JPH0677589A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH0677589A JPH0677589A JP22561992A JP22561992A JPH0677589A JP H0677589 A JPH0677589 A JP H0677589A JP 22561992 A JP22561992 A JP 22561992A JP 22561992 A JP22561992 A JP 22561992A JP H0677589 A JPH0677589 A JP H0677589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- laser device
- semiconductor laser
- stripe
- well layer
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光損傷レベルが高く、閾値電流が十分に低い
高温高出力動作が可能な半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 半導体基板上にＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ
量子井戸構造を活性領域としたダブルヘテロ構造を設け
た半導体レーザ素子において、ＧａＩｎＰ井戸層に半導
体基板と格子不整となる圧縮歪を特定量導入し、かつ所
定のストライプ幅をもつ屈折率導波構造を設けたことを
特徴とする。 【効果】 低閾値で動作し、かつ１００℃以上の高温度
においても１００ｍＷ以上の光出力で安定に横基板モー
ドで動作する半導体レーザ素子が得られる。
高温高出力動作が可能な半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 半導体基板上にＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ
量子井戸構造を活性領域としたダブルヘテロ構造を設け
た半導体レーザ素子において、ＧａＩｎＰ井戸層に半導
体基板と格子不整となる圧縮歪を特定量導入し、かつ所
定のストライプ幅をもつ屈折率導波構造を設けたことを
特徴とする。 【効果】 低閾値で動作し、かつ１００℃以上の高温度
においても１００ｍＷ以上の光出力で安定に横基板モー
ドで動作する半導体レーザ素子が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報端末機器等の光
源として用いるレーザ素子に係り、閾値電流が低くて端
面破壊レベルが十分に高く、高温動作時においても安定
に高出力動作をさせることのできる高信頼の半導体レー
ザ素子に関する。
源として用いるレーザ素子に係り、閾値電流が低くて端
面破壊レベルが十分に高く、高温動作時においても安定
に高出力動作をさせることのできる高信頼の半導体レー
ザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】端面破壊レベルにより制限される半導体
レーザの光出力を向上させるために活性層を薄層化して
光密度を低減するという方法がとられてきた。活性層内
の光密度を低減することによってレーザ共振器端面近傍
での光吸収を抑制し、端面破壊レベルを高めることがで
きる。このことは、先行技術（Extended Abstracts oft
he 1991 International Conference on Solid State De
vices and Materials,pp114-116 (1991)）に述べられて
いる。
レーザの光出力を向上させるために活性層を薄層化して
光密度を低減するという方法がとられてきた。活性層内
の光密度を低減することによってレーザ共振器端面近傍
での光吸収を抑制し、端面破壊レベルを高めることがで
きる。このことは、先行技術（Extended Abstracts oft
he 1991 International Conference on Solid State De
vices and Materials,pp114-116 (1991)）に述べられて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】活性層を薄層化したこ
とによって光密度の低減を図ると同時に、活性層に注入
したキャリアを有効に活性層内に閉じ込めることが困難
となる。活性層に注入した電子がｐクラッド層にオーバ
ーフローする成分が増大し、光学利得が得られずに閾値
電流が増大する。特に、キャリア閉じ込めの低下により
高温動作特性が低下し、安定な高温動作特性が得られな
くなる。
とによって光密度の低減を図ると同時に、活性層に注入
したキャリアを有効に活性層内に閉じ込めることが困難
となる。活性層に注入した電子がｐクラッド層にオーバ
ーフローする成分が増大し、光学利得が得られずに閾値
電流が増大する。特に、キャリア閉じ込めの低下により
高温動作特性が低下し、安定な高温動作特性が得られな
くなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩ
ｎＰ量子井戸構造を活性領域にもつＡｌＧａＩｎＰ半導
体レーザ素子において、井戸層の組成をＧａＡｓ半導体
基板と格子不整となる組成として圧縮歪を導入し、井戸
層の膜厚に応じて歪量を導入すると共に、屈折率導波構
造を構成するリッジストライプの幅を特定の範囲に規定
することにより上記課題を解決できる。
ｎＰ量子井戸構造を活性領域にもつＡｌＧａＩｎＰ半導
体レーザ素子において、井戸層の組成をＧａＡｓ半導体
基板と格子不整となる組成として圧縮歪を導入し、井戸
層の膜厚に応じて歪量を導入すると共に、屈折率導波構
造を構成するリッジストライプの幅を特定の範囲に規定
することにより上記課題を解決できる。
【０００５】
【作用】従来のＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザでは、伝導
帯におけるバンドオフセットが小さく活性層からｐクラ
ッド層への電子のオーバフローを低減することが困難で
あった。特に、端面破壊レベルを高めるために活性層を
薄層化したレーザ素子ではキャリア閉じ込めが低下し、
キャリアオーバフローによる閾値電流の増大が顕著に現
れる。動作電流の増大により活性層付近の温度上昇が強
くなるため、高温動作特性の低下および高注入時の光出
力の飽和を抑制することが困難であった。活性層に多重
量子井戸構造を用いた素子においてキャリアオーバフロ
ーにより閾値電流が増大するため、量子効果による低閾
値動作および発光効率の向上を図ることが困難であっ
た。
帯におけるバンドオフセットが小さく活性層からｐクラ
ッド層への電子のオーバフローを低減することが困難で
あった。特に、端面破壊レベルを高めるために活性層を
薄層化したレーザ素子ではキャリア閉じ込めが低下し、
キャリアオーバフローによる閾値電流の増大が顕著に現
れる。動作電流の増大により活性層付近の温度上昇が強
くなるため、高温動作特性の低下および高注入時の光出
力の飽和を抑制することが困難であった。活性層に多重
量子井戸構造を用いた素子においてキャリアオーバフロ
ーにより閾値電流が増大するため、量子効果による低閾
値動作および発光効率の向上を図ることが困難であっ
た。
【０００６】高温動作特性を改善して光出力の飽和を生
じることなく安定に高出力動作を得る方法として、活性
層とクラッド層のヘテロ界面に生じるポテンシャルバリ
アを高めてキャリアオーバフローを低減することが有効
である。ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザにおいては、Ｇａ
ＩｎＰ井戸層のＩｎ組成を増して圧縮歪を導入して活性
領域の実効的なバンドギャップを縮小することによりポ
テンシャルバリアを増大することが可能である。井戸層
に圧縮歪を導入してキャリア閉じ込めを向上することに
より高温動作特性が改善できる。図３は、活性層膜厚２
０ｎｍのＤＨレーザの発振波長と特性温度の関係であ
る。発振波長が長い素子ほど活性層に大きい歪量を導入
している。特性温度は発振波長と共に増大しており、活
性層のバンドギャップを縮小してポテンシャルバリアを
高めたことがキャリア閉じ込めの向上して閾値電流を低
減することに有効であることが分かる。さらに、活性層
に量子井戸構造を用いることにより量子効果による閾値
電流低減および高温動作特性の改善が可能である。その
際に、井戸層の膜厚を３ｎｍ〜２０ｎｍ、障壁層の膜厚
を５ｎｍ〜２０ｎｍとし、井戸層には井戸層膜厚に応じ
て１.０％〜３.０％の歪を導入することにより、６８０
ｎｍ〜６９０ｎｍの発振波長において１２０Ｋ〜１３０
Ｋの特性温度を得ることが可能となる。図４は、井戸層
に導入する歪量と歪導入により生じる波長のシフト量を
示した図である。歪量に対してフォトルミネッセンス波
長のシフト量は比例する。井戸層に導入する歪量は、量
子効果による短波長化を打ち消し、かつフォトルミネッ
センス波長を６８０〜６９０ｎｍの範囲に設定できるよ
うに図４の関係を用いて決定する。このようにして求め
た１.０〜３.０％の範囲の歪量を井戸層に導入すること
によって、発振波長を６８０ｎｍ〜６９０ｎｍの範囲に
設定し、３０ｍＡ程度の低閾値動作を得ることが可能と
なる。
じることなく安定に高出力動作を得る方法として、活性
層とクラッド層のヘテロ界面に生じるポテンシャルバリ
アを高めてキャリアオーバフローを低減することが有効
である。ＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザにおいては、Ｇａ
ＩｎＰ井戸層のＩｎ組成を増して圧縮歪を導入して活性
領域の実効的なバンドギャップを縮小することによりポ
テンシャルバリアを増大することが可能である。井戸層
に圧縮歪を導入してキャリア閉じ込めを向上することに
より高温動作特性が改善できる。図３は、活性層膜厚２
０ｎｍのＤＨレーザの発振波長と特性温度の関係であ
る。発振波長が長い素子ほど活性層に大きい歪量を導入
している。特性温度は発振波長と共に増大しており、活
性層のバンドギャップを縮小してポテンシャルバリアを
高めたことがキャリア閉じ込めの向上して閾値電流を低
減することに有効であることが分かる。さらに、活性層
に量子井戸構造を用いることにより量子効果による閾値
電流低減および高温動作特性の改善が可能である。その
際に、井戸層の膜厚を３ｎｍ〜２０ｎｍ、障壁層の膜厚
を５ｎｍ〜２０ｎｍとし、井戸層には井戸層膜厚に応じ
て１.０％〜３.０％の歪を導入することにより、６８０
ｎｍ〜６９０ｎｍの発振波長において１２０Ｋ〜１３０
Ｋの特性温度を得ることが可能となる。図４は、井戸層
に導入する歪量と歪導入により生じる波長のシフト量を
示した図である。歪量に対してフォトルミネッセンス波
長のシフト量は比例する。井戸層に導入する歪量は、量
子効果による短波長化を打ち消し、かつフォトルミネッ
センス波長を６８０〜６９０ｎｍの範囲に設定できるよ
うに図４の関係を用いて決定する。このようにして求め
た１.０〜３.０％の範囲の歪量を井戸層に導入すること
によって、発振波長を６８０ｎｍ〜６９０ｎｍの範囲に
設定し、３０ｍＡ程度の低閾値動作を得ることが可能と
なる。
【０００７】レーザの導波構造を特定の形状にすること
により、さらに低閾値で動作させることができる。第２
導電型の活性領域上部に設けたクラッド層にリッジスト
ライプを設けて２回の埋込成長により作製する屈折率導
波構造では、レーザ素子特性が第２クラッド層に設けた
ストライプの形状に大きく左右される。（１００）Ｇａ
Ａｓ基板上に［０−１１］方向にストライプを設けた順
メサ構造では、ストライプ下部の幅Ｗsを４.５〜６.０
μｍ、［０−１−１］方向にストライプを設けた逆メサ
構造ではＷsを４.０〜５.５μｍの範囲とすることによ
りレーザの閾値電流を最小にすることができる。図５
に、ストライプ幅Ｗsとレーザの閾値電流の関係を示
す。Ｗsを上記範囲に設定したとき閾値電流は最も低く
なり、発熱を抑えてレーザ駆動時の井戸層内のキャリア
密度を低く出きることから、光学利得が飽和せず量子効
果による高効率発光特性を引き出すことが可能になる。
効メサ構造を用いた場合にも、上記範囲に設定すること
により低閾値でかつ高い発光効率を得ることができる。
により、さらに低閾値で動作させることができる。第２
導電型の活性領域上部に設けたクラッド層にリッジスト
ライプを設けて２回の埋込成長により作製する屈折率導
波構造では、レーザ素子特性が第２クラッド層に設けた
ストライプの形状に大きく左右される。（１００）Ｇａ
Ａｓ基板上に［０−１１］方向にストライプを設けた順
メサ構造では、ストライプ下部の幅Ｗsを４.５〜６.０
μｍ、［０−１−１］方向にストライプを設けた逆メサ
構造ではＷsを４.０〜５.５μｍの範囲とすることによ
りレーザの閾値電流を最小にすることができる。図５
に、ストライプ幅Ｗsとレーザの閾値電流の関係を示
す。Ｗsを上記範囲に設定したとき閾値電流は最も低く
なり、発熱を抑えてレーザ駆動時の井戸層内のキャリア
密度を低く出きることから、光学利得が飽和せず量子効
果による高効率発光特性を引き出すことが可能になる。
効メサ構造を用いた場合にも、上記範囲に設定すること
により低閾値でかつ高い発光効率を得ることができる。
【０００８】ＡｌＧａＩｎＰ半導体では、ＧａＡｓに比
べて熱伝導度が低いためストライプ幅を広くすると活性
領域中央部からの熱放散を効率良く行うことができなく
なる。順メサストライプ構造では閾値電流が増大し始め
る（Ｗs＞６.０μｍ）領域において熱放散が困難にな
り、高温動作特性が低下する。一方、Ｗsを４.５μｍ以
下に設定した場合にはＧａＡｓ電流ブロック層での光吸
収が大きくなり、閾値電流が増大するため発熱量が増し
て高温動作特性が低下する。
べて熱伝導度が低いためストライプ幅を広くすると活性
領域中央部からの熱放散を効率良く行うことができなく
なる。順メサストライプ構造では閾値電流が増大し始め
る（Ｗs＞６.０μｍ）領域において熱放散が困難にな
り、高温動作特性が低下する。一方、Ｗsを４.５μｍ以
下に設定した場合にはＧａＡｓ電流ブロック層での光吸
収が大きくなり、閾値電流が増大するため発熱量が増し
て高温動作特性が低下する。
【０００９】また、順メサストライプの幅を４.５〜６.
０μｍの範囲に設定することにより低閾値かつ高効率動
作を得ると同時に横モード制御性に優れたレーザ素子が
得られる。図６にストライプ幅Ｗsとキンクレベルおよ
び端面破壊レベルの関係を示す。導波モードの横方向の
広がりはストライプ幅により制御でき、Ｗsを広くする
と共にスポットサイズが拡大する。Ｗsを広げることに
よって活性層内の光密度は低減されるため、端面破壊レ
ベルは増大する。一方、Ｗsを広くすると共に高次モー
ドが導波されやすくなり、キンクレベルは低下する。横
モードの制御性を向上させるためにはＷsを小さくする
ことが必要である。ストライプ幅Ｗsが５μｍのとき、
端面破壊レベルとキンクレベルがほぼ等しくなり、高出
力動作時においても横基本モードで安定に動作する素子
が得られる。
０μｍの範囲に設定することにより低閾値かつ高効率動
作を得ると同時に横モード制御性に優れたレーザ素子が
得られる。図６にストライプ幅Ｗsとキンクレベルおよ
び端面破壊レベルの関係を示す。導波モードの横方向の
広がりはストライプ幅により制御でき、Ｗsを広くする
と共にスポットサイズが拡大する。Ｗsを広げることに
よって活性層内の光密度は低減されるため、端面破壊レ
ベルは増大する。一方、Ｗsを広くすると共に高次モー
ドが導波されやすくなり、キンクレベルは低下する。横
モードの制御性を向上させるためにはＷsを小さくする
ことが必要である。ストライプ幅Ｗsが５μｍのとき、
端面破壊レベルとキンクレベルがほぼ等しくなり、高出
力動作時においても横基本モードで安定に動作する素子
が得られる。
【００１０】逆メサストライプ構造を用いる場合には、
ストライプ幅Ｗsを４.０μｍ付近に設定することにより
端面破壊レベルとキンクレベルを同レベルに保つことが
できる。高出力時においても横モード制御性に優れた素
子が得られる。
ストライプ幅Ｗsを４.０μｍ付近に設定することにより
端面破壊レベルとキンクレベルを同レベルに保つことが
できる。高出力時においても横モード制御性に優れた素
子が得られる。
【００１１】以上のことから、量子井戸に導入する歪量
と屈折率導波構造を形成するストライプの幅Ｗsを上記
範囲に設定することによって低閾値で動作し、かつ高出
力時においても安定に横基本モードで動作するモード制
御性に優れたレーザ素子を得ることができる。
と屈折率導波構造を形成するストライプの幅Ｗsを上記
範囲に設定することによって低閾値で動作し、かつ高出
力時においても安定に横基本モードで動作するモード制
御性に優れたレーザ素子を得ることができる。
【００１２】
【実施例】（実施例１）図１は、本発明の半導体レーザ
素子の実施例を示す構成図である。本実施例では、ｎ−
ＧａＡｓ（１００）基板上に［０−１１］方向に順メサ
ストライプを設けて屈折率導波構造を作製した。本実施
例の作製工程を次に示す。まず、ＭＯＣＶＤ結晶成長装
置を用いて多層構造を作製した。基板１上にｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層２（膜厚０.５μｍ）、ｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層３（膜厚１.８μｍ）、ＧａＩｎＰ／Ａｌ
ＧａＩｎＰ多重量子井戸構造４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第
１クラッド層５（膜厚０.２μｍ）、ｐ−ＧａＩｎＰエ
ッチング停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層
７（膜厚１.３μｍ）、ｐ−ＧａＩｎＰバッファ層８お
よびｎ−ＧａＡｓギャップ層を順次積層した。次に、Ｔ
ＣＶＤ装置によりＳｉＯ2膜を形成した後、ホト工程を
へてＳｉＯ2膜をストライプ上に加工した。ストライプ
上ＳｉＯ2膜をマスクとして用いてＧａＡｓキャップ
層、ＧａＩｎＰバッファ層８およびＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層７を化学エッチングにより除去し、順メサストラ
イプを形成した。２回の埋込成長によりｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層９およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を
形成した後、ｐ、ｎ両面に電極を形成した。最後にチッ
プ劈開し、特性を評価した。
素子の実施例を示す構成図である。本実施例では、ｎ−
ＧａＡｓ（１００）基板上に［０−１１］方向に順メサ
ストライプを設けて屈折率導波構造を作製した。本実施
例の作製工程を次に示す。まず、ＭＯＣＶＤ結晶成長装
置を用いて多層構造を作製した。基板１上にｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層２（膜厚０.５μｍ）、ｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層３（膜厚１.８μｍ）、ＧａＩｎＰ／Ａｌ
ＧａＩｎＰ多重量子井戸構造４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第
１クラッド層５（膜厚０.２μｍ）、ｐ−ＧａＩｎＰエ
ッチング停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層
７（膜厚１.３μｍ）、ｐ−ＧａＩｎＰバッファ層８お
よびｎ−ＧａＡｓギャップ層を順次積層した。次に、Ｔ
ＣＶＤ装置によりＳｉＯ2膜を形成した後、ホト工程を
へてＳｉＯ2膜をストライプ上に加工した。ストライプ
上ＳｉＯ2膜をマスクとして用いてＧａＡｓキャップ
層、ＧａＩｎＰバッファ層８およびＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層７を化学エッチングにより除去し、順メサストラ
イプを形成した。２回の埋込成長によりｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層９およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を
形成した後、ｐ、ｎ両面に電極を形成した。最後にチッ
プ劈開し、特性を評価した。
【００１３】井戸層および障壁層の膜厚は共に５ｎｍと
し、Ｇａ1-yＩｎyＰ井戸層のＩｎ組成を０.６４として
井戸層には１.６％の圧縮歪を導入した。作製したレー
ザ素子の発振波長は６８５ｎｍであり、特性温度は１２
０〜１３０Ｋであった。レーザ素子の前後面に１０％−
９０％非対称コーティングを施して光出力の温度依存性
を調べた結果、１００℃においても光出力の飽和は発生
せず１００ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
し、Ｇａ1-yＩｎyＰ井戸層のＩｎ組成を０.６４として
井戸層には１.６％の圧縮歪を導入した。作製したレー
ザ素子の発振波長は６８５ｎｍであり、特性温度は１２
０〜１３０Ｋであった。レーザ素子の前後面に１０％−
９０％非対称コーティングを施して光出力の温度依存性
を調べた結果、１００℃においても光出力の飽和は発生
せず１００ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
【００１４】（実施例２）図２は、本発明における第２
の実施例を示す半導体レーザ素子の構成図である。本実
施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板上に逆メサストライプを設
けた屈折率導波構造を構成した。ストライプ幅は４.５
μｍを中心に分布している。量子井戸構造は、井戸層膜
厚４ｎｍ、障壁層膜厚１０ｎｍとして井戸層に１.８％
の圧縮歪を導入した。素子の作製は第１の実施例と同様
に行った。
の実施例を示す半導体レーザ素子の構成図である。本実
施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板上に逆メサストライプを設
けた屈折率導波構造を構成した。ストライプ幅は４.５
μｍを中心に分布している。量子井戸構造は、井戸層膜
厚４ｎｍ、障壁層膜厚１０ｎｍとして井戸層に１.８％
の圧縮歪を導入した。素子の作製は第１の実施例と同様
に行った。
【００１５】逆メサ構造を用いて素子抵抗の低減を図る
と共に、井戸層膜厚を小さくして導入する歪量を増した
ことにより特性温度を１２５Ｋ〜１３５Ｋに向上させる
ことができた。２５℃における閾値電流は、共振器長６
００μｍの素子において２５ｍＡ〜３５ｍＡであり、低
閾値で安定に動作する素子が得られた。非対称コーティ
ングを施した素子では、第１の実施例における素子と同
様に１００℃において１００ｍＷ以上の光出力が得られ
た。キンクによる光出力電流特性の折れ曲がりは観測さ
れず、安定に横基本モードで動作する素子が得られた。
と共に、井戸層膜厚を小さくして導入する歪量を増した
ことにより特性温度を１２５Ｋ〜１３５Ｋに向上させる
ことができた。２５℃における閾値電流は、共振器長６
００μｍの素子において２５ｍＡ〜３５ｍＡであり、低
閾値で安定に動作する素子が得られた。非対称コーティ
ングを施した素子では、第１の実施例における素子と同
様に１００℃において１００ｍＷ以上の光出力が得られ
た。キンクによる光出力電流特性の折れ曲がりは観測さ
れず、安定に横基本モードで動作する素子が得られた。
【００１６】
【発明の効果】量子井戸層に特定量の歪を導入すること
によって活性層からｐ−クラッド層へのキャリアオーバ
フローを抑制すると共に、ストライプ幅を規定すること
によって閾値電流を十分に低減することができた。キャ
リアオーバフローに起因する閾値電流の増大を十分抑制
できたことにより、量子サイズ効果を引き出して発光効
率が高く高温動作特性に優れた素子を得ることができ
た。従来の素子では、活性領域の全膜厚を３０ｎｍ以下
とした素子では５０℃以上の高温において光出力の飽和
が発生して良好な高温高出力特性が得られなかった。そ
れに対し、本発明における構造を用いることによって１
００℃の高温においても光出力の飽和を生じることなく
光出力１００ｍＷ以上を得ることができた。また、スト
ライプ幅を特定したことにより、１００ｍＷの光出力に
おいてもキンクによる光出力電流特性の非線形性は見ら
れなかった。
によって活性層からｐ−クラッド層へのキャリアオーバ
フローを抑制すると共に、ストライプ幅を規定すること
によって閾値電流を十分に低減することができた。キャ
リアオーバフローに起因する閾値電流の増大を十分抑制
できたことにより、量子サイズ効果を引き出して発光効
率が高く高温動作特性に優れた素子を得ることができ
た。従来の素子では、活性領域の全膜厚を３０ｎｍ以下
とした素子では５０℃以上の高温において光出力の飽和
が発生して良好な高温高出力特性が得られなかった。そ
れに対し、本発明における構造を用いることによって１
００℃の高温においても光出力の飽和を生じることなく
光出力１００ｍＷ以上を得ることができた。また、スト
ライプ幅を特定したことにより、１００ｍＷの光出力に
おいてもキンクによる光出力電流特性の非線形性は見ら
れなかった。
【図１】第１の実施例を示す半導体レーザ素子の構成
図。
図。
【図２】第２の実施例を示す半導体レーザ素子の構成
図。
図。
【図３】特性温度と発振波長の関係。
【図４】波長シフト量と歪量の関係。
【図５】閾値電流とストライプ幅の関係。
【図６】端面破壊レベルおよびキンクレベルとストライ
プ幅の関係。
プ幅の関係。
１．…ｎ型ＧａＡｓ基板、２．…ｎ型ＧａＡｓバッファ
層、３．…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、４．…Ｇａ
ＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸構造、５．…ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、６．…ｐ型ＧａＩｎＰエッチス
トップ層、７．…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、８．
…ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層、９．…ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層、１０．…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１
１．…ｐ−電極、１２．…ｎ−電極。
層、３．…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、４．…Ｇａ
ＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸構造、５．…ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、６．…ｐ型ＧａＩｎＰエッチス
トップ層、７．…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、８．
…ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層、９．…ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層、１０．…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１
１．…ｐ−電極、１２．…ｎ−電極。
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板上に設けたＧａＩｎＰ単一量子
井戸構造もしくはＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子
井戸構造からなる活性領域をＡｌＧａＩｎＰクラッド層
によりはさみ込んだダブルヘテロ構造を有するレーザ素
子において、ＧａＩｎＰ井戸層のＩｎ組成を半導体基板
と格子不整となる組成として井戸層に圧縮歪を導入し、
井戸層に加わる歪を井戸層の膜厚に応じて特定量導入し
て発振波長を所望の値に設定したことを特徴とする半導
体レーザ素子。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体レーザ素子におい
て、ＧａＩｎＰ井戸層の膜厚を３ｎｍ〜２０ｎｍ、Ａｌ
ＧａＩｎＰ障壁層の膜厚を５ｎｍ〜２０ｎｍ、望ましく
は８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲に設定したことを特徴とする
半導体レーザ素子。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の半導体レーザ素子に
おいて、半導体基板にはＧａＡｓ基板と格子不整となる
組成として１％〜３％、望ましくは１.２％〜２.０％の
範囲の圧縮歪を井戸層に導入したことを特徴とする半導
体レーザ素子。 - 【請求項４】請求項３記載の歪量子井戸構造において、
井戸層に導入する歪量を井戸層の膜厚に応じて設定する
ことにより量子井戸構造のフォトルミネッセンス波長を
６８０ｎｍ〜６９０ｎｍの範囲で所望の値に設定したこ
とを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項５】請求項１記載の半導体レーザ素子におい
て、レーザ光を閉じ込めて横単一モード動作をさせると
共に無効電流を低減する電流ブロック層を備えた屈折率
導波構造を有し、横モードを制御するリッジストライプ
の幅を特定の範囲に設定したことを特徴とする半導体レ
ーザ素子。 - 【請求項６】請求項１又は５記載の半導体レーザ素子に
おいて、（１００）ＧａＡｓ基板上に［０−１１］方向
にストライプを設けた順メサ構造では、ストライプ下部
の幅を４.５〜６.０μｍ、［０−１−１］方向にストラ
イプを設けた逆メサ構造では４.０〜５.５μｍの範囲に
設定したこと特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22561992A JPH0677589A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22561992A JPH0677589A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677589A true JPH0677589A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16832159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22561992A Pending JPH0677589A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677589A (ja) |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP22561992A patent/JPH0677589A/ja active Pending
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