JPS613486A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS613486A JPS613486A JP12316584A JP12316584A JPS613486A JP S613486 A JPS613486 A JP S613486A JP 12316584 A JP12316584 A JP 12316584A JP 12316584 A JP12316584 A JP 12316584A JP S613486 A JPS613486 A JP S613486A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- type gaas
- semiconductor
- light emitting
- 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
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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】
（１） 発明の技術分野
本発明は、半導体レーザに係り、特に屈折率導波型で電
流制限構造を有する半導体レーザを含む２重へテロ構造
半導体レーザの構造に関する。
流制限構造を有する半導体レーザを含む２重へテロ構造
半導体レーザの構造に関する。
（２）技術の背景
近年、半導体レーザとしては、安定した横モード動作を
実現し得る２重へテロ構造屈折率導波型半導体レーザが
数多く発表されている。その中には、２重へテロ構造を
なす半導体層下に発光領域に対応して溝が形成されてな
る半導体層を有するＣ３Ｐ、 （Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｌｎｎａｒ） 、 ＶＳＩ
Ｓ（Ｖ、−ｇｒｏｖｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉ
ｎｎｅｒ）等の半導体レーザがある。これらのＣ８Ｐレ
ーザ、ＶＳＩＳレーザは一般に、溝が形成されてなる半
導体層がＧａＡｓからなり、その上にＧａＡｌ１Ａｓか
らなるクランド層、ＧａＡｓまたはＧａＡｌ１Ａｓから
なる活性層＋ Ｇ ａ Ａ Ｉｔ Ａ ｓからなるクラ
ッド層をエビタキャル成長により形成してなる。
実現し得る２重へテロ構造屈折率導波型半導体レーザが
数多く発表されている。その中には、２重へテロ構造を
なす半導体層下に発光領域に対応して溝が形成されてな
る半導体層を有するＣ３Ｐ、 （Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｌｎｎａｒ） 、 ＶＳＩ
Ｓ（Ｖ、−ｇｒｏｖｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉ
ｎｎｅｒ）等の半導体レーザがある。これらのＣ８Ｐレ
ーザ、ＶＳＩＳレーザは一般に、溝が形成されてなる半
導体層がＧａＡｓからなり、その上にＧａＡｌ１Ａｓか
らなるクランド層、ＧａＡｓまたはＧａＡｌ１Ａｓから
なる活性層＋ Ｇ ａ Ａ Ｉｔ Ａ ｓからなるクラ
ッド層をエビタキャル成長により形成してなる。
ＶＳＩＳレーザの断面図を第２図（ａ）、 （ｂ）に示
す。
す。
以下、これらの図を参照しつつＶＳＩＳレーザについて
説明する。
説明する。
図で、１はｐ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型ＧａＡ３層、３
はｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層、４はｐ型またはｎ型Ｇ
ａＡｌ１Ａｓ活性層、５はｎ型ＧａＡｊ！Ａｓクラッド
層、６はｎ型Ｇ、ａＡｓ層、７゜・８は電極、９は溝で
ある。
はｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層、４はｐ型またはｎ型Ｇ
ａＡｌ１Ａｓ活性層、５はｎ型ＧａＡｊ！Ａｓクラッド
層、６はｎ型Ｇ、ａＡｓ層、７゜・８は電極、９は溝で
ある。
図の溝９はｐ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＧａＡ８層２を
形成後、部分的にエツチングによる除去を行ない形成す
る。この溝９により分割されたｎ型Ｇａ５５層２は活性
層の発光部分以外に余分な電流が流れるのを防止する電
流制限の機能を有する。従って、このレーザは、駆動電
流値が低く、高発光効率で高出力が得られる。
形成後、部分的にエツチングによる除去を行ない形成す
る。この溝９により分割されたｎ型Ｇａ５５層２は活性
層の発光部分以外に余分な電流が流れるのを防止する電
流制限の機能を有する。従って、このレーザは、駆動電
流値が低く、高発光効率で高出力が得られる。
溝９上のｐ型またはｎ型ＧａＡＩＡＳ活性層の部分が発
光領域となり、このレーザの発振波長は１、発光領域の
Ｇ ａ ’Ａ １！ Ａ ｓに含まれる／ｌ量の変化に
より、連続的に変化する。すなわち、／ｌ量を増加させ
、Ａ１のＧａに対する割合が増えると発振波長は短かく
なる。
光領域となり、このレーザの発振波長は１、発光領域の
Ｇ ａ ’Ａ １！ Ａ ｓに含まれる／ｌ量の変化に
より、連続的に変化する。すなわち、／ｌ量を増加させ
、Ａ１のＧａに対する割合が増えると発振波長は短かく
なる。
活性層がＧａ１−；ｃＡｊ！ ｘＡ’ｓ （０，１＜
ｘ＜０．２）からなり発振波長０．７８〜０．８０μｍ
帯のレーザは、短い波長のレーザとして、レーザ・プリ
ンタ。
ｘ＜０．２）からなり発振波長０．７８〜０．８０μｍ
帯のレーザは、短い波長のレーザとして、レーザ・プリ
ンタ。
光ディスク、オーディオ・ディスク用光源等の用途があ
り研究開発が盛んである。これら高い解像度を必要とす
る装置に用いられるレーザは、より短い波長が望まれて
おり、ＧａＡｌＡｓに含まれるＡＡ量が多いものとなる
。
り研究開発が盛んである。これら高い解像度を必要とす
る装置に用いられるレーザは、より短い波長が望まれて
おり、ＧａＡｌＡｓに含まれるＡＡ量が多いものとなる
。
（３）従来技術と問題点
発振波長の短いレーザを得るためｐ型またはｎ型ＧａＡ
βＡｓ活性層４に含まれるＡｌ量を多（するには、活性
層４に接するｐ型ＧａＡ６Ａｓクラッド層３及びｎ型Ｇ
ａＡβＡｓクラッド屓５に含まれるＡｌ量も多くする必
要がある。これは通常、闇値電流の温度特性や接合に垂
直方向の光とじこめを考慮して、クランド層と活性層の
Ａ２組成比の差（△Ｘ）は△Ｘλ０．３とするからであ
る。
βＡｓ活性層４に含まれるＡｌ量を多（するには、活性
層４に接するｐ型ＧａＡ６Ａｓクラッド層３及びｎ型Ｇ
ａＡβＡｓクラッド屓５に含まれるＡｌ量も多くする必
要がある。これは通常、闇値電流の温度特性や接合に垂
直方向の光とじこめを考慮して、クランド層と活性層の
Ａ２組成比の差（△Ｘ）は△Ｘλ０．３とするからであ
る。
そこで、ｐ型またはｎ型ＧａＡβＡｓ活性層４゜ｐ、型
ＧａＡｊｌ！Ａｓクラッド層３及びｎ型ＧａＡｆｆＡｓ
クラッド層５の各ＧａＡβＡ ’ｓ ｌ”ｆのＡｌ量が
多いのでその格子定数も太き、くなる。ここで、ｐ型Ｇ
ａＡβＡｓクラッド層３の溝９の部分の厚さは、接合に
垂直方向の光とじ込めのため約０．７μｍ以上必要であ
る。
ＧａＡｊｌ！Ａｓクラッド層３及びｎ型ＧａＡｆｆＡｓ
クラッド層５の各ＧａＡβＡ ’ｓ ｌ”ｆのＡｌ量が
多いのでその格子定数も太き、くなる。ここで、ｐ型Ｇ
ａＡβＡｓクラッド層３の溝９の部分の厚さは、接合に
垂直方向の光とじ込めのため約０．７μｍ以上必要であ
る。
従って、ｐ型ＧａＡｊ！Ａｓクラッド層は溝９以外の部
分で薄くなり理想的には、第２図（ａ）であるべきもの
が、第２図（ｂｌの如く湾曲するように歪み、活性Ｎ４
の発光領域に応力が加わる。この応力は、レーザ発振の
持続性を著しく低下させ、短い波長のレーザにおいて特
に問題となっていた。
分で薄くなり理想的には、第２図（ａ）であるべきもの
が、第２図（ｂｌの如く湾曲するように歪み、活性Ｎ４
の発光領域に応力が加わる。この応力は、レーザ発振の
持続性を著しく低下させ、短い波長のレーザにおいて特
に問題となっていた。
（４）発明の目的
本発明の目的は、上記欠点を鑑み、発光領域に加わる応
力を緩和し、レーザ発振の持続性が高（、信頼性のより
向上された半導体レーザを提供するにある。
力を緩和し、レーザ発振の持続性が高（、信頼性のより
向上された半導体レーザを提供するにある。
（５）発明の構成
第１の半導体層に形成された溝上に２重へテロ構造の最
下層となり該第゛１の半導体層と元素の組合せが異なる
第２の半導体層が形成されてなる半導体レーザにおいて
、前記第２の半導体層下に前記第２の半導体層と元素の
組合せが同一の第３の半導体層を具備したことを特徴と
する半導体レーザ。
下層となり該第゛１の半導体層と元素の組合せが異なる
第２の半導体層が形成されてなる半導体レーザにおいて
、前記第２の半導体層下に前記第２の半導体層と元素の
組合せが同一の第３の半導体層を具備したことを特徴と
する半導体レーザ。
（６）発明の実施例
第１図に本発明−実施例を半導体レーザを説明するため
の断面図を示す。この半導体レーザはＶＳＩＳレーザで
あり、図で第２図と同一のものは同一符号を付しである
。
の断面図を示す。この半導体レーザはＶＳＩＳレーザで
あり、図で第２図と同一のものは同一符号を付しである
。
本実施例では、第１図のｐ型ＧａＡｓ基板１中にｐ型Ｇ
ａ Ａ １−Ａ ｓ層を挿入し、レーザの発光特性に
影響を与えない構造となっており、ｐ型ＧａＡｊ！Ａｓ
層１０上にｐ型ＧａＡｓ層１ｂが形成されるので溝９の
形成されたｐ型ＧａＡｓ１ｉｉｌｂ、 ’ｎ型ｃ
ａ Ａ Ｓ Ｎ ２とｐ型ＧａＡ６Ａｓクラッド層３
との境界で生じる歪みを減少させ、ｐ型またはｎ型Ｇａ
ＡｆｆｉＡｓ活性層４の発光領域に加わる応力を緩和さ
せることができる。
ａ Ａ １−Ａ ｓ層を挿入し、レーザの発光特性に
影響を与えない構造となっており、ｐ型ＧａＡｊ！Ａｓ
層１０上にｐ型ＧａＡｓ層１ｂが形成されるので溝９の
形成されたｐ型ＧａＡｓ１ｉｉｌｂ、 ’ｎ型ｃ
ａ Ａ Ｓ Ｎ ２とｐ型ＧａＡ６Ａｓクラッド層３
との境界で生じる歪みを減少させ、ｐ型またはｎ型Ｇａ
ＡｆｆｉＡｓ活性層４の発光領域に加わる応力を緩和さ
せることができる。
思量、本実施例のＶＳＩＳレーザの製造工程を簡単に説
明する。ｐ型ＧａＡｓ基板１ａ上にｐ型ＧａＡｊ！Ａｓ
層を厚さ例えば３μｍ程形成し、その上にｐ型ＧａＡｓ
層１ｂを厚さ例えば１μｍ程形成し、さらにｎ型に ａ
Ａｓ ｌｉｔ ２を厚さ例えば０゜５μｍ程形成後、
発光領域に対応する部分のｎ型ＧａＡｓ層２及びｐ型Ｇ
ａ５５層１ｂを幅５μｍ程でメサ状にエツチングし、■
溝９を形成する。
明する。ｐ型ＧａＡｓ基板１ａ上にｐ型ＧａＡｊ！Ａｓ
層を厚さ例えば３μｍ程形成し、その上にｐ型ＧａＡｓ
層１ｂを厚さ例えば１μｍ程形成し、さらにｎ型に ａ
Ａｓ ｌｉｔ ２を厚さ例えば０゜５μｍ程形成後、
発光領域に対応する部分のｎ型ＧａＡｓ層２及びｐ型Ｇ
ａ５５層１ｂを幅５μｍ程でメサ状にエツチングし、■
溝９を形成する。
次に、■溝９上及びｎ型ＧａＡｓ層上にｐ型ＧａＡｇＡ
ｓクラッド層を、■溝９の部分の厚さを例えば１．５μ
ｍ程形成する。このとき、■溝９以外の部分の厚さは０
．２μｍ程となる。次に、ｐ型またはｎ型ＧａＡｊ２Ａ
ｓ活性層４を厚さ例えば０．１μｍ程、ｎ型ＧａＡｆｆ
ｉＡｓクラッド層５を厚さ例えば１．５μｍ程、ｎ型Ｇ
ａＡｓ層６を厚き例えば１μｎ程形成して積層し、その
上に例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからな、る電極７を形成す
る。次に１．ｐ型ＧａＡｓ基板１ａ背面に例えばＡ ｕ
Ｇ ｅ ／ Ｎ ｉ／ Ａ ｕからなる電極８を形成
する。次に、発光面の壁間、溝９をほぼ中央として幅２
００〜３００μｍとなるよう壁間して半導体レーザを完
成させる。
ｓクラッド層を、■溝９の部分の厚さを例えば１．５μ
ｍ程形成する。このとき、■溝９以外の部分の厚さは０
．２μｍ程となる。次に、ｐ型またはｎ型ＧａＡｊ２Ａ
ｓ活性層４を厚さ例えば０．１μｍ程、ｎ型ＧａＡｆｆ
ｉＡｓクラッド層５を厚さ例えば１．５μｍ程、ｎ型Ｇ
ａＡｓ層６を厚き例えば１μｎ程形成して積層し、その
上に例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからな、る電極７を形成す
る。次に１．ｐ型ＧａＡｓ基板１ａ背面に例えばＡ ｕ
Ｇ ｅ ／ Ｎ ｉ／ Ａ ｕからなる電極８を形成
する。次に、発光面の壁間、溝９をほぼ中央として幅２
００〜３００μｍとなるよう壁間して半導体レーザを完
成させる。
この半導体レーザは、発振波長７６０’ｎｍとなるよう
にし、５０℃−５ｍＷのエージングにおいて駆動電流が
初期値の１．２倍必要となる時間はほぼ５０００時間以
上となり、従来の半導体レーザの最高５００時間？・こ
比べて１桁程度向上した結果が得られた。
にし、５０℃−５ｍＷのエージングにおいて駆動電流が
初期値の１．２倍必要となる時間はほぼ５０００時間以
上となり、従来の半導体レーザの最高５００時間？・こ
比べて１桁程度向上した結果が得られた。
以上述べたように、本実施例によれば、ｐ型ＧａＡ６Ａ
ｓクラッドＮ３の下のｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ Ｆｉｔ １
ｂとｐ型ＧａＡｓ基板１ａの間にｐ型ＧａＡｊ２ＡＳ層
１０を設けたので、発光領域に強い応力が加わらず、レ
ーザ発振の持続性の高いＶＳＩＳレーザが得られる。
ｓクラッドＮ３の下のｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ Ｆｉｔ １
ｂとｐ型ＧａＡｓ基板１ａの間にｐ型ＧａＡｊ２ＡＳ層
１０を設けたので、発光領域に強い応力が加わらず、レ
ーザ発振の持続性の高いＶＳＩＳレーザが得られる。
また、本発明は何もＶＳＩＳレーザに限られるものでな
く、Ｃ８Ｐレーザ等の２重へテロ構造を ゛なす半導体
層下に発光領域に対応して溝が形成されてなる半導体層
を有する半導体レーザであればよい。
く、Ｃ８Ｐレーザ等の２重へテロ構造を ゛なす半導体
層下に発光領域に対応して溝が形成されてなる半導体層
を有する半導体レーザであればよい。
（７）発明の効果
本発明によれば、２重へテロ構造をなす半導体層下に発
光領域に対応して溝が形成されてなる半導体層を有する
半導体レーザにおいて２重へテロ構造の最下層の下にそ
れと元素の組合せが同一の半導体層を設けることにより
、活性層の発光領域に加わる応力を緩和させ、レーザ発
振の持続性が高い半導体レーザが得られ、信頼性の向上
に大きな効果を奏する。
光領域に対応して溝が形成されてなる半導体層を有する
半導体レーザにおいて２重へテロ構造の最下層の下にそ
れと元素の組合せが同一の半導体層を設けることにより
、活性層の発光領域に加わる応力を緩和させ、レーザ発
振の持続性が高い半導体レーザが得られ、信頼性の向上
に大きな効果を奏する。
第１図は本発明−実施例の半導体レーザを説明゛ する
ための断面図、第２図は従来の半導体レーザを説明する
ための断面図である。 図で、１，１ａはｐ型ＧａＡｓ基板、１ｂはｐ型ＧａＡ
ｓ層、２はｎ型ＧａＡｓＦｉ、３はｐ型ＧａＡｊ！Ａｓ
層、４はｐ型またはｎ型ＧａＡｊ！Ａｓ層、５はｎ型Ｇ
ａＡｊ２Ａｓ層、６はｎ型ＧａＡｓ層、７．８は電極、
９は溝、１０はｐ型ＧａＡ＃Ａｓ層である。
ための断面図、第２図は従来の半導体レーザを説明する
ための断面図である。 図で、１，１ａはｐ型ＧａＡｓ基板、１ｂはｐ型ＧａＡ
ｓ層、２はｎ型ＧａＡｓＦｉ、３はｐ型ＧａＡｊ！Ａｓ
層、４はｐ型またはｎ型ＧａＡｊ！Ａｓ層、５はｎ型Ｇ
ａＡｊ２Ａｓ層、６はｎ型ＧａＡｓ層、７．８は電極、
９は溝、１０はｐ型ＧａＡ＃Ａｓ層である。
Claims (1)
- 第１の半導体層に形成された溝上に２重ヘテロ構造の最
下層となり該第１の半導体層と元素の組合せが異なる第
２の半導体層が形成されてなる半導体レーザにおいて、
前記第２の半導体層下に前記第２の半導体層と元素の組
合せが同一の第３の半導体層を具備したことを特徴とす
る半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12316584A JPS613486A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12316584A JPS613486A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613486A true JPS613486A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14853789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12316584A Pending JPS613486A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5541724A (en) * | 1992-09-09 | 1996-07-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Optical radar system for automotive vehicle |
| US7411661B2 (en) | 2006-07-10 | 2008-08-12 | Hyundai Motor Company | Laser radar for vehicle using reflector and method for controlling the same |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP12316584A patent/JPS613486A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5541724A (en) * | 1992-09-09 | 1996-07-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Optical radar system for automotive vehicle |
| US7411661B2 (en) | 2006-07-10 | 2008-08-12 | Hyundai Motor Company | Laser radar for vehicle using reflector and method for controlling the same |
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