JPS63104493A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS63104493A JPS63104493A JP25119086A JP25119086A JPS63104493A JP S63104493 A JPS63104493 A JP S63104493A JP 25119086 A JP25119086 A JP 25119086A JP 25119086 A JP25119086 A JP 25119086A JP S63104493 A JPS63104493 A JP S63104493A
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Classifications
-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
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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）
本発明は可視光で発振する半導体レーザ素子に関する。
（従来の技術）
ＧａＡｓ基板上に形成し、ＡＱＧａｌｎＰ 、 ＧａＩ
ｎＰ又はＧａＩｎＰＡｓを活性層とするダブルヘテロ構
造は、高効率・高信頼の可視光半導体レーザとして用い
られる。また半導体レーザの横モードを制御するために
自己位置合わせストライブ構造（以下ではＳＡＳ （Ｓ
ｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ ５ｔｒｉｐｅ ５ｔｒｕｃｔ
ｕｒｅ ）と略記する）という構造が知られている。Ａ
Ｊ＞ＧａＡｓ系レーザに適用された場合の構造例は、文
献’ １９８３年秋季第４４回応用物理学会学術講演会
講演予稿集ｐ、 １０８講演番号２６ｐ−Ｐ−１３、な
どに見られる。この構造を活性層がＧａ＊ 、 ａＩｎ
ｏ 、 ＢＰ％クラッド層が（Ａｆｌｏ、４ｃａ。、）
。、５Ｉｎ６．ｇＰよりなるダブルヘテロ構造に適用し
た例を第４図に示す。ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に厚さ
１．Ｑ７ａｎのｎ （Ａｆｌｏ、ａＧａｏ、ｓ） ｏ
３Ｉｎｏ、ｓＰ層１０２゜厚さ０．１諷のアンドープＧ
ａｅ５Ｉｎｏ、ｓＰＭ１０３．厚さ０．２）Ｌｍのｐ
（ＡＱｅ４Ｇａｏ、ａ ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｇＰｉ！
１０４が形成されてダブルヘテロ構造をなし、その上に
電沈ブロック層ｎ−ＧａＡｓ層１０５があり、この電流
ブロック層には幅３ｐのストライブ状に開口をもち、′
ＷＬ流注入領域１１０を形成する。さらに電流ブロック
層および開口部の全面上に厚さ１ρのｐ−（ＡＱ６．４
Ｇａ０．６） ｏ、ｇＩｎｏ、ｓＰ被覆層１０６ 、
ｐ −ＧａＡｓ層１０７が順次形成された構造となって
いる。ｐ −ＧａＡｓ層１０７の表面上にｐ電極１０８
が、ｎ −ＧａＡｓ基板裏面にｎ電極１０９が形成され
ることにより、素子に通電できるようになっている。電
流は、導電型の反転された電流ブロックＭ１０５により
ストライブ領域１１０に制限され、活性層１０３はスト
ライブ状に励起され、ここでレーザ発振が生ずる。また
電流ブロック層１０５の存在によりレーザ発振光にとっ
て、ストライブ領域の内外で実効的に複素屈折率差が生
ずるために横モードの制御ができる。
ｎＰ又はＧａＩｎＰＡｓを活性層とするダブルヘテロ構
造は、高効率・高信頼の可視光半導体レーザとして用い
られる。また半導体レーザの横モードを制御するために
自己位置合わせストライブ構造（以下ではＳＡＳ （Ｓ
ｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ ５ｔｒｉｐｅ ５ｔｒｕｃｔ
ｕｒｅ ）と略記する）という構造が知られている。Ａ
Ｊ＞ＧａＡｓ系レーザに適用された場合の構造例は、文
献’ １９８３年秋季第４４回応用物理学会学術講演会
講演予稿集ｐ、 １０８講演番号２６ｐ−Ｐ−１３、な
どに見られる。この構造を活性層がＧａ＊ 、 ａＩｎ
ｏ 、 ＢＰ％クラッド層が（Ａｆｌｏ、４ｃａ。、）
。、５Ｉｎ６．ｇＰよりなるダブルヘテロ構造に適用し
た例を第４図に示す。ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に厚さ
１．Ｑ７ａｎのｎ （Ａｆｌｏ、ａＧａｏ、ｓ） ｏ
３Ｉｎｏ、ｓＰ層１０２゜厚さ０．１諷のアンドープＧ
ａｅ５Ｉｎｏ、ｓＰＭ１０３．厚さ０．２）Ｌｍのｐ
（ＡＱｅ４Ｇａｏ、ａ ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｇＰｉ！
１０４が形成されてダブルヘテロ構造をなし、その上に
電沈ブロック層ｎ−ＧａＡｓ層１０５があり、この電流
ブロック層には幅３ｐのストライブ状に開口をもち、′
ＷＬ流注入領域１１０を形成する。さらに電流ブロック
層および開口部の全面上に厚さ１ρのｐ−（ＡＱ６．４
Ｇａ０．６） ｏ、ｇＩｎｏ、ｓＰ被覆層１０６ 、
ｐ −ＧａＡｓ層１０７が順次形成された構造となって
いる。ｐ −ＧａＡｓ層１０７の表面上にｐ電極１０８
が、ｎ −ＧａＡｓ基板裏面にｎ電極１０９が形成され
ることにより、素子に通電できるようになっている。電
流は、導電型の反転された電流ブロックＭ１０５により
ストライブ領域１１０に制限され、活性層１０３はスト
ライブ状に励起され、ここでレーザ発振が生ずる。また
電流ブロック層１０５の存在によりレーザ発振光にとっ
て、ストライブ領域の内外で実効的に複素屈折率差が生
ずるために横モードの制御ができる。
（発明が解決しようとする問題点）
前述の従来技術では、電流注入によるキャリアと発振光
を活性層に閉じ込めるために厚ｔ０．２梃の薄いｐ型（
ＡＱｏ４Ｇａｏ、ｓ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰクラッド層
１０４の上に厚さ１褐の厚いｐ型（ΔＱｏ４Ｇａｏ、ａ
）。５Ｉｎｏ、ａＰ被覆層１０６を形成した構造となっ
ている。
を活性層に閉じ込めるために厚ｔ０．２梃の薄いｐ型（
ＡＱｏ４Ｇａｏ、ｓ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰクラッド層
１０４の上に厚さ１褐の厚いｐ型（ΔＱｏ４Ｇａｏ、ａ
）。５Ｉｎｏ、ａＰ被覆層１０６を形成した構造となっ
ている。
活性層１０３よりもエネルギギャップブを大きくかつ、
屈折率を小さくするためにＡΩ組成Ｘ（１≧Ｘ≧０）が
活性層のそれ（前述の例の場合はＸ＝Ｏ）よりも大きな
値の（ＡＱｘＧａ＋−ｘ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｇＰを覆い
層としている。ところが、（ＡＱ、Ｇａ、−１）。、。
屈折率を小さくするためにＡΩ組成Ｘ（１≧Ｘ≧０）が
活性層のそれ（前述の例の場合はＸ＝Ｏ）よりも大きな
値の（ＡＱｘＧａ＋−ｘ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｇＰを覆い
層としている。ところが、（ＡＱ、Ｇａ、−１）。、。
Ｉｎｏ、ｇＰのような混晶は、凹凸のある基板上で成長
させると成長組成の面方位依存性により、全面に格子定
数が下地と整合した均一組成の膜が得にくいという問題
が知られている。またＡｆｌＧａＩｎＰのような４元混
晶はＡｌ１ＧａＡｓなどの３元混晶に較べて熱抵抗が大
きく、大幅な素子の温度上昇を免れ得す、素子の高性能
化や高信頼化の障碍となっていた。ｐ型りラッド層１０
４成るいはｐ型被覆層１０６をＡｊ）ＧａＩｎＰから、
Ａｌｌ Ｉ ｎＰとした場合、熱抵抗の問題は軽減され
るが、組成ずれのために全面で均一に下地と格子整合し
た膜が得にくく、結果として素子特性の劣化をきたして
いた。
させると成長組成の面方位依存性により、全面に格子定
数が下地と整合した均一組成の膜が得にくいという問題
が知られている。またＡｆｌＧａＩｎＰのような４元混
晶はＡｌ１ＧａＡｓなどの３元混晶に較べて熱抵抗が大
きく、大幅な素子の温度上昇を免れ得す、素子の高性能
化や高信頼化の障碍となっていた。ｐ型りラッド層１０
４成るいはｐ型被覆層１０６をＡｊ）ＧａＩｎＰから、
Ａｌｌ Ｉ ｎＰとした場合、熱抵抗の問題は軽減され
るが、組成ずれのために全面で均一に下地と格子整合し
た膜が得にくく、結果として素子特性の劣化をきたして
いた。
そこで、本発明の目的は、ＳＡＳが本来もつ機能を損な
わずに、熱抵抗の低減を行ない、格子定数が組成に敏感
な材料の使用を避けることにより、特性および信頼性に
優れた可視光半導体レーザ素子を提供することにある。
わずに、熱抵抗の低減を行ない、格子定数が組成に敏感
な材料の使用を避けることにより、特性および信頼性に
優れた可視光半導体レーザ素子を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
この発明の要旨とするところは： ＡｆｌＧａＩｎＰ
、 ＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰＡｓを活性層とし、この
活性層よりもエネルギギャップが大きくかつ屈折率の小
さな組成のＡｊｌＧａＩｎＰ 、 ＧａＩｎＰ又はＧａ
ＩｎＰＡｓをクラッド層とするダブルヘテロ構造と；こ
のダブルヘテロ構造上の電流注入領域を除く部分に形成
してあり、電流狭窄および発振光横モード制御を行なう
半導体電流ブロック層と；この半導体電流ブロック層の
上面全体を被覆しており、前記活性層よりもエネルギギ
ャップが大きくかつ屈折率の小さなＡｌ１ａＡｓ層とを
備える構造にしたことである。被覆のための層として、
ダブルヘテロ構造を形成する材料を用いずに、ＡｌＧａ
Ａｓを用いてＳＡＳを構成する点が重要である。各半導
体層は、有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＶＰＨ法）、
ハロゲン輸送気相成長法（ＨＴ−ＶＰＥ法）２分子ビー
ム成長法（ＭＢＥ法）または液相成長法（ＬＰＥ法）の
いずれによって形成してもよい。
、 ＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰＡｓを活性層とし、この
活性層よりもエネルギギャップが大きくかつ屈折率の小
さな組成のＡｊｌＧａＩｎＰ 、 ＧａＩｎＰ又はＧａ
ＩｎＰＡｓをクラッド層とするダブルヘテロ構造と；こ
のダブルヘテロ構造上の電流注入領域を除く部分に形成
してあり、電流狭窄および発振光横モード制御を行なう
半導体電流ブロック層と；この半導体電流ブロック層の
上面全体を被覆しており、前記活性層よりもエネルギギ
ャップが大きくかつ屈折率の小さなＡｌ１ａＡｓ層とを
備える構造にしたことである。被覆のための層として、
ダブルヘテロ構造を形成する材料を用いずに、ＡｌＧａ
Ａｓを用いてＳＡＳを構成する点が重要である。各半導
体層は、有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＶＰＨ法）、
ハロゲン輸送気相成長法（ＨＴ−ＶＰＥ法）２分子ビー
ム成長法（ＭＢＥ法）または液相成長法（ＬＰＥ法）の
いずれによって形成してもよい。
（作用）
第３図（ａ）は、ストライブ状に溝を掘ったＧａＡｓ基
板上に（ＡＱｏ、ａＧａｏ、ｓ ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓ
Ｐを成長させた半導体構造のストライブ長手軸方向に垂
直な面の断面図を示す。成長はＭＯＶＰＨに依った場合
である。この半導体構造では基板表面は（１００）面で
、ストライブ長手軸方向が（１１０）である。この場合
ストライブ溝の側面は（１１１）面となっており、同じ
条件でエビタクシャル成長を行なっても（１００）面と
（１１１）面とでは、成長層の組成が異なる。この振舞
いが第３図（ｂ）に示したフォトルミネセンス（ＰＬ）
発光波長の位置依存性により表わせれている。つまり、
（１００）平坦部と、溝側面（１１１）面とでＰＬ波長
が異なり、溝側面では、（Ａｌｔｏ、４Ｇａｏ、ｓ）
ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰから組成がずれていることがわかる
。組成によって格子定数が大きく変わるＡｊｌＧａＩｎ
Ｐ系では、組成のずれにより格子定数が大きく変わって
いる。第４図に示した従来構造の場合、ｐ （Ａｆｌ
ｏ 、 ａＧａ。、ｓ ） ｅ、ｓ［、ｎｏ、６ｐ被覆
層１０６の中で、ストライプ１１０に形成された凹部側
面部分は、基板ＧａＡｓに対して格子定数が６Ｘ１０−
’程度ずれている。この状態で素子を通電動作させると
、格子定数のずれによりたまった歪みに起因して、この
部分から劣化が生じ、素子寿命が短くなる。同様の現象
は、格子定数が組成に依存する他の材料ＧａＩｎＰＡＳ
でもみられる。第４図においてり （／Ｖｏ、４Ｇａ
ｏ、ｓ） ｏ、５Ｉｎｏ、ａＰ層１０６をＡｌＧａＡｓ
層にすると、ＡｌＧａＡｓの場合は、格子定数が、組成
に殆ど依存しないため、組成がずれても基板との格子整
合性は維持される。
板上に（ＡＱｏ、ａＧａｏ、ｓ ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓ
Ｐを成長させた半導体構造のストライブ長手軸方向に垂
直な面の断面図を示す。成長はＭＯＶＰＨに依った場合
である。この半導体構造では基板表面は（１００）面で
、ストライブ長手軸方向が（１１０）である。この場合
ストライブ溝の側面は（１１１）面となっており、同じ
条件でエビタクシャル成長を行なっても（１００）面と
（１１１）面とでは、成長層の組成が異なる。この振舞
いが第３図（ｂ）に示したフォトルミネセンス（ＰＬ）
発光波長の位置依存性により表わせれている。つまり、
（１００）平坦部と、溝側面（１１１）面とでＰＬ波長
が異なり、溝側面では、（Ａｌｔｏ、４Ｇａｏ、ｓ）
ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰから組成がずれていることがわかる
。組成によって格子定数が大きく変わるＡｊｌＧａＩｎ
Ｐ系では、組成のずれにより格子定数が大きく変わって
いる。第４図に示した従来構造の場合、ｐ （Ａｆｌ
ｏ 、 ａＧａ。、ｓ ） ｅ、ｓ［、ｎｏ、６ｐ被覆
層１０６の中で、ストライプ１１０に形成された凹部側
面部分は、基板ＧａＡｓに対して格子定数が６Ｘ１０−
’程度ずれている。この状態で素子を通電動作させると
、格子定数のずれによりたまった歪みに起因して、この
部分から劣化が生じ、素子寿命が短くなる。同様の現象
は、格子定数が組成に依存する他の材料ＧａＩｎＰＡＳ
でもみられる。第４図においてり （／Ｖｏ、４Ｇａ
ｏ、ｓ） ｏ、５Ｉｎｏ、ａＰ層１０６をＡｌＧａＡｓ
層にすると、ＡｌＧａＡｓの場合は、格子定数が、組成
に殆ど依存しないため、組成がずれても基板との格子整
合性は維持される。
Ｇａ。５Ｉｎｏ、ｓＰを活性層としたレーザの場合、そ
の発振波長は０．６７〜０．６９）＋１ＴＩである。こ
れは、光子エネルギとしては、１．８０〜１．８５ｅＶ
となる。ＡＱ ｘＧａ＋−４ＡＳの場合Ａｆ１組成Ｘが
０．４から１．０の範囲では１、９０ｅＶ〜２．１７ｅ
Ｖまで変化する。従ってＸ≧０．４であれば、レーザ発
振光の吸収は殆どないが、クラッド層として活性層にキ
ャリアを閉じ込めるには不十分である。Ａｆ１組成Ｘが
０．５から１．０の範囲では波長０．６７−の光に対す
る屈折率は３．５０から３．３ｏまで変化する。Ｇａｓ
、 ５Ｉｎｏ 、 ｓＰのこの発振波長における屈折
率は３．５５であるからＸ≧０．５であれば、活性層へ
の光閉じ込め効果が生ずる。そこで、Ａρ組成がＸ≧０
．５のＡＱ ｘＧａ １−１［Ａｓを被覆層として用い
れば、ｐ−クラッド層として０．１〜０．３Ｐｓ程度の
薄い層を用いてこの層で活性層へのキャリア閉じ込めを
行ない、クラッド層と被覆層の両方で光閉じ込めを行な
うことができる。このように、Ｘ≧０．５のＡＱ 、Ｇ
ａ□−、Ａｓを被覆層として用いることにより、（ＡＱ
ｘＧａ＋−ｘ ）。、Ｉｎ、 １．Ｐを被覆層としたと
きに生じた局所的格子不整合に起因する問題点をとり除
き、かっＳＡＳの横モード制御に対する優れた効果を損
なわない素子が実現できる。
の発振波長は０．６７〜０．６９）＋１ＴＩである。こ
れは、光子エネルギとしては、１．８０〜１．８５ｅＶ
となる。ＡＱ ｘＧａ＋−４ＡＳの場合Ａｆ１組成Ｘが
０．４から１．０の範囲では１、９０ｅＶ〜２．１７ｅ
Ｖまで変化する。従ってＸ≧０．４であれば、レーザ発
振光の吸収は殆どないが、クラッド層として活性層にキ
ャリアを閉じ込めるには不十分である。Ａｆ１組成Ｘが
０．５から１．０の範囲では波長０．６７−の光に対す
る屈折率は３．５０から３．３ｏまで変化する。Ｇａｓ
、 ５Ｉｎｏ 、 ｓＰのこの発振波長における屈折
率は３．５５であるからＸ≧０．５であれば、活性層へ
の光閉じ込め効果が生ずる。そこで、Ａρ組成がＸ≧０
．５のＡＱ ｘＧａ １−１［Ａｓを被覆層として用い
れば、ｐ−クラッド層として０．１〜０．３Ｐｓ程度の
薄い層を用いてこの層で活性層へのキャリア閉じ込めを
行ない、クラッド層と被覆層の両方で光閉じ込めを行な
うことができる。このように、Ｘ≧０．５のＡＱ 、Ｇ
ａ□−、Ａｓを被覆層として用いることにより、（ＡＱ
ｘＧａ＋−ｘ ）。、Ｉｎ、 １．Ｐを被覆層としたと
きに生じた局所的格子不整合に起因する問題点をとり除
き、かっＳＡＳの横モード制御に対する優れた効果を損
なわない素子が実現できる。
またＸ≧０．５のＡｕＧａＡｓは熱抵抗が、８〜１℃・
国／Ｗと小さいが、Ｘ≧０．４の（Ａｌ１ｘＧａ＋ −
ｘ ） ｅ、 ａＩｎｅ 、 ｓＰは１０〜４０℃・ｃ
ｍ ／Ｗと大きい。このため、活性層より上の各層につ
いては／ＶＧａＩｎＰを出来るだけ薄くして、ＡｌＧａ
Ａｓ系に置き換えることによって素子の熱抵抗を低減さ
せることができるなどにより素子持性の改善も併せて行
なえる。
国／Ｗと小さいが、Ｘ≧０．４の（Ａｌ１ｘＧａ＋ −
ｘ ） ｅ、 ａＩｎｅ 、 ｓＰは１０〜４０℃・ｃ
ｍ ／Ｗと大きい。このため、活性層より上の各層につ
いては／ＶＧａＩｎＰを出来るだけ薄くして、ＡｌＧａ
Ａｓ系に置き換えることによって素子の熱抵抗を低減さ
せることができるなどにより素子持性の改善も併せて行
なえる。
（実施例）
次に図面を参照して本発明の詳細な説明することにより
、本発明の構成を一層具体的に示す。
、本発明の構成を一層具体的に示す。
第１図は本発明の第１の実施例の模式的斜視図である。
まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に厚さ１．０ρのｎ（ＡＬ
、ａＧａｏ、ｓ）。ａＩｎｏ 、 ｓＰクラッド８２．
厚さ０．１ｐのＧａｓ 、 １Ｉｎｏ 、 ｓＰ活性層
３．厚さ０． ＩＰＩｎのｐ−（Ａｆｌｏ、４Ｇａｏ、
ｓ ） ｏ、ｇＩｎ６．ｓＰクラッド層４．厚さ０．７
梃のｎ−ＧａＡｓブロック層５を順次成長する。続いて
フォトリソグラフィ法等により、ｎ−ＧａＡｓブロック
層５の一部を幅２〜１（ｂａｎのストライブ状に除去し
て、電流注入領域１０を形成する。続いて厚さ１．Ｏｐ
のｐ−Ａｆｌｏ、Ｇａｏ、ｓＡｓ被覆層６．電極形成用
ｐ−ＧａＡｓ層７を成長する。成長は例えばＭＯＶＰＥ
法により良好に行なえるが、他の方法に依ってもよい。
、ａＧａｏ、ｓ）。ａＩｎｏ 、 ｓＰクラッド８２．
厚さ０．１ｐのＧａｓ 、 １Ｉｎｏ 、 ｓＰ活性層
３．厚さ０． ＩＰＩｎのｐ−（Ａｆｌｏ、４Ｇａｏ、
ｓ ） ｏ、ｇＩｎ６．ｓＰクラッド層４．厚さ０．７
梃のｎ−ＧａＡｓブロック層５を順次成長する。続いて
フォトリソグラフィ法等により、ｎ−ＧａＡｓブロック
層５の一部を幅２〜１（ｂａｎのストライブ状に除去し
て、電流注入領域１０を形成する。続いて厚さ１．Ｏｐ
のｐ−Ａｆｌｏ、Ｇａｏ、ｓＡｓ被覆層６．電極形成用
ｐ−ＧａＡｓ層７を成長する。成長は例えばＭＯＶＰＥ
法により良好に行なえるが、他の方法に依ってもよい。
ｐ型用電極８としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを、ｎ型用電極９
として、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉをスパッタ法等により形成し
、臂開、個別化することにより、第１の実施例の素子は
出来る。このとき、作用の項で述べたように、ｐ Ａ
Ｌ、ｙＧａｏ、ｓＡＳ層６は、ストライブ状凹みの側面
での格子不整合がないため、従来例よりも寿命時間は１
桁長くなった。また、熱抵抗も約５分の１に低減された
ため、連続発振閾値が従来構造と較べて２０％低下した
。また、光閉じ込めの効果および横モード制御について
は従来例と較べて遜色なかった。
として、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉをスパッタ法等により形成し
、臂開、個別化することにより、第１の実施例の素子は
出来る。このとき、作用の項で述べたように、ｐ Ａ
Ｌ、ｙＧａｏ、ｓＡＳ層６は、ストライブ状凹みの側面
での格子不整合がないため、従来例よりも寿命時間は１
桁長くなった。また、熱抵抗も約５分の１に低減された
ため、連続発振閾値が従来構造と較べて２０％低下した
。また、光閉じ込めの効果および横モード制御について
は従来例と較べて遜色なかった。
第２図に本発明の第２の実施例を共振器端面の方向から
みた図で示す。第１の実施例と同じ部分は同番号を附し
である。第１の実施例と異なる点は、ｐ（ＡＬ４Ｇａｏ
、ａ） ｅ、５Ｉｎｏ、ＥＰＰｔッド層の上に３００人
のｐ Ｇａｏ、１Ｉｎｏ、ｓＰ保護層１１が形成しで
ある点である。この保護層１１は、ｎ−ＧａＡｓブロッ
クＭ５をストライブ状にエッチオフするときに、酸化し
ゃすい（ＡＩｌｏ、４Ｇａｏ、ａ） ａ、Ｊｎａ、ａＰ
が、大気に露出することを防ぐ。また、ｎ−ＧａＡｓ層
５を選択的にエツチングするときに、リン酸系のエツチ
ング液を用いると、この液はＧａＡｓに対してとＧａＩ
ｎＰに対してエツチング選択性があるため、Ｇａ、、５
Ｉｎ。、６ｐ層１１の表面が露出したところでエツチン
グが自動的に止まる。各層の成長法等については第１の
実施例と同じなので省略する。Ｇａｏ 、 ５Ｉｎａ
、 ｓＰは、活性層と同一組成のため、多少の光吸収損
失があるが、厚さが３００人と薄いので、発振閾値の上
昇は２％以下である。結果として、第２の実施例は第１
の実施例と較べて、その性能をわずかしか劣化せしめず
に、素子信頼性の一桁向上および、素子歩留まり率の向
上に有効であった。また、活性層３と、保護層１１は同
じＧａｏ 、 ５Ｉｎｏ 、 ｓＰであるが、成長条件
を変えることにより、その組成は変えずに（格子整合を
保ったまま）エネルギギャップを変えることができる。
みた図で示す。第１の実施例と同じ部分は同番号を附し
である。第１の実施例と異なる点は、ｐ（ＡＬ４Ｇａｏ
、ａ） ｅ、５Ｉｎｏ、ＥＰＰｔッド層の上に３００人
のｐ Ｇａｏ、１Ｉｎｏ、ｓＰ保護層１１が形成しで
ある点である。この保護層１１は、ｎ−ＧａＡｓブロッ
クＭ５をストライブ状にエッチオフするときに、酸化し
ゃすい（ＡＩｌｏ、４Ｇａｏ、ａ） ａ、Ｊｎａ、ａＰ
が、大気に露出することを防ぐ。また、ｎ−ＧａＡｓ層
５を選択的にエツチングするときに、リン酸系のエツチ
ング液を用いると、この液はＧａＡｓに対してとＧａＩ
ｎＰに対してエツチング選択性があるため、Ｇａ、、５
Ｉｎ。、６ｐ層１１の表面が露出したところでエツチン
グが自動的に止まる。各層の成長法等については第１の
実施例と同じなので省略する。Ｇａｏ 、 ５Ｉｎａ
、 ｓＰは、活性層と同一組成のため、多少の光吸収損
失があるが、厚さが３００人と薄いので、発振閾値の上
昇は２％以下である。結果として、第２の実施例は第１
の実施例と較べて、その性能をわずかしか劣化せしめず
に、素子信頼性の一桁向上および、素子歩留まり率の向
上に有効であった。また、活性層３と、保護層１１は同
じＧａｏ 、 ５Ｉｎｏ 、 ｓＰであるが、成長条件
を変えることにより、その組成は変えずに（格子整合を
保ったまま）エネルギギャップを変えることができる。
例えばＭＯＶＰＥ法で７００°Ｃを成長温度としたとき
、ＶＭＭ料対■族原料（Ｖ１ｍ比）のモル流量比が４０
０のときと６０のときでは後者の方が０．０５ｅＶ程度
エネルギギ〜ツブが大きい。そこで、活性層３をＶ１ｍ
比４００で、保護層１１をＶ／ＩＩＩ比６０で成長する
と、保護層１１のエネルギギャップが活性層３のそれよ
りも大きいため、保護Ｍ４１１での光吸収損失は無視で
きる。このため、Ｇａｏ 、 ５Ｉｎｏ 、 ５Ｐ保護
層を設けたことによる閾値上昇はない。
、ＶＭＭ料対■族原料（Ｖ１ｍ比）のモル流量比が４０
０のときと６０のときでは後者の方が０．０５ｅＶ程度
エネルギギ〜ツブが大きい。そこで、活性層３をＶ１ｍ
比４００で、保護層１１をＶ／ＩＩＩ比６０で成長する
と、保護層１１のエネルギギャップが活性層３のそれよ
りも大きいため、保護Ｍ４１１での光吸収損失は無視で
きる。このため、Ｇａｏ 、 ５Ｉｎｏ 、 ５Ｐ保護
層を設けたことによる閾値上昇はない。
各層の組成を他の値とした場合や活性層がＡｆｌＧａＩ
ｎＰの場合、ＧａＩｎＰＡｓの場合、クラッド層がＧａ
ＩｎＰＡｓ 、 ＧａＩｎＰの場合にも本発明は適用で
きることはいうまでもない。
ｎＰの場合、ＧａＩｎＰＡｓの場合、クラッド層がＧａ
ＩｎＰＡｓ 、 ＧａＩｎＰの場合にも本発明は適用で
きることはいうまでもない。
（発明の効果）
このように本発明の構造をとることにより、素子の劣化
発生源の除去と熱抵抗の減少を実現でき、この結果、素
子特性および信頼性を従来と較べて著しく改善させるこ
とができた。
発生源の除去と熱抵抗の減少を実現でき、この結果、素
子特性および信頼性を従来と較べて著しく改善させるこ
とができた。
第１図は本発明の第１の実施例の模式的斜視図、第２図
は本発明の第２の実施例を共振器端面からみた側面図、
第３図（ａ）はくぼみをもつＧａＡｓ基板上に（ＡＱｏ
、４Ｇａｏ、ｓ） ｏ、５Ｉｎｏ、ａＰを成長してなる
半導体構造の断面図、第３図（ｂ）は同図（ａ）の半導
体構造におけるＰＬ波長分布を示す図、第４図は従来例
の模式的斜視図である。 １ 、１０１ ＝ ｎ−ＧａＡｓ基板、２ 、１０２−
・ｎ −（ＡＭ０ 、４Ｇａｏ 、 ６ ）。５Ｉｎｏ
、 ｓＰツク９フ層、３ 、１０３・・・アンドープ
Ｇａｅ 、 ＢＩｎ６ 、 ｓＰ活性層、４ 、１０４
−・・ｐ −（Ａｎ、４Ｇａｅ、ｅ ） ｏ、５Ｉｎｏ
、ｇＰツク９フ層、５ 、１０５”’ ｎ −ＧａＡｓ
ブロック層、６ ・Ｉ）−ＡＭ。７Ｇａｌｌ 、 ｎＡ
ｓ被覆層、７ 、１０７− ｐ−ＧａＡｓキャップ層、
８ 、１０８・＝ ｐ側電極、９，１０９・・・ｎ側電
極、１０ 、１１０・・・電流注入用ストライブ、１１
− ｐ Ｇａｏ、Ｊｎａ、ｓＰ、 １０６・” ｐ
（ＡＥｉｏ４Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、５Ｉｎａ、ａＰ被
覆層。
は本発明の第２の実施例を共振器端面からみた側面図、
第３図（ａ）はくぼみをもつＧａＡｓ基板上に（ＡＱｏ
、４Ｇａｏ、ｓ） ｏ、５Ｉｎｏ、ａＰを成長してなる
半導体構造の断面図、第３図（ｂ）は同図（ａ）の半導
体構造におけるＰＬ波長分布を示す図、第４図は従来例
の模式的斜視図である。 １ 、１０１ ＝ ｎ−ＧａＡｓ基板、２ 、１０２−
・ｎ −（ＡＭ０ 、４Ｇａｏ 、 ６ ）。５Ｉｎｏ
、 ｓＰツク９フ層、３ 、１０３・・・アンドープ
Ｇａｅ 、 ＢＩｎ６ 、 ｓＰ活性層、４ 、１０４
−・・ｐ −（Ａｎ、４Ｇａｅ、ｅ ） ｏ、５Ｉｎｏ
、ｇＰツク９フ層、５ 、１０５”’ ｎ −ＧａＡｓ
ブロック層、６ ・Ｉ）−ＡＭ。７Ｇａｌｌ 、 ｎＡ
ｓ被覆層、７ 、１０７− ｐ−ＧａＡｓキャップ層、
８ 、１０８・＝ ｐ側電極、９，１０９・・・ｎ側電
極、１０ 、１１０・・・電流注入用ストライブ、１１
− ｐ Ｇａｏ、Ｊｎａ、ｓＰ、 １０６・” ｐ
（ＡＥｉｏ４Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、５Ｉｎａ、ａＰ被
覆層。
Claims (1)
- ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰＡｓを活性
層とし、この活性層よりもエネルギギャップが大きくか
つ屈折率の小さな組成のＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＰ又
はＧａＩｎＰＡｓをクラッド層とするダブルヘテロ構造
と；このダブルヘテロ構造上の電流注入領域を除く部分
に形成してあり、電流狭窄および発振光横モード制御を
行なう半導体電流ブロック層と；この半導体電流ブロッ
ク層の上面全体を被覆しており、前記活性層よりもエネ
ルギギャップが大きくかつ屈折率の小さなＡｌＧａＡｓ
層とを備える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 |
|---|---|---|---|
| JP25119086A JPS63104493A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25119086A JPS63104493A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63104493A true JPS63104493A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=17219021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25119086A Pending JPS63104493A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63104493A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0488510A2 (en) * | 1990-11-28 | 1992-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Visible light surface emitting laser device |
| US5255279A (en) * | 1990-05-09 | 1993-10-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device, and a method for producing a compound semiconductor device including the semiconductor laser device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137089A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6177384A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS61101089A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-19 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP25119086A patent/JPS63104493A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137089A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6177384A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS61101089A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-19 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5255279A (en) * | 1990-05-09 | 1993-10-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device, and a method for producing a compound semiconductor device including the semiconductor laser device |
| US5360762A (en) * | 1990-05-09 | 1994-11-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device, and a method for producing a compound semiconductor device including the semiconductor laser device |
| EP0695006A1 (en) * | 1990-05-09 | 1996-01-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | A method for producing a compound semiconductor laser device |
| EP0785603A3 (en) * | 1990-05-09 | 1997-11-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device and a method of producing the same |
| EP0488510A2 (en) * | 1990-11-28 | 1992-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Visible light surface emitting laser device |
| US5166945A (en) * | 1990-11-28 | 1992-11-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Visible light surface emitting laser device |
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