JP2980302B2 - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JP2980302B2
JP2980302B2 JP6032106A JP3210694A JP2980302B2 JP 2980302 B2 JP2980302 B2 JP 2980302B2 JP 6032106 A JP6032106 A JP 6032106A JP 3210694 A JP3210694 A JP 3210694A JP 2980302 B2 JP2980302 B2 JP 2980302B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高光出力で横モードの安
定した半導体レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser having a high light output and a stable transverse mode.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

(1)近年、高出力AlGaInP系の半導体レーザと
して、図5に示すような構造が特開平5−243669
号公報及びジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライ
ド・フィジックス(Japanese Journal
of Applied Physics)の第32巻
609ページに報告されている(S.Kawanak
a,T.Tanaka,H.Yanagisawa,
S.Yanoand S.Minagawa)。n型G
aAs基板31上に、n型(Al0.7 Ga0.3 0.5
0.5 Pクラッド層32、n型(Al0.5 Ga0.5
0.5 In0.5 P外側ガイド層33、n型(Al0.7 Ga
0.3 0.5 In0.5 P内側クラッド層34、(Al0.5
Ga0.5 0.5 In0.5 P内側ガイド層35 、GaI
nP活性層36(歪み0.3〜0.9%、厚さ20〜3
0nm)、p型(Al0.7Ga0.3 0.5 In0.5 Pクラ
ッド層37からなるヘテロ構造が形成されている。p側
の半導体層中には、ストライプ状のメサが形成され、メ
サ脇がn型GaAsブロック層39で埋め込まれてい
る。上述の構造を半導体レーザに用いることにより、活
性層に対して垂直方向の光強度分布はn型の半導体層側
へ広がり、活性層での相対光強度を小さくできている。
これは、端面での光学損傷が生じる光出力が高く、高出
力動作可能なことを意味する。また、p側のGaAsで
埋め込まれたストライプ状のメサ構造は光導波路を形成
し横モード制御を行うとともに電流の閉じ込めを行うた
めのものである。この構造により横モード制御型の高出
力AlGaInP系の半導体レーザが製作できる。
(1) In recent years, as a high-power AlGaInP-based semiconductor laser, a structure as shown in FIG.
No. and Japanese Journal of Applied Physics (Japanese Journal of Applied Physics)
of Applied Physics, vol. 32, page 609 (S. Kawanak).
a, T .; Tanaka, H .; Yanagisawa,
S. Yanoand S. Minagawa). n-type G
n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
n 0.5 P cladding layer 32, n-type (Al 0.5 Ga 0.5 )
0.5 In 0.5 P outer guide layer 33, n-type (Al 0.7 Ga
0.3 ) 0.5 In 0.5 P inner cladding layer 34, (Al 0.5
Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P inner guide layer 35, GaI
nP active layer 36 (strain 0.3 to 0.9%, thickness 20 to 3)
0 nm) and a p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 37 is formed. A stripe-shaped mesa is formed in the p-side semiconductor layer, and the mesa side is buried with an n-type GaAs block layer 39. By using the above structure for a semiconductor laser, the light intensity distribution in the direction perpendicular to the active layer spreads toward the n-type semiconductor layer, and the relative light intensity in the active layer can be reduced.
This means that the optical output that causes optical damage at the end face is high, and high-output operation is possible. The stripe-shaped mesa structure buried with p-side GaAs is for forming an optical waveguide, controlling the transverse mode, and confining the current. With this structure, a lateral mode control type high power AlGaInP based semiconductor laser can be manufactured.

【0003】(2)また、後述する本発明の半導体レー
ザと構造が類似する半導体レーザが特開平2−1288
5号公報に開示されている。この半導体レーザは、図6
に示すように、クラッド層の構造を屈折率の低い内側ク
ラッド層とそれより屈折率の高い外側クラッド層とから
なる2重構造にしたもので、内側クラッド層と外側クラ
ッド層の組成及び材料を適当に選ぶことによって、垂直
放射角を任意の値に制御できるようにしたものである。
(2) Japanese Patent Laid-Open No. 2-1288 discloses a semiconductor laser having a structure similar to that of the semiconductor laser of the present invention described later.
No. 5 discloses this. This semiconductor laser is shown in FIG.
As shown in the figure, the cladding layer has a double structure consisting of an inner cladding layer having a lower refractive index and an outer cladding layer having a higher refractive index, and the composition and material of the inner cladding layer and the outer cladding layer are changed. The vertical emission angle can be controlled to an arbitrary value by appropriately selecting the value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】(1)ストライプ状の
メサにより光導波路を形成し導波姿態の横モードを制御
する構造において、横モードの安定性はメサ部分とメサ
脇部分の屈折率差と深く関係し、その値によって電流−
光出力特性の直線性の乱れ、いわゆるキンクの発生する
出力が決まってくる。上述の従来構造(図5)では、n
側にクラッド層32、34より屈折率が大きく活性層3
6より屈折率が小さい外側ガイド層33を設けて、メサ
部分及びメサ脇部分の両方で端面での光の分布をn側に
偏らせているため、メサ部分とメサ脇部分の屈折率差が
小さく、キンが生じる光出力が小さいという欠点があ
る。実際に従来の技術の(1)で述べた構造において、
p型クラッド層厚を1μm 、活性層厚を40nm、内側
ガイド層厚を0nm、n型内側クラッド層厚を57.5n
m、外側クラッド層厚を0.95μm として、外側ガイ
ド層を変えたときのメサ部分とメサ脇部分の屈折率差を
計算すると図4の(b)に示した実線となる。安定した
基本横モード発振を得るためには1×10-3〜1×10
-2の屈折率差が必要となるが、計算結果はガイド厚が4
50nm以上になると1×10-3以下になってしまう。高
出力化するためにはガイド厚は厚くしなければならず、
高出力化と横モード安定度はトレードオフの関係にあり
両立が難しいことがわかる。言い替えれば、ガイド層厚
が300nmで所望の屈折率差が得られても、端面破壊出
力レベルは低く、キンク光出力レベルは高くともその光
出力にいたるまでにレーザは壊れてしまう
(1) In a structure in which an optical waveguide is formed by a stripe-shaped mesa to control a transverse mode in a waveguide form, the stability of the transverse mode is determined by the difference in the refractive index between the mesa portion and the mesa side portion. Is deeply related to the current.
The output at which the linearity of the optical output characteristic is disturbed, that is, the so-called kink is determined. In the above conventional structure (FIG. 5), n
The active layer 3 has a higher refractive index than the cladding layers 32 and 34 on the side.
Since the outer guide layer 33 having a refractive index smaller than 6 is provided to bias the light distribution on the end face to the n side in both the mesa portion and the mesa side portion, the difference in the refractive index between the mesa portion and the mesa side portion is reduced. small, there is a disadvantage that the light output occurs Kin click is small. Actually, in the structure described in (1) of the conventional technology,
The thickness of the p-type cladding layer is 1 μm, the thickness of the active layer is 40 nm, the thickness of the inner guide layer is 0 nm, and the thickness of the n-type inner cladding layer is 57.5 n.
m, and the thickness of the outer cladding layer is 0.95 μm. When the outer guide layer is changed and the refractive index difference between the mesa portion and the mesa side portion is calculated, a solid line shown in FIG. 4B is obtained. In order to obtain stable fundamental transverse mode oscillation, 1 × 10 −3 to 1 × 10
-2 refractive index difference is required, but the calculation result shows that the guide thickness is 4
If it is 50 nm or more, it will be 1 × 10 −3 or less. In order to achieve high output, the guide thickness must be increased,
It can be seen that there is a trade-off between high output and transverse mode stability, and it is difficult to achieve both. In other words, even if a desired refractive index difference is obtained at a guide layer thickness of 300 nm, the laser beam will be broken by the time the output power of the end face breakdown is low and the output power of the kink light is high even if the output power is high.

【0005】本発明の目的は上述の欠点を解消し、メサ
部分とメサ脇部分の屈折率差が大きく、横モード安定性
が高く、キンクが生じる光出力が大きいレーザを提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a laser having a large difference in refractive index between a mesa portion and a mesa side portion, high transverse mode stability, and a large optical output in which kink is generated.

【0006】(2)また、特開平2−12885号公報
に開示されている構造は、垂直放射角を制御する一つの
構造で、後述の本半導体レーザと類似している。本発明
との違いが明確になるように、この半導体レーザの問題
点を述べていく。図6に示すように、内側のクラッド層
よりも高い屈折率の層を外側のクラッド層として用いる
構造である。このため層厚方向の光の分布がクラッド層
と活性層からなるダブルヘテロ構造を挟む電極コンタク
ト層にまで及ぶ。このため電極コンタクト層として電極
との接触抵抗を小さくできるGaAs層を用いたときに
は、GaAsのバンドギャップの狭さのため、電極コン
タクト層が、発振するレーザ光を吸収する層となり、内
部損失が大きくなるという欠点がある。実際に活性層を
Ga0.5In0.5 P、内側クラッド層を(Al0.7 Ga
0.3 0.5 In0.5 P、外側クラッド層を(Al0.5
0.5 0.5 In0.5 P、電極コンタクト層をGaAs
とし、活性層厚を40nm、内側クラッド層厚を57.5
nm、外側クラッド層厚を1.55μm とし、ストライプ
幅を5μm のGaAs埋め込み型屈折率導波型レーザを
製作したときの同レーザの内部損失は20cm-1以上と計
算される。
(2) The structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-188585 is a structure for controlling the vertical radiation angle, and is similar to the present semiconductor laser described later. The problems of this semiconductor laser will be described so as to clarify the difference from the present invention. As shown in FIG. 6, the structure is such that a layer having a higher refractive index than the inner cladding layer is used as the outer cladding layer. Therefore, the light distribution in the thickness direction extends to the electrode contact layer sandwiching the double hetero structure including the cladding layer and the active layer. For this reason, when a GaAs layer capable of reducing the contact resistance with the electrode is used as the electrode contact layer, the electrode contact layer becomes a layer that absorbs the oscillating laser light due to the narrow band gap of GaAs, and the internal loss is large. Disadvantage. Actually, the active layer is Ga 0.5 In 0.5 P, and the inner cladding layer is (Al 0.7 Ga
0.3 ) 0.5 In 0.5 P, outer cladding layer (Al 0.5 G
a 0.5 ) 0.5 In 0.5 P, GaAs electrode contact layer
The thickness of the active layer is 40 nm, and the thickness of the inner cladding layer is 57.5.
When a GaAs buried refractive index guided laser having a thickness of 1.55 μm and an outer cladding layer thickness of 5 μm and a stripe width of 5 μm is manufactured, the internal loss of the laser is calculated to be 20 cm −1 or more.

【0007】本発明の目的は上述の欠点をも解決し、電
極コンタクト層にまで光の分布が及ばない、内部損失の
低いレーザで高いキンク出力を達成することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to achieve a high kink output with a laser having a low internal loss, which does not reach the electrode contact layer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、横モード制御のためのメサ型ストライプ構造を有
し、活性層を挟み活性層よりも屈折率の小さなクラッド
層からなるダブルヘテロ構造を少なくとも有し、両方の
クラッド層が高屈折率の光ガイド層を低屈折率のクラッ
ド層で挟んだ3重構造となっており、前記光ガイド層は
メサ型ストライプの一部を形成し、かつ前記メサ脇部
クラッド層より低屈折率の電流ブロック層または発振す
るレーザ光を吸収できるバンドギャップを有する電流ブ
ロック層によって埋め込まれていることを特徴とする。
また活性層と電流ブロック層との間の層が活性層よりも
屈折率の小さなクラッド層であることを特徴とする
A semiconductor laser according to the present invention has a mesa-type stripe structure for controlling a transverse mode.
The active layer has at least a double heterostructure composed of a cladding layer having a lower refractive index than the active layer, and both cladding layers have a high refractive index optical guiding layer and a low refractive index cladding layer.
The light guide layer has a triple structure sandwiched between
And characterized in that forming part of the mesa stripe, and the mesa side portions are embedded by a current blocking layer having a band gap capable of absorbing laser light of the current blocking layer or oscillation of the low-refractive index than the cladding layer I do.
Also, the layer between the active layer and the current blocking layer is
The cladding layer has a small refractive index .

【0009】[0009]

【作用】本発明の半導体レーザの層構造の屈折率分布
を、メサ部分とメサ脇部分に分けて図3に示す。メサ部
分(A)の屈折率分布は活性層を中心に対称であり、光
は、当然、p側及びn側に対称に広がっている。一方、
メサ脇部分(B)ではp側のガイド層が除去されGaA
s層に置き換えられている。このため、n側のガイド層
が光分布を引っ張るとともにGaAs層での損失が光を
n側に押しやっている。この結果として、メサ脇部分で
は光はn側に偏った分布をもっている。メサ部分とメサ
脇部分での光の分布が大きく異なり、すなわち、メサ部
分とメサ脇部分で屈折率差が大きくなっている。
FIG. 3 shows the refractive index distribution of the layer structure of the semiconductor laser of the present invention divided into a mesa portion and a mesa side portion. The refractive index distribution of the mesa portion (A) is symmetric about the active layer, and the light naturally spreads symmetrically on the p-side and the n-side. on the other hand,
In the mesa side portion (B), the p-side guide layer is removed and GaAs is formed.
It has been replaced by an s layer. Therefore, the n-side guide layer pulls the light distribution and the loss in the GaAs layer pushes the light to the n-side. As a result, light has a distribution biased toward the n side in the mesa side portion. The distribution of light between the mesa portion and the mesa side portion is largely different, that is, the refractive index difference is large between the mesa portion and the mesa side portion.

【0010】計算で求めた屈折率差の結果の一例を図4
に示す。図中(a)の実線が本発明に対し、pとn両側
のガイド層厚を等しく保ちながら変化させたときの屈折
率差を計算したものである。(b)は前述したように従
来の半導体レーザの場合に対応している。まず、本発明
では従来に比べ大きい屈折率差が得られる。特に、ガイ
ド層を高出力化のために厚くしていくと、従来の構造で
は1×10-3以下と横モード制御にとって不十分な値に
なっていくが、本発明では1×10-2〜5×10-3程度
の値を維持している。これにより、キンクが生じる光出
力を大きくすることができる。
FIG. 4 shows an example of the result of the refractive index difference obtained by calculation.
Shown in In the figure, the solid line (a) shows the calculated refractive index difference when the thickness of the guide layer on both sides of p and n is changed while maintaining the same for the present invention. (B) corresponds to the case of the conventional semiconductor laser as described above. First, in the present invention, a large difference in refractive index can be obtained as compared with the related art. In particular, when gradually increasing the thickness of the guide layers for high output, in the conventional structure will become insufficient value for 1 × 10 -3 or less and a transverse mode control but, 1 × 10 -2 in the present invention A value of about 5 × 10 −3 is maintained. As a result, the optical output at which kink occurs can be increased.

【0011】また、本発明の半導体レーザは、図3のメ
サ部分の屈折率分布を見てわかるように、GaAs層と
ガイド層との間に低屈折率の層が導入された構造に、結
果としてなっている。この低屈折率の層はGaAs層に
向かって、光を急激に減少させる。よって、層厚方向の
光の分布がクラッド層と活性層からなるダブルヘテロ構
造を挟む電極コンタクト層にまで及ばす、電極コンタク
ト層として電極との接触抵抗を小さくできるGaAs層
を用いたとき、電極コンタクト層によるレーザ光の吸収
は起きず、内部損失を小さくすることができる。実際に
実施例に示した構造を有するレーザの内部損失を計算す
ると15cm-1であった。この値は従来例の内部損失の値
である20cm-1以上に較べて小さい。
Further, as can be seen from the refractive index distribution of the mesa portion in FIG. 3, the semiconductor laser of the present invention has a structure in which a low refractive index layer is introduced between the GaAs layer and the guide layer. It has become. This low refractive index layer rapidly reduces light towards the GaAs layer. Therefore, when the GaAs layer capable of reducing the contact resistance with the electrode is used as the electrode contact layer, the light distribution in the layer thickness direction extends to the electrode contact layer sandwiching the double hetero structure composed of the cladding layer and the active layer. The laser light is not absorbed by the contact layer, and the internal loss can be reduced. When the internal loss of the laser having the structure shown in the example was actually calculated, it was 15 cm -1 . This value is smaller than the value of the internal loss of the conventional example of 20 cm −1 or more.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
1は本発明の半導体レーザの一実施例を示すレーザチッ
プの断面図であり、図2はその工程図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a laser chip showing one embodiment of the semiconductor laser of the present invention, and FIG.

【0013】まず、一回目の減圧MOVPE法による成
長で、n型GaAs基板1(Siドープ;n=2×10
18cm-3)上に格子定数を整合させて、次の層を順次形成
する。
First, an n-type GaAs substrate 1 (Si-doped; n = 2 × 10
The next layer is formed successively with matching the lattice constant on 18 cm -3 ).

【0014】n型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5
外側クラッド層2(n=5×1017cm-2;厚さ1μm
)、n型(Al0.5 Ga0.4 0.5 In0.5 Pガイド
層3(厚さ800nm)、n型(Al0.7 Ga0.3 0.5
In0.5 P内側クラッド層4(厚さ50nm)、4つのG
0.5 In0.5 P井戸(厚さ10nm)と3つの(Al
0.7Ga0.3 0.5 In0.5 Pバリヤ(厚さ5nm)とか
らなる多重量子井戸活性層5(アンドープ)、p型(A
0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P内側クラッド層6(厚
さ50nm)、p型(Al0.5 Ga0.5 0.5 In0.5
ガイド層7(厚さ800nm)、p型(Al0.7
0.3 0.5 In0.5 P外側クラッド層8(p=5×1
17cm-3;厚さ1μm )、p型Ga0.5 In0.5 Pバッ
ファ層9、p型GaAsキャップ層10。
N-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
Outer cladding layer 2 (n = 5 × 10 17 cm −2 ; thickness 1 μm)
), N-type (Al 0.5 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P guide layer 3 (800 nm thick), n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5
In 0.5 P inner cladding layer 4 (50 nm thick), four G layers
a 0.5 In 0.5 P well (10 nm thick) and three (Al
A multiple quantum well active layer 5 (undoped) of 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P barrier (5 nm thick), p-type (A
l 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P inner cladding layer 6 (50 nm thick), p-type (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P
Guide layer 7 (800 nm thick), p-type (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P outer cladding layer 8 (p = 5 × 1
0 17 cm −3 ; thickness 1 μm), p-type Ga 0.5 In 0.5 P buffer layer 9 and p-type GaAs cap layer 10.

【0015】成長温度は温度660℃、圧力70Tor
r、V/III 比=150、キャリヤガス(H2 )の全流
量15l/minとした。原料としては、トリメチルイ
ンジウム(TMI:(C2 5 3 In)、トリエチル
ガリウム(TEG:(C2 5 3 Ga)、トリメチル
アルミニウム(TMA:(CH3 3 Al)、アルシン
(AsH3 )、ホスフィン(PH3 )、n型ドーパン
ト:ジシラン(Si2 6 、p型ドーパント:ジメチル
ジンク(DMZn:(CH3 2 Zn)を用いた。
The growth temperature is 660 ° C. and the pressure is 70 Torr.
r, V / III ratio = 150, and the total flow rate of carrier gas (H 2 ) was 15 l / min. As raw materials, trimethyl indium (TMI: (C 2 H 5 ) 3 In), triethyl gallium (TEG: (C 2 H 5 ) 3 Ga), trimethyl aluminum (TMA: (CH 3 ) 3 Al), arsine (AsH) 3 ), phosphine (PH 3 ), n-type dopant: disilane (Si 2 H 6) , p-type dopant: dimethyl zinc (DMZn: (CH 3 ) 2 Zn).

【0016】こうして成長したウェハーにフォトリソグ
ラフィーにより幅5μm のストライプ上のSiO2 膜1
1のマスクを形成した(図2(a))。つぎにこのSi
2マスク11を用いてリン酸系のエッチング液により
p型GaAsキャップ層10をメサ状にエッチングし、
続いて臭酸系のエッチング液によりp型(Al0.7 Ga
0.3 0.5 In0.5 P外側クラッド層をエッチングし、
同じく、臭酸系のエッチング液によりp型(Al0.5
0.4 0.5 In0.5 Pガイド層をp型メサ脇の残り厚
が活性層のp側界面からの距離において0.25μm の
位置までをメサ状にエッチングした(図2(b))。つ
ぎにSiO2 マスク11をつけたまま減圧MOVPE法
により2回目の成長を行い、n型GaAsブロック層1
2を形成し、SiO2 マスク11を除去した後に減圧M
OVPE法により3回目の成長を行い、p型GaAsコ
ンタクト層13を形成した(図2(c))。最後にp、
n両電極をそれぞれp型コンタクト層13、n型GaA
s基板1上に形成して、キャビティ長700μm に劈開
し、レーザ端面を前面反射率が5%、裏面反射率が95
%となるようにAl2 3 でコーティングした後、個々
のチップに分離し、Si製ヒートシンクに融着して半導
体レーザが完成した。
An SiO 2 film 1 on a stripe having a width of 5 μm is formed on the wafer thus grown by photolithography.
One mask was formed (FIG. 2A). Next, this Si
Using a O 2 mask 11, the p-type GaAs cap layer 10 is etched in a mesa shape with a phosphoric acid-based etchant,
Subsequently, a p-type (Al 0.7 Ga
0.3 ) Etch the 0.5 In 0.5 P outer cladding layer,
Similarly, a p-type (Al 0.5 G
The a 0.4 ) 0.5 In 0.5 P guide layer was etched into a mesa shape up to a position where the remaining thickness beside the p-type mesa was 0.25 μm from the p-side interface of the active layer (FIG. 2B). Next, a second growth is performed by the reduced pressure MOVPE method with the SiO 2 mask 11 attached, and the n-type GaAs block layer 1 is formed.
2 is formed, and after the SiO 2 mask 11 is removed,
The third growth was performed by the OVPE method to form a p-type GaAs contact layer 13 (FIG. 2C). Finally p,
The n electrodes are respectively connected to the p-type contact layer 13 and the n-type GaAs.
After being formed on the s-substrate 1 and cleaved to a cavity length of 700 μm, the laser end face has a front surface reflectance of 5% and a back surface reflectance of 95%.
%, Coated with Al 2 O 3 , separated into individual chips, and fused to a Si heat sink to complete a semiconductor laser.

【0017】上述の製作工程においてp型(Al0.5
0.5 0.5 In0.5 Pガイド層7のメサ幅は下部で5
μmとなった。
In the above manufacturing process, the p-type (Al 0.5 G
a 0.5 ) The mesa width of the 0.5 In 0.5 P guide layer 7 is 5 at the bottom.
μm.

【0018】こうして得られた本発明のレーザのキンク
が生じる光出力を連続発振時において室温で測定したと
ころ100mWであった。また同レーザの内部損失を測
定したところ15cm-1であった。また屈折率差を十分と
れるので安定した基本横モード発振が得られた。
The light output of the thus obtained laser of the present invention at which kink occurs was measured at room temperature during continuous oscillation and found to be 100 mW. When the internal loss of the laser was measured, it was 15 cm -1 . In addition, since a sufficient difference in the refractive index was obtained, stable fundamental transverse mode oscillation was obtained.

【0019】以上述べた実施例では、活性層をGaIn
PとAlGaInPからなる多重量子井戸、クラッド層
を(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P、ガイド層を
(Al0.5 Ga0.5 0.5 In0.5 Pとしたが、クラッ
ド層組成と活性層組成は、光とキャリヤのメサストライ
プ部への閉じ込めが充分にできる組成、材料を選べば良
く、ガイド層組成はクラッド層より屈折率が大きい組
成、材料を選べば良い。またブロック層をGaAsとし
たが、ブロック層組成はクラッド層よりも屈折率の小さ
い組成、材料もしくは発振するレーザ光を吸収できるバ
ンドギャップを有する組成、材料を選べば良い。またレ
ーザに要求される特性により、SCH構造にすることな
どもできる。またエッチングストッパ層を用いれば、メ
サ脇ガイド層の残り厚をより厳密に制御することもでき
る。
In the embodiment described above, the active layer is made of GaIn.
The multiple quantum well composed of P and AlGaInP, the cladding layer was (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P, and the guide layer was (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P. A composition and a material that can sufficiently confine the carrier and the carrier in the mesa stripe portion may be selected, and a composition and a material of the guide layer may be selected so that the refractive index is higher than that of the cladding layer. Further, although the block layer is made of GaAs, the composition of the block layer may be selected from a composition having a lower refractive index than the cladding layer, a material or a composition having a band gap capable of absorbing oscillating laser light. Depending on the characteristics required for the laser, an SCH structure or the like can be used. If the etching stopper layer is used, the remaining thickness of the mesa side guide layer can be more strictly controlled.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明により、横モード安定性が高く、
内部損失の低いキンクが生じる光出力が大きい半導体レ
ーザが得られる。
According to the present invention, the transverse mode stability is high,
A semiconductor laser having a high optical output in which a kink having a low internal loss occurs can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の半導体レーザの製作工程を示す断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.

【図3】本発明の半導体レーザの活性層、クラッド層、
ガイド層の屈折率を模式的に表した図である。
FIG. 3 shows an active layer, a cladding layer, and a semiconductor laser of the present invention.
It is the figure which represented the refractive index of the guide layer typically.

【図4】メサ部分とメサ脇部分との屈折率差を本発明と
従来例とで比較した計算結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing calculation results obtained by comparing the refractive index difference between a mesa portion and a mesa side portion between the present invention and a conventional example.

【図5】従来の半導体レーザを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional semiconductor laser.

【図6】従来例の構造を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a structure of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaAs基板 2 n型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P外側クラ
ッド層 3 n型(Al0.5 Ga0.5 0.5 In0.5 Pガイド層 4 n型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P内側クラ
ッド層 5 多重量子井戸活性層 6 p型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P内側クラ
ッド層 7 p型(Al0.5 Ga0.5 0.5 In0.5 Pガイド層 8 p型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P外側クラ
ッド層 9 p型Ga0.5 In0.5 Pバッファ層 10 p型GaAsキャップ層 11 SiO2 マスク 12 n型GaAsブロック層 13 p型GaAsコンタクト層 31 n型GaAs基板 32 n型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P外側ク
ラッド層 33 n型(Al0.5 Ga0.5 0.5 In0.5 P外側ガ
イド層 34 n型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 P内側ク
ラッド層 35 (Al0.5 Ga0.5 0.5 In0.5 P内側ガイド
層 36 GaInP活性層 37 p型(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pクラッ
ド層 38 p型Ga0.5 In0.5 Pバッファ層 39 n型GaAsブロック層 40 p型GaAsキャップ層 41 p型GaAsコンタクト層
Reference Signs List 1 n-type GaAs substrate 2 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P outer cladding layer 3 n-type (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P guide layer 4 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P inner side Cladding layer 5 multiple quantum well active layer 6 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P inner cladding layer 7 p-type (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P guide layer 8 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P outer cladding layer 9 p-type Ga 0.5 In 0.5 P buffer layer 10 p-type GaAs cap layer 11 SiO 2 mask 12 n-type GaAs block layer 13 p-type GaAs contact layer 31 n-type GaAs substrate 32 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P outer cladding layer 33 n-type (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P outer guide layer 34 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P inner cladding layer 3 5 (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P inner guide layer 36 GaInP active layer 37 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 38 p-type Ga 0.5 In 0.5 P buffer layer 39 n-type GaAs block layer 40 p-type GaAs cap layer 41 p-type GaAs contact layer

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 横モード制御のためのメサ型ストライプ
構造を有し、活性層を挟み活性層よりも屈折率の小さな
クラッド層からなるダブルヘテロ構造を少なくとも有
し、両方のクラッド層が高屈折率の光ガイド層を低屈折
率のクラッド層で挟んだ3重構造となっており、前記光
ガイド層はメサ型ストライプの一部を形成し、かつ前記
メサ脇部がクラッド層より低屈折率の電流ブロック層ま
たは発振するレーザ光を吸収できるバンドギャップを有
する電流ブロック層によって埋め込まれていることを特
徴とする半導体レーザ。
1. A mesa-shaped stripe for controlling a transverse mode.
Having at least a double hetero structure comprising a cladding layer having a smaller refractive index than the active layer with the active layer interposed therebetween, and both cladding layers sandwiching a high-refractive-index optical guide layer with a low-refractive-index cladding layer. The light has a triple structure
Guide layer forms part of the mesa stripe, and the
A semiconductor laser mesa side portion is characterized in that it is filled with the current blocking layer having a band gap capable of absorbing laser light of the current blocking layer or oscillation of the low-refractive index than the cladding layer.
【請求項2】 活性層と電流ブロック層との間の層が活
性層よりも屈折率の小さなクラッド層であることを特徴
とする請求項1記載の半導体レーザ。
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the layer between the active layer and the current blocking layer is a clad layer having a smaller refractive index than the active layer.
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