JPS5861695A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS5861695A JPS5861695A JP16019981A JP16019981A JPS5861695A JP S5861695 A JPS5861695 A JP S5861695A JP 16019981 A JP16019981 A JP 16019981A JP 16019981 A JP16019981 A JP 16019981A JP S5861695 A JPS5861695 A JP S5861695A
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- JP
- Japan
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- layer
- gaalas
- laser
- light emitting
- transparent
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- 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
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Classifications
-
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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。
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、基本モードで高出力まで安定に発振する、信
頼性の高い半導体レーザ素子に関するも′のである。
頼性の高い半導体レーザ素子に関するも′のである。
光出力に依存する半導体レーザの劣化現象のうち、最も
重要性の高いものは、端面の劣化である。
重要性の高いものは、端面の劣化である。
このうち、光出力が高くなると、瞬時に端面が破壊され
る現象については、端面付近を透明化すると、その破壊
限界光出力が大幅に増加することが報告されている。こ
の端面を透明化する方法としては、端面付近を除いて活
性層にｚｎを拡散し発振波長を不純物レベルに相当する
分だけ長波長側に移行させて、端面付近（Ｚｒｌを拡散
しない部分）を透明化する方法や、′端面付近を透明な
結晶で埋め込む方法があるが、レーザ光に非点収差が生
じたり、モードが不安定になる等の問題があった。
る現象については、端面付近を透明化すると、その破壊
限界光出力が大幅に増加することが報告されている。こ
の端面を透明化する方法としては、端面付近を除いて活
性層にｚｎを拡散し発振波長を不純物レベルに相当する
分だけ長波長側に移行させて、端面付近（Ｚｒｌを拡散
しない部分）を透明化する方法や、′端面付近を透明な
結晶で埋め込む方法があるが、レーザ光に非点収差が生
じたり、モードが不安定になる等の問題があった。
本発明は、上記の欠点をなくシ、高出力まで基本モード
で発振し、また非点収差゛も極めて小さい高品質の半導
体レーザ素子を提供するものである。
で発振し、また非点収差゛も極めて小さい高品質の半導
体レーザ素子を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明はＧａＡｓ基板上に
Ｑａ、−ｘｋｌｇｋ”クラッド層、Ｇａ１−ｙＡｔｙＡ
ｓ活性層、薄いＧａ、−ｇＡＬＸＡ８クラッド層、Ｇａ
、 −ｓＡ７ｍＡｇ吸収層、Ｇａｌ−１Ａｔ、ＡＳメル
トバック防止層、Ｑａ、−ｖＡｔｖＡｓ成長円滑化層を
連続的に成長する。
Ｑａ、−ｘｋｌｇｋ”クラッド層、Ｇａ１−ｙＡｔｙＡ
ｓ活性層、薄いＧａ、−ｇＡＬＸＡ８クラッド層、Ｇａ
、 −ｓＡ７ｍＡｇ吸収層、Ｇａｌ−１Ａｔ、ＡＳメル
トバック防止層、Ｑａ、−ｖＡｔｖＡｓ成長円滑化層を
連続的に成長する。
つぎに発光領域幅に相当する幅のストライプ状溝を、前
記吸収層に達するまで除去し、また、レーザチップの端
面付近となる部分ｔｉＧａＡｊ基板に適するまで、結晶
層を除去する。つぎに、この上にＱａｌ−ｖＡｔｗＡ’
層、電極を設けるためのキャップ層を成長するが、この
とき、最初に１回目の成長の表面となっている、Ｇａ、
−ｖＡｚｖＡｓ（ｖ＝ｏ〜０．２）成長円滑化層、およ
び発光部上部の溝内に残ったＧａｒ −＊Ａ４Ａｌ （
Ｚ ＝ ０〜０．１５ ）光吸収膚ｔｉｈドパツクした
後に、２回目の成長を行う。成長円滑化層メルトバック
の除、この層の下にはＧａ＋−ｍＡ４Ａｓ （ｕ サ０
゜３〜０．７ ） メル）／＜ツク防止層があるため、
過度なメルトバックは生じない（Ｇａに対する人Ｓの溶
解度はＡｔの組成が増すと、著るしく減少するため、メ
ルトバックが起きにくい）。
記吸収層に達するまで除去し、また、レーザチップの端
面付近となる部分ｔｉＧａＡｊ基板に適するまで、結晶
層を除去する。つぎに、この上にＱａｌ−ｖＡｔｗＡ’
層、電極を設けるためのキャップ層を成長するが、この
とき、最初に１回目の成長の表面となっている、Ｇａ、
−ｖＡｚｖＡｓ（ｖ＝ｏ〜０．２）成長円滑化層、およ
び発光部上部の溝内に残ったＧａｒ −＊Ａ４Ａｌ （
Ｚ ＝ ０〜０．１５ ）光吸収膚ｔｉｈドパツクした
後に、２回目の成長を行う。成長円滑化層メルトバック
の除、この層の下にはＧａ＋−ｍＡ４Ａｓ （ｕ サ０
゜３〜０．７ ） メル）／＜ツク防止層があるため、
過度なメルトバックは生じない（Ｇａに対する人Ｓの溶
解度はＡｔの組成が増すと、著るしく減少するため、メ
ルトバックが起きにくい）。
また、溝の部分もＧａｌ−ＸＡｔｇＡ８ （Ｘ 〜０．
３〜０．７ ）が懺われるとメルトバックがほとんど止
まる。
３〜０．７ ）が懺われるとメルトバックがほとんど止
まる。
また、レーザの端面付近となる部分は、二回目の成長の
Ｇａ、ｖＡム人Ｓ層（Ｗ ＝ ０．２〜０．７ ） 足
形成されるため、透明結晶で完全に覆われる。
Ｇａ、ｖＡム人Ｓ層（Ｗ ＝ ０．２〜０．７ ） 足
形成されるため、透明結晶で完全に覆われる。
本構造のレーザにおいては、活性層を中心に分布する光
は、発光部の両側においては、Ｇａ、−詠ムＡ８ （−
ｚ ＝ ０〜０．１）光吸収層にまで達するため、活性
層に対し水平方向にも光ガイド効果が発生し発振モード
が安定化される。また、レーザの端面となる部分は、透
明結晶で覆われているため、従来の素子に多く発生して
いた、端面破壊現象は生じなくなり、高出力まで安定に
レーザ発振させることができるようになる。ま・た、本
構造にｂいては、端面付近で光ガイド効果が水平、喬直
方向供に同じ位置で終端しているため、ビームウェスト
位置が、水平、垂直方向供に同じ位置にある。そのため
、非点収差がｔｌとんどないレーザが可能になった。
は、発光部の両側においては、Ｇａ、−詠ムＡ８ （−
ｚ ＝ ０〜０．１）光吸収層にまで達するため、活性
層に対し水平方向にも光ガイド効果が発生し発振モード
が安定化される。また、レーザの端面となる部分は、透
明結晶で覆われているため、従来の素子に多く発生して
いた、端面破壊現象は生じなくなり、高出力まで安定に
レーザ発振させることができるようになる。ま・た、本
構造にｂいては、端面付近で光ガイド効果が水平、喬直
方向供に同じ位置で終端しているため、ビームウェスト
位置が、水平、垂直方向供に同じ位置にある。そのため
、非点収差がｔｌとんどないレーザが可能になった。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す、半導体レーザ素子の光
の進行方向に垂直な断面図である。１はｎ−ＧａＡＳ基
板（８４ドープ〜Ｉ Ｘ １０”ａｓｓ−’） 、２は
” Ｇ”ａｓ Ａ Ｊ４１ Ａ Ｉ！クラッド層（Ｔ
ｅドープｎ〜５ Ｘ １０”ｃｍ−” 、厚さ１．５μ
ｍ）、３はＧａ、、。
の進行方向に垂直な断面図である。１はｎ−ＧａＡＳ基
板（８４ドープ〜Ｉ Ｘ １０”ａｓｓ−’） 、２は
” Ｇ”ａｓ Ａ Ｊ４１ Ａ Ｉ！クラッド層（Ｔ
ｅドープｎ〜５ Ｘ １０”ｃｍ−” 、厚さ１．５μ
ｍ）、３はＧａ、、。
Ａｌｏ、ｔ ｓ Ａ ’活性層（アンドープ、厚さ約０
．０７μｍ）、４はＰ Ｇ ａ （Ｌ ＠ Ａ４．＠
Ａ ’クラッド層（ＺｎドープＰ〜５ Ｘ １０ ｌ
ｆｃｍ−”、厚さ０．２＃ｍ）、５はｎ−Ｇ”ａｓｓ
Ａ４．ｏｌｌ Ａｓ吸収層（Ｔｅドープ、ｎ〜５Ｘ１０
”、厚さ０．４ ｐ ｍ ）、６は” Ｇ”ｏ、ｓＡ
４．＠Ａ８ メルトバック防止層（’ｌドープ、ｎ−１
Ｘ １０”ｃｍ−” ％厚さ０．２ ｐ ｍ ）、８は
Ｑａ、、 Ａ４．ｓ Ａ８透明層、９はｌｍ−ＧａＡｓ
キャップ層（Ｔｅドープ、ｎ〜５×１０’１ｃＩｎ島、
厚さ０．５μｍ）でおる。中央の溝幅は約５μｍである
。ｌＯはコンタクト用のｚｎ拡散を設した部分である。
．０７μｍ）、４はＰ Ｇ ａ （Ｌ ＠ Ａ４．＠
Ａ ’クラッド層（ＺｎドープＰ〜５ Ｘ １０ ｌ
ｆｃｍ−”、厚さ０．２＃ｍ）、５はｎ−Ｇ”ａｓｓ
Ａ４．ｏｌｌ Ａｓ吸収層（Ｔｅドープ、ｎ〜５Ｘ１０
”、厚さ０．４ ｐ ｍ ）、６は” Ｇ”ｏ、ｓＡ
４．＠Ａ８ メルトバック防止層（’ｌドープ、ｎ−１
Ｘ １０”ｃｍ−” ％厚さ０．２ ｐ ｍ ）、８は
Ｑａ、、 Ａ４．ｓ Ａ８透明層、９はｌｍ−ＧａＡｓ
キャップ層（Ｔｅドープ、ｎ〜５×１０’１ｃＩｎ島、
厚さ０．５μｍ）でおる。中央の溝幅は約５μｍである
。ｌＯはコンタクト用のｚｎ拡散を設した部分である。
１１はＰ側電極、１２はｎ側電極である。本レーザの光
の進行方向にそっての断面図を第２図に示す。本図に示
すように、レーザの端面付近は、第２．第３．第４の層
が途中で終端しており、表面はレーザ光に対して透明な
結晶であるＧａ、、”ＡＬ、、 Ａ１３層８が覆う構造
となっている。
の進行方向にそっての断面図を第２図に示す。本図に示
すように、レーザの端面付近は、第２．第３．第４の層
が途中で終端しており、表面はレーザ光に対して透明な
結晶であるＧａ、、”ＡＬ、、 Ａ１３層８が覆う構造
となっている。
本構造においては、レーザ光はＧａｏ、ａｙ Ａｔｏ、
ｔｓＡ８活性層３を中心に分布するが、溝の両側では光
がＧ”＜ＩＪＩ Ａ１４．６＠ Ａ８吸収層まで達する
ため、損失が生じ、中央部との間に実効屈折率の差がで
きる。この実効屈折率の差が光ガイド効果を発生し、発
振モードが安定となる。また、レーザ素子の光出射端面
が透明結晶で覆われているため、端面の劣化が着るしく
軽減され、高出力での信頼性が改善される。
ｔｓＡ８活性層３を中心に分布するが、溝の両側では光
がＧ”＜ＩＪＩ Ａ１４．６＠ Ａ８吸収層まで達する
ため、損失が生じ、中央部との間に実効屈折率の差がで
きる。この実効屈折率の差が光ガイド効果を発生し、発
振モードが安定となる。また、レーザ素子の光出射端面
が透明結晶で覆われているため、端面の劣化が着るしく
軽減され、高出力での信頼性が改善される。
第３図は本発明の実施例のレーザ製造方法を示す断面図
である。本実施例のレーザを作製するために、まず、通
常Ｏ液相成長法によって、ＧａＡｓ基板上ｌに、ｎ −
Ｇａ Ｏ，Ｉ Ａｔｅ、、Ａ ８クラット層２、Ｇ”
ｏ、ａ ｑ Ａ４ 、 、 Ａ ８活性層３、Ｐ Ｇ
”ｏ、ｓ Ａ４ｍ Ａ’クラッド層４、” Ｇ” ｏ
、＊ ｓ Ａ４．ｏ ｓ Ａ ！’ ＩＪｋ収層５、”
Ｇ”ｏ、ｓＡ４．、Ａｓメルトバック防止層６、Ｇ
ａＡａ成長円滑化層７を連続的に成長する。つぎに、ホ
トリソグラフィと化学エッチ法によって、発光部に相当
する位置に、幅５μｍのストライプ状溝を形成する。こ
のとき、溝の深さは、Ｇ”ａｓｓＡ４．。。
である。本実施例のレーザを作製するために、まず、通
常Ｏ液相成長法によって、ＧａＡｓ基板上ｌに、ｎ −
Ｇａ Ｏ，Ｉ Ａｔｅ、、Ａ ８クラット層２、Ｇ”
ｏ、ａ ｑ Ａ４ 、 、 Ａ ８活性層３、Ｐ Ｇ
”ｏ、ｓ Ａ４ｍ Ａ’クラッド層４、” Ｇ” ｏ
、＊ ｓ Ａ４．ｏ ｓ Ａ ！’ ＩＪｋ収層５、”
Ｇ”ｏ、ｓＡ４．、Ａｓメルトバック防止層６、Ｇ
ａＡａ成長円滑化層７を連続的に成長する。つぎに、ホ
トリソグラフィと化学エッチ法によって、発光部に相当
する位置に、幅５μｍのストライプ状溝を形成する。こ
のとき、溝の深さは、Ｇ”ａｓｓＡ４．。。
Ａｓ＠収層５の途中まで達するようにする。この状態を
第３図（ａ）に示す。つぎに再び、ホトリングラフイと
化学エツチングを利用して、レーザの端面となる部分を
基板に達するまでエツチングする。
第３図（ａ）に示す。つぎに再び、ホトリングラフイと
化学エツチングを利用して、レーザの端面となる部分を
基板に達するまでエツチングする。
このエツチングの幅は、活性層終端部からレーザ端面の
位置が約１０μｍになるようにした。つぎに再び液相成
長を行うが、このとき成長直前に成長円滑化層７、およ
び発光部上部（＃ｌに相当する部分）のＧ”ａｓｓＡｔ
ｇ、Ａｓ吸収層をメルトバックする。このメルトバンク
によって、Ｇａ＆ｓｈｔ、。
位置が約１０μｍになるようにした。つぎに再び液相成
長を行うが、このとき成長直前に成長円滑化層７、およ
び発光部上部（＃ｌに相当する部分）のＧ”ａｓｓＡｔ
ｇ、Ａｓ吸収層をメルトバックする。このメルトバンク
によって、Ｇａ＆ｓｈｔ、。
Ａ８メルトバック防止層、および溝の部分ではＰ−Ｇａ
＆１ Ａｊ６４ Ａｓクラッド層が新たに表面に現われ
る（第３図世））が、これらの層は、Ａｔの組成比が大
であるため、過度なメルトバックは生じない。つづけて
、Ｐ−Ｇａｏ、ｖＡＪａ、、Ａａ透明層８、および、ｎ
−ＧａＡｓキャップ層を成長する（第３図（Ｃ））。結
晶成長後に、ｚｎ拡散処理、電極処理を行い、光共振器
の反射面をへき開してレーザチップを作製する。本構造
では、メルトバック防止層が同時に電流を効率良く活性
部に集中させる、いわゆる電流狭窄の働きも果たすため
、発振しきい値の低減も可能になった。
＆１ Ａｊ６４ Ａｓクラッド層が新たに表面に現われ
る（第３図世））が、これらの層は、Ａｔの組成比が大
であるため、過度なメルトバックは生じない。つづけて
、Ｐ−Ｇａｏ、ｖＡＪａ、、Ａａ透明層８、および、ｎ
−ＧａＡｓキャップ層を成長する（第３図（Ｃ））。結
晶成長後に、ｚｎ拡散処理、電極処理を行い、光共振器
の反射面をへき開してレーザチップを作製する。本構造
では、メルトバック防止層が同時に電流を効率良く活性
部に集中させる、いわゆる電流狭窄の働きも果たすため
、発振しきい値の低減も可能になった。
本レーザは発振波長的７ｇＱｎｍ、発振しきい電流値４
０ｍＡで、１５０ｍＷまで基本モードで安定な発振が得
られた。また素子作製の再現性も良く、特性のそろった
素子が安定に作製できるようになった。
０ｍＡで、１５０ｍＷまで基本モードで安定な発振が得
られた。また素子作製の再現性も良く、特性のそろった
素子が安定に作製できるようになった。
また、本レーザでは、光ガイド機構が、活性層に対し、
水平方向、垂直方向供に同じ位置で終端しているため、
非点収差がｔ重とんどなく、シたがって、簡単な光学系
で集光することができるため、これを応用したシステム
のコストも低減できることが明らかになった。
水平方向、垂直方向供に同じ位置で終端しているため、
非点収差がｔ重とんどなく、シたがって、簡単な光学系
で集光することができるため、これを応用したシステム
のコストも低減できることが明らかになった。
以上述べたごとく、本発明の結果、高出方まで基本モー
ドで安定に発振し、非点収差もほとんどない高品値の半
導体レーザ素子が作製できるようになり、その技術的効
果は非常に大である。
ドで安定に発振し、非点収差もほとんどない高品値の半
導体レーザ素子が作製できるようになり、その技術的効
果は非常に大である。
第１図は、本発明の実施例を示す、半導体レーザの光の
進行方向に垂直な断面図で′ある。 第２図は、本発明の実施例を示す、半導体レーザの光の
進行方向にそっての断面図である。 第３図（ａ）、Φ）、（Ｃ）は、本発明の実施例の製造
方法を示す断面図である。 １−ｎ ＧａＡ３％ ２”’” Ｇ”ＡｔＡ’ｓ
３”’活性層、４ ・Ｐ−ＧａＡｔＡ８ 、５−ｎ−Ｇ
ａＡｔＡ３ （吸収層）、６・・・ｒｌ−ＧａＡｔＡｊ
メルトバック層、８・・・透明化高１図 ／ｊ ″Ｈｚ図
進行方向に垂直な断面図で′ある。 第２図は、本発明の実施例を示す、半導体レーザの光の
進行方向にそっての断面図である。 第３図（ａ）、Φ）、（Ｃ）は、本発明の実施例の製造
方法を示す断面図である。 １−ｎ ＧａＡ３％ ２”’” Ｇ”ＡｔＡ’ｓ
３”’活性層、４ ・Ｐ−ＧａＡｔＡ８ 、５−ｎ−Ｇ
ａＡｔＡ３ （吸収層）、６・・・ｒｌ−ＧａＡｔＡｊ
メルトバック層、８・・・透明化高１図 ／ｊ ″Ｈｚ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ０１１１ｍ基板上に、クラッド層、活性層、薄い
クラッド層、損失層、メルトバック防止層、成長円滑化
層が順次形成され発光領域の幅に相当する幅の溝を、損
失層の途中まで達するようストライブ状に形成し、この
上にレーザ光に対し透明な結晶層が成長され且つ光放出
面がレーザ光に対し透明結晶層で扱われてなることを特
徴とする半導体レーザ素子。 ２ 光の出射される端面付近はＧａＡｓ基板に達するま
で成長層を除去し、次いでレーザ光に対し透明な結晶層
を成長してなることを特徴とする特許請求の範囲Ｗ４１
項記載の半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16019981A JPS5861695A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16019981A JPS5861695A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861695A true JPS5861695A (ja) | 1983-04-12 |
Family
ID=15709942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16019981A Pending JPS5861695A (ja) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5861695A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603178A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60231378A (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発光素子の製造方法 |
| JPS618985A (ja) * | 1984-06-23 | 1986-01-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| JPS6142985A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-01 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
| JPS6161484A (ja) * | 1984-09-01 | 1986-03-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発光素子の製造方法 |
| JPS61121487A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-09 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザ |
-
1981
- 1981-10-09 JP JP16019981A patent/JPS5861695A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603178A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60231378A (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発光素子の製造方法 |
| JPH0260075B2 (ja) * | 1984-04-28 | 1990-12-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | |
| JPS618985A (ja) * | 1984-06-23 | 1986-01-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| JPS6142985A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-01 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
| JPS6161484A (ja) * | 1984-09-01 | 1986-03-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発光素子の製造方法 |
| JPH0260077B2 (ja) * | 1984-09-01 | 1990-12-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | |
| JPS61121487A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-09 | Rohm Co Ltd | 半導体レ−ザ |
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