JPS6054489A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6054489A JPS6054489A JP16436983A JP16436983A JPS6054489A JP S6054489 A JPS6054489 A JP S6054489A JP 16436983 A JP16436983 A JP 16436983A JP 16436983 A JP16436983 A JP 16436983A JP S6054489 A JPS6054489 A JP S6054489A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- plane
- laser device
- semiconductor laser
- groove
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- Granted
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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
-
- 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
- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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- 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】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体レーザ装置に係り、特に、レーザ光出
射端面の破壊を抑える窓構造をもたせ、高出力を可能と
する改良に関するものである。
射端面の破壊を抑える窓構造をもたせ、高出力を可能と
する改良に関するものである。
第１図は従来の通常の内部ストライプレーザ装置の一例
を示す斜視図で、（１）は基板、（２）は電流狭窄層、
（３ａＬ （３ｂ）はクラッド層、（４）は活性層、
（５）はコンタクト層、 （６） ｐ （７）Ｉ／′ｉ
電極である。この従来の半導体レーザ装置では基板（１
）としてヒ化ガリウム（ＧａＡｓ ）を用ｂ、その（１
００）面の上に結晶成長技術を用いて電流狭窄層（２）
を成長させた後に、化学的エツチングによって（１：１
．ｌ）而を有する溝を形成し、さらにその上に結晶成長
技術を用すて、下側クラッド層（ｓａ ） ｅ活性７＋
Ｉ（４）、上ｆＩＩＩ＋クラッド層（３ｂ）およびコン
タクト層（５）を成長させる。
を示す斜視図で、（１）は基板、（２）は電流狭窄層、
（３ａＬ （３ｂ）はクラッド層、（４）は活性層、
（５）はコンタクト層、 （６） ｐ （７）Ｉ／′ｉ
電極である。この従来の半導体レーザ装置では基板（１
）としてヒ化ガリウム（ＧａＡｓ ）を用ｂ、その（１
００）面の上に結晶成長技術を用いて電流狭窄層（２）
を成長させた後に、化学的エツチングによって（１：１
．ｌ）而を有する溝を形成し、さらにその上に結晶成長
技術を用すて、下側クラッド層（ｓａ ） ｅ活性７＋
Ｉ（４）、上ｆＩＩＩ＋クラッド層（３ｂ）およびコン
タクト層（５）を成長させる。
このレーザ装置では、電極（６） 、 （７）から注入
さね。
さね。
た電流は電流狭窄１＃ （２）があるので、溝内部にの
み電流が流れる。また、下側のクラッド層（３ａ）は厚
さ０．３μｍ以下で極めて薄いので、活性層（４）で発
生した光の一部附、電流狭窄層（２）に吸収されて溝上
部と溝外部とで実効的屈折率の差ができて、光は活性層
（４）の溝の上の部分に閉じ込められる。すなわち、溝
に沿って光導波路が形成されている。
み電流が流れる。また、下側のクラッド層（３ａ）は厚
さ０．３μｍ以下で極めて薄いので、活性層（４）で発
生した光の一部附、電流狭窄層（２）に吸収されて溝上
部と溝外部とで実効的屈折率の差ができて、光は活性層
（４）の溝の上の部分に閉じ込められる。すなわち、溝
に沿って光導波路が形成されている。
以上のように従来の半導体レーザ装置では窓構造を持っ
ていないので、活性層（４）で発生した光は、表面準位
の多い出射端面で吸収される割合が多（、光出力を増す
と発熱などによってレーザ光出射端面が破壊され易いと
込う欠点があった。また、不純物の拡散などによって窓
構造を形成した場合には端面付近で光導波路を形成しに
くく、レーザビームか非点収差をもつという欠点があっ
た。
ていないので、活性層（４）で発生した光は、表面準位
の多い出射端面で吸収される割合が多（、光出力を増す
と発熱などによってレーザ光出射端面が破壊され易いと
込う欠点があった。また、不純物の拡散などによって窓
構造を形成した場合には端面付近で光導波路を形成しに
くく、レーザビームか非点収差をもつという欠点があっ
た。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、レ
ーザ端面付近と、内部とで溝の形状を変えて、溝内部の
結晶面方位を異ならせ、その上へ結晶を液相成長させた
場合に成長速度、成長層の組成が面方位に応じて変化す
ることを利用して、活性層のバンドギャップが端面部分
で大きくなるようにして窓構造を形成し、もって、端面
破壊を抑制し、しかも光導波路が端面にまで延びている
半導体レーザ装置を提供するものである。
ーザ端面付近と、内部とで溝の形状を変えて、溝内部の
結晶面方位を異ならせ、その上へ結晶を液相成長させた
場合に成長速度、成長層の組成が面方位に応じて変化す
ることを利用して、活性層のバンドギャップが端面部分
で大きくなるようにして窓構造を形成し、もって、端面
破壊を抑制し、しかも光導波路が端面にまで延びている
半導体レーザ装置を提供するものである。
第２図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装闘の
構造を判り易く示すためにその共振面付近に対して内部
部分をずらせて示した模式斜視図で、第１図の従来例と
同一符号は同等部分を示し、その説明は重複を避ける。
構造を判り易く示すためにその共振面付近に対して内部
部分をずらせて示した模式斜視図で、第１図の従来例と
同一符号は同等部分を示し、その説明は重複を避ける。
この実施例でも、ＧａＡｓ基板（１）は（１００）面を
成長面として用い、その上に電流狭窄層（２）を成長さ
せた後に、写真製版技術を用いて＜１００＞方向にスト
ライプを形成する。このとき、第１の段階と１７て、レ
ーザチップの端面付近でＶ溝を形成するつもりのストラ
イブ部のみのパターン形成を行ない、ＮＵ ４０Ｈ−Ｈ
２０２系などの化学エツチングを行なう。こハ、にょっ
て（１１１）面で構成されたＶ溝が端面すなわち共振器
面の付近（１０〜！ＪＯ）ｔｍの範囲）にのみ形成さね
、る。このＶ溝を形成した後に、再び写真製版技術を用
いて、上記Ｖ溝と多少型なる」：うに同一幅のストライ
プパターンを形成する。勿論このとき■溝自身はレジス
トで覆われるようにする。その−Ｆで、上述の第１段階
の化学的エツチングの際にエツチングされなかったスト
ライプ部のみがエツチングされ得るようにする。この状
態で第２段階のエツチングとしてリアクティブ・イオン
エツチングなどの技術を用いて断面形状か長方形の溝を
形成する。すなわち、この溝の内部には（１００）面が
でるよう忙する。このようにして、両端面部の（１ｘ１
）面で構成されるＶ溝とその間の（１００）而で構成さ
れる長方形断面の溝とが一本のストライプブを構成する
よって形成される。その後に、電流狭窄層（２）の表面
上に上記溝の内部を含め−ごガリウム・アルミニウム・
ヒ素（ＧａＡｌ！Ａｓ ）からなる下側クラッド層（３
ａ）を液相成長させると、（１００）面上への成長は（
１１１）面上への成長より遅いので、レーザチップ共振
面となる付近のＶ溝部は溝が完全に埋って平坦になって
も、レーザチップの内部となる長方形断面の溝部では下
側クラッドｌＩｉ＃（３ａ）の上面に凹部ができる。従
って、その上に成長させた活性層（４）は■溝部では平
坦であるが、長方形断面の溝部では湾曲し、ＧａＡｌＡ
θ混晶組成が異なり、湾曲部は平坦部よりもバンドギャ
ップが小さくなる。従って、湾曲部で発生した光に関し
てはレーザチップ端面部の平坦な活性層（４）は透明と
なり吸収が起こらず、光出力を増しても、端面は破壊さ
れない。また、この方法は（１００）面上への成長と（
１１１）面上への成長との差を利用したものであるから
、ストライプ幅に関係なく窓構造を得ることができる。
成長面として用い、その上に電流狭窄層（２）を成長さ
せた後に、写真製版技術を用いて＜１００＞方向にスト
ライプを形成する。このとき、第１の段階と１７て、レ
ーザチップの端面付近でＶ溝を形成するつもりのストラ
イブ部のみのパターン形成を行ない、ＮＵ ４０Ｈ−Ｈ
２０２系などの化学エツチングを行なう。こハ、にょっ
て（１１１）面で構成されたＶ溝が端面すなわち共振器
面の付近（１０〜！ＪＯ）ｔｍの範囲）にのみ形成さね
、る。このＶ溝を形成した後に、再び写真製版技術を用
いて、上記Ｖ溝と多少型なる」：うに同一幅のストライ
プパターンを形成する。勿論このとき■溝自身はレジス
トで覆われるようにする。その−Ｆで、上述の第１段階
の化学的エツチングの際にエツチングされなかったスト
ライプ部のみがエツチングされ得るようにする。この状
態で第２段階のエツチングとしてリアクティブ・イオン
エツチングなどの技術を用いて断面形状か長方形の溝を
形成する。すなわち、この溝の内部には（１００）面が
でるよう忙する。このようにして、両端面部の（１ｘ１
）面で構成されるＶ溝とその間の（１００）而で構成さ
れる長方形断面の溝とが一本のストライプブを構成する
よって形成される。その後に、電流狭窄層（２）の表面
上に上記溝の内部を含め−ごガリウム・アルミニウム・
ヒ素（ＧａＡｌ！Ａｓ ）からなる下側クラッド層（３
ａ）を液相成長させると、（１００）面上への成長は（
１１１）面上への成長より遅いので、レーザチップ共振
面となる付近のＶ溝部は溝が完全に埋って平坦になって
も、レーザチップの内部となる長方形断面の溝部では下
側クラッドｌＩｉ＃（３ａ）の上面に凹部ができる。従
って、その上に成長させた活性層（４）は■溝部では平
坦であるが、長方形断面の溝部では湾曲し、ＧａＡｌＡ
θ混晶組成が異なり、湾曲部は平坦部よりもバンドギャ
ップが小さくなる。従って、湾曲部で発生した光に関し
てはレーザチップ端面部の平坦な活性層（４）は透明と
なり吸収が起こらず、光出力を増しても、端面は破壊さ
れない。また、この方法は（１００）面上への成長と（
１１１）面上への成長との差を利用したものであるから
、ストライプ幅に関係なく窓構造を得ることができる。
従って、ストライプ幅を狭くしてしかも高出力でもモー
ドを安定させることが可能である。更に、窓部の発光部
とが同時に成長できるので両者の界面には欠陥が少ない
と考えられる。
ドを安定させることが可能である。更に、窓部の発光部
とが同時に成長できるので両者の界面には欠陥が少ない
と考えられる。
第３図はこの発明の他の実施例の構造を判り易く示すた
めにその共振面付近に対して内部部分をずらせて示した
模式斜視図で、この実施例は電流狭窄層を形成せず、Ｇ
ａ、Ａθ基板（１）の−に面に直接Ｖ溝および長方形断
面溝を第２図の実施例と同様に形成したもので、その他
の構造は第２図の実施例と全く同一であり、その動作、
効果も同様である。
めにその共振面付近に対して内部部分をずらせて示した
模式斜視図で、この実施例は電流狭窄層を形成せず、Ｇ
ａ、Ａθ基板（１）の−に面に直接Ｖ溝および長方形断
面溝を第２図の実施例と同様に形成したもので、その他
の構造は第２図の実施例と全く同一であり、その動作、
効果も同様である。
以上の説明はＧａ Ａ／！ Ａｓ系のものに′ついて述
べたが、インジウム・ゲルマニウム・リン・ヒ素（Ｉｎ
ＧｅＰＡθ）系でも同様の構造のレーザ装［６１が考え
られるが、ＩｎＧａＰＡｓ系ではＧａ ｋｌ Ａｓとは
逆で（００１，）面と（１１１） Ｂ面とでけ（００１
］面上への成長速度が、（Ｉｌｌ） Ｂ面上への成長速
度より大きく、バンドギャップは（００１）面上へ成長
させた方が（１１１） Ｂ面上に成長させたもの」：り
大きくなるので、レーザ共振面付近を（００１，）而で
囲まれた長方形断面溝とし、レーザ内部で（１，］、］
、ｌ Ｂ面で構成された■溝を持つ構造にしなければな
らない。
べたが、インジウム・ゲルマニウム・リン・ヒ素（Ｉｎ
ＧｅＰＡθ）系でも同様の構造のレーザ装［６１が考え
られるが、ＩｎＧａＰＡｓ系ではＧａ ｋｌ Ａｓとは
逆で（００１，）面と（１１１） Ｂ面とでけ（００１
］面上への成長速度が、（Ｉｌｌ） Ｂ面上への成長速
度より大きく、バンドギャップは（００１）面上へ成長
させた方が（１１１） Ｂ面上に成長させたもの」：り
大きくなるので、レーザ共振面付近を（００１，）而で
囲まれた長方形断面溝とし、レーザ内部で（１，］、］
、ｌ Ｂ面で構成された■溝を持つ構造にしなければな
らない。
以上説明したように、この発明にｈる内部ストライプレ
ーザ装置では、ストライプに沿う活性層の部分のバンド
ギャップを中央部よりもチップ端面付近で犬きくなるよ
うに１−窓構造を形成したので、端面破壊が防ＩＬされ
、し乃）も光導波路が端面まで延びているので、レーザ
光に非点収差がなく、レーザのモードを安定化するため
だストライプ幅を狭くしても十分に一動作が可能である
。
ーザ装置では、ストライプに沿う活性層の部分のバンド
ギャップを中央部よりもチップ端面付近で犬きくなるよ
うに１−窓構造を形成したので、端面破壊が防ＩＬされ
、し乃）も光導波路が端面まで延びているので、レーザ
光に非点収差がなく、レーザのモードを安定化するため
だストライプ幅を狭くしても十分に一動作が可能である
。
第１図は従来の内部ストライプｌ／−ザの一例の構造を
示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例の構造を判り
易く示すためにその共振面付近に対して内部部分をずら
せて示した模式胴視図、第３図はこの発明の他の実施例
の構造を第２図（Ｃおけると同様だ示す模式斜視図であ
る。 図において、（１）は基板、（２）は電流狭窄層、（３
ａ）は下側クラッド層、（３ｂ）は上側クラッド層、（
４）は活性層である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１頁の続き ■発明者十河 敏夫 特許庁長官殿 １．事件の表示 特願昭５８−４６４３６９号２、発明
の名称 亭導体レーザ装置 ３、補正をする者 代表者片１１１仁八部 ６、 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書をつぎのとおり訂正する。
示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例の構造を判り
易く示すためにその共振面付近に対して内部部分をずら
せて示した模式胴視図、第３図はこの発明の他の実施例
の構造を第２図（Ｃおけると同様だ示す模式斜視図であ
る。 図において、（１）は基板、（２）は電流狭窄層、（３
ａ）は下側クラッド層、（３ｂ）は上側クラッド層、（
４）は活性層である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１頁の続き ■発明者十河 敏夫 特許庁長官殿 １．事件の表示 特願昭５８−４６４３６９号２、発明
の名称 亭導体レーザ装置 ３、補正をする者 代表者片１１１仁八部 ６、 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書をつぎのとおり訂正する。
Claims (3)
- （１） （１００）面を基板としその上に下側クラッド
層、活性層および上側クラッドＩｆｔを順次形成してな
り内部ストライプをもつ半導体レーザ装置において、上
記内部ストライプ部の上記活性層がレーザチップの両共
掘面付近におけるバンドギャップが中央部におけるバン
ドギャップより大きくなるように構成されたことを特徴
とする半導体レーザ装置。 - （２） 下側および上側クラッド層がガリウム−アルミ
ニウム・ヒ素（ＧａＡ／Ａｓ ）からなり、上記下側ク
ラッド層は、レーザチップの両共振面付近では（１１）
面で構成されるＶ字形断面形状を有し、中央部では（１
００）面で構成される長方形断面形状を有するストライ
プ溝が形成された下層上に成長させられて々す、活性層
は更にその上に形成されてなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - （３） 下側および上側クラッド層がインジウム・ガリ
ウム・リン・ヒ素（工ｎＧａＰＡｓ）からなり、」二配
下側クラッド層はレーザチップの両共振面付近では（１
００）面で構成される長方形断面形状を有し、中央部で
ｌｄ （１１１）面で構成されるＶ字形断面形状を有す
るストライプ溝が形成された下）−上に成長させられて
なりＪ性層へ更にその上に形成されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16436983A JPS6054489A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16436983A JPS6054489A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054489A true JPS6054489A (ja) | 1985-03-28 |
| JPH0136989B2 JPH0136989B2 (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=15791827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16436983A Granted JPS6054489A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879724A (en) * | 1987-05-18 | 1989-11-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP16436983A patent/JPS6054489A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPLIED PHYSICS LETTERS=1983 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879724A (en) * | 1987-05-18 | 1989-11-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0136989B2 (ja) | 1989-08-03 |
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