JP3189900B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- semiconductor laser
- laser device
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光計測、光情報端末機器、光通信等の光源
として用いる半導体レーザ素子に係り、特に、低閾値電
流で高出力動作をさせることのできる半導体レーザ素子
に関する。
として用いる半導体レーザ素子に係り、特に、低閾値電
流で高出力動作をさせることのできる半導体レーザ素子
に関する。
［従来の技術］ AlGaInP半導体レーザにおけるレーザ発振波長の短波
長化について、傾角基板を用いて発光活性層の秩序配列
構造を無秩序化することによって通常のレーザ発振波長
を約30nm短波長化し得ることが、例えば、エレクトロニ
クス レターズ25巻 （1989）第905〜906頁（Electronics Letters 25（198
9）pp905−906）で論じられている。
長化について、傾角基板を用いて発光活性層の秩序配列
構造を無秩序化することによって通常のレーザ発振波長
を約30nm短波長化し得ることが、例えば、エレクトロニ
クス レターズ25巻 （1989）第905〜906頁（Electronics Letters 25（198
9）pp905−906）で論じられている。
また、上述の技術は特開平１−239891号、特開平１−
243490号、特開平１−262686号、特開平２−168690号、
特開平２−260682号、特開平２−280393号、及び特開平
３−289187号の各公報にも記載されている。
243490号、特開平１−262686号、特開平２−168690号、
特開平２−260682号、特開平２−280393号、及び特開平
３−289187号の各公報にも記載されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来技術においては、発振モード
の偏波について述べておらず、また、低閾値電流動作や
高出力動作についても配慮されておらず、実現もされて
いない。
の偏波について述べておらず、また、低閾値電流動作や
高出力動作についても配慮されておらず、実現もされて
いない。
本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解
決して、低閾値電流で高出力動作をさせることのできる
レーザ素子を提供することにある。
決して、低閾値電流で高出力動作をさせることのできる
レーザ素子を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的は、（001）面から〔110〕、〔０〕方向
または〔10〕、〔１０〕方向へ少なくとも10°〜16
°望ましくはそれ以上の角度傾けた半導体基板を用い、
該基板上にバンドギャップの小さなAlGaInP発光活性層
と該活性層をはさむバンドギャップの大きなAlGaInP光
導波層とを設けた半導体レーザ素子において、上記発光
活性層を量子井戸層と量子障壁層とを繰返し積層した多
重量子井戸構造とするか、あるいは、量子井戸層の上下
に上記AlGaInP光導波層よりも小さいAl組成を有するAlG
a1nP光導波層を設けた単一量子井戸SCH（Separate Conf
inement Heterostructure）構造とした半導体レーザ素
子とすることによって達成することができる。
または〔10〕、〔１０〕方向へ少なくとも10°〜16
°望ましくはそれ以上の角度傾けた半導体基板を用い、
該基板上にバンドギャップの小さなAlGaInP発光活性層
と該活性層をはさむバンドギャップの大きなAlGaInP光
導波層とを設けた半導体レーザ素子において、上記発光
活性層を量子井戸層と量子障壁層とを繰返し積層した多
重量子井戸構造とするか、あるいは、量子井戸層の上下
に上記AlGaInP光導波層よりも小さいAl組成を有するAlG
a1nP光導波層を設けた単一量子井戸SCH（Separate Conf
inement Heterostructure）構造とした半導体レーザ素
子とすることによって達成することができる。
なお、上記発光活性層は、量子井戸層の膜厚を３〜10
nm、量子障壁層の膜厚を２〜8nmとし繰返し積層数を３
〜５とした多重量子井戸層構造の発光活性層とするか、
あるいは、量子井戸層の膜厚を10〜20nmの単一層としそ
の上下の光導波層の膜厚を10〜30nmとする単一量子井戸
SCH構造の発光活性層とすることが望ましい。
nm、量子障壁層の膜厚を２〜8nmとし繰返し積層数を３
〜５とした多重量子井戸層構造の発光活性層とするか、
あるいは、量子井戸層の膜厚を10〜20nmの単一層としそ
の上下の光導波層の膜厚を10〜30nmとする単一量子井戸
SCH構造の発光活性層とすることが望ましい。
また、ストライプ構造を形成する際には、不純物拡散
法あるいはイオン打ち込み法を用いるか、または、ドラ
イエッチング加工法を用いることによって、形成したス
トライプの左右対称性を確保できるようにする。
法あるいはイオン打ち込み法を用いるか、または、ドラ
イエッチング加工法を用いることによって、形成したス
トライプの左右対称性を確保できるようにする。
本発明の好適な一実施様態として、ｐ型又はｎ型の不
純物を上記発光活性層を構成する量子井戸層及び量子障
壁層に選択的に変調ドープするか、又は当該発光活性層
に一様にドープするとよい。この時、ドープする不純物
の濃度は５×1017〜１×1019／cm3の範囲とするとよ
い。本発明の好適な他の実施様態として、上記発光活性
層の光閉じ込め係数を0.04〜0.09の範囲に設定するとよ
い。
純物を上記発光活性層を構成する量子井戸層及び量子障
壁層に選択的に変調ドープするか、又は当該発光活性層
に一様にドープするとよい。この時、ドープする不純物
の濃度は５×1017〜１×1019／cm3の範囲とするとよ
い。本発明の好適な他の実施様態として、上記発光活性
層の光閉じ込め係数を0.04〜0.09の範囲に設定するとよ
い。
［作用］ （001）面から〔110〕、〔０〕方向または〔1
0〕、〔１０〕方向に少なくとも10°〜16°の範囲の
角度、望ましくはそれ以上の角度傾けた面を有する基板
上にAlGaInP層を設けてなるレーザ素子は、第５図に示
したように、閾値電流Ithの0.9倍の注入電流においてTE
モードの強度がTMモードに対して100倍以上あり、TEモ
ードに強く偏波していること、またこのときのTEモード
の利得はTMモードよりも500〜700cm-1大きい値を示すこ
とが実験的に知られた。
0〕、〔１０〕方向に少なくとも10°〜16°の範囲の
角度、望ましくはそれ以上の角度傾けた面を有する基板
上にAlGaInP層を設けてなるレーザ素子は、第５図に示
したように、閾値電流Ithの0.9倍の注入電流においてTE
モードの強度がTMモードに対して100倍以上あり、TEモ
ードに強く偏波していること、またこのときのTEモード
の利得はTMモードよりも500〜700cm-1大きい値を示すこ
とが実験的に知られた。
また、発光活性層を量子井戸構造とすることによって
さらに強くTEモードに偏波させることが可能であり、第
６図に示すように、TEモー強度はTMモード強度より1000
倍以上であることが知られた。また、このときのTEモー
ドの利得はTMモードの利得よりも1000〜1500c-1大きい
ことがわかり、閾値以上ではTEモードのみで発振させる
ことが可能であった。
さらに強くTEモードに偏波させることが可能であり、第
６図に示すように、TEモー強度はTMモード強度より1000
倍以上であることが知られた。また、このときのTEモー
ドの利得はTMモードの利得よりも1000〜1500c-1大きい
ことがわかり、閾値以上ではTEモードのみで発振させる
ことが可能であった。
これらのことにより、TEモードヘ選択的に利得を与え
得、容易にレーザ発振を発生させることが可能となるの
で、閾値電流を低減させることが実現できた。
得、容易にレーザ発振を発生させることが可能となるの
で、閾値電流を低減させることが実現できた。
また、AlGaInP半導体レーザ特有の活性層におけるIII
族元素の秩序配列構造発生によるバンドギャップ縮小の
効果を抑制するために上記仕様の傾角基板を用いている
ので、レーザ発振波長を通常よりも短波長化させること
が可能である。さらに、量子井戸構造活性層としている
ので、量子サイズ効果によりバンドギャップを大きくさ
せることができる。これによって、閾値電流において62
0〜630nmという短波長のレーザ発振が可能となる。
族元素の秩序配列構造発生によるバンドギャップ縮小の
効果を抑制するために上記仕様の傾角基板を用いている
ので、レーザ発振波長を通常よりも短波長化させること
が可能である。さらに、量子井戸構造活性層としている
ので、量子サイズ効果によりバンドギャップを大きくさ
せることができる。これによって、閾値電流において62
0〜630nmという短波長のレーザ発振が可能となる。
また、量子井戸構造活性層ではキャリヤ注入による屈
折率減少が小さいためより高注入度まで横モードが安定
化され、従来のキンク光出力10〜20mWよりも高い出力40
〜50mWを達成することができる。
折率減少が小さいためより高注入度まで横モードが安定
化され、従来のキンク光出力10〜20mWよりも高い出力40
〜50mWを達成することができる。
なお、傾角基板を用いた場合、通常の化学エッチング
によるストライプ形成では左右非対称を生じてしまう
が、イオン打ち込みまたは不純物拡散あるいはドライエ
ッチング加工によりストライプ構造を形成することによ
ってストライプ構造非対称化を避けることができる。
によるストライプ形成では左右非対称を生じてしまう
が、イオン打ち込みまたは不純物拡散あるいはドライエ
ッチング加工によりストライプ構造を形成することによ
ってストライプ構造非対称化を避けることができる。
上記によって、端面にコート層のない状態で、従来技
術における閾値電流約50mA、最高出力10〜20mWの値を閾
値電流約10mA、出力40〜50mW程度まで向上させた半導体
レーザ素子を得ることができた。
術における閾値電流約50mA、最高出力10〜20mWの値を閾
値電流約10mA、出力40〜50mW程度まで向上させた半導体
レーザ素子を得ることができた。
［実施例］ 以下、本発明の半導体レーザ素子の構成について実施
例によって具体的に説明する。なお、以下の実施例にお
ける結果は、何れも、端面コート層なしの素子について
得られた結果を示したものである。
例によって具体的に説明する。なお、以下の実施例にお
ける結果は、何れも、端面コート層なしの素子について
得られた結果を示したものである。
実施例１ 第１図は本発明半導体レーザ素子の一実施例の構成を
示す図で、まず、（001）面から〔110〕、〔０〕方
向に15.8°傾けた（511）Ａ面を有するｎ−GaAs基板１
（厚さ100μm,nD＝２×1018cm-3）上にｎ−GaAsバッフ
ァ層２（厚さ0.5μｍ、nD＝１×1018cm-3）、ｎ−（Alx
Ga1-x）0.51In0.49Ｐ光導波層３（厚さ1.0〜1.5μm,nD
＝１×1018cm-3、ｘ＝0.7）、多重量子井戸活性層４
（アンドープ量子井戸層Ga0.51In0.49、厚さ３〜10nm3
層、アンドープ量子障壁層 （AlyGa1-y）0.51In0.49P、ｙ＝0.35〜0.45、厚さ４〜8
nm、４層）、ｐ−（AlxGa1-x）0.51、In0.49P光導波層５
（厚さ0.8〜1.2μｍ、nA＝４〜８×1017cm-3、ｘ＝0.
7）、ｐ−Ga0.51In0.49Pバッファ層６（厚さ0.04〜0.1
μm,nA１×1018cm-3）を順次有機金属気相生長（MOCV
D）法によってエピタキシャル生長させた。次に、SiO2
膜（厚さ0.2μｍ）を蒸着し、ホトリソグラフィによりS
iO2ストライプマスクパターン（幅４〜６μｍ）を形成
した後活性層４にまで届くようにZnのイオン打ち込みま
たは拡散を行って、図の斜線部イオン打ち込み領域また
は拡散領域７を形成した。その後、再びMOCVD法により
ｎ−GaAs電流ブロック層８（厚さ1.0μm,nD＝４〜５×1
018cm-3）を生長させ、ホトリソグラフィにより幅S
2（２〜４μｍ）のストライプ状溝をドライエッチング
加工によって形成した。このとき、幅S2（２〜４μｍ）
は幅S1（４〜６μｍ）よりも小さくなるように設定し
た。次に、ｐ−GaAsコンタクト層９（厚さ２〜３μm,nA
＝１×1018〜１×1020cm-3）をMOCVD法により埋込み成
長させ、この後ｐ電極10およびｎ電極11を蒸着し、劈開
スクライブすることにより素子の形状に切り出した。
示す図で、まず、（001）面から〔110〕、〔０〕方
向に15.8°傾けた（511）Ａ面を有するｎ−GaAs基板１
（厚さ100μm,nD＝２×1018cm-3）上にｎ−GaAsバッフ
ァ層２（厚さ0.5μｍ、nD＝１×1018cm-3）、ｎ−（Alx
Ga1-x）0.51In0.49Ｐ光導波層３（厚さ1.0〜1.5μm,nD
＝１×1018cm-3、ｘ＝0.7）、多重量子井戸活性層４
（アンドープ量子井戸層Ga0.51In0.49、厚さ３〜10nm3
層、アンドープ量子障壁層 （AlyGa1-y）0.51In0.49P、ｙ＝0.35〜0.45、厚さ４〜8
nm、４層）、ｐ−（AlxGa1-x）0.51、In0.49P光導波層５
（厚さ0.8〜1.2μｍ、nA＝４〜８×1017cm-3、ｘ＝0.
7）、ｐ−Ga0.51In0.49Pバッファ層６（厚さ0.04〜0.1
μm,nA１×1018cm-3）を順次有機金属気相生長（MOCV
D）法によってエピタキシャル生長させた。次に、SiO2
膜（厚さ0.2μｍ）を蒸着し、ホトリソグラフィによりS
iO2ストライプマスクパターン（幅４〜６μｍ）を形成
した後活性層４にまで届くようにZnのイオン打ち込みま
たは拡散を行って、図の斜線部イオン打ち込み領域また
は拡散領域７を形成した。その後、再びMOCVD法により
ｎ−GaAs電流ブロック層８（厚さ1.0μm,nD＝４〜５×1
018cm-3）を生長させ、ホトリソグラフィにより幅S
2（２〜４μｍ）のストライプ状溝をドライエッチング
加工によって形成した。このとき、幅S2（２〜４μｍ）
は幅S1（４〜６μｍ）よりも小さくなるように設定し
た。次に、ｐ−GaAsコンタクト層９（厚さ２〜３μm,nA
＝１×1018〜１×1020cm-3）をMOCVD法により埋込み成
長させ、この後ｐ電極10およびｎ電極11を蒸着し、劈開
スクライブすることにより素子の形状に切り出した。
上記試料について試験の結果、TEモードに対して選択
的に利得が得られ、閾値以上ではTEモードのみで発振さ
せることができた。閾値電流10〜20mAでレーザ発振し、
キンク光出力は約30mWであった。また、発振波長は閾値
電流において620〜630nmの範囲であった。
的に利得が得られ、閾値以上ではTEモードのみで発振さ
せることができた。閾値電流10〜20mAでレーザ発振し、
キンク光出力は約30mWであった。また、発振波長は閾値
電流において620〜630nmの範囲であった。
実施例２ 第２図は本発明半導体ーザ素子の第２の実施例の構成
を示す断面図で、実施例１の場合と同様にして素子を作
製するが、ｐ−GaAs基板を用いて各層の導電型を実施例
１とは逆にした場合の例である。まず、（001）面から
〔110〕〔０〕方向に15.8°傾けた（511）Ａ面を有
するｐ−GaAs基板１′（厚さ100μｍ、nA＝１×1018cm
-3）の上にｐ−Ga0.51As0.49Pバッファ層６（厚さ0.5μ
ｍ、nA＝１×1018cm-3）、ｐ−（AlxGa1-x）0.51In0.49
P光導波層５（厚さ0.8〜1.2μｍ、nA＝４〜８×10-17cm
-3、ｘ＝0.7）、多重量子井戸活性層４（アンドープ量
子井戸層Ga0.51In0.49P、厚さ３〜10nm、３層およびア
ンドープ量子障壁層（AlyGa1-y）0.51In0.49P、ｙ＝0.3
5〜0.45、厚さ４〜8nm、４層）、ｎ−（AlxGa1-x）0.51
In0.49P光導波層３（厚さ1.0〜1.5μｍ、nD＝１×1018c
m-3、ｘ＝0.7）、ｎ−Ga0.51In0.49Pバッファ層12（厚
さ0.04〜0.1μｍ、nD＝１×1018cm-3）を順次MOCVD法に
よりエピタキシャル成長させた。次に、実施例１の場合
と同様にしてSiO2ストライプマスクパターンを形成し、
さらにSiイオン打ち込み領域または拡散領域13を形成し
た。この後に、ｐ−GaAs電流ブロック層14（厚さ1.0〜
2.0μｍ、nA＝５×1018〜１×1019cm-3）をMOCVD法によ
り成長させ、ホトリソグラフィ法によりストライプ状溝
を形成した。さらに、ｎ−GaAsコンタクト層15（厚さ2.
O〜3.0μm,nD＝２〜５×1018cm-3）を埋込み成長させ、
最後に、実施例１の場合と同様にして、素子の形状に切
リ出しを打つだ。
を示す断面図で、実施例１の場合と同様にして素子を作
製するが、ｐ−GaAs基板を用いて各層の導電型を実施例
１とは逆にした場合の例である。まず、（001）面から
〔110〕〔０〕方向に15.8°傾けた（511）Ａ面を有
するｐ−GaAs基板１′（厚さ100μｍ、nA＝１×1018cm
-3）の上にｐ−Ga0.51As0.49Pバッファ層６（厚さ0.5μ
ｍ、nA＝１×1018cm-3）、ｐ−（AlxGa1-x）0.51In0.49
P光導波層５（厚さ0.8〜1.2μｍ、nA＝４〜８×10-17cm
-3、ｘ＝0.7）、多重量子井戸活性層４（アンドープ量
子井戸層Ga0.51In0.49P、厚さ３〜10nm、３層およびア
ンドープ量子障壁層（AlyGa1-y）0.51In0.49P、ｙ＝0.3
5〜0.45、厚さ４〜8nm、４層）、ｎ−（AlxGa1-x）0.51
In0.49P光導波層３（厚さ1.0〜1.5μｍ、nD＝１×1018c
m-3、ｘ＝0.7）、ｎ−Ga0.51In0.49Pバッファ層12（厚
さ0.04〜0.1μｍ、nD＝１×1018cm-3）を順次MOCVD法に
よりエピタキシャル成長させた。次に、実施例１の場合
と同様にしてSiO2ストライプマスクパターンを形成し、
さらにSiイオン打ち込み領域または拡散領域13を形成し
た。この後に、ｐ−GaAs電流ブロック層14（厚さ1.0〜
2.0μｍ、nA＝５×1018〜１×1019cm-3）をMOCVD法によ
り成長させ、ホトリソグラフィ法によりストライプ状溝
を形成した。さらに、ｎ−GaAsコンタクト層15（厚さ2.
O〜3.0μm,nD＝２〜５×1018cm-3）を埋込み成長させ、
最後に、実施例１の場合と同様にして、素子の形状に切
リ出しを打つだ。
本実施例の試料についても実施例１の場合と同様の効
果が得られた。
果が得られた。
実施例３ 第３図は本発明半導体レーザ素子の第３の実施例の構
成を示す断面図で、実施例１の場合と同様にしてｐ−Ga
0.51In0.49Pバッファ層６までをMOCVD法によりエピタキ
シャル成長させた後、SiO2膜を蒸着し、ホトリソグラフ
ィによりSiO2ストライプマスクパターンを形成した。こ
の後、ドライエッチング加工により層６および５をエッ
チングしてリッジ状ストライプ（幅４〜６μｍ）を形成
した。次に、SiO2マスクを残したまま、ｎ−GaAs電流ブ
ロック層８（厚さ1.0〜1.2μｍ、nD＝４〜５×1018c
m-3）をMOCVD法により選択成長させ、さらに、SiO2マス
クをエッチング除去した後、ｐ−GaAsコンタクト層９
（厚さ2.0〜3.0μｍ、nA＝１×1018〜１×1020cm-3）を
埋込み成長させた。最後に、実施例１の場合と同様にし
て素子の形状に切リ出しを行った。
成を示す断面図で、実施例１の場合と同様にしてｐ−Ga
0.51In0.49Pバッファ層６までをMOCVD法によりエピタキ
シャル成長させた後、SiO2膜を蒸着し、ホトリソグラフ
ィによりSiO2ストライプマスクパターンを形成した。こ
の後、ドライエッチング加工により層６および５をエッ
チングしてリッジ状ストライプ（幅４〜６μｍ）を形成
した。次に、SiO2マスクを残したまま、ｎ−GaAs電流ブ
ロック層８（厚さ1.0〜1.2μｍ、nD＝４〜５×1018c
m-3）をMOCVD法により選択成長させ、さらに、SiO2マス
クをエッチング除去した後、ｐ−GaAsコンタクト層９
（厚さ2.0〜3.0μｍ、nA＝１×1018〜１×1020cm-3）を
埋込み成長させた。最後に、実施例１の場合と同様にし
て素子の形状に切リ出しを行った。
本実施例試料の場合、閾値電流は10〜20mAであり、キ
ンク光出力は40〜50mWであった。また、発振波長は閾値
電流において620〜630nmの範囲であった。
ンク光出力は40〜50mWであった。また、発振波長は閾値
電流において620〜630nmの範囲であった。
傾角基板上部にストライプ状のリッジ段差を有する半
導体層を形成する場合、リッジ形状が非対称になる問題
が生じることがある。この問題は、本実施例のようにド
ライ加工を用いることで回避できる。また、非対称にな
る現象を抑止する上では、基板の傾斜角度を10°〜16°
とすることが望ましい。
導体層を形成する場合、リッジ形状が非対称になる問題
が生じることがある。この問題は、本実施例のようにド
ライ加工を用いることで回避できる。また、非対称にな
る現象を抑止する上では、基板の傾斜角度を10°〜16°
とすることが望ましい。
実施例４ 第４図は本発明半導体レーザ素子の第４の実施例の構
成を示す断面図で、まずZnイオン打ち込み領域あるいは
拡散領域７の形成までを実施例１の場合と同様にして行
った。次に、SiO2膜を蒸着し、ホトリソグラフィ法によ
りSiO2ストライプマスクパターンを形成し、ドライエッ
チング加工によリ層６および５をエッチングしてリッジ
状ストライプ（幅S2＝２〜５μｍ）を形成した。このと
き、幅S2は幅S1（３〜６μｍ）よりも小さく設定した。
この後、SiO2マスクを残したまま、MOCVD法によりｎ−G
aAs電流ブロック層８（厚さ1.0〜1.2μm,nD＝４〜５×1
018cm-3）を選択成長させ、次に、SiO2マスクをエッチ
ング除去した後、ｐ−GaAsコンタクト層９（厚さ2.0〜
3.0μm,nA＝１×1018〜１×1020cm-3）を埋込み成長さ
せた。最後に、実施例１の場合と同様にして素子の形状
に切り出しを行った。
成を示す断面図で、まずZnイオン打ち込み領域あるいは
拡散領域７の形成までを実施例１の場合と同様にして行
った。次に、SiO2膜を蒸着し、ホトリソグラフィ法によ
りSiO2ストライプマスクパターンを形成し、ドライエッ
チング加工によリ層６および５をエッチングしてリッジ
状ストライプ（幅S2＝２〜５μｍ）を形成した。このと
き、幅S2は幅S1（３〜６μｍ）よりも小さく設定した。
この後、SiO2マスクを残したまま、MOCVD法によりｎ−G
aAs電流ブロック層８（厚さ1.0〜1.2μm,nD＝４〜５×1
018cm-3）を選択成長させ、次に、SiO2マスクをエッチ
ング除去した後、ｐ−GaAsコンタクト層９（厚さ2.0〜
3.0μm,nA＝１×1018〜１×1020cm-3）を埋込み成長さ
せた。最後に、実施例１の場合と同様にして素子の形状
に切り出しを行った。
本実施例の試料の場合、閾値電流５〜10mAでレーザ発
振し、キンク光出力は40〜50mWであった。また、発振波
長は閾値電流において620〜630nmの範囲であった。
振し、キンク光出力は40〜50mWであった。また、発振波
長は閾値電流において620〜630nmの範囲であった。
［発明の効果］ 以上述べてきたように、半導体レーザ素子を本発明構
造の半導体レーザ素子とすることによって、従来技術の
有していた課題を解決して、低閾値電流で高出力動作を
させることのできる半導体レーザ素子を提供することが
できた。すなわち、端面にコート層のない状態で、従来
技術における閾値電流約50mA、最高出力10〜20mWの値を
閾値電流５〜10mA、出力40〜50mW程度まで向上させた半
導体レーザ素子を提供することができた。また、閾値電
流における発振波長620〜630nmの範囲の半導体レーザ素
子を得ることができた。
造の半導体レーザ素子とすることによって、従来技術の
有していた課題を解決して、低閾値電流で高出力動作を
させることのできる半導体レーザ素子を提供することが
できた。すなわち、端面にコート層のない状態で、従来
技術における閾値電流約50mA、最高出力10〜20mWの値を
閾値電流５〜10mA、出力40〜50mW程度まで向上させた半
導体レーザ素子を提供することができた。また、閾値電
流における発振波長620〜630nmの範囲の半導体レーザ素
子を得ることができた。
第１図〜第４図は本発明半導体レーザ素子の実施例の構
造を示す断面図、第５図、第６図は本発明半導体レーザ
素子のTE、TMモードの利得スペクトルを示す図である。 １…ｎ−GaAs基板、１′…ｐ−GaAs基板、２…ｎ−GaAs
バッファ層、３…ｎ−（AlxGa1-x）0.51In0.49P光導波
層、４…多重量子井戸活性層、５…ｐ−（AlxGa1-x）
0.51In0.49P光導波層、６…ｐ−Ga0.51In0.49Pバッファ
層、７…Znイオン打ち込みまたは拡散領域、８…ｎ−Ga
As電流ブロック層、９…ｐ−GaAsコンタクト層、10…ｐ
電極、11…ｎ電極、12…ｎ−Ga0.51In0.49Pバッファ
層、13…Siイオン打ち込みまたは拡散領域。
造を示す断面図、第５図、第６図は本発明半導体レーザ
素子のTE、TMモードの利得スペクトルを示す図である。 １…ｎ−GaAs基板、１′…ｐ−GaAs基板、２…ｎ−GaAs
バッファ層、３…ｎ−（AlxGa1-x）0.51In0.49P光導波
層、４…多重量子井戸活性層、５…ｐ−（AlxGa1-x）
0.51In0.49P光導波層、６…ｐ−Ga0.51In0.49Pバッファ
層、７…Znイオン打ち込みまたは拡散領域、８…ｎ−Ga
As電流ブロック層、９…ｐ−GaAsコンタクト層、10…ｐ
電極、11…ｎ電極、12…ｎ−Ga0.51In0.49Pバッファ
層、13…Siイオン打ち込みまたは拡散領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−239891（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−300582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−236384（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7489（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−2265（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】（001）面から〔110〕、〔−１−10〕、
〔−110〕または〔１−10〕方向へ10°以上の角度で傾
けた半導体基板上部に、AlGaInP材料からなる発光活性
層と該発光活性層を挟むように形成された該発光活性層
よりバンドギャップの大きなAlGaInPからなる光導波層
とを設けた半導体レーザ素子において、 上記発光活性層は量子井戸層と該量子井戸層を挟む量子
障壁層とを含んでなり、且つ該量子障壁層は上記光導波
層より小さいAl組成を有し、且つ導波されるレーザ光は
TEモードに強く偏波され、該レーザ光のTEモードの偏波
強度はTMモードの偏波強度の1000倍以上であることを特
徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項２】上記発光活性層は、上記量子障壁層を介し
て配置された複数の上記量子井戸層を有し、且つ該量子
井戸層の膜厚は３〜10nmであり、且つ該量子障壁層の膜
厚は２〜8nmであ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】上記発光活性層は、膜厚が10〜20nmの単一
層たる上記量子井戸層と該量子井戸層を挟む膜厚が10〜
30nmの上記量子障壁層から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４】上記発光活性層は、上記量子井戸層及び上
記量子障壁層に部分的にイオン打ち込みまたは不純物拡
散を行い無秩序混晶化した領域によりストライプ状に形
成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の半導体レーザ素子。 - 【請求項５】上記発光活性層上に形成された上記光導波
層は、ストライプ状のリッジ部分を有することを特徴と
する請求項１〜３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 |
|---|---|---|---|
| JP14126690A JP3189900B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14126690A JP3189900B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437081A JPH0437081A (ja) | 1992-02-07 |
| JP3189900B2 true JP3189900B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=15287903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14126690A Expired - Lifetime JP3189900B2 (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189900B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14126690A patent/JP3189900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437081A (ja) | 1992-02-07 |
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