JPS63307792A - Semiconductor laser array element and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser array element and manufacture thereof

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JPS63307792A
JPS63307792A JP14452287A JP14452287A JPS63307792A JP S63307792 A JPS63307792 A JP S63307792A JP 14452287 A JP14452287 A JP 14452287A JP 14452287 A JP14452287 A JP 14452287A JP S63307792 A JPS63307792 A JP S63307792A
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JP
Japan
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laser array
semiconductor laser
substrate
layer
array element
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Withdrawn
Application number
JP14452287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaneki Matsui
完益 松井
Mototaka Tanetani
元隆 種谷
Akihiro Matsumoto
晃広 松本
Hiroyuki Hosobane
弘之 細羽
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • H01S5/4068Edge-emitting structures with lateral coupling by axially offset or by merging waveguides, e.g. Y-couplers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To oscillate all the semiconductor lasers of an array in a state of phase lock by forming at least one irregular sections adjacent to both sides of an irregular section constituting an optional guide. CONSTITUTION:A semiconductor laser array element is composed of a plurality of optical guides shaped in response to irregularities 4 formed onto a substrate 1, and at least one irregular sections 5 are shaped adjacent to both sides of the irregular section 4 forming the optical guides. That is, a uniform flat active layer 7 can be formed extending over the whole regions of active regions in semiconductor laser array elements by juxtaposing the irregular sections 5 on the substrate 1 side at positions adjacent to the active regions consisting of a plurality of the optical guides. Accordingly, laser oscillation in a state of phase lock is acquired.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体レーザアレイ素子の構造及び製造方法に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to the structure and manufacturing method of a semiconductor laser array element.

〈従来技術とその問題点〉 複数の半導体レーザを同一基板上に近接して配置するこ
とにより高出力化を計る半導体レーザアレイの研究が進
められている。これらの素子では活性領域として光や電
流の制御による限定領域を形成するため凹凸を設けた基
板上に液相エピタキシャル成長によりダブルヘテロ接合
構造を形成することが多く種々の構造が実現されてきた
<Prior art and its problems> Research is progressing on semiconductor laser arrays that increase output by arranging a plurality of semiconductor lasers close to each other on the same substrate. In these devices, a double heterojunction structure is often formed by liquid phase epitaxial growth on an uneven substrate to form a limited region as an active region by controlling light or current, and various structures have been realized.

しかしながら、複数個のストライプ状の凹凸付基板上に
多層の液相エピタキシャル成長を行なう際に周辺の凹凸
部と中央近傍の凹凸部上の成長層の厚さが異なるという
現象が生じ、周辺部の方が厚く成長する結果均一な成長
層が得られない。その−例として、第6図(a)に液相
エピタキシャル成長後のウェハー断面、第6図(b)に
基板上に形成された凹凸の平面図を示す。
However, when performing multilayer liquid-phase epitaxial growth on a substrate with multiple stripes of unevenness, a phenomenon occurs in which the thickness of the grown layer on the unevenness at the periphery differs from that on the unevenness near the center. As a result, a uniform growth layer cannot be obtained. As an example, FIG. 6(a) shows a cross section of a wafer after liquid phase epitaxial growth, and FIG. 6(b) shows a plan view of the unevenness formed on the substrate.

p型GaAs基板(61)上Kn型GaAs(又はGa
AtAs)電流狭窄層(62)を液相エピタキシャル法
9分子線エピタキシャル成長法、有機金属化学析出法等
で形成する。
Kn-type GaAs (or Ga
AtAs) current confinement layer (62) is formed by liquid phase epitaxial method, nine molecular beam epitaxial growth method, organometallic chemical deposition method, or the like.

その後、ホトリングラフィ技術とエツチング技術を利用
し、表面よりn型caAs(又はGaAtAs )電流
狭窄層(62)を貫通して基板(61)に達するストラ
イプ溝状の凹部(63)を複数本刻設する。続いてこれ
を基板とし、p型Ga 1−)(AtxAsクラッド層
(641,p(又はn)型Ga1−yAtyAs活性層
(65)、n型G a l 、(Atx A 4322
21層(6(2)、n+型GaAsキャップ層(6ηを
液相エピタキシャル成長法により連続成長させる(ただ
しo<y<x<I)。
Thereafter, using photolithography and etching techniques, a plurality of striped groove-shaped recesses (63) are carved from the surface, penetrating the n-type caAs (or GaAtAs) current confinement layer (62) and reaching the substrate (61). Set up Next, using this as a substrate, p-type Ga1-)(AtxAs cladding layer (641), p (or n)-type Ga1-yAtyAs active layer (65), n-type Ga1, (AtxA 4322
21 layers (6(2), n+ type GaAs cap layer (6η) are continuously grown by liquid phase epitaxial growth (where o<y<x<I).

この際、p型G a 1−X AtX A sクラッド
層(64Iの層厚は基板(69の面方位による成長速度
の違いから、凹部(63)では厚く平坦部では薄くなる
。さらに基板(61)の平坦部に近い凹部(63)上の
p型G a 1−X Atz A sクラッド層・′6
4)の層厚は平坦部から最も遠い中央近傍の凹部(63
)上に比べてGa溶液中のAs原子の拡散が多いため最
も厚くなり、平坦部上のp型りラッド層′6(1)の層
厚を0.1〜0.5μmと薄くして凹部(63)上に光
導波路を形成しようとすると第6図(b)に示すように
p型クラッド層・′64)の表面及び活性層((至)が
湾曲してしまう。
At this time, the layer thickness of the p-type Ga 1-X AtX As cladding layer (64I) is thicker in the concave portions (63) and thinner in the flat portions due to the difference in growth rate depending on the plane orientation of the substrate (69). ) p-type Ga 1-X Atz As cladding layer on the concave part (63) near the flat part of
The layer thickness of 4) is the same as that of the concave part (63
) The layer thickness of the p-type rad layer '6 (1) on the flat part is made thinner to 0.1 to 0.5 μm to form the concave part. If an optical waveguide is to be formed on (63), the surface of the p-type cladding layer ('64) and the active layer ((to)) will be curved, as shown in FIG. 6(b).

この結果、各導波路の伝搬定数が異なってしまうため、
位相同期発振が得られず、各導波路が各々の発振閾値及
び発振波長で発振することとなる。
As a result, the propagation constant of each waveguide is different, so
Phase-locked oscillation cannot be obtained, and each waveguide oscillates at its own oscillation threshold and oscillation wavelength.

〈発明の目的〉 本発明は上述の問題点に鑑み、複数個の半導体レーザを
同一基板上に近接して配置した半導体レーザアレイ素子
において、すべての半導体レーザが位相同期状態で発振
するような半導体レーザアレイ素子を提供することを目
的とするものである。
<Object of the Invention> In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor laser array element in which a plurality of semiconductor lasers are arranged close to each other on the same substrate, in which all the semiconductor lasers oscillate in a phase-locked state. The object of the present invention is to provide a laser array element.

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、光及び電流の集中化制御のだめ基板上に凹凸
を設け、該凹凸に対応して形成される複数本の光導波路
によって構成される半導体レーザアレイ素子において光
導波路を構成する凹凸部の両側に近接して少なくとも1
個の凹凸部を形成したことを特徴とするものである。
<Means for Solving the Problems> The present invention provides a semiconductor laser array composed of a plurality of optical waveguides formed in correspondence with the unevenness by providing unevenness on a substrate for centralized control of light and current. In the element, at least one
This feature is characterized by the formation of individual uneven portions.

く作 用〉 本発明の半導体レーザアレイ素子は複数個のレーザ発振
用光導波路によって構成されており、この複数個の光導
波路から成る活性領域に近接した位置の基板側に凹凸部
を並設することによって均一かつ平坦な活性層を半導体
レーザアレイ素子の活性領域全域にわたって形成できる
ため、位相同期状態でのレーザ発振を得ることができる
Effect> The semiconductor laser array element of the present invention is constituted by a plurality of optical waveguides for laser oscillation, and uneven portions are arranged in parallel on the substrate side at positions close to the active region made up of the plurality of optical waveguides. As a result, a uniform and flat active layer can be formed over the entire active region of the semiconductor laser array element, making it possible to obtain laser oscillation in a phase-locked state.

〈実施例〉 第1図は本発明の1実施例を示す半導体レーザアレイ素
子の構成図であり、第1図(a)は断面図、第1図(b
)は基板上に形成した凹凸構造(電流注入領域及び光導
波路)を示す平面図である。本実施例ではGaAtAs
系半導体レーザアレイ素子に適用した場合について説明
する。
<Embodiment> FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor laser array element showing one embodiment of the present invention, FIG. 1(a) is a cross-sectional view, and FIG.
) is a plan view showing the uneven structure (current injection region and optical waveguide) formed on the substrate. In this example, GaAtAs
A case where the present invention is applied to a semiconductor laser array element will be described.

p型GaAs基板(1)上に液相エピタキシャル(LP
E)法などの結晶成長法により、逆極性となる1μm厚
のn型GaAs(又はGaAtASあるいはGaAsと
G a AtA sの多層構造)電流阻止層(2)を成
長させる。
Liquid phase epitaxial (LP) is deposited on the p-type GaAs substrate (1).
A 1 μm thick n-type GaAs (or GaAtAS or multilayer structure of GaAs and GaAtAs) current blocking layer (2) having opposite polarity is grown by a crystal growth method such as method E).

次にフォトリングラフィとエツチング技術を用いて、第
1図(b)に示すストライプ溝形状で幅4μm・ピッチ
5μmの凹部(3)を電流阻止層(2)表面から基板(
1)内に達する深さまで形成する。凹部(3)を形成す
る−ことによシ、基板(1)上から電流阻止層(2)の
除去された部分が電流の通路と光導波路になる。ここで
中央部の複数個の凹凸部(4)は位相同期レーザアレイ
装置の発光領域となりその両側でレーザアレイの発光領
域から6μmの距離に形成された凹凸部(5)はレーザ
アレイ装置の活性層(7)を平坦かつ均一に形成するた
めに使用される。このとき、両側に形成される凹凸部(
5)は中央部の凹凸(4)と必ずしも同一形状・同一周
期である必要はない。すなわち、再度LPE法を用いて
凹凸部を形成した基板(1)上に凸部上で0.2.4m
厚のp型G a 1−X ALxA sクラッド層(6
) 、 0.08 μm厚のp型(又はn型)Ga1−
y AA、As(又はGaAsとGaAAAsを積層し
た量子井戸構造)活性層(7)、1μm厚のn型Ga1
−込へAsクラッド層(8)、さらに2μm厚のn+型
G a A sキャップ層(9)を連続的に成長させて
レーザ発振動作用のダブルヘテロ接合型多層結晶構造を
構成する(ただしOくy<x<I)。このとき、半導体
レーザアレイ部から6μm離れた位置に近接して両側に
凹凸部(5)が形成されているためGa溶液中のAsの
不均一な拡散が発生せずn−クラッド層(6)、活性層
(7)を順次成長させた際に、レーザアレイ部(4)及
びその近傍では平坦かつ均一な活性層(7)を成長させ
ることができる。
Next, using photolithography and etching techniques, recesses (3) with a width of 4 μm and a pitch of 5 μm are formed in the striped groove shape shown in FIG.
1) Form to a depth that reaches inside. Formation of a recess (3) - whereby the removed portion of the current blocking layer (2) on the substrate (1) becomes a current path and an optical waveguide. Here, the plurality of uneven parts (4) in the center become the light emitting area of the phase-locked laser array device, and the uneven parts (5) formed at a distance of 6 μm from the light emitting area of the laser array on both sides are active areas of the laser array device. It is used to form layer (7) flat and uniform. At this time, the uneven parts formed on both sides (
5) does not necessarily have to have the same shape and the same period as the unevenness (4) in the center. That is, 0.2.4 m above the convex portion is placed on the substrate (1) on which the concave and convex portion is formed using the LPE method again.
Thick p-type Ga 1-X ALxA s cladding layer (6
), 0.08 μm thick p-type (or n-type) Ga1-
y AA, As (or quantum well structure stacked with GaAs and GaAAAs) active layer (7), 1 μm thick n-type Ga1
A double heterojunction multilayer crystal structure for laser oscillation is constructed by continuously growing an As cladding layer (8) and a 2 μm thick n+ type GaAs cap layer (9). y<x<I). At this time, since uneven portions (5) are formed on both sides close to a position 6 μm away from the semiconductor laser array portion, uneven diffusion of As in the Ga solution does not occur and the n-cladding layer (6) When the active layer (7) is sequentially grown, a flat and uniform active layer (7) can be grown in the laser array section (4) and its vicinity.

次にホトリソグラフィ技術を用いて半導体レーザアレイ
部(4)上知レジスト膜を形成して保護膜とした後、イ
オン注入法を用いてプロトンを注入し、半導体レーザア
レイ部以外の結晶の高抵抗化を得る。この結果、半導体
レーザアレイ部(4)には電流が流れるが、その両側は
電流通路が形成されているにもかかわらず、レーザアレ
イ部から6μmはど離れているため光学的結合及び電流
注入が生じない構造となる。
Next, a resist film is formed on the semiconductor laser array section (4) using photolithography to serve as a protective film, and then protons are injected using the ion implantation method to increase the resistance of the crystals other than the semiconductor laser array section. get the results. As a result, current flows through the semiconductor laser array section (4), but even though current paths are formed on both sides, optical coupling and current injection are difficult due to the distance of 6 μm from the laser array section. This results in a structure that does not occur.

上記電流ストライプ構造作製後、基板(1)側にp側抵
抗性電極00を形成するとともに成長層側すなわちキャ
ップ層(9)上にn側抵抗性電極αDを形成し、共振器
長が200〜aOOμmとなるように凹部(3)と直角
に骨間する。
After producing the current stripe structure, a p-side resistive electrode 00 is formed on the substrate (1) side, and an n-side resistive electrode αD is formed on the growth layer side, that is, on the cap layer (9), so that the resonator length is 200~ It is interosseous at right angles to the recess (3) so that the distance is aOOμm.

次に、両弁開面にAt203膜あるいはアモルファスS
i膜を電子ビーム蒸着法により被覆してレーザ面ミラー
を形成する。このとき、単層のAt203膜あるいは多
層At203とアモルファスSi膜で構成される反射膜
における各層の厚さを適当に変えることによって、反射
膜の反射率を約2%〜95%まで任意に設定することが
できる。
Next, attach At203 film or amorphous S to the opening surface of both valves.
The i film is coated by electron beam evaporation to form a laser surface mirror. At this time, the reflectance of the reflective film is arbitrarily set from about 2% to 95% by appropriately changing the thickness of each layer in the reflective film composed of a single-layer At203 film or a multilayer At203 film and an amorphous Si film. be able to.

高出力光を得るために、レーザ光の出射側の骨間面には
、λ/4(λ:発振波長)厚のAt203膜を形成し、
裏面の骨間面にはAz2o3膜とSi膜の多層膜を電子
ビーム蒸着法で形成し、それぞれの反射率が約2%、約
95%のレーザ面ミラーを形成する。
In order to obtain high output light, an At203 film with a thickness of λ/4 (λ: oscillation wavelength) is formed on the interosseous surface on the laser beam output side.
A multilayer film of an Az2O3 film and a Si film is formed on the back interosseous surface by electron beam evaporation to form a laser mirror with a reflectance of about 2% and about 95%, respectively.

この結果、本実施例の半導体レーザアレイ素子は発振閾
値が100mAとなり、光出力が200mWまで双峰の
遠視野像をもつ安定な位相同期状態で発振した。
As a result, the semiconductor laser array element of this example had an oscillation threshold of 100 mA and oscillated in a stable phase-locked state with a bimodal far-field pattern up to an optical output of 200 mW.

以上のごとく、レーザアレイ部の両側に凹凸を形成する
ことによって平坦かつ均一な活性層(7)を製作するこ
とができ、レーザアレイ部(4)に電流及び光を有効に
閉じ込めることができるためレーザアレイ部(4)全域
にわたって位相同期状態でレーザ発振させることが可能
となる。
As described above, by forming unevenness on both sides of the laser array part, a flat and uniform active layer (7) can be manufactured, and current and light can be effectively confined in the laser array part (4). It becomes possible to cause laser oscillation in a phase synchronized state over the entire area of the laser array section (4).

なお、注入電流を半導体レーザアレイ部のみに狭窄する
方法としては、プロトン注入法のみ置限定されず他の方
法を用いてもよい。また、半導体レーザアレイ部の導波
路構造(凹凸の構造)も平行なストライブ状だけでなく
他の形状でもよく、両側の凹凸の構造も平行形状に限定
する必要はない。
Note that the method for confining the injection current only to the semiconductor laser array portion is not limited to the proton injection method, and other methods may be used. Further, the waveguide structure (concave-convex structure) of the semiconductor laser array section may not only have a parallel stripe shape but also have other shapes, and the concave-convex structure on both sides does not need to be limited to the parallel shape.

第2図は本発明の第2の実施例を示す半導体レーザアレ
イ素子の構成図であり、第2図(a)は断面図、第2図
(b)は基板上の凹凸形状の平面構造を、第2図(c)
は第2図(b)の変型実施例を示す。
FIG. 2 is a configuration diagram of a semiconductor laser array element showing a second embodiment of the present invention, FIG. 2(a) is a sectional view, and FIG. , Figure 2(c)
shows a modified embodiment of FIG. 2(b).

本実施例では、注入電流をn型Ga(1gAtO,lA
s12υとn型G a A、 s(イ)の電流阻止層で
レーザアレイの発光費域のみに制限できるように凸状の
p型GaAs基板瞥を用いている。
In this example, the injection current is set to n-type Ga (1 gAtO, lA
A convex p-type GaAs substrate is used so that the current blocking layer of s12υ and n-type GaA, s(A) can be limited to the light emission range of the laser array.

さらに、半導体レーザアレイの導波路構造は第2図(b
)あるいは第2図(c)に示すように分岐導波路を用い
て半ピツチだけ互いにずれた光導波路を滑らかに接合し
たレーザアレイの導波路構造となっている。
Furthermore, the waveguide structure of the semiconductor laser array is shown in Figure 2 (b).
) Alternatively, as shown in FIG. 2(c), there is a laser array waveguide structure in which optical waveguides shifted by half a pitch are smoothly joined using branched waveguides.

第3図は本発明の第3の実施例を示す半導体レーザアレ
イ素子の構成図であり、第3図(a)はレーザアレイの
断面構造図、第3図(b)は基板上の凹凸構造の平面構
造図、第3図(C)は第aql(b)の変型実施例を示
す平面構造図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor laser array element showing a third embodiment of the present invention, FIG. 3(a) is a cross-sectional structural diagram of the laser array, and FIG. 3(b) is a concavo-convex structure on a substrate. FIG. 3(C) is a plan structural view showing a modified embodiment of the aql(b).

レーザアレイの導波路構造は端面近傍で互いて平行な半
導体レーザを分岐導波路を用いて滑らかに結合した構造
となっている。
The waveguide structure of the laser array is such that semiconductor lasers parallel to each other are smoothly coupled using a branching waveguide near the end face.

また、レーザアレイの発光領域への電流狭窄構造(スト
ライブ構造)はレーザアレイの発光領域以外のn −G
aAsキャップ層(9)及びn −GaA/Asクラッ
ド層(8)の一部をエツチングで除去した後SiN膜等
の報縁膜G1)を形成して下流を制限している。
In addition, the current confinement structure (strive structure) to the light emitting region of the laser array is
After removing a part of the aAs cap layer (9) and the n-GaA/As cladding layer (8) by etching, a barrier film G1) such as a SiN film is formed to restrict the downstream side.

他の構造として発光領域以外のn−GaAsキャップ層
(9) 、 n −Ga、AtAsクラッド層(8)、
活性’M (7) 。
Other structures include an n-GaAs cap layer (9) outside the light emitting region, an n-Ga, AtAs cladding layer (8),
Active 'M (7).

p −GaAlAsクラッド9 (6) 、 G a 
A、 s 基板m等をエツチングで除去し同様に絶縁嘆
を形唆して下流制限をしてもレーザアレイの全光領域へ
のπ流狭窄は可能である。この場合は、両側の凹凸部は
最終的には除去されることもある。
p-GaAlAs clad 9 (6), Ga
A, s It is possible to narrow the π flow to the entire optical region of the laser array even if the substrate m, etc. is removed by etching and the downstream is restricted by similarly inducing insulation. In this case, the uneven portions on both sides may eventually be removed.

第4図は本発明の他の実施例を示す半導体レーザアレイ
素子の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a semiconductor laser array element showing another embodiment of the present invention.

電流狭窄の構造としてはn−GaAsキャップ層(9)
に選択拡散技術を用いてレーザアレイの発光領域以外の
領域にZnを拡散してp型GaAsQυを形成すること
によりp−n接合を用いて電流狭窄を行なっている。
The current confinement structure is an n-GaAs cap layer (9).
In this method, selective diffusion technology is used to diffuse Zn into regions other than the light emitting region of the laser array to form p-type GaAs Qυ, thereby performing current confinement using a pn junction.

第5図は本発明の第5の実施例を示す半導体レーザアレ
イ素子の断面構成図である。
FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of a semiconductor laser array element showing a fifth embodiment of the present invention.

第5図(a)に示す多層構造をエピタキシャル成長で形
成した後、半導体レーザアレイ部(4)を残してその両
側の多層構造をGaAs基板(1)に達するまで化学エ
ツチング法で除去する。その後、選択エピタキシャル成
長法で半導体レーザアレイ部(4)の両側に再度n −
GaAtAs埋込層(511,高抵抗−GaAtAs層
:52) 、 p −GaAtAs埋込層(53)を順
次成長させて電流狭窄を行なう。この場合、両側の凹部
(5)は最終的には完全に除去されることになる。
After the multilayer structure shown in FIG. 5(a) is formed by epitaxial growth, the multilayer structure on both sides is removed by chemical etching until it reaches the GaAs substrate (1), leaving the semiconductor laser array section (4). Thereafter, by selective epitaxial growth, n −
A GaAtAs buried layer (511, high resistance GaAtAs layer: 52) and a p-GaAtAs buried layer (53) are sequentially grown to perform current confinement. In this case, the recesses (5) on both sides will eventually be completely removed.

上記各実施例ではn型基板を用いた場合を示したがn型
基板を用いて各層の導電型を逆転させた場合であっても
本発明は全く同様の効果をもたらすものである。
In each of the above embodiments, an n-type substrate is used, but even when an n-type substrate is used and the conductivity types of each layer are reversed, the present invention provides exactly the same effect.

さらにGaAtAs系の半導体レーザアレイだけでなく
基板に凹凸をもつ他の半導体レーザアレイ、例えばI 
nGaAsP −I n P系中導体レーザアレイにも
同様の効果をもたらすものである。
Furthermore, in addition to GaAtAs-based semiconductor laser arrays, other semiconductor laser arrays with uneven substrates, such as I
Similar effects can be brought about in nGaAsP-I n P medium conductor laser arrays.

〈発明の効果〉 以上のようK、光や電流の制御のために基板上に複数個
の凹凸を設けて形成された光導波路によって構成されて
いる半導体レーザアレイ素子において、レーザアレイの
各発光領域を形成する凹凸部の両側に近接して少なくと
も1個の凹部あるいは凸部を形成することばよって活性
層の形状を平坦かつ均一な層厚に結晶成長することがで
き、また発光領域に電流及び光を有効に閉じ込めること
ができるため、レーザ発光領域の各々が同−発振波長―
発振閾値で発振することになり、発光領域全域にわたっ
て位相同期状態でレーザ発振させることができる。
<Effects of the Invention> As described above, in a semiconductor laser array element constituted by an optical waveguide formed by providing a plurality of irregularities on a substrate for controlling light and current, each light emitting region of the laser array By forming at least one concavity or convexity on both sides of the concavity and convexity forming the active layer, the active layer can be crystal-grown to a flat shape with a uniform layer thickness, and also current and light can be applied to the light emitting region. can be effectively confined, so each laser emission region has the same oscillation wavelength.
Laser oscillation occurs at the oscillation threshold, and laser oscillation can be performed in a phase-locked state over the entire light emitting region.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)は本発明の第1の実施例の半導体レーザア
レイの断面図であシ、第1図(b)はその基板上に形成
された凹凸の構造の平面図である。 第2図(a)は本発明の第2の実施例の半導体レーザア
レイの断面図であり、第2図(b)はその基板上に形成
された凹凸構造の平面図であり、第2図(C)は他の凹
凸構造の平面図である。 第3図(a)は本発明の第3の実施例の半導体レーザア
レイの断面図であり、第3図(b)はその基板上に形成
された凹凸構造の平面図であり、第3図(c)は他の凹
凸構造の平面図である。 第4図は本発明の第4の実施例の半導体レーザアレイの
断面図を示す。 第5図(a)は本発明の第5の実施例の半導体レーザア
レイの断面図であり、第5図(b)は平面構造図である
。 第6図(a)は従来の半導体レーザアレイ装置の断面構
造図であり、第6図(b)はその基板上に形成された凹
凸構造を示す平面図である。 1 ・−p−GaAs基板 2− n−GaAs又はn
−GaAtAs電流阻止層 3・・・凹部 4・・・発
光領域6− p −GaAtA、sクラッド層 7−p
(又はn)−GaAs(又はGaAtAs )活性層 
8− n −GaAtAsクラッド層 9・・・n −
GaAsキャップ層 10・・・p側電極 1t−=n
側電極 2 + −n −GaAtAs電流阻止層 2
2・・・n −GaAs電流阻止層 23・・・p−G
aAs基板 31・・・絶縁膜 51.53・・埋込層
 52・・・高抵抗層 代理人 弁理士 杉 山 毅 至(他1名)(a) (b) 第1図 (a) (b)
FIG. 1(a) is a sectional view of a semiconductor laser array according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) is a plan view of an uneven structure formed on the substrate thereof. FIG. 2(a) is a cross-sectional view of a semiconductor laser array according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2(b) is a plan view of an uneven structure formed on the substrate. (C) is a plan view of another uneven structure. FIG. 3(a) is a cross-sectional view of a semiconductor laser array according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3(b) is a plan view of an uneven structure formed on the substrate. (c) is a plan view of another uneven structure. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a semiconductor laser array according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5(a) is a sectional view of a semiconductor laser array according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 5(b) is a plan view of the structure. FIG. 6(a) is a cross-sectional structural diagram of a conventional semiconductor laser array device, and FIG. 6(b) is a plan view showing an uneven structure formed on the substrate thereof. 1 ・-p-GaAs substrate 2- n-GaAs or n
-GaAtAs current blocking layer 3... recess 4... light emitting region 6-p - GaAtA, s cladding layer 7-p
(or n)-GaAs (or GaAtAs) active layer
8-n-GaAtAs cladding layer 9...n-
GaAs cap layer 10...p side electrode 1t-=n
Side electrode 2 + -n-GaAtAs current blocking layer 2
2...n-GaAs current blocking layer 23...p-G
aAs substrate 31...Insulating film 51.53...Buried layer 52...High resistance layer Agent Patent attorney Takeshi Sugiyama (and 1 other person) (a) (b) Figure 1 (a) (b) )

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基板上に設けられた凹凸に対応して形成される複数
本の光導波路によって構成される半導体レーザアレイ素
子において、前記光導波路を形成する凹凸部の両側に近
接して少なくとも1個の凹部あるいは凸部を形成したこ
とを特徴とする半導体レーザアレイ素子。 2、半導体基板上にレーザ発振用光導波路を形成する凹
凸部とその両側に近接して少なくとも1個の凹部あるい
は凸部を形成する工程と、前記基板上に前記光導波路と
なる活性層を含むダブルヘテロ接合構造を成長させる工
程とを有することを特徴とする半導体レーザアレイ素子
の製造方法。
[Scope of Claims] 1. In a semiconductor laser array element constituted by a plurality of optical waveguides formed corresponding to the unevenness provided on a substrate, the semiconductor laser array element is provided with a plurality of optical waveguides adjacent to both sides of the unevenness forming the optical waveguide. 1. A semiconductor laser array element characterized in that at least one concave portion or convex portion is formed. 2. Forming a concavo-convex portion for forming an optical waveguide for laser oscillation on a semiconductor substrate and at least one concave portion or convex portion close to both sides of the concave-convex portion, and an active layer forming the optical waveguide on the substrate. 1. A method for manufacturing a semiconductor laser array element, comprising the step of growing a double heterojunction structure.
JP14452287A 1987-05-19 1987-06-09 Semiconductor laser array element and manufacture thereof Withdrawn JPS63307792A (en)

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JP14452287A JPS63307792A (en) 1987-06-09 1987-06-09 Semiconductor laser array element and manufacture thereof
US07/195,742 US4903274A (en) 1987-05-19 1988-05-18 Semiconductor laser array device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5042044A (en) * 1989-04-28 1991-08-20 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device, a semiconductor wafer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60214580A (en) * 1984-04-10 1985-10-26 Sharp Corp Semiconductor laser-array device

Patent Citations (1)

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