JPS60224291A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS60224291A JPS60224291A JP8090484A JP8090484A JPS60224291A JP S60224291 A JPS60224291 A JP S60224291A JP 8090484 A JP8090484 A JP 8090484A JP 8090484 A JP8090484 A JP 8090484A JP S60224291 A JPS60224291 A JP S60224291A
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- JP
- Japan
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- groove
- active layer
- resonator
- laser
- semiconductor laser
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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
- H01S5/10—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
-
- 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
-
- 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
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- 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
-
- 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
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
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】
く技術分野〉
本発明は発振横モードの制御された共振端面窓形半導体
レーザ素子の新規な素子構造及び製造方法に関するもの
である。
レーザ素子の新規な素子構造及び製造方法に関するもの
である。
〈従来技術〉
共振器端面を安定にしてレーザ光を高出力発振させるた
めに端面近傍でのレーザ光の吸収を少なくした端面窓形
半導体レーザ素子がＡｐｐｌ 、 Ｐｈｙｓ。
めに端面近傍でのレーザ光の吸収を少なくした端面窓形
半導体レーザ素子がＡｐｐｌ 、 Ｐｈｙｓ。
Ｌｅｔｔ、 １５ Ｍａｙ １９７９ Ｐ ６３７等に
て提唱されている。また、このよりなレーザ素子の窓領
域にも光導波路を形成してビームウェストを制御しかつ
高次横モードを抑制して基本横モードのみを導波させる
ように改良された窓形半導体レーザ素子が特願昭５７−
９１６３６号にて出願されている。この半導体レーザ素
子の基本的構造を第１図（ＡＸＢ）の説明図に従って説
明する。第１図（Ａ）は共振器中央部付近の断面図であ
シ、同（Ｂ）は共振器端面近傍の断面図である。
て提唱されている。また、このよりなレーザ素子の窓領
域にも光導波路を形成してビームウェストを制御しかつ
高次横モードを抑制して基本横モードのみを導波させる
ように改良された窓形半導体レーザ素子が特願昭５７−
９１６３６号にて出願されている。この半導体レーザ素
子の基本的構造を第１図（ＡＸＢ）の説明図に従って説
明する。第１図（Ａ）は共振器中央部付近の断面図であ
シ、同（Ｂ）は共振器端面近傍の断面図である。
ｐ−ＧａＡｓ基板１上に電流を遮断するためのｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２が堆積され、電流阻止層２とＧａＡｓ
基板１には幅の異なるストライプ状の溝９，１０が連続
して加工されている。この上にｐ−ＧａＡＩＡＪクラッ
ド層３．ＧａＡｓ又はＧａＡｌＡｓ活性層４ 、 ｎ
−ＧａＡｌＡｓクラッド層５．ｎ−ＧａＡｓキャップ層
６が順次積層されている。またキャップ層６Ｊ：、には
ｎ側電極７、ＧａＡｓ基板１にはｐ制電ｗ１８が被着さ
れている。
Ａｓ電流阻止層２が堆積され、電流阻止層２とＧａＡｓ
基板１には幅の異なるストライプ状の溝９，１０が連続
して加工されている。この上にｐ−ＧａＡＩＡＪクラッ
ド層３．ＧａＡｓ又はＧａＡｌＡｓ活性層４ 、 ｎ
−ＧａＡｌＡｓクラッド層５．ｎ−ＧａＡｓキャップ層
６が順次積層されている。またキャップ層６Ｊ：、には
ｎ側電極７、ＧａＡｓ基板１にはｐ制電ｗ１８が被着さ
れている。
第１図（Ａ）の構造はいわゆる活性層湾曲型ｖＳＩＳｔ
／−ザ、第１図（Ｂ）は活性層平坦型ＶＳＩＳレーザに
和尚すると考えることができる。ＶＳＩＳ（Ｖ −ｃｈ
ａｎｎｅｌｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎｅｒ ５
ｔｒｉｐｅ）レーザについては電気通信学会技術報告（
ＥＤ−８１−４２，１９８１年、Ｐ、３１）等に詳述さ
れているが、基板に溝加工して電流通路を形成した光及
びキャリア閉じ込め構造を有する内部ストライプ型レー
ザである。即ち、レーザ発振のだめの電流はｎ −Ｇａ
Ａｓ Ｒ２によって阻止され、それぞれ幅Ｗｃ１．Ｗｃ
２の溝９，１０に対応するチャネル部のみに流れる。こ
れらのチャネル幅はＷｃ１）Ｗｃ２となるように形成さ
れておシ、同−成長条で前者では活性層４を湾曲させ、
後者では活性層４を平坦にすることができる。活性層４
が湾曲すると、屈折率光導波路が形成され、その導波器
幅はチャネル幅Ｗｃ、よシも狭くなる。また活性層４が
平坦な場合は、チャネル両端でのｎ −ＧａＡｓ層２へ
の光吸収により実効屈折率が下がる原理を利用しだ光導
波路が形成され、その導波路幅はチャネル幅Ｗｃ２にｆ
ｌは等しくなる。
／−ザ、第１図（Ｂ）は活性層平坦型ＶＳＩＳレーザに
和尚すると考えることができる。ＶＳＩＳ（Ｖ −ｃｈ
ａｎｎｅｌｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎｅｒ ５
ｔｒｉｐｅ）レーザについては電気通信学会技術報告（
ＥＤ−８１−４２，１９８１年、Ｐ、３１）等に詳述さ
れているが、基板に溝加工して電流通路を形成した光及
びキャリア閉じ込め構造を有する内部ストライプ型レー
ザである。即ち、レーザ発振のだめの電流はｎ −Ｇａ
Ａｓ Ｒ２によって阻止され、それぞれ幅Ｗｃ１．Ｗｃ
２の溝９，１０に対応するチャネル部のみに流れる。こ
れらのチャネル幅はＷｃ１）Ｗｃ２となるように形成さ
れておシ、同−成長条で前者では活性層４を湾曲させ、
後者では活性層４を平坦にすることができる。活性層４
が湾曲すると、屈折率光導波路が形成され、その導波器
幅はチャネル幅Ｗｃ、よシも狭くなる。また活性層４が
平坦な場合は、チャネル両端でのｎ −ＧａＡｓ層２へ
の光吸収により実効屈折率が下がる原理を利用しだ光導
波路が形成され、その導波路幅はチャネル幅Ｗｃ２にｆ
ｌは等しくなる。
上記ＶＳＩＳ構造の半導体レーザ素子を量産する場合、
共振端面の片面で２０ｍＷ以上の光出力状態迄基本横モ
ードを維持する素子の歩留りが悪いことが判明した。こ
の原因を探究した結果共振器内部領域における活性層４
の湾曲度の制御性に問題のあることが解明された。すな
わち、湾曲度が大きすぎると高次横モードで発振し易く
なり、活性層４の平坦な窓領域を共振器端部に付加して
も完全には基本横モードに変換することができなくなる
。さらに、第１図（Ｂ）で示すように従来の態形ＶＳＩ
Ｓレーザの端面はチャネル幅Ｗ Ｃ２が非常に狭く（４
μｍ程度）、ｐ−クラッド層３の厚さが０．１μｍ程度
と薄いために、チャネル両側での光の電流阻止層２への
吸収が非常に大きく、非点収差及び微分効率の低下を招
く要因となっていた。
共振端面の片面で２０ｍＷ以上の光出力状態迄基本横モ
ードを維持する素子の歩留りが悪いことが判明した。こ
の原因を探究した結果共振器内部領域における活性層４
の湾曲度の制御性に問題のあることが解明された。すな
わち、湾曲度が大きすぎると高次横モードで発振し易く
なり、活性層４の平坦な窓領域を共振器端部に付加して
も完全には基本横モードに変換することができなくなる
。さらに、第１図（Ｂ）で示すように従来の態形ＶＳＩ
Ｓレーザの端面はチャネル幅Ｗ Ｃ２が非常に狭く（４
μｍ程度）、ｐ−クラッド層３の厚さが０．１μｍ程度
と薄いために、チャネル両側での光の電流阻止層２への
吸収が非常に大きく、非点収差及び微分効率の低下を招
く要因となっていた。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑み、高出力まで安定な基本横
モードで発振し、微分効率が大きく、しかも非点収差の
ない新規有用な態形半導体レーザ素子を提供することを
目的とする。
モードで発振し、微分効率が大きく、しかも非点収差の
ない新規有用な態形半導体レーザ素子を提供することを
目的とする。
〈構成及び効果の説明〉
本発明の半導体レーザ素子について第２図（Ａ）ＣＢ）
を参照しながら説明する。第２図（Ａ）は態形半導体レ
ーザ素子の共振器中央部付近に対応する断面図、同（Ｂ
）は共振器端面付近に対応する断面図である。
を参照しながら説明する。第２図（Ａ）は態形半導体レ
ーザ素子の共振器中央部付近に対応する断面図、同（Ｂ
）は共振器端面付近に対応する断面図である。
ｐ−基板１１上にｎ型の電流阻止層１２を堆積して、基
板１１に対する電流遮断機能を付与した後、電流阻止層
１２表面よシ共振器内部領域では幅Ｗ１ ％共振器端部
の窓領域ではＷｌよシ狭い幅Ｗ２を有し、双方の領域と
もＤなる深さの溝１９をエツチングにより形成する。次
に、溝１９の中心部分に幅Ｗｉなる７字形溝２０をエツ
チングによ多形成する。この際、各溝１９．２０の溝幅
はＷ＋＞Ｗ２）Ｗｉなる関係がある。このようにして形
成された二段式複合チャネルのストライプ構造を有する
基板上に、レーザ動作部として例えばｐ−クラッド層１
３、ｐ−活性層１４、ｎ−クラッド層１５、ｎ−キャッ
プ層１６から成るダブルへテロ接合構造の多層結晶を積
層する。活性層１４は溝１９が広い幅Ｗ１をもつ内部領
域では緩やかに湾曲し、狭い幅Ｗ２をもつ窓領域では湾
曲せずに平坦に層設される。共振器内部領域では幅Ｗ１
が広い程また深さＤが浅い程、活性層１４の湾曲度は緩
やかになシ、これに応じて活性層厚の変化も緩やかにな
る為、接合に平行方向の実効屈折率の変化も小さくなる
。その結果、基本横モードでの発振が得られ易くなる。
板１１に対する電流遮断機能を付与した後、電流阻止層
１２表面よシ共振器内部領域では幅Ｗ１ ％共振器端部
の窓領域ではＷｌよシ狭い幅Ｗ２を有し、双方の領域と
もＤなる深さの溝１９をエツチングにより形成する。次
に、溝１９の中心部分に幅Ｗｉなる７字形溝２０をエツ
チングによ多形成する。この際、各溝１９．２０の溝幅
はＷ＋＞Ｗ２）Ｗｉなる関係がある。このようにして形
成された二段式複合チャネルのストライプ構造を有する
基板上に、レーザ動作部として例えばｐ−クラッド層１
３、ｐ−活性層１４、ｎ−クラッド層１５、ｎ−キャッ
プ層１６から成るダブルへテロ接合構造の多層結晶を積
層する。活性層１４は溝１９が広い幅Ｗ１をもつ内部領
域では緩やかに湾曲し、狭い幅Ｗ２をもつ窓領域では湾
曲せずに平坦に層設される。共振器内部領域では幅Ｗ１
が広い程また深さＤが浅い程、活性層１４の湾曲度は緩
やかになシ、これに応じて活性層厚の変化も緩やかにな
る為、接合に平行方向の実効屈折率の変化も小さくなる
。その結果、基本横モードでの発振が得られ易くなる。
二段式チャネルをもつ内部ストライプ構造半導体レーザ
のもう一つの利点は、注入電流を二段式チャネルの中央
部に集中させることができることである。仮に、注入電
流が二段式チャネル内全域に広く流れたとすると、光出
力の増加に従って、活性層１４内のキャリア分布が二段
チャネル中央部でへこみ周辺部で盛シ上るいわゆる空間
的ホールバーニング現象が起る。
のもう一つの利点は、注入電流を二段式チャネルの中央
部に集中させることができることである。仮に、注入電
流が二段式チャネル内全域に広く流れたとすると、光出
力の増加に従って、活性層１４内のキャリア分布が二段
チャネル中央部でへこみ周辺部で盛シ上るいわゆる空間
的ホールバーニング現象が起る。
この時、利得分布は一次横モードの光強度分布と一致し
、１次モード利得が零次モード利得よシ大きくなり、１
次横モード発振となるといった問題が発生する。
、１次モード利得が零次モード利得よシ大きくなり、１
次横モード発振となるといった問題が発生する。
第２図の素子構造は、同一成長条件でそれぞれ個別に活
性層湾曲型ＶＳＩＳレーザと活性層平坦型ＶＳＩＳレー
ザを作製した場合、常に前者の方が若干長波長で発振す
るというとと即ちバンドギャップが狭くなるという実験
結果に基いて構成されたものである。さらに、活性層を
湾曲させると発振閾値電流は小さくなるが横モードが不
安定になシ易く、活性層を平坦にすると発振閾値電流は
やや増大するが、横モードが非常に安定になるという性
質がある。以上のことより、これら２種類の活性層をも
つ光導波路を一本に連結して形成すれば、レーザ発振は
湾曲部分で起シ、平坦部では単にレーザ光が通過するだ
けの窓作用を示すと考えられる。従って、両端面近傍に
活性層平坦部が位置するように配置すれば、発振閾値電
流１ｔｈは小さくなシ、横モードを安定化させる作用も
得られると考えられる。しかも、端面劣化の少ないある
いは端面破壊耐用出力Ｐｍａｘの大きい半導体レーザを
作製することができると期待される。
性層湾曲型ＶＳＩＳレーザと活性層平坦型ＶＳＩＳレー
ザを作製した場合、常に前者の方が若干長波長で発振す
るというとと即ちバンドギャップが狭くなるという実験
結果に基いて構成されたものである。さらに、活性層を
湾曲させると発振閾値電流は小さくなるが横モードが不
安定になシ易く、活性層を平坦にすると発振閾値電流は
やや増大するが、横モードが非常に安定になるという性
質がある。以上のことより、これら２種類の活性層をも
つ光導波路を一本に連結して形成すれば、レーザ発振は
湾曲部分で起シ、平坦部では単にレーザ光が通過するだ
けの窓作用を示すと考えられる。従って、両端面近傍に
活性層平坦部が位置するように配置すれば、発振閾値電
流１ｔｈは小さくなシ、横モードを安定化させる作用も
得られると考えられる。しかも、端面劣化の少ないある
いは端面破壊耐用出力Ｐｍａｘの大きい半導体レーザを
作製することができると期待される。
以上を要約すると、第２図（Ａ）に示す構造は活性層１
４の湾曲度を緩やかに設定することができ、しかも電流
を中央部に集中することができるという二つの効果によ
シ高出力まで基本横モード発振を維持することが可能と
なる。一方、第２図（Ｂ）に示す窓領域に於いては７字
形溝２ｏの両側のｐ−クラッド層１３の厚みが、第１図
（Ｂ）に示す従来のそれに比べて厚いという特徴がある
。従って７字形溝２ｏ０両側での光の波面のゆがみによ
る非点収差が防止でき、しかも微分効率が良いという優
れた効果が得られる。このようにして共振器内部領域と
窓領域の双方とも従来形よシ改善することによシ、高出
力まで安定な基ｉ横モードで微分効率の良い態形半導体
レーザが実現されることになる。この半導体レーザは態
形Ｂ５ｌ５レーザ（ｗｉｎｄｏｗ互ｒｏａｄ−ｃｈａｎ
ｎｅｌｅｄ旦ｕｂｓｔｒａｔｅユｎｎｅｒ ５ｔｒｉｐ
ｅ １ａｓｅｒ）と命名する。
４の湾曲度を緩やかに設定することができ、しかも電流
を中央部に集中することができるという二つの効果によ
シ高出力まで基本横モード発振を維持することが可能と
なる。一方、第２図（Ｂ）に示す窓領域に於いては７字
形溝２ｏの両側のｐ−クラッド層１３の厚みが、第１図
（Ｂ）に示す従来のそれに比べて厚いという特徴がある
。従って７字形溝２ｏ０両側での光の波面のゆがみによ
る非点収差が防止でき、しかも微分効率が良いという優
れた効果が得られる。このようにして共振器内部領域と
窓領域の双方とも従来形よシ改善することによシ、高出
力まで安定な基ｉ横モードで微分効率の良い態形半導体
レーザが実現されることになる。この半導体レーザは態
形Ｂ５ｌ５レーザ（ｗｉｎｄｏｗ互ｒｏａｄ−ｃｈａｎ
ｎｅｌｅｄ旦ｕｂｓｔｒａｔｅユｎｎｅｒ ５ｔｒｉｐ
ｅ １ａｓｅｒ）と命名する。
〈実施例〉
ＧａＡｓ −ＧａＡｌＡｓ系の化合物半導体を用いて、
本発明の半導体レーザ素子の実施例について第２図及び
第３図を参照しながら説明する。
本発明の半導体レーザ素子の実施例について第２図及び
第３図を参照しながら説明する。
まず、ｐ型ＧａＡｓ基板（Ｚｎドープ、ＩＸＩＯ１９ａ
ｍ−３）１１にｎ型ＧａＡｓ電流阻止層（Ｔｅドープ。
ｍ−３）１１にｎ型ＧａＡｓ電流阻止層（Ｔｅドープ。
３Ｘ１０１８Ｃ１１１−３） １２を約ｏ、８ｔｔｍの
厚さに液相エピタキシャル成長させた。その後、ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層１２表面上に第３図（Ａ）の平面図で
示す様に幅がＷｌ とＷ２ （Ｗｌ ＞ Ｗ２ ）に変
化する溝１９をホトリングラフィ技術とケミカル・エツ
チングによシ形成した。各部の寸法はり、＝２００μｍ
。
厚さに液相エピタキシャル成長させた。その後、ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層１２表面上に第３図（Ａ）の平面図で
示す様に幅がＷｌ とＷ２ （Ｗｌ ＞ Ｗ２ ）に変
化する溝１９をホトリングラフィ技術とケミカル・エツ
チングによシ形成した。各部の寸法はり、＝２００μｍ
。
Ｌ２””５０１１ｍ、Ｗ１＝１１ ｌｉｍ、Ｗ２＝６．
５ Ｉ’ｍとし溝の深さはＤ ＝ ０．２μｍとした。
５ Ｉ’ｍとし溝の深さはＤ ＝ ０．２μｍとした。
次に、第３１ｑ（Ｂ）に示すように、溝１９の中心、
１ 部に幅Ｗｌ＝３．１５μｍの７字形溝２ｏをホトリング
ラフィ技術とケミカルエツチングにより形成した。この
７字形溝２ｏはｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１２を貫通して
、ｐ−ＧａＡｓ基板１１に到達するような深さに設定し
た。７字形溝２ｏの形成によってｐ−ＧａＡｓ基板１１
から電流阻止層１２が除去され、電流通路が開通される
。この部分がストライプ構造となる。
１ 部に幅Ｗｌ＝３．１５μｍの７字形溝２ｏをホトリング
ラフィ技術とケミカルエツチングにより形成した。この
７字形溝２ｏはｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１２を貫通して
、ｐ−ＧａＡｓ基板１１に到達するような深さに設定し
た。７字形溝２ｏの形成によってｐ−ＧａＡｓ基板１１
から電流阻止層１２が除去され、電流通路が開通される
。この部分がストライプ構造となる。
その後、再び液相エピタキシャル技術にょシ、第２図で
示すようなｐ −Ｇａ０１＋ Ａ１．）、５ Ａｓクラ
ッド層１３ 、 ｐ −Ｇａｏ、５ｓＡ１ｏ、１５Ａｓ
活性層１４．ｎ−Ｇａ（１，５Ａ１ｏ、ｓＡｓクラッド
層１５．ｎ−ＧａＡｓキャップ層１６をそれぞれチャネ
ル外側で厚さが０．１５μｍ、ｏ、０４μｆｉ、ｌ、Ｑ
μｍ、２μｍ となるように順次エピタキシャル成長さ
せた。第２図（Ａ）の活性層湾曲部の中央での活性層厚
はＯ，ＯＳμｍとなった。また、第２図（Ｂ）のチャネ
ル中央部の活性層厚は外側と同じ０．０４μｍ１溝１９
内のｐ−クラッド層１３の厚さは０．３μｍとなった。
示すようなｐ −Ｇａ０１＋ Ａ１．）、５ Ａｓクラ
ッド層１３ 、 ｐ −Ｇａｏ、５ｓＡ１ｏ、１５Ａｓ
活性層１４．ｎ−Ｇａ（１，５Ａ１ｏ、ｓＡｓクラッド
層１５．ｎ−ＧａＡｓキャップ層１６をそれぞれチャネ
ル外側で厚さが０．１５μｍ、ｏ、０４μｆｉ、ｌ、Ｑ
μｍ、２μｍ となるように順次エピタキシャル成長さ
せた。第２図（Ａ）の活性層湾曲部の中央での活性層厚
はＯ，ＯＳμｍとなった。また、第２図（Ｂ）のチャネ
ル中央部の活性層厚は外側と同じ０．０４μｍ１溝１９
内のｐ−クラッド層１３の厚さは０．３μｍとなった。
ｎ−クラッド層１５は共振器内部及び端面領域とも上面
が平坦に層設される。次に、基板裏面をラッピングする
ことによりウェハーの厚さを約１００μ乳とした後、ｎ
−ＧａＡｓキャップ層１６表面にはｎ側電極１７として
Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉを、またｐ−ＧａＡｓ基板１１裏面に
はｐ側電極１８としてＡｕ−Ｚｎを蒸着し、４５０℃に
加熱して合金化した。その後、長さＬ２＝５０μｍを有
する窓領域の中央で襞間し、共振器を形成する。従って
、窓領域は素子の両端で各々２５μｍの長さを有するこ
とになる。
が平坦に層設される。次に、基板裏面をラッピングする
ことによりウェハーの厚さを約１００μ乳とした後、ｎ
−ＧａＡｓキャップ層１６表面にはｎ側電極１７として
Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉを、またｐ−ＧａＡｓ基板１１裏面に
はｐ側電極１８としてＡｕ−Ｚｎを蒸着し、４５０℃に
加熱して合金化した。その後、長さＬ２＝５０μｍを有
する窓領域の中央で襞間し、共振器を形成する。従って
、窓領域は素子の両端で各々２５μｍの長さを有するこ
とになる。
この態形Ｂ５ｌ５レーザはしきい値電流３０ ｍＡ＋波
長７８０ｎｍで発振し、発光出力３０ｍＷ以上迄安定な
基本横モードで動作した。またその中には１２０ｍＷ迄
、安定な基本横モード動作をする素子もあった。微分量
子効率は片面で２５％であった。また、端面反射率が後
端面で９５％、光を取り出す前端面で２％となるように
誘電体膜を共振器端面に蒸着したところ、発光出力６０
ｍＷ以上まで安定な基本モードで動作し、微分量子効率
は前端面で５５％となった。更に、端面破壊出力はパル
ス動作で２００ｍＷ、ＣＷ（連続発振）動作で１５０ｍ
Ｗであった。
長７８０ｎｍで発振し、発光出力３０ｍＷ以上迄安定な
基本横モードで動作した。またその中には１２０ｍＷ迄
、安定な基本横モード動作をする素子もあった。微分量
子効率は片面で２５％であった。また、端面反射率が後
端面で９５％、光を取り出す前端面で２％となるように
誘電体膜を共振器端面に蒸着したところ、発光出力６０
ｍＷ以上まで安定な基本モードで動作し、微分量子効率
は前端面で５５％となった。更に、端面破壊出力はパル
ス動作で２００ｍＷ、ＣＷ（連続発振）動作で１５０ｍ
Ｗであった。
上記構成で７８０ ｎｍの発振波長をもつ端面被覆態形
Ｂ５ｌ５レーザを出力５０ｍＷ、５０℃で連続動作をさ
せたところ、３０００時間経過後も劣化の徴候が見られ
ない。また、サージ電流等の事故に対しても格段に強い
ことが確かめられた。
Ｂ５ｌ５レーザを出力５０ｍＷ、５０℃で連続動作をさ
せたところ、３０００時間経過後も劣化の徴候が見られ
ない。また、サージ電流等の事故に対しても格段に強い
ことが確かめられた。
第４図は第２図に示す実施例の溝形成をＲＩＥ（リアク
ティブ・イオン・エツチング）により行った場合の断面
図である。第４図（Ａ） （Ｂ）はそれぞれ第２図（Ａ
） （Ｂ）に対応している。ケミカル・エツチングによ
って形成した溝と比較して溝側面がテーパーをもたない
ところに特徴がある。このＲＩＥを利用して製作した態
形Ｂ５ｌ５半導体レーザも前実施例とほぼ同様な特性を
示した。
ティブ・イオン・エツチング）により行った場合の断面
図である。第４図（Ａ） （Ｂ）はそれぞれ第２図（Ａ
） （Ｂ）に対応している。ケミカル・エツチングによ
って形成した溝と比較して溝側面がテーパーをもたない
ところに特徴がある。このＲＩＥを利用して製作した態
形Ｂ５ｌ５半導体レーザも前実施例とほぼ同様な特性を
示した。
以上述べたように、上記実施例の態形半導体レーザは、
共振器内部領域の活性層の湾曲度の制御が容易であるた
め、高出力まで安定な基本横モードで発振し、しかもし
きい値電流が低く微分量子効率が高いという優れた効果
を有し、高出力での信頼性に優れている。
共振器内部領域の活性層の湾曲度の制御が容易であるた
め、高出力まで安定な基本横モードで発振し、しかもし
きい値電流が低く微分量子効率が高いという優れた効果
を有し、高出力での信頼性に優れている。
尚、本発明の半導体レーザ素子は上述したＧａＡｓ−Ｇ
ａＡｌＡｓ系に限定されず、Ｉ ｎ Ｐ −ＩｎＧａＡ
ｓＰ系やその他のへテロ接合レーザ素子に適用すること
ができる。
ａＡｌＡｓ系に限定されず、Ｉ ｎ Ｐ −ＩｎＧａＡ
ｓＰ系やその他のへテロ接合レーザ素子に適用すること
ができる。
また、電流阻止層１２．２２はＭＯ−ＣＶＤ法やＭＢＥ
法によっても成長させ得ることは明らかである。
法によっても成長させ得ることは明らかである。
第１図（Ａ） （Ｂ）は従来の室形ＶＳＩＳ半導体レー
ザを示す断面図である。 第２図ＧＡ）（Ｂ）は本発明の１実施例を示す態形Ｂ５
ｌ５半導体レーザの断面図である。 第３図（Ａ） （Ｂ）は第２図に示す態形Ｂ５ｌ５半導
体レーザの溝形成工程を説明する平面図である。 第４図は本発明の他の実施例を示す態形Ｂ５ｌ５半導体
レーザの断面図である。 １ 、１１ 、２１１・・・ｐ −ＧａＡｓ基板、 ２
，１２゜２２ ・−ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層、 ３，１
３．２３・−ｐ −Ｇ ａＡ ＩＡｓクラッド層、４，
１４．２４−−− ｐ −ＧａＡｌＡｓ活性層、 ５，
１５．２５・・・ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層、 ６，
１６．２６−ｎ ７ＧａＡｓキａｅｙプ層、７，１７．
２７−・・ｎ側電極、 ８，１８．２８・・・ｐ側電極
、９゜１９．２９・・・溝、 １０．２０．３０・・・
Ｖ字形溝。 第１図 第２図 （Ａ） 第３ ど６ （Ａ） 第４図 ＣＢ） 図 刀
ザを示す断面図である。 第２図ＧＡ）（Ｂ）は本発明の１実施例を示す態形Ｂ５
ｌ５半導体レーザの断面図である。 第３図（Ａ） （Ｂ）は第２図に示す態形Ｂ５ｌ５半導
体レーザの溝形成工程を説明する平面図である。 第４図は本発明の他の実施例を示す態形Ｂ５ｌ５半導体
レーザの断面図である。 １ 、１１ 、２１１・・・ｐ −ＧａＡｓ基板、 ２
，１２゜２２ ・−ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層、 ３，１
３．２３・−ｐ −Ｇ ａＡ ＩＡｓクラッド層、４，
１４．２４−−− ｐ −ＧａＡｌＡｓ活性層、 ５，
１５．２５・・・ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層、 ６，
１６．２６−ｎ ７ＧａＡｓキａｅｙプ層、７，１７．
２７−・・ｎ側電極、 ８，１８．２８・・・ｐ側電極
、９゜１９．２９・・・溝、 １０．２０．３０・・・
Ｖ字形溝。 第１図 第２図 （Ａ） 第３ ど６ （Ａ） 第４図 ＣＢ） 図 刀
Claims (1)
- １、 基板上に幅が広く浅いストライプ状の第１溝と該
第１溝中央に幅が狭く深いストライプ状の第２溝を重畳
して形成し、該第１及び第２溝上にレーザ発振用活性層
を有するレーザ動作部を堆積するとともに前記第１溝の
溝幅を制御して、前記活性層を、共振器内部では基板方
向へ湾曲させ、共振器端部では平坦に層設してレーザ発
振の窓機能を構成し、前記第２溝で電流通路となるスト
ライプ構造を構成したことを特徴とする半導体レーザ素
子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8090484A JPS60224291A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体レ−ザ素子 |
| EP85302632A EP0162569A3 (en) | 1984-04-17 | 1985-04-15 | A semiconductor laser |
| DE90111456T DE3587561T2 (de) | 1984-04-17 | 1985-04-15 | Halbleiterlaser. |
| EP90111456A EP0396157B1 (en) | 1984-04-17 | 1985-04-15 | A semiconductor laser |
| US06/723,390 US4677633A (en) | 1984-04-17 | 1985-04-15 | Semiconductor laser with a two-striped channel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8090484A JPS60224291A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224291A true JPS60224291A (ja) | 1985-11-08 |
Family
ID=13731357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8090484A Pending JPS60224291A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-20 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224291A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281571A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP8090484A patent/JPS60224291A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281571A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ装置 |
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