JP2988552B2 - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録及び固体レーザ
励起用等の光源として好適な１００ｍＷ以上の高出力動
作時において単一モード発振する半導体レ−ザ装置及び
その製造方法に関する。
励起用等の光源として好適な１００ｍＷ以上の高出力動
作時において単一モード発振する半導体レ−ザ装置及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクメモリー、光記録、固
体レーザ励起用光源などの応用分野において、高出力動
作時において単一モード発振し高信頼性を有する半導体
レーザが要望されている。半導体レーザの高出力化の障
害となる最大の原因は、端面の光学損傷（以下、ＣＯＤ
と略す）である。このＣＯＤは高出力のレ−ザ光によっ
て端面が破壊される現象であり、その防止策として、端
面部にレーザ光に対して透明な材料を配置するウィンド
ウ型半導体レーザの開発が進んでいる。
体レーザ励起用光源などの応用分野において、高出力動
作時において単一モード発振し高信頼性を有する半導体
レーザが要望されている。半導体レーザの高出力化の障
害となる最大の原因は、端面の光学損傷（以下、ＣＯＤ
と略す）である。このＣＯＤは高出力のレ−ザ光によっ
て端面が破壊される現象であり、その防止策として、端
面部にレーザ光に対して透明な材料を配置するウィンド
ウ型半導体レーザの開発が進んでいる。
【０００３】しかし、ウィンドウ型半導体レ−ザを作製
するには、異種の材料から構成される活性層とウィンド
ウ部分とが隣接しているため、各部分の結晶成長は２回
に分けて行なう必要がある。具体的には、活性層を含む
多層部分を形成したのち、この多層部分のうちウィンド
ウとなる部分をエッチングにより除去し、残された部分
（通常、リッジ型をしている）の周辺に次の結晶成長を
行うことによりウィンドウ部分を形成している。
するには、異種の材料から構成される活性層とウィンド
ウ部分とが隣接しているため、各部分の結晶成長は２回
に分けて行なう必要がある。具体的には、活性層を含む
多層部分を形成したのち、この多層部分のうちウィンド
ウとなる部分をエッチングにより除去し、残された部分
（通常、リッジ型をしている）の周辺に次の結晶成長を
行うことによりウィンドウ部分を形成している。
【０００４】図８は、いくつか提案されているウィンド
ウ型半導体レ−ザの中で、共振器の端面近傍に電流非注
入領域を形成し、かつ活性層を共振器端面に露出させず
に活性層下の光ガイド層から光を取り出すウィンドウ型
半導体レ−ザの概略図である。図８（ａ）は端面部の構
造図、図８（ｂ）は図８（ｃ）においてＢ−Ｂ’線に沿
って分断した内部の断面構造図、図８（ｃ）は図８
（ａ）においてＡ−Ａ’線に沿って分断した共振器方向
の構造を説明する断面図である。ｐ型のＧａＡｓ基板１
７には、端面近傍を除いて内部のみにメサ２６を有し、
その上にメサ２６に達する溝２７を有するｎ型のＧａＡ
ｓ層１８があり、これは端面部で電流の非注入領域を形
成し、内部では電流狭窄層として働く。レ−ザ発振は活
性層２１で生ずるが、光は活性層２１の下の光ガイド層
２０に誘導され端面から放射される。活性層２１が端面
に露出しておらず、端面での活性層２１のＣＯＤは生じ
ない。活性層２１の上には、キャリヤ及び光を閉じ込め
るための半導体層２２、有機金属蒸着法（以下ＭＯＣＶ
Ｄ法という）で再成長するための保護層２３がある。２
４、２５は各々ＭＯＣＶＤ法により成長したｎ型のＧａ
ＡｌＡｓクラッド層、ｎ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。
ウ型半導体レ−ザの中で、共振器の端面近傍に電流非注
入領域を形成し、かつ活性層を共振器端面に露出させず
に活性層下の光ガイド層から光を取り出すウィンドウ型
半導体レ−ザの概略図である。図８（ａ）は端面部の構
造図、図８（ｂ）は図８（ｃ）においてＢ−Ｂ’線に沿
って分断した内部の断面構造図、図８（ｃ）は図８
（ａ）においてＡ−Ａ’線に沿って分断した共振器方向
の構造を説明する断面図である。ｐ型のＧａＡｓ基板１
７には、端面近傍を除いて内部のみにメサ２６を有し、
その上にメサ２６に達する溝２７を有するｎ型のＧａＡ
ｓ層１８があり、これは端面部で電流の非注入領域を形
成し、内部では電流狭窄層として働く。レ−ザ発振は活
性層２１で生ずるが、光は活性層２１の下の光ガイド層
２０に誘導され端面から放射される。活性層２１が端面
に露出しておらず、端面での活性層２１のＣＯＤは生じ
ない。活性層２１の上には、キャリヤ及び光を閉じ込め
るための半導体層２２、有機金属蒸着法（以下ＭＯＣＶ
Ｄ法という）で再成長するための保護層２３がある。２
４、２５は各々ＭＯＣＶＤ法により成長したｎ型のＧａ
ＡｌＡｓクラッド層、ｎ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。
【０００５】次に図９で製造方法を説明する。ｐ型のＧ
ａＡｓ基板１７上に、端面近傍を除いてメサ２６をエッ
チングにより形成する（図９（ａ））。その上に液相エ
ピタキシャル法（以下ＬＰＤ法という）によりｎ型Ｇａ
Ａｓ層１８を成長し、メサ２６に達するように溝２７を
エッチングにより形成する（図９（ｂ））。次にＬＰＥ
法によりｐ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層１９、
ｐ型Ｇａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光ガイド層２０、ｐ型Ｇａ
0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層２１、ｎ型Ｇａ0.59Ａｌ 0.41Ａ
ｓ層２２、及びｎ型Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ層２３を成長
する（図９（ｃ））。そののち端面部を活性層２１まで
エッチングする（図９（ｄ））。さらにＭＯＣＶＤ法に
よりｎ型Ｇａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層２４、ｎ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層２５を成長する。最後に電極１４を
蒸着して（図９（ｅ））完成する。
ａＡｓ基板１７上に、端面近傍を除いてメサ２６をエッ
チングにより形成する（図９（ａ））。その上に液相エ
ピタキシャル法（以下ＬＰＤ法という）によりｎ型Ｇａ
Ａｓ層１８を成長し、メサ２６に達するように溝２７を
エッチングにより形成する（図９（ｂ））。次にＬＰＥ
法によりｐ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層１９、
ｐ型Ｇａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光ガイド層２０、ｐ型Ｇａ
0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層２１、ｎ型Ｇａ0.59Ａｌ 0.41Ａ
ｓ層２２、及びｎ型Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ層２３を成長
する（図９（ｃ））。そののち端面部を活性層２１まで
エッチングする（図９（ｄ））。さらにＭＯＣＶＤ法に
よりｎ型Ｇａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層２４、ｎ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層２５を成長する。最後に電極１４を
蒸着して（図９（ｅ））完成する。
【０００６】この埋め込み成長法では成長層の厚みの均
一性に劣るＬＰＥ法を使用しているため、高出力化と横
モ−ドを安定化させるための活性層の薄膜化を制御性よ
く行うことは困難であった。また、この構造では活性層
の上下方向での光とキャリヤの閉じ込めには効果があっ
たが、活性層に水平な方向での閉じ込めは不十分であっ
た。
一性に劣るＬＰＥ法を使用しているため、高出力化と横
モ−ドを安定化させるための活性層の薄膜化を制御性よ
く行うことは困難であった。また、この構造では活性層
の上下方向での光とキャリヤの閉じ込めには効果があっ
たが、活性層に水平な方向での閉じ込めは不十分であっ
た。
【０００７】次の従来例は、この点を考慮した半導体レ
−ザ装置であり、図１０にその構造を示す。ｎ型のＧａ
Ａｓ基板２１の上にＧａＡｓバッファ層２２が形成され
ており、その上にｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層
２３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４、リッジ２５ａ
を有するｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層２５が
あり、電流チャンネルとなるリッジ２５ａ以外の部分に
は、電流狭窄のためにｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２
６が形成されている。なお、２７はｐ型のＧａＡｓ保護
層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層である。
−ザ装置であり、図１０にその構造を示す。ｎ型のＧａ
Ａｓ基板２１の上にＧａＡｓバッファ層２２が形成され
ており、その上にｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層
２３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４、リッジ２５ａ
を有するｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層２５が
あり、電流チャンネルとなるリッジ２５ａ以外の部分に
は、電流狭窄のためにｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２
６が形成されている。なお、２７はｐ型のＧａＡｓ保護
層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層である。
【０００８】この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタ
クト層２８から注入される電流は、リッジ２５ａ内に有
効に閉じ込められ、リッジ２５ａ下部のＧａ0.85Ａｌ
0.15Ａｓ活性層２４でレ−ザ発振が生じる。このとき、
ＧａＡｓ電流ブロック層２６の屈折率は、ｐ型のＧａ
0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層２５の屈折率よりも大きく
なっているが、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４の禁制
帯幅よりも、ＧａＡｓ電流ブロック層２６の禁制帯幅の
方が小さいので、レ−ザ光に対してＧａＡｓ電流ブロッ
ク層２６は吸収体となるため、レ−ザ光をこのＧａＡｓ
電流ブロック層２６による吸収の影響なしに有効に閉じ
込めるには大きなリッジの形成が必要である。一般に、
リッジ２５ａの下端の幅、すなわち、ストライプ幅を５
μｍ程度にすることで、光ディスク等に使われる単一横
モ−ドのレ−ザ発振を得ることができる。
クト層２８から注入される電流は、リッジ２５ａ内に有
効に閉じ込められ、リッジ２５ａ下部のＧａ0.85Ａｌ
0.15Ａｓ活性層２４でレ−ザ発振が生じる。このとき、
ＧａＡｓ電流ブロック層２６の屈折率は、ｐ型のＧａ
0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層２５の屈折率よりも大きく
なっているが、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４の禁制
帯幅よりも、ＧａＡｓ電流ブロック層２６の禁制帯幅の
方が小さいので、レ−ザ光に対してＧａＡｓ電流ブロッ
ク層２６は吸収体となるため、レ−ザ光をこのＧａＡｓ
電流ブロック層２６による吸収の影響なしに有効に閉じ
込めるには大きなリッジの形成が必要である。一般に、
リッジ２５ａの下端の幅、すなわち、ストライプ幅を５
μｍ程度にすることで、光ディスク等に使われる単一横
モ−ドのレ−ザ発振を得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体レー
ザ装置の構成では、レ−ザ光の閉じ込めとキャリヤの閉
じ込めの両方の目的を十分に発揮させる構造を形成でき
ないため、出力の小さい単一モ−ドの半導体レ−ザしか
できないという問題点が残っていた。すなわち、電流狭
窄と光の閉じ込めおよびウィンドウの３つの効果を同時
に実現することが難しいという課題があった。また、電
流の狭窄のために一導電型のリッジ部の周辺に反対の導
電型の電流狭窄層で囲むことにより、深い準位を形成し
やすいｐｎジャンクションが形成される。この再成長界
面での深い準位の存在は、活性層内のキャリヤをレ−ザ
発光に寄与させずに再結合により失う原因となり課題で
あった。そして、レ−ザ光に対して透明なウィンドウを
形成すると、ＡｌＡｓ混晶比の大きなＧａＡｌＡｓを電
流狭窄層に使用するため、その活性の強い表面を持つこ
とにより、その後のコンタクト層であるＧａＡｓの成長
が困難になるという課題があった。
ザ装置の構成では、レ−ザ光の閉じ込めとキャリヤの閉
じ込めの両方の目的を十分に発揮させる構造を形成でき
ないため、出力の小さい単一モ−ドの半導体レ−ザしか
できないという問題点が残っていた。すなわち、電流狭
窄と光の閉じ込めおよびウィンドウの３つの効果を同時
に実現することが難しいという課題があった。また、電
流の狭窄のために一導電型のリッジ部の周辺に反対の導
電型の電流狭窄層で囲むことにより、深い準位を形成し
やすいｐｎジャンクションが形成される。この再成長界
面での深い準位の存在は、活性層内のキャリヤをレ−ザ
発光に寄与させずに再結合により失う原因となり課題で
あった。そして、レ−ザ光に対して透明なウィンドウを
形成すると、ＡｌＡｓ混晶比の大きなＧａＡｌＡｓを電
流狭窄層に使用するため、その活性の強い表面を持つこ
とにより、その後のコンタクト層であるＧａＡｓの成長
が困難になるという課題があった。
【００１０】さらに、リッジを形成した後の再成長界面
の保護には、ＧａＡｓ保護層だけでは不十分であり、酸
化シリコンや窒化シリコンなどのマスクを使用した場合
はマスク表面での反応の影響から、不規則な結晶成長が
起こり、光ガイド層や活性層に歪が残るという課題があ
った。
の保護には、ＧａＡｓ保護層だけでは不十分であり、酸
化シリコンや窒化シリコンなどのマスクを使用した場合
はマスク表面での反応の影響から、不規則な結晶成長が
起こり、光ガイド層や活性層に歪が残るという課題があ
った。
【００１１】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、１００ｍＷ以上の高出力動作時において、高信頼性
を有し、かつ単一横モ−ドで発振し、しかも低動作電流
駆動を行えるウィンドウ型半導体レ−ザ装置を提供する
ことを目的とする。
で、１００ｍＷ以上の高出力動作時において、高信頼性
を有し、かつ単一横モ−ドで発振し、しかも低動作電流
駆動を行えるウィンドウ型半導体レ−ザ装置を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、上記目的を達成するために、光ガイド層となる一導
電型のＧａ1-B ＡｌB Ａｓ層の上に、端面近傍を除いて
活性層となるＧａ1-X ＡｌX Ａｓ層があり、前記活性層
の上には前記光ガイド層と反対の導電型の光閉じ込め層
となるＧａ1-C ＡｌC Ａｓ層、及びバッファ層となるＧ
ａ1-D ＡｌD Ａｓ層があり、端面近傍の光ガイド層及び
前記バッファ層の上にはリッジ部を有する前記光ガイド
層と反対の導電型のＧａ1-Y ＡｌY Ａｓ層を備えるとと
もに、前記リッジ部の長手方向の側面に沿って、これと
は逆の導電型の電流狭搾層となるＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層
を備えてなり、ＡｌＡｓ混晶比、Ｘ、Ｙ及びＺの間に、
Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０の関係を成立させたものである。
は、上記目的を達成するために、光ガイド層となる一導
電型のＧａ1-B ＡｌB Ａｓ層の上に、端面近傍を除いて
活性層となるＧａ1-X ＡｌX Ａｓ層があり、前記活性層
の上には前記光ガイド層と反対の導電型の光閉じ込め層
となるＧａ1-C ＡｌC Ａｓ層、及びバッファ層となるＧ
ａ1-D ＡｌD Ａｓ層があり、端面近傍の光ガイド層及び
前記バッファ層の上にはリッジ部を有する前記光ガイド
層と反対の導電型のＧａ1-Y ＡｌY Ａｓ層を備えるとと
もに、前記リッジ部の長手方向の側面に沿って、これと
は逆の導電型の電流狭搾層となるＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層
を備えてなり、ＡｌＡｓ混晶比、Ｘ、Ｙ及びＺの間に、
Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０の関係を成立させたものである。
【００１３】また、リッジを形成した後の再成長界面で
の深い準位の発生を防止するため、上記構成における端
面近傍の光ガイド層及び前記バッファ層の上にはリッジ
部を有する前記光ガイド層と同じ導電型の極く薄いＧａ
1-E ＡｌE Ａｓ層を形成したのち反対の導電型のＧａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ層を備えてなり、ＡｌＡｓ混晶比、Ｘ、
Ｙ、Ｚ及びＥの間に、Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０、Ｅ＞Ｙの関係を
成立させたものである。
の深い準位の発生を防止するため、上記構成における端
面近傍の光ガイド層及び前記バッファ層の上にはリッジ
部を有する前記光ガイド層と同じ導電型の極く薄いＧａ
1-E ＡｌE Ａｓ層を形成したのち反対の導電型のＧａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ層を備えてなり、ＡｌＡｓ混晶比、Ｘ、
Ｙ、Ｚ及びＥの間に、Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０、Ｅ＞Ｙの関係を
成立させたものである。
【００１４】そして、電流狭窄層をレ−ザ光に透明な材
料とした関係で２回目のＭＯＣＶＤの最後に前もって次
に成長するＧａＡｓコンタクト層の成長を考慮して、前
もってＡｌＡｓの混晶比の小さなＧａＡｌＡｓを電流狭
窄層となるＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層を成長させておくこと
で電流狭窄層の保護を行うことも有効な手段である。
料とした関係で２回目のＭＯＣＶＤの最後に前もって次
に成長するＧａＡｓコンタクト層の成長を考慮して、前
もってＡｌＡｓの混晶比の小さなＧａＡｌＡｓを電流狭
窄層となるＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層を成長させておくこと
で電流狭窄層の保護を行うことも有効な手段である。
【００１５】さらに、誘電体膜の上に表面が不活性な薄
膜を形成した二層膜からなるマスクを使ってリッジを形
成し、同時に２回目の結晶成長における選択成長のため
の保護マスクとして利用することにより、ウィンドウお
よび電流狭窄層となるＡｌＡｓの混晶比の高いＧａ1-Z
ＡｌZ Ａｓ層をＭＯＣＶＤ法により選択成長するもので
ある。
膜を形成した二層膜からなるマスクを使ってリッジを形
成し、同時に２回目の結晶成長における選択成長のため
の保護マスクとして利用することにより、ウィンドウお
よび電流狭窄層となるＡｌＡｓの混晶比の高いＧａ1-Z
ＡｌZ Ａｓ層をＭＯＣＶＤ法により選択成長するもので
ある。
【００１６】
【作用】上記手段によれば、結晶成長のすべてにＭＯＣ
ＶＤ法が使用できるようになるため半導体層の層厚制御
が容易になり、半導体レーザを構成する各層の厚さを歩
留まり良く作製することができる。また、電流狭窄層と
なるＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層の屈折率はストライプ内部の
クラッド層となるＧａ1-Y ＡｌY Ａｓ層の屈折率よりも
小さくなり、この屈折率差によりレ−ザ光はストライプ
内に有効に閉じ込めることができるようになる。
ＶＤ法が使用できるようになるため半導体層の層厚制御
が容易になり、半導体レーザを構成する各層の厚さを歩
留まり良く作製することができる。また、電流狭窄層と
なるＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層の屈折率はストライプ内部の
クラッド層となるＧａ1-Y ＡｌY Ａｓ層の屈折率よりも
小さくなり、この屈折率差によりレ−ザ光はストライプ
内に有効に閉じ込めることができるようになる。
【００１７】さらに、電流ブロック層となるＧａ1-Z Ａ
ｌZ Ａｓ層の禁制帯幅は活性層となるＧａ1-X ＡｌX Ａ
ｓ層の禁制帯幅よりもかなり大きいので、ウィンドウ効
果を持つとともにしきい値電流の低下と高効率の半導体
レ−ザが実現できる。
ｌZ Ａｓ層の禁制帯幅は活性層となるＧａ1-X ＡｌX Ａ
ｓ層の禁制帯幅よりもかなり大きいので、ウィンドウ効
果を持つとともにしきい値電流の低下と高効率の半導体
レ−ザが実現できる。
【００１８】また、選択成長のためのマスクとして、誘
電体膜の上にグラアフィトなど表面の不活性な膜を形成
して二層膜を使用する方法により、再成長における選択
成長の異常や歪の発生はなくなる。
電体膜の上にグラアフィトなど表面の不活性な膜を形成
して二層膜を使用する方法により、再成長における選択
成長の異常や歪の発生はなくなる。
【００１９】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例におけるウインド
ウ型半導体レーザ装置の構造を示す図である。図１
（ａ）は素子の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におい
てＡ−Ａ’線に沿って分断した内部の断面図である。ｎ
型のＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層
２が形成され、その上にｎ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓク
ラッド層３、ｎ型のＧａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光ガイド層４
があり、その上に端面近傍だけ取り除かれたＧａ0.92Ａ
ｌ0.08Ａｓ活性層５とが形成されている。レーザ発振は
活性層５で生じ、光ガイド層４に誘導され端面から出射
される。このとき、活性層５は端面に露出されておら
ず、端面での活性層５によるＣＯＤは起こらない。活性
層５の上には、キャリア及び光を活性層５、光ガイド層
４に閉じ込めるためのｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ光閉
じ込め層６があり、その上には再成長時の保護のために
ｐ型のＧａ0.8 Ａｌ0.2 Ａｓバッファ層７が形成されて
いる。内部のバッファ層７の上、及び端面部の光ガイド
層の上には、リッジ８ａを有するｐ型のＧａ0.59Ａｌ
0.41Ａｓクラッド層８が形成されており、電流狭窄のた
めに電流チャンネルとなるリッジ８ａ以外の領域には、
ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭窄層９が形成されて
いる。なお１０はｐ型のＧａＡｓ保護層、端面部のｎ型
のＧａＡｓ層１１は端面部で電流非注入領域を形成する
電流ブロック層であり、１２はｐ型のＧａＡｓコンタク
ト層である。
ウ型半導体レーザ装置の構造を示す図である。図１
（ａ）は素子の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におい
てＡ−Ａ’線に沿って分断した内部の断面図である。ｎ
型のＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層
２が形成され、その上にｎ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓク
ラッド層３、ｎ型のＧａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光ガイド層４
があり、その上に端面近傍だけ取り除かれたＧａ0.92Ａ
ｌ0.08Ａｓ活性層５とが形成されている。レーザ発振は
活性層５で生じ、光ガイド層４に誘導され端面から出射
される。このとき、活性層５は端面に露出されておら
ず、端面での活性層５によるＣＯＤは起こらない。活性
層５の上には、キャリア及び光を活性層５、光ガイド層
４に閉じ込めるためのｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ光閉
じ込め層６があり、その上には再成長時の保護のために
ｐ型のＧａ0.8 Ａｌ0.2 Ａｓバッファ層７が形成されて
いる。内部のバッファ層７の上、及び端面部の光ガイド
層の上には、リッジ８ａを有するｐ型のＧａ0.59Ａｌ
0.41Ａｓクラッド層８が形成されており、電流狭窄のた
めに電流チャンネルとなるリッジ８ａ以外の領域には、
ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭窄層９が形成されて
いる。なお１０はｐ型のＧａＡｓ保護層、端面部のｎ型
のＧａＡｓ層１１は端面部で電流非注入領域を形成する
電流ブロック層であり、１２はｐ型のＧａＡｓコンタク
ト層である。
【００２１】このとき、安定な単一横モード発振を得る
には、電流狭窄層９のＡｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.59
Ａｌ0.41Ａｓクラッド層８のＡｌＡｓ混晶比より１０％
以上高く設定する。すなわち、電流狭窄層９のＡｌＡｓ
混晶比がクラッド層と同様である場合、プラズマ効果に
よるリッジ内のクラッド層の屈折率の低下によってアン
チガイドの導波路となるため、単一な横モード発振は得
られない。電流狭窄層９のＡｌＡｓ混晶比がクラッド層
８より低い場合、横モードが不安定になり、低動作電流
化も達成できない。本実施例では、図１に示すように、
電流狭窄層９のＡｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.59Ａｌ
0.41Ａｓクラッド層８のＡｌＡｓ混晶比より０．２高
く、０．６５に設定している。
には、電流狭窄層９のＡｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.59
Ａｌ0.41Ａｓクラッド層８のＡｌＡｓ混晶比より１０％
以上高く設定する。すなわち、電流狭窄層９のＡｌＡｓ
混晶比がクラッド層と同様である場合、プラズマ効果に
よるリッジ内のクラッド層の屈折率の低下によってアン
チガイドの導波路となるため、単一な横モード発振は得
られない。電流狭窄層９のＡｌＡｓ混晶比がクラッド層
８より低い場合、横モードが不安定になり、低動作電流
化も達成できない。本実施例では、図１に示すように、
電流狭窄層９のＡｌＡｓ混晶比をｐ型のＧａ0.59Ａｌ
0.41Ａｓクラッド層８のＡｌＡｓ混晶比より０．２高
く、０．６５に設定している。
【００２２】この構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタ
クト層１２から注入される電流はリッジ内に閉じ込めら
れ、リッジ下部のＧａ0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層５でレー
ザ発振が生じる。ここで、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ
電流狭窄層９の屈折率は、電流チャンネル内部のｐ型の
Ｇａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層８の屈折率より十分小
さいので、レーザ光はこの屈折率差によりストライプ
（リッジ下部）内に閉じ込められ、単一横モードのレー
ザ光が得られる。
クト層１２から注入される電流はリッジ内に閉じ込めら
れ、リッジ下部のＧａ0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層５でレー
ザ発振が生じる。ここで、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ
電流狭窄層９の屈折率は、電流チャンネル内部のｐ型の
Ｇａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層８の屈折率より十分小
さいので、レーザ光はこの屈折率差によりストライプ
（リッジ下部）内に閉じ込められ、単一横モードのレー
ザ光が得られる。
【００２３】また、ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭
窄層９の禁制帯幅は、Ｇａ0.92Ａｌ 0.08Ａｓ活性層５の
禁制帯幅よりも大きいので、従来の構造と比べて電流狭
窄層による光吸収がなく、導波路の損失を大幅に低減で
き、低動作電流化が図れる。
窄層９の禁制帯幅は、Ｇａ0.92Ａｌ 0.08Ａｓ活性層５の
禁制帯幅よりも大きいので、従来の構造と比べて電流狭
窄層による光吸収がなく、導波路の損失を大幅に低減で
き、低動作電流化が図れる。
【００２４】図２は本発明の一実施例における半導体レ
ーザ装置の製造工程図である。図２（ａ）に示すよう
に、ｎ型のＧａＡｓ基板１の上に、ＭＯＣＶＤ法によ
り、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ0.59Ａｌ
0.41Ａｓクラッド層３、ｎ型のＧａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光
ガイド層４、Ｇａ0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層５、ｐ型のＧ
ａ 0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ光閉じ込め層６、ｐ型のＧａ0.8 Ａ
ｌ0.2 Ａｓバッファ層７を連続して形成する。このバッ
ファ層７は、電流の流れるｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5Ａｓ
光閉じ込め層６の上部を表面酸化から保護する作用をも
つ。なお図２において、活性層の導電型は特に記載して
いないが、ｐ型であっても、ｎ型であっても望ましいこ
とであるが、アンドープであってもかまわない。
ーザ装置の製造工程図である。図２（ａ）に示すよう
に、ｎ型のＧａＡｓ基板１の上に、ＭＯＣＶＤ法によ
り、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２、ｎ型のＧａ0.59Ａｌ
0.41Ａｓクラッド層３、ｎ型のＧａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光
ガイド層４、Ｇａ0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層５、ｐ型のＧ
ａ 0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ光閉じ込め層６、ｐ型のＧａ0.8 Ａ
ｌ0.2 Ａｓバッファ層７を連続して形成する。このバッ
ファ層７は、電流の流れるｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5Ａｓ
光閉じ込め層６の上部を表面酸化から保護する作用をも
つ。なお図２において、活性層の導電型は特に記載して
いないが、ｐ型であっても、ｎ型であっても望ましいこ
とであるが、アンドープであってもかまわない。
【００２５】次に、図２（ｂ）に示すように、端面部の
活性層５、光閉じ込め層６、バッファ層７をエッチング
により除去したのち、ＭＯＣＶＤ法によりｐ型のＧａ
0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層８、ｐ型のＧａＡｓ保護層
１０、及び端面部で電流非注入領域を形成するｎ型のＧ
ａＡｓ層１１を順次成長する。
活性層５、光閉じ込め層６、バッファ層７をエッチング
により除去したのち、ＭＯＣＶＤ法によりｐ型のＧａ
0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層８、ｐ型のＧａＡｓ保護層
１０、及び端面部で電流非注入領域を形成するｎ型のＧ
ａＡｓ層１１を順次成長する。
【００２６】電流チャンネル部を形成するには、窒化膜
（窒化シリコン、窒化タングステン）あるいは、酸化シ
リコン等の誘電体膜１３をストライプ状に形成し、更に
その上にグラファイト等の表面の不活性な薄膜１４を形
成し、この二層膜をマスクとしてエッチングを行い、リ
ッジ８ａを形成する（図２（ｃ））。次に、この二層膜
をそのまま使って、図２（ｄ）に示すようにｎ型のＧａ
0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭窄層９を選択的に成長する。一
般に、ＡｌＡｓ混晶比の高いＧａＡｌＡｓ層の選択成長
は困難とされているが、これは選択成長時にＡｌ原子と
誘電体膜が反応してしまうためである。しかしながら、
本発明においては、誘電体膜と表面が不活性な薄膜の二
層膜を使用しているため、Ａｌ原子と反応する心配はな
い。これにより、ＡｌＡｓ混晶比の高いＧａＡｌＡｓ層
の選択成長が可能となる。
（窒化シリコン、窒化タングステン）あるいは、酸化シ
リコン等の誘電体膜１３をストライプ状に形成し、更に
その上にグラファイト等の表面の不活性な薄膜１４を形
成し、この二層膜をマスクとしてエッチングを行い、リ
ッジ８ａを形成する（図２（ｃ））。次に、この二層膜
をそのまま使って、図２（ｄ）に示すようにｎ型のＧａ
0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭窄層９を選択的に成長する。一
般に、ＡｌＡｓ混晶比の高いＧａＡｌＡｓ層の選択成長
は困難とされているが、これは選択成長時にＡｌ原子と
誘電体膜が反応してしまうためである。しかしながら、
本発明においては、誘電体膜と表面が不活性な薄膜の二
層膜を使用しているため、Ａｌ原子と反応する心配はな
い。これにより、ＡｌＡｓ混晶比の高いＧａＡｌＡｓ層
の選択成長が可能となる。
【００２７】ここで、リッジの形状は逆メサ形状より
も、順メサ形状とすることが好ましい。逆メサ形状とし
た場合には、順メサ形状とした場合に比べて結晶成長が
困難となり、特性の低下に起因する歩留りの低下を招く
恐れがある。
も、順メサ形状とすることが好ましい。逆メサ形状とし
た場合には、順メサ形状とした場合に比べて結晶成長が
困難となり、特性の低下に起因する歩留りの低下を招く
恐れがある。
【００２８】また、電流狭窄層９の層厚については、電
流狭窄層９の厚さが薄いと、上部のｐ型のＧａＡｓコン
タクト層１２においてレーザ光の光吸収が生じてしまう
ので、最低限、０．４μｍは必要である。
流狭窄層９の厚さが薄いと、上部のｐ型のＧａＡｓコン
タクト層１２においてレーザ光の光吸収が生じてしまう
ので、最低限、０．４μｍは必要である。
【００２９】次に、前記二層膜を除去した後、レーザ端
面に電流の非注入領域を形成するために、図２（ｅ）に
示すような誘電体膜１５を形成し、誘電体膜１５が形成
されていない部分のｎ型のＧａＡｓ層１１を、ｐ型のＧ
ａＡｓ保護層１０に達するまでエッチングする。これに
より、端面部に電流の非注入領域が形成される。最後
に、ＭＯＣＶＤ法によりｐ型のＧａＡｓコンタクト層１
２を形成し、最後に、ｎ型のＧａＡｓ基板１及びｐ型の
ＧａＡｓコンタクト層１２にそれぞれ、電極１６を形成
する（図２（ｆ））。
面に電流の非注入領域を形成するために、図２（ｅ）に
示すような誘電体膜１５を形成し、誘電体膜１５が形成
されていない部分のｎ型のＧａＡｓ層１１を、ｐ型のＧ
ａＡｓ保護層１０に達するまでエッチングする。これに
より、端面部に電流の非注入領域が形成される。最後
に、ＭＯＣＶＤ法によりｐ型のＧａＡｓコンタクト層１
２を形成し、最後に、ｎ型のＧａＡｓ基板１及びｐ型の
ＧａＡｓコンタクト層１２にそれぞれ、電極１６を形成
する（図２（ｆ））。
【００３０】図３は本発明の一実施例におけるウィンド
ウ型の半導体レーザ装置の電流−光出力特性図である。
比較のために、従来のウィンドウ型の半導体レーザ装置
の特性も合わせて示した。本発明の半導体レーザ装置で
は、導波路の損失が小さいため、しきい値が低く、効率
が高くなり、大幅に動作電流値が小さくなっており、最
大光出力も従来の半導体レーザ装置の２倍以上となって
いる。
ウ型の半導体レーザ装置の電流−光出力特性図である。
比較のために、従来のウィンドウ型の半導体レーザ装置
の特性も合わせて示した。本発明の半導体レーザ装置で
は、導波路の損失が小さいため、しきい値が低く、効率
が高くなり、大幅に動作電流値が小さくなっており、最
大光出力も従来の半導体レーザ装置の２倍以上となって
いる。
【００３１】また、図４にストライプ幅（リッジ下端の
幅）と動作電流値の関係を示す。本発明の構造では、従
来構造のようにストライプ幅を狭くしたときに、電流狭
窄層の光吸収の増大による動作電流値の増加はないの
で、ストライプ幅を従来と比べて狭い値に設定でき、こ
の点でも低動作電流化に優位に作用している。
幅）と動作電流値の関係を示す。本発明の構造では、従
来構造のようにストライプ幅を狭くしたときに、電流狭
窄層の光吸収の増大による動作電流値の増加はないの
で、ストライプ幅を従来と比べて狭い値に設定でき、こ
の点でも低動作電流化に優位に作用している。
【００３２】なお、前記実施例において、２回目の結晶
成長の際に、ｐ型のクラッド層８上に直接にｎ型の電流
狭窄層９を成長すると、再成長界面にｐ−ｎ接合ができ
深い界面準位を形成するので、レーザの電流対光出力特
性の温度依存性に悪影響を及ぼすことがある。すなわ
ち、特性温度が低くなる問題が生じることがある。これ
を防ぐためには、選択成長時において、最初にｐ型の薄
い層を形成した後に、ｎ型の電流ブロック層を形成する
のが有効である。この場合、再成長界面はｐ−ｎ接合で
なくなるので、深い界面準位の形成もなくなる。図５に
ｐ型のクラッド層８上に、ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ
層１７を成長したのちｎ型の電流狭窄層９を成長したと
きの一実施例における構造断面図を示す。このｐ型の層
のＡｌＡｓ混晶比は、レーザ光に対して透明である必要
があるので、活性層のＡｌＡｓ混晶比より大きく、ま
た、横方向への漏れ電流を小さくするために、層厚は
０．１μｍ以下である必要がある。図５では、ｐ型の層
がない場合と屈折率を同じにするためにｎ型の電流狭窄
層９のＡｌＡｓ混晶比と同じにしている。層厚は、０．
０１μｍであり、この厚さは電流分布にも殆ど影響を与
えていない。図５の構造により、低動作電流、かつ温度
特性の優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
成長の際に、ｐ型のクラッド層８上に直接にｎ型の電流
狭窄層９を成長すると、再成長界面にｐ−ｎ接合ができ
深い界面準位を形成するので、レーザの電流対光出力特
性の温度依存性に悪影響を及ぼすことがある。すなわ
ち、特性温度が低くなる問題が生じることがある。これ
を防ぐためには、選択成長時において、最初にｐ型の薄
い層を形成した後に、ｎ型の電流ブロック層を形成する
のが有効である。この場合、再成長界面はｐ−ｎ接合で
なくなるので、深い界面準位の形成もなくなる。図５に
ｐ型のクラッド層８上に、ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ
層１７を成長したのちｎ型の電流狭窄層９を成長したと
きの一実施例における構造断面図を示す。このｐ型の層
のＡｌＡｓ混晶比は、レーザ光に対して透明である必要
があるので、活性層のＡｌＡｓ混晶比より大きく、ま
た、横方向への漏れ電流を小さくするために、層厚は
０．１μｍ以下である必要がある。図５では、ｐ型の層
がない場合と屈折率を同じにするためにｎ型の電流狭窄
層９のＡｌＡｓ混晶比と同じにしている。層厚は、０．
０１μｍであり、この厚さは電流分布にも殆ど影響を与
えていない。図５の構造により、低動作電流、かつ温度
特性の優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
【００３３】図６にｎ型の電流狭窄層９の上にｎ−Ｇａ
Ａｓ層１８を導入した場合の構造断面図を示す。導入し
た層の導電型は、電流ブロックという点でｎ型であるほ
うが良いが、電流狭窄層９が０．４μｍ以上ある時は電
流はブロックされているので、ｐ型であっても高抵抗層
であっても構わない。また、二層以上の多層であっても
構わない。図６の構造により、プロセスの点からも安定
した素子の作成が図られ、低動作電流でかつ量産性の優
れた半導体レーザ装置を得ることができる。
Ａｓ層１８を導入した場合の構造断面図を示す。導入し
た層の導電型は、電流ブロックという点でｎ型であるほ
うが良いが、電流狭窄層９が０．４μｍ以上ある時は電
流はブロックされているので、ｐ型であっても高抵抗層
であっても構わない。また、二層以上の多層であっても
構わない。図６の構造により、プロセスの点からも安定
した素子の作成が図られ、低動作電流でかつ量産性の優
れた半導体レーザ装置を得ることができる。
【００３４】図７に、図５の構造と図６の構造を組み合
わせた場合における一実施例を示す。この場合、低動作
電流に加えて、特性温度が高く、量産性の優れた半導体
レーザ装置を得ることができる。
わせた場合における一実施例を示す。この場合、低動作
電流に加えて、特性温度が高く、量産性の優れた半導体
レーザ装置を得ることができる。
【００３５】なお上記全ての実施例において、活性層を
量子井戸構造にすれば、動作電流値はさらに低減でき、
より一層の高出力化が図れる。ここで、量子井戸構造と
は量子効果を有する全ての構造を含む。単一量子井戸構
造（ＳＱＷ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）、さらに、
そのセパレートコンファインメント構造（ＳＣＨ構造）
となった場合の全てを含むものとする。
量子井戸構造にすれば、動作電流値はさらに低減でき、
より一層の高出力化が図れる。ここで、量子井戸構造と
は量子効果を有する全ての構造を含む。単一量子井戸構
造（ＳＱＷ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）、さらに、
そのセパレートコンファインメント構造（ＳＣＨ構造）
となった場合の全てを含むものとする。
【００３６】なお、上記実施例において、基板にはｎ型
を使用し、ｎ型の電流狭窄層を用いる場合のみを示した
が、基板にｐ型の基板を用い、ｐ型の電流狭窄層を用い
ても構わない。なぜなら、電流狭窄層のＡｌＡｓ混晶比
が高いからである。従来のＧａＡｓ電流狭窄層の場合
（図５）、クラッド層からｐ型のＧａＡｓ層中への電子
の拡散長（ほぼ２−３μｍ）が電流狭窄層の厚さに比べ
て長いため、ｐ型のＧａＡｓ層によるキャリアのブロッ
クの実現が困難であったのに対し、混晶比の高いｐ型の
ＧａＡｌＡｓ層では電子の拡散が抑えられるので、ｐ型
の半導体層によるキャリアのブロックが可能となるから
である。
を使用し、ｎ型の電流狭窄層を用いる場合のみを示した
が、基板にｐ型の基板を用い、ｐ型の電流狭窄層を用い
ても構わない。なぜなら、電流狭窄層のＡｌＡｓ混晶比
が高いからである。従来のＧａＡｓ電流狭窄層の場合
（図５）、クラッド層からｐ型のＧａＡｓ層中への電子
の拡散長（ほぼ２−３μｍ）が電流狭窄層の厚さに比べ
て長いため、ｐ型のＧａＡｓ層によるキャリアのブロッ
クの実現が困難であったのに対し、混晶比の高いｐ型の
ＧａＡｌＡｓ層では電子の拡散が抑えられるので、ｐ型
の半導体層によるキャリアのブロックが可能となるから
である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明は、活性層となるＧ
ａ1-X ＡｌX Ａｓ層の少なくとも一方に、リッジ形状を
有する一導電型のＧａ1-Y ＡｌY Ａｓ層があり、前記リ
ッジ以外の領域には、前記Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ層と反対
の導電型を有するＧａ1-Z Ａｌ Z Ａｓ層があり、かつ、
Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０となる構成により、動作電流値が従来に
比べて大幅に低いウインドウ型半導体レ−ザ装置を実現
できる。
ａ1-X ＡｌX Ａｓ層の少なくとも一方に、リッジ形状を
有する一導電型のＧａ1-Y ＡｌY Ａｓ層があり、前記リ
ッジ以外の領域には、前記Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ層と反対
の導電型を有するＧａ1-Z Ａｌ Z Ａｓ層があり、かつ、
Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０となる構成により、動作電流値が従来に
比べて大幅に低いウインドウ型半導体レ−ザ装置を実現
できる。
【００３８】すなわち、電流狭窄層のＡｌＡｓ混晶比
が、クラッド層のＡｌＡｓ混晶比より高く設定されてい
るため、単一な横モードで発振し、レーザ光の電流狭窄
層による光吸収がないため、大幅に導波路の損失を低減
でき、低動作電流が低減される。この動作電流値の低減
は、活性層における発熱量の低減、及びレーザマウント
部の発熱量の低減をもたらすため、光出力も従来と比べ
て、高出力となる。さらに、小型で軽量のヒートシンク
の使用が可能であり、その一例として、従来は金属であ
ったレーザパッケージの樹脂化が本発明の半導体レーザ
装置を用いることにより実現でき、光ディスク等のピッ
クアップの大幅な小型化、低コスト化が図れる。
が、クラッド層のＡｌＡｓ混晶比より高く設定されてい
るため、単一な横モードで発振し、レーザ光の電流狭窄
層による光吸収がないため、大幅に導波路の損失を低減
でき、低動作電流が低減される。この動作電流値の低減
は、活性層における発熱量の低減、及びレーザマウント
部の発熱量の低減をもたらすため、光出力も従来と比べ
て、高出力となる。さらに、小型で軽量のヒートシンク
の使用が可能であり、その一例として、従来は金属であ
ったレーザパッケージの樹脂化が本発明の半導体レーザ
装置を用いることにより実現でき、光ディスク等のピッ
クアップの大幅な小型化、低コスト化が図れる。
【００３９】また、本発明は、結晶成長工程を全てＭＯ
ＣＶＤ法により行えるとともに、表面の不活性な二層構
造のマスクによる選択成長が行えるため、高歩留まりで
目的とする高出力の半導体レーザ装置を作製することが
できる。
ＣＶＤ法により行えるとともに、表面の不活性な二層構
造のマスクによる選択成長が行えるため、高歩留まりで
目的とする高出力の半導体レーザ装置を作製することが
できる。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例におけるウインドウ
型半導体レーザ装置の斜視図 （ｂ）は（ａ）においてＡ−Ａ’線に沿って分断した内
部の断面図
型半導体レーザ装置の斜視図 （ｂ）は（ａ）においてＡ−Ａ’線に沿って分断した内
部の断面図
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例におけるウ
インドウ型半導体レーザ装置の製造工程図
インドウ型半導体レーザ装置の製造工程図
【図３】本発明の一実施例におけるウインドウ型半導体
レーザ装置の電流−光出力特性図
レーザ装置の電流−光出力特性図
【図４】同半導体レ−ザ装置における動作電流値とスト
ライプ幅との関係を示す図
ライプ幅との関係を示す図
【図５】本発明の他の実施例におけるウィンドウ型半導
体レ−ザ装置の断面図
体レ−ザ装置の断面図
【図６】本発明のさらに他の実施例におけるウィンドウ
型半導体レ−ザ装置の断面図
型半導体レ−ザ装置の断面図
【図７】本発明のさらに他の実施例におけるウインドウ
型半導体レーザ装置の断面図
型半導体レーザ装置の断面図
【図８】（ａ）は従来のウィンドウ型半導体レ−ザ装置
の端面部の構造図 （ｂ）は次の（ｃ）におけるＢ−Ｂ’線断面図 （ｃ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿って分断した内
部の断面図
の端面部の構造図 （ｂ）は次の（ｃ）におけるＢ−Ｂ’線断面図 （ｃ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿って分断した内
部の断面図
【図９】（ａ）〜（ｅ）は従来のウィンドウ型半導体レ
−ザ装置の製造工程図
−ザ装置の製造工程図
【図１０】従来のリッジ構造を持つ半導体レーザ装置の
断面図
断面図
１ ｎ型のＧａＡｓ基板 ２ ｎ型のＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層 ４ ｎ型のＧａ0.69Ａｌ0.31Ａｓ光ガイド層（一導電
型のＧａ1-B ＡｌB Ａｓ層からなる光ガイド層） ５ Ｇａ0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層（Ｇａ1-X ＡｌX Ａ
ｓ層からなる活性層） ６ ｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ光閉じ込め層（光ガ
イド層と反対の導電型のＧａ1-C ＡｌC Ａｓ層からなる
光閉じ込め層） ７ ｐ型のＧａ0.8 Ａｌ0.2 Ａｓバッファ層（光ガイ
ド層と反対の導電型のＧａ1-D ＡｌD Ａｓ層からなるバ
ッファ層） ８ ｐ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層（リッジ
部を有する光ガイド層と反対の導電型のＧａ1-Y ＡｌY
Ａｓ層） ８ａ リッジ（ストライプ状の窓） ９ ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭窄層（リッジ
部とは逆の導電型のＧａ 1-ZＡｌZＡｓ層） １０ ｐ型のＧａＡｓ保護層 １１ ｎ型のＧａＡｓ層 １２ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層
型のＧａ1-B ＡｌB Ａｓ層からなる光ガイド層） ５ Ｇａ0.92Ａｌ0.08Ａｓ活性層（Ｇａ1-X ＡｌX Ａ
ｓ層からなる活性層） ６ ｐ型のＧａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ光閉じ込め層（光ガ
イド層と反対の導電型のＧａ1-C ＡｌC Ａｓ層からなる
光閉じ込め層） ７ ｐ型のＧａ0.8 Ａｌ0.2 Ａｓバッファ層（光ガイ
ド層と反対の導電型のＧａ1-D ＡｌD Ａｓ層からなるバ
ッファ層） ８ ｐ型のＧａ0.59Ａｌ0.41Ａｓクラッド層（リッジ
部を有する光ガイド層と反対の導電型のＧａ1-Y ＡｌY
Ａｓ層） ８ａ リッジ（ストライプ状の窓） ９ ｎ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流狭窄層（リッジ
部とは逆の導電型のＧａ 1-ZＡｌZＡｓ層） １０ ｐ型のＧａＡｓ保護層 １１ ｎ型のＧａＡｓ層 １２ ｐ型のＧａＡｓコンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−91280（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−14281（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−258987（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 光ガイド層となる一導電型のＧａ1-B Ａ
ｌB Ａｓ層の上に端面近傍を除いて活性層となるＧａ
1-X ＡｌX Ａｓ層があり、前記活性層の上には前記光ガ
イド層と反対の導電型の光閉じ込め層となるＧａ1-C Ａ
ｌC Ａｓ層及びバッファ層となるＧａ1-D ＡｌD Ａｓ層
があり、端面近傍の光ガイド層及び前記バッファ層の上
にはリッジ部を有する前記光ガイド層と反対の導電型の
Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ層を備えるとともに、前記リッジ部
の長手方向の側面に沿って、これとは逆の導電型のＧａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ層を備えてなり、ＡｌＡｓ混晶比、Ｘ、
Ｙ及びＺの間に、Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０の関係を成立させたこ
とを特徴とする半導体レ−ザ装置。 - 【請求項２】 光ガイド層となる一導電型のＧａ1-B Ａ
ｌB Ａｓ層の上に端面近傍を除いて活性層となるＧａ
1-X ＡｌX Ａｓ層があり、前記活性層の上には前記光ガ
イド層と反対の導電型の光閉じ込め層となるＧａ1-C Ａ
ｌC Ａｓ層及びバッファ層となるＧａ1-D ＡｌD Ａｓ層
があり、端面近傍の光ガイド層及び前記バッファ層の上
にはリッジ部を有する前記光ガイド層と反対の導電型の
Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ層を備えるとともに、前記リッジ部
の長手方向の側面に沿って、これとは逆の導電型のＧａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ
層とＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層の間に、前記Ｇａ1-Y ＡｌY
Ａｓ層と同じ導電型で、層厚が０．１μｍ以下のＧａ
1-E ＡｌE Ａｓ層が形成されており、ＡｌＡｓ混晶比、
Ｘ、Ｙ、Ｚ及びＥの間に、Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０、Ｅ＞Ｙの関
係を成立させたことを特徴とする半導体レ−ザ装置。 - 【請求項３】 光ガイド層となる一導電型のＧａ1-B Ａ
ｌB Ａｓ層の上に端面近傍を除いて活性層となるＧａ
1-X ＡｌX Ａｓ層があり、前記活性層の上には前記光ガ
イド層と反対の導電型の光閉じ込め層となるＧａ1-C Ａ
ｌC Ａｓ層及びバッファ層となるＧａ1-D ＡｌD Ａｓ層
があり、端面近傍の光ガイド層及び前記バッファ層の上
にはリッジ部を有する前記光ガイド層と反対の導電型の
Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ層を備えるとともに、前記リッジ部
の長手方向の側面に沿って、これとは逆の導電型のＧａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-Z ＡｌZ Ａｓ
層の上に、前記Ｇａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層よりもＡｌＡｓ混
晶比が低く、少なくとも一層からなるＧａＡｌＡｓ層ま
たはＧａＡｓ層が形成されており、ＡｌＡｓ混晶比、
Ｘ、Ｙ及びＺの間に、Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０の関係を成立させ
たことを特徴とする半導体レ−ザ装置。 - 【請求項４】 光ガイド層となる一導電型のＧａ1-B Ａ
ｌB Ａｓ層の上に端面近傍を除いて活性層となるＧａ
1-X ＡｌX Ａｓ層があり、前記活性層の上には前記光ガ
イド層と反対の導電型の光閉じ込め層となるＧａ1-C Ａ
ｌC Ａｓ層及びバッファ層となるＧａ1-D Ａｌ DＡｓ層
があり、端面近傍の光ガイド層及び前記バッファ層の上
にはリッジ部を有する前記光ガイド層と反対の導電型の
Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ層を備えるとともに、前記リッジ部
の長手方向の側面に沿って、これとは逆の導電型のＧａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ
層とＧａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層の間に、前記Ｇａ1-Y ＡｌY
Ａｓ層と同じ導電型で層厚が０．１μｍ以下のＧａ1-E
ＡｌE Ａｓ層が形成されており、かつ前記Ｇａ1-Z Ａｌ
Z Ａｓ層の上に、前記Ｇａ1-Z ＡｌZ Ａｓ層よりもＡｌ
Ａｓ混晶比が低く、少なくとも一層からなるＧａＡｌＡ
ｓ層またはＧａＡｓ層が形成されており、ＡｌＡｓ混晶
比、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びＥの間に、Ｚ＞Ｙ＞Ｘ≧０、Ｅ＞Ｙ
の関係を成立させたことを特徴とする半導体レ−ザ装
置。 - 【請求項５】 誘電体膜の上に表面が不活性な薄膜を形
成した二層膜をマスクとして利用し、ＡｌＡｓの混晶比
の高いＧａＡｌＡｓ層を選択成長することを特徴とする
請求項１、２、３または４記載の半導体レーザ装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081793A JP2988552B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081793A JP2988552B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283798A JPH05283798A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2988552B2 true JP2988552B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=13756372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4081793A Expired - Fee Related JP2988552B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988552B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP4081793A patent/JP2988552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05283798A (ja) | 1993-10-29 |
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