JPS5858783A - 半導体レ−ザ - Google Patents

半導体レ−ザ

Info

Publication number
JPS5858783A
JPS5858783A JP15732581A JP15732581A JPS5858783A JP S5858783 A JPS5858783 A JP S5858783A JP 15732581 A JP15732581 A JP 15732581A JP 15732581 A JP15732581 A JP 15732581A JP S5858783 A JPS5858783 A JP S5858783A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
groove
substrate
striped convex
inp
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.)
Pending
Application number
JP15732581A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinsuke Ueno
上野 眞資
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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 NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP15732581A priority Critical patent/JPS5858783A/ja
Publication of JPS5858783A publication Critical patent/JPS5858783A/ja
Pending 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • H01S5/2235Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
    • 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
    • H01S5/24Structure 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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザに関するものである。
InP/InGaAsP等の長波長半導体レーザは光フ
ァイバの伝送損失の低い光源として注目され、その実用
化が進められている。実用化に際しては広い動作電流に
わたって安定した単−横モード発振をし、更に緩和振動
の抑圧されたすぐれた動特性を示す半導体レーザが必要
となる。これらの要求を満たすために各種のストライプ
構造が提案され試作されている。
中でも本発明者等が提案したPCWレーザ(%願昭54
−4961)は比較的安定な発振をし、かつ再現性の点
でも比類なくすぐnている。PCW構造は、活性層の片
側に隣接して活性層よりも屈折率が低くクラッド層より
も屈折率の高い屈折率を有しかつ層厚の変化をもったガ
イド層を設けた層構造を更にクラッド層ではさんだもの
である。
このPCW構造では層厚の異なるガイド層への光のしみ
出しの大小に対応して活性層に沿って実効的な屈折率差
が生じ光のガイド機構を有するものである。
しかしPCWJ造の活性層は千↑旦で一様な層厚をもち
通常の電流集中型半導体レーザと同じ構造である為、活
性層に注入されたキャリアは活性層水平横方向に拡散し
ていきゲイン分布を形成する。
この為レーザ発振に寄与しない無効電流がふえ閾値[流
が高くなる欠点があった。しかもレーザ発振後注入電流
量を増加させると基本横モード発振による光の放出にと
もなってキャリア分布に空間的なホールバーニングが生
じ容易に一次横モード発振が生じる欠点があった。これ
らの欠点をおぎなうため電流狭\す方法が試みられてい
るがこれは単に活性I′vIfこ注入する以前の電流領
域を規制するには力)7.1″らず上記欠点をなくす事
は不可能であった0 本発明の目的は上記欠点を除去し閾値電流がきわめて低
く力)つ安定な基本横モード発振を広範な注入電流領域
で維持できるとともに等心円的な光源となり元ファイバ
等へのカップリング効率が高い半導体レーザを提供する
事にある。
本発明の半導体レーザは基板上に基板と反対の導電型の
ブロック層を有し力1つその一部ζこ台形を断面とする
ストライプ状凸部を有し、この凸部中心部分に先端が基
板に達する溝を有する構造とし、ブロック層と反対の導
電型のガイド層をストライプ面上が平坦になるようlこ
溝を埋めつくしてストライプ状凸部に成長し更に隣接し
て活性層、ブロック層と同一の導電型のクラッドIiI
を連続成長した状態においてストライプ状凸部面上と斜
面とのなすエツジ近傍でガイド層と活性層とがとぎnて
いる事を特徴とする構造である。
本発明の原理は面方位lこよる成長速度の相違を応用し
て作ることができる。(100)面■−■族基板上に基
板と反対の導電型を有するブロック層を成長した後、(
011)而に垂直にストライ面及び(111)面を両斜
面とするストライプ凸部が形成される。このときエツチ
ングした平坦部i にはブロック層が残るようにエツチング深さを制御する
。更にストライプ凸部中央部分た窓をあけて他をマスク
でおおい、例えばI nP/ I nGaAsP系の場
合にはInPブロック層を塩酸とリン酸との混合溶液で
エツチングすれば深い7字型の縛が形成さnlその先端
を容易に基板まで達する事ができ゛る。この場合エツチ
ング用窓の部分でのエツチングによる横方向の広がりは
比較的少ない上lこ、一旦、V字型の溝が形成さn6と
それ以上エツチングされない為安定した構造ができる。
このときV字型の溝両端リストライプ状凸部領域の幅は
狭い事がモード制御の点で望ましい。又この@は必ずし
もV字型でなくてもよい。
上記の如き構造を用いてブロック層さ反対の導′心型の
ガイド層をストライプ状凸部領域では#IIを埋めて7
1)つ凸部上面が平ii:17,1″面になるように成
長させるとストライプ外部領域ではブロック層上lこガ
イド層が成長する。同時(こストライプ状凸部両端の8
(111・)面上にもガイド層は成長するが凸部上面と
斜面B(111)面とは角度54度44分のシャープな
エツジを形成しておりとがったエツジ部分での成長速度
(まきわめておそいのでエツジ部分ではとぎn6ように
成長させる事ができる。
斜面B(111)面の場合にはシャープなエツジが再現
性よく形成され有効であるが特に斜面がB(111)面
でなくても凸部両端がエツジになっていればよい。
更に連続して活性層をうすく成長させるとストライプ状
凸部面上ではガイド層(こ隣接して平旦で一様な活性層
が成長しストライプ外部領域で(ま平′yi部及びB(
111)面に沿って成長するが特に活性層かうすい事も
あいまってエツジ部分ではガイド層と同様にときn成長
しない。従ってストライプ状凸部面上fこ成長した活性
層は凸部両端部でとぎれる。
全捧をブロック層と同じ4嵐型のクラツド層で埋込むと
本発明の構造の半導体レーザが得られるが、このときス
トライプ状凸部上に成長した活性層は活性領域となり両
端はクラッド層ではさまイLうめこみ構造とする事がで
きる。
上記した如く本発明の構造では活性領域とfぶる活性層
は両端でとぎnているため一従来のPCWレーザの場合
のようにキャリアが横方向に拡散して広  −がる事は
なく活性領域内に閉じ込められる。しかも活性シロ域に
隣接して溝をうめたガイド層が形成さnており、溝の両
端及びストライプ状凸部外部の全領域にわたってブロッ
ク層が形成さnているので、キャリアは隣内のみを辿り
活性領域内に有効に注入され更に活性領域内lと閉じ込
めらn6事になり低閾値で発振OT北になる。
又、不構造で(ば同じ導電型を有するクラッド層とブロ
ック層とはストライプ状凸部両端のエツジ部分でつf、
fがっているがその領域はきわめて狭いので抵抗が楯く
なりエツジをとおる漏れ電流は無視できる程度に少ない
。待をここのときクラフト層とブロック層とはn形より
も比例抗を高くできるp形結晶を用いるとより−1−効
果がある。
更に本構造ではストライプ状凸部領域の外部fこ成長し
たガイド層及び活性層は電気的fこ(まついた状態にな
っているためクラッド層の1ら注入されたキャリアに対
してはブロック層として作出す60以上の小力Δら不構
造では従来型のPCWレーザリ半分以下の閾値電流で元
振QJ能となる。
本構造では活性層に隣接してガイド層が形成されている
ため光はガイド層にしみ出す。従って活性領域の幅を3
〜4μm程度に広くしても基本横モード発振を維持する
事ができる。しかも注入されたキャリアは活性領域全竣
にわたって有効に発振に寄与するため、従来のpcwg
造のようtこレーザ発振中にキャリア分布に空間的なホ
ールバーニングが生じ基本横モードのセルフファーカシ
ングが生じ一次横モードゲインが上昇する事はなく広範
な注入電流領域で基本横モード発振を維持する事ができ
る。しかも光はガイド層へしみ出すと共に横方向へ広が
るため活性領域垂直方向と水平横方向との光の放射角を
等しくする事ができ等心円的な光源となる。よって光フ
ァイバ等へのカップリング効率も充分高める事ができる
以上説明した如く本発明は次の如き効果を有する0 ・) ■ 活性領域は水平横方向でとぎれており又電流狭窄構
造も有しているため注入キャリアは有効(こ発振番こ寄
与しきわめて低閾値で発振可能となる。
■ 活性領域は一部ガイド層に隣接すると共に残りの部
分はクラッド層でかこまれているため安定な屈折率ガイ
ディング機構を有し、ガイド層への光の広がりを利用し
て基本横モード発振を広汎な注入電流領域で維持する事
ができる。
■ 活性領域垂直方向及び水平横方向の光の放射角を同
じにする事ができ等心円的な光源となり光ファイバとの
結合効率を高める事ができる。
J美下図面を用いて本発明の一実施例について説明する
。(100)而n −InP基榎10上に液相成長でp
−InPブロック層11を1.5μm成長させる。その
後5102膜12をつけ(011)面ζこ垂直にフォト
レジスト法及びS ioz膜のエツチングにより幅4μ
mのストライプ状の窓をあけHBrとH3P04との混
合溶液で1.0μmの深さエツチングする。このとき(
111)而及び(111)ffiを両端の斜面とするス
トライプ状凸部領域13が形成され6(第1図)。次に
5iOz膜を除去後全体にふたたびSiO2膜14膜厚
4つけ上記ストライプ状凸部領域の両斜面がSio2 
涙でおおわれるようにする。次に7オトレジスト法及び
5iOz膜のエツチングによりストライプ状凸部領域1
3の中央に幅2.5μmのストライプを抜きHClとH
3PO4との混合溶液でエツチングすればA(111)
面を両斜面とするV溝15が形成される。■溝は中心線
に対し左右対称となり■溝の片面と中IL?線とのなす
角は常に35度16分である。従ってV(みの深さは1
8μmとなり叶InP基板10内(こV溝の先端が0.
3μmの深さに形成される(第2図)。■溝は一旦形成
されるとそれ以上エツチングは進まない為制御よく形成
する事ができる。
次に5iOz膜を除去し■溝全捧がうまり7:l)つス
トライプ状凸部領域千却部の厚さが0.5μmlこなる
ようにn−InGaAsP (λ=1.1μm)カイト
層16を成長し玩いてアンドープInGaAsP (λ
=1.3μm)活性/l117を0.2μm成長させ6
つこの時ストライプ状凸部領域のエツジ部分でカイト層
及び活性層がとぎれるように成長を制(財)する。続い
てp−4nP形成する。次にSiO2膜を成長層表面に
つけフォトレジスト法及び5iOzl[iのエツチング
によりストライプ状凸部領域の上に位置する様に幅4μ
mのストライプ状の窓をあけCdを拡散し、拡散先端が
p−InP層内にくるように制御する(Cd拡散領域2
0ト。次1こSiO21gJを除去しp形オーミックコ
ンタクト21を成長層側に、n形オーミックコンタクト
22を基板側につけ本発明の構造の半導体レーザが得ら
れる(第3図)。
上記実施例においてストライプ状凸部領域に形成する溝
は■溝でなくてもよい。
父、上記実施例はI n P−I n GaAs Pダ
ブル・\テロ接合結晶材料について説明したが他の材料
UaAs −AIGaAs 、 GaAs5b−AIG
aAsSb等数多くの結晶材料に適用する事ができる。
図面の簡MF!、な説明 ドライブ状凸部領域を形成した状態。
W、2図・・・・・・第1図の構造にV婢を形成した後
の断面図。
第3図−・−・本発明の一実施例の半導体レーザの断面
図。
図において 10−一・・・n−InP基板、 11・・・・・・p
−InPブロック層、12・・・・・・5jQz膜、1
3・・・・−・ストライプ状凸部領域、14・・・−・
・SiO2膜、15・・・・・・V字型溝、16−−・
・−n−InGaAsP(λ=1.iμm)  ガイ 
ド層、17−−− ・−アンドープInGaAsP (
λ=1.3μm)活性層、18・・・−・・肘InPク
ラッド層、19−−・−= n−InGaAsP (λ
−t、iμm)キー221層、20−・−Cd拡散領域
、21−・・・・・p形オーミ、クコンタクト、22・
・・・−・niミオ−ミックコンタクトをそれぞれ示す

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に基板と反対の導電型のブロック層を有しかつそ
    の一部に台形を断面とするストライプ状凸部を有し、該
    ストライプ状凸部中心部分に先端が基板lこ達するl!
    ili!Jを有する構造とし、前記ブロック層と反対の
    導電型のガイド層を該ストライプ状凸部面上が平坦にな
    るように溝を埋込んで成長し、更にこのガイド層上に隣
    接して活性層、前記ブロック層と同一の導電型のクラッ
    ド層を連続成長した状態に順次形成した構造とし、さら
    にストライプ状凸部面上と両斜面とのなすエツジ近傍で
    前記ガイド層と前記活性層とがとぎれている事を特徴と
    する半導体レーザ。
JP15732581A 1981-10-02 1981-10-02 半導体レ−ザ Pending JPS5858783A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15732581A JPS5858783A (ja) 1981-10-02 1981-10-02 半導体レ−ザ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15732581A JPS5858783A (ja) 1981-10-02 1981-10-02 半導体レ−ザ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5858783A true JPS5858783A (ja) 1983-04-07

Family

ID=15647222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15732581A Pending JPS5858783A (ja) 1981-10-02 1981-10-02 半導体レ−ザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5858783A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0209372A2 (en) * 1985-07-17 1987-01-21 Sharp Kabushiki Kaisha A semiconductor laser device
EP0264225A2 (en) * 1986-10-07 1988-04-20 Sharp Kabushiki Kaisha A semiconductor laser device and a method for the production of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0209372A2 (en) * 1985-07-17 1987-01-21 Sharp Kabushiki Kaisha A semiconductor laser device
EP0264225A2 (en) * 1986-10-07 1988-04-20 Sharp Kabushiki Kaisha A semiconductor laser device and a method for the production of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5319661A (en) Semiconductor double heterostructure laser device with InP current blocking layer
JPS58216486A (ja) 半導体レ−ザおよびその製造方法
JPS58114476A (ja) 半導体レ−ザ
JPS5858783A (ja) 半導体レ−ザ
JPS61102086A (ja) 半導体レ−ザ
JPS6260838B2 (ja)
JPS6249758B2 (ja)
JPS6342871B2 (ja)
JPS6342869B2 (ja)
JPS61242091A (ja) 半導体発光素子
JPS6318874B2 (ja)
JPS63169093A (ja) 半導体レ−ザ
JPS5834988A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPS6136720B2 (ja)
JPS5864085A (ja) 半導体レ−ザおよびその製造方法
JPH065969A (ja) 半導体レーザ装置
JPS6354234B2 (ja)
JPH01309393A (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JPS6241437B2 (ja)
JPH02237190A (ja) 半導体レーザ
JPS6292385A (ja) 半導体レ−ザ
JPS5818990A (ja) 半導体レ−ザ
JPS595688A (ja) 半導体レ−ザ
JPS63311786A (ja) 光集積素子
JPH0553316B2 (ja)