JPH0923036A

JPH0923036A - 半導体レーザ

Info

Publication number: JPH0923036A
Application number: JP16958795A
Authority: JP
Inventors: Hideki Fukano; 秀樹深野; Kiyoyuki Yokoyama; 清行横山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】出射ビーム径の大きな半導体レーザを提供す
る。【解決手段】半導体レーザ１１の半導体活性層１３の
一部をテーパ状のテーパ部１３ａに加工し、細くなった
テーパ状の活性層の先をそのままの幅でストライプ状に
延長し、レーザの端面に到達させるものであり、前記半
導体活性層１３のテーパ部１３ａは、１００μｍ以上と
すると共に、テーパ部１３ａの先端部の延長部分が１０
０μｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出射ビーム径の大
きな半導体レーザの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体レーザは、水平横モードを
基本モードにするために活性層幅が１〜３μｍに設定さ
れていた。このため、出射端ビーム半径は１μｍ程度と
小さく、出射端よりビームは急激に広がってしまう。こ
のため、光ファイバのようなスポットサイズの大きな光
導波路に直接突き合わせにより光結合を行うと結合損失
は極めて大きくなる。たとえば、シングルモード光ファ
イバに直接突き合わせにより光結合を行うと結合損失は
約１０ｄＢにもなる。

【０００３】このため、結合損失を低減するために半導
体レーザと光ファイバの間に、１個以上のレンズないし
はテーパ状に導波路幅が変化する受動光導波路を挿入し
て、光のスポットサイズを変換している。しかし、光学
部品の数が増えるのでモジュール化する上で大きな負担
となっている。

【０００４】最近、テーパ状受動光導波路と半導体レー
ザが集積された素子が開発され、モジュール製作の簡便
化に見通しがつきつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
レーザの長さが３００μｍ前後であるのに対して、この
テーパ受動導波路を集積化した素子は長さが５００μｍ
以上になる。このため、一枚のウエハーから得られる素
子の数が限られ生産性が悪い上に、テーパ状受動光導波
路の集積化のための再成長が必要になる。この結果、生
産コストが高くなるという問題点があった。

【０００６】更に、レーザ部とテーパ光導波路の集積に
伴い、比較的大きな電気的及び光学的損失が発生し、効
率が小さい。

【０００７】本発明の目的は、この様なテーパ受動光導
波路を持つ半導体レーザにあった問題点を解決した、生
産コストが低く、しかも光出力の大きい半導体レーザを
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の構成は、半導体活性層の一部において該半導
体活性層の幅がテーパ状に細くなり、該テーパ状活性層
の幅が細くなった側の先端部に、該先端部と同じ幅を持
つストライプ状の活性層が一体に接続していることを特
徴とする。

【０００９】本発明の第２の構成は、第一の導電型を有
する第一半導体上に、第二の導電型を有する第二の半導
体を積層し、該第二の半導体上に第一の導電型を有する
第三の半導体層を積層した三層構造で、前記半導体活性
層の横方向を閉じ込めたことを特徴とする。

【００１０】本発明の第３の構成は、前記半導体活性層
の横方向を半絶縁性の半導体層で閉じ込めたことを特徴
とする。

【００１１】本発明の第４の構成は、前記半導体活性層
が単一量子井戸または多重量子井戸であることを特徴と
する。

【００１２】本発明の第５の構成は、前記半導体活性層
がセパレートコンファインメント層によって挟まれてい
ることを特徴とする。

【００１３】本発明の第６の構成は、前記テーパ状活性
層の長さが、１００μｍ以上であることを特徴とする。

【００１４】本発明の第７の構成は、前記テーパ状活性
層の先端に位置する前記ストライプ状の活性層の長さが
１００μｍ以下であることを特徴とする。

【００１５】すなわち、本発明では、図１に示すよう
に、半導体レーザ１１の半導体活性層１３の一部をテー
パ状のテーパ部１３ａに加工し、細くなったテーパ状の
活性層の先をそのままの幅でストライプ状に延長し、レ
ーザの端面に到達させることを特徴としている。更に、
本発明では、前記半導体活性層１３のテーパ部１３ａ
は、１００μｍ以上とすると共に、テーパ部１３ａの先
端部の延長部分が１００μｍ以下であることを開示する
ものである。

【００１６】本発明では、図１に示すように、半導体レ
ーザ１１の活性層１３の一部をテーパ状のテーパ部１３
ａに加工し、スポットサイズ変換機能をもたせたので、
新たに半導体レーザにテーパ状光導波路を集積化する必
要がない。このため、素子長は通常の半導体レーザと変
わらないことを実現した。また、作製工程も活性層の形
状を変えるだけなので、通常のレーザプロセスに新に加
えることは何も無く、ただ活性層の形状を決めるフォト
マスクを変更するだけである。従って、生産コストは通
常の半導体レーザと変わらない。更に、レーザと光導波
路の接合部がないので、接合部での結合損失が発生する
ことがなく、光出力も大きくなる。

【００１７】また、上記テーパ部１３ａの先端部の幅が
一定のストライプ構造なので、プロセスの完了したウエ
ハーを劈開してレーザチップにする時、劈開位置がずれ
ても出射端の半導体活性層幅は一定しており、出射ビー
ム径の変動を伴わないという特徴がある。

【００１８】また、活性層のテーパ部は１００μｍ以上
にすると、スポットサイズ変換に伴う放射光の発生を小
さくすることができ、レーザの閾値の上昇を小さく抑え
ることがきる。

【００１９】さらに、テーパ先端部の延長部分が１００
μｍ以下にすることにより、電流の不均一注入によるレ
ーザの閾値の上昇を小さく抑えることがきる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する好適な形
態を図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００２１】（第１の実施の形態）図２は本発明の第１
の実施の形態を説明する図である。図２中、符号２１は
ｎ−ＩｎＰ基板、２２はｎ−ＩｎＰクラッド層、２３は
厚さ０．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．３μｍ組
成）活性層、２４はｐ−ＩｎＰクラッド層、２９はｐ⁺
−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、２５はｐ−ＩｎＰ埋め込
み層、２６はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、２７，２８はそれ
ぞれｎおよびｐ電極である。前記半導体活性層（以下
「活性層」という。）２３は、図２（ａ）中の上側活性
部１０１では約１．０μｍ幅、長さ１００μｍとすると
共に、下側活性部１０２の出射端では、０．４μｍ幅、
長さ２０μｍとしており、中間部分のテーパ部１０３で
は、図２に示すように、２００μｍ長さで図（ａ）中下
側に向かって緩やかなテーパ状になっている。

【００２２】よって、従来構造の半導体レーザでは、活
性層厚が０．１μｍで活性層幅が一様であると共に、約
１．５μｍ幅の素子では出射端のビーム半径は約１μｍ
であったが、図２のような本発明のようなテーパ状とす
ることにより、出射端の活性層幅を狭めることにより、
ビーム半径は約２μｍに広がり、分散シフトファイバと
の直接突き合わせにより−３ｄＢ以下の結合効率が得ら
れた。なお、従来構造のものでは、約−１０ｄＢの結合
効率しか得られない。緩やかなテーパ形状を用いて放射
損失を低減させているため素子の発振しきい値も１５ｍ
Ａ以下の低い値が得られた。

【００２３】また、素子の効率も０．５Ｗ／Ａ以上が得
られ、レーザに受動型の光結合デバイスを集積した素子
に比べると３０％以上効率の大きな素子が得られた。さ
らに、素子長は３２０μｍしかなく、レーザに受動型の
光結合デバイスを集積した素子に比べ約半分で済み低コ
スト化が図れる。

【００２４】また、本実施の形態では、テーパ部分１０
３の長さは、２００μｍとしているが、この長さは１０
０μｍ以上あればよい。すなわち、この長さは１００μ
ｍより短くなると、図８に示すように、スポットサイズ
変換に伴い放射光成分が増大し、しきい値の急増が起き
るためであり、よって１００μｍより小さくしないこと
が重要である。テーパ形状は素子の使用用途に応じ任意
に設定可能であり、テーパ長を短くして全体素子長を短
くすることも可能である。

【００２５】また、テーパ部１０３の形状は図３のよう
に、種々のテーパ部１０３ａ〜１０３ｄの非対称構造な
どいろいろな形状であっても構わない。また、この例で
は、幅広側の活性層である上側活性部１０１の長さを１
００μｍとしているが、この長さは、０μｍであっても
よい。すなわち、上側活性部１０１を設け無くてもよ
い。一方、狭い側の出射端の活性層である下側活性部１
０２の長さは２０μｍとしているが、０μｍより大きく
１００μｍ程度以下であればよい。この長さは、長くし
すぎると電流注入に不均一が発生したり光学損失が増大
することにより、図７に示す様に長さ１００μｍより大
きくなるとレーザ発振しきい値の急激な増大が起きるた
め必要以上に長くしないことが重要である。

【００２６】なお、製作上、レーザの端面は一般的に、
劈開等の方法で形成するが、この製作精度は通常数μｍ
から数十μｍ程度であり、本素子ではこの部分の長さが
０μｍより大きな、製作精度以上の適当な範囲で構わな
いため、極めて高い歩留まりで広いビーム径の揃った半
導体レーザが製作できる。例えば、この部分の長さを０
μｍに設定しようとすると極めて高精度な製作技術が必
要である。

【００２７】また、劈開が数μｍのずれによりテーパ部
分でおこると、出射端の活性層幅にばらつきが発生し、
これが出射ビーム径のばらつきに大きく反映され、ファ
イバ等との結合効率の揃った素子を歩留まりよく製作す
ることは困難である。

【００２８】この例は、基板がｎ形ＩｎＰの場合を示し
ているが、基板がｐ形ＩｎＰでももちろんよく、その場
合、図２において、２２はｐ−ＩｎＰクラッド層、２３
はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．３μｍ組成）活性層、２４
はｎ−ＩｎＰクラッド層、２９はｎ⁺−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層、２５はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、２６はｐ−
ＩｎＰ埋め込み層、２７，２８はそれぞれｐおよびｎ電
極となる。また、この例は、活性層がＩｎＧａＡｓＰ
（λ＝１．３μｍ組成）について示しているが、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λ＝１．５５μｍ組成）などの他の組成でも
よい。

【００２９】また、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系以外のＩ
ｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰやＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ系などの材料系や歪を内在するような材料系でも同
様の効果が得られる。

【００３０】（第２の実施の形態）図４は本発明の第２
の実施の形態を説明する図である。図４中、符号４１は
ｎ−ＩｎＰ基板、４２はｎ−ＩｎＰクラッド層、４３は
厚さ０．０５μｍのＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．３μｍ組
成）活性層、４４はｐ−ＩｎＰクラッド層、４９はｐ⁺
−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、４５は半絶縁性ＩｎＰ埋
め込み層、４７，４８はそれぞれｎおよびｐ電極であ
る。前記活性層４３は、図４（ａ）の上側活性部２０１
で１．０μｍ幅、長さ１００μｍで、下側活性部２０２
の出射端で０．４μｍ幅、長さ２０μｍになっており、
中間部分のテーパ部２０３で図の様に２００μｍ長さで
緩やかなテーパ状になっている。

【００３１】従来構造の活性層幅が一様に約１．５μｍ
幅の素子では出射端のビーム半径は約１μｍであった
が、図４のようなテーパにより出射端の活性層幅を狭め
ることにより、ビーム半径は約２μｍに広がり、分散シ
フトファイバとの直接突き合わせにより−３ｄＢ以下の
結合効率が得られた。なお、従来構造のものでは、約−
１０ｄＢの結合効率しか得られない。緩やかなテーパ形
状を用いて放射損失を低減させているため素子の発振し
きい値も１５ｍＡ以下の低い値が得られた。

【００３２】また、素子の効率も０．５Ｗ／Ａ以上が得
られ、レーザに受動型の光結合デバイスを集積した素子
に比べると３０％以上効率の大きな素子が得られた。

【００３３】さらに、素子長は３２０μｍしかなく、レ
ーザに受動型の光結合デバイスを集積した素子に比べ約
半分で済み低コスト化が図れる。

【００３４】また、テーパ部分の長さは、この例では２
００μｍとしているが、この長さは１００μｍ以上あれ
ばよい。

【００３５】この長さは１００μｍより短くなるとスポ
ットサイズ変換に伴い放射光成分が増大し、しきい値の
急増が起きるため１００μｍより小さくしないことが重
要である。テーパ形状は素子の使用用途に応じ任意に設
定可能であり、テーパ長を短くして全体素子長を短くす
ることも可能である。

【００３６】また、形状は図３に示したのように、非対
称構造などいろいろな形状であっても構わない。また、
この例では、幅広側の活性層長を１００μｍとしている
が、この長さは、０μｍであってもよい。狭い側の出射
端の活性層の長さは２０μｍとしているが、０μｍより
大きく１００μｍ程度以下であればよい。

【００３７】この長さは、長くしすぎると電流注入に不
均一が発生したり光学損失が増大することにより、長さ
１００μｍより大きくなるとレーザ発振しきい値の急激
な増大が起きるため必要以上に長くしないことが重要で
ある。

【００３８】製作上、レーザの端面は一般的には、劈開
で形成するが、この製作精度は通常数μｍから数十μｍ
程度であり、本素子ではこの部分の長さが０μｍより大
きな、製作精度以上の適当な範囲で構わないため、極め
て高い歩留まりで広いビーム径の揃った半導体レーザが
製作できる。例えば、この部分の長さを０μｍに設定し
ようとすると極めて高精度な製作技術が必要である。

【００３９】また、劈開が数μｍのずれによりテーパ部
分でおこると、出射端の活性層幅にばらつきが発生し、
これが出射ビーム径のばらつきに大きく反映され、ファ
イバ等との結合効率の揃った素子を歩留まりよく製作す
ることは困難である。この例は、基板がｎ形ＩｎＰの場
合を示しているが、基板がｐ形ＩｎＰでももちろんよ
く、その場合、図４において、４２はｐ−ＩｎＰクラッ
ド層、４３はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．３μｍ組成）活
性層、４４はｎ−ＩｎＰクラッド層、４９はｎ⁺−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層、４５は半絶縁性ＩｎＰ埋め込み
層、４７，４８はそれぞれｐおよびｎ電極となる。ま
た、この例は、活性層がＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．３μ
ｍ組成）について示しているがＩｎＧａＡｓＰ（λ＝
１．５５μｍ組成）などの他の組成でもよい。

【００４０】また、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系以外のＩ
ｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰやＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ系などの材料系や歪を内在するような材料系でも同
様の効果が得られる。

【００４１】（第３の実施の形態）図５は本発明の第３
の実施の形態を説明する図である。図５中、符号５１は
ｎ−ＩｎＰ基板、５２はｎ−ＩｎＰクラッド層、５３は
ＩｎＧａＡｓＰ量子井戸活性層（λ_PL＝１．３μｍ組
成）、５３１及び５３２はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．１
μｍ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）
層、５４はｐ−ＩｎＰクラッド層、５９はｐ⁺−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層、５５はｐ−ＩｎＰ埋め込み層、５
６はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、５７，５８はそれぞれｎお
よびｐ電極である。前記活性層５３及びＳＣＨ層５３
１，５３２は、図５（ａ）の上側の活性部３０１で約
１．０μｍ幅、長さ３００μｍで、下側の活性部３０２
の出射端で０．６μｍ幅、長さ２０μｍになっており、
中間部分のテーパ部３０３で図の様に２００μｍ長さで
緩やかなテーパ状になっている。

【００４２】また、上側の幅広の活性層側端面には高反
射膜を形成している。従来構造の活性層幅が一様に約
１．５μｍ幅の素子では出射端のビーム半径は約１μｍ
であったが、図５のようなテーパにより出射端の活性層
幅を狭めることにより、ビーム半径は約２μｍに広が
り、分散シフトファイバとの直接突き合わせにより−３
ｄＢ以下の結合効率が得られた。

【００４３】なお、従来構造のものでは、約−１０ｄＢ
の結合効率しか得られない。緩やかなテーパ形状を用い
て放射損失を低減させているため素子の発振しきい値も
２０ｍＡ以下の低い値が得られた。

【００４４】また、テーパ部分の長さは、この例では２
００μｍとしているが、この長さは１００μｍ以上あれ
ばよい。この長さは１００μｍより短くになるとスポッ
トサイズ変換に伴い放射光成分が増大し、しきい値の急
増が起きるため１００μｍより小さくしないことが重要
である。

【００４５】テーパ形状は素子の使用用途に応じ任意に
設定可能であり、テーパ長を短くして全体素子長を短く
することも可能である。また、形状は図３のように、非
対称構造などいろいろな形状であっても構わない。

【００４６】また、この例では、幅広側の活性層長を３
００μｍとしているが、この長さは、０μｍであっても
よい。狭い側の出射端の活性層の長さは２０μｍとして
いるが、０μｍより大きく１００μｍ程度以下であれば
よい。

【００４７】この長さは、長くしすぎると電流注入に不
均一が発生したり光学損失が増大することにより、長さ
１００μｍより大きくなるとレーザ発振しきい値の急激
な増大が起きるため必要以上に長くしないことが重要で
ある。

【００４８】製作上、レーザの端面は一般的には、劈開
で形成するが、この製作精度は通常数μｍから数十μｍ
程度であり、本素子ではこの部分の長さが０μｍより大
きな、製作精度以上の適当な範囲で構わないため、極め
て高い歩留まりで広いビーム径の揃った半導体レーザが
製作できる。例えば、この部分の長さを０μｍに設定し
ようとすると極めて高精度な製作技術が必要である。

【００４９】また、劈開が数μｍのずれによりテーパ部
分でおこると、出射端の活性層幅にばらつきが発生し、
これが出射ビーム径のばらつきに大きく反映され、ファ
イバ等との結合効率の揃った素子を歩留まりよく製作す
ることは困難である。

【００５０】この例は、基板がｎ形ＩｎＰの場合を示し
ているが、基板がｐ形ＩｎＰでももちろんよく、その場
合、図５において、５２はｐ−ＩｎＰクラッド層、５３
はＩｎＧａＡｓＰ量子井戸活性層（λ_PL＝１．３μ
ｍ）、５３１及び５３２はＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．１
μｍ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）
層、５４はｎ−ＩｎＰクラッド層、５９はｎ⁺−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層、５５はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、５
６はｐ−ＩｎＰ埋め込み層、５７，５８はそれぞれｐお
よびｎ電極となる。また、この例は、活性層がＩｎＧａ
ＡｓＰ量子井戸活性層（λ_PL＝１．３μｍ）について示
しているがＩｎＧａＡｓＰ（λ_PL＝１．５５μｍ）など
の他の構成や、歪量子井戸構造や歪補償量子井戸構造な
どでもよい。

【００５１】また、ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層の組成もλ
＝１．０５μｍなどいろいろ変化させてもよい。

【００５２】また、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系以外のＩ
ｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰやＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ系などの材料系や歪を内在するような材料系でも同
様の効果が得られる。また、ＳＣＨ層５３１，５３２
は、ＩｎＧａＡｓＰからＩｎＰへの傾斜組成層（ＧＲＩ
Ｎ−ＳＣＨ）であってもよいことは言うまでもない。

【００５３】また、ＳＣＨ層は数１００Åと極薄ないし
は０Åであってもよい。この例は、ｐｎ埋め込み構造の
例であるが、半絶縁性の埋め込み構造であってもよい。

【００５４】（第４の実施の形態）図６は本発明の第４
の実施の形態を説明する図である。図６中、符号６１は
ｎ−ＩｎＰ基板、６２はｎ−ＩｎＰクラッド層、６３は
７層の１０ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ井戸層、６層の６ｎ
ｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．１μｍ組成）障壁より
成る多重量子井戸活性層（λ_PL＝１．３μｍ）、６３１
及び６３２は７０ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．１
μｍ組成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）
層、６４はｐ−ＩｎＰクラッド層、４９はｐ⁺−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層、６５はｐ−ＩｎＰ埋め込み層、６
６はｎ−ＩｎＰ埋め込み層、６７，６８はそれぞれｎお
よびｐ電極である。前記活性層６３及びのＳＣＨ層６３
１，６３２は、図６（ａ）の上側活性部４０１で約１．
０μｍ幅、長さ１００μｍで、下側活性部４０２の出射
端で０．４μｍ幅、長さ２０μｍになっており、中間部
分のテーパ部４０３で図の様に２００μｍ長さで緩やか
なテーパ状になっている。また、上側の幅広の活性層側
端面には高反射膜を形成している。従来構造の活性層幅
が一様に約１．５μｍ幅の素子では出射端のビーム半径
は約１μｍであったが、図６のようなテーパにより出射
端の活性層幅を狭めることにより、ビーム半径は約２μ
ｍに広がり、分散シフトファイバとの直接突き合わせに
より−３ｄＢ以下の結合効率が得られた。なお、従来構
造のものでは、約−１０ｄＢの結合効率しか得られな
い。緩やかなテーパ形状を用いて放射損失を低減させて
いるため素子の発振しきい値も１０ｍＡ以下の低い値が
得られた。

【００５５】また、素子の効率も０．５Ｗ／Ａ以上が得
られ、レーザに受動型の光結合デバイスを集積した素子
に比べると３０％以上効率の大きな素子が得られた。さ
らに、素子長は３２０μｍしかなく、レーザに受動型の
光結合デバイスを集積した素子に比べ約半分で済み低コ
スト化が図れる。

【００５６】また、テーパ部分の長さは、この例では２
００μｍとしているが、この長さは１００μｍ以上あれ
ばよい。この長さは１００μｍより短くになるとスポッ
トサイズ変換に伴い放射光成分が増大し、しきい値の急
増が起きるため１００μｍより小さくしないことが重要
である。

【００５７】テーパ形状は素子の使用用途に応じ任意に
設定可能であり、テーパ長を短くして全体素子長を短く
することも可能である。また、形状は図３のように、非
対称構造などいろいろな形状であっても構わない。

【００５８】また、この例では、幅広側の活性層長を１
００μｍとしているが、この長さは、０μｍであっても
よい。狭い側の出射端の活性層の長さは２０μｍとして
いるが、０μｍより大きく１００μｍ程度以下であれば
よい。この長さは、長くしすぎると電流注入に不均一が
発生したり光学損失が増大することにより、長さ１００
μｍより大きくなるとレーザ発振しきい値の急激な増大
が起きるため必要以上に長くしないことで重要である。

【００５９】製作上、レーザの端面は一般的に、劈開で
形成するが、この製作精度は通常数μｍから数十μｍ程
度であり、本素子ではこの部分の長さが０μｍより大き
な、製作精度以上の適当な範囲で構わないため、極めて
高い歩留まりで広いビーム径の揃った半導体レーザが製
作できる。例えば、この部分の長さを０μｍに設定しよ
うとすると極めて高精度な製作技術が必要である。ま
た、劈開が数μｍのずれによりテーパ部分でおこると、
出射端の活性層幅にばらつきが発生し、これが出射ビー
ム径のばらつきに大きく反映され、ファイバ等との結合
効率の揃った素子を歩留まりよく製作することは困難で
ある。

【００６０】この例は、基板がｎ形ＩｎＰの場合を示し
ているが、基板がｐ形ＩｎＰでももちろんよく、その場
合、図６において、６２はｐ−ＩｎＰクラッド層、６３
は７層のＩｎＧａＡｓＰ井戸、６層のＩｎＧａＡｓＰ
（λ＝１．１μｍ組成）障壁より成る多重量子井戸活性
層（λ_PL＝１．３μｍ）、６３１及び６３２はＩｎＧａ
ＡｓＰ（λ＝１．１μｍ組成）セパレートコンファイン
メント（ＳＣＨ）層、６４はｎ−ＩｎＰクラッド層、６
９はｎ⁺−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６５はｎ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層、６６はｐ−ＩｎＰ埋め込み層、６７，６
８はそれぞれｐおよびｎ電極となる。

【００６１】また、この例は、活性層がＩｎＧａＡｓＰ
多重量子井戸活性層（λ_PL＝１．３μｍ）について示し
ているがＩｎＧａＡｓＰ（λ_PL＝１．５５μｍ）などの
他の構成や、歪量子井戸構造や歪補償量子井戸構造など
でもよい。

【００６２】また、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層やＳＣＨ層の
組成もλ＝１．０５μｍなどいろいろ変化させてもよ
い。ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系以外のＩｎＧａＡｌＡｓ
／ＩｎＧａＡｓＰやＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系などの材
料系や歪を内在するような材料系でも同様の効果が得ら
れる。また、ＳＣＨ層はＩｎＧａＡｓＰからＩｎＰへの
傾斜組成層（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ）であってもよいことは
言うまでもない。

【００６３】また、前記ＳＣＨ層は、数１００Åと極薄
ないしは０Åであってもよい。この例は、ｐｎ埋め込み
構造の例であるが、半絶縁性の埋め込み構造であっても
よい。

【００６４】以上の例では、ファブリペロー型の半導体
レーザについて実施例を開示したが、分布帰環型半導体
レーザでも、同様にスポットサイズの大きなレーザを製
作することができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によると、出射端で大きなビーム
径を持つ半導体レーザを、従来の半導体レーザと同じ素
子長で歩留りよく実現できる。また、本発明による出射
ビーム径の大きな半導体レーザは、従来の半導体レーザ
プロセスを用いて製作できる。従って、本発明による
と、出射ビーム径の大きな半導体レーザを低コストで大
量に供給できる。

【００６６】また、本発明による半導体レーザには、従
来の出射ビーム径を大きくした半導体レーザにあった効
率が小さいという問題がない。

【００６７】更に、本発明によると、へき開位置のわず
かなズレで生じる出射ビーム径の設計値からのズレを無
くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体レーザの構造模式図であ
る。

【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態例
を説明する図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、テーパ形
状を説明する図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施の形態例
を説明する図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施の形態例
を説明する図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の第４の実施の形態例
を説明する図である。

【図７】発振しきい値に対する狭い側の出射端の活性層
長さ依存性を示す図である。

【図８】発振しきい値に対するテーパ部分の長さ依存性
を示す図である。

【符号の説明】

１１半導体レーザ２１，４１，５１，６１ｎ−ＩｎＰ基板２２，４２，５２，６２ｎ−ＩｎＰクラッド層２３４３，５３，ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．３μｍ
組成）活性層２４，４４，５４，６４ｐ−ＩｎＰクラッド層２９，４９，５９，６９ｐ⁺−ＩｎＧａＡｓＰキャッ
プ層２５，５５，６５ｐ−ＩｎＰ埋め込み層２６，５６，６６ｎ−ＩｎＰ埋め込み層２７，４７，５７，６７ｎ電極２８，４８，５８，６８ｐ電極４５半絶縁性ＩｎＰ埋め込み層５３１，５３２ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．１μｍ組
成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）層６３７層のＩｎＧａＡｓＰ井戸、６層のＩｎＧａＡｓ
Ｐ（λ＝１．１μｍ組成）障壁より成る多重量子井戸活
性層（λ_PL＝１．３μｍ）６３１，６３２ＩｎＧａＡｓＰ（λ＝１．１μｍ組
成）セパレートコンファインメント（ＳＣＨ）層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体活性層の一部において該半導体活
性層の幅がテーパ状に細くなり、該テーパ状活性層の幅
が細くなった側の先端部に、該先端部と同じ幅を持つス
トライプ状の活性層が一体に接続していることを特徴と
する半導体レーザ。
【請求項２】第一の導電型を有する第一半導体上に、
第二の導電型を有する第二の半導体を積層し、該第二の
半導体上に第一の導電型を有する第三の半導体層を積層
した三層構造としてなり、前記半導体活性層の横方向を
閉じ込めたことを特徴とする請求項１記載の半導体レー
ザ。
【請求項３】前記半導体活性層の横方向を半絶縁性の
半導体層で閉じ込めたことを特徴とする請求項１記載の
半導体レーザ。
【請求項４】前記半導体活性層が単一量子井戸または
多重量子井戸であることを特徴とする請求項１乃至３の
半導体レーザ。
【請求項５】前記半導体活性層がセパレートコンファ
インメント層によって挟まれていることを特徴とする請
求項４の半導体レーザ。
【請求項６】前記テーパ状活性層の長さが、１００μ
ｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５の半導体
レーザ。
【請求項７】前記テーパ状活性層の先端に位置する前
記ストライプ状の活性層の長さが１００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１乃至５の半導体レーザ。