JP3200918B2 - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JP3200918B2
JP3200918B2 JP03598092A JP3598092A JP3200918B2 JP 3200918 B2 JP3200918 B2 JP 3200918B2 JP 03598092 A JP03598092 A JP 03598092A JP 3598092 A JP3598092 A JP 3598092A JP 3200918 B2 JP3200918 B2 JP 3200918B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低い動作電流値で光デ
ィスク等の光源として好適な低雑音の半導体レ−ザ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-noise semiconductor laser device having a low operating current value and suitable as a light source for an optical disk or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下に従来の半導体レーザ装置について
説明する。図13は従来の半導体レーザ装置の断面図で
ある。n型のガリウムヒ素(GaAs)基板21の上に
n型のGaAsバッファ層22が形成されており、その
上にn型のガリウムアルミヒ素(Ga0.5Al0.5As)
クラッド層23、Ga0.85Al0.15As活性層24、リ
ッジ25aを有するp型のGa0.5Al0.5Asクラッド
層25が形成されており、電流チャンネルとなるリッジ
25a以外の部分には電流狭窄のためにn型のGaAs
電流ブロック層26が形成されている。なお27はp型
のGaAs保護層、28はp型のGaAsコンタクト層
である。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor laser device will be described below. FIG. 13 is a sectional view of a conventional semiconductor laser device. An n-type GaAs buffer layer 22 is formed on an n-type gallium arsenide (GaAs) substrate 21, and an n-type gallium aluminum arsenide (Ga 0.5 Al 0.5 As) is formed thereon.
A p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 25 having a clad layer 23, a Ga 0.85 Al 0.15 As active layer 24, and a ridge 25a is formed, and a portion other than the ridge 25a serving as a current channel is used for current confinement. n-type GaAs
A current blocking layer 26 is formed. 27 is a p-type GaAs protective layer, and 28 is a p-type GaAs contact layer.

【0003】図13に示す構造において、p型のGaA
sコンタクト層28から注入される電流はリッジ25a
内に有効に閉じ込められ、リッジ25aの下部のGa
0.85Al0.15As活性層24でレーザ発振が生じる。こ
のときn型のGaAs電流ブロック層26の屈折率はp
型のGa0.5Al0.5Asクラッド層25の屈折率より大
きくなっているが、n型のGaAs電流ブロック層26
の禁制帯幅の方がGa0. 85Al0.15As活性層24の禁
制帯幅よりも小さいので、レーザ光に対してn型のGa
As電流ブロック層26は吸収体となる。したがってレ
ーザ光はこのn型のGaAs電流ブロック層26による
吸収により、リッジ25a内に有効に閉じ込められる。
一般にリッジ25aの下端、すなわちストライプの幅を
5μm程度にすることで、光ディスク等に使われる単一
横モードのレーザ発振が得られる。
[0003] In the structure shown in FIG.
The current injected from the s-contact layer 28 is the ridge 25a
Is effectively confined within the ridge 25a.
Laser oscillation occurs in the 0.85 Al 0.15 As active layer 24. At this time, the refractive index of the n-type GaAs current block layer 26 is p
The refractive index of the n-type GaAs current blocking layer 26 is larger than the refractive index of the n-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 25.
Since towards the forbidden band width smaller than the forbidden band width of the Ga 0. 85 Al 0.15 As active layer 24, the n-type with respect to the laser beam Ga
The As current blocking layer 26 becomes an absorber. Therefore, the laser light is effectively confined in the ridge 25a by the absorption by the n-type GaAs current blocking layer 26.
Generally, by setting the lower end of the ridge 25a, that is, the width of the stripe to about 5 μm, a single transverse mode laser oscillation used for an optical disk or the like can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、n型のGaAs電流ブロック層26の光
吸収による導波路の損失によりレーザのしきい値および
効率が制限されること、さらにGaAs電流ブロック層
26の光吸収によりレーザ光が急峻にストライプ内に閉
じ込められるためにスペクトルが単一モードになりやす
いこと、また従来構造でスペクトルの多モード発振を得
るためにはGaAs電流ブロック層26をGa0.85Al
0.15As活性層24からある程度以上離さなければなら
ないこと、リッジ25aの下部での横方向への漏れ電流
の増大により動作電流の増大を招くこと等の課題を有し
ていた。
However, in the above-mentioned conventional structure, the threshold value and efficiency of the laser are limited by the loss of the waveguide due to the light absorption of the n-type GaAs current blocking layer 26. Since the laser light is steeply confined within the stripes due to the light absorption of the block layer 26, the spectrum is likely to be in a single mode. 0.85 Al
There are problems such as the fact that it must be separated from the 0.15 As active layer 24 by a certain degree or more, and an increase in operating current due to an increase in lateral leakage current below the ridge 25a.

【0005】さらにストライプの幅を狭くすると電流ブ
ロック層26による光吸収が増大するためにストライプ
の幅もある程度以下には狭くできないという制約があ
り、低動作電流化の妨げとなっていた。
Further, when the width of the stripe is reduced, the light absorption by the current block layer 26 increases, so that there is a restriction that the width of the stripe cannot be reduced to a certain level or less, which hinders a reduction in operating current.

【0006】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、動作電流が低くスペクトルがより多モードでかつ低
雑音の半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device having a low operating current, a multimode spectrum and low noise.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体レーザ装置は、Ga1-XAlXAs活性
層の少なくとも一方の面に形成されたリッジを有し、リ
ッジの前記活性層に最も近い部分の幅が4μm以下であ
一導電型のGa1-YAlYAs層と、リッジの長手方向
の側面に沿って形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs
層とを備え、AlAs混晶比を決めるX、YおよびZの
間にZ>Y>X≧0なる関係を有し、さらにこれら各層
の内n型であるGa1-ZAlZAs層に不純物としてSi
を添加した構成を有している。
SUMMARY OF THE INVENTION The semiconductor laser device of the present invention in order to achieve this objective is to have a ridge that is formed on at least one surface of the Ga 1-X Al X As active layer, Li
The width of the portion of the edge closest to the active layer is 4 μm or less.
That one conductivity type Ga 1-Y Al Y As layer and, Ga 1-Z Al of the opposite conductivity type formed along a longitudinal side of the ridge Z As
And X, Y, and Z that determine the AlAs mixed crystal ratio have a relationship of Z>Y> X ≧ 0, and the n-type Ga 1- Z AlZAs layer of each of these layers Si as impurity
Is added.

【0008】[0008]

【作用】この構成によって、Ga1-ZAlZAsのストラ
イプ状の窓、すなわちリッジから注入される電流により
Ga1-XAlXAs活性層でレーザ発振が生じ、またGa
1-ZAlZAs層の屈折率はストライプ内部のGa1-Y
YAsクラッド層よりも小さいのでレーザ光はこの屈
折率差によりストライプ内に有効に閉じ込められる。さ
らにGa1-ZAlZAs層の禁制帯幅はGa1-XAlXAs
活性層の禁制帯幅よりもかなり大きいので、レーザ光の
電流ブロック層による光吸収は殆どなく、電流ブロック
層の中および電流ブロック層の下部の活性層にも光は広
く分布し、スペクトルは多モードになる。
According to this structure, Ga1-ZAlZAs Stra
The current flowing through the window, i.e. the ridge,
Ga1-XAlXLaser oscillation occurs in the As active layer.
1-ZAlZThe refractive index of the As layer is Ga within the stripe.1-YA
lYSince the laser beam is smaller than the As cladding layer,
It is effectively confined within the stripe due to the difference in the folding ratio. Sa
Ra Ga1-ZAlZThe band gap of the As layer is Ga1-XAlXAs
Because it is much larger than the band gap of the active layer,
There is almost no light absorption by the current block layer.
Light also spreads in the active layer in the layer and below the current blocking layer.
And the spectrum becomes multimodal.

【0009】さらにレーザー光が導波されるn型のGa
AlAs層に不純物としてSiを添加しているので多モ
ード発振の妨げとなるn型GaAlAs層中での損失グ
レーティングを殆ど形成せず、十分な多モード発振を得
ることができる。
Further, n-type Ga in which laser light is guided
Since Si is added as an impurity to the AlAs layer, a loss grating in the n-type GaAlAs layer that hinders multimode oscillation is hardly formed, and sufficient multimode oscillation can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例における半
導体レーザ装置の断面図である。n型のGaAs基板1
の上にn型のGaAsバッファ層2が形成されており、
その上にn型のGa0.5Al0.5Asクラッド層3、Ga
0.85Al0.15As活性層4、リッジ5aを有するp型の
Ga0.5Al0.5Asクラッド層5が形成されており、電
流狭窄のために電流チャンネルとなるリッジ5a以外の
領域にはn型のGa0.35Al0. 65As電流ブロック層6
が形成されている。なお7はp型のGaAs保護層、8
はp型のGaAsコンタクト層である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention. n-type GaAs substrate 1
An n-type GaAs buffer layer 2 is formed on
An n-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 3 and Ga
A p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5 having a 0.85 Al 0.15 As active layer 4 and a ridge 5 a is formed, and an n-type Ga 0.35 is formed in a region other than the ridge 5 a serving as a current channel due to current confinement. al 0. 65 As current blocking layer 6
Are formed. 7 is a p-type GaAs protective layer, 8
Is a p-type GaAs contact layer.

【0011】ここで安定な単一横モード発振を得るため
に、n型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6のA
lAs混晶比をp型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5
のAlAs混晶比より10%以上高く設定する。もしn
型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6のAlAs
混晶比がp型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5と同程
度の場合はプラズマ効果によるストライプ内の屈折率の
低下があり、そのためにアンチガイドの導波路となり、
単一な横モード発振は得られない。ましてn型のGa
0.35Al0.65As電流ブロック層6のAlAs混晶比が
p型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5より低い場合は
完全に横モードが不安定になり、目的としている低動作
電流化さえ達成できない。本実施例では図1に示すよう
に、n型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6のA
lAs混晶比をp型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5
より0.15高くし、0.65としている。
Here, in order to obtain stable single transverse mode oscillation, the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As
The p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer
10% or more higher than the AlAs mixed crystal ratio. If n
-Type Ga 0.35 Al 0.65 As AlAs of current block layer 6
When the mixed crystal ratio is about the same as that of the p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5, there is a decrease in the refractive index in the stripe due to the plasma effect.
A single transverse mode oscillation cannot be obtained. N-type Ga
When the AlAs mixed crystal ratio of the 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is lower than that of the p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5, the transverse mode becomes completely unstable, and the intended low operating current cannot be achieved. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the A of the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6
The p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer
0.15 higher than that, and 0.65.

【0012】このような構造においては、p型のGaA
sコンタクト層8から注入される電流はリッジ5a内に
閉じ込められ、リッジ5aの下部のGa0.85Al0.15
s活性層4でレーザ発振が生じる。ここでn型のGa
0.35Al0.65As電流ブロック層6の屈折率は電流チャ
ンネル内部のp型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5の
屈折率より十分小さいのでレーザ光はこの屈折率差によ
りリッジ5a内に閉じ込められ、単一横モードのレーザ
光が得られる。
In such a structure, p-type GaAs
The current injected from the s-contact layer 8 is confined in the ridge 5a, and Ga 0.85 Al 0.15 A below the ridge 5a.
Laser oscillation occurs in the s active layer 4. Here, n-type Ga
Since the refractive index of the 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is sufficiently smaller than the refractive index of the p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5 inside the current channel, the laser light is confined in the ridge 5 a by this difference in refractive index, and One transverse mode laser light is obtained.

【0013】またn型のGa0.35Al0.65As電流ブロ
ック層6の禁制帯幅はGa0.85Al 0.15As活性層4の
禁制帯幅よりも大きいので、従来の構造のように電流ブ
ロック層による光吸収がなく、大幅に導波路の損失を低
減することができ、低動作電流化が図れる。さらに光吸
収が殆どないため、レーザ光がn型のGa0.35Al0. 65
As電流ブロック層6の下部にも広がりスペクトルが多
モードになりやすい。
Also, n-type Ga0.35Al0.65As current blow
The forbidden band width of the magnetic layer 6 is Ga0.85Al 0.15As active layer 4
Because it is larger than the forbidden band width, the current
There is no light absorption by the lock layer, greatly reducing the waveguide loss
As a result, the operating current can be reduced. More light absorption
Laser beam is n-type Ga0.35Al0. 65
A broad spectrum is also provided below the As current blocking layer 6.
Easy to be in mode.

【0014】ただし光を導波する各n型GaAlAs
層、本実施例ではn型のGa0.5Al0 .5Asクラッド層
3およびn型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6
に従来よく使用されている不純物として液相成長法(L
PE法)ではTeを、また有機金属気相成長法(MOC
VD法)ではSeを添加した場合、これらの不純物はG
aAlAs中でDXセンタとなり、数mWから数十mW
で発振している主モードの光密度では可飽和吸収効果が
顕著になるため、発振している主モードの定在波によっ
て損失グレーティングが形成されてしまう。このため発
振している主モード以外の他のモードが抑圧され、逆に
シングルモード性を強めてしまい、この構造の利点であ
る多モード性が損なわれてしまう。
However, each n-type GaAlAs that guides light
Layer, Ga 0.35 Al 0.65 of Ga 0.5 Al 0 .5 As cladding layer 3 and the n-type n-type in this embodiment As current blocking layer 6
The liquid phase growth method (L
In the PE method, Te is used, and in addition, metal organic chemical vapor deposition (MOC)
In the VD method), when Se is added, these impurities become G
aAlAs becomes DX center in AlAs, several mW to several tens mW
Since the saturable absorption effect becomes remarkable at the optical density of the main mode oscillating in the above, a loss grating is formed by the standing wave of the oscillating main mode. For this reason, modes other than the oscillating main mode are suppressed, and conversely, the single mode property is enhanced, and the multi-mode property, which is an advantage of this structure, is impaired.

【0015】この問題を解決するため、この構造の半導
体レーザー内の光を導波する各GaAlAs層に不純物
としてSiを添加した。この場合GaAlAs層中のS
iによって生じるDXセンタ準位と伝導帯との間のキャ
リアの熱的捕獲および放出の活性化エネルギーが不純物
にSeやTeを使用した場合と異なるため非常に低い光
密度で光吸収が飽和してしまい、発振している主モード
による損失グレーティングが殆ど形成されないことから
多モード性が損なわれることがなく、十分な多モード発
振を得ることができ、低雑音化が容易となる。
In order to solve this problem, Si is added as an impurity to each GaAlAs layer for guiding light in a semiconductor laser having this structure. In this case, S in the GaAlAs layer
Since the activation energy of thermal capture and emission of carriers between the DX center level and the conduction band caused by i is different from that when Se or Te is used as an impurity, light absorption is saturated at a very low optical density. As a result, since the loss grating due to the oscillating main mode is hardly formed, the multi-mode property is not impaired, sufficient multi-mode oscillation can be obtained, and low noise can be easily achieved.

【0016】次に上記の構造を有する半導体レーザ装置
のスペクトル特性について説明する。図2(a)は本発
明の一実施例における半導体レーザ装置のスペクトル特
性と構造パラメータの関係を示す図、図2(b)は従来
の半導体レーザ装置のスペクトル特性と構造パラメータ
の関係を示す図である。これらの図において、横軸は電
流ブロック層と活性層との間のp型のクラッド層の厚さ
(dp)を、縦軸は活性層の厚さ(da)をそれぞれ示
している。図2(a)に示す本実施例では、図2(b)
に示す従来例に比べて、daおよびdpのいずれかまた
は両方が薄くても十分に多モード発振が得られている。
特にdpが薄くてもよいためストライプの外部への漏れ
電流が小さい状態で低雑音のレーザが得られ、より一層
動作電流の低減が図れる。具体的には従来例の構造では
0.3μm以下のdpで多モード発振を得るのは困難で
あったのに対し、本実施例の構造ではdpが0.2μm
以下でも十分に多モード発振が得られる。
Next, the spectral characteristics of the semiconductor laser device having the above structure will be described. FIG. 2A is a diagram illustrating the relationship between the spectral characteristics and the structural parameters of the semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram illustrating the relationship between the spectral characteristics and the structural parameters of the conventional semiconductor laser device. It is. In these figures, the horizontal axis represents the thickness (dp) of the p-type cladding layer between the current blocking layer and the active layer, and the vertical axis represents the thickness (da) of the active layer. In the present embodiment shown in FIG.
As compared with the conventional example shown in FIG. 1, even if one or both of da and dp is thin, sufficient multi-mode oscillation is obtained.
In particular, since dp may be thin, a low-noise laser can be obtained in a state where the leakage current to the outside of the stripe is small, and the operating current can be further reduced. Specifically, in the structure of the conventional example, it was difficult to obtain multimode oscillation at a dp of 0.3 μm or less, whereas in the structure of the present example, dp was 0.2 μm
Even below, sufficient multi-mode oscillation can be obtained.

【0017】次に本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置のストライプ幅と動作電流値の関係について、図
3を参照しながら説明する。なお参考のために従来例に
ついても示した。本実施例の構造では従来例とは異な
り、ストライプ幅を狭くしたときでも電流ブロック層に
よる光吸収の増大により動作電流値が増加することはな
いので、ストライプ幅を従来例と比べてかなり狭い値に
設定でき、この点からも低動作電流化が達成できる。具
体的には、従来例の構造ではストライプ幅が4μm以下
になると動作電流値が増大していたのに対し、本実施例
の構造ではストライプ幅を狭くすると動作電流値がスト
ライプ幅に比例して低減する。さらに本実施例の構造で
ストライプ幅を狭くした場合、電流ブロック層への光の
しみ出しがストライプ内部にある光に比べて相対的に増
加するので、スペクトルの多モード性はより一層強くな
る。すなわちストライプ幅を狭くすることでより低雑音
になる。
Next, the relationship between the stripe width and the operating current value of the semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The conventional example is also shown for reference. In the structure of this embodiment, unlike the conventional example, even when the stripe width is reduced, the operating current value does not increase due to the increase in light absorption by the current block layer. , And from this point, a lower operating current can be achieved. Specifically, in the structure of the conventional example, the operating current value increases when the stripe width is 4 μm or less, whereas in the structure of the present embodiment, when the stripe width is reduced, the operating current value increases in proportion to the stripe width. Reduce. Further, when the stripe width is reduced in the structure of the present embodiment, the exudation of light into the current block layer is relatively increased as compared with the light inside the stripe, so that the multi-modality of the spectrum is further enhanced. That is, the noise can be reduced by reducing the stripe width.

【0018】次に本発明の半導体レーザ装置の製造方法
について説明する。図4はその半導体レーザ装置の製造
工程図である。まず図4(a)に示すように、n型のG
aAs基板1の上にMOCVDまたはMBE成長法によ
り、n型のGaAsバッファ層2(厚さ、0.5μ
m)、n型のGa0.5Al0.5Asクラッド層3(厚さ、
1μm)、Ga0.85Al0.15As活性層4(厚さ、0.
07μm)、p型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5
(厚さ、1μm)およびp型のGaAs保護層7(厚
さ、0.2μm)を形成する。この保護層7は電流が流
れるp型のGa0.5Al0.5Asクラッド層5の表面酸化
を防止するのに必要である。なお活性層4の導電型は特
に記載していないが、p型であってもn型であっても、
またアンドープであってもかまわない。
Next, a method for manufacturing the semiconductor laser device of the present invention will be described. FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the semiconductor laser device. First, as shown in FIG.
An n-type GaAs buffer layer 2 (thickness: 0.5 μm) is formed on an aAs substrate 1 by MOCVD or MBE growth.
m), n-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 3 (thickness,
1 μm), Ga 0.85 Al 0.15 As active layer 4 (thickness, 0.1 μm).
07 μm), p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5
(Thickness: 1 μm) and a p-type GaAs protective layer 7 (thickness: 0.2 μm). This protective layer 7 is necessary for preventing the surface oxidation of the p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5 through which current flows. Although the conductivity type of the active layer 4 is not particularly described, whether it is p-type or n-type,
It may be undoped.

【0019】次に図4(b)に示すように、ストライプ
状に窒化膜(窒化シリコン、窒化タングステン)または
酸化シリコン膜等の誘電体膜9を形成し、この誘電体膜
9をマスクとしてエッチングを行い、リッジ5aを形成
する。このときストライプ幅となるリッジ5aの下端の
幅は2.5μm、リッジ5a以外の領域のp型のGa
0.5Al0.5Asクラッド層5の厚さ(dp)は、0.1
5μmとした。
Next, as shown in FIG.
Film (silicon nitride, tungsten nitride) or
A dielectric film 9 such as a silicon oxide film is formed.
9 is used as a mask to form a ridge 5a.
I do. At this time, the lower end of the ridge 5a having the stripe width
The width is 2.5 μm, and the p-type Ga
0.5Al0.5The thickness (dp) of the As cladding layer 5 is 0.1
The thickness was 5 μm.

【0020】次に図4(c)に示すように、誘電体膜9
をマスクとしてMOCVD法によりn型のGa0.35Al
0.65As電流ブロック層6(厚さ、1μm)を選択的に
形成する。n型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層
6の膜厚が薄いとその上のp型のGaAsコンタクト層
8においてレーザ光の吸収が生じるので、最低限0.4
μmの厚さが必要である。なお上記の全てのn型GaA
lAs層には不純物としてSiが添加されている。
Next, as shown in FIG.
N-type Ga 0.35 Al by MOCVD using
The 0.65 As current blocking layer 6 (thickness: 1 μm) is selectively formed. If the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is thin, laser light is absorbed in the p-type GaAs contact layer 8 thereover.
A thickness of μm is required. All of the above n-type GaAs
Si is added as an impurity to the lAs layer.

【0021】次に図4(d)に示すように、誘電体膜9
を除去し、MOCVDまたはMBE成長法によりp型の
GaAsコンタクト層8を形成する。最後にn型のGa
As基板1側およびp型のGaAsコンタクト層8側に
それぞれ電極を形成して半導体レーザ装置となる。
Next, as shown in FIG.
Is removed, and a p-type GaAs contact layer 8 is formed by MOCVD or MBE growth. Finally, n-type Ga
Electrodes are formed on the As substrate 1 side and the p-type GaAs contact layer 8 side, respectively, to complete a semiconductor laser device.

【0022】本実施例における半導体レーザでは、共振
器長200μmの素子において室温で3mWのレーザ光
を放出するのに必要な動作電流値が25mAと低電流で
あり、スペクトルは自己脈動(セルフパルセーション)
を生じるに十分な多モードで発振した。実際の雑音特性
は0〜10%の戻り光率の範囲内で−135dB/Hz
以下のRINの値が得られ、低雑音化を実現した。
In the semiconductor laser of this embodiment, the operating current required to emit 3 mW laser light at room temperature is as low as 25 mA in a device having a cavity length of 200 μm, and the spectrum is self-pulsating (self-pulsation). )
Oscillated in multiple modes sufficient to cause The actual noise characteristic is -135 dB / Hz within the range of the return light rate of 0 to 10%.
The following RIN values were obtained, realizing low noise.

【0023】なお図4に示す製造工程において、2回目
の結晶成長の際にp型のGa0.5Al0.5Asクラッド層
5の上に直接n型のGa0.35Al0.65As電流ブロック
層6を成長すると再成長界面がp−n接合となって深い
界面準位を形成し、レーザの電流対光出力特性の温度依
存性に悪影響を及ぼすことがある。これを防ぐために
は、2回目の結晶成長の際に最初にp型の薄い層を形成
した後にn型のGa0. 35Al0.65As電流ブロック層6
を形成するのが有効である。この場合再成長界面はp−
n接合でなくなるので深い界面準位が形成されない。
In the manufacturing process shown in FIG. 4, when the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is grown directly on the p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 5 during the second crystal growth. The regrowth interface becomes a pn junction to form a deep interface state, which may adversely affect the temperature dependence of the current-light output characteristics of the laser. To prevent this, the second Ga 0. 35 Al 0.65 n-type after forming the thin p-type layer on the first time of crystal growth of As current blocking layer 6
It is effective to form In this case, the regrowth interface is p-
Since it is no longer an n-junction, no deep interface state is formed.

【0024】以下本発明の他の実施例について、図5〜
図12を参照しながら説明する。図5は本発明の第2の
実施例における半導体レーザ装置の断面図であり、p型
のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6を2回目の結
晶成長時に形成した例について示した。この場合n型の
Ga0.35Al0.65As電流ブロック層6はp型のGa
0.5Al0.5Asクラッド層5の上にSiを添加したn型
のGa0.35Al0.65As層17を介して形成されてい
る。なおn型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6
はレーザ光に対して透明でなければならないのでそのA
lAs混晶比はGa0.85Al0.15As活性層4のAlA
s混晶比より大きく、また横方向への漏れ電流を低くす
るためには膜厚は0.1μm以下にする必要がある。ま
た本実施例ではp型の層がない場合と屈折率を同じにす
るため、n型のGa0.35Al0.65As層17のAlAs
混晶比をn型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6
と同じにしている。またn型のGa0.35Al0.65As層
17の膜厚は0.01μmであり、電流分布にも殆ど影
響を与えない膜厚にしている。図5の構造により、低動
作電流、低雑音かつ温度特性に優れた半導体レーザを得
ることができる。
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention, showing an example in which a p-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is formed at the time of the second crystal growth. In this case, the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is made of p-type Ga 0.35 Al 0.65 As.
It is formed on the 0.5 Al 0.5 As clad layer 5 via an n-type Ga 0.35 Al 0.65 As layer 17 to which Si is added. The n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6
Must be transparent to laser light,
The mixed crystal ratio of As is Ga 0.85 Al 0.15 As
The film thickness needs to be 0.1 μm or less in order to be larger than the s mixed crystal ratio and to reduce the leakage current in the lateral direction. In this embodiment, in order to make the refractive index the same as when there is no p-type layer, the AlAs of the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As layer 17 is used.
Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 with n-type mixed crystal ratio
And the same. The thickness of the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As layer 17 is 0.01 μm, which is a thickness that hardly affects the current distribution. With the structure of FIG. 5, a semiconductor laser having low operating current, low noise, and excellent temperature characteristics can be obtained.

【0025】なおp型GaAs基板の上に上記のような
効果を持つ半導体レーザー装置を作製する場合には上記
の実施例におけるp型およびn型の導電型を逆にして結
晶を成長するのであるが、この場合図5におけるn型の
Ga0.35Al0.65As層17がp型となる。またこのと
きのp型の薄い層に不純物としてSiを添加することに
よりこの層において多モード性が損なわれることはな
い。
When a semiconductor laser device having the above-described effect is fabricated on a p-type GaAs substrate, the crystal is grown by reversing the p-type and n-type conductivity types in the above embodiment. However, in this case, the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As layer 17 in FIG. 5 becomes p-type. Further, by adding Si as an impurity to the p-type thin layer at this time, the multi-mode property is not impaired in this layer.

【0026】図6は本発明の第3の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、p型GaAs基板の上に
形成した例について示した。図6に示すように、p型の
GaAs基板10の上にp型のGaAsバッファ層1
1、p型のGa0.5Al0.5Asクラッド層12、Ga
0.85Al0.15As活性層4、Siを添加したリッジ13
aを有するn型のGa0.5Al0.5Asクラッド層13、
p型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層14、リッ
ジ13aの上のn型のGaAs保護層15およびn型の
GaAsコンタクト層16が形成されている。なおp型
のGa0.35Al0.65As電流ブロック層14はSiを添
加したn型のGa0.5Al0.5Asクラッド層13の上に
Siを添加したn型のGa0.35Al0.65As層17を介
して形成されている。本実施例の構造における各層は図
5に示す構造とはその導電型が反転しているが、図5の
場合と同様の効果がある。なおかつ、このn型のGa
0.35Al 0.65As層17には不純物としてSiを添加し
ているためこの層において多モード性が損なわれること
はなく、低動作電流、低雑音かつ温度特性に優れた半導
体レーザを得ることができる。
FIG. 6 shows a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a body laser device, on a p-type GaAs substrate.
An example of the formation is shown. As shown in FIG.
P-type GaAs buffer layer 1 on a GaAs substrate 10
1, p-type Ga0.5Al0.5As clad layer 12, Ga
0.85Al0.15As active layer 4, ridge 13 doped with Si
n-type Ga having a0.5Al0.5As clad layer 13,
p-type Ga0.35Al0.65As current blocking layer 14
N-type GaAs protective layer 15 on
A GaAs contact layer 16 is formed. In addition, p-type
Ga0.35Al0.65The As current blocking layer 14 is doped with Si.
N-type Ga added0.5Al0.5On the As cladding layer 13
N-type Ga doped with Si0.35Al0.65Via the As layer 17
It is formed. Each layer in the structure of this embodiment is
The structure shown in FIG. 5 is inverted from that of the structure shown in FIG.
It has the same effect as in the case. In addition, this n-type Ga
0.35Al 0.65Si is added to the As layer 17 as an impurity.
Multi-modality is lost in this layer
And low operating current, low noise and excellent temperature characteristics
A body laser can be obtained.

【0027】また図4に示す製造工程においてn型のG
aAs基板を使用した場合、誘電体膜9を構成する窒化
シリコン膜を除去する際にHF系のエッチャントを用い
るが、この時2回目成長で形成したn型のGa0.35Al
0.65As電流ブロック層6も同時にエッチングされるこ
とがある。これを防ぐためには、2回目成長時にn型の
Ga0.35Al0.65As電流ブロック層6上にエッチング
防止用のAlAs混晶比の低い層を導入すると有効であ
る。この層はAlAs混晶比の高いGa0.35Al0.65
s電流ブロック層6を表面酸化から保護する効果も有す
る。また不純物としてSiをこの層に添加することによ
り、この層で多モード性が損なわれることがなくなる。
In the manufacturing process shown in FIG.
When an aAs substrate is used, an HF-based etchant is used to remove the silicon nitride film constituting the dielectric film 9, but at this time, the n-type Ga 0.35 Al formed by the second growth is used.
The 0.65 As current blocking layer 6 may be etched at the same time. In order to prevent this, it is effective to introduce a layer having a low AlAs mixed crystal ratio for etching prevention on the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 during the second growth. This layer high AlAs mixed crystal ratio Ga 0.35 Al 0.65 A
It also has the effect of protecting the s current block layer 6 from surface oxidation. Further, by adding Si as an impurity to this layer, the multi-mode property is not impaired in this layer.

【0028】図7は本発明の第4の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、n型のGaAlAs層1
8を0.5μm導入した例について示した。図7におい
て、n型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層6の厚
さは、平坦性を保つために0.5μmと図1に示す実施
例より薄くしている。この導入したGaAlAs層18
層の導電型は電流のブロックという点でn型の方がよ
く、不純物としてSiを添加することにより多モード性
を損なわずに低雑音化できる。またn型のGaAlAs
層18は2層以上の多層であってもよい。図7の構造に
より、低動作電流、低雑音かつ量産性に優れた半導体レ
ーザ装置を得ることができる。
FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention, in which an n-type GaAlAs layer 1 is formed.
8 is introduced by 0.5 μm. In FIG. 7, the thickness of the n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer 6 is 0.5 μm, which is smaller than that of the embodiment shown in FIG. 1, in order to maintain flatness. The introduced GaAlAs layer 18
The conductivity type of the layer is preferably the n-type in terms of blocking current, and noise can be reduced without impairing the multi-mode property by adding Si as an impurity. N-type GaAlAs
The layer 18 may be a multilayer of two or more layers. With the structure in FIG. 7, a semiconductor laser device having low operating current, low noise, and excellent mass productivity can be obtained.

【0029】以上説明した実施例における構造は、動作
電流値が低く、従来より多モードにすることができるの
で、低雑音かつ高出力の半導体レーザを実現できる。実
際に高出力用半導体レーザ装置として、350μmの共
振器長で作製し、端面にコーティングを行うことによ
り、100mW以上の光出力が得られ、数mWの低出力
時には多モード発振をさせることができた。このような
半導体レーザ装置を光ディスクの光源として用いること
により、読み込み時に低雑音化を図るための高周波重畳
回路が不要となりピックアップの大幅な小型化が実現で
きる。
The structure in the embodiment described above has a low operating current value and can be operated in multiple modes as compared with the conventional one, so that a low-noise and high-output semiconductor laser can be realized. As a high-power semiconductor laser device, an optical output of 100 mW or more can be obtained by coating the end face with a cavity length of 350 μm, and multimode oscillation can be achieved at low output of several mW. Was. By using such a semiconductor laser device as a light source of an optical disk, a high-frequency superimposing circuit for reducing noise at the time of reading is not required, and the pickup can be significantly reduced in size.

【0030】図8は本発明の第5の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、p型のGa0.6Al0.4
s光ガイド層19を有するLOC構造の例について示し
た。図8に示す構造では、端面の光による破壊レベルが
向上するため一段と高出力化が図れる。p型のGa0.6
Al0.4As光ガイド層19のAlAs混晶比はGa0.
85Al0.15As活性層4のAlAs混晶比よりも高けれ
ばよいが、温度特性を考えるとその禁制帯幅がGa0.85
Al0.15As活性層4より0.3eV以上大きいことが
望ましく、本実施例ではp型のGa0.6Al0.4As光ガ
イド層19のAlAs混晶比は0.4とし、その層厚は
横方向への漏れ電流を小さくするために0.1μmと薄
くしている。この光ガイド層がn型の場合には不純物と
してSiを添加することによりこの層において多モード
性が損なわれることがなくなる。また光ガイド層は図8
のように活性層の下部でなくとも、上部または両側にあ
ってもよい。本実施例の構造により、低動作電流、高出
力かつ低雑音の半導体レーザ装置が得られる。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention, and shows a p-type Ga 0.6 Al 0.4 A
The example of the LOC structure having the s light guide layer 19 has been described. In the structure shown in FIG. 8, the level of destruction by light on the end face is improved, so that higher output can be achieved. p-type Ga 0.6
The AlAs mixed crystal ratio of the Al 0.4 As light guide layer 19 is Ga 0.
It is sufficient that the band gap is higher than the AlAs mixed crystal ratio of the 85Al 0.15 As active layer 4. However, considering the temperature characteristics, the forbidden band width is Ga 0.85
Desirably 0.3 eV or more larger than the Al 0.15 As active layer 4. In this embodiment, the p-type Ga 0.6 Al 0.4 As light guide layer 19 has an AlAs mixed crystal ratio of 0.4, and its layer thickness is in the lateral direction. Is reduced to 0.1 μm in order to reduce the leakage current. When the light guide layer is n-type, the addition of Si as an impurity prevents the multi-mode property from being impaired in this layer. The light guide layer is shown in FIG.
However, it may be provided not on the lower portion of the active layer but on the upper portion or both sides. According to the structure of this embodiment, a semiconductor laser device having a low operating current, a high output, and a low noise can be obtained.

【0031】なお図5の構造、図6の構造、図7の構
造、図8の構造による効果はそれぞれ独立のものであ
り、これらの構造を組み合わせることにより各々の効果
を併せ持つ優れた半導体レーザ装置を得ることが可能と
なる。以下に組み合わせた場合の実施例について説明す
る。
The effects of the structure shown in FIG. 5, FIG. 6, the structure shown in FIG. 7, and the structure shown in FIG. 8 are independent of each other. By combining these structures, an excellent semiconductor laser device having both effects is obtained. Can be obtained. An embodiment in the case of a combination will be described below.

【0032】図9は本発明の第6の実施例における半導
体レーザ装置の断面図であり、図5の構造と図7の構造
を組み合わせた例について示した。この場合、低動作電
流、低雑音特性に加えて特性温度が高く、量産性に優れ
た半導体レーザ装置を得ることができる。
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention, and shows an example in which the structure of FIG. 5 and the structure of FIG. 7 are combined. In this case, it is possible to obtain a semiconductor laser device that has high characteristic temperature in addition to low operating current and low noise characteristics and is excellent in mass productivity.

【0033】図10は本発明の第7の実施例における半
導体レーザ装置の断面図であり、図5の構造と図8の構
造を組み合わせた例について示した。なお光ガイド層1
9は活性層4の上部でなくとも、下部または両側にあっ
てもよい。この場合、低動作電流、低雑音特性に加えて
特性温度が高く、より高出力の半導体レーザ装置を得る
ことができる。
FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention, showing an example in which the structure of FIG. 5 and the structure of FIG. 8 are combined. Light guide layer 1
9 may not be on the upper part of the active layer 4 but may be on the lower part or on both sides. In this case, a high-output semiconductor laser device having a high characteristic temperature in addition to the low operating current and low noise characteristics can be obtained.

【0034】図11は本発明の第8の実施例における半
導体レーザ装置の断面図であり、図7の構造と図8の構
造を組み合わせた例について示した。なお光ガイド層1
9は活性層4の上部でなくとも、下部または両側にあっ
てもよい。この場合、低動作電流、低雑音特性に加えて
より高出力で量産性に優れた半導体レーザ装置を得るこ
とができる。
FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor laser device according to an eighth embodiment of the present invention, and shows an example in which the structure of FIG. 7 and the structure of FIG. 8 are combined. Light guide layer 1
9 may not be on the upper part of the active layer 4 but may be on the lower part or on both sides. In this case, in addition to the low operating current and low noise characteristics, a semiconductor laser device having higher output and excellent mass productivity can be obtained.

【0035】図12は本発明の第9の実施例における半
導体レーザ装置の断面図であり、図5の構造、図7の構
造および図8の構造を組み合わせた例について示した。
なお光ガイド層19は活性層4の上部でなくとも、下部
または両側にあってもよい。この場合、低動作電流、低
雑音特性に加えて特性温度が高く、より高出力で量産性
に優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a ninth embodiment of the present invention, and shows an example in which the structure of FIG. 5, the structure of FIG. 7, and the structure of FIG. 8 are combined.
The light guide layer 19 may be provided not on the upper portion of the active layer 4 but on the lower portion or on both sides. In this case, it is possible to obtain a semiconductor laser device having a high characteristic temperature in addition to the low operating current and low noise characteristics, a higher output, and excellent mass productivity.

【0036】なお上記の各実施例において基板にn型、
p型のどちらを用いて製作してもよいが、基板がn型の
場合は電流ブロック層がn型となり、基板がp型の場合
はリッジが形成されるクラッド層がn型となる。またこ
れらの構造において、レーザー光を導波するn型のGa
AlAs層に不純物としてSiを添加することにより、
その層での多モード性が損なわれることがなく低雑音化
できる。
In each of the above embodiments, the substrate is n-type,
Although either of p-type and n-type may be used, the current blocking layer is n-type when the substrate is n-type, and the cladding layer on which the ridge is formed is n-type when the substrate is p-type. Further, in these structures, n-type Ga
By adding Si as an impurity to the AlAs layer,
The noise can be reduced without impairing the multimodality in that layer.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明は、Ga1-XAlX
s活性層の少なくとも一方の面に形成されたリッジを有
する一導電型のGa1-YAlYAs層と、リッジの長手方
向の側面に沿って形成された逆導電型のGa1-ZAlZ
s層とを備え、AlAs混晶比を決めるX、YおよびZ
の関係がZ>Y>X≧0であり、これらの各層の内n型
であるGaAlAs層に不純物としてSiを添加した構
成により、動作電流値が低く、しかも低雑音である優れ
た半導体レ−ザ装置を実現できるものである。
As described above, according to the present invention, Ga 1-x Al x A
a Ga 1-Y Al Y As layer of the one conductivity type having a ridge formed on at least one surface of the s active layer, of the opposite conductivity type formed along a longitudinal side of the ridge Ga 1-Z Al Z A
X, Y and Z for determining the AlAs mixed crystal ratio
Is a relation of Z>Y> X ≧ 0, and of these layers, an n-type GaAlAs layer is doped with Si as an impurity, whereby an excellent semiconductor laser having a low operating current value and low noise is obtained. The device can be realized.

【0038】また本発明によれば、電流ブロック層のA
lAs混晶比がクラッド層のAlAs混晶比より高く設
定されているため、単一な横モードで発振し、レーザ光
の電流ブロック層による光吸収が殆どなく、大幅に導波
路の損失を低減でき、動作電流値の低減が図れる。
Further, according to the present invention, A of the current blocking layer
Since the lAs mixed crystal ratio is set higher than the AlAs mixed crystal ratio of the cladding layer, it oscillates in a single transverse mode, and there is almost no light absorption by the current block layer of the laser light, and the loss of the waveguide is greatly reduced. As a result, the operating current value can be reduced.

【0039】また本発明によれば、光が電流ブロック層
およびその下部の活性層に広がるためスペクトルの多モ
ード発振が得られやすいため、活性層と電流ブロック層
との距離を従来より近づけることができるとともに、光
を導波する各n型GaAlAs層に不純物としてSiを
添加することにより発振している主モードによる損失グ
レーティングを殆ど形成せず、より多モード性の優れた
低雑音の半導体レーザ装置が得られる。
Further, according to the present invention, since light spreads in the current blocking layer and the active layer therebelow, multimode oscillation of the spectrum is easily obtained, so that the distance between the active layer and the current blocking layer can be made shorter than before. A low-noise semiconductor laser device that is excellent in multi-mode characteristics and hardly forms a loss grating due to the main mode oscillating by adding Si as an impurity to each n-type GaAlAs layer that guides light. Is obtained.

【0040】また本発明によれば、電流ブロック層によ
る光吸収が殆どないためにストライプ幅も従来より狭く
することができ、その結果漏れ電流が少なくなる効果と
ストライプ幅を狭くできる効果の相乗作用で動作電流値
を低くする方向に寸法を設定でき、コンパクトディスク
用などの低雑音のレーザとしてより一層の動作電流値の
低減が図れる。
Further, according to the present invention, the stripe width can be made narrower than in the prior art because there is almost no light absorption by the current blocking layer. As a result, the synergistic effect of the effect of reducing the leakage current and the effect of narrowing the stripe width can be obtained. Thus, the dimensions can be set in the direction of lowering the operating current value, and the operating current value can be further reduced as a low-noise laser for a compact disk or the like.

【0041】さらに本発明によれば、動作電流値の低減
は活性層における発熱量の低減をもたらすため光出力も
従来と比べて増大し、高出力半導体レーザ装置を構成し
た場合でも低出力での多モード発振が可能であり、この
ような半導体レーザ装置を光ディスクの光源として用い
れば読み込み時に低雑音化を図るための高周波重畳回路
が不要となり、光ピックアップの大幅な小型化が実現で
きる。
Further, according to the present invention, the reduction in operating current value leads to a reduction in the amount of heat generated in the active layer, so that the optical output also increases as compared with the prior art. Multi-mode oscillation is possible, and if such a semiconductor laser device is used as a light source of an optical disk, a high-frequency superimposing circuit for reducing noise at the time of reading is not required, and the optical pickup can be significantly reduced in size.

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

【図1】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置のスペクトル特性と構造パラメータの関係を示す
図 (b)は従来の半導体レーザ装置のスペクトル特性と構
造パラメータの関係を示す図
FIG. 2A is a diagram illustrating a relationship between a spectrum characteristic and a structure parameter of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention; FIG. 2B is a diagram illustrating a relationship between a spectrum characteristic and a structure parameter of a conventional semiconductor laser device;

【図3】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
ストライプ幅と動作電流値の関係を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a stripe width and an operating current value of the semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(d)は本発明の一実施例における半
導体レーザ装置の製造工程図
FIGS. 4A to 4D are manufacturing process diagrams of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6の実施例における半導体レーザ装
置の断面図
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第7の実施例における半導体レーザ
装置の断面図
FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第8の実施例における半導体レーザ
装置の断面図
FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor laser device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第9の実施例における半導体レーザ
装置の断面図
FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図13】従来の半導体レーザ装置の断面図FIG. 13 is a sectional view of a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 Ga0.85Al0.15As活性層(Ga1-XAlXAs活
性層) 5 p型のGa0.5Al0.5Asクラッド層(一導電型の
Ga1-YAlYAs層) 5a リッジ 6 n型のGa0.35Al0.65As電流ブロック層(逆導
電型のGa1-ZAlZAs層)
4 Ga 0.85 Al 0.15 As active layer (Ga 1-x Al X As active layer) 5 p-type Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer (one conductivity type Ga 1-Y Al Y As layer) 5 a ridge 6 n-type Ga 0.35 Al 0.65 As current blocking layer (Ga 1-Z Al Z As layer of reverse conductivity type)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−208292(JP,A) 特開 平2−113586(JP,A) 特開 平3−238886(JP,A) 特開 平1−151284(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告(ED 91−116)Vol.31,No.321,p p.1−5 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-208292 (JP, A) JP-A-2-113586 (JP, A) JP-A-3-238886 (JP, A) JP-A-1- 151284 (JP, A) IEICE Technical Report (ED 91-116) Vol. 31, No. 321 pp. 1-5 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 JICST file (JOIS)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有し、前記リッジの前記活
性層に最も近い部分の幅が4μm以下である一導電型の
Ga1-YAlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に
沿って形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層とを備
え、AlAs混晶比を決めるX、YおよびZの間にZ>
Y>X≧0なる関係を有し、前記逆導電型のGa1-Z
ZAs層に不純物としてSiが添加されたことを特徴
とする半導体レーザ装置。
[Claim 1] have a ridge that is formed on at least one surface of the Ga 1-X Al X As active layer, the active of the ridge
A one-conductivity-type Ga 1-Y Al Y As layer in which the width of the portion closest to the conductive layer is 4 μm or less, and a reverse-conductivity-type Ga 1-Z Al Z formed along the longitudinal side surface of the ridge. And an As layer, wherein Z> X, Y and Z determining the AlAs mixed crystal ratio.
It has a relationship of Y> X ≧ 0, and is Ga 1 -Z A of the opposite conductivity type.
The semiconductor laser device characterized by Si as an impurity is added to l Z As layer.
【請求項2】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のGa1-Y
AlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前記Ga
1-YAlYAs層と前記Ga1-ZAlZAs層との間に形成
された層厚が0.1μm以下の一導電型のGa1-BAlB
As層とを備え、AlAs混晶比を決めるX、Y、Zお
よびBの間にZ>Y>X≧0、B>Xなる関係を有し、
かつ前記各層の内n型であるGaAlAs層に不純物と
してSiを添加したことを特徴とする半導体レーザ装
置。
2. A one-conductivity-type Ga 1-Y having a ridge formed on at least one surface of a Ga 1-x Al x As active layer.
An Al Y As layer, a reverse conductivity type Ga 1 -Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge,
One- conductivity-type Ga 1 -B Al B having a thickness of 0.1 μm or less formed between the 1-Y Al Y As layer and the Ga 1 -Z Al Z As layer.
An As layer, and a relation of Z>Y> X ≧ 0 and B> X among X, Y, Z and B for determining the AlAs mixed crystal ratio,
A semiconductor laser device, wherein Si is added as an impurity to the n-type GaAlAs layer in each of the layers.
【請求項3】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のGa1-Y
AlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前記Ga
1-ZAlZAs層上に形成された前記Ga1-ZAlZAs層
よりもAlAs混晶比が低く少なくとも1層以上からな
るGaAlAs層またはGaAs層とを備え、AlAs
混晶比を決めるX、YおよびZの間にZ>Y>X≧0な
る関係を有し、かつ前記各層の内n型であるGaAlA
s層に不純物としてSiを添加したことを特徴とする半
導体レーザ装置。
3. A one-conductivity-type Ga 1-Y having a ridge formed on at least one surface of a Ga 1-x Al x As active layer.
An Al Y As layer, a reverse conductivity type Ga 1 -Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge,
1-Z Al Z As formed on said layer Ga 1-Z than Al Z As layer and a GaAlAs layer or GaAs layer AlAs mixed crystal ratio is formed of at least one layer lower, AlAs
GaAlA which has a relation of Z>Y> X ≧ 0 among X, Y and Z which determine the mixed crystal ratio, and is an n-type GaAlA
A semiconductor laser device, wherein Si is added as an impurity to an s layer.
【請求項4】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成された前記リッジの前記活性層に最も近い
部分の幅が4μm以下であるリッジを有する一導電型の
Ga1-YAlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に
沿って形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前
記Ga1-XAlXAs活性層に接して形成されたGa1-C
AlCAs層とを備え、AlAs混晶比を決めるX、
Y、ZおよびCの間にZ>Y>C>X≧0なる関係を有
し、前記逆導電型のGa1-ZAlZAs層に不純物として
Siが添加されたことを特徴とする半導体レーザ装置。
4. The ridge formed on at least one surface of the Ga 1-x Al x As active layer, which is closest to the active layer.
A one-conductivity-type Ga 1-Y Al Y As layer having a ridge with a width of 4 μm or less, and a reverse-conductivity-type Ga 1-Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge When the Ga 1-X Al X As active layer formed in contact with the Ga 1-C
A al C As layer, determines the AlAs mixed crystal ratio X,
Y, semiconductor, characterized in having a Z>Y>C> X ≧ 0 the relationship between Z and C, the Si as an impurity is added to the Ga 1-Z Al Z As layer of the opposite conductivity type Laser device.
【請求項5】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のGa1-Y
AlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前記Ga
1-YAlYAs層と前記Ga1-ZAlZAs層との間に形成
された層厚が0.1μm以下の一導電型のGa1-BAlB
As層と、前記Ga1-ZAlZAs層上に形成された前記
Ga1-ZAlZAs層よりもAlAs混晶比が低く少なく
とも1層以上からなるGaAlAs層またはGaAs層
とを備え、AlAs混晶比を決めるX、Y、ZおよびB
の間にZ>Y>X≧0、B>Xなる関係を有し、かつ前
記各層の内n型であるGaAlAs層に不純物としてS
iを添加したことを特徴とする半導体レーザ装置。
5. A one-conductivity-type Ga 1-Y having a ridge formed on at least one surface of a Ga 1-x Al x As active layer.
An Al Y As layer, a reverse conductivity type Ga 1 -Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge,
One- conductivity-type Ga 1 -B Al B having a thickness of 0.1 μm or less formed between the 1-Y Al Y As layer and the Ga 1 -Z Al Z As layer.
Comprising As layers, and the Ga 1-Z Al Z As formed on said layer Ga 1-Z Al Z As layer made of at least one layer low AlAs mixed crystal ratio than the GaAlAs layer or GaAs layer, X, Y, Z and B that determine the AlAs mixed crystal ratio
Have the relationship of Z>Y> X ≧ 0 and B> X, and the n-type GaAlAs layer in each of the layers has S as an impurity.
A semiconductor laser device to which i is added.
【請求項6】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のGa1-Y
AlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前記Ga
1-YAlYAs層と前記Ga1-ZAlZAs層との間に形成
された層厚が0.1μm以下の一導電型のGa1-BAlB
As層と、前記Ga1-XAlXAs活性層に接して形成さ
れたGa1-CAlCAs層とを備え、AlAs混晶比を決
めるX、Y、Z、BおよびCの間にZ>Y>C>X≧
0、B>Xなる関係を有し、かつ前記各層の内n型であ
るGaAlAs層に不純物としてSiを添加したことを
特徴とする半導体レーザ装置。
6. One conductivity type Ga 1 -Y having a ridge formed on at least one surface of a Ga 1 -X Al X As active layer.
An Al Y As layer, a reverse conductivity type Ga 1 -Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge,
One- conductivity-type Ga 1 -B Al B having a thickness of 0.1 μm or less formed between the 1-Y Al Y As layer and the Ga 1 -Z Al Z As layer.
As layers, the Ga 1-X Al X As active layer and a Ga 1-C Al C As layer formed in contact, X determine the AlAs mixed crystal ratio, Y, Z, between B and C Z>Y>C> X ≧
A semiconductor laser device having a relationship of 0, B> X, and wherein Si is added as an impurity to an n-type GaAlAs layer in each of the layers.
【請求項7】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のGa1-Y
AlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前記Ga
1-ZAlZAs層上に形成された前記Ga1-ZAlZAs層
よりもAlAs混晶比が低く少なくとも1層以上からな
るGaAlAs層またはGaAs層と、前記Ga1-X
XAs活性層に接して形成されたGa1-CAlCAs層
とを備え、AlAs混晶比を決めるX、Y、ZおよびB
の間にZ>Y>C>X≧0なる関係を有し、かつ前記各
層の内n型であるGaAlAs層に不純物としてSiを
添加したことを特徴とする半導体レーザ装置。
7. A one-conductivity-type Ga 1-Y having a ridge formed on at least one surface of a Ga 1-x Al x As active layer.
An Al Y As layer, a reverse conductivity type Ga 1 -Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge,
1-Z Al Z As formed on said layer Ga 1-Z Al Z As layer and GaAlAs layer or GaAs layer AlAs mixed crystal ratio is formed of at least one layer lower than the Ga 1-X A
l X As active layer and a Ga 1-C Al C As layer formed in contact, determine the AlAs mixed crystal ratio X, Y, Z and B
Wherein Z>Y>C> X ≧ 0 and Si is added as an impurity to the n-type GaAlAs layer of each of the layers.
【請求項8】 Ga1-XAlXAs活性層の少なくとも一
方の面に形成されたリッジを有する一導電型のGa1-Y
AlYAs層と、前記リッジの長手方向の側面に沿って
形成された逆導電型のGa1-ZAlZAs層と、前記Ga
1-YAlYAs層と前記Ga1-ZAlZAs層との間に形成
された層厚が0.1μm以下の一導電型のGa1-BAlB
As層と、前記Ga1-ZAlZAs層上に形成された前記
Ga1-ZAlZAs層よりもAlAs混晶比が低く少なく
とも1層以上からなるGaAlAs層またはGaAs層
と、前記Ga1-XAlXAs活性層に接して形成されたG
1-CAlCAs層とを備え、AlAs混晶比を決める
X、Y、Z、BおよびCの間にZ>Y>C>X≧0、B
>Xなる関係を有し、かつ前記各層の内n型であるGa
AlAs層に不純物としてSiを添加したことを特徴と
する半導体レーザ装置。
8. A one-conductivity-type Ga 1-Y having a ridge formed on at least one surface of a Ga 1-x Al x As active layer.
An Al Y As layer, a reverse conductivity type Ga 1 -Z Al Z As layer formed along the longitudinal side surface of the ridge,
One- conductivity-type Ga 1 -B Al B having a thickness of 0.1 μm or less formed between the 1-Y Al Y As layer and the Ga 1 -Z Al Z As layer.
As layers, and a GaAlAs layer or GaAs layer composed of the Ga 1-Z Al Z As formed on said layer Ga 1-Z Al Z As at least one layer of low AlAs mixed crystal ratio than layer, the Ga G formed in contact with the 1-x Al x As active layer
a 1-C Al C As layer, and Z>Y>C> X ≧ 0, X>Y>C> X ≧ 0 between X, Y, Z, B and C which determine the AlAs mixed crystal ratio
> X, and n-type Ga
A semiconductor laser device, wherein Si is added as an impurity to an AlAs layer.
【請求項9】 前記Ga9. The method according to claim 1, wherein the Ga 1-X1-X AlAl XX As活性層と前記GaAs active layer and the Ga
1-Z1-Z AlAl ZZ As層との間の距離が0.3μm以下であるこThe distance from the As layer must be 0.3 μm or less.
とを特徴とする請求項1または4記載の半導体レーザ装5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein:
置。Place.
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