JP3148715B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JP3148715B2 JP3148715B2 JP16666998A JP16666998A JP3148715B2 JP 3148715 B2 JP3148715 B2 JP 3148715B2 JP 16666998 A JP16666998 A JP 16666998A JP 16666998 A JP16666998 A JP 16666998A JP 3148715 B2 JP3148715 B2 JP 3148715B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
に関し、特にレーザ光の戻り光によって誘起される雑音
を低減するのに有効な新規な構成を有する半導体レーザ
素子に関するものである。
に関し、特にレーザ光の戻り光によって誘起される雑音
を低減するのに有効な新規な構成を有する半導体レーザ
素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ素子は、コンパクトディス
ク、ビデオディスク等の光ディスクから情報を読み取る
ための光源として広く使用されている。このような読取
用の光源として使用される場合には、半導体レーザ素子
の光強度雑音が小さいことが重要である。特に、光ディ
スクから反射して半導体レーザ素子に再入射する戻り光
により発生する戻り光雑音が一番の問題となる。
ク、ビデオディスク等の光ディスクから情報を読み取る
ための光源として広く使用されている。このような読取
用の光源として使用される場合には、半導体レーザ素子
の光強度雑音が小さいことが重要である。特に、光ディ
スクから反射して半導体レーザ素子に再入射する戻り光
により発生する戻り光雑音が一番の問題となる。
【０００３】この戻り光雑音は、ある単一波長で発振し
ているレーザ光が戻り光による他の波長へ飛ぶ時に発生
する（モード競合雑音）。また、この戻り光雑音は、半
導体レーザ素子と光ディスクとの距離が近くなる程大き
くなる。戻り光雑音を低減するために、幾つかの構造が
提案されているが、最も簡便で確実な構成は、レーザ光
のコヒーレンス（可干渉性）を悪くして、コヒーレンス
長を短くすることにより、レーザ素子を戻り光に対して
鈍感にすることである。
ているレーザ光が戻り光による他の波長へ飛ぶ時に発生
する（モード競合雑音）。また、この戻り光雑音は、半
導体レーザ素子と光ディスクとの距離が近くなる程大き
くなる。戻り光雑音を低減するために、幾つかの構造が
提案されているが、最も簡便で確実な構成は、レーザ光
のコヒーレンス（可干渉性）を悪くして、コヒーレンス
長を短くすることにより、レーザ素子を戻り光に対して
鈍感にすることである。
【０００４】レーザ光のコヒーレンスを左右する因子の
一つとしては発振スペクトルがある。即ち、単一縦モー
ドで発振するレーザ光がコヒーレンスが高く、マルチ縦
モードで発振するレーザ光はコヒーレンスが低い。従っ
て、半導体レーザ素子を戻り光に対して強くするために
は、マルチ縦モード発振させるようにすることが考えら
れる。一般に、マルチ縦モード発振のレーザ光は利得導
波路型レーザによって得られるが、このようなレーザ素
子は、それ自体の雑音レベルが高いという問題があり、
また、発振閾値電流が高いという問題もあるので、実用
的でない。
一つとしては発振スペクトルがある。即ち、単一縦モー
ドで発振するレーザ光がコヒーレンスが高く、マルチ縦
モードで発振するレーザ光はコヒーレンスが低い。従っ
て、半導体レーザ素子を戻り光に対して強くするために
は、マルチ縦モード発振させるようにすることが考えら
れる。一般に、マルチ縦モード発振のレーザ光は利得導
波路型レーザによって得られるが、このようなレーザ素
子は、それ自体の雑音レベルが高いという問題があり、
また、発振閾値電流が高いという問題もあるので、実用
的でない。
【０００５】また、単一縦モード発振のレーザ光は、屈
折率導波路型レーザによって得るのが一般的である。こ
のような屈折率導波路型レーザの一つにＶＳＩＳ（Ｖ−
ｃｈａｎｎｅｌｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎｅｒ
Ｓｔｒｉｐｅ）レーザと称させるものがある。（例え
ば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４０，ｐ．３７
２，１９８２）。このＶＳＩＳレーザは、Ｖ字形のスト
ライプ溝を形成したＧａＡｓ基板上に、平坦な活性層を
持つダブルヘテロ構造を成長させたものであり、屈折率
導波路の両側に光吸収領域が設けられているという特徴
を有している。このＶＳＩＳレーザは波長７８０ｎｍの
レーザ光を発振しコンパクトディスクやビデオディスク
の読取装置の光源として多用されている。
折率導波路型レーザによって得るのが一般的である。こ
のような屈折率導波路型レーザの一つにＶＳＩＳ（Ｖ−
ｃｈａｎｎｅｌｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎｅｒ
Ｓｔｒｉｐｅ）レーザと称させるものがある。（例え
ば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４０，ｐ．３７
２，１９８２）。このＶＳＩＳレーザは、Ｖ字形のスト
ライプ溝を形成したＧａＡｓ基板上に、平坦な活性層を
持つダブルヘテロ構造を成長させたものであり、屈折率
導波路の両側に光吸収領域が設けられているという特徴
を有している。このＶＳＩＳレーザは波長７８０ｎｍの
レーザ光を発振しコンパクトディスクやビデオディスク
の読取装置の光源として多用されている。
【０００６】図５（ａ）にＶＳＩＳレーザの一例の断面
構造を示す。このＶＳＩＳレーザは、ｐ−ＧａＡｓ基板
５１上にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５６が形成され、電流
阻止層５６の表面から基板５１に達するＶ字形溝５９が
形成されている。その上方に、Ｍｇドープのｐ−Ｇａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５２、アンドープのＧａ0.87
Ａｌ0.13Ａｓ活性層５３、Ｔｅドープのｎ−Ｇａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層５４、及びＴｅドープのｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層５５がエピタキシャル成長させられてお
り、更にｎ側電極５７及びｐ側電極５８が設けられてい
る。このようなＶＳＩＳレーザにおける接合に対して垂
直方向の屈折率分布、及び接合に対して平行方向の屈折
率分布は図５（ｂ）及び同図（ｃ）にそれぞれ示すよう
になり、レーザ光は図５（ａ）の符号Ａで示すようにそ
の一部が両クラッド層５２、５４へ滲み出た状態で導波
される。
構造を示す。このＶＳＩＳレーザは、ｐ−ＧａＡｓ基板
５１上にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５６が形成され、電流
阻止層５６の表面から基板５１に達するＶ字形溝５９が
形成されている。その上方に、Ｍｇドープのｐ−Ｇａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層５２、アンドープのＧａ0.87
Ａｌ0.13Ａｓ活性層５３、Ｔｅドープのｎ−Ｇａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層５４、及びＴｅドープのｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層５５がエピタキシャル成長させられてお
り、更にｎ側電極５７及びｐ側電極５８が設けられてい
る。このようなＶＳＩＳレーザにおける接合に対して垂
直方向の屈折率分布、及び接合に対して平行方向の屈折
率分布は図５（ｂ）及び同図（ｃ）にそれぞれ示すよう
になり、レーザ光は図５（ａ）の符号Ａで示すようにそ
の一部が両クラッド層５２、５４へ滲み出た状態で導波
される。
【０００７】このＶＳＩＳレーザでは低雑音化のため
に、基板５１側のｐ−クラッド層５２のＶ字形溝５９の
外側での厚さｄ１、及び活性層５３の厚さｄ２を厚く設
定することによって（例えば、ｄ１＝０．４μｍ、ｄ２
＝０．１５μｍ）、屈折率導波路の屈折率差△ｎ（図５
（ｃ））が１×１０-3程度となるようにされている。こ
のように屈折率差△ｎを小さくすることによって、自励
発振と呼ばれる現象を利用して、レーザ発振の縦多モー
ド化が図られている。
に、基板５１側のｐ−クラッド層５２のＶ字形溝５９の
外側での厚さｄ１、及び活性層５３の厚さｄ２を厚く設
定することによって（例えば、ｄ１＝０．４μｍ、ｄ２
＝０．１５μｍ）、屈折率導波路の屈折率差△ｎ（図５
（ｃ））が１×１０-3程度となるようにされている。こ
のように屈折率差△ｎを小さくすることによって、自励
発振と呼ばれる現象を利用して、レーザ発振の縦多モー
ド化が図られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、ＶＳＩＳレーザでは厚さｄ１及びｄ２が大きく
されているので、電流広がりが大きくなり、発振閾値電
流値が５０ｍＡ以上と大きくなるという欠点があった。
また、厚さｄ１及びｄ２を大きくすると、それらの厚さ
の不均一性が発振閾値電流値の大きさに敏感に反映され
る。
ように、ＶＳＩＳレーザでは厚さｄ１及びｄ２が大きく
されているので、電流広がりが大きくなり、発振閾値電
流値が５０ｍＡ以上と大きくなるという欠点があった。
また、厚さｄ１及びｄ２を大きくすると、それらの厚さ
の不均一性が発振閾値電流値の大きさに敏感に反映され
る。
【０００９】即ち、発振閾値電流値が異常に大きいレー
ザ素子が製造時に多数発生するようになり、製造歩留ま
りが大きく低下するという問題が起こっていた。
ザ素子が製造時に多数発生するようになり、製造歩留ま
りが大きく低下するという問題が起こっていた。
【００１０】ところで、ダブルヘテロ接合構造中のｎ−
クラッド層５４のドーパントとして使用されているＴｅ
は、レーザ素子における縦モードの振舞い及び雑音特性
に対して大きな影響を及ぼすことが知られている。即
ち、ＧａＡｌＡｓ中のＴｅは深い不純物準位を形成し、
これが活性層からｎ−クラッド層内は滲み出た光に対す
る可飽和吸収体として働き（Ｃｏｐｅｌａｎｄ ｅｔ
ａｌ，ＩＥＥＥ Ｊ，Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃｔ．，ＱＥ
−１６，ｐ．７２１，１９８０）、モードホップ抑圧効
果をもたらすことが知られている（Ｎ．Ｃｈｉｎｏｎｅ
ｅｔａｌ，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ
ｔ．，ＱＥ−２１，ｐ．１２６４，１９８５）。
クラッド層５４のドーパントとして使用されているＴｅ
は、レーザ素子における縦モードの振舞い及び雑音特性
に対して大きな影響を及ぼすことが知られている。即
ち、ＧａＡｌＡｓ中のＴｅは深い不純物準位を形成し、
これが活性層からｎ−クラッド層内は滲み出た光に対す
る可飽和吸収体として働き（Ｃｏｐｅｌａｎｄ ｅｔ
ａｌ，ＩＥＥＥ Ｊ，Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃｔ．，ＱＥ
−１６，ｐ．７２１，１９８０）、モードホップ抑圧効
果をもたらすことが知られている（Ｎ．Ｃｈｉｎｏｎｅ
ｅｔａｌ，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ
ｔ．，ＱＥ−２１，ｐ．１２６４，１９８５）。
【００１１】モードホップ抑圧効果は、電流が変化した
時や温度が変化した時のモード競合雑音を防止すること
ができるので、レーザ素子自体の低雑音化に対しては有
効な手段である。しかし、レーザ素子に戻り光が入射し
た場合にはモードホップ抑圧効果の存在の故に、逆に大
きなモード競合雑音が発生してしまう。従って、実用的
にはモードホップ抑圧効果が生じない構造を有する半導
体レーザ素子の方が望まれる。
時や温度が変化した時のモード競合雑音を防止すること
ができるので、レーザ素子自体の低雑音化に対しては有
効な手段である。しかし、レーザ素子に戻り光が入射し
た場合にはモードホップ抑圧効果の存在の故に、逆に大
きなモード競合雑音が発生してしまう。従って、実用的
にはモードホップ抑圧効果が生じない構造を有する半導
体レーザ素子の方が望まれる。
【００１２】それ故、モード競合雑音抑制の観点から
は、ｎ−クラッド層にドープするＴｅの量はできるだけ
少なくしてモードホップ抑圧効果を減少させるのが望ま
しい。しかし、Ｔｅのドープ量を減らし過ぎると、比抵
抗が高くなり、レーザ発振が阻害されるので、ドープ量
を減らすことはできず、結局、モードホップ抑圧効果を
除去することはできない。
は、ｎ−クラッド層にドープするＴｅの量はできるだけ
少なくしてモードホップ抑圧効果を減少させるのが望ま
しい。しかし、Ｔｅのドープ量を減らし過ぎると、比抵
抗が高くなり、レーザ発振が阻害されるので、ドープ量
を減らすことはできず、結局、モードホップ抑圧効果を
除去することはできない。
【００１３】したがって、従来の自励発振現象を有する
半導体レーザ素子では、ｎ形ドーパントの可飽和吸収に
基づく、モードホップ抑制効果があり、戻り光雑音抑制
が十分ではなかった。
半導体レーザ素子では、ｎ形ドーパントの可飽和吸収に
基づく、モードホップ抑制効果があり、戻り光雑音抑制
が十分ではなかった。
【００１４】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、低雑音化を図る
ことができ、しかも発振閾値電流値が大きくならず、製
造歩留まりが低下することのない新規な構造を有する半
導体レーザ素子を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、低雑音化を図る
ことができ、しかも発振閾値電流値が大きくならず、製
造歩留まりが低下することのない新規な構造を有する半
導体レーザ素子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体レー
ザ素子は、Ｓｉが両性不純物となりうる半導体により構
成されたｎ形クラッド層と、ｐ形クラッド層と、前記ｎ
形クラッド層とｐ形クラッド層とで挟まれた活性層と、
を少なくとも備えた屈折率導波路を有し、自励発振する
半導体レーザ素子であって、前記ｎ形クラッド層は、主
たる不純物がＳｉである層を有し、前記ｐ形クラッド層
は、主たる不純物がＭｇである層を有することを特徴と
するものである。 本発明に係る半導体レーザ素子は、前
記主たる不純物がＳｉであるｎ形クラッド層の屈折率
が、前記主たる不純物がＭｇであるｐ形クラッド層の屈
折率より大きくてなることを特徴とするものである。 本
発明に係る半導体レーザ素子は、前記活性層はアンドー
プであることを特徴とするものである。
ザ素子は、Ｓｉが両性不純物となりうる半導体により構
成されたｎ形クラッド層と、ｐ形クラッド層と、前記ｎ
形クラッド層とｐ形クラッド層とで挟まれた活性層と、
を少なくとも備えた屈折率導波路を有し、自励発振する
半導体レーザ素子であって、前記ｎ形クラッド層は、主
たる不純物がＳｉである層を有し、前記ｐ形クラッド層
は、主たる不純物がＭｇである層を有することを特徴と
するものである。 本発明に係る半導体レーザ素子は、前
記主たる不純物がＳｉであるｎ形クラッド層の屈折率
が、前記主たる不純物がＭｇであるｐ形クラッド層の屈
折率より大きくてなることを特徴とするものである。 本
発明に係る半導体レーザ素子は、前記活性層はアンドー
プであることを特徴とするものである。
【００１６】
【００１７】本発明に係る半導体レーザ素子は、前記ｎ
形クラッド層が、複数の層で形成され、このうち、主た
る不純物がＳｉである層は、より活性層に近い層として
形成されてなることを特徴とするものである。
形クラッド層が、複数の層で形成され、このうち、主た
る不純物がＳｉである層は、より活性層に近い層として
形成されてなることを特徴とするものである。
【００１８】以下、本発明の作用について説明する。
【００１９】本発明においては、ｎ−クラッド層のドー
パントとしてＳｉが用いられている。Ｓｉは両性不純物
であり、Ｓｉが添加された半導体層、例えばＧａＡｌＡ
ｓ層はその液相エピタキシャル成長の条件に依存してｐ
形にもｎ形にもなる。半導体層（例えば、ＧａＡｌＡｓ
層）中のＳｉは可飽和吸収体を形成しないので、Ｓｉが
添加された半導体層をクラッド層として用いた半導体レ
ーザ素子ではモードホップ抑圧効果は生じない。従っ
て、そのようなレーザ素子では、電流変化や温度変化に
対しては小さいモード競合雑音が発生するが、戻り光に
対しては鈍感であるので、大きなモード競合雑音は発生
しない。
パントとしてＳｉが用いられている。Ｓｉは両性不純物
であり、Ｓｉが添加された半導体層、例えばＧａＡｌＡ
ｓ層はその液相エピタキシャル成長の条件に依存してｐ
形にもｎ形にもなる。半導体層（例えば、ＧａＡｌＡｓ
層）中のＳｉは可飽和吸収体を形成しないので、Ｓｉが
添加された半導体層をクラッド層として用いた半導体レ
ーザ素子ではモードホップ抑圧効果は生じない。従っ
て、そのようなレーザ素子では、電流変化や温度変化に
対しては小さいモード競合雑音が発生するが、戻り光に
対しては鈍感であるので、大きなモード競合雑音は発生
しない。
【００２０】また、本発明では、ダブルヘテロ接合構造
を構成している一方のクラッド層（第１のクラッド層）
の屈折率と反対側の他方のクラッド層（第２のクラッド
層）の屈折率とを異ならせることにより、例えば、両ク
ラッド層をＧａＡｌＡｓとした場合には、第１のクラッ
ド層のＡｌ組成比を第２のクラッド層のそれよりも大き
くすることにより、活性層に垂直な方向の光強度分布を
非対称にして第１のクラッド層に隣接する層（例えば、
電流阻止層）による光吸収の割合が小さくされている。
このため、光導波路の実効屈折率差△ｎは小さくなり、
前述の自励発振条件が満足されることになる。この場
合、光は第２のクラッド層側の方に多く滲み出すが、第
２のクラッド層をＳｉドープとすることによってモード
ホップ抑圧効果が生じる恐れが無くなる。
を構成している一方のクラッド層（第１のクラッド層）
の屈折率と反対側の他方のクラッド層（第２のクラッド
層）の屈折率とを異ならせることにより、例えば、両ク
ラッド層をＧａＡｌＡｓとした場合には、第１のクラッ
ド層のＡｌ組成比を第２のクラッド層のそれよりも大き
くすることにより、活性層に垂直な方向の光強度分布を
非対称にして第１のクラッド層に隣接する層（例えば、
電流阻止層）による光吸収の割合が小さくされている。
このため、光導波路の実効屈折率差△ｎは小さくなり、
前述の自励発振条件が満足されることになる。この場
合、光は第２のクラッド層側の方に多く滲み出すが、第
２のクラッド層をＳｉドープとすることによってモード
ホップ抑圧効果が生じる恐れが無くなる。
【００２１】このように、モードホップ抑圧効果が生じ
ないようにするために従来のようにクラッド層の厚さｄ
１及び活性層の厚さｄ２を厚くする必要がなくなるの
で、無効電流が少なくなる。その結果、発振閾値電流の
増大及び歩留まりの低下を防止することができる。
ないようにするために従来のようにクラッド層の厚さｄ
１及び活性層の厚さｄ２を厚くする必要がなくなるの
で、無効電流が少なくなる。その結果、発振閾値電流の
増大及び歩留まりの低下を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について、以下に
説明する。
説明する。
【００２３】本発明の一実施例の断面図を図１（ａ）に
示す。本実施例の製造工程を説明することによりその構
成を説明する。
示す。本実施例の製造工程を説明することによりその構
成を説明する。
【００２４】先ず、ｐ形ＧａＡｓ基板１上にｎ形ＧａＡ
ｓ電流阻止層６（厚さ約０．８μｍ）を液相エピタキシ
ャル成長させた。その後、該電流阻止層６の表面からｐ
形ＧａＡｓ基板１にその先端が達するようにＶ字形溝９
を形成した。再び、液相エピタキシャル法によりＭｇド
ープｐ形Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２を成長させて
Ｖ字形溝９を埋め、溝９外でのｐ形クラッド層２の厚さ
が０．１μｍとなるようにした。更に、アンドープＧａ
0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３（厚さ０．０８μｍ）、Ｓｉ
ドープ（３×１０17ｃｍ-3）ｎ形Ｇａ0.55Ａｌ0.45Ａｓ
クラッド層４（厚さ１μｍ）、及びＴｅドープ（１×１
０18ｃｍ-3）ｎ形ＧａＡｓキャップ層５（厚さ４０μ
ｍ）を液相エピタキシャル成長させた。キャップ層５の
表面にＡｕ−Ｇｅのｎ側電極７を形成し、基板１の裏面
を研磨して１５０μｍの厚さにした後、Ａｕ−Ｚｎのｐ
側電極８を形成した。次に劈開により共振面を形成し
た。共振器長は２５０μｍとした。
ｓ電流阻止層６（厚さ約０．８μｍ）を液相エピタキシ
ャル成長させた。その後、該電流阻止層６の表面からｐ
形ＧａＡｓ基板１にその先端が達するようにＶ字形溝９
を形成した。再び、液相エピタキシャル法によりＭｇド
ープｐ形Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２を成長させて
Ｖ字形溝９を埋め、溝９外でのｐ形クラッド層２の厚さ
が０．１μｍとなるようにした。更に、アンドープＧａ
0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３（厚さ０．０８μｍ）、Ｓｉ
ドープ（３×１０17ｃｍ-3）ｎ形Ｇａ0.55Ａｌ0.45Ａｓ
クラッド層４（厚さ１μｍ）、及びＴｅドープ（１×１
０18ｃｍ-3）ｎ形ＧａＡｓキャップ層５（厚さ４０μ
ｍ）を液相エピタキシャル成長させた。キャップ層５の
表面にＡｕ−Ｇｅのｎ側電極７を形成し、基板１の裏面
を研磨して１５０μｍの厚さにした後、Ａｕ−Ｚｎのｐ
側電極８を形成した。次に劈開により共振面を形成し
た。共振器長は２５０μｍとした。
【００２５】本実施例の接合に対して垂直方向の屈折率
分布、及び接合に対して平行方向の屈折率分布を図１
（ｂ）及び同図（ｃ）にそれぞれ示す。本実施例のレー
ザ素子では、ｐ形クラッド層２の屈折率（３．３）は、
ｎ形クラッド層４の屈折率（３．６）よりも小さくされ
ている。また、実効屈折率差△ｎは０．００１である。
分布、及び接合に対して平行方向の屈折率分布を図１
（ｂ）及び同図（ｃ）にそれぞれ示す。本実施例のレー
ザ素子では、ｐ形クラッド層２の屈折率（３．３）は、
ｎ形クラッド層４の屈折率（３．６）よりも小さくされ
ている。また、実効屈折率差△ｎは０．００１である。
【００２６】本実施例のレーザ素子は３５ｍＡの閾値電
流で発振した（発振波長７８０ｎｍ）。本実施例の光出
力３ｍＷ時の発振スペクトルを図２に示す。このよう
に、従来のレーザ素子よりも低い閾値電流で自励発振ス
ペクトルを得ることができた。また、本実施例の戻り光
雑音特性は、図３に示すように、相対雑音強度は−１３
５ｄＢ／Ｈｚ以下であり、低雑音であった。
流で発振した（発振波長７８０ｎｍ）。本実施例の光出
力３ｍＷ時の発振スペクトルを図２に示す。このよう
に、従来のレーザ素子よりも低い閾値電流で自励発振ス
ペクトルを得ることができた。また、本実施例の戻り光
雑音特性は、図３に示すように、相対雑音強度は−１３
５ｄＢ／Ｈｚ以下であり、低雑音であった。
【００２７】前述のようにＳｉドープによりｎ形クラッ
ド層を成長させる場合には、成長温度が高い程、また成
長速度が速いほど、ｎ形になり易く、そのキャリア（ド
ナー）濃度も高くなることが判明した。
ド層を成長させる場合には、成長温度が高い程、また成
長速度が速いほど、ｎ形になり易く、そのキャリア（ド
ナー）濃度も高くなることが判明した。
【００２８】しかし、成長条件によっては、クラッド層
が成長途中でｐ形に反転したり、ドナーとアクセプタが
補償された高抵抗層が生じる場合があった。この不都合
は図４に示す実施例のような構成とすることにより解消
された。この実施例では、ｎ形クラッド層４を２層構造
とし、活性層３に接する側の層４ａをＳｉドープ（３×
１０17ｃｍ-3）とし、キャップ層５に接する層４ｂをＴ
ｅドープ（１×１０18ｃｍ-3）とした。活性層３から滲
み出てくるレーザ光のＴｅドープクラッド層４ｂへの滲
み出しが少なくなるように、Ｓｉドープクラッド層４ａ
の厚さは０．３〜０．５μｍとした。この実施例によっ
ても、前述の実施例と同様の縦モード特性及び戻り光雑
音特性が得られた。
が成長途中でｐ形に反転したり、ドナーとアクセプタが
補償された高抵抗層が生じる場合があった。この不都合
は図４に示す実施例のような構成とすることにより解消
された。この実施例では、ｎ形クラッド層４を２層構造
とし、活性層３に接する側の層４ａをＳｉドープ（３×
１０17ｃｍ-3）とし、キャップ層５に接する層４ｂをＴ
ｅドープ（１×１０18ｃｍ-3）とした。活性層３から滲
み出てくるレーザ光のＴｅドープクラッド層４ｂへの滲
み出しが少なくなるように、Ｓｉドープクラッド層４ａ
の厚さは０．３〜０．５μｍとした。この実施例によっ
ても、前述の実施例と同様の縦モード特性及び戻り光雑
音特性が得られた。
【００２９】ここでは、ＧａＡｌＡｓ系のＶＳＩＳレー
ザを例として本発明の実施例を説明したが、本発明は他
の半導体材料を用いたレーザ素子にも適用できることは
いうまでもない。
ザを例として本発明の実施例を説明したが、本発明は他
の半導体材料を用いたレーザ素子にも適用できることは
いうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ素子では、このよ
うに、ｎ形クラッド層のドーパントをＳｉにすることに
より、戻り光雑音が低減でき、クラッド層及び活性層を
厚くすることなく低雑音化が図られているので、それら
各層の大きな層厚に起因する無効電流の増大が防止され
る。それ故、本発明のレーザ素子は発振閾値電流が低下
し、製造歩留まりが向上しており、光ディスク用の光源
として最適である。
うに、ｎ形クラッド層のドーパントをＳｉにすることに
より、戻り光雑音が低減でき、クラッド層及び活性層を
厚くすることなく低雑音化が図られているので、それら
各層の大きな層厚に起因する無効電流の増大が防止され
る。それ故、本発明のレーザ素子は発振閾値電流が低下
し、製造歩留まりが向上しており、光ディスク用の光源
として最適である。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例の断面図、（ｂ）は
Ｖ字形溝を通る中央縦断面の屈折率分布を示すグラフ、
（ｃ）は接合に平行な方向の実効屈折率分布を示すグラ
フである。
Ｖ字形溝を通る中央縦断面の屈折率分布を示すグラフ、
（ｃ）は接合に平行な方向の実効屈折率分布を示すグラ
フである。
【図２】本発明の図１に示す実施例の発振スペクトルを
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】本発明の図１に示す実施例の戻り光雑音特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施例の断面図である。
【図５】（ａ）は従来例の断面図、（ｂ）はＶ字形溝を
通る中央縦断面の屈折率分布を示すグラフ、（ｃ）は接
合に平行な方向の実効屈折率分布を示すグラフである。
通る中央縦断面の屈折率分布を示すグラフ、（ｃ）は接
合に平行な方向の実効屈折率分布を示すグラフである。
１ ｐ形ＧａＡｓ基板 ２ ｐ形クラッド層 ３ 活性層 ４ Ｓｉドープｎ形クラッド層 ４ａ Ｓｉドープｎ形クラッド層 ４ｂ Ｔｅドープｎ形クラッド層 ６ 電流阻止層 ９ Ｖ字形溝
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 和明 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 近藤 正樹 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61−84892（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−52600（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−24840（ＪＰ，Ｂ２) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．40 ［５］（1982）Ｐ．372−374
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｓｉが両性不純物となりうる半導体によ
り構成されたｎ形クラッド層と、ｐ形クラッド層と、前
記ｎ形クラッド層とｐ形クラッド層とで挟まれた活性層
と、を少なくとも備えた屈折率導波路を有し、自励発振
する半導体レーザ素子であって、 前記ｎ形クラッド層は、主たる不純物がＳｉである層を
有し、 前記ｐ形クラッド層は、主たる不純物がＭｇである層を
有することを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記主たる不純物がＳｉであるｎ形クラ
ッド層の屈折率が、前記主たる不純物がＭｇであるｐ形
クラッド層の屈折率より大きくてなることを特徴とする
請求項１に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記活性層はアンドープであることを特
徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 前記ｎ形クラッド層が、複数の層で形成
され、このうち、主たる不純物がＳｉである層は、より
活性層に近い層として形成されてなることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16666998A JP3148715B2 (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16666998A JP3148715B2 (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 半導体レーザ素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7274025A Division JP2923235B2 (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126873A JPH1126873A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3148715B2 true JP3148715B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=15835539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16666998A Expired - Lifetime JP3148715B2 (ja) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148715B2 (ja) |
-
1998
- 1998-06-15 JP JP16666998A patent/JP3148715B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４０［５］（１９８２）Ｐ．３７２−３７４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1126873A (ja) | 1999-01-29 |
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Legal Events
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