JPS5832794B2 - 半導体レ−ザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基本モード発振する半導体レーザの構造に関す
るものである。

半導体レーザを高温下において連続発振させるためには
、その接合部から熱を除去する最良の熱経路を与えかつ
同時に光の損失とむだな再結合を最小にする特定領域に
光エネルギーおよび注入電流を閉じ込めるいわゆる電険
ストライプ型半導体レーザが出現した。

その後各種のストライプ構造が開発され現在に至ってい
るが、いずれもそれぞれの欠点を有し特性上不満足なも
のである。

たとえば、電極ストライプ型半導体レーザ等。

単（こ電流分布のみを規定した場合には、レーザ光は主
として利得分布（こよりストライプ方向に導かれるがこ
の利得による導波路作用は不安定でもあり容易ｆこ高次
横モード発振や多モード発振を起し、更にこれにより電
流−光出力特性が歪む場合も多い０ そのため、導波路作用を構造的に半導体レーザの内部に
作り込んでこれらの欠点を修正しようとする試みが行わ
れている、いわゆるリブガイドストライプ型半導体レー
ザもこうした試みの一つと理解し得る。

この構造では、以下に述べるように活性層のストライプ
状領域内の厚さをその外側より厚くすることにより導波
路作用をもたせ、基本モード発振を得ようとするもので
ある。

本発明に先行する従来技術としては、このリブガイドス
トライプ型半導体レーザを挙げるべきであり、以下まず
この型式の構造、機能等について、その何処を本発明で
解決すべきか、図面を用いて簡単に説明する。

第１図は従来のりブガイドストライプ型半導体レーザの
概略を示す断面図である。

例えば（’ｔｏｏ）面ｎ型ＩｎＰ基本１にｒｏｉ １
〕方向に平行なストライプ°状に溝部Ｔを形成する。

このＩｎＰ基体の上に液相エピタキシセル法を用いてＰ
型Ｉ ｎｏ ７７ Ｇａ６．２３ＡＳＯ，５１Ｐ ０．
４９活性層２．Ｐ型ＩｎＰ層３の２層を順次形成する、
Ｐ型ＩｎＰ層３上ｌこＳ ｘ ０２膜４を付け、ストラ
イプ状溝部γの真上の活性層領域に一様ｆこ電流が流れ
るようにストライプ状電流域ｔこ相当する部分にＳ ｉ
０２の窓を設け、電極５，６を取り付けて、リブガイド
ストライプ型半導体レーザが出来る。

この半導体レーザの発振領域にあたる活性層部分は溝部
でその層厚が厚く、その外側部でわずかに薄くなってい
る。

又、この活性層を上下から挾み込む結晶層は活性層より
も屈折率を小さく選んだＩｎＰ層である。

活性層内の光は活性層の厚さが幅方向で異なるためその
層厚が薄い所では厚い部分に比べて、基本であるＩｎＰ
結晶の影響をより強く受は易くなる。

このことは、活性層の薄い部分の屈折率がその厚い所の
屈折率に比らべて実効的に小さくなったのと等価である
。

すなわち、これが単なる光導波路であるとしても、活性
層平面内に一定の方向と適当な幅をもつストライプ状導
波路構造を設けたこととなる、例えば。

リブガイドストライプ型半導体レーザに限って考えれば
、横モード制御機能は電極ストライプ′型のように利得
分布に依存しなくなりその結果、広範囲の注入電流レベ
ルｌこわたって安定した基本モード発振が簡単に得られ
、従来の電極ストライプ型半導体レーザ等の欠点が大い
に改良された。

この点このリブ構造は画期的な提案であったといえる。

しかしこのりブガイドストライプ型半導体レーザは構造
寸法的に製作が難かしくなる欠点を有した。

たとえば基本横モード発振に必要な光導波機能を実現す
るため等価屈折率差を活性層領域に形成するための実際
の大きさは活性層が２００ＯＡの場合、ＩｎＰ基体に設
ける溝の深さが４００人、その幅が４μｍ程度の寸法で
最適であり、溝の深さが上記値の２倍以上になると簡単
（こ等価屈折率差が大きくなり、高次モード発振しやす
くなるこの等価屈折率差の大きさを基本横モード発振す
る最適値に制御するには、溝の深さを適当な深さにする
他に活性層の厚さを変えることでなされる。

溝の深さが一定ならばその層厚が厚くなると等価屈折率
差は小さくなり逆に薄くなると大きくなる。

製作の容易さ、層厚の制御性等から活性層がある程度厚
い方が都合良い。

しかし発振閾値電流が高まる欠点となる。

一方活性層を薄くすると発振閾値電流は低くなるが、等
価屈折率差は大きくなる傾向にありわづかな溝深さの不
均一で等価屈折率差が犬きぐ変動する。

又溝の深さも実際は４００Å以下を再現性良く均一に形
成する必要がある。

この様な特性的Ｉこ必要な構造寸法条件は、自ずと、製
作上、制御性、再現性を著しく悪くする。

更に高出力化を計ろうとすると、高次横モード発振しや
すくなり、又閾値電流も高まる等の障害が生じる。

この発明の目的は、従来の半導体レーザが有している上
記の欠点を除去し、基本モード発振の制御が簡単、発振
閾値電流が小さく、高出力化が可能でかつ製作が容易、
′歩留りの高い量産性に適した半導体レーザの構造を提
供することである。

本発明は以下に述べるような半導体レーザの構造によっ
て解決される。

本発明の半導体レーザの構造の骨子は次の通りである。

最初、ｎ型半導体表面に細長い溝を形成する。

続いて光ガイド及びキャリア閉じ込め層（以下光ガイド
層と略記する）、活性層、光及びキャリア閉じ込め層（
以下キャリア閉じ込め層と略記する。

）が普通のエピタキシアル成長によって半導体基体の溝
のある表面上に連続的に成長される、そしてその活性層
がキャリア閉じ込め層と整流接合を形成するようｌこド
ーピングされる。

溝は光ガイド層で完全に満されている。

半導体基体表面上に形成されて平坦となった光ガイド層
表面上に活性層を成長する。

電極を。ストライプ状の溝の真上に相当する活性層領域
ｆこ注入電流を注入できるようにキャリア閉じ込め層と
半導体基体（こ設ける。

第２図を参照しながら本発明の基体原理を説明する。

第２図は本発明を実施した場合の半導体レーザの代表例
でレーザ光に垂直な素子の主要断面図を示すものである
。

８は短形状の溝１５を形成した半導体基体で、この上に
以下の層が順次成長される。

第１半導体層の光ガイド層９、第２半導体層の活性層１
０、第３半導体層のキャリア閉じ込め層１１である。

光ガイド層９と活性層１０は異なる伝導性のものであり
、それらの間に整流接合１６を形成する。

電極１２と１３が半導体基体８及びキャリア閉じ込め層
１１にそれぞれ接触するように設けてあり、光ガイド層
９、活性層１０の界面において順方向バイアス整流接合
１６を形成する。

整流接合１６が順方向にバイアスされると、キャリアが
注入され、再結合により光を発生する活性層１０の両側
をこれより禁制帯幅が大きく、屈折率の小さい光ガイド
層９とキャリア閉じ込め層１１で挾み、キャリアの閉じ
込めをおこない、一方、発生した光をわずかに屈折率の
小さい光ガイド層９にしみ出させ、光子の完全な閉じ込
めは半導体基体８とキャリア閉じ込め層１１で行なう。

すなわち、光子の閉じ込めと、キャリアの閉じ込めとを
分離したダブル、ヘテロ構造となっている。

ＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰを半導体層として用いる場合に
ついて以下具体的に述べる。

ｎ型ＩｎＰ基体８表面（こフォトレジスト膜を付着し、
露光した後、幅５μｍの細長い窓を設け、これを選択エ
ツチングのマスクとしてストライブ状に短形状の溝１５
を形成する。

深さ０．２μｍ、幅５μｍの溝寸法とする。

残りのフォト−ジス１〜膜をＩｎＰ基体の表面から除去
し、以下の層が液相エピタキシアル成長によって連続し
て成長される。

まず第１半導体層のｎ型■ｎｏ、９Ｇａｏ、１Ａ Ｓ□
、 ２３ Ｐ□、 ７□層９を成長する。

この成長は短形状溝１５部分が完全にうまり全上面が実
質上平坦になるまで続ける。

次いで第２半導体層の活性層にあたるＰ型Ｉ ｎ□、７
６ Ｇａ□、２４ＡＳ。

、５５Ｐ０．４５層１０、第３半導体層のＰ型ＩｎＰ層
１１が成長されて終了する。

典形的な各層厚は、溝の領域でそれぞれ光ガイド層９が
０．５μｍ、活性層１０が０．２μｍ、キャリア閉じ込
め層１１が１．５μｍである。

最後にＰ型電極１４はＳ ｉ０２膜１２を介して、又ｎ
型電極１３はＩｎＰ基体８の裏側に各々形成して完了す
る。

動作は電極１４（こ正、電極１３に負を印加することｆ
こより整流接合１６は順方向バイアスされ、キャリアが
活性層１０に注入される。

活性層１０がその両側を禁制帯幅の大きい光ガイド層９
とキャリア閉じ込め層１１で挾まれている、すなわち活
性層１０ Ｉ ｎｏ−９５Ｇ ａｏ−２４Ａ５０．５６
ＰＯ−４５の禁制帯、０．９５ｅＶに対し、光ガイド
層９゜Ｉ ｎｏ−９Ｇ ａＯ，Ｉ Ａ Ｓｏ、２３ Ｐ
ｏ、７７の禁制帯が１．１８ｅＶキャリア閉じ込め層Ｉ
ｎＰ１１の禁制帯が１．３４ｅＶよりなるヘテロ接合に
より活性層１０に注入されたキャリアは拡散することな
く活性層１０内に閉じ込められる。

活性層１０とキャリア閉じ込め層１１との禁制帯幅差が
０．３９ｅＶあるのに対し、活性層１０と光ガイド層９
との禁制帯幅差は０．２３ｅＶと小さい。

そのため、注入キャリアの光ガイド層９側への拡散がキ
ャリア閉じ込め層１１側より多くなると思われる。

しかし本発明では光ガイド層９に接して禁制帯の更ｆこ
大きなキャリア閉じ込め半導体層８が配されている。

すなわち、この光ガイド層９とキャリア閉じ込め半導体
層８との禁制帯幅差０．１６ｅＶが光ガイド層９に拡散
したキャリアをざら（こキャリア閉じ込め半導体層８側
に拡散するのを防止するポテンシャル壁として作用する
。

故に実際のキャリア拡散は非常に少なく活性層１０内の
キャリア閉じ込め効果は光ガイド層９を設けたことによ
りなんら損わない。

一方（活性層１０内の再結合により光が発生し、充分な
注入電流（こまって、損失に利得がうち勝ったとき活性
層１０からレーザ光が生じる。

このレーザ光は光ガイド層９にしみ出す。

光ガイド層９は活性層１０で発生したレーザ光（発振波
長は約１．３０μｍ）に対して十分に透明なため、この
光ガイド層９内でレーザ光が損失することはない。

そこで光ビームは光ガイド層９と活性層１０の間ｆこ拡
がって伝播する。

この際活性層１０の屈折率ｎ３＝Ｆ３．５１２に対し光
ガイド層９の屈折率はｎ２中３．３３８である、この両
者の実効屈折率の差が小さいことから活性層１０と光ガ
イド層９の界面での導波作用は非常１こ弱い、しかし層
１０゜９を挾む半導体基体８とキャリア閉じ込め層１１
の屈折率は（ＩｎＰの屈折率ｎ＝３．２）層１０゜９の
値に比較して低いため、強い導波路を形成する。

ことに、レーザ光は屈折率の低い層８．１１にガイドさ
れ、光子がこの領域に閉じ込められる。

整流結合１６に対して水平方向の光は、光ガイド層９が
溝１５領域と、溝１５の外側とで異Ｚる層厚を有するた
め、溝領域の屈折率が溝の外側での屈折率に比らべて、
実効的に犬きくなったのと等価な光導波作用を強くうけ
る。

すなわちリブガイドストライプ型半導体レーザと同様な
光導波機構を設けたと同じくなる。

本発明の光導波機構を具体的に説明する。

本発明のような屈折率ｎの異なる結晶を４層積んだ構造
から成る導波路において、ガイド層９の厚い凸部ＮＡと
、その外部ＮＢとの実効的な屈折率差（ＪＮ＝ＮＡ
ＮＢ）がどのようになるかは理論的に計算で求めること
が出来る。

計算の方法は４層構造の導波路内を導波する電磁波の基
本モードを波動方程式から各層の境界での境界条件の基
で解いて伝播定数βを求め、Ｎ＝ζ、（ｋ：波数）の関
係から実効屈折率Ｎが得られる。

これらの計算の結果、活性層厚ｄを一定としたとき、Ｎ
はガイド層が厚くなるほど大きくなり、又活性層が厚く
なると光のガイド層へのしみ出し量が減少するため、Ｎ
が大きくなる。

一方ガイド層と活性層の組成が近い程、すなわち、ガイ
ド層の屈折率が大きいほど光のガイド層へのしみ出しは
増加し、Ｎはガイド層厚の変化に敏感となる、光ガイド
層へのしみ出しを有効ならしめるためには、各層の屈折
率ｎが活性層のｎ３が一番犬きくｎ３〉ｎ２〉ｎ４〜ｎ
１の大小関係にあることが必要である。

ここで０１ ｎ２ ｎ３ ｎ４はそれぞれ。クラッ
ド層、光ガイド層、活性層、クラッド層の屈折率である
。

本発明の光導波は溝領域の実効屈折率が常に溝の外側よ
り大きくなるような屈折率分布によりなされる。

ＪＮ＝ＮＡ−ＮＢの屈折率差は基本横モードを高出力ま
で安定に維持するために１Ｏ−３代を形成する必要があ
る。

ＡＮの値が大きくなると一般に高次横モード発振が容易
となり、又逆に小さくなると安定した光導波作用が得ら
れなくなる。

設計の際このような事を十分考慮してＪＮを設定する必
要がある。

例えば、ガイド層としてλＧ＝１．０５μｍのものを用
い活性層厚ｄ ＝ ０．２μｍとしたとき、ガイド層の
凸部の厚さを０．５μｍ。

外部を０．３μｍ（溝の深さｔ＝０．２μｍ）とするこ
とによりＡＮ〜８×ｌ０−３となる。

実施例１に於いて、素子のＰ−ｎ接合に平行な方向の光
放射角を測定して得られる実験的なＪＮの値が、はぼ１
ＸＩＯ−２にあり、又、横基本モード発振が発振しきい
値の２倍以上の電流値まで維持された。

電流−光出力特性でキンクの発生する素子は測定の結果
、ＪＮの値がｌＸｌ０−”以下であった。

安定した光導波路を形成するには光ガイド層の表面が平
坦で、その上に一様な厚さの活性層が成長する必要があ
る。

基板に形成した溝を埋めて、その表面が平坦となるよう
な成長層厚と溝深さにはある成長条件が成立している。

実験結果から、この成長条件は溝深さｔに対して溝の外
部に成長する層厚が大きくなるようにすれば溝は確実に
埋まりその表面も平面となることを得た。

たとえば溝幅１０μｍ、深さ約１．５μｍの溝を埋める
には溝の外部での成長層厚が１．５μｍ以上であればそ
の表面は平坦となるがこれ以下の成長層厚では完全に埋
まらずに成長層表面に凹凸が生じたりする。

溝の幅はやはり、横基本モードの安定性を考慮すると２
〜５μｍが最適であり、これ以上に広くなると、ホール
バーニング効果が誘起され結果的に横高次モード発振が
生じやすくなる。

溝幅の違う素子を作り、測定した結果、ＡＮの値がｌＸ
ｌ０ ”にある素子でその溝幅〜２．５μｍのものが
最も特性上良好であった。

７．０μｍ以上の溝幅を有する素子は、はじめから横基
本モード発振せず、−次モードの発振が生じ、電流を増
すにしたがい高次モードが許容した。

従って、本発明の目的を得るには、ＪＮの値をｌＸｌ０
’以上、溝幅を５μｍ以下にする必要がある。

本実施例によれば、基本横モードだけが伝播し得る様な
光導波路を層９１０内に形成するにはツ 活性層１０厚を一定して、光ガイド層９の厚さと。

溝１５の深さを適当に制御することで行なえる。

本発明の第２の実施例を第３図に示す。

この第２の実施例では、半導体基体に形成した溝がＶ字
状になっている点が第１の実施例と異なる点である。

以下、ＩｎＰ −ＩｎＧａＡｓＰを半導体層として用い
る場合について具体的に説明する。

ｎ型ＩｎＰ基体８表面にフォトレジスト膜を付着し、露
光した後、幅２μｍの細長いＶ溝１５を形成する。

深さ０．５μｍ、幅２μｍのＶ溝寸法とする。

残りのフォトレジスト膜を半導体基体の表面から除去し
、以下の層が液相エピタキシアル成長によって連続して
成長される。

第１半導体層のｎ型Ｉ ｎｏ、ｇ Ｇ ａ□、Ｉ Ａ
Ｓ□、２３ Ｐ□、７７層９を成長する。

この成長はＶ溝１５部分が完全につまり全上面が実質上
平坦になるまで続ける。

次いで第２半導体層の活性層にあたるＰ型Ｉｎ０．７６
Ｇａｏ、２４ Ａｓ□、５５ ＰＯ１４５層１０第３半
導体層のＰ型ＩｎＰ層１１が成長されて終了する。

典形的な各層厚の領域でそれぞれＩｎ□、ｇＧａ□、Ｉ
ＡｓＯ，２３Ｐｏ、７７層９が１．２μｍ。

Ｉ ｎＯ，７６Ｇａ□、２４ ＡＳ□、５５ Ｐｏ、４
５層１０が０、Ｉ Ｉｔｍ 、 Ｉｎ Ｐ層１１が１．
５μｍである。

最後にＰ型電極１３はＳｉＯ２膜１２を介して又ｎ型電
極１４はＩｎＰ基体８の裏側に各々形成して完了する。

この第２の実施例においては、整流接合１６に対して水
平方向（こ於ける光ガイド層９の厚さは、■溝１５領域
の中心で最も厚くなる様に変化している。

従って光ガイド層９の横方向屈折率は厚さ変化に対比す
るように溝の中心で最大となる。

すなわち、リブ構造と同様な光導波機構を発光領域に作
り込んだと等価である。

本実施例の横モード制御は上記の光導波機構のもとで得
られる。

特に本実施例の半導体レーザの特徴は光導波路を構成す
る屈折率分布がその光導波路の中心で最も高く外側でし
だいに減じる対称形を有する事でありその結果基本横モ
ード制御の他に制御されたレーザ光が導波路の中心に集
光する様な作用をうける。

この集光作用はレーザ光のビームサイズをより小さくし
、更に基本横モード維持を広い動作電流範囲にわたって
達成させる等の利点を提供する。

本実施例の別のオＵ点は発光領域の層方向の厚さが大き
いことにより高出力化が容易に得られることである。

更に、本実施例によれば、横モード制御を達成するのに
、活性層厚を変えることなくガイド層の厚さと、Ｖ溝の
幅を制御することで成される。

活性層厚は発振閾値電流が最小となる様設計することが
可能となる。

本実施例の別の特徴は、溝がＶ字状になっていると、結
晶成長の上で有利になることである。

Ｖ溝内の成長速度が平坦部より速くなるため、薄い成長
層でもって埋めることが可能となる。

したがって深いＶ溝であっても、必要な屈折率差が簡単
に得られる。

特に、Ｖ溝を利用すると、電流を溝領域を通る通路に制
限する構造、すなわち、半導体基体内のＶ溝の外側の部
分に、電流ブロック層を設ける構造の半導体レーザが簡
単に作られる。

なお、上記実施例では半導体基体に形成する溝をＶ字状
としたがこれは半円形状あるいはＵ形状であっても良く
、またこれらの変形であっても良いことは言うまでもな
い。

たとえばＵ形状または逆台形状の溝を用いた例では、屈
折率の最も大きくなる部分が平坦で溝の中心に存在し、
更にＵ字状または逆台形状の溝の外側にむかってしだい
に減じる屈折率分布となる。

この結果横方向にビーム径の大きな集光したレーザ光が
得られる特徴を有する。

このことは高出力化を一段としたやすくする利点がある
。

以上説明したように本発明によれば、光導波路構成に活
性層１０厚を変えることなくなされることと更にキャリ
アの閉じ込め領域と光の閉じ込め領域とが完全に分離さ
れた構造を有する等で、本発明の半導体レーザは発振閾
値電流が低くかつ基本横モード発振する利点がある。

更に高出力化も発振閾値電流を高めることなく得られる
。

従来のリブ構造に比較して半導体基体に形成する溝の深
さが、先導波路を形成する実効屈折率差の大きさに、鋭
敏に影響しないため、本発明の半導体レーザの構造は、
製作の容易さ、高い再現性、量産性に富む利点を有する
。

活性層にキャリアを注入する手段を形成する際ストライ
プ状溝の位置に相対する活性層領域に、効率良く電流を
注入できるよう配慮すると、更に動作電流は少なく出来
、発光の微分量子効率が犬となる。

故に上記実施例のようなＳｉＯ２膜をかいして形成され
るストライプ状電極は、注入効率が悪い。

たとえば電流を溝領域を通る通路に制限するような層を
半導体基体内に設ける構造、すなわち、半導体基体内の
溝の外側の部分と光ガイド層との間に逆バイパス接合を
形成する構造、あるいは、キャリア閉じ込め層１１にス
トライプ状の不純物（例えばＺｎ）拡散領域を形成した
ゾレーナ構造等として電流注入効率の良い構造とすれば
本発明の効果はさらに良いものとなる。

本発明の構造は特開昭５３−１１０４８９に記載された
ものと類似しているが、以下に述べるように著しい差異
がある。

すなわち本発明は、半導体基体（特開昭５３−１１０４
８９で言うところの基板結晶に相当する）に溝を形成し
、その上に光ガイド層、活性層、クラッド層を順次積層
し、光ガイド層の厚さの相違で生じる実効屈折率差によ
り基本横モードを導波する半導体レーザである。

従って、半導体基体はクラッド層としての機能を有する
ため、その禁止帯幅は光ガイド層のそれより大きい事が
必須の要件となる。

一方、特開昭５３−１１０４８９の層構造は、活性層と
基板結晶（本発明の半導体基板に相当する）との間に少
なくとも、２層の半導体層を設けるようになっている。

これは本発明のものより１層多い。

更（こストライプ状溝は、上記文献の半導体レーザにお
いては、基板結晶上に形成した半導体層に設けているが
、本発明は直接基板結晶上（こ設けている。

この構造上の相違は、得られる作用、効果に大きな差異
をもたらす。

ところで、特開昭５３−１’１０４８９（こ使用されて
いる半導体基体の意味と、本発明の半導体基体とは次の
様に違う。

すなわち、特開昭５３−１１０４８９の半導体基体は基
板結晶と、その上に成長した半導体層を含んだ層をさす
。

本発明の半導体基体は基板結晶のみを意味する。

上述したごとく、本発明の基板結晶はクラッド層の役目
をするため、当然活性層より禁止帯幅の大きな半導体層
でなければならない。

特開昭５３−１１０４８９の明細書の内容から基板結晶
は、第１は、ただ単に半導体層１１を成長させるための
基板としての役割と、第２は半導体基体とみなした場合
、レーザ光を吸収する特性を持つ半導体と推察するのが
妥当である。

たとえば実効屈折率による導波作用を得ようとする場合
、基板結晶が吸収体であると見なすから、半導体層１１
が必要になる。

特開昭５３−１１０４８９ではあえて、半導体層１１の
必要性を主張していることから、上記のような技術思想
に立脚しているとみなされる。

従って、本発明の特徴の一つである基板結晶をクラッド
層として使用する発想は特開昭５３−１１０４８９のも
のとは、まったく別なものである。

特開昭５３−１１０４８９の明細書に、 ＩｎＧａＡｓＰ系への適用ができる主旨が記載されてい
るが、この場合も、使用する基板結晶までは、述べられ
ていない。

従って、基板結晶に対する技術思想は、上述したと同等
である。

すなわち、ＩｎＧａＡｓＰ系ＤＨレーザの光は基板結晶
で吸収されると考えられる。

故に、特開昭５３−１１０４８９で対象としているＩｎ
ＧａＡｓＰ系ＤＨレーザは、アプライド、フイジツクス
レターズ（Ａｐｐｌ ｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔ
ｅｒｓ Ｖｏｌ ２７ 、 ＮＬ１４ １９７５年８月
発ツ 行、第２４５頁〜２４７頁）記載のものと同じと考えら
れる。

このＤＨ構造レーザはＧａ Ａ ｓ基板結晶の上に成長
したＧａＡｓＰ結晶上にＩ ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ層が積
層されている。

Ｇａ Ａ ｓも又ＧａＡｓＰも共に、ＩｎＧａＡｓＰ系
のレーザ光に対しては吸収体である。

従って、特開昭５３−１１０４８９の構造を、アブライ
ドフイジツクスレターズに記載の半導体レーザに適用す
る事は、別設むずかしい事でない。

このアプライド、フィジックス、レターズに記載の半導
体レーザと、゛本発明のものとは、まったく別のもので
ある。

両方とも、構成元素はＩｎ−Ｇａ−Ａｓ−Ｐと同等であ
るが、その元素の成分比、使用する基板結晶、発振波長
などが違う。

本発明のＩｎＧａＡｓＰ系ＤＨレーザは、ＩｎＰ結晶を
基板とし、１．０〜１．６μｍの長波長帯の発振波長を
有する。

当然ＩｎＰ結晶は、この発振波長に対しては透明である
。

このように、構成元素が同一であっても、その成分比が
変ると、性質をまったく別にする結晶になるのが、混晶
結晶の特徴である。

本発明の構造を、上記文献１及び２の半導体レーザに適
用すると、その得られる導波機能はまったく別なものｌ
こなる。

すなわち、本発明の実効屈折率差による導波に対し、い
ずれの文献のものも、実効吸収係数の差による導波とな
る。

したがって、リブ構造を上記文献２に記載されたＩｎＧ
ａＡｓＰ系ＤＨ構造の半導体レーザに適用しても本発明
とは同一なものにはならない。

なお、以上の実施例２は結晶成長法として液相エピタキ
シャル法を適用した場合を述べたが別な成長法たとえば
気相エピタキシャル法や分子線エピタキシャル法等を適
用し、本発明を実施してもまったく同様な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体レーザの概略的断面図、第２図、
第３図は本発明の一実施例における半導体レーザの概略
的断面図をそれぞれ示す。 図において、１８・・・・・−半導体基体、２，１０ツ ・・・・・・活性層、３，１１・・−・・・光子及びキ
ャリア閉じ込め層、９・・・・・・光ガイド及びキャリ
ア閉じ込め層、４．１２・・・・・−８ｉ０２膜、６，
１４・・・・・・Ｐ型電極、５１３・・・・・・ｎ型電
極、Ｔ １５・・・・・・溝、１６・・・２ ・・・整流接合をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溝を有する半導体基体上に少なくとも、該半導体基
   体よりも禁止帯幅が小さく、かつ大きな屈折率を有する
   光ガイド及びキャリア閉じ込め層と。 該光ガイド及びキャリア閉じ込め層よりも禁止帯幅が小
   さくかつ大きな屈折率を有する活性層と、該光ガイド及
   びキャリア閉じ込め層と該活性層の両方の禁止帯幅より
   大きく、かつ両方の屈折率より小さい屈折率を有する光
   子及びキャリア閉じ込め層とを順次形成した多層構造で
   あって、該光ガイド及びキャリア閉じ込め層に接する活
   性層面及び該活性層全体が平坦になっておりさらに該活
   性層の伝導性を該光ガイド及びキャリア閉じ込め層、あ
   るいは該光子及びキャリア閉じ込め層の伝導型のどちら
   かとは異なる伝導型とし、畝溝の位置に相対する該活性
   層の領域に注入電流を注入する手段を備えたことを特徴
   とする半導体レーザ。