JP2000101200A - 半導体レーザーおよびマルチ半導体レーザー - Google Patents
半導体レーザーおよびマルチ半導体レーザーInfo
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- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低閾値で、狭いファーフィールドパターンの
半導体レーザーを得る。 【解決手段】 ｛１００｝結晶面を主面とする化合物半
導体基板１の＜０１１＞結晶軸方向に延長するストライ
プ部が段差部４１間に形成され、このストライプ部にレ
ーザー共振器が構成され、ストライプ部の幅が、レーザ
ー共振器の一端面において、レーザー共振器の中央部お
よび他端面に比し幅広とされる。そして、このストライ
プ部の形状に従って、レーザー共振器の活性層のストラ
イプ形状を中央部および他端面に比し幅広とする。
半導体レーザーを得る。 【解決手段】 ｛１００｝結晶面を主面とする化合物半
導体基板１の＜０１１＞結晶軸方向に延長するストライ
プ部が段差部４１間に形成され、このストライプ部にレ
ーザー共振器が構成され、ストライプ部の幅が、レーザ
ー共振器の一端面において、レーザー共振器の中央部お
よび他端面に比し幅広とされる。そして、このストライ
プ部の形状に従って、レーザー共振器の活性層のストラ
イプ形状を中央部および他端面に比し幅広とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低閾値電流で、狭
いファーフィールドパターン（遠視野像：以下ＦＦＰと
いう）を有する半導体レーザーおよびマルチ半導体レー
ザーに係わる。
いファーフィールドパターン（遠視野像：以下ＦＦＰと
いう）を有する半導体レーザーおよびマルチ半導体レー
ザーに係わる。
【０００２】
【従来の技術】低閾値電流半導体レーザーとして、ＳＤ
Ｈ(Separated Double Heterostructure)レーザーがあ
る。このＳＤＨレーザーは、図１２にその概略断面図を
示すように、第１導電型例えばｐ型の一主面が（１０
０）結晶面とされたＧａＡｓ基板１が用意され、その
（１００）面による一主面に、〔０１１〕軸方向に延び
るストレートストライプ状のリッジ２が形成され、この
リッジ２を有する基板１の主面上に、順次、それぞれＭ
ＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposition:
有機金属気相成長）法によって、第１導電型のｐ型のＧ
ａＡｓより成るバッファー層３と、ｐ型のＡｌＧａＡｓ
より成る第１クラッド層４と、例えば多重量子井戸構造
による活性層５と、第２導電型のｎ型のＡｌＧａＡｓよ
り成る第２クラッド層６と、例えば順次ｐ層、ｎ層およ
びｐ層が積層されたｐｎｐ構造によるＡｌＧａＡｓ電流
ブロック層７と、第２導電型のｎ型のＧａＡｓより成る
キャップ層９がエピタキシャル成長されて成る。
Ｈ(Separated Double Heterostructure)レーザーがあ
る。このＳＤＨレーザーは、図１２にその概略断面図を
示すように、第１導電型例えばｐ型の一主面が（１０
０）結晶面とされたＧａＡｓ基板１が用意され、その
（１００）面による一主面に、〔０１１〕軸方向に延び
るストレートストライプ状のリッジ２が形成され、この
リッジ２を有する基板１の主面上に、順次、それぞれＭ
ＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposition:
有機金属気相成長）法によって、第１導電型のｐ型のＧ
ａＡｓより成るバッファー層３と、ｐ型のＡｌＧａＡｓ
より成る第１クラッド層４と、例えば多重量子井戸構造
による活性層５と、第２導電型のｎ型のＡｌＧａＡｓよ
り成る第２クラッド層６と、例えば順次ｐ層、ｎ層およ
びｐ層が積層されたｐｎｐ構造によるＡｌＧａＡｓ電流
ブロック層７と、第２導電型のｎ型のＧａＡｓより成る
キャップ層９がエピタキシャル成長されて成る。
【０００３】上述した各半導体層のＭＯＣＶＤにおい
て、その原料としてメチル系の有機金属を用いる。この
場合、リッジ２上に｛１１１｝Ｂ面の非成長面が発生
し、この｛１１１｝Ｂ面においてリッジ２の両側の溝部
上で成長した半導体層との間に断層が生じ、リッジ２上
に｛１１１｝Ｂ面による斜面によって挟み込まれた断面
三角の半導体部１０が形成される。
て、その原料としてメチル系の有機金属を用いる。この
場合、リッジ２上に｛１１１｝Ｂ面の非成長面が発生
し、この｛１１１｝Ｂ面においてリッジ２の両側の溝部
上で成長した半導体層との間に断層が生じ、リッジ２上
に｛１１１｝Ｂ面による斜面によって挟み込まれた断面
三角の半導体部１０が形成される。
【０００４】このＳＤＨ構造による半導体レーザは、リ
ッジ２上の断面三角の半導体部１０において、狭い幅の
活性層５を形成することができ、またその両側に、ｐｎ
ｐ構造のＡｌＧａＡｓ電流ブロック層７が形成されるこ
とから、半導体部１０の活性層５に有効に電流を注入さ
せることができレーザー発振を行わすことができる。更
に、この構成においては、電流ブロック層７がクラッド
層と同じバンドギャップを持つことから、半導体部１０
での活性層５で発生した光は、横方向（ストライプの幅
方向）に対しても閉じ込めがなされて閾値電流Ｉthの低
減化を図ることができる。
ッジ２上の断面三角の半導体部１０において、狭い幅の
活性層５を形成することができ、またその両側に、ｐｎ
ｐ構造のＡｌＧａＡｓ電流ブロック層７が形成されるこ
とから、半導体部１０の活性層５に有効に電流を注入さ
せることができレーザー発振を行わすことができる。更
に、この構成においては、電流ブロック層７がクラッド
層と同じバンドギャップを持つことから、半導体部１０
での活性層５で発生した光は、横方向（ストライプの幅
方向）に対しても閉じ込めがなされて閾値電流Ｉthの低
減化を図ることができる。
【０００５】ところで、ＳＤＨ型レーザーのように、ス
トレートストライプ状の活性層を有し、特にその活性層
の幅が小さく、低閾値下が実現された半導体レーザーの
ＦＦＰパターンが大となり、レーザー光の広がり角が大
きくなる傾向がある。そして、このようにレーザー光の
広がり角が大きい半導体レーザーでは、開口数Ｎ．Ａ．
の大きなレンズが必要となり、小さいＮ．Ａ．のレンズ
を用いると光の利用効率が低下する。
トレートストライプ状の活性層を有し、特にその活性層
の幅が小さく、低閾値下が実現された半導体レーザーの
ＦＦＰパターンが大となり、レーザー光の広がり角が大
きくなる傾向がある。そして、このようにレーザー光の
広がり角が大きい半導体レーザーでは、開口数Ｎ．Ａ．
の大きなレンズが必要となり、小さいＮ．Ａ．のレンズ
を用いると光の利用効率が低下する。
【０００６】これに対し、そのＦＦＰパターンを小さく
する半導体レーザーが、特開平６−３３４２５５号公開
公報で提案された。この半導体レーザーは、図１３にそ
の概略断面図を示すように、上述した図１２のＳＤＨ型
レーザー構造においてそのストライプ状リッジ２の共振
器長方向の端面付近で幅広とし、これに応じて断面三角
形の半導体部１０の活性層５の端部の幅を中央部の幅よ
り広げて、この端部より発生させるレーザー光のＦＦＰ
パターンを小さくするものである。尚、図１３におい
て、図１２と対応する部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。
する半導体レーザーが、特開平６−３３４２５５号公開
公報で提案された。この半導体レーザーは、図１３にそ
の概略断面図を示すように、上述した図１２のＳＤＨ型
レーザー構造においてそのストライプ状リッジ２の共振
器長方向の端面付近で幅広とし、これに応じて断面三角
形の半導体部１０の活性層５の端部の幅を中央部の幅よ
り広げて、この端部より発生させるレーザー光のＦＦＰ
パターンを小さくするものである。尚、図１３におい
て、図１２と対応する部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体レー
ザーの閾値電流は、共振器を構成する活性層幅に依存す
ることから、上述したように共振器端面近傍を幅広とす
る場合、この端面付近の活性層において発振させるため
の電流値は、中央部に比べて大きくなり、結果として均
一な狭いストライプ幅を持つＳＤＨ型レーザーに比し、
閾値電流が高くなる。
ザーの閾値電流は、共振器を構成する活性層幅に依存す
ることから、上述したように共振器端面近傍を幅広とす
る場合、この端面付近の活性層において発振させるため
の電流値は、中央部に比べて大きくなり、結果として均
一な狭いストライプ幅を持つＳＤＨ型レーザーに比し、
閾値電流が高くなる。
【０００８】特に、同一基板上に、複数のレーザー素子
が形成されて集積化されたマルチ半導体レーザーを構成
する場合、そのレーザー素子において閾値電流が高くな
ると、発熱が大となり、隣り合う半導体レーザー素子へ
の熱的影響、すなわち相互の熱干渉によって、各素子に
おいてレーザー発振特性に変化が生じるとか、信頼性の
低下、寿命の低下を来すなどマルチ半導体レーザーの特
性に影響を与える。そこで、このマルチ半導体レーザー
においては、各半導体レーザー素子において、その閾値
電流が少しでも低くなることが望まれる。
が形成されて集積化されたマルチ半導体レーザーを構成
する場合、そのレーザー素子において閾値電流が高くな
ると、発熱が大となり、隣り合う半導体レーザー素子へ
の熱的影響、すなわち相互の熱干渉によって、各素子に
おいてレーザー発振特性に変化が生じるとか、信頼性の
低下、寿命の低下を来すなどマルチ半導体レーザーの特
性に影響を与える。そこで、このマルチ半導体レーザー
においては、各半導体レーザー素子において、その閾値
電流が少しでも低くなることが望まれる。
【０００９】また、例えばレーザービームプリンタ等の
光源として、ドループ特性が数％以内にとどめられるこ
とか要求される場合があり、この場合レーザー共振器の
両端面の、本来のレーザー光を出射させる前方光出射端
を形成する前方端面の反射率Ｒｆを、これとは反対側の
後方端面における反射率Ｒｒより高く、すなわちＲｆ＞
Ｒｒとする手法が用いられている。
光源として、ドループ特性が数％以内にとどめられるこ
とか要求される場合があり、この場合レーザー共振器の
両端面の、本来のレーザー光を出射させる前方光出射端
を形成する前方端面の反射率Ｒｆを、これとは反対側の
後方端面における反射率Ｒｒより高く、すなわちＲｆ＞
Ｒｒとする手法が用いられている。
【００１０】そして、このように、後方端面の反射率Ｒ
ｒを小さくし、しかもこの後方端面における共振器幅を
幅広とすると、この後方からの出射光量は大きく、しか
もその出射角は小さくなる。
ｒを小さくし、しかもこの後方端面における共振器幅を
幅広とすると、この後方からの出射光量は大きく、しか
もその出射角は小さくなる。
【００１１】ところで、一般に半導体レーザーの駆動に
おいては、例えばそのパワー制御は、半導体レーザーの
後方からの、前方出射光に比例する後方出射光の強度
を、光検出素子、一般にはフォトダイオードによって検
出して、前方出射光のパワーをモニターし、この検出出
力をパワー制御信号として用いる。ところが、上述した
ように、後方出射光量が大でかつ出射角が小さい場合、
フォトダイオードに、強いレーザー光が効率良く入射す
ることになって、光の吸収が飽和し、正しい光出力をモ
ニターすることができなくなるという問題が発生する。
おいては、例えばそのパワー制御は、半導体レーザーの
後方からの、前方出射光に比例する後方出射光の強度
を、光検出素子、一般にはフォトダイオードによって検
出して、前方出射光のパワーをモニターし、この検出出
力をパワー制御信号として用いる。ところが、上述した
ように、後方出射光量が大でかつ出射角が小さい場合、
フォトダイオードに、強いレーザー光が効率良く入射す
ることになって、光の吸収が飽和し、正しい光出力をモ
ニターすることができなくなるという問題が発生する。
【００１２】本発明は、ＦＦＰパターンを小さく、しか
も閾値電流の低減化を図る。更に、後方出射レーザー光
の光密度の低減化をはかって、例えば半導体レーザーの
出力モニターのための後方出射レーザー光の検出の飽和
化を回避する。
も閾値電流の低減化を図る。更に、後方出射レーザー光
の光密度の低減化をはかって、例えば半導体レーザーの
出力モニターのための後方出射レーザー光の検出の飽和
化を回避する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザーにおいては、｛１００｝結晶面を主面とする化合物
半導体基板の＜０１１＞結晶軸方向に延長するストライ
プ部が段差部間に形成され、このストライプ部にレーザ
ー共振器が構成され、そのストライプ部の幅を、レーザ
ー共振器の一端面側において、レーザー共振器の中央部
および他端面側に比し幅広とする。そして、このストラ
イプ部の形状に従って、レーザー共振器の活性層のスト
ライプ形状を中央部および他端面に比し幅広とする。
ザーにおいては、｛１００｝結晶面を主面とする化合物
半導体基板の＜０１１＞結晶軸方向に延長するストライ
プ部が段差部間に形成され、このストライプ部にレーザ
ー共振器が構成され、そのストライプ部の幅を、レーザ
ー共振器の一端面側において、レーザー共振器の中央部
および他端面側に比し幅広とする。そして、このストラ
イプ部の形状に従って、レーザー共振器の活性層のスト
ライプ形状を中央部および他端面に比し幅広とする。
【００１４】また、本発明によるマルチ半導体レーザー
は、上述の本発明による半導体レーザー構成による複数
の半導体レーザー素子が、共通の化合物半導体基板に配
列された構成とする。
は、上述の本発明による半導体レーザー構成による複数
の半導体レーザー素子が、共通の化合物半導体基板に配
列された構成とする。
【００１５】本発明による半導体レーザーにおいては、
一方の共振器端面においてのみ幅広とすることから、前
方出射レーザー光に関してはそのＦＦＰパターンを縮小
するが、他方の端面については、所要の幅狭構成とし
て、閾値電流の増大化を緩和し、また、この後方出射レ
ーザー光に関しては、共振器を幅広構成しないことか
ら、この後方出射レーザー光に関して出射角を大として
このモニター用レーザー光の検出が飽和することを回避
する。そして、マルチ半導体レーザーにおいては、各半
導体レーザー素子の閾値電流の増大化の緩和によって、
レーザー素子相互の熱干渉を回避するものである。
一方の共振器端面においてのみ幅広とすることから、前
方出射レーザー光に関してはそのＦＦＰパターンを縮小
するが、他方の端面については、所要の幅狭構成とし
て、閾値電流の増大化を緩和し、また、この後方出射レ
ーザー光に関しては、共振器を幅広構成しないことか
ら、この後方出射レーザー光に関して出射角を大として
このモニター用レーザー光の検出が飽和することを回避
する。そして、マルチ半導体レーザーにおいては、各半
導体レーザー素子の閾値電流の増大化の緩和によって、
レーザー素子相互の熱干渉を回避するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明による半導体レーザーの一
例を図１の概略斜視図を参照して説明するが、本発明は
この例に限られないことは言うまでもない。
例を図１の概略斜視図を参照して説明するが、本発明は
この例に限られないことは言うまでもない。
【００１７】図１に示すように、この例においては、第
１導電型の例えばｐ型ＧａＡｓより成る化合物半導体基
板２１を用意し、その｛１００｝結晶面例えば（１０
０）結晶面よりなる一主面上に、＜０１１＞結晶軸方向
例えば〔０１１〕結晶軸方向に延長するストライプ状の
対の平行段差部４１によって挟みこまれたリッジ２２を
形成する。
１導電型の例えばｐ型ＧａＡｓより成る化合物半導体基
板２１を用意し、その｛１００｝結晶面例えば（１０
０）結晶面よりなる一主面上に、＜０１１＞結晶軸方向
例えば〔０１１〕結晶軸方向に延長するストライプ状の
対の平行段差部４１によって挟みこまれたリッジ２２を
形成する。
【００１８】この段差部４１すなわちリッジ２２の形成
は、フォトリソグラフィによる例えばウエットエッチン
グによって形成する。
は、フォトリソグラフィによる例えばウエットエッチン
グによって形成する。
【００１９】そして、このリッジ２２が形成された基板
２１上に、全面的に順次例えばｐ型ＧａＡｓによる第１
導電型のバッファー層２３、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓよ
り成る第１導電型の第１クラッド層２４、多重量子井戸
構造による活性層２５、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓより
成る第２導電型の下層第２クラッド層２６、ｐｎｐ構成
の電流ブロック層２７、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓよりな
る第２導電型の上層クラッド層２８、例えばｎ型ＧａＡ
ｓより成る第２導電型のキャップ層２９を、順次連続エ
ピタキシャル成長によって形成する。
２１上に、全面的に順次例えばｐ型ＧａＡｓによる第１
導電型のバッファー層２３、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓよ
り成る第１導電型の第１クラッド層２４、多重量子井戸
構造による活性層２５、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓより
成る第２導電型の下層第２クラッド層２６、ｐｎｐ構成
の電流ブロック層２７、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓよりな
る第２導電型の上層クラッド層２８、例えばｎ型ＧａＡ
ｓより成る第２導電型のキャップ層２９を、順次連続エ
ピタキシャル成長によって形成する。
【００２０】これらエピタキシャル成長は、メチル系材
料、例えばＴＭＧａ（トリ・メチル・ガリウム）、ＴＭ
Ａ（トリ・メチル・アルミニウム）およびＡｓＨ3 （ア
ルシン）を用いたＭＯＣＶＤによって形成する。この場
合〔０１１〕結晶方向に延長するリッジ２２の両側縁に
一旦｛１１１｝Ｂ結晶面が生じると、この｛１１１｝Ｂ
結晶面上にはエピタキシャル成長が生じにくいことか
ら、リッジ２２上においては、｛１１１｝Ｂ結晶面によ
って挟みこまれた断面三角形の半導体部４０が、リッジ
２２の両側の溝底部から成長した各半導体層とは、分断
して形成される。
料、例えばＴＭＧａ（トリ・メチル・ガリウム）、ＴＭ
Ａ（トリ・メチル・アルミニウム）およびＡｓＨ3 （ア
ルシン）を用いたＭＯＣＶＤによって形成する。この場
合〔０１１〕結晶方向に延長するリッジ２２の両側縁に
一旦｛１１１｝Ｂ結晶面が生じると、この｛１１１｝Ｂ
結晶面上にはエピタキシャル成長が生じにくいことか
ら、リッジ２２上においては、｛１１１｝Ｂ結晶面によ
って挟みこまれた断面三角形の半導体部４０が、リッジ
２２の両側の溝底部から成長した各半導体層とは、分断
して形成される。
【００２１】この場合、断面三角形の半導体部４０にお
いては、バッファー層２３、第１クラッド層２４、活性
層２５および下層第２クラッド層２６が成長され、活性
層２５の両側縁に、リッジ２２の両側の上述した溝底部
上に成長させたｐｎｐ構成の電流ブロック層２７の端面
が衝合し、更に半導体部４０上を覆って上層第２クラッ
ド層２８およびキャップ層２９が成長されるように、リ
ッジ２２の高さ、幅、各層の厚さの選定がなされる。
いては、バッファー層２３、第１クラッド層２４、活性
層２５および下層第２クラッド層２６が成長され、活性
層２５の両側縁に、リッジ２２の両側の上述した溝底部
上に成長させたｐｎｐ構成の電流ブロック層２７の端面
が衝合し、更に半導体部４０上を覆って上層第２クラッ
ド層２８およびキャップ層２９が成長されるように、リ
ッジ２２の高さ、幅、各層の厚さの選定がなされる。
【００２２】そして、キャップ層２９上と、基板２１の
裏面とに、それぞれ例えばＡｕＧｅＮｉおよびＡｕの積
層構造、ＡｕＺｎおよびＡｕの積層構造による第１およ
び第２の電極５１および５２がオーミックに被着され
る。
裏面とに、それぞれ例えばＡｕＧｅＮｉおよびＡｕの積
層構造、ＡｕＺｎおよびＡｕの積層構造による第１およ
び第２の電極５１および５２がオーミックに被着され
る。
【００２３】この構成によれば、図１２および図１３で
説明したように、半導体部４０の両側に電流ブロック層
２７が配置されることから、半導体部４０における活性
層２５に限定的に電流を注入させることができ、この半
導体部４０において、レーザー発振が行われる。この場
合、共振器の両端面、すなわち半導体部４０の前方光出
射端面を有する前方端面３１ｆおよび後方光出射端面を
構成するする後方端面３１ｒには、それぞれその反射率
がＲｆおよびＲｒとする光学反射面、例えば誘電体膜が
形成される。そして、この場合、ドループ特性を考慮す
る場合においては、Ｒｆ＞Ｒｒとする。
説明したように、半導体部４０の両側に電流ブロック層
２７が配置されることから、半導体部４０における活性
層２５に限定的に電流を注入させることができ、この半
導体部４０において、レーザー発振が行われる。この場
合、共振器の両端面、すなわち半導体部４０の前方光出
射端面を有する前方端面３１ｆおよび後方光出射端面を
構成するする後方端面３１ｒには、それぞれその反射率
がＲｆおよびＲｒとする光学反射面、例えば誘電体膜が
形成される。そして、この場合、ドループ特性を考慮す
る場合においては、Ｒｆ＞Ｒｒとする。
【００２４】上述の構成において、活性層２５は、例え
ば多重量子井戸構造とする。この活性層２５は、例えば
図２にそのエネルギーバンドギャップの伝導帯側のモデ
ルを示すように、例えばＡｌX Ｇａ1-X Ａｓ（ｘは原子
比）において、ｘ＝０．４のクラッド層２４および２６
間に、例えばｘ＝０．３で厚さ（幅）ＷG が例えば５０
０Åのガイド層（図１においては図示していない）を介
して、例えばｘ＝０．１で例えば厚さ（幅）Ｗw が８０
Åのウエル層と例えばｘ＝０．３で厚さ（幅）ＷB が５
０Åのバリア層が積層された構造とすることができる。
ば多重量子井戸構造とする。この活性層２５は、例えば
図２にそのエネルギーバンドギャップの伝導帯側のモデ
ルを示すように、例えばＡｌX Ｇａ1-X Ａｓ（ｘは原子
比）において、ｘ＝０．４のクラッド層２４および２６
間に、例えばｘ＝０．３で厚さ（幅）ＷG が例えば５０
０Åのガイド層（図１においては図示していない）を介
して、例えばｘ＝０．１で例えば厚さ（幅）Ｗw が８０
Åのウエル層と例えばｘ＝０．３で厚さ（幅）ＷB が５
０Åのバリア層が積層された構造とすることができる。
【００２５】そして、本発明半導体レーザー構成におい
ては、上述のリッジ２２の平面パターンを、図３Ａ、Ｂ
およびＣに示すように、その前方端面側の幅Ｗｆを、中
央部の幅Ｗｃおよび後方端面側の幅Ｗｒより大に選定す
る。この場合のリッジ２２の形状は、図３Ａに示すよう
に、前方側に局部的に漸次幅広とする湾曲形状とするこ
ともできるし、図３Ｂに示すように、階段的に形成する
こともできるし、後方側から前方側に向かってテーパ状
に幅広とする形状とすることもできるなど種々の形状と
することができる。
ては、上述のリッジ２２の平面パターンを、図３Ａ、Ｂ
およびＣに示すように、その前方端面側の幅Ｗｆを、中
央部の幅Ｗｃおよび後方端面側の幅Ｗｒより大に選定す
る。この場合のリッジ２２の形状は、図３Ａに示すよう
に、前方側に局部的に漸次幅広とする湾曲形状とするこ
ともできるし、図３Ｂに示すように、階段的に形成する
こともできるし、後方側から前方側に向かってテーパ状
に幅広とする形状とすることもできるなど種々の形状と
することができる。
【００２６】図４ＡおよびＢは、上述した構成によるリ
ッジ２２とこれの上の半導体部４０の前方端面３１ｆ側
および後方端面３１ｒ側からのそれぞれの正面図および
背面図を示す。すなわち、上述したように、前方端面側
の幅Ｗｆと、後方端面側の幅Ｗｒとは、Ｗｆ＞Ｗｒとさ
れることから、｛１１１｝Ｂ面によって挟み込まれて形
成される半導体部４０の前方端面側の高さＨｆは、後方
端面側の高さＨｒに比して大、すなわちＨｆ＞Ｈｒとな
る。
ッジ２２とこれの上の半導体部４０の前方端面３１ｆ側
および後方端面３１ｒ側からのそれぞれの正面図および
背面図を示す。すなわち、上述したように、前方端面側
の幅Ｗｆと、後方端面側の幅Ｗｒとは、Ｗｆ＞Ｗｒとさ
れることから、｛１１１｝Ｂ面によって挟み込まれて形
成される半導体部４０の前方端面側の高さＨｆは、後方
端面側の高さＨｒに比して大、すなわちＨｆ＞Ｈｒとな
る。
【００２７】しかしながら半導体部４０における活性層
２５の厚さは、前方端面側の厚さをＴｆとし、後方端面
側の厚さをＴｒとすると、Ｔｆ＜Ｔｒとなる。 これ
は、ＭＯＣＶＤのマイグレーションによる横方向（幅方
向）からの拡散が幅が小なる方が大きくなることによ
る。
２５の厚さは、前方端面側の厚さをＴｆとし、後方端面
側の厚さをＴｒとすると、Ｔｆ＜Ｔｒとなる。 これ
は、ＭＯＣＶＤのマイグレーションによる横方向（幅方
向）からの拡散が幅が小なる方が大きくなることによ
る。
【００２８】図４においては、前方端面側と後方端面側
とを対比して示したものであるが、本発明においては、
前方端面側の幅Ｗｆを、後方端面側の幅Ｗｒおよび中央
部の幅Ｗｃより大、すなわちＷｆ＞Ｗｒ，Ｗｃとしたこ
とから、中央部における半導体部の高さをＨｃ、活性層
２５の厚さをＴｃとするとき、Ｈｆ＞Ｈｒ，Ｈｆ＞Ｈｃ
となり、Ｔｆ＜Ｔｒ，Ｔｆ＜Ｔｃとなる。
とを対比して示したものであるが、本発明においては、
前方端面側の幅Ｗｆを、後方端面側の幅Ｗｒおよび中央
部の幅Ｗｃより大、すなわちＷｆ＞Ｗｒ，Ｗｃとしたこ
とから、中央部における半導体部の高さをＨｃ、活性層
２５の厚さをＴｃとするとき、Ｈｆ＞Ｈｒ，Ｈｆ＞Ｈｃ
となり、Ｔｆ＜Ｔｒ，Ｔｆ＜Ｔｃとなる。
【００２９】上述したように、本発明構成においては、
前方端面側の幅Ｗｆを他部に比し大とすることから、図
３で説明したように、リッジ２２の側縁には、湾曲部な
いしはテーパ部が存在し、この部分においては、〔０１
１〕軸方向に対して傾くことになることから、この部分
における断面三角形の半導体部４０の傾斜側面は、単一
の｛１１１｝Ｂ面が発生するものではなく、この部分に
おいては、図５にバッファー層２３〜下層第２クラッド
層２６までをエピタキシャル成長した状態の斜視図を示
すように、断続的に｛１１１｝Ｂが発生した｛１１１｝
Ｂの集合斜面４２が形成される。
前方端面側の幅Ｗｆを他部に比し大とすることから、図
３で説明したように、リッジ２２の側縁には、湾曲部な
いしはテーパ部が存在し、この部分においては、〔０１
１〕軸方向に対して傾くことになることから、この部分
における断面三角形の半導体部４０の傾斜側面は、単一
の｛１１１｝Ｂ面が発生するものではなく、この部分に
おいては、図５にバッファー層２３〜下層第２クラッド
層２６までをエピタキシャル成長した状態の斜視図を示
すように、断続的に｛１１１｝Ｂが発生した｛１１１｝
Ｂの集合斜面４２が形成される。
【００３０】上述の構成において、リッジ２２の長さを
３００μｍとし、前方端面側の幅Ｗｆ＝６μｍとし、中
央部および後方光出射端面側の幅Ｗｃ＝Ｗｒ＝４μｍと
するとき、活性層２５の幅は、前方端面側で３μｍ、後
方光出射端面側で１μｍとなった。そして、このときの
活性層２５の厚さは、前方端面側が、中央部および後方
光出射端面側の約１／３となった。
３００μｍとし、前方端面側の幅Ｗｆ＝６μｍとし、中
央部および後方光出射端面側の幅Ｗｃ＝Ｗｒ＝４μｍと
するとき、活性層２５の幅は、前方端面側で３μｍ、後
方光出射端面側で１μｍとなった。そして、このときの
活性層２５の厚さは、前方端面側が、中央部および後方
光出射端面側の約１／３となった。
【００３１】この場合の、前方端面からの出射レーザー
光のＦＦＰは、基板２１の主面に沿う横方向の広がり角
度θH が１５°程度であり、これと直交する方向の広が
り角度θｖは３０°程度となった。これは、共振器の両
端に幅広部を形成したＳＤＨ型半導体レーザーにおける
レーザー光のＦＦＰとほぼ同等のものである。因みに、
活性層幅を全域に渡って均一幅の１μｍとしたＳＤＨ型
半導体レーザーにおけるＦＦＰは、θH ＝３０°、θｖ
＝４０°となった。
光のＦＦＰは、基板２１の主面に沿う横方向の広がり角
度θH が１５°程度であり、これと直交する方向の広が
り角度θｖは３０°程度となった。これは、共振器の両
端に幅広部を形成したＳＤＨ型半導体レーザーにおける
レーザー光のＦＦＰとほぼ同等のものである。因みに、
活性層幅を全域に渡って均一幅の１μｍとしたＳＤＨ型
半導体レーザーにおけるＦＦＰは、θH ＝３０°、θｖ
＝４０°となった。
【００３２】そして、閾値電流電流Ｉthは、上述の本発
明構成による場合、Ｉth＝５ｍＡとすることができた。
これに比し、共振器両端に共に幅広部が形成したＳＤＨ
型半導体レーザでは、ＦＦＰがＩth＝７ｍＡとなった。
明構成による場合、Ｉth＝５ｍＡとすることができた。
これに比し、共振器両端に共に幅広部が形成したＳＤＨ
型半導体レーザでは、ＦＦＰがＩth＝７ｍＡとなった。
【００３３】また、本発明による半導体レーザーによれ
ば、活性層２５の厚さが、前方端面側において薄く構成
されることから、この活性層２５を単一もしくは多重量
子井戸構造とするときは、その厚さがより薄くなること
によって量子準位が上がることから、中央および後方で
発生した光は前方領域で透明となり、この部分における
光吸収が低減化されることから熱発生が効果的に回避さ
れ、高出力化が図られるいわゆる窓構造が構成される。
ば、活性層２５の厚さが、前方端面側において薄く構成
されることから、この活性層２５を単一もしくは多重量
子井戸構造とするときは、その厚さがより薄くなること
によって量子準位が上がることから、中央および後方で
発生した光は前方領域で透明となり、この部分における
光吸収が低減化されることから熱発生が効果的に回避さ
れ、高出力化が図られるいわゆる窓構造が構成される。
【００３４】また、この半導体レーザーの構成におい
て、ドループ特性の改善を図るように、その後方端面の
反射率を、前方端面の反射率より低くする構成とした場
合においても、この後方端面側においては、活性層の
幅、すなわち共振器端面の幅を大きくすることが回避さ
れていることによって、ＦＦＰを大とするように、すな
わち、その後方レーザー光の出射角が大とされているこ
とによって、この後方レーザー光を、モニター用のフォ
トダイオード等の光検出素子によって受光させる場合、
光検出素子を近接配置した場合においても、これに受光
する光密度を低減化することができることから、光検出
を飽和することなく確実にレーザー光のパワー検出を正
確に行うことができる。
て、ドループ特性の改善を図るように、その後方端面の
反射率を、前方端面の反射率より低くする構成とした場
合においても、この後方端面側においては、活性層の
幅、すなわち共振器端面の幅を大きくすることが回避さ
れていることによって、ＦＦＰを大とするように、すな
わち、その後方レーザー光の出射角が大とされているこ
とによって、この後方レーザー光を、モニター用のフォ
トダイオード等の光検出素子によって受光させる場合、
光検出素子を近接配置した場合においても、これに受光
する光密度を低減化することができることから、光検出
を飽和することなく確実にレーザー光のパワー検出を正
確に行うことができる。
【００３５】尚、図１で示した本発明による半導体レー
ザーは、共通の半導体基板２１から複数個同時に量産的
に製造することができることは言うまでもない。すなわ
ち、この場合、基板２１上に、複数のリッジ２２を、複
数本平行配列し、これら複数のリッジ２２が形成された
基板２１上に、上述した半導体層２３〜２９を同時に全
面的に形成して、各リッジ２２に、それぞれ断面三角形
の半導体部４０を形成し、更に第１および第２の電極５
１および５２を被着形成する。その後、例えば各リッジ
２２毎に分断して棒状とし、各棒状体について、所要の
共振器長に切断することによって、複数の半導体レーザ
ーを同時に得ることができる。
ザーは、共通の半導体基板２１から複数個同時に量産的
に製造することができることは言うまでもない。すなわ
ち、この場合、基板２１上に、複数のリッジ２２を、複
数本平行配列し、これら複数のリッジ２２が形成された
基板２１上に、上述した半導体層２３〜２９を同時に全
面的に形成して、各リッジ２２に、それぞれ断面三角形
の半導体部４０を形成し、更に第１および第２の電極５
１および５２を被着形成する。その後、例えば各リッジ
２２毎に分断して棒状とし、各棒状体について、所要の
共振器長に切断することによって、複数の半導体レーザ
ーを同時に得ることができる。
【００３６】また、本発明によるマルチ半導体レーザー
は、例えば図１で示した半導体レーザーを半導体レーザ
ー素子として共通の基板に配列して形成される。図７
は、２個の半導体レーザー素子６０を有するマルチ半導
体レーザーの一例の斜視図を示す。この例においては、
共通の基板２１に２本のリッジ２２が形成され、これら
に差し渡って全面的に図１で説明したと同様の方法によ
って、例えばバッファー層２３、第１クラッド層２４、
更に例えば図２で説明した多重量子井戸構造による活性
層２５、下層第２クラッド層２６、ｐｎｐ構造による電
極ブロック層２７、上層第２クラッド層２８、キャップ
層２９を、前述したと同様の方法によってエピタキシャ
ル成長し、各リッジ２２上に、活性層５が上下に第１お
よび第２クラッド層２４および２６によって挟まれてな
る断面三角形の半導体部４０が、その両側の各層と分断
して形成される。
は、例えば図１で示した半導体レーザーを半導体レーザ
ー素子として共通の基板に配列して形成される。図７
は、２個の半導体レーザー素子６０を有するマルチ半導
体レーザーの一例の斜視図を示す。この例においては、
共通の基板２１に２本のリッジ２２が形成され、これら
に差し渡って全面的に図１で説明したと同様の方法によ
って、例えばバッファー層２３、第１クラッド層２４、
更に例えば図２で説明した多重量子井戸構造による活性
層２５、下層第２クラッド層２６、ｐｎｐ構造による電
極ブロック層２７、上層第２クラッド層２８、キャップ
層２９を、前述したと同様の方法によってエピタキシャ
ル成長し、各リッジ２２上に、活性層５が上下に第１お
よび第２クラッド層２４および２６によって挟まれてな
る断面三角形の半導体部４０が、その両側の各層と分断
して形成される。
【００３７】そして、キャップ層２９上および基板２１
の裏面にそれぞれ例えば前述したと同様の第１および第
２の電極５１および５２をオーミックに被着形成する。
その後、２本のリッジ２２間にこれらリッジ２２の延長
方向に沿って分離溝６１を第１の電極５１から、第１ク
ラッド層２４に至る深さに形成して、各リッジ２２上に
形成された半導体レーザー素子６０を分離する。
の裏面にそれぞれ例えば前述したと同様の第１および第
２の電極５１および５２をオーミックに被着形成する。
その後、２本のリッジ２２間にこれらリッジ２２の延長
方向に沿って分離溝６１を第１の電極５１から、第１ク
ラッド層２４に至る深さに形成して、各リッジ２２上に
形成された半導体レーザー素子６０を分離する。
【００３８】このようにして、共通の基板２１上に、各
リッジ２２に関して、それぞれ共振器が形成された２個
の半導体レーザー素子６０を有する、すなわち集積化さ
れた本発明によるマルチ半導体レーザーが構成される。
リッジ２２に関して、それぞれ共振器が形成された２個
の半導体レーザー素子６０を有する、すなわち集積化さ
れた本発明によるマルチ半導体レーザーが構成される。
【００３９】尚、図７の例では２個の半導体レーザー素
子６０を有するマルチ半導体レーザーを例示したが、２
個以上任意の個数のレーザー素子６０が配列されたマル
チ半導体レーザーを構成することもできる。
子６０を有するマルチ半導体レーザーを例示したが、２
個以上任意の個数のレーザー素子６０が配列されたマル
チ半導体レーザーを構成することもできる。
【００４０】また、マルチ半導体レーザーにおいても、
複数組のマルチ半導体レーザーを同時に製造できること
は言うまでもない。
複数組のマルチ半導体レーザーを同時に製造できること
は言うまでもない。
【００４１】そして、本発明によるマルチ半導体レーザ
ーは、その半導体レーザー素子が、前述したように、共
振器の幅を、前方端面側で幅広としたことにより前方レ
ーザー光に関しては、ＦＦＰを小とすることができるよ
うにするが、後方端面側では幅広構造とすることを回避
したことにより、各半導体レーザー素子６０における閾
値電流Ｉthの低減化が図られることから、近接する半導
体レーザー素子相互の熱干渉を回避でき、特性の変動、
信頼性、寿命の改善が図られる。
ーは、その半導体レーザー素子が、前述したように、共
振器の幅を、前方端面側で幅広としたことにより前方レ
ーザー光に関しては、ＦＦＰを小とすることができるよ
うにするが、後方端面側では幅広構造とすることを回避
したことにより、各半導体レーザー素子６０における閾
値電流Ｉthの低減化が図られることから、近接する半導
体レーザー素子相互の熱干渉を回避でき、特性の変動、
信頼性、寿命の改善が図られる。
【００４２】そして、この場合においても、ドループ特
性の改善を図るように、その後方端面の反射率を、前方
端面の反射率より低くする構成とした場合においても、
この後方端面側においては、活性層の幅、すなわち共振
器端面の幅を大きくすることが回避されていることによ
って、ＦＦＰを大とするように、すなわち、その後方レ
ーザー光の出射角が大とされていることによって、この
後方レーザー光を、モニター用のフォトダイオード等の
光検出素子によって受光させる場合、光検出素子を近接
配置した場合においても、これに受光する光密度を低減
化することができることから、光検出を飽和することな
く確実にレーザー光のパワー検出を正確に行うことがで
きる。
性の改善を図るように、その後方端面の反射率を、前方
端面の反射率より低くする構成とした場合においても、
この後方端面側においては、活性層の幅、すなわち共振
器端面の幅を大きくすることが回避されていることによ
って、ＦＦＰを大とするように、すなわち、その後方レ
ーザー光の出射角が大とされていることによって、この
後方レーザー光を、モニター用のフォトダイオード等の
光検出素子によって受光させる場合、光検出素子を近接
配置した場合においても、これに受光する光密度を低減
化することができることから、光検出を飽和することな
く確実にレーザー光のパワー検出を正確に行うことがで
きる。
【００４３】また、上述した各例では、段差部４１に挟
まれて形成されたリッジ２２に半導体レーザーの動作部
を構成する半導体部４０を形成した場合であるが、段差
部４１に挟まれて形成された溝部に、同様の半導体レー
ザーの動作部を構成する半導体部４０を形成する構成と
することもできる。図８はこの場合の一例の概略斜視図
を示す。この例を、理解を容易にするために、図９〜図
１１の工程図を参照してその製法方法の一例と共に説明
する。
まれて形成されたリッジ２２に半導体レーザーの動作部
を構成する半導体部４０を形成した場合であるが、段差
部４１に挟まれて形成された溝部に、同様の半導体レー
ザーの動作部を構成する半導体部４０を形成する構成と
することもできる。図８はこの場合の一例の概略斜視図
を示す。この例を、理解を容易にするために、図９〜図
１１の工程図を参照してその製法方法の一例と共に説明
する。
【００４４】この例においても、第１導電型例えばｐ型
の例えばＡｌＧａＡｓより成る化合物半導体基板２１
の、｛１００｝結晶面の例えば（１００）結晶面による
一主面上に、先ず全面的に第２導電型例えばｎ型の電流
ブロック層２７を、この例では、例えばエチル系あるい
はメチル系の有機金属原料ガスを用いたＭＯＣＶＤ法等
によってエピタキシャル成長する。そして、この電流ブ
ロック層２７の表面から基板２１に至る深さに＜０１１
＞軸方向の例えば〔０１１〕軸方向に延長するストライ
プ状の溝７０を形成する。
の例えばＡｌＧａＡｓより成る化合物半導体基板２１
の、｛１００｝結晶面の例えば（１００）結晶面による
一主面上に、先ず全面的に第２導電型例えばｎ型の電流
ブロック層２７を、この例では、例えばエチル系あるい
はメチル系の有機金属原料ガスを用いたＭＯＣＶＤ法等
によってエピタキシャル成長する。そして、この電流ブ
ロック層２７の表面から基板２１に至る深さに＜０１１
＞軸方向の例えば〔０１１〕軸方向に延長するストライ
プ状の溝７０を形成する。
【００４５】この溝７０の形状は、前方光出射端面を構
成する前方端面側で、これより後方の中央部および後方
光出射端面側の後方端部に比し幅広に形成する。この溝
７０の形成は、例えばフォトリソグラフィを用いた硫酸
系エッチングによって結晶学的エッチングによって形成
することができる。このエッチング方法によって形成し
た溝７０は、傾斜面による相対向する段差部４１間に底
部に向かって広がるいわゆる逆メサ状の溝となる。
成する前方端面側で、これより後方の中央部および後方
光出射端面側の後方端部に比し幅広に形成する。この溝
７０の形成は、例えばフォトリソグラフィを用いた硫酸
系エッチングによって結晶学的エッチングによって形成
することができる。このエッチング方法によって形成し
た溝７０は、傾斜面による相対向する段差部４１間に底
部に向かって広がるいわゆる逆メサ状の溝となる。
【００４６】次に、図１０に示すように、溝７０が形成
された面に、溝７０内を含んで全面的に第２導電型例え
ばｎ型の例えばＡｌＧａＡｓより成る第１クラッド層２
４を前述のメチル系のＭＯＣＶＤ法によってエピタキシ
ャル成長する。このとき、溝７０の段差部４１の面に沿
って徐々にエピタキシャル成長が進行して基板２１の主
面と直交する｛１１０｝結晶面よりなる垂直面７１Ａお
よび７１Ｂが発生する。そして、この｛１１０｝結晶面
が発生すると、この面に対する成長速度は、｛１００｝
結晶面に比し、その成長速度がきわめて遅いことから溝
７０内においては、主として、溝７０の底面に沿う平坦
面２４Ｂが発生する。
された面に、溝７０内を含んで全面的に第２導電型例え
ばｎ型の例えばＡｌＧａＡｓより成る第１クラッド層２
４を前述のメチル系のＭＯＣＶＤ法によってエピタキシ
ャル成長する。このとき、溝７０の段差部４１の面に沿
って徐々にエピタキシャル成長が進行して基板２１の主
面と直交する｛１１０｝結晶面よりなる垂直面７１Ａお
よび７１Ｂが発生する。そして、この｛１１０｝結晶面
が発生すると、この面に対する成長速度は、｛１００｝
結晶面に比し、その成長速度がきわめて遅いことから溝
７０内においては、主として、溝７０の底面に沿う平坦
面２４Ｂが発生する。
【００４７】一方、溝７０の段差部４１の上面において
は、その＜０１１＞結晶軸方向に延長する側縁部から
｛１１１｝Ｂ結晶面から成る斜面２４Ｔが発生する。そ
して、この｛１１１｝Ｂ結晶面から成る斜面２４Ｔは、
前述したように成長速度がきわめて遅いことから、溝７
０内の成長層とは分断されて順メサ状の凹部を構成しな
がら成長する。
は、その＜０１１＞結晶軸方向に延長する側縁部から
｛１１１｝Ｂ結晶面から成る斜面２４Ｔが発生する。そ
して、この｛１１１｝Ｂ結晶面から成る斜面２４Ｔは、
前述したように成長速度がきわめて遅いことから、溝７
０内の成長層とは分断されて順メサ状の凹部を構成しな
がら成長する。
【００４８】このとき、垂直面７１Ａおよび７１Ｂは、
溝７０の側面が端部から中央部に向かって徐々に幅狭と
なる曲面、すなわち＜０１１＞方向に一致しない面とな
ることから断続した｛１１１｝Ｂ結晶面の集合した集合
面７２となる。
溝７０の側面が端部から中央部に向かって徐々に幅狭と
なる曲面、すなわち＜０１１＞方向に一致しない面とな
ることから断続した｛１１１｝Ｂ結晶面の集合した集合
面７２となる。
【００４９】次に、図１１に示すように、第１クラッド
層２４上に、例えば図２で説明した量子井戸構造による
活性層２５、それぞれ第２導電型のｎ型の例えばＡｌＧ
ａＡｓより成る第２クラッド層２６、ＧａＡｓより成る
キャップ層２９を、メチルＭＯＣＶＤ法によってエピタ
キシャル成長する。このとき、活性層２５、クラッド層
２６、キャップ層２９は垂直面７１Ａおよび７１Ｂには
殆ど成長することがないことから、溝７０内の平坦面２
４Ｂ上と段差部４１の上面とにおいて、互いに各層が分
断して形成される。
層２４上に、例えば図２で説明した量子井戸構造による
活性層２５、それぞれ第２導電型のｎ型の例えばＡｌＧ
ａＡｓより成る第２クラッド層２６、ＧａＡｓより成る
キャップ層２９を、メチルＭＯＣＶＤ法によってエピタ
キシャル成長する。このとき、活性層２５、クラッド層
２６、キャップ層２９は垂直面７１Ａおよび７１Ｂには
殆ど成長することがないことから、溝７０内の平坦面２
４Ｂ上と段差部４１の上面とにおいて、互いに各層が分
断して形成される。
【００５０】そして、更に、相対向する斜面２４Ｔ間の
凹部内のキャップ層２９を覆うようにフォトレジスト等
より成るマスク７３を塗布し、ＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）等の異方性エッチングを行い表面の平坦化を
行う。
凹部内のキャップ層２９を覆うようにフォトレジスト等
より成るマスク７３を塗布し、ＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）等の異方性エッチングを行い表面の平坦化を
行う。
【００５１】その後、マスク７３を除去し、例えばＺｎ
等の第２導電型のｐ型の不純物を全面的に拡散して図８
で示す表面層７４を形成する。このようにすることによ
って、図８に示すように、溝７０内に、その両側の溝７
０外と分断されたストライプ状の活性層２５を揺するレ
ーザー発振がなされるストライプ状の共振器が形成され
る。そして、この活性層すなわち共振器は、前方端面３
１ｆ側で幅広に構成される。
等の第２導電型のｐ型の不純物を全面的に拡散して図８
で示す表面層７４を形成する。このようにすることによ
って、図８に示すように、溝７０内に、その両側の溝７
０外と分断されたストライプ状の活性層２５を揺するレ
ーザー発振がなされるストライプ状の共振器が形成され
る。そして、この活性層すなわち共振器は、前方端面３
１ｆ側で幅広に構成される。
【００５２】そして、表面層７４上と、基板２１の裏面
とに第１および第２の電極５１および５２をオーミック
に被着する。
とに第１および第２の電極５１および５２をオーミック
に被着する。
【００５３】この構成による半導体レーザーにおいて
も、図１で説明した半導体レーザーと同等の効果を奏す
ることができる。
も、図１で説明した半導体レーザーと同等の効果を奏す
ることができる。
【００５４】また、この溝内に半導体レーザーを形成す
る構成を、各半導体レーザー素子に適用して、共通の基
板２１上に複数の半導体レーザー素子が配列されたマル
チ半導体レーザーを構成することもできる。
る構成を、各半導体レーザー素子に適用して、共通の基
板２１上に複数の半導体レーザー素子が配列されたマル
チ半導体レーザーを構成することもできる。
【００５５】また、本発明による半導体レーザーおよび
マルチ半導体レーザーは、上述した構成に限られるもの
ではなく、例えば図１および図７の構成においてバッフ
ァー層が省略された構成とするとか、あるいは図８の構
成において、バッファー層を形成する構成とするなど種
々の変形変更を行うことができる。
マルチ半導体レーザーは、上述した構成に限られるもの
ではなく、例えば図１および図７の構成においてバッフ
ァー層が省略された構成とするとか、あるいは図８の構
成において、バッファー層を形成する構成とするなど種
々の変形変更を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】上述の本発明構成においては、前方端面
側の幅Ｗｆを他部に比し大とすることから、この前方か
らの出射レーザー光のＦＦＰを小さくすることができ
る。したがって、このレーザー光を、ＣＤ（Compact Di
sc) 、ＭＤ(Mini Disc) 、その他各種のレーザー光照射
によって情報の再生、記録を行う光ピックアップ装置等
のレーザー光源として用いるとか、あるいはレーザープ
リンタの光源等に用いる場合において、その光学系との
カップリング効率を大とすることができる。
側の幅Ｗｆを他部に比し大とすることから、この前方か
らの出射レーザー光のＦＦＰを小さくすることができ
る。したがって、このレーザー光を、ＣＤ（Compact Di
sc) 、ＭＤ(Mini Disc) 、その他各種のレーザー光照射
によって情報の再生、記録を行う光ピックアップ装置等
のレーザー光源として用いるとか、あるいはレーザープ
リンタの光源等に用いる場合において、その光学系との
カップリング効率を大とすることができる。
【００５７】そして、このように前方の出射レーザー光
に関するＦＦＰを小さくするように、その前方端面の活
性層の幅を大とするものの、これより後方においてはそ
の幅を小とすることから、その閾値電流電流Ｉthの増大
化を回避することができる。
に関するＦＦＰを小さくするように、その前方端面の活
性層の幅を大とするものの、これより後方においてはそ
の幅を小とすることから、その閾値電流電流Ｉthの増大
化を回避することができる。
【００５８】また、本発明による半導体レーザーおよび
マルチ半導体レーザーによれば、活性層２５の厚さが、
前方端面側において薄く構成されることから、この活性
層２５を単一もしくは多重量子井戸構造とするときは、
その厚さがより薄くなることによって量子準位が上がる
ことから、中央および後方で発生した光は前方領域で透
明となり、この部分における光吸収が低減化されること
から熱発生が効果的に回避され、高出力化が図られるい
わゆる窓構造が構成される。
マルチ半導体レーザーによれば、活性層２５の厚さが、
前方端面側において薄く構成されることから、この活性
層２５を単一もしくは多重量子井戸構造とするときは、
その厚さがより薄くなることによって量子準位が上がる
ことから、中央および後方で発生した光は前方領域で透
明となり、この部分における光吸収が低減化されること
から熱発生が効果的に回避され、高出力化が図られるい
わゆる窓構造が構成される。
【００５９】また、ドループ特性の改善を図るように、
その後方端面の反射率を、前方端面の反射率より低くす
る構成とした場合においても、この後方端面側において
は、活性層の幅、すなわち共振器端面の幅を大きくする
ことが回避されていることによって、この後方出射レー
ザー光に関しては、出射角を大きくすることができる。
したがって、この後方レーザー光を、モニター用のフォ
トダイオード等の光検出素子によって受光させる場合に
おいても、光検出素子を近接配置した場合においても、
これに受光する光密度を低減化することができることか
ら、光検出を飽和することなく確実にレーザー光のパワ
ー検出を正確に行うことができる。
その後方端面の反射率を、前方端面の反射率より低くす
る構成とした場合においても、この後方端面側において
は、活性層の幅、すなわち共振器端面の幅を大きくする
ことが回避されていることによって、この後方出射レー
ザー光に関しては、出射角を大きくすることができる。
したがって、この後方レーザー光を、モニター用のフォ
トダイオード等の光検出素子によって受光させる場合に
おいても、光検出素子を近接配置した場合においても、
これに受光する光密度を低減化することができることか
ら、光検出を飽和することなく確実にレーザー光のパワ
ー検出を正確に行うことができる。
【図１】本発明による半導体レーザーの一例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明による半導体レーザーの一例の活性層の
バンドギャップの伝導帯側の縁部のエネルギーモデル図
である。
バンドギャップの伝導帯側の縁部のエネルギーモデル図
である。
【図３】Ａ〜Ｃは、それぞれ本発明による半導体レーザ
ーのリッジの例を示す平面パターン図である。
ーのリッジの例を示す平面パターン図である。
【図４】ＡおよびＢは、それぞれ本発明による半導体レ
ーザーの前方端面側および後方端面側の正面図および背
面図である。
ーザーの前方端面側および後方端面側の正面図および背
面図である。
【図５】本発明による半導体レーザーの一例の要部の斜
視図である。
視図である。
【図６】本発明による半導体レーザーの一例の要部の側
面図である。
面図である。
【図７】本発明によるマルチ半導体レーザーの一例の斜
視図である。
視図である。
【図８】本発明による半導体レーザーの他の一例の斜視
図である。
図である。
【図９】本発明による半導体レーザーの他の一例の一製
造工程図である。
造工程図である。
【図１０】本発明による半導体レーザーの他の一例の一
製造工程図である。
製造工程図である。
【図１１】本発明による半導体レーザーの他の一例の一
製造工程図である。
製造工程図である。
【図１２】従来の半導体レーザーの断面図である。
【図１３】従来の半導体レーザーの斜視図である。
１・・・ｐ型ＧａＡｓ基板、２・・・リッジ、３・・・
ｐ型ＧａＡｓバッファー層、４・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ
第１クラッド層、５・・・活性層、６・・・ｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ下層第２クラッド層、７・・・ｐｎｐ構造ＡｌＧ
ａＡｓ電流ブロック層、８・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ上層
第２クラッド層、９・・・ｎ型ＧａＡｓキャップ層、２
１・・・化合物半導体基板、２２・・・リッジ、２３・
・・バッファー層、２４・・・第１クラッド層、２４Ｂ
・・・平坦面、２４Ｔ・・・斜面、２５・・・活性層、
２６・・・下層第２クラッド層、２７・・・電流ブロッ
ク層、２８・・・上方第２クラッド層、２９・・・キャ
ップ層、３１ｆ・・・前方端面、３１ｒ・・・後方端面
４０・・・半導体部、４１・・・段差部、４２，７２・
・・集合面、５１・・・第１の電極、５２・・・第２の
電極、６０・・・半導体レーザー素子、６１・・・分離
溝、７１Ａ，７１Ｂ・・・垂直面、７３・・・マスク
ｐ型ＧａＡｓバッファー層、４・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ
第１クラッド層、５・・・活性層、６・・・ｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ下層第２クラッド層、７・・・ｐｎｐ構造ＡｌＧ
ａＡｓ電流ブロック層、８・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ上層
第２クラッド層、９・・・ｎ型ＧａＡｓキャップ層、２
１・・・化合物半導体基板、２２・・・リッジ、２３・
・・バッファー層、２４・・・第１クラッド層、２４Ｂ
・・・平坦面、２４Ｔ・・・斜面、２５・・・活性層、
２６・・・下層第２クラッド層、２７・・・電流ブロッ
ク層、２８・・・上方第２クラッド層、２９・・・キャ
ップ層、３１ｆ・・・前方端面、３１ｒ・・・後方端面
４０・・・半導体部、４１・・・段差部、４２，７２・
・・集合面、５１・・・第１の電極、５２・・・第２の
電極、６０・・・半導体レーザー素子、６１・・・分離
溝、７１Ａ，７１Ｂ・・・垂直面、７３・・・マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植野 紀子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岡野 展賢 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA22 AA25 AA26 AA35 AA45 AA74 AA86 AB05 BA05 BA07 CA05 DA05 EA19 EA23 EA28
Claims (12)
- 【請求項１】 ｛１００｝結晶面を主面とする化合物半
導体基板の＜０１１＞結晶軸方向に延長するストライプ
部が段差部間に形成され、 該ストライプ部にレーザー共振器が構成され、 上記ストライプ部の幅が、上記レーザー共振器の一端面
において、上記レーザー共振器の中央部および他端面に
比し幅広とされ、 上記ストライプ部の形状に従って上記レーザー共振器の
活性層が形成されてなることを特徴とする半導体レーザ
ー。 - 【請求項２】 上記ストライプ部の上記幅広が、前方光
出射端を有する前方端面側とされたことを特徴とする請
求項１に記載の半導体レーザー。 - 【請求項３】 上記ストライプ部が、リッジ部によって
構成され、 上記リッジ部を有する上記主面に全面的に少なくとも第
１クラッド層と、活性層と、第２クラッド層と、電流ブ
ロック層とがエピタキシャル成長され、 少なくとも上記リッジ部上の上記活性層が、他部と分離
されて成ることを特徴とする請求項１に記載の半導体レ
ーザー。 - 【請求項４】 上記ストライプ部が、上記段差部よって
挟まれた溝部によって構成され、 上記溝部を有する上記主面に全面的に少なくとも第１ク
ラッド層と、活性層と、第２クラッド層と、電流ブロッ
ク層とがエピタキシャル成長され、 少なくとも上記溝部内の上記活性層が、他部と分離され
て成ることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ
ー。 - 【請求項５】 上記ストライプ部の活性層が、該ストラ
イプ部の幅の変化に応じて厚さが変化する構成を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザー。 - 【請求項６】 上記レーザー共振器の上記前方端面の反
射率が、後方端面の反射率より大に選定されたことを特
徴とする請求項１に記載の半導体レーザー。 - 【請求項７】 ｛１００｝結晶面を主面とする化合物半
導体基板の＜０１１＞結晶軸方向に延長する複数のスト
ライプ部が段差部間に形成され、 該ストライプ部にそれぞれレーザー共振器が構成され、 上記ストライプ部の幅が、上記レーザー共振器の一端面
において、上記レーザー共振器の中央部および他端面に
比し幅広とされ、 上記ストライプ部の形状に従って上記レーザー共振器の
活性層が形成されてなることを特徴とするマルチ半導体
レーザー。 - 【請求項８】 上記ストライプ部の上記幅広が、前方光
出射端を有する前方端面側とされたことを特徴とする請
求項７に記載のマルチ半導体レーザー。 - 【請求項９】 上記ストライプ部が、リッジ部によって
構成され、 上記リッジ部を有する上記主面に全面的に少なくとも第
１クラッド層と、活性層と、第２クラッド層と、電流ブ
ロック層とがエピタキシャル成長され、 少なくとも上記リッジ部上の上記活性層が、他部と分離
されて成ることを特徴とする請求項７に記載のマルチ半
導体レーザー。 - 【請求項１０】 上記ストライプ部が、上記段差部よっ
て挟まれた溝部によって構成され、 上記溝部を有する上記主面に全面的に少なくとも第１ク
ラッド層と、活性層と、第２クラッド層と、電流ブロッ
ク層とがエピタキシャル成長され、 少なくとも上記溝部内の上記活性層が、他部と分離され
て成ることを特徴とする請求項７に記載のマルチ半導体
レーザー。 - 【請求項１１】 上記ストライプ部の活性層が、該スト
ライプ部の幅の変化に応じて厚さが変化する構成を有す
ることを特徴とする請求項７に記載のマルチ半導体レー
ザー。 - 【請求項１２】 上記レーザー共振器の上記前方端面の
反射率が、後方端面の反射率より大に選定されたことを
特徴とする請求項７に記載のマルチ半導体レーザー。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10271809A JP2000101200A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 半導体レーザーおよびマルチ半導体レーザー |
| US09/397,073 US6404790B1 (en) | 1998-09-25 | 1999-09-16 | Semiconductor laser and multi-semiconductor laser |
| EP99118615A EP0989642A3 (en) | 1998-09-25 | 1999-09-21 | Semiconductor laser and multi-semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10271809A JP2000101200A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 半導体レーザーおよびマルチ半導体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000101200A true JP2000101200A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17505161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10271809A Pending JP2000101200A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 半導体レーザーおよびマルチ半導体レーザー |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6404790B1 (ja) |
| EP (1) | EP0989642A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000101200A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| EP1087480B1 (en) * | 1999-09-27 | 2006-11-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
| JP4253461B2 (ja) * | 2002-04-15 | 2009-04-15 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| US7301979B2 (en) * | 2003-05-22 | 2007-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| KR20090031506A (ko) * | 2006-07-19 | 2009-03-26 | 파나소닉 주식회사 | 반도체 레이저장치 |
| JP5223439B2 (ja) * | 2007-05-28 | 2013-06-26 | ソニー株式会社 | 半導体発光素子 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111469A (en) * | 1989-08-15 | 1992-05-05 | Sony Corporation | Semiconductor laser |
| US5078516A (en) * | 1990-11-06 | 1992-01-07 | Bell Communications Research, Inc. | Tapered rib waveguides |
| JP3154198B2 (ja) * | 1992-08-25 | 2001-04-09 | ソニー株式会社 | 半導体レーザとその製法 |
| JP3225699B2 (ja) * | 1992-12-15 | 2001-11-05 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ及びこれを用いた光学装置 |
| JP3399018B2 (ja) | 1993-05-18 | 2003-04-21 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP3510305B2 (ja) * | 1994-02-22 | 2004-03-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ |
| JPH08116135A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路集積素子の製造方法，及び導波路集積素子 |
| JPH08330673A (ja) * | 1995-06-02 | 1996-12-13 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
-
1998
- 1998-09-25 JP JP10271809A patent/JP2000101200A/ja active Pending
-
1999
- 1999-09-16 US US09/397,073 patent/US6404790B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-21 EP EP99118615A patent/EP0989642A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0989642A2 (en) | 2000-03-29 |
| EP0989642A3 (en) | 2002-10-09 |
| US6404790B1 (en) | 2002-06-11 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050609 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080707 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080916 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081118 |