JP3075512B2 - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JP3075512B2
JP3075512B2 JP08081457A JP8145796A JP3075512B2 JP 3075512 B2 JP3075512 B2 JP 3075512B2 JP 08081457 A JP08081457 A JP 08081457A JP 8145796 A JP8145796 A JP 8145796A JP 3075512 B2 JP3075512 B2 JP 3075512B2
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light
resonator
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face
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秀典 河西
寛 林
泰司 森本
進治 兼岩
雅広 山口
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光ディス
クなどの情報映像分野における光源等として利用される
もので、高出力で安定な半導体レーザ素子の新しい構造
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】光ディスク装置等の光源として半導体レ
ーザは幅広く使用されてきているが、書き込みの可能な
追記型ディスクや消去も可能な書き換え可能型光ディス
クの光源として用いるためには20〜40mWという高
い光出力が必要とされる。現在比較的高出力の半導体レ
ーザが実用化されているが半導体レーザの信頼性を同一
構造の素子で比較した場合光出力の4乗に反比例するこ
とが報告されており、高出力化は極めて難しいと考えら
れる。 【0003】高出力半導体レーザの劣化の要因の1つに
光出射端面の劣化があることはよく知られている。図9
に従来の半導体レーザの構造図の一例を示す。 【0004】この構造はVSIS(V-channeled Substr
ate Inner Stripe)レーザと呼ばれるものである。 【0005】この従来の構造では、p−GaAs基板1
1上に電流を遮断するためのn−GaAs電流ブロッキ
ング層12が堆積された後、GaAs基板に到達するV
型溝が形成される。その上にp−GaAlAsクラッド
層13、GaAs又はGaAlAs活性層14、n−G
aAlAsクラッド層15、n−GaAsキャップ層1
6が順次堆積されている。この場合レーザ発振のための
電流はn−GaAs層12によって閉じ込められ幅W1
のチャネル部のみに流れる。活性層14は平坦に形成さ
れているが、チャネル両側でのn−GaAs層12への
光吸収により実効屈折率が下がるため光導波路が形成さ
れ、基本横モード発振が安定して得られている。即ち、
損失導波機構の要素を有している。 【0006】上記VSISレーザは、安定した基本横モ
ード発振が得られ低光出力レベルでは高い信頼性を有す
るが高出力レベルになると信頼性は大きく低下し長時間
の使用に耐えないという欠点があった。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】上述の劣化原因を詳し
く調べてみると、素子の劣化は端面V溝肩部の劣化に起
因しており、V溝肩部のn−GaAs層12の光吸収に
よる発熱が大きな原因であることが明らかになった。 【0008】即ち、従来の損失導波機構の要素を有する
半導体レーザ素子においては、特に共振器端面部近傍の
チャネル両側での光吸収によりレーザ端面部の温度が上
昇し高出力状態では、この温度上昇が端面劣化を引き起
こすことになり、高出力状態での信頼性を低下させてい
た。 【0009】 【課題を解決するための手段】本願発明は、上述する課
題を解決するためになされたものであり、基板上方に積
層された、均一な厚さを有する平板状の活性層と、該活
性層に近接した、ストライプ状の貫通溝を有する光吸収
層或はストライプ状の凹部の溝を形成した基板、を有
し、少なくとも一方の共振器端面近傍における前記光吸
収層或は前記基板による光の吸収が、前記共振器中央部
における前記光吸収層或は前記基板による光の吸収より
減少するよう、前記光吸収層の貫通溝或は前記基板の凹
部の溝の溝幅が、共振器の少なくとも一方の端面部近傍
で、共振器中央部より拡大されてなることを特徴とする
ものである。また、本願の他の発明は、基板上方に積層
された、均一な厚さを有する平板状の活性層と、該活性
層に近接した、ストライプ状の貫通溝を有する光吸収層
或はストライプ状の凹部の溝を形成した基板、を有
し、少なくとも一方の共振器端面近傍における前記光吸
収層或は前記基板による光の吸収が、前記共振器中央部
における前記光吸収層或は前記基板による光の吸収より
減少するよう、前記光吸収層の貫通溝或は前記基板の凹
部の溝の溝幅が、共振器の少なくとも一方の端面部近傍
で、共振器中央部より拡大されてなり、前記光吸収層の
貫通溝或は前記凹部の溝の溝幅の共振器の少なくとも一
方の端面近傍で拡大された領域が、その共振器端面近傍
で幅が略一定である領域と、共振器中央部へとつながる
漸次拡大領域とを有してなることを特徴とするものであ
る。さらに、前記半導体レーザ素子の光出力が80mW
以下であることを特徴とするものである。 【0010】以上の本発明の半導体素子は、少なくとも
一方のレーザ共振器端面部近傍において、チャネル幅を
中央に比べて広く形成することにより、端面での光の吸
収を抑え、発熱を可及的に抑制させるように構成されて
いる。それゆえに、本発明の主たる目的は半導体レーザ
端面での劣化を抑え、高出力状態でも安定に動作する半
導体レーザ素子を提供することにある。 【0011】本発明に係る半導体レーザ素子はレーザの
共振器端面部の構造を従来のものと変えることによって
端面部の温度上昇が小さくなり、そのため劣化が抑制さ
れ、高出力状態でも高い信頼性を有し、かつ安定な基本
横モード発振が得られる。 【0012】 【発明の実施の形態】図1は本発明の1実施例を示す半
導体レーザ素子を模式的に分解して示す斜視図であり、
共振方向に沿って配置される端面部A,Cと中央部Bか
ら構成されている。 【0013】図2は本実施例のチャネル形成状態を模式
的に示したものである。 【0014】以下、本実施例の作製手順について詳細に
延べる。 【0015】まず、p−GaAs基板11上に液相エピ
タキシャル成長法によりn−GaAs電流ブロッキング
層12を約0.7μm厚に堆積させた後、通常のホトリ
ソグラフィー技術とエッチング技術により図1に示すよ
うな端面近傍で幅W2=10μm共振器中央部で幅W1
4μm、深さ1μmの溝を形成する。n−GaAs電流
ブロッキング層12の成長方法としては他に気相成長法
等を用いてもよい。 【0016】その後、液相エピタキシャル成長法を用い
て、図1に示すようなp−Al0.42Ga0.58Asクラッ
ド層13を溝外側部で0.15μm厚にpまたはn−A
0.14Ga0.86As活性層14を0.08μm厚に、さ
らにn−Al0.42Ga0.58Asクラッド層15を0.8
μm厚にn−GaAs−コンタクト層16を1.5μm
厚にそれぞれ成長させる。液相エピタキシャル成長法に
おいては陥没部を平坦化するように成長が行われるため
p−Al0.42Ga0.58Asクラッド層13の成長後は成
長表面は平坦であり続いて成長されるAl0.14Ga0.86
As活性層14も全面で平坦かつ均一な厚さに成長させ
ることができる。 【0017】その後、ウェハの両面に抵抗性全面電極を
つけ、合金化処理を行った後、ストライプ幅が広い領域
で劈開を行い共振器を形成する。本実施例においてはレ
ーザ共振器長は250μm、ストライプ幅が広い領域は
両端面に各々10μmとしている。 【0018】従って、半導体レーザの両端面のn−Ga
As電流ブロッキング層12による光吸収がなく、端面
の温度上昇が抑えられ、高い信頼性を示し、出射側端面
4%裏面側97%の反射率のコーティングを施したとこ
ろ80mWの高光出力状態でも殆ど無劣化の特性を示し
た。 【0019】本実施例においては幅広チャネル部の長さ
を両端に10μmとしたが、この長さが30μm以内で
あると、共振器中央部で導波されてきた光は幅広チャネ
ル部で完全にはモード変形されず、安定な横モード特性
を示す。また幅広チャネル部を出射側端面部のみに形成
した場合でも効果は発揮される。 【0020】図3は、本発明の他の実施例を示す半導体
レーザ素子を模式的に分解した斜視図である。本実施例
共振器端面近傍のチャネル幅が基板の側壁面まで広げた
1実施例である。 【0021】以下にこの実施例の作製手順について図4
に沿って説明する。 【0022】まず、p−GaAs基板11上にn−Ga
As電流ブロッキング層12を図4(a)のように約
0.7μm厚に堆積させる。その後、スパッタ法により
0.3μm厚のSiO2膜31を形成し、それをマスク
としてレーザ共振器の両端面となる部分の長さを10μ
mにわたり0.8μmの深さの溝を形成する。これが図
4(b)の状態である。その後、前記SiO2膜をその
ままマスクとして用いて有機金属熱分解法(MOCVD
法)を用いてp−Al0.42Ga0.58As層32を0.8
μm厚に、さらに後の成長を円滑にするためのアンドー
プGaAsエッチバック層33を0.05μm厚に堆積
させる(図4(c))。この状態でn−GaAs電流ブ
ロッキング層12とp−Al0.42Ga0.58As層32の
表面の高さは整って一致している。次にSiO2膜31
をエッチングにより除去した後、図4(e)に示すよう
なp−GaAs基板11に達するV型溝を幅W1=4μ
m、深さ1μmに形成する。その後、従来のVSISレ
ーザの成長方法と同じように液相成長を用いてp−Al
0.42Ga0.58Asクラッド層13を溝外側部で0.15
μm厚に、p又はn−Al0.14Ga0.86As活性層14
を0.08μm厚に、n−Al0.42Ga0.58Asクラッ
ド層15を0.8μm厚に、n−GaAsコンタクト層
16を1.5μm厚にそれぞれ成長させる。液相エピタ
キシャル成長法においては陥没部を平坦化するように成
長が行われるため、p−Al0.42Ga0.58Asクラッド
層13の成長後は成長表面は平坦であり、続いて成長さ
れるAl0.14Ga0.86As活性層14も全面で平坦かつ
均一に成長させることができる。 【0023】また、アンドープGaAsエッチバック層
33はp−Al0.42Ga0.58As層32の酸化を有効に
防ぎ、液相成長時にはエッチバックにより消失するため
共振器端面部はp−クラッド層が0.95μm厚に一様
に形成されたことになり、この部分での光の吸収は存在
しない。その後ウェハの両面に抵抗性全面電極をつけ、
合金化処理を行った後、n−GaAs電流ブロッキング
層12の存在しない部分で劈開を行い共振器を形成す
る。 【0024】このレーザは両端面部での光吸収がなく端
面の温度上昇が抑えられ高い信頼性を示し出射側端面4
%裏面側97%の反射率のコーティングを施したところ
80mWの高出力状態でも殆ど無劣化の特性を示した。 【0025】本実施例では端面のn−GaAs電流ブロ
ッキング層12の存在しない部分の長さを共振器両端に
10μmずつとしたが、この長さが30μm以内であれ
ば共振器中央部で導波されてきた光は端面部においても
モード変形されず、安定な横モード特性を示す。また、
このn−GaAs電流ブロッキング層12の存在しない
部分を出射側端面部のみに形成した場合でも効果は発揮
される。 【0026】上記実施例においてはVSIS型の半導体
レーザに適用した場合を示したが、次に他の構造に適用
した場合について示す。他の構造の一つにCPSレーザ
(Transverse Mode Stabilized AlxGa1-xAs Injection
Lasers with Channeled-Planar Structure;IEEE JOURNA
L OF QUANTUM ELECTRONICS,vol,QE-14,No.2,February19
87,p89)がある。図5は本発明をCSPレーザに適用し
た実施例を示している。本実施例ではn−GaAs基板
11にチャネルを形成するが、その際、中央部のチャネ
ル幅W1より端面部のチャネル幅W2が大きくなるように
する。その後、n−AlxGa1-xAsクラッド層42、
GaAs活性層43、p−AlxGa1-xAsクラッド層
44、n−GaAs層45を形成した後Znの拡散領域
48を形成して電流通路を作成する。この場合も、チャ
ネルの外部では、n−GaAs基板の光吸収があり、チ
ャネル肩部の発熱がおこるが端面でチャネル幅を広げる
ことによりこの発熱は緩和され、信頼性が向上する。こ
の場合も端面部で全面にわたりチャネルと同じ深さに基
板をエッチングしてもよいし、このような構造を片方の
端面のみに形成しても両側に形成しても効果は発揮され
る。 【0027】また、上記実施例においてはダブルヘテロ
接合構造の半導体レーザについて説明したが他の構造、
たとえばLOC(Large Optical Cavity)構造、SCH
(Separate Confinement Heterostructure)構造量子井
戸構造等他の構造を用いた場合についても適用可能であ
る。 【0028】例えば、図6は本発明をLOC構造に適用
したもので、活性層14に隣接して光導波層18が積層
されているが、上記実施例と同様の効果が認められる。
また、図7は量子井戸構造に本発明を適用した場合の1
実施例であるGRIN−SCH−SQW(Graded Index
-Separate Confinement Hetetostructure-Single Quant
um Well)構造を示す構成図であり、上記実施例と同様
の効果が認められる。図8には図7の実施例の活性層の
混晶比の分布を示している。 【0029】 【発明の効果】本発明によれば端面部のチャネル幅を広
げることにより出射端面の光吸収による温度上昇を防ぐ
ことができ、活性層が溝幅より大きな高出力状態におい
ても高い信頼性を有し、且つ、素子特性のばらつきが小
さくすることができ、しかも活性層がチャネル幅以上の
領域で平坦であるので、活性層での発熱による劣化を抑
制した半導体レーザ素子が得られる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as a light source or the like in the field of information and images such as optical communication and optical disks. It is about structure. 2. Description of the Related Art Semiconductor lasers have been widely used as light sources for optical disk devices and the like. Light output as high as 40 mW is required. Currently, semiconductor lasers having relatively high output are put to practical use, but it has been reported that the reliability of semiconductor lasers is inversely proportional to the fourth power of optical output when compared with devices having the same structure. it is conceivable that. It is well known that one of the causes of deterioration of a high power semiconductor laser is deterioration of a light emitting end face. FIG.
FIG. 1 shows an example of a structure diagram of a conventional semiconductor laser. This structure is called VSIS (V-channeled Substr
ate Inner Stripe) This is called a laser. In this conventional structure, the p-GaAs substrate 1
After an n-GaAs current blocking layer 12 for interrupting current is deposited on the
A mold groove is formed. A p-GaAlAs cladding layer 13, a GaAs or GaAlAs active layer 14, an n-G
aAlAs cladding layer 15, n-GaAs cap layer 1
6 are sequentially deposited. In this case, the current for laser oscillation is confined by the n-GaAs layer 12 and has a width W 1.
Flows only in the channel section of Although the active layer 14 is formed flat, the effective refractive index is lowered by light absorption into the n-GaAs layer 12 on both sides of the channel, so that an optical waveguide is formed, and stable fundamental transverse mode oscillation is obtained. . That is,
It has an element of a loss guiding mechanism. The above-mentioned VSIS laser has a drawback that stable fundamental transverse mode oscillation is obtained and the reliability is high at a low optical output level, but the reliability is greatly reduced at a high output level, and the laser cannot be used for a long time. Was. When the cause of the above-mentioned deterioration is examined in detail, the deterioration of the element is caused by the deterioration of the V-groove shoulder at the end face, and the n-GaAs layer 12 at the V-groove shoulder is deteriorated. It has been revealed that heat generation due to light absorption of this is a major cause. That is, in a conventional semiconductor laser device having an element of the loss guiding mechanism, the temperature of the laser end face rises due to light absorption on both sides of the channel near the end face of the resonator. The rise causes deterioration of the end face, and reduces reliability in a high output state. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a flat plate-like active layer having a uniform thickness and laminated above a substrate; close to the active layer includes a substrate formed with grooves of the light-absorbing layer or a stripe-shaped recess having a stripe-shaped through groove, the at least one of the light absorbing layer or the in the resonator near the end faces The groove width of the through groove of the light absorbing layer or the groove of the concave portion of the substrate is set such that light absorption by the substrate is smaller than light absorption by the light absorbing layer or the substrate at the resonator center. The resonator is characterized in that it is enlarged near at least one end face of the resonator from the center of the resonator. Further, another invention of the present application is directed to a flat-plate-shaped active layer having a uniform thickness and a light-absorbing layer or a stripe-shaped through-groove in the vicinity of the active layer. has between substrate formed with grooves of the recess, the at least one of the light absorbing layer or the absorption of light by the substrate in the resonator facet vicinity, the optical absorption layer or the substrate in the cavity center portion As a result, the groove width of the through groove of the light absorbing layer or the groove of the concave portion of the substrate is larger than the central portion of the resonator in the vicinity of at least one end face of the resonator, A region where the groove width of the through groove of the light absorbing layer or the groove of the concave portion is enlarged near at least one end surface of the resonator is a region where the width is substantially constant near the end surface of the resonator, and a center of the resonator. Having a gradually expanding area leading to the part It is an feature. Further, the light output of the semiconductor laser device is 80 mW.
It is characterized by the following. In the semiconductor device of the present invention, the channel width is formed wider at least in the vicinity of the end face of the laser resonator than at the center, thereby suppressing light absorption at the end face and generating heat as much as possible. Is configured to be suppressed. Therefore, a main object of the present invention is to provide a semiconductor laser device that suppresses deterioration at the semiconductor laser end face and operates stably even in a high output state. In the semiconductor laser device according to the present invention, by changing the structure of the end face of the cavity of the laser from that of the prior art, the temperature rise at the end face is reduced, so that deterioration is suppressed and high reliability is maintained even in a high output state. A stable and fundamental transverse mode oscillation can be obtained. FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.
It is composed of end portions A and C and a center portion B arranged along the resonance direction. FIG. 2 schematically shows a channel forming state of the present embodiment. Hereinafter, the manufacturing procedure of this embodiment will be described in detail. First, an n-GaAs current blocking layer 12 is deposited to a thickness of about 0.7 μm on a p-GaAs substrate 11 by a liquid phase epitaxial growth method, and then, as shown in FIG. 1 by ordinary photolithography and etching. Width W 2 = 10 μm in the vicinity of a simple end face and width W 1 = in the center of the resonator
A groove of 4 μm and a depth of 1 μm is formed. As a method for growing the n-GaAs current blocking layer 12, a vapor phase growth method or the like may be used. Thereafter, a p-Al 0.42 Ga 0.58 As cladding layer 13 as shown in FIG. 1 is formed to a thickness of 0.15 μm on the outside of the groove by a liquid phase epitaxial growth method.
l 0.14 Ga 0.86 As active layer 14 has a thickness of 0.08 μm, and n-Al 0.42 Ga 0.58 As cladding layer 15 has a thickness of 0.8 μm.
The thickness of the n-GaAs-contact layer 16 is 1.5 μm
Each is grown thick. In the liquid phase epitaxial growth method, the growth is performed so as to flatten the depressed portion. Therefore, after the p-Al 0.42 Ga 0.58 As clad layer 13 is grown, the growth surface is flat and Al 0.14 Ga 0.86 to be subsequently grown.
The As active layer 14 can also be grown to a flat and uniform thickness over the entire surface. After that, a resistive full surface electrode is provided on both surfaces of the wafer, and an alloying process is performed. After that, the wafer is cleaved in a region having a wide stripe width to form a resonator. In this embodiment, the length of the laser resonator is 250 μm, and the region where the stripe width is wide is 10 μm on each end face. Therefore, n-Ga on both end surfaces of the semiconductor laser
There is no light absorption by the As current blocking layer 12, the temperature rise of the end face is suppressed, high reliability is exhibited, and the coating on the output side end face 4% and the reflectivity on the back side 97% is applied. It showed no deterioration characteristics. In this embodiment, the length of the wide channel portion is set to 10 μm at both ends. If the length is within 30 μm, the light guided at the center of the resonator is completely removed by the wide channel portion. Does not undergo mode deformation and exhibits stable transverse mode characteristics. In addition, the effect is exhibited even when the wide channel portion is formed only on the emission side end face portion. FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment in which the channel width near the end face of the resonator is extended to the side wall surface of the substrate. FIG. 4 shows a manufacturing procedure of this embodiment.
It is explained along. First, n-Ga is placed on a p-GaAs substrate 11.
As current blocking layer 12 is deposited to a thickness of about 0.7 μm as shown in FIG. Thereafter, an SiO 2 film 31 having a thickness of 0.3 μm is formed by a sputtering method, and the length of the both end surfaces of the laser resonator is reduced to 10 μm using the mask as a mask.
A groove having a depth of 0.8 μm is formed over m. This is the state shown in FIG. After that, using the SiO 2 film as a mask as it is, an organic metal thermal decomposition method (MOCVD)
Method) to form a p-Al 0.42 Ga 0.58 As layer 32 of 0.8
An undoped GaAs etch-back layer 33 is deposited to a thickness of 0.05 μm for smoothing later growth (FIG. 4C). In this state, the surface heights of the n-GaAs current blocking layer 12 and the p-Al 0.42 Ga 0.58 As layer 32 are uniform and coincide with each other. Next, the SiO 2 film 31
After removal by etching, FIG width V-shaped grooves reaching the p-GaAs substrate 11 as shown in (e) W 1 = 4μ
m and a depth of 1 μm. After that, p-Al is formed using liquid phase growth in the same manner as the conventional VSIS laser growth method.
0.42 Ga 0.58 As clad layer 13 is formed on the outer side of the groove by 0.15
p or n-Al 0.14 Ga 0.86 As active layer 14
Is grown to a thickness of 0.08 μm, the n-Al 0.42 Ga 0.58 As cladding layer 15 is grown to a thickness of 0.8 μm, and the n-GaAs contact layer 16 is grown to a thickness of 1.5 μm. In the liquid phase epitaxial growth method, the growth is performed so as to flatten the depressed portion. Therefore, after the growth of the p-Al 0.42 Ga 0.58 As clad layer 13, the growth surface is flat, and the subsequently grown Al 0.14 Ga 0.86 The As active layer 14 can also be grown flat and uniform over the entire surface. The undoped GaAs etch-back layer 33 effectively prevents the oxidation of the p-Al 0.42 Ga 0.58 As layer 32 and disappears by the etch-back during liquid phase growth. This means that the film was uniformly formed to a thickness of 95 μm, and there was no light absorption at this portion. Then, apply resistive full surface electrodes on both sides of the wafer,
After performing the alloying treatment, the portion where the n-GaAs current blocking layer 12 does not exist is cleaved to form a resonator. This laser does not absorb light at both end faces, suppresses temperature rise at the end faces, exhibits high reliability, and exhibits an emission end face 4
When a coating having a reflectance of 97% on the back surface side was applied, almost no deterioration was exhibited even in a high output state of 80 mW. In this embodiment, the length of the end face where the n-GaAs current blocking layer 12 is not present is set to 10 μm at both ends of the resonator. If the length is within 30 μm, the waveguide is guided at the center of the resonator. The emitted light does not undergo mode deformation even at the end face, and exhibits stable transverse mode characteristics. Also,
The effect is exhibited even when the portion where the n-GaAs current blocking layer 12 does not exist is formed only on the end face on the emission side. In the above embodiment, a case where the present invention is applied to a VSIS type semiconductor laser is shown. Next, a case where the present invention is applied to another structure will be described. One of the other structures is a CPS laser (Transverse Mode Stabilized Al x Ga 1-x As Injection
Lasers with Channeled-Planar Structure; IEEE JOURNA
L OF QUANTUM ELECTRONICS, vol, QE-14, No.2, February19
87, p89). FIG. 5 shows an embodiment in which the present invention is applied to a CSP laser. In this embodiment, a channel is formed n-GaAs substrate 11, but this time, so that the channel width W 2 of the end face than the channel width W 1 of the central portion is increased. Thereafter, the n-Al x Ga 1 -x As clad layer 42,
Creating a current path by forming a GaAs active layer 43, p-Al x Ga 1 -x As cladding layer 44, the diffusion region 48 of the Zn after the formation of the n-GaAs layer 45. Also in this case, light is absorbed by the n-GaAs substrate outside the channel and heat is generated at the shoulder of the channel. However, by increasing the channel width at the end face, the heat is reduced and reliability is improved. Also in this case, the substrate may be etched to the same depth as the channel over the entire surface at the end face portion, and the effect is exhibited even if such a structure is formed only on one end face or on both sides. In the above embodiment, the semiconductor laser having the double hetero junction structure has been described.
For example, LOC (Large Optical Cavity) structure, SCH
(Separate Confinement Heterostructure) Structure The present invention is also applicable to a case where another structure such as a quantum well structure is used. For example, FIG. 6 shows a case where the present invention is applied to a LOC structure, and an optical waveguide layer 18 is laminated adjacent to the active layer 14, but the same effect as in the above embodiment can be recognized.
FIG. 7 shows one example of the case where the present invention is applied to the quantum well structure.
GRIN-SCH-SQW (Graded Index
-Separate Confinement Hetetostructure-Single Quant
FIG. 3 is a configuration diagram showing a um well) structure, and the same effects as in the above embodiment are observed. FIG. 8 shows the distribution of the mixed crystal ratio of the active layer in the embodiment of FIG. According to the present invention, by increasing the channel width at the end face, it is possible to prevent a temperature rise due to light absorption at the emission end face, and to achieve high reliability even in a high output state where the active layer is larger than the groove width. have a gender, and, variations in device characteristics small
And the active layer is larger than the channel width.
Since the region is flat, deterioration due to heat generation in the active layer is suppressed.
A controlled semiconductor laser device is obtained.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の1実施例を示す半導体レーザ素子の分
解構成図である。 【図2】チャネル形成後の構造斜視図である。 【図3】本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
分解構成図である。 【図4】素子の作製工程を模式的に示した断面図であ
る。 【図5】本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
分解構成図である。 【図6】本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
分解構成図である。 【図7】本発明の他の実施例を示す半導体レーザ素子の
分解構成図である。 【図8】図7に示す半導体レーザ素子の活性層の構造を
模式的に示した説明図である。 【図9】従来の半導体レーザ素子の構造図である。 【符号の説明】 11 p−GaAs基板 12 n−GaAs電流ブロッキング層 13 p−Al0.42Ga0.58Asクラッド層 14 pまたはn−Al0.14Ga0.86As活性層 15 n−Al0.42Ga0.58Asクラッド層 16 n−GaAsコンタクト層 17 p−Al0.4Ga0.6Asクラッド層 18 p−Al0.3Ga0.7Asガイド層 19 n−Al0.7Ga0.3Asクラッド層 21、22 抵抗性電極 31 SiO2膜 32 p−Al0.42Ga0.58As層 33 アンドープGaAsエッチバック層 41 n−GaAs基板 42 n−AlxGa1-xAsクラッド層 43 GaAs活性層 44 p−AlxGa1-xAsクラッド層 45 n−GaAs層 46、47 抵抗性電極 48 Zn拡散領域 51 p−Al0.7Ga0.3Asクラッド層 52 GRIN−SCH−SQW活性層 53 n−Al0.7Ga0.3Asクラッド層
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded configuration diagram of a semiconductor laser device showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a structural perspective view after a channel is formed. FIG. 3 is an exploded configuration diagram of a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the element. FIG. 5 is an exploded configuration diagram of a semiconductor laser device showing another embodiment of the present invention. FIG. 6 is an exploded configuration diagram of a semiconductor laser device showing another embodiment of the present invention. FIG. 7 is an exploded configuration diagram of a semiconductor laser device showing another embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a structure of an active layer of the semiconductor laser device shown in FIG. 7; FIG. 9 is a structural view of a conventional semiconductor laser device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 p-GaAs substrate 12 n-GaAs current blocking layer 13 p-Al 0.42 Ga 0.58 As clad layer 14 p or n-Al 0.14 Ga 0.86 As active layer 15 n-Al 0.42 Ga 0.58 As clad layer 16 n-GaAs contact layer 17 p-Al 0.4 Ga 0.6 As clad layer 18 p-Al 0.3 Ga 0.7 As guide layer 19 n-Al 0.7 Ga 0.3 As clad layers 21 and 22 Resistive electrode 31 SiO 2 film 32 p-Al 0.42 Ga 0.58 As layer 33 Undoped GaAs etch-back layer 41 n-GaAs substrate 42 n-Al x Ga 1-x As cladding layer 43 GaAs active layer 44 p-Al x Ga 1-x As cladding layer 45 n-GaAs layer 46; 47 resistive electrode 48 Zn diffusion region 51 p-Al 0.7 Ga 0.3 As cladding layer 52 GRIN-SCH-SQW active Layer 53 n-Al 0.7 Ga 0.3 As cladding layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 泰司 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 兼岩 進治 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 山口 雅広 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 昭63−293989(JP,A) 特開 昭59−152686(JP,A) Appl.Phys.Lett.50 [5](1987)p233〜235   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Yasushi Morimoto               22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture               Sharp Corporation (72) Inventor Shinji Kaneiwa               22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture               Sharp Corporation (72) Inventor Masahiro Yamaguchi               22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture               Sharp Corporation                (56) References JP-A-63-293989 (JP, A)                 JP-A-59-152686 (JP, A)                 Appl. Phys. Lett. 50               [5] (1987) p.233-235

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.基板上方に積層された、均一な厚さを有する平板状
の活性層と、該活性層に近接した、ストライプ状の貫通
溝を有する光吸収層或はストライプ状の凹部の溝を形成
した基板、を有し、 少なくとも一方の共振器端面近傍における前記光吸収層
或は前記基板による光の吸収が、前記共振器中央部にお
ける前記光吸収層或は前記基板による光の吸収より減少
するよう、前記光吸収層の貫通溝或は前記基板の凹部の
溝の溝幅が、共振器の少なくとも一方の端面部近傍で、
共振器中央部より拡大されてなることを特徴とする半導
体レーザ素子。 2.基板上方に積層された、均一な厚さを有する平板状
の活性層と、該活性層に近接した、ストライプ状の貫通
溝を有する光吸収層或はストライプ状の凹部の溝を形成
した基板、を有し、 少なくとも一方の共振器端面近傍における前記光吸収層
或は前記基板による光の吸収が、前記共振器中央部にお
ける前記光吸収層或は前記基板による光の吸収より減少
するよう、前記光吸収層の貫通溝或は前記基板の凹部の
溝の溝幅が、共振器の少なくとも一方の端面部近傍で、
共振器中央部より拡大されてなり、 前記光吸収層の貫通溝或は前記凹部の溝の溝幅の共振器
の少なくとも一方の端面近傍で拡大された領域は、その
共振器端面近傍で幅が略一定である領域と、共振器中央
部へとつながる漸次拡大領域とを有してなることを特徴
とする半導体レーザ素子。 3.前記半導体レーザ素子の光出力は80mW以下であ
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体レー
ザ素子。
(57) [Claims] Forming a plate-shaped active layer having a uniform thickness and a light-absorbing layer having a stripe-shaped through groove or a groove having a stripe-shaped recess close to the active layer.
And the substrate has a light absorption by the light-absorbing layer or the substrate in at least one of the resonator end face neighborhood is reduced from light absorption by the light-absorbing layer or the substrate in the cavity center portion The groove width of the through groove of the light absorbing layer or the groove of the concave portion of the substrate is near at least one end face of the resonator,
A semiconductor laser device which is enlarged from a central portion of a resonator. 2. Forming a plate-shaped active layer having a uniform thickness and a light-absorbing layer having a stripe-shaped through groove or a groove having a stripe-shaped recess close to the active layer.
And the substrate has a light absorption by the light-absorbing layer or the substrate in at least one of the resonator end face neighborhood is reduced from light absorption by the light-absorbing layer or the substrate in the cavity center portion The groove width of the through groove of the light absorbing layer or the groove of the concave portion of the substrate is near at least one end face of the resonator,
A region that is enlarged from the central portion of the resonator and has a groove width of the through groove of the light absorbing layer or the groove width of the concave portion that is enlarged near at least one end face of the resonator has a width near the resonator end face. A semiconductor laser device comprising: a substantially constant region; and a gradually enlarged region connected to a central portion of the resonator. 3. 3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an optical output of the semiconductor laser device is 80 mW or less.
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