JPS6273690A - 半導体レ−ザ−素子 - Google Patents

半導体レ−ザ−素子

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JPS6273690A
JPS6273690A JP60213519A JP21351985A JPS6273690A JP S6273690 A JPS6273690 A JP S6273690A JP 60213519 A JP60213519 A JP 60213519A JP 21351985 A JP21351985 A JP 21351985A JP S6273690 A JPS6273690 A JP S6273690A
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JP
Japan
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gaas
region
mode
optical guide
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JP60213519A
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English (en)
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Naohiro Suyama
尚宏 須山
Kousei Takahashi
向星 高橋
Saburo Yamamoto
三郎 山本
Toshiro Hayakawa
利郎 早川
Masafumi Kondo
雅文 近藤
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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    • H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
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    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/3428—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers layer orientation perpendicular to the substrate

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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〉 本発明は分子線エピタキシー法（以下、ＭＢＥ法という
）あるいは有機金属化学析出法（以下、ＭＯＣＶＤ法と
いう）を用いて製作可能な縦モード及び横モードの安定
化機構を有する半導体レーザー素子に関する。
〈従来の技術〉 近年、コンパクトディスクプレーヤー、ビデオディスク
プレーヤー、光デイスクファイル等の半導体レーザー素
子の応用分野が急速に広がっている。これらの応用に対
して、半導体レーザー素子としては、安定な光学特性を
確保するため、通常、屈折率導波機構を有する素子が用
いられる。この屈折率導波機構により、半導体レーザー
の横モードは極めて安定化され、上述の各種の応用機器
は高変の性能と安定性を発揮するに至っている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 Ｆ述以外の他の応用機器、たとえばレーザービームプリ
ンターや各種の計測機器等に対しては、横モードばかり
ではな（、レーザーの縦モードについても高い安定性が
要求されるが、これに関しては屈折率導波機構のみでは
充分な安定性は得られていない。一方、この縦モードの
安定化については、ＤＦＢ、ＤＢＲと呼ばれる分布帰還
型の構造が提案されているが、Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　／　Ｇ
　ａ　Ａ　Ｉ　Ａ　ｓ系の材料についてはＡ／を含む領
域の表面が酸化しやすく、回折格子を形成したＧａＡ＆
！Ａｓ上への再成長が非常に困難であるとう問題があり
、実用化に至っていない。
〈問題点を解決する為の手段〉 本発明は、Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板上に第１クラッド層。
活性層、光ガイド屓並びに第２クラッド屓を有するレー
ザー動作領域を形成してなる半導体レーザー素子におい
て、上記光ガイド層と上記第２クラッド屓との界面のレ
ーザー活性領域直上のストライプ状領域を除いた領域に
レーザー共振器端面に平行なＧａＡｓからなる細い帯状
領域が周期的に形成されてなることを特徴とする。
〈実施例〉 第１図は本実施例の半導体レーザー素子の模式的な構造
を示し、ＧａＡｓ基板１上に第１クラッド屓２．活性層
３．光ガイド屓４．ｎ−ＧａＡＳ屓５．第２クラッド層
８並びに電極層９が形成され、第２クラッド層８と電極
層９にわたってレーザー共振器端面と垂直方向にストラ
イプ状のＺｎ拡散領域１０が形成されている。ｎ　−Ｇ
　ａ　Ａ　ｓ層５は、光ガイド屓４と第２クランド屓８
との界面のレーザー活性領域前−１二のＺｎ拡散領域１
０を除いた領域でレーザー共振器端面に平行な細い帯状
領域を周期的に形成している。１１はｐ電極、１２はｎ
電極である。
以下、この半導体レーザー素子の作製法について説明す
る。まず、第２図に示すように、ｎ　−ＧａＡｓ基板１
１にＭＢＥ法によりｎ　−Ｇ　ａｏ、ｂｓＡ　１ｏ３ｑ
Ａｓ第３ｑラッド層２を１．５ｐｍ厚、　Ｇ　ａ　ｏ、
’１３　Ａ　（！　ｏ、ａ’？ＡＳ活性屓３活性００人
厚、　　ｐ　　Ｇ　ａａｇ　Ａ　ｌａｘ”；　Ａ　Ｓ光
ガイド屓４を１０００人厚、ｎ−ＧａＡｓ層５を１５０
０人厚、ｎ−Ｇａｏ、ｔＡ６ｏ、ｚＡｓＡｓ蒸発防止層
６０人７並びにｎ−〇ａＡｓ酸化防止屓７を５０人７並
順次形成する。
次に、上述のように形成したウェハーをＭＢＥ装置より
取り出した後、第３図と第４図（第３図のＡ−Ａ’断面
）に示すように、フォトリソグラフィ技術によりｎ−Ｇ
ａＡｓ１５．ｎ−ＧａａｓＡｌｏ２゜Ａｓ蒸発防止層６
並びにｎ−ＧａＡｓ酸化防止屓７に対して、発光領域を
限定する幅２μｍのストライプ状の溝部１３をウェハー
の両端面１４．１５と垂直方向に形成するとともに、回
折格子の役割を果たす多数のＧａＡｓの細い帯状領域か
らなる周期構造１６を形成する。この周期構造１６の細
い帯状領域は、端面１４．１５と平行な方向に形成され
、その周期はたとえば３４００人である。
この場合、後の２回目の成長にそなえて、Ｉ）　　Ｇａ
ａｑ５Ａ　！！ｏ、ｔｖＡ　ｓ光ガイド層４上面の酸化
を防ぐため、ｎ−ＧａＡｓ層５の周期構造の底部を１０
０〜５００人程度０厚さで残しておく。
続いて、このウェハーを再びＭＢＢ装置に導入した後、
砒素分子線を照射しつつ基板温度を上昇させ、ｎ−Ｇａ
　Ａ　ｓ酸化防止層７とｎ−ＧａＡｓ層５の底部を蒸発
させる。このとき、ｎ　　Ｇ　ａ　ａｌＩＡ　ｌｏ、ｔ
Ａｓ蒸発防止層６の存在により、その下の領域のｎ−Ｇ
ａＡｓ層５は蒸発しない。次に、第５図と第６図（第５
図のＢ−Ｂ’断面）に示すように、ｐ　−Ｇ　ａａ６ｙ
Ａ　ｌａ、ｈｇＡ　ｓ第２クラッドＪｉｆ８．ｎ−Ｇａ
Ａｓ電極層９を順次成長した後、ＭＢＥ装置より取り出
し、ｎ−ＧａＡｓ電極層９の表面よりｐ−Ｇ　ａｏ６Ｊ
Ａ　ｊ！ｏ３ｙＡ　ｓ第２クラッド屓８にわたってスト
ライプ状にＺｎ拡散領域１０を形成し、さらに、ｎ　　
ＧａＡｓ？ｉｉ層９（員１１にｐ電極１１．ｎ−Ｇ　ａ
　Ａ　ｓ基板ｌ側にｎ電極１２をそれぞれ形成する。
上述のように構成した半導体レーザー素子においては、
闇値電流１３０ｍＡで発振が得られ、このとき、回折格
子を形成するローＧ　ａ　Ａ　ｓ屓５は、横基本モード
に対する吸収は小さいが、横高次モードに対しては大き
な吸収を有するため、この効果により、発振は非常に安
定な横基本モードで生じた。さらに、ｎ−ＧａＡｓ層５
からなる回折格子の働きにより、縦モードが極めて安定
しており、発振は波長８１１　ｎｍの単一モードで生じ
、出力が５ｍＷまで同−縮モードを維持し、また、温度
変化に対しても安定であり、駆動電流を２００ｍＡに固
定したとき、１５°Ｃから４５゛Ｃまでモードホップは
観測されず、安定な縦単一モード発振が１４られた。
なお、本発明は結晶成長法としてＭＢＥ法あるいはＭＯ
ＣｖＤ法を用い”ζおり、したがって、活性層として多
重量子井戸などの構造を用いることが０１能であり、こ
れによりさらに特性の向トが達成できることは言うまで
もない。
〈効果〉 以、Ｊ：説明したように、本発明の半導体レーザー素子
においては、！／−ザー共振器端面に平ｊテなＧａＡｓ
からなる細い帯伏領域を周期的に形成したことにより、
横モード占ともに縦モードが安定化され、発振波長８０
０　ｎｍの近傍において良好な特性を有し、しかも、作
製が容易である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の半導体レーザー素子の模式的な
構造を示す斜視図、第２図、第３図並びに第５図は本発
明実施例の半導体レーザー素子の炸裂時の模式的な構造
を示す正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ’断面構造を示
す図、第６図は第５図のＢ−Ｂ’断面構造を示す図であ
る。 １−　ｎ−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板 ２−−ｎ−Ｇ　ａＤｔｒＡムｙｒＡｓ第１クラッド層３
−−Ｇ　ａｏ、ｑ３Ａ　ｌ！ｏＱｑＡ　ｓ活性層４−−
ｐ　−Ｇ　ａｏｑＬ−Ａ　７！ｏ、ｉｓＡ　ｓ光ガイド
Ｉ＠５−ｎ−ＧａＡｓ１’ｉ ３’−−−ｐ　−Ｇ　ａｏ、ｂ５Ａ　ｌ！ｏ３ｓＡ　Ｓ
第２クラッド屓１０−Ｚ　ｎ拡散領域 １４．１５一端面 １６・−周期構造 特許出願人　　　　　シャープ株式会社代　理　人　　
　　　弁理士内　［ｌ　新Ａ Ｌ、Ｂ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ＧａＡｓ基板上に第１クラッド層、活性層、光ガイド層
    並びに第２クラッド層を有するレーザー動作領域を形成
    してなる半導体レーザー素子において、上記光ガイド層
    と上記第２クラッド層との界面のレーザー活性領域直上
    のストライプ状領域を除いた領域にレーザー共振器端面
    に平行なＧａＡｓからなる細い帯状領域が周期的に形成
    されてなることを特徴とする半導体レーザー素子。
JP60213519A 1985-09-26 1985-09-26 半導体レ−ザ−素子 Pending JPS6273690A (ja)

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