JPH0637386A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JPH0637386A
JPH0637386A JP18679192A JP18679192A JPH0637386A JP H0637386 A JPH0637386 A JP H0637386A JP 18679192 A JP18679192 A JP 18679192A JP 18679192 A JP18679192 A JP 18679192A JP H0637386 A JPH0637386 A JP H0637386A
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JP
Japan
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layer
width
active layer
electrode
current blocking
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Pending
Application number
JP18679192A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Watabe
泰弘 渡部
Takatoshi Yabuuchi
隆稔 薮内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Tottori Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高出力かつ長寿命の半導体レーザを提供す
る。 【構成】 半導体基板上に電流阻止層2を形成し、端面
近傍4で電流が流れず中央近傍5で電流が流れる様にス
トライプ層を形成する。電流層阻止層上にクラッド層6
と活性層7と表面電極10を形成する。表面電極とし
て、活性層の巾全体に広がる中央部電極12、及びスト
ライプ溝3の上方に位置しかつストライプ溝の巾より大
きく中央部電極の巾より小さい巾を有する端部電極11
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高出力と長寿命を有する
半導体レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高出力を有するダブルヘテロ接合
構造の半導体レーザの改良が数多くなされている。その
中で例えば特開平2−224288号公報で開示された
半導体レーザを図7に示す。図7はその半導体レーザの
斜視図である。この図に於て、半導体基板31上に電流
阻止層32が形成され、その表面にストライプ溝33が
形成されている。ストライプ溝33は端面近傍34に於
て電流阻止層32より浅く中央近傍35に於て電流阻止
層32より深く形成されている。電流阻止層32の上に
順次、クラッド層36と活性層37と他のクラッド層3
8とキャップ層39と表面電極40が形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかして上述の半導体
レーザでは、端面41が劈開にて分割され易くするため
表面電極40は端面41から少し離れた位置に形成され
ている。そして低出力(10〜50mW)の半導体レー
ザでは上述の構成で問題ない。しかし150mW位の高
出力では、寿命が短くなるという欠点が生じる。本発明
者がこの原因を究明したところ、端面近傍34の活性層
37の温度上昇に起因することが判った。この活性層3
7の温度上昇の特性を図4の破線で示す。これらの図4
と図7に於て端面41から約20μmまでの活性層37
の温度上昇が比較的高い。その理由は端面近傍34のス
トライプ溝33の上方に表面電極40がないので、この
部分での放熱が悪いためである事が判った。
【0004】更に従来、ストライプ溝33の長手長さは
600μm位であるが、この位の長さの半導体レーザを
高出力で発光させると寿命が短くなる。本発明者がこの
原因を究明したところ、活性層の動作電流密度(半導体
レーザを流れる電流値を活性層の面積で割った値)が比
較的大きいため、発光に寄与しない電流が熱エネルギー
に変わる割合が大きくなり端面破壊を起こす事が判っ
た。以上の2つの欠点により、この半導体レーザを出力
150mWにて雰囲気温度50°Cで連続運転すると、
約400時間後に著しく出力が低下する。故に本発明は
上述の欠点に鑑みてなされたもので、端面近傍の活性層
の温度上昇を抑えかつストライプ溝の長さを最適化する
ことにより、高出力かつ長寿命の半導体レーザを提供す
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、半導体基板上に電流阻止層を形成し、端
面近傍で電流が流れず中央近傍で電流が流れる様にスト
ライプ層を形成する。電流阻止層上にクラッド層と活性
層と表面電極を形成する。表面電極として、活性層の巾
全体に広がる中央部電極、およびストライプ溝の上方に
位置しかつストライプ溝の巾より大きく中央部電極の巾
より小さい巾を有する端部電極を形成する。本発明は更
に望しくは、ストライプ溝の長手長さを950乃至14
00μmとするものである。
【0006】
【作用】本発明は上述の様に、ストライプ溝の上方に位
置しかつストライプ溝の巾より大きい端部電極を設け
る。故に端面近傍で温度上昇した活性層はこの端部電極
を通じて放熱し易い。更に望しくはストライプ溝の長手
長さを950乃至1400μmにする事により、活性層
の動作電流密度が小さくなるので、発光エネルギー以外
に変換される熱エネルギーの割合が減るから寿命が長く
なる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図3に従っ
て説明する。図1は本実施例に係る半導体レーザの斜視
図、図2は図1のAA断面図、図3は図1のBB断面図
である。これらの図に於て、半導体基板1はZnをP型
不純物として添加されたGaAsからなり層厚70μm
である。電流阻止層2はN型不純物を添加されたGaA
sからなり層厚は約1μmであり、半導体基板1上に形
成されている。
【0008】ストライプ溝3は電流阻止層2の表面上に
形成され、端面近傍4に於て電流阻止層2より浅く電流
阻止層2の底面に到らない。ストライプ溝3は中央近傍
5に於て電流阻止層2より深く半導体基板1の中に達っ
している。端面近傍4のストライプ溝3の長手長さは約
20μmであり、ストライプ溝3の全体の長手長さは9
50〜1400μmに形成されている。ストライプ溝3
の巾Cは3〜7μmであり、端面近傍4に於ける巾Cが
中央近傍5に於ける巾Cより少し広く形成されている。
【0009】クラッド層6はZnをP型不純物として添
加され、アルミ混晶比0.4のGaAlAsからなり層
厚0.5〜0.8μmであり、ストライプ溝3上および
電流阻止層2上に形成されている。
【0010】活性層7はアルミ混晶比0.05のGaA
lAsからなり層厚0.1μmであり、発光波長830
nmであり、クラッド層6上に形成されている。他のク
ラッド層8はアルミ混晶比0.4のN型GaAlAsか
らなり層厚4μmであり、活性層7上に形成されてい
る。キャップ層9はN型不純物を添加されたGaAsか
らなり層厚7μmであり、他のクラッド層8上に形成さ
れている。
【0011】表面電極10は金等からなりキャップ層9
上に形成されている。表面電極10は巾狭の端部電極1
1と巾広の中央部電極12から構成されている。中央部
電極12は活性層7の巾全体に広がる様に、すなわちキ
ャップ層9の端から10〜20μmを残してキャップ層
9上に形成されている。端部電極11はストライプ溝3
の略真上のキャップ層9上に形成されている。端部電極
11の巾Dはストライプ溝3の巾Cよりも大きく中央部
電極12の巾よりも小さく設けられている。望しくは端
部電極11の巾Dは8〜100μmに設けると良い。ス
トライプ溝3のストライプ方向に沿う端部電極11の長
さEは20μm位が望しい。何故ならば端部電極11の
長さEが20μmより十分長ければ、中央部電極12の
長さが短かくなり、サブマウント等とダイボンディング
した時に取付が不安定となる。そして通常、端面を劈開
する時に劈開面の位置が長手方向でばらつくが、端部電
極11の長さEが20μmより十分短ければ、中央部電
極12を劈開する恐れがあるからである。
【0012】前面端面13と後面端面14にはそれぞれ
反射率が5〜30%、50〜95%となる様にコーティ
ングが施こされている。そして表面電極10には所定の
場所に孔15が設けられ、自動ダイボンダー機が前面端
面13と後面端面14を区別して認識できる様になって
いる。半導体基板1の裏面には、金等からなる裏面電極
16が形成されている。これらの各層により半導体レー
ザ17は構成されている。
【0013】サブマウント18が半導体レーザ17と接
続して設けられている。サブマウント18はSi層19
の裏面に金層20と白金層21と金層22とインジュウ
ム層23が順次形成されたものである。半導体レーザ1
7の上にサブマウント18を載置し、その載置面を重点
的に加熱する事によって表面電極10とインジュウム層
23が合金化されている。また逆にサブマウント18の
上に半導体レーザ17を載置しても良い。
【0014】尚、本実施例の半導体レーザ17では、端
面近傍4で電流阻止層2より浅くかつ中央近傍5で電流
阻止層2より深いストライプ溝3が形成されている。そ
の他にストライプ溝として端面近傍と中央近傍にて一様
に電流阻止層より浅く形成され、端面近傍の活性層上に
高抵抗層が形成されても良い。上述の様に、本発明のス
トライプ層は端面近傍で電流が流れず中央近傍で電流が
流れる様に形成されたものである。
【0015】次に本実施例の半導体レーザに於ける活性
層の温度上昇特性図を図4の実線24にて示す。実線2
4の特性図は端部電極11の巾Dが8μmの場合の測定
値である。実験の結果、この活性層の温度上昇特性は端
部電極11の巾Dのみに依存し、端部電極11の長さE
やストライプ溝3の長さには依存しない事が判った。ま
た端部電極11の巾Dを8μmより大きくする程、端面
近傍4の活性層7の温度上昇は低くなり、寿命が長くな
る。しかし端部電極11の巾Dを大きくし過ぎて中央部
電極12と同じにすると、劈開が困難となり、前面端面
13と後面端面14に段差とか傷が発生し実用に供しな
い。本発明者の実験に依れば、端部電極11の巾Dは最
大100μmまでなら端面は正常であるが、100μm
を越えると端面に傷が発生する事が判った。
【0016】次に本実施例の半導体レーザに於ける最大
光出力の特性を図5に従って説明する。横軸は共振器
長、すなわちストライプ溝3の長さ(μm)である。縦
軸は最大光出力(mw)である。実験の結果、この特性
は端部電極11の巾Dや長さEには依存しない事が判っ
た。この図より共振器長が950μm以上になると最大
光出力はほとんど飽和する事が判った。
【0017】更に本実施例の半導体レーザに於ける動作
電流密度の特性を示す。横軸は共振器長(μm)で、縦
軸は動作電流密度(kA/cm2)(半導体レーザを流
れる電流値を電流が流れている活性層の面積で割った
値)を示す。この図に於て、共振器長が950〜140
0μmの場合、動作電流密度が6kA/cm2より小さ
い事が判かる。そして共振器長が950μm未満又は1
400μmを越えると動作電流密度が大きくなり、発光
に寄与しない電流が熱エネルギーに変わる。この熱エネ
ルギーは端面近傍4のストライプ溝3の下の電流阻止層
2の温度上昇を招き、端面破壊を起こし、寿命が短かく
なる。これに対し、共振器長が950〜1400μmな
らば、出力150mw、雰囲気温度50°Cで連続発振
2000時間を達成することができる。
【0018】
【発明の効果】本発明は上述の様に、ストライプ溝の上
方に位置しかつストライプ溝の巾より大きい端部電極を
設ける。故に端面近傍で温度上昇した活性層はこの端部
電極を通じて放熱し易いので端面破壊を防止できる。そ
して端部電極の巾を中央部電極の巾より小さく設けてい
るので、端面の劈開が容易となるから端面に段差とか傷
が発生しない。
【0019】本発明は更に望しくは、ストライプ溝の長
手長さを950乃至1400μmに設ける事により、活
性層の動作電流密度が小さくなるので、発光に寄与しな
い電流が変換されて熱エネルギーになる割合が小さくな
る。故に端面近傍のストライプ溝の下の電流阻止層の温
度上昇が小さくなり、端面破壊を防止できるので寿命が
長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体レーザの斜視図で
ある。
【図2】図1のAA断面図である。
【図3】図1のBB断面図である。
【図4】活性層の温度上昇の特性図である。
【図5】本発明の実施例に係る半導体レーザに於ける最
大光出力の特性図である。
【図6】本発明の実施例に係る半導体レーザに於ける動
作電流密度の特性図である。
【図7】従来の半導体レーザの斜視図である。
【符号の説明】 1 半導体基板 2 電流阻止層 3 ストライプ溝 4 端面近傍 5 中央近傍 6 クラッド層 7 活性層 10 表面電極 11 端部電極 12 中央部電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板と、その上に形成された電流
    阻止層と、中央近傍で電流が流れ端面近傍で電流が流れ
    ない様に前記電流阻止層に形成されたストライプ溝と、
    前記電流阻止層上に形成されたクラッド層と、そのクラ
    ッド層上に形成された活性層と表面電極を具備し、その
    表面電極が前記活性層の巾全体に広がる中央部電極及び
    前記ストライプ溝の上方に位置しかつ前記ストライプ溝
    の巾より大きく前記中央部電極の巾より小さい巾を有す
    る端部電極からなる事を特徴とする半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 前記ストライプ溝の長手長さが950乃
    至1400μmである事を特徴とする請求項1の半導体
    レーザ。
JP18679192A 1992-07-14 1992-07-14 半導体レーザ Pending JPH0637386A (ja)

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JP18679192A JPH0637386A (ja) 1992-07-14 1992-07-14 半導体レーザ

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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