JP3194237B2 - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の光源と
して好適な低い動作電流値をもつ半導体レーザ装置およ
びその製造方法に関する。
して好適な低い動作電流値をもつ半導体レーザ装置およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来のＳＢＲ構造を有する半導体
レーザ装置について説明する。
レーザ装置について説明する。
【０００３】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型のＧａＡｓバッファー層２２、ｎ型のインジウムガ
リウムアルミリン（Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ）
クラッド層２３、アンドープのＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層
２４、リッジ２５ａを有するｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａ
ｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２５、電流チャンネルとなるリ
ッジ２５ａ以外の部分には電流狭窄のため、ｎ型のＧａ
Ａｓ電流ブロック層２６が形成されている。なお、２７
はｐ型のＧａＡｓコンタクト層である。
ある。ｎ型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板２１の上に
ｎ型のＧａＡｓバッファー層２２、ｎ型のインジウムガ
リウムアルミリン（Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ）
クラッド層２３、アンドープのＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層
２４、リッジ２５ａを有するｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａ
ｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２５、電流チャンネルとなるリ
ッジ２５ａ以外の部分には電流狭窄のため、ｎ型のＧａ
Ａｓ電流ブロック層２６が形成されている。なお、２７
はｐ型のＧａＡｓコンタクト層である。
【０００４】図４の構造において、ｐ型のＧａＡｓコン
タクト層２７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下部のＩｎＧａＰ活
性層２４でレーザ発振が生じる。このとき、ｎ型のＧａ
Ａｓ電流ブロック層２６の屈折率はｐ型のＩｎ0.5（Ｇ
ａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２５の屈折率より大き
くなっているが、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層２４の禁制帯
幅よりも、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６の禁制帯
幅の方が小さいので、レーザ光に対してｎ型のＧａＡｓ
電流ブロック層２６は吸収体となり、レーザ光はこのｎ
型のＧａＡｓ電流ブロック層２６による吸収により、リ
ッジ内に有効に閉じこめられる。一般に、リッジ２５ａ
の下端の幅、すなわち、ストライプ幅を５μｍ程度にす
ることで、光ディスク等に使われる単一横モードのレー
ザ発振が得られる。
タクト層２７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下部のＩｎＧａＰ活
性層２４でレーザ発振が生じる。このとき、ｎ型のＧａ
Ａｓ電流ブロック層２６の屈折率はｐ型のＩｎ0.5（Ｇ
ａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２５の屈折率より大き
くなっているが、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層２４の禁制帯
幅よりも、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６の禁制帯
幅の方が小さいので、レーザ光に対してｎ型のＧａＡｓ
電流ブロック層２６は吸収体となり、レーザ光はこのｎ
型のＧａＡｓ電流ブロック層２６による吸収により、リ
ッジ内に有効に閉じこめられる。一般に、リッジ２５ａ
の下端の幅、すなわち、ストライプ幅を５μｍ程度にす
ることで、光ディスク等に使われる単一横モードのレー
ザ発振が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来構造の半導
体レーザ装置では、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６
の光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こと、さらに、ストライプ幅を狭
くすると、電流ブロック層２６による光吸収が増大する
ため、ストライプ幅もある程度以上、狭くできないとい
う制約があり、低動作電流化の妨げとなっていた。
体レーザ装置では、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６
の光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こと、さらに、ストライプ幅を狭
くすると、電流ブロック層２６による光吸収が増大する
ため、ストライプ幅もある程度以上、狭くできないとい
う制約があり、低動作電流化の妨げとなっていた。
【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、動作電流値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、動作電流値の低い半導体レーザ装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【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、活性層の主面の少なく
とも一方の側にその活性層に接して形成された一導電型
のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第１光ガイド層と、
その第１光ガイド層の上に形成されたＩｎ 0.5 （Ｇａ
1-Y2 Ａｌ Y2 ） 0.5 Ｐ第２光ガイド層と、その第２光ガイ
ド層の上に形成された逆の導電型でストライプ状の窓を
有しかつ層厚が４００ｎｍ以上のＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌ
Z）0.5Ｐ電流ブロック層を含む電流ブロック部と、前記
ストライプ状の窓を含む前記電流ブロック層上に形成さ
れた一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐクラッ
ド層とを有し、Ａｌ混晶比を決めるＹ１、Ｙ２、Ｙ３お
よびＺの間にＹ２＜Ｙ１かつＹ２＜Ｙ３＜Ｚの関係が成
立し、前記電流ブロック部の屈折率が前記窓部における
クラッド層の屈折率よりも小さい構成である。
に本発明の半導体レーザ装置は、活性層の主面の少なく
とも一方の側にその活性層に接して形成された一導電型
のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第１光ガイド層と、
その第１光ガイド層の上に形成されたＩｎ 0.5 （Ｇａ
1-Y2 Ａｌ Y2 ） 0.5 Ｐ第２光ガイド層と、その第２光ガイ
ド層の上に形成された逆の導電型でストライプ状の窓を
有しかつ層厚が４００ｎｍ以上のＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌ
Z）0.5Ｐ電流ブロック層を含む電流ブロック部と、前記
ストライプ状の窓を含む前記電流ブロック層上に形成さ
れた一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐクラッ
ド層とを有し、Ａｌ混晶比を決めるＹ１、Ｙ２、Ｙ３お
よびＺの間にＹ２＜Ｙ１かつＹ２＜Ｙ３＜Ｚの関係が成
立し、前記電流ブロック部の屈折率が前記窓部における
クラッド層の屈折率よりも小さい構成である。
【０００８】
【作用】この構成によって、電流ブロック層となるＩｎ
0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層のストライプ状の窓から注
入される電流により、活性層となるＩｎ0.5（Ｇａ1-XＡ
ｌX）0.5Ｐ層でレーザ発振が生じる。ここで、電流ブロ
ック層となるＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層の屈折率
はストライプ内部のクラッド層となるＩｎ0.5（Ｇａ
1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐ層よりも小さいので、レーザ光はこ
の屈折率差によりストライプ内に有効に閉じ込められ
る。さらに、電流ブロック層となるＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡ
ｌZ）0.5Ｐ層の禁制帯幅は活性層となるＩｎ0.5（Ｇａ
1-XＡｌX）0.5Ｐ層の禁制帯幅よりもかなり大きいの
で、レーザ光の電流ブロック層による光吸収がなくな
る。
0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層のストライプ状の窓から注
入される電流により、活性層となるＩｎ0.5（Ｇａ1-XＡ
ｌX）0.5Ｐ層でレーザ発振が生じる。ここで、電流ブロ
ック層となるＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層の屈折率
はストライプ内部のクラッド層となるＩｎ0.5（Ｇａ
1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐ層よりも小さいので、レーザ光はこ
の屈折率差によりストライプ内に有効に閉じ込められ
る。さらに、電流ブロック層となるＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡ
ｌZ）0.5Ｐ層の禁制帯幅は活性層となるＩｎ0.5（Ｇａ
1-XＡｌX）0.5Ｐ層の禁制帯幅よりもかなり大きいの
で、レーザ光の電流ブロック層による光吸収がなくな
る。
【０００９】
【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。
しながら説明する。
【００１０】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バッファー層２、Ｉｎ0.5（Ｇａ0.6
Ａｌ0. 4）0.5Ｐクラッド層３、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ（一般
的にＩｎ0.5（Ｇａ1-XＡｌX）0 .5Ｐで表わす）活性層
４、ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ（一般的に
Ｉｎ0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐで表わす）第一光ガイ
ド層５、ｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ（一般的にＩｎ
0.5（Ｇａ1-Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層６が形成さ
れており、電流狭窄のために電流チャンネルとなる窓７
ａ以外の領域には、ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐ（一般的にＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐで表わ
す）電流ブロック層７が形成されている。８はＩｎ0.5
Ｇａ0.5Ｐ保護層、９はｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａ
ｌ0.4）0.5Ｐ（一般的にＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5
Ｐで表わす）クラッド層、１０はｐ型のＧａＡｓコンタ
クト層である。以下、「Ｉｎ0.5（Ｇａ1-XＡｌX）
0.5Ｐ」におけるｘをＡｌ混晶比と呼ぶことにする。
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バッファー層２、Ｉｎ0.5（Ｇａ0.6
Ａｌ0. 4）0.5Ｐクラッド層３、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ（一般
的にＩｎ0.5（Ｇａ1-XＡｌX）0 .5Ｐで表わす）活性層
４、ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ（一般的に
Ｉｎ0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐで表わす）第一光ガイ
ド層５、ｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ（一般的にＩｎ
0.5（Ｇａ1-Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層６が形成さ
れており、電流狭窄のために電流チャンネルとなる窓７
ａ以外の領域には、ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐ（一般的にＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐで表わ
す）電流ブロック層７が形成されている。８はＩｎ0.5
Ｇａ0.5Ｐ保護層、９はｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａ
ｌ0.4）0.5Ｐ（一般的にＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5
Ｐで表わす）クラッド層、１０はｐ型のＧａＡｓコンタ
クト層である。以下、「Ｉｎ0.5（Ｇａ1-XＡｌX）
0.5Ｐ」におけるｘをＡｌ混晶比と呼ぶことにする。
【００１１】ここで、安定な単一横モード発振を得るた
めに、電流ブロック層７のＡｌ混晶比をｐ型のＩｎ0.5
（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９のＡｌ混晶比よ
り、高く設定する。もし、電流ブロック層７のＡｌ混晶
比がクラッド層と同様である場合、プラズマ効果による
ストライプ内の屈折率の低下があり、アンチガイドの導
波路となり、単一な横モード発振は得られない。いわん
や、電流ブロック層７のＡｌ混晶比がｐ型のＩｎ
0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９より低い場合
は、完全に、横モードが不安定になり、目的としている
低動作電流化さえ達成できない。本実施例では、図１に
示すように、電流ブロック層７のＡｌ混晶比をｐ型のＩ
ｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９のＡｌ混晶
比より、０．３高く０．７としている。
めに、電流ブロック層７のＡｌ混晶比をｐ型のＩｎ0.5
（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９のＡｌ混晶比よ
り、高く設定する。もし、電流ブロック層７のＡｌ混晶
比がクラッド層と同様である場合、プラズマ効果による
ストライプ内の屈折率の低下があり、アンチガイドの導
波路となり、単一な横モード発振は得られない。いわん
や、電流ブロック層７のＡｌ混晶比がｐ型のＩｎ
0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９より低い場合
は、完全に、横モードが不安定になり、目的としている
低動作電流化さえ達成できない。本実施例では、図１に
示すように、電流ブロック層７のＡｌ混晶比をｐ型のＩ
ｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９のＡｌ混晶
比より、０．３高く０．７としている。
【００１２】この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタ
クト層１０から注入される電流は窓７ａ内に閉じ込めら
れ、窓７ａ下部のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層４でレーザ発
振が生じる。ここで、ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａ
ｌ0.4）0.5Ｐ第一光ガイド層５のＡｌ混晶比は、活性層
のＡｌ混晶比よりも十分に高く、活性層に有効にキャリ
アを閉じ込め、可視域の発振を可能としている。本実施
例では、６７０ｎｍ帯のレーザ発振を得るため０．４と
した。再成長はＡｌ混晶比の低いｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0 .5
Ｐ第二光ガイド層上への再成長となるため、表面酸化の
問題は全くない。第二光ガイド層の膜厚は光分布に余り
影響を与えない０．０５μｍ以下が望ましい。本実施例
では、０．０１μｍとしている。
クト層１０から注入される電流は窓７ａ内に閉じ込めら
れ、窓７ａ下部のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層４でレーザ発
振が生じる。ここで、ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａ
ｌ0.4）0.5Ｐ第一光ガイド層５のＡｌ混晶比は、活性層
のＡｌ混晶比よりも十分に高く、活性層に有効にキャリ
アを閉じ込め、可視域の発振を可能としている。本実施
例では、６７０ｎｍ帯のレーザ発振を得るため０．４と
した。再成長はＡｌ混晶比の低いｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0 .5
Ｐ第二光ガイド層上への再成長となるため、表面酸化の
問題は全くない。第二光ガイド層の膜厚は光分布に余り
影響を与えない０．０５μｍ以下が望ましい。本実施例
では、０．０１μｍとしている。
【００１３】また、ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐ電流ブロック層７の禁制帯幅は、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5
Ｐ活性層４の禁制帯幅よりも大きいので、電流ブロック
層による光吸収がなく、導波路の損失の小さい低動作電
流の素子が得られる。
0.5Ｐ電流ブロック層７の禁制帯幅は、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5
Ｐ活性層４の禁制帯幅よりも大きいので、電流ブロック
層による光吸収がなく、導波路の損失の小さい低動作電
流の素子が得られる。
【００１４】この構造では、電流ブロック層による光吸
収がないため、レーザ光がｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐ電流ブロック層７の下部にも広がり、スペク
トルが多モードになりやすく、低雑音のレーザが容易に
得られる。
収がないため、レーザ光がｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐ電流ブロック層７の下部にも広がり、スペク
トルが多モードになりやすく、低雑音のレーザが容易に
得られる。
【００１５】一般的にＡｌ混晶比を決めるＸ，Ｙ１，Ｙ
２，Ｙ３およびＺの間に、Ｚ＞Ｙ３＞Ｙ２≧Ｘ≧０でか
つＹ１＞Ｙ２の関係を成立させればよいことになる。
２，Ｙ３およびＺの間に、Ｚ＞Ｙ３＞Ｙ２≧Ｘ≧０でか
つＹ１＞Ｙ２の関係を成立させればよいことになる。
【００１６】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あるいは
ＭＢＥ成長法により、ｎ型のＧａＡｓバッファー層２、
ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層３
（厚さ、１μｍ）、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層４（厚さ、
０．０４μｍ）、ｐ型のＩｎ0.5（ＧａＡｌ）0.5Ｐ第一
光ガイド層５（厚さ、０．１５μｍ）、ｐ型のＩｎ0.5
Ｇａ0.5Ｐ第二光ガイド層６（厚さ、０．０１μｍ）、
ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロック層
７（厚さ、１．０μｍ）、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ保護層８
（厚さ、０．０１μｍ）を形成する。この保護層８は、
ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロック層
７の上部を表面酸化から守るのに必要である。保護層８
の混晶比としては、第二光ガイド層６同様、再成長が容
易な０．３以下で、レーザ光に対して透明であることが
望ましい。
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あるいは
ＭＢＥ成長法により、ｎ型のＧａＡｓバッファー層２、
ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層３
（厚さ、１μｍ）、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層４（厚さ、
０．０４μｍ）、ｐ型のＩｎ0.5（ＧａＡｌ）0.5Ｐ第一
光ガイド層５（厚さ、０．１５μｍ）、ｐ型のＩｎ0.5
Ｇａ0.5Ｐ第二光ガイド層６（厚さ、０．０１μｍ）、
ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロック層
７（厚さ、１．０μｍ）、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ保護層８
（厚さ、０．０１μｍ）を形成する。この保護層８は、
ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロック層
７の上部を表面酸化から守るのに必要である。保護層８
の混晶比としては、第二光ガイド層６同様、再成長が容
易な０．３以下で、レーザ光に対して透明であることが
望ましい。
【００１７】活性層４の導電型は、特に記載していない
が、ｐ型であっても、ｎ型であっても、もちろん、アン
ドープであってもかまわない。
が、ｐ型であっても、ｎ型であっても、もちろん、アン
ドープであってもかまわない。
【００１８】次に、図２（ｂ）に示すように、ストライ
プ状の窓７ａをフォトリソグラフィーの技術を用い、エ
ッチングにより形成する。エッチングの方法としては、
熱硫酸などのＡｌ混晶比の高い層を選択的にエッチング
できるエッチャントを用いて、選択的にＩｎ0.5（Ｇａ
0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロック層７のエッチングを行
なう。すなわち、ｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ第二光ガイド
層６はエッチングストップ層としても作用する。そのた
めエッチングによるばらつきが小さく、高歩留りが得ら
れる。
プ状の窓７ａをフォトリソグラフィーの技術を用い、エ
ッチングにより形成する。エッチングの方法としては、
熱硫酸などのＡｌ混晶比の高い層を選択的にエッチング
できるエッチャントを用いて、選択的にＩｎ0.5（Ｇａ
0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロック層７のエッチングを行
なう。すなわち、ｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ第二光ガイド
層６はエッチングストップ層としても作用する。そのた
めエッチングによるばらつきが小さく、高歩留りが得ら
れる。
【００１９】ここで、ストライプの形状は逆メサ形状よ
りも、順メサ形状とすることが好ましい。逆メサ形状と
した場合には、順メサ形状とした場合に比べて結晶成長
が困難となり、特性の低下に起因する歩留りの低下を招
く恐れがあるためである。実際に、逆メサ形状の場合、
ストライプ側面の部分において選択成長したＩｎＧａＡ
ｌＰの結晶性が損なわれ、作製された素子のしきい値電
流は、順メサ形状の素子に比べて高くなる。後述する素
子の特性は順メサ形状のものを示している。
りも、順メサ形状とすることが好ましい。逆メサ形状と
した場合には、順メサ形状とした場合に比べて結晶成長
が困難となり、特性の低下に起因する歩留りの低下を招
く恐れがあるためである。実際に、逆メサ形状の場合、
ストライプ側面の部分において選択成長したＩｎＧａＡ
ｌＰの結晶性が損なわれ、作製された素子のしきい値電
流は、順メサ形状の素子に比べて高くなる。後述する素
子の特性は順メサ形状のものを示している。
【００２０】また、電流ブロック層７の膜厚について
は、電流ブロック層７の厚さが薄いと、上部のＩｎ0.5
（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９へのレーザ光の
しみだしが大きくなり、横モードの不安定化を生じるの
で、最低限、０．４μｍは必要である。
は、電流ブロック層７の厚さが薄いと、上部のＩｎ0.5
（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９へのレーザ光の
しみだしが大きくなり、横モードの不安定化を生じるの
で、最低限、０．４μｍは必要である。
【００２１】次に、図２（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶ
ＤあるいはＭＢＥ成長法により、ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ
0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９、ｐ型のＧａＡｓコン
タクト層１０を再成長により形成する。このとき、電流
の流れるストライプ内はＡｌ混晶比の低いｐ型のＩｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐ第二ガイド層６上への再成長となるため、
容易に再成長が行える。最後に、ｎ型のＧａＡｓ基板お
よびｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０にそれぞれ電極を
形成する。
ＤあるいはＭＢＥ成長法により、ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ
0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層９、ｐ型のＧａＡｓコン
タクト層１０を再成長により形成する。このとき、電流
の流れるストライプ内はＡｌ混晶比の低いｐ型のＩｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐ第二ガイド層６上への再成長となるため、
容易に再成長が行える。最後に、ｎ型のＧａＡｓ基板お
よびｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０にそれぞれ電極を
形成する。
【００２２】図３に従来例と本発明の一実施例における
半導体レーザ装置の電流−光出力特性図を示す。図３に
示すように実施例は従来例に比べてしきい電流値は小さ
くなり、効率も高くなっている。これは電流ブロック層
による光吸収がなく、導波路損失が小さくなったためで
ある。本発明の一実施例において、共振器長２００μｍ
の素子において、室温で３ｍＷのレーザ光を放出するの
に必要な動作電流値は２８ｍＡである。スペクトルもセ
ルフパルセーションを生じる多モードで発振しており、
０〜１０％の戻り光率の範囲内で−１３０ｄＢ／HzのＲ
ＩＮの値を得ており、低雑音特性が得られた。
半導体レーザ装置の電流−光出力特性図を示す。図３に
示すように実施例は従来例に比べてしきい電流値は小さ
くなり、効率も高くなっている。これは電流ブロック層
による光吸収がなく、導波路損失が小さくなったためで
ある。本発明の一実施例において、共振器長２００μｍ
の素子において、室温で３ｍＷのレーザ光を放出するの
に必要な動作電流値は２８ｍＡである。スペクトルもセ
ルフパルセーションを生じる多モードで発振しており、
０〜１０％の戻り光率の範囲内で−１３０ｄＢ／HzのＲ
ＩＮの値を得ており、低雑音特性が得られた。
【００２３】また、本発明の構造は、動作電流値が低い
ので、半導体レーザの高出力化にも有効である。特に、
活性層を量子井戸構造とすることにより、さらに、しき
い値を低減でき、高出力化が得られる。
ので、半導体レーザの高出力化にも有効である。特に、
活性層を量子井戸構造とすることにより、さらに、しき
い値を低減でき、高出力化が得られる。
【００２４】なお、上記全ての実施例において、基板は
ｎ型で、ｎ型の電流ブロック層を用いる場合のみを示し
たが、基板にｐ型を用い、ｐ型の電流ブロック層を用い
ても構わない。すなわち、電流ブロック層のＡｌ混晶比
が高いからである。なぜなら、Ａｌ混晶比の高いｐ型の
Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ層の場合、電子の拡散
が抑えられるので、ｐ型のブロック層の実現が可能とな
るからである。
ｎ型で、ｎ型の電流ブロック層を用いる場合のみを示し
たが、基板にｐ型を用い、ｐ型の電流ブロック層を用い
ても構わない。すなわち、電流ブロック層のＡｌ混晶比
が高いからである。なぜなら、Ａｌ混晶比の高いｐ型の
Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ層の場合、電子の拡散
が抑えられるので、ｐ型のブロック層の実現が可能とな
るからである。
【００２５】なお、上記全ての実施例では、電流ブロッ
ク層が活性層上、すなわち、活性層から見て、基板と反
対側にある場合のみを示したが、基板と同方向にある場
合でも、同じ効果が得られる。さらには電流ブロック層
が両方向にあるダブルコンファイメント構造にすれば、
さらに漏れ電流が少なくなり、低動作電流化が図れるこ
とはいうまでもない。
ク層が活性層上、すなわち、活性層から見て、基板と反
対側にある場合のみを示したが、基板と同方向にある場
合でも、同じ効果が得られる。さらには電流ブロック層
が両方向にあるダブルコンファイメント構造にすれば、
さらに漏れ電流が少なくなり、低動作電流化が図れるこ
とはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明は、Ｉｎ0.5（Ｇａ
1-XＡｌX）0.5Ｐ層からなる活性層の主面の少なくとも
一方の側にその活性層に接して形成された一導電型のＩ
ｎ0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第一光ガイド層と、その
第一光ガイド層上に形成された一導電型のＩｎ0.5（Ｇ
ａ1-Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層と、その第二光ガ
イド層上に形成された逆の導電型でストライプ状の窓を
有するＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層と、上記ストラ
イプ状の窓部を含む上記Ｉｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0 .5Ｐ
層上に形成された一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3Ａ
ｌY3）0.5Ｐ層とを有し、Ａｌ混晶比を決めるＸ，Ｙ
１，Ｙ２，Ｙ３およびＺの間に、Ｚ＞Ｙ３＞Ｙ２≧Ｘ≧
０NでかつＹ１＞Ｙ２の関係が成立するようにした構成
によるので、低雑音で、しかも、動作電流値が従来に比
べて大幅に低い半導体レーザ装置を提供できる。
1-XＡｌX）0.5Ｐ層からなる活性層の主面の少なくとも
一方の側にその活性層に接して形成された一導電型のＩ
ｎ0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第一光ガイド層と、その
第一光ガイド層上に形成された一導電型のＩｎ0.5（Ｇ
ａ1-Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層と、その第二光ガ
イド層上に形成された逆の導電型でストライプ状の窓を
有するＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層と、上記ストラ
イプ状の窓部を含む上記Ｉｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0 .5Ｐ
層上に形成された一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3Ａ
ｌY3）0.5Ｐ層とを有し、Ａｌ混晶比を決めるＸ，Ｙ
１，Ｙ２，Ｙ３およびＺの間に、Ｚ＞Ｙ３＞Ｙ２≧Ｘ≧
０NでかつＹ１＞Ｙ２の関係が成立するようにした構成
によるので、低雑音で、しかも、動作電流値が従来に比
べて大幅に低い半導体レーザ装置を提供できる。
【００２７】すなわち、Ａｌ混晶比の高いＩｎ0.5（Ｇ
ａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第一光ガイド層により活性層にキ
ャリヤを閉じ込め、再成長はＡｌ混晶比の低いＩｎ0.5
（Ｇａ1 -Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層への成長とな
るために、容易に可視域のレーザが作製できる。
ａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第一光ガイド層により活性層にキ
ャリヤを閉じ込め、再成長はＡｌ混晶比の低いＩｎ0.5
（Ｇａ1 -Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層への成長とな
るために、容易に可視域のレーザが作製できる。
【００２８】また、ストライプを形成するエッチングの
時に、Ａｌ混晶比の違いによる選択エッチング法を使用
できるため、エッチングのばらつきが小さくなり、高歩
留りが得られる。
時に、Ａｌ混晶比の違いによる選択エッチング法を使用
できるため、エッチングのばらつきが小さくなり、高歩
留りが得られる。
【００２９】また、電流ブロック層のＡｌ混晶比が、ク
ラッド層のＡｌ混晶比より高く設定されているため、単
一な横モードで発振し、レーザ光の電流ブロック層によ
る光吸収がないため、大幅に導波路の損失を低減でき、
動作電流値の低減が図れる。
ラッド層のＡｌ混晶比より高く設定されているため、単
一な横モードで発振し、レーザ光の電流ブロック層によ
る光吸収がないため、大幅に導波路の損失を低減でき、
動作電流値の低減が図れる。
【００３０】さらに、光が電流ブロック層およびその下
部の活性層に広がるため、従来と比べて、スペクトルの
多モード発振が得られやすく、低雑音特性が得られる。
特に、動作電流値の低減は、レーザマウント部の発熱量
の低減をもたらし、より小型で軽量のヒートシンクの使
用が可能となる。この結果、従来は金属であったレーザ
パッケージの樹脂化が実現でき、ピックアップの大幅な
小型化、低コスト化が図れる。
部の活性層に広がるため、従来と比べて、スペクトルの
多モード発振が得られやすく、低雑音特性が得られる。
特に、動作電流値の低減は、レーザマウント部の発熱量
の低減をもたらし、より小型で軽量のヒートシンクの使
用が可能となる。この結果、従来は金属であったレーザ
パッケージの樹脂化が実現でき、ピックアップの大幅な
小型化、低コスト化が図れる。
【００３１】また、低動作電流化は活性層における発熱
量の低減をもたらすため高出力が得られるが、特に活性
層を量子井戸化すれば、より高出力が得られる。このよ
うな低雑音でかつ高出力特性を有する未発明の６７０ｎ
ｍ帯の半導体レーザを光ディスクの光源として用いれ
ば、読み込み時に低雑音化を図るための高周波重畳回路
を排除することが可能となり、ピックアップの大幅な小
型化が実現できる。
量の低減をもたらすため高出力が得られるが、特に活性
層を量子井戸化すれば、より高出力が得られる。このよ
うな低雑音でかつ高出力特性を有する未発明の６７０ｎ
ｍ帯の半導体レーザを光ディスクの光源として用いれ
ば、読み込み時に低雑音化を図るための高周波重畳回路
を排除することが可能となり、ピックアップの大幅な小
型化が実現できる。
【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】図１の半導体レーザ装置の製造方法を示す工程
断面図
断面図
【図３】図１の半導体レーザ装置の電流−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 ２ ｎ型のＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層 ４ Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層（Ｉｎ0.5（Ｇａ1-XＡ
ｌX）0.5Ｐ層からなる活性層） ５ ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ第一光ガイ
ド層（一導電型のＩｎ 0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第一
光ガイド層） ６ ｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ第二光ガイド層（一導電型
のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層） ７ ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロッ
ク層（逆の導電型でストライプ状の窓を有するＩｎ0.5
（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層） ７ａ ストライプ状の窓 ８ Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ保護層 ９ ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層
（一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐ層） １０ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層
ｌX）0.5Ｐ層からなる活性層） ５ ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ第一光ガイ
ド層（一導電型のＩｎ 0.5（Ｇａ1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第一
光ガイド層） ６ ｐ型のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ第二光ガイド層（一導電型
のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y2ＡｌY2）0.5Ｐ第二光ガイド層） ７ ｎ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ電流ブロッ
ク層（逆の導電型でストライプ状の窓を有するＩｎ0.5
（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ層） ７ａ ストライプ状の窓 ８ Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ保護層 ９ ｐ型のＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐクラッド層
（一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐ層） １０ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−136586（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−53578（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−250685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−110188（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196801（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 活性層の主面の少なくとも一方の側にそ
の活性層に接して形成された一導電型のＩｎ0.5（Ｇａ
1-Y1ＡｌY1）0.5Ｐ第１光ガイド層と、その第１光ガイ
ド層の上に形成されたＩｎ 0.5 （Ｇａ 1-Y2 Ａｌ Y2 ） 0.5 Ｐ
第２光ガイド層と、その第２光ガイド層の上に形成され
た逆の導電型でストライプ状の窓を有しかつ層厚が４０
０ｎｍ以上のＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ電流ブロッ
ク層を含む電流ブロック部と、前記ストライプ状の窓を
含む前記電流ブロック層上に形成された一導電型のＩｎ
0.5（Ｇａ1-Y3ＡｌY3）0.5Ｐクラッド層とを有し、Ａｌ
混晶比を決めるＹ１、Ｙ２、Ｙ３およびＺの間にＹ２＜
Ｙ１かつＹ２＜Ｙ３＜Ｚの関係が成立し、前記電流ブロ
ック部の屈折率が前記窓部におけるクラッド層の屈折率
よりも小さい半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 基板と、前記基板の上に形成された活性
層と、前記活性層の上に形成されたストライプ状の窓を
有するＩｎY3（Ｇａ1-ZＡｌZ）1-Y3Ｐ（０＜Ｙ３＜１、
０＜Ｚ＜１）電流ブロック層と、前記電流ブロック層の
上にＩｎY4（Ｇａ1-XＡｌX）1-Y4Ｐ（Ｙ３≦Ｙ４≦１、
０≦Ｘ≦０．３、Ｘ＜Ｚ）保護層と、前記保護層の上に
ＩｎY5（Ｇａ1-ZＡｌZ）1-Y5Ｐ（０≦Ｙ５＜Ｚ）よりな
るクラッド層とが形成された半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 基板の上に活性層を形成する工程と、前
記活性層の上にＩｎY3（Ｇａ1-ZＡｌZ）1-Y3Ｐ（０＜Ｙ
３＜１、０＜Ｚ＜１）電流ブロック層とＩｎY4（Ｇａ
1-XＡｌX）1-Y4Ｐ（Ｙ３≦Ｙ４≦１、０≦Ｘ≦０．３、
Ｘ＜Ｚ）保護層とを順次形成する工程と、前記電流ブロ
ック層および前記保護層に選択エッチングを施して窓を
設ける工程と、前記窓を含む前記電流ブロック層および
前記保護層の上にＩｎY5（Ｇａ1-ZＡｌZ）1-Y5Ｐ（０≦
Ｙ５＜Ｚ）よりなるクラッド層を形成する工程とを有す
る半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10628992A JP3194237B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10628992A JP3194237B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299767A JPH05299767A (ja) | 1993-11-12 |
| JP3194237B2 true JP3194237B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=14429903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10628992A Expired - Fee Related JP3194237B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3194237B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6045641B1 (ja) * | 2015-06-04 | 2016-12-14 | 株式会社 資生堂 | 化粧容器 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10628992A patent/JP3194237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6045641B1 (ja) * | 2015-06-04 | 2016-12-14 | 株式会社 資生堂 | 化粧容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05299767A (ja) | 1993-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |