JPS61101089A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS61101089A JPS61101089A JP22206484A JP22206484A JPS61101089A JP S61101089 A JPS61101089 A JP S61101089A JP 22206484 A JP22206484 A JP 22206484A JP 22206484 A JP22206484 A JP 22206484A JP S61101089 A JPS61101089 A JP S61101089A
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- JP
- Japan
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- thickness
- oscillation
- stripe
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明はＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ
ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｃｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）による半導体レーザの構造に係り、特に民生用半導
体レーザ用として必須の低雑音レーザの構造に関するも
のである。
ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｃｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）による半導体レーザの構造に係り、特に民生用半導
体レーザ用として必須の低雑音レーザの構造に関するも
のである。
従来のＭＯＣＶＤ法半導体レーザは第１図に示す様に活
性層３をはさんだクラッド層２，４上に、ストライプを
有するｎ型電流狭窄層５を形成、これをクラッド層６．
キャップ層７で埋込むことにより横モードを制御した構
造となっていた。なお、８．９は各々Ｐ電極、ｎ電極で
ある。この構造ではモード制御が屈折率導波型となり、
縦モードは単一モードとなるため、相対雑音強度（ＲＩ
Ｎ）レベルとしてＲＩＮ二１０１２Ｈｚ−″（光学系
からの戻り光がある場合）レベルであり、高周波重畳方
式等により低雑音化する必要があった。
性層３をはさんだクラッド層２，４上に、ストライプを
有するｎ型電流狭窄層５を形成、これをクラッド層６．
キャップ層７で埋込むことにより横モードを制御した構
造となっていた。なお、８．９は各々Ｐ電極、ｎ電極で
ある。この構造ではモード制御が屈折率導波型となり、
縦モードは単一モードとなるため、相対雑音強度（ＲＩ
Ｎ）レベルとしてＲＩＮ二１０１２Ｈｚ−″（光学系
からの戻り光がある場合）レベルであり、高周波重畳方
式等により低雑音化する必要があった。
なお、こうした例はｒ１５ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎＳｏｌｉｄ−３ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐ−２９７，１９８３Ｊ等にみら
れるものである。
ｏｎＳｏｌｉｄ−３ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐ−２９７，１９８３Ｊ等にみら
れるものである。
〔発明の目的〕 一
本発明の目的は従来法の欠点を除く目的でなされたもの
であり、低雑音レーザの構造に関し、特二：＝τ：：：
：：：Ｉ：：：：：：’ｉ！ｉ””′°“′〔発明の概
要〕 低雑音レーザを実現するためには発振スペクトルがマル
チモード発振とシングルモード発振の中間的な位置にお
いて自励発振を起こすレーザ構造が最適である。このた
め利得導波型レーザ構造と屈折率導波型レーザ構造の機
能を合せ持つ新しＶ１構造が必要となる。従来法の半導
体レーザ装置においては、ｐ電極よりの電流が一様に分
布しておりかつ活性層上のｐクラッド層厚みが０．３
μｍ程度以下と薄い場合には屈折率分布になり、結果
として縦、横モード共に単一になっていた。また、０．
５、μｍより厚い場合には活性層と平行方向の遠視野像
が双峰の多モード型レーザとなっていた。
であり、低雑音レーザの構造に関し、特二：＝τ：：：
：：：Ｉ：：：：：：’ｉ！ｉ””′°“′〔発明の概
要〕 低雑音レーザを実現するためには発振スペクトルがマル
チモード発振とシングルモード発振の中間的な位置にお
いて自励発振を起こすレーザ構造が最適である。このた
め利得導波型レーザ構造と屈折率導波型レーザ構造の機
能を合せ持つ新しＶ１構造が必要となる。従来法の半導
体レーザ装置においては、ｐ電極よりの電流が一様に分
布しておりかつ活性層上のｐクラッド層厚みが０．３
μｍ程度以下と薄い場合には屈折率分布になり、結果
として縦、横モード共に単一になっていた。また、０．
５、μｍより厚い場合には活性層と平行方向の遠視野像
が双峰の多モード型レーザとなっていた。
本発明のレーザ装置においては、ｐ電極よりの電゛流分
布を１〜３μｍと十分に狭いストライプ内のみに流れる
構造とし、かつ活性層の厚みと、活性層直上のｐ−クラ
ッド層の厚みの最適化により屈折率分布（、！Ｉｈ）と
利得分布（Ａｇ）を形成することにより容易に自励発振
を起こすことを可能ならしめたものである。
布を１〜３μｍと十分に狭いストライプ内のみに流れる
構造とし、かつ活性層の厚みと、活性層直上のｐ−クラ
ッド層の厚みの最適化により屈折率分布（、！Ｉｈ）と
利得分布（Ａｇ）を形成することにより容易に自励発振
を起こすことを可能ならしめたものである。
本発明は次の構成を有するものである。
半導体レーザのダブルヘテロ構造に隣接し、かつその隣
接したクラッド層と反対の導電型を有し、電流の狭窄効
果をもたせるため、その一部分がストライプ状に除去さ
れた領域を有し、これらが既クラッド層と同一の導電型
を有する半導体層で埋込まれたレーザ構造において、電
流通過層のストライプ幅（Ｗｏ）′が少なくとも Ｉ Ｉｔ ｍ ＜ Ｗｏ ＜ ３ ／’ ｍの範囲にあ
り、既クラッド層の厚み（ｄ２）が少なくとも ０．３μｍ＜ｄＬ（Ｏ’、５ μｍ ゛の範囲にあり、かつ活性層の厚み（ｄｌ）が少なくと
も ０．０５ ”ｔｔｍ＜ａ１’ ＜０．１ ｔｔｍの範囲
に設定する。
接したクラッド層と反対の導電型を有し、電流の狭窄効
果をもたせるため、その一部分がストライプ状に除去さ
れた領域を有し、これらが既クラッド層と同一の導電型
を有する半導体層で埋込まれたレーザ構造において、電
流通過層のストライプ幅（Ｗｏ）′が少なくとも Ｉ Ｉｔ ｍ ＜ Ｗｏ ＜ ３ ／’ ｍの範囲にあ
り、既クラッド層の厚み（ｄ２）が少なくとも ０．３μｍ＜ｄＬ（Ｏ’、５ μｍ ゛の範囲にあり、かつ活性層の厚み（ｄｌ）が少なくと
も ０．０５ ”ｔｔｍ＜ａ１’ ＜０．１ ｔｔｍの範囲
に設定する。
以下、本発明の実施例について第２図を用いて詳細に説
明する。
明する。
ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板結晶１１の上にｎ型 −Ｇａ、
、Ａ Ｑ 、Ａｓクラッド層１２ （ｘ＝ｏ’；４’５
、厚さ１．０〜１．５ μｍ） １．Ｇａ１．ｙＡｆ
ｉｙＡｓ活性層１３（ｙ＝＝ｏ、１４ 、厚さ０．０５
・〜０．１０μｍ）、ｐ型Ｇａ１＝ ＋＋Ａ Ｑ、Ａｓ
クラッド層１４←ｘ＝０．４５ 、厚さ０．３−０．
５ ｐｍ）、、ｎ型、Ｇ ａ Ａ ｓ電流狭窄層１５
をＭＯＣＶＤ法により順次形成する。ホトエッチ工程に
よりｎ型ＧａＡＳ層１５上に１〜３μｍのストライプ溝
を形成した後、リン酸系のエツチング液を用いてストラ
イプ部分のみの巾Ｗ。
、Ａ Ｑ 、Ａｓクラッド層１２ （ｘ＝ｏ’；４’５
、厚さ１．０〜１．５ μｍ） １．Ｇａ１．ｙＡｆ
ｉｙＡｓ活性層１３（ｙ＝＝ｏ、１４ 、厚さ０．０５
・〜０．１０μｍ）、ｐ型Ｇａ１＝ ＋＋Ａ Ｑ、Ａｓ
クラッド層１４←ｘ＝０．４５ 、厚さ０．３−０．
５ ｐｍ）、、ｎ型、Ｇ ａ Ａ ｓ電流狭窄層１５
をＭＯＣＶＤ法により順次形成する。ホトエッチ工程に
よりｎ型ＧａＡＳ層１５上に１〜３μｍのストライプ溝
を形成した後、リン酸系のエツチング液を用いてストラ
イプ部分のみの巾Ｗ。
約１〜３μｍを選択エツチングする。ホトレジストを除
去した後、やはりＭＯＣＶＤ法によりｐ型Ｇａ１−、Ａ
Ｑ 、Ａｓクラッド層１６ （ｚ＝、Ｑ、’４５、厚
さ１〜１．５ μｍ） 、ｐ＋型ＧａＡＳキャップ層
、厚さ０．５ μｍ’１７を形成する。
去した後、やはりＭＯＣＶＤ法によりｐ型Ｇａ１−、Ａ
Ｑ 、Ａｓクラッド層１６ （ｚ＝、Ｑ、’４５、厚
さ１〜１．５ μｍ） 、ｐ＋型ＧａＡＳキャップ層
、厚さ０．５ μｍ’１７を形成する。
この後、ｐ側電極８．ｎ側電極９を形成した後、へき開
法により、共振器要約３００μｍのレーザ素子を得た。
法により、共振器要約３００μｍのレーザ素子を得た。
さらに詳細に説明すれば、ｐ型Ｇａ１−８Ａ Ｑ 、Ａ
ｓクラッド層４，６のキャリア濃度はｐ＝３〜５ Ｘ
１０１７ａｎ−’とする。
ｓクラッド層４，６のキャリア濃度はｐ＝３〜５ Ｘ
１０１７ａｎ−’とする。
さらに活性層の厚さｄｌとｐ−クラッド層４の厚さｄ２
は厚くする方向は狭ストライプ構造に近ずきマルチモー
ド発振型となり、薄くする方向は単一モード発振型とな
るため、自励発振するための条件としてＯ−０４ｕ ｍ
、 ＜ ｄ １＜ ０ 、’ １０ ’ ｐ ｍ 。
は厚くする方向は狭ストライプ構造に近ずきマルチモー
ド発振型となり、薄くする方向は単一モード発振型とな
るため、自励発振するための条件としてＯ−０４ｕ ｍ
、 ＜ ｄ １＜ ０ 、’ １０ ’ ｐ ｍ 。
０ 、３ ｔｔ ｍ ＜ ｄ ２ ＜ ０ 、５ ７
Ｊ ｍが得られた。なお、電流狭窄層１５は複数層でも
って構成しても良い。
Ｊ ｍが得られた。なお、電流狭窄層１５は複数層でも
って構成しても良い。
試作した素子は発振波長７８０ｎｍにおいて、しきい電
流値３０〜５０ｍＡで室温連続発振し、発振スペクトル
は自励発振スペクトルを示した。
流値３０〜５０ｍＡで室温連続発振し、発振スペクトル
は自励発振スペクトルを示した。
また相対雑音強度（Ｒ，Ｉ ’Ｎ ”）は〜３ Ｘ １
０−”Ｈｚ−１（戻り光あり）と低雑音性が確かめられ
た。また光出力１０ｍＷ定光出力動作時の寿・命も２０
００時間経過後も顕著な劣化は見られず、信頼性も高い
ことが明らかとなった。
０−”Ｈｚ−１（戻り光あり）と低雑音性が確かめられ
た。また光出力１０ｍＷ定光出力動作時の寿・命も２０
００時間経過後も顕著な劣化は見られず、信頼性も高い
ことが明らかとなった。
本実施例では、活性層として単一のＧａＡｐＡｓ層を用
いたが、Ｇ ａ Ａ ｓとＧａ１−、Ａ Ｑ 、Ａｓの
超格子で活性層を形成したＭＱＷ （Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕ
ａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ）構造の場合やＧ ＲＩ Ｎ （
Ｇｒａｄｅｄ Ｒｅｆｒａｃｄｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ）構
造の場合も同様な効果が得られた。また、本実施例の素
子はＩｎＧａＡｓｐ系やＩｎＧａｐ、ＩｎＧａＡ Ｑ
ｐ系等、他の材料系にも適用できることは言うまでもな
い。
いたが、Ｇ ａ Ａ ｓとＧａ１−、Ａ Ｑ 、Ａｓの
超格子で活性層を形成したＭＱＷ （Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕ
ａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ）構造の場合やＧ ＲＩ Ｎ （
Ｇｒａｄｅｄ Ｒｅｆｒａｃｄｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ）構
造の場合も同様な効果が得られた。また、本実施例の素
子はＩｎＧａＡｓｐ系やＩｎＧａｐ、ＩｎＧａＡ Ｑ
ｐ系等、他の材料系にも適用できることは言うまでもな
い。
本発明によればＭＯＣＶＤ法により低雑音レーザ素子が
容易に製作でき、かつ量産性を有するため、素子の低コ
スト化の点で効果がある。
容易に製作でき、かつ量産性を有するため、素子の低コ
スト化の点で効果がある。
第１図は従来法を説明する素子構造の断面図、第２図は
本発明の実施例を示す構造断面図である。 １１・・・ｎ型Ｑ ａ Ａ ｓ基板結晶、１２・・・ｎ
型Ｇａ１−、Ａ Ｑ 、Ａｓクラッド層、１３−Ｇａ□
−、Ａ Ｑ 、Ａｓ活性層、１４− ｐ型Ｇａ、−、Ａ
Ｑ ＊Ａｓクラッド層、１５−・・ｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ電流狭窄層、１６−Ｐ型Ｇａ、−、Ａ Ｑ 、Ａｓク
ラッド層、１７・・・ｐ＋型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層
、メ１０ 竿２図
本発明の実施例を示す構造断面図である。 １１・・・ｎ型Ｑ ａ Ａ ｓ基板結晶、１２・・・ｎ
型Ｇａ１−、Ａ Ｑ 、Ａｓクラッド層、１３−Ｇａ□
−、Ａ Ｑ 、Ａｓ活性層、１４− ｐ型Ｇａ、−、Ａ
Ｑ ＊Ａｓクラッド層、１５−・・ｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ電流狭窄層、１６−Ｐ型Ｇａ、−、Ａ Ｑ 、Ａｓク
ラッド層、１７・・・ｐ＋型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層
、メ１０ 竿２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザのダブルヘテロ構造に隣接し、かつそ
の隣接したクラツド層と反対の導電型を有し、電流の狭
窄効果をもたせるため、その一部分がストライプ状に除
去された領域を有し、これらが既クラツド層と同一の導
電型を有する半導体層で埋込まれたレーザ構造において
、電流通過層のストライプ幅（Ｗ＿０）が少なくとも１
μｍ＜Ｗ＿０＜３μｍ の範囲にあり、既クラツド層の厚み（ｄ＿ｚ）が少なく
とも ０．３μｍ＜ｄ＿ｚ＜０．５μｍ の範囲にあり、かつ活性層の厚み（ｄ＿１）が少なくと
も ０．０４μｍ＜ｄ＿１＜０．１μｍ の範囲にあ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 |
|---|---|---|---|
| JP22206484A JPS61101089A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22206484A JPS61101089A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101089A true JPS61101089A (ja) | 1986-05-19 |
Family
ID=16776540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22206484A Pending JPS61101089A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61101089A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63104493A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-09 | Nec Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPH0272688A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-12 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH02174178A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| WO2001078205A1 (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-18 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | A self-pulsating laser diode and a method for causing a laser diode to output light pulses |
-
1984
- 1984-10-24 JP JP22206484A patent/JPS61101089A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63104493A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-09 | Nec Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPH0272688A (ja) * | 1988-09-07 | 1990-03-12 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH02174178A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| WO2001078205A1 (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-18 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | A self-pulsating laser diode and a method for causing a laser diode to output light pulses |
| US6804272B2 (en) | 2000-04-12 | 2004-10-12 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | Self-pulsating laser diode and a method for causing a laser diode to output light pulses |
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