JP3268958B2 - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JP3268958B2
JP3268958B2 JP11576295A JP11576295A JP3268958B2 JP 3268958 B2 JP3268958 B2 JP 3268958B2 JP 11576295 A JP11576295 A JP 11576295A JP 11576295 A JP11576295 A JP 11576295A JP 3268958 B2 JP3268958 B2 JP 3268958B2
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flat portion
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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、高出力特性および低雑
音特性を有する半導体レーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device having high output characteristics and low noise characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスクシステム用の光源として使用
される半導体レーザ装置は、再生時には低雑音特性が要
求され、記録時には高出力特性が要求される。半導体レ
ーザ装置を光ディスクシステムで用いた場合には、光デ
ィスクからの戻り光により雑音が発生する。このよう
に、半導体レーザ装置から出射した光が外部の光学系に
よって反射され、半導体レーザ装置自身に戻ることによ
り発生する雑音を戻り光雑音と呼ぶ。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser device used as a light source for an optical disk system requires low noise characteristics during reproduction and high output characteristics during recording. When the semiconductor laser device is used in an optical disk system, noise is generated by the return light from the optical disk. In this manner, noise generated when light emitted from the semiconductor laser device is reflected by an external optical system and returns to the semiconductor laser device itself is referred to as return light noise.

【0003】このような戻り光雑音を低減するために自
励発振現象を利用することが知られており、可飽和吸収
特性を有する層(以下、可飽和吸収層と呼ぶ)を備えた
自励発振型半導体レーザ装置が提案されている。
It is known to utilize the self-pulsation phenomenon to reduce such return light noise. A self-excited oscillation having a layer having saturable absorption characteristics (hereinafter referred to as a saturable absorption layer) is known. An oscillation type semiconductor laser device has been proposed.

【0004】図9は高出力特性および低雑音特性を有す
る従来のAlGaAs系半導体レーザ装置の構造を示す
模式的断面図である。図9において、n−GaAs基板
1上に、Al0.45Ga0.55Asからなるn−クラッド層
2、アンドープのAl0.13Ga0.87Asからなる活性層
3およびAl 0.45Ga0.55Asからなるp−クラッド層
4が順に形成されている。p−クラッド層4は、活性層
3上に形成された平坦部40およびその平坦部40上の
中央部に形成されたストライプ状のリッジ部41からな
る。
FIG. 9 has a high output characteristic and a low noise characteristic.
1 shows the structure of a conventional AlGaAs semiconductor laser device.
It is a typical sectional view. In FIG. 9, an n-GaAs substrate
1 on Al0.45Ga0.55N-cladding layer made of As
2. Undoped Al0.13Ga0.87Active layer made of As
3 and Al 0.45Ga0.55P-cladding layer made of As
4 are formed in order. The p-clad layer 4 is an active layer
3 and the flat portion 40 formed on the flat portion 40
The stripe-shaped ridge 41 formed in the center
You.

【0005】リッジ部41中には、p−Al0.13Ga
0.87Asからなるp−可飽和吸収層50が設けられてい
る。リッジ部41上にはp−GaAsからなるp−コン
タクト層6が形成され、リッジ部41の両側および平坦
部40上には、n−Al0.7 Ga0.3 Asからなるn−
電流ブロック層7が形成されている。
In the ridge portion 41, p-Al 0.13 Ga
A p-saturable absorbing layer 50 of 0.87 As is provided. A p-contact layer 6 made of p-GaAs is formed on the ridge portion 41, and an n-contact layer 6 made of n-Al 0.7 Ga 0.3 As is formed on both sides of the ridge portion 41 and on the flat portion 40.
The current block layer 7 is formed.

【0006】p−コンタクト層6上およびn−電流ブロ
ック層7上には、p−GaAsからなるp−キャップ層
8が形成されている。p−キャップ層8の上面にはp側
電極9が形成され、n−GaAs基板1の下面にはn側
電極10が形成されている。
On the p-contact layer 6 and the n-current block layer 7, a p-cap layer 8 made of p-GaAs is formed. A p-side electrode 9 is formed on the upper surface of the p-cap layer 8, and an n-side electrode 10 is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 1.

【0007】この半導体レーザ装置において、p側電極
9から供給された電流はn−電流ブロック層7によりブ
ロックされ、ストライプ状のリッジ部41のみに注入さ
れる。また、リッジ部41下での実効的な屈折率がリッ
ジ部41の領域を除く平坦部40下での実効的な屈折率
に比べて大きくなるので、リッジ部41下の領域に屈折
率導波機構による光導波路が形成され、水平方向の光の
閉じ込めが行われる。
In this semiconductor laser device, the current supplied from the p-side electrode 9 is blocked by the n-current blocking layer 7 and injected only into the stripe-shaped ridge portion 41. Further, since the effective refractive index under the ridge portion 41 becomes larger than the effective refractive index under the flat portion 40 excluding the region of the ridge portion 41, the refractive index waveguide is formed in the region under the ridge portion 41. An optical waveguide is formed by the mechanism, and light is confined in the horizontal direction.

【0008】また、クラッド層2,4のバンドギャップ
が活性層3のバンドギャップよりも大きくなっており、
活性層3の屈折率がそれを挟むクラッド層2,4の屈折
率よりも高くなっている。それにより、光が活性層4に
閉じ込められる。このようなダブルヘテロ構造により垂
直方向の光の閉じ込めが行われる。
The band gap of the cladding layers 2 and 4 is larger than the band gap of the active layer 3.
The refractive index of the active layer 3 is higher than the refractive indexes of the cladding layers 2 and 4 sandwiching the active layer. Thereby, light is confined in the active layer 4. Vertical confinement of light is performed by such a double heterostructure.

【0009】図9の半導体レーザ装置においては、n−
電流ブロック層7のバンドギャップが活性層3のバンド
ギャップよりも大きくなっている。それにより、活性層
3での発振光がn−電流ブロック層7で吸収されない。
したがって、n−電流ブロック層7での光の吸収損失が
少なく、高出力特性が得られる。一方、リッジ部41中
に設けられたp−可飽和吸収層50により発振スペクト
ルが自励発振を起こし、可干渉性が低下することにより
戻り光雑音が低減される。このようにして、高出力特性
および低雑音特性が得られる。
In the semiconductor laser device shown in FIG.
The band gap of the current blocking layer 7 is larger than the band gap of the active layer 3. Thereby, the oscillation light in the active layer 3 is not absorbed by the n-current blocking layer 7.
Therefore, light absorption loss in the n-current blocking layer 7 is small, and high output characteristics can be obtained. On the other hand, the oscillation spectrum of the p-saturable absorption layer 50 provided in the ridge portion 41 causes self-excited oscillation, and the coherence is reduced, so that the return light noise is reduced. Thus, high output characteristics and low noise characteristics are obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図9の
従来の半導体レーザ装置においては、高出力特性を得る
ためにn−電流ブロック層7のバンドギャップが大きく
なっているので、活性層3において発生した光がn−電
流ブロック層7により吸収されない。そのため、n−電
流ブロック層により活性層での発振光を吸収することに
より屈折率導波を行う半導体レーザ装置に比べて、屈折
率導波機構による水平方向に光の閉じ込めが弱く、利得
導波型の半導体レーザ装置に近づく。
As described above, in the conventional semiconductor laser device of FIG. 9, since the band gap of the n-current blocking layer 7 is large in order to obtain high output characteristics, the active layer The light generated in 3 is not absorbed by the n-current blocking layer 7. Therefore, compared to a semiconductor laser device that performs refractive index waveguide by absorbing oscillation light in the active layer by the n-current blocking layer, light confinement in the horizontal direction by the refractive index guiding mechanism is weak, and Approaching a semiconductor laser device of the type.

【0011】その結果、横モードが不安定となる。例え
ば、光出力を増加させると、電流−光出力特性にキンク
と呼ばれる非直線性が生じ、同時にレーザビームの出射
方向の移動、出力のゆらぎなどが生じる。特に、半導体
レーザ装置を光ディスクシステムで用いる場合には、横
モードが安定であることが要求される。
As a result, the transverse mode becomes unstable. For example, when the light output is increased, nonlinearity called kink occurs in the current-light output characteristic, and at the same time, the movement in the emission direction of the laser beam, the output fluctuation, and the like occur. In particular, when the semiconductor laser device is used in an optical disk system, the transverse mode is required to be stable.

【0012】なお、上記横モードの不安定さを少しでも
抑制するためには、活性層3で発生した光がリッジ部4
1中にあるp−可飽和吸収層50で吸収される量を低減
するように、活性層3とp−可飽和吸収層50との間の
距離を大きく設定しなければならない。それにより、素
子の設計の自由度が制限されることになる。
In order to suppress the instability of the transverse mode as much as possible, the light generated in the active layer 3 must be
The distance between the active layer 3 and the p-saturable absorption layer 50 must be set large so as to reduce the amount absorbed by the p-saturable absorption layer 50 in the device 1. This limits the degree of freedom in element design.

【0013】本発明の目的は、高出力特性および低雑音
特性を実現しつつ、横モードが安定でかつ設計の自由度
が大きい半導体レーザ装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device having a stable transverse mode and a large degree of design freedom while realizing high output characteristics and low noise characteristics.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
レーザ装置は、第1導電型のクラッド層上に形成された
活性層上に平坦部と前記平坦部上の中央部に形成された
ストライプ状のリッジ部とからなる第2導電型のクラッ
ド層が設けられ、前記リッジ部の側面および前記平坦部
上に電流阻止層が形成された半導体レーザ装置におい
て、前記リッジ部の両側の前記平坦部上、前記リッジ部
の側面上及び前記リッジ部中に可飽和吸収層が設けられ
たものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device formed on a first conductivity type cladding layer.
Formed on the active layer at a flat portion and a central portion on the flat portion
A second conductivity type crack comprising a stripe-shaped ridge portion;
A side surface of the ridge portion and the flat portion.
In a semiconductor laser device with a current blocking layer formed on it
The ridge portion on the flat portion on both sides of the ridge portion.
And a saturable absorbing layer is provided on the side surface of the substrate and in the ridge portion .

【0015】また、第2の発明に係る半導体レーザ装置
は、第1導電型のクラッド層上に形成された活性層上に
平坦部と前記平坦部上の中央部に形成されたストライプ
状のリッジ部とからなる第2導電型のクラッド層が設け
られ、前記リッジ部の側面および前記平坦部上に電流阻
止層が形成された半導体レーザ装置において、前記リッ
ジ部の両側の前記平坦部上、前記リッジ部の側面上及び
前記第1導電型のクラッド層中に可飽和吸収層が設けら
れたものである。
A semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention.
Is formed on the active layer formed on the first conductivity type cladding layer.
A flat portion and a stripe formed in a central portion on the flat portion
A second conductivity type cladding layer comprising a ridge portion is provided.
Current on the side surface of the ridge portion and the flat portion.
In a semiconductor laser device having a stop layer formed thereon,
On the flat portion on both sides of the ridge portion, on the side surface of the ridge portion and
A saturable absorption layer is provided in the first conductivity type cladding layer.
It was a thing.

【0016】また、電流阻止層は、発振光のエネルギー
よりも大きいエネルギーのバンドギャップを有すること
が好ましい。さらに、可飽和吸収層は、リッジ部の側面
および平坦部の上面と電流阻止層との間に設けられても
よい。
Further, the current blocking layer preferably has a band gap of energy larger than the energy of the oscillation light. Further, the saturable absorbing layer may be provided between the side surface of the ridge portion and the upper surface of the flat portion and the current blocking layer.

【0017】[0017]

【作用】本発明に係る半導体レーザ装置においては、導
波路の両側の領域上に可飽和吸収層が設けられている。
特に、リッジ埋込型の半導体レーザ装置の場合には、リ
ッジ部の両側の平坦部上に可飽和吸収層が設けられてい
る。そのため、可飽和吸収層により自励発振が得られる
とともに、その可飽和吸収層により活性層での発振光が
吸収される。それにより、屈折率導波機構による水平方
向の光の閉じ込めが良好となり、横モードが安定する。
また、可飽和吸収層による発振光の吸収を低減する必要
がないので、可飽和吸収層と活性層との距離を大きく設
定する必要はなく、素子の設計の自由度が大きくなる。
In the semiconductor laser device according to the present invention, saturable absorbing layers are provided on the regions on both sides of the waveguide.
In particular, in the case of a ridge-embedded semiconductor laser device, a saturable absorption layer is provided on a flat portion on both sides of a ridge portion. Therefore, self-sustained pulsation is obtained by the saturable absorption layer, and oscillation light in the active layer is absorbed by the saturable absorption layer. Thereby, the confinement of light in the horizontal direction by the refractive index waveguide mechanism is improved, and the transverse mode is stabilized.
In addition, since it is not necessary to reduce the absorption of oscillation light by the saturable absorption layer, it is not necessary to set a large distance between the saturable absorption layer and the active layer, and the degree of freedom in element design is increased.

【0018】したがって、高出力特性および低雑音特性
を実現しつつ、横モードが安定でかつ設計の自由度が大
きい半導体レーザ装置が得られる。電流阻止層が発振光
のエネルギーよりも大きいエネルギーのバンドギャップ
を有する場合には、電流阻止層での光吸収損失が少なく
なるので、より高出力特性が得られる。
Therefore, a semiconductor laser device having a stable transverse mode and a large degree of freedom in design can be obtained while realizing high output characteristics and low noise characteristics. When the current blocking layer has a band gap of energy larger than the energy of the oscillation light, light absorption loss in the current blocking layer is reduced, so that higher output characteristics can be obtained.

【0019】また、可飽和吸収層がリッジ部の側面およ
び平坦部の上面と電流阻止層との間に設けられている場
合には、可飽和吸収層および電流阻止層を連続的な工程
で形成することができる。
When the saturable absorbing layer is provided between the side surface of the ridge portion and the upper surface of the flat portion and the current blocking layer, the saturable absorbing layer and the current blocking layer are formed in a continuous process. can do.

【0020】[0020]

【実施例】図1は本発明の参考例によるAlGaAs系
半導体レーザ装置の構造を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of an AlGaAs semiconductor laser device according to a reference example of the present invention.

【0021】図1において、n−GaAs基板1上に、
n−Al0.45Ga0.55Asからなるn−クラッド層2、
アンドープのAl0.13Ga0.87Asからなる活性層3お
よびp−Al0.45Ga0.55Asからなるp−クラッド層
4が順に形成されている。p−クラッド層4は、活性層
3上に形成された平坦部40およびその平坦部40の中
央部に形成されたストライプ状のリッジ部41からな
る。p−クラッド層4のリッジ部41の両側面および平
坦部40上には、p−Al0.13Ga0.87Asからなるp
−可飽和吸収層5が形成されている。
In FIG. 1, on an n-GaAs substrate 1,
an n-cladding layer 2 made of n-Al 0.45 Ga 0.55 As;
An active layer 3 made of undoped Al 0.13 Ga 0.87 As and a p-cladding layer 4 made of p-Al 0.45 Ga 0.55 As are formed in this order. The p-cladding layer 4 includes a flat portion 40 formed on the active layer 3 and a stripe-shaped ridge portion 41 formed at the center of the flat portion 40. On both side surfaces of the ridge portion 41 of the p-cladding layer 4 and on the flat portion 40, p-Al 0.13 Ga 0.87 As
A saturable absorbing layer 5 is formed;

【0022】p−クラッド層4のリッジ部41上には、
p−GaAsからなるp−コンタクト層6が形成され、
p−可飽和吸収層5上には、n−Al0.65Ga0.35As
からなるn−電流ブロック層7が形成されている。p−
コンタクト層6上およびn−電流ブロック層7上には、
p−GaAsからなるp−キャップ層8が形成されてい
る。p−キャップ層8の上面にはAu/Crからなるp
側電極9が形成され、n−GaAs基板1の下面にはA
u/Sn/Crからなるn側電極10が形成されてい
る。
On the ridge portion 41 of the p-cladding layer 4,
A p-contact layer 6 made of p-GaAs is formed,
On the p-saturable absorption layer 5, n-Al 0.65 Ga 0.35 As
The n-current blocking layer 7 is formed. p-
On the contact layer 6 and the n-current blocking layer 7,
A p-cap layer 8 made of p-GaAs is formed. On the upper surface of the p-cap layer 8, p
A side electrode 9 is formed, and the lower surface of the n-GaAs substrate 1 is
An n-side electrode 10 made of u / Sn / Cr is formed.

【0023】なお、p−クラッド層4の平坦部40とリ
ッジ部41との間に、レーザ光のエネルギーhν(hは
プランク定数、νは発振光の振動数)よりも大きなエネ
ルギーのバンドギャップを有するエッチング停止層を設
けてもよい。
It should be noted that a band gap having an energy larger than the energy hν of laser light (h is Planck constant, ν is the frequency of oscillation light) is provided between the flat part 40 and the ridge part 41 of the p-cladding layer 4. May be provided.

【0024】表1にn−クラッド層2、活性層3、p−
クラッド層4、p−可飽和吸収層5およびn−電流ブロ
ック層7の材料、屈折率、バンドギャップおよび膜厚を
示す。なお、リッジ部41の下面の幅Wは例えば3μm
である。
Table 1 shows that the n-cladding layer 2, the active layer 3, the p-
The material, refractive index, band gap, and film thickness of the cladding layer 4, the p-saturable absorbing layer 5, and the n-current blocking layer 7 are shown. The width W of the lower surface of the ridge portion 41 is, for example, 3 μm.
It is.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】p−可飽和吸収層5のバンドギャップESA
は活性層3のバンドギャップEA (≒hν)にほぼ等し
い。n−クラッド層2のバンドギャップEncおよびp−
クラッド層4のバンドギャップEpcは活性層3のバンド
ギャップEA (≒hν)よりも大きい。n−電流ブロッ
ク層7のバンドギャップEB は活性層3のバンドギャッ
プEA (≒hν)よりも大きい。
Band gap E SA of p-saturable absorption layer 5
Is substantially equal to the band gap E A (≒ hν) of the active layer 3. The band gap Enc and p-
The band gap E pc of the cladding layer 4 is larger than the band gap E A (≒ hν) of the active layer 3. the band gap of the n- current blocking layer 7 E B is larger than the band gap E A of the active layer 3 (≒ hν).

【0027】また、n−クラッド層2の屈折率Nncおよ
びp−クラッド層4の屈折率Npcは活性層3の屈折率N
A よりも小さく、かつn−電流ブロック層7の屈折率N
B よりも大きい。
The refractive index N nc of the n-cladding layer 2 and the refractive index N pc of the p-cladding layer 4 are the same as those of the active layer 3.
A and the refractive index N of the n-current blocking layer 7
Greater than B.

【0028】次に、図1の半導体レーザ装置の製造方法
を図2〜図6の工程断面図を参照しながら説明する。ま
ず、図2に示すように、n−GaAs基板1上に、MO
CVD法(有機金属化学的気相成長法)またはMBE法
(分子線エピタキシャル成長法)により、n−Al0.45
Ga0.55Asからなるn−クラッド層2、アンドープの
Al0.13Ga 0.87Asからなる活性層3、p−Al0.45
Ga0.55Asからなるp−クラッド層4a、p−Al
0.7 Ga0.3 Asからなるp−エッチング停止層11、
p−Al 0.45Ga0.55Asからなるp−クラッド層4
b、およびp−GaAsからなるp−コンタクト層6を
連続成長させる。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG.
Will be described with reference to FIGS. Ma
First, as shown in FIG.
CVD (metal organic chemical vapor deposition) or MBE
N-Al by molecular beam epitaxy0.45
Ga0.55N-cladding layer 2 made of As, undoped
Al0.13Ga 0.87Active layer 3 made of As, p-Al0.45
Ga0.55P-cladding layer 4a made of As, p-Al
0.7Ga0.3A p-etch stop layer 11 made of As,
p-Al 0.45Ga0.55P-cladding layer 4 made of As
b and p-contact layer 6 made of p-GaAs.
Continuous growth.

【0029】次に、図3に示すように、p−コンタクト
層6上の中央部にストライプ状のSiO2 マスク(図示
せず)を形成した後、SiO2 マスクの領域を除いてp
−コンタクト層6およびp−クラッド層4bをエッチン
グ停止層11までエッチングし、リッジ部を形成する。
エッチング液としては、有機カルボン酸および過酸化水
素の混合液を用いる。その後、SiO2 マスクをHF
(フッ化水素)を用いて除去する。図3では、リッジ部
の領域を除いてエッチング停止層11が除去されている
が、p−クラッド層4a上の全体にエッチング停止層1
1が残っていてもよい。
Next, as shown in FIG. 3, after a stripe-shaped SiO 2 mask (not shown) is formed at the center on the p-contact layer 6, the p-type mask is removed except for the region of the SiO 2 mask.
Etching the contact layer 6 and the p-cladding layer 4b down to the etching stop layer 11 to form a ridge.
As an etching solution, a mixed solution of an organic carboxylic acid and hydrogen peroxide is used. After that, the SiO 2 mask is
(Hydrogen fluoride). In FIG. 3, the etching stop layer 11 is removed except for the region of the ridge portion, but the etching stop layer 1 is entirely formed on the p-cladding layer 4a.
1 may remain.

【0030】次に、図4に示すように、MOCVD法ま
たはMBE法により、p−コンタクト層6上、p−クラ
ッド層4bの側面およびp−クラッド層4a上に、p−
Al 0.13Ga0.87Asからなるp−可飽和吸収層5およ
びn−Al0.65Ga0.35Asからなるn−電流ブロック
層7を順に形成する。
Next, as shown in FIG.
Or on the p-contact layer 6 by the MBE method.
P-cladding layer 4a and p-cladding layer 4a.
Al 0.13Ga0.87P-saturable absorbing layer 5 made of As and
And n-Al0.65Ga0.35N-current block made of As
Layer 7 is formed in order.

【0031】さらに、図5に示すように、リン酸系のエ
ッチング液を用いて、p−コンタクト層6上のn−電流
ブロック層7およびp−可飽和吸収層5をエッチングす
る。最後に、図6に示すように、MOCVD法またはM
BE法により、p−コンタクト層6上およびn−電流ブ
ロック層7上にp−GaAsからなるp−キャップ層8
を形成し、p−キャップ層8の上面にAu/Crからな
るp側電極9を形成し、n−GaAs基板1の下面にA
u/Sn/Crからなるn側電極10を形成する。
Further, as shown in FIG. 5, the n-current blocking layer 7 and the p-saturable absorption layer 5 on the p-contact layer 6 are etched using a phosphoric acid-based etchant. Finally, as shown in FIG.
The p-cap layer 8 made of p-GaAs is formed on the p-contact layer 6 and the n-current block layer 7 by the BE method.
Is formed, a p-side electrode 9 made of Au / Cr is formed on the upper surface of the p-cap layer 8, and A-side electrode 9 is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 1.
An n-side electrode 10 made of u / Sn / Cr is formed.

【0032】本参考例の半導体レーザ装置では、p−可
飽和吸収層5がp−クラッド層4の平坦部40上および
リッジ部41の側面に設けられているので、p−可飽和
吸収層5により自励発振が得られるとともに、そのp−
可飽和吸収層5により活性層3で発生した光が吸収され
る。それにより、屈折率導波機構による水平方向の光の
閉じ込めが良好となり、横モードが安定する。
In the semiconductor laser device of the present embodiment , the p-saturable absorbing layer 5 is provided on the flat portion 40 of the p-cladding layer 4 and on the side surface of the ridge portion 41. To obtain self-excited oscillation, and its p-
The light generated in the active layer 3 is absorbed by the saturable absorbing layer 5. Thereby, the confinement of light in the horizontal direction by the refractive index waveguide mechanism is improved, and the transverse mode is stabilized.

【0033】また、p−可飽和吸収層5と活性層3との
距離を大きく設定することが要求されないので、素子の
設計の自由度が大きくなる。したがって、高出力特性お
よび低雑音特性を実現しつつ、横モードが安定でかつ設
計の自由度が大きい半導体レーザ装置が得られる。
Further, since it is not required to set a large distance between the p-saturable absorption layer 5 and the active layer 3, the degree of freedom in element design is increased. Therefore, a semiconductor laser device having a stable transverse mode and a large degree of freedom in design can be obtained while realizing high output characteristics and low noise characteristics.

【0034】図7は本発明の第1の実施例によるAlG
aAs系半導体レーザ装置の構造を示す模式的断面図で
ある。図7の半導体レーザ装置が図1の半導体レーザ装
置と異なるのは、p−クラッド層4のリッジ部41中に
もp−Al0.13Ga0.87Asからなるp−可飽和吸収層
51が設けられている点である。他の部分の構成は、図
1の半導体レーザ装置の構成と同様である。
FIG. 7 shows an AlG according to the first embodiment of the present invention.
It is a typical sectional view showing the structure of an aAs type semiconductor laser device. The semiconductor laser device of FIG. 7 differs from the semiconductor laser device of FIG. 1 in that a p-saturable absorption layer 51 made of p-Al 0.13 Ga 0.87 As is also provided in the ridge portion 41 of the p-cladding layer 4. It is a point. The configuration of other parts is the same as the configuration of the semiconductor laser device of FIG.

【0035】図7の半導体レーザ装置においては、リッ
ジ部41中に設けられたp−可飽和吸収層51により自
励発振特性をさらに強められ、低雑音特性がより向上す
る。図8は本発明の第2の実施例によるAlGaAs系
半導体レーザ装置の構造を示す模式的断面図である。
In the semiconductor laser device of FIG. 7, the self-sustained pulsation characteristics are further enhanced by the p-saturable absorption layer 51 provided in the ridge portion 41, and the low noise characteristics are further improved. FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of an AlGaAs semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【0036】図8の半導体レーザ装置が図1の半導体レ
ーザ装置と異なるのは、n−クラッド層2中にn−Al
0.13Ga0.87Asからなるn−可飽和吸収層52がさら
に設けられている点である。他の部分の構成は、図1の
半導体レーザ装置の構成と同様である。
8 differs from the semiconductor laser device of FIG. 1 in that the n-cladding layer 2 has n-Al
The point is that an n-saturable absorption layer 52 made of 0.13 Ga 0.87 As is further provided. The configuration of other parts is the same as the configuration of the semiconductor laser device of FIG.

【0037】図8の半導体レーザ装置においては、n−
クラッド層2中に設けられたn−可飽和吸収層52によ
り自励発振特性がさらに強められ、低雑音特性がより向
上する。
In the semiconductor laser device shown in FIG.
The n-saturable absorption layer 52 provided in the cladding layer 2 further enhances the self-excited oscillation characteristics, and further improves the low noise characteristics.

【0038】なお、上記実施例では、本発明をリッジ埋
込型のAlGaAs系半導体レーザ装置に適用した場合
を説明したが、本発明は高出力特性および低雑音特性を
有するAlGaInP系半導体レーザ装置等の他の半導
体レーザ装置にも同様に適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a ridge-embedded AlGaAs-based semiconductor laser device has been described. The same can be applied to other semiconductor laser devices.

【0039】また、上記実施例では活性層3が単一の層
からなるが、量子井戸構造を有する活性層を用いてもよ
い。この場合も、電流ブロック層が発振光のエネルギー
よりも大きいエネルギーのバンドギャップを有すること
が好ましい。
Although the active layer 3 is a single layer in the above embodiment, an active layer having a quantum well structure may be used. Also in this case, it is preferable that the current blocking layer has a band gap of energy larger than the energy of the oscillation light.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、導波路の
両側の領域上に可飽和吸収層が設けられているので、可
飽和吸収層により自励発振が得られるとともに、屈折率
導波機構による水平方向の光の閉じ込めが良好となる。
また、可飽和吸収層と活性層との間の距離を大きく設定
することが要求されない。したがって、高出力特性およ
び低雑音特性を実現しつつ、横モードが安定でかつ設計
の自由度が大きい半導体レーザ装置が得られる。
As described above, according to the present invention, since the saturable absorbing layer is provided on the regions on both sides of the waveguide, self-sustained pulsation can be obtained by the saturable absorbing layer and the refractive index guide can be obtained. The horizontal light confinement by the wave mechanism is improved.
Further, it is not required to set a large distance between the saturable absorbing layer and the active layer. Therefore, a semiconductor laser device having a stable transverse mode and a large degree of freedom in design can be obtained while realizing high output characteristics and low noise characteristics.

【0041】特に、電流阻止層が発振光のエネルギーよ
りも大きいエネルギーのバンドギャップを有する場合に
は、電流阻止層での光吸収損失が少なくなり、より高出
力特性が得られる。
In particular, when the current blocking layer has a band gap of energy larger than the energy of oscillation light, light absorption loss in the current blocking layer is reduced, and higher output characteristics can be obtained.

【0042】また、可飽和吸収層がリッジ部の側面およ
び平坦部の上面と電流阻止層との間に設けられている場
合には、可飽和吸収層および電流阻止層を連続的な工程
で形成することが可能となり、製造時間および製造コス
トが低減される。
When the saturable absorbing layer is provided between the side surface of the ridge portion and the upper surface of the flat portion and the current blocking layer, the saturable absorbing layer and the current blocking layer are formed in a continuous process. And the manufacturing time and cost are reduced.

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

【図1】本発明の参考例によるAlGaAs系半導体レ
ーザ装置の構造を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of an AlGaAs semiconductor laser device according to a reference example of the present invention.

【図2】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第1
の工程断面図である。
FIG. 2 is a first diagram illustrating a method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
FIG.

【図3】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第2
の工程断面図である。
FIG. 3 is a second diagram illustrating a method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
FIG.

【図4】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第3
の工程断面図である。
FIG. 4 is a third view illustrating a method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
FIG.

【図5】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第4
の工程断面図である。
FIG. 5 is a fourth view illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
FIG.

【図6】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第5
の工程断面図である。
FIG. 6 is a fifth view illustrating the method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
FIG.

【図7】本発明の第1の実施例によるAlGaAs系半
導体レーザ装置の構造を示す模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing the structure of the AlGaAs semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例によるAlGaAs系半
導体レーザ装置の構造を示す模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of an AlGaAs semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】従来のAlGaAs系半導体レーザ装置の構造
を示す模式的断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional AlGaAs semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaAs基板 2 n−クラッド層 3 活性層 4,4a,4b p−クラッド層 5,51 p−可飽和吸収層 52 n−可飽和吸収層 7 n−電流ブロック層 40 平坦部 41 リッジ部 Reference Signs List 1 n-GaAs substrate 2 n-cladding layer 3 active layer 4, 4a, 4b p-cladding layer 5, 51 p-saturable absorbing layer 52 n-saturable absorbing layer 7 n-current blocking layer 40 flat portion 41 ridge portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 國里 竜也 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 茨木 晃 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−193316(JP,A) 特開 昭61−171186(JP,A) (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 Continued on the front page (72) Inventor Tatsuya Kunisato 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akira Ibaraki 2-chome, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Inside Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-7-193316 (JP, A) JP-A-61-171186 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型のクラッド層上に形成された
活性層上に平坦部と前記平坦部上の中央部に形成された
ストライプ状のリッジ部とからなる第2導電型のクラッ
ド層が設けられ、前記リッジ部の側面および前記平坦部
上に電流阻止層が形成された半導体レーザ装置におい
て、前記リッジ部の両側の前記平坦部上、前記リッジ部
の側面上及び前記リッジ部中に可飽和吸収層が設けられ
たことを特徴とする半導体レーザ装置。
A first conductive type clad layer formed on the first conductive type clad layer;
Formed on the active layer at a flat portion and a central portion on the flat portion
A second conductivity type crack comprising a stripe-shaped ridge portion;
A side surface of the ridge portion and the flat portion.
Semiconductor laser device with current blocking layer formed on it
The ridge portion on the flat portion on both sides of the ridge portion.
A saturable absorption layer is provided on the side surface of the semiconductor laser device and in the ridge portion .
【請求項2】 第1導電型のクラッド層上に形成された
活性層上に平坦部と前記平坦部上の中央部に形成された
ストライプ状のリッジ部とからなる第2導電型のクラッ
ド層が設けられ、前記リッジ部の側面および前記平坦部
上に電流阻止層が形成された半導体レーザ装置におい
て、前記リッジ部の両側の前記平坦部上、前記リッジ部
の側面上及び前記第1導電型のクラッド層中に可飽和吸
収層が設けられたことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. A second conductive consisting of a stripe-shaped ridge portion formed in a central portion on the flat portion and the flat portion on a first conductivity type formed on the cladding layer <br/> active layer A current blocking layer formed on a side surface of the ridge portion and on the flat portion , wherein the ridge portion is formed on the flat portion on both sides of the ridge portion.
A saturable absorption layer is provided on the side surface of the semiconductor laser device and in the first conductivity type cladding layer .
【請求項3】 前記電流阻止層は、発振光のエネルギー
よりも大きいエネルギーのバンドギャップを有すること
を特徴とする請求項1又は2記載の半導体レーザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said current blocking layer has a band gap of energy larger than the energy of oscillation light.
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