JPS5873176A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS5873176A JPS5873176A JP17069581A JP17069581A JPS5873176A JP S5873176 A JPS5873176 A JP S5873176A JP 17069581 A JP17069581 A JP 17069581A JP 17069581 A JP17069581 A JP 17069581A JP S5873176 A JPS5873176 A JP S5873176A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- optical waveguide
- active layer
- layers
- lateral direction
- 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.)
- Granted
Links
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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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】
この発明は、高出力半導体レーザに関するものである。
従来この種の装置として第１図及び第２図に示すものが
あった。第１図に示す装置は、埋込みへテロ（ＢＨ）構
造と呼ばれるもので、（１）はｎ−ＧａＡｓ層、（２）
はクラッド層を構成するｎ−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層、
（３）は先導波層を構成するｎ Ａ ｅ ｙＧａｌ−ｙ
Ａｓ層（但しｙ＜ｘ）、（４）は活性層を構成するｐ−
ＧａＡｓ層、（５）はクラッド層を構成するｐ−Ａｌｘ
Ｇａ、 −ｘＡｓ 層、（６）は各層（２）〜（５）ｐ
−ＡｎｚＧａｌ−ｚＡｓ層、（８）はｎ−Ａｌ１ｚＧａ
ｌ−ｚＡｓ層である。
あった。第１図に示す装置は、埋込みへテロ（ＢＨ）構
造と呼ばれるもので、（１）はｎ−ＧａＡｓ層、（２）
はクラッド層を構成するｎ−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層、
（３）は先導波層を構成するｎ Ａ ｅ ｙＧａｌ−ｙ
Ａｓ層（但しｙ＜ｘ）、（４）は活性層を構成するｐ−
ＧａＡｓ層、（５）はクラッド層を構成するｐ−Ａｌｘ
Ｇａ、 −ｘＡｓ 層、（６）は各層（２）〜（５）ｐ
−ＡｎｚＧａｌ−ｚＡｓ層、（８）はｎ−Ａｌ１ｚＧａ
ｌ−ｚＡｓ層である。
次に動作について説明する。第１図においては、クラッ
ド層（５）から流れ込む電流は、高抵抗層（６）によっ
て狭窄されて主に活性層（４）に注入され、ここで放射
再結合を起こす。発生した光は、周囲の低屈折率の領域
である各クラッド層（２） 、 （５）及び（６）によ
・）て、活性層（４）と光導波層（３）の近傍に閉じ込
められる。
ド層（５）から流れ込む電流は、高抵抗層（６）によっ
て狭窄されて主に活性層（４）に注入され、ここで放射
再結合を起こす。発生した光は、周囲の低屈折率の領域
である各クラッド層（２） 、 （５）及び（６）によ
・）て、活性層（４）と光導波層（３）の近傍に閉じ込
められる。
第２図の場合には、クラッド層（５）から流れ込む電流
は、逆バイアスされる層（７）と（８）とによって狭゛
じた光は、同様に周辺の低屈折率の領域である各クラッ
ド層（２） 、 （５）及び層（７）によって閉じ込め
られるが、この場合、光導波層（３）が横方向に拡がっ
ているため、光は、第１図の場合に較べれば横方向に拡
がり易い特徴を持っている。
は、逆バイアスされる層（７）と（８）とによって狭゛
じた光は、同様に周辺の低屈折率の領域である各クラッ
ド層（２） 、 （５）及び層（７）によって閉じ込め
られるが、この場合、光導波層（３）が横方向に拡がっ
ているため、光は、第１図の場合に較べれば横方向に拡
がり易い特徴を持っている。
上記の説明において、屈折率の大小関係は、従来の半導
体レーザは以上のように構成されているので、活性層（
４）の横には光導波領域がなく、又、横方向の実効的な
屈折率も階段状に変化するため、光の横方向の拡がりが
不充分で発光部が小さく、従って高出力が得にくいとい
う欠点があった。
体レーザは以上のように構成されているので、活性層（
４）の横には光導波領域がなく、又、横方向の実効的な
屈折率も階段状に変化するため、光の横方向の拡がりが
不充分で発光部が小さく、従って高出力が得にくいとい
う欠点があった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、活性層の横に漸次厚さが減少す
る光導波層を設けることにより、発光部を積極的に横方
向に拡大して、高出力を得ることのできる半導体レーザ
を提供することを目的としている。
ためになされたもので、活性層の横に漸次厚さが減少す
る光導波層を設けることにより、発光部を積極的に横方
向に拡大して、高出力を得ることのできる半導体レーザ
を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第８
図において、（１）、（２）、（４）、（５）及び（８
）は上記の従来例と全く同じものである。（９）は活性
層（４）の近傍で、この活性＊ （４）から遠ざかるに
つれ厚さが減少する光導波層を構成するｐ−ＡＪｙＧａ
ｌ−ｙＡｓ層（ｏ ＜ｙ＜ｘ ）である。この先導波層
（９）は、埋め込み層（８） 、 （９）を形成する２
回目の結晶成長を液相エピタキシー（ＬＰＥ ）法によ
れば、容易に作ることができる。エツチングにより形成
した層（４） 、 （５）から成る５Ｕのある基板上に
ＬＰＥ法で薄い層を成長させる場合、づね°′の側面上
に成長しゃすい性質から、第１の埋め込み鳩である光導
波ｍ （９）は均一な厚さとならず、°“うね°′の部
分でせり上がった構造となる。温度や時間等の成長条件
を適当に選べば、この光導波／Ｉ （９１の厚さ分布を
制御することができる。
図において、（１）、（２）、（４）、（５）及び（８
）は上記の従来例と全く同じものである。（９）は活性
層（４）の近傍で、この活性＊ （４）から遠ざかるに
つれ厚さが減少する光導波層を構成するｐ−ＡＪｙＧａ
ｌ−ｙＡｓ層（ｏ ＜ｙ＜ｘ ）である。この先導波層
（９）は、埋め込み層（８） 、 （９）を形成する２
回目の結晶成長を液相エピタキシー（ＬＰＥ ）法によ
れば、容易に作ることができる。エツチングにより形成
した層（４） 、 （５）から成る５Ｕのある基板上に
ＬＰＥ法で薄い層を成長させる場合、づね°′の側面上
に成長しゃすい性質から、第１の埋め込み鳩である光導
波ｍ （９）は均一な厚さとならず、°“うね°′の部
分でせり上がった構造となる。温度や時間等の成長条件
を適当に選べば、この光導波／Ｉ （９１の厚さ分布を
制御することができる。
上記のように構成された装置においては、光導波層（９
）は層（８）と共に逆バイアスされたｐ−ｎ接合を成し
、第２図で示した従来例の場合と同様にクラッド層（５
）から流入する電流の狭窄の役割も果たす。
）は層（８）と共に逆バイアスされたｐ−ｎ接合を成し
、第２図で示した従来例の場合と同様にクラッド層（５
）から流入する電流の狭窄の役割も果たす。
従って、電流が主に活性層（４）に流れ込み、そこで放
射再結合により発光が起きる点は同じである。
射再結合により発光が起きる点は同じである。
しかし、光は両側の光導波層（９）の方へもれ出し、全
体として横方向に拡がった発光部となる。この時、横方
向の屈折率分布が急激な階段状の変化をせず、緩やかに
変化しているため、電界強度分布はより幅の広いピーク
、即ち、釣り鐘状に近い形となることが期待される。こ
れは、縦方向で活性層の両側に導波層を設けた構造、所
謂、セパレート・コンファインメント・ペテロ接合（Ｓ
ＣＨ）構造で、縦方向に見られる事情と同じである。こ
の様な電界強度分布を実現することにより、強度の高い
部分の割合が増し、高出力化が図れ、同時にビームの放
射角も狭くすることができる。
体として横方向に拡がった発光部となる。この時、横方
向の屈折率分布が急激な階段状の変化をせず、緩やかに
変化しているため、電界強度分布はより幅の広いピーク
、即ち、釣り鐘状に近い形となることが期待される。こ
れは、縦方向で活性層の両側に導波層を設けた構造、所
謂、セパレート・コンファインメント・ペテロ接合（Ｓ
ＣＨ）構造で、縦方向に見られる事情と同じである。こ
の様な電界強度分布を実現することにより、強度の高い
部分の割合が増し、高出力化が図れ、同時にビームの放
射角も狭くすることができる。
第８図の実施例では、活性層（４）の厚さに比べて両側
の先導波層（９）の厚さが大きくなり過ぎると、横方向
の実効的屈折率分布が双峰的になり、その結果、双峰状
の電界強度分布を持つ１次のモードが立つ可能性が高く
なる。
の先導波層（９）の厚さが大きくなり過ぎると、横方向
の実効的屈折率分布が双峰的になり、その結果、双峰状
の電界強度分布を持つ１次のモードが立つ可能性が高く
なる。
第４図は、この点を改善した場合の他の実施例を示した
もので、ＯＱは先導波層（９）と同じ組成′を持つ縦方
向の先導波層を構成するｐ−ＡｌｙＧａ＋−ｙＡｓ層で
あり、他の部分は第８図の場合と全く同様である。
もので、ＯＱは先導波層（９）と同じ組成′を持つ縦方
向の先導波層を構成するｐ−ＡｌｙＧａ＋−ｙＡｓ層で
あり、他の部分は第８図の場合と全く同様である。
この様に光導波層（９）の頂点の高さにほぼ等しい厚さ
を有する縦方向の光導波層（１１）を設けるならば、横
方向の実効的屈折率分布は必ず単峰状になり、それ１ご
け基本モードを維持し易い。更に、縦方向にも電界強度
分布が拡張され、それだけ高出力化できる効果も持つ。
を有する縦方向の光導波層（１１）を設けるならば、横
方向の実効的屈折率分布は必ず単峰状になり、それ１ご
け基本モードを維持し易い。更に、縦方向にも電界強度
分布が拡張され、それだけ高出力化できる効果も持つ。
第５図にこの場合の実効的屈折率の分布を模式的に示し
た。
た。
第６図は、活性層（４）の下にも光導波層を設けた場合
の他の実施例で、（３）は光導波層（９）及び光導波層
ＯＩＪと同じ組成（Ａ１モル分率）を持つｎ−ＡｌｙＧ
ａ＋−ｙＡｓ層であり、他の部分は、第４図の場合と全
く同様である。横方向の光導波層（９）の頂点の高さを
、光導波層α１の高さとほぼ同じにすることにより、・
活性層（４）を縦横共対称な光導波領域によって取り囲
む構造にすることができる。これにより、第４図の場合
に残っていた縦方向の非対称性も無くなり、光導波領域
の中心に屈折率のピークを有する構造が実現できる。活
性層を中心に屈折率分布が対称で、中心にピークを持つ
光導波路においては、中心が電界分布の節となる奇数次
のモードは抑制され、基本モードが維持され易い。
の他の実施例で、（３）は光導波層（９）及び光導波層
ＯＩＪと同じ組成（Ａ１モル分率）を持つｎ−ＡｌｙＧ
ａ＋−ｙＡｓ層であり、他の部分は、第４図の場合と全
く同様である。横方向の光導波層（９）の頂点の高さを
、光導波層α１の高さとほぼ同じにすることにより、・
活性層（４）を縦横共対称な光導波領域によって取り囲
む構造にすることができる。これにより、第４図の場合
に残っていた縦方向の非対称性も無くなり、光導波領域
の中心に屈折率のピークを有する構造が実現できる。活
性層を中心に屈折率分布が対称で、中心にピークを持つ
光導波路においては、中心が電界分布の節となる奇数次
のモードは抑制され、基本モードが維持され易い。
第７図は、第６図とほぼ同じ構造を実現する他の製造方
法を示したもので、活性層（４）を含むづね”を形成す
る時、エツチングを活性層（４）までとし、下の光導波
層（３）上に、横方向の光導波層（９）及び埋込み層（
８）を成長する。これを液相エピタキシーで行なう場合
には、活性層（４）のエツチングのみは、成長炉中での
メルトによるエッチバンクによっても良い。活性層（４
）は、通常、ＧａＡｓか又はＡｌ！のモル分率の非常に
低いＡＪＧａＡｓであるため、表面の酸化、１ ．１こよる成長不良が起きにくい。
法を示したもので、活性層（４）を含むづね”を形成す
る時、エツチングを活性層（４）までとし、下の光導波
層（３）上に、横方向の光導波層（９）及び埋込み層（
８）を成長する。これを液相エピタキシーで行なう場合
には、活性層（４）のエツチングのみは、成長炉中での
メルトによるエッチバンクによっても良い。活性層（４
）は、通常、ＧａＡｓか又はＡｌ！のモル分率の非常に
低いＡＪＧａＡｓであるため、表面の酸化、１ ．１こよる成長不良が起きにくい。
なお、上記の実施例においては、何れもｎ−ＧａＡｓを
基板として形成する場合について説明したが、ｐ−Ｇａ
Ａｓを基板に用い、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層（２）、Ａ
ｌｙＧａｔ−ｙＡｓ層（３）及びＡｌｚＧａｌ−ｚＡｓ
層（８）をｐ型に、ＧａＡｓ層（４）、ＡｌｘＧａ１−
ｘＡｓ層（５）、／ＪｙＧａ１−ｙＡｓ層（９）及び０
Ｑをｎ型としても、同様の効果が得られる。
基板として形成する場合について説明したが、ｐ−Ｇａ
Ａｓを基板に用い、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層（２）、Ａ
ｌｙＧａｔ−ｙＡｓ層（３）及びＡｌｚＧａｌ−ｚＡｓ
層（８）をｐ型に、ＧａＡｓ層（４）、ＡｌｘＧａ１−
ｘＡｓ層（５）、／ＪｙＧａ１−ｙＡｓ層（９）及び０
Ｑをｎ型としても、同様の効果が得られる。
以上のように、本発明によれば、活性層の横に厚さがな
だらかに減少する光導波領域を設け、光強度の高い部分
を横方向にも拡大したので、高出力が取出せ、横方向の
ビームの拡がりを小さくできるという効果がある。
だらかに減少する光導波領域を設け、光強度の高い部分
を横方向にも拡大したので、高出力が取出せ、横方向の
ビームの拡がりを小さくできるという効果がある。
第１図及び第２図は従来の半導体レーザを示す断面図、
第８図はこの発明の一実施例による半導構造を作るため
の他の製造方法を示す断面図である。 図において、（２）は第１の半導体層、（９目よ光導波
層、（４）は活性層、（８）は第２の半導体層である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 出願人 工業技術院長 石 坂 誠 − 第１図 第２図 第：３図 、Ｙ 第１図 第！″）図 ン古１′Ｌ４グ）中ノしＱ７ｎ距皺
第８図はこの発明の一実施例による半導構造を作るため
の他の製造方法を示す断面図である。 図において、（２）は第１の半導体層、（９目よ光導波
層、（４）は活性層、（８）は第２の半導体層である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 出願人 工業技術院長 石 坂 誠 − 第１図 第２図 第：３図 、Ｙ 第１図 第！″）図 ン古１′Ｌ４グ）中ノしＱ７ｎ距皺
Claims (1)
- 第１導電型の第１の半導体層、この第１の半導体層より
高い屈折率を持つ物質から成り、厚さが一方から他方へ
漸次薄くなるように上記第１の半導体層上に設けられた
第２導電型の先導波層、この光導波層より低い屈折率を
持つ物質から成り、よ配光導波層上に設けられた第１導
電型の第２の半導体層、上記光導波層の厚さが厚い側に
隣接して設けられた活性層を備えたことを特徴とする半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17069581A JPS5873176A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17069581A JPS5873176A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873176A true JPS5873176A (ja) | 1983-05-02 |
| JPS6355792B2 JPS6355792B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=15909678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17069581A Granted JPS5873176A (ja) | 1981-10-27 | 1981-10-27 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873176A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369182A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子 |
| WO2015015633A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 富士通株式会社 | 光半導体装置及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5618484A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-21 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor laser |
| JPS5635484A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Nec Corp | Semiconductor laser |
-
1981
- 1981-10-27 JP JP17069581A patent/JPS5873176A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5618484A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-21 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor laser |
| JPS5635484A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Nec Corp | Semiconductor laser |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369182A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子 |
| WO2015015633A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 富士通株式会社 | 光半導体装置及びその製造方法 |
| US9819153B2 (en) | 2013-08-02 | 2017-11-14 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355792B2 (ja) | 1988-11-04 |
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