JPS5833888A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

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JPS5833888A
JPS5833888A JP13314081A JP13314081A JPS5833888A JP S5833888 A JPS5833888 A JP S5833888A JP 13314081 A JP13314081 A JP 13314081A JP 13314081 A JP13314081 A JP 13314081A JP S5833888 A JPS5833888 A JP S5833888A
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JP
Japan
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semiconductor
layer
active layer
insulating substrate
recess
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JP13314081A
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JPH049393B2 (ja
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Takashi Matsuoka
隆志 松岡
Haruo Nagai
治男 永井
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • 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
    • H01S5/20Structure 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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザに関する。
半導体レーザには、槙々の点で、像間fIt″dLfl
t。
で動作し得ることが望諌れてい之。この為従来、半導体
活性層かストライプ状に形成され、そのストライプ状の
半導体活性層が、その側面−より、その半導体活性層に
比し低い屈折率を有する半導体埋込層にて埋込まれ、一
方半導体埋込階内に、半導体活性層に作動電流を供給す
る為のバイアス電源によって逆バイアスされるPN接合
が形成され、依って半導体活性層にバイアス電源より作
動電流を狭窄して流し、又これによって得られる光を半
導体活性層内に閉込める様になされた構成を有するもの
が提案されているO 然し乍ら、M69E米の半導体レーザの場合、レーザ光
を大なる出力を以って侍べく、半導体活性層に、バイア
ス電源より供給する作動電流を大とすれば、これに応じ
てバイアス電源の電圧を高くするを賛するので、半導体
埋込場内に形成せるPNi合にかかる逆バイアス電圧が
高くなり、その結果、半導体埋込層に、それに形成せる
PN接合を造る漏れ電流か生じたり、ある場合は、PN
fIi合にブレーフタ“ランが生ずる光を、大なる出力
を以って且高い発光効率を以って、得ることに一定の限
度を有していたと共に、千尋体堀込層内にPN接合を通
って流れる漏れ′wILfILの為に、内部にジュール
熱が発生し、これにより半導体レーザの劣化か促進され
る等の欠点を有していた。
依って本発明は、上述せる欠点のない新規な半導体レー
ザを提案せんとするもので、以下峰述する所より明らか
となるであろう。
al!1図及び第2図は、本発BAtこよる半導体レー
ザの一例を示し、例えばFeのドーグされた単結晶In
P基板でなる、絶縁性基&1を有する。
この場合絶縁性基&1は、互に平行に相対向する第1及
び第2の王l1fi2及び6と、互に平行に相対向する
第1及び第2の端面4及び5とを有する。
而して絶縁性基板1にその工面2より端d7jJ4及び
5間にストライプ状に延長せる溝6が形成されている。
又溝6内に1例えばN型の第1の半導体クラッド層7と
、N型又はP型図に於てはN型の半導体活性層8と、P
型の第2の半導体クラッド層9とが、それ等の順に工面
′!I@より積層体13を形成すべ(積層して、且溝6
を埋設して配されている。この場合積層体13は端面4
及び5側に互に平行に相対向するファプリペp−の反射
面14及び15を形成している。半導体クラッド層7及
び9を共にInPでなる半導体でなるものとし得、又半
導体活性層8を、半導体クラッド層7及び9と同じ格子
定数を有する組成のGaInAsP系でなる半導体でな
るものとし得る・ 更に絶縁性基板1に、その工面31Iより半導体クラッ
ド層7に達する凹所10が形成され、而して半導体クラ
ッド層7に、凹所10111より、その凹所10の内面
及び工面6上に延長せる11礁11がオーミックに連結
され、一方半導体クラッド層9に、王1i12[1!よ
り、その工面2上に延長せる電極12がオーミックに連
結され、ている。
以上が本発明による半導体レーザの一例構成であるが、
実際上期る構成は、次の様にして得ることが出来る。
即ち、第3図Aに示す如く、上述せるP縁性基&1とな
る従って一部が第1図及び第2図にて上述せる工面2及
び3となる主面2′及び3′を有する絶縁性基1#11
′を予め用意し、而してその工面2′上に、第6図Bに
示す如く、tI41図及び第2図にて上述せる溝6と略
々同じ幅を有するストライプ状の窓21を有する、例え
ば5tO2゜Si3N4でなる1スフ層22を、それ自
体は公知の方法によって形成し、次にそのマスク層22
をマスクとせる絶縁性基板1′に対するエツチング処理
により、vg3図Cに示す如く、絶縁性基板1′に一部
がW41図及び第2図にて上述せる溝6となる溝6′を
形成し、次に溝6′内に、第3図りに示す如く、一部が
第1図及び絹2図にて上述せる半導体クラッド層7、半
導体活性層8及び半導体クラッド層9となる半導体層7
′、8′及び9′を例えば液相成長法によって形成し、
次に絶縁性基板1′の工面2′上よりマスク層22を溶
去して後又はその前に、絶縁性基&1′に、第3図Eに
示す如く、工面6′側より、第1図及び第2図にて上述
せる凹所10の複数を、半導体層7′に達する深さに、
マスク層(図示せず)を用いたエツチング処理により形
成し、次に第3図Fに示す如く、半導体層7′の複数の
l!l!J所10に臨む領域の向上、複数の凹所1oの
内面上及び工面5′上に連続延長せる、一部が第1図及
び第2図にて上述せる電極11となる導電性層11′を
形成し、又半導体層9′の面上、及び土面2′上に連結
延長せる、一部が第1図及び第2図にて上述せる電4に
12となる導電性層12′を形成し、然る層絶縁性基板
1′を、半導体層7′、8′及び9′、及び導電性層1
1′及び12′と共に、相隣る凹所10間の位置に於て
、#IJ6′の延長方向と直交する面に沿ってg#開し
、その臂ga向に対して互に平行に対向するファブリベ
ローの反射面14及び15を得べく軽いエツチング処理
を施し、斯くて第1図及びw42図にて上述せる目的と
せる半導体レーザの複数を得る。以上にて本発明による
半導体レーザの一例構成が明らかとなったが、斯る構成
によれば、電極11及び12間に、電極12側を正とす
るバイアス電源を接続すれば、半導体活性層8に半導体
クラッド層7及び9を通じて作動電流が流れ、これに応
じて半導体活性層8に発光が得られ、それが半導体活性
層8内に、クラッド層7及び9によって閉込められて伝
播し、反射向14及び15にて反射し、斯ぐてレーザ光
の発振が得られ、そのレーザ光が反射向14及び15の
(jlれか一方より外部に出射するものである。この場
合、半導体活性層8か#16内に形成されていてストラ
イプ状であるので、その半導体油性層8か冒頭にて前述
せる従来の牛4体レーザに於ける半導体活性層に対応し
ている。又半導体活性1118がその側面側より絶縁性
基&1にて埋込まれてなる構成を有し、そしてその絶縁
性基&1は半導体活性層8にバイアス電源よりの作動電
流を狭窄して流す作用をなしているものである。従って
絶縁性基板1が冒頭にて前述せる従来の半導体レーザに
於ける半導体埋込層に対応している。
従ってm1図及び第2図にて上述せる本発明による半導
体レーザによれば、璽頭にて前述せる従来の半導体レー
ザと同様に、低−値%流で動作するという特徴を有する
ものである。
又第1図及び第2図にて上述せる本発明による半導体レ
ーザの場合、絶縁性基板1が冒験にて前述せる従来の半
導体レーザの半導体埋込層に対応しているとしても、そ
の半導体埋込層の如(に半導体でなるものでもな(又P
N接合を形成しているものでもない。仮ってレーザ光を
大なる出力を以って得べく、半導体活性層8#c1バイ
アス電源より供給する作動′に流を大としても、冒頭に
て前述せる半導体レーザの一合の如くに漏れ電流が生じ
たり、ブレークダウンか生じたりする憧れを有しない。
又従来の半導体し′−サの如くに、―れIll、aの為
に内部にジュール熱が発生し、これにより半導体レーザ
の劣化が促進されるというが如き慣れを有しない。
従って第1図及びw42図にて上述せる本発明による半
導体レーザの場合、レーザ光を、従来の半導体レーザに
比し大なる出力を以って且藁い発光効率を以って、長期
に亘1り得ることが出来る等の大なる%黴を有するもの
である。
因みに、絶縁性基@1を、Feがドープされ、趨向4及
び5闇の長さ200μm1幅が400μmであるInP
単結晶基板でなるものとし、メモの絶縁性基板1に形成
せる溝6を、幅が50μm1深さが4,7μmでなるも
のとし、東に半導体クラッド層7を、8n かドープさ
れ、キャリア濃度が2)<jQ”m−’、厚さが3μm
であるN型の1nPでなるものとし、又半導体活性層8
を、N型不糾物を積極的にドープしてはいないがN型で
ある、厚さがα2JImの(h   In   As 
  P   でな0.26   0+74   0.5
6  0.44るものとし、更に半導体クラッド層9を
、Znがドープされ、キャリア濃度がlX1018el
l−’  、厚さが1.5μmであるP型のInPでな
るものとし、半導体クラッド層7及び9と半導体活性層
8きでなる積層体15を、幅が#1115と同じ50μ
m1厚さが溝6の深さと同じ4.7μm1フアブリベロ
ーの反射面14及び15間の長さ即ち共振器長が絶縁性
基板1の長さと同じ200μmであるものとした所、発
振閾値電流が45mAという低閾値電流で、波長1.2
8μmのレーザ光の発振が得られた。又バイアス電源よ
り、4−6 AO)撫幅を有する1ii1100nsの
パルス電流を供給した所530mWという大なるレーザ
光パルス出力が得られた。
尚上述に於ては本発明の一例を示したに過ぎず、図示詳
細説明はこれを噛略するも、半導体クラッド層9に、そ
れと同じ導電型を有する例えばGa1nAsP系半導体
でなる電極肘用半導体層を介して劃12を連給する様に
なすことも出来、又81図及び第2図にて上述せると同
様の半導体レーザを得る暑こつき、1pJ6図A−0に
て上述せる工程を経て后、半導体クラッド層7及び9と
半導体活性層8を祷るに先立ち、溝6内に、絶縁性基数
1に凹所10を形成する工程に用いられるエッチャント
に対して半導体クラッド層7とは異なるエツチング選択
性を有する例えばGaInAsP系牛導体でなる半導体
層を形成し、然る后その半導体層上に半導体クラッド層
7及び9と半導体活性層8とを形成し、次に絶縁性基板
1に凹所10を形成する工程に於て、半導体クラッド層
Z下の半導体層を除去し、これにより凹所10の形成を
容易化して目的とせる半導体レーザを得る様になすこと
も出来、その他事発明の精神を脱することなしに種々の
変型変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体レーザの一例を示す略麹的
平−−1納2図はその…−Il紐上の#m−、第6図A
−FはIF!1114及び第2図に示す本発明による半
導体レーザの製法の一例を壓す順次の工程に於ける略縁
的断Im]図である。 図中、1は絶縁性基板、2及び6は主面、4及び5は端
一、6は溝、7及び9は半導体クラッド層、8は半導体
活性層、10は凹所、11及び12は電極、13は積層
体、14及び15は反射面である。 出願人  日本電信電話公社 第1図 第2図 第3因 手続補正書 昭和56年12月16 日 特許庁畏盲 島田春樹 殿 1 事件の表示 昭和56 年 特 許 願第155140号2、発明の
1称 亭導体レーザ 3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、代理人 (1)明細書中、第2頁10行、11〜12行、18行
及び19行に夫々「バイアス電源」とあるを「作動電源
」と訂正する。 (2)同、第6頁19行「その労開面に対して」とある
を削除する〇 (3)  同、第7貞1行「べく・・−・・・・・・施
し」とあるを削除する・ (4)  同、第7¥7L15行「一方」とあるを「一
方又は双方」と訂正する。 (5)  同、第8jjI行「バイアスTl電源」とあ
るを「作動電源」と訂正する。 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相対向する第1及び第2め主面と、相対向する第1及び
    第2の端面とを有する絶縁性基板を有し、該絶縁性基板
    に、上記第1の主向側より上記#!1及び第2の端面間
    に地長せる溝が形成され、該溝内に、jl!1の導電型
    を有する第1の半導体クラッド層と、第1の導電製又は
    それとは逆の第2の導電型を有する半導体活性層と、第
    2の導電型を有する第2の半導体クラッド層とが、それ
    勢の順に上記絶2の主向側より積層して配され、上記絶
    縁性基板に、上記第2の王面儒より上記1g1の半導体
    クラッド層に達する凹所が形成され、上記第1の半導体
    クラッド層に、上記凹所側より第1の電極か連結゛され
    、上記第2の半導体クラッド層に、wJ2の導電型を有
    する半導体層を介して又は介することなしに、第2の電
    極が連結されてなる事を特徴とする半導体レーザ。
JP13314081A 1981-08-25 1981-08-25 半導体レ−ザ Granted JPS5833888A (ja)

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JPH049393B2 JPH049393B2 (ja) 1992-02-20

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0740376A1 (en) * 1995-04-28 1996-10-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser diode and manufacturing method for the same

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