JPS6356979A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JPS6356979A
JPS6356979A JP20046886A JP20046886A JPS6356979A JP S6356979 A JPS6356979 A JP S6356979A JP 20046886 A JP20046886 A JP 20046886A JP 20046886 A JP20046886 A JP 20046886A JP S6356979 A JPS6356979 A JP S6356979A
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JP
Japan
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layer
active layer
laser
type
region
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Pending
Application number
JP20046886A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Furuya
章 古谷
Masao Makiuchi
正男 牧内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6356979A publication Critical patent/JPS6356979A/ja
Pending 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
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • H01S5/162Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer

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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

(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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 量子井戸構造を活性層とする横方向注入レーザにおいて
、共振器端面に不純物を4人して形成したウィンドウ領
域を設け、この部分の禁制帯幅を拡げて光の吸収を落と
すことにより、Con (Cata−strophic
al 0ptical Damage)を起してレーザ
が破壊するレベルを向上して、レーザの高出力化をはか
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は量子井戸構造を活性層とする横方向注入レーザ
の共振器端面の構造に関する。
半導体レーザは光通信用の電源として多用されるように
なり、その性能改善のための技術開発が活発に行われて
しくる。
本出願人はさきに、光の横方向の閉じ込め効果を向上し
、しきい値電流を低減し、かつ集積化に適した量子井戸
構造を活性層とする横方向注入レーザを特願昭60−2
7059号明細占に開示したが、本発明はこのレーザを
さらに高出力化した構造を提起する。
〔従来の技術〕
横方向注入レーザにおいても、最高出力はレーザ端面の
COD レベルにより決定される。
活性層よりなる共振器が端面部分において露出する従来
のレーザでは活性層自身の光学吸収が大きいのでレーザ
出力を上げてゆくと真先にこの部分で破壊し、CODレ
ベル向上に対して制約となっていた。
第3図は従来例による量子井戸構造を活性層とする横方
向注入レーザの構造を説明する断面図である。
図において、 ■は5l−GaAs基板、 2.4はクラフト層で厚さ1μmの 高抵抗(HR)−^lXGa1−.Asji(x=0.
45 )、 3は多重量子井戸(MQW)構造の活性層、3Aは横方
向注入レーザの活性層(発光領域)で、幅0.5〜1.
5μm 5はp型不純物(Zn)の拡散により形成したp型頭域
(p型電極領域)、 論はn型拡散による無秩序化領域、 6はn型不純物(Si)の拡散により形成したn型領域
(n型電極領域)、 6Aはn型拡散による無秩序化領域 である。
無秩序化領域5A、6Aは、GaAsとAlGaAsが
相互拡散して無秩序化し、平均組成の混晶が形成された
領域で、これにより活性層が横方向にダブルヘテロ構造
を形成し、横方向の光の閉じ込めを向上するものである
つぎに、このレーザの製造工程の概略を説明する。
まず、分子線エビクキシャル成長(MBE)法、有機金
属化学気相成長(MOCVD)法、液相エピタキシャル
成長(LPE)法等により、5LGaAs基板1上にH
R−AIGaAsクラフト層2、MQW構造の活性層3
、tlR−AIGaAsクラッド層4を順次成長する。
つぎに、600℃でZnを拡散してp壁領域5を形成し
、850℃でSiを拡散してn型領域6を形成する。
これらの領域形成は上記の気相拡散に代わってイオン注
入を用いてもよい。
以上の工程により横方向注入1’lQWレーザが形成さ
れる。
第4図はMQW構造(GaAs/AlGaAsの周期構
造)を説明するAlえGa 、 −XAsの混晶比×の
厚さ方向の分布図である。
図において、MQWは厚さ80人でGaAs層が5層、
厚さ120人のAl)IGa+−xAs(x=0.3)
層が4層交互に積層して形成する。
以上説明した横方向注入?IQWレーザでは、キャリア
は電極より直接各ウェル層に横方向(ウェル層に平行)
に注入される。この場合共振器は紙面に垂直方向に形成
され、その端面ばMQW層がそのまま露出している。
〔発明が解決しようとする問題点] 共S器長方向の光の強さの分布は端面で最強となる双曲
線関数であられされ、従って横方向注入MQWレーザに
おいても共振器端面のCOD レベルでレーザの最大発
振出力が制約されるという欠点があった。
〔問題点を解決するだめの手段〕
上記問題点の解決は、量子井戸構造の活性層と、該活性
層を挟む絶縁性または半絶縁性半導体層のクラッド層と
、該クラッド層を通して該活性層にたがいに間隔を隔て
て4電性不純物を導入して形成されたp型およびn型領
域を有し、該p型およびn型領域内の量子井戸構造は無
秩序化され、該活性層は横方向にダブルヘテロ構造をも
つ横方向注入レーザにおいて、 該活性層の露出するすくなくとも一方の端面に該p型お
よびn型領域より離れて不純物を導入して形成されたウ
ィンドウ領域を有し、該ウィンドウ領域内の量子井戸構
造は無秩序化されて禁制帯幅が大きくなついる本発明に
よる半導体レーザにより達成される。
〔作用〕
本発明はレーザの素子厚を1くでき、集積化が容易で、
低しきい値で、かつ寄生型容量の小さい横方向注入量子
井戸レーザにおいて、レーザ端面部分において不純物を
4大して活性層の無秩序化を行い、この部分を活性層よ
りも禁制帯幅の大きい混晶としてウィンドウ領域を形成
することにより、この部分の光学吸収を低下させ、CO
D レベルを増大させて、レーザの最大発振出力を向上
するものである。
〔実施例〕
第1図(1)、(2)、(3)は本発明による量子井戸
構造を活性層とする横方向注入レーザの構造を説明する
平面図とA−A断面図とB−8断面図である。
図において、 1は5I−GaAs基板、 2.4はクラッド層で厚さ1μmの HR−AIXGaI−XAs層 (x−0,45)、 3は10W構造の活性層、 3八は横方向注入レーザの活性層(発光領域)で、幅0
.5〜1.5μm 5はZnの拡散により形成した n型領域(p型電極領域)、 5Aはp型拡散による無秩序化領域、 6はSiの拡散により形成した n型領域(p型電極領域)、 6Aはn型拡散による無秩序化領域、 7.8はZnの拡散により形成した ウィンドウ領域、 7八、8Aはp型拡散による無秩序化領域、9はコンタ
クト層でGaAs層、 10は絶縁層でSiN層、 11はp側電極で^u/Zn/Au層、12はn側電極
で八uGe/Au f’Jである。
無秩序化領域7A、 8Aは、GaAs(!:AlGa
Asが相互拡散して無秩序化し、平均組成の混晶が形成
された領域で、この部分の禁制帯幅が大きくなる。
つぎに、これレーザの製造工程の概略を説明する。
まず、MBE法、MOCVD法、LPE法等により、5
t−GaAs基十反1上にHR−AIGaAsクラッド
層2.1臀構造の活性層3.1(R−AIGaAsクラ
ッド層4を順次成長する。
つぎに、600°CでZnを拡散してn型領域5.7.
8を形成し、850℃でSiを拡散してn型領域6を形
成する。
以上の工程により基板に横方向注入MQWレーザの主要
部が形成される。
この後は、コンタクト層、絶縁層、電極を形成し、ウィ
ンドウ層7.8を過る(a)、(bl線と、これらに垂
直な(C)、fdi線でへき関し、チップごとに分離す
る。
第2図は本発明の他の実施例による量子井戸構造を活性
層とする横方向注入レーザの構造を説明する断面図であ
る。
図は活性層を垂直方向に4層集積化した横方向注入レー
ザで、さらに高出力化をはかったものである。共振器端
面にはウィンドウ層7.8が第1図と同様に各活性層を
含んで形成されている。
この断面図は第1図のA−A断面図に相当し、平面図は
第1図と全く同様である。
図において、 1は5T−GaAs基板、 2.41〜44はクラッド層で厚さ1μmのHR−AI
XGaI−xAs層 (x=0.45 )、 31〜34はM[lW構造の活性層、 31A〜34Aは横方向注入レーザの活性層(発光領域
)で、幅0.5〜1.5μm5はZnの拡散により形成
した n型領域(p型電極領域)、 6はSiの拡(fkにより形成した n型領域(n型電極領域)、 7.8はZnの拡散により形成した ウィンドウ領域、 9はコンタクト層でGaAs層、 10は絶縁層でSiN N、 11はp側電極でAu/Zn/Au層、12はn側電極
でAuGe/Au層 である。
実施例においては、GaAs/AlGaAs系のレーザ
にについて説明したが、無秩序化が可能なその他の組成
(GaP/GaAsP、 InGa’As/GaAsn
Ga等Asレーザについても全く同様の効果が得られる
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、横方向注入
量子井戸レーザの共振器端面のCOOレベルを向上させ
、高出力レーザが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(1)、(2)、(3)は本発明による量子井戸
構造を活性層とする横方向注入レーザの構造を説明する
平面図と^−A断面図とB−8断面図、′fJ2図は本
発明の他の実施例による量子井戸構造を活性層とする横
方向注入レーザの構造を説明する断面図、 第3図は従来例による量子井戸構造を活性層とする横方
向注入レーザの構造を説明する断面図第4図はMQW構
造(GaAs/AlGaAsの周期構造)を説明するA
1.Ga1−、仲の混晶比Xの厚さ方向の分布図である
。 図において、 1は3l−GaAs基板、 2.4はクラッドJi HR−へ1XGal−xAs層
(x=0.45 )、 3はM叶構造の活性層、 3Aは横方向注入レーザの活性層(発光領域)、5はZ
nの拡散により形成した p型頭域(p型電極領域)、 5Aはp型拡散による無秩序化領域、 6はSiの拡散により形成した n型領域(n型電極領域)、 6Aはn型拡散による無秩序化領域、 7.8はZnの拡散により形成した ウィンドウ領域、 7A、8Aはp型拡散による無秩序化領域、9はコンタ
クト層でGaAs層、 10は絶縁層でSiN層、 11はp(TI!l電極でAu/Zn/Au[。 12はn側電極でAuGe/Au層 である。 (2) IJ(−A断面耳 2本イトH目のし一す“ 亨 1 @ 412−の爽施4ダ1の#面目 茅2図 吃来’tp劫ホ財部訳り一丈゛)断叫阿第3阿 MQWf)χ年布園 番4@

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 量子井戸構造の活性層と、該活性層を挟む絶縁性または
    半絶縁性半導体層のクラッド層と、該クラッド層を通し
    て該活性層にたがいに間隔を隔てて導電性不純物を導入
    して形成されたp型およびn型領域を有し、該p型およ
    びn型領域内の量子井戸構造は無秩序化され、該活性層
    は横方向にダブルヘテロ構造をもち、 該活性層の露出するすくなくとも一方の端面に該p型お
    よびn型領域より離れて不純物を導入して形成されたウ
    インドウ領域を有し、該ウインドウ領域内の量子井戸構
    造は無秩序化されていることを特徴とする半導体レーザ
JP20046886A 1986-08-27 1986-08-27 半導体レーザ Pending JPS6356979A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9000255A (nl) * 1989-02-01 1990-09-03 Mitsubishi Electric Corp Een halfgeleiderlaserinrichting en een productiewerkwijze daarvoor.
EP0852417A2 (en) * 1997-01-07 1998-07-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor laser and method of making the same

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EP0852417A3 (en) * 1997-01-07 1998-09-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor laser and method of making the same
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