JPH07135374A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JPH07135374A
JPH07135374A JP30458793A JP30458793A JPH07135374A JP H07135374 A JPH07135374 A JP H07135374A JP 30458793 A JP30458793 A JP 30458793A JP 30458793 A JP30458793 A JP 30458793A JP H07135374 A JPH07135374 A JP H07135374A
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JP
Japan
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layer
type
semiconductor laser
face
active layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30458793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Kondo
真人 近藤
Chikashi Anayama
親志 穴山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07135374A publication Critical patent/JPH07135374A/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance the horizontal traversal mode of a semiconductor laser by a structure wherein the emission region of a V-shaped active layer, i.e., the bottom part, is located under the current path in a current constriction layer comprising n-type and p-type regions. CONSTITUTION:A double heterostructure comprising a V-shaped strained quantum well active layer 26 and p-type clad layers 28, 30 is provided on a compound semiconductor substrate 21 having a main plane (100) in which a V-groove extends in 01-1 direction. Group II acceptor and group VI donor are introduced into the p-type clad layers 28, 30 and a current constriction layer 29 is formed by an n-type region 29A generated by the group VI donor collected on 100 plane a p-type region 29B generated by the group II acceptor collected on the V-groove. The emission region of the V-shaped active layer, i.e., the bottom part, is located under the current path of the current constriction layer 29. This structure realizes stabilized horizontal traversal mode confinement over a wide optical output range.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、波長600〔nm〕帯
で発光するAlGaInP系可視光半導体レーザ装置の
改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of an AlGaInP-based visible light semiconductor laser device which emits light in a wavelength band of 600 nm.

【0002】前記半導体レーザ装置は、例えば高密度情
報記録用光ディスク或いは光磁気ディスクの書き込み用
及び読出し用の光源、バーコード・スキャナ或いはレー
ザ・プリンタ或いはポインタなどの光源として利用しよ
うとする傾向にあり、特に、光磁気ディスク用の光源と
して期待されるところは大きいが、この用途の場合、低
しきい値、高光出力、高信頼性、長寿命、低アスペクト
比、低非点収差特性など厳しい条件が課される為、これ
に対応することが必要である。
The semiconductor laser device tends to be used as a light source for writing and reading a high density information recording optical disk or a magneto-optical disk, a light source for a bar code scanner, a laser printer, a pointer, or the like. , In particular, there are great expectations as a light source for magneto-optical disks, but in this application, severe conditions such as low threshold, high light output, high reliability, long life, low aspect ratio, and low astigmatism characteristics Is required, and it is necessary to deal with this.

【0003】[0003]

【従来の技術】図15は標準的なAlGaInP/Ga
InPロス・ガイド型可視光半導体レーザ装置を表す要
部正面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a standard AlGaInP / Ga.
It is a principal part front view showing an InP loss guide type visible light semiconductor laser device.

【0004】図に於いて、31はn−GaAs基板、3
2はn−GaAsバッファ層、33はn−GaInP中
間層、34はn−AlGaInPクラッド層、35は
(Al)GaInP活性層、36はp−AlGaInP
クラッド層、37はp−GaInP中間層、38はn−
GaAs電流狭窄層、39はp−GaAsコンタクト層
をそれぞれ示している。
In the figure, 31 is an n-GaAs substrate, 3
2 is an n-GaAs buffer layer, 33 is an n-GaInP intermediate layer, 34 is an n-AlGaInP clad layer, 35 is an (Al) GaInP active layer, and 36 is p-AlGaInP.
Clad layer, 37 is p-GaInP intermediate layer, 38 is n-
A GaAs current confinement layer and 39 are p-GaAs contact layers, respectively.

【0005】この半導体レーザ装置では、活性層35の
上方両脇に活性層35に比較してエネルギ・バンド・ギ
ャップが狭い電流狭窄層38を配置することに依り、活
性層35で発生する光を電流狭窄層38で意図的に吸収
させて横方向に実効的な屈折率差を生成させ、横方向の
光閉じ込めを実現しているものであって、これが、所
謂、ロス・ガイド構造である。
In this semiconductor laser device, by arranging the current confinement layers 38 each having an energy band gap narrower than that of the active layer 35 on both sides above the active layer 35, light generated in the active layer 35 is emitted. The current confinement layer 38 is intentionally absorbed to generate an effective refractive index difference in the lateral direction to realize optical confinement in the lateral direction, which is a so-called loss guide structure.

【0006】前記半導体レーザ装置は、構造が比較的簡
単であり、しきい値電流、効率、光出力、信頼性などに
関し、良好な特性をもつが、次のような欠点も併せもっ
ている。
The above-mentioned semiconductor laser device has a relatively simple structure and has good characteristics in terms of threshold current, efficiency, light output, reliability and the like, but also has the following drawbacks.

【0007】 AlGaInP系可視光半導体レーザ
装置は、有機金属気相成長法(metalorgani
c vapor phase epitaxy法:MO
VPE法)で作成するが、前記半導体レーザ装置は、三
回に亙る結晶成長が必要であり、製造プロセスが複雑に
なる。
The AlGaInP-based visible light semiconductor laser device is a metalorganic vapor phase epitaxy method (metalorgani).
c vapor phase epitaxy method: MO
Although it is formed by the VPE method), the semiconductor laser device requires crystal growth three times, which complicates the manufacturing process.

【0008】即ち、一回目ではバッファ層32から中間
層37までの諸半導体層を成長させ、二回目では電流狭
窄層38を成長させ、三回目でコンタクト層39を成長
させるようにしている。
That is, the semiconductor layers from the buffer layer 32 to the intermediate layer 37 are grown in the first time, the current constriction layer 38 is grown in the second time, and the contact layer 39 is grown in the third time.

【0009】 ロス・ガイド構造である為、非点収差
が5〔μm〕〜10〔μm〕と非常に大きく、これを補
正する為、光磁気ディスク・ドライブの光学系が複雑に
なってしまう。
Since it has a loss guide structure, the astigmatism is very large, 5 [μm] to 10 [μm], and to correct this, the optical system of the magneto-optical disk drive becomes complicated.

【0010】前記した欠点を解消する為、本発明者ら
は、段差基板を用いて、一回の結晶成長で作成すること
ができる低非点収差可視光半導体レーザ(self−a
ligned stepped substrate
laser:S3 laser)を提供した(要すれば
「特願平4−250280号」を参照)。
In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present inventors have used a stepped substrate to produce a low astigmatism visible light semiconductor laser (self-a) which can be produced by one-time crystal growth.
signed stepped substrate
laser: S 3 laser) (see “Japanese Patent Application No. 4-250280” if necessary).

【0011】図16はS3 レーザを解説する為の要部正
面図である。図に於いて、41はn−GaAs基板(段
差基板)、42はn−GaAsバッファ層、43はn−
GaInP中間層、44はn−AlGaInPクラッド
層、45は(Al)GaInP活性層、46はp−Al
GaInPクラッド層、47はZn及びSe同時ドープ
電流狭窄層、48はp−GaInP中間層、49はp−
GaAsコンタクト層をそれぞれ示している。
FIG. 16 is a front view of an essential part for explaining the S 3 laser. In the figure, 41 is an n-GaAs substrate (step substrate), 42 is an n-GaAs buffer layer, and 43 is an n-GaAs substrate.
GaInP intermediate layer, 44 n-AlGaInP clad layer, 45 (Al) GaInP active layer, 46 p-Al
GaInP cladding layer, 47 Zn and Se simultaneous doping current confinement layer, 48 p-GaInP intermediate layer, and 49 p-
Each of the GaAs contact layers is shown.

【0012】このS3 レーザでは、基板41として主面
が(100)面或いは(100)面から<011>方向
に例えば2度から10度程度傾斜したものを用いる。
In this S 3 laser, a substrate 41 whose main surface is inclined in the (100) plane or in the <011> direction from the (100) plane by, for example, about 2 to 10 degrees is used.

【0013】基板41には、<01−1>方向に溝が形
成されていて、溝内の斜面に於ける面方位は(411)
A〜(311)A面である。
A groove is formed in the <01-1> direction on the substrate 41, and the plane orientation on the slope in the groove is (411).
A to (311) A surface.

【0014】前記構造の基板41を用いて、その上に電
流狭窄層47を形成する際、ZnとSeとを同時にドー
ピングすると、不純物取込みに面方位依存性がある為、
その差を利用して(100)面上にのみセルフ・アライ
ンで電流狭窄層47を形成することができる。
When Zn and Se are doped at the same time when the current confinement layer 47 is formed on the substrate 41 having the above structure, impurity uptake depends on the plane orientation.
By utilizing the difference, the current confinement layer 47 can be formed only on the (100) plane by self-alignment.

【0015】即ち、AlGaInPにZn及びSeを同
時にドーピングした場合、Znの取り込みは(100)
面に比較して(411)A〜(311)A面が約10倍
乃至20倍も高いが、Seの取り込みは(100)面に
比較して(411)A〜(311)A面で約1/5程度
に減少する。
That is, when AlGaInP is simultaneously doped with Zn and Se, the incorporation of Zn is (100).
The (411) A to (311) A planes are about 10 to 20 times higher than the (100) plane, but the Se uptake is about 10 to 20 times higher in the (411) A to (311) A planes than in the (100) plane. It decreases to about 1/5.

【0016】従って、Zn並びにSeの各濃度を適当に
調整して同時にドーピングすることで、(100)面上
ではn型のAlGaInP層を、また、(411)A〜
(311)A面上ではp型のAlGaInP層をそれぞ
れ成長させることができるのである。
Therefore, by appropriately adjusting the respective concentrations of Zn and Se and simultaneously doping, an n-type AlGaInP layer on the (100) plane and (411) A to
On the (311) A plane, p-type AlGaInP layers can be grown.

【0017】前記手段を採った場合、段差基板、即ち、
基板41にセルフ・アラインで電流狭窄層47を形成で
きるのは勿論のこと、活性層45が屈曲した形状になる
為、横方向で屈折率差が生じ、その結果、高光出力時ま
で非点収差を1〔μm〕以下にすることが可能である。
その他、しきい値、効率、アスペクト比、信頼性などの
特性も大変優れていることが確認されている。
When the above means is adopted, the stepped substrate, that is,
Of course, the current confinement layer 47 can be formed on the substrate 41 by self-alignment, and since the active layer 45 has a bent shape, a difference in refractive index occurs in the lateral direction, and as a result, astigmatism is maintained until high light output. Can be 1 [μm] or less.
In addition, it has been confirmed that characteristics such as threshold value, efficiency, aspect ratio, and reliability are also excellent.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】図16について説明し
たS3 レーザは、前記した通り、大変優れた特性をもっ
ているのであるが、多くの実験を行なった結果、次のよ
うな問題点が明らかになってきた。
The S 3 laser described with reference to FIG. 16 has very excellent characteristics as described above, but as a result of many experiments, the following problems are apparent. It's coming.

【0019】 動作時の光分布が活性層の上或いは下
の屈曲部に集中し易く、光スポットを活性層斜面の中央
部に位置させることが困難である。
The light distribution during operation tends to concentrate on the bent portion above or below the active layer, and it is difficult to locate the light spot at the center of the slope of the active layer.

【0020】 駆動電流の大きさに依って光スポット
の位置が変動し易く、そして、この変動の際、比較的小
出力の場合であっても、電流−光出力特性にキンクを生
じ易い。
The position of the light spot easily fluctuates depending on the magnitude of the drive current, and at the time of this fluctuation, a kink is likely to occur in the current-light output characteristic even when the output is relatively small.

【0021】 低アスペクト比として長所の一つとし
て挙げられていることであるが、光が活性層に於ける屈
曲部の比較的狭い領域に閉じ込められているので、活性
層中の光密度が高く、低出力時にレーザ端面に於けるC
OD(catastrophic optical d
amage)が起こるので、高い光出力を得ることが困
難であり、高出力時の信頼性が確保できない。
One of the advantages of the low aspect ratio is that, since light is confined in a relatively narrow region of the bend in the active layer, the light density in the active layer is high. , C at the laser end face at low output
OD (catastrophic optical d)
image), it is difficult to obtain a high optical output, and the reliability at the time of high output cannot be ensured.

【0022】 COD破壊を抑制する為の窓(win
dow)構造を導入することが困難である。
A window (win) for suppressing COD destruction
It is difficult to introduce the dow) structure.

【0023】通常、COD破壊を抑制するには、活性層
の端面部分のエネルギ・バンド・ギャップを広げて、端
面に於ける光吸収を抑えてCODレベルを向上させる手
段、即ち、窓構造を導入することが行なわれている。
Usually, in order to suppress the COD breakdown, a means for expanding the energy band gap at the end face portion of the active layer to suppress light absorption at the end face to improve the COD level, that is, a window structure is introduced. Is being done.

【0024】GaInP中に生成される自然超格子、或
いは、多重量子井戸活性層をZn拡散などの手段でディ
スオーダさせてエネルギ・バンド・ギャップを広げる方
法や活性層を端面近傍で屈曲させて端面の光吸収を抑え
るクランク型窓構造と呼ばれる方法がある。
A natural superlattice formed in GaInP, or a method of widening the energy band gap by disposing the multiple quantum well active layer by means such as Zn diffusion, or bending the active layer in the vicinity of the end face to form the end face. There is a method called a crank-type window structure that suppresses the absorption of light.

【0025】然しながら、図16に見られるS3 レーザ
では、(411)A〜(311)A面である斜面上に在
る活性層では、本来、自然超格子がディスオーダしてエ
ネルギ・バンド・ギャップが広い状態であること、ま
た、段差基板上に素子構造が形成されているので、これ
以上に構造が複雑となるクランク型窓構造は導入し難
い。
However, in the S 3 laser shown in FIG. 16, the natural superlattice is originally disordered in the energy band in the active layer on the slopes (411) A to (311) A. Since the gap is wide and the element structure is formed on the step substrate, it is difficult to introduce a crank type window structure having a more complicated structure.

【0026】本発明は、簡単な手段で、半導体レーザ装
置に於ける水平横モード特性を向上させ、また、容易に
クランク型窓構造の導入を可能にしてCODレベルを向
上させようとする。
The present invention is intended to improve the horizontal transverse mode characteristics in a semiconductor laser device by a simple means, and to easily introduce a crank type window structure to improve the COD level.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】図1及び図2は本発明の
原理を解説する為の半導体レーザ装置を表す要部正面図
である。尚、図1に見られる半導体レーザ装置は基板が
n型であり、また、図2に見られる半導体レーザ装置は
基板がp型である。
FIG. 1 and FIG. 2 are front views of a main part of a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention. The semiconductor laser device shown in FIG. 1 has an n-type substrate, and the semiconductor laser device shown in FIG. 2 has a p-type substrate.

【0028】図1及び図2に於いて、11は基板、12
はバッファ層、13は中間層、14はクラッド層、15
はV字型をなす活性層、16はクラッド層、17は電流
狭窄層、18は中間層、19はコンタクト層をそれぞれ
示している。
In FIGS. 1 and 2, 11 is a substrate and 12 is
Is a buffer layer, 13 is an intermediate layer, 14 is a cladding layer, 15
Is a V-shaped active layer, 16 is a cladding layer, 17 is a current confinement layer, 18 is an intermediate layer, and 19 is a contact layer.

【0029】図1及び図2に見られる各半導体レーザ装
置に於ける半導体層は、導電型を異にするものがあるの
で、次に、各半導体層について材料と共に説明する。
Since some semiconductor layers in the semiconductor laser devices shown in FIGS. 1 and 2 have different conductivity types, each semiconductor layer will be described together with materials.

【0030】図1に於いては、 基板11:n型GaAs バッファ層12:n型GaAs 中間層13:n型GaInP クラッド層14:n型AlGaInP 活性層15:(Al)GaInP クラッド層16:p型AlGaInP 電流狭窄層17:同時ドープn型AlGaInP 中間層18:p型GaInP コンタクト層19:p型GaAs である。In FIG. 1, substrate 11: n-type GaAs buffer layer 12: n-type GaAs intermediate layer 13: n-type GaInP cladding layer 14: n-type AlGaInP active layer 15: (Al) GaInP cladding layer 16: p Type AlGaInP current confinement layer 17: co-doped n-type AlGaInP intermediate layer 18: p-type GaInP contact layer 19: p-type GaAs.

【0031】図2に於いては、 基板11:p型GaAs バッファ層12:p型GaAs 中間層13:p型GaInP クラッド層14:p型AlGaInP 活性層15:(Al)GaInP クラッド層16:n型AlGaInP 電流狭窄層17:同時ドープn型AlGaInP 中間層18:n型GaInP コンタクト層19:n型GaAs である。In FIG. 2, substrate 11: p-type GaAs buffer layer 12: p-type GaAs intermediate layer 13: p-type GaInP clad layer 14: p-type AlGaInP active layer 15: (Al) GaInP clad layer 16: n. Type AlGaInP current confinement layer 17: co-doped n-type AlGaInP intermediate layer 18: n-type GaInP contact layer 19: n-type GaAs.

【0032】図3は本発明に依って作成された半導体レ
ーザ装置に於ける基板上の活性層が横断面でV字型パタ
ーンをなしていることを明らかにする為の顕微鏡写真
(基板上に形成された微細なパターンを表しているも
の)である。
FIG. 3 is a photomicrograph for clarifying that the active layer on the substrate in the semiconductor laser device manufactured according to the present invention has a V-shaped pattern in cross section (on the substrate). It represents the formed fine pattern).

【0033】図4は本発明の原理を解説する為の半導体
レーザ装置に於ける基板を表す要部斜面図であり、図1
及び図2に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 4 is a perspective view of an essential part showing a substrate in a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.
The same symbols as those used in FIG. 2 represent the same parts or have the same meanings.

【0034】図に於いて、11Aは共振器方向の両端に
設けられた幅が狭いV溝、11Bは幅が狭いV溝11A
間に設けられた幅が広いV溝をそれぞれ示している。
In the figure, 11A is a V-groove with a narrow width provided at both ends in the cavity direction, and 11B is a V-groove 11A with a narrow width.
The wide V-grooves provided between them are shown.

【0035】GaAs基板11の主面は(100)面で
あり、V溝は<01−1>方向に形成されている。V溝
を形成するには、ストライプの窓を設けたマスクを用い
て選択エッチングして形成する。
The main surface of the GaAs substrate 11 is the (100) plane, and the V groove is formed in the <01-1> direction. The V groove is formed by selective etching using a mask having a stripe window.

【0036】(100)面である主面とV溝とがなす角
度は、例えば15度〜20度程度となるように調整す
る。
The angle formed by the V-groove and the main surface which is the (100) plane is adjusted to be, for example, about 15 to 20 degrees.

【0037】図5は本発明の原理を解説する為の半導体
レーザ装置に於ける基板上に形成された各半導体層を表
す要部斜面図であり、図1及び図2及び図4に於いて用
いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持
つものとする。
FIG. 5 is a perspective view of an essential part showing each semiconductor layer formed on the substrate in the semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention. In FIG. 1, FIG. 2, and FIG. The symbols used are the same or have the same meaning.

【0038】図6は本発明の原理を解説する為の半導体
レーザ装置に関する要部説明図であり、図1及び図2或
いは図4及び図5に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 6 is an explanatory view of a main part of a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention. The same symbols as those used in FIGS. 1 and 2 or 4 and 5 indicate the same parts. Represent or have the same meaning.

【0039】図に於いて、(A)は要部切断側面、
(B)はエネルギ・バンド・ダイヤグラム、16Aはn
型AlGaInP電流非注入領域をそれぞれ示してい
る。
In the figure, (A) is a side surface for cutting a main part,
(B) is an energy band diagram, 16A is n
Each of the AlGaInP current non-injection regions is shown.

【0040】(A)では、図1及び図2或いは図4及び
図5などに見られるように、基板に形成されたV溝が端
面近傍で狭くなっている場合、活性層がクランクする状
態を明らかにしている。
In (A), as shown in FIGS. 1 and 2 or FIGS. 4 and 5, when the V groove formed in the substrate is narrowed near the end face, the active layer cranks. Reveals.

【0041】(B)では、平坦な部分のエネルギ・バン
ド・ギャップがクランク部分のエネルギ・バンド・ギャ
ップに比較して狭くなっていることが判る。
In (B), it can be seen that the energy band gap of the flat portion is narrower than the energy band gap of the crank portion.

【0042】図7は本発明の原理を解説する為の半導体
レーザ装置に於ける基板を表す要部斜面図であり、図1
及び図2或いは図4及び図5に於いて用いた記号と同記
号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 7 is a perspective view of an essential part showing a substrate in a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.
The same symbols as those used in FIGS. 2 and 4 and 5 represent the same parts or have the same meanings.

【0043】図に於いて、11Cは共振器方向の両端に
設けられた幅が広いV溝、11Dは幅が広いV溝11C
間に設けられた狭いV溝をそれぞれ示している。
In the figure, 11C is a wide V groove provided at both ends in the resonator direction, and 11D is a wide V groove 11C.
The narrow V-grooves provided between each are shown.

【0044】図8は本発明の原理を解説する為の半導体
レーザ装置を表す要部切断側面図であり、図1及び図
2、図4及び図5、図6及び図7に於いて用いた記号と
同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
FIG. 8 is a cutaway side view of a main part of a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention, which is used in FIGS. 1 and 2, 4 and 5, 6 and 7. The symbol and the same symbol represent the same part or have the same meaning.

【0045】この半導体レーザ装置は、図7に見られる
基板を用いて作成するものであり、この場合には、活性
層のクランク状態が図6の場合と逆になっている。
This semiconductor laser device is manufactured using the substrate shown in FIG. 7, and in this case, the crank state of the active layer is opposite to that in FIG.

【0046】図示の各半導体層は、V型のAlGaIn
P−DH(double heterostructu
re)構造をなしていて、そのV型の斜面は(100)
面から(111)A面に約13度傾いた面、即ち、(7
11)A−(511)A面になっている。
Each of the semiconductor layers shown is a V-type AlGaIn
P-DH (double heterostructure)
re) structure and its V-shaped slope is (100)
A plane inclined about 13 degrees from the plane to the (111) A plane, that is, (7
11) A- (511) A surface.

【0047】各半導体層を成長させる際、活性層15に
接するクラッド層14或いは16中に二族アクセプタ
(特にZn)及び六族ドナー(特にSe)を同時にドー
ピングすることに依って、(100)面上のみに電流狭
窄層17を形成することができる(要すれば「91P0
8682」或いは前記「92P03352」を参照)。
During the growth of each semiconductor layer, the clad layer 14 or 16 in contact with the active layer 15 is simultaneously doped with a group II acceptor (particularly Zn) and a group VI donor (particularly Se), so that (100) The current confinement layer 17 can be formed only on the surface (if necessary, "91P0
8682 "or the above" 92P03352 ").

【0048】有機金属気相成長法(metalorga
nic vapor phaseepitaxy法:M
OVPE法)を適用した場合、Znが取り込まれる量
は、(100)面に比較して(111)A面方向に傾い
た面では高くなり、反対に、Seが取り込まれる量は、
(100)面に比較して(111)A面方向に傾いた面
では低くなる。
Metal-organic vapor phase epitaxy
nic vapor phaseepitaxy method: M
When the (OVPE method) is applied, the amount of Zn taken in is higher in the plane inclined in the (111) A plane direction than in the (100) plane, and conversely, the amount of Se taken in is
It becomes lower in the plane inclined in the (111) A plane direction than in the (100) plane.

【0049】従って、Zn並びにSeそれぞれのドーピ
ング濃度を適切に選択し、同時ドーピングを行なうこと
に依って、V溝中、即ち、電流が流れる部分ではp型
に、そして、(100)面上、即ち、電流狭窄部分では
n型の層を得ることができるので、一回の結晶成長で電
流狭窄層をクラッド層中にセルフ・アラインで作り込む
ことができる。
Therefore, by appropriately selecting the doping concentrations of Zn and Se and performing the simultaneous doping, the p-type is formed in the V groove, that is, the portion where the current flows, and on the (100) plane, That is, since an n-type layer can be obtained in the current confinement portion, the current confinement layer can be self-aligned in the cladding layer by one crystal growth.

【0050】前記説明から理解されるように、本発明の
半導体レーザ装置が最大の特徴とするところは、活性層
がV字型になっているところにある。
As can be understood from the above description, the semiconductor laser device of the present invention is most characterized in that the active layer is V-shaped.

【0051】図3を見ると明瞭であるが、V字型をなす
活性層は、 V字の折れ曲がり部分、即ち、底部分に於ける層厚
が斜面部分に於ける層厚に比較して約20〔%〕程度厚
くなる。
As is clear from FIG. 3, in the V-shaped active layer, the thickness of the V-shaped bent portion, that is, the bottom portion is approximately equal to the thickness of the sloped portion. It becomes about 20% thicker.

【0052】 底部分では、(100)面の性質を反
映して自然超格子が形成され、斜面部分、即ち、自然超
格子が生成されない部分に比較してエネルギ・バンド・
ギャップが狭くなる。
At the bottom part, a natural superlattice is formed by reflecting the properties of the (100) plane, and the energy band is higher than that at the slope part, that is, the part where no natural superlattice is generated.
The gap narrows.

【0053】 横方向に十分な屈折率差をつけること
ができる。など、幾つかの特徴的な構成をもっていて、
この構成に起因して、後に説明する作用或いは効果が発
生する。
A sufficient refractive index difference can be provided in the lateral direction. Etc., with some characteristic configurations,
Due to this configuration, the operation or effect described later occurs.

【0054】ところで、所謂、段差基板上に半導体層を
エピタキシャル成長させる際、p型及びn型のドーパン
トを同時にドーピングする技術は、本発明で初めて実現
されたものではなく、R.Bhatらに依る米国特許第
5,065,200号明細書(出願日 西暦1991年
11月12日)に開示されている。
By the way, the so-called technique of simultaneously doping p-type and n-type dopants when epitaxially growing a semiconductor layer on a stepped substrate was not realized for the first time in the present invention. It is disclosed in U.S. Pat. No. 5,065,200 by Bhat et al. (Filing date November 12, 1991).

【0055】前記Bhatらに依る米国特許に於いて
は、半導体レーザ装置を正面で見た場合、活性層は、二
本のV字型部分を平坦部分で連結した形状、即ち、逆ガ
ル・ウイング形状をなしていて、V字型部分の間に在る
平坦部分が発光領域となっているものである。
In the US patent by Bhat et al., When the semiconductor laser device is viewed from the front, the active layer has a shape in which two V-shaped portions are connected by a flat portion, that is, an inverted gal wing. It has a shape, and the flat portion between the V-shaped portions serves as a light emitting region.

【0056】図17及び図18は米国特許第5,06
5,200号明細書に見られる半導体レーザ装置の要部
正面図である。図に於いて、51及び52は二本のV溝
間の平坦な部分に生成される発光領域を示している。
17 and 18 show US Pat. No. 5,063.
It is a principal part front view of the semiconductor laser device seen in 5,200 specification. In the figure, reference numerals 51 and 52 denote light emitting regions generated in a flat portion between two V grooves.

【0057】このBhatらに依る米国特許と本発明と
の相違点は、前記本発明の原理を解説する記載及び後の
記載から明らかとなるが、本発明では、V字型の活性層
に於ける底部分が発光領域となっていることから、水平
横モードの安定性は比較にならないほど高くなってい
る。
The difference between the US patent based on Bhat et al. And the present invention will be apparent from the description for explaining the principle of the present invention and the following description. In the present invention, the V-shaped active layer is used. Since the bottom part is the light emitting area, the stability of the horizontal transverse mode is incomparably high.

【0058】前記したところから、本発明に依る半導体
発光装置に於いては、 (1)(100)面である主面の<01−1>方向に延
在するV型状の溝(例えば例えばV溝)が形成されてな
る化合物半導体基板(例えばn−GaAs基板21)
と、前記化合物半導体基板上に形成されてV字型の活性
層(例えば歪み量子井戸活性層26)とp型クラッド層
(例えばp−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5Pクラ
ッド層28及び30)とを含んでなるダブル・ヘテロ構
造とを備えてなり、前記p型クラッド層内には同時に導
入された二族アクセプタ(例えばZn)及び六族ドナー
(例えばSe)のうち六族ドナーが(100)面に集ま
って生成されたn型領域(例えばn型部分29A)及び
二族アクセプタが集まってV型状の溝上に生成されたp
型領域(例えばp型部分29B)で構成された電流狭窄
層(例えばZn及びSe同時ドープ(Al0.7
0.3 0.5 In0.5 P電流狭窄層29)が介在し且つ
その電流狭窄層に於ける電流路の下方には前記V字型の
活性層に於ける発光領域である底部分が位置することを
特徴とするか、或いは、
From the above, in the semiconductor light emitting device according to the present invention, (1) a V-shaped groove extending in the <01-1> direction of the main surface which is the (100) plane (for example, for example, Compound semiconductor substrate (for example, n-GaAs substrate 21) having V grooves formed therein
And a V-shaped active layer (eg, strained quantum well active layer 26) and a p-type cladding layer (eg, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layers 28 and 30 formed on the compound semiconductor substrate. ) And a double heterostructure containing, and a 6-group donor among 6-group donors (for example, Zn) and 6-group donors (for example, Se) simultaneously introduced into the p-type cladding layer. The n-type region (for example, the n-type portion 29A) and the Group II acceptors, which are generated on the 100) plane, are generated on the V-shaped groove.
Current confinement layer (for example, Zn and Se co-doped (Al 0.7 G) composed of a type region (for example, p-type portion 29B))
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P current confinement layer 29) is interposed, and the bottom of the V-shaped active layer, which is the light emitting region, is located below the current path in the current confinement layer. Feature or

【0059】(2)前記(1)に於いて、V型状の溝が
少なくとも一方の端面近傍で幅が狭小化或いは零となり
且つ活性層が前記端面近傍に於いてV字型から平坦に変
化すると共に表面側に屈曲してなることを特徴とする
か、或いは、
(2) In the above (1), the width of the V-shaped groove is narrowed or becomes zero near at least one end face, and the active layer changes from V-shaped to flat near the end face. It is characterized in that it is bent toward the surface side as well as

【0060】(3)前記(1)に於いて、V型状の溝が
少なくとも一方の端面近傍で幅が拡大化され且つ活性層
が前記端面近傍で基板側に屈曲してなることを特徴とす
るか、或いは、
(3) In the above (1), the V-shaped groove is enlarged in width in the vicinity of at least one end face, and the active layer is bent toward the substrate in the vicinity of the end face. Or

【0061】(4)前記(1)或いは(2)に於いて、
V型状の溝が少なくとも一方の端面近傍で幅が狭小化或
いは零となり且つp型クラッド層が前記端面近傍でV字
型から平坦に変化すると共に導電型がn型に変化して電
流非注入領域をなすことを特徴とするか、或いは、
(4) In the above (1) or (2),
The width of the V-shaped groove is narrowed or becomes zero near at least one end face, and the p-type clad layer changes from V-shaped to flat near the end face, and the conductivity type changes to n-type so that no current is injected. Characterized by forming a region, or

【0062】(5)前記(1)に於いて、端面近傍の表
面から少なくとも活性層に達するように不純物が導入さ
れて前記端面近傍に於ける活性層のV字型の底部分に於
けるエネルギ・バンド・ギャップが前記端面近傍の内側
に比較して広くなっていることを特徴とする。
(5) In (1) above, the energy is introduced at the V-shaped bottom portion of the active layer near the end face by introducing impurities from at least the surface near the end face to reach the active layer. -The band gap is wider than the inner side near the end face.

【0063】[0063]

【作用】前記手段を採ることに依り、V字型の活性層に
於いては、V字型の底部分でレーザ発振が起こり易く、
且つ、優れた水平横モード安定性を得ることができる。
By adopting the above means, in the V-shaped active layer, laser oscillation easily occurs at the bottom of the V-shaped active layer.
Moreover, excellent horizontal transverse mode stability can be obtained.

【0064】従って、光はV字型の活性層に於ける底部
分に安定に閉じ込められ、低アスペクト比、低非点収差
特性を維持したまま、動作電流の変化に伴う光スポット
位置の変動、キンクの発生を抑止することができる。
Therefore, the light is stably confined in the bottom portion of the V-shaped active layer, and while the low aspect ratio and the low astigmatism characteristics are maintained, the fluctuation of the light spot position due to the change of the operating current, The occurrence of kinks can be suppressed.

【0065】また、前記説明した半導体レーザ装置で
は、CODレベルを向上させる為の窓構造を容易に導入
することが可能である。即ち、V字型の活性層に於ける
底部分のエネルギ・バンド・ギャップは、(100)面
上に在る結晶の特性を反映し、自然超格子が生成された
状態になっている。
In the semiconductor laser device described above, it is possible to easily introduce a window structure for improving the COD level. That is, the energy band gap at the bottom of the V-shaped active layer reflects the characteristics of the crystal on the (100) plane, and a natural superlattice is generated.

【0066】従って、端面部分の活性層をZn拡散など
を利用してディスオーダさせることでエネルギ・バンド
・ギャップを広げる窓構造を容易に構成することができ
る。
Therefore, by disposing the active layer at the end face portion using Zn diffusion or the like, it is possible to easily construct a window structure for widening the energy band gap.

【0067】また、図4及び図5に見られるように、基
板の端面近傍に於けるV溝の幅を変化させる構成を採る
ことに依って、簡単にクランク型窓構造を構成すること
ができる。即ち、基板に於けるV溝の幅が端面近傍で狭
くなっている場合には、幅が広くなっている部分に比較
し、薄い層厚でV溝が消失して完全に平坦な層構造にす
ることがてきる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the crank-type window structure can be easily constructed by adopting a structure in which the width of the V groove near the end face of the substrate is changed. . That is, when the width of the V-groove on the substrate is narrow near the end face, the V-groove disappears with a thin layer thickness and becomes a completely flat layer structure as compared with the wide portion. You can do it.

【0068】従って、基板に於けるV溝の幅及びエピタ
キシャル成長させる結晶層の層厚を調整することに依っ
て、図6に表されているように縦断側面から見た場合の
活性層形状を端面近傍で表面側に最大でV溝の高さ分だ
けクランクさせることが可能である。反対に、図7に見
られるように、V溝の幅が端面近傍で広くなっている場
合には、図8に見られるように、縦断側面から見た場合
の活性層形状を端面近傍で基板側にクランクさせること
が可能である。
Therefore, by adjusting the width of the V groove in the substrate and the layer thickness of the crystal layer to be epitaxially grown, the shape of the active layer when viewed from the vertical side surface as shown in FIG. It is possible to crank the surface side by a maximum of the height of the V groove in the vicinity. On the contrary, as shown in FIG. 7, when the width of the V-groove is wide near the end face, as shown in FIG. It is possible to crank it to the side.

【0069】更にまた、前記した基板に於けるV溝の幅
が端面近傍で狭くなっている場合には、平坦な面に形成
された同時ドーピング電流狭窄層の部分が完成にn型に
反転されているので、端面近傍に電流が流れるのを防ぐ
ことができ、所謂、電流非注入構造にすることができ
る。
Furthermore, when the width of the V-groove in the substrate is narrow near the end face, the portion of the simultaneous doping current constriction layer formed on the flat surface is completely inverted to the n-type. Therefore, it is possible to prevent current from flowing near the end face, and it is possible to form a so-called current non-injection structure.

【0070】このように、一回の結晶成長工程に依っ
て、セルフ・アラインで電流狭窄層、窓構造、端面非電
流注入構造を実現させることができる。
As described above, the current confinement layer, the window structure, and the end face non-current injection structure can be realized by self-alignment by one crystal growth step.

【0071】[0071]

【実施例】図9は本発明に於ける一実施例を解説する為
の半導体レーザ装置を表す要部正面図であり、また、図
10は本発明に依って作成された半導体レーザ装置に於
ける活性層がV字型であることを明らかにする為の顕微
鏡写真(基板上に形成された微細なパターンを表してい
るもの)である。
FIG. 9 is a front view of a main part of a semiconductor laser device for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows a semiconductor laser device manufactured according to the present invention. 3 is a micrograph (representing a fine pattern formed on a substrate) for clarifying that the active layer in the V shape is V-shaped.

【0072】図に於いて、21は基板、22はバッファ
層、23は中間層、24はクラッド層、25はガイド
層、26は歪み量子井戸活性層、27はガイド層、28
はクラッド層、29は電流狭窄層、29Aはn型部分、
29Bはp型部分、30はクランク層、31は中間層、
32はコンタクト層をそれぞれ示している。
In the figure, 21 is a substrate, 22 is a buffer layer, 23 is an intermediate layer, 24 is a cladding layer, 25 is a guide layer, 26 is a strained quantum well active layer, 27 is a guide layer, 28
Is a clad layer, 29 is a current confinement layer, 29A is an n-type portion,
29B is a p-type portion, 30 is a crank layer, 31 is an intermediate layer,
Reference numerals 32 respectively indicate contact layers.

【0073】図示の各部分について主なデータを例示す
ると次の通りである。 (1) 基板21について 材料:n−GaAs 面指数:(100) 不純物:Si 不純物濃度:4×1018〔cm-3
The main data of each part shown in the figure is as follows. (1) Substrate 21 Material: n-GaAs Surface index: (100) Impurity: Si Impurity concentration: 4 × 10 18 [cm −3 ]

【0074】(2) バッファ層22について 材料:n−GaAs 不純物:Si 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:0.5〔μm〕(2) Buffer layer 22 Material: n-GaAs Impurity: Si Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 0.5 μm

【0075】(3) 中間層23について 材料:n−Ga0.5 In0.5 P 不純物:Si 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:0.1〔μm〕(3) About the intermediate layer 23 Material: n-Ga 0.5 In 0.5 P Impurity: Si Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 0.1 μm

【0076】(4) クラッド層24について 材料:n−((Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P 不純物:Si 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 厚さ:1.5〔μm〕〜2.0〔μm〕(4) Clad layer 24 Material: n-((Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Si Impurity concentration: 5 × 10 17 [cm −3 ] Thickness: 1.5 μm 2.0 [μm]

【0077】(5) ガイド層25について 材料:n−(Al0.4 Ga0.6 0.5 In0.5 P 不純物:Si 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 厚さ:50〔Å〕 或いは、 材料:アンドープ(Al0.4 Ga0.6 0.5 In0.5 P 厚さ:50〔Å〕(5) Guide layer 25 Material: n- (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Si Impurity concentration: 5 × 10 17 [cm −3 ] Thickness: 50 [Å] Or Material: Undoped (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P Thickness: 50 [Å]

【0078】(6) 歪み量子井戸活性層26について 井戸層 材料:アンドープ(Al)GaInP 厚さ:100〔Å〕 層数:2 圧縮歪み:0.75〔%〕 バリヤ層 材料:アンドープ(Al0.4 Ga0.6 0.5 In0.5 P 厚さ:50〔Å〕 層数:1(6) Strained quantum well active layer 26 Well layer Material: Undoped (Al) GaInP Thickness: 100 [Å] Number of layers: 2 Compressive strain: 0.75 [%] Barrier layer Material: Undoped (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P Thickness: 50 [Å] Number of layers: 1

【0079】(7) ガイド層27について 材料:p−(Al0.4 Ga0.6 0.5 In0.5 P 不純物:Zn 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 厚さ:50〔Å〕 或いは、 材料:アンドープ(Al0.4 Ga0.6 0.5 In0.5 P 厚さ:50〔Å〕(7) Guide layer 27 Material: p- (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Zn Impurity concentration: 5 × 10 17 [cm −3 ] Thickness: 50 [Å] Or Material: Undoped (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P Thickness: 50 [Å]

【0080】(8) クラッド層28について 材料:p−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P 不純物:Zn 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 厚さ:0.2〔μm〕(8) Clad layer 28 Material: p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Zn Impurity concentration: 5 × 10 17 [cm -3 ] Thickness: 0.2 [μm]

【0081】(9) Zn及びSeを同時ドープした電
流狭窄層29について (100)面上に在るn型部分29A 材料:n−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P 不純物:Se 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:0.5〔μm〕 V溝上に在るp型部分29B 材料:p−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P 不純物:Zn 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:0.5〔μm〕
(9) Concerning current confinement layer 29 co-doped with Zn and Se n-type portion 29A on (100) plane Material: n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Se Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 0.5 [μm] p-type part 29B present on V groove Material: p− (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Zn Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm -3 ] Thickness: 0.5 [μm]

【0082】(10) クラッド層30について 材料:p−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P 不純物:Zn 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:1.3〔μm〕(10) About the clad layer 30 Material: p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Impurity: Zn Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 1.3 [μm]

【0083】(11) 中間層31について 材料:p−Ga0.5 In0.5 P 不純物:Zn 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:0.1〔μm〕(11) About the intermediate layer 31 Material: p-Ga 0.5 In 0.5 P Impurity: Zn Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 0.1 μm

【0084】(12) コンタクト層32について 材料:p−GaAs 不純物:Zn 不純物濃度:5×1018〔cm-3〕 厚さ:0.5〔μm〕(12) Contact layer 32 Material: p-GaAs Impurity: Zn Impurity concentration: 5 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 0.5 [μm]

【0085】前記第一実施例に於いて、面指数(10
0)の面が表出されたGaAsからなる基板21にV溝
を形成するには、幅が1〔μm〕乃至2〔μm〕程度の
ストライプからなる窓が<01−1>方向に延在するS
iO2 或いはレジストなどからなるマスクを形成し、フ
ッ化水素酸、過酸化水素、水の混合液をエッチャントと
するウエット・エッチングで基板21のエッチングを行
なう。
In the first embodiment, the surface index (10
In order to form the V-groove on the substrate 21 made of GaAs whose surface (0) is exposed, a window made of stripes having a width of about 1 [μm] to 2 [μm] extends in the <01-1> direction. S to do
A mask made of iO 2 or a resist is formed, and the substrate 21 is etched by wet etching using a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide and water as an etchant.

【0086】この場合、V溝の開口面に於ける幅は5
〔μm〕乃至6〔μm〕とするが、エッチャントの特性
を反映し、V溝の底部分には、マスクの幅と同じ幅の平
坦部分が生成される。
In this case, the width at the opening surface of the V groove is 5
[Μm] to 6 [μm], but reflecting the characteristics of the etchant, a flat portion having the same width as the width of the mask is formed at the bottom of the V groove.

【0087】V溝が形成された基板21上に各半導体層
を形成する為の結晶成長を行なうには有機金属気相成長
(metalorganic vapor phase
epitaxy:MOVPE)法を適用して良く、そ
の場合、In,Ga,Al,As,Pの各原料ガスとし
て、 トリメチルインジウム(TMIn:In(CH3 3 ) トリエチルガリウム(TEGa:Ga(C2 5 3 ) トリメチルアルミニウム(TMAl:Al(C
3 3 ) アルシン(AsH3 ) ホスフィン(PH3 ) を用いる。
In order to perform crystal growth for forming each semiconductor layer on the substrate 21 in which the V groove is formed, a metalorganic vapor phase growth is carried out.
The epitaxy: MOVPE) method may be applied. In that case, trimethylindium (TMIn: In (CH 3 ) 3 ) triethylgallium (TEGa: Ga (C 2 ) is used as the source gas of In, Ga, Al, As, and P. H 5 ) 3 ) Trimethylaluminum (TMAl: Al (C
H 3) 3) using arsine (AsH 3) phosphine (PH 3).

【0088】また、Zn,Se,Siのドーピングを行
なうには、ジメチル亜鉛(DMZn:Zn(C
3 2 )或いはジエチル亜鉛(DEZn:Zn(C2
5 2 ) セレン化水素(H2 Se) ジシラン(Si2 6 ) モノシラン(SiH4 ) などを用いる。
To perform doping of Zn, Se and Si, dimethyl zinc (DMZn: Zn (C
H 3 ) 2 ) or diethyl zinc (DEZn: Zn (C 2
H 5 ) 2 ) Hydrogen selenide (H 2 Se) Disilane (Si 2 H 6 ) Monosilane (SiH 4 ) or the like is used.

【0089】前記諸ガスのキャリヤ・ガスとしては水素
を用い、成長圧力を例えば50〔Torr〕前後、成長
温度は650〔℃〕〜750〔℃〕として良い。尚、前
記した基板21に於けるV溝の底に生成された平坦部分
は、各半導体層が成長されて厚くなるにつれて消失し、
完全なV字型になる。
Hydrogen may be used as a carrier gas for the various gases, the growth pressure may be about 50 [Torr], and the growth temperature may be 650 [° C.] to 750 [° C.]. The flat portion formed at the bottom of the V groove in the substrate 21 disappears as the semiconductor layers grow and become thicker.
It becomes a complete V shape.

【0090】図10は本発明一実施例の半導体レーザ装
置に於けるV溝をもった基板上の諸半導体層が横断面で
V字型パターンをなしていることを明らかにする為の顕
微鏡写真(基板上に形成された微細なパターンを表して
いるもの)である。写真に於いて、白い部分はp型結晶
からなる半導体層であり、また、黒い部分はn型結晶か
らなる半導体層である。
FIG. 10 is a photomicrograph for clarifying that the semiconductor layers on the substrate having V-grooves in the semiconductor laser device of the embodiment of the present invention have a V-shaped pattern in cross section. (It represents a fine pattern formed on a substrate). In the photograph, the white portion is a semiconductor layer made of p-type crystal, and the black portion is a semiconductor layer made of n-type crystal.

【0091】図11は本発明の半導体レーザ装置に窓構
造を導入した実施例を説明する為の要部切断側面図であ
り、図9に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。尚、ここでは、活性
層のクランクを説明することが目的である為、図には、
主要な点以外で多くの省略がある。
FIG. 11 is a sectional side view of an essential part for explaining an embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention. Whether the same symbols as those used in FIG. 9 represent the same parts. Or they have the same meaning. In addition, since the purpose here is to explain the crank of the active layer, in the figure,
There are many omissions other than the major points.

【0092】図示例では、基板21に於けるV溝の幅を
端面近傍で例えば1〔μm〕程度、その内側で例えば2
〔μm〕程度とする。尚、端面近傍のV溝は緩徐に消失
するようにしても良い。
In the illustrated example, the width of the V groove in the substrate 21 is, for example, about 1 [μm] near the end face, and is 2 inside the V groove.
[Μm] The V groove near the end face may be gradually disappeared.

【0093】図からも明らかな通り、活性層26は約2
〔μm〕〜3〔μm〕程度上側にクランクし、端面近傍
では、活性層26の上側に接するp型のクラッド層28
及び30内にn型の電流非注入領域30Aが形成されて
いる。
As is clear from the figure, the active layer 26 has about 2
The p-type cladding layer 28 is cranked upward by about [μm] to 3 [μm] and is in contact with the upper side of the active layer 26 near the end face.
N and the n-type current non-injection region 30A are formed in the regions 30 and 30.

【0094】図12は本発明の半導体レーザ装置に窓構
造を導入した他の実施例を説明する為の要部切断側面図
であり、図9及び図11に於いて用いた記号と同記号は
同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。尚、
ここでも、活性層のクランクを説明することが目的であ
る為、図には、主要な点以外で多くの省略がある。
FIG. 12 is a cutaway side view of an essential part for explaining another embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention. The same symbols as those used in FIGS. 9 and 11 are the same. They represent the same part or have the same meaning. still,
Again, there are many omissions in the figures, other than the main points, for the purpose of explaining the cranks of the active layer.

【0095】図示例では、基板21に於けるV溝の幅
が、端面近傍では、内側に比較して2〔μm〕〜3〔μ
m〕程度広くなっている。
In the illustrated example, the width of the V groove in the substrate 21 is 2 [μm] to 3 [μ] in the vicinity of the end face as compared with the inside.
m] wide.

【0096】図から明らかなように、活性層26は、基
板21側に、即ち、下側にクランクする。尚、本実施例
では、電流非注入領域を形成することはできない。
As is apparent from the figure, the active layer 26 cranks toward the substrate 21, that is, downward. In this example, the current non-injection region cannot be formed.

【0097】図13は本発明の半導体レーザ装置に窓構
造を導入した他の実施例を説明する為の要部切断側面図
であり、図9、図11、図12に於いて用いた記号と同
記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。尚、ここでは、端面のワイド・ギャップ化を説明す
ることが目的である為、図には、主要な点以外で多くの
省略がある。
FIG. 13 is a cutaway side view of a main part for explaining another embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention. The symbols used in FIGS. 9, 11 and 12 are The same symbol represents the same part or has the same meaning. Since the purpose here is to explain the widening of the end face, there are many omissions in the figure except for the main points.

【0098】図に於いて、33はZn拡散領域を示して
いる。
In the drawing, 33 indicates a Zn diffusion region.

【0099】図示例では、端面近傍に於いて、表面から
活性層26に達するまで、Znを気相、或いは、固相で
拡散し、GaInP中の自然超格子、或いは、多重量子
井戸からなる活性層26にディスオーダを発生させ、端
面をワイド・ギャップ化してある。
In the illustrated example, near the end face, Zn diffuses in the vapor phase or solid phase until it reaches the active layer 26 from the surface, and an active superlattice in GaInP or an active layer composed of multiple quantum wells is formed. Disorder is generated in the layer 26, and the end face is made wide gap.

【0100】例えば、気相拡散を行なう場合には、端面
近傍の部分に窓を設けた拡散マスクを形成し、全体を石
英アンプル中に例えばZnAs2 などの拡散源と共に真
空で封じ込め、温度を500〔℃〕〜700〔℃〕とし
て実施する。
For example, in the case of performing vapor phase diffusion, a diffusion mask having a window in the vicinity of the end face is formed, and the whole is enclosed in a quartz ampoule together with a diffusion source such as ZnAs 2 in a vacuum, and the temperature is set to 500. It is carried out at [° C] to 700 [° C].

【0101】図14は本発明の半導体レーザ装置に窓構
造を導入した他の実施例を説明する為の要部切断側面図
であり、図9、図11乃至図13に於いて用いた記号と
同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。尚、ここでも、端面のワイド・ギャップ化を説明す
ることが目的である為、図には、主要な点以外で多くの
省略がある。
FIG. 14 is a sectional side view of an essential part for explaining another embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention. The symbols used in FIG. 9, FIG. 11 to FIG. The same symbol represents the same part or has the same meaning. Since the purpose is also to explain the widening of the end face, there are many omissions in the figure except for the main points.

【0102】図に於いて、34はSiO2 などからなる
マスク、35はZn拡散領域を示している。
In the figure, 34 is a mask made of SiO 2 or the like, and 35 is a Zn diffusion region.

【0103】図示例では、端面近傍に選択的にマスク3
4を形成し、熱処理を加えることでマスク34の下の部
分のみ、クラッド層30或いは28などに含まれるZn
を活性層26に拡散させ、GaInP中の自然超格子、
或いは、多重量子井戸からなる活性層26にディスオー
ダを発生させ、端面をワイド・ギャップ化してある。
In the illustrated example, the mask 3 is selectively formed near the end face.
No. 4 is formed and heat treatment is applied to form Zn contained in the cladding layer 30 or 28 only under the mask 34.
Are diffused into the active layer 26, and a natural superlattice in GaInP,
Alternatively, a disorder is generated in the active layer 26 composed of multiple quantum wells to make the end faces wide gaps.

【0104】また、活性層26にGaInAsPを用い
れば、GaInAsP活性層/AlGaInPクラッド
層間のAs/P相互拡散に依って、端面近傍をワイド・
ギャップ化することもできる。
If GaInAsP is used for the active layer 26, the vicinity of the end face is widened due to As / P interdiffusion between the GaInAsP active layer / AlGaInP clad layer.
You can also make a gap.

【0105】[0105]

【発明の効果】本発明に依る半導体レーザ装置に於いて
は、V型状の溝が形成されてなる化合物半導体基板と、
その化合物半導体基板上に形成されてV字型の活性層と
p型クラッド層とを含んでなるダブル・ヘテロ構造とを
備えてなり、p型クラッド層内には同時に導入された二
族アクセプタ及び六族ドナーのうち六族ドナーが(10
0)面に集まって生成されたn型領域及び二族アクセプ
タが集まってV型状の溝上に生成されたp型領域で構成
された電流狭窄層が介在し且つ電流狭窄層に於ける電流
路の下方には前記V字型の活性層に於ける発光領域であ
る底部分が位置している。
In the semiconductor laser device according to the present invention, a compound semiconductor substrate having a V-shaped groove is formed,
A double heterostructure formed on the compound semiconductor substrate and including a V-shaped active layer and a p-type clad layer, and a Group II acceptor simultaneously introduced into the p-type clad layer; Among the 6 group donors, 6 group donors (10
0) plane and an n-type region formed together and a group II acceptor are formed together to form a current-confining layer composed of a p-type region formed on a V-shaped groove and a current path in the current-confining layer. A bottom portion, which is a light emitting region in the V-shaped active layer, is located below the.

【0106】前記構成を採ることに依り、レーザ光はV
字型の活性層に於ける底部分に閉じ込めることができ、
広い光出力の範囲に亙って、安定な水平横モード閉じ込
めを実現することができる。従って、高出力時までキン
クが発生せず、低アスペクト比及び低非点収差が実現さ
れ、また、セルフ・アラインのクランク型窓構造や電流
非注入領域構造も容易に実現され、高い光出力及び優れ
た信頼性をもつ半導体レーザ装置が得られる。
By adopting the above configuration, the laser light is V
Can be confined to the bottom of the V-shaped active layer,
Stable horizontal transverse mode confinement can be achieved over a wide light output range. Therefore, kink does not occur until high output, low aspect ratio and low astigmatism are realized, and also self-aligned crank type window structure and current non-injection region structure are easily realized, and high optical output and A semiconductor laser device having excellent reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
を表す要部正面図である。
FIG. 1 is a front view of a main part of a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
を表す要部正面図である。
FIG. 2 is a main part front view showing a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図3】本発明に依って作成された半導体レーザ装置に
於ける基板上の活性層が横断面でV字型パターンをなし
ていることを明らかにする為の顕微鏡写真(基板上に形
成された微細なパターンを表しているもの)である。
FIG. 3 is a photomicrograph for clarifying that an active layer on a substrate in a semiconductor laser device manufactured according to the present invention has a V-shaped pattern in a cross section (formed on the substrate. It represents a fine pattern).

【図4】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
に於ける基板を表す要部斜面図である。
FIG. 4 is a perspective view of a main part of a substrate in a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図5】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
に於ける基板上に形成された各半導体層を表す要部斜面
図である。
FIG. 5 is a perspective view of a principal part showing each semiconductor layer formed on a substrate in a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図6】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
に関する要部説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view of a main part of a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図7】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
に於ける基板を表す要部斜面図である。
FIG. 7 is a perspective view of a main part of a substrate in a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図8】本発明の原理を解説する為の半導体レーザ装置
を表す要部切断側面図である。
FIG. 8 is a side sectional view showing a main part of a semiconductor laser device for explaining the principle of the present invention.

【図9】本発明に於ける一実施例を解説する為の半導体
レーザ装置を表す要部正面図である。
FIG. 9 is a front view of a main part of a semiconductor laser device for explaining an embodiment of the present invention.

【図10】本発明一実施例の半導体レーザ装置に於ける
V溝をもった基板上の諸半導体層が横断面でV字型パタ
ーンをなしていることを明らかにする為の顕微鏡写真
(基板上に形成された微細なパターンを表しているも
の)である。
FIG. 10 is a photomicrograph for clarifying that the semiconductor layers on the substrate having the V groove in the semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention have a V-shaped pattern in cross section (substrate. It represents a fine pattern formed above).

【図11】本発明の半導体レーザ装置に窓構造を導入し
た実施例を説明する為の要部切断側面図である。
FIG. 11 is a side sectional view of a main part for explaining an embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention.

【図12】本発明の半導体レーザ装置に窓構造を導入し
た他の実施例を説明する為の要部切断側面図である。
FIG. 12 is a sectional side view of a main part for explaining another embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention.

【図13】本発明の半導体レーザ装置に窓構造を導入し
た他の実施例を説明する為の要部切断側面図である。
FIG. 13 is a fragmentary side view for explaining another embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention.

【図14】本発明の半導体レーザ装置に窓構造を導入し
た他の実施例を説明する為の要部切断側面図である。
FIG. 14 is a sectional side view of a main part for explaining another embodiment in which a window structure is introduced into the semiconductor laser device of the present invention.

【図15】標準的なAlGaInP/GaInPロス・
ガイド型可視光半導体レーザ装置を表す要部正面図であ
る。
FIG. 15: Standard AlGaInP / GaInP loss
It is a principal part front view showing a guide type visible light semiconductor laser device.

【図16】S3 レーザを解説する為の要部正面図であ
る。
FIG. 16 is a front view of relevant parts for explaining an S 3 laser.

【図17】米国特許第5,065,200号明細書に見
られる半導体レーザ装置の要部正面図である。
FIG. 17 is a front view of the main part of the semiconductor laser device seen in US Pat. No. 5,065,200.

【図18】米国特許第5,065,200号明細書に見
られる半導体レーザ装置の要部正面図である。
FIG. 18 is a front view of the main part of the semiconductor laser device seen in US Pat. No. 5,065,200.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 基板 22 バッファ層 23 中間層 24 クラッド層 25 ガイド層 26 歪み量子井戸活性層 27 ガイド層 28 クラッド層 29 電流狭窄層 29A n型部分 29B p型部分 30 クラッド層 31 中間層 32 コンタクト層 21 substrate 22 buffer layer 23 intermediate layer 24 cladding layer 25 guide layer 26 strained quantum well active layer 27 guide layer 28 cladding layer 29 current constriction layer 29A n-type portion 29B p-type portion 30 cladding layer 31 intermediate layer 32 contact layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(100)面である主面の<01−1>方
向に延在するV型状の溝が形成されてなる化合物半導体
基板と、 前記化合物半導体基板上に形成されてV字型の活性層と
p型クラッド層とを含んでなるダブル・ヘテロ構造とを
備えてなり、前記p型クラッド層内には同時に導入され
た二族アクセプタ及び六族ドナーのうち六族ドナーが
(100)面に集まって生成されたn型領域及び二族ア
クセプタが集まってV型状の溝上に生成されたp型領域
で構成された電流狭窄層が介在し且つその電流狭窄層に
於ける電流路の下方には前記V字型の活性層に於ける発
光領域である底部分が位置することを特徴とする半導体
レーザ装置。
1. A compound semiconductor substrate having a V-shaped groove extending in a <01-1> direction of a main surface which is a (100) plane, and a V-shaped groove formed on the compound semiconductor substrate. A double heterostructure including a p-type clad layer and a p-type clad layer, and a group 6 donor out of the group 2 acceptor and the group 6 donor introduced simultaneously in the p-type clad layer ( 100) plane and an n-type region formed by gathering and a group II acceptor are gathered, and a current constriction layer composed of a p-type region formed on a V-shaped groove is interposed and current in the current confinement layer. A semiconductor laser device characterized in that a bottom portion which is a light emitting region in the V-shaped active layer is located below the path.
【請求項2】V型状の溝が少なくとも一方の端面近傍で
幅が狭小化或いは零となり且つ活性層が前記端面近傍に
於いてV字型から平坦に変化すると共に表面側に屈曲し
てなることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装
置。
2. A V-shaped groove is narrowed or has a width of zero near at least one end face, and the active layer changes from V-shaped to flat near the end face and is bent toward the surface side. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein:
【請求項3】V型状の溝が少なくとも一方の端面近傍で
幅が拡大化され且つ活性層が前記端面近傍で基板側に屈
曲してなることを特徴とする請求項1記載の半導体レー
ザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the V-shaped groove has a width enlarged near at least one end face and the active layer is bent toward the substrate near the end face. .
【請求項4】V型状の溝が少なくとも一方の端面近傍で
幅が狭小化或いは零となり且つp型クラッド層が前記端
面近傍でV字型から平坦に変化すると共に導電型がn型
に変化して電流非注入領域をなすことを特徴とする請求
項1或いは請求項2記載の半導体レーザ装置。
4. The V-shaped groove has a width narrowed or becomes zero near at least one end face, and the p-type cladding layer changes from V-shaped to flat near the end face and the conductivity type changes to n-type. 3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the current non-injection region is formed.
【請求項5】端面近傍の表面から少なくとも活性層に達
するように不純物が導入されて前記端面近傍に於ける活
性層のV字型の底部分に於けるエネルギ・バンド・ギャ
ップが前記端面近傍の内側に比較して広くなっているこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
5. An impurity is introduced from the surface near the end face to reach at least the active layer so that the energy band gap at the V-shaped bottom portion of the active layer near the end face is near the end face. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is wider than the inside.
JP30458793A 1993-11-11 1993-11-11 Semiconductor laser Withdrawn JPH07135374A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0897506A (en) * 1994-09-28 1996-04-12 Sharp Corp Manufacture of end face growth window type semiconductor laser element
JP2001168463A (en) * 1999-12-09 2001-06-22 Furukawa Electric Co Ltd:The Laminating structure of compound semiconductor layer and manufacturing method therefor
US7733935B2 (en) 2007-10-23 2010-06-08 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor laser device and method of producing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0897506A (en) * 1994-09-28 1996-04-12 Sharp Corp Manufacture of end face growth window type semiconductor laser element
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