JPH01102982A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH01102982A JPH01102982A JP26082687A JP26082687A JPH01102982A JP H01102982 A JPH01102982 A JP H01102982A JP 26082687 A JP26082687 A JP 26082687A JP 26082687 A JP26082687 A JP 26082687A JP H01102982 A JPH01102982 A JP H01102982A
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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、単一横モードで発振するAIGaInP系の
半導体レーザ装置に関する。
半導体レーザ装置に関する。
最近、肩磯金属熱分解法(以IMOVPWと略す)によ
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
JGalnP系の半導体レーザ装置として、第3図に示
すような構造が報告されている( Extended
AbStraClS of the IBth eon
−ference on 8o1id 5tate D
evices and Materi−al s 、i
”okyo 、 1986 、pp 、153−156
)。このS造は、第1回目の成長でn型GaAs基板
ll上に、n型(λlo、s Gao、s)o、s x
n6.4I Pクラッド庖14.p型L1aAsキャッ
プ層17を順次形成する。次にフォトリングラフィによ
J、S i O,をマスクとして、p型UaAsキ’r
yプ層17とp 型(Alo、sGa(、、、)o、s
xnO,41P 14を工、チングしてメf、*)ラ
イブを形成する。そして、810!マスクをつけたまま
、第2回目の成長を行ない工、チングしたところにn型
G a A s P、i 18を成長してメサストライ
プをn型GaAs層18で埋め込む。次に8102マス
クを除去し、p側全面に電極が形成できるように第3回
目の成長でp型GaAsコンタクト層19を成長する。
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
JGalnP系の半導体レーザ装置として、第3図に示
すような構造が報告されている( Extended
AbStraClS of the IBth eon
−ference on 8o1id 5tate D
evices and Materi−al s 、i
”okyo 、 1986 、pp 、153−156
)。このS造は、第1回目の成長でn型GaAs基板
ll上に、n型(λlo、s Gao、s)o、s x
n6.4I Pクラッド庖14.p型L1aAsキャッ
プ層17を順次形成する。次にフォトリングラフィによ
J、S i O,をマスクとして、p型UaAsキ’r
yプ層17とp 型(Alo、sGa(、、、)o、s
xnO,41P 14を工、チングしてメf、*)ラ
イブを形成する。そして、810!マスクをつけたまま
、第2回目の成長を行ない工、チングしたところにn型
G a A s P、i 18を成長してメサストライ
プをn型GaAs層18で埋め込む。次に8102マス
クを除去し、p側全面に電極が形成できるように第3回
目の成長でp型GaAsコンタクト層19を成長する。
この構造によシミ流はn型GaAs層18によりブロッ
クされメサストライプ部にのみ注入される。また、メサ
ストライプ形成のエツチングのときに、メサストライプ
部以外のp型クラッド層の厚みを光のとじ込めには不十
分な厚みにまで工。
クされメサストライプ部にのみ注入される。また、メサ
ストライプ形成のエツチングのときに、メサストライプ
部以外のp型クラッド層の厚みを光のとじ込めには不十
分な厚みにまで工。
チングするのでn型GaAs層18のある部分では、こ
のn型GaAs層18に光が吸収され、メサストライプ
部のみ光は導波される。このようにこの構造では、電流
狭窒機構と光導波機構が同時につく9つけられる。
のn型GaAs層18に光が吸収され、メサストライプ
部のみ光は導波される。このようにこの構造では、電流
狭窒機構と光導波機構が同時につく9つけられる。
この構造の光導痕は1本質的にはn型GaAs層18に
おける吸収によっておこなわれる。そのため、レーザ光
は一部GaAs層18に吸収されるためレーザの発振閾
値が比較的高いほか、レーザが高光出力で動作すると、
GaAs#18が高い電子励起状態におかれるため吸収
が飽和する現象が起こる。そのため横モード制御が不安
定になる欠点があった。本発明の目的は、この問題点を
解決した半導体レーザ装置を提供することにある。
おける吸収によっておこなわれる。そのため、レーザ光
は一部GaAs層18に吸収されるためレーザの発振閾
値が比較的高いほか、レーザが高光出力で動作すると、
GaAs#18が高い電子励起状態におかれるため吸収
が飽和する現象が起こる。そのため横モード制御が不安
定になる欠点があった。本発明の目的は、この問題点を
解決した半導体レーザ装置を提供することにある。
第一の導電性を鳴するGaAs1!#板上に、この基板
に格子整合するCklxGar−x)o、s Ino、
s Pからなる活性層と、この活性層を挾む(AlyG
a l−7)0.5In64P(x(y)からなるクラ
ッド層により形成されたダブルヘテロ構造を設け1m2
導電型クラッド層上に、ストライプ状に第2の導電型(
AI。
に格子整合するCklxGar−x)o、s Ino、
s Pからなる活性層と、この活性層を挾む(AlyG
a l−7)0.5In64P(x(y)からなるクラ
ッド層により形成されたダブルヘテロ構造を設け1m2
導電型クラッド層上に、ストライプ状に第2の導電型(
AI。
Ga I−g )o、s Ino、s P (X <
Z )を設け、同じく第2の導電型クラッド層上の前記
ストライプ部分を除く部分に、第一の導1性或いは高低
抵抗を有し且つ前記(AI、 Ga t−、)e、s
I no、s Pの屈折率よりも大なる屈折率を有し且
2活性層(AJxGa、−8)o、5In6.5 P
j pバンドギャップの大なる組成を有するAluGa
、−uAsを少なくとも設けて成ることを特徴としてい
る。
Z )を設け、同じく第2の導電型クラッド層上の前記
ストライプ部分を除く部分に、第一の導1性或いは高低
抵抗を有し且つ前記(AI、 Ga t−、)e、s
I no、s Pの屈折率よりも大なる屈折率を有し且
2活性層(AJxGa、−8)o、5In6.5 P
j pバンドギャップの大なる組成を有するAluGa
、−uAsを少なくとも設けて成ることを特徴としてい
る。
上述の本発明の構成を用いると、電流狭9についてはn
型AJ、GaAsを用いれば従来と同一機構である。ま
た、AJを含むAJGaAs結晶を用いるため、特に高
抵抗層が得やすく、高抵抗AlGaA3を用いれば電流
狭搾がよシ容易に実現できる。
型AJ、GaAsを用いれば従来と同一機構である。ま
た、AJを含むAJGaAs結晶を用いるため、特に高
抵抗層が得やすく、高抵抗AlGaA3を用いれば電流
狭搾がよシ容易に実現できる。
さて、光の導波機構については1本発明によれば損失の
少ない屈折率導波型となる。(AI、Gat−、)。、
。
少ない屈折率導波型となる。(AI、Gat−、)。、
。
Ino、sPのバンドギャップEg(y)は、yの増大
とともに大きくなるがy〜1においても高々2.35e
Vである。一方、AJuGa、−uAsのノ(ンドギャ
ップgg(u)は、U≧0.5で間接遷移型になるがU
の増加とともに単調に増大する。しかし。
とともに大きくなるがy〜1においても高々2.35e
Vである。一方、AJuGa、−uAsのノ(ンドギャ
ップgg(u)は、U≧0.5で間接遷移型になるがU
の増加とともに単調に増大する。しかし。
U〜1でも高々2.2eVである。ところで、パンの関
係が存在するが、nは直接遷移型のバンドギヤ、プによ
ってはt琺まる。従ってA lu G a t −u
A sのu)0.5における直接遷移ギヤ、プはU〜1
のとき、約3.0eVと大きい。従って、大きなUにお
いては、nの小さな値が対応する。この点を利用して、
AIGaInP系混晶とA I G a A s系混晶
を本発明が精求する一定の条件下で組合わせることによ
って、損失の少ない接合面に平行方向にも正の屈折率導
波機構を有する可視光半導体レーザを得ることができる
。
係が存在するが、nは直接遷移型のバンドギヤ、プによ
ってはt琺まる。従ってA lu G a t −u
A sのu)0.5における直接遷移ギヤ、プはU〜1
のとき、約3.0eVと大きい。従って、大きなUにお
いては、nの小さな値が対応する。この点を利用して、
AIGaInP系混晶とA I G a A s系混晶
を本発明が精求する一定の条件下で組合わせることによ
って、損失の少ない接合面に平行方向にも正の屈折率導
波機構を有する可視光半導体レーザを得ることができる
。
すなわち、活性層に隣接する第2の導電型クラッド層に
染み出した光波は、ストライプ状の(AJGa 1−、
)6.5In64 P及び、その両側に接して設けられ
たAJ、Ga□−uAsに達するが、ストライプ部(A
lzG”x−1)o、s In0.、 PとAI、Ga
11Asとの屈折率が前者のそれが大きいために、スト
ライプ部に集中し、横モード制御が有効に行われる。
染み出した光波は、ストライプ状の(AJGa 1−、
)6.5In64 P及び、その両側に接して設けられ
たAJ、Ga□−uAsに達するが、ストライプ部(A
lzG”x−1)o、s In0.、 PとAI、Ga
11Asとの屈折率が前者のそれが大きいために、スト
ライプ部に集中し、横モード制御が有効に行われる。
以下1本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す半導体レーザ装置の断
面図であシ、第2図はこの半導体レーザ装置の製作工程
図である。
面図であシ、第2図はこの半導体レーザ装置の製作工程
図である。
まず1回目の成長で、n型GaAs基板1(S1ドープ
、 n = 2 X 1 o”cm−”)上に、n型(
Alo、5Gao、s)o、st I no、4s P
クラッド層2(fl=IX10”crn−3:厚み1.
2/jm)、GaInP活性層3(アンドープ;厚み0
.1μm)、下部p型(Alo、s Gao、4)o、
sI no、s Pクラッド層4(p=5×1017c
!rL−コ;厚み0、:lam)、上sp型(Alo、
s Gao、s)o、s Ino、s Pクラッド層6
(pm5 X l 017cIL−3;厚みjAm)
、p型G a A S ’? ヤ、プ層7 (P=2X
10”cm−”:厚み0.5μm)を順次区長形成した
(第2図]1aJ )。
、 n = 2 X 1 o”cm−”)上に、n型(
Alo、5Gao、s)o、st I no、4s P
クラッド層2(fl=IX10”crn−3:厚み1.
2/jm)、GaInP活性層3(アンドープ;厚み0
.1μm)、下部p型(Alo、s Gao、4)o、
sI no、s Pクラッド層4(p=5×1017c
!rL−コ;厚み0、:lam)、上sp型(Alo、
s Gao、s)o、s Ino、s Pクラッド層6
(pm5 X l 017cIL−3;厚みjAm)
、p型G a A S ’? ヤ、プ層7 (P=2X
10”cm−”:厚み0.5μm)を順次区長形成した
(第2図]1aJ )。
成長には、威圧M OV P E法を用い成長条件は。
温度700℃、圧カフ 0Torr、V/[1−=20
0゜キャリアガス(Hs)の全流量15 (17m1n
)とした。原料にはトリメチルインジウム(T11dI
:(OH3)IIn)、)リエチルガリウム(TWG:
(C2H5)3Ga)、)リンチルアルミニウム(’r
M” : (CHs)s A−l) 、アルシン(As
H3)、ホスフィン(P)Ig)、p型ドーパントには
ジメチル亜鉛(DMZ : (CH3)2 Zn )、
n型ドーパントにはセレン化水素(H,8e)を用いた
。こうして成長じたウェハにフォトリングラフィにより
ストライプ状のdio、マスク9を形成した(第2図(
b))。
0゜キャリアガス(Hs)の全流量15 (17m1n
)とした。原料にはトリメチルインジウム(T11dI
:(OH3)IIn)、)リエチルガリウム(TWG:
(C2H5)3Ga)、)リンチルアルミニウム(’r
M” : (CHs)s A−l) 、アルシン(As
H3)、ホスフィン(P)Ig)、p型ドーパントには
ジメチル亜鉛(DMZ : (CH3)2 Zn )、
n型ドーパントにはセレン化水素(H,8e)を用いた
。こうして成長じたウェハにフォトリングラフィにより
ストライプ状のdio、マスク9を形成した(第2図(
b))。
次にこの8i0,9を用いて化学工、チンダ液によ#)
p型GaAsキャップ層7をメサ状にエツチングし、つ
づいて、上部p型(klo、s (Jao、s)o、5
tT−no、aePクラッド層6をメサ状にエツチング
した(第2図(C))。そして8 i 02マスク9を
つけたままMOVPBにより2回目の成長を行ないn型
λらGa1−uAs層5を成長した(第2図(dl ”
)、次に5i02マスク9をエツチングで除去しく第2
図tel)。
p型GaAsキャップ層7をメサ状にエツチングし、つ
づいて、上部p型(klo、s (Jao、s)o、5
tT−no、aePクラッド層6をメサ状にエツチング
した(第2図(C))。そして8 i 02マスク9を
つけたままMOVPBにより2回目の成長を行ないn型
λらGa1−uAs層5を成長した(第2図(dl ”
)、次に5i02マスク9をエツチングで除去しく第2
図tel)。
MOVPgによシ33回目成長を行ってp型GaAsコ
ンタクト層8を成長した(第2図げ))。2回目、3回
目の成長条件は上述の1回目の成長と同一である。最後
にpm”画電極を形成して、キャビティ長250μmに
へき開し1個々のチップに分離した。
ンタクト層8を成長した(第2図げ))。2回目、3回
目の成長条件は上述の1回目の成長と同一である。最後
にpm”画電極を形成して、キャビティ長250μmに
へき開し1個々のチップに分離した。
上述の方法によシ作製した本発明のレーザウェハ30.
トと、従来のレーザウェハ30.トカら表 1 表1かられかるように1本発明を用いると、吸収損失の
少ない低閾値のレーザ装置をつくることができる。
トと、従来のレーザウェハ30.トカら表 1 表1かられかるように1本発明を用いると、吸収損失の
少ない低閾値のレーザ装置をつくることができる。
以上述べた実施例では、活性層をGaInP、クラッド
層を(AA’o、s Gao、s)o、s Ino、s
P等としたが。
層を(AA’o、s Gao、s)o、s Ino、s
P等としたが。
発振波長を変える(短波長にする)には1本発明の要件
を満たす範囲で活性層のAノ組成を増やせはよい。
を満たす範囲で活性層のAノ組成を増やせはよい。
このように本発明によシ1発振閾電流値の小さな基本横
モード制御AJGaInP系半導体レーザ装置を得るこ
とがする。
モード制御AJGaInP系半導体レーザ装置を得るこ
とがする。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図18)
〜(f)は本発明の裏作工程を示す断面図、第3図は、
従来の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。図に
おいて、1.11はn型GaAs基板、 2Fin型(
klo、s G ao、s )o、s I n11.s
Pクラッド層。 3.13はGaInP活性層、4は下部p型(AA’(
1,4G ao、s )o、s I no、i Pクラ
ッド層・5はn型A16,11 G a64As層、6
は上記p型GaAsキャップ層、8゜19はp型GaA
sコンタクト層、9はSin。 マスク、12はn型(Alo、s Ga6.5)6.5
Ino、s Pクラッド層、14はp型(Alo、s
Gao、s)o、s I no、s Pクラッド層、
18はn型GaAs層。 代理人 弁理士 内 原 晋 着 1 図 (0) ’ (d)(b)(c) (C) (f)第 2 図
〜(f)は本発明の裏作工程を示す断面図、第3図は、
従来の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。図に
おいて、1.11はn型GaAs基板、 2Fin型(
klo、s G ao、s )o、s I n11.s
Pクラッド層。 3.13はGaInP活性層、4は下部p型(AA’(
1,4G ao、s )o、s I no、i Pクラ
ッド層・5はn型A16,11 G a64As層、6
は上記p型GaAsキャップ層、8゜19はp型GaA
sコンタクト層、9はSin。 マスク、12はn型(Alo、s Ga6.5)6.5
Ino、s Pクラッド層、14はp型(Alo、s
Gao、s)o、s I no、s Pクラッド層、
18はn型GaAs層。 代理人 弁理士 内 原 晋 着 1 図 (0) ’ (d)(b)(c) (C) (f)第 2 図
Claims (1)
- 第1の導電性を有するGaAs基板上に、この基板に
格子整合する(Al_xGa_1_−_x)_0_._
5In_0_._5Pからなる活性層と、この活性層を
挾む第1及び第2の導電型の(Al_yGa_1_−_
y)_0_._5In_0_._5P(x<y)からな
るクラッド層により形成されたダブルヘテロ構造を設け
、前記第2導電型クラッド層上に、ストライプ状に第2
の導電型(Al_zGa_1_−_z)_0_._5I
n_0_._5P(x<z)を設け、同じく前記第2の
導電型クラッド層上で前記ストライプ状の第2の導電型
(Al_zGa_1_−_z)_0_._5In_0_
._5Pの両側部分に、第1の導電性或いは高低抵抗を
有し且つ前記(Al_zGa_1_−_zIn_0_.
_5Pの屈折率よりも大なる屈折率を有し且つ活性層(
Al_xGa_1_−_x)_0_._5In_0_.
_5Pよりバンドギャップの大なる組成を、有するAl
_uGa_1_−_uAsを少なくとも設けて成ること
を特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26082687A JPH01102982A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26082687A JPH01102982A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01102982A true JPH01102982A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17353294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26082687A Pending JPH01102982A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01102982A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0440471A2 (en) * | 1990-01-31 | 1991-08-07 | Nec Corporation | Transverse-mode stabilized laser diode |
EP0477033A2 (en) * | 1990-09-21 | 1992-03-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
US6590920B1 (en) | 1998-10-08 | 2003-07-08 | Adc Telecommunications, Inc. | Semiconductor lasers having single crystal mirror layers grown directly on facet |
JP2008071803A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 化合物混晶半導体発光装置。 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62172782A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | Nec Corp | 半導体発光装置 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP26082687A patent/JPH01102982A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62172782A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-29 | Nec Corp | 半導体発光装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0440471A2 (en) * | 1990-01-31 | 1991-08-07 | Nec Corporation | Transverse-mode stabilized laser diode |
EP0477033A2 (en) * | 1990-09-21 | 1992-03-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
US6590920B1 (en) | 1998-10-08 | 2003-07-08 | Adc Telecommunications, Inc. | Semiconductor lasers having single crystal mirror layers grown directly on facet |
JP2008071803A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 化合物混晶半導体発光装置。 |
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