及び該活性層上に形成した第２のｎ型ＡＩ！ＧａＩｎ
Ｐクラッド層からなるダブルヘテロ構造と、上記基板に
設けた溝に対向する領域以外の領域に対し、上記第２ク
ラッド層側から該第２クラッド層と反対導電型の不純物
を上記第１クラッド層に達しない深さまで拡散して形成
された、上記自然超格子か無秩序化された領域と、上記
基板の他主面側から、上記基板に設けた溝部の拡散フロ
ントが上記ｎ型半導体層を貫通して上記ｐ型クラッド層
に達する深さまでｐ型不純物を拡散して形成された、ｐ
型領域とを備えたものである。
さらに、この発明に係る可視光面発光レーザ装置は、上
記ｎ型半導体層としてＡｌ２ＧａＡｓ層を用いたもので
ある。
記ｎ型半導体層としてＡｌ２ＧａＡｓ層を用いたもので
ある。
この発明においては、Ａｊ？Ｇａ Ｉ ｎＰ系材料から
なるクラッド層に挟まれた、自然超格子構造の活性層を
備え、かつ該活性層中に不純物拡散により実屈折率差を
設けた構成としたから、活性層内に電流狭窄構造及び発
生した光の閉じ込め構造を実現でき、低しきい値で発振
し、しかも横モード制御かできる可視光面発光レーザを
実現できる。
なるクラッド層に挟まれた、自然超格子構造の活性層を
備え、かつ該活性層中に不純物拡散により実屈折率差を
設けた構成としたから、活性層内に電流狭窄構造及び発
生した光の閉じ込め構造を実現でき、低しきい値で発振
し、しかも横モード制御かできる可視光面発光レーザを
実現できる。
また、この発明においては、さらに、ｎ型半導体層の一
部にＺｎ拡散を施し、ｐ型の電流通路を選択的に形成し
た構成としたから、活性層への電流狭窄を有効に行うこ
とかでき、より低しきい値の可視光面発光レーザを実現
できる。
部にＺｎ拡散を施し、ｐ型の電流通路を選択的に形成し
た構成としたから、活性層への電流狭窄を有効に行うこ
とかでき、より低しきい値の可視光面発光レーザを実現
できる。
さらに、この発明においては、クラッド層の一部にＡＩ
！ＧａＩｎＰよりも熱抵抗の低い１ｊ７ＧａＡｓを用い
た構造としたから、さらに低しきい値で温度特性の優れ
た可視光面発光レーザ装置を実現できる。
！ＧａＩｎＰよりも熱抵抗の低い１ｊ７ＧａＡｓを用い
た構造としたから、さらに低しきい値で温度特性の優れ
た可視光面発光レーザ装置を実現できる。
以下、この発明の実施例について説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例による可視光面発光レ
ーザ装置の構造を示す断面斜視図である。
ーザ装置の構造を示す断面斜視図である。
図において、１は（１００）ｎ型ＧａＡｓ基板であり、
第１のｎ型ＡＡＧａ ＩｎＰｎ型クラッド層５板ｌの一
主面上に配置され、ｐ型ＡＡ’Ｇａ ＩｎＰｎ型クラッ
ド層５１のｎ型Ａｌ！Ｇａ ＩｎＰｎ型クラッド層５配
置され、アンドープＧａ ＩｎＰ活性層４はｐ型Ａｊ７
Ｇａ ＩｎＰｎ型クラッド層５配置され、第２のｎ型Ａ
ｌ！ＧａＩｎＰクラッド層５は活性層４下に配置される
。円形状メサ溝１８は基板１を貫通して設けられ、第２
のｎ型クラッド層５はメサ溝１８に対向する領域に円形
メサ突起１９を有する。ｎ型ＧａＡｓ層６は第２のｎ型
クラッド層５の円形メサ突起下に配置される。円形メサ
突起１９頂上の中央部には高反射率膜２２か設けられ、
ｎ側電極２４は第２のｎ型クラッド層５のメサ突起部以
外の領域下及び上記高反射率膜２２が設けられたメサ突
起１９を覆って設けられる。ｐ型電極２５は基板１の他
の主面上に設けられる。メサ溝１８底部には出射面反射
膜２３か設けられる。また、図において、７及び９はＺ
ｎ拡散領域であり、８は自然超格子かＺｎ拡散により無
秩序化された領域である。また、２１は発光領域、２６
はレーザ出射光である。
第１のｎ型ＡＡＧａ ＩｎＰｎ型クラッド層５板ｌの一
主面上に配置され、ｐ型ＡＡ’Ｇａ ＩｎＰｎ型クラッ
ド層５１のｎ型Ａｌ！Ｇａ ＩｎＰｎ型クラッド層５配
置され、アンドープＧａ ＩｎＰ活性層４はｐ型Ａｊ７
Ｇａ ＩｎＰｎ型クラッド層５配置され、第２のｎ型Ａ
ｌ！ＧａＩｎＰクラッド層５は活性層４下に配置される
。円形状メサ溝１８は基板１を貫通して設けられ、第２
のｎ型クラッド層５はメサ溝１８に対向する領域に円形
メサ突起１９を有する。ｎ型ＧａＡｓ層６は第２のｎ型
クラッド層５の円形メサ突起下に配置される。円形メサ
突起１９頂上の中央部には高反射率膜２２か設けられ、
ｎ側電極２４は第２のｎ型クラッド層５のメサ突起部以
外の領域下及び上記高反射率膜２２が設けられたメサ突
起１９を覆って設けられる。ｐ型電極２５は基板１の他
の主面上に設けられる。メサ溝１８底部には出射面反射
膜２３か設けられる。また、図において、７及び９はＺ
ｎ拡散領域であり、８は自然超格子かＺｎ拡散により無
秩序化された領域である。また、２１は発光領域、２６
はレーザ出射光である。
次に、本実施例レーザの製造工程について説明する。
第２図は第１図の可視光面発光レーザ装置の製造フロー
を示す断面工程図であり、図において第１図と同一符号
は同−又は相当部分である。
を示す断面工程図であり、図において第１図と同一符号
は同−又は相当部分である。
まず、第２図（ａ）に示すように、（１００）ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に層厚０．８μｍの第１のｎ型（Ａｌｏ７
Ｇａｏ３）ｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐクラッド層２゜層
厚０．２μｍのｐ型（Ａｆｏ、ｔ Ｇａｏ、：＋ ）
ｏ、ｓ １ｎｏ、ｓＰクラッド層３１層厚２〜３μｍの
アンドープＧ ａＯ，ｓ Ｉｎｏ、ａ Ｐ活性層４１
層厚１μｍの第２のｎ型（ＡＩ！。７Ｇａｏ、ｓ ）
ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド層５．及び層厚０．
５μｍのｎ型ＧａＡｓコンタクト層６を順次、例えば有
機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ ）法により形成する。ここで後述する理由
により、活性層４のＧａ ＩｎＰは自然超格子か形成さ
れその禁制帯幅が波長に換算した場合、６７０〜６８０
ｍｍ程度になるようにエピタキシャル成長する必要があ
る。成長条件としては、基板温度７２５°Ｃ，Ｖ１ｍ比
５００とすればよい。
Ａｓ基板１上に層厚０．８μｍの第１のｎ型（Ａｌｏ７
Ｇａｏ３）ｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐクラッド層２゜層
厚０．２μｍのｐ型（Ａｆｏ、ｔ Ｇａｏ、：＋ ）
ｏ、ｓ １ｎｏ、ｓＰクラッド層３１層厚２〜３μｍの
アンドープＧ ａＯ，ｓ Ｉｎｏ、ａ Ｐ活性層４１
層厚１μｍの第２のｎ型（ＡＩ！。７Ｇａｏ、ｓ ）
ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド層５．及び層厚０．
５μｍのｎ型ＧａＡｓコンタクト層６を順次、例えば有
機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ ）法により形成する。ここで後述する理由
により、活性層４のＧａ ＩｎＰは自然超格子か形成さ
れその禁制帯幅が波長に換算した場合、６７０〜６８０
ｍｍ程度になるようにエピタキシャル成長する必要があ
る。成長条件としては、基板温度７２５°Ｃ，Ｖ１ｍ比
５００とすればよい。
次に第２図（ｂ）に示すように、通常の写真製版技術と
エツチング技術を用いてメサ突起部１９を形成する。次
に、固相もしくは気相拡散法を用いてウェハ表面より、
非拡散領域が素子中央部に円柱状もしくは円錐台状に残
るように、Ｚｎ拡散を行ない、第２図（Ｃ）に示すよう
な、ｐ型クラッド層３に達しない深さのＺｎ拡散領域７
を形成する。ここで、非拡散領域のメサ頂上部での直径
は約２０μｍとする。この後、第２図（ｄ）のように、
メサ部１９頂上のＺｎが非拡散の領域の中央部に直径約
１０μｍの円形の高反射率膜２２を形成し、さらにウェ
ハ表面全面にｎ側電極２４を形成する。次に、第２図（
ｅ）に示すように、基板１の他の主面表面より基板を貫
通する円形メサ溝１８を形成する。該円形メサ溝１８は
メサ突起１９と対向する位置に設けられ、その底部の直
径は約２０μｍとする。
エツチング技術を用いてメサ突起部１９を形成する。次
に、固相もしくは気相拡散法を用いてウェハ表面より、
非拡散領域が素子中央部に円柱状もしくは円錐台状に残
るように、Ｚｎ拡散を行ない、第２図（Ｃ）に示すよう
な、ｐ型クラッド層３に達しない深さのＺｎ拡散領域７
を形成する。ここで、非拡散領域のメサ頂上部での直径
は約２０μｍとする。この後、第２図（ｄ）のように、
メサ部１９頂上のＺｎが非拡散の領域の中央部に直径約
１０μｍの円形の高反射率膜２２を形成し、さらにウェ
ハ表面全面にｎ側電極２４を形成する。次に、第２図（
ｅ）に示すように、基板１の他の主面表面より基板を貫
通する円形メサ溝１８を形成する。該円形メサ溝１８は
メサ突起１９と対向する位置に設けられ、その底部の直
径は約２０μｍとする。
この後、基板１の他の主面表面よりＺｎ拡散を行ない、
第２図げ）に示すように、円形メサ溝１８下の拡散フロ
ントがｐ型クラッド層３内にとどまる深さのＺｎ拡散領
域９を形成する。この後、円形メサ溝底部に多層誘電体
膜からなる高反射率膜２３を、基板１の他主面上にｐ側
電極２５を形成し、第１図に示す面発光レーザ装置か完
成する。
第２図げ）に示すように、円形メサ溝１８下の拡散フロ
ントがｐ型クラッド層３内にとどまる深さのＺｎ拡散領
域９を形成する。この後、円形メサ溝底部に多層誘電体
膜からなる高反射率膜２３を、基板１の他主面上にｐ側
電極２５を形成し、第１図に示す面発光レーザ装置か完
成する。
次に動作について説明する。
本実施例ではｎ型ＧａＡｓ基板の電極側の表面領域、及
び円形メサ溝１８の側面領域にＺｎ拡散領域９が形成さ
れており、この拡散領域９は円形メサ溝１８底部の領域
ではｎ型Ａ１７ＧａＩｎＰクラッド層２を貫通してｐ型
ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３に達している。一方、活
性層４内にはｎ型ＧａＡｓ層６側からのＺｎ拡散により
自然超格子が無秩序化された領域８が形成されている。
び円形メサ溝１８の側面領域にＺｎ拡散領域９が形成さ
れており、この拡散領域９は円形メサ溝１８底部の領域
ではｎ型Ａ１７ＧａＩｎＰクラッド層２を貫通してｐ型
ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３に達している。一方、活
性層４内にはｎ型ＧａＡｓ層６側からのＺｎ拡散により
自然超格子が無秩序化された領域８が形成されている。
従って第１図において、ｐ側電極２３．ｎ側電極２４間
に順方向バイアスを印加すると、電流は、第１図中の矢
印に示すように、活性層４のメサ溝１８に対向する領域
に効率よく注入され、該領域にキャリアの発光再結合が
生じる。発生した光はメサ溝１８底に設けられた出射面
反射膜２３とメサ突 。
に順方向バイアスを印加すると、電流は、第１図中の矢
印に示すように、活性層４のメサ溝１８に対向する領域
に効率よく注入され、該領域にキャリアの発光再結合が
生じる。発生した光はメサ溝１８底に設けられた出射面
反射膜２３とメサ突 。
起１９頂上に設けられた高反射率膜２２との間で反射増
幅を繰り返し、レーザ発振に至り、メサ溝部１８よりレ
ーザ光２６か出射される。ここで、Ｇａ ｒｎＰ活性層
４中のＺｎか拡散した領域８は、Ｚｎ拡散によりＧａ
ＩｎＰＪ中の自然超格子が無秩序化され、その部分の禁
制帯幅か増大（波長に換算して６５０ｎｍ程度となる）
する。先述したようにアンドープＧａ ＩｎＰ活性層４
の禁制帯幅は波長換算で６７０〜６８０ｎｍであり、無
秩序化されていない領域と自然超格子かＺｎ拡散により
無秩序化された８の領域で禁制帯幅に差が生じる。即ち
、屈折率はＺｎ拡散した領域８の部分で低下することに
なる。このため活性層４のＺｎか拡散されていない領域
で発生した光は該領域内に閉じ込められるため、横モー
ドの安定が図られる。
幅を繰り返し、レーザ発振に至り、メサ溝部１８よりレ
ーザ光２６か出射される。ここで、Ｇａ ｒｎＰ活性層
４中のＺｎか拡散した領域８は、Ｚｎ拡散によりＧａ
ＩｎＰＪ中の自然超格子が無秩序化され、その部分の禁
制帯幅か増大（波長に換算して６５０ｎｍ程度となる）
する。先述したようにアンドープＧａ ＩｎＰ活性層４
の禁制帯幅は波長換算で６７０〜６８０ｎｍであり、無
秩序化されていない領域と自然超格子かＺｎ拡散により
無秩序化された８の領域で禁制帯幅に差が生じる。即ち
、屈折率はＺｎ拡散した領域８の部分で低下することに
なる。このため活性層４のＺｎか拡散されていない領域
で発生した光は該領域内に閉じ込められるため、横モー
ドの安定が図られる。
このように本実施例のレーザ構造ては、Ｚｎ拡散領域９
から効率よく活性層４中に電流注入が行われ、発光領域
２１中で発生した光は、Ｚｎ拡散領域８と発光領域２１
の間の屈折率差により安定に横モード制御できる。
から効率よく活性層４中に電流注入が行われ、発光領域
２１中で発生した光は、Ｚｎ拡散領域８と発光領域２１
の間の屈折率差により安定に横モード制御できる。
なお、Ｚｎ拡散領域９により狭窄された電流はｐ型Ａｆ
ＧａＡｓクラッド層３内では横方向に広かるため、この
ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３の部分で電流狭窄効果か
若干低減されることとなる。
ＧａＡｓクラッド層３内では横方向に広かるため、この
ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３の部分で電流狭窄効果か
若干低減されることとなる。
本実施例ではクラッド層３を０．２μｍと薄くしており
、これにより電流狭窄効果の低減を小さくしている。電
流狭窄効果の低減を小さくするにはクラッド層３は薄い
ほどよいか、Ｚｎ拡散領域９のメサ溝１８下の拡散フロ
ントをこのクラッド層３内で停める必要があるため、あ
まり薄すぎるとこの制御が困難となる。
、これにより電流狭窄効果の低減を小さくしている。電
流狭窄効果の低減を小さくするにはクラッド層３は薄い
ほどよいか、Ｚｎ拡散領域９のメサ溝１８下の拡散フロ
ントをこのクラッド層３内で停める必要があるため、あ
まり薄すぎるとこの制御が困難となる。
また、発光領域２１、即ち活性層内のＺｎ非拡散領域の
層厚方向に垂直な断面形状は円形に限らず、方形であっ
てもよいか、本実施例のように円形とした場合、出射ビ
ームの形状か円形となるため、出射ビームの取扱が容易
である。
層厚方向に垂直な断面形状は円形に限らず、方形であっ
てもよいか、本実施例のように円形とした場合、出射ビ
ームの形状か円形となるため、出射ビームの取扱が容易
である。
次に本発明の第２の実施例について説明する。
第３図は第１図の実施例よりも構造を簡略化した本発明
の第２の実施例による可視光面発光レーザ装置を示す断
面斜視図であり、本実施例では、メサ１９の形成を行わ
ずにＺｎ拡散を行っている。
の第２の実施例による可視光面発光レーザ装置を示す断
面斜視図であり、本実施例では、メサ１９の形成を行わ
ずにＺｎ拡散を行っている。
製造工程は、メサ１９の形成かない以外、上記第１図の
実施例と全く同様である。拡散フロントのコントロール
は拡散深さか深くなると難しくなるため、本実施例では
ｎ型ＧａＡｓ層６側からのＺｎ拡散の制御が難しいか、
エツチング工程をひとつ減らすことかできるので、工程
を簡略化できる。
実施例と全く同様である。拡散フロントのコントロール
は拡散深さか深くなると難しくなるため、本実施例では
ｎ型ＧａＡｓ層６側からのＺｎ拡散の制御が難しいか、
エツチング工程をひとつ減らすことかできるので、工程
を簡略化できる。
動作原理、及び効果は上記第１の実施例と全く同じであ
る。即ち、Ｚｎ拡散領域９から第３図中の矢印に示すよ
うに、効率よく活性層４中に電流注入が行われ、発光領
域２１中で発生した光は、Ｚｎ拡散領域８と発光領域２
１の間の屈折率差により安定に横モード制御できる。
る。即ち、Ｚｎ拡散領域９から第３図中の矢印に示すよ
うに、効率よく活性層４中に電流注入が行われ、発光領
域２１中で発生した光は、Ｚｎ拡散領域８と発光領域２
１の間の屈折率差により安定に横モード制御できる。
次に本発明の第３の実施例について説明する。
第４図は本発明の第２の実施例による可視光面発光レー
ザ装置の構造を示す断面斜視図である。
ザ装置の構造を示す断面斜視図である。
第４図において、１０は第１のｎ型” ｘ Ｇ ａ ）
−。
−。
Ａｓ （０，７＜ｘ＜０．９）クラッド層、１１は第２
のｎ型Ａｆｆｉ、 Ｇａ１−、 Ａｓ （０，７＜ｘ＜
０．９）クラッド層である。
のｎ型Ａｆｆｉ、 Ｇａ１−、 Ａｓ （０，７＜ｘ＜
０．９）クラッド層である。
本第３の実施例によるレーザ装置は、上記第１゜第２の
実施例によるレーザ装置の温度特性を向上させたもので
ある。一般にＡｌＧａ ＩｎＰは熱抵抗が高くこのこと
がレーザの温度特性を劣化させ易い。そこで本実施例で
は、クラッド層に熱抵抗の低いＡｉ’ＧａＡｓを用いた
ＡｌＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＡｓ ２層構造を採用した。
実施例によるレーザ装置の温度特性を向上させたもので
ある。一般にＡｌＧａ ＩｎＰは熱抵抗が高くこのこと
がレーザの温度特性を劣化させ易い。そこで本実施例で
は、クラッド層に熱抵抗の低いＡｉ’ＧａＡｓを用いた
ＡｌＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＡｓ ２層構造を採用した。
次に製造工程について説明する。
第６図は第４図のレーザ装置の製造フローを示す断面工
程図である。
程図である。
まず、第６図（ａ）に示すように、（１００）ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に層厚０．８μｍの第１のｎ型Ａ１！ｘ
Ｇａ＋ −ｘ Ａｓ （０，７＜ｘ ＜Ｑ、 ９）クラ
ット層１０、層厚０．２μｍのｐ型（Ａｊ’ｏ、ｔ ｅ
ａｏ、３ ）０．６ Ｉｎｏ５Ｐクラッド［３，層厚
２〜３μｍのアンドープＧａｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐ
活性層４１層厚０゜２μｍのｎ型（、ＡＩ！ｏ７Ｇａｏ
、ｓ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓＰクラッド層５１９層
厚０．８μｍの第２のｎ型Ａ１２．０ａｐ−、Ａｓ （
０，７＜ｘ＜０．９）クラッド層１１、及び層厚０．５
μｍのｎ型ＧａＡｓコンタクト層６を順次、例えば有機
金属気相成長（ＭＯＣＶＤ ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉ。
Ａｓ基板１上に層厚０．８μｍの第１のｎ型Ａ１！ｘ
Ｇａ＋ −ｘ Ａｓ （０，７＜ｘ ＜Ｑ、 ９）クラ
ット層１０、層厚０．２μｍのｐ型（Ａｊ’ｏ、ｔ ｅ
ａｏ、３ ）０．６ Ｉｎｏ５Ｐクラッド［３，層厚
２〜３μｍのアンドープＧａｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐ
活性層４１層厚０゜２μｍのｎ型（、ＡＩ！ｏ７Ｇａｏ
、ｓ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓＰクラッド層５１９層
厚０．８μｍの第２のｎ型Ａ１２．０ａｐ−、Ａｓ （
０，７＜ｘ＜０．９）クラッド層１１、及び層厚０．５
μｍのｎ型ＧａＡｓコンタクト層６を順次、例えば有機
金属気相成長（ＭＯＣＶＤ ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉ。
ｎ）法により形成する。活性層４のＧａ ＩｎＰは上記
第１の実施例同様自然超格子か形成されその禁制帯幅が
波長に換算した場合、６７０〜６８０ｍｍ程度になるよ
うにエピタキシャル成長する。
第１の実施例同様自然超格子か形成されその禁制帯幅が
波長に換算した場合、６７０〜６８０ｍｍ程度になるよ
うにエピタキシャル成長する。
成長条件としては、基板温度７２５°Ｃ，Ｖ１ｍ比５０
０とすればよい。次に第６図（ｂ）に示すように、通常
の写真製版技術とエツチング技術を用いてメサ突起部１
９を形成する。このときＡＩＧａＡｓとＡＩ！Ｇａ Ｉ
ｎＰに対して異なるエッチレートを持つエッチャントを
用いて選択エツチングを行なえば、ｎ型（ＡＩ！ｏ７Ｇ
ａｏ、ｚ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド層５
１をエツチングストッパとすることがてき、メサ突起１
９を制画性よく形成することができる。
０とすればよい。次に第６図（ｂ）に示すように、通常
の写真製版技術とエツチング技術を用いてメサ突起部１
９を形成する。このときＡＩＧａＡｓとＡＩ！Ｇａ Ｉ
ｎＰに対して異なるエッチレートを持つエッチャントを
用いて選択エツチングを行なえば、ｎ型（ＡＩ！ｏ７Ｇ
ａｏ、ｚ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド層５
１をエツチングストッパとすることがてき、メサ突起１
９を制画性よく形成することができる。
メサ突起１９形成以降の工程は第２図（Ｃ）Ｌ、ｌ降の
工程と全く同様である。
工程と全く同様である。
次に動作について説明する。
基本的なレーザ発振動作は上記第１．第２の実施例と同
様である。ＡｌＧａＡｓはＡＩ！Ｇａ ＩｎＰに比して
熱抵抗か低いため、レーザ動作で生ずる熱を素子内部に
閉じ込めることなく、実使用に際してレーザ上部、また
は下部に接して設けられるヒートシンク材へ効率よく放
熱できる。従って、レーザ動作に伴う発熱による特性の
劣化を低減できる。
様である。ＡｌＧａＡｓはＡＩ！Ｇａ ＩｎＰに比して
熱抵抗か低いため、レーザ動作で生ずる熱を素子内部に
閉じ込めることなく、実使用に際してレーザ上部、また
は下部に接して設けられるヒートシンク材へ効率よく放
熱できる。従って、レーザ動作に伴う発熱による特性の
劣化を低減できる。
なお、本第３の実施例ではｎ電極側にメサ突起１９を形
成したものについて示したか、これは第５図に示す本発
明の第４の実施例のように、メサ突起を形成せずにＺｎ
拡散をしたものであってもよく、第３の実施例と同様の
効果を奏する。
成したものについて示したか、これは第５図に示す本発
明の第４の実施例のように、メサ突起を形成せずにＺｎ
拡散をしたものであってもよく、第３の実施例と同様の
効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、Ａｌ２Ｇａ ＩｎＰ
系材料からなるクラッド層に挟まれた、自然超格子構造
の活性層を備え、かつ該活性層中に不純物拡散により実
屈折率差を設けた構成としたから、活性層内に電流狭窄
構造及び発生した光の閉じ込め構造を実現でき、低しき
い値で発振し、しかも横モード制画ができる可視光面発
光レーザを実現てきる効果がある。
系材料からなるクラッド層に挟まれた、自然超格子構造
の活性層を備え、かつ該活性層中に不純物拡散により実
屈折率差を設けた構成としたから、活性層内に電流狭窄
構造及び発生した光の閉じ込め構造を実現でき、低しき
い値で発振し、しかも横モード制画ができる可視光面発
光レーザを実現てきる効果がある。
また、この発明によれば、さらに、ｎ型半導体層の一部
にＺｎ拡散を施し、ｐ型の電流通路を選択的に形成した
構成としたから、活性層への電流狭窄を有効に行うこと
かでき、より低しきい値の可視光面発光レーザを実現て
きる効果かある。
にＺｎ拡散を施し、ｐ型の電流通路を選択的に形成した
構成としたから、活性層への電流狭窄を有効に行うこと
かでき、より低しきい値の可視光面発光レーザを実現て
きる効果かある。
さらに、この発明によれば、ＡｌＧａ ＩｎＰよりも熱
抵抗の低いＡｌＧａＡｓを用いたＡｌＧａＩｎＰ／ＡＡ
ＧａＡ２重クラッド層を採用したので、温度特性の改善
されたＡＡＧａ ＩｎＰ系可視光面発光レーし−実現で
きる効果かある。
抵抗の低いＡｌＧａＡｓを用いたＡｌＧａＩｎＰ／ＡＡ
ＧａＡ２重クラッド層を採用したので、温度特性の改善
されたＡＡＧａ ＩｎＰ系可視光面発光レーし−実現で
きる効果かある。
第１図はこの発明の第１の実施例による可視光面発光レ
ーザ装置を示す断面斜視図、第２図は第１図のレーザ装
置の製造フローを示す断面工程図、第３図は本発明の第
２の実施例による可視光面発光レーザ装置を示す断面斜
視図、第４図、第５図は本発明の第３．第４の実施例に
よる可視光面発光レーザ装置を示す断面斜視図、第６図
は第４図のレーザ装置の製造フローを示す断面工程図、
第７図は従来の面発光レーザ装置を示す断面斜視図であ
る。 図において、ｌはｎ型ＧａＡｓ基板、２は第１のｎ型Ａ
ｆＧａ ＩｎＰクラッド層、３はＰ型Ａｊｌ’Ｇａ Ｉ
ｎＰクラッド層、４はアンドープＧａＩｎＰ活性層、５
は第２のｎ型Ａｊ７Ｇａ ＩｎＰクラッド層、６はｎ型
ＧａＡｓ層、７，９はＺｎ拡散領域、８はＧａ ＩｎＰ
が無秩序化されたＺｎ拡散領域、１０は第１のｎ型Ａｉ
！ＧａＡｓクラッド層、１１は第２のｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層、５はｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１８
は円形状メサ溝、１９は円形状メサである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ーザ装置を示す断面斜視図、第２図は第１図のレーザ装
置の製造フローを示す断面工程図、第３図は本発明の第
２の実施例による可視光面発光レーザ装置を示す断面斜
視図、第４図、第５図は本発明の第３．第４の実施例に
よる可視光面発光レーザ装置を示す断面斜視図、第６図
は第４図のレーザ装置の製造フローを示す断面工程図、
第７図は従来の面発光レーザ装置を示す断面斜視図であ
る。 図において、ｌはｎ型ＧａＡｓ基板、２は第１のｎ型Ａ
ｆＧａ ＩｎＰクラッド層、３はＰ型Ａｊｌ’Ｇａ Ｉ
ｎＰクラッド層、４はアンドープＧａＩｎＰ活性層、５
は第２のｎ型Ａｊ７Ｇａ ＩｎＰクラッド層、６はｎ型
ＧａＡｓ層、７，９はＺｎ拡散領域、８はＧａ ＩｎＰ
が無秩序化されたＺｎ拡散領域、１０は第１のｎ型Ａｉ
！ＧａＡｓクラッド層、１１は第２のｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層、５はｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１８
は円形状メサ溝、１９は円形状メサである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）基板上にＡｌＧａＩｎＰ系材料からなるダブルヘ
テロ構造を有し、基板の主面と垂直方向に導波路を形成
し、該基板に設けた溝よりレーザ光を取り出す可視光面
発光レーザ装置において、一主面として（１００）面を
有するＧａＡｓ基板と、 該基板の上記一主面上に設けられた、少なくともＡｌＧ
ａＩｎＰ第１クラッド層、該第１クラッド層上に自然超
格子を伴う条件でエピタキシャル成長したアンドープＧ
ａＩｎＰ活性層、及び該活性層上に形成した上記第１ク
ラッド層と反対導電型のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層
からなるダブルヘテロ構造と、 上記基板に設けた溝に対向する領域以外の領域に対し、
上記第２クラッド層側から該第２クラッド層と反対導電
型の不純物を上記第１クラッド層に達しない深さまで拡
散して形成された、上記自然超格子が無秩序化された領
域とを備えたことを特徴とする可視光面発光レーザ装置
。 - （２）基板上にＡｌＧａＩｎＰ系材料からなるダブルヘ
テロ構造を有し、基板の主面と垂直方向に導波路を形成
し、該基板に設けた溝よりレーザ光を取り出す可視光面
発光レーザ装置において、一主面として（１００）面を
有するｎ型ＧａＡｓ基板と、 該基板の上記一主面上に形成されたｎ型半導体層と、 該ｎ型半導体層上にに設けられた、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、該ｐ型クラッド層上に自然超格子を伴う条
件でエピタキシャル成長したアンドープＧａＩｎＰ活性
層、及び該活性層上に形成した第２のｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層からなるダブルヘテロ構造と、 上記基板に設けた溝に対向する領域以外の領域に対し、
上記第２クラッド層側から該第２クラッド層と反対導電
型の不純物を上記第１クラッド層に達しない深さまで拡
散して形成された、上記自然超格子が無秩序化された領
域と、 上記基板の他主面側から、上記基板に設けた溝部の拡散
フロントが上記ｎ型半導体層を貫通して上記ｐ型クラッ
ド層に達する深さまでｐ型不純物を拡散して形成された
ｐ型領域とを備えたことを特徴とする可視光面発光レー
ザ装置。 - （３）上記ｎ型半導体層はＡｌＧａＡｓ層からなること
を特徴とする請求項２記載の可視光面発光レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2335831A JPH04199589A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 可視光面発光レーザ装置 |
| EP91309523A EP0488510B1 (en) | 1990-11-28 | 1991-10-16 | Visible light surface emitting laser device |
| DE69120907T DE69120907T2 (de) | 1990-11-28 | 1991-10-16 | Oberflächenemittierender Laser für sichtbares Licht |
| US07/779,815 US5166945A (en) | 1990-11-28 | 1991-10-21 | Visible light surface emitting laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2335831A JPH04199589A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 可視光面発光レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04199589A true JPH04199589A (ja) | 1992-07-20 |
Family
ID=18292894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2335831A Pending JPH04199589A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 可視光面発光レーザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5166945A (ja) |
| EP (1) | EP0488510B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04199589A (ja) |
| DE (1) | DE69120907T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555704A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-03-05 | Nec Corp | 面発光型半導体レーザとそのアレー及び面発光型発光ダイオードとそのアレー及び面発光型ｐｎｐｎ素子 |
| US7322704B2 (en) | 2004-07-30 | 2008-01-29 | Novalux, Inc. | Frequency stabilized vertical extended cavity surface emitting lasers |
| WO2024122202A1 (ja) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光出射装置、及び測距装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212705A (en) * | 1992-02-18 | 1993-05-18 | Eastman Kodak Company | AlAS Zn-stop diffusion layer in AlGaAs laser diodes |
| US5492607A (en) * | 1993-02-17 | 1996-02-20 | Hughes Aircraft Company | Method of fabricating a surface emitting laser with large area deflecting mirror |
| GB2283612B (en) * | 1993-10-27 | 1997-07-30 | Toshiba Cambridge Res Center | Semiconductor laser device |
| JP3098371B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2000-10-16 | 日本電気株式会社 | 半導体結晶成長方法 |
| JPH08307001A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザダイオ−ドおよびその製造方法 |
| DE19523267A1 (de) * | 1995-06-27 | 1997-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Lasermodul |
| US20060029120A1 (en) * | 2000-03-06 | 2006-02-09 | Novalux Inc. | Coupled cavity high power semiconductor laser |
| JP2007049088A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Rohm Co Ltd | 高出力赤色半導体レーザ |
| JP2007234747A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| CN102136677B (zh) * | 2006-08-23 | 2015-06-17 | 株式会社理光 | 表面发射激光器阵列、光学扫描装置及图像形成装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7901122A (nl) * | 1979-02-13 | 1980-08-15 | Philips Nv | Halfgeleiderlaser en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| JPS58223394A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 面発光型半導体レ−ザ装置及び製造方法 |
| JPH0740619B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1995-05-01 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| CA1271550C (en) * | 1985-12-24 | 1990-07-10 | SEMICONDUCTOR LUMINESCENT DEVICE, ILLUMINATING VERTICALLY | |
| JPS6376390A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Nec Corp | 発光半導体素子 |
| JPS63104493A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-09 | Nec Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPH01108789A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-26 | Sharp Corp | 面発光半導体レーザ素子 |
| JPH0727873B2 (ja) * | 1987-11-04 | 1995-03-29 | 三菱電機株式会社 | 化合物半導体へのＳｉ拡散方法 |
| JPH0828554B2 (ja) * | 1989-10-20 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2335831A patent/JPH04199589A/ja active Pending
-
1991
- 1991-10-16 EP EP91309523A patent/EP0488510B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-16 DE DE69120907T patent/DE69120907T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-21 US US07/779,815 patent/US5166945A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555704A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-03-05 | Nec Corp | 面発光型半導体レーザとそのアレー及び面発光型発光ダイオードとそのアレー及び面発光型ｐｎｐｎ素子 |
| US7322704B2 (en) | 2004-07-30 | 2008-01-29 | Novalux, Inc. | Frequency stabilized vertical extended cavity surface emitting lasers |
| WO2024122202A1 (ja) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光出射装置、及び測距装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0488510A3 (en) | 1992-07-01 |
| US5166945A (en) | 1992-11-24 |
| DE69120907D1 (de) | 1996-08-22 |
| EP0488510B1 (en) | 1996-07-17 |
| EP0488510A2 (en) | 1992-06-03 |
| DE69120907T2 (de) | 1997-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6320893B1 (en) | Surface emitting semiconductor laser | |
| JPH02159783A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2009182145A (ja) | 半導体光素子 | |
| US20130301667A1 (en) | Semiconductor laser device and manufacturing method of the same | |
| JPH04199589A (ja) | 可視光面発光レーザ装置 | |
| JP3585817B2 (ja) | レーザダイオードおよびその製造方法 | |
| US7817691B2 (en) | Light emitting device | |
| JP2869276B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP4876428B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2006294745A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| CN114400506B (zh) | 半导体激光器及其制备方法 | |
| JP2882335B2 (ja) | 光半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2001057459A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2980302B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2001251010A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP4378955B2 (ja) | ブロードエリア型半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH10326940A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3472739B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2502835B2 (ja) | 半導体レ―ザおよびその製造方法 | |
| JP2000340887A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH0537078A (ja) | 量子井戸半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JP2004221492A (ja) | 面発光レーザおよび面発光レーザの製造方法 | |
| JPH0590706A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH0388382A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2973215B2 (ja) | 半導体レーザ装置 |