JPH01129485A - 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〕 この発明は、電流−光出力特性を改古した半導体レーザ
装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図（ａ）、（ｂ）は、例えば日経エレクトロニクＸ
９．１３　１９８２年に示された従来の内部電流狭窄型
のＶ　Ｓ　Ｉ　Ｓ　（Ｖ−ｅｈａｎｎｅｌｅｄ　Ｓ　ｕ
ｂｓｔｒａｔｅＩ　ｎｎｅｒ　Ｓ　ｔｒｉｐｅ）型の半
導体レーザ装置を示す構造断面図およびその活性層内の
キャリア密度分布を示す図である。

この図において、１はｐ　−Ｇ　ａ　Ａ　ｓからなる基
板、３はｎ−ＧａＡｓからなる電流阻止層、４はｐ−Ａ
ｌ’ＧａＡｓからなる下クラッド層、５はｎ　−Ａ　ｌ
ＧａＡｓからなる活性層、６はｎ−ＡｊＧａＡｓからな
る上クラッド層、７はｎ−ＧａＡｓからなるコンタクト
層、８は電流狭窄を行うためのＶ溝、９はｐ側電極、１
０はｎ側電極であり、図中の矢印は動作させたときの電
流の流れを示したものである。

また、第５図は、第４図（ａ）に示した従来のＶＳＩＳ
型の半導体レーザ装置の電流−光出力特性を示す図であ
る。

次に動作について説明する。

ｐ側電極９．ｎ側電極１０に電源の陽極、陰極をそれぞ
れ接続して素子に電流を注入（７ていくと、電流は基板
１中をＶ溝８に向って流れる。この基板１は１０〇−前
後の厚みを持っているが、ｐ型ドーパントｙ　Ｉ　Ｘ　
１０　”ｃｍ−’に高濃度ドーピングされているので、
抵抗率が低く、素子全体の抵抗値もレーザ発振特性に太
き（影響を与えるほど大きな値にはならない。そして、
電流は電流阻止層３によって阻止され、この電流阻止層
３が２〜４趨の幅で存在しない領域、すなわち■溝８内
にのみ集中的に流れる。このように、集中的に流れた電
流は、ｐ型ドーパントご２ＸｉＯ”ａｍ−１程度にドー
ピングされた下クラッド層４を経てｐ型ドーバンｌ−７
２１Ｘ　ｉ　Ｏ”ｃｍ弓程度にドーピングされた活性層
５内に注入されていき、ｖｆＲ８上の活性層５内でのみ
注入された電子と正孔が再結合され、発光が生じる。や
がて、この発光は■溝８を導波路として共振を起こすよ
うになり、■溝８内でモード安定してレーザ発振が起こ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のＶＳＩＳ型の半導体レーザ装置は、
基板１内のキャリア濃度の方が下クラッド府４内のキャ
リア濃度に比べ１桁近く大きくなっており、電流は第４
図（ａ）における矢印に示すように、キャリア濃度の高
い、すなわち１１（抗値の低い基板１側を優先的に流れ
ろ。このため、ｔ４流はＶ　Ｘｆ８の中央部より、むし
ろ■溝８の側面に流れろようになり、活性層５内での注
入キャリア分布は第４図（ｂ）に示すように、中央部で
それ程高くならず、ブロード形状になる。このような状
態でレーザ発振が起きた場合、比較的低いレベルの光出
力でも空間的ホールバーニングを起こし易く、第５図に
示したような電流−光出力特性の直線性が部分的に乱れ
るキングという現象が発生するという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を方￥決するためになされた
もので、高い光出力までキングの発生を抑えることがで
きる半導体レーザ装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体レーザ装置は、基板と電流阻止層
の間に基板と同一の導電型で、かつ下々ラッド層のキャ
リア濃度と同じかそれより低いキャリア濃度の低キャリ
ア濃度層を設けろとともに、この低キャリア濃度層内に
電流狭窄を行うための溝の底部を位置させたものである
。

〔作用〕

乙の発明においては、電流が抵抗値の大きい低キャリア
濃度層の層厚の薄い部分、すなわち溝が形成されている
部分に集中して流れ、活性層内のキャリア密度分布がシ
ャープな単峰性の分布になる。

〔実施例〕

第１図（ａＬ　（ｂ）はこの発明の半導体レーザ装置の
一実施例を示す構造断面図および活性層内のキャリア密
度分布を示す図である。

これらの図において、第４図（ａ）、（ｂ）と同一符号
は同一のものを示し、２はｐ−ＧａＡｓからなる低キャ
リア濃度層としてのバッファ層で、下クラッド層４より
もキャリア濃度が低（、例えばＩＸ　１０　”ａｍ−’
となっている。

また、第２図は、第１図（ａ）に示した半導体レーザ装
置の電流−光出力特性を示す図である、。

この発明の半導体レーザ装置は、基板１と電流阻止層３
の間にキャリア濃度が下クラッド層４のキャリア濃度よ
りも小さいバッファ層２を挿入するとともに、■溝８の
底部をバッファ層２内に位置させてＶ溝８が基板１まで
貫通しないように形成したものである。

いま、電流を流してい（と、電流は基板１中をＶｆ＃Ｓ
に向って流れてバッファ層２中に注入されるが、バッフ
ァ層２は低いキャリア濃度によってやや高い抵抗値を有
しているために、電流は第１図（ａ）における矢印に示
すように、バッファ層２の層厚の部分、すなわちＶ溝８
の中央部を優先的に流れようとする。

したがって、■溝８上の活性層５内でのキャリア密度分
布も第１図（ｂ）に示すように、中央部で非常に高（な
ったシャープな単峰性の分布となるため、レーザ発振が
起き、その光出力が増大しても、空間的ホールバーニン
グを起こしにくくなる。

この結果、第２図に示すように、高い光出力までキンク
が発生することがなくなり、電流−光出力特性の直線性
が良くなる。

なお、上記実施例ではバッファ層２をｐ　　ＧａＡｓを
用いて構成したが、ｐ−Ａｔ’ＧａＡＳを用し）でもよ
い。

また、上記実施例では電流狭窄を行うための溝としてＶ
溝８を用いているが、第３図の実施例に示すように、四
角形の溝を用いた場合も同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明（７なとおり、基板と電流限ｆＪ吋
の間に基板と同一の導電型で、かつＦクラッド層のキャ
リア濃度と同じかそれより低いキャリア濃度の低キャリ
ア濃度層を設けるとともに、この低キャリア濃度層内に
電流狭窄を行うための溝の底部を位置させたので、活性
層内のキャリア密度分布がシャープな単峰性の分布にな
り、空間的ホールバーニングを抑制でき、電流−光出力
特性においてキンクが発生するレベルを上界させろこと
ができるという効果がある、。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体レーザ装置の一実施例を説明
するための図、第２図は、第１図に示した半導体レーザ
装置の電流−光出力特性を示す図、第３図はこの発明の
半導体レーザ装置の他の実施例を示す構造断面図、第４
図は従来の半導体レーザ装置を説明するための図、第５
図は、第４図に示した半導体レーザ装置の電流−光出力
特性を示す図である。 図において、１は基板、２はバッファ層、３は電流阻止
層、４は下クラッド層、５は活性層、６ば上クラッド層
、７はコンタクｌ−層、８はＶ溝、９はｐ　’６ＦＩ　
Ｍ極、１ｏはｎ側電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　　　（外２名）第１図 第２図 電シ克 第３図 第４図 （ａ） （ｂ） 第５図 ’Ｓ７　　　ＢＬ 手続補正書（自発） １、事件の表示　　　特願昭６２−２８９９５２号２、
発明の名称　　半導体レーザ装置 ３、補正をする者 代表者　志　岐　守　哉 ４、代理人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内 氏名　（７３７５）弁理士大岩増惟、　）（連絡先（つ
３（２１３）３４２１持許部）　　　−、、、’／５、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第２頁９行の［ｎ　−Ａ　Ｉ　Ｊを、ｒｐ−Ａｊ
Ｊと補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１導電型の基板と、電流狭窄を行うための溝が形成さ
   れた第２導電型の電流阻止層と、第１導電型の下クラッ
   ド層と、活性層と、第２導電型の上クラッド層とを備え
   た内部電流狭窄型の半導体レーザ装置において、前記基
   板と前記電流阻止層の間に第１導電型で、かつ前記下ク
   ラッド層のキャリア濃度と同じかそれより低いキャリア
   濃度の低キャリア濃度層を設けるとともに、この低キャ
   リア濃度層内に前記電流狭窄を行うための溝の底部を位
   置させたことを特徴とする半導体レーザ装置。