JPS6064492A - 半導体レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、（ｉ　ａ　Ａ　Ｓ基板」二に１１（または＋
＋　）　−Ａ　Ｉ　Ｘ　（ｉｌ、−ｘＡｓ層（第１クラ
ッド層という）と、７ンドープまたは１）または１１−
活性層と、ｎ（またはｐ）−ノ＼１ｚＧａｌ−ｚＡｓ層
（第２クラッド層という）とを形成してなるストライプ
形の半導体レーザおよびその製造方法に関する６ 第１図は、従来例の半導体レーザの発尤面ノＪ向から見
た構造断面図である。第１図において、符号１は１）（
またはｎ　）　−Ｇ　ｎ　Ａ　Ｓ基板、ンは１＋（また
は１１）−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層（第１クラッド層と
いう）、３は／ンドーブ＊たはｐまたはｎ−’Ａｌｙ（
ｉａ、−’ｙＡｓ１６（活性層というただしｙ＜ｘ、ｙ
＜ｚ）、・１は、１１（または＋＋）−ＡＩｚＧａ、−
ｘＡｓ層（第２クラッド層という）、５はｎ”（＊たは
ｐ”）−ＧａＡｓ層、６はＴｉＷＪ、７はＡｕ層、８は
ＡｕＧｅ層である。このような半導体レーザでは、連続
発振動作時にはスペクトル的にシングルモードで発振す
るが高速変調時のみならず温度変化お上びレーザ先の戻
り光が変化する場合には前記シングルモードではレーザ
発振しない場合がある。これを解決するものとして従来
から例えば分布帰還型、分布反射型、二重共振器型等の
半導体レーザが開発されている。しかしながら、これら
従来のものではいずれも構造が複雑であるために量産に
は不向きであり、かつ製造コストも高くつという欠点が
あった。

本発明は、簡単な構造で量産に適し、製造コストを低減
しその上、縦モードの安定性を良くすることを目的とす
る。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。この実施例は屈折率導波型半導体レーザに適用し
て説明する。第２図はこの実施例の構造断面図であり、
第１図と対応する部分には同一の符号を付す。第２図に
おいて符号１はｐ（またはｕ　）　−Ｇ　ａ　Ａ　Ｓ基
板、２は１）（またはｎ　）　−Ａ　ｌ　ｘ　Ｇ　ｕ　
１−ｘＡｓ層（第１クラッド層という）である。この第
１クラツド）Ｖｉ２は、該ｔ５ｉクラッド層２と同伝導
型でｐ（またはｎ）　Ａ　ｌｘ’（ｖａｔ−ｘ’　Ａｓ
ＪｖＩ２１と、１］（または＋＋）−ｌ＼ｌｘ”Ｇａ、
−ｘ”ＡｓＪ＋！ｌ　２２との間に１）（またはｎ）−
Ａｌｙ’Ｇａ、−ｙ’Ａｓ層２３（ただし、ｌ＜Ｘｌ、
１　＜　ｘｌ　ｌ、かつ前記活性層の平均的なＡ１含有
量よりも大となるＡ１含有量を有する。）を形成して構
ｒＭされる。３は７ンドープまたは１）または１１−多
重量子井戸型活性層である。この活性層４はＧ　ａ　Ａ
　８層とノ＼ＩＧａＡｓＷＩとを交互に積み重ねてなる
ものであり、多重ｎｔ子井戸（Ｍ　Ｑ　Ｗ　）といわれ
ている。

４は第２クラッド層である。この第２クラ７ド層４は該
第２クラツドｗＩ４と同伝導型でｎ（または１））−Ａ
ｌｚ’Ｇａ、−ｚ’ＡｓＪ（１４１と１１（または１＋
）Ａｌノ゛Ｃ＋　８１−　Ｚ　”　Ａ　８層４２との間
にｎ（またはｐ）−Ａｌｙ”Ｃ＋ａ＋−ｙ”ＡＳ層４３
（ただし　ｌ　ｌ　＜　ｌｌ、ｙＩ　Ｉ　＜　ＺＩ　Ｉ
、ｙ゛≠　１１、かつ０１１記活性層の平均的なｌ＼１
含有量よりも大となるＡＩ含有量を有する。）を形１長
シてなる。この両層２３，４３は、先導波層であり、こ
の先導波層２３．４３は前記活性層３との間隔を互いに
光学的に作用しあうとともに前記光導波層２３．４３が
動作電流によりレーザ発振を起こさない間隔に設定され
る。したがって、この実施例によれば３つの光共振器３
，２３．４３を有することになる。これら３，２３．４
３はへきかい面が同一のため同じ共振器長りを有するが
屈折率が異なることになる。ここで７アブリ・ペロー反
射型半導体レーザの縦モードについて説明する。縦モー
ドとは波長よりも非常に長い共振器長を有するレーザ発
振器では異なる多数の波長の波が共振可能になるが、こ
のモードのことを縦モードといい、紬モードとも・いう
。したがって、縦モードにおいては多数の波長の波が存
在するがスペクトル的にシングルモードとはこれらの波
から１つだけの波が選択されているモードである。各波
長の差（縦モードｌ’１ｌ）ｖｆＡ）をΔλとすると、
この縦モード間隔は次式であられされることが知られて
いる。

Δλ＝λ２Δｗｒ／２ｎＬ［１−（λ／ｎ）（ｄｎ／ｄ
λ）Ｊ二こで、１ｏは次数、１１は屈折率、λは波長で
ある。

このように縦モード間隔があられされるので活性ＪＭ　
３と光導波層２３．４　：（とは屈折率が異なることか
ら両者の縦モード間隔は異なるが、これらが互いに光学
的に結合されているので活性層３と光導波層２３の両者
が一致した波にお↓び活性層：号と光導波層４３の両者
が一致した波長でのみ共振は光導波層２３．４３とは共
振できないため該活性層３の縦モードはこの光導波層２
３．４３のそれぞれにロックされること１こなる。こう
して、二の実施例の半導体レーザでは縦モードの安定化
が計れる。

以上のようミニ本発明によれば第１層クラ・／Ｖハ４を
該第１２ランド層と同伝導型で１１（または１１）−１
＼ｌｘ’Ｇａ１−Ｘ″ＡｓＪｌと＋＋（またはＩＩ）　
ｊ＼Ｉ　ｘ”Ｇａ、−＼”Ａ　＋＋層との間に１）（ま
たは＋＋）−ｌ＼ｌｙ’Ｇａ１−ｙ’ＡｓＪＭ（ただし
、・＜×゛、ｙＩ　＜　×Ｎ　＋、かり１１１１記活性
層の平均的？／Ａ１含有量よりも大となるｌ＼１含右含
金量する。）を形成して構成し前記ｆｊＳ２クラッド層
を該第２クラッド層と同伝導型でｎ（またはｐ）−ＡＩ
ｚ’Ｇａ１−ｚ’Ａｓ層とｎ（またはｐ）−Ａｌｚ”Ｇ
ａ、−ｚ、”Ａｓ層との間に＋＋（またはＩ））−Ａｌ
ｙ”Ｇａ＋−ｙ”Ａｓ層（ただし、゛＜ｚ’、　ｌ　ｌ
　＜　ＺＩ　ｌ、ｙ゛≠　１１、かつ前記活性層の平均
的なＡ１含有量よりも大となるＡ１含有量を有する。）
を形成して構成し、前記各Ａｌｙ’Ｇａ、４’Ａｓ層、
Ａｌｙ”Ｇａ１−ｙ”Ａｓ層（光導波層という）と前記
活性層との間隔を互いに光学的に作用しあうとともに前
記光導波層が動作電流によりレーザ発振を起こさない間
隔に設定したので、活性層が戻り光の変化などにより他
の縦モードへ飛ぼうとしても該縦モードでは光導波層と
は共振できないため該活性層の縦モードはこの先導波層
のそれぞれにロックされることになり、該縦モーＹの安
定化が計れる。また。活性層を多重量子井戸型にしたの
で、スレッシュホールド電流密度を在米の活性層のそれ
に比較して１層３程度にまで低下させることがでト先導
波層の発振条件との開で充分な差を持たせることが可能
となり、より高出力領域まで安定した縦モート制御がで
トる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構造断面図、第２図は本発明の末施例
の構Ｊ′Ｘｉ断面図である。 １１．、＋＋（またはｎ　）　−Ｃ；　ａ　Ａ　ｓ基板
、２，６．＋１（または＋＋）＝ｊ＼１ｘＧａ１−ｘＡ
ｓ層（第１２ランド層）、３゜１．／ンドーブまたは１
）または＋１−多重量子井戸型活性層、４１０．ｎ（ま
たはｐ）−ｔ＼ｌ　７．　Ｇ　ａ　１−　ｚ　Ａ　ｓ層
（第２クラ、７ド層）、５．　、　、ｎ”　（主たはＩ
ピ）　−（ｉ　ａ　ＡＪｌ、Ｇ、、、Ｔｉ層、？０１．
ＡｕＪｊｔ）、８１．。 Ａ　ｕ　（、；　（１層、２１．、、ｌｌ（またはＩｆ
）　ｉ＼ｌ　Ｘ’Ｃ：ａｌ−Ｘ’ＡＳ層、２２．、、ｐ
（または＋＋）−ノ＼１　＼Ｉｔにａ、−ｘＩ＋７＼ｓ
Ｊｌ、２３．　、　、　＋＋（また１土＋１）−ノ＼ｌ
ｙ’（ｉａ、−ｙ’Ａｓ層（先導波層）、４１．、、ｎ
（または１＋）−ノ＼ｌ　２　’　（、；　ａｌ−Ｚ’
ＡＳ層、４２．、、ｎ（または＋１　）　−Ａ　Ｉ　Ｚ
”　に　ａ　、　−７”Ａｓ層、４３．、、ｎ（または
ｌｌ）　ｌ＼ＩＹ”（、＋ａ、−ｙ”　Ａ　ｓ層、 出願ｋ　ローム株式会）」 代理人　弁理士　岡１’ｌ　ｌ和禿 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐ（またはｎ　）　−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板上にｐ
   （またはｎ）　−ＡｌｘＧａ１−ｚＡｓ層（第１クラッ
   ド層という）と、ノンドープまたはｐまたは１１−多重
   量子井戸型活性層と、ｎ（またはｐ）　−Ａ　１ｚＧａ
   、−ｚＡｓＪｆｆｌ（第２クラッド層という）とが形成
   されるスト−〉イブ形の半導体レーザにおいて、前記第
   １クラッド層を該第１クラッド層と同伝導型で１〕（ま
   たはｎ）　−Ａ　ｌｘ’　Ｇａ１−ｘ’　Ａｓ層とｐ（
   またはｎ）−Ａｌｘ”Ｇａ、−ｘ”Ａｓ層との間にｐ（
   またはｎ）　−Ａ　ｌｙ’　Ｇａ＋−ｙ’　Ａｓ層（た
   だし　ｌ　＜　Ｘｌ、ｙｌ　＜　ＸＩ　Ｉ、かつ前記活
   性層の平均的なＡ１含有量よりも大となるＡ１含有量を
   有する。）を形成して構成するとともに前記第２クラッ
   ド層を該第２クラッド層と同伝導型でｎ（またはｐ）−
   ＡｌｘＧａ１活性層Ａｓ層とｎ（またはｐ）−Ａｌｚ”
   ＧａＩ−ｚ”Ａｓ層との間にｎ（またはｐ）−Ａｌｙ”
   Ｇａ＋−ｙ”Ａｓ層（ただし、ＩＩ＜ｚｌｌ、・・く、
   パ、ｙ゛≠　ＩＩ、がっ前記活性層の平均的なＡ１含有
   量よりも大となるＡ１含有量を有する。）を形成して構
   成し、前記面Ａ　Ｉｙ’　ＧａＩ−ｙ’　Ａｓ層、Ａｌ
   ｙ”Ｇａ、−ｙ”Ａｓ層（光導波層という）と前記活性
   層との間隔を互いに光学的に作用しあうとともに前記先
   導液層が動作電流によりレーザ発振を起こさない間隔に
   設定してなる半導体レーザ。
2. （２）ｐ（またはｎ）−ＧａＡｓ基板上にｐ（またはｎ
   ）　−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓＪ脅（第１クラッド層とい
   う）と、ノンドープまたはｐまたはｎ−多重量子井戸型
   活性層と、１１（またはｐ）　−Ａ　１ｚＧａｌ−ｚＡ
   ｓ層（第２クラッド層という）とを形成してストライプ
   形の半導体レーザを製造する方法において、前記第１ク
   ラッド層をｐ（またはｎ）　−Ａ　ｌｘ’　Ｇａ、−ｘ
   ’　Ａｓ層とｐ（主たはｎ）−Ａ　Ｉ　Ｘ　”　Ｇ　ａ
   　１−　Ｘ　”　Ａ　Ｓ　ＩＦ４との間に１）（または
   ｎ）−Ａｌｙ’Ｇ　ａ　＋　−ｙ　’　Ａ　ｓ層（ただ
   し　ｌ　＜　ｘｌ、　ｌ＜ＸＩＩ、かツｒ＋ｉｊ記活性
   層の平均的なＡＩ含有量よりも大となるＡ１含有量を有
   する。）を形成するとともに前記第２クラッド層を１１
   （またはｐ）−ＡｌｘＧａ１−ｚ’Ａｓ層とｎ（または
   ｐ）−Ａｌｚ”Ｇａ、ｚ”Ａｓ層との間に１１（または
   ｐ）Ａｌｙ”Ｇａ＋−ｙ”Ａｓ［（ただしｙＩＩ　＜Ｚ
   ｌ、　ｙＩＩ　＜ｚ１゛、ｙ゛≠　ＩＩ、かつ前記活性
   層の平均的なＡ１含有１長よりも大となるＡ１含イ】量
   を有する。）を形１反シ、前記向Ａｌｙ’ＧａＩ−ｙ’
   ＡｓＪｆｉ、７＼Ｉｙ”Ｇａ、−ｙ”Ａｓ層（光導波層
   という）と前記活性Ｊ「４との間隔を互いに光学的に作
   用しあうとともに前記光導波層が動作電流によりレーザ
   発振を起こさない間隔に設定することにより半導体レー
   ザを製造する方法。