JPH08130342A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH08130342A JPH08130342A JP26753294A JP26753294A JPH08130342A JP H08130342 A JPH08130342 A JP H08130342A JP 26753294 A JP26753294 A JP 26753294A JP 26753294 A JP26753294 A JP 26753294A JP H08130342 A JPH08130342 A JP H08130342A
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- ridge
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高出力で動作する場合においてもＣＯＤが生
じることのない半導体レーザを提供すること。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１０上に、基板側から順
に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、ｐ−ＧａＡｓエッチング済みコンタクト層５０ａ
が形成されている。ストライプ状のリッジ７０の両側
は、端面側をｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０によ
り、残りの部分をｎ−ＡｌＧａＡｓ中央部下側ブロック
層８０ａとｎ−ＧａＡｓ中央部上側ブロック層９０ａと
により埋め込まれている。
じることのない半導体レーザを提供すること。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１０上に、基板側から順
に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、ｐ−ＧａＡｓエッチング済みコンタクト層５０ａ
が形成されている。ストライプ状のリッジ７０の両側
は、端面側をｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０によ
り、残りの部分をｎ−ＡｌＧａＡｓ中央部下側ブロック
層８０ａとｎ−ＧａＡｓ中央部上側ブロック層９０ａと
により埋め込まれている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高出力半導体レー
ザ、特に、ＧａＡｓを基板とした半導体レーザの欠点で
ある共振器の端面での光学的損傷（Ｃａｔａｓｔｒｏｐ
ｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ（ＣＯＤと略す
る。））を抑える半導体レーザの構造に関する。
ザ、特に、ＧａＡｓを基板とした半導体レーザの欠点で
ある共振器の端面での光学的損傷（Ｃａｔａｓｔｒｏｐ
ｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ（ＣＯＤと略す
る。））を抑える半導体レーザの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザとして、例
えば、文献１：「１９９１年電子情報通信学会秋期大会
予稿集 Ｃ−１１８ 図１」に開示されている。
えば、文献１：「１９９１年電子情報通信学会秋期大会
予稿集 Ｃ−１１８ 図１」に開示されている。
【０００３】以下、この文献に開示されている半導体レ
ーザの構造について簡単に説明する。
ーザの構造について簡単に説明する。
【０００４】ｎ−ＧａＡｓ基板上に、基板側から順に、
ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、活性層、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層が形成されて
いる。活性層は、ＩｎＧａＡｓからなる量子井戸層とＡ
ｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に積層したＩｎＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸構造の半導体層により
構成されている。また、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層と
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層とにより、リッジが形成され
ている。そして、リッジの両側がｎ−ＩｎＧａＰブロッ
ク層とｎ−ＧａＡｓブロック層とにより埋め込まれてい
る。
ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、活性層、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層が形成されて
いる。活性層は、ＩｎＧａＡｓからなる量子井戸層とＡ
ｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に積層したＩｎＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸構造の半導体層により
構成されている。また、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層と
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層とにより、リッジが形成され
ている。そして、リッジの両側がｎ−ＩｎＧａＰブロッ
ク層とｎ−ＧａＡｓブロック層とにより埋め込まれてい
る。
【０００５】さらに、基板の下面にはｎ型電極、コンタ
クト層の上面にはｐ型電極が形成されている。
クト層の上面にはｐ型電極が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レーザでは、出射端面と高反射端面との間の全体
にわたってリッジの両側が同じ電流ブロック層により埋
め込まれているため、同じ光閉じ込め構造となってい
る。このため、高出力で動作する場合、半導体レーザの
両方の端面、特に出射端面で光密度が高くなり、表面準
位に基づく光の吸収により端面部が発熱する。この発熱
の結果、端面部でのバンドギャップエネルギーが低下す
る。そのため、レーザ光をさらに吸収し発熱する。この
ことの繰り返しの結果、端面部で結晶が融解し破壊が生
じる現象、すなわち、光学的損傷（以下、ＣＯＤと称す
る場合がある。）が生じるおそれがあった。
半導体レーザでは、出射端面と高反射端面との間の全体
にわたってリッジの両側が同じ電流ブロック層により埋
め込まれているため、同じ光閉じ込め構造となってい
る。このため、高出力で動作する場合、半導体レーザの
両方の端面、特に出射端面で光密度が高くなり、表面準
位に基づく光の吸収により端面部が発熱する。この発熱
の結果、端面部でのバンドギャップエネルギーが低下す
る。そのため、レーザ光をさらに吸収し発熱する。この
ことの繰り返しの結果、端面部で結晶が融解し破壊が生
じる現象、すなわち、光学的損傷（以下、ＣＯＤと称す
る場合がある。）が生じるおそれがあった。
【０００７】従って、高出力で動作する場合においても
ＣＯＤ破壊が生じることのない半導体レーザの出現が望
まれていた。
ＣＯＤ破壊が生じることのない半導体レーザの出現が望
まれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このように、高出力で動
作する場合においてもＣＯＤが生じることのない半導体
レーザとするため、この発明では、半導体レーザの構成
を次のようにする。先ず、この半導体レーザは、ＧａＡ
ｓ基板と、ＧａＡｓ基板の上側の第１クラッド層と、第
１クラッド層の上側の活性層と、活性層の上側の第２ク
ラッド層と、電流ブロック層とを少なくとも具えてい
る。そして、出射端面と高反射端面との間にストライプ
状のリッジを形成しており、その両側を電流ブロック層
で埋め込んだ光閉じ込め型となっている。
作する場合においてもＣＯＤが生じることのない半導体
レーザとするため、この発明では、半導体レーザの構成
を次のようにする。先ず、この半導体レーザは、ＧａＡ
ｓ基板と、ＧａＡｓ基板の上側の第１クラッド層と、第
１クラッド層の上側の活性層と、活性層の上側の第２ク
ラッド層と、電流ブロック層とを少なくとも具えてい
る。そして、出射端面と高反射端面との間にストライプ
状のリッジを形成しており、その両側を電流ブロック層
で埋め込んだ光閉じ込め型となっている。
【０００９】電流ブロック層を、高反射端面側に設けら
れた第１ブロック層と、出射端面側に設けられた第２ブ
ロック層とを以って形成してある場合には、リッジの両
側に位置し基板から第２ブロック層の表面までの第２領
域の等価屈折率が、リッジの両側に第２領域に隣接して
位置し基板から第１ブロック層の表面までの第１領域の
等価屈折率よりも大きい。また、リッジの部分に位置し
基板から第２クラッド層の表面までのリッジ領域の等価
屈折率が、第１領域の等価屈折率よりも大きい。
れた第１ブロック層と、出射端面側に設けられた第２ブ
ロック層とを以って形成してある場合には、リッジの両
側に位置し基板から第２ブロック層の表面までの第２領
域の等価屈折率が、リッジの両側に第２領域に隣接して
位置し基板から第１ブロック層の表面までの第１領域の
等価屈折率よりも大きい。また、リッジの部分に位置し
基板から第２クラッド層の表面までのリッジ領域の等価
屈折率が、第１領域の等価屈折率よりも大きい。
【００１０】この発明の好適実施例では、第２領域の等
価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よりも大きい。
価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よりも大きい。
【００１１】さらに、この発明の好適実施例では、第２
領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よりも小
さい。
領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よりも小
さい。
【００１２】電流ブロック層を、出射端面側に設けられ
た第２ブロック層と、高反射端面側に設けられた第３ブ
ロック層と、第２ブロック層と第３ブロック層との間に
形成される第１ブロック層とを以って形成してある場合
には、リッジの両側に位置し基板から第２ブロック層の
表面までの第２領域の等価屈折率と、リッジの両側に位
置し基板から第３ブロック層の表面までの第３領域の等
価屈折率とが、リッジの両側に第２領域および第３領域
に隣接して位置し基板から第１ブロック層の表面までの
第１領域の等価屈折率よりも大きい。また、リッジの部
分に位置し基板から第２クラッド層の表面までのリッジ
領域の等価屈折率が、第１領域の等価屈折率よりも大き
い。
た第２ブロック層と、高反射端面側に設けられた第３ブ
ロック層と、第２ブロック層と第３ブロック層との間に
形成される第１ブロック層とを以って形成してある場合
には、リッジの両側に位置し基板から第２ブロック層の
表面までの第２領域の等価屈折率と、リッジの両側に位
置し基板から第３ブロック層の表面までの第３領域の等
価屈折率とが、リッジの両側に第２領域および第３領域
に隣接して位置し基板から第１ブロック層の表面までの
第１領域の等価屈折率よりも大きい。また、リッジの部
分に位置し基板から第２クラッド層の表面までのリッジ
領域の等価屈折率が、第１領域の等価屈折率よりも大き
い。
【００１３】この発明の好適実施例では、第２領域およ
び第３領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よ
りも大きい。
び第３領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よ
りも大きい。
【００１４】さらに、この発明の好適実施例では、第２
領域および第３領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価
屈折率よりも小さい。
領域および第３領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価
屈折率よりも小さい。
【００１５】さらに、この発明の好適実施例では、第２
領域の等価屈折率は、第３領域の等価屈折率よりも大き
い。
領域の等価屈折率は、第３領域の等価屈折率よりも大き
い。
【００１６】
【作用】上述したこの発明の半導体レーザによれば、電
流ブロック層が２層または３層で形成されている。電流
ブロック層が２層で形成される場合には、電流ブロック
層は、高反射端面側に設けられた第１ブロック層と出射
端面側に設けられた第２ブロック層とから形成されてい
る。そして、リッジの両側に位置し基板から第２ブロッ
ク層の表面までの領域（第２領域）の等価屈折率が、リ
ッジの両側において第２領域に隣接して位置し基板から
第１ブロック層の表面までの領域（第１領域）の等価屈
折率よりも大きい構造となっている。
流ブロック層が２層または３層で形成されている。電流
ブロック層が２層で形成される場合には、電流ブロック
層は、高反射端面側に設けられた第１ブロック層と出射
端面側に設けられた第２ブロック層とから形成されてい
る。そして、リッジの両側に位置し基板から第２ブロッ
ク層の表面までの領域（第２領域）の等価屈折率が、リ
ッジの両側において第２領域に隣接して位置し基板から
第１ブロック層の表面までの領域（第１領域）の等価屈
折率よりも大きい構造となっている。
【００１７】また、電流ブロック層が３層で形成される
場合には、電流ブロック層は、出射端面側に設けられた
第２ブロック層、高反射端面側に設けられた第３ブロッ
ク層および第２ブロック層と第３ブロック層との間に形
成される第１ブロック層から形成されている。そして、
リッジの両側に位置し基板から第２ブロック層の表面ま
での領域（第２領域）の等価屈折率とリッジの両側に位
置し基板から第３ブロック層の表面までの領域（第３領
域）等価屈折率とが、リッジの両側に第２領域および第
３領域に隣接して位置し基板から第１ブロック層の表面
までの領域の等価屈折率よりも大きい構造となってい
る。
場合には、電流ブロック層は、出射端面側に設けられた
第２ブロック層、高反射端面側に設けられた第３ブロッ
ク層および第２ブロック層と第３ブロック層との間に形
成される第１ブロック層から形成されている。そして、
リッジの両側に位置し基板から第２ブロック層の表面ま
での領域（第２領域）の等価屈折率とリッジの両側に位
置し基板から第３ブロック層の表面までの領域（第３領
域）等価屈折率とが、リッジの両側に第２領域および第
３領域に隣接して位置し基板から第１ブロック層の表面
までの領域の等価屈折率よりも大きい構造となってい
る。
【００１８】ところで、等価屈折率の大きい領域は、レ
ーザ光を閉じ込める効果が弱い。このため、電流ブロッ
ク層が２層で形成される場合には出射端面部において、
または電流ブロック層が３層で形成される場合には出射
端面部と反射端面部との両端面部において、光の閉じ込
めが弱くなる。従って、出射端面と高反射端面により構
成される共振器内を伝搬したレーザ光は、その部分では
広がり、光密度が低減する。このため、出射端面部で発
熱が抑制される。そして、ＣＯＤは起こりにくくなる。
ーザ光を閉じ込める効果が弱い。このため、電流ブロッ
ク層が２層で形成される場合には出射端面部において、
または電流ブロック層が３層で形成される場合には出射
端面部と反射端面部との両端面部において、光の閉じ込
めが弱くなる。従って、出射端面と高反射端面により構
成される共振器内を伝搬したレーザ光は、その部分では
広がり、光密度が低減する。このため、出射端面部で発
熱が抑制される。そして、ＣＯＤは起こりにくくなる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。これらの図面において、各構成成分は、この
発明が理解出来る程度に各構成成分の形状、大きさ、お
よび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。なお、
以下の説明において、この発明の半導体レーザを構成す
る素子の理解を容易にするため、この素子の製造方法に
ついて簡単に説明し、その後で、この発明の半導体レー
ザを構成する素子について説明する。
説明する。これらの図面において、各構成成分は、この
発明が理解出来る程度に各構成成分の形状、大きさ、お
よび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。なお、
以下の説明において、この発明の半導体レーザを構成す
る素子の理解を容易にするため、この素子の製造方法に
ついて簡単に説明し、その後で、この発明の半導体レー
ザを構成する素子について説明する。
【００２０】図１および図４は、この発明の実施例であ
る半導体レーザを構成する素子の構造を概略的に示す斜
視図である。図２（Ａ）〜（Ｃ）、図３（Ａ）、（Ｂ）
は、この発明の実施例である半導体レーザを構成する素
子を作製する工程を概略的に示す斜視図である。
る半導体レーザを構成する素子の構造を概略的に示す斜
視図である。図２（Ａ）〜（Ｃ）、図３（Ａ）、（Ｂ）
は、この発明の実施例である半導体レーザを構成する素
子を作製する工程を概略的に示す斜視図である。
【００２１】先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板１０上に基板側か
ら順に、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第１クラッド層（例え
ば、ｘ＝０．２、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、
厚さ１．５〜２μｍ）２０、活性層３０、ｐ−Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ第２クラッド層（例えば、ｘ＝０．２、キャ
リア濃度２×１０18ｃｍ-3以下、厚さ１．５〜２μｍ）
４０、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（例えば、キャリア濃
度１．５×１０19ｃｍ -3以下、厚さ０．３〜０．５μ
ｍ）５０を形成する（図２（Ａ））。活性層は、アンド
−プトＩｎx Ｇａ1-x Ａｓからなる量子井戸層（例え
ば、０．１５≦ｘ≦０．２、、厚さ８〜１０ｎｍ）と、
アンド−プトＧａＡｓからなる障壁層（例えば、厚さ４
０〜８０ｎｍ）とを交互に積層したアンド−プトＩｎx
Ｇａ1-x Ａｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸構造の半導体層に
より構成されている。そして、各層はＭＯＶＰＥにより
形成され、基板１０に格子整合している。
ら順に、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第１クラッド層（例え
ば、ｘ＝０．２、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、
厚さ１．５〜２μｍ）２０、活性層３０、ｐ−Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ第２クラッド層（例えば、ｘ＝０．２、キャ
リア濃度２×１０18ｃｍ-3以下、厚さ１．５〜２μｍ）
４０、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（例えば、キャリア濃
度１．５×１０19ｃｍ -3以下、厚さ０．３〜０．５μ
ｍ）５０を形成する（図２（Ａ））。活性層は、アンド
−プトＩｎx Ｇａ1-x Ａｓからなる量子井戸層（例え
ば、０．１５≦ｘ≦０．２、、厚さ８〜１０ｎｍ）と、
アンド−プトＧａＡｓからなる障壁層（例えば、厚さ４
０〜８０ｎｍ）とを交互に積層したアンド−プトＩｎx
Ｇａ1-x Ａｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸構造の半導体層に
より構成されている。そして、各層はＭＯＶＰＥにより
形成され、基板１０に格子整合している。
【００２２】次に、フォトグラフィー工程により、例え
ば、幅４〜６μｍのＳｉＯ2 ストライプ６０をｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層５０上に形成する。その後、例えば、
臭化水素系の混合液を用いた化学エッチングにより、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層５０およびｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層４０をエッチングしてストライプ状のリッジ７
０を形成する（図２（Ｂ））。この場合、エッチング
後、残存しているｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４０の部
分の厚さが約０．５μｍ、リッジ７０の幅が３〜５μｍ
となるようにエッチング時間を制御する。リッジ７０の
幅は、良好な光発振横モードでの光出力を得るために、
３〜５μｍに制御されている。なお、図中、４０ａはエ
ッチング済み第２クラッド層、５０ａはエッチング済み
コンタクト層を示す。
ば、幅４〜６μｍのＳｉＯ2 ストライプ６０をｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層５０上に形成する。その後、例えば、
臭化水素系の混合液を用いた化学エッチングにより、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層５０およびｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層４０をエッチングしてストライプ状のリッジ７
０を形成する（図２（Ｂ））。この場合、エッチング
後、残存しているｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４０の部
分の厚さが約０．５μｍ、リッジ７０の幅が３〜５μｍ
となるようにエッチング時間を制御する。リッジ７０の
幅は、良好な光発振横モードでの光出力を得るために、
３〜５μｍに制御されている。なお、図中、４０ａはエ
ッチング済み第２クラッド層、５０ａはエッチング済み
コンタクト層を示す。
【００２３】次に、ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ下側ブロッ
ク層（例えば、ｘ＝０．６、キャリア濃度５×１０17ｃ
ｍ-3以下、厚さ０．５〜１μｍ）８０と、ｎ−ＧａＡｓ
上側ブロック層（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ
-3以下）９０とによりストライプ状のリッジ７０の両側
を埋め込む。各層はＭＯＶＰＥにより形成する。その
後、ＳｉＯ2 ストライプ６０を、例えば、沸化水素を用
いた化学エッチングにより除去する（図２（Ｃ））。
ク層（例えば、ｘ＝０．６、キャリア濃度５×１０17ｃ
ｍ-3以下、厚さ０．５〜１μｍ）８０と、ｎ−ＧａＡｓ
上側ブロック層（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ
-3以下）９０とによりストライプ状のリッジ７０の両側
を埋め込む。各層はＭＯＶＰＥにより形成する。その
後、ＳｉＯ2 ストライプ６０を、例えば、沸化水素を用
いた化学エッチングにより除去する（図２（Ｃ））。
【００２４】次に、ｐ−ＧａＡｓエッチング済みコンタ
クト層５０ａ、ｎ−ＡｌＧａＡｓ下側ブロック層８０お
よびｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層９０で形成される表面
上に所定の形状のＳｉＯ2 エッチングマスク１００を形
成する。その後、例えば、臭化水素系の混合液を用いた
化学エッチングにより、ＳｉＯ2 エッチングマスク１０
０から露出している部分およびその下部に形成されてい
るｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層９０およびｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ下側ブロック層８０をエッチングする（図３
（Ａ））。なお、図中、８０ａはｎ−ＡｌＧａＡｓ中央
部下側ブロック層を、９０ａはｎ−ＧａＡｓ中央部上側
ブロック層を示している。
クト層５０ａ、ｎ−ＡｌＧａＡｓ下側ブロック層８０お
よびｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層９０で形成される表面
上に所定の形状のＳｉＯ2 エッチングマスク１００を形
成する。その後、例えば、臭化水素系の混合液を用いた
化学エッチングにより、ＳｉＯ2 エッチングマスク１０
０から露出している部分およびその下部に形成されてい
るｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層９０およびｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ下側ブロック層８０をエッチングする（図３
（Ａ））。なお、図中、８０ａはｎ−ＡｌＧａＡｓ中央
部下側ブロック層を、９０ａはｎ−ＧａＡｓ中央部上側
ブロック層を示している。
【００２５】次に、ｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層９０お
よびｎ−ＡｌＧａＡｓ下側ブロック層８０をエッチング
により除去した部分に、ｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層
（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以下）１１０
を埋め込む。ｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０はＭ
ＯＶＰＥにより形成する。その後、ＳｉＯ2 エッチング
マスク１００を、例えば、沸化水素を用いた化学エッチ
ングにより除去する（図３（Ｂ）、図１）。
よびｎ−ＡｌＧａＡｓ下側ブロック層８０をエッチング
により除去した部分に、ｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層
（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以下）１１０
を埋め込む。ｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０はＭ
ＯＶＰＥにより形成する。その後、ＳｉＯ2 エッチング
マスク１００を、例えば、沸化水素を用いた化学エッチ
ングにより除去する（図３（Ｂ）、図１）。
【００２６】次に、基板１０の裏側にｎ型電極、ｐ−Ｇ
ａＡｓエッチング済みコンタクト層５０ａ上にｐ型電極
を形成する。その後、ｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１
１０のストライプ方向の長さが、それぞれ１０〜２０μ
ｍとなるように、劈開する。このとき、中央部ブロック
層８０ａおよび９０ａのストライプ方向の長さは、例え
ば５００〜１０００μｍである。その後、一方の劈開面
をＡＲコーティングし低反射膜を設け、他方の劈開面を
ＨＲコーティングし高反射膜を設ける。そして、低反射
膜を設けた劈開面が出射端面となる。
ａＡｓエッチング済みコンタクト層５０ａ上にｐ型電極
を形成する。その後、ｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１
１０のストライプ方向の長さが、それぞれ１０〜２０μ
ｍとなるように、劈開する。このとき、中央部ブロック
層８０ａおよび９０ａのストライプ方向の長さは、例え
ば５００〜１０００μｍである。その後、一方の劈開面
をＡＲコーティングし低反射膜を設け、他方の劈開面を
ＨＲコーティングし高反射膜を設ける。そして、低反射
膜を設けた劈開面が出射端面となる。
【００２７】このようにして素子を形成した場合、電流
ブロック層は、出射端面側に設けられた第２ブロック層
と、高反射端面側に設けられた第３ブロック層と、第２
ブロック層と第３ブロック層との間に形成される第１ブ
ロック層とを以って形成される。この実施例では、第２
ブロック層および第３ブロック層はｎ−ＧａＡｓ端面側
ブロック層１１０から成り、第１ブロック層はｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ中央部下側ブロック層８０ａとｎ−ＧａＡｓ中
央部上側ブロック層９０ａとから成っている。
ブロック層は、出射端面側に設けられた第２ブロック層
と、高反射端面側に設けられた第３ブロック層と、第２
ブロック層と第３ブロック層との間に形成される第１ブ
ロック層とを以って形成される。この実施例では、第２
ブロック層および第３ブロック層はｎ−ＧａＡｓ端面側
ブロック層１１０から成り、第１ブロック層はｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ中央部下側ブロック層８０ａとｎ−ＧａＡｓ中
央部上側ブロック層９０ａとから成っている。
【００２８】ここで、リッジの両側に位置し基板から第
２ブロック層の表面まで第２領域１３０、つまり、基板
１０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、およびｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０から
成る第２領域１３０のそれぞれの層での光強度を加重し
た平均値の屈折率、すなわち等価屈折率をｎ2 とする。
２ブロック層の表面まで第２領域１３０、つまり、基板
１０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、およびｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０から
成る第２領域１３０のそれぞれの層での光強度を加重し
た平均値の屈折率、すなわち等価屈折率をｎ2 とする。
【００２９】また、リッジの両側に位置し基板から第３
ブロック層の表面までの第３領域１４０、つまり、基板
１０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、およびｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０から
成る第３領域１４０の等価屈折率をｎ3 とする。
ブロック層の表面までの第３領域１４０、つまり、基板
１０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、およびｎ−ＧａＡｓ端面側ブロック層１１０から
成る第３領域１４０の等価屈折率をｎ3 とする。
【００３０】また、リッジの両側に第２領域１３０およ
び第３領域１４０に隣接して位置し基板の表面から第１
ブロック層の表面までの第１領域１２０、つまり基板１
０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、ｎ−ＡｌＧａＡｓ中央部下側ブロック層８０ａお
よびｎ−ＧａＡｓ中央部上側ブロック層９０ａから成る
第１領域１２０の等価屈折率をｎ1 とする。
び第３領域１４０に隣接して位置し基板の表面から第１
ブロック層の表面までの第１領域１２０、つまり基板１
０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０ａ、ｎ−ＡｌＧａＡｓ中央部下側ブロック層８０ａお
よびｎ−ＧａＡｓ中央部上側ブロック層９０ａから成る
第１領域１２０の等価屈折率をｎ1 とする。
【００３１】また、リッジの部分に位置し基板から第２
クラッド層の表面までリッジ領域１５０、つまり、基板
１０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０から成るリッジ領域１５０の等価屈折率をｎ0 とす
る。
クラッド層の表面までリッジ領域１５０、つまり、基板
１０、ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２０、活性層３
０、ｐ−ＡｌＧａＡｓエッチング済み第２クラッド層４
０から成るリッジ領域１５０の等価屈折率をｎ0 とす
る。
【００３２】この実施例では、リッジ領域１５０の等価
屈折率ｎ0 は、第１領域１３０の等価屈折率をｎ1 より
大きい。このため、屈折率導波構造となり、リッジ領域
１５５での活性層に光が強く閉じ込められる。そして、
レーザ発振に必要な光密度が得られる。
屈折率ｎ0 は、第１領域１３０の等価屈折率をｎ1 より
大きい。このため、屈折率導波構造となり、リッジ領域
１５５での活性層に光が強く閉じ込められる。そして、
レーザ発振に必要な光密度が得られる。
【００３３】また、この実施例では、第２ブロック層お
よび第３ブロック層が同じであるため、第２領域１３０
の等価屈折率ｎ2 と第３領域１４０の等価屈折率ｎ3 と
は等しい。そして、第２領域１３０の等価屈折率ｎ2 と
第３領域１４０の等価屈折率ｎ3 とが、第１領域１２０
の等価屈折率ｎ1 より大きい。
よび第３ブロック層が同じであるため、第２領域１３０
の等価屈折率ｎ2 と第３領域１４０の等価屈折率ｎ3 と
は等しい。そして、第２領域１３０の等価屈折率ｎ2 と
第３領域１４０の等価屈折率ｎ3 とが、第１領域１２０
の等価屈折率ｎ1 より大きい。
【００３４】さらに、この実施例では、第２領域１３０
の等価屈折率ｎ2 と第３領域１４０の等価屈折率ｎ3 と
が、リッジ領域１５０の等価屈折率ｎ0 より大きい。
の等価屈折率ｎ2 と第３領域１４０の等価屈折率ｎ3 と
が、リッジ領域１５０の等価屈折率ｎ0 より大きい。
【００３５】つまり、ｎ2 ＝ｎ3 ＞ｎ0 ＞ｎ1 という関
係がある。
係がある。
【００３６】このため、出射端面部または高反射端面部
では光の閉じ込めが弱い。従って、出射端面と高反射端
面により構成される共振器内を伝搬したレーザ光は、そ
の部分において広がり、光密度は低減する。そして、出
射端面部または高反射端面部で発熱が抑制される。そし
て、ＣＯＤ破壊は大幅に起こりにくくなる。
では光の閉じ込めが弱い。従って、出射端面と高反射端
面により構成される共振器内を伝搬したレーザ光は、そ
の部分において広がり、光密度は低減する。そして、出
射端面部または高反射端面部で発熱が抑制される。そし
て、ＣＯＤ破壊は大幅に起こりにくくなる。
【００３７】この実施例では端面側ブロック層１１０の
ストライプ方向の長さを、１０〜２０μｍとしたが、こ
の長さが長すぎるとロスの増大、および発振モードの乱
れの原因となる。また、短かすぎるとＣＯＤ破壊のレベ
ルを下げるという効果が得られない。
ストライプ方向の長さを、１０〜２０μｍとしたが、こ
の長さが長すぎるとロスの増大、および発振モードの乱
れの原因となる。また、短かすぎるとＣＯＤ破壊のレベ
ルを下げるという効果が得られない。
【００３８】これまで、電流ブロック層が３層で形成さ
れている場合について説明したが、図４に示すように電
流ブロック層が２層、つまり、高反射端面側に設けられ
た第１ブロック層と出射端面側に設けられた第２ブロッ
ク層とで形成する場合でも、リッジの両側に位置し基板
から第２ブロック層の表面までの第２領域１３０の等価
屈折率をｎ2 とし、リッジの両側に第２領域に隣接して
位置し基板から第１ブロック層の表面までの第１領域１
２０の等価屈折率ｎ1 とすると、ｎ2 ＞ｎ0 ＞ｎ1 とい
う関係を満たす場合、ＣＯＤ破壊のレベルを下げる効果
がある。
れている場合について説明したが、図４に示すように電
流ブロック層が２層、つまり、高反射端面側に設けられ
た第１ブロック層と出射端面側に設けられた第２ブロッ
ク層とで形成する場合でも、リッジの両側に位置し基板
から第２ブロック層の表面までの第２領域１３０の等価
屈折率をｎ2 とし、リッジの両側に第２領域に隣接して
位置し基板から第１ブロック層の表面までの第１領域１
２０の等価屈折率ｎ1 とすると、ｎ2 ＞ｎ0 ＞ｎ1 とい
う関係を満たす場合、ＣＯＤ破壊のレベルを下げる効果
がある。
【００３９】また、ｎ0 ＞ｎ2 ＝ｎ3 ＞ｎ1 （電流ブロ
ック層が３層で形成されている場合）またはｎ0 ＞ｎ2
＞ｎ1 （電流ブロック層が２層で形成されている場合）
という関係を満たす場合には、ＣＯＤ破壊のレベルを下
げるとともに、光発振横モードの乱れを抑制することも
できる。この場合、端面側ブロック層１１０、つまり、
第２ブロック層および第３ブロック層（電流ブロック層
が３層で形成されている場合）または第２ブロック層
（電流ブロック層が２層で形成されている場合）を、ｎ
−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ下側ブロック層（例えば、０．３
≦ｘ≦０．５、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、厚
さ０．５〜１μｍ）と、ｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層
（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以下）とで構
成すればよい。
ック層が３層で形成されている場合）またはｎ0 ＞ｎ2
＞ｎ1 （電流ブロック層が２層で形成されている場合）
という関係を満たす場合には、ＣＯＤ破壊のレベルを下
げるとともに、光発振横モードの乱れを抑制することも
できる。この場合、端面側ブロック層１１０、つまり、
第２ブロック層および第３ブロック層（電流ブロック層
が３層で形成されている場合）または第２ブロック層
（電流ブロック層が２層で形成されている場合）を、ｎ
−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ下側ブロック層（例えば、０．３
≦ｘ≦０．５、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、厚
さ０．５〜１μｍ）と、ｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層
（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以下）とで構
成すればよい。
【００４０】また、これまで、ｎ2 ＝ｎ3 （電流ブロッ
ク層が３層で形成されている場合）という関係を満たす
場合について示したが、ｎ2 ＞ｎ3 であっても同様な効
果を得ることができる。例えば、ｎ2 ＞ｎ0 ＞ｎ3 ＞ｎ
1 （電流ブロック層が３層で形成されている場合）とい
う関係を満たす場合には、ＣＯＤ破壊のレベルを大幅に
下げるとともに、光発振横モードの乱れを抑制すること
もできる。この場合、第２ブロック層をｎ−ＧａＡｓブ
ロック層（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以
下）で構成し、第３ブロック層をｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ下側ブロック層（例えば、０．３≦ｘ≦０．５、キャ
リア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、厚さ０．５〜１μｍ）
とｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層（例えば、キャリア濃度
２×１０18ｃｍ-3以下）とで構成し、第１ブロック層を
ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ下側ブロック層（例えば、ｘ＝
０．６、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、厚さ０．
５〜１μｍ）とｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層（例えば、
キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以下）とで構成すればよ
い。
ク層が３層で形成されている場合）という関係を満たす
場合について示したが、ｎ2 ＞ｎ3 であっても同様な効
果を得ることができる。例えば、ｎ2 ＞ｎ0 ＞ｎ3 ＞ｎ
1 （電流ブロック層が３層で形成されている場合）とい
う関係を満たす場合には、ＣＯＤ破壊のレベルを大幅に
下げるとともに、光発振横モードの乱れを抑制すること
もできる。この場合、第２ブロック層をｎ−ＧａＡｓブ
ロック層（例えば、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以
下）で構成し、第３ブロック層をｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ下側ブロック層（例えば、０．３≦ｘ≦０．５、キャ
リア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、厚さ０．５〜１μｍ）
とｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層（例えば、キャリア濃度
２×１０18ｃｍ-3以下）とで構成し、第１ブロック層を
ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ下側ブロック層（例えば、ｘ＝
０．６、キャリア濃度５×１０17ｃｍ-3以下、厚さ０．
５〜１μｍ）とｎ−ＧａＡｓ上側ブロック層（例えば、
キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3以下）とで構成すればよ
い。
【００４１】この発明は、上述した実施例に限定される
ものではないことは明らかである。ｎ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層、活性層、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層および
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層によりリッジを形成した場合
にも同様な効果が得られる。この場合、リッジの両側
を、活性層の上側までは、ｐ型のブロック層で埋め込
み、その上側をｎ型のブロック層により埋め込む必要が
ある。
ものではないことは明らかである。ｎ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層、活性層、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層および
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層によりリッジを形成した場合
にも同様な効果が得られる。この場合、リッジの両側
を、活性層の上側までは、ｐ型のブロック層で埋め込
み、その上側をｎ型のブロック層により埋め込む必要が
ある。
【００４２】また、この実施例では、ｎ型基板を用いて
説明したが、導電型をｎとｐとを入れ換えることにより
ｐ型基板を用いることができる。
説明したが、導電型をｎとｐとを入れ換えることにより
ｐ型基板を用いることができる。
【００４３】また、活性層にバルク層を用いることもで
きる。
きる。
【００４４】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の半導体レーザによれば、電流ブロック層が２層ま
たは３層で形成されている。そのため、電流ブロック層
が２層で形成される場合には出射端面側の領域の等価屈
折率のみ、または電流ブロック層が３層で形成される場
合には出射端面側と高反射端面側の両方の領域の等価屈
折率が、残りの領域の等価屈折率より大きい。
発明の半導体レーザによれば、電流ブロック層が２層ま
たは３層で形成されている。そのため、電流ブロック層
が２層で形成される場合には出射端面側の領域の等価屈
折率のみ、または電流ブロック層が３層で形成される場
合には出射端面側と高反射端面側の両方の領域の等価屈
折率が、残りの領域の等価屈折率より大きい。
【００４５】その結果、電流ブロック層が２層で形成さ
れる場合には出射端面部において、または電流ブロック
層が２層で形成される場合には出射端面部と反射端面部
との両端面部において、光の閉じ込めが弱い。従って、
出射端面と高反射端面により構成される共振器内を伝搬
したレーザ光は、その部分では広がり、光密度が低減す
る。このため、出射端面部で発熱が抑制される。そし
て、ＣＯＤ破壊は起こりにくくなる。
れる場合には出射端面部において、または電流ブロック
層が２層で形成される場合には出射端面部と反射端面部
との両端面部において、光の閉じ込めが弱い。従って、
出射端面と高反射端面により構成される共振器内を伝搬
したレーザ光は、その部分では広がり、光密度が低減す
る。このため、出射端面部で発熱が抑制される。そし
て、ＣＯＤ破壊は起こりにくくなる。
【図１】実施例に用いた半導体レーザを構成する素子の
要部を取り出して示す概略的斜視図である。
要部を取り出して示す概略的斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、半導体レーザを構成する素
子を製造する工程を概略的に示す斜視図である。
子を製造する工程を概略的に示す斜視図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、図２に続く半導体レー
ザを構成する素子を製造する工程を概略的に示す斜視図
である。
ザを構成する素子を製造する工程を概略的に示す斜視図
である。
【図４】実施例に用いた半導体レーザを構成する素子の
要部を取り出して示す概略的斜視図である。
要部を取り出して示す概略的斜視図である。
１０：基板 ２０：第１クラッド層 ３０：活性層 ４０：第２クラッド層 ４０ａ：エッチング済み第２クラッド層 ５０：コンタクト層 ５０ａ：エッチング済みコンタクト層 ６０：ＳｉＯ2 ストライプ ７０：リッジ ８０：下側ブロック層 ８０ａ：中央部下側ブロック層 ９０：上側ブロック層 ９０ａ：中央部上側ブロック層 １００：ＳｉＯ2 エッチングマスク １１０：端面部ブロック層 １２０：第１領域 １３０：第２領域 １４０：第３領域 １５０：リッジ領域
Claims (7)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板と、該ＧａＡｓ基板の上側
の第１クラッド層と、該第１クラッド層の上側の活性層
と、該活性層の上側の第２クラッド層と、電流ブロック
層とを少なくとも具え、出射端面と高反射端面との間に
ストライプ状のリッジを形成して、その両側を前記電流
ブロック層で埋め込んだ光閉じ込め型の半導体レーザに
おいて、 前記電流ブロック層を、前記高反射端面側に設けられた
第１ブロック層と、前記出射端面側に設けられた第２ブ
ロック層とを以って形成してあり、 前記リッジの両側に位置し前記基板から前記第２ブロッ
ク層の表面までの第２領域の等価屈折率が、リッジの両
側に前記第２領域に隣接して位置し前記基板のから前記
第１ブロック層の表面までの第１領域の等価屈折率より
も大きいく、 前記リッジの部分に位置し前記基板の表面から前記第２
クラッド層の表面までのリッジ領域の等価屈折率が、前
記第１領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴とする
半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、前記第２領域の等価屈折率は、前記リッジ領域の等
価屈折率よりも大きいことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、前記第２領域の等価屈折率は、前記リッジ領域の等
価屈折率よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】 ＧａＡｓ基板と、該ＧａＡｓ基板の上側
の第１クラッド層と、該第１クラッド層の上側の活性層
と、該活性層の上側の第２クラッド層と、電流ブロック
層とを少なくとも具え、出射端面と高反射端面との間に
ストライプ状のリッジを形成して、その両側を前記電流
ブロック層で埋め込んだ光閉じ込め型の半導体レーザに
おいて、 前記電流ブロック層を、前記出射端面側に設けられた第
２ブロック層と、前記高反射端面側に設けられた第３ブ
ロック層と、前記第２ブロック層と前記第３ブロック層
との間に形成される第１ブロック層とを以って形成して
あり、 前記リッジの両側に位置し前記基板から前記第２ブロッ
ク層の表面までの第２領域の等価屈折率と、前記リッジ
の両側に位置し前記基板から前記第３ブロック層の表面
までの第３領域の等価屈折率とが、前記リッジの両側に
前記第２領域および前記第２領域に隣接して位置し前記
基板の表面から前記第１ブロック層の表面までの第１領
域の等価屈折率よりも大きく、 前記リッジの部分に位置し前記基板から前記第２クラッ
ド層の表面までのリッジ領域の等価屈折率が、前記第１
領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴とする半導体
レーザ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の半導体レーザにおい
て、前記第２領域および前記第３領域の等価屈折率は、
前記リッジ領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴と
する半導体レーザ。 - 【請求項６】 請求項４に記載の半導体レーザにおい
て、前記第２領域および前記第３領域の等価屈折率は、
前記リッジ領域の等価屈折率よりも小さいことを特徴と
する半導体レーザ。 - 【請求項７】 請求項４〜７のいずれか１項に記載の半
導体レーザにおいて、前記第２領域の等価屈折率は、前
記第３領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴とする
半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26753294A JPH08130342A (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26753294A JPH08130342A (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130342A true JPH08130342A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17446140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26753294A Withdrawn JPH08130342A (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08130342A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007019421A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2007095758A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ |
| JP2009033009A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Panasonic Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP26753294A patent/JPH08130342A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007019421A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2007095758A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ |
| JP2009033009A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Panasonic Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |