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JPS6174384A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

Info

Publication number
JPS6174384A
JPS6174384A JP19647284A JP19647284A JPS6174384A JP S6174384 A JPS6174384 A JP S6174384A JP 19647284 A JP19647284 A JP 19647284A JP 19647284 A JP19647284 A JP 19647284A JP S6174384 A JPS6174384 A JP S6174384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light
refractive index
flat
semiconductor laser
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.)
Granted
Application number
JP19647284A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0632333B2 (en
Inventor
Tatsuji Oda
小田 達治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP59196472A priority Critical patent/JPH0632333B2/en
Publication of JPS6174384A publication Critical patent/JPS6174384A/en
Publication of JPH0632333B2 publication Critical patent/JPH0632333B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent degradation of performance characteristics due to useless entrappment or reflection of light in a bent activation layer by a method wherein an activation layer is provided with a flat structure in a laser device of a hybrid structure wherein a refractive index guide and gain guide are combined. CONSTITUTION:The surface of a semiconductor substrate 21 is formed flat, whereon a first clad layer 22, activation layer 23 are formed, also flat. On the activation layer 23, a light-absorbing resion 35 is selectively formed, for the construction of a refractive index guide. A second clad layer 24 is formed to fill the light-absorbing region 35, whereafter a current-constricting region 27 is formed, by ion implantation, to serve as a gain guide structure. In this way, by building activation layers flat and free of curvature across the entire region along the length of the hybrid structure, degradation of performance characteristics is prevented that may otherwise be produced due to useless light entrapment.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えは光学式ビデオディスク、デジタルオー
ディオディスク等の記録、再生装置において、その記録
、或いは読出しの光源として用いて好適な半導体レーザ
ーで、特に屈折率ガイド型構成と利得ガイド型構成との
混成による半導体し一ザーに係わる。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor laser suitable for use as a light source for recording or reading in a recording and reproducing apparatus for, for example, an optical video disc or a digital audio disc. In particular, the present invention relates to a semiconductor laser formed by a hybrid of a refractive index-guided structure and a gain-guided structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来一般の半導体レーザーは、そのキャリア及び光の閉
じ込め機構によって屈折率ガイド(インデックスガイド
)型と利得ガイド(ゲインガイド)型に大別されるが、
両者の組合せにより、両者の利点を生かし両者の欠点を
相補うことのできるようにした半導体レーザーとして、
本出願人の出願に係る特開昭59−61982号公報に
開示された屈折率ガ・イド型と利得ガイド型の混成によ
る半導体レーザーが提供された。
Conventional semiconductor lasers are broadly classified into index guide type and gain guide type depending on their carrier and light confinement mechanisms.
By combining the two, we have created a semiconductor laser that takes advantage of the advantages of both and compensates for the disadvantages of both.
A hybrid semiconductor laser of a refractive index guide type and a gain guide type was disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-61982 filed by the present applicant.

すなわち、上記特開昭59−61982号公報にもその
説明がなされているように、従来の屈折率ガイド型の半
導体レーザーとしては、例えば第5図或いは第6図に、
夫々その拡大路線的断面を示すものがある。これは例え
ばN型のGaAs基板(11が設けられ、その−主面に
一方向(第5図及び第6図において紙面と直交する方向
)に延びるストライプ状の凹部(2)、或いは凸部(3
)が予め設けられ、この凹部(2)、或いは凸部(3)
上を含んで基板(1)上に、例えばN型のAlGaAs
より成る第1のクラッド層(4)と、更にこれの上にP
型若しくはN型の例えばGaAsより成る活性層(5)
と、更にこれの上にP型のAlGaAsより成る第2の
クラッド層(6)と、更にこれの上に電極(図示せず)
をオーミックに被着するに供するP型のキャップ層(7
)が夫々連続エピタキシャルによって形成されて成る。
That is, as explained in the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-61982, the conventional refractive index guided semiconductor laser is as shown in FIG. 5 or 6, for example.
There are some that show an expanded cross-section of each route. For example, an N-type GaAs substrate (11) is provided, and a striped recess (2) or a convex part ( 3
) is provided in advance, and this concave part (2) or convex part (3)
On the substrate (1) including the top, for example, N-type AlGaAs
a first cladding layer (4) consisting of P;
an active layer (5) of type or N type, for example of GaAs;
A second cladding layer (6) made of P-type AlGaAs is placed on top of this, and an electrode (not shown) is placed on top of this.
A P-type cap layer (7
) are formed by continuous epitaxial process.

第1及び第2のクラッド層(4)及び(6)は、活性層
(5)よりその禁止帯幅が大に選定されることによって
活性層(5)と第1及び第2のクラッド層(4)及び(
6)間にはへテロ接合が形成され、且つ基板(1)の凹
部(2)或いは凸部(3)の存在によって一方向に相対
向して延びるストライプ状の発光領域(8)がその屈曲
部間に形成される。すなわちこの屈曲部によって屈折率
差による光の閉じ込めがなされる。
The first and second cladding layers (4) and (6) have a band gap larger than that of the active layer (5), so that the active layer (5) and the first and second cladding layers ( 4) and (
6) A heterojunction is formed between them, and striped light emitting regions (8) extending oppositely in one direction due to the presence of recesses (2) or protrusions (3) of the substrate (1) are bent. formed between the parts. In other words, the bent portion confines light due to the difference in refractive index.

一方、利得ガイド型半導体レーザーは、例えば第7図に
その拡大路線的断面図を示すように平坦面を有する基板
(1)上に、前述したと同様の第1のクラッド層(4)
、活性層15)、第2のクラッド層(6)、キャップ層
(7)を順次エピタキシャル成長し、ストライプ状の電
流通路αψを形成するためのPN接合或いは高抵抗層よ
り成る電流阻止効果を有する電流狭搾領域(9)を電流
通路α〔を挾んでその両側に形成する。この電流狭搾領
域(9)は、例えばキャップ1i (71の上方より不
純物イオン、プロトン等の打込を選択的に行って形成し
得る。このようにして電流集中を行わしめて活性層(5
)にストライプ状に限定的にキャリアの注入の大なる部
分を形成しキャリアの分布差による実効的屈折率差を生
ぜしめて、ストライプ状の共振領域を形成するものであ
る。
On the other hand, in a gain-guided semiconductor laser, for example, as shown in an enlarged cross-sectional view in FIG.
, the active layer 15), the second cladding layer (6), and the cap layer (7) are sequentially epitaxially grown to form a striped current path αψ.A current having a current blocking effect is formed by a PN junction or a high resistance layer. Narrowed regions (9) are formed on both sides of the current path α. This current narrowing region (9) can be formed, for example, by selectively implanting impurity ions, protons, etc. from above the cap 1i (71).In this way, the current is concentrated and the active layer (5
), a large portion of the carrier injection is formed in a limited manner in a stripe shape, and an effective refractive index difference is generated due to the carrier distribution difference, thereby forming a stripe-shaped resonant region.

上述した屈折率ガイド型の半導体レーザーと利得ガイド
型半導体レーザーは、夫々利点を有する反面、夫々欠点
を有する。すなわち屈折率ガイド型によるものにおいて
は、その縦モードが単一モードで、これがため例えば光
学式ビデオディスク等においてその書込み、或いは読出
し用光源として用いた場合に戻り光によるノイズに弱い
という欠点がある。しかしながら反面いわゆるビームウ
ェスト位置(beam waist position
 )が発光領域の先端面近傍に存するために実際の使用
に当たってその焦点位置の設定がし易いという利点を有
する。更にまた接合に平行方向に関する断面における速
比#1@!いわゆるファーフィールドパターン(far
 fi’eld pattern )が左右対称的であ
って同様に例えば実際の使用における書込み光或いは読
出し光として歪の小さいスポット形状を得易いという利
点がある。これに比し利得ガイド型半導体レーザーにお
いてはビームウェスト位置が発光領域の光端面より内側
20μm程度のところに存在してしまい、更にまたファ
ーフィールドパターンが左右非対称であるために非点収
差が大でスボ7ト歪が比較的大きくなるという欠点があ
る。しかしながらこの利得ガイド型半導体レーザーにお
いては、その縦モードがマルチモードであって前述した
戻り光によるノイズに強いという利点を有する。
The index-guided semiconductor laser and the gain-guided semiconductor laser described above each have advantages, but each has drawbacks. In other words, in the refractive index guided type, the longitudinal mode is a single mode, and therefore, when used as a light source for writing or reading in, for example, an optical video disc, there is a drawback that it is susceptible to noise due to returned light. . However, on the other hand, the so-called beam waist position
) exists in the vicinity of the tip surface of the light emitting region, which has the advantage that the focal position can be easily set in actual use. Furthermore, speed ratio #1 @ in the cross section parallel to the welding direction! The so-called far field pattern (far
Similarly, there is an advantage that the field pattern) is symmetrical and that it is easy to obtain a spot shape with small distortion as a writing light or a reading light in actual use, for example. In contrast, in a gain-guided semiconductor laser, the beam waist position is located approximately 20 μm inside the optical end face of the light emitting region, and furthermore, the far field pattern is asymmetrical, resulting in large astigmatism. There is a disadvantage that the distortion at the slot 7 becomes relatively large. However, this gain-guided semiconductor laser has the advantage that its longitudinal mode is multi-mode and is resistant to noise caused by the above-mentioned return light.

上述した特開昭59−61982号公報に開示された半
導体レーザーは、これら屈折率型半導体レーザーと利得
ガイド型半導体レーザーとの混成によるもので両者の利
点を生かし両者の欠点を相補うようにして例えば光学的
ビデオディスク或いはデジタルオーディオディスク等の
書込み或いは読出し光源としてそのスポット形状に優れ
、光学的レンズ系の設計を容易にし更に優れたビームス
ポット形状を容易に得ることができるようにした半導体
レーザーである。この半導体レーザーは、活性層にスト
ライプ状の発光領域すなわち共振器が形成されるように
し、その一部においてこの発光領域の幅程度の範囲で活
性層の屈曲部が設けられ、他部においてその活性層の幅
が発光領域の幅よりも充分に広くされるようにする。す
なわち、この場合、発光領域の両端部の光取出し端面に
おいては屈折率ガイド型となし、これより内側の少なく
とも一部においては利得ガイド型構成とするものである
The semiconductor laser disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-61982 is a hybrid of a refractive index type semiconductor laser and a gain guided type semiconductor laser, and is designed to take advantage of the advantages of both and compensate for the disadvantages of both. For example, it is a semiconductor laser that has an excellent spot shape as a light source for writing or reading optical video discs or digital audio discs, etc., making it easy to design an optical lens system and easily obtaining an even better beam spot shape. be. In this semiconductor laser, a striped light-emitting region, that is, a resonator, is formed in the active layer, and a bent part of the active layer is provided in a part of the active layer within a range of about the width of the light-emitting region, and the active layer is provided with a bent part in the other part. The width of the layer is made sufficiently wider than the width of the light emitting region. That is, in this case, the light extraction end faces at both ends of the light emitting region are of a refractive index guide type, and at least a portion inside thereof is of a gain guide type.

第8図ないし第11図を参照してその一例を説明する。An example will be explained with reference to FIGS. 8 to 11.

第8図はその拡大平面図で、第9図及び第10図は夫々
第8図のA−A線上及びB−B線上の拡大断面図、第1
1図はその基板の拡大斜視図である。
Fig. 8 is an enlarged plan view thereof, and Figs. 9 and 10 are enlarged cross-sectional views on line A-A and line B-B of Fig. 8, respectively.
FIG. 1 is an enlarged perspective view of the substrate.

この場合においても例えばN型のGaAs単結晶基板(
11)を設け、これの上に基&(11)と同導電型の例
えばN型のAlGaAsよりなるバッファ層を兼ねる第
1のクラッド層(12)をエピタキシャル成長し、これ
の上にN型若しくはP型の例えばGaAsよりなる活性
層(13)をエピタキシャル成長し、更にこれの上に第
2の例えばP型のAlGaAsよりなる第2のクラッド
JN(14)をエピタキシャル成長し、更にこれの上に
P型の高濃度を有するGaAs等よりなるキャンプ層(
15)をエピタキシャル成長する。
In this case, for example, an N-type GaAs single crystal substrate (
11), and on this, a first cladding layer (12) which also serves as a buffer layer made of N-type AlGaAs having the same conductivity type as the base &(11) is epitaxially grown, and on this, N-type or P-type AlGaAs is formed. An active layer (13) made of, for example, GaAs is epitaxially grown, and a second cladding JN (14) made of, for example, P-type AlGaAs is epitaxially grown on this. A camp layer made of GaAs etc. with a high concentration (
15) is epitaxially grown.

これら半導体層(12)〜(15)は夫々例えば分子線
エピタキシャル成長法(MBE法)或いは金属酸化物の
熱分解法(MOCVD法)すなわち、例えばトリメチル
アルミニウム、トリメチルガリウム、アルシンの熱分解
による気相エピタキシャル成長法等によって一連の作業
によって連続的に形成し得る。そして例えば半導体層(
15)の表面より選択的にプロトンの打込を行ってスト
ライブ状の電流通路部分(16)を残して他部にプロト
ンが打込まれたことによって妬抵抗化された電流通路を
1ull限する電流狭搾領域(17)を形成する。この
電流狭搾領域(17)すなわちプロトンの打込の深さは
、第2のクラッドM(14)に至るも活性層(13)に
達することのない深さに選定される。このようにして一
方向に延長するストライブ構造を形成して第7図で説明
したいわゆる利得ガイド型構造によって活性層(13)
に一方向に伸びるストライブ状の発光領域を形成するも
のであるが、特に第11図に示すように、予め基板(1
1)に、例えばこのストライブ状の発光領域の両端、す
なわちその光取出し両端面部において幅狭とされ中央部
において幅広とされた四部(18)を形成しておき、こ
の凹部(18)内に前述したクラッド層(12)、活性
層(13)、クラッド層(14)が順次形成されるよう
にして発光領域の光取出し両端面部においてはこの凹部
(18)の存在によって活性!(13)の発光領域を挾
んでその両側に屈曲部が存在するようにして、屈折率ガ
イド型構成が採られるようにする。
These semiconductor layers (12) to (15) are grown by vapor phase epitaxial growth using, for example, the molecular beam epitaxial growth method (MBE method) or the thermal decomposition method of metal oxides (MOCVD method), that is, for example, the thermal decomposition of trimethylaluminum, trimethylgallium, and arsine. It can be formed continuously by a series of operations using a method or the like. For example, a semiconductor layer (
Protons are selectively implanted from the surface of 15), leaving a stripe-like current path portion (16), and the current path that has become resistive due to proton implantation in other parts is limited to 1 ull. A current constriction region (17) is formed. This current confinement region (17), ie, the depth of proton implantation, is selected to a depth that reaches the second cladding M (14) but does not reach the active layer (13). In this way, a stripe structure extending in one direction is formed, and the active layer (13) is formed by the so-called gain guide type structure explained in FIG.
In this method, a stripe-like light emitting region extending in one direction is formed on the substrate (1) in advance, as shown in FIG.
In 1), for example, four parts (18) are formed which are narrow at both ends of the stripe-shaped light emitting region, that is, at both end surfaces for light extraction and wide at the center part, and the four parts (18) are formed in the concave part (18). The above-mentioned cladding layer (12), active layer (13), and cladding layer (14) are sequentially formed so that the light-extracting end surfaces of the light emitting region are activated due to the presence of the recessed portions (18). (13) Bends are present on both sides of the light emitting region, so that a refractive index guide type structure is adopted.

そして、図示しないがキャップ層(15)上には例えば
絶縁化された電流狭搾領域(17)上に跨って一方の電
極が被着され、基板(11)の裏向に他方の電極が被着
される。
Although not shown, one electrode is deposited on the cap layer (15), spanning, for example, the insulated current confinement region (17), and the other electrode is deposited on the back side of the substrate (11). It will be worn.

このような構成によれば、例えばプロトンの打込によっ
て高抵抗化された領域(17)によって挾まれたストラ
イプ領域部に電流が集中されることによって活性Ji(
13)にはストライブ状の発光領域が形成されるが、こ
の場合その光取出し面の両端においては両側に屈曲部が
形成されるようにしたことによって屈折率ガイド型構成
が採られ、これより内側の部分においてはこれら屈曲部
が存在しない平坦な活性層がストライブ状の発光領域よ
り幅広に形成されていわゆる電流集中によるキャリアの
濃度分布によってその電流及び光の閉じ込めを行うよう
にしたいわゆる利得ガイド型構成が採られた混成型の半
導体レーザーが構成される。
According to such a configuration, active Ji (
13), a stripe-like light emitting region is formed, but in this case, a refractive index guide type structure is adopted by forming bent portions on both sides at both ends of the light extraction surface. In the inner part, a flat active layer without these bent parts is formed wider than the striped light emitting region, and the current and light are confined by the carrier concentration distribution due to so-called current concentration, resulting in a so-called gain. A hybrid semiconductor laser having a guided configuration is constructed.

そして、この構造による半導体レーザーによれば、例え
ば発光領域の両端に屈折率ガイド動作部が設けられ、こ
れより内側の少なくとも一部に利得ガイド動作部が設け
られたので、例えば発光領域の端面にビームウェスト位
置が得られて、更にファーフィールドパターンの対称性
に優れていることからスポット歪が少ない焦点の出し易
い光学的設計の容易な半導体レーザーを構成することが
でき、また戻り光のノイズが小さい半導体レーザーが得
られるので光学式ビデオディスク等の記録或いは続出し
光源として用いてその記録及び読出しを正確に行うこと
ができるものである。
According to the semiconductor laser having this structure, for example, the refractive index guide operation section is provided at both ends of the light emitting region, and the gain guide operation section is provided at least in part inside the refractive index guide operation section. Since the beam waist position can be obtained and the far-field pattern has excellent symmetry, it is possible to construct a semiconductor laser with low spot distortion, easy focusing, and easy optical design. Since a small semiconductor laser can be obtained, it can be used as a recording or continuous light source for optical video discs, etc., and can be used to accurately record and read data.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した混成型の半導体レーザーによる場合、予め基板
に凹部ないしは凸部を設けておき、これの上に第1のク
ラッド層、活性層等の各半導体層を例えばMOCVD、
 M B Eによってエピタキシャル成長させるもので
あるが凹部ないしは凸部が幅広の部分と幅狭な部分とで
はこれの上に成長させる第1のクラッド層の厚さが相違
する。すなわち、例えば第9図及び第10図に示すよう
に、第8図のA−A線における凹部(18)の幅狭部分
を横切る断面におけるクラッド!(12)の厚さdlは
、B−B線における凹部(18)の幅広部分を横切る断
面におけるクラッド層(12)の厚さd2より大となり
、このクラッド層(12)の表面には、この厚さの相違
による段部が凹部(18)の幅狭部分と幅広部分との境
界近傍に生ずる。したがって、この第2のクラッド層(
12)上に形成される活性層(13)には、発光領域の
ストライブ方向に関してこれを横切る屈曲が生じ、これ
が不必要な光の閉じ込めの効果を奏し特性の劣化を生ず
る。
In the case of using the above-mentioned hybrid semiconductor laser, a concave or convex portion is provided in the substrate in advance, and each semiconductor layer such as the first cladding layer and the active layer is formed on this by, for example, MOCVD,
Although epitaxial growth is performed by MBE, the thickness of the first cladding layer grown thereon is different between a wide concave or convex portion and a narrow concave portion. That is, for example, as shown in FIGS. 9 and 10, the cladding in a cross section that crosses the narrow portion of the recess (18) along line A-A in FIG. The thickness dl of (12) is larger than the thickness d2 of the cladding layer (12) in a cross section that crosses the wide part of the recess (18) on line B-B, and the surface of this cladding layer (12) has this A stepped portion due to the difference in thickness occurs near the boundary between the narrow portion and the wide portion of the recess (18). Therefore, this second cladding layer (
12) The active layer (13) formed thereon is bent across the stripe direction of the light emitting region, which has the effect of unnecessary light confinement and deteriorates the characteristics.

本発明は、このような欠点を解消するものである。The present invention eliminates these drawbacks.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上述したように半導体基板上に順次堆積され
た第1のクラッド層と活性層と第2のクラッド層とを有
して成り、屈折率ガイド型構造部と利得ガイド型構造部
との混成共振器を有する半導体レーザーにおいて、特に
本発明においては半導体基板の平坦な主面上に第1のク
ラッド層と活性層とを平坦に形成し、その屈折率ガイド
型構造部は光吸収領域の配設によって構成し、利得ガイ
ド型構造部は電流狭搾領域を設けることによって構成す
る。
The present invention comprises a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer that are sequentially deposited on a semiconductor substrate as described above, and includes a refractive index guided structure section and a gain guided structure section. In a semiconductor laser having a hybrid cavity, particularly in the present invention, a first cladding layer and an active layer are formed flat on a flat main surface of a semiconductor substrate, and the refractive index guide type structure is formed in a light absorption region. The gain-guided structure is constructed by providing a current confinement region.

(作用〕 上述したように本発明においては、活性層を平坦に構成
して屈折率ガイド型構造部と利得ガイド型構造部の混成
によるストライブ状の共振器の、その長手方向に関する
全域において活性層が屈曲しないようにしたので、この
屈曲部の存在による前述した特性劣化を回避できるもの
である。
(Function) As described above, in the present invention, the active layer is configured to be flat, and the stripe-shaped resonator, which is a hybrid of the refractive index guide type structure and the gain guide type structure, is active over the entire length in the longitudinal direction. Since the layer is not bent, it is possible to avoid the above-mentioned deterioration of characteristics due to the presence of the bent portion.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明による半導体レーザーの一例を説明するがそ
の理解を容易にするために、その製造方法の一例と共に
第1図ないし第4図を参照して説明する。
Next, an example of a semiconductor laser according to the present invention will be described, but in order to facilitate its understanding, the description will be made with reference to FIGS. 1 to 4 along with an example of its manufacturing method.

先ず、第1図に示すように、−の導電型例えばn型のG
aAsより成り、1主面(21a )が平坦面に形成さ
れた単結晶基板(21)を用意し、その上向(21a)
上に順次MOCVD或いはMBEによって基板(21)
と同導電型のAI)<Gat−x^Sより成る第1のク
ラッド層の一部を構成する半導体層(22)と、八1y
Gal−yAsより成る活性ffji(23)と、他の
導電型のp型のA1)<Ga1−×Asより成り第2の
クラッド層のド層部を構成する半導体層(24A)と、
活性層(23)に比し、エネルギーギャップ(禁止帯幅
)が小さい、すなわち活性層(23)から発する光に対
し屈折率が大きくこの活性I!(23)から18み出た
光を吸収する効果を有するA12Gat−z^Sより成
るP又はn型の光吸収領域を構成する半導体層(25)
とを順次連続エピタキシーする。
First, as shown in FIG.
A single crystal substrate (21) made of aAs and having one main surface (21a) formed as a flat surface is prepared, and its upper surface (21a) is
The substrate (21) is sequentially coated on top by MOCVD or MBE.
A semiconductor layer (22) constituting a part of the first cladding layer consisting of AI)<Gat-x^S of the same conductivity type as
an active ffji (23) made of Gal-yAs; a semiconductor layer (24A) of another conductivity type, p-type, made of A1)<Ga1-xAs and constituting the do layer portion of the second cladding layer;
Compared to the active layer (23), this active I! (23) Semiconductor layer (25) constituting a P or n type light absorption region made of A12Gat-zz^S and having the effect of absorbing light emitted from 18
and are sequentially epitaxyed.

次に第2図に示すように、光吸収半導体層(25)に対
し、選択的エツチングを行ってこの半導体層(25)の
一部によって光吸収領域(35)を形成する。この光吸
収領域(35)は、活性層(23)に最終的に形成しよ
うとする共振器の構成部分のストライブ部の長手方向の
両端部、すなわち、先端面(共振面)に臨む部分を挾ん
でその両側上に共振器幅に対応する間隔dをもって配置
する。
Next, as shown in FIG. 2, the light-absorbing semiconductor layer (25) is selectively etched to form a light-absorbing region (35) from a portion of this semiconductor layer (25). This light absorption region (35) covers both longitudinal ends of the stripe portion of the resonator component to be finally formed in the active layer (23), that is, the portion facing the tip surface (resonance surface). They are sandwiched and placed on both sides with a distance d corresponding to the resonator width.

第3図に示すように、光吸収層(25)を埋込むように
、この光吸収層(25)が除去されている第2のクラッ
ド層の下層半導体層(24A )に連接して同様にp型
の^lXGa1−XAsより成る第2のクラッド層の上
層半導体層(24B)を形成し、両層(24A )及び
(24B )によって第2のクラッド層(24)を形成
し、続いてこれと同導電型のr11i濃度の例えばGa
Asより成るキャップ層(26)を夫々 台ocvo。
As shown in FIG. 3, the light absorption layer (25) is connected to the lower semiconductor layer (24A) of the second cladding layer from which it has been removed, so as to embed the light absorption layer (25). An upper semiconductor layer (24B) of the second cladding layer made of p-type For example, Ga with r11i concentration of the same conductivity type as
Each cap layer (26) made of As is ocvo.

MBE等によって連続エピタキシーする。Continuous epitaxy is performed by MBE or the like.

第4図に示すように、キャップ層(26)から第2のク
ラッド層(24)に至る深さに最終的に形成しようとす
る共振器の構成部分上を挾むように、その長手方向に沿
ってその両側部上にB、He、プロトン等のイオンの打
ち込みを行って高抵抗若しくは第2のクラッドr=<z
4)及びキャップ層(26)と異る導電型の電流狭搾領
域(27)を形成する。
As shown in FIG. 4, along the longitudinal direction of the resonator to be sandwiched between the components of the resonator to be finally formed at a depth from the cap layer (26) to the second cladding layer (24). Ions such as B, He, and protons are implanted onto both sides of the cladding to create a high resistance or second cladding r=<z
4) and a current confinement region (27) of a conductivity type different from that of the cap layer (26).

そして、第4図に鎖線図ボのように、キャップ層(26
)及び基板(25)の裏面に夫々電極(28)及び(2
9)をオーミックに被着して本発明による半導体レーザ
ー(30)を得る。
The cap layer (26
) and the back surface of the substrate (25), electrodes (28) and (2
9) is ohmically deposited to obtain a semiconductor laser (30) according to the present invention.

上述の構成において各層の組成は、x>y>z≧0に選
ばれ、活性層(23)と光吸収層(24)との間の間隔
は、活性14(23)から発した光が到達することので
きる距離の例えば0.3μmに選定される。また、第1
のクラッド層(22)の厚さは例えば1μmに、活性!
(23)の厚さは例えば0.05μmに、光吸収層(2
5)の厚さは1μmに選定し得る。
In the above configuration, the composition of each layer is selected such that x>y>z≧0, and the distance between the active layer (23) and the light absorption layer (24) is such that the light emitted from the active layer (23) reaches For example, a distance of 0.3 μm is selected. Also, the first
The thickness of the cladding layer (22) is, for example, 1 μm.
The thickness of (23) is, for example, 0.05 μm, and the light absorption layer (2
The thickness of 5) can be chosen to be 1 μm.

この構成において、電極(28)及び(29)間に順方
向に電圧を印加して通電をなすと、電流狭搾領域(27
)が存在する部分では電流通路の形成が阻止されるので
、領域(27)によって挾まれた部分に電流通路が制限
されて電流通路が狭搾されここに電流の集中が生じる。
In this configuration, when a voltage is applied in the forward direction between the electrodes (28) and (29) to energize, the current constriction region (27
) is prevented from forming a current path, the current path is restricted to the area sandwiched by the regions (27), the current path is constricted, and the current is concentrated there.

したがって、活性層(23)の電流狭搾領域(27)に
よって挾まれた部分下のストライプ部に主としてキャリ
アの注入がなされて、光が発生する。この時、このスト
ライプ部の両端部の両側には、光吸収N(25)が設け
られていることによってここに活性!(23)から発振
して滲み出た光が、光吸収層(25)によって吸収され
ることによって、このストライプ部の両端において、こ
の光吸収層(25)と対向する部分と対向しない部分と
の間に実効的屈折率の差が生じ、この両端部においては
屈折率ガイド型構造部となる。しかしながらストライプ
部の中心部においては、その両側上に光吸収1aが存在
しないので、電流狭搾領域(27)による電流狭搾効果
のみが存在することによって利得ガイド型構造部となる
ものである。
Therefore, carriers are mainly injected into the stripe portion under the portion of the active layer (23) sandwiched by the current confinement regions (27), and light is generated. At this time, light absorption N (25) is provided on both ends of this stripe section, so that it becomes active here! The light oscillated and seeped out from (23) is absorbed by the light absorption layer (25), so that at both ends of this stripe part, the part facing this light absorption layer (25) and the part not facing this light absorption layer (25) are separated. A difference in effective refractive index occurs between the ends, and a refractive index guide type structure is formed at both ends. However, in the center of the stripe section, since there is no light absorption 1a on both sides, only the current narrowing effect by the current narrowing region (27) exists, resulting in a gain-guided structure.

このように、本発明による半導体レーザー(30)によ
れば、屈折率ガイド型と利得ガイド型の混成共振器が構
成される。
Thus, according to the semiconductor laser (30) according to the present invention, a hybrid resonator of a refractive index guide type and a gain guide type is configured.

尚、上述した例においては、共振器の両端部を屈折率ガ
イド型とし、中央部を利得ガイド型とした場合であるが
、これらを逆の配置関係となして中央部を屈折率ガイド
型、両端を利得ガイド型とするなど種々の配置構成を採
り得る。また各部の導電型も図示とは逆の同導電型に選
定することもできるなど種々の変更をなし得るものであ
る。
In the above example, both ends of the resonator are of the refractive index guide type and the center part is of the gain guide type. Various arrangement configurations can be adopted, such as having both ends of the gain guide type. Further, the conductivity type of each part can be selected to be the same conductivity type opposite to that shown in the drawings, and various other changes can be made.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように本発明によれば、屈折率ガイド型と利得
ガイド型との両構造部より成る混成型の半導体レーザー
を構成するので、前述したようにスポット歪が小さく、
戻り光によるノイズの小さいレーザーを得ることができ
るものであるが、特に本発明においては、活性層を平坦
な構造としたので、活性層が屈曲する場合に生ずる不要
な光の閉じ込めや反射による特性劣化を回避できるもの
である。
As described above, according to the present invention, a hybrid semiconductor laser is constructed that includes both a refractive index guide type and a gain guide type structure, so as described above, spot distortion is small.
Although it is possible to obtain a laser with low noise due to returned light, in particular in the present invention, since the active layer has a flat structure, characteristics due to unnecessary light confinement and reflection that occur when the active layer is bent are reduced. Deterioration can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第4図は本発明による半導体レーザーの一例を
得る一製造方法の各工程図における拡大斜視図、第5図
、第6図及び第7図は夫々従来の半導体レーザーの各別
の路線的拡大断面図、第8図は同様に従来の半導体レー
ザーの一例の拡大平面図、第9図及び第10図は夫々第
8図のA−A線及びB−B線上の拡大路線的断面図、第
11図は第8図の拡大斜視図である。 (21)は基板、(22)は第1のクラッド層、(23
)は活性層、(24)は第2のクラ・ノド層、(35)
は光吸収領域である。
1 to 4 are enlarged perspective views of each process diagram of a manufacturing method for obtaining an example of a semiconductor laser according to the present invention, and FIGS. 5, 6, and 7 are respectively different views of conventional semiconductor lasers. Similarly, FIG. 8 is an enlarged plan view of an example of a conventional semiconductor laser, and FIGS. 9 and 10 are enlarged linear cross-sections on line A-A and line B-B in FIG. 8, respectively. 11 is an enlarged perspective view of FIG. 8. (21) is the substrate, (22) is the first cladding layer, (23
) is the active layer, (24) is the second Kura Nodo layer, (35)
is the light absorption region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上に、順次堆積された第1のクラッド層と活
性層と第2のクラッド層とを有して成り、利得ガイド型
構造部と屈折率ガイド型構造部との混成共振器を有する
半導体レーザーにおいて、上記半導体基板の一主面が平
坦な面とされ、該平坦な主面上に上記第1のクラッド層
と活性層とが夫々平坦に形成され、上記利得ガイド型構
造部を構成する電流狭搾領域と上記屈折率ガイド型構造
部を構成する光吸収領域とが設けられて成る半導体レー
ザー。
A semiconductor comprising a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer sequentially deposited on a semiconductor substrate, and having a hybrid resonator of a gain-guided structure and a refractive index-guided structure. In the laser, one principal surface of the semiconductor substrate is a flat surface, and the first cladding layer and the active layer are each formed flat on the flat principal surface, forming the gain-guided structure. A semiconductor laser comprising a current constriction region and a light absorption region constituting the refractive index guide type structure.
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