JPH05283797A - Algaasp semiconductor laser device - Google Patents

Algaasp semiconductor laser device

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JPH05283797A
JPH05283797A JP4081174A JP8117492A JPH05283797A JP H05283797 A JPH05283797 A JP H05283797A JP 4081174 A JP4081174 A JP 4081174A JP 8117492 A JP8117492 A JP 8117492A JP H05283797 A JPH05283797 A JP H05283797A
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semiconductor laser
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康夫 菅
Kousei Takahashi
向星 高橋
Masahiro Hosoda
昌宏 細田
Atsuisa Tsunoda
篤勇 角田
Kentaro Tani
健太郎 谷
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor laser device which is small in leakage current excluding a ridge and high in current constricting effect even if a high bias is applied when it outputs laser beams of high power. CONSTITUTION:An upper part 112 of a ridge 111 is formed of mixed crystal, whereby a P-type AlxGa1-xAs layer possessed of valence band end energy intermediate in size between P-type GaAs and P-type AlUGa1-UInP is formed between a P-type GaAs contact layer 18 and a P-type AElUGa1-UInP intermediate layer 16. Therefore, band discontinuity becomes small in size at an interface between these mixed crystal layers, so that a current flows easily from the contact layer 18 to the P-type AlGa1-xAs layer 112 and the intermediate layer 16 and concentrates on the ridge 111.

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、電流狭窄効果を有する
屈折率導波型の短波長帯AlGaInP系半導体レーザ
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refractive index guided short wavelength band AlGaInP semiconductor laser device having a current constriction effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】AlGaInP結晶を用いた半導体レー
ザ装置は、AlGaAs結晶を用いた半導体レーザ装置
に比べて100nm以上短波長側に発光波長帯を有し、
光ディスクなどの記録密度を向上させたり、He−Ne
レーザの代替となり得るという特性をもつことから、実
用化に向けて研究が進められている。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser device using an AlGaInP crystal has an emission wavelength band on the short wavelength side of 100 nm or more as compared with a semiconductor laser device using an AlGaAs crystal.
For improving the recording density of optical discs, He-Ne
Since it has the property that it can be used as a substitute for a laser, research is proceeding toward practical application.

【0003】実用的な半導体レーザ装置を作製するため
には、活性層で発光した光の横方向の閉じ込め構造、す
なわち光導波路構造を形成することが必要である。
In order to manufacture a practical semiconductor laser device, it is necessary to form a lateral confinement structure of light emitted from the active layer, that is, an optical waveguide structure.

【0004】図6は、従来のAlGaInP系半導体レ
ーザ装置の一例を示した縦断面図である。この装置は、
n型GaAs基板61の上に、n型GaAsバッファ層
62、n型AlGaInPクラッド層63、AlGaI
nP活性層64、p型AlGaInPクラッド層65、
p型GaInP中間層66が順次積層形成されている。
この中間層66は、クラッド層65の上に形成された後
に、クラッド層65とともにエッチングしてリッジ部6
11を残すことによりパターン化されている。かかる状
態の上に、再成長されたp型GaAsコンタクト層68
が形成され、その上と基板61の下に、電極610およ
び69がそれぞれ形成されている。
FIG. 6 is a vertical sectional view showing an example of a conventional AlGaInP semiconductor laser device. This device
On the n-type GaAs substrate 61, an n-type GaAs buffer layer 62, an n-type AlGaInP clad layer 63, and AlGaI.
nP active layer 64, p-type AlGaInP clad layer 65,
A p-type GaInP intermediate layer 66 is sequentially stacked.
The intermediate layer 66 is formed on the clad layer 65 and is then etched together with the clad layer 65 to etch the ridge portion 6.
It is patterned by leaving 11. On such a state, a regrown p-type GaAs contact layer 68 is formed.
Are formed, and electrodes 610 and 69 are formed on the upper surface and on the lower surface of the substrate 61, respectively.

【0005】上記構成の半導体レーザ装置においては、
通常、p型AlGaInPクラッド層65のAl組成比
は0.6以上と大きく、そのためp型GaAs/p型A
lGaInP接合においては、価電子帯の不連続性が大
きいために、スパイク状の大きなヘテロバリアが形成さ
れ、キャリアの移動が妨げられる。
In the semiconductor laser device having the above structure,
Usually, the Al composition ratio of the p-type AlGaInP clad layer 65 is as large as 0.6 or more, so that the p-type GaAs / p-type A
In the lGaInP junction, a large discontinuity in the valence band causes a large spike-like heterobarrier to be formed, which hinders carrier movement.

【0006】また、リッジ部611の上部では、上記p
型GaInP中間層66をp型GaAsコンタクト層6
8が挟み込んでいる。よって、p型GaAsコンタクト
層68とp型GaInP中間層66とp型AlGaIn
Pクラッド層65とで形成されるp型GaAs/p型G
aInP/p型AlGaInP接合の各界面におけるバ
ンド不連続の大きさが軽減され、これによりヘテロバリ
アが縮小するため、この領域での電圧降下は減少する。
p型AlGaInPクラッド層65のリッジ部611の
上部以外の部分においては、p型GaAs/p型AlG
aInP接合であるため、上記リッジ部611上部とで
は、電流の流れ易さが異なる。よって、電極69、61
0にバイアスを印加すると電流は上記リッジ部611に
集中する。これによって、電流狭窄が行われる。
At the upper portion of the ridge portion 611, the p
The GaInP intermediate layer 66 is replaced with the p-type GaAs contact layer 6
8 is sandwiched. Therefore, the p-type GaAs contact layer 68, the p-type GaInP intermediate layer 66, and the p-type AlGaIn
P-type GaAs / p-type G formed with P clad layer 65
The magnitude of the band discontinuity at each interface of the aInP / p-type AlGaInP junction is reduced, which reduces the heterobarrier and thus the voltage drop in this region.
Except for the upper portion of the ridge portion 611 of the p-type AlGaInP cladding layer 65, p-type GaAs / p-type AlG is used.
Since it is an aInP junction, the easiness of current flow differs from that of the upper portion of the ridge portion 611. Therefore, the electrodes 69, 61
When a bias is applied to 0, the current concentrates on the ridge portion 611. Thereby, current confinement is performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レーザ装置の上記p型GaAs/p型GaInP
/p型AlGaInP構造では、リッジ部上部における
電圧降下はそれ以外の接合部と比較して軽減されるもの
の十分ではないため、電流狭窄効果は不十分である。特
に、高出力での動作等によって高いバイアスが半導体レ
ーザ装置に加わる場合には、リッジ部以外の部分におけ
る電流リークが大きくなるため、素子の特性および信頼
性が劣るという欠点がある。
However, the p-type GaAs / p-type GaInP of the conventional semiconductor laser device is used.
In the / p-type AlGaInP structure, the voltage drop at the upper portion of the ridge portion is reduced but not sufficient as compared with the other junction portions, so the current constriction effect is insufficient. In particular, when a high bias is applied to the semiconductor laser device due to operation at high output and the like, current leakage in a portion other than the ridge portion becomes large, resulting in poor device characteristics and reliability.

【0008】本発明は、上記欠点を解決しようとするも
のであり、電流狭窄効果が高い半導体レーザ装置を提供
することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to provide a semiconductor laser device having a high current constriction effect.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、n型GaAs基板上に、n型AlsGa1-sInP
(0<s≦1)からなるクラッド層、AltGa1-tIn
P(0≦t<1)からなる活性層、ストライプ状のリッ
ジ部を有するp型AlsGa1-sInPからなるクラッド
層、および該リッジ部の上部に設けられたp型Alu
1-uInP(0≦u<1)からなる中間層がこの順に
積層形成されているとともに、該中間層を覆った状態で
該p型AlsGa1-sInPクラッド層の上に、さらにG
aAs層とAlmGa1-mAs(0<m≦1)層からなる
多層膜と、p型GaAsコンタクト層がこの順に形成さ
れ、該リッジ部の上方部分が混晶化されてなり、そのこ
とにより、上記目的が達成される。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises an n-type Al s Ga 1 -s InP on an n-type GaAs substrate.
(0 <s ≦ 1) clad layer, Al t Ga 1 -t In
P (0 ≦ t <1) active layer, p-type Al s Ga 1 -s InP clad layer having a stripe-shaped ridge portion, and p-type Al u G provided on the ridge portion
An intermediate layer made of a 1-u InP (0 ≦ u <1) is laminated in this order, and the intermediate layer is covered on the p-type Al s Ga 1-s InP clad layer, Furthermore G
A multilayer film including an aAs layer and an Al m Ga 1-m As (0 <m ≦ 1) layer and a p-type GaAs contact layer are formed in this order, and the upper portion of the ridge portion is mixed crystallized. As a result, the above object is achieved.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、リッジ部の上方部分を混晶化
することにより、コンタクト層を形成するp型GaAs
層とp型AluGa1-uInP(0≦u<1)からなる中
間層との間に、p型GaAsの価電子帯端エネルギーと
p型AluGa1-uInPの価電子帯端エネルギーの中間
の大きさの価電子帯端エネルギーを有するp型Alx
1-xAsが形成される。よって、これら混晶どうしの
界面におけるバンド不連続の大きさが小さくなるため、
電流は該コンタクト層から該p型AlxGa1 -xAsから
なる層、該中間層へと流れやすくなり、該リッジ部に集
中する。混晶化されない部分、すなわち上記リッジ部以
外の部分では、p型AlGaInPクラッド層は、混晶
化されないGaAs層とAlGaAs層からなる多層膜
でおおわれているため、この部分では電流が流れない。
According to the present invention, p-type GaAs for forming a contact layer by mixing the upper portion of the ridge with mixed crystal.
The valence band edge energy of p-type GaAs and the valence band of p-type Al u Ga 1-u InP between the layer and the intermediate layer made of p-type Al u Ga 1-u InP (0 ≦ u <1). P-type Al x G having a valence band edge energy of an intermediate magnitude of edge energy
a 1-x As is formed. Therefore, the size of band discontinuity at the interface between these mixed crystals becomes small,
A current easily flows from the contact layer to the p-type Al x Ga 1 -x As layer and the intermediate layer, and concentrates on the ridge portion. Since the p-type AlGaInP cladding layer is covered with the multilayer film including the non-mixed GaAs layer and the AlGaAs layer in the non-mixed portion, that is, the portion other than the ridge portion, no current flows in this portion.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。以下の実施例においては、結晶成長の手段として
分子線結晶成長法(MBE法)を用いた。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following examples, the molecular beam crystal growth method (MBE method) was used as the crystal growth means.

【0012】図1は本発明の第1実施例を示す縦断面図
である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【0013】この装置は、n型GaAs基板11の上
に、n型GaAsバッファ層12、n型AlInPクラ
ッド層13、GaInP活性層14、p型AlInPク
ラッド層15およびp型GaInP中間層16がこの順
序で積層形成されている。上記中間層16は、クラッド
層15の上に積層形成された後に、クラッド層15とと
もにフォトリソグラフによりエッチングしてリッジ部1
11を残すことによりパターン化されている。かかる状
態の上に、多層膜17とp型GaAsコンタクト層18
が積層形成されている。
In this device, an n-type GaAs buffer layer 12, an n-type AlInP clad layer 13, a GaInP active layer 14, a p-type AlInP clad layer 15 and a p-type GaInP intermediate layer 16 are provided on an n-type GaAs substrate 11. The layers are formed in order. The intermediate layer 16 is laminated on the clad layer 15 and then etched by photolithography together with the clad layer 15 to form the ridge portion 1.
It is patterned by leaving 11. On top of this state, the multilayer film 17 and the p-type GaAs contact layer 18
Are laminated.

【0014】上記多層膜17は、図1に示すように、G
aAs層17aとAlAs層17bとを複数積層して形
成される。多層膜17は、コンタクト層18とクラッド
層15との間にトンネリングが起きないように、かつ後
述する混晶化によって形成されるp型AlGaAs層1
12におけるAl組成比が0.6より小さくなるような
厚みに形成されている。すなわち、上記GaAs層17
aおよびAlAs層17bの厚みは、GaAs層17a
が300オングストローム、AlAs層17bが100
オングストロームであり、これらが交互に10層ずつ積
層形成されている。
As shown in FIG. 1, the multilayer film 17 has a G
It is formed by stacking a plurality of aAs layers 17a and AlAs layers 17b. The multilayer film 17 is a p-type AlGaAs layer 1 formed by mixed crystallization described below so that tunneling does not occur between the contact layer 18 and the cladding layer 15.
The Al composition ratio in 12 is formed to be smaller than 0.6. That is, the GaAs layer 17
a and the thickness of the AlAs layer 17b are the same as those of the GaAs layer 17a.
Is 300 Å, AlAs layer 17b is 100
The thickness is angstrom, and these layers are alternately laminated by 10 layers.

【0015】なお、n型GaAs基板11上に積層形成
した上記各層は、それぞれn型GaAs基板と格子整合
するように組成が設定されている。
The composition of each of the layers formed on the n-type GaAs substrate 11 is set so as to be lattice-matched with the n-type GaAs substrate.

【0016】上記多層膜17とコンタクト層18を積層
後、図1中、破線で囲んだ部分112、すなわち上記p
型GaInP中間層16の多層膜17側の一部と、上記
リッジ部111の上方にある該多層膜17およびp型G
aAsコンタクト層18は、選択的にZn拡散されるこ
とによって混晶化され、この部分(以下拡散領域とい
う)112はp型AlGaAs層となる。これにより、
リッジ部111の上方部分にはp型GaAs/p型Al
GaAs/p型GaInP/p型AlGaInP接合が
形成される。本実施例においては、中間層におけるAl
組成比は、上記多層膜17の各層厚の比から算出して
0.25程度である。
After laminating the multilayer film 17 and the contact layer 18, a portion 112 surrounded by a broken line in FIG.
Part of the GaInP intermediate layer 16 on the side of the multilayer film 17, the multilayer film 17 above the ridge portion 111 and the p-type G
The aAs contact layer 18 is mixed with Zn by selective Zn diffusion, and this portion (hereinafter referred to as a diffusion region) 112 becomes a p-type AlGaAs layer. This allows
In the upper portion of the ridge portion 111, p-type GaAs / p-type Al
A GaAs / p-type GaInP / p-type AlGaInP junction is formed. In this embodiment, Al in the intermediate layer
The composition ratio is about 0.25 calculated from the ratio of the layer thicknesses of the multilayer film 17.

【0017】Zn拡散後、蒸着によってコンタクト層1
8側にはAu−Znからなる電極110が、基板11側
にはGe−Niからなる電極19がそれぞれ形成され、
半導体レーザ装置が形成される。
After Zn diffusion, the contact layer 1 is formed by vapor deposition.
An electrode 110 made of Au—Zn is formed on the 8 side, and an electrode 19 made of Ge—Ni is formed on the substrate 11 side.
A semiconductor laser device is formed.

【0018】混晶化によって形成される上記p型AlG
aAs層のAl組成比が0.6より小さくなるように設
定としたのは、以下の理由による。
The above p-type AlG formed by mixed crystallization
The reason for setting the Al composition ratio of the aAs layer to be smaller than 0.6 is as follows.

【0019】図3は、GaAsの価電子帯端のエネルギ
ーと、AlxGa1-xAsおよびAluGa1-uInPのA
l組成比との関係を示したグラフである。結晶を表す式
中、x、uはそれぞれAl組成比を表す。グラフの縦軸
は、GaAsと各混晶との価電子端エネルギーの差を示
す。このグラフに示されるように、AlxGa1-xAsお
よびAluGa1-uInPの価電子帯端エネルギーは、混
晶中のAl組成比に依存する。AlxGa1-xAsのAl
組成比がAluGa1-uInPのAl組成比より小さいと
き、AlxGa1-xAsの価電子帯端エネルギーは、Al
uGa1-uInPの価電子帯端エネルギーよりGaAsの
価電子帯端エネルギーに近づく。
FIG. 3 shows the energy of the valence band edge of GaAs and the A of Al x Ga 1-x As and Al u Ga 1-u InP.
2 is a graph showing the relationship with the 1 composition ratio. In the formula representing a crystal, x and u each represent an Al composition ratio. The vertical axis of the graph represents the difference in valence edge energy between GaAs and each mixed crystal. As shown in this graph, the valence band edge energies of Al x Ga 1-x As and Al u Ga 1-u InP depend on the Al composition ratio in the mixed crystal. Al x Ga 1-x As Al
When the composition ratio is smaller than the Al composition ratio of Al u Ga 1-u InP, the valence band edge energy of Al x Ga 1-x As is Al.
It approaches the valence band edge energy of GaAs from the valence band edge energy of u Ga 1 -u InP.

【0020】そのことにより、図4(a)および同図
(b)に示すように、p型GaAsとの接合面における
価電子帯端エネルギーの不連続は、GaAs/GaIn
Pの接合面41よりGaAs/AlGaAsの接合面4
2のほうが小さくなり、電流が流れやすくなる。よっ
て、AlxGa1-xAsのAl組成比がAluGa1-uIn
PのAl組成比より小さいことが好ましい。
As a result, as shown in FIGS. 4A and 4B, the discontinuity of the valence band edge energy at the junction surface with p-type GaAs is GaAs / GaIn.
GaAs / AlGaAs bonding surface 4 from P bonding surface 41
2 becomes smaller, and the current easily flows. Therefore, the Al composition ratio of Al x Ga 1-x As is Al u Ga 1-u In
It is preferably smaller than the Al composition ratio of P.

【0021】第1実施例では、中間層16を形成するA
uGa1-uInPとして、Al組成比が0の結晶、すな
わちGaInPを用いている。図3のグラフからわかる
ように、AlxGa1-xAs中のAl組成比が0.6より
小さい場合は、価電子帯端エネルギーは、AlxGa1-x
Asの方が、GaInPよりも常にGaAsに近くな
る。そのため、混晶化によって形成されるAlGaAs
層のAl組成比が0.6より小さくなるような厚みに多
層構造17を形成することが好ましい。このようなAl
GaAs層が、コンタクト層18を形成するp型GaA
sと中間層を形成するp型GaInAs16との間に介
在することによって価電子帯端エネルギーの間にバンド
不連続が緩和されることになる。その結果、図5のグラ
フ中実線で示すように、この部分での電流−電圧特性
は、図5に破線で示される上記従来例と比べて電流が流
れやすくなるように改善される。
In the first embodiment, A for forming the intermediate layer 16
As l u Ga 1 -u InP, a crystal having an Al composition ratio of 0, that is, GaInP is used. As can be seen from the graph of FIG. 3, when the Al composition ratio in Al x Ga 1-x As is smaller than 0.6, the valence band edge energy is Al x Ga 1-x.
As is always closer to GaAs than GaInP. Therefore, AlGaAs formed by mixed crystallization
It is preferable to form the multilayer structure 17 in such a thickness that the Al composition ratio of the layer becomes smaller than 0.6. Such Al
The GaAs layer is the p-type GaA forming the contact layer 18.
By interposing between s and p-type GaInAs16 forming the intermediate layer, band discontinuity is relaxed during valence band edge energy. As a result, as indicated by the solid line in the graph of FIG. 5, the current-voltage characteristic in this portion is improved so that the current can flow more easily than the conventional example shown by the broken line in FIG.

【0022】一方、上記拡散領域112以外の領域で
は、混晶化されていない多層膜17で覆われているた
め、電流が流れる妨げとなり、電流リークが低減され
る。
On the other hand, the regions other than the diffusion region 112 are covered with the non-mixed multi-layered film 17, which hinders the current flow and reduces the current leakage.

【0023】図2は本発明の第2実施例を示す縦断面図
である。
FIG. 2 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【0024】この装置は、上記第1実施例と同様に、n
型GaAsバッファ層22、n型AlInPクラッド層
23、GaInP活性層24、p型AlInPクラッド
層25およびp型GaInP中間層26がこの順序で積
層形成され、リッジ部211がエッチング形成され、そ
の上に、多層膜27とp型GaAsコンタクト層28が
それぞれ積層形成されている。第2実施例おいても、基
板21上に積層形成した上記各層は、それぞれ基板21
と格子整合するように組成を設定してある。
This device, like the first embodiment, has n
-Type GaAs buffer layer 22, n-type AlInP clad layer 23, GaInP active layer 24, p-type AlInP clad layer 25 and p-type GaInP intermediate layer 26 are stacked in this order, and the ridge portion 211 is etched and formed thereon. A multilayer film 27 and a p-type GaAs contact layer 28 are laminated and formed. Also in the second embodiment, the layers formed on the substrate 21 are the same as those of the substrate 21.
The composition is set so as to be lattice-matched with.

【0025】Zn拡散後、第1実施例と同様にしてコン
タクト層28側にはAu−Znからなる電極210が、
基板21側にはGe−Niからなる電極29が形成さ
れ、半導体レーザ装置が形成される。
After Zn diffusion, an electrode 210 made of Au--Zn is formed on the contact layer 28 side in the same manner as in the first embodiment.
An electrode 29 made of Ge-Ni is formed on the side of the substrate 21 to form a semiconductor laser device.

【0026】第2実施例の上記多層膜27も、GaAs
層27aとAlAs層27bとを積層してなる。本実施
例においては、図2に示すように、GaAs層27aお
よび上記AlAs層27bの厚みが1層毎に異なるよう
に、GaAs層27aとAlAs層27bが交互に8層
ずつ積層形成されている。各層の厚みは、最も下側では
GaAs層27aが160オングストローム、AlAs
層27bが240オングストロームであり、それから上
側に向かって1層毎に、GaAs層27aが20オング
ストロームずつ厚く、一方AlAs層27Bが20オン
グストロームずつ薄く形成され、最も上側では、GaA
s層27aが360オングストローム、AlAs層27
bが40オングストロームに形成される。そして、図2
中、破線で囲んだ拡散領域212を、第1実施例と同様
にZn拡散によって混晶化して形成されるAlGaAs
層のAl組成が、p型AlInPクラッド層25側(下
側とする)からp型GaAsコンタクト層28側(上側
とする)に向けて0.6から0に逐次減少するように形
成されている。
The multilayer film 27 of the second embodiment is also made of GaAs.
The layer 27a and the AlAs layer 27b are laminated. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the GaAs layers 27a and the AlAs layers 27b are alternately laminated by eight layers so that the GaAs layers 27a and the AlAs layers 27b have different thicknesses. .. The thickness of each layer is as follows: GaAs layer 27a is 160 angstroms, AlAs
The layer 27b has a thickness of 240 angstroms, and the GaAs layer 27a is thicker by 20 angstroms in each layer toward the upper side, while the AlAs layer 27B is thinner by 20 angstroms at the uppermost side.
The s layer 27a is 360 Å, and the AlAs layer 27 is
b is formed to 40 Å. And FIG.
AlGaAs formed by mixing the diffusion region 212 surrounded by a broken line with Zn in the same manner as in the first embodiment by Zn diffusion.
The Al composition of the layer is formed so as to gradually decrease from 0.6 to 0 from the p-type AlInP cladding layer 25 side (lower side) toward the p-type GaAs contact layer 28 side (upper side). ..

【0027】第2実施例では、上記拡散領域212のA
lGaAs層のAl組成が、上述のように0.6〜0と
逐次減少するように形成されているので、AlGaAs
の価電子帯端エネルギーが徐々にGaAsに近づく。こ
のように構成すると、図4(c)に示すように、接合面
44、45のバンド不連続は第1実施例の接合面42、
43よりさらに緩和され、ポテンシャルバリアがほぼ消
失し、この部分での電流−電圧特性はさらに改善され、
電流がより流れやすくなるので、さらに好ましい。
In the second embodiment, A of the diffusion region 212 is used.
Since the Al composition of the lGaAs layer is formed so as to be gradually decreased to 0.6 to 0 as described above,
Valence band edge energy of gradually approaches GaAs. With this structure, as shown in FIG. 4C, the band discontinuity of the joint surfaces 44 and 45 is caused by the joint surface 42 of the first embodiment.
43 is further relaxed, the potential barrier almost disappears, and the current-voltage characteristic in this part is further improved,
It is more preferable because the current can flow more easily.

【0028】上記第1実施例および第2実施例において
は、中間層16、26をp型GaInPで形成したが、
中間層をp型AlGaInPで形成してもよい。この場
合は、価電子帯端エネルギーの関係から、中間層を構成
するp型AlGaInPのAl組成比を、接合するp型
混晶でなるクラッド層よりも小さくすることが好まし
い。
In the above-mentioned first and second embodiments, the intermediate layers 16 and 26 are made of p-type GaInP.
The intermediate layer may be formed of p-type AlGaInP. In this case, it is preferable that the Al composition ratio of the p-type AlGaInP forming the intermediate layer is smaller than that of the c-type cladding layer formed of the p-type mixed crystal to be joined, in view of the valence band edge energy.

【0029】中間層にp型AlGaInPを使用する場
合は、AlGaInPがGaInPよりも酸化しやすい
ため、1回目の結晶成長工程を終了してリッジ部を形成
した後、2回目の結晶成長を行うまで、電流狭窄部とな
るリッジ上部に保護層を形成する。この保護層として
は、GaInPあるいはGaAsの薄膜を、例えば50
オングストローム程度に形成すればよい。
When p-type AlGaInP is used for the intermediate layer, since AlGaInP is more easily oxidized than GaInP, the first crystal growth step is completed, the ridge portion is formed, and then the second crystal growth is performed. A protective layer is formed on the ridge which becomes the current constriction portion. As the protective layer, a GaInP or GaAs thin film, for example, 50
It may be formed to have a thickness of about angstrom.

【0030】上記第1実施例および第2実施例において
は、クラッド層15、25はp型AlInPで形成した
が、p型AlGaInPで形成してもよい。また、多層
膜をGaAs層とAlGaAs層で構成した場合でも本
発明が適用できる。
Although the cladding layers 15 and 25 are made of p-type AlInP in the first and second embodiments, they may be made of p-type AlGaInP. Further, the present invention can be applied even when the multilayer film is composed of a GaAs layer and an AlGaAs layer.

【0031】本発明は、結晶成長法として、MBE法の
他に、例えば、有機金属熱分解法(MO−CVD法)な
どを用いて場合でも適用することができる。
The present invention can be applied to the case where a metal organic thermal decomposition method (MO-CVD method) or the like is used as the crystal growth method in addition to the MBE method.

【0032】また、これら実施例においては、Zn拡散
によって混晶化を行ったが、Zn以外のアクセプターを
用いることも可能である。
Further, in these examples, the mixed crystal was formed by Zn diffusion, but it is also possible to use an acceptor other than Zn.

【0033】上記実施例はいずれも活性層が通常のGa
InPバルク結晶でなる半導体レーザ装置を示したが、
量子井戸活性層からなるダブルヘテロ構造、あるいは活
性層がAlGaInP混晶で構成される場合において
も、本発明が適用できる。
In each of the above embodiments, the active layer has a normal Ga content.
A semiconductor laser device made of InP bulk crystal is shown.
The present invention can be applied to a double hetero structure including a quantum well active layer or a case where the active layer is composed of an AlGaInP mixed crystal.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、電流のリークを防止
し、電流狭窄を確実に行うことができ、しきい値が低
く、高出力動作を行う場合にも信頼性の高いAlGaI
nP系半導体レーザ装置を提供することができる。
According to the present invention, current leakage can be prevented, current confinement can be reliably performed, the threshold value is low, and AlGaI having high reliability even when performing high output operation.
An nP semiconductor laser device can be provided.

【0035】本発明のAlGaInP半導体レーザ装置
は、特別の装置を備えることなく、かつ2回の結晶成長
で作製することができる。
The AlGaInP semiconductor laser device of the present invention can be manufactured by performing crystal growth twice without any special device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】AlGaAs結晶およびAlGaInP結晶の
Al組成比と、価電子帯端エネルギーの関係を示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between Al composition ratios of AlGaAs crystals and AlGaInP crystals and valence band edge energy.

【図4】リッジ部を構成する混晶のヘテロ接合部分のエ
ネルギーバンド構造を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an energy band structure of a mixed crystal heterojunction portion forming a ridge portion.

【図5】半導体レーザ装置のリッジ部およびそれ以外の
部分における電流−電圧特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing current-voltage characteristics in the ridge portion and other portions of the semiconductor laser device.

【図6】従来の半導体レーザ装置の縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view of a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 n型GaAs基板 13 n型AlInPクラッド層 14 GaInP活性層 15 p型AlInPクラッド層 16 p型GaInP中間層 17 多層膜 18 p型GaAsコンタクト層 111 リッジ部 112 拡散領域 21 n型GaAs基板 23 n型AlInPクラッド層 24 GaInP活性層 25 p型AlInPクラッド層 26 p型GaInP中間層 27 多層膜 28 p型GaAsコンタクト層 211 リッジ部 212 拡散領域 11 n-type GaAs substrate 13 n-type AlInP clad layer 14 GaInP active layer 15 p-type AlInP clad layer 16 p-type GaInP intermediate layer 17 multilayer film 18 p-type GaAs contact layer 111 ridge portion 112 diffusion region 21 n-type GaAs substrate 23 n-type AlInP clad layer 24 GaInP active layer 25 p-type AlInP clad layer 26 p-type GaInP intermediate layer 27 multilayer film 28 p-type GaAs contact layer 211 ridge portion 212 diffusion region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 篤勇 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 谷 健太郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Tsunoda 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Within Sharp Corporation (72) Kentaro Tani 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the company

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】n型GaAs基板上に、n型AlsGa1-s
InP(0<s≦1)からなるクラッド層、AltGa
1-tInP(0≦t<1)からなる活性層、ストライプ
状のリッジ部を有するp型AlsGa1-sInPからなる
クラッド層、および該リッジ部の上部に設けられたp型
AluGa1-uInP(0≦u<1)からなる中間層がこ
の順に積層形成されているとともに、該中間層を覆った
状態で該p型AlsGa1-sInPクラッド層の上に、さ
らにGaAs層とAlmGa1-mAs(0<m≦1)層か
らなる多層膜と、p型GaAsコンタクト層がこの順に
形成され、該リッジ部の上方部分が混晶化された半導体
レーザ装置。
1. An n-type Al s Ga 1-s on an n-type GaAs substrate.
InP (0 <s ≦ 1) clad layer, Al t Ga
An active layer made of 1-t InP (0 ≦ t <1), a p-type Al s Ga 1-s InP clad layer having a stripe-shaped ridge portion, and a p-type Al provided on the ridge portion. An intermediate layer made of u Ga 1-u InP (0 ≦ u <1) is laminated in this order, and the intermediate layer is covered on the p-type Al s Ga 1-s InP clad layer. , A p-type GaAs contact layer and a multi-layered film including a GaAs layer and an Al m Ga 1-m As (0 <m ≦ 1) layer are formed in this order, and the upper portion of the ridge portion is a mixed crystal semiconductor. Laser device.
【請求項2】前記多層膜の前記リッジ部の上方部分を混
晶化して形成されるp型AlxGa1-xAs(0<x<
1)層のAl組成比xが、前記基板側から前記コンタク
ト層側に向けて0.6〜0の範囲で逐次減少するよう
に、該多層膜のGaAs層およびAlmGa1-mAs層の
厚みが設定された請求項1に記載の半導体レーザ装置。
2. A p-type Al x Ga 1-x As (0 <x <is formed by mixing and crystallizing an upper portion of the ridge portion of the multilayer film.
1) The GaAs layer and the Al m Ga 1-m As layer of the multilayer film so that the Al composition ratio x of the layer gradually decreases in the range of 0.6 to 0 from the substrate side to the contact layer side. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the thickness of the semiconductor laser device is set.
【請求項3】前記中間層が、前記p型AlsGa1-sIn
Pクラッド層に比較してAl組成比が小さいp型Alu
Ga1-uInPからなる請求項1または請求項2に記載
の半導体レーザ装置。
3. The p-type Al s Ga 1 -s In is used as the intermediate layer.
P-type Al u having a smaller Al composition ratio than the P clad layer
The semiconductor laser device according to claim 1, which is made of Ga 1 -u InP.
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