JPS6327879B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、半導体注入形レーザ、詳しくいうと
基本横モード動作に適するヘテロ接合注入形レー
ザに関する。 光フアイバ伝送、光学デイスク書込み及び光集
積素子及び光集積回路に必要な高い出力が半導体
接合レーザに求められている。この目的のため
に、単一縦モード選択度及び基本横モード動作の
制御へ関心が向けられている。たとえば、縦モー
ド選択度の向上は、高いビツト速度のフアイバ通
信を達成するのに重要である。また、基本横モー
ド閉じ込め及び制御により、定在波を光学デイス
ク用として有効な大きな出力に対して最適にす
る。 また、光集積回路網には、１方の導波空胴から
別の独立な導波空胴まで効率のよい光結合素子を
設けることが必要である。この必要性は、光通信
用チツプを形成する場合には、外部レーザからの
光は導波管へ効率よく伝送され次に別の光伝送空
胴又は光フアイバ伝送線等の別の光結合素子に伝
送されなければならないということから生ずる。 縦モード選択度において、異なる空胴長を有す
る結合されたレーザ空胴は、多数空胴構造を成
し、それにより２つの光伝送空胴における反射光
の混合効果が単一縦モード動作を高めて高い出力
を発生する。このような構造体は、クオンタムエ
レクトロニクス（Quontum Electronics）の
IEEE ジヤーナル、第GE−13巻、第８号1977年
８月号第560頁ないし第564頁に記載のマツモトノ
ブオ氏の論文“ザ ベント−ガイド ストラクチ
ユアAlGaAs−GaAsセミコンダクタレーザ
（The Bent−Guide Structure AlGaAs−GaAs
Semi−conductor Laser）”に記載されている。
しかしながら、この論文に開示されたＬ型レーザ
を製造するには、異なる長さの２つの光導波空胴
を定める内部導波曲面をなめらかに研磨仕上げす
る等の洗練された製造技術を必要とする。 本発明の目的は、横モードのレーザ発光の動作
が安定して行われるヘテロ接合注入形レーザを提
供するにある。 本発明によれば、かかる目的を達成するため、
両側面が傾斜した細長いメサが表面に形成された
基体と、この基体に一体的に接触し、且つ各々が
相互に異なる組成の半導体結晶材料で成る、相互
に一体的に接触するよう形成された第１、第２及
び第３の半導体層と、前記第３半導体層に一体的
に接触し、且つその表面には前記メサの長手方向
と平行に延びる電流制限のためのストライプが形
成された、半導体結晶材料で成る第４の半導体層
とから成り、前記第２半導体層は、第１半導体層
及び第３半導体層よりも高い屈折率を有し、これ
らの第１、第２及び第３半導体層は、相互に同じ
拡がりの同じ平面上にあり、且つ前記メサの上方
であつて該メサを横断する領域において横方向に
整列しており、更に該第１、第２及び第３半導体
層は、前記メサの頂部の部分で最も薄い横断面厚
さを有するとともに、メサを越える前記第１、第
２及び第３半導体層は、該メサのまわりの領域に
おいてアーチ形状に形成されてメサを横切り始め
る領域からメサの頂部の領域に至るまでその横断
面厚さが変化しており、電流制限のための前記ス
トライプは、垂直方向に見て該メサの一方の傾斜
側面の上方に位置するように、前記メサの頂部か
らずれていることを特徴とするヘテロ接合注入形
レーザが提供される。 レーザーを製造する場合には、この層の厚さを
変化させるとともに薄い層の領域も形成される。
メサは、他の結晶層を液相エピタキシヤル
（liquid phase epitaxy：以下LPEと称する）成
長方法により形成する前に基体上に形成される。 基本横モード動作においては、受動透過層は省
略してもよい。レーザ製造時にメサを形成するこ
とにより、そのメサの直上に光導波層の薄い活性
領域を形成する。液相成長時にはこの層はこの活
性領域から離れて彎曲させられ、それに伴なつて
その層の断面の厚さが大きくなる。適当なストラ
イプ接触部により、基本横モードにおいて制限さ
れた発振が得られ、活性領域の利得損失領域の厚
さは、高い横モードを禁止するのに十分である。 レーザ基体上に形成されたメサは、効率のよい
ブランチ方向性結合を形成するのに用いてもよ
く、これは、注入形レーザ内の２つの導波層の間
に活性領域を形成するために従来の製造技術に付
加的な工程または付加的な製造素子を全く必要と
しない。 メサの近辺において結晶成長部分の厚さが変わ
ることにより、基本横モードで発振させることが
できる。この場合には、電流導電ストライプがメ
サの長さ方向と平行な方向に形成される。 本発明により完全に理解してもらうため、及び
本発明の他の目的は、添付図面とともに以下の説
明を参照することにより明らかとなるであろう。 第１図を参照すると、本発明の実施例を理解す
る上で参考となるヘテロ接合注入形レーザ１０が
概略的に図示されている。このレーザ１０は、縦
モード動作に適するものであるが、本発明に係る
実施例（第３図及び第４図）を理解する上で重要
なものであり、このレーザはメサが形成された１
つの導電性基体１２からなつている。メサ１４
は、側壁１６及び１８と平坦な上面２０を有して
いる。これにより台形状の断面を有するメサが形
成される。他の形状のメサを用いてもよく、その
形状の１つが第５図のメサ７２に図示されてい
る。 レーザ１０は、次の層から成る。順に、広いバ
ンドギヤツプの層２２、以下では活性導波層とも
称する最も狭いバンドギヤツプの層２４、別の広
いバンドギヤツプの層２６、以下で不活性または
透過層（光の伝播に対して透過性ということを意
味する）と称するやや狭いバンドギヤツプの層２
８、広いバンドギヤツプの層３０及び基体１２と
同じ判導体から成るが導電形の異なる最上接触層
３２である。この最上層３２上には、絶縁層３８
により定められたストライプ３６を備えた接触層
３４がある。 層２２〜３２は、基体１２上でLPEにより成
長する。絶縁層３８は、フオトリトグラフイ技術
により層３２上に形成され、この絶縁層３８は
SiO₂，Si₃N₄その他の適当な絶縁物質から成つて
おり当業界に周知の電流閉込め構造を成してい
る。接触層は金属蒸着により加えられ、そしてそ
の接触層は、Ti，Pt、及びAuの一体層か若しく
はCrとAuとの一体層から成つている。 電源に接続されると、ストライプ３６はメサ１
４及びへき開された端面１３及び１５と直角な方
向に流れるように電流を制限する。 以下に詳細に説明するように、レーザ１０に順
バイアスをかけると面１３の側に図示する領域１
７及び１９から出力ビームが出る。 層２２、２４、２６及び２８は通常同じ半導体
物質GaAlAsから成つている。各層は、それぞれ
所望のバンドギヤツプと反射率特性を有するよう
異なるモル比のAlを有する。層２２、２６及び
３０は最も広いバンドギヤツプを有しなければな
らない。一方活性層２４は、最も狭いバンドギヤ
ツプを有しなければならない。層２４及び２８は
層２２、２６及び３０よりも狭いバンドギヤツプ
を有するが、層２４は、該層をレーザ１０の活性
層とする層２８よりも狭いバンドギヤツプを有す
る。 層２４及び２８ではGaとAlとのモル比は大し
て違わない。このために、層２８は、層２４にお
いて誘起されたレーザ光に対して透過性である。
この層２８は低い屈折率を有する隣接した境界層
２６及び３０により定められた光導波路として働
くことができる。 これらの層は、層の界面においてそれぞれ４つ
のヘテロ接合４０、４２、４４及び４６を形成す
る。ヘテロ接合４０はｐ−ｎヘテロ接合であり、
一方ヘテロ接合４２、４４及び４６は同じ導電形
のヘテロ接合である。 レーザ１０を構成するものは、GaAsと
GaAlAsとの混合結晶半導体である。層１２（基
体）、２２、２４、２６、２８、３０及び３２は、
それぞれ、ｎ−GaAs、ｎ−Ga_1-wAl_wAs，ｐ−
Ga_1-vAl_vAs，ｐ−Ga_1-zAl_zAs，ｐ−Ga_1-yAl_y
As，ｐ−Ga_1-xAl_xAs及びｐ−GaAsから成つて
よい。ただし、 ｘ，ｗ，ｚ＞ｙ，ｖかつ ｙ＞ｖ である。 絶対的に必要ではないが、良い結合を得るため
にはｘ＞ｗ−ｚであることがよい。 また活性層２４は、むしろｐ形よりもｎ形導電
形から成るのがよい。 当業界ではは認識されているように、ある層の
導電形を逆転させて別の同様な形態を形成しても
よい。この別の形態では、層１２（基体）、２２、
２４、２６、２８、３０及び３２は、それぞれｎ
−GaAs、ｎ−Ga_1-wAl_wAs，ｎ−Ga_1-vAl_vAs，
ｎ−Ga_1-zAl_zAs，ｐ（又はｎ）−Ga_1-yAl_yAs及び
ｐ−Ga_1-xAl_xAs及びｐ−GaAsである。ただし、 ｘ，ｗ，ｚ＞ｙ，ｖ かつｖ＞ｙ ここでは、活性層は、層２８となり、層２４は
受動層である。活性層２８は、ｐ形又はｎ形の導
電形のどちらでもよい。加えて、相補的な構造が
ｐ形基体上に成長しても構わない。また、
InGaAsP又はGaAlAsP等の異なる結晶物質を用
いてもよい。 レーザ１０は、第表に示す実際のパラメータ
を有するように標準の液相エピタキシ技術により
成長形成されてよい。

【表】 層２４、２６及び２８は、前述のようにｐ形又
はｎ形のいずれの導電形であつてもよく、そのパ
ラメータを第表に示す。

【表】 第１図のレーザ１０の全長は500μmが好まし
い。ストライプ３６は、約12μmの幅を有する。
結合領域の長さは約23μmであり、この結合領域
については以下に詳細に説明する。 層２４、２６及び２８の長さ方向にわたる厚さ
の変化は、特に、LPE成長の前に基体１２上に
形成されたメサ１４により達成される。活性層２
４は、受動層２８及び中間層２４と同様にメサ１
４の直上の領域の断面はかなり薄くかつ平面状で
ある。この領域は第１図において結合領域として
表わされている。平面領域は、メサ１４の両側の
隣接領域として示されている。 層２２〜３０の順次LPE成長は、前の成長層
を順次滑らかにするように行なわれる。最初の
層、たとえば層２２、２４及び２６は、その結合
領域の厚さを平面領域の厚さと比較した場合に顕
著に厚さが変化する。しかしながら、被覆層３２
の成長は、その長さ方向にかなり滑らかで実質的
に平面状である。 第１図の平面領域を表わすのに用いた“プレー
ナすなわち平面”という用語は、層２２〜３０が
絶対的に平坦な平面であるという意味ではない。
むしろ、それは、この平面領域が、これらの層の
平坦な結合領域の両端と該平面領域の開始端との
間にある領域と比較すれば当然かなり平坦である
ということを示している。第１図の２１で示すこ
れらの領域では、これらの層は、層の成長時にお
いてメサ１４が存在することにより実質的に彎曲
形をなす。 結合領域の長さは、メサ１４の高さ及びメサの
最上面２０の幅ばかりでなく面１４及び１６の角
度によつても支配されている。代表的には、メサ
の最上面すなわちエツジは5μmないし10μmの幅
を有するが、それは1μmないし30μm範囲内にあ
ればよい。メサの高さは、代表的には3μmないし
5μmであるが、それは1μmないし20μmの範囲内
にあればよい。また、メサは三角状の断面形状に
することもできる。達成すべき主な効果は、活性
層２４と受動層２８との間にブランチ方向性結合
を与える所望の結合長を有するよう薄い層をメサ
上に成長させることである。メサ１４の最上部面
２０の幅が、メサの深さすなわち高さに対して狭
く作られていればいるほど、メサの直上にある平
坦なすなわち平面薄層領域の長さはより狭くな
る。 注入形レーザ１０の製造は次のようにして行な
う。まず、ｎ−GaAs基体１２の（100）面を
（011）方向と平行に配向された幅12μmのストラ
イプ状フオトレジストでマスクする。次にエツチ
ング剤を基体面に加える。このエツチングされた
メサ１４は、むしろ狭い最上面（幅が約5μm）と
深い側壁１６及び１８（深さが約5μm）を有して
結合領域と平面領域との間において層の厚さを大
きく変化させることが好ましい。エツチング後、
その基体１２を洗浄して従来のLPE炉内に配置
する。次に層２２ないし層３２をたとえば第表
に図示するような厚さを有する層にするよう調節
された成長時間により成長させる。層２２の成長
時間は該層の厚さがメサ上においては高い結合力
を与えるほど十分に薄く、一方平面領域において
は、基体１２内の放射及び吸収による損失をなく
すほど十分に厚くなるように調節されている。レ
ーザ１０は、LPE（液相エピタキシヤル法）によ
り製造されると述べてきたが、分子ビームエピタ
キシあるいは蒸気相エピタキシもまた種々のマス
キング技術とともに用いることができる。 pn 接合４０に順バイアス（たとえば、約
2.2KA／cm²のパルス状しきい値電流）をかける
と、そのレーザは活性導波層２４において発生し
た光でレーザ発光する。メサ１４の真上の結合領
域では、光は、結合領域の活性導波層２４から透
過性受動導波層２８へ連続的に結合される。この
結合は可能である。なぜならば、これらの層の厚
さは、平坦な結合領域ではかなり薄くて相互に近
接しており、それに比べて平面領域ではこれらの
層はかなり離隔している。これらの層を薄く、ま
た特に層２６を薄くすればするほど、活性層２４
と受動層２８との間の結合はますます強くなる。
第表に示すように、層２６のメサ１６上におけ
る厚さはたつたの0.22μmであり一方活性領域の
外側及び平面領域では、その厚さは0.95μmであ
る。 光は、層２４及び２８のいくつかの異なる光路
を伝播してよい。第１図のメサ１４上の領域を参
照すると、光路は活性導波層２４自身のみ、又は
層２４の左側部分と層２８の右側部分、又は層２
８の左側部分と層２４の右側部分であつてよい。
光は領域１７及び１９から出る。受動層２８は、
それのみで光路とはならない方がよい。というの
は受動層は、層２４の利得に比べてその損失が大
きいからである。 メサは、レーザの両へき開面に対して中心に形
成してもよいし、あるいは中心から離して形成し
てもよい。メサを中心に形成すれば、数組の縦モ
ードが測定される。メサを端面１３及び１５に対
して中心から離して形成すると、２組の縦モード
が第２Ｃ図に示すように測定される。 第２Ａ図では、活性層２４からの影響を全く受
けない層２８における縦方向の反射スペクトルの
状態を示している。これは、モードＡとして示し
てある。第２Ｂ図は受動層２８からの影響をまつ
たく受けない活性導波層２４の縦反射スペクトル
を示す。これは、モードＢとして示す。得られた
縦方向モードスペクトルを第２Ｃ図に示す。２組
の縦モードＡ及びＢとの間に“チヤーピング
（chirping）”効果が第２Ｃ図に示されている。レ
ーザのパワーのほとんどは、１つの縦モードに集
中している。 導波層２４及び２８において可能な異なる光路
を光が伝播すると、その光は各層において、異な
る等価屈折率の中を伝播する。層２４及び２８
は、それぞれ異なる伝播定数を有する。結果とし
て、各導波層又はその結合層がへき開面１３と１
５との間の伝播光に対して異なる光路長を示す。
結合領域における干渉により、レーザ１０が２つ
の端部反射面だけを必要とする場合を除き、モー
ド選択度が３反射面レーザと効果上同じとなる。 第２Ｃ図に示すように、２組の縦モードＡ及び
Ｂが第１縦モードにおいて積極的に干渉する。モ
ードＡの場合には、その間隔は1.588オングスト
ロームであり、一方モードＢの場合には1.562オ
ングストロームである。積極的干渉は約95オング
ストロームの間隔で生じる。 活性層の結合領域における等価屈折率は同じ領
域の受動層の等価屈折率に大体等しくなるべきで
ある。これにより最大の結合率を与える。しかし
ながら、これらの層は、平面領域においては同一
の等価屈折率を有する必要はない。 要約すると、層２４及び２８内に形成された２
つの異なる光路の等価屈折率が変化するので縦モ
ード選択度が大きくなり、それにより第２Ｃ図に
示すように反射強度が所定波長と一致する結果各
光路において新しい共振が発生する。すなわち、
ある点において両光路からのレーザ光の波長の位
相が同じとなつて相和される。 これらの光路の実際の物理的な長さは実質的に
同じであるが、各光路の等価屈折率の変化は、空
胴長の変化に等しい。 確率度の高い光の伝播路に関して、メサがレー
ザ長の中心から外れている場合、光路は、活性層
２４において長く受動層２８において短い光路及
び層２４のみから成る光路であることがより好ま
しいと思われる。というのは、その光路は全体と
して利得領域から成つているからである。 １つ以上のメサ１４を基体１２の表面上に用い
てもよいことに注目されたい。数個のメサを
20μmないし100μmの間隔で離して基体１２上に
形成してもよい。これらのメサは、一連の結合領
域を与え境界条件を大きくし、その結果共振時に
光の強度が大きくなる。メサの間隔が十分に近接
していれば、すなわち、メサの間隔が誘起された
光の半波長の整数倍であるならば、分配帰還が得
られる。 第３図及び第４図は本発明の実施例に係る横モ
ード動作に適するレーザを示しており、この第３
図のレーザ５０の構造は、そのストライプ接触部
を横モード動作用に配置したことを除けば第１図
のレーザの構造と同じである。従つて両図の同一
素子には同じ参照番号が付してある。 第３図のレーザ５０では、ストライプ層５２
は、メサ１４に対して平行に位置決めされかつそ
の一方の側へずらされたストライプ５４を有す
る。このようにストライプを形成することによ
り、基本横モード動作が層２４の領域５６におい
て達成される。 領域５６における横導波は安定している。とい
うのは、この領域の一方側において層２４に彎曲
部分５８があつてこの横モードの伝播波は屈折率
の変化と出会う。また、厚さの変化は屈折率の変
化に寄与する。領域５６の他方側において、層２
４は余分な吸収及び放射による損失を基体内へ誘
導するのに十分なほどメサ１４に近接している。
光はまた、層２４内で発生した瞬間的なレーザ光
を受動層２８内へ伝送する場合には、受動層２８
内へ結合される。 本発明の第２の実施例を示す第４図では、ヘテ
ロ接合レーザ６０は、受動層を包含していない。
導波層を１つだけ用いている。この基体及びメサ
の構造は、前述の図と同じである。これらの
GaAlAs層は、メサ基体上にLPE成長する。境界
層６２及び６６においてAlのモル比は、活性層
６４が最も低いバンドギヤツプを有しかつその屈
折率が層６２、６４、６６のうちで最も高くなる
ように活性層６４のAlモル比よりも大きくなつ
ている。層６２、６４及び６６のパラメータの一
例は、それぞれ第表の層２２、２４、３０と同
じである。これらの層は、ヘテロ接合６１及び６
３を形成している。 最上接触層６８は、ストライプ６９の部分を除
けば絶縁層６５により接触層６７から絶縁されて
いる。当業者に周知の他の手段をストライプ６９
を形成するのに用いてよい。ストライプ接触部分
６９は、メサ１４と平行であつてその一方の側へ
ずらされている。 前述のように領域５６の横導波が第３図と同様
にして達成される。動作は、活性層６４に彎曲部
があつてかつ基体メサ１４への吸収及び放射によ
り損失があることにより安定化される。 第５図、第６図、第７Ａ〜７Ｆ図は本発明の実
施例を示すものではないけれど、本発明を理解す
る上の参考のため以下記述する。 第５図において、メサ７２は、基体１２の表面
から細長く延びた形状をしかつ台形状を成してい
る。メサ７２は急面７４及び７６を有しており、
その急斜面が狭い最小面すなわちエツジ７８を形
成している。 メサ７２の形状がこのように狭いために、極め
て狭い平坦な平面活性領域７１がメサ上に形成さ
れる。ストライプ接触部６９は、領域７１及びメ
サ７２の直上に位置決めされる。この領域が活性
層６４の彎曲部７３及び７５により境界づけられ
るとき基本横モード動作を安定化することがで
き、またこの彎曲部７３及び７５は層の厚さが変
化しかつ屈折率を変化させる。この構造では、最
上面７８と活性層６４との間の境界層６２は、基
体１２への吸収による損失を避けるほど十分厚く
ならなければならない。もちろん、これは、層６
２のLPE成長により制御される。 縦モード選択度を達成する別の方法は、一つの
領域においてレーザーの活性導波層内でブランチ
方向性結合を与えるほど交差又は近接している２
つ又はそれ以上のストライプ接触部を用いること
である。この目的を達成するためのレーザ及びス
トライプ接触構造を第６図及び第７Ａ〜７Ｆ図に
図示する。 第６図では、ヘテロ接合レーザ８０は、１導電
型の基体８２と、その上にLPE成長させた次の
層、すなわち基体８２と同じ導電形の境界層８
４、基体８２と反対の導電形をもつ活性層８６、
活性層と同じ導電形を有する境界層８８、基体８
２と同じ半導体物質から成るが、その導電形が異
なる接触層９０とから成つている。層８４、８６
及び８８は、ヘテロ接合８５及び８４を形成す
る。絶縁層９２は、金属接触層９４の蒸着時に２
つのストライプ９６及び９８を設けるように形成
される。金属蒸着技術のほかに、他のストライプ
形成方法、たとえば、当業界に周知の選択的イオ
ン注入（implantation）技術、選択的拡散技術又
は選択的化学エツチング技術等を、第６図及び第
７図のストライプ接触部を形成するのに用いてよ
い。 たとえばSn−Auの層から成る接触層９５を基
体８２上に形成してもよい。ストライプ９６は直
線状であり、一方ストライプ９８は、ストライプ
９６と近接している領域１００を形成するよう彎
曲している。この二重ストライプ接触部構造によ
り活性層８６に領域９１及び９３で示す２つの出
力ビームを発生する導波放射線のための２つの制
限路を与える。第１図の場合のように、縦方向モ
ード選択度が高められる。というのは、２つのス
トライプ９６及び９８の構造が異なることにより
放射波共振に対して２つの光路の長さが異なつ
て、領域１００の下にある活性層８６内にブラン
チ方向性結合が形成される。光路が異なるので、
各光路に異なる共振が生じ、その結果第２Ｃ図に
ついて述べたように所定の波長において反射強度
が一致する。 活性層８６には４つの光路が形成される。これ
らは第６図の文字Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで表わされ、
各ストライプ９６及び９８の半部分を示してい
る。４つの光路は、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＤ、及
びＣとＤで組合わせることができる。 ストライプ構造は活性層８６内の光路長を決定
するので、多くの異なるストライプ形状を試みる
ことができる。これらの形状のいくつかを第７図
に示す。第７Ａ図及び第７Ｂ図は、第６図に図示
する形の並置ストライプ構造の他の例を示す。第
７Ｃ図、第７Ｄ図、第７Ｅ図及び第７Ｆ図は、連
結ストライプ構造を示している。 第７Ａ図では、ストライプ１０２及び１０４
は、レーザ活性層中に異なる光路を与え、それら
のストライプが領域１０６において近接すること
により活性層中に結合領域が形成される。第７Ｂ
図では、ストライプ１０８及び１１０は、異なる
光路長を与え、領域１１２においてストライプが
近接することにより結合が生じる。ストライプ幅
の違いが幅の広いストライプ１０８により形成さ
れた光路に異なる等価屈折率を与える。このよう
に、光路長及び等価屈折率の累積効果が異なる共
振空胴を生じて縦モード選択度を高める。 第７Ｃ図では、ブランチストライプ部分１１４
は、１１６においてブランチストライプ部分１１
８と交わり、二又のストライプ形状を形成する。
２つの異なる光路がレーザの活性層内に形成され
て各光路が１つの光路部分を分かち合う。第７Ｄ
図及び第７Ｅ図では、レーザの活性層に３つの光
路を形成する３つのプランチが１つに交わつてい
る。第７Ｄ図では、ブランチストライプ部分１２
０、１２２及び１２４は、同一点１２６で連結し
てストライプ部分１２８を分かち合う。第７Ｅ図
では、ブランチストライプ部分１３０、１３２及
び１３４が異なる点１３６及び１３８においてそ
れぞれ連結して、ストライプ部分１４０を分かち
合う。 第７Ｆ図では、二又ストライプ部分１４２及び
１４４が点１４６において連結してストライプ部
分１４８を分かち合う。このストライプ形状は、
ブランチストライプ部分１４４がブランチトライ
プ部分１４２よりも広い幅を有することを除けば
第７Ｃ図とかなり類似している。このように、ス
トライプ部分１４４は、第７Ｂ図の幅広いストラ
イプ１０８について前述したのと同様に作用す
る。 以上のように、本発明によれば、両側面が傾斜
した細長いメサが表面に形成された基体に一体的
に接触し、且つ各々が相互に異なる組成の半導体
結晶材料で成る、相互に一体的に接触して形成さ
れた第１、第２及び第３半導体層と、第３半導体
層に一体的に接触し表面には前記メサの長手方向
と平行に延びる電流制限のためのストライプが形
成された半導体結晶材料の第４半導体層とから成
り、第２半導体層は、第１半導体層及び第３半導
体層よりも高い屈折率を有し、第１、第２及び第
３半導体層は、相互に同じ拡がりの同じ平面上に
あり、且つ前記メサの上方であつて該メサを横断
する領域において横方向に整列し、該第１、第２
及び第３半導体層は、メサの頂部の部分で最も薄
い横断面厚さを有するとともに、メサを越える第
１、第２及び第３半導体層は、該メサのまわりの
領域においてアーチ形状に形成されてメサを横切
り始める領域からメサの頂部の領域に至るまでそ
の横断面厚さが変化しており、電流制限のための
前記ストライプは、垂直方向に見て該メサの一方
の傾斜側面の上方に位置するように、前記メサの
頂部からずれていることを特徴とするヘテロ接合
注入形レーザが提供される。 従つて、従来の横モードのヘテロ接合注入形レ
ーザと同様に、横方向に延びる電流制限用のスト
ライプのもとで、横モード発光が行われ、レーザ
光を発生する活性層となる第２半導体層が、その
両側の第１及び第３半導体層より屈折率が高いた
め、レーザ光がその第２半導体層に閉じ込められ
るのである。 そして、本発明のヘテロ接合注入形レーザで
は、第２半導体層は、電流制限用のストライプの
一端に相当する部分で、余分な吸収や放射による
損失を基体内へ誘導するのに十分なほどメサに近
接しており、また、ストライプの他端に相当する
部分では、第１〜３の半導体層が、アーチ形状す
なわち湾曲していてこの部分においては、第１及
び第３半導体層は勿論のこと、第２半導体層でも
屈折率が変化する（特に厚さの変化が大きく屈折
率の変化に寄与する）ので、メサの一方の傾斜側
面部分において、電流が十分に閉じ込められるだ
けでなく、発生したレーザ光も屈折率の変化によ
つてメサ傾斜側面部分に十分に閉じ込められるの
で、極めて安定した状態で横モードのレーザ発光
が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の理解の上で参考となる縦モ
ード動作用メサ付注入形レーザの概略的な斜視図
である。第２Ａ図は、第１図のレーザにおいて、
活性導波空胴の影響のない場合における受動導波
空胴の縦モード反射スペクトルのグラフである。
第２Ｂ図は、第１図のレーザにおいて、受動導波
空胴の影響のない場合における活性導波空胴の縦
モード反射スペクトルのグラフである。第２Ｃ図
は、第１図のレーザにおいて活性導波空胴と受動
導波空胴との結合効果による結合縦モードスペク
トルのグラフである。第３図は、本発明に係る、
横モード制御に適したメサ付注入形レーザの概略
的な斜視図である。第４図は、本発明に係る第２
の実施例としての、横モード制御に適する活性導
波空胴を備えたメサ付注入形レーザの概略的な正
面図である。第５図、第６図、第７Ａ図ないし第
７Ｆ図は本発明の理解を助ける例を示しており、
第５図は、メサを基体上に形成しかつ活性導波空
胴を有する横モード制御に適する注入形レーザの
概略的な斜視図である。第６図は、活性導波空胴
を備えかつ縦モード制御用隣接ストライプ形状を
有する注入形レーザの概略的な斜視図である。第
７Ａ図ないし第７Ｆ図は、第６図の注入形レーザ
とともに用いる他のストライプ形状の概略的な平
面図である。 １０，５０，６０……レーザ、１２……基本、
１４……メサ、１３，１５……へき開面、２４，
６４……活性層、２８……受動層、３８，６５…
…絶縁層、５４，６９……ストライプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両側面が傾斜した細長いメサが表面に形成さ
   れた基体と、この基体に一体的に接触し、且つ
   各々が相互に異なる組成の半導体結晶材料で成
   る、相互に一体的に接触するよう形成された第
   １、第２及び第３の半導体層と、前記第３半導体
   層に一体的に接触し、且つその表面には前記メサ
   の長手方向と平行に延びる電流制限のためのスト
   ライプが形成された、半導体結晶材料で成る第４
   の半導体層とから成り、前記第２半導体層は、第
   １半導体層及び第３半導体層よりも高い屈折率を
   有し、これらの第１、第２及び第３半導体層は、
   相互に同じ拡がりの同じ平面上にあり、且つ前記
   メサの上方であつて該メサを横断する領域におい
   て横方向に整列しており、更に該第１、第２及び
   第３半導体層は、前記メサの頂部の部分で最も薄
   い横断面厚さを有するとともに、メサを越える前
   記第１、第２及び第３半導体層は、該メサのまわ
   りの領域においてアーチ形状に形成されてメサを
   横切り始める領域からメサの頂部の領域に至るま
   でその横断面厚さが変化しており、電流制限のた
   めの前記ストライプは、垂直方向に見て該メサの
   一方の傾斜側面の上方に位置するように、前記メ
   サの頂部からずれていることを特徴とするヘテロ
   接合注入形レーザ。 ２ 第３及び第４の半導体層の間に一体的に接触
   し、且つ各々が相互に異なる組成の半導体結晶材
   料で成る、相互に一体的に接触するよう形成され
   た第５及び第６の半導体層を含み、第２半導体層
   及び第５半導体層は、第１、第３及び第６半導体
   層より高い屈折率を有し、且つ第２半導体層は第
   ５半導体層より高い屈折率を有し、第２及び第５
   半導体層は垂直方向に光学的に結合するブランチ
   領域を形成して第２半導体層から発生した光を第
   ５半導体層に結合していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のヘテロ接合注入形レー
   ザ。