JPS62115795A - 半導体レ−ザアレイ装置 - Google Patents

半導体レ−ザアレイ装置

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JPS62115795A
JPS62115795A JP25611485A JP25611485A JPS62115795A JP S62115795 A JPS62115795 A JP S62115795A JP 25611485 A JP25611485 A JP 25611485A JP 25611485 A JP25611485 A JP 25611485A JP S62115795 A JPS62115795 A JP S62115795A
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JP
Japan
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layer
electrode
semiconductor
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conductivity type
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Pending
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JP25611485A
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English (en)
Inventor
Masahiro Kume
雅博 粂
Kunio Ito
国雄 伊藤
Yuichi Shimizu
裕一 清水
Takeshi Hamada
健 浜田
Noriyuki Yoshikawa
則之 吉川
Takao Shibuya
隆夫 渋谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • H01S5/4043Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
    • H01S5/405Two-dimensional arrays
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • HELECTRICITY
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    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光通信システムや、光情報処理装置の光源に
用いることができる半導体レーザアレイ装置に関するも
のである。
従来の技術 近年、半導体レーザ装置は光通信の光源、光デイスク装
置の記録再生用光源、そしてプリンタの光源として用い
られるようになった。半導体レーザは小型、低電圧動作
、直接変調可能など様々な利点を有するため、従来ガス
レーザが用いられてきた分野にJ3いて、着々とその地
位を固めつつある。
ところで従来の半導体レージは、発光部が一つの単一ス
トライブレー量アがほとんどである。半導体レーIJ’
の最大光出力はキャビティ端面におけるレーザ光密度に
よって決まり、おにひ108 W/dを超えると、端面
が破壊されてしまう。従って、単一ストライプレー11
では、現在のところ達成されている最大光出力は200
m Wである(例えば、浜田他、電子通信学会技術研究
報告ED84−94 、1984)。
発明が解決しようとする問題点 半導体レサーの高出力化は機器の高速化等のために必要
であるが、しかし上記のような単一スドライブレーザで
は、端面破壊のため連続発振の光出力には限Wがある。
本発明は上記問題点を解決するもので、単一スドライブ
レーザの光出力の限界を超える( 200mW以上)、
連続発振光出力をt9ることのできる半導体レーザアレ
イBeefを提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザア
レイ装置は、−3#電型の半導体基板上にI!2数個の
第1のメサが形成され、前記半導体基板上に、前記第1
のメサの頂部の第1の電流チャンネルとなる部分を除き
、前記一導電型とは反対導電型の第1の半導体層が形成
され、前記第1の半導体層上に第1のダブルヘテロpn
接合が形成され、さらに反対導電型の第2の半導体1m
、ノンドープの第3の半導体層が形成され、その上に上
面に複数個の第2のメサが形成された一導電型の第4の
半導体層と前記第2のメサの頂部の第2の電流チャンネ
ルとなる部分を除いて形成された反対導電型の第5の半
導体層と第2のダブルヘテロpn接合とが順次形成され
た構成にして、平行に複数本のストライプを2次元に配
したマルチストライプにしたものである。
作用 この構成によって、各ストライプの発振出力の和として
全レーデ光出力が取り出せることになり、単一スドライ
ブレーザの光出力の限界を超える。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第1図は本発明の一実施例における半導体レー
ザアレイ81ffの断面構造を示ず。
第1図において、1はP型GaAs基板、2は「1)’
A G a A 8層である。3はP型GaAj2As
1M、4はGa/IAs活性層、5はn型Ga/IAs
層で、これらでダブルヘテロp−n接合が形成される。
6はn型G a A s (fJで、コンタクト層が形
成される。注入電流は「1型GaAs層2にエツチング
により設けた溝19のみに流れ、満19の直上のGaA
AAs活性層4でレーザ発振が起こり、この場合はP側
の電極は17のAuZuTi極であり、n側の電極は1
8のA uQ (3Ni 電極である。7は高抵抗のノ
ンドープGaAsまたはGa/IAs層であり、上部と
下部の半導体レー響アを電気的に分離している。8から
13までの上部半導体レーザは1から6までの下部半導
体レーザと同じであり、この場合のP側の電極は16の
AuZu電極であり、r1側の電極は14のAuQeN
i電極である。第1図に示す゛実施例では、横方向に3
個のレーザを集積したものを縦方向に2段積み上げて合
計6個のレー1Fを集積している。
12図は本実施例の半導体レーザアレイの製造工程を示
す。まずP型GaAs基板1上に〕4トリソゲラフイー
技術によってメ1i20を形成し、その襖液相エピタキ
シャル成長法により、メナ20を埋め尽くすように[1
型GaAs層2を成長させる。
メサ20の幅は10μ曙、高さは5μm、また間隔は2
0μlである(第2図(a))。メサ20上にチャンネ
ル21とリッジ22をエツチングにより形成し、再び液
相成長によって3から8までの各層を成長さセル(第2
図(b))、再びP型GaAstf?8にメサ20を形
成し、液相成長によってn型GaAs層9でメサ20を
埋める(第2図(C))。さらに、メサ20上にチャン
ネル21とリッジ22を形成した後、10から13の各
層を成長させる(第2図(d))。次に、エツチングで
両側に満23.24を形成する。この時、溝23はn型
GaAs層6に達し、満24はP型GaAS層8までと
する。エツチングの方法は、まず満23を硫酸系のエツ
チング液で形成し、それから全面を5i02膜15でお
おう。次に、i抗24を作成する部分の5i02WA1
5を落としてから渦24のエツチングを行う(第2図(
e))。最後にP側、n側の電極を蒸着して完成する。
第3図に、本実施例の半導体レーザアレイの電流光出力
特性を示す。横軸は6個のレーザを全て並列に接続した
時の全電流である。これかられかるように、300m 
W以上の連続発振光出力が得られている。
弁明の効果 以上のように本発明によれば、2次元に複数個のレーザ
を集積することによりマルチストライプレーザとし、高
出力を得ることができ、その大川的効果は大なるものが
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例にJ3ける半導体シー1アア
レイの断面4M造図、第2図はその製造工程を示す図、
第3図は電流光出力特性を示す図である。 1−P型GaAS基板、2−n型GaAS層、3−P型
GaAQAS層、4−G a A 12 A s活性+
15・n型GaAj2As層、5 ・n型GaAS層、
7−G a A sまたはGaARAs層、8 ・P型
GaAS層、9 ・n型GaAS屑、10・P型GaA
RAs層、11・QaARAS層、12・n 型GaA
UAsII、13・n型QaASIW、14− A u
 GeN1fff極、15・S i 02 Wjl、1
6− A u Z n M極、17=−A u Z n
 ffi極、18・AuGeNi電極、19−・・チャ
ンネル、20・・・メサ、21・・・チャンネル、22
・・・リッジ、23.24・・・エツチング溝 代理人   森  本  義  弘 第f図 1σ−P tcrzAIAs層 第2図 第2図 4「 23、24 +−工・・l+77°溝 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一導電型の半導体基板上に複数個の第1のメサが形
    成され、前記半導体基板上に、前記第1のメサの頂部の
    第1の電流チャンネルとなる部分を除き、前記一導電型
    とは反対導電型の第1の半導体層が形成され、前記第1
    の半導体層上に第1のダブルヘテロpn接合が形成され
    、さらに反対導電型の第2の半導体層、ノンドープの第
    3の半導体層が形成され、その上に、上面に複数個の第
    2のメサが形成された一導電型の第4の半導体層と前記
    第2のメサの頂部の第2の電流チャンネルとなる部分を
    除いて形成された反対導電型の第5の半導体層と第2の
    ダブルヘテロpn接合とが順次形成されている半導体レ
    ーザアレイ装置。 2、一導電型の半導体基板はP型GaAs基板、第1、
    第2、第4、第5の半導体層はGaAs層、第1および
    第2のダブルヘテロpn接合はGaAlA_5層、第3
    の半導体層はGaAsまたはGaAlAs層からなるこ
    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
    ザアレイ装置。
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