JPS62179193A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS62179193A JPS62179193A JP61020450A JP2045086A JPS62179193A JP S62179193 A JPS62179193 A JP S62179193A JP 61020450 A JP61020450 A JP 61020450A JP 2045086 A JP2045086 A JP 2045086A JP S62179193 A JPS62179193 A JP S62179193A
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 26
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- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 7
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 16
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (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】
く技術分野〉
未発明は、共振器導波路端面近傍を電流非注入領域とし
、端面劣化を低減することにより高光出力動作を可能に
した半導体レーザ素子に関するものである。
、端面劣化を低減することにより高光出力動作を可能に
した半導体レーザ素子に関するものである。
〈従来技術〉
半導体レーザの寿命を制限する要因の１″：）Ｋ、光出
射面となる共振器端面の劣化があることはよ〈知られて
いる。端面劣化を防止するためには、端面でのレーザ光
の吸収を少なくした窓領域を設けるとともに端面を電流
非注入領域とし、ジュール熱の発生に抑制するといった
構成が考えられている。第２図［ＡｌＣＢＩＣＩは、共
振器導波路端面近傍を電導非注入領域とした従来の半導
体レーザ素子の構造を示すもので電流非注入領域近傍に
発光ダイオード（ＬＥＤ）動作部を設け、ＬＥＤ動作動
作数出光を共振器導波路端面近傍の電流非注入領域に注
入することにより、発振レーザ光の共振器端面近傍での
吸収を低減した半導体レーザ素子の１素子分の製造工程
図である。
射面となる共振器端面の劣化があることはよ〈知られて
いる。端面劣化を防止するためには、端面でのレーザ光
の吸収を少なくした窓領域を設けるとともに端面を電流
非注入領域とし、ジュール熱の発生に抑制するといった
構成が考えられている。第２図［ＡｌＣＢＩＣＩは、共
振器導波路端面近傍を電導非注入領域とした従来の半導
体レーザ素子の構造を示すもので電流非注入領域近傍に
発光ダイオード（ＬＥＤ）動作部を設け、ＬＥＤ動作動
作数出光を共振器導波路端面近傍の電流非注入領域に注
入することにより、発振レーザ光の共振器端面近傍での
吸収を低減した半導体レーザ素子の１素子分の製造工程
図である。
まず、ｐ型ＧａＡｓ基板２１上に第２図ｆＡｌで示すよ
うな共振方向の両端縁ＶＣ１対の陥没部をエツチングに
より形成する。この陥没部は、共振器導波路端面近傍に
電流非注入領域を形成するために電流狭窄層をこの部分
のみ厚く成長させるためのものであり、後述する７字チ
ャ、ネル溝よりむ充分に幅を広くする。
うな共振方向の両端縁ＶＣ１対の陥没部をエツチングに
より形成する。この陥没部は、共振器導波路端面近傍に
電流非注入領域を形成するために電流狭窄層をこの部分
のみ厚く成長させるためのものであり、後述する７字チ
ャ、ネル溝よりむ充分に幅を広くする。
次に、この上にｎ型ＧａＡｓ直流侠窄層２２全液相エピ
タキシャル成長法で成長させンを後、第２図（Ｂ＋に示
す如くレーザ発振のための電流通路となるストライブ状
のＶ字溝２３を上記陥没部中央を結ぶ方向に１太、そし
て上記陥没部両側に発光ダイオード動作部となる７字を
青２４を４本エツチングにより形成する。７字チャンネ
ル溝２３及び２４のエツチングの深さは、陥没部２除き
、ｐ型ＧａＡｓ基板２１が露出するまでの深さとする。
タキシャル成長法で成長させンを後、第２図（Ｂ＋に示
す如くレーザ発振のための電流通路となるストライブ状
のＶ字溝２３を上記陥没部中央を結ぶ方向に１太、そし
て上記陥没部両側に発光ダイオード動作部となる７字を
青２４を４本エツチングにより形成する。７字チャンネ
ル溝２３及び２４のエツチングの深さは、陥没部２除き
、ｐ型ＧａＡｓ基板２１が露出するまでの深さとする。
次にこの上に第２図ｉｃｌに示す如くｐ型Ａ）ｙＧａｌ
−ｙＡｓＡｓクラッド層２７ノｘＧａｌ−ｘＡｓ（ｙ＞
ｘ）活性層２６、ｎ型ＡＪ２ｙ Ｇ ａ ｔ−ｙ Ａｓ
クラッド層２７．０型ＧａＡｓキャップ層２８全順次成
長させ、ダブルへテロ接合型のレーザ発振用多層結晶構
造全形成する。基板２１及びキャップ層２８にはそれぞ
れｎ側オーミック電極、ｎ側オーミック電極（図示せず
）を形成し、最後に襞間法によって個々の素子に分離す
る。
−ｙＡｓＡｓクラッド層２７ノｘＧａｌ−ｘＡｓ（ｙ＞
ｘ）活性層２６、ｎ型ＡＪ２ｙ Ｇ ａ ｔ−ｙ Ａｓ
クラッド層２７．０型ＧａＡｓキャップ層２８全順次成
長させ、ダブルへテロ接合型のレーザ発振用多層結晶構
造全形成する。基板２１及びキャップ層２８にはそれぞ
れｎ側オーミック電極、ｎ側オーミック電極（図示せず
）を形成し、最後に襞間法によって個々の素子に分離す
る。
この半導体レーザ素子は、電極より電流を注入すると、
ＧａＡｓ基板２１上に電流狭窄層２２が介在している部
分は逆極性接合となって電流が流れず、Ｖ字溝２３．２
４によって電流狭窄層２２が除去され念部分のみに集中
して電流が流れることになる。
ＧａＡｓ基板２１上に電流狭窄層２２が介在している部
分は逆極性接合となって電流が流れず、Ｖ字溝２３．２
４によって電流狭窄層２２が除去され念部分のみに集中
して電流が流れることになる。
Ｖ字チャネル溝２３の直上の活性層２６では導波路が形
成され力・つ鍔間形成された端面を共振面としてレーザ
発振動作が開始される。共振端面近傍では電流通路が形
成されないため、電流非注入領域となり光吸収作用が生
じる。
成され力・つ鍔間形成された端面を共振面としてレーザ
発振動作が開始される。共振端面近傍では電流通路が形
成されないため、電流非注入領域となり光吸収作用が生
じる。
一方、７字チャンネル溝２３の電流非注入部分の左右に
位置するＶ字溝２４より注入された電流により直上の活
性層２６は、発光ダイオード（ＬＥＤ ）として動作し
、光を放出する。放出光は活性層２６内る伝搬してレー
ザ発振導波路の電流非注入領域に注入される。即ち、可
飽和吸収体となる共振端面近傍の電流非注入領域上に、
ＬＥＤ動作動作数出光全注入して励起することにより、
レーザ発振動作部のレーザ光の吸収が少なくなり共振端
面Ｖｃ電流非注入領域が存在するにもかかわらず可飽和
吸収体によるＩ −Ｌ特性の非直線性がなく、第３図に
示す様な直線性の良好なＩ −Ｌ特性が得られると共に
前述した如く共振端面近傍で注入電流によるジュール熱
の発生がなく、高光出力動作が可能となる。
位置するＶ字溝２４より注入された電流により直上の活
性層２６は、発光ダイオード（ＬＥＤ ）として動作し
、光を放出する。放出光は活性層２６内る伝搬してレー
ザ発振導波路の電流非注入領域に注入される。即ち、可
飽和吸収体となる共振端面近傍の電流非注入領域上に、
ＬＥＤ動作動作数出光全注入して励起することにより、
レーザ発振動作部のレーザ光の吸収が少なくなり共振端
面Ｖｃ電流非注入領域が存在するにもかかわらず可飽和
吸収体によるＩ −Ｌ特性の非直線性がなく、第３図に
示す様な直線性の良好なＩ −Ｌ特性が得られると共に
前述した如く共振端面近傍で注入電流によるジュール熱
の発生がなく、高光出力動作が可能となる。
しカーしながら、実際には活性層厚のばらつき等により
、素子間でＬＥＤ動作動作量放出光振端面への注入効率
が大きく変動するため、同一ウニバー内におめでも注入
量が不足し、共振端面での光吸収が小さくならず、第４
図に示す様な直線性の悪いＩ−Ｌ特性を有する素子が存
在し、歩留り？低下させることがあった。
、素子間でＬＥＤ動作動作量放出光振端面への注入効率
が大きく変動するため、同一ウニバー内におめでも注入
量が不足し、共振端面での光吸収が小さくならず、第４
図に示す様な直線性の悪いＩ−Ｌ特性を有する素子が存
在し、歩留り？低下させることがあった。
〈発明の目的〉
本発明は、半導体レーザ素子の共振器導波路端面近傍に
電流非注入領域及び発光ダイオード動作部を設け、該電
流非注入領域に発光ダイオード動作部の放出光を注入す
る構造とすると共に、レーザ動作部の電流注入電極と発
光ダイオード動作部の直流注入電極を独立に設け、発光
ダイオード動作部数出光ｉｔ独立に制御することにより
、共振端面電流非注入領域への注入光用を十分多くし、
Ｉ−Ｌ特性を素子間で均一な特性が得られるようにする
ことによって歩留り低下を改善すること全目的とする。
電流非注入領域及び発光ダイオード動作部を設け、該電
流非注入領域に発光ダイオード動作部の放出光を注入す
る構造とすると共に、レーザ動作部の電流注入電極と発
光ダイオード動作部の直流注入電極を独立に設け、発光
ダイオード動作部数出光ｉｔ独立に制御することにより
、共振端面電流非注入領域への注入光用を十分多くし、
Ｉ−Ｌ特性を素子間で均一な特性が得られるようにする
ことによって歩留り低下を改善すること全目的とする。
〈実施例〉
以下、未発明の一実施例（こつぃてＡ！ＧａＡｓ系半導
体レーザ素子を例にとって図面とともに詳説する。
体レーザ素子を例にとって図面とともに詳説する。
第１図（５）ＥＨＣ）（Ｄｌ（Ｅ＋は本発明の一実施例
の説明に供する半導体レーザ素子の１素子分の製造工程
図及び素子断面図である。
の説明に供する半導体レーザ素子の１素子分の製造工程
図及び素子断面図である。
まず、ｐ型ＧａＡｓ基板１１の成長面に第１図（Ａｌで
示すような１対の陥没部をエツチングにより形成する。
示すような１対の陥没部をエツチングにより形成する。
陥没部の深さは、後述するＶ字チャネル溝よりも深く、
また幅もチャネル溝よりも広くする。
また幅もチャネル溝よりも広くする。
次に、この上にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１２’を液相エ
ピタキシャル成長法で成長させた後、第１図ＣＢ＋に示
す如くレーザ発振のための１流通路となるストライブ状
のＶ字チャネル溝１３’に上記陥没部中央を結ぶ方向に
１木、陥没部の両側に上記ストライプについて対称とな
る位置にＬＥＤ動作部となるＶ字チャネル４１４に４木
それぞれ形成する。
ピタキシャル成長法で成長させた後、第１図ＣＢ＋に示
す如くレーザ発振のための１流通路となるストライブ状
のＶ字チャネル溝１３’に上記陥没部中央を結ぶ方向に
１木、陥没部の両側に上記ストライプについて対称とな
る位置にＬＥＤ動作部となるＶ字チャネル４１４に４木
それぞれ形成する。
Ｖ字チャネル溝１４の深さは、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層
１２が厚くなっている陥没部を除き、ｐ型ＧａＡｓ基板
１１が露呈するまでの深さとし、陥没部では電流非注入
領域に形成するためｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層＋２ｉ残存
させる。
１２が厚くなっている陥没部を除き、ｐ型ＧａＡｓ基板
１１が露呈するまでの深さとし、陥没部では電流非注入
領域に形成するためｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層＋２ｉ残存
させる。
次にこの上（こ第１図＋Ｃ＋に示す如くｐ型Ａ）ｙＧａ
ｌ−ｙＡｓクラッド層１５．ＡノｘＧａｌ−ｘＡｓ（ｙ
＞ｘ）活性層１６．ｎ型ＡノｙＧａｌ−ｙＡｓクラッド
層１７．ｎ型ＧａＡｓキャップ層１８を順次成長させ、
ダブルへテロ接合型のレーザ発振用多層結晶構造を形成
する。ＧａＡｓ基板１１及びキャップ層１８にはそれぞ
れｎ側オーミック電極、ｎ側オーミック電極（図示せず
）を形成する。
ｌ−ｙＡｓクラッド層１５．ＡノｘＧａｌ−ｘＡｓ（ｙ
＞ｘ）活性層１６．ｎ型ＡノｙＧａｌ−ｙＡｓクラッド
層１７．ｎ型ＧａＡｓキャップ層１８を順次成長させ、
ダブルへテロ接合型のレーザ発振用多層結晶構造を形成
する。ＧａＡｓ基板１１及びキャップ層１８にはそれぞ
れｎ側オーミック電極、ｎ側オーミック電極（図示せず
）を形成する。
次に、第１図ｆＤ）に示す様にＬＥＤ動作部とレーザ発
振動作部の電極を分離するために一共振端面の電流非注
入領域とレーザ動作部の電流注入領域の境界で、共振器
長方向に垂直にエツチングを行なって幅の狭い分割溝を
形成する。第１図（Ｄｉにおいて、ｘ−ｘ’で示したエ
ツチング部分の断面形状を、第１図（Ｅｌに示す。Ｖ字
チャネル溝１４で規定されるＬＥＤ動作部の両側はＧａ
Ａｓ基板１１に至るまで、その中央のレーザ発振領域端
部直上付近はｎ型Ａ〕ｙＧａｌ−ｙＡｓクラッド層１７
に到達するまで、それぞれ異なる深さのエッチジグ２行
なって分割溝とする。そして最後（へ”ｆｆ’Ｍ法によ
って個々の素子に分離する。
振動作部の電極を分離するために一共振端面の電流非注
入領域とレーザ動作部の電流注入領域の境界で、共振器
長方向に垂直にエツチングを行なって幅の狭い分割溝を
形成する。第１図（Ｄｉにおいて、ｘ−ｘ’で示したエ
ツチング部分の断面形状を、第１図（Ｅｌに示す。Ｖ字
チャネル溝１４で規定されるＬＥＤ動作部の両側はＧａ
Ａｓ基板１１に至るまで、その中央のレーザ発振領域端
部直上付近はｎ型Ａ〕ｙＧａｌ−ｙＡｓクラッド層１７
に到達するまで、それぞれ異なる深さのエッチジグ２行
なって分割溝とする。そして最後（へ”ｆｆ’Ｍ法によ
って個々の素子に分離する。
上記構造よりなる半導体レーザ素子においてレーザ動作
部のｎ側電極及びｎ側電極より電流を注入すると、Ｇａ
Ａｓ基板ｌｌ上に電流狭窄層１２が介在している部分は
、逆極性接合となって電流が流れず、Ｖ字チャネル溝１
３によって電流狭窄層１２が除去された部分のみに集中
して流れることとなる。
部のｎ側電極及びｎ側電極より電流を注入すると、Ｇａ
Ａｓ基板ｌｌ上に電流狭窄層１２が介在している部分は
、逆極性接合となって電流が流れず、Ｖ字チャネル溝１
３によって電流狭窄層１２が除去された部分のみに集中
して流れることとなる。
Ｖ字チャンネル溝１３の直上の活性層Ｉ６では共振端部
位置で電流が注入されないため、光吸収作用が生じ、第
４図に示すような直線性の悪いＩ −Ｌ特性となる。
位置で電流が注入されないため、光吸収作用が生じ、第
４図に示すような直線性の悪いＩ −Ｌ特性となる。
一方、共振端部位置にあるＬＥＤ動作部のｐ型電極及び
ｎ型電極より電流を注入すると、Ｖ字溝１４直上の活性
層１６はＬＥＤとして動作し光を放出する。放出光は活
性層１６内を伝搬してレーザ発振導波路の端面領域に注
入される。即ち、可飽和吸収体となる共振端面近傍の電
流非注入領域にＬＥＤ動作部の放出光を注入して励起す
ることにより、レーザ発振動作部のレーザ光の吸収を少
なくし、Ｉ−Ｌ特性の直線性の改善を達成する。
ｎ型電極より電流を注入すると、Ｖ字溝１４直上の活性
層１６はＬＥＤとして動作し光を放出する。放出光は活
性層１６内を伝搬してレーザ発振導波路の端面領域に注
入される。即ち、可飽和吸収体となる共振端面近傍の電
流非注入領域にＬＥＤ動作部の放出光を注入して励起す
ることにより、レーザ発振動作部のレーザ光の吸収を少
なくし、Ｉ−Ｌ特性の直線性の改善を達成する。
また、ＬＥＤ動作がレーザ動作部とは独立した電極を有
するため、ＬＥＤ動作部放出光量の不足によるＩ−Ｌ特
性の劣化２防ぐことができ、素子製作の歩留りが向上す
る。さらに、端面近傍のレーザ光導波領域でジュール熱
の発生がないため端面劣化が抑制され、寿命特性も良好
なものとなる。
するため、ＬＥＤ動作部放出光量の不足によるＩ−Ｌ特
性の劣化２防ぐことができ、素子製作の歩留りが向上す
る。さらに、端面近傍のレーザ光導波領域でジュール熱
の発生がないため端面劣化が抑制され、寿命特性も良好
なものとなる。
尚、上記実施例ではＡＪＧａＡｓ系半導体レーザ素子を
例にとって説明したが、ＩｎＧａＡｓ系等曲の結晶材料
でも未発明全適用することは当然に可能である。
例にとって説明したが、ＩｎＧａＡｓ系等曲の結晶材料
でも未発明全適用することは当然に可能である。
〈発明の効果〉
以上詳細に説明したことより明らかな如く、本発明は、
半導体レーザ素子の共振器導波路端面近傍を電流非注入
領域とし、ジュール熱に上る端面劣化を防止すると共に
、該領域が独立した電極により電流制御さするＬＥＤ動
作部の放出光により励起されるため、レーザ光の該領域
での吸収が少なく、良好なＩ−Ｌ特性を有する素子が歩
留りよく得られる。
半導体レーザ素子の共振器導波路端面近傍を電流非注入
領域とし、ジュール熱に上る端面劣化を防止すると共に
、該領域が独立した電極により電流制御さするＬＥＤ動
作部の放出光により励起されるため、レーザ光の該領域
での吸収が少なく、良好なＩ−Ｌ特性を有する素子が歩
留りよく得られる。
第１図は本発明の一実施例の説明に供する半導体レーザ
素子の各製造過程における外観斜視図及び断面図である
。 第２図は、従来の端面電流非注入型半導体レーザ素子の
各製造過程における外観斜視図である。 第３図は、良好な直線性を有する駆動電流−光出力特性
を示す特性図である。 第４図は、第２図に示す半導体レーザ素子のＬＥＤ動作
部放出光が不足した場合の駆動？［流−光出力特性を示
す特性図である。 ＋１：ｐ型ＧａＡｓ基板、１２：ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
’ｌ匡流狭窄層、１３ニスドライブ状Ｖ字チャンネル溝
、１４：Ｖ字溝、１５：ｐ型ＡノｙＧａｌ−ｙＡｓクラ
ッド層、１６：ＡノｘＧａｌ−ｘＡｓ活性層、１７：ｎ
型ＡｆｆｌｙＧａｘ−ｙＡｓクラッド層、＋８ ：ｎ型
ＧａＡｓキャップ層 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）（Ｂ） 纂 ｌ 図 （Ｃ） 第１図 （Ｄ） （Ｅ） 第 ｌ 図 （Ｂ） 抵２ 図 （Ｃ） Ｌ２ 図 ４３い °λ４図
素子の各製造過程における外観斜視図及び断面図である
。 第２図は、従来の端面電流非注入型半導体レーザ素子の
各製造過程における外観斜視図である。 第３図は、良好な直線性を有する駆動電流−光出力特性
を示す特性図である。 第４図は、第２図に示す半導体レーザ素子のＬＥＤ動作
部放出光が不足した場合の駆動？［流−光出力特性を示
す特性図である。 ＋１：ｐ型ＧａＡｓ基板、１２：ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
’ｌ匡流狭窄層、１３ニスドライブ状Ｖ字チャンネル溝
、１４：Ｖ字溝、１５：ｐ型ＡノｙＧａｌ−ｙＡｓクラ
ッド層、１６：ＡノｘＧａｌ−ｘＡｓ活性層、１７：ｎ
型ＡｆｆｌｙＧａｘ−ｙＡｓクラッド層、＋８ ：ｎ型
ＧａＡｓキャップ層 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）（Ｂ） 纂 ｌ 図 （Ｃ） 第１図 （Ｄ） （Ｅ） 第 ｌ 図 （Ｂ） 抵２ 図 （Ｃ） Ｌ２ 図 ４３い °λ４図
Claims (1)
- １、共振器導波路端面近傍を電流非注入領域としたスト
ライプ状共振器導波路を有し、該電流非注入領域近傍に
、レーザ動作部とは独立した電極を有する発光ダイオー
ド動作部を設け、該発光ダイオード動作部の放出光は前
記電流非注入領域に注入されることを特徴とする半導体
レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61020450A JPS62179193A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61020450A JPS62179193A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62179193A true JPS62179193A (ja) | 1987-08-06 |
Family
ID=12027400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61020450A Pending JPS62179193A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62179193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657653B2 (en) | 2000-06-21 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Electric photograph system |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61020450A patent/JPS62179193A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657653B2 (en) | 2000-06-21 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Electric photograph system |
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