JP3053955B2 - AlGaAsP semiconductor laser device - Google Patents

AlGaAsP semiconductor laser device

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JP3053955B2 JP4081174A JP8117492A JP3053955B2 JP 3053955 B2 JP3053955 B2 JP 3053955B2 JP 4081174 A JP4081174 A JP 4081174A JP 8117492 A JP8117492 A JP 8117492A JP 3053955 B2 JP3053955 B2 JP 3053955B2
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Description

【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、電流狭窄効果を有する
屈折率導波型の短波長帯AlGaInP系半導体レーザ
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short-wavelength band AlGaInP semiconductor laser device of a refractive index guide type having a current confinement effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】AlGaInP結晶を用いた半導体レー
ザ装置は、AlGaAs結晶を用いた半導体レーザ装置
に比べて100nm以上短波長側に発光波長帯を有し、
光ディスクなどの記録密度を向上させたり、He−Ne
レーザの代替となり得るという特性をもつことから、実
用化に向けて研究が進められている。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser device using an AlGaInP crystal has an emission wavelength band on the shorter wavelength side by 100 nm or more than a semiconductor laser device using an AlGaAs crystal.
It is possible to improve the recording density of optical discs,
Since it has the property of being able to substitute for a laser, research is proceeding toward its practical use.

【0003】実用的な半導体レーザ装置を作製するため
には、活性層で発光した光の横方向の閉じ込め構造、す
なわち光導波路構造を形成することが必要である。
In order to manufacture a practical semiconductor laser device, it is necessary to form a lateral confinement structure of light emitted from the active layer, that is, an optical waveguide structure.

【0004】図6は、従来のAlGaInP系半導体レ
ーザ装置の一例を示した縦断面図である。この装置は、
n型GaAs基板61の上に、n型GaAsバッファ層
62、n型AlGaInPクラッド層63、AlGaI
nP活性層64、p型AlGaInPクラッド層65、
p型GaInP中間層66が順次積層形成されている。
この中間層66は、クラッド層65の上に形成された後
に、クラッド層65とともにエッチングしてリッジ部6
11を残すことによりパターン化されている。かかる状
態の上に、再成長されたp型GaAsコンタクト層68
が形成され、その上と基板61の下に、電極610およ
び69がそれぞれ形成されている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional AlGaInP semiconductor laser device. This device is
On an n-type GaAs substrate 61, an n-type GaAs buffer layer 62, an n-type AlGaInP cladding layer 63, an AlGaI
nP active layer 64, p-type AlGaInP clad layer 65,
A p-type GaInP intermediate layer 66 is sequentially formed.
This intermediate layer 66 is formed on the cladding layer 65 and then etched together with the cladding layer 65 to form the ridge 6.
It is patterned by leaving 11. On this state, the regrown p-type GaAs contact layer 68
Are formed, and electrodes 610 and 69 are formed thereon and below the substrate 61, respectively.

【0005】上記構成の半導体レーザ装置においては、
通常、p型AlGaInPクラッド層65のAl組成比
は0.6以上と大きく、そのためp型GaAs/p型A
lGaInP接合においては、価電子帯の不連続性が大
きいために、スパイク状の大きなヘテロバリアが形成さ
れ、キャリアの移動が妨げられる。
In the above-structured semiconductor laser device,
Normally, the Al composition ratio of the p-type AlGaInP cladding layer 65 is as large as 0.6 or more, so that p-type GaAs / p-type A
In the 1GaInP junction, a large spike-like heterobarrier is formed due to large discontinuity of the valence band, and the movement of carriers is hindered.

【0006】また、リッジ部611の上部では、上記p
型GaInP中間層66をp型GaAsコンタクト層6
8が挟み込んでいる。よって、p型GaAsコンタクト
層68とp型GaInP中間層66とp型AlGaIn
Pクラッド層65とで形成されるp型GaAs/p型G
aInP/p型AlGaInP接合の各界面におけるバ
ンド不連続の大きさが軽減され、これによりヘテロバリ
アが縮小するため、この領域での電圧降下は減少する。
p型AlGaInPクラッド層65のリッジ部611の
上部以外の部分においては、p型GaAs/p型AlG
aInP接合であるため、上記リッジ部611上部とで
は、電流の流れ易さが異なる。よって、電極69、61
0にバイアスを印加すると電流は上記リッジ部611に
集中する。これによって、電流狭窄が行われる。
In addition, above the ridge portion 611, the p
-Type GaInP intermediate layer 66 is replaced with p-type GaAs contact layer 6
8 is sandwiched. Therefore, the p-type GaAs contact layer 68, the p-type GaInP intermediate layer 66 and the p-type AlGaIn
P-type GaAs / p-type G formed with P-cladding layer 65
The size of the band discontinuity at each interface of the aInP / p-type AlGaInP junction is reduced, and the heterobarrier is reduced, so that the voltage drop in this region is reduced.
In portions other than the upper portion of the ridge portion 611 of the p-type AlGaInP cladding layer 65, p-type GaAs / p-type AlG
Since it is an aInP junction, the ease of current flow is different from that above the ridge portion 611. Therefore, the electrodes 69, 61
When a bias is applied to 0, the current concentrates on the ridge portion 611. Thereby, current constriction is performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レーザ装置の上記p型GaAs/p型GaInP
/p型AlGaInP構造では、リッジ部上部における
電圧降下はそれ以外の接合部と比較して軽減されるもの
の十分ではないため、電流狭窄効果は不十分である。特
に、高出力での動作等によって高いバイアスが半導体レ
ーザ装置に加わる場合には、リッジ部以外の部分におけ
る電流リークが大きくなるため、素子の特性および信頼
性が劣るという欠点がある。
However, the above-mentioned p-type GaAs / p-type GaInP of the conventional semiconductor laser device
In the / p-type AlGaInP structure, the voltage drop at the upper part of the ridge is reduced as compared with the other junctions but is not sufficient, so that the current confinement effect is insufficient. In particular, when a high bias is applied to the semiconductor laser device due to a high-output operation or the like, current leakage in a portion other than the ridge portion is increased, so that there is a disadvantage that the characteristics and reliability of the element are deteriorated.

【0008】本発明は、上記欠点を解決しようとするも
のであり、電流狭窄効果が高い半導体レーザ装置を提供
することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a semiconductor laser device having a high current confinement effect.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、n型GaAs基板上に、n型AlsGa1-sInP
(0<s≦1)からなるクラッド層、AltGa1-tIn
P(0≦t<1)からなる活性層、ストライプ状のリッ
ジ部を有するp型AlsGa1-sInPからなるクラッド
層、および該リッジ部の上部に設けられたp型Alu
1-uInP(0≦u<1)からなる中間層がこの順に
積層形成されているとともに、該中間層を覆った状態で
該p型AlsGa1-sInPクラッド層の上に、さらにG
aAs層とAlmGa1-mAs(0<m≦1)層からなる
多層膜と、p型GaAsコンタクト層がこの順に形成さ
れ、該リッジ部の上方部分が混晶化されてなり、そのこ
とにより、上記目的が達成される。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises an n-type GaAs substrate on an n-type Al s Ga 1 -s InP.
(0 <s ≦ 1) clad layer, Al t Ga 1-t In
An active layer made of P (0 ≦ t <1), a clad layer made of p-type Al s Ga 1 -s InP having a stripe-shaped ridge portion, and a p-type Al u G provided on the ridge portion
An intermediate layer made of a 1-u InP (0 ≦ u <1) is laminated in this order, and the p-type Al s Ga 1-s InP clad layer is covered with the intermediate layer. Further G
A multilayer film composed of an aAs layer and an Al m Ga 1- mAs (0 <m ≦ 1) layer and a p-type GaAs contact layer are formed in this order, and the upper part of the ridge portion is mixed crystal. Thereby, the above object is achieved.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、リッジ部の上方部分を混晶化
することにより、コンタクト層を形成するp型GaAs
層とp型AluGa1-uInP(0≦u<1)からなる中
間層との間に、p型GaAsの価電子帯端エネルギーと
p型AluGa1-uInPの価電子帯端エネルギーの中間
の大きさの価電子帯端エネルギーを有するp型Alx
1-xAsが形成される。よって、これら混晶どうしの
界面におけるバンド不連続の大きさが小さくなるため、
電流は該コンタクト層から該p型AlxGa1 -xAsから
なる層、該中間層へと流れやすくなり、該リッジ部に集
中する。混晶化されない部分、すなわち上記リッジ部以
外の部分では、p型AlGaInPクラッド層は、混晶
化されないGaAs層とAlGaAs層からなる多層膜
でおおわれているため、この部分では電流が流れない。
According to the present invention, a p-type GaAs for forming a contact layer is formed by mixing the upper portion of the ridge.
Between the intermediate layer consisting of a layer and a p-type Al u Ga 1-u InP ( 0 ≦ u <1), p -type GaAs valence band edge energy and p-type Al u Ga 1-u InP valence band P-type Al x G having a valence band edge energy intermediate between the edge energies
a 1-x As is formed. Therefore, the size of the band discontinuity at the interface between these mixed crystals becomes smaller,
Current easily flows from the contact layer to the p-type Al x Ga 1 -x As layer and the intermediate layer, and concentrates on the ridge. In a portion where the mixed crystal is not formed, that is, in a portion other than the ridge portion, the p-type AlGaInP clad layer is covered with a multilayer film including a GaAs layer and an AlGaAs layer which are not mixed, so that no current flows in this portion.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。以下の実施例においては、結晶成長の手段として
分子線結晶成長法(MBE法)を用いた。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following examples, a molecular beam crystal growth method (MBE method) was used as a means for crystal growth.

【0012】図1は本発明の第1実施例を示す縦断面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【0013】この装置は、n型GaAs基板11の上
に、n型GaAsバッファ層12、n型AlInPクラ
ッド層13、GaInP活性層14、p型AlInPク
ラッド層15およびp型GaInP中間層16がこの順
序で積層形成されている。上記中間層16は、クラッド
層15の上に積層形成された後に、クラッド層15とと
もにフォトリソグラフによりエッチングしてリッジ部1
11を残すことによりパターン化されている。かかる状
態の上に、多層膜17とp型GaAsコンタクト層18
が積層形成されている。
In this apparatus, an n-type GaAs buffer layer 12, an n-type AlInP cladding layer 13, a GaInP active layer 14, a p-type AlInP cladding layer 15, and a p-type GaInP intermediate layer 16 are formed on an n-type GaAs substrate 11. The layers are formed in order. The intermediate layer 16 is laminated and formed on the cladding layer 15 and then etched by photolithography together with the cladding layer 15 to form the ridge portion 1.
It is patterned by leaving 11. On this state, the multilayer film 17 and the p-type GaAs contact layer 18
Are laminated.

【0014】上記多層膜17は、図1に示すように、G
aAs層17aとAlAs層17bとを複数積層して形
成される。多層膜17は、コンタクト層18とクラッド
層15との間にトンネリングが起きないように、かつ後
述する混晶化によって形成されるp型AlGaAs層1
12におけるAl組成比が0.6より小さくなるような
厚みに形成されている。すなわち、上記GaAs層17
aおよびAlAs層17bの厚みは、GaAs層17a
が300オングストローム、AlAs層17bが100
オングストロームであり、これらが交互に10層ずつ積
層形成されている。
As shown in FIG. 1, the multilayer film 17 is made of G
It is formed by laminating a plurality of aAs layers 17a and AlAs layers 17b. The multilayer film 17 is formed so that tunneling does not occur between the contact layer 18 and the cladding layer 15 and that the p-type AlGaAs layer 1 is formed by mixed crystal formation described later.
12 so that the Al composition ratio is smaller than 0.6. That is, the GaAs layer 17
a and the thickness of the AlAs layer 17b are the same as those of the GaAs layer 17a.
Is 300 Å, and the AlAs layer 17b is 100
Angstrom, and these are alternately laminated by 10 layers.

【0015】なお、n型GaAs基板11上に積層形成
した上記各層は、それぞれn型GaAs基板と格子整合
するように組成が設定されている。
Each of the above-mentioned layers laminated on the n-type GaAs substrate 11 has a composition set so as to be lattice-matched to the n-type GaAs substrate.

【0016】上記多層膜17とコンタクト層18を積層
後、図1中、破線で囲んだ部分112、すなわち上記p
型GaInP中間層16の多層膜17側の一部と、上記
リッジ部111の上方にある該多層膜17およびp型G
aAsコンタクト層18は、選択的にZn拡散されるこ
とによって混晶化され、この部分(以下拡散領域とい
う)112はp型AlGaAs層となる。これにより、
リッジ部111の上方部分にはp型GaAs/p型Al
GaAs/p型GaInP/p型AlGaInP接合が
形成される。本実施例においては、中間層におけるAl
組成比は、上記多層膜17の各層厚の比から算出して
0.25程度である。
After laminating the multilayer film 17 and the contact layer 18, a portion 112 surrounded by a broken line in FIG.
Of the GaInP intermediate layer 16 on the side of the multilayer film 17 and the multilayer film 17 and the p-type G
The aAs contact layer 18 is selectively crystallized by Zn diffusion to be mixed crystal, and this portion (hereinafter referred to as a diffusion region) 112 becomes a p-type AlGaAs layer. This allows
P-type GaAs / p-type Al
A GaAs / p-type GaInP / p-type AlGaInP junction is formed. In the present embodiment, Al in the intermediate layer
The composition ratio is about 0.25 calculated from the ratio of each layer thickness of the multilayer film 17.

【0017】Zn拡散後、蒸着によってコンタクト層1
8側にはAu−Znからなる電極110が、基板11側
にはGe−Niからなる電極19がそれぞれ形成され、
半導体レーザ装置が形成される。
After the Zn diffusion, the contact layer 1 is formed by vapor deposition.
An electrode 110 made of Au-Zn is formed on the 8 side, and an electrode 19 made of Ge-Ni is formed on the substrate 11 side, respectively.
A semiconductor laser device is formed.

【0018】混晶化によって形成される上記p型AlG
aAs層のAl組成比が0.6より小さくなるように設
定としたのは、以下の理由による。
The above p-type AlG formed by mixed crystal formation
The Al composition ratio of the aAs layer is set to be smaller than 0.6 for the following reason.

【0019】図3は、GaAsの価電子帯端のエネルギ
ーと、AlxGa1-xAsおよびAluGa1-uInPのA
l組成比との関係を示したグラフである。結晶を表す式
中、x、uはそれぞれAl組成比を表す。グラフの縦軸
は、GaAsと各混晶との価電子端エネルギーの差を示
す。このグラフに示されるように、AlxGa1-xAsお
よびAluGa1-uInPの価電子帯端エネルギーは、混
晶中のAl組成比に依存する。AlxGa1-xAsのAl
組成比がAluGa1-uInPのAl組成比より小さいと
き、AlxGa1-xAsの価電子帯端エネルギーは、Al
uGa1-uInPの価電子帯端エネルギーよりGaAsの
価電子帯端エネルギーに近づく。
FIG. 3 shows the energy of the valence band edge of GaAs and the A of Al x Ga 1 -x As and Al u Ga 1 -u InP.
1 is a graph showing a relationship with a composition ratio. In the formula representing the crystal, x and u each represent an Al composition ratio. The vertical axis of the graph indicates the difference in valence edge energy between GaAs and each mixed crystal. As shown in this graph, the valence band edge energies of Al x Ga 1-x As and Al u Ga 1-u InP depend on the Al composition ratio in the mixed crystal. Al of Al x Ga 1-x As
When the composition ratio is smaller than the Al composition ratio of Al u Ga 1-u InP, the valence band edge energy of Al x Ga 1-x As is Al
than u Ga 1-u InP of the valence band edge energy closer to the GaAs of the valence band edge energy.

【0020】そのことにより、図4(a)および同図
(b)に示すように、p型GaAsとの接合面における
価電子帯端エネルギーの不連続は、GaAs/GaIn
Pの接合面41よりGaAs/AlGaAsの接合面4
2のほうが小さくなり、電流が流れやすくなる。よっ
て、AlxGa1-xAsのAl組成比がAluGa1-uIn
PのAl組成比より小さいことが好ましい。
As a result, as shown in FIGS. 4A and 4B, the discontinuity of the valence band edge energy at the junction surface with p-type GaAs is caused by GaAs / GaIn.
GaAs / AlGaAs bonding surface 4 from P bonding surface 41
2 becomes smaller and the current flows more easily. Therefore, the Al composition ratio of Al x Ga 1-x As is Al u Ga 1-u In.
It is preferably smaller than the Al composition ratio of P.

【0021】第1実施例では、中間層16を形成するA
uGa1-uInPとして、Al組成比が0の結晶、すな
わちGaInPを用いている。図3のグラフからわかる
ように、AlxGa1-xAs中のAl組成比が0.6より
小さい場合は、価電子帯端エネルギーは、AlxGa1-x
Asの方が、GaInPよりも常にGaAsに近くな
る。そのため、混晶化によって形成されるAlGaAs
層のAl組成比が0.6より小さくなるような厚みに多
層構造17を形成することが好ましい。このようなAl
GaAs層が、コンタクト層18を形成するp型GaA
sと中間層を形成するp型GaInAs16との間に介
在することによって価電子帯端エネルギーの間にバンド
不連続が緩和されることになる。その結果、図5のグラ
フ中実線で示すように、この部分での電流−電圧特性
は、図5に破線で示される上記従来例と比べて電流が流
れやすくなるように改善される。
In the first embodiment, the A
As l u Ga 1-u InP, Al composition ratios are used crystals, i.e. the GaInP 0. As can be seen from the graph of FIG. 3, when the Al composition ratio in Al x Ga 1-x As is smaller than 0.6, the valence band edge energy becomes Al x Ga 1-x
As is always closer to GaAs than to GaInP. Therefore, AlGaAs formed by mixed crystal formation
It is preferable to form the multilayer structure 17 to have a thickness such that the Al composition ratio of the layer is smaller than 0.6. Such Al
The GaAs layer is a p-type GaAs forming the contact layer 18.
By intervening between s and p-type GaInAs 16 forming the intermediate layer, band discontinuity between valence band edge energies is reduced. As a result, as shown by the solid line in the graph of FIG. 5, the current-voltage characteristic at this portion is improved so that the current can flow more easily than the conventional example shown by the broken line in FIG.

【0022】一方、上記拡散領域112以外の領域で
は、混晶化されていない多層膜17で覆われているた
め、電流が流れる妨げとなり、電流リークが低減され
る。
On the other hand, regions other than the diffusion region 112 are covered with the non-mixed multi-layer film 17, so that current flow is hindered and current leakage is reduced.

【0023】図2は本発明の第2実施例を示す縦断面図
である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【0024】この装置は、上記第1実施例と同様に、n
型GaAsバッファ層22、n型AlInPクラッド層
23、GaInP活性層24、p型AlInPクラッド
層25およびp型GaInP中間層26がこの順序で積
層形成され、リッジ部211がエッチング形成され、そ
の上に、多層膜27とp型GaAsコンタクト層28が
それぞれ積層形成されている。第2実施例おいても、基
板21上に積層形成した上記各層は、それぞれ基板21
と格子整合するように組成を設定してある。
This device has a structure similar to that of the first embodiment.
-Type GaAs buffer layer 22, n-type AlInP cladding layer 23, GaInP active layer 24, p-type AlInP cladding layer 25, and p-type GaInP intermediate layer 26 are formed in this order, ridge portion 211 is formed by etching, and , A multilayer film 27 and a p-type GaAs contact layer 28 are respectively formed in a laminated manner. Also in the second embodiment, the above-described layers laminated on the substrate 21
The composition is set so as to match the lattice.

【0025】Zn拡散後、第1実施例と同様にしてコン
タクト層28側にはAu−Znからなる電極210が、
基板21側にはGe−Niからなる電極29が形成さ
れ、半導体レーザ装置が形成される。
After the Zn diffusion, an electrode 210 made of Au—Zn is provided on the contact layer 28 side in the same manner as in the first embodiment.
An electrode 29 made of Ge-Ni is formed on the substrate 21 side, and a semiconductor laser device is formed.

【0026】第2実施例の上記多層膜27も、GaAs
層27aとAlAs層27bとを積層してなる。本実施
例においては、図2に示すように、GaAs層27aお
よび上記AlAs層27bの厚みが1層毎に異なるよう
に、GaAs層27aとAlAs層27bが交互に8層
ずつ積層形成されている。各層の厚みは、最も下側では
GaAs層27aが160オングストローム、AlAs
層27bが240オングストロームであり、それから上
側に向かって1層毎に、GaAs層27aが20オング
ストロームずつ厚く、一方AlAs層27Bが20オン
グストロームずつ薄く形成され、最も上側では、GaA
s層27aが360オングストローム、AlAs層27
bが40オングストロームに形成される。そして、図2
中、破線で囲んだ拡散領域212を、第1実施例と同様
にZn拡散によって混晶化して形成されるAlGaAs
層のAl組成が、p型AlInPクラッド層25側(下
側とする)からp型GaAsコンタクト層28側(上側
とする)に向けて0.6から0に逐次減少するように形
成されている。
The multilayer film 27 of the second embodiment is also formed of GaAs.
It is formed by stacking a layer 27a and an AlAs layer 27b. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, eight GaAs layers 27a and eight AlAs layers 27b are alternately stacked so that the thickness of the GaAs layer 27a and the thickness of the AlAs layer 27b are different for each layer. . The thickness of each layer is such that the lowermost GaAs layer 27a has a thickness of 160 Å and AlAs
The layer 27b is 240 angstroms, and upwardly, the GaAs layer 27a is thicker by 20 angstroms for each layer, while the AlAs layer 27B is thinner by 20 angstroms, and the uppermost layer is GaAs.
The s layer 27a has a thickness of 360 Å and the AlAs layer 27
b is formed to 40 angstroms. And FIG.
In the middle, the diffusion region 212 surrounded by the broken line is mixed with Zn to form AlGaAs as in the first embodiment.
The Al composition of the layer is formed so as to gradually decrease from 0.6 to 0 from the p-type AlInP cladding layer 25 side (lower side) to the p-type GaAs contact layer 28 side (higher side). .

【0027】第2実施例では、上記拡散領域212のA
lGaAs層のAl組成が、上述のように0.6〜0と
逐次減少するように形成されているので、AlGaAs
の価電子帯端エネルギーが徐々にGaAsに近づく。こ
のように構成すると、図4(c)に示すように、接合面
44、45のバンド不連続は第1実施例の接合面42、
43よりさらに緩和され、ポテンシャルバリアがほぼ消
失し、この部分での電流−電圧特性はさらに改善され、
電流がより流れやすくなるので、さらに好ましい。
In the second embodiment, the A
Since the Al composition of the lGaAs layer is formed so as to decrease gradually from 0.6 to 0 as described above, the AlGaAs
Valence band edge energy gradually approaches that of GaAs. With this configuration, as shown in FIG. 4C, the band discontinuity of the joining surfaces 44 and 45 is caused by the joining surfaces 42 and 45 of the first embodiment.
43, the potential barrier almost disappears, and the current-voltage characteristics at this portion are further improved.
This is more preferable because the current can flow more easily.

【0028】上記第1実施例および第2実施例において
は、中間層16、26をp型GaInPで形成したが、
中間層をp型AlGaInPで形成してもよい。この場
合は、価電子帯端エネルギーの関係から、中間層を構成
するp型AlGaInPのAl組成比を、接合するp型
混晶でなるクラッド層よりも小さくすることが好まし
い。
In the first and second embodiments, the intermediate layers 16 and 26 are formed of p-type GaInP.
The intermediate layer may be formed of p-type AlGaInP. In this case, it is preferable that the Al composition ratio of the p-type AlGaInP constituting the intermediate layer be smaller than that of the cladding layer made of the p-type mixed crystal to be joined in view of the valence band edge energy.

【0029】中間層にp型AlGaInPを使用する場
合は、AlGaInPがGaInPよりも酸化しやすい
ため、1回目の結晶成長工程を終了してリッジ部を形成
した後、2回目の結晶成長を行うまで、電流狭窄部とな
るリッジ上部に保護層を形成する。この保護層として
は、GaInPあるいはGaAsの薄膜を、例えば50
オングストローム程度に形成すればよい。
When p-type AlGaInP is used for the intermediate layer, since AlGaInP is more easily oxidized than GaInP, after the first crystal growth step is completed to form a ridge portion, and until the second crystal growth is performed. Then, a protective layer is formed on the ridge above the current constriction. As this protective layer, a thin film of GaInP or GaAs, for example, 50
What is necessary is just to form about angstrom.

【0030】上記第1実施例および第2実施例において
は、クラッド層15、25はp型AlInPで形成した
が、p型AlGaInPで形成してもよい。また、多層
膜をGaAs層とAlGaAs層で構成した場合でも本
発明が適用できる。
In the first and second embodiments, the cladding layers 15 and 25 are formed of p-type AlInP, but may be formed of p-type AlGaInP. Also, the present invention can be applied to a case where the multilayer film is composed of a GaAs layer and an AlGaAs layer.

【0031】本発明は、結晶成長法として、MBE法の
他に、例えば、有機金属熱分解法(MO−CVD法)な
どを用いて場合でも適用することができる。
The present invention can be applied to a case where, for example, an organic metal thermal decomposition method (MO-CVD method) or the like is used as a crystal growth method in addition to the MBE method.

【0032】また、これら実施例においては、Zn拡散
によって混晶化を行ったが、Zn以外のアクセプターを
用いることも可能である。
In these examples, the mixed crystal was formed by Zn diffusion, but an acceptor other than Zn can be used.

【0033】上記実施例はいずれも活性層が通常のGa
InPバルク結晶でなる半導体レーザ装置を示したが、
量子井戸活性層からなるダブルヘテロ構造、あるいは活
性層がAlGaInP混晶で構成される場合において
も、本発明が適用できる。
In each of the above embodiments, the active layer is made of normal Ga.
A semiconductor laser device made of InP bulk crystal has been described.
The present invention can be applied to a double hetero structure including a quantum well active layer or a case where the active layer is formed of an AlGaInP mixed crystal.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、電流のリークを防止
し、電流狭窄を確実に行うことができ、しきい値が低
く、高出力動作を行う場合にも信頼性の高いAlGaI
nP系半導体レーザ装置を提供することができる。
According to the present invention, the current leakage can be prevented, the current can be reliably confined, the threshold value is low, and the AlGaI with high reliability can be obtained even when high output operation is performed.
An nP-based semiconductor laser device can be provided.

【0035】本発明のAlGaInP半導体レーザ装置
は、特別の装置を備えることなく、かつ2回の結晶成長
で作製することができる。
The AlGaInP semiconductor laser device of the present invention can be manufactured without any special device and by two crystal growths.

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

【図1】本発明の第1実施例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】AlGaAs結晶およびAlGaInP結晶の
Al組成比と、価電子帯端エネルギーの関係を示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an Al composition ratio of an AlGaAs crystal and an AlGaInP crystal and a valence band edge energy.

【図4】リッジ部を構成する混晶のヘテロ接合部分のエ
ネルギーバンド構造を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an energy band structure of a heterojunction portion of a mixed crystal constituting a ridge portion.

【図5】半導体レーザ装置のリッジ部およびそれ以外の
部分における電流−電圧特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing current-voltage characteristics in a ridge portion and other portions of the semiconductor laser device.

【図6】従来の半導体レーザ装置の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 n型GaAs基板 13 n型AlInPクラッド層 14 GaInP活性層 15 p型AlInPクラッド層 16 p型GaInP中間層 17 多層膜 18 p型GaAsコンタクト層 111 リッジ部 112 拡散領域 21 n型GaAs基板 23 n型AlInPクラッド層 24 GaInP活性層 25 p型AlInPクラッド層 26 p型GaInP中間層 27 多層膜 28 p型GaAsコンタクト層 211 リッジ部 212 拡散領域 Reference Signs List 11 n-type GaAs substrate 13 n-type AlInP cladding layer 14 GaInP active layer 15 p-type AlInP cladding layer 16 p-type GaInP intermediate layer 17 multilayer film 18 p-type GaAs contact layer 111 ridge portion 112 diffusion region 21 n-type GaAs substrate 23 n-type AlInP cladding layer 24 GaInP active layer 25 p-type AlInP cladding layer 26 p-type GaInP intermediate layer 27 multilayer film 28 p-type GaAs contact layer 211 ridge portion 212 diffusion region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 篤勇 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 谷 健太郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−85981(JP,A) 特開 昭61−258487(JP,A) 特開 平3−101285(JP,A) 特開 昭63−51685(JP,A) 特開 平2−106082(JP,A) 特開 平1−244690(JP,A) 特開 昭63−32983(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Atsushi Tsunoda 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Kentaro Tani 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Sharp shares In-company (56) References JP-A-4-85981 (JP, A) JP-A-61-258487 (JP, A) JP-A-3-101285 (JP, A) JP-A-63-51685 (JP, A) JP-A-2-106082 (JP, A) JP-A-1-244690 (JP, A) JP-A-63-32983 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】n型GaAs基板上に、n型AlsGa1-s
InP(0<s≦1)からなるクラッド層、AltGa
1-tInP(0≦t<1)からなる活性層、ストライプ
状のリッジ部を有するp型AlsGa1-sInPからなる
クラッド層、および該リッジ部の上部に設けられたp型
AluGa1-uInP(0≦u<1)からなる中間層がこ
の順に積層形成されているとともに、該中間層を覆った
状態で該p型AlsGa1-sInPクラッド層の上に、さ
らにGaAs層とAlmGa1-mAs(0<m≦1)層か
らなる多層膜と、p型GaAsコンタクト層がこの順に
形成され、該リッジ部の上方部分が混晶化された半導体
レーザ装置。
To 1. A n-type GaAs substrate, an n-type Al s Ga 1-s
Clt layer made of InP (0 <s ≦ 1), Al t Ga
An active layer made of 1-t InP (0 ≦ t <1), a clad layer made of p-type Al s Ga 1 -s InP having a stripe-shaped ridge, and a p-type Al provided on the ridge. An intermediate layer made of uGa 1-u InP (0 ≦ u <1) is laminated in this order, and is covered on the p-type Al s Ga 1-s InP clad layer while covering the intermediate layer. A multi-layered film composed of a GaAs layer and an Al m Ga 1- mAs (0 <m ≦ 1) layer, and a p-type GaAs contact layer are formed in this order, and the upper portion of the ridge is made of a mixed crystal. Laser device.
【請求項2】前記多層膜の前記リッジ部の上方部分を混
晶化して形成されるp型AlxGa1-xAs(0<x<
1)層のAl組成比xが、前記基板側から前記コンタク
ト層側に向けて0.6〜0の範囲で逐次減少するよう
に、該多層膜のGaAs層およびAlmGa1-mAs層の
厚みが設定された請求項1に記載の半導体レーザ装置。
2. A are formed by mixed crystals the upper portion of the ridge portion of the multilayer film p-type Al x Ga 1-x As ( 0 <x <
1) The GaAs layer and the Al m Ga 1- mAs layer of the multilayer film so that the Al composition ratio x of the layer gradually decreases in the range of 0.6 to 0 from the substrate side to the contact layer side. 2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the thickness of the semiconductor laser is set.
【請求項3】前記中間層が、前記p型AlsGa1-sIn
Pクラッド層に比較してAl組成比が小さいp型Alu
Ga1-uInPからなる請求項1または請求項2に記載
の半導体レーザ装置。
Wherein the intermediate layer is, the p-type Al s Ga 1-s In
P-type Al u having a smaller Al composition ratio than the P clad layer
3. The semiconductor laser device according to claim 1, comprising Ga 1-u InP.
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