JP2922010B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP2922010B2 JP2922010B2 JP9051091A JP9051091A JP2922010B2 JP 2922010 B2 JP2922010 B2 JP 2922010B2 JP 9051091 A JP9051091 A JP 9051091A JP 9051091 A JP9051091 A JP 9051091A JP 2922010 B2 JP2922010 B2 JP 2922010B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- semiconductor layer
- laser device
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンパクトディスク、プ
リンタ等の光源として用いる低い動作電流値の半導体レ
ーザ装置に関する。
リンタ等の光源として用いる低い動作電流値の半導体レ
ーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来の半導体レーザ装置について
説明する。図４は従来の半導体レーザ装置の断面図であ
る。ｎ型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板２１の上にｎ
型ＧａＡｓバッファ層が形成されており、その上にｎ型
のガリウムアルミヒ素（ＧａＡｌＡｓ）クラッド層２
３、ＧａＡｌＡｓ活性層２４、リッジ２５ａを有するｐ
型のＧａＡｌＡｓクラッド層２５があり、電流狭窄のた
めにリッジ２５ａ以外の部分にはｎ型のＧａＡｓ電流ブ
ロック層２６が形成されている。なお２７はｐ型のＧａ
Ａｓ保護層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層２
８から注入される電流は、リッジ２５ａ内に有効に閉じ
込められ、リッジ２５ａの下部のＧａＡｌＡｓ活性層２
４でレ−ザ発振が生じる。横モードはＧａＡｌＡｓ活性
層２４より禁制帯幅が小さいｎ型のＧａＡｓ電流ブロッ
ク層２６が、リッジ２５ａ以外の部分でレ−ザ光を吸収
することにより制御され、レーザ光もリッジ２５ａ内に
閉じ込められている。すなわち、ＧａＡｓの屈折率はＧ
ａＡｌＡｓよりも高いが、リッジ２５ａの外のレ−ザ光
は吸収されるので、レーザ光はリッジ２５ａ内に閉じ込
められる。一般に、リッジ２５ａの幅を５μｍ程度にす
ることで、コンパクトディスクやプリンタなどに使われ
る単一モ−ドのレ−ザ光が得られる。
説明する。図４は従来の半導体レーザ装置の断面図であ
る。ｎ型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板２１の上にｎ
型ＧａＡｓバッファ層が形成されており、その上にｎ型
のガリウムアルミヒ素（ＧａＡｌＡｓ）クラッド層２
３、ＧａＡｌＡｓ活性層２４、リッジ２５ａを有するｐ
型のＧａＡｌＡｓクラッド層２５があり、電流狭窄のた
めにリッジ２５ａ以外の部分にはｎ型のＧａＡｓ電流ブ
ロック層２６が形成されている。なお２７はｐ型のＧａ
Ａｓ保護層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層２
８から注入される電流は、リッジ２５ａ内に有効に閉じ
込められ、リッジ２５ａの下部のＧａＡｌＡｓ活性層２
４でレ−ザ発振が生じる。横モードはＧａＡｌＡｓ活性
層２４より禁制帯幅が小さいｎ型のＧａＡｓ電流ブロッ
ク層２６が、リッジ２５ａ以外の部分でレ−ザ光を吸収
することにより制御され、レーザ光もリッジ２５ａ内に
閉じ込められている。すなわち、ＧａＡｓの屈折率はＧ
ａＡｌＡｓよりも高いが、リッジ２５ａの外のレ−ザ光
は吸収されるので、レーザ光はリッジ２５ａ内に閉じ込
められる。一般に、リッジ２５ａの幅を５μｍ程度にす
ることで、コンパクトディスクやプリンタなどに使われ
る単一モ−ドのレ−ザ光が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、光ピックアップ
の小型化に伴い、より動作電流が低く発熱が少ないレー
ザが要望されている。しかしながら上記の従来の構成で
は、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層の光の吸収による導
波路の損失によりレーザのしきい値および効率が制限さ
れるという課題を有していた。
の小型化に伴い、より動作電流が低く発熱が少ないレー
ザが要望されている。しかしながら上記の従来の構成で
は、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層の光の吸収による導
波路の損失によりレーザのしきい値および効率が制限さ
れるという課題を有していた。
【０００４】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、動作電流の低い半導体レーザ装置を提供することを
目的とする。
で、動作電流の低い半導体レーザ装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体レーザ装置は、ＧａＡｓの半導体基板
の上に、活性層となるＧａＡｓまたはＧａＡｌＡｓから
なる第１の半導体層を挟んで、第１の半導体層よりも禁
制帯幅が大きく、互いに異なる導電型のＧａＡｌＡｓか
らなる第２、第３の半導体層が形成されており、前記第
２の半導体層の一部にリッジが形成されており、前記リ
ッジ形状以外の領域に前記第２の半導体層よりＡｌＡｓ
混晶比が略０.０５大きく、かつ前記第２の半導体層と
は異なる導電型のＧａＡｌＡｓからなる第４の半導体層
が形成された構成を有している。
に本発明の半導体レーザ装置は、ＧａＡｓの半導体基板
の上に、活性層となるＧａＡｓまたはＧａＡｌＡｓから
なる第１の半導体層を挟んで、第１の半導体層よりも禁
制帯幅が大きく、互いに異なる導電型のＧａＡｌＡｓか
らなる第２、第３の半導体層が形成されており、前記第
２の半導体層の一部にリッジが形成されており、前記リ
ッジ形状以外の領域に前記第２の半導体層よりＡｌＡｓ
混晶比が略０.０５大きく、かつ前記第２の半導体層と
は異なる導電型のＧａＡｌＡｓからなる第４の半導体層
が形成された構成を有している。
【０００６】
【作用】この構成によって、第４の半導体層で注入電流
はリッジ内に狭窄され、レーザ発振がリッジの下部の活
性層で生じる。ここで、第４の半導体層の屈折率が第２
の半導体層よりも小さいので、レ−ザ光はリッジの下部
に閉じ込められ、単一横モードが得られる。従来の半導
体レーザ装置のように、電流ブロック層の吸収によるレ
ーザ光の閉じ込めではないので、導波路の損失は大幅に
低減できる。すなわち、レ−ザ発振のしきい値は低く、
効率が高くなるので、大幅に動作電流値を低減できる。
はリッジ内に狭窄され、レーザ発振がリッジの下部の活
性層で生じる。ここで、第４の半導体層の屈折率が第２
の半導体層よりも小さいので、レ−ザ光はリッジの下部
に閉じ込められ、単一横モードが得られる。従来の半導
体レーザ装置のように、電流ブロック層の吸収によるレ
ーザ光の閉じ込めではないので、導波路の損失は大幅に
低減できる。すなわち、レ−ザ発振のしきい値は低く、
効率が高くなるので、大幅に動作電流値を低減できる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における半
導体レーザ装置の断面図である。ｎ型のＧａＡｓ基板１
の上にｎ型のＧａＡｓバッファ層２が形成されており、
その上にｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層３、Ｇａ
0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層４、リッジ５ａを有するｐ型のＧ
ａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５が形成されており、電流
狭窄のためにリッジ５ａ以外の領域にはｎ型のＧａ0.45
Ａｌ0.55Ａｓ層６が形成されている。なお７はｐ型のＧ
ａＡｓ保護層、８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層８
から注入される電流は、リッジ５ａ内に有効に閉じ込め
られ、リッジ５ａの下部のＧａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層３
でレ−ザ発振が生じる。横モードのレーザ光は、ｎ型の
Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ層６の屈折率がｐ型のＧａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層５よりも小さいので、リッジ５ａ
の下部に閉じ込められる。この場合、横方向のレーザ光
の閉じ込めは吸収ではなく、材料の屈折率の差によるも
のなので、導波路の損失は小さく、動作電流値の小さい
半導体レ−ザ装置が得られる。
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における半
導体レーザ装置の断面図である。ｎ型のＧａＡｓ基板１
の上にｎ型のＧａＡｓバッファ層２が形成されており、
その上にｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層３、Ｇａ
0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層４、リッジ５ａを有するｐ型のＧ
ａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５が形成されており、電流
狭窄のためにリッジ５ａ以外の領域にはｎ型のＧａ0.45
Ａｌ0.55Ａｓ層６が形成されている。なお７はｐ型のＧ
ａＡｓ保護層、８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層８
から注入される電流は、リッジ５ａ内に有効に閉じ込め
られ、リッジ５ａの下部のＧａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層３
でレ−ザ発振が生じる。横モードのレーザ光は、ｎ型の
Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ層６の屈折率がｐ型のＧａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層５よりも小さいので、リッジ５ａ
の下部に閉じ込められる。この場合、横方向のレーザ光
の閉じ込めは吸収ではなく、材料の屈折率の差によるも
のなので、導波路の損失は小さく、動作電流値の小さい
半導体レ−ザ装置が得られる。
【０００８】図２は本発明の一実施例における半導体レ
ーザ装置の製造工程図である。図２（ａ）に示すよう
に、ｎ型のＧａＡｓ基板１の上に、ＭＯＣＶＤ成長法に
より、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層３、Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層
４、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５、ｐ型のＧ
ａＡｓ保護層７を形成する。次に図２（ｂ）に示すよう
に、ストライプ状に窒化膜９を形成し、この窒化膜９を
マスクとしてエッチングを行い、リッジ５ａを形成す
る。次に図２（ｃ）に示すように、減圧ＭＯＣＶＤ法に
より、ｎ型のＧａ0. 45Ａｌ0.55Ａｓ層６を選択的に成長
させる。次に図２（ｄ）に示すように、窒化膜９を除去
し、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層８を成長させる。なお
本実施例ではＧａＡｌＡｓ系の材料を用いたが、他の化
合物半導体材料を用いてもよい。
ーザ装置の製造工程図である。図２（ａ）に示すよう
に、ｎ型のＧａＡｓ基板１の上に、ＭＯＣＶＤ成長法に
より、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層３、Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層
４、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５、ｐ型のＧ
ａＡｓ保護層７を形成する。次に図２（ｂ）に示すよう
に、ストライプ状に窒化膜９を形成し、この窒化膜９を
マスクとしてエッチングを行い、リッジ５ａを形成す
る。次に図２（ｃ）に示すように、減圧ＭＯＣＶＤ法に
より、ｎ型のＧａ0. 45Ａｌ0.55Ａｓ層６を選択的に成長
させる。次に図２（ｄ）に示すように、窒化膜９を除去
し、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層８を成長させる。なお
本実施例ではＧａＡｌＡｓ系の材料を用いたが、他の化
合物半導体材料を用いてもよい。
【０００９】図３は本発明の一実施例における半導体レ
−ザ装置の電流−光出力特性図である。比較のために従
来の半導体レーザ装置の特性も併せて示した。図３に示
すように、本実施例の半導体レーザ装置では光の損失が
小さいため、しきい値が低く、効率が高くなり、動作電
流値が小さくなっている。具体的には、室温で３ｍＷの
レーザ光を放出させるための動作電流値を従来の５０ｍ
Ａから３０ｍＡに低減できた。
−ザ装置の電流−光出力特性図である。比較のために従
来の半導体レーザ装置の特性も併せて示した。図３に示
すように、本実施例の半導体レーザ装置では光の損失が
小さいため、しきい値が低く、効率が高くなり、動作電
流値が小さくなっている。具体的には、室温で３ｍＷの
レーザ光を放出させるための動作電流値を従来の５０ｍ
Ａから３０ｍＡに低減できた。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明は、ＧａＡｓの半導
体基板の上に、活性層となるＧａＡｓまたはＧａＡｌＡ
ｓからなる第１の半導体層を挟んで、第１の半導体層よ
りも禁制帯幅が大きく、互いに異なる導電型のＧａＡｌ
Ａｓからなる第２、第３の半導体層が形成されており、
前記第２の半導体層の一部にリッジが形成されており、
前記リッジ形状以外の領域に前記第２の半導体層よりＡ
ｌＡｓ混晶比が略０.０５大きく、かつ前記第２の半導
体層とは異なる導電型のＧａＡｌＡｓからなる第４の半
導体層が形成された構成とすることにより、動作電流値
が従来と比べて大幅に低い優れた半導体レーザ装置を実
現できるものである。このような半導体レーザ装置は、
光ピックアップの小型化を要求されているコンパクトデ
ィスクやプリンタ用の光源に使用して、効果を発揮する
ものである。
体基板の上に、活性層となるＧａＡｓまたはＧａＡｌＡ
ｓからなる第１の半導体層を挟んで、第１の半導体層よ
りも禁制帯幅が大きく、互いに異なる導電型のＧａＡｌ
Ａｓからなる第２、第３の半導体層が形成されており、
前記第２の半導体層の一部にリッジが形成されており、
前記リッジ形状以外の領域に前記第２の半導体層よりＡ
ｌＡｓ混晶比が略０.０５大きく、かつ前記第２の半導
体層とは異なる導電型のＧａＡｌＡｓからなる第４の半
導体層が形成された構成とすることにより、動作電流値
が従来と比べて大幅に低い優れた半導体レーザ装置を実
現できるものである。このような半導体レーザ装置は、
光ピックアップの小型化を要求されているコンパクトデ
ィスクやプリンタ用の光源に使用して、効果を発揮する
ものである。
【図１】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図
断面図
【図２】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
製造工程図
製造工程図
【図３】本発明の一実施例における半導体レ−ザ装置の
電流−光出力特性図
電流−光出力特性図
【図４】従来の半導体レーザ装置の断面図
１ ｎ型のＧａＡｓ基板（半導体基板） ３ ｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（第３の半導
体層） ４ Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層（第１の半導体層） ５ ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（第２の半導
体層） ５ａ リッジ ６ ｎ型のＧａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ層（第４の半導体層）
体層） ４ Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ活性層（第１の半導体層） ５ ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（第２の半導
体層） ５ａ リッジ ６ ｎ型のＧａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ層（第４の半導体層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ＧａＡｓの半導体基板の上に、活性層と
なるＧａＡｓまたはＧａＡｌＡｓからなる第１の半導体
層を挟んで、前記第１の半導体層よりも禁制帯幅が大き
く、互いに異なる導電型のＧａＡｌＡｓからなる第２、
第３の半導体層が形成されており、前記第２の半導体層
の一部にリッジが形成されており、前記リッジ形状以外
の領域に前記第２の半導体層よりＡｌＡｓ混晶比が略
０.０５大きく、かつ前記第２の半導体層とは異なる導
電型のＧａＡｌＡｓからなる第４の半導体層が形成され
ている半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051091A JP2922010B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体レーザ装置 |
| US07/871,913 US5297158A (en) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Semiconductor laser device including a gallium-aluminum arsenic compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051091A JP2922010B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322482A JPH04322482A (ja) | 1992-11-12 |
| JP2922010B2 true JP2922010B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=14000473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9051091A Expired - Fee Related JP2922010B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922010B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP9051091A patent/JP2922010B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04322482A (ja) | 1992-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5383214A (en) | Semiconductor laser and a method for producing the same | |
| US7539230B2 (en) | Semiconductor laser device and method for fabricating the same | |
| JPH05235470A (ja) | レーザダイオード | |
| US5268328A (en) | Method of fabricating a semiconductor laser | |
| JP2004281826A (ja) | 半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップ装置 | |
| JPH09181389A (ja) | 自励発振型半導体レーザ装置 | |
| JP3655066B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2980302B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2922010B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH1022586A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2927661B2 (ja) | スーパールミネッセントダイオード素子およびその製造方法 | |
| JP2842457B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3075346B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3063684B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2751699B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3115006B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3127635B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3200918B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3792434B2 (ja) | 自励発振型半導体レーザ | |
| JPH05343791A (ja) | レーザダイオード素子 | |
| JP3144821B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2875440B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JP3228258B2 (ja) | 半導体レーザとその製造方法 | |
| JP2780307B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH05167174A (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080430 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |