JP3322928B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、消費電力を低減でき
る半導体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ装置は、光ディスク装置の
光源として幅広く利用されている。そこで、現在、半導
体レーザ装置の消費電力を低減させるために、半導体レ
ーザ装置の駆動電流を低減させる研究が、盛んに行われ
ている。

【０００３】従来、半導体レーザ装置としては、図８に
示すものがある。図８に示すように、この半導体レーザ
装置は、ｐ型ＧａＡｓ基板３００上に成長させたｎ型電
流狭窄層３０１を有し、このｎ型電流狭窄層３０１から
上記ｐ型ＧａＡｓ基板３００に至るＶ字型の溝３０２が
形成されている。さらに、上記半導体レーザ装置は、上
記ｎ型電流狭窄層３０１およびＶ字溝３０２上に順に形
成したｐ型クラッド層３０３と、ｐ型活性層３０４と、
ｎ型クラッド層３０５と、ｎ型コンタクト層３０６とを
有している。

【０００４】この半導体レーザ装置は、ｐ型活性層３０
４の内、上記Ｖ字溝３０２に対向するストライプ部３０
７が電流通路になっている。また、この半導体レーザ装
置のレーザ光発生の閾値電流は、上記ストライプ部３０
７内に流れてレーザ発振に寄与する有効電流３０８と、
上記ストライプ部３０７外に流れてレーザ発振に寄与し
ないリーク電流３０９との和になる。

【０００５】したがって、このリーク電流をできるだけ
少なくすることによって、半導体レーザ装置の閾値電流
を低く抑え、半導体レーザ装置の駆動電流を低減して、
消費電流を低減させることができる。

【０００６】上記半導体レーザ装置は、上記リーク電流
を抑えるために、ｎ型半導体層に比べて電流が広がりに
くいｐ型クラッド層３０３に接して、Ｖ字溝３０２の一
部を構成するｎ型電流狭窄層３０１を形成し、上記Ｖ字
溝３０２によって電流の流れを絞るようにしている。ま
た、上記ｐ型クラッド層３０３のキャリア濃度が高いほ
ど、このｐ型クラッド層３０３での電流の広がりが大き
くなるので、上記ｐ型クラッド層３０３のキャリア濃度
をできるだけ小さくするようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ｐ型ク
ラッド層３０３のキャリア濃度をあまり低くすると、上
記ｐ型活性層３０４から、上記ｐ型クラッド層３０３に
電子が漏れ出し、ストライプ３０７内部のレーザ発振に
要する電流が増大し、レーザ発振の閾値電流の増大を招
くという問題がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記ｐ型クラッ
ド層での電流の広がりの抑制と、活性層から上記ｐ型ク
ラッド層への電子の漏れ出し防止とを両立でき、レーザ
発光の閾値電流を低減して、消費電流を低減できる半導
体レーザ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の半導体レーザ装置は、活性層がｐ
型クラッド層とｎ型クラッド層とで挟まれた半導体レー
ザ装置において、 上記ｐ型クラッド層は、 上記活性層に
近接して低濃度から徐々に立ち上がる凸型ピーク形状の
濃度分布を有する高キャリア濃度部と、この高キャリア
濃度部よりも上記活性層から離隔していると共に、上記
高キャリア濃度部よりもキャリア濃度が低い低キャリア
濃度部とを含んでいることを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記ｐ型クラッド層と上記ｎ型クラッド層との
間に電圧が印加され、この電圧によって、上記ｐ型クラ
ッド層から上記ｎ型クラッド層に向かって電流が流れ
る。上記電流の電流密度が、上記活性層において所定の
値を越えるとレーザ発振が起こり、上記活性層でレーザ
光が発生する。

【００１１】上記活性層に隣接するｐ型クラッド層が、
上記活性層から離隔し、かつ、上記高キャリア濃度部よ
りもキャリア濃度が低い低キャリア濃度部を有するの
で、この低キャリア濃度部の存在によって、上記ｐ型ク
ラッド層内での電流の広がりが抑制され、電流密度の低
下が抑えられる。

【００１２】また、上記活性層に近接した高キャリア濃
度部の存在によって、上記活性層から上記ｐ型クラッド
層への電子の漏れ出しが防がれる。

【００１３】従って、本発明によれば、上記ｐ型クラッ
ド層での電流の広がりの抑制と、活性層から上記ｐ型ク
ラッド層への電子の漏れ出し防止とが両立され、レーザ
光発振の閾値電流を低下させることができ、消費電流を
低減できる。

【００１４】また、請求項１の発明は、高キャリア濃度
部が活性層に近接して低濃度から徐々に立ち上がる凸型
ピーク形状の濃度分布を有する構成により、ｐ型ドーパ
ントが高キャリア濃度部から活性層へ拡散するのを防止
できる。さらに、請求項１の発明は、上記凸型ピーク形
状の濃度分布において、キャリア濃度が徐々に増大する
濃度分布領域では、活性層から漏れ出した電子を低エネ
ルギー側の活性層に戻す働きをする。これにより、活性
層からｐ型クラッド層への電子の漏れ出しを防止でき
る。

【００１５】また、上記ｐ型クラッド層の少なくとも上
記活性層近傍のドーパントをカーボンとした場合には、
上記ｐ型クラッド層の結晶成長中に上記ドーパントが拡
散することを抑制できる。したがって、活性層に隣接し
たｐ型クラッド層の領域にキャリア濃度が局所的に高い
領域を有するキャリア濃度分布を容易に実現することが
できる。したがって、上記高キャリア濃度部の厚さを容
易に薄くできるようになり、上記ｐ型クラッド層を容易
に薄くできるので、上記ｐ型クラッド層内での電流の広
がりを特に低く抑制することができ、電流密度の低下を
特に抑えることができる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。

【００１７】図１に、本発明の半導体レーザ装置の第１
参考例の断面構造を示す。図１を参照しながら、まず、
この第１参考例の製造工程を説明する。図１に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に、分子ビームエピタキ
シー(ＭＢＥ)成長法により、ｎ型Ａｌ_０.５Ｇａ_０.５Ａ
ｓクラッド層１０１と、ノンドープＡｌ_０.１５Ｇａ
_０.８５Ａｓ活性層１０２と、高ドープのｐ型Ａｌ_０.５
Ｇａ_０.５Ａｓ第１クラッド層１０３と、低ドープのｐ
型Ａｌ_０.５Ｇａ_０.５Ａｓ第２クラッド層１０４と、Ｇ
ａＡｓ保護層１０５と、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０６
を順次成長させる。上記高ドープのｐ型第１クラッド層
１０３のドーパントはＢｅであり、キャリア濃度は１×
１０^１８ｃｍ^−３、層厚は０.０５μｍである。また、
上記低ドープのｐ型第２クラッド層１０４のドーパント
はＢｅであり、キャリア濃度は２×１０^１７ｃｍ^−３、
層厚は０.３０μｍである。

【００１８】次に、フォトリソグラフィおよび化学エッ
チングによって、上記電流狭窄層１０６に、上記ＧａＡ
ｓ保護層１０５まで達するストライプ状の溝１０７を形
成する。次に、液相エピタキシャル(ＬＰＥ)成長法によ
って、上記溝１０７を埋めるｐ型Ａｌ_０.５Ｇａ_０.５Ａ
ｓ第３クラッド層１０８と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１０９とを順に成長させる。この成長時に、上記ストラ
イプ状の溝１０７の底部のＧａＡｓ保護層１０５は、メ
ルトバックによって消失する。

【００１９】上記ストライプ状の溝１０７の図１におけ
る左右方向の中央部に対向する領域での、ｐ型第１クラ
ッド層１０３およびｐ型第２クラッド層１０４の結晶成
長方向への距離に対するキャリア濃度分布を、図３に示
す。尚、上記距離の始点は、上記活性層１０２と上記ｐ
型第１クラッド層１０３との界面としている。

【００２０】図３において、距離０μｍ〜０.０５μｍ
までは、高ドープのｐ型第１クラッド層１０３のｐ型キ
ャリア濃度を示しており、距離０.０５μｍ〜０.３５μ
ｍまでは、低ドープのｐ型第２クラッド層１０４のｐ型
キャリア濃度を示している。図３に示すように、活性層
１０２に近接する領域では、活性層１０２から離れた領
域よりもｐ型キャリア濃度が高く、活性層１０２から離
れた領域では、活性層１０２に近接する領域よりもｐ型
キャリア濃度が低い。

【００２１】上記参考例は、図には示さないが、上記基
板１００の表面にｎ型電極を設ける一方、上記ｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層１０９の表面にｐ型電極を設けてい
る。

【００２２】上記ｎ型電極とｐ型電極に電圧を印加する
と、上記ｐ型クラッド層１０３,１０４と上記ｎ型クラ
ッド層１０１との間に電圧が印加され、この電圧によっ
て、上記ｐ型第１,第２クラッド層１０３,１０４から上
記ｎ型クラッド層１０１に向かって電流が流れる。上記
電流の電流密度が、上記活性層１０２において所定の値
を越えるとレーザ発振が起こり、上記活性層１０２でレ
ーザ光が発生する。

【００２３】上記参考例の半導体レーザ装置は、上記活
性層１０２に隣接するｐ型第１,第２クラッド層１０３,
１０４の内、低ドープのｐ型第２クラッド層１０４は、
上記高ドープのｐ型第１クラッド層１０３よりもキャリ
ア濃度が低いので、このｐ型第２クラッド層１０４内で
の電流の広がりが抑制され、電流密度の低下が抑えられ
る。

【００２４】また、上記活性層１０２に近接し、上記低
ドープのｐ型第２クラッド層１０４よりもキャリア濃度
が高い高ドープのｐ型第１クラッド層１０３によって、
上記活性層１０２からｐ型第１,第２クラッド層１０３,
１０４への電子の漏れ出しを防ぐことができる。

【００２５】したがって、上記参考例によれば、上記ｐ
型クラッド層１０３,１０４での電流の広がりの抑制
と、活性層１０２から上記ｐ型クラッド層１０３,１０
４への電子の漏れ出し防止とを両立でき、レーザ光発振
の閾値電流を低下させることができ、消費電流を低減で
きる。

【００２６】具体的には、上記参考例の半導体レーザ装
置において、端面コートなし、共振器長２５０μｍで、
レーザ光波長７８０ｎｍの場合、レーザ光発振の閾値電
流(上記ｎ型電極とｐ型電極との間に流す電流)は２０ｍ
Ａであった。これに対し、上記ｐ型第１クラッド層１０
３およびｐ型第２クラッド層１０４を共に、ｐ型キャリ
ア濃度１×１０^１８ｃｍ^−３で均一にドープした場合に
は、上記第１,第２クラッド層１０３,１０４での電流の
広がりが、上記参考例に比べて大きくなり、上記溝１０
７に対向する領域の活性層１０２(ストライプ部)の外へ
の電流の広がりが、上記参考例に比べて大きくなる。こ
のため、閾値電流は、上記参考例に比べて２倍の４０ｍ
Ａであった。

【００２７】一方、上記第１及び第２クラッド層１０
３,１０４をキャリア濃度２×１０^１７ｃｍ^−３で均一
にドープした場合には、上記溝１０７に対向する領域の
活性層１０２(ストライプ部)の外への電流の広がりは、
上記参考例に比べて小さい。しかし、この場合、上記活
性層１０２から上記第１，第２クラッド層１０３,１０
４への電子の漏れ出しが、上記参考例に比べて大きくな
り、レーザ光発振の閾値電流は上記参考例に比べて大き
な値である３５ｍＡであった。

【００２８】このように、上記参考例は、ｐ型第１クラ
ッド層１０３のキャリア濃度を高濃度にし、ｐ型第２ク
ラッド層１０４のキャリア濃度を低濃度にしたことによ
って、ｐ型クラッド層のキャリア濃度が一様である場合
に比べて、レーザ光発振の閾値電流を大幅に低減するこ
とができた。

【００２９】ここで、図４に、上記活性層１０２に隣接
するｐ型クラッド層の層厚と、リーク電流すなわち上記
溝１０７に対向する領域の活性層１０２(ストライプ部)
の外への電流の広がりとの関係特性を示す。図４におい
て、破線(１)は上記ｐ型クラッド層をキャリア濃度１×
１０^１８ｃｍ^−３で均一にドープした場合のリーク電流
特性を示し、破線(２)は上記ｐ型クラッド層をキャリア
濃度２×１０^１７ｃｍ^−３で均一にドープした場合のリ
ーク電流特性を示す。また、図４において、実線は、層
厚０〜０.０５μｍまでは、キャリア濃度１×１０^１８
ｃｍ^−３にドープしたｐ型クラッド層であり、層厚０.
０５〜０.３５μｍまでは、キャリア濃度２×１０^１７
ｃｍ^−３にドープしたｐ型クラッド層である場合のリー
ク電流特性を示す。つまり、上記実線のクラッド層厚
０.３５μｍにおけるリーク電流は、上記参考例のリー
ク電流に相当する。図４に示すように、リーク電流は、
ｐ型クラッド層の層厚が大きい程、大きい。また、実線
は、キャリア濃度１×１０^１８ｃｍ^−３の場合の濃度を
示す一点鎖線(１)よりもキャリア濃度２×１０^１７ｃｍ
^−３の場合の濃度を示す一点鎖線(２)に近い特性になっ
ている。つまり、上記参考例によれば、ｐ型クラッド層
をキャリア濃度１×１０^１８ｃｍ^−３で均一にドープし
た場合に比べて、リーク電流をかなり低減できることが
わかる。

【００３０】尚、上記参考例において、上記ｐ型第１ク
ラッド層１０３と上記ｐ型第２クラッド層１０４とが構
成するｐ型クラッド層のｐ型キャリア濃度分布を、図５
に示す特性(ａ),(ｂ),(ｃ)のように、活性層１０２に隣
接する高濃度領域(距離０の近傍)から、活性層１０２か
ら離れた低濃度領域に向かって、連続的に変化させても
よい。この場合にも、上記参考例と同様に、上記ｐ型ク
ラッド層内での電流の拡散を抑え、かつ、活性層からｐ
型クラッド層への電子の漏れ出しを防止することがで
き、閾値電流を低下させて、消費電流を削減することが
できる。また、上記参考例において、上記ｐ型第１クラ
ッド層１０３と上記ｐ型第２クラッド層１０４とが構成
するｐ型クラッド層のｐ型キャリア濃度分布を、図６に
示すようにしてもよい。つまり、上記ｐ型クラッド層
は、上記活性層に隣接するノンドープ層を有し、さら
に、このノンドープ層に隣接する高キャリア濃度層およ
びこの高キャリア濃度層に隣接する低キャリア濃度層を
有するようにしてもよい。この場合にも、上記参考例と
同様に、レーザ光発振の閾値電流を低減でき、消費電流
を削減することができる。

【００３１】また、上記参考例において、上記ｐ型第１
クラッド層と上記ｐ型第２クラッド層とが構成するｐ型
クラッド層のｐ型キャリア濃度分布を、図７に示すよう
にしてもよい。この図７に示す分布が本発明の実施例を
なす。つまり、図７に示す特性(ａ),(ｂ),(ｃ)のよう
に、活性層１０２に隣接する高濃度領域(距離０の近傍)
は、低濃度から徐々に立ち上がる凸型ピーク形状の濃度
分布になっており、この高濃度領域から、活性層１０２
から離れた低濃度領域に向かってキャリア濃度を連続的
に変化させてもよい。この場合にも、上記参考例と同様
に、上記低濃度領域によってｐ型クラッド層内での電流
の拡散を抑え、かつ、上記高濃度領域によって活性層か
らｐ型クラッド層への電子の漏れ出しを防止することが
でき、閾値電流を低下させて、消費電流を削減すること
ができる。

【００３２】また、上記参考例では、ｐ型第１,第２ク
ラッド層のドーパントをＢｅにしたが、このＢｅに替え
てＣ(カーボン)をドーパントとした場合には、上記クラ
ッド層の結晶成長中に上記ドーパントが拡散することを
抑制できる。したがって、この場合、図２や図５に示す
ような、活性層に隣接した領域にキャリア濃度が局所的
に高い領域を有するキャリア濃度分布を容易に実現する
ことができる。したがって、この場合、たとえば、上記
キャリア濃度が局所的に高い領域を形成する上記ｐ型第
１クラッド層１０３の厚みを、０.０５μｍよりも薄い
０.０２μｍにできる。したがって、高濃度のｐ型第１
クラッド層１０３の厚みを薄くでき、上記リーク電流の
さらなる低減が可能になる。上記参考例において、上記
ｐ型第１クラッド層１０３の厚みを０.０２μｍにし、
ｐ型第２クラッド層１０４の厚みを０.３５μｍにした
場合には、レーザ光発振の閾値電流を１５ｍＡにでき
た。

【００３３】次に、図２に第２参考例を示す。最初に、
この第２参考例の製造工程を説明する。まず、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板２００上に、有機金属気相(ＭＯＣＶＤ)成長法
によって、ｎ型Ｉｎ_０.５(Ｇａ_０.３Ａｌ_０.７)_０.５Ｐ
クラッド層２０１とノンドープＩｎ_０.５Ｇａ_０.５Ｐ活
性層２０２と、高ドープのｐ型Ｉｎ_０.５(Ｇａ_０.３Ａ
ｌ_０.７)_０.５Ｐ第１クラッド層２０３と、低ドープの
ｐ型Ｉｎ_０.５(Ｇａ_０.３Ａｌ_０.７)_０.５Ｐ第２クラッ
ド層２０４と、高ドープのｐ型Ｉｎ_０.５(Ｇａ_０.３Ａ
ｌ_０.７)_０.５Ｐ第３クラッド層２０５と、ｐ型Ｉｎ
_０.５Ｇａ_０.５Ｐ保護層２０６とを、順次成長させる。
上記高ドープのｐ型第１クラッド層２０３は、ドーパン
トをＺｎにし、キャリア濃度を１×１０^１８ｃｍ^−３に
し、層厚を０.０３μｍにした。また、上記低ドープの
ｐ型第２クラッド層２０４は、ドーパントをＺｎにし、
キャリア濃度を２×１０^１７ｃｍ^−３にし、層厚を０.
２５μｍにした。また、上記高ドープの第３クラッド層
２０５は、ドーパントをＺｎにし、キャリア濃度を１×
１０^１８ｃｍ^−３にし、層厚を１.０μｍにした。

【００３４】次に、ストライプ形状のＳｉＯ_２膜をマス
クとして、上記高ドープの第３クラッド層２０５を、化
学エッチングして、上記第３クラッド層２０５をメサ型
のストライプ形状にする。ここで、第１クラッド層２０
３の層厚と第２クラッド層２０４の層厚との和は、上記
メサ型ストライプ形状の第３クラッド層２０５に対向す
る領域外において、０.２８μｍに設定されている。

【００３５】次に、再び、ＭＯＣＶＤ法によって、上記
メサ型ストライプ形状の第３クラッド層２０５の周囲、
かつ、上記第２クラッド層２０４上にｎ型ＧａＡｓ電流
狭窄層２０８を形成する。次に、上記ＳｉＯ_２膜を除去
してから、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層２０９を、上記ｎ
型電流狭窄層２０８および上記ｐ型保護層２０６の上面
全体に、成長させる。

【００３６】上記メサ型ストライプ形状の第３クラッド
層２０５の図２における左右方向の中央部に対向する領
域での、ｐ型第１クラッド層２０３およびｐ型第２クラ
ッド層２０４の結晶成長方向への距離に対するキャリア
濃度分布は、第１参考例と同様に、図３に示すようにな
っている。図３に示すように、距離０μｍ〜０.０５μ
ｍまでは、高ドープのｐ型第１クラッド層２０３が存在
しており、距離０.０５μｍ〜０.３５μｍまでは、低ド
ープのｐ型第２クラッド層２０４が存在している。図３
に示すように、活性層１０２に近接する領域(距離０μ
ｍ〜０.０５μｍ)では、活性層１０２から離れた領域
(距離０.０５μｍ〜０.３５μｍ)よりもｐ型キャリア濃
度が高く、活性層２０２から離れた領域では、活性層２
０２に近接する領域よりもｐ型キャリア濃度が低い。

【００３７】上記参考例は、図には示さないが、上記基
板２００の表面にｎ型電極を設ける一方、上記ｎ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層２０９の表面にｐ型電極を設けてい
る。

【００３８】上記ｎ型電極とｐ型電極に電圧を印加する
と、上記ｐ型クラッド層２０３,２０４と上記ｎ型クラ
ッド層２０１との間に電圧が印加され、この電圧によっ
て、上記ｐ型第１，第２クラッド層２０３,２０４から
上記ｎ型クラッド層２０１に向かって電流が流れる。上
記電流の電流密度が、上記活性層２０２において所定の
値を越えるとレーザ発振が起こり、上記活性層２０２で
レーザ光が発生する。上記参考例の半導体レーザ装置
は、上記活性層２０２に隣接するｐ型第１,第２クラッ
ド層２０３,２０４の内、低ドープのｐ型第２クラッド
層２０４は、上記高ドープのｐ型第１クラッド層２０３
よりもキャリア濃度が低いので、このｐ型第２クラッド
層２０４内での電流の広がりが抑制され、電流密度の低
下が抑えられる。

【００３９】また、上記活性層２０２に近接し、上記低
ドープのｐ型第２クラッド層２０４よりもキャリア濃度
が高い高ドープのｐ型第１クラッド層２０３によって、
上記活性層２０２からｐ型第１，第２クラッド層２０
３,２０４への電子の漏れ出しを防ぐことができる。

【００４０】したがって、上記参考例によれば、上記ｐ
型クラッド層２０３,２０４での電流の広がりの抑制
と、活性層２０２から上記ｐ型クラッド層２０３,２０
４への電子の漏れ出し防止とを両立でき、レーザ光発振
の閾値電流を低下させることができ、消費電流を低減で
きる。

【００４１】具体的には、上記参考例の半導体レーザ装
置において、端面コートなし、共振器長２５０μｍで、
レーザ光波長６７０ｎｍの場合、レーザ光発振の閾値電
流(上記ｎ型電極とｐ型電極との間に流す電流)は２０ｍ
Ａであった。

【００４２】尚、この第２参考例においても、第１参考
例と同様に、ｐ型第１クラッド層とｐ型第２クラッド層
とにおけるｐ型キャリア濃度分布が、図５あるいは図６
あるいは図７のいづれに示す分布状態であっても、電流
の広がりの抑制と、活性層からの電子の漏れ出し防止と
を実現でき、閾値電流を低下させて、消費電流を低減で
きる。図７に示す分布は、本発明の実施例をなす。

【００４３】また、この第２参考例では、ｐ型第１,第
２クラッド層のドーパントをＺｎにしたが、このＺｎに
替えて、Ｃ(カーボン)をドーパントとした場合には、上
記クラッド層の結晶成長中に上記ドーパントが拡散する
ことを抑制できる。したがって、この場合、図２や図４
に示すような、活性層に隣接した領域にキャリア濃度が
局所的に高い領域を有するキャリア濃度分布を容易に実
現することができる。したがって、この場合、たとえ
ば、上記キャリア濃度が局所的に高い領域を形成する上
記ｐ型第１クラッド層２０３の厚みを、０.０３μｍよ
りも薄い０.０１５μｍにできる。したがって、高濃度
のｐ型第１クラッド層２０３の厚みを、さらに薄くで
き、上記リーク電流のさらなる低減が可能になる。上記
第２参考例において、上記ｐ型第１クラッド層２０３の
厚みを０.０１５μｍにし、ｐ型第２クラッド層２０４
の厚みを０.３５μｍにした場合には、レーザ光発振の
閾値電流を１５ｍＡにできた。

【００４４】尚、上記第１,第２参考例では、半導体レ
ーザの構造を、クラッド層および活性層で構成したＤＨ
(ダブルヘテロ)構造にしたが、本発明はダブルヘテロ構
造の半導体レーザに限らず、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ(グレー
ディッド・インデックスセパレート・コンファインメン
ト)構造の半導体レーザにも適用できる。さらに、本発
明は、活性層が量子井戸からなるＳＱＷ(シングル・ク
ワンタム・ウェル)構造の半導体レーザおよびＭＱＷ(マ
ルチ・クワンタム・ウェル)構造の半導体レーザにも適
用できる。

【００４５】また、上記第１,第２参考例では、電流狭
窄層によって、図１,図２に示すストライプ状の電流閉
じ込め構造を形成したが、電流閉じ込め構造としては、
図１,図２に示した構造に限らず、どのような電流閉じ
込め構造であってもよい。

【００４６】また、上記第１,第２参考例では、半導体
層の成長法として、分子ビームエピタキシー成長法，有
機金属気相成長法を用いたが、半導体層の成長法とし
て、それ以外に、ＭＯＭＢＥ(メタル・オーガニック・
モレキュラー・ビーム・エピタキシー)成長法や、ＡＬ
Ｅ(アトミック・レイヤー・エピタキシー)成長法や、Ｃ
ＢＥ(ケミカル・ビーム・エピタキシー)成長法等を用い
てもよい。

【００４７】また、ｐ型クラッド層のドーパントとし
て、Ｂｅ,Ｚｎ,Ｃの他に、例えば、Ｍｇ,Ｓｉ等を用い
てもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体レーザ装置は、ｐ型クラッド層が、活性層に近接し
ている高キャリア濃度部と、この高キャリア濃度部より
も上記活性層から離隔していると共に、上記高キャリア
濃度部よりもキャリア濃度が低い低キャリア濃度部とを
含んでいる。

【００４９】したがって、上記低キャリア濃度部の存在
によって、上記ｐ型クラッド層内での電流の広がりが抑
制され、電流密度の低下を抑えることができる。

【００５０】また、上記活性層に近接した高キャリア濃
度部の存在によって、上記活性層から上記ｐ型クラッド
層への電子の漏れ出しを防ぐことができる。

【００５１】従って、本発明によれば、上記ｐ型クラッ
ド層での電流の広がりの抑制と、活性層から上記ｐ型ク
ラッド層への電子の漏れ出し防止とを両立でき、レーザ
光発振の閾値電流を低下させることができ、消費電流を
低減できる。

【００５２】また、請求項１の発明は、高キャリア濃度
部が活性層に近接して低濃度から徐々に立ち上がる凸型
ピーク形状の濃度分布を有する構成により、ｐ型ドーパ
ントが高キャリア濃度部から活性層へ拡散するのを防止
できる。さらに、請求項１の発明は、上記凸型ピーク形
状の濃度分布において、キャリア濃度が徐々に増大する
濃度分布領域では、活性層から漏れ出した電子を低エネ
ルギー側の活性層に戻す働きをする。これにより、活性
層からｐ型クラッド層への電子の漏れ出しを防止でき
る。また、上記ｐ型クラッド層の少なくとも上記活性層
近傍のドーパントをカーボンとした場合には、上記ｐ型
クラッド層の結晶成長中に上記ドーパントが拡散するこ
とを抑制できる。したがって、活性層に隣接したｐ型ク
ラッド層の領域にキャリア濃度が局所的に高い領域を有
するキャリア濃度分布を容易に実現することができる。
したがって、上記高キャリア濃度部の厚さを容易に薄く
できるようになり、上記ｐ型クラッド層を容易に薄くで
きるので、上記ｐ型クラッド層内での電流の広がりを特
に低く抑制することができ、電流密度の低下を特に抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の半導体レーザ装置の第１参考例の断
面図である。

【図２】 本発明の半導体レーザ装置の第２参考例の断
面図である。

【図３】 上記参考例のｐ型クラッド層のキャリア濃度
分布図である。

【図４】 ｐ型クラッド層の厚さとリーク電流との関係
をキャリア濃度分布に応じて示したリーク電流特性図で
ある。

【図５】 上記参考例のｐ型クラッド層のキャリア濃度
分布図である。

【図６】 上記参考例のｐ型クラッド層のキャリア濃度
分布図である。

【図７】 本発明の実施例のｐ型クラッド層のキャリア
濃度分布図である。

【図８】 従来の半導体レーザ装置の断面図である。

【符号の説明】

１００…ｎ型ＧａＡｓ基板、１０１…ｎ型Ａｌ_０.５Ｇ
ａ_０.５Ａｓクラッド層、１０２…ノンドープＡｌ
_０.１５Ｇａ_０.８５Ａｓ活性層、１０３…ｐ型Ａｌ
_０.５Ｇａ_０.５Ａｓ第１クラッド層、１０４…ｐ型Ａｌ
_０.５Ｇａ_０.５Ａｓ第２クラッド層、１０５…ＧａＡｓ
保護層、１０６…ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１０６、１０
７…溝、１０８…ｐ型Ａｌ_０.５Ｇａ_０.５Ａｓ第３クラ
ッド層１０８、１０９…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
９、２００…ｎ型ＧａＡｓ基板、２０２…ｎ型Ｉｎ
_０.５(Ｇａ_０.３Ａｌ_０.７)_０.５Ｐクラッド層２０１、
２０２…ノンドープＩｎ_０.５Ｇａ_０.５Ｐ活性層２０
２、２０３…ｐ型Ｉｎ_０.５(Ｇａ_０.３Ａｌ_０.７)_０.５
Ｐ第１クラッド層、２０４…ｐ型Ｉｎ_０.５(Ｇａ_０.３
Ａｌ_０.７)_０.５Ｐ第２クラッド層、２０５…ｐ型Ｉｎ
_０.５(Ｇａ_０.３Ａｌ_０.７)_０.５Ｐ第３クラッド層、２
０６…ｐ型Ｉｎ_０.５Ｇａ_０.５Ｐ保護層、２０８…ｎ型
ＧａＡｓ電流狭窄層、２０９…ｎ型ＧａＡｓコンタクト
層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−225490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−88820（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−33990（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−90186（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)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性層がｐ型クラッド層とｎ型クラッド
   層とで挟まれた半導体レーザ装置において、 上記ｐ型クラッド層は、 上記活性層に近接して低濃度から徐々に立ち上がる凸型
   ピーク形状の濃度分布を有する高キャリア濃度部と、こ
   の高キャリア濃度部よりも上記活性層から離隔している
   と共に、上記高キャリア濃度部よりもキャリア濃度が低
   い低キャリア濃度部とを含んでいることを特徴とする半
   導体レーザ装置。