JPH11135879A - リッジウエーブガイド半導体レーザ - Google Patents

リッジウエーブガイド半導体レーザ

Info

Publication number
JPH11135879A
JPH11135879A JP10241636A JP24163698A JPH11135879A JP H11135879 A JPH11135879 A JP H11135879A JP 10241636 A JP10241636 A JP 10241636A JP 24163698 A JP24163698 A JP 24163698A JP H11135879 A JPH11135879 A JP H11135879A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
ridge
ridge waveguide
confinement
active region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10241636A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4213261B2 (ja
Inventor
Decai Sun
サン ディケイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Publication of JPH11135879A publication Critical patent/JPH11135879A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4213261B2 publication Critical patent/JP4213261B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1071Ring-lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • 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
    • H01S5/2214Structure 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 based on oxides or nitrides
    • H01S5/2215Structure 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 based on oxides or nitrides using native oxidation of semiconductor layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学的閉じ込めを与える自然酸化物層を有す
るリッジウエーブガイド半導体レーザを提供する。 【解決手段】 基板102と、前記基板102上に形成
されるn型Al0.5In0.5P第一クラッド層104と、前記
第一クラッド層104上に活性領域を形成するドープさ
れないAl0.4Ga0.6As第一閉じ込め層106、GaAs活性層
108、及びドープされないAl0.4Ga0.6As第二閉じ込め
層110と、前記活性領域上に形成されるp型Al0.5In
0.5P 第二クラッド層112から形成されるリッジウエ
ーブガイ208ドであって、前記リッジウエーブガイド
208が前記活性領域からの光放射に対して光学的閉じ
込めを与え、前記リッジウエーブガイド208が溝20
4に形成される自然酸化物層206によって画定され、
前記自然酸化物層206が前記第二クラッド層112及
び前記活性領域から形成されるリッジウエーブガイド2
08と、前記活性領域のバイアスを可能にする第一及び
第二電極216、218とを含む、リッジウエーブガイ
ド半導体レーザ100を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリッジウエーブガイ
ド半導体レーザに関し、より詳細には、光学的閉じ込め
及び電気的分離のために、半導体レーザ構造体の上部ク
ラッド層及び活性層から形成される厚い自然酸化物層を
用いるリッジウエーブガイド半導体レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】固体半導体レーザは、高速レーザプリン
タ、光ファイバ通信装置、及びその他の用途に非常に望
ましい光源である。一般的なレーザ構造はいわゆる「エ
ッジエミッティング(エッジからの放射)レーザ」であ
り、半導体層のモノリシック構造体の端部から光が放射
される。
【0003】リッジウエーブガイド(導波管)は半導体
レーザの横方向の光学的閉じ込め構造を形成することが
できるので、リッジは半導体レーザのエッジエミッショ
ン(端部からの光放射)源を正確に画定する。リッジウ
エーブガイドは典型的には、半導体レーザ構造の活性半
導体層の上部の、概ね平らな上面と傾斜した側壁を有す
る半導体材料の小型のリッジである。
【0004】リッジウエーブガイドを形成する一つの方
法は、レーザ構造体のエピタキシャルに被着された半導
体層の上部クラッド層の一部をエッチングして取り除
き、横方向リッジウエーブガイドを画定するクラッド層
材料の細いリッジを残すことである。リッジの個々の形
状寸法はエッチング手段により異なる。化学的エッチン
グはリッジに傾斜壁を形成する傾向があるが、イオンビ
ームエッチングは垂直な側壁を生成する傾向がある。更
に、イオンビームエッチングは勾配を制御した壁を生成
できる。
【0005】リッジウエーブガイドを形成するもう一つ
の方法は、不純物拡散により上部クラッド層の部分を無
秩序化することである。この不純物によって生ずる無秩
序化(IILD)は、クラッド層の無秩序化領域中の元
素の混合を引き起こし、無秩序化されていない領域に比
較して屈折率を低くする。隣接する無秩序化領域同士の
間の無秩序化されていない中央領域は、横方向のインデ
ックスガイディングされたリッジウエーブガイドを形成
する。インデックス(屈折率)ガイディングとは、異な
る材質の半導体層の間の光学的屈折率の相違を用いるこ
とを言い、ウエーブガイドが半導体層の一つからの光の
放射を光学的に閉じ込めることを可能にする。
【0006】一般的に、レーザにおける自然酸化物の形
成は、構造体の良好な電気的及び光学的閉じ込めを達成
するのに重要な段階である。酸化物形成の一つの方法は
「表面酸化法」として一般的に知られている。
【0007】「表面酸化法」 では、キャップGaAs層は、
レーザ構造体の活性層の上に形成され高いアルミニウム
含量を有する厚いAlGaAs層の上に置かれる。この「表面
酸化法」においては、試料の表面はまず窒化ケイ素でパ
ターニングされ、GaAsキャップ層のある部分は保護しあ
る部分は露出される。露出されたGaAs領域はその後化学
的エッチによって除去され、高いアルミニウム含量を有
する真下のAlGaAs層の表面を露出する。試料は次に水蒸
気中で酸化され、AlGaAs層中の酸化はアルミニウム含量
がより低い活性層に達するまで、表面から下に向かって
進む。活性層はアルミニウム含量が低いので、酸化工程
は活性層に達すると基本的に停止し、レーザ構造体に電
気的及び光学的閉じ込めを与える。
【0008】酸化物を形成するためのもう1つの方法
は、いわゆる「埋込み層酸化法」である。この方法で
は、AlAs層がレーザ構造体の活性層の上下に配置され
る。そして溝がエッチングされ、溝の間に露出ストライ
プメサ構造を形成する。エッチングの結果、活性層を間
に挟んでいるAlAs層はメサの側壁に沿って露出される。
酸化工程の際に、これらのAlAs層は横方向に、メサの側
壁から内側に、メサの中心に向かって酸化される。しか
し、構造体の他の層は、アルミニウムの含量が低いの
で、基本的に酸化されないままである。酸化されたAlAs
層は、AlAs層の上及び下の両方の領域の有効屈折率を低
下させ、間に挟まれた活性層に横方向の電気的及び光学
的閉じ込めを与える。
【0009】この「埋込み層法」の主な欠点は、酸化の
量を制御するのが困難だということである。高いアルミ
ニウム含量を有するAlAsまたはAlGaAsの酸化率は、アル
ミニウムの含有組成率と工程の変動に応じて変化するの
で、アルミニウムの含有組成率または工程のパラメータ
のいかなる変化も酸化速度の変化に反映され、それは次
には酸化量の不確定性を生み出す。この工程は比較的、
温度に敏感である。従って、このような手法がレーザを
形成するのに適用されると、デバイスは典型的に製造適
性及び歩留りの問題を生じる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、光学的閉じ込
めを与える自然酸化物層を有するリッジウエーブガイド
半導体レーザの必要性がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、エッチング及
び湿式酸化によって製造されるリッジウエーブガイド半
導体レーザ構造体を提供する。上部クラッド層は部分的
にエッチングされリッジを形成し、自然酸化物層は残り
の上部クラッド層及びリッジの外側の活性領域から湿式
酸化される。厚い自然酸化物層はリッジウエーブガイド
に強力な光閉じ込めを与える。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、自然酸化物層を有するリ
ッジウエーブガイドを形成するために、上部クラッド層
及び活性層の湿式酸化によって製造される、本発明によ
る半導体レーザ構造体100を示す。
【0013】図1で示されるように、n型Al0.5In 0.5P
下部クラッド層104は、金属有機化学蒸着法(MOC
VD)と一般に称される周知のエピタキシャル成長工程
を用いてn型GaAs基板102上に成長する。液相エピタ
キシー(LPE)、分子線エピタキシー(MBE)など
の被着工程、またはその他の既知の結晶成長工程もま
た、用いることができる。下部クラッド層104のアル
ミニウムモル分率及びドーピングレベルはそれぞれ、5
0パーセント、及び1〜5x1018cm-3の範囲であ
る。AlInP クラッド層104の厚さはおよそ1ミクロン
(μm)である。n型GaAs基板102のドーピングレベ
ルは、およそ5x1018cm-3であるかそれより高い。
図示しないが、より低い生産性が許容できる場合には、
下部クラッド層104の被着の前にバッファ層が被着さ
れてもよい。
【0014】これらの層の上部には、ドープされないAl
0.4Ga0.6As下部閉じ込め層106があり、この層はおよ
そ40%のアルミニウム含量とおよそ120ナノメータ
の厚さを有する。この下部閉じ込め層106が被着され
た後、GaAs活性層108が被着され、これにより840
ナノメータ(の波長)での光放射が生じる。活性層10
8は単一量子井戸、多重量子井戸、または量子井戸の厚
さより大きい厚さを有する層であってもよい。量子井戸
の厚さは、典型的には5ナノメータから20ナノメータ
の範囲である。活性層108の上部には、ドープされな
いAl0.4Ga0.6As上部閉じ込め層110がある。この閉じ
込め層110のアルミニウム含量は典型的には40%
で、厚さはおよそ120ナノメータである。下部及び上
部閉じ込め層106、110は、活性層108と共に、
より低いしきい電流とより小さな光の発散を有する層構
造を一般的に生成する。
【0015】上部閉じ込め層110が形成された後、お
よそ1ミクロンのp型Al0.5In 0.5P上部クラッド層11
2が被着される。典型的には、このクラッド層112は
50パーセントのアルミニウム含量と5x1018cm-3
のマグネシウムドーピングレベルを有する。上部p型Al
0.5In 0.5Pクラッド層112の上部にはGa0.5In0.5P層
114があり、この層は典型的には40%のアルミニウ
ム含有組成率、50ナノメータの厚さ、及びおよそ5x
1018cm-3のマグネシウムドーピングレベルを有す
る。このGaInP 層114は、GaInP 層114上に被着さ
れたp+-GaAs キャップ層116と共に、レーザ構造体へ
のオーム性接触の形成を促進する。このp+-GaAs キャッ
プ層116は典型的には100ナノメータであり、1x
1019cm -3のマグネシウムドーピングレベルである。
【0016】図1に示される半導体構造100の全ての
半導体層が被着された後、窒化ケイ素ストライプ200
がホトリソグラフィ法によって半導体構造体の上面11
8に形成される。窒化ケイ素ストライプ200は幅が4
ミクロンで、半導体構造の表面118を長さ方向に延び
ている。
【0017】図2に示されるように、半導体構造体10
0は、窒化ケイ素ストライプの片側の領域202をエッ
チングし、溝204を形成する。溝は、角度のついた側
壁を有する深いくぼみを形成する反応性イオンエッチン
グのような方法によって、エッチングされる。溝204
はGaAsキャップ層116、GaInP 層114、及び部分的
にAl0.5In0.5P 上部クラッド層112を貫いて、800
ナノメータの深さまでエッチングされ、上部閉じ込め層
110上上部クラッド層112を200ナノメータ残
す。
【0018】窒化ケイ素ストライプ20が表面に残った
状態で溝を形成した後、半導体構造体100は湿式酸化
処理を受ける。構造体は、典型的には530℃を超える
高温の窒素雰囲気中で、およそ4時間、水蒸気で酸化さ
れる。酸化工程中、残りの上部クラッド層112は、溝
204の部分で酸化雰囲気にさらされる。こうして、高
いアルミニウム含量を有するAlInP から成る上部クラッ
ド層112は、溝の各々から放射上に外に向かって酸化
され、自然酸化物層206になる。
【0019】湿式酸化中、窒化ケイ素ストライプ200
の外側の残りのAl0.5In0.5P 上部クラッド層112が最
初に酸化され、次に窒化ケイ素ストライプ200の外側
の上部Al0.4Ga0.6As閉じ込め層110の活性領域、GaAs
活性層108及び下部Al0.4Ga0.6As閉じ込め層106が
酸化される。
【0020】図3に示されるように、Al0.5In0.5P 半導
体材料はAlx Ga1-x As(x>0.4 )半導体材料よりずっ
とゆっくりと酸化する。Al0.5In0.5P (より遅い酸化)
及びAlGaAs合金(より速い酸化)の選択的酸化を用い
て、厚い自然酸化物層を有するリッジウエーブガイドレ
ーザ構造体は、p型Al0.5In 0.5Pクラッド領域を取り去
る(pinch off)ことなしに、AlGaAs/GaAs 活性領域を貫
いて酸化することにより製造することができる。酸化速
度は合金に依存しており、リン化物ベース合金はヒ化物
ベース合金よりずっとゆっくりと酸化する。
【0021】Alx Ga1-x As(x>0.7 )がp型クラッド
層で用いられる通常のAlGaAs赤外レーザ構造体における
単純な酸化工程によって、このような厚い自然酸化物層
リッジウエーブガイド構造体を形成することは不可能で
ある。70%の酸化を超えるAl組成を有するAlGaAs合金
は、活性領域で用いられるAl0.4Ga0.6Asよりずっと速く
酸化するので、p型クラッド層は取り去られ、最初に完
全に酸化されると考えられる。
【0022】図2に示される酸化が終了すると、窒化ケ
イ素ストライプは除去される。自然酸化層206が、窒
化ケイ素ストライプによって被覆されないAl0.5In0.5P
上部クラッド層112、Al0.4Ga0.6As下部閉じ込め層1
06、GaAs活性層108、及びAl0.4Ga0.6As上部閉じ込
め層110から形成されることになる。
【0023】図4に示されるように、残りの酸化されて
いないAl0.4Ga0.6As下部閉じ込め層106、GaAs活性層
108、及びAl0.4Ga0.6As上部閉じ込め層110は、光
放射のための活性領域を形成する。残りの酸化されてい
ないAl0.5In 0.5P上部クラッド層112は、活性領域か
ら放射される光の光学的閉じ込めのためにリッジウエイ
ブガイド208を形成する。
【0024】リッジウエイブガイド208は屈折率の差
により光を案内する(index-guided)。自然酸化物層20
6の屈折率はおよそ1.6 、活性領域106、108及び
110の屈折率はおよそ3.2 、AlInP リッジウエイブガ
イド208の屈折率はおよそ3.0 である。屈折率の差異
は、リッジウエーブガイドによって活性領域から放射さ
れる光の、強力な光学的閉じ込めを与える。
【0025】自然酸化物領域206はまた、レーザ構造
体の電流閉じ込め能力も高め、電流の広がりを厳密に制
限する。
【0026】活性領域と、リッジウエイブガイドと、自
然酸化物層との間の境界は、エピタキシャル成長工程及
びホトリソグラフ工程によって画定されるので、比較的
滑らかで急である。酸化物領域206同士の間の間隔
は、ホトリソグラフィマスク及びエッチング工程を用い
て制御される。ホトリソグラフ工程は精度が高いので、
酸化物領域206同士の間の間隔は最小にできる。ま
た、これらの酸化された領域はエピタキシャル工程が完
了した後画定されるので、この方法で工程の融通性が高
度に許容される。
【0027】酸化工程の後、図4に示されるように、金
属コンタクト216及び218が、レーザをバイアスす
るために基板の表面及び底面上にそれぞれ形成される。
上部電極216は接触層114及び116のみを被覆す
ることができる、または図4に示されるように、電気的
に絶縁している自然酸化物層206を部分的に被覆する
ようにリッジの下方に延在することができる。コンタク
トを形成するのに用いられる典型的な素材は、チタン/
金の2層薄膜である。
【0028】レーザ構造体100は、半導体構造体10
0の長さ方向に延在する250μmの長さのキャビティ
を有し、リアファセット(図示せず)上の高反射誘電体
ミラースタック(R>95%)及びフロントまたは放射
ファセット(同様に図示せず)上のパッシベーション層
(Rおよそ25%)で被覆される。レーザ構造体100
は、3.5 mAのCWしきい電流及び35%/ファセット
の微分量子効率を有する。L−I曲線が図5に示されて
いる。9mAでの出力スペクトルが図6に示されてい
る。ビームプロファイラを用いてビームプロファイルが
検討された。駆動電流が11mA未満のとき、単一のピ
ークが横方向に沿って観察された。駆動電流が増大する
につれて、図7に示されるように、二つのピークが観察
された。単一横モード動作には、ウエーブガイドモード
の計算からリッジ幅が1μm未満である必要がある。
【0029】自然酸化物層はまた、良好な熱放散を与え
る。自然酸化物層は30W/kmの良好な熱コンダクタ
ンスを有するが、この熱コンダクタンスはクラッド層及
びウエーブガイドのAlInP より5倍良好で、GaAsキャッ
プ層の熱コンダクタンスより2倍高い。レーザ素子は低
いしきい値及び高い効率を有するので、隣接するレーザ
ダイオード間の熱クロストークは小さいと予想される。
【0030】モノリシックレーザ構造体の製造に湿式酸
化法を用いる利点はいくつかある。湿式酸化は、埋め込
みリッジウエーブガイドレーザ構造体を画定するのに用
いられるエッチング及び再成長方法に取って代わり、よ
り高い歩留り及びより良いダイオード性能をもたらす。
強力な光学的閉じ込めはより狭いストライプレーザ及び
(リングキャビティレーザのような)湾曲した形状レー
ザの作製を可能にする。より狭いストライプを用いて、
非常に密接に配置されるエッジエミッティングレーザを
作製することが可能である。より大きな横方向での屈折
率の変化はまた、より狭いストライプのより大きな横方
向での回折角度を意味する。これにより、出力ビームプ
ロファイルは、より対称的に、光ファイバ結合やより円
状のビーム形状を必要とする他の用途により適するよう
に形作られる。
【0031】クラッド層にAl0.5In 0.5P合金を用いるも
う一つの利点は、AlInP が AlGaAsよりずっと大きなバ
ンドギャップを有しているということである。AlInP ク
ラッド層を含む赤外レーザは、全てのAlGaAsレーザよ
り、より高い動作温度でより小さなリーク電流を有す
る。
【0032】レーザ構造体はAlInP/AlGaAs合金からなる
が、本発明の自然酸化層を含むリッジウエーブガイド半
導体レーザは、In0.5(AlGa)0.5P/AlGaAsのようなほかの
半導体材料を用いることにより、0.7 μmから1μmの
レーザ波長を網羅する。
【0033】前記の構成、ドーパント、ドーピングレベ
ル、及び寸法は単に例示的なものであり、これらのパラ
メータの変更は許容可能である。更に、図で示される層
に加えて、他の層を含んでもよい。温度及び時間のよう
な実験条件における変更も許容される。最後に、GaAs及
びGaAlAsの代わりにGaAlSb、InAlGaP 、またはアルミニ
ウムを含む他のIII-V 族合金のような他の半導体材料も
用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリッジウエーブガイドレーザ構造体の
半導体層の断面側面図である。
【図2】エッチング及び湿式酸化後の、本発明のリッジ
ウエーブガイドレーザ構造体の半導体層の断面側面図で
ある。
【図3】数種の半導体材料の酸化厚さ対温度の逆数のグ
ラフである。
【図4】本発明のリッジウエーブガイドレーザ構造体の
断面側面図である。
【図5】図4のリッジウエーブガイドレーザ構造体の電
力−電流曲線を示すグラフである。
【図6】図4のリッジウエーブガイドレーザ構造体のC
Wスペクトルを示すグラフである。
【図7】図4のリッジウエーブガイドレーザ構造体のビ
ームプロファイルを示すグラフである。
【符号の説明】
100 リッジウエーブガイド半導体レーザ 102 基板 104 n型Al0.5In0.5P 第一クラッド層 106 Al0.4Ga0.6As第一閉じ込め層 108 GaAs活性層 110 Al0.4Ga0.6As第二閉じ込め層 112 p型Al0.5In 0.5P第二クラッド層 204 溝 206 自然酸化物層 208 リッジウエーブガイド 214 ウエーブガイド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リッジウエーブガイド半導体レーザであ
    り、 基板と、 前記基板上に形成されるn型Al0.5In0.5P 第一クラッド
    層と、 前記第一クラッド層上に活性領域を形成するドープされ
    ないAl0.4Ga0.6As第一閉じ込め層、GaAs活性層、及びド
    ープされないAl0.4Ga0.6As第二閉じ込め層と、 前記活性領域上に形成されるp型Al0.5In0.5P 第二クラ
    ッド層から形成されるリッジウエーブガイドであって、
    前記リッジウエーブガイドが前記活性領域からの光放射
    に対して光学的閉じ込めを与え、前記リッジウエーブガ
    イドが溝に形成される自然酸化物層によって画定され、
    前記自然酸化物層が前記第二クラッド層及び前記活性領
    域から形成されるリッジウエーブガイドと、 前記活性領域のバイアスを可能にする第一及び第二電極
    とを含む、 リッジウエーブガイド半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 前記自然酸化物層が、アルミニウムを含
    む半導体材料の自然酸化物を含む、請求項1に記載のリ
    ッジウエーブガイド半導体レーザ。
JP24163698A 1997-08-29 1998-08-27 リッジウエーブガイド半導体レーザ Expired - Lifetime JP4213261B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/920,444 US6044098A (en) 1997-08-29 1997-08-29 Deep native oxide confined ridge waveguide semiconductor lasers
US920444 1997-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11135879A true JPH11135879A (ja) 1999-05-21
JP4213261B2 JP4213261B2 (ja) 2009-01-21

Family

ID=25443756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24163698A Expired - Lifetime JP4213261B2 (ja) 1997-08-29 1998-08-27 リッジウエーブガイド半導体レーザ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6044098A (ja)
EP (1) EP0905836B1 (ja)
JP (1) JP4213261B2 (ja)
DE (1) DE69809675T2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2003283052A (ja) * 2002-03-22 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
US7177490B2 (en) 2003-03-20 2007-02-13 Fujitsu Limited Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6272275B1 (en) * 1999-06-25 2001-08-07 Corning Incorporated Print-molding for process for planar waveguides
US6665330B1 (en) * 1999-09-14 2003-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device having a semiconductor ring laser with a circularly formed ridge optical waveguide
US6757313B1 (en) * 1999-11-12 2004-06-29 Trumpf Photonics Inc. Control of current spreading in semiconductor laser diodes
CA2388858A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Princeton Lightwave, Inc. Control of current spreading in semiconductor laser diodes
US6731663B1 (en) * 2000-03-28 2004-05-04 The Furukawa Electric Co., Ltd. Ridge waveguide type semiconductor laser device
US6654534B1 (en) * 2000-11-13 2003-11-25 Bookham Technology, Plc Electrode, termination for reduced local heating in an optical device
US20020197016A1 (en) * 2001-06-20 2002-12-26 Sethumadhavan Chandrasekhar Photodetector having a waveguide and resonant coupler and a method of manufacture therefor
JP3913194B2 (ja) * 2003-05-30 2007-05-09 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子
JP2007510313A (ja) * 2003-11-06 2007-04-19 ブックハム テクノロジー ピーエルシー 高温レーザダイオード
US7508857B2 (en) * 2004-12-14 2009-03-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Semiconductor laser diode and method of manufacturing the same
KR100710048B1 (ko) * 2004-12-14 2007-04-23 한국전자통신연구원 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법
US20070217470A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-20 Nlight Photonics Corporation Laser diode stack end-pumped solid state laser
CN102017336B (zh) * 2008-05-06 2012-07-04 惠普开发有限公司 微环形激光器系统和方法
US9059356B1 (en) * 2013-11-22 2015-06-16 Sandia Corporation Laterally injected light-emitting diode and laser diode
US11658453B2 (en) * 2018-01-29 2023-05-23 Ronald LaComb Concentric cylindrical circumferential laser
EP3881029B1 (en) * 2018-11-16 2024-01-03 Oscps Motion Sensing Inc. Optical gyroscopes and methods of manufacturing of optical gyroscopes
CN113644549B (zh) * 2021-08-11 2023-10-13 中国科学院半导体研究所 电泵激光器及其制备方法
CN114825046B (zh) * 2022-06-27 2022-09-02 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 一种半导体发光结构及其制备方法
CN115799990A (zh) * 2022-11-14 2023-03-14 中国科学院半导体研究所 一种高铝组分的氧化限制半导体激光器及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4230997A (en) * 1979-01-29 1980-10-28 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Buried double heterostructure laser device
US5262360A (en) * 1990-12-31 1993-11-16 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois AlGaAs native oxide
US5327448A (en) * 1992-03-30 1994-07-05 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Semiconductor devices and techniques for controlled optical confinement
US5550081A (en) * 1994-04-08 1996-08-27 Board Of Trustees Of The University Of Illinois Method of fabricating a semiconductor device by oxidizing aluminum-bearing 1H-V semiconductor in water vapor environment
US5832019A (en) * 1994-11-28 1998-11-03 Xerox Corporation Index guided semiconductor laser biode with shallow selective IILD

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2003283052A (ja) * 2002-03-22 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
US7177490B2 (en) 2003-03-20 2007-02-13 Fujitsu Limited Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide

Also Published As

Publication number Publication date
US6044098A (en) 2000-03-28
DE69809675D1 (de) 2003-01-09
DE69809675T2 (de) 2003-04-10
EP0905836A2 (en) 1999-03-31
EP0905836B1 (en) 2002-11-27
JP4213261B2 (ja) 2009-01-21
EP0905836A3 (en) 1999-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4213261B2 (ja) リッジウエーブガイド半導体レーザ
US6052399A (en) Independently addressable laser array with native oxide for optical confinement and electrical isolation
US5747366A (en) Method of fabricating a surface emitting semiconductor laser
US8716044B2 (en) Optical semiconductor device having ridge structure formed on active layer containing P-type region and its manufacture method
US5208821A (en) Buried heterostructure lasers using MOCVD growth over patterned substrates
US5999553A (en) Monolithic red/ir side by side laser fabricated from a stacked dual laser structure by ion implantation channel
JP2012089895A (ja) インデックスガイド型埋め込みヘテロ構造窒化物レーザダイオード構造
US6167074A (en) Monolithic independently addressable Red/IR side by side laser
JP2024036486A (ja) エッチングされた平坦化vcselおよびその作製方法
US20120236890A1 (en) P-type isolation regions adjacent to semiconductor laser facets
US5737351A (en) Semiconductor laser including ridge structure extending between window regions
US5886370A (en) Edge-emitting semiconductor lasers
US6287884B1 (en) Buried hetero-structure InP-based opto-electronic device with native oxidized current blocking layer
US4416012A (en) W-Guide buried heterostructure laser
US5917847A (en) Independently addressable semiconductor laser arrays with buried selectively oxidized native oxide apertures
JPS5940592A (ja) 半導体レ−ザ素子
US5309465A (en) Ridge waveguide semiconductor laser with thin active region
EP0422941B1 (en) Method of manufacturing a window structure semiconductor laser
US4759025A (en) Window structure semiconductor laser
JP7297875B2 (ja) 利得導波型半導体レーザおよびその製造方法
EP0284684B1 (en) Inverted channel substrate planar semiconductor laser
JP2001057459A (ja) 半導体レーザ
JP4638753B2 (ja) 半導体光素子および半導体光素子の製造方法
US20050078724A1 (en) Single mode distributed feedback lasers
JPH07312462A (ja) 面発光レーザダイオードの製造方法,及び面発光レーザダイオード

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050826

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080930

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081030

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131107

Year of fee payment: 5

S201 Request for registration of exclusive licence

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term