JPS6031287A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6031287A JPS6031287A JP14033183A JP14033183A JPS6031287A JP S6031287 A JPS6031287 A JP S6031287A JP 14033183 A JP14033183 A JP 14033183A JP 14033183 A JP14033183 A JP 14033183A JP S6031287 A JPS6031287 A JP S6031287A
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- single crystal
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- gaas
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
-
- 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
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、ディジタル・オーディオ・ディスクやビデオ
・ディスク等のコヒーレント光源を始めとして、各種電
子機器の光源として、用いられる半導体レーザ装置に関
するものである。
・ディスク等のコヒーレント光源を始めとして、各種電
子機器の光源として、用いられる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
電子機器の光源として、半導体レーザに要求されるもの
の１つとして、単一スポットでの発振、すなわち、単−
横モード発振がある。これを実現するだめには、活性領
域付近に、光と電流を閉じ込める必要がある。光の閉じ
込めに関しては、まずダブルへテロ構造で活伯一層をは
さみ、それと垂直な方向にも、屈折率差を設ける方法が
ある。電流の閉じ込めに関しては、まず、二重へテロ構
造で活性層をはさみ、半導体中の電子のエネルギーバン
ドの構造により閉じ込め、さらに、二重へテロ構造と垂
直な方向では、活性領域付近にのみ電流が流れる様に、
ストライプ状の電流制限領域を設けるのが通常の方法で
ある。
の１つとして、単一スポットでの発振、すなわち、単−
横モード発振がある。これを実現するだめには、活性領
域付近に、光と電流を閉じ込める必要がある。光の閉じ
込めに関しては、まずダブルへテロ構造で活伯一層をは
さみ、それと垂直な方向にも、屈折率差を設ける方法が
ある。電流の閉じ込めに関しては、まず、二重へテロ構
造で活性層をはさみ、半導体中の電子のエネルギーバン
ドの構造により閉じ込め、さらに、二重へテロ構造と垂
直な方向では、活性領域付近にのみ電流が流れる様に、
ストライプ状の電流制限領域を設けるのが通常の方法で
ある。
第１図ａ、ｂ、ｃに、従来の代表的なストライプレーザ
を示す。これらの図において、１０はｎ−ＧａＡｓ基板
、１１はｎ−ＡｎｘＧａｌ−ｘＡｓ層、１２はＡ ｆＶ
、ｙ Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｓ層（活性層）、１３はｐ
−Ａρ８Ｇａ１．、−ｘＡｓ層、１４はｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層、１５は活性領域、１６はストライプ部、１７
はｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層（電流制限層）、２１はプロ
トン照射した高抵抗領域、２２はＺｎを拡散した領域、
２３は８１０２などの絶縁膜である。ａはｐ−ＧａＡｓ
キャップ層１４の上から、グロトンを照射する事により
、ストライプ部１ｅを形成したレーザである。
を示す。これらの図において、１０はｎ−ＧａＡｓ基板
、１１はｎ−ＡｎｘＧａｌ−ｘＡｓ層、１２はＡ ｆＶ
、ｙ Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｓ層（活性層）、１３はｐ
−Ａρ８Ｇａ１．、−ｘＡｓ層、１４はｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層、１５は活性領域、１６はストライプ部、１７
はｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層（電流制限層）、２１はプロ
トン照射した高抵抗領域、２２はＺｎを拡散した領域、
２３は８１０２などの絶縁膜である。ａはｐ−ＧａＡｓ
キャップ層１４の上から、グロトンを照射する事により
、ストライプ部１ｅを形成したレーザである。
ｂはｐ−ＡρｘＧａ１−ＸＡｓＡｓ層上３上ｎ−ＧａＡ
ｓ層１７を成長し、ｎ−ＧａＡｓ層１７土から、Ｚｎを
拡散する事により、ストライプ部１６を形成した、Ｚｎ
拡散形ストライプ構造レーザである。Ｃはｐ−ＧａＡｓ
キー１”ツブ層１４上に、Ｓ ｉ０２膜２３等を設ける
事により、ストライプ部部１６を形成したレーザである
。
ｓ層１７を成長し、ｎ−ＧａＡｓ層１７土から、Ｚｎを
拡散する事により、ストライプ部１６を形成した、Ｚｎ
拡散形ストライプ構造レーザである。Ｃはｐ−ＧａＡｓ
キー１”ツブ層１４上に、Ｓ ｉ０２膜２３等を設ける
事により、ストライプ部部１６を形成したレーザである
。
第１図のａ〜Ｃは何れもストライプ１６により、電流が
流れる領域を制限し、半導体レーザの発振しきい値を低
減するとともに、活性層ん”−ｙＧａ １−アＡｓ層１
２中での発振領域（以下、活性領域１６とする）を制限
して、高次横モードの発振を抑え、単−横モード発振が
実現される。
流れる領域を制限し、半導体レーザの発振しきい値を低
減するとともに、活性層ん”−ｙＧａ １−アＡｓ層１
２中での発振領域（以下、活性領域１６とする）を制限
して、高次横モードの発振を抑え、単−横モード発振が
実現される。
しかしながら、」二重のストライプ化の方法では、以下
に述べる欠点がある。
に述べる欠点がある。
■ 第１図６においては、プロトン等のイオンを照射し
てストライプ化を行うため、活性領域付近、まだは、活
性領域面−Ｆ付近のプロトン照射領域に近い所では、Ｇ
ａ Ａ ｓ層、Ａ ｆｌ Ｇ ａ Ａ ｓ層の結晶が
損傷を受け、半導体レーザの光学特性、電気特性、信頼
性等を損う。プロトン照射後、アニールを行う必要があ
り、工程が多くなる。
てストライプ化を行うため、活性領域付近、まだは、活
性領域面−Ｆ付近のプロトン照射領域に近い所では、Ｇ
ａ Ａ ｓ層、Ａ ｆｌ Ｇ ａ Ａ ｓ層の結晶が
損傷を受け、半導体レーザの光学特性、電気特性、信頼
性等を損う。プロトン照射後、アニールを行う必要があ
り、工程が多くなる。
■ 第１図すでは、Ｚｎ拡散を高＠（７ｏｏ℃〜８５０
″Ｃ）で行う事が多く、各層中のドーパントも拡散され
、ｐ ／ ｎ界面が設計位置よりずれたり、ｐｎ１合が
設計通り形成しにくい。
″Ｃ）で行う事が多く、各層中のドーパントも拡散され
、ｐ ／ ｎ界面が設計位置よりずれたり、ｐｎ１合が
設計通り形成しにくい。
■ 第１図ＣではＡＡｙＧａｌ−、Ａｓ活性層１２での
活性領域１５が、ストライプ１ｅによる電流狭さく効果
が弱いため、ａ、ｂに［しべて広がるという問題がある
。
活性領域１５が、ストライプ１ｅによる電流狭さく効果
が弱いため、ａ、ｂに［しべて広がるという問題がある
。
発明の目的
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消するもので、
結晶が損傷を受けず、しかも十分な電流狭さく効果が得
られる半導体レーザ装置を提供することである。
結晶が損傷を受けず、しかも十分な電流狭さく効果が得
られる半導体レーザ装置を提供することである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の半導体レーザ装置は
、二重へテロ構造の上に２１−ライブ状の単結晶膜と前
記単結晶膜の両■１ｊ面にこれと同一組成の多結晶薄膜
が形成されて構成される。この構成により、前記単結晶
膜領域に、電流狭さくを行ない、低しきい値で単−横モ
ード発振する半導体レーザ装置が実現される。
、二重へテロ構造の上に２１−ライブ状の単結晶膜と前
記単結晶膜の両■１ｊ面にこれと同一組成の多結晶薄膜
が形成されて構成される。この構成により、前記単結晶
膜領域に、電流狭さくを行ない、低しきい値で単−横モ
ード発振する半導体レーザ装置が実現される。
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。第２図は本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置の断面図を示すものであり、従来例を示す第１図
ａ −Ｃと同一箇所には同一番号を伺している。ｎ−Ｇ
ａＡｓ単結晶基板１０の上にｎ −ＡｆｉｘＧａｌ−Ｘ
ＡＳ層１１ Ｎ Ａ ｎ ｙ Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｓ
（ｙ＜ｘ）活性層１２、ｐ−Ａ！ｘＧａ１．、、ｘＡｌ
１層１３が形成され、その上にストライブ状のｐ−Ｇａ
Ａｓ単結晶膜２４、このｐ −Ｇａ Ａ ｓ単結晶膜２
４をはさんでｐ−ＧａＡｓ多結晶膜２５が形成されてい
る。
明する。第２図は本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置の断面図を示すものであり、従来例を示す第１図
ａ −Ｃと同一箇所には同一番号を伺している。ｎ−Ｇ
ａＡｓ単結晶基板１０の上にｎ −ＡｆｉｘＧａｌ−Ｘ
ＡＳ層１１ Ｎ Ａ ｎ ｙ Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｓ
（ｙ＜ｘ）活性層１２、ｐ−Ａ！ｘＧａ１．、、ｘＡｌ
１層１３が形成され、その上にストライブ状のｐ−Ｇａ
Ａｓ単結晶膜２４、このｐ −Ｇａ Ａ ｓ単結晶膜２
４をはさんでｐ−ＧａＡｓ多結晶膜２５が形成されてい
る。
この構造により、電流はストライブ状のｐ−ＧａＡｓ単
結晶膜２４によって、狭さくが行われ、低しきい値の半
導体レーザ装置が実現できる。次に、本実施例の半導体
レーザ装置の製造方法を説明する。
結晶膜２４によって、狭さくが行われ、低しきい値の半
導体レーザ装置が実現できる。次に、本実施例の半導体
レーザ装置の製造方法を説明する。
まず、ｎ−ＧａＡｓ単結晶基板１０上に、エピタキシャ
ル成長方法（液相エピタキシャル法、ＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法いずれでもよ込）により、順次ｎ −Ａ ｆｌ
ｘＧ ａ １−ＸＡ ｓ層１１ 、ＡＲｙＧａｌ−ｙＡ
ｓ層（ｙ＜ｘ）１２、ｐ −Ａ１１ｘＧａ１−、Ａｓｆ
ｉｊＪ １３をそれぞれ単結晶として、結晶成長させ、
その上にｐ−ＧａＡｓ多結晶層２６を０６μｍの膜厚で
成長させる。多結晶はいずれの成長方法でも、成長基板
温度を数百度下げて、結晶成長することにより得られる
。
ル成長方法（液相エピタキシャル法、ＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法いずれでもよ込）により、順次ｎ −Ａ ｆｌ
ｘＧ ａ １−ＸＡ ｓ層１１ 、ＡＲｙＧａｌ−ｙＡ
ｓ層（ｙ＜ｘ）１２、ｐ −Ａ１１ｘＧａ１−、Ａｓｆ
ｉｊＪ １３をそれぞれ単結晶として、結晶成長させ、
その上にｐ−ＧａＡｓ多結晶層２６を０６μｍの膜厚で
成長させる。多結晶はいずれの成長方法でも、成長基板
温度を数百度下げて、結晶成長することにより得られる
。
結晶成長後、成長表面を有機溶剤等で洗浄し、ＧａＡｓ
多結晶層２５の一部をストライブ状に、レーザビーム照
射を用いて単結晶化する。０．５２μｍで発振するＡｒ
レーザビームを５μｍφのスポット（エネルギー密度〜
１ ｏ５Ｗ／ｃＩＩｆ ）絞り、成長表面士を５ ｍｍ
／ ｓｅｃで走査する。第３図に示す様なストライプ
のピッチβが２６０ ／Ｉｍになる様に形成する。これ
により単結晶領域２４の比抗抵が多結晶領域２５のそれ
より、約４坪ｊ程度小さくなる。
多結晶層２５の一部をストライブ状に、レーザビーム照
射を用いて単結晶化する。０．５２μｍで発振するＡｒ
レーザビームを５μｍφのスポット（エネルギー密度〜
１ ｏ５Ｗ／ｃＩＩｆ ）絞り、成長表面士を５ ｍｍ
／ ｓｅｃで走査する。第３図に示す様なストライプ
のピッチβが２６０ ／Ｉｍになる様に形成する。これ
により単結晶領域２４の比抗抵が多結晶領域２５のそれ
より、約４坪ｊ程度小さくなる。
こうしてストライプ構造の半導体レーザ装置が得られる
。電流はほぼストライプのｉｌ’ｆｒｆに狭さくされ、
活性領域１５に注入される。
。電流はほぼストライプのｉｌ’ｆｒｆに狭さくされ、
活性領域１５に注入される。
なお、本実施例では、ＧａＡｓ−ＡｕＧａＡｓ系材料の
半導体レーザであるが、ＩｎＳ 系など他の化合物半導
体材料および多元混晶を用いた半導体レーザについても
、本発明は適用できる。
半導体レーザであるが、ＩｎＳ 系など他の化合物半導
体材料および多元混晶を用いた半導体レーザについても
、本発明は適用できる。
発明の効果
以上のように、本発明は二重へテロ構造の上にストライ
プ状の単結晶膜と、その両側面に前記単結晶膜と等しい
組成の多結晶膜が形成されており、信頼性が高くしかも
低しきい値の半導体レーザ装置が実現できる。
プ状の単結晶膜と、その両側面に前記単結晶膜と等しい
組成の多結晶膜が形成されており、信頼性が高くしかも
低しきい値の半導体レーザ装置が実現できる。
第１図ａ〜Ｃは、それぞれ従来のストライプ構造を有す
る半導体レーザ装置の断面図、第２図は本発明の一実施
例の半導体レーザ装置の断面図、第３図はレーザビーム
照射によるアニールで、同レーザ装置のストライプ状単
結晶膜を形成する方法を説明するための図である。 １０−− ｎ −ＧａＡｓ基板、１１ ・・・・−ｎ
−Ａ ｎ 、Ｇ ａ １−ＸＡ ｓ層（第１層）、１２
−−− ＡＩＶ、ｙＧａｌ−４Ａｓ層（０≦ｙ（ｘ）、
１３−・ｐ −ＡｎＸＧａｌ−ｘＡｓ層１４ ・＝ −
ｐ −ＧａＡｓ層、１５・・ 活性領域、１６・・・・
ストライプ部、１了・−・ ｎ −ＧａＡｓ 層、２１
・・・プロトン照射した高抵抗領域、２２・・・Ｚｎ拡
散領域、２３・・・・・Ｓ ｉ ０２膜、２４・・ 単
結晶ｐ−ＧａＡｓ領域、２５− ＝多結晶ｐ−ＧａＡｓ
層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ！５ 第３図
る半導体レーザ装置の断面図、第２図は本発明の一実施
例の半導体レーザ装置の断面図、第３図はレーザビーム
照射によるアニールで、同レーザ装置のストライプ状単
結晶膜を形成する方法を説明するための図である。 １０−− ｎ −ＧａＡｓ基板、１１ ・・・・−ｎ
−Ａ ｎ 、Ｇ ａ １−ＸＡ ｓ層（第１層）、１２
−−− ＡＩＶ、ｙＧａｌ−４Ａｓ層（０≦ｙ（ｘ）、
１３−・ｐ −ＡｎＸＧａｌ−ｘＡｓ層１４ ・＝ −
ｐ −ＧａＡｓ層、１５・・ 活性領域、１６・・・・
ストライプ部、１了・−・ ｎ −ＧａＡｓ 層、２１
・・・プロトン照射した高抵抗領域、２２・・・Ｚｎ拡
散領域、２３・・・・・Ｓ ｉ ０２膜、２４・・ 単
結晶ｐ−ＧａＡｓ領域、２５− ＝多結晶ｐ−ＧａＡｓ
層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ！５ 第３図
Claims (1)
- 半導体基板上に二重へテロ構造が形成され、前記二重へ
テロ構造の上方に、ストライプ状の単結晶膜と前記単結
晶膜の両側面に設けられ前記単結晶膜と同一組成の多結
晶膜とからなる電流狭さく層が形成されたことを特徴と
する半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14033183A JPS6031287A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14033183A JPS6031287A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031287A true JPS6031287A (ja) | 1985-02-18 |
Family
ID=15266333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14033183A Pending JPS6031287A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031287A (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52105791A (en) * | 1976-03-02 | 1977-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | Injection type semiconductor light emitting device |
| JPS556830A (en) * | 1978-06-29 | 1980-01-18 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminous apparatus |
| JPS5687317A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-15 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5750401A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-24 | Rohm Kk | Resistance element |
| JPS57130493A (en) * | 1980-12-23 | 1982-08-12 | Western Electric Co | Semiconductor diode |
| JPS57136385A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of semiconductor laser |
| JPS57178394A (en) * | 1981-04-28 | 1982-11-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor light emitting device |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP14033183A patent/JPS6031287A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52105791A (en) * | 1976-03-02 | 1977-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | Injection type semiconductor light emitting device |
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| JPS57178394A (en) * | 1981-04-28 | 1982-11-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor light emitting device |
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