JPS6085587A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6085587A JPS6085587A JP19499583A JP19499583A JPS6085587A JP S6085587 A JPS6085587 A JP S6085587A JP 19499583 A JP19499583 A JP 19499583A JP 19499583 A JP19499583 A JP 19499583A JP S6085587 A JPS6085587 A JP S6085587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thin film
- multilayer thin
- gaas
- crystal
- 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
- H01S5/30—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
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・ディヌク。
ビデオディヌク等のコヒーレント光源を始め、各種電子
機鼎の光源として用いられる半導体レーザ装置に関する
。
機鼎の光源として用いられる半導体レーザ装置に関する
。
従来例の構成とその問題点
γ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、即ち、単−横モ
ード発振がある。これを実現するためＫ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、二重へ゛テロ構造で活性層を挾み、それと
垂面な方向にも屈折率に差を設けて閉じ込めたり、陵い
は、活性層中の一部に電流が流れるようにして、光増幅
率に活性層中で分布を持たせて閉じ込める方法がある。
の１つとして、単一スポットでの発振、即ち、単−横モ
ード発振がある。これを実現するためＫ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、二重へ゛テロ構造で活性層を挾み、それと
垂面な方向にも屈折率に差を設けて閉じ込めたり、陵い
は、活性層中の一部に電流が流れるようにして、光増幅
率に活性層中で分布を持たせて閉じ込める方法がある。
電流の閉じ込め、即ち、キャリアの閉じ込めに関しては
、二重へテロ構造で活性層を挾み、半導体中の電子エネ
ルギーバンドの構造により閉じ込め、二重へテロ構造と
垂■々方回では、活性領域付近にのみ電流が流ねるよう
に、ヌトライプ状の電流狭さく領域を設けるのが通常の
方法である。
、二重へテロ構造で活性層を挾み、半導体中の電子エネ
ルギーバンドの構造により閉じ込め、二重へテロ構造と
垂■々方回では、活性領域付近にのみ電流が流ねるよう
に、ヌトライプ状の電流狭さく領域を設けるのが通常の
方法である。
第１図に従来の代表的々ストライプ構造のレーザを示す
。図において、（１）はｎ−ＧａＡｓ基板、（２；はｎ
Ａｆ）、ｚ Ｇａ１−ｃＡｓ層、（３）はＡＱｙ Ｇ
ａ１−ｙ Ａｓ層（Ｏ≦ｙ＜ｚＬ（４）はＴ３−ＡＱｚ
Ｇａｌ−２Ａｓ層、（５，はＰ −Ｇａ Ａｓ層、（６
）は活性領域で、（ａ）図は、Ｐ ＧａＡｓ ｃａｐＪ
ｍ （５’、の上からプロトンを照射することにより、
ヌトライプ部（７）を形成したレーザで、（９）はプロ
トンを胛射した高抵抗領域である。（ｂ）図は、Ｐ −
Ａｆｉｚ Ｇａ１−Ｚ Ａｓ層（４）上にＭ−ＧａＡｓ
層（８）全成長し、このｎ −Ｇａ Ａｓ層（８）上か
らＺｎ ’に拡散することにより、ｎ−ＧａＡｓ層（８
）中に電流注入用のストライプｉ（７’）’ｉ影形成た
Ｚｎ拡散形ヌトライプ構造レしサで、αｄはＺｎ拡散領
域である。又（ｃ）図はＰ−ＧａＡｓ層（５）上に８１
０２膜等の絶縁膜α１）を設けることにより、電流注入
用のストライプ（７）全形成したレーザである。
。図において、（１）はｎ−ＧａＡｓ基板、（２；はｎ
Ａｆ）、ｚ Ｇａ１−ｃＡｓ層、（３）はＡＱｙ Ｇ
ａ１−ｙ Ａｓ層（Ｏ≦ｙ＜ｚＬ（４）はＴ３−ＡＱｚ
Ｇａｌ−２Ａｓ層、（５，はＰ −Ｇａ Ａｓ層、（６
）は活性領域で、（ａ）図は、Ｐ ＧａＡｓ ｃａｐＪ
ｍ （５’、の上からプロトンを照射することにより、
ヌトライプ部（７）を形成したレーザで、（９）はプロ
トンを胛射した高抵抗領域である。（ｂ）図は、Ｐ −
Ａｆｉｚ Ｇａ１−Ｚ Ａｓ層（４）上にＭ−ＧａＡｓ
層（８）全成長し、このｎ −Ｇａ Ａｓ層（８）上か
らＺｎ ’に拡散することにより、ｎ−ＧａＡｓ層（８
）中に電流注入用のストライプｉ（７’）’ｉ影形成た
Ｚｎ拡散形ヌトライプ構造レしサで、αｄはＺｎ拡散領
域である。又（ｃ）図はＰ−ＧａＡｓ層（５）上に８１
０２膜等の絶縁膜α１）を設けることにより、電流注入
用のストライプ（７）全形成したレーザである。
第１図の（ａ）〜（ｃ）ＶＣ示すものは、いずれもヌト
ライプ都（７’ｌ Ｋよ！ＪＷ流が流れる領域全制限し
、半導体レーザの発振しきい値を低減すると共に、活性
層Ａｘｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ層（０≦Ｖ＜Ｚ） （３）
中での発振領域（以下、活性領域「６）とする）を制限
して、その形状効果により、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ものである。
ライプ都（７’ｌ Ｋよ！ＪＷ流が流れる領域全制限し
、半導体レーザの発振しきい値を低減すると共に、活性
層Ａｘｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ層（０≦Ｖ＜Ｚ） （３）
中での発振領域（以下、活性領域「６）とする）を制限
して、その形状効果により、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ものである。
しかしながら上述のストライプ構造を作製する方法には
、以下に述べるような欠点がある。
、以下に述べるような欠点がある。
１、りに１図（ａ）においては、プロトン等のイオｙｉ
電磁界により加速し、作製された二重へテロ構造半導体
ウェハに照射するのであるが、この時、半導体ウェハの
照射された領域は、加速さハたイオンが通過することに
よＶ損傷を受ける。しかも、活性領域付近又は、活性領
域面上付近のプロトン照射領域に近い所では、 ＧａＡ
ｓ層、ＧａＡｎ Ａｓ層の結晶が損傷を受け、半導体レ
ーザの？ｂ気持性、光学特性、信頼性等を損う。これ全
回避するためには、プロトン照射後、高温でアニールを
行なう必要があって工程が多くなるばかりでなく、アニ
ールされる層中にＺｎ等の熱拡散係数の高いドーパント
が存在すると、これらが動き、キャリヤ濃度の制御性の
良い多層構造が結果的に得られにくく々る。
電磁界により加速し、作製された二重へテロ構造半導体
ウェハに照射するのであるが、この時、半導体ウェハの
照射された領域は、加速さハたイオンが通過することに
よＶ損傷を受ける。しかも、活性領域付近又は、活性領
域面上付近のプロトン照射領域に近い所では、 ＧａＡ
ｓ層、ＧａＡｎ Ａｓ層の結晶が損傷を受け、半導体レ
ーザの？ｂ気持性、光学特性、信頼性等を損う。これ全
回避するためには、プロトン照射後、高温でアニールを
行なう必要があって工程が多くなるばかりでなく、アニ
ールされる層中にＺｎ等の熱拡散係数の高いドーパント
が存在すると、これらが動き、キャリヤ濃度の制御性の
良い多層構造が結果的に得られにくく々る。
２、第１図（ｂ）に示すものでは、Ｚｎ拡散を高温（７
００′Ｃ〜８５０′ｃ）で行なうことが多く、各層中の
ドーパントも拡散され、Ｖ接合界面が設計位置よりずれ
たす、Ｖ接合が設計どおり形成するのが難かしくなる。
００′Ｃ〜８５０′ｃ）で行なうことが多く、各層中の
ドーパントも拡散され、Ｖ接合界面が設計位置よりずれ
たす、Ｖ接合が設計どおり形成するのが難かしくなる。
）、第１図（ｃ）のものでは、ＡＱｙ Ｇａ１−ｙ Ａ
ｓ活性層（３）での活性領域（６）が、第１図（ａ）、
（ｂ）のストライプ構造を有するレーザに比べて広がる
という問題がある。
ｓ活性層（３）での活性領域（６）が、第１図（ａ）、
（ｂ）のストライプ構造を有するレーザに比べて広がる
という問題がある。
これは第１図（ａ）、（ｂ）のものに比べて第１図（ｃ
）の構造は、ストライプ（７）ニよる電流狭さくが弱い
ためである。
）の構造は、ストライプ（７）ニよる電流狭さくが弱い
ためである。
１１、第１図（ａ）〜（ｃ）のストライプ構造レーザで
は、二重へテロ構造を含む多層薄膜の結晶成長と、電流
狭さく用のストライプ構造の形成とは、別の装置全利用
するもので、１つの装置で両方ヲ一度に行なうことはで
きない。
は、二重へテロ構造を含む多層薄膜の結晶成長と、電流
狭さく用のストライプ構造の形成とは、別の装置全利用
するもので、１つの装置で両方ヲ一度に行なうことはで
きない。
発明の目的
本発明は上述の欠点を改善し、強い電流狭さくができ、
低いしきい値で単一モード発振する半導体レーザ装置全
提供することを目的とするものである。
低いしきい値で単一モード発振する半導体レーザ装置全
提供することを目的とするものである。
発明の構成
本発明の半導体レーザ装置は、化合物半導体単結晶基板
の上【、ストライプ状に二重へテロ構造を含む単結晶多
層薄膜を形成し、他の部分に二重へテロ構造を含む多結
晶多層薄膜を形成したものである。
の上【、ストライプ状に二重へテロ構造を含む単結晶多
層薄膜を形成し、他の部分に二重へテロ構造を含む多結
晶多層薄膜を形成したものである。
この構成により、多結晶多層薄膜の一部である単結晶多
層薄膜領域が良好な電流狭さくストライプとなり、低い
しきい値で単一モード発振する半導体レーザ装置が得ら
れる。
層薄膜領域が良好な電流狭さくストライプとなり、低い
しきい値で単一モード発振する半導体レーザ装置が得ら
れる。
実施例の説明
次に第２図と第５図を参照して本発明の半導体レーザ装
置の一実施例とその製造方法を説明する。
置の一実施例とその製造方法を説明する。
才ず第２図に示すようＫｎ型ＧａＡｓ基板α２上をレー
ザビーム又は電子ビームにより、ピッチ２の間隔で、幅
２μｍ〜２０μｍ程のストライプα＆で局部加熱を行な
いつつ、ｎ ｍＧａ Ａｓ基板叩上［、ＭＯＣＶＤ法又
はＭＢＥ法によりｎ型Ｇａ Ａｓの結晶成長を行なう。
ザビーム又は電子ビームにより、ピッチ２の間隔で、幅
２μｍ〜２０μｍ程のストライプα＆で局部加熱を行な
いつつ、ｎ ｍＧａ Ａｓ基板叩上［、ＭＯＣＶＤ法又
はＭＢＥ法によりｎ型Ｇａ Ａｓの結晶成長を行なう。
この時、１１型ＧａＡｓ基板Ｑ２１全体ｋＭＯｃＶＤ法
ではｌｌ−０Ｏυ、ＭＢＥ法では３ｏｏ’ｃＫ加熱する
。局部加熱手段によりヌトライプαａ付近の温度を基板
加熱温度より１００〜２００’Ｃ高くして結晶成長を行
々うと、第ろ図に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板Ｑ２１
上に０．５μｍ膜厚のｎ−Ｇａ Ａｓ層α４）、α■が
成長する。この時、基板α２−ヒで局部加熱されていた
付近には、ｎ−ＧａＡｓ単結晶Ｑ４１が成長し、他はｎ
−Ｇａ Ａｓ多結晶α５）が成長する。この後、局部
加熱をやめ、？２−ＧａＡｓ基板ａ２Ｊを？５０υに加
熱し、ＭＯＣＶＤ法により（ＭＢＥ法では了００υに加
熱）、順次ｎ−Ｍ２ Ｇａ １−ｚ Ａｓ層部、ＡＡｙ
Ｇａｌ−ｙＡｓＡｓ層ノ（０≦ｙ＜ｘ、活性層）、Ｐ
−ＡＡｚ Ｇａ１−ｅ Ａｓ層（２）、Ｐ−ＧａＡｓ層
α９を成長させる。この時、最初に局部加熱をして成長
させたｎ −Ｇａ Ａｓ単結晶圓の上には、単結晶の二
重へテロ構造を含む多層薄膜−が、ｎ −Ｑａ Ａｓ多
結晶αυの上には、多結晶の二重へテロ構造を含む多層
薄膜にわが成長する。このウェハに電極を付け、半導体
レーザ装置を作製する。（２）は活性領域である。
ではｌｌ−０Ｏυ、ＭＢＥ法では３ｏｏ’ｃＫ加熱する
。局部加熱手段によりヌトライプαａ付近の温度を基板
加熱温度より１００〜２００’Ｃ高くして結晶成長を行
々うと、第ろ図に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板Ｑ２１
上に０．５μｍ膜厚のｎ−Ｇａ Ａｓ層α４）、α■が
成長する。この時、基板α２−ヒで局部加熱されていた
付近には、ｎ−ＧａＡｓ単結晶Ｑ４１が成長し、他はｎ
−Ｇａ Ａｓ多結晶α５）が成長する。この後、局部
加熱をやめ、？２−ＧａＡｓ基板ａ２Ｊを？５０υに加
熱し、ＭＯＣＶＤ法により（ＭＢＥ法では了００υに加
熱）、順次ｎ−Ｍ２ Ｇａ １−ｚ Ａｓ層部、ＡＡｙ
Ｇａｌ−ｙＡｓＡｓ層ノ（０≦ｙ＜ｘ、活性層）、Ｐ
−ＡＡｚ Ｇａ１−ｅ Ａｓ層（２）、Ｐ−ＧａＡｓ層
α９を成長させる。この時、最初に局部加熱をして成長
させたｎ −Ｇａ Ａｓ単結晶圓の上には、単結晶の二
重へテロ構造を含む多層薄膜−が、ｎ −Ｑａ Ａｓ多
結晶αυの上には、多結晶の二重へテロ構造を含む多層
薄膜にわが成長する。このウェハに電極を付け、半導体
レーザ装置を作製する。（２）は活性領域である。
実際に上述のようにして作製したレーザ装置では、電流
がストライプの幅で効率良く狭さくされ、低いしきい値
で単−横モード発振するストライプ構造のレーザが得ら
れた。亦、ヌトライジの幅が５μｍ以下になると、単−
縦モード発振するレーザも得られた。
がストライプの幅で効率良く狭さくされ、低いしきい値
で単−横モード発振するストライプ構造のレーザが得ら
れた。亦、ヌトライジの幅が５μｍ以下になると、単−
縦モード発振するレーザも得られた。
なお、上述の実施例では、ＧａＡｓ系、Ｇａ ＡＱ Ａ
ｓ系半導体レーザについて述べたが、 ＩｎＰ系や他元
混晶番 系を含む化合物半導体全材料とする半導体レーザについ
ても同様に本発明を適用することができる。
ｓ系半導体レーザについて述べたが、 ＩｎＰ系や他元
混晶番 系を含む化合物半導体全材料とする半導体レーザについ
ても同様に本発明を適用することができる。
発明の効果
本発明の半導体レーザ装置によれば、以下のよ１、 プ
ロトン照射型ストライプ構造レーザと同様な強い電流狭
さく作用を有し、低いしきい値の半導体レーザが得られ
る。
ロトン照射型ストライプ構造レーザと同様な強い電流狭
さく作用を有し、低いしきい値の半導体レーザが得られ
る。
２、 ストライプの幅を狭くすることにより、単−縦モ
ードのレーザと単−横モードのレーザが得られる。
ードのレーザと単−横モードのレーザが得られる。
う、基板上に成長したエピタキンヤル層に損傷を与える
ことがなく、レーザの特性や信頼性を損なうことがない
。
ことがなく、レーザの特性や信頼性を損なうことがない
。
＋１． 従来の７トライプ構造に比べ、ストライプを設
けるためだけの工程が不必要となり、１回の結晶成長で
、二重へテロ構造を含む半導体レーザ作製用の多層薄膜
とストライプ構造とを形成することができ、製造が簡単
である。
けるためだけの工程が不必要となり、１回の結晶成長で
、二重へテロ構造を含む半導体レーザ作製用の多層薄膜
とストライプ構造とを形成することができ、製造が簡単
である。
第１図（ａ）〜（ｃ）は、従来のストライプ構造を有す
る半導体レーザの各断面図、第２図は本発明の半導体レ
ーザ装置の製造工程の一部を説明する斜視図、第う図は
不発明の半導体レーザ１装置の一実施例の断面図である
Ｏ い・−・ｎ型Ｇａ Ａｓ基板、 Ｑ３・−・ストライツ
ブ状力０熱部、Ｑ４１−＝ ｎ −Ｇａ Ａｓ単結晶層
、α５ｌ−ｒｒ −Ｇａ Ａｓ多結晶層、αト ｎ−Ａ
ＱｚＧａｌ−ＺＡＳＮ 、Ｑ７＋ ・−・ＡＲｙＧａｌ
ｖＡｓ層（０≦ｙ＜ｚ）、ＯＢ”＝ Ｐ ＡＲｚＧａ
ｌ−ｚＡｓ層、 Ｑ９ ・＝ Ｐ −Ｃａ Ａｓ層、翰
・−・二重へテロ構造を含む単結晶多層薄膜領域、Ｑη
・−・二重へテロ構造？含む多結晶多層薄膜領域、翰・
−・活性領域。 代理人の氏名 弁理± 吉崎悦治 第１図 （Ｃ１） （ｂ”） 第２図 第３図
る半導体レーザの各断面図、第２図は本発明の半導体レ
ーザ装置の製造工程の一部を説明する斜視図、第う図は
不発明の半導体レーザ１装置の一実施例の断面図である
Ｏ い・−・ｎ型Ｇａ Ａｓ基板、 Ｑ３・−・ストライツ
ブ状力０熱部、Ｑ４１−＝ ｎ −Ｇａ Ａｓ単結晶層
、α５ｌ−ｒｒ −Ｇａ Ａｓ多結晶層、αト ｎ−Ａ
ＱｚＧａｌ−ＺＡＳＮ 、Ｑ７＋ ・−・ＡＲｙＧａｌ
ｖＡｓ層（０≦ｙ＜ｚ）、ＯＢ”＝ Ｐ ＡＲｚＧａ
ｌ−ｚＡｓ層、 Ｑ９ ・＝ Ｐ −Ｃａ Ａｓ層、翰
・−・二重へテロ構造を含む単結晶多層薄膜領域、Ｑη
・−・二重へテロ構造？含む多結晶多層薄膜領域、翰・
−・活性領域。 代理人の氏名 弁理± 吉崎悦治 第１図 （Ｃ１） （ｂ”） 第２図 第３図
Claims (1)
- 化合物半導体単結晶基板の上の一部に二重へテロ構造を
含む単結晶多層薄膜が形成され、前記単結晶多層薄膜の
両側に、前記単結晶多層薄膜と同一組成で二重へテロ構
造を含む多結晶多層薄膜が形成さね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 |
|---|---|---|---|
| JP19499583A JPS6085587A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19499583A JPS6085587A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6085587A true JPS6085587A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16333781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19499583A Pending JPS6085587A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6085587A (ja) |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP19499583A patent/JPS6085587A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2831667B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JPS5811111B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置の製造方法 | |
| JPS6085585A (ja) | 埋め込み型半導体レ−ザ | |
| JPS6085587A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH0376288A (ja) | 埋め込み型半導体レーザ | |
| JPH0846283A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPS6086889A (ja) | 半導体レ−ザ装置の製造方法 | |
| JP3472739B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPS59145590A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP3708213B2 (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JPH01186688A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH0430758B2 (ja) | ||
| JPH0559593B2 (ja) | ||
| JP2000058969A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3143105B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPS6031287A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH0414277A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JPH0558594B2 (ja) | ||
| JPH01162397A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS6191990A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JPH01166592A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS59119780A (ja) | 光半導体装置の製造方法 | |
| JPH04269886A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH0710021B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPS61171185A (ja) | 半導体レ−ザ装置 |