JPS60229389A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS60229389A JPS60229389A JP59086700A JP8670084A JPS60229389A JP S60229389 A JPS60229389 A JP S60229389A JP 59086700 A JP59086700 A JP 59086700A JP 8670084 A JP8670084 A JP 8670084A JP S60229389 A JPS60229389 A JP S60229389A
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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
- H01S5/20—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
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〉
本発明は半導体レーザ素子に関するもので、特にレーザ
発振の横モード制御及び閾値電流の低減に有効な構造を
有し、ＭＢＥ（分子線エピタキシー〕あるいはＭＯ−Ｃ
ＶＤ （有機金属気相成長）等の新しい成長技術によっ
て製造可能な半導体レーザの素子構造に関するものであ
る。
発振の横モード制御及び閾値電流の低減に有効な構造を
有し、ＭＢＥ（分子線エピタキシー〕あるいはＭＯ−Ｃ
ＶＤ （有機金属気相成長）等の新しい成長技術によっ
て製造可能な半導体レーザの素子構造に関するものであ
る。
〈従来技術〉
近年、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法あるいは有機金
属を用いた気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）法などの４暎単結
晶成長技術の進歩は著しく、これらの成長技術を用いれ
ばＩＯＡ程度の極めて薄いエピタキシャル成長層を得る
ことが可能となってきている。このような製造技術の進
歩は、半導体レーザにおいても従来の液相エピタキシャ
ル成長法（ＬＰＥ）では製作が困難であった極めて薄い
層を有する素子構造に基（新しい効果を利用したレーザ
素子の製作を可能とした。その代表的なものは量子井戸
（Ｑｕａｕｔｕｍ Ｗｅｌｌ ；略してＱＷ）レーザで
ある。このＱＷレーザは従来の二重へテロ接合（ＤＨ）
レーザでは数百λ以上あ−た活性層厚を１００Ａ程度あ
るいはそれ以下とすることによって、活性層中に量子化
準位が形成されることを利用しており、従来のＤＨレー
ザに比べて閾値電流が下がる、温度特性が良い、あるい
は過渡特性の優れている等の数々の利点を有している。
属を用いた気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）法などの４暎単結
晶成長技術の進歩は著しく、これらの成長技術を用いれ
ばＩＯＡ程度の極めて薄いエピタキシャル成長層を得る
ことが可能となってきている。このような製造技術の進
歩は、半導体レーザにおいても従来の液相エピタキシャ
ル成長法（ＬＰＥ）では製作が困難であった極めて薄い
層を有する素子構造に基（新しい効果を利用したレーザ
素子の製作を可能とした。その代表的なものは量子井戸
（Ｑｕａｕｔｕｍ Ｗｅｌｌ ；略してＱＷ）レーザで
ある。このＱＷレーザは従来の二重へテロ接合（ＤＨ）
レーザでは数百λ以上あ−た活性層厚を１００Ａ程度あ
るいはそれ以下とすることによって、活性層中に量子化
準位が形成されることを利用しており、従来のＤＨレー
ザに比べて閾値電流が下がる、温度特性が良い、あるい
は過渡特性の優れている等の数々の利点を有している。
これに関する参考文献としては次のようなものかある。
１） Ｗ、Ｔ、Ｔｓａｎｇ、 Ａｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、３９゜Ｎｏ、１０ ｐｐ、７８６
（１９８１）。
ｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、３９゜Ｎｏ、１０ ｐｐ、７８６
（１９８１）。
２）Ｎ、に、Ｄｕｔｔａ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ、５３．Ｎｏ、ＩＩ
、ｐｐ、７２１１（＋９８２）。
ｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、ｖｏｌ、５３．Ｎｏ、ＩＩ
、ｐｐ、７２１１（＋９８２）。
３） Ｈ，Ｉｗａｍｕｒａ、Ｔ、５ａｋｕ、Ｔ、ｌ５ｈ
ｉｂａｓｈｉ。
ｉｂａｓｈｉ。
Ｋ、０ｔｓｕｋａ、 Ｙ、Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉ、 Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、１９．Ｎ
ｏ、５．ｐｐ、１８０（１９８３）。
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、１９．Ｎ
ｏ、５．ｐｐ、１８０（１９８３）。
このように、ＭＢＥやＭＯ−ＣＶＤなどの薄膜単結晶成
長技術を用いることにより、新しい多層構造を有する高
性能半導体レーザの実用化への道が開けてきた。
長技術を用いることにより、新しい多層構造を有する高
性能半導体レーザの実用化への道が開けてきた。
一方、従来の半導体レーザも多（の改良が積み重ねられ
て実用化に至っているが、その中の重要な要素として横
モードの安定化がある。ストライプ状の電極を形成する
ことにより電流のみを制限した初期の電極ストライプ型
半導体レーザにおいては、レーザ発振の閾値電流のわず
か上の電流領域ではストライプ直下の活性領域でのみ発
振に必要な利得が損失を上まわるので零次あるいは基本
横モードで発振する。しかし駆動電流を増加してい（と
活性層への注入キャリアはしたいにストライプ領域の両
側へ拡がるため、高利帯領］玄が拡がり、横モードの拡
がりや高次横モード発振を招く。
て実用化に至っているが、その中の重要な要素として横
モードの安定化がある。ストライプ状の電極を形成する
ことにより電流のみを制限した初期の電極ストライプ型
半導体レーザにおいては、レーザ発振の閾値電流のわず
か上の電流領域ではストライプ直下の活性領域でのみ発
振に必要な利得が損失を上まわるので零次あるいは基本
横モードで発振する。しかし駆動電流を増加してい（と
活性層への注入キャリアはしたいにストライプ領域の両
側へ拡がるため、高利帯領］玄が拡がり、横モードの拡
がりや高次横モード発振を招く。
このような横モードの不安定性と駆動電流依存性は駆動
電流とレーザ出力の直線性を悪化させパルス電流により
変調を行なった場合、レーザ出力に不安定な変動を生じ
信号対雑音比を劣化させる。
電流とレーザ出力の直線性を悪化させパルス電流により
変調を行なった場合、レーザ出力に不安定な変動を生じ
信号対雑音比を劣化させる。
また出力光の指向性を不安定にするのてレーザ出力を光
ファイバ等の光学系に効率よく安定に導くことを困難に
するなど実用上多くの障害があった。
ファイバ等の光学系に効率よく安定に導くことを困難に
するなど実用上多くの障害があった。
この点に関して、電流のみでな（光も横方向ンこ閉じ込
めることにより横モードを安定化させる多（の構造がＬ
ＰＥ［より作製したＧａＡｊｉＡｓ 系及びＩｎＧａＡ
ｓＰ系の半導体レーザについて提案されてきた。しかし
ながらこれらの構造の多（は溝、メサあるいは段差加工
をした基板上ＥＬＰＥの特殊性を利用して製作するもの
が多い。代表例として、例えばｃｓｐレーザ（Ｋ、Ａｉ
ｋｉ、 Ｍ、Ｎａｌａｍｕｒａ。
めることにより横モードを安定化させる多（の構造がＬ
ＰＥ［より作製したＧａＡｊｉＡｓ 系及びＩｎＧａＡ
ｓＰ系の半導体レーザについて提案されてきた。しかし
ながらこれらの構造の多（は溝、メサあるいは段差加工
をした基板上ＥＬＰＥの特殊性を利用して製作するもの
が多い。代表例として、例えばｃｓｐレーザ（Ｋ、Ａｉ
ｋｉ、 Ｍ、Ｎａｌａｍｕｒａ。
Ｔ、Ｋｕｒｏｄａ、 ａｎｄ Ｊ、Ｕｍｅｄａ、 Ａｐ
ｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ
、３０．Ｎｏ、］２．ｐｐ、６４９（１９７７））。
ｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ
、３０．Ｎｏ、］２．ｐｐ、６４９（１９７７））。
ＣＤＨレーレー Ｄ、Ｂｏｔｅｚ、 Ａｐｐｌｉｅｄ
ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、３３．ｐｐ、
８７２（＋９７８））＋ ＴＳレレー（Ｔ、 Ｓｕｇｉ
ｎｏ、 Ｍ、Ｗａｄａ、 Ｈ，Ｓｈｉｍｉｚｕ。
ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ、３３．ｐｐ、
８７２（＋９７８））＋ ＴＳレレー（Ｔ、 Ｓｕｇｉ
ｎｏ、 Ｍ、Ｗａｄａ、 Ｈ，Ｓｈｉｍｉｚｕ。
Ｋ、Ｉｔｏｈ、ａｎｄ １．Ｔｅｒａｍｏｔｏ、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｙｓ、 ｖｏｌ、
３４．Ｎｏ、４．（１９７９））等はいずれも液相成
長の成長速度の異方性を利用することによって製作され
る構造である。従って、これらの構造の大半は成長速度
が等方性を呈するＭＢＥやＭＯ−ＣＶＤなどの成長法を
もってして製作不可能なものである。
ｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｙｓ、 ｖｏｌ、
３４．Ｎｏ、４．（１９７９））等はいずれも液相成
長の成長速度の異方性を利用することによって製作され
る構造である。従って、これらの構造の大半は成長速度
が等方性を呈するＭＢＥやＭＯ−ＣＶＤなどの成長法を
もってして製作不可能なものである。
第２図はＭＢＥ法により作製された従来のＧａＡｎＡｓ
系横モード安定化半導体レーザの断面図である。ｎ
ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓ バッファ層１’、
ｎ−Ｇａｏ７Ａｊ？ｏ３Ａｓ クラッド層２゜ｎ−Ｇａ
Ａｓ活性層３．ｐ −Ｇａ ＡＡ’ Ａｓ クラ０７
０３ ラド層４ 、 ｐ−ＧａＡｓキャップ層５をＭＢＥ法に
より連続成長した後、Ａｌ／Ｚｎ／Ａｕを順次蒸着して
電極層２０とし、これをフォトリングラフィ法によりス
トライプ状に残してエツチングのマスクとして利用しＡ
ｒ＋イオンビームエツチングによりストライプ部１０以
外の両側半導体層をクラッド層４か約０３μｍの厚さと
なるまてエツチングして光導波路を形成する。電極２０
を合金化した後、ストライプ部１０以外ＶｃＳ＋０２膜
６を形成しざらにｐ（ｌｌＩＶＣＧ ｒ／Ａ ｕ電極８
．ｎ側にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極７を形成してレーザ素子と
する。このようにして作製した半導体レーザは比較的安
定な特性を示すが、光導波路に作り付けられる屈折率差
の大きさはＡｒ＋イオンビームエツチングのエツチング
深さの精度によって決定されるため制御が困難で、基本
横モード発振を再現性良く得難いあるいは高出力化する
ために屈折率差を小さくしようとする際に制御が困難で
ある等の欠点を有していた。
系横モード安定化半導体レーザの断面図である。ｎ
ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓ バッファ層１’、
ｎ−Ｇａｏ７Ａｊ？ｏ３Ａｓ クラッド層２゜ｎ−Ｇａ
Ａｓ活性層３．ｐ −Ｇａ ＡＡ’ Ａｓ クラ０７
０３ ラド層４ 、 ｐ−ＧａＡｓキャップ層５をＭＢＥ法に
より連続成長した後、Ａｌ／Ｚｎ／Ａｕを順次蒸着して
電極層２０とし、これをフォトリングラフィ法によりス
トライプ状に残してエツチングのマスクとして利用しＡ
ｒ＋イオンビームエツチングによりストライプ部１０以
外の両側半導体層をクラッド層４か約０３μｍの厚さと
なるまてエツチングして光導波路を形成する。電極２０
を合金化した後、ストライプ部１０以外ＶｃＳ＋０２膜
６を形成しざらにｐ（ｌｌＩＶＣＧ ｒ／Ａ ｕ電極８
．ｎ側にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極７を形成してレーザ素子と
する。このようにして作製した半導体レーザは比較的安
定な特性を示すが、光導波路に作り付けられる屈折率差
の大きさはＡｒ＋イオンビームエツチングのエツチング
深さの精度によって決定されるため制御が困難で、基本
横モード発振を再現性良く得難いあるいは高出力化する
ために屈折率差を小さくしようとする際に制御が困難で
ある等の欠点を有していた。
〈発明の目的〉
本発明は、以上のような問題点に鑑み、ＭＢＥ法あるい
はＭＯ−ＣＶＤ法の層厚制御性を活用して閾値の低いか
つ横モードを安定化することのできる半導体レーザの素
子構造を提供することを目的とする。
はＭＯ−ＣＶＤ法の層厚制御性を活用して閾値の低いか
つ横モードを安定化することのできる半導体レーザの素
子構造を提供することを目的とする。
〈実施例〉
第１図ＫＤＢｌｆＣ＋は本発明の一実施例を示す半導体
レーザ素子の製造工程図である。
レーザ素子の製造工程図である。
第１図ＩＡＪＶ’−示す如（、ｒ＋ ＧａＡｓ基板１１
上に厚さＱ、５ｕｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層１１′、
厚さｌｕｍのｎ−Ｇａｏ７Ａｌｏ、３Ａｓ クラッド層
１２゜厚さ０．０７ｕｍのノンドープＧａＡｓ活性層１
３゜厚さＱ、３ｐｍのｐ −Ｇａ ｏ、ｖ ”ｏ、ａ
Ａ ｓ クラッド層１４、厚さ０．０２μｍのｐ−Ｇａ
Ａｓエツチング停止層１５．厚さ１μｍのｐＧ ａｏ、
ｓ Ａ １２ ｏ５Ａ Ｓ クラッド層＋６．厚さ０．
２μｍのｐ ＧａＡｓキャップ層１７を順次ＭＢＥ法に
より連続成長してダブルへテロ接合型のレーザ発振用多
層結晶を形成する。次ニ第１図（ＢｌｔＣ示す如くフォ
トレジストＩ８をフォトリングラフィ法によりキャップ
層１７上にストライプ状に形成した後、例えば硫酸系の
エツチング液としてＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ−１
０：１：１の溶液を用いてフォトレジスト１８をマスク
として上記多層結晶の両側部分を約１μｍの深さまでエ
ンチングする。次１ｃ Ｇ ａ Ａ ｓはエツチングせ
ずＧａ ｏ、ｓ Ａｌ ｏ５ＡＳ を選択的にエツチン
グするフッ酸（ＨＦ）溶液により、フォトレジスト１８
外の残りのｐ Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ ｌ ｏ５Ａ ｓ
をＧａＡＳエツチング停止＠１５直前までエツチング除
去し、史にＧａＡｓを選択的にエツチングする過酸化水
素水とアンモニア水（Ｈ２Ｏ２：ＮＨ４ＯＨ＝ ５ ＋
１ ）の混合溶液をエツチング液としてエツチング停
止層１５０両側を除去する。この工程では、厚さの極め
て薄いエツチング停止層１５を介設することにより、活
性層に対するｐ側のクラッド層１４．１６を２段階に分
離してエツチングすることができる。従ってストライプ
外の両側ては９− Ｇａｏ、７ Ａｅｏ３Ａｓクラッド
層１４を成長時の層厚で定まる厚さに極めて精度良く残
すことかでき、ストライプ内ではｐ−クラッド層１４．
１６を厚く設定することができる。
上に厚さＱ、５ｕｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層１１′、
厚さｌｕｍのｎ−Ｇａｏ７Ａｌｏ、３Ａｓ クラッド層
１２゜厚さ０．０７ｕｍのノンドープＧａＡｓ活性層１
３゜厚さＱ、３ｐｍのｐ −Ｇａ ｏ、ｖ ”ｏ、ａ
Ａ ｓ クラッド層１４、厚さ０．０２μｍのｐ−Ｇａ
Ａｓエツチング停止層１５．厚さ１μｍのｐＧ ａｏ、
ｓ Ａ １２ ｏ５Ａ Ｓ クラッド層＋６．厚さ０．
２μｍのｐ ＧａＡｓキャップ層１７を順次ＭＢＥ法に
より連続成長してダブルへテロ接合型のレーザ発振用多
層結晶を形成する。次ニ第１図（ＢｌｔＣ示す如くフォ
トレジストＩ８をフォトリングラフィ法によりキャップ
層１７上にストライプ状に形成した後、例えば硫酸系の
エツチング液としてＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ−１
０：１：１の溶液を用いてフォトレジスト１８をマスク
として上記多層結晶の両側部分を約１μｍの深さまでエ
ンチングする。次１ｃ Ｇ ａ Ａ ｓはエツチングせ
ずＧａ ｏ、ｓ Ａｌ ｏ５ＡＳ を選択的にエツチン
グするフッ酸（ＨＦ）溶液により、フォトレジスト１８
外の残りのｐ Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ ｌ ｏ５Ａ ｓ
をＧａＡＳエツチング停止＠１５直前までエツチング除
去し、史にＧａＡｓを選択的にエツチングする過酸化水
素水とアンモニア水（Ｈ２Ｏ２：ＮＨ４ＯＨ＝ ５ ＋
１ ）の混合溶液をエツチング液としてエツチング停
止層１５０両側を除去する。この工程では、厚さの極め
て薄いエツチング停止層１５を介設することにより、活
性層に対するｐ側のクラッド層１４．１６を２段階に分
離してエツチングすることができる。従ってストライプ
外の両側ては９− Ｇａｏ、７ Ａｅｏ３Ａｓクラッド
層１４を成長時の層厚で定まる厚さに極めて精度良く残
すことかでき、ストライプ内ではｐ−クラッド層１４．
１６を厚く設定することができる。
次に第１図（Ｃ１に示すように、絶縁膜１９をストライ
プ外のｐ−クラッド層１４上に被覆する。これは例えば
、ｐ−クラッド層１４のＧａＯ，７” ０．３Ａｓ を
酸化することにより得られる自然酸化膜を利用するかあ
るいは全面１ｃｓｉＱ２等の金属酸化膜から成る絶縁膜
を被覆した後にフオトレジス）１Ｂを除去することによ
りリフトオフ法で同時にキャップ層１７上の絶縁膜を除
去し、ｐ−クラッド層１４上にのみ絶縁膜１９を形成す
ることかできる。
プ外のｐ−クラッド層１４上に被覆する。これは例えば
、ｐ−クラッド層１４のＧａＯ，７” ０．３Ａｓ を
酸化することにより得られる自然酸化膜を利用するかあ
るいは全面１ｃｓｉＱ２等の金属酸化膜から成る絶縁膜
を被覆した後にフオトレジス）１Ｂを除去することによ
りリフトオフ法で同時にキャップ層１７上の絶縁膜を除
去し、ｐ−クラッド層１４上にのみ絶縁膜１９を形成す
ることかできる。
最後に、絶縁膜１９及びキヤ・ノブ層１７上全面にｐ側
のＣｒ／Ａｕ電極１７ 、 ＧａＡｓ基板１１の裏面に
ｎ側のＡｕＧｅ／Ｎｉ電極３１を形成して共振端面を壁
間し、レーザ素子とする。
のＣｒ／Ａｕ電極１７ 、 ＧａＡｓ基板１１の裏面に
ｎ側のＡｕＧｅ／Ｎｉ電極３１を形成して共振端面を壁
間し、レーザ素子とする。
尚、第３図に示すように活性層１３及びストライプ内の
ｐ−クラッド層４２に隣接してｐ型ＧａＯ，８５”０．
＋５ＡＳ光ガイド層４０．４１を挿入しＬ ＯＣ（Ｌａ
ｒｇｅ ０ｐｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ ）構造とする
ことも可能である。また光ガイド層を活性層１３とクラ
ッド層１２の間に挿設することもできる。
ｐ−クラッド層４２に隣接してｐ型ＧａＯ，８５”０．
＋５ＡＳ光ガイド層４０．４１を挿入しＬ ＯＣ（Ｌａ
ｒｇｅ ０ｐｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ ）構造とする
ことも可能である。また光ガイド層を活性層１３とクラ
ッド層１２の間に挿設することもできる。
光ガイド層４０．４１は活性層１３からの光の滲み出し
効果を企画するものでＬＯＣ構造とすることにより光の
増幅効果が顕著となり、高出力駆動にも耐えるレーザ素
子が得られる。ｐ側の電極１７及びｎ側の電極３１を介
して電流を注入すると、辻λ當俸ｌ→７ト→イブ内を雷
滞涌路２１．て浦Ｊ”１．−活性層３１てレーザ発振か
開始さ２する。
効果を企画するものでＬＯＣ構造とすることにより光の
増幅効果が顕著となり、高出力駆動にも耐えるレーザ素
子が得られる。ｐ側の電極１７及びｎ側の電極３１を介
して電流を注入すると、辻λ當俸ｌ→７ト→イブ内を雷
滞涌路２１．て浦Ｊ”１．−活性層３１てレーザ発振か
開始さ２する。
上記実施例に示す半導体レーザ素子においては、活性層
１３への光の閉じ込めに際して作り伺けの屈折率差を決
定する最も大きｆｊ要因はストライプ外のｐ−クラッド
層１４あるいは光ガイド層４０の厚さである。即ち、ｐ
−クラッド層１４あるいは光ガイド層４０の厚さを適宜
制御すること唖より基本横モードの発振を得ることがで
きる。これらの層厚はＭＢＥ法あるいはＭＯ−ＣＶＤ法
といった結晶成長法を用いることによりＩＯＡ程度の精
度で極めて正確に制御することかでき、本実施例のレー
ザ素子はｐ−クラッド層１４．１６あるいは光ガイド層
４０．４１をストライプの内外て層厚変化させて屈折率
分布が付与されており、レーザ発振に際して、基本横モ
ードの制御性か極めて良好となる。上記レーザ素子は従
来のＬ Ｐ Ｅ成長法を用いても製作可能であるが、そ
の場合エツチング停止層１５の厚さを２００λ以２下に
薄くすることが困難となり、光学特性面でエツチング停
止層１５の存在が無視てきな（なって、発振領域の損失
か増大する等の光学特性に及ばず悪影響か問題となる。
１３への光の閉じ込めに際して作り伺けの屈折率差を決
定する最も大きｆｊ要因はストライプ外のｐ−クラッド
層１４あるいは光ガイド層４０の厚さである。即ち、ｐ
−クラッド層１４あるいは光ガイド層４０の厚さを適宜
制御すること唖より基本横モードの発振を得ることがで
きる。これらの層厚はＭＢＥ法あるいはＭＯ−ＣＶＤ法
といった結晶成長法を用いることによりＩＯＡ程度の精
度で極めて正確に制御することかでき、本実施例のレー
ザ素子はｐ−クラッド層１４．１６あるいは光ガイド層
４０．４１をストライプの内外て層厚変化させて屈折率
分布が付与されており、レーザ発振に際して、基本横モ
ードの制御性か極めて良好となる。上記レーザ素子は従
来のＬ Ｐ Ｅ成長法を用いても製作可能であるが、そ
の場合エツチング停止層１５の厚さを２００λ以２下に
薄くすることが困難となり、光学特性面でエツチング停
止層１５の存在が無視てきな（なって、発振領域の損失
か増大する等の光学特性に及ばず悪影響か問題となる。
一方、ＭＢＥ法あるいはＭＯ−ＣＶＤ法を用いれば２０
ＯＡ以下のエツチング停止層１５の成長か容易に可能で
あり、このような薄い層を用いればストライプ内におけ
るエツチング停止層１５の光学特性に及はす影響がほと
んどなくなる。
ＯＡ以下のエツチング停止層１５の成長か容易に可能で
あり、このような薄い層を用いればストライプ内におけ
るエツチング停止層１５の光学特性に及はす影響がほと
んどなくなる。
即ち、エツチング停止層】５を薄（介挿することにより
光学的特性に対してはその存在をほとんど無視し得るよ
うにしてクラッド層、光ガイド層等の層厚分布を精度よ
く制御する。上記実施例においては、ストライプ外のエ
ツチング停止層１５を除去して絶縁膜１９を形成したが
、エツチング停止層１５を残して、その上Ｅ Ｓ ｉ
Ｑ ２等の絶縁膜を形成することによりエツチング方法
を１つ省略しても良い。
光学的特性に対してはその存在をほとんど無視し得るよ
うにしてクラッド層、光ガイド層等の層厚分布を精度よ
く制御する。上記実施例においては、ストライプ外のエ
ツチング停止層１５を除去して絶縁膜１９を形成したが
、エツチング停止層１５を残して、その上Ｅ Ｓ ｉ
Ｑ ２等の絶縁膜を形成することによりエツチング方法
を１つ省略しても良い。
以上、本発明の実施例としてＧａＡ４Ａｓ 系半導体し
−サを例にとって説明したが、適当なエツチング方法と
材料の組み合わせを用いればＩｎＧａＡｓＰ。
−サを例にとって説明したが、適当なエツチング方法と
材料の組み合わせを用いればＩｎＧａＡｓＰ。
ＩｎＧａＡｓＰ 等の半導体混晶を成分としてレーザ素
子を構成することもできる。
子を構成することもできる。
更に活性領域ＶｃＮ子井戸構造等を用いることにより素
子特性の向上が計れることは当然である。
子特性の向上が計れることは当然である。
〈発明の効果〉
以上詳設した如く本発明によればＭＢＥ法あるいはＭＣ
）−ＣＶＤ法等の最新薄膜成長技術の層厚制御性を活用
して横モードの安定な半導体レーザ素子を構成すること
ができ、特性の不均一を極めて小さく抑えることができ
る。
）−ＣＶＤ法等の最新薄膜成長技術の層厚制御性を活用
して横モードの安定な半導体レーザ素子を構成すること
ができ、特性の不均一を極めて小さく抑えることができ
る。
第１図１’に＋（ＢｌｔＣ）は本発明の１実施例を説明
する半導体レーザ素子の製造工程断面図である。 第２図は従来のＭＢＥ法によって作製された半導体レー
ザの構成図である。 第３図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
構成図である。 ＋１−９基板、１２・・・ロークラッド層、１３ 活性
層、＋４．１６．４２・・ｐ−クラッド層、１５・・・
エツチング停止層、４０．４１ ・光ガイド層。
する半導体レーザ素子の製造工程断面図である。 第２図は従来のＭＢＥ法によって作製された半導体レー
ザの構成図である。 第３図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
構成図である。 ＋１−９基板、１２・・・ロークラッド層、１３ 活性
層、＋４．１６．４２・・ｐ−クラッド層、１５・・・
エツチング停止層、４０．４１ ・光ガイド層。
Claims (1)
- １ レーザ発振用活性層を有する多層結晶構造にエツチ
ング停止用薄膜層を介してストライプ状のメサ型多層結
晶を積層し、該メサ型多層結晶の内外で前記活性層に対
する屈折率分布と該メサ型多層結晶を電流通路とするス
トライブ構造とを付設したことを特徴とする半導体レー
ザ素子。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP59086700A JPS60229389A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | 半導体レ−ザ素子 |
| US06/725,094 US4694460A (en) | 1984-04-26 | 1985-04-18 | Stripe geometry semiconductor laser device |
| DE8585302898T DE3581557D1 (de) | 1984-04-26 | 1985-04-25 | Halbleiterlaser. |
| EP85302898A EP0160515B1 (en) | 1984-04-26 | 1985-04-25 | A semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086700A JPS60229389A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | 半導体レ−ザ素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60229389A true JPS60229389A (ja) | 1985-11-14 |
| JPH027194B2 JPH027194B2 (ja) | 1990-02-15 |
Family
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-
1985
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- 1985-04-25 EP EP85302898A patent/EP0160515B1/en not_active Expired
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|---|---|
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