JP2003017813A - Semiconductor laser - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser, in which the occurrence of thermally saturated phenomena is suppressed and which is high in light output. SOLUTION: This semiconductor leaser is provided with an n-type Alx Gax As clad layer 2 below an active layer 4, and a p-type (Alx Ga1-x )y In1-y P clad layer 6 for controlling barrier height above the active layer 4. The clad layer 6 contains more constituent elements than an n-type clad layer 2 does, and the potential difference of the conduction band end between the clad layer 6 and active layer 4 is larger than that at the conduction band end between the clad layer 2 and active layer 4. The light output of this laser is improved, by suppressing the overflow of carries from the active layer 4 to the clad layer 6 and, at the same time, by suppressing the thermally saturated phenomena by using a material having a high coefficient of thermal conductivity for the clad layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ファブリ・ペロー
型半導体レーザ装置やＤＢＲ構造を有する半導体レーザ
装置などに適した半導体レーザ装置の構造に係り、特に
光出力の向上対策に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a semiconductor laser device suitable for a Fabry-Perot type semiconductor laser device, a semiconductor laser device having a DBR structure, and the like, and more particularly to measures for improving optical output.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、書き込み・書き換えが可能な
光ディスク装置では、高速書き込みの必要性から、赤外
半導体レーザの高出力化が重要な課題となっている。半
導体レーザの高出力化のためには、端面の光学損傷（Ca
tastrophic Optical Damage 、以下ＣＯＤという）レベ
ルの向上と出力の熱飽和の改善が必要である。2. Description of the Related Art Conventionally, in a writable / rewritable optical disk device, a high output of an infrared semiconductor laser has been an important issue due to the necessity of high speed writing. To increase the output of a semiconductor laser, optical damage (Ca
It is necessary to improve the level of tastrophic optical damage (hereinafter referred to as COD) and improve the heat saturation of output.

【０００３】もっとも一般的な半導体レーザ装置に関す
る第１の従来例として、ＧａＡｓ層からなる活性層と、
この活性層を上下から挟む２つの（Ａｌ_x Ｇａ_1-x ）Ａ
ｓ（０≦ｘ≦１、場合によってはＡｌＧａＡｓという）
からなるクラッド層とを備えた半導体レーザ装置が知ら
れている。As a first conventional example of the most general semiconductor laser device, an active layer composed of a GaAs layer,
Two (Al _x Ga _1-x ) A sandwiching this active layer from above and below
s (0 ≦ x ≦ 1, sometimes referred to as AlGaAs)
There is known a semiconductor laser device including a clad layer made of.

【０００４】また、第２の従来例として、ＧａＡｓ，Ａ
ｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（０≦ｘ１≦１、以下、場合によって
はＡｌＧａＡｓという）またはＩｎ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（０
≦ｘ２≦１、以下、場合によってはＩｎＧａＡｓとい
う）からなる活性層と、この活性層を上下から挟む２つ
のバンドギャップの大きな（Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3）_y Ｉｎ_1-
y Ｐ（０≦ｘ３≦１、０≦ｙ≦１、以下、場合によって
はＡｌＧａＩｎＰという）からなるクラッド層とを備え
た半導体レーザ装置が知られている（例えば特開平５−
２１８５８２号公報参照）。As a second conventional example, GaAs, A
l _x1 Ga _1-x1 As (0 ≦ x1 ≦ 1, hereinafter sometimes referred to as AlGaAs) or In _x2 Ga _1-x2 As (0
≦ x2 ≦ 1, hereinafter sometimes referred to as InGaAs) and two large band gaps (Al _x3 Ga _{1 -x3} ) _y In _{1 -} that sandwich the active layer from above and below.
_{y P (0 ≦ x3 ≦ 1,0} ≦ y ≦ 1, hereinafter referred to as AlGaInP in some cases) a semiconductor laser device comprising a cladding layer made is known (e.g. JP-5-
218582).

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体レーザにおいては、以下に説明するような改
善すべき点があった。However, the conventional semiconductor laser described above has some points to be improved as described below.

【０００６】例えば、半導体レーザ装置の高出力発振状
態において活性層の温度上昇が著しくなると、活性層に
注入されるキャリアの密度が過剰になってキャリアのク
ラッド層への溢れ（オーバーフロー）が生じることがあ
った。キャリアが活性層からクラッドへ溢れ出すと、こ
れらのキャリアは非発光再結合に消費され、活性層のさ
らなる温度上昇を引き起こす。その結果、高出力発振状
態ではチップ温度上昇のためにキャリアが消費され、電
流量を増大していっても光出力がある値以上には増大し
ないという熱飽和現象が生じる。特に、単一の量子井戸
層を有するものでは、この現象が生じやすかった。For example, when the temperature of the active layer rises remarkably in the high output oscillation state of the semiconductor laser device, the density of the carriers injected into the active layer becomes excessive and the carriers overflow into the cladding layer. was there. When the carriers overflow from the active layer to the cladding, these carriers are consumed by non-radiative recombination, which causes a further temperature rise of the active layer. As a result, in the high output oscillation state, carriers are consumed due to an increase in chip temperature, and a thermal saturation phenomenon occurs in which the optical output does not increase above a certain value even if the amount of current is increased. In particular, this phenomenon is likely to occur in a device having a single quantum well layer.

【０００７】また、半導体レーザ装置の高出力発振状態
において活性層の温度上昇が著しくなると、共振器端面
の温度が著しく上昇することから、共振器端面での光吸
収が増大し、ある電流量に達すると局所的に結晶が破壊
される（溶融する），いわゆるＣＯＤが起こることがあ
った。Further, when the temperature of the active layer rises remarkably in the high-power oscillation state of the semiconductor laser device, the temperature of the end face of the resonator rises remarkably, so that the light absorption at the end face of the resonator increases and a certain amount of current flows. When it reached, the crystal was locally destroyed (melted), so-called COD sometimes occurred.

【０００８】そして、以上のような熱飽和現象やＣＯＤ
は、半導体レーザ装置の効率の向上に対する障害となっ
ていた。The thermal saturation phenomenon and COD
Has been an obstacle to improving the efficiency of the semiconductor laser device.

【０００９】また、燐を含む化合物半導体の結晶成長、
例えばＡｌＧａＩｎＰ膜の結晶成長の後に燐を含まない
結晶、例えばＡｌＧａＡｓ膜を結晶成長する場合、燐を
含むガスが分解してできる燐がＡｌＧａＡｓ膜に混入す
ることがある。したがって、ＡｌＧａＡｓ膜を発光素子
の活性層に用いた場合、ＡｌＧａＡｓ層への燐の混入に
より活性層の特性が変化して、半導体レーザ装置の発光
効率，発光波長の制御が困難になり、半導体レーザ装置
の製造歩留まりが低下するおそれがあった。Further, crystal growth of a compound semiconductor containing phosphorus,
For example, when a crystal not containing phosphorus, for example, an AlGaAs film is grown after the crystal growth of the AlGaInP film, phosphorus generated by the decomposition of the gas containing phosphorus may be mixed in the AlGaAs film. Therefore, when the AlGaAs film is used as the active layer of the light emitting element, the characteristics of the active layer change due to the incorporation of phosphorus into the AlGaAs layer, making it difficult to control the emission efficiency and emission wavelength of the semiconductor laser device. The manufacturing yield of the device may be reduced.

【００１０】本発明の第１の目的は、比較的小さい電流
量での熱飽和現象やＣＯＤの発生を抑制する手段を講ず
ることにより、半導体レーザ装置における光出力の向上
を図ることにある。A first object of the present invention is to improve the light output in a semiconductor laser device by providing means for suppressing the thermal saturation phenomenon and the generation of COD with a relatively small current amount.

【００１１】また、本発明の第２の目的は、製造歩留ま
りの高い半導体レーザ装置の製造方法を提供することに
ある。A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device having a high manufacturing yield.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の第１の半導体レ
ーザ装置は、基板上に設けられたレーザ発生領域である
活性層を有する半導体レーザ装置であって、上記活性層
の上方又は下方に設けられ、２以上の構成元素を含む第
１の半導体からなるｎ型クラッド層と、上記活性層を挟
んで上記ｎ型クラッド層に対向する側に設けられ、２以
上の構成元素を含む第２の半導体からなる障壁高さ規定
用ｐ型クラッド層とを備え、上記第２の半導体は、上記
第１の半導体よりも多くの構成元素を含んでいる。A first semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device having an active layer which is a laser generation region provided on a substrate, and is provided above or below the active layer. An n-type clad layer made of a first semiconductor containing two or more constituent elements and a second layer provided on the side facing the n-type clad layer with the active layer interposed therebetween and containing two or more constituent elements. The barrier height defining p-type clad layer made of the above semiconductor, wherein the second semiconductor contains more constituent elements than the first semiconductor.

【００１３】この構成により、第２の半導体の組成を調
整する範囲が広くなり、障壁高さ規定用ｐ型クラッド層
と活性層との伝導帯端のポテンシャル差を大きくして、
障壁規定用ｐ型クラッド層への電子のオーバーフローを
低減することができるので、活性層への電子の閉じ込め
効率が向上する。また、ｎ型クラッド層の熱伝導率が障
壁高さ規定用ｐ型クラッド層の熱伝導率よりも大きくな
るように調整することも容易となり、半導体レーザ装置
の放熱性を向上させることができる。その結果、半導体
レーザ装置の光出力の向上を図ることができる。With this configuration, the range of adjusting the composition of the second semiconductor is widened, and the potential difference between the conduction band edge between the p-type cladding layer for defining the barrier height and the active layer is increased,
Since the overflow of electrons into the barrier-defining p-type cladding layer can be reduced, the efficiency of electron confinement in the active layer is improved. Further, it is easy to adjust the thermal conductivity of the n-type cladding layer to be higher than that of the p-type cladding layer for defining the barrier height, and the heat dissipation of the semiconductor laser device can be improved. As a result, the optical output of the semiconductor laser device can be improved.

【００１４】上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記
活性層との伝導帯端のポテンシャル差が、上記ｎ型クラ
ッド層と上記活性層との伝導帯端のポテンシャル差より
も大きいことにより、障壁高さ規定用ｐ型クラッド層へ
の電子のオーバーフロー抑制効果が確実に得られる。Since the potential difference at the conduction band edge between the p-type cladding layer for defining the barrier height and the active layer is larger than the potential difference at the conduction band edge between the n-type cladding layer and the active layer, An effect of suppressing the overflow of electrons into the p-type clad layer for defining the barrier height can be reliably obtained.

【００１５】上記活性層は、ＡｌＧａＡｓ又はＧａＡｓ
によって構成されており、上記障壁高さ規定用ｐ型クラ
ッド層を構成する第２の半導体は、（Ａｌ_x Ｇａ_1-x ）
_y Ｉｎ_1-y Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表される組
成を有することにより、障壁高さ規定用ｐ型クラッド層
と活性層との間の伝導帯端のポテンシャル差を、大きく
することがさらに容易となる。The active layer is made of AlGaAs or GaAs.
And the second semiconductor constituting the barrier height defining p-type cladding layer is (Al _x Ga _{1 -x} )
By having a composition represented by _y In _{1 -y} P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), the potential at the conduction band edge between the p-type cladding layer for defining the barrier height and the active layer is It becomes easier to increase the difference.

【００１６】上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層の層厚
が、１０ｎｍ以上３００ｎｍかつ以下であることによ
り、活性層から障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を通る熱
伝導経路の熱抵抗を低く抑えることができる。Since the layer thickness of the p-type cladding layer for defining the barrier height is 10 nm or more and 300 nm or less, the thermal resistance of the heat conduction path from the active layer to the p-type cladding layer for defining the barrier height is low. Can be suppressed.

【００１７】上記第２の半導体のＡｌ組成比ｘは、０．
３＜ｘ≦０．７の範囲内にあることにより、障壁高さ規
定用ｐ型クラッド層と活性層との伝導帯端のポテンシャ
ル差を３５０ｍｅＶよりも大きくすることができ、活性
層からの電子のオーバーフローを効果的に抑制すること
ができる。The Al composition ratio x of the second semiconductor is 0.
Within the range of 3 <x ≦ 0.7, the potential difference at the conduction band edge between the barrier height defining p-type clad layer and the active layer can be made larger than 350 meV, and electrons from the active layer can be generated. Can be effectively suppressed.

【００１８】上記第２の半導体のＩｎ組成比ｙは、０．
４５≦ｙ≦０．５５の範囲内にあることにより、活性層
を構成するＧａＡｓと第２の半導体との格子整合を実現
することができ、第２の半導体の結晶性が向上する。The In composition ratio y of the second semiconductor is 0.
Within the range of 45 ≦ y ≦ 0.55, lattice matching between GaAs forming the active layer and the second semiconductor can be realized, and the crystallinity of the second semiconductor is improved.

【００１９】上記ｎ型クラッド層を構成する第１の半導
体は、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（０≦ｘ１≦１）で表される
組成を有することにより、ｎ型クラッド層の熱伝導率を
障壁高さ規定用ｐ型クラッド層の熱伝導率よりも確実に
大きくすることができ、放熱特性を向上させることがで
きる。The first semiconductor forming the n-type cladding layer has a composition represented by Al _x1 Ga _{1 -x1} As (0 ≦ x1 ≦ 1), so that the thermal conductivity of the n-type cladding layer is improved. The thermal conductivity of the barrier height-defining p-type cladding layer can be reliably increased, and the heat dissipation characteristics can be improved.

【００２０】上記第１の半導体のＡｌ組成比ｘ１は、
０．２≦ｘ１≦０．７の範囲内にあることが好ましい。The Al composition ratio x1 of the first semiconductor is
It is preferable to be in the range of 0.2 ≦ x1 ≦ 0.7.

【００２１】上記活性層の層厚は、０．５ｎｍ以上５ｎ
ｍ以下であることにより、端面での熱吸収を抑制するこ
とができ、光出力を向上させることができる。The thickness of the active layer is 0.5 nm or more and 5 n.
When it is m or less, heat absorption at the end face can be suppressed and the light output can be improved.

【００２２】上記障壁高さ規定用ｐ型層を挟んで上記活
性層に対向する側に設けられ、Ａｌ _x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（０
≦ｘ２≦１））からなる半導体層をさらに備えることに
より、活性層で発生する熱をより効果的に放散すること
ができる。The active layer is sandwiched between the p-type layers for defining the barrier height.
Provided on the side facing the conductive layer, _x2Ga_1-x2As (0
≦ x2 ≦ 1)) further comprising a semiconductor layer
More effectively dissipate the heat generated in the active layer
You can

【００２３】上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層は上記
活性層の上方に設けられ、構成元素としての燐を含んで
おり、上記活性層は、燐を含まない半導体によって構成
されていることにより、活性層が形成された後に、燐を
含む障壁高さ規定用ｐ型クラッド層が形成される構造と
なるので、活性層への燐の混入を抑制することができ
る。それにより、活性層の特性が変化せず、半導体レー
ザ装置の発光効率、発光波長がほとんど変化しない。The barrier height defining p-type cladding layer is provided above the active layer, contains phosphorus as a constituent element, and the active layer is made of a semiconductor containing no phosphorus. Since the barrier height defining p-type clad layer containing phosphorus is formed after the active layer is formed, the mixture of phosphorus into the active layer can be suppressed. As a result, the characteristics of the active layer do not change, and the emission efficiency and emission wavelength of the semiconductor laser device hardly change.

【００２４】同様の理由により、上記ｎ型クラッド層は
上記活性層の下方に設けられ、燐を含まない半導体によ
って構成されていることが好ましい。For the same reason, it is preferable that the n-type cladding layer is provided below the active layer and is made of a semiconductor containing no phosphorus.

【００２５】本発明の半導体レーザ装置は、ファブリ・
ペロー（ＦＰ）共振器を有するものにも適用することが
でき、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）構造を有するもの
にも適用することができる。The semiconductor laser device according to the present invention is
It can be applied to those having a Perot (FP) resonator, and can also be applied to those having a distributed Bragg reflection (DBR) structure.

【００２６】本発明の第２の半導体レーザ装置は、基板
上に設けられたレーザ発生領域である活性層を有する半
導体レーザ装置であって、上記活性層の上方又は下方に
設けられ、第１の半導体からなるｎ型クラッド層と、上
記活性層を挟んで上記ｎ型クラッド層に対向する側に設
けられ、第２の半導体からなる障壁高さ規定用ｐ型クラ
ッド層と、上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記活
性層との間に設けられた少なくとも１つの第１スパイク
緩和用ｐ型クラッド層とを備え、上記障壁高さ規定用ｐ
型クラッド層と上記活性層との価電子帯端のポテンシャ
ル差の大きさは、上記第１スパイク緩和用クラッド層と
上記活性層との価電子帯端のポテンシャル差よりも大き
い。A second semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device having an active layer which is a laser generation region provided on a substrate, and is provided above or below the active layer, and has a first structure. An n-type clad layer made of a semiconductor, a p-type clad layer for defining a barrier height made of a second semiconductor, which is provided on a side facing the n-type clad layer with the active layer interposed therebetween, and the barrier height defined A p-type clad layer for preventing the spikes and at least one first p-type clad layer for mitigating spikes provided between the active p-type clad layer and the active layer.
The magnitude of the potential difference at the valence band edge between the type cladding layer and the active layer is larger than the potential difference at the valence band edge between the first spike relaxation cladding layer and the active layer.

【００２７】この構成により、障壁高さ規定用ｐ型クラ
ッド層と活性層との価電子帯端のポテンシャル差に応じ
て発生するスパイクによる障壁高さ又はバンド不連続量
を小さくすることができ、動作電圧の低減を図ることが
できる。With this configuration, it is possible to reduce the barrier height or the amount of band discontinuity due to a spike generated according to the potential difference between the valence band edge between the p-type cladding layer for defining the barrier height and the active layer, The operating voltage can be reduced.

【００２８】上記活性層は、ＡｌＧａＡｓ又はＧａＡｓ
によって構成されており、上記障壁高さ規定用ｐ型クラ
ッド層を構成する第２の半導体は、（Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1）
_y1Ｉｎ_1-y1Ｐ（０≦ｘ１≦１、０≦ｙ１≦１）で表され
る組成を有することにより、活性層への電子の閉じ込め
効率の向上による光出力の向上を図ることができる。The active layer is made of AlGaAs or GaAs.
And the second semiconductor constituting the p-type cladding layer for defining the barrier height is (Al _x1 Ga _{1 -x1} ).
By having a composition represented by _{y1 In 1-y1 P (0} ≦ x1 ≦ 1,0 ≦ y1 ≦ 1), it is possible to improve the light output by improving the electron confinement efficiency into the active layer.

【００２９】上記第１スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（０≦ｘ２≦１）で表される組
成を有し、上記ｘ２は、上記活性層から上記障壁高さ規
定用ｐ型クラッド層へ向かう方向に増大していることに
より、障壁高さ規定用ｐ型クラッド層から活性層に至る
までの領域におけるスパイクをほとんどなくすことがで
きる。The first spike mitigating p-type cladding layer has a composition represented by Al _x2 Ga _{1 -x2} As (0≤x2≤1), and x2 is the barrier height from the active layer. The increase in the direction toward the specified p-type cladding layer can almost eliminate spikes in the region from the barrier height-specified p-type cladding layer to the active layer.

【００３０】上記第１スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、（Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3）_y2Ｉｎ_1-y2Ｐ（０≦ｘ３≦１、
０≦ｙ２≦１）で表される組成を有し、上記ｘ３は、上
記活性層から上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層へ向か
う方向に増大していることによっても、障壁高さ規定用
ｐ型クラッド層から活性層に至るまでの領域におけるス
パイクをほとんどなくすことができる。The p-type cladding layer for relaxing the first spike is (Al _x3 Ga _{1 -x3} ) _y2 In _{1 -y2} P (0≤x3≤1,
0 ≦ y2 ≦ 1), and x3 increases in the direction from the active layer to the barrier height defining p-type clad layer. Spikes in the region from the p-type clad layer to the active layer can be almost eliminated.

【００３１】上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を挟ん
で上記活性層に対向する側に設けられたｐ型コンタクト
層と、上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記ｐ型コ
ンタクト層との間に設けられた少なくとも１つの第２ス
パイク緩和用ｐ型クラッド層とをさらに備え、上記障壁
高さ規定用ｐ型クラッド層と上記第２スパイク緩和用ｐ
型クラッド層との価電子帯端のポテンシャル差は、上記
障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記ｐ型コンタクト層
との価電子帯端のポテンシャル差よりも小さいことによ
り、障壁高さ規定用ｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層
との価電子帯端のポテンシャル差によるスパイクによる
障壁高さ又はバンド不連続量を小さくすることができ、
動作電圧の低減を図ることができる。The p-type contact layer provided on the side facing the active layer with the barrier height-defining p-type clad layer interposed therebetween, the barrier height-defining p-type clad layer, and the p-type contact layer. Further comprising at least one second p-type clad layer for mitigating spikes, the p-type clad layer for defining barrier height and the second p-type clad layer for mitigating spikes.
The potential difference at the valence band edge from the p-type cladding layer is smaller than the potential difference at the valence band edge between the p-type cladding layer for defining the barrier height and the p-type contact layer. It is possible to reduce the barrier height or the amount of band discontinuity due to the spike due to the potential difference at the valence band edge between the p-type cladding layer and the p-type contact layer,
The operating voltage can be reduced.

【００３２】上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4Ａｓ（０≦ｘ４≦１）で表される組
成を有し、上記ｘ４は、上記障壁高さ規定用ｐ型クラッ
ド層から上記ｐ型コンタクト層へ向かう方向に減少して
いることにより、障壁高さ規定用ｐ型クラッド層からｐ
型コンタクト層に至るまでの領域におけるスパイクをほ
とんどなくすことができる。The second p-type cladding layer for mitigating spikes has a composition represented by Al _x4 Ga _{1 -x4} As (0≤x4≤1), and x4 is the p-type for defining the barrier height. By decreasing in the direction from the clad layer to the p-type contact layer, the barrier height defining p-type clad layer is reduced to p-type.
Spikes in the region up to the mold contact layer can be almost eliminated.

【００３３】上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、（Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5）_y3Ｉｎ_1-y3Ｐ（０≦ｘ５≦１、
０≦ｙ３≦１）で表される組成を有し、上記ｘ５は、上
記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層かた上記ｐ型コンタク
ト層へ向かう方向に減少していることによっても、障壁
高さ規定用ｐ型クラッド層からｐ型コンタクト層に至る
までの領域におけるスパイクをほとんどなくすことがで
きる。The second spike mitigating p-type cladding layer is (Al _x5 Ga _{1 -x5} ) _y3 In _{1 -y3} P ( _0≤x5≤1 ,
0 ≦ y3 ≦ 1) and the x5 is reduced in the direction toward the p-type contact layer from the p-type clad layer for defining the barrier height. The spike in the region from the defining p-type cladding layer to the p-type contact layer can be almost eliminated.

【００３４】上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を挟ん
で上記活性層とは対向する側に設けられ、窓部を有する
電流ブロック層と、上記電流ブロック層の上記窓部を埋
めるように形成された埋め込みｐ型クラッド層とをさら
に備え、上記電流ブロック層の屈折率は、上記障壁高さ
規定用ｐ型クラッド層の屈折率および上記埋め込みｐ型
クラッド層の屈折率よりも小さいことが好ましい。これ
により、実屈折率導波構造が実現され、光の導波損失を
低く抑制することができる。The current blocking layer is provided on the side opposite to the active layer with the barrier height defining p-type cladding layer interposed therebetween and has a window portion, and is formed so as to fill the window portion of the current blocking layer. It is preferable that the current blocking layer has a refractive index smaller than the refractive index of the barrier height defining p-type cladding layer and the refractive index of the embedded p-type cladding layer. . As a result, a real refractive index waveguide structure is realized, and the waveguide loss of light can be suppressed low.

【００３５】上記電流ブロック層はＡｌ_x6Ｇａ_1-x6Ａｓ
（０≦ｘ６≦１）で表される組成を有しており、上記障
壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記埋め込みクラッド層
との間に設けられ、（Ａｌ_x7Ｇａ_1-x7）_y4Ｉｎ_1-y4Ｐ
（０≦ｘ７≦１、０≦ｙ４≦１）からなるエッチング停
止層をさらに備えていることが好ましい。The current blocking layer is made of Al _x6 Ga _1-x6 As.
It has a composition represented by (0 ≦ x6 ≦ 1), is provided between the barrier height defining p-type cladding layer and the buried cladding layer, and has (Al _x7 Ga _{1 -x7} ) _y4 In _1-y4 P
It is preferable to further include an etching stopper layer composed of (0 ≦ x7 ≦ 1, 0 ≦ y4 ≦ 1).

【００３６】上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を挟ん
で上記活性層に対向する側に設けられたｐ型コンタクト
層と、上記埋め込みｐ型クラッド層と上記ｐ型コンタク
ト層との間に設けられた少なくとも１つの第２スパイク
緩和用ｐ型クラッド層とをさらに備え、上記第２スパイ
ク緩和用ｐ型クラッド層と上記ｐ型コンタクト層との価
電子帯端のポテンシャル差は、上記埋め込みｐ型クラッ
ド層と上記ｐ型コンタクト層との価電子帯端のポテンシ
ャル差よりも小さいことにより、動作電圧をさらに低減
することができる。Provided between the p-type contact layer provided on the side facing the active layer with the p-type clad layer for defining the barrier height interposed therebetween, and between the buried p-type clad layer and the p-type contact layer. At least one second spike-relaxing p-type cladding layer is provided, and the potential difference at the valence band edge between the second spike-relaxing p-type cladding layer and the p-type contact layer is the buried p-type. Since the potential difference between the clad layer and the p-type contact layer is smaller than the potential difference at the valence band edge, the operating voltage can be further reduced.

【００３７】上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、Ａｌ_x8Ｇａ_1-x8Ａｓ（０≦ｘ８≦１）で表される組
成を有し、上記ｘ８は、上記埋め込みｐ型クラッド層か
ら上記ｐ型コンタクト層へ向かう方向に減少しているこ
とにより、埋め込みｐ型クラッド層から上記ｐ型コンタ
クト層に至る領域におけるスパイクをほとんどなくすこ
とができる。The second spike mitigating p-type cladding layer has a composition represented by Al _x8 Ga _{1 -x8} As (0 ≦ x8 ≦ 1), where x8 is the buried p-type cladding layer. The decrease in the direction toward the p-type contact layer can almost eliminate spikes in the region from the buried p-type cladding layer to the p-type contact layer.

【００３８】この第２の半導体レーザ装置は、ファブリ
・ペロー（ＦＰ）共振器を有するものであってもよい
し、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）構造を有するもので
あってもよい。The second semiconductor laser device may have a Fabry-Perot (FP) resonator or may have a distributed Bragg reflection (DBR) structure.

【００３９】[0039]

【発明の実施の形態】（第１の実施形態） −半導体レーザ装置の構成及び製造方法− 図１は、本発明の第１の実施形態における半導体レーザ
装置のストライプ方向に直交する方向の断面図である。
本実施形態においては、ファブリ・ペロー（ＦＰ）共振
器を有する半導体レーザ装置について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) -Structure and Manufacturing Method of Semiconductor Laser Device- FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction. Is.
In this embodiment, a semiconductor laser device having a Fabry-Perot (FP) resonator will be described.

【００４０】図１に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型Ａｌ_0.5
Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる厚さ３μｍのｎ型クラッド層
２と、Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ結晶からなる厚さ４０ｎｍ
の光導波路層３と、ＧａＡｓ結晶からなる厚さ３ｎｍの
単一量子井戸型の活性層４と、Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ結
晶からなる厚さ４０ｎｍの光導波路層５と、ｐ型（Ａｌ
_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶からなる厚さ５０ｎ
ｍの障壁高さ規定用のｐ型第１クラッド層６と、ｐ型Ａ
ｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる厚さ１００ｎｍのｐ型
第２クラッド層７と、ｐ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ結晶か
らなる厚さ１０ｎｍのエッチング停止層（以下ＥＳ層と
いう）８と、ｎ型Ａｌ_0.6 Ｇａ_0.4 Ａｓ結晶からなる厚
さ７００ｎｍの電流ブロック層９と、ｐ型Ａｌ_0.5 Ｇａ
_0.5 Ａｓ結晶からなる厚さ２．５μｍのｐ型第３クラッ
ド層１０と、ｐ型ＧａＡｓ結晶からなる厚さ２．５μｍ
のコンタクト層１１とを順次形成して構成されている。
また、図示されていないが、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面
およびコンタクト層１１の上に、それぞれｎ型電極およ
びｐ型電極が設けられた構成となっている。As shown in FIG. 1, in the semiconductor laser device of this embodiment, n-type Al _0.5 is formed on an n-type GaAs substrate 1.
A 3 μm thick n-type cladding layer 2 made of Ga _0.5 As crystal and a thickness 40 nm made of Al _0.3 Ga _0.7 As crystal.
Optical waveguide layer 3, a single quantum well active layer 4 made of GaAs crystal and having a thickness of 3 nm, an optical waveguide layer 5 made of Al _0.3 Ga _0.7 As crystal and having a thickness of 40 nm, and a p-type (Al
_0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P made of crystal 50 n thick
p-type first cladding layer 6 for defining the barrier height of m, and p-type A
100-nm-thick p-type second cladding layer 7 made of _0.5 Ga _0.5 As crystal, 10-nm-thick etching stop layer (hereinafter referred to as ES layer) 8 made of p-type Al _0.2 Ga _0.8 As crystal, and n-type Al _A 700 nm thick current block layer 9 made of _0.6 Ga _0.4 As crystal and p-type Al _0.5 Ga
2.5 μm thick p-type third cladding layer 10 made of _0.5 As crystal and 2.5 μm thick made of p-type GaAs crystal
And the contact layer 11 are sequentially formed.
Although not shown, an n-type electrode and a p-type electrode are provided on the back surface of the n-type GaAs substrate 1 and the contact layer 11, respectively.

【００４１】上記半導体レーザ装置を構成する部材のう
ち化合物半導体層の結晶成長は、有機金属気相エピタキ
シャル（以下ＭＯＶＰＥという）装置を用い、ＭＯＶＰ
Ｅ法により、以下の手順で行なった。For the crystal growth of the compound semiconductor layer among the members constituting the above-mentioned semiconductor laser device, a metalorganic vapor phase epitaxial (hereinafter referred to as MOVPE) device is used, and MOVP is used.
According to method E, the procedure was as follows.

【００４２】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、クラッ
ド層２，光導波路層３，活性層４，光導波路層５及びｐ
型第１クラッド層６を順次エピタキシャル成長させた。
その後、ｐ型第１クラッド層６の上に、ｐ型第２クラッ
ド層７，ＥＳ層８及び電流ブロック層９を順次エピタキ
シャル成長させた。以下、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、
何らかの結晶膜が形成されたものを単にエピタキシャル
基板という。First, on the n-type GaAs substrate 1, a clad layer 2, an optical waveguide layer 3, an active layer 4, an optical waveguide layer 5 and p.
The type first clad layer 6 was sequentially epitaxially grown.
Then, on the p-type first clad layer 6, the p-type second clad layer 7, the ES layer 8 and the current blocking layer 9 were sequentially epitaxially grown. Hereinafter, on the n-type GaAs substrate 1,
The one on which some crystal film is formed is simply called an epitaxial substrate.

【００４３】続いて、エピタキシャル基板を、ＭＯＶＰ
Ｅ装置から取り出し、電流ブロック層９の選択エッチン
グを行なって、ＥＳ層８に達する溝を形成する。Subsequently, the epitaxial substrate is subjected to MOVP.
The device is taken out from the E device, and the current blocking layer 9 is selectively etched to form a groove reaching the ES layer 8.

【００４４】その後、エピタキシャル基板を再びＭＯＶ
ＰＥ装置に戻し、ＥＳ層８及び電流ブロック層９の上
に、電流ブロック層９に設けられた溝を埋めるｐ型第３
クラッド層１０をエピタキシャル成長させた後、ｐ型第
３クラッド層１０の上にコンタクト層１１をエピタキシ
ャル成長させる。Then, the epitaxial substrate is again MOVed.
Returning to the PE device, the p-type third layer is formed on the ES layer 8 and the current blocking layer 9 to fill the groove provided in the current blocking layer 9.
After the cladding layer 10 is epitaxially grown, the contact layer 11 is epitaxially grown on the p-type third cladding layer 10.

【００４５】その後、エピタキシャル基板をＭＯＶＰＥ
装置から取り出し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面およびコ
ンタクト層１１の上に、それぞれｎ型電極およびｐ型電
極を設ける。After that, the epitaxial substrate is subjected to MOVPE.
Then, the n-type electrode and the p-type electrode are provided on the back surface of the n-type GaAs substrate 1 and the contact layer 11, respectively.

【００４６】その後、エピタキシャル基板を、劈開によ
り複数個の共振器長８００μｍのレーザチップに分割し
た。その後、レーザチップの相対向する２つの劈開面い
わゆる端面に、端面保護コーティングとしてアモルファ
スシリコンとＳｉＯ₂ との多層膜をコーティングした。
また、高い光出力を得るために、レーザチップの後端面
を高反射率（９０％）に、レーザチップの前端面を低反
射率（１０％）になるように、非対称コーティングを施
した。After that, the epitaxial substrate was divided into a plurality of laser chips having a cavity length of 800 μm by cleavage. After that, a multilayer film of amorphous silicon and SiO ₂ was coated as an end face protective coating on the two cleaved faces, so-called end faces, of the laser chip facing each other.
Further, in order to obtain a high light output, an asymmetric coating was applied so that the rear end face of the laser chip had a high reflectance (90%) and the front end face of the laser chip had a low reflectance (10%).

【００４７】本実施形態の半導体発光装置（半導体レー
ザ装置）によると、活性層４を上下から挟む２つのクラ
ッド層のうち，障壁高さ規定用のｐ型第１クラッド層６
をＡｌＧａＩｎＰによって構成しているので、活性層４
とｐ型第１クラッド層６との間の伝導帯におけるポテン
シャル差ΔＥｃを大きくすることができる。その結果、
活性層４中の電子（キャリア）のｐ型第１クラッド層６
へのオーバーフローを抑制することが可能となり、キャ
リアのオーバーフローに起因する，高出力発振状態にお
ける熱飽和現象の発生が抑制されることになる。According to the semiconductor light emitting device (semiconductor laser device) of the present embodiment, of the two clad layers that sandwich the active layer 4 from above and below, the p-type first clad layer 6 for defining the barrier height is provided.
Is composed of AlGaInP, the active layer 4
The potential difference ΔEc in the conduction band between the and p-type first cladding layer 6 can be increased. as a result,
P-type first cladding layer 6 for electrons (carriers) in active layer 4
Therefore, it is possible to suppress the overflow of the carrier, and to suppress the occurrence of the thermal saturation phenomenon in the high output oscillation state due to the overflow of the carrier.

【００４８】また、ｎ型クラッド層２が比較的熱伝導率
の高いＡｌＧａＡｓによって構成されているので、半導
体レーザ装置の高出力発振状態においても、活性層の温
度上昇が小さくなり、共振器端面における温度上昇が抑
制されることから、共振器端面での光吸収が小さくな
る。その結果、光学損傷（Catastrophic Optical Damag
e ）いわゆるＣＯＤの発生が抑制される。Further, since the n-type cladding layer 2 is made of AlGaAs having a relatively high thermal conductivity, the temperature rise of the active layer becomes small even in the high power oscillation state of the semiconductor laser device, and the end face of the resonator is reduced. Since the temperature rise is suppressed, the light absorption at the cavity end face becomes small. As a result, optical damage (Catastrophic Optical Damag
e) Generation of so-called COD is suppressed.

【００４９】また、本実施形態の製造方法によると、Ｇ
ａＡｓからなる活性層４を結晶成長した後に、活性層４
の上に、ホスフィンを用いてｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）
_0.5Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶をエピタキシャル成長させているの
で、ホスフィンが分解してできる燐が活性層４に混入す
ることはほとんどないといえる。したがって、活性層４
の特性が変化して半導体レーザ装置の発光効率、発光波
長が変化するような特性劣化が生じることがほとんどな
い。その結果、半導体レーザ装置を多量生産する場合に
おいても、半導体レーザ装置の光学特性ばらつきを小さ
く抑えることができ、半導体レーザ装置の製造歩留まり
率を向上させることができる。According to the manufacturing method of this embodiment, G
After crystallizing the active layer 4 made of aAs, the active layer 4 is formed.
On top of the p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) using phosphine
_{Since 0.5} In _0.5 P crystal is epitaxially grown, it can be said that phosphorus formed by decomposition of phosphine is hardly mixed into the active layer 4. Therefore, the active layer 4
There is almost no possibility that the characteristics of the semiconductor laser device are changed and the emission efficiency and emission wavelength of the semiconductor laser device are changed. As a result, even when a large amount of semiconductor laser devices are produced, it is possible to suppress variations in the optical characteristics of the semiconductor laser devices and improve the manufacturing yield rate of the semiconductor laser devices.

【００５０】−第１の従来例との比較− 本実施形態の半導体発光装置の効果を確かめるために、
本発明の半導体レーザ装置について、以下に述べるよう
な検討および考察を行った。-Comparison with First Conventional Example- To confirm the effect of the semiconductor light emitting device of this embodiment,
The semiconductor laser device of the present invention was examined and considered as described below.

【００５１】図２は、本実施形態及び第１の従来例の半
導体レーザ装置の電流−光出力特性（以下Ｉ−Ｌ特性と
いう）を比較して示す図である。図２において、実線Ａ
１は、本実施形態の半導体レーザ装置のＩ−Ｌ特性を、
破線Ｂ１は厚さ３ｎｍの単一量子井戸活性層を有する第
１の従来例の半導体レーザ装置のＩ−Ｌ特性を、破線Ｂ
２は厚さ３ｎｍの２つの量子井戸からなる二重量子井戸
活性層を有する第１の従来例の半導体レーザのＩ−Ｌ特
性をそれぞれ示している。図２に示す本実施形態の半導
体レーザ装置においては、活性層の下方に設けられるク
ラッド層（ｎ型クラッド層２）はｎ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5
Ａｓ結晶により構成され、活性層の上方に設けられるク
ラッド層（ｐ型第１クラッド層６）はｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇ
ａ_0.3 ） _0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐにより構成されている。それに
対し、図２に示す従来の各半導体レーザ装置において
は、活性層の下方に設けられるクラッド層はｎ型Ａｌ
_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶により構成され、活性層の上方に
設けられるクラッド層はｐ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶
によって構成されている。FIG. 2 is a half of this embodiment and the first conventional example.
Current-light output characteristics of the conductor laser device (hereinafter referred to as IL characteristics
It is a figure which compares and shows. In FIG. 2, the solid line A
1 shows the IL characteristics of the semiconductor laser device of the present embodiment,
The broken line B1 indicates the third quantum well active layer having a thickness of 3 nm.
The IL characteristic of the semiconductor laser device of the conventional example of No. 1 is shown by a broken line B in FIG.
2 is a double quantum well consisting of two quantum wells with a thickness of 3 nm
The I-L characteristics of the semiconductor laser of the first conventional example having an active layer
Showing sex. The semiconductor of the present embodiment shown in FIG.
In a body laser device, a clip provided below the active layer.
Rad layer (n-type cladding layer 2) is n-type Al_0.5 Ga_0.5 
It is composed of As crystals and is provided above the active layer.
The rud layer (p-type first cladding layer 6) is a p-type (Al_0.7 G
a_0.3 ) _0.5 In_0.5 It is composed of P. in addition
On the other hand, in the conventional semiconductor laser devices shown in FIG.
Is a clad layer provided below the active layer is n-type Al.
_0.5 Ga_0.5 It is composed of As crystals and is located above the active layer.
The clad layer provided is p-type Al_0.5 Ga_0.5 As crystal
It is composed by.

【００５２】図２からわかるように、第１の従来例の半
導体レーザ装置のうち単一量子井戸型のもの（破線Ｂ１
参照）においては、ＣＯＤは生じないが、電流値５００
ｍＡ付近を越えても光出力が２２０ｍＷ以上に高くなら
ずに、逆に、光出力が減少していくという熱飽和現象が
生じている。一方、二重量子井戸型のもの（破線Ｂ２参
照）においては、熱飽和現象が生じる前に、電流値が３
００ｍＡ付近，光出力が２００ｍＷ付近でＣＯＤが発生
している。つまり、活性層の上下のクラッド層をＡｌＧ
ａＡｓにより構成した従来の半導体レーザ装置では、光
出力２００ｍＷ以上で安定したレーザ発振を実現するこ
とは困難であった。As can be seen from FIG. 2, of the semiconductor laser devices of the first conventional example, those of the single quantum well type (broken line B1
In the reference), COD does not occur, but the current value is 500
A thermal saturation phenomenon occurs in which the light output does not increase to 220 mW or higher even when it exceeds the vicinity of mA, and conversely the light output decreases. On the other hand, in the double quantum well type (see the broken line B2), the current value is 3 before the thermal saturation phenomenon occurs.
COD is generated at around 00 mA and an optical output of around 200 mW. That is, the cladding layers above and below the active layer are formed of AlG.
It has been difficult for the conventional semiconductor laser device composed of aAs to realize stable laser oscillation at an optical output of 200 mW or more.

【００５３】それに対し、本発明の半導体レーザ装置で
は、電流値が３８０ｍＡ付近，光出力が３４０ｍＷにお
いてＣＯＤが発生するまで、光出力の飽和が生じなかっ
た。これは、活性層４の上方のクラッド層であるｐ型第
１クラッド層６を（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ
により構成していることによるもので、以下の理由によ
ると考えられる。On the other hand, in the semiconductor laser device of the present invention, the saturation of the optical output did not occur until the COD occurred at the current value of about 380 mA and the optical output of 340 mW. This is because the p-type first clad layer 6 which is the clad layer above the active layer 4 is formed of (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P
It is considered that the reason is as follows.

【００５４】図３は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＩｎＰの各層のバンド構造の相違を、ＡｌＧａＡｓ層
及びＡｌＧａＩｎＰ層の組成を変化させて示す図であ
る。同図において、中央にはＧａＡｓ層のバンド構造を
示し、左方にはＡｌ_x Ｇａ_1-xＡｓ層におけるＡｌ組成
比ｘを０（右端）から１（左端）まで変化させたものの
バンド構造を示し、右方には（Ａｌ_x Ｇａ_1-x ）_0.5 Ｉ
ｎ_0.5 Ｐ層におけるＡｌ組成比ｘを０（左端）から１
（右端）まで変化させたもののバンド構造を示してい
る。なお、半導体レーザ装置においては、伝導帯の電子
の分布がポテンシャルの高い領域まで広がるのに対し、
価電子帯では正孔の分布がポテンシャルの低い領域のみ
に限定されることから、価電子帯端のポテンシャル差は
伝導帯端のポテンシャル差に比べてレーザ特性には影響
が少ない。そこで、以下の考察においては、各層の伝導
帯端のポテンシャルのみについて説明する。FIG. 3 shows AlGaAs / GaAs / AlG
It is a figure which shows the difference of the band structure of each layer of aInP, changing the composition of an AlGaAs layer and an AlGaInP layer. In the figure, the band structure of the GaAs layer is shown in the center, and the band structure of the Al _x Ga _1-x As layer with the Al composition ratio x changed from 0 (right end) to 1 (left end) is shown on the left. (Al _x Ga _1-x ) _0.5 I on the right
The Al composition ratio x in the n _0.5 P layer is changed from 0 (left end) to 1
The band structure is shown after changing to (right end). In a semiconductor laser device, the distribution of electrons in the conduction band spreads to a high potential region, whereas
In the valence band, the distribution of holes is limited only to a region having a low potential, so the potential difference at the valence band edge has less influence on the laser characteristics than the potential difference at the conduction band edge. Therefore, in the following discussion, only the potential at the conduction band edge of each layer will be described.

【００５５】図３に示すように、Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓ層
におけるＡｌ組成比ｘを１から０まで変化させると、Ａ
ｌ組成比ｘが０．４付近のときに伝導帯端のポテンシャ
ルがもっとも高くなっており、このときのＧａＡｓ層の
伝導帯端とのポテンシャル差ΔＥｃmax は約０．３４ｅ
Ｖ（３４０ｍｅＶ）である。従来の半導体レーザ装置に
おける２つのクラッド層（組成Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ）
においても、ＧａＡｓ層とのポテンシャル差は約３４０
ｍｅＶである。それに対し、（Ａｌ_x Ｇａ_1-x）_0.5 Ｉ
ｎ_0.5 Ｐ層におけるＡｌ組成比ｘを０から１まで変化さ
せると、Ａｌ組成比ｘが０．７付近のときに伝導帯端の
ポテンシャルがもっとも高くなっており、このときのＧ
ａＡｓ層の伝導帯端とのポテンシャル差ΔＥｃmax は約
０．３９ｅＶ（３９０ｍｅＶ）である。したがって、本
実施形態のｐ型第１クラッド層６（組成（Ａｌ_0.7 Ｇａ
_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ）の伝導帯端と、ＧａＡｓ層であ
る活性層４の伝導帯端とのポテンシャル差は、約３９０
ｍｅＶである。As shown in FIG. 3, when the Al composition ratio x in the Al _x Ga _1-x As layer is changed from 1 to 0, A
The potential at the conduction band edge is highest when the l composition ratio x is around 0.4, and the potential difference ΔEcmax from the conduction band edge of the GaAs layer at this time is about 0.34e.
V (340 meV). Two cladding layers (composition Al _0.5 Ga _0.5 As) in a conventional semiconductor laser device
, The potential difference from the GaAs layer is about 340
It is meV. On the other hand, (Al _x Ga _1-x ) _0.5 I
When the Al composition ratio x in the n _0.5 P layer is changed from 0 to 1, the potential at the conduction band edge becomes the highest when the Al composition ratio x is around 0.7.
The potential difference ΔEcmax from the conduction band edge of the aAs layer is about 0.39 eV (390 meV). Therefore, the p-type first cladding layer 6 (composition (Al _0.7 Ga
The potential difference between the conduction band edge of _0.3 ) _0.5 In _0.5 P) and the conduction band edge of the active layer 4, which is a GaAs layer, is about 390.
It is meV.

【００５６】図５は、本実施形態の半導体レーザ装置に
おける電圧印加時のバンド状態を模式的に示す図であ
る。同図に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置
において、ｎ型クラッド層２の伝導帯端と活性層４の伝
導帯端とのポテンシャル差は約３４０ｍｅＶであるが、
ｐ型第１クラッド層６の伝導帯端と活性層４の伝導帯端
とのポテンシャル差は約３９０ｍｅＶである。FIG. 5 is a diagram schematically showing a band state when a voltage is applied in the semiconductor laser device of this embodiment. As shown in the figure, in the semiconductor laser device of this embodiment, the potential difference between the conduction band edge of the n-type cladding layer 2 and the conduction band edge of the active layer 4 is about 340 meV.
The potential difference between the conduction band edge of the p-type first cladding layer 6 and the conduction band edge of the active layer 4 is about 390 meV.

【００５７】その結果、ＧａＡｓ基板１からｎ型クラッ
ド層２を経て活性層４に注入される電子は、高さ約３９
０ｍｅＶの障壁によって量子井戸である活性層４に閉じ
込められることになる。一方、図５において破線で示す
従来の半導体レーザ装置の活性層の上方にあるｐ型クラ
ッド層の伝導帯端は、ＧａＡｓ層の伝導帯端に対して３
４０ｍｅＶのポテンシャル差しかない。As a result, the electrons injected from the GaAs substrate 1 into the active layer 4 through the n-type cladding layer 2 have a height of about 39.
It is confined in the active layer 4 which is a quantum well by the barrier of 0 meV. On the other hand, the conduction band edge of the p-type cladding layer above the active layer of the conventional semiconductor laser device shown by the broken line in FIG.
There is only a potential difference of 40 meV.

【００５８】以上の実験データから得られた事実を総合
すると、本実施形態の半導体レーザ装置の場合、（Ａｌ
_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐからなるｐ型第１クラッ
ド層６の伝導帯端と、ＧａＡｓからなる活性層４の伝導
帯端とのポテンシャル差ΔＥｃmax が３９０ｍｅＶであ
り、従来のｐ型クラッド層の伝導帯端と活性層の伝導帯
端とのポテンシャル差３４０ｍｅＶよりも大きいことか
ら、活性層への電子の閉じ込め効率が向上し、その結
果、伝導帯端におけるキャリアのオーバーフローが抑制
され、高い光出力が得られるものと考えられる。Summarizing the facts obtained from the above experimental data, in the case of the semiconductor laser device of this embodiment, (Al
The potential difference ΔEcmax between the conduction band edge of the p-type first cladding layer 6 made of _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P and the conduction band edge of the active layer 4 made of GaAs is 390 meV, which is equal to that of the conventional p-type cladding layer. Since the potential difference between the conduction band edge and the conduction band edge of the active layer is larger than 340 meV, the electron confinement efficiency in the active layer is improved, and as a result, carrier overflow at the conduction band edge is suppressed and high optical output is obtained. Is considered to be obtained.

【００５９】特に、本実施形態の半導体レーザ装置のご
とく、活性層４を厚さ３ｎｍの単一量子井戸により構成
することにより、二重量子井戸構造を有するものより
も、端面における光吸収量を低減することができる。そ
の結果、本実施形態では、共振器端面における発熱が抑
制され、３４０ｍＷという高いＣＯＤレベルが得られる
ことになる。Particularly, as in the semiconductor laser device of the present embodiment, the active layer 4 is constituted by a single quantum well having a thickness of 3 nm, so that the light absorption amount at the end face is higher than that of the semiconductor device having the double quantum well structure. It can be reduced. As a result, in this embodiment, heat generation at the cavity facets is suppressed, and a high COD level of 340 mW is obtained.

【００６０】−第２の従来例との比較− 図４は、本実施形態及び第２の従来例の半導体レーザ装
置のＩ−Ｌ特性を比較して示す図である。図４におい
て、実線Ａ１は、図２に示すと同様に本実施形態の半導
体レーザ装置のＩ−Ｌ特性を、破線Ｂ３は厚さ３ｎｍの
単一量子井戸活性層を有する第２の従来例の半導体レー
ザ装置のＩ−Ｌ特性をそれぞれ示している。図４に示す
第２の従来例の各半導体レーザ装置においては、活性層
の下方に設けられるクラッド層はｎ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ
_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐにより構成され活性層の上方に設
けられるクラッド層はｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉ
ｎ_0.5Ｐにより構成されている。つまり、第２の従来例
の半導体レーザ装置においては、上下双方にＡｌＧａＩ
ｎＰ層からなるクラッド層が設けられている。-Comparison with Second Conventional Example- FIG. 4 is a diagram showing the IL characteristics of the semiconductor laser devices of this embodiment and the second conventional example in comparison. In FIG. 4, the solid line A1 shows the IL characteristics of the semiconductor laser device of the present embodiment, as shown in FIG. 2, and the broken line B3 shows the second conventional example having a single quantum well active layer with a thickness of 3 nm. The IL characteristics of the semiconductor laser device are shown respectively. In each semiconductor laser device of the second conventional example shown in FIG. 4, the cladding layer provided below the active layer is an n-type (Al _0.7 Ga) layer.
_0.3 ) _0.5 In _0.5 P and the cladding layer provided above the active layer is a p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 I
It is composed of n _0.5 P. That is, in the second conventional semiconductor laser device, AlGaI is formed on both upper and lower sides.
A cladding layer made of an nP layer is provided.

【００６１】図４からわかるように、第２の従来例の半
導体レーザ装置では、電流値が３４０ｍＡ付近，光出力
が２６０ｍＷ付近でＣＯＤが発生している。つまり、活
性層の上下のクラッド層をＡｌＧａＩｎＰにより構成し
た第２の従来例の半導体レーザ装置では、光出力３００
ｍＷ以上で安定したレーザ発振を実現することは困難で
あった。As can be seen from FIG. 4, in the semiconductor laser device of the second conventional example, COD is generated when the current value is around 340 mA and the optical output is around 260 mW. That is, in the semiconductor laser device of the second conventional example in which the cladding layers above and below the active layer are made of AlGaInP, the optical output 300
It was difficult to realize stable laser oscillation at mW or higher.

【００６２】それに対し、本実施形態の半導体レーザ装
置では、電流値が４００ｍＡ付近，光出力が３４０ｍＷ
においてＣＯＤが発生するまで、光出力の飽和が生じて
いない。また、本実施形態の半導体レーザ装置のスロー
プ効率（特性線Ａ１の傾斜）は第２の従来例のスロープ
効率（特性線Ｂ３の傾斜）よりも大きい。On the other hand, in the semiconductor laser device of this embodiment, the current value is around 400 mA and the optical output is 340 mW.
Saturation of light output has not occurred until COD occurs at. Further, the slope efficiency (inclination of the characteristic line A1) of the semiconductor laser device of this embodiment is larger than the slope efficiency (inclination of the characteristic line B3) of the second conventional example.

【００６３】これは、活性層４の上方のクラッド層であ
るｐ型第１クラッド層６を（Ａｌ_{0. 7} Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉ
ｎ_0.5 Ｐにより構成する一方、活性層４の下方のクラッ
ド層であるｎ型クラッド層２をＡｌＧａＡｓにより構成
していることによるものと考えられる。[0063] This causes the p-type first cladding layer 6 is an upper cladding layer of the active layer _{4 (Al 0. 7 Ga 0.3)} 0.5 I
It is considered that this is because the n-type clad layer 2 which is the clad layer below the active layer 4 is made of AlGaAs while being made of n _0.5 P.

【００６４】第２の従来例では、活性層の上下に、Ａｌ
ＧａＡｓよりもバンドギャップの大きいＡｌＧａＩｎＰ
からなる２つのクラッド層を設けることにより、ＧａＡ
ｓからなる活性層とクラッド層との間における伝導帯端
のポテンシャル差を第１の従来例よりも拡大し、第１の
従来例よりも大きな光出力を実現している。In the second conventional example, Al is formed above and below the active layer.
AlGaInP, which has a larger bandgap than GaAs
By providing two clad layers consisting of
The potential difference at the conduction band edge between the active layer made of s and the clad layer is enlarged as compared with the first conventional example, and a larger optical output than the first conventional example is realized.

【００６５】しかし、一般に、ＡｌＧａＩｎＰの熱伝導
率はＡｌＧａＡｓの熱伝導率よりも小さい。下記表１
は、（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐと、Ａｌ_0.5
Ｇａ_{0. 5} Ａｓとの熱伝導率を示す表である。However, in general, the thermal conductivity of AlGaInP is smaller than that of AlGaAs. Table 1 below
Is (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P and Al _0.5
Is a table showing the thermal conductivity of the Ga _{0. 5} As.

【００６６】[0066]

【表１】 [Table 1]

【００６７】上記表１に示すように、（Ａｌ_0.7 Ｇａ
_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐの熱伝導率は、Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5
Ａｓの熱伝導率に比べて２倍近く大きいことがわかる。As shown in Table 1 above, (Al _0.7 Ga
_0.3 ) _0.5 In _0.5 P has a thermal conductivity of Al _0.5 Ga _0.5
It can be seen that it is nearly twice as large as the thermal conductivity of As.

【００６８】そのために、第２の従来例においては、活
性層において発生した熱の放熱性がよくないために、第
１の従来例よりも共振器端面の温度が上昇しやすくなっ
ていて、ＣＯＤが生じている可能性がある。Therefore, in the second conventional example, since the heat dissipation of the heat generated in the active layer is not good, the temperature of the end face of the resonator is more likely to rise than in the first conventional example, and the COD May have occurred.

【００６９】それに対し、本実施形態の半導体レーザ装
置においては、活性層を挟む２つのクラッド層のうち一
方のクラッド層（ｐ型第１クラッド層６）のみを熱伝導
率の小さい（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ層と
し、他方のクラッド層（ｎ型クラッド層２）は比較的熱
伝導率の高いＡｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ層としているので、
第２の従来例に比べて放熱性が向上しているはずであ
る。そして、その結果、本実施形態の半導体レーザ装置
の光出力が第２の従来例よりも向上しているものと思わ
れる。On the other hand, in the semiconductor laser device of this embodiment, only one of the two cladding layers sandwiching the active layer (p-type first cladding layer 6) has a small thermal conductivity (Al _0.7 Ga). _0.3 ) _0.5 In _0.5 P layer and the other clad layer (n-type clad layer 2) is an Al _0.5 Ga _0.5 As layer having a relatively high thermal conductivity.
The heat dissipation should be improved as compared with the second conventional example. As a result, it is considered that the optical output of the semiconductor laser device of this embodiment is higher than that of the second conventional example.

【００７０】また、図５に示すように、障壁高さ規定用
のｐ型クラッド層のみを大きなΔＥｃを有する（Ａｌ
_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ層とすれば、ＧａＡｓ基
板１からｎ型クラッド層２を経て活性層４に注入される
電子を、高さ約３９０ｍｅＶの障壁によって量子井戸で
ある活性層４に閉じ込めることができるので、本実施形
態の半導体レーザ装置における活性層への電子の閉じ込
め機能は、第２の従来例に比べてほとんど劣っていない
と思われる。Further, as shown in FIG. 5, only the p-type cladding layer for defining the barrier height has a large ΔEc (Al
_{With a 0.7} Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P layer, electrons injected from the GaAs substrate 1 through the n-type cladding layer 2 into the active layer 4 are confined in the active layer 4 which is a quantum well by a barrier having a height of about 390 meV. Therefore, the function of confining electrons in the active layer in the semiconductor laser device of this embodiment is considered to be almost inferior to the second conventional example.

【００７１】なお、ｐ型第１クラッド層６に（Ａｌ_x Ｇ
ａ_1-x ）_y Ｉｎ_1-y Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を用
いる場合、ｙが約０．５であること、とりわけ０．４５
≦ｙ≦０．５５であることにより、ｐ型第１クラッド層
６と下地のＡｌ_0.3 Ｇａ_0.7Ａｓ結晶からなる光導波路
層５との格子定数がほぼ一致して、両層が格子整合状態
になる。The p-type first clad layer 6 has (Al _x G
a _1-x ) _y In _1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), y is about 0.5, especially 0.45
By satisfying ≦ y ≦ 0.55, the lattice constants of the p-type first cladding layer 6 and the underlying optical waveguide layer 5 made of Al _0.3 Ga _0.7 As crystal are substantially matched, and both layers are in a lattice-matched state. Become.

【００７２】そして、ｙが約０．５である場合には、
０．３＜ｘ≦０．７であることが好ましい。その第１の
理由は、０．３＜ｘのときは３５０ｍｅＶ＜ΔＥｃとな
って第１の従来例の半導体レーザ装置よりも電子のオー
バーフローが起こりにくくなるからである。また、第２
の理由は、ｘ≦０．７の場合にはＡｌ（Ａｌ_1-x Ｇ
ａ_x）_y Ｉｎ_1-y Ｐが直接遷移型半導体となるが、ｘ＞
０．７の場合にはＡｌ（Ａｌ _1-x Ｇａ_x ）_y Ｉｎ_1-y Ｐ
が間接遷移型半導体となって、伝導帯の底がΓ点からＸ
点に移り、ΔＥｃが減少し、活性層に注入される電子に
対するオーバーフローの抑制効果が低下するからであ
る。さらに、Ａｌ（Ａｌ_1-x Ｇａ_x ）_y Ｉｎ_1-yＰが直
接遷移型半導体であるという条件下（ｘ≦０．７）で
は、Ａｌ組成比が増大するほどΔＥｃが増大するので、
特に、ｘ＝０．７であることが好ましい。Then, when y is about 0.5,
It is preferable that 0.3 <x ≦ 0.7. That first
The reason is that when 0.3 <x, 350 meV <ΔEc.
Therefore, it is possible to use more electrons than the semiconductor laser device of the first conventional example.
This is because bar flow is less likely to occur. Also, the second
The reason is that when x ≦ 0.7, Al (Al_1-x G
a_x)_y In_1-y P becomes a direct transition semiconductor, but x>
In case of 0.7, Al (Al _1-x Ga_x )_y In_1-y P
Becomes an indirect transition semiconductor, and the bottom of the conduction band is X from the Γ point.
Moving to the point, ΔEc decreases and the electrons injected into the active layer become
Because the effect of suppressing overflow against
It Furthermore, Al (Al_1-x Ga_x )_y In_1-yP is direct
Under the condition that it is a transition-type semiconductor (x ≦ 0.7)
ΔEc increases as the Al composition ratio increases,
In particular, it is preferable that x = 0.7.

【００７３】また、本実施形態においては、ｐ型第１ク
ラッド層６の厚さを５０ｎｍと薄くしたが、これは活性
層４からｐ型電極までの熱抵抗を低く抑えるためであ
る。一方、表１に示すように、ＡｌＧａＩｎＰの熱伝導
率はＡｌＧａＡｓの熱伝導率に比べて小さいので、ｐ型
第１クラッド層６の厚さは、キャリアの閉じ込め機能を
発揮しうる範囲すなわち電子のド・ブロイ波長程度（約
１０ｎｍ）以上で、放熱性を害さない厚さである３００
ｎｍ以下とするのが望ましい。Further, in the present embodiment, the thickness of the p-type first cladding layer 6 is as thin as 50 nm, but this is for suppressing the thermal resistance from the active layer 4 to the p-type electrode to be low. On the other hand, as shown in Table 1, since the thermal conductivity of AlGaInP is smaller than that of AlGaAs, the thickness of the p-type first cladding layer 6 is within the range where the function of confining carriers, that is, the electron At a de Broglie wavelength (about 10 nm) or more, a thickness that does not impair heat dissipation 300
It is desirable that the thickness be less than or equal to nm.

【００７４】なお、活性層４の厚さは、光閉じ込め係数
をできるだけ小さくして端面での光吸収をできるだけ抑
えるためにはできるだけ薄いことが好ましく、また、単
一量子井戸型の活性層であることが好ましい。さらに、
単一量子井戸の膜厚は、０．５ｎｍ以上で５ｎｍ以下で
あることが好ましい。そのようにすれば、半導体レーザ
装置のＣＯＤレベルをより向上させることができる。な
お、電流ブロック層としては、レーザ光の吸収がほとん
どなく、かつ、熱伝導率の高い半導体材料を用いること
が好ましく、とりわけＡｌＧａＡｓが好ましい。The thickness of the active layer 4 is preferably as thin as possible in order to reduce the light confinement coefficient as much as possible and suppress the light absorption at the end face as much as possible, and it is a single quantum well type active layer. It is preferable. further,
The film thickness of the single quantum well is preferably 0.5 nm or more and 5 nm or less. By doing so, the COD level of the semiconductor laser device can be further improved. As the current blocking layer, it is preferable to use a semiconductor material that hardly absorbs laser light and has high thermal conductivity, and AlGaAs is particularly preferable.

【００７５】なお、ＡｌＧａＡｓやＡｌＧａＩｎＰに限
らず、他の半導体材料、例えばＩｎ _x Ｇａ_1-x Ａｓ_y Ｐ
_1-y （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ＩｎＧａＡｓＰ）や、
Ｂ_xＡｌ_y Ｇａ_1-x-y-z Ｉｎ_z Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ
≦１、０≦ｚ≦１、ＢＡｌＧａＩｎＮ）などの４元以上
の混晶は、３元混晶よりも熱伝導率が小さい。一般に、
混晶を構成する元素数が大きいほど熱伝導率が小さい。
そこで、活性層を挟む２つのクラッド層のうち一方をｎ
元混晶（ｎは３以上の整数）とし、他方を（ｎ−１）元
混晶としても、上記実施形態において得られたのと同様
の効果が得られる。そのとき、活性層としてはＡｌＧａ
Ａｓ以外の材料を用いてもよいことはいうまでもない。It should be noted that only AlGaAs and AlGaInP are available.
But other semiconductor materials such as In _xGa_1-x As_y P
_1-y (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, InGaAsP),
B_xAl_y Ga_1-xyz In_z N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y
≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, BAlGaInN) or other quaternary or higher
The mixed crystal of has a lower thermal conductivity than the ternary mixed crystal. In general,
The larger the number of elements forming the mixed crystal, the smaller the thermal conductivity.
Therefore, one of the two clad layers sandwiching the active layer is n
Elementary mixed crystal (n is an integer of 3 or more) and the other is (n-1) element
Even if it is a mixed crystal, it is the same as that obtained in the above embodiment.
The effect of is obtained. At that time, AlGa is used as the active layer.
It goes without saying that a material other than As may be used.

【００７６】なお、４元以上の混晶では、格子定数とエ
ネルギー・バンドギャップとを独立に制御できることか
ら、格子不整合に起因する結晶欠陥の発生を抑制しつ
つ，所望のバンドギャップを得ることができるため、４
元以上の混晶を一方のクラッド層に用いることが好まし
い。３元混晶においても、膜厚が、転位発生の臨界膜厚
以下であれば、クラッド層に用いることができる。な
お、ｐ型第３クラッド層１０としてはリッジ形状のもの
でもよい。In a quaternary or higher mixed crystal, the lattice constant and the energy bandgap can be controlled independently, so that a desired bandgap can be obtained while suppressing the generation of crystal defects due to lattice mismatch. Because you can
It is preferable to use a mixed crystal of one or more elements in one of the cladding layers. Even in the ternary mixed crystal, if the film thickness is not more than the critical film thickness for dislocation generation, it can be used for the cladding layer. The p-type third cladding layer 10 may have a ridge shape.

【００７７】（第２の実施形態）図６は、本発明の第２
の実施形態における半導体レーザ装置のストライプ方向
に直交する方向の断面図である。(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device in the embodiment in a direction orthogonal to the stripe direction.

【００７８】図６に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の上に、ｎ型Ａｌ
_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる厚さ３μｍのｎ型クラッ
ド層１２と、Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ結晶からなる厚さ５
０ｎｍの光導波路層１３と、ＧａＡｓ結晶からなる厚さ
３ｎｍの単一量子井戸型の活性層１４と、Ａｌ_0.3 Ｇａ
_0.7 Ａｓ結晶からなる厚さ５０ｎｍの光導波路層１５
と、第１スパイク緩和用のｐ型Ａｌ_0.65Ｇａ_0.35Ａｓか
らなる厚さ２５ｎｍの第１クラッド層１６と、障壁高さ
規定用のｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶
からなる厚さ４０ｎｍのｐ型第２クラッド層１７と、ｐ
型Ａｌ_0.75Ｇａ_0.25Ａｓ結晶からなる厚さ４０ｎｍのｐ
型第３クラッド層１８と、ｐ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結
晶からなる厚さ４０ｎｍのｐ型第４クラッド層１９と、
ｐ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ結晶からなる厚さ１０ｎｍの
エッチング停止層２０と、ｎ型Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 Ａｓ結
晶からなりストライプ状の窓部２１ａを有する厚さ７０
０ｎｍの電流ブロック層２１と、電流ブロック層２１の
窓部２１ａを埋めて電流ブロック層２１の上に延びるｐ
型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる最大厚さ２．５μ
ｍのｐ型第５クラッド層２２と、ｐ型Ａｌ_0.25Ｇａ_0.75
Ａｓ結晶からなる厚さ４０ｎｍのｐ型第６クラッド層２
３と、ｐ型ＧａＡｓ結晶からなる厚さ２．５μｍのｐ型
コンタクト層２４とを順次形成して構成されている。ま
た、図示されていないが、ｎ型ＧａＡｓ基板１１の裏面
にはｎ型電極が、ｐ型コンタクト層２４にはｐ型電極が
それぞれ設けられた構成となっている。As shown in FIG. 6, the semiconductor laser of this embodiment is
The laser device consists of n-type Al on the n-type GaAs substrate 11.
_0.5 Ga_0.5 3μm thick n-type cladding made of As crystal
Layer 12 and Al_0.3 Ga_0.7 Thickness of As crystal 5
Thickness of 0 nm optical waveguide layer 13 and GaAs crystal
3 nm single quantum well active layer 14 and Al_0.3 Ga
_0.7 Optical waveguide layer 15 made of As crystal and having a thickness of 50 nm
And p-type Al for relaxing the first spike_0.65Ga_0.35As?
25 nm thick first clad layer 16 and barrier height
Standard p-type (Al_0.7 Ga_0.3 )_0.5 In_0.5 P crystal
A p-type second cladding layer 17 having a thickness of 40 nm,
Type Al_0.75Ga_0.2540 nm thick p made of As crystal
-Type third cladding layer 18 and p-type Al_0.5 Ga_0.5 As conclusion
A 40-nm-thick p-type fourth cladding layer 19 made of crystal,
p-type Al_0.2 Ga_0.8 10 nm thick As crystal
Etch stop layer 20 and n-type Al_0.7 Ga_0.3 As conclusion
Thickness 70 having a window portion 21a made of crystal and having a stripe shape
Of the 0 nm current blocking layer 21 and the current blocking layer 21
P that fills the window portion 21a and extends above the current blocking layer 21
Type Al_0.5 Ga_0.5 Maximum thickness of 2.5μ consisting of As crystal
m p-type fifth cladding layer 22 and p-type Al_0.25Ga_0.75
40 nm thick p-type sixth cladding layer 2 made of As crystal
3 and a p-type of p-type GaAs crystal with a thickness of 2.5 μm
The contact layer 24 and the contact layer 24 are sequentially formed. Well
Although not shown, the back surface of the n-type GaAs substrate 11
Is an n-type electrode, and the p-type contact layer 24 is a p-type electrode.
Each has a configuration provided.

【００７９】図７は、本実施形態の半導体レーザ装置の
光導波路層１３からｐ型コンタクト層２４までの伝導帯
と価電子帯とのバンドダイアグラムを示すエネルギバン
ド図である。ただし、図７においては、バンド構造のみ
について理解を容易にするために、活性層以外の各層の
厚みをほぼ均一化して表している。同図に示すように、
光導波路層１５と、ｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ
_0.5 Ｐ結晶からなるｐ型第２クラッド層１７との間に、
バンドギャップが光導波路層１５よりも大きくｐ型第２
クラッド層１７よりも小さいｐ型Ａｌ_0.65Ｇａ_0.35Ａｓ
からなる第１クラッド層１６が設けられている。ここで
は、光導波路層１５のｐ型キャリアの密度を１×１０¹⁶
ｃｍ^-3、ｐ型第１クラッド層１６のキャリア密度を７×
１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型第２クラッド層１７のキャリア密度
を７×１０¹⁷ｃｍ^-3としている。FIG. 7 is an energy band diagram showing a band diagram of the conduction band and the valence band from the optical waveguide layer 13 to the p-type contact layer 24 of the semiconductor laser device of this embodiment. However, in FIG. 7, in order to facilitate understanding of only the band structure, the thickness of each layer other than the active layer is shown to be substantially uniform. As shown in the figure,
Optical waveguide layer 15 and p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In
_{Between the} p-type second cladding layer 17 made of _0.5 P crystal,
The band gap is larger than that of the optical waveguide layer 15, and the p-type second
P-type Al _0.65 Ga _0.35 As smaller than the clad layer 17
The first clad layer 16 made of is provided. Here, the density of the p-type carriers in the optical waveguide layer 15 is set to 1 × 10 ¹⁶
cm ⁻³ , the carrier density of the p-type first cladding layer 16 is 7 ×
10 ¹⁷ cm ⁻³ , and the carrier density of the p-type second cladding layer 17 is 7 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ .

【００８０】図７に示すように、光導波路層１５とｐ型
第１クラッド層１６との境界部、ｐ型第１クラッド層１
６とｐ型第２クラッド層１７との境界部には、それぞれ
障壁高さＶ_D16 ，Ｖ_D17 のスパイク（寄生バリア）が生
じている。つまり、第１の実施形態においても、図５に
は示されていないが、光導波路層５とｐ型第１クラッド
層６との間の価電子帯端には大きなスパイクが生じてい
る。本実施形態は、この価電子帯端の大きなスパイクを
２つの小さなスパイクによって緩和したものである。As shown in FIG. 7, the boundary portion between the optical waveguide layer 15 and the p-type first cladding layer 16 and the p-type first cladding layer 1 are formed.
Spikes (parasitic barriers) of barrier heights V _D16 and V _D17 are generated at the boundaries between the 6 and the p-type second cladding layer 17, respectively. That is, also in the first embodiment, although not shown in FIG. 5, a large spike occurs at the valence band edge between the optical waveguide layer 5 and the p-type first cladding layer 6. In this embodiment, this large spike at the valence band edge is relaxed by two small spikes.

【００８１】上記半導体レーザ装置を構成する部材のう
ち化合物半導体層の結晶成長は、有機金属気相エピタキ
シャル（以下ＭＯＶＰＥという）装置を用いて、基本的
には、第１の実施形態と同様の方法により行なわれる。The crystal growth of the compound semiconductor layer among the members constituting the above-mentioned semiconductor laser device is basically the same as that of the first embodiment, using an organic metal vapor phase epitaxial (hereinafter referred to as MOVPE) device. Performed by.

【００８２】そして、エピタキシャル基板は、劈開によ
り、共振器方向すなわちストライプ方向の長さが８００
μｍのレーザチップに分割されている。レーザチップの
相対向する２つの劈開面いわゆる端面に、端面保護コー
ティングとしてアモルファスシリコンとＳｉＯ₂ との多
層膜がコーティングされる。また、高い光出力を得るた
めに、レーザチップの後端面を高反射率（９０％）に、
レーザチップの前端面を低反射率（１０％）になるよう
に、非対称コーティングが施されている。Then, the epitaxial substrate has a length of 800 in the resonator direction, that is, in the stripe direction, due to the cleavage.
It is divided into μm laser chips. A multilayer film of amorphous silicon and SiO ₂ is coated as an end face protective coating on the two opposing cleaved faces of the laser chip, so-called end faces. Also, in order to obtain a high light output, the rear end face of the laser chip has a high reflectance (90%),
The front end face of the laser chip is asymmetrically coated so as to have a low reflectance (10%).

【００８３】本実施形態の半導体レーザ装置によれば、
ｐ型第２クラッド層１７がｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐにより構成されているので、第１の実施
形態で説明したように、活性層１４とｐ型第２クラッド
層１７との伝導帯端におけるポテンシャル差ΔＥｃを大
きくとることができる。したがって、本実施形態の半導
体レーザ装置は、第１の実施形態と同様に、活性層１４
への電子の閉じ込め効率が向上し、光出力の向上を図る
ことができる。According to the semiconductor laser device of this embodiment,
The p-type second cladding layer 17 is p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ).
Since it is composed of _0.5 In _0.5 P, the potential difference ΔEc at the conduction band edge between the active layer 14 and the p-type second cladding layer 17 can be made large as described in the first embodiment. Therefore, the semiconductor laser device of the present embodiment is similar to the first embodiment in that the active layer 14 is
The efficiency of confining electrons in the interior is improved, and the light output can be improved.

【００８４】加えて、本実施形態においては、光導波路
層１５とｐ型第２クラッド層１７との間に、両者のバン
ドギャップの中間的なバンドギャップを有するｐ型Ａｌ
_0.65Ｇａ_0.35Ａｓからなるｐ型第１クラッド層１６が介
在しているので、価電子帯端に発生するスパイク（寄生
バリア）による障壁高さを低く抑えることができる。す
なわち、本実施形態の半導体レーザ装置においては、ｐ
型第１クラッド層１６とｐ型第２クラッド層１７との間
に印加すべきバイアス電圧を低減することができるの
で、半導体レーザ装置の動作電圧を低減することができ
る。In addition, in this embodiment, p-type Al having a band gap intermediate between the optical waveguide layer 15 and the p-type second cladding layer 17 is provided.
_{Since the} p-type first cladding layer 16 made of _0.65 Ga _0.35 As is interposed, the barrier height due to spikes (parasitic barriers) generated at the valence band edge can be suppressed low. That is, in the semiconductor laser device of this embodiment, p
Since the bias voltage to be applied between the first type cladding layer 16 and the p-type second cladding layer 17 can be reduced, the operating voltage of the semiconductor laser device can be reduced.

【００８５】また、このように活性層１４への電子の閉
じ込め効率の向上作用と、半導体レーザ装置の動作電圧
の低減作用とが相俟って、半導体レーザ装置の発熱を抑
えることができ、半導体レーザ装置の出力をよりいっそ
う高くすることができる。Further, as described above, the effect of improving the efficiency of confining electrons in the active layer 14 and the effect of reducing the operating voltage of the semiconductor laser device are combined to suppress the heat generation of the semiconductor laser device. The output of the laser device can be further increased.

【００８６】本実施形態の半導体レーザ装置において、
光学損傷（ＣＯＤ）レベルは３５０ｍＷ以上であり、光
出力を２００ｍＷとしたときの動作電圧は２．１Ｖであ
り、光出力が３５０ｍＷに至るまでに熱飽和現象は観測
されなかった。In the semiconductor laser device of this embodiment,
The optical damage (COD) level was 350 mW or higher, the operating voltage was 2.1 V when the light output was 200 mW, and no thermal saturation phenomenon was observed until the light output reached 350 mW.

【００８７】次に、本実施形態の半導体レーザ装置につ
いて、光導波路層１５からｐ型第２クラッド層１７まで
の各層に関し、伝導帯および価電子帯におけるポテンシ
ャル差を検討し、それが半導体レーザ装置の特性にどの
ように影響を与えるかを議論する。Next, regarding the semiconductor laser device of the present embodiment, regarding the layers from the optical waveguide layer 15 to the p-type second clad layer 17, the potential difference in the conduction band and the valence band is examined, and the result is the semiconductor laser device. Discuss how it affects the characteristics of.

【００８８】−伝導帯におけるポテンシャル差の検討− 本実施形態の半導体レーザ装置においても、第１の実施
形態と同様に、活性層１４と障壁高さ規定用のｐ型第２
クラッド層１７との伝導帯端におけるポテンシャル差Δ
Ｅｃは、３９０ｍｅＶである。すなわち、本発明の半導
体レーザ装置は、従来のＡｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓ系のみの材
料で構成された半導体レーザ装置と比べて、ｐ型クラッ
ド層（ｐ型第２クラッド層１７）と活性層とのポテンシ
ャル差ΔＥｃが大きく、それが活性層１４への電子の閉
じ込め効率を従来の半導体レーザ装置と比べて大きくす
ることができるものと考えられる。-Study of Potential Difference in Conduction Band-In the semiconductor laser device of the present embodiment as well, similar to the first embodiment, the active layer 14 and the p-type second barrier height defining second barrier layer.
Potential difference Δ at the conduction band edge with the cladding layer 17
Ec is 390 meV. That is, the semiconductor laser device of the present invention has a p-type clad layer (p-type second clad layer 17) and an active layer that are different from those of the conventional semiconductor laser device composed of only Al _x Ga _1-x As-based materials. It is considered that the potential difference ΔEc between the active layer 14 and the active layer 14 is large and the efficiency of electron confinement in the active layer 14 can be increased as compared with the conventional semiconductor laser device.

【００８９】−価電子帯に発生するスパイクによる障壁
高さの検討− 図７に示すように、光導波路層１５と障壁高さ規定用の
ｐ型第２クラッド層１７との間に、ｐ型Ａｌ_0.65Ｇａ
_0.35Ａｓからなる第１スパイク緩和用のｐ型第１クラッ
ド層１６が介在している場合、価電子帯には以下の障壁
高さを有するスパイクが発生する。光導波路層１５とｐ
型第１クラッド層１６との間のスパイクによる障壁高さ
Ｖ_D16 は０．１３０ｅＶである。ｐ型第１クラッド層１
６とｐ型第２クラッド層１７との間のスパイクによる障
壁高さＶ_D17 は０．１２３ｅＶである。これらの値は、
ｐ型第１クラッド層１６を用いない場合，つまり第１の
実施形態の光導波路層５とｐ型第１クラッド層６との間
のスパイクによる障壁高さ０．２９ｅに比べて小さい。
すなわち、光導波路層１５とｐ型第２クラッド層１７と
の間にｐ型Ａｌ_0.65Ｇａ_0.35Ａｓからなるｐ型第１クラ
ッド層１６が介在していることにより、価電子帯に発生
するスパイクによる障壁高さを低く抑えることができる
ことを示している。-Examination of Barrier Height Due to Spikes Occurring in Valence Band-As shown in FIG. 7, a p-type barrier layer is provided between the optical waveguide layer 15 and the p-type second cladding layer 17 for defining the barrier height. Al _0.65 Ga
_When the p-type first cladding layer 16 made of _0.35 As for relaxing the first spike is interposed, a spike having the following barrier height is generated in the valence band. Optical waveguide layer 15 and p
The barrier height V _D16 due to the spike with the mold first cladding layer 16 is 0.130 eV. p-type first cladding layer 1
The barrier height V _D17 due to the spikes between 6 and the p-type second cladding layer 17 is 0.123 eV. These values are
When the p-type first clad layer 16 is not used, that is, the barrier height due to the spike between the optical waveguide layer 5 and the p-type first clad layer 6 of the first embodiment is smaller than 0.29e.
That is, due to the p-type first cladding layer 16 made of p-type Al _0.65 Ga _0.35 As being interposed between the optical waveguide layer 15 and the p-type second cladding layer 17, a spike caused in the valence band is generated. It shows that the barrier height can be kept low.

【００９０】また、同図に示すように、ｐ型第２クラッ
ド層１７とｐ型コンタクト層２４の間に配置された各層
間には、各々スパイクによる障壁高さＶ_D22 又はバンド
不連続量ΔＥｖ18，ΔＥｖ19，ΔＥｖ20，ΔＥｖ23，Δ
Ｅｖ24が生じている。Further, as shown in the figure, the barrier height V _D22 or the band discontinuity ΔEv18 due to the spikes is provided between the respective layers arranged between the p-type second cladding layer 17 and the p-type contact layer 24. , ΔEv19, ΔEv20, ΔEv23, Δ
Ev24 is occurring.

【００９１】なお、スパイクによる障壁高さは、価電子
帯端のバンド不連続量ΔＥｖと不純物濃度とによって変
わる。しかし、実際上、レーザの機能を保持するために
は不純物濃度はほとんど変更することができないので、
化合物半導体の組成によって定まる価電子帯端のバンド
不連続量ΔＥｖに応じて変化することになる。The barrier height due to the spike changes depending on the band discontinuity ΔEv at the valence band edge and the impurity concentration. However, in practice, the impurity concentration can hardly be changed in order to maintain the function of the laser.
It changes according to the band discontinuity amount ΔEv at the valence band edge determined by the composition of the compound semiconductor.

【００９２】また、第１スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、単数である必要はなく複数個存在していてもよい。The first spike-relaxing p-type cladding layer does not have to be singular and may be present in plural.

【００９３】−ｐ型第１クラッド層１６の最適なＡｌ組
成の検討− 次に、光導波路層１５とｐ型第２クラッド層１７との間
に介在するｐ型第１クラッド層１６のＡｌ組成比ｘの設
定について考察する。ここでは、ｐ型第１クラッド層１
６としてｐ型Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓを用い、Ａｌ組成比ｘ
をパラメータとして、価電子帯に発生するスパイクによ
る障壁高さを調べた。その場合、光導波路層１５のｐ型
キャリアの密度を１×１０¹⁶ｃｍ^-3、ｐ型第１クラッド
層１６のキャリア密度を７×１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型第２ク
ラッド層１７のキャリア密度を７×１０¹⁷ｃｍ^-3に固定
している。-Study of Optimum Al Composition of p-Type First Cladding Layer 16-Next, Al composition of the p-type first cladding layer 16 interposed between the optical waveguide layer 15 and the p-type second cladding layer 17. Consider the setting of the ratio x. Here, the p-type first cladding layer 1
P-type Al _x Ga _1-x As is used as 6, and the Al composition ratio x
The height of the barrier due to the spikes generated in the valence band was investigated by using as a parameter. In that case, the p-type carrier density of the optical waveguide layer 15 is 1 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ , the carrier density of the p-type first cladding layer 16 is 7 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ , and the carrier of the p-type second cladding layer 17 is The density is fixed at 7 × 10 ¹⁷ cm ^-3 .

【００９４】図８は、ｐ型第１クラッド層１６のＡｌ組
成比ｘと価電子帯に発生するスパイクによる障壁高さと
の関係を示す図である。同図において、実線曲線は光導
波路層１５とｐ型第１クラッド層１６との間のスパイク
による障壁高さＶ_D16 を示し、破線曲線はｐ型第１クラ
ッド層１６とｐ型第２クラッド層１７との間のスパイク
による障壁高さＶ_D17 を示している。ｐ型第１クラッド
層１６のＡｌ組成比ｘが比較的小さい範囲では、障壁高
さＶ_D17 が障壁高さＶ_D16 よりも大きくなる。逆に、ｐ
型第１クラッド層１６のＡｌ組成比ｘが比較的大きい範
囲では、障壁高さＶ_D16 が障壁高さＶ_D17 よりも大きく
なる。動作電圧（しきい値電圧）をできるだけ小さくす
るためには、各障壁高さＶ_D16 ，Ｖ_D17 の最大値がもっ
とも小さいことが好ましい。したがって、各障壁高さＶ
_D16 ，Ｖ_D17 が等しくなる点、すなわちｘ＝０．６５付
近にｐ型第１クラッド層１６のＡｌ組成比ｘを設定すれ
ばよい。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 16 and the barrier height due to spikes generated in the valence band. In the figure, the solid line curve indicates the barrier height V _D16 due to the spike between the optical waveguide layer 15 and the p-type first clad layer 16, and the broken line curve indicates the p-type first clad layer 16 and the p-type second clad layer. 17 shows the barrier height V _D17 due to the spike between the two. In the range where the Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 16 is relatively small, the barrier height V _D17 becomes larger than the barrier height V _D16 . Conversely, p
In the range where the Al composition ratio x of the first clad layer 16 is relatively large, the barrier height V _D16 becomes larger than the barrier height V _D17 . In order to make the operating voltage (threshold voltage) as small as possible, it is preferable that the maximum values of the barrier heights V _D16 and V _D17 are the smallest. Therefore, each barrier height V
The Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 16 may be set at a point where _D16 and V _D17 are equal, that is, around x = 0.65.

【００９５】−ｐ型第１クラッド層１６およびｐ型第２
クラッド層１７の内部に発生する空乏層の影響の検討− 図９は、ｐ型第１クラッド層１６のＡｌ組成比ｘと、ｐ
型第１クラッド層１６に形成される空乏層の長さＬ１
（図７参照）および蓄積層の長さＬ２（図７参照）との
和（Ｌ１＋Ｌ２）との関係を示す図である。図９からわ
かるように、動作電圧（しきい値電圧）低減のためにｘ
＝０．６５を選ぶと、Ｌ１＋Ｌ２＝２１ｎｍになる。活
性層１４への電子の閉じ込め効率を向上させるために
は、伝導帯端に形成される電子に対する障壁高さを最大
にするのがよいが、ｐ型第１クラッド層１６の厚さを
（Ｌ１＋Ｌ２）より小さくしてしまうと、実際には、空
乏層および蓄積層の内部電界の影響によって電子に対す
る障壁高さを最大にすることができない。そのため、ｐ
型第１クラッド層１６の厚さを（Ｌ１＋Ｌ２）とするの
が好ましい。そこで、本実施形態の半導体レーザ装置に
おいては、ｐ型第１クラッド層１６の厚さを２５ｎｍと
している。-P-type first cladding layer 16 and p-type second
Examination of Effect of Depletion Layer Generated Inside Cladding Layer 17— FIG. 9 shows Al composition ratio x of p-type first cladding layer 16 and p
Length L1 of the depletion layer formed in the first clad layer 16
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between the sum (L1 + L2) of the storage layer length L2 (see FIG. 7) and the storage layer length L2 (see FIG. 7). As can be seen from FIG. 9, in order to reduce the operating voltage (threshold voltage), x
= 0.65, L1 + L2 = 21 nm. In order to improve the efficiency of electron confinement in the active layer 14, it is preferable to maximize the barrier height for electrons formed at the conduction band edge, but the thickness of the p-type first cladding layer 16 is (L1 + L2). ), The barrier height for electrons cannot be maximized due to the influence of the internal electric fields of the depletion layer and the storage layer. Therefore, p
The thickness of the mold first clad layer 16 is preferably (L1 + L2). Therefore, in the semiconductor laser device of this embodiment, the thickness of the p-type first cladding layer 16 is set to 25 nm.

【００９６】同様に、ｐ型第２クラッド層１７の厚さ
も、その内部に発生する空乏層の長さＬ３と蓄積層の長
さＬ４との合計（図７参照）を考慮して定めることが好
ましい。本実施形態の条件下では、ｐ型第２クラッド層
１７中に形成される空乏層長さＬ３と蓄積層長さＬ４の
合計は、Ｌ３＋Ｌ４＝３６ｎｍである。そして、この厚
さ（Ｌ３＋Ｌ４）以下の厚さを有するｐ型第２クラッド
層１７を設けた場合、内部電界の影響から電子に対する
障壁高さを最大にすることができない。そこで、本実施
形態の半導体レーザ装置においては、ｐ型第２クラッド
層１７の厚さを４０ｎｍとした。Similarly, the thickness of the p-type second clad layer 17 can be determined in consideration of the total of the length L3 of the depletion layer and the length L4 of the accumulation layer generated therein (see FIG. 7). preferable. Under the conditions of the present embodiment, the sum of the depletion layer length L3 and the accumulation layer length L4 formed in the p-type second cladding layer 17 is L3 + L4 = 36 nm. When the p-type second cladding layer 17 having a thickness equal to or less than this thickness (L3 + L4) is provided, the barrier height for electrons cannot be maximized due to the influence of the internal electric field. Therefore, in the semiconductor laser device of this embodiment, the thickness of the p-type second cladding layer 17 is set to 40 nm.

【００９７】−ｐ型第１クラッド層１６のＡｌ組成比ｘ
と半導体レーザ装置の動作電圧との関係− 光導波路層１５とｐ型第２クラッド層１７との間にｐ型
Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓからなるｐ型第１クラッド層１６が
介在している場合に、半導体レーザ装置のしきい値電圧
がどのように変化するかを検討したところ、既に説明し
たようにｘ＝０．６５付近が最も動作電圧が小さく、
２．１Ｖであった。-Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 16
Relationship between the operating voltage of the semiconductor laser device and - the p-type first cladding layer 16 of p-type Al _x Ga _1-x As between the optical waveguide layer 15 and the p-type second cladding layer 17 is interposed In this case, a study was made on how the threshold voltage of the semiconductor laser device changes, and as described above, the operating voltage was smallest around x = 0.65,
It was 2.1V.

【００９８】次に、ｐ型第２クラッド層１７からｐ型コ
ンタクト層２４までの間の価電子帯におけるポテンシャ
ル差が半導体レーザ装置の特性にどのように影響を与え
るかを以下に議論する。Next, how the potential difference in the valence band between the p-type second cladding layer 17 and the p-type contact layer 24 affects the characteristics of the semiconductor laser device will be discussed below.

【００９９】ｐ型第２クラッド層１７からｐ型コンタク
ト層２４までの間においては、価電子帯におけるポテン
シャル差ΔＥｖが０．５ｅＶ程度存在する。したがっ
て、ｐ型第２クラッド層１７に直接接するｐ型コンタク
ト層２４を形成した場合、ｐ電極側から流入した正孔が
この障壁を越えるためには大きなバイアス電圧が必要に
なる。したがって、ｐ型第２クラッド層１７とｐ型コン
タクト層２４との間に複数のｐ型層を挿入して、全体と
してのΔＥｖを小さくすることが望ましい。そこで、本
実施形態の半導体レーザ装置においては、ｐ型第２クラ
ッド層１７とｐ型コンタクト層２４との間に、ｐ型第３
クラッド層１８，ｐ型第４クラッド層１９，エッチング
停止層２０，ｐ型第５クラッド層２２およびｐ型第６ク
ラッド層２３を挿入している。その結果、本実施形態の
半導体レーザ装置のｐ型第２クラッド層３１とｐ型コン
タクト層２４との間に発生する各スパイクによる障壁高
さＶ又はバンド不連続量ΔＥｖは、０．１５ｅＶ以下で
ある。Between the p-type second cladding layer 17 and the p-type contact layer 24, the potential difference ΔEv in the valence band is about 0.5 eV. Therefore, when the p-type contact layer 24 that is in direct contact with the p-type second cladding layer 17 is formed, a large bias voltage is required in order for the holes that have flowed in from the p-electrode side to cross this barrier. Therefore, it is desirable to insert a plurality of p-type layers between the p-type second cladding layer 17 and the p-type contact layer 24 to reduce the total ΔEv. Therefore, in the semiconductor laser device of the present embodiment, the p-type third cladding layer 17 is provided between the p-type second cladding layer 17 and the p-type third cladding layer 24.
The clad layer 18, the p-type fourth clad layer 19, the etching stop layer 20, the p-type fifth clad layer 22, and the p-type sixth clad layer 23 are inserted. As a result, the barrier height V or band discontinuity ΔEv due to each spike generated between the p-type second cladding layer 31 and the p-type contact layer 24 of the semiconductor laser device of the present embodiment is 0.15 eV or less. is there.

【０１００】なお、第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層
を必ずしも３つ設ける必要はなく、第２スパイク緩和用
ｐ型クラッド層を１つ，２つ又は４つ以上設けてもよ
い。It is not always necessary to provide three second p-type clad layers for mitigating spikes, and one, two, or four or more second p-type clad layers for mitigating spikes may be provided.

【０１０１】なお、本実施形態の半導体レーザ装置にお
いて、光導波路層１５とｐ型第２クラッド層１７との間
に、ｐ型第１クラッド層１６の代わりに、Ａｌ組成比ｘ
が段階的に異なるｐ型Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓからなる２層
以上のｐ型クラッド層か、Ａｌ組成比ｘがほぼ連続的に
変化するｐ型Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓからなるｐ型クラッド
層を用いても、価電子帯におけるスパイク高さを小さく
することができる。In the semiconductor laser device of this embodiment, an Al composition ratio x is provided between the optical waveguide layer 15 and the p-type second cladding layer 17, instead of the p-type first cladding layer 16.
There stepwise different p-type Al _x Ga _1-x As 2 or more layers of p-type cladding layer or made of, a p-type consisting of p-type Al _x Ga _1-x As where Al composition ratio x is varied substantially continuously The clad layer can also be used to reduce the spike height in the valence band.

【０１０２】（第３の実施形態）図１０は、本発明の第
３の実施形態に係る半導体レーザ装置のストライプ方向
に対して直交する方向の断面図である。同図に示すよう
に、本実施形態の半導体レーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓ基
板３１の上に、ｎ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる
厚さ３μｍのｎ型クラッド層３２と、Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7
Ａｓ結晶からなる厚さ５０ｎｍの光導波路層３３と、Ｇ
ａＡｓ結晶からなる厚さ３ｎｍの単一量子井戸型の活性
層３４と、Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ結晶からなる厚さ５０
ｎｍの光導波路層３５と、ｐ型（Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 ）
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶からなる厚さ２５ｎｍの第１スパイ
ク緩和用のｐ型第１クラッド層３６と、ｐ型（Ａｌ_0.7
Ｇａ_{0. 3} ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶からなる厚さ４０ｎｍの
障壁高さ規定用のｐ型第２クラッド層３７と、ｐ型（Ａ
ｌ_0.65Ｇａ_0.35）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶からなる厚さ４０
ｎｍのｐ型第３クラッド層３８と、ｎ型Ａｌ_0.7 Ｇａ
_0.3 Ａｓ結晶からなりストライプ状の窓部３９ａを有す
る厚さ７００ｎｍの電流ブロック層３９と、電流ブロッ
ク層３９の窓部３９ａを埋めて電流ブロック層３９の上
に延びるｐ型Ａｌ_{0. 5} Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる最大厚
さ２．５μｍのｐ型第５クラッド層４０と、ｐ型Ａｌ
_0.25Ｇａ_0.75Ａｓ結晶からなる厚さ４０ｎｍのｐ型第６
クラッド層４１と、ｐ型ＧａＡｓ結晶からなる厚さ２．
５μｍのｐ型コンタクト層４２とを順次形成して構成さ
れている。なお、図示しないが、ｎ型ＧａＡｓ基板３１
の裏面にはｎ電極が、ｐ型コンタクト層４２にはｐ電極
がそれぞれ形成されている。(Third Embodiment) FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction. As shown in the figure, the semiconductor laser device of this embodiment has an n-type GaAs substrate 31, an n-type clad layer 32 made of n-type Al _0.5 Ga _0.5 As crystal and having a thickness of 3 μm, and Al _0.3 Ga _0.7.
An optical waveguide layer 33 made of As crystal and having a thickness of 50 nm;
A single quantum well type active layer 34 of 3 nm thick made of aAs crystal and a thickness of 50 made of Al _0.3 Ga _0.7 As crystal.
nm optical waveguide layer 35 and p-type (Al _0.2 Ga _0.8 )
A p-type first clad layer 36 made of _0.5 In _0.5 P crystal and having a thickness of 25 nm for relaxing the first spike and a p-type (Al _0.7
Ga _{0. 3) 0.5} In _0.5 the p-type second cladding layer 37 for barrier height prescribed thickness 40nm of P crystal, p-type (A
l _0.65 Ga _0.35 ) _0.5 In _0.5 P crystal thickness 40
nm p-type third cladding layer 38 and n-type Al _0.7 Ga
_0.3 and the current blocking layer 39 having a thickness of 700nm having a stripe-shaped window portion 39a made of As crystal, p-type Al _{0. 5} Ga _0.5 extending over the current blocking layer 39 to fill the window portion 39a of the current blocking layer 39 P-type fifth clad layer 40 made of As crystal and having a maximum thickness of 2.5 μm, and p-type Al
P-type sixth 40 nm thick _0.25 Ga _0.75 As crystal
1. Thickness of clad layer 41 and p-type GaAs crystal 2.
The p-type contact layer 42 having a thickness of 5 μm is sequentially formed. Although not shown, the n-type GaAs substrate 31
An n-electrode is formed on the back surface of the p-type contact layer 42 and a p-electrode is formed on the p-type contact layer 42.

【０１０３】図１１は、本実施形態の半導体レーザ装置
の光導波路層３５からｐ型コンタクト層４２までの伝導
帯と価電子帯とのバンドダイアグラムを示すエネルギバ
ンド図である。ただし、図１１においては、バンド構造
のみについて理解を容易にするために、活性層以外の各
層の厚みをほぼ均一化して表すとともに、活性層３４や
光導波路層３３の図示を省略している。同図に示すよう
に、光導波路層３５と、ｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶からなるｐ型第２クラッド層３７との間
に、バンドギャップが光導波路層３５よりも大きくｐ型
第２クラッド層３７よりも小さいｐ型（Ａｌ_0.2 Ｇａ
_0.8 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐからなる第１クラッド層３６が設
けられている。ここでは、光導波路層３５のｐ型キャリ
アの密度を１×１０¹⁶ｃｍ^-3、ｐ型第１クラッド層３６
のキャリア密度を７×１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型第２クラッド
層３７のキャリア密度を７×１０¹⁷ｃｍ^-3としている。FIG. 11 is an energy band diagram showing a band diagram of the conduction band and the valence band from the optical waveguide layer 35 to the p-type contact layer 42 of the semiconductor laser device of this embodiment. However, in FIG. 11, in order to facilitate understanding of only the band structure, the thickness of each layer other than the active layer is shown to be substantially uniform, and the illustration of the active layer 34 and the optical waveguide layer 33 is omitted. As shown in the figure, the optical waveguide layer 35 and the p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5
A p-type (Al _0.2 Ga) having a band gap larger than that of the optical waveguide layer 35 and smaller than that of the p-type second clad layer 37 between the p-type second clad layer 37 made of In _0.5 P crystal.
_A first cladding layer 36 made of _0.8 ) _0.5 In _0.5 P is provided. Here, the density of the p-type carrier of the optical waveguide layer 35 is 1 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ , and the p-type first cladding layer 36 is
Carrier density is 7 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ , and the carrier density of the p-type second cladding layer 37 is 7 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ .

【０１０４】図１１に示すように、光導波路層３５とｐ
型第１クラッド層３６との境界部、ｐ型第１クラッド層
３６とｐ型第２クラッド層３７との境界部には、それぞ
れ障壁高さＶ_D36 ，Ｖ_D37 のスパイク（寄生バリア）が
生じている。つまり、第１の実施形態においても、図５
には示されていないが、光導波路層５とｐ型第１クラッ
ド層６との間の価電子帯端には大きなスパイクが生じて
いる。本実施形態は、この価電子帯端の大きなスパイク
を２つの小さなスパイクによって緩和したものである。As shown in FIG. 11, the optical waveguide layer 35 and p
Spikes (parasitic barriers) of barrier heights V _D36 and V _D37 occur at the boundary with the first type cladding layer 36 and the boundary between the p-type first cladding layer 36 and the p-type second cladding layer 37, respectively. ing. That is, also in the first embodiment, FIG.
Although not shown in FIG. 5, a large spike occurs at the valence band edge between the optical waveguide layer 5 and the p-type first cladding layer 6. In this embodiment, this large spike at the valence band edge is relaxed by two small spikes.

【０１０５】また、同図に示すように、ｐ型第２クラッ
ド層３７とｐ型コンタクト層４２との間に配置された各
層間には、各々スパイクによるバンド不連続量ΔＥｖ3
8，ΔＥｖ40，ΔＥｖ41，ΔＥｖ42が生じている。Further, as shown in the figure, the band discontinuity amount ΔEv3 due to the spikes is provided between the respective layers arranged between the p-type second cladding layer 37 and the p-type contact layer 42.
8, ΔEv40, ΔEv41, and ΔEv42 occur.

【０１０６】なお、スパイクによる障壁高さは、価電子
帯端のバンド不連続量ΔＥｖと不純物濃度とによって変
わる。しかし、実際上、レーザの機能を保持するために
は不純物濃度はほとんど変更することができないので、
化合物半導体の組成によって定まる価電子帯端のバンド
不連続量ΔＥｖに応じて変化することになる。The barrier height due to the spike changes depending on the band discontinuity ΔEv at the valence band edge and the impurity concentration. However, in practice, the impurity concentration can hardly be changed in order to maintain the function of the laser.
It changes according to the band discontinuity amount ΔEv at the valence band edge determined by the composition of the compound semiconductor.

【０１０７】また、第１スパイク緩和用ｐ型クラッド層
は、単数である必要はなく複数個存在していてもよい。The first spike-relaxing p-type clad layer does not have to be singular and may be present in plural.

【０１０８】上記半導体レーザ装置を構成する部材のう
ち化合物半導体層の結晶成長は、有機金属気相エピタキ
シャル（以下ＭＯＶＰＥという）装置を用いて、基本的
には、第１の実施形態と同様の方法により行なわれる。The crystal growth of the compound semiconductor layer among the members constituting the above-mentioned semiconductor laser device is basically the same as that of the first embodiment, using an organic metal vapor phase epitaxial (hereinafter referred to as MOVPE) device. Performed by.

【０１０９】そして、エピタキシャル基板は、劈開によ
り、共振器方向すなわちストライプ方向の長さが８００
μｍのレーザチップに分割されている。レーザチップの
相対向する２つの劈開面いわゆる端面に、端面保護コー
ティングとしてアモルファスシリコンとＳｉＯ₂ との多
層膜がコーティングされる。また、高い光出力を得るた
めに、レーザチップの後端面を高反射率（９０％）に、
レーザチップの前端面を低反射率（１０％）になるよう
に、非対称コーティングが施されている。The epitaxial substrate has a length of 800 in the resonator direction, that is, in the stripe direction, due to the cleavage.
It is divided into μm laser chips. A multilayer film of amorphous silicon and SiO ₂ is coated as an end face protective coating on the two opposing cleaved faces of the laser chip, so-called end faces. Also, in order to obtain a high light output, the rear end face of the laser chip has a high reflectance (90%),
The front end face of the laser chip is asymmetrically coated so as to have a low reflectance (10%).

【０１１０】本実施形態の半導体レーザ装置によれば、
第１，第２の実施形態と同様に、ｐ型第２クラッド層３
７がｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐにより構
成されているので、第１の実施形態で説明したように、
活性層３４とｐ型第２クラッド層３７との伝導帯端にお
けるポテンシャル差ΔＥｃを大きくとることができる。
したがって、本実施形態の半導体レーザ装置は、第１，
第２の実施形態と同様に、活性層３４への電子の閉じ込
め効率が向上し、光出力の向上を図ることができる。According to the semiconductor laser device of this embodiment,
Similar to the first and second embodiments, the p-type second cladding layer 3
Since 7 is composed of p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P, as described in the first embodiment,
The potential difference ΔEc at the conduction band edge between the active layer 34 and the p-type second cladding layer 37 can be made large.
Therefore, the semiconductor laser device of the present embodiment is
Similar to the second embodiment, the efficiency of confining electrons in the active layer 34 is improved, and the light output can be improved.

【０１１１】また、光導波路層３５とｐ型第２クラッド
層３７との間に、両者のバンドギャップの中間的なバン
ドギャップを有するｐ型（Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 ）_0.5 Ｉｎ
_0.5Ｐからなるｐ型第１クラッド層３６を用いているの
で、第２の実施形態と同様に、価電子帯に発生するスパ
イクによる障壁高さを低く抑えることができる。すなわ
ち、本実施形態の半導体レーザ装置においては、ｐ型第
１クラッド層３６とｐ型第２クラッド層３７との間に印
加すべきバイアス電圧を低減することができるので、半
導体レーザ装置の動作電圧を低減することができる。Further, between the optical waveguide layer 35 and the p-type second cladding layer 37, a p-type (Al _0.2 Ga _0.8 ) _0.5 In having a band gap intermediate between the band gaps of the both is formed.
_{Since the} p-type first cladding layer 36 made of _0.5 P is used, the barrier height due to spikes generated in the valence band can be suppressed to a low level, as in the second embodiment. That is, in the semiconductor laser device of the present embodiment, the bias voltage to be applied between the p-type first cladding layer 36 and the p-type second cladding layer 37 can be reduced, so that the operating voltage of the semiconductor laser device is reduced. Can be reduced.

【０１１２】また、このように活性層３４への電子の閉
じ込め効率の向上作用と、半導体レーザ装置の動作電圧
の低減作用とが相俟って、半導体レーザ装置の発熱を抑
えることができ、半導体レーザ装置の出力をよりいっそ
う高くすることができる。Further, as described above, the effect of improving the efficiency of confining electrons in the active layer 34 and the effect of reducing the operating voltage of the semiconductor laser device are combined to suppress the heat generation of the semiconductor laser device. The output of the laser device can be further increased.

【０１１３】また、第２の実施の形態では、電流ブロッ
ク層２１の窓部２１ａを形成するためのエッチングの際
に、Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 Ａｓからなる電流ブロック層２１
との選択的エッチングが可能な膜として、同じＡｌＧａ
Ａｓ（Ａｌ組成比ｘの小さいＡｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ）か
らなるエッチング停止層２０を設ける必要があった。そ
れに対し、本実施形態では、（Ａｌ_0.65Ｇａ_0.35）_0.5
Ｉｎ_0.5 Ｐ結晶からなるｐ型第３クラッド層３８を設け
ているので、ＡｌＧａＡｓからなる電流ブロック層３９
との選択エッチングは容易である。第２の実施形態にお
いては、後に詳しく説明するように、エッチング停止層
２０がエッチングされて膜厚がばらつくことによって、
ビーム拡がり角の大きな変化量が生じているが、本実施
形態においてはこのようなビーム拡がり角の変化を小さ
く抑えることができる。Further, in the second embodiment, the current blocking layer 21 made of Al _0.7 Ga _0.3 As is used in the etching for forming the window portion 21a of the current blocking layer 21.
The same AlGa as a film that can be selectively etched with
It was necessary to provide the etching stop layer 20 made of As (Al _0.2 Ga _0.8 As with a small Al composition ratio x). On the other hand, in the present embodiment, (Al _0.65 Ga _0.35 ) _0.5
Since the p-type third cladding layer 38 made of In _0.5 P crystal is provided, the current blocking layer 39 made of AlGaAs is formed.
Selective etching with is easy. In the second embodiment, as will be described later in detail, the etching stop layer 20 is etched and the film thickness varies,
Although there is a large amount of change in the beam divergence angle, in the present embodiment, such a change in the beam divergence angle can be suppressed small.

【０１１４】本実施形態に半導体レーザ装置において
は、光学損傷（ＣＯＤ）レベルは３５０ｍＷ以上であ
り、光出力を２００ｍＷとしたときの動作電圧は２．１
Ｖであり、光出力が３５０ｍＷに達するまで熱飽和現象
は観測されなかった。In the semiconductor laser device of this embodiment, the optical damage (COD) level is 350 mW or higher, and the operating voltage when the optical output is 200 mW is 2.1.
V, and no thermal saturation phenomenon was observed until the light output reached 350 mW.

【０１１５】次に、本実施形態の半導体レーザ装置につ
いて、光導波路層３５からｐ型第２クラッド層３７まで
の各層に関し、伝導帯および価電子帯におけるポテンシ
ャル差を検討し、それが半導体レーザ装置の特性にどの
ように影響を与えるかを議論する。Next, regarding the semiconductor laser device of this embodiment, with respect to each layer from the optical waveguide layer 35 to the p-type second cladding layer 37, the potential difference in the conduction band and the valence band is examined, and the semiconductor laser device is examined. Discuss how it affects the characteristics of.

【０１１６】−価電子帯に発生するスパイクによる障壁
高さの検討− 図１１に示すように、光導波路層３５とｐ型第２クラッ
ド層３７との間に、ｐ型（Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 ）_0.5 Ｉｎ
_0.5 Ｐからなるｐ型第１クラッド層３６が介在している
場合、価電子帯には以下の障壁高さを有するスパイクが
発生する。光導波路層３５とｐ型第１クラッド層３６と
の間のスパイクによる障壁高さＶ_D36 は０．１３２ｅＶ
である。ｐ型第１クラッド層３６とｐ型第２クラッド層
３７との間のスパイクによる障壁高さＶ_D37 は０．１２
１ｅＶである。これらの値は、ｐ型第１クラッド層１６
を用いない場合，つまり第１の実施形態の光導波路層５
とｐ型第１クラッド層６との間のスパイクによる障壁高
さ０．２９ｅに比べて小さい。すなわち、光導波路層３
５とｐ型第２クラッド層３７との間にｐ型Ａｌ_0.65Ｇａ
_0.35Ａｓからなるｐ型第１クラッド層３６が介在してい
ることにより、価電子帯に発生するスパイクによる障壁
高さを低く抑えることができることを示している。-Study of Barrier Height Due to Spikes Occurring in Valence Band-As shown in FIG. 11, a p-type (Al _0.2 Ga _0.8 ) layer is provided between the optical waveguide layer 35 and the p-type second cladding layer 37. _0.5 In
_{When the} p-type first cladding layer 36 of _0.5 P is interposed, spikes having the following barrier height are generated in the valence band. The barrier height V _D36 due to the spike between the optical waveguide layer 35 and the p-type first cladding layer 36 is 0.132 eV.
Is. The barrier height V _D37 due to the spike between the p-type first cladding layer 36 and the p-type second cladding layer 37 is 0.12.
It is 1 eV. These values are the p-type first cladding layer 16
Not used, that is, the optical waveguide layer 5 of the first embodiment
The barrier height due to the spike between the p-type first cladding layer 6 and the p-type first cladding layer 6 is smaller than 0.29e. That is, the optical waveguide layer 3
5 and the p-type second cladding layer 37 between the p-type Al _0.65 Ga
It is shown that the interposition of the p-type first cladding layer 36 made of _0.35 As can suppress the barrier height due to the spikes generated in the valence band to be low.

【０１１７】−ｐ型第１クラッド層３６の最適なＡｌ組
成の検討− 光導波路層３５とｐ型第２クラッド層３７との間に介在
するｐ型第１クラッド層３６のＡｌ組成比ｙの設定につ
いて考察する。ここでは、ｐ型第１クラッド層３６とし
てｐ型Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓを用い、Ａｌ組成比ｘをパラ
メータとして、価電子帯に発生するスパイクによる障壁
高さを調べた。その場合、光導波路層３５のｐ型キャリ
アの密度を１×１０¹⁶ｃｍ^-3、ｐ型第１クラッド層３６
のキャリア密度を７×１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型第２クラッド
層３７のキャリア密度を７×１０ ¹⁷ｃｍ^-3に固定してい
る。-Optimal Al set of p-type first cladding layer 36
Consideration of success- Interposed between the optical waveguide layer 35 and the p-type second cladding layer 37
For setting the Al composition ratio y of the p-type first cladding layer 36
And consider. Here, the p-type first cladding layer 36 is used.
P-type Al_x Ga_1-x Using As, the Al composition ratio x
Barrier due to spikes generated in the valence band as a meter
I checked the height. In that case, the p-type carrier of the optical waveguide layer 35 is used.
A density of 1 × 10¹⁶cm^-3, P-type first cladding layer 36
Carrier density of 7 × 10¹⁷cm^-3, P-type second cladding
The carrier density of the layer 37 is set to 7 × 10. ¹⁷cm^-3Fixed to
It

【０１１８】図１２は、ｐ型第１クラッド層３６のＡｌ
組成比ｘと価電子帯に発生するスパイクによる障壁高さ
との関係を示す図である。同図において、実線曲線は光
導波路層３５とｐ型第１クラッド層３６との間のスパイ
クによる障壁高さＶ_D36 を示し、破線曲線はｐ型第１ク
ラッド層３６とｐ型第２クラッド層３７との間のスパイ
クによる障壁高さＶ_D37 を示している。ｐ型第１クラッ
ド層３６のＡｌ組成比ｘが極めて小さい範囲では、スパ
イクによる障壁高さＶ_D37 がスパイクによる障壁高さＶ
_D36 よりも大きくなる。逆に、それ以外の範囲では、ス
パイクによる障壁高さＶ_D36 がスパイクによる障壁高さ
Ｖ_D37 よりも大きくなる。動作電圧（しきい値電圧）を
できるだけ小さくするためには、各スパイクによる障壁
高さＶ_{D3 6} ，Ｖ_D37 の最大値がもっとも小さいことが好
ましい。したがって、各スパイクによる障壁高さＶ
_D16 ，Ｖ_D37 が等しくなる点、すなわちｘ＝０．２付近
にｐ型第１クラッド層３６のＡｌ組成比ｘを設定すれば
よい。FIG. 12 shows the Al of the p-type first cladding layer 36.
It is a figure which shows the relationship between the composition ratio x and the barrier height by the spike generate | occur | produced in a valence band. In the figure, the solid line curve indicates the barrier height V _D36 due to the spike between the optical waveguide layer 35 and the p-type first clad layer 36, and the broken line curve indicates the p-type first clad layer 36 and the p-type second clad layer. 37 shows the barrier height V _D37 due to the spike between the two. In the range in which the Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 36 is extremely small, the barrier height V _D37 due to the spike is equal to the barrier height V due to the spike.
_It will be larger than _D36 . On the contrary, in other ranges, the barrier height V _{D36 due} to the spike becomes larger than the barrier height V _D37 due to the spike. In order to minimize the operating voltage (the threshold voltage) favorably has a maximum value of the barrier height V _{D3 6,} V _D37 caused by the spike smallest. Therefore, the barrier height V due to each spike is
The Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 36 may be set at a point where _D16 and V _D37 are equal, that is, near x = 0.2.

【０１１９】−ｐ型第１クラッド層３６およびｐ型第２
クラッド層３７の内部に発生する空乏層の影響の検討− 図１３は、ｐ型第１クラッド層３６のＡｌ組成比ｘと、
ｐ型第１クラッド層３６に形成される空乏層の長さＬ１
１（図１１参照）および蓄積層の長さＬ１２（図１１参
照）との和（Ｌ１１＋Ｌ１２）との関係を示す図であ
る。図１３からわかるように、動作電圧（しきい値電
圧）低減のためにｘ＝０．２を選ぶと、Ｌ１１＋Ｌ１２
＝２１ｎｍになる。活性層３４への電子の閉じ込め効率
を向上させるためには、伝導帯端に形成される電子に対
する障壁高さを最大にするのがよいが、ｐ型第１クラッ
ド層３６の厚さを（Ｌ１１＋Ｌ１２）より小さくしてし
まうと、実際には、空乏層および蓄積層の内部電界の影
響によって電子に対する障壁高さを最大にすることがで
きない。そのため、ｐ型第１クラッド層３６の厚さを
（Ｌ１１＋Ｌ１２）とするのが好ましい。そこで、本実
施形態の半導体レーザ装置においては、ｐ型第１クラッ
ド層３６の厚さを２５ｎｍとしている。-P-type first cladding layer 36 and p-type second
Investigation of Effect of Depletion Layer Generated Inside Cladding Layer 37-FIG. 13 shows Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 36,
Length L1 of the depletion layer formed in the p-type first cladding layer 36
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between 1 (see FIG. 11) and the sum of the length L12 (see FIG. 11) of the storage layer (L11 + L12). As can be seen from FIG. 13, when x = 0.2 is selected to reduce the operating voltage (threshold voltage), L11 + L12
= 21 nm. In order to improve the efficiency of electron confinement in the active layer 34, it is preferable to maximize the barrier height for electrons formed at the conduction band edge, but the thickness of the p-type first cladding layer 36 should be (L11 + L12). ), The barrier height for electrons cannot be maximized due to the influence of the internal electric fields of the depletion layer and the storage layer. Therefore, it is preferable that the thickness of the p-type first cladding layer 36 is (L11 + L12). Therefore, in the semiconductor laser device of this embodiment, the thickness of the p-type first cladding layer 36 is set to 25 nm.

【０１２０】同様に、ｐ型第２クラッド層３７の厚さ
も、その内部に発生する空乏層の長さＬ１３と蓄積層の
長さＬ１４との合計（図１１参照）を考慮して定めるこ
とが好ましい。本実施形態の条件下では、ｐ型第２クラ
ッド層３７中に形成される空乏層長さＬ１３と蓄積層長
さＬ１４の合計は、Ｌ１３＋Ｌ１４＝３６ｎｍである。
そして、この厚さ（Ｌ１３＋Ｌ１４）以下の厚さを有す
るｐ型第２クラッド層３７を設けた場合、内部電界の影
響から電子に対する障壁高さを最大にすることができな
い。そこで、本実施形態の半導体レーザ装置において
は、ｐ型第２クラッド層３７の厚さを４０ｎｍとした。Similarly, the thickness of the p-type second clad layer 37 can be determined in consideration of the total of the length L13 of the depletion layer and the length L14 of the accumulation layer generated therein (see FIG. 11). preferable. Under the conditions of the present embodiment, the total of the depletion layer length L13 and the accumulation layer length L14 formed in the p-type second cladding layer 37 is L13 + L14 = 36 nm.
When the p-type second cladding layer 37 having a thickness equal to or less than this thickness (L13 + L14) is provided, the barrier height for electrons cannot be maximized due to the influence of the internal electric field. Therefore, in the semiconductor laser device of this embodiment, the thickness of the p-type second cladding layer 37 is set to 40 nm.

【０１２１】−ｐ型第１クラッド層３６のＡｌ組成比ｘ
と半導体レーザ装置の動作電圧との関係− 光導波路層３５とｐ型第２クラッド層３７との間にｐ型
（Ａｌ_x Ｇａ_1-x ）_{0. 5} Ｉｎ_0.5 Ｐからなるｐ型第１ク
ラッド層３６が介在している場合、半導体レーザ装置の
動作電圧がどのように変化するかを検討したところ、ｙ
＝０．２０付近が最も動作電圧が小さく、２．１Ｖであ
った。-Al composition ratio x of the p-type first cladding layer 36
Relationship between the operating voltage of the semiconductor laser device and - the p-type first cladding made of p-type _{(Al x Ga 1-x)} 0. 5 In 0.5 P between the optical waveguide layer 35 and the p-type second cladding layer 37 When it was examined how the operating voltage of the semiconductor laser device changes when the layer 36 is interposed, y
The operating voltage was the smallest at around 0.20, which was 2.1V.

【０１２２】次に、ｐ型第２クラッド層３７からｐ型コ
ンタクト層４２までの間の価電子帯におけるポテンシャ
ル差が半導体レーザ装置の特性にどのように影響を与え
るかを以下に議論する。Next, how the potential difference in the valence band from the p-type second cladding layer 37 to the p-type contact layer 42 affects the characteristics of the semiconductor laser device will be discussed below.

【０１２３】ｐ型第２クラッド層３７からｐ型コンタク
ト層４２までの間においては、価電子帯におけるポテン
シャル差ΔＥｖが０．５ｅＶ程度存在する。したがっ
て、ｐ型第２クラッド層３７に直接接するｐ型コンタク
ト層４２を形成した場合、ｐ電極側から流入した正孔が
この障壁を越えるためには大きなバイアス電圧が必要に
なる。したがって、ｐ型第２クラッド層３７とｐ型コン
タクト層４２との間に複数のｐ型層を挿入して、全体と
してのΔＥｖを小さくすることが望ましい。そこで、本
実施形態の半導体レーザ装置においては、ｐ型第２クラ
ッド層３７とｐ型コンタクト層４２との間に、各々第２
スパイク緩和用ｐ型コンタクト層として機能する，ｐ型
第３クラッド層３８，ｐ型第５クラッド層４０およびｐ
型第６クラッド層４１を挿入している。その結果、図１
１に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置のｐ型
第２クラッド層３７とｐ型コンタクト層４２との間に発
生する各スパイクによる障壁高さＶ又はバンド不連続量
ΔＥｖは、０．１５ｅＶ以下である。Between the p-type second cladding layer 37 and the p-type contact layer 42, the potential difference ΔEv in the valence band is about 0.5 eV. Therefore, when the p-type contact layer 42 that is in direct contact with the p-type second cladding layer 37 is formed, a large bias voltage is required for the holes that have flowed in from the p-electrode side to cross this barrier. Therefore, it is desirable to insert a plurality of p-type layers between the p-type second cladding layer 37 and the p-type contact layer 42 to reduce the total ΔEv. Therefore, in the semiconductor laser device of this embodiment, the second p-type clad layer 37 and the p-type contact layer 42 are each provided with the second p-type contact layer 42.
The p-type third clad layer 38, the p-type fifth clad layer 40, and the p-type p-type contact layer 38 functioning as spike-relieving p-type contact layers.
The mold sixth clad layer 41 is inserted. As a result,
As shown in FIG. 1, the barrier height V or the band discontinuity ΔEv due to each spike generated between the p-type second cladding layer 37 and the p-type contact layer 42 of the semiconductor laser device of the present embodiment is 0. It is 15 eV or less.

【０１２４】なお、第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層
を必ずしも３つ設ける必要はなく、第２スパイク緩和用
ｐ型クラッド層を１つ，２つ又は４つ以上設けてもよ
い。It is not always necessary to provide three second p-type cladding layers for mitigating spikes, and one, two, or four or more second p-type cladding layers for mitigating spikes may be provided.

【０１２５】なお、本実施形態に示した半導体レーザ装
置の構造では、第２の実施形態の半導体レーザ装置に示
すようなエッチング停止層を設ける必要がない。ｐ型第
３クラッド層３８がエッチング停止層の機能を有するた
めである。第２の実施形態の半導体レーザ装置において
は、ＡｌＧａＡｓからなる電流ブロック層２１の下にＡ
ｌ組成比ｘの小さいＡｌＧａＡｓ（Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａ
ｓ）からなるエッチング停止層２０を設け、電流ブロッ
ク層２１とエッチング停止層２０のＡｌ組成の違いに起
因するエッチング速度の違い，すなわちエッチング選択
比を利用して電流ブロック層２１の選択的エッチングを
行なっている。しかしながら、第１の実施形態において
は電流ブロック層２１とエッチング停止層２０が同じＡ
ｌＧａＡｓ系の材料からなるため、エッチング選択比を
大きく確保することができず、選択的エッチング終了後
のエッチング停止層２０のうち電流ブロック層の窓部に
位置する部分の厚さがわずかに薄くなる。これに起因し
て、半導体レーザ装置においてレーザビームの拡がり角
にばらつきが発生し、歩留まりが低下することがあっ
た。これに対して、本実施の形態では、ｐ型第３クラッ
ド層３８と電流ブロック層３９とは、互いに異なる材料
であるＡｌＧａＩｎＰとＡｌＧａＡｓとによって構成さ
れているので、ｐ型第３クラッド層３８と電流ブロック
層３９との間のエッチング選択比を大きく確保すること
ができ、ｐ型第３クラッド層３８の厚みのばらつきを抑
制することができる。それにより、ｐ型第３クラッド層
３８の膜厚変化に起因するビーム拡がり角の変化量も小
さくなり、半導体レーザ装置の歩留まりが向上する。例
えば、第２の実施の形態に係る本発明の半導体レーザ装
置では、水平拡がり角のばらつき幅、垂直拡がり角のば
らつき幅は共に１°程度あるのに対して、本実施形態に
係る本発明の半導体レーザ装置では、水平拡がり角のば
らつき幅、垂直拡がり角のばらつき幅は共に０．５°以
下に抑制される。In the structure of the semiconductor laser device shown in this embodiment, it is not necessary to provide the etching stop layer as shown in the semiconductor laser device of the second embodiment. This is because the p-type third cladding layer 38 has a function of an etching stop layer. In the semiconductor laser device of the second embodiment, A is formed under the current block layer 21 made of AlGaAs.
l AlGaAs having a small composition ratio x (Al _0.2 Ga _0.8 A
s) is provided, and the etching rate difference due to the difference in Al composition between the current block layer 21 and the etching stop layer 20, that is, the selective etching of the current block layer 21 is performed by utilizing the etching selection ratio. I am doing it. However, in the first embodiment, the current blocking layer 21 and the etching stop layer 20 have the same A
Since it is made of the 1GaAs-based material, a large etching selection ratio cannot be secured, and the thickness of the portion of the etching stop layer 20 located at the window of the current block layer after the selective etching is slightly thinned. . Due to this, the divergence angle of the laser beam varies in the semiconductor laser device, and the yield may decrease. On the other hand, in the present embodiment, since the p-type third cladding layer 38 and the current blocking layer 39 are made of AlGaInP and AlGaAs, which are different materials, the p-type third cladding layer 38 and A large etching selectivity with respect to the current blocking layer 39 can be secured, and variation in the thickness of the p-type third cladding layer 38 can be suppressed. As a result, the amount of change in the beam divergence angle due to the change in the film thickness of the p-type third cladding layer 38 is also reduced, and the yield of the semiconductor laser device is improved. For example, in the semiconductor laser device of the present invention according to the second embodiment, the variation width of the horizontal divergence angle and the variation width of the vertical divergence angle are both about 1 °, whereas the semiconductor laser device of the present invention according to the present embodiment is In the semiconductor laser device, the variation width of the horizontal spread angle and the variation width of the vertical spread angle are both suppressed to 0.5 ° or less.

【０１２６】なお、本実施形態の半導体レーザ装置にお
いて、光導波路層３５とｐ型第２クラッド層３７との間
に、ｐ型第１クラッド層３６の代わりに、Ａｌ組成比ｘ
が段階的に異なるｐ型（Ａｌ_x Ｇａ_1-x ）_0.5 Ｉｎ_0.5
Ｐからなる２層以上のｐ型クラッド層か、Ａｌ組成比ｘ
がほぼ連続的に変化するｐ型（Ａｌ_x Ｇａ_1-x ）_0.5Ｉ
ｎ_0.5 Ｐからなるｐ型クラッド層を用いても、価電子帯
におけるスパイクによる障壁高さを小さくすることがで
きる。In the semiconductor laser device of this embodiment, an Al composition ratio x is provided between the optical waveguide layer 35 and the p-type second cladding layer 37 instead of the p-type first cladding layer 36.
P-type (Al _x Ga _1-x ) _0.5 In _0.5
Two or more p-type clad layers made of P or Al composition ratio x
P-type (Al _x Ga _1-x ) _0.5 I, which changes almost continuously
Even if the p-type cladding layer made of n _0.5 P is used, the barrier height due to spikes in the valence band can be reduced.

【０１２７】（第４の実施形態）図１４は、本発明の第
４の実施の形態に係る半導体レーザ装置のストライプ方
向に対して直交する方向の断面図である。同図に示すよ
うに、本実施形態の半導体レーザ装置は、第２の実施形
態の半導体レーザ装置において、第１スパイク緩和用の
ｐ型第１クラッド層１６の代わりに、Ａｌ組成比ｚ１が
連続的に変化する厚さ３０ｎｍのＡｌ_z1Ｇａ_1-z1Ａｓか
らなるｐ型第１クラッド層５１を用い、第２スパイク緩
和用のｐ型第３クラッド層１８およびｐ型第４クラッド
層１９の代わりに、Ａｌ組成比ｚ２が連続的に変化する
厚さ４０ｎｍのＡｌ_z2Ｇａ_1-z2Ａｓからなるｐ型第３ク
ラッド層５２を用い、さらにエッチング停止層２０の代
わりに、ｐ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓからなる厚さ１０ｎ
ｍのエッチング停止層５３を用い、ｐ型第６クラッド層
２３の代わりに、組成比ｚ３が連続的に変化する厚さ４
０ｎｍのＡｌ_z3Ｇａ_1-z3Ａｓからなるｐ型第６クラッド
層５４を用いて構成されている。本実施形態の半導体レ
ーザ装置のその他の構成は、第２の実施形態の半導体レ
ーザ装置において説明した通りであり、図６と同じ符号
を付して説明を省略する。(Fourth Embodiment) FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction. As shown in the figure, in the semiconductor laser device of the second embodiment, the Al composition ratio z1 is continuous instead of the p-type first cladding layer 16 for relaxing the first spike in the semiconductor laser device of the second embodiment. Of the p-type first clad layer 51 made of Al _z1 Ga _{1 -z1} As having a thickness of 30 nm that changes with time and is used instead of the p-type third clad layer 18 and the p-type fourth clad layer 19 for the second spike relaxation. In addition, a p-type third cladding layer 52 made of Al _z2 Ga _{1 -z2} As having a thickness of 40 nm in which the Al composition ratio z2 continuously changes is used, and p-type Al _0.2 Ga _{0.8 is} further used instead of the etching stop layer 20. Thickness of 10n made of As
An etching stopper layer 53 of m is used, and a thickness 4 at which the composition ratio z3 changes continuously instead of the p-type sixth cladding layer 23.
The p-type sixth cladding layer 54 made of 0 nm Al _z3 Ga _{1 -z3} As is used. The other configurations of the semiconductor laser device of the present embodiment are the same as those described in the semiconductor laser device of the second embodiment, and the same reference numerals as in FIG.

【０１２８】なお、ｐ型第１クラッド層５１におけるＡ
ｌ組成比ｚ１は、光導波路層１５からｐ型第２クラッド
層１７に至るまで、ｐ型第１クラッド層５１の厚さ位置
にほぼ比例させて０．３から１まで変化させた。また、
ｐ型第３クラッド層５２におけるＡｌ組成比ｚ２は、ｐ
型第２クラッド層１７からエッチング停止層５３に至る
まで、ｐ型第３クラッド層５２の厚さ位置にほぼ比例さ
せて１から０．２まで変化させた。さらに、ｐ型第６ク
ラッド層５４におけるＡｌ組成比ｚ３は、ｐ型第５クラ
ッド層２２からｐ型コンタクト層２４に至るまで、ｐ型
第６クラッド層５４の厚さ位置にほぼ比例させて０．５
から０まで変化させた。In the p-type first cladding layer 51, A
The l composition ratio z1 was varied from 0.3 to 1 in proportion to the thickness position of the p-type first cladding layer 51 from the optical waveguide layer 15 to the p-type second cladding layer 17. Also,
The Al composition ratio z2 in the p-type third cladding layer 52 is p
From the mold second clad layer 17 to the etching stop layer 53, the thickness was changed from 1 to 0.2 in proportion to the thickness position of the p-type third clad layer 52. Further, the Al composition ratio z3 in the p-type sixth cladding layer 54 is substantially proportional to the thickness position of the p-type sixth cladding layer 54 from the p-type fifth cladding layer 22 to the p-type contact layer 24. .5
Varied from 0 to 0.

【０１２９】本実施形態の半導体レーザ装置によれば、
Ａｌ組成比ｚ１が連続的に変化するＡｌ_z1Ｇａ_1-z1Ａｓ
からなるｐ型第１クラッド層５１を用いているので、価
電子帯端に発生するスパイクによる障壁高さ又はバンド
不連続量を低く抑えることができる。したがって、ｐ型
第１クラッド層５１とｐ型第２クラッド層１７との間に
印加すべきバイアス電圧を低減することができ、それに
より、半導体レーザ装置の動作電圧を低減することがで
きる。According to the semiconductor laser device of this embodiment,
Al _z1 Ga _{1 -z1} As whose Al composition ratio z1 changes continuously
Since the p-type first clad layer 51 made of is used, the barrier height or the amount of band discontinuity due to the spikes generated at the valence band edge can be suppressed low. Therefore, the bias voltage to be applied between the p-type first cladding layer 51 and the p-type second cladding layer 17 can be reduced, and thus the operating voltage of the semiconductor laser device can be reduced.

【０１３０】また、本実施形態の半導体レーザ装置によ
れば、組成比ｚ２が連続的に変化するＡｌ_z2Ｇａ_1-z2Ａ
ｓからなるｐ型第３クラッド層５２を用い、組成比ｚ３
が連続的に変化するＡｌ_z3Ｇａ_1-z3Ａｓからなるｐ型第
６クラッド層５４を用いているので、ｐ型第２クラッド
層１７からｐ型コンタクト層２４までの間において、ｐ
型第３クラッド層５２とｐ型第２クラッド層１７との境
界部，ｐ型第３クラッド層５２とエッチング停止層５３
との境界部，ｐ型第６クラッド層５４とｐ型第５クラッ
ド層２２との境界部，及びｐ型第６クラッド層５４とｐ
型コンタクト層２４との境界部における価電子帯のスパ
イクによる障壁高さをほとんど０にすることができる。Further, according to the semiconductor laser device of this embodiment, the composition ratio z2 changes continuously with Al _z2 Ga _{1 -z2} A.
The p-type third cladding layer 52 made of s is used, and the composition ratio z3
Since the p-type sixth clad layer 54 made of Al _z3 Ga _{1 -z3} As that continuously changes is used, p between the p-type second clad layer 17 and the p-type contact layer 24 is p.
Boundary between p-type third clad layer 52 and p-type second clad layer 17, p-type third clad layer 52 and etching stop layer 53
And the boundary between the p-type sixth clad layer 54 and the p-type fifth clad layer 22, and the p-type sixth clad layer 54 and p
The barrier height due to the valence band spike at the boundary with the mold contact layer 24 can be made almost zero.

【０１３１】図１５は、本実施形態の半導体レーザ装置
の光導波路層１５からｐ型コンタクト層２４までの伝導
帯と価電子帯とのバンドダイアグラムを示すエネルギバ
ンド図である。同図に示すように、本実施形態の半導体
レーザ装置においては、エッチング停止層５３とｐ型第
５クラッド層２２との間の価電子帯端に高さＶ_D22 ＝
０．１５０ｅＶのスパイクが存在する以外は、価電子帯
端におけるスパイクがほとんど生じていないといえる。FIG. 15 is an energy band diagram showing a band diagram of a conduction band and a valence band from the optical waveguide layer 15 to the p-type contact layer 24 of the semiconductor laser device of this embodiment. As shown in the figure, in the semiconductor laser device of the present embodiment, the height V _D22 = at the valence band edge between the etching stop layer 53 and the p-type fifth cladding layer 22.
It can be said that almost no spike occurs at the valence band edge except that the spike of 0.150 eV exists.

【０１３２】本実施形態の半導体レーザ装置において、
光学損傷（ＣＯＤ）レベルは３５０ｍＷ以上であり、光
出力が３５０ｍＷの出力に至るまでに熱飽和現象は観測
されなかった。また、本実施形態の半導体レーザ装置に
おいて、光出力を２００ｍＷとしたときの動作電圧は
２．０Ｖであり、第２の実施形態の半導体レーザ装置と
比べて動作電圧を０．１Ｖだけ低減することができた。
本実施形態において、第２の実施形態の半導体レーザ装
置と比べて動作電圧を０．１Ｖだけ低減させることがで
きた理由は、ｐ型第１クラッド層５１、ｐ型第３クラッ
ド層５２およびｐ型第６クラッド層５４を用いることに
より、価電子帯のスパイクによる障壁高さＶ又はバンド
不連続量ΔＥｖをほとんど０にすることができたためで
あると考えられる。とりわけ、価電子帯のスパイクによ
る障壁高さΔＥｖを最も低減させることのできるｐ型第
１クラッド層５１が動作電圧低減に大きく寄与したもの
と考えられる。In the semiconductor laser device of this embodiment,
The optical damage (COD) level was 350 mW or higher, and no thermal saturation phenomenon was observed until the optical output reached the output of 350 mW. In the semiconductor laser device of the present embodiment, the operating voltage is 2.0 V when the optical output is 200 mW, and the operating voltage should be reduced by 0.1 V as compared with the semiconductor laser device of the second embodiment. I was able to.
In the present embodiment, the operating voltage can be reduced by 0.1 V as compared with the semiconductor laser device of the second embodiment, because the p-type first cladding layer 51, the p-type third cladding layer 52 and the p-type third cladding layer 52 and the p-type third cladding layer 52. It is considered that this is because the barrier height V or the band discontinuity ΔEv due to the valence band spike can be made almost zero by using the type sixth cladding layer 54. In particular, it is considered that the p-type first cladding layer 51, which can most reduce the barrier height ΔEv due to the valence band spike, greatly contributed to the reduction of the operating voltage.

【０１３３】（第５の実施の形態）図１６は、本発明の
第５の実施の形態に係る半導体レーザ装置のストライプ
方向に対して直交する方向の断面図である。同図に示す
ように、本実施形態の半導体レーザ装置は、第３の実施
形態の半導体レーザ装置において、第１スパイク緩和用
のｐ型第１クラッド層３６の代わりに、Ａｌ組成比ｔ１
が連続的に変化する厚さ３０ｎｍのｐ型（Ａｌ_t1Ｇａ
_1-t1）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐからなるｐ型第１クラッド層６１
を用い、第２スパイク緩和用のｐ型第３クラッド層３８
の代わりに、Ａｌ組成比ｔ２が連続的に変化する厚さ４
０ｎｍのｐ型（Ａｌ_t2Ｇａ_1-t2）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐからな
るｐ型第３クラッド層６２を用い、さらに第２スパイク
緩和用のｐ型第６クラッド層４１の代わりに、Ａｌ組成
比ｔ３が連続的に変化する厚さ４０ｎｍのＡｌ_t3Ｇａ
_1-t3Ａｓからなるｐ型第６クラッド層６３を用いて構成
されている。本実施形態の半導体レーザ装置のその他の
構成は、第３の実施形態の半導体レーザ装置において説
明した通りであり、図６と同じ符号を付して説明を省略
する。(Fifth Embodiment) FIG. 16 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction. As shown in the figure, in the semiconductor laser device of the third embodiment, in the semiconductor laser device of the third embodiment, the Al composition ratio t1 is used instead of the p-type first cladding layer 36 for relaxing the first spike.
P-type (Al _t1 Ga) with a thickness of 30 nm
_1-t1 ) _0.5 In _0.5 P p-type first cladding layer 61
By using the p-type third cladding layer 38 for relaxing the second spike
In place of, the thickness 4 at which the Al composition ratio t2 changes continuously
A p-type third cladding layer 62 made of 0 nm p-type (Al _t2 Ga _{1 -t2} ) _0.5 In _0.5 P is used, and the Al composition ratio t3 is used instead of the p-type sixth cladding layer 41 for relaxing the second spike. 40 nm thick Al _t3 Ga whose thickness changes continuously
It is configured by using the p-type sixth cladding layer 63 made of _1-t3 As. The other configurations of the semiconductor laser device of this embodiment are the same as those described in the semiconductor laser device of the third embodiment, and the same reference numerals as those in FIG.

【０１３４】なお、ｐ型第１クラッド層６１におけるＡ
ｌ組成比ｔ１は、光導波路層３５からｐ型第２クラッド
層３７に至るまで、ｐ型第１クラッド層６１の厚さ位置
にほぼ比例させて０．１５から０．７まで変化させた。
また、ｐ型第３クラッド層６２におけるＡｌ組成比ｔ２
は、ｐ型第２クラッド層３７からｐ型第５クラッド層４
０に至るまで、ｐ型第３クラッド層６２の厚さ位置にほ
ぼ比例させて０．７から０まで変化させた。さらに、ｐ
型第６クラッド層６３におけるＡｌ組成比ｔ３は、ｐ型
第５クラッド層４０からｐ型コンタクト層４２に至るま
で、ｐ型第６クラッド層６３の厚さ位置にほぼ比例させ
て０．５から０まで変化させた。A in the p-type first cladding layer 61
The l composition ratio t1 was changed from 0.15 to 0.7 in proportion to the thickness position of the p-type first cladding layer 61 from the optical waveguide layer 35 to the p-type second cladding layer 37.
Further, the Al composition ratio t2 in the p-type third cladding layer 62
Is from the p-type second cladding layer 37 to the p-type fifth cladding layer 4
The value was changed from 0.7 to 0 in proportion to the thickness position of the p-type third cladding layer 62 until reaching 0. Furthermore, p
The Al composition ratio t3 of the type sixth cladding layer 63 is 0.5 to approximately proportional to the thickness position of the p type sixth cladding layer 63 from the p type fifth cladding layer 40 to the p type contact layer 42. It was changed to 0.

【０１３５】本実施形態の半導体レーザ装置によれば、
組成比ｔ１が連続的に変化するｐ型（Ａｌ_t1Ｇａ_1-t1）
_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐからなるｐ型第１クラッド層６１を用い
ているので、価電子帯に発生するスパイクによる障壁高
さＶ又はバンド不連続量ΔＥｖを低く抑えることができ
る。その結果、ｐ型第１クラッド層６１とｐ型第２クラ
ッド層３７との間に印加すべきバイアス電圧を低減する
ことができ、それにより、半導体レーザ装置の動作電圧
を低減することができる。According to the semiconductor laser device of this embodiment,
P-type (Al _t1 Ga _{1 -t1} ) whose composition ratio t1 changes continuously
_{Since the} p-type first cladding layer 61 made of _0.5 In _0.5 P is used, the barrier height V or the band discontinuity ΔEv due to the spikes generated in the valence band can be suppressed low. As a result, the bias voltage to be applied between the p-type first cladding layer 61 and the p-type second cladding layer 37 can be reduced, and thus the operating voltage of the semiconductor laser device can be reduced.

【０１３６】また、本実施形態の半導体レーザ装置によ
れば、組成比ｔ２が連続的に変化するｐ型（Ａｌ_t2Ｇａ
_1-t2）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐからなるｐ型第３クラッド層６２
を用い、組成比ｔ３が連続的に変化するＡｌ_t3Ｇａ_1-t3
からなるｐ型第６クラッド層６３を用いているので、ｐ
型第２クラッド層３７からｐ型コンタクト層４２までの
間において、ｐ型第３クラッド層６２とｐ型第２クラッ
ド層３７との境界部，ｐ型第３クラッド層６２とｐ型第
５クラッド層４０との境界部，ｐ型第６クラッド層６３
とｐ型第５クラッド層４０との境界部，及びｐ型第６ク
ラッド層６３とｐ型コンタクト層４２との境界部におけ
る価電子帯のスパイクによる障壁高さＶ又はバンド不連
続量ΔＥｖをほとんど０にすることができる。Further, according to the semiconductor laser device of the present embodiment, the p-type (Al _t2 Ga) composition ratio t2 of which continuously changes.
_1-t2 ) _0.5 In _0.5 P p-type third cladding layer 62
Al _t3 Ga ₁ -t3 whose composition ratio t3 changes continuously
Since the p-type sixth cladding layer 63 consisting of
Between the p-type second clad layer 37 and the p-type contact layer 42, the boundary between the p-type third clad layer 62 and the p-type second clad layer 37, the p-type third clad layer 62 and the p-type fifth clad. Boundary with layer 40, p-type sixth cladding layer 63
And the p-type fifth clad layer 40 and the p-type sixth clad layer 63 and the p-type contact layer 42 have a barrier height V or a band discontinuity ΔEv due to a valence band spike. It can be zero.

【０１３７】図１７は、本実施形態の半導体レーザ装置
の光導波路層３５からｐ型コンタクト層４２までの伝導
帯と価電子帯とのバンドダイアグラムを示すエネルギバ
ンド図である。同図に示すように、本実施形態の半導体
レーザ装置においては、光導波路層３５とｐ型第１クラ
ッド層６１との間の価電子帯端に障壁高さＶ_D61 ＝０．
１ｅＶのスパイクが存在する以外は、価電子帯端におけ
るスパイクがほとんど生じていないといえる。FIG. 17 is an energy band diagram showing a band diagram of a conduction band and a valence band from the optical waveguide layer 35 to the p-type contact layer 42 of the semiconductor laser device of this embodiment. As shown in the figure, in the semiconductor laser device of the present embodiment, the barrier height V _D61 = 0. 0 is provided at the valence band edge between the optical waveguide layer 35 and the p-type first cladding layer 61.
It can be said that almost no spike occurs at the valence band edge except for the presence of the 1 eV spike.

【０１３８】本実施形態の半導体レーザ装置において、
光学損傷（ＣＯＤ）レベルは３５０ｍＷ以上であり、光
出力が３５０ｍＷの出力に至るまでに熱飽和現象は観測
されなかった。また、本実施形態の半導体レーザ装置に
おいて、光出力を２００ｍＷとしたときの動作電圧は
２．０Ｖであり、第３の実施形態の半導体レーザ装置と
比べて動作電圧を０．１Ｖだけ低減することができた。
本実施形態において、第３の実施形態の半導体レーザ装
置と比べて動作電圧を０．１Ｖだけ低減させることがで
きた理由は、ｐ型第１クラッド層６１、ｐ型第３クラッ
ド層６２およびｐ型第６クラッド層６３を用いることに
より、価電子帯のスパイクによる障壁高さＶ又はバンド
不連続量ΔＥｖをほとんど０にすることができたためで
あると考えられる。とりわけ、価電子帯のスパイクによ
る障壁高さを最も低減させることのできるｐ型第１クラ
ッド層６１が動作電圧低減に大きく寄与したものと考え
られる。In the semiconductor laser device of this embodiment,
The optical damage (COD) level was 350 mW or higher, and no thermal saturation phenomenon was observed until the optical output reached the output of 350 mW. Further, in the semiconductor laser device of this embodiment, the operating voltage is 2.0 V when the optical output is 200 mW, and the operating voltage should be reduced by 0.1 V compared to the semiconductor laser device of the third embodiment. I was able to.
In the present embodiment, the operating voltage can be reduced by 0.1 V as compared with the semiconductor laser device of the third embodiment because the p-type first cladding layer 61, the p-type third cladding layer 62 and the p-type third cladding layer 62 and the p-type third cladding layer 62. It is considered that the barrier height V or the band discontinuity ΔEv due to the spike of the valence band could be made almost zero by using the type sixth cladding layer 63. In particular, it is considered that the p-type first cladding layer 61, which can reduce the barrier height due to the valence band spike most, greatly contributed to the reduction of the operating voltage.

【０１３９】（第６の実施形態）上記第１〜第５の実施
形態においては、本発明をファブリ・ペロー（ＦＰ）共
振器を備えた半導体レーザ装置に適用した例について説
明した。しかし、本発明は、ＦＰ共振器型半導体レーザ
装置以外のレーザ装置にも適用することができる。その
例として、以下、本発明を分布ブラッグ反射（ＤＢＲ：
Ditributed BraggReflector）型半導体レーザ装置に適
用した例である第６の実施形態について説明する。(Sixth Embodiment) In the first to fifth embodiments, the example in which the present invention is applied to the semiconductor laser device having the Fabry-Perot (FP) resonator has been described. However, the present invention can be applied to laser devices other than the FP resonator type semiconductor laser device. As an example, the present invention will be described below with reference to distributed Bragg reflection (DBR:
A sixth embodiment, which is an example applied to a distributed Bragg reflector) type semiconductor laser device, will be described.

【０１４０】図１８は、本発明の第６の実施形態の半導
体レーザ装置の構成を概略的に示す破断斜視図である。
同図に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置は、
共振器の長手方向に、利得領域７０と、位相制御領域７
１と、ＤＢＲ領域７２と備えている。つまり、利得領域
７０の端面を構成する劈開面（前面）とＤＢＲ領域７２
の端面（後面）とを反射面とする共振器が構成されてい
る。利得制御領域７０の共振器長手方向長さは５００μ
ｍであり、位相制御領域７１の共振器長手方向長さは３
００μｍであり、ＤＢＲ領域７２の共振器長手方向長さ
は５００μｍである。FIG. 18 is a cutaway perspective view schematically showing the structure of a semiconductor laser device according to the sixth embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the semiconductor laser device of the present embodiment is
The gain region 70 and the phase control region 7 are arranged in the longitudinal direction of the resonator.
1 and a DBR area 72. That is, the cleavage plane (front surface) forming the end face of the gain region 70 and the DBR region 72.
A resonator having an end surface (rear surface) and a reflective surface is configured. The length of the gain control region 70 in the resonator longitudinal direction is 500 μm.
m, and the length of the phase control region 71 in the cavity longitudinal direction is 3
The length of the DBR region 72 in the resonator longitudinal direction is 500 μm.

【０１４１】そして、本実施形態の半導体レーザ装置
は、利得領域７０と、位相制御領域７１と、ＤＢＲ領域
７２とに亘って、ｎ型ＧａＡｓ基板７３の上に、ｎ型Ａ
ｌ_0.5Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなるｎ型クラッド層７４
と、Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ結晶からなる２つの光導波路
層によってＧａＡｓ結晶からなる単一量子井戸を挟んだ
構造の活性層７５と、ｐ型（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉ
ｎ_0.5 Ｐ結晶からなるｐ型第１クラッド層７６と、ｐ型
Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ結晶からなるｐ型第２クラッド層
７７と、ｐ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなるｐ型第
３クラッド層７８と、ｐ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ結晶か
らなるエッチング停止層７９と、ｎ型Ａｌ_{0. 6} Ｇａ_0.4
Ａｓ結晶からなりストライプ状の窓部を有する電流ブロ
ック層８０と、ｐ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓ結晶からなる
ｐ型第４クラッド層８１と、ｐ型ＧａＡｓ結晶からなる
ｐ型コンタクト層８２とを順次形成して構成されてい
る。In the semiconductor laser device of this embodiment, the n-type A-type substrate is provided on the n-type GaAs substrate 73 over the gain region 70, the phase control region 71 and the DBR region 72.
n _0.5 Ga _0.5 As crystal n-type cladding layer 74
And an active layer 75 having a structure in which a single quantum well made of a GaAs crystal is sandwiched by two optical waveguide layers made of Al _0.3 Ga _0.7 As crystal, and a p-type (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 I
p-type first clad layer 76 made of n _0.5 P crystal, p-type second clad layer 77 made of p-type Al _0.2 Ga _0.8 As crystal, and p-type third clad layer made of p-type Al _0.5 Ga _0.5 As crystal 78, an etching stop layer 79 of p-type Al _0.2 Ga _0.8 as crystal, n-type Al _{0. 6} Ga _0.4
A current blocking layer 80 made of As crystal and having a stripe-shaped window portion, a p-type fourth cladding layer 81 made of p-type Al _0.5 Ga _0.5 As crystal, and a p-type contact layer 82 made of p-type GaAs crystal are sequentially formed. Formed and configured.

【０１４２】ここで、活性層７５のうち位相制御領域７
１及びＤＢＲ領域７２に位置する部分は、不純物である
Ｚｎのドープによる量子井戸構造の無秩序化処理が施さ
れており、発振波長のレーザに対してほぼ透明となって
いる。また、第２クラッド層７７のうちＤＢＲ領域７２
に位置する部分は、回折格子７７ａとなっている。Here, in the active layer 75, the phase control region 7
1 and the portion located in the DBR region 72 is subjected to disordering treatment of the quantum well structure by doping with Zn, which is an impurity, and is substantially transparent to a laser having an oscillation wavelength. In addition, the DBR region 72 of the second cladding layer 77
The portion located at is a diffraction grating 77a.

【０１４３】また、ｐ型コンタクト層８２のうち利得領
域７０，位相制御領域７１及びＤＢＲ領域７２の各境界
部に位置する部分は、エッチングにより除去されてお
り、ｐ型コンタクト層８２は３つの部分８２ａ，８２
ｂ，８２ｃに電気的に分離されている。そして、ｐ型コ
ンタクト層８２のうち利得領域７０，位相制御領域７１
及びＤＢＲ領域７２に位置する各部分８２ａ，８２ｂ，
８２ｃの上に、それぞれ利得制御領域電極８３，位相制
御領域電極８４及びＤＢＲ領域電極８５が設けられてい
る。また、図示しないが、ｎ型ＧａＡｓ基板７３の裏面
には、ｎ型電極が設けられている。Further, the portion of the p-type contact layer 82 located at each boundary of the gain region 70, the phase control region 71 and the DBR region 72 is removed by etching, and the p-type contact layer 82 has three portions. 82a, 82
b and 82c are electrically separated. Then, in the p-type contact layer 82, the gain region 70 and the phase control region 71
And portions 82a, 82b located in the DBR area 72,
A gain control region electrode 83, a phase control region electrode 84, and a DBR region electrode 85 are provided on 82c, respectively. Although not shown, an n-type electrode is provided on the back surface of the n-type GaAs substrate 73.

【０１４４】すなわち、利得領域７０，位相制御領域７
１及びＤＢＲ領域７２に各々個別に電流の注入を行なう
ことが可能に構成されている。したがって、位相制御領
域７１とＤＢＲ領域７２とへの注入電流量を個別に制御
することにより、レーザの発振波長を連続的に変化させ
ることができる。That is, the gain region 70 and the phase control region 7
1 and the DBR region 72 are configured to be able to individually inject current. Therefore, the oscillation wavelength of the laser can be continuously changed by individually controlling the amount of current injected into the phase control region 71 and the DBR region 72.

【０１４５】本実施形態のようなＤＢＲ型半導体レーザ
装置においては、ＤＢＲ領域７２に形成された回折格子
の周期と実効屈折率とによって、レーザの発振波長を制
御することができる。しかし、ＤＢＲ領域７２及び位相
制御領域７１は、利得領域ではないので、導波損失が発
生する。そのため、通常のＦＰ共振器型半導体レーザ装
置に比べて、レーザ発振に必要な注入キャリア密度は大
きくなる。動作キャリア密度が大きくなると、活性層か
らクラッド層へのキャリアのオーバーフローが多くなる
ので、温度特性が低下して、高出力動作が困難になる。
そこで、第１〜第５の実施形態において説明したよう
に、障壁高さ規定用のｐ型クラッド層をＡｌＧａＩｎＰ
により構成することで、キャリアのオーバーフローを抑
制し、高出力動作を実現することができる。In the DBR semiconductor laser device as in this embodiment, the oscillation wavelength of the laser can be controlled by the period of the diffraction grating formed in the DBR region 72 and the effective refractive index. However, since the DBR region 72 and the phase control region 71 are not gain regions, waveguide loss occurs. Therefore, the injected carrier density required for laser oscillation is higher than that of a normal FP resonator type semiconductor laser device. When the operating carrier density increases, the number of carriers overflowing from the active layer to the cladding layer increases, so that the temperature characteristics deteriorate and high-power operation becomes difficult.
Therefore, as described in the first to fifth embodiments, the p-type cladding layer for defining the barrier height is formed of AlGaInP.
With this configuration, carrier overflow can be suppressed and high output operation can be realized.

【０１４６】−半導体レーザ装置の評価− 本実施形態の構造を有する半導体レーザ装置と、本実施
形態の半導体レーザにおけるｐ型第１クラッド層７６の
代わりに、従来型のｐ型Ａｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓからなる
ｐ型第１クラッド層を設けた比較例の半導体レーザ装置
との特性を評価した。このとき、測定を簡略化するため
に、波長制御は行なっていない。つまり、位相制御領域
７１及びＤＢＲ領域７２への電流注入は行なわずに、利
得領域７０のみに通電した。—Evaluation of Semiconductor Laser Device— Instead of the semiconductor laser device having the structure of this embodiment and the p-type first cladding layer 76 in the semiconductor laser of this embodiment, a conventional p-type Al _0.5 Ga _0.5 As is used. The characteristics of the semiconductor laser device of the comparative example provided with the p-type first cladding layer made of were evaluated. At this time, wavelength control is not performed in order to simplify the measurement. That is, current was not injected into the phase control region 71 and the DBR region 72, but only the gain region 70 was energized.

【０１４７】その結果、ｐ型第１クラッド層７６を（Ａ
ｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5 Ｐにより構成した本実施
形態の半導体レーザ装置では、発振波長８５０ｎｍのレ
ーザの光出力が２００ｍＷ以上となる，高出力動作が実
現した。ＣＯＤレベルは２２０ｍＷであった。一方、ｐ
型第１クラッド層をＡｌ_0.5 Ｇａ_0.5 Ａｓにより構成し
た比較例の半導体レーザ装置では、ＣＯＤが生じるまで
の光出力が得られず、１２０ｍＷ付近で光出力が飽和し
た。As a result, the p-type first clad layer 76 (A
In the semiconductor laser device of the present embodiment constituted by l _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P, a high output operation was realized in which the optical output of a laser having an oscillation wavelength of 850 nm was 200 mW or more. The COD level was 220 mW. On the other hand, p
In the semiconductor laser device of the comparative example in which the mold first clad layer was composed of Al _0.5 Ga _0.5 As, the optical output until COD occurred was not obtained, and the optical output was saturated at around 120 mW.

【０１４８】すなわち、第１の実施形態で説明したよう
に、これは、活性層７５の上方のクラッド層であるｐ型
第１クラッド層７６を（Ａｌ_0.7 Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ
_0.5 Ｐにより構成していることにより、伝導帯端におけ
るキャリアのオーバーフローが抑制され、高い光出力が
得られるものと考えられる。また、活性層７５の上方の
クラッド層であるｐ型第１クラッド層７６を（Ａｌ_0.7
Ｇａ_0.3 ）_0.5 Ｉｎ_0.5Ｐにより構成する一方、活性層
７５の下方のクラッド層であるｎ型クラッド層７４をＡ
ｌＧａＡｓにより構成していることによるものと考えら
れる。その結果、本実施形態の半導体レーザ装置におい
ては、発熱中のレーザチップの発熱を抑制することがで
き、高出力動作が可能になった。That is, as described in the first embodiment, this is because the p-type first cladding layer 76, which is the cladding layer above the active layer 75, is formed of (Al _0.7 Ga _0.3 ) _0.5 In.
It is considered that the use of _0.5 P suppresses the overflow of carriers at the conduction band edge and obtains a high optical output. Further, the p-type first clad layer 76, which is a clad layer above the active layer 75, is formed of (Al _0.7
Ga _0.3 ) _0.5 In _0.5 P while forming an n-type clad layer 74 which is a clad layer below the active layer 75.
It is considered that this is due to the fact that it is composed of 1 GaAs. As a result, in the semiconductor laser device of the present embodiment, it is possible to suppress heat generation of the laser chip during heat generation, and it becomes possible to perform high output operation.

【０１４９】本実施形態においては、第１の実施形態を
ＤＢＲ型半導体レーザ装置に適用した例について説明し
たが、第２〜第５の実施形態をＤＢＲ型半導体レーザ装
置に適用しても、各実施形態とほぼ同様の効果を発揮す
ることができる。In this embodiment, an example in which the first embodiment is applied to a DBR type semiconductor laser device has been described, but even if the second to fifth embodiments are applied to a DBR type semiconductor laser device, It is possible to exhibit the same effect as that of the embodiment.

【０１５０】（その他の実施形態）上記各実施形態にお
いては、ｐ型クラッド層を活性層の上方に、ｎ型クラッ
ド層を活性層の下方にそれぞれ配置したが、ｐ型クラッ
ド層を活性層の下方に、ｎ型クラッド層を活性層の上方
にそれぞれ配置してもよい。Other Embodiments In each of the above embodiments, the p-type clad layer is arranged above the active layer and the n-type clad layer is arranged below the active layer. The n-type cladding layer may be disposed below and the n-type cladding layer may be disposed above the active layer.

【０１５１】[0151]

【発明の効果】本発明の第１の半導体レーザ装置によれ
ば、活性層と障壁規定用ｐ型クラッド層との間の伝導帯
端のポテンシャル差の拡大により障壁規定用クラッド層
への電子のオーバーフローを低減することができるの
で、活性層への電子の閉じ込め効率を向上することがで
きるとともに、活性層の温度上昇を小さくできるので、
共振器端面の温度上昇を防止でき、共振器端面での光吸
収を小さくでき、ＣＯＤを起こりにくくすることができ
る。According to the first semiconductor laser device of the present invention, the potential difference at the conduction band edge between the active layer and the barrier-defining p-type clad layer is increased, so that electrons are transferred to the barrier-defining clad layer. Since the overflow can be reduced, the efficiency of electron confinement in the active layer can be improved and the temperature rise in the active layer can be reduced,
It is possible to prevent the temperature rise at the cavity end face, reduce the light absorption at the cavity end face, and make COD less likely to occur.

【０１５２】本発明の第２の半導体レーザ装置によれ
ば、活性層と障壁規定用ｐ型クラッド層との間の伝導帯
端のポテンシャル差に応じて発生するスパイクの緩和に
より、動作電圧の低減を図ることができる。According to the second semiconductor laser device of the present invention, the operating voltage is reduced by alleviating the spikes generated depending on the potential difference at the conduction band edge between the active layer and the barrier defining p-type cladding layer. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態における半導体レーザ
装置のストライプ方向に直交する方向の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention in a direction orthogonal to a stripe direction.

【図２】第１の実施形態及び第１の従来例の半導体レー
ザ装置のＩ−Ｌ特性を比較して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a comparison of the IL characteristics of the semiconductor laser devices of the first embodiment and the first conventional example.

【図３】ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＩｎＰの各
層のバンド構造の相違を、ＡｌＧａＡｓ層及びＡｌＧａ
ＩｎＰ層の組成を変化させて示す図である。FIG. 3 shows the difference in the band structure of each layer of AlGaAs / GaAs / AlGaInP from the AlGaAs layer and AlGa.
It is a figure which changes and shows the composition of an InP layer.

【図４】第１の実施形態及び第２の従来例の半導体レー
ザ装置のＩ−Ｌ特性を比較して示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a comparison of the IL characteristics of the semiconductor laser devices of the first embodiment and the second conventional example.

【図５】第１の実施形態の半導体レーザ装置における電
圧印加時のバンド状態を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a band state when a voltage is applied in the semiconductor laser device of the first embodiment.

【図６】本発明の第２の実施形態における半導体レーザ
装置のストライプ方向に直交する方向の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention in a direction orthogonal to a stripe direction.

【図７】第２の実施形態の半導体レーザ装置の光導波路
層からｐ型コンタクト層までの伝導帯と価電子帯とのバ
ンドダイアグラムを示すエネルギバンド図である。FIG. 7 is an energy band diagram showing a band diagram of a conduction band and a valence band from the optical waveguide layer to the p-type contact layer of the semiconductor laser device of the second embodiment.

【図８】第２の実施の形態の半導体レーザ装置のｐ型第
１クラッド層のＡｌ組成比と価電子帯に発生するスパイ
クによる障壁高さとの関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the Al composition ratio of the p-type first cladding layer and the barrier height due to spikes generated in the valence band of the semiconductor laser device according to the second embodiment.

【図９】第２の実施の形態の半導体レーザ装置のｐ型第
１クラッド層のＡｌ組成比と、空乏層および蓄積層の長
さの和との関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the Al composition ratio of the p-type first cladding layer and the sum of the lengths of the depletion layer and the storage layer in the semiconductor laser device of the second embodiment.

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザ
装置のストライプ方向に対して直交する方向の断面図で
ある。FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction.

【図１１】第３の実施形態の半導体レーザ装置の光導波
路層からｐ型コンタクト層までの伝導帯と価電子帯との
バンドダイアグラムを示すエネルギバンド図である。FIG. 11 is an energy band diagram showing a band diagram of a conduction band and a valence band from the optical waveguide layer to the p-type contact layer of the semiconductor laser device of the third embodiment.

【図１２】第３の実施形態の半導体レーザ装置のｐ型第
１クラッド層のＡｌ組成比と価電子帯に発生するスパイ
クによる障壁高さとの関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the Al composition ratio of the p-type first cladding layer and the barrier height due to spikes generated in the valence band in the semiconductor laser device of the third embodiment.

【図１３】第３の実施の形態の半導体レーザ装置のｐ型
第１クラッド層のＡｌ組成比と、空乏層および蓄積層の
長さの和との関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the Al composition ratio of the p-type first cladding layer and the sum of the lengths of the depletion layer and the storage layer in the semiconductor laser device of the third embodiment.

【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る半導体レー
ザ装置のストライプ方向に対して直交する方向の断面図
である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction.

【図１５】本実施形態の半導体レーザ装置の光導波路層
からｐ型コンタクト層までの伝導帯と価電子帯とのバン
ドダイアグラムを示すエネルギバンド図である。FIG. 15 is an energy band diagram showing a band diagram of a conduction band and a valence band from the optical waveguide layer to the p-type contact layer of the semiconductor laser device of the present embodiment.

【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る半導体レー
ザ装置のストライプ方向に対して直交する方向の断面図
である。FIG. 16 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention in a direction orthogonal to the stripe direction.

【図１７】第５の実施形態の半導体レーザ装置の光導波
路層からｐ型コンタクト層までの伝導帯と価電子帯との
バンドダイアグラムを示すエネルギバンド図である。FIG. 17 is an energy band diagram showing a band diagram of a conduction band and a valence band from the optical waveguide layer to the p-type contact layer of the semiconductor laser device of the fifth embodiment.

【図１８】本発明の第６の実施形態の半導体レーザ装置
の構成を概略的に示す破断斜視図である。FIG. 18 is a cutaway perspective view schematically showing a configuration of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型クラッド層 ３，５ 光導波路層 ４ 活性層 ６ ｐ型第１クラッド層 ７ ｐ型第２クラッド層 ８ エッチング停止層（ＥＳ層） ９ 電流ブロック層 １０ ｐ型第３クラッド層 １１ コンタクト層 １１，３１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １２，３２ ｎ型クラッド層 １３，１５，３３，３５ 光導波路層 １４，３４ 活性層 １６，３６，５１，６１ ｐ型第１クラッド層 １７，３７ ｐ型第２クラッド層 １８，３８，５２，６２ ｐ型第３クラッド層 １９ ｐ型第４クラッド層 ２０，５３ エッチング停止層 ２１，３９ 電流ブロック層 ２１ａ，３９ａ 窓部 ２２，４０ ｐ型第５クラッド層 ２３，４１，５４，６３ ｐ型第６クラッド層 ２４，４２ ｐ型コンタクト層 1 n-type GaAs substrate 2 n-type clad layer 3,5 Optical waveguide layer 4 Active layer 6 p-type first cladding layer 7 p-type second cladding layer 8 Etching stop layer (ES layer) 9 Current blocking layer 10 p-type third cladding layer 11 Contact layer 11,31 n-type GaAs substrate 12,32 n-type clad layer 13, 15, 33, 35 Optical waveguide layer 14,34 Active layer 16, 36, 51, 61 p-type first cladding layer 17,37 p-type second cladding layer 18, 38, 52, 62 p-type third cladding layer 19 p-type fourth cladding layer 20,53 Etch stop layer 21,39 Current blocking layer 21a, 39a windows 22,40 p-type fifth cladding layer 23, 41, 54, 63 p-type sixth cladding layer 24,42 p-type contact layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今藤 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 油利 正昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA09 AA53 AA73 AA83 BA06 CA07 CB02 DA05 DA21 DA32 DA33 EA28 EA29    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Osamu Ito             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Yuuri             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5F073 AA09 AA53 AA73 AA83 BA06                       CA07 CB02 DA05 DA21 DA32                       DA33 EA28 EA29

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板上に設けられたレーザ発生領域であ
る活性層を有する半導体レーザ装置であって、 上記活性層の上方又は下方に設けられ、２以上の構成元
素を含む第１の半導体からなるｎ型クラッド層と、 上記活性層を挟んで上記ｎ型クラッド層に対向する側に
設けられ、２以上の構成元素を含む第２の半導体からな
る障壁高さ規定用ｐ型クラッド層とを備え、 上記第２の半導体は、上記第１の半導体よりも多くの構
成元素を含んでいることを特徴とする半導体レーザ装
置。1. A semiconductor laser device having an active layer, which is a laser generation region, provided on a substrate, comprising a first semiconductor provided above or below the active layer and containing two or more constituent elements. And a barrier height defining p-type clad layer formed of a second semiconductor that is provided on the side facing the n-type clad layer with the active layer interposed therebetween and that includes a second semiconductor. The semiconductor laser device, wherein the second semiconductor contains more constituent elements than the first semiconductor. 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
て、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記活性層との伝
導帯端のポテンシャル差は、上記ｎ型クラッド層と上記
活性層との伝導帯端のポテンシャル差よりも大きいこと
を特徴とする半導体レーザ装置。2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the potential difference at the conduction band edge between the p-type cladding layer for defining barrier height and the active layer is the difference between the n-type cladding layer and the active layer. A semiconductor laser device characterized by being larger than the potential difference at the conduction band edge. 【請求項３】 請求項１又は２記載の半導体レーザ装置
において、 上記活性層は、ＡｌＧａＡｓ又はＧａＡｓによって構成
されており、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を構成する第２の半
導体は、（Ａｌ_x Ｇａ _1-x ）_y Ｉｎ_1-y Ｐ（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１）で表される組成を有することを特徴と
する半導体レーザ装置。3. The semiconductor laser device according to claim 1 or 2.
At The active layer is made of AlGaAs or GaAs.
Has been done, The second half forming the p-type cladding layer for defining the barrier height
The conductor is (Al_x Ga _1-x )_y In_1-y P (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1)
Semiconductor laser device. 【請求項４】 請求項３記載の半導体レーザ装置におい
て、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層の層厚が、１０ｎｍ
以上かつ３００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体
レーザ装置。4. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the barrier height defining p-type cladding layer has a layer thickness of 10 nm.
A semiconductor laser device having a thickness not less than 300 nm and not more than 300 nm. 【請求項５】 請求項３又は４記載の半導体レーザ装置
において、 上記第２の半導体のＡｌ組成比ｘは、０．３＜ｘ≦０．
７の範囲内にあることを特徴とする半導体レーザ装置。5. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the Al composition ratio x of the second semiconductor is 0.3 <x ≦ 0.
7. A semiconductor laser device having a range of 7. 【請求項６】 請求項３又は４記載の半導体レーザ装置
において、 上記第２の半導体のＩｎ組成比ｙは、０．４５≦ｙ≦
０．５５の範囲内にあることを特徴とする半導体レーザ
装置。6. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the In composition ratio y of the second semiconductor is 0.45 ≦ y ≦.
A semiconductor laser device having a range of 0.55. 【請求項７】 請求項１〜６のうちいずれか１つに記載
の半導体レーザ装置において、 上記ｎ型クラッド層を構成する第１の半導体は、Ａｌ_x1
Ｇａ_1-x1Ａｓ（０≦ｘ１≦１）で表される組成を有する
ことを特徴とする半導体レーザ装置。7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first semiconductor forming the n-type cladding layer is Al _x1.
A semiconductor laser device having a composition represented by Ga _1-x1 As (0 ≦ x1 ≦ 1). 【請求項８】 請求項７記載の半導体レーザ装置におい
て、 上記第１の半導体のＡｌ組成比ｘ１は、０．２≦ｘ１≦
０．７の範囲内にあることを特徴とする半導体レーザ装
置。8. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein the Al composition ratio x1 of the first semiconductor is 0.2 ≦ x1 ≦.
A semiconductor laser device having a range of 0.7. 【請求項９】 請求項１〜８のうちいずれか１つに記載
の半導体レーザ装置において、 上記活性層の層厚は、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下である
ことを特徴とする半導体レーザ装置。9. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the active layer has a layer thickness of 0.5 nm or more and 5 nm or less. 【請求項１０】 請求項１〜９のうちいずれか１つに記
載の半導体レーザ装置において、 上記障壁高さ規定用ｐ型層を挟んで上記活性層に対向す
る側に設けられ、Ａｌ _x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（０≦ｘ２≦
１））からなる半導体層をさらに備えていることを特徴
とする半導体レーザ装置。10. The method according to any one of claims 1 to 9.
In the mounted semiconductor laser device, Opposes the active layer with the barrier height defining p-type layer interposed therebetween.
Provided on the side where _x2Ga_1-x2As (0 ≦ x2 ≦
1)) further comprising a semiconductor layer
Semiconductor laser device. 【請求項１１】 請求項１記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層は上記活性層の上方
に設けられ、構成元素としての燐を含んでおり、 上記活性層は、燐を含まない半導体によって構成されて
いることを特徴とする半導体レーザ装置。11. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the barrier height defining p-type clad layer is provided above the active layer, and contains phosphorus as a constituent element. A semiconductor laser device comprising a semiconductor containing no phosphorus. 【請求項１２】 請求項１１記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記ｎ型クラッド層は上記活性層の下方に設けられ、燐
を含まない半導体によって構成されていることを特徴と
する半導体レーザ装置。12. The semiconductor laser device according to claim 11, wherein the n-type cladding layer is provided below the active layer and is made of a semiconductor containing no phosphorus. 【請求項１３】 請求項１〜１２のうちいずれか１つに
記載の半導体レーザ装置において、 ファブリ・ペロー（ＦＰ）共振器を有するものであるこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。13. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a Fabry-Perot (FP) resonator. 【請求項１４】 請求項１〜１２のうちいずれか１つに
記載の半導体レーザ装置において、 分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）構造を有するものである
ことを特徴とする半導体レーザ装置。14. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a distributed Bragg reflection (DBR) structure. 【請求項１５】 基板上に設けられたレーザ発生領域で
ある活性層を有する半導体レーザ装置であって、 上記活性層の上方又は下方に設けられ、第１の半導体か
らなるｎ型クラッド層と、 上記活性層を挟んで上記ｎ型クラッド層に対向する側に
設けられ、第２の半導体からなる障壁高さ規定用ｐ型ク
ラッド層と、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記活性層との間
に設けられた少なくとも１つの第１スパイク緩和用ｐ型
クラッド層とを備え、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記活性層との価
電子帯端のポテンシャル差の大きさは、上記第１スパイ
ク緩和用クラッド層と上記活性層との価電子帯端のポテ
ンシャル差よりも大きいことを特徴とする半導体レーザ
装置。15. A semiconductor laser device having an active layer which is a laser generation region provided on a substrate, wherein an n-type cladding layer made of a first semiconductor is provided above or below the active layer, A barrier height defining p-type clad layer, which is provided on the side facing the n-type clad layer with the active layer in between, and which comprises a second semiconductor, the barrier height defining p-type clad layer, and the active layer. And a p-type clad layer for relaxing first spikes provided between the active layer and the p-type clad layer for defining barrier height and the potential difference at the valence band edge of the active layer. A semiconductor laser device having a potential difference at a valence band edge between the first spike relaxation cladding layer and the active layer. 【請求項１６】 請求項１５記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記活性層は、ＡｌＧａＡｓ又はＧａＡｓによって構成
されており、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を構成する第２の半
導体は、（Ａｌ_x1Ｇａ _1-x1）_y1Ｉｎ_1-y1Ｐ（０≦ｘ１≦
１、０≦ｙ１≦１）で表される組成を有することを特徴
とする半導体レーザ装置。16. The semiconductor laser device according to claim 15.
Be careful The active layer is made of AlGaAs or GaAs.
Has been done, The second half forming the p-type cladding layer for defining the barrier height
The conductor is (Al_x1Ga _1-x1)_y1In_1-y1P (0 ≦ x1 ≦
1, having a composition represented by 0 ≦ y1 ≦ 1)
Semiconductor laser device. 【請求項１７】 請求項１６記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記第１スパイク緩和用ｐ型クラッド層は、Ａｌ_x2Ｇａ
_1-x2Ａｓ（０≦ｘ２≦１）で表される組成を有し、 上記ｘ２は、上記活性層から上記障壁高さ規定用ｐ型ク
ラッド層へ向かう方向に増大していることを特徴とする
半導体レーザ装置。17. The semiconductor laser device according to claim 16, wherein the first spike relaxation p-type cladding layer is Al _x2 Ga.
_1-x2 As (0≤x2≤1), wherein x2 increases in a direction from the active layer to the barrier height defining p-type cladding layer. Semiconductor laser device. 【請求項１８】 請求項１６記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記第１スパイク緩和用ｐ型クラッド層は、（Ａｌ_x3Ｇ
ａ_1-x3）_y2Ｉｎ_1-y2Ｐ（０≦ｘ３≦１、０≦ｙ２≦１）
で表される組成を有し、 上記ｘ３は、上記活性層から上記障壁高さ規定用ｐ型ク
ラッド層へ向かう方向に増大していることを特徴とする
半導体レーザ装置。18. The semiconductor laser device according to claim 16, wherein the first spike relaxation p-type cladding layer is made of (Al _x3 G
a _1-x3 ) _y2 In _1-y2 P (0 ≦ x3 ≦ 1, 0 ≦ y2 ≦ 1)
The semiconductor laser device is characterized in that x3 increases in the direction from the active layer to the barrier height defining p-type cladding layer. 【請求項１９】 請求項１６〜１８のうちいずれか１つ
に記載の半導体レーザ装置において、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を挟んで上記活性層
に対向する側に設けられたｐ型コンタクト層と、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記ｐ型コンタク
ト層との間に設けられた少なくとも１つの第２スパイク
緩和用ｐ型クラッド層とをさらに備え、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記第２スパイク
緩和用ｐ型クラッド層との価電子帯端のポテンシャル差
は、上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記ｐ型コン
タクト層との価電子帯端のポテンシャル差よりも小さい
ことを特徴とする半導体レーザ装置。19. The semiconductor laser device according to claim 16, wherein the p-type is provided on the side facing the active layer with the barrier-height defining p-type cladding layer interposed therebetween. The barrier layer is further provided with a contact layer and at least one second p-type cladding layer for mitigating spikes, which is provided between the p-type cladding layer for defining the barrier height and the p-type contact layer. The potential difference at the valence band edge between the p-type cladding layer and the second spike relaxation p-type cladding layer is the potential at the valence band edge between the barrier height defining p-type cladding layer and the p-type contact layer. A semiconductor laser device characterized by being smaller than the difference. 【請求項２０】 請求項１９記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層は、Ａｌ_x4Ｇａ
_1-x4Ａｓ（０≦ｘ４≦１）で表される組成を有し、 上記ｘ４は、上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層から上
記ｐ型コンタクト層へ向かう方向に減少していることを
特徴とする半導体レーザ装置。20. The semiconductor laser device according to claim 19, wherein the second spike relaxation p-type cladding layer is Al _x4 Ga.
_It has a composition represented by _1-x4 As (0 ≦ x4 ≦ 1), and x4 decreases in the direction from the barrier height defining p-type cladding layer to the p-type contact layer. Characteristic semiconductor laser device. 【請求項２１】 請求項１９記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層は、（Ａｌ_x5Ｇ
ａ_1-x5）_y3Ｉｎ_1-y3Ｐ（０≦ｘ５≦１、０≦ｙ３≦１）
で表される組成を有し、 上記ｘ５は、上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層かた上
記ｐ型コンタクト層へ向かう方向に減少していることを
特徴とする半導体レーザ装置。21. The semiconductor laser device according to claim 19, wherein the second spike relaxation p-type cladding layer comprises (Al _x5 G
a _1-x5 ) _y3 In _1-y3 P (0 ≦ x5 ≦ 1, 0 ≦ y3 ≦ 1)
A semiconductor laser device having a composition represented by the following formula, wherein x5 decreases in a direction from the barrier height defining p-type cladding layer toward the p-type contact layer. 【請求項２２】 請求項１６記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を挟んで上記活性層
とは対向する側に設けられ、窓部を有する電流ブロック
層と、 上記電流ブロック層の上記窓部を埋めるように形成され
た埋め込みｐ型クラッド層とをさらに備え、 上記電流ブロック層の屈折率は、上記障壁高さ規定用ｐ
型クラッド層の屈折率および上記埋め込みｐ型クラッド
層の屈折率よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ
装置。22. The semiconductor laser device according to claim 16, wherein a current blocking layer having a window portion is provided on a side facing the active layer with the barrier height defining p-type cladding layer interposed therebetween. And a buried p-type cladding layer formed so as to fill the window of the current blocking layer, wherein the refractive index of the current blocking layer is p for barrier height definition.
A semiconductor laser device having a refractive index smaller than that of the mold cladding layer and the buried p-type cladding layer. 【請求項２３】 請求項２２記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記電流ブロック層はＡｌ_x6Ｇａ_1-x6Ａｓ（０≦ｘ６≦
１）で表される組成を有しており、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層と上記埋め込みクラ
ッド層との間に設けられ、（Ａｌ_x7Ｇａ_1-x7）_y4Ｉｎ
_1-y4Ｐ（０≦ｘ７≦１、０≦ｙ４≦１）からなるエッチ
ング停止層をさらに備えていることを特徴とする半導体
レーザ装置。23. The semiconductor laser device according to claim 22, wherein the current blocking layer is Al _x6 Ga _{1 -x6} As (0 ≦ x6 ≦
1), having a composition represented by 1), provided between the p-type clad layer for defining the barrier height and the buried clad layer, and (Al _x7 Ga _{1 -x7} ) _y4 In
A semiconductor laser device further comprising an etching stop layer made of _1-y4 P ( _{0≤x7≤1, 0≤y4≤1} ). 【請求項２４】 請求項２２又は２３記載の半導体レー
ザ装置において、 上記障壁高さ規定用ｐ型クラッド層を挟んで上記活性層
に対向する側に設けられたｐ型コンタクト層と、 上記埋め込みｐ型クラッド層と上記ｐ型コンタクト層と
の間に設けられた少なくとも１つの第２スパイク緩和用
ｐ型クラッド層とをさらに備え、 上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層と上記ｐ型コン
タクト層との価電子帯端のポテンシャル差は、上記埋め
込みｐ型クラッド層と上記ｐ型コンタクト層との価電子
帯端のポテンシャル差よりも小さいことを特徴とする半
導体レーザ装置。24. The semiconductor laser device according to claim 22, wherein a p-type contact layer provided on a side facing the active layer with the barrier height-defining p-type cladding layer interposed therebetween, and the buried p-type layer. Further comprising at least one second spike-relaxing p-type cladding layer provided between the p-type contact layer and the p-type contact layer, the second spike-relaxing p-type cladding layer and the p-type contact layer The semiconductor laser device is characterized in that the potential difference at the valence band edge is smaller than the potential difference at the valence band edge between the buried p-type cladding layer and the p-type contact layer. 【請求項２５】 請求項２４記載の半導体レーザ装置に
おいて、 上記第２スパイク緩和用ｐ型クラッド層は、Ａｌ_x8Ｇａ
_1-x8Ａｓ（０≦ｘ８≦１）で表される組成を有し、 上記ｘ８は、上記埋め込みｐ型クラッド層から上記ｐ型
コンタクト層へ向かう方向に減少していることを特徴と
する半導体レーザ装置。25. The semiconductor laser device according to claim 24, wherein the second spike relaxation p-type cladding layer is Al _x8 Ga.
_A semiconductor having a composition represented by _1-x8 As (0 ≦ x8 ≦ 1), wherein x8 decreases in a direction from the buried p-type cladding layer to the p-type contact layer. Laser device. 【請求項２６】 請求項１６〜２５のうちいずれか１つ
に記載の半導体レーザ装置において、 ファブリ・ペロー（ＦＰ）共振器を有するものであるこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。26. The semiconductor laser device according to claim 16, comprising a Fabry-Perot (FP) resonator. 【請求項２７】 請求項１６〜２５のうちいずれか１つ
に記載の半導体レーザ装置において、 分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）構造を有するものである
ことを特徴とする半導体レーザ装置。27. A semiconductor laser device according to claim 16, wherein the semiconductor laser device has a distributed Bragg reflection (DBR) structure.