JPS60223188A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60223188A JPS60223188A JP7895384A JP7895384A JPS60223188A JP S60223188 A JPS60223188 A JP S60223188A JP 7895384 A JP7895384 A JP 7895384A JP 7895384 A JP7895384 A JP 7895384A JP S60223188 A JPS60223188 A JP S60223188A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- guide
- guide layer
- active layer
- oscillation
- 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
- H01S5/20—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
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は半導体レーザ特に大光出力半導体レーザに関す
るものである。
るものである。
（ロ）従来技術とその問題点
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ 等の結晶材料を用いた可視光
半導体レーザは小型であシ、低消費電力で高効率の室温
連続発振を行う事ができるので、光方式Ｏディジタル・
オーディオ・ディスク（ＤＡＤ ）用光源として最適で
１）実用化されつつある。この可視光半導体レーザは光
プリンタ等の光書きこみ用光源としての需要も高まシ、
この要求をみたすため大光出力発振に耐えうる可視光半
導体レーザの研究開発が進められている。
半導体レーザは小型であシ、低消費電力で高効率の室温
連続発振を行う事ができるので、光方式Ｏディジタル・
オーディオ・ディスク（ＤＡＤ ）用光源として最適で
１）実用化されつつある。この可視光半導体レーザは光
プリンタ等の光書きこみ用光源としての需要も高まシ、
この要求をみたすため大光出力発振に耐えうる可視光半
導体レーザの研究開発が進められている。
特に最近ではこれらの可視光半導体レーザの需要の急速
な高まシに対応するため大量生産が行われるようになっ
てきた。ＡｌＧｍＡｓ／ＧａＡｓ 可視光半導体レーザ
の製法においては従来から液相成長法が用いられてきた
。これに対し有機金属を用いた気相成長法（Ｍｅｔａｌ
ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ 、略してＭＯＣＶＤ ）は、量産性
と精密膜厚制御性とを兼ね備えていることから、今や光
デバイス作製のためのきわめて重要な技術の一つとなっ
ている。特にディピース（Ｒ，Ｄ、Ｄｕｐｕｉｓ ）と
ダビカス（Ｐ、Ｄ、Ｄａｐｋｕｓ ） とによってアプ
ライドフィジックスレター誌（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ）１９７７年３１巻Ｎｏ、７
４６６頁から４６８頁に発表されて以来その実用性が着
目され、ＭＯＣＶＤ法を用いたＡｌＧｍＡｇ／ＧａＡｓ
可視光半導体レーザの研究が進められるようになった。
な高まシに対応するため大量生産が行われるようになっ
てきた。ＡｌＧｍＡｓ／ＧａＡｓ 可視光半導体レーザ
の製法においては従来から液相成長法が用いられてきた
。これに対し有機金属を用いた気相成長法（Ｍｅｔａｌ
ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ 、略してＭＯＣＶＤ ）は、量産性
と精密膜厚制御性とを兼ね備えていることから、今や光
デバイス作製のためのきわめて重要な技術の一つとなっ
ている。特にディピース（Ｒ，Ｄ、Ｄｕｐｕｉｓ ）と
ダビカス（Ｐ、Ｄ、Ｄａｐｋｕｓ ） とによってアプ
ライドフィジックスレター誌（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ）１９７７年３１巻Ｎｏ、７
４６６頁から４６８頁に発表されて以来その実用性が着
目され、ＭＯＣＶＤ法を用いたＡｌＧｍＡｇ／ＧａＡｓ
可視光半導体レーザの研究が進められるようになった。
中でも横モード制御した波長λ＝０．７８μｍのＡ Ｉ
Ｇ ａ Ａ ｓ／Ｇ ａ Ａ ｓ可視光半導体レーザ
素子としては、例えば中堀、小野、梶村、中村によシ第
４４回応用物理学会学術講演会講演予稿集１９８３年１
０９頁２６ｐ−Ｐ−１６にｒＭＯｃＶＤ法による横モー
ド制御半導体レーザ」と題して発表された論文に代表さ
れるように、活性層に隣近してストライプ状領域の両側
に吸収層を設は活性層からの光のしみ出しをこの吸収層
で吸収し損失領域となし、吸収層の力いストライブ状領
域との間に利得−損失のステップを設けて横モード制御
を行おうとするものが提案され費案モメ試作されている
。
Ｇ ａ Ａ ｓ／Ｇ ａ Ａ ｓ可視光半導体レーザ
素子としては、例えば中堀、小野、梶村、中村によシ第
４４回応用物理学会学術講演会講演予稿集１９８３年１
０９頁２６ｐ−Ｐ−１６にｒＭＯｃＶＤ法による横モー
ド制御半導体レーザ」と題して発表された論文に代表さ
れるように、活性層に隣近してストライプ状領域の両側
に吸収層を設は活性層からの光のしみ出しをこの吸収層
で吸収し損失領域となし、吸収層の力いストライブ状領
域との間に利得−損失のステップを設けて横モード制御
を行おうとするものが提案され費案モメ試作されている
。
しかし、上記構造では光出力５〜７ｍＷまでしか基本横
モード発振しない事、利得−損失のステップを設けるた
め吸収領域を内蔵しているが、この吸収領域では光が損
失となるために閾値電流が高くなる事、発光ビームが非
対称である事等の欠点を持ちＤＡＤ用光源として実用的
でないばかシか大光出力発振は不可能であった。
モード発振しない事、利得−損失のステップを設けるた
め吸収領域を内蔵しているが、この吸収領域では光が損
失となるために閾値電流が高くなる事、発光ビームが非
対称である事等の欠点を持ちＤＡＤ用光源として実用的
でないばかシか大光出力発振は不可能であった。
（ハ）発明の目的
本発明の目的は、上記欠点を除去しＭＯＣＶＤ法の特長
を充分に生かして低閾値高効率のレーザ発振をするのみ
ならず、安定な基本横モード発振による大光出力発振が
可能であシ、等心円的々光源となシ比較的容易に製作で
き再現性および信頼性の上ですぐれた半導体レーザを提
供する事にある。
を充分に生かして低閾値高効率のレーザ発振をするのみ
ならず、安定な基本横モード発振による大光出力発振が
可能であシ、等心円的々光源となシ比較的容易に製作で
き再現性および信頼性の上ですぐれた半導体レーザを提
供する事にある。
に）発明の構成
本発明の半導体レーザの構成は、管内波長の数倍以下の
層厚を有する活性層と該活性層に隣接して該活性層よシ
もバンドギャップが広く、かつ屈折率が小さい材質から
なる第１および第２のガイド層を有したダブルへテロ接
合構造を設け、ストライブ状のキャリア注入領域となる
部分を除いて、該第２ガイド層に隣接して、該第２ガイ
ド層よりも屈折率が小さい材質からなる電気的に絶縁な
層を具備し、第１と第２のガイド層と同一の材質からな
る第３のガイド層を該絶縁層に隣接させ該ストライプ状
キャリア注入領域をも覆うように形成し、第１のガイド
層の層厚と該ストライプ状キャリア注入領域の部分での
第２と第３とのガイド層の全層厚とが等しくなるように
しだ層構造とし、該層構造を該第１．第２．第３の各ガ
イド層よシもバンドギャップが広くかつ屈折率が小さい
材質からなる第１および第２のクラッド層ではさんだ事
を特徴とする。
層厚を有する活性層と該活性層に隣接して該活性層よシ
もバンドギャップが広く、かつ屈折率が小さい材質から
なる第１および第２のガイド層を有したダブルへテロ接
合構造を設け、ストライブ状のキャリア注入領域となる
部分を除いて、該第２ガイド層に隣接して、該第２ガイ
ド層よりも屈折率が小さい材質からなる電気的に絶縁な
層を具備し、第１と第２のガイド層と同一の材質からな
る第３のガイド層を該絶縁層に隣接させ該ストライプ状
キャリア注入領域をも覆うように形成し、第１のガイド
層の層厚と該ストライプ状キャリア注入領域の部分での
第２と第３とのガイド層の全層厚とが等しくなるように
しだ層構造とし、該層構造を該第１．第２．第３の各ガ
イド層よシもバンドギャップが広くかつ屈折率が小さい
材質からなる第１および第２のクラッド層ではさんだ事
を特徴とする。
（ホ）実施例
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は本発明の実
施例の断面図、第３図および第４図はこの実施例の製造
途中の側面図および断面図である。
施例の断面図、第３図および第４図はこの実施例の製造
途中の側面図および断面図である。
この実施例の製造方法は第３図に示すように（１００）
面を平面とするｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形Ａ１ｏＪ
ｓＧａｏｎ＊Ａｍ第１クラッド層１１を１．０ｐｍ。
面を平面とするｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形Ａ１ｏＪ
ｓＧａｏｎ＊Ａｍ第１クラッド層１１を１．０ｐｍ。
、形Ａ １ ｏｓｓ Ｇ ａｏ、ｙｓ Ａ ｔｒ第１ガ
イド層１２を１．０ｐｍ。
イド層１２を１．０ｐｍ。
アンドープＡ１ｏ、ｘｓＧａｕｓＡｇ活性層１３を０．
０４μｍ１ｐ形Ａ１ｏｘｓＧａｏ：１５Ａｓ第２ガイド
層１４を０．１ｐｍ、Ａ １ ｏ、ｓ Ｇ ａＯ，５Ａ
ｓ絶縁層１５を０．４ｐｍＭＯＣＶＤ法で連続成長す
る。上記の成長において第２ガイド層厚が薄い根本発明
の構造の効果が大きい。ＭＯＣＶＤ法では薄膜成長が可
能であり、かつ精密な膜厚制御性を兼ね備えているので
、上記の如き層厚の薄い活性層１３および第２ガイド層
１４を層厚の制御よく一様に成長する事ができる。更に
ＭＯＣＶＤ法は気相成長法の一つであるので、Ａ １
ｏ、ｓ Ｇ ａｏ、ｓＡ ｓ層を形成する際に微量の酸
素ガスを混合させる事によシ容易にＡ １ ｏ、ｓ Ｇ
ａｏ、ｓ Ａ ｓ絶縁層１５を形成する事ができる。
０４μｍ１ｐ形Ａ１ｏｘｓＧａｏ：１５Ａｓ第２ガイド
層１４を０．１ｐｍ、Ａ １ ｏ、ｓ Ｇ ａＯ，５Ａ
ｓ絶縁層１５を０．４ｐｍＭＯＣＶＤ法で連続成長す
る。上記の成長において第２ガイド層厚が薄い根本発明
の構造の効果が大きい。ＭＯＣＶＤ法では薄膜成長が可
能であり、かつ精密な膜厚制御性を兼ね備えているので
、上記の如き層厚の薄い活性層１３および第２ガイド層
１４を層厚の制御よく一様に成長する事ができる。更に
ＭＯＣＶＤ法は気相成長法の一つであるので、Ａ １
ｏ、ｓ Ｇ ａｏ、ｓＡ ｓ層を形成する際に微量の酸
素ガスを混合させる事によシ容易にＡ １ ｏ、ｓ Ｇ
ａｏ、ｓ Ａ ｓ絶縁層１５を形成する事ができる。
次に８１０．膜１６で全体を被膜した後フォトレジスト
法およびエツチング法により共振器の長て方向に幅２．
５ｐｍのストライプ状の窓をあけＡｌｏ、５Ｇａ６，５
ＡＩ絶縁層１５をエツチングして同一幅のストライプ
状の窓をあけｐ形Ａ１ｏ５ｓＧａｏ、ｙｓＡｓ第２ガイ
ド層１４の表面を出す（第４図）。上記絶縁層１５にあ
けた窓がストライプ状のキャリア注入領域１７となる。
法およびエツチング法により共振器の長て方向に幅２．
５ｐｍのストライプ状の窓をあけＡｌｏ、５Ｇａ６，５
ＡＩ絶縁層１５をエツチングして同一幅のストライプ
状の窓をあけｐ形Ａ１ｏ５ｓＧａｏ、ｙｓＡｓ第２ガイ
ド層１４の表面を出す（第４図）。上記絶縁層１５にあ
けた窓がストライプ状のキャリア注入領域１７となる。
Ｓｉｎ、膜１６を除去した後ｐ形Ａ １ ａｓｓ Ｇ
ａａｙｓ Ａ ｓ第３ガイド層１８を０．９μｍ％ｐ形
Ａ ｌ ｏｓｓ Ｇ ａｏｓｔ Ａ ｓ第２クラッド層
１９を１．０ｐｍ、高濃度のｐ形ＧａＡｓキャップ層２
０を０．５Ｐ１Ｎ連続成長する。この成長において従来
から行われている液相成長法においては、ストライプ状
のキャリア注入領域１７となっているｐ形Ａ ｔａ２ｓ
Ｇａｏｙｓ Ａ ｓ第２ガイド層１４およびＡ ｌ
ｏ、ｓ Ｇ ａｏ、ｓ Ａ ｓ絶縁層１５の表面上には
いかなる液相層も成長しないがＭＯＣＶＤ法では容易に
成長させる事ができ、ｐ形Ａ１ｏ２ｓＧａｏ、ｔｓＡｓ
第３ガイド層１８で全表面を覆うように成長させる事が
できる。特にこのＭＯＣＶＤ法による成長において、第
３ガイド層１８を成長する直前にＨＣＪＲ等のガスで第
２ガイド層１４および絶縁層１５の表面を微量にガスエ
ツチングをすると成長素子の再現性信頼性を一段と向上
させる事ができる。又第３ガイド層１８の層厚はキャリ
ア注入領域１７において、第３ガイド層１８と第２ガイ
ド層１４との層厚の合計が第１ガイド層１２の層厚と等
しくなるように制御する。
ａａｙｓ Ａ ｓ第３ガイド層１８を０．９μｍ％ｐ形
Ａ ｌ ｏｓｓ Ｇ ａｏｓｔ Ａ ｓ第２クラッド層
１９を１．０ｐｍ、高濃度のｐ形ＧａＡｓキャップ層２
０を０．５Ｐ１Ｎ連続成長する。この成長において従来
から行われている液相成長法においては、ストライプ状
のキャリア注入領域１７となっているｐ形Ａ ｔａ２ｓ
Ｇａｏｙｓ Ａ ｓ第２ガイド層１４およびＡ ｌ
ｏ、ｓ Ｇ ａｏ、ｓ Ａ ｓ絶縁層１５の表面上には
いかなる液相層も成長しないがＭＯＣＶＤ法では容易に
成長させる事ができ、ｐ形Ａ１ｏ２ｓＧａｏ、ｔｓＡｓ
第３ガイド層１８で全表面を覆うように成長させる事が
できる。特にこのＭＯＣＶＤ法による成長において、第
３ガイド層１８を成長する直前にＨＣＪＲ等のガスで第
２ガイド層１４および絶縁層１５の表面を微量にガスエ
ツチングをすると成長素子の再現性信頼性を一段と向上
させる事ができる。又第３ガイド層１８の層厚はキャリ
ア注入領域１７において、第３ガイド層１８と第２ガイ
ド層１４との層厚の合計が第１ガイド層１２の層厚と等
しくなるように制御する。
この後成長表面全面にｐ形オーミックコンタクト２１、
基板側はｎ形オーミックコンタクト２２をそれぞれつけ
ると本発明の構造の半導体レーザを得る事ができる（第
１図、第２図）。
基板側はｎ形オーミックコンタクト２２をそれぞれつけ
ると本発明の構造の半導体レーザを得る事ができる（第
１図、第２図）。
（へ）発明の作用・効果
本発明の構造において、全面電極から注入された電流は
キャップ層２０、第２クラツド１９、第３ガイド層１８
と全面に広がって流れるが、第３ガイド層１８に隣接し
て絶縁層１５があるためそこでは阻止され、絶縁層１５
に設けたキャリア注入領域１７から第３ガイド層１８に
隣接した第２ガイド層１４に注入される。第２ガイド層
１４内から活性層１３に注入されたキャリアは活性層水
平横方向に拡散していき利得分布を形成しレーザ発振を
開始する。このとき活性層１３が管内波長の２〜３倍以
下ときわめて薄いので、光は活性層から垂直方向に広く
広がる。特に本発明の構造では活性層１３に隣接して第
１．第２のガイド層があシ、更にキャリア注入領域１７
では第２ガイド層に隣接して第３ガイド層があシ、この
領域では第２および第３ガイド層合計の層厚が第１ガイ
ド層の層厚と等しいため、光は活性層を中心として垂直
方向に大きく広がる。
キャップ層２０、第２クラツド１９、第３ガイド層１８
と全面に広がって流れるが、第３ガイド層１８に隣接し
て絶縁層１５があるためそこでは阻止され、絶縁層１５
に設けたキャリア注入領域１７から第３ガイド層１８に
隣接した第２ガイド層１４に注入される。第２ガイド層
１４内から活性層１３に注入されたキャリアは活性層水
平横方向に拡散していき利得分布を形成しレーザ発振を
開始する。このとき活性層１３が管内波長の２〜３倍以
下ときわめて薄いので、光は活性層から垂直方向に広く
広がる。特に本発明の構造では活性層１３に隣接して第
１．第２のガイド層があシ、更にキャリア注入領域１７
では第２ガイド層に隣接して第３ガイド層があシ、この
領域では第２および第３ガイド層合計の層厚が第１ガイ
ド層の層厚と等しいため、光は活性層を中心として垂直
方向に大きく広がる。
本発明の構造では上記の如くキャリア注入領域１７では
光は活性層を中心として垂直方向に対称に屈折率の比較
的大きい第１．第２．第３のガイド層内に広く広がるの
で、この領域で光の受ける実効的な屈折率は大きくなる
。これに対してキャリア注入領域外部では第２ガイド層
に隣接して屈折率のきわめて小さい材質からなる絶縁層
に隣接しているので、この領域にしみ出た光はこの絶縁
層で反射され第１ガイド層から第１クラッド層へとしみ
出す。この結果、活性層のｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃｔｏ
ｒもキャリア注入領域の部分よシも小さくカシ、更に光
は屈折率の小さい第１クラッド層までしみ出るのでこの
領域の実効的な屈折率は小さくなる。
光は活性層を中心として垂直方向に対称に屈折率の比較
的大きい第１．第２．第３のガイド層内に広く広がるの
で、この領域で光の受ける実効的な屈折率は大きくなる
。これに対してキャリア注入領域外部では第２ガイド層
に隣接して屈折率のきわめて小さい材質からなる絶縁層
に隣接しているので、この領域にしみ出た光はこの絶縁
層で反射され第１ガイド層から第１クラッド層へとしみ
出す。この結果、活性層のｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃｔｏ
ｒもキャリア注入領域の部分よシも小さくカシ、更に光
は屈折率の小さい第１クラッド層までしみ出るのでこの
領域の実効的な屈折率は小さくなる。
その結果キャリア注入領域１７に隣近した活性層の部分
に実効的な正の屈折率分布が形成され、正の屈折率ガイ
ディング機構が作シつけられ、横モード制御されるので
安定な横モード発振を維持する事ができる。
に実効的な正の屈折率分布が形成され、正の屈折率ガイ
ディング機構が作シつけられ、横モード制御されるので
安定な横モード発振を維持する事ができる。
本発明の構造では、活性層に隣接した第２ガイド層には
ストライプ状のキャリア注入領域からのみ電流が注入さ
れるので、キャリア注入領域幅を狭くすると共に第２ガ
イド層の層厚を薄くして第２ガイド層での電流の横広が
シを小さくして注入電流を有効に活性層の活性領域に注
入させる事ができる。その結果注入電流が有効にレーザ
発振に寄与するので低閾値、高効率のレーザ発振を行う
。
ストライプ状のキャリア注入領域からのみ電流が注入さ
れるので、キャリア注入領域幅を狭くすると共に第２ガ
イド層の層厚を薄くして第２ガイド層での電流の横広が
シを小さくして注入電流を有効に活性層の活性領域に注
入させる事ができる。その結果注入電流が有効にレーザ
発振に寄与するので低閾値、高効率のレーザ発振を行う
。
本発明の様に活性層からの光のしみ出しを太きくして活
性層垂直方向の光の閉じ込め係数（ｆｉｌｌｉｎｇ ｆ
ａｃｔｏｒ 、 ｒ ）を小さくする事は大光出力レー
ザ発振の上で著しい効果をもつ。通常のＡ Ｉ Ｇ ａ
Ａ ｓ／Ｇ ａ Ａ ｓ 半導体レーザを大光出力レ
ーザ発振させると反射面が破壊される現象が生じる。
性層垂直方向の光の閉じ込め係数（ｆｉｌｌｉｎｇ ｆ
ａｃｔｏｒ 、 ｒ ）を小さくする事は大光出力レー
ザ発振の上で著しい効果をもつ。通常のＡ Ｉ Ｇ ａ
Ａ ｓ／Ｇ ａ Ａ ｓ 半導体レーザを大光出力レ
ーザ発振させると反射面が破壊される現象が生じる。
この現象は光学損傷として古くから知られておシ、その
レベルはＣＷレーザ発振では〜ＩＭＷ／ｄで生じる。通
常ＡＩＧａＡ＋＋／ＧａＡｓ 半導体レーザの反射面破
壊の生じる光出力戸は活性層の層厚をｄ、横モードのス
ポットサイズをちとするとＰ’Ｚ７Ｘ−Ｘ Ｉ ＭＪＷ
／Ｃｄ となＪ、 ＰＭはｒに反比例して上昇する。
レベルはＣＷレーザ発振では〜ＩＭＷ／ｄで生じる。通
常ＡＩＧａＡ＋＋／ＧａＡｓ 半導体レーザの反射面破
壊の生じる光出力戸は活性層の層厚をｄ、横モードのス
ポットサイズをちとするとＰ’Ｚ７Ｘ−Ｘ Ｉ ＭＪＷ
／Ｃｄ となＪ、 ＰＭはｒに反比例して上昇する。
本発明の構造を用いればｒ≦００１になりＰＭ２１００
ｍＷが可能となり、大光出力レーザ発振が可能になる。
ｍＷが可能となり、大光出力レーザ発振が可能になる。
特に本発明の構造においては活性層水平横方向に形成さ
れる実効的な屈折率分布の幅とキャリア注入領域の幅と
が一致している。この場合には注入キャリアが屈折率分
布内に集光して発振する基本横モードの発振に有効に寄
与し、−欠取上の高次横モードの利得の上昇に寄与する
割合はきわめて少なくなる。このような場合には本実施
例の如くキャリア注入領域の幅を狭くし、−欠損モード
発振を抑圧すると特に安定な基本横モード発振を広範囲
にわたる電流注入領域で維持する事ができる。
れる実効的な屈折率分布の幅とキャリア注入領域の幅と
が一致している。この場合には注入キャリアが屈折率分
布内に集光して発振する基本横モードの発振に有効に寄
与し、−欠取上の高次横モードの利得の上昇に寄与する
割合はきわめて少なくなる。このような場合には本実施
例の如くキャリア注入領域の幅を狭くし、−欠損モード
発振を抑圧すると特に安定な基本横モード発振を広範囲
にわたる電流注入領域で維持する事ができる。
以上の事によシ、本発明の構造では安定な基本横モード
発振を維持した大光出力レーザ発振をする事ができる。
発振を維持した大光出力レーザ発振をする事ができる。
本発明の様に活性層からの光のしみ出しを大きくする事
は活性層垂直方向の広がり角θルを急激に減少させる事
ができる。特に本発明の如く第１ガイド層の層厚とキャ
リア注入領域での第２ガイド層から第３ガイド層にわた
る層厚とを等しくすれば、光は活性層を中心としてその
垂直方向によシ広く対称的に広げる事ができる。その結
果、本実施例を用−ればθ・≦１５度にする事ができる
。
は活性層垂直方向の広がり角θルを急激に減少させる事
ができる。特に本発明の如く第１ガイド層の層厚とキャ
リア注入領域での第２ガイド層から第３ガイド層にわた
る層厚とを等しくすれば、光は活性層を中心としてその
垂直方向によシ広く対称的に広げる事ができる。その結
果、本実施例を用−ればθ・≦１５度にする事ができる
。
これに対して活性層水平横方向の広がシ角θ、は横モー
ドのスポットサイズを変化してθ、＝１２−１５度は容
易に得る事ができる。従ってθ嘉ｚθ、となル等心円的
な光源を得る事ができ、実際に使用する際に外部の光学
系とのカップリング効率を著しく上昇させる事ができる
。
ドのスポットサイズを変化してθ、＝１２−１５度は容
易に得る事ができる。従ってθ嘉ｚθ、となル等心円的
な光源を得る事ができ、実際に使用する際に外部の光学
系とのカップリング効率を著しく上昇させる事ができる
。
上記した様に本発明の構造は前記した中堀、小野、梶村
、中村によシ第４４回応用物理学会学術講演会講演予稿
集１９８３年１０９頁２６．−Ｐ−１６に発表されたレ
ーザの如く損失領域を設けて横モード制御する機構とは
全く異なっておシ、損失領域もない事から低蘭値、高効
率でレーザ発振ができる。更に全面電極を用いる等製造
方法も比較的やさしくＭＯＣＶＤ法特有の層厚の制御性
の良い利点をいかして再現性よく作る事ができる。
、中村によシ第４４回応用物理学会学術講演会講演予稿
集１９８３年１０９頁２６．−Ｐ−１６に発表されたレ
ーザの如く損失領域を設けて横モード制御する機構とは
全く異なっておシ、損失領域もない事から低蘭値、高効
率でレーザ発振ができる。更に全面電極を用いる等製造
方法も比較的やさしくＭＯＣＶＤ法特有の層厚の制御性
の良い利点をいかして再現性よく作る事ができる。
以上のように実施例はＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ダブル
へテロ接合結晶材料について説明したが、他の結晶材料
例えばＩ ｎＧａＡｓＰ／Ｉ ｎＧａＰ 、 Ｉ ｎＧ
ａＰ／ＡＩ ＩｎＰ。
へテロ接合結晶材料について説明したが、他の結晶材料
例えばＩ ｎＧａＡｓＰ／Ｉ ｎＧａＰ 、 Ｉ ｎＧ
ａＰ／ＡＩ ＩｎＰ。
Ｉ ｎＧａＡｓ／Ｉ ｎＰ 、Ａ ｌＧａＡｓＳｂ／Ｇ
ａＡｓＳｂ等数多くの結晶材料に適用する事ができる。
ａＡｓＳｂ等数多くの結晶材料に適用する事ができる。
第１図は本発明実施例の斜視図、第２図は第１図の断面
図、第３図はこの実施例の作製の過程においてダブルへ
テロ接合結晶を成長した時の側面図、第４図はこの実施
例の作成の過程において、上記ダブルへテロ接合結晶の
表面層にストライプ状のキャリア注入領域を形成した時
の断面図である。 図において １０−ｎ形ＧａＡｓ基板、１１ ・＝ ｎ形Ａ１ｏａｓ
ＧａｏｎｔＡｓ第１クラッド層、１２− ｎ形Ａｌｏｘ
ｓＧａｏｚｓＡｓ第１ガイド層、１３ ・−・アンドー
プＡ ｌｏ、ｔｓ Ｇａｎｊｓ Ａｓ活性層、１４ ・
ｐ形Ａ １ ａｓｓ Ｇ ａｏ、ｙｓ Ａ ｓ第２ガイ
ド層ζ１５− Ａｌｏ、ｉ Ｇａｏ、ｓ Ａｓ絶縁層、
１６−３ ｉｏ、膜、１７ ・・・キャリア注入領域、
１８ ・ｐ形Ａｌｏ！５Ｇａｏ２ｉＡ８第３ガイド層、
１９−ｐ形Ａ １０３８ Ｇ ａｏ、ｇ！Ａ ｓ第２ク
ラッド層、２０・・・ｐ形ＧａＡｓキャップ層、２１・
・・ｐ形オーミックコンタクト、２２−ｎ形オーミック
コンタクト である。 ′ＩＡＩ図 第 ２ 図 ′＠３図 ７ 嵩 ｌ／−図
図、第３図はこの実施例の作製の過程においてダブルへ
テロ接合結晶を成長した時の側面図、第４図はこの実施
例の作成の過程において、上記ダブルへテロ接合結晶の
表面層にストライプ状のキャリア注入領域を形成した時
の断面図である。 図において １０−ｎ形ＧａＡｓ基板、１１ ・＝ ｎ形Ａ１ｏａｓ
ＧａｏｎｔＡｓ第１クラッド層、１２− ｎ形Ａｌｏｘ
ｓＧａｏｚｓＡｓ第１ガイド層、１３ ・−・アンドー
プＡ ｌｏ、ｔｓ Ｇａｎｊｓ Ａｓ活性層、１４ ・
ｐ形Ａ １ ａｓｓ Ｇ ａｏ、ｙｓ Ａ ｓ第２ガイ
ド層ζ１５− Ａｌｏ、ｉ Ｇａｏ、ｓ Ａｓ絶縁層、
１６−３ ｉｏ、膜、１７ ・・・キャリア注入領域、
１８ ・ｐ形Ａｌｏ！５Ｇａｏ２ｉＡ８第３ガイド層、
１９−ｐ形Ａ １０３８ Ｇ ａｏ、ｇ！Ａ ｓ第２ク
ラッド層、２０・・・ｐ形ＧａＡｓキャップ層、２１・
・・ｐ形オーミックコンタクト、２２−ｎ形オーミック
コンタクト である。 ′ＩＡＩ図 第 ２ 図 ′＠３図 ７ 嵩 ｌ／−図
Claims (1)
- 管内波長の数倍以下の層厚を有する活性層と該活性層に
隣接して該活性層よシもバンドギャップが広く、かつ屈
折率が小さい材質からなる第１および第２のガイド層を
有したダブルへテロ接合構造を設け、ストライプ状のキ
ャリア注入領域となる部分を除いて、該第２ガイド層に
隣接して、該第２ガイド層よシも屈折率が小さい材質か
らなる電気的に絶縁な層を設け、第１と第２のガイド層
と同一の材質からなる第３のガイド層を該絶縁層に隣接
させ該ストライプ状キャリア注入領域をも覆うように形
成し、第１のガイド層の層厚と該ストライプ状キャリア
注入領域の部分での第２と第３とのガイド層の全層厚と
が等しくなるようにした層構造とし、該層構造を該第１
．第２．第３の各ガイド層よシもバンドギャップが広く
、かつ屈折率が小さい材質からなる第１および第２のク
ラッド層ではさんだ事を特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7895384A JPS60223188A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7895384A JPS60223188A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60223188A true JPS60223188A (ja) | 1985-11-07 |
Family
ID=13676250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7895384A Pending JPS60223188A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60223188A (ja) |
-
1984
- 1984-04-19 JP JP7895384A patent/JPS60223188A/ja active Pending
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