JPS62283685A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JPS62283685A JPS62283685A JP61126505A JP12650586A JPS62283685A JP S62283685 A JPS62283685 A JP S62283685A JP 61126505 A JP61126505 A JP 61126505A JP 12650586 A JP12650586 A JP 12650586A JP S62283685 A JPS62283685 A JP S62283685A
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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-
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- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
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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】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高出力の半導体レーザ装置の製造方法に関
するものである。
するものである。
従来、A I GaAs/ GaAs系半導体レーザ装
置においては、レーザ光出射端面部でレーザ光を吸収し
て結晶を溶融・破壊に至らしめる、いわゆるC OD
(Catastrophic Optieal D a
mage)の問題があり高出力化の妨げとなっていた。
置においては、レーザ光出射端面部でレーザ光を吸収し
て結晶を溶融・破壊に至らしめる、いわゆるC OD
(Catastrophic Optieal D a
mage)の問題があり高出力化の妨げとなっていた。
高出力化の方法の1つに活性層を薄膜化し、光の閉じ込
めを弱めて活性層内のパワー密度を低下させ、その結果
、CODレベルを上昇させる方法がある。この活性層を
薄膜化する方法においては必然的に利得の低下が生ずる
ため、これに伴うしきい値電流の上昇にいかに対処する
かが重要となる。
めを弱めて活性層内のパワー密度を低下させ、その結果
、CODレベルを上昇させる方法がある。この活性層を
薄膜化する方法においては必然的に利得の低下が生ずる
ため、これに伴うしきい値電流の上昇にいかに対処する
かが重要となる。
第4図は昭和60年第46回応用物理学会学術講演会講
演予稿集P176に掲載された活性層の薄膜化による従
来のA e GaAs/ GλAs系鳥出力半導体レー
ザ装置の構造を示す斜視図である。この図において、1
はp形GaAs基板(以下単に基板という)、2はp形
AlGaAsクラッド層、3はp形AIl’GaAs活
性層、3aはレーザ光出射端面付近での幅の狭いリッジ
上のp形A1GaAs活性層、3bは素子内部での幅の
広いリッジ上のp形Aj)GaAs活性層、4はrl形
Aj’GaAsクラッド層、5はn形GaAs電流ブロ
ック層、7はn形G aA S:Iンタクト層、8aは
前記n形GaAs電流ブロック層5を備えた基板1に設
けられたし・−ザ光出射端曲での幅の狭いリッジ、8b
は前記n形GaAs電流ブロック層5を備えた基板1に
設けられた素子内部での幅の広いリッジ、10は溝を示
す。
演予稿集P176に掲載された活性層の薄膜化による従
来のA e GaAs/ GλAs系鳥出力半導体レー
ザ装置の構造を示す斜視図である。この図において、1
はp形GaAs基板(以下単に基板という)、2はp形
AlGaAsクラッド層、3はp形AIl’GaAs活
性層、3aはレーザ光出射端面付近での幅の狭いリッジ
上のp形A1GaAs活性層、3bは素子内部での幅の
広いリッジ上のp形Aj)GaAs活性層、4はrl形
Aj’GaAsクラッド層、5はn形GaAs電流ブロ
ック層、7はn形G aA S:Iンタクト層、8aは
前記n形GaAs電流ブロック層5を備えた基板1に設
けられたし・−ザ光出射端曲での幅の狭いリッジ、8b
は前記n形GaAs電流ブロック層5を備えた基板1に
設けられた素子内部での幅の広いリッジ、10は溝を示
す。
ところで、液相成長において、リッジ8a、8bを形成
した基板1上にエピタキシャル成長すると、リッジ8a
、8bの上面およびその側面の両方位に関し成長の異方
性が現れることは周知の事実である。。
した基板1上にエピタキシャル成長すると、リッジ8a
、8bの上面およびその側面の両方位に関し成長の異方
性が現れることは周知の事実である。。
第5区は上記のりッジ3a、8bを形成した基板1上に
エビクキンヤル成長層を成長させた場合の一例を示す断
面図である。この図において、1は基板、11ばAlG
aAsエピタキシャル成長層であろう すなわち、第5図に示すように、リッジ8aの側面(1
11)および(11丁)ではリッジ8aの上面(100
)に比へ成長速度が太き(AJGaAsエピタキシャル
成長層11は横へ拡がる。その結果、リッジ8a、8b
の上面(1rO)ではAsの不足が起こり、AJGaA
sエピタキシャル成長層11の成長が抑制される。よっ
て、平坦な基板1における成長に比べてリッジ8a、8
bを形成した基板1における成長では、薄いエピタキシ
ャル成長層を制御性よく成長させることができる。この
ように、リッジ8a、8bの上面における成長では、成
長温度、過飽和等の成長条件に加えて基板形状、すなイ
つらリッジ高さり、リッジ幅Wが重要な成長要因となっ
ている。
エビクキンヤル成長層を成長させた場合の一例を示す断
面図である。この図において、1は基板、11ばAlG
aAsエピタキシャル成長層であろう すなわち、第5図に示すように、リッジ8aの側面(1
11)および(11丁)ではリッジ8aの上面(100
)に比へ成長速度が太き(AJGaAsエピタキシャル
成長層11は横へ拡がる。その結果、リッジ8a、8b
の上面(1rO)ではAsの不足が起こり、AJGaA
sエピタキシャル成長層11の成長が抑制される。よっ
て、平坦な基板1における成長に比べてリッジ8a、8
bを形成した基板1における成長では、薄いエピタキシ
ャル成長層を制御性よく成長させることができる。この
ように、リッジ8a、8bの上面における成長では、成
長温度、過飽和等の成長条件に加えて基板形状、すなイ
つらリッジ高さり、リッジ幅Wが重要な成長要因となっ
ている。
第6図は第4図に示した従来の高出力半導体レーザ装置
における基板]を示した斜視図である。
における基板]を示した斜視図である。
この図において、第4図と同一符号は同一部分を゛示す
。
。
第6図に示す基板1は、端面部ではリッジ8aの幅を2
0μm、素子内部ではリッジ8bの幅を150μmとし
て、リッジ幅Wに差をつけた構造となっている1、この
ため、第6図の基板1を用いて液相成長により半導体レ
ーザ装置の各層を成長させると、リッジ効果によりレー
ザ光出射端面付近のリソ98a上のp形A I G a
A s活性H3aは薄くなり、素子内部のりッジ8bの
上面のp形Aj’GaAs活性Jq3bは端面部のp形
Af?GaAs活性層3aよりも厚くなる。例えば、素
子内部のp形At’GaAs活性層3bはO,06μm
、端面部のp形Af+GaAy活性層3aは0.04μ
mに制御することができる。
0μm、素子内部ではリッジ8bの幅を150μmとし
て、リッジ幅Wに差をつけた構造となっている1、この
ため、第6図の基板1を用いて液相成長により半導体レ
ーザ装置の各層を成長させると、リッジ効果によりレー
ザ光出射端面付近のリソ98a上のp形A I G a
A s活性H3aは薄くなり、素子内部のりッジ8bの
上面のp形Aj’GaAs活性Jq3bは端面部のp形
Af?GaAs活性層3aよりも厚くなる。例えば、素
子内部のp形At’GaAs活性層3bはO,06μm
、端面部のp形Af+GaAy活性層3aは0.04μ
mに制御することができる。
このようにして従来の高出力半導体し・−ザ装置におい
ては、1/−ザ発振に寄与するp形AjGaAs活性層
3a、3bの大部分を比較的厚くして(7きい値電圧の
上界を抑制し、端面部のp JFJ A lGaAs活
性層3aのみを74膜化して光の閉じ込めを弱め、光の
パワー密度を低減させいた。またこれによって、40〜
50mAの低しきい値電圧で60℃、30mWの高温高
出力の連続動作が実現されていた。
ては、1/−ザ発振に寄与するp形AjGaAs活性層
3a、3bの大部分を比較的厚くして(7きい値電圧の
上界を抑制し、端面部のp JFJ A lGaAs活
性層3aのみを74膜化して光の閉じ込めを弱め、光の
パワー密度を低減させいた。またこれによって、40〜
50mAの低しきい値電圧で60℃、30mWの高温高
出力の連続動作が実現されていた。
[発明が解決(7ようとする問題点〕
上記のような従来の高出力半導体レーザ装置では、素子
内部のリツ:、/8bの幅と端面部のリッジ8aの幅と
に差をつけろことによってp形ΔCGユAs活性層3a
、3bの厚さに差をっけようとしているが、実際には、
リッ08 a 、 8 bの幅のみではp形AJGaA
s活性層3a、3bに十分な差を再現性よくつけること
は困難であるという問題点があった。
内部のリツ:、/8bの幅と端面部のリッジ8aの幅と
に差をつけろことによってp形ΔCGユAs活性層3a
、3bの厚さに差をっけようとしているが、実際には、
リッ08 a 、 8 bの幅のみではp形AJGaA
s活性層3a、3bに十分な差を再現性よくつけること
は困難であるという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、端面部でのp形At!GaAs活性層の厚さを極
力薄くでき、素子内部てのp形Al2GaAs活性層の
厚さとの差を十分つけることのできる高出力の半導体し
・−ザ装置の製造方法を得ることを目的とするつ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、幅の広
いリッジ上に溝を設けjx後、幅の狭いリッジ上および
幅の広いリッジ上にクラッド層および活性層を順次成長
させる工程を含むものである。
ので、端面部でのp形At!GaAs活性層の厚さを極
力薄くでき、素子内部てのp形Al2GaAs活性層の
厚さとの差を十分つけることのできる高出力の半導体し
・−ザ装置の製造方法を得ることを目的とするつ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、幅の広
いリッジ上に溝を設けjx後、幅の狭いリッジ上および
幅の広いリッジ上にクラッド層および活性層を順次成長
させる工程を含むものである。
この発明においては、幅の広いリップの溝上では活性層
が厚く成長する。
が厚く成長する。
第1図はこの発明の半導体レーザ装置の製造方法の一実
施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である
。この図において、第4図と同一符号は同一構成部分を
示し、2aは前記リッジ8a上のp形AJGaAsクラ
ッド層、2bは前記リッジ8b上に設けた溝上のp形A
l!GaAsクラッドJl¥f、6は上側埋込み用n形
AlGaAsクラッド層、9は前記リッジ8b上に設け
た溝、15はp形GaAs電流ブロック層である。
施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である
。この図において、第4図と同一符号は同一構成部分を
示し、2aは前記リッジ8a上のp形AJGaAsクラ
ッド層、2bは前記リッジ8b上に設けた溝上のp形A
l!GaAsクラッドJl¥f、6は上側埋込み用n形
AlGaAsクラッド層、9は前記リッジ8b上に設け
た溝、15はp形GaAs電流ブロック層である。
次にその製造工程について説明する。
まず、第2図に示すように、リッジ8b上に溝9を形成
した基板1上にp形AJGaAsクラッド層2を液相成
長させる。すると、リッジ8a上でその幅はやや拡がる
ものの平坦なp形AlGaAsクラッド層2aが成長す
る。他方、リッジ8b上の溝9の部分には周囲のp形A
JGaAsクラッド1.12に比へてやや窪んだ状態で
p形AlGaAsクラッド層2bが成長する。次に、p
形Aj’GaAs活性層3を成長させると、リッジ8a
では、前述しtニリッジ効果によりp形ANGaAs活
性層3aを薄い厚さで成長させることができる。またリ
ッジ8b上ではp形AI!GaAsクラッド層2bによ
って形成された窪みを埋め込むように成長し、その結果
この部分の厚さが厚くなる。以後順次各層を成長させる
ことにより半導体レーザ装置が形成される。
した基板1上にp形AJGaAsクラッド層2を液相成
長させる。すると、リッジ8a上でその幅はやや拡がる
ものの平坦なp形AlGaAsクラッド層2aが成長す
る。他方、リッジ8b上の溝9の部分には周囲のp形A
JGaAsクラッド1.12に比へてやや窪んだ状態で
p形AlGaAsクラッド層2bが成長する。次に、p
形Aj’GaAs活性層3を成長させると、リッジ8a
では、前述しtニリッジ効果によりp形ANGaAs活
性層3aを薄い厚さで成長させることができる。またリ
ッジ8b上ではp形AI!GaAsクラッド層2bによ
って形成された窪みを埋め込むように成長し、その結果
この部分の厚さが厚くなる。以後順次各層を成長させる
ことにより半導体レーザ装置が形成される。
このようにこの発明では、p形A I G aA s活
性jΔ3の成長において、端面部ではリッレ効実現象。
性jΔ3の成長において、端面部ではリッレ効実現象。
素子内部では溝効実現象と2つの現象を利用しているの
で、リッジ形状(リップ幅、リッジ高さ)と溝形状(溝
幅、溝深さ)をそれぞれ調整することにより、リッジ8
aのp形Aj+GaAs活性層3aとリップ8b上のp
形At!GaAs活性層3bとを独立して膜厚制御する
ことができる。例えば、リッジ幅20μm、リッジ高さ
2μm、溝幅7μm。
で、リッジ形状(リップ幅、リッジ高さ)と溝形状(溝
幅、溝深さ)をそれぞれ調整することにより、リッジ8
aのp形Aj+GaAs活性層3aとリップ8b上のp
形At!GaAs活性層3bとを独立して膜厚制御する
ことができる。例えば、リッジ幅20μm、リッジ高さ
2μm、溝幅7μm。
溝深さ2μmとすることによって、リツ’> 8 a上
のp形AlGaAs活性層3aが0.04μm以下。
のp形AlGaAs活性層3aが0.04μm以下。
溝9のp形At!GaAs活性層3bが0.06μmと
、再現性よく一厚制御することができる。その結果、素
子内部でのp形AlGaAs活性層3bが0.06μm
と比較的厚いため、40〜50 m Aの低い(7きい
値電流が確保されろとともに、リッジ8a上のp形Al
lGaAs活性層3aは0.04μm以下と薄いため、
光のしみ出し効果により60℃、30mWの高温高出力
の連続動作が実現でき を二 。
、再現性よく一厚制御することができる。その結果、素
子内部でのp形AlGaAs活性層3bが0.06μm
と比較的厚いため、40〜50 m Aの低い(7きい
値電流が確保されろとともに、リッジ8a上のp形Al
lGaAs活性層3aは0.04μm以下と薄いため、
光のしみ出し効果により60℃、30mWの高温高出力
の連続動作が実現でき を二 。
なお、上記実施例では、水平横モードはロスガイ1ζ全
用いた方法で制御する構造を示した°が、これには他の
あらゆる屈折率導波型および利得導波型L’−ザ構造f
e適用させろことも可能である。
用いた方法で制御する構造を示した°が、これには他の
あらゆる屈折率導波型および利得導波型L’−ザ構造f
e適用させろことも可能である。
また成長方法では、p形AlGaAsクラッド層2y
p形AJGaAs活性層3のみを液相成長して埋め込め
れば、その他の層は他の成長方法を用いてもよいつ さらに、上記実施例では、端面部のリッジ8a上には溝
のない基板1を用いた場合について説明17なが、第4
図に示すような従来の高出力半導体レーザ装置に6、第
3図に示すようにリッジ8a。
p形AJGaAs活性層3のみを液相成長して埋め込め
れば、その他の層は他の成長方法を用いてもよいつ さらに、上記実施例では、端面部のリッジ8a上には溝
のない基板1を用いた場合について説明17なが、第4
図に示すような従来の高出力半導体レーザ装置に6、第
3図に示すようにリッジ8a。
8b上に溝10を有する基板1を用いることにより、こ
の発明を適用できることはいうまでもない。
の発明を適用できることはいうまでもない。
またさらにこの発明においては、At’GaAs系の材
料を用いた半導体レーザ装置を例にとり説明したが、他
のN−V族および■−■族等多元混晶を用いた半導体レ
ーザ装置に適用できる乙とはいうまでもない。
料を用いた半導体レーザ装置を例にとり説明したが、他
のN−V族および■−■族等多元混晶を用いた半導体レ
ーザ装置に適用できる乙とはいうまでもない。
この発明は以上説明したとおり、幅の広いリッジ上に;
111¥′を設けた後、幅の狭いす・フジ上および幅の
広いリッジ上にクラッド層および活性層を順次成長させ
る工程を含むので、レーザ光出射端面近傍の半導体基板
上での活性層の厚さが素子内部の半導体基板上での活性
層の厚さよりも薄い構造の高出力半導体し・−ザ装置を
歩留りよく容易に得ろことができる利点がある。
111¥′を設けた後、幅の狭いす・フジ上および幅の
広いリッジ上にクラッド層および活性層を順次成長させ
る工程を含むので、レーザ光出射端面近傍の半導体基板
上での活性層の厚さが素子内部の半導体基板上での活性
層の厚さよりも薄い構造の高出力半導体し・−ザ装置を
歩留りよく容易に得ろことができる利点がある。
第1図はこの発明の半導体レーザ装置の製造方法の一実
施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図、第2
図、第3図はこの発明における基板を示す斜視図、第4
図は従来の高出力半導体レーザ装置の構造を示す図、第
5図はリップ形成した基板上にエビタキンヤル成長させ
た場合の一例を示す断面図、第6図は従来の半導体レー
ザ装置の基板を示す斜視図である。 図において、1は基板、2,2a、2bはp形AlGa
Asクラッド層、3,3a、3b1.tp形At!Ga
As活性層、4はn形AJGaAsクラッド層、6ば上
側埋込み用n形AlGaAsクラッド層、7はn形Ga
Asコンタクト層、8a、9bはリッジ、9,10は溝
、15はp形GaAs電流ブロック層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 (外2名)第1図 第2図 第4図
施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図、第2
図、第3図はこの発明における基板を示す斜視図、第4
図は従来の高出力半導体レーザ装置の構造を示す図、第
5図はリップ形成した基板上にエビタキンヤル成長させ
た場合の一例を示す断面図、第6図は従来の半導体レー
ザ装置の基板を示す斜視図である。 図において、1は基板、2,2a、2bはp形AlGa
Asクラッド層、3,3a、3b1.tp形At!Ga
As活性層、4はn形AJGaAsクラッド層、6ば上
側埋込み用n形AlGaAsクラッド層、7はn形Ga
Asコンタクト層、8a、9bはリッジ、9,10は溝
、15はp形GaAs電流ブロック層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 (外2名)第1図 第2図 第4図
Claims (1)
- レーザ光出射端面近傍の半導体基板上に幅の狭いリッジ
を、素子内部の半導体基板上に幅の広いリッジを有し、
前記幅の狭いリッジ上の活性層の厚さが前記幅の広いリ
ッジ上の活性層の厚さよりも薄い構造の半導体レーザ装
置の製造方法において、前記幅の広いリッジ上に溝を設
けた後、前記幅の狭いリッジ上および幅の広いリッジ上
にクラッド層および活性層を順次成長させる工程を含む
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP61126505A JPS62283685A (ja) | 1986-05-31 | 1986-05-31 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
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JP61126505A JPS62283685A (ja) | 1986-05-31 | 1986-05-31 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPS62283685A (ja) |
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EP1282208A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-05 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Semiconductor laser structure and method of manufacturing same |
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Also Published As
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US4813050A (en) | 1989-03-14 |
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