JP2000357842A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JP2000357842A
JP2000357842A JP16950499A JP16950499A JP2000357842A JP 2000357842 A JP2000357842 A JP 2000357842A JP 16950499 A JP16950499 A JP 16950499A JP 16950499 A JP16950499 A JP 16950499A JP 2000357842 A JP2000357842 A JP 2000357842A
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ridge
width
length direction
semiconductor laser
resonator
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Application number
JP16950499A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tojo
剛 東條
Masabumi Ozawa
正文 小沢
Shiro Uchida
史朗 内田
Shoji Hirata
照二 平田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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

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  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser using nitride based III-V compound semiconductor which can easily realize decrease of a driving voltage, stabilization in transverse mode, increase of a divergence angle of beams in the horizontal direction of a far field pattern, prevention of deterioration of laser characteristic which is to be caused by irregularity of the form of a resonator end surface, and improvement of noise characteristic. SOLUTION: In a GaN based semiconductor laser of a refractive index waveguide type in which SiO2 current constriction layers 11 absorbing no lights from a GaInN active layer 5 are formed on both sides of a ridge part 9 composed of an upper layer of a P-type AlGaN clad layer 7 and a P-type GaN contact layer 8, tapered regions 9a whose width decreases from the central part of the resonator lengthwise direction toward both ends of the resonator lengthwise direction are formed in both end parts of the ridge 9 in the resonator lengthwise direction. The central part of the ridge 9 in the resonator lengthwise direction is made a straight region 9b halving a constant width. The width W1 of both ends of the ridge 9 in the resonator lengthwise direction is made at most 3 μm. The width W2 of the central part of the ridge 9 in the resonator lengthwise direction is made at least 4 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザに関
するものであり、特に、窒化物系III−V族化合物半
導体を用いた半導体レーザに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly, to a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaNに代表される窒化物系III−V
族化合物半導体(以下「GaN系半導体」ともいう)
は、他のIII−V族化合物半導体と比較してエネルギ
ーバンドギャップを大きくすることができるため、青色
乃至紫外領域の短波長帯で発振可能な半導体レーザの材
料として有望である。特に、このGaN系半導体を用い
た半導体レーザは、既存の光学系を使用して読み出し/
書き込みの行われる光ディスクの限界波長とされている
400nm前後の発振波長が得られることから、高記録
密度の光ディスク装置の光源として大いに注目されてい
る。
2. Description of the Related Art Nitride III-V represented by GaN
Group compound semiconductor (hereinafter also referred to as "GaN-based semiconductor")
Is promising as a material for a semiconductor laser capable of oscillating in a short wavelength band from blue to ultraviolet region because it can increase the energy band gap as compared with other group III-V compound semiconductors. In particular, a semiconductor laser using this GaN-based semiconductor reads / writes using an existing optical system.
Since an oscillation wavelength of about 400 nm, which is the limit wavelength of an optical disk on which writing is performed, can be obtained, it has attracted much attention as a light source for an optical disk device having a high recording density.

【0003】図4および図5は、これまでに実現されて
いる従来のGaN系半導体レーザの一例を示す(例えば
Japanese Journal of Physics Letters vol.36 p.L156
8)。ここで、図4は斜視図、図5は平面図である。こ
こに示す従来のGaN系半導体レーザは、屈折率導波型
のものである。
FIGS. 4 and 5 show an example of a conventional GaN-based semiconductor laser realized so far (for example, FIG.
Japanese Journal of Physics Letters vol.36 p.L156
8). Here, FIG. 4 is a perspective view, and FIG. 5 is a plan view. The conventional GaN-based semiconductor laser shown here is of a refractive index guided type.

【0004】図4および図5に示すように、この従来の
GaN系半導体レーザにおいては、c面のサファイア
(Al2 3 )基板101上にアンドープのGaNバッ
ファ層102を介して、n型GaNコンタクト層10
3、n型AlGaNクラッド層104、GaInN活性
層105、p型AlGaNキャップ層106、p型Al
GaNクラッド層107およびp型GaNコンタクト層
108が順次積層されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in this conventional GaN-based semiconductor laser, an n-type GaN semiconductor laser is placed on a c-plane sapphire (Al 2 O 3 ) substrate 101 via an undoped GaN buffer layer 102. Contact layer 10
3, n-type AlGaN cladding layer 104, GaInN active layer 105, p-type AlGaN cap layer 106, p-type Al
A GaN cladding layer 107 and a p-type GaN contact layer 108 are sequentially stacked.

【0005】p型AlGaNクラッド層107の上層部
およびp型GaNコンタクト層108は、一方向に延在
するストレートストライプ型のリッジ形状を有する。符
号109は、これらのp型AlGaNクラッド層107
の上層部およびp型GaNコンタクト層108により構
成されるリッジ部を示す。このリッジ部109は共振器
長方向に均一な幅Wを有する。なお、このリッジ部10
9の幅(リッジ幅ともいう)Wは、リッジ部109の底
部での幅を指す。
The upper layer of the p-type AlGaN cladding layer 107 and the p-type GaN contact layer 108 have a straight-stripe ridge shape extending in one direction. Reference numeral 109 denotes these p-type AlGaN cladding layers 107.
2 shows a ridge portion formed by an upper layer portion and a p-type GaN contact layer 108. The ridge 109 has a uniform width W in the resonator length direction. The ridge 10
The width W (also referred to as a ridge width) W of 9 indicates the width at the bottom of the ridge portion 109.

【0006】n型AlGaNクラッド層104、GaI
nN活性層105、p型AlGaNキャップ層106お
よびp型AlGaNクラッド層107の下層部は、一方
向に延在する所定のメサ形状を有する。符号110は、
そのメサ部を示す。なお、図5においては、このメサ部
110に対応する部分が示され、これに隣接する部分は
図示省略されている。
An n-type AlGaN cladding layer 104, GaI
The lower layers of the nN active layer 105, the p-type AlGaN cap layer 106, and the p-type AlGaN cladding layer 107 have a predetermined mesa shape extending in one direction. Reference numeral 110 is
The mesa section is shown. In FIG. 5, a portion corresponding to the mesa unit 110 is shown, and a portion adjacent thereto is not shown.

【0007】リッジ部109の両側の部分には、GaI
nN活性層105からの光を吸収しないSiO2 電流狭
窄層111が成膜され、これによって電流狭窄構造が形
成されている。このSiO2 電流狭窄層111は、電極
間での短絡を防止するためにメサ部110の側面にも設
けられている。また、このようにリッジ部109の両側
にSiO2 電流狭窄層111が成膜されることによっ
て、リッジ部109に対応する部分の屈折率が高く、そ
の両側の部分の屈折率が低いステップ状の屈折率分布が
接合と平行な方向に作り付けられている。
[0007] GaI is formed on both sides of the ridge 109.
A SiO 2 current confinement layer 111 that does not absorb light from the nN active layer 105 is formed, thereby forming a current confinement structure. The SiO 2 current confinement layer 111 is also provided on the side surface of the mesa unit 110 in order to prevent a short circuit between the electrodes. In addition, since the SiO 2 current confinement layers 111 are formed on both sides of the ridge portion 109 in this manner, a portion corresponding to the ridge portion 109 has a high refractive index and portions on both sides thereof have a low refractive index. A refractive index distribution is built in the direction parallel to the junction.

【0008】p型GaNコンタクト層108およびSi
2 電流狭窄層111上には、Ni/Pt/Au電極の
ようなp側電極112が設けられ、メサ部110に隣接
するn型GaNコンタクト層103上には、Ti/Al
電極のようなn側電極113が設けられている。
[0008] p-type GaN contact layer 108 and Si
On the O 2 current confinement layer 111, a p-side electrode 112 such as a Ni / Pt / Au electrode is provided. On the n-type GaN contact layer 103 adjacent to the mesa 110, a Ti / Al
An n-side electrode 113 such as an electrode is provided.

【0009】また、この従来のGaN系半導体レーザの
両共振器端面は、サファイア基板101をその上のレー
ザ構造を形成するGaN系半導体層と共に劈開(疑似劈
開)することにより形成された疑似劈開面により構成さ
れている。ここで、サファイア基板を用いたGaN系半
導体レーザでは、レーザ構造を形成するGaN系半導体
層を反応性イオンエッチング(RIE)法によりエッチ
ングし、このエッチングにより形成された切断面(エッ
チト・ファセット)を共振器端面とすることも可能であ
る。しかしながら、この場合、サファイア基板をRIE
法によりエッチングすることが困難であるため、共振器
端面から出射されるレーザ光の一部がサファイア基板の
表面で反射し、遠視野像(FFP)に乱れが生じる。そ
のようなGaN系半導体レーザを光ディスク装置の光源
として用いた場合、光学ピックアップとしての性能は低
下する。これに対して、疑似劈開面により共振器端面が
構成されたこの従来のGaN系半導体レーザでは、共振
器端面から出射されたレーザ光がサファイア基板表面で
反射されることが無く、レーザ光の遠視野像の形状が良
好である。
[0009] Both cavity end faces of the conventional GaN-based semiconductor laser are quasi-cleaved surfaces formed by cleaving (pseudo-cleavage) the sapphire substrate 101 together with a GaN-based semiconductor layer forming a laser structure thereon. It consists of. Here, in a GaN-based semiconductor laser using a sapphire substrate, a GaN-based semiconductor layer forming a laser structure is etched by a reactive ion etching (RIE) method, and a cut surface (etched facet) formed by the etching is etched. It is also possible to use a resonator end face. However, in this case, the sapphire substrate is
Since it is difficult to perform etching by the method, a part of the laser light emitted from the end face of the resonator is reflected on the surface of the sapphire substrate, and the far-field pattern (FFP) is disturbed. When such a GaN-based semiconductor laser is used as a light source for an optical disk device, the performance as an optical pickup is reduced. On the other hand, in the conventional GaN-based semiconductor laser in which the cavity facet is formed by the pseudo-cleavage plane, the laser light emitted from the cavity facet is not reflected on the sapphire substrate surface, and the laser light is distant. The shape of the field image is good.

【0010】上述のように構成された従来のGaN系半
導体レーザでは、リッジ内外の実効屈折率差Δn、すな
わち、リッジ部109に対応する部分とその両側の部分
との実効屈折率差Δnにより、接合と平行な方向(水平
方向)の光場がリッジ部109に対応する部分に閉じ込
められる、いわゆる屈折率導波(実屈折率導波)が実現
されている。これにより、この従来のGaN系半導体レ
ーザでは、低閾値電流かつ比較的安定した水平横モード
での発振が得られている。
In the conventional GaN-based semiconductor laser configured as described above, the effective refractive index difference Δn between the inside and outside of the ridge, that is, the effective refractive index difference Δn between the portion corresponding to the ridge portion 109 and the portions on both sides thereof, A so-called refractive index guide (actual refractive index guide) in which a light field in a direction (horizontal direction) parallel to the junction is confined in a portion corresponding to the ridge portion 109 is realized. As a result, in the conventional GaN-based semiconductor laser, a low threshold current and relatively stable oscillation in the horizontal and transverse modes are obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のGaN系半導体レーザ、すなわち、ストレート
ストライプ型のリッジ構造を有するGaN系半導体レー
ザにおいては、次のような問題があった。
However, the above-described conventional GaN-based semiconductor laser, that is, a GaN-based semiconductor laser having a straight-stripe ridge structure has the following problems.

【0012】すなわち、図4および図5に示す従来のG
aN系半導体レーザにおいて、共振器端面から出射され
るレーザ光の横モードは、共振器端面でのリッジ幅の影
響を強く受けることから、横モードを安定に維持するた
めには、リッジ幅Wを3μm以下程度とすることが望ま
しい。しかしながら、この従来のGaN系半導体レーザ
では、リッジ幅Wを狭くした場合、p型GaNコンタク
ト層108とp側電極112とのコンタクト面積が減少
することにより、電流経路が狭くなり微分抵抗が高まる
ため、駆動電圧が上昇する。また、この場合、GaIn
N活性層105における利得領域の幅が減少し、導波ロ
スが増加することにより、駆動電流の上昇をも引き起こ
しかねない。
That is, the conventional G shown in FIGS.
In the aN-based semiconductor laser, the transverse mode of the laser beam emitted from the cavity facet is strongly affected by the ridge width at the cavity facet. It is desirable that the thickness be about 3 μm or less. However, in the conventional GaN-based semiconductor laser, when the ridge width W is reduced, the contact area between the p-type GaN contact layer 108 and the p-side electrode 112 is reduced, so that the current path is narrowed and the differential resistance is increased. , The driving voltage increases. In this case, GaIn
As the width of the gain region in the N active layer 105 decreases and the waveguide loss increases, the driving current may also increase.

【0013】このように、従来のGaN系半導体レーザ
においては、駆動電圧の上昇を抑える観点からリッジ幅
Wを3μmよりあまり狭くすることができず、そのた
め、高次の水平横モードが発生しやすいという問題があ
った。水平横モードに高次のモードが発生すると、電流
−光出力特性に非線形性(キンク)が現れると共に、レ
ーザ光の出射角、出射方向が変化し、レーザ特性は悪化
する。特に、電流−光出力特性の非線形性が使用光出力
よりも低いところで発生した場合、ジッタが極端に悪化
するため、そのような半導体レーザを光ディスク装置の
光源として使用することはできなくなる。
As described above, in the conventional GaN-based semiconductor laser, the ridge width W cannot be made much smaller than 3 μm from the viewpoint of suppressing an increase in driving voltage, and therefore, higher-order horizontal and transverse modes are likely to occur. There was a problem. When a higher-order mode occurs in the horizontal and transverse modes, nonlinearity (kink) appears in the current-light output characteristics, and the emission angle and emission direction of the laser light change, deteriorating the laser characteristics. In particular, when the non-linearity of the current-light output characteristic occurs at a lower level than the used light output, the jitter is extremely deteriorated, so that such a semiconductor laser cannot be used as a light source of an optical disk device.

【0014】また、GaN系半導体レーザを光ディスク
装置の光源として用いる場合、遠視野像の水平方向のビ
ーム拡がり角θ//が同程度であれば、従来使用されてい
るAlGaAs系半導体レーザやAlGaInP系半導
体レーザなどと比較して、組み立て時に厳しい位置精度
が要求される。そのため、GaN系半導体レーザを光デ
ィスク装置の光源に用いる場合、出射端面でのビーム径
の縮小化を図り、遠視野像の水平方向のビーム拡がり角
θ//を、例えば8°程度以上に拡大してやる必要があ
る。この理由からも、リッジ幅Wが3μmでは不十分で
ある。
When a GaN-based semiconductor laser is used as a light source for an optical disk device, a conventional AlGaAs-based semiconductor laser or AlGaInP-based laser can be used as long as the beam spread angle θ // in the horizontal direction of the far-field image is substantially the same. Strict positional accuracy is required at the time of assembling as compared with a semiconductor laser or the like. Therefore, when a GaN-based semiconductor laser is used as a light source for an optical disk device, the beam diameter at the emission end face is reduced, and the beam divergence angle θ // in the horizontal direction of the far-field image is increased to, for example, about 8 ° or more. There is a need. For this reason, the ridge width W of 3 μm is insufficient.

【0015】さらに、この従来のGaN系半導体レーザ
においては、次のような理由から、リッジ幅Wはさらに
狭く設定されることが望ましい。
Further, in this conventional GaN-based semiconductor laser, it is desirable that the ridge width W be set further narrower for the following reasons.

【0016】すなわち、図4および図5に示す従来のG
aN系半導体レーザでは、その動作時に注入キャリアに
よるプラズマ効果によってリッジ部109に対応する部
分の屈折率が低下し、リッジ内外の屈折率分布に変化が
生じ、極端な場合、水平横モードに高次のモードが発生
することがある。これを防止し、水平横モードをより安
定なものとするためには、リッジ内外の実効屈折率差Δ
nを、プラズマ効果による屈折率の低下分(2×10-3
程度)より大きくする必要がある。
That is, the conventional G shown in FIGS.
In the aN-based semiconductor laser, the refractive index of the portion corresponding to the ridge portion 109 decreases due to the plasma effect of the injected carriers during the operation, causing a change in the refractive index distribution inside and outside the ridge. Mode may occur. To prevent this and make the horizontal transverse mode more stable, the effective refractive index difference Δ
n is the amount of decrease in the refractive index due to the plasma effect (2 × 10 −3
Degree).

【0017】ここで、図6に、図4および図5に示すと
同様のストレートストライプ型のリッジ構造を有するG
aN系半導体レーザにおける基本モードの発振条件を示
す。図6において、横軸はリッジ内外の実効屈折率差Δ
nを示し、縦軸はリッジ幅Wを示す。また、曲線Aは、
GaNの屈折率n=2.504、波長λ=400nmの
条件を与えて求めた1次モードのカットオフ条件であ
り、破線Bは、キャリアのプラズマ効果による屈折率の
低下分を考慮したときの実効屈折率差Δnの下限(Δn
=2×10-3)を示す。このGaN系半導体レーザを基
本モードで発振させるためには、通常、図6において、
リッジ内外の実効屈折率差Δnおよびリッジ幅Wを曲線
Aの下側の領域に設定すればよいが、キャリアのプラズ
マ効果を考慮したときの基本モードの発振条件は、曲線
A、破線Bおよび横軸で囲まれた領域(図6中、斜線を
施した部分)となり、この場合、リッジ幅Wは2μm以
下に設定する必要がある。
Here, FIG. 6 shows a G having a straight stripe type ridge structure similar to that shown in FIGS.
The oscillation conditions of the fundamental mode in the aN-based semiconductor laser are shown. In FIG. 6, the horizontal axis represents the effective refractive index difference Δ inside and outside the ridge.
n, and the vertical axis indicates the ridge width W. Curve A is
The cut-off condition of the first-order mode obtained by giving the condition that the refractive index of GaN is n = 2.504 and the wavelength λ = 400 nm, and the broken line B indicates the decrease in the refractive index due to the carrier plasma effect. The lower limit of the effective refractive index difference Δn (Δn
= 2 × 10 −3 ). In order to cause the GaN-based semiconductor laser to oscillate in the fundamental mode, usually, in FIG.
The effective refractive index difference Δn inside and outside the ridge and the ridge width W may be set in the lower region of the curve A, but the oscillation conditions of the fundamental mode when the plasma effect of the carrier is considered include the curve A, the broken line B and the horizontal line. The region is a region surrounded by the axis (the hatched portion in FIG. 6). In this case, the ridge width W needs to be set to 2 μm or less.

【0018】また、サファイア基板上に作製されるGa
N系半導体レーザでは、サファイア基板自体に劈開性が
ないために、GaAs基板のような劈開の容易な基板上
に作製される他の種類の半導体レーザ、具体的には、G
aAs基板を用いたAlGaAs系半導体レーザやAl
GaInP系半導体レーザのように、機械的な加工によ
る共振器端面の形成が容易ではない。そのため、図4お
よび図5に示す従来のGaN系半導体レーザにおいて
は、相対する2つの共振器端面が、リッジ部109の延
長方向したがって共振器長方向に対して垂直にならない
ことがある。このように共振器端面が共振器長方向に対
して傾斜すると、その共振器端面から出射されるレーザ
光の光軸も傾く。このことは、図7に示す共振器端面の
水平方向の傾きとレーザ光の出射方向との関係より明ら
かである。
In addition, Ga formed on a sapphire substrate
In the case of the N-based semiconductor laser, since the sapphire substrate itself does not have a cleavage property, another type of semiconductor laser manufactured on a substrate that is easily cleaved such as a GaAs substrate, specifically, a G laser
AlGaAs semiconductor laser using AlAs substrate or Al
Unlike a GaInP-based semiconductor laser, it is not easy to form a resonator end face by mechanical processing. Therefore, in the conventional GaN-based semiconductor laser shown in FIGS. 4 and 5, two opposing resonator end faces may not be perpendicular to the extension direction of the ridge portion 109, that is, to the resonator length direction. When the cavity facet is inclined with respect to the cavity length direction in this way, the optical axis of the laser beam emitted from the cavity facet is also inclined. This is clear from the relationship between the horizontal inclination of the cavity end face and the emission direction of the laser light shown in FIG.

【0019】共振器端面の傾きは、上述のようにレーザ
光の出射方向を変化させるのみならず、端面反射率の減
少、スロープ効率の増大または減少、閾値電流の増大な
どを招き、レーザ特性に深刻な影響を与える。そこで、
本発明者は、図4および図5に示すと同様のストレート
ストライプ型のリッジ構造を有するGaN系半導体レー
ザにおいて、共振器端面が水平方向に傾いた場合、端面
反射率および閾値電流がどの程度変化するかを調べた。
図8および図9にその結果を示す。図8は、共振器端面
の水平方向傾きと端面反射率との関係を示し、図9は、
共振器端面の水平方向の傾きと閾値電流の上昇分との関
係を示す。図8および図9において、曲線Aはリッジ幅
W=4μmとした場合、曲線Bはリッジ幅W=3μmと
した場合、曲線Cはリッジ幅W=2μmとした場合の結
果を示す。図8および図9より、共振器端面の傾きが大
きくなるに従って端面反射率が低下し、閾値電流が上昇
することがわかる。
The inclination of the cavity facet not only changes the emission direction of the laser beam as described above, but also causes a decrease in the facet reflectivity, an increase or decrease in the slope efficiency, an increase in the threshold current, and the like. Have a serious impact. Therefore,
The inventor of the present invention has found that, in a GaN-based semiconductor laser having a straight-stripe ridge structure similar to that shown in FIGS. 4 and 5, when the cavity facet is inclined in the horizontal direction, how much the facet reflectivity and the threshold current change I checked what to do.
8 and 9 show the results. FIG. 8 shows the relationship between the horizontal inclination of the end face of the resonator and the end face reflectivity, and FIG.
6 shows the relationship between the horizontal inclination of the resonator end face and the increase in threshold current. 8 and 9, a curve A shows the results when the ridge width W is 4 μm, a curve B shows the results when the ridge width W is 3 μm, and a curve C shows the results when the ridge width W is 2 μm. From FIGS. 8 and 9, it can be seen that as the inclination of the cavity facet increases, the facet reflectivity decreases and the threshold current increases.

【0020】こうした現象は、ウェーハ上の互いに隣り
合う領域に形成されるチップ間で異なるため、同一ロッ
ト内での半導体レーザの特性のバラツキが大きくなり、
製造歩留まりを低下させる要因になる。
Since such phenomena are different between chips formed in mutually adjacent regions on the wafer, variations in the characteristics of the semiconductor laser in the same lot become large,
This is a factor that lowers the production yield.

【0021】ここで、図8および図9からは、リッジ幅
Wが4μm→3μm→2μmと次第に小さくなるに従っ
て、共振器端面の傾きに伴う端面反射率の低下および閾
値電流の上昇の度合いが低減されることがわかる。した
がって、従来のリッジ構造を有するGaN系半導体レー
ザでは、リッジ幅Wを狭くするほど、共振器端面の形状
(主にその傾き)のバラツキによるレーザ特性の悪化が
防止され、製造歩留まりが向上する。
FIGS. 8 and 9 show that as the ridge width W gradually decreases from 4 μm → 3 μm → 2 μm, the degree of decrease in the end face reflectivity and the increase in the threshold current due to the inclination of the cavity end face are reduced. It is understood that it is done. Therefore, in a conventional GaN-based semiconductor laser having a ridge structure, as the ridge width W is reduced, the laser characteristics are not deteriorated due to the variation in the shape (mainly the inclination) of the cavity end face, and the manufacturing yield is improved.

【0022】また、従来のGaN系半導体レーザでは、
共振器端面におけるリッジ幅Wが広くなるほど、戻り光
による撹乱の影響を受けやすくなるため、ノイズ特性を
向上の観点からもリッジ幅Wは狭くすることが好まし
い。
In a conventional GaN-based semiconductor laser,
The larger the ridge width W at the resonator end face, the more easily the ridge width W is affected by the disturbance due to the return light. Therefore, it is preferable to reduce the ridge width W from the viewpoint of improving noise characteristics.

【0023】しかしながら、すでに述べたように、従来
のGaN系半導体レーザにおいては、駆動電圧の上昇を
抑制する観点からリッジ幅Wの下限は3μm程度に制限
される。そのため、従来のGaN系半導体レーザでは、
駆動電圧を上昇させることなく、共振器端面形成の良否
がレーザ特性に及ぼす悪影響の低減を図り、かつ、ノイ
ズ特性を向上させることが極めて困難であった。
However, as described above, in the conventional GaN-based semiconductor laser, the lower limit of the ridge width W is limited to about 3 μm from the viewpoint of suppressing an increase in driving voltage. Therefore, in a conventional GaN-based semiconductor laser,
It has been extremely difficult to reduce the adverse effect on the laser characteristics due to the quality of the cavity facets without increasing the driving voltage, and to improve the noise characteristics.

【0024】したがって、この発明の目的は、駆動電圧
の低減、横モードの安定化、遠視野像の水平方向のビー
ム拡がり角の拡大、共振器端面の形状のバラツキによる
レーザ特性の悪化防止およびノイズ特性の向上を容易に
実現することのできる窒化物系III−V族化合物半導
体を用いた半導体レーザを提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the driving voltage, stabilize the transverse mode, increase the beam divergence angle in the horizontal direction of the far-field image, prevent the laser characteristics from deteriorating due to variations in the shape of the cavity end face, and reduce noise. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor that can easily improve characteristics.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、第1導電型の第1のクラッド層と、第
1のクラッド層上の活性層と、活性層上の第2導電型の
第2のクラッド層とを有し、第2のクラッド層に設けら
れたリッジ部の両側の部分に、活性層からの光を吸収し
ない材料からなる電流狭窄層が設けられた電流狭窄構造
を有する窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半
導体レーザにおいて、リッジ部は、共振器長方向の両端
部に共振器長方向の中央部から共振器長方向の両端部に
向かう方向に幅が減少するテーパー領域を有することを
特徴とするものである。
To achieve the above object, the present invention provides a first cladding layer of a first conductivity type, an active layer on the first cladding layer, and a second cladding layer on the active layer. A current confinement layer having a conductive type second cladding layer, and a current constriction layer made of a material that does not absorb light from the active layer is provided on both sides of a ridge portion provided on the second cladding layer; In a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor having a structure, a ridge portion is formed at both ends in the resonator length direction from a central portion in the resonator length direction to both ends in the resonator length direction. It has a tapered region in which the width is reduced.

【0026】この発明において、窒化物系III−V族
化合物半導体はGa、Al、In、BおよびTlからな
る群より選ばれた少なくとも1種類のIII族元素と、
少なくともNを含み、場合によってはさらにAsまたは
Pを含むV族元素とからなる。
In the present invention, the nitride-based III-V compound semiconductor comprises at least one group III element selected from the group consisting of Ga, Al, In, B and Tl;
It is composed of a group V element containing at least N and possibly further containing As or P.

【0027】この発明において、電流狭窄層の材料とし
ては、例えば、酸化シリコン(SiO2 )、窒化シリコ
ン(SiN)などの誘電体、AlGaN、GaInN、
GaNなどの窒化物系III−V族化合物半導体、Zn
SなどのII−VI族化合物半導体が用いられる。
In the present invention, as a material of the current confinement layer, for example, a dielectric such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), AlGaN, GaInN,
Nitride-based III-V compound semiconductors such as GaN, Zn
II-VI compound semiconductors such as S are used.

【0028】この発明においては、駆動電圧の上昇を抑
制しつつ、横モードを安定に維持するために、好適に
は、リッジ部の共振器長方向の中央部における幅が4μ
m以上に選ばれ、かつ、リッジ部の共振器長方向の両端
面における幅が3μm以下に選ばれる。特に、出射され
るレーザ光の横モードは、リッジ部の共振器長方向の両
端部における幅(共振器端面での幅)の影響を強く受け
るため、リッジ部の共振器長方向の両端面における幅に
ついては、より好適には2μm以上3μm以下に選ば
れ、さらに好適には2μm以下に選ばれる。
In the present invention, in order to suppress the rise of the driving voltage and to stably maintain the transverse mode, the width of the ridge at the center in the resonator length direction is preferably 4 μm.
m and the width of the ridge portion at both end faces in the resonator length direction is selected to be 3 μm or less. In particular, since the transverse mode of the emitted laser light is strongly affected by the width of the ridge portion at both ends in the resonator length direction (width at the resonator end face), the transverse mode at the both end faces of the ridge portion in the resonator length direction is obtained. The width is more preferably 2 μm or more and 3 μm or less, and still more preferably 2 μm or less.

【0029】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、リッジ部が共振器長方向の両端部に共振器長方向の
中央部から共振器長方向の両端部に向かう方向に幅が減
少するテーパー領域を有することにより、リッジ部の共
振器長方向の両端面における幅よりも、リッジ部の共振
器長方向の中央部における幅の方が広くなる。そのた
め、横モードを安定に維持するために、リッジ部の共振
器長方向の両端面における幅を狭く設定した場合であっ
ても、それとは独立に、リッジ部の共振器長方向の中央
部における幅を広く設定することができる。これによ
り、電極とのコンタクト面積を広くし、リッジ部での抵
抗成分を低減することができるので、半導体レーザの駆
動電圧を低減することが可能である。特に、この発明に
おいては、リッジ部の共振器長方向の中央部における幅
を4μm以上に設定し、かつ、リッジ部の共振器長方向
の両端面における幅を3μm以下に設定した場合、駆動
電圧を上昇させることなく、横モードの安定化を図るこ
とができる。横モードの安定化については、リッジ部の
共振器長方向の両端面における幅を2μm以下に設定し
た場合、高次の水平横モードの発生を抑制することがで
きるので、より効果的である。
According to the present invention configured as described above, the width of the ridge portion is reduced at both ends in the resonator length direction from the center in the resonator length direction to the both ends in the resonator length direction. By having the tapered region, the width of the ridge at the center in the resonator length direction is wider than the width of the ridge at both end surfaces in the resonator length direction. Therefore, even when the width of the ridge portion at both end faces in the resonator length direction is set to be narrow in order to stably maintain the transverse mode, independently of the width at the center portion of the ridge portion in the resonator length direction. The width can be set wider. As a result, the contact area with the electrode can be increased and the resistance component at the ridge can be reduced, so that the drive voltage of the semiconductor laser can be reduced. In particular, in the present invention, when the width of the ridge at the center in the resonator length direction is set to 4 μm or more, and the width of the ridge at both end faces in the resonator length direction is set to 3 μm or less, , The lateral mode can be stabilized. Regarding stabilization of the transverse mode, when the width of the ridge portion at both end faces in the resonator length direction is set to 2 μm or less, the occurrence of higher-order horizontal transverse mode can be suppressed, which is more effective.

【0030】また、この発明によれば、リッジ部の共振
器長方向の両端部のテーパー領域での波面整形効果によ
り、遠視野像の水平方向のビーム拡がり角を広くするこ
とができる上に、リッジ部の共振器長方向の両端面にお
ける幅を狭くすることによって、遠視野像の水平方向の
ビーム拡がり角をさらに広くすることができるので、こ
の半導体レーザを光ディスク装置の光源に用いる場合、
組み立て時に要求される厳しい位置精度を緩和すること
ができる。また、この際、リッジ部の共振器長方向の中
央部における幅を、リッジ部の共振器長方向の両端面に
おける幅とは独立に広く設定することにより、電極コン
タクト面積を減少させずに遠視野像の水平方向のビーム
拡がり角の拡大を図ることができるため、信頼性良く遠
視野像を整形することが可能である。
According to the present invention, the beam divergence angle in the horizontal direction of the far-field image can be increased by the wavefront shaping effect in the tapered regions at both ends of the ridge portion in the resonator length direction. By reducing the width of the ridge portion at both end faces in the resonator length direction, the beam divergence angle of the far-field image in the horizontal direction can be further increased. Therefore, when this semiconductor laser is used as a light source of an optical disc device,
Strict positional accuracy required during assembly can be reduced. At this time, the width of the ridge at the center in the resonator length direction is set to be wide independently of the width of the ridge at both end faces in the resonator length direction, so that the electrode contact area is reduced without reducing the electrode contact area. Since the beam divergence angle in the horizontal direction of the field image can be increased, the far-field image can be shaped with high reliability.

【0031】また、この発明によれば、リッジ部の共振
器長方向の両端面における幅を狭くした場合、共振器端
面の形状による端面反射率の低下、閾値電流の上昇、ス
ロープ効率の変化を抑制することができる。これによ
り、共振器端面の形状のバラツキによるレーザ特性の悪
化を防止することができるので、特性の良好な半導体レ
ーザを高い製造歩留まりで得ることができる。また、リ
ッジ部の共振器長方向の両端面における幅を狭くした場
合、半導体レーザが戻り光によって撹乱される程度が抑
制されるので、戻り光によって誘起されるノイズを低減
することができる。この際、この発明では、リッジ部の
共振器長方向の中央部における幅を、リッジ部の共振器
長方向の両端面における幅とは独立に広く設定すること
ができるので、リッジ部の共振器長方向の両端面におけ
る幅を狭くすることにより得られる利点を、駆動電圧を
上昇させることなく得ることができる。
According to the present invention, when the width of the ridge portion at both end faces in the resonator length direction is reduced, the end face reflectivity decreases, the threshold current increases, and the slope efficiency changes due to the end face shape of the resonator. Can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the laser characteristics from deteriorating due to variations in the shape of the cavity end face, so that a semiconductor laser having good characteristics can be obtained with a high production yield. Further, when the width of the ridge portion at both end surfaces in the resonator length direction is reduced, the degree of disturbance of the semiconductor laser by the return light is suppressed, so that noise induced by the return light can be reduced. In this case, according to the present invention, the width of the ridge portion at the central portion in the resonator length direction can be set to be large independently of the width of the ridge portion at both end surfaces in the resonator length direction. The advantage obtained by reducing the width at both end surfaces in the long direction can be obtained without increasing the driving voltage.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0033】まず、この発明の第1の実施形態について
説明する。図1および図2は、この発明の第1の実施形
態によるGaN系半導体レーザを示す。ここで、図1は
斜視図、図2は平面図である。このGaN系半導体レー
ザは、屈折率導波型のものである。
First, a first embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 show a GaN-based semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is a plan view. This GaN semiconductor laser is of a refractive index guided type.

【0034】図1および図2に示すように、この第1の
実施形態によるGaN系半導体レーザにおいては、例え
ば、c面のサファイア基板1上にアンドープのGaNバ
ッファ層2を介して、n型GaNコンタクト層3、n型
AlGaNクラッド層4、GaInN活性層5、p型A
lGaNキャップ層6、p型AlGaNクラッド層7お
よびp型GaNコンタクト層8が順次積層されている。
n型AlGaNクラッド層4およびp型AlGaNクラ
ッド層7のAl組成は例えば6〜8%程度であり、Ga
InN活性層5のIn組成は例えば15%程度である。
このGaN系半導体レーザの発光波長は400nm程度
である。また、p型AlGaNキャップ層6のAl組成
は20%程度である。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, for example, an n-type GaN semiconductor layer is formed on a c-plane sapphire substrate 1 via an undoped GaN buffer layer 2. Contact layer 3, n-type AlGaN cladding layer 4, GaInN active layer 5, p-type A
An lGaN cap layer 6, a p-type AlGaN cladding layer 7, and a p-type GaN contact layer 8 are sequentially stacked.
The Al composition of the n-type AlGaN cladding layer 4 and the p-type AlGaN cladding layer 7 is, for example, about 6 to 8%.
The In composition of the InN active layer 5 is, for example, about 15%.
The emission wavelength of this GaN-based semiconductor laser is about 400 nm. The Al composition of the p-type AlGaN cap layer 6 is about 20%.

【0035】p型AlGaNクラッド層7の上層部およ
びp型GaNコンタクト層8は、一方向に延在するテー
パーストライプ型のリッジ形状を有する。符号9は、こ
れらのp型AlGaNクラッド層7の上層部およびp型
GaNコンタクト層8により構成されたリッジ部を示
す。このリッジ部9の構成については、後に詳細に説明
する。
The upper layer portion of the p-type AlGaN cladding layer 7 and the p-type GaN contact layer 8 have a tapered stripe ridge shape extending in one direction. Reference numeral 9 denotes an upper layer portion of the p-type AlGaN cladding layer 7 and a ridge portion formed by the p-type GaN contact layer 8. The configuration of the ridge portion 9 will be described later in detail.

【0036】n型AlGaNクラッド層4、GaInN
活性層5、p型AlGaNキャップ層6およびp型Al
GaNクラッド層7の下層部は、一方向に延在する所定
のメサ形状を有する。符号10はそのメサ部を示す。な
お、図2においては、このメサ部10に対応する部分が
示され、これに隣接する部分は図示省略されている。
N-type AlGaN cladding layer 4, GaInN
Active layer 5, p-type AlGaN cap layer 6, and p-type Al
The lower part of the GaN cladding layer 7 has a predetermined mesa shape extending in one direction. Reference numeral 10 indicates the mesa portion. In FIG. 2, a portion corresponding to the mesa unit 10 is shown, and a portion adjacent thereto is not shown.

【0037】リッジ部9の両側の部分には、例えば、G
aInN活性層5からの光を吸収しないSiO2 電流狭
窄層11が成膜され、これによって電流狭窄構造が形成
されている。このSiO2 電流狭窄層11は、電極間で
の短絡を防止するためにメサ部10の側面にも設けられ
ている。また、このようにリッジ部9の両側にSiO2
電流狭窄層11が成膜されることによって、リッジ部9
に対応する部分の屈折率が高く、その両側の部分の屈折
率が低いステップ状の屈折率分布が接合と平行な方向に
作り付けられている。なお、ここでのリッジ内外の実効
屈折率差Δnは、キャリアのプラズマ効果によってリッ
ジ部9に対応する部分の屈折率が低下することを考慮し
て、好適には例えば2×10-3以上に選ばれる。この例
の場合、リッジ内外の実効屈折率差Δnは例えば2×1
-3に設定される。
The portions on both sides of the ridge portion 9 are, for example, G
An SiO 2 current confinement layer 11 that does not absorb the light from the aInN active layer 5 is formed, thereby forming a current confinement structure. The SiO 2 current confinement layer 11 is also provided on the side surface of the mesa unit 10 to prevent a short circuit between the electrodes. Further, SiO 2 thus on both sides of the ridge portion 9
By forming the current confinement layer 11, the ridge portion 9 is formed.
Is formed in a direction parallel to the junction, in which the refractive index of the portion corresponding to is high and the refractive index of the portions on both sides thereof is low. The effective refractive index difference Δn between the inside and outside of the ridge is preferably, for example, 2 × 10 −3 or more in consideration of the fact that the refractive index of the portion corresponding to the ridge portion 9 is reduced by the plasma effect of carriers. To be elected. In the case of this example, the effective refractive index difference Δn inside and outside the ridge is, for example, 2 × 1
It is set to 0 -3.

【0038】p型GaNコンタクト層8およびSiO2
電流狭窄層11の上には、例えばNi/Pt/Au電極
のようなp側電極12が設けられ、メサ部10に隣接す
るn型GaNコンタクト層3上には、例えばTi/Al
電極のようなn側電極13が設けられている。
P-type GaN contact layer 8 and SiO 2
A p-side electrode 12 such as a Ni / Pt / Au electrode is provided on the current constriction layer 11, and a Ti / Al
An n-side electrode 13 such as an electrode is provided.

【0039】また、このGaN系半導体レーザの両共振
器端面は、サファイア基板1をその上のレーザ構造を形
成するGaN系半導体層と共に劈開(疑似劈開)するこ
とにより形成された疑似劈開面からなる。この場合、共
振器端面から出射されるレーザ光が、サファイア基板1
の表面で反射されることがなく、したがって、このレー
ザ光の遠視野像の形状は良好である。
Further, both cavity end faces of the GaN-based semiconductor laser are composed of a pseudo-cleavage plane formed by cleaving (pseudo-cleavage) the sapphire substrate 1 together with a GaN-based semiconductor layer forming a laser structure thereon. . In this case, the laser light emitted from the cavity end face is reflected on the sapphire substrate 1.
Therefore, the shape of the far-field image of the laser light is good.

【0040】上述のように構成されたこの第1の実施形
態によるGaN系半導体レーザでは、リッジ内外の実効
屈折率差Δn、すなわち、リッジ部9に対応する部分と
その両側の部分との実効屈折率差Δnにより、水平方向
の光場がリッジ部9に対応する部分に閉じ込められる、
いわゆる屈折率導波(実屈折率導波)が実現されてい
る。これにより、このGaN系半導体レーザでは、低閾
値電流かつ比較的安定した水平横モードでの発振が得ら
れている。さらに、このGaN系半導体レーザでは、リ
ッジ部9の共振器長方向の両端面における幅が好適には
3μm以下、より好適には2μm以下に設定されること
により、より一層の横モードの安定化を図ることが可能
である。
In the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment configured as described above, the effective refractive index difference Δn between the inside and outside of the ridge, that is, the effective refraction between the portion corresponding to the ridge portion 9 and the portions on both sides thereof. Due to the rate difference Δn, the horizontal light field is confined in a portion corresponding to the ridge portion 9.
So-called refractive index guiding (real refractive index guiding) is realized. Thereby, in the GaN-based semiconductor laser, a low threshold current and relatively stable oscillation in the horizontal and transverse modes are obtained. Further, in this GaN-based semiconductor laser, the width of the ridge portion 9 at both end faces in the resonator length direction is preferably set to 3 μm or less, more preferably 2 μm or less, to further stabilize the transverse mode. It is possible to achieve.

【0041】以下に、この第1の実施形態によるGaN
系半導体レーザにおけるリッジ部9の構成について詳細
に説明する。
Hereinafter, the GaN according to the first embodiment will be described.
The configuration of the ridge 9 in the system semiconductor laser will be described in detail.

【0042】すなわち、図1および図2に示すように、
このGaN系半導体レーザにおけるリッジ部9は、共振
器長方向の両端部のそれぞれの領域に、共振器長方向の
中央部から共振器長方向の両端部に向かう方向に、連続
的に幅が減少するようにテーパーが施されたテーパー領
域9aを有する。また、このリッジ部9は、共振器長方
向の中央部の領域に幅が均一なストレート領域9bを有
する。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2,
The width of the ridge portion 9 in this GaN-based semiconductor laser is continuously reduced in the respective regions at both ends in the cavity length direction from the central portion in the cavity length direction toward both ends in the cavity length direction. And has a tapered region 9a which is tapered. The ridge portion 9 has a straight region 9b having a uniform width in the central region in the resonator length direction.

【0043】このリッジ部9において、共振器長方向の
両端部に設けられた2つのテーパー領域9aは互いにほ
ぼ等しい長さL1 を有する。これらのテーパー領域9a
の合計の長さ2L1 は、十分な波面整形効果が得られる
ように、例えば、共振器長L(L=2L1 +L2 、L2
はストレート領域9bの長さ)の10分の1以上、すな
わち、2L1 ≧L/10となるように選ばれる。
[0043] In this ridge 9, two tapered regions 9a provided at both ends of the resonator length direction has a length substantially equal to L 1 to each other. These tapered regions 9a
Total length 2L 1 of, as well wavefront shaping effect is obtained, for example, the resonator length L (L = 2L 1 + L 2, L 2
Is 1/10 or more of the length of the straight region 9b), that is, 2L 1 ≧ L / 10.

【0044】また、図2において、W1 はリッジ部9の
共振器長方向の両端面における幅を示し、W2 はリッジ
部9の共振器長方向の中央部における幅を示す。ここ
で、幅W1 は、共振器長方向の両端面におけるリッジ部
9の底部での幅を指し、幅W2は、共振器長方向の中央
部におけるリッジ部9の底部での幅を指す。これらのリ
ッジ部9の共振器長方向の両端面における幅W1 および
リッジ部9の共振器長方向の中央部における幅W2 は、
1 <W2 の関係を満たしている。さらに、これらのリ
ッジ部9の共振器長方向の両端面における幅W1 および
リッジ部9の共振器長方向の中央部における幅W2 は、
駆動電圧の上昇を抑制しつつ、横モードを安定に維持す
るために、好適には、W1 ≦3μmかつW2 ≧4μmと
なるように選ばれ、より好適には、2μm≦W1 ≦3μ
mかつW2 ≧4μmとなるように選ばれ、さらに好適に
は、W1 ≦2μmかつW2 ≧4μmとなるように選ばれ
る。
In FIG. 2, W 1 indicates the width of the ridge 9 at both end faces in the resonator length direction, and W 2 indicates the width of the ridge 9 at the center in the resonator length direction. Here, the width W 1 refers to the width at the bottom of the ridge 9 at both end faces in the resonator length direction, and the width W 2 refers to the width at the bottom of the ridge 9 at the center in the resonator length direction. . The width W 1 of these ridges 9 at both end faces in the resonator length direction and the width W 2 of the ridge 9 at the center in the resonator length direction are:
The relationship W 1 <W 2 is satisfied. Furthermore, the width W 1 of these ridges 9 at both end faces in the resonator length direction and the width W 2 of the ridge 9 at the center in the resonator length direction are:
In order to stably maintain the transverse mode while suppressing the rise of the driving voltage, it is preferably selected so that W 1 ≦ 3 μm and W 2 ≧ 4 μm, and more preferably 2 μm ≦ W 1 ≦ 3 μm.
m and W 2 ≧ 4 μm, and more preferably, W 1 ≦ 2 μm and W 2 ≧ 4 μm.

【0045】ここで、この第1の実施形態によるGaN
系半導体レーザの各部の寸法の一例を挙げると、共振器
長L=500μm、リッジ部9のテーパー領域9aの長
さL1 =100μm、ストレート領域9bの長さL2
300μm、リッジ部9の共振器長方向の両端面におけ
る幅W1 =2μm、リッジ部9の共振器長方向の中央部
における幅W2 =4μmである。
Here, the GaN according to the first embodiment
As an example of the dimensions of each part of the system semiconductor laser, the cavity length L = 500 μm, the length L 1 of the tapered region 9a of the ridge portion 9 = 100 μm, and the length L 2 of the straight region 9b = 2
The width W 1 is 2 μm at both end faces of the ridge 9 in the resonator length direction, and the width W 2 is 4 μm at the center of the ridge 9 in the resonator length direction.

【0046】上述のように構成されたこの発明の第1の
実施形態によるGaN系半導体レーザによれば、リッジ
部9が共振器長方向の両端部のそれぞれの領域に、共振
器長方向の中央部から共振器長方向の両端部に向かう方
向に幅が減少するテーパー領域9aを有することによ
り、次のような種々の利点を得ることができる。
According to the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention configured as described above, the ridges 9 are respectively provided at the respective regions at both ends in the resonator length direction at the center in the resonator length direction. By having the tapered region 9a whose width decreases in the direction from the portion to the both ends in the resonator length direction, the following various advantages can be obtained.

【0047】すなわち、この第1の実施形態によるGa
N系半導体レーザにおいては、リッジ部9が共振器長方
向の両端部にテーパー領域9aを有することにより、リ
ッジ部9の共振器長方向の両端面における幅W1 より
も、リッジ部9の共振器長方向の中央部における幅W2
の方が広くなる。そのため、横モードを安定に維持する
ために、リッジ部9の共振器長方向の両端面における幅
1 を3μm以下、具体的には例示したように2μmと
狭く設定した場合であっても、それとは独立に、リッジ
部9の共振器長方向の中央部における幅W2 を4μm以
上、具体的には例示したように4μmと広く設定するこ
とができる。これにより、p型GaNコンタクト層8と
p側電極11とのコンタクト面積を広くし、リッジ部9
での抵抗成分を低減することができるので、このGaN
系半導体レーザの駆動電圧を低減することが可能であ
る。
That is, the Ga according to the first embodiment is
In N-based semiconductor laser, by the ridge portion 9 has a tapered region 9a on both ends of the resonator length direction, than the width W 1 at the end faces of the resonator length direction of the ridge portion 9, the resonance of the ridge portion 9 Width W 2 at the center in the container length direction
Is wider. Therefore, in order to stably maintain the transverse mode, even when the width W 1 of the ridge portion 9 at both end surfaces in the resonator length direction is set to 3 μm or less, specifically, 2 μm as illustrated, independently, the width W 2 4 [mu] m or more at the center of the resonator length direction of the ridge portion 9, and specifically can be set wide and 4 [mu] m as illustrated. Thereby, the contact area between the p-type GaN contact layer 8 and the p-side electrode 11 is increased, and the ridge 9
Can reduce the resistance component of the GaN
It is possible to reduce the drive voltage of the system semiconductor laser.

【0048】このように、この第1の実施形態によれ
ば、駆動電圧を上昇させることなく、横モードを安定に
維持することが可能である。特に、共振器長L=500
μm、テーパー領域9aの長さL1 =100μm、スト
レート領域9bの長さL2 =300μm、リッジ部9の
共振器長方向の両端面における幅W1 =2μm、リッジ
部9の共振器長方向の中央部における幅W2 =4μmに
設定されたこの第1の実施形態によるGaN系半導体レ
ーザの場合、図4および図5に示す従来のGaN系半導
体レーザにおいて、共振器長L=500μm、リッジ部
109の幅W=3μmとした場合よりも電極コンタクト
面積を広くとることができるので、横モードの安定化を
図りつつ、駆動電圧を低減することができる。また、こ
の第1の実施形態においては、リッジ部9の共振器長方
向の両端面における幅W1 が2μmに設定されているこ
とにより、キャリアのプラズマ効果を考慮に入れた基本
モードの発振条件を満たすことが可能であり(図6参
照)、したがって、高次の水平横モードの発生を抑制す
ることができるので、横モードをより安定に維持するこ
とが可能である。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to stably maintain the transverse mode without increasing the driving voltage. In particular, the resonator length L = 500
μm, the length L 1 of the tapered region 9a = 100 μm, the length L 2 of the straight region 9b = 300 μm, the width W 1 at both end surfaces in the resonator length direction of the ridge portion 9 = 2 μm, and the resonator length direction of the ridge portion 9 In the case of the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment in which the width W 2 is set to 4 μm at the center of the GaN-based semiconductor laser shown in FIGS. 4 and 5, the resonator length L = 500 μm and the ridge Since the electrode contact area can be made larger than when the width W of the portion 109 is set to 3 μm, the driving voltage can be reduced while stabilizing the transverse mode. In the first embodiment, since the width W 1 of the ridge portion 9 at both end faces in the resonator length direction is set to 2 μm, the oscillation condition of the fundamental mode taking the plasma effect of the carrier into account is considered. Is satisfied (see FIG. 6), and therefore, the occurrence of higher-order horizontal and transverse modes can be suppressed, so that the transverse modes can be more stably maintained.

【0049】また、この第1の実施形態によれば、リッ
ジ部9の共振器長方向の両端部のテーパー領域9aでの
波面整形効果により、遠視野像の水平方向のビーム拡が
り角θ//を広くすることができる。これに加えて、この
第1の実施形態では、リッジ部9の共振器長方向の両端
面における幅W1 が2μmと狭く設定されていることに
よって、遠視野像の水平方向のビーム拡がり角θ//がさ
らに拡大されている。具体的には、リッジ部109の幅
Wが3μmの従来のGaN系半導体レーザでは、遠視野
像の水平方向のビーム拡がり角θ//が6°であるのに対
して、リッジ部9の共振器長方向の両端面における幅W
1 が2μmと狭窄化されたこの第1の実施形態によるG
aN系半導体レーザでは、遠視野像の水平方向のビーム
拡がり角θ//を8°程度まで拡大することができる。こ
れにより、このGaN系半導体レーザを光ディスク装置
の光源に用いる場合、組み立て時に要求される厳しい位
置精度を緩和することができる。また、この際、リッジ
部9の共振器長方向の中央部における幅W2 を、リッジ
部9の共振器長方向の両端面における幅W1 とは独立に
広く設定することにより、電極コンタクト面積を減少さ
せずに水平方向のビーム拡がり角θ//の拡大を図ること
ができるため、信頼性良く遠視野像を整形することが可
能である。
According to the first embodiment, the beam divergence angle θ // in the horizontal direction of the far-field pattern is obtained by the wavefront shaping effect in the tapered regions 9a at both ends of the ridge portion 9 in the resonator length direction. Can be widened. In addition to this, in the first embodiment, the width W 1 of the ridge portion 9 at both end faces in the resonator length direction is set as small as 2 μm, so that the beam divergence angle θ in the horizontal direction of the far-field image is obtained. // has been further expanded. Specifically, in the conventional GaN-based semiconductor laser in which the width W of the ridge portion 109 is 3 μm, the beam divergence angle θ // in the horizontal direction of the far-field image is 6 °, while the resonance of the ridge portion 9 Width W at both end faces in container length direction
G according to the first embodiment in which 1 is narrowed to 2 μm.
In the aN-based semiconductor laser, the beam divergence angle θ // in the horizontal direction of the far-field image can be increased to about 8 °. Accordingly, when this GaN-based semiconductor laser is used as a light source of an optical disk device, strict positional accuracy required during assembly can be reduced. At this time, the width W 2 of the ridge portion 9 at the center in the resonator length direction is set to be wide independently of the width W 1 at both end surfaces of the ridge portion 9 in the resonator length direction. Since the beam divergence angle θ // in the horizontal direction can be increased without reducing the distance, it is possible to reliably shape the far-field image.

【0050】また、この第1の実施形態によれば、リッ
ジ部9の共振器長方向の両端面における幅W1 が2μm
と狭く設定されていることにより、共振器端面の形状
(主にその傾き)による端面反射率の低下、閾値電流の
上昇、スロープ効率の変化を抑制することができる。こ
れにより、共振器端面の形状のバラツキによるレーザ特
性の悪化を防止することができるので、特性の良好な半
導体レーザを高い製造歩留まりで得ることができる。ま
た、リッジ部9の共振器長方向の両端面における幅W1
が2μmと狭く設定されていることにより、このGaN
系半導体レーザが戻り光によって撹乱される度合いが抑
制されるため、戻り光によって誘起されるノイズを低減
することもできる。この際、この第1の実施形態におい
ては、リッジ部9の共振器長方向の中央部における幅W
2 を、リッジ部9の共振器長方向の両端面における幅W
1 とは独立に広く設定することができるので、リッジ部
9の共振器長方向の両端面における幅W1 を狭くするこ
とにより得られるこれらの利点を、駆動電圧を上昇させ
ることなく得ることができる。
Further, according to the first embodiment, the width W 1 of the ridge portion 9 at both end faces in the resonator length direction is 2 μm.
With such a narrow setting, it is possible to suppress a decrease in end face reflectivity, an increase in threshold current, and a change in slope efficiency due to the shape (mainly the inclination) of the end face of the resonator. As a result, it is possible to prevent the laser characteristics from deteriorating due to variations in the shape of the cavity end face, so that a semiconductor laser having good characteristics can be obtained with a high production yield. Further, the width W 1 of the ridge portion 9 at both end faces in the resonator length direction is set.
Is set as narrow as 2 μm, this GaN
Since the degree to which the system semiconductor laser is disturbed by the return light is suppressed, noise induced by the return light can also be reduced. At this time, in the first embodiment, the width W at the center of the ridge portion 9 in the resonator length direction is set.
2 is the width W at both end faces of the ridge portion 9 in the resonator length direction.
Since the width can be set to be wide independently of 1, it is possible to obtain these advantages obtained by reducing the width W 1 at both end surfaces of the ridge portion 9 in the resonator length direction without increasing the drive voltage. it can.

【0051】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、リッジ部9が、共振器長方向の両端部のそれぞれの
領域に、共振器長方向の中央部から共振器長方向の両端
部に向かう方向に幅が減少するテーパー領域9aを有す
ることにより、リッジ部9の共振器長方向の両端面にお
ける幅W1 およびリッジ部の共振器長方向の中央部にお
ける幅W2 をそれぞれ最適化することができ、駆動電圧
の低減、横モードの安定化、遠視野像の水平方向のビー
ム拡がり角θ//の拡大、共振器端面の形状のバラツキに
よるレーザ特性の悪化防止およびノイズ特性の向上を容
易に実現することができる。したがって、この第1の実
施形態によれば、光ディスク装置の光源に適した、特性
の良好なGaN系半導体レーザを得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the ridges 9 are provided in the respective regions at both ends in the resonator length direction from the center in the resonator length direction to both ends in the resonator length direction. The width W 1 at both end surfaces of the ridge portion 9 in the resonator length direction and the width W 2 at the center portion of the ridge portion in the resonator length direction are optimized by having the tapered region 9a whose width decreases toward the portion. Drive voltage reduction, transverse mode stabilization, far-field image horizontal beam divergence angle θ //, laser characteristic deterioration prevention due to variations in cavity end face shape, and noise characteristics Improvement can be easily realized. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to obtain a GaN-based semiconductor laser having good characteristics and suitable for a light source of an optical disk device.

【0052】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。図3は、この発明の第2の実施形態によるG
aN系半導体レーザの平面図である。この第2の実施形
態によるGaN系半導体レーザでは、プロセス上のトレ
ランスを考慮して、共振器長方向の両端面の近傍の所定
の領域でリッジ部9の幅が一定にされる。なお、この第
2の実施形態によるGaN系半導体レーザの接合と垂直
な方向の構造は、第1の実施形態によるGaN系半導体
レーザと同様に構成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows a G according to a second embodiment of the present invention.
It is a top view of an aN type semiconductor laser. In the GaN-based semiconductor laser according to the second embodiment, the width of the ridge portion 9 is made constant in a predetermined region near both end faces in the resonator length direction in consideration of the tolerance in the process. The structure of the GaN-based semiconductor laser according to the second embodiment in a direction perpendicular to the junction is the same as that of the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment.

【0053】図3に示すように、この第2の実施形態に
よるGaN系半導体レーザにおけるリッジ部9は、共振
器長方向の両端部のテーパー領域9aと両共振器端面と
の間のそれぞれの領域に、均一な幅W1 のストレート領
域9cをさらに有する。図3において、L3 はこれらの
ストレート領域9cの長さを示す。ここで、これらのス
トレート領域9cは、リッジ部9の共振器長方向の両端
面における幅を確実にW1 とするために設けられるもの
であり、これらのストレート領域9cの長さL3 は極力
短くすることが望ましい。この場合、これらのストレー
ト領域9cの長さL3 の上限は、例えば20〜25μm
程度に選ばれる。
As shown in FIG. 3, the ridge portion 9 in the GaN-based semiconductor laser according to the second embodiment has respective regions between the tapered regions 9a at both ends in the resonator length direction and both resonator end faces. to further have a uniform width W 1 of the straight region 9c. In FIG. 3, L 3 represents the length of the straight region 9c. Here, these straight regions 9c is provided in order to reliably W 1 the width of both end faces of the resonator length direction of the ridge portion 9, the length L 3 of these straight regions 9c as much as possible It is desirable to shorten it. In this case, the upper limit of the length L 3 of these straight regions 9c, for example 20~25μm
Chosen by degree.

【0054】ここで、この第2の実施形態によるGaN
系半導体レーザの各部の寸法の一例を挙げると、共振器
長L=500μm、リッジ部9のテーパー領域9aの長
さL1 =100μm、共振器長方向の中央部のストレー
ト領域9bの長さL2 =250μm、共振器長方向の両
端部のストレート領域9cの長さL3 =25μm、リッ
ジ部9の共振器長方向の両端面における幅W1 =2μ
m、リッジ部9の共振器長方向の中央部における幅W2
=4μmである。
Here, the GaN according to the second embodiment
As an example of the dimensions of each part of the system semiconductor laser, the cavity length L = 500 μm, the length L 1 of the tapered region 9a of the ridge portion 9 = 100 μm, and the length L of the central straight region 9b in the cavity length direction. 2 = 250 μm, length L 3 of straight region 9c at both ends in the resonator length direction = 25 μm, width W 1 of ridge portion 9 at both ends in the resonator length direction = 2 μm
m, the width W 2 at the center of the ridge portion 9 in the resonator length direction.
= 4 μm.

【0055】この第2の実施形態によるGaN系半導体
レーザの上記以外の構成は、第1の実施形態によるGa
N系半導体レーザと同様であるので、説明を省略する。
The other structure of the GaN-based semiconductor laser according to the second embodiment is the same as that of the Ga-based semiconductor laser according to the first embodiment.
The description is omitted because it is the same as that of the N-based semiconductor laser.

【0056】この第2の実施形態によれば、第1の実施
形態におけると同様の利点を得ることができると共に、
次のような利点を合わせて得ることができる。すなわ
ち、この第2の実施形態においては、リッジ部9の共振
器長方向の両端部の領域に均一な幅W1 のストレート領
域9cが設けられていることにより、共振器を加工する
際に、リッジ部9の共振器長方向の両端面における幅を
確実にW1 とすることができる。これにより、共振器長
方向の両端面におけるリッジ部9の幅がW1 で、かつ、
共振器長方向の中央部におけるリッジ部9の幅がW2
あるようなテーパーストライプ型のリッジ構造を有する
GaN系半導体レーザを高い製造歩留まりで得ることが
できる。
According to the second embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained, and
The following advantages can be obtained together. That, in the second embodiment, by straight region 9c of the resonator length direction of the end regions to a uniform width W 1 of the ridge portion 9 is provided, in processing the resonator, the width of both end faces of the resonator length direction of the ridge portion 9 can be reliably and W 1. Thus, a width of W 1 of the ridge portion 9 in the both end faces of the resonator length direction,
It is possible to obtain a GaN-based semiconductor laser having a ridge structure of a tapered stripe type as the width of the ridge portion 9 is W 2 at the center of the resonator length direction with a high production yield.

【0057】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible.

【0058】例えば、上述の第1および第2の実施形態
において挙げた数値、構造、材料などはあくまで例にす
ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、材料な
どを用いてもよい。
For example, the numerical values, structures, materials, and the like described in the first and second embodiments are merely examples, and different numerical values, structures, materials, and the like may be used as necessary.

【0059】具体的には、上述の第1および第2の実施
形態における共振器長L、リッジ部9の共振器長方向の
両端部のテーパー領域9aの長さL1 、リッジ部9の共
振器長方向の中央部のストレート領域9bの長さL2
リッジ部9の共振器長方向の両端部のストレート領域9
cの長さL3 、リッジ部9の共振器長方向の両端面にお
ける幅W1 、リッジ部9の共振器長方向の中央部におけ
る幅W2 の値は、第1および第2の実施形態において挙
げた諸条件を満たしていれば、任意に設定することがで
きる。
Specifically, the resonator length L, the length L 1 of the tapered region 9a at both ends of the ridge portion 9 in the resonator length direction, and the resonance of the ridge portion 9 in the first and second embodiments described above. The length L 2 of the straight region 9b at the center in the container length direction,
Straight regions 9 at both ends of the ridge portion 9 in the resonator length direction
The values of the length L 3 of c, the width W 1 of the ridge portion 9 at both end faces in the resonator length direction, and the width W 2 of the ridge portion 9 at the center portion in the resonator length direction are given in the first and second embodiments. Can be set arbitrarily as long as the conditions described in are satisfied.

【0060】また、上述の第1および第2の実施形態に
おいて、リッジ部9の共振器長方向の両端部のそれぞれ
の領域に設けられた2つのテーパー領域9aは、フロン
ト側とリア側とで対称である必要はなく、さらに、リッ
ジ部9の両側面も左右非対称であってもよい。また、リ
ッジ部9のテーパー領域9aは、共振器長方向の中央部
から共振器長方向の両端部に向かう方向に幅が単調に減
少するのであれば、その側面が平面で構成されている必
要はなく、例えば内側または外側に湾曲した曲面で構成
されていてもよい。また、リッジ部9の共振器長方向の
中央部のストレート領域9bの長さL2 を0として、リ
ッジ部9を共振器長方向の両端部のテーパー領域9aの
み、または、テーパー領域9aおよびストレート領域9
cのみとしてもよい。
In the first and second embodiments described above, two tapered regions 9a provided in the respective regions of the ridge portion 9 at both ends in the resonator length direction are provided on the front side and the rear side. It is not necessary to be symmetrical, and furthermore, both side surfaces of the ridge portion 9 may be asymmetrical. If the width of the tapered region 9a of the ridge portion 9 monotonically decreases in the direction from the central portion in the resonator length direction to both end portions in the resonator length direction, its side surface needs to be formed as a flat surface. However, it may be constituted by a curved surface curved inward or outward, for example. Furthermore, 0 the length L 2 of the straight region 9b of the central portion of the resonator length direction of the ridge portion 9, a ridge portion 9 only tapered region 9a at both ends of the resonator length direction, or the tapered region 9a and a straight Area 9
Only c may be used.

【0061】また、上述の第1および第2の実施形態に
おいては、リッジ部9の両側に埋め込まれる電流狭窄層
の材料としてSiO2 が用いられているが、この電流狭
窄層の材料としては、これ以外にもAlGaN、GaI
nN、GaNなどの窒化物系III−V族化合物半導
体、SiNなどの誘電体、ZnSなどのII−VI族化
合物半導体を用いてもよい。
In the first and second embodiments, SiO 2 is used as the material of the current confinement layer embedded on both sides of the ridge portion 9. Other than this, AlGaN, GaI
A nitride III-V compound semiconductor such as nN or GaN, a dielectric such as SiN, or a II-VI compound semiconductor such as ZnS may be used.

【0062】また、上述の第1および第2の実施形態に
おいて、レーザ構造を形成する各半導体層の導電型を反
対にしてもよい。
In the first and second embodiments, the conductivity type of each semiconductor layer forming the laser structure may be reversed.

【0063】また、上述の第1および第2の実施形態に
おいては、基板としてサファイア基板を用いているが、
これは、サファイア基板に代えてスピネル基板、SiC
基板、ZnO基板、GaP基板などを用いてもよいし、
あるいは、これらの基板上に窒化物系III−V族化合
物半導体層が成長された基板、これらの基板上に窒化物
系III−V族化合物半導体層を成長させた後、基板を
研磨等で取り去り窒化物系III−V族化合物半導体層
のみを持つ基板、GaN基板のような窒化物系III−
V族化合物半導体そのものからなる基板などを用いても
よい。
In the first and second embodiments described above, the sapphire substrate is used as the substrate.
This is because a sapphire substrate is replaced by a spinel substrate, SiC
A substrate, a ZnO substrate, a GaP substrate, or the like may be used,
Alternatively, a substrate on which a nitride III-V compound semiconductor layer is grown on these substrates, and after growing a nitride III-V compound semiconductor layer on these substrates, the substrate is removed by polishing or the like. A substrate having only a nitride III-V compound semiconductor layer, a nitride III- such as a GaN substrate
A substrate made of a V-group compound semiconductor itself may be used.

【0064】また、上述の第1および第2の実施形態に
おいては、この発明をDH構造(Double Heterostructu
re)のGaN系半導体レーザに適用した場合について説
明したが、この発明はSCH構造(Separate Confineme
nt Heterostructure)のGaN系半導体レーザに適用す
ることも可能である。
In the first and second embodiments, the present invention is applied to a DH structure (Double Heterostructu).
re) was applied to a GaN-based semiconductor laser, but the present invention relates to an SCH structure (Separate Confineme).
It is also possible to apply the present invention to a GaN-based semiconductor laser having a nt heterostructure.

【0065】[0065]

【発明の効果】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、リッジ部が、共振器長方向の両端部に共振器長方向
の中央部から共振器長方向の両端部に向かう方向に幅が
減少するテーパー領域を有することにより、リッジ部の
共振器長方向の中央部における幅およびリッジ部の共振
器長方向の両端面における幅をそれぞれ最適化すること
ができるので、駆動電圧の低減、横モードの安定化、遠
視野像の水平方向のビーム拡がり角の拡大、共振器端面
の形状のバラツキによるレーザ特性の悪化防止およびノ
イズ特性の向上を容易に実現することができる。これに
より、光ディスク装置の光源に適した、特性の良好な窒
化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レーザ
を得ることができる。
According to the present invention constructed as described above, the ridge portions are formed at both ends in the resonator length direction in the direction from the central portion in the resonator length direction to both end portions in the resonator length direction. Since the width of the ridge portion at the central portion in the resonator length direction and the width of the ridge portion at both end surfaces in the resonator length direction can be optimized, the drive voltage can be reduced, Stabilization of the transverse mode, enlargement of the beam divergence angle in the horizontal direction of the far-field image, prevention of deterioration of laser characteristics due to variations in the shape of the cavity end face, and improvement of noise characteristics can be easily realized. Thus, a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor having good characteristics and suitable for a light source of an optical disk device can be obtained.

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

【図1】 この発明の第1の実施形態によるGaN系半
導体レーザの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a GaN-based semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の第1の実施形態によるGaN系半
導体レーザの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の第2の実施形態によるGaN系半
導体レーザの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a GaN-based semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 従来のGaN系半導体レーザの斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view of a conventional GaN-based semiconductor laser.

【図5】 従来のGaN系半導体レーザの平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view of a conventional GaN-based semiconductor laser.

【図6】 GaN系半導体レーザにおける基本モードの
発振条件を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing oscillation conditions of a fundamental mode in a GaN-based semiconductor laser.

【図7】 GaN系半導体レーザにおける共振器端面の
傾きとレーザ光の出射方向との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the inclination of a cavity facet and the emission direction of laser light in a GaN-based semiconductor laser.

【図8】 GaN系半導体レーザにおける共振器端面の
傾きと端面反射率との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the inclination of the cavity facet and the facet reflectivity in a GaN-based semiconductor laser.

【図9】 GaN系半導体レーザにおける共振器端面の
傾きと閾値電流の上昇分との関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the inclination of the cavity facet and the increase in threshold current in a GaN-based semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・サファイア基板、2・・・GaNバッファ層、
3・・・n型GaNコンタクト層、4・・・n型AlG
aNクラッド層、5・・・GaInN活性層、6・・・
p型AlGaNキャップ層、7・・・p型AlGaNク
ラッド層、8・・・p型GaNコンタクト層、9・・・
リッジ部、9a・・・テーパー領域、9b,9c・・・
ストレート領域、10・・・SiO2 電流狭窄層、11
・・・p側電極、12・・・n側電極
1 ... sapphire substrate, 2 ... GaN buffer layer,
3 ... n-type GaN contact layer, 4 ... n-type AlG
aN cladding layer, 5 ... GaInN active layer, 6 ...
p-type AlGaN cap layer, 7 ... p-type AlGaN cladding layer, 8 ... p-type GaN contact layer, 9 ...
Ridge part, 9a ... taper area, 9b, 9c ...
Straight region, 10 ... SiO 2 current confinement layer, 11
... p-side electrode, 12 ... n-side electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 史朗 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 平田 照二 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) 5F041 AA06 CA04 CA34 CA40 CA46 5F073 AA13 AA35 BA06 CA07 CB05 EA19 EA27  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shiro Uchida 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Teruji Hirata 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. Sony Corporation F term (reference) 5F041 AA06 CA04 CA34 CA40 CA46 5F073 AA13 AA35 BA06 CA07 CB05 EA19 EA27

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1のクラッド層と、 上記第1のクラッド層上の活性層と、 上記活性層上の第2導電型の第2のクラッド層とを有
し、 上記第2のクラッド層に設けられたリッジ部の両側の部
分に、上記活性層からの光を吸収しない材料からなる電
流狭窄層が設けられた電流狭窄構造を有する窒化物系I
II−V族化合物半導体を用いた半導体レーザにおい
て、 上記リッジ部は、共振器長方向の両端部に上記共振器長
方向の中央部から上記共振器長方向の両端部に向かう方
向に幅が減少するテーパー領域を有することを特徴とす
る半導体レーザ。
1. A first cladding layer of a first conductivity type, an active layer on the first cladding layer, and a second cladding layer of a second conductivity type on the active layer, A nitride-based I having a current confinement structure in which a current confinement layer made of a material that does not absorb light from the active layer is provided on both sides of the ridge provided in the second cladding layer.
In a semiconductor laser using a II-V compound semiconductor, the ridge portion has a width decreasing at both ends in a cavity length direction in a direction from a center portion in the cavity length direction to both ends in the cavity length direction. 1. A semiconductor laser having a tapered region.
【請求項2】 上記リッジ部の上記共振器長方向の中央
部における幅が4μm以上であり、上記リッジ部の上記
共振器長方向の両端面における幅が3μm以下であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
2. The method according to claim 1, wherein the width of the ridge at the central portion in the resonator length direction is 4 μm or more, and the width of the ridge at both end surfaces in the resonator length direction is 3 μm or less. Item 2. The semiconductor laser according to item 1.
【請求項3】 上記リッジ部の上記共振器長方向の中央
部における幅が4μm以上であり、上記リッジ部の上記
共振器長方向の両端面における幅が2μm以上3μm以
下であることを特徴とする請求項1記載の半導体レー
ザ。
3. The width of the ridge portion at the central portion in the resonator length direction is 4 μm or more, and the width of the ridge portion at both end surfaces in the resonator length direction is 2 μm or more and 3 μm or less. The semiconductor laser according to claim 1, wherein
【請求項4】 上記リッジ部の上記共振器長方向の中央
部における幅が4μm以上であり、上記リッジ部の上記
共振器長方向の両端面における幅が2μm以下であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
4. The width of the ridge portion at the central portion in the resonator length direction is 4 μm or more, and the width of the ridge portion at both end surfaces in the resonator length direction is 2 μm or less. Item 2. The semiconductor laser according to item 1.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347675A (en) * 2002-05-27 2003-12-05 Sharp Corp Semiconductor laser device and manufacturing method therefor
JP2005012178A (en) * 2003-05-22 2005-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser
WO2005062433A1 (en) 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and laser projector
JP2006120923A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Fuji Photo Film Co Ltd Semiconductor laser device
JP2006148006A (en) * 2004-11-24 2006-06-08 Sharp Corp Semiconductor laser element
US7092422B2 (en) * 2002-11-14 2006-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Self-pulsation type semiconductor laser
US7257139B2 (en) 2004-01-23 2007-08-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and optical pickup apparatus using the same
US7301979B2 (en) 2003-05-22 2007-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser
CN100388576C (en) * 2003-03-17 2008-05-14 松下电器产业株式会社 Semiconductor laser device and optical picker therewith
US7397833B2 (en) 2006-05-18 2008-07-08 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser
KR100887089B1 (en) 2004-11-23 2009-03-04 삼성전기주식회사 Semiconductor laser diode
JP2010226094A (en) * 2009-02-27 2010-10-07 Nichia Corp Nitride semiconductor laser element
CN106469889A (en) * 2015-08-17 2017-03-01 精工爱普生株式会社 Light-emitting device and projector
JP2021019040A (en) * 2019-07-18 2021-02-15 パナソニック株式会社 Nitride semiconductor laser element

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030038125A (en) * 2001-11-08 2003-05-16 엘지전자 주식회사 Semiconductor laser diode

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003347675A (en) * 2002-05-27 2003-12-05 Sharp Corp Semiconductor laser device and manufacturing method therefor
US7092422B2 (en) * 2002-11-14 2006-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Self-pulsation type semiconductor laser
CN100388576C (en) * 2003-03-17 2008-05-14 松下电器产业株式会社 Semiconductor laser device and optical picker therewith
JP2005012178A (en) * 2003-05-22 2005-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser
US7301979B2 (en) 2003-05-22 2007-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser
US7474682B2 (en) 2003-12-22 2009-01-06 Panasonic Corporation Semiconductor laser device and laser projector
WO2005062433A1 (en) 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and laser projector
US7257139B2 (en) 2004-01-23 2007-08-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and optical pickup apparatus using the same
JP2006120923A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Fuji Photo Film Co Ltd Semiconductor laser device
KR100887089B1 (en) 2004-11-23 2009-03-04 삼성전기주식회사 Semiconductor laser diode
JP2006148006A (en) * 2004-11-24 2006-06-08 Sharp Corp Semiconductor laser element
US7397833B2 (en) 2006-05-18 2008-07-08 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser
US7773651B2 (en) 2006-05-18 2010-08-10 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser
US8144741B2 (en) 2006-05-18 2012-03-27 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser
JP2010226094A (en) * 2009-02-27 2010-10-07 Nichia Corp Nitride semiconductor laser element
CN106469889A (en) * 2015-08-17 2017-03-01 精工爱普生株式会社 Light-emitting device and projector
JP2021019040A (en) * 2019-07-18 2021-02-15 パナソニック株式会社 Nitride semiconductor laser element
JP7340974B2 (en) 2019-07-18 2023-09-08 パナソニックホールディングス株式会社 Nitride semiconductor laser device

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