JPS6222496A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS6222496A JPS6222496A JP16322185A JP16322185A JPS6222496A JP S6222496 A JPS6222496 A JP S6222496A JP 16322185 A JP16322185 A JP 16322185A JP 16322185 A JP16322185 A JP 16322185A JP S6222496 A JPS6222496 A JP S6222496A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- stripe
- resonator
- grooves
- region
- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明はレーザ光の吸収の少ない窓領域を有する半導体
レーザ素子の新規な構造に関するもめである。
レーザ素子の新規な構造に関するもめである。
〈従来の技術とその問題点〉
半導体レーザの高出力化を図る上で、半導体し一ザ素子
内とりわけ活性層内での光密度の上昇による劣化が問題
となっている。これに対し活性層の薄層化による活性層
内の光密度を減少させ高出力化を達成したＴＲ５構造レ
ーザ（Ａ ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ。
内とりわけ活性層内での光密度の上昇による劣化が問題
となっている。これに対し活性層の薄層化による活性層
内の光密度を減少させ高出力化を達成したＴＲ５構造レ
ーザ（Ａ ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ。
ｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅ １ａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｔｗｉ
ｎ−ｒｉｄｇｅ−ｓｕｂｓヒｒａｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ；Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、ｖｏｌ、４２゜
Ｎｏ、１０．１５Ｍａｙ １９８Ｂ、 Ｐ２Ｓ５）が知
られている。
ｎ−ｒｉｄｇｅ−ｓｕｂｓヒｒａｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ；Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、ｖｏｌ、４２゜
Ｎｏ、１０．１５Ｍａｙ １９８Ｂ、 Ｐ２Ｓ５）が知
られている。
このレーザは薄い活性層を液相エピタキシャル成長法に
より制御性良く成長するためにリッジ上への成長を行な
ったものである。ＴＲ５構造レーザは特性的には優れた
ものをもっているが、端面あるいは端面近傍でのレーザ
光の吸収を低減する手段が駆使されておらず一寿命の点
で満足する結果が得られていない。
より制御性良く成長するためにリッジ上への成長を行な
ったものである。ＴＲ５構造レーザは特性的には優れた
ものをもっているが、端面あるいは端面近傍でのレーザ
光の吸収を低減する手段が駆使されておらず一寿命の点
で満足する結果が得られていない。
これに対して、端面でのレーザ光の吸収を少な（したウ
ィンドウＶＳＩＳレーザ（ｗｉｎｄｏｗ−ＶＳＩＳ １
ａｓｅｒ；Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、Ｖｏｌ、４
２．Ｎｏ。
ィンドウＶＳＩＳレーザ（ｗｉｎｄｏｗ−ＶＳＩＳ １
ａｓｅｒ；Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、Ｖｏｌ、４
２．Ｎｏ。
５、 Ｉ Ｍａｒ １９８３． Ｐ２Ｏ３）が提案され
ている。この半導体レーザは、レーザ内部の光励起領域
には湾曲した厚い活性層を用い、一方光共振器端面近傍
の窓領域では平坦な薄い活性層を用いることでレーザ光
の吸収を減らし高圧動作を実現したものである。しかし
、通常の液相エピタキシャル成長法では成長融液の過飽
和度や成長炉内の温度分布等の問題により光励起領域の
活性層の湾曲度を一定に制御することが困難であるとい
う欠点を有していた。さらに、この湾曲した活性層を角
いることは活性層内の光密度の上昇を招き高出力動作時
の劣化の原因となる。
ている。この半導体レーザは、レーザ内部の光励起領域
には湾曲した厚い活性層を用い、一方光共振器端面近傍
の窓領域では平坦な薄い活性層を用いることでレーザ光
の吸収を減らし高圧動作を実現したものである。しかし
、通常の液相エピタキシャル成長法では成長融液の過飽
和度や成長炉内の温度分布等の問題により光励起領域の
活性層の湾曲度を一定に制御することが困難であるとい
う欠点を有していた。さらに、この湾曲した活性層を角
いることは活性層内の光密度の上昇を招き高出力動作時
の劣化の原因となる。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題を解決するためになされたものでレ
ーザ発振動作部の活性層を平坦化した窓領域を持つ半導
体レーザを制御性良く得ることを目的とするものである
。
ーザ発振動作部の活性層を平坦化した窓領域を持つ半導
体レーザを制御性良く得ることを目的とするものである
。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は上記目的を達成するために素子内部に形成され
たレーザ光発振に関する主ストライプ状溝の両側に並設
して主ストライプ状溝よりも幅の広い副ストライプ状溝
を形成し、活性層を成長させる際にこの副ストライプ状
溝で層厚の制御を行なうことにより、副ストライプ状溝
の幅を両端近傍で内部よりも広く設定して半導体基板上
に液相エピタキシャル成長法により半導体レーザを形成
した点に特徴を有する。
たレーザ光発振に関する主ストライプ状溝の両側に並設
して主ストライプ状溝よりも幅の広い副ストライプ状溝
を形成し、活性層を成長させる際にこの副ストライプ状
溝で層厚の制御を行なうことにより、副ストライプ状溝
の幅を両端近傍で内部よりも広く設定して半導体基板上
に液相エピタキシャル成長法により半導体レーザを形成
した点に特徴を有する。
またその結果、発光に係る主ストライプ状溝直上の活性
層ω層厚がレーザ共振器端面近傍では内部に比べて薄（
、レーザ光の吸収を少なくしたことを特徴とする。
層ω層厚がレーザ共振器端面近傍では内部に比べて薄（
、レーザ光の吸収を少なくしたことを特徴とする。
〈実施例〉
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザの分解構
成斜視図である。本実施例では、レーザ共振器長しは約
２５０１４ｍであり、共振器の両端面より２５μｍの範
囲に形成された窓領域１ａ。
成斜視図である。本実施例では、レーザ共振器長しは約
２５０１４ｍであり、共振器の両端面より２５μｍの範
囲に形成された窓領域１ａ。
ｔｂにおけるレーザ発振動作部の活性層３の層厚が共振
器内部の励起領域２にお・けるレーザ発振動作部の活性
層３の層厚に比べて薄くなっており、レーザ光の吸収の
少ない窓領域となっている。発光に関与するストライプ
構造（Ｖ字溝部６の電流通路）直上の活性層３の成長速
度は、その両側に形成された平行溝４．５に即して成長
時に活性層３が湾曲することにより平行溝形状の影響を
受ける。即ち、この平行溝４，５が大きい程ストライプ
構造直上の活性層３は薄く成長形成される。
器内部の励起領域２にお・けるレーザ発振動作部の活性
層３の層厚に比べて薄くなっており、レーザ光の吸収の
少ない窓領域となっている。発光に関与するストライプ
構造（Ｖ字溝部６の電流通路）直上の活性層３の成長速
度は、その両側に形成された平行溝４．５に即して成長
時に活性層３が湾曲することにより平行溝形状の影響を
受ける。即ち、この平行溝４，５が大きい程ストライプ
構造直上の活性層３は薄く成長形成される。
本発明はこの効果を利用したものであり、平行溝４，５
のストライプ幅を共振器内部の励起領域２では狭く共振
器端面近傍の窓領域１ａ、Ｉｂでは広くすることにより
ストライプ構造直上の活性層３の層厚を共振器端面近傍
が共振器内部に比べて薄（なるように成長形成したもの
である。この様な素子構造部に電流を流すと窓領域１ａ
、ｌｂでは活性層厚が励起領域２のそれに比べて薄いた
め注入電子は伝導帯のより高いレベルにまで注入される
。このために励起領域２で発振したレーザ光は窓領域１
ａ、ｌｂで吸収を受けないいわゆるウィンドウレーザと
なり、より高出力の安定な動作が可能となった。
のストライプ幅を共振器内部の励起領域２では狭く共振
器端面近傍の窓領域１ａ、Ｉｂでは広くすることにより
ストライプ構造直上の活性層３の層厚を共振器端面近傍
が共振器内部に比べて薄（なるように成長形成したもの
である。この様な素子構造部に電流を流すと窓領域１ａ
、ｌｂでは活性層厚が励起領域２のそれに比べて薄いた
め注入電子は伝導帯のより高いレベルにまで注入される
。このために励起領域２で発振したレーザ光は窓領域１
ａ、ｌｂで吸収を受けないいわゆるウィンドウレーザと
なり、より高出力の安定な動作が可能となった。
以下、第１図に示す半導体レーザの製造方法について第
２図とともに説明する。第２図＋ＡＩに示す様にＰ型Ｇ
ａＡｓ基板ＩＯに後の工程で形成するストライプ状の平
行溝となる領域に対応して１対の溝２２’、２３’を形
成する。次に、この基板１０上に液相エピタキシャル成
長法を用いて第２図（Ｂｌに示す様にｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層１１を溝２２′。
２図とともに説明する。第２図＋ＡＩに示す様にＰ型Ｇ
ａＡｓ基板ＩＯに後の工程で形成するストライプ状の平
行溝となる領域に対応して１対の溝２２’、２３’を形
成する。次に、この基板１０上に液相エピタキシャル成
長法を用いて第２図（Ｂｌに示す様にｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層１１を溝２２′。
２３′が完全に埋まり、かつ、後の工程で形成するスト
ライプ溝２１の位置で電流阻止層１１の層厚が０．８μ
ｍとなる様にエピタキシャル成長を行なう。続いてエツ
チングにより第２図（Ｃ１に示す様に１対の溝２２’、
２Ｂ’に重畳してストライプ状の平行溝２２．２８を刻
設し、窓領域１ａ、１ｂでストライプ幅が６μｍ、励起
領域２でストライプ幅が８μｍ、深さが各々１ ｐｍの
形状となる様に設定する。次に平行溝２２．２８の中央
線対称軸上の位置にストライプ幅３μｍ、深さ１ ｐｍ
のＶ字状ストライプ溝２１をエツチングにて形成する。
ライプ溝２１の位置で電流阻止層１１の層厚が０．８μ
ｍとなる様にエピタキシャル成長を行なう。続いてエツ
チングにより第２図（Ｃ１に示す様に１対の溝２２’、
２Ｂ’に重畳してストライプ状の平行溝２２．２８を刻
設し、窓領域１ａ、１ｂでストライプ幅が６μｍ、励起
領域２でストライプ幅が８μｍ、深さが各々１ ｐｍの
形状となる様に設定する。次に平行溝２２．２８の中央
線対称軸上の位置にストライプ幅３μｍ、深さ１ ｐｍ
のＶ字状ストライプ溝２１をエツチングにて形成する。
この結果、ストライプ溝２１のみがＰ型ＧａＡｓ基板１
０に達しストライプ溝２１によって基板ｌＯから電流阻
止層１１が除去された部分のみに電流経路が形成される
。従って、レーザ光発振に必要な電流はこのストライプ
溝２１に集中して流れ、発振に寄与しない無効電流を抑
制することができる。
０に達しストライプ溝２１によって基板ｌＯから電流阻
止層１１が除去された部分のみに電流経路が形成される
。従って、レーザ光発振に必要な電流はこのストライプ
溝２１に集中して流れ、発振に寄与しない無効電流を抑
制することができる。
この後、これら溝を形成した基板ＩＯ上に再び液相エピ
タキシャル成長法により第２図（舅に示す様にＰ型Ｇａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ クラッド層１２．Ｐ型ＧａＡｌＡｓ
活性層１３．ｎ型Ｇ ａ Ａ ＲＡ ８ クラッド層
１４゜ｎ型ＧａＡｓキャップ層１５を順次成長させ、ダ
ブルへテロ接合型レーザ発振用多層結晶構造を形成する
。この成長を行なう際に左右の平行溝２２゜２３で活性
層１３は下方へ湾曲して成長し、この部分で成長用融液
が多く消費され、平行溝２２゜２３の間に位置する活性
層１３の層厚は湾曲の程度によって層厚が変わることと
なる。窓領域１ａ。
タキシャル成長法により第２図（舅に示す様にＰ型Ｇａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ クラッド層１２．Ｐ型ＧａＡｌＡｓ
活性層１３．ｎ型Ｇ ａ Ａ ＲＡ ８ クラッド層
１４゜ｎ型ＧａＡｓキャップ層１５を順次成長させ、ダ
ブルへテロ接合型レーザ発振用多層結晶構造を形成する
。この成長を行なう際に左右の平行溝２２゜２３で活性
層１３は下方へ湾曲して成長し、この部分で成長用融液
が多く消費され、平行溝２２゜２３の間に位置する活性
層１３の層厚は湾曲の程度によって層厚が変わることと
なる。窓領域１ａ。
Ｉｂでのストライプ溝２１直上の活性層厚は内部励起領
域に比べて薄（形成することが必要であり、従って平行
溝２２．２３は窓領域１ａ、Ｉｂでストライプ幅が広く
成形されている。本実施例では励起領域２のストライプ
溝２１上の活性層厚が０．０８μｍに対し、窓領域１ａ
、Ｉｂのストライプ溝２１上のそれは０．０３μｍとな
り、窓領域でレーザ光吸収の少ないウィンドウレーザを
構成することができ、室温連続発振で最大２００ｍＷの
光出力が得られた。
域に比べて薄（形成することが必要であり、従って平行
溝２２．２３は窓領域１ａ、Ｉｂでストライプ幅が広く
成形されている。本実施例では励起領域２のストライプ
溝２１上の活性層厚が０．０８μｍに対し、窓領域１ａ
、Ｉｂのストライプ溝２１上のそれは０．０３μｍとな
り、窓領域でレーザ光吸収の少ないウィンドウレーザを
構成することができ、室温連続発振で最大２００ｍＷの
光出力が得られた。
上記実施例では、Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ半導体基板上への
成長を行なったが、反対導電型でも良（他の半導体材料
例えばＩｎＧａＡｓＰ系、ＡＩ！ＧａＡｓＳｂ系を用い
ることもできる。
成長を行なったが、反対導電型でも良（他の半導体材料
例えばＩｎＧａＡｓＰ系、ＡＩ！ＧａＡｓＳｂ系を用い
ることもできる。
第３図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザの分解
構成斜視図である。本実施例においてはストライプ構造
をキャップ層に形成したものであり、Ｐ−基板１０に平
行溝、ストライプ溝を加工した後、Ｐ−クラッド層３１
、Ｐ−活性層３２゜ｎ−クラッド層３３．Ｐ−キャッ
プ層（又は高低抗層）３４を形成した後、ｎ型不純物を
Ｐ−キャップ層３４のストライプ溝直上位置に対応して
拡散し、ｎ型の電流通路３５を形成している。平行溝の
形状に対応してストライプ溝直上の活性層厚が窓領域と
励起領域で変化している。尚、この場合のストライプ溝
は活性層３２へ屈折率導波型の ７導波路を
形成するためのものである。
構成斜視図である。本実施例においてはストライプ構造
をキャップ層に形成したものであり、Ｐ−基板１０に平
行溝、ストライプ溝を加工した後、Ｐ−クラッド層３１
、Ｐ−活性層３２゜ｎ−クラッド層３３．Ｐ−キャッ
プ層（又は高低抗層）３４を形成した後、ｎ型不純物を
Ｐ−キャップ層３４のストライプ溝直上位置に対応して
拡散し、ｎ型の電流通路３５を形成している。平行溝の
形状に対応してストライプ溝直上の活性層厚が窓領域と
励起領域で変化している。尚、この場合のストライプ溝
は活性層３２へ屈折率導波型の ７導波路を
形成するためのものである。
〈発明の効果〉
本発明によれば、レーザ端面近傍を窓構造としかつ窓構
造でレーザ光の吸収が抑制されることにより高出力発振
を得ることができ、また、発光に係るストライプ構造上
の活性層に湾曲した部分が無くより高出力化並びに製造
歩留りの向上が実現される。
造でレーザ光の吸収が抑制されることにより高出力発振
を得ることができ、また、発光に係るストライプ構造上
の活性層に湾曲した部分が無くより高出力化並びに製造
歩留りの向上が実現される。
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザの分解構
成図である。第２図（Ａ）β）（Ｃ１（Ｄ）は第１図に
示す半導体レーザの製作順序を説明する工程説明図であ
る。第３図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザの
分解構成図である。 ｌａ、ｌｂ・・・窓領域、２・・・励起領域、１０・・
・Ｐ型ＧａＡｓ基板、１１−ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層、
１２・・・Ｐ型ＧａＡＪ？Ａｓ クラッド層、１３・
・・Ｐ型〜鎗Ｓ活性層、１４−ｎ型ＧａＡｊ？Ａｓ
クラッド層、１５・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層
、２１・・・ストライプ溝、２２．２３・・・平行溝。 ン＼ 巳 診理人 弁理士福 士 愛 彦（他２名）第２ＹＩＪ
成図である。第２図（Ａ）β）（Ｃ１（Ｄ）は第１図に
示す半導体レーザの製作順序を説明する工程説明図であ
る。第３図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザの
分解構成図である。 ｌａ、ｌｂ・・・窓領域、２・・・励起領域、１０・・
・Ｐ型ＧａＡｓ基板、１１−ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層、
１２・・・Ｐ型ＧａＡＪ？Ａｓ クラッド層、１３・
・・Ｐ型〜鎗Ｓ活性層、１４−ｎ型ＧａＡｊ？Ａｓ
クラッド層、１５・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層
、２１・・・ストライプ溝、２２．２３・・・平行溝。 ン＼ 巳 診理人 弁理士福 士 愛 彦（他２名）第２ＹＩＪ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、活性層のストライプ状レーザ発振領域の左右外方位
置に対応する前記活性層の下地層部分にストライプ状の
溝を形成して前記活性層を湾曲させ、湾曲領域の間に位
置する前記活性層の厚さを制御設定したことを特徴とす
る半導体レーザ素子。 ２、活性層の厚さを共振器の端面窓領域で薄く内部励起
領域で厚く設定した特許請求の範囲第１項記載の半導体
レーザ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16322185A JPS6222496A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 半導体レ−ザ素子 |
| DE86303044T DE3688943T2 (de) | 1985-04-23 | 1986-04-22 | Halbleiterlaservorrichtung. |
| US06/854,627 US4819245A (en) | 1985-04-23 | 1986-04-22 | Semiconductor laser device having substriped channels for forming an active layer which is thin in an inside portion |
| EP86303044A EP0199588B1 (en) | 1985-04-23 | 1986-04-22 | A semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16322185A JPS6222496A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6222496A true JPS6222496A (ja) | 1987-01-30 |
Family
ID=15769613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16322185A Pending JPS6222496A (ja) | 1985-04-23 | 1985-07-22 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6222496A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60789A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6018987A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-31 | Nec Corp | 大出力半導体レ−ザ |
-
1985
- 1985-07-22 JP JP16322185A patent/JPS6222496A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60789A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6018987A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-31 | Nec Corp | 大出力半導体レ−ザ |
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