JPS59123289A - 半導体レ−ザアレイ装置 - Google Patents
半導体レ−ザアレイ装置Info
- Publication number
- JPS59123289A JPS59123289A JP23270182A JP23270182A JPS59123289A JP S59123289 A JPS59123289 A JP S59123289A JP 23270182 A JP23270182 A JP 23270182A JP 23270182 A JP23270182 A JP 23270182A JP S59123289 A JPS59123289 A JP S59123289A
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- JP
- Japan
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- ridge
- laser
- wave guide
- type
- transverse mode
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-
- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は半導体レーザアレイ装置に関するものである。
従来例の構成とそ−の問題点
近年、光ティスフを用いた文書ファイルや画像ファイル
は高速で大容量のメモリ装置どして注目されてお９、高
感度の光ティスフ用記録材料の開発に伴って、半導体レ
ーザの実装を目指したシステムの開発が進められている
。この光ティスフの１き込みおよび消去には２０ ｍＷ
以上の光出力が必要となる。本発す］者らは、このよう
な高出方の半導体レーザの実現を目的として、すでに第
１図に示すようなＴ ＲＳ （Ｔｗｉｎ Ｒｉｄｇｅ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ）構造の半導体レーザを特願昭６４
−３２８０２号において提案した。このレーザは平行な
２つのリッジ（うね）をもつ基板１上に活性層３を含む
グブルヘテロ（ＤＨ）構造を形成したものである。リッ
ジ間の溝の上部９がレーザ発振部である。
は高速で大容量のメモリ装置どして注目されてお９、高
感度の光ティスフ用記録材料の開発に伴って、半導体レ
ーザの実装を目指したシステムの開発が進められている
。この光ティスフの１き込みおよび消去には２０ ｍＷ
以上の光出力が必要となる。本発す］者らは、このよう
な高出方の半導体レーザの実現を目的として、すでに第
１図に示すようなＴ ＲＳ （Ｔｗｉｎ Ｒｉｄｇｅ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ）構造の半導体レーザを特願昭６４
−３２８０２号において提案した。このレーザは平行な
２つのリッジ（うね）をもつ基板１上に活性層３を含む
グブルヘテロ（ＤＨ）構造を形成したものである。リッ
ジ間の溝の上部９がレーザ発振部である。
第１図において、１はｎ型Ｇａ Ａｓ基板、２はｎ型Ｇ
ａ １ｘ Ａｌ ｘＡｓ クラット層、３はｎ型Ｇ
ａ １ＡＩＪｘＡｓ活性層、４ばＰ型Ｇ ａ 、−Ｘ
ＡＩＸＡｓクラット層、５はｎ型電流制限層、６はＰ
ｊｌｌｌオーミック電極、７はｎ イｊｉｊｌオーミッ
ク電極である。
ａ １ｘ Ａｌ ｘＡｓ クラット層、３はｎ型Ｇ
ａ １ＡＩＪｘＡｓ活性層、４ばＰ型Ｇ ａ 、−Ｘ
ＡＩＸＡｓクラット層、５はｎ型電流制限層、６はＰ
ｊｌｌｌオーミック電極、７はｎ イｊｉｊｌオーミッ
ク電極である。
この半導体レーザの特徴は、結晶成長の際、結晶面の異
方性によりリノ／の側面の成長か促進されるのに対し、
リッジ上の成長は抑制されるのでその成長速度は極めて
遅くなり、リッジの上部で０．０６ ｐｎ＋以下の活性
層３が再現性よく得られることである。活性層３の膜厚
が０．０５μｍ程度の薄膜となると、活性層３で発光し
た光はクラッド層２に大きくしみ出し、その発光面積が
増大する。
方性によりリノ／の側面の成長か促進されるのに対し、
リッジ上の成長は抑制されるのでその成長速度は極めて
遅くなり、リッジの上部で０．０６ ｐｎ＋以下の活性
層３が再現性よく得られることである。活性層３の膜厚
が０．０５μｍ程度の薄膜となると、活性層３で発光し
た光はクラッド層２に大きくしみ出し、その発光面積が
増大する。
理論割算によれば、活性層３の膜厚が０，０３μｍ、活
性層３とクラッド層２とのＡ１モル比ｉ０．３５とする
と、光の閉じ込め係数は約０．２となり、約８０係の９
′乙がクラット層にしみ出すことになる。
性層３とクラッド層２とのＡ１モル比ｉ０．３５とする
と、光の閉じ込め係数は約０．２となり、約８０係の９
′乙がクラット層にしみ出すことになる。
このようにＴＲ３構造のレーザは元のしみ出し効果によ
って発光面積を大きくし、光出力の究極的な−（二限と
なるキャビティ面破壊棟での出力レベルを」二げるよう
としたものである。
って発光面積を大きくし、光出力の究極的な−（二限と
なるキャビティ面破壊棟での出力レベルを」二げるよう
としたものである。
このような高出力に適した構造のレーザで、ティスフへ
の記録・再生・消去を行なうのであるが、従来の方法で
は記録、再生および消去用に個別のレーザを用いて行な
っているため、ティスフ装置−のレーザ装置で実現１３
ニと１゛７上記の問題は容易に）臀決することができる
。
の記録・再生・消去を行なうのであるが、従来の方法で
は記録、再生および消去用に個別のレーザを用いて行な
っているため、ティスフ装置−のレーザ装置で実現１３
ニと１゛７上記の問題は容易に）臀決することができる
。
発明の構成
本発明は、上記の点にかんがみてなされたもので記録、
再生および消去などの異なった機能に対応し／こレーザ
を同一基板」二に作製したレーザアレイ装置を提供する
ものである。
再生および消去などの異なった機能に対応し／こレーザ
を同一基板」二に作製したレーザアレイ装置を提供する
ものである。
実施例の説明
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
ｎ型ＧａＡ ｓ基板１上に第２図（ａ）に示すようなＡ
。
。
Ｂ２種類の２つの平行なリソ７（Ｔｗｉｎ Ｒｉｄｇｅ
）をエツチングにより形成する１、リッジＡはく０１
１〉方向に高さ１６μｍ２幅１５／弘の２つのりッジか
５１１ ｍの間隔をおいて構成されたものであり、一方
リッジＢは＜０１１＞方向に高さ１．５１全ｍ、幅５μ
Ｉ７２の２つのリッジか２６μｍの間隔をおいて構成さ
れたものである。このような基板１上に液相エピタキ／
ヤルｌ去に」ニリｎ Ｗ Ｇａ、＋ −ｘＡｅＸＡｓ
（）（＝＝Ｑ 、３〜０．５）クラット層４およびｎ型
ＧａＡｓ電流制限層６の連続成長を行なう、−１それぞ
れの膜厚はリッジ上の平坦部でｎ型クラッド層２か０．
２μｍ７＋、活性層３が０．０５ μｍ 、 Ｐ型クラ
ッド層４が１．５７１＋７１゜ｎ型電流制限層５が０．
５μｍになるようにする。第１層目の成長の際、結晶成
長速度の差（結晶向の異方性による）によって、八、Ｂ
の２種類のリソ／ともその藺部Ａ−１，Ｂ−１が坤めつ
くされ、第２図（ｂ）のように平坦になる。
）をエツチングにより形成する１、リッジＡはく０１
１〉方向に高さ１６μｍ２幅１５／弘の２つのりッジか
５１１ ｍの間隔をおいて構成されたものであり、一方
リッジＢは＜０１１＞方向に高さ１．５１全ｍ、幅５μ
Ｉ７２の２つのリッジか２６μｍの間隔をおいて構成さ
れたものである。このような基板１上に液相エピタキ／
ヤルｌ去に」ニリｎ Ｗ Ｇａ、＋ −ｘＡｅＸＡｓ
（）（＝＝Ｑ 、３〜０．５）クラット層４およびｎ型
ＧａＡｓ電流制限層６の連続成長を行なう、−１それぞ
れの膜厚はリッジ上の平坦部でｎ型クラッド層２か０．
２μｍ７＋、活性層３が０．０５ μｍ 、 Ｐ型クラ
ッド層４が１．５７１＋７１゜ｎ型電流制限層５が０．
５μｍになるようにする。第１層目の成長の際、結晶成
長速度の差（結晶向の異方性による）によって、八、Ｂ
の２種類のリソ／ともその藺部Ａ−１，Ｂ−１が坤めつ
くされ、第２図（ｂ）のように平坦になる。
次に成長表［Ｙｌｌに５１３Ｎ４膜１０全つけ、基板−
１−のリッジ間の溝部の上部にストライプ状の拡散窓を
形成し、そこべ選択拡散を行なう（第２図（Ｃ））。
１−のリッジ間の溝部の上部にストライプ状の拡散窓を
形成し、そこべ選択拡散を行なう（第２図（Ｃ））。
リッジＡの拡散窓の１１」は約６ ｐ ／ＩＩ 、 ｌ
）ッジＢの拡散窓の［１コｒ／′ｉ２〜４μｍの狭スト
ライプにする。その後、Ｓｉ３Ｎ４膜１０全通して１、
Ｚｎ拡散を行ない、＼ 拡散フロントがＰ型りラｙｈ層４に達するようにする。
）ッジＢの拡散窓の［１コｒ／′ｉ２〜４μｍの狭スト
ライプにする。その後、Ｓｉ３Ｎ４膜１０全通して１、
Ｚｎ拡散を行ない、＼ 拡散フロントがＰ型りラｙｈ層４に達するようにする。
その後、表面の８１３Ｎ４膜１ｏを除去し、Ｐｆｕｌｌ
電極用金属を蒸着し１合金処理を行なってＰ ４１］］
オ〜ミツク電極６を形成する。
電極用金属を蒸着し１合金処理を行なってＰ ４１］］
オ〜ミツク電極６を形成する。
次に、リソ／ＡとＢとで個別に電流駆動ができるように
電気的に分離する必要がある。合とて、Ｐ １ｌｌｌ屯
極６上にレジストマスク１１を形成し、リッジＡとＢと
の中間に［１］５〜１０ Ｉｔ ／Ｉ＋のストライブ（
〈０１１〉方向）の窓あけをイＪなう。丑ず、Ｐ＋１１
１ ’ｒに極６を王水でエツチングし、ｎ型′亀流制限
層６が現われた後、（ｌｉ１１酸系のエツチング液で、
第２図（ｄ）のようにＧａ Ａｓ基、仮１のところ丑で
エツチング全行なう。その後レジストマスク１１を除去
し、基板側にｎ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行な
ってｎ側オーミック電極７を形成する（第２図（ｅ））
。このようにして作製した素子を８１ザブマウントにマ
ウントし、さら（にステムにマウントしてレーザアレイ
装置か完成する。
電気的に分離する必要がある。合とて、Ｐ １ｌｌｌ屯
極６上にレジストマスク１１を形成し、リッジＡとＢと
の中間に［１］５〜１０ Ｉｔ ／Ｉ＋のストライブ（
〈０１１〉方向）の窓あけをイＪなう。丑ず、Ｐ＋１１
１ ’ｒに極６を王水でエツチングし、ｎ型′亀流制限
層６が現われた後、（ｌｉ１１酸系のエツチング液で、
第２図（ｄ）のようにＧａ Ａｓ基、仮１のところ丑で
エツチング全行なう。その後レジストマスク１１を除去
し、基板側にｎ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行な
ってｎ側オーミック電極７を形成する（第２図（ｅ））
。このようにして作製した素子を８１ザブマウントにマ
ウントし、さら（にステムにマウントしてレーザアレイ
装置か完成する。
次にこのようにして得られた本実施例のレーザアレイの
偶−伯−および効果について説明する。
偶−伯−および効果について説明する。
第２図（ｅ）に示したレーザアレイ装置けりッ７Ａおよ
（ＪＯＢのりノン巾および尚ｒｌＪか異なるため、光学
的に異なった４青性をもつ。リソ／Ａの方は第１図に示
す、従来の弔体のＴＲＳレーザと同一形状であるン′、
二め、横モードの導波↑浅構同−屈折率型となり、安定
な基本横モート発据か得られる。しかも活性層か０．０
５ ／ｌＩｌ＋と薄い／とめビームの拡がり角が小さな
高出力か得られる。その代表的な値は光出力か３０ｍＷ
のとき、Ｐｎ接合面に垂直な方向で２０、水平な方向で
８である。一方、リッジＢの方ｄ、リッジの間隔（ｒｇ
１］ ）が２６７１ｍと広いため、横モードの導波機
構は利得導波路型となるが、電浣 壬注入領域が２〜４μ〃２の狭ストライブとなっている
ため、リッジＡの方と同様に基本横モード発振が得られ
る。このように、リッジＡもＢも高出力の領域で基本横
モード発振か’ｔ４ｆも、ｌしるが、横モートの導波機
構が異なるため非点収差の大きさに差が生じるｖ’）ノ
ジＡの方は屈折率導波機構のため、Ｐｎｎ接合面垂直な
方向と水平な方向とではビームウェストの位置か端面に
一致し非点収差音生じない。ところか、リッジＢの方で
は利（４ｚ 勇彼機構のため、Ｐｎ接合面に垂直な方向
と水平な方向とではビームウェストの位置が２０μＩｌ
＋程度離れているの非点収差か現われる。このような２
つのヒ−１・を同一のレンズ系１２でディスク１３土に
集う□乙させてやると、リッジＡからのレ−゛す九−二
非人仄収差がないために１〜２μｍの小さなビーム？子
に絞ることができるが、リッジＢからの光は非点収差の
／こめ、長細いだ円形のビームとなる（第３スルこの、
ｌ：うに、ディスク上のビームの大きさか異なると、そ
れぞれのビームに異なった機能をもたせることかできる
。光デイスクノアイルなとではビームの小さｂものを記
録用（２０ｍ ’Ｗ高出力あるいは再生用（５ｍ’Ｗ出
力）に捷た長細いた円形のビーム（は消去用（２０ｍ
Ｗ出力）に適している。
（ＪＯＢのりノン巾および尚ｒｌＪか異なるため、光学
的に異なった４青性をもつ。リソ／Ａの方は第１図に示
す、従来の弔体のＴＲＳレーザと同一形状であるン′、
二め、横モードの導波↑浅構同−屈折率型となり、安定
な基本横モート発据か得られる。しかも活性層か０．０
５ ／ｌＩｌ＋と薄い／とめビームの拡がり角が小さな
高出力か得られる。その代表的な値は光出力か３０ｍＷ
のとき、Ｐｎ接合面に垂直な方向で２０、水平な方向で
８である。一方、リッジＢの方ｄ、リッジの間隔（ｒｇ
１］ ）が２６７１ｍと広いため、横モードの導波機
構は利得導波路型となるが、電浣 壬注入領域が２〜４μ〃２の狭ストライブとなっている
ため、リッジＡの方と同様に基本横モード発振が得られ
る。このように、リッジＡもＢも高出力の領域で基本横
モード発振か’ｔ４ｆも、ｌしるが、横モートの導波機
構が異なるため非点収差の大きさに差が生じるｖ’）ノ
ジＡの方は屈折率導波機構のため、Ｐｎｎ接合面垂直な
方向と水平な方向とではビームウェストの位置か端面に
一致し非点収差音生じない。ところか、リッジＢの方で
は利（４ｚ 勇彼機構のため、Ｐｎ接合面に垂直な方向
と水平な方向とではビームウェストの位置が２０μＩｌ
＋程度離れているの非点収差か現われる。このような２
つのヒ−１・を同一のレンズ系１２でディスク１３土に
集う□乙させてやると、リッジＡからのレ−゛す九−二
非人仄収差がないために１〜２μｍの小さなビーム？子
に絞ることができるが、リッジＢからの光は非点収差の
／こめ、長細いだ円形のビームとなる（第３スルこの、
ｌ：うに、ディスク上のビームの大きさか異なると、そ
れぞれのビームに異なった機能をもたせることかできる
。光デイスクノアイルなとではビームの小さｂものを記
録用（２０ｍ ’Ｗ高出力あるいは再生用（５ｍ’Ｗ出
力）に捷た長細いた円形のビーム（は消去用（２０ｍ
Ｗ出力）に適している。
このレーザアレイ装置では個々のレーザの、駆動を単独
に行なうことができるので記録・再生・消去が、別々あ
るいは同時に行なうことかできる。
に行なうことができるので記録・再生・消去が、別々あ
るいは同時に行なうことかできる。
以上は、２つのレーザを含むレーザアレイ装置を実施例
としてあけたが、記録と再生とを別々にした３つのレー
ザアレイ装置も同様に作ることができる。記録と再生と
では光出力が異なるが、光学的特性（は同じなの゛で、
断面形状は同一となる。
としてあけたが、記録と再生とを別々にした３つのレー
ザアレイ装置も同様に作ることができる。記録と再生と
では光出力が異なるが、光学的特性（は同じなの゛で、
断面形状は同一となる。
発明の効果
以上述へ／ζように横モー１・の異なる導波機構のレー
ザずなわち屈折率導波機構のレーザと利得導波機構のレ
ーザとを並へた半導体レーザアレイはそれぞれのビーム
に異なった機能をもたせることかできるもので応用分野
が広くなるという特徴をもつ。
ザずなわち屈折率導波機構のレーザと利得導波機構のレ
ーザとを並へた半導体レーザアレイはそれぞれのビーム
に異なった機能をもたせることかできるもので応用分野
が広くなるという特徴をもつ。
第１図は従来の半導体し〜ザの断面図、第２図（ａ）〜
（ｅ）は本発明の実施例の半導体レーザアレイ装置の製
造方法および構造を示す図、第３図は本発明の実施例の
半導体レーザアレイ装置を用いて光ビームをディス久」
二で集光した状態を示す図である。 １−−−ｎ型ＧａＡｓ基板、２−−− ｎ型Ｇａ１〜ｘ
Ａ召ＸＡｓクラット層、３ ・・・・ｎ型Ｇａ１□ｙＡ
βｙＡｓ活性層、４・・・・Ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌ）ｃＡ
ｓクラッド層、５・・・・・・ｎ型電流制限層、６・・
・・・Ｐ側オーミック電極、Ｙ・・・・・・ｎ（ｊｌｌ
オーミック電極、８・・・・・・Ｚｎ拡散領域、９・・
・・・レーザ発Ｊ辰郡、１０川・Ｓｉ３Ｎ４膜、１１・
・川・フォトマス／’、１２・・・・・レンズ系、
１３・・・・ ディスク、Ａ−１・・・ リッジＡＫお
けるｉ’嗜：？ｌ（、Ｂ−１・・ リッジＢにおける？
ｋｉ部。 代Ｊ、、ｊＪＪ人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 は
が１名第１図 第 ２ 図 第２図
（ｅ）は本発明の実施例の半導体レーザアレイ装置の製
造方法および構造を示す図、第３図は本発明の実施例の
半導体レーザアレイ装置を用いて光ビームをディス久」
二で集光した状態を示す図である。 １−−−ｎ型ＧａＡｓ基板、２−−− ｎ型Ｇａ１〜ｘ
Ａ召ＸＡｓクラット層、３ ・・・・ｎ型Ｇａ１□ｙＡ
βｙＡｓ活性層、４・・・・Ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌ）ｃＡ
ｓクラッド層、５・・・・・・ｎ型電流制限層、６・・
・・・Ｐ側オーミック電極、Ｙ・・・・・・ｎ（ｊｌｌ
オーミック電極、８・・・・・・Ｚｎ拡散領域、９・・
・・・レーザ発Ｊ辰郡、１０川・Ｓｉ３Ｎ４膜、１１・
・川・フォトマス／’、１２・・・・・レンズ系、
１３・・・・ ディスク、Ａ−１・・・ リッジＡＫお
けるｉ’嗜：？ｌ（、Ｂ−１・・ リッジＢにおける？
ｋｉ部。 代Ｊ、、ｊＪＪ人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 は
が１名第１図 第 ２ 図 第２図
Claims (1)
- 四−才導体基板上に複数のレーザ発振部域を有し、横モ
ードを支配する屈折率導波機構および利得導波機構をそ
れぞれ少なくとも１つ以上備えたこと特徴とする半導体
レーザアレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23270182A JPS59123289A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23270182A JPS59123289A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123289A true JPS59123289A (ja) | 1984-07-17 |
| JPH041516B2 JPH041516B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=16943414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23270182A Granted JPS59123289A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123289A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61121770U (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-31 | ||
| WO2003005515A1 (fr) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Nichia Corporation | Dispositif laser a semiconducteur gan et systeme d'information sur disque optique utilisant ce dispositif laser |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57169291A (en) * | 1981-03-23 | 1982-10-18 | Philips Nv | Semiconductor laser device and method of producing same |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP23270182A patent/JPS59123289A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57169291A (en) * | 1981-03-23 | 1982-10-18 | Philips Nv | Semiconductor laser device and method of producing same |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61121770U (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-31 | ||
| WO2003005515A1 (fr) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Nichia Corporation | Dispositif laser a semiconducteur gan et systeme d'information sur disque optique utilisant ce dispositif laser |
| US7194013B2 (en) | 2001-07-02 | 2007-03-20 | Nichia Corporation | GaN semiconductor laser device, and optical disk information system using the laser device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH041516B2 (ja) | 1992-01-13 |
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