JPS6310583A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6310583A JPS6310583A JP15554786A JP15554786A JPS6310583A JP S6310583 A JPS6310583 A JP S6310583A JP 15554786 A JP15554786 A JP 15554786A JP 15554786 A JP15554786 A JP 15554786A JP S6310583 A JPS6310583 A JP S6310583A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 23
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 abstract description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- 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、高出力で信頼性の高い窓構造型半導体レーザ
に関するものである。
に関するものである。
ＡｌＧａＡｓ系短波長半導体レーザの高出力化を阻んで
いる最大の原因は、端面部での光吸収による端一面破壊
（ＣＯＤ）の現象である。このＣＯＤレベルを上げる試
みとして、活性層の薄膜化、非対称コーティング、等に
より端面の光密度を低減することが行われている。しか
し本質的にＣＯＤを防ぐためには、端面部を発振光の吸
収のない窓構造とするのが理想的である。このような窓
構造を有する半導体レーザの構造として、従来は第６図
に示すような半導体レーザ装置が提案されていた。
いる最大の原因は、端面部での光吸収による端一面破壊
（ＣＯＤ）の現象である。このＣＯＤレベルを上げる試
みとして、活性層の薄膜化、非対称コーティング、等に
より端面の光密度を低減することが行われている。しか
し本質的にＣＯＤを防ぐためには、端面部を発振光の吸
収のない窓構造とするのが理想的である。このような窓
構造を有する半導体レーザの構造として、従来は第６図
に示すような半導体レーザ装置が提案されていた。
図において、１２はＴＩ）！ｕＧａＡｓ基板、１３はｎ
型ＧａＡｓブロック層、１４はｐ型Ａ＋０．４１ＧａＯ
，５９＾Ｓクラッド層、１５は＾１Ｏ−０８ＧａＯ０９
２ＡＳ活性層、１６はｎ型Ａ１０．４１Ｇａ０．５９＾
Ｓクラ・ソド層、１７はｎ型ＧａＡｓ電極層、８はｎ型
電極、９はｎ型電極をそれぞれ示す。
型ＧａＡｓブロック層、１４はｐ型Ａ＋０．４１ＧａＯ
，５９＾Ｓクラッド層、１５は＾１Ｏ−０８ＧａＯ０９
２ＡＳ活性層、１６はｎ型Ａ１０．４１Ｇａ０．５９＾
Ｓクラ・ソド層、１７はｎ型ＧａＡｓ電極層、８はｎ型
電極、９はｎ型電極をそれぞれ示す。
この構造では基板１２に形成する講が発光部で深く、端
面部で浅くなっており、従って活性層は発光部で窪み端
面部で平坦となる。この結果第７図および第８図それぞ
れに第６図におけるＡＡ′断面図およびＢＢ’断面図を
示すように、発光部と端面部で活性層１５の高さ方向の
位置が異なることになり、発振光は光吸収のないクラッ
ド層１・ｌを透過して半導体レーザ装置の端面に到り、
ＣＯＤフリーな高出力な特性が得られる。しアプライド
フィシ”／クラ レター（＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、Ｌｅ
Ｌｔ、 ）４２ （５） 、 ｌ Ｍａｒｃｈ １９８
３ ｐ４１］６−４１１♂〕！、発明が解決しようと
する問題点“ｊ上述した従来の半導体レーザ装置では、
発振光は端面部で光導波機構のないクラッド層１４を通
過することになり、発振光が端面で反射し、発光部に再
び入射する率が低下する。これは共振器の反射率が低下
したことと等価となり、発振閾値の上界、効率の低下を
もたらす。さらにこの構造では端面部にも屈折率の高い
活性層１５があるため、発振光の一部がこの活性層１５
を導波し、発光近視野像がふたつのスポットに分離しや
すい。こうした発振１羽値の上昇、効率の低下、発光ス
ポットの分離が従来の半導体レーザ装置の問題点であっ
た６ １問題点を解決するための手段〕 本発明の半導体レーザｉ装置は、基板に溝とこのｉＭの
延長上の端面に接する位置にメサが形成され、−前記湯
上に発光部として１１１４次に第１の導電型のクラッド
層、光ガイド層、活性層および前記第１の導電型のクラ
ッド層と共に前記光ガイド層より屈折率が小さい第２の
導電型のクラ・ソド層が形成され、前記メサ上には順次
に前記第１の導電型のクラ・ソド層、前記光ガイド層お
よび前記第２の導電型のクラッド層が形成され前記活性
層は形成されず、前記溝および前記メサ上において前記
光ガイド層の上面が平坦であることを特徴とする。
面部で浅くなっており、従って活性層は発光部で窪み端
面部で平坦となる。この結果第７図および第８図それぞ
れに第６図におけるＡＡ′断面図およびＢＢ’断面図を
示すように、発光部と端面部で活性層１５の高さ方向の
位置が異なることになり、発振光は光吸収のないクラッ
ド層１・ｌを透過して半導体レーザ装置の端面に到り、
ＣＯＤフリーな高出力な特性が得られる。しアプライド
フィシ”／クラ レター（＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、Ｌｅ
Ｌｔ、 ）４２ （５） 、 ｌ Ｍａｒｃｈ １９８
３ ｐ４１］６−４１１♂〕！、発明が解決しようと
する問題点“ｊ上述した従来の半導体レーザ装置では、
発振光は端面部で光導波機構のないクラッド層１４を通
過することになり、発振光が端面で反射し、発光部に再
び入射する率が低下する。これは共振器の反射率が低下
したことと等価となり、発振閾値の上界、効率の低下を
もたらす。さらにこの構造では端面部にも屈折率の高い
活性層１５があるため、発振光の一部がこの活性層１５
を導波し、発光近視野像がふたつのスポットに分離しや
すい。こうした発振１羽値の上昇、効率の低下、発光ス
ポットの分離が従来の半導体レーザ装置の問題点であっ
た６ １問題点を解決するための手段〕 本発明の半導体レーザｉ装置は、基板に溝とこのｉＭの
延長上の端面に接する位置にメサが形成され、−前記湯
上に発光部として１１１４次に第１の導電型のクラッド
層、光ガイド層、活性層および前記第１の導電型のクラ
ッド層と共に前記光ガイド層より屈折率が小さい第２の
導電型のクラ・ソド層が形成され、前記メサ上には順次
に前記第１の導電型のクラ・ソド層、前記光ガイド層お
よび前記第２の導電型のクラッド層が形成され前記活性
層は形成されず、前記溝および前記メサ上において前記
光ガイド層の上面が平坦であることを特徴とする。
本発明の半導体レーザ装置では、端面近傍に形成した狭
いメサのため、液相成長の性質上過飽和度を適切に設置
すれば、活性層をメサ上部に成長しないように出来る。
いメサのため、液相成長の性質上過飽和度を適切に設置
すれば、活性層をメサ上部に成長しないように出来る。
この結果端面近傍では屈折率の高い光ガイド層が屈折率
の低いクラッド層で囲まれた構造が形成される。従って
端面部にも完全な光導波機構が存在することになり、光
利用率の良い低閾値で高効率な特性が得られる。さらに
端面部には活性層が全く存在しないために完全にＣＯＤ
フリーとなり、また発光スポットも単一な理想的な窓構
造レーザが実現される。
の低いクラッド層で囲まれた構造が形成される。従って
端面部にも完全な光導波機構が存在することになり、光
利用率の良い低閾値で高効率な特性が得られる。さらに
端面部には活性層が全く存在しないために完全にＣＯＤ
フリーとなり、また発光スポットも単一な理想的な窓構
造レーザが実現される。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳しく説明する。
第１図〜第５図はそれぞれ本発明の一実施例の斜視図、
ｃｃ′断面図、端面を示す正面図、ＤＤ′断面図および
基板１のみを示す斜視図である。
ｃｃ′断面図、端面を示す正面図、ＤＤ′断面図および
基板１のみを示す斜視図である。
第１図〜第５図に於て、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ
聖人＋１］、４１ＧａＯ１５９人Ｓクラッド層、３はｎ
型＾１ｏ、、。
聖人＋１］、４１ＧａＯ１５９人Ｓクラッド層、３はｎ
型＾１ｏ、、。
Ｇａｏ、７ｏ＾Ｓ光ガイド層、４はＡＩｏ、０８ＧａＯ
−９２＾Ｓ活性層、５はｐ型＾Ｉ０．４１ｃａＯ−５９
ＡＳクラッド層、６はｎ型Ｇａ＾Ｓ電極層、７はＰ＋拡
散層、８はｎ型電極、９はｎ型電極、１０はメサ、１１
は溝部、をそれぞれ示す。
−９２＾Ｓ活性層、５はｐ型＾Ｉ０．４１ｃａＯ−５９
ＡＳクラッド層、６はｎ型Ｇａ＾Ｓ電極層、７はＰ＋拡
散層、８はｎ型電極、９はｎ型電極、１０はメサ、１１
は溝部、をそれぞれ示す。
まずフォトレジスタをマスクとして化学エツチングによ
り、基板１上に発光部に対応して渦１１を、端面に接し
てメサ１０をそれぞれ形成する。
り、基板１上に発光部に対応して渦１１を、端面に接し
てメサ１０をそれぞれ形成する。
この時、満１１の両側の７ｔ’４ Ｉ’ｌ！１部とメサ
１０の高さが同じになるようにエツチングを行う。満１
１とメサ１０の幅は４μｍ９発光部とメサ１ｏの長さは
それぞれ２００μｍ、２５μｍとした。この結果、第３
図に示すような基板１が形成される。フォトレジスタを
除去した後、液相成長法により基板１に半導体層２，３
． ｌｉ ５，６を順次成長する。それぞれの層厚は平
坦部で順に０４μｍ、０゜３μｍ、０．０８μｍ 、
２．０ ｔｔ ｍ 、 ０．７ μｍとした。
１０の高さが同じになるようにエツチングを行う。満１
１とメサ１０の幅は４μｍ９発光部とメサ１ｏの長さは
それぞれ２００μｍ、２５μｍとした。この結果、第３
図に示すような基板１が形成される。フォトレジスタを
除去した後、液相成長法により基板１に半導体層２，３
． ｌｉ ５，６を順次成長する。それぞれの層厚は平
坦部で順に０４μｍ、０゜３μｍ、０．０８μｍ 、
２．０ ｔｔ ｍ 、 ０．７ μｍとした。
この際、ｎ型クラッド層２、ｎ型光ガイド層３゜ｐ型り
ラッドＪＰ１５の成長溶液の過飽和度は５°Ｃ以上と高
く設定しておき、活性層４の成長ｌｄ液の過飽和度は１
°Ｃ以下と低く設定しておく。メサ１０の側部の成長速
度は平坦部のそれより速いため、メサ１０の上部では＾
Ｓの枯渇状態が起こる。
ラッドＪＰ１５の成長溶液の過飽和度は５°Ｃ以上と高
く設定しておき、活性層４の成長ｌｄ液の過飽和度は１
°Ｃ以下と低く設定しておく。メサ１０の側部の成長速
度は平坦部のそれより速いため、メサ１０の上部では＾
Ｓの枯渇状態が起こる。
従って溶液の過飽和度が低くメサの幅が狭い場合にはメ
サ１０の−Ｆ部の成長が抑制される。この結果、メサ１
０では活性ＪＳＡ４が成長せず、ｎ型光ガイド層３がｎ
型クラッド層２．Ｐ型クラッド層５で囲まれた構造が形
成される。この時、溝側部とメサ１０の高さが同じであ
るため、第２図〜第４図の断面図が示すように、光ガイ
ド層３が共振器全体で平坦な構造となる。さらに５ｉ０
２をマスクとしてＰ゛拡散層７を形成し、ｎ型電極８．
ｎ型電極９を形成して、本発明に係わる一実施例が形成
される。
サ１０の−Ｆ部の成長が抑制される。この結果、メサ１
０では活性ＪＳＡ４が成長せず、ｎ型光ガイド層３がｎ
型クラッド層２．Ｐ型クラッド層５で囲まれた構造が形
成される。この時、溝側部とメサ１０の高さが同じであ
るため、第２図〜第４図の断面図が示すように、光ガイ
ド層３が共振器全体で平坦な構造となる。さらに５ｉ０
２をマスクとしてＰ゛拡散層７を形成し、ｎ型電極８．
ｎ型電極９を形成して、本発明に係わる一実施例が形成
される。
本発明の半導体レーザ装置では、端面近傍に形成した侠
いメサのため、液相成長の性質上過飽和度を適切に設定
すれば、活性層をメサ上部に成長しないように出来る。
いメサのため、液相成長の性質上過飽和度を適切に設定
すれば、活性層をメサ上部に成長しないように出来る。
この結果端面近傍では屈折率の高い光ガイド層が屈折率
の低いクラッド層で囲まれた構造が形成される。従って
端面部にも完全な光導波機構が存在することになり、光
利用率の良い低閾値で高効率な特性が得られる。さらに
端面部には活性層が全く存在しないために完全にＣＯＤ
フリーとなり、また発光スボッｌ−も単一な理想的な窓
構造レーザが形成される。この結果、低１１値、高効率
、高出力で信頼性の高い半導体レーザが実現される。
の低いクラッド層で囲まれた構造が形成される。従って
端面部にも完全な光導波機構が存在することになり、光
利用率の良い低閾値で高効率な特性が得られる。さらに
端面部には活性層が全く存在しないために完全にＣＯＤ
フリーとなり、また発光スボッｌ−も単一な理想的な窓
構造レーザが形成される。この結果、低１１値、高効率
、高出力で信頼性の高い半導体レーザが実現される。
以上はＡｌＧａＡｓ系に限って説明を行ったが、本発明
はＧａｌｎ人ｓＰ、＾１ＧａｌｎＰ等の他の化合物半導
体を用いてら全く同様の効果がある。
はＧａｌｎ人ｓＰ、＾１ＧａｌｎＰ等の他の化合物半導
体を用いてら全く同様の効果がある。
第１図〜第５図はそれぞれ本発明の一実施例の斜視図、
ＣＣ’断面図、端面を示す正面図、ＤＤ′断面図および
基板ｌのみを示す斜視図である。 第６図〜第８図はそれぞれ従来の窓構造半導体レーザの
構造斜視図、ＡＡ′断面図およびＢＢ′断面図を示す。 図に於て、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａｌ０−４
１ａａ０．５９＾Ｓクラッド層、３はｎ型Ａｌ０．３０
ＧａＯ１７０ＡＳ光ガイド層、４はＡＩＤ、０８ＧａＯ
−９２＾Ｓ活性層、５はｎ型Ａｌ１）、４１Ｇａ０．５
９＾Ｓクラッド層、６はｎ型ＧａＡｓ電極層、７はＰ′
拡散層、８はｎ型電極、９はｎ型電極、１０はメサ、１
１は講、１２はｎ型ＧａＡｓ基板、１３はｎ型ＧａＡｓ
ブロック層、１４はｐ型＾１Ｏ−４１ＧａＯ。 ５９＾Ｓクラッド層、１５はＡＩｏ、０８ＧａＯ０９２
＾Ｓ活性層１６はｎ型Ａｌ０．４１ＧａＯ−５９＾Ｓク
ラッド層、１７は型ＧａＡｓ電極層、をそれぞれ示す。
ＣＣ’断面図、端面を示す正面図、ＤＤ′断面図および
基板ｌのみを示す斜視図である。 第６図〜第８図はそれぞれ従来の窓構造半導体レーザの
構造斜視図、ＡＡ′断面図およびＢＢ′断面図を示す。 図に於て、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２はｎ型Ａｌ０−４
１ａａ０．５９＾Ｓクラッド層、３はｎ型Ａｌ０．３０
ＧａＯ１７０ＡＳ光ガイド層、４はＡＩＤ、０８ＧａＯ
−９２＾Ｓ活性層、５はｎ型Ａｌ１）、４１Ｇａ０．５
９＾Ｓクラッド層、６はｎ型ＧａＡｓ電極層、７はＰ′
拡散層、８はｎ型電極、９はｎ型電極、１０はメサ、１
１は講、１２はｎ型ＧａＡｓ基板、１３はｎ型ＧａＡｓ
ブロック層、１４はｐ型＾１Ｏ−４１ＧａＯ。 ５９＾Ｓクラッド層、１５はＡＩｏ、０８ＧａＯ０９２
＾Ｓ活性層１６はｎ型Ａｌ０．４１ＧａＯ−５９＾Ｓク
ラッド層、１７は型ＧａＡｓ電極層、をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 基板に溝とこの溝の延長上の端面に接する位置にメサが
形成され、前記溝上に発光部として順次に第１の導電型
のクラッド層、光ガイド層、活性層および前記第１の導
電型のクラッド層と共に前記光ガイド層より屈折率が小
さい第２の導電型のクラッド層が形成され、前記メサ上
には順次に前記第１の導電型のクラッド層、前記光ガイ
ド層および前記第２の導電型のクラッド層が形成され前
記活性層は形成されず、前記溝および前記メサ上におい
て前記光ガイド層の上面が平坦であることを特徴とする
半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15554786A JPS6310583A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15554786A JPS6310583A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310583A true JPS6310583A (ja) | 1988-01-18 |
Family
ID=15608446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15554786A Pending JPS6310583A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6310583A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964135A (en) * | 1988-07-22 | 1990-10-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP15554786A patent/JPS6310583A/ja active Pending
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 |
| US5045500A (en) * | 1988-07-22 | 1991-09-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser |
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