JPS60130882A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS60130882A
JPS60130882A JP24125283A JP24125283A JPS60130882A JP S60130882 A JPS60130882 A JP S60130882A JP 24125283 A JP24125283 A JP 24125283A JP 24125283 A JP24125283 A JP 24125283A JP S60130882 A JPS60130882 A JP S60130882A
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JP
Japan
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layer
groove
type
lower clad
lower cladding
Prior art date
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Pending
Application number
JP24125283A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Murakami
隆志 村上
Toshio Tanaka
利夫 田中
Ichiro Kume
久米 一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP24125283A priority Critical patent/JPS60130882A/ja
Publication of JPS60130882A publication Critical patent/JPS60130882A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/24Structure 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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体レーザ装置に係り、特に内部ストライ
プ半導体レーザ装置の改良に関するものである。
〔従来技術〕
第1図は従来の内部ストライプ半導体レーザ装置の一例
を示す斜視図で、(1)は基板、(2)は電流狭窄層、
(3)は電流狭窄層(2)に形成されたストライプ状の
溝、(4)は下側クラッド層、(5)は活性層、(6)
は上側クラッド層、(7)はコンタクトII 、 (8
) 、 (9)は電極である。この半導体レーザ装置で
は、基板(1)としてガリウム・ヒ素(aahe )を
用い、その上に液相結晶成長技術を用いて電流狭窄層(
2)を成長させた後に、化学的エツチングによって溝(
3)を形成し。
さらにその上に液相結晶成長技術を用いて下側り。
ラッド層(4)l活性層(5)l上側クラッドII(6
)およびコンタクト層(7)を成長させ、しかる後に基
板(1)の下面およびコンタクト層(7)の上面にそれ
ぞれ電極(8)および(9)を形成する。
次に、基板としてp形GaAsを用いた場合について更
に詳細な構成および動作を説明する。この場合には電流
狭窄層(2)はn形GILAII 、下側クラッド層(
4)はp形ガリウム争アリミニウム・ヒ素(aahlh
e )。
上側クラッド層(6)はn形GaAlAθ、コンタクト
層(7)はn形GaAsであり活性層(5)はpf杉G
aA/Asでもn形GaA/Allでもかまわない。但
し、活性1饅(5)のAI!の混晶比は下側クラッド層
(4)および、上側クラッド層(6)のそれより小さく
する。
この半導体レーザ装置では、電極(8) 、 (9)間
に電極(8)側が正になるように印加された電圧によっ
て注入された電流は電流狭窄層(2)が存在するので、
溝(3)内のみを流れる。すなわち、溝(3)以外の部
分では電流狭窄層(2)と下側クラッド層(4)との間
のpn接合が逆バイアスされるので電流が流れず、溝(
3)内部のみに電流が流れ、活性層(5)の溝(3)上
の部分のみに電流は集中する。また、下側クラッド層(
4)は厚さが0.3メm以下で極めて薄いので、活性層
(5)で発生した光の一部は電流狭窄層(2)に吸収さ
れて、溝(3)の上部をそれ以外の部分とでは実効的屈
折率に差ができて、光は活性層(5)の溝(3)の上の
部分に閉じこめられる。すなわち、溝(3)に沿って光
導波路が形成される。
ところで、上述のような半導体レーザ装置を製作するに
は先に述べたように、2回の結晶成長工程〔V溝(3)
の形成前と形成後〕が必要であり、特に、第2回目の結
晶成長工程には高度の技術が必要である。すなわち1.
第1回目の結晶成長が終了し、溝(3)を形成する段階
でウェーッ・に汚れが生じ易い。そして、溝(3)の形
成後はその形状を変えたくないので、汚れ除去のための
再エツチングは許されない。従って、ウェーッ・の表面
清浄度はあまり良好ではなく、ウェーッ1の一部に成長
不良が起り易い。また、下側クラッド11 (4)はA
/の混晶比が通常0.3−より大きいので、溝(3)の
形成済基板との「ぬれ」が悪く、結晶成長用メルト中の
酸化物などが?fl (3)の形成済基板に付着して成
長不良を生じやすい。、特に、Alの混晶比が太き臂す
1と成長不良は生じ易い、第1図に示した半導体レーザ
装置では下側クラッド層(4)の厚さを0.3)tm以
下に薄くせねばならず、その成長時間も短いので、上述
の成長不良は下側クラッド層(4)および活性層(5)
が部分的にとぎれるという形で現れる。第2図はこのよ
うな不良の発生状況を示す断面図で、第1図と同一符号
は同等部分を示す。爪2図において、一点鎖線で囲んだ
(16部が不良発生部分である。この不良発生!1+分
0υではn形電流狭窄層(2)の上にn形上側りラッド
Jot (6)が直接液するので、この部分にも電流が
流れて発光する。従って2本来レーザ発振すべき活性層
(5)の溝(3)の上の部分に十分な電流集中が得られ
ずレーザ発振をしない。ところで、溝(3)の幅は数7
1m以下であるのに対して、レーザ・チップの端面の幅
は200〜300/Im程度である。すなわち。
1個のレーザ・チップの中での溝(3)部の面積は約l
/ 〜”/’aoに過ぎない。溝(3)部に欠陥がある
場0 合は当然レーザ発振をしないのは止むを得ぬとしても、
チップの大部分を示める溝(3)以外の部分に1ケ所で
も上述のような欠陥が存在すればレーザ発振しなくなる
ようでは、半導体レーザ装置の製造歩留シが向上しない
〔発明の概要〕
この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、ス
トライブ状の溝が形成された電流狭窄層の上に下側クラ
ッド層を結晶成長させるに先立って、これより結晶成長
の容易な層を形成し、その上に下側クラッド層、以後の
結晶層を順次成長させる構造にすることKよって、従来
例のような成長不良の発生を少なくし、製造歩留りのよ
い半導体レーザ装置の構成を提供するものである。
〔発明の実施例〕
@3図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図で、第
1図の従来例と同一符号は同等部分を示す。図において
、(11)は電流狭窄11 (21に溝(3)を形成し
た後に、その王妃形成された下側クラッド層下!a層で
、p形のGa、−xAlxA日からなり、 A/混晶比
XはOくX<0.3の値を有している。そしてその他の
t、“、ヲ造は従来例と同一である。
すなわら、従来例では、帥(3)を形成した電流狭窄層
(2)の上に直接下側クラッド層(4)を成長させてい
たが、この実施例では、溝(3)を形成した電流狭窄層
(2)の上にまず、下側クラッド層下数層◇刀を成長さ
せた後に、その上に下側クラッド層(4)を成長させろ
うこのとき、下側クラッド層下敷tdUηのAlの混晶
比は下側クラッド層(4)のAlの混晶比よシ小さくす
る。なお、下側クラッドJω下敷層□υの厚さは、溝(
3)が、この層Ql)で完全に埋ってしまわないように
する。
電流狭窄層〔2)の上に直接下側クラッド層(4)のよ
うなAlの混晶比の大きい層を欠陥なく液相成長させる
のは前述のようにむつかしいか%AI!の混晶比を小さ
くしだ下瞥−2ラッド層下!!&層<11)の成長はそ
れ忙比佼してd易であシ、成長不良を生じにくい。
そして、下側クラッド層(4)はこの下側クラッド層下
敷層(11)の上に連続して成長させるので、両層0υ
(4)間には成長不良の発生はほとんどない。従って結
晶成長の不良による欠陥は少なくなり、製品歩留りは大
幅に向上する。
ところで、この実施例装置も、a< X図に示した従来
例と同様K、活性層(5)からしみ出た光は溝(3)の
外側の部分では吸収され、溝(3)の内部では吸収され
ないことによって、溝(3)の内部と外部とで実効屈折
率に差を生じるのを利用して光の閉じこめを行なってい
る。従って、下敷層αυが厚くなシすぎると特性に悪影
響を及#了すので、下敷層aυの膜厚は薄い方がよい。
この実施例において、活性層(5ン、下側クラッド層(
2)およびその下敷層0pのAl混晶率をそれぞれ2゜
yおよびXとすると、Z≦x<y のときは下敷層αυ
のバンドギャップは活性層(5ンのそれよシ大きいので
、活性層(5)で生じた光は下敷層(L])では吸収さ
れず、その下の電流狭窄層r21に吸収されて、上述の
ように溝(3)の内部と外部とで実効屈折率に差異を生
じ、光の閉じ込めがなされる。このとき、溝(3)の外
部で下敷層aυの厚さが厚ければ、活性層(5)と電流
狭窄層(2)との距離が大きくなり、活性層(4)から
しみ出た光が電流狭窄層(2)に吸収される割合が減少
し、光の閉じ込めか弱くなる。
OS、X<2のときは活性層(4)のバンドギャップの
方が下側クラッド層下敷N1Qυのバンドギャップより
大きいので、活性層(4)で発生した光は下敷層aカに
吸収される。ところが、液相結晶成長法では溝(3)内
部の成長速度が溝(3)外部の成長速度よシ速いので、
下側クラッド層下t 11 (1ηを成長させると向(
3)は浅くなる。従って、溝(3)が浅くなりすぎて、
完全に埋って下敷層aカの上面が平坦になってしまうと
、溝(3)の内部と外部とで光の吸収のされ方に差がな
くなり、実効屈折率にも差を生ぜず、光の閉じ込めがで
きない。従って、下側クラッド層下敷層θ0は厚さを薄
くして溝(3)内ではわん曲するようにしなければなら
ない。このように下側クラッド層下敷層U℃の混晶比お
よび膜厚を設定すると。
特性に悪影響を与えず製品の歩留りの高い半導体レーザ
装置が得られる。
なお、以上説明ではp形GaAs基板を用いた場合を示
したが、n形路板を用いて各部導電形を反転させ、電極
へ印加する電圧の極性を逆にしたものにもこの発明は適
用できる。更に、上記実施例では内部ストライプ半導体
レーザ装置の活性層からしみ出してくる光のストライプ
溝内外での吸収のされ方の差異による導波機構をもつ半
導体レーザ装置についてのみ説明したが2回以上の結晶
成長工程を必要とするあらゆるGaAji’As系の半
導体し一ザ装置についてもこの発明は応用でき2回目以
後の成長時に生じる成長不良の発生を少なくできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明になる内部ストライプ半
導体レーザ装置ではストライプ状の溝が形成された電流
狭窄層の上に下側クラッド層を成長させる前に、これよ
り結晶成長の容易な下敷層を成長させ引続いて下側クラ
ッド層を成長させて構成したので成長不良の発生が少な
くなり、レーザ禿振不良による製品歩留シの低下は防止
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の内部ストライプ半導体レーザ装置の一例
を示す斜視図、第2図はこの従来例における不良の発生
状況を示す断面図、第3図はこの発明の一実施例の構成
を示す断面図である。 図において、(1)は基板、(2)は電流狭窄層、(3
)は溝、(4)は下側クラッド層、(5)は活性層、(
6)は上側クラッド層、(tnは下側クラッド層下敷層
である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 」 第2図 第3図 特許庁長官殿 1.事件の表示 特願昭58−241252号2、発明
の名称 半導体レーザ装置 :3.補止をする者 5、 補正の対数 明fill書の発明の詳に111な説明の欄6.4’l
ft正の内容 明細占をつぎのとおり:山]−4ろ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) p形(またはn形)のガリウム・ヒ素(GaA
    S)基板上にn形(またはp形)のGaAsからなる形 電流狭窄層を蕃成し、この電流狭窄層の表面から上記基
    板に達するストライプ状の溝を形成し、この溝の内側−
    を含めて上記電流狭窄層の上にp形(またけn形)のガ
    リウム・アルミニウム・ヒ素((]a I−xA/? 
    xAs )からなり厚さの薄い下側クラッド層下敷層を
    形成し、この下側クラッド層下敷層の上にp形(まだは
    n形)のGa17AlyAθからなる下側クラッド層と
    G a 1−、AZ 、A eからなる活性層とn形(
    またはp形)のGa 4=uA/ 、 Asからなる上
    側クラッド層とを順次形成するとともに、上記各層のA
    lの混晶比についてZ(7,11!(u、かつ、x<y
    となるようにしたことを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. (2)下側クラッド層下敷層および活性層のそれぞれの
    l混晶比Xおよび2の値がO≦X<Zの関係にあるとき
    は上記下側クラッド層下敷層の溝内での厚さが上記溝の
    深さより小さくなる大うにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置。
  3. (3) 下側クラッド居下敷層のAlの混晶比Xを0〜
    0.3の範囲の値にしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の半導体レーザ装置。
JP24125283A 1983-12-19 1983-12-19 半導体レ−ザ装置 Pending JPS60130882A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173913A (en) * 1990-06-28 1992-12-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser
US5516723A (en) * 1993-06-04 1996-05-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light-emitting device capable of having good stability in fundamental mode of oscillation, decreasing current leakage, and lowering oscillation threshold limit, and method of making the same
JP2007063875A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Toto Ltd 流体発振ノズル

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