JPS641952B2 - - Google Patents
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- JPS641952B2 JPS641952B2 JP17536883A JP17536883A JPS641952B2 JP S641952 B2 JPS641952 B2 JP S641952B2 JP 17536883 A JP17536883 A JP 17536883A JP 17536883 A JP17536883 A JP 17536883A JP S641952 B2 JPS641952 B2 JP S641952B2
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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
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、利得導波路構造及び屈折率導波路構
造の双方の特長を備えた半導体レーザ装置に関す
る。
造の双方の特長を備えた半導体レーザ装置に関す
る。
近年、GaAAs系等の−族化合物半導体
材料を用いた半導体レーザは、DAD（デイジタ
ル・オーデイオ・デイスク）を始めとして光デイ
スク・フアイル等の情報処理機器への応用が進め
られている。光デイスク用の半導体レーザにおい
ては、レーザ光のビームを小さく絞り込む必要が
あり、光学系を簡単にすると云う点から基本横モ
ード発振で非点収差が小さいことが要求される。
また、光デイスクに応用する点から次のような問
題点のあることが明らかになつている。すなわ
ち、光デイスク・フアイル等においては、デイス
クに当てた光の反射光の強度を検出して情報を読
み出すと云う機構上、反射光の一部が半導体レー
ザに戻つていくことは避けられない。このため、
上記半導体レーザは該レーザの両端面が作る共振
器の他に、レーザ端面とデイスク面とで形成され
る共振器も存在することになり、２重共振器を持
つレーザとなる。そして、デイスク面が回転中に
振動すると、後者の共振器長が変化することにな
り、スペクトルや光出力等に変動が生じ、所謂戻
り光ノイズが発生する。
材料を用いた半導体レーザは、DAD（デイジタ
ル・オーデイオ・デイスク）を始めとして光デイ
スク・フアイル等の情報処理機器への応用が進め
られている。光デイスク用の半導体レーザにおい
ては、レーザ光のビームを小さく絞り込む必要が
あり、光学系を簡単にすると云う点から基本横モ
ード発振で非点収差が小さいことが要求される。
また、光デイスクに応用する点から次のような問
題点のあることが明らかになつている。すなわ
ち、光デイスク・フアイル等においては、デイス
クに当てた光の反射光の強度を検出して情報を読
み出すと云う機構上、反射光の一部が半導体レー
ザに戻つていくことは避けられない。このため、
上記半導体レーザは該レーザの両端面が作る共振
器の他に、レーザ端面とデイスク面とで形成され
る共振器も存在することになり、２重共振器を持
つレーザとなる。そして、デイスク面が回転中に
振動すると、後者の共振器長が変化することにな
り、スペクトルや光出力等に変動が生じ、所謂戻
り光ノイズが発生する。
ここで、戻り光ノイズを抑制すると云う観点か
ら半導体レーザの導波路構造を見直してみる。半
導体レーザの導波路構造は、一般に利得導波路構
造と屈折率導波路構造との２つに大別される。こ
れらの構造において、非点収差を小さくすること
と戻り光ノイズを少さくすることとはトレード・
オフの関係にある。すなわち、屈折率導波路構造
においては、非点収差は５〔μm〕以下と小さく横
モードが安定しているために縦モードも単一モー
ドで発振するが、スペクトル線幅が狭いために戻
り光ノイズによる出力変動量は10〔％〕以上と大
きい。一方、利得導波路構造においては、縦モー
ドが多モード化しスペクトル線幅が広いために戻
り光ノイズによる出力変動量は１〔％〕以下とな
るが、非点収差は20〔μm〕以上と大きくなる。し
たがつて、非点収差と戻り光ノイズの特性を同時
に満足させるためには、屈折率導波路構造と利得
導波路構造との双方の性質を兼ね備えたものでな
ければならない。
ら半導体レーザの導波路構造を見直してみる。半
導体レーザの導波路構造は、一般に利得導波路構
造と屈折率導波路構造との２つに大別される。こ
れらの構造において、非点収差を小さくすること
と戻り光ノイズを少さくすることとはトレード・
オフの関係にある。すなわち、屈折率導波路構造
においては、非点収差は５〔μm〕以下と小さく横
モードが安定しているために縦モードも単一モー
ドで発振するが、スペクトル線幅が狭いために戻
り光ノイズによる出力変動量は10〔％〕以上と大
きい。一方、利得導波路構造においては、縦モー
ドが多モード化しスペクトル線幅が広いために戻
り光ノイズによる出力変動量は１〔％〕以下とな
るが、非点収差は20〔μm〕以上と大きくなる。し
たがつて、非点収差と戻り光ノイズの特性を同時
に満足させるためには、屈折率導波路構造と利得
導波路構造との双方の性質を兼ね備えたものでな
ければならない。
ところで、利得分布に関係する電流狭窄構造と
作り付け屈折率導波路構造とが自動的に形成され
るような構造のレーザを自己整合型レーザと云う
が、特に電流狭窄構造が結晶表面に出ていないも
のは内部ストライプ自己整合型レーザと云う。こ
の型のレーザは、製造プロセスが容易で高歩留り
及び高生産性が期待されると同時に、活性層を結
晶内部に持つてくることができるため、電極表面
からの欠陥の影響を受けにくいこと、マウントに
起因する劣化の影響を少なくできること、全面電
極として接触抵抗を減少させることによつて亜鉛
拡散等のプロセスを省けること、さらに表面を平
坦にできるためマウントに有利である等の利点を
有する。
作り付け屈折率導波路構造とが自動的に形成され
るような構造のレーザを自己整合型レーザと云う
が、特に電流狭窄構造が結晶表面に出ていないも
のは内部ストライプ自己整合型レーザと云う。こ
の型のレーザは、製造プロセスが容易で高歩留り
及び高生産性が期待されると同時に、活性層を結
晶内部に持つてくることができるため、電極表面
からの欠陥の影響を受けにくいこと、マウントに
起因する劣化の影響を少なくできること、全面電
極として接触抵抗を減少させることによつて亜鉛
拡散等のプロセスを省けること、さらに表面を平
坦にできるためマウントに有利である等の利点を
有する。
従来の内部ストライプ自己整合型レーザとして
は、電流阻止層にＶ溝を設けたVSIS（Ｖ−
channeled Substrate Inner Stripe）レーザが知
られており、このレーザはモード制御されており
戻り光特性も良いことが判つている。しかし、
VSISレーザには、LPE法に比して大面積で均一
性の良い結晶成長が可能なMO−CVD法では製
造できないと云う問題がある。この問題は、光デ
イスク用レーザとして大量生産時代を迎えた半導
体レーザ製造において致命的な欠点となる。
は、電流阻止層にＶ溝を設けたVSIS（Ｖ−
channeled Substrate Inner Stripe）レーザが知
られており、このレーザはモード制御されており
戻り光特性も良いことが判つている。しかし、
VSISレーザには、LPE法に比して大面積で均一
性の良い結晶成長が可能なMO−CVD法では製
造できないと云う問題がある。この問題は、光デ
イスク用レーザとして大量生産時代を迎えた半導
体レーザ製造において致命的な欠点となる。
そこで最近、MO−CVD法で製造できる同種
の内部ストライプ自己整合型レーザとして、第１
図に示す如く活性層上部に内部ストライプ構造を
有する半導体レーザが提案された。なお、図中１
はＮ−GaAs基板、２はＮ−GaAAsクラツド
層、３はGaAAs活性層、４はＰ−GaAAsク
ラツド層、５はＮ−GaAs電流阻止層、６はスト
ライプ状の溝部、７はＰ−GaAAs被覆層、８
はＰ−GaAsコンタクト層、９，１０は金属電極
を示している。この構造では、ストライプ状の溝
部６が形成された電流阻止層５によつて、活性層
３への電流注入がストライプ状に限定されると共
に、活性層３に導波された光が第２クラツド層４
及び電流阻止層５にまでしみ出し、その結果スト
ライプ直下部分に導波されたモードが形成される
ことになる。このため、利得導波路構造及び屈折
率導波路構造が同時に実現される。
の内部ストライプ自己整合型レーザとして、第１
図に示す如く活性層上部に内部ストライプ構造を
有する半導体レーザが提案された。なお、図中１
はＮ−GaAs基板、２はＮ−GaAAsクラツド
層、３はGaAAs活性層、４はＰ−GaAAsク
ラツド層、５はＮ−GaAs電流阻止層、６はスト
ライプ状の溝部、７はＰ−GaAAs被覆層、８
はＰ−GaAsコンタクト層、９，１０は金属電極
を示している。この構造では、ストライプ状の溝
部６が形成された電流阻止層５によつて、活性層
３への電流注入がストライプ状に限定されると共
に、活性層３に導波された光が第２クラツド層４
及び電流阻止層５にまでしみ出し、その結果スト
ライプ直下部分に導波されたモードが形成される
ことになる。このため、利得導波路構造及び屈折
率導波路構造が同時に実現される。
しかしながら、この種のレーザにあつては次の
ような問題があつた。すなわち、電流阻止層５の
ストライプ状溝部６の幅で利得分布及び屈折率分
布の幅が一為的に決まつてしまい、各分布の幅は
等しいものとなる。この場合、屈折率差が十分大
きくついてしまい、利得導波路の特徴はでてこな
い。したがつて、光デイスク用レーザとしては、
モード制御効果は十分であるが、戻り光特性に関
しては十分満足できる結果を得ることはできなか
つた。
ような問題があつた。すなわち、電流阻止層５の
ストライプ状溝部６の幅で利得分布及び屈折率分
布の幅が一為的に決まつてしまい、各分布の幅は
等しいものとなる。この場合、屈折率差が十分大
きくついてしまい、利得導波路の特徴はでてこな
い。したがつて、光デイスク用レーザとしては、
モード制御効果は十分であるが、戻り光特性に関
しては十分満足できる結果を得ることはできなか
つた。
本発明の目的は、基本横モード発振で非点収差
が小さいと云う特長を失うことなく、戻り光ノイ
ズによる悪影響を十分小さくすることができ、光
デイスク用光源として極めて有用な半導体レーザ
装置を提供することにある。
が小さいと云う特長を失うことなく、戻り光ノイ
ズによる悪影響を十分小さくすることができ、光
デイスク用光源として極めて有用な半導体レーザ
装置を提供することにある。
本発明の骨子は、屈折率導波路構造と利得導波
路構造との双方の特長を兼ね備えた構造を実現す
ることにある。
路構造との双方の特長を兼ね備えた構造を実現す
ることにある。
前記第１図に示す構造のレーザにおいては、電
流阻止層５が光を吸収することによつて層方向の
複屈折率差をつけると云う屈折率導波路の効果が
生じる。一方、上記レーザにおいて、クラツド層
４の厚みを厚くすれば、活性層３から滲み出した
光が電流阻止層５による複屈折率差を感じないよ
うにすることができる。この場合、上記レーザは
利得導波路の効果が優先する。つまり、非点収差
は小さいが戻り光ノイズによる出力変動量が大き
くなる。
流阻止層５が光を吸収することによつて層方向の
複屈折率差をつけると云う屈折率導波路の効果が
生じる。一方、上記レーザにおいて、クラツド層
４の厚みを厚くすれば、活性層３から滲み出した
光が電流阻止層５による複屈折率差を感じないよ
うにすることができる。この場合、上記レーザは
利得導波路の効果が優先する。つまり、非点収差
は小さいが戻り光ノイズによる出力変動量が大き
くなる。
したがつて、上記２種のレーザを１本の共振器
中に実現できれば、屈折率導波路構造及び利得導
波路構造の双方の特長を兼ね備えたレーザが得ら
れることになる。この点に着目して本発明者等が
鋭意研究を重ねた結果、前記クラツド層４の厚み
を溝ストライプ方向に沿つて可変すればよいこと
が判明した。
中に実現できれば、屈折率導波路構造及び利得導
波路構造の双方の特長を兼ね備えたレーザが得ら
れることになる。この点に着目して本発明者等が
鋭意研究を重ねた結果、前記クラツド層４の厚み
を溝ストライプ方向に沿つて可変すればよいこと
が判明した。
すなわち本発明は、第１導電型の半導体基板
と、この基板上に少なくとも第１導電型の第１ク
ラツド層、活性層及び第２導電型の第２クラツド
層を順次成長して形成されたダブルヘテロ接合部
と、上記第２クラツド層上に成長形成され、かつ
第２クラツド層まで至るストライプ状の溝部が形
成された第１導電型の電流阻止層と、上記溝部を
含み上記電流阻止層上に成長形成された第２導電
型の被覆層とを具備した半導体レーザ装置におい
て、前記第２クラツド層を前記ストライプ方向に
対して中央部で厚く、かつ少なくとも共振器端部
の一方で薄い膜厚を持つよう形成されるようにし
たものである。
と、この基板上に少なくとも第１導電型の第１ク
ラツド層、活性層及び第２導電型の第２クラツド
層を順次成長して形成されたダブルヘテロ接合部
と、上記第２クラツド層上に成長形成され、かつ
第２クラツド層まで至るストライプ状の溝部が形
成された第１導電型の電流阻止層と、上記溝部を
含み上記電流阻止層上に成長形成された第２導電
型の被覆層とを具備した半導体レーザ装置におい
て、前記第２クラツド層を前記ストライプ方向に
対して中央部で厚く、かつ少なくとも共振器端部
の一方で薄い膜厚を持つよう形成されるようにし
たものである。
本発明によれば、第２クラツド層が厚い部分
（一般には中央部）で利得導波路構造を形成でき、
第２クラツド層が薄い部分（一般には共振器端部
近傍）で屈折率導波路構造を形成することができ
る。そして、屈折率導波路部分の実効屈折率差及
び利得導波路部分における利得分布等を決定する
構造パラメータを全て独立に選ぶことができる。
さらに、共振器長の中における屈折率導波路部分
と利得導波路部分との割合を任意に変えることが
できる。以上のことから、戻り光ノイズ特性に対
する２つの導波路構造の依存性を見ることができ
た。したがつて、２つの導波路部分の割合及び各
種の構造パラメータを適当に設定することによつ
て、光デイスク用レーザに好適する特性、すなわ
ち基本横モード発振で非点収差が十分小さく、か
つ戻り光ノイズによる出力変動量も十分小さい特
性を得ることができる。
（一般には中央部）で利得導波路構造を形成でき、
第２クラツド層が薄い部分（一般には共振器端部
近傍）で屈折率導波路構造を形成することができ
る。そして、屈折率導波路部分の実効屈折率差及
び利得導波路部分における利得分布等を決定する
構造パラメータを全て独立に選ぶことができる。
さらに、共振器長の中における屈折率導波路部分
と利得導波路部分との割合を任意に変えることが
できる。以上のことから、戻り光ノイズ特性に対
する２つの導波路構造の依存性を見ることができ
た。したがつて、２つの導波路部分の割合及び各
種の構造パラメータを適当に設定することによつ
て、光デイスク用レーザに好適する特性、すなわ
ち基本横モード発振で非点収差が十分小さく、か
つ戻り光ノイズによる出力変動量も十分小さい特
性を得ることができる。
本発明者等の実験によれば、GaAAsを材料
とし活性層のＡの割合xA＝0.15、第２クラツ
ド層のxA＝0.45、電流阻止層をGaAsとし、屈
折率ガイド部分の第２クラツド層厚みを1.5
〔μm〕、利得ガイド部分の第２クラツド層厚みを
0.5〔μm〕、電流ストライプの溝幅を３〔μm〕、さ
らに共振器長の中の端面側の屈折率ガイド部分の
割合を５〜45〔％〕としたところ、非点収差は５
〜10〔μm〕、縦モードは5mWまで多モード、戻り
光ノイズによる出力変動量は１〔％〕以下と云う
結果が得られた。この特性は光デイスク用レーザ
として極めて好適するものである。
とし活性層のＡの割合xA＝0.15、第２クラツ
ド層のxA＝0.45、電流阻止層をGaAsとし、屈
折率ガイド部分の第２クラツド層厚みを1.5
〔μm〕、利得ガイド部分の第２クラツド層厚みを
0.5〔μm〕、電流ストライプの溝幅を３〔μm〕、さ
らに共振器長の中の端面側の屈折率ガイド部分の
割合を５〜45〔％〕としたところ、非点収差は５
〜10〔μm〕、縦モードは5mWまで多モード、戻り
光ノイズによる出力変動量は１〔％〕以下と云う
結果が得られた。この特性は光デイスク用レーザ
として極めて好適するものである。
第２図ａ〜ｃはそれぞれ本発明の一実施例に係
わる半導体レーザの概略構造を示すもので第２図
ａは共振器方向に沿つた断面図、第２図ｂは同図
ａの矢視Ａ−Ａ断面図、第２図ｃは同図ａの矢視
Ｂ−Ｂ断面図である。図中１１はＮ−GaAs基板
で、この基板１１上にはＮ−GaAAsクラツド
層（第１クラツド層）１２、GaAAs活性層１
３及びＰ−GaAAsクラツド層（第２クラツド
層）１４を順次積層してなるダブルヘテロ接合部
が形成されている。ここで、上記第２クラツド層
１４は後述するストライプ方向に対し中央部が厚
く、端部近傍が薄く形成されている。第２クラツ
ド層１４上にはＮ−GaAs電流阻止層１５には第
２クラツド層１４に至る深さのストライプ状の溝
部１６が形成されている。そして、この上にはＰ
−GaAAs被覆層１７及びＰ−GaAsコンタクト
層１８が形成されている。なお、図中１９，２０
はそれぞれ電極を示している。
わる半導体レーザの概略構造を示すもので第２図
ａは共振器方向に沿つた断面図、第２図ｂは同図
ａの矢視Ａ−Ａ断面図、第２図ｃは同図ａの矢視
Ｂ−Ｂ断面図である。図中１１はＮ−GaAs基板
で、この基板１１上にはＮ−GaAAsクラツド
層（第１クラツド層）１２、GaAAs活性層１
３及びＰ−GaAAsクラツド層（第２クラツド
層）１４を順次積層してなるダブルヘテロ接合部
が形成されている。ここで、上記第２クラツド層
１４は後述するストライプ方向に対し中央部が厚
く、端部近傍が薄く形成されている。第２クラツ
ド層１４上にはＮ−GaAs電流阻止層１５には第
２クラツド層１４に至る深さのストライプ状の溝
部１６が形成されている。そして、この上にはＰ
−GaAAs被覆層１７及びＰ−GaAsコンタクト
層１８が形成されている。なお、図中１９，２０
はそれぞれ電極を示している。
次に上記構造レーザの製造工程について第３図
ａ〜ｆを参照して説明する。まず、第３図ａに示
す如くＮ−GaAs基板（Siドープ、ｎ＝１〜２×
1018cm-3）１１上に第１クラツド層１２としてＮ
−Ga0.55Ａ0.45As層（ｎ＝１×10-17cm-3，厚み
1.5μm）、活性層１３としてアンドープGa0.85Ａ
０．１５As層（厚み0.08μm）、第２クラツド層１４と
してＰ−Ga0.55Ａ0.45As層（ｎ＝1018〜1019cm
-3，厚み1.5μm）を順次成長形成した。この第１
回目の結晶成長にはMO−CVD法を用い、成長
条件は温度750℃、Ｖ／＝20、キヤリアガス
（H2）の流量〜10〔／min〕、原料はトリメチル
ガリウム（TMG：（CH）3Ga）、トリメチルアル
ミニウム（TMA：（CH3）3A）、アルシン
（AsH3）、ｐドーパント：ジエチル亜鉛（DEZ：
（C2H5）2Zn）、ｎドーパント：セレン化水素
（H2Se）で、成長速度は0.25〔μm／min〕であつ
た。なお、第１回目の結晶成長では必ずしもMO
−CVD法を用いる必要はないが、大面積で均一
性の良い結晶成長が可能なMO−CVD法を用い
ることは、量産化を考えた場合LPE法に比べて
有利である。
ａ〜ｆを参照して説明する。まず、第３図ａに示
す如くＮ−GaAs基板（Siドープ、ｎ＝１〜２×
1018cm-3）１１上に第１クラツド層１２としてＮ
−Ga0.55Ａ0.45As層（ｎ＝１×10-17cm-3，厚み
1.5μm）、活性層１３としてアンドープGa0.85Ａ
０．１５As層（厚み0.08μm）、第２クラツド層１４と
してＰ−Ga0.55Ａ0.45As層（ｎ＝1018〜1019cm
-3，厚み1.5μm）を順次成長形成した。この第１
回目の結晶成長にはMO−CVD法を用い、成長
条件は温度750℃、Ｖ／＝20、キヤリアガス
（H2）の流量〜10〔／min〕、原料はトリメチル
ガリウム（TMG：（CH）3Ga）、トリメチルアル
ミニウム（TMA：（CH3）3A）、アルシン
（AsH3）、ｐドーパント：ジエチル亜鉛（DEZ：
（C2H5）2Zn）、ｎドーパント：セレン化水素
（H2Se）で、成長速度は0.25〔μm／min〕であつ
た。なお、第１回目の結晶成長では必ずしもMO
−CVD法を用いる必要はないが、大面積で均一
性の良い結晶成長が可能なMO−CVD法を用い
ることは、量産化を考えた場合LPE法に比べて
有利である。
次いで、第２クラツド層１４上に（011）方向
に200〔μm〕幅で400〔μm〕ピツチのフオトレジス
ト・マスク（図示せず）を形成し、リン酸系エツ
チヤントを用い第３図ｂに示す如く露出部の第２
クラツド層１４が厚さ0.5μmになるまでエツチン
グした。続いて、上記レジスト・マスクを除去し
たのち、第２回目の結晶成長をMO−CVD法で
行つた。すなわち、第３図ｃに示す如く第２クラ
ツド層１４上に電流阻止層１５としてＮ−GaAs
層（ｎ＝1018〜1019cm-3，厚み0.5μm）を成長形
成した。その後、電流阻止層１５上にフオトレジ
スト・マスク（図示せず）を塗布し（01１）方向
に幅3.5〔μm〕、ピツチ300μmの溝を形成し、これ
をマスクとしてリン酸系エツチヤントを用い、第
３図ｄに平面図を示す如く電流阻止層１５をエツ
チングした。これにより、電流阻止層１５には底
部で溝幅３〔μm〕のストライプ状溝部１６が形成
される。
に200〔μm〕幅で400〔μm〕ピツチのフオトレジス
ト・マスク（図示せず）を形成し、リン酸系エツ
チヤントを用い第３図ｂに示す如く露出部の第２
クラツド層１４が厚さ0.5μmになるまでエツチン
グした。続いて、上記レジスト・マスクを除去し
たのち、第２回目の結晶成長をMO−CVD法で
行つた。すなわち、第３図ｃに示す如く第２クラ
ツド層１４上に電流阻止層１５としてＮ−GaAs
層（ｎ＝1018〜1019cm-3，厚み0.5μm）を成長形
成した。その後、電流阻止層１５上にフオトレジ
スト・マスク（図示せず）を塗布し（01１）方向
に幅3.5〔μm〕、ピツチ300μmの溝を形成し、これ
をマスクとしてリン酸系エツチヤントを用い、第
３図ｄに平面図を示す如く電流阻止層１５をエツ
チングした。これにより、電流阻止層１５には底
部で溝幅３〔μm〕のストライプ状溝部１６が形成
される。
次いで、上記レジスト・マスクを除去し、第３
回目の結晶成長をMO−CVD法で行い、第３図
ｅに示す如く被覆層１７としてｐ−Ga0.55Ａ0.45
As層（ｐ＝1018cm-3、厚み1μm）、コンタクト層
１８としてＰ−GaAs（ｐ＝1019cm-3、厚み2μm）
を順次成長形成した。ここで、第２回目以降の結
晶成長は、空気中に晒された高いＡ濃度を有す
る層上への成長のため、従来のLPE法では成長
できずMO−CVD法が必要とされる。
回目の結晶成長をMO−CVD法で行い、第３図
ｅに示す如く被覆層１７としてｐ−Ga0.55Ａ0.45
As層（ｐ＝1018cm-3、厚み1μm）、コンタクト層
１８としてＰ−GaAs（ｐ＝1019cm-3、厚み2μm）
を順次成長形成した。ここで、第２回目以降の結
晶成長は、空気中に晒された高いＡ濃度を有す
る層上への成長のため、従来のLPE法では成長
できずMO−CVD法が必要とされる。
次いで、第３図ｆに示す如く上部電極１９とし
Cr／Au、下部電極２０としてAuGe／Auを蒸着
し、オーミツクコンタクトをとつた。その後、こ
の試料をへき開によつて分割することにより、前
記第２図に示す如きレーザが完成することにな
る。
Cr／Au、下部電極２０としてAuGe／Auを蒸着
し、オーミツクコンタクトをとつた。その後、こ
の試料をへき開によつて分割することにより、前
記第２図に示す如きレーザが完成することにな
る。
かくして作成されたレーザにおいて、共振器長
に対する屈折率ガイド部の割合を種々変化させて
みたところ、屈折率ガイド部（第２クラツド層１
４の厚みが薄い部分）が45〔％〕以上の場合非点
収差３〔μm〕以下、縦単一モード、戻り光による
出力変動量10〔％〕以上で屈折率ガイドレーザの
性質を示した。屈折率ガイド部が５〜45〔％〕の
場合、非点収差５〜10〔μm〕、縦多モード、戻り
光による出力変動量１〔％〕以下と屈折率・利得
両ガイド型の性質を示した。また、屈折率ガイド
部が５〔％〕以下の場合、非点収差20〔μm〕以上、
縦多モード、戻り光による出力変動量１〔％〕以
下と利得ガイド型の性質を示した。したがつて、
例えば共振器長260〔μm〕、両端の屈折率ガイド部
をそれぞれ30〔μm〕ずつとすれば、屈折率ガイド
部の割合が23〔％〕となり、非点収差の点でも戻
り光による出力変動の点でも光デイスク用半導体
レーザとして好適する特性が得られることにな
る。
に対する屈折率ガイド部の割合を種々変化させて
みたところ、屈折率ガイド部（第２クラツド層１
４の厚みが薄い部分）が45〔％〕以上の場合非点
収差３〔μm〕以下、縦単一モード、戻り光による
出力変動量10〔％〕以上で屈折率ガイドレーザの
性質を示した。屈折率ガイド部が５〜45〔％〕の
場合、非点収差５〜10〔μm〕、縦多モード、戻り
光による出力変動量１〔％〕以下と屈折率・利得
両ガイド型の性質を示した。また、屈折率ガイド
部が５〔％〕以下の場合、非点収差20〔μm〕以上、
縦多モード、戻り光による出力変動量１〔％〕以
下と利得ガイド型の性質を示した。したがつて、
例えば共振器長260〔μm〕、両端の屈折率ガイド部
をそれぞれ30〔μm〕ずつとすれば、屈折率ガイド
部の割合が23〔％〕となり、非点収差の点でも戻
り光による出力変動の点でも光デイスク用半導体
レーザとして好適する特性が得られることにな
る。
このように本実施例によれば、非点収差が小さ
いと云う特長を失うことなく、戻り光ノイズによ
る悪影響を十分小さくすることができ、光デイス
ク用光源として極めて有用である。また、MO−
CVD法で形成できるので、大量生産にも極めて
有効である。
いと云う特長を失うことなく、戻り光ノイズによ
る悪影響を十分小さくすることができ、光デイス
ク用光源として極めて有用である。また、MO−
CVD法で形成できるので、大量生産にも極めて
有効である。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記各層の成長方法はMO
−CVD法に限らずMBE法であつてもよい。ま
た、各種の組成比は何ら実施例に限定されるもの
ではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。例
えば、前記第２クラツド層のＡ組成をxA＝
0.35とし、光ガイド層として機能させることもで
きる。この場合、光の滲み出しが大きくなるた
め、利得ガイド部で光が屈折率差を感じないよう
に利得ガイド部での第２クラツド層を２〔μm〕以
上と厚くする必要がある。このようにして、ビー
ムの広がり角やアスペクト比を改善したり、高出
力化をはかることも可能である。また、半導体材
料としては、GaAAsの他にGaInAsPやGaA
AsSb等の化合物半導体材料を用いることができ
る。さらに、基板としてＮ型の代りにＰ型基板を
用い、各層の導電型を逆にすることも可能であ
る。また、活性層を含むダブルヘテロ接合構造は
対称３層構造に限らず、非対称や３層以上の多層
構造にしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
のではない。例えば、前記各層の成長方法はMO
−CVD法に限らずMBE法であつてもよい。ま
た、各種の組成比は何ら実施例に限定されるもの
ではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。例
えば、前記第２クラツド層のＡ組成をxA＝
0.35とし、光ガイド層として機能させることもで
きる。この場合、光の滲み出しが大きくなるた
め、利得ガイド部で光が屈折率差を感じないよう
に利得ガイド部での第２クラツド層を２〔μm〕以
上と厚くする必要がある。このようにして、ビー
ムの広がり角やアスペクト比を改善したり、高出
力化をはかることも可能である。また、半導体材
料としては、GaAAsの他にGaInAsPやGaA
AsSb等の化合物半導体材料を用いることができ
る。さらに、基板としてＮ型の代りにＰ型基板を
用い、各層の導電型を逆にすることも可能であ
る。また、活性層を含むダブルヘテロ接合構造は
対称３層構造に限らず、非対称や３層以上の多層
構造にしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
第１図は内部ストライプ自己整合型レーザの概
略構造を示す断面図、第２図ａ〜ｃはそれぞれ本
発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略構造
を示す断面図、第３図ａ〜ｆは上記実施例レーザ
の製造工程を示す断面図及び平面図である。 １１……Ｎ−GaAs基板、１２……Ｎ−Ga0.55
Ａ0.45As第１クラツド層、１３……アンドープ
Ga0.85Ａ0.15As活性層、１４……Ｐ−Ga0.55Ａ
０．４３５As第２クラツド層、１５……Ｎ−GaAs電流
阻止層、１６……ストライプ状溝部、１７……Ｐ
−Ga0.55Ａ0.45As被覆層、１８……Ｐ−GaAsコ
ンタクト層、１９，２０……電極。
略構造を示す断面図、第２図ａ〜ｃはそれぞれ本
発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略構造
を示す断面図、第３図ａ〜ｆは上記実施例レーザ
の製造工程を示す断面図及び平面図である。 １１……Ｎ−GaAs基板、１２……Ｎ−Ga0.55
Ａ0.45As第１クラツド層、１３……アンドープ
Ga0.85Ａ0.15As活性層、１４……Ｐ−Ga0.55Ａ
０．４３５As第２クラツド層、１５……Ｎ−GaAs電流
阻止層、１６……ストライプ状溝部、１７……Ｐ
−Ga0.55Ａ0.45As被覆層、１８……Ｐ−GaAsコ
ンタクト層、１９，２０……電極。
Claims (1)
- １ 化合物半導体材料からなり、ダブルヘテロ接
合構造を有する半導体レーザ装置において、第１
導電型の半導体基板と、この基板上に少なくとも
第１導電型の第１クラツド層、活性層及び第２導
電型の第２クラツド層を順次成長して形成された
ダブルヘテロ接合部と、上記第２クラツド層上に
成長形成され、かつ第２クラツド層まで至るスト
ライプ状の溝部が形成された第１導電型の電流阻
止層と、上記溝部を含み上記電流阻止層上に成長
形成された第２導電型の被覆層とを具備し、前記
第２クラツド層は前記ストライプ方向に対し中央
部で厚く形成され、かつ少なくとも共振器端部の
一方で薄く形成されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP17536883A JPS6066890A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17536883A JPS6066890A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066890A JPS6066890A (ja) | 1985-04-17 |
| JPS641952B2 true JPS641952B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=15994866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17536883A Granted JPS6066890A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066890A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723888B2 (ja) * | 1987-01-09 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体レーザ素子 |
| USRE34297E (en) | 1988-06-08 | 1993-06-29 | Copeland Corporation | Refrigeration compressor |
| JPH02178985A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| JPH0656909B2 (ja) * | 1988-12-29 | 1994-07-27 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| US6653662B2 (en) | 2000-11-01 | 2003-11-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device, method for fabricating the same, and method for driving the same |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP17536883A patent/JPS6066890A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066890A (ja) | 1985-04-17 |
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