JPS618983A - 二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法 - Google Patents
二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法Info
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- JPS618983A JPS618983A JP13040784A JP13040784A JPS618983A JP S618983 A JPS618983 A JP S618983A JP 13040784 A JP13040784 A JP 13040784A JP 13040784 A JP13040784 A JP 13040784A JP S618983 A JPS618983 A JP S618983A
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- laser array
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- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
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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）
この発明はＧａＭＡｓ系材料からなり発振波長の異なる
二つの半導体レーザ素子を同一基板上に集積化して二波
長モノリシック半導体レーザアレイを製造する方法に関
する。
二つの半導体レーザ素子を同一基板上に集積化して二波
長モノリシック半導体レーザアレイを製造する方法に関
する。
（従来の技術）
従来から種々の構造の半導体レーザ素子が提案されてお
り、例えば、基本横モード発振しかつしきい値電流を低
くしたＴＳ型レーザ素子ＣＭ、Ｗａｄａｅｔ ａｌ、
ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｑｕａｎｔｕｍ ｅ
ｌｅｃｔｏｎｉｃｓ、ＱＥ±、［５］ 、Ｐ、７７８〜
ｐ−７８０）とか、基本横モードで高出力発振するＴＲ
Ｓ型レーザ素子（Ｍ、讐ａｄａ ｅｔ ａｌ。
り、例えば、基本横モード発振しかつしきい値電流を低
くしたＴＳ型レーザ素子ＣＭ、Ｗａｄａｅｔ ａｌ、
ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｑｕａｎｔｕｍ ｅ
ｌｅｃｔｏｎｉｃｓ、ＱＥ±、［５］ 、Ｐ、７７８〜
ｐ−７８０）とか、基本横モードで高出力発振するＴＲ
Ｓ型レーザ素子（Ｍ、讐ａｄａ ｅｔ ａｌ。
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ４
４ ［１０］、（１９８３）ｐ、８５３）とかが知られ
ている。そして文献（Ｓ５８年秋季応用物理学会予稿集
ｐ、１１７）にはこれらＴＳ型及びＴＲ９型レーザ素子
を、−回のエピタキシャル成長で、結晶成長の部分的な
速度差を利用して、同一基板上に作り込んでＧａＡｌＡ
ｓ二波長モノリシック半導体レーザアレイを作成した例
が開示されている。
４ ［１０］、（１９８３）ｐ、８５３）とかが知られ
ている。そして文献（Ｓ５８年秋季応用物理学会予稿集
ｐ、１１７）にはこれらＴＳ型及びＴＲ９型レーザ素子
を、−回のエピタキシャル成長で、結晶成長の部分的な
速度差を利用して、同一基板上に作り込んでＧａＡｌＡ
ｓ二波長モノリシック半導体レーザアレイを作成した例
が開示されている。
この従来公知のＧａＡｌＡｓ二波長モノリシック半導体
レーザアレイの構造を第３図に断面図で概略的に示す。
レーザアレイの構造を第３図に断面図で概略的に示す。
図中ＴＳはＴＳ型半導体レーザ素子を構成する部分で、
ＴＲ９はＴＲ３型半導体レーザ素子を構成する部分であ
る。３１は両レーザ素子ＴＳ及びＴＲ３に共通なｎ −
ＧａＡｇ基板であり、レーザ素子ＴＳの部分では基板３
１の上面にテラス状にストライプ状ノ段差部３２が形成
されており、一方、レーザ素子ＴＲ３の部分では基板３
１の上面に二つの離間した突出部３３ａ及び３３ｂ（リ
ッジという）が形成されていて、このリッジ３３ａ及び
３３ｂ間に鳩尾状の断面形状の間隙３４が形成基ている
。この基板３１の上側にｎ−Ｇａｚ−ｘ ＭｘＡｓ第一
クテークラフ１層３５ｎ −Ｇａ、−４ＡＱ７Ａｓ活性
層３６．ｐ二Ｇｔｘｔ−ｘ ＡＱ！Ａｓ第二クラッド層
３７、ｎ −ＧａＡｓ分離層３８を順次にエピタキシャ
ル成長させ、然る後、レーザ素子ＴＳ及びＴＲＳの段差
部３２及び鳩尾状間隙３４のそれぞれの上側の部分の、
ｅ１１Ｍｔ３８ｏゞ６か６！ｆｆｉｏ
ｋＭｔ６ｉ ”ｒ、 ｐ” ｆＲ域３８を形成し、そ
の後にｎ及びｐ側電極４ｏ及び４１を蒸着して形成し１
両し−ザ素子ＴＳ及びＴＲ８を分離するため、基板３１
に達する溝４２をエツチング形成している。
ＴＲ９はＴＲ３型半導体レーザ素子を構成する部分であ
る。３１は両レーザ素子ＴＳ及びＴＲ３に共通なｎ −
ＧａＡｇ基板であり、レーザ素子ＴＳの部分では基板３
１の上面にテラス状にストライプ状ノ段差部３２が形成
されており、一方、レーザ素子ＴＲ３の部分では基板３
１の上面に二つの離間した突出部３３ａ及び３３ｂ（リ
ッジという）が形成されていて、このリッジ３３ａ及び
３３ｂ間に鳩尾状の断面形状の間隙３４が形成基ている
。この基板３１の上側にｎ−Ｇａｚ−ｘ ＭｘＡｓ第一
クテークラフ１層３５ｎ −Ｇａ、−４ＡＱ７Ａｓ活性
層３６．ｐ二Ｇｔｘｔ−ｘ ＡＱ！Ａｓ第二クラッド層
３７、ｎ −ＧａＡｓ分離層３８を順次にエピタキシャ
ル成長させ、然る後、レーザ素子ＴＳ及びＴＲＳの段差
部３２及び鳩尾状間隙３４のそれぞれの上側の部分の、
ｅ１１Ｍｔ３８ｏゞ６か６！ｆｆｉｏ
ｋＭｔ６ｉ ”ｒ、 ｐ” ｆＲ域３８を形成し、そ
の後にｎ及びｐ側電極４ｏ及び４１を蒸着して形成し１
両し−ザ素子ＴＳ及びＴＲ８を分離するため、基板３１
に達する溝４２をエツチング形成している。
（発明が解決しようとする問題点）
上述したＰ″″−領域３８は各レーザ素子ＴＳ及びＴＲ
９の電流を狭窄し、発振領域を制限するために設けられ
たものであるが、このｐ′″−領域３９の形成のための
亜鉛拡散工程に相当長い時間が掛り、又、その拡散の制
御も難しいという欠点があった。
９の電流を狭窄し、発振領域を制限するために設けられ
たものであるが、このｐ′″−領域３９の形成のための
亜鉛拡散工程に相当長い時間が掛り、又、その拡散の制
御も難しいという欠点があった。
さらに、レーザ素子↑Ｒ３の発振しきい値電流が大きい
という欠点があった。
という欠点があった。
この発明の目的は、亜鉛拡散工程を用いずに、二つのレ
ーザ素子の発振しきい値電流の和の値が小さい二波長モ
ノリシック半導体レーザアレイを製造する方法を提供す
るごとにある。
ーザ素子の発振しきい値電流の和の値が小さい二波長モ
ノリシック半導体レーザアレイを製造する方法を提供す
るごとにある。
（問題点を解決するための手段）
この目的の達成を図るため、この発明によれば、二回の
エピタキシャル成長によって内部電流狭窄層をそれぞれ
有す６・発振波長の異なる＝ｑ Ｋの半導
体レーザ素子を製造することを要点とする。
エピタキシャル成長によって内部電流狭窄層をそれぞれ
有す６・発振波長の異なる＝ｑ Ｋの半導
体レーザ素子を製造することを要点とする。
従って、この発明によれば、
互いに幅が異なリストライプ状に平行に設けられた第一
及び第二突出部を有するＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ層を
等方エピタキシャル成長させる工程と、該ＧａＡｓ基板
の第一突出部の傾斜面に位置し及び第二突出部の基板面
の中央に位置する前記ＧａＡｓ層の部分をそれぞれエツ
チング除去する工程と、前記ＧａＡｓ層の残存部分を含
む前記ＧａＡｓ基板の凹凸面上に液相エピタキシャル成
長によってＧａＡｌＡｓ第一クラットークラフ１層Ａｓ
活性層及びＧａＡｌＡｓ第二クラッド層を順次に積層さ
せる工程と、 前記第一及び第二突出部間を該ＧａＡｌＡｓ第二クラッ
ド層をから前記ＧａＡｇ基板に達する溝を形成し前記Ｇ
ａＡｓ層からなる内部電流狭窄層をそれぞれ有する二つ
のレーザ素子に分離する工程とを具えることを特徴とす
る。
及び第二突出部を有するＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ層を
等方エピタキシャル成長させる工程と、該ＧａＡｓ基板
の第一突出部の傾斜面に位置し及び第二突出部の基板面
の中央に位置する前記ＧａＡｓ層の部分をそれぞれエツ
チング除去する工程と、前記ＧａＡｓ層の残存部分を含
む前記ＧａＡｓ基板の凹凸面上に液相エピタキシャル成
長によってＧａＡｌＡｓ第一クラットークラフ１層Ａｓ
活性層及びＧａＡｌＡｓ第二クラッド層を順次に積層さ
せる工程と、 前記第一及び第二突出部間を該ＧａＡｌＡｓ第二クラッ
ド層をから前記ＧａＡｇ基板に達する溝を形成し前記Ｇ
ａＡｓ層からなる内部電流狭窄層をそれぞれ有する二つ
のレーザ素子に分離する工程とを具えることを特徴とす
る。
（作用）
この発明によれば、従来のような亜鉛拡散によらず二回
のエピタキシャル成長によって内部電流狭窄層を形成す
るので、半導体レーザアレイの製造を簡単、かつ、容易
に、しかも、従来よりも短時間で行うことが出来る。
のエピタキシャル成長によって内部電流狭窄層を形成す
るので、半導体レーザアレイの製造を簡単、かつ、容易
に、しかも、従来よりも短時間で行うことが出来る。
さらに、二回目の液相エピタキシャル成長の成長速度が
傾斜面の上側よりも突出部の基板面の上側の方が極端に
遅くなるので、突出部の基板面の上側の第一クラッド°
層の厚みを著しく薄く出来、従って、この第一クラッド
層を含むレーザ素子の発振しき℃）値電波を従来よりも
低下させることが出来る。よって、レーザ素子間の熱干
渉を少なくすることが出来ると共に、レーザ素子の発振
しきい値電流の和の値が小さくなるため、素子間のピッ
チを狭くすることが出来、従って、量産効果により製造
価格を低減するこ・とが出来る。
傾斜面の上側よりも突出部の基板面の上側の方が極端に
遅くなるので、突出部の基板面の上側の第一クラッド°
層の厚みを著しく薄く出来、従って、この第一クラッド
層を含むレーザ素子の発振しき℃）値電波を従来よりも
低下させることが出来る。よって、レーザ素子間の熱干
渉を少なくすることが出来ると共に、レーザ素子の発振
しきい値電流の和の値が小さくなるため、素子間のピッ
チを狭くすることが出来、従って、量産効果により製造
価格を低減するこ・とが出来る。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第１図（Ａ）〜（Ｅ）はこの発明の二波長モノリシック
半導体レーザアレイの製造方法を説明するための工程図
で、各図は主要製造段階でのウェハ構造の状態を路線的
に示す断面図である。第２図は最初の製造段階で得られ
る基板の状態を示す部分的斜視図である。
半導体レーザアレイの製造方法を説明するための工程図
で、各図は主要製造段階でのウェハ構造の状態を路線的
に示す断面図である。第２図は最初の製造段階で得られ
る基板の状態を示す部分的斜視図である。
先ず、ｐ −ＧａＡｓ基板ｌを用意し、通常のフォトリ
ソグラフィー技術を用い化学エツチングにより、その（
１００）面のｃａｌｌ：＞方向にストライプ方向を有し
高さがそれぞれｄｌ（＝〜１．５ ｐＬｍ）でかつ幅Ｗ
１及びＷ２の二種類の突出部、すなわち、メサストライ
プ状の第一及び第二突出部２及び３を形成する（第１図
（Ａ））。エツチングされた基板１の状態を一例として
第２図に斜視図で示し、第１図（Ａ）はこの基板の一部
分を断面図として示している。これらの幅Ｗ１及びＷ２
は製造されるべきレーザアレイの用途に応じた最適の値
に設定する。
ソグラフィー技術を用い化学エツチングにより、その（
１００）面のｃａｌｌ：＞方向にストライプ方向を有し
高さがそれぞれｄｌ（＝〜１．５ ｐＬｍ）でかつ幅Ｗ
１及びＷ２の二種類の突出部、すなわち、メサストライ
プ状の第一及び第二突出部２及び３を形成する（第１図
（Ａ））。エツチングされた基板１の状態を一例として
第２図に斜視図で示し、第１図（Ａ）はこの基板の一部
分を断面図として示している。これらの幅Ｗ１及びＷ２
は製造されるべきレーザアレイの用途に応じた最適の値
に設定する。
両突出部２及び３の間隔は二つのレーザ素子が形成され
互いに分離出来るだけの大きさを有するものとする。こ
のエツチングの際残存した突出部２の基板面を４ａとし
、突出部３の基板面を４ｂとし、Ｊ エツチ
ングにより現われた基板１の平担な露出面を４０とし、
突出部２の段差部５の傾斜面を４ｄとし、突出部３の傾
斜面を４ｅとする。
互いに分離出来るだけの大きさを有するものとする。こ
のエツチングの際残存した突出部２の基板面を４ａとし
、突出部３の基板面を４ｂとし、Ｊ エツチ
ングにより現われた基板１の平担な露出面を４０とし、
突出部２の段差部５の傾斜面を４ｄとし、突出部３の傾
斜面を４ｅとする。
次に、このようにして得られた凹凸を有する基板ｌ上に
、電流狭窄層として供するｎ−ＧａＡｓ層６を１等方エ
ピタキシャル成長させて第１図ＣＢ）に示すようなウニ
六構造を得る。この第一回目のエピタキシャル成長を例
えば気相、有機金属気相又は分子線等のエピタキシャル
成長によって行うのが好適である。このエピタキシャル
成長は等方的にＧａＡｓ層６を成長させているので、基
板ｌの各面４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び４ｅ上に同一の
厚さで積層する。
、電流狭窄層として供するｎ−ＧａＡｓ層６を１等方エ
ピタキシャル成長させて第１図ＣＢ）に示すようなウニ
六構造を得る。この第一回目のエピタキシャル成長を例
えば気相、有機金属気相又は分子線等のエピタキシャル
成長によって行うのが好適である。このエピタキシャル
成長は等方的にＧａＡｓ層６を成長させているので、基
板ｌの各面４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び４ｅ上に同一の
厚さで積層する。
この場合、このＧａＡｓ層６のキャリア濃度を３ＸＩＯ
ＩｊＣＩｌ−３以上とし、かつ、その厚さをＩＪＬＩに
設定するこによって、このＧａＡｓ層６に発振光によっ
て生じる少数キャリアの拡散を防ぎ電流狭窄の機能を持
たせることが出来る。
ＩｊＣＩｌ−３以上とし、かつ、その厚さをＩＪＬＩに
設定するこによって、このＧａＡｓ層６に発振光によっ
て生じる少数キャリアの拡散を防ぎ電流狭窄の機能を持
たせることが出来る。
次に、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、基板
ｌの幅の広い第一突出部２の段差部５の傾斜面４ｄに位
置しているＧａＡｓ層６の部分と、幅の狭い第二突出部
３の基板面４ｂの中央に位置するＧａ？□・ｊ Ａｓ層６の部分をそれぞれエツチング除去することによ
り、第１図ＣＧ）に示すような溝７及び８を形成する。
ｌの幅の広い第一突出部２の段差部５の傾斜面４ｄに位
置しているＧａＡｓ層６の部分と、幅の狭い第二突出部
３の基板面４ｂの中央に位置するＧａ？□・ｊ Ａｓ層６の部分をそれぞれエツチング除去することによ
り、第１図ＣＧ）に示すような溝７及び８を形成する。
このエツチングを化学又はドライエツチングとし、溝７
及び８の方向を（０１１）方向とし、その幅Ｗ３及びＷ
４をそれぞれ約４ｐＬｍとし、深さはＧａＡｓ層６を突
接は基板ｌに達する程度とする。このエツチングにより
、基板面４ａ、露出面４Ｃから傾斜面４ｅを経て基板面
４ｂの一部分及びこの基板面４ｂの他方の一部分から傾
斜面４ｅを経て露出面４ｃ上にＧａＡｓ層部分８ａ、８
ｂ及び８ｃが残存し、これら残存したＧａＡｇ層が内部
電流狭窄層となる（第１図（Ｃ））。次に、残存したＧ
ａＡｓ層部分８ａ、 ８ｂ及び８Ｃを有する基板１上に
、二回目のエピタキシャル成長を行って、第１図（Ｄ）
に示すように、ｐ−Ｇａ１−ｘＡＱ！Ａｓ第一クラッド
層を、ｐ −Ｇａ１−ｙＡＱ ｙＡｓ活性層１Ｏ１ｎ
−Ｇａ １−ｚ ＡＱ ｚＡｓ第二クラッド層１１及び
ｎ−ＣａＡｓコンタクト層１２を順次に成長させる。こ
の場合、液相ピタキシャル成長法を用いて各層を成長さ
せるので、幅の狭いメサストライプ上では液相成長速度
が極端に遅くなり、よって第一クラッド層９及び活性層
１０の厚みを非常に薄く再現性良く制御出来る。この第
一クラッド層９の厚さを非常に薄く出来ることにより、
発振しきい値電流を小さくすることが出来る。また、こ
の場合、Ｎの組成は２≧ｘ＞ｙとする。
及び８の方向を（０１１）方向とし、その幅Ｗ３及びＷ
４をそれぞれ約４ｐＬｍとし、深さはＧａＡｓ層６を突
接は基板ｌに達する程度とする。このエツチングにより
、基板面４ａ、露出面４Ｃから傾斜面４ｅを経て基板面
４ｂの一部分及びこの基板面４ｂの他方の一部分から傾
斜面４ｅを経て露出面４ｃ上にＧａＡｓ層部分８ａ、８
ｂ及び８ｃが残存し、これら残存したＧａＡｇ層が内部
電流狭窄層となる（第１図（Ｃ））。次に、残存したＧ
ａＡｓ層部分８ａ、 ８ｂ及び８Ｃを有する基板１上に
、二回目のエピタキシャル成長を行って、第１図（Ｄ）
に示すように、ｐ−Ｇａ１−ｘＡＱ！Ａｓ第一クラッド
層を、ｐ −Ｇａ１−ｙＡＱ ｙＡｓ活性層１Ｏ１ｎ
−Ｇａ １−ｚ ＡＱ ｚＡｓ第二クラッド層１１及び
ｎ−ＣａＡｓコンタクト層１２を順次に成長させる。こ
の場合、液相ピタキシャル成長法を用いて各層を成長さ
せるので、幅の狭いメサストライプ上では液相成長速度
が極端に遅くなり、よって第一クラッド層９及び活性層
１０の厚みを非常に薄く再現性良く制御出来る。この第
一クラッド層９の厚さを非常に薄く出来ることにより、
発振しきい値電流を小さくすることが出来る。また、こ
の場合、Ｎの組成は２≧ｘ＞ｙとする。
次に、第１図（Ｅ）に示すように、ｎ側電極１ｉ及びｐ
側電極１４を蒸着し、化学或いはドライエツチングによ
って、第一及び第二突出部２及び３の中間の部分にｎ側
電極１３側から基板ｌに達する深さでかツ＜０１Ｔ〉方
向の溝１５を掘り、ＴＭＩＳ（Ｔｗｉｎ ＭｅｓａＳｕ
ｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎ５ｒ ５ｔｒｉｐｅ）型レーザ
素子と、ｍ−ＴＳＩＳ（ｍｏｄｉｆｉｉｅｄ Ｔｅｒｒ
ａｃｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ ＩｎｎｅｒＳｔｒｉｐ
ｅ）型レーザ素子にの素子分離を行って、互いに電気的
に絶縁する。この溝１５によって、第１図（Ｄ）に示し
た残存したＧａＡｓ層部分θｂも両レーザ素子ＴＭＩＳ
及びｍ−ＴＳＩＳ用に二つのＧａＡｓ層部分６ｄ及び８
ｅに分離され、よって、ＧａＡｓ層部分６ａ及び６ｄと
がレーザ素子ｍ −ＴＳＩＳの内部電流狭窄層を形成し
、一方ＧａＡｓ層部分８ｃ及び６ｅがレーザ素子↑ＭＩ
Ｓの内部電流狭窄層を形成する。
側電極１４を蒸着し、化学或いはドライエツチングによ
って、第一及び第二突出部２及び３の中間の部分にｎ側
電極１３側から基板ｌに達する深さでかツ＜０１Ｔ〉方
向の溝１５を掘り、ＴＭＩＳ（Ｔｗｉｎ ＭｅｓａＳｕ
ｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎ５ｒ ５ｔｒｉｐｅ）型レーザ
素子と、ｍ−ＴＳＩＳ（ｍｏｄｉｆｉｉｅｄ Ｔｅｒｒ
ａｃｅｄ ５ｕｂｓｔｒａｔｅ ＩｎｎｅｒＳｔｒｉｐ
ｅ）型レーザ素子にの素子分離を行って、互いに電気的
に絶縁する。この溝１５によって、第１図（Ｄ）に示し
た残存したＧａＡｓ層部分θｂも両レーザ素子ＴＭＩＳ
及びｍ−ＴＳＩＳ用に二つのＧａＡｓ層部分６ｄ及び８
ｅに分離され、よって、ＧａＡｓ層部分６ａ及び６ｄと
がレーザ素子ｍ −ＴＳＩＳの内部電流狭窄層を形成し
、一方ＧａＡｓ層部分８ｃ及び６ｅがレーザ素子↑ＭＩ
Ｓの内部電流狭窄層を形成する。
尚、上述した実施例では基板１ｔ−ｐ型としたが、ｎ型
基板を使用することも出来る。その場合、これに対応し
て他の各層の導電型を反転させる。また、上述した段差
部５の傾斜面４ｄに位置しているＧａＡｓ層６の部分と
は、段差部の直上部分はもとよりその近傍の部分をも含
むものである。
基板を使用することも出来る。その場合、これに対応し
て他の各層の導電型を反転させる。また、上述した段差
部５の傾斜面４ｄに位置しているＧａＡｓ層６の部分と
は、段差部の直上部分はもとよりその近傍の部分をも含
むものである。
また、コンタクト層１２はＧａＡｓ材料以外の材料を用
いることが出来る。
いることが出来る。
次に、このレーザアレイの各レーザ素子の動作原理を説
明する。
明する。
第１因（Ｅ）に示す構造において、ｎ側電極１３を接地
しｐ側電極１４に正電圧を印加すると、活性層１０に電
流が流れ、この電流は電流狭窄層８ａ、８ｄ及びＢｅ、
８ｃによって制限され、従って、発振領域１０ａ及び１
０ｂは第１図（Ｅ）に斜線を付して示した溝７及び８の
上側付近の活性層１０の部分に制限される。レーザ素子
ＴＭＩＳでは電流狭窄層６ｅ及び６Ｃに近接した活性層
で発振する光はこの電流狭窄層６ｅ及び８ｃで吸収され
るので、この部分の実効屈折率−が下がり、横方向にも
光が閉じ込められ、高出力まで一基本モード発振が得ら
れる。
しｐ側電極１４に正電圧を印加すると、活性層１０に電
流が流れ、この電流は電流狭窄層８ａ、８ｄ及びＢｅ、
８ｃによって制限され、従って、発振領域１０ａ及び１
０ｂは第１図（Ｅ）に斜線を付して示した溝７及び８の
上側付近の活性層１０の部分に制限される。レーザ素子
ＴＭＩＳでは電流狭窄層６ｅ及び６Ｃに近接した活性層
で発振する光はこの電流狭窄層６ｅ及び８ｃで吸収され
るので、この部分の実効屈折率−が下がり、横方向にも
光が閉じ込められ、高出力まで一基本モード発振が得ら
れる。
また、２≧Ｘと設定することにより電流狭窄一層６ｅ及
び８ｃ側に光が漏れ易くしておくと、上述の理由により
高出力まで横基本モード発振を容易に確保することが出
来る。
び８ｃ側に光が漏れ易くしておくと、上述の理由により
高出力まで横基本モード発振を容易に確保することが出
来る。
次に、レーザ素子ｍ−ＴＳＩＳにつき説明する。段差部
５の上側では液相エピタキシャル成長速度が速いので、
活性層ｌＯの折れ曲り部÷は膜厚が厚くなり、従って、
活性層ｌＯに一種のリブ型光導波路が設けられた構造と
なるため、光の閉込めが行われる。また、高出力になっ
たときでも、第一クラッド層の厚みの薄いところでは漏
れた光は電流狭窄層６ａ及び６ｄで吸収されるので、活
性層ｌｏの実効屈折率が下り、よって、横基本モード発
振が確保される。
５の上側では液相エピタキシャル成長速度が速いので、
活性層ｌＯの折れ曲り部÷は膜厚が厚くなり、従って、
活性層ｌＯに一種のリブ型光導波路が設けられた構造と
なるため、光の閉込めが行われる。また、高出力になっ
たときでも、第一クラッド層の厚みの薄いところでは漏
れた光は電流狭窄層６ａ及び６ｄで吸収されるので、活
性層ｌｏの実効屈折率が下り、よって、横基本モード発
振が確保される。
また、レーザ素子ＴＭＩＳと同様な原理で、Ｚ＞Ｘと設
定すると、横基本モードを容易に確保出来る。
定すると、横基本モードを容易に確保出来る。
また、段差部５での結晶成長は速いので、ＡＱが
２Ｆ 取り込まれにくく、このため、段差部５の付近での成長
層部分はＭの含有量が少なくなり、バンドキャップも狭
くなる。その結果、レーザ素子ＴＭＩＳよりもレーザ素
子ｍ−ＴＳＩＳの方が発振波長が〜２５ｎ腸はど長くな
る。
２Ｆ 取り込まれにくく、このため、段差部５の付近での成長
層部分はＭの含有量が少なくなり、バンドキャップも狭
くなる。その結果、レーザ素子ＴＭＩＳよりもレーザ素
子ｍ−ＴＳＩＳの方が発振波長が〜２５ｎ腸はど長くな
る。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明によれば
、二回のエピタキシャル成長によって内部電流狭窄層を
作り込むので、従来の亜鉛拡散工程を必要とする場合よ
りも製造工程が著しく簡単となると共に、製造時間も短
縮する。
、二回のエピタキシャル成長によって内部電流狭窄層を
作り込むので、従来の亜鉛拡散工程を必要とする場合よ
りも製造工程が著しく簡単となると共に、製造時間も短
縮する。
さらに、この発明により製造されたレーザアレイのＴＭ
ＩＳ型レーザ素子は従来のＴＲＳ型レーザ素子よりも発
振開始電流が低下するので、高出力動作を行ってもｍ
−ＴＳＩＳ型レーザ素子への熱干渉が少なくなるという
利点がある。
ＩＳ型レーザ素子は従来のＴＲＳ型レーザ素子よりも発
振開始電流が低下するので、高出力動作を行ってもｍ
−ＴＳＩＳ型レーザ素子への熱干渉が少なくなるという
利点がある。
また、二つのレーザ素子の合計の発振開始電流は従来の
場合よりも低下するので、各レーザ素子間のピッチを従
来の場合よりも狭くすることが出来、従って、量産効果
により製造価格を低減することが出来る。
場合よりも低下するので、各レーザ素子間のピッチを従
来の場合よりも狭くすることが出来、従って、量産効果
により製造価格を低減することが出来る。
この発明により製造された二波長モノリシック半導体レ
ーザアレイは消去及び記録可能な光デイスクメモリや、
波長多重通信などの分野での応用が期待されている。
ーザアレイは消去及び記録可能な光デイスクメモリや、
波長多重通信などの分野での応用が期待されている。
第１図（Ａ）〜（Ｅ）はこの発明の二波長モノリシック
半導体レーザアレイの製造方法を説明するための製造工
程図、 第２図は第１図（Ａ）に示した製造段階での基板の状態
を示す斜視図、 第３図は従来の二波長モノリシック半導体レーザアレイ
を示す断面図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、 ２・・・第一突出部
３・・・第二突出部、 ４ａ、４ｂ・・・基板面４
ｃ・・・露出面、 ４ｄ、４ｅ・・・傾斜面５
・・・段差部、 ６・・・ＧａＡｇ層８ａ、８
ｂ、８ｃ、６ｄ、８ｅ・＝ＧａＡｓ層部分７．８・・・
溝 ９・・・Ｇａｔ−ｘ ＡＱＩＡＳ第一クラッド層１０・
−・Ｇａｔ−ｙ ＡＱｙＡｓ活性層１０ａ、１０ｂ・・
・発振領域 １ｌ−Ｇａ＋−ｚ ＡＱｚＡｓ第二クラッド層１２・・
・ＧａＡｓコンタクト層、１３・・・ｎ側電極１４・・
・ｐ側電極、 １５・・・溝（８ａ、８ｄ） ；
（Ｂｅ 、８ｃ）・・・内部電流狭窄層。 特許出願人 沖電気工業株式会社−へづｂ犠
昶 ） 、１０１− 〆一 ど−ロ
−
半導体レーザアレイの製造方法を説明するための製造工
程図、 第２図は第１図（Ａ）に示した製造段階での基板の状態
を示す斜視図、 第３図は従来の二波長モノリシック半導体レーザアレイ
を示す断面図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、 ２・・・第一突出部
３・・・第二突出部、 ４ａ、４ｂ・・・基板面４
ｃ・・・露出面、 ４ｄ、４ｅ・・・傾斜面５
・・・段差部、 ６・・・ＧａＡｇ層８ａ、８
ｂ、８ｃ、６ｄ、８ｅ・＝ＧａＡｓ層部分７．８・・・
溝 ９・・・Ｇａｔ−ｘ ＡＱＩＡＳ第一クラッド層１０・
−・Ｇａｔ−ｙ ＡＱｙＡｓ活性層１０ａ、１０ｂ・・
・発振領域 １ｌ−Ｇａ＋−ｚ ＡＱｚＡｓ第二クラッド層１２・・
・ＧａＡｓコンタクト層、１３・・・ｎ側電極１４・・
・ｐ側電極、 １５・・・溝（８ａ、８ｄ） ；
（Ｂｅ 、８ｃ）・・・内部電流狭窄層。 特許出願人 沖電気工業株式会社−へづｂ犠
昶 ） 、１０１− 〆一 ど−ロ
−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 互いに幅が異なりストライプ状に平行に設けられた第一
及び第二突出部を有するＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ層を
等方エピタキシャル成長させる工程と、該ＧａＡｓ基板
の第一突出部の傾斜面に位置し及び第二突出部の基板面
の中央に位置する前記ＧａＡｓ層の部分をそれぞれエッ
チング除去する工程と、前記ＧａＡｓ層の残存部分を含
む前記ＧａＡｓ基板の凹凸面上に液相エピタキシャル成
長によってＧａＡｌＡｓ第一クラッド層、ＧａＡｌＡｓ
活性層及びＧａＡｌＡｓ第二クラッド層を順次に積層さ
せる工程と、 前記第一及び第二突出部間に該ＧａＡｌＡｓ第二クラッ
ド層側から前記ＧａＡｓ基板に達する溝を形成し前記Ｇ
ａＡｓ層からなる内部電流狭窄層をそれぞれ有する二つ
のレーザ素子に分離する工程と を具えることを特徴とする二波長モノリシック半導体レ
ーザアレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13040784A JPS618983A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13040784A JPS618983A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS618983A true JPS618983A (ja) | 1986-01-16 |
Family
ID=15033537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13040784A Pending JPS618983A (ja) | 1984-06-23 | 1984-06-23 | 二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS618983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173779A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路装置 |
-
1984
- 1984-06-23 JP JP13040784A patent/JPS618983A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173779A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路装置 |
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