JPS63110784A - 半導体レ−ザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザの構造に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体レーザ（以下ＬＤと記す。つと、元ディスクに情
報と書き込んだり、あるいは記録さｎている情報を読み
出したりするいわゆる元情報処理用光源として使用する
際、ＬＤより出射され九九が元ディスク面あるいは外部
に設けら九た光学系により反射さ几、その光が再びＩ、
Ｄの共振器に戻ることにより生ずる雑音（以下戻９′ｙ
ｔ、雑廿と記す。］が大きな問題となる。この戻り光雑
音と低減させる手段としては、ＬＤの共振器端面に屈折
率の異なる誘電体を多層にコーティングしてＴ、Ｄ共振
器端面の反射率を上げる方法、あるいは、一般に利得４
彼型ＬＤの特徴である侠モードの多軸発振を行なわせる
方法があった。

加えて元情報処理用光源としてＴ、Ｄ金柑いる際前述の
利得４彼型Ｔ、Ｄでは、非点隔差を有する。

非点隔差を有するＴ、Ｄの元を微少スボントに集光させ
る場合には光学系が複雑となる。特開昭６０−１４０７
７４．特開昭６０−１５０６８２は、以上の様なことを
考慮して炸裂されたものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし前述の従来技術では以下のような問題点を有する
。

ＬＤ共振器端面に誘電体の多層膜コーティングを行ない
端面の反射率を上げて戻シ光雑音を低減させる方法では
、誘電体各層の膜厚をＬＤの出射光波長に対して旧篠な
制御が必要となる。また、端面での反射率が高い為出射
される光の強度が小石くなる。これは高光出力を必要と
する元ディスクへの情報の書き込み等においてＬＤの信
頼性を低下させることになる。

縦モードを多軸発去させて戻り光を低減させる方法とし
ては、二重異種接合構造（以下ＤＦ（構造と記す。）を
半導体基板上に形成後、絶縁膜によるストライプ状の窓
を形成したり、亜鉛等をストライプ状に拡散させる等の
方法を用いて電流通路を形成して成る利得導波型のＴ、
Ｄを用いることが考えられる。しかしながら、この種の
ＬＤは、共振器内をレーザ発振光は接合に平行な方向に
屈折率の分布がなく、電流注入により形成される利得の
分布により、共蚤内にレーザ発振光は導波される。した
がってレーザ発振光の等位相面は平面とならず波面収差
を持つ。また、接合に垂直な方向には、ＤＨ構造となっ
ているので屈折率分布を有し、等位相面は平面とな−り
波面収差はほとんど無い。したがって接合に平行および
垂直な方向で非点隔差を生ずる。このような光を微少ス
ポットに集光するには、外部に複雑な光学系が必要とな
る。

また、利得導波型ＬＤでは発光部の利得の不均一に供な
い、近視野像が不安定になシ、たとえば元ディスク面上
での微少スポット位置の変動等の問題を生ずる。

特開昭６０−１４０７７では、Ｄ［（構造形成前に、複
雑な形状への基板のエツチング、電流狭搾層の形成、そ
の後に電流狭搾層の一部をエンチング除去して！流通路
の形成が必要となる。さらに共振器中央部の利得導波領
域と、共振器端面近傍の屈折率導彼領域の結合効率を高
める為に、各々の領域の活性１−の高さ方向の位置を一
致させることが必要となる。この構造では液相成長法（
以下ＬＰＫ＠と記す。）で成長を行なうことで解決して
いるが、それは基板形状によるに長速度の差を利用した
ものであり、制御が非常に困難となり、再現性・信頼性
の低下という問題を有する。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、低光出力動作から高光出力動作
まで安定な単一横モード発振を行ない、かつ縦多軸発損
により戻り光雑音を抑え、かつ非点収差のないレーザ光
を放出し、かつ作製が各易なＬＤを提供するところにあ
る。

〔間殖点を解決する為の手段〕

不発明のＴ、Ｄば、半導体基板と平行な方向の元導波が
、少なくとも一応の共振器端面近傍では屈折率専政によ
ってなさｎｌそれ以外の領域では利得導波によってなさ
れることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、共振器中央部では、利得
４彼によりレーザ発振光が導波される為戻り光准廿の少
ない縦多モード発振を行ない、かつ出射端面近傍では屈
折率４反機構によりレーザ発撮元が導波嘔れる為Ｖこ、
非点隔差の極めて少ないレーザ発振光が、端面より出射
される。

〔実施例〕

（実施例１） 第１図は本発明における斜視図である。第１図に示す本
発明の構造を、第２図に示すプロセス工程を用いて説明
する。以下そのプロセスを第２図と用いて説明する。

ここでは、化合物手導体の代表でるるＡＪｔＧａＡｓ系
で説明するが他の化合物中導体についても同様に構成で
さることは明白である。

最初にＧａＡｌ１１基板（２０１）に、ＧａＡｓ　パン
ファー層（２０２）　、　ＡＩＸＬ）ａｌ　−３ＡＢ　
　第１のクランド層（２０３）　、　Ａ１７Ｇａ１−ｙ
Ａａ活性７ｍ（ｚｏ４）。

ＡｌｚＧａｌ−ｚＡｓ　　第２のクランド層（２０５、
ＧａＡｓコンタクト層（２０６）より成るＤｒ（構造を
連続して形成する。各層の形成方法は、ＬＰＫ法、ＭＯ
ＣＶＤ法または分子線成長法（以下ＭＢＥ法と記す。〕
等いかなる成長法を用いてもｉＴ能である。次いで改化
シリコンｆｌｕるいは窒化シリコン膜等誘電体膜を形成
した後、第２図（Ｃ）斜線部の如くの形状に、レジスト
によりマスクをする。続いてエツチングを行ない第２図
（ｂ）の如く断面形状となるよう、誘電体膜（２１１）
、コンタクト層（２０６）およびクランド層（２０５）
の一部を除去してリプを形成する。レジストをハクリし
た後リプ上に誘電体膜を載せた状態で埋め込み層（２０
８）を積層する。この積層には減圧状態で行なうＭＯＣ
ｊＶＤ法を用いる。圧力および成長温度を適切に設定す
ることにより、誘電体膜上への成長はなく誘電体膜の存
在しない基板上にのみ埋め込み、層（２０８）を形成す
ることができる。埋め込み層（２０８）の材料は、種々
の材料が可能である。活性層（２０４）よりもエネルギ
ーギャップの小なる材料で埋め込んだ場合、リプストラ
イプ外領域での発光は、エネルギーギャップの小なる埋
め込み層で吸収される。すなわち接合に平行な方向に損
失によ多形成される屈折率差が生じ、屈折率導波型のＴ
、Ｄとなる。

一方埋め込み１脅を、活性層（２０４）よりもエネルギ
ーギャップの大なる材料とした場合、接合に平行な方向
に、複素屈折率の実数部による屈折率差が形成され、前
述同様に屈折率ｉｌＷ型のＬＤとなる。

以上述べたことは、リプ導波路の幅が狭い場合、すなわ
ち本発明のＴ、Ｄでは共振器端面近傍にて有効となる。

したがってリブ幅を適切に選択することで、共振器端面
近傍に屈折率導波型のＬＤの形成が可能となる。共振器
中央部近では、リブ幅を広げることで、利得導波型とな
る。

また埋め込み層の導電性を、コンタクト層（２０６）ま
たはクランド層（２０５）と逆の導電性とする。

あるいは高抵抗層とすることで電流狭搾機能を持たせる
ことが出来る。続いてリプ上の誘電体膜（２０７）　’
ｉエツチング除去し、ウエノ）両面に電極（２０９，２
１０）を形成して、本発明のＬＤを炸裂することができ
る。

（実施例２） 第５図に別の実施例を示す。本実施例ば（実施例１）に
おいて、リプ形成の際活性層よシ基板側へさらにエツチ
ングを進め、第３図の端面に示す如くリプ形状として、
その後（実施例１）に記述した如くＭＯＣＶＤ法による
選択成長を行ない、リプを埋め込む。以下の工程は（実
施例１）と同様にして、本実施例を炸裂できる。

埋め込み層（３０１）ｉｄ高抵抗層とすることで電流狭
搾機叱を持たせることが出来る。

〔発明の効果〕

以上述べたように発明によれば以下のような効果が得ら
れる。

１）共振器中央部では、利得導波機構による光の導彼が
さｎでいるので、、Ｕ多軸モード発振となり、戻り光に
よる雑音の影響を極力抑えることが出来る。

２）共振器端部は屈折率導波機構による元の４彼がされ
る構造としているので、ＤＩ（構造の積層方向訃よび積
層に平行方向との間で生ずる非点収差を極力小さな値と
することが出来る。

５）戻り光雑音が低く抑えられる構造となっているので
、通常行なわれている共振器端面への高反射率膜形成の
工程が不必要となり工程の簡略化へとつながる。

４）非点収差を極力小さくする構造となっているので、
複雑な光学系を必要とすることなく微小スボント集光す
ることが出来る。

５）ＬＰＥ法により埋め込みを行なう際には、通常、埋
め込み層がリプ上に成長しないように、Ａ！Ｇ　ａ　Ａ
　ａ　　系Ｔ、Ｄではリプの最上層は上側クランド層と
なっている。したがって埋め込み成長後の電極形成にお
いて、亜鉛等の不純物’ｒ　ＩＪプ上に選択的に拡散さ
せる工程が必要となる。−力木構造ではＭＯＣＯＤ法の
選択成長すなわちキャンプ層上に絶縁層を載せた後の成
長により形成するので、拡散工程を必要とせず工程が簡
略化できる。

６）本発明の’ＬＤは戻り光雑音等の影９を受けにくい
構造のＬＤであるので、共振器端面の片側を低反射率、
もう片面を高反射率の端面となるよう、誘屯体膜の撰者
等により形成すれば、雑音に影響されにくくかつ高光出
力の出せるＬＤとなる。

７）埋め込み層の屈折率を摘切に選ぶことによシ、光出
射端面での近視野像の大きさを調整することが出来、高
光出力化に対し有効な手段となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＴ、Ｄの一実施例を示す斜視図、第２
図（ａ）〜（ｅ）は本発明のＴ、Ｄを実現する為の作製
工程図、 第３図は本発明のＩ、Ｄの一実施例を示す斜視図。 ２０１・・・・・・ＧａＡｓ基板 ２０２・・・・・・ＧａＡ日バンファ層２０３　・・・
”４ＸＧａｌ−ＸＡＳ　第１のクランド層２０４−＝Ａ
１ｙＧａ１−ｙＡｓ活性層２０５・・・・・・ＡｊｚＧ
ａｌ−ＺＡ８第２のクランド層２０６・・・・・・Ｇａ
Ａθコンタクト層２０７・・・・・・誘電体嘆 ２０８・・・・・・埋め込み層 ２０９．２１０・・・・・・電極 ３０１・・・・・・埋め込み層 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板と平行な方向の光導波が、少なくとも一応の
   共振器端面近傍では、屈折率導波によつてなされ、それ
   以外の領域では、利得導波によつてなされることを特徴
   とする半導体レーザ。