JPS6351686A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6351686A JPS6351686A JP61195960A JP19596086A JPS6351686A JP S6351686 A JPS6351686 A JP S6351686A JP 61195960 A JP61195960 A JP 61195960A JP 19596086 A JP19596086 A JP 19596086A JP S6351686 A JPS6351686 A JP S6351686A
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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〕
この発明は、十分な屈折率導波が実現される半導体レー
ザ装置に関するものである。
ザ装置に関するものである。
第８図は従来のＣｏａｘｉａｌ Ｔｒａｎｓｖｅｒｓ
Ｊｕｎｃｔｉｏｎ（ＣＴＪ）形の面発光形半導体レーザ
装置を示す斜視図である。図において、（１）はｎ形Ｇ
ａＡｓよりなる半導体基板、（２）はｎ形Ａｉｉ’Ｇａ
Ａｓよりなる半導（＄層である。口はｎ形ＧａＡｓ層で
、このｎ形ＧａＡｓ ＨＪＱは高さ約２０μｍの円柱状
部分（８）を有し、円柱（８）には外側から同軸状ｆこ
餉拡散領域α尋、ｐ領域αＱが形成されている。ま１こ
円柱以外の部分では、ｎ形Ａｔ！ＧａＡｓ層（２）まで
達する様にｐ拡散領域０４）、り領域（至）が形成され
ている。（６）はｐ側電極であり、（７）はｎ （ＩＩ
Ｉ電極である。また、ｎ形ＧａＡｓ基板（１）の円柱部
分（８）の下にあたる部分はエツチングにより除去され
、共振器となるエビ面（９）が露出されている。
Ｊｕｎｃｔｉｏｎ（ＣＴＪ）形の面発光形半導体レーザ
装置を示す斜視図である。図において、（１）はｎ形Ｇ
ａＡｓよりなる半導体基板、（２）はｎ形Ａｉｉ’Ｇａ
Ａｓよりなる半導（＄層である。口はｎ形ＧａＡｓ層で
、このｎ形ＧａＡｓ ＨＪＱは高さ約２０μｍの円柱状
部分（８）を有し、円柱（８）には外側から同軸状ｆこ
餉拡散領域α尋、ｐ領域αＱが形成されている。ま１こ
円柱以外の部分では、ｎ形Ａｔ！ＧａＡｓ層（２）まで
達する様にｐ拡散領域０４）、り領域（至）が形成され
ている。（６）はｐ側電極であり、（７）はｎ （ＩＩ
Ｉ電極である。また、ｎ形ＧａＡｓ基板（１）の円柱部
分（８）の下にあたる部分はエツチングにより除去され
、共振器となるエビ面（９）が露出されている。
このように構成された半導体レーザ装置は以下の様にし
て製造される。ｎ形ＧａＡｓ基板（１） 、ｈにｎ形Ａ
ｌＧａＡｓ層（２）、ｎ形ＧａＡｓ層ａａ＋成長し１こ
ウェハのｎ形ＧａＡｓ層（３）の一部をエツチングし、
基板（１）と垂直な側面を持つ円柱（８）を形成する。
て製造される。ｎ形ＧａＡｓ基板（１） 、ｈにｎ形Ａ
ｌＧａＡｓ層（２）、ｎ形ＧａＡｓ層ａａ＋成長し１こ
ウェハのｎ形ＧａＡｓ層（３）の一部をエツチングし、
基板（１）と垂直な側面を持つ円柱（８）を形成する。
この後表面からＺｎ拡散によりｐ領域−を形成し、それ
に続く熱処理により厚さ２μｍ程度のｐ領域（至）を形
成する。
に続く熱処理により厚さ２μｍ程度のｐ領域（至）を形
成する。
次に動作ｆこついて説明する。Ｚｎ拡散によって形成さ
れ１こｐｎ接合はＧａＡｓ層口内に形成されるｐｎ接合
とＡｌＧａＡｓ層（２）内に形成されるｐｎ接合の２つ
の部分から成っている。ＧａＡｓの禁制帯幅はＡｌＧａ
Ａｓ層 接合の拡散電位よりも低い。電流は拡散電位グ〕低いＧ
ａＡｓ 農口内のｐｎ接合に集中して流れ、円柱（８）
部分のｐ領域（至）が活性領域となる。注入されたキャ
リアはＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとのエネルギーギャップ
差によって１円柱部（８）に有効に閉じ込められる。
れ１こｐｎ接合はＧａＡｓ層口内に形成されるｐｎ接合
とＡｌＧａＡｓ層（２）内に形成されるｐｎ接合の２つ
の部分から成っている。ＧａＡｓの禁制帯幅はＡｌＧａ
Ａｓ層 接合の拡散電位よりも低い。電流は拡散電位グ〕低いＧ
ａＡｓ 農口内のｐｎ接合に集中して流れ、円柱（８）
部分のｐ領域（至）が活性領域となる。注入されたキャ
リアはＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとのエネルギーギャップ
差によって１円柱部（８）に有効に閉じ込められる。
この溝造では活性領域の長さは円柱部（８）の高さに対
応し、２０μｍ程度であるため、十分大きな増幅利得が
得られる。円柱（８）の上部と、基板（１）側にエツチ
ングｆこより露出されたエビ面（９）とで光共振器が構
成され、基板面ｆこ垂直方向（こレーザ光が取り出され
る。
応し、２０μｍ程度であるため、十分大きな増幅利得が
得られる。円柱（８）の上部と、基板（１）側にエツチ
ングｆこより露出されたエビ面（９）とで光共振器が構
成され、基板面ｆこ垂直方向（こレーザ光が取り出され
る。
この半導体レーザでは、 ｎ−ＧａＡｓ層口内のキャリ
ア濃度はｌＸｌ０’″ｃｍ−”程度にドープされており
、この程度のキャリアａ度においては、ｐ形ＧａＡｓの
方がｎ形ＧａＡｓよりも屈折率が大きいのでｐｎ接合界
面に屈折率差が生じる。また、 Ｚｎ拡散された領域で
は、 ｐｎ接合から遠ざかる程キャリア１ｌ１１度が大
きくなるが屈折率はキャリア濃度が大きいほど小さくな
るので、屈折率はｐｎ接合から遠ざかる程小さくなる。
ア濃度はｌＸｌ０’″ｃｍ−”程度にドープされており
、この程度のキャリアａ度においては、ｐ形ＧａＡｓの
方がｎ形ＧａＡｓよりも屈折率が大きいのでｐｎ接合界
面に屈折率差が生じる。また、 Ｚｎ拡散された領域で
は、 ｐｎ接合から遠ざかる程キャリア１ｌ１１度が大
きくなるが屈折率はキャリア濃度が大きいほど小さくな
るので、屈折率はｐｎ接合から遠ざかる程小さくなる。
したがって、ｐ領域時は周囲を屈折率の小さい領域で囲
まれることになるので、光の閉じ込め効果が得られる。
まれることになるので、光の閉じ込め効果が得られる。
従来の半導体レーザ装置は以とのようにキャリア濃度の
差による屈折率差を利用して先導波を行なっているので
、キャリア濃度によって生じる屈折率差は非常に小さく
〜１０−１ のオーダーでろり、また、キャリア濃度は
連続的に分布しているにめ十分な屈折率差が得られない
という問題点があった。また、活性領域にキャリアが注
入されるとプラズマ効果ｆこよって屈折率が低下するの
で、さらに周囲との屈折率差は小さくなり、その１こめ
、活性領域への光の閉じ込めか弱く、十分な花卉率導波
が行なわれず、横モードが安定しないという問題点も有
つ１こ。
差による屈折率差を利用して先導波を行なっているので
、キャリア濃度によって生じる屈折率差は非常に小さく
〜１０−１ のオーダーでろり、また、キャリア濃度は
連続的に分布しているにめ十分な屈折率差が得られない
という問題点があった。また、活性領域にキャリアが注
入されるとプラズマ効果ｆこよって屈折率が低下するの
で、さらに周囲との屈折率差は小さくなり、その１こめ
、活性領域への光の閉じ込めか弱く、十分な花卉率導波
が行なわれず、横モードが安定しないという問題点も有
つ１こ。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、十分な屈折率導波が実現される半導体レーザ
装置を得ることを目的とする。
たもので、十分な屈折率導波が実現される半導体レーザ
装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決する１こめの手段〕
この発明に係る半導体レーザ装置は、第１導電型の半導
体層上に、複数の化合物半導体薄膜を交互に積層してな
る多重量子井戸層を備え、この多重量子井戸層の周縁に
この多重量子井戸層の屈折率より小さい屈折率の第２導
電型の半導体層を形成するようにし１こものである。
体層上に、複数の化合物半導体薄膜を交互に積層してな
る多重量子井戸層を備え、この多重量子井戸層の周縁に
この多重量子井戸層の屈折率より小さい屈折率の第２導
電型の半導体層を形成するようにし１こものである。
この発明Ｅこおける半導体レーザ装置）こおいては。
多重量子井戸層の周縁１こ上記多重量子井戸層より小さ
い屈折率を有する第２導電型の半導体層を設けにことに
よりｔ記多重世子井戸層での光の閉じ込めが有効に行な
われ先導波路形成が可能になる。
い屈折率を有する第２導電型の半導体層を設けにことに
よりｔ記多重世子井戸層での光の閉じ込めが有効に行な
われ先導波路形成が可能になる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例を示す斜視図である。図にお
いて（３）はｎ型Ａ／ＧａＡｓ ｍ （２） Ｊ：、に
ＧａＡｓ薄膜とＡ＃ＧａＡｓ薄膜とを交互に積層してな
るｎ型の多重量子井戸層、（４）はその周縁に設けられ
ｆｏｐ型の多重量子井戸層、（５）はこの多重量子井戸
層（３） （４）の周縁に設けられたｐ型のＡ／ＧａＡ
ｓからなる半導体層で、この半導体層（５）は、上記ｎ
型の多重量子井戸層（３）を構成する１部の薄膜、すな
わち、 ＧａＡｓよりも屈折率が小さいものである。
図は、この発明の一実施例を示す斜視図である。図にお
いて（３）はｎ型Ａ／ＧａＡｓ ｍ （２） Ｊ：、に
ＧａＡｓ薄膜とＡ＃ＧａＡｓ薄膜とを交互に積層してな
るｎ型の多重量子井戸層、（４）はその周縁に設けられ
ｆｏｐ型の多重量子井戸層、（５）はこの多重量子井戸
層（３） （４）の周縁に設けられたｐ型のＡ／ＧａＡ
ｓからなる半導体層で、この半導体層（５）は、上記ｎ
型の多重量子井戸層（３）を構成する１部の薄膜、すな
わち、 ＧａＡｓよりも屈折率が小さいものである。
次にこのように構成された半導体装置の製造方法を説明
する。ｎ形ＧａＡｓ基板（１）上にｎ形Ｇ ａＡｓ層（
２）、 ＧａＡｓ 層とＡｌＧａＡｓ層を交互に多層成
長した多重量子井戸層（３）を成長した後、多重量子井
戸層の一部をエツチングし、基板（１）と垂直な側面を
持つ円柱（８）を形成する。ＧａＡｓ／Ａ／ＧａＡｓ
ｆｉｌ子井戸構造はＺｎ拡散によって無秩序化が起こ
り均一なＡｅＧａＡｓ層Ｅこなる。この実施例では円柱
部に外側からＺｎを拡散させることｆこより１円柱外側
部の多重量子井戸層を無秩序化され１こ平均的組成のｐ
−ＡｌＧａＡｓ層（４）１こする。続いて熱処理を行な
って同細円筒状のｐ領域（５）を形成するが、この領域
ではＺｎ濃度が低いために無秩序化が起こらず量子井戸
構造が保存される。
する。ｎ形ＧａＡｓ基板（１）上にｎ形Ｇ ａＡｓ層（
２）、 ＧａＡｓ 層とＡｌＧａＡｓ層を交互に多層成
長した多重量子井戸層（３）を成長した後、多重量子井
戸層の一部をエツチングし、基板（１）と垂直な側面を
持つ円柱（８）を形成する。ＧａＡｓ／Ａ／ＧａＡｓ
ｆｉｌ子井戸構造はＺｎ拡散によって無秩序化が起こ
り均一なＡｅＧａＡｓ層Ｅこなる。この実施例では円柱
部に外側からＺｎを拡散させることｆこより１円柱外側
部の多重量子井戸層を無秩序化され１こ平均的組成のｐ
−ＡｌＧａＡｓ層（４）１こする。続いて熱処理を行な
って同細円筒状のｐ領域（５）を形成するが、この領域
ではＺｎ濃度が低いために無秩序化が起こらず量子井戸
構造が保存される。
次にこの半導体レーザ装置の動作について説明する。ｐ
１！極（６）から注入されｒ：１！流はＡｅＧａＡｓ層
（２）内のｐｎ接合よりも拡散電位の低い多重量子井戸
層（３） ＋５）のＧａＡｓ ｐｎｎ接合−ζ集中て流
れる。無秩序化された１ｌＧａＡｓ（４）は多重量子井
戸層（３） （４）内のＧａＡｓよりもバンドギャップ
が大きいので多重量子井戸層（３） （６）内のＧａＡ
ｓ層に注入されＴこキャリアに対して障壁となりキャリ
アの閉じ込めが行なわれる。し１こがって、ｐ領域（５
）が量子井戸タイプの活性層となる。
１！極（６）から注入されｒ：１！流はＡｅＧａＡｓ層
（２）内のｐｎ接合よりも拡散電位の低い多重量子井戸
層（３） ＋５）のＧａＡｓ ｐｎｎ接合−ζ集中て流
れる。無秩序化された１ｌＧａＡｓ（４）は多重量子井
戸層（３） （４）内のＧａＡｓよりもバンドギャップ
が大きいので多重量子井戸層（３） （６）内のＧａＡ
ｓ層に注入されＴこキャリアに対して障壁となりキャリ
アの閉じ込めが行なわれる。し１こがって、ｐ領域（５
）が量子井戸タイプの活性層となる。
多重量子井戸層＋３） ｔｓ）の屈折率は、それを均一
化し１こＡｌＧａＡｓ（４）の屈折率よりも大きくその
差は〜０．１程度である。し１こがって活性領域となる
ｐ領域（５）の屈折率は、その外側の均一化され１こｐ
−ＡｅＧａＡｓ層（４）の屈折率よりも大きくなる。活
性領域（５）は周囲を屈折率の小さい領域で囲まれるの
で光の閉じ込めが有効に行なわれ屈折率導波が行なわれ
る。
化し１こＡｌＧａＡｓ（４）の屈折率よりも大きくその
差は〜０．１程度である。し１こがって活性領域となる
ｐ領域（５）の屈折率は、その外側の均一化され１こｐ
−ＡｅＧａＡｓ層（４）の屈折率よりも大きくなる。活
性領域（５）は周囲を屈折率の小さい領域で囲まれるの
で光の閉じ込めが有効に行なわれ屈折率導波が行なわれ
る。
を記のように、多重量子井戸構造の無秩序化による屈折
率差は従来のキャリア１匣７〕差による屈折率差よりも
大きい１こめに光の閉じ込め効果が大きく、従来のＣＴ
Ｊ型レーザに比べて低しきい値化。
率差は従来のキャリア１匣７〕差による屈折率差よりも
大きい１こめに光の閉じ込め効果が大きく、従来のＣＴ
Ｊ型レーザに比べて低しきい値化。
横モードの安定化が可能（こなる。
この発明の他の実施例を＠２図に示す。この実施例では
第１図の面発光レーザと同じ結晶成長。
第１図の面発光レーザと同じ結晶成長。
エツチングを行なった後、Ｚｎ拡散のみを行ない、熱処
理は行なわない。Ｚｎ拡散されＴこ畝領域（４）は多重
量子井戸層の均一化が起こり平均的組成のＡｌＧａＡｓ
、ｒｐｌになる。（３）はｎ形のＧａＡｓ／ｌ！Ｇ
ａＡｓ 多重量子井戸層であるが１両側をバンドギャ
ップの大ｈ イＡｌＧａＡｓ Ｉ’ｄ （４）と（２）
で囲まれているＴこめ注入されたキャリアは多重量子井
戸層（３）に閉じ込められる。また、多重量子井戸層（
３）は外側を屈折率の低い平均的組成のＡｌＧａＡｓ層
（４）１こ囲まれている１こめ光は円柱内側の多重量子
井戸層（３）に閉じ込められる。したがって多重量子井
戸層（３）が円柱状の活性領域となる。
理は行なわない。Ｚｎ拡散されＴこ畝領域（４）は多重
量子井戸層の均一化が起こり平均的組成のＡｌＧａＡｓ
、ｒｐｌになる。（３）はｎ形のＧａＡｓ／ｌ！Ｇ
ａＡｓ 多重量子井戸層であるが１両側をバンドギャ
ップの大ｈ イＡｌＧａＡｓ Ｉ’ｄ （４）と（２）
で囲まれているＴこめ注入されたキャリアは多重量子井
戸層（３）に閉じ込められる。また、多重量子井戸層（
３）は外側を屈折率の低い平均的組成のＡｌＧａＡｓ層
（４）１こ囲まれている１こめ光は円柱内側の多重量子
井戸層（３）に閉じ込められる。したがって多重量子井
戸層（３）が円柱状の活性領域となる。
以とのように、この発明によれば第１導電型の半導体層
とに複数の化合物半導体薄膜を交互に積層してなる多重
量子井戸層を備え、この多重量子井戸層の周縁に、その
屈折率より小さい屈折率の第２導電型の半導体層を設け
たので、多重量子井戸層における光の閉じ込めが有効に
０行なわ７する。
とに複数の化合物半導体薄膜を交互に積層してなる多重
量子井戸層を備え、この多重量子井戸層の周縁に、その
屈折率より小さい屈折率の第２導電型の半導体層を設け
たので、多重量子井戸層における光の閉じ込めが有効に
０行なわ７する。
また、多重量子井戸層の禁制帯幅は、第２導電型の半導
体層の禁制帯幅よりも狭いので注入され１こキャリアの
閉じ込め効果も得られる。
体層の禁制帯幅よりも狭いので注入され１こキャリアの
閉じ込め効果も得られる。
第１図はこの発明の一実施例１こよる半導体レーザ装置
を示す斜視図、第２図はこの発明の他の実施例を示す半
導体レーザ装置の斜視図であり、第８図は従来のＣＴＪ
形の面突形光レーザ装置を示す斜視図である。図におい
て、（１）は第１導電型の半導体基板、（２）は第２導
電型の半導体Ｒ、＋３１及び（５）は多重量子井戸層、
（４）は第２導電型の半導体層である。 なお１図中同一筒号は同一、又は相当部分を示す。、
を示す斜視図、第２図はこの発明の他の実施例を示す半
導体レーザ装置の斜視図であり、第８図は従来のＣＴＪ
形の面突形光レーザ装置を示す斜視図である。図におい
て、（１）は第１導電型の半導体基板、（２）は第２導
電型の半導体Ｒ、＋３１及び（５）は多重量子井戸層、
（４）は第２導電型の半導体層である。 なお１図中同一筒号は同一、又は相当部分を示す。、
Claims (2)
- （１）第１導電型の半導体基板と、この半導体基板上に
設けられた第１導電型の半導体層と、この半導体層上に
複数の化合物半導体薄膜を交互に積層してなる多重量子
井戸層と、この多重量子井戸層の周縁に設けられ、かつ
上記多重量子井戸層の屈折率より小さい屈折率を有する
第２導電型の半導体層とを備えたことを特徴とする半導
体レーザ装置。 - （２）多重量子井戸層はＧａＡｓ薄膜とＡｌＧａＡｓ薄
膜とを交互に積層してなり、かつ、第２導電型の半導体
層はＡｌＧａＡｓ層よりなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195960A JPS6351686A (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195960A JPS6351686A (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6351686A true JPS6351686A (ja) | 1988-03-04 |
Family
ID=16349845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195960A Pending JPS6351686A (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6351686A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05110202A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-04-30 | Nec Corp | 面発光素子の製造方法 |
| JP2008036504A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Kando:Kk | 入線管路内のクリーニング装置及びクリーニング工法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179280A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 面発光型半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
| JPS6286883A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-08-21 JP JP61195960A patent/JPS6351686A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179280A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 面発光型半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
| JPS6286883A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
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| JPH05110202A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-04-30 | Nec Corp | 面発光素子の製造方法 |
| JP2008036504A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Kando:Kk | 入線管路内のクリーニング装置及びクリーニング工法 |
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