JPS6265391A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS6265391A JPS6265391A JP20599185A JP20599185A JPS6265391A JP S6265391 A JPS6265391 A JP S6265391A JP 20599185 A JP20599185 A JP 20599185A JP 20599185 A JP20599185 A JP 20599185A JP S6265391 A JPS6265391 A JP S6265391A
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- Japan
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- current
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- waveguide
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- semiconductor laser
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- Pending
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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】
く技術分野〉
本発明は、共振器の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の改良技術に関するものである
。
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の改良技術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つに、光出射面
となる共振器端面の劣化があることはよく知られている
。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構造、さらには端面を電
流非注入領域とじジュール熱の発生を抑制するといった
構造が考えられている。第３図（イ）（Ｂ）は、ＶＳ工
Ｓ構造型半導体レーザ素子の共振器導波路端面近傍を電
流非注入領域とした構造の１例を示す斜視図及びｘ−ｘ
’断面図である。Ｐ型ＧａＡｓ基板１１上にｎ型ＧａＡ
ｓ電流狭搾層１２が設けられ、電流狭搾層１２の７字チ
ャネル溝で電流通路が開通されている。この上にＰ型Ｇ
ａ ｒ −ｙ Ａ ｊ’ ｙ Ａ ｓクラッド層１３
゜Ｇ ａ １− ｘ Ａ ｌ ｘ Ａ ｓ活性層１４．
ｎ型Ｇ ａ ｌ＋＋ ｙ Ａ ｌ ｙ Ａ ｓクラッド
層１５．ｎ型ＧａＡｓキャップ層１６か順次堆積されて
いる。
となる共振器端面の劣化があることはよく知られている
。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構造、さらには端面を電
流非注入領域とじジュール熱の発生を抑制するといった
構造が考えられている。第３図（イ）（Ｂ）は、ＶＳ工
Ｓ構造型半導体レーザ素子の共振器導波路端面近傍を電
流非注入領域とした構造の１例を示す斜視図及びｘ−ｘ
’断面図である。Ｐ型ＧａＡｓ基板１１上にｎ型ＧａＡ
ｓ電流狭搾層１２が設けられ、電流狭搾層１２の７字チ
ャネル溝で電流通路が開通されている。この上にＰ型Ｇ
ａ ｒ −ｙ Ａ ｊ’ ｙ Ａ ｓクラッド層１３
゜Ｇ ａ １− ｘ Ａ ｌ ｘ Ａ ｓ活性層１４．
ｎ型Ｇ ａ ｌ＋＋ ｙ Ａ ｌ ｙ Ａ ｓクラッド
層１５．ｎ型ＧａＡｓキャップ層１６か順次堆積されて
いる。
とのレーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ電流狭搾層１２が共振
器導波路端面近傍のみ中央部より厚くなるようにＰ型Ｇ
ａＡｓ基板１１をエツチング処理しており、ｎ型ＧａＡ
ｓ電流狭搾層１２をＧａＡｓ基板１１に成長させた後、
ストライプ状の７字チャネル溝をエツチングにより形成
して電流狭搾層１２を溝に沿って除去しても、共振器導
波路端面に対応する溝の端部のみｎ型ＧａＡｓ電流狭搾
層１２は除去されず、従ってこの部分は、電流通路が開
通されることなく電流非注入領域となる。このために、
ジ、−ル熱による端面の劣化分防止することができる。
器導波路端面近傍のみ中央部より厚くなるようにＰ型Ｇ
ａＡｓ基板１１をエツチング処理しており、ｎ型ＧａＡ
ｓ電流狭搾層１２をＧａＡｓ基板１１に成長させた後、
ストライプ状の７字チャネル溝をエツチングにより形成
して電流狭搾層１２を溝に沿って除去しても、共振器導
波路端面に対応する溝の端部のみｎ型ＧａＡｓ電流狭搾
層１２は除去されず、従ってこの部分は、電流通路が開
通されることなく電流非注入領域となる。このために、
ジ、−ル熱による端面の劣化分防止することができる。
しかしながら、端面近傍を電流非注入領域とすると、こ
の部分が可飽和吸収体として動き、素子の駆動電流−光
出力特性（Ｉ−Ｌ特性）は、第４図（Ｃ示すように、非
直線性を有するものとなる。
の部分が可飽和吸収体として動き、素子の駆動電流−光
出力特性（Ｉ−Ｌ特性）は、第４図（Ｃ示すように、非
直線性を有するものとなる。
このようなＩ−Ｌ特性の非直線性は、半導体レーザを注
入電流で変調する場合に変調歪カニ発生する等の問題が
生じ、光通信が情報処理等に応用した場合に大きな障害
となる・ 〈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
ることにより、レーザ素子のＩ−Ｌ特性を改善し、端面
近傍のレーザ光導波路でジュール熱の発生が少なく、Ｉ
−Ｌ特性の直線性が良好な長寿命の半導体レーザ素子を
提供することを目的とする。
入電流で変調する場合に変調歪カニ発生する等の問題が
生じ、光通信が情報処理等に応用した場合に大きな障害
となる・ 〈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
ることにより、レーザ素子のＩ−Ｌ特性を改善し、端面
近傍のレーザ光導波路でジュール熱の発生が少なく、Ｉ
−Ｌ特性の直線性が良好な長寿命の半導体レーザ素子を
提供することを目的とする。
〈実施例〉
以丁、本発明の１実施例についてＡＪＧａＡｓ 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。第１
図人、 （Ｂ） 、 （Ｃｉは、本発明の１実施例の説
明に供するｌ素子分の製造工程図である。
体レーザ素子を例にとって図面とともに詳説する。第１
図人、 （Ｂ） 、 （Ｃｉは、本発明の１実施例の説
明に供するｌ素子分の製造工程図である。
まず、Ｐ型ＧａＡｓ基板３１の成長面に第１図人で示す
ような１対の陥没部をエツチングにより形成する。この
陥没部はこの上に成長形成される２流狭搾層をこの部分
で厚く成長させるためのものであシ、後述する共振器端
面の窓領域に対応する位置のＧａＡｓ基板３１縁部に形
成される。また、陥没部の幅は後述するチャネル溝の幅
よりも充分に広くする。
ような１対の陥没部をエツチングにより形成する。この
陥没部はこの上に成長形成される２流狭搾層をこの部分
で厚く成長させるためのものであシ、後述する共振器端
面の窓領域に対応する位置のＧａＡｓ基板３１縁部に形
成される。また、陥没部の幅は後述するチャネル溝の幅
よりも充分に広くする。
次に、この上に逆極性となるｎ型ＧａＡｓ’ｌｔ流狭搾
層３２を液相エピタキシャル成長法で成長させた後、第
１図（Ｂｌに示す如くレーザ発振のための′直流通路と
なるストライプ状のＶ字チャネル溝３３を上記陥没部中
央を結ぶ方向に１本形成し、次にこのＶ字チャネル溝３
３の両端部左右位置に発光ダイオード（ＬＥＤ）動作部
となるＶ字溝３４を４本形成する。Ｖ字チャネル溝３３
及びＶ字溝３４は全て電流狭搾層３２よりも深く形成し
ＧａＡｓ基板３１か各溝底で露呈するようにエツチング
形成する。但し、ＧａＡｓ基板３１に形成された陥没部
上に堆積された電流狭搾層３２は厚いためＶ字チャネル
溝３３で貫通されることなく残存し、Ｖ字チャネル溝３
３の陥没部以外の中央部では電流狭搾層３２が貫通され
てＧａＡｓ基板３１が露呈されている。従って、レーザ
発振のための電流通路はＶ字チャネル溝３３によって電
流狭搾層３２が除去された中央部のみに形成されること
となる。
層３２を液相エピタキシャル成長法で成長させた後、第
１図（Ｂｌに示す如くレーザ発振のための′直流通路と
なるストライプ状のＶ字チャネル溝３３を上記陥没部中
央を結ぶ方向に１本形成し、次にこのＶ字チャネル溝３
３の両端部左右位置に発光ダイオード（ＬＥＤ）動作部
となるＶ字溝３４を４本形成する。Ｖ字チャネル溝３３
及びＶ字溝３４は全て電流狭搾層３２よりも深く形成し
ＧａＡｓ基板３１か各溝底で露呈するようにエツチング
形成する。但し、ＧａＡｓ基板３１に形成された陥没部
上に堆積された電流狭搾層３２は厚いためＶ字チャネル
溝３３で貫通されることなく残存し、Ｖ字チャネル溝３
３の陥没部以外の中央部では電流狭搾層３２が貫通され
てＧａＡｓ基板３１が露呈されている。従って、レーザ
発振のための電流通路はＶ字チャネル溝３３によって電
流狭搾層３２が除去された中央部のみに形成されること
となる。
次に、この上に第１図（Ｃ）に示す如くＰ型Ｇａ、、Ａ
ｔｙＡｓ クラッド層３５ 、 Ｇａ 、 −ｘＡＩ
！ＸＡｓ（ｙ＞ｘ）活性層３６、ｎ型Ｇａ、−ｙＡｌｙ
Ａｓクラッド層３７．ｎ型ＧａＡｓキャップ層３８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。基板３１及びキャップ層３８にはそ
れぞれＰｆＩ１１電極、ｎ側電極（図示せず）を形成し
、最後に分間法によって個々の素子に分離する。
ｔｙＡｓ クラッド層３５ 、 Ｇａ 、 −ｘＡＩ
！ＸＡｓ（ｙ＞ｘ）活性層３６、ｎ型Ｇａ、−ｙＡｌｙ
Ａｓクラッド層３７．ｎ型ＧａＡｓキャップ層３８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。基板３１及びキャップ層３８にはそ
れぞれＰｆＩ１１電極、ｎ側電極（図示せず）を形成し
、最後に分間法によって個々の素子に分離する。
上記構造より成る半導体レーザ素子において、Ｐ側及び
ｎ側電極より電流を注入すると、ＧａＡｓ基板３１上に
電流狭搾層３２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、溝３３゜３４によって電流狭搾層３２
か除去された部分のみに集中して電流か流れることとな
る。Ｖ字チャネル溝３３の直上の活性層３６では導波路
が形成かつ１開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。共振端面近傍の窓領域では電流通
路が形成されないため電流非注入領域となって光吸収作
用か生じる。
ｎ側電極より電流を注入すると、ＧａＡｓ基板３１上に
電流狭搾層３２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、溝３３゜３４によって電流狭搾層３２
か除去された部分のみに集中して電流か流れることとな
る。Ｖ字チャネル溝３３の直上の活性層３６では導波路
が形成かつ１開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。共振端面近傍の窓領域では電流通
路が形成されないため電流非注入領域となって光吸収作
用か生じる。
一方、Ｖ字チャネル溝３３の左右端４ケ所に位置するＶ
字溝３４より注入された電流により直上の活性層３６は
ＬＥＤとして動作し、光を放出する。ただしこの部分は
共振面をもたないため、レーザとして動作することはな
く、放出光は活性層３６内を伝搬してレーザ発振導波路
の窓領域へ注入される。
字溝３４より注入された電流により直上の活性層３６は
ＬＥＤとして動作し、光を放出する。ただしこの部分は
共振面をもたないため、レーザとして動作することはな
く、放出光は活性層３６内を伝搬してレーザ発振導波路
の窓領域へ注入される。
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動作動作数出光を注入して励起することによ
り、レーザ発撮動作部のレーデ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。窓領域へは活性
層３６の左右双方向よりＬＥＤ光か注入されるため、光
量の均衡が維持され、レーザ発振の横モード特性を不安
定にすることもなく、高出力のレーザ光を取り出すこと
ができる。
域にＬＥＤ動作動作数出光を注入して励起することによ
り、レーザ発撮動作部のレーデ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。窓領域へは活性
層３６の左右双方向よりＬＥＤ光か注入されるため、光
量の均衡が維持され、レーザ発振の横モード特性を不安
定にすることもなく、高出力のレーザ光を取り出すこと
ができる。
上記構造の半導体レーザ素子のＩ−Ｌ特性を第２図に示
す。
す。
第２図よシ明らか々如く、通常の半導体レーザ素子と同
様なＩ−Ｌ特性の直線性を有し、Ｉ−Ｌ特性か大幅に改
善される。また、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。
様なＩ−Ｌ特性の直線性を有し、Ｉ−Ｌ特性か大幅に改
善される。また、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、ＡＩ！ＧａＡｓ系半導体レーザ素
子を例にとって説明したが、ＩｎＧａＡｓＰ系等他の結
晶材料でも本発明を適用することはできる。
子を例にとって説明したが、ＩｎＧａＡｓＰ系等他の結
晶材料でも本発明を適用することはできる。
〈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４面近傍を電流非注入
領域とし、ジュール熱による端面劣化を防止するととも
に、該領域がＬＥＤｌｂ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なり、直線性の
良好なＩ−Ｌ特性が得られる。
半導体レーザ素子の共振器導波路４面近傍を電流非注入
領域とし、ジュール熱による端面劣化を防止するととも
に、該領域がＬＥＤｌｂ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なり、直線性の
良好なＩ−Ｌ特性が得られる。
第１図は、本発明の１実施例の説明に供する半導体レー
ザ素子の各與造過程における外観斜視図である。 第２図は第１図に示す半導体レーザ素子の駆動電流−光
出力％性図である。 第３図は従来の端面電流非注入型半導体レーザ素子の斜
視図及びｘ−ｘ’断面図である。 第４図は第３図に示す半導体レーザ素子の駆動電流−光
出力特性図である。 ３１ ・Ｐ型ＧａＡｓ基板、 ３２ ・−ｎ型ＧａＡｓ
電流狭搾層、 ３３・・・ストライブ状７字チャネル溝
３４−Ｖ字溝、 ３５−Ｐ型ＡｌｙＧａ ｓ −
ｙＡｓクラッド層、 ３６ ＝・Ａ Ｊ’ ｘ Ｇ
ａ ｒ −ｘ Ａ ｓ活性層、３７− ｎ型Ａｌ！ｙＧ
ａ、−ｙＡｓ クラッド層、３８ ・ｎ型ＧａＡｓキャ
ップ層。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）（Ａ） ＣＢ） 第１図 （Ｃ） 第１図 湿動改流
ザ素子の各與造過程における外観斜視図である。 第２図は第１図に示す半導体レーザ素子の駆動電流−光
出力％性図である。 第３図は従来の端面電流非注入型半導体レーザ素子の斜
視図及びｘ−ｘ’断面図である。 第４図は第３図に示す半導体レーザ素子の駆動電流−光
出力特性図である。 ３１ ・Ｐ型ＧａＡｓ基板、 ３２ ・−ｎ型ＧａＡｓ
電流狭搾層、 ３３・・・ストライブ状７字チャネル溝
３４−Ｖ字溝、 ３５−Ｐ型ＡｌｙＧａ ｓ −
ｙＡｓクラッド層、 ３６ ＝・Ａ Ｊ’ ｘ Ｇ
ａ ｒ −ｘ Ａ ｓ活性層、３７− ｎ型Ａｌ！ｙＧ
ａ、−ｙＡｓ クラッド層、３８ ・ｎ型ＧａＡｓキャ
ップ層。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）（Ａ） ＣＢ） 第１図 （Ｃ） 第１図 湿動改流
Claims (1)
- １、レーザ発振用導波路の両端に電流の注入されない窓
領域を連結し、該窓領域に光を注入する発光ダイオード
部を形設した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 |
|---|---|---|---|
| JP20599185A JPS6265391A (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20599185A JPS6265391A (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265391A true JPS6265391A (ja) | 1987-03-24 |
Family
ID=16516092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20599185A Pending JPS6265391A (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265391A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964135A (en) * | 1988-07-22 | 1990-10-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| US6657653B2 (en) | 2000-06-21 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Electric photograph system |
-
1985
- 1985-09-17 JP JP20599185A patent/JPS6265391A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964135A (en) * | 1988-07-22 | 1990-10-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
| US5045500A (en) * | 1988-07-22 | 1991-09-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser |
| US6657653B2 (en) | 2000-06-21 | 2003-12-02 | Hitachi, Ltd. | Electric photograph system |
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