JPH05190977A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH05190977A JPH05190977A JP700892A JP700892A JPH05190977A JP H05190977 A JPH05190977 A JP H05190977A JP 700892 A JP700892 A JP 700892A JP 700892 A JP700892 A JP 700892A JP H05190977 A JPH05190977 A JP H05190977A
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- Japan
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- current
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 電流注入される活性層の幅が、１００μｍ以
上、５００μｍ以下の量子井戸構造半導体レーザ。 【効果】 水平横モードが制御された、大光出力パルス
発振可能な半導体レーザとなる。
上、５００μｍ以下の量子井戸構造半導体レーザ。 【効果】 水平横モードが制御された、大光出力パルス
発振可能な半導体レーザとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、量子井戸構造を持つ高
出力半導体レーザに関する。
出力半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、量子井戸構造を持つ高出力半導体
レーザの構造に関し、その電流注入される活性層の幅に
ついては、明確な限定が存在していなかった。
レーザの構造に関し、その電流注入される活性層の幅に
ついては、明確な限定が存在していなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パルス駆動で
数十Ｗ以上の光出力を必要とするような場合、電流注入
を行う量子井戸活性層の幅を広くし過ぎると、光出力は
十分なのに対し、水平横モードは多峰性の遠視野像とな
ってしまう。また逆に幅を狭くし過ぎると、単峰性の遠
視野像は得られるが、光出力は不足してしまった。
数十Ｗ以上の光出力を必要とするような場合、電流注入
を行う量子井戸活性層の幅を広くし過ぎると、光出力は
十分なのに対し、水平横モードは多峰性の遠視野像とな
ってしまう。また逆に幅を狭くし過ぎると、単峰性の遠
視野像は得られるが、光出力は不足してしまった。
【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的は、単峰性の遠視野像で十分な光出
力の半導体レーザを提供するところにある。
るもので、その目的は、単峰性の遠視野像で十分な光出
力の半導体レーザを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上に述べたような課題
を解決するため、本発明の半導体レーザは、同一単結晶
基板上に１つ以上の光導波路を持つ量子井戸構造の半導
体レーザに於て、電流注入される活性層の幅が１００μ
ｍ以上、５００μｍ以内であることを特徴とする。
を解決するため、本発明の半導体レーザは、同一単結晶
基板上に１つ以上の光導波路を持つ量子井戸構造の半導
体レーザに於て、電流注入される活性層の幅が１００μ
ｍ以上、５００μｍ以内であることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】（実施例１）実施例１に、３ビームの高出力
パルス駆動半導体レーザの場合を述べる。
パルス駆動半導体レーザの場合を述べる。
【０００７】本発明の実施例１における半導体レーザの
斜視図を図１に示す。以下に製造順序に従い説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１０２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.31Ｇａ0.69Ａｓクラッ
ド層１０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.21Ｇａ0.79Ａｓ光
閉じ込め層１０４を０．１μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.21Ｇ
ａ0.79Ａｓから成る多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａ
ｌ0.21Ｇａ0.79光閉じ込め層１０６を０．５μｍ、ｐ型
Ａｌ0.31Ｇａ0.69Ａｓクラッド層１０７を１．０μｍ、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を０．６μｍを順次有
機金属化学気相成長法で成長する。
斜視図を図１に示す。以下に製造順序に従い説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１０２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.31Ｇａ0.69Ａｓクラッ
ド層１０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.21Ｇａ0.79Ａｓ光
閉じ込め層１０４を０．１μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.21Ｇ
ａ0.79Ａｓから成る多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａ
ｌ0.21Ｇａ0.79光閉じ込め層１０６を０．５μｍ、ｐ型
Ａｌ0.31Ｇａ0.69Ａｓクラッド層１０７を１．０μｍ、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を０．６μｍを順次有
機金属化学気相成長法で成長する。
【０００８】図２に、図１における多重量子井戸活性層
１０５の詳細を示す断面図を示す。ＧａＡｓ量子井戸層
２０１が３層、Ａｌ0.21Ｇａ0.79Ａｓ障壁層２０２が２
層、交互に形成されている。ここで量子井戸層の厚さ１
０ｎｍ、障壁層の厚さ７ｎｍである。
１０５の詳細を示す断面図を示す。ＧａＡｓ量子井戸層
２０１が３層、Ａｌ0.21Ｇａ0.79Ａｓ障壁層２０２が２
層、交互に形成されている。ここで量子井戸層の厚さ１
０ｎｍ、障壁層の厚さ７ｎｍである。
【０００９】次に熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層１０９を
堆積させ、通常のフォト工程とエッチング工程により、
ストライプ状にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を露出
させた部分を３本形成する。露出部の幅は３００μｍ
で、その間隔は７００μｍである。
堆積させ、通常のフォト工程とエッチング工程により、
ストライプ状にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を露出
させた部分を３本形成する。露出部の幅は３００μｍ
で、その間隔は７００μｍである。
【００１０】ｐ型オーミック電極１１０Ａ、１１０Ｂ、
１１０Ｃを、レジストパターニング、蒸着及びリフトオ
フ工程で形成した後、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面を
研磨し、ｎ型オーミック電極１１１を形成する。
１１０Ｃを、レジストパターニング、蒸着及びリフトオ
フ工程で形成した後、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面を
研磨し、ｎ型オーミック電極１１１を形成する。
【００１１】以上の様にして製造した量子井戸構造半導
体レーザは、ｐ型オーミック電極１１０Ａ、１１０Ｂ、
１１０Ｃにそれぞれ電流注入することにより、ＳｉＯ2
層１０９で３００μｍ幅に電流狭窄された、３本の光ビ
ームを独立に発光することができる。この半導体レーザ
のそれぞれの光ビームを、パルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚ
でパルス駆動すると、光出力の先頭値で５０Ｗの最大光
出力が得られ、この際の水平横モードの遠視野像は図５
に示すように単峰性である。
体レーザは、ｐ型オーミック電極１１０Ａ、１１０Ｂ、
１１０Ｃにそれぞれ電流注入することにより、ＳｉＯ2
層１０９で３００μｍ幅に電流狭窄された、３本の光ビ
ームを独立に発光することができる。この半導体レーザ
のそれぞれの光ビームを、パルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚ
でパルス駆動すると、光出力の先頭値で５０Ｗの最大光
出力が得られ、この際の水平横モードの遠視野像は図５
に示すように単峰性である。
【００１２】表１に電流注入幅と、最大光出力及び水平
横モードの遠視野像の関係を示す。ここで光出力は、パ
ルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚでパルス駆動した時の光パル
スの先頭値である。電流注入幅が１００μｍ未満では、
光出力が１５Ｗ以下となり、また電流注入幅が５００μ
ｍを越えると遠視野像は多峰性となる。ここでは最大光
出力が大きいほど応用時に余裕をもって駆動でき、信頼
性が高い半導体レーザと言える。また遠視野像が多峰性
になると、通常の応用には使用できなくなる。従って、
電流注入幅１００μｍ以上５００μｍ以内が実用に適す
範囲である。
横モードの遠視野像の関係を示す。ここで光出力は、パ
ルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚでパルス駆動した時の光パル
スの先頭値である。電流注入幅が１００μｍ未満では、
光出力が１５Ｗ以下となり、また電流注入幅が５００μ
ｍを越えると遠視野像は多峰性となる。ここでは最大光
出力が大きいほど応用時に余裕をもって駆動でき、信頼
性が高い半導体レーザと言える。また遠視野像が多峰性
になると、通常の応用には使用できなくなる。従って、
電流注入幅１００μｍ以上５００μｍ以内が実用に適す
範囲である。
【００１３】
【表１】
【００１４】（実施例２）実施例２に、リブ導波路型構
造を用いた２ビームのワイドストライプ半導体レーザの
場合を述べる。
造を用いた２ビームのワイドストライプ半導体レーザの
場合を述べる。
【００１５】本発明の実施例２における半導体レーザの
斜視図を図３に示す。以下に製造順序に従い説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
３０２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.65Ａｓクラッ
ド層３０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光
閉じ込め層３０４を０．１μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.27Ｇ
ａ0.73Ａｓから成る多重量子井戸活性層３０５、ｐ型Ａ
ｌ0.27Ｇａ0.73光閉じ込め層３０６を０．３μｍ、ｐ型
Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層３０７を１．０μｍ、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０８を０．６μｍを順次有
機金属化学気相成長法で成長する。
斜視図を図３に示す。以下に製造順序に従い説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層
３０２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.65Ａｓクラッ
ド層３０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光
閉じ込め層３０４を０．１μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.27Ｇ
ａ0.73Ａｓから成る多重量子井戸活性層３０５、ｐ型Ａ
ｌ0.27Ｇａ0.73光閉じ込め層３０６を０．３μｍ、ｐ型
Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層３０７を１．０μｍ、
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０８を０．６μｍを順次有
機金属化学気相成長法で成長する。
【００１６】図４に、図３における多重量子井戸活性層
３０５の詳細を示す断面図を示す。ＧａＡｓ量子井戸層
４０１が３層、Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ障壁層４０２が２
層、交互に形成されている。ここで量子井戸層の厚さ１
０．４ｎｍ、障壁層の厚さ８ｎｍである。
３０５の詳細を示す断面図を示す。ＧａＡｓ量子井戸層
４０１が３層、Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ障壁層４０２が２
層、交互に形成されている。ここで量子井戸層の厚さ１
０．４ｎｍ、障壁層の厚さ８ｎｍである。
【００１７】この後、半導体層をエッチングにして、幅
４００μｍのリブ２本を形成し、エッチングした部分
は、有機金属化学気相成長法によりＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層３０９で埋め込む。この時、エッチングはｐ型Ａｌ
0.27Ｇａ0.73光閉じ込め層３０６とｐ型Ａｌ0.35Ｇａ
0.65Ａｓクラッド層３０７の界面まで行なう。
４００μｍのリブ２本を形成し、エッチングした部分
は、有機金属化学気相成長法によりＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層３０９で埋め込む。この時、エッチングはｐ型Ａｌ
0.27Ｇａ0.73光閉じ込め層３０６とｐ型Ａｌ0.35Ｇａ
0.65Ａｓクラッド層３０７の界面まで行なう。
【００１８】さらにｐ型オーミック電極３１０Ａ、３１
０Ｂをレジストパターニング、蒸着及びリフトオフ工程
で形成した後、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１の裏面を研磨
し、ｎ型オーミック電極３１１を形成する。
０Ｂをレジストパターニング、蒸着及びリフトオフ工程
で形成した後、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１の裏面を研磨
し、ｎ型オーミック電極３１１を形成する。
【００１９】以上の様にして製造した量子井戸構造半導
体レーザは、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層３０９が高抵抗であ
るため、リブ直下の幅４００μｍの部分のみ電流が注入
され２本の光ビームが得られる。さらにＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層３０９はＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓに比べ低屈折率
であるため、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層３０９の下の量子井
戸層付近の実効屈折率が下がり、水平方向の光のしみだ
しが抑制される。また２本の光ビームは、ｐ型オーミッ
ク電極３１０Ａ、３１０Ｂにそれぞれ電流注入すること
により、独立に発光することができる。この半導体レー
ザのそれぞれの光ビームを、パルス幅５０ｎ秒、７ｋＨ
ｚでパルス駆動すると、光出力の先頭値で６０Ｗの最大
光出力が得られ、この際の水平横モードの遠視野像は単
峰性である。
体レーザは、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層３０９が高抵抗であ
るため、リブ直下の幅４００μｍの部分のみ電流が注入
され２本の光ビームが得られる。さらにＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層３０９はＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓに比べ低屈折率
であるため、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層３０９の下の量子井
戸層付近の実効屈折率が下がり、水平方向の光のしみだ
しが抑制される。また２本の光ビームは、ｐ型オーミッ
ク電極３１０Ａ、３１０Ｂにそれぞれ電流注入すること
により、独立に発光することができる。この半導体レー
ザのそれぞれの光ビームを、パルス幅５０ｎ秒、７ｋＨ
ｚでパルス駆動すると、光出力の先頭値で６０Ｗの最大
光出力が得られ、この際の水平横モードの遠視野像は単
峰性である。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
のような効果を有する。
のような効果を有する。
【００２１】電流注入する活性層の幅を１００μｍ以
上、５００μｍ以下とすることにより、高い光出力と、
水平横モードの遠視野像の単峰性を両立することができ
る。また単峰性の遠視野像でありながら、非常に高い光
出力が得られるため、幅広い応用範囲で信頼性良く使用
することができる。
上、５００μｍ以下とすることにより、高い光出力と、
水平横モードの遠視野像の単峰性を両立することができ
る。また単峰性の遠視野像でありながら、非常に高い光
出力が得られるため、幅広い応用範囲で信頼性良く使用
することができる。
【図１】 本発明の実施例１における半導体レーザの斜
視図。
視図。
【図２】 本発明の実施例１における多重量子井戸層の
詳細を示す断面図。
詳細を示す断面図。
【図３】 本発明の実施例２における半導体レーザの斜
視図。
視図。
【図４】 本発明の実施例２における多重量子井戸層の
詳細を示す断面図。
詳細を示す断面図。
【図５】 本発明の実施例１における半導体レーザの水
平横モードの遠視野像を示す図。
平横モードの遠視野像を示す図。
１０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １０２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 １０３ ｎ型Ａｌ0.31Ｇａ0.69Ａｓクラッド層 １０４ ｎ型Ａｌ0.21Ｇａ0.79Ａｓ光閉じ込め層 １０５ 多重量子井戸活性層 １０６ ｐ型Ａｌ0.21Ｇａ0.79光閉じ込め層 １０７ ｐ型Ａｌ0.31Ｇａ0.69Ａｓクラッド層 １０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １０９ ＳｉＯ2 層 １１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ ｐ型オーミック電極 １１１ ｎ型オーミック電極 ２０１ ＧａＡｓ量子井戸層 ２０２ Ａｌ0.21Ｇａ0.79Ａｓ障壁層 ３０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３０２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ３０３ ｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.65Ａｓクラッド層 ３０４ ｎ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ込め層 ３０５ 多重量子井戸活性層 ３０６ ｐ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73光閉じ込め層 ３０７ ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層 ３０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ３０９ ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層 ３１０Ａ、３１０Ｂ ｐ型オーミック電極 ３１１ ｎ型オーミック電極 ４０１ ＧａＡｓ量子井戸層 ４０２ Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ障壁層
Claims (1)
- 【請求項１】同一単結晶基板上に１つ以上の光導波路を
持つ量子井戸構造の半導体レーザに於て、電流注入され
る活性層の幅が１００μｍ以上、５００μｍ以内である
ことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP700892A JPH05190977A (ja) | 1992-01-18 | 1992-01-18 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP700892A JPH05190977A (ja) | 1992-01-18 | 1992-01-18 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190977A true JPH05190977A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11654034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP700892A Pending JPH05190977A (ja) | 1992-01-18 | 1992-01-18 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190977A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5623509A (en) * | 1994-03-01 | 1997-04-22 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor laser and light-sensing device using the same |
| JP2019071457A (ja) * | 2016-05-13 | 2019-05-09 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体チップ、および半導体チップの製造方法 |
| US10637211B2 (en) | 2016-05-13 | 2020-04-28 | Osram Oled Gmbh | Light-emitting semiconductor chip and method for producing a semiconductor light-emitting chip |
| US11004876B2 (en) | 2016-05-13 | 2021-05-11 | Osram Oled Gmbh | Method for producing a semiconductor chip and semiconductor chip |
-
1992
- 1992-01-18 JP JP700892A patent/JPH05190977A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5623509A (en) * | 1994-03-01 | 1997-04-22 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor laser and light-sensing device using the same |
| JP2019071457A (ja) * | 2016-05-13 | 2019-05-09 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体チップ、および半導体チップの製造方法 |
| US10637211B2 (en) | 2016-05-13 | 2020-04-28 | Osram Oled Gmbh | Light-emitting semiconductor chip and method for producing a semiconductor light-emitting chip |
| US10693033B2 (en) | 2016-05-13 | 2020-06-23 | Osram Oled Gmbh | Semiconductor chip and method for producing a semiconductor chip |
| US11004876B2 (en) | 2016-05-13 | 2021-05-11 | Osram Oled Gmbh | Method for producing a semiconductor chip and semiconductor chip |
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