JPS6356979A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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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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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
- H01S5/10—Construction 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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/162—Window-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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- 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】
〔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。
、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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
.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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
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@
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)
- 【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
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20046886A JPS6356979A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20046886A JPS6356979A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 半導体レーザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6356979A true JPS6356979A (ja) | 1988-03-11 |
Family
ID=16424817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20046886A Pending JPS6356979A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6356979A (ja) |
Cited By (2)
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 |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP20046886A patent/JPS6356979A/ja active Pending
Cited By (4)
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. |
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