JPH0732278B2 - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JPH0732278B2
JPH0732278B2 JP57189957A JP18995782A JPH0732278B2 JP H0732278 B2 JPH0732278 B2 JP H0732278B2 JP 57189957 A JP57189957 A JP 57189957A JP 18995782 A JP18995782 A JP 18995782A JP H0732278 B2 JPH0732278 B2 JP H0732278B2
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layer
substrate
cover
confinement
main surface
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Inventor
グレゴリ・ハモンド・オルセン
ト−マス・ジヨセフ・ザメロウスキ
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アールシーエー コーポレーシヨン
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体レーザに関し、特に表面にその一端
(前端)から他端(後端)に向かって延びる円い突条部
を有する基板と該基板上に形成された活性層とを含む半
導体レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly, to a substrate having a circular ridge extending from one end (front end) to the other end (rear end) on the surface thereof. The present invention relates to a semiconductor laser including an active layer formed on a substrate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体レーザは一般にIII-V族化合物から成り、互いに
反対の導電形の2つの層の間に薄い活性層を有する半導
体材料の本体を含んでいる。すなわち上記活性層の一方
の側にP導電形の層があり、他方の側にN導電形の層が
ある。このような半導体レーザは一般に2以上の光学モ
ードでレーザ光を発射し、これがその用途を制限してい
る。米国特許第4215319号明細書には安定な単一モード
の出力光ビームを発する半導体レーザが開示されてい
る。この半導体レーザからの出力光ビームの制御は層の
厚さに傾斜を付けることによって行われている。この半
導体レーザは表面に実質的に平行な1対の溝を有する基
板上に閉じ込め層と発生層とを被着して構成され、その
傾斜は各層を液相または気相エピタキシャル法で形成す
るときその両溝間の領域上の層と溝の上の層との成長速
度の差によって生ずる。
Semiconductor lasers generally consist of III-V compounds and include a body of semiconductor material having a thin active layer between two layers of opposite conductivity type. That is, there is a P-conductivity type layer on one side of the active layer and an N-conductivity type layer on the other side. Such semiconductor lasers typically emit laser light in more than one optical mode, which limits their use. U.S. Pat. No. 4,215,319 discloses a semiconductor laser which emits a stable single mode output light beam. The control of the output light beam from this semiconductor laser is performed by inclining the layer thickness. This semiconductor laser is constructed by depositing a confinement layer and a generation layer on a substrate having a pair of grooves substantially parallel to the surface, the inclination of which is obtained when each layer is formed by a liquid phase or vapor phase epitaxial method. It is caused by the difference in growth rate between the layer on the region between the two grooves and the layer on the groove.

しかしこのような1対の平行溝を有するインジウム燐基
板上に液相または気相エピタキシャル法を用いて各層を
被着すると、平坦な基板部分より溝の方が速く埋められ
て連続的な平滑面になってしまうため、各層の表面は平
坦な平面になる。このInPの成長の習性はInPとその関係
合金より成るレーザに対する上記米国特許の構造の利用
度を制限する。従って、InPとその関係合金から成るレ
ーザで上記米国特許のレーザの傾斜した層構造を示すも
のが望ましい。
However, when each layer is deposited on the indium phosphide substrate having such a pair of parallel grooves by using the liquid phase or vapor phase epitaxial method, the grooves are filled faster than the flat substrate portion and a continuous smooth surface is formed. Therefore, the surface of each layer becomes a flat plane. This growth habit of InP limits the utility of the structure of the US patent to lasers composed of InP and its related alloys. It is therefore desirable to have a laser of InP and its related alloys that exhibits the graded layer structure of the laser of the above-mentioned U.S. patent.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明は、基板の表面にその一端から他端に向かって
延びる円い突条部を形成することにより、該基板上に形
成される活性層の表面が湾曲して、該活性層の厚みに所
要の傾斜をもたせて、単一の光学モードで出力光ビーム
を放射することができる半導体レーザを得ることを目的
とする。
According to the present invention, by forming a circular ridge extending from one end to the other end on the surface of the substrate, the surface of the active layer formed on the substrate is curved to reduce the thickness of the active layer. An object of the present invention is to obtain a semiconductor laser capable of emitting an output light beam in a single optical mode with a required inclination.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

この発明に係る第1の半導体レーザは、後程説明する第
1図の実施例に対応するもので、第1の主表面(例えば
40)となる上面と第2の主表面(例えば42)となる底面
とを有し、上記第1の主表面上に、レーザ光が放射され
る前端面(例えば図の正面側の34)と反対側の後端面
(図の後方側の34)との間に延びる円い突条部(例えば
46)が形成された基板(例えば38)と、該基板の上記第
1の主表面を覆って形成された活性層(例えば50)とか
らなる半導体本体(例えば32)を有している。この第1
の半導体レーザでは、活性層はその厚さが上記突条部の
頂部を覆う部分で相対的に薄く、該頂部の両側の傾斜し
た側部上では頂部から横方向に離れるにつれて漸増する
ような態様で形成されている。
The first semiconductor laser according to the present invention corresponds to the embodiment of FIG. 1 described later, and has a first main surface (for example,
40) and a bottom surface that becomes a second main surface (for example, 42), and a front end surface (for example, 34 on the front side in the figure) on which the laser beam is emitted, on the first main surface. A round ridge (for example, 34) that extends between the rear end surface on the opposite side (34 on the rear side in the figure)
It has a semiconductor body (eg 32) consisting of a substrate (eg 38) on which 46) is formed and an active layer (eg 50) formed over the first main surface of the substrate. This first
In the semiconductor laser described in (1), the active layer has a thickness that is relatively thin at the portion covering the top of the ridge, and on the inclined side portions on both sides of the top, the active layer gradually increases as it moves away from the top in the lateral direction. Is formed by.

この発明に係る第2の半導体レーザは、後程説明する第
2図の実施例に対応するもので、第1の主表面(例えば
40)となる上面と第2の主表面(例えば42)となる底面
とを有し、上記第1の主表面上に、レーザ光が放射され
る前端面(例えば図の正面側の34)と反対側の後端面と
の間に延びる1対の円い突条部(例えば46、46)が実質
的に平行に且つ互に所定の距離だけ離れて形成された基
板(例えば38)と、該基板の上記第1の主表面を覆って
形成された活性層(例えば50)とからなる半導体本体
(例えば32)を有している。この第2の半導体レーザで
は、活性層はその厚さが上記2個の突条部相互間の中央
部を覆う部分で相対的に薄く、上記中央部よりその両側
の上記各突条部に近づくにつれて漸増するような態様で
形成されている。
The second semiconductor laser according to the present invention corresponds to the embodiment of FIG. 2 which will be described later, and has a first main surface (for example,
40) and a bottom surface that becomes a second main surface (for example, 42), and a front end surface (for example, 34 on the front side in the figure) on which the laser beam is emitted, on the first main surface. A substrate (eg, 38) formed with a pair of circular ridges (eg, 46, 46) extending substantially in parallel with the opposite rear end surface and spaced apart from each other by a predetermined distance; It has a semiconductor body (eg 32) comprising an active layer (eg 50) formed over the first major surface of the substrate. In this second semiconductor laser, the active layer has a relatively small thickness at the portion covering the central portion between the two ridge portions, and is closer to the ridge portions on both sides of the central portion than the central portion. It is formed in such a manner that it gradually increases as it goes.

この半導体レーザは、例えば基板の一部に耐食材料のマ
スク層を被着する段階と、その基板の表面の露出部をエ
ッチングする段階と、耐食材料のマスク層を除去して基
板面にメサを残す段階と、その表面をさらにエッチング
してメサ部に円い突条部を形成する段階と、この基板の
表面と突条部の上に順次活性層と閉じ込め層を被着する
段階とを経て生成される。
In this semiconductor laser, for example, a step of depositing a mask layer of a corrosion resistant material on a part of the substrate, a step of etching an exposed portion of the surface of the substrate, and a mask layer of the corrosion resistant material are removed to form a mesa on the surface of the substrate. After the step of leaving, the step of further etching the surface to form a round ridge in the mesa, and the step of successively depositing an active layer and a confinement layer on the surface of the substrate and the ridge, Is generated.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

以下、図を参照してこの発明の半導体レーザを詳細に説
明する。
Hereinafter, the semiconductor laser of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図の半導体レーザ30は少なくとも一方が出力レーザ
ビームの波長で半透光性を持つ平行な両端面34、すなわ
ち前端面と後端面と、この両端面34間に延びる1対の側
面36を有する半導体本体32を含んでいる。第1図の実施
例では半導体本体32は、第1の主表面(上面)40と第2
の主表面(底面)42を持つ基板38と、該基板38の第1の
主表面を覆って形成されて緩衝層(バッファ層)44と、
該緩衝層44の表面48を覆って形成された活性層50と、該
活性層50の表面を覆って形成された閉じ込め層52とから
なる。図では緩衝層44は基板38とは別の層として示され
ているが、緩衝層44は実際上は基板の一部と見なすこと
ができる。緩衝層44はその表面48に半導体本体32の両端
面34間に延びる円い突条部46が形成されており、該緩衝
層44の表面を覆って形成された活性層50の厚さは、上記
突条部46の頂部を覆う部分で比較的薄く、頂部の両側の
傾斜した側部上では頂部から横方向に離れるにつれて徐
々に増大している。活性層50は閉じ込め層52で覆われ、
該閉じ込め層52は上被層(キャップ層)54で覆われてい
る。
The semiconductor laser 30 shown in FIG. It includes a semiconductor body 32 having. In the embodiment of FIG. 1, the semiconductor body 32 comprises a first main surface (upper surface) 40 and a second main surface (upper surface) 40.
A substrate 38 having a main surface (bottom surface) 42, and a buffer layer (buffer layer) 44 formed to cover the first main surface of the substrate 38,
The active layer 50 is formed so as to cover the surface 48 of the buffer layer 44, and the confinement layer 52 is formed so as to cover the surface of the active layer 50. Although the buffer layer 44 is shown in the figure as a separate layer from the substrate 38, the buffer layer 44 can be considered in practice to be part of the substrate. The buffer layer 44 has on its surface 48 a circular ridge 46 extending between both end surfaces 34 of the semiconductor body 32, and the thickness of the active layer 50 formed so as to cover the surface of the buffer layer 44 is The portion covering the top of the ridge 46 is relatively thin, and gradually increases with increasing distance from the top on the inclined side portions on both sides of the top. The active layer 50 is covered with a confinement layer 52,
The confinement layer 52 is covered with an upper layer (cap layer) 54.

上被層54は、緩衝層44の突条部46上に当たる部分に半導
体本体32の両端面34間に延びる溝状開口58が形成された
電気絶縁層56で覆われている。この電気絶縁層56の表面
と溝状開口58に露出した上被層54の部分は第1の導電層
60で覆われ、基板38の第2の主表面42は第2の導電層62
で覆われている。第1の導電層60は当該半導体レーザの
第1の電極として作用し、第2の導電層62は第2の電極
として作用する。
The upper layer 54 is covered with an electrically insulating layer 56 in which a groove-shaped opening 58 extending between both end faces 34 of the semiconductor body 32 is formed in a portion of the buffer layer 44 that abuts the protrusion 46. The surface of the electrically insulating layer 56 and the portion of the upper layer 54 exposed in the groove-shaped opening 58 are the first conductive layer.
Covered with 60, the second major surface 42 of the substrate 38 has a second conductive layer 62.
Is covered with. The first conductive layer 60 acts as the first electrode of the semiconductor laser, and the second conductive layer 62 acts as the second electrode.

上記のような構造の半導体レーザは、緩衝層または基板
が角形や台形の突条部を持つものに比べて、特にその突
条部46を円くしたことによって、厚さが上記突条部46か
ら離れる横方向に漸増する活性層50を容易に所望の形に
作ることができ、その結果、より高い安定性をもって単
一モードのレーザビームを放射することができる。
In the semiconductor laser having the above structure, the thickness of the ridge 46 is increased by making the ridge 46 round, in particular, as compared with the buffer layer or the substrate having the ridge of a square or trapezoid. The laterally escalating active layer 50 away from can be easily shaped as desired, so that a single mode laser beam can be emitted with greater stability.

第2図はこの発明の半導体レーザーの第2の実施例の構
造を示す。
FIG. 2 shows the structure of the second embodiment of the semiconductor laser of the present invention.

第2図の半導体レーザ70において第1図の半導体レーザ
30と共通の素子は同じ参照番号で表わされている。この
半導体レーザ70が第1図の半導体レーザ30と異なる点
は、基板38に1対の円い突条部46が形成されており、そ
の基板38と突条部46、46を緩衝層44が覆っていることで
ある。緩衝層44上には活性層50が形成されており、該活
性層50の厚さは、両突条部46、46間の領域72の中央部上
で比較的薄く、領域72の中央部上から突条部46、46に近
づくにつれて相対的に厚くなっている。
In the semiconductor laser 70 of FIG. 2, the semiconductor laser of FIG.
Elements in common with 30 are designated with the same reference numbers. This semiconductor laser 70 is different from the semiconductor laser 30 of FIG. 1 in that a pair of circular ridges 46 is formed on a substrate 38, and the buffer layer 44 is formed between the substrate 38 and the ridges 46, 46. It is covering. An active layer 50 is formed on the buffer layer 44, and the thickness of the active layer 50 is relatively thin on the central part of the region 72 between the two ridges 46, 46 and on the central part of the region 72. Is relatively thicker as it approaches the ridges 46, 46.

基板38は一般に2元III-V族化合物または合金から成
り、(100)または(110)結晶面に平行な第1の主表面
40を有する。基板38はこれらの方位の一方から僅かに外
れていてもよいが、面(100)または(110)を用いるこ
とが好ましい。しかし他の基板方位も使用し得ることを
理解すべきである。基板38とこれに被着する各層を選ぶ
に当たって、その各層の結晶格子が基板38と合うことが
望ましい。また基板38はN形のInPより成ることが好ま
しい。
Substrate 38 typically comprises a binary III-V compound or alloy and has a first major surface parallel to the (100) or (110) crystal plane.
Having 40. Substrate 38 may be slightly offset from one of these orientations, but it is preferred to use plane (100) or (110). However, it should be understood that other substrate orientations may be used. When selecting the substrate 38 and each layer to be deposited thereon, it is desirable that the crystal lattice of each layer be matched with that of the substrate 38. The substrate 38 is preferably made of N-type InP.

緩衝層44は一般に基板38と同じ材料から成り、上に各層
を被着し得る高品質の表面を形成するために用いられ
る。緩衝層44は一般に厚さ約3〜10μである。基板38に
突条部46が形成されているときは、図示のように緩衝層
44を基板38と活性層50との間に挿入することもある。
The buffer layer 44 is generally made of the same material as the substrate 38 and is used to form a high quality surface upon which each layer can be deposited. The buffer layer 44 is typically about 3-10 .mu.m thick. When the protrusions 46 are formed on the substrate 38, the buffer layer
The 44 may be inserted between the substrate 38 and the active layer 50.

第2図の半導体レーザでは円い突条部46、46は緩衝層44
と基板38の双方にあるが、第1図の半導体レーザと同様
に緩衝層44を基板38の一部と見なすこともできる。この
突条部46、46は例えば幅がその基部で約5〜20μ、高さ
が約0.2〜10μである。この高さと幅はその上に被着さ
れる各層が所要の曲率を持つように選ばれる。突条部が
2本以上あればその間隔と各突条部の高さと幅をその上
に被着された各層が所要の曲率を持つように選ばれる。
一般に2つの突条部46、46の中心間距離は約10〜100μ
である。
In the semiconductor laser shown in FIG. 2, the round ridges 46, 46 are buffer layers 44.
However, the buffer layer 44 can be regarded as a part of the substrate 38 as in the semiconductor laser of FIG. The ridges 46, 46 have, for example, a width of about 5 to 20 [mu] at their base and a height of about 0.2 to 10 [mu]. The height and width are chosen so that each layer deposited on it has the required curvature. If there are more than two ridges, the spacing, height and width of each ridge is chosen so that each layer deposited thereon has the required curvature.
Generally, the distance between the centers of the two protrusions 46, 46 is about 10 to 100 μ.
Is.

突条部46、46は第3図に示す順序で形成することができ
る。第3図(a)で、基板102に緩衝層104を被着した
後、その緩衝層104の表面106の一部に標準の写真食刻法
により酸化シリコン等の耐食材料のマスク層108を被着
し、さらにその表面106を0.1〜1.0%の臭素メタノール
溶液のような異方性エッチング液でエッチングし、緩衝
層104の露出部をエッチングしてその表面112に第3図
(b)のようなメサ110を形成する。然る後マスク層108
を除去して第3図(c)のようなメサ110と表面112を残
す。このメサ110と表面112をさらに同じまたは異なるエ
ッチング液でエッチングし、第3図(d)に示すように
緩衝層104の表面122に、突出した断面形が円い突条部12
0、120を形成する。この突条部120と表面122の上に順次
活性層、閉じ込め層および上被層を被着する。突条部を
基板自身に形成した後各層を順次被着しても同様にうま
く行くことは明らかである。
The ridges 46, 46 can be formed in the order shown in FIG. In FIG. 3 (a), after the buffer layer 104 is deposited on the substrate 102, a mask layer 108 of a corrosion resistant material such as silicon oxide is coated on a part of the surface 106 of the buffer layer 104 by a standard photo-etching method. Then, the surface 106 is etched with an anisotropic etching solution such as a 0.1 to 1.0% bromine methanol solution to etch the exposed portion of the buffer layer 104, and the surface 112 is exposed to the surface 112 as shown in FIG. 3 (b). Forming a mesa 110. After that mask layer 108
Are removed to leave the mesa 110 and the surface 112 as shown in FIG. 3 (c). The mesa 110 and the surface 112 are further etched with the same or different etching solution, and as shown in FIG. 3 (d), the protrusion 122 having a round cross section is projected on the surface 122 of the buffer layer 104.
0 and 120 are formed. An active layer, a confinement layer and an overlayer are sequentially deposited on the ridge 120 and the surface 122. It is obvious that the same effect can be obtained by forming the ridges on the substrate itself and then sequentially applying the layers.

第1図の基板38上の各エピタキシャル層は、米国特許第
3753801号明細書開示の液相エピタキシャル法を用いて
被着することも、また米国特許第4116733号明細書開示
の気相エピタキシャル法を用いて被着することもでき
る。これらの方法を用いると各層の局部成長速度がそれ
が生成される表面の局部曲率と共に変わり、正の局部曲
率が増すほど局部成長速度が上昇するため、厚さが徐々
に変化する層を被着することができる。
Each epitaxial layer on the substrate 38 of FIG.
The liquid phase epitaxial method disclosed in 3753801 may be used for the deposition, or the vapor phase epitaxial method disclosed in US Pat. No. 4,116,733 may be used for the deposition. Using these methods, the local growth rate of each layer changes with the local curvature of the surface on which it is generated, and the local growth rate increases as the positive local curvature increases, so that a layer with a gradually changing thickness is deposited. can do.

活性層の厚さは一般に約0.05〜2.2μ、好ましくは約0.1
〜0.5μである。この活性層はドーピングしないか僅か
にP形またはN形にドーピングされ、例えばジャーナル
・オブ・エレクトロニック・マテリアル(Journal of E
lectronic Material)1980年第9巻第977頁のオルセン
(Olsen)の論文に開示されたように、緩衝層とほぼ格
子が一致し、所要波長の出力光ビームが得られるように
各元素の相対濃度が選ばれたInGaAsPまたはInGaAsから
構成し得る。
The thickness of the active layer is generally about 0.05-2.2μ, preferably about 0.1.
~ 0.5μ. This active layer is undoped or slightly P-type or N-type doped, for example the Journal of Electronic Materials (Journal of E
As disclosed in Olsen's paper, Vol. 9, 1980, vol. 9, p. 977, the relative concentration of each element is such that the lattice is almost the same as that of the buffer layer and the output light beam of the required wavelength is obtained. May be composed of InGaAsP or InGaAs selected.

閉じ込め層52は一般にP形InPから成り、厚さ約0.5〜3
μである。上被層54は当該半導体レーザ30に対する電極
の電気的接触性を向上するために使用することがあり、
その厚さは通常約0.2〜0.5μで、閉じ込め層52と同じ導
電形のInGaAsPまたはInGaAsから成る。
The confinement layer 52 is typically made of P-type InP and has a thickness of about 0.5-3.
is μ. The overlayer 54 may be used to improve the electrical contact of the electrodes to the semiconductor laser 30.
Its thickness is usually about 0.2 to 0.5 μ and is made of InGaAsP or InGaAs of the same conductivity type as the confinement layer 52.

この発明の装置は他のIII-V族合金の組合わせを用いて
製することもできることを理解されたい。
It should be understood that the device of the present invention can be made using other III-V alloy combinations.

電気絶縁層56は酸素または水蒸気中におけるシランのよ
うなシリコン含有ガスの熱分解により上被層54上に被着
された2酸化シリコンから成ることが好ましい。溝状開
口58は標準の写真食刻法を用いて電気絶縁層56に上被層
54に達するまで形成される。第1図に示すように突条部
46が1本のときはその突条部の上に溝状開口を設けるこ
とが好ましい。また第2図に示すように突条部が2本の
ときはその間の領域72上に溝状開口58を設ける。
The electrically insulating layer 56 preferably comprises silicon dioxide deposited on the overlayer 54 by thermal decomposition of a silicon-containing gas such as silane in oxygen or water vapor. The groove openings 58 are overcoated on the electrically insulating layer 56 using standard photo-etching techniques.
Formed until reaching 54. As shown in Fig. 1, the ridge portion
When there is one 46, it is preferable to provide a groove-shaped opening on the protrusion. Further, as shown in FIG. 2, when there are two ridges, a groove-shaped opening 58 is provided on the region 72 between them.

半導体レーザの第1の電極となる第1の導電層60はチタ
ン、白金および金から成ることが好ましく、順次蒸着に
よって被着される。この導電層は突条部46が1本の半導
体レーザではその突条部の上の閉じ込め層の部分を覆え
ば充分なことは当業者には自明である。
The first conductive layer 60, which serves as the first electrode of the semiconductor laser, is preferably made of titanium, platinum and gold and is deposited by sequential vapor deposition. It is apparent to those skilled in the art that this conductive layer is sufficient for a semiconductor laser having one ridge 46 to cover the confinement layer above the ridge.

また閉じ込め層52上にこれと反対の導電形で一部に同じ
導電形の領域を持つ阻止層を被着することによって電気
絶縁層56を省略することもできる。その後その阻止層の
全表面に導電層60を被着すればよい。阻止層を有する半
導体レーザにバイアス電圧を印加すると、阻止層と閉じ
込め層52との間のPN接合が閉じ込め層52の同じ導電形に
変換された領域を除いて逆バイアスされる。
It is also possible to dispense with the electrically insulating layer 56 by depositing a blocking layer on the confinement layer 52 with an opposite conductivity type and partly with a region of the same conductivity type. After that, the conductive layer 60 may be deposited on the entire surface of the blocking layer. When a bias voltage is applied to a semiconductor laser having a blocking layer, the PN junction between the blocking layer and the confinement layer 52 is reverse biased except for the region of the confinement layer 52 that has been converted to the same conductivity type.

基板38の第2の主表面42上の第2の導電層62は半導体レ
ーザの第2の電極として作用し、該第2の導電層62は錫
と金の真空蒸着と焼結によって形成し得る。
The second conductive layer 62 on the second major surface 42 of the substrate 38 acts as the second electrode of the semiconductor laser, which can be formed by vacuum deposition and sintering of tin and gold. .

半導体レーザ30の前端面34は通常レーザ波長の約1/2の
厚さの酸化アルミニウム等の層で被覆される。この層は
米国特許第4178564号明細書に記載されている。これに
対向する後端面34はレーザ波長光を反射する鏡面が被着
されるが、これは米国特許第3701047号および第4092659
号の各明細書に記載されている。
The front end face 34 of the semiconductor laser 30 is usually coated with a layer of aluminum oxide or the like having a thickness of about ½ of the laser wavelength. This layer is described in US Pat. No. 4,178,564. The rear end surface 34 facing this is coated with a mirror surface that reflects laser wavelength light, which is described in U.S. Pat. Nos. 3,710,047 and 4092659.
No.

第4図はこの発明の原理により構成され、所要の傾斜を
持つ半導体レーザ150の断面の顕微鏡像を表わす模型的
拡大図で突条部154を持つInPの緩衝層で覆われたInPの
基板152を有する。緩衝層の表面は厚さ約300nmのInGaAs
P活性層156で覆われ、この活性層156はInPの閉じ込め層
158で覆われ、その閉じ込め層158はInGaAsPの上被層160
で覆われている。各層は当業者に公知の着色法により識
別することができるが、基板152と緩衝層は同じ材料で
できていて同様に着色されるためその境界線は識別でき
ない。緩衝層の突条部154は基板表面が(110)方向から
僅かに偏倚しているため非対称になっている。
FIG. 4 is a model enlarged view showing a microscope image of a cross section of a semiconductor laser 150 having a required inclination, which is constructed according to the principle of the present invention, and an InP substrate 152 covered with an InP buffer layer having a ridge 154. Have. The surface of the buffer layer is InGaAs with a thickness of about 300 nm.
The active layer 156 is covered with a P active layer 156, and the active layer 156 is an InP confinement layer.
158, whose confinement layer 158 is an InGaAsP overlayer 160.
Is covered with. Although each layer can be identified by a coloring method known to those skilled in the art, the boundary line cannot be identified because the substrate 152 and the buffer layer are made of the same material and are similarly colored. The ridges 154 of the buffer layer are asymmetric because the substrate surface is slightly deviated from the (110) direction.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、基板または緩衝層に
円い突条部46を形成したことにより、その上に形成され
る活性層50をその厚みが上記突条部の頂部から突条部の
側部に向かう横方向に、あるいは2つの突条部相互間の
中心領域から上記突条部の側部に向かう横方向に漸増す
るように容易に形成することができるから、高い安定性
をもって単一モードのレーザビームを放射することがで
きる半導体レーザを得ることができる。
As described above, according to the present invention, since the round protrusion 46 is formed on the substrate or the buffer layer, the active layer 50 formed on the protrusion 46 has a thickness from the top of the protrusion. High stability because it can be easily formed laterally toward the side of the ridge or laterally toward the side of the ridge from the central region between the two ridges. A semiconductor laser capable of emitting a single-mode laser beam can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の半導体レーザの第1の実施例の主要
部の構造を示す斜視図、第2図はこの発明の半導体レー
ザの第2の実施例の主要部の構成を示す正面図、第3図
はこの発明の半導体レーザの円い突条部を形成する方法
の各段階を示す概略断面図、第4図はこの発明の半導体
レーザの断面を示す拡大図である。 30……半導体レーザ(第1の実施例)、32……半導体本
体、34……端面、36……側面、38……基板、40……第1
の主表面、42……第2の主表面、46……突条部、48……
表面、50……活性層、52……閉じ込め層、54……上被
層、56……絶縁層、58……溝状開口部、60……第1の導
電層、62……第2の導電層、70……半導体レーザ(第2
の実施例)。
1 is a perspective view showing the structure of the main part of the first embodiment of the semiconductor laser of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing the structure of the main part of the second embodiment of the semiconductor laser of the present invention. FIG. 3 is a schematic sectional view showing each step of a method for forming a round protrusion of a semiconductor laser of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view showing a section of the semiconductor laser of the present invention. 30 ... Semiconductor laser (first embodiment), 32 ... Semiconductor body, 34 ... End surface, 36 ... Side surface, 38 ... Substrate, 40 ... First
Main surface, 42 …… second main surface, 46 …… projection, 48 ……
Surface, 50 ... Active layer, 52 ... Confinement layer, 54 ... Overlayer, 56 ... Insulating layer, 58 ... Groove-like opening, 60 ... First conductive layer, 62 ... Second Conductive layer, 70 ... Semiconductor laser (second
Example).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ト−マス・ジヨセフ・ザメロウスキ アメリカ合衆国ペンシルバニア州ヤ−ドレ イ・ロビン・フツド・ドライブ336 (56)参考文献 特開 昭51−114887(JP,A) 特開 昭54−152879(JP,A) 特開 昭56−46593(JP,A) 特開 昭54−32284(JP,A) 特開 昭56−61190(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Thomas Ziosef Zamerowski 336 Yderley Robin Hood Drive, Pennsylvania, United States 336 (56) Reference JP-A-51-114887 (JP, A) Kai 54-152879 (JP, A) JP 56-46593 (JP, A) JP 54-32284 (JP, A) JP 56-61190 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の主表面となる上面と第2の主表面と
なる底面とを有し、上記第1の主表面上に、レーザ光が
放射される前端面と反対側の後端面との間に延びる円い
突条部が形成された基板と、該基板の上記第1の主表面
を覆って形成されていて厚さが上記突条部の頂部を覆う
部分で相対的に薄く、該頂部の両側の傾斜した側部上で
は頂部から横方向に離れるにつれて漸増する活性層と、
該活性層の上面を覆って形成された閉じ込め層とからな
る半導体本体と、 上記閉じ込め層の上面で、少なくとも上記突条部の直上
にある部分を覆って形成された、上記半導体本体に対す
る第1の電極を形成する第1の導電層と、 上記基板の第2の主表面を覆って形成された、上記半導
体本体に対する第2の電極を形成する第2の導電層と、 からなり、 上記半導体本体の少なくとも上記レーザ光が放射される
前端面は該レーザ光の波長で半透光性であり、 上記基板は第1の導電形を有し、上記閉じ込め層は上記
基板の導電形と反対の第2の導電形を有し、 上記活性層の屈折率は上記基板および閉じ込め層の屈折
率よりも大である、半導体レーザ。
1. A rear end surface opposite to a front end surface from which laser light is emitted, having a top surface serving as a first main surface and a bottom surface serving as a second main surface. And a substrate formed with a circular ridge extending between the substrate and the first main surface of the substrate and having a thickness that is relatively thin at the portion that covers the top of the ridge. An active layer that gradually increases laterally away from the top on the sloping sides of the top,
A semiconductor body comprising a confinement layer formed to cover an upper surface of the active layer, and a semiconductor body formed to cover at least a portion of the upper surface of the confinement layer immediately above the ridge. A first conductive layer forming an electrode of, and a second conductive layer forming a second electrode for the semiconductor body, the second conductive layer being formed so as to cover the second main surface of the substrate. At least the front end face of the main body from which the laser light is emitted is semi-transparent at the wavelength of the laser light, the substrate has a first conductivity type, and the confinement layer has a conductivity type opposite to that of the substrate. A semiconductor laser having a second conductivity type, wherein the active layer has a refractive index higher than those of the substrate and the confinement layer.
【請求項2】閉じ込め層を覆って上被層が形成されてお
り、 上記上被層を覆って電気絶縁層が形成されており、該電
気絶縁層にはこれを貫通する開口が形成されており、 第1の導電層は上記電気絶縁層に形成された開口におい
て上記上被層を覆って形成されている、請求項(1)記
載の半導体レーザ。
2. An upper cover layer is formed to cover the confinement layer, an electric insulating layer is formed to cover the upper cover layer, and an opening is formed through the electric insulating layer. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the first conductive layer is formed so as to cover the upper layer in the opening formed in the electrically insulating layer.
【請求項3】第1の主表面となる上面と第2の主表面と
なる底面とを有し、上記第1の主表面上に、レーザ光が
放射される前端面と反対側の後端面との間に延びる2個
の円い突条部が実質的に平行に且つ互に所定の距離だけ
離れて形成された基板と、該基板の上記第1の主表面を
覆って形成されていて厚さが上記2個の突条部相互間の
中央部を覆う部分で相対的に薄く、上記中央部よりその
両側の上記各突条部に近づくにつれて漸増する活性層
と、該活性層の上面を覆って形成された閉じ込め層とか
らなる半導体本体と、 上記閉じ込め層の上面で、少なくとも上記2個の突条部
相互間の中央部の直上にある部分を覆って形成された、
上記半導体本体に対する第1の電極を形成する第1の導
電層と、 上記基板の第2の主表面を覆って形成された、上記半導
体本体に対する第2の電極を形成する第2の導電層と、 からなり、 上記半導体本体の少なくとも上記レーザ光が放射される
前端面は該レーザ光の波長で半透光性であり、 上記基板は第1の導電形を有し、上記閉じ込め層は上記
基板の導電形と反対の第2の導電形を有し、 上記活性層の屈折率は上記基板および閉じ込め層の屈折
率よりも大である、半導体レーザ。
3. A rear end surface opposite to a front end surface from which laser light is emitted, which has an upper surface serving as a first main surface and a bottom surface serving as a second main surface. And two circular ridges extending between the substrate and the substrate are formed so as to be substantially parallel to each other and separated from each other by a predetermined distance, and cover the first main surface of the substrate. An active layer having a thickness that is relatively thin at a portion covering a central portion between the two protruding portions, and gradually increases toward the protruding portions on both sides of the active portion, and an upper surface of the active layer. A semiconductor body formed of a confinement layer formed to cover the upper surface of the confinement layer, and a portion of the upper surface of the confinement layer that covers at least a portion directly above the central portion between the two ridges.
A first conductive layer forming a first electrode for the semiconductor body, and a second conductive layer formed to cover a second main surface of the substrate and forming a second electrode for the semiconductor body. And at least a front end face of the semiconductor body from which the laser light is emitted is semi-transparent at a wavelength of the laser light, the substrate has a first conductivity type, and the confinement layer is the substrate. A semiconductor laser having a second conductivity type opposite to that of, wherein the refractive index of the active layer is greater than the refractive indices of the substrate and confinement layer.
【請求項4】閉じ込め層を覆って上被層が形成されてお
り、 上記上被層を覆って電気絶縁層が形成されており、該電
気絶縁層の上記突条部相互間の領域上にある部分を貫通
する開口が形成されており、 第1の導電層は上記電気絶縁層に形成された開口内にお
いて上記上被層を覆って形成されている、請求項(3)
記載の半導体レーザ。
4. An upper cover layer is formed to cover the confinement layer, and an electric insulating layer is formed to cover the upper cover layer, and the electric insulating layer is formed on a region between the ridge portions. An opening penetrating a portion is formed, and the first conductive layer is formed so as to cover the upper cover layer in the opening formed in the electrically insulating layer.
The semiconductor laser described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS51114887A (en) * 1975-04-01 1976-10-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor device
US4166253A (en) * 1977-08-15 1979-08-28 International Business Machines Corporation Heterostructure diode injection laser having a constricted active region
JPS54152879A (en) * 1978-05-23 1979-12-01 Sharp Corp Structure of semiconductor laser element and its manufacture
US4317085A (en) * 1979-09-12 1982-02-23 Xerox Corporation Channeled mesa laser
GB2062949B (en) * 1979-10-12 1983-08-10 Rca Corp Single filament semiconductor laser with large emitting area

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