JPS6286783A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS6286783A JPS6286783A JP22624385A JP22624385A JPS6286783A JP S6286783 A JPS6286783 A JP S6286783A JP 22624385 A JP22624385 A JP 22624385A JP 22624385 A JP22624385 A JP 22624385A JP S6286783 A JPS6286783 A JP S6286783A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、光情報処理用半碑体レーザに関するものであ
る。
る。
（従来の技術）
光ｔＷ報処理用半導体レーザの中でも、ビデオディスク
や光デイスク上の就み取り用元源として使用する場会に
は、雑音時性、荷に戻り元に酵起きれる雑音の特性が問
題となる。半導体レーザの戻り光誘起雑音を低減するた
めに、槌々の方法が試みられているが中でも出力コヒー
レンスの低減は待に有、効である。
や光デイスク上の就み取り用元源として使用する場会に
は、雑音時性、荷に戻り元に酵起きれる雑音の特性が問
題となる。半導体レーザの戻り光誘起雑音を低減するた
めに、槌々の方法が試みられているが中でも出力コヒー
レンスの低減は待に有、効である。
従来、この方法のひとつとして尚藺波嵐畳による半導体
レーザの低雑音化が大石、茅根、中村。
レーザの低雑音化が大石、茅根、中村。
尾島により１９８３年秋季応用物理学関係遅合講演会予
桶集１０２頁２６ａ−Ｐ−６”高周波重畳による半導体
レーザの低雑音化と縦モード特性”において提案されＭ
効である争が示されていた。
桶集１０２頁２６ａ−Ｐ−６”高周波重畳による半導体
レーザの低雑音化と縦モード特性”において提案されＭ
効である争が示されていた。
これに対して従来自励振動を生じさせ縦モードｔ−マル
チ化して低雑音化する半導体レーザが、鈴木、松本、田
村、渡辺、栗原により電子通信学会ｔｆｆｉ術１１１告
、光童子エレクトロニクスＯＱｇｓ４−５７．３９頁”
１３８８レーザの雑ｆ吋性と自己パルス変調の磯＃４”
において提案され試みられていた。
チ化して低雑音化する半導体レーザが、鈴木、松本、田
村、渡辺、栗原により電子通信学会ｔｆｆｉ術１１１告
、光童子エレクトロニクスＯＱｇｓ４−５７．３９頁”
１３８８レーザの雑ｆ吋性と自己パルス変調の磯＃４”
において提案され試みられていた。
この従来の半導体レーザの構造は第８図に示すように、
Ｐ−ＧａＡｓ基板１にｎ−ＧａＡｓ層３２゜ＡＩｏ、４
５Ｇａ０．５５Ａｓ／ｌｌ３３． ｎ−ＧａＡｓ層３４
、ＡＡｌｏ、４５ＧａＯ，５５Ａｓ３５およびｎ−Ｇａ
Ａｓ層３６からなる層構造を成長した後、Ｔ字状の隣を
形成し１次にこの溝ｔ″Ｐ−ＡＪ０．３５ＧａＯ，６５
ＡｓＰ−ＡＪ０．３５ＧａＯ，６５Ａｓクラ−ＡＡ！
０．１８ Ｇａ Ｏ，３７Ａｓ活性層３８．ｎ−Ａノ０
．３５ＧａＯ，６５Ａｓクラ、ド層およびｎ−Ｇ ａ
Ａ ｓキャ、グ層を形成した構造となっている。
Ｐ−ＧａＡｓ基板１にｎ−ＧａＡｓ層３２゜ＡＩｏ、４
５Ｇａ０．５５Ａｓ／ｌｌ３３． ｎ−ＧａＡｓ層３４
、ＡＡｌｏ、４５ＧａＯ，５５Ａｓ３５およびｎ−Ｇａ
Ａｓ層３６からなる層構造を成長した後、Ｔ字状の隣を
形成し１次にこの溝ｔ″Ｐ−ＡＪ０．３５ＧａＯ，６５
ＡｓＰ−ＡＪ０．３５ＧａＯ，６５Ａｓクラ−ＡＡ！
０．１８ Ｇａ Ｏ，３７Ａｓ活性層３８．ｎ−Ａノ０
．３５ＧａＯ，６５Ａｓクラ、ド層およびｎ−Ｇ ａ
Ａ ｓキャ、グ層を形成した構造となっている。
（発明が解決しようとする問題点）
上述した従来の尚周波型）ｉを用いる方法では、高周波
駆動回路の付加が必蒙であるばかシでなく、外部機構へ
尚周波が漏れる等の蝉害を伴なっている〇 一刀、自励振動を生じさせる従来の半導体レーザでは、
レーザ構造（層厚や溝幅など）に対して自励振動の特性
がきわめて敏感に依存する事が予想され、このため安定
な自動振動を示すデバイスの収率は低くなる欠点を有し
ている。
駆動回路の付加が必蒙であるばかシでなく、外部機構へ
尚周波が漏れる等の蝉害を伴なっている〇 一刀、自励振動を生じさせる従来の半導体レーザでは、
レーザ構造（層厚や溝幅など）に対して自励振動の特性
がきわめて敏感に依存する事が予想され、このため安定
な自動振動を示すデバイスの収率は低くなる欠点を有し
ている。
本発明の目的は、上記諸欠点と除去し、安定な自励振動
を生じ、低雑音４１ｉＦ性を持つと共に基本横モード発
振ｆｔ維持する制御性および８机性のすぐれた半導体レ
ーザを提案する事にある。
を生じ、低雑音４１ｉＦ性を持つと共に基本横モード発
振ｆｔ維持する制御性および８机性のすぐれた半導体レ
ーザを提案する事にある。
（問題を解決するための手段）
本発明の半導体レーザは、活性層を該右注層よシもバン
ドΦヤ、グの広い材質からなるクラ、ド層で挾んだダブ
ルヘテロ接合を有する共振益金構成する半纏体レーザに
おいて、該り２．ド層の一刀に隣接して形成された＠流
ブロック層と該電流ブロック層の該共振器の長て方向の
一部に設けられたストライプ伏のキャリア注入領域と該
活性層の該キャリア注入領域下とは異なる領域に設けら
れた吸収領域と該キャリア注入領域を垂直方向に含みか
つ該中ヤリア注入領域よシも広い幅をもち該共振器の長
て方向全体にわたって形成された実効的な屈折率分布領
域とを含み、該キャリア注入領域下の該活性層内の中ヤ
リア拡散長が該実効的な屈折率分布領域の幅と該中ヤリ
ア注入領域の幅との差の半分よりも短かいとともに、該
中ヤリア注入領域下の該活性層内のキャリアライフタイ
ムが該吸収領域のキャリアライ７タイムよシも艮いφを
特徴とする０ （実施例） 以下、図面金用いて本発明について説明する０第１図は
本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図のＡＡ’断
面図、第３図は第１図のＢＢ’断面図、第４図はＣＣ’
断面園である０まず１本実施例の製作を順に説明する０
第５図に示すように、ｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形Ａ
Ｊ０、５ Ｇａ ０．５ Ａｓ ｍ １クラッド層１１
を２．５μｍ。
ドΦヤ、グの広い材質からなるクラ、ド層で挾んだダブ
ルヘテロ接合を有する共振益金構成する半纏体レーザに
おいて、該り２．ド層の一刀に隣接して形成された＠流
ブロック層と該電流ブロック層の該共振器の長て方向の
一部に設けられたストライプ伏のキャリア注入領域と該
活性層の該キャリア注入領域下とは異なる領域に設けら
れた吸収領域と該キャリア注入領域を垂直方向に含みか
つ該中ヤリア注入領域よシも広い幅をもち該共振器の長
て方向全体にわたって形成された実効的な屈折率分布領
域とを含み、該キャリア注入領域下の該活性層内の中ヤ
リア拡散長が該実効的な屈折率分布領域の幅と該中ヤリ
ア注入領域の幅との差の半分よりも短かいとともに、該
中ヤリア注入領域下の該活性層内のキャリアライフタイ
ムが該吸収領域のキャリアライ７タイムよシも艮いφを
特徴とする０ （実施例） 以下、図面金用いて本発明について説明する０第１図は
本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図のＡＡ’断
面図、第３図は第１図のＢＢ’断面図、第４図はＣＣ’
断面園である０まず１本実施例の製作を順に説明する０
第５図に示すように、ｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形Ａ
Ｊ０、５ Ｇａ ０．５ Ａｓ ｍ １クラッド層１１
を２．５μｍ。
ｎ形ＡＩ ０．１５ Ｇａ ０．８５ Ａｓ活性層（ｎ
形嬢度ｎ＝１．５Ｘ１０’８ｃＩｒＬ ’）１２を０．
０８μｍ、Ｐ形ＡＩ０．４０ａＯ，６Ａｓ 渠２クラッ
ドノー１３を０．３μｍ。
形嬢度ｎ＝１．５Ｘ１０’８ｃＩｒＬ ’）１２を０．
０８μｍ、Ｐ形ＡＩ０．４０ａＯ，６Ａｓ 渠２クラッ
ドノー１３を０．３μｍ。
昼濃度ｎ形ＡｌＯ，５ＧａＯ，５Ａｓｉｌブｏツク層１
４を０．６μｍ、ｎ形ＧａＡｓ第２プロ、り層１５を１
．０μｍ Ｍ ＯＣＶ Ｄ法で連続成長させる。ＭＯＣ
ＶＤ法では薄膜成長が可能であり、かつ精密な膜厚制御
性に兼ね備えているので上記の７口き層構造ｔ−利呻よ
く成長する事ができる０ また、上記の如く活性層１２のｎ形濃度ｔ″１．５Ｘ１
０１８ｃｍ”にしておくとキャリアの拡散長は〜１μｍ
にする事ができる。またこの龜度のとき発光効率も最も
尚くなる事が同時に明らかになった０ 次にフォトレジスト法金行ない共振器の艮で方向全長に
幅４μｍのストライプ伏の窓金レジスト膜にあけ、この
レジスト膜ｔマスクとしてＧａ Ａ Ｓ第２プロ、り層
１５を工、チングして、ＡＪｏ、５０ａＯ，５Ａｓ
第１ブロツクＩ曽１４の上面を出す０上記レジスト膜：
と除去した後、再びフォトレジスト法全行ない、第６図
に示すように上記エツチング領域１隅の中心線と一致さ
せるように輻２μｍのストライプ状の窓７片方の反射面
から１００μｍはなして第１．第２プｃ１．り層１４．
１５上に設けられたレジスト［１６にあけ、このレジス
ト膜１６全マスクにしてＡｌＯ，５Ｕａ ０．５Ａｓ第
１ブロック層１４をエツチングしてＡＩｏ、 ４ Ｇａ
Ｏ，６Ａｓ第２クラッド層１３０表面を出す。次にレ
ジスト膜１６を除去した後、ｐ−形ＡｌＯ，４Ｇａ ０
．６ Ａｓ＠３クラッド層１７全１７０μｍ、ｎ形Ｇａ
Ａｓギャップ層１８を１．０μｍ連続成長させる０この
成長において従来から竹なわれている液相成長法では、
Ａｇ ｘ、Ｇａ ＋−ＸＡｓ層であるＡｌ）、４Ｇａ０
．６Ａｓ 第２クラ、ド１＠１３やＡＡ！ ０．５ Ｇ
ａＯ，５Ａｓ第１ブロック層１４の上にはいかなる欣柑
層も成長しないが、ＭＯＣＶＤ法では容易に成長させる
事ができる。時にこのＭＯＣＶＤ法において第３クラッ
ド層１７金成長する直前にＭＣＩ等のガスで成長する面
の表面を倣址にガスエツチングをすると成長素子の再現
性、信頼性を一段と向上させる事かでざる。
４を０．６μｍ、ｎ形ＧａＡｓ第２プロ、り層１５を１
．０μｍ Ｍ ＯＣＶ Ｄ法で連続成長させる。ＭＯＣ
ＶＤ法では薄膜成長が可能であり、かつ精密な膜厚制御
性に兼ね備えているので上記の７口き層構造ｔ−利呻よ
く成長する事ができる０ また、上記の如く活性層１２のｎ形濃度ｔ″１．５Ｘ１
０１８ｃｍ”にしておくとキャリアの拡散長は〜１μｍ
にする事ができる。またこの龜度のとき発光効率も最も
尚くなる事が同時に明らかになった０ 次にフォトレジスト法金行ない共振器の艮で方向全長に
幅４μｍのストライプ伏の窓金レジスト膜にあけ、この
レジスト膜ｔマスクとしてＧａ Ａ Ｓ第２プロ、り層
１５を工、チングして、ＡＪｏ、５０ａＯ，５Ａｓ
第１ブロツクＩ曽１４の上面を出す０上記レジスト膜：
と除去した後、再びフォトレジスト法全行ない、第６図
に示すように上記エツチング領域１隅の中心線と一致さ
せるように輻２μｍのストライプ状の窓７片方の反射面
から１００μｍはなして第１．第２プｃ１．り層１４．
１５上に設けられたレジスト［１６にあけ、このレジス
ト膜１６全マスクにしてＡｌＯ，５Ｕａ ０．５Ａｓ第
１ブロック層１４をエツチングしてＡＩｏ、 ４ Ｇａ
Ｏ，６Ａｓ第２クラッド層１３０表面を出す。次にレ
ジスト膜１６を除去した後、ｐ−形ＡｌＯ，４Ｇａ ０
．６ Ａｓ＠３クラッド層１７全１７０μｍ、ｎ形Ｇａ
Ａｓギャップ層１８を１．０μｍ連続成長させる０この
成長において従来から竹なわれている液相成長法では、
Ａｇ ｘ、Ｇａ ＋−ＸＡｓ層であるＡｌ）、４Ｇａ０
．６Ａｓ 第２クラ、ド１＠１３やＡＡ！ ０．５ Ｇ
ａＯ，５Ａｓ第１ブロック層１４の上にはいかなる欣柑
層も成長しないが、ＭＯＣＶＤ法では容易に成長させる
事ができる。時にこのＭＯＣＶＤ法において第３クラッ
ド層１７金成長する直前にＭＣＩ等のガスで成長する面
の表面を倣址にガスエツチングをすると成長素子の再現
性、信頼性を一段と向上させる事かでざる。
この後第７図に示すように、成長表面全面にＳｉＵ！［
１９ｉつけフォトレジスト法で第１ブロツク＃１４にあ
けたストライプ状の窓の共振器延長上で第１プロ、り層
１４の存在する１貝域にあたる成長表１上に幅５μｍ長
さ３０μｍのストライプ状の窓をあけｈ Ｚ ｒｒ ｔ
−高温度拡散して向濃ばＺｎ拡散領域２０を設ける。こ
のとき拡散７−ロンドは第１クラ、ド層１１内にくるよ
うにする。
１９ｉつけフォトレジスト法で第１ブロツク＃１４にあ
けたストライプ状の窓の共振器延長上で第１プロ、り層
１４の存在する１貝域にあたる成長表１上に幅５μｍ長
さ３０μｍのストライプ状の窓をあけｈ Ｚ ｒｒ ｔ
−高温度拡散して向濃ばＺｎ拡散領域２０を設ける。こ
のとき拡散７−ロンドは第１クラ、ド層１１内にくるよ
うにする。
こうしてＺｎを尚拠就拡散された領域２０の活性層１２
は不純物補償されたｐ形となり、この領域はパントチイ
ルのためバンドキャッフ゛がポロ少してお＃）％レーザ
発振光は吸収され、吸収領域２１になる。またこの吸収
領域２１は＾傭度の不純物のためその中ヤリアのライ７
タイムはＱ、５ｎｓｅｃｉ度になり、この外部の成長し
た“ままの活性層におけるキャリアのライフタイムの半
分以下になる事が確認きれた。
は不純物補償されたｐ形となり、この領域はパントチイ
ルのためバンドキャッフ゛がポロ少してお＃）％レーザ
発振光は吸収され、吸収領域２１になる。またこの吸収
領域２１は＾傭度の不純物のためその中ヤリアのライ７
タイムはＱ、５ｎｓｅｃｉ度になり、この外部の成長し
た“ままの活性層におけるキャリアのライフタイムの半
分以下になる事が確認きれた。
さらにこの拡故において、第１ブロック層１４を高磯度
のｎ形にしておき、拡散によっても不純物補償されずｎ
形のまま保たれるようにするとこのＺｎ拡散領域２０ｔ
−通って流れる無効電流を低減する事かでさる。
のｎ形にしておき、拡散によっても不純物補償されずｎ
形のまま保たれるようにするとこのＺｎ拡散領域２０ｔ
−通って流れる無効電流を低減する事かでさる。
久に、５ｉ０２膜１９を除去し、再び８１０２膜２２を
つけ、フォトレジスト法で前記第１ブロック層１４にス
トライプ状の窓のある領域にあたる成長表面上に幅２０
μｍのストライプ状の窓をあけ、Ｚｎを拡散してＺｎ拡
散領域２３を設ける。
つけ、フォトレジスト法で前記第１ブロック層１４にス
トライプ状の窓のある領域にあたる成長表面上に幅２０
μｍのストライプ状の窓をあけ、Ｚｎを拡散してＺｎ拡
散領域２３を設ける。
このとき拡散フロントは第３クラツドｒ＊ ｌ ７内第
２ブロック層近くにくるようＫする。
２ブロック層近くにくるようＫする。
次に上記Ｚｎ拡散表面にｐ形オーミックコンタクト２４
企つけ、基板１０側Ｋｎ形オーゼ、クコンタクト２５を
つけると本発明の一実施例の半導体レーザが得られる（
第１図、第２図、第３図。
企つけ、基板１０側Ｋｎ形オーゼ、クコンタクト２５を
つけると本発明の一実施例の半導体レーザが得られる（
第１図、第２図、第３図。
第４図）０
次に本実施例の動作について説明する０全ｄｒＪ砲極か
ら流入された′電流は％中ヤップ層１８゜第３クラッド
層１７と全面に広がって流れるが。
ら流入された′電流は％中ヤップ層１８゜第３クラッド
層１７と全面に広がって流れるが。
第３クラッド層１７に隣接して電気的極性の異なるｎ形
ＧａＡｓ第２ブロックｒｍ １５ 、ざらにこれに瞬接
してｎ形ｋｌ Ｏ，５（ｊａ Ｏ，５Ａｓ＠ １ブ０ツ
ク層１４があるため、電流は第１および第２のブロック
層１４．１５で阻止され、最終的にｎ形ＡＪ０．５Ｇａ
０．５ Ａｓ 第１）゛口、りｌ曽１４にあけたス
トライ１伏の窓からｐ形Ａｊ！ ０．４Ｇａ Ｏ，６Ａ
ｓ第２クラッド層１３ｔ−通って、ｎ形ＡＡ’ ０．１
５Ｇａ Ｏ，８５Ａｓ活性層１２に注入される。活性
層１２に注入された午ヤリアは活性層１２の水平横方向
に拡散していきオリ得分布を形成しレーザ発振を開始す
る。
ＧａＡｓ第２ブロックｒｍ １５ 、ざらにこれに瞬接
してｎ形ｋｌ Ｏ，５（ｊａ Ｏ，５Ａｓ＠ １ブ０ツ
ク層１４があるため、電流は第１および第２のブロック
層１４．１５で阻止され、最終的にｎ形ＡＪ０．５Ｇａ
０．５ Ａｓ 第１）゛口、りｌ曽１４にあけたス
トライ１伏の窓からｐ形Ａｊ！ ０．４Ｇａ Ｏ，６Ａ
ｓ第２クラッド層１３ｔ−通って、ｎ形ＡＡ’ ０．１
５Ｇａ Ｏ，８５Ａｓ活性層１２に注入される。活性
層１２に注入された午ヤリアは活性層１２の水平横方向
に拡散していきオリ得分布を形成しレーザ発振を開始す
る。
このとき、前述した様に活性層１２内のキャリア拡散長
が短かいため、利得分布は王に第１ブロック層１４にあ
けたストライプ状の窓下の活性層１２０部分に形成され
、またその形状は急峻になシ。
が短かいため、利得分布は王に第１ブロック層１４にあ
けたストライプ状の窓下の活性層１２０部分に形成され
、またその形状は急峻になシ。
その結果ストライプ状の窓の下の部分のみ利得が高くな
りその外部は偵失饋域になる。
りその外部は偵失饋域になる。
−刃元は活性層１２からしみ出し垂直力向に広がる。こ
の時、第２クラッド層１３にしみ出した光は、第２クラ
ッド層１３に隣接したｎ形ＡｌＯ，５ＧａＯ，５Ａｓ
第１ブロック層１４に広がる。さらに第１プロ、り層１
４に隣接してｎ形ＧａＡｓ第２ブロック層１５があるが
、この層は屈折率が第１ブロック層１４よシ尚く光をひ
ざこむばか９でなく、レーザ発振光に対してバンドギャ
ップが狭く〜１００００ ｃｍ １ 以上の光の吸収
層になっている。
の時、第２クラッド層１３にしみ出した光は、第２クラ
ッド層１３に隣接したｎ形ＡｌＯ，５ＧａＯ，５Ａｓ
第１ブロック層１４に広がる。さらに第１プロ、り層１
４に隣接してｎ形ＧａＡｓ第２ブロック層１５があるが
、この層は屈折率が第１ブロック層１４よシ尚く光をひ
ざこむばか９でなく、レーザ発振光に対してバンドギャ
ップが狭く〜１００００ ｃｍ １ 以上の光の吸収
層になっている。
従って光は第２プロ、り層１５にひきこまれ、そこで大
きな吸収損失をうける事になる。その結果この第２ブロ
ック層１５にあけた窓にわたって正の屈折Ｊ差Δ？Ｂが
生じる。その値は本実施例においてはΔη、＝５Ｘ１０
−３になる事が本発明者の計算結果よシ明らかになった
。
きな吸収損失をうける事になる。その結果この第２ブロ
ック層１５にあけた窓にわたって正の屈折Ｊ差Δ？Ｂが
生じる。その値は本実施例においてはΔη、＝５Ｘ１０
−３になる事が本発明者の計算結果よシ明らかになった
。
以上の結果、本実施例の構造においては第１ブロック層
１４にあけた狭い窓幅＠贋の利得分布に対し、第２ブロ
ック層１５にあけたそれよシ広い窓幅にわたって元が広
がり、そこでは正の屈折率カイディング機構が作９つけ
られている拳になる。
１４にあけた狭い窓幅＠贋の利得分布に対し、第２ブロ
ック層１５にあけたそれよシ広い窓幅にわたって元が広
がり、そこでは正の屈折率カイディング機構が作９つけ
られている拳になる。
ところでキャリアが活性層１２に注入され利得分布が形
成されると、屈折率のキャリア密度に対する負のぺ４性
のため屈折率は減少する。しかしその値は３〜４Ｘ１０
−３程度であるので本実施例ではレーザ発振時では１〜
２ＸＩＯ−３の屈折率が作りつけられておりこの正のノ
出折率カイティングと上述の第２ブロック層１５てよる
尤の、色激な吸収との相乗効果により基本横モード発振
き厩愕する事かでざる。
成されると、屈折率のキャリア密度に対する負のぺ４性
のため屈折率は減少する。しかしその値は３〜４Ｘ１０
−３程度であるので本実施例ではレーザ発振時では１〜
２ＸＩＯ−３の屈折率が作りつけられておりこの正のノ
出折率カイティングと上述の第２ブロック層１５てよる
尤の、色激な吸収との相乗効果により基本横モード発振
き厩愕する事かでざる。
本実施例の構造では、光の広がりの１禍が４り侍分布の
幅にくらべて広いので光は４・Ｕ得頂域からその外部の
損失領域まで広がっており、これは等両回には可飽和吸
収体をもっている事になり、自励振動を生じやすくなる
。
幅にくらべて広いので光は４・Ｕ得頂域からその外部の
損失領域まで広がっており、これは等両回には可飽和吸
収体をもっている事になり、自励振動を生じやすくなる
。
また、本実施例の構造では共振器長て方向の一部に吸収
領域２１ｔ’Ｆｌている。この領域２１は尚濃度のｎ形
活性！−に高嬢匣のＺｎを拡散して不純物補償したｐ形
になっており、バンドギャップが著しく縮少している。
領域２１ｔ’Ｆｌている。この領域２１は尚濃度のｎ形
活性！−に高嬢匣のＺｎを拡散して不純物補償したｐ形
になっており、バンドギャップが著しく縮少している。
−刀これに対して油性領域はｎ形活性層なのでここで発
振したレーザ光は吸収領域２１で吸収される。これはＦ
ｃ振器内にｉ」飽和吸収体を導入した事になる。・′爵
に４−実施Ｖすの構造では、吸収領域２１のキャリアの
ライフタイムは活性領域のキャリアのライフタイムの手
分以下ｉｚｃ短かくなっている。
振したレーザ光は吸収領域２１で吸収される。これはＦ
ｃ振器内にｉ」飽和吸収体を導入した事になる。・′爵
に４−実施Ｖすの構造では、吸収領域２１のキャリアの
ライフタイムは活性領域のキャリアのライフタイムの手
分以下ｉｚｃ短かくなっている。
本発明者は、共Ｉ！ｉ器内に可飽和吸収体を導入した時
に出現する現象と６櫨パラメータとの関旅を、解析し、
番願６０−１６５７に詳細に記述した○その結果、吸収
領域のキャリアライフタイムが活性領域にくらべて小さ
い程、自励振動が広範囲にわたって生じる事が明らかに
なった。
に出現する現象と６櫨パラメータとの関旅を、解析し、
番願６０−１６５７に詳細に記述した○その結果、吸収
領域のキャリアライフタイムが活性領域にくらべて小さ
い程、自励振動が広範囲にわたって生じる事が明らかに
なった。
以上の如く１本実施例の構造では、活性領域の水平↑Ａ
方向のみならず、共振器量で方向にも可飽和吸収体をも
ち自励振動をｃＩＴ能にする。
方向のみならず、共振器量で方向にも可飽和吸収体をも
ち自励振動をｃＩＴ能にする。
更に、キャリア拡散長が屈折率分曲の幅と利得分イ［１
幅を決定するキャリア注入領域鳴との半分以下であると
ともにレーザ発振時での屈伏率が比奴げジ小さいため、
自励振動を助長する効果企もつ。
幅を決定するキャリア注入領域鳴との半分以下であると
ともにレーザ発振時での屈伏率が比奴げジ小さいため、
自励振動を助長する効果企もつ。
すなわち、まずキャリア拡散長が短かいため、圧入中ヤ
リア密匝分布の変動がｉ工げしくなり、これに伴なって
基本横モードの幅が大さく変動しその収縮と拡大が生じ
、その結果自励振動の大きさが助長される。本発明者の
解析結果によれば１本実ａレリの構造においてキャリア
拡散長１μｒｎと２μｍとを用いてｇｔ算した結果キャ
リア仏敗艮１μｍの自励振動は２μｍの５．５〜６后に
なる事が明らかになった。
リア密匝分布の変動がｉ工げしくなり、これに伴なって
基本横モードの幅が大さく変動しその収縮と拡大が生じ
、その結果自励振動の大きさが助長される。本発明者の
解析結果によれば１本実ａレリの構造においてキャリア
拡散長１μｒｎと２μｍとを用いてｇｔ算した結果キャ
リア仏敗艮１μｍの自励振動は２μｍの５．５〜６后に
なる事が明らかになった。
さらに、レーザ発振時の屈折率の太ざさが比較的小さい
事も基本横モードの幅の変動を助長する。
事も基本横モードの幅の変動を助長する。
本発明者の解析結果によれは１不実施タリの構造におい
てキャリア拡散長１μｍｆ用いて計算した結果自励振動
の第１ヒーク強度と第１の谷での残置との比率がηａ”
１．０Ｘ１０−２では１６０に対しηｇｘ １ｏ−ａで
は１９５になる事がわかった。
てキャリア拡散長１μｍｆ用いて計算した結果自励振動
の第１ヒーク強度と第１の谷での残置との比率がηａ”
１．０Ｘ１０−２では１６０に対しηｇｘ １ｏ−ａで
は１９５になる事がわかった。
以上のすべての相乗効果の結果、本実施例の４４造では
心易に自励低動が生じ、その結米帽モードが多モード化
し軸モードのコヒーレントが低減するために反射光に対
する報音もきわめて低く低雑音付性が得られる。従って
実施例は、光読み取シに必要な低雑音半導体レープにな
る。
心易に自励低動が生じ、その結米帽モードが多モード化
し軸モードのコヒーレントが低減するために反射光に対
する報音もきわめて低く低雑音付性が得られる。従って
実施例は、光読み取シに必要な低雑音半導体レープにな
る。
なお、本−Ａ画側ではｎ形ＧａＡｓ基板を用いたが。
ｐｎを反転させても本発明を実施することができる。ま
た不実施レリはＡＪ （ｄａ Ａｓ ／ Ｇａ Ａｓダ
フルへテロ接合結晶材料について説明したが、本発明は
。
た不実施レリはＡＪ （ｄａ Ａｓ ／ Ｇａ Ａｓダ
フルへテロ接合結晶材料について説明したが、本発明は
。
その他ノｄ Ｆｔ＆材料、例えばｌ ｎＧａＰ ／ ｋ
ｌ ｉ ｎ Ｐ 。
ｌ ｉ ｎ Ｐ 。
Ｉｎ（ｊａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ ＩｎＧａＡｓＰ／ｆ
ｎＰ、ＡｌＧａＡ ｓ Ｓ ｂ ／ Ｇ ａＡ ｓ Ｓ
ｂ等、数多くの結晶材料に通用する事かでさる。
ｎＰ、ＡｌＧａＡ ｓ Ｓ ｂ ／ Ｇ ａＡ ｓ Ｓ
ｂ等、数多くの結晶材料に通用する事かでさる。
以上％実施例に基づいて説明した如く、本発明は、前述
の鈴木、松本、田村、渡辺、栗原により電子逓倍学会技
術報告、光重子エレクトロニクス（ＪＱＥ８４−５７．
３９頁”１８ｓｓレーザの雑音特性と１己パルス変調の
＋ｆ＆構”において提案された従来の半導体レーザと本
質的に異なっている０この従来の半導体レーザ構造は、
第８図に示した如く、基板３１上に多ノーの層構造３２
〜３６を成長した後、Ｔ字状の隣を形成し、次にこの？
４をクラッド層３７で平坦に埋め、その上に平坦な活性
層３８．クラッド層３９を形成した構造になっている。
の鈴木、松本、田村、渡辺、栗原により電子逓倍学会技
術報告、光重子エレクトロニクス（ＪＱＥ８４−５７．
３９頁”１８ｓｓレーザの雑音特性と１己パルス変調の
＋ｆ＆構”において提案された従来の半導体レーザと本
質的に異なっている０この従来の半導体レーザ構造は、
第８図に示した如く、基板３１上に多ノーの層構造３２
〜３６を成長した後、Ｔ字状の隣を形成し、次にこの？
４をクラッド層３７で平坦に埋め、その上に平坦な活性
層３８．クラッド層３９を形成した構造になっている。
この従来の半導体レーザと不発明との相違は以下の通り
である０ まず第１に第８図の構造では、電流注入口が光吸収効果
で形ｂ＋ｉ、される屈折率分布領域よりも活性層３８か
ら離れているため電流は屈折率分布の幅と同等以上に広
がって償性層３８内に６人されるので粘性１−３８内に
形ｔｙ、されるキャリア分布は屈折率分布と同程度の幅
になり、不発明のクロき活性増水平横方向で生じる光吸
収効果は者しく低ｔＪｆｔ、され、自励低動は生じにく
い順向にある。
である０ まず第１に第８図の構造では、電流注入口が光吸収効果
で形ｂ＋ｉ、される屈折率分布領域よりも活性層３８か
ら離れているため電流は屈折率分布の幅と同等以上に広
がって償性層３８内に６人されるので粘性１−３８内に
形ｔｙ、されるキャリア分布は屈折率分布と同程度の幅
になり、不発明のクロき活性増水平横方向で生じる光吸
収効果は者しく低ｔＪｆｔ、され、自励低動は生じにく
い順向にある。
第２に本発明において詳細に説明した様にキャリア拡散
長が実効的な屈折率分布の幅とキャリア圧入領域の幅と
の差の半分以下に短かくする事が本質的に１要であり、
この事が自励振動−を生じさすかつ助長する効果ｔもた
らし、その結果ｔＳ音レしザ将性が生じる。しかるに第
８図に示す構造の従来の半導体レーザでは、このような
効果全考慮しておらず、そのため自励振動の生じる奸谷
範囲がされめて狭くなるＱ 第３に本発明の構造は、共振器の長て方向にも可飽和吸
収体ｔ−有しており、第８図に示す従来の半導体レーザ
とは全く異なる０ （発明の効果） 以上説明したように本発明の半導体レーザは。
長が実効的な屈折率分布の幅とキャリア圧入領域の幅と
の差の半分以下に短かくする事が本質的に１要であり、
この事が自励振動−を生じさすかつ助長する効果ｔもた
らし、その結果ｔＳ音レしザ将性が生じる。しかるに第
８図に示す構造の従来の半導体レーザでは、このような
効果全考慮しておらず、そのため自励振動の生じる奸谷
範囲がされめて狭くなるＱ 第３に本発明の構造は、共振器の長て方向にも可飽和吸
収体ｔ−有しており、第８図に示す従来の半導体レーザ
とは全く異なる０ （発明の効果） 以上説明したように本発明の半導体レーザは。
安定な基本横モード発振を維持する革がでさ、自励低動
を生じ、その条件のｆｆ８範囲も広く、元読み取り寺に
必要な低雑ｆ特性を再現性よく得る事かできる効果があ
る。
を生じ、その条件のｆｆ８範囲も広く、元読み取り寺に
必要な低雑ｆ特性を再現性よく得る事かできる効果があ
る。
また、構造が比較的範単であるので丹現性よく尚歩留り
につくる争ができる０
につくる争ができる０
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図に
示すＡ−Ａ’喀而面、第３図は第１図に示すＢ−Ｂ’断
囲図、第４図は第１図に示すＣ−Ｃ′断面図、第５図は
第１図に示す実施例に用いた成長ワエハの断面図、第６
図および第７図はそれぞれ第５図に示す成長ワエノ・の
那エプロセスを経たものを示す図でそれぞれキャリア注
入領域を設けた状態の斜視図ｇおで′佛吸収領域を形成
した状態の断面図、第８図は従来の半導体レーザのグ「
面図である０ １０・・・・・・ｎ形ＧａＡｓ基板、１１・・・・・・
ｎ形ＡｌＯ，５Ｇａ０．５Ａｓ第１クラッド層、１２−
・−−−−ｎ形ＡＡ０．１５（）ａ Ｏ，８５Ａｓ活性
層、１３・・・・・・ｐ形Ａ７０．４Ｇａ０、６ Ａ
ｓ 第２クン、ド層、１４・・・・ｎ形ＡＡ！ ０．５
ＧａＯ，５Ａｓ第１ブｏツク層、 ｌ ５−・・ｎ形
（ＪａＡｓ第２１０ツクｌｄ、１６・・・・・・レジス
ト説、１７・・・・・・ｐ−形ｋｌＯ，４ＧａＯ，６Ａ
ｓ第３クラッド層、１８・・・・・ｎ形ＧａＡｓキャ、
プ／ｍ、１９・・・・・・ＳｉＯ□膜、２０・・・・・
高＠度Ｚｎ拡敏饋域、２１・・・・・・吸収鎖酸。 ２２・・・・・・８ｉ０２膜、２３・・・・・・ｚｎ拡
拡散域、２４・・・・・ｐ形オーミ、クコンタクト、２
５・・・・・・ｎ形オーミックコンタクト。 多 ｇ 回
示すＡ−Ａ’喀而面、第３図は第１図に示すＢ−Ｂ’断
囲図、第４図は第１図に示すＣ−Ｃ′断面図、第５図は
第１図に示す実施例に用いた成長ワエハの断面図、第６
図および第７図はそれぞれ第５図に示す成長ワエノ・の
那エプロセスを経たものを示す図でそれぞれキャリア注
入領域を設けた状態の斜視図ｇおで′佛吸収領域を形成
した状態の断面図、第８図は従来の半導体レーザのグ「
面図である０ １０・・・・・・ｎ形ＧａＡｓ基板、１１・・・・・・
ｎ形ＡｌＯ，５Ｇａ０．５Ａｓ第１クラッド層、１２−
・−−−−ｎ形ＡＡ０．１５（）ａ Ｏ，８５Ａｓ活性
層、１３・・・・・・ｐ形Ａ７０．４Ｇａ０、６ Ａ
ｓ 第２クン、ド層、１４・・・・ｎ形ＡＡ！ ０．５
ＧａＯ，５Ａｓ第１ブｏツク層、 ｌ ５−・・ｎ形
（ＪａＡｓ第２１０ツクｌｄ、１６・・・・・・レジス
ト説、１７・・・・・・ｐ−形ｋｌＯ，４ＧａＯ，６Ａ
ｓ第３クラッド層、１８・・・・・ｎ形ＧａＡｓキャ、
プ／ｍ、１９・・・・・・ＳｉＯ□膜、２０・・・・・
高＠度Ｚｎ拡敏饋域、２１・・・・・・吸収鎖酸。 ２２・・・・・・８ｉ０２膜、２３・・・・・・ｚｎ拡
拡散域、２４・・・・・ｐ形オーミ、クコンタクト、２
５・・・・・・ｎ形オーミックコンタクト。 多 ｇ 回
Claims (1)
- 活性層を該活性層よりもバンドギャップの広い材質から
なるクラッド層で挾んだダブルヘテロ接合を有する共振
器を構成する半導体レーザにおいて、該クラッド層の一
方に隣接して形成された電流ブロック層と、該電流ブロ
ック層の該共振器の長て方向の一部に設けられたストラ
イク状のキャリア注入領域と、該活性層の該キャリア注
入領域下とは異なる領域に設けられた吸収領域と、該キ
ャリア注入領域を垂直方向に含みかつ該キャリア注入領
域よりも広い幅をもち該共振器の長て方向全体にわたっ
て形成された実効的な屈折率分布領域とを含み、該キャ
リア圧入領域下の該活性層内のキャリア拡散長が該実効
的な屈折率分布領域の幅と該キャリア注入領域の幅との
差の半分よりも短かいとともに、該キャリア圧入領域下
の該活性層内のキャリアライフタイムが該吸収領域のキ
ャリアライフタイムよりも長い事を特徴とする半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624385A JPS6286783A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624385A JPS6286783A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286783A true JPS6286783A (ja) | 1987-04-21 |
Family
ID=16842135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22624385A Pending JPS6286783A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6286783A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09205249A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| US7359417B2 (en) | 2000-03-15 | 2008-04-15 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor laser |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22624385A patent/JPS6286783A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09205249A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| US7359417B2 (en) | 2000-03-15 | 2008-04-15 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor laser |
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