KR19990072352A - 자기발진형반도체레이저 - Google Patents

자기발진형반도체레이저 Download PDF

Info

Publication number
KR19990072352A
KR19990072352A KR1019990003303A KR19990003303A KR19990072352A KR 19990072352 A KR19990072352 A KR 19990072352A KR 1019990003303 A KR1019990003303 A KR 1019990003303A KR 19990003303 A KR19990003303 A KR 19990003303A KR 19990072352 A KR19990072352 A KR 19990072352A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
self
semiconductor laser
thickness
clad
Prior art date
Application number
KR1019990003303A
Other languages
English (en)
Inventor
히라따소지
Original Assignee
이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이데이 노부유끼, 소니 가부시끼 가이샤 filed Critical 이데이 노부유끼
Publication of KR19990072352A publication Critical patent/KR19990072352A/ko

Links

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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0601—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H01S5/0658—Self-pulsating
    • 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
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/3409—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers special GRINSCH structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

제조시 높은 수율을 가지며 고온 및 고 출력 동작시 안정한 자기 발진할 수 있는 자기 발진형 반도체 레이저에서, 안정한 발진을 발생시키기 위해, 전류는 활성층의 횡방향으로 확산되지 않도록 설계되고 넓은 포화가능 흡수 영역은 광 스팟을 확산시키지 않도록 보호된다. 그러므로, 전류 협착층을 갖는 p형 AlGaInP 클라드층의 두께 d는 예를 들어 d ≤ 400nm, 바람직하게는 d ≤ 350 nm가 되도록 설정되고, 스트라이프부에 대응하는 횡방향의 도파 부분 및 그의 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율차 △n(=n1-n2)를 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 0.001 및 0.003 사이의 작은 값으로 유지하기 위해서, n형 AlGaInP 클라드층측 상의 가이드층의 두께는 p형 AlGaInP 클라드층 상의 가이드층의 것보다 더 두껍게 하여 SCH 구조를 비대칭화한다.

Description

자기 발진형 반도체 레이저{SELF-PULSATION TYPE SEMICONDUCTOR LASER}
본 발명은 자기 발진(self-pulsation)을 유발함으로써 다중 모드를 실현하는 자기-발진형 반도체 레이저에 관한 것이다.
반도체 레이저는 광 디스크 장치 등에 광원으로서 사용된다. 이 때, 반도체 레이저에 부딪히는 광 디스크로부터 반사된 광의 일부에 의해 발생되는 소위 "복귀하는 광 잡음"을 억제하는 방법은 중요하다.
이러한 복귀하는 광 잡음을 억제하기 위해 설계된 반도체 레이저의 한 유형으로서, 반도체 레이저의 자기 발진을 유발함으로써 다중 모드를 실현하는 소위 "자기 발진형 반도체 레이저"가 공지된다.
도 7은 종래의 자기 발진형 반도체 레이저의 구성예를 도시한 단면도이다.
여기서, AlGaInP계 재료가 자기 발진형 반도체 레이저를 구성하는데 사용되는 경우를 도시한다는 것을 알아야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 자기 발진형 반도체 레이저(10)는 그 위에 n형 AlGaInP 클라드층(12), GaInP 활성층(13), p형 AlGaInP 클라드층(14), p형 GaInP 중간층(15), 및 p형 GaAs 캡층(16)이 순차적으로 적층된 n형 GaAs 기판(11)으로 구성된다.
p형 AlGaInP 클라드층(14)의 상층부, p형 GaInP 중간층(15), 및 p형 GaAs 캡층(16)은 한 방향으로 연장하는 메사형 스트라이프 형태를 가진다.
즉, 스트라이프부(17)는 p형 AlGaInP 클라드층(14)의 상층부, p형 GaInP 중간층(15), 및 p형 GaAs 캡층(16)에 의해 형성된다.
n형 GaAs 전류 협착층(current narrowing layer ; 18)은 스트라이프부(17)의 양측의 부분에 매립되어, 전류 협착 구조 형성된다.
Ti/Pt/Au 전극과 같은 p측 전극이 p형 GaAs 캡층(16) 및 n형 GaAs 전류 협착층(18) 상에 제공된다.
반면에, AuGe/Ni/Au 전극과 같은 n측 전극이 n형 GaAs 기판(11)의 다른 표면 상에 제공된다.
도 8은 도 7에 도시된 자기 발진형 반도체 레이저(10)의 굴절율 분포의 개략 그래프이다.
여기서, 자기 발진형 반도체 레이저(10)의 pn 접합 방향과 평행하고 공진기의 장방향에 수직 방향(이하, 이 방향은 횡방향(horizontal direction)으로 지칭됨)의 굴절율 분포가 도 7에 대응하여 도시되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 자기 발진형 반도체 레이저(10)는 스트라이프부(17)에 대응하는 부분에서 고 굴절율 n1 및 스트라이프부(17)의 양측에 대응하는 부분에서 저 굴절율 n2의 횡방향 굴절율, 즉 소위 "계단 형태" 굴절율 분포인 굴절율을 가진다.
이러한 방식으로, 자기 발진형 반도체 레이저(10)에서, 횡방향으로의 굴절율을 계단 방식으로 변화시킴으로써 광이 횡방향으로 가이드된다.
이 경우에, 스트라이프부(17)에 대응하는 부분 및 그의 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율차 △n(=n1-n2)는 0.003 이하가 되게 설정되고, 이로써 GaInP 활성층(13)에 의한 횡방향으로의 광의 제한이 완화된다.
상기와 같이 구성된 자기 발진형 반도체 레이저(10)의 동작 동안, 도 7에 도시된 바와 같이, 광 도파 영역(optical waveguide region ; 22)의 폭 WP은 GaInP 활성층(13) 내부의 이득 영역(21)의 폭 WG보다 더 크게 된다. 그래서, 이득 영역(21) 외부의 광 도파 영역은 포화가능 흡수 영역(23)이 된다.
자기 발진형 반도체 레이저(10)에서, 횡방향의 광의 누출량(the amount of seepage)을 증가시키고 광 및 GaInP 활성층(13) 내부의 포화가능 흡수 영역(23) 간의 상호 작용을 증가시키도록 횡방향으로의 굴절율의 변화가 감소되어 자기 발진을 실현한다. 따라서, 충분한 포화가능 흡수 영역(23)을 확보할 필요가 있다.
이제 본 발명에 의해 해결될 과제로 돌아가서, 상기 설명된 바와 같이, 종래 기술의 자기 발진형 반도체 레이저(10)는 도 9에 도시된 바와 같이 소위 "리지(ridge) 구조"를 가지고 자기 발진을 실현하기 위해 활성층 내부의 광 도파의 양측에 포화가능 흡수 영역(SAR)을 제공한다.
이 경우에, 도 9에 도시된 바와 같이, 전류의 확산에 의해 발생된 활성층 내부의 이득 영역(그 폭은 G)이 가능한 한 협소하게 되고 역으로 광 도파 스팟 크기(그 폭은 P)가 비교적 크게 되어 P>G의 관계를 충족하는 경우, 그 차분은 자기 발진을 발생시키도록 포화가능 흡수 영역으로서 기능한다.
이에 대해, 구체적으로는, 도파의 굴절율차 △n는 이러한 관계를 충족시키기 위해 인덱스 가이드 및 이득 가이드 사이에 약 0.005 내지 0.001의 중간 가이드된다.
그러나, 종래 기술의 이러한 반도체 레이저에서, 포화가능 흡수 영역의 폭은 광의 확산 및 전류 확산 사이의 정교한 균형에 의해 결정되기 때문에, 자기 발진을 발생시키는 레이저의 불량 수율, 증가된 전류 확산 및 보다 협소한 포화가능 흡수 영역에 기인한 고온 동작 시 억제된 자기 발진, 및 증가된 전류 확산 및 보다 협소한 포화가능 흡수 영역에 기인한 고 출력 동작 시에 유사하게 억제된 자기 발진과 같은 불안정하게 된다.
특히, 고온 및 고 출력에서, 소위 발진 중단 및 잡음의 문제가 일어난다.
더욱이, 일반적으로 자기 발진형 반도체 레이저는 통상의 인덱스 가이드형 및 이득 가이드형의 것보다 상당히 높은(약 1.5배) 전류 임계 Ith를 갖는다. 또한, 시스템에 따라서, 전류 임계 Ith 근처의 소위 L-I 특성에서 급격한 상승 킹크(kinks)가 유발된다. 이것들은 레이저 응용에 있어 장애가 되어 왔다.
본 발명의 목적은 제조시 높은 수율을 가지며 고온 및 고 출력에서 동작할 때에도 안정한 자기 발진을 수행할 수 있는 자기 발진형 반도체 레이저를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 특징에 따르면, 제1 도전형 제1 클라드층, 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 전류 협착층을 구비하는 전류 협착 구조; 레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및 pn 접합과 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하기 위한 유지 메카니즘을 포함하되, 상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 제1 도전형 제1 클라드층; 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 협착층을 구비하는 전류 협착 구조; 레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및 비대칭 구조를 만들기 위해 상기 제1 도전형 제1 클라드층측의 가이드층의 두께를 상기 제2 도전형 제2 클라드층측의 가이드층의 두께보다 크게 함으로써 pn 접합과 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하기 위한 유지 메카니즘을 포함하되, 상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 제1 도전형 제1 클라드층; 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 전류 협층을 구비하는 전류 협착 구조; 레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및 pn 접합과 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하도록 상기 제1 도전형측에 광 모드를 인입(pull in)하기 위한 상기 제1 도전형 제1 클라드층의 모드 인입층을 포함하되, 상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 제1 도전형 제1 클라드층; 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 전류 협착층을 구비하는 전류 협착 구조; 레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및 비대칭 구조를 만들기 위해 상기 제1 도전형 제1 클라드층측의 가이드층의 두께를 상기 제2 도전형 제2 클라드층측의 가이드층의 두께보다 크게 함으로써 pn 접합과 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하기 위한 유지 메카니즘; 및 상기 제1 도전형측에 광 모드를 인입(pull in)하기 위한 상기 제1 도전형 제1 클라드층의 모드 인입층을 포함하되, 상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제1 내지 제4 특징에서, 바람직하게 상기 굴절율차 △n이 0.003 내지 0.001에 있고; 상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하이며; 상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하이며; 상기 모드 인입층은 상기 굴절율을 상기 제1 클라드층의 굴절율보다 높게 설정함으로써 형성된다.
본 발명의 제5 특징에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 제1 클라드층; 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층 상에 형성된 캡층; 및 상기 제2 클라드층의 양측에 형성된 전류 협착층을 구비하되, 분리 제한 헤테로 구조체(separate confinement heterostructure : SCH)를 갖는 활성층은 상기 제1 클라드층측 상에 제공된 제1 가이드층 및 상기 제2 클라드층측 상에 제공된 제2 가이드층을 구비하고; 상기 제1 가이드층의 두께는 상기 제2 가이드층의 두께보다 크고; 상기 활성층 및 상기 전류 협착층 사이의 두께는 400 nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제6 특징에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 제1 클라드층; 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층 상에 형성된 캡층; 상기 제2 클라드층의 양측에 형성된 전류 협착층; 및 상기 제1 클라드층에 형성되고 상기 제1 클라드층보다 높은 굴절율을 갖는 인입층을 구비하되, 상기 활성층 및 상기 전류 협착층 사이의 상기 제2 클라드층의 두께는 400 nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제7 특징에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 제1 클라드층; 상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층; 상기 제2 클라드층 상에 형성된 캡층; 상기 제2 클라드층의 양측에 형성된 전류 협착층; 및 상기 제1 클라드층에 형성되고 상기 제1 클라드층보다 높은 굴절율을 갖는 인입층을 구비하되, 상기 활성층 및 상기 전류 협착층 사이의 상기 제2 클라드층의 두께는 400 nm 이하이고; 분리 제한 헤테로 구조체(separate confinement heterostructure : SCH)를 갖는 활성층은 상기 제1 클라드층측 상에 제공된 제1 가이드층 및 상기 제2 클라드층측 상에 제공된 제2 가이드층을 구비하고; 상기 제1 가이드층의 두께는 상기 제2 가이드층의 두께보다 큰 자기 발진형 반도체 레이저가 제공된다.
본 발명의 제5 내지 제7 특징에 따르면, 바람직하게 상기 반도체 레이저의 스트라이프부는 전류 협착층에 의해 형성되고; 상기 스트라이프폭은 4㎛ 이하이며; 상기 활성층은 다중 양자 웰(multi quantum well : MQW) 구조를 구비하고; 상기 인입층은 상기 활성층의 에너지 대역폭보다 크다.
본 발명에 따르면, 자기 발진형 반도체 레이저가 동작중일 때 전류는 스트라이프부에서 흐르지만, 이 경우 전류 협착층을 갖는 제2 클라드층의 두께 d가 예를 들어 400 nm 이하로 충분히 작게 설정되기 때문에, 횡방향으로의 전류 확산은 스트라이프 폭 W 주위에서 억제된다.
더욱이, 제1 클라드층측 상의 가이드층의 두께가 증가되기 때문에, SCH 구조를 비대칭화되거나, 예를 들어 제1 클라드층보다 더 높은 굴절율을 갖는 모드 인입층이 광 모드를 제1 도전형측에 인입하도록 제공되고, 스트라이프부에 대응하는 횡방향의 도파 부분 및 그의 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율차 △n는 계속적으로 발진을 발생할 수 있는 0.001 및 0.003 사이의 작은 값으로 유지된다.
따라서, 횡방향의 광 확산은 스트라이프폭 W보다 더 크게 되고 광은 소위 인덱스 가이드에 의한 것과 같이 좁아진다. 결과적으로, 발진 중단이 생성됨이 없이 발진이 안정하고 연속적으로 발생된다.
즉, 자기 발진이 안정하게 수행된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 발진형 반도체 레이저의 단면도.
도 2는 비대칭 SCH 구조를 갖는 도 1에서의 자기 발진형 반도체 레이저의 n형 AlGaInP 클라드층, GaInP 활성층, p형 AlGaInP 클라드층에 대한 굴절율 분포도.
도 3은 도1의 자기 발진형 반도체 레이저에서의 n형 AlGaInP 클라드층, GaInP 활성층(103), 및 p형 AlGaInP 클라드층의 화합물의 조성비를 도시한 도면.
도 4는 도 1의 자기 발진형 반도체 레이저의 웰 수, 굴절율차 △n, 및 스트라이프폭 W의 구조적 파라미터가 가변하는 경우에서의 구조 파라미터의 의존성을 도시한 도면.
도 5는 도 1의 자기 발진형 반도체 레이저의 웰 수, 굴절율차 △n, 및 스트라이프폭 W의 구조적 파라미터가 가변하는 경우에서의 구조 파라미터의 의존성을 도시한 또 다른 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 발진형 반도체 레이저의 단면도.
도 7은 종래 기술의 자기 발진형 반도체 레이저의 구성예의 단면도.
도 8은 도 7에 도시된 자기 발진형 반도체 레이저의 굴절율 분포의 개략적 도면.
도 9는 종래 기술의 자기 발진형 반도체 레이저 이득 폭 및 광 스팟 폭의 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 자기 발진형 반도체 레이저
101 : n형(제1 도전형) GaAs 기판
102 : n형 AlGaInP 클라드층(제1 클라드층)
103 : GaInP 활성층
104 : p형 AlGaInP 클라드층(제2 클라드층)
105 : p형 GaInP 중간층
106 : p형 GaAs 캡층
107 : 스트라이프부
108 : n형 GaAs 전류 협착층
이하 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명된다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 발진형 반도체 레이저의 단면도이다.
여기서, 자기 발진형 반도체 레이저는 AlGaInP계 재료로 이루어진 레이저 저항기 내부의 활성층의 양측 상에 포화가능 흡수 영역을 형성함으로써 구성되는 경우가 설명됨을 알아야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자기 발진형 반도체 레이저(100)는 그 위에 n형 AlGaInP 클라드층(제1 클라드층, 102), GaInP 활성층(103), p형 AlGaInP 클라드층(제2 클라드층, 104), p형 GaInP 중간층(105), 및 p형 GaAs 캡층(106)이 순차적으로 적층된 n형(제1 도전형) GaAs 기판(101)으로 구성된다.
p형 AlGaInP 클라드층(104)의 상층부, p형 GaInP 중간층(105), 및 p형 GaAs 캡층(106)은 한 방향으로 연장하는 메사형(mesa-type) 스트라이프 형태를 가진다.
즉, 스트라이프부(107)는 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 상층부, p형 GaInP 중간층(105), 및 p형 GaAs 캡층(106)에 의해 형성된다.
n형 GaAs 전류 협착층(current narrowing layer ; 108)은 스트라이프부(107)의 양측의 부분에 매립되어, 전류 협착 구조가 형성된다.
Ti/Pt/Au 전극과 같은 p측 전극(109)이 p형 GaAs 캡층(106) 및 n형 GaAs 전류 협착층(108) 상에 제공된다.
반면에, AuGe/Ni/Au 전극과 같은 n측 전극이 n형 GaAs 기판(101)의 다른 표면 상에 제공된다.
더욱이, 자기 발진형 반도체 레이저(100)에서, 안정한 발진을 발생시키기 위해, 전류가 활성층의 횡방향으로 확산되지 않도록 설계되고 넓은 포화가능 흡수 영역이 광 스팟을 확산하도록 보호된다. 그러므로, 전류 협착층(108)을 갖는 p형 AlGaInp 클라드층(104)의 두께 d는 예를 들어 d≤400nm, 바람직하게는 d≤350nm가 되도록 설정된다.
더욱이, 스트라이프부(107)에 대응하는 횡방향(pn 접합과 평행하고 진동기의 횡방향과 수직인 방향)의 도파부 및 그 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율 차 △n(=n1-n2)를 발진을 연속적으로 발생시킬수 있는 0.001과 0.003 사이의 작은 값으로 유지하기 위해서, n형 AlGaInP 클라드층(104a) 측상의 가이드 층(102a)의 두께는 p형 AlGaInP 클라드층 상의 가이드층(104a)의 두께보다 더 더 두껍게 되어 SCH 구조를 비대칭 구조로 만든다.
도 2는 비대칭 SCH 구조를 갖는 도 1에서의 자기 발진형 반도체 레이저(100)의 n형 AlGaInP 클라드층(102), GaInP 활성층(103), p형 AlGaInP 클라드층(104)의 층들에 대한 굴절율 분포도이다.
이와 같은 비대칭 구조를 실현함으로써, 전류 협착층(108)을 갖는 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 두께가 400 nm이하의 작은 값으로 설정될 때에도 횡방향의 굴절율을 0.001 및 0.003 간의 작은 값으로 유지 가능하도록 소위 광 모드가 n-측으로 인입된다.
비대칭 정도가 굴절율차 △n의 관점에서 0.003 내지 0.001 또는 가능하다면 0.002 내지 0.0012에 있도록 레이저가 구성됨을 알아야 한다.
또한, 자기 발진형 반도체 레이저(100)에서, 메사형 바닥부의 스트라이프 폭 W는 W≤4.0㎛가 되도록 설정된다.
도 3은 도 1의 자기 발진형 반도체 레이저(100)에서의 n형 AlGaInP 클라드층(102), 활성층(103), 및 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 화합물의 조성비를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, n형 클라드층(102)은 (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P가 되도록 형성되고, 활성층(103)을 포함하는 n형 가이드층측 상의 영역은 (Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P/GaInP가 되도록 형성되며, p형 클라드층(104)은 (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P가 되도록 형성된다.
상기 구조를 갖는 자기 진동형 반도체 레이저(100)의 제조 방법이 이하 설명된다.
우선, n형 AlGaInP 클라드층(102), n형 가이드층(102a), GaInP 활성층(103), p형 가이드층(104a), p형 AlGaInP 클라드층(104), p형 GaInP 중간층(105), 및 p형 GaAs 캡층(106)이 예를 들어 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD) 방법에 의해 n형 GaAs 기판(101) 상에 연속적으로 성장된다.
또한, 이 때, n형 AlGaInP 클라드층(102)측 상의 가이드층(102a)의 두께는 SCH 구조를 비대칭화하도록 증가된다.
다음, 선정된 형태의 레지스트 패턴이 p형 GaAs 캡층(106) 상에 형성되고, 다음 레지스트 패턴이 수산염계 에천드 등을 사용한 습식 식각에 의해 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 두께 방향으로의 선정 깊이까지 p형 GaAs 캡층(106), p형 GaInP 중간층(105), 및 p형 AlGaInP 클라드층(104)을 식각하기 위한 식각 마스크로서 사용된다.
결과적으로, p형 AlGaInP 클라드층(104)의 상층, p형 GaInP 중간층(105), 및 p형 GaAs 캡층(106)이 한 방향으로 연장하는 선정된 폭의 스트라이프 형태를 형성하기 위해 패턴된다. 즉, 스트라이프부(107)가 형성되고 두께 d는 예를 들어 400nm 이하로 설정된다.
다음, 식각 마스크용으로 사용되는 레지스트 패턴을 성장 마스크로서 사용하여, n형 GaAs 전류 협착층(108)이 스트라이프부(107)의 양측 부분에 형성된다.
다음, 성장 마스크로서 사용된 레지스트 패턴이 제거되고 난 다음, p측 전극(109)이 p형 GaAs 캡층(106) 및 n형 GaAs 전류 협착층(108) 상에 형성되고, n측 전극(110)이 n형 GaAs 기판(101)의 대향 측상에 형성된다.
상기로서, 자기 발진형 반도체 레이저(100)가 완성된다.
다음, 상기 구조로 인한 동작이 설명된다.
자기 발진형 반도체 레이저(100)가 동작하고 있을 때, 전류는 스트라이프부(107)를 통해 흐른다. 이 경우, 전류 협착층(108)을 갖는 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 두께 d가 400 nm 이하로 충분히 작게 설정되기 때문에, 횡방향으로의 전류 확산은 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 스트라이프 폭 W 주위에서 억제된다.
반면에, n형 AlGaInP 클라드층(102)측 상의 가이드층(102a)의 두께가 SCH 구조를 비대칭으로 만들도록 증가되기 때문에, 스트라이프부(107)에 대응하는 횡방향의 도파 부분 및 그의 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율차 △n(=n1-n2)는 계속적으로 발진을 발생할 수 있는 0.001 및 0.003 사이의 작은 값에 유지된다.
따라서, 횡방향의 광 확산은 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 스트라이프폭 W보다 더 크게 되고 광은 소위 인덱스 가이드와 같이 좁아진다. 결과적으로, 발진 중단이 생성됨이 없이 발진이 안정하고 연속적으로 발생된다.
즉, 자기 발진이 안정하게 수행된다.
도 4 및 5는 도 1의 자기 발진형 반도체 레이저의 웰 수, 굴절율차 △n, 및 스트라이프 폭 W의 구조적 파라미터가 가변하는 경우에서의 구조 파라미터의 의존성에 대한 도면이다.
도 4에서, 가로 좌표는 웰(△n ≒ 1.5 × 10-3)의 수를 나타내고, 세로 좌표는 상대 잡음 RIN을 나타낸다.
또한, 도 5에서, 가로 좌표는 굴절율차 △n(여기서 웰의 수 = 6)을 나타내고 세로 좌표는 상대 잡음 RIN을 나타낸다.
두개의 도면은 상온(25℃) 및 고온(60℃)에서의 시뮬레이션의 결과를 도시하고 있다.
도면으로부터 이해되는 바와 같이, 가장 안정한 자기 발진을 얻을 수 있는 구조는 스트라이프 폭 W가 3.5 ㎛, 웰의 수가 7, 및 굴절율차 △n = 1.6 × 10-3(0.0016)인 구조이다.
즉, 시뮬레이션의 결과는 상기 메사 형태의 바닥부의 스트라이프 폭 W가 4.0 ㎛ 이하가 되도록 설정되고, 굴절율차 △n이 0.003 내지 0.001, 가능하다면 0.002 내지 0.0012가 되는 조건의 정당성을 백업한다.
상기 설명된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 안정한 발진을 발생시키기 위해, 전류는 활성층의 횡방향으로 확산되지 않도록 설계되고 넓은 포화가능 흡수 영역은 광 스팟을 확산시키지 않도록 보호된다. 그러므로, 전류 협착층(108)을 갖는 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 두께 d는 예를 들어 d ≤ 400nm, 바람직하게는 d ≤ 350 nm가 되도록 설정된다. 또한, 스트라이프부(107)에 대응하는 횡방향의 도파 부분 및 그의 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율차 △n(=n1-n2)를 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 0.001 및 0.003 사이의 작은 값으로 유지하기 위해서, n형 AlGaInP 클라드층(102)측 상의 가이드층(102a)의 두께는 SCH 구조를 비대칭화하도록 하기 위해 증가된다. 그러므로, 자기 발진형 반도체 레이저는 제조시 높은 수율을 가지며 고온 및 고 출력 동작이 실현될 수 있는 경우에도 안정한 자기 발진을 수행할 수 있는 장점이 있다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 발진형 반도체 레이저의 단면도이다.
제1 실시예로부터 제2 실시예의 차이점은 광 모드를 n측에 인입시키기 위해, 즉 횡방향의 굴절율차 △n을 발진을 연속적으로 발생시킬수 있는 0.001 및 0.003 사이의 작은 값으로 유지하기 위해 모드 인입층(102b)이 n형 AlGaInP 클라드층(102)에 제공된다.
모드 인입층(102b)의 구성은 자체로 또는 SCH 구조를 비대칭화하도록 제1 실시예에 도시된 n형 AlGaInP 클라드층(102) 상의 가이드층(102a)의 두께를 증가시키는 것에 추가하여 실현될 수 있다.
특히, SCH 구조를 비대칭화하는 것에 추가하여 제공하는 것은, SCH 구조를 비대칭화함으로써 굴절율차 △n의 조절이 단지 어려울 경우에만 효과적이다.
모드 인입층(102b)은 n형 클라드층(102)보다 더 높은 굴절율을 갖는 활성층 또는 가이드층에 가까운 층을 클라드층에 삽입함으로써 구성된다.
구체적으로, AlGaInP의 Al의 조성 x가 (활성층의 Al의 조성)〈 X〈 (클라드층의 Al의 조성 또는 본 실시예에서의 0〈 X〈 0.7, 예를 들어 0.5가 되도록 설정된다.
따라서, 모드 인입층(102b)는 예를 들어 (Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P로 구성된다.
광 흡수를 방지하기 위해서는 큰 조성이 활성층의 밴드갭으로 인해 바람직하다.
제2 실시예에 따르면, 상기 제1 실시예에서와 같이 동일한 동일한 방식으로, 안정한 발진을 발생시키기 위해, 전류는 활성층의 횡방향으로 확산되지 않도록 설계되고 넓은 포화가능 흡수 영역은 광 스팟을 확산시키지 않도록 보호된다. 그러므로, 전류 협착층(108)을 갖는 p형 AlGaInP 클라드층(104)의 두께 d는 예를 들어 d ≤ 400nm, 바람직하게는 d ≤ 350 nm가 되도록 설정된다. 또한, 스트라이프부(107)에 대응하는 횡방향의 도파 부분 및 그의 양측에 대응하는 부분 간의 굴절율차 △n(=n1-n2)를 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 0.001 및 0.003 사이의 작은 값으로 유지하기 위해서, n형 AlGaInP 클라드층(102)측 상의 가이드층(102a)의 두께는 SCH 구조를 비대칭화하도록 하기 위해 증가된다. 그러므로, 자기 발진형 반도체 레이저는 제조시 높은 수율을 가지며 고온 및 고 출력 동작이 실현될 수 있는 경우에도 안정한 자기 발진을 수행할 수 있는 장점이 있다.
상기 제1 및 제2 실시예에서, 비록 AlGaInP/GaInP계 자기 발진형 반도체 레이저의 예를 기준으로 설명되었지만, 본 발명이 AlGaAs/GaAs, AlGaN/InGaN,및 ZnMgSSe/ZnS계 레이저와 같은 다양한 다른 레이저에도 적용될 수 있슴은 말할나위도 없다.
본 발명의 효과를 종합하면, 상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라서 자기 발진형 반도체 레이저는 제조시 높은 수율을 가지며 고온 및 고 출력 동작이 실현될 수 있는 경우에도 안정한 자기 발진을 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명이 예시 목적으로 선택된 구체적인 실시예를 참조하여 설명되는 동안, 본 발명의 기본 개념과 범위를 벗어나지 않고 당해 기술 분야의 통상의 지식인에 의해 다양하게 변형될 수 있슴은 명백하다.

Claims (36)

  1. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 전류 협착층을 구비하는 전류 협착 구조;
    레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및
    pn 접합에 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하기 위한 유지 메카니즘
    을 포함하되,
    상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굴절율차 △n이 0.003 내지 0.001인 자기 발진형 반도체 레이저.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  7. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 협착층을 구비하는 전류 협착 구조;
    레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및
    비대칭 구조를 만들기 위해 상기 제1 도전형 제1 클라드층측의 가이드층의 두께를 상기 제2 도전형 제2 클라드층측의 가이드층의 두께보다 크게 함으로써 pn 접합에 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하기 위한 유지 메카니즘
    을 포함하되,
    상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 굴절율차 △n이 0.003 내지 0.001인 자기 발진형 반도체 레이저.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  13. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 전류 협층을 구비하는 전류 협착 구조;
    레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및
    pn 접합에 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하도록 상기 제1 도전형측에 광 모드를 인입(pull in)하기 위한 상기 제1 도전형 제1 클라드층의 모드 인입층
    을 포함하되,
    상기 도파 외부의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 굴절율차 △n이 0.003 내지 0.001인 자기 발진형 반도체 레이저.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 모드 인입층은 상기 굴절율을 상기 제1 클라드층의 굴절율보다 높게 설정함으로써 형성되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  20. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층에 형성된 스트라이프부의 양측 부분에 매립된 제1 도전형 전류 협착층을 구비하는 전류 협착 구조;
    레이저 공진기 내부의 상기 활성층의 양측 상에 형성된 포화가능 흡수 영역; 및
    비대칭 구조를 만들기 위해 상기 제1 도전형 제1 클라드층측의 가이드층의 두께를 상기 제2 도전형 제2 클라드층측의 가이드층의 두께보다 크게 함으로써 pn 접합에 평행하고 상기 공진기의 장방향에 수직인 횡방향으로의 도파의 선정된 굴절율차 △n을 연속적으로 발진을 발생시킬수 있는 범위 내로 유지하기 위한 유지 메카니즘; 및
    상기 제1 도전형측에 광 모드를 인입(pull in)하기 위한 상기 제1 도전형 제1 클라드층의 모드 인입층
    을 포함하되,
    상기 도파의 상기 제2 클라드층의 두께 d는 상기 스트라이프부의 바닥부의 스트라이프폭 W에 근접하도록 상기 스트라이프부를 통하여 상기 활성층에 유입되는 전류의 횡방향으로의 확산을 억제할 수 있는 작은 값으로 설정되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 굴절율차 △n이 0.003 내지 0.001인 자기 발진형 반도체 레이저.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제2 클라드층의 두께 d는 400nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 스트라이프부의 상기 바닥부의 상기 스트라이프폭 W는 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 모드 인입층은 상기 굴절율을 상기 제1 클라드층의 굴절율보다 높게 설정함으로써 형성되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  27. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층 상에 형성된 캡층; 및
    상기 제2 클라드층의 양측에 형성된 전류 협착층
    을 구비하되,
    분리 제한 헤테로 구조체(separate confinement heterostructure : SCH)를 갖는 활성층은 상기 제1 클라드층측 상에 제공된 제1 가이드층 및 상기 제2 클라드층측 상에 제공된 제2 가이드층을 구비하고;
    상기 제1 가이드층의 두께는 상기 제2 가이드층의 두께보다 크고;
    상기 활성층 및 상기 전류 협착층 사이의 두께는 400 nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 반도체 레이저의 스트라이프부는 전류 협착층에 의해 형성되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 스트라이프폭은 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 활성층은 다중 양자 웰(multi quantum well : MQW) 구조를 구비하는 자기 발진형 반도체 레이저.
  31. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층 상에 형성된 캡층;
    상기 제2 클라드층의 양측에 형성된 전류 협착층; 및
    상기 제1 클라드층에 형성되고 상기 제1 클라드층보다 높은 굴절율을 갖는 인입층
    을 구비하되,
    상기 활성층 및 상기 전류 협착층 사이의 상기 제2 클라드층의 두께는 400 nm 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  32. 자기 발진형 반도체 레이저에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 제1 클라드층;
    상기 제1 클라드층 상에 형성된 활성층;
    상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 제2 클라드층;
    상기 제2 클라드층 상에 형성된 캡층;
    상기 제2 클라드층의 양측에 형성된 전류 협착층; 및
    상기 제1 클라드층에 형성되고 상기 제1 클라드층보다 높은 굴절율을 갖는 인입층
    을 구비하되,
    상기 활성층 및 상기 전류 협착층 사이의 상기 제2 클라드층의 두께는 400 nm 이하이고;
    분리 제한 헤테로 구조체(separate confinement heterostructure : SCH)를 갖는 활성층은 상기 제1 클라드층측 상에 제공된 제1 가이드층 및 상기 제2 클라드층측 상에 제공된 제2 가이드층을 구비하고;
    상기 제1 가이드층의 두께는 상기 제2 가이드층의 두께보다 큰 자기 발진형 반도체 레이저.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 반도체 레이저의 스트라이프부는 전류 협착층에 의해 형성되는 자기 발진형 반도체 레이저.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 스트라이프폭은 4㎛ 이하인 자기 발진형 반도체 레이저.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 활성층은 다중 양자 웰(multi quantum well : MQW) 구조를 구비하는 자기 발진형 반도체 레이저.
  36. 제31항에 있어서,
    상기 인입층은 상기 활성층의 에너지 대역폭보다 큰 자기 발진형 반도체 레이저.
KR1019990003303A 1998-02-02 1999-02-01 자기발진형반도체레이저 KR19990072352A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1998-021225 1998-02-02
JP02122598A JP4147602B2 (ja) 1998-02-02 1998-02-02 自励発振型半導体レーザ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19990072352A true KR19990072352A (ko) 1999-09-27

Family

ID=12049085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990003303A KR19990072352A (ko) 1998-02-02 1999-02-01 자기발진형반도체레이저

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6195375B1 (ko)
JP (1) JP4147602B2 (ko)
KR (1) KR19990072352A (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354880A (ja) * 1998-06-03 1999-12-24 Rohm Co Ltd 半導体レーザ素子およびその製造方法
JP2000174385A (ja) * 1998-07-15 2000-06-23 Sony Corp 半導体レ―ザ
JP2001210910A (ja) * 1999-11-17 2001-08-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
JP2001168442A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Sony Corp 半導体レーザ素子の製造方法、配設基板および支持基板
JP2001257431A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ
JP2001274503A (ja) 2000-03-28 2001-10-05 Nec Corp 自励発振型半導体レーザ
US6954477B2 (en) 2001-04-03 2005-10-11 Sony Corporation Semiconductor laser device and fabrication method thereof
JP3797151B2 (ja) * 2001-07-05 2006-07-12 ソニー株式会社 レーザダイオード、光学ピックアップ装置、光ディスク装置および光通信装置
WO2003071642A1 (en) * 2002-02-21 2003-08-28 Sony Corporation Semiconductor light emitting device and optical disk unit using it
JP4551121B2 (ja) * 2004-05-24 2010-09-22 シャープ株式会社 半導体レーザ装置
JP2006032437A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Sony Corp 半導体レーザおよびこれを用いた光装置
US7362787B2 (en) * 2005-10-28 2008-04-22 Lucent Technologies Inc. Self-mode-locked semiconductor laser
JP2008021705A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Nec Electronics Corp 自励発振型半導体レーザとその製造方法
JP5002391B2 (ja) * 2007-09-26 2012-08-15 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
JP2010278136A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sony Corp 半導体レーザ
US9444224B2 (en) * 2014-12-08 2016-09-13 Palo Alto Research Center Incorporated Nitride laser diode with engineered non-uniform alloy composition in the n-cladding layer
CN108512034B (zh) * 2017-02-28 2020-04-03 山东华光光电子股份有限公司 一种横向非对称光波导半导体激光器芯片及其制备方法
JP6927153B2 (ja) * 2018-05-30 2021-08-25 日本電信電話株式会社 半導体レーザ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3199158B2 (ja) * 1995-12-26 2001-08-13 シャープ株式会社 半導体レーザ装置
JP3080889B2 (ja) * 1996-09-02 2000-08-28 日本電気株式会社 半導体レーザ
US6028875A (en) * 1996-10-11 2000-02-22 Nortel Networks Corporation Buried heterostructure laser with quaternary current blocking layer
JP3381534B2 (ja) * 1996-11-19 2003-03-04 ソニー株式会社 自励発振型半導体レーザ
GB2320609A (en) * 1996-12-21 1998-06-24 Sharp Kk Semiconductor laser device
GB2320610A (en) * 1996-12-21 1998-06-24 Sharp Kk laser device
US5963573A (en) * 1997-08-25 1999-10-05 3M Innovative Properties Company Light absorbing layer for II-VI semiconductor light emitting devices

Also Published As

Publication number Publication date
JP4147602B2 (ja) 2008-09-10
JPH11220210A (ja) 1999-08-10
US6195375B1 (en) 2001-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19990072352A (ko) 자기발진형반도체레이저
KR19980019159A (ko) 반도체 레이저
JPH07162086A (ja) 半導体レーザの製造方法
JP3381534B2 (ja) 自励発振型半導体レーザ
JPH1098233A (ja) 半導体レーザおよびその製法
KR100789309B1 (ko) 반도체 레이저
US7092422B2 (en) Self-pulsation type semiconductor laser
US6285699B1 (en) Semiconductor laser device
JP2005183821A (ja) 半導体発光素子
EP0284684B1 (en) Inverted channel substrate planar semiconductor laser
US5136601A (en) Semiconductor laser
JPWO2002021578A1 (ja) 半導体レーザ素子
JPH02228087A (ja) 半導体レーザ素子
JPH10326940A (ja) 半導体発光素子
JPS58225681A (ja) 半導体レ−ザ素子
US6782023B2 (en) Semiconductor laser
KR20040040377A (ko) 반도체 레이저장치
JPH06283801A (ja) 半導体レーザ
JP2003046196A (ja) 半導体レーザおよびその作製方法
KR100363234B1 (ko) 선택매립 리지구조의 반도체 레이저 다이오드
JP2806695B2 (ja) 半導体レーザ素子
JPS60132381A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPH01243489A (ja) 高出力半導体レーザ素子
JPH11214792A (ja) 半導体レーザ
JPH11220211A (ja) 自励発振型半導体レーザ

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid