JPS6167285A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6167285A JPS6167285A JP18813284A JP18813284A JPS6167285A JP S6167285 A JPS6167285 A JP S6167285A JP 18813284 A JP18813284 A JP 18813284A JP 18813284 A JP18813284 A JP 18813284A JP S6167285 A JPS6167285 A JP S6167285A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- type gaas
- substrate
- semiconductor laser
- Prior art date
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、各種電子機器、光学機器の光源として、近年
急速に用途が拡大し、需要の高まっている半導体レーザ
装置に関するものである。
急速に用途が拡大し、需要の高まっている半導体レーザ
装置に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
電子機器、光学機器のコヒーレント光源として半導体レ
ーザに要求される重要な性能に、低電流動作、単−横モ
ード発振があげられる。これらを −実現するた
めには、レーザ光が伝帳する活性領域付近にレーザ素子
中を流れる電流を集中するように、その拡がりを抑制し
、かつ光を閉じ込める必要がある。このような構造を有
する半導体レーザは通常ストライプ型半導体レーザと呼
ばれている。
ーザに要求される重要な性能に、低電流動作、単−横モ
ード発振があげられる。これらを −実現するた
めには、レーザ光が伝帳する活性領域付近にレーザ素子
中を流れる電流を集中するように、その拡がりを抑制し
、かつ光を閉じ込める必要がある。このような構造を有
する半導体レーザは通常ストライプ型半導体レーザと呼
ばれている。
比較的簡単なストライプ化の方法に、電流狭さくだけを
用いるものがある。具体的には、プレーナ型半導体レー
ザにプロトン照射を施したもの、Ｚｎ拡散を施したもの
、酸化膜などの絶縁膜を形成したもの、結晶成長等によ
り内部に電流狭さく領域をつくりつけたものが挙げられ
る。しかじなから、これらの方法にはそれぞれ重大な欠
点がある。
用いるものがある。具体的には、プレーナ型半導体レー
ザにプロトン照射を施したもの、Ｚｎ拡散を施したもの
、酸化膜などの絶縁膜を形成したもの、結晶成長等によ
り内部に電流狭さく領域をつくりつけたものが挙げられ
る。しかじなから、これらの方法にはそれぞれ重大な欠
点がある。
プロトン照射を施すと、プロトン照射時に半導体、レー
ザの各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザの特
性を損う事がある。ｚｎ拡散型の場合、７００〜８５０
℃というような高温でＺｎ拡散を行なう事が多く、Ｚｎ
等のドーパントが結晶中を移動したりして、ｐ ／ ｎ
接合を設計通り形成するのが難しいという問題がある。
ザの各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザの特
性を損う事がある。ｚｎ拡散型の場合、７００〜８５０
℃というような高温でＺｎ拡散を行なう事が多く、Ｚｎ
等のドーパントが結晶中を移動したりして、ｐ ／ ｎ
接合を設計通り形成するのが難しいという問題がある。
酸化膜などの絶縁膜による方法は、前記二つの方法と比
べ作製された半導体レーザ中での電流狭さくの効果が弱
い。
べ作製された半導体レーザ中での電流狭さくの効果が弱
い。
（発明の目的）
本発明は上記欠点に鑑み、内部に結晶成長等により、電
流狭さく領域をつくりつけたストライブ構造を有する半
導体レーザ装置を提供するものである。
流狭さく領域をつくりつけたストライブ構造を有する半
導体レーザ装置を提供するものである。
（発明の構成）
この目的を達成するために本発明の半導体レーザ装置は
、半導体基板上に二重ヘテロ構造を含む多層薄膜を設け
、前記多層薄膜上にストライブ状の凸部の先端平坦面と
その隣接側面のない内角が鈍角で、前記隣接側面以外の
少なくとも一側面が前記先端平坦面となす内角が９０°
以下である凸部を有し、前記凸部の両側面をｐ ／ ｎ
接合を含む多層薄膜でとり囲むことにより構成される。
、半導体基板上に二重ヘテロ構造を含む多層薄膜を設け
、前記多層薄膜上にストライブ状の凸部の先端平坦面と
その隣接側面のない内角が鈍角で、前記隣接側面以外の
少なくとも一側面が前記先端平坦面となす内角が９０°
以下である凸部を有し、前記凸部の両側面をｐ ／ ｎ
接合を含む多層薄膜でとり囲むことにより構成される。
これらの構成により、内部に比較的強い電流狭さく用ス
トライプと効果的な光の閉じ込め領域を有し、しかも単
−横モード発振、低電流動作の半導体レーザ装置が実現
できる。
トライプと効果的な光の閉じ込め領域を有し、しかも単
−横モード発振、低電流動作の半導体レーザ装置が実現
できる。
（実施例の説明）
本発明の半導体レーザ装置について、一実施例を用いて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
半導体基板としてｎ型ＧａＡｓ基板１０（キャリア濃度
〜１０”ａｌｌ−”）を用いる。この基板上に有機金属
気相エピタキシャル成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法とする
）により、第１図に示すようにｎ型ＧａＡｓバッファ層
１９（キャリア濃度〜１０”ａｍ−”）を１μｓ、ｎ型
Ｇａ、−ｘＡ＃ｘＡ、クラッド層１１を１．５μｌ、ア
ンドープＧａｚ−ｙＡＩｌ！ｙＡ＠活性層１２（０≦ｙ
＜ｘ ： ｙ＜ｚ）を０．１μｓ、 ｐ型Ｇａ、４Ａ１
ｚＡ＠クラッド層１３を１．５μｍエピタキシャル成長
させた。この時のＭＯＣＶＤ法による結晶成長条件の一
例を示す、成長速度は２μＩｌ／時、成長温度は７７０
℃、全ガス流量は５Ｑ／分、■族元素に対する■族元素
のモル比は４０である。
〜１０”ａｌｌ−”）を用いる。この基板上に有機金属
気相エピタキシャル成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法とする
）により、第１図に示すようにｎ型ＧａＡｓバッファ層
１９（キャリア濃度〜１０”ａｍ−”）を１μｓ、ｎ型
Ｇａ、−ｘＡ＃ｘＡ、クラッド層１１を１．５μｌ、ア
ンドープＧａｚ−ｙＡＩｌ！ｙＡ＠活性層１２（０≦ｙ
＜ｘ ： ｙ＜ｚ）を０．１μｓ、 ｐ型Ｇａ、４Ａ１
ｚＡ＠クラッド層１３を１．５μｍエピタキシャル成長
させた。この時のＭＯＣＶＤ法による結晶成長条件の一
例を示す、成長速度は２μＩｌ／時、成長温度は７７０
℃、全ガス流量は５Ｑ／分、■族元素に対する■族元素
のモル比は４０である。
その後、第１図に示す様にｐ型Ｇａ１−ｇｌｚＡ、クラ
ッド層１３上に、ピッチ３００μ腸１幅５μｍでフォト
レジストマスク１８を残し、化学エツチングにより、第
２図に示す様な形状に加工する。第２図でＰ型Ｇａ１−
ｔＡＩｌ＊Ａ＊クラッド層１３の膜厚層中３の厚い部分
が１．５μ濡、周辺の薄い部分が０．３μｍとなるよう
にする。また、第２図の高さｄｌ、ｄ□はそれぞれ０．
２μ閣、１．０μ■とじた。そして凸部の側面Ｓ２は、
先端平坦面Ｓ１とのなす内角は鈍角で、側面Ｓ、と先端
平坦面Ｓ１とのなす内角は９０’以下となるようにした
。なお、アンドープＧａ１−、ＡＮ、Ａ、活性層１２を
露出しない理由は、エツチングや結晶成長の時に、損傷
を受けるのを避けるためである。フォトレジストマスク
を除去し表面洗浄したのち、再びＭＯＣＶＤ法により、
第３図に示す様にｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１４（キャリ
ア濃度〜Ｉ Ｘ １０’″（！Ｉ−”）を前述の成長条
件で１μｍの厚さでエピタキシャル成長させ、さらにｐ
型ＧａＡｓコンタクト層１６（キャリア濃度〜５Ｘ１０
”ａｍ−”）を１．０ ｐ ｒｎの厚さで成長させる。
ッド層１３上に、ピッチ３００μ腸１幅５μｍでフォト
レジストマスク１８を残し、化学エツチングにより、第
２図に示す様な形状に加工する。第２図でＰ型Ｇａ１−
ｔＡＩｌ＊Ａ＊クラッド層１３の膜厚層中３の厚い部分
が１．５μ濡、周辺の薄い部分が０．３μｍとなるよう
にする。また、第２図の高さｄｌ、ｄ□はそれぞれ０．
２μ閣、１．０μ■とじた。そして凸部の側面Ｓ２は、
先端平坦面Ｓ１とのなす内角は鈍角で、側面Ｓ、と先端
平坦面Ｓ１とのなす内角は９０’以下となるようにした
。なお、アンドープＧａ１−、ＡＮ、Ａ、活性層１２を
露出しない理由は、エツチングや結晶成長の時に、損傷
を受けるのを避けるためである。フォトレジストマスク
を除去し表面洗浄したのち、再びＭＯＣＶＤ法により、
第３図に示す様にｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１４（キャリ
ア濃度〜Ｉ Ｘ １０’″（！Ｉ−”）を前述の成長条
件で１μｍの厚さでエピタキシャル成長させ、さらにｐ
型ＧａＡｓコンタクト層１６（キャリア濃度〜５Ｘ１０
”ａｍ−”）を１．０ ｐ ｒｎの厚さで成長させる。
表面洗浄の後、ｎ型ＧａＡｓ基板１０表面およびｐ型Ｇ
ａＡｓエピタキシャル層表面にそれぞれｐ側オ―ミック
電極１５およびｎ側オーミック電１１ｉ１７を形成し。
ａＡｓエピタキシャル層表面にそれぞれｐ側オ―ミック
電極１５およびｎ側オーミック電１１ｉ１７を形成し。
第３図の構造とした。
この構造に電流を流すと、ストライプ状の凸部上のｎ型
ＧａＡｓ電流阻止層１４には電流が流れない。
ＧａＡｓ電流阻止層１４には電流が流れない。
しかし、この層の両側から電流が流れ込み、ｐ型Ｇａ１
−８Ａ＃ｚＡ、クラッド層１３のストライプ状の凸部に
狭さくされる。これは、第３図でＰ側片−ミック電極１
５を＋、ｎ側オーミック電極１７．を−にすると、ｐ型
Ｇａ１４ＡＩＩｚＡ、クラッド層１３とｎ型ＧａＡｓ電
流阻止層１４の界面が逆バイアスのｐ／ｎ接合となり、
電流阻止の働きをするからである。また、この実施例で
は、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１４はアンドープＧａ、−
、ｌ、Ａ、活性層１２より禁止帯幅が狭いので、光を吸
収し、その結果ｐ型Ｇａ、ｚＡｌｌｚＡ、クラッド層１
３、のストライプ状の凸部に光も閉じ込められることと
なる。単−横モード発振し、 ３０ｍＡの低し゛きい値
で動作する半導体レーザ装置が得られる。
−８Ａ＃ｚＡ、クラッド層１３のストライプ状の凸部に
狭さくされる。これは、第３図でＰ側片−ミック電極１
５を＋、ｎ側オーミック電極１７．を−にすると、ｐ型
Ｇａ１４ＡＩＩｚＡ、クラッド層１３とｎ型ＧａＡｓ電
流阻止層１４の界面が逆バイアスのｐ／ｎ接合となり、
電流阻止の働きをするからである。また、この実施例で
は、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１４はアンドープＧａ、−
、ｌ、Ａ、活性層１２より禁止帯幅が狭いので、光を吸
収し、その結果ｐ型Ｇａ、ｚＡｌｌｚＡ、クラッド層１
３、のストライプ状の凸部に光も閉じ込められることと
なる。単−横モード発振し、 ３０ｍＡの低し゛きい値
で動作する半導体レーザ装置が得られる。
なお、本発明のｐ ／ ｎ接合を形成する材料はＧａＡ
ｓ系、ＧａＡｌｌＡｓ系以外の材料を用いてもよい。
ｓ系、ＧａＡｌｌＡｓ系以外の材料を用いてもよい。
また１本実施例ではＧａＡｓ系、Ｇａ１Ａｓ系半導体レ
ーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系を含
む化合物半導体を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可能である。さらに導電性
基板として、ｐ型基板を用いても半絶縁性基板を用いて
もよく、結晶成長を行なうのに他の物質供給律速の結晶
成長方法、たとえば分子線エピタキシャル成長法（通常
ＭＢＥ法と呼ばれる）を用いてもよい。
ーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系を含
む化合物半導体を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可能である。さらに導電性
基板として、ｐ型基板を用いても半絶縁性基板を用いて
もよく、結晶成長を行なうのに他の物質供給律速の結晶
成長方法、たとえば分子線エピタキシャル成長法（通常
ＭＢＥ法と呼ばれる）を用いてもよい。
（発明の効果）
本発明は、低電流動作で単−横モード発振する半導体レ
ーザ装置を提供するものであり、その実用的効果は著し
い。
ーザ装置を提供するものであり、その実用的効果は著し
い。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例における半導体
レーザ装置の製造過程を示す図である。 １０− ｎ型ＧａＡｓ基板、 １１− ｎ型Ｇａ□
−ｘ ＡＩＩ ｘ Ａ ａクラッド層、１２・・・アン
ドープＧａ、−、Ａｄ、Ａ、活性層１２（０≦ｙ＜ｘ；
ｙ＜ｚ）、１３ ・ｐ型Ｇａ１−１ＡｌｚＡ、クラッド
層、 １４− ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層、１５・・・
ｐ側オーミック電極、 １６・・・ Ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層、 １７・・・ｎ側オーミック電極、 １８
・・・ フォトレジストマスク、 １９・・・ ｎ１！
ｔ：１ＧａＡｓバッファ層、れ・・・フォトレジストマ
スクの幅、１８ ・・・メサ形リッジ部分の幅、ｄ、、
ｄ、・・・ リッジの高さ。 特許出願人 松下電器産業株式会社 １・ 第１図 第２図 第３図
レーザ装置の製造過程を示す図である。 １０− ｎ型ＧａＡｓ基板、 １１− ｎ型Ｇａ□
−ｘ ＡＩＩ ｘ Ａ ａクラッド層、１２・・・アン
ドープＧａ、−、Ａｄ、Ａ、活性層１２（０≦ｙ＜ｘ；
ｙ＜ｚ）、１３ ・ｐ型Ｇａ１−１ＡｌｚＡ、クラッド
層、 １４− ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層、１５・・・
ｐ側オーミック電極、 １６・・・ Ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層、 １７・・・ｎ側オーミック電極、 １８
・・・ フォトレジストマスク、 １９・・・ ｎ１！
ｔ：１ＧａＡｓバッファ層、れ・・・フォトレジストマ
スクの幅、１８ ・・・メサ形リッジ部分の幅、ｄ、、
ｄ、・・・ リッジの高さ。 特許出願人 松下電器産業株式会社 １・ 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 半導体基板上に二重ヘテロ構造を含む多層薄膜が設けら
れ、前記多層薄膜上はストライプ状の凸部を有するとと
もに、前記凸部の先端平坦面とその隣接側面のなす内角
が鈍角で、前記隣接側面以外の少なくとも一側面が前記
先端平坦面となす内角が９０°以下であり、前記凸部の
両側面をｐ／ｎ接合を含む多層薄膜でとり囲まれている
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 |
|---|---|---|---|
| JP18813284A JPS6167285A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18813284A JPS6167285A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167285A true JPS6167285A (ja) | 1986-04-07 |
Family
ID=16218289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18813284A Pending JPS6167285A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167285A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200786A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
| US5128276A (en) * | 1990-02-19 | 1992-07-07 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device comprising a mesa |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP18813284A patent/JPS6167285A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62200786A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
| US5128276A (en) * | 1990-02-19 | 1992-07-07 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device comprising a mesa |
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