JPH01128583A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光情報処理装置などに用いられる半導体レーザ
装置に関するものである。

従来の技術 半導体レーザ装置は、小型軽量、高効率、低価格などの
特長をもっているため、光デイスクメモリのピックアッ
プ用光源に使用されている。光ディスクは、大容量のデ
ィジタルメモリとして、コンピュータの記憶装置などに
用いられているが、光ディスクへの記録速度を高めるた
めに、高出力の半導体レーザ装置が要望されている。現
在のところ、単一の半導体レーザ装置としては、最高先
出力５０ｍＷ程度のものが実用化されている。

発明が解決しようとする問題点 半導体レーザ装置の高出力化を阻む要因のひとつに、共
振器端面の局所的発熱により端面が破壊し、半導体レー
ザ装置が劣化することである。すなわち、端面で表面準
位を介しての非発光再結合が生じ、そのために端面近傍
部が局所的に加熱されて、エネルギーギャップが縮小さ
れ、ついには半導体結晶が溶融して、レーザ光出力が急
速に劣化してしまう。

本発明は、このような問題点を解決した半導体レーザ装
置を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明の半導体レーザ装置は、端面に達しないストライ
プ状の突起部を少なくとも一方の主面に有する一導電型
の半導体基板と、この半導体基板の一方の主面上に形成
されている、一導電型とは反対の導電型の第１の半導体
層と、この第１の半導体層に形成されている、突起部直
上ではこの突起部に達し、その存在しない部分では基板
に達しない深さのストライプ状の溝部と、第１の半導体
層上に少なくとも溝部を埋める厚さに形成されている、
一導電型の第２の半導体層と、この第２の半導体層の・
上に形成されていて、かつそれよりエネルギーギャップ
の小さい一導電型の第３の半導体層と、端面近傍の部分
を除いて第３の半導体層上に形成されていて、かつそれ
よりエネルギーギャップの小さい第４の半導体層と、第
３の半導体層における第４の半導体層の存在しない部分
上および第２の半導体層の上に形成されていて、かつ第
４の半導体層よりもエネルギーギャップが大きい、反対
導電型の第５の半導体層とを有するものである。

作　　　用 この構成によって、活性層としての第２の半導体層は端
面に露出せず、光吸収のない第５の半導体層で埋め込ま
れているので、端面での光吸収が防止され、光吸収によ
る局所的発熱が防がれる。

さらに、電流は端面近傍部に注入されないので、ここで
のジュール熱の発生が抑制されて、高出力が得られる。

実施例 第１図（ａ）は本発明の一実施例の半導体レーザ装置に
おける共振器の中央部分を端面に垂直な方向に切断して
示す斜視図、同図（ｂ）はその端面を示す図、同図（Ｃ
）はその端面に平行に切断した共振器内部の断面図であ
る。

図において、１はｎ型ＧａＡｓからなる基板で、その一
方の主面側には端面近傍の部分を除いてストライプ状の
突起部２が形成されている。３は電流ブロッキング層で
、ｎ型ＧａＡｓからなり、基板１の一方の主面上に形成
されている。４は溝部で、電流ブロッキング層３に、突
起部２に達し、基板１には達しない深さで形成されてい
る。これにより、突起部２のない端面近傍部には電流が
注入されない領域が形成される。５は第１のクラブｏ、
５．　　　。、４□Ａｓからなり、ミド層で、ｎ型Ｇａ
　　　Ａｌ 流ブロッキング層３上に、少な（とも溝部４を埋める厚
さに形成されている。６は光ガイド層で、ｎ型Ｇａ　　
　ＡＩ　　　Ａｓからなり、第１のクラ０．６９　　　
　　０．３１ ッドＭ５上に形成されている。７は活性層で、Ｇａ　　
　Ａｔ　　　Ａｓからなり、光ガイド層６上０．９２　
　　　　０．０８ の端面近傍を除いた他の部分上、すなわち突起部２の存
在する共振器長さに相当する部分上に形成されていて、
さらにその上には層８，９が順次形成されている。層８
は光を活性層７に閉じ込めるためのもので、ｎ型Ｇ　ａ
ｏ、５゜Ａ　４　ｏ、４．Ａ　ｓからなり、また、層９
はｎ型Ｇ　ａｏ、ａｓＡｌ　ｏ、５Ａ　ｓからなり、そ
の上に次の層をＭＯＣＶＤ法で成長させ得るよう、ＡＩ
の混晶比を低くめでいるものである。１０は第２のクラ
ッド層で、ｎ型Ｇａ　　　Ａｔ　　　Ａｓからなり、基
板１の端面近０．５９　　　　　０．４１ 傍部分を埋め込むように光ガイド層６上および層８上に
形成されている。１１はコンタクト層で、ｎ型ＧａＡｓ
からなり、第２のクラッド層１０上に形成されている。

そして、基板ｌの他方の主面側にはＡｕＺｎからなる電
極（図示せず）が、また第２のクラッド層１０上にはＡ
ｕＧｅＮ　ｉからなる電極（図示せず）がそれぞれ形成
されている。

この実施例の製造方法の一例について、第２図を用いて
説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓからな
る基板１の一方の主面を選択的に除去し、その中央部分
にストライプ状の突起部２を形成する。

そして、第２図（ｂ）および同図（Ｃ）に示すように、
その上に前記突起部２が埋まる厚さにｎ型ＧａＡｓから
なる電流ブロッキング層３を形成し、さらにこの電流ブ
ロッキング層３に溝部４を突起部２に達し、基板１には
達しない深さに形成する。なお、第２図（Ｃ）は同図（
ｂ）のｘ−ｘ’線に沿った断面図である。

それから、第２図ω）に示すように、電流ブロッキング
層３上にｎ型Ｇａ　　　ＡＩ　　　Ａｓからな０．５９
　　　　　０．４す る第１のクラッド層５を形成する。その厚さは溝部４の
深さよりも大とする。第１のクラッド層５の形成後、さ
らにその上にｎ型Ｇａ　　　　ＡＩ　　　　ＡｓＯ，［
ｉ９　　　　０．３＋ からなる光ガイド層６、Ｇａ　　　ＡＩ　　　Ａｓか０
．９２　　　　　０．０８ らなる活性層７、ｎ型Ｇａ　　　ＡＩ　　　　Ａｓ層８
．０．５９　　　　０．４１ およびｎ型Ｇａ　　　ＡＩ　　　Ａｓ層９を順次積層０
．８５　　　　０．１５ 形成する。そして、同図（ｅ）に示すように前記層７〜
８の両端面側の部分を選択的に除去してから、同図（ｆ
）および（ｇ）に示すように、ｎ型Ｇａ　　　　ＡＩ　
　　　ＡｓＯ，５９０，４１ からなる第２のクラッドＷｊ１０を形成して前記除去部
分を埋め、さらにその上にｎ型ＧａＡｓからなるコンタ
クト層１１を形成する。なお、第２図（ｇ）は同図（ｆ
）のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。

そして、コンタクト層１１の形成後、基板１の他方の主
面側にＡｕＺｎからなる電極（図示せず）を、また第２
のクラッド層１０上にはＡｕＧｅＮ　ｉからなる電極（
図示せず）を周知の方法でそれぞれ付与する。

このように、本実施例は、端面近傍部において、第１の
クラッド層５の下に電流ブロッキング層３が形成されて
いるので、この部分には電流が注入されることがない。

さらに、この端面近傍には活性層７が存在せず、それよ
りもエネルギーギャップが太き（、そのために光吸収の
起こらない第２のクラッド層１０が埋め込まれている。

第３図は上記実施例の電流−光出力特性の一例を示す図
である。図において、曲線Ａがこの実施例の特性であり
、比較のために、従来の半導体レーザ装置の特性Ｂをあ
わせて示している。

これからその破壊レベルが従来の半導体レーザ装置の約
２倍に向上していることがわかる。

この実施例において、電流が注入されるのは突起部２の
直上の溝部４からだけであるから、この突起部２が存在
しない端面近傍ではジュール熱の発生が減少する。そし
て、端面近傍部には活性層７が存在せず、光吸収のない
第２のクラッド層で埋め込まれているので、溝部４の直
上の活性層７の部分でレーザ発振した光は、吸収を受け
ることなく、活性層７直上の光ガイド層６を伝播して、
光ガイドＮ６の端面から出射される。端面では光吸収が
起こらないので、端面での発熱が抑制される。その結果
、端面の酸化・溶融の発生がな（、高出力で長寿命のレ
ーザ動作が可能となる。

発明の効果 本発明の半導体レーザ装置は、基板の一方の主面上に設
けられている電流ブロッキング層としての第１の半導体
層によって、端面近傍の部分での電流注入が阻止され、
さらに光ガイド層としての第３の半導体層上の、端面近
傍部分を除いた部分に活性層としての第２の半導体層が
設けられ、さらにこの半導体層のない端面近傍部分が光
吸収のない第５の半導体層で埋め込まれている構°造で
あるので、より一層の高出力化が可能となるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の半導体レーザ装置の一実施例に
おける要部の破断斜視図、同図（ｂ）はその端面を示す
図、同図（Ｃ）はその断面図である。第２図は前記実施
例の製造工程を示し、同図（ａ）、　（ｂ）、　（ｄ）
〜げ）は斜視図、同図（Ｃ）は同図（ｂ）のｘ−ｘ’線
に沿った断面図、同図（ｇ）は同図（ｆ）のＹ−Ｙ’線
に沿った断面図である。第３図は前記実施例の電流−光
出力特性を従来例の特性と対比して示す図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・突起部、３・・・
・・・電流ブロッキング層、４・・・・・・溝部、５・
・・・・・第１のクラッド層、６・・・・・・光ガイド
層、７・・・・・・活性層、８・・・・・・光を活性層
７に閉じ込めるための層、９・・・・・・層、１０・・
・・・・第２のクラッド層、１１・・・・・・コンタク
ト層。 第１図 （ｂ） 手−膚　部 （Ｃ） 第２図 第　２ｒＩ！Ｊ ン 第２図 Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 端面に達しないストライプ状の突起部を少なくとも一方
   の主面に有する一導電型の半導体基板と、前記半導体基
   板の一方の主面上に形成されている、前記一導電型と反
   対の導電型の第１の半導体層と、前記第１の半導体層に
   形成されている、前記突起部の直上では前記突起部に達
   し、前記突起部の存在しない部分では前記基板に達しな
   い深さのストライプ状の溝部と、前記第１の半導体層上
   に少なくとも前記溝部を埋める厚さに形成されている、
   前記一導電型の第２の半導体層と、前記第２の半導体層
   の上に形成されている、前記第２の半導体層よりエネル
   ギーギャップが小さい前記一導電型の第３の半導体層と
   、端面近傍の部分を除く前記第３の半導体層上に形成さ
   れている、前記第３の半導体層よりエネルギーギャップ
   が小さい第４の半導体層と、前記第３の半導体層におけ
   る前記第４の半導体層の存在しない部分上および前記第
   ２の半導体層上に形成されている、前記第４の半導体層
   よりもエネルギーギャップが大きい、前記反対導電型の
   第５の半導体層とを有することを特徴とする半導体レー
   ザ装置。