JPS61121487A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS61121487A JPS61121487A JP24537684A JP24537684A JPS61121487A JP S61121487 A JPS61121487 A JP S61121487A JP 24537684 A JP24537684 A JP 24537684A JP 24537684 A JP24537684 A JP 24537684A JP S61121487 A JPS61121487 A JP S61121487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- current limiting
- laser
- cleavage
- laser resonator
- 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
- H01S5/10—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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
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】
（イ）産業上の利用分野
この発明はＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザに係り、特に
端部無注入ストライプ型の半導体レーザに関する。
端部無注入ストライプ型の半導体レーザに関する。
（ロ）従来技術
一般に＾ｌＧａＡｓ系の半導体レーザを高出力化するに
つれて自己のパワーによりレーザ共振器の光学損傷を引
き起こす傾向にある。即ぢ、Ａ ｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザの場合、電流を増して光出力を増して行くと突然光
出力が低下し、非可逆的な破壊が生じる。これは光学損
傷と言われ、光出力密度がＣＷ動作時、反射面で１×１
０６Ｗ／ｃｍ２程度に達すると発生するものである。こ
の原因はＡｌＧａＡｓ１性層の反射面近傍領域がレーザ
光に対する吸収領域になっていることによる。
つれて自己のパワーによりレーザ共振器の光学損傷を引
き起こす傾向にある。即ぢ、Ａ ｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザの場合、電流を増して光出力を増して行くと突然光
出力が低下し、非可逆的な破壊が生じる。これは光学損
傷と言われ、光出力密度がＣＷ動作時、反射面で１×１
０６Ｗ／ｃｍ２程度に達すると発生するものである。こ
の原因はＡｌＧａＡｓ１性層の反射面近傍領域がレーザ
光に対する吸収領域になっていることによる。
しかして、その対策として以下のような方法が考えられ
ている。
ている。
■ 半導体レーザのへき開面近傍をレーザ光に対して透
明にし、吸収を無くする方法。
明にし、吸収を無くする方法。
■ 活性層の膜厚を極度に薄くすることにより、。
活性層から光をしみださせて端面光密度を低下させる方
法。
法。
上述した二つの方法によると、高出力時におけるレーザ
共振器の光学損傷を緩和するには確かに有効である。し
かしながら、これに伴って以下のような問題を生じる。
共振器の光学損傷を緩和するには確かに有効である。し
かしながら、これに伴って以下のような問題を生じる。
■の方法では、レーザウェハを成長後更にＺｎ拡散等で
両端面近傍をレーザ光に対して透明にするという高度な
加工技術が要求される。一方、■の方法では、活性層を
薄くしたことによって、どうしても光学的特性が変化す
ると共にその製造技術が比較的困難である。
両端面近傍をレーザ光に対して透明にするという高度な
加工技術が要求される。一方、■の方法では、活性層を
薄くしたことによって、どうしても光学的特性が変化す
ると共にその製造技術が比較的困難である。
即ち、従来方法では上記原因により歩留りの低下を招く
という問題を生じる。
という問題を生じる。
（ハ）目的
この発明は、高出力時におけるレーザ共振器の光学損傷
を緩和することができ、しかも製造を容易とすることに
より歩留りを向上せしめる半導体レーザを提供すること
を目的としている。
を緩和することができ、しかも製造を容易とすることに
より歩留りを向上せしめる半導体レーザを提供すること
を目的としている。
（ニ）構成
この発明に係る半導体レーザの特徴とする処は、少なく
とも下部クラッド層と活性層と第１上部クラッド層と電
流制限層と第２上部クラッド層とが半導体基板の表面に
順次積層されるＡ ｌＧａＡｓ系ダブルヘテロ接合構造
の半導体レーザであって、前記電流制限層には、レーザ
共振器波長よりも短い長さで且つ前記第１上部クラ・７
ド層に達する深さのストライプ溝がへき開方向と直交す
る方向に沿って形成されたことにある。
とも下部クラッド層と活性層と第１上部クラッド層と電
流制限層と第２上部クラッド層とが半導体基板の表面に
順次積層されるＡ ｌＧａＡｓ系ダブルヘテロ接合構造
の半導体レーザであって、前記電流制限層には、レーザ
共振器波長よりも短い長さで且つ前記第１上部クラ・７
ド層に達する深さのストライプ溝がへき開方向と直交す
る方向に沿って形成されたことにある。
（ホ）実施例
第１図はこの発明に係る半導体レーザの一実施例を示す
斜視図、第２図は第１図に示した半導体レーザのＡ−Ａ
’線断面図、第３図は第１図に示した半導体レーザの
Ｂ−Ｂ’線断面図である。
斜視図、第２図は第１図に示した半導体レーザのＡ−Ａ
’線断面図、第３図は第１図に示した半導体レーザの
Ｂ−Ｂ’線断面図である。
第１図〜第３図において、１は半導体レーザであり、Ｎ
型ＧａＡｓ基板１０の表面に積層されたＮ型ＡｌＸＧａ
１−ｙＡｓよりなる下部クラッド層２０とＮ型＾１ ｘ
Ｇａ１−ＸＡＳよりなる活性層２１とＰ型＾１ｘＧａ
ｌ−）＜Ａｓよりなる第１上部クラッド層と電流制限層
２３とＰ型Ａ１ｒＧａｌ−ｙＡｓよりなる第２上部クラ
ッド層４０とＰ＋十梨型ＧａＡｓりなるキャップ層とＰ
型電極５０とＮ型電極５１とで構成されている。１ａ、
■ｂはへき開面（ファブリペロ−共振器）を示している
。
型ＧａＡｓ基板１０の表面に積層されたＮ型ＡｌＸＧａ
１−ｙＡｓよりなる下部クラッド層２０とＮ型＾１ ｘ
Ｇａ１−ＸＡＳよりなる活性層２１とＰ型＾１ｘＧａ
ｌ−）＜Ａｓよりなる第１上部クラッド層と電流制限層
２３とＰ型Ａ１ｒＧａｌ−ｙＡｓよりなる第２上部クラ
ッド層４０とＰ＋十梨型ＧａＡｓりなるキャップ層とＰ
型電極５０とＮ型電極５１とで構成されている。１ａ、
■ｂはへき開面（ファブリペロ−共振器）を示している
。
具体的には、前記電流制限層２３はＮ型ＧａＡｓよりな
る光吸収層２３ａとＮ型ＡＩ Ｘ Ｇａ１−ｘＡｓより
なる蒸発防止層２３ｂとで構成されている。この電流制
限層２３には、該レーザ共振器波長よりも短い長さで且
つ前記第１上部クラッド屓２２に達する深さのストライ
プ溝３０がへき開方向と直交する方向に沿って形成され
ている。そして電流制限層２３の表面に成長される各層
も該電流制限Ｎ２３の形状に対応するように中央部がス
トライプ状に陥没すべく形状に積層されている。即ち、
図例の半導体レーザ１は断面略凹形状になされている。
る光吸収層２３ａとＮ型ＡＩ Ｘ Ｇａ１−ｘＡｓより
なる蒸発防止層２３ｂとで構成されている。この電流制
限層２３には、該レーザ共振器波長よりも短い長さで且
つ前記第１上部クラッド屓２２に達する深さのストライ
プ溝３０がへき開方向と直交する方向に沿って形成され
ている。そして電流制限層２３の表面に成長される各層
も該電流制限Ｎ２３の形状に対応するように中央部がス
トライプ状に陥没すべく形状に積層されている。即ち、
図例の半導体レーザ１は断面略凹形状になされている。
なお、へき開面１ａ、１ｂの端縁からストライプ溝３０
の一端までの距離Ｌ（第３図参照）は本実施例において
約１０μに設定されている。なお、前記距離りは適宜に
変更されうろことは言うまでもない。
の一端までの距離Ｌ（第３図参照）は本実施例において
約１０μに設定されている。なお、前記距離りは適宜に
変更されうろことは言うまでもない。
そして、上述した半導体レーザ１によると、前記電流制
限層２３の特にＧａＡｓからなる光吸収層２３ａによっ
てへき開面１ａ、１ｂ近傍の実効屈折率差が小さくなり
、この部分ではレーザ光は第１上部クラッド層２２まで
しみ出し端面光密度が低下するからレーザ共振器の光学
損傷を緩和しうる。しかも電流制限Ｆｔ２３によって電
流が第３図矢印の如くストライプ１３０に集中して流れ
るために最大光出力の向上が望める。
限層２３の特にＧａＡｓからなる光吸収層２３ａによっ
てへき開面１ａ、１ｂ近傍の実効屈折率差が小さくなり
、この部分ではレーザ光は第１上部クラッド層２２まで
しみ出し端面光密度が低下するからレーザ共振器の光学
損傷を緩和しうる。しかも電流制限Ｆｔ２３によって電
流が第３図矢印の如くストライプ１３０に集中して流れ
るために最大光出力の向上が望める。
次に、上記半導体レーザｌを製造する方法の一実施例を
説明する。
説明する。
■ 下部クラッド層２０、活性層２１、第１上部クラッ
ドＮ２２、電流制限Ｊｉｉ２３を構成する光吸収層２３
ａおよび蒸発防止層２３ｂをＭＢＥ装置でもって半導体
基板１０の表面に順次積層する（第１の成長工程）。
ドＮ２２、電流制限Ｊｉｉ２３を構成する光吸収層２３
ａおよび蒸発防止層２３ｂをＭＢＥ装置でもって半導体
基板１０の表面に順次積層する（第１の成長工程）。
■ ＭＢＥ装置内から前記積層された半導体基板１０を
取り出し、ホトレジストを塗布し、第４図の如きパター
ンのマスク６０にて前記ホトレジストを露光した後現像
工程を経てストライプ溝を形成すべき部分以外の蒸発防
止層２３ｂ上部にホトレジストを被着させる。このホト
レジストをマスクとして第１上部クラッド層２２に達す
るまで光吸収層２３ａ、蒸発防止Ｆｉ２３ｂをエツチン
グする。これによリレーザ共振器波長よりも短い長さで
且つ第１上部クラッド層２２まで達する深さのストライ
プ′ａ３０をへき開方向と直交する方向に沿って該電流
制限層２３に形成する（エソチング工程）。
取り出し、ホトレジストを塗布し、第４図の如きパター
ンのマスク６０にて前記ホトレジストを露光した後現像
工程を経てストライプ溝を形成すべき部分以外の蒸発防
止層２３ｂ上部にホトレジストを被着させる。このホト
レジストをマスクとして第１上部クラッド層２２に達す
るまで光吸収層２３ａ、蒸発防止Ｆｉ２３ｂをエツチン
グする。これによリレーザ共振器波長よりも短い長さで
且つ第１上部クラッド層２２まで達する深さのストライ
プ′ａ３０をへき開方向と直交する方向に沿って該電流
制限層２３に形成する（エソチング工程）。
■ 前記ホトレジストを除去した半導体基板を再度ＭＢ
Ｅ装置内に装着する。■と同様にして第２上部クラ、ド
層４０、キャップ層４１を順次積層する（第２の成長工
程）。しかる後、通常の半導体レーザの製造方法と同様
に各電極を形成する。
Ｅ装置内に装着する。■と同様にして第２上部クラ、ド
層４０、キャップ層４１を順次積層する（第２の成長工
程）。しかる後、通常の半導体レーザの製造方法と同様
に各電極を形成する。
なお、この発明は上記構造の半導体レーザに適用するだ
けでなく、例えばＭＱＷ型（多量子井戸型）半導体レー
ザに上記ストライプ１３０を形成することも可能であり
、この場合特に顕著な効果を奏する。
けでなく、例えばＭＱＷ型（多量子井戸型）半導体レー
ザに上記ストライプ１３０を形成することも可能であり
、この場合特に顕著な効果を奏する。
また、電流制限層２３は上記実施例のようなものに限定
されず、例えば光吸収層２３ａのみで構成されていても
よい。
されず、例えば光吸収層２３ａのみで構成されていても
よい。
くべ）効果
この発明は上記詳説したように、レーザ共振器波長より
も短い長さで且つ第１上部クラッド層まで達する深さの
ストライプ溝をへき開方向と直交する方向に沿って電流
制限層に形成しているから、レーザ共振器の両端面（各
へき開面）近傍の実すノ屈折率差が小さくなるためレー
ザ光が第１上部クラッド層まで広がり端面光密度が低下
する結果、高出力時におけるレーザ共振器の光学損傷を
緩和することができる。更に、ストライプ溝形成用のマ
スクのみ従来と変更するだけでよく特殊な技術を必要と
せず、しかもマスク合わせが一回で良いことに基づいて
歩留りを向上せしめることが可能となる。また、端面で
光が広がっているのでファーフィールドパターンの楕円
率が小さくでき、光学レンズとの組み合わせが易しくな
る。
も短い長さで且つ第１上部クラッド層まで達する深さの
ストライプ溝をへき開方向と直交する方向に沿って電流
制限層に形成しているから、レーザ共振器の両端面（各
へき開面）近傍の実すノ屈折率差が小さくなるためレー
ザ光が第１上部クラッド層まで広がり端面光密度が低下
する結果、高出力時におけるレーザ共振器の光学損傷を
緩和することができる。更に、ストライプ溝形成用のマ
スクのみ従来と変更するだけでよく特殊な技術を必要と
せず、しかもマスク合わせが一回で良いことに基づいて
歩留りを向上せしめることが可能となる。また、端面で
光が広がっているのでファーフィールドパターンの楕円
率が小さくでき、光学レンズとの組み合わせが易しくな
る。
第１図はこの発明に係る半導体レーザの一実施例を示す
斜視図、第２図は第１図に示した半導体レーザのＡ−Ａ
’線断面図、第３図は第１図に示した半導体レーザの
Ｂ−Ｂ’線断面図、第４図はストライプ溝３０を形成す
るためのマスクを略示した説明図である。 ■ ・・・半導体レーザ、１ａ、１ｂ・・・へき開面、
１０・・・半導体基板、２０・・・下部クラッド層、２
１・・・活性層、２２・・・第１上部クラッド層、２３
・・・電流制限層、２３ａ ・・・光吸収層、２３ｂ
・・・蒸発防止層、３０・・・ストライプ溝、４０・・
・第２上部クラッド層、４１・・・キャップ層。 特許出願人 ローム株式会社 代理人 弁理士 大 西 孝 冶 第４図
斜視図、第２図は第１図に示した半導体レーザのＡ−Ａ
’線断面図、第３図は第１図に示した半導体レーザの
Ｂ−Ｂ’線断面図、第４図はストライプ溝３０を形成す
るためのマスクを略示した説明図である。 ■ ・・・半導体レーザ、１ａ、１ｂ・・・へき開面、
１０・・・半導体基板、２０・・・下部クラッド層、２
１・・・活性層、２２・・・第１上部クラッド層、２３
・・・電流制限層、２３ａ ・・・光吸収層、２３ｂ
・・・蒸発防止層、３０・・・ストライプ溝、４０・・
・第２上部クラッド層、４１・・・キャップ層。 特許出願人 ローム株式会社 代理人 弁理士 大 西 孝 冶 第４図
Claims (2)
- （１）少なくとも下部クラッド層と活性層と第１上部ク
ラッド層と電流制限層と第２上部クラッド層とが半導体
基板の表面に順次積層されるＡｌＧａＡｓ系ダブルヘテ
ロ接合構造の半導体レーザであって、前記電流制限層に
は、レーザ共振器波長よりも短い長さで且つ前記第１上
部クラッド層に達する深さのストライプ溝がへき開方向
と直交する方向に沿って形成されたことを特徴とする半
導体レーザ。 - （２）前記電流制限層は、前記第１上部クラッド層の上
部に形成されるＧａＡｓよりなる光吸収層とこれの上部
に形成されるＡｌＧａＡｓよりなる蒸発防止層とから構
成するものであ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24537684A JPS61121487A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24537684A JPS61121487A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121487A true JPS61121487A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17132737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24537684A Pending JPS61121487A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121487A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318184A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPH0233991A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-05 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| EP0373933A2 (en) * | 1988-12-14 | 1990-06-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor laser with non-absorbing mirror structure |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994292A (ja) * | 1973-01-11 | 1974-09-06 | ||
| JPS55141774A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-05 | Fujitsu Ltd | Manufacturing of semiconductor device |
| JPS5861695A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-12 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP24537684A patent/JPS61121487A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994292A (ja) * | 1973-01-11 | 1974-09-06 | ||
| JPS55141774A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-05 | Fujitsu Ltd | Manufacturing of semiconductor device |
| JPS5861695A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-12 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318184A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPH0233991A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-05 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| EP0373933A2 (en) * | 1988-12-14 | 1990-06-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor laser with non-absorbing mirror structure |
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