JPS60198884A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS60198884A JPS60198884A JP5576784A JP5576784A JPS60198884A JP S60198884 A JPS60198884 A JP S60198884A JP 5576784 A JP5576784 A JP 5576784A JP 5576784 A JP5576784 A JP 5576784A JP S60198884 A JPS60198884 A JP S60198884A
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- JP
- Japan
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- layer
- resonator
- layers
- semiconductor laser
- end faces
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- Pending
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
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】
（発明の技術分野）
この発明は半導体レーザ素子の共振器に関する。
（従来技術の説明）
半導体レーザ素子は、例えば、基板上に第一クラッド層
、活性層、第二クラッド層及び第−及び第二電極を少な
くとも有していて、これらの層に一対の平行平滑な反射
面を形成してレーザ発振のための共振器が形成されてい
る。この共振器の反射面である共振器端面を形成する方
法として、プラズマエツチングを用いることが提案され
ている７このプラズマエツチングによれば、個々の素子
の分離をする必要がない点で極めて優れているが、プラ
ズマエツチングの際、レー・ザ素子の共振器を構成する
部分の結晶のうち特に共振器端の表大な損傷を受けるた
め、発振しきい値電流が高くなると共に、素子の寿命が
短くなってしまうという欠点がある。これがため、この
プラズマエツチング法は未だ実用に供せられていない。
、活性層、第二クラッド層及び第−及び第二電極を少な
くとも有していて、これらの層に一対の平行平滑な反射
面を形成してレーザ発振のための共振器が形成されてい
る。この共振器の反射面である共振器端面を形成する方
法として、プラズマエツチングを用いることが提案され
ている７このプラズマエツチングによれば、個々の素子
の分離をする必要がない点で極めて優れているが、プラ
ズマエツチングの際、レー・ザ素子の共振器を構成する
部分の結晶のうち特に共振器端の表大な損傷を受けるた
め、発振しきい値電流が高くなると共に、素子の寿命が
短くなってしまうという欠点がある。これがため、この
プラズマエツチング法は未だ実用に供せられていない。
（発明の目的）
この発明の目的は、共振器端面の形成にドライエツチン
グを利用出来るにも拘らず、しきい値電流が小さく、し
かも、寿命の長い半導体レーザ素子を提供することにあ
る。
グを利用出来るにも拘らず、しきい値電流が小さく、し
かも、寿命の長い半導体レーザ素子を提供することにあ
る。
（発明の構成）
このｌ」的の達成を図るため、この発明はにおいては、
共振器端面を構成する部分に、活性層のバンドギャップ
より大きなバンドギャップを有する材料であって、第−
及び第二電極間に電圧を印加した時電流が流れない当該
材料から成る共振器端面形成層を設け、一対の共振器端
面形成層のそれぞれの外側の対抗面を前記共振器端面と
したことを特徴とする。
共振器端面を構成する部分に、活性層のバンドギャップ
より大きなバンドギャップを有する材料であって、第−
及び第二電極間に電圧を印加した時電流が流れない当該
材料から成る共振器端面形成層を設け、一対の共振器端
面形成層のそれぞれの外側の対抗面を前記共振器端面と
したことを特徴とする。
（実施例、の説明）
以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。
。
先ず、これらの実施例では、ＡＱＧａＡｓ半導体レーザ
素子につき説明する。
素子につき説明する。
第１図はこの発明の一実施例を説明するためのＡＱＧａ
Ａｓ半導体レーザ素子の一部分を断面として示す略図的
斜視図である。図示のレーザ素子はｎ−ＧａＡｓ基板ｌ
の一方の基板面ｌａ上にｎ ＡＱＧａＡｓ層から成る第
一クラッド層２、ＧａＡｓ層から成る活性層３及びｐ
−ＡＱ ＧａＡｓ層から成る第二クラッド層４を、通常
の方法で、順次に積層させ、これら層によりダブルへテ
ロ接合を形成し、さらに、この基板ｌの他方の基板面１
ｂにｎ型層の電極である第一電極（図示していない）を
具え、第二クラッド層４上に直接又は他の層を介して間
接的にｐ型層の電極である第二電極（図示していない）
を具えた構造となっている。そして、第−及び第二電極
間に順方向電流を流した時、第一クラッド層２、活性層
３及び第二クラッド層４で構成される共振器でレーザ発
振が生じて、矢印Ａで示す方向にレーザ光が放出される
。
Ａｓ半導体レーザ素子の一部分を断面として示す略図的
斜視図である。図示のレーザ素子はｎ−ＧａＡｓ基板ｌ
の一方の基板面ｌａ上にｎ ＡＱＧａＡｓ層から成る第
一クラッド層２、ＧａＡｓ層から成る活性層３及びｐ
−ＡＱ ＧａＡｓ層から成る第二クラッド層４を、通常
の方法で、順次に積層させ、これら層によりダブルへテ
ロ接合を形成し、さらに、この基板ｌの他方の基板面１
ｂにｎ型層の電極である第一電極（図示していない）を
具え、第二クラッド層４上に直接又は他の層を介して間
接的にｐ型層の電極である第二電極（図示していない）
を具えた構造となっている。そして、第−及び第二電極
間に順方向電流を流した時、第一クラッド層２、活性層
３及び第二クラッド層４で構成される共振器でレーザ発
振が生じて、矢印Ａで示す方向にレーザ光が放出される
。
この実施例のレーザ素子の構造では、この共振器を構成
している第一クラッド層２、活性層３及び第二クラッド
層手の、レーザ発振方向Ａの方向に向いた両端面５ａ、
５ｂの外側の部分にこれら層とは別の共振器端面を形成
する層８ａ、８ｂをそれぞれ具えていて、これら共振器
端面形成層８ａ、６ｂの互いに外側の対向する一対の側
面７ａ、７ｂを共振器端面として互いに平行かつ平滑な
反射面に形成する。この場合、これらの層８ａ、Ｅｌｂ
は活性領域７の外側にこれに連続して、厚さＷで設けら
れている。この場合、この端面５ａ、５ｂと共振器端面
形成層ｆｌａ、ｆ（ｂとの境界面はレーザ光の発光する
共振器端面に対して平行であっても或いは傾斜していて
も良い。
している第一クラッド層２、活性層３及び第二クラッド
層手の、レーザ発振方向Ａの方向に向いた両端面５ａ、
５ｂの外側の部分にこれら層とは別の共振器端面を形成
する層８ａ、８ｂをそれぞれ具えていて、これら共振器
端面形成層８ａ、６ｂの互いに外側の対向する一対の側
面７ａ、７ｂを共振器端面として互いに平行かつ平滑な
反射面に形成する。この場合、これらの層８ａ、Ｅｌｂ
は活性領域７の外側にこれに連続して、厚さＷで設けら
れている。この場合、この端面５ａ、５ｂと共振器端面
形成層ｆｌａ、ｆ（ｂとの境界面はレーザ光の発光する
共振器端面に対して平行であっても或いは傾斜していて
も良い。
この共振器端面形成層ｅａ、８ｂを、活性層３のバンド
ギャップよりも大きなバンドギャップを有していてレー
ザ光を吸収しないと共に、第−及び単流れないような材
料で、形成する。従って、この実施例では、この層８ａ
、ｆ！ｂを、例えば、ＡＱＧａＡｓ（７）ような電気的
絶縁材料で形成する。そして、その絶縁体層８ａ、８ｂ
の厚さＷをプラズマエツチング、或いは、その他のドラ
イエツチングにより損傷を受ける領域の幅よりも大きく
選定する。
ギャップよりも大きなバンドギャップを有していてレー
ザ光を吸収しないと共に、第−及び単流れないような材
料で、形成する。従って、この実施例では、この層８ａ
、ｆ！ｂを、例えば、ＡＱＧａＡｓ（７）ような電気的
絶縁材料で形成する。そして、その絶縁体層８ａ、８ｂ
の厚さＷをプラズマエツチング、或いは、その他のドラ
イエツチングにより損傷を受ける領域の幅よりも大きく
選定する。
このように構成すれば、この絶縁体層Ｂａ、８ｂの領域
に対してプラズマエツチング、或いは、その他のドライ
エツチングを行って共振器端面である鏡面状反射面８ａ
、６ｂを形成することが出来、このエツチングによって
活性領域８は結晶損傷を受ることがないので、このよう
な構成の本発明の半導体レーザ素子であると、素子自体
の寿命は従来の素子の場合よりも著しく長くなる。
に対してプラズマエツチング、或いは、その他のドライ
エツチングを行って共振器端面である鏡面状反射面８ａ
、６ｂを形成することが出来、このエツチングによって
活性領域８は結晶損傷を受ることがないので、このよう
な構成の本発明の半導体レーザ素子であると、素子自体
の寿命は従来の素子の場合よりも著しく長くなる。
また、このエツチングによって絶縁体層８ａ、８ｂの領
域の結晶が損傷を受けても、絶縁体であるため、その損
傷した領域において漏洩電流が流れることがなく、また
、エネルギーギャップが活性層のエネルギーギャップよ
りも大きいので、レーザ発明の半導体レーザ素子である
と、そのしきい値電流を小さく出来る。
域の結晶が損傷を受けても、絶縁体であるため、その損
傷した領域において漏洩電流が流れることがなく、また
、エネルギーギャップが活性層のエネルギーギャップよ
りも大きいので、レーザ発明の半導体レーザ素子である
と、そのしきい値電流を小さく出来る。
次に、このレーザ素子の製造方法を簡単に説明する。先
ず、半導体基板ｌの基板面ｌａ上に第一クラッド層２、
活性層３及び第二クラッド層４を順次に形成し、然る後
、形成されたウェハに対して各素子の共振器端面を形成
する部分に、ウェットエツチングにより穴開けを行い、
続いて、これら六〇ａ、９ｂに絶縁体層８ａ、８ｂを成
長させる。尚、これら穴９ａＪｂの深さは基板面１ａま
で達する程度でも良く、或いは、基板面１ａを掘下げる
深さであっても良い。次に、この絶縁体層Ｂａ、８ｂに
プラズマエツチングを行って、共振器端面７ａ、７ｂを
形成し、その後、電極等を形成した後、チップに分離す
る。尚、各工程は所要に応じて変更出来る。
ず、半導体基板ｌの基板面ｌａ上に第一クラッド層２、
活性層３及び第二クラッド層４を順次に形成し、然る後
、形成されたウェハに対して各素子の共振器端面を形成
する部分に、ウェットエツチングにより穴開けを行い、
続いて、これら六〇ａ、９ｂに絶縁体層８ａ、８ｂを成
長させる。尚、これら穴９ａＪｂの深さは基板面１ａま
で達する程度でも良く、或いは、基板面１ａを掘下げる
深さであっても良い。次に、この絶縁体層Ｂａ、８ｂに
プラズマエツチングを行って、共振器端面７ａ、７ｂを
形成し、その後、電極等を形成した後、チップに分離す
る。尚、各工程は所要に応じて変更出来る。
次に、この発明の第二実施例につき第２図を参照して説
明する。尚、第２図において、第１図に示した構成成分
と同一の成分に対しては同一の符合を伺して示す。
明する。尚、第２図において、第１図に示した構成成分
と同一の成分に対しては同一の符合を伺して示す。
この実施例では、共振器端面形成層を第一実施例の電気
的絶縁体層とする代わりに、この層１０ａ。
的絶縁体層とする代わりに、この層１０ａ。
１０ｂを、活性層３のバンドギャップよりも大きなバン
ドギャップを有していてレーザ光を吸収しないと共に、
ｐｎ接合を形成する半導体材料で構成する。例えば、こ
の層１０ａ、１０ｂを第一導電型層であるｐ −Ａｌｌ
ＧａＡｓ層１１ａ、ｌｌｂと、第二導電型層であるｎ
−ＡＱＧａＡｓ層１２ａ、１２ｂとで構成したｐｎ接合
層とする。その他の点に関しては第一実施例と同様であ
る。
ドギャップを有していてレーザ光を吸収しないと共に、
ｐｎ接合を形成する半導体材料で構成する。例えば、こ
の層１０ａ、１０ｂを第一導電型層であるｐ −Ａｌｌ
ＧａＡｓ層１１ａ、ｌｌｂと、第二導電型層であるｎ
−ＡＱＧａＡｓ層１２ａ、１２ｂとで構成したｐｎ接合
層とする。その他の点に関しては第一実施例と同様であ
る。
このように構成すれば、このｐｎ接合層１０ａ。
１０ｂに対してプラズマエツチング、或いは、その他の
ドライエツチングを行えば良い。
ドライエツチングを行えば良い。
このようにすれば、プラズマエツチングによってこのｐ
ｎ接合層８ａ、８ｂの部分に結晶損傷が生じても、順方
向電流を流すために第−電極及び第二電極間に電圧を印
加した時、このｐｎ接合１１の部分が逆／ζイアスとな
るので、漏洩電流は流れることはないし、また、レーザ
発振の際にも、レーザ光の吸収は起らず、従って、上述
した第一実施例の場合と同様な効果を達成することが出
来る。
ｎ接合層８ａ、８ｂの部分に結晶損傷が生じても、順方
向電流を流すために第−電極及び第二電極間に電圧を印
加した時、このｐｎ接合１１の部分が逆／ζイアスとな
るので、漏洩電流は流れることはないし、また、レーザ
発振の際にも、レーザ光の吸収は起らず、従って、上述
した第一実施例の場合と同様な効果を達成することが出
来る。
上述した実施例では、ＡＱＧａＡｓ半導体レーザ素子に
つき説明したが、この発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば、ＩｎＧａＡｓＰとか、或いは、その他の
半導体材料を用いた半導体レーザ素子に広く適用して好
適である。その場合、共振器端面形成層の材料はこれら
半導体レーザ素子の材料に応じた適切な材料を選定する
ことが出来る。
つき説明したが、この発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば、ＩｎＧａＡｓＰとか、或いは、その他の
半導体材料を用いた半導体レーザ素子に広く適用して好
適である。その場合、共振器端面形成層の材料はこれら
半導体レーザ素子の材料に応じた適切な材料を選定する
ことが出来る。
また、半導体レーザ素子の構造も、図示の実施例の構造
にのみ限定されるものではなく、他の任意好適な構造を
有する素子であっても良い。
にのみ限定されるものではなく、他の任意好適な構造を
有する素子であっても良い。
また、基板はもとより各層の導電型も適切に選定組合せ
することが出来る。
することが出来る。
さらに、上述したプラズマエツチング法ノミテはなく、
反応性イオンエツチング、イオンミリング、或いは、そ
の他のドライエツチングプロセス法を利用することが出
来る。
反応性イオンエツチング、イオンミリング、或いは、そ
の他のドライエツチングプロセス法を利用することが出
来る。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかのように、この発明の半導体
レーザ素子の構造によれば、共振器端面を形成する部分
に、活性層のバンドギャップより大きなバンドギャップ
を有する材料であって、第−及び第二電極間に電圧を印
加した時電流が流れない当該材料から成る共振器端面形
成層を設けたので、この層に対して、ドライエツチング
を実施すれば、このドライエツチングによって活性領域
の結晶は損傷を受けないので、素子が長寿命となる利点
がある。
レーザ素子の構造によれば、共振器端面を形成する部分
に、活性層のバンドギャップより大きなバンドギャップ
を有する材料であって、第−及び第二電極間に電圧を印
加した時電流が流れない当該材料から成る共振器端面形
成層を設けたので、この層に対して、ドライエツチング
を実施すれば、このドライエツチングによって活性領域
の結晶は損傷を受けないので、素子が長寿命となる利点
がある。
さらに、このエツチングによって、この共振器端面形成
層の部分の結晶が損傷したとしても、従来の素子の場合
のように、漏洩電流が流れたりすることがなく、また、
この層はレーザ光を吸収しないので、発振しきい値電流
を従来の素子よりも著しく小さくすることが出来るとい
う利点がある。
層の部分の結晶が損傷したとしても、従来の素子の場合
のように、漏洩電流が流れたりすることがなく、また、
この層はレーザ光を吸収しないので、発振しきい値電流
を従来の素子よりも著しく小さくすることが出来るとい
う利点がある。
この発明の半導体レーザ素子の構造によれば。
プラズマエラ手ング答のド゛ライエ＋、４−ングの看十
る端面加工の容易さとか、微細加工の容易さとかを充分
に発揮出来ると共に、プラズマエツチングで共振器端面
を形成することが出来るので、プラズマエツチングを光
ＩＣへ適用することが可能となる。
る端面加工の容易さとか、微細加工の容易さとかを充分
に発揮出来ると共に、プラズマエツチングで共振器端面
を形成することが出来るので、プラズマエツチングを光
ＩＣへ適用することが可能となる。
第１図はこの発明の詳細な説明するための半導体レーザ
素子の要部を略図的に示す斜視図、第２図はこの発明の
他の実施例を説明するための半導体レーザ素子の要部を
略図的に示す断面図である。 １・・・基板、 ｌａ、ｌｂ・・・基板面２・・・第一
クラッド層 ３・・・活性層４・・・第二クラッド層 ５ａ、５ｂ・・・（第−及び第二クラッド層及び活性層
の）端面 Ｂａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂ −共振器端面形成層（絶
縁体層又はｐｎ接合層） ７ａ、７ｂ・・・共振器端面、 ８・・・活性領域８ａ
、θｂ・・・穴、 ｌｌａ、ｌｌｂ・・・第一導電型層
＋２ａ 、 １２ｂ・・・第二導電型層１３ａ、１３ｂ
−−・ｐ ｎ接合。 特許出願人 沖電気工業株式会社
素子の要部を略図的に示す斜視図、第２図はこの発明の
他の実施例を説明するための半導体レーザ素子の要部を
略図的に示す断面図である。 １・・・基板、 ｌａ、ｌｂ・・・基板面２・・・第一
クラッド層 ３・・・活性層４・・・第二クラッド層 ５ａ、５ｂ・・・（第−及び第二クラッド層及び活性層
の）端面 Ｂａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂ −共振器端面形成層（絶
縁体層又はｐｎ接合層） ７ａ、７ｂ・・・共振器端面、 ８・・・活性領域８ａ
、θｂ・・・穴、 ｌｌａ、ｌｌｂ・・・第一導電型層
＋２ａ 、 １２ｂ・・・第二導電型層１３ａ、１３ｂ
−−・ｐ ｎ接合。 特許出願人 沖電気工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に第一クラッド層、活性層、第二クラッド層
及び第−及び第二電極を少なくとも有し、かつ、一対の
対抗する共振器端面が形成されている半導体レーザ素子
において、該共振器端面を構成する部分に、前記活性層
のバンドキャップより大きなバンドギャップを有する材
料であって、前記第−及び第二電極間に電圧を印加した
時電流が流れない当該材料から成る共振器端面形成層を
それぞれ設け、一対の該共振器端面形成層のそれぞれの
外側の対抗面を前記共振器端面としたことを特徴とする
半導体レーザ素子。 ２、特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ素子にお
いて、前記材料を電気的絶縁材料としたことを特徴とす
る半導体レーザ素子。 ３、特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ素子にお
いて、前記材料をｐｎ接合を形成する土層としたことを
特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5576784A JPS60198884A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5576784A JPS60198884A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60198884A true JPS60198884A (ja) | 1985-10-08 |
Family
ID=13008013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5576784A Pending JPS60198884A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60198884A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01137677A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Ricoh Co Ltd | 端面型発光ダイオードアレー素子 |
| US4910166A (en) * | 1989-01-17 | 1990-03-20 | General Electric Company | Method for partially coating laser diode facets |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP5576784A patent/JPS60198884A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01137677A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Ricoh Co Ltd | 端面型発光ダイオードアレー素子 |
| US4910166A (en) * | 1989-01-17 | 1990-03-20 | General Electric Company | Method for partially coating laser diode facets |
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