JP2000183455A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 劣化のない半導体レーザを提供する。
【解決手段】 半導体レーザの端面付近に半導体層への
光の入射を阻止する光阻止部材を設け、光によるキャリ
アの発生を抑制し硫化物処理による端面のキズの発生を
抑制した。
光の入射を阻止する光阻止部材を設け、光によるキャリ
アの発生を抑制し硫化物処理による端面のキズの発生を
抑制した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザに関
し、出射端面の特性劣化の防止を図った半導体レーザに
関する。
し、出射端面の特性劣化の防止を図った半導体レーザに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ファブリペロー型，分布帰還形または分
布ブラッグ反射器型などの半導体レーザでは、高出力化
を実現するために光の出射端面に保護膜が形成される。
半導体レーザの劣化の原因の一つとして光の出射端面の
劣化や破壊がある。この出射端面の劣化は端面の温度上
昇が原因で生じていると考えられている。
布ブラッグ反射器型などの半導体レーザでは、高出力化
を実現するために光の出射端面に保護膜が形成される。
半導体レーザの劣化の原因の一つとして光の出射端面の
劣化や破壊がある。この出射端面の劣化は端面の温度上
昇が原因で生じていると考えられている。
【０００３】この端面の温度上昇はへき開面に酸素分子
などが吸着し、その結果表面準位が形成され、この表面
準位で光が吸収されることによるものであるが、最終的
には端面が溶けて破壊されることにより発振が止まる。
などが吸着し、その結果表面準位が形成され、この表面
準位で光が吸収されることによるものであるが、最終的
には端面が溶けて破壊されることにより発振が止まる。
【０００４】空気中では前述の酸素分子の吸着は一瞬の
うちに起こり、特にＡｌＧａＡｓ系では酸化が生じ易
い。出射端面の劣化を防ぐ手段としては、 端面近傍を窓（光の吸収による端面の温度上昇を防
ぐために端面付近のバンドギャップを故意に広げる）構
造にする。 端面保護膜を形成する。 などの対策が取られる。
うちに起こり、特にＡｌＧａＡｓ系では酸化が生じ易
い。出射端面の劣化を防ぐ手段としては、 端面近傍を窓（光の吸収による端面の温度上昇を防
ぐために端面付近のバンドギャップを故意に広げる）構
造にする。 端面保護膜を形成する。 などの対策が取られる。
【０００５】端面保護膜の形成方法としては従来、端面
の酸化膜を除去し、不動体（ｐassivate）化するために
硫化物（ＮＨ4Ｓ）処理を行っていた。
の酸化膜を除去し、不動体（ｐassivate）化するために
硫化物（ＮＨ4Ｓ）処理を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、端面保護膜
形成のために硫化物（ＮＨ4Ｓ）処理（半導体レーザを
硫化物に所定時間浸しながら１５秒程度攪拌）を行う
と、膜形成後にレーザの特性が著しく劣化するという問
題があった。なお、従来は 窓領域には電流を流さな
い。 窓領域にまで電極を形成すると、デバイスをバー状
にへき開したときに、光出射部分に電極が被さる可能性
がある。などの理由で端面部の窓領域には電極の形成は
行っていない。本発明はこの硫化物処理後の劣化の改善
を行うことを目的とする。
形成のために硫化物（ＮＨ4Ｓ）処理（半導体レーザを
硫化物に所定時間浸しながら１５秒程度攪拌）を行う
と、膜形成後にレーザの特性が著しく劣化するという問
題があった。なお、従来は 窓領域には電流を流さな
い。 窓領域にまで電極を形成すると、デバイスをバー状
にへき開したときに、光出射部分に電極が被さる可能性
がある。などの理由で端面部の窓領域には電極の形成は
行っていない。本発明はこの硫化物処理後の劣化の改善
を行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、請求項１においては端面付近に半
導体層への光の入射を阻止する光阻止部材を設けたこと
を特徴とする。請求項２においては、請求項１記載の半
導体レーザにおいて、光阻止部材を光を吸収する物質と
したことを特徴とする。求項３においては、請求項１記
載の半導体レーザにおいて、光阻止部材を光を反射する
物質としたことを特徴とする。請求項４においては、請
求項３記載の半導体レーザにおいて、光阻止部材を金属
薄膜としたことを特徴とする。請求項５においては、請
求項１記載の半導体レーザはファブリペロー型または分
布帰還形または分布ブラッグ反射器型であることを特徴
とする。
るために本発明では、請求項１においては端面付近に半
導体層への光の入射を阻止する光阻止部材を設けたこと
を特徴とする。請求項２においては、請求項１記載の半
導体レーザにおいて、光阻止部材を光を吸収する物質と
したことを特徴とする。求項３においては、請求項１記
載の半導体レーザにおいて、光阻止部材を光を反射する
物質としたことを特徴とする。請求項４においては、請
求項３記載の半導体レーザにおいて、光阻止部材を金属
薄膜としたことを特徴とする。請求項５においては、請
求項１記載の半導体レーザはファブリペロー型または分
布帰還形または分布ブラッグ反射器型であることを特徴
とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明の請求項１に係る半導体レーザ
の一部断面構成図である。図において、２０は〜１００
μｍ程度のＧａＡｓ基板であり、この基板２０上にはＡ
ｕＧｅ／Ａｕからなるｎ電極１が形成され、このｎ電極
１の上に含有量の異なるＡｌＧａＡｓ層２，３，４が形
成されている。この２，３，４のＡｌＧａＡｓ層の厚さ
は順に１．７μｍ，０．０１μｍ，２．０μｍ程度であ
る。
説明する。図１は本発明の請求項１に係る半導体レーザ
の一部断面構成図である。図において、２０は〜１００
μｍ程度のＧａＡｓ基板であり、この基板２０上にはＡ
ｕＧｅ／Ａｕからなるｎ電極１が形成され、このｎ電極
１の上に含有量の異なるＡｌＧａＡｓ層２，３，４が形
成されている。この２，３，４のＡｌＧａＡｓ層の厚さ
は順に１．７μｍ，０．０１μｍ，２．０μｍ程度であ
る。
【０００９】なお、この実施例ではＡｌＧａＡｓ層４は
中央部が凸状に形成されている。この凸部は高さ１．５
μｍ，幅２．０μｍ，長さ５００μｍ程度である。５は
３のＡｌＧａＡｓ層の表面に形成された無秩序化されて
いない活性層、６は無秩序化された活性層で無秩序化さ
れていない活性層５を囲むように形成されている。
中央部が凸状に形成されている。この凸部は高さ１．５
μｍ，幅２．０μｍ，長さ５００μｍ程度である。５は
３のＡｌＧａＡｓ層の表面に形成された無秩序化されて
いない活性層、６は無秩序化された活性層で無秩序化さ
れていない活性層５を囲むように形成されている。
【００１０】７はＡｌＧａＡｓ層４中に形成された回折
格子である。８はＳｉＯ2からなる絶縁層で、ＡｌＧａ
Ａｓ層４の凸部の上面を除く側面と表面を覆って形成さ
れている。９は凸部の上面を含むＡｌＧａＡｓ層４の側
面と表面を覆って形成されたＣｒ／ＡｕからなるＰ電極
である。
格子である。８はＳｉＯ2からなる絶縁層で、ＡｌＧａ
Ａｓ層４の凸部の上面を除く側面と表面を覆って形成さ
れている。９は凸部の上面を含むＡｌＧａＡｓ層４の側
面と表面を覆って形成されたＣｒ／ＡｕからなるＰ電極
である。
【００１１】１０は遮蔽膜であり、半導体レーザの両端
にＰ電極とは溝１１を隔て絶縁されて形成されている。
この遮蔽膜１０は幅ｔが５０μｍ，厚さ０．３μｍ程度
であり光を反射する金属で形成されている。この遮蔽膜
１１は光のレーザ内への侵入防止膜として機能する。本
発明ではこの遮蔽膜１０を形成後硫化物処理（レーザを
硫化物に所定時間浸しながら１５秒程度攪拌）を行う。
にＰ電極とは溝１１を隔て絶縁されて形成されている。
この遮蔽膜１０は幅ｔが５０μｍ，厚さ０．３μｍ程度
であり光を反射する金属で形成されている。この遮蔽膜
１１は光のレーザ内への侵入防止膜として機能する。本
発明ではこの遮蔽膜１０を形成後硫化物処理（レーザを
硫化物に所定時間浸しながら１５秒程度攪拌）を行う。
【００１２】図２は本発明の遮蔽膜１０を形成しない前
の状態で硫化物処理を行ったレーザ端部の顕微鏡写真を
示すもので、図によれば凸部の下の矢印Ａで示す端面に
線状のキズ（穴…長さ１．５μｍ，幅０．１μｍ程度）
が発生していることが分かる。このキズはデバイスの端
面や上面に照射された周囲光によって発生したキャリア
が活性層付近に蓄積し、その蓄積された層が硫化物によ
って選択的にエッチングされたものと推定される。
の状態で硫化物処理を行ったレーザ端部の顕微鏡写真を
示すもので、図によれば凸部の下の矢印Ａで示す端面に
線状のキズ（穴…長さ１．５μｍ，幅０．１μｍ程度）
が発生していることが分かる。このキズはデバイスの端
面や上面に照射された周囲光によって発生したキャリア
が活性層付近に蓄積し、その蓄積された層が硫化物によ
って選択的にエッチングされたものと推定される。
【００１３】図３は本発明の遮蔽膜１０を形成した状態
で硫化物処理を行ったレーザ端部の顕微鏡写真を示すも
ので、図によれば凸部の下の矢印Ａ’で示す部分のキズ
は発生していないことが分かる。即ち、遮蔽膜１０によ
り上述の光によるキャリアの発生が抑制されたものと推
定される。なお、光は遮蔽膜がない端面からも侵入して
キャリアが蓄積することが考えられるが、バンドギャッ
プの関係から生成されるキャリアは少ないものと推定さ
れる。
で硫化物処理を行ったレーザ端部の顕微鏡写真を示すも
ので、図によれば凸部の下の矢印Ａ’で示す部分のキズ
は発生していないことが分かる。即ち、遮蔽膜１０によ
り上述の光によるキャリアの発生が抑制されたものと推
定される。なお、光は遮蔽膜がない端面からも侵入して
キャリアが蓄積することが考えられるが、バンドギャッ
プの関係から生成されるキャリアは少ないものと推定さ
れる。
【００１４】図４は図２に示す端面に線状のキズ（穴）
が発生している状態の半導体レーザの端面に保護膜とし
ての（Ｎ−Ｈ4）2Ｓ溶液による処理（窒化膜形成）を施
した後、電極に電圧を印加した場合の光出力特性を示す
もので、２．５Ｖ程度の電圧を印加して１００ｍＡ程度
の電流が流れたとしても、光出力は１ｍＷ以下であり、
半導体レーザとして機能していないことが分かる。
が発生している状態の半導体レーザの端面に保護膜とし
ての（Ｎ−Ｈ4）2Ｓ溶液による処理（窒化膜形成）を施
した後、電極に電圧を印加した場合の光出力特性を示す
もので、２．５Ｖ程度の電圧を印加して１００ｍＡ程度
の電流が流れたとしても、光出力は１ｍＷ以下であり、
半導体レーザとして機能していないことが分かる。
【００１５】図５は図３に示す端面にキズのない半導体
レーザの端面に同様に窒化膜を形成した後、電極に電圧
を印加した場合の光出力特性を示すもので、２．５Ｖ程
度の電圧を印加して６０ｍＡ程度の電流が流れた状態で
光出力が１０ｍＷ程度となり、半導体レーザとして機能
していることが分かる。
レーザの端面に同様に窒化膜を形成した後、電極に電圧
を印加した場合の光出力特性を示すもので、２．５Ｖ程
度の電圧を印加して６０ｍＡ程度の電流が流れた状態で
光出力が１０ｍＷ程度となり、半導体レーザとして機能
していることが分かる。
【００１６】なお、本発明の以上の説明は、説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例
えば、図１に記載した半導体レーザの形状は任意に変更
可能であり、回折格子はなくてもよく要は出射端面に光
遮蔽膜を有するものであればよい。特許請求の範囲の欄
の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の
変更、変形を包含するものとする。
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例
えば、図１に記載した半導体レーザの形状は任意に変更
可能であり、回折格子はなくてもよく要は出射端面に光
遮蔽膜を有するものであればよい。特許請求の範囲の欄
の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の
変更、変形を包含するものとする。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体レーザの端面付近に半導体層への光の入射を阻止す
る光阻止部材を設けたので、光によるキャリアの発生が
抑制され硫化物処理による端面のキズの発生を抑制する
ことができる。従ってこの部分に保護膜を形成すること
ができ劣化のない半導体レーザを実現することができ
る。
導体レーザの端面付近に半導体層への光の入射を阻止す
る光阻止部材を設けたので、光によるキャリアの発生が
抑制され硫化物処理による端面のキズの発生を抑制する
ことができる。従ってこの部分に保護膜を形成すること
ができ劣化のない半導体レーザを実現することができ
る。
【図１】本発明に係る半導体レーザの実施の形態の一例
を示す一部断面構成図である。
を示す一部断面構成図である。
【図２】遮蔽膜を形成しない前の状態で硫化物処理を行
ったレーザ端部の顕微鏡写真である。
ったレーザ端部の顕微鏡写真である。
【図３】遮蔽膜１０を形成した状態で硫化物処理を行っ
た半導体レーザ端部の顕微鏡写真である。
た半導体レーザ端部の顕微鏡写真である。
【図４】端面に線状のキズ（穴）を有する半導体レーザ
の電圧／電流−光出力特性を示す図である。
の電圧／電流−光出力特性を示す図である。
【図５】端面にキズのない半導体レーザの電圧／電流−
光出力特性を示す図である。
光出力特性を示す図である。
１ ｎ電極 ２ ＡｌＧａＡｓ層 ３ ＡｌＧａＡｓ層 ４ ＡｌＧａＡｓ層 ５ 無秩序化されていない活性層 ６ 無秩序化された活性層 ７ 回折格子 ８ ＳｉＯ2 ９ ｐ電極 １０ 遮蔽膜 １１ 溝 ２０ ＧａＡｓ基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 英樹 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA13 AA64 AA87 CA05 CB02 CB22 DA35 EA28 HA10
Claims (5)
- 【請求項１】端面付近に半導体層への光の入射を阻止す
る光阻止部材を設けたことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】光阻止部材は光を吸収する物質であること
を特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】光阻止部材は光を反射する物質であること
を特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】光阻止部材は金属薄膜であることを特徴と
する請求項３記載の半導体レーザ。 - 【請求項５】ファブリペロー型または分布帰還形または
分布ブラッグ反射器型であることを特徴とする請求項１
記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10362054A JP2000183455A (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10362054A JP2000183455A (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000183455A true JP2000183455A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18475758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10362054A Pending JP2000183455A (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000183455A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158398A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 分布帰還型レーザおよびその製造方法 |
| JP2014029941A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
-
1998
- 1998-12-21 JP JP10362054A patent/JP2000183455A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158398A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 分布帰還型レーザおよびその製造方法 |
| JP2014029941A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
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