JPH04370993A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH04370993A JPH04370993A JP14742791A JP14742791A JPH04370993A JP H04370993 A JPH04370993 A JP H04370993A JP 14742791 A JP14742791 A JP 14742791A JP 14742791 A JP14742791 A JP 14742791A JP H04370993 A JPH04370993 A JP H04370993A
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- Japan
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- layer
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- refractive index
- semiconductor layer
- semiconductor laser
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- Granted
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
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- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクメモリ等に
使用される低消費電力、低コストの半導体レーザに関す
るものである。
使用される低消費電力、低コストの半導体レーザに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザの構造の一例を図５
に示す。活性層を含むダブルヘテロｐ−ｎ接合の上方に
ストライプ状の窓を有するｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
１４があり、このｎ−ＧａＡｓ層１４による光吸収によ
り光がストライプ内に閉じ込められる。すなわち、スト
ライプ外の光はｎ−ＧａＡｓ層１４に吸収されてしまう
のでレーザ光はストライプ内だけに存在し、ストライプ
内で単一横モードのレーザ発振が生じる。
に示す。活性層を含むダブルヘテロｐ−ｎ接合の上方に
ストライプ状の窓を有するｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
１４があり、このｎ−ＧａＡｓ層１４による光吸収によ
り光がストライプ内に閉じ込められる。すなわち、スト
ライプ外の光はｎ−ＧａＡｓ層１４に吸収されてしまう
のでレーザ光はストライプ内だけに存在し、ストライプ
内で単一横モードのレーザ発振が生じる。
【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、より動作電流値が低く、低コストのレ
ーザが要望されている。しかしながら、従来の構造では
、ｎ−ＧａＡｓ層１４によるレ−ザ光の吸収による導波
路の損失があり、あまり低い動作電流のレーザが実現で
きなかった。また、作製上、再成長界面がＡｌＡｓ混晶
比の高いＧａＡｌＡｓ上１５（ａ）となり、表面酸化の
問題によりその再成長が困難であり、高い歩留が得られ
なかった。
の小型化に伴い、より動作電流値が低く、低コストのレ
ーザが要望されている。しかしながら、従来の構造では
、ｎ−ＧａＡｓ層１４によるレ−ザ光の吸収による導波
路の損失があり、あまり低い動作電流のレーザが実現で
きなかった。また、作製上、再成長界面がＡｌＡｓ混晶
比の高いＧａＡｌＡｓ上１５（ａ）となり、表面酸化の
問題によりその再成長が困難であり、高い歩留が得られ
なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の半導体レーザでは、図１に示すように、
活性層上に活性層より屈折率が小さく、少なくとも一層
よりなり再成長を容易にする導電性の光ガイド層があり
、その上に光ガイド層と導電型が異なり、ストライプ状
の窓を有する電流ブロック層があり、ストライプ状の窓
には、光ガイド層より屈折率が低く、光ガイド層と導電
型が同じクラッド層があり、かつ、電流ブロック層の屈
折率はクラッド層より低い構成となっている。
めに、本発明の半導体レーザでは、図１に示すように、
活性層上に活性層より屈折率が小さく、少なくとも一層
よりなり再成長を容易にする導電性の光ガイド層があり
、その上に光ガイド層と導電型が異なり、ストライプ状
の窓を有する電流ブロック層があり、ストライプ状の窓
には、光ガイド層より屈折率が低く、光ガイド層と導電
型が同じクラッド層があり、かつ、電流ブロック層の屈
折率はクラッド層より低い構成となっている。
【０００５】
【作用】上記構成において、電流ブロック層の屈折率は
、クラッド層の屈折率より低いので、屈折率の差により
レーザ光はストライプ内に閉じ込められる。従来と異な
り、電流ブロック層の吸収による閉じ込めではないので
、従来よりも低い損失の導波路となり、低しきい値、高
効率、すなわち、低動作電流のレーザが実現できる。 また、再成長界面は、ＡｌＡｓ混晶比の低い光ガイド層
上の成長となるので、従来と比べ作製が容易となり高歩
留が得られる。
、クラッド層の屈折率より低いので、屈折率の差により
レーザ光はストライプ内に閉じ込められる。従来と異な
り、電流ブロック層の吸収による閉じ込めではないので
、従来よりも低い損失の導波路となり、低しきい値、高
効率、すなわち、低動作電流のレーザが実現できる。 また、再成長界面は、ＡｌＡｓ混晶比の低い光ガイド層
上の成長となるので、従来と比べ作製が容易となり高歩
留が得られる。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例における半導体レーザ装置
の構造図を図１に示す。ｎ型のＧａＡｓ基板１上に、ｎ
型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ０．４５Ａｌ０
．５５Ａｓクラッド層３、Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ活
性層４、ｐ型のＧａ０．７Ａｌ０．３Ａｓ光ガイド層５
があり、その上にストライプ窓を有するｎ型のＧａ０．
４２Ａｌ０．５８Ａｓ電流ブロック層６があり、ｐ型の
Ｇａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層７が形成され
ている。この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト
層８より注入される電流は、電流ブロック層によりスト
ライプ内に狭窄され、ストライプ下の活性層でレーザ発
振が生じる。レーザ光はｐ型のクラッド層の屈折率が、
電流ブロック層の屈折率よりも大きいのでストライプ内
に閉じ込められる。この場合、電流ブロック層による光
の損失がないので、導波路の損失は小さく、動作電流値
の低い半導体レーザが得られる。図２に光ガイド層の膜
厚とストライプ内外の実効屈折率差△ｎの計算結果を示
す。従来構造の△ｎは、１０−３から１０−２程度であ
るが、この構造においては、光ガイド層の膜厚により自
由に屈折率差を制御でき、同程度の屈折率差が得られる
ことがわかる。
の構造図を図１に示す。ｎ型のＧａＡｓ基板１上に、ｎ
型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ０．４５Ａｌ０
．５５Ａｓクラッド層３、Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ活
性層４、ｐ型のＧａ０．７Ａｌ０．３Ａｓ光ガイド層５
があり、その上にストライプ窓を有するｎ型のＧａ０．
４２Ａｌ０．５８Ａｓ電流ブロック層６があり、ｐ型の
Ｇａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層７が形成され
ている。この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト
層８より注入される電流は、電流ブロック層によりスト
ライプ内に狭窄され、ストライプ下の活性層でレーザ発
振が生じる。レーザ光はｐ型のクラッド層の屈折率が、
電流ブロック層の屈折率よりも大きいのでストライプ内
に閉じ込められる。この場合、電流ブロック層による光
の損失がないので、導波路の損失は小さく、動作電流値
の低い半導体レーザが得られる。図２に光ガイド層の膜
厚とストライプ内外の実効屈折率差△ｎの計算結果を示
す。従来構造の△ｎは、１０−３から１０−２程度であ
るが、この構造においては、光ガイド層の膜厚により自
由に屈折率差を制御でき、同程度の屈折率差が得られる
ことがわかる。
【０００７】図３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３（ａ）に示すように
、ｎ型のＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法または、Ｍ
ＢＥ法により、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧ
ａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層３、Ｇａ０．９
Ａｌ０．１Ａｓ活性層４、ｐ型のＧａ０．７Ａｌ０．３
Ａｓ光ガイド層５、ｎ型のＧａ０．４２Ａｌ０．５８Ａ
ｓ電流ブロック層６を成長する。次に、図３（ｂ）に示
すように、電流ブロック層にフォトリソグラフィ−技術
により、ストライプ状の窓を形成し、図３（ｃ）に示す
ように、再度、ＭＯＣＶＤ法または、ＭＢＥ法により、
ｐ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層７、ｐ
型のＧａＡｓコンタクト層８を形成する。通常、ＡｌＡ
ｓ混晶比の高い基板上への成長は表面酸化の問題により
困難であるが、この場合、電流が流れるストライプ９内
は従来と異なり、ＡｌＡｓ混晶比の低い光ガイド層への
成長となるため、良好な成長が行える。図４に、電流と
光出力の関係を示す。本発明では、導波路の損失が小さ
いために、従来と比べて、大幅に動作電流値が低減され
ていることがわかる。具体的には、室温で３ｍＷの電流
値を従来の５０ｍＡから３０ｍＡに低減することができ
た。
ーザ装置の製造工程図である。図３（ａ）に示すように
、ｎ型のＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法または、Ｍ
ＢＥ法により、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧ
ａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層３、Ｇａ０．９
Ａｌ０．１Ａｓ活性層４、ｐ型のＧａ０．７Ａｌ０．３
Ａｓ光ガイド層５、ｎ型のＧａ０．４２Ａｌ０．５８Ａ
ｓ電流ブロック層６を成長する。次に、図３（ｂ）に示
すように、電流ブロック層にフォトリソグラフィ−技術
により、ストライプ状の窓を形成し、図３（ｃ）に示す
ように、再度、ＭＯＣＶＤ法または、ＭＢＥ法により、
ｐ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層７、ｐ
型のＧａＡｓコンタクト層８を形成する。通常、ＡｌＡ
ｓ混晶比の高い基板上への成長は表面酸化の問題により
困難であるが、この場合、電流が流れるストライプ９内
は従来と異なり、ＡｌＡｓ混晶比の低い光ガイド層への
成長となるため、良好な成長が行える。図４に、電流と
光出力の関係を示す。本発明では、導波路の損失が小さ
いために、従来と比べて、大幅に動作電流値が低減され
ていることがわかる。具体的には、室温で３ｍＷの電流
値を従来の５０ｍＡから３０ｍＡに低減することができ
た。
【０００８】
【発明の効果】以上のように本発明は、活性層に接して
光ガイド層があり、その光ガイド層に接してクラッド層
より屈折率が低い電流ブロック層が形成されていること
により、動作電流値が従来と比べて大幅に低い半導体レ
ーザ装置を実現するものである。また、再成長界面はＡ
ｌＡｓ混晶比の低い光ガイド層上となるために、再成長
が容易に行え、高い歩留を得ることができる。この半導
体レーザ装置は、光ピックアップの小型化、低コスト化
を要求されている光ディスクメモリ用の光源として、効
果を発揮するものである。
光ガイド層があり、その光ガイド層に接してクラッド層
より屈折率が低い電流ブロック層が形成されていること
により、動作電流値が従来と比べて大幅に低い半導体レ
ーザ装置を実現するものである。また、再成長界面はＡ
ｌＡｓ混晶比の低い光ガイド層上となるために、再成長
が容易に行え、高い歩留を得ることができる。この半導
体レーザ装置は、光ピックアップの小型化、低コスト化
を要求されている光ディスクメモリ用の光源として、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の構造
図
図
【図２】横方向の屈折率差の計算結果を示す図
【図３】
本発明の一実施例における半導体レーザの製造工程図
本発明の一実施例における半導体レーザの製造工程図
【図４】本発明の一実施例における半導体レーザの電流
−光出力特性図
−光出力特性図
【図５】従来の半導体レーザの構造図
１ ｎ型のＧａＡｓ基板（半導体基板）２ ｎ型の
ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層
４ Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ活性層（半導体層Ｉ）
５ ｐ型のＧａ０．７Ａｌ０．３Ａｓ光ガイド層（半
導体層ＩＩ） ６ ｎ型のＧａ０．４２Ａｌ０．５８Ａｓ電流ブロッ
ク層（半導体層ＩＩＩ） ７ ｐ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層
（半導体層ＩＶ） ８ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層 ９ ストライプ部 １０ ｎ型のＧａＡｓ基板 １１ ｎ型のＧａＡｓバッファ層 １２ ｎ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド
層１３ Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ活性層１４ ｎ
型のＧａＡｓ電流ブロック層１５ ｐ型のＧａ０．４
５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層１５（ａ） 再成長界
面 １６ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層
ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層
４ Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ活性層（半導体層Ｉ）
５ ｐ型のＧａ０．７Ａｌ０．３Ａｓ光ガイド層（半
導体層ＩＩ） ６ ｎ型のＧａ０．４２Ａｌ０．５８Ａｓ電流ブロッ
ク層（半導体層ＩＩＩ） ７ ｐ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層
（半導体層ＩＶ） ８ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層 ９ ストライプ部 １０ ｎ型のＧａＡｓ基板 １１ ｎ型のＧａＡｓバッファ層 １２ ｎ型のＧａ０．４５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド
層１３ Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ａｓ活性層１４ ｎ
型のＧａＡｓ電流ブロック層１５ ｐ型のＧａ０．４
５Ａｌ０．５５Ａｓクラッド層１５（ａ） 再成長界
面 １６ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層
Claims (1)
- 【請求項１】活性層となる半導体層Ｉに接して、前記半
導体層Ｉよりも屈折率が小さく導電性の半導体層ＩＩが
あり、前記半導体層ＩＩに接して、前記半導体層ＩＩと
導電型が異なり、ストライプ状の窓を有する半導体層Ｉ
ＩＩがあり、前記ストライプ状の窓には、前記半導体層
ＩＩより屈折率が低く、前記半導体層ＩＩと導電型が同
じ半導体層ＩＶがあり、かつ、前記半導体層ＩＩＩの屈
折率は前記半導体層ＩＶの屈折率より低いことを特徴と
する半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14742791A JP2842457B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP14742791A JP2842457B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370993A true JPH04370993A (ja) | 1992-12-24 |
| JP2842457B2 JP2842457B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15430073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14742791A Expired - Fee Related JP2842457B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-06-19 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842457B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6171878B1 (en) | 1997-09-18 | 2001-01-09 | Mitsui Chemicals Inc. | Method of fabricating semiconductor laser using selective growth |
| US7508001B2 (en) | 2004-06-21 | 2009-03-24 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP14742791A patent/JP2842457B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6171878B1 (en) | 1997-09-18 | 2001-01-09 | Mitsui Chemicals Inc. | Method of fabricating semiconductor laser using selective growth |
| US7508001B2 (en) | 2004-06-21 | 2009-03-24 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2842457B2 (ja) | 1999-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081023 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091023 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |