JPS6242592A - 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法Info
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- JPS6242592A JPS6242592A JP18214985A JP18214985A JPS6242592A JP S6242592 A JPS6242592 A JP S6242592A JP 18214985 A JP18214985 A JP 18214985A JP 18214985 A JP18214985 A JP 18214985A JP S6242592 A JPS6242592 A JP S6242592A
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- laser
- substrate
- semiconductor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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
本発明は光通信・光情報処理装置の光源に用いられる半
導体レーザアレイ装置およびその製造方法に関するもの
である。
導体レーザアレイ装置およびその製造方法に関するもの
である。
従来の技術
近年、半導体レーザは光通信・光情報処理装置の光源と
して、その重要性は非常に大きなものとなっている。
して、その重要性は非常に大きなものとなっている。
ところで、現在のところ実用化されている半導体レーザ
は、そのほとんど全てが一波長のみのレーザ光を発振す
るものである。しかしながら、波長多重光通信や、消去
記録再生を１つのピックアップで行なう光ディスク等に
おいては、１つのレーザ結晶よシ異なるレーザ光を放出
することのできるレーザアレイが望まれている。その理
由は、異なる波長の個別のレーザ素子を用いると、レー
ザ光を合成するための光学系が複雑になってくるからで
ある。
は、そのほとんど全てが一波長のみのレーザ光を発振す
るものである。しかしながら、波長多重光通信や、消去
記録再生を１つのピックアップで行なう光ディスク等に
おいては、１つのレーザ結晶よシ異なるレーザ光を放出
することのできるレーザアレイが望まれている。その理
由は、異なる波長の個別のレーザ素子を用いると、レー
ザ光を合成するための光学系が複雑になってくるからで
ある。
発明が解決しようとする問題点
半導体レーザの発振波長は、用いる半導体のエネルギー
ギャップによシ決まる。現在半導体レーザに広く用いら
れている半導体には、Ｇａ１−ｘＡｌｚｋｓとＩｎ、−
ｘＧａｚＡｓｌ−アＰアがある。これら半導体のエネル
ギーギャップは混晶比、たとえば” １−ｘＡｌｚｋｓ
ではＸの値で決まる。従って多波長レーザアレイを実現
するには、一つの半導体結晶において、各々のレーザ発
振部（活性領域）の混晶の組成を変えなくてはならない
。ところが、現在半導体レーザ結晶を作製するのに主と
して用いられている液相エピタキシャル成長法では、こ
のように活性領域の組成をアレイを構成する個々のレー
ザにおいて変えることは容易でない。
ギャップによシ決まる。現在半導体レーザに広く用いら
れている半導体には、Ｇａ１−ｘＡｌｚｋｓとＩｎ、−
ｘＧａｚＡｓｌ−アＰアがある。これら半導体のエネル
ギーギャップは混晶比、たとえば” １−ｘＡｌｚｋｓ
ではＸの値で決まる。従って多波長レーザアレイを実現
するには、一つの半導体結晶において、各々のレーザ発
振部（活性領域）の混晶の組成を変えなくてはならない
。ところが、現在半導体レーザ結晶を作製するのに主と
して用いられている液相エピタキシャル成長法では、こ
のように活性領域の組成をアレイを構成する個々のレー
ザにおいて変えることは容易でない。
本発明は、液相エピタキシャル成長法により、容易に形
成することができる多波長半導体レーザアレイ装置およ
びその製造方法を提供するものである。
成することができる多波長半導体レーザアレイ装置およ
びその製造方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記半導体レーザアレイを実現するために、本発明の半
導体レーザアレイ装置は、複数個のストライプ状の凸部
を有する半導体基板上に、前記半導体基板と異なる導電
型を有するとともに前記凸部の上方に溝が形成されて前
記凸部の両側面の上にそれぞれストライプ状のりノジを
そなえた半導体層が形成され、前記リッジの幅が前記凸
部ごとに異なり、前記半導体層の上に活性層を含むダブ
ルヘテロ接合が形成されて構成されている。
導体レーザアレイ装置は、複数個のストライプ状の凸部
を有する半導体基板上に、前記半導体基板と異なる導電
型を有するとともに前記凸部の上方に溝が形成されて前
記凸部の両側面の上にそれぞれストライプ状のりノジを
そなえた半導体層が形成され、前記リッジの幅が前記凸
部ごとに異なり、前記半導体層の上に活性層を含むダブ
ルヘテロ接合が形成されて構成されている。
そしてこの半導体レーザアレイ装置は一導電型半導体基
板上に複数個のストライプ状凸部を形成する工程と、前
記半導体基板上に反対導電型の半導体層を形成する工程
と、前記半導体層を通して前記凸部に達するストライプ
状の溝を形成する工程と、前記各凸部毎に異なる幅を有
するリッジを形成する工程と、前記半導体層上に活性層
を含む複数の半導体層を液相エピタキシャル法により形
成する工程とを含む製造方法で作成できる。
板上に複数個のストライプ状凸部を形成する工程と、前
記半導体基板上に反対導電型の半導体層を形成する工程
と、前記半導体層を通して前記凸部に達するストライプ
状の溝を形成する工程と、前記各凸部毎に異なる幅を有
するリッジを形成する工程と、前記半導体層上に活性層
を含む複数の半導体層を液相エピタキシャル法により形
成する工程とを含む製造方法で作成できる。
作用
この構成によれば、リッジの幅が異なるので、液相エピ
タキシャル成長法により活性層を成長させる時に、活性
層の膜厚を、各リッジにおいて異ならせることができる
。そうすると、アレイを構成する各々のレーザにおいて
、しきい電流密度が異なり、その結果発振波長が異なっ
て、多波長のレーザ光を一つの結晶よシ得ることができ
ることとなる。
タキシャル成長法により活性層を成長させる時に、活性
層の膜厚を、各リッジにおいて異ならせることができる
。そうすると、アレイを構成する各々のレーザにおいて
、しきい電流密度が異なり、その結果発振波長が異なっ
て、多波長のレーザ光を一つの結晶よシ得ることができ
ることとなる。
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。
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
装置の構造を示すものである。第１図において、１はＰ
型ＧａＡｇ基板でメサ９を有する。
装置の構造を示すものである。第１図において、１はＰ
型ＧａＡｇ基板でメサ９を有する。
この上にｎ型ＧａＡｓ層２があり、電流をメサ上のＶ溝
１１に狭窄する役割を果たす。３はＰ型ム＃ｏ、ｓＧ＆
ｏ、ｓＡＳ層で、ｎ型ム＃０．５”Ｑ、ＳＡａ層５とと
もにレーザのクラッド層をなしている。４ハＡβ。、。
１１に狭窄する役割を果たす。３はＰ型ム＃ｏ、ｓＧ＆
ｏ、ｓＡＳ層で、ｎ型ム＃０．５”Ｑ、ＳＡａ層５とと
もにレーザのクラッド層をなしている。４ハＡβ。、。
Ｇａ、、ムＳからなる活性層で、レーザ発振はＶ溝１１
直上のこの層で起こる。個々のレーザに独立して電流を
流すために、エツチングによシ分離溝１３を設けである
。第１図に示す本実施例のレーザアレイ装置において特
徴的なことは、メサ９と平行してｎ−ＧａＡｓ層２にリ
ッジ１ｏがあり、しかもメサとリッジの距離が、アレイ
を構成するそれぞれのレーザで異なっていることである
。
直上のこの層で起こる。個々のレーザに独立して電流を
流すために、エツチングによシ分離溝１３を設けである
。第１図に示す本実施例のレーザアレイ装置において特
徴的なことは、メサ９と平行してｎ−ＧａＡｓ層２にリ
ッジ１ｏがあり、しかもメサとリッジの距離が、アレイ
を構成するそれぞれのレーザで異なっていることである
。
第２図に第１図に示すレーザアレイ装置の作製プロセス
を示す。まずＰ型ＧａＡｓ基板１上にホトリソグラフィ
ーとエツチングにより凸部（以下メサという）９を形成
する。メサの高さｈは５μｍ、幅Ｗは１０μｍ、またメ
サ間の間隔ｅは１００μｍである。この実施例では３個
のアレイとしている（第２図（１））。
を示す。まずＰ型ＧａＡｓ基板１上にホトリソグラフィ
ーとエツチングにより凸部（以下メサという）９を形成
する。メサの高さｈは５μｍ、幅Ｗは１０μｍ、またメ
サ間の間隔ｅは１００μｍである。この実施例では３個
のアレイとしている（第２図（１））。
次に液相エピタキシャル成長法によりｎ型ＧａＡｓ層２
を成長する。膜厚はメサ上で１μｍとなるようにする（
第２図（２））。
を成長する。膜厚はメサ上で１μｍとなるようにする（
第２図（２））。
再びホトリソグラフィーによ５ｖ溝１１とリッジ１ｏを
形成する。■溝は、基板１に達する深さまでエツチング
を行なう。またリッジの幅Ｗは、各メサにおいて異なる
値とする（第２図（３））。
形成する。■溝は、基板１に達する深さまでエツチング
を行なう。またリッジの幅Ｗは、各メサにおいて異なる
値とする（第２図（３））。
このような基板上に、再び液相エピタキシャル法により
、３から６の各層を成長させる。この時に各々のメサに
対応するリッジの幅が異なるため、活性層４の膜厚ｄが
異なってくる（第２図（４））。
、３から６の各層を成長させる。この時に各々のメサに
対応するリッジの幅が異なるため、活性層４の膜厚ｄが
異なってくる（第２図（４））。
第３図にリッジの幅Ｗに対する活性層の厚さｄの実験結
果を示す。リッジの幅を狭くする程、リッジ上の成長速
度が遅くなり活性層が薄くなるのがわかる。一般に半導
体レーザの活性層が薄くなると、レーザ光の活性層に閉
じ込められる割合が減少し、レーザ発振のしきい電流密
度が増大する。
果を示す。リッジの幅を狭くする程、リッジ上の成長速
度が遅くなり活性層が薄くなるのがわかる。一般に半導
体レーザの活性層が薄くなると、レーザ光の活性層に閉
じ込められる割合が減少し、レーザ発振のしきい電流密
度が増大する。
そうなるとバンドフィリング効果によシレーザ発振波長
が短くなる。第１図に示す実施列ではリッジの幅を６μ
ｍ、１５μｍ、４０μｍとした。
が短くなる。第１図に示す実施列ではリッジの幅を６μ
ｍ、１５μｍ、４０μｍとした。
エピタキシャル成長後、ｎ型ＧａＡｓ ８上にｎ電極８
としてＡｕＧｅＮｉとＡｕを各々２５００人蒸着して５
００’Ｃで３分間アロイする。その後各レーザを独立に
駆動できるようにするため、エツチングで分離溝１３を
作製する。
としてＡｕＧｅＮｉとＡｕを各々２５００人蒸着して５
００’Ｃで３分間アロイする。その後各レーザを独立に
駆動できるようにするため、エツチングで分離溝１３を
作製する。
基板１側はＡｕＺｎを２５００人蒸着し、４００６Ｃで
３分間アロイしてＰ電極７とする。
３分間アロイしてＰ電極７とする。
以上のように構成された半導体レーザアレイに、リード
線１２を通して電流を流し、３個同時に発振させた時の
スペクトルを第４図に示す。リッジの幅が異なっている
ため、各レーザの発振波長が異なシ、３波長アレイが実
現できていることがわかる。発振波長は、活性層４のＡ
ｄ混晶比と、リッジの幅、活性層の成長時間等で決まる
。
線１２を通して電流を流し、３個同時に発振させた時の
スペクトルを第４図に示す。リッジの幅が異なっている
ため、各レーザの発振波長が異なシ、３波長アレイが実
現できていることがわかる。発振波長は、活性層４のＡ
ｄ混晶比と、リッジの幅、活性層の成長時間等で決まる
。
以上のように本実施列によれば、リッジの幅を各レーザ
において異ならせることにょシ、液相エピタキシャル成
長によって多波長レーザアレイを容易に実現することが
できる。
において異ならせることにょシ、液相エピタキシャル成
長によって多波長レーザアレイを容易に実現することが
できる。
発明の効果
以上のように本発明は、多波長レーザアレイを簡単に液
相エピタキシャル成長で作製することができ、その実用
的効果は大なるものがある。
相エピタキシャル成長で作製することができ、その実用
的効果は大なるものがある。
第１図は、本発明の一実施例における半導体レーザアレ
イ装置の構造を示す斜視図、第２図は作製プロセスを示
した工程図、第３図はリッジの幅に対する活性層の厚さ
の依存性を示す特性図、そして第４図は本発明の半導体
レーザアレイの発振スペクトルを示す特性図である。 １・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・・ｎ型Ｇ
ａＡｓ層、３・・・・・Ｐ 型ＡｌＯ，ｓ Ｇａ（１，
５Ａｓクラッド層、４・・・・・・ノンドープＡｌｏ、
、Ｇａｏ、Ａｓ活性層、５−・−ｎ型ムｌＯ，５Ｇａｏ
５Ａｓクラッド層、６・・・・・・ｎ型ＧａＡｓコンタ
クト層、７・・・・・−Ｐ電極、８・・・・・・ｎ電極
、９・・パ°°メサ・１ｏ・・・・・・リッジ、１１・
中・・Ｖ溝、１２・・・・・・リード線、１３・・・・
・分離溝。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
Ｐ−らΔ、基楢 ２．６−・ｎ−Ｇ釦む ５−−−ｎ・ＡＩＧＪｓ ９−−−メ丈 １０−−リッチ ｊｆ−−−ｙ溝 第３図 第４図 Ｗ＋冨５ｐｍ ｗ２閣ｔ５ρｍ Ｗ３ｔｔ４０ρｍ 光４長メ長入（ｎｍｌ
イ装置の構造を示す斜視図、第２図は作製プロセスを示
した工程図、第３図はリッジの幅に対する活性層の厚さ
の依存性を示す特性図、そして第４図は本発明の半導体
レーザアレイの発振スペクトルを示す特性図である。 １・・・・・Ｐ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・・ｎ型Ｇ
ａＡｓ層、３・・・・・Ｐ 型ＡｌＯ，ｓ Ｇａ（１，
５Ａｓクラッド層、４・・・・・・ノンドープＡｌｏ、
、Ｇａｏ、Ａｓ活性層、５−・−ｎ型ムｌＯ，５Ｇａｏ
５Ａｓクラッド層、６・・・・・・ｎ型ＧａＡｓコンタ
クト層、７・・・・・−Ｐ電極、８・・・・・・ｎ電極
、９・・パ°°メサ・１ｏ・・・・・・リッジ、１１・
中・・Ｖ溝、１２・・・・・・リード線、１３・・・・
・分離溝。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
Ｐ−らΔ、基楢 ２．６−・ｎ−Ｇ釦む ５−−−ｎ・ＡＩＧＪｓ ９−−−メ丈 １０−−リッチ ｊｆ−−−ｙ溝 第３図 第４図 Ｗ＋冨５ｐｍ ｗ２閣ｔ５ρｍ Ｗ３ｔｔ４０ρｍ 光４長メ長入（ｎｍｌ
Claims (2)
- （１）複数個のストライプ状凸部を有する半導体基板上
に、前記凸部の上方に前記凸部に達する深さのストライ
プ状の溝を有し、前記溝の両側に前前記凸部ごとに異な
る幅のリッジを有するとともに前記半導体基板と異なる
導電型の半導体層が形成され、前記半導体層の上に活性
層を含むダブルヘテロ接合が形成されていることを特徴
とする半導体レーザアレイ装置。 - （２）一導電型半導体基板上に複数個のストライプ状凸
部を形成する工程と、前記半導体基板上に反対導電型の
半導体層を形成する工程と、前記半導体層を通して前記
凸部に達するストライプ状の溝を形成する工程と、前記
各凸部毎に異なる幅を有するリッジを形成する工程と、
前記半導体層上に活性層を含む複数の半導体層を液相エ
ピタキシャル法により形成する工程とを有する半導体レ
ーザアレイ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18214985A JPS6242592A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18214985A JPS6242592A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6242592A true JPS6242592A (ja) | 1987-02-24 |
Family
ID=16113212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18214985A Pending JPS6242592A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザアレイ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6242592A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297885A2 (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Integrated semi conductor laser device |
| JPH01145159U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-05 | ||
| JPH01145160U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-05 | ||
| EP0634823A1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor laser array with reduced crosstalk and method of making the same |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP18214985A patent/JPS6242592A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0297885A2 (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Integrated semi conductor laser device |
| JPH01145159U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-05 | ||
| JPH01145160U (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-05 | ||
| EP0634823A1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor laser array with reduced crosstalk and method of making the same |
| BE1007282A3 (nl) * | 1993-07-12 | 1995-05-09 | Philips Electronics Nv | Opto-electronische halfgeleiderinrichting met een array van halfgeleiderdiodelasers en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| US5805630A (en) * | 1993-07-12 | 1998-09-08 | U.S. Philips Corporation | Optoelectronic semiconductor device with an array of semiconductor diode lasers and method of manufacturing such a device |
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