JPS6223190A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents

半導体レ−ザ素子

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JPS6223190A
JPS6223190A JP16339985A JP16339985A JPS6223190A JP S6223190 A JPS6223190 A JP S6223190A JP 16339985 A JP16339985 A JP 16339985A JP 16339985 A JP16339985 A JP 16339985A JP S6223190 A JPS6223190 A JP S6223190A
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JP
Japan
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active layer
region
stripe
laser
sub
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Pending
Application number
JP16339985A
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English (en)
Inventor
Taiji Morimoto
泰司 森本
Mototaka Tanetani
元隆 種谷
Hiroshi Hayashi
寛 林
Saburo Yamamoto
三郎 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Priority to DE86303044T priority patent/DE3688943T2/de
Priority to US06/854,627 priority patent/US4819245A/en
Priority to EP86303044A priority patent/EP0199588B1/en
Publication of JPS6223190A publication Critical patent/JPS6223190A/ja
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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、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のである。
〈従来の技術とその問題点〉 一般に半導体レーザは低閾値電流で安定な単一モードの
連続発振を得るため、活性層かへテロ接合界面で限定さ
れるともに種々の電流狭窄用ストライブ構造や導波路構
造が兵役されており、活性層のレーザ発振領域には高密
度の光とキャリアが閉じ込められることになる。しかし
ながら、半導体レーザを高出力動作させる際には光密度
の上昇に起因する素子の熱的な劣化が問題となる。この
問題に対し、活性層を薄層化することによって活性層内
の光密度を減少せしめ、高出力動作をさせたTR5構造
レーザ(A high−pawer、 single 
−made 1aser with twin −ri
dge−substrate 5tructure;A
ppl、 Phys、 Lett、 vol、 42.
 No、 ] 0.15 May+983.P、85B
)が知られている。この半導体レーザは活性層の薄層化
を制御性良く達成できるように液相エピタキシャル成長
法を用いて下地層のリッジ上へ活性層の成長を行なった
ものである。
しかし、活性層の薄層化による光密度の減少は実現する
ことができたもの端面或いは端面近傍でのレーザ光の吸
収は低減されておらず共振端面の損傷や劣化を招来する
ため、半導体レーザの寿命の点で充分に改善されたもの
にはなっていない。これに対し、レーザ発振用共振器端
面でのレーザ光の吸収を少なくしたウィンドウVSIS
レーザ(windawVS I S 1aser ; 
Appl、 Phys、 Lett、 vol。
42、 No、 5. I Mar 1983. P2
O3)が提唱されている。この半導体レーザは共振器内
部の光励起領域に湾曲した厚い活性層を用い、一方、端
面近傍のレーザ光取出用窓領域では平担な薄い活性層を
用いることでレーザ光の吸収を低減し、高出力動作を可
能としたものである。しかし、通常の液相エピタキシャ
ル成長法では、Ga溶液の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。従って均一な特性の半導体
レーザ素子を再現性良く量産することができず、またこ
の湾曲した活性層を用いることは屈折率との関係で活性
層内の湾曲部に局部的な光密度の上昇を招き高出力動作
時の劣化の原因となる。
く問題点を解決するだめの手段〉 本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で窓領域を持つ長寿命の半導体レーザを制御性良く得る
技術を提供することを目的とするものである。この目的
を達成するために本発明は、レーザ光発振に関与する電
流狭窄用主ストライプ状溝両側に並設された主ストライ
プ状溝より深い副ストライブ状溝を有し、活性層の薄層
成長に対して制御機能を構成したものであり、副ストラ
イプ状溝の深さをレーザ共振器端面近傍で内部より深く
設定した基板上に液相エピタキシャル成長法により半導
体レーザ素子用エピタキシャル成長層を形成し、副スト
ライプ状溝の深さに対応して活性層厚を制御設定したこ
とを特徴とする。これによって発光に係る主ストライプ
状溝上の活性層の層厚はレーザ共振器端面近傍で内部よ
り薄くなり、レーザ光の吸収が少なくなる。
〈実施例〉 第1図は本発明の1実施例を示す半導体レーザ素子の分
解構成斜視図である。本実施例ではストライプ状のチャ
ネル溝を素子内部に設けた内部ストライプ構造の半導体
レーザ素子を使用し、そのレーザ共振器長しを250μ
mル−ザ共振器両端面から25μmの領域をレーザ光取
出窓領域+a。
1b、該窓領域1a、Ibを相互に結ぶ共振器内部を励
起領域2とする。窓領域13.Ibでの活性層厚は励起
領域2に比べて薄くなっておりレーザ光の吸収の少ない
窓機能を有する。この窓領域1a。
1bと励起領域2の活性層厚の差は上記チャネル溝の左
右位置に並設された副ストライプ状溝の深さの差に起因
しており、励起領域2での副ストライプ状溝の深さ1.
5μmに対して窓領域1a、It)でのそれは約2.5
μm程度と深くなっている。従って、副ストライグ状溝
部の深さに応じて窓領域1a、11)と励起領域2で活
性層厚が変化する。液相エピタキシャル成長法において
は、平坦部より湾曲部の方が成長が速く、その湾曲度が
大きい程成長速度が速くなる傾向にある。即ち湾曲成長
部では周囲の成長融液中のAsを消費し、この結果とし
て湾曲成長部周囲の成長速度を抑える作用を奏する。
この作用により、窓領域+a、It)での活性層厚が励
起領域2での活性層厚に比べて薄くなる。
このような構造の半導体レーザ素子に電流を流すと、窓
領域+a、 11)では励起領域2に比べてレーザ発振
領域の活性層厚が薄いために、注入電子は励起領域2に
比べて伝導帯の高いレベルにまで注入される。従って励
起領域2で発振したレーザ光は窓領域+a、11)にお
いて吸収を受けずいわゆるウィンドウレーザとなり、高
出力動作が可能となる。
以下第1図に示す半導体レーザ素子の製造方法について
第2図とともに説明する。第2図(A)に示す如くp型
GaAS基板10に後工程で形成する副ストライプ状溝
に対応する位置にその副ストライプ状溝より若干側が広
く深さの深いストライプ溝22’ 、 23’を形成す
る。本実施例では副10μm、深さ3μmのストライプ
状矩形溝とした。そして、この基板lO上に液相エピタ
キシャル成長法により第2図(B)に示す如くn型Ga
As電流阻止層I+をストライプ溝22’、 23’が
完全に埋まりかつ後工程で形成する主ストライプ状溝の
位置での層厚が0.8μmとなるように形成する。続い
て、エツチングにより第2図(C)に示す如く副ストラ
イプ状溝22.23を上記ストライプ溝22’、23’
に重畳して形成する。副ストライプ状溝22.23は幅
が8μm1深さが窓領域1a+Ibで25μm1励起領
域2で15μmとなるように刻設する。さらにこの2本
の副ストライプ状溝22.23の中央の位置に幅3μm
1深さ1μmの主ストライプ状溝21を形成する。この
結果、主ストライプ状溝21はp型GaAs基板10に
達し、GaAs基板10から電流阻止層IIが除去され
た部分で電流通路が開通される。一方、副ストライプ状
溝22.23は電流阻止層11で覆われているために、
電流通路は開通されない。従って注入された電流は発光
に関与する主ストライプ状溝21に集中して流れ発光に
関与しない無効電流が抑制されることとなる。
この後、この主副ストライプ状溝21.22.23全形
成した基板上に再び液相エピタキシャル成長法により第
2図(D) K示す如くn型GaAlAs  クラッド
層12、n型GaAlAs 活性層I3、n型GaAl
As  クラッド層14、n型キャン1層15を順次成
長させ、ダブルへテロ接合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5”)1 主ストライプ状溝2】よシ副が広く深さのある副ストラ
イプ状溝22.23直上でのみ活性層I3が湾曲するよ
うにp型クラッド層I2の層厚と成長条件を選定し、副
ストライプ状溝22.23直上ではp型クラッド層12
が凹陥成長され、主ストライプ状溝21直上では平坦に
成長されるようにする。これによってp型クラッド層I
2を下地層として成長形成される活性層13は副ストラ
イプ状溝22.23直上で湾曲され、窓領域1a、lb
での主ストライプ状溝21直上の活性層13が副ストラ
イプ状溝22.23直上での湾曲の程度に応じて励起領
域2より薄く形成される。
本実施例では、励起領域2の主ストライプ状溝2I直上
の活性層厚’6o、osμm窓領域1a+IbO主スト
ライプ状溝21直上の活性層厚を0.03μmに設定し
た。またこのレーザ素子を室温連続発振させたところ2
00mw以上の光出力を得ることができた。
上記、実施例ではp型GaAc5半導体基板上への成身
、を行なったが素子構造を反対導電型としても良く、ま
だ他の材料例えばInGaA3P系やAlGaAsSb
系を適用することも可能である。
第3図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
分解構成斜視図である。本実施例では電流狭窄用ストラ
イプ構造がキャップ層に設けられている。n型GaAS
基板30の成長面に上記実施例同様主ストライプ状溝と
左右1対の副ストライブ状溝が刻設され、この上にn型
GaAIA’3クラッド層31、アンドープGaAIA
S 活性層32、n型GaAlAs クラッド層33、
n型G3Asキャップ層34が順次積層されレーザ発振
用多層結晶構造が構成されている。またキャップ層34
には主ストライプ状溝直上位置に対応してZmの拡散さ
れたストライプ状のp型領域35が形成され、この部分
が電流狭窄された電流通路となる。従って、レーザ発振
はp型領域35直下の活性層32で行なわれる。レーザ
発振領域の活性層32は上記実施例同様に副ストライプ
状溝に対応して窓領域が励起領域より薄く層設され、レ
ーザ光吸収の少ないウィンドウレーザが構成されている
〈発明の効果〉 以上詳説した如く、本発明によればレーザ光吸収の少な
い窓領域を有する半導体レーザを再現性良く量産するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の1実施例を示す半導体レーザ素子の
分解構成斜視図である。第2図(A)(B)(C)(D
)は第1図に示す半導体レーザ素子の製造工程図である
。第3図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子
の分解構成斜視図である。 Iaib・・・窓領域   2・・・励起領域10・・
・p型GaAJ板 11・・・n型GaAS電流阻止層
I2・・・n型GaAlAsクラッド層18− p型G
aAIAS活性層 14・・・n型GaAlAsクラッド層15・・・n型
GaAsキャップ層 21・・・主ストライプ状溝 22、23・・・副ストライプ状溝 30− n型GaAS基板 31・・・\n型GaAlAsクラッド層32・・・ア
ンドープGaAlAs活性層33・・・n型GaAlA
sクラッド層34・・・n型GaASキャップ層 35・・・p型領域 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、活性層のレーザ発振領域の外側に対応する下地層位
    置に共振方向と平行なストライプ状の溝部を形成し、該
    溝部を前記活性層端部近傍で深く前記活性層内部で浅く
    制御するとともにレーザ発振領域の活性層厚を前記溝部
    の深い領域に対応して薄く浅い領域に対応して厚く層設
    したことを特徴とする半導体レーザ素子。
JP16339985A 1985-04-23 1985-07-23 半導体レ−ザ素子 Pending JPS6223190A (ja)

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JP16339985A JPS6223190A (ja) 1985-07-23 1985-07-23 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)

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JP16339985A JPS6223190A (ja) 1985-07-23 1985-07-23 半導体レ−ザ素子

Publications (1)

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JPS6223190A true JPS6223190A (ja) 1987-01-31

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ID=15773153

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JP16339985A Pending JPS6223190A (ja) 1985-04-23 1985-07-23 半導体レ−ザ素子

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173497A (ja) * 1988-12-23 1990-07-04 Kandenko Co Ltd 熱導管、熱導管用多孔管及びその敷設工法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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