JP3200918B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP3200918B2 JP3200918B2 JP03598092A JP3598092A JP3200918B2 JP 3200918 B2 JP3200918 B2 JP 3200918B2 JP 03598092 A JP03598092 A JP 03598092A JP 3598092 A JP3598092 A JP 3598092A JP 3200918 B2 JP3200918 B2 JP 3200918B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- ridge
- conductivity
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低い動作電流値で光デ
ィスク等の光源として好適な低雑音の半導体レ−ザ装置
に関する。
ィスク等の光源として好適な低雑音の半導体レ−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１３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バッファ層２２が形成されており、その
上にｎ型のガリウムアルミヒ素（Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓ）
クラッド層２３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４、リ
ッジ２５ａを有するｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド
層２５が形成されており、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に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ＧａＡｓ保護層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層
である。
説明する。図１３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バッファ層２２が形成されており、その
上にｎ型のガリウムアルミヒ素（Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓ）
クラッド層２３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４、リ
ッジ２５ａを有するｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド
層２５が形成されており、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に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ＧａＡｓ保護層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層
である。
【０００３】図１３に示す構造において、ｐ型のＧａＡ
ｓコンタクト層２８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Ｇａ
0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４でレーザ発振が生じる。こ
のときｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６の屈折率はｐ
型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２５の屈折率より大
きくなっているが、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６
の禁制帯幅の方がＧａ0. 85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４の禁
制帯幅よりも小さいので、レーザ光に対してｎ型のＧａ
Ａｓ電流ブロック層２６は吸収体となる。したがってレ
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２５ａ内に有効に閉じ込められる。
一般にリッジ２５ａの下端、すなわちストライプの幅を
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。
ｓコンタクト層２８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Ｇａ
0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４でレーザ発振が生じる。こ
のときｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６の屈折率はｐ
型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２５の屈折率より大
きくなっているが、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６
の禁制帯幅の方がＧａ0. 85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４の禁
制帯幅よりも小さいので、レーザ光に対してｎ型のＧａ
Ａｓ電流ブロック層２６は吸収体となる。したがってレ
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２５ａ内に有効に閉じ込められる。
一般にリッジ２５ａの下端、すなわちストライプの幅を
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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ＧａＡｓ電流ブロック層
２６の光吸収によりレーザ光が急峻にストライプ内に閉
じ込められるためにスペクトルが単一モードになりやす
いこと、また従来構造でスペクトルの多モード発振を得
るためにはＧａＡｓ電流ブロック層２６をＧａ0.85Ａｌ
0.15Ａｓ活性層２４からある程度以上離さなければなら
ないこと、リッジ２５ａの下部での横方向への漏れ電流
の増大により動作電流の増大を招くこと等の課題を有し
ていた。
来の構成では、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ＧａＡｓ電流ブロック層
２６の光吸収によりレーザ光が急峻にストライプ内に閉
じ込められるためにスペクトルが単一モードになりやす
いこと、また従来構造でスペクトルの多モード発振を得
るためにはＧａＡｓ電流ブロック層２６をＧａ0.85Ａｌ
0.15Ａｓ活性層２４からある程度以上離さなければなら
ないこと、リッジ２５ａの下部での横方向への漏れ電流
の増大により動作電流の増大を招くこと等の課題を有し
ていた。
【０００５】さらにストライプの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にストライプ
の幅もある程度以下には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。
ロック層２６による光吸収が増大するためにストライプ
の幅もある程度以下には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】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、動作電流が低くスペクトルがより多モードでかつ低
雑音の半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
で、動作電流が低くスペクトルがより多モードでかつ低
雑音の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、Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性
層の少なくとも一方の面に形成されたリッジを有し、リ
ッジの前記活性層に最も近い部分の幅が４μｍ以下であ
る一導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層と、リッジの長手方向
の側面に沿って形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ
層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、ＹおよびＺの
間にＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０なる関係を有し、さらにこれら各層
の内ｎ型であるＧａ1-ZＡｌZＡｓ層に不純物としてＳｉ
を添加した構成を有している。
に本発明の半導体レーザ装置は、Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性
層の少なくとも一方の面に形成されたリッジを有し、リ
ッジの前記活性層に最も近い部分の幅が４μｍ以下であ
る一導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層と、リッジの長手方向
の側面に沿って形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ
層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、ＹおよびＺの
間にＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０なる関係を有し、さらにこれら各層
の内ｎ型であるＧａ1-ZＡｌZＡｓ層に不純物としてＳｉ
を添加した構成を有している。
【０００８】
【作用】この構成によって、Ｇａ1-ZＡｌZＡｓのストラ
イプ状の窓、すなわちリッジから注入される電流により
Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層でレーザ発振が生じ、またＧａ
1-ZＡｌZＡｓ層の屈折率はストライプ内部のＧａ1-YＡ
ｌYＡｓクラッド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Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層の禁制帯幅はＧａ1-XＡｌXＡｓ
活性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は殆どなく、電流ブロック
層の中および電流ブロック層の下部の活性層にも光は広
く分布し、スペクトルは多モードになる。
イプ状の窓、すなわちリッジから注入される電流により
Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層でレーザ発振が生じ、またＧａ
1-ZＡｌZＡｓ層の屈折率はストライプ内部のＧａ1-YＡ
ｌYＡｓクラッド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Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層の禁制帯幅はＧａ1-XＡｌXＡｓ
活性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は殆どなく、電流ブロック
層の中および電流ブロック層の下部の活性層にも光は広
く分布し、スペクトルは多モードになる。
【０００９】さらにレーザー光が導波されるｎ型のＧａ
ＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加しているので多モ
ード発振の妨げとなるｎ型ＧａＡｌＡｓ層中での損失グ
レーティングを殆ど形成せず、十分な多モード発振を得
ることができる。
ＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加しているので多モ
ード発振の妨げとなるｎ型ＧａＡｌＡｓ層中での損失グ
レーティングを殆ど形成せず、十分な多モード発振を得
ることができる。
【００１０】
【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
0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４、リッジ５ａを有するｐ型の
Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５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リッジ５ａ以外の
領域にはｎ型のＧａ0.35Ａｌ0. 65Ａｓ電流ブロック層６
が形成されている。なお７はｐ型のＧａＡｓ保護層、８
はｐ型のＧａＡｓコンタクト層である。
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
0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４、リッジ５ａを有するｐ型の
Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５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リッジ５ａ以外の
領域にはｎ型のＧａ0.35Ａｌ0. 65Ａｓ電流ブロック層６
が形成されている。なお７はｐ型のＧａＡｓ保護層、８
はｐ型のＧａＡｓコンタクト層である。
【００１１】ここで安定な単一横モード発振を得るため
に、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡ
ｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５
のＡｌＡｓ混晶比より１０％以上高く設定する。もしｎ
型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡｌＡｓ
混晶比がｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５と同程
度の場合は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、そのために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。ましてｎ型のＧａ
0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比が
ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５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、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡ
ｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５
より０．１５高くし、０．６５としている。
に、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡ
ｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５
のＡｌＡｓ混晶比より１０％以上高く設定する。もしｎ
型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡｌＡｓ
混晶比がｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５と同程
度の場合は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、そのために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。ましてｎ型のＧａ
0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比が
ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５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、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６のＡ
ｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５
より０．１５高くし、０．６５としている。
【００１２】このような構造においては、ｐ型のＧａＡ
ｓコンタクト層８から注入される電流はリッジ５ａ内に
閉じ込められ、リッジ５ａの下部のＧａ0.85Ａｌ0.15Ａ
ｓ活性層４でレーザ発振が生じる。ここでｎ型のＧａ
0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６の屈折率は電流チャ
ンネル内部のｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の
屈折率より十分小さいのでレーザ光はこの屈折率差によ
りリッジ５ａ内に閉じ込められ、単一横モードのレーザ
光が得られる。
ｓコンタクト層８から注入される電流はリッジ５ａ内に
閉じ込められ、リッジ５ａの下部のＧａ0.85Ａｌ0.15Ａ
ｓ活性層４でレーザ発振が生じる。ここでｎ型のＧａ
0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６の屈折率は電流チャ
ンネル内部のｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の
屈折率より十分小さいのでレーザ光はこの屈折率差によ
りリッジ５ａ内に閉じ込められ、単一横モードのレーザ
光が得られる。
【００１３】またｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロ
ック層６の禁制帯幅はＧａ0.85Ａｌ 0.15Ａｓ活性層４の
禁制帯幅よりも大きいので、従来の構造のように電流ブ
ロック層による光吸収がなく、大幅に導波路の損失を低
減することができ、低動作電流化が図れる。さらに光吸
収が殆どないため、レーザ光がｎ型のＧａ0.35Ａｌ0. 65
Ａｓ電流ブロック層６の下部にも広がりスペクトルが多
モードになりやすい。
ック層６の禁制帯幅はＧａ0.85Ａｌ 0.15Ａｓ活性層４の
禁制帯幅よりも大きいので、従来の構造のように電流ブ
ロック層による光吸収がなく、大幅に導波路の損失を低
減することができ、低動作電流化が図れる。さらに光吸
収が殆どないため、レーザ光がｎ型のＧａ0.35Ａｌ0. 65
Ａｓ電流ブロック層６の下部にも広がりスペクトルが多
モードになりやすい。
【００１４】ただし光を導波する各ｎ型ＧａＡｌＡｓ
層、本実施例ではｎ型のＧａ0.5Ａｌ0 .5Ａｓクラッド層
３およびｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
に従来よく使用されている不純物として液相成長法（Ｌ
ＰＥ法）ではＴｅを、また有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）ではＳｅを添加した場合、これらの不純物はＧ
ａＡｌＡｓ中でＤＸセンタとなり、数ｍＷから数十ｍＷ
で発振している主モードの光密度では可飽和吸収効果が
顕著になるため、発振している主モードの定在波によっ
て損失グレーティングが形成されてしまう。このため発
振している主モード以外の他のモードが抑圧され、逆に
シングルモード性を強めてしまい、この構造の利点であ
る多モード性が損なわれてしまう。
層、本実施例ではｎ型のＧａ0.5Ａｌ0 .5Ａｓクラッド層
３およびｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
に従来よく使用されている不純物として液相成長法（Ｌ
ＰＥ法）ではＴｅを、また有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）ではＳｅを添加した場合、これらの不純物はＧ
ａＡｌＡｓ中でＤＸセンタとなり、数ｍＷから数十ｍＷ
で発振している主モードの光密度では可飽和吸収効果が
顕著になるため、発振している主モードの定在波によっ
て損失グレーティングが形成されてしまう。このため発
振している主モード以外の他のモードが抑圧され、逆に
シングルモード性を強めてしまい、この構造の利点であ
る多モード性が損なわれてしまう。
【００１５】この問題を解決するため、この構造の半導
体レーザー内の光を導波する各ＧａＡｌＡｓ層に不純物
としてＳｉを添加した。この場合ＧａＡｌＡｓ層中のＳ
ｉによって生じるＤＸセンタ準位と伝導帯との間のキャ
リアの熱的捕獲および放出の活性化エネルギーが不純物
にＳｅやＴｅを使用した場合と異なるため非常に低い光
密度で光吸収が飽和してしまい、発振している主モード
による損失グレーティングが殆ど形成されないことから
多モード性が損なわれることがなく、十分な多モード発
振を得ることができ、低雑音化が容易となる。
体レーザー内の光を導波する各ＧａＡｌＡｓ層に不純物
としてＳｉを添加した。この場合ＧａＡｌＡｓ層中のＳ
ｉによって生じるＤＸセンタ準位と伝導帯との間のキャ
リアの熱的捕獲および放出の活性化エネルギーが不純物
にＳｅやＴｅを使用した場合と異なるため非常に低い光
密度で光吸収が飽和してしまい、発振している主モード
による損失グレーティングが殆ど形成されないことから
多モード性が損なわれることがなく、十分な多モード発
振を得ることができ、低雑音化が容易となる。
【００１６】次に上記の構造を有する半導体レーザ装置
のスペクトル特性について説明する。図２（ａ）は本発
明の一実施例における半導体レーザ装置のスペクトル特
性と構造パラメータの関係を示す図、図２（ｂ）は従来
の半導体レーザ装置のスペクトル特性と構造パラメータ
の関係を示す図である。これらの図において、横軸は電
流ブロック層と活性層との間のｐ型のクラッド層の厚さ
（ｄｐ）を、縦軸は活性層の厚さ（ｄａ）をそれぞれ示
している。図２（ａ）に示す本実施例では、図２（ｂ）
に示す従来例に比べて、ｄａおよびｄｐのいずれかまた
は両方が薄くても十分に多モード発振が得られている。
特にｄｐが薄くてもよいためストライプの外部への漏れ
電流が小さい状態で低雑音のレーザが得られ、より一層
動作電流の低減が図れる。具体的には従来例の構造では
０．３μｍ以下のｄｐで多モード発振を得るのは困難で
あったのに対し、本実施例の構造ではｄｐが０．２μｍ
以下でも十分に多モード発振が得られる。
のスペクトル特性について説明する。図２（ａ）は本発
明の一実施例における半導体レーザ装置のスペクトル特
性と構造パラメータの関係を示す図、図２（ｂ）は従来
の半導体レーザ装置のスペクトル特性と構造パラメータ
の関係を示す図である。これらの図において、横軸は電
流ブロック層と活性層との間のｐ型のクラッド層の厚さ
（ｄｐ）を、縦軸は活性層の厚さ（ｄａ）をそれぞれ示
している。図２（ａ）に示す本実施例では、図２（ｂ）
に示す従来例に比べて、ｄａおよびｄｐのいずれかまた
は両方が薄くても十分に多モード発振が得られている。
特にｄｐが薄くてもよいためストライプの外部への漏れ
電流が小さい状態で低雑音のレーザが得られ、より一層
動作電流の低減が図れる。具体的には従来例の構造では
０．３μｍ以下のｄｐで多モード発振を得るのは困難で
あったのに対し、本実施例の構造ではｄｐが０．２μｍ
以下でも十分に多モード発振が得られる。
【００１７】次に本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置のストライプ幅と動作電流値の関係について、図
３を参照しながら説明する。なお参考のために従来例に
ついても示した。本実施例の構造では従来例とは異な
り、ストライプ幅を狭くしたときでも電流ブロック層に
よる光吸収の増大により動作電流値が増加することはな
いので、ストライプ幅を従来例と比べてかなり狭い値に
設定でき、この点からも低動作電流化が達成できる。具
体的には、従来例の構造ではストライプ幅が４μｍ以下
になると動作電流値が増大していたのに対し、本実施例
の構造ではストライプ幅を狭くすると動作電流値がスト
ライプ幅に比例して低減する。さらに本実施例の構造で
ストライプ幅を狭くした場合、電流ブロック層への光の
しみ出しがストライプ内部にある光に比べて相対的に増
加するので、スペクトルの多モード性はより一層強くな
る。すなわちストライプ幅を狭くすることでより低雑音
になる。
ザ装置のストライプ幅と動作電流値の関係について、図
３を参照しながら説明する。なお参考のために従来例に
ついても示した。本実施例の構造では従来例とは異な
り、ストライプ幅を狭くしたときでも電流ブロック層に
よる光吸収の増大により動作電流値が増加することはな
いので、ストライプ幅を従来例と比べてかなり狭い値に
設定でき、この点からも低動作電流化が達成できる。具
体的には、従来例の構造ではストライプ幅が４μｍ以下
になると動作電流値が増大していたのに対し、本実施例
の構造ではストライプ幅を狭くすると動作電流値がスト
ライプ幅に比例して低減する。さらに本実施例の構造で
ストライプ幅を狭くした場合、電流ブロック層への光の
しみ出しがストライプ内部にある光に比べて相対的に増
加するので、スペクトルの多モード性はより一層強くな
る。すなわちストライプ幅を狭くすることでより低雑音
になる。
【００１８】次に本発明の半導体レーザ装置の製造方法
について説明する。図４はその半導体レーザ装置の製造
工程図である。まず図４（ａ）に示すように、ｎ型のＧ
ａＡｓ基板１の上にＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ成長法によ
り、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２（厚さ、０．５μ
ｍ）、ｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層３（厚さ、
１μｍ）、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４（厚さ、０．
０７μｍ）、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５
（厚さ、１μｍ）およびｐ型のＧａＡｓ保護層７（厚
さ、０．２μｍ）を形成する。この保護層７は電流が流
れるｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の表面酸化
を防止するのに必要である。なお活性層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、
またアンドープであってもかまわない。
について説明する。図４はその半導体レーザ装置の製造
工程図である。まず図４（ａ）に示すように、ｎ型のＧ
ａＡｓ基板１の上にＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ成長法によ
り、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２（厚さ、０．５μ
ｍ）、ｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層３（厚さ、
１μｍ）、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４（厚さ、０．
０７μｍ）、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５
（厚さ、１μｍ）およびｐ型のＧａＡｓ保護層７（厚
さ、０．２μｍ）を形成する。この保護層７は電流が流
れるｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の表面酸化
を防止するのに必要である。なお活性層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、
またアンドープであってもかまわない。
【００１９】次に図４（ｂ）に示すように、ストライプ
状に窒化膜（窒化シリコン、窒化タングステン）または
酸化シリコン膜等の誘電体膜９を形成し、この誘電体膜
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。このときストライプ幅となるリッジ５ａの下端の
幅は２．５μｍ、リッジ５ａ以外の領域のｐ型のＧａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の厚さ（ｄｐ）は、０．１
５μｍとした。
状に窒化膜（窒化シリコン、窒化タングステン）または
酸化シリコン膜等の誘電体膜９を形成し、この誘電体膜
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。このときストライプ幅となるリッジ５ａの下端の
幅は２．５μｍ、リッジ５ａ以外の領域のｐ型のＧａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の厚さ（ｄｐ）は、０．１
５μｍとした。
【００２０】次に図４（ｃ）に示すように、誘電体膜９
をマスクとしてＭＯＣＶＤ法によりｎ型のＧａ0.35Ａｌ
0.65Ａｓ電流ブロック層６（厚さ、１μｍ）を選択的に
形成する。ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層
６の膜厚が薄いとその上のｐ型のＧａＡｓコンタクト層
８においてレーザ光の吸収が生じるので、最低限０．４
μｍの厚さが必要である。なお上記の全てのｎ型ＧａＡ
ｌＡｓ層には不純物としてＳｉが添加されている。
をマスクとしてＭＯＣＶＤ法によりｎ型のＧａ0.35Ａｌ
0.65Ａｓ電流ブロック層６（厚さ、１μｍ）を選択的に
形成する。ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層
６の膜厚が薄いとその上のｐ型のＧａＡｓコンタクト層
８においてレーザ光の吸収が生じるので、最低限０．４
μｍの厚さが必要である。なお上記の全てのｎ型ＧａＡ
ｌＡｓ層には不純物としてＳｉが添加されている。
【００２１】次に図４（ｄ）に示すように、誘電体膜９
を除去し、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ成長法によりｐ型の
ＧａＡｓコンタクト層８を形成する。最後にｎ型のＧａ
Ａｓ基板１側およびｐ型のＧａＡｓコンタクト層８側に
それぞれ電極を形成して半導体レーザ装置となる。
を除去し、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ成長法によりｐ型の
ＧａＡｓコンタクト層８を形成する。最後にｎ型のＧａ
Ａｓ基板１側およびｐ型のＧａＡｓコンタクト層８側に
それぞれ電極を形成して半導体レーザ装置となる。
【００２２】本実施例における半導体レーザでは、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が２５ｍＡと低電流で
あり、スペクトルは自己脈動（セルフパルセーション）
を生じるに十分な多モードで発振した。実際の雑音特性
は０〜１０％の戻り光率の範囲内で−１３５ｄＢ／Ｈｚ
以下のＲＩＮの値が得られ、低雑音化を実現した。
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が２５ｍＡと低電流で
あり、スペクトルは自己脈動（セルフパルセーション）
を生じるに十分な多モードで発振した。実際の雑音特性
は０〜１０％の戻り光率の範囲内で−１３５ｄＢ／Ｈｚ
以下のＲＩＮの値が得られ、低雑音化を実現した。
【００２３】なお図４に示す製造工程において、２回目
の結晶成長の際にｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層
５の上に直接ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック
層６を成長すると再成長界面がｐ−ｎ接合となって深い
界面準位を形成し、レーザの電流対光出力特性の温度依
存性に悪影響を及ぼすことがある。これを防ぐために
は、２回目の結晶成長の際に最初にｐ型の薄い層を形成
した後にｎ型のＧａ0. 35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
を形成するのが有効である。この場合再成長界面はｐ−
ｎ接合でなくなるので深い界面準位が形成されない。
の結晶成長の際にｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層
５の上に直接ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック
層６を成長すると再成長界面がｐ−ｎ接合となって深い
界面準位を形成し、レーザの電流対光出力特性の温度依
存性に悪影響を及ぼすことがある。これを防ぐために
は、２回目の結晶成長の際に最初にｐ型の薄い層を形成
した後にｎ型のＧａ0. 35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
を形成するのが有効である。この場合再成長界面はｐ−
ｎ接合でなくなるので深い界面準位が形成されない。
【００２４】以下本発明の他の実施例について、図５〜
図１２を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の
実施例における半導体レーザ装置の断面図であり、ｐ型
のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６を２回目の結
晶成長時に形成した例について示した。この場合ｎ型の
Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６はｐ型のＧａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の上にＳｉを添加したｎ型
のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７を介して形成されてい
る。なおｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
はレーザ光に対して透明でなければならないのでそのＡ
ｌＡｓ混晶比はＧａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４のＡｌＡ
ｓ混晶比より大きく、また横方向への漏れ電流を低くす
るためには膜厚は０．１μｍ以下にする必要がある。ま
た本実施例ではｐ型の層がない場合と屈折率を同じにす
るため、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７のＡｌＡｓ
混晶比をｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
と同じにしている。またｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層
１７の膜厚は０．０１μｍであり、電流分布にも殆ど影
響を与えない膜厚にしている。図５の構造により、低動
作電流、低雑音かつ温度特性に優れた半導体レーザを得
ることができる。
図１２を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の
実施例における半導体レーザ装置の断面図であり、ｐ型
のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６を２回目の結
晶成長時に形成した例について示した。この場合ｎ型の
Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６はｐ型のＧａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５の上にＳｉを添加したｎ型
のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７を介して形成されてい
る。なおｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
はレーザ光に対して透明でなければならないのでそのＡ
ｌＡｓ混晶比はＧａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４のＡｌＡ
ｓ混晶比より大きく、また横方向への漏れ電流を低くす
るためには膜厚は０．１μｍ以下にする必要がある。ま
た本実施例ではｐ型の層がない場合と屈折率を同じにす
るため、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７のＡｌＡｓ
混晶比をｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６
と同じにしている。またｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層
１７の膜厚は０．０１μｍであり、電流分布にも殆ど影
響を与えない膜厚にしている。図５の構造により、低動
作電流、低雑音かつ温度特性に優れた半導体レーザを得
ることができる。
【００２５】なおｐ型ＧａＡｓ基板の上に上記のような
効果を持つ半導体レーザー装置を作製する場合には上記
の実施例におけるｐ型およびｎ型の導電型を逆にして結
晶を成長するのであるが、この場合図５におけるｎ型の
Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７がｐ型となる。またこのと
きのｐ型の薄い層に不純物としてＳｉを添加することに
よりこの層において多モード性が損なわれることはな
い。
効果を持つ半導体レーザー装置を作製する場合には上記
の実施例におけるｐ型およびｎ型の導電型を逆にして結
晶を成長するのであるが、この場合図５におけるｎ型の
Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７がｐ型となる。またこのと
きのｐ型の薄い層に不純物としてＳｉを添加することに
よりこの層において多モード性が損なわれることはな
い。
【００２６】図６は本発明の第３の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、ｐ型ＧａＡｓ基板の上に
形成した例について示した。図６に示すように、ｐ型の
ＧａＡｓ基板１０の上にｐ型のＧａＡｓバッファ層１
１、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層１２、Ｇａ
0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４、Ｓｉを添加したリッジ１３
ａを有するｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層１３、
ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層１４、リッ
ジ１３ａの上のｎ型のＧａＡｓ保護層１５およびｎ型の
ＧａＡｓコンタクト層１６が形成されている。なおｐ型
のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層１４はＳｉを添
加したｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層１３の上に
Ｓｉを添加したｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７を介
して形成されている。本実施例の構造における各層は図
５に示す構造とはその導電型が反転しているが、図５の
場合と同様の効果がある。なおかつ、このｎ型のＧａ
0.35Ａｌ 0.65Ａｓ層１７には不純物としてＳｉを添加し
ているためこの層において多モード性が損なわれること
はなく、低動作電流、低雑音かつ温度特性に優れた半導
体レーザを得ることができる。
体レーザ装置の断面図であり、ｐ型ＧａＡｓ基板の上に
形成した例について示した。図６に示すように、ｐ型の
ＧａＡｓ基板１０の上にｐ型のＧａＡｓバッファ層１
１、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層１２、Ｇａ
0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４、Ｓｉを添加したリッジ１３
ａを有するｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層１３、
ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層１４、リッ
ジ１３ａの上のｎ型のＧａＡｓ保護層１５およびｎ型の
ＧａＡｓコンタクト層１６が形成されている。なおｐ型
のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層１４はＳｉを添
加したｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層１３の上に
Ｓｉを添加したｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１７を介
して形成されている。本実施例の構造における各層は図
５に示す構造とはその導電型が反転しているが、図５の
場合と同様の効果がある。なおかつ、このｎ型のＧａ
0.35Ａｌ 0.65Ａｓ層１７には不純物としてＳｉを添加し
ているためこの層において多モード性が損なわれること
はなく、低動作電流、低雑音かつ温度特性に優れた半導
体レーザを得ることができる。
【００２７】また図４に示す製造工程においてｎ型のＧ
ａＡｓ基板を使用した場合、誘電体膜９を構成する窒化
シリコン膜を除去する際にＨＦ系のエッチャントを用い
るが、この時２回目成長で形成したｎ型のＧａ0.35Ａｌ
0.65Ａｓ電流ブロック層６も同時にエッチングされるこ
とがある。これを防ぐためには、２回目成長時にｎ型の
Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６上にエッチング
防止用のＡｌＡｓ混晶比の低い層を導入すると有効であ
る。この層はＡｌＡｓ混晶比の高いＧａ0.35Ａｌ0.65Ａ
ｓ電流ブロック層６を表面酸化から保護する効果も有す
る。また不純物としてＳｉをこの層に添加することによ
り、この層で多モード性が損なわれることがなくなる。
ａＡｓ基板を使用した場合、誘電体膜９を構成する窒化
シリコン膜を除去する際にＨＦ系のエッチャントを用い
るが、この時２回目成長で形成したｎ型のＧａ0.35Ａｌ
0.65Ａｓ電流ブロック層６も同時にエッチングされるこ
とがある。これを防ぐためには、２回目成長時にｎ型の
Ｇａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６上にエッチング
防止用のＡｌＡｓ混晶比の低い層を導入すると有効であ
る。この層はＡｌＡｓ混晶比の高いＧａ0.35Ａｌ0.65Ａ
ｓ電流ブロック層６を表面酸化から保護する効果も有す
る。また不純物としてＳｉをこの層に添加することによ
り、この層で多モード性が損なわれることがなくなる。
【００２８】図７は本発明の第４の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、ｎ型のＧａＡｌＡｓ層１
８を０．５μｍ導入した例について示した。図７におい
て、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６の厚
さは、平坦性を保つために０．５μｍと図１に示す実施
例より薄くしている。この導入したＧａＡｌＡｓ層１８
層の導電型は電流のブロックという点でｎ型の方がよ
く、不純物としてＳｉを添加することにより多モード性
を損なわずに低雑音化できる。またｎ型のＧａＡｌＡｓ
層１８は２層以上の多層であってもよい。図７の構造に
より、低動作電流、低雑音かつ量産性に優れた半導体レ
ーザ装置を得ることができる。
体レーザ装置の断面図であり、ｎ型のＧａＡｌＡｓ層１
８を０．５μｍ導入した例について示した。図７におい
て、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層６の厚
さは、平坦性を保つために０．５μｍと図１に示す実施
例より薄くしている。この導入したＧａＡｌＡｓ層１８
層の導電型は電流のブロックという点でｎ型の方がよ
く、不純物としてＳｉを添加することにより多モード性
を損なわずに低雑音化できる。またｎ型のＧａＡｌＡｓ
層１８は２層以上の多層であってもよい。図７の構造に
より、低動作電流、低雑音かつ量産性に優れた半導体レ
ーザ装置を得ることができる。
【００２９】以上説明した実施例における構造は、動作
電流値が低く、従来より多モードにすることができるの
で、低雑音かつ高出力の半導体レーザを実現できる。実
際に高出力用半導体レーザ装置として、３５０μｍの共
振器長で作製し、端面にコーティングを行うことによ
り、１００ｍＷ以上の光出力が得られ、数ｍＷの低出力
時には多モード発振をさせることができた。このような
半導体レーザ装置を光ディスクの光源として用いること
により、読み込み時に低雑音化を図るための高周波重畳
回路が不要となりピックアップの大幅な小型化が実現で
きる。
電流値が低く、従来より多モードにすることができるの
で、低雑音かつ高出力の半導体レーザを実現できる。実
際に高出力用半導体レーザ装置として、３５０μｍの共
振器長で作製し、端面にコーティングを行うことによ
り、１００ｍＷ以上の光出力が得られ、数ｍＷの低出力
時には多モード発振をさせることができた。このような
半導体レーザ装置を光ディスクの光源として用いること
により、読み込み時に低雑音化を図るための高周波重畳
回路が不要となりピックアップの大幅な小型化が実現で
きる。
【００３０】図８は本発明の第５の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、ｐ型のＧａ0.6Ａｌ0.4Ａ
ｓ光ガイド層１９を有するＬＯＣ構造の例について示し
た。図８に示す構造では、端面の光による破壊レベルが
向上するため一段と高出力化が図れる。ｐ型のＧａ0.6
Ａｌ0.4Ａｓ光ガイド層１９のＡｌＡｓ混晶比はＧａ0.
85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４のＡｌＡｓ混晶比よりも高けれ
ばよいが、温度特性を考えるとその禁制帯幅がＧａ0.85
Ａｌ0.15Ａｓ活性層４より０．３ｅＶ以上大きいことが
望ましく、本実施例ではｐ型のＧａ0.6Ａｌ0.4Ａｓ光ガ
イド層１９のＡｌＡｓ混晶比は０．４とし、その層厚は
横方向への漏れ電流を小さくするために０．１μｍと薄
くしている。この光ガイド層がｎ型の場合には不純物と
してＳｉを添加することによりこの層において多モード
性が損なわれることがなくなる。また光ガイド層は図８
のように活性層の下部でなくとも、上部または両側にあ
ってもよい。本実施例の構造により、低動作電流、高出
力かつ低雑音の半導体レーザ装置が得られる。
体レーザ装置の断面図であり、ｐ型のＧａ0.6Ａｌ0.4Ａ
ｓ光ガイド層１９を有するＬＯＣ構造の例について示し
た。図８に示す構造では、端面の光による破壊レベルが
向上するため一段と高出力化が図れる。ｐ型のＧａ0.6
Ａｌ0.4Ａｓ光ガイド層１９のＡｌＡｓ混晶比はＧａ0.
85Ａｌ0.15Ａｓ活性層４のＡｌＡｓ混晶比よりも高けれ
ばよいが、温度特性を考えるとその禁制帯幅がＧａ0.85
Ａｌ0.15Ａｓ活性層４より０．３ｅＶ以上大きいことが
望ましく、本実施例ではｐ型のＧａ0.6Ａｌ0.4Ａｓ光ガ
イド層１９のＡｌＡｓ混晶比は０．４とし、その層厚は
横方向への漏れ電流を小さくするために０．１μｍと薄
くしている。この光ガイド層がｎ型の場合には不純物と
してＳｉを添加することによりこの層において多モード
性が損なわれることがなくなる。また光ガイド層は図８
のように活性層の下部でなくとも、上部または両側にあ
ってもよい。本実施例の構造により、低動作電流、高出
力かつ低雑音の半導体レーザ装置が得られる。
【００３１】なお図５の構造、図６の構造、図７の構
造、図８の構造による効果はそれぞれ独立のものであ
り、これらの構造を組み合わせることにより各々の効果
を併せ持つ優れた半導体レーザ装置を得ることが可能と
なる。以下に組み合わせた場合の実施例について説明す
る。
造、図８の構造による効果はそれぞれ独立のものであ
り、これらの構造を組み合わせることにより各々の効果
を併せ持つ優れた半導体レーザ装置を得ることが可能と
なる。以下に組み合わせた場合の実施例について説明す
る。
【００３２】図９は本発明の第６の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、図５の構造と図７の構造
を組み合わせた例について示した。この場合、低動作電
流、低雑音特性に加えて特性温度が高く、量産性に優れ
た半導体レーザ装置を得ることができる。
体レーザ装置の断面図であり、図５の構造と図７の構造
を組み合わせた例について示した。この場合、低動作電
流、低雑音特性に加えて特性温度が高く、量産性に優れ
た半導体レーザ装置を得ることができる。
【００３３】図１０は本発明の第７の実施例における半
導体レーザ装置の断面図であり、図５の構造と図８の構
造を組み合わせた例について示した。なお光ガイド層１
９は活性層４の上部でなくとも、下部または両側にあっ
てもよい。この場合、低動作電流、低雑音特性に加えて
特性温度が高く、より高出力の半導体レーザ装置を得る
ことができる。
導体レーザ装置の断面図であり、図５の構造と図８の構
造を組み合わせた例について示した。なお光ガイド層１
９は活性層４の上部でなくとも、下部または両側にあっ
てもよい。この場合、低動作電流、低雑音特性に加えて
特性温度が高く、より高出力の半導体レーザ装置を得る
ことができる。
【００３４】図１１は本発明の第８の実施例における半
導体レーザ装置の断面図であり、図７の構造と図８の構
造を組み合わせた例について示した。なお光ガイド層１
９は活性層４の上部でなくとも、下部または両側にあっ
てもよい。この場合、低動作電流、低雑音特性に加えて
より高出力で量産性に優れた半導体レーザ装置を得るこ
とができる。
導体レーザ装置の断面図であり、図７の構造と図８の構
造を組み合わせた例について示した。なお光ガイド層１
９は活性層４の上部でなくとも、下部または両側にあっ
てもよい。この場合、低動作電流、低雑音特性に加えて
より高出力で量産性に優れた半導体レーザ装置を得るこ
とができる。
【００３５】図１２は本発明の第９の実施例における半
導体レーザ装置の断面図であり、図５の構造、図７の構
造および図８の構造を組み合わせた例について示した。
なお光ガイド層１９は活性層４の上部でなくとも、下部
または両側にあってもよい。この場合、低動作電流、低
雑音特性に加えて特性温度が高く、より高出力で量産性
に優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
導体レーザ装置の断面図であり、図５の構造、図７の構
造および図８の構造を組み合わせた例について示した。
なお光ガイド層１９は活性層４の上部でなくとも、下部
または両側にあってもよい。この場合、低動作電流、低
雑音特性に加えて特性温度が高く、より高出力で量産性
に優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
【００３６】なお上記の各実施例において基板にｎ型、
ｐ型のどちらを用いて製作してもよいが、基板がｎ型の
場合は電流ブロック層がｎ型となり、基板がｐ型の場合
はリッジが形成されるクラッド層がｎ型となる。またこ
れらの構造において、レーザー光を導波するｎ型のＧａ
ＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加することにより、
その層での多モード性が損なわれることがなく低雑音化
できる。
ｐ型のどちらを用いて製作してもよいが、基板がｎ型の
場合は電流ブロック層がｎ型となり、基板がｐ型の場合
はリッジが形成されるクラッド層がｎ型となる。またこ
れらの構造において、レーザー光を導波するｎ型のＧａ
ＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加することにより、
その層での多モード性が損なわれることがなく低雑音化
できる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明は、Ｇａ1-XＡｌXＡ
ｓ活性層の少なくとも一方の面に形成されたリッジを有
する一導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層と、リッジの長手方
向の側面に沿って形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
ｓ層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、ＹおよびＺ
の関係がＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０であり、これらの各層の内ｎ型
であるＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加した構
成により、動作電流値が低く、しかも低雑音である優れ
た半導体レ−ザ装置を実現できるものである。
ｓ活性層の少なくとも一方の面に形成されたリッジを有
する一導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層と、リッジの長手方
向の側面に沿って形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
ｓ層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、ＹおよびＺ
の関係がＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０であり、これらの各層の内ｎ型
であるＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加した構
成により、動作電流値が低く、しかも低雑音である優れ
た半導体レ−ザ装置を実現できるものである。
【００３８】また本発明によれば、電流ブロック層のＡ
ｌＡｓ混晶比がクラッド層のＡｌＡｓ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殆どなく、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。
ｌＡｓ混晶比がクラッド層のＡｌＡｓ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殆どなく、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。
【００３９】また本発明によれば、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スペクトルの多モ
ード発振が得られやすいため、活性層と電流ブロック層
との距離を従来より近づけることができるとともに、光
を導波する各ｎ型ＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを
添加することにより発振している主モードによる損失グ
レーティングを殆ど形成せず、より多モード性の優れた
低雑音の半導体レーザ装置が得られる。
およびその下部の活性層に広がるためスペクトルの多モ
ード発振が得られやすいため、活性層と電流ブロック層
との距離を従来より近づけることができるとともに、光
を導波する各ｎ型ＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを
添加することにより発振している主モードによる損失グ
レーティングを殆ど形成せず、より多モード性の優れた
低雑音の半導体レーザ装置が得られる。
【００４０】また本発明によれば、電流ブロック層によ
る光吸収が殆どないためにストライプ幅も従来より狭く
することができ、その結果漏れ電流が少なくなる効果と
ストライプ幅を狭くできる効果の相乗作用で動作電流値
を低くする方向に寸法を設定でき、コンパクトディスク
用などの低雑音のレーザとしてより一層の動作電流値の
低減が図れる。
る光吸収が殆どないためにストライプ幅も従来より狭く
することができ、その結果漏れ電流が少なくなる効果と
ストライプ幅を狭くできる効果の相乗作用で動作電流値
を低くする方向に寸法を設定でき、コンパクトディスク
用などの低雑音のレーザとしてより一層の動作電流値の
低減が図れる。
【００４１】さらに本発明によれば、動作電流値の低減
は活性層における発熱量の低減をもたらすため光出力も
従来と比べて増大し、高出力半導体レーザ装置を構成し
た場合でも低出力での多モード発振が可能であり、この
ような半導体レーザ装置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
が不要となり、光ピックアップの大幅な小型化が実現で
きる。
は活性層における発熱量の低減をもたらすため光出力も
従来と比べて増大し、高出力半導体レーザ装置を構成し
た場合でも低出力での多モード発振が可能であり、この
ような半導体レーザ装置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
が不要となり、光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】（ａ）は本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置のスペクトル特性と構造パラメータの関係を示す
図 （ｂ）は従来の半導体レーザ装置のスペクトル特性と構
造パラメータの関係を示す図
ザ装置のスペクトル特性と構造パラメータの関係を示す
図 （ｂ）は従来の半導体レーザ装置のスペクトル特性と構
造パラメータの関係を示す図
【図３】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
ストライプ幅と動作電流値の関係を示す図
ストライプ幅と動作電流値の関係を示す図
【図４】（ａ）〜（ｄ）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
導体レーザ装置の製造工程図
【図５】本発明の第２の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図６】本発明の第３の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図７】本発明の第４の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図８】本発明の第５の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図９】本発明の第６の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
置の断面図
【図１０】本発明の第７の実施例における半導体レーザ
装置の断面図
装置の断面図
【図１１】本発明の第８の実施例における半導体レーザ
装置の断面図
装置の断面図
【図１２】本発明の第９の実施例における半導体レーザ
装置の断面図
装置の断面図
【図１３】従来の半導体レーザ装置の断面図
４ Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層（Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活
性層） ５ ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（一導電型の
Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層） ５ａ リッジ ６ ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層（逆導
電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層）
性層） ５ ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（一導電型の
Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層） ５ａ リッジ ６ ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層（逆導
電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−208292（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113586（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238886（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−151284（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会技術研究報告（ＥＤ 91−116）Ｖｏｌ．31，Ｎｏ．321，ｐ ｐ．１−５ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有し、前記リッジの前記活
性層に最も近い部分の幅が４μｍ以下である一導電型の
Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に
沿って形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層とを備
え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、ＹおよびＺの間にＺ＞
Ｙ＞Ｘ≧０なる関係を有し、前記逆導電型のＧａ1-ZＡ
ｌZＡｓ層に不純物としてＳｉが添加されたことを特徴
とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のＧａ1-Y
ＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前記Ｇａ
1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層との間に形成
された層厚が０．１μｍ以下の一導電型のＧａ1-BＡｌB
Ａｓ層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ、Ｚお
よびＢの間にＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０、Ｂ＞Ｘなる関係を有し、
かつ前記各層の内ｎ型であるＧａＡｌＡｓ層に不純物と
してＳｉを添加したことを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のＧａ1-Y
ＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前記Ｇａ
1-ZＡｌZＡｓ層上に形成された前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層
よりもＡｌＡｓ混晶比が低く少なくとも１層以上からな
るＧａＡｌＡｓ層またはＧａＡｓ層とを備え、ＡｌＡｓ
混晶比を決めるＸ、ＹおよびＺの間にＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０な
る関係を有し、かつ前記各層の内ｎ型であるＧａＡｌＡ
ｓ層に不純物としてＳｉを添加したことを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項４】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成された前記リッジの前記活性層に最も近い
部分の幅が４μｍ以下であるリッジを有する一導電型の
Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に
沿って形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前
記Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層に接して形成されたＧａ1-C
ＡｌCＡｓ層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、
Ｙ、ＺおよびＣの間にＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧０なる関係を有
し、前記逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層に不純物として
Ｓｉが添加されたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のＧａ1-Y
ＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前記Ｇａ
1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層との間に形成
された層厚が０．１μｍ以下の一導電型のＧａ1-BＡｌB
Ａｓ層と、前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層上に形成された前記
Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層よりもＡｌＡｓ混晶比が低く少なく
とも１層以上からなるＧａＡｌＡｓ層またはＧａＡｓ層
とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ、ＺおよびＢ
の間にＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０、Ｂ＞Ｘなる関係を有し、かつ前
記各層の内ｎ型であるＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳ
ｉを添加したことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のＧａ1-Y
ＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前記Ｇａ
1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層との間に形成
された層厚が０．１μｍ以下の一導電型のＧａ1-BＡｌB
Ａｓ層と、前記Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層に接して形成さ
れたＧａ1-CＡｌCＡｓ層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決
めるＸ、Ｙ、Ｚ、ＢおよびＣの間にＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧
０、Ｂ＞Ｘなる関係を有し、かつ前記各層の内ｎ型であ
るＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加したことを
特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のＧａ1-Y
ＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前記Ｇａ
1-ZＡｌZＡｓ層上に形成された前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層
よりもＡｌＡｓ混晶比が低く少なくとも１層以上からな
るＧａＡｌＡｓ層またはＧａＡｓ層と、前記Ｇａ1-XＡ
ｌXＡｓ活性層に接して形成されたＧａ1-CＡｌCＡｓ層
とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ、ＺおよびＢ
の間にＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧０なる関係を有し、かつ前記各
層の内ｎ型であるＧａＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを
添加したことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のＧａ1-Y
ＡｌYＡｓ層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、前記Ｇａ
1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層との間に形成
された層厚が０．１μｍ以下の一導電型のＧａ1-BＡｌB
Ａｓ層と、前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層上に形成された前記
Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層よりもＡｌＡｓ混晶比が低く少なく
とも１層以上からなるＧａＡｌＡｓ層またはＧａＡｓ層
と、前記Ｇａ1-XＡｌXＡｓ活性層に接して形成されたＧ
ａ1-CＡｌCＡｓ層とを備え、ＡｌＡｓ混晶比を決める
Ｘ、Ｙ、Ｚ、ＢおよびＣの間にＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧０、Ｂ
＞Ｘなる関係を有し、かつ前記各層の内ｎ型であるＧａ
ＡｌＡｓ層に不純物としてＳｉを添加したことを特徴と
する半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記Ｇａ 1-X Ａｌ X Ａｓ活性層と前記Ｇａ
1-Z Ａｌ Z Ａｓ層との間の距離が０．３μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１または４記載の半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03598092A JP3200918B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03598092A JP3200918B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235468A JPH05235468A (ja) | 1993-09-10 |
| JP3200918B2 true JP3200918B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=12457038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03598092A Expired - Fee Related JP3200918B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200918B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181723B1 (en) | 1997-05-07 | 2001-01-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device with both carbon and group II element atoms as p-type dopants and method for producing the same |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP03598092A patent/JP3200918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会技術研究報告（ＥＤ９１−１１６）Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．３２１，ｐｐ．１−５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05235468A (ja) | 1993-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5587334A (en) | Semiconductor laser device fabrication method | |
| JPH05235470A (ja) | レーザダイオード | |
| US5646953A (en) | Semiconductor laser device | |
| JPH08195529A (ja) | 半導体レーザエピタキシャル結晶積層体および半導体レーザ | |
| JPH08330671A (ja) | 半導体光素子 | |
| US5388116A (en) | Semiconductor laser device | |
| JP3098827B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3200918B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2812273B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2842465B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP3110527B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3194237B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JPS58225681A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPH07221387A (ja) | 導波路型光素子 | |
| JP3194616B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2988552B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP3040262B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2912775B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3120536B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2806695B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH0613709A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2001148537A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH03208390A (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JPH05183235A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2922010B2 (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080622 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090622 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |