JP2827605B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2827605B2 JP2827605B2 JP3222914A JP22291491A JP2827605B2 JP 2827605 B2 JP2827605 B2 JP 2827605B2 JP 3222914 A JP3222914 A JP 3222914A JP 22291491 A JP22291491 A JP 22291491A JP 2827605 B2 JP2827605 B2 JP 2827605B2
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- Japan
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- layer
- cladding layer
- semiconductor laser
- upper cladding
- laser device
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置に係
り、特に発光パターンの水平方向広がりの均一化が図れ
る埋込みリッジ型半導体レーザ装置に関するものであ
る。
り、特に発光パターンの水平方向広がりの均一化が図れ
る埋込みリッジ型半導体レーザ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えばｎ型基板を用いた従来の
埋込みリッジ型半導体レーザ装置を示す断面模式図であ
る。この図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板（以下、基
板と略称する。その他の符号についても繰り返す場合は
同様とする）、９はｎ型ＡｌyＧａ1-y Ａｓ下クラッド
層、３はｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ活性層、１０はｐ型Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ上クラッド層、５はｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層、６はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、７は正電
極、８は負電極である。
埋込みリッジ型半導体レーザ装置を示す断面模式図であ
る。この図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板（以下、基
板と略称する。その他の符号についても繰り返す場合は
同様とする）、９はｎ型ＡｌyＧａ1-y Ａｓ下クラッド
層、３はｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ活性層、１０はｐ型Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ上クラッド層、５はｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層、６はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、７は正電
極、８は負電極である。
【０００３】このように構成された埋込みリッジ型半導
体レーザ装置は、次のようにして製造される。これを図
４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。まず、エピタキ
シャル成長により基板１の上に下クラッド層９，活性層
３，上クラッド層１０を順次形成する（図４（ａ））。
この上クラッド層１０の上に窒化珪素膜１１を形成した
のち、フォトレジスト１２を塗布し、フォトマスク１３
を合わせて光照射を行う（図４（ｂ））。フォトレジス
ト１２の光照射部分を除去したのち、このレジストパタ
ーンをマスクにして窒化珪素膜１１および上クラッド層
１０のエッチングを行う。その後、窒化珪素膜１１をマ
スクにして電流ブロック層５を選択埋込み成長する（図
４（ｃ））。その後、この窒化珪素膜１１を除去したの
ち、ｐ型コンタクト層６と正電極７を形成し、基板１側
の他主面に負電極８を形成することにより図３に示す構
造が得られる。
体レーザ装置は、次のようにして製造される。これを図
４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。まず、エピタキ
シャル成長により基板１の上に下クラッド層９，活性層
３，上クラッド層１０を順次形成する（図４（ａ））。
この上クラッド層１０の上に窒化珪素膜１１を形成した
のち、フォトレジスト１２を塗布し、フォトマスク１３
を合わせて光照射を行う（図４（ｂ））。フォトレジス
ト１２の光照射部分を除去したのち、このレジストパタ
ーンをマスクにして窒化珪素膜１１および上クラッド層
１０のエッチングを行う。その後、窒化珪素膜１１をマ
スクにして電流ブロック層５を選択埋込み成長する（図
４（ｃ））。その後、この窒化珪素膜１１を除去したの
ち、ｐ型コンタクト層６と正電極７を形成し、基板１側
の他主面に負電極８を形成することにより図３に示す構
造が得られる。
【０００４】次に、動作について説明する。正電極７と
負電極８の間に電圧を印加する。正電極７より注入され
た正孔は、電流ブロック層５により狭窄され、活性層３
に流れ込む。正孔は、負電極８より注入され活性層３へ
流れ込んできた電子とともに、上クラッド層１０，下ク
ラッド層９と活性層３のダブルヘテロ接合によるバンド
ギャップ差により活性層３内に閉じ込められ、そこで再
結合し発光する。発光した光は、上クラッド層１０と下
クラッド層９と活性層３の屈折率差により上下方向に閉
じ込められるとともに、活性層３よりしみ出した光が電
流ブロック層５のＧａＡｓに吸収されることによる水平
方向の実効屈折率変化により活性層３の中央付近に水平
方向にも封じ込められることにより、高い光子密度で放
出されることになる。
負電極８の間に電圧を印加する。正電極７より注入され
た正孔は、電流ブロック層５により狭窄され、活性層３
に流れ込む。正孔は、負電極８より注入され活性層３へ
流れ込んできた電子とともに、上クラッド層１０，下ク
ラッド層９と活性層３のダブルヘテロ接合によるバンド
ギャップ差により活性層３内に閉じ込められ、そこで再
結合し発光する。発光した光は、上クラッド層１０と下
クラッド層９と活性層３の屈折率差により上下方向に閉
じ込められるとともに、活性層３よりしみ出した光が電
流ブロック層５のＧａＡｓに吸収されることによる水平
方向の実効屈折率変化により活性層３の中央付近に水平
方向にも封じ込められることにより、高い光子密度で放
出されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の埋込みリッジ型
半導体レーザ装置は、上記のように構成されており、図
５に示すように、上クラッド層１０の組成が一定に保た
れているため、電流ブロック層５と活性層３により挟ま
れた上クラッド層１０部分の厚さ（図３中のａ）がエッ
チングの良否によりばらつくために、活性層３と電流ブ
ロック層５の距離が変化し、このため、水平方向の屈折
率差が変化して図６に示すように水平ビーム広がり角が
ばらつくという問題点があった（リッジ状エッチングの
精度は±〜０．１μｍであり、図６を見ると、これは３
〜４ｄｅｇのばらつきに相当し、規格の±１ｄｅｇをは
ずれる）。
半導体レーザ装置は、上記のように構成されており、図
５に示すように、上クラッド層１０の組成が一定に保た
れているため、電流ブロック層５と活性層３により挟ま
れた上クラッド層１０部分の厚さ（図３中のａ）がエッ
チングの良否によりばらつくために、活性層３と電流ブ
ロック層５の距離が変化し、このため、水平方向の屈折
率差が変化して図６に示すように水平ビーム広がり角が
ばらつくという問題点があった（リッジ状エッチングの
精度は±〜０．１μｍであり、図６を見ると、これは３
〜４ｄｅｇのばらつきに相当し、規格の±１ｄｅｇをは
ずれる）。
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、リッジ状エッチングによる上ク
ラッド層厚にばらつきがあっても水平ビーム広がり角の
ばらつきに影響しないような半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
ためになされたもので、リッジ状エッチングによる上ク
ラッド層厚にばらつきがあっても水平ビーム広がり角の
ばらつきに影響しないような半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体レー
ザ装置は、上クラッド層の活性層と電流ブロック層との
間に介在するリッジ部の両側が所定の厚みから変化する
ことによる実効屈折率の変化を上クラッド層の屈折率の
変化で打消すように、上クラッド層と下クラッド層の組
成を活性層から離れるにつれてＡｌ組成比が増加する構
成としたものである。
ザ装置は、上クラッド層の活性層と電流ブロック層との
間に介在するリッジ部の両側が所定の厚みから変化する
ことによる実効屈折率の変化を上クラッド層の屈折率の
変化で打消すように、上クラッド層と下クラッド層の組
成を活性層から離れるにつれてＡｌ組成比が増加する構
成としたものである。
【０００８】
【作用】本発明における半導体レーザ装置は、上クラッ
ド層と下クラッド層の組成を活性層から離れるにつれて
Ａｌ組成比が増加する構成とされているので、上クラッ
ド層の活性層と電流ブロック層との間に介在するリッジ
部の両側が所定の厚みから変化しても、実効屈折率の変
化を上クラッド層の屈折率の変化で打消すことができ、
発光ビームの層厚みと交差する方向の広がりのばらつき
を抑える。
ド層と下クラッド層の組成を活性層から離れるにつれて
Ａｌ組成比が増加する構成とされているので、上クラッ
ド層の活性層と電流ブロック層との間に介在するリッジ
部の両側が所定の厚みから変化しても、実効屈折率の変
化を上クラッド層の屈折率の変化で打消すことができ、
発光ビームの層厚みと交差する方向の広がりのばらつき
を抑える。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す
断面図である。図１において、図３と同一符号は同一構
成部分を示し、２はｎ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ下クラッド
層、４はリッジ部を一部に有しこのリッジ部の両側に配
設され活性層３と電流ブロック層５との間に介在する部
分を有するｐ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ上クラッド層であ
る。ここで、ｎ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ下クラッド層２と
ｐ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ上クラッド層４は、図２に模式
的に示したように、活性層３から離れるに従いＡｌ組成
比が大きくなるように設計されている。すなわち、Ａｌ
組成比の変化のさせ方は、上クラッド層４における活性
層３と電流ブロック層５との間に介在する部分の厚みａ
がどんな値でも電流ブロック層５の実効屈折率が一定に
なるように設計される。したがって、図２に模式的に示
したようにはＡｌ組成比の変化は必ずしも直線状にはな
らない。
る。図１は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す
断面図である。図１において、図３と同一符号は同一構
成部分を示し、２はｎ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ下クラッド
層、４はリッジ部を一部に有しこのリッジ部の両側に配
設され活性層３と電流ブロック層５との間に介在する部
分を有するｐ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ上クラッド層であ
る。ここで、ｎ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ下クラッド層２と
ｐ型Ａｌ1-y Ｇａy Ａｓ上クラッド層４は、図２に模式
的に示したように、活性層３から離れるに従いＡｌ組成
比が大きくなるように設計されている。すなわち、Ａｌ
組成比の変化のさせ方は、上クラッド層４における活性
層３と電流ブロック層５との間に介在する部分の厚みａ
がどんな値でも電流ブロック層５の実効屈折率が一定に
なるように設計される。したがって、図２に模式的に示
したようにはＡｌ組成比の変化は必ずしも直線状にはな
らない。
【００１０】次に、動作について説明する。Ａｌ1-y Ｇ
ａyＡｓの屈折率は、H.C.Casey,Jr.(Appl.Phys.Lett24,
63(1974))らが示したように、Ａｌ組成比が増えるにし
たがい減少していく。図２に示したように、本発明にお
ける半導体レーザ装置においては上，下クラッド層４，
２のＡｌ組成比が活性層３より離れるにしたがい増加し
ているので、例えば電流ブロック層５と活性層３の距離
ａが大きくなると電流ブロック層５部分の実効屈折率は
減少することになる。従来例において説明したように、
電流ブロック層５と活性層３の距離ａが広がると、活性
層３から垂直方向に広がった光が電流ブロック層５のＧ
ａＡｓにより吸収されることによる屈折率の減少（実効
屈折率ｎ−ｉｋの虚数部分）が小さくなるが、これが前
述の上クラッド層４の組成変化に起因した電流ブロック
層５部分の屈折率の減少（実効屈折率ｎ−ｉｋの実数部
分の減少）により補償される。これによりリッジ状エッ
チングの深さがばらついて電流ブロック層５と活性層３
の距離ａが変動しても、水平方向の屈折率変化にほとん
ど影響しなくなるために、水平ビーム広がり角のばらつ
きが抑えられることになる。
ａyＡｓの屈折率は、H.C.Casey,Jr.(Appl.Phys.Lett24,
63(1974))らが示したように、Ａｌ組成比が増えるにし
たがい減少していく。図２に示したように、本発明にお
ける半導体レーザ装置においては上，下クラッド層４，
２のＡｌ組成比が活性層３より離れるにしたがい増加し
ているので、例えば電流ブロック層５と活性層３の距離
ａが大きくなると電流ブロック層５部分の実効屈折率は
減少することになる。従来例において説明したように、
電流ブロック層５と活性層３の距離ａが広がると、活性
層３から垂直方向に広がった光が電流ブロック層５のＧ
ａＡｓにより吸収されることによる屈折率の減少（実効
屈折率ｎ−ｉｋの虚数部分）が小さくなるが、これが前
述の上クラッド層４の組成変化に起因した電流ブロック
層５部分の屈折率の減少（実効屈折率ｎ−ｉｋの実数部
分の減少）により補償される。これによりリッジ状エッ
チングの深さがばらついて電流ブロック層５と活性層３
の距離ａが変動しても、水平方向の屈折率変化にほとん
ど影響しなくなるために、水平ビーム広がり角のばらつ
きが抑えられることになる。
【００１１】なお、上記実施例では基板１としてｎ型を
用いた場合を示したが、ｐ型基板を用いた場合は、その
上に成長させる各層の導電型をそれぞれ逆にすれば、同
様の効果を奏する半導体レーザ装置が実現できる。
用いた場合を示したが、ｐ型基板を用いた場合は、その
上に成長させる各層の導電型をそれぞれ逆にすれば、同
様の効果を奏する半導体レーザ装置が実現できる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上クラッド層の活性層と電流ブロック層との間に介在す
るリッジ部の両側が所定の厚みから変化することによる
実効屈折率の変化を上クラッド層の屈折率の変化で打消
すように、上クラッド層と下クラッド層の組成を活性層
から離れるにつれてＡｌ組成比が増加する構成としたの
で、リッジ状エッチングの深さがばらついても発光ビー
ムの層厚みと交差する方向の広がり角のばらつきが抑え
られる埋込みリッジ型半導体レーザ装置が得られる効果
がある。
上クラッド層の活性層と電流ブロック層との間に介在す
るリッジ部の両側が所定の厚みから変化することによる
実効屈折率の変化を上クラッド層の屈折率の変化で打消
すように、上クラッド層と下クラッド層の組成を活性層
から離れるにつれてＡｌ組成比が増加する構成としたの
で、リッジ状エッチングの深さがばらついても発光ビー
ムの層厚みと交差する方向の広がり角のばらつきが抑え
られる埋込みリッジ型半導体レーザ装置が得られる効果
がある。
【図１】本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す断
面模式図である。
面模式図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ破線方向に見たＡｌ組成比の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図３】従来の埋込みリッジ型半導体レーザ装置の断面
模式図である。
模式図である。
【図４】従来の埋込みリッジ型半導体レーザ装置の製造
方法を示す工程断面模式図である。
方法を示す工程断面模式図である。
【図５】図３のII−II破線方向に見たＡｌ組成比の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図６】電流ブロック層部分の上クラッド層厚と水平ビ
ーム広がり角との関係を示す図である。
ーム広がり角との関係を示す図である。
１ 基板 ２ 下クラッド層 ３ 活性層 ４ 上クラッド層 ５ 電流ブロック層
Claims (1)
- 【請求項１】 下クラッド層，活性層，リッジ部を一部
に有する上クラッド層およびこの上クラッド層上に配設
され上記リッジ部の両側を埋め込む電流ブロック層を備
えたＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ系の埋込みリッジ型半導体レー
ザ装置において、上記上クラッド層の活性層と電流ブロック層との間に介
在する上記リッジ部の両側が所定の厚みから変化するこ
とによる実効屈折率の変化を上クラッド層の屈折率の変
化で打消すように 、前記上クラッド層と下クラッド層の
組成を前記活性層から離れるにつれてＡｌ組成比が増加
する構成としたことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222914A JP2827605B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222914A JP2827605B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563297A JPH0563297A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2827605B2 true JP2827605B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16789844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222914A Expired - Lifetime JP2827605B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827605B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4387472B2 (ja) * | 1998-02-18 | 2009-12-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ |
| JP2008219050A (ja) * | 2008-06-13 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190489A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
| JPH01175285A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH02174178A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3222914A patent/JP2827605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190489A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
| JPH01175285A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH02174178A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563297A (ja) | 1993-03-12 |
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