JPH06310804A - 面発光レーザ素子 - Google Patents

面発光レーザ素子

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JPH06310804A
JPH06310804A JP9303293A JP9303293A JPH06310804A JP H06310804 A JPH06310804 A JP H06310804A JP 9303293 A JP9303293 A JP 9303293A JP 9303293 A JP9303293 A JP 9303293A JP H06310804 A JPH06310804 A JP H06310804A
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JP
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light
wavelength
mirror
emitting laser
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JP9303293A
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Akira Ibaraki
晃 茨木
Toru Ishikawa
徹 石川
Teruaki Miyake
輝明 三宅
Kotaro Furusawa
浩太郎 古沢
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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    • H01SDEVICES 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
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    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308Surface-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
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    • H01S5/22Structure 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 having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure 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 having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の異なる波長の光を同一の反射鏡から発
光する面発光レーザ素子を提供する。 【構成】 第2の多層膜反射鏡21と第3の多層膜反射
鏡8との間に第2の活性層11が形成され、波長λ2
光を第2の多層膜反射鏡21側から発光する。また、第
1の多層膜反射鏡3と第3の多層膜反射鏡8との間に第
1の活性層5が形成され、波長λ1 の光を第3の多層膜
反射鏡8から第2の活性層11側へ発振する。第1の活
性層5のAl組成は第2の活性層11よりも小さなAl
組成で形成されているので、第1の活性層5からの光の
波長λ1 は第2の活性層11からの光の波長λ2 よりも
長く、第1の活性層5からの光は、第2の活性層11で
吸収されることなく透過され、第2の多層膜反射鏡21
側から発光する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は面発光レーザ素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の面発光レーザ素子の構造
を示す模式的断面図である。このような面発光レーザ素
子は以下のように製造される。n型のGaAsからなる
基板51上に、例えば金属有機気相成長法(MOCVD
法)により、n型のクラッド層52,p型の活性層5
3,p型のクラッド層54,p型のキャップ層55,及
びGaAlAsからなる図示しないマスク層がこの順に
形成される。そして、エッチングにより、クラッド層5
2の中央にダブルヘテロ構造の被埋込み部を残存させて
周囲を除去する。次に、被埋込み部の周囲の露出された
クラッド層52上に、例えば液相成長法(LPE法)に
より、p型の電流ブロック層57,n型の電流ブロック
層58及びp型の電流ブロック層59が、この順にエピ
タキシャル成長されて埋込み部が形成され、マスク層が
除去される。
【0003】以上のような製造方法を、本発明者らは特
開平2−177489号公報において提案している。そして、
キャップ層55及び電流ブロック層59上に、コンタク
ト層60を積層し、コンタクト層60上の中央に誘電体
多層膜61を、コンタクト層60上にp側の電極62
を、基板51の下面にn側の電極63を形成することに
より、面発光レーザ素子を完成させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の構造の面発光レ
ーザ素子は、電極62及び電極63に電流を注入する
と、活性層53へキャリアが移動し、電流ブロック層5
7,58,59により電流狭窄されて、誘電体多層膜6
1側から光を発する。このとき発光する光の波長λ 1
活性層53の組成により決定される。このように面発光
レーザ素子は、1つの素子から1種類の波長の光を発す
るので、2種類の波長の光が必要な場合は、活性層のA
l組成が異なる2個の面発光レーザ素子が必要となり、
複数種類の光が必要な場合に複数の素子を配置するため
の、それだけ余分な面積を要するという問題があった。
【0005】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、第3の反射鏡を介して組成が異なる複数の活
性層を備えることにより、複数の異なる波長の光を同一
の反射鏡から発光する面発光レーザ素子を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る面発光レー
ザ素子は、活性層を挟んで積層方向の両側に第1,第2
の反射鏡を備える面発光レーザ素子において、積層方向
に、組成が異なる複数の前記活性層と、これらの間に積
層される第3の反射鏡とを備えることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の面発光レーザ素子では、組成が異なる
複数の活性層を積層方向に備え、これらの間に形成した
第3の反射鏡によって、夫々の活性層を電気的に分離し
ている。本素子の複数の活性層から発振される複数種類
の光のうち、短い波長λ 2 の光を発振する活性層を、発
光スポットとなる第2(第1)の反射鏡側に形成し、長
い波長λ1 の光を発振する活性層を、発光スポットから
遠い第1(第2)の反射鏡側に形成した場合に、短い波
長λ2 の光は第2(第1)の反射鏡及び第3の反射鏡間
で共振されて発光スポットから発光され、長い波長λ1
の光は第1(第2)の反射鏡及び第3の反射鏡間で共振
され、短い波長λ2 の光を発振する活性層を、吸収され
ることなく透過して同一の発光スポットから発光され
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は、本発明の面発光レーザ素
子の構造を示す模式的断面図である。図中1は、n−G
aAsからなる基板であり、基板1上にn−GaAsか
らなるバッファ層2,n型半導体多層膜からなる第1の
多層膜反射鏡3及びn−Ga0.6 Al 0.4 Asからなる
第1のクラッド層4が、この順に積層されている。第1
のクラッド層4の中央にはp−GaAsからなる第1の
活性層5,p−Ga0.6 Al0. 4 Asからなる第2のク
ラッド層6,p−Ga0.8 Al0.2 Asからなる第1の
キャップ層7,アンドープ半導体多層膜からなる第3の
多層膜反射鏡8,p−Ga0.8 Al0.2 Asからなる第
2のキャップ層9,p−Ga0.6 Al0.4 Asからなる
第3のクラッド層10,p−Ga0.87Al0.13Asから
なる第2の活性層11,n−Ga0.6 Al0.4 Asから
なる第4のクラッド層12,及びn−Ga 0.8 Al0.2
Asからなる第3のキャップ層13が、被埋込み部とな
って形成されている。
【0009】そして、被埋込み部を埋込む態様にて、第
1クラッド層4上に、p−Ga0.55Al0.45Asからな
る第1のp型電流ブロック層15,n−Ga0.7 Al
0.3 Asからなる第1のn型電流ブロック層16,及び
p−GaAsからなる第1のコンタクト層17が積層さ
れている。そして、第1のコンタクト層17上面端部の
所定面積を露出させて、被埋込み部を埋込む態様にて、
第1のコンタクト層17上にn−Ga0.7 Al0.3 As
からなる第2のn型電流ブロック層18,p−Ga0.55
Al0.45Asからなる第2のp型電流ブロック層19,
及びn−GaAsからなる第3のコンタクト層20を積
層されている。コンタクト層20は上面を第3のキャッ
プ層13の上面とほぼ面一に形成されており、キャップ
層13上にはSiO2 /TiO2 の誘電体からなる第2
の多層膜反射鏡21が形成されている。
【0010】そして、基板1の下面に第1のn側電極2
2が形成され、第3のキャップ層13上に第2のn側電
極23が形成され、第1のコンタクト層17の露出させ
た表面上にp側共通電極24が形成されている。
【0011】以上のような構造の面発光レーザ素子にお
いては、第2の多層膜反射鏡21と第3の多層膜反射鏡
8との間が波長λ2 の光の利得部となり、p側共通電極
24から第2のn側電極23へ電流を注入した場合は、
第2の活性層11からの波長λ2 の光を第2の多層膜反
射鏡21側から発光する。また、第1の多層膜反射鏡3
と第3の多層膜反射鏡8との間が波長λ1 の光の利得部
となり、p側共通電極24から第1のn側電極22へ電
流を注入した場合は、第1の活性層5からの波長λ1
光を、第3の多層膜反射鏡8から波長λ2 の光の利得部
側へ発振する。第1の活性層5のAl組成は第2の活性
層11よりも小さなAl組成で形成されているので、第
1の活性層5からの光の波長λ1 は第2の活性層11か
らの光の波長λ2 よりも長い(λ1 >λ2 )。これによ
り、第1の活性層5からの光は、波長λ2 の光の利得部
で吸収されることなく、第2の多層膜反射鏡21側から
発光する。
【0012】また、p側共通電極24から第2のn側電
極23及び第1のn側電極22の双方へ電流を供給した
場合は、波長λ1 ,λ2 の2種類の波長の光が同時に第
2の多層膜反射鏡21側から発光する。
【0013】このような半導体レーザ装置を製造する過
程を以下に説明する。図2〜図4は、この半導体レーザ
装置を製造する過程を示した模式的断面図である。図2
に示すように、n型のGaAsからなる基板1上に、M
OCVD成長法を用いて、以下に示す半導体層を順次積
層する。 バッファ層2:n−GaAs,1μm 第1の多層膜反射鏡3:n−AlAs/n−Ga0.9
0.1 As(75nm/ 63nm),25ぺア 第1のクラッド層4:n−Ga0.6 Al0.4 As, 0.5
μm 第1の活性層5:p−GaAs,2μm 第2のクラッド層6:p−Ga0.6 Al0.4 As, 0.5
μm 第1のキャップ層7:p−Ga0.8 Al0.2 As,1μ
m 第3の多層膜反射鏡8:Ga0.3 Al0.7 As/Ga
0.9 Al0.1 As(70.9nm/63.2nm),25ぺア Ga0.3 Al0.7 As,70.9nm Ga0.8 Al0.2 As/Ga0.3 Al0.7 As(56.5nm
/62.1nm),25ぺア 第2のキャップ層9:p−Ga0.8 Al0.2 As,1μ
m 第3のクラッド層10:p−Ga0.6 Al0.4 As,
0.5μm 第2の活性層11:p−Ga0.87Al0.13As,2μm 第4のクラッド層12:n−Ga0.6 Al0.4 As,
0.5μm 第3のキャップ層13:n−Ga0.8 Al0.2 As,1
μm マスク層14:Ga0.4 Al0.6 As, 0.3μm なお、第3の多層膜反射鏡8は、25ペアのGa0.3 Al
0.7 As/Ga0.9 Al0.1 As上に70.9nmのGa0.3
Al0.7 Asが積層され、その上に25ぺアのGa0.8
0.2 As/Ga0.3 Al0.7 Asが積層された構造で
ある。
【0014】次に、フォトリソグラフィにより、マスク
層14上の図示しないレジストをパターニングして、図
3に示すように、第1の活性層5の厚みの略3分の1に
達する深さまでのエッチングを行い、第1の活性層5中
央部分に被埋込み部を形成する。そして、レジスト層を
除去し、メルトバック法により被埋込み部の周囲に残存
する第1の活性層5を除去して、図4に示すように、選
択LPE法により、露出した第1のクラッド層4上に、
被埋込み部の第3キャップ層13の上面までを埋込む態
様にて以下に示す半導体層を積層し、埋込み部を形成す
る。
【0015】 第1のp型電流ブロック層15:p−Ga0.55Al0.45
As,〜 1.5μm 第1のn型電流ブロック層16:n−Ga0.7 Al0.3
As,〜 0.5μm 第1のコンタクト層17:p−GaAs,〜 7.4μm 第2のn型電流ブロック層18:n−Ga0.7 Al0.3
As,〜 0.5μm 第2のp型電流ブロック層19:p−Ga0.55Al0.45
As,〜2μm 第3のコンタクト層20:n−GaAs,〜3μm
【0016】そして、マスク層14を除去し、第3のコ
ンタクト層20上の一端部に図示しないレジストを形成
し、第1のコンタクト層17に達する深さまでのエッチ
ングを行って、図1に示すように、第1のコンタクト層
17の所定面積を露出させる。そして、基板1の下面に
第1のn側電極22が形成され、第3のコンタクト層2
0上に第2のn側電極23が形成され、露出させた第1
のコンタクト層17上にp側共通電極24が形成され、
第3キャップ層13上にSiO2 /TiO2 の4ペアの
誘電体からなる第2の多層膜反射鏡21を形成する。
【0017】なお、上述の実施例では、GaAlAs系
の半導体層を積層して形成しているが、これに限るもの
ではなく、InP系又はAlGaInP系の半導体層を
用いて形成しても良い。また、上述の実施例では、n型
の導電型で形成しているがp型を用いても良い。
【0018】また、本実施例では組成が異なる2種類の
活性層を備えた場合を説明しているが、これに限るもの
ではなく、3種類以上の活性層を備えていても良い。こ
の場合は、活性層間夫々に第3の反射鏡を備える。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、第
1,第2の反射鏡の間に組成が異なる複数の活性層を備
え、これら活性層の電気的分離を第3の反射鏡により行
うので、夫々の活性層から発振される複数種類の波長の
光を同一の反射鏡から発光させることができ、1素子分
の面積で複数種類の光を得ることができる等、本発明は
優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の面発光レーザ素子の構造を示す模式的
断面図である。
【図2】本発明の半導体レーザ装置を製造する過程を示
した模式的断面図である。
【図3】本発明の半導体レーザ装置を製造する過程を示
した模式的断面図である。
【図4】本発明の半導体レーザ装置を製造する過程を示
した模式的断面図である。
【図5】従来の面発光レーザ素子の構造を示す模式的断
面図である。
【符号の説明】
1 基板 3 第1の多層膜反射鏡 5 第1の活性層 8 第3の多層膜反射鏡 11 第2の活性層 21 第2の多層膜反射鏡 22,23 n側電極 24 p側共通電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古沢 浩太郎 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性層を挟んで積層方向の両側に第1,
    第2の反射鏡を備える面発光レーザ素子において、積層
    方向に、組成が異なる複数の前記活性層と、これらの間
    に積層される第3の反射鏡とを備えることを特徴とする
    面発光レーザ素子。
JP9303293A 1993-04-20 1993-04-20 面発光レーザ素子 Pending JPH06310804A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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