JP2008182177A - Semiconductor laser element - Google Patents

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Takashi Iwamoto
岩本  隆
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability semiconductor laser element, in which a kink level is improved by cutting of a primary transverse mode without making the ridge width narrow. <P>SOLUTION: The semiconductor laser element is provided with a first ridge 12 constituted of a p-type AlGaInP clad layer 8 formed on a p-type AlGaInP clad layer 6 in a first region S1 when an n-type semiconductor substrate 2 between both cleavage surfaces is divided into a first region S1 and a second region S2, and a p-type AlGaInP clad layer 10; a second ridge 13, comprising a p-type AlGaInP clad layer 8 formed on the p-type AlGaInP clad layer 6 in the second region S2 and the p-type AlGaInP clad layer 10 formed on the p-type AlGaInP clad layer 8; and a pair of AlInP current narrowing layers 14 for holding the ridges 12, 13 formed on the p-type AlGaInP clad layers 6, 8. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光情報処理や光計測等の光源に用いられる半導体レーザ素子に係り、例えばAlGaInP系の材料を用いた半導体レーザ素子に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser element used for a light source such as optical information processing and optical measurement, and relates to a semiconductor laser element using, for example, an AlGaInP-based material.

一般に、AlGaInP系の材料を用いた半導体レーザ素子は、高密度ディスク装置、レーザプリンタ用光源、バーコードリーダ及び光計測等の光源として広く用いられている(特許文献1等)。
以下に、この従来の半導体レーザ素子について図5及び図6を用いて説明する。
図5は、従来の半導体レーザ素子の一例を示す斜視図、図6は、その断面図を示している。ここでは第1導電型をn型とし、第2導電型をp型として説明する。
In general, a semiconductor laser element using an AlGaInP-based material is widely used as a light source for a high-density disk device, a laser printer light source, a bar code reader, and optical measurement (Patent Document 1, etc.).
The conventional semiconductor laser device will be described below with reference to FIGS.
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional semiconductor laser device, and FIG. 6 is a sectional view thereof. Here, the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is p-type.

図5及び図6に示すように、従来の半導体レーザ素子は、第1導電型である例えばn型GaAs(半導体)基板2を有しており、この基板2の一面にAu系の第2の電極であるn型オーミック電極1が形成されている。そしてこの基板2の反対側面上に、1×1018cm-3のSiをドーピングしたn型GaAsバッファ層3と、1×1018cm-3のSiをドーピングしたn型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層4と、ノンドープMQW(多重量子井戸層)よりなる活性層 5(以下、単に「活性層」とも称す)と、5×1017cm-3のZnをドーピングした第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6と、1×1018cm-3のZnをドーピングしたp型In0.5Ga0.5Pエッチングストップ層7と、が順次積層されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the conventional semiconductor laser element has an n-type GaAs (semiconductor) substrate 2 of the first conductivity type, for example, and an Au-based second layer is formed on one surface of the substrate 2. An n-type ohmic electrode 1 as an electrode is formed. And on the opposite side of the substrate 2, 1 × 10 18 cm and n-type GaAs buffer layer 3 doped with Si of -3, 1 × 10 18 doped with Si of cm -3 n-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, active layer 5 made of non-doped MQW (multiple quantum well layer) (hereinafter also simply referred to as “active layer”), first doped with 5 × 10 17 cm −3 Zn A p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 and a p-type In 0.5 Ga 0.5 P etching stop layer 7 doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn are sequentially stacked.

上記活性層5は、例えば、二重量子井戸構造でノンドープGa0.5In0.5Pウェル層とノンドープ(Al0.3Ga0.70.5In0.5Pバリア層とから構成されている。そして、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層4と、活性層5と、第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6とでダブルへテロ構造を形成している。 The active layer 5 has, for example, a double quantum well structure and includes a non-doped Ga 0.5 In 0.5 P well layer and a non-doped (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P barrier layer. The n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4, the active layer 5, and the first p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6 form a double heterostructure. is doing.

更に、p型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7上には、1×1018cm-3のZnをドーピングした第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8と、2×1018cm-3のZnをドーピングしたp型In0.5Ga0.5Pキャップ層9と、が順次積層されてなるリッジ20が形成されている。このリッジ20の断面形状は、上辺の長さが下辺の長さよりも短い台形形状である。 Further, on the p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7, a second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 8 doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn, and 2 A ridge 20 is formed, in which a p-type In 0.5 Ga 0.5 P cap layer 9 doped with × 10 18 cm −3 Zn is sequentially laminated. The cross-sectional shape of the ridge 20 is a trapezoidal shape in which the length of the upper side is shorter than the length of the lower side.

更にまた、p型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7上に形成されたリッジ20を、その両側より挟持するようにして1×1018cm-3のSiをドーピングした一対のn型Al0.5In0.5P電流狭窄層14が形成されている。このリッジ20上及び一対のn型Al0.5In0.5P電流狭窄層14上には2×1018cm-3のZnをドーピングしたp型GaAsコンタクト層15が積層されている。 Furthermore, a pair of n-type Al 0.5 In doped with 1 × 10 18 cm −3 Si so as to sandwich the ridge 20 formed on the p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7 from both sides thereof. A 0.5 P current confinement layer 14 is formed. A p-type GaAs contact layer 15 doped with 2 × 10 18 cm −3 Zn is laminated on the ridge 20 and the pair of n-type Al 0.5 In 0.5 P current confinement layers 14.

そして、p型GaAsコンタクト層15上にはAu系のp型オーミック電極16が形成され、積層方向と反対側のn型GaAs基板2には、前述したようにAu系のn型オーミック電極1が形成されている。
ここで、p型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7は、エッチングを停止して、一定形状のリッジ20を得るために設けられたものである。このp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7は、レーザ光に対する吸収損失を抑えるために極力薄くする必要があり、この膜厚は、3nm程度である。
An Au-based p-type ohmic electrode 16 is formed on the p-type GaAs contact layer 15, and the Au-based n-type ohmic electrode 1 is formed on the n-type GaAs substrate 2 opposite to the stacking direction as described above. Is formed.
Here, the p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7 is provided to stop the etching and obtain the ridge 20 having a fixed shape. The p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7 needs to be as thin as possible in order to suppress absorption loss with respect to laser light, and the film thickness is about 3 nm.

このような内部構造をもつ半導体ウエハをリッジ20と垂直な方向に所定の長さで劈開し、その両端面をミラーとして実屈折率型の半導体レーザ素子が作製される。すなわち上記両端面は共振器面となる。ここで、リッジ20の幅、すなわちリッジ幅H1は、その長手方向に沿って同一の寸法となっている。
この半導体レーザ素子は、p型オーミック電極16側からn型オーミック電極1側に向かって順方向に電流を注入し、この電流が発振しきい値以上になったとき、リッジ20の下部に対応した活性層5からレーザ発振させて、レーザ光を出射させるものである。
特開平5−299763号公報
A semiconductor wafer having such an internal structure is cleaved with a predetermined length in a direction perpendicular to the ridge 20, and an actual refractive index type semiconductor laser device is manufactured using both end faces as mirrors. That is, the both end surfaces are resonator surfaces. Here, the width of the ridge 20, that is, the ridge width H <b> 1 has the same dimension along the longitudinal direction.
This semiconductor laser device injects a current in the forward direction from the p-type ohmic electrode 16 side to the n-type ohmic electrode 1 side, and corresponds to the lower portion of the ridge 20 when this current exceeds the oscillation threshold value. Laser light is emitted from the active layer 5 by laser oscillation.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-299863

ところで、上述した従来の実屈折率型の半導体レーザ素子においては0次横モードと1次横モードの導波損失差が小さいため、キンクレベル(1次モードが発振するレベル)が小さくなり、動作電流に対して光出力の直線的な増加が維持できなくなるという問題がある。
この場合、このキンクレベルを向上させる一般的な方法として、0次横モードのみが伝搬するようにリッジ幅H1を狭くすることが考えられるが、この方法を実屈折率型の半導体レーザ素子に適応すると、リッジ幅が極端に狭くなり、リッジ部分の抵抗の上昇による発熱で素子の信頼性が著しく劣化するといった問題があり、この方法は、適応できない。
By the way, in the above-described conventional real refractive index type semiconductor laser device, since the difference in waveguide loss between the zeroth-order transverse mode and the first-order transverse mode is small, the kink level (the level at which the first-order mode oscillates) becomes small and the operation There is a problem that the linear increase of the optical output cannot be maintained with respect to the current.
In this case, as a general method for improving the kink level, it is conceivable to narrow the ridge width H1 so that only the 0th-order transverse mode propagates. This method is applied to a real refractive index type semiconductor laser device. Then, the ridge width becomes extremely narrow, and there is a problem that the reliability of the element is remarkably deteriorated due to heat generation due to an increase in resistance of the ridge portion, and this method cannot be applied.

また、その課題を解決する別の手段として、例えば図7に示すように、リッジ20の上面側の電流の流れる部分21の幅L1をリッジ幅H1よりも狭めることによりキンクレベルを向上させることが行われている(特許文献1参照)。しかし、上記効果を十分引き出すために電流の流れる部分21を狭くすると、リッジ20での電流密度が増大し、この場合にも発熱による信頼性の劣化が生じるため十分な効果が期待できないといった問題があった。   Further, as another means for solving the problem, for example, as shown in FIG. 7, the kink level can be improved by making the width L1 of the current flowing portion 21 on the upper surface side of the ridge 20 smaller than the ridge width H1. (See Patent Document 1). However, if the current flowing portion 21 is narrowed in order to sufficiently obtain the above effect, the current density in the ridge 20 increases, and in this case, the reliability is deteriorated due to heat generation, so that a sufficient effect cannot be expected. there were.

そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するものであり、電流の流れるリッジ幅を狭くすることなく、1次横モードをカットオフして、キンクレベルを向上させ、且つ信頼性の高い半導体レーザ素子を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, cuts off the primary transverse mode without reducing the width of the ridge through which the current flows, improves the kink level, and is reliable. An object is to provide a high semiconductor laser element.

本発明は、第1導電型の半導体基板の両劈開面間を第1の領域と第2の領域とに分割するとき、前記第1、第2の領域の前記半導体基板上に順次積層された第1導電型のAlGaInPクラッド層、活性層、第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、前記第1の領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第2の第2導電型AlGaInPクラッド層と第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層とからなる第1のリッジと、前記第2の領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に形成された第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、前記第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された前記第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなる第2のリッジと、前記第1、第2の第2導電型AlGaInPクラッド層上に形成された前記第1、第2のリッジを挟持する一対の第1導電型のAlInP電流狭窄層と、前記第1、第2のリッジ及び前記一対の第1導電型のAlInP電流狭窄層上に形成された第2導電型GaAsコンタクト層と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子を提供する。
第2の発明は、第1導電型の半導体基板の両劈開面間を第1の領域乃至第3の領域に分割するとき、前記第1の領域至第3の領域の前記半導体基板上に順次積層された第1導電型のAlGaInPクラッド層、活性層、第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、前記第1の領域内にあって、前記第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第2の第2導電型AlGaInPクラッド層と第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層とからなる第1のリッジと、前記第2の領域における前記第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に形成された第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、前記第2の領域内にあって、前記第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された前記第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなり、前記第1のリッジに連結し、前記第1の領域から前記第3の領域に向かって、前記第1のリッジの幅を連続的に狭くして形成された第2のリッジと、前記第3の領域内にあって、前記第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された前記第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなり、前記第2のリッジに連結し、前記第2のリッジと同じ幅の第3のリッジと、前記第1、第2の第2導電型AlGaInPクラッド層上に形成された前記第1乃至第3のリッジを挟持する第1導電型の一対のAlInP電流狭窄層と、前記第1乃至第3のリッジ及び前記一対の第1導電型のAlInP電流狭窄層上に形成された第2導電型GaAsコンタクト層と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子を提供する。
第3の発明は、前記第1の領域は、前記両劈開面のうちのいずれか一方から30μm以上離れた長さ位置で前記半導体基板に直交する面と前記劈開面とで囲まれた領域であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体レーザ素子を提供する。
In the present invention, when the gap between the two cleavage surfaces of the first conductivity type semiconductor substrate is divided into the first region and the second region, the first and second regions are sequentially stacked on the semiconductor substrate. A first conductivity type AlGaInP clad layer, an active layer, a first second conductivity type AlGaInP clad layer, and a first second conductivity type AlGaInP clad layer in the first region in the direction of the cleavage plane. A first ridge formed of a second second-conductivity-type AlGaInP clad layer and a third second-conductivity-type AlGaInP clad layer formed in a stripe shape, and a first first ridge in the second region. A second second-conductivity-type AlGaInP clad layer formed on the two-conductivity-type AlGaInP clad layer, and a second-conductivity-type AlGaInP clad layer on the second cleavage-type AlGaInP clad layer along the cleavage plane direction. A second ridge made of the third second-conductivity-type AlGaInP clad layer formed in the shape of a plug, and the first and second ridges formed on the first and second second-conductivity-type AlGaInP clad layers. A pair of first conductivity type AlInP current confinement layers sandwiching two ridges, and a second conductivity type GaAs formed on the first and second ridges and the pair of first conductivity type AlInP current confinement layers A semiconductor laser device comprising: a contact layer.
According to a second aspect of the present invention, when the space between the two cleaved surfaces of the first conductivity type semiconductor substrate is divided into a first region to a third region, the first region to the third region are sequentially formed on the semiconductor substrate. The first conductivity type AlGaInP clad layer, the active layer, the first second conductivity type AlGaInP clad layer, and the first second conductivity type AlGaInP clad layer in the first region. A first ridge formed of a second second-conductivity-type AlGaInP clad layer and a third second-conductivity-type AlGaInP clad layer formed in a stripe shape along the both cleavage planes; A second second-conductivity-type AlGaInP clad layer formed on the first second-conductivity-type AlGaInP clad layer in the second region, and in the second region, the second second-type Conductive AlGaIn The AlGaInP clad layer of the third second conductivity type formed in a stripe shape along the cleaved surface direction on the clad layer, connected to the first ridge, and from the first region A second ridge formed by continuously reducing the width of the first ridge toward the third region, and the second ridge of the second second conductivity type in the third region. The AlGaInP clad layer is composed of the third second conductivity type AlGaInP clad layer formed in a stripe shape along the both cleavage planes, and is connected to the second ridge, A third ridge having the same width and a pair of AlInP current confinement layers of the first conductivity type sandwiching the first to third ridges formed on the first and second conductivity type AlGaInP cladding layers. And the first to third re- To provide a semiconductor laser device characterized by comprising a second conductivity type GaAs contact layer formed on di- and said pair of first conductive type AlInP current constriction layer, the.
According to a third aspect of the present invention, the first region is a region surrounded by a surface orthogonal to the semiconductor substrate and the cleavage surface at a position separated by 30 μm or more from either one of the cleavage surfaces. A semiconductor laser device according to claim 1 or 2 is provided.

本発明によれば、第1の領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第2の第2導電型AlGaInPクラッド層と第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層とからなる第1のリッジと、第2の領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に形成された第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなる第2のリッジと、第1、第2の第2導電型AlGaInPクラッド層上に形成された第1、第2のリッジを挟持する一対のAlInP電流狭窄層と、を備えているので、電流の流れるリッジ幅を狭くすることなく、1次横モードをカットオフして、キンクレベルを向上させ、且つ信頼性の高い半導体レーザ素子を提供できる。
また、第1の領域内にあって、第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第2の第2導電型AlGaInPクラッド層と第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層とからなる第1のリッジと、第2の領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に形成された第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、第2の領域内にあって、第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなり、第1のリッジに連結し、第1の領域から前記第3の領域に向かって、第1のリッジの幅を連続的に狭くして形成された第2のリッジと、第3の領域内にあって、第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなり、第2のリッジに連結し、第2のリッジと同じ幅の第3のリッジとを備えている場合も同様な効果が得られる。
According to the present invention, the second second-conductivity-type AlGaInP clad layer formed in stripes along the both cleavage planes on the first second-conductivity-type AlGaInP clad layer in the first region and the second A first ridge composed of three second-conductivity-type AlGaInP clad layers, and a second second-conductivity-type AlGaInP clad formed on the first second-conductivity-type AlGaInP clad layer in the second region A second ridge composed of a third second conductivity type AlGaInP clad layer formed in a stripe shape along the cleavage plane on the second second conductivity type AlGaInP clad layer; 1 and a pair of AlInP current confinement layers sandwiching the first and second ridges formed on the second second conductivity type AlGaInP clad layer. Without narrowing the width, cut off the primary lateral mode, thereby improving the kink level, and can provide a highly reliable semiconductor laser device.
A second second conductivity type AlGaInP cladding layer formed in a stripe shape in the first region and formed on the first second conductivity type AlGaInP cladding layer along the cleavage plane direction. A first ridge composed of three second-conductivity-type AlGaInP clad layers, and a second second-conductivity-type AlGaInP clad formed on the first second-conductivity-type AlGaInP clad layer in the second region And a third second-conductivity-type AlGaInP clad layer that is formed in a stripe shape in the second region and on the second second-conductivity-type AlGaInP clad layer along both cleavage planes A second ridge connected to the first ridge and formed by continuously reducing the width of the first ridge from the first region toward the third region; In the territory and the second The second conductivity type AlGaInP clad layer is formed of a third second conductivity type AlGaInP clad layer formed in a stripe shape along both cleavage planes on the two conductivity type AlGaInP clad layer, and is connected to the second ridge, The same effect can be obtained when the third ridge having the same width is provided.

以下に、本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子の一例について添付図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子を示す斜視図、図2は図1中の半導体レーザ素子を示す断面図であり、図2(A)は図1中のA−A線矢視断面図、図2(B)は図1中のB−B線矢視断面図である。尚、図5〜図7に示す従来素子と同一構成には同一符号を付してその説明をする。
Hereinafter, an example of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the semiconductor laser device in FIG. 1, and FIG. 2 (A) is a line AA in FIG. An arrow sectional view and FIG. 2 (B) are BB arrow sectional drawings in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the conventional element shown in FIGS.

本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子LAは、一対の劈開面2A、2Bを有するn型GaAs(ガリウム砒素)基板2上にAu(金)系の第2の電極であるn型オーミック電極1を有する。そして、このn型GaAs基板2の反対側に、1×1018cm-3のSi(シリコン)をドーピングしたn型GaAsバッファ層3と、1×1018cm-3のSiをドーピングしたn型(Al0.7Ga0.30.5In0.5P(アルミニウムガリウムインジウムリン)クラッド層4と、ノンドープMQW(多重量子井戸層)よりなる活性層5(以下、単に「活性層」とも称す)と、5×1017cm-3のZnをドーピングした第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6と、1×1018cm-3のZn(亜鉛)をドーピングした第1のp型Ga0.5In0.5P(ガリウムインジウムリン)エッチングストップ層7と、が順次積層されている。 The semiconductor laser device LA according to the embodiment of the present invention includes an n-type ohmic electrode that is an Au (gold) -based second electrode on an n-type GaAs (gallium arsenide) substrate 2 having a pair of cleavage planes 2A and 2B. 1 The opposite side of the n-type GaAs substrate 2 is an n-type GaAs buffer layer 3 doped with 1 × 10 18 cm −3 Si (silicon) and an n-type doped with 1 × 10 18 cm −3 Si. (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P (aluminum gallium indium phosphide) cladding layer 4, active layer 5 made of non-doped MQW (multiple quantum well layer) (hereinafter also simply referred to as “active layer”), 5 × 10 First p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6 doped with 17 cm −3 Zn and first p-type Ga doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn (zinc) A 0.5 In 0.5 P (gallium indium phosphide) etching stop layer 7 is sequentially stacked.

上記活性層5は、例えば、二重量子井戸構造でノンドープGa0.5In 0.5Pウェル層とノンドープ(Al0.3Ga0.70.5In0.5Pバリア層とから構成されている。そして、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層4と、活性層5と、第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6とでダブルへテロ構造を形成している。 The active layer 5 has, for example, a double quantum well structure and includes a non-doped Ga 0.5 In 0.5 P well layer and a non-doped (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P barrier layer. The n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4, the active layer 5, and the first p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6 form a double heterostructure. is doing.

更に、n型GaAs基板2の一対の劈開面2A、2Bを結ぶ方向に沿い、かつ劈開面2Aから所定の長さの位置(辺2C)でn型GaAs基板2に直交する面と劈開面2Aとで囲まれた第1領域S1における第1のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7上には、1×1018cm-3のZnをドーピングした第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8と、1×1018cm-3のZn(亜鉛)をドーピングした第2のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層9と、1×1018cm-3のZn(亜鉛)をドーピングした第3のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層10と、1×1018cm-3のZnをドーピングしたp型In0.5Ga0.5Pキャップ層11とが順次積層されてなるリッジ12が一対の劈開面2A、2Bを結ぶ方向にストライプ状に形成されている(図2(A))。 Further, a surface perpendicular to the n-type GaAs substrate 2 and the cleavage surface 2A along the direction connecting the pair of cleavage surfaces 2A and 2B of the n-type GaAs substrate 2 and at a predetermined length (side 2C) from the cleavage surface 2A. On the first p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7 in the first region S 1 surrounded by the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3) doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn. ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 8, second p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 9 doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn (zinc), and 1 × 10 18 cm −3 Zn A third p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 10 doped with (zinc) and a p-type In 0.5 Ga 0.5 P cap layer 11 doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn A ridge 12 that is sequentially laminated has a pair of cleavage planes 2A, 2B is formed in a stripe shape in the direction connecting 2B (FIG. 2A).

また、n型GaAs基板2の一対の劈開面2A、2Bを結ぶ方向に沿い、かつ劈開面2Aから所定の長さを有する辺2Cと劈開面2Bとで囲まれた第2領域S2における第1のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7上には、第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8と、第2のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層9とが順次積層されている。
そして、この第2のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層9上には、1×1018cm-3のZn(亜鉛)をドーピングした第3のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層10と、1×1018cm-3のZnをドーピングしたp型In0.5Ga0.5Pキャップ層11とが順次積層されてなるリッジ13が劈開面2A、2Bを結ぶ方向にストライプ状に形成されている(図2(B))。このリッジ12、13の断面形状は、上辺の長さが下辺の長さよりも短い台形形状をしている。
The first region in the second region S2 is surrounded by a side 2C having a predetermined length from the cleavage plane 2A and the cleavage plane 2B along the direction connecting the pair of cleavage planes 2A and 2B of the n-type GaAs substrate 2. On the p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7, a second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 8 and a second p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 9 are formed. Are sequentially stacked.
On the second p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 9, a third p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn (zinc) is formed. A ridge 13 in which a P-clad layer 10 and a p-type In 0.5 Ga 0.5 P cap layer 11 doped with 1 × 10 18 cm −3 Zn are sequentially stacked in a stripe shape in a direction connecting the cleavage planes 2A and 2B. It is formed (FIG. 2B). The cross-sectional shape of the ridges 12 and 13 has a trapezoidal shape in which the length of the upper side is shorter than the length of the lower side.

更にまた、第1のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7及び第2のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層9上にそれぞれ形成されたリッジ12、13を挟持する1×1018cm-3のSiをドーピングした一対のn型Al0.5In0.5P(アルミニウムインジウムリン)電流狭窄層14が形成されている。このリッジ12、13上及び一対のn型Al0.5In0.5P電流狭窄層14上には2×1019cm-3のZnをドーピングしたp型GaAsコンタクト層15が積層されている。 Furthermore, 1 × 10 18 cm sandwiching the ridges 12 and 13 formed on the first p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7 and the second p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 9, respectively. A pair of n-type Al 0.5 In 0.5 P (aluminum indium phosphide) current confinement layers 14 doped with −3 Si is formed. A p-type GaAs contact layer 15 doped with 2 × 10 19 cm −3 Zn is laminated on the ridges 12 and 13 and the pair of n-type Al 0.5 In 0.5 P current confinement layers 14.

そして、p型GaAsコンタクト層15上にはAu系のp型オーミック電極16が形成され、積層方向と反対側のn型GaAs基板2には、前述したようにAu系のn型オーミック電極1が形成され、全体として共振器構造17を形成している。
ここでは、劈開面2Aがレーザ光を出射する出射端面側である。また、第1、第2のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7、9は、エッチングを停止して、一定形状のリッジ12、13を得るために設けられたものである。このp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7、9は、レーザ光に対する吸収損失を抑えるために極力薄くする必要があり、この膜厚は、3nm程度である。
An Au-based p-type ohmic electrode 16 is formed on the p-type GaAs contact layer 15, and the Au-based n-type ohmic electrode 1 is formed on the n-type GaAs substrate 2 opposite to the stacking direction as described above. As a whole, the resonator structure 17 is formed.
Here, the cleavage plane 2A is on the emission end face side that emits laser light. The first and second p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layers 7 and 9 are provided to stop etching and obtain ridges 12 and 13 having a fixed shape. The p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layers 7 and 9 need to be made as thin as possible in order to suppress absorption loss with respect to laser light, and the film thickness is about 3 nm.

次に、リッジ12、13の幅を狭くすることなく、1次横モードをカットオフできることを等価屈折率法の考え方に基づいて説明する。
ここで、リッジ部12及びn型Al0.5In0.5P電流狭窄層14の下部に積層されている第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6と第1のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層7とで形成される断面領域をそれぞれ第1、第2断面領域とし、リッジ13及びn型Al0.5In0.5P電流狭窄層14の下部に積層されている第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6から第2のp型Ga0.5In0.5PPエッチングストップ層9までに至る断面領域をそれぞれ第3、第4断面領域とする。更に、第1、第3断面領域における等価屈折率をn1とし、第2断面領域における等価屈折率をn2とし、第4断面領域における等価屈折率をn3とするとき、等価屈折率n1〜n3の間には、n1>n3>n2の関係がある。
Next, the fact that the primary transverse mode can be cut off without reducing the width of the ridges 12 and 13 will be described based on the concept of the equivalent refractive index method.
Here, the first p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 and the first p-type Ga laminated on the ridge portion 12 and the n-type Al 0.5 In 0.5 P current confinement layer 14. The first and second cross-sectional areas formed by the 0.5 In 0.5 P etching stop layer 7 are defined as first and second cross-sectional areas, respectively, and are stacked below the ridge 13 and the n-type Al 0.5 In 0.5 P current confinement layer 14. The cross-sectional regions from the p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 to the second p-type Ga 0.5 In 0.5 PP etching stop layer 9 are defined as third and fourth cross-sectional regions, respectively. Further, when the equivalent refractive index in the first and third sectional regions is n1, the equivalent refractive index in the second sectional region is n2, and the equivalent refractive index in the fourth sectional region is n3, the equivalent refractive indexes n1 to n3 There is a relationship of n1>n3> n2 between them.

この関係は以下のように説明できる。
n1>n3となるのは、第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8及び第3のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層10は、n型Al0.5In0.5P電流領域14よりも屈折率が大きいため、リッジ13は、n型Al0.5In0.5P電流領域14よりも屈折率が大きくなるからである。
This relationship can be explained as follows.
The reason why n1> n3 is satisfied is that the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 8 and the third p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 10 are n-type Al. 0.5 in 0.5 the refractive index than the P current region 14 is large, the ridge 13 is the refractive index than the n-type Al 0.5 in 0.5 P current region 14 is increased.

また、リッジ13の下部に形成されているp型クラッド層は、第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6と、第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8とからなる一方、リッジ12の下部に形成されているp型クラッド層は、第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6からなるので、リッジ13の下部に形成されているp型クラッド層は、第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8だけ厚く形成されていている。
更に、リッジ13の屈折率は、第3のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層10だけで決定されるのに対して、リッジ13の下部に形成されているp型クラッド層の屈折率は、p型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6と第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8との合計であるので、リッジ13の下部に形成されているp型クラッド層の屈折率の方がリッジ13の屈折率よりも大きく、支配的となるため、n3>n2となる。
The p-type cladding layer formed under the ridge 13 includes a first p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 and a second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In. while consisting 0.5 P cladding layer 8 Prefecture, p-type cladding layer formed on the lower portion of the ridge 12, since the first p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 in 0.5 P cladding layer 6, the ridge 13 The p-type cladding layer formed in the lower part is formed thicker by the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 8.
Further, the refractive index of the ridge 13 is determined only by the third p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 10, whereas the p-type cladding layer formed below the ridge 13. Is the sum of the p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 and the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 8. Since the refractive index of the p-type cladding layer formed in the above is larger than the refractive index of the ridge 13 and becomes dominant, n3> n2.

このような関係を有するため、リッジ13が形成されている第2領域S2における第3断面領域の屈折率n1と第4断面領域の屈折率n3との屈折率差は、リッジ12が形成されている第1領域S1における第1断面領域の屈折率n1と第2断面領域の屈折率n2との屈折率差よりも小さくなるので、リッジ13の幅を狭くしないでも1次横モードをカットオフすることができる。そのため、リッジ13が形成されている第2領域S2では、1次横モードが伝搬しなくなるため、1次横モードの導波損失が大きくなって1次横モードの発振が抑制されることになる。この結果、0次横モードと1次横モードとの間の導波損失差を大きくすることができ、1次横モードが発振するレベルであるキンクレベルを向上させることができる。
しかし、屈折率差が小さくなると、0次横モードも横に広がるので、端面から出射するレーザ光のファーフィールドパターンは狭くなり過ぎてしまう弊害が生じる。
Because of this relationship, the refractive index difference between the refractive index n1 of the third cross-sectional area and the refractive index n3 of the fourth cross-sectional area in the second region S2 where the ridge 13 is formed is the same as that of the ridge 12 The first transverse mode is cut off without reducing the width of the ridge 13 because the difference in refractive index between the refractive index n1 of the first sectional region and the refractive index n2 of the second sectional region in the first region S1 is smaller. be able to. For this reason, in the second region S2 where the ridge 13 is formed, the primary transverse mode does not propagate, so that the waveguide loss of the primary transverse mode is increased and the oscillation of the primary transverse mode is suppressed. . As a result, the waveguide loss difference between the zeroth-order transverse mode and the first-order transverse mode can be increased, and the kink level at which the first-order transverse mode oscillates can be improved.
However, if the difference in refractive index is small, the zeroth-order transverse mode also spreads laterally, so that the far field pattern of laser light emitted from the end face becomes too narrow.

これを防止するために、レーザ光が出射する端面近傍の第1領域S1では、屈折率差を大きくするために、第2の断面領域のpクラッド層を第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6だけにしている。
また、第1領域S1の長さ2Cは、所定形状のファーフィールドパターンを得るために、30μm以上が必要である。この長さは、第1領域S1を伝搬したレーザ光の第2領域S2での高次横モード成分が十分減衰し、出射端面から出射されたレーザ光が良好なファーフィールドパターンを生じるために設けられたものである。
この構造では、リッジ12、13の幅を狭くすることがないので、この部分における発熱を抑制することができ、半導体レーザ素子の信頼性も向上させることができる。
In order to prevent this, in the first region S1 in the vicinity of the end face from which the laser beam is emitted, the p-cladding layer in the second cross-sectional region is made to be the first p-type (Al 0.7 Ga 0.3) in order to increase the refractive index difference. ) Only 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 is used.
Further, the length 2C of the first region S1 needs to be 30 μm or more in order to obtain a far field pattern having a predetermined shape. This length is provided so that the high-order transverse mode component in the second region S2 of the laser light propagated through the first region S1 is sufficiently attenuated, and the laser light emitted from the emission end face produces a good far field pattern. It is what was done.
In this structure, since the width of the ridges 12 and 13 is not reduced, heat generation in this portion can be suppressed, and the reliability of the semiconductor laser element can be improved.

ここで、本発明に係る半導体レーザ素子と従来の半導体レーザ素子の動作電流−光出力特性を実際に測定して評価を行ったので、その評価結果について説明する。図3は、本発明に係る半導体レーザ素子と従来の半導体レーザ素子の動作電流−光出力特性を示すグラフである。図3に示すように、従来の半導体レーザ素子にあっては、動作電流と光出力とが直線的に変化しておらずに、比較的低い光出力でキンクが発生している。
これに対して、本発明の半導体レーザ素子では、動作電流と光出力とは直線的に変化しており、キンクが発生していないことを確認することができた。
Here, since the operating current-light output characteristics of the semiconductor laser device according to the present invention and the conventional semiconductor laser device were actually measured and evaluated, the evaluation results will be described. FIG. 3 is a graph showing operating current-light output characteristics of the semiconductor laser device according to the present invention and the conventional semiconductor laser device. As shown in FIG. 3, in the conventional semiconductor laser element, the operating current and the optical output do not change linearly, and kinks are generated at a relatively low optical output.
In contrast, in the semiconductor laser device of the present invention, the operating current and the optical output change linearly, and it was confirmed that no kink occurred.

以上のように、本発明の実施の形態によれば、第1領域S1におけるリッジ12の下部に形成されるpクラッド層をp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6により構成し、第2領域S2におけるリッジ13の下部に形成されるpクラッド層を第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層6と第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層8とから構成して、実効屈折率n1、n2、n3との間にn1>n3>n2の関係を有するようにしているので、1次横モードをカットオフでき、キンクレベルを向上させることができる。また、電流の流れるリッジ12、13の幅を狭くすることがないので、電流による発熱を防止できるため信頼性の高い半導体レーザ素子を提供できる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the p-cladding layer formed below the ridge 12 in the first region S1 is configured by the p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P-cladding layer 6. The p-cladding layer formed below the ridge 13 in the second region S2 is composed of the first p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6 and the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In Since it has a relationship of n1>n3> n2 between the effective refractive indexes n1, n2, and n3, the primary transverse mode can be cut off, and the kink level can be reduced. Can be improved. In addition, since the width of the ridges 12 and 13 through which the current flows is not reduced, heat generation due to the current can be prevented, so that a highly reliable semiconductor laser device can be provided.

次に、本発明の他の実施の形態について図4を用いて説明する。
実施の形態と同じ構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図4に示すように、他の実施の形態の半導体レーザ素子は、実施の形態の半導体レーザ素子LAにおける第2領域S2を一対の劈開面2A、2Bを結ぶ方向に沿って、2つの領域S3、S4に分割し、このうちの一方の領域S3内にあって、第1領域S1から他方の領域S4側に向って、リッジ12に連結し、かつリッジ12の幅を連続的に狭くしたリッジ18と、他方の領域S4内にあって、リッジ18と同じ幅で連結したリッジ19とを備えていることが異なり、それ以外は実施の形態の半導体レーザ素子LAと同様である。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The same components as those of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 4, the semiconductor laser device according to another embodiment includes two regions S3 in the second region S2 in the semiconductor laser device LA according to the embodiment along the direction connecting the pair of cleavage surfaces 2A and 2B. , S4, which is in one of the regions S3, is connected to the ridge 12 from the first region S1 toward the other region S4, and the width of the ridge 12 is continuously narrowed. 18 is different from the semiconductor laser device LA according to the embodiment except that it includes a ridge 19 in the other region S4 and connected with the same width as the ridge 18.

具体的には、領域S3のリッジ18の幅は4μmから3.5μmまで連続的に変化し、領域S4のリッジ19の幅は、3.5μmである。
領域S3の長さMは、30μm程度あればよい。
以上のように、他の実施の形態においても実施の形態の半導体レーザ素子LAと同様な効果が得られる。
Specifically, the width of the ridge 18 in the region S3 continuously changes from 4 μm to 3.5 μm, and the width of the ridge 19 in the region S4 is 3.5 μm.
The length M of the region S3 may be about 30 μm.
As described above, effects similar to those of the semiconductor laser device LA of the embodiment can be obtained in the other embodiments.

なお、領域S3の断面構造は、第1領域S1及び領域S4と同じでも良い。
第1領域S1は、共振器構造17のどちらの端面側に形成されても良い。
更に、各層の導電型を逆に設定しても同様の効果が得られる。
Note that the cross-sectional structure of the region S3 may be the same as that of the first region S1 and the region S4.
The first region S1 may be formed on either end face side of the resonator structure 17.
Furthermore, the same effect can be obtained even if the conductivity type of each layer is set in reverse.

本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 図1中の半導体レーザ素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor laser element in FIG. 本発明に係る半導体レーザ素子と従来の半導体レーザ素子の動作電流−光出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operating current-light output characteristic of the semiconductor laser element which concerns on this invention, and the conventional semiconductor laser element. 本発明の他の実施の形態に係る半導体レーザ素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the semiconductor laser element which concerns on other embodiment of this invention. 従来の半導体レーザ素子の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the conventional semiconductor laser element. 従来の半導体レーザ素子の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional semiconductor laser element. 従来の半導体レーザ素子の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the conventional semiconductor laser element.

符号の説明Explanation of symbols

1…n型オーミック電極(第2の電極)、2…n型GaAs基板(第1導電型の半導体基板)、2A、2B…劈開面、3…n型GaAsバッファ層、4…n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層(第1導電型のクラッド層)、5…活性層、6…第1のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層(第1の第2導電型のクラッド層)、7…p型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層(第2導電型のエッチングストップ層)、8…第2のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層(第2導電型のクラッド層)、9…第2のp型Ga0.5In0.5Pエッチングストップ層、10…第3のp型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層、11…p型In0.5Ga0.5Pキャップ層、12、13、18、19…リッジ、14…n型Al0.5In0.5P電流狭窄層、15…p型GaAsコンタクト層、16…p型オーミック電極、17…共振器構造、LA…半導体レーザ素子、S1…第1の領域、S2…第2の領域、S3、S4…領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... n-type ohmic electrode (2nd electrode), 2 ... n-type GaAs substrate (1st conductivity type semiconductor substrate), 2A, 2B ... cleavage plane, 3 ... n-type GaAs buffer layer, 4 ... n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer (clad layer of first conductivity type), 5... Active layer, 6... 1 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer (first second layer) Conductive type cladding layer), 7... P-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer (second conductive type etching stop layer), 8... Second p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer ( 2nd conductivity type cladding layer), 9 ... second p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer, 10 ... third p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer, 11 ... p-type In 0.5 Ga 0.5 P cap layer, 12,13,18,19 ... ridge, 14 n-type Al 0.5 In 0.5 P current confinement layer, 15 ... p-type GaAs contact layer, 16 ... p-type ohmic electrode, 17 ... resonator structure, LA ... semiconductor laser device, S1 ... first area, S2 ... second Area, S3, S4 ... Area.

Claims (3)

第1導電型の半導体基板の両劈開面間を第1領域と第2領域とに分割するとき、前記第1、第2領域の前記半導体基板上に順次積層された第1導電型のAlGaInPクラッド層、活性層、第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、
前記第1領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第2の第2導電型AlGaInPクラッド層と第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層とからなる第1のリッジと、
前記第2領域における第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に形成された第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、
前記第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された前記第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなる第2のリッジと、
前記第1、第2の第2導電型AlGaInPクラッド層上に形成された前記第1、第2のリッジを挟持する第1導電型の一対のAlInP電流狭窄層と、
前記第1、第2のリッジ及び前記一対の第1導電型のAlInP電流狭窄層上に形成された第2導電型GaAsコンタクト層と、
を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子。
A first conductivity type AlGaInP clad that is sequentially stacked on the semiconductor substrate in the first and second regions when the gap between both cleavage surfaces of the first conductivity type semiconductor substrate is divided into a first region and a second region. A layer, an active layer, a first second conductivity type AlGaInP cladding layer,
A second second-conductivity-type AlGaInP clad layer and a third second-conductivity layer formed in a stripe shape on the first second-conductivity-type AlGaInP clad layer in the first region along the cleavage plane direction. A first ridge composed of a type AlGaInP cladding layer;
A second second conductivity type AlGaInP cladding layer formed on the first second conductivity type AlGaInP cladding layer in the second region;
A second ridge made of the third second conductivity type AlGaInP clad layer formed in a stripe shape on the second second conductivity type AlGaInP clad layer along the cleavage plane direction;
A pair of AlInP current confinement layers of a first conductivity type sandwiching the first and second ridges formed on the first and second conductivity type AlGaInP cladding layers;
A second conductivity type GaAs contact layer formed on the first and second ridges and the pair of first conductivity type AlInP current confinement layers;
A semiconductor laser device comprising:
第1導電型の半導体基板の両劈開面間を第1の領域乃至第3の領域に分割するとき、前記第1の領域至第3の領域の前記半導体基板上に順次積層された第1導電型のAlGaInPクラッド層、活性層、第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、
前記第1の領域内にあって、前記第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された第2の第2導電型AlGaInPクラッド層と第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層とからなる第1のリッジと、
前記第2の領域における前記第1の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に形成された第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層と、
前記第2の領域内にあって、前記第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された前記第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなり、前記第1のリッジに連結し、前記第1の領域から前記第3の領域に向かって、前記第1のリッジの幅を連続的に狭くして形成された第2のリッジと、
前記第3の領域内にあって、前記第2の第2導電型のAlGaInPクラッド層上に前記両劈開面方向に沿って、ストライプ状に形成された前記第3の第2導電型のAlGaInPクラッド層からなり、前記第2のリッジに連結し、前記第2のリッジと同じ幅の第3のリッジと、
前記第1、第2の第2導電型AlGaInPクラッド層上に形成された前記第1乃至第3のリッジを挟持する第1導電型の一対のAlInP電流狭窄層と、
前記第1乃至第3のリッジ及び前記一対の第1導電型のAlInP電流狭窄層上に形成された第2導電型GaAsコンタクト層と、
を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子。
When dividing between the cleavage planes of the first conductivity type semiconductor substrate into the first region to the third region, the first conductivity sequentially stacked on the semiconductor substrate in the first region to the third region. Type AlGaInP cladding layer, active layer, first second conductivity type AlGaInP cladding layer, and
A second second-conductivity-type AlGaInP clad layer that is in the first region and is formed in a stripe shape on the first second-conductivity-type AlGaInP clad layer along the cleavage plane direction; A first ridge comprising an AlGaInP cladding layer of a third second conductivity type;
A second second conductivity type AlGaInP cladding layer formed on the first second conductivity type AlGaInP cladding layer in the second region;
The third second-conductivity-type AlGaInP clad formed in a stripe shape in the second region and on the second second-conductivity-type AlGaInP clad layer along the cleavage plane direction. A second ridge formed of a layer, connected to the first ridge, and formed by continuously reducing the width of the first ridge from the first region toward the third region; ,
The third second-conductivity-type AlGaInP clad formed in a stripe shape in the third region and on the second second-conductivity-type AlGaInP clad layer along the cleavage plane direction. A third ridge comprising a layer, connected to the second ridge, and having the same width as the second ridge;
A pair of first conductivity type AlInP current confinement layers sandwiching the first to third ridges formed on the first and second second conductivity type AlGaInP cladding layers;
A second conductivity type GaAs contact layer formed on the first to third ridges and the pair of first conductivity type AlInP current confinement layers;
A semiconductor laser device comprising:
前記第1の領域は、前記両劈開面のうちのいずれか一方から30μm以上離れた長さ位置で前記半導体基板に直交する面と前記劈開面とで囲まれた領域であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体レーザ素子。   The first region is a region surrounded by a surface perpendicular to the semiconductor substrate and the cleaved surface at a length position separated by 30 μm or more from either one of the two cleaved surfaces. The semiconductor laser device according to claim 1 or 2.
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