JPH07106703A - Semiconductor laser and its producing method - Google Patents

Semiconductor laser and its producing method

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JPH07106703A
JPH07106703A JP25156693A JP25156693A JPH07106703A JP H07106703 A JPH07106703 A JP H07106703A JP 25156693 A JP25156693 A JP 25156693A JP 25156693 A JP25156693 A JP 25156693A JP H07106703 A JPH07106703 A JP H07106703A
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JP
Japan
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stripe
semiconductor laser
layer
resonator
width
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Application number
JP25156693A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Kidoguchi
勲 木戸口
Satoshi Kamiyama
智 上山
Hideto Adachi
秀人 足立
Seiji Onaka
清司 大仲
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a longitudinal multimode in a wide-stripe range and reduce the noise by a method wherein the stripe width is large enough to cause a single transverse mode oscillation near, at least, one end face of a resonator but wider at other area than this end face. CONSTITUTION:A multilayer structure has a semiconductor substrate 1, an active layer 4 formed thereon, a pair of clad layers 3 and 5 sandwiching the layer 4, and current constricting layer 7 for injecting a current into a stripe-like region of the layer 4. At least one of the clad layers 3 and 5 has a stripe-like ridge extending in the direction of a resonator of a semiconductor layer, and its stripe width is large enough to cause a single transverse mode oscillation near, at least, one end face of the oscillator and wider at other area than the resonator.

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、雑音特性の良好な半導
体レーザおよびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser having good noise characteristics and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】可視光領域でレーザ発振を生じて発光す
る半導体レーザは、レーザ・ビーム・プリンターや光デ
ィスク等の光情報処理用光源などの用途があり、最近そ
の重要性を増している。中でも、(AlxGa1-x0.5
In0.5P系の材料は、良質の基板であるGaAsに格
子整合し、組成xを変化させることで波長0.69μm
から0.56μmの範囲でレーザ発振を得ることができ
るため注目されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor lasers that emit laser light in the visible light range to emit light have applications such as light sources for optical information processing such as laser beam printers and optical disks, and their importance has recently been increasing. Above all, (Al x Ga 1-x ) 0.5
The In 0.5 P-based material has a wavelength of 0.69 μm by lattice matching with GaAs, which is a good substrate, and changing the composition x.
To 0.56 μm, it is possible to obtain laser oscillation, and therefore, it is drawing attention.

【0003】以下、図18を参照して従来のダブルヘテ
ロ構造の横モード制御型の赤色領域に発振波長を有する
半導体レーザについて説明する。この半導体レーザは、
n−GaAs基板1上にn−GaAsバッファ層2、n
−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層3、Ga
0.5In0.5P活性層4、p− (Al0.6Ga0.40. 5
0.5Pクラッド層5、p−Ga0.5In0.5P層6、n
−GaAs電流狭窄層7、p−GaAsキャップ層8を
備えている。そのキャップ層8上にはp側電極9が、基
板1の裏面にはn側電極10が形成されている。
A conventional semiconductor laser having a double hetero structure and a lateral mode control type having an oscillation wavelength in the red region will be described below with reference to FIG. This semiconductor laser is
n-GaAs buffer layer 2, n on n-GaAs substrate 1
-(Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 3, Ga
0.5 an In 0.5 P active layer 4, p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0. 5 I
n 0.5 P clad layer 5, p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6, n
A -GaAs current confinement layer 7 and a p-GaAs cap layer 8 are provided. A p-side electrode 9 is formed on the cap layer 8 and an n-side electrode 10 is formed on the back surface of the substrate 1.

【0004】この半導体レーザでは、有機金属気相成長
法(MOVPE法)などの結晶成長技術が用いられる。
これらの結晶成長技術を用いて、n−GaAs基板1上
にn−GaAsバッファ層2、n−(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5Pクラッド層3、Ga0.5In0.5P活性層
4、p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5
およびp−Ga0.5In0.5P層6を順次堆積する。次に
ホトリソグラフィー技術とエッチング技術により、p−
Ga0.5In0.5P層6とp−(Al0.6Ga0.4 0.5
0.5Pクラッド層5の一部とを台形状にエッチングし
てストライプ状リッジをクラッド層5に形成する。その
後MOVPE法などを用いてn−GaAs電流狭窄層7
をストライプの外部に選択的に堆積し、さらにp−Ga
Asキャップ層8を堆積する。
In this semiconductor laser, metalorganic vapor phase epitaxy
A crystal growth technique such as the MOVPE method is used.
Using these crystal growth techniques, on the n-GaAs substrate 1
N-GaAs buffer layer 2, n- (Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5P clad layer 3, Ga0.5In0.5P active layer
4, p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P clad layer 5
And p-Ga0.5In0.5The P layer 6 is sequentially deposited. next
P- by photolithography technology and etching technology
Ga0.5In0.5P layer 6 and p- (Al0.6Ga0.4) 0.5I
n0.5A part of the P clad layer 5 is etched into a trapezoidal shape.
Forming a striped ridge on the cladding layer 5. That
The n-GaAs current confinement layer 7 is formed by using the post MOVPE method or the like.
Selectively deposited on the outside of the stripe, and p-Ga
The As cap layer 8 is deposited.

【0005】このような半導体レーザの構造では、n−
GaAs電流狭窄層7により電流の狭窄を行うことがで
き、またp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド
層5を台形上にエッチングする際に、ストライプ状リッ
ジの外部のクラッド層5の厚さ及びストライプ状リッジ
の幅を最適化することにより、単一横モードの条件を満
足する実効屈折率差を台形状のストライプの内外でつけ
ることができ、活性層4のうち、クラッド層5のストラ
イプ状リッジ下部に光を効果的に閉じこめることができ
る。ストライプの幅は典型的には約5μmである。
In the structure of such a semiconductor laser, n-
The GaAs current confinement layer 7 can confine the current, and when the p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 5 is trapezoidally etched, the cladding layer 5 outside the striped ridge is formed. By optimizing the thickness and the width of the stripe-shaped ridge, an effective refractive index difference satisfying the condition of the single transverse mode can be provided inside and outside the trapezoidal stripe, and the clad layer 5 of the active layer 4 can be formed. Light can be effectively trapped under the striped ridge. The stripe width is typically about 5 μm.

【0006】ところが、上記の構造では、縦モードが単
一モード化する傾向がある。このため、光ディスク等に
用いた場合、雑音の原因となる。雑音には、戻り光誘起
雑音、モードホッピング雑音等がある。
However, in the above structure, the longitudinal mode tends to be a single mode. Therefore, when used in an optical disc or the like, it causes noise. The noise includes return light induced noise, mode hopping noise, and the like.

【0007】戻り光誘起雑音は半導体レーザから出射さ
れたレーザ光が、レンズ、光ディスク等によって反射
し、半導体レーザの共振器内に戻るために発生する雑音
である。単一縦モードの半導体レーザでは可干渉性が強
く、レンズ、光ディスク面等の反射面位置や反射された
光の強度によって光出力の変動、スペクトルの変動(モ
ードホッピング)が生じ、雑音となる。
Return light induced noise is noise generated when laser light emitted from a semiconductor laser is reflected by a lens, an optical disk or the like and returns to the inside of the resonator of the semiconductor laser. A single longitudinal mode semiconductor laser has strong coherence, and changes in optical output and spectrum (mode hopping) occur depending on the position of a reflecting surface such as a lens or an optical disk surface or the intensity of reflected light, resulting in noise.

【0008】モードホッピング雑音は特に、半導体レー
ザの環境温度が変化する時に発生する。温度の変化に伴
い、縦モードが次のモードに飛び移る時、すなわちモー
ドホッピングする時に縦モード間で交互にランダムな発
振を繰り返すことや、縦モード間で光出力レベルが異な
り光出力が変動することの両方から雑音が生じる。
Mode-hopping noise occurs especially when the ambient temperature of the semiconductor laser changes. As the temperature changes, when the vertical mode jumps to the next mode, that is, when mode hopping, random oscillation is repeated alternately between the vertical modes, and the optical output level varies between the vertical modes and the optical output fluctuates. Both things result in noise.

【0009】これらの雑音は、半導体レーザを光ディス
クに応用した場合、音質や画質を損なうために実用上、
問題となる。
When these semiconductor lasers are applied to optical discs, these noises impair sound quality and image quality, so
It becomes a problem.

【0010】そこで、雑音特性を改善するための構造が
提案されている(特開昭62−39084号公報)。こ
の半導体レーザは図19に示すように、n−GaAs基
板201、内部電流狭窄層203、バッファー層20
4、n−クラッド層205、活性層206、p−クラッ
ド層207、p−GaAs層208、p電極209、n
電極210から成る。この半導体レーザを構成する材料
は、AlGaAsである。共振器端面付近のB領域では
図19(c)のような屈曲した導波構造となっている。
これに対し、中央付近のA領域ではストライプ幅の広い
構造となっている。電流は内部電流狭窄層203によっ
て活性層206の所望の領域に注入されるようになって
いる。共振器長は約300μm、B領域の長さは約30
μm、幅は約2.5μm、A領域の長さは約240μ
m、幅は約8μmとなっている。
Therefore, a structure for improving the noise characteristic has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 62-39084). As shown in FIG. 19, this semiconductor laser has an n-GaAs substrate 201, an internal current confinement layer 203, and a buffer layer 20.
4, n-clad layer 205, active layer 206, p-clad layer 207, p-GaAs layer 208, p electrode 209, n
It consists of electrodes 210. The material forming this semiconductor laser is AlGaAs. In the region B near the end face of the resonator, the waveguide structure is bent as shown in FIG.
On the other hand, the region A near the center has a wide stripe width. The current is injected into a desired region of the active layer 206 by the internal current confinement layer 203. Resonator length is about 300 μm, B region length is about 30
μm, width is about 2.5 μm, length of area A is about 240 μm
m, the width is about 8 μm.

【0011】中央のA領域では縦モードが多モード化
し、そのことによって雑音特性を向上させる試みであ
る。
This is an attempt to improve the noise characteristics by making the longitudinal mode multimode in the central area A.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図19に示
す従来例の構造のように、n−GaAs基板201側に
内部電流狭窄層を設けた場合、電子の移動度が大きいこ
とにより電流が各層に水平方向に広がりすぎ、電流を所
望の活性層領域に注入することが困難となる。そのため
に、横モードが不安定になったり、半導体レーザの駆動
電流が上昇したりといった問題が生じる。
However, in the case where the internal current confinement layer is provided on the n-GaAs substrate 201 side as in the structure of the conventional example shown in FIG. Overlying in the horizontal direction, it becomes difficult to inject a current into a desired active layer region. Therefore, there arise problems that the transverse mode becomes unstable and the driving current of the semiconductor laser increases.

【0013】これに対し、仮に電流狭窄層203をp−
クラッド層207側に設けたとする。この場合、p−ク
ラッド層207と、その上に電極を設けるためにp−ク
ラッド層207の上に設けたp−GaAs層208の間
の、正孔に対するヘテロ障壁が大きいために、A領域に
おいてp電極209から注入された正孔が広がりすぎ、
半導体レーザの駆動電流が上昇したり、環境温度の変動
に伴い注入された正孔の広がり方が変動したりするとい
った問題が生じる。特に、AlGaInP系の材料に図
19に示すような構造を用いた場合、価電子帯のヘテロ
障壁がAlGaAs系よりもさらに大きいために、その
影響が大きくなる。例えば、670nm帯に発振波長を
持つ赤色半導体レーザでは、注入された正孔が各層に水
平方向に50μm近くも広がってしまい、駆動電流を上
昇させ、実用的ではない。
On the other hand, if the current confinement layer 203 is p-
It is assumed that it is provided on the clad layer 207 side. In this case, since the hetero barrier against holes between the p-clad layer 207 and the p-GaAs layer 208 provided on the p-clad layer 207 for providing the electrode thereon is large, in the A region. The holes injected from the p-electrode 209 spread too much,
There are problems that the driving current of the semiconductor laser rises and that the spread of the injected holes changes with the change of the environmental temperature. In particular, when the structure as shown in FIG. 19 is used for the AlGaInP-based material, the influence thereof becomes large because the hetero barrier in the valence band is larger than that of the AlGaAs-based material. For example, in a red semiconductor laser having an oscillation wavelength in the 670 nm band, injected holes spread horizontally in each layer by as much as 50 μm, which increases the drive current and is not practical.

【0014】さらに、ストライプ幅の広いA領域が長す
ぎると、雑音特性が悪化する傾向が見られた。特に、こ
の領域の長さlと共振器長Lの比が0.3を越えると、
相対雑音強度(RIN)は−130dB/Hz以上とな
り、実用に耐えない。
Furthermore, when the area A having a wide stripe width is too long, the noise characteristics tend to deteriorate. In particular, if the ratio of the length l of this region to the resonator length L exceeds 0.3,
The relative noise intensity (RIN) is -130 dB / Hz or more, which is not practical.

【0015】また、AlGaInP系を材料に用いた半
導体レーザでは、屈曲した基板の上に活性層を設けるこ
とは結晶成長が困難で、良質の結晶を得にくいという問
題もある。
Further, in a semiconductor laser using AlGaInP as a material, providing an active layer on a bent substrate makes it difficult to grow crystals, and it is difficult to obtain high quality crystals.

【0016】この発明の目的は、このような課題を解決
し、雑音の低い半導体レーザおよびその製造方法を提供
することである。
An object of the present invention is to solve such problems and to provide a semiconductor laser with low noise and a method for manufacturing the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、半導体基板、及び該半導体基板上に形成された積層
構造であって、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッ
ド層と、該活性層のストライプ状所定領域に電流を注入
するための電流狭窄層とを有する積層構造、を備えた半
導体レーザであって、前記一対のクラッド層のうち少な
くとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延
びるストライプ状リッジを有しており、該ストライプの
幅が、少なくとも一方の共振器端面近傍で、単一横モー
ド発振が得られる幅であり、前記共振器近傍以外のスト
ライプの幅が共振器近傍のストライプの幅よりも広くな
っており、そのことにより、上記目的が達成される。
A semiconductor laser of the present invention has a semiconductor substrate and a laminated structure formed on the semiconductor substrate, wherein an active layer, a pair of clad layers sandwiching the active layer, and A laminated structure having a current confinement layer for injecting a current into a stripe-shaped predetermined region of an active layer, wherein at least one of the pair of cladding layers has a cavity direction of the semiconductor laser. Has a stripe-shaped ridge extending along the width of the stripe, and the width of the stripe is such that a single transverse mode oscillation can be obtained in the vicinity of at least one resonator end face. The width is wider than the width of the stripe near the resonator, which achieves the above object.

【0018】ある実施例では、前記共振器近傍のストラ
イプの幅が、1μmから7μmであり、前記共振器近傍
以外のストライプの幅が、7μm以上であり、7μm以
上の領域の長さlと共振器長Lの比l/Lが0.3以下
であり、キャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ
同一となっている。
In one embodiment, the width of the stripe in the vicinity of the resonator is 1 μm to 7 μm, the width of the stripe other than in the vicinity of the resonator is 7 μm or more, and resonance occurs with the length l of the region of 7 μm or more. The ratio 1 / L of the vessel length L is 0.3 or less, and the carrier injection width is almost the same as the stripe width.

【0019】ある実施例では、共振器近傍のストライプ
状リッジと、共振器近傍以外のストライプ状リッジの間
に、ストライプ幅が直線的若しくは曲線的に変化する構
造となっている。
In one embodiment, the stripe width between the stripe-shaped ridge near the resonator and the stripe-shaped ridge other than the resonator is changed linearly or curvedly.

【0020】本発明の半導体レーザは、半導体基板、及
び該半導体基板上に形成された積層構造であって、活性
層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層の
ストライプ状所定領域に電流を注入するための電流狭窄
層とを有する積層構造、を備えた半導体レーザであっ
て、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該
半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端面近傍
の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ
状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面近傍以
外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライ
プ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きくなってお
り、そのことにより上記目的が達成される。
The semiconductor laser of the present invention comprises a semiconductor substrate and a laminated structure formed on the semiconductor substrate, wherein an active layer, a pair of clad layers sandwiching the active layer, and a stripe-shaped predetermined layer of the active layer. A laminated structure having a current confinement layer for injecting a current into a region, wherein at least one of the pair of clad layers has a stripe shape extending along a cavity direction of the semiconductor laser. The striped ridge having a ridge, and the difference between the effective refractive index of the striped ridge portion near at least one resonator end face and the effective refractive index outside the striped ridge is other than near the resonator end face. It is larger than the difference between the effective refractive index of the portion and the effective refractive index outside the striped ridge, thereby achieving the above object.

【0021】ある実施例では、少なくとも一方の共振器
端面近傍の、上記ストライプ状リッジ外部の実効屈折率
が、該共振器端面近傍以外の、上記ストライプ状リッジ
外部の実効屈折率よりも小さくなっている。
In one embodiment, the effective refractive index outside the striped ridge in the vicinity of at least one resonator end face is smaller than the effective refractive index outside the striped ridge other than in the vicinity of the resonator end face. There is.

【0022】ある実施例では、前記一対のクラッド層の
うち少なくとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に
沿って延びる凸型のストライプ状リッジを有しており、
ストライプ外部の該クラッド層上には電流狭窄層を有し
ており、該電流狭窄層下の該クラッド層の厚さが、少な
くとも一方の共振器端面近傍で薄くなっている。
In one embodiment, at least one of the pair of cladding layers has a convex striped ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser.
A current confinement layer is provided on the clad layer outside the stripe, and the thickness of the clad layer below the current confinement layer is thin near at least one resonator end face.

【0023】ある実施例では、共振器端面近傍以外の、
ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ状リッ
ジ外部の実効屈折率の差の小さな領域の長さをl、共振
器長をLとする時、l/Lが0.3以下となっている。
In one embodiment, other than near the cavity facets,
When the length of the region having a small difference between the effective refractive index of the striped ridge portion and the effective refractive index outside the striped ridge is 1, and the resonator length is L, l / L is 0.3 or less.

【0024】ある実施例では、前記一対のクラッド層の
うち少なくとも一方が、該半導体レーザ装置の共振器方
向に沿って延びるストライプ状リッジを有しており、該
ストライプの幅が共振器全域で同一となっている。
In one embodiment, at least one of the pair of clad layers has a stripe ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser device, and the width of the stripe is the same throughout the cavity. Has become.

【0025】本発明の半導体レーザの製造方法では、半
導体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体
レーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第1
クラッド層を形成する工程と、該第1クラッド層上に活
性層を形成する工程と、該活性層上に第2クラッド層と
なる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択的にエッ
チングするための第1の絶縁膜を堆積する工程と、該絶
縁膜をマスクとして上記第2クラッド層の一部をエッチ
ングすることにより、該半導体レーザ装置の共振器方向
に延びるストライプ状リッジを形成する工程と、第2の
絶縁膜を堆積する工程と、上記第1の絶縁膜および上記
第2の絶縁膜をマスクとして上記第2クラッド層の一部
をエッチングする工程と、上記第2の絶縁膜を除去し、
上記第2クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外
の部分の上に、該活性層にストライプ状所定領域に電流
を注入するための電流狭窄層を形成する工程と、第1の
絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そのことによ
り上記目的を達成される。
The method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor laser including a step of forming a laminated structure on a semiconductor substrate, and the step further comprises the first step.
A step of forming a clad layer, a step of forming an active layer on the first clad layer, a step of forming a film to be a second clad layer on the active layer, and selectively forming the film on the film. A step of depositing a first insulating film for etching, and a part of the second cladding layer is etched using the insulating film as a mask to form a striped ridge extending in the cavity direction of the semiconductor laser device. A step of forming, a step of depositing a second insulating film, a step of etching a part of the second clad layer using the first insulating film and the second insulating film as a mask, and a second step Remove the insulating film,
Forming a current confinement layer for injecting a current in a stripe-shaped predetermined region in the active layer on a portion of the second cladding layer other than the stripe-shaped ridge portion; and removing the first insulating film. The above-mentioned object is achieved thereby.

【0026】[0026]

【作用】本発明の半導体レーザは、活性層を挟む一対の
クラッド層のうち少なくとも一方が、該半導体レーザの
共振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有して
おり、該ストライプの幅が、少なくとも一方の共振器端
面近傍で、単一横モード発振が得られる幅であり、上記
ストライプの幅が、前記共振器端面近傍以外で共振器近
傍よりも広くなっている。このため、ストライプ幅の広
い領域では、縦モードが多モード化し、その結果雑音を
低くすることができる。
In the semiconductor laser of the present invention, at least one of the pair of clad layers sandwiching the active layer has a stripe-shaped ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser, and the width of the stripe is The width is such that single transverse mode oscillation can be obtained in the vicinity of at least one of the resonator end faces, and the width of the stripe is wider than in the vicinity of the resonator except in the vicinity of the resonator end face. For this reason, in the region where the stripe width is wide, the longitudinal mode is multimode, and as a result, noise can be reduced.

【0027】本発明の半導体レーザの電流狭窄層は、電
流狭窄層が存在しない領域に対応する活性層の所定領域
にのみ、キャリアが注入される。キャリアの注入幅が前
記ストライプの幅とほぼ同一である。すなわち、共振器
端面近傍で狭く、共振器端面近傍以外で太くなってい
る。キャリアはストライプの幅に合わせて注入されるた
め、環境温度の変化等によってキャリアの注入に不均一
さを生じることなく、安定な特性が得られる。
In the current confinement layer of the semiconductor laser of the present invention, carriers are injected only into a predetermined region of the active layer corresponding to the region where the current confinement layer does not exist. The carrier injection width is substantially the same as the stripe width. That is, it is narrow in the vicinity of the end face of the resonator and thick in areas other than the end face of the resonator. Since carriers are injected according to the width of the stripe, stable characteristics can be obtained without causing non-uniformity in carrier injection due to changes in environmental temperature and the like.

【0028】また、前記共振器端面近傍のストライプの
幅が、1μmから7μmであり、前記共振器端面近傍以
外のストライプの幅が、7μm以上であり、キャリアの
注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同一である。共振器
端面近傍ではストライプの幅が1μmから7μmである
ため、基本横モードでのレーザ発振が可能となる。7μ
m以上の領域の長さlと1μmから7μmの領域の長さ
Lの比l/Lが0.3以下であるため、相対雑音強度を
上昇させることがない。
The stripe width in the vicinity of the cavity end face is 1 μm to 7 μm, the width of the stripe other than in the vicinity of the cavity end face is 7 μm or more, and the carrier injection width is almost the same as the stripe width. It is the same. Since the stripe width is 1 μm to 7 μm near the end face of the resonator, laser oscillation in the fundamental transverse mode is possible. 7μ
Since the ratio 1 / L of the length 1 of the region of m or more to the length L of the region of 1 μm to 7 μm is 0.3 or less, the relative noise intensity is not increased.

【0029】共振器端面近傍のストライプ状リッジと、
共振器端面近傍以外のストライプ状リッジの間に、スト
ライプ幅が直線的若しくは曲線的に変化する構造となっ
ている。このため、該半導体レーザを作製する際に、ス
トライプの幅の狭い共振器端面近傍と広い共振器端面近
傍以外との間で結晶欠陥を発生することなく、信頼性の
高い半導体レーザを得ることができる。
A striped ridge near the end face of the resonator;
A structure in which the stripe width changes linearly or curvedly between the striped ridges other than in the vicinity of the end face of the resonator. Therefore, when manufacturing the semiconductor laser, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor laser without generating crystal defects between the vicinity of the resonator end face having a narrow stripe width and the vicinity other than the vicinity of the wide resonator end face. it can.

【0030】本発明の半導体レーザは、半導体基板、及
び該半導体基板上に形成された積層構造であって、活性
層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層の
ストライプ状所定領域に電流を注入するための電流阻止
層とを有する積層構造、を備えた半導体レーザであっ
て、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該
半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端面近傍
の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ
状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面近傍以
外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライ
プ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きくなってお
り、そのことにより上記目的が達成される。すなわち、
実効屈折率差が小さい領域では光の閉じ込めが小さく、
高次の横モードも発振しやすくなり、縦モードが多モー
ド化し、その結果、該半導体レーザの雑音を低くするこ
とができる。
The semiconductor laser of the present invention has a semiconductor substrate, and a laminated structure formed on the semiconductor substrate. The active layer, a pair of clad layers sandwiching the active layer, and the stripe-shaped predetermined active layer. A laminated structure having a current blocking layer for injecting a current into a region, wherein at least one of the pair of clad layers has a stripe shape extending along a cavity direction of the semiconductor laser. The striped ridge having a ridge, and the difference between the effective refractive index of the striped ridge portion near at least one resonator end face and the effective refractive index outside the striped ridge is other than near the resonator end face. It is larger than the difference between the effective refractive index of the portion and the effective refractive index outside the striped ridge, thereby achieving the above object. That is,
Light confinement is small in the region where the effective refractive index difference is small,
Higher-order transverse modes are also likely to oscillate, and the longitudinal modes are multimode, resulting in low noise of the semiconductor laser.

【0031】本発明の半導体レーザの製造方法では、半
導体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体
レーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第1
クラッド層を形成する工程と、該第1クラッド層上に活
性層を形成する工程と、該活性層上に第2クラッド層と
なる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択的にエッ
チングするための第1の絶縁膜を堆積する工程と、該絶
縁膜をマスクとして上記第2クラッド層の一部をエッチ
ングすることにより、該半導体レーザ装置の共振器方向
に延びるストライプ状リッジを形成する工程と、第2の
絶縁膜を堆積する工程と、上記第1の絶縁膜および上記
第2の絶縁膜をマスクとして上記第2クラッド層の一部
をエッチングする工程と、上記第2の絶縁膜を除去し、
上記第2クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外
の部分の上に、該活性層にストライプ状所定領域に電流
を注入するための電流狭窄層を形成する工程と、第1の
絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そのことによ
り雑音特性の良好な半導体レーザを歩留まりよく作製す
ることができる。
The method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor laser including a step of forming a laminated structure on a semiconductor substrate, the step further comprising the first step.
A step of forming a clad layer, a step of forming an active layer on the first clad layer, a step of forming a film to be a second clad layer on the active layer, and selectively forming the film on the film. A step of depositing a first insulating film for etching, and a part of the second cladding layer is etched using the insulating film as a mask to form a striped ridge extending in the cavity direction of the semiconductor laser device. A step of forming, a step of depositing a second insulating film, a step of etching a part of the second clad layer using the first insulating film and the second insulating film as a mask, and a second step Remove the insulating film,
Forming a current confinement layer for injecting a current in a stripe-shaped predetermined region in the active layer on a portion of the second cladding layer other than the stripe-shaped ridge portion; and removing the first insulating film. The process including the steps described above is included, which makes it possible to manufacture a semiconductor laser having excellent noise characteristics with a high yield.

【0032】[0032]

【実施例】(実施例1)以下、この発明の実施例を図面
を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0033】図1にこの発明の一実施例の横モード制御
型の赤色半導体レーザの断面図を示す。
FIG. 1 is a sectional view of a lateral mode control type red semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【0034】この半導体レーザは、図1に示すように、
例えばn−GaAs基板1上にn−GaAsバッファ層
2を介してGa0.5In0.5P活性層4(厚さ600Å)
をn−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層3お
よびp−(Al0.6Ga0.4 0.5In0.5Pクラッド層5
で挟むダブルヘテロ構造を有している。p−(Al0. 6
Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5の上部には、p−
Ga0.5In0.5P層6(厚さ0.1μm)を有し、p−
Ga0.5In0.5P層6およびp−(Al0.6Ga0 .4
0.5In0.5Pクラッド層5の一部は、台形状のストライ
プ状リッジに加工されている。クラッド層5においてス
トライプ状リッジの厚さは1μm、ストライプ状リッジ
部分以外の部分の厚さは0.25μmである。
This semiconductor laser, as shown in FIG.
For example, on an n-GaAs substrate 1, an n-GaAs buffer layer
Ga through 20.5In0.5P active layer 4 (thickness 600Å)
N- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P clad layer 3
And p- (Al0.6Ga0.4) 0.5In0.5P clad layer 5
It has a double hetero structure sandwiched between. p- (Al0. 6
Ga0.4)0.5In0.5On top of the P clad layer 5, p-
Ga0.5In0.5P layer 6 (thickness 0.1 μm), p−
Ga0.5In0.5P layer 6 and p- (Al0.6Ga0 .Four)
0.5In0.5Part of the P-clad layer 5 has a trapezoidal strike.
It is processed into a ridged ridge. In the clad layer 5,
The thickness of the tripe ridge is 1 μm, the stripe ridge
The thickness of the portion other than the portion is 0.25 μm.

【0035】ストライプ状リッジの両脇のp−(Al
0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5の上には、n−
GaAs電流狭窄層7が堆積されている。n−GaAs
電流狭窄層7は、活性層4の所望の領域にキャリアを注
入する働きとともに、半導体レーザの横モード制御の働
きも具備する。本発明の電流狭窄層7の禁制帯幅は、活
性層4のそれよりも小さく、キャリアの再結合で発生し
た光の一部は電流狭窄層7によって吸収される。ストラ
イプ状リッジの幅が約5μmでは、1次モード以上の高
次の横モードに対する光の吸収量が大きく、導波損失が
大きくなるために単一横モードでの発振を可能たらしめ
る。
P- (Al on both sides of the striped ridge
0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P On the clad layer 5, n-
A GaAs current confinement layer 7 is deposited. n-GaAs
The current confinement layer 7 has a function of injecting carriers into a desired region of the active layer 4 and a function of controlling a lateral mode of the semiconductor laser. The forbidden band width of the current confinement layer 7 of the present invention is smaller than that of the active layer 4, and part of the light generated by the recombination of carriers is absorbed by the current confinement layer 7. When the width of the striped ridge is about 5 μm, the amount of light absorbed in the higher-order transverse modes higher than the first-order mode is large and the waveguide loss becomes large, so that oscillation in a single transverse mode is possible.

【0036】本発明では電流狭窄層7はp−クラッド層
5側に設けてある。もし仮にn−クラッド層側に設けて
あるとする。この場合、n−クラッド層の多数キャリア
である電子の移動度は大きいために、電流狭窄層を通過
した電子は容易に各層と水平方向に広がってしまい、電
流狭窄としての効果が薄れ、駆動電流の上昇、横モード
の不安定化といった問題が生じる。
In the present invention, the current confinement layer 7 is provided on the p-clad layer 5 side. If it is provided on the n-clad layer side. In this case, since the electrons, which are the majority carriers of the n-cladding layer, have a high mobility, the electrons that have passed through the current confinement layer easily spread in the horizontal direction with each layer, so that the effect as the current confinement is weakened and the driving current is reduced. Rises and destabilizes the transverse mode.

【0037】本発明では電流狭窄層は共振器内の全ての
領域で、凸型のリッジ形状に加工されたpークラッド層
5の薄い部分に設けてある。もし仮に電流狭窄層7が例
えばp−Ga0.5In0.5P層6の上部のようなヘテロ界
面を介した上に設けてあるとする。この場合、p−クラ
ッド層5とp−Ga0.5In0.5P層6の間のヘテロ障壁
が大きいために、p側電極9から注入された正孔が各層
に水平方向に広がりすぎ、半導体レーザの駆動電流が上
昇したり、また、環境温度の変動に伴い注入された正孔
の広がり方が変動したりするといった問題が生じる。注
入された正孔はストライプ状リッジと垂直方向、つまり
各層に水平方向に50μm近くも広がってしまい、駆動
電流を上昇させてしまい実用的ではない。また、この電
流の広がりは温度によっても変動する。
In the present invention, the current confinement layer is provided in the thin portion of the p-clad layer 5 processed into the convex ridge shape in all regions in the resonator. If the current confinement layer 7 is provided above the p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 via a hetero interface, for example. In this case, since the hetero barrier between the p-clad layer 5 and the p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 is large, the holes injected from the p-side electrode 9 spread too much in each layer in the horizontal direction, so that the semiconductor laser There arise problems that the driving current increases and that the spread of the injected holes changes with the change of the environmental temperature. The injected holes spread in the direction perpendicular to the striped ridge, that is, in each layer in the horizontal direction by as much as 50 μm, increasing the drive current, which is not practical. Further, the spread of this current also changes depending on the temperature.

【0038】図2は図1に示す半導体レーザを断面aで
切った時の断面図である。上記ストライプ状リッジの幅
は、共振器端面近傍の領域で約5μm、共振器端面近傍
以外の領域で約16μmとなっている。共振器端面近傍
の幅は、基本横モードと高次の横モードとの利得の差が
十分得られるような幅となっており、半導体レーザの単
一横モード発振を可能としている。ストライプ状リッジ
の外部、すなわち電流狭窄層7の下のp−(Al0.6
0.40.5In0.5Pクラッド層5の厚さは共振器方向
で均一となっている。本実施例ではストライプ状リッジ
の断面形状は台形であるが、この断面形状は長方形であ
ってもよい。
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor laser shown in FIG. 1 taken along the section a. The width of the striped ridge is about 5 μm in the region near the cavity facet and about 16 μm in the region other than the cavity facet. The width in the vicinity of the end face of the cavity is such that a sufficient difference in gain between the fundamental transverse mode and a higher-order transverse mode can be obtained, which enables single transverse mode oscillation of the semiconductor laser. Outside the stripe ridge, that is, under the current confinement layer 7, p- (Al 0.6 G
The thickness of the a 0.4 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 5 is uniform in the cavity direction. In the present embodiment, the striped ridge has a trapezoidal sectional shape, but the sectional shape may be rectangular.

【0039】本発明の半導体レーザは、ストライプ状リ
ッジの幅と電流が注入される幅つまり電流狭窄層7の開
口している幅とをほぼ同一にしてある。もし極端にスト
ライプ状リッジの幅と電流注入領域の幅が異なる場合、
環境温度の変化にともなってキャリアの移動度が異なっ
てくるためキャリアの注入の仕方が変動し、半導体レー
ザの特性、特に温度による駆動電流を不安定なものとし
てしまう。
In the semiconductor laser of the present invention, the width of the striped ridge and the width of the injected current, that is, the width of the opening of the current confinement layer 7 are substantially the same. If the width of the striped ridge and the width of the current injection region are extremely different,
Since the mobility of carriers varies with the change of the environmental temperature, the way of injecting the carriers changes, which makes the characteristics of the semiconductor laser, especially the driving current depending on the temperature unstable.

【0040】図3は図1の半導体レーザの上面図である
が、解かりやすくするためにストライプ状リッジの幅を
波線で示してある。この半導体レーザの共振器長は35
0μm、幅は300μmであり、ストライプ状リッジの
幅の広い領域の長さは60μm、広い領域と狭い領域の
間に幅が徐々に変化する領域が約4μmある。このよう
に 共振器端面近傍のストライプ状リッジと、共振器端
面近傍以外のストライプ状リッジの間に、ストライプ幅
が徐々に変化する領域を作ることによって、該半導体レ
ーザを作製する際に、ストライプの幅の狭い共振器端面
近傍と広い共振器端面近傍以外との間で結晶欠陥を発生
することなく、信頼性の高い半導体レーザを得ることが
できる。
FIG. 3 is a top view of the semiconductor laser shown in FIG. 1. The width of the striped ridge is shown by a wavy line for easy understanding. The cavity length of this semiconductor laser is 35
The width of the stripe-shaped ridge is 60 μm, and there is a region where the width gradually changes between the wide region and the narrow region of about 4 μm. In this way, by forming a region where the stripe width gradually changes between the striped ridge near the cavity facet and the striped ridge other than near the cavity facet, the It is possible to obtain a highly reliable semiconductor laser without generating crystal defects between the vicinity of the narrow cavity end face and the vicinity of the wide cavity end face.

【0041】図4は本発明の半導体レーザについて、光
出力と駆動電流の関係を示している。しきい値電流は3
7mAで、単一横モード発振は16mWのキンクによっ
て制限されている。再生専用の光デイスクでは5mW程
度で使用するために、本発明の半導体レーザは十分な光
出力が得られていると言える。
FIG. 4 shows the relationship between the optical output and the drive current for the semiconductor laser of the present invention. Threshold current is 3
At 7 mA, single transverse mode oscillation is limited by a 16 mW kink. It can be said that the semiconductor laser of the present invention has obtained a sufficient optical output because it is used at about 5 mW in a read-only optical disk.

【0042】ストライプ状リッジの幅の広い領域では縦
モードが多モード化し、その影響でこの半導体レーザを
多モード発振させている。多モード発振しているため
に、この半導体レーザは良好な雑音特性が得られ、温度
25℃、光出力3mW、戻り光量0.1%において、R
INが−133dB/Hzの値を示した。
In the wide area of the striped ridge, the longitudinal mode is multimode, and this effect causes this semiconductor laser to oscillate in multimode. Due to the multi-mode oscillation, this semiconductor laser has good noise characteristics, and at a temperature of 25 ° C., a light output of 3 mW, and a return light amount of 0.1%, R
IN showed a value of -133 dB / Hz.

【0043】図5は半導体レーザの中心付近、すなわち
共振器近傍以外の領域のストライプ幅を変えた時のRI
Nのストライプ幅依存性である。5μmはストライプ幅
の広い領域が存在しない時、つまり共振器方向全体でス
トライプ幅が均一の時である。ストライプ幅を広げると
RINは低下する傾向がある。5μmの時は−120d
B/Hzであるのに対し、約7μm以上では−130d
B/Hz以下の値が得られた。これは、7μmを越える
と基本横モードと高次の横モードとのしきい値利得の差
が小さくなり、そのために縦モードが多モード化するこ
とに起因する。このストライプ幅は7μm以上であれ
ば、全ての半導体レーザで−130dB/Hz以下の値
を示した。
FIG. 5 shows RI when the stripe width is changed near the center of the semiconductor laser, that is, in a region other than the vicinity of the resonator.
It is the stripe width dependency of N. 5 μm is when there is no region with a wide stripe width, that is, when the stripe width is uniform in the entire cavity direction. If the stripe width is increased, RIN tends to decrease. -120d at 5μm
It is B / Hz, but it is -130d at about 7 μm or more.
Values below B / Hz were obtained. This is because when the thickness exceeds 7 μm, the difference in threshold gain between the basic transverse mode and the higher-order transverse mode becomes small, and the longitudinal mode becomes multimode. When the stripe width was 7 μm or more, all semiconductor lasers showed a value of −130 dB / Hz or less.

【0044】図6はRINと、ストライプ幅の広い領域
の長さlとの関係を示したものである。ストライプ幅の
広い領域の幅は16μmである。lが0の時はストライ
プ幅の広い領域が存在しない時、つまり共振器方向全体
でストライプ幅が均一の時である。lが約20μmを越
えるとRINは−130dB/Hz以下まで低下する。
約90μmから上昇し、100μm以上では−120d
B/Hz程度の値を示した。このことから良好な雑音特
性を得るためには、lの長さが20μm以上100μm
以下でなければならないことが解かった。lは共振器長
Lに依存しており、低雑音化のためには、l/Lの値が
0.3以下の必要がある。
FIG. 6 shows the relationship between RIN and the length 1 of the wide stripe region. The width of the wide stripe region is 16 μm. When 1 is 0, there is no region having a wide stripe width, that is, when the stripe width is uniform in the entire resonator direction. When 1 exceeds about 20 μm, RIN drops to −130 dB / Hz or less.
It rises from about 90 μm, and −120 d above 100 μm.
The value was about B / Hz. From this, in order to obtain good noise characteristics, the length of l should be 20 μm or more and 100 μm or more.
I found that it had to be: l depends on the resonator length L, and the value of l / L needs to be 0.3 or less in order to reduce noise.

【0045】以上述べたように、縦モードを多モード化
することにより、相対雑音強度の低い半導体レーザを得
ることができる。
As described above, a semiconductor laser having a low relative noise intensity can be obtained by making the longitudinal mode multimode.

【0046】(実施例2)図7を参照して、本発明によ
る他の半導体レーザを説明する。
Example 2 Another semiconductor laser according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0047】この半導体レーザは、n−GaAs基板1
上にn−GaAsバッファ層2を介してGa0.5In0.5
P活性層4(厚さ600Å)をn−(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5Pクラッド層3およびp−(Al0.6
0.40.5In0.5Pクラッド層5で挟むダブルヘテロ
構造を有している。p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5
Pクラッド層5の上部には、p−Ga0.5In0.5P層6
(厚さ0.1μm)を有し、p−Ga0.5In0.5P層6
およびp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層
5の一部は、台形状のストライプ状リッジに加工されて
いる。クラッド層5においてストライプ状リッジの厚さ
は1μmである。ストライプ状リッジ部分以外の部分の
厚さは、共振器端面近傍で0.25μm(図7にH1
表示)、共振器端面近傍以外で0.45μm(図8にH
2で表示)となっている。ストライプ状リッジの幅は5
μmである。
This semiconductor laser has an n-GaAs substrate 1
Ga 0.5 In 0.5 on the n-GaAs buffer layer 2
P-active layer 4 (thickness 600 Å) is n- (Al 0.6 Ga 0.4 ).
0.5 In 0.5 P cladding layer 3 and p- (Al 0.6 G
a 0.4 ) 0.5 In 0.5 P It has a double hetero structure sandwiched by the clad layers 5. p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5
A p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 is formed on the P clad layer 5.
(Thickness 0.1 μm) and has a p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6
A part of the p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 5 is processed into a trapezoidal striped ridge. The thickness of the striped ridge in the clad layer 5 is 1 μm. The thickness of the portion other than the striped ridge portion is 0.25 μm near the cavity facet (indicated by H 1 in FIG. 7) and 0.45 μm near the cavity facet (H in FIG. 8).
And has a display in 2). The width of the striped ridge is 5
μm.

【0048】本実施例ではストライプ状リッジの断面形
状は台形であるが、この断面形状は長方形であってもよ
い。
In the present embodiment, the stripe-shaped ridge has a trapezoidal sectional shape, but the sectional shape may be rectangular.

【0049】ストライプ状リッジの両脇のp−(Al
0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5の上には、n−
GaAs電流狭窄層7が堆積されている。n−GaAs
電流狭窄層7は、活性層4の所望の領域にキャリアを注
入する働きとともに、半導体レーザの横モード制御の働
きも具備する。
P- (Al on both sides of the striped ridge
0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P On the clad layer 5, n-
A GaAs current confinement layer 7 is deposited. n-GaAs
The current confinement layer 7 has a function of injecting carriers into a desired region of the active layer 4 and a function of controlling a lateral mode of the semiconductor laser.

【0050】本発明では電流狭窄層7はp−クラッド層
5側に設けてある。もし仮にn−クラッド層側に設けて
あるとする。この場合、n−クラッド層の多数キャリア
である電子の移動度は大きいために、電流狭窄層を通過
した電子は容易に各層と水平方向に広がってしまい、電
流狭窄としての効果が薄れ、駆動電流の上昇、横モード
の不安定化といった問題が生じる。
In the present invention, the current confinement layer 7 is provided on the p-clad layer 5 side. If it is provided on the n-clad layer side. In this case, since the electrons, which are the majority carriers of the n-cladding layer, have a high mobility, the electrons that have passed through the current confinement layer easily spread in the horizontal direction with each layer, so that the effect as the current confinement is weakened and the driving current is reduced. Rises and destabilizes the transverse mode.

【0051】また、本発明では電流狭窄層7は共振器内
の全ての領域で、凸型のリッジ形状に加工されたストラ
イプの外部のpークラッド層5上に設けてある。もし仮
に、電流狭窄層がp−Ga0.5In0.5P層6の上部のよ
うなヘテロ界面を介した上に設けてある場合、p−クラ
ッド層5とp−Ga0.5In0.5P層6の間のヘテロ障壁
が大きいために、p側電極9から注入された正孔が各層
に水平方向に広がりすぎ、半導体レーザの駆動電流が上
昇したり、環境温度の変動に伴い注入された正孔の広が
りが変動したりするといった問題が生じる。注入された
正孔は各層に水平方向に50μm近くも広がってしま
い、駆動電流を上昇させてしまい実用的ではない。ま
た、この正孔の広がりは温度によっても変動する。
Further, in the present invention, the current confinement layer 7 is provided on the p-cladding layer 5 outside the stripe processed into the convex ridge shape in all regions in the resonator. If the current confinement layer is provided on the p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 via a hetero interface such as the upper portion, the p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 may be provided between the p-clad layer 5 and the p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6. Since the hetero barrier is large, the holes injected from the p-side electrode 9 spread to each layer in the horizontal direction too much, the driving current of the semiconductor laser rises, and the holes injected spread as the environmental temperature changes. However, there is a problem that the value fluctuates. The injected holes spread in each layer in the horizontal direction by as much as 50 μm, which increases the drive current, which is not practical. The spread of the holes also changes depending on the temperature.

【0052】図8は図7に示す半導体レーザを断面aで
切断した時の断面図である。H1とH2の間には、H1
2の関係が成り立つ。ストライプ状リッジの外部の実
効屈折率は、共振器端面近傍で3.303、共振器端面
近傍以外すなわちa断面で3.309であり、共振器端
面近傍が低くなっている。ストライプ状リッジの内部の
実効屈折率は3.313である。a断面ではストライプ
上リッジ内外での実効屈折率差が小さく、基本横モード
と高次の横モードとのしきい値利得差が小さくなってお
り、結果として縦モードが多モード化する。
FIG. 8 is a sectional view of the semiconductor laser shown in FIG. 7 taken along the section a. Between H 1 and H 2 , H 1 <
The relationship of H 2 holds. The effective refractive index on the outside of the striped ridge is 3.303 near the resonator end face, and is 3.309 outside the resonator end face, that is, at a section a, which is low near the resonator end face. The effective refractive index inside the striped ridge is 3.313. In the a-section, the difference in effective refractive index inside and outside the ridge on the stripe is small, and the difference in threshold gain between the fundamental transverse mode and the higher-order transverse mode is small, and as a result, the longitudinal mode becomes multimode.

【0053】本発明の半導体レーザは、ストライプ状リ
ッジの幅と電流が注入される幅つまり電流狭窄層の開口
している幅とをほぼ同一にしてある。すなわち、共振器
全体に渡って5μmとなっている。ストライプ状リッジ
外部のp−クラッド層の厚さに共振器方向で本実施例の
ような分布を持たせることで、所望の雑音特性を得るこ
とができる。ストライプ状リッジの幅に同時に実施例1
に示したような分布を持たせても、RINを低下させる
ことができるのは言うまでもない。ただし、ストライプ
幅を広くすることは駆動電流を上げるために、できれば
ストライプ状リッジの幅が共振器方向で均一な半導体レ
ーザが好ましい。
In the semiconductor laser of the present invention, the width of the stripe ridge and the width of the current injected, that is, the width of the opening of the current confinement layer are substantially the same. That is, it is 5 μm over the entire resonator. A desired noise characteristic can be obtained by providing the thickness of the p-cladding layer outside the striped ridge with the distribution as in this embodiment in the resonator direction. Example 1 at the same time as the width of the striped ridge
It goes without saying that RIN can be reduced even if the distribution as shown in FIG. However, widening the stripe width increases the driving current. Therefore, it is preferable to use a semiconductor laser in which the width of the stripe ridge is uniform in the cavity direction.

【0054】図9は本発明の半導体レーザについて、光
出力と駆動電流の関係を示している。しきい値電流は2
2mAで、単一横モード発振は22mWのキンクによっ
て制限されている。再生専用の光ディスクでは5mW程
度で使用するために、本発明の半導体レーザは十分な光
出力が得られていると言える。
FIG. 9 shows the relationship between the optical output and the drive current for the semiconductor laser of the present invention. Threshold current is 2
At 2 mA, single transverse mode oscillation is limited by a 22 mW kink. It can be said that the semiconductor laser of the present invention has obtained a sufficient optical output because it is used at about 5 mW in a read-only optical disc.

【0055】ストライプ状リッジ外部のp−クラッド層
5の厚さが厚い領域ではストライプ状リッジの内外の実
効屈折率差が小さく、横モードが多モード化し、この効
果により縦モードが多モード化している。多モード発振
しているために、この半導体レーザは良好な雑音特性が
得られ、温度25℃、光出力4mW、戻り光量0.1%
において、RINが−132dB/Hzの値を示した。
In the region where the thickness of the p-cladding layer 5 outside the stripe ridge is large, the difference in effective refractive index between the inside and outside of the stripe ridge is small, and the transverse mode becomes multimode, and this effect makes the longitudinal mode multimode. There is. Due to the multi-mode oscillation, this semiconductor laser can obtain good noise characteristics, the temperature is 25 ° C., the optical output is 4 mW, and the return light amount is 0.1%.
In, RIN showed the value of -132 dB / Hz.

【0056】図10は半導体レーザのRINと、共振器
近傍以外の領域すなわちp−クラッド層5の厚さが厚い
領域の長さlとの関係を示した図である。lが0の時は
ストライプ状リッジ外部にp−クラッド層が厚い領域が
存在しない時、すなわち共振器方向全体でp−クラッド
層の厚さが均一の時である。lが約20μmを越えると
RINは−130dB/Hz以下まで低下する。約10
0μmから上昇し、125μm以上では−120dB/
Hz程度の値を示した。このことから良好な雑音特性を
得るためには、lの長さが20μm以上100μm以下
でなければならないことがわかる。lは共振器長Lに依
存しており、低雑音化のためには、l/Lの値が0.3以
下の必要がある。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the RIN of the semiconductor laser and the length l of the region other than the vicinity of the resonator, that is, the region where the p-cladding layer 5 is thick. When 1 is 0, there is no region where the p-cladding layer is thick outside the stripe ridge, that is, when the thickness of the p-cladding layer is uniform in the entire cavity direction. When 1 exceeds about 20 μm, RIN drops to −130 dB / Hz or less. About 10
It rises from 0 μm, and −125 dB / above 125 μm.
The value was about Hz. From this, it is understood that the length of l must be 20 μm or more and 100 μm or less in order to obtain good noise characteristics. l depends on the resonator length L, and the value of l / L needs to be 0.3 or less in order to reduce noise.

【0057】以上述べたように、縦モードを多モード化
することにより、相対雑音強度の低い半導体レーザを得
ることができる。
As described above, a semiconductor laser having a low relative noise intensity can be obtained by making the longitudinal mode multimode.

【0058】つぎに、この半導体レーザの作製方法を図
11から図17を用いて説明する。まず、MOVPE法
などの結晶成長方法を用いて、n−GaAs基板1上に
n−GaAsバッファ層2、n−(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5Pクラッド層3、Ga0.5In0.5P活性層
4、p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層
5、p−Ga0.5In0.5P層6をエピタキシャル成長す
る(図11)。熱CVDによってSiO2101をp−
Ga0.5In0.5P層6上に堆積させた後、ホトリソグラ
フィー技術とエッチング技術を用いて、SiO2101
をストライプ状に加工する(図12)。SiO2101
の幅は約5μmである。その後、プラズマCVDによっ
てSi34102を堆積し、ストライプ状のSiO2
01と垂直方向にストライプ状となるようにSi34
02を加工する(図13)。Si34102の幅は75
μmである。その後、SiO2101とSi34102
をエッチングマスクとし、p−Ga0.5In0.5P層6と
p−(Al0.6Ga0.40.5In0 .5Pクラッド層5の一
部をエッチングする(図14)。この時、p−(Al
0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5の段差は0.2
μmである。その後、Si34102を選択的に除去
し、p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5
をさらにエッチングする(図15)。そして、MOVP
E法の選択成長技術を用いて、電流ブロック層としてn
−GaAs電流狭窄層7をSiO2101上に堆積させ
ることなく、ストライプの両脇のp−(Al0.6
0.40.5In0.5Pクラッド層5上に結晶成長させる
(図16)。その後、SiO2101を除去し、p−G
aAsキャップ層8を結晶成長させる(図17)。最後
にp−GaAsコンタクト層8上にCr/Pt/Auを
堆積してp側電極10とし、n−GaAs基板1上にA
u/Ge/Niを堆積してn側電極11とする。
Next, a method of manufacturing this semiconductor laser will be described with reference to FIGS. First, a crystal growth method such as MOVPE is used to form an n-GaAs buffer layer 2 and n- (Al 0.6 Ga 0.4 ) on an n-GaAs substrate 1.
A 0.5 In 0.5 P clad layer 3, a Ga 0.5 In 0.5 P active layer 4, a p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 5, and a p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 are epitaxially grown (FIG. 11). SiO 2 101 was p-typed by thermal CVD
After being deposited on the Ga 0.5 In 0.5 P layer 6, the SiO 2 101 is deposited using photolithography and etching techniques.
Are processed into stripes (FIG. 12). SiO 2 101
Has a width of about 5 μm. After that, Si 3 N 4 102 is deposited by plasma CVD, and stripe-shaped SiO 2 1
01 and Si 3 N 4 1 in a vertical stripe
02 is processed (FIG. 13). The width of Si 3 N 4 102 is 75
μm. After that, SiO 2 101 and Si 3 N 4 102
Was an etching mask, p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 6 and p- (Al 0.6 Ga 0.4) 0.5 In 0 .5 partially etching the P-cladding layer 5 (Figure 14). At this time, p- (Al
0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P Clad layer 5 has a step of 0.2
μm. After that, the Si 3 N 4 102 is selectively removed, and the p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 5 is formed.
Are further etched (FIG. 15). And MOVP
Using the selective growth technique of the E method, n is used as the current blocking layer.
Without depositing the GaAs current confinement layer 7 on the SiO 2 101, p- (Al 0.6 G on both sides of the stripe)
Crystals are grown on the a 0.4 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 5 (FIG. 16). After that, SiO 2 101 is removed, and p-G
Crystal growth of the aAs cap layer 8 is performed (FIG. 17). Finally, Cr / Pt / Au is deposited on the p-GaAs contact layer 8 to form the p-side electrode 10, and A is formed on the n-GaAs substrate 1.
u / Ge / Ni is deposited to form the n-side electrode 11.

【0059】このような製造方法により、図7に示すよ
うな横モード制御型の赤色半導体レーザを作製すること
ができる。
With this manufacturing method, a lateral mode control type red semiconductor laser as shown in FIG. 7 can be manufactured.

【0060】上記実施例では半導体レーザを構成する材
料を指定したが、クラッド層が(AlyGa1-y0.5
0.5P、活性層が(AlzGa1-z0.5In0.5P(こ
こで、0≦z≦y≦1)の場合でも、相対雑音強度の低
い半導体レーザを容易に作製することができる。活性層
に多重量子井戸、歪多重量子井戸を用いた場合、単一縦
モード性が強く、雑音特性が悪化しがちであるが、本発
明半導体レーザによれば相対雑音強度の低い半導体レー
ザを得ることができる。
[0060] In the above embodiment has been designated a material constituting the semiconductor laser, the cladding layer is (Al y Ga 1-y) 0.5 I
Even when n 0.5 P and the active layer are (Al z Ga 1-z ) 0.5 In 0.5 P (where 0 ≦ z ≦ y ≦ 1), a semiconductor laser with low relative noise intensity can be easily manufactured. . When a multi-quantum well or a strained multi-quantum well is used for the active layer, the single longitudinal mode property is strong and the noise characteristic tends to be deteriorated, but according to the semiconductor laser of the present invention, a semiconductor laser with low relative noise intensity is obtained. be able to.

【0061】また、上記実施例では材料にAlGaIn
Pを用いた半導体レーザについて説明したが、他の材料
でも本発明の効果が大きいことは言うまでもない。III-
V族の半導体レーザのみならず、II-VI族の材料から成る
半導体レーザでもこの発明の効果は大きい。
In the above embodiment, the material is AlGaIn.
Although the semiconductor laser using P has been described, it goes without saying that the effect of the present invention is great even if other materials are used. III-
The effect of the present invention is great not only for the V group semiconductor laser but also for the semiconductor laser made of the II-VI group material.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明の半導体レーザによれば、 (1)本発明の半導体レーザは、活性層を挟む一対のク
ラッド層のうち少なくとも一方が、該半導体レーザの共
振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有してお
り、該ストライプの幅が、少なくとも一方の共振器端面
近傍で、単一横モード発振が得られる幅であり、上記ス
トライプの幅が、前記共振器端面近傍以外で共振器近傍
よりも広くなっているために、ストライプ幅の広い領域
では、縦モードが多モード化し、その結果雑音を低くす
ることができる。
According to the semiconductor laser of the present invention, (1) In the semiconductor laser of the present invention, at least one of the pair of clad layers sandwiching the active layer is a stripe extending along the cavity direction of the semiconductor laser. A ridge, the width of the stripe is such that a single transverse mode oscillation can be obtained in the vicinity of at least one of the resonator end faces, and the width of the stripe is in a resonator other than in the vicinity of the resonator end face. Since the width is larger than that in the vicinity, the longitudinal mode becomes multi-mode in the region where the stripe width is wide, and as a result, noise can be reduced.

【0063】本発明の半導体レーザによれば、 (2)電流狭窄層は、電流狭窄層が存在しない領域に対
応する活性層の所定領域にのみキャリアが注入され、キ
ャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同一である
ために、キャリアはストライプの幅に合わせて注入され
るので、環境温度の変化等によってキャリアの注入に不
均一さを生じることなく、安定な特性が得られる。
According to the semiconductor laser of the present invention, (2) in the current confinement layer, carriers are injected only into a predetermined region of the active layer corresponding to the region where the current confinement layer does not exist, and the carrier injection width is the stripe width. Since the width is almost the same as that of the stripes, the carriers are injected in accordance with the width of the stripe, so that the characteristics of the carriers are not unevenly caused by the change of the environmental temperature and the like, and stable characteristics can be obtained.

【0064】本発明の半導体レーザによれば、 (3)共振器端面近傍のストライプの幅が1μmから7
μmであるために、基本横モードでのレーザ発振が可能
となり、7μm以上の領域の長さlと共振器長Lの比l
/Lが0.3以下であるため、相対雑音強度を上昇させ
ることがない。
According to the semiconductor laser of the present invention, (3) the stripe width in the vicinity of the cavity facet is from 1 μm to 7 μm.
Since it is μm, laser oscillation in the fundamental transverse mode is possible, and the ratio l of the length l of the region of 7 μm or more and the cavity length L is l.
Since / L is 0.3 or less, the relative noise intensity is not increased.

【0065】本発明の半導体レーザによれば、 (4)共振器端面近傍のストライプ状リッジと、共振器
端面近傍以外のストライプ状リッジの間に、ストライプ
幅が直線的若しくは曲線的に変化する構造となってい
る。このため、該半導体レーザを作製する際に、ストラ
イプの幅の狭い共振器端面近傍と広い共振器端面近傍以
外との間で結晶欠陥を発生することなく、信頼性の高い
半導体レーザを得ることができる。
According to the semiconductor laser of the present invention, (4) a structure in which the stripe width changes linearly or curvedly between the striped ridge near the cavity end face and the striped ridge other than near the cavity end face. Has become. Therefore, when manufacturing the semiconductor laser, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor laser without generating crystal defects between the vicinity of the resonator end face having a narrow stripe width and the vicinity other than the vicinity of the wide resonator end face. it can.

【0066】本発明の別の半導体レーザによれば、 (5)半導体基板、及び該半導体基板上に形成された積
層構造であって、活性層と、該活性層を挟む一対のクラ
ッド層と、該活性層のストライプ状所定領域に電流を注
入するための電流阻止層とを有する積層構造、を備えた
半導体レーザであって、前記一対のクラッド層のうち少
なくとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に沿って
延びるストライプ状リッジを有しており、少なくとも一
方の共振器端面近傍の、該ストライプ状リッジ部の実効
屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差が、
該共振器端面近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実
効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差よ
りも大きくなっており、そのために実効屈折率差が小さ
い領域では光の閉じ込めが小さく、縦モードが多モード
化し、その結果、該半導体レーザの雑音を低くすること
ができる。
According to another semiconductor laser of the present invention, (5) a semiconductor substrate, and a laminated structure formed on the semiconductor substrate, the active layer and a pair of clad layers sandwiching the active layer, A semiconductor laser having a laminated structure having a current blocking layer for injecting a current into a stripe-shaped predetermined region of the active layer, wherein at least one of the pair of clad layers is a resonator of the semiconductor laser. Having a stripe-shaped ridge extending along the direction, and the difference between the effective refractive index of the stripe-shaped ridge portion and the effective refractive index outside the stripe-shaped ridge in the vicinity of at least one resonator end face is
It is larger than the difference between the effective refractive index of the stripe-shaped ridge portion and the effective refractive index outside the stripe-shaped ridge except in the vicinity of the end face of the resonator, so that light confinement is small in a region where the effective refractive index difference is small. The longitudinal mode is multimode, and as a result, the noise of the semiconductor laser can be reduced.

【0067】本発明の半導体レーザによれば、 (6)共振器端面近傍以外の、ストライプ状リッジ部の
実効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差
の小さな領域の長さをl、共振器長をLとする時、l/
Lが0.3以下となっているため、相対雑音強度を上昇
させることがない。
According to the semiconductor laser of the present invention, (6) the length of a region having a small difference between the effective refractive index of the striped ridge portion and the effective refractive index outside the striped ridge portion other than near the cavity end face is l, When the resonator length is L, l /
Since L is 0.3 or less, the relative noise intensity is not increased.

【0068】本発明の半導体レーザの製造方法によれ
ば、 (7)半導体基板上に積層構造を形成する工程を包含す
る半導体レーザを製造する方法であって、該工程は、更
に、第1クラッド層を形成する工程と、該第1クラッド
層上に活性層を形成する工程と、該活性層上に第2クラ
ッド層となる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択
的にエッチングするための第1の絶縁膜を堆積する工程
と、該絶縁膜をマスクとして上記第2クラッド層の一部
をエッチングすることにより、該半導体レーザ装置の共
振器方向に延びるストライプ状リッジを形成する工程
と、第2の絶縁膜を堆積する工程と、上記第1の絶縁膜
および上記第2の絶縁膜をマスクとして上記第2クラッ
ド層の一部をエッチングする工程と、上記第2の絶縁膜
を除去し、上記第2クラッド層のうち該ストライプ状リ
ッジ部以外の部分の上に、該活性層にストライプ状所定
領域に電流を注入するための電流狭窄層を形成する工程
と、第1の絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そ
のことにより雑音特性の良好な半導体レーザを歩留まり
よく作製することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, (7) a method of manufacturing a semiconductor laser including a step of forming a laminated structure on a semiconductor substrate, the step further comprising the first cladding. A step of forming a layer, a step of forming an active layer on the first clad layer, a step of forming a film to be a second clad layer on the active layer, and selectively forming the film on the film. A step of depositing a first insulating film for etching, and a part of the second cladding layer are etched by using the insulating film as a mask to form a striped ridge extending in the cavity direction of the semiconductor laser device. A step of depositing a second insulating film, a step of etching a part of the second cladding layer using the first insulating film and the second insulating film as a mask, and the second insulating Remove the membrane and above 2 a step of forming a current confinement layer for injecting a current into a stripe-shaped predetermined region in the active layer on a portion of the clad layer other than the stripe-shaped ridge portion, and a step of removing the first insulating film Therefore, a semiconductor laser having good noise characteristics can be manufactured with high yield.

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

【図1】本発明の実施例の横モード制御型の赤色半導体
レーザの断面図
FIG. 1 is a sectional view of a lateral mode control type red semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の半導体レーザの共振器端面近
傍以外の断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention except for the vicinity of a cavity end face.

【図3】本発明の実施例の半導体レーザの上面図FIG. 3 is a top view of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の半導体レーザの光出力と駆動
電流の関係を示す図
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the optical output and the drive current of the semiconductor laser of the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の半導体レーザの効果を説明するための
図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライプ
状リッジの幅の関係を示す図
FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor laser of the present invention, showing the relationship between the relative noise intensity and the width of the striped ridge other than in the vicinity of the cavity facet.

【図6】本発明の半導体レーザの効果を説明するための
図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライプ
状リッジの長さの関係を示す図
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor laser of the present invention, showing the relationship between relative noise intensity and the length of a striped ridge other than in the vicinity of the cavity facet.

【図7】本発明の別の実施例の横モード制御型の赤色半
導体レーザの断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view of a lateral mode control type red semiconductor laser according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例の半導体レーザの共振器端面近
傍以外の断面図
FIG. 8 is a cross-sectional view of the semiconductor laser according to the embodiment of the present invention except the vicinity of the cavity end face.

【図9】本発明の実施例の半導体レーザの光出力と駆動
電流の関係を示す図
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the optical output and the drive current of the semiconductor laser of the example of the present invention.

【図10】本発明の半導体レーザの効果を説明するため
の図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライ
プ状リッジの長さの関係を示す図
FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor laser of the present invention, showing the relationship between the relative noise intensity and the length of the striped ridge other than in the vicinity of the cavity facet.

【図11】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第1
の工程順断面図
FIG. 11 is a first diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図12】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第2
の工程順断面図
FIG. 12 is a second diagram showing the manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図13】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第3
の工程順断面図
FIG. 13 is a third process showing the manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図14】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第4
の工程順断面図
FIG. 14 is a fourth process showing the manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図15】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第5
の工程順断面図
FIG. 15 is a fifth view showing the manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図16】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第6
の工程順断面図
FIG. 16 is a sixth view showing the manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図17】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第7
の工程順断面図
FIG. 17 is a seventh step showing the manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.
Process cross-sectional view

【図18】従来例の赤色半導体レーザの断面図FIG. 18 is a sectional view of a conventional red semiconductor laser.

【図19】別の従来例の半導体レーザの上面図及び断面
FIG. 19 is a top view and a sectional view of another conventional semiconductor laser.

【符号の説明】 1 n−GaAs基板 2 n−GaAsバッファ層 3 n−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層 4 Ga0.5In0.5P活性層 5 p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層 6 p−Ga0.5In0.5P層 7 n−GaAs電流狭窄層 8 p−GaAsコンタクト層 9 p側電極 10 n側電極 101 SiO2 102 Si34 201 n−GaAs基板 203 内部電流狭窄層 204 n−GaAsバッファ層 205 nーGa0.5Al0.5Asクラッド層 206 Ga0.86Al0.14As活性層 207 pーGa0.5Al0.5Asクラッド層 208 p−GaAs層 209 p電極 210 n電極[Description of Reference Signs] 1 n-GaAs substrate 2 n-GaAs buffer layer 3 n- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4 Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5 p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6 p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 7 n-GaAs current confinement layer 8 p-GaAs contact layer 9 p-side electrode 10 n-side electrode 101 SiO 2 102 Si 3 N 4 201 n-GaAs substrate 203 internal current Constriction layer 204 n-GaAs buffer layer 205 n-Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 206 Ga 0.86 Al 0.14 As active layer 207 p-Ga 0.5 Al 0.5 As clad layer 208 p-GaAs layer 209 p-electrode 210 n-electrode

フロントページの続き (72)発明者 大仲 清司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Kiyoji Ohnaka 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れ、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該
活性層のストライプ状所定領域に電流を注入するための
電流狭窄層とを有する積層構造とを備えた半導体レーザ
であって、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方
が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストラ
イプ状リッジを有しており、該ストライプの幅が少なく
とも一方の共振器端面近傍で、単一横モード発振が得ら
れる幅であり、前記共振器近傍以外のストライプの幅
が、共振器近傍のストライプの幅よりも広いことを特徴
とする半導体レーザ。
1. A semiconductor substrate, an active layer formed on the semiconductor substrate, a pair of clad layers sandwiching the active layer, and a current confinement layer for injecting a current into a stripe-shaped predetermined region of the active layer. And a laminated structure having the following: at least one of the pair of clad layers has a stripe ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser, and the width of the stripe. Is a width at which a single transverse mode oscillation can be obtained in the vicinity of at least one end face of the resonator, and the width of the stripe other than the vicinity of the resonator is wider than the width of the stripe in the vicinity of the resonator. .
【請求項2】請求項1に記載の半導体レーザであって、
前記共振器近傍のストライプの幅が、1μmから7μm
であり、前記共振器近傍以外のストライプの幅が、7μ
m以上であり、7μm以上の領域の長さlと共振器長L
の比l/Lが0.3以下であり、キャリアの注入幅が前
記ストライプの幅とほぼ同一であることを特徴とする半
導体レーザ。
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein
The width of the stripe near the resonator is 1 μm to 7 μm
And the width of the stripe other than the vicinity of the resonator is 7 μm.
m or more and a length l and a resonator length L of a region of 7 μm or more
The ratio 1 / L is 0.3 or less, and the carrier injection width is substantially the same as the stripe width.
【請求項3】請求項1に記載の半導体レーザであって、
共振器近傍のストライプ状リッジと、共振器近傍以外の
ストライプ状リッジの間に、ストライプ幅が直線的若し
くは曲線的に変化することを特徴とする半導体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein:
A semiconductor laser characterized in that the stripe width changes linearly or curvedly between a stripe-shaped ridge near the resonator and a stripe-shaped ridge other than near the resonator.
【請求項4】半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れ、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該
活性層のストライプ状所定領域に電流を注入するための
電流狭窄層とを有する積層構造とを備えた半導体レーザ
であって、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方
が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストラ
イプ状リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端
面近傍の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とスト
ライプ状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面
近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とス
トライプ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きいこ
とを特徴とする半導体レーザ。
4. A semiconductor substrate, an active layer formed on the semiconductor substrate, a pair of clad layers sandwiching the active layer, and a current confinement layer for injecting a current into a stripe-shaped predetermined region of the active layer. And a laminated structure having the following: at least one of the pair of cladding layers has a stripe-shaped ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser, and at least one of the resonances The difference between the effective refractive index of the striped ridge portion near the cavity end face and the effective refractive index of the striped ridge outside the striped ridge is A semiconductor laser characterized by being larger than the difference in effective refractive index.
【請求項5】請求項4に記載の半導体レーザであって、
少なくとも一方の共振器端面近傍の、上記ストライプ状
リッジ外部の実効屈折率が、該共振器端面近傍以外の、
上記ストライプ状リッジ外部の実効屈折率よりも小さい
を特徴とする半導体レーザ。
5. The semiconductor laser according to claim 4, wherein
The effective refractive index outside the striped ridge in the vicinity of at least one resonator end surface is other than in the vicinity of the resonator end surface,
A semiconductor laser characterized by being smaller than the effective refractive index outside the striped ridge.
【請求項6】請求項4に記載の半導体レーザであって、
前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該半導
体レーザの共振器方向に沿って延びる凸型のストライプ
状リッジを有しており、ストライプ外部の該クラッド層
上には電流狭窄層を有しており、該電流狭窄層下の該ク
ラッド層の厚さが、少なくとも一方の共振器端面近傍で
薄くなっていることを特徴とする半導体レーザ。
6. The semiconductor laser according to claim 4, wherein:
At least one of the pair of clad layers has a convex striped ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser, and a current constriction layer is provided on the clad layer outside the stripes. The semiconductor laser is characterized in that the thickness of the cladding layer below the current confinement layer is thin near at least one of the cavity end faces.
【請求項7】請求項4に記載の半導体レーザであって、
該共振器端面近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実
効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差の
小さな領域の長さをl、共振器長をLとする時、l/L
が0.3以下であることを特徴とする半導体レーザ。
7. The semiconductor laser according to claim 4, wherein:
When the length of a region having a small difference between the effective refractive index of the stripe-shaped ridge portion and the effective refractive index outside the stripe-shaped ridge other than the vicinity of the end face of the resonator is 1, and the resonator length is L, 1 / L
Is 0.3 or less.
【請求項8】請求項4に記載の半導体レーザであって、
前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該半導
体レーザ装置の共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、該ストライプの幅が共振器全域で
同一であることを特徴とする半導体レーザ。
8. The semiconductor laser according to claim 4, wherein:
At least one of the pair of clad layers has a stripe ridge extending along the cavity direction of the semiconductor laser device, and the width of the stripe is the same throughout the cavity. laser.
【請求項9】半導体基板上に積層構造を形成する工程を
包含する半導体レーザを製造する方法であって、該工程
は、更に、第1クラッド層を形成する工程と、該第1ク
ラッド層上に活性層を形成する工程と、該活性層上に第
2クラッド層となる膜を形成する工程と、該膜上に該膜
を選択的にエッチングするための第1の絶縁膜を堆積す
る工程と、該絶縁膜をマスクとして上記第2クラッド層
の一部をエッチングすることにより、該半導体レーザ装
置の共振器方向に延びるストライプ状リッジを形成する
工程と、第2の絶縁膜を堆積する工程と、上記第1の絶
縁膜および上記第2の絶縁膜をマスクとして上記第2ク
ラッド層の一部をエッチングする工程と、上記第2の絶
縁膜を除去し、上記第2クラッド層のうち該ストライプ
状リッジ部以外の部分の上に、該活性層にストライプ状
所定領域に電流を注入するための電流狭窄層を形成する
工程と、第1の絶縁膜を除去する工程と、を包含するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor laser including a step of forming a laminated structure on a semiconductor substrate, the step further comprising the step of forming a first clad layer, and the step of forming a first clad layer on the first clad layer. A step of forming an active layer on the substrate, a step of forming a film to be a second cladding layer on the active layer, and a step of depositing a first insulating film on the film for selectively etching the film. And a step of forming a striped ridge extending in the cavity direction of the semiconductor laser device by etching a part of the second cladding layer using the insulating film as a mask, and a step of depositing the second insulating film. A step of etching a part of the second clad layer using the first insulating film and the second insulating film as a mask, removing the second insulating film, and removing the second clad layer from the second clad layer. Other than the striped ridge A semiconductor laser including a step of forming a current confinement layer for injecting a current into a stripe-shaped predetermined region in the active layer, and a step of removing the first insulating film. Manufacturing method.
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