JPH05160504A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JPH05160504A
JPH05160504A JP32185391A JP32185391A JPH05160504A JP H05160504 A JPH05160504 A JP H05160504A JP 32185391 A JP32185391 A JP 32185391A JP 32185391 A JP32185391 A JP 32185391A JP H05160504 A JPH05160504 A JP H05160504A
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JP
Japan
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layer
cladding layer
laser device
type
semiconductor laser
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Application number
JP32185391A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikashi Anayama
Masato Kondo
親志 穴山
真人 近藤
Original Assignee
Fujitsu Ltd
富士通株式会社
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, 富士通株式会社 filed Critical Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE: To obtain a semiconductor laser device having a low threshold value, high efficiency, a short wavelength and high output characteristics wherein carrier overflow and thermoionic transition effect are reduced, by constituting a first conductivity type clad layer of two layers.
CONSTITUTION: A first clad layer 6 constituting a first conductivity type clad layer has a large hetero barrier between the side adjacent to an active layer 5 and the active layer 5, and has a composition approximate to Al0.42In0.58P which does not lattice-match a substrate 1. The layer 6 is thinner than the critical film thickness and turns to a first carrier overflow protective film. A second clad layer 7 has large Fermi level difference and a high hetero barrier to the active layer 5, is subjected to high concentration doping, and has composition approximate to (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P which lattice-matches the substrate 1. The second thick clad layer 7 turns to a second carrier overflow protective layer.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置、特に、クラッド層の構造に特徴を有する高出力半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device, in particular, to a high output semiconductor laser device having the features in the structure of the cladding layer.

【0002】近年、0.6μm帯の可視光半導体レーザは、POS,光ディスク装置,レーザプリンタ等の光情報処理装置の高性能化を実現できる光源として大いに期待されており、低しきい値電流化,高効率化,短波長化,高出力化等の特性が要求されている。 In recent years, visible semiconductor laser 0.6μm band, POS, an optical disk device, which is greatly expected as a light source capable of realizing the high performance of the optical information processing apparatus such as a laser printer, a low threshold current reduction , higher efficiency, shorter wavelength, has characteristics such as high output is required.

【0003】 [0003]

【従来の技術】上記の光源として期待されている、0. BACKGROUND ART is expected as the light source, 0.
6μm帯のAlGaInP系レーザ装置は、その材料を構成するAlの析出速度が速く、組成の制御が困難であるために液相成長法での結晶成長が困難であり、従来からMOVPE法やMBE法等の気相成長法によって製造されてきた。 AlGaInP-based laser system of 6μm band, fast deposition rate of Al constituting the material, it is difficult to crystal growth in the liquid phase growth method for the control is difficult in the composition, MOVPE method and MBE method conventionally It has been produced by vapor deposition and the like.

【0004】また、この材料系では、結晶界面での再結合速度が大きく、注入されたキャリアがここで消滅するため、BH(Burried Hetro)レーザ装置のような有効な埋め込み構造を形成することが困難で、 Further, in this material system, recombination rate at the crystal interface is large, because the injected carriers disappears here, to form an effective buried structures such as BH (Burried Hetro) laser device difficult,
実用化されているものは活性層が平坦でかつ途切れない構造になっている。 Those commercialized active layer is in the flat and uninterrupted structure.

【0005】MOCVD法によって上記のような活性層が平坦なレーザ装置を製造する場合にその特性向上を図る手段として、従来から、 (1)クラッド層のバンドギャップを大きくする。 [0005] As a means to achieve the characteristic improvement when the active layer as described above by the MOCVD method to produce a flat laser device, conventionally, increasing the bandgap of (1) cladding layer. (2)活性層のバンドギャップを小さくする。 (2) to reduce the band gap of the active layer. (3)クラッド層に高濃度ドーピングする。 (3) a high-concentration doping in the cladding layer. 等の方法が提案されている。 Method and the like have been proposed.

【0006】これらは全て活性層からのキャリアのオーバフローを防止することを企図した手段であり、(1) [0006] These are means intended to prevent the overflow of carriers from all the active layer, (1)
と(2)は、活性層とクラッド層との間に生じるヘテロ障壁の高さを大きくすることによってキャリア(この場合は電子)のオーバフローを防止するものである。 And (2), carriers (in this case electrons) by increasing the height of hetero barrier formed between the active layer and the cladding layer is to prevent the overflow.

【0007】これに対して(3)は、クラッド層への高濃度ドーピングすることによってクラッド層中の擬フェルミ準位をバンド端に近づけ、その擬フェルミ準位と真性フェルミ準位との差を大きくし、pn接合のビルトイン障壁を大きくするという原理に基づいている。 [0007] For (3) This, closer to quasi-Fermi level in the cladding layer to the band edge by high concentration doping of the cladding layer, the difference between the quasi-Fermi level and intrinsic Fermi level larger, based on the principle that increasing the built-in barrier of the pn junction. 上記のようにヘテロ障壁を大きくし、かつ、不純物の高濃度ドーピングを行うことによって初めてキャリアのオーバフローが少ない半導体レーザ装置が得られる。 To increase the hetero barrier as described above, and the semiconductor laser device is obtained first overflow carrier is small by performing high concentration doping impurities.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のキャリアのオーバフローを低減した半導体レーザ装置について説明する。 [SUMMARY OF THE INVENTION] described semiconductor laser device having reduced overflow of the conventional carrier.

【0009】図2(A),(B)は、従来の半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。 [0009] FIG. 2 (A), (B) is an energy band diagram of a conventional semiconductor laser device. 図2(A)は、 2 (A) is,
基板に格子整合したクラッド層を高濃度ドーピングした場合のエネルギバンド図であり、キャリアを注入するために外部から電圧を印加した状態を示している。 The cladding layer lattice matched to the substrate is the energy band diagram in the case of heavily doped, and shows a state where a voltage is applied from the outside in order to inject carriers.

【0010】この図からも分かるように、この半導体レーザ装置においては、前記「(1)クラッド層のバンドギャップを大きくする。」と「(2)活性層のバンドギャップを小さくする。」の条件は充足されている。 [0010] As can be seen from the figure, in the semiconductor laser device, the condition of the "(1) the band gap of the cladding layers is increased." And "to reduce the bandgap of (2) active layer." I am satisfied is.

【0011】このように、n型クラッド層およびp型クラッド層の活性層に対するヘテロ障壁ΔE Cを高くすると、キャリアはこのヘテロ障壁の範囲内に閉じ込められるから、活性層に接するクラッド層のヘテロ障壁は大きければ大きいほど有効にキャリアを活性層内に閉じ込めることができる。 [0011] heterobarrier Thus, the higher the hetero barrier Delta] E C for the active layer of the n-type cladding layer and p-type cladding layer, because the carrier is confined within the scope of this hetero barrier, cladding layer in contact with the active layer it can is confined in the large if large enough effectively active layer a carrier.

【0012】しかしながら、このヘテロ障壁ΔE Cが大きくても、例えばp型クラッド層のドーピングが充分でないとクラッド層の疑フェルミ準位E FPが価電子帯のバンド端E Pから離れた位置にくるため、伝導帯の底が位置'に下がり、そのためにヘテロ障壁が薄くなってキャリアがトンネリングによってオーバフローすることになる。 [0012] However, even if the hetero barrier Delta] E C is large, for example, pseudo Fermi level E FP of the doping of the p-type cladding layer is not sufficient cladding layer comes to a position away from the band edge E P of the valence band Therefore, the bottom of the conduction band is lowered to a position ', carriers will overflow by tunneling becomes hetero barrier is thin for that.

【0013】そのため、、前記「(3)クラッド層に高濃度ドーピングする。」の条件を充足させることによって、クラッド層の疑フェルミ準位E FPを価電子帯のバンド端E Pに近い位置に下げ、伝導帯の底を位置'に上げて、キャリアがヘテロ障壁をトンネリングすることによってオーバフローするのを防いでいる。 [0013] "is heavily doped to (3) clad layer." Therefore ,, the condition by satisfying the, closer to pseudo Fermi level E FP cladding layer band edge E P of the valence band lowered, raised to the position 'a bottom of the conduction band, the carrier is prevented from overflow by tunneling hetero barrier. このようにすれば、キャリアのオーバフローが少ない良好な半導体レーザ装置が得られるが、AlGaInP/GaInP In this way, the overflow of the carriers is less satisfactory semiconductor laser device is obtained, AlGaInP / GaInP
レーザ装置では、ヘテロ障壁を大きくとれる材料が理想的に高濃度ドーピングが可能であるとは限らない。 In the laser device, the material can be made large hetero barrier are not necessarily capable of ideally heavy doping.

【0014】図3は、AlGaInPのディープレベルからの発光特性図である。 [0014] Figure 3 shows the emission characteristic diagram from a deep level of AlGaInP. この図の横軸は(Al 0.7 The horizontal axis of this figure (Al 0.7 G
0.30.5 In 0.5 Pを成長する場合のMgの供給量の比率であり、間接的にMgのドーピング濃度を示し、 a 0.3) is the ratio of the supply amount of Mg in the case of growing a 0.5 In 0.5 P, indirectly indicates the doping concentration of Mg,
縦軸はフォトルミネセンス(PL)の発光強度を任意スケールで示している。 The vertical axis represents the emission intensity of the photoluminescence (PL) at an arbitrary scale.

【0015】この(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 [0015] The (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P
は成長温度690℃でMOCVD法によって形成され、 Formed by the MOCVD method at a growth temperature of 690 ° C.,
GaAs基板と格子整合する材料である。 It is a material that the GaAs substrate and lattice-matched. この図から、 From this figure,
Mgのドーピング濃度が増大すると波長〜1μmのディープレベルからの発光が強くなることが分かる。 Emission from deep levels of wavelength ~1μm the doping concentration of Mg is increased is can be seen strongly.

【0016】このように、Mgの高濃度ドーピングによって結晶中にディープレベルが発生し、図2(B)に矢印で示すように禁制帯中に滲み出した電子が深い準位に落ちる過程、すなわち、界面再結合の一種であるサーモアイオニックトンネリング遷移が発生してエネルギの損失を生じるため、半導体レーザ装置の発光効率が低下してしまう。 [0016] Thus, a deep level is generated in the crystal by high concentration doping of Mg, the electron exuded during forbidden band as shown by the arrows in FIG. 2 (B) fall into a deep level process, i.e. , to produce a loss of energy thermo Ionic tunneling transition is a kind of interface recombination occurs, the emission efficiency of the semiconductor laser device is reduced. このサーモアイオニック遷移効果を低減するために、従来、クラッド層に低ドーピング濃度のスペーサ層を入れて改良することが考えられた。 To reduce this thermo Ionic transition effect, conventionally, it has been considered to improve putting spacer layer with a low doping concentration in the cladding layer.

【0017】図4は、従来の改良型半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。 [0017] FIG. 4 is an energy band diagram of a conventional improved semiconductor laser device. この改良型半導体レーザ装置においては、クラッド層を、第1クラッド層と第2 In this improved type semiconductor laser device, the cladding layer, a first cladding layer second
クラッド層の2層によって構成し、第1クラッド層を、 Constituted by two layers of cladding layer, a first cladding layer,
ヘテロ障壁ΔE Cを有する低ドーピング濃度のスペーサ層とし、第2クラッド層を高濃度のクラッド層としている。 A spacer layer with a low doping concentration with a hetero barrier Delta] E C, and the second clad layer and the high concentration of the cladding layer.

【0018】しかしながら、第1クラッド層であるスペーサ層は低ドーピング濃度であるため、厚くなると図2 [0018] However, since the spacer layer is a first clad layer which is a low doping concentration, the thicker 2
の'のようにヘテロ障壁が小さくなってしまう。 Hetero barrier is reduced as the '. したがって、図4のようにスペーサ層部分でのヘテロ障壁はΔE Cの効果のみにとどまり、サーモアイオニック遷移に対してはΔE C以上の部分については図2と同じになってしまう。 Accordingly, hetero-barrier at the spacer layer portion as shown in FIG. 4 remains only on the effect of Delta] E C, becomes the same as Figure 2 for more portions Delta] E C for thermo Ionic transition. すなわち、図4でΔE C上へオーバフローしたキャリアCは第2クラッド中へサーモアイオニック遷移してしまい、スペーサ層だけでは充分にキャリアのオーバフローとサーモアイオニック遷移効果を低減することができないという問題があった。 That is, a problem that carrier C overflows onto Delta] E C in FIG. 4 can not cause to thermo Ionic transition to the second cladding in, only the spacer layer to sufficiently reduce the overflow and thermo Ionic transitional effects carrier was there.

【0019】したがって、本発明は、POS,光ディスク装置,レーザプリンタ等の光源として用いられる、キャリアのオーバフローとサーモアイオニック遷移効果を低減した、低しきい値電流,高効率,短波長,高出力特性を有する半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 [0019] Accordingly, the present invention is, POS, an optical disk device used as a light source such as a laser printer, and reduced overflow and thermo Ionic transitional effects carrier, low threshold current, high efficiency, short wavelength, high power and to provide a semiconductor laser device having the characteristics.

【0020】 [0020]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体レーザ装置においては、第1導電型のクラッド層が、活性層に近い側から、活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層と、活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる厚い第2クラッド層、の2層からなる構成を採用した。 In the semiconductor laser device according to the present invention According to an aspect of the cladding layer of the first conductivity type, from close to the active layer side, it has a large hetero barrier between the active layer, and the substrate has a composition that does not lattice-matched, have thinner than the critical thickness, a first cladding layer of a first carrier overflow prevention layer, a large Fermi level difference and high hetero barrier between the active layer, a high concentration doped, and then the substrate and lattice-matched to the thick second cladding layer of a second carrier overflow prevention layer, a structure consisting of two layers of adopted.

【0021】この場合、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層が、Al [0021] In this case, the first cladding layer of a first carrier overflow prevention layer, Al 0.42 In 0.58 P近傍の組成を有する結晶である構成を採用した。 It was adopted crystals in a configuration having a composition of 0.42 an In 0.58 P neighborhood.

【0022】また、この場合、第2のキャリアオーバフロー防止層となる第2クラッド層が、基板に格子整合する(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P近傍の組成を有する結晶である構成を採用した。 Further, in this case, the second cladding layer of a second carrier overflow prevention layer, employs the structure is a crystal having a composition of (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P near lattice-matched to the substrate .

【0023】また、この場合、第1導電型のクラッド層に活性層を挟んで対向する第2導電型のクラッド層には、第1導電型のクラッド層に加わる歪みを打ち消す歪みを発生する組成を有するキャリアオーバフロー防止層を設けた構成を採用した。 Further, in this case, the second conductivity type cladding layer of the opposite sides of the active layer to the cladding layer of the first conductivity type, composition for generating a distortion that cancels the distortion applied to the cladding layer of the first conductivity type adopting a structure in which a carrier overflow prevention layer having a.

【0024】そして、前記の場合、第1導電型の活性層に近い第1クラッド層が、Al 0.42 In 0.58 P近傍の組成を有する結晶であり、第2導電型の活性層に近い第1 [0024] In the case of the first clad layer near the active layer of the first conductivity type is a crystal having a composition of Al 0.42 In 0.58 P near the first close to the active layer of the second conductivity type
クラッド層がAl 0.58 In 0.42 P近傍の組成を有する結晶である構成を採用した。 Cladding layer employing the structure is a crystal having a composition of Al 0.58 In 0.42 P neighborhood.

【0025】 [0025]

【作用】図5は、本発明の原理のエネルギバンド説明図である。 [Action] FIG 5 is an energy band diagram of the principles of the present invention. 本発明においては、この図にみられるように、 As in the present invention, seen in this figure,
p型クラッド層を、活性層に近い側から、活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層と、活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる第2クラッド層との二重構造にしている。 The p-type cladding layer, the closer to the active layer side, has a large hetero barrier between the active layer has a composition which is not a substrate lattice-matched, thinner than the critical thickness, the first carrier overflow prevention layer a first cladding layer of, has a larger Fermi level difference and high hetero barrier between the active layer is heavily doped, and then the substrate lattice-matched, second as a second carrier overflow prevention layer It is a double structure of the cladding layer.

【0026】この場合、第1クラッド層は、電子の拡散長程度の厚さで充分で、臨界膜厚以下であるから、基板と格子整合しない材料で形成してもよい。 [0026] In this case, the first cladding layer, a sufficient thickness of about electron diffusion length, since it is below the critical thickness, may be formed of a material that does not substrate lattice-matched. ただし、高濃度ドーピングによって、この材料自体に高密度のディープレベルが形成されないことが必要である。 However, the heavy doping, it is necessary that the density of deep level is not formed in the material itself.

【0027】また、第2クラッド層は、厚膜である必要があるから、基板と格子整合する材料であることが必要である。 Further, the second cladding layer, because there must be thick, it is necessary that a material that the substrate lattice-matched. また、この第2クラッド層に、高濃度ドーピングによるディープレベルが多少形成されることがあっても、後述する理由により大きな支障は生じない。 Further, in the second cladding layer, even if the deep level is slightly formed by high concentration doping, no big obstacle for a reason described hereinafter.

【0028】本発明の半導体レーザ装置は、図5から分かるように、 (1)第1クラッド層を、電子の拡散長程度で、臨界膜厚以下にしたから、基板との格子整合をとる必要はなく、専ら活性層との間のヘテロ障壁ΔEcが大きいことに着目して材料を選択することができるから、従来技術のように高濃度ドーピングしなくても充分にビルトイン電圧が大きい材料の組合せをもって形成することができる。 The semiconductor laser device of the present invention, as seen from FIG. 5, (1) a first cladding layer, an electron diffusion length about, because was below the critical thickness, require lattice matching with the substrate hetero barrier because ΔEc can select a material by focusing on larger, the combination of sufficient built-in voltage is greater material without heavily doped as in the prior art between the exclusively active layer rather than it can be formed with.

【0029】(2)第2クラッド層が高ドープされているから、ビルトイン障壁を大きくすることができ、キャリアのオーバーフローも少なく、従って、キャリアの閉じ込めもよい。 [0029] (2) from the second cladding layer is highly doped, it is possible to increase the built-in barrier, overflow of carriers is small and therefore, may be carrier confinement.

【0030】(3)第2クラッド層に高濃度ドーピングによってディープレベルが形成されても第1クラッド層が、ディープレベルにたいしてスペーサ層のような緩衝層として働くためディープレベルへのサーモアイオニックトンネリングによるPLは発生しない。 [0030] (3) be a deep level formed by heavily doped with the second cladding layer is first cladding layer, by thermo Ionic tunneling to the deep level to serve as a buffer layer, such as a spacer layer against deep level PL does not occur.

【0031】(4)p型クラッド層とn型クラッド層とで、逆方向に歪みを生じる材料を選択すると、結晶全体の歪み量を小さくすることができ、極めて信頼性の高いレーザ装置が実現できる。 [0031] (4) in the p-type cladding layer and the n-type cladding layer, selecting the material which causes a distortion in the opposite direction, it is possible to reduce the distortion of the entire crystal, a very reliable laser device realized it can.

【0032】(5)また、上記の説明は、p型クラッド層についてであったが、この構造をn型クラッド層に適用することもでき、あるいは、p型クラッド層とn型クラッド層それぞれに適用することもできる。 Further (5) While the above description was for the p-type cladding layer, can also apply this structure to the n-type cladding layer, or each p-type cladding layer and the n-type cladding layer it is also possible to apply.

【0033】 [0033]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention. 図1は、 Figure 1,
本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構成説明図である。 Is a diagram illustrating the configuration of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. この図において、1はn型GaAs基板、2はn型GaAsバッファ層、3はn型Al 0.5 In 0.5 P第2 In this figure, 1 is an n-type GaAs substrate, 2 n-type GaAs buffer layer, 3 n-type Al 0.5 In 0.5 P second
クラッド層、4はn型Al 0.58 In 0.42 P第1クラッド層、5はアンドープGa 0.5 In 0.5 P活性層、6はp Cladding layer, n-type Al 0.58 In 0.42 P first cladding layer 4, an undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5, the 6 p
型Al 0.42 In 0.58 P第1クラッド層、7はp型(Al -Type Al 0.42 In 0.58 P first cladding layer, 7 is a p-type (Al
0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P第2クラッド層、8はp 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P second cladding layer, 8 p
型Ga 0.5 In 0.5 Pエッチングストップ層、9はp型(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P第3クラッド層、 Type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer, 9 denotes a p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P third cladding layer,
10はp型Ga 0.5 In 0.5 Pスパイク防止層、11はp型GaAs第1コンタクト層、12はn型GaAs電流ブロック層、13はp型GaAs第2コンタクト層である。 10 p-type Ga 0.5 In 0.5 P spike preventing layer 11 is p-type GaAs first contact layer 12 is n-type GaAs current blocking layer, 13 is a p-type GaAs second contact layer.

【0034】この実施例の半導体レーザ装置においては、n型(Siドープ)GaAs基板1の上に上記の2 [0034] In the semiconductor laser device of this embodiment, n-type (Si-doped) above on the GaAs substrate 1 2
〜13の各半導体層をMOVPE法により成長することによって形成することができる。 Each semiconductor layer to 13 can be formed by growing by MOVPE.

【0035】すなわち、n型(Siドープ)GaAs基板1の上に、MOVPE法によって厚さ1μmのn型(Seドープ)GaAsバッファ層2、厚さ0.8μm [0035] That is, on the n-type (Si-doped) GaAs substrate 1, n-type having a thickness of 1μm by MOVPE method (Se-doped) GaAs buffer layer 2, the thickness 0.8μm
のn型(Seドープ)Al 0.5 In 0.5 P第2クラッド層3、厚さ100Åのn型(Seドープ)Al 0.58 In Of n-type (Se dope) Al 0.5 In 0.5 P second cladding layer 3, the thickness of 100 Å n-type (Se-doped) Al 0.58 an In
0.42 P第1クラッド層4、厚さ0.08μmのアンドープGa 0.5 In 0.5 P活性層5、厚さ100Åのp型(Mgドープ)Al 0.42 In 0.58 P第1クラッド層6、 0.42 P first cladding layer 4, an undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5, a thickness of 100 Å p-type thickness 0.08 .mu.m (Mg-doped) Al 0.42 In 0.58 P first cladding layer 6,
厚さ0.2μmのp型(Mgドープ)Al 0.7 P-type thickness 0.2 [mu] m (Mg-doped) Al 0.7 G
a 0.30.5 In 0.5 P第2クラッド層7、厚さ100 0.3) 0.5 In 0.5 P second cladding layer 7, the thickness 100
Åのp型(Znドープ)Ga 0.5 In 0.5 Pエッチングストップ層8、厚さ0.6μmのp型(Mgドープ) P-type Å (Zn-doped) Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 8, the thickness of 0.6μm of p-type (Mg-doped)
(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P第3クラッド層9、厚さ0.1μmのp型(Znドープ)Ga 0.5 In (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P third cladding layer 9, a thickness of 0.1 [mu] m p-type (Zn-doped) Ga 0.5 an In
0.5 Pスパイク防止層10、厚さ0.2μmのp型(Z 0.5 P spike preventing layer 10, a thickness of 0.2 [mu] m p-type (Z
nドープ)GaAs第1コンタクト層11を成長した。 The n-doped) GaAs first contact layer 11 were grown.

【0036】その場合の成長温度は700℃、V/II [0036] The growth temperature in this case is 700 ℃, V / II
I比はGaAsについては80、AlGaInPについては400、GaInPについては600であった。 I ratio was 600 for the 400, GaInP for 80, AlGaInP for GaAs. その後、全面にSiO 2膜をスパッタリング法によって形成し、このSiO 2膜を、フォトリソグラフィー技術によってメサストライプの形状にパターニングした。 Thereafter, the SiO 2 film was formed by sputtering on the entire surface, the SiO 2 film was patterned into the shape of a mesa stripe by photolithography.

【0037】その後、このSiO 2膜をエッチングマスクにして、アンモニア過酸化水素混合液によって、p型(Znドープ)GaAs第1コンタクト層11をエッチングし、そのあと、臭化水素溶液によって、p型(Zn [0037] Thereafter, the SiO 2 film as an etching mask, with ammonia peroxide mixture, etching the p-type (Zn-doped) GaAs first contact layer 11, after that, the solution of hydrogen bromide, p-type (Zn
ドープ)Ga 0.5 In 0.5 Pスパイク防止層10とp型(Mgドープ)(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P第3クラッド層9を、p型(Znドープ)Ga 0.5 In Doped) Ga 0.5 In 0.5 P spike preventing layer 10 and the p-type (Mg-doped) (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P third cladding layer 9, p-type (Zn-doped) Ga 0.5 an In
0.5 Pエッチングストップ層8までエッチングした。 And etched to 0.5 P etching stop layer 8.

【0038】つぎに、厚さ0.8μmのn型(Seドープ)GaAs電流ブロック層12を選択成長し、この選択成長用のSiO 2膜を除去した後、p型(Znドープ)GaAs第2コンタクト層13を成長した。 Next, the thickness of 0.8μm of the n-type (Se-doped) GaAs current block layer 12 selectively grown, after removing the SiO 2 film for the selective growth, p-type (Zn-doped) GaAs second the growth of the contact layer 13.

【0039】そして、素子間を分離し、n側コンタクトとp側コンタクトを形成し、へき開して共振器を形成し、端面コーティングして半導体レーザ装置を完成し、 [0039] Then, isolation between elements, to form an n-side contact and the p-side contact, cleaved to form a resonator, to complete a semiconductor laser device and end face coating,
n型(基板側)downでヒートシンクにボンディングした。 It was bonded to a heat sink with n-type (substrate side) down.

【0040】特許請求の範囲に記載された構成と、第1 [0040] and configuration described in the claims, the first
導電型がp型である場合のこの実施例における各半導体層を対応させると下記のようになる。 Conductivity type made to correspond to respective semiconductor layers in this embodiment in a p-type is as follows.

【0041】請求項1の「活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層」は、本実施例の「p型(Mgドープ) [0041] have a large hetero barrier between the "active layer of claim 1, having a composition which is not a substrate lattice-matched, thinner than the critical thickness, the first cladding layer of a first carrier overflow prevention layer "it is" p-type of the present embodiment (Mg-doped)
Al 0.42 In 0.58 P第1クラッド層6」に対応する。 Al 0.42 an In 0.58 corresponding to the P first cladding layer 6 '.

【0042】そして、請求項1の「活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる厚い第2クラッド層」は、本実施例の「p型(Mgドープ)(Al 0.7 Ga 0.3 [0042] Then, has a large Fermi level difference and high hetero barrier between the "active layer of claim 1, is heavily doped, and the substrate and lattice-matched, and the second carrier overflow prevention layer becomes thick second cladding layer "," p-type in this embodiment (Mg-doped) (Al 0.7 Ga 0.3)
0.5 In 0.5 P第2クラッド層7」に対応する。 Corresponding to 0.5 an In 0.5 P second cladding layer 7 ".

【0043】また、請求項4に記載された「第1導電型のクラッド層に加わる歪みを打ち消す歪みを発生する組成を有するキャリアオーバフロー防止層」は、本実施例の「n型(Seドープ)Al 0.58 In 0.42 P第1クラッド層4」に対応する。 [0043] In addition, "the carrier overflow prevention layer having a composition which generates a distortion that cancels the distortion applied to the cladding layer of the first conductivity type" as the claim 4, "n-type in this embodiment (Se dope) corresponding to al 0.58 in 0.42 P first cladding layer 4 '.

【0044】この場合、活性層5を挟んで第1導電型(p型)の第1クラッド層6の組成がAl 0.42 In 0.58 [0044] In this case, the active layer 5 interposed therebetween first conductivity type first composition Al 0.42 an In 0.58 cladding layer 6 (p-type)
Pであり、第2導電型(n型)の第1クラッド層4の組成がAl 0.58 In 0.42 Pであり、AlとInの組成比が逆になっているため、互いに歪みを打ち消し合っている。 A P, the composition of the first clad layer 4 of the second conductivity type (n-type) is Al 0.58 In 0.42 P, since the composition ratio of Al and In are reversed, and cancel the distortion from each other .

【0045】 [0045]

【発明の効果】前記のように、本発明によると、PO [Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, PO
S,光ディスク装置,レーザプリンタ等の光源として用いられる、キャリアオーバーフローが少なく、高出力, S, an optical disk device used as a light source such as a laser printer, the carrier overflow is small, high output,
低しきい値電流,高効率,短波長,高出力特性を有する半導体レーザ装置を提供することができ、この種の技術分野において寄与するところが大きい。 Low threshold current, high efficiency, short wavelength, it is possible to provide a semiconductor laser device having high output characteristics, which greatly contributes in this type of art.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構成説明図である。 1 is a configuration diagram of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(A),(B)は従来の半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。 Figure 2 (A), (B) is an energy band diagram of a conventional semiconductor laser device.

【図3】AlGaInPのディープレベルからの発光特性図である。 3 is a light emitting characteristic diagram of the AlGaInP deep level.

【図4】従来の改良型半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。 4 is an energy band diagram of a conventional improved semiconductor laser device.

【図5】本発明の原理のエネルギバンド説明図である。 FIG. 5 is an energy band diagram of the principles of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型Al 0.5 In 0.5 P第2クラッド層 4 n型Al 0.58 In 0.42 P第1クラッド層 5 アンドープGa 0.5 In 0.5 P活性層 6 p型Al 0.42 In 0.58 P第1クラッド層 7 p型(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P第2クラッド層 8 p型Ga 0.5 In 0.5 Pエッチングストップ層 9 p型(Al 0.7 Ga 0.30.5 In 0.5 P第3クラッド層 10 p型Ga 0.5 In 0.5 Pスパイク防止層 11 p型GaAs第1コンタクト層 12 n型GaAs電流ブロック層 13 p型GaAs第2コンタクト層 1 n-type GaAs substrate 2 n-type GaAs buffer layer 3 n-type Al 0.5 In 0.5 P second cladding layer 4 n-type Al 0.58 In 0.42 P first cladding layer 5 of undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 6 p-type Al 0.42 an In 0.58 P first cladding layer 7 p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P second cladding layer 8 p-type Ga 0.5 In 0.5 P etching stop layer 9 p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P third cladding layer 10 p-type Ga 0.5 In 0.5 P spike preventing layer 11 p-type GaAs first contact layer 12 n-type GaAs current blocking layer 13 p-type GaAs second contact layer

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板上に形成された第1導電型のクラッド層が、活性層に近い側から、活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層と、活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる厚い第2クラッド層、の2層で構成されたことを特徴とする半導体レーザ装置。 1. A first conductivity type cladding layer formed on the substrate, from close to the active layer side, has a large hetero barrier between the active layer has a composition which is not a substrate lattice-matched, thinner than the critical thickness, a first cladding layer of a first carrier overflow prevention layer has a large Fermi level difference and high hetero barrier between the active layer is heavily doped, and the substrate lattice matched, thick second cladding layer of a second carrier overflow prevention layer, a semiconductor laser device characterized in that it consists of two layers of.
  2. 【請求項2】 第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層が、Al 0.42 In 0.58 P近傍の組成を有する結晶であることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 2. A first cladding layer of a first carrier overflow prevention layer, Al 0.42 In 0.58 the semiconductor laser device according to claim 1, wherein the P is a crystal having a composition in the vicinity.
  3. 【請求項3】 第2のキャリアオーバフロー防止層となる第2クラッド層が、基板に格子整合する(Al 0.7 3. A second cladding layer of a second carrier overflow prevention layer is lattice-matched to the substrate (Al 0.7 G
    0.30.5 In 0.5 P近傍の組成を有する結晶であることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 a 0.3) 0.5 In 0.5 the semiconductor laser device according to claim 1, wherein the P is a crystal having a composition in the vicinity.
  4. 【請求項4】 第1導電型のクラッド層に活性層を挟んで対向する第2導電型のクラッド層には、第1導電型のクラッド層に加わる歪みを打ち消す歪みを発生する組成を有するキャリアオーバフロー防止層を設けることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 Wherein the second conductivity type cladding layer of the opposite sides of the active layer to the cladding layer of the first conductivity type, carrier having a composition which generates a distortion that cancels the distortion applied to the cladding layer of the first conductivity type the semiconductor laser device according to claim 1, wherein the provision of overflow prevention layer.
  5. 【請求項5】 第1導電型の活性層に近い第1クラッド層が、Al 0.42 In 5. A first clad layer near the active layer of the first conductivity type, Al 0.42 an In 0.58 P近傍の組成を有する結晶であり、第2導電型の活性層に近い第1クラッド層がAl 0.58 P is a crystal having a composition in the vicinity, the first clad layer near the active layer of the second conductivity type Al
    0.58 In 0.42 P近傍の組成を有する結晶であることを特徴とする請求項4記載の半導体レーザ装置。 0.58 an In 0.42 the semiconductor laser device according to claim 4, wherein the P is a crystal having a composition in the vicinity.
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