JPH01145884A - 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】 産業上の利用分よ 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ろた
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５０　ｍ　Ｗ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、一導電型の半導体基板上
に形成されている反対導電型の￥４１の半導体層の、端
面近傍を除いた部分に、基板に達する深さのストライブ
状の溝部が設けられ、また第１の半導体層上に、少なく
とも溝部を埋める厚さに一導電型の第２の半導体層と、
活性層となる第３の半導体層とが順次形成され、さらに
第３の半導体層において、その溝部上方の領域の不純物
７２度が端面近傍部分での不純物濃度に比べて高いもの
である。

作　　　用 このｆｉ４成によって、電流は溝部から半導体基板に注
入されるので、端面近傍の部分でのジュール熱の発生が
抑制される。さらに、活性層の端面近傍部分の不純物濃
度が、レーザ発振する溝部直上部分における不純物濃度
に比べて低いため、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。

実施例 第１図（ａ）は本発明の一実施例の半え７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
方の主面上に高濃度のｎ型ＧａＡｓからなる電流ブロッ
キング層２が形成されている。３はストライブ状の溝部
で、電流ブロッキング層２の端面近傍の部分を除いた残
余の部分に、基板１に達する深さで形成されている。こ
れによって、溝部３のない端面近傍部分に、電流が注入
されない領域が形成される。４は第１のクラッド層で、
ｐ型Ｇ　：１Ａ　Ｉ　Ａ　ｓからなり、電流ブロッキン
グ層２上に、少なくとも溝部３を埋め、さらに電流ブロ
ッキング層２を薄く覆う厚さに形成されている。５は活
性層で、ＧａＡｌＡｓからなり、第１のクラッド層４上
に形成されていて、さらにその上にはｎ型ＧａＡｌＡｓ
からなる第２のクラッド層６とｎ型ＧａＡｓからなるコ
ンタクト層７とが順次積層されて形成されている。なお
、活性層５において、その溝部３直上の領域８における
不純物濃度が溝部３の存在しない部分に比べて高くなる
よう構成されている。

そして、基板１の他方の主面側およびコンタクト層７上
に電極（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の一方の主面上に、高不純物濃度のｎ型ＧａＡ
ｓからなる厚さ２μｍの電流ブロッキングＷＪ２を液相
エピタキシャル成長法で形成し、さらに同図（ｂ）　、
　（ｃ）に示すように、この電流ブロッキング層２の端
面近傍部分を除いてその中央部分を基板１に達する深さ
にストライブ状に選択的に除去して、溝部３を形成する
。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（ｄ）　、　（ｅ）に示すように、電流
ブロッキング層２上に、液相エピタキシャル成長法によ
り、Ｚｎを５　Ｘ　１０”ｃｍ−３の濃度で含むｎ型Ｇ
ａＡｌＡｓを平坦部分での厚さが０．３μｍとなるまで
成長させて、第１のクラッド層４を形成し、さらに、Ｇ
ａＡｌＡｓからなる厚さ０．１μｍの活性層５、ｎ型Ｇ
ａＡｌＡｓからなる厚さ２μｍの第２のクラッド層６お
よびｎ型ＧａＡｓからなる厚さ１μｍのコンタクト層７
を順次形成する。

第１のクラッド層４に含まれているＺｎは液相エピタキ
シャル成長時での温度（８５０℃）下で、隣接する電流
ブロッキング層２と活性層５とに拡散する。溝部３内の
領域には溝部３のない部分に比べて多量のＺｎが含まれ
ているので、活性層５の、溝部３直上の領域８における
Ｚｎの濃度が、他の領域に比べて高くなる。なお、第２
図（ｅ）は同図ω）のＹ−Ｙ″線に沿った断面図である
。

コンタクト層７の形成後、第２図（ｆ）に示すように、
基板１の他方の主面側にＡｕＺｎからなる電極９を、ま
た第２のクラッド層７上にはＡｕＧｅＮ　ｉからなる電
ｆｉ　１０を蒸着法でそれぞれ形成する。

このように、本実施例では、電流が注入されるのは、溝
部３内の領域からであるので、溝部３の形成されていな
い部分でのジュール熱の発生が少なくなる。そして、活
１１層５の端面近傍での不純物、１度がその溝部上方の
領域に比べて低くなっているので、溝部３直上の領域で
レーザ発振した光は、端面部分では吸収されないので、
端面近傍での発熱が抑制される。その結果、端面での酸
化、溶融がな（、高出力で長寿命のレーザ動作が可能と
なる。

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Ｌ９．　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。

発明の効果 本発明の半導体レーザ装置は、電流ブロッキング層とし
ての第１の半導体層の、端面近傍の部分を除いた残余の
部分に基板に達する深さの溝部を設け、さらに第１の半
導体層上に少なくとも溝部を埋める厚さの第２の半導体
層と、活性層としての第３の半導体層とが形成されてお
り、さらに、溝部上方の領域の不純物濃度が端面近傍部
分での不純物濃度に比べて高いので、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　’
　＆’Ｎに沿った断面図、同図（ｅ）は同図（ｄ）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・・・・・・電流ブロッキング
層、３・・・・・・溝部、４・・・・・・第１のクラッ
ド層、５・・・・・・活性層、８・・・・・・不純物高
濃度領域。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 ｔ（Ｉｔ （Ｃ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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の半導体層の端面近傍を除
   いた部分に形成されている、前記基板に達する深さのス
   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、活性層となる第３の半導体層とを有し、前
   記第３の半導体層において、その前記溝部上方の領域の
   不純物濃度が前記端面近傍部分での不純物濃度に比べて
   高いことを特徴とする半導体レーザ装置。