JPS58159388A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS58159388A JPS58159388A JP4318182A JP4318182A JPS58159388A JP S58159388 A JPS58159388 A JP S58159388A JP 4318182 A JP4318182 A JP 4318182A JP 4318182 A JP4318182 A JP 4318182A JP S58159388 A JPS58159388 A JP S58159388A
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- Japan
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- semiconductor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の述術分野〕
本発明は、端l1li渥め込み型半導体レーデ装−の改
良に関する。
良に関する。
半導体レーずは、元通傷用光源や元ディスク用光源等へ
の広い応用が期待されている。しかし、半導体レーデは
一般に過電流に対して極めて弱く、例えそれがノ譬ルス
的なもOでありても素子の破壊につながることが知られ
ている。このa貞は半褥体し−fC)光出力の電流依存
性に起因しており、避は難い−のである。すなわち。
の広い応用が期待されている。しかし、半導体レーデは
一般に過電流に対して極めて弱く、例えそれがノ譬ルス
的なもOでありても素子の破壊につながることが知られ
ている。このa貞は半褥体し−fC)光出力の電流依存
性に起因しており、避は難い−のである。すなわち。
半導体レーザでは第1図に示す如く発振しきい値電流t
thより大愈な電流領域、つ壕)発振状態において、僅
かな駆動電流増加に対し光出力が大きく増加する。半導
体シー10発振しきい慎11kLfil、hは通常数1
0 (rm )であるが、その数倍種度の過電流によっ
て発生する光出力は半導体レーデの活性領域端面に回復
不可能な損傷を与えるOK十分であ〕、これによって素
子の破壊を招くのである。この現像は1%にG a A
I A m糸の半導体レーデにおいて顕著であシ、活
性領域端面における光出力密*が10’(W/m”)種
度になると素子の破壊が起こることが知られている。
thより大愈な電流領域、つ壕)発振状態において、僅
かな駆動電流増加に対し光出力が大きく増加する。半導
体シー10発振しきい慎11kLfil、hは通常数1
0 (rm )であるが、その数倍種度の過電流によっ
て発生する光出力は半導体レーデの活性領域端面に回復
不可能な損傷を与えるOK十分であ〕、これによって素
子の破壊を招くのである。この現像は1%にG a A
I A m糸の半導体レーデにおいて顕著であシ、活
性領域端面における光出力密*が10’(W/m”)種
度になると素子の破壊が起こることが知られている。
このような、過電流によって破壊され易いと言う半導体
レーデの特性は、半導体レーデtl−取プ扱う上で極め
て不便であ)、半尋体し−ずの実用化に際して大きな問
題となっていた。
レーデの特性は、半導体レーデtl−取プ扱う上で極め
て不便であ)、半尋体し−ずの実用化に際して大きな問
題となっていた。
本発明の目的は、過電流に対して壊れ難い半導体レーデ
装装置を提供することにある。
装装置を提供することにある。
半導体レーデにおける前述した問題を解決するものとし
て、活性領域端面を埋め込み層にて埋め込んだm1ii
埋め込み型レーデが開発されている。しかし、半導体レ
ーデの光出力が注入電流の増加に対して極めて急峻に増
加するため、単にレーデ共振器端面が光損傷を受ける光
出力の大きさを大きくして4.半導体レーデが破壊に至
る電流値の値の増加は小さく、その効果は薄い。十分な
効果を得るためには、活性領域端向會置め込み槃にする
と共に、+損傷出力よりも小さな光出力レベルにおいて
、注入電流に対して光出力が飽和するような特性を持た
せれはよい。
て、活性領域端面を埋め込み層にて埋め込んだm1ii
埋め込み型レーデが開発されている。しかし、半導体レ
ーデの光出力が注入電流の増加に対して極めて急峻に増
加するため、単にレーデ共振器端面が光損傷を受ける光
出力の大きさを大きくして4.半導体レーデが破壊に至
る電流値の値の増加は小さく、その効果は薄い。十分な
効果を得るためには、活性領域端向會置め込み槃にする
と共に、+損傷出力よりも小さな光出力レベルにおいて
、注入電流に対して光出力が飽和するような特性を持た
せれはよい。
本発明はこのような点に着目し、半導体基板上に油性層
をクラ、ド層で挾んだダブルへゾロ嵌合構造金膜は喪半
導体レーデ装置において、上記活性層を含む活性領域端
面を該活性層より禁制帯幅の大きな埋め込み層によりて
レーデ共伽器端1釦より奥に埋め込み、かつ上記活性層
より人さく上配王り2.ドよシ小さい禁制帯at有する
補助クラッド層を上記活性層とクラッド1−との間の少
なくとも一方に形成するようにしたものである。
をクラ、ド層で挾んだダブルへゾロ嵌合構造金膜は喪半
導体レーデ装置において、上記活性層を含む活性領域端
面を該活性層より禁制帯幅の大きな埋め込み層によりて
レーデ共伽器端1釦より奥に埋め込み、かつ上記活性層
より人さく上配王り2.ドよシ小さい禁制帯at有する
補助クラッド層を上記活性層とクラッド1−との間の少
なくとも一方に形成するようにしたものである。
牛傳捧レーザ端面の光損傷は、レーデ光が活性−城Vr
A圓で再吸収され、それによって発熱や、雰囲気中に存
在する酸素或いは水分との化学反応等が促進されること
が王畳な原因である。したがって、本発明のように趨′
面埋め込み構造とすることは、共TiL器趨向において
レーデ光の吸収がないこと、および活性領域がl囲気中
の酸素や水分婢の影響を全く受けないことから、光(ハ
盪出力を大きくする上で極めて有利である。
A圓で再吸収され、それによって発熱や、雰囲気中に存
在する酸素或いは水分との化学反応等が促進されること
が王畳な原因である。したがって、本発明のように趨′
面埋め込み構造とすることは、共TiL器趨向において
レーデ光の吸収がないこと、および活性領域がl囲気中
の酸素や水分婢の影響を全く受けないことから、光(ハ
盪出力を大きくする上で極めて有利である。
実際、端面埋め込み構造とすることによって。
光損傷出力を約−桁程度増大させることが可能である。
また、通常のダブルへテロ接合レーザでは。
活性層とこれ【挾む王クラ、ド層とONN制御輪差1g
はQ、4(・V)程度で69、これによって生ずるヘテ
ロ接合界面01デンシヤル障壁によp注入され九キャリ
アは活性層中に略児全に閉じ込められる0本発明でヰ、
活性層と王クラッド層との間に補助クラッド層を形成し
、活性層と補助クラッド層との禁制帯幅の差E、 /
(、小さくしているので、補助タラ、ド層への注入キャ
リアのオーバフローによって、^注入レベルにおいて光
出力を飽和させることができる。すなわち、禁制帯幅の
差Eg′を小さくした状態で注入電tILt増していく
と、活性層に注入されたキャリアの一部はポテンシャル
障壁に越えて活性層の外−にオーバフローするようにな
り、注入電tIto増加が発光出力に寄与しなくなる。
はQ、4(・V)程度で69、これによって生ずるヘテ
ロ接合界面01デンシヤル障壁によp注入され九キャリ
アは活性層中に略児全に閉じ込められる0本発明でヰ、
活性層と王クラッド層との間に補助クラッド層を形成し
、活性層と補助クラッド層との禁制帯幅の差E、 /
(、小さくしているので、補助タラ、ド層への注入キャ
リアのオーバフローによって、^注入レベルにおいて光
出力を飽和させることができる。すなわち、禁制帯幅の
差Eg′を小さくした状態で注入電tILt増していく
と、活性層に注入されたキャリアの一部はポテンシャル
障壁に越えて活性層の外−にオーバフローするようにな
り、注入電tIto増加が発光出力に寄与しなくなる。
このため、注入電流に対する光出力の関係は、纂2図に
示す如く飽和特性【示すようになる。この飽和特性が現
われる光出力の大きさは、活性層と補助クラ、ド層との
禁制帯幅の差Eg/の大きさおよび半導体レーデの構造
によプ決まるレーずとしての損失の大きさに依存する。
示す如く飽和特性【示すようになる。この飽和特性が現
われる光出力の大きさは、活性層と補助クラ、ド層との
禁制帯幅の差Eg/の大きさおよび半導体レーデの構造
によプ決まるレーずとしての損失の大きさに依存する。
ここで、飽和し走光出力の大きさを半導体レーずの光損
傷出力よ〕小さくしておけは、過電俺による半導体レー
デの破壊限界【該レーデが抵抗成分による発熱によって
破壊する限界まで引き上げることができる。趨I11埋
め込み構造の場合、曲常の半導体レーデに比較して光損
傷が′1:じる光出力レベルが約1桁大きい良め、上記
飽和出力の大きさは、光ディスク書盲込み等の尚出力の
賛求に対しても十分な値とすることができる。
傷出力よ〕小さくしておけは、過電俺による半導体レー
デの破壊限界【該レーデが抵抗成分による発熱によって
破壊する限界まで引き上げることができる。趨I11埋
め込み構造の場合、曲常の半導体レーデに比較して光損
傷が′1:じる光出力レベルが約1桁大きい良め、上記
飽和出力の大きさは、光ディスク書盲込み等の尚出力の
賛求に対しても十分な値とすることができる。
し発明の効果〕
本究明によれは、過電流による半導体レーデの級象限界
會、光損傷による破壊限界から熱的な破壊限界まで引き
上けることか1能となる。
會、光損傷による破壊限界から熱的な破壊限界まで引き
上けることか1能となる。
このため、半導体レーデ装置の過電流に対する11i1
4性全大−に向上させることができる。また、破壊限界
が熱的なものであるため、夾用土最も多く発生する・豐
ルス的な過電流に対して極めて壊れ難い等の効果を奏す
る。
4性全大−に向上させることができる。また、破壊限界
が熱的なものであるため、夾用土最も多く発生する・豐
ルス的な過電流に対して極めて壊れ難い等の効果を奏す
る。
j13FjA(a)は本発明の一実施剥に係わる趨向埋
め込み牛導体し−ザ装置O概略構造會示す斜視−であ1
N43図(b)は同図(a)の矢視ムーAIIT向図で
ある0図中1はN−GaAs基板(半尋体基板ンでアル
、この基板J上にu )J−Ga’0,45Az o、
5SA 6層(王クラッド層) J 、 N−Gao、
75Ajg43 As層(補助クラッド層) J r
P−GaAs層(活性層)4゜P−Gao、75 Aj
O,25ム膳層(補助り2 y Y階)5 、P −G
IOjSAjO,lS人i層(主クラッド層) g 、
P−G−ム―層(オー1ツタコンタクト層)1を上記順
に積層してなるメサストライプ部が設けられている。
め込み牛導体し−ザ装置O概略構造會示す斜視−であ1
N43図(b)は同図(a)の矢視ムーAIIT向図で
ある0図中1はN−GaAs基板(半尋体基板ンでアル
、この基板J上にu )J−Ga’0,45Az o、
5SA 6層(王クラッド層) J 、 N−Gao、
75Ajg43 As層(補助クラッド層) J r
P−GaAs層(活性層)4゜P−Gao、75 Aj
O,25ム膳層(補助り2 y Y階)5 、P −G
IOjSAjO,lS人i層(主クラッド層) g 、
P−G−ム―層(オー1ツタコンタクト層)1を上記順
に積層してなるメサストライプ部が設けられている。
そして、メサストライプ部のga向および端面は。
cao、isム1G、s5ム1層(埋め込み@aによっ
て埋め込まれている。なお、J1131157中9は電
流狭窄のためO1l15N44ell膜、1 # j
11Fi電極をそれぞれ示している。
て埋め込まれている。なお、J1131157中9は電
流狭窄のためO1l15N44ell膜、1 # j
11Fi電極をそれぞれ示している。
明する。ます、1114図(典)に示す如く前記基板1
上に王クラッド層2.補助タ2ツド層1.活性J−4.
補助クラ、ド層5.主りツッド層dおよびオーミックコ
ンタク1層1【上記O順にエピタキシャル成長する。次
いで、$41i/(b)に示す如くオーオックコンタク
ト層i上にストライブ状の81.N4膜(マスク)11
を被着し、 HsPO4: H2O: CH,OH軍]
:1:3のエツチング液を用い、L記81.N4膜12
fマスクとして前記各1−2.〜.1を基板1に至る深
さ壜でメ賃工。
上に王クラッド層2.補助タ2ツド層1.活性J−4.
補助クラ、ド層5.主りツッド層dおよびオーミックコ
ンタク1層1【上記O順にエピタキシャル成長する。次
いで、$41i/(b)に示す如くオーオックコンタク
ト層i上にストライブ状の81.N4膜(マスク)11
を被着し、 HsPO4: H2O: CH,OH軍]
:1:3のエツチング液を用い、L記81.N4膜12
fマスクとして前記各1−2.〜.1を基板1に至る深
さ壜でメ賃工。
ナングする。その後、上記81 、N4膜11會再びマ
スクとして用い、纂4図1*) K示す如(LIP法に
よりメサ領域を埋め込み層1によって埋め込む。次いで
、81iN4III J Jを除去し九〇ち、埋め込み
層8上のみに前記絶縁膜gを形成し、その抜書域電他1
0.JJt蒸着形成することに1って第3図(a) (
b)に示す構造の半導体レーデ装置が書られる。
スクとして用い、纂4図1*) K示す如(LIP法に
よりメサ領域を埋め込み層1によって埋め込む。次いで
、81iN4III J Jを除去し九〇ち、埋め込み
層8上のみに前記絶縁膜gを形成し、その抜書域電他1
0.JJt蒸着形成することに1って第3図(a) (
b)に示す構造の半導体レーデ装置が書られる。
かくして得られた半導体レーデ装置は1m配補助クラッ
ド層s 、it影形成ない従来の〆プルへテロ接合半導
体レーず装置に比して、過電流に対する耐性が遥かに大
きいものであった。
ド層s 、it影形成ない従来の〆プルへテロ接合半導
体レーず装置に比して、過電流に対する耐性が遥かに大
きいものであった。
なお1本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その費旨を逸脱しない範囲で。
く、その費旨を逸脱しない範囲で。
種々変形して実施することができる。例えは、前記補助
クラッド層は必すし4h活性への内情にある必IHなく
、活性層Oバーに設けるようにしてもよい。さらに、補
助り>、ド層の餓制帝幅は、活性層のそれより大きく王
クラッド層のそれよ〕小さい範囲で、所望する飽和出力
勢に応じて適宜定めれはよい、また、実施例では活性領
域1IIf1411JLめ込み層により埋め込まれた構
造であるが、活性領域141山は必すし4h埋め込まれ
てなくともよい。さらに、用いる半導体材料はGaAj
As−GaAs系に限るものではな(、lmGa^−P
−ImP系、その他各棟の半導体【用いることが可能で
ある。
クラッド層は必すし4h活性への内情にある必IHなく
、活性層Oバーに設けるようにしてもよい。さらに、補
助り>、ド層の餓制帝幅は、活性層のそれより大きく王
クラッド層のそれよ〕小さい範囲で、所望する飽和出力
勢に応じて適宜定めれはよい、また、実施例では活性領
域1IIf1411JLめ込み層により埋め込まれた構
造であるが、活性領域141山は必すし4h埋め込まれ
てなくともよい。さらに、用いる半導体材料はGaAj
As−GaAs系に限るものではな(、lmGa^−P
−ImP系、その他各棟の半導体【用いることが可能で
ある。
@1図は従来装置におする駆動電流とjt、出力との関
保會示す特性図、第2図は本発明装置における駆動電流
と光出力との関係を示す特性図、第3図(1)は本発明
の一実施例に係わる端面埋め込み型半導体装置の概略構
I!Lt示す斜視□□□、第3図(blは同図(a)の
矢視ムーム断面図、第4図(a)〜(elは−F記実施
例快装の製造工程を示す断面図である。 1・・・N −GaAs基板(半導体基板)、2・・・
N−Gao、65Ato、ss^一層(主クラッド層)
、1・・・N−Gto、75 A10,25 As層(
補助クラッド層)、4・・・P−GmAm In (活
性層)、j・・・p −Ga6,76Ajg、25As
層(補助クラ、ド層)、g−・・P−GaOjllAJ
Oj5ム1層(王クラ、ド鳩)、1・・・P−GaA1
層(オーミックコンタクを層) 、 a ・GIOjS
AjO,1lsA1層(埋め込+鳩)、9・・・81.
N4膜(絶縁11)、10111・・・電極、Jl・・
・811N4換(マスタ)。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 N動電汽(mA)− 第2図 満iし電花(mA)− 第3図 (a) (b) 10 第4図 6
保會示す特性図、第2図は本発明装置における駆動電流
と光出力との関係を示す特性図、第3図(1)は本発明
の一実施例に係わる端面埋め込み型半導体装置の概略構
I!Lt示す斜視□□□、第3図(blは同図(a)の
矢視ムーム断面図、第4図(a)〜(elは−F記実施
例快装の製造工程を示す断面図である。 1・・・N −GaAs基板(半導体基板)、2・・・
N−Gao、65Ato、ss^一層(主クラッド層)
、1・・・N−Gto、75 A10,25 As層(
補助クラッド層)、4・・・P−GmAm In (活
性層)、j・・・p −Ga6,76Ajg、25As
層(補助クラ、ド層)、g−・・P−GaOjllAJ
Oj5ム1層(王クラ、ド鳩)、1・・・P−GaA1
層(オーミックコンタクを層) 、 a ・GIOjS
AjO,1lsA1層(埋め込+鳩)、9・・・81.
N4膜(絶縁11)、10111・・・電極、Jl・・
・811N4換(マスタ)。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 N動電汽(mA)− 第2図 満iし電花(mA)− 第3図 (a) (b) 10 第4図 6
Claims (1)
- 半導体基板上に活性層を主タラ、ド層で挾んだ〆ツルへ
テロ接合構造を設は九半導坏レーデ装置において、上記
活性層を含む活性領域端面を該活性層より禁制*eii
の大暑な置め込み層によってレーデ共振器端面よ〉奥に
埋め込み、かつ上記活性層より大きく上記王クラッド層
よp小さい禁制帯幅を有する補助クラ、ド層會上紀活性
層と王クラッド層との間の少なくとも一万に形成してな
ることt−%像とする半導体レーデ装置、
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4318182A JPS58159388A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4318182A JPS58159388A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58159388A true JPS58159388A (ja) | 1983-09-21 |
JPH03795B2 JPH03795B2 (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=12656720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4318182A Granted JPS58159388A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58159388A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0170481A2 (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor light emitting device |
JPS63263787A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
US5345460A (en) * | 1991-09-06 | 1994-09-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device with window regions |
KR100493639B1 (ko) * | 2002-10-25 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 화합물 반도체 레이저 다이오드 |
JP2014139966A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Seiko Epson Corp | 発光装置、スーパールミネッセントダイオード、およびプロジェクター |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9755402B2 (en) | 2010-06-28 | 2017-09-05 | Iulian Basarab Petrescu-Prahova | Edge emitter semiconductor laser type of device with end segments for mirrors protection |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP4318182A patent/JPS58159388A/ja active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0170481A2 (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor light emitting device |
JPS63263787A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
JPH0831652B2 (ja) * | 1987-04-22 | 1996-03-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体レ−ザ |
US5345460A (en) * | 1991-09-06 | 1994-09-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device with window regions |
KR100493639B1 (ko) * | 2002-10-25 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 화합물 반도체 레이저 다이오드 |
JP2014139966A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Seiko Epson Corp | 発光装置、スーパールミネッセントダイオード、およびプロジェクター |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03795B2 (ja) | 1991-01-08 |
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