JPS60257583A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS60257583A JPS60257583A JP11318084A JP11318084A JPS60257583A JP S60257583 A JPS60257583 A JP S60257583A JP 11318084 A JP11318084 A JP 11318084A JP 11318084 A JP11318084 A JP 11318084A JP S60257583 A JPS60257583 A JP S60257583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- end surfaces
- ridges
- width
- active layer
- 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
Links
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
- H01S5/10—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
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体レーザ装置に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
近年、光デイスクファイルの書き込み用、あるいはレー
ザプリンターなどの広い分野での用途のために、基本横
モード発振をする高出力半導体レーザ装置の需要が高ま
つ、できている。この要求に答えるべく、本発明者らは
すでにＴ ＲＳ （Ｔｗｉｎ −Ｒｉｄｇｅ −５ｕｂ
ｓｔｒａｔｅ）構造の半導体レーザ装置を提案した。そ
の断面図を第１図に示す。同図において、基板１上に２
つの平行なリッジｌａ、 ｌｂを形成し、その上に活性
層３を含む各層 （ｎ型Ｇａｘ −ｘ Ａｌ２Ｘ Ａｓクラッド層２、ノ
ンドープＧ’ｈ−ｖ ＡＱｙ＾Ｓ活性層３、ｐ型Ｇａ１
−ＸＡＱＸＡｓクラッド層４、ｎ型ＧａＡｓキャップ層
５）を成長させ、電流注入のため亜鉛を表面より拡散さ
せて亜鉛拡散領域８を形成した後、電極６，７を形成し
て、作製する。結晶成長の異方性により、リッジｌａ。
ザプリンターなどの広い分野での用途のために、基本横
モード発振をする高出力半導体レーザ装置の需要が高ま
つ、できている。この要求に答えるべく、本発明者らは
すでにＴ ＲＳ （Ｔｗｉｎ −Ｒｉｄｇｅ −５ｕｂ
ｓｔｒａｔｅ）構造の半導体レーザ装置を提案した。そ
の断面図を第１図に示す。同図において、基板１上に２
つの平行なリッジｌａ、 ｌｂを形成し、その上に活性
層３を含む各層 （ｎ型Ｇａｘ −ｘ Ａｌ２Ｘ Ａｓクラッド層２、ノ
ンドープＧ’ｈ−ｖ ＡＱｙ＾Ｓ活性層３、ｐ型Ｇａ１
−ＸＡＱＸＡｓクラッド層４、ｎ型ＧａＡｓキャップ層
５）を成長させ、電流注入のため亜鉛を表面より拡散さ
せて亜鉛拡散領域８を形成した後、電極６，７を形成し
て、作製する。結晶成長の異方性により、リッジｌａ。
ｌｂ上の成長はリッジｌａ、 ｌｂ側面に較べて抑制さ
れるために、リッジｌａ、 ｌｂ上では極めて薄い活性
層を形成することができる。この活性層の薄膜化の結果
、活性層内への光の閉じ込め係数が小さくなるために、
光はクラッド層に大きくしみ出す。第１クラッド層２内
にしみ出した光は溝部以外のリッジｌａ、 ｌｂ上では
基板に吸収されるために、リッジｌａ、 ｌｂ間の溝部
に閉じ込められ、ここで安定な基本横モード発振が得ら
れる。
れるために、リッジｌａ、 ｌｂ上では極めて薄い活性
層を形成することができる。この活性層の薄膜化の結果
、活性層内への光の閉じ込め係数が小さくなるために、
光はクラッド層に大きくしみ出す。第１クラッド層２内
にしみ出した光は溝部以外のリッジｌａ、 ｌｂ上では
基板に吸収されるために、リッジｌａ、 ｌｂ間の溝部
に閉じ込められ、ここで安定な基本横モード発振が得ら
れる。
ところで、半導体レーザ装置の高出力化を実現する上に
おいて、端面近傍での光の吸収を減少させることが非常
に有効な方法である。ところが従来のＴＲＳレーザ装置
においては、特にこのような機構を持たないために、出
方を増していくに従って端面での光の吸収が増大し、つ
いには破壊を生じてしまう。この破壊レベルがレーザ装
置の最大出力を決める最も大きな要因となっていた。
おいて、端面近傍での光の吸収を減少させることが非常
に有効な方法である。ところが従来のＴＲＳレーザ装置
においては、特にこのような機構を持たないために、出
方を増していくに従って端面での光の吸収が増大し、つ
いには破壊を生じてしまう。この破壊レベルがレーザ装
置の最大出力を決める最も大きな要因となっていた。
（発明の目的）
本発明は、上記欠点に鑑み、ＴＲ８構造の特性を活かし
つつ、従来のものに較べて端面近傍での光吸収が少なく
、より高出力を実現できる半導体レーザ装置を提供しよ
うとするものである。
つつ、従来のものに較べて端面近傍での光吸収が少なく
、より高出力を実現できる半導体レーザ装置を提供しよ
うとするものである。
（発明の構成）
この目的を発成するために、本発明の半導体レーザ装置
は、端面近傍でのみ幅が狭くなっている２つの平行なリ
ッジを形成した基板上に活性層を含む各層を形成するこ
とを特徴としている。
は、端面近傍でのみ幅が狭くなっている２つの平行なリ
ッジを形成した基板上に活性層を含む各層を形成するこ
とを特徴としている。
（実施例の説明）
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
ｊ ｎ型ＧａＡｓ基Ｆｉｌの（ｉｏｏ）面上に（０１１
）方向に・１ １ ２つの平行なリッジＩａ、 ｌｂを形成する。リッ
ジｌａ。
）方向に・１ １ ２つの平行なリッジＩａ、 ｌｂを形成する。リッ
ジｌａ。
１ｂの幅は、端面から１０μｍ以内では５μｍとし、そ
れ以外の部分では２０μｍとする。リッジｌａ、 ｌｂ
の高さは１．５μｍとし、リッジｌａ、 ｌｂ間の溝の
幅は４μｍとする（第２図（ａ））。この基板上に液相
エピタキシャル法により、第１層 ｎ型Ｇａｏ、、□Ａｌｏ４． Ａｓクラッド層２を中央
部のリッジ上の平坦部で０．２μｍ、第２層ノンドープ
Ｇａ０．９２ Ａ１０．ｆｌｌｌ Ａｓ活性層３を同じ
場所で約０．０５ｐｒｎ、第３層ｐ型Ｇａｏ、ｓｔ Ａ
Ｉｏ、４３＾Ｓクラッド層４を同じ場所で約１．５μｍ
、第４層ｎ型ＧａＡｓキャップ層５を約０．５μｍの厚
さになるように、連続成長を行なう（第２図（ｂ））。
れ以外の部分では２０μｍとする。リッジｌａ、 ｌｂ
の高さは１．５μｍとし、リッジｌａ、 ｌｂ間の溝の
幅は４μｍとする（第２図（ａ））。この基板上に液相
エピタキシャル法により、第１層 ｎ型Ｇａｏ、、□Ａｌｏ４． Ａｓクラッド層２を中央
部のリッジ上の平坦部で０．２μｍ、第２層ノンドープ
Ｇａ０．９２ Ａ１０．ｆｌｌｌ Ａｓ活性層３を同じ
場所で約０．０５ｐｒｎ、第３層ｐ型Ｇａｏ、ｓｔ Ａ
Ｉｏ、４３＾Ｓクラッド層４を同じ場所で約１．５μｍ
、第４層ｎ型ＧａＡｓキャップ層５を約０．５μｍの厚
さになるように、連続成長を行なう（第２図（ｂ））。
次に成長表面よりｐ型不純物を基板上のリッジｌａ、
ｌｂ間の溝部直上にストライプ状に選択拡散し、拡散フ
ロントが第３層ｐ型Ｇａｏ５□ＡＱ、、、、 Ａｓクラ
ッド層４に達するようにする。その後、成長表面にｐ側
電極用金属を蒸着し、合金処理を行なってｐ側オーミッ
ク電極６を形成する６基板側にはｎ側電極用金属を蒸着
し、合金処理を行なってｎ側オーミック電極７を形成す
る（第２図（Ｃ））。このウェハーをへき関し、Ｓｉチ
ップの上にマウントして完成する。
ｌｂ間の溝部直上にストライプ状に選択拡散し、拡散フ
ロントが第３層ｐ型Ｇａｏ５□ＡＱ、、、、 Ａｓクラ
ッド層４に達するようにする。その後、成長表面にｐ側
電極用金属を蒸着し、合金処理を行なってｐ側オーミッ
ク電極６を形成する６基板側にはｎ側電極用金属を蒸着
し、合金処理を行なってｎ側オーミック電極７を形成す
る（第２図（Ｃ））。このウェハーをへき関し、Ｓｉチ
ップの上にマウントして完成する。
以上にような本実施例によれば端面近傍では、レーザ光
の吸収のない、ウィンドウ構造のＴＲＳレーザ装置が得
られる。その理由を以下に説明する。
の吸収のない、ウィンドウ構造のＴＲＳレーザ装置が得
られる。その理由を以下に説明する。
第２図（ｃ）のＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’での断面図をそれ
ぞれ第３図（ａ）及び（ｂ）に示す。図から明らかなよ
うに、レーザチップの中心付近（Ａ −Ａ’）と端面近
傍（Ｂ−Ｂ’）では、リッジｌａ、 ｌｂの幅６の異な
るＴＲＳレーザ装置となっている。ところで、ＴＲＳレ
ーザ装置においては、第４図に示すように、リッジｌａ
、 ｌｂの幅もが短い程、リッジ上での成長膜厚は薄く
なるという特徴がある。また液相エピキシャル成長にお
いては、第５図に賜すように、活性層の成長速度が遅い
ほど、結晶中のＡＱの組成比が大きくなり、禁制帯幅が
大きくなる傾向があることがわかっている。第４図及び
第５図の結果より、第３図において、レーザチップの端
面近傍の活性層膜厚ｄ！ｌはレーザチップの中心付近の
膜厚ｄＡよりも薄くなり、その結果、活性層の禁制帯幅
は、端面近傍のみ大きくなる。その様子を第６図に示す
。図から明らかなようにレーザチップ内部で生じたレー
ザ光は、端面近傍では禁制帯幅が大きいために吸収を受
けない（ウィンドウ効果）。そのため、レーザ装置の最
大光出力を決定する端面破壊が起こりに＜＜、非常に大
きな光出力を得ることができる。事実、本実施例に基づ
いて作製したウィンドウ型ＴＲＳレーザ装置では、最大
光出力１５０ｍＷという高出力を実現することができた
。
ぞれ第３図（ａ）及び（ｂ）に示す。図から明らかなよ
うに、レーザチップの中心付近（Ａ −Ａ’）と端面近
傍（Ｂ−Ｂ’）では、リッジｌａ、 ｌｂの幅６の異な
るＴＲＳレーザ装置となっている。ところで、ＴＲＳレ
ーザ装置においては、第４図に示すように、リッジｌａ
、 ｌｂの幅もが短い程、リッジ上での成長膜厚は薄く
なるという特徴がある。また液相エピキシャル成長にお
いては、第５図に賜すように、活性層の成長速度が遅い
ほど、結晶中のＡＱの組成比が大きくなり、禁制帯幅が
大きくなる傾向があることがわかっている。第４図及び
第５図の結果より、第３図において、レーザチップの端
面近傍の活性層膜厚ｄ！ｌはレーザチップの中心付近の
膜厚ｄＡよりも薄くなり、その結果、活性層の禁制帯幅
は、端面近傍のみ大きくなる。その様子を第６図に示す
。図から明らかなようにレーザチップ内部で生じたレー
ザ光は、端面近傍では禁制帯幅が大きいために吸収を受
けない（ウィンドウ効果）。そのため、レーザ装置の最
大光出力を決定する端面破壊が起こりに＜＜、非常に大
きな光出力を得ることができる。事実、本実施例に基づ
いて作製したウィンドウ型ＴＲＳレーザ装置では、最大
光出力１５０ｍＷという高出力を実現することができた
。
またここでは実施例としてｎ型基板を用いた場合を示し
たが、ｐ型基板を用いてレーザ装置を構成した場合でも
、本発明は全く同様の効果をもたらすものである。
たが、ｐ型基板を用いてレーザ装置を構成した場合でも
、本発明は全く同様の効果をもたらすものである。
（発明の効果）
以上の如く、本発明の半導体レーザ装置装置では、端面
近傍でのみ幅が狭くなっている２つの平行なリッジを形
成した基板上に活性層を含む各層を形成することにより
、端面でのレーザ装置光の吸収を減少させ、最大先出力
を高めることができるので、その実用的価値は大なるも
のがある。
近傍でのみ幅が狭くなっている２つの平行なリッジを形
成した基板上に活性層を含む各層を形成することにより
、端面でのレーザ装置光の吸収を減少させ、最大先出力
を高めることができるので、その実用的価値は大なるも
のがある。
第１図は、従来のＴＲＳレーザ装置の断面図、第２図（
ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例における半導体レーザ
装置の製造工程における斜視図、第３図（ａ）、 （ｂ
）は作製したレーザ装置の中心付近及び端面近傍におけ
る断面図、第４図はＴＲＳレーザ装置におけるリッジの
幅とリッジ上の膜厚の関係を示す図、第５図は液相エピ
タキシャル成長における活性層の成長速度とその禁制帯
幅との関係を示す図、第６図は作製したウィンドウ型Ｔ
ＲＳレーザ装置の活性層の禁制帯幅の分布を示す図であ
る。 Ｊ ・・ Ｄ型ＧａＡｓ基板、 ２ − ｎ型Ｇａ、−ｘＡＱｘＡｓクラッド層、３ ・
・・ノンドープＧａ□−，ＡＱｖ Ａｓ活性層、４ ＝
−ｐ型Ｇａ１−ｘＡ（ｌｘＡｓクラッド層、５ ・・・
ｎ型ＧａＡｓキャップ層、６ ・・・ Ｐ型オーミッ
ク電極、７ ・・・ ｎ型オーミック電極、８ ・・・
亜鉛拡散領域。 第１図 第２図 第３図 （田ｕ）４ １＜ 寸 ０ 派 映 ＜Ｄ （△ｅｌ→１べ通 ね−
ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例における半導体レーザ
装置の製造工程における斜視図、第３図（ａ）、 （ｂ
）は作製したレーザ装置の中心付近及び端面近傍におけ
る断面図、第４図はＴＲＳレーザ装置におけるリッジの
幅とリッジ上の膜厚の関係を示す図、第５図は液相エピ
タキシャル成長における活性層の成長速度とその禁制帯
幅との関係を示す図、第６図は作製したウィンドウ型Ｔ
ＲＳレーザ装置の活性層の禁制帯幅の分布を示す図であ
る。 Ｊ ・・ Ｄ型ＧａＡｓ基板、 ２ − ｎ型Ｇａ、−ｘＡＱｘＡｓクラッド層、３ ・
・・ノンドープＧａ□−，ＡＱｖ Ａｓ活性層、４ ＝
−ｐ型Ｇａ１−ｘＡ（ｌｘＡｓクラッド層、５ ・・・
ｎ型ＧａＡｓキャップ層、６ ・・・ Ｐ型オーミッ
ク電極、７ ・・・ ｎ型オーミック電極、８ ・・・
亜鉛拡散領域。 第１図 第２図 第３図 （田ｕ）４ １＜ 寸 ０ 派 映 ＜Ｄ （△ｅｌ→１べ通 ね−
Claims (1)
- 端面近傍でのみ幅が狭くなっている２つの平行なリッジ
を形成した基板上に活性層を含む各層が形成されている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11318084A JPS60257583A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11318084A JPS60257583A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257583A true JPS60257583A (ja) | 1985-12-19 |
Family
ID=14605580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11318084A Pending JPS60257583A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257583A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296490A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS62296583A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037191A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Nec Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP11318084A patent/JPS60257583A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037191A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Nec Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296490A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS62296583A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
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