JPH06283801A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH06283801A JPH06283801A JP5066489A JP6648993A JPH06283801A JP H06283801 A JPH06283801 A JP H06283801A JP 5066489 A JP5066489 A JP 5066489A JP 6648993 A JP6648993 A JP 6648993A JP H06283801 A JPH06283801 A JP H06283801A
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- Japan
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- ridge
- dwc
- dwe
- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高出力で且つ高信頼な半導体レーザを提供す
る。 【構成】 半導体基板２０に形成された両側に溝２１，
２２を有するストライプ状のリッジ２３上に半導体多層
膜よりなる光導波路が形成された半導体レーザにおい
て、共振器長Ｌａのうち、主として光を取出す側の端面
からの距離Ｌe1の領域におけるリッジ幅ｄｗe1と、他方
の端面からの距離Ｌe2の領域におけるリッジ幅ｄｗe2
と、共振器中央部の領域（領域長Ｌａ−Ｌe1−Ｌe2）に
おけるリッジ幅ｄｗc とが、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc
＜ｄｗe1なる関係を満足する如く構成することにより、
共振器端面の発光層のバンドギャップが共振器中央部の
発光層のバンドギャップより顕著に大きくなり、共振器
端面の発光層が活性領域である共振器中央部の発光層か
らの発振波長に対して透明となる、ＮＡＭ構造が実現さ
れる。
る。 【構成】 半導体基板２０に形成された両側に溝２１，
２２を有するストライプ状のリッジ２３上に半導体多層
膜よりなる光導波路が形成された半導体レーザにおい
て、共振器長Ｌａのうち、主として光を取出す側の端面
からの距離Ｌe1の領域におけるリッジ幅ｄｗe1と、他方
の端面からの距離Ｌe2の領域におけるリッジ幅ｄｗe2
と、共振器中央部の領域（領域長Ｌａ−Ｌe1−Ｌe2）に
おけるリッジ幅ｄｗc とが、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc
＜ｄｗe1なる関係を満足する如く構成することにより、
共振器端面の発光層のバンドギャップが共振器中央部の
発光層のバンドギャップより顕著に大きくなり、共振器
端面の発光層が活性領域である共振器中央部の発光層か
らの発振波長に対して透明となる、ＮＡＭ構造が実現さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力で且つ高信頼な
半導体レーザに関するものである。
半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体レーザは小型で且つ軽量な
コヒーレント光源として、光通信や光情報処理分野等で
応用されている。半導体レーザは現在でも高信頼化、長
寿命化に関してほぼ満足できるレベルに到達している
が、突発的な故障が生じることがあり、この場合には該
半導体レーザを用いた装置のシステムダウンに至ること
から、問題解決が待たれている。
コヒーレント光源として、光通信や光情報処理分野等で
応用されている。半導体レーザは現在でも高信頼化、長
寿命化に関してほぼ満足できるレベルに到達している
が、突発的な故障が生じることがあり、この場合には該
半導体レーザを用いた装置のシステムダウンに至ること
から、問題解決が待たれている。
【０００３】半導体レーザの劣化形態については、これ
までかなり明らかにされてきており、突発的な故障の原
因の一つに、光学損傷（Catastrophic Optical Damage
：ＣＯＤ）があることが知られている。これは、高電
流注入時又は比較的低電流であっても長期的に電流を注
入した際に光出力が突然低下し、非可逆的に素子が破壊
されるものであり、通常の半導体レーザの場合、共振器
端面（反射面）の近傍領域がレーザ光に対して透明でな
く、吸収領域になっていることに起因している。
までかなり明らかにされてきており、突発的な故障の原
因の一つに、光学損傷（Catastrophic Optical Damage
：ＣＯＤ）があることが知られている。これは、高電
流注入時又は比較的低電流であっても長期的に電流を注
入した際に光出力が突然低下し、非可逆的に素子が破壊
されるものであり、通常の半導体レーザの場合、共振器
端面（反射面）の近傍領域がレーザ光に対して透明でな
く、吸収領域になっていることに起因している。
【０００４】即ち、半導体結晶表面には表面準位が存在
し、これを介した非発光再結合が起こる。反射面近傍の
活性層に注入されたホールや電子のキャリアは前記非発
光再結合によって失われ、そのため、反射面近傍の活性
層の注入キャリア密度は共振器中央部に比べて低下す
る。レーザ発振に必要な利得はキャリア注入によって生
じるが、反射面近傍ではキャリア密度低下のために利得
が得られず、共振器中央部の最大利得が得られる波長で
ある発振波長に対して吸収領域になる。この光吸収によ
って反射面近傍では温度が上昇し、バンドギャップが減
少する。その結果、さらに吸収係数が大きくなって温度
が上昇するという正帰還がかかり、遂には結晶が溶融
し、素子が破壊されてしまうことになる。
し、これを介した非発光再結合が起こる。反射面近傍の
活性層に注入されたホールや電子のキャリアは前記非発
光再結合によって失われ、そのため、反射面近傍の活性
層の注入キャリア密度は共振器中央部に比べて低下す
る。レーザ発振に必要な利得はキャリア注入によって生
じるが、反射面近傍ではキャリア密度低下のために利得
が得られず、共振器中央部の最大利得が得られる波長で
ある発振波長に対して吸収領域になる。この光吸収によ
って反射面近傍では温度が上昇し、バンドギャップが減
少する。その結果、さらに吸収係数が大きくなって温度
が上昇するという正帰還がかかり、遂には結晶が溶融
し、素子が破壊されてしまうことになる。
【０００５】前述したＣＯＤを回避する素子構造とし
て、これまで不純物拡散（例えば、IEEE Journal of Qu
antum Electronics 、Vol.QE-15 、1979、pp.775参照）
や再成長（例えば、IEEE Journal of Quantum Electron
ics 、Vol.25、1989、pp.1495参照）による非吸収型ミ
ラー（Non Absorbing Mirror：ＮＡＭ）構造が提案され
ている。
て、これまで不純物拡散（例えば、IEEE Journal of Qu
antum Electronics 、Vol.QE-15 、1979、pp.775参照）
や再成長（例えば、IEEE Journal of Quantum Electron
ics 、Vol.25、1989、pp.1495参照）による非吸収型ミ
ラー（Non Absorbing Mirror：ＮＡＭ）構造が提案され
ている。
【０００６】図２は従来の半導体レーザの一例、ここで
は不純物拡散を利用したＮＡＭ構造を有するものを示
す。即ち、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓクラッド層２、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ活性層
３及びｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓクラッド層４を結晶成長
した後、共振器端面となる領域の上部にのみ酸化シリコ
ン膜５を残し、これをマスクとしてｐ型ドーパントであ
るＺｎをその先端が活性層３に達するように拡散してＺ
ｎ拡散領域６を形成し、さらに上下にそれぞれｐ型電極
７及びｎ型電極８を形成してなるものである。この際、
ｎ型Ａｌy Ｇａ1-yＡｓの方がｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ
よりも実効的なバンドギャップが大きいので、共振器端
面の活性層３は発振波長に対して透明となり、ＮＡＭ構
造が実現される。
は不純物拡散を利用したＮＡＭ構造を有するものを示
す。即ち、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓクラッド層２、ｎ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ活性層
３及びｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓクラッド層４を結晶成長
した後、共振器端面となる領域の上部にのみ酸化シリコ
ン膜５を残し、これをマスクとしてｐ型ドーパントであ
るＺｎをその先端が活性層３に達するように拡散してＺ
ｎ拡散領域６を形成し、さらに上下にそれぞれｐ型電極
７及びｎ型電極８を形成してなるものである。この際、
ｎ型Ａｌy Ｇａ1-yＡｓの方がｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ
よりも実効的なバンドギャップが大きいので、共振器端
面の活性層３は発振波長に対して透明となり、ＮＡＭ構
造が実現される。
【０００７】また、図３は従来の半導体レーザの他の
例、ここでは再成長を利用したＮＡＭ構造を有するもの
を示す。即ち、ｎ型ＧａＡｓ基板９上に、ｎ型Ａｌx Ｇ
ａ1-xＡｓクラッド層１０、ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓガ
イド層１１、ノンドープＡｌyＧａ1-y Ａｓ活性層１
２、ｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ａｓクラッド層１３及びｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層１４を結晶成長した後、共振器端面と
なる領域を活性層１２に達する深さまでエッチングし、
そこに再成長によりｎ型Ａｌs Ｇａ1-s Ａｓ横モード閉
込め層１５及びｎ型Ａｌt Ｇａ1-t Ａｓ電流ブロック層
１６を形成し、さらに上下にそれぞれｐ型電極１７及び
ｎ型電極１８を形成してなるものである。ここで、０≦
ｙ＜ｚ＜ｓ＜ｔ≦１となるように設定すれば、共振器端
面の層は発振波長に対して透明となり、ＮＡＭ構造が実
現される。
例、ここでは再成長を利用したＮＡＭ構造を有するもの
を示す。即ち、ｎ型ＧａＡｓ基板９上に、ｎ型Ａｌx Ｇ
ａ1-xＡｓクラッド層１０、ｎ型Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓガ
イド層１１、ノンドープＡｌyＧａ1-y Ａｓ活性層１
２、ｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ａｓクラッド層１３及びｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層１４を結晶成長した後、共振器端面と
なる領域を活性層１２に達する深さまでエッチングし、
そこに再成長によりｎ型Ａｌs Ｇａ1-s Ａｓ横モード閉
込め層１５及びｎ型Ａｌt Ｇａ1-t Ａｓ電流ブロック層
１６を形成し、さらに上下にそれぞれｐ型電極１７及び
ｎ型電極１８を形成してなるものである。ここで、０≦
ｙ＜ｚ＜ｓ＜ｔ≦１となるように設定すれば、共振器端
面の層は発振波長に対して透明となり、ＮＡＭ構造が実
現される。
【０００８】前述したいずれの半導体レーザにおいて
も、共振器端面のバンドギャップを実効的に広げること
により、共振器端面近傍での光吸収を低減させるように
なしている。
も、共振器端面のバンドギャップを実効的に広げること
により、共振器端面近傍での光吸収を低減させるように
なしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た半導体レーザでは、活性層を含む半導体多層膜を形成
した後に、不純物を拡散させるための高温処理工程もし
くは他の半導体層を再成長する工程を付加しなければな
らず、高温処理に伴う半導体多層膜の急峻性の低下によ
る特性の劣化や歩留まりの低下もしくは再成長界面の汚
染の問題が高信頼化を実現していく上で懸念されてい
た。
た半導体レーザでは、活性層を含む半導体多層膜を形成
した後に、不純物を拡散させるための高温処理工程もし
くは他の半導体層を再成長する工程を付加しなければな
らず、高温処理に伴う半導体多層膜の急峻性の低下によ
る特性の劣化や歩留まりの低下もしくは再成長界面の汚
染の問題が高信頼化を実現していく上で懸念されてい
た。
【００１０】本発明はかかる事情に鑑み、半導体多層膜
を形成した後に高温処理工程や再成長工程を付加するこ
となくＮＡＭ構造を実現した、高出力で且つ高信頼な半
導体レーザを提供することを目的とする。
を形成した後に高温処理工程や再成長工程を付加するこ
となくＮＡＭ構造を実現した、高出力で且つ高信頼な半
導体レーザを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、半導体基板に形成された両側に溝を有
するストライプ状のリッジ上に半導体多層膜よりなる光
導波路が形成された半導体レーザにおいて、共振器長Ｌ
ａのうち、主として光を取出す側の端面からの距離Ｌe1
の領域におけるリッジ幅ｄｗe1と、他方の端面からの距
離Ｌe2の領域におけるリッジ幅ｄｗe2と、共振器中央部
の領域（領域長Ｌａ−Ｌe1−Ｌe2）におけるリッジ幅ｄ
ｗc とが、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc ＜ｄｗe1なる関係
を満足する如く構成した半導体レーザを提案する。
め、本発明では、半導体基板に形成された両側に溝を有
するストライプ状のリッジ上に半導体多層膜よりなる光
導波路が形成された半導体レーザにおいて、共振器長Ｌ
ａのうち、主として光を取出す側の端面からの距離Ｌe1
の領域におけるリッジ幅ｄｗe1と、他方の端面からの距
離Ｌe2の領域におけるリッジ幅ｄｗe2と、共振器中央部
の領域（領域長Ｌａ−Ｌe1−Ｌe2）におけるリッジ幅ｄ
ｗc とが、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc ＜ｄｗe1なる関係
を満足する如く構成した半導体レーザを提案する。
【００１２】
【作用】半導体基板に形成された両側に溝を有するスト
ライプ状のリッジ、特にその幅及び高さ、並びに溝の幅
が異なる種々のリッジ上に歪多重量子井戸（ＭＱＷ）結
晶を成長すると、成長中に現れるいろいろな結晶面上で
の構成元素の移動速度の違いからリッジ上での歪ＭＱＷ
結晶の成長特性に変化が起り、歪ＭＱＷ層の組成や厚
さ、つまりバンドギャップや屈折率がリッジの形状に応
じて種々変化するが、この際、リッジの幅ｄｗe1、ｄｗ
e2及びｄｗc を、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc＜ｄｗe1な
る関係を満足する如く構成すると、共振器端面の歪ＭＱ
Ｗ層のバンドギャップが共振器中央部の歪ＭＱＷ層のバ
ンドギャップより顕著に大きくなり、共振器端面の発光
層が活性領域である共振器中央部の発光層からの発振波
長に対して透明となり、ＮＡＭ構造が一回の結晶成長で
実現される。
ライプ状のリッジ、特にその幅及び高さ、並びに溝の幅
が異なる種々のリッジ上に歪多重量子井戸（ＭＱＷ）結
晶を成長すると、成長中に現れるいろいろな結晶面上で
の構成元素の移動速度の違いからリッジ上での歪ＭＱＷ
結晶の成長特性に変化が起り、歪ＭＱＷ層の組成や厚
さ、つまりバンドギャップや屈折率がリッジの形状に応
じて種々変化するが、この際、リッジの幅ｄｗe1、ｄｗ
e2及びｄｗc を、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc＜ｄｗe1な
る関係を満足する如く構成すると、共振器端面の歪ＭＱ
Ｗ層のバンドギャップが共振器中央部の歪ＭＱＷ層のバ
ンドギャップより顕著に大きくなり、共振器端面の発光
層が活性領域である共振器中央部の発光層からの発振波
長に対して透明となり、ＮＡＭ構造が一回の結晶成長で
実現される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って詳細に説明す
る。
る。
【００１４】図１及び図４は本発明の半導体レーザの一
実施例を示すもので、図１は基板の平面図、図４(a) 及
び図４(b) は半導体レーザ全体を構成した状態における
図１中のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図である。
実施例を示すもので、図１は基板の平面図、図４(a) 及
び図４(b) は半導体レーザ全体を構成した状態における
図１中のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図である。
【００１５】これを作製する場合は、まず、ｎ型の導電
性を有するＧａＡｓ等の半導体基板２０の（００１）面
に、酸化シリコン膜（図示せず）を通常のフォトリソグ
ラフィ技術を用いてパターニングし、塩素等の反応性ガ
スイオンによるドライエッチングあるいは硫酸：過酸化
水素水：水からなる硫酸系によるウェットエッチングを
施すことによって、両側に溝２１，２２を有する［１１
０］方向に伸びるストライプ状のリッジ２３を形成す
る。
性を有するＧａＡｓ等の半導体基板２０の（００１）面
に、酸化シリコン膜（図示せず）を通常のフォトリソグ
ラフィ技術を用いてパターニングし、塩素等の反応性ガ
スイオンによるドライエッチングあるいは硫酸：過酸化
水素水：水からなる硫酸系によるウェットエッチングを
施すことによって、両側に溝２１，２２を有する［１１
０］方向に伸びるストライプ状のリッジ２３を形成す
る。
【００１６】この際、図１に示すように、リッジ２３の
幅は、共振器長Ｌａのうち、主として光を取出す側の端
面からの距離Ｌe1の領域においてはｄｗe1、他方の端面
からの距離Ｌe2の領域においてはｄｗe2、共振器中央部
の領域（領域長Ｌa −Ｌe1−Ｌe2）においてはｄｗc と
なるようにパターニングしておく。但し、ｄｗc ≦ｄｗ
e2、ｄｗc ＜ｄｗe1の関係を満足するように設定する。
幅は、共振器長Ｌａのうち、主として光を取出す側の端
面からの距離Ｌe1の領域においてはｄｗe1、他方の端面
からの距離Ｌe2の領域においてはｄｗe2、共振器中央部
の領域（領域長Ｌa −Ｌe1−Ｌe2）においてはｄｗc と
なるようにパターニングしておく。但し、ｄｗc ≦ｄｗ
e2、ｄｗc ＜ｄｗe1の関係を満足するように設定する。
【００１７】ここで、リッジ２３の幅ｄｗe1、ｄｗe2及
びｄｗc 、溝２１，２２の幅ｄｇはリッジ２３上部の距
離で決定し、リッジ２３の高さｈをリッジ２３の上部と
溝２１，２２の底部の平坦面との差で定義する。典型的
には、これらの値はＬａ＝900 μｍ、Ｌe1＝Ｌe2＝１０
μｍ、ｄｗc ＝1.5 μｍ、ｄｗe1＝ｄｗe2＝３μｍ、ｄ
ｇ＝2.5 μｍ、ｈ＝２μｍである。
びｄｗc 、溝２１，２２の幅ｄｇはリッジ２３上部の距
離で決定し、リッジ２３の高さｈをリッジ２３の上部と
溝２１，２２の底部の平坦面との差で定義する。典型的
には、これらの値はＬａ＝900 μｍ、Ｌe1＝Ｌe2＝１０
μｍ、ｄｗc ＝1.5 μｍ、ｄｗe1＝ｄｗe2＝３μｍ、ｄ
ｇ＝2.5 μｍ、ｈ＝２μｍである。
【００１８】次に、このようにして形成したリッジ２３
を有する基板２０上に、有機金属位相成長（ＭＯＶＰ
Ｅ）法により、Ｓｅドープｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓクラ
ッド層３１を1.5 μｍ、ノンドープＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ
ＱＷ活性層及び光閉込め層を含む発光層３２を0.3 μ
ｍ、Ｚｎドープｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ａｓクラッド層３３
を1.5 μｍ、Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓキャップ層３４を
0.2 μｍ成長する。但し、ｘ，ｘ´，ｙには、０≦ｙ＜
ｘ≦ｘ´≦１の関係がある。
を有する基板２０上に、有機金属位相成長（ＭＯＶＰ
Ｅ）法により、Ｓｅドープｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓクラ
ッド層３１を1.5 μｍ、ノンドープＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ
ＱＷ活性層及び光閉込め層を含む発光層３２を0.3 μ
ｍ、Ｚｎドープｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ａｓクラッド層３３
を1.5 μｍ、Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓキャップ層３４を
0.2 μｍ成長する。但し、ｘ，ｘ´，ｙには、０≦ｙ＜
ｘ≦ｘ´≦１の関係がある。
【００１９】この時、溝幅の違いに起因したＡｌ、Ｇａ
のストライプと垂直方向との移動速度の違いから結晶の
成長特性に変化が起こり、リッジ２３上での量子井戸活
性層のＡｌ組成ｙ及び井戸層厚がリッジ幅に依存して変
化する。本実施例のように溝幅が一定の場合、リッジ幅
が広くなるに従って量子井戸からの発光波長は短波長側
にシフトし、同一条件で成長した平坦な基板上に形成し
た量子井戸からの発光波長に漸近する。
のストライプと垂直方向との移動速度の違いから結晶の
成長特性に変化が起こり、リッジ２３上での量子井戸活
性層のＡｌ組成ｙ及び井戸層厚がリッジ幅に依存して変
化する。本実施例のように溝幅が一定の場合、リッジ幅
が広くなるに従って量子井戸からの発光波長は短波長側
にシフトし、同一条件で成長した平坦な基板上に形成し
た量子井戸からの発光波長に漸近する。
【００２０】図５はリッジ幅と発光波長のシフト量との
関係を溝幅をパラメータとして表したものである。発光
波長がリッジ幅のわずかな変化に対応して短波長側に変
化することがわかる。従って、共振器端面の幅の広いリ
ッジ上の発光層からの発光波長は、共振器中央部の幅の
狭いリッジ上の発光層からの発光波長よりも短波長とな
る。
関係を溝幅をパラメータとして表したものである。発光
波長がリッジ幅のわずかな変化に対応して短波長側に変
化することがわかる。従って、共振器端面の幅の広いリ
ッジ上の発光層からの発光波長は、共振器中央部の幅の
狭いリッジ上の発光層からの発光波長よりも短波長とな
る。
【００２１】結晶成長後は、図４(a)(b)に示すようにリ
ッジ２３の上部のみが窓開けされるように酸化シリコン
膜３５をフォトリソグラフィ及びドライエッチングを用
いてパターニングし、上下にそれぞれｐ型電極３６及び
ｎ型電極３７を形成し、アロイ化した後、電極分離及び
劈開して素子化する。
ッジ２３の上部のみが窓開けされるように酸化シリコン
膜３５をフォトリソグラフィ及びドライエッチングを用
いてパターニングし、上下にそれぞれｐ型電極３６及び
ｎ型電極３７を形成し、アロイ化した後、電極分離及び
劈開して素子化する。
【００２２】このようにして作製された半導体レーザに
よれば、共振器端面の発光層３２は活性領域である共振
器中央部の発光層３２からの発振波長に対して透明とな
り、ＮＡＭ構造が実現される。また、本実施例の構造で
はＭＯＶＰＥ成長法特有のリッジ上におけるファセット
成長により、横モード制御のためのリッジ導波型構造が
結晶成長工程のみで実現される。また、本実施例によれ
ば、ＮＡＭ構造が一回の結晶成長工程で実現され、従来
の半導体レーザで問題となっていた、高温処理工程もし
くは再成長工程等の付加的な工程に伴う素子特性の劣化
や歩留りの低下もしくは信頼性の低下が改善される。
よれば、共振器端面の発光層３２は活性領域である共振
器中央部の発光層３２からの発振波長に対して透明とな
り、ＮＡＭ構造が実現される。また、本実施例の構造で
はＭＯＶＰＥ成長法特有のリッジ上におけるファセット
成長により、横モード制御のためのリッジ導波型構造が
結晶成長工程のみで実現される。また、本実施例によれ
ば、ＮＡＭ構造が一回の結晶成長工程で実現され、従来
の半導体レーザで問題となっていた、高温処理工程もし
くは再成長工程等の付加的な工程に伴う素子特性の劣化
や歩留りの低下もしくは信頼性の低下が改善される。
【００２３】また、前記実施例では、ファセット成長に
よる横モード制御のためのリッジ導波型構造が自己整合
的に実現できる場合について述べたが、埋込み成長によ
る埋込み型レーザやドライエッチングによるリッジ導波
型レーザ等、横モード制御のための工程を付加して作製
しても構わない。
よる横モード制御のためのリッジ導波型構造が自己整合
的に実現できる場合について述べたが、埋込み成長によ
る埋込み型レーザやドライエッチングによるリッジ導波
型レーザ等、横モード制御のための工程を付加して作製
しても構わない。
【００２４】図６は本発明の半導体レーザの他の実施例
を示すもので、ここではリッジの幅ｄｗe1、ｄｗe2及び
ｄｗc がストライプ方向に共振器中央部から端面にかけ
て漸次大きくなるテーパ状リッジ構造とした例を示す。
即ち、図中、４０はｎ型ＧａＡｓ基板、４１，４２は
溝、４３はリッジである。この場合も溝幅が一定の場
合、前述したようにリッジ幅が広くなるに従って量子井
戸からの発光波長が短波長側にシフトするため、共振器
端面の発光層は活性領域である共振器中央部の発光層か
らの発振波長に対して透明となり、ＮＡＭ構造が実現さ
れる。
を示すもので、ここではリッジの幅ｄｗe1、ｄｗe2及び
ｄｗc がストライプ方向に共振器中央部から端面にかけ
て漸次大きくなるテーパ状リッジ構造とした例を示す。
即ち、図中、４０はｎ型ＧａＡｓ基板、４１，４２は
溝、４３はリッジである。この場合も溝幅が一定の場
合、前述したようにリッジ幅が広くなるに従って量子井
戸からの発光波長が短波長側にシフトするため、共振器
端面の発光層は活性領域である共振器中央部の発光層か
らの発振波長に対して透明となり、ＮＡＭ構造が実現さ
れる。
【００２５】前述した実施例では発光層をＡｌＧａＡｓ
により構成したが、その他の構造、例えばＩｎＧａＡｓ
を含む歪ＭＱＷ構造やＩｎＧａ（Ａｌ）Ｐを含む歪ＭＱ
Ｗ構造、さらにはＩｎＰ基板を用いて作製するＩｎＧａ
ＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ、Ｉｎ
ＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｌ
Ａｓ等にも適用できる。また、本発明はその主旨と範囲
を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
により構成したが、その他の構造、例えばＩｎＧａＡｓ
を含む歪ＭＱＷ構造やＩｎＧａ（Ａｌ）Ｐを含む歪ＭＱ
Ｗ構造、さらにはＩｎＰ基板を用いて作製するＩｎＧａ
ＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ、Ｉｎ
ＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｌ
Ａｓ等にも適用できる。また、本発明はその主旨と範囲
を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
回の結晶成長でＮＡＭ構造が実現できるので、高電流注
入時又は比較的低電流であっても長期的に電流を注入し
た際に起るＣＯＤによる素子の劣化や破壊を生じること
がなく、半導体レーザの高出力化及び高信頼化が得られ
る。また、従来のように活性層を含む半導体多層膜を形
成させた後に不純物を拡散させるための高温処理工程も
しくは他の半導体層を再成長する工程を付加する必要が
ないので、高温処理に伴う半導体多層膜の急峻性の低下
による素子特性の劣化や歩留まりの低下もしくは再成長
界面の汚染がもたらされることもない。
回の結晶成長でＮＡＭ構造が実現できるので、高電流注
入時又は比較的低電流であっても長期的に電流を注入し
た際に起るＣＯＤによる素子の劣化や破壊を生じること
がなく、半導体レーザの高出力化及び高信頼化が得られ
る。また、従来のように活性層を含む半導体多層膜を形
成させた後に不純物を拡散させるための高温処理工程も
しくは他の半導体層を再成長する工程を付加する必要が
ないので、高温処理に伴う半導体多層膜の急峻性の低下
による素子特性の劣化や歩留まりの低下もしくは再成長
界面の汚染がもたらされることもない。
【図１】本発明の半導体レーザの一実施例を示す基板の
平面図
平面図
【図２】従来の半導体レーザの一例を示す図
【図３】従来の半導体レーザの他の例を示す図
【図４】半導体レーザ全体を構成した状態における図１
中のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線断面図
中のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線断面図
【図５】リッジ幅と発光波長のシフト量との関係を示す
図
図
【図６】本発明の半導体レーザの他の実施例を示す基板
の平面図
の平面図
２０，４０…ｎ型ＧａＡｓ基板、２１，２２，４１，４
２…溝、２３，４３…リッジ、３１…Ｓｅドープｎ型Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓクラッド層、３２…ノンドープＡｌy
Ｇａ1-y ＡｓＱＷ活性層及び光閉込め層を含む発光層、
３３…Ｚｎドープｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ａｓクラッド層、
３４…Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓキャップ層、３５…酸化
シリコン膜、３６…ｐ型電極、３７…ｎ型電極。
２…溝、２３，４３…リッジ、３１…Ｓｅドープｎ型Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓクラッド層、３２…ノンドープＡｌy
Ｇａ1-y ＡｓＱＷ活性層及び光閉込め層を含む発光層、
３３…Ｚｎドープｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ａｓクラッド層、
３４…Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓキャップ層、３５…酸化
シリコン膜、３６…ｐ型電極、３７…ｎ型電極。
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板に形成された両側に溝を有す
るストライプ状のリッジ上に半導体多層膜よりなる光導
波路が形成された半導体レーザにおいて、 共振器長Ｌａのうち、主として光を取出す側の端面から
の距離Ｌe1の領域におけるリッジ幅ｄｗe1と、他方の端
面からの距離Ｌe2の領域におけるリッジ幅ｄｗe2と、共
振器中央部の領域（領域長Ｌａ−Ｌe1−Ｌe2）における
リッジ幅ｄｗcとが、ｄｗc ≦ｄｗe2及びｄｗc ＜ｄｗe
1なる関係を満足する如く構成したことを特徴とする半
導体レーザ。 - 【請求項２】 リッジ幅ｄｗe1、ｄｗe2及びｄｗc が１
〜５μｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066489A JPH06283801A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066489A JPH06283801A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283801A true JPH06283801A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13317268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5066489A Pending JPH06283801A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283801A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006106886A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Optoenergy, Inc. | 半導体レーザ素子 |
| JP2010267871A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| KR101028262B1 (ko) * | 2003-09-19 | 2011-04-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법 |
| JP2015053457A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 日本電信電話株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP5066489A patent/JPH06283801A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101028262B1 (ko) * | 2003-09-19 | 2011-04-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법 |
| WO2006106886A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Optoenergy, Inc. | 半導体レーザ素子 |
| US7778298B2 (en) | 2005-03-30 | 2010-08-17 | Optoenergy, Inc. | Semiconductor laser device |
| JP5367263B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2013-12-11 | オプトエナジー株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| JP2010267871A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP2015053457A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 日本電信電話株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
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