JPS6373690A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6373690A JPS6373690A JP22056586A JP22056586A JPS6373690A JP S6373690 A JPS6373690 A JP S6373690A JP 22056586 A JP22056586 A JP 22056586A JP 22056586 A JP22056586 A JP 22056586A JP S6373690 A JPS6373690 A JP S6373690A
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- Japan
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- ridge
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- Pending
Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
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Landscapes
- 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
本発明は各種電子機器、光学機器の光源として、近年急
速に用途が拡大し、需要が高まっている半導体レーザ装
置に関するものである。
速に用途が拡大し、需要が高まっている半導体レーザ装
置に関するものである。
従来の技術
電子機器、光学機器のコヒーレント光源として列導体レ
ーザに要求される重要な性能の１つに単−横モード発振
があげられる。これを実現するにはレーザ光が伝播する
活性領域付近にレーザ素子中を流れる電流を集中するよ
うにその拡がりを抑制し、かつ光を閉じ込める必要があ
る。このような半導体レーザは通常ストライプ型レーザ
と呼ばれる。最もしきい値を低くでき、安定な単−横モ
ード発振するレーザとしては第３図に示すような埋め込
みストライプ型半導体レーザがよく知られている。
ーザに要求される重要な性能の１つに単−横モード発振
があげられる。これを実現するにはレーザ光が伝播する
活性領域付近にレーザ素子中を流れる電流を集中するよ
うにその拡がりを抑制し、かつ光を閉じ込める必要があ
る。このような半導体レーザは通常ストライプ型レーザ
と呼ばれる。最もしきい値を低くでき、安定な単−横モ
ード発振するレーザとしては第３図に示すような埋め込
みストライプ型半導体レーザがよく知られている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記の埋め込み型レーザを作製するには
、通常他のレーザでは１回ですむ結晶成長が２回必要で
あり、また２〜３μｍ程度の細いストライプを形成する
技術や大気中に露出した活性層の埋め込みなど作製が困
難である。
、通常他のレーザでは１回ですむ結晶成長が２回必要で
あり、また２〜３μｍ程度の細いストライプを形成する
技術や大気中に露出した活性層の埋め込みなど作製が困
難である。
本発明は上記欠点に鑑み、１回の結晶成長により、細い
ストライプ状活性層を形成し、かつ全面拡散により容易
に活性層幅より狭い電流注入ストライブが形成できる半
導体レーザ装置を提供するものである。
ストライプ状活性層を形成し、かつ全面拡散により容易
に活性層幅より狭い電流注入ストライブが形成できる半
導体レーザ装置を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は一導電型ジンクブレンド型結晶（１００）基板上に
（０１１）方向にストライプ状リッジを有し、上肥りフ
ジの頂部に活性層を含むダブルヘテロ構造を有し、上記
ダブルヘテロ構造をなす結晶の両側面が（１１１）と（
１〒１）面を有するとともに、リッジ上部で交わり、リ
ッジ幅より狭い活性層幅をもち、上記リッジおよび上記
ダブルヘテロ構造が埋め込まれ、活性層部上方にストラ
イプ状の電流注入領域を有することで構成されている。
置は一導電型ジンクブレンド型結晶（１００）基板上に
（０１１）方向にストライプ状リッジを有し、上肥りフ
ジの頂部に活性層を含むダブルヘテロ構造を有し、上記
ダブルヘテロ構造をなす結晶の両側面が（１１１）と（
１〒１）面を有するとともに、リッジ上部で交わり、リ
ッジ幅より狭い活性層幅をもち、上記リッジおよび上記
ダブルヘテロ構造が埋め込まれ、活性層部上方にストラ
イプ状の電流注入領域を有することで構成されている。
作 用
一導電型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（１ｏｏ）面上のく０１１
〉方向にストライプを形成し、ＭＯＣＶＤ 法により結
晶成長を行うと、最初はりフジ上とそうでない部分は独
立に成長を始め、リッジ両端は（１１〒）及び（１１１
）面を出しながらテーパー状に成長を始める。さらに成
長を続けると、（１１τ）及び（１〒１）面が交わって
三角形の成長となる。また、上記（１１ｔ）及び（１１
１）面近傍は成長速度が速く、最初独立に成長を始めた
のが連続の層となる。この結果１回の結晶成長によって
埋め込み型レーザが作製できる。又、リッジ上の成長層
を三角形にし、成長した領域内の活性層より上側を少く
とも一層以上の同一導電型層とすることで電流ストライ
プを形成した際に細い電流ストライプが形成できる。リ
ッジ上の成長を三角形に構成することにより、その上に
成長した層の表面から三角形の頂点までの距離を最短に
することができる。この構造のウェハで表面からＺｎを
全面拡散した場合、まず三角形頂点部にＺｎが達し、ス
トライプ状電流注入領域が形成できる。
〉方向にストライプを形成し、ＭＯＣＶＤ 法により結
晶成長を行うと、最初はりフジ上とそうでない部分は独
立に成長を始め、リッジ両端は（１１〒）及び（１１１
）面を出しながらテーパー状に成長を始める。さらに成
長を続けると、（１１τ）及び（１〒１）面が交わって
三角形の成長となる。また、上記（１１ｔ）及び（１１
１）面近傍は成長速度が速く、最初独立に成長を始めた
のが連続の層となる。この結果１回の結晶成長によって
埋め込み型レーザが作製できる。又、リッジ上の成長層
を三角形にし、成長した領域内の活性層より上側を少く
とも一層以上の同一導電型層とすることで電流ストライ
プを形成した際に細い電流ストライプが形成できる。リ
ッジ上の成長を三角形に構成することにより、その上に
成長した層の表面から三角形の頂点までの距離を最短に
することができる。この構造のウェハで表面からＺｎを
全面拡散した場合、まず三角形頂点部にＺｎが達し、ス
トライプ状電流注入領域が形成できる。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザ装置の断
面図を示すものである。第１図において１はｎ側電極、
２はｎ型Ｇ ａ Ａ ａ基板、３はｎ型Ｇ ａ Ａ ｔ
ｓバッフ７層、４はｎ型ＡＸｙＧａ１．Ａｓ＋ クラッ
ド層、５はノンドープＡ ｌ ｘ Ｇ ａ １．Ａ ｓ
（０≦ｘ＜ｙ ）活性層、６はｐ型Ａ ２ ｙ Ｇａ
１ｙ Ａ ｓクラッド層、７はｎ型Ａｆｔ□Ｇａ１−２
Ａｓ （ｚ ＞！ ）埋め込み層、８はｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓキヤツプ層、９はｐ側電極である。
面図を示すものである。第１図において１はｎ側電極、
２はｎ型Ｇ ａ Ａ ａ基板、３はｎ型Ｇ ａ Ａ ｔ
ｓバッフ７層、４はｎ型ＡＸｙＧａ１．Ａｓ＋ クラッ
ド層、５はノンドープＡ ｌ ｘ Ｇ ａ １．Ａ ｓ
（０≦ｘ＜ｙ ）活性層、６はｐ型Ａ ２ ｙ Ｇａ
１ｙ Ａ ｓクラッド層、７はｎ型Ａｆｔ□Ｇａ１−２
Ａｓ （ｚ ＞！ ）埋め込み層、８はｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓキヤツプ層、９はｐ側電極である。
次に本発明の具体的な作製方法について説明する。
まずジンクブレンド型結晶構造であるｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板２の（１０ｏ）面上に化学エツチングにより〈０
１１〉方向に平行に、幅５μｍ、高さ２．０μｍのスト
ライプ状逆メサ形状のりフジを形成する。
ｓ基板２の（１０ｏ）面上に化学エツチングにより〈０
１１〉方向に平行に、幅５μｍ、高さ２．０μｍのスト
ライプ状逆メサ形状のりフジを形成する。
次にＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型Ｇ ａ Ａ ｓバッファ
層３（厚さ０．５μｍ）、ｎ型Ａ Ｑ ｙ Ｇ ａ １
ｙ Ａ ｓクラッド層４（ｙ＝ｏ、３．厚さ１．０μｍ
）、ノンドープＡ Ｒｘ Ｇ ａ １．Ａ ｓ活性層部
（！＝０．１ 、厚さ０．１μｍ）、ｐ型Ａ４．Ｇａ
１−アＡｓクラッド層６（７＝０．３．厚さ１．０μｍ
）、ｎ型Ａｆ！、、Ｇａ１−ｚＡｓ埋め込み層７（ｚ＝
ｏ、３．厚さ１．５μｍ）、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキヤツ
プ層８（厚さ０．５μｍ）を成長させる。この時Ｇ ａ
Ａ ｓ基板２にリッジが設けであるため、成長はりフ
ジのある部分とない部分では独立に成長が起こる。また
リッジの両端部分では（１〒１）及び（１１〒）面を出
しながら成長し、リッジ上部での成長がピラミッド状と
なるようにする。さらに（１１１）及び（１１１）面付
近での成長速度が早いために埋め込み層７では成長層が
つながって第１図の様な成長になる。さらに、リッジ上
部のピラミッド状部分において活性層より上の部分をす
べてｐ型Ａ４ＧａＡｓクラッド層６である様に成長時間
、リッジの形状などを調整する。最後に表面からりフジ
上部のｐ型Ａｆ！、ＧａＡｓクラッド層６に達する深さ
まで全面に渡りＺｎ拡散を行い、ｎ側、ｐ側電極１゜９
を形成する。全面拡散のため、ストライプ拡散に必要な
５１３Ｎ４膜成長工程、フォトマスク工程。
層３（厚さ０．５μｍ）、ｎ型Ａ Ｑ ｙ Ｇ ａ １
ｙ Ａ ｓクラッド層４（ｙ＝ｏ、３．厚さ１．０μｍ
）、ノンドープＡ Ｒｘ Ｇ ａ １．Ａ ｓ活性層部
（！＝０．１ 、厚さ０．１μｍ）、ｐ型Ａ４．Ｇａ
１−アＡｓクラッド層６（７＝０．３．厚さ１．０μｍ
）、ｎ型Ａｆ！、、Ｇａ１−ｚＡｓ埋め込み層７（ｚ＝
ｏ、３．厚さ１．５μｍ）、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキヤツ
プ層８（厚さ０．５μｍ）を成長させる。この時Ｇ ａ
Ａ ｓ基板２にリッジが設けであるため、成長はりフ
ジのある部分とない部分では独立に成長が起こる。また
リッジの両端部分では（１〒１）及び（１１〒）面を出
しながら成長し、リッジ上部での成長がピラミッド状と
なるようにする。さらに（１１１）及び（１１１）面付
近での成長速度が早いために埋め込み層７では成長層が
つながって第１図の様な成長になる。さらに、リッジ上
部のピラミッド状部分において活性層より上の部分をす
べてｐ型Ａ４ＧａＡｓクラッド層６である様に成長時間
、リッジの形状などを調整する。最後に表面からりフジ
上部のｐ型Ａｆ！、ＧａＡｓクラッド層６に達する深さ
まで全面に渡りＺｎ拡散を行い、ｎ側、ｐ側電極１゜９
を形成する。全面拡散のため、ストライプ拡散に必要な
５１３Ｎ４膜成長工程、フォトマスク工程。
ストライプ形成工程、８１３Ｎ４膜除去工程が不要とな
る。以上によシ１回の結晶成長によって埋め込み型レー
ザが作製できる。電流注入を行うと、電流はｎ型ＧａＡ
ｓ基板２上のリッジ部分と、Ｚｎ拡散によって形成され
た電流ストライプ領域により上下で狭さくされる。さら
にピラミッド状に成長したｐ型Ａ １１ Ｇ ａ Ａ
ｓクラッド層６にＺｎを拡散していくために、Ｚｎ拡散
の深さに関係なく活性層幅より狭い領域に電流を狭さく
することができる。
る。以上によシ１回の結晶成長によって埋め込み型レー
ザが作製できる。電流注入を行うと、電流はｎ型ＧａＡ
ｓ基板２上のリッジ部分と、Ｚｎ拡散によって形成され
た電流ストライプ領域により上下で狭さくされる。さら
にピラミッド状に成長したｐ型Ａ １１ Ｇ ａ Ａ
ｓクラッド層６にＺｎを拡散していくために、Ｚｎ拡散
の深さに関係なく活性層幅より狭い領域に電流を狭さく
することができる。
その結果、３０ ｍＡのしきい電流値で単−横モード発
振する半導体レーザ装置が得られた。
振する半導体レーザ装置が得られた。
なお、本実施例ではＧａＡｓ、ＡｌｌＧａＡｓ系半導体
レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系を
含む化合物半導体を材料とする半導体レーザについても
同様に本発明を適用することができる。
レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系を
含む化合物半導体を材料とする半導体レーザについても
同様に本発明を適用することができる。
また、導電性基板にはｐ型基板を用いてイオン注入によ
り電流ストライプを形成してもよい。さらに結晶成長に
は実施例ではＭＯＣＶＤ法を用いたが、ＭＢＥ法を用い
てもよい。又、活性層の上側の三角形部分は同一導電型
で多層構造にしてもよい。
り電流ストライプを形成してもよい。さらに結晶成長に
は実施例ではＭＯＣＶＤ法を用いたが、ＭＢＥ法を用い
てもよい。又、活性層の上側の三角形部分は同一導電型
で多層構造にしてもよい。
発明の効果
本発明の特徴は一導電型シンクブレンド型結晶（１００
）基板上に＜０１１＞方向にストライプ状リッジを設け
、ＭＯＣＶＤ法により結晶成長を行い、リッジ両端から
形成された（１〒１）及び（１１１）面が交差するよう
に成長させ、活性層より上側を同一材料で構成したとこ
ろにある。上記のようなりフジを基板に設けることで、
１回の結晶成長によって埋め込み型レーザが作製でき、
リッジ両端から（１〒１）及び（１１〒）面が出ること
でリッジ幅より細いストライプ状の活性層が形成できる
。さらに、（１１１）及び（１１〒）面が結晶成長につ
れて交わるように成長させてリッジ上に三角形の領域を
形成し、上記領域内で活性層よシ上側を少なくとも一層
以上の同一導電型層（実施例ではｐ型クラッド層）とす
ることにより、電流ストライプ形成のためにＺｎ拡散を
行う場合、拡散が、リッジ上の三角形領域に達するだけ
でよく、多少拡散の深さが変化しても三角形領域に達し
ていれば常に活性層幅よシ狭い電流ストライプが形成で
きる。また、リッジ上部が三角形になるため、三角形領
域より上側に成長した層の厚さが、三角領域の頂点部分
で最も薄くなるため、表面からＺｎを全面拡散した際、
まず三角形領域の頂点に届くため、細い電流注入ストラ
イプを全面拡散により容易に形成できる。
）基板上に＜０１１＞方向にストライプ状リッジを設け
、ＭＯＣＶＤ法により結晶成長を行い、リッジ両端から
形成された（１〒１）及び（１１１）面が交差するよう
に成長させ、活性層より上側を同一材料で構成したとこ
ろにある。上記のようなりフジを基板に設けることで、
１回の結晶成長によって埋め込み型レーザが作製でき、
リッジ両端から（１〒１）及び（１１〒）面が出ること
でリッジ幅より細いストライプ状の活性層が形成できる
。さらに、（１１１）及び（１１〒）面が結晶成長につ
れて交わるように成長させてリッジ上に三角形の領域を
形成し、上記領域内で活性層よシ上側を少なくとも一層
以上の同一導電型層（実施例ではｐ型クラッド層）とす
ることにより、電流ストライプ形成のためにＺｎ拡散を
行う場合、拡散が、リッジ上の三角形領域に達するだけ
でよく、多少拡散の深さが変化しても三角形領域に達し
ていれば常に活性層幅よシ狭い電流ストライプが形成で
きる。また、リッジ上部が三角形になるため、三角形領
域より上側に成長した層の厚さが、三角領域の頂点部分
で最も薄くなるため、表面からＺｎを全面拡散した際、
まず三角形領域の頂点に届くため、細い電流注入ストラ
イプを全面拡散により容易に形成できる。
第１図は本発明の実施例における半導体レーザ装置の断
面図、第２図ａ、ｂはその製造過程を示す図、第３図は
従来例を示す断面図である。 １・・・・・・ｎ側電極、２・・・・・・ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板、３・−・・ｎＦＪＧａＡｓバフ７７層、４
−・−・・ｎ型Ａ Ｉ、Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、５
・・・・＝Ａ４ＧａＡｓ活性層、８・・・・・・ｐ型Ａ
ｆ２ Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、７−・−・−・ｎ
型Ａ Ｑ Ｇ ａ Ａ ｓ埋め込み層、８・・・・・・
ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓギャップ層、９・・・・・・ｐ側電
極、１ｏ・・・・・・Ｚｎ拡散領域、１１・・・・・・
フォトマスク。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
ｎ側電極 ２−− ｎ Ｓ！ＧａＡｓ基扱 ２°−ｎ ％’ ＧａＡｓ ＆ ａ ｌｌ−フォトマスク 第 ２ 図 （α］ ＜ｂ） １１−ｎ書１電糧 １２−−ｎＱ８ｎＡｓＪｋ＝Ｘ ／ｊ−ｎ型Ａ！龜Ａｓケラフｒ層 １４−１；ａＡｓｉｋ＆層 ｌ５−Ｐ型ＡＪｈＡｓクラ７″Ｆ層 ／６−ｎ ’ＲＡｊＦｒａＡｓ埋めｉ、ｂ１第 ３ 図
７７−５ｉＯ２ｔｓ−ｐ側電場
面図、第２図ａ、ｂはその製造過程を示す図、第３図は
従来例を示す断面図である。 １・・・・・・ｎ側電極、２・・・・・・ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板、３・−・・ｎＦＪＧａＡｓバフ７７層、４
−・−・・ｎ型Ａ Ｉ、Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、５
・・・・＝Ａ４ＧａＡｓ活性層、８・・・・・・ｐ型Ａ
ｆ２ Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、７−・−・−・ｎ
型Ａ Ｑ Ｇ ａ Ａ ｓ埋め込み層、８・・・・・・
ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓギャップ層、９・・・・・・ｐ側電
極、１ｏ・・・・・・Ｚｎ拡散領域、１１・・・・・・
フォトマスク。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
ｎ側電極 ２−− ｎ Ｓ！ＧａＡｓ基扱 ２°−ｎ ％’ ＧａＡｓ ＆ ａ ｌｌ−フォトマスク 第 ２ 図 （α］ ＜ｂ） １１−ｎ書１電糧 １２−−ｎＱ８ｎＡｓＪｋ＝Ｘ ／ｊ−ｎ型Ａ！龜Ａｓケラフｒ層 １４−１；ａＡｓｉｋ＆層 ｌ５−Ｐ型ＡＪｈＡｓクラ７″Ｆ層 ／６−ｎ ’ＲＡｊＦｒａＡｓ埋めｉ、ｂ１第 ３ 図
７７−５ｉＯ２ｔｓ−ｐ側電場
Claims (1)
- 一導電型ジンクブレンド型結晶（１００）基板上に＜０
１１＞方向にストライプ状リッジを有し、上記リッジの
頂部に活性層を含むダブルヘテロ構造を有し、上記ダブ
ルヘテロ結晶の両側面が（１１＠１＠）と（１＠１＠１
）面を有するとともにリッジ上部で交わり、リッジ幅よ
り狭い活性層幅をもち、上記リッジおよび上記ダブルヘ
テロ構造が埋め込まれ、活性層部上方にストライプ状の
電流注入領域を有することを特徴とする半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22056586A JPS6373690A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22056586A JPS6373690A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373690A true JPS6373690A (ja) | 1988-04-04 |
Family
ID=16752981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22056586A Pending JPS6373690A (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6373690A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0473443A2 (en) * | 1990-08-30 | 1992-03-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried-stripe type semiconductor laser device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5712588A (en) * | 1980-06-26 | 1982-01-22 | Nec Corp | Manufacture of buried type heterojunction laser element |
| JPS6144485A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP22056586A patent/JPS6373690A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5712588A (en) * | 1980-06-26 | 1982-01-22 | Nec Corp | Manufacture of buried type heterojunction laser element |
| JPS6144485A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| EP0473443A2 (en) * | 1990-08-30 | 1992-03-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried-stripe type semiconductor laser device |
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