JPH0443691A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0443691A JPH0443691A JP14999690A JP14999690A JPH0443691A JP H0443691 A JPH0443691 A JP H0443691A JP 14999690 A JP14999690 A JP 14999690A JP 14999690 A JP14999690 A JP 14999690A JP H0443691 A JPH0443691 A JP H0443691A
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- JP
- Japan
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- ridge
- type
- semiconductor laser
- stripe
- layer
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- Pending
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
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- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
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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〕
本発明はレーザビームプリンタや光ディスク等の情報端
末用し〜ザの構造に係り、特に高出力あるいは短波長動
作に好適なARGaInP系屈折率導波形赤外半導体レ
ーザの構造に関する。
末用し〜ザの構造に係り、特に高出力あるいは短波長動
作に好適なARGaInP系屈折率導波形赤外半導体レ
ーザの構造に関する。
従来、波長0.6μm帯の赤色域で動作するAQGa
I nP系屈折率導波形レーザについては。
I nP系屈折率導波形レーザについては。
ブロシーデインダス・オブ・エスビーアイイー898巻
、84頁から88頁(1988年)(Proceedi
ngs of 5PIE、 Vo12898 (]
988)PP84−88)において論じられている0本
レーザはリッジ形の屈折率導波構造を有し、GaAsの
(100)面を基板結晶とし、<011>方向にリッジ
ストライプを形成した、いわゆる順メサのリッジ構造を
有する。
、84頁から88頁(1988年)(Proceedi
ngs of 5PIE、 Vo12898 (]
988)PP84−88)において論じられている0本
レーザはリッジ形の屈折率導波構造を有し、GaAsの
(100)面を基板結晶とし、<011>方向にリッジ
ストライプを形成した、いわゆる順メサのリッジ構造を
有する。
一方、リッジストライプの方向を(011,)方向とす
るか、もしくはドライエッチを用いるなどの方法により
、リッジ側面の基板表面に対する角度を100度以下と
するリッジ構造半導体レーザについては、特開昭62−
54987において論じられている。
るか、もしくはドライエッチを用いるなどの方法により
、リッジ側面の基板表面に対する角度を100度以下と
するリッジ構造半導体レーザについては、特開昭62−
54987において論じられている。
上記従来技術前者の技術はリッジストライプ方向が<0
11>方向で、第2図に示すように、いわゆる順メサ構
造となっているため、電流通路となるリッジストライプ
の最狭部の幅が発光ストライプより1.2μm程度狭い
、このため、後述するように、順メサ構造のA Q G
a I n P系リッジ形半導体レーザの直列抵抗は
8〜J2Ωと高く、通電によってジュール熱が発生し、
素子の高出力高信頼動作化や短波長高信頼度動作化時の
問題となっていた。
11>方向で、第2図に示すように、いわゆる順メサ構
造となっているため、電流通路となるリッジストライプ
の最狭部の幅が発光ストライプより1.2μm程度狭い
、このため、後述するように、順メサ構造のA Q G
a I n P系リッジ形半導体レーザの直列抵抗は
8〜J2Ωと高く、通電によってジュール熱が発生し、
素子の高出力高信頼動作化や短波長高信頼度動作化時の
問題となっていた。
一方5後者の従来技術においては、リッジ側面の基板表
面に対する角度を100度以下とする構造が論じられて
いるものの、その目的は再成長時の段差の発生を抑制し
、段差上への成長に伴なう結晶欠陥の発生を抑制するこ
とにあった。また、その実施例ではA Q G a A
s系レーザの例のみが論じられており、A Q G
a A s系レーザに固有の直列抵抗の問題に関しては
配慮がなされていなかった。
面に対する角度を100度以下とする構造が論じられて
いるものの、その目的は再成長時の段差の発生を抑制し
、段差上への成長に伴なう結晶欠陥の発生を抑制するこ
とにあった。また、その実施例ではA Q G a A
s系レーザの例のみが論じられており、A Q G
a A s系レーザに固有の直列抵抗の問題に関しては
配慮がなされていなかった。
本研究の目的は、直列抵抗が低く、高出力高信頼動作や
短波長高信頼動作が可能なARGaInP系リッジ構造
半導体レーザを提供することにある。
短波長高信頼動作が可能なARGaInP系リッジ構造
半導体レーザを提供することにある。
」1記目的は、A Q G a I n P系リッジ構
造半導体レーザにおいて、主にp形A Q G a I
n Pクラッド層からなるストライプ方向を、<01
1>方向とし、リッジ構造をいわゆる逆メサ構造とする
か、もしくは矩形状のリッジとすることにより、達成さ
れる。
造半導体レーザにおいて、主にp形A Q G a I
n Pクラッド層からなるストライプ方向を、<01
1>方向とし、リッジ構造をいわゆる逆メサ構造とする
か、もしくは矩形状のリッジとすることにより、達成さ
れる。
リッジの構造を逆メサ構造もしくは矩形状にすることに
より、リッジストライプの最狭部の幅を発光ストライブ
より1.2μm程度広げるか、もしくは同じとすること
ができる。n形GaAs(100)面を基板結晶として
用いたAlGaInP系リッジ形レーすの場合、リッジ
はP形A Q G a I n P層で形成されるが、
この層の正孔濃度は5 X 1017cs−”以上にす
ることが難しく、かつ正孔の移動度が小さいため、レー
ザとした場合の直列抵抗は主にこの層の厚さおよびリッ
ジの幅により決定される。したがって、リッジ最狭部の
幅を広げることによって直列抵抗を約5Ω低減できる。
より、リッジストライプの最狭部の幅を発光ストライブ
より1.2μm程度広げるか、もしくは同じとすること
ができる。n形GaAs(100)面を基板結晶として
用いたAlGaInP系リッジ形レーすの場合、リッジ
はP形A Q G a I n P層で形成されるが、
この層の正孔濃度は5 X 1017cs−”以上にす
ることが難しく、かつ正孔の移動度が小さいため、レー
ザとした場合の直列抵抗は主にこの層の厚さおよびリッ
ジの幅により決定される。したがって、リッジ最狭部の
幅を広げることによって直列抵抗を約5Ω低減できる。
直列抵抗の低減によって、通電によるジュール熱の発生
と、これに伴なう(AQ)GaInP活性層の温度上昇
が低減できる。このため、素子の温度特性が改善され、
動作電流が低減できる。
と、これに伴なう(AQ)GaInP活性層の温度上昇
が低減できる。このため、素子の温度特性が改善され、
動作電流が低減できる。
さらに高出力高信頼動作や、短波長高信頼動作ができる
ようになる。
ようになる。
上記の構造は特開昭62−54987に記載されている
が、その目的は再成長時の段差の発生と、段差りへの成
長に伴なう結晶欠陥の発生を抑生ずることにある。また
、実施例もA Q CE a A s系レーザに限定さ
れており5本発明のAQ G a I n P系しザに
固有の問題であるP形りラソj−層の厚さや幅に起因す
る直列抵抗の問題に関しては配慮がなされていない。
が、その目的は再成長時の段差の発生と、段差りへの成
長に伴なう結晶欠陥の発生を抑生ずることにある。また
、実施例もA Q CE a A s系レーザに限定さ
れており5本発明のAQ G a I n P系しザに
固有の問題であるP形りラソj−層の厚さや幅に起因す
る直列抵抗の問題に関しては配慮がなされていない。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
「1形GaAsの(100)面基板1上に有機金属気相
成長(MOCVD)法により、r】形の(A Qo、7
G ao、、)。、5 I r111+6 P クラ
ッドM(厚さ1μm)2.アンドープのGa、、、I
n、5P活性N(厚さ0.07μm)3.p形の (A Qo、7G a、、3)。、、In0.、P
クラッド層(厚さ163μm)4を連続成長させた。
成長(MOCVD)法により、r】形の(A Qo、7
G ao、、)。、5 I r111+6 P クラ
ッドM(厚さ1μm)2.アンドープのGa、、、I
n、5P活性N(厚さ0.07μm)3.p形の (A Qo、7G a、、3)。、、In0.、P
クラッド層(厚さ163μm)4を連続成長させた。
その後、CVD膜を形成した後ウェハを2分割した。ホ
トレジス1へ工程を経て、分割してウェハ(7) 1
5には<011.>方向に幅約7.4μmのストライプ
を形成した。また、残りのウェハには<011>方向に
幅約5μmのストライプタ形成した。その後、反応律速
の化学エツチング液を用いて、約1μmエツチングを行
ない、逆メサおよび順メサ構造のリッジストライブを形
成した。両構造共にリッジの活性層3側の幅は約5μm
、リッジの薄い領域の厚さは約0.3μmである。
トレジス1へ工程を経て、分割してウェハ(7) 1
5には<011.>方向に幅約7.4μmのストライプ
を形成した。また、残りのウェハには<011>方向に
幅約5μmのストライプタ形成した。その後、反応律速
の化学エツチング液を用いて、約1μmエツチングを行
ない、逆メサおよび順メサ構造のリッジストライブを形
成した。両構造共にリッジの活性層3側の幅は約5μm
、リッジの薄い領域の厚さは約0.3μmである。
その後、第2回目のMOCVD法により、リッジの底面
および側面にD形G a A s電流狭窄層5を選択成
長させた。スj・ライブマスクを除去した後にP形G
a A s層6をMOCVD法により形成し、P側電極
7.n側電極8を形成した。
および側面にD形G a A s電流狭窄層5を選択成
長させた。スj・ライブマスクを除去した後にP形G
a A s層6をMOCVD法により形成し、P側電極
7.n側電極8を形成した。
このようにして作製したウェハから、共振器長3300
μm、チップ間隔300μmのレーザチップを形成し、
p −n接合側を下にしてパッケージに実装した。
μm、チップ間隔300μmのレーザチップを形成し、
p −n接合側を下にしてパッケージに実装した。
試作した素子は両構造共に室温連続動作下において、し
きい値電流約30mAで発振した。逆メサ構造の素子は
発振波長約670nmにおいて光出力20mWまで安定
な横基本モードで動作した。
きい値電流約30mAで発振した。逆メサ構造の素子は
発振波長約670nmにおいて光出力20mWまで安定
な横基本モードで動作した。
素子の直列抵抗は約5Ωであった。
一方、順メサ構造の素子は、発振波長が約675n m
で、光出力12mW以上で発熱による光出力飽和が生じ
た。順メサ構造の場合は、直列抵抗が、約1−〇Ωと高
く、通電により余分のジュール熱が発生したため、発振
波長の長波長化を光出力の熱的飽和が生じた。
で、光出力12mW以上で発熱による光出力飽和が生じ
た。順メサ構造の場合は、直列抵抗が、約1−〇Ωと高
く、通電により余分のジュール熱が発生したため、発振
波長の長波長化を光出力の熱的飽和が生じた。
両構造のレーザ端面に、反射率約30%の酸化防止膜を
形成し、50℃、10mWにおいて定光出力下での寿命
試験を行なった。その結果、逆メサ構造では5000時
間以上にわたって安定に動作したが、順メサ構造では5
00時間程度で半数に素子が劣化した。
形成し、50℃、10mWにおいて定光出力下での寿命
試験を行なった。その結果、逆メサ構造では5000時
間以上にわたって安定に動作したが、順メサ構造では5
00時間程度で半数に素子が劣化した。
次に本発明の第2の実施例について説明する。
実施例1と同様に第1回目のM OCV I)法により
G a A s基板]の(1,00)面上にA Q G
a I n F)系のダブルヘテロ構造を形成した。
G a A s基板]の(1,00)面上にA Q G
a I n F)系のダブルヘテロ構造を形成した。
その後、CVD 。
ホトレジスト工程を経て、(011)方向に幅約5.4
μmのストライプを形成した。その後、ドライエツチン
グの手法を用いて、深さ1μmのエツチングを実施し1
幅約5μmの矩形状のリフジス1−ライブを形成した。
μmのストライプを形成した。その後、ドライエツチン
グの手法を用いて、深さ1μmのエツチングを実施し1
幅約5μmの矩形状のリフジス1−ライブを形成した。
その後、実施例1と同様に第2回および第3回目のM
OCV D成長を実現し、矩形状のリッジストライプレ
ーザを作製し、実装した。
OCV D成長を実現し、矩形状のリッジストライプレ
ーザを作製し、実装した。
試作した素子は室温連続動作下においてしきい値電流3
0 m A 、発振波長671 ri rnで発振した
。
0 m A 、発振波長671 ri rnで発振した
。
また、光出力17mWまで光出力の熱的飽和なく、安定
な横基本モードで動作した。素子の直列抵抗は6Ωであ
った。実施例]と同様に端面酸化防止膜を形成した後、
50℃、10mWにおいて定光出力動作させた。その結
果、5000時間以上にわたって安定に動作することが
確かめられた。
な横基本モードで動作した。素子の直列抵抗は6Ωであ
った。実施例]と同様に端面酸化防止膜を形成した後、
50℃、10mWにおいて定光出力動作させた。その結
果、5000時間以上にわたって安定に動作することが
確かめられた。
以上の実施例では波長670 n mのA Q G a
I n P系レーザについて説明したが、活性層へA
Qを混入さぜた波長650 n m以下の短波長レーザ
では、本発明の効果が一層顕著となった。
I n P系レーザについて説明したが、活性層へA
Qを混入さぜた波長650 n m以下の短波長レーザ
では、本発明の効果が一層顕著となった。
本発明によれば、0.64m$で動作するAQ G a
I n P系レーザの直列抵抗を5Ω程度低減できる
ので素子の活性層の温度1−)1を抑制でき、温度特竹
向−L、高出力化、短波長化および高信頼度化の点で大
きな効果が得られた。
I n P系レーザの直列抵抗を5Ω程度低減できる
ので素子の活性層の温度1−)1を抑制でき、温度特竹
向−L、高出力化、短波長化および高信頼度化の点で大
きな効果が得られた。
第1図は本発明の一実施例の゛L導体レーザの共振器端
面から見た断面図、第2図は従来のAQGalnP系リ
ッジ構造半導体レーザの共振器端面から見た断面図であ
る。 1 G、JA s基板結晶、2 n形A Q G a
1 n Pクラッド層、3−G a I n P活性
層、4− p形Al2Ga I nPクラット層、5−
n形G a A s電流狭窄層、6・1形GaAs層
、7・・p側電極。
面から見た断面図、第2図は従来のAQGalnP系リ
ッジ構造半導体レーザの共振器端面から見た断面図であ
る。 1 G、JA s基板結晶、2 n形A Q G a
1 n Pクラッド層、3−G a I n P活性
層、4− p形Al2Ga I nPクラット層、5−
n形G a A s電流狭窄層、6・1形GaAs層
、7・・p側電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、n形GaAs結晶を基板結晶として用いたAlGa
InP系リッジ構造半導体レーザにおいて、リッジの形
状を、矩形もしくは逆台形としたことを特徴とする半導
体レーザ。 2、n形GaAsの(100)面を主面とする結晶を基
板結晶として用いたAlGaInP系リッジ構造半導体
レーザにおいて、リッジストライプの主たる方向が<0
11>方向であることを特徴とする半導体レーザ。 3、n形GaAs結晶を基板結晶として用いたAlGa
InP系リッジ構造半導体レーザのリッジ部が主にp形
AlGaInP層で構成されていることを特徴とする請
求項1もしくは2記載の半導体レーザ。 4、n形GaAs結晶を基板結晶として用いたAlGa
InP系ダブルヘテロ構造半導体レーザにおいて、主と
してp形AlGaInPよりなるp形クラッド層のスト
ライプ状の部分を除いて、該クラッド層を活性層より発
生した光がしみ出るのに十分な深さまで光吸収のある半
導体層により置きかえ、かつ、該p形クラッド層のスト
ライプ状の部分の表面および該光吸収半導体層の表面が
少なくともp形のGaAs層により覆われた構造を有し
、かつ、該ストライプの形状を矩形もしくは逆台形とし
たことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14999690A JPH0443691A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14999690A JPH0443691A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 半導体レーザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0443691A true JPH0443691A (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=15487189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14999690A Pending JPH0443691A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0443691A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0480983A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-13 | Nec Corp | 半導体レーザ |
JPH07193313A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Nec Corp | 半導体レーザ |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP14999690A patent/JPH0443691A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0480983A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-13 | Nec Corp | 半導体レーザ |
JPH07193313A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Nec Corp | 半導体レーザ |
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