JPH0832171A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH0832171A JPH0832171A JP16677594A JP16677594A JPH0832171A JP H0832171 A JPH0832171 A JP H0832171A JP 16677594 A JP16677594 A JP 16677594A JP 16677594 A JP16677594 A JP 16677594A JP H0832171 A JPH0832171 A JP H0832171A
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- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大出力半導体レーザの光出力を増大させる。
【構成】 半導体基板１上に、少なくとも第１の半導体
クラッド層３、半導体活性層５、第２の半導体クラッド
層７が順次積層形成されて半導体レーザが構成される。
この半導体レーザは、上記の各層に電流を供給する電極
１０のストライプ幅が１００μｍ以上である大出力の半
導体レーザである。ここで、上記活性層５は、組成の異
なる２種類の半導体材料が交互に積層された多重量子井
戸構造ものであり、その多重量子井戸の井戸層を４層以
上としている。
クラッド層３、半導体活性層５、第２の半導体クラッド
層７が順次積層形成されて半導体レーザが構成される。
この半導体レーザは、上記の各層に電流を供給する電極
１０のストライプ幅が１００μｍ以上である大出力の半
導体レーザである。ここで、上記活性層５は、組成の異
なる２種類の半導体材料が交互に積層された多重量子井
戸構造ものであり、その多重量子井戸の井戸層を４層以
上としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザに係り、
特に、ロボットの目やレーザレーダシステム等を構成す
る測距用の半導体レーザとして用いられるものである。
特に、ロボットの目やレーザレーダシステム等を構成す
る測距用の半導体レーザとして用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザを用いて自動車間の
距離を計測し、車間距離を一定に保ったり、また前方の
車に接近し過ぎた場合に警報を発したり、あるいはブレ
ーキをかけるというようなシステムが検討されている。
このようなシステムでは１００ｍ先の物体を検知する必
要があり、半導体レーザにおいてはパルス駆動で数十Ｗ
クラスの光出力が要求されている。
距離を計測し、車間距離を一定に保ったり、また前方の
車に接近し過ぎた場合に警報を発したり、あるいはブレ
ーキをかけるというようなシステムが検討されている。
このようなシステムでは１００ｍ先の物体を検知する必
要があり、半導体レーザにおいてはパルス駆動で数十Ｗ
クラスの光出力が要求されている。
【０００３】従来、半導体レーザとして、連続駆動（駆
動電流は数十ｍＡ程度）で光出力が数十ｍＷクラスとい
った小出力のものが種々提案されている。このような連
続駆動の小出力型半導体レーザの一例として特開平４−
１４８８７号公報に示すものがある。この公報において
は、その第３頁左欄の第１１行乃至第２０行に、活性層
の量子井戸構造の井戸層は３層が最適であると記載され
ている。これは、井戸層を４層以上にすると、バンドフ
ィリングの効果により、発振波長の制御が難しくなるた
めである。
動電流は数十ｍＡ程度）で光出力が数十ｍＷクラスとい
った小出力のものが種々提案されている。このような連
続駆動の小出力型半導体レーザの一例として特開平４−
１４８８７号公報に示すものがある。この公報において
は、その第３頁左欄の第１１行乃至第２０行に、活性層
の量子井戸構造の井戸層は３層が最適であると記載され
ている。これは、井戸層を４層以上にすると、バンドフ
ィリングの効果により、発振波長の制御が難しくなるた
めである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、井戸層
を３層として、上記パルス駆動で数十Ｗクラスの大出力
半導体レーザを構成したところ、光出力を向上させるこ
とができないという問題が発生した。本発明は上記問題
に鑑みてなされたもので、大出力半導体レーザにおい
て、光出力を向上させることを目的とする。
を３層として、上記パルス駆動で数十Ｗクラスの大出力
半導体レーザを構成したところ、光出力を向上させるこ
とができないという問題が発生した。本発明は上記問題
に鑑みてなされたもので、大出力半導体レーザにおい
て、光出力を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記した
問題に対し、大出力半導体レーザでは、数十Ａの電流の
パルス駆動で大出力を得ようとした場合、井戸層数と光
出力の関係が、連続駆動の小出力半導体レーザと異なる
ことを見い出した。これは、大出力半導体レーザにおい
ては、小出力半導体レーザに比べて、注入するキャリア
（電子及び正孔）が約１０００倍といったようにはるか
に多いため、井戸層数が少ないと、キャリアが井戸層の
中に閉じ込められずオーバーフローしてしまい、このこ
とによって光出力を向上させることができないからであ
る。
問題に対し、大出力半導体レーザでは、数十Ａの電流の
パルス駆動で大出力を得ようとした場合、井戸層数と光
出力の関係が、連続駆動の小出力半導体レーザと異なる
ことを見い出した。これは、大出力半導体レーザにおい
ては、小出力半導体レーザに比べて、注入するキャリア
（電子及び正孔）が約１０００倍といったようにはるか
に多いため、井戸層数が少ないと、キャリアが井戸層の
中に閉じ込められずオーバーフローしてしまい、このこ
とによって光出力を向上させることができないからであ
る。
【０００６】すなわち、大出力半導体レーザでは、活性
層の多重量子井戸の井戸層数を増加していくと活性層内
に閉じ込められるキャリアの数が増大し、それに伴って
光出力が増加する。図４に井戸層数とパルス幅５０ｎ
ｓ、電流２０Ａにおいて発光させた光出力の相対値（一
定電流にした時の光出力）を示している。井戸層数を
２、４、６、１０と増加していくにつれて光出力が増大
している。井戸層数が６と１０とではあまり変化がな
く、飽和する傾向が現われている。従って、井戸層数を
４以上にすれば、キャリアを井戸層の中に閉じ込めて光
出力を向上させることができる。井戸層数が６以上であ
ればキャリアのオーバフローは起こらず相対光出力を１
００％として有効に発光させることができる。
層の多重量子井戸の井戸層数を増加していくと活性層内
に閉じ込められるキャリアの数が増大し、それに伴って
光出力が増加する。図４に井戸層数とパルス幅５０ｎ
ｓ、電流２０Ａにおいて発光させた光出力の相対値（一
定電流にした時の光出力）を示している。井戸層数を
２、４、６、１０と増加していくにつれて光出力が増大
している。井戸層数が６と１０とではあまり変化がな
く、飽和する傾向が現われている。従って、井戸層数を
４以上にすれば、キャリアを井戸層の中に閉じ込めて光
出力を向上させることができる。井戸層数が６以上であ
ればキャリアのオーバフローは起こらず相対光出力を１
００％として有効に発光させることができる。
【０００７】なお、数十Ｗクラスの大出力半導体レーザ
では、大出力を得るため、図１に示すように、素子に電
流を流すための電極のストライプ幅（すなわち、発光領
域のストライプ幅）が少なくとも１００μｍ以上（後述
する実施例では４００μｍ）必要であるのに対し、小出
力半導体レーザでは数μｍ（例えば５μｍ）であり、ス
トライプ幅が１００μｍ以上とすることで大出力半導体
レーザが定義される。
では、大出力を得るため、図１に示すように、素子に電
流を流すための電極のストライプ幅（すなわち、発光領
域のストライプ幅）が少なくとも１００μｍ以上（後述
する実施例では４００μｍ）必要であるのに対し、小出
力半導体レーザでは数μｍ（例えば５μｍ）であり、ス
トライプ幅が１００μｍ以上とすることで大出力半導体
レーザが定義される。
【０００８】このような検討をもとになされた本発明に
おいて、請求項１に記載の発明では、半導体基板（１）
上に順次積層された第１の半導体クラッド層（３）、半
導体活性層（５）、第２の半導体クラッド層（７）を少
なくとも有し、これらの層に電流を供給する電極（１
０）のストライプ幅が１００μｍ以上である半導体レー
ザにおいて、前記活性層（５）は、組成の異なる２種類
の半導体材料が交互に積層された多重量子井戸構造もの
であって、この多重量子井戸の井戸層が４層以上である
ことを特徴としている。
おいて、請求項１に記載の発明では、半導体基板（１）
上に順次積層された第１の半導体クラッド層（３）、半
導体活性層（５）、第２の半導体クラッド層（７）を少
なくとも有し、これらの層に電流を供給する電極（１
０）のストライプ幅が１００μｍ以上である半導体レー
ザにおいて、前記活性層（５）は、組成の異なる２種類
の半導体材料が交互に積層された多重量子井戸構造もの
であって、この多重量子井戸の井戸層が４層以上である
ことを特徴としている。
【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明に対し、前記多重量子井戸の井戸層が６層以上
であることを特徴としている。請求項３に記載の発明で
は、請求項１又は２に記載の発明に対し、前記第１の半
導体クラッド層（３）と前記半導体活性層（５）の間、
および前記半導体活性層（５）と前記第２の半導体クラ
ッド層（７）の間に、それぞれのエネルギーバンドの間
で連続的に変化するエネルギーバンドを有する第１、第
２の光ガイド層（４，６）をそれぞれ設けたことを特徴
としている。
載の発明に対し、前記多重量子井戸の井戸層が６層以上
であることを特徴としている。請求項３に記載の発明で
は、請求項１又は２に記載の発明に対し、前記第１の半
導体クラッド層（３）と前記半導体活性層（５）の間、
および前記半導体活性層（５）と前記第２の半導体クラ
ッド層（７）の間に、それぞれのエネルギーバンドの間
で連続的に変化するエネルギーバンドを有する第１、第
２の光ガイド層（４，６）をそれぞれ設けたことを特徴
としている。
【００１０】なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【００１１】
【発明の作用効果】請求項１に記載の発明においては、
半導体基板上に、少なくとも第１の半導体クラッド層、
半導体活性層、第２の半導体クラッド層が順次積層形成
されて半導体レーザが構成される。この半導体レーザ
は、上記の各層に電流を供給する電極のストライプ幅が
１００μｍ以上である大出力の半導体レーザである。
半導体基板上に、少なくとも第１の半導体クラッド層、
半導体活性層、第２の半導体クラッド層が順次積層形成
されて半導体レーザが構成される。この半導体レーザ
は、上記の各層に電流を供給する電極のストライプ幅が
１００μｍ以上である大出力の半導体レーザである。
【００１２】ここで、上記活性層は、組成の異なる２種
類の半導体材料が交互に積層された多重量子井戸構造も
のであり、その多重量子井戸の井戸層を４層以上として
いる。従って、このような大出力半導体レーザでは、注
入するキャリアが小出力半導体レーザに比べてはるかに
多いため、活性層の多重量子井戸の井戸層を４層以上と
することで、活性層内に閉じ込められるキャリアの数を
増大させ、それに伴って光出力を増加させることができ
る。
類の半導体材料が交互に積層された多重量子井戸構造も
のであり、その多重量子井戸の井戸層を４層以上として
いる。従って、このような大出力半導体レーザでは、注
入するキャリアが小出力半導体レーザに比べてはるかに
多いため、活性層の多重量子井戸の井戸層を４層以上と
することで、活性層内に閉じ込められるキャリアの数を
増大させ、それに伴って光出力を増加させることができ
る。
【００１３】また、請求項２に記載のように、多重量子
井戸の井戸層を６層以上とすることにより、キャリアの
オーバフローがなく相対光出力を１００％として有効に
発光させることができる。また、請求項３に記載の発明
においては、前記第１の半導体クラッド層と前記半導体
活性層の間、および前記半導体活性層と前記第２の半導
体クラッド層の間のそれぞれのエネルギーバンドに対し
第１、第２の光ガイド層によりエネルギーバンドを連続
的に変化させるようにしている。従って、井戸層からは
み出たキャリアがその連続的な変化部分で戻ってくるた
め、キャリアの閉じ込めがより効果的に行われ、光出力
を一層向上させることができる。
井戸の井戸層を６層以上とすることにより、キャリアの
オーバフローがなく相対光出力を１００％として有効に
発光させることができる。また、請求項３に記載の発明
においては、前記第１の半導体クラッド層と前記半導体
活性層の間、および前記半導体活性層と前記第２の半導
体クラッド層の間のそれぞれのエネルギーバンドに対し
第１、第２の光ガイド層によりエネルギーバンドを連続
的に変化させるようにしている。従って、井戸層からは
み出たキャリアがその連続的な変化部分で戻ってくるた
め、キャリアの閉じ込めがより効果的に行われ、光出力
を一層向上させることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。 （第１実施例）図２は本実施例の大出力半導体レーザの
斜視図を示し、図１には大出力半導体レーザの断面図を
示す。図３には大出力半導体レーザのエネルギーバンド
図を示す。この大出力半導体レーザはパルス駆動される
ようになっている。
する。 （第１実施例）図２は本実施例の大出力半導体レーザの
斜視図を示し、図１には大出力半導体レーザの断面図を
示す。図３には大出力半導体レーザのエネルギーバンド
図を示す。この大出力半導体レーザはパルス駆動される
ようになっている。
【００１５】ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓ層
２、ｎ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層３、ｎ−Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層４、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ
／ＧａＡｓ多重量子井戸構造からなる活性層５、ｐ−Ａ
ｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層６、ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ
0.6 Ａｓクラッド層７、ｐ−ＧａＡｓ層８が順に積層さ
れている。活性層５は、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 ＡｓとＧａＡ
ｓとが交互に積層され、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓが５層、
ＧａＡｓが６層形成されている。この場合、エネルギー
バンドギャップの小さいＧａＡｓが井戸層となる。ま
た、クラッド層３と光ガイド層４と活性層５と光ガイド
層６とクラッド層７とＧａＡｓ層８はメサ形となってい
る。
２、ｎ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層３、ｎ−Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層４、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ
／ＧａＡｓ多重量子井戸構造からなる活性層５、ｐ−Ａ
ｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層６、ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ
0.6 Ａｓクラッド層７、ｐ−ＧａＡｓ層８が順に積層さ
れている。活性層５は、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 ＡｓとＧａＡ
ｓとが交互に積層され、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓが５層、
ＧａＡｓが６層形成されている。この場合、エネルギー
バンドギャップの小さいＧａＡｓが井戸層となる。ま
た、クラッド層３と光ガイド層４と活性層５と光ガイド
層６とクラッド層７とＧａＡｓ層８はメサ形となってい
る。
【００１６】ｎ−ＧａＡｓ層２の厚さは５００ｎｍ、ｎ
−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層３の厚さは１μｍ、
ｎ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層４の厚さは１μｍ
である。また、活性層５においては、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8
Ａｓの一層の厚さが７．５ｎｍであり、かつ、Ａｌ0.2
Ｇａ0.8 Ａｓが５層ある。また、活性層５におけるＧａ
Ａｓの一層の厚さが１５ｎｍであり、かつ、ＧａＡｓが
６層ある。従って、活性層５の合計の厚さは１２７．５
ｎｍ（７．５ｎｍ×５層＋１５ｎｍ×６層）となってい
る。
−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層３の厚さは１μｍ、
ｎ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層４の厚さは１μｍ
である。また、活性層５においては、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8
Ａｓの一層の厚さが７．５ｎｍであり、かつ、Ａｌ0.2
Ｇａ0.8 Ａｓが５層ある。また、活性層５におけるＧａ
Ａｓの一層の厚さが１５ｎｍであり、かつ、ＧａＡｓが
６層ある。従って、活性層５の合計の厚さは１２７．５
ｎｍ（７．５ｎｍ×５層＋１５ｎｍ×６層）となってい
る。
【００１７】ｐ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層６の
厚さは１μｍ、ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ0. 6 Ａｓクラッド層７
の厚さは１μｍ、ｐ−ＧａＡｓ層８の厚さは０．８μｍ
である。ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面にはＡｕＧｅ／Ｎｉ
／Ａｕからなるｎ型電極１１が形成され、ｎ−ＧａＡｓ
基板１とオーミックコンタクトが取られている。また、
ｎ型電極１１の表面にＡｕ／Ｓｎ層１２が形成され、こ
のＡｕ／Ｓｎ層１２は半導体レーザ素子と、台座である
Ｃｕ製のヒートシンクを接合するための接合剤である。
厚さは１μｍ、ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ0. 6 Ａｓクラッド層７
の厚さは１μｍ、ｐ−ＧａＡｓ層８の厚さは０．８μｍ
である。ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面にはＡｕＧｅ／Ｎｉ
／Ａｕからなるｎ型電極１１が形成され、ｎ−ＧａＡｓ
基板１とオーミックコンタクトが取られている。また、
ｎ型電極１１の表面にＡｕ／Ｓｎ層１２が形成され、こ
のＡｕ／Ｓｎ層１２は半導体レーザ素子と、台座である
Ｃｕ製のヒートシンクを接合するための接合剤である。
【００１８】図２に示すように、この大出力半導体レー
ザの縦横の寸法は５００μｍ×６００μｍとなってい
る。次に、この大出力半導体レーザの製造方法を説明す
る。まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓ層２、
ｎ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層３、ｎ−Ａｌ0.2
Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層４、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ／Ｇ
ａＡｓ多重量子井戸構造からなる活性層５、ｐ−Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層６、ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6
Ａｓクラッド層７、ｐ−ＧａＡｓ層８を順次ＭＯＣＶＤ
（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）法によ
り積層する。その後、エッチングによりメサ部を形成す
る。
ザの縦横の寸法は５００μｍ×６００μｍとなってい
る。次に、この大出力半導体レーザの製造方法を説明す
る。まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓ層２、
ｎ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層３、ｎ−Ａｌ0.2
Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層４、Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ／Ｇ
ａＡｓ多重量子井戸構造からなる活性層５、ｐ−Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層６、ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6
Ａｓクラッド層７、ｐ−ＧａＡｓ層８を順次ＭＯＣＶＤ
（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）法によ
り積層する。その後、エッチングによりメサ部を形成す
る。
【００１９】次にｎ−ＧａＡｓ層２及びメサ部の上面に
ＳｉＯ2 からなる絶縁膜９をプラズマＣＶＤ法により成
膜し、エッチングにより窓開けして窓部１３を形成す
る。その後、絶縁膜９上に、Ｃｒ／ＡｕからなるＰ型電
極１０を電子ビーム蒸着法により形成し、約３６０℃に
おいて熱処理を行いオーミックコンタクトを取る。さら
に、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
からなるｎ型電極１１を電子ビーム蒸着法により形成
し、熱処理を行いオーミック電極を取る。その後、Ａｕ
／Ｓｎ層１２を電子ビーム蒸着法により形成する。最後
に、端面をへき開し半導体レーザチップとする。
ＳｉＯ2 からなる絶縁膜９をプラズマＣＶＤ法により成
膜し、エッチングにより窓開けして窓部１３を形成す
る。その後、絶縁膜９上に、Ｃｒ／ＡｕからなるＰ型電
極１０を電子ビーム蒸着法により形成し、約３６０℃に
おいて熱処理を行いオーミックコンタクトを取る。さら
に、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
からなるｎ型電極１１を電子ビーム蒸着法により形成
し、熱処理を行いオーミック電極を取る。その後、Ａｕ
／Ｓｎ層１２を電子ビーム蒸着法により形成する。最後
に、端面をへき開し半導体レーザチップとする。
【００２０】図４には、活性層５の多重量子井戸のＧａ
Ａｓ層の数、すなわち、井戸層数とパルス幅５０ｎｓ、
駆動電流２０Ａにおいて発光させたときの光出力の相対
値を示している。上述したように、井戸層数を２、４、
６、１０と増加していくにつれて光出力が増大してい
る。井戸層数が６でもキャリアのオーバーフローは起こ
っておらず、有効に発光に寄与していることがわかる。
ここでは、電流が２０Ａにおけるデータを示したが、さ
らに、駆動電流を増加させ、大きな光出力を得るために
は井戸層数をさらに増加させる必要がある。
Ａｓ層の数、すなわち、井戸層数とパルス幅５０ｎｓ、
駆動電流２０Ａにおいて発光させたときの光出力の相対
値を示している。上述したように、井戸層数を２、４、
６、１０と増加していくにつれて光出力が増大してい
る。井戸層数が６でもキャリアのオーバーフローは起こ
っておらず、有効に発光に寄与していることがわかる。
ここでは、電流が２０Ａにおけるデータを示したが、さ
らに、駆動電流を増加させ、大きな光出力を得るために
は井戸層数をさらに増加させる必要がある。
【００２１】図５に、異なる井戸層数における、駆動電
流と相対光出力の関係を示す。駆動電流を変化させても
井戸層数が増加するに従って光出力が増大する。井戸層
数が６と１０では、飽和状態にあるため、両者とも同一
の変化をしている。従って、井戸層数を４以上とするこ
とにより、相対光出力を向上させることができる。 （第２実施例）本実施例の大出力半導体レーザは、ＧＲ
ＩＮ−ＳＣＨ（Graded-Index Separate Confinement He
terostructure ）構造の半導体レーザに適用した例であ
る。図６に示すようにＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層４
及びｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層６のＡｌ組成ｘ
をｘ＝０．２〜０．４まで連続的に変化させて形成し
た。ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層４及びｐ−Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層６の厚さは共に１μｍであ
る。
流と相対光出力の関係を示す。駆動電流を変化させても
井戸層数が増加するに従って光出力が増大する。井戸層
数が６と１０では、飽和状態にあるため、両者とも同一
の変化をしている。従って、井戸層数を４以上とするこ
とにより、相対光出力を向上させることができる。 （第２実施例）本実施例の大出力半導体レーザは、ＧＲ
ＩＮ−ＳＣＨ（Graded-Index Separate Confinement He
terostructure ）構造の半導体レーザに適用した例であ
る。図６に示すようにＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層４
及びｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層６のＡｌ組成ｘ
をｘ＝０．２〜０．４まで連続的に変化させて形成し
た。ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層４及びｐ−Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層６の厚さは共に１μｍであ
る。
【００２２】この実施例においては、ｎ−Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ光ガイド層４及びｐ−ＡｌxＧａ1-x Ａｓ光ガ
イド層６のＡｌ組成を連続的に変化させ、エネルギーバ
ンドを連続的に変化させている。従って、井戸層からは
み出たキャリアがその連続的な変化部分で戻ってくるた
め、キャリアの閉じ込めがより効果的に行われ、井戸層
数を増加させことによる、光出力増大の効果がさらに顕
著に現われる。
1-x Ａｓ光ガイド層４及びｐ−ＡｌxＧａ1-x Ａｓ光ガ
イド層６のＡｌ組成を連続的に変化させ、エネルギーバ
ンドを連続的に変化させている。従って、井戸層からは
み出たキャリアがその連続的な変化部分で戻ってくるた
め、キャリアの閉じ込めがより効果的に行われ、井戸層
数を増加させことによる、光出力増大の効果がさらに顕
著に現われる。
【００２３】なお、この発明は上記した実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、上記各実施例ではストライ
プ幅が４００μｍであったが、ストライプ幅が１００μ
ｍ以上の半導体レーザに適用できる。また、活性層と光
ガイド層とクラッド層とを、ＡｌＧａＡｓ系材料にて構
成したが、他にもＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｉ
ｎＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＮ系等の材料にて構成し
てもよい。
れるものではなく、例えば、上記各実施例ではストライ
プ幅が４００μｍであったが、ストライプ幅が１００μ
ｍ以上の半導体レーザに適用できる。また、活性層と光
ガイド層とクラッド層とを、ＡｌＧａＡｓ系材料にて構
成したが、他にもＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｉ
ｎＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＮ系等の材料にて構成し
てもよい。
【００２４】さらに、上記実施例ではｎ−Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ光ガイド層４及びｐ−ＡｌxＧａ1-x Ａｓ光ガ
イド層６の厚さを共に１μｍとしているが、これに限定
されるものでなく、１μｍより厚く形成しても、薄く形
成してもよく、また、ｎ−Ａｌ x Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド
層４及びｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層６を設けず
に半導体レーザを構成することもできる。
1-x Ａｓ光ガイド層４及びｐ−ＡｌxＧａ1-x Ａｓ光ガ
イド層６の厚さを共に１μｍとしているが、これに限定
されるものでなく、１μｍより厚く形成しても、薄く形
成してもよく、また、ｎ−Ａｌ x Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド
層４及びｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ光ガイド層６を設けず
に半導体レーザを構成することもできる。
【００２５】さらに、活性層５におけるＧａＡｓの一層
の厚さは１５ｎｍとしているがこれに限定されるもので
はなく、通常、量子効果が現れる３０ｎｍ以下が用いら
れるが、特性及び成膜の均一性を考えると２．５ｎｍ〜
２０ｎｍが適当である。
の厚さは１５ｎｍとしているがこれに限定されるもので
はなく、通常、量子効果が現れる３０ｎｍ以下が用いら
れるが、特性及び成膜の均一性を考えると２．５ｎｍ〜
２０ｎｍが適当である。
【図１】第１実施例の大出力半導体レーザの構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】第１実施例の大出力半導体レーザの斜視図であ
る。
る。
【図３】第１実施例の大出力半導体レーザの活性層付近
のエネルギーバンド図である。
のエネルギーバンド図である。
【図４】井戸層数と光出力との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図５】異なる井戸層数における光出力特性を示す特性
図である。
図である。
【図６】第２実施例の大出力半導体レーザの活性層付近
のエネルギーバンド図である。
のエネルギーバンド図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓ層 ３ ｎ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層 ４ ｎ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層 ５ Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸構造
からなる活性層 ６ ｐ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層 ７ ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層 ８ ｐ−ＧａＡｓ層８ ９ 絶縁膜 １０ ｐ型電極（Ｃｒ／Ａｕ） １１ ｎ型電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ） １２ Ａｕ−Ｓｎ層
からなる活性層 ６ ｐ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層 ７ ｐ−Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層 ８ ｐ−ＧａＡｓ層８ ９ 絶縁膜 １０ ｐ型電極（Ｃｒ／Ａｕ） １１ ｎ型電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ） １２ Ａｕ−Ｓｎ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 裕治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に順次積層された第１の半
導体クラッド層、半導体活性層、第２の半導体クラッド
層を少なくとも有し、これらの層に電流を供給する電極
のストライプ幅が１００μｍ以上である半導体レーザに
おいて、 前記活性層は、組成の異なる２種類の半導体材料が交互
に積層された多重量子井戸構造ものであって、この多重
量子井戸の井戸層が４層以上であることを特徴とする半
導体レーザ。 - 【請求項２】 前記多重量子井戸の井戸層が６層以上で
あることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記第１の半導体クラッド層と前記半導
体活性層の間、および前記半導体活性層と前記第２の半
導体クラッド層の間に、それぞれのエネルギーバンドの
間で連続的に変化するエネルギーバンドを有する第１、
第２の光ガイド層をそれぞれ設けたことを特徴とする請
求項１又は２に記載の半導体レーザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16677594A JPH0832171A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 半導体レーザ |
| US08/423,345 US5559819A (en) | 1994-04-19 | 1995-04-18 | Semiconductor laser device |
| DE19514392A DE19514392B4 (de) | 1994-04-19 | 1995-04-19 | Halbleiterlaservorrichtung mit großem Ansteuerungsstrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16677594A JPH0832171A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832171A true JPH0832171A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15837463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16677594A Pending JPH0832171A (ja) | 1994-04-19 | 1994-07-19 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832171A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102686A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Denso Corp | 半導体レーザ |
| KR100361593B1 (ko) * | 2000-11-23 | 2002-11-22 | 주식회사일진 | 볼록 요철을 갖는 광학집적회로 소자, 그 제조방법, 그광학집적 회로 소자를 이용하여 제조한 광통신용 송수신장치의 모듈 |
| KR100396742B1 (ko) * | 2000-11-23 | 2003-09-02 | 주식회사일진 | 광학집적회로 소자 및 그 제조방법, 그리고 그 광학집적회로 소자를 이용하여 제조한 광통신용 송수신 장치의 모듈 |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP16677594A patent/JPH0832171A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102686A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Denso Corp | 半導体レーザ |
| KR100361593B1 (ko) * | 2000-11-23 | 2002-11-22 | 주식회사일진 | 볼록 요철을 갖는 광학집적회로 소자, 그 제조방법, 그광학집적 회로 소자를 이용하여 제조한 광통신용 송수신장치의 모듈 |
| KR100396742B1 (ko) * | 2000-11-23 | 2003-09-02 | 주식회사일진 | 광학집적회로 소자 및 그 제조방법, 그리고 그 광학집적회로 소자를 이용하여 제조한 광통신용 송수신 장치의 모듈 |
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