JPH03145172A - Semiconductor laser device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser device and manufacture thereof

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JPH03145172A
JPH03145172A JP28170389A JP28170389A JPH03145172A JP H03145172 A JPH03145172 A JP H03145172A JP 28170389 A JP28170389 A JP 28170389A JP 28170389 A JP28170389 A JP 28170389A JP H03145172 A JPH03145172 A JP H03145172A
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index layer
high refractive
semiconductor laser
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岡島 正季
Genichi Hatagoshi
玄一 波多腰
Yutaka Uematsu
豊 植松
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Abstract

PURPOSE:To enable the control of a lateral mode without depending on a loss wave guide by a method wherein a part of a clad layer formed on one side of an active layer whose other side faces toward a substrate is made to change in an actual refractive index in the lateral direction by providing a layer of high refractive index layer. CONSTITUTION:A first InGaAlP clad layer 11, an InGaP active layer 12, and a second InGaAlP clad layer 13 are successively laminated on a GaAs substrate 10 to form a double hereto-junction structure. An Int (Ga1-wAlw)1-tP(0.48<=t<=0.52) high refractive index layer 14 is formed on the second InGaAlP clad layer 13, and the high refractive index layer 14 is partially etched into a stripe shape. A Ga1-uAluAs(0.48w+0.23<u<=0.75) low refractive index layer 16 as a current constriction layer is formed on both the sides of the layer 14. A GaAs contact layer 17 is formed on the high refractive index layer 14 and the low refractive index layer 16. By the formation of these refractive index layers, an actual refractive index difference large enough for the control of a lateral mode can be realized, so that a semiconductor laser of this design is able to oscillate stably in a basic lateral mode.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野〉 本発明は光情報処理や光計測等の光源として用いられる
半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor laser device used as a light source for optical information processing, optical measurement, etc., and a method for manufacturing the same.

(従来の技術) 近年0.Bμm帯に発振波長を持つ InGaAJP系赤色レーザが製品化され高密度光ディ
スク装置やレーザ・ビーム◆プリンタ用光源、バーコー
ド・リーグや光計測器等の光源として広い応用が期待さ
れている。特に光デイスク装置やレーザ・ビーム・プリ
ンタ等への応用においては、レーザビームを微小スポッ
トに絞り込むという要請から安定した基本横モード発振
特性と、レーザ・ビームの非点隔差が小さいことが重要
である。また、光デイスク装置やレーザビームプリンタ
等の高速化を図るためには、より高い光出力で動作する
レーザが望まれている。
(Conventional technology) In recent years, 0. InGaAJP red lasers with an oscillation wavelength in the Bμm band have been commercialized and are expected to find wide application as light sources for high-density optical disk devices, laser beam printers, barcode leagues, optical measuring instruments, etc. Particularly in applications such as optical disk devices and laser beam printers, it is important to have stable fundamental transverse mode oscillation characteristics and a small astigmatism difference in the laser beam due to the need to focus the laser beam into a minute spot. . Further, in order to increase the speed of optical disk devices, laser beam printers, etc., a laser that operates with higher optical output is desired.

この様な半導体レーザ装置として第10図に示す半導体
レーザ装置を考案している。すなわち、n−GaAs基
板(5o〉上に、n−1n o 、 5(GaAf! 
)   Pクラッド層(51)、アン1−y   y 
 G、5 ドープIn   (Ga   Aj7  )   P活
性層0.5   1−x   x  O,5(52)、
P−In   (Ga   Al2  )   Pり0
.5   1−y   y  O,5ラッド層(53)
が順次積層形成されている。さらに、P−In   (
Ga   /l  )−Pクラッド0.5   .1−
y   y  O,5層(53)上にはストライプ状に
P −1no、5(GaAjl)  P光導波層(54
)、Pl−z     z   O,5 −In     (Ga    Afl  )    
 P(56)、P−0,5t−y     F   O
,5InGaPキャップ層(56)が形成され、このス
トInGaPキャップ層(5B)上にはP−GaAs:
ffンタクト層(38〉が形成され、またn側電極(5
9)、P側電極(60)が形成されている。そして、こ
の例では、上記AfI混晶比をz −0,1%w = 
0.8とすることにより損失のない屈折率導波型の半導
体し一ザ装置を得ようとしている。
As such a semiconductor laser device, a semiconductor laser device shown in FIG. 10 has been devised. That is, on an n-GaAs substrate (5o), n-1no, 5(GaAf!
) P cladding layer (51), Anne 1-y y
G,5 doped In(GaAj7)P active layer 0.5 1-x x O,5(52),
P-In (GaAl2) Pri0
.. 5 1-y y O, 5 rad layers (53)
are sequentially layered. Furthermore, P-In (
Ga/l)-P cladding 0.5. 1-
On the y y O,5 layer (53), a P -1no,5(GaAjl)P optical waveguide layer (54
), Pl-zz O,5-In (GaAfl)
P(56), P-0,5t-y F O
, 5InGaP cap layer (56) is formed, and on this InGaP cap layer (5B), P-GaAs:
A ff contact layer (38) is formed, and an n-side electrode (5) is formed.
9), a P-side electrode (60) is formed. In this example, the AfI mixed crystal ratio is set to z −0,1%w =
By setting the value to 0.8, an attempt is made to obtain a lossless refractive index waveguide type semiconductor laser device.

しかしながら、この場合、P−In□、5(Ga   
AN  )   Pクラッド層(55)とn−1−3’
     )’   0.5 Ga   Ajl  As電流挾窄層(57〉との具体
的な1−v   v Ajl混晶比の関係、具体的実現手段については明らか
にされておらず、最適条件の抽出が望まれていた。
However, in this case, P-In□,5(Ga
AN) P cladding layer (55) and n-1-3'
)' 0.5 The relationship of the specific 1-v v Ajl mixed crystal ratio with the 0.5 Ga Ajl As current blocking layer (57) and the specific implementation means have not been clarified, and it is desirable to extract the optimal conditions. It was rare.

(発明が解決しようとする課題) この発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、光ディスク・メモリやレーザ・
ビーム◆プリンタ用光源への応用に適した。非点隔差が
小さく、かっビーの ム・アスペクト比の小さな横モード制御型VInGaA
J7P系赤色半導体レーザ装置を提供することである。
(Problems to be Solved by the Invention) This invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to
Beam ◆ Suitable for application as a light source for printers. Transverse mode control type VInGaA with small astigmatism difference and small cubic aspect ratio
An object of the present invention is to provide a J7P-based red semiconductor laser device.

また、この発明は、動作電圧が低くしたがって駆動中の
発熱量が小さく、光ディスク・メモリやレーザ◆ビーム
・プリンタ等の高速化に重要な、高出力動作に適した横
モード制御型InGaAj7P系赤色半導体レーザ装置
を提供することである。
The present invention also provides a transverse mode control type InGaAj7P red semiconductor that has a low operating voltage and therefore generates little heat during operation, and is suitable for high-output operation, which is important for increasing the speed of optical disks, memories, laser beam printers, etc. An object of the present invention is to provide a laser device.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(発明を解決するための手段) 本発明の骨子は、n型基板上に形成されたInGaAf
lP系赤色半導体レーザにおいて、活性層に対して基板
と反対側に形成されたクラッド層の一部に、 W屈折率の高い         層の存在によって横
方向に実屈折率の変化を生ぜしめることにより、損失導
波によらずに横モードの制御を行う様にしたことである
(Means for Solving the Invention) The gist of the present invention is an InGaAf film formed on an n-type substrate.
In the 1P-based red semiconductor laser, by creating a change in the real refractive index in the lateral direction due to the presence of a layer with a high W refractive index in a part of the cladding layer formed on the side opposite to the substrate with respect to the active layer, This is to control the transverse mode without relying on loss waveguide.

以下と小さいことを利用して、上記と同時にInGaA
jpP系赤色レーザの欠点であった素子抵抗の低減を図
ったことである。
Taking advantage of the fact that the following is small, InGaA
This is an attempt to reduce the element resistance, which was a drawback of the jpP red laser.

また、本発明の骨子は、活性層と接するp−GaAJ7
Pクラッド層と、前記P−GaAj7′P層に存在する
バンド不連続によって生ずる電圧降下が実用上問題とな
らない程度にまで小さくなる様なP−GaAlAs層の
Al混晶比及びキャリア濃度を与えることにより、素子
の動作電圧の低減を図ったことである。
Moreover, the gist of the present invention is that p-GaAJ7 in contact with the active layer
To provide an Al mixed crystal ratio and a carrier concentration in the P-clad layer and the P-GaAlAs layer such that the voltage drop caused by the band discontinuity existing in the P-GaAj7'P layer is so small that it does not pose a practical problem. This aims to reduce the operating voltage of the element.

すなわち、本発明は、n型のGaAs基板上に形成され
、GaAs格子整合したn型1no、5(Ga   A
jl  )   Pクラッド層(0くx≦1−x   
x  O,5 1)と、その上に形成されたIn   (GaO,5t
−y 1)?活性層(O≦y<x)とを有し、yO05 この上に接して少くともP型In    (GaO,5
1−z 1)P第1クラッド層(0くz≦1)と、zO05 その上に形成された前記In   (GaO,51−z Al2)Pクラッド層と等しいかそれよりもz  O,
5 屈折率の小さいIn   (Ga   Aj)  )0
.5   1−u   u  O,5P第2クラッド層
(0<z≦U≦1)を有し、このIn   (Ga  
 Ajl  )   P第2クラッ0.5   1−u
   u  O,5ド層中に前記第1クラッド層に達す
るストライブ状の溝が形成され、前記溝中には少くとも
In   (Ga   AN  )   P第2クラッ
ド0.5   1−u   u  O,5層よりも屈折
率が大きいP型Ga   A47  As1−v   
   v 光ガイド層を含む単層もしくは複数のP型GaAj7A
s層が形成されたことを特徴とする半導体レーザ装置で
ある。
That is, the present invention is based on an n-type 1no, 5 (GaA
jl) P cladding layer (0x≦1-x
x O,5 1) and In(GaO,5t
-y1)? an active layer (O≦y<x), with at least P-type In (GaO,5
1-z 1) P first cladding layer (0x≦1) and zO05 equal to or greater than the In (GaO, 51-z Al2)P cladding layer formed thereon, zO,
5 In (Ga Aj) )0 with a small refractive index
.. 5 1-u u O,5P second cladding layer (0<z≦U≦1), and this In (Ga
Ajl) P 2nd crack 0.5 1-u
A stripe-shaped groove reaching the first cladding layer is formed in the uO,5 layer, and at least In(GaAN)P second cladding layer is formed in the groove. P-type Ga A47 As1-v with a larger refractive index than the layer
v Single layer or multiple P-type GaAj7A layers including a light guide layer
This is a semiconductor laser device characterized in that an s-layer is formed.

(作  用) 本発明によれば、I n   (G a 1−uo、5 Ag )P第2クラッド層中に形成された溝u  O,
5 中のGa   AI As層の屈折率をその外側の1−
v      v 層の屈折率よりも大きくしたことによって、横モードの
制御に十分な大きさの実屈折率差を実現できるため、安
定した基本横モード発振が可能である。
(Function) According to the present invention, the groove uO, formed in the In(Ga1-uo,5Ag)P second cladding layer
5 The refractive index of the Ga AI As layer in the outer layer is 1-
By making the refractive index larger than the v v layer, it is possible to realize a real refractive index difference large enough to control the transverse mode, so stable fundamental transverse mode oscillation is possible.

また、本発明の構造は実屈折率導波型構造であるため、
従来の損失導波型構造と比べて発振しきい電流が顕著に
増加することなくストライプ状溝の幅を狭くできるため
、水平方向のビーム放射角を広くすることが出来、小さ
なアスペクト比を実現できる。また、実屈折率導波構造
であるために、10μm以下の小さな非点隔差が容易に
実現できる。
Furthermore, since the structure of the present invention is a real refractive index waveguide structure,
Compared to conventional loss waveguide structures, the width of the striped groove can be narrowed without significantly increasing the oscillation threshold current, making it possible to widen the beam radiation angle in the horizontal direction and achieve a small aspect ratio. . Further, since it is a real refractive index waveguide structure, a small astigmatism difference of 10 μm or less can be easily realized.

さらに、本発明によれば、電流経路となるP型クラッド
層の一部が1nGaARPよりも抵抗率の小さいP型G
aAj7Asで置き換えられるため、素子の電気抵抗を
低減でき、ジュール発熱量を小さくできる。したがって
、I n G a A p P系赤色レーザにおいて安
定した高出力動作特性を実現できる。
Furthermore, according to the present invention, a part of the P-type cladding layer serving as a current path is a P-type G with a resistivity lower than that of 1nGaARP.
Since it is replaced with aAj7As, the electrical resistance of the element can be reduced and the Joule heat generation amount can be reduced. Therefore, stable high-output operating characteristics can be achieved in the InGaApP red laser.

この様に本発明によれば光デイスク装置やレーザ上3−
ムプリンタ等の用途に適したビーム特性を有し、かつ高
出力動作に適したInGaAjlP系赤色レーザを実現
できる。
As described above, according to the present invention, optical disc devices and laser 3-
It is possible to realize an InGaAjlP-based red laser that has beam characteristics suitable for applications such as printers and is suitable for high-output operation.

(実施例) 第1図(a)は、本発明のj81の実施例のInGaA
flP系半導体レーザ装置の断面構造図である。この半
導体レーザ装置は、n −G a A 5cln−3、
厚さ1μm)  アンドープInO,5Ga、、P活性
層(12) (厚さ0.O8μm) 、p −In  
 (Ga   Al   )   Pクラッド層Q、5
   0.$   0.7 0.5(13) (P −
5x 1017cI、−3、厚さ048m)が形成され
いる。このP−In   (GaO,50,3 AI   ’) 0.7 0.5Pクラッド層(13)上には、中央にス
トライブ状に? −I n   (Gao、50.5 ゜、、 。、、P光ガイド層(14) (P −5xA
l     ) 17   ’−3 10”  ’厚$0.15″m >   p−1n o
、5(Ga   AN   )   Pクララド層(1
5)(PO,30,70,5 −s X 1017cII=3、厚さ0.6μm)が形
成されている。そしてこれらp−1n o、5(G a
 0−5AI   )P光ガイド層(14〉及びP−0
,50,5 I n   (Ga   Aj! 、7’) o、5P
クラツド0.5      0.8 層(15)の両側のP−I no、5 (G aO,3
(n”lX10’C@−3、厚さ0.7μm)が形成さ
れ、このn−GaAs基板埋め込み層 0.45   0.55 (Ga   A、Q   ) 08)及びP−1” 0.5    0.S   O,
70,5Pクラツド1m (15)上にはP−CiaA
s:Iンタクト8−3 層(17)CP=2X10  am  、厚さ2μm)
が形成されている。またn−GaAs基板(10)の裏
面にはn側のA u G e / A u電極(18〉
が形成され、P−電流狭窄のための低屈折率層(17)
表面にはP側のA u Z n / A u電極(19
)が形成きれている。
(Example) FIG. 1(a) shows an InGaA example of j81 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of an flP semiconductor laser device. This semiconductor laser device has n-G a A 5cln-3,
Thickness: 1 μm) Undoped InO, 5Ga, P active layer (12) (Thickness: 0.08 μm), p-In
(GaAl) P cladding layer Q,5
0. $ 0.7 0.5 (13) (P −
5x 1017cI, -3, thickness 048m) is formed. On this P-In (GaO, 50, 3 AI') 0.7 0.5P cladding layer (13), there is a stripe in the center? -I n (Gao, 50.5°, ., , P light guide layer (14) (P -5xA
l) 17'-3 10'' Thickness $0.15''m > p-1no
, 5 (Ga AN ) P clarado layer (1
5) (PO, 30,70,5-s x 1017cII=3, thickness 0.6 μm) is formed. And these p-1no, 5(G a
0-5AI) P light guide layer (14> and P-0
,50,5 I n (Ga Aj! ,7') o, 5P
Clad 0.5 0.8 P-I no, 5 (GaO, 3
(n"lX10'C@-3, thickness 0.7 μm), this n-GaAs substrate buried layer 0.45 0.55 (Ga A,Q) 08) and P-1" 0.5 0 .. SO,
70,5P cladding 1m (15) P-CiaA on top
s:I intact 8-3 layer (17) CP=2X10 am, thickness 2 μm)
is formed. In addition, on the back surface of the n-GaAs substrate (10), there is an n-side A u G e / A u electrode (18).
is formed, and a low refractive index layer (17) for P-current confinement is formed.
On the surface, there is an A u Z n / A u electrode (19
) is completely formed.

この第1図に示す半導体レーザ装置が特徴とする点は、
P−In   (Ga   Afり0.5   0.5
  0.5 0.5P光ガイド層(14〉の屈折率がn
−G a casAfIO,55A s s埋め込み層
(1B)の屈折率より大きくなるようにしたところにあ
る。
The semiconductor laser device shown in FIG. 1 is characterized by:
P-In (Ga Afri0.5 0.5
0.5 0.5P light guide layer (14> refractive index is n
-Ga casAfIO, 55A ss The refractive index is set to be larger than that of the buried layer (1B).

第2図に、第1図レーザの発振波長670nm付近の波
長に対するGaAj7Asと1−x   x In   (Ga   AN  )   Pの屈折率n
の0.5   1−x   x  O,5関係をAD混
晶比Xについて示した。尚、InGaA、QPについて
は、Int  (G a x、−81)Pとした場合、
tはGaAsと格子X  l−を 整合する0、481 t≦0.25であれば良い。
Figure 2 shows the refractive index n of GaAj7As and 1-xxIn(GaAN)P for wavelengths near the 670 nm oscillation wavelength of the laser in Figure 1.
The 0.5 1-x x O,5 relationship is shown for the AD mixed crystal ratio X. In addition, for InGaA and QP, when Int (G a x, -81)P,
It is sufficient that t satisfies 0,481 t≦0.25 that matches GaAs and the lattice X l-.

これによれば、 n G” ” As−3,82−0,73xの様に表わ
されるので、In    (GaO051−w A1 )P光ガイド層のAj7混晶混晶比対しvO85 てGaAs基板埋め込み層のAff混晶比UL−u  
 u を、 u>o、as+0.23 となる様に選べば良い。
According to this, it is expressed as n G""As-3,82-0,73x, so the GaAs substrate buried layer is Aff mixed crystal ratio UL-u
It is sufficient to choose u so that u>o, as+0.23.

第1図の構造においては、図中幅・Wで表わされたスト
ライブ部分とその外側の部分との屈折率差としてΔn−
3X10−3が得られる。この値は、横モードの制御に
十分な値であった。また、このときn−GaAlAs埋
め込み層(16)は0.4  0.55 発振波長に対して透明となるから、実屈折率導波構造が
実現できる。第1図の構造のレーザにおいて、ストライ
プ幅Wが2.5μm以下の時基本横モードで発振し、ア
スペクト比3以下の等方的なビーム放射形状が得られた
。また、非点隔差も5μm以下という極めて小さな値が
得られた。さらに、この例ではGa   Afl  A
s埋め込み層(1B)0.45  0.55 をn型とし、電流狭窄層としても働く様にしているため
、30mA以下の低い発振しきい値が実現できた。
In the structure of FIG. 1, the refractive index difference between the stripe portion and the outside portion, represented by the width W in the figure, is Δn−
3X10-3 is obtained. This value was sufficient for controlling the transverse mode. Furthermore, since the n-GaAlAs buried layer (16) becomes transparent to the oscillation wavelength of 0.4 to 0.55 at this time, a real refractive index waveguide structure can be realized. The laser having the structure shown in FIG. 1 oscillated in the fundamental transverse mode when the stripe width W was 2.5 μm or less, and an isotropic beam radiation shape with an aspect ratio of 3 or less was obtained. Furthermore, an extremely small value of 5 μm or less was obtained for the astigmatism difference. Furthermore, in this example Ga Afl A
Since the s-buried layer (1B) 0.45 0.55 is n-type and serves also as a current confinement layer, a low oscillation threshold of 30 mA or less was achieved.

尚、P−In   (Ga   AN   )   P
o、5   0.5  0.5 0.5光ガイド層(1
4)のストライブ部とその外側のn −Ga   AN
   As埋め込み層(1B)との屈折率0.45  
0.55 差ΔnとP−In   (Ga   AJ2   )(
1,50,50,50,5 P光ガイド層(14)のストライブmWの範囲について
説明する。第3図(a)に示すように、Δnが大きくな
るにつれて、基本横モード発振が可能な(すなわち、高
次モードがカット・オフとなる)ストライプ幅は狭くな
る。一方、電流注入(発振に必要なIKA/cJ)によ
っても安定にモードを維持するためにはΔn>IXIQ
−3が必要と考えられる。他方、素子化プロセス上実用
的なストライプ幅は1.5μm以上と考えられる。これ
より狭い幅ではエツチングによるストライブの形成は困
難である。従って、実用的に有用なΔn及びWは、3−
2 IXIO<Δn<lXl0 .1.5μm<WS3.5
μmである。
In addition, P-In (Ga AN) P
o, 5 0.5 0.5 0.5 light guide layer (1
4) stripe part and n-Ga AN outside it
Refractive index with As buried layer (1B) 0.45
0.55 Difference Δn and P-In (Ga AJ2) (
The range of stripe mW of the 1,50,50,50,5P light guide layer (14) will be explained. As shown in FIG. 3(a), as Δn increases, the stripe width in which fundamental transverse mode oscillation is possible (that is, the higher-order mode is cut off) becomes narrower. On the other hand, in order to maintain the mode stably even with current injection (IKA/cJ required for oscillation), Δn>IXIQ
-3 is considered necessary. On the other hand, the practical stripe width in terms of device fabrication process is considered to be 1.5 μm or more. If the width is narrower than this, it is difficult to form stripes by etching. Therefore, the practically useful Δn and W are 3-
2 IXIO<Δn<lXl0. 1.5μm<WS3.5
It is μm.

ここで、P−In   (Ga   AJ2)0.5 
    1−x     X   0.5P光ガイド層
及びP−In   (Ga0.5  1−y 1)P第二クララド層を含むリッジ部のy  O85 エツチング形成には、エツチングの制御性に優れたリン
酸もしくは硫酸を用いることが望ましい。
Here, P-In (Ga AJ2) 0.5
1-x Preferably, sulfuric acid is used.

と  こ  ろ  で      P   −I   
n       (Ga0.5  1−y Al)P1gニクラッド層のA1混晶比は、y  0.
5 P−In   (Ga   /47  )   P第一
クラ0.5      1−z     z    O
,5ラド層のAfI混晶比とほぼ等しいか、それよりも
小さいことが必要である。なぜ収ら、P−In  (G
aA、Q)  P第二クラ0.5   1−y   y
  O,5ラド層の屈折率がP−In   (Ga0.
5  1−z Aρ )  P第一クラッド層の屈折率に比べてz  
O15 大き過ぎる場合には、導波モードがカット・オフになっ
てしまうからである。一方、P−In、5(Ga   
Aρ )  P第一クラッド層のAρ1−z   z 
 O,5 混晶比は、キャリアを活性層に閉じこめるのに十分なポ
テンシャル障壁を実現するという要請から、z−0,5
以上あることが望ましい。そのためp−In   (G
aAN)   P第二クラッド0.5   1−y  
 y  O,5層のAil混晶比も、はぼy−0,5か
、それよりも大きくなる。
P-I in heart
The A1 mixed crystal ratio of the n (Ga0.5 1-y Al)P1g Niclad layer is y 0.
5 P-In (Ga /47) P first crack 0.5 1-z z O
, 5 is required to be approximately equal to or smaller than the AfI mixed crystal ratio of the rad layer. Why does it fit, P-In (G
aA, Q) P second class 0.5 1-y y
The refractive index of the O,5 Rad layer is P-In (Ga0.
5 1-z Aρ ) z compared to the refractive index of the P first cladding layer
This is because if O15 is too large, the waveguide mode will be cut off. On the other hand, P-In, 5(Ga
Aρ ) Aρ1-z z of P first cladding layer
The O,5 mixed crystal ratio is set to z-0,5 due to the requirement to realize a potential barrier sufficient to confine carriers in the active layer.
It is desirable that there be at least one. Therefore, p-In (G
aAN) P second cladding 0.5 1-y
The Ail mixed crystal ratio of the y O,5 layer is also approximately y-0,5 or larger.

第3図(b)に硫酸を用いた場合のエツチング速度のA
ρ混晶比依存性を示す。InGaAlPのエツチング速
度はAfI混晶比に対して強い依存性を示し、Afl混
晶比が小さいほどエツチング速度は小さくなる。この事
情は、リン酸を用いた場合でも全く同様であった。この
ため、P−In、5(GaAN)   P光ガイド層の
Aρ混晶1−x   x  O,5 比がx−0,3よりも小さい場合には、同層のエツチン
グ速度と、Al混晶比が大きくエツチング速度の大きな
P−In   (Ga   A!:り0.5    x
−y   y  O,5P第二クラッド層のエツチング
速度との差が太きくなりすぎるため、P−In   (
GaO,5L−y 1)PMニクラッド層にサイド・エッチyO15 ングが生じてリッジの形成が困難になる。このような理
由により、良好なリッジ形成のためには、P−In  
 (Ga   AN  )   P光ガイド0.5  
 1−x   x  O,5層のAJ7混晶比はx−0
,3よりも大きいことが好ましい。
Figure 3(b) shows the etching rate A when using sulfuric acid.
It shows dependence on ρ mixed crystal ratio. The etching rate of InGaAlP shows a strong dependence on the Afl mixed crystal ratio, and the smaller the Afl mixed crystal ratio, the lower the etching rate. This situation was exactly the same even when phosphoric acid was used. Therefore, when the Aρ mixed crystal 1-x x O,5 ratio of the P-In,5(GaAN)P optical guide layer is smaller than x-0,3, the etching rate of the same layer and the Al mixed crystal P-In (Ga A!: Ri0.5 x
-y y Since the difference between the etching rate and the etching rate of the O,5P second cladding layer becomes too large, P-In (
GaO,5L-y 1) Side etching yO15 occurs in the PM Niclad layer, making it difficult to form a ridge. For this reason, in order to form a good ridge, P-In
(GaAN) P light guide 0.5
1-x x O, AJ7 mixed crystal ratio of 5 layers is x-0
, 3 is preferable.

次ぎに、埋め込みGaAlAs層について説明する。第
1図(a)に示すように、空気中に露出したGaAj7
As結晶表面には自然酸化膜が形成される。その厚さは
露出時間に比例して増加するが現実の結晶成長プロセス
のように、露出時間が数十分の領域では、結晶中のAg
混晶比の増加による酸化膜厚の増大が顕著である。埋め
込み層にAD混晶比の高いGaAlAs層を用いた場合
、その上に成長したP−GaAs層の表面モホロ7ジー
が悪化し、特にAR混晶比が0.8以上で顕著であった
。その原因は、前述の自然酸化膜の厚さが厚くなること
によると考えられる。表面モホロジーの悪化した結晶は
一般に結晶欠陥を多く有し長時間の素子動作中にそのよ
うな結晶欠陥は増殖し、ついには活性層領域に達して素
子の劣化を引き起こすことが知られている。このような
理由から、信頼性の高い素子を得るためには、GaAl
As埋め込み層のAI混晶比は0.8より小さいことが
望ましく 、0.75までは良好である。
Next, the buried GaAlAs layer will be explained. As shown in Figure 1(a), GaAj7 exposed in the air
A natural oxide film is formed on the surface of the As crystal. The thickness increases in proportion to the exposure time, but as in the actual crystal growth process, when the exposure time is several tens of minutes, Ag in the crystal increases.
The increase in oxide film thickness due to the increase in the mixed crystal ratio is remarkable. When a GaAlAs layer with a high AD mixed crystal ratio was used as the buried layer, the surface morphology of the P-GaAs layer grown thereon deteriorated, and this was particularly noticeable when the AR mixed crystal ratio was 0.8 or more. The reason for this is thought to be that the thickness of the above-mentioned natural oxide film becomes thicker. It is known that crystals with deteriorated surface morphology generally have many crystal defects, and such crystal defects multiply during long-term device operation, eventually reaching the active layer region and causing device deterioration. For these reasons, in order to obtain highly reliable devices, GaAl
It is desirable that the Al mixed crystal ratio of the As buried layer is less than 0.8, and up to 0.75 is good.

さらにここで、第1図(a)の変形例を第1図(b)乃
至(C)で示す。先ず、第1図(b)に示すようにP−
In   (Ga   AR)   Pクララ0.5 
  0J   O,70,5 ド層(15−1)とP−GaAs:)ンタクト層(17
)との間に両者の中間のバンドギヤ・ノブを有するG 
a   A47   A s通電容易層(15−2)を
形成し0.5  0.5 でも良い。また、この通電容易層(15−2)としては
Ga   Al7   As層であっても良い。これに
0.4  0.6 より横モード制御型半導体レーザ装置の低しきい値化を
図ることができる。また、第1図(C)に示すようにP
−In    (Ga   Al7   )0.5  
 0.3  0.7 0.5P クララ ド層(15)
及びn−GaAl0.45  0.55 As埋め込み層(1B)とP−電流狭窄のための低屈折
率層(17−1)との間に、P −1n   (G a
 cao、5 A、1!  )   Pクラッド層(15〉とP−Ga
AsO,70,5 コンタクト層(17−1)との中間のバンドギャップを
有するGa   Al7   As又はGaa、40.
5    0.5 AN   A8からなる通電容易層(17−2)を形成
し0.6 ても良い。これにより第1図(b)の例と同様の効果が
得られる。
Furthermore, here, modified examples of FIG. 1(a) are shown in FIGS. 1(b) to (C). First, as shown in FIG. 1(b), P-
In (Ga AR) P Clara 0.5
0J O,70,5 do layer (15-1) and P-GaAs:) contact layer (17
) with an intermediate band gear knob between the two.
a A47 A s 0.5 0.5 may be used to form the easy current conduction layer (15-2). Further, the easy current conduction layer (15-2) may be a GaAl7As layer. In addition, the threshold value of the transverse mode control type semiconductor laser device can be lowered by 0.4 0.6. In addition, as shown in FIG. 1(C), P
-In(GaAl7)0.5
0.3 0.7 0.5P Clarado layer (15)
And P -1n (Ga
cao, 5 A, 1! ) P cladding layer (15〉 and P-Ga
AsO, 70,5 GaAl7 As or Gaa having a band gap intermediate to that of the contact layer (17-1), 40.
An easy current conduction layer (17-2) made of 0.5 0.5 AN A8 may be formed. As a result, the same effect as in the example of FIG. 1(b) can be obtained.

またさらに、第1図(a)においてクラッド層(15)
をGaANAsJmで構成しても良い。この場合、n−
GaAlAs埋め込み層(16〉と0.45  0.5
5 略等しい屈折率のP−GaAg  As層又0.45 
 0.55 はP−GaAD  As層とすることができ0.4  
0.8 る。このように電流通路となるクラッド層(15〉をG
aAlAsで形成することにより、抵抗率を0.1〜0
.2Ω備とし、P−1nGaAIP層に比べて約1、桁
低くすることができ、その結果発振しきい電流付近で約
0.3vの低減することができる。
Furthermore, in FIG. 1(a), the cladding layer (15)
may be composed of GaANAsJm. In this case, n-
GaAlAs buried layer (16〉 and 0.45 0.5
5 P-GaAg As layer with substantially equal refractive index or 0.45
0.55 can be a P-GaAD As layer and 0.4
0.8 ru. In this way, the cladding layer (15), which becomes a current path, is
By forming with aAlAs, the resistivity can be lowered from 0.1 to 0.
.. 2Ω, it can be lowered by about 1 order of magnitude compared to the P-1nGaAIP layer, and as a result, the oscillation threshold current can be reduced by about 0.3V.

第4図は、第1図に示したInGaAlP半導体レーザ
装置の製造方法を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing the InGaAlP semiconductor laser device shown in FIG. 1.

先ず、第4図(a)に示す様に、n−GaAs基板(1
0〉上にStドープn−I n   (G a O、a
O15 AQ   )   Pクラッド層(11)、アンドープ
0.7   0.5 In   Ga   P活性層(12)、Znnドープ
−0,50,5 In   CGa   AN   )   Pクラッド
層0.5   0J   O,70,5 (13)、  Zn   ド  −  プ  P   
−1n        (G  a  o、50.5 AN    )    P光ガイドII(14)及びZ
nドープ0.5   0.5 P−un   (Ga   A1  )   Pクララ
Q、5    0.3   0.7 0.5ド°層(1
5〉を順次成長形成する。結晶成長は減圧有機金属気相
成長法(MOCVD法)により行なった。次に、ストラ
イブ状に厚さ100OAの5t3N4膜(20〉を形成
し、これをマスクとしてP−In   (Ga   A
j)   )   Po、5      04    
 O,70,5クラッド層(15)及びP−In  (
Gao、50.5 Ag   )    P光ガイド層(14)をP−1n
、50.5   0.5 (Ga   AN   )   Pクラッド層(13)
に至0.3  0.7 0.5 るまで選択的にエツチング除去し、凸状のメサを形成す
る(第4図(b))。このとき、(ioo)基板を使用
してストライプの方向を(011)方向に取ると逆台形
状(逆メサ)の凸部ができるので、活性層近くでの幅を
狭くできて有利である。次に、s i3N 41I(2
0)をマスクとして、再び減圧MOCVD法により前記
凸部の両側にStドープn−GaAlAs埋め込み層(
18)を選択0.45  0.55 的に成長させた。成長温度は700℃、圧力はT5To
rrで、この条件下でS L 3 N 4 Wj4(2
0)上にはGa   AN   Ag層が埋積すること
なく、0.45  0.55 良好な選択成長が行なわれた(第4図(C))。
First, as shown in FIG. 4(a), an n-GaAs substrate (1
0> St-doped n-I n (G a O, a
O15 AQ) P cladding layer (11), undoped 0.7 0.5 In Ga P active layer (12), Znn doped-0,50,5 In CGa AN) P cladding layer 0.5 0J O,70,5 (13), Zn-doped P
-1n (Gao, 50.5 AN) P light guide II (14) and Z
n-doped 0.5 0.5 P-un (Ga A1) P Clara Q, 5 0.3 0.7 0.5 do° layer (1
5> are sequentially grown and formed. Crystal growth was performed by low pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Next, a 5t3N4 film (20) with a thickness of 100 OA is formed in a stripe shape, and using this as a mask, P-In (Ga A
j) ) Po, 5 04
O,70,5 cladding layer (15) and P-In (
Gao, 50.5 Ag) P light guide layer (14) is P-1n
, 50.5 0.5 (Ga AN ) P cladding layer (13)
0.3 0.7 0.5 to form a convex mesa (FIG. 4(b)). At this time, if an (ioo) substrate is used and the stripe direction is set in the (011) direction, an inverted trapezoidal (inverted mesa) convex portion is formed, which is advantageous because the width near the active layer can be narrowed. Next, s i3N 41I(2
0) as a mask, St-doped n-GaAlAs buried layers (
18) was grown selectively. Growth temperature is 700℃, pressure is T5To
rr, and under this condition S L 3 N 4 Wj4(2
0.45 0.55 Good selective growth was performed without the Ga AN Ag layer being buried on the 0.45 0.55 layer (FIG. 4(C)).

また、Ga   AN2 As (0<X<1)は、L
−x      x 異なる成長面方位に対して結晶のA 、Q組成が変化し
てもそれによる格子定数の変化は極めてわずかであるた
め、基板表面と異なる面方位を有する凸部側面にも格子
不整合による転位等が発生することなく、良好なGa 
  A、Q  AsGA成長でき1−x   x た。
Also, Ga AN2 As (0<X<1) is L
-x x Even if the A and Q compositions of the crystal change with respect to different growth plane orientations, the resulting change in the lattice constant is extremely small, so lattice mismatch also occurs on the side surfaces of convex parts that have plane orientations different from the substrate surface. Good Ga
A, Q AsGA could be grown at 1-x x.

さらに、Si3N4膜(20〉をエツチング除去した後
、再び減圧MOCVD法によりZnドープP−電流狭窄
のための低屈折率層(17〉を成長°形成し、n型のA
 u G e / A u T4極(18〉及びP型の
AuZn/Au電極(19〉を形成して第1図(a)に
示した本発明の一実施例であるInGaANP系赤色半
導体レーザ装置を作製することができる上記製法におい
ては、513N4膜(20)をマスクとして、Slドー
プn−GaApAsO,450,55 埋め込み層(18〉を減圧MOCVD法により形成する
場合、513N4膜(20〉上にはGaO,45/J?
   As層が堆積す・ることなく良好な選択成0.5
5 長が行なわれたが、この選択成長を良好に行なうために
はGaARAs埋め込み層(16)のAJ2混晶比を制
限する必要がある。すなわち、埋め込み層(1B〉を形
成するGa   A、17  AsのA、l)混晶比1
−x   x Xが大きくなると、S i 02m1!(20)上にも
GaAllAs層が堆積してしまいS t 02膜(2
0)の除去が困難となり、良好な横モード制御型の半導
体レーザ装置を得ることができない。本願発明者らが、
幅5μmの5lO2マスクが形成されたInGaAIP
基板上にGaAJ7As層を1−x     x 0.5μm成長形成した場合のマスク上への堆積の有無
を実験により調査したところ、次の表1に示すよ、うな
結果となった。
Furthermore, after removing the Si3N4 film (20) by etching, a Zn-doped P-low refractive index layer (17) for current confinement was grown again by low-pressure MOCVD, and an n-type A
An InGaANP-based red semiconductor laser device, which is an embodiment of the present invention, shown in FIG. In the above-mentioned manufacturing method, when the Sl-doped n-GaApAsO, 450,55 buried layer (18) is formed by low pressure MOCVD using the 513N4 film (20) as a mask, the 513N4 film (20) is GaO,45/J?
Good selection without depositing As layer 0.5
However, in order to perform this selective growth well, it is necessary to limit the AJ2 mixed crystal ratio of the GaARAs buried layer (16). That is, Ga A, 17 As forming the buried layer (1B), A, l) mixed crystal ratio 1
-x x As X becomes larger, S i 02m1! (20) A GaAllAs layer is also deposited on top of the S t 02 film (2
0) becomes difficult to remove, making it impossible to obtain a good transverse mode control type semiconductor laser device. The inventors of the present application,
InGaAIP formed with a 5lO2 mask with a width of 5 μm
When a GaAJ7As layer of 1-x x 0.5 .mu.m was grown on a substrate, the presence or absence of deposition on a mask was investigated by experiment, and the results were as shown in Table 1 below.

以下余白 すなわち、GaAsの場合、Ga   Al70.45
    0.55 Asの場合及びG a   Al7   A sの場合
には、0.25  0.75 S io 2マスク上への堆積は認められず良好に横モ
ード制御型の半導体レーザ装置を得ることができた。ま
た、Ga   Aρ  Asの場合には部0.25  
0.75 公的に堆積していた。但し、この場合のGaO,25A
I   As層の堆積は部分的であり、S t O20
,75 マスクの除去には何ら支障とはならず良好な横モード制
御型の半導体レーザ装置を得ることができた。さらに、
Ga   Af!Asの場合には0.2  0.8 SiO2マスク上の全面にGaAfIAs層が堆積し、
その後の5IO2マスクの除去が困難となり良好な横モ
ード制御型の半導体レーザ装置を得ることができなかっ
た。従って、Ga   AjJl−x   x As埋め込み層のAfI混晶比XはX≦0.75である
必要があり、その結果、I n   (G a s□0
.5 1)P光ガイド層のAl混晶比Wに対すv   O05 るGa、uAJ7uAs埋め込み層のAl7混晶比Uは
、0.48w + 0.23< u≦0.75となる。
The following margins, that is, in the case of GaAs, GaAl70.45
In the case of 0.55 As and GaAl7As, no deposition was observed on the 0.25 0.75 S io 2 mask, and a transverse mode control type semiconductor laser device could be successfully obtained. Ta. In addition, in the case of Ga Aρ As, part 0.25
0.75 Publicly deposited. However, in this case GaO, 25A
The deposition of the I As layer is partial and S t O20
, 75 There was no problem in removing the mask, and a good transverse mode control type semiconductor laser device could be obtained. moreover,
Ga Af! In the case of As, a GaAfIAs layer is deposited on the entire surface of the 0.2 0.8 SiO2 mask,
Subsequent removal of the 5IO2 mask was difficult, and a good transverse mode control type semiconductor laser device could not be obtained. Therefore, the AfI mixed crystal ratio X of the Ga AjJl-x x As buried layer must be X≦0.75, and as a result, I n (G a s
.. 5 1) The Al7 mixed crystal ratio U of the Ga, uAJ7uAs buried layer v O05 with respect to the Al mixed crystal ratio W of the P light guide layer is 0.48w + 0.23< u≦0.75.

第5図は、本発明の第2の実施例であるInGaAj7
P系半導体レーザ装置の断面構造図である。すなわち、
n−GaAs基板(lO〉上にn−In   (Ga 
  AfI  )   ?クラッド0.5   0.3
  0.7 0.5層(21) (n = 4 X 1
0 ’cm−3、厚さ1μm)、アンドープIn   
Ga   P活性層(22) (厚さ0.5  0.5 0.06μm) 中央部にストライプ状のりツジ部(凸
部)を有するP  I n   (G aO,30,5 1)   Pクラ11層(23)(P  −5xO,7
0,5 1017cII−3、厚さ1μm)が順次形成され(G
a でいる。さらにこのp’ −■”0.5   0.3A
p   )   Pクラ11層(23)のストライ0.
7 0.5 ブ状のリッジ部の両側には逆導電型のn −Ga   
Al1   As埋め込み層(26) (n −1xO
,350,85 1017CII+−3、厚さ0.8μm)が埋め込み形
成されている。そして、これらP−1no4  (Ga
、3All   )    Pクラ11層(23)とn
−G a o 、 a sO,70,5 Al1   A s埋め込み層(2B)の上にはP−0
,65 電流狭窄のための低屈折率層<27) (P −2X 
1018am−3厚さ2μm)が形成されている、また
n −GaAs基板(lO)の裏面にはn側のAuGe
/Au電極が形成され、P−電流狭窄のための低屈折率
層(27)の表面にはP側のA u Z n / A 
u電極が形成されている。
FIG. 5 shows InGaAj7 which is a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a P-based semiconductor laser device. That is,
n-In (Ga
AfI)? Cladding 0.5 0.3
0.7 0.5 layer (21) (n = 4 x 1
0'cm-3, thickness 1μm), undoped In
Ga P active layer (22) (thickness 0.5 0.5 0.06 μm) P In (GaO, 30, 5 1) P layer 11 with a striped convex part (convex part) in the center (23)(P-5xO,7
0,5 1017cII-3, thickness 1 μm) were formed sequentially (G
I am a. Furthermore, this p' −■”0.5 0.3A
p) P club 11 layer (23) strike 0.
7 0.5 Opposite conductivity type n-Ga on both sides of the square ridge.
Al1As buried layer (26) (n −1xO
, 350, 85 1017CII+-3, thickness 0.8 μm) is embedded. And these P-1no4 (Ga
, 3All) P class 11 layer (23) and n
-G ao, a sO,70,5 Al1 As on the buried layer (2B) is P-0
,65 Low refractive index layer for current confinement <27) (P -2X
1018 am-3 (thickness 2 μm) is formed on the back side of the n-GaAs substrate (lO).
/Au electrode is formed on the surface of the low refractive index layer (27) for P-current confinement.
A u electrode is formed.

尚、第5図においてP −1n   (G a o、a
O05 1’)    Pクララ・ド層(23〉のストライプ状
0.7   0.5 リッジ部の両側の厚さは0.2μmである。
In addition, in FIG. 5, P −1n (G a o, a
O05 1') P Clara de layer (23) striped 0.7 0.5 The thickness on both sides of the ridge portion is 0.2 μm.

第5図の1nGaAfIP系半導レーザ装置においては
、第2図に示すGa   A47  Asと1−X  
    x In  (GaAN)  Pとの屈折 0.5    L−x   x  O,5率の関係から
 P−I n   (G a o、ao、5 Ajl  )   Pクラ11層(23〉の屈折率がn
−0,70,5 G a   Ajl   A s埋め込み層(2G〉の
屈折率よ0.35  0.85 り大きくなるようにそれぞれのAg組成が設定されてい
る。
In the 1nGaAfIP semiconductor laser device shown in FIG. 5, Ga A47 As and 1-X shown in FIG.
x In (GaAN) From the relationship of refraction 0.5 L-x x O, 5 index with P, P-I n (Ga o, ao, 5 Ajl)
The Ag composition of each layer is set so that the refractive index of the −0,70,5 G a Ajl As buried layer (2G) is 0.35 0.85 larger.

その結果、ストライプ部分とその外側の部分との屈折率
差としてΔn>lXl0−”という横モード制御に十分
な大きさの値が実現できる。これにより、ストライプ幅
Wが2μm以下で基本横モード発振と、3以下の小さな
アスペクト比が得られた。また、このとき非点隔差は5
μm以下という小さな値が得られた。
As a result, it is possible to achieve a refractive index difference between the stripe portion and the outside portion of Δn > l In this case, a small aspect ratio of less than 3 was obtained.In addition, the astigmatism difference was 5.
A small value of less than μm was obtained.

さらに、この例ではGa   Aρ  As埋め0.3
5  0.65 込み層(26)をn型とし、電流狭窄層としても働く様
にしているため、30mA以下の低い発振しきい値が実
現できた。
Furthermore, in this example, Ga Aρ As filling 0.3
5 0.65 Since the filling layer (26) is of n-type and serves also as a current confinement layer, a low oscillation threshold of 30 mA or less can be achieved.

第6図は、第5図に示すInGaAj7P系半導体レー
ザ装置の製造方法を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing the InGaAj7P semiconductor laser device shown in FIG. 5.

先ず、第6図(a)に示す様に、n−GaAs基板(1
0)上にSiドープn−In   (GaO150,3 Ajl  )   Pクラ11層(21)、アンドープ
0.7 0.5 In   Ga   P活性層(22〉、Znnドープ
−0,50,5 In   (Ga   AN   )   Pクラ11
層0.5   0.3  0.7 0.5(23)を順
次成長形成する。結晶成長は減圧有機金属気相成長法(
MOCVD法)により行った。
First, as shown in FIG. 6(a), an n-GaAs substrate (1
0), Si-doped n-In (GaO150,3Ajl)P layer 11 (21), undoped 0.7 0.5 InGaP active layer (22〉), Znn-doped -0,50,5 In (Ga AN) Pkura 11
Layers 0.5 0.3 0.7 0.5 (23) are grown in sequence. Crystal growth is performed using low pressure organometallic vapor phase epitaxy (
MOCVD method).

次に、ストライプ状に厚さ100OAのSi3N4膜(
20〉を形成し、これをマスクとしてP−In   (
Ga   Ajl   )   Pクラ11層0.5 
   Q、3  0.7 0.5(23)をストライプ
の外側で活性層(22)上から約0.2μmの厚さだけ
残してエツチング除去し、凸状のメサを形成する(第6
図(1)) )このとき、<100)基板を使用してス
トライプの方向を(Oll)方向に取ると逆台形状の凸
部ができるので、活性上での幅を狭くできて有利である
Next, a 100OA thick Si3N4 film (
20> and using this as a mask, P-In (
Ga Ajl) Pkura 11 layer 0.5
Q, 3 0.7 0.5 (23) is removed by etching leaving only a thickness of about 0.2 μm on the active layer (22) outside the stripe to form a convex mesa (6th
(Figure (1))) At this time, if a <100) substrate is used and the stripe direction is set in the (Oll) direction, an inverted trapezoidal convex portion is formed, which is advantageous because the width on the active surface can be narrowed. .

次に、Si3N4膜(20)をマスクとして再び減圧M
OCVD法により前記凸部の両側にStドープn−Ga
Aj7As埋め込み層(26)を選0.35  0.8
5 択的に成長させた。成長温度は700℃、圧力は75T
orrであった(第6図(b) )、  さらにS i
3N、i膜(20)をエツチング除去した後、再び減圧
MOCVD法によりZnドープP−電流狭窄のための低
屈折率層(27)を成長形成し、n側のAuGe/ A
 u電極り28〉及びP側のA u Z n / A 
u 電極(29)を形成し、第5図に示した本発明の一
実施例であるInGaAρP系赤色半導体レーザ装置が
作製できた。
Next, the pressure is reduced again using the Si3N4 film (20) as a mask.
St-doped n-Ga is deposited on both sides of the convex portion by OCVD method.
Select Aj7As buried layer (26) 0.35 0.8
5. Growing selectively. Growth temperature is 700℃, pressure is 75T
orr (Fig. 6(b)), and furthermore, S i
After removing the 3N, i film (20) by etching, a Zn-doped P-low refractive index layer (27) for current confinement is grown again by low-pressure MOCVD, and the AuGe/A layer on the n-side is grown.
u electrode 28〉 and P side A u Z n / A
By forming the u electrode (29), an InGaAρP red semiconductor laser device as an example of the present invention shown in FIG. 5 was completed.

なお、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
Note that the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

第7図は、本発明の第3の実施例を示すInGaA、Q
P系半導体レーザ装置の断面構造図である。この半導体
レーザ装置は、n−GaAs基板(10〉上に先ずn−
1nGaPクラブ0.5  0.5 7−3 ド層(31)(n−4X10  am  、厚さ1μm
)、アンドープIn  Ga  P活性層(32)0.
5    0.5 (厚さ0.06μm)   P −I  n    、
(GaO,50,3 A、9   )   P第1クラッド層(33) (P
 −5xO,70,5 7−3 100111、厚さ0.2μm)が順次形成されている
。このP−In    (Ga   Al2   )0
.5   0J   0.7 0.5PP1クラッド層
(33)上には中、央ストライプ状領域を除いて両側に
逆導電型のn  I n o、5/i   P第2クラ
ツ1層((4)(n−4X10’0.5 (2)−3、厚さ0.6μm)が形成されている。また
、このn−In   Ga   Al7   P第2ク
ラッ0.50゜50.5 ド層(34〉表面上及びn−1nAIP第20.5  
0.5 クラッド層(34〉間のストライブ状溝部には薄いP−
Ga   Al7   As光ガイド層(35)P −
2xO,40,6 8−3 10cm、厚さ0.15μm)が形成され、このP−G
a   AfI  As光ガイド層(35〉上には、0
.4  0.6 上記ストライブ状溝部を埋め込むようにP−Ga   
AN   Asクラッド層(H) (P −2xO,3
0,7 8−3 10cm  、厚さ1μm)が形成され、さらにこの上
にはP−GaAs:lンタクト層(37) (P −2
8−3 XlOcm、厚さ2μm)が順次設けられている。尚、
n−GaAs基板(1o〉の裏面にはn側のA u G
 e / A u電極(38〉が形成され、P−電流狭
窄のための低屈折率層(37)の表面にはP側のAuZ
n/Au電極(39〉がそれぞれ形成されている。
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a P-based semiconductor laser device. This semiconductor laser device is manufactured by first disposing an n-GaAs substrate (10) on an n-GaAs substrate (10).
1nGaP club 0.5 0.5 7-3 do layer (31) (n-4X10 am, thickness 1μm
), undoped InGaP active layer (32) 0.
5 0.5 (thickness 0.06 μm) P −I n ,
(GaO, 50, 3 A, 9) P first cladding layer (33) (P
-5xO, 70, 5 7-3 100111, thickness 0.2 μm) are sequentially formed. This P-In (GaAl2)0
.. 5 0 J 0.7 0.5 On the PP1 cladding layer (33), a second cladding layer ((4) ( n-4X10'0.5 (2)-3, thickness 0.6 μm) is formed. Also, this n-In Ga Al7 P second cladding layer (34> Upper and n-1nAIP No. 20.5
0.5 Thin P-
GaAl7As light guide layer (35) P −
2xO,40,6 8-3 10cm, thickness 0.15μm) is formed, and this P-G
a On the AfI As light guide layer (35), 0
.. 4 0.6 P-Ga so as to fill the above striped grooves.
AN As cladding layer (H) (P -2xO,3
0,7 8-3 10 cm, thickness 1 μm), and on top of this a P-GaAs:l contact layer (37) (P-2
8-3 XlOcm, thickness 2 μm) are sequentially provided. still,
On the back side of the n-GaAs substrate (1o), the n-side A u G
An e/Au electrode (38) is formed, and a P-side AuZ layer is formed on the surface of the low refractive index layer (37) for P-current confinement.
An n/Au electrode (39) is formed respectively.

第6図の半導体レーザ装置の特徴とする点は、n−1n
Aj?  P第2クラツ1層(34)のス0.5   
 0.5 ドライブ状溝部に形成されているP −G a o、4
Aff   As光ガイド層(35)の屈折率がそのス
ト0.6 ライブ状溝部の両側のn=In   ARP第0.5 
   0.5 2クラッド層(34〉の屈折率よりも大きくなるように
設定されている。すなわち、第2図に示すGa    
  ANAs   と  I   n       (
G  a  1□1−x   x       O,5 1)Pとの屈折率の関係から、P−Gax    O,
5 Aj7As光ガイド層(35)のA、17混晶比をo、
eとし、n−1nAl7P第2クラツド層(34)のA
、Q混晶比を0.5としている。I n   (G a
 1−uO05 1)P第2クラツ1層のAρ混晶比Uにu   O95 対するGa   AI  As光ガイド層のAJ7混晶
1−v   v 比Vは第2図より、 v < 0.48 u + 0.23 となる様に選べば良い。
The semiconductor laser device shown in FIG. 6 is characterized by n-1n
Aj? P second layer 1 layer (34) 0.5
0.5 P −Ga o formed in the drive-shaped groove, 4
The refractive index of the Aff As optical guide layer (35) is 0.6, and n=In ARP on both sides of the live groove is 0.5.
The refractive index is set to be larger than that of the 0.52 cladding layer (34).
ANAs and I n (
Ga 1□1-x x O,5 1) From the refractive index relationship with P, P-Gax O,
5 The A,17 mixed crystal ratio of the Aj7As light guide layer (35) is o,
e, and A of the n-1nAl7P second cladding layer (34)
, the Q mixed crystal ratio is set to 0.5. I n (G a
1-uO05 1) Aρ mixed crystal ratio U of the P second crystal 1 layer is u O95 to AJ7 mixed crystal 1-v v of the Ga AI As optical guide layer. From FIG. 2, the ratio V is v < 0.48 u + It should be selected so that it becomes 0.23.

第7図の構造においては、図中幅Wで表わされたストラ
イブ部分とその外側の部分との屈折率差としてΔn−5
X10’という横モードの制御に十分な大きさの値を実
現することができる。この構造のレーザにおいて、スト
ライプ幅Wの2μm以下の時には安定な基本横モード発
振が得られ、また、アスペクト比2.5以下の等方向な
ビーム放射特性が実現できた。さらに、実屈折率導波構
造であるために、ビームの非点隔差も5μm以下という
極めて小さな値が得られた。
In the structure shown in FIG. 7, the refractive index difference between the stripe portion represented by the width W in the drawing and the outside portion is Δn-5.
A value of X10', which is large enough to control the transverse mode, can be achieved. In the laser having this structure, stable fundamental transverse mode oscillation was obtained when the stripe width W was 2 μm or less, and isodirectional beam radiation characteristics with an aspect ratio of 2.5 or less were realized. Furthermore, because of the real refractive index waveguide structure, the beam astigmatism difference was also extremely small, 5 μm or less.

ここで、P  I n   (G a   A fl 
z ) o 、 50.5   1−z P第一クラッド層とP−GaAl7As光ガ1−v  
 v イド層のへテロ接合界面では、価電子帯にバンド不連続
が存在し、これが正孔に対して障壁として働くた”め電
圧降下が発生し、その結果素子の動作電圧が上昇すると
いう問題がある。この価電子帯のバンド不連続は両者の
AfI混晶比によって増減し、P−In    (Ga
   Al7  )    P第一0.5   1z 
  z  O,5 クラッド層のAl7混晶比が小さく、P−G a 1−
vAρ、As光ガイド層のAρ混晶比が大きいほどバン
ド不連続は小さくなることが判った。
Here, P I n (G a A fl
z) o, 50.5 1-z P first cladding layer and P-GaAl7As optical layer 1-v
v At the heterojunction interface of the id layer, there is a band discontinuity in the valence band, which acts as a barrier to holes, causing a voltage drop, resulting in an increase in the operating voltage of the device. This band discontinuity in the valence band increases or decreases depending on the mixed crystal ratio of both AfI, and P-In (Ga
Al7) P 1st 0.5 1z
z O,5 The Al7 mixed crystal ratio of the cladding layer is small, and P-G a 1-
vAρ, it was found that the larger the Aρ mixed crystal ratio of the As optical guide layer, the smaller the band discontinuity.

と  こ  ろ  で     P       I 
  n       (G  a  1−20.5 AN2)。sP第第一クラド1層AfJ混晶比は、キャ
リアを活性層に閉じこめるのに十分なポテンシャル障壁
を実現するという要請から、少なくともzmO,5以上
あることが必要である。そこで、P−In    (G
a   AN    )    P第一り0.5   
0.5  0.5 0.5ラッド層に対して、P−Ga
A[As光ガ1−v      v イド層のAR混晶比を種々変えて素子を作製し、その電
流−電圧特性を調べた。その結果を第8図(a)に示す
。これによると、P−Ga   Al71−v    
 v As光ガイド層のAl混晶比Vが、0.4以上の時に十
分低い動作電圧が得られることが判る。このような理由
により、鼻好な電流−電圧特性を実現するためには、P
−GaAl7As光ガイド1−v      v 層のAg混晶比Vは、少なくとも0.4以上であること
が必要である。
PI in heart
n (G a 1-20.5 AN2). The AfJ mixed crystal ratio of the sP first cladding single layer needs to be at least zmO,5 or more in order to realize a potential barrier sufficient to confine carriers in the active layer. Therefore, P-In (G
a AN ) P first 0.5
0.5 0.5 0.5 For rad layer, P-Ga
A[As photoguide 1-v v Elements were fabricated with various AR mix ratios in the guide layer, and their current-voltage characteristics were investigated. The results are shown in FIG. 8(a). According to this, P-Ga Al71-v
It can be seen that a sufficiently low operating voltage can be obtained when the Al mixed crystal ratio V of the v As optical guide layer is 0.4 or more. For these reasons, in order to achieve favorable current-voltage characteristics, P
-GaAl7As light guide 1-v The Ag mixed crystal ratio V of the v v layer needs to be at least 0.4 or more.

さて、第7図の構造の実施例において、zamO07の
P −1n   (G a   Afl2) o、5P
第0.5   1−z −クラッド層に対して、P−GaAj7Asl−v  
    v 光ガイド層のAfl混晶比を種々変えて素子を作製し、
その電流−電圧特性を調べたところ、第8図(b)の様
な結果が得られた。それによると、P−Ga   Al
7  As光ガイド層のAfJ混晶比Vが、1−v  
    v 0.6以上の時に十分低い動作電圧が得られることが判
る。実際、第7図の構造においては、P−Ga   A
l1  As光ガイド層の、l混晶比Vは1−v   
  v 0.6と設定されているため、レーザ発振動作時(J 
〜2 k A/cd) (=オイテ2.5 VJd下の
低い電圧で駆動することが可能であった。
Now, in the example of the structure shown in FIG. 7, P -1n (G a Afl2) o, 5P of zamO07
For the 0.5th 1-z-cladding layer, P-GaAj7Asl-v
v Creating devices with various Afl mixed crystal ratios in the light guide layer,
When its current-voltage characteristics were investigated, the results shown in FIG. 8(b) were obtained. According to it, P-Ga Al
7 AfJ mixed crystal ratio V of the As optical guide layer is 1-v
It can be seen that a sufficiently low operating voltage can be obtained when v is 0.6 or more. In fact, in the structure shown in Fig. 7, P-Ga A
The l mixed crystal ratio V of the l1 As light guide layer is 1-v
V is set to 0.6, so during laser oscillation operation (J
It was possible to drive at a low voltage below ~2 kA/cd) (=2.5 VJd).

さらに、P−GaARAs光ガイド層 0.4    0.8 (35)及びP−GaAjlAsクラッド層0.3  
  0.7 (3S)の抵抗率は0.1〜0.2Ω備という値で、P
−InGaAlP層に比べて約1桁低いため、P−In
GaAlP層のみをクラッド層として使用する従来構造
の半導体レーザ装置と比較して発振しきい電流付近で約
0,3vの低減が図れた。
Additionally, a P-GaARAs optical guide layer of 0.4 0.8 (35) and a P-GaAjlAs cladding layer of 0.3
The resistivity of 0.7 (3S) is 0.1 to 0.2Ω, and P
- Since it is about one order of magnitude lower than the InGaAlP layer, the P-In
Compared to a semiconductor laser device with a conventional structure in which only a GaAlP layer is used as a cladding layer, the oscillation threshold current was reduced by approximately 0.3V.

また、P−GaAIAsクラッド層 0.3  0.7 (36)のA、Q混晶比は、その屈折率がn−1n、5
1   P第2クラッド層(34)とほぼ等しくなる0
、5 様、0.7とした。この様にすることにより、横モード
の制御に十分な大きさの実屈折率変化を生ぜしめること
ができた。
In addition, the A, Q mixed crystal ratio of the P-GaAIAs cladding layer 0.3 0.7 (36) is such that its refractive index is n-1n, 5
1 P 0 which is almost equal to the second cladding layer (34)
, 5, set it as 0.7. By doing this, it was possible to produce a change in the real refractive index that was large enough to control the transverse mode.

これらにより、電流密度の高い高出力動作時においても
、素子の発熱量を最小限度に抑えることが可能となり、
CW光出力20mW以上まで発熱によって微分量子効率
が低下することなく良好な高出力特性が実現できた。
These make it possible to minimize the amount of heat generated by the element even during high-power operation with high current density.
Good high-output characteristics were achieved without a decrease in differential quantum efficiency due to heat generation up to a CW optical output of 20 mW or more.

さらに、この例では、In   AI  P第20.5
  0.5 クラッド! (34)をn型とすることによって、スト
ライブ部にのみ電流が流れる様に電流狭窄層としてはた
らく構造としたため、30mA以下という低い発振しき
い値が実現できた。
Furthermore, in this example, In AI P No. 20.5
0.5 Crud! By making (34) n-type, a structure was created in which it functions as a current confinement layer so that current flows only through the stripe portion, and a low oscillation threshold of 30 mA or less could be achieved.

第9図は、本発明の第4の実施例を示すInGaAlP
系半導体レーザ装置の断面構造図である。この半導体レ
ーザ装置は、n−GaAs基板(40)上に、先ずn−
InARPクラ0.5  0.5 7−3 ラド層(41) (n = 4 X 1 G  Cal
  s厚さ1μm) アンドープIn   AI   
P活性層0.5  0.5 (Ga (42) (厚さ0.06μm ) 、P  I n 
o、5o、3Af!  )   P第1クラッド層(4
3) (P −5XO,70,5 7−3 10cm、厚さ0.2μm)が順次形成されている。こ
のP−In    (Ga   Afl)0.5   
0.3  0.7 0.5P第1クラッド層(43)上
には、中央のストライブ状領域を除いて両側に逆導電型
のn−1n o、 5AI   P第2クラッド層(4
4) (n = 4 xO15 7−3 10cm、厚さ0.6μm)が形成されている。
FIG. 9 shows an InGaAlP film showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor laser device. This semiconductor laser device first has an n-GaAs substrate (40) on which an n-
InARP Cla 0.5 0.5 7-3 Rad layer (41) (n = 4 X 1 G Cal
s thickness 1 μm) Undoped In AI
P active layer 0.5 0.5 (Ga (42) (thickness 0.06 μm), P I n
o, 5o, 3Af! ) P first cladding layer (4
3) (P-5XO, 70, 5 7-3 10 cm, thickness 0.2 μm) are formed in sequence. This P-In (GaAfl)0.5
On the 0.3 0.7 0.5P first cladding layer (43), an n-1no, 5AIP second cladding layer (43) of opposite conductivity type is formed on both sides except for the central striped region.
4) (n = 4 x O15 7-3 10 cm, thickness 0.6 μm) is formed.

また、このn−1nAJ7P第2クラツド0.5  0
.5 層(44〉表面上及びn−1nA、QP第2り0.5 
 0.5 ラッド層(44)間のストライブ状溝部には、P−Ga
   Aj?   As光ガイド層(45) (P −
2XO,350,85 1018cIn−3、厚さ1.2μm)が形成きれ、さ
らにこの上にはP−電流狭窄のための低屈折率層(46
) (P −8−3 2X10C1l、厚さ1.2μm)が形成されている。
Also, this n-1nAJ7P second clad 0.50
.. 5 layers (44〉on the surface and n-1nA, QP second layer 0.5
0.5 In the stripe-shaped groove between the rad layers (44), P-Ga
Aj? As light guide layer (45) (P −
2XO, 350, 85 1018cIn-3, thickness 1.2 μm) is completely formed, and on top of this, a low refractive index layer (46
) (P-8-3 2×10C1l, thickness 1.2 μm) is formed.

また、n−GaAs基板(40〉の裏面には、n側のA
 u G e / A u電極(47)が形成され、P
−電流狭窄のための低屈折率層(4B〉の表面にはP側
のAuZ n / A u電極(48)が形成されてい
る。
In addition, on the back side of the n-GaAs substrate (40〉), the n-side A
A uGe/Au electrode (47) is formed and P
- A P-side AuZ n /Au electrode (48) is formed on the surface of the low refractive index layer (4B) for current confinement.

第9図の半導体レーザ装置の特徴とする点は、n−1n
ARP第2クラッド層(44)のス0.5  0.5 ドライブ状溝部に形成されているP −G a o、a
5Ag  As光ガイド層(45〉の屈折部がその0.
85 ストライブ状溝部を構成する両側のn−1n。、5Ag
  P第2クラッド層(44〉の屈折率よりも大0.5 きくなるように設定されている。すなわち第2図に示す
Ga   Afl  AsとIn   (Ga1−xl
−x   X      O,5 Aρ )  Pとの屈折率の関係から、P−GaxO2
5 A、17As光ガイド層(45)のAj7混晶比を0.
65とし、n−1nAj7P第2クラッド層(44)の
A、Q混晶比を0,5としている。
The semiconductor laser device shown in FIG. 9 is characterized by n-1n
ARP second cladding layer (44) 0.5 0.5 P -G ao,a formed in the drive-shaped groove part
The refractive part of the 5AgAs light guide layer (45〉)
85 n-1n on both sides forming a striped groove. ,5Ag
The refractive index of the P second cladding layer (44〉) is set to be 0.5 larger than that of the second cladding layer (44〉).
-x
5 A, the Aj7 mixed crystal ratio of the 17As optical guide layer (45) is set to 0.
65, and the A and Q mixed crystal ratios of the n-1nAj7P second cladding layer (44) are 0.5.

この様にすることにより、図中幅Wで表わされたストラ
イブ部分とその外側の部分との実効屈折率差としてΔn
>lXl0−3という横モードの制御に十分な大きさの
値を実現することができた。
By doing this, the effective refractive index difference Δn between the stripe portion represented by the width W in the figure and the outside portion
>lXl0-3, which is large enough to control the transverse mode, could be achieved.

この構造のレーザにおいて、ストライプ幅Wが2μm以
下の時には安定は基本横モード発振とアスペクト比2.
5以下の等方向なビーム放射特性が実現できた。さらに
、ビーム非点隔差、も5μm以下という極めて小さな値
が得られた。
In a laser with this structure, when the stripe width W is 2 μm or less, stability is achieved with fundamental transverse mode oscillation and an aspect ratio of 2.
An isodirectional beam radiation characteristic of less than 5 was achieved. Furthermore, the beam astigmatism difference was also extremely small, 5 μm or less.

さらにP−GaAIAs光ガイド層 0.35  0.85 (45〉の採用によりレーザ発振動作時(J〜2KA/
 cj )において2.5v以下の低い電圧で駆動する
ことができた。それにより、CW光出力20mW以上ま
で発熱によって微分効率が低下することなく良好な高出
力特性が実現できた。また、In   Al   P第
2クラッド層(44)をn型と0.5  0.5 して電流狭窄層とした構造のため、30mA以下の低い
発振しきい値が実現できた。
Furthermore, by adopting a P-GaAIAs optical guide layer 0.35 0.85 (45), during laser oscillation operation (J~2KA/
cj ), it was possible to drive with a low voltage of 2.5 V or less. As a result, good high-output characteristics could be achieved without a decrease in differential efficiency due to heat generation up to a CW optical output of 20 mW or more. Further, since the InAlP second cladding layer (44) is of n-type and has a current confinement layer of 0.5 0.5, a low oscillation threshold of 30 mA or less can be achieved.

尚、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
することができる。
It should be noted that the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

[発明の効果] 以上述べた様に、本発明によれば安定な基本横モード発
振特性と、小さなアスペクト比及び小さな非点隔差とを
備え、光デイスク装置やレーザビームプリンタ等の用途
に適したビーム特性を有し、加信頼性の高いInGaA
j7P系赤色レーザを実現できる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention has stable fundamental transverse mode oscillation characteristics, a small aspect ratio, and a small astigmatism difference, and is suitable for applications such as optical disk devices and laser beam printers. InGaA with beam characteristics and high reliability
A j7P-based red laser can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す半導体レーザ装置
の断面構造図、第2図はIno、5(GaAN)   
の及びGa   AJl−x     x   O,5
1−x     xAsの屈折率の関係を示す図、第3
図は屈折率差△nと高次モードがカット・オフとなるス
トライプ幅との関係を示す図およびエツチング特性を示
す図、第4図は第1図に示す半導体レーザ装置の製造方
法を示す図、第5図は第2の実施例を示す半導体レーザ
装置の断面構造図、第6図は第5図に示す半導体レーザ
装置の製造方法を示す図、第7図は第3の実施例を示す
半導体レーザ装置の断面構造図、第8図は、半導体レー
ザ装置としての電流−電圧特性を示した図、第9図は第
4の実施例を示す半導体レーザ装置の断面構造図、第1
0図は従来例を示す図である。 10 ・・G a A s基板、11.21・ n −
In   (Ga   AN   )   Pクラ11
層、0.5   0.3  0.7 0.512.22
・・・アンドープIn   Ga   P活性0.5 
 0.5 層、13,23・・・P−工n  (Gao、30.5 Ag  )   Pクラ11層、・14・・・P−0,
70,5 In   (Ga   Ajl   )   P光ガイ
ド層、0.5      0.5    0.5   
0.515・・P−In     (Ga     /
j)     )     PO,50,30,70,
5 クラッド層、16・−n−Ga   AN   As埋
0.45    0.55 め込み層、17.27・・・P−電流狭窄のための低屈
折率層、18−AuGe/Au電極、19− A u 
Z n/ A u電極、20・・・SiO2膜、26−
n −Ga   Ag  As埋め込み層。 0.35  0.[i5 代・埋入弁理士 則近憲佑 同  松山光之 0 0.5 A1邊晶比1 第2図 0 θ 1θ A@1rll bn (x−to−”)彌 う 国 椿6図 電圧 ■ [V) 葡8 1図 電圧 ■
FIG. 1 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor laser device showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an Ino, 5 (GaAN) semiconductor laser device.
and Ga AJl-x x O,5
1-x Diagram showing the relationship between the refractive index of xAs, 3rd
The figure shows the relationship between the refractive index difference Δn and the stripe width at which higher-order modes are cut off, and the etching characteristics. Figure 4 is a diagram showing the manufacturing method of the semiconductor laser device shown in Figure 1. , FIG. 5 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor laser device showing a second embodiment, FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor laser device, and FIG. 8 is a diagram showing current-voltage characteristics as a semiconductor laser device. FIG. 9 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor laser device showing the fourth embodiment.
FIG. 0 is a diagram showing a conventional example. 10...GaAs substrate, 11.21.n-
In (Ga AN) Pkura 11
Layer, 0.5 0.3 0.7 0.512.22
...Undoped In Ga P activity 0.5
0.5 layer, 13, 23...P-n (Gao, 30.5 Ag) P-cla 11 layer, 14...P-0,
70,5 In(GaAjl)P light guide layer, 0.5 0.5 0.5
0.515...P-In (Ga/
j) ) PO, 50, 30, 70,
5 Cladding layer, 16-n-Ga AN As buried 0.45 0.55 Inlaid layer, 17.27...P- Low refractive index layer for current confinement, 18- AuGe/Au electrode, 19- A u
Zn/Au electrode, 20...SiO2 film, 26-
n-Ga Ag As buried layer. 0.35 0. [i5 Embedded Patent Attorneys Kensuke Norichika and Mitsuyuki Matsuyama 0 0.5 A1 Sekihiro 1 Fig. 2 0 θ 1θ A@1rll bn (x-to-”) Illustrated Country Camellia 6 Voltage ■ [V] Figure 8 1 Voltage■

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)活性層をクラッド層で挾んだダブルヘテロ接合構
造の前記クラッド層にストライプ状の高屈折率層が設け
られた屈折率導波型の半導体レーザ装置であり、前記高
屈折率層がInt(Ga_1_−_wAl_w)_1_
−_tP(0.48≦t≦0.52)からなり、前記高
屈折率層の両側の低屈折率層がGa_1_−_uAl_
uAsからなるとき0.48w+0.23<u≦0.7
5なる関係を有することを特徴とする半導体レーザ装置
(1) A refractive index waveguide type semiconductor laser device in which a striped high refractive index layer is provided on the cladding layer of a double heterojunction structure in which an active layer is sandwiched between cladding layers, and the high refractive index layer is Int(Ga_1_−_wAl_w)_1_
−_tP (0.48≦t≦0.52), and the low refractive index layers on both sides of the high refractive index layer are Ga_1_−_uAl_
When consisting of uAs, 0.48w+0.23<u≦0.7
A semiconductor laser device characterized by having a relationship of: 5.
(2)GaAs基板上に設けられ、InGaP活性層を
InGaAlPクラッド層で挾んだダブルヘテロ接合構
造と、一方の前記クラッド層上に設けられたストライプ
状の高屈折率層と、この高屈折率層の両側に設けられた
電流狭窄のための低屈折率層と、前記高屈折率層及び前
記低屈折率層上に設けられたGaAsコンタクト層とか
らなる屈折率導波型の半導体レーザ装置であり、前記高
屈折率層がInt(Ga_1_−_wAl_w)_1_
−_tP(0.48≦t≦0.52)からなり前記低屈
折率層がGa_1_−_uAl_uAsからなるとき0
.48w+0.23<u≦0.75なる関係を有するこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。
(2) A double heterojunction structure provided on a GaAs substrate, in which an InGaP active layer is sandwiched between InGaAlP cladding layers, a striped high refractive index layer provided on one of the cladding layers, and this high refractive index layer. A refractive index waveguide type semiconductor laser device comprising a low refractive index layer for current confinement provided on both sides of the layer, and a GaAs contact layer provided on the high refractive index layer and the low refractive index layer. Yes, and the high refractive index layer is Int(Ga_1_-_wAl_w)_1_
-_tP (0.48≦t≦0.52), and when the low refractive index layer is made of Ga_1_-_uAl_uAs, 0
.. A semiconductor laser device characterized by having a relationship of 48w+0.23<u≦0.75.
(3)前記高屈折率層上にはInGaAlP層が設けら
れており、このInGaAlP層と前記GaAsコンタ
クト層との間には、これらの中間のバンドギャップを有
するGaAlAs層が設けられていることを特徴とする
請求項2記載の半導体レーザ装置。
(3) An InGaAlP layer is provided on the high refractive index layer, and a GaAlAs layer having a band gap between these layers is provided between this InGaAlP layer and the GaAs contact layer. 3. The semiconductor laser device according to claim 2.
(4)活性層をクラッド層で挾んだダブルヘテロ接合構
造の前記クラッド層にストライプ状の高屈折率層が設け
られた屈折率導波型の半導体レーザ装置であり、前記高
屈折率層がGa_1_−_uAl_uAsからなり、前
記高屈折率層の両側の低屈折率層がInt(GaA_1
_−_wAl_w)_1_−_tP(0.48≦t≦0
.52)からなるときu<0.48w+0.23なる関
係を有することを特徴とする半導体レーザ装置。
(4) A refractive index waveguide type semiconductor laser device in which a striped high refractive index layer is provided on the cladding layer of a double heterojunction structure in which an active layer is sandwiched between cladding layers, and the high refractive index layer is Ga_1_-_uAl_uAs, and the low refractive index layers on both sides of the high refractive index layer are Int(GaA_1
____wAl_w)_1_-_tP(0.48≦t≦0
.. 52) A semiconductor laser device characterized by having the relationship u<0.48w+0.23.
(5)GaAs基板上に設けられ、InGaP活性層を
InGaAlPクラッド層で挾んだダブルヘテロ接合構
造と、一方の前記クラッド層上に設けられたストライプ
状の高屈折率層と、この高屈折率層の両側に設けられた
電流狭窄のための低屈折率層と、前記高屈折率層及び前
記低屈折率層上に設けられたGaAsコンタクト層とか
らなる屈折率導波型の半導体レーザ装置であり、前記高
屈折率層がGa_1_−_uAl_uAsからなり、前
記高屈折率層の両側の低屈折率層がInt(Ga_1_
−_wAl_w)_1_−_tP(0.48≦t≦0.
52)からなるときu<0.48W+0.23なる関係
を有することを特徴とする半導体レーザ装置。
(5) A double heterojunction structure provided on a GaAs substrate, in which an InGaP active layer is sandwiched between InGaAlP cladding layers, a striped high refractive index layer provided on one of the cladding layers, and this high refractive index layer. A refractive index waveguide type semiconductor laser device comprising a low refractive index layer for current confinement provided on both sides of the layer, and a GaAs contact layer provided on the high refractive index layer and the low refractive index layer. The high refractive index layer is made of Ga_1_-_uAl_uAs, and the low refractive index layers on both sides of the high refractive index layer are made of Int(Ga_1_
-_wAl_w)_1_-_tP(0.48≦t≦0.
52) A semiconductor laser device characterized by having the relationship u<0.48W+0.23.
(6)前記低屈折率層の禁制帯幅が前記活性層の禁制帯
幅より広いことを特徴とする請求項2又は5記載の半導
体レーザ装置。
(6) The semiconductor laser device according to claim 2 or 5, wherein the forbidden band width of the low refractive index layer is wider than the forbidden band width of the active layer.
(7)前記クラッド層がIn_0_._5(Ga_1_
−_ZAL_Z)_0_._5Pからなり、u>0.4
8z+0.23なる関係を有することを特徴とする請求
項2又は5記載の半導体レーザ装置。
(7) The cladding layer is In_0_. _5(Ga_1_
-_ZAL_Z)_0_. _ Consists of 5P, u>0.4
6. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the semiconductor laser device has a relationship of 8z+0.23.
(8)前記高屈折率層は前記低屈折率層のストライプ状
の溝部及び前記低屈折率層上に設けられており、前記高
屈折率層と前記GaAsコンタクト層間にGaAlAs
層が設けられていることを特徴とする請求項5記載の半
導体レーザ装置。
(8) The high refractive index layer is provided on the striped groove of the low refractive index layer and on the low refractive index layer, and GaAlAs is formed between the high refractive index layer and the GaAs contact layer.
6. The semiconductor laser device according to claim 5, further comprising a layer.
(9)GaAs基板上に、第1のInGaAlPクラッ
ド層、InGaP活性層、第2のInGaAlPクラッ
ド層を順次積層してダブルヘテロ接合構造を形成し、前
記第2のInGaAlPクラッド層上にInt(Ga_
1_−_wAl_w)_1_−_tP(0.48≦t≦
0.52)高屈折率層を形成し、このInt(Ga_1
_−_wAl_w)_1_−_tP高屈折率層を部分的
にエッチングしてストライプ状に形成し、このストライ
プ状のInt(Ga_1_−_wAl_w)_1_−_
tP高屈折率層の両側に電流狭窄のためのGa_1_−
_UAL_UAs(0.48w+0.23<u≦0.7
5)からなる低屈折率層を形成し、前記高屈折率層及び
前記低屈折率層上にGaAsコンタクト層を形成するこ
とを特徴とすることを特徴とする半導体レーザ装置の製
造方法。
(9) A first InGaAlP cladding layer, an InGaP active layer, and a second InGaAlP cladding layer are sequentially stacked on a GaAs substrate to form a double heterojunction structure, and an InGaAlP cladding layer is stacked on the second InGaAlP cladding layer.
1_-_wAl_w)_1_-_tP(0.48≦t≦
0.52) A high refractive index layer is formed, and this Int(Ga_1
_-_wAl_w)_1_-_tP high refractive index layer is partially etched to form a stripe shape, and this stripe-like Int(Ga_1_-_wAl_w)_1_-_
Ga_1_- for current confinement on both sides of the tP high refractive index layer
_UAL_UAs(0.48w+0.23<u≦0.7
5) A method for manufacturing a semiconductor laser device, characterized in that a low refractive index layer is formed, and a GaAs contact layer is formed on the high refractive index layer and the low refractive index layer.
(10)GaAs基板上に、第1のInGaAlPクラ
ッド層、InGaP活性層、第2の InGaAlPクラッド層を順次積層してダブルヘテロ
接合構造を形成し、前記第2の InGaAlPクラッド層上にInt(Ga_1_−_
wAl_w)_1_−_tP(0.48≦t≦0.52
)低屈折率層を形成し、このInt(Ga_1_−_w
Al_w)_1_−_tP低屈折率層を部分的にエッチ
ングしてストライプ状の溝を設けて電流狭窄部を形成し
、前記ストライプ状の溝部にGa_1_−_uAl_u
As(U<0.48w+0.23)高屈折率層を形成し
、前記Ga_1_−_uAl_uAs高屈折率層上にG
aAsコンタクト層を形成することを特徴とする半導体
レーザ装置の製造方法。
(10) A first InGaAlP cladding layer, an InGaP active layer, and a second InGaAlP cladding layer are sequentially stacked on a GaAs substrate to form a double heterojunction structure, and an InGaAlP cladding layer is formed on the second InGaAlP cladding layer. −_
wAl_w)_1_-_tP(0.48≦t≦0.52
) a low refractive index layer, and this Int(Ga_1_-_w
Al_w)_1_-_tP The low refractive index layer is partially etched to form striped grooves to form a current confinement part, and Ga_1_-_uAl_u is formed in the striped grooves.
An As (U<0.48w+0.23) high refractive index layer is formed, and a G
A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising forming an aAs contact layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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