JP3078553B2 - Semiconductor laser device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

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JP3078553B2
JP3078553B2 JP01281703A JP28170389A JP3078553B2 JP 3078553 B2 JP3078553 B2 JP 3078553B2 JP 01281703 A JP01281703 A JP 01281703A JP 28170389 A JP28170389 A JP 28170389A JP 3078553 B2 JP3078553 B2 JP 3078553B2
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玄一 波多腰
豊 植松
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株式会社東芝
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は光情報処理や光計測等の光源として用いられ
る半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor laser device used as a light source for optical information processing and optical measurement, and a method for manufacturing the same.
(従来の技術) 近年0.6μm帯に発振波長を持つInGaAlP系赤色レーザ
が製品化され高密度光ディスク装置やレーザ・ビーム・
プリンタ用光源、バーコード・リーダや光計測器等の光
源として広い応用が期待されている。特に光ディスク装
置やレーザ・ビーム・プリンタ等への応用においては、
レーザビームを微小スポットに絞り込むという要請から
安定した基本横モード発振特性と、レーザ・ビームの非
点隔差が小さいことが重要である。また、光ディスク装
置やレーザビームプリンタ等の高速化を図るためには、
より高い光出力で動作するレーザが望まれている。
(Prior art) In recent years, an InGaAlP-based red laser having an oscillation wavelength in the 0.6 μm band has been commercialized, and a high-density optical disk device and a laser beam
Wide applications are expected as light sources for printers, bar code readers, light measuring devices, and the like. Especially in applications to optical disk devices, laser beam printers, etc.
It is important that the fundamental transverse mode oscillation characteristic is stable and the astigmatic difference of the laser beam is small because of the demand to narrow the laser beam to a minute spot. Also, in order to increase the speed of optical disk devices, laser beam printers, etc.,
A laser that operates at higher light output is desired.
この様な半導体レーザ装置として第10図に示す半導体
レーザ装置を考案している。すなわち、n−GaAs基板
(50)上に、n−In0.5(Ga1-yAly0.5Pクラッド層
(51)、アンドープIn0.5(Ga1-xAlx0.5P活性層(5
2)、P−In0.5(Ga1-yAly0.5Pクラッド層(53)が
順次積層形成されている。さらに、P−In0.5(Ga1-yAl
y0.5Pクラッド層(53)上にはストライプ状にP−In
0.5(Ga1-zAlz0.5P光導波層(54)、P−In0.5(Ga
1-yAly0.5P(55)、P−InGaPキャップ層(56)が形
成され、このストライプ状部の両側にはn−Ga1-wAlwAs
電流狭窄層(57)が形成されている。さらにこのn−Ga
1-wAlwAs電流狭窄層(57)上及びp−InGaPキャップ層
(56)上にはP−GaAsコンタクト層(38)が形成され、
またn側電極(59)、P側電極(60)が形成されてい
る。そして、この例では、上記Al混晶比をz=0.1、w
=0.8とすることにより損失のない屈折率導波型の半導
体レーザ装置を得ようとしている。
As such a semiconductor laser device, a semiconductor laser device shown in FIG. 10 has been devised. That is, an n-In 0.5 (Ga 1-y Al y ) 0.5 P cladding layer (51) and an undoped In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P active layer (5
2), P-In 0.5 (Ga 1 -y Al y ) 0.5 P clad layer (53) is sequentially laminated. Further, P-In 0.5 (Ga 1-y Al
y ) On the 0.5P cladding layer (53), P-In
0.5 (Ga 1-z Al z ) 0.5 P optical waveguide layer (54), P-In 0.5 (Ga
1-y Al y ) 0.5 P (55), P-InGaP cap layer (56) is formed, and n-Ga 1-w Al w As
A current confinement layer (57) is formed. Furthermore, this n-Ga
A P-GaAs contact layer (38) is formed on the 1-w Al w As current confinement layer (57) and the p-InGaP cap layer (56),
Further, an n-side electrode (59) and a p-side electrode (60) are formed. In this example, the Al mixed crystal ratio is z = 0.1, w
By setting the ratio to 0.8, an attempt is made to obtain a semiconductor laser device of a refractive index guided type having no loss.
しかしながら、この場合、P−In0.5(Ga1-yAly0.5
Pクラッド層(55)とn−Ga1-wAlwAs電流狭窄層(57)
との具体的なAl混晶比の関係、具体的実現手段について
は明らかにされておらず、最適条件の抽出が望まれてい
た。
However, in this case, P-In 0.5 (Ga 1-y All y ) 0.5
P cladding layer (55) and n-Ga1 -w Al w As current confinement layer (57)
The specific relationship between Al and the specific ratio of Al and the means for realizing it have not been clarified, and extraction of optimal conditions has been desired.
(発明が解決しようとする課題) この発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、光ディスク・メモリやレーザ
・ビーム・プリンタ用光源への応用に適した。非点隔差
が小さく、かつビーム・アスペクト比の小さな横モード
制御型のInGaAlP系赤色半導体レーザ装置を提供するこ
とである。
(Problems to be solved by the invention) The present invention has been made in view of the above circumstances,
Its purpose is suitable for application to an optical disk memory or a light source for a laser beam printer. An object of the present invention is to provide a lateral mode control type InGaAlP-based red semiconductor laser device having a small astigmatic difference and a small beam aspect ratio.
また、この発明は、動作電圧が低くしたがって駆動中
の発熱量が小さく、光ディスク・メモリやレーザ・ビー
ム・プリンタ等の高速化に重要な、高出力動作に適した
横モード制御型InGaAlP系赤色半導体レーザ装置を提供
することである。
Further, the present invention provides a lateral mode control type InGaAlP red semiconductor suitable for high-output operation, which has a low operating voltage and therefore generates a small amount of heat during driving, and is important for speeding up an optical disk memory, a laser beam printer, and the like. It is to provide a laser device.
[発明の構成] (発明を解決するための手段) 本発明の骨子は、n型基板上に形成されたInGaAlP系
赤色半導体レーザにおいて、活性層に対して基板と反対
側に形成されたクラッド層に一部に、屈折率の高い層の
存在によって横方向に実屈折率の変化を生ぜしめること
により、損失導波によらずに横モードの制御を行う様に
したことである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Invention) The gist of the present invention is a clad layer formed on an opposite side of an active layer to an active layer in an InGaAlP-based red semiconductor laser formed on an n-type substrate. In part, the change in the actual refractive index occurs in the lateral direction due to the presence of the layer having a high refractive index, thereby controlling the transverse mode without relying on the loss guiding.
また、本発明の骨子は、前記P−GaAlAsの抵抗率がP
型InGaAlPの10分の1以下と小さいことを利用して、上
記と同時にInGaAlP系の赤色レーザの欠点であった素子
抵抗の低減を図ったことである。
Further, the gist of the present invention is that the resistivity of the P-GaAlAs is P
Utilizing the fact that it is as small as one-tenth or less that of the type InGaAlP, the device resistance was reduced at the same time as the above, which was a defect of the InGaAlP-based red laser.
また、本発明の骨子は、活性層と接するP−GaAlPク
ラッド層と、前記P−GaAlP層に存在するバンド不連続
によって生ずる電圧降下が実用上問題とならない程度に
まで小さくなる様なP−GaAlAs層のAl混晶比及びキャリ
ア濃度を与えることにより、素子の動作電圧の低減を図
ったことである。
Further, the gist of the present invention is a P-GaAlP cladding layer in contact with the active layer, and a P-GaAlAs layer in which a voltage drop caused by band discontinuity existing in the P-GaAlP layer is reduced to a level that does not pose a practical problem. This is because the operating voltage of the device was reduced by giving the Al mixed crystal ratio and the carrier concentration of the layer.
すなわち、本発明は、n型のGaAs基板上に形成され、
GaAs格子整合したn型In0.5(Ga1-xAlx0.5Pクラッド
層(0<x≦1)と、その上に形成されたIn0.5(Ga1-y
Aly0.5P活性層(0≦y<x)とを有し、この上に接
して少くともP型In0.5(Ga1-zAlz0.5P第1クラッド
層(0<z≦1)と、その上に形成された前記In0.5(G
a1-zAlz0.5Pクラッド層と等しいかそれよりも屈折率
の小さいIn0.5(Ga1-uAlu0.5P第2クラッド層(0<
z≦u≦1)を有し、このIn0.5(Ga1-uAlu0.5P第2
クラッド層中に前記第1クラッド層に達するストライプ
状の溝が形成され、前記溝中には少くともIn0.5(Ga1-u
Alu0.5P第2クラッド層よりも屈折率が大きいP型Ga
1-vAlvAs光ガイド層を含む単層もしくは複数のP型GaAl
As層が形成されたことを特徴とする半導体レーザ装置で
ある。
That is, the present invention is formed on an n-type GaAs substrate,
GaAs lattice-matched n-type In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P cladding layer (0 <x ≦ 1) and In 0.5 (Ga 1-y
Al y ) 0.5 P active layer (0 ≦ y <x), and at least a P-type In 0.5 (Ga 1 -z Al z ) 0.5 P first cladding layer (0 <z ≦ 1) ) And the In 0.5 (G
a 1-z Al z ) 0.5 P cladding layer In 0.5 (Ga 1-u Alu ) 0.5 P second cladding layer (0 <
z ≦ u ≦ 1), and the In 0.5 (Ga 1-u Al u ) 0.5 P second
A stripe-shaped groove reaching the first clad layer is formed in the clad layer, and at least In 0.5 (Ga 1-u
Al u ) P-type Ga having a higher refractive index than the 0.5 P second cladding layer
Single-layer or multiple P-type GaAl including 1-v Al v As optical guide layer
A semiconductor laser device having an As layer formed thereon.
(作用) 本発明によれば、In0.5(Ga1-uAlu0.5P第2クラッ
ド層中に形成された溝中のGa1-vAlvAs層の屈折率をその
外側の層の屈折率よりも大きくしたことによって、横モ
ードの制御に十分な大きさの実屈折率差を実現できるた
め、安定した基本横モード発振が可能である。
(Function) According to the present invention, the refractive index of the Ga 1-v Al v As layer in the groove formed in the In 0.5 (Ga 1-u Al u ) 0.5 P second cladding layer is determined by the refractive index of the outer layer. By making the refractive index larger than the refractive index, a real refractive index difference large enough to control the transverse mode can be realized, so that stable fundamental transverse mode oscillation is possible.
また、本発明の構造は実屈折率導波型構造であるた
め、従来の損失導波型構造と比べて発振しきい電流が顕
著に増加することなくストライプ状溝の幅を狭くできる
ため、水平方向のビーム放射角を広くすることが出来、
小さなアスペクト比を実現できる。また、実屈折率導波
構造であるために、10μm以下の小さな非点隔差が容易
に実現できる。
Further, since the structure of the present invention is a real refractive index guided structure, the width of the stripe-shaped groove can be narrowed without a remarkable increase in the oscillation threshold current as compared with the conventional loss guided structure, so that Direction beam radiation angle can be widened,
A small aspect ratio can be realized. Further, a small astigmatic difference of 10 μm or less can be easily realized because of the real refractive index waveguide structure.
さらに、本発明によれば、電流経路となるP型クラッ
ド層の一部がInGaAlPよりも低抗率の小さいP型GaAlAs
で置き換えられるため、素子の電気抵抗を低減でき、ジ
ュール発熱量を小さくできる。したがって、InGaAlP系
赤色レーザにおいて安定した高出力動作特性を実現でき
る。
Further, according to the present invention, a part of the P-type cladding layer serving as a current path has a lower resistivity than that of InGaAlP.
Therefore, the electric resistance of the element can be reduced and the Joule heat generation can be reduced. Therefore, stable high output operation characteristics can be realized in the InGaAlP red laser.
この様に本発明によれば光ディスク装置やレーザビー
ムプリンタ等の用途に適したビーム特性を有し、かつ高
出力動作に適したInGaAlP系赤色レーザを実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an InGaAlP red laser having beam characteristics suitable for applications such as an optical disk device and a laser beam printer and suitable for high-output operation.
(実施例) 第1図(a)は、本発明の第1の実施例のInGaAlP系
半導体レーザ装置の断面構造図である。この半導体レー
ザ装置は、n−GaAs基板(10)上に、先ずn−In0.5(G
a0.3Al0.70.5Pクラッド層(11)(n=4×1017c
m-3、厚さ1μm)、アンドープIn0.5Ga0.5P活性層(1
2)(厚さ0.06μm)、P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5
クラッド層(13)(P=5×1017cm-3、厚さ0.3μm)
が形成されいる。このP−In0.5(Ga0.3Al0.7Pクラッ
ド層(13)上には、中央にストライプ状にP−In0.5(G
a0.5Al0.50.5P光ガイド層(14)(P=5×1017c
m-3、厚さ0.15μm)、P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5
クラッド層(15)(P=5×1017cm-3、厚さ0.6μm)
が形成されている。そしてこれらp−In0.5(Ga0.5Al
0.50.5P光ガイド層(14)及びP−In0.5(Ga0.3Al
0.70.5Pクラッド層(15)の両側のP−In0.5(Ga0.3
Al0.70.5Pクラッド層(13)上には逆導電型のn−Ga
0.45Al0.55As埋め込み層(16)(n=1×1017cm-3、厚
さ0.7μm)が形成され、このn−Ga0.45Al0.55As埋め
込み層(16)及びP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッ
ド層(15)上にはP−GaAsコンタクト層(17)(P=2
×1018cm-3、厚さ2μm)が形成されている。またn−
GaAs基板(10)の裏面にはn側のAuGe/Au電極(18)が
形成され、P−GaAsコンタクト層(17)表面にはP側の
AuZn/Au電極(19)が形成されている。
(Example) FIG. 1A is a sectional structural view of an InGaAlP-based semiconductor laser device according to a first example of the present invention. In this semiconductor laser device, an n-In 0.5 (G
a 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (11) (n = 4 × 10 17 c
m −3 , thickness 1 μm), undoped In 0.5 Ga 0.5 P active layer (1
2) (Thickness 0.06 μm), P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P
Cladding layer (13) (P = 5 × 10 17 cm -3 , thickness 0.3 μm)
Is formed. On the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 P clad layer (13), a stripe-shaped P-In 0.5 (G
a 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P light guide layer (14) (P = 5 × 10 17 c
m -3 , thickness 0.15 μm), P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P
Cladding layer (15) (P = 5 × 10 17 cm -3 , thickness 0.6 μm)
Are formed. These p-In 0.5 (Ga 0.5 Al
0.5 ) 0.5 P optical guide layer (14) and P-In 0.5 (Ga 0.3 Al
0.7 ) 0.5 P-In 0.5 (Ga 0.3 ) on both sides of the P cladding layer (15)
Al 0.7 ) 0.5 The n-Ga of the opposite conductivity type is formed on the P cladding layer (13).
A 0.45 Al 0.55 As buried layer (16) (n = 1 × 10 17 cm −3 , 0.7 μm in thickness) is formed, and the n-Ga 0.45 Al 0.55 As buried layer (16) and P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P-GaAs contact layer (17) (P = 2
× 10 18 cm -3 , thickness 2 μm). Also n-
An n-side AuGe / Au electrode (18) is formed on the back surface of the GaAs substrate (10), and a P-side contact electrode is formed on the surface of the P-GaAs contact layer (17).
An AuZn / Au electrode (19) is formed.
この第1図に示す半導体レーザ装置が特徴とする点
は、P−In0.5(Ga0.5Al0.50.5P光ガイド層(14)の
屈折率がn−Ga0.45Al0.55Ass埋め込み層(16)の屈折
率より大きくなるようにしたところにある。
A characteristic of the semiconductor laser device shown in FIG. 1 is that the refractive index of the P-In 0.5 (Ga 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P light guide layer (14) is n-Ga 0.45 Al 0.55 Ass buried layer (16). Is set to be larger than the refractive index.
第2図に、第1図レーザの発振波長670nm付近の波長
に対するGa1-xAlxAsとIn0.5(Ga1-xAlx0.5Pの屈折率
nの関係をAl混晶比xについて示した。尚、InGaAlPに
ついては、Int(Ga1-xAlx1-tPとした場合、tはGaAs
と格子整合する0.48≦t≦0.25であれば良い。
FIG. 2 shows the relationship between the refractive index n of Ga 1-x Al x As and In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P with respect to the oscillation wavelength of the laser shown in FIG. Indicated. In InGaAlP, when Int (Ga 1-x Al x ) 1-t P, t is GaAs
0.48 ≦ t ≦ 0.25, which is lattice-matched with
これによれば、 In0.5(Ga1-xAlx0.5Pの屈折率は、 nInGaAl1P=3.65−0.35x Ga1-xAlxAsの屈折率は、 nGaAlAs=3.82−0.73x の様に表わされるので、In0.5(Ga1-wAlw0.5P光ガイ
ド層のAl混晶比wに対してGa1-uAluAs埋め込み層のAl混
晶比uを、 u>0.48w+0.23 となる様に選べば良い。
According to this, the refractive index of In 0.5 (Ga 1−x Al x ) 0.5 P is n InGaA 1 1 P = 3.65−0.35 × Ga 1−x Al x As, the refractive index is n GaA 1 As = 3.82− Since it is expressed as 0.73x, the Al mixed crystal ratio u of the Ga 1-u Al u As buried layer with respect to the Al mixed crystal ratio w of the In 0.5 (Ga 1-w Al w ) 0.5 P light guide layer is expressed as follows. u> 0.48w + 0.23 should be selected.
第1図の構造においては、図中幅Wで表わされたスト
ライプ部分とその外側の部分との屈折率差として△n=
3×10-3が得られる。この値は、横モードの制御に十分
な値であった。また、このときn−Ga0.4Al0.55As埋め
込み層(16)は発振波長に対して透明となるから、実屈
折率導波構造が実現できる。第1図の構造のレーザにお
いて、ストライプ幅Wが2.5μm以下の時基本横モード
で発振し、アスペクト比3以下の等方的なビーム放射形
状が得られた。また、非点隔差も5μm以下という極め
て小さな値が得られた。さらに、この例ではGa0.45Al
0.55As埋め込み層(16)をn型とし、電流狭窄層として
も動く様にしているため、30mA以下の低い発振しきい値
が実現できた。
In the structure shown in FIG. 1, the refractive index difference between the stripe portion represented by the width W in the drawing and the portion outside the stripe portion is represented by Δn =
3 × 10 -3 is obtained. This value was sufficient for controlling the transverse mode. Further, at this time, the n-Ga 0.4 Al 0.55 As buried layer (16) becomes transparent to the oscillation wavelength, so that a real refractive index waveguide structure can be realized. In the laser having the structure shown in FIG. 1, the laser oscillated in the fundamental transverse mode when the stripe width W was 2.5 μm or less, and an isotropic beam emission shape with an aspect ratio of 3 or less was obtained. Also, the astigmatic difference was as small as 5 μm or less. Further, in this example, Ga 0.45 Al
Since the 0.55 As buried layer (16) is of the n-type and can also function as a current confinement layer, a low oscillation threshold of 30 mA or less was realized.
尚、P−In0.5(Ga0.5Al0.50.5P光ガイド層(14)
のストライプ部とその外側のn−Ga0.45Al0.55As埋め込
み層(16)との屈折率差△nとP−In0.5(Ga0.5A
l0.50.5P光ガイド層(14)のストライプ幅Wの範囲
について説明する。第3図(a)に示すように、△nが
大きくなるにつれて、基本横モード発振が可能な(すな
わち、高次モードがカット・オフとなる)ストライプ幅
は狭くなる。一方、電流注入(発振に必要な1KA/cm2
によっても安定にモードを維持するためには△n>1×
10-3が必要と考えられる。他方、素子化プロセス上実用
的なストライプ幅は1.5μm以上と考えられる。これよ
り狭い範囲ではエッチングによるストライプの形成は困
難である。従って、実用的に有用な△n及びWは、1×
10-3<△n<1×10-2、1.5μm≦W≦3.5μmである。
In addition, P-In 0.5 (Ga 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P optical guide layer (14)
And the P-In 0.5 (Ga 0.5 A) between the refractive index difference Δn and the n-Ga 0.45 Al 0.55 As buried layer (16)
l 0.5) is described range of the stripe width W of 0.5 P optical guide layer (14). As shown in FIG. 3 (a), as Δn increases, the stripe width in which fundamental transverse mode oscillation is possible (that is, the higher-order mode is cut off) becomes narrower. On the other hand, current injection (1 KA / cm 2 required for oscillation)
△ n> 1 ×
10 -3 is considered necessary. On the other hand, a practical stripe width in the device fabrication process is considered to be 1.5 μm or more. In a narrower range, it is difficult to form a stripe by etching. Therefore, practically useful Δn and W are 1 ×
10 −3 <Δn <1 × 10 −2 , 1.5 μm ≦ W ≦ 3.5 μm.
ここで、P−In0.5(Ga1-xAlx0.5P光ガイド層及び
P−In0.5(Ga1-yAly0.5P第二クラッド層を含むリッ
ジ部のエッチング形成には、エッチングの制御性に優れ
たリン酸もしくは硫酸を用いることが望ましい。
Here, the ridge portion including the P-In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P optical guide layer and the P-In 0.5 (Ga 1-y Al y ) 0.5 P second cladding layer is formed by etching. It is desirable to use phosphoric acid or sulfuric acid which is excellent in controllability.
ところで、P−In0.5(Ga1-yAly0.5P第二クラッド
層のAl混晶比は、P−In0.5(Ga1-zAlz0.5P第一クラ
ッド層のAl混晶比とほぼ等しいか、それよりも小さいこ
とが必要である。なぜなら、P−In0.5(Ga1-yAly0.5
P第二クラッド層の屈折率がP−In0.5(Ga1-zAlz0.5
P第一クラッド層の屈折率に比べて大き過ぎる場合に
は、導波モードがカット・オフになってしまうからであ
る。一方、P−In0.5(Ga1-zAlz0.5P第一クラッド層
のAl混晶比は、キャリアを活性層に閉じこめるのに十分
なポテンシャル障壁を実現するという要請から、z=0.
5以上あることが望ましい。そのためP−In0.3(Ga1-yA
ly0.5P第二クラッド層のAl混晶比も、ほぼy=0.5
か、それよりも大きくなる。
Incidentally, the Al mixed crystal ratio of the P-In 0.5 (Ga 1-y Al y ) 0.5 P second cladding layer is the Al mixed crystal ratio of the P-In 0.5 (Ga 1-z Al z ) 0.5 P first cladding layer. Must be approximately equal to or less than. Because, P-In 0.5 (Ga 1-y All y ) 0.5
The refractive index of the P second cladding layer is P-In 0.5 (Ga 1 -z Al z ) 0.5
If the refractive index of the P-first cladding layer is too large, the waveguide mode is cut off. On the other hand, the Al composition ratio of the first cladding layer of P-In 0.5 (Ga 1 -z Al z ) 0.5 P is set to z = 0.0 due to the requirement to realize a potential barrier sufficient to confine carriers in the active layer.
It is desirable to have 5 or more. Therefore, P-In 0.3 (Ga 1-y A
l y ) 0.5 The Al mixed crystal ratio of the second cladding layer is also approximately y = 0.5.
Or larger.
第3図(b)に硫酸を用いた場合のエッチング速度の
Al混晶比依存性を示す。InGaAlPのエッチング速度はAl
混晶比に対して強い依存性を示し、Al混晶比が小さいほ
どエッチング速度は小さくなる。この事情は、リン酸を
用いた場合でも全く同様であった。このため、P−In
0.5(Ga1-x)Alx0.5P光ガイド層のAl混晶比がx=0.3
よりも小さい場合には、同層のエッチング速度と、Al混
晶比が大きくエッチング速度の大きなP−In0.5(Ga1-y
Aly0.5P第二クラッド層のエッチング速度との差が大
きくなりすぎるため、P−In0.5(Ga1-yAly0.5P第二
クラッド層にサイド・エッチングが生じてリッジの形成
が困難になる。このような理由により、良好なリッジ形
成のためには、P−In0.5(Ga1-xAlx0.5P光ガイド層
のAl混晶比はx=0.3よりも大きいことが好ましい。
FIG. 3 (b) shows the etching rate when sulfuric acid was used.
This shows the Al mixed crystal ratio dependency. InGaAlP etching rate is Al
It shows a strong dependence on the mixed crystal ratio, and the lower the Al mixed crystal ratio, the lower the etching rate. This situation was completely the same when phosphoric acid was used. Therefore, P-In
0.5 (Ga 1-x) Al x ) 0.5 The Al mixed crystal ratio of the P light guide layer is x = 0.3
When the etching rate is smaller than P-In 0.5 (Ga 1-y) , the etching rate of the same layer and the Al mixed crystal ratio are large and the etching rate is large.
Since the difference from the etching rate of the Al y ) 0.5 P second cladding layer becomes too large, side etching occurs in the P-In 0.5 (Ga 1 -y Al y ) 0.5 P second cladding layer, and ridge formation occurs. It becomes difficult. For these reasons, for good ridge formation, the Al-mixed crystal ratio of the P-In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P light guide layer is preferably larger than x = 0.3.
次ぎに、埋め込みGaAlAs層について説明する。第1図
(a)に示すように、空気中に露出したGaAlAs結晶表面
には自然酸化膜が形成される。その厚さは露出時間に比
例して増加するが現実の結晶成長プロセスのように、露
出時間が数十分の領域では、結晶中のAl混晶比の増加に
よる酸化膜厚の増大が顕著である。埋め込み層にAl混晶
比の高いGaAlAs層を用いた場合、その上に成長したP−
GaAs層の表面モホロジーが悪化し、特にAl混晶比が0.8
以上で顕著であった。その原因は、前述の自然酸化膜の
厚さが厚くなることによると考えられる。表面モホロジ
ーの悪化した結晶は一般に結晶欠陥を多く有し長時間の
素子動作中にそのような結晶欠陥は増殖し、ついには活
性層領域に達して素子の劣化を引き起こすことが知られ
ている。このような理由から、信頼性の高い素子を得る
ためには、GaAlAs埋め込み層のAl混晶比は0.8より小さ
いことが望ましく、0.75までは良好である。
Next, the buried GaAlAs layer will be described. As shown in FIG. 1A, a natural oxide film is formed on the surface of the GaAlAs crystal exposed in the air. Although the thickness increases in proportion to the exposure time, as in the actual crystal growth process, in an area where the exposure time is several tens of minutes, the oxide film thickness is significantly increased due to an increase in the Al mixed crystal ratio in the crystal. is there. When a GaAlAs layer having a high Al mixed crystal ratio is used for the buried layer, the P-
The surface morphology of the GaAs layer deteriorates, especially when the Al mixed crystal ratio is 0.8
The above was remarkable. It is considered that the cause is that the thickness of the natural oxide film is increased. It is known that a crystal having deteriorated surface morphology generally has many crystal defects, and such crystal defects multiply during a long operation of the device, and eventually reach the active layer region to cause deterioration of the device. For this reason, in order to obtain a highly reliable device, the Al mixed crystal ratio of the GaAlAs buried layer is desirably smaller than 0.8, and is good up to 0.75.
さらにここで、第1図(a)の変形例を第1図(b)
乃至(c)で示す。先ず、第1図(b)に示すようにP
−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(15−1)とP
−GaAsコンタクト層(17)との間に両者の中間のバンド
ギャップを有するGa0.5Al0.5As通電容易層(15−2)を
形成しても良い。また、この通電容易層(15−2)とし
てはGa0.4Al0.6As層であっても良い。これにより横モー
ド制御型半導体レーザ装置の低しきい値化を図ることが
できる。また、第1図(c)に示すようにP−In0.5(G
a0.3Al0.70.5Pクラッド層(15)及びn−Ga0.45Al
0.55As埋め込み層(16)とP−GaAsコンタクト層(17−
1)との間に、P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド
層(15)とP−GaAsコンタクト層(17−1)との中間の
バンドギャップを有するGa0.5Al0.5As又はGa0.4Al0.6As
からなる通電容易層(17−2)を形成しても良い。これ
により第1図(b)の例と同様の効果が得られる。
Further, here, a modified example of FIG.
To (c). First, as shown in FIG.
−In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (15-1) and P
A Ga 0.5 Al 0.5 As easy conducting layer (15-2) having a band gap between the two and the GaAs contact layer (17) may be formed. Further, the Ga 0.4 Al 0.6 As layer may be used as the current-carrying easy layer (15-2). Thus, the threshold of the lateral mode control type semiconductor laser device can be reduced. Also, as shown in FIG. 1 (c), P-In 0.5 (G
a 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (15) and n-Ga 0.45 Al
0.55 As buried layer (16) and P-GaAs contact layer (17-
Between 1), P-In 0.5 ( Ga 0.3 Al 0.7) Ga 0.5 has a bandgap intermediate 0.5 P cladding layer (15) P-GaAs contact layer (17-1) Al 0.5 As and Ga 0.4 Al 0.6 As
An easy current-carrying layer (17-2) made of As a result, the same effect as in the example of FIG. 1B can be obtained.
またさらに、第1図(a)においてクラッド層(15)
をGaAlAs層で構成しても良い。この場合、n−Ga0.45Al
0.55As埋め込み層(16)と略等しい屈折率のP−Ga0.45
Al0.55As層又はP−Ga0.4Al0.6As層とすることができ
る。このように電流通路となるクラッド層(15)をGaAl
Asで形成することにより、抵抗率を0.1〜0.2Ωcmとし、
P−InGaAlAsP層に比べて約1桁低くすることができ、
その結果発振しきい電流付近で約0.3Vの低減することが
できる。
Further, in FIG. 1 (a), the cladding layer (15)
May be constituted by a GaAlAs layer. In this case, n-Ga 0.45 Al
0.55 As P-Ga 0.45 having a refractive index substantially equal to that of the buried layer (16).
An Al 0.55 As layer or a P-Ga 0.4 Al 0.6 As layer can be used. As described above, the cladding layer (15) serving as a current path is made of GaAl.
By forming with As, the resistivity is set to 0.1 to 0.2 Ωcm,
About one digit lower than the P-InGaAlAsP layer,
As a result, about 0.3 V can be reduced near the oscillation threshold current.
第4図は、第1図に示したInGaAlP半導体レーザ装置
の製造方法を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing the InGaAlP semiconductor laser device shown in FIG.
先ず、第4図(a)に示す様に、n−GaAs基板(10)
にSiドープn−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層
(11)、アンドープIn0.5Ga0.5P活性層(12)、Znドー
プP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(13)、Zn
ドープP−In0.5(Ga0.5Al0.50.5P光ガイド層(14)
及びZnドープP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層
(15)を順次成長形成する。結晶成長は減圧有機金属気
相成長法(MOCVD法)により行なった。次に、ストライ
プ状に厚さ1000AのSi3N4膜(20)を形成し、これをマス
クとしてP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(1
5)及びP−In0.5(Ga0.5Al0.50.5P光ガイド層(1
4)をP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(13)
に至るまで選択的にエッチング除去し、凸状のメサを形
成する(第4図(b))。このとき、(100)基板を使
用してストライプの方向を(011)方向に取ると逆台形
状(逆メサ)と凸部ができるので、活性層近くでの幅を
狭くできて有利である。次に、Si3N4膜(20)をマスク
として、再び減圧MOCVD法により前記凸部の両側にSiド
ープn−Ga0.45Al0.55As埋め込み層(16)を選択的に成
長させた。成長温度は700℃、圧力は75Torrで、この条
件下でSi3N4膜(20)上にはGa0.45Al0.55As層が埋積す
ることなく、良好な選択成長が行なわれた(第4図
(c))。
First, as shown in FIG. 4 (a), an n-GaAs substrate (10)
Si-doped n-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (11), undoped In 0.5 Ga 0.5 P active layer (12), Zn-doped P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer ( 13), Zn
Doped P-In 0.5 (Ga 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P optical guide layer (14)
And a Zn-doped P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (15) are sequentially grown and formed. Crystal growth was performed by reduced pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Next, a 1000 A thick Si 3 N 4 film (20) is formed in a stripe shape, and the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (1) is used as a mask.
5) and P-In 0.5 (Ga 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P optical guide layer (1
4) P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (13)
To form a convex mesa (FIG. 4 (b)). At this time, if the direction of the stripe is taken in the (011) direction using the (100) substrate, an inverted trapezoidal shape (an inverted mesa) and a convex portion are formed, so that the width near the active layer can be advantageously reduced. Next, using the Si 3 N 4 film (20) as a mask, a Si-doped n-Ga 0.45 Al 0.55 As buried layer (16) was selectively grown on both sides of the projection again by the reduced pressure MOCVD method. The growth temperature was 700 ° C. and the pressure was 75 Torr. Under these conditions, the Ga 0.45 Al 0.55 As layer was not buried on the Si 3 N 4 film (20), and good selective growth was performed (fourth). Figure (c).
また、Ga1-xAlxAs(0<X<1)は、異なる成長面方
位に対して結晶のAl組成が変化してもそれによる格子定
数の変化は極めてわずかであるため、基板表面と異なる
面方位を有する凸部側面にも格子不整合による転位等が
発生することなく、良好なGa1-xAlxAsGA成長できた。
Ga 1-x Al x As (0 <X <1) has a very small change in the lattice constant due to a change in the Al composition of the crystal for different growth plane orientations. Good Ga 1-x Al x AsGA could be grown on the side surfaces of the convex portions having different plane orientations without generating dislocations or the like due to lattice mismatch.
さらに、Si3N4膜(20)をエッチング除去した後、再
び減圧MOCVD法によりZnドープP−GaAsコンタクト層(1
7)を成長形成し、n型のAuGe/Au電極(18)及びP型の
AuZn/Au電極(19)を形成して第1図(a)に示した本
発明の一実施例であるInGaAlP系赤色半導体レーザ装置
を作製することができる 上記製法においては、Si3N4膜(20)をマスクとし
て、Siドープn−Ga0.45Al0.55As埋め込み層(16)を減
圧MOCVD法により形成する場合、Si3N4膜(20)上にはGa
0.45Al0.55As層が堆積することなく良好な選択成長が行
なわれたが、この選択成長を良好に行なうためにはGaAl
As埋め込み層(16)のAl混晶比を制限する必要がある。
すなわち、埋め込み層(16)を形成するGa1-xAlxAsのAl
混晶比xが大きくなると、SiO2膜(20)上にもGaAlAs層
が堆積してしまいSiO2膜(20)の除去が困難となり、良
好な横モード制御型の半導体レーザ装置を得ることがで
きない。本願発明者らが、幅5μmのSiO2マスクが形成
されたInGaAlP基板にGa1-xAlxAs層を0.5μm成長形成し
た場合のマスク上への堆積の有無を実験により調査した
ところ、次の表1に示すような結果となった。
After the Si 3 N 4 film (20) is removed by etching, the Zn-doped P-GaAs contact layer (1
7) is grown and formed, and an n-type AuGe / Au electrode (18) and a p-type
By forming the AuZn / Au electrode (19), the InGaAlP-based red semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1A can be manufactured. In the above manufacturing method, the Si 3 N 4 film is used. When the Si-doped n-Ga 0.45 Al 0.55 As buried layer (16) is formed by the reduced pressure MOCVD method using the mask (20) as a mask, Ga is formed on the Si 3 N 4 film (20).
Good selective growth was performed without depositing 0.45 Al 0.55 As layer.
It is necessary to limit the Al mixed crystal ratio of the As buried layer (16).
That is, Ga 1-x Al x As Al forming the buried layer (16)
When the mixed crystal ratio x increases, that the removal of the SiO 2 film will be deposited GaAlAs layer also on the SiO 2 film (20) (20) it is difficult to obtain a semiconductor laser device of good transverse mode control type Can not. The inventors of the present application have conducted an experiment to determine whether or not Ga 1-x Al x As layers are grown and formed on an InGaAlP substrate on which an SiO 2 mask having a width of 5 μm is formed to a thickness of 0.5 μm. Table 1 shows the results.
すなわち、GaAsの場合、Ga0.45Al0.55Asの場合及びGa
0.2525Al0.7575Asの場合には、SiO2マスク上への堆積は
認められず良好に横モード制御型の半導体レーザ装置を
得ることができた。また、Ga0.25Al0.75Asの場合には部
分的に堆積していた。但し、この場合のGa0.25Al0.75As
層の堆積は部分的であり、SiO2マスクの除去には何ら支
障とはならず良好な横モード制御型の半導体レーザ装置
を得ることができた。さらに、Ga0.22Al0.88Asの場合に
はSiO2マスク上の全面にGaAlAs層が堆積し、その後のSi
O2マスクの除去が困難となり良好な横モード制御型の半
導体レーザ装置を得ることができなかった。従って、Ga
1-xAlxAs埋め込み層のAl混晶比xはx≦0.75である必要
があり、その結果、In0.5(Ga1-wAlw)0.5P光ガイド層
のAl混晶比wに対するGaruAluAs埋め込み層のAl混晶比
uは、 0.48w+0.23<u≦0.75 となる。
That is, for GaAs, Ga 0.45 Al 0.55 As and Ga
In the case of 0.25 25Al 0.75 75As, no deposition on the SiO 2 mask was observed, and a lateral mode control type semiconductor laser device was successfully obtained. In the case of Ga 0.25 Al 0.75 As, it was partially deposited. However, in this case, Ga 0.25 Al 0.75 As
The deposition of the layer was partial, and there was no hindrance to the removal of the SiO 2 mask, and a good transverse mode control type semiconductor laser device could be obtained. Furthermore, in the case of Ga 0.2 2Al 0.8 8aS the GaAlAs layer is deposited on the entire surface of the SiO 2 mask, a subsequent Si
It was difficult to remove the O 2 mask, and a good lateral mode control type semiconductor laser device could not be obtained. Therefore, Ga
The Al-mixed crystal ratio x of the 1-x Al x As buried layer needs to satisfy x ≦ 0.75, and as a result, the Ga ratio with respect to the Al-mixed crystal ratio w of the In 0.5 (Ga 1-w Al w ) 0.5P light guide layer. The Al mixed crystal ratio u of the ru Al u As buried layer is 0.48w + 0.23 <u ≦ 0.75.
第5図は、本発明の第2の実施例であるInGaAlP系半
導体レーザ装置の断面構造図である。すなわち、n−Ga
As基板(10)上にn−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッ
ド層(21)(n=4×1017cm-3、厚さ1μm)、アンド
ープIn0.5Ga0.5P活性層(22)(厚さ0.06μm)、中央
部にストライプ状のリッジ部(凸部)を有するP−In
0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(23)(P=5×10
17cm-3、厚さ1μm)が順次形成されている。さらにこ
のp−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(23)のス
トライプ状のリッジ部の両側には逆導電型のn−Ga0.35
Al0.65As埋め込み層(26)(n=1×1017cm-3、厚さ0.
8μm)が埋め込み形成されている。そして、これらP
−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(23)とn−Ga
0.35Al0.65As埋め込み層(26)の上にはP−GaAsコンタ
クト層(27)(P−2×1018cm-3、厚さ2μm)が形成
されている、またn−GaAs基板(10)の裏面にはn側の
AuGe/Au電極が形成され、P−GaAsコンタクト層(27)
の表面にはP側のAuZn/Au電極が形成されている。
FIG. 5 is a sectional structural view of an InGaAlP-based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention. That is, n-Ga
On an As substrate (10), an n-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (21) (n = 4 × 10 17 cm −3 , a thickness of 1 μm), an undoped In 0.5 Ga 0.5 P active layer (22 ) (Thickness 0.06 μm), P-In having a stripe-shaped ridge (convex) at the center
0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (23) (P = 5 × 10
17 cm −3 and a thickness of 1 μm) are sequentially formed. Further, on both sides of the stripe-shaped ridge portion of the p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (23), n-Ga 0.35 of opposite conductivity type is provided.
Al 0.65 As buried layer (26) (n = 1 × 10 17 cm −3 , thickness: 0.
8 μm). And these P
−In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (23) and n-Ga
A P-GaAs contact layer (27) (P-2 × 10 18 cm −3 , thickness 2 μm) is formed on the 0.35 Al 0.65 As buried layer (26), and an n-GaAs substrate (10) On the back side of the n-side
AuGe / Au electrode is formed, P-GaAs contact layer (27)
Is formed with a P-side AuZn / Au electrode.
尚、第5図においてP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pク
ラッド層(23)のストライプ状リッジ部の両側の厚さは
0.2μmである。
In FIG. 5, the thickness of both sides of the stripe-shaped ridge portion of the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (23) is
0.2 μm.
第5図のInGaAlP系半導レーザ装置においては、第2
図に示すGa1-xAlxAsとIn0.5(Ga1-xAlx0.5Pと屈折率
の関係から、P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層
(23)の屈折率がn−Ga0.35Al0.65As埋め込み層(26)
の屈折率より大きくなるようにそれぞれのAl組成が設定
されている。
In the InGaAlP-based semiconductor laser device shown in FIG.
From the relationship between Ga 1-x Al x As, In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P and the refractive index shown in the figure, the refractive index of the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer (23) Is n-Ga 0.35 Al 0.65 As buried layer (26)
The respective Al compositions are set so as to be higher than the refractive index.
その結果、ストライプ部分とその外側の部分との屈折
率差として△n>1×10-3という横モード制御に十分な
大きさの値が実現できる。これにより、ストライプ幅W
が2μm以下で基本横モード発振と、3以下の小さなア
スペクト比が得られた。また、このとき非点隔差は5μ
m以下という小さな値が得られた。
As a result, a value of Δn> 1 × 10 −3, which is large enough for the transverse mode control, can be realized as the refractive index difference between the stripe portion and the portion outside the stripe portion. Thereby, the stripe width W
Is 2 μm or less, a fundamental transverse mode oscillation and a small aspect ratio of 3 or less are obtained. In this case, the astigmatic difference is 5μ.
A small value of not more than m was obtained.
さらに、この例ではGa0.35Al0.65As埋め込み層(26)
をn型とし、電流狭窄層としても働く様にしているた
め、30mA以下の低い発振しきい値が実現できた。
Furthermore, in this example, the Ga 0.35 Al 0.65 As buried layer (26)
Is made n-type so as to function also as a current confinement layer, so that a low oscillation threshold value of 30 mA or less can be realized.
第6図は、第5図に示すInGaAlP系半導体レーザ装置
の製造方法を示した図である。
FIG. 6 is a view showing a method of manufacturing the InGaAlP-based semiconductor laser device shown in FIG.
先ず、第6図(a)に示す様に、n−GaAs基板(10)
上にSiドープn−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層
(21)、アンドープIn0.5Ga0.5P活性層(22)、Znドー
プp−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層(23)を順
次成長形成する。結晶成長は減圧有機金属気相成長法
(MOCVD法)により行った。
First, as shown in FIG. 6A, an n-GaAs substrate (10)
Si-doped n-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (21), undoped In 0.5 Ga 0.5 P active layer (22), Zn-doped p-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer (23) is sequentially grown and formed. Crystal growth was performed by reduced pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
次に、ストライプ状に厚さ1000AのSi3N4膜(20)を形
成し、これをマスクとしてP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5
Pクラッド層(23)をストライプの外側で活性層(22)
上から約0.2μmの厚さだけ残してエッチング除去し、
凸状のメサを形成する(第6図(b))このとき、(10
0)基板を使用してストライプの方向を(011)方向に取
ると逆台形状の凸部ができるので、活性上での幅を狭く
できて有利である。
Next, an Si 3 N 4 film (20) having a thickness of 1000 A is formed in a stripe shape, and P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5
An active layer (22) with a P cladding layer (23) outside the stripe
Etching is removed leaving a thickness of about 0.2 μm from above,
A convex mesa is formed (FIG. 6 (b)).
0) When the direction of the stripe is taken in the (011) direction using the substrate, an inverted trapezoidal convex portion is formed, which is advantageous in that the width on the active side can be reduced.
次に、Si3N4膜(20)をマスクとして再び減圧MOCVD法
により前記凸部の両側にSiドープn−Ga0.35Al0.65As埋
め込み層(26)を選択的に成長させた。成長温度は700
℃、圧力は75Torrであった(第6図(b))。さらにSi
3N4膜(20)をエッチング除去した後、再び減圧MOCVD法
によりZnドープP−GaAsコンタクト層(27)を成長形成
し、n側のAuGe/Au電極(28)及びP側のAuZn/Au電極
(29)を形成し、第5図に示した本発明の一実施例であ
るInGaAlP系赤色半導体レーザ装置が作製できた。
Next, using the Si 3 N 4 film (20) as a mask, a Si-doped n-Ga 0.35 Al 0.65 As buried layer (26) was selectively grown on both sides of the projection again by the reduced pressure MOCVD method. Growth temperature is 700
C. and pressure were 75 Torr (FIG. 6 (b)). Further Si
3 N 4 film (20) after the is removed by etching, vacuum again MOCVD method Zn-doped P-GaAs contact layer (27) is grown and formed by, n-side AuGe / Au electrode (28) and the P-side of AuZn / Au By forming the electrode (29), an InGaAlP-based red semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 5 was produced.
なお、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
The present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.
第7図は、本発明の第3の実施例を示すInGaAlP系半
導体レーザ装置の断面構造図である。この半導体レーザ
装置は、n−GaAs基板(10)上に先ずn−In0.5Ga0.5
クラッド層(31)(n=4×1017cm-3、厚さ1μm)、
アンドープIn0.5Ga0.5P活性層(32)(厚さ0.06μ
m)、P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5P第1クラッド層
(33)(P=5×1017cm-3、厚さ0.2μm)が順次形成
されている。このP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5P第1ク
ラッド層(33)上には中央ストライプ状領域を除いて両
側に逆導電型のn−In0.5Al0.5P第2クラッド層(34)
(n=4×1017cm-3、厚さ0.6μm)が形成されてい
る。また、このn−In0.5Ga0.5Al0.5P第2クラッド層
(34)表面上及びn−In0.5Al0.5P第2クラッド層(3
4)間のストライプ状溝部には薄いP−Ga0.4Al0.6As光
ガイド層(35)P=2×1018cm-3、厚さ0.15μm)が形
成され、このP−Ga0.4Al0.6As光ガイド層(35)上に
は、上記ストライプ状溝部を埋め込むようにP−Ga0.3A
l0.7Asクラッド層(36)(P=2×1018cm-3、厚さ1μ
m)が形成され、さらにこの上にはP−GaAsコンタクト
層(37)(P=2×1018cm-3、厚さ2μm)が順次設け
られている。尚、n−GaAs基板(10)の裏面にはn側の
AuGe/Au電極(38)が形成され、P−GaAsコンタクト層
(37)の表面にはP側のAuZn/Au電極(39)がそれぞれ
形成されている。
FIG. 7 is a sectional structural view of an InGaAlP-based semiconductor laser device showing a third embodiment of the present invention. In this semiconductor laser device, n-In 0.5 Ga 0.5 P is first formed on an n-GaAs substrate (10).
Cladding layer (31) (n = 4 × 10 17 cm −3 , thickness 1 μm),
Undoped In 0.5 Ga 0.5 P active layer (32) (thickness 0.06μ)
m), P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P first cladding layer (33) (P = 5 × 10 17 cm −3 , thickness 0.2 μm) is sequentially formed. On the P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P first cladding layer (33), n-In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (34) of opposite conductivity type is formed on both sides except for the central stripe region.
(N = 4 × 10 17 cm −3 , thickness 0.6 μm). The n-In 0.5 Ga 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (34) and the n-In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (3
A thin P-Ga 0.4 Al 0.6 As optical guide layer (35) (P = 2 × 10 18 cm −3 , thickness 0.15 μm) is formed in the stripe-shaped groove between 4), and this P-Ga 0.4 Al 0.6 As is formed. On the light guide layer (35), P-Ga 0.3 A is filled so as to fill the stripe-shaped groove.
l 0.7 As cladding layer (36) (P = 2 × 10 18 cm -3 , thickness 1μ)
m) is formed thereon, and a P-GaAs contact layer (37) (P = 2 × 10 18 cm −3 , thickness 2 μm) is further provided thereon. The n-GaAs substrate (10) has an n-side
An AuGe / Au electrode (38) is formed, and a P-side AuZn / Au electrode (39) is formed on the surface of the P-GaAs contact layer (37).
第6図の半導体レーザ装置の特徴とする点は、n−In
0.5Al0.5P第2クラッド層(34)のストライプ状溝部に
形成されているP−Ga0.4Al0.6As光ガイド層(35)の屈
折率がそのストライプ状溝部の両側のn−In0.5Al0.5
第2クラッド層(34)の屈折率よりも大きくなるように
設定されている。すなわち、第2図に示すGa1-xAlxAsと
In0.5(Ga1-xAlx0.5Pとの屈折率の関係から、P−Ga
AlAs光ガイド層(35)のAl混晶比を0.6とし、n−InAlP
第2クラッド層(34)のAl混晶比を0.5としている。In
0.5(Ga1-uAlu0.5P第2クラッド層のAl混晶比uに対
するGa1-vAlvAs光ガイド層のAl混晶比vは第2図より、 v<0.48u+0.23 となる様に選べば良い。
The feature of the semiconductor laser device of FIG. 6 is that n-In
0.5 Al 0.5 P second cladding layer (34) P-Ga 0.4 are formed in a stripe shape groove Al 0.6 As optical guide layer (35) on both sides of the refractive index of the striped grooves that of n-In 0.5 Al 0.5 P
The refractive index is set to be larger than the refractive index of the second cladding layer (34). That is, Ga 1-x Al x As shown in FIG.
In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 From the relationship of refractive index with P, P-Ga
The Al mixed crystal ratio of the AlAs light guide layer (35) is 0.6, and n-InAlP
The Al mixed crystal ratio of the second cladding layer (34) is set to 0.5. In
0.5 (Ga 1-u Al u ) 0.5 P The Al composition ratio v of the Ga 1-v Al v As optical guide layer with respect to the Al composition ratio u of the second cladding layer is, from FIG. 2, v <0.48u + 0.23. It is good to choose so that it becomes.
第7図の構造においては、図中幅Wで表わされたスト
ライプ部分とその外側の部分との屈折率差として△n=
5×10-3という横モードの制御に十分な大きさの値を実
現することができる。この構造のレーザにおいて、スト
ライプ幅Wの2μm以下の時には安定な基本横モード発
振が得られ、また、アスペクト比2.5以下の等方的なビ
ーム放射特性が実現できた。さらに、実屈折率導波構造
であるために、ビームの非点隔差も5μm以下という極
めて小さな値が得られた。
In the structure shown in FIG. 7, the refractive index difference between the stripe portion represented by the width W in the drawing and the portion outside the stripe portion is represented by Δn =
A value of 5 × 10 −3, which is large enough for the control of the transverse mode, can be realized. In the laser having this structure, stable fundamental transverse mode oscillation was obtained when the stripe width W was 2 μm or less, and isotropic beam emission characteristics with an aspect ratio of 2.5 or less were realized. Furthermore, because of the actual refractive index waveguide structure, an extremely small value of the astigmatic difference of the beam of 5 μm or less was obtained.
ここで、P−In0.5(Ga1-zAlz0.5P第一クラッド層
とP−Ga1-vAlvAs光ガイド層のヘテロ接合界面では、価
電子帯にバンド不連続が存在し、これが正孔に対して障
壁として働くため電圧降下が発生し、その結果素子の動
作電圧が上昇するという問題がある。この価電子帯のバ
ンド不連続は両者のAl混晶比によって増減し、P−In
0.5(Ga1-zAlz0.5P第一クラッド層のAl混晶比が小さ
く、P−Ga1-vAlvAs光ガイド層のAl混晶比が大きいほど
バンド不連続は小さくなることが判った。
Here, at the heterojunction interface between the P-In 0.5 (Ga 1-z Al z ) 0.5 P first cladding layer and the P-Ga 1-v Al v As optical guide layer, a band discontinuity exists in the valence band. Since this acts as a barrier against holes, a voltage drop occurs, and as a result, the operating voltage of the element increases. The band discontinuity of this valence band increases and decreases depending on the Al mixed crystal ratio of both, and P-In
0.5 (Ga 1 -z Al z ) 0.5 The band discontinuity becomes smaller as the Al composition ratio of the P first cladding layer is smaller and the Al composition ratio of the P-Ga 1 -v Al v As optical guide layer is larger. I understood.
ところで、P−In0.5(Ga1-zAlz0.5P第一クラッド
層のAl混晶比は、キャリアを活性層に閉じこめるのに十
分なポテンシャル障壁を実現するという要請から、少な
くともz=0.5以上あることが必要である。そこで、P
−In0.5(Ga0.5Al0.50.5P第一クラッド層に対して、
P−Ga1-vAlvAs光ガイド層のAl混晶比を種々変えて素子
を作製し、その電流−電圧特性を調べた。その結果を第
8図(a)に示す。これによると、P−Ga1-vAlvAs光ガ
イド層のAl混晶比vが、0.4以上の時に十分低い動作電
圧が得られることが判る。このような理由により、良好
な電流−電圧特性を実現するためには、P−Ga1-vAlvAs
光ガイド層のAl混晶比vは、少なくとも0.4以上である
ことが必要である。
By the way, the Al composition ratio of the P-In 0.5 (Ga 1 -z Al z ) 0.5 P first cladding layer is set to at least z = 0.5 in order to realize a potential barrier sufficient to confine carriers in the active layer. It is necessary to have this. Then, P
−In 0.5 (Ga 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P For the first cladding layer,
Devices were fabricated by changing the Al composition ratio of the P-Ga 1-v Al v As light guide layer variously, and the current-voltage characteristics were examined. The results are shown in FIG. According to this, it is understood that a sufficiently low operating voltage can be obtained when the Al mixed crystal ratio v of the P-Ga 1-v Al v As light guide layer is 0.4 or more. For these reasons, in order to realize good current-voltage characteristics, P-Ga 1-v Al v As
It is necessary that the Al mixed crystal ratio v of the light guide layer is at least 0.4 or more.
さて、第7図の構造の実施例において、z=0.7のP
−In0.5(Ga1-zAlz0.5P第一クラッド層に対して、P
−Ga1-vAlvAs光ガイド層のAl混晶比を種々変えて素子を
作製し、その電流−電圧特性を調べたところ、第8図
(b)の様な結果が得られた。それによると、P−Ga
1-vAlvAs光ガイド層のAl混晶比vが、0.6以上の時に十
分低い動作電圧が得られることが判る。実際、第7図の
構造においては、P−Ga1-vAlvAs光ガイド層のAl混晶比
vは0.6と設定されているため、レーザ発振動作時(J
〜2kA/cm2)において2.5V以下の低い電圧で駆動するこ
とが可能であった。
Now, in the embodiment of the structure of FIG.
−In 0.5 (Ga 1 -z Al z ) 0.5 P
-Ga 1 -v Al v As A device was produced by changing the Al composition ratio of the optical guide layer variously, and the current-voltage characteristics were examined. As a result, a result as shown in FIG. 8 (b) was obtained. According to it, P-Ga
It can be seen that a sufficiently low operating voltage can be obtained when the Al mixed crystal ratio v of the 1-v Al v As light guide layer is 0.6 or more. Actually, in the structure of FIG. 7, the Al-crystal ratio v of the P-Ga 1-v Al v As light guide layer is set to 0.6, so that the laser oscillation operation (J
22 kA / cm 2 ), it was possible to drive with a low voltage of 2.5 V or less.
さらに、P−Ga0.4Al0.6As光ガイド層(35)及びP−
Ga0.3Al0.7Asクラッド層(36)の抵抗率は0.1〜0.2Ωcm
という値で、P−InGaAlP層に比べて約1桁低いため、
P−InGaAlP層のみをクラッド層として使用する従来構
造の半導体レーザ装置と比較して発振しきい電流付近で
約0.3Vの低減が図れた。
Further, the P-Ga 0.4 Al 0.6 As optical guide layer (35) and the P-
The resistivity of the Ga 0.3 Al 0.7 As cladding layer (36) is 0.1 to 0.2 Ωcm
Is about one digit lower than the P-InGaAlP layer,
As compared with a semiconductor laser device having a conventional structure using only a P-InGaAlP layer as a cladding layer, a reduction of about 0.3 V was achieved near an oscillation threshold current.
また、P−Ga0.3Al0.7Asクラッド層(36)のAl混晶比
は、その屈折率がn−In0.5Al0.5P第2クラッド層(3
4)とほぼ等しくなる様、0.7とした。この様にすること
により、横モードの制御に十分な大きさの実屈折率変化
を生ぜしめることができた。
Further, P-Ga 0.3 Al 0.7 As Al mixed crystal ratio of the clad layer (36), a refractive index n-In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (3
It was set to 0.7 so that it was almost equal to 4). In this way, a change in the actual refractive index sufficient for controlling the transverse mode could be generated.
これらにより、電流密度の高い高圧力動作時において
も、素子の発熱量を最小限度に抑えることが可能とな
り、CW光出力20mW以上まで発熱によって微分量子効率が
低下することなる良好な高出力特性が実現できた。
As a result, even during high-pressure operation with high current density, it is possible to minimize the amount of heat generated by the element, and to achieve good high-output characteristics in which differential quantum efficiency is reduced by heat generation up to a CW optical output of 20 mW or more. I realized it.
さらに、この例では、In0.5Al0.5P第2クラッド層
(34)をn型とすることによって、ストライプ部にのみ
電流が流れる様に電流狭窄層としてはたらく構造とした
ため、30mA以下という低いしきい値が実現できた。
Further, in this example, since the In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (34) is of an n-type, the structure functions as a current confinement layer so that current flows only in the stripe portion, and thus has a low threshold of 30 mA or less. The value has been realized.
第9図は、本発明の第4の実施例を示すInGaAlP系半
導体レーザ装置の断面構造図である。この半導体レーザ
装置は、n−GaAs基板(40)上に、先ずn−In0.5Al0.5
Pクラッド層(41)(n=4×1017cm-3、厚さ1μ
m)、アンドープIn0.5Al0.5P活性層(42)(厚さ0.06
μm)、P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5P第1クラッド層
(43)(P=5×1017cm-3、厚さ0.2μm)が順次形成
されている。このP−In0.5(Ga0.3Al0.70.5P第1ク
ラッド層(43)上には、中央のストライプ状領域を除い
て両側に逆導電型のn−In0.5Al0.5P第2クラッド層
(44)(n=4×1017cm-3、厚さ0.6μm)が形成され
ている。また、このn−In0.5Al0.5P第2クラッド層
(44)表面上及びn−In0.5Al0.5P第2クラッド層(4
4)間のストライプ状溝部には、P−Ga0.35Al0.65As光
ガイド層(45)(P=2×1018cm-3、厚さ1.2μm)が
形成され、さらにこの上にはP−GaAsコンタクト層(4
6)(P=2×1018cm-3、厚さ1.2μm)が形成されてい
る。また、n−GaAs基板(40)の裏面には、n側のAuGe
/Au電極(47)が形成され、P−GaAsコンタクト層(4
6)の表面にはP側のAuZn/Au電極(48)が形成されてい
る。
FIG. 9 is a sectional structural view of an InGaAlP-based semiconductor laser device showing a fourth embodiment of the present invention. This semiconductor laser device has an n-In 0.5 Al 0.5 first on an n-GaAs substrate (40).
P cladding layer (41) (n = 4 × 10 17 cm −3 , thickness 1 μ)
m), undoped In 0.5 Al 0.5 P active layer (42) (thickness 0.06
μm) and P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P first cladding layer (43) (P = 5 × 10 17 cm −3 , thickness 0.2 μm) are sequentially formed. On this P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P first cladding layer (43), on the both sides except for the central stripe region, an n-In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer ( 44) (n = 4 × 10 17 cm −3 , thickness 0.6 μm). Further, on the surface of the n-In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (44) and the n-In 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (4
A P-Ga 0.35 Al 0.65 As optical guide layer (45) (P = 2 × 10 18 cm −3 , thickness 1.2 μm) is formed in the stripe-shaped groove between 4), and P-Ga 0.35 Al 0.65 As is further formed thereon. GaAs contact layer (4
6) (P = 2 × 10 18 cm −3 , thickness 1.2 μm). The n-GaAs substrate (40) has an n-side AuGe
/ Au electrode (47) is formed, and the P-GaAs contact layer (4
On the surface of 6), a P-side AuZn / Au electrode (48) is formed.
第9図の半導体レーザ装置の特徴とする点は、n−In
0.5Al0.5P第2クラッド層(44)のストライプ状溝部に
形成されているP−Ga0.35Al0.65As光ガイド層(45)の
屈折部がそのストライプ状溝部を構成する両側のn−In
0.5Al0.5P第2クラッド層(44)の屈折率よりも大きく
なるように設定されている。すなわち第2図に示すGa
1-xAlxAsとIn0.5(Ga1-xAlx0.5Pとの屈折率の関係か
ら、P−GaAlAs光ガイド層(45)のAl混晶比を0.65と
し、n−InAlP第2クラッド層(44)のAl混晶比を0.5と
している。
The feature of the semiconductor laser device of FIG. 9 is that n-In
The refraction portion of the P-Ga 0.35 Al 0.65 As optical guide layer (45) formed in the stripe groove of the 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (44) has n-In on both sides constituting the stripe groove.
The refractive index is set to be larger than the refractive index of the 0.5 Al 0.5 P second cladding layer (44). That is, Ga shown in FIG.
From the relationship between the refractive indices of 1-x Al x As and In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 P, the Al-mixed crystal ratio of the P-GaAlAs optical guide layer (45) was set to 0.65, and the n-InAlP second The Al mixed crystal ratio of the cladding layer (44) is set to 0.5.
この様にすることにより、図中幅Wで表わされたスト
ライプ部分とその外側の部分との実効屈折率差として△
n>1×10-3という横モードの制御に十分な大きさの値
を実現することができた。この構造のレーザにおいて、
ストライプ幅Wが2μm以下の時には安定な基本モード
発振とアスペクト比2.5以下の等方的なビーム放射特性
が実現できた。さらに、ビーム非点隔差も5μm以下と
いう極めて小さな値が得られた。
By doing so, the effective refractive index difference between the stripe portion represented by the width W in the figure and the portion outside the stripe portion is expressed as △
A value of n> 1 × 10 −3, which is large enough for the control of the transverse mode, can be realized. In the laser of this structure,
When the stripe width W is 2 μm or less, stable fundamental mode oscillation and isotropic beam emission characteristics with an aspect ratio of 2.5 or less can be realized. Further, an extremely small value of the beam astigmatism of 5 μm or less was obtained.
さらにP−Ga0.35Al0.65As光ガイド層(45)の採用に
よりレーザ発振動作時(J〜2KA/cm2)において2.5V以
下の低い電圧で駆動することができた。それにより、CW
光出力20mW以上まで発熱によって微分効率が低下するこ
となく良好な高出力特性が実現できた。また、In0.5Al
0.5P第2クラッド層(44)をn型として電流狭窄層と
した構造のため、30mA以下の低い発振しきい値が実現で
きた。
Further, by employing the P-Ga 0.35 Al 0.65 As light guide layer (45), it was possible to drive at a low voltage of 2.5 V or less during laser oscillation operation (J to 2 KA / cm 2 ). Thereby, CW
Excellent high output characteristics were realized without reducing the differential efficiency due to heat generation up to an optical output of 20 mW or more. In addition, In 0.5 Al
For the structure and the current confining layer 0.5 P second cladding layer (44) as n-type, the following low oscillation threshold 30mA was realized.
尚、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施することができる。
The present invention can be variously modified without departing from the scope of the invention.
[発明の効果] 以上述べた様に、本発明によれば安定な基本横モード
発振特性と、小さなアスペクト比及び小さな非点隔差と
を備え、光ディスク装置やレーザビームプリンタ等の用
途に適したビーム特性を有し、加信頼性の高いInGaAlP
系赤色レーザを実現できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a beam having stable fundamental transverse mode oscillation characteristics, a small aspect ratio and a small astigmatic difference, and suitable for applications such as an optical disk device and a laser beam printer. InGaAlP with characteristics and high reliability
A red laser can be realized.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
第1図は本発明の第1の実施例を示す半導体レーザ装置
の断面構造図、第2図はIn0.5(Ga1-xAlx0.5の及びGa
1-xAlxAsの屈折率の関係を示す図、第3図は屈折率差△
nと高次モードがカット・オフとなるストライプ幅との
関係を示す図およびエッチング特性を示す図、第4図は
第1図に示す半導体レーザ装置の製造方法を示す図、第
5図は第2の実施例を示す半導体レーザ装置の断面構造
図、第6図は第5図に示す半導体レーザ装置の製造方法
を示す図、第7図は第3の実施例を示す半導体レーサ装
置の断面構造図、第8図は、半導体レーザ装置としての
電流−電圧特性を示した図、第9図は第4の実施例を示
す半導体レーザ装置の断面構造図、第10図は従来例を示
す図である。 10……GaAs基板、11,21……n−In0.5(Ga0.3Al0.7
0.5Pクラッド層、12,22……アンドープIn0.5Ga0.5P活
性層、13,23……P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッ
ド層、14……P−In0.5(Ga0.5Al0.50.5P光ガイド
層、15……P−In0.5(Ga0.3Al0.70.5Pクラッド層、
16……n−Ga0.4545Al0.5555As埋め込み層、17,27……
P−GaAsコンタクト層、18……AuGe/Au電極、19……AuZ
n/Au電極、20……SiO2膜、26……n−Ga0.35Al0.65As埋
め込み層。
FIG. 1 is a sectional structural view of a semiconductor laser device showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of In 0.5 (Ga 1-x Al x ) 0.5 and Ga
FIG. 3 shows the relationship between the refractive indices of 1-x Al x As, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between n and the stripe width at which the higher-order mode is cut off, and a diagram showing etching characteristics. FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional structure of a semiconductor laser device showing a third embodiment. FIG. 8, FIG. 8 is a diagram showing current-voltage characteristics as a semiconductor laser device, FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram of a semiconductor laser device showing a fourth embodiment, and FIG. 10 is a diagram showing a conventional example. is there. 10 …… GaAs substrate, 11,21 …… n-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 )
0.5 P cladding layer, 12,22 ... undoped In 0.5 Ga 0.5 P active layer, 13, 23 ... P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P cladding layer, 14 ... P-In 0.5 (Ga 0.5 Al 0.5 ) 0.5 P optical guide layer, 15... P-In 0.5 (Ga 0.3 Al 0.7 ) 0.5 P clad layer,
16 …… n-Ga 0.45 45Al 0.55 55As buried layer, 17,27 ……
P-GaAs contact layer, 18 ... AuGe / Au electrode, 19 ... AuZ
n / Au electrode, 20: SiO 2 film, 26: n-Ga 0.35 Al 0.65 As buried layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−184973(JP,A) 特開 平1−244691(JP,A) 特開 平1−115185(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-184973 (JP, A) JP-A-1-2444691 (JP, A) JP-A-1-115185 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 33/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】活性層をクラッド層で挟んだダブルヘテロ
    接合構造の前記クラッド層にストライプ状の高屈折率層
    が設けられた屈折率導波型の半導体レーザ装置であり、
    前記高屈折率層がGa1-uAluAsからなり、前記高屈折率層
    の両側の低屈折率層がInt(Ga1-wAlw1-tP(0.48≦t
    ≦0.52)からなるときu<0.48w+0.23なる関係を有す
    ることを特徴とする半導体レーザ装置。
    1. A refractive index guided semiconductor laser device in which a stripe-like high refractive index layer is provided on a cladding layer having a double hetero junction structure in which an active layer is sandwiched between cladding layers.
    The high refractive index layer comprises Ga 1-u Al u As, the low refractive index layers on both sides of the high refractive index layer is In t (Ga 1-w Al w) 1-t P (0.48 ≦ t
    ≦ 0.52), wherein u <0.48w + 0.23.
  2. 【請求項2】GaAs基板上に設けられ、InGaP活性層をInG
    aAlPクラッド層で挟んだダブルヘテロ接合構造と、一方
    の前記クラッド層上に設けられたストライプ状の高屈折
    率層と、この高屈折率層の両側に設けられた電流狭窄の
    ための低屈折率層と、前記高屈折率層及び前記低屈折率
    層上に設けられたGaAsコンタクト層とからなる屈折率導
    波型の半導体レーザ装置であり、前記高屈折率層がGa
    1-uAluAsからなり、前記高屈折率層の両側の低屈折率層
    がInt(Ga1-wAlw1-tP(0.48≦t≦0.52)からなると
    きu<0.48w+0.23なる関係を有することを特徴とする
    半導体レーザ装置。
    2. An InGaP active layer provided on a GaAs substrate,
    a Double heterojunction structure sandwiched between a AlP cladding layers, a stripe-shaped high refractive index layer provided on one of the cladding layers, and a low refractive index for current confinement provided on both sides of the high refractive index layer A GaAs contact layer provided on the high-refractive-index layer and the low-refractive-index layer.
    1-u Al u As consists, the high sides of the low refractive index layer with a refractive index layers is In t (Ga 1-w Al w) 1-t P (0.48 ≦ t ≦ 0.52) when made of u <0.48w + 0 A semiconductor laser device having a relationship of .23.
  3. 【請求項3】前記低屈折率の禁制帯幅が前記活性層の禁
    制帯幅より広いことを特徴とする請求項2記載の半導体
    レーザ装置。
    3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the forbidden band width of said low refractive index is wider than the forbidden band width of said active layer.
  4. 【請求項4】前記クラッド層がIn0.5(Ga1-zAlz)0.5
    からなり、u>0.48z+0.23なる関係を有することを特
    徴とする請求項2記載の半導体レーザ装置。
    4. The method according to claim 1, wherein said cladding layer is made of In 0.5 (Ga 1 -z Alz) 0.5 P.
    3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein u> 0.48z + 0.23.
  5. 【請求項5】前記高屈折率層は前記低屈折率層のストラ
    イプ状の溝部及び前記低屈折率層上に設けられており、
    前記高屈折率層と前記GaAsコンタクト層間にGaAlAs層が
    設けられていることを特徴とする請求項2記載の半導体
    レーザ装置。
    5. The high refractive index layer is provided on a stripe-shaped groove of the low refractive index layer and on the low refractive index layer,
    3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein a GaAlAs layer is provided between said high refractive index layer and said GaAs contact layer.
  6. 【請求項6】GaAs基板上に、第1のInGaAlPクラッド
    層、InGaP活性層、第2のInGaAlPクラッド層を順次積層
    してダイブルヘテロ接合構造を形成し、前記第2のInGa
    AlPクラッド層上にInt(Ga1-wAlw1-tP(0.48≦t≦0.
    52)低屈折率層を形成し、このInt(Ga1-wAlw1-tP低
    屈折率層を部分的にエッチングしてストライプ状の溝を
    設けて電流狭窄部を形成し、前記ストライプ状の溝部に
    Ga1-uAluAs(u<0.48w+0.23)高屈折率層を形成し、
    前記Ga1-uAluAs高屈折率層上にGaAsコンタクト層を形成
    することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
    6. A dible heterojunction structure is formed by sequentially laminating a first InGaAlP cladding layer, an InGaP active layer, and a second InGaAlP cladding layer on a GaAs substrate.
    An In t on the AlP cladding layer (Ga 1-w Al w) 1-t P (0.48 ≦ t ≦ 0.
    52) A low refractive index layer is formed, and the Int (Ga 1-w Al w ) 1-t P low refractive index layer is partially etched to form a stripe-shaped groove to form a current confinement portion. In the striped groove
    Ga 1-u Al u As (u <0.48w + 0.23) forming a high refractive index layer,
    The method of manufacturing a semiconductor laser device, and forming a GaAs contact layer on the Ga 1-u Al u As high refractive index layer.
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