JPH0574237B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0574237B2 JPH0574237B2 JP59013613A JP1361384A JPH0574237B2 JP H0574237 B2 JPH0574237 B2 JP H0574237B2 JP 59013613 A JP59013613 A JP 59013613A JP 1361384 A JP1361384 A JP 1361384A JP H0574237 B2 JPH0574237 B2 JP H0574237B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- ridges
- flat
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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装置およびその製造方法
に関するものである。
に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、光デイスクフアイルの書き込み用、ある
いはレーザプリンタなど、広い分野で基本横モー
ド発振をする高出力の半導体レーザ装置の需要が
高まつており、本発明者らがすでに開発した
TRS（Twin−Ridge−Substrate）型半導体レー
ザ装置はこの要請に応えるものである。
いはレーザプリンタなど、広い分野で基本横モー
ド発振をする高出力の半導体レーザ装置の需要が
高まつており、本発明者らがすでに開発した
TRS（Twin−Ridge−Substrate）型半導体レー
ザ装置はこの要請に応えるものである。
第１図はｎ型基板を用いた従来のTRS型半導
体レーザ装置で、基板１の上に平行に直立する２
個のリツジを形成し、その上に活性層３を含む各
層（ｎ型Ga1−yAlyAsクラツド層２、ノンドープ
Ga1−xAlxAs活性層３、Ｐ型Ga1−yAlyAsクラツ
ド層４、ｎ型GaAs電極形成層５を連続成長さ
せ、電流注入のために亜鉛を結晶表面より拡散さ
せた後、上下両面に電極６，７を形成している。
体レーザ装置で、基板１の上に平行に直立する２
個のリツジを形成し、その上に活性層３を含む各
層（ｎ型Ga1−yAlyAsクラツド層２、ノンドープ
Ga1−xAlxAs活性層３、Ｐ型Ga1−yAlyAsクラツ
ド層４、ｎ型GaAs電極形成層５を連続成長さ
せ、電流注入のために亜鉛を結晶表面より拡散さ
せた後、上下両面に電極６，７を形成している。
この構造は結晶成長の異方性により、リツジ上
の成長はリツジの側面に比べて抑制されるため、
リツジ上に極めて薄い活性層を再現性よく形成す
ることができる。この活性層の薄膜化によつて活
性層内への光の閉じ込め係数が小さくなるため、
光はクラツド層に大きくしみ出し、第１クラツド
層２内にしみ出した光は溝部以外のリツジの上で
は基板に吸収されるのでリツジ間の溝部に閉じ込
められ、ここで安定した基本横モードの発振が得
られる。
の成長はリツジの側面に比べて抑制されるため、
リツジ上に極めて薄い活性層を再現性よく形成す
ることができる。この活性層の薄膜化によつて活
性層内への光の閉じ込め係数が小さくなるため、
光はクラツド層に大きくしみ出し、第１クラツド
層２内にしみ出した光は溝部以外のリツジの上で
は基板に吸収されるのでリツジ間の溝部に閉じ込
められ、ここで安定した基本横モードの発振が得
られる。
ところで上記第１図の従来の構造には以下述べ
るような問題がある。(1)亜鉛拡散領域８から注入
された電流は、発振が行なわれる溝部だけではな
く、溝部以外のリツジ部にも流れるのでこれらの
電流は損失になるばかりでなく、溝部への有効な
電流の注入を阻害する。(2)ストライプ状に亜鉛を
任意の深さまで再現性よく熱拡散させることはそ
の制御性の点から問題があるため、拡散フロント
が第２クラツド層４に達しない、あるいは活性層
３にまで到達してしまう場合もあり、これらが発
振率を低下させる大きな原因となつている。
るような問題がある。(1)亜鉛拡散領域８から注入
された電流は、発振が行なわれる溝部だけではな
く、溝部以外のリツジ部にも流れるのでこれらの
電流は損失になるばかりでなく、溝部への有効な
電流の注入を阻害する。(2)ストライプ状に亜鉛を
任意の深さまで再現性よく熱拡散させることはそ
の制御性の点から問題があるため、拡散フロント
が第２クラツド層４に達しない、あるいは活性層
３にまで到達してしまう場合もあり、これらが発
振率を低下させる大きな原因となつている。
発明の目的
本発明は上記の問題点の解決された新規な構造
を有する半導体レーザ装置およびその製造方法を
提供することを目的とするものである。
を有する半導体レーザ装置およびその製造方法を
提供することを目的とするものである。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明の半導体レ
ーザ装置は、溝を有する基板上に、前記溝部を除
いて、前記基板と反対の導電型の層が形成される
とともに、前記反対導電型の層は前記溝の両側に
段差を有して２つのたがいに平行なリツジを形成
し、前記リツジを有する基板に活性層を含む各層
が形成されて構成されている。また、本発明の半
導体レーザ装置の製造方法は、基板上に導電型を
交互に変化させるように少なくとも１層の成長を
行なう工程と、前記成長を行なつた基板上にスト
ライプ状の平行なリツジを、このリツジ間の溝の
底面は前記リツジ外側の段差面よりも下方にあつ
て基板に達しており、前記段差面は基板に達して
いないように形成する工程と、前記リツジを有す
る基板上に活性層を含む各層を形成する工程から
形成されている。
ーザ装置は、溝を有する基板上に、前記溝部を除
いて、前記基板と反対の導電型の層が形成される
とともに、前記反対導電型の層は前記溝の両側に
段差を有して２つのたがいに平行なリツジを形成
し、前記リツジを有する基板に活性層を含む各層
が形成されて構成されている。また、本発明の半
導体レーザ装置の製造方法は、基板上に導電型を
交互に変化させるように少なくとも１層の成長を
行なう工程と、前記成長を行なつた基板上にスト
ライプ状の平行なリツジを、このリツジ間の溝の
底面は前記リツジ外側の段差面よりも下方にあつ
て基板に達しており、前記段差面は基板に達して
いないように形成する工程と、前記リツジを有す
る基板上に活性層を含む各層を形成する工程から
形成されている。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。第２図ａ〜ｃは本発明の一実施
例における半導体レーザの製造方法の各工程の断
面図を示すものである。
ながら説明する。第２図ａ〜ｃは本発明の一実施
例における半導体レーザの製造方法の各工程の断
面図を示すものである。
まず、ｐ型GaAs基板９の表面に液相エピタキ
シヤル法によりｎ型GaAsブロツキング層１０を
厚さ2.0μｍで成長させる（第２図ａ）。この第１
回の成長が終了したウエハーの表面に、幅20μｍ
の２個のリツジを幅4μｍの溝をはさんでエツチ
ングにより形成する。リツジ間の溝の深さは約
2.2μｍで、その底はｐ型基板９まで達する。一
方、リツジの外側の高さは約1.1μｍで、その表面
にはブロツキング層１０が残つている（第２図
ｂ）。
シヤル法によりｎ型GaAsブロツキング層１０を
厚さ2.0μｍで成長させる（第２図ａ）。この第１
回の成長が終了したウエハーの表面に、幅20μｍ
の２個のリツジを幅4μｍの溝をはさんでエツチ
ングにより形成する。リツジ間の溝の深さは約
2.2μｍで、その底はｐ型基板９まで達する。一
方、リツジの外側の高さは約1.1μｍで、その表面
にはブロツキング層１０が残つている（第２図
ｂ）。
かくしてリツジを形成した基板９の表面に再び
エピタキシヤル法によつて第１層のｐ型Ga1−y
AlyAsクラツド層１１をリツジの上での厚さが約
0.2μｍ、第２層のノンドープGa1−xAlxAs活性層
１２を同様に約0.05μｍ、第３層のｎ型Ga1−yAly
Asクラツド層１３を同様に約1.5μｍ、第４層の
ｎ型GaAs電極形成層１４を同様に約2.0μｍ、そ
れぞれの厚さになるように連続成長させる（第３
図ｃ）。
エピタキシヤル法によつて第１層のｐ型Ga1−y
AlyAsクラツド層１１をリツジの上での厚さが約
0.2μｍ、第２層のノンドープGa1−xAlxAs活性層
１２を同様に約0.05μｍ、第３層のｎ型Ga1−yAly
Asクラツド層１３を同様に約1.5μｍ、第４層の
ｎ型GaAs電極形成層１４を同様に約2.0μｍ、そ
れぞれの厚さになるように連続成長させる（第３
図ｃ）。
なお、上記実施例においてはｘ＝0.08、ｙ＝
0.43である。この第４層の電極形成層１４の上に
ｎ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行なつてｎ
側オーミツク電極１５を形成し、基板側にはｐ型
電極用金属を蒸着し、合金処理を行なつてｐ側オ
ーミツク電極１６を形成すると本発明の半導体ウ
エハーが得られる。
0.43である。この第４層の電極形成層１４の上に
ｎ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行なつてｎ
側オーミツク電極１５を形成し、基板側にはｐ型
電極用金属を蒸着し、合金処理を行なつてｐ側オ
ーミツク電極１６を形成すると本発明の半導体ウ
エハーが得られる。
本実施例の半導体レーザ装置は以上の構成を有
するので、第１回のエピタキシヤル成長で形成し
たブロツキング層の作用でpn接合の逆バイアス
状態となり、電流を阻止する。そのため基板側か
ら注入された電流は発振が行なわれる溝部の上の
活性層に集中的に注入される。その結果、発振し
きい値を低下させ、外部微分量子効率を向上させ
ることができる。実験の結果、発振しきい値は約
30mA、外部微分量子効率は約70％あつて、従来
のTRS半導体レーザに比べて低いしきい値と高
い効率の得られることが確認された。
するので、第１回のエピタキシヤル成長で形成し
たブロツキング層の作用でpn接合の逆バイアス
状態となり、電流を阻止する。そのため基板側か
ら注入された電流は発振が行なわれる溝部の上の
活性層に集中的に注入される。その結果、発振し
きい値を低下させ、外部微分量子効率を向上させ
ることができる。実験の結果、発振しきい値は約
30mA、外部微分量子効率は約70％あつて、従来
のTRS半導体レーザに比べて低いしきい値と高
い効率の得られることが確認された。
また、本実施例の構造は電流の通過がリツジ間
の溝部に限られるため、従来のTRS半導体レー
ザにおいて必要な電流注入のための亜鉛の拡散が
不要となるので亜鉛拡散の深さのバラツキに起因
する発振率の低下がなくなり、かつ、エピタキシ
ヤル成長後の工程を大巾に簡素化することができ
る。
の溝部に限られるため、従来のTRS半導体レー
ザにおいて必要な電流注入のための亜鉛の拡散が
不要となるので亜鉛拡散の深さのバラツキに起因
する発振率の低下がなくなり、かつ、エピタキシ
ヤル成長後の工程を大巾に簡素化することができ
る。
なお本実施例は、ｐ型基板を用いた場合につい
て説明したが、ｎ型基板を用いても同様に実施す
ることができ、かつ、同様の効果を有することは
言うまでもない。
て説明したが、ｎ型基板を用いても同様に実施す
ることができ、かつ、同様の効果を有することは
言うまでもない。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、電流を活性層
に集中的に注入することによつて、発振しきい値
の低い半導体レーザ装置を、簡単な工程で作るこ
とができ、その実用的効果は大なるものがある。
に集中的に注入することによつて、発振しきい値
の低い半導体レーザ装置を、簡単な工程で作るこ
とができ、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は従来の半導体レーザ装置の断面図、第
２図ａ〜ｃは本発明の実施例における半導体レー
ザ装置の製造方法の各工程での断面図である。 １……ｎ型GaAs基板、２……ｎ型Ga1−yAly
Asクラツト層、３……ノンドープGa1−xAlxAs
活性層、４……ｐ型Ga1−yAlyAsクラツド層、５
……ｎ型GaAs電極形成層、６……ｐ型オーミツ
ク電極、７……ｎ型オーミツク電極、８……亜鉛
拡散領域、９……ｐ型GaAs基板、１０……ｎ型
GaAsブロツキング層、１１……ｐ型Ga1−yAly
Asクラツド層、１２……ノンドープGa1−xAlx
As活性層、１３……ｎ型Ga1−yAlyAsクラツド
層、１４……ｎ型GaAs電極形成層、１５……ｎ
型オーミツク電極、１６……ｐ側オーミツク電
極。
２図ａ〜ｃは本発明の実施例における半導体レー
ザ装置の製造方法の各工程での断面図である。 １……ｎ型GaAs基板、２……ｎ型Ga1−yAly
Asクラツト層、３……ノンドープGa1−xAlxAs
活性層、４……ｐ型Ga1−yAlyAsクラツド層、５
……ｎ型GaAs電極形成層、６……ｐ型オーミツ
ク電極、７……ｎ型オーミツク電極、８……亜鉛
拡散領域、９……ｐ型GaAs基板、１０……ｎ型
GaAsブロツキング層、１１……ｐ型Ga1−yAly
Asクラツド層、１２……ノンドープGa1−xAlx
As活性層、１３……ｎ型Ga1−yAlyAsクラツド
層、１４……ｎ型GaAs電極形成層、１５……ｎ
型オーミツク電極、１６……ｐ側オーミツク電
極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面に底面の平坦なストライプ状の溝を有す
る所定導電型の基板、同基板上の前記溝の両側
に、互いに平行で、かつ、頂面の平坦な２つのリ
ツジを有する反対導電型層、前記２つのリツジ間
の溝を埋めると共に、前記２つのリツジの各頂面
に跨つて平坦面となり、両リツジの外側に段差を
有するクラツド層および前記クラツド層を一様な
厚みで覆う活性層をそなえた半導体レーザ装置。 ２ 基板上に導電型を変化させるように少なくと
も１層の成長を行なう工程と、前記成長を行なつ
た基板上にストライプ状の互いに平行、かつ、頂
面の平坦なリツジを、このリツジ間の溝の底面は
平坦であり、かつ、前記リツジ外側の段差面より
も下方にあつて基板に達しており前記段差面は基
板に達していないように形成する工程と、前記リ
ツジを有する基板上に活性層が前記溝をはさんで
両リツジ間に跨つて平坦になるように、クラツド
層を含む各層を形成する工程とを含む半導体レー
ザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013613A JPS60158685A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013613A JPS60158685A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60158685A JPS60158685A (ja) | 1985-08-20 |
| JPH0574237B2 true JPH0574237B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=11838075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013613A Granted JPS60158685A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60158685A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6297384A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5948974A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013613A patent/JPS60158685A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60158685A (ja) | 1985-08-20 |
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