JPS5992589A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS5992589A JPS5992589A JP20267182A JP20267182A JPS5992589A JP S5992589 A JPS5992589 A JP S5992589A JP 20267182 A JP20267182 A JP 20267182A JP 20267182 A JP20267182 A JP 20267182A JP S5992589 A JPS5992589 A JP S5992589A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- resonator
- type
- mesa
- light emitting
- 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
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
Landscapes
- 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】
本発明は単一軸モード発振半導体レーザ装置の構造に関
するものである。
するものである。
従来提案されてきた単一軸モード発振半導体レーザ装置
の構造としては、特許出願公告昭５３−２２４３４にあ
る様に、発光領域となる活性層の近傍に共振器の長さ方
向に周期的た凹凸を形成した構造のものがある。しかし
ながら、この構造に於ては、電流注入によって発光再結
合を行う活性層が共振器端面にまで伸延しており、共振
器端面に於て外囲気に含まれる酸素等と光化学反応をお
こし、共振器端面が劣化し、電流の吸収領域が形成され
、長時間に亘って安定な発振特性を維持できない欠点が
あった。
の構造としては、特許出願公告昭５３−２２４３４にあ
る様に、発光領域となる活性層の近傍に共振器の長さ方
向に周期的た凹凸を形成した構造のものがある。しかし
ながら、この構造に於ては、電流注入によって発光再結
合を行う活性層が共振器端面にまで伸延しており、共振
器端面に於て外囲気に含まれる酸素等と光化学反応をお
こし、共振器端面が劣化し、電流の吸収領域が形成され
、長時間に亘って安定な発振特性を維持できない欠点が
あった。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、信頼
性の高いまた発振閾値電流のよシ低い単一軸モード発振
半導体レーザ装置を提供することにある。
性の高いまた発振閾値電流のよシ低い単一軸モード発振
半導体レーザ装置を提供することにある。
本発明の構成は、半導体基板上に、ｍ−ｖ族半導体から
なる発光領域とこの発光領域を上下から挾む様に設置さ
れ前記発光領域より大きな禁制帯幅をもつキャリア閉込
層とこのキャリア閉込層に隣接して設けられ前記発光領
域より大きい禁制帯幅でかつ前記キャリア閉込層より小
さい禁制帯幅のをもつ光ガイド層とを含むメサ状積層体
を備え、このメサ状積層体の長手方向を共振器端面まで
伸延せしめる構造の半導体レーザ装置において、このメ
サ状積層体の側部がメサ状積層体の長手方向に関し周期
性を有する凹凸面となし、さらに前記メサ状積層体に含
まれる前記発光領域と前記キャリア閉込層とを前記共振
器端面より内側に位置せしめ、さらに該メサ状積層体の
側部ならびに前記共振器端面と前記発光領域及び前記キ
ャリア閉込層との間に前記光ガイド層よりも大きい禁制
帯幅をもつ牛導体層を形成したことを特徴とする。
なる発光領域とこの発光領域を上下から挾む様に設置さ
れ前記発光領域より大きな禁制帯幅をもつキャリア閉込
層とこのキャリア閉込層に隣接して設けられ前記発光領
域より大きい禁制帯幅でかつ前記キャリア閉込層より小
さい禁制帯幅のをもつ光ガイド層とを含むメサ状積層体
を備え、このメサ状積層体の長手方向を共振器端面まで
伸延せしめる構造の半導体レーザ装置において、このメ
サ状積層体の側部がメサ状積層体の長手方向に関し周期
性を有する凹凸面となし、さらに前記メサ状積層体に含
まれる前記発光領域と前記キャリア閉込層とを前記共振
器端面より内側に位置せしめ、さらに該メサ状積層体の
側部ならびに前記共振器端面と前記発光領域及び前記キ
ャリア閉込層との間に前記光ガイド層よりも大きい禁制
帯幅をもつ牛導体層を形成したことを特徴とする。
以下本発明を図面により詳細に説明する。
第１図より第３図は本発明の実施例の半導体レーザ装置
の製造工程順に示す斜視図、第４図は本発明の実施例を
中央部分で切断した状態の斜視図である。まず、第１図
に示す第１の結晶成長工程に於て、ｐ型ＧａＡｓ基板１
上に、順次ｐ型ＡｌＯ，６ＧａＯ，４Ａ’層２、活性層
となるＡｆｉｏ、ｏｓＧａｏ、ｅ ｓＡｓ層３、ｎ型Ａ
ｆｉｏ、ａＧａｏ、ｉＡｓ層４、光ガイド層となるｎ
ｆｆ１Ａｆｉｏ２ｚＧａｏ、ｙｅＡｓ層５、ｎ型Ａｆｆ
ｉｏ、５Ｇａｏ、ｙＡｓ層６′ｉ！ｉｌ−形成する。こ
こで各層の厚さはそれぞれ、１．５μｍ 、 ０．０８
μｍ、０．０３μｍ 、 １．５μｍ。
の製造工程順に示す斜視図、第４図は本発明の実施例を
中央部分で切断した状態の斜視図である。まず、第１図
に示す第１の結晶成長工程に於て、ｐ型ＧａＡｓ基板１
上に、順次ｐ型ＡｌＯ，６ＧａＯ，４Ａ’層２、活性層
となるＡｆｉｏ、ｏｓＧａｏ、ｅ ｓＡｓ層３、ｎ型Ａ
ｆｉｏ、ａＧａｏ、ｉＡｓ層４、光ガイド層となるｎ
ｆｆ１Ａｆｉｏ２ｚＧａｏ、ｙｅＡｓ層５、ｎ型Ａｆｆ
ｉｏ、５Ｇａｏ、ｙＡｓ層６′ｉ！ｉｌ−形成する。こ
こで各層の厚さはそれぞれ、１．５μｍ 、 ０．０８
μｍ、０．０３μｍ 、 １．５μｍ。
１．５μｍを標準の厚さとする。
次に、第２図に示す様に、Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２０□十３Ｃ
Ｈ３０Ｈをエツチング液として帯状メサ積層体を島状に
形成し、さらにＨＦ溶液により数秒間エツチングを行い
、Ａｆｉｏ、ａＧａｏ、ａＡａ層２及び４と活性層とな
るＡｌ１ｏ、２２Ｇａｏ、ｙｓＡａ層３とを選択的にエ
ツチングを行う。ことでＨＦ溶液はＡＪｌｏ、ａＧａｏ
、４Ａ１１層４４を選択的にエツチングするため、これ
ら各層に挾まれたＡｌｏ、ｏｓＧａｏ、ｅｓＡｓ層３は
帯状メサ積層体の長手方向において容易にエツチング除
去し、メサ積層体を形成することができる。また、 Ｈ
Ｆ溶液によるエツチング工程により、帯状メサ積層体の
側部もエツチングされ、ｐ型Ａ１◎、５Ｇａｏ、４μｍ
層２ 、 Ａｌｏ、ｏｓＧａｏ、ｓ＋ｓＡｓ層３．ｎ型
Ａｆｉｏ、ａＧａｏ、ａＡｓＡｓＯ２幅はその上部に位
置するｎ型ｋＱｏ、２２Ｇａｏ、ｙａＡｓ層５．ｎ型Ａ
ＪＩｏ、ａＧａｏ、ｙＡｓＡｓＯ２幅よりも狭いものと
なる特徴がある。
Ｈ３０Ｈをエツチング液として帯状メサ積層体を島状に
形成し、さらにＨＦ溶液により数秒間エツチングを行い
、Ａｆｉｏ、ａＧａｏ、ａＡａ層２及び４と活性層とな
るＡｌ１ｏ、２２Ｇａｏ、ｙｓＡａ層３とを選択的にエ
ツチングを行う。ことでＨＦ溶液はＡＪｌｏ、ａＧａｏ
、４Ａ１１層４４を選択的にエツチングするため、これ
ら各層に挾まれたＡｌｏ、ｏｓＧａｏ、ｅｓＡｓ層３は
帯状メサ積層体の長手方向において容易にエツチング除
去し、メサ積層体を形成することができる。また、 Ｈ
Ｆ溶液によるエツチング工程により、帯状メサ積層体の
側部もエツチングされ、ｐ型Ａ１◎、５Ｇａｏ、４μｍ
層２ 、 Ａｌｏ、ｏｓＧａｏ、ｓ＋ｓＡｓ層３．ｎ型
Ａｆｉｏ、ａＧａｏ、ａＡｓＡｓＯ２幅はその上部に位
置するｎ型ｋＱｏ、２２Ｇａｏ、ｙａＡｓ層５．ｎ型Ａ
ＪＩｏ、ａＧａｏ、ｙＡｓＡｓＯ２幅よりも狭いものと
なる特徴がある。
次に、この帯状メサ積層体の上部に金属マスク等を配置
して、イオンエツチングを行い、ｎ型Ａ１ｏ、５Ｇａｏ
、ｎＡ１１層４よりも長くつき出たメサ積層体の側部に
周期的な凹凸形状を形成する（第３図）。
して、イオンエツチングを行い、ｎ型Ａ１ｏ、５Ｇａｏ
、ｎＡ１１層４よりも長くつき出たメサ積層体の側部に
周期的な凹凸形状を形成する（第３図）。
ここで凹凸の高低差は約７０ＯＡ、凹凸の周期は約０．
１２μｍとする。ここでメサ積層体上部の横幅は活性層
３の横幅よりも広いため、イオンエッチ等によるダメー
ジは活性層３に入らない特徴を有している。
１２μｍとする。ここでメサ積層体上部の横幅は活性層
３の横幅よりも広いため、イオンエッチ等によるダメー
ジは活性層３に入らない特徴を有している。
次に、結晶表面を洗浄した後、第４図に示すように第２
の結晶成長工程によ〕、前述のメサ積層体の側部を埋込
む様に、順次ｎ型Ａ１ｏ、ａＧａｏ、ｙＡｓ５一 層７．ｐ型Ａｊ！ｏ、ａＧａｏ、ｙＡｓ層８．ｎ型Ａｆ
ｉｏ、５ＧａＯ，７μｍ層９を形成する。しかる後に、
ｐ型オーミック電極１０．ｎ型オーミック電極１１を形
成して本発明に係る単一軸モード発振半導体レーザ装置
が形成される。
の結晶成長工程によ〕、前述のメサ積層体の側部を埋込
む様に、順次ｎ型Ａ１ｏ、ａＧａｏ、ｙＡｓ５一 層７．ｐ型Ａｊ！ｏ、ａＧａｏ、ｙＡｓ層８．ｎ型Ａｆ
ｉｏ、５ＧａＯ，７μｍ層９を形成する。しかる後に、
ｐ型オーミック電極１０．ｎ型オーミック電極１１を形
成して本発明に係る単一軸モード発振半導体レーザ装置
が形成される。
本発明の半導体レーザ装置の構造に於ては、第４図に示
す様に、活性層３を含むメサ積層体の側部が活性層より
も禁制帯幅の大きなＡρｏ、ａＧａｏ、ｙＡａ層７．８
で包囲された構造となり、活性層３に注入されたキャリ
アは横方向拡散もなく効率良く発光再結合に寄与させる
ことができ、低発振閾値で効率良い半導体レーザ装置を
構成することが可能となる。
す様に、活性層３を含むメサ積層体の側部が活性層より
も禁制帯幅の大きなＡρｏ、ａＧａｏ、ｙＡａ層７．８
で包囲された構造となり、活性層３に注入されたキャリ
アは横方向拡散もなく効率良く発光再結合に寄与させる
ことができ、低発振閾値で効率良い半導体レーザ装置を
構成することが可能となる。
また、第４図に示す様に、周囲がＡｆｉｏ、ａＧａｏ、
ｔＡｌｌなる禁制帯幅の大きな層４．６．８によって包
囲されたＡＩｔ ｏ、ｚ２Ｇｉｏ、ｙｓＡａ層５が共振
器端面方向にまで伸延し、活性層３での発光を効率良く
導波する構造となっている。また、周期性のある凹凸形
状による分布反射器によって、単一軸モード発振を安定
に維持できる。さらに、活性層は共振器端 ６一 面側よりも内側に配置されており、この活性層よりも禁
制帯幅の大きなＡｌｏ、５Ｇａｏ、ｙＡａ層７．８にて
包囲された構造となっているため、活性層に注入された
キャリアは共振器端面側にまで拡散することもなく、共
振器端面での光化学反応を防止でき。
ｔＡｌｌなる禁制帯幅の大きな層４．６．８によって包
囲されたＡＩｔ ｏ、ｚ２Ｇｉｏ、ｙｓＡａ層５が共振
器端面方向にまで伸延し、活性層３での発光を効率良く
導波する構造となっている。また、周期性のある凹凸形
状による分布反射器によって、単一軸モード発振を安定
に維持できる。さらに、活性層は共振器端 ６一 面側よりも内側に配置されており、この活性層よりも禁
制帯幅の大きなＡｌｏ、５Ｇａｏ、ｙＡａ層７．８にて
包囲された構造となっているため、活性層に注入された
キャリアは共振器端面側にまで拡散することもなく、共
振器端面での光化学反応を防止でき。
長期間に亘って信頼性の高い半導体レーザ装置を構成で
きる。
きる。
以上説明した様Ｋ、本発明に係る半導体レーザ装置の構
造に於ては、発光領域となるＡｆｉｏ、ｏｉＧａｏ、ｓ
ｓＡ！１活性層３が、共振器端面より内側に配置され、
活性層に注入されたキャリアは共振器端面にまで拡散す
ることもなく、共振器端面での光化学反応を防止でき長
期間に亘って信頼性の高い半導体レーザ装置を提供でき
るものである。
造に於ては、発光領域となるＡｆｉｏ、ｏｉＧａｏ、ｓ
ｓＡ！１活性層３が、共振器端面より内側に配置され、
活性層に注入されたキャリアは共振器端面にまで拡散す
ることもなく、共振器端面での光化学反応を防止でき長
期間に亘って信頼性の高い半導体レーザ装置を提供でき
るものである。
又、本構造に於ては、メサ積層体の側面が活性層となる
Ａｌｏ、ｏｓＧａｏ、ｅａＡｓ層よりも禁制帯幅の大き
な半導体層で埋込む構造となりてお夛、さらに活性層で
の発振光を禁制帯幅の大きなＡｆｉｏ、＊ｚＧａＯ，？
８Ａ８層５によシ共振器端面側にまで導波し、分布反射
機構による単一軸モード発振を維持する構造となってい
るため、散乱損失の失ない発振閾値電流の小さな、発振
効率の高い半導体レーザ装置を提供することができる。
Ａｌｏ、ｏｓＧａｏ、ｅａＡｓ層よりも禁制帯幅の大き
な半導体層で埋込む構造となりてお夛、さらに活性層で
の発振光を禁制帯幅の大きなＡｆｉｏ、＊ｚＧａＯ，？
８Ａ８層５によシ共振器端面側にまで導波し、分布反射
機構による単一軸モード発振を維持する構造となってい
るため、散乱損失の失ない発振閾値電流の小さな、発振
効率の高い半導体レーザ装置を提供することができる。
なお、以上の実施例に於ては、ｐ型ＧａＡａ基板を用い
たが、これは光導波路層となるＡｆｉｏ、ｚ２Ｇａ０．
７８ＡＢ層５はｎ型半導体層の方がｐ型の場合よりも温
度特性に優れているためであるが、両者の差異を問題に
しない応用分野においては、ｐ型の光導波路層でも良く
、又ｎ型ＱａＡａ基板を用いても本発明に係る半導体レ
ーザ装置を構成できることは言うまでもかい。また、分
布反射器となる周期的凹凸部を光導波路層に部分的に形
成したが、光導波路層の全曲に亘って凹凸部を形成して
も本発明の目的を達成できることは自明である。
たが、これは光導波路層となるＡｆｉｏ、ｚ２Ｇａ０．
７８ＡＢ層５はｎ型半導体層の方がｐ型の場合よりも温
度特性に優れているためであるが、両者の差異を問題に
しない応用分野においては、ｐ型の光導波路層でも良く
、又ｎ型ＱａＡａ基板を用いても本発明に係る半導体レ
ーザ装置を構成できることは言うまでもかい。また、分
布反射器となる周期的凹凸部を光導波路層に部分的に形
成したが、光導波路層の全曲に亘って凹凸部を形成して
も本発明の目的を達成できることは自明である。
第１図、第２図、第３図は本発明の実施例の半導体レー
ザ装置の製造工程順を示す斜視図、第４図は本発明の実
施例の構造を示す斜視図をそれぞれ示す。図において、
１・・・・・・ｐ型ＱａＡｓ基板、２・・・・ ｐ型Ａ
１ｏ、ａＧａｏ、４Ａａ層、３ ・・・・・Ａｌｏ、ｏ
ｓＧａｏ、ｅｉＡｓ活性層、４−・−・ｎ型Ａｇｏ、ａ
Ｇａｏ、４Ａｓ層、５・・・−ｎ型Ａｆｉｏ２２Ｇａｏ
、ｔｓＡｓ層、６．７．９−・・・−・ｎ型Ａ１１ｏ、
５Ｇａ（１，７Ａｓ層、８・・・・・・ｐ型Ａ１ｏ、ａ
Ｇａｏ、ｙＡｓ層、１０・・・・・・ｐ型オーミック電
極、１１・・・・・・ｎ型オーミック電極、である。 ９− ４２
ザ装置の製造工程順を示す斜視図、第４図は本発明の実
施例の構造を示す斜視図をそれぞれ示す。図において、
１・・・・・・ｐ型ＱａＡｓ基板、２・・・・ ｐ型Ａ
１ｏ、ａＧａｏ、４Ａａ層、３ ・・・・・Ａｌｏ、ｏ
ｓＧａｏ、ｅｉＡｓ活性層、４−・−・ｎ型Ａｇｏ、ａ
Ｇａｏ、４Ａｓ層、５・・・−ｎ型Ａｆｉｏ２２Ｇａｏ
、ｔｓＡｓ層、６．７．９−・・・−・ｎ型Ａ１１ｏ、
５Ｇａ（１，７Ａｓ層、８・・・・・・ｐ型Ａ１ｏ、ａ
Ｇａｏ、ｙＡｓ層、１０・・・・・・ｐ型オーミック電
極、１１・・・・・・ｎ型オーミック電極、である。 ９− ４２
Claims (1)
- 半導体基板上に％ＩＩＩ−Ｖ族半導体からなる発光領域
とこの発光領域を上下から挾む様に設置され前記発光領
域より大きい禁制帯幅をもつキャリア閉込層とこのキャ
リア閉込層、に隣接して設けられ前記発光領域より大き
い禁制帯幅をもちかつ前記キャリア閉込層よシ小さい禁
制帯幅をもつ光ガイド層とを含むメサ状積層体を備え、
とのメサ状積層体の長手方向を共振器端面まで伸延せし
める構造の半導体レーザ装置に於て、前記メサ状積層体
の側部がこのメサ状積層体の長手方向に関し周期性を有
する凹凸面となし、さらに前記メサ状積層体に含まれる
前記発光領域と前記キャリア閉込層とを前記共振器端面
より内側に位置せしめ、さらに前記メサ状積層体の側部
ならびにその共振器端面と前記発光領域及び前記キャリ
ア閉込層との間に前記光ガイド層よりも大きい禁制帯幅
をもつ半導体層を形成し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 |
|---|---|---|---|
| JP20267182A JPS5992589A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20267182A JPS5992589A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992589A true JPS5992589A (ja) | 1984-05-28 |
Family
ID=16461218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20267182A Pending JPS5992589A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992589A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257458A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-25 | ジーメンス・アクチエンゲゼルシヤフト | シングルエンド形遮断型ｄｃ−ｄｃコンバータ |
-
1982
- 1982-11-18 JP JP20267182A patent/JPS5992589A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63257458A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-25 | ジーメンス・アクチエンゲゼルシヤフト | シングルエンド形遮断型ｄｃ−ｄｃコンバータ |
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