JPH0521899Y2 - - Google Patents
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- JPH0521899Y2 JPH0521899Y2 JP1986144410U JP14441086U JPH0521899Y2 JP H0521899 Y2 JPH0521899 Y2 JP H0521899Y2 JP 1986144410 U JP1986144410 U JP 1986144410U JP 14441086 U JP14441086 U JP 14441086U JP H0521899 Y2 JPH0521899 Y2 JP H0521899Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は面発光型半導体レーザに関する。[Detailed explanation of the idea] (b) Industrial application fields The present invention relates to a surface-emitting semiconductor laser.
(ロ) 従来の技術
第2図は電子通信学会技術研究報告OQE84−
9に開示されたこの種レーザを示す。(b) Conventional technology Figure 2 is a technical research report from the Institute of Electronics and Communication Engineers OQE84-
This type of laser is disclosed in No. 9.
図中、1はn型GaAsからなる基板であり、該
基板の一主面側にはn型GaAsからなるバツフア
層2が積層されると共に上記基板1の他主面より
上記バツフア層2の表面に達するレーザ光出力用
の連通孔3が穿設されている。4はn型
Ga0.6Al0.4Asからなる第1クラツド層であり該
クラツド層は上記バツフア層2の表面側に積層さ
れる。5はP型Ga0.9Al0.1Asからなる活性層で
あり、該活性層は上記第1クラツド層4表面に積
層される。6はP型Ga0.6Al0.4Asからなる第2
クラツド層であり、該第2クラツド層は上記活性
層5表面に積層される。7はP型
Ga0.85Al0.15Asからなるキヤツプ層であり、該
キヤツプ層は上記連通孔3直下の第2クラツド層
6表面に選択的に積層される。8は例えばSiO2
からなる絶縁層であり、該絶縁層は上記キヤツプ
層7表面の周辺部及び第2クラツド層6表面に積
層される。9はAu−Zn−Auの3層からなる第1
電極であり、該第1電極は上記キヤツプ層7及び
第2クラツド層6表面に積層され上記第2クラツ
ド層6とオーミツクコンタクトをとる。10は
Sn層であり該Sn層は上記基板1の他主面平坦部
に積層される。11はAu層であり、該Au層は上
記Sn層10表面、連通孔2内壁及び連通孔2に
より露出される第1クラツド層4表面に積層さ
れ、その層厚は約100Åである。また上記平坦部
上のSn層10及びAu層11は基板1とオーミツ
クコンタクトをとる第2電極となる。 In the figure, reference numeral 1 denotes a substrate made of n-type GaAs, and a buffer layer 2 made of n-type GaAs is laminated on one main surface side of the substrate, and the surface of the buffer layer 2 is layered from the other main surface of the substrate 1. A communication hole 3 for laser light output reaching . 4 is n type
This is a first cladding layer made of Ga0.6Al0.4As, and this cladding layer is laminated on the surface side of the buffer layer 2. Reference numeral 5 denotes an active layer made of P-type Ga0.9Al0.1As, and this active layer is laminated on the surface of the first cladding layer 4. 6 is a second layer made of P-type Ga0.6Al0.4As
This second cladding layer is laminated on the surface of the active layer 5. 7 is P type
This is a cap layer made of Ga0.85Al0.15As, and the cap layer is selectively laminated on the surface of the second cladding layer 6 directly below the communicating hole 3. 8 is for example SiO 2
This insulating layer is laminated on the peripheral portion of the surface of the cap layer 7 and on the surface of the second cladding layer 6. 9 is the first layer consisting of three layers of Au-Zn-Au.
The first electrode is laminated on the surfaces of the cap layer 7 and the second cladding layer 6, and is in ohmic contact with the second cladding layer 6. 10 is
The Sn layer is laminated on the flat portion of the other principal surface of the substrate 1. Reference numeral 11 denotes an Au layer, which is laminated on the surface of the Sn layer 10, the inner wall of the communicating hole 2, and the surface of the first cladding layer 4 exposed by the communicating hole 2, and has a thickness of about 100 Å. Further, the Sn layer 10 and Au layer 11 on the flat portion serve as a second electrode that makes ohmic contact with the substrate 1.
斯る半導体レーザでは第1、第2電極間に順方
向バイアスを印加すると、第1電極9のコンタク
ト部9aにより電流が狭窄され、活性層5内の連
通孔3直下に活性領域5a(図中斜線部)が生成
される。また、上記コンタクト部9a及びAu層
11裏面が反射鏡として働くため、斯る反射鏡間
においてレーザ発振が生じ、矢印12の方向へ光
が出射される。 In such a semiconductor laser, when a forward bias is applied between the first and second electrodes, the current is constricted by the contact portion 9a of the first electrode 9, and an active region 5a (in the figure) is formed directly under the communication hole 3 in the active layer 5. The shaded area) is generated. Further, since the contact portion 9a and the back surface of the Au layer 11 function as a reflecting mirror, laser oscillation occurs between the reflecting mirrors, and light is emitted in the direction of the arrow 12.
(ハ) 考案が解決しようとする問題点
然るに、斯る構成では水平方向(レーザ光の出
射方向に対して垂直な方向)の光閉じ込めができ
ないため、活性領域5aより生成された光は四方
へ拡がつてしまい。従つて上記反射鏡間を往復し
誘導放射に寄与する光はわずかとなる。このため
発振しきい値電流が高いという問題があつた。(c) Problems to be solved by the invention However, with such a configuration, it is not possible to confine light in the horizontal direction (direction perpendicular to the laser beam emission direction), so the light generated from the active region 5a is transmitted in all directions. It has spread. Therefore, the amount of light that travels back and forth between the reflecting mirrors and contributes to stimulated radiation is small. Therefore, there was a problem that the oscillation threshold current was high.
(ニ) 問題点を解決するための手段
本考案は斯る点に鑑みてなされたものでその構
成的特徴は活性層、該活性層よりバンドギヤツプ
エネルギが大なる材料からなり、上記活性層を挟
装する1対のクラツド層、該両クラツド層表面に
互いに対向するように配設された1対の反射鏡を
有する面発光型半導体レーザにおいて、上記クラ
ツド層の一方は、上記反射鏡と対向する活性層表
面上に積層された高屈折率層と、該高屈折率層が
積層されていない活性層表面上に積層され、かつ
該高屈折率層より層厚が小さい電流狭窄層と、該
電流狭窄層上に積層された低屈折率層とからな
り、前記高屈折率層と前記低屈折率層との光屈折
率差は10-3以上であることにある。(d) Means for solving the problems The present invention was made in view of the above points, and its structural features include an active layer made of a material with a larger band gap energy than the active layer; In a surface-emitting type semiconductor laser having a pair of cladding layers sandwiching the layers, and a pair of reflecting mirrors disposed on the surfaces of both cladding layers so as to face each other, one of the cladding layers is connected to the reflecting mirror. a high refractive index layer laminated on the surface of the active layer facing the active layer, and a current confinement layer laminated on the surface of the active layer on which the high refractive index layer is not laminated, and whose layer thickness is smaller than that of the high refractive index layer. , and a low refractive index layer laminated on the current confinement layer, and the optical refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is 10 -3 or more.
(ホ) 作用
斯る構成では、活性層において生成され、上記
一方のクラツド層に向かつた光は上記光屈折率が
大である部分に集中する。(e) Effect In such a configuration, light generated in the active layer and directed toward the one cladding layer is concentrated in the portion where the optical refractive index is high.
(ヘ) 実施例
第1図は本考案の実施例を示し、21はn型
GaAsからなる基板、23は該基板上の一主面に
積層されたn型Ga0.6Al0.4Asからなる第1クラ
ツド層、23は該クラツド層表面側に積層された
P-型Ga0.9Al0.1Asからなる活性層である。24
はレーザ光出力用の連通孔であり、該連通孔は基
板21の他主面より第1クラツド層22に達する
深さに穿設形成されている。25は約100Å厚の
Au層からなる第1反射鏡であり、該反射鏡は上
記連通孔24により露出した第1クラツド層22
表面に積層されている。26はAu−Sn合金から
なる第1電極であり、該電極は基板21の他主面
上に形成されている。27はキヤリア濃度2×
1018cm-3のP型Ga0.6Al0.4Asからなる高屈折率層
であり、該層は第1反射鏡25と対向する活性層
23表面に積層されている。28はキヤリア濃度
5×1017cm-3のn型Ga0.6Al0.4Asからなる電流狭
窄層であり、該層は高屈折率層27が積層されて
いない活性層23表面に積層され、かつその層厚
は高屈折率層27より薄い。29はキヤリア濃度
7×1018cm-3のP型Ga0.6Al0.4Asからなる低屈折
率層であり、該層は電流狭窄層28上に積層さ
れ、かつその表面は高屈折率27表面と同一平面
となる。また、上記高屈折率層27、電流狭窄層
28及び低屈折率層29は共に活性層23よりエ
ネルギバンドギヤツプが大であるため、第2のク
ラツド層として作用する。30は1000Å厚のAu
層からなる第2反射鏡であり、該反射鏡は高屈折
率層27表面に積層される。31はAu−Zn合金
からなる第2電極であり、該電極は低屈折率層2
7上に積層される。(f) Example Figure 1 shows an example of the present invention, and 21 is an n-type
A substrate made of GaAs, 23 a first cladding layer made of n-type Ga0.6Al0.4As laminated on one main surface of the substrate, 23 laminated on the surface side of the cladding layer.
This is an active layer made of P - type Ga0.9Al0.1As. 24
is a communication hole for outputting laser light, and the communication hole is formed to a depth reaching the first cladding layer 22 from the other main surface of the substrate 21. 25 is about 100 Å thick
A first reflecting mirror made of an Au layer, which covers the first cladding layer 22 exposed through the communicating hole 24.
Laminated on the surface. 26 is a first electrode made of an Au-Sn alloy, and this electrode is formed on the other main surface of the substrate 21. 27 is carrier density 2×
This is a high refractive index layer made of P-type Ga0.6Al0.4As of 10 18 cm -3 and is laminated on the surface of the active layer 23 facing the first reflecting mirror 25 . 28 is a current confinement layer made of n-type Ga0.6Al0.4As with a carrier concentration of 5×10 17 cm -3 ; this layer is laminated on the surface of the active layer 23 on which the high refractive index layer 27 is not laminated; The layer thickness is thinner than the high refractive index layer 27. 29 is a low refractive index layer made of P-type Ga0.6Al0.4As with a carrier concentration of 7×10 18 cm -3 , and this layer is laminated on the current confinement layer 28, and its surface is the same as the high refractive index 27 surface. Become the same plane. Furthermore, since the high refractive index layer 27, current confinement layer 28, and low refractive index layer 29 all have a larger energy band gap than the active layer 23, they act as a second cladding layer. 30 is 1000Å thick Au
This is a second reflecting mirror consisting of layers, and this reflecting mirror is laminated on the surface of the high refractive index layer 27. 31 is a second electrode made of Au-Zn alloy, and this electrode is connected to the low refractive index layer 2.
7.
斯る本実施例装置において、第1電極26と第
2電極31との間に順方向バイアスを印加すると
電流狭窄層28により電流が狭窄され高屈折率層
27上の活性層23中(以下、活性領域32と称
す)に集中する。従つて斯る活性領域32におい
て正孔と電子との再結合による光が生成される。 In the device of this embodiment, when a forward bias is applied between the first electrode 26 and the second electrode 31, the current is constricted by the current confinement layer 28, and the current flows through the active layer 23 on the high refractive index layer 27 (hereinafter referred to as active region 32). Therefore, light is generated in the active region 32 due to the recombination of holes and electrons.
斯る光は通常指向性を持たないため四方に向つ
て進むが、第2クラツド層側へ向う光は高屈折率
層27の光屈折率が3.33と低屈折率層29のそれ
(3.31)と較べて0.02も高いため、上記高屈折率
層27に集中する。また斯る高屈折率層27に集
中した光は第2反射鏡30により第1反射鏡25
に向つて反射され、図中矢印33で示す如く以後
第1、第2反射鏡25,30間を往復して誘導放
射に寄与することとなる。 Such light normally has no directivity and therefore travels in all directions, but the light heading toward the second cladding layer has a refractive index of 3.33 for the high refractive index layer 27 and that of the low refractive index layer 29 (3.31). Since it is 0.02 higher than that, it is concentrated in the high refractive index layer 27. Further, the light concentrated on the high refractive index layer 27 is transferred to the first reflecting mirror 25 by the second reflecting mirror 30.
Thereafter, as shown by an arrow 33 in the figure, the light goes back and forth between the first and second reflecting mirrors 25 and 30 and contributes to the stimulated radiation.
このように、本実施例装置では活性領域32よ
り生成され第2クラツド層に向う光は、その後第
1、第2反射鏡25,30間において誘導放射に
寄与することとなるので、従来装置に較べて誘導
放射に寄与する光が多くなり、発振しきい値電流
も低くなる。 In this way, in the device of this embodiment, the light generated from the active region 32 and directed toward the second cladding layer will then contribute to the stimulated radiation between the first and second reflecting mirrors 25 and 30, which is different from the conventional device. In comparison, more light contributes to stimulated radiation, and the oscillation threshold current also becomes lower.
尚、本実施例では第2クラツド層のみに光屈折
率の異なる領域を設けたが、第1クラツド層27
にも光屈折率の異なる領域を設けることにより、
更にレーザ光の発振しきい値電流を低減できる。 In this example, regions with different optical refractive indexes were provided only in the second cladding layer, but the first cladding layer 27
By providing regions with different optical refractive indexes,
Furthermore, the oscillation threshold current of laser light can be reduced.
また、本実施例では高屈折率層27と低屈折率
層29との光屈折率差を0.02としたが、その差は
10-5以上あれば充分に高屈折率層27に光を集中
できることを実験により確認している。 Further, in this embodiment, the difference in optical refractive index between the high refractive index layer 27 and the low refractive index layer 29 was set to 0.02;
It has been confirmed through experiments that light can be sufficiently focused on the high refractive index layer 27 if the value is 10 -5 or more.
(ト) 考案の効果
本考案によれば、クラツド層の一方は、反射鏡
と対向する活性層表面上に積層された高屈折率層
と、該高屈折率層が積層されていない活性層表面
上に積層され、かつ該高屈折率層より層厚が小さ
い電流狭窄層と、該電流狭窄層上に積層された低
屈折率層とからなり、前記高屈折率層と前記低屈
折率層との光屈折率差は10-3以上であるので、水
平方向に対して実質的な光の閉じ込めが可能とな
り、レーザ光の発振しきい値電流の低減化がはか
れる。(g) Effect of the invention According to the invention, one of the cladding layers includes a high refractive index layer laminated on the active layer surface facing the reflecting mirror, and a high refractive index layer laminated on the active layer surface on which the high refractive index layer is not laminated. The current confinement layer is laminated thereon and has a thickness smaller than the high refractive index layer, and the low refractive index layer is laminated on the current confinement layer, and the high refractive index layer and the low refractive index layer Since the optical refractive index difference is 10 -3 or more, it is possible to substantially confine light in the horizontal direction, and the oscillation threshold current of the laser beam can be reduced.
第1図は本考案の実施例を示す断面図、第2図
は従来例を示す断面図である。
22……第1クラツド層、23……活性層、2
5,30……第1、第2反射鏡、27……高屈折
率層、29……低屈折率層。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a conventional example. 22...first cladding layer, 23...active layer, 2
5, 30...First and second reflecting mirrors, 27...High refractive index layer, 29...Low refractive index layer.
Claims (1)
が大なる材料からなり、上記活性層を挟装する1
対のクラツド層、該両クラツド層表面に互いに対
向するように配された1対の反射鏡を有する面発
光型半導体レーザにおいて、上記クラツド層の一
方は、上記反射鏡と対向する活性層表面上に積層
された高屈折率層と、該高屈折率層が積層されて
いない活性層表面上に積層され、かつ該高屈折率
層より層厚が小さい電流狭窄層と、該電流狭窄層
上に積層された低屈折率層とからなり、前記高屈
折率層と前記低屈折率層との光屈折率差は10-3以
上であることを特徴とする面発光型半導体レー
ザ。 an active layer, made of a material having a larger bandgap energy than the active layer, and sandwiching the active layer;
In a surface emitting type semiconductor laser having a pair of cladding layers and a pair of reflecting mirrors disposed opposite to each other on the surfaces of both cladding layers, one of the cladding layers is formed on the surface of the active layer facing the reflecting mirror. a current confinement layer laminated on the surface of the active layer on which the high refractive index layer is not laminated, and whose layer thickness is smaller than that of the high refractive index layer; 1. A surface-emitting semiconductor laser comprising laminated low refractive index layers, wherein the difference in optical refractive index between the high refractive index layer and the low refractive index layer is 10 -3 or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986144410U JPH0521899Y2 (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986144410U JPH0521899Y2 (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6350155U JPS6350155U (en) | 1988-04-05 |
JPH0521899Y2 true JPH0521899Y2 (en) | 1993-06-04 |
Family
ID=31054985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1986144410U Expired - Lifetime JPH0521899Y2 (en) | 1986-09-19 | 1986-09-19 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0521899Y2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5979591A (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting device |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP1986144410U patent/JPH0521899Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5979591A (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light emitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6350155U (en) | 1988-04-05 |
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