JPH05160503A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH05160503A
JPH05160503A JP32167991A JP32167991A JPH05160503A JP H05160503 A JPH05160503 A JP H05160503A JP 32167991 A JP32167991 A JP 32167991A JP 32167991 A JP32167991 A JP 32167991A JP H05160503 A JPH05160503 A JP H05160503A
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ridge
semiconductor laser
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laser device
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浩樹 内藤
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雅博 粂
Kazunari Ota
一成 太田
Yuichi Shimizu
裕一 清水
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    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク等の光源として用いる半導体レー
ザ装置の低雑音化および低動作電流化を実現する。 【構成】 Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層からなる活性層４の上面
および下面の少なくとも一方の側にリッジ５ａを有する
Ｇａ1-YＡｌYＡｓからなる一導電型の第２のクラッド層
５を備えるとともに、リッジ５ａの長手方向の側面に沿
ってＧａ1-ZＡｌZＡｓからなる逆導電型の電流ブロック
層６を備え、かつＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙおよび
ＺがＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ディスク等の光源とし
て好適な、低雑音でかつ低い動作電流値をもつ半導体レ
−ザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来の半導体レーザ装置について
説明する。図１３は従来の半導体レーザ装置の断面図で
ある。ｎ型のガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板２１の上に
ｎ型のＧａＡｓバッファ層２２が形成されており、その
上にｎ型のガリウムアルミヒ素（Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓ）
クラッド層２３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４，リ
ッジ２５ａを有するｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド
層２５があり、電流チャンネルとなるリッジ２５ａ以外
の部分には電流狭窄のために、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロ
ック層２６が形成されている。なお、２７はｐ型のＧａ
Ａｓ保護層、２８はｐ型のＧａＡｓコンタクト層であ
る。
【０００３】同様の構造として、図１４に示すような再
成長界面が活性層に近い半導体レーザ装置がある。図１
４に示す半導体レーザ装置は、ｎ型のＧａＡｓ基板２１
の上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２２からｎ型のＧａ
0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２３、Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ
活性層２４、ｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２
５、ｎ型の電流ブロック層２６までを１回の結晶成長処
理で形成した後に、ストライプ状の溝をエッチングで形
成し、その上にｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層２
９、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層２８を形成して半導体
レーザ装置を作製したものである。この構造では、再成
長界面２５ｂがＧａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４に近い
ので、成長条件によっては光分布に影響し、歩留りが図
１３の構造より低くなるという問題がある。すなわち、
再成長界面２５ｂから、再成長時のドーパント、すなわ
ち亜鉛（Ｚｎ）等の拡散があるため、ストライプ内の屈
折率が高くなり、スペクトルが単一モードになりやす
く、雑音不良が発生する問題がある。
【０００４】以上のように構成された従来の半導体レー
ザ装置について、以下にその動作について説明する。図
１３の構造において、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層２８
から注入される電流はリッジ２５ａ内に有効に閉じ込め
られ、リッジ２５ａの下部のＧａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性
層２４でレーザ発振が生じる。このとき、ｎ型のＧａＡ
ｓ電流ブロック層２６の屈折率はｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5
Ａｓクラッド層２５の屈折率より大きくなっているが、
Ｇａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４の禁制帯幅よりもｎ型
のＧａＡｓ電流ブロック層２６の禁制帯幅の方が小さい
ので、レーザ光に対してｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層
２６は吸収体となり、レーザ光はこのｎ型のＧａＡｓ電
流ブロック層２６による吸収によりリッジ内に有効に閉
じ込められる。一般に、リッジ２５ａの下端の幅、すな
わちストライプ幅を５μｍ程度にすることで、光ディス
ク等に使われる単一横モードのレーザ発振が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ｎ型のＧａＡｓ電流ブロック層２６の光
吸収による導波路の損失により半導体レーザ装置として
のしきい値および効率が制限され、さらにＧａＡｓ電流
ブロック層２６の光吸収によりレーザ光が急峻にストラ
イプ内に閉じ込められるために、スペクトルが単一モー
ドになりやすくなるが、このような従来構造でスペクト
ルの多モード発振を得るためにはＧａＡｓ電流ブロック
層２６をＧａ0.85Ａｌ0.15Ａｓ活性層２４からある程度
以上離さなければならず、リッジ２５ａの下部での横方
向への漏れ電流が増大することにより一層の動作電流の
増大を招くという問題があった。
【０００６】さらに、ストライプ幅（リッジ２５ａの下
端の幅）を狭くすると、電流ブロック層２６による光吸
収が増大するため、ストライプ幅もある程度以上狭くで
きないという制約があり、低動作電流化の妨げとなって
いた。
【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、スペクトルが多モードで、低雑音で、かつ動作電流
値の低い半導体レーザ装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体レーザ装置は、活性層となるＧａ1- X
ＡｌXＡｓ層の上面および下面の少なくとも一方の側に
リッジを有する一導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備える
とともに、前記リッジの長手方向の側面に沿って逆導電
型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層を備えてなり、ＡｌＡｓ混晶比
を決定するＸ、ＹおよびＺがＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０である構成
を有している。
【０００９】
【作用】この構成によって、電流ブロック層となるＧａ
1-ZＡｌZＡｓ層のストライプ状の窓、すなわちリッジか
ら注入される電流により活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ
層でレーザ発振が生じる。ここで、電流ブロック層とな
るＧａ1-ZＡｌZＡｓ層の屈折率はストライプ内部のクラ
ッド層となるＧａ1-YＡｌYＡｓ層よりも小さいので、レ
ーザ光はこの屈折率の差によりストライプ内に有効に閉
じ込められる。
【００１０】さらに、電流ブロック層となるＧａ1-ZＡ
ｌZＡｓ層の禁制帯幅は活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ
層の禁制帯幅よりもかなり大きいのでレーザ光の電流ブ
ロック層による光吸収はなく、電流ブロック層の中およ
び電流ブロック層の下部の活性層にも光は広く分布する
ため、スペクトルは多モードになりやすい。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における半
導体レーザ装置の断面図である。ｎ型のＧａＡｓ基板１
の上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２が形成されてお
り、その上にｎ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（以
下第１のクラッド層と称する）３、Ｇａ 0.85Ａｌ0.15Ａ
ｓ活性層（以下活性層と称する）４、リッジ５ａを有す
るｐ型のＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層（以下第２のク
ラッド層と称する）５が形成されており、電流狭窄のた
めに電流チャンネルとなるリッジ５ａ以外の領域にはｎ
型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ電流ブロック層（以下電流ブ
ロック層と称する）６が形成されている。なお７はｐ型
のＧａＡｓ保護層（以下保護層と称する）、８はｐ型の
ＧａＡｓコンタクト層（以下コンタクト層と称する）で
ある。
【００１２】ここで安定な単一横モード発振を得るため
には、電流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比をｐ型の第２
のクラッド層５のＡｌＡｓ混晶比より１０％以上高く設
定する。もし、電流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比が第
２のクラッド層５と同じである場合、プラズマ効果によ
るストライプ内の屈折率の低下があり、アンチガイドの
導波路となって単一横モード発振は得られない。まし
て、電流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比がｐ型の第２の
クラッド層５より低い場合は、完全に横モードが不安定
になり、目的としている低動作電流化が達成できない。
本実施例では、図１に示すように、電流ブロック層６の
ＡｌＡｓ混晶比をｐ型の第２のクラッド層５のＡｌＡｓ
混晶比より０．１５高く、０．６５としている。
【００１３】この構造において、ｐ型のコンタクト層８
から注入される電流はリッジ５ａ内に閉じ込められ、リ
ッジ５ａの下部の活性層４でレーザ発振が生じる。ここ
で、ｎ型の電流ブロック層６の屈折率は電流チャンネル
内部のｐ型の第２のクラッド層５の屈折率より十分小さ
いので、レーザ光はこの屈折率差によってリッジ５ａ内
に閉じ込められ、単一横モードのレーザ光が得られる。
【００１４】またｎ型の電流ブロック層６の禁制帯幅は
活性層４の禁制帯幅よりも大きいので、従来の構造で見
られた電流ブロック層６による光吸収がなく、大幅に導
波路の損失を低減することができ、低動作電流化が実現
できる。さらに、光吸収がないためにレーザ光がｎ型の
電流ブロック層６の下部にも広がり、スペクトルが多モ
ードになりやすく低雑音のレーザが容易に得られる。
【００１５】ただし、これは電流ブロック層６に活性層
４および第２のクラッド層５と同じ材料系であるＧａＡ
ｌＡｓ系を用いているためで、ｐ型の第２のクラッド層
５の屈折率約３．３に対して、電流ブロック層６の屈折
率を約３．２と微妙に低い値に選ぶことができ、ストラ
イプ内外の実効屈折率差を図１３に示す従来のロスガイ
ド構造と同程度に非常に緩やかに形成できるからであ
る。例えば、違う材料系であるＺｎＳｅを電流ブロック
層６に用いた場合、その屈折率は約２．４なのでストラ
イプ内外の実効屈折率差が大き過ぎ、電流ブロック層６
の下部には光が広がらず、スペクトルは多モードになり
にくい。
【００１６】図２（ａ）、（ｂ）はスペクトル特性と構
造パラメータの関係を示す図で、（ａ）は本実施例にお
ける半導体レーザ装置の特性を、（ｂ）は従来の半導体
レーザ装置の特性を示す。これらの図において、横軸は
第２のクラッド層５の厚みｄ p、縦軸は活性層４の厚み
ｄaを表している。このように、従来に比べて活性層４
の厚みｄa、電流ブロック層６と活性層４との間のｐ型
の第２のクラッド層５の厚みｄpが薄くても、十分に多
モード発振が得られることがわかる。特に、ｄpが薄く
てもよいためストライプの外部への漏れ電流が小さい状
態で低雑音のレーザが得られ、より一層の動作電流の低
減が実現できる。具体的には、従来構造ではｄpが０．
３μｍ以下では多モード発振を得るのが困難であったの
に対し、本発明の構造ではｄpが０．２μｍ以下でも十
分に多モード発振が得られる。
【００１７】また、図３にストライプ幅（リッジ下端の
幅）と動作電流値の関係を示す。本発明の構造では、従
来構造のようにストライプ幅を狭くしたときに電流ブロ
ック層６での光吸収の増大による動作電流の増加がない
ので、ストライプ幅を従来構造に比べてかなり狭い値に
設定でき、この点でも低動作電流化が実現できる。具体
的には、従来構造ではストライプ幅が４μｍ以下になる
と動作電流が急激に増大したのに対し、本実施例の構造
ではストライプ幅を狭くすると動作電流値が一段と低減
される。本実施例の構造でストライプ幅を狭くした場
合、電流ブロック層６への光のしみ出しがストライプ内
部にある光に比べて相対的に増加するので、スペクトル
の多モード性はより一層強くなる。すなわちストライプ
幅を狭くすることでより低雑音になる。
【００１８】図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例に
おける半導体レーザ装置の製造工程図である。まず図４
（ａ）に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板１の上に、Ｍ
ＯＣＶＤまたはＭＢＥ成長法により、ｎ型のＧａＡｓバ
ッファ層２（厚さ、０．５μｍ）、ｎ型の第１のクラッ
ド層３（厚さ、１μｍ）、活性層４（厚さ、０．０７μ
ｍ）、ｐ型の第２のクラッド層５（厚さ、１μｍ）およ
びｐ型の保護層７（厚さ、０．２μｍ）を順次形成す
る。この保護層７は、電流の流れるｐ型の第２のクラッ
ド層５のリッジ５ａの上部を表面酸化から守るのに必要
である。図４において活性層４の導電型は特に記載して
いないが、ｐ型であっても、ｎ型であっても、またノン
ドープであってもかまわない。次に図４（ｂ）に示すよ
うに、ストライプ状に窒化膜（窒化シリコン、窒化タン
グステン等）または酸化シリコン等の誘電体膜９を形成
し、この誘電体膜９をマスクとしてエッチングを行い、
リッジ５ａを形成する。このとき、ストライプ幅は２．
５μｍ、リッジ５ａ以外の領域のｐ型の第２のクラッド
層５の厚さｄpは０．１５μｍとした。この構造では電
流ブロック層６による光の吸収損失がなく、またその構
造寸法は、いずれも従来構造のストライプ幅（約５μ
ｍ）、クラッド層５の厚さｄp（０．３μｍ以上）の半
分程度にでき、低動作電流化が実現できる。次に図４
（ｃ）に示すように、誘電体膜９をマスクとしてＭＯＣ
ＶＤ法によりｎ型の電流ブロック層６（厚さ、１μｍ）
を選択的に形成する。ここでリッジ５ａの形状は、逆メ
サ形状よりも、順メサ形状とすることが好ましい。逆メ
サ形状とした場合には、順メサ形状とした場合に比べて
結晶成長が困難となり、特性の低下に起因する歩留りの
低下を招く恐れがあるためである。実際に逆メサ形状の
場合、リッジ５ａの側面部分において選択成長したＧａ
ＡｌＡｓの結晶性が損なわれ、作製された素子のしきい
値電流は順メサ形状の素子に比べて約１０ｍＡ高くなっ
た。図５に示す特性は、順メサ形状のものを示してい
る。また電流ブロック層６の膜厚については、電流ブロ
ック層６が薄いと上部のｐ型のコンタクト層８において
レーザ光の吸収が生じるので、最低限０．４μｍは必要
である。次に図４（ｄ）に示すように、誘電体膜９を除
去し、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ成長法によりｐ型のコン
タクト層８を形成する。最後にｎ型のＧａＡｓ基板１お
よびｐ型のコンタクト層８にそれぞれ外部電極（図示せ
ず）を形成する。
【００１９】図５は本発明の一実施例における半導体レ
ーザ装置の電流−光出力特性図である。比較のために従
来の半導体レーザ装置の特性も併せて示した。本実施例
の半導体レーザ装置では、導波路の損失が小さいため、
しきい値が低く、効率が高くなり、大幅に動作電流値が
小さくなっている。具体的には、共振器長２００μｍの
素子において室温で３ｍＷのレーザ光を放出するのに必
要な動作電流値を５０ｍＡから２５ｍＡに低減できた。
また本実施例の半導体レーザ装置では、スペクトルも自
己脈動（セルフパルセーション）を生じる多モードで発
振しており、０〜１０％の戻り光率の範囲内でＲＩＮ
（相対雑音強度）が−１３０ｄＢ／Ｈｚの低雑音特性が
得られた。
【００２０】なお上記の実施例において、２回目の結晶
成長の際にｐ型のクラッド層５の上に直接ｎ型の電流ブ
ロック層６を成長させると、再成長界面がｐ−ｎ接合と
なり、深い界面準位を形成し、レーザの電流対光出力特
性の温度依存性に悪影響を及ぼすことがある。これを防
ぐためには、２回目の結晶成長の際に、最初にｐ型の薄
い層を形成した後にｎ型の電流ブロック層６を形成する
のが有効である。この場合、再成長界面はｐ−ｎ接合で
はなくなるので深い界面準位の形成もなくなる。
【００２１】以下に種々の断面構造を有する半導体レー
ザ装置について説明する。図６はｐ型のＧａ0.35Ａｌ
0.65Ａｓ層１０を形成した半導体レーザ装置の断面図で
ある。このｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１０がレーザ
光に対して透明であるためには、ＡｌＡｓ混晶比が活性
層４のＡｌＡｓ混晶比より大きく、また横方向への漏れ
電流を低くするために、膜厚が０．１μｍ以下である必
要がある。図６に示す実施例では、ｐ型のＧａ0.35Ａｌ
0.65Ａｓ層１０が無い場合と屈折率を同じにするため電
流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比と同じにしている。ま
た膜厚は０．０１μｍであり、電流分布にも殆ど影響を
与えない膜厚にしている。図６の構造により、低動作電
流、低雑音で、かつ温度特性の優れた半導体レーザを実
現できる。また上記実施例の半導体レーザ装置の製造工
程において、図４に示す誘電体膜９が例えば窒化シリコ
ン膜のとき、除去する際にＨＦ系のエッチャントを用い
ると、２回目成長で形成したｎ型の電流ブロック層６も
同時にエッチングされる場合がある。これを防ぐため
に、２回目成長時にｎ型の電流ブロック層６の上に電流
ブロック層６よりもエッチングされにくいＡｌＡｓ混晶
比の低い層を導入すると有効である。この層は同時にＡ
ｌＡｓ混晶比の高い電流ブロック層６を表面酸化から守
る効果も有する。
【００２２】図７はｎ型のＧａＡｓ層１０を形成した半
導体レーザ装置の断面図である。この場合、ＧａＡｓ層
１０は０．５μｍで、電流ブロック層６の厚さは平坦性
を保つために０．５μｍで図１に示す実施例より薄くし
ている。このＧａＡｓ層１０の導電型は、電流のブロッ
クという点ではｎ型の方がよいが、電流ブロック層６が
０．４μｍ以上ある時は電流が十分にブロックされてい
るので、ｐ型であってもよいし、高抵抗層であってもよ
いし、また２層以上の多層であってもよい。図７の構造
により、製造工程上からも安定した素子が作製でき、低
動作電流、低雑音かつ量産性に優れた半導体レーザ装置
を実現できる。
【００２３】また本実施例の構造は動作電流値が低いの
で、半導体レーザの高出力化にも有効である。特に、活
性層４の厚さを０．０３−０．０５μｍと薄くした場合
にも、図３に示したように、従来と異なり容易にスペク
トルを多モードにすることができるので低雑音でかつ高
出力の半導体レーザを実現できる。実際に素子を高出力
用に３５０μｍの共振器長で作製し、端面にコーティン
グを行うことにより、１００ｍＷ以上の光出力を実現す
ることができた。このような半導体レーザを光ディスク
の光源として用いれば、読み込み時に低雑音化を実現す
るための高周波重畳回路が不要となり、ピックアップの
大幅な小型化が実現できる。またｄpを薄くして横方向
への漏れ電流を小さくすれば、単一縦モードとなるが、
より一層高出力化できることはいうまでもない。
【００２４】図８は光ガイド層１２を形成した半導体レ
ーザ装置の断面図である。この実施例はｐ形のＧａ0.6
Ａｌ0.4Ａｓ層で光ガイド層１２を形成したＬＯＣ（Lar
ge Optical Cavity）構造のもので、レーザ光による端
面の破壊レベルを向上させれば一段と高出力化が実現で
きる。光ガイド層１２のＡｌＡｓ混晶比は活性層４のＡ
ｌＡｓ混晶比よりも高ければよいが、温度特性を考える
と活性層４より禁制体幅が０．３ｅＶ以上大きいことが
望ましく、図８では光ガイド層１２のＡｌＡｓ混晶比は
０．４とした。光ガイド層１２の厚さは、横方向への漏
れ電流を小さくするために０．１μｍと薄くしている。
この光ガイド層１２は図８のように活性層４の上部でな
く、下部にあってもまたは両側にあってもよい。この構
造により、低動作電流で、かつ高出力の半導体レーザが
実現できる。
【００２５】以上説明した図６、図７、図８に示す実施
例の効果はそれぞれ独立のものであり、組み合わせるこ
とによりそれぞれの効果を発揮する優れた半導体レーザ
を実現できる。以下に組み合わせた場合の実施例につい
て説明する。
【００２６】図９はｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１０
とｎ型のＧａＡｓ層１１とを形成した半導体レーザ装置
の断面図である。すなわち構造的には図６の構造と図７
の構造とを組み合わせたものであり、低動作電流、低雑
音特性に加えて、特性温度が高く、量産性に優れた半導
体レーザを実現できる。
【００２７】図１０はｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１
０と光ガイド層１２とを形成した半導体レーザ装置の断
面図である。すなわち構造的には図６の構造と図８の構
造とを組み合わせたものであり、光ガイド層１２は図１
０のように活性層４の上部ではなく、下部にあっても、
または両側にあってもよい。この構造では、低動作電
流、低雑音特性特性に加えて特性温度が高く、より高出
力が得られる。
【００２８】図１１はｎ型のＧａＡｓ層１１と光ガイド
層１２を形成した半導体レーザ装置の断面図である。す
なわち構造的には図７の構造と図８の構造とを組み合わ
せたものであり、光ガイド層１２は図１１のように活性
層４の上部ではなく、下部にあっても、または両側にあ
ってもよい。この構造では、低動作電流、低雑音特性に
加えてより高出力で、量産性に優れた半導体レーザを実
現できる。
【００２９】図１２はｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１
０、ｎ型のＧａＡｓ層１１および光ガイド層１２を形成
した半導体レーザ装置の断面図である。すなわち構造的
には図６の構造、図７の構造および図８の構造を組み合
わせたものであり、この場合も光ガイド層１２は図１２
のように活性層４の上部ではなく、下部にあっても、ま
たは両側にあってもよい。この構造では、低動作電流、
低雑音特性に加えて、特性温度が高く、より高出力で量
産性に優れた半導体レーザを実現できる。
【００３０】なお上記全ての実施例において、基板はｎ
型で、ｎ型の電流ブロック層を用いる場合のみを示した
が、基板にｐ型を用い、ｐ型の電流ブロック層を用いて
もよい。なぜなら電流ブロック層６のＡｌＡｓ混晶比が
高いからである。図１３に示す従来のＧａＡｓ電流ブロ
ック層２６の場合、クラッド層２５からｐ型のＧａＡｓ
コンタクト層２８中への電子の拡散長が２−３μｍで電
流ブロック層２６の厚さに比べて長く、ｐ型の電流ブロ
ック層の実現が困難であったのに対し、混晶比の高いｐ
型のＧａＡｌＡｓ層の場合電子の拡散が抑えられるの
で、ｐ型の電流ブロック層の実現が可能となる。
【００３１】なお上記全ての実施例では、リッジ５ａが
活性層４の上、すなわちリッジ５ａが活性層４から見て
ｎ型のＧａＡｓ基板１とは反対側にある場合のみを示し
たが、ｎ型のＧａＡｓ基板１と同じ側にある場合でも同
じ効果が得られる。またリッジ５ａが活性層４の両側に
あるダブルコンファイメント構造にすれば、さらに漏れ
電流が少なくなり、低動作電流化が実現できることはい
うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明は、活性層となるＧ
ａ1-XＡｌXＡｓ層の上面および下面の少なくとも一方の
側にリッジを有する一導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備
えるとともに、リッジの長手方向の側面に沿って逆導電
型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層を備えてなり、かつＺ＞Ｙ＞Ｘ
≧０である構成により、低雑音で、かつ動作電流値が従
来に比べて大幅に低い半導体レ−ザ装置を実現できるも
のである。
【００３３】すなわち、電流ブロック層のＡｌＡｓ混晶
比がクラッド層のＡｌＡｓ混晶比より高く設定されてい
るため、単一横モードで発振し、電流ブロック層による
光吸収がないため、大幅に導波路の損失を低減でき、動
作電流値の低減が実現できる。
【００３４】さらに、レーザ光が電流ブロック層および
その下部の活性層に広がるため、従来と比べてスペクト
ルの多モード発振が得られやすく、活性層と電流ブロッ
ク層の距離を従来より近づけても低雑音特性が得られ
る。
【００３５】また、電流ブロック層による光吸収がない
ために、ストライプ幅も従来より狭くすることができ
る。したがって漏れ電流が少なくなる効果と、ストライ
プ幅を狭くできる効果により動作電流値を低くする方向
に寸法を設定できるので、コンパクトディスク用などの
低雑音のレーザとして、より一層の動作電流値の低減が
できる。
【００３６】この動作電流値の低減は活性層における発
熱量の低減をもたらすため、光出力も従来と比べて高出
力となる。したがって、活性層を薄くしても高出力が得
られる。このような特徴を有する本発明の半導体レーザ
装置を光ディスクの光源として用いれば、読み込み時に
低雑音化を実現するための高周波重畳回路を排除するこ
とが可能となり、ピックアップの大幅な小型化が実現で
きる。
【００３７】さらに、動作電流値の低減はレーザマウン
ト部の発熱量の低減をもたらし、より小型で軽量のヒー
トシンクでよいことになる。その結果、従来使用してい
た金属のパッケージに代えて樹脂パッケージの使用が可
能となり、ピックアップの大幅な小型化、低コスト化が
実現できる。
【００３８】また本発明の半導体レーザ装置はリッジ構
造としたことにより、従来の構造に比べて再成長界面が
活性層から離れることになり、高歩留りが期待できる。
このような半導体レーザ装置を用いた光ピックアップは
小型化を要求されている光ディスク用の光源に使用して
効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図
【図２】（ａ）、（ｂ）はスペクトル特性と構造パラメ
ータの関係を示す図
【図３】ストライプ幅（リッジ下端の幅）と動作電流値
の関係を示す図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例における半
導体レーザ装置の製造工程図
【図５】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
電流−光出力特性図
【図６】ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１０を形成した
半導体レーザ装置の断面図
【図７】ｎ型のＧａＡｓ層１１を形成した半導体レーザ
装置の断面図
【図８】光ガイド層１２を形成した半導体レーザ装置の
断面図
【図９】ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１０とｎ型のＧ
ａＡｓ層１１とを形成した半導体レーザ装置の断面図
【図１０】ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１０と光ガイ
ド層１２とを形成した半導体レーザ装置の断面図
【図１１】ｎ型のＧａＡｓ層１１と光ガイド層１２を形
成した半導体レーザ装置の断面図
【図１２】ｐ型のＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓ層１０、ｎ型の
ＧａＡｓ層１１および光ガイド層１２を形成した半導体
レーザ装置の断面図
【図１３】従来の半導体レーザ装置の断面図
【図１４】従来の再成長界面が活性層に近い半導体レー
ザ装置の断面図
【符号の説明】
４ 活性層（Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層） ５ 第２のクラッド層（Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層） ５ａ リッジ ６ 電流ブロック層（Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 裕一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備えてなり、かつＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ
    およびＺがＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０である半導体レ−ザ装置。
  2. 【請求項２】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ
    1-ZＡｌZＡｓ層の間に一導電型で層厚が０．１μｍ以下
    のＧａ1-BＡｌBＡｓ層が形成されており、かつＡｌＡｓ
    混晶比を決めるＸ、Ｙ、ＺおよびＢがＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０、
    Ｂ＞Ｘである半導体レ−ザ装置。
  3. 【請求項３】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層の上に、前記
    Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層よりもＡｌＡｓ混晶比が低く、少な
    くとも１層以上からなるＧａＡｌＡｓ層およびＧａＡｓ
    層が形成されており、かつＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、
    ＹおよびＺがＺ＞Ｙ＞Ｘ≧０である半導体レーザ装置。
  4. 【請求項４】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備え、かつ前記活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層
    に接してＧａ1-CＡｌCＡｓ層が形成されており、かつＡ
    ｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ、ＺおよびＣがＺ＞Ｙ＞Ｃ
    ＞Ｘ≧０である半導体レーザ装置。
  5. 【請求項５】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ
    1-ZＡｌZＡｓ層の間に、一導電型で層厚が０．１μｍ以
    下のＧａ1-BＡｌBＡｓ層が形成されており、かつ前記Ｇ
    ａ1-ZＡｌZＡｓ層の上に前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層よりも
    ＡｌＡｓ混晶比が低く、少なくとも１層以上からなるＧ
    ａＡｌＡｓ層またはＧａＡｓ層が形成されており、かつ
    ＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ、ＺおよびＢがＺ＞Ｙ＞
    Ｘ≧０、Ｂ＞Ｘである半導体レ−ザ装置。
  6. 【請求項６】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ
    1-ZＡｌZＡｓ層の間に一導電型で層厚が０．１μｍ以下
    のＧａ1-BＡｌBＡｓ層が形成されており、かつ前記活性
    層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層に接して、Ｇａ1-CＡｌCＡ
    ｓ層が形成されており、かつＡｌＡｓ混晶比を決める
    Ｘ、Ｙ、Ｚ、ＢおよびＣがＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧０、Ｂ＞Ｘ
    である半導体レ−ザ装置。
  7. 【請求項７】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側に、リッジを有する一
    導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リ
    ッジの長手方向の側面に沿って、逆導電型のＧａ1-ZＡ
    ｌZＡｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層の上に
    前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層よりもＡｌＡｓ混晶比が低く、
    少なくとも１層以上からなるＧａＡｌＡｓ層またはＧａ
    Ａｓ層が形成されており、かつ前記活性層となるＧａ
    1-XＡｌXＡｓ層に接してＧａ1-CＡｌCＡｓ層が形成され
    ており、かつＡｌＡｓ混晶比を決めるＸ、Ｙ、Ｚおよび
    ＣがＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧０である半導体レーザ装置。
  8. 【請求項８】 活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層の上面
    および下面の少なくとも一方の側にリッジを有する一導
    電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を備えるとともに、前記リッ
    ジの長手方向の側面に沿って逆導電型のＧａ1-ZＡｌZＡ
    ｓ層を備え、かつ前記Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層と前記Ｇａ
    1-ZＡｌZＡｓ層の間に一導電型で層厚が０．１μｍ以下
    のＧａ1-BＡｌBＡｓ層が形成されており、かつ前記Ｇａ
    1-ZＡｌZＡｓ層の上に前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層よりもＡ
    ｌＡｓ混晶比が低く、少なくとも１層以上からなるＧａ
    ＡｌＡｓ層またはＧａＡｓ層が形成されており、かつ前
    記活性層となるＧａ1-XＡｌXＡｓ層に接してＧａ1ーCＡ
    ｌCＡｓ層が形成されており、かつＡｌＡｓ混晶比を決
    めるＸ、Ｙ、Ｚ、ＢおよびＣがＺ＞Ｙ＞Ｃ＞Ｘ≧０、Ｂ
    ＞Ｘである半導体レ−ザ装置。
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