JPS59144192A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS59144192A JPS59144192A JP1838983A JP1838983A JPS59144192A JP S59144192 A JPS59144192 A JP S59144192A JP 1838983 A JP1838983 A JP 1838983A JP 1838983 A JP1838983 A JP 1838983A JP S59144192 A JPS59144192 A JP S59144192A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
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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
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
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】
゛ 産業上の利用分野
本発明は半導体レーザ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、光デイスクファイルの書き込み用、あるいはレー
ザプリンターなどの用途のために基本横モード発振をす
る高出力半導体レーザの需要が高まってきている。この
要求に答えるべく、本発明者らは、Ｔ ＲＳ （Ｔｗｉ
ｎ−Ｒｉｄｇｅ−８ｎｂｓｔｒａｔｅ）構造の半導体Ｖ
−ザを発明した （特願昭５４−３２８０２号）。ｎ型
基板を用いた場合のこの種の半導体レーザ装置の断面図
を１図に示す。このレーザ装置は基板１上に：２つのり
ノジ（うね）を形成しその上に活性層３を含む各層２，
３，４．５を連続成長させ、電流注入領域８を形成する
だめ亜鉛を結晶表面よシ拡散させた後、電極６，７を形
成して作製する。
ザプリンターなどの用途のために基本横モード発振をす
る高出力半導体レーザの需要が高まってきている。この
要求に答えるべく、本発明者らは、Ｔ ＲＳ （Ｔｗｉ
ｎ−Ｒｉｄｇｅ−８ｎｂｓｔｒａｔｅ）構造の半導体Ｖ
−ザを発明した （特願昭５４−３２８０２号）。ｎ型
基板を用いた場合のこの種の半導体レーザ装置の断面図
を１図に示す。このレーザ装置は基板１上に：２つのり
ノジ（うね）を形成しその上に活性層３を含む各層２，
３，４．５を連続成長させ、電流注入領域８を形成する
だめ亜鉛を結晶表面よシ拡散させた後、電極６，７を形
成して作製する。
成長のきい、リッジ上の溶液中のＡｓはリッジの外側へ
拡散するため活性層３の膜厚はリッジ上の平坦部（ａ−
ｄ）で非常に薄く成長させることができるので、この部
分で光は大きく第１および第２クラツト層２，４にしみ
出す。第１クラッド層２にしみ出した光は溝部以外のリ
ッジ上（ａ〜ｂ、ｃ〜ｄ）では基板に吸収されるだめ、
リッジ間の溝部（ｂ−ｃ）Ｋ閉じ込められ、ここで安定
な基本横モード発振が得られる。
拡散するため活性層３の膜厚はリッジ上の平坦部（ａ−
ｄ）で非常に薄く成長させることができるので、この部
分で光は大きく第１および第２クラツト層２，４にしみ
出す。第１クラッド層２にしみ出した光は溝部以外のリ
ッジ上（ａ〜ｂ、ｃ〜ｄ）では基板に吸収されるだめ、
リッジ間の溝部（ｂ−ｃ）Ｋ閉じ込められ、ここで安定
な基本横モード発振が得られる。
この構造の半導体レーザ装置においては、亜鉛拡散領域
８から注入された電流は発振が行なわれる溝部（ｂ−ｃ
）だけではなく、リツ・２部（ａ〜ｂ、ｃ〜ｄ）へも流
れるので、それが電流の損失となり、溝部（、ｂ−ｃ、
）への効果的な電流注入は難しい。この問題を解決する
ことにより、しきい値を低下させ、外部微分量子効率も
向上させることができる。
８から注入された電流は発振が行なわれる溝部（ｂ−ｃ
）だけではなく、リツ・２部（ａ〜ｂ、ｃ〜ｄ）へも流
れるので、それが電流の損失となり、溝部（、ｂ−ｃ、
）への効果的な電流注入は難しい。この問題を解決する
ことにより、しきい値を低下させ、外部微分量子効率も
向上させることができる。
発明の目的
本発明は、上記ＴＲＳ型レーしにおけるこのような点を
改良した新しい構造の半導体レーザ装置を提供するもの
である。
改良した新しい構造の半導体レーザ装置を提供するもの
である。
発明の構成
本発明の半導体レーザ装置は、基板の表面に、前記基板
の主面に平行なｐｎ接合を有する２つのだがいに平行な
リッジが形成され、前記２つのりッジを有する基板の上
に活性層を含む各層が形成されたものである。
の主面に平行なｐｎ接合を有する２つのだがいに平行な
リッジが形成され、前記２つのりッジを有する基板の上
に活性層を含む各層が形成されたものである。
実施例の説明
以下の実施例の半導体レーザ素子の作製には２回のエピ
タキシャル成長が用いられる。以下第２図（２Ｌ）〜（
６）にもとづいて実施例を説明する。１回目の成長では
ｎ型基板１上にｐ型第１電流狭窄層９、ｎ型第２雷５流
狭窄層１０．ｐ型温３電流狭窄層１１を連続成長させる
（第２図（ａ））。
タキシャル成長が用いられる。以下第２図（２Ｌ）〜（
６）にもとづいて実施例を説明する。１回目の成長では
ｎ型基板１上にｐ型第１電流狭窄層９、ｎ型第２雷５流
狭窄層１０．ｐ型温３電流狭窄層１１を連続成長させる
（第２図（ａ））。
このウェハー上にエツチングにより第２図（ｂ）に示す
ような２つの平行なりツジを設ける。２つのリッジ間の
溝の底はｎ型基板１まで達するようにする。その基板１
の表面に２回目の成長として、第１層ｎ型クラッド層２
、第２層ノンドープ活性層３、第３眉ｐ型クラッド層４
、第４層ｎ型電流制限層５を連続成長させる（第２図（
Ｃ））。
ような２つの平行なりツジを設ける。２つのリッジ間の
溝の底はｎ型基板１まで達するようにする。その基板１
の表面に２回目の成長として、第１層ｎ型クラッド層２
、第２層ノンドープ活性層３、第３眉ｐ型クラッド層４
、第４層ｎ型電流制限層５を連続成長させる（第２図（
Ｃ））。
次に成長表面よりｐ型不純物を基板のリッジ間の溝部上
にストライプ状に選択拡散し、拡散フロントが第３眉ｐ
型クラッド層４に達するようにする（第２図（ｄ））。
にストライプ状に選択拡散し、拡散フロントが第３眉ｐ
型クラッド層４に達するようにする（第２図（ｄ））。
選択拡散のだめに表面に付けた拡散防止膜１２を除去し
た後、ｐ側オーミック電極６を形成する。又、基板側に
ｎ側オーミック電極γを形成し、第２図（ｅ）に示すよ
うに作製する。
た後、ｐ側オーミック電極６を形成する。又、基板側に
ｎ側オーミック電極γを形成し、第２図（ｅ）に示すよ
うに作製する。
この構造の半導体レーザ装置においては、リッジ部はｐ
ｎ接合の逆バイアス状態となるだめ、電流阻止の役割を
果たす。そのため、亜鉛拡散領域８より第３眉ｐ型クラ
ッド層４に注入された電流。
ｎ接合の逆バイアス状態となるだめ、電流阻止の役割を
果たす。そのため、亜鉛拡散領域８より第３眉ｐ型クラ
ッド層４に注入された電流。
はリッジ部には流れ込まず、発振が行なわれる溝部上の
活性層に集中的に注入される。この結果、発振しきい値
を低下させ、外部微分量子効率を向上させることができ
る。
活性層に集中的に注入される。この結果、発振しきい値
を低下させ、外部微分量子効率を向上させることができ
る。
以下、さらに具体的に説明する。すなわち、ＧａＡｓ−
Ｇａ１ｚｋｌｚｋｓ系により構成したレーザの実姉例を
示す。
Ｇａ１ｚｋｌｚｋｓ系により構成したレーザの実姉例を
示す。
ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１ｏｏ）面上に液相エピタキシ
ャル法によりｐ型ＧａＯ，５７Ａｎ０．４ＲＡＳよりな
る第１電流狭窄層９を０−４ｐｌ ｎＷＧａｏ、５７Ａ
ｌｏ、ａ３Ａｓ よシなる第２電流狭窄層１ｏを０．４
μｍ、ｐ型Ｇ２Ｌ０．５７ Ａ＃ ０．４５”Ｓ よ
りなる第３電流狭窄層１１をＣＤ、４μｍの厚さに連続
成長を行なう（第２図（ａ） ）。
ャル法によりｐ型ＧａＯ，５７Ａｎ０．４ＲＡＳよりな
る第１電流狭窄層９を０−４ｐｌ ｎＷＧａｏ、５７Ａ
ｌｏ、ａ３Ａｓ よシなる第２電流狭窄層１ｏを０．４
μｍ、ｐ型Ｇ２Ｌ０．５７ Ａ＃ ０．４５”Ｓ よ
りなる第３電流狭窄層１１をＣＤ、４μｍの厚さに連続
成長を行なう（第２図（ａ） ）。
この１回目の成長が終わったウェハーの表面に、〈０１
１〉方向に高さ１．５μｍ１幅２０μｍの２つのりッジ
を４μｍの間隔をおいてエツチングにより形成する（第
２図（ｂ））。リッジを設けた基板表面上に再び液相エ
ピタキシャル法によって、第１層ｎ型”０．５７ＡＬ、
４．Ａｓクラッド層２をリッジ上の平坦部で約０．２μ
ｍ１第２層ノンドープＧａｏ、２Ａｌｏｏ８Ａｓ活性層
３を同じ場所で約ｏ、ｏ ｓ 虜、第３層ｐ型”Ｌ Ｏ
，５７Ａ＃ ｏ、４５Ａｓクラッド層４を同じ場所で約
１．５ｐｍ’、第４層ｎ型ＧａＡｓ電流制限層５を約０
．５μｍの厚さになるように連続成長を行なう（第２図
（Ｃ））。
１〉方向に高さ１．５μｍ１幅２０μｍの２つのりッジ
を４μｍの間隔をおいてエツチングにより形成する（第
２図（ｂ））。リッジを設けた基板表面上に再び液相エ
ピタキシャル法によって、第１層ｎ型”０．５７ＡＬ、
４．Ａｓクラッド層２をリッジ上の平坦部で約０．２μ
ｍ１第２層ノンドープＧａｏ、２Ａｌｏｏ８Ａｓ活性層
３を同じ場所で約ｏ、ｏ ｓ 虜、第３層ｐ型”Ｌ Ｏ
，５７Ａ＃ ｏ、４５Ａｓクラッド層４を同じ場所で約
１．５ｐｍ’、第４層ｎ型ＧａＡｓ電流制限層５を約０
．５μｍの厚さになるように連続成長を行なう（第２図
（Ｃ））。
次に成長表面に５ｉ５Ｎ４膜１２を付け、基板上のリッ
ジ間の溝部の上部にストライプ状窓を形成し、そこへ選
択拡散を行ない、拡散フロントが第３層ｐ型” ｏ、５
７Ａ６ ｏ、４３Ａｓクラッド層４に達するようにする
（第２図（ｄ））。
ジ間の溝部の上部にストライプ状窓を形成し、そこへ選
択拡散を行ない、拡散フロントが第３層ｐ型” ｏ、５
７Ａ６ ｏ、４３Ａｓクラッド層４に達するようにする
（第２図（ｄ））。
その後、表面の５ｉ５Ｎ４膜１２を除去し、ｐ側電極用
金属を蒸着し、合金処理を行なってｐ側オーミック電極
６を形成する。基板側には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））。
金属を蒸着し、合金処理を行なってｐ側オーミック電極
６を形成する。基板側には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半導体ウニ・・−をへき開し、
Ｓ１ブロツクにマウントして完成する。
Ｓ１ブロツクにマウントして完成する。
この構造の半導体レーザ装置は従来のＴＲＳレーザに比
べて低しきい値・高効率が実現できだ。
べて低しきい値・高効率が実現できだ。
第３図は同レーザ装置における注入電流と光出力との関
係を示す。従来のＴＲＳレーザの発振しきい値電流（特
性直＃Ｊ１３）は約７０ｍＡであり、注入電流と光出力
との傾きから求められる外部微分量子効率は約４５係で
あったが、第２図に示す本発明の実施例の半導体レーザ
装置では特性直線１４に示すように発振しきい値電流は
約３０ ｍＡと低く、外部微分量子効率は約ア○係と非
常に高い値が得られた。
係を示す。従来のＴＲＳレーザの発振しきい値電流（特
性直＃Ｊ１３）は約７０ｍＡであり、注入電流と光出力
との傾きから求められる外部微分量子効率は約４５係で
あったが、第２図に示す本発明の実施例の半導体レーザ
装置では特性直線１４に示すように発振しきい値電流は
約３０ ｍＡと低く、外部微分量子効率は約ア○係と非
常に高い値が得られた。
また、ここでは実施例としてｎ型の基板を用いた場合を
示しだが、Ｐ型基板を用いてレーザを構成した場合でも
、全く同様の効果をもたらすものである。
示しだが、Ｐ型基板を用いてレーザを構成した場合でも
、全く同様の効果をもたらすものである。
発明の詳細
な説明したように本発明の半導体レーザ装置は、低しき
い値、高効率の発振を行なうことができももので工業上
の利用価値が高い。
い値、高効率の発振を行なうことができももので工業上
の利用価値が高い。
ザ装置の断面図、第２図（ａ）〜（８）は本発明の一実
施例における半導体レーザ装置の製造工程における断面
図、第３図は本発明および従来の構造のレーザ装置の電
流−光出力特性を示す図である。
施例における半導体レーザ装置の製造工程における断面
図、第３図は本発明および従来の構造のレーザ装置の電
流−光出力特性を示す図である。
１・・・・・・ｎ型Ｇ、ａＡｓ基板、２・・・・・・ｎ
型Ｇａ、□ＡｌＸＡｓＡｌＸＡｓクララ・−・ノンドー
プＧａ１．ＡｌｙＡＳ活性層、４・・・・・ｐ型Ｇａ１
ＸＡｌｘＡｓクラッド層、５・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ
電流制限層、６・・・・・・ｐ（ＩＩ！ＩＩオーミック
電極用金属膜、７・・・・・・ｎ側オーミック電極用金
属膜、８・・・・・・亜鉛拡散領域、９・・・・・・ｎ
型” 、−ｘＡｌｘＡｓ第１電流狭窄層、１０−・−・
ｎ型Ｃｒ ａ １−ｚ Ａ（ＪｘＡ”第２電流狭窄層、
１１・・・・・・ｎ型Ｇａ 、 −ｘＡｌｘＡｓ第３電
流狭窄層、１２・・・・・・絶縁膜。
型Ｇａ、□ＡｌＸＡｓＡｌＸＡｓクララ・−・ノンドー
プＧａ１．ＡｌｙＡＳ活性層、４・・・・・ｐ型Ｇａ１
ＸＡｌｘＡｓクラッド層、５・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ
電流制限層、６・・・・・・ｐ（ＩＩ！ＩＩオーミック
電極用金属膜、７・・・・・・ｎ側オーミック電極用金
属膜、８・・・・・・亜鉛拡散領域、９・・・・・・ｎ
型” 、−ｘＡｌｘＡｓ第１電流狭窄層、１０−・−・
ｎ型Ｃｒ ａ １−ｚ Ａ（ＪｘＡ”第２電流狭窄層、
１１・・・・・・ｎ型Ｇａ 、 −ｘＡｌｘＡｓ第３電
流狭窄層、１２・・・・・・絶縁膜。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ）２図
図 ）２図
Claims (1)
- 基板の表面に、前記基板の主面に平行なｐｎ接合を有す
る２つのだがいに平行なリッジが形成され、前記２つの
リッジを有する基板の上に活性層を含む各層が形成され
たことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1838983A JPS59144192A (ja) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1838983A JPS59144192A (ja) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59144192A true JPS59144192A (ja) | 1984-08-18 |
Family
ID=11970351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1838983A Pending JPS59144192A (ja) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59144192A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55124292A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| JPS5646593A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-27 | Xerox Corp | Heteroostructure semiconductor laser |
-
1983
- 1983-02-07 JP JP1838983A patent/JPS59144192A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55124292A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| JPS5646593A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-27 | Xerox Corp | Heteroostructure semiconductor laser |
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