JPH07263810A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH07263810A JPH07263810A JP5410094A JP5410094A JPH07263810A JP H07263810 A JPH07263810 A JP H07263810A JP 5410094 A JP5410094 A JP 5410094A JP 5410094 A JP5410094 A JP 5410094A JP H07263810 A JPH07263810 A JP H07263810A
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- Japan
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- layer
- conductivity type
- semiconductor laser
- laser device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 横モードが安定で、無効電流の少ない、内部
ストライプ構造を有する半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 第１導電型半導体基板１１上に、第１導電型
下部クラッド層１３、活性層１４、第２導電型上部クラ
ッド層１５、第２導電型中間層１６を具備し、これら上
部クラッド層１５および中間層１６はリッジストライプ
に加工され、このリッジストライプ構造上の全面に第２
導電型コンタクト層１７が形成されている半導体レーザ
素子であって、上部クラッド層１５とコンタクト層１７
の界面で、多数キャリアの輸送に関するバンドについ
て、多数キャリアに対するエネルギーレベルが上部クラ
ッド層１５の方で大きく、少数のキャリアの輸送に関す
るバンドについて、少数キャリアに対するエネルギーレ
ベルがコンタクト層１７の方で大きいことを特徴とす
る。
ストライプ構造を有する半導体レーザ素子を提供する。 【構成】 第１導電型半導体基板１１上に、第１導電型
下部クラッド層１３、活性層１４、第２導電型上部クラ
ッド層１５、第２導電型中間層１６を具備し、これら上
部クラッド層１５および中間層１６はリッジストライプ
に加工され、このリッジストライプ構造上の全面に第２
導電型コンタクト層１７が形成されている半導体レーザ
素子であって、上部クラッド層１５とコンタクト層１７
の界面で、多数キャリアの輸送に関するバンドについ
て、多数キャリアに対するエネルギーレベルが上部クラ
ッド層１５の方で大きく、少数のキャリアの輸送に関す
るバンドについて、少数キャリアに対するエネルギーレ
ベルがコンタクト層１７の方で大きいことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内部ストライプ型の半導
体レーザ装置に関する。
体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体発光素子内部に電流狭搾機
構および光導波機構を有する、いわゆる内部ストライプ
型半導体レーザ装置の一つとして、図８に示すような構
造（特開昭６３−８１８８４号公報）が開示されてい
る。図８において、ｎ−ＧａＡｓ基板５１上にはｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層５２、ｎ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐバッファ
層５３、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ下部クラッド層５４、Ｉ
ｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層５５、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部
クラッド層５６さらにｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ中間層５７
が順次形成され、これら上部クラッド層５６および中間
層５７はリッジストライプに加工されている。さらに、
上部クラッド層５６および中間層５７上の全面にはｐ−
ＧａＡｓコンタクト層５８が形成されており、ウェハー
の上下全面には電極５９、５０が形成されている。
構および光導波機構を有する、いわゆる内部ストライプ
型半導体レーザ装置の一つとして、図８に示すような構
造（特開昭６３−８１８８４号公報）が開示されてい
る。図８において、ｎ−ＧａＡｓ基板５１上にはｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層５２、ｎ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐバッファ
層５３、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ下部クラッド層５４、Ｉ
ｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層５５、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部
クラッド層５６さらにｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ中間層５７
が順次形成され、これら上部クラッド層５６および中間
層５７はリッジストライプに加工されている。さらに、
上部クラッド層５６および中間層５７上の全面にはｐ−
ＧａＡｓコンタクト層５８が形成されており、ウェハー
の上下全面には電極５９、５０が形成されている。
【０００３】このｐ−ＧａＡｓコンタクト層５８は、ｐ
−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層５６よりもエネルギ
ーバンドギャップが小さく、これらの界面では、コンタ
クト層５８から上部クラッド層５６への正孔の移動を抑
制するような価電子帯のバンドオフセットが存在する。
しかし、リッジストライプ部では、コンタクト層５８と
上部クラッド層５６の間に、エネルギーバンドギャップ
がコンタクト層５８と上部クラッド層５６の中間値を取
るｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ中間層５７が挿入されており、
バンドオフセットは小さな２つのバンドオフセットに分
割されているので、正孔は移動することができる。こう
して、ｐ層中での多数キャリアである正孔はリッジスト
ライプ部を通じてのみ活性層５５に注入され、電流狭搾
機構が実現される。
−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層５６よりもエネルギ
ーバンドギャップが小さく、これらの界面では、コンタ
クト層５８から上部クラッド層５６への正孔の移動を抑
制するような価電子帯のバンドオフセットが存在する。
しかし、リッジストライプ部では、コンタクト層５８と
上部クラッド層５６の間に、エネルギーバンドギャップ
がコンタクト層５８と上部クラッド層５６の中間値を取
るｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ中間層５７が挿入されており、
バンドオフセットは小さな２つのバンドオフセットに分
割されているので、正孔は移動することができる。こう
して、ｐ層中での多数キャリアである正孔はリッジスト
ライプ部を通じてのみ活性層５５に注入され、電流狭搾
機構が実現される。
【０００４】また、リッジストライプ外部では、上部ク
ラッド層５６が光を閉じ込めるのに不十分な厚さに形成
されており、光がｐ−ＧａＡｓコンタクト層５８に吸収
されるので、リッジストライプ部のみを光は導波する。
このように、この構造では、電流狭搾機構と光導波機構
が同時に実現されている。
ラッド層５６が光を閉じ込めるのに不十分な厚さに形成
されており、光がｐ−ＧａＡｓコンタクト層５８に吸収
されるので、リッジストライプ部のみを光は導波する。
このように、この構造では、電流狭搾機構と光導波機構
が同時に実現されている。
【０００５】このような半導体装置のｐ−ＧａＡｓ／ｐ
−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5Ｇａ0 .5Ｐ接合におけるバ
ンドダイアグラムを模式的に図９に示した。図９におい
て、ｐ−ＧａＡｓは上述した従来の半導体レーザ装置に
おけるコンタクト層５８に、ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐは上
部クラッド層５６に、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐは活性層５５に
対応している。上述したように、ＧａＡｓ／Ｉｎ0.5Ａ
ｌ0.5Ｐ界面には、価電子帯にｐ−ＧａＡｓコンタクト
層５８からＩｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層５６への正
孔の移動を妨げるようなバンドオフセットが存在し、多
数キャリアである正孔の移動による電流は流れない。
−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5Ｇａ0 .5Ｐ接合におけるバ
ンドダイアグラムを模式的に図９に示した。図９におい
て、ｐ−ＧａＡｓは上述した従来の半導体レーザ装置に
おけるコンタクト層５８に、ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐは上
部クラッド層５６に、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐは活性層５５に
対応している。上述したように、ＧａＡｓ／Ｉｎ0.5Ａ
ｌ0.5Ｐ界面には、価電子帯にｐ−ＧａＡｓコンタクト
層５８からＩｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層５６への正
孔の移動を妨げるようなバンドオフセットが存在し、多
数キャリアである正孔の移動による電流は流れない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体レーザ装置では、リッジストライプ外部での
上部クラッド層５６の厚さは代表的には０．２μｍ程度
と電子の拡散長と同程度であり、なおかつ、界面におい
て、コンタクト層５８の方が上部クラッド層５６よりも
伝導帯のエネルギーレベルが低い。したがって、活性層
５５からｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層５６へオ
ーバーフローした電子はコンタクト層５８へ注入されや
すく、活性層５５からコンタクト層５８への電子の移動
を招きやすい構成となっていた。この電子の流れは発光
に寄与しない漏れ電流であり、レーザ素子特性の悪化に
繋がっており、特に、電子のオーバーフローが顕著にな
る高温での素子特性の悪化を引き起こしていた。また、
漏れ電流の大きさは、上部クラッド層５６の不純物濃度
やリッジストライプ外部での上部クラッド層５６の厚さ
に敏感に依存し、素子製造上で歩留まりの低下を招いて
いた。
来の半導体レーザ装置では、リッジストライプ外部での
上部クラッド層５６の厚さは代表的には０．２μｍ程度
と電子の拡散長と同程度であり、なおかつ、界面におい
て、コンタクト層５８の方が上部クラッド層５６よりも
伝導帯のエネルギーレベルが低い。したがって、活性層
５５からｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層５６へオ
ーバーフローした電子はコンタクト層５８へ注入されや
すく、活性層５５からコンタクト層５８への電子の移動
を招きやすい構成となっていた。この電子の流れは発光
に寄与しない漏れ電流であり、レーザ素子特性の悪化に
繋がっており、特に、電子のオーバーフローが顕著にな
る高温での素子特性の悪化を引き起こしていた。また、
漏れ電流の大きさは、上部クラッド層５６の不純物濃度
やリッジストライプ外部での上部クラッド層５６の厚さ
に敏感に依存し、素子製造上で歩留まりの低下を招いて
いた。
【０００７】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、横モードが安定で、無効電流が少なく高効率である
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
で、横モードが安定で、無効電流が少なく高効率である
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１導電型半
導体基板上に、第１導電型下部クラッド層、活性層、さ
らにリッジストライプ形状からなる第２導電型上部クラ
ッド層を設け、リッジストライプ形状部の上面に第２導
電型中間層を設け、第２導電型上部クラッド層および第
２導電型中間層の上面に第２導電型コンタクト層を設け
た半導体レーザ装置において、第２導電型上部クラッド
層と第２導電型コンタクト層との界面で、多数キャリア
の輸送に関するバンドについて、多数キャリアに対する
エネルギーレベルが第２導電型コンタクト層よりも第２
導電型上部クラッド層で大きいオフセットを有し、か
つ、少数キャリアの輸送に関するバンドについて、少数
キャリアに対するエネルギーレベルが第２導電型上部ク
ラッド層よりも第２導電型コンタクト層で大きいオフセ
ットを有する構成としたものであり、そのことにより上
記目的が達成される。
導体基板上に、第１導電型下部クラッド層、活性層、さ
らにリッジストライプ形状からなる第２導電型上部クラ
ッド層を設け、リッジストライプ形状部の上面に第２導
電型中間層を設け、第２導電型上部クラッド層および第
２導電型中間層の上面に第２導電型コンタクト層を設け
た半導体レーザ装置において、第２導電型上部クラッド
層と第２導電型コンタクト層との界面で、多数キャリア
の輸送に関するバンドについて、多数キャリアに対する
エネルギーレベルが第２導電型コンタクト層よりも第２
導電型上部クラッド層で大きいオフセットを有し、か
つ、少数キャリアの輸送に関するバンドについて、少数
キャリアに対するエネルギーレベルが第２導電型上部ク
ラッド層よりも第２導電型コンタクト層で大きいオフセ
ットを有する構成としたものであり、そのことにより上
記目的が達成される。
【０００９】また、好ましくは、本発明の半導体レーザ
装置における第２導電型をｐ型とする。また、好ましく
は、本発明の半導体レーザ装置における第１導電型半導
体基板はｎ−ＧａＡｓ、第１導電型下部クラッド層はｎ
−ＩｎＡｌＧａＰ、活性層はＩｎＡｌＧａＰ、第２導電
型上部クラッド層はｐ−ＩｎＡｌＧａＰ、第２導電型中
間層はｐ−ＩｎＡｌＧａＰ、第２導電型コンタクト層は
ｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ≧０．３）で構成される。さ
らに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における
第１導電型下部クラッド層はｎ−ＭｇＺｎＳＳｅ、活性
層はＣｄＺｎＳｅ、第２導電型上部クラッド層はｐ−Ｍ
ｇＺｎＳＳｅで構成され、第２導電型中間層はｐ−Ｍｇ
ＺｎＳＳｅＴｅ、第２導電型コンタクト層はｐ−ＺｎＳ
Ｔｅで構成される。さらに、好ましくは、本発明の半導
体レーザ装置における第１導電型下部クラッド層はｎ−
ＭｇＣｄＳＳｅ、活性層はＣｄＺｎＳｅ、第２導電型上
部クラッド層はｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ、第２導電型中間層
はｐ−ＭｇＣｄＺｎＳＳｅ、第２導電型コンタクト層は
ｐ−ＭｇＺｎＳｅで構成される。
装置における第２導電型をｐ型とする。また、好ましく
は、本発明の半導体レーザ装置における第１導電型半導
体基板はｎ−ＧａＡｓ、第１導電型下部クラッド層はｎ
−ＩｎＡｌＧａＰ、活性層はＩｎＡｌＧａＰ、第２導電
型上部クラッド層はｐ−ＩｎＡｌＧａＰ、第２導電型中
間層はｐ−ＩｎＡｌＧａＰ、第２導電型コンタクト層は
ｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ≧０．３）で構成される。さ
らに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における
第１導電型下部クラッド層はｎ−ＭｇＺｎＳＳｅ、活性
層はＣｄＺｎＳｅ、第２導電型上部クラッド層はｐ−Ｍ
ｇＺｎＳＳｅで構成され、第２導電型中間層はｐ−Ｍｇ
ＺｎＳＳｅＴｅ、第２導電型コンタクト層はｐ−ＺｎＳ
Ｔｅで構成される。さらに、好ましくは、本発明の半導
体レーザ装置における第１導電型下部クラッド層はｎ−
ＭｇＣｄＳＳｅ、活性層はＣｄＺｎＳｅ、第２導電型上
部クラッド層はｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ、第２導電型中間層
はｐ−ＭｇＣｄＺｎＳＳｅ、第２導電型コンタクト層は
ｐ−ＭｇＺｎＳｅで構成される。
【００１０】
【作用】本発明の請求項１に基づく半導体レーザ装置
は、第２導電型上部クラッド層と第２導電型コンタクト
層との界面で、多数キャリアの輸送に関するバンドにつ
いて、多数キャリアに対するエネルギーレベルが第２導
電型コンタクト層よりも第２導電型上部クラッド層で大
きいようなオフセットを有し、かつ、少数キャリアの輸
送に関するバンドについて、少数キャリアに対するエネ
ルギーレベルが第２導電型上部クラッド層よりも第２導
電型コンタクト層で大きいようなオフセットを有する。
これにより、リッジストライプ外部では、多数キャリア
の第２導電型コンタクト層から第２導電型上部クラッド
層への移動が抑制され、多数キャリアが活性層へほとん
ど注入されないうえに、活性層で閉じ込まらずにコンタ
クト層へ向けてオーバーフローしようとする少数キャリ
アの移動も抑制される。しかしながら、中間層を有する
リッジストライプ内部では、コンタクト層から上部クラ
ッド層に多数キャリアが移動することができる。よっ
て、半導体レーザ素子に電圧を印加した場合、より効果
的に、中間層が積層されたリッジストライプの中のみに
電流が流れることになり、無効電流の低減が図られる。
また、第２導電型上部クラッド層がリッジストライプ形
状を有しているために、光を横方向に閉じ込めて導波さ
せることができ、安定した横モードでのレーザ発振が得
られる。これにより、特性の良好な半導体レーザ素子、
特に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な半導
体レーザ素子を、歩留まりよく形成することができる。
は、第２導電型上部クラッド層と第２導電型コンタクト
層との界面で、多数キャリアの輸送に関するバンドにつ
いて、多数キャリアに対するエネルギーレベルが第２導
電型コンタクト層よりも第２導電型上部クラッド層で大
きいようなオフセットを有し、かつ、少数キャリアの輸
送に関するバンドについて、少数キャリアに対するエネ
ルギーレベルが第２導電型上部クラッド層よりも第２導
電型コンタクト層で大きいようなオフセットを有する。
これにより、リッジストライプ外部では、多数キャリア
の第２導電型コンタクト層から第２導電型上部クラッド
層への移動が抑制され、多数キャリアが活性層へほとん
ど注入されないうえに、活性層で閉じ込まらずにコンタ
クト層へ向けてオーバーフローしようとする少数キャリ
アの移動も抑制される。しかしながら、中間層を有する
リッジストライプ内部では、コンタクト層から上部クラ
ッド層に多数キャリアが移動することができる。よっ
て、半導体レーザ素子に電圧を印加した場合、より効果
的に、中間層が積層されたリッジストライプの中のみに
電流が流れることになり、無効電流の低減が図られる。
また、第２導電型上部クラッド層がリッジストライプ形
状を有しているために、光を横方向に閉じ込めて導波さ
せることができ、安定した横モードでのレーザ発振が得
られる。これにより、特性の良好な半導体レーザ素子、
特に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な半導
体レーザ素子を、歩留まりよく形成することができる。
【００１１】また、本発明は、第１導電型をｎ型、第２
導電型をｐ型とする場合、第１導電型をｐ型、第２導電
型をｎ型とする場合のいずれにも適用できるが、一般に
正孔と電子を比較した場合、正孔の方が移動度が小さく
動きにくいので、多数キャリアが正孔である方が、電流
の阻止には効果的である。従って、前者組み合せの請求
項２の構成の方がより望ましいことになる。
導電型をｐ型とする場合、第１導電型をｐ型、第２導電
型をｎ型とする場合のいずれにも適用できるが、一般に
正孔と電子を比較した場合、正孔の方が移動度が小さく
動きにくいので、多数キャリアが正孔である方が、電流
の阻止には効果的である。従って、前者組み合せの請求
項２の構成の方がより望ましいことになる。
【００１２】さらに、本発明の請求項３に基づく半導体
レーザ装置のＡｌＧａＡｓ／ＩｎＡｌＧａＰ界面には、
ＡｌＧａＡｓ層からＩｎＡｌＧａＰ層への正孔の移動を
妨げるような価電子帯のバンドオフセットが存在し、か
つ、ＩｎＡｌＧａＰ層からＡｌＧａＡｓ層への電子の移
動を妨げるような伝導帯のバンドオフセットが存在す
る。この接合では、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層から
ｐ−ＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層への正孔の移動によ
る電流が阻止されるだけでなく、ＩｎＡｌＧａＰ活性層
からＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層さらにｐ−ＡｌＧａ
Ａｓコンタクト層への電子オーバーフローによる漏れ電
流も抑制される。
レーザ装置のＡｌＧａＡｓ／ＩｎＡｌＧａＰ界面には、
ＡｌＧａＡｓ層からＩｎＡｌＧａＰ層への正孔の移動を
妨げるような価電子帯のバンドオフセットが存在し、か
つ、ＩｎＡｌＧａＰ層からＡｌＧａＡｓ層への電子の移
動を妨げるような伝導帯のバンドオフセットが存在す
る。この接合では、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層から
ｐ−ＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層への正孔の移動によ
る電流が阻止されるだけでなく、ＩｎＡｌＧａＰ活性層
からＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層さらにｐ−ＡｌＧａ
Ａｓコンタクト層への電子オーバーフローによる漏れ電
流も抑制される。
【００１３】さらに、本発明の請求項４に基づく半導体
レーザ装置のＺｎＳＴｅ／ＭｇＺｎＳＳｅ界面には、Ｚ
ｎＳＴｅ層からＭｇＺｎＳＳｅ層への正孔の移動を妨げ
るような価電子帯のバンドオフセットが存在し、かつ、
ＭｇＺｎＳＳｅ層からＺｎＳＴｅ層への電子の移動を妨
げるような伝導帯のバンドオフセットが存在する。この
接合では、ｐ−ＺｎＳＳｅコンタクト層からｐ−ＭｇＺ
ｎＳＳｅ上部クラッド層への正孔の移動による電流が阻
止されるだけでなく、ＣｄＺｎＳｅ活性層からｐ−Ｍｇ
ＺｎＳＳｅ上部クラッド層およびｐ−ＺｎＳＴｅコンタ
クト層への電子のオーバーフローによる漏れ電流も抑制
される。
レーザ装置のＺｎＳＴｅ／ＭｇＺｎＳＳｅ界面には、Ｚ
ｎＳＴｅ層からＭｇＺｎＳＳｅ層への正孔の移動を妨げ
るような価電子帯のバンドオフセットが存在し、かつ、
ＭｇＺｎＳＳｅ層からＺｎＳＴｅ層への電子の移動を妨
げるような伝導帯のバンドオフセットが存在する。この
接合では、ｐ−ＺｎＳＳｅコンタクト層からｐ−ＭｇＺ
ｎＳＳｅ上部クラッド層への正孔の移動による電流が阻
止されるだけでなく、ＣｄＺｎＳｅ活性層からｐ−Ｍｇ
ＺｎＳＳｅ上部クラッド層およびｐ−ＺｎＳＴｅコンタ
クト層への電子のオーバーフローによる漏れ電流も抑制
される。
【００１４】さらに、本発明の請求項５に基づく半導体
レーザ装置のＭｇＺｎＳｅ／ＭｇＣｄＳＳｅ界面には、
ＭｇＺｎＳｅ層からＭｇＣｄＳＳｅ層への正孔の移動を
妨げるような価電子帯のバンドオフセットが存在し、か
つ、ＭｇＣｄＳＳｅ層からＭｇＺｎＳｅ層への電子の移
動を妨げるような伝導帯のバンドオフセットが存在す
る。この接合では、ｐ−ＭｇＺｎＳｅコンタクト層から
ｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層への正孔の移動によ
る電流が阻止されるだけでなく、ＣｄＺｎＳｅ活性層か
らｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層およびｐ−ＭｇＺ
ｎＳｅコンタクト層への電子のオーバーフローによる漏
れ電流も抑制される。
レーザ装置のＭｇＺｎＳｅ／ＭｇＣｄＳＳｅ界面には、
ＭｇＺｎＳｅ層からＭｇＣｄＳＳｅ層への正孔の移動を
妨げるような価電子帯のバンドオフセットが存在し、か
つ、ＭｇＣｄＳＳｅ層からＭｇＺｎＳｅ層への電子の移
動を妨げるような伝導帯のバンドオフセットが存在す
る。この接合では、ｐ−ＭｇＺｎＳｅコンタクト層から
ｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層への正孔の移動によ
る電流が阻止されるだけでなく、ＣｄＺｎＳｅ活性層か
らｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層およびｐ−ＭｇＺ
ｎＳｅコンタクト層への電子のオーバーフローによる漏
れ電流も抑制される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。以下
に述べる製造方法に従って半導体レーザ素子を作製す
る。図１において、まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１１上に、
通常のエピタキシャル成長方法を用いて、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層１２、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ下部クラッド層
１３、Ｉｎ0. 5Ｇａ0.5Ｐ活性層１４、ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ
0.5Ｐ上部クラッド層１５さらにｐ−Ｉｎ0 .5Ａｌ0Ｇａ
0.5Ｐ中間層１６を順次連続的に積層する。続いて、フ
ォトリソグラフィーとエッチングにより、上部クラッド
層１５と中間層１６を幅３μｍのリッジストライプ状に
加工する。次に、通常のエピタキシャル成長方法を用い
て、全面にｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７
さらにｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８を順次連続的に積
層する。最後に、ウェハーの上下に電極１９，１０を形
成して、半導体レーザウェハーを作製する。
ける半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。以下
に述べる製造方法に従って半導体レーザ素子を作製す
る。図１において、まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１１上に、
通常のエピタキシャル成長方法を用いて、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層１２、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ下部クラッド層
１３、Ｉｎ0. 5Ｇａ0.5Ｐ活性層１４、ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ
0.5Ｐ上部クラッド層１５さらにｐ−Ｉｎ0 .5Ａｌ0Ｇａ
0.5Ｐ中間層１６を順次連続的に積層する。続いて、フ
ォトリソグラフィーとエッチングにより、上部クラッド
層１５と中間層１６を幅３μｍのリッジストライプ状に
加工する。次に、通常のエピタキシャル成長方法を用い
て、全面にｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７
さらにｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８を順次連続的に積
層する。最後に、ウェハーの上下に電極１９，１０を形
成して、半導体レーザウェハーを作製する。
【００１７】本実施例１では、基板１１上に積層した各
半導体層の厚さおよび不純物濃度を、例えば次にように
形成する。
半導体層の厚さおよび不純物濃度を、例えば次にように
形成する。
【００１８】バッファ層１２ 膜厚０．３μｍ、
Ｓｉドープ１×１０19ｃｍ-3 下部クラッド層１３ 膜厚１．２μｍ、Ｓｉドープ１
×１０19ｃｍ-3 活性層１４ 膜厚６０ｎｍ、アンドープ 上部クラッド層１５ 膜厚１μｍ（ストライプ内）・
０．２μｍ（ストライプ外）、Ｍｇドープ１×１０18ｃ
ｍ-3 中間層１６ 膜厚０．１μｍ、Ｍｇドープ１
×１０18ｃｍ-3 コンタクト層１７ 膜厚１μｍ、Ｍｇドープ５×１
０18ｃｍ-3 コンタクト層１８ 膜厚１μｍ、Ｍｇドープ１×１
０19ｃｍ-3 この本実施例１に基づく半導体レーザ装置のリッジスト
ライプ外部における、ｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ／ｐ−
Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ接合のバンドダイ
アグラムを模式的に図２に示す。図２に示すように、こ
れらｐ−Ａｌ0. 35Ｇａ0.65Ａｓはコンタクト層１７に、
ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐは上部クラッド層１５に、Ｉｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐは活性層１４に対応している。Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.65Ａｓ／Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ界面には、Ａｌ0.35Ｇａ
0.65Ａｓ層からＩｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ層への正孔の移動を妨
げるような価電子帯のバンドオフセット（約０．５ｅ
Ｖ）が存在し、かつ、Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ層からＡｌ0.35
Ｇａ0.65Ａｓ層への電子の移動を妨げるような伝導帯の
バンドオフセット（約０．１ｅＶ）が存在する。ここ
で、バンドオフセットの値は、フィジカル・レビューＢ
３９巻１８７１〜１８８３ページ（PHYSICAL REVIEW B
Vol.39[1989]pp.1871-1883）に示されている方法によっ
て見積ることができる。以上のように、本接合では、ｐ
−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７からｐ−Ｉｎ
0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５への正孔の移動による
電流が阻止されるだけでなく、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層
１４からＩｎ0. 5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５さらにｐ
−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７への電子オー
バーフローによる漏れ電流も抑制される。
Ｓｉドープ１×１０19ｃｍ-3 下部クラッド層１３ 膜厚１．２μｍ、Ｓｉドープ１
×１０19ｃｍ-3 活性層１４ 膜厚６０ｎｍ、アンドープ 上部クラッド層１５ 膜厚１μｍ（ストライプ内）・
０．２μｍ（ストライプ外）、Ｍｇドープ１×１０18ｃ
ｍ-3 中間層１６ 膜厚０．１μｍ、Ｍｇドープ１
×１０18ｃｍ-3 コンタクト層１７ 膜厚１μｍ、Ｍｇドープ５×１
０18ｃｍ-3 コンタクト層１８ 膜厚１μｍ、Ｍｇドープ１×１
０19ｃｍ-3 この本実施例１に基づく半導体レーザ装置のリッジスト
ライプ外部における、ｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ／ｐ−
Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ接合のバンドダイ
アグラムを模式的に図２に示す。図２に示すように、こ
れらｐ−Ａｌ0. 35Ｇａ0.65Ａｓはコンタクト層１７に、
ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐは上部クラッド層１５に、Ｉｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐは活性層１４に対応している。Ａｌ0.35Ｇ
ａ0.65Ａｓ／Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ界面には、Ａｌ0.35Ｇａ
0.65Ａｓ層からＩｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ層への正孔の移動を妨
げるような価電子帯のバンドオフセット（約０．５ｅ
Ｖ）が存在し、かつ、Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ層からＡｌ0.35
Ｇａ0.65Ａｓ層への電子の移動を妨げるような伝導帯の
バンドオフセット（約０．１ｅＶ）が存在する。ここ
で、バンドオフセットの値は、フィジカル・レビューＢ
３９巻１８７１〜１８８３ページ（PHYSICAL REVIEW B
Vol.39[1989]pp.1871-1883）に示されている方法によっ
て見積ることができる。以上のように、本接合では、ｐ
−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７からｐ−Ｉｎ
0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５への正孔の移動による
電流が阻止されるだけでなく、Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層
１４からＩｎ0. 5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５さらにｐ
−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７への電子オー
バーフローによる漏れ電流も抑制される。
【００１９】また、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ中間層１６
は、ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５とｐ−Ａ
ｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７の間の大きな価電
子帯のバンドオフセットをその両側に分割し、正孔に対
する障壁を軽減する役割を果たす。これにより、ｐ−Ａ
ｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７からｐ−Ｉｎ0.5
Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５に多数キャリアである正
孔が移動でき、ストライプ内部を電流が流れる。また、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８は、半導体と電極１９の
間の電気的接触を良好にするために設けられている。こ
れにより、本発明の半導体レーザ素子に電圧を印加した
場合、従来例と比較して、より効果的に、中間層が積層
されたリッジストライプの中のみに電流が流れることに
なり、無効電流の低減が図られる。
は、ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５とｐ−Ａ
ｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７の間の大きな価電
子帯のバンドオフセットをその両側に分割し、正孔に対
する障壁を軽減する役割を果たす。これにより、ｐ−Ａ
ｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７からｐ−Ｉｎ0.5
Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層１５に多数キャリアである正
孔が移動でき、ストライプ内部を電流が流れる。また、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８は、半導体と電極１９の
間の電気的接触を良好にするために設けられている。こ
れにより、本発明の半導体レーザ素子に電圧を印加した
場合、従来例と比較して、より効果的に、中間層が積層
されたリッジストライプの中のみに電流が流れることに
なり、無効電流の低減が図られる。
【００２０】さらに、リッジストライプ外部では、上部
クラッド層１５の膜厚は光を閉じ込めるのに不十分であ
り、ｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７のエネ
ルギーバンドギャップはＩｎ0.5Ｇａ0.5ＡｌＰ活性層１
４のエネルギーバンドギャップよりも小さいために、こ
の活性層１４で発せられた光は、コンタクト層１７の吸
収を感じるので、ロスガイドモードでリッジストライプ
に沿って導波する。
クラッド層１５の膜厚は光を閉じ込めるのに不十分であ
り、ｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓコンタクト層１７のエネ
ルギーバンドギャップはＩｎ0.5Ｇａ0.5ＡｌＰ活性層１
４のエネルギーバンドギャップよりも小さいために、こ
の活性層１４で発せられた光は、コンタクト層１７の吸
収を感じるので、ロスガイドモードでリッジストライプ
に沿って導波する。
【００２１】以上のようにして得られたウェハーによ
り、共振器長２５０μｍのレーザ素子を作製したところ
で、室温にて、発振波長６６０ｎｍ、発振閾値７０ｍＡ
であり、２０ｍＷの光出力まで電流−光出力曲線にキン
クが見られず、遠視野像は単峰であった。これらによ
り、電流狭搾が行われ、かつ良好なモード制御が行われ
ていることがわかった。
り、共振器長２５０μｍのレーザ素子を作製したところ
で、室温にて、発振波長６６０ｎｍ、発振閾値７０ｍＡ
であり、２０ｍＷの光出力まで電流−光出力曲線にキン
クが見られず、遠視野像は単峰であった。これらによ
り、電流狭搾が行われ、かつ良好なモード制御が行われ
ていることがわかった。
【００２２】ここで、従来例の半導体レーザ装置と本実
施例の半導体レーザ装置を試作して比較したところ、光
出力１０ｍＷ以上発振可能である温度が、従来例の半導
体レーザでは１００℃であったが、本実施例の半導体レ
ーザ装置では１５０℃と高温での特性が改善されたこと
が判明した。また、「室温において電流−光出力曲線に
１０ｍＷ以下でキンクが見られない素子を良品とする」
という条件で歩留まりを調べたところ、従来例の半導体
レーザ装置では約４０％であったのに対して、本実施例
１の半導体レーザで装置では約８０％と、大幅に改善さ
れていることが判明した。
施例の半導体レーザ装置を試作して比較したところ、光
出力１０ｍＷ以上発振可能である温度が、従来例の半導
体レーザでは１００℃であったが、本実施例の半導体レ
ーザ装置では１５０℃と高温での特性が改善されたこと
が判明した。また、「室温において電流−光出力曲線に
１０ｍＷ以下でキンクが見られない素子を良品とする」
という条件で歩留まりを調べたところ、従来例の半導体
レーザ装置では約４０％であったのに対して、本実施例
１の半導体レーザで装置では約８０％と、大幅に改善さ
れていることが判明した。
【００２３】以上のように本実施例１によれば、電流狭
搾が確実で、高温特性の良好な半導体レーザ素子を高歩
留まりで作製することができる。
搾が確実で、高温特性の良好な半導体レーザ素子を高歩
留まりで作製することができる。
【００２４】ここで、本実施例１においては第１導電型
としてｎ型、第２導電型としてｐ型を用いたが、これは
コンタクト層／上部クラッド層界面における多数キャリ
アが、移動度の小さい正孔であるほうが漏れ電流の抑制
に効果があるためである。また、本実施例１において
は、ＩｎＡｌＧａＰ下部クラッド層、ＩｎＡｌＧａＰ活
性層、ＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層、ＩｎＡｌＧａＰ
中間層、ＡｌxＧａ1-xＡｓコンタクト層の組成が上述し
たような特定の値である例を示したが、これは本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形できる。ただし、活性
層から上部クラッド層・コンタクト層へ拡散する少数キ
ャリアの移動を抑制するようなバンドオフセットが生じ
るためには、ｘ≧０．３である必要がある。
としてｎ型、第２導電型としてｐ型を用いたが、これは
コンタクト層／上部クラッド層界面における多数キャリ
アが、移動度の小さい正孔であるほうが漏れ電流の抑制
に効果があるためである。また、本実施例１において
は、ＩｎＡｌＧａＰ下部クラッド層、ＩｎＡｌＧａＰ活
性層、ＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層、ＩｎＡｌＧａＰ
中間層、ＡｌxＧａ1-xＡｓコンタクト層の組成が上述し
たような特定の値である例を示したが、これは本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形できる。ただし、活性
層から上部クラッド層・コンタクト層へ拡散する少数キ
ャリアの移動を抑制するようなバンドオフセットが生じ
るためには、ｘ≧０．３である必要がある。
【００２５】（実施例２）本発明は実施例１に示したよ
うなIII−Ｖ族半導体レーザ装置に限らず、II−VI族半
導体レーザ装置にも適用することができ、本発明の実施
例２としてII−VI族半導体レーザに適用した場合を示
す。
うなIII−Ｖ族半導体レーザ装置に限らず、II−VI族半
導体レーザ装置にも適用することができ、本発明の実施
例２としてII−VI族半導体レーザに適用した場合を示
す。
【００２６】図３は本発明の実施例２における半導体レ
ーザ装置の概略構造を示す断面図である。以下に述べる
製造方法に従って半導体レーザ素子を作製する。図３に
おいて、まず、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に、通常のエピ
タキシャル成長方法を用いて、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層
２２、ｎ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8下部クラッド層
２３、Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ／ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93−多重
量子井戸活性層２４、ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8
上部クラッド層２５さらにｐ−（Ｍｇ0.1Ｚｎ0 .9Ｓ0.2
Ｓｅ0.8）1-y（ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35）y中間層２６を順
次連続的に積層する。本実施例２においては、多重量子
井戸活性層２４は、３層のＣｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ井戸層
と、４層のＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93障壁層の交互積層構造と
する。続いて、フォトリソグラフィーとエッチングによ
り、上部クラッド層２５と中間層２６を幅２μｍのリッ
ジストライプ状に加工する。次に、通常のエピキシャル
成長方法を用いて、これら上部クラッド層２５および中
間層２６上の全面にｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35コンタクト
層２７を積層し、最後に、ウェハーの上下に電極２８，
２９を形成して半導体レーザウェハーを作製した。
ーザ装置の概略構造を示す断面図である。以下に述べる
製造方法に従って半導体レーザ素子を作製する。図３に
おいて、まず、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に、通常のエピ
タキシャル成長方法を用いて、ｎ−ＺｎＳｅバッファ層
２２、ｎ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8下部クラッド層
２３、Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ／ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93−多重
量子井戸活性層２４、ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8
上部クラッド層２５さらにｐ−（Ｍｇ0.1Ｚｎ0 .9Ｓ0.2
Ｓｅ0.8）1-y（ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35）y中間層２６を順
次連続的に積層する。本実施例２においては、多重量子
井戸活性層２４は、３層のＣｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ井戸層
と、４層のＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93障壁層の交互積層構造と
する。続いて、フォトリソグラフィーとエッチングによ
り、上部クラッド層２５と中間層２６を幅２μｍのリッ
ジストライプ状に加工する。次に、通常のエピキシャル
成長方法を用いて、これら上部クラッド層２５および中
間層２６上の全面にｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35コンタクト
層２７を積層し、最後に、ウェハーの上下に電極２８，
２９を形成して半導体レーザウェハーを作製した。
【００２７】ここで、中間層２６は上部クラッド層２５
に接するところでｙ＝０、コンタクト層２７に接すると
ころでｙ＝１、その間はｙが順次変化するような組成で
あり、上部クラッド層２５とコンタクト層２７間の傾斜
接合を構成している。この傾斜接合を制御性よく作製す
るために、Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8超薄膜とＺｎＳ
0.65Ｔｅ0.35超薄膜を量子効果が現れるほど薄く交互に
数十層積層し、それぞれの膜厚をＭｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2
Ｓｅ0.8超薄膜では上部クラッド層２５に近いほど、Ｚ
ｎＳ0.65Ｔｅ0.35超薄膜ではコンタクト層２７に近いほ
ど厚く形成した。このとき、超薄膜の積層構造は、実効
的に傾斜接合の役割を果たしている。
に接するところでｙ＝０、コンタクト層２７に接すると
ころでｙ＝１、その間はｙが順次変化するような組成で
あり、上部クラッド層２５とコンタクト層２７間の傾斜
接合を構成している。この傾斜接合を制御性よく作製す
るために、Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8超薄膜とＺｎＳ
0.65Ｔｅ0.35超薄膜を量子効果が現れるほど薄く交互に
数十層積層し、それぞれの膜厚をＭｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2
Ｓｅ0.8超薄膜では上部クラッド層２５に近いほど、Ｚ
ｎＳ0.65Ｔｅ0.35超薄膜ではコンタクト層２７に近いほ
ど厚く形成した。このとき、超薄膜の積層構造は、実効
的に傾斜接合の役割を果たしている。
【００２８】本実施例２では、基板２１上に順次積層し
た各半導体層の厚さおよび不純物濃度を、例えば次のよ
うに形成する。 バッファ層２２ 膜厚０．１μｍ、Ｃｌドープ１
×１０18ｃｍ-3 下部クラッド層２３ 膜厚１．５μｍ、Ｃｌドープ５
×１０17ｃｍ-3 量子井戸層 膜厚６ｎｍ、アンドープ 障壁層 膜厚１０ｎｍ、アンドープ 上部クラッド層２５ 膜厚０．７μｍ（ストライプ
内）・０．２μｍ（ストライプ外）、Ｎドープ３×１０
17ｃｍ-3 中間層２６ 膜厚０．２μｍ、Ｎドープ５×
１０17ｃｍ-3 コンタクト層２７ 膜厚１μｍ、Ｎドープ８×１０
17ｃｍ-3 この本実施例２に基づく半導体レーザ装置のリッジスト
ライプ外部における、ｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35／ｐ−Ｍ
ｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8／Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ接合の
バンドダイアグラムを模式的に図４に示した。図４に示
されるように、ｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35はコンタクト層
２７に、ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0 .8は上部クラッ
ド層２５に、Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅは活性層２４に対応し
ている。これらＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35／Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ
0.2Ｓｅ0.8の界面には、ＺｎＳ0. 65Ｔｅ0.35層からＭｇ
0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8層への正孔の移動を妨げるよう
な価電子帯のバンドオフセット（約０．６ｅＶ）が存在
し、かつ、Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8層からＺｎＳ
0.65Ｔｅ0.35層への電子の移動を妨げるような伝導帯の
バンドオフセット（約０．１ｅＶ）が存在する。このよ
うに、本接合では、実施例１と同様の機構によって、ｐ
−ＺｎＳ0.65Ｓｅ0.35コンタクト層２７からｐ−Ｍｇ
0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8上部クラッド層２５への正孔の
移動による電流が阻止されるだけでなく、Ｃｄ0.1Ｚｎ
0.9Ｓｅ活性層２４からｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ
0.8上部クラッド層２５さらにｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35
コンタクト層２７への電子のオーバーフローによる漏れ
電流も抑制される。
た各半導体層の厚さおよび不純物濃度を、例えば次のよ
うに形成する。 バッファ層２２ 膜厚０．１μｍ、Ｃｌドープ１
×１０18ｃｍ-3 下部クラッド層２３ 膜厚１．５μｍ、Ｃｌドープ５
×１０17ｃｍ-3 量子井戸層 膜厚６ｎｍ、アンドープ 障壁層 膜厚１０ｎｍ、アンドープ 上部クラッド層２５ 膜厚０．７μｍ（ストライプ
内）・０．２μｍ（ストライプ外）、Ｎドープ３×１０
17ｃｍ-3 中間層２６ 膜厚０．２μｍ、Ｎドープ５×
１０17ｃｍ-3 コンタクト層２７ 膜厚１μｍ、Ｎドープ８×１０
17ｃｍ-3 この本実施例２に基づく半導体レーザ装置のリッジスト
ライプ外部における、ｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35／ｐ−Ｍ
ｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8／Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ接合の
バンドダイアグラムを模式的に図４に示した。図４に示
されるように、ｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35はコンタクト層
２７に、ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0 .8は上部クラッ
ド層２５に、Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅは活性層２４に対応し
ている。これらＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35／Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ
0.2Ｓｅ0.8の界面には、ＺｎＳ0. 65Ｔｅ0.35層からＭｇ
0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8層への正孔の移動を妨げるよう
な価電子帯のバンドオフセット（約０．６ｅＶ）が存在
し、かつ、Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8層からＺｎＳ
0.65Ｔｅ0.35層への電子の移動を妨げるような伝導帯の
バンドオフセット（約０．１ｅＶ）が存在する。このよ
うに、本接合では、実施例１と同様の機構によって、ｐ
−ＺｎＳ0.65Ｓｅ0.35コンタクト層２７からｐ−Ｍｇ
0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8上部クラッド層２５への正孔の
移動による電流が阻止されるだけでなく、Ｃｄ0.1Ｚｎ
0.9Ｓｅ活性層２４からｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ
0.8上部クラッド層２５さらにｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35
コンタクト層２７への電子のオーバーフローによる漏れ
電流も抑制される。
【００２９】また、実効的に傾斜接合を形成しているよ
うな中間層２６を有しているストライプ内部では、コン
タクト層２７から上部クラッド層２５にかけて価電子帯
のエネルギーレベルが滑らかに変化し、多数キャリアで
ある正孔が移動できる。したがって、本発明の半導体レ
ーザ素子に電圧を印加した場合、中間層２６が積層され
たリッジストライプの中のみに、効果的に電流が流れる
ことになり、無効電流の低減が図られる。
うな中間層２６を有しているストライプ内部では、コン
タクト層２７から上部クラッド層２５にかけて価電子帯
のエネルギーレベルが滑らかに変化し、多数キャリアで
ある正孔が移動できる。したがって、本発明の半導体レ
ーザ素子に電圧を印加した場合、中間層２６が積層され
たリッジストライプの中のみに、効果的に電流が流れる
ことになり、無効電流の低減が図られる。
【００３０】さらに、リッジストライプ外部では、上部
クラッド層２５の膜厚は光を閉じ込めるのに不十分であ
り、コンタクト層２７と活性層２４のエネルギーギャッ
プがほぼ等しいために、活性層２４で発せられた光はコ
ンタクト層２７での吸収を感じるので、ロスガイドモー
ドでリッジストライプに沿って導波する。したがって、
本発明の半導体レーザ素子においては、安定した横モー
ドでのレーザ発振を得ることができる。
クラッド層２５の膜厚は光を閉じ込めるのに不十分であ
り、コンタクト層２７と活性層２４のエネルギーギャッ
プがほぼ等しいために、活性層２４で発せられた光はコ
ンタクト層２７での吸収を感じるので、ロスガイドモー
ドでリッジストライプに沿って導波する。したがって、
本発明の半導体レーザ素子においては、安定した横モー
ドでのレーザ発振を得ることができる。
【００３１】これにより、特性の良好な半導体レーザ素
子、特に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な
半導体レーザ素子を、歩留まりよく形成することができ
る。以上のようにして得られたウェハーにより、共振器
長３５０μｍのレーザ素子を作製したところ、室温に
て、発振波長４８０ｎｍ、発振閾値４０ｍＡであり、２
０ｍＷの光出力まで電流−光出力曲線にキンクが見られ
ず、遠視野像は単峰であった。また、１００℃もの高温
まで光出力１０ｍＷ以上のレーザ発振動作が確認でき
た。これらにより、電流狭搾が行われ、かつ良好なモー
ド制御が行われていることがわかった。また、このよう
に良好な特性の半導体レーザ素子を、高歩留まりで作製
することができた。
子、特に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な
半導体レーザ素子を、歩留まりよく形成することができ
る。以上のようにして得られたウェハーにより、共振器
長３５０μｍのレーザ素子を作製したところ、室温に
て、発振波長４８０ｎｍ、発振閾値４０ｍＡであり、２
０ｍＷの光出力まで電流−光出力曲線にキンクが見られ
ず、遠視野像は単峰であった。また、１００℃もの高温
まで光出力１０ｍＷ以上のレーザ発振動作が確認でき
た。これらにより、電流狭搾が行われ、かつ良好なモー
ド制御が行われていることがわかった。また、このよう
に良好な特性の半導体レーザ素子を、高歩留まりで作製
することができた。
【００３２】（実施例３）図５は本発明の実施例３にお
ける半導体レーザ装置の概略構造を示す断面図である。
図５において、ｎ−ＩｎＰ基板３１表面上に、ｎ−Ｍｇ
0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43下部クラッド層３２、Ｃｄ
0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ活性層３３、ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ
0.57Ｓｅ0.43上部クラッド層３４、ｐ−（Ｍｇ0.3Ｃｄ
0.7Ｓ0.57Ｓｅ0 .4 3）1-z（Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ）z中間
層３５が順次連続して適宜形成されている。これら上部
クラッド層３４および中間層３５はリッジストライプ状
に加工されており、リッジストライプ構造上の全面にｐ
−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅコンタクト層３６が形成されてい
る。さらに、ウェハーの上下面には電極３７、３８が設
けられて半導体レーザ構造が形成される。ここで、中間
層３５は上部クラッド層３４に接するところでｚ＝０、
コンタクト層３６に接するところでｚ＝１、その中間で
はｚが順次変化するような傾斜接合を形成しており、中
間層３５を通じて正孔はコンタクト層３６から上部クラ
ッド層３４へ容易に移動できる。なお、本実施例３にお
ける半導体レーザ装置の製造方法は、実施例１，２から
容易に推察され得るので、ここでは説明を省略する。
ける半導体レーザ装置の概略構造を示す断面図である。
図５において、ｎ−ＩｎＰ基板３１表面上に、ｎ−Ｍｇ
0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43下部クラッド層３２、Ｃｄ
0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ活性層３３、ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ
0.57Ｓｅ0.43上部クラッド層３４、ｐ−（Ｍｇ0.3Ｃｄ
0.7Ｓ0.57Ｓｅ0 .4 3）1-z（Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ）z中間
層３５が順次連続して適宜形成されている。これら上部
クラッド層３４および中間層３５はリッジストライプ状
に加工されており、リッジストライプ構造上の全面にｐ
−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅコンタクト層３６が形成されてい
る。さらに、ウェハーの上下面には電極３７、３８が設
けられて半導体レーザ構造が形成される。ここで、中間
層３５は上部クラッド層３４に接するところでｚ＝０、
コンタクト層３６に接するところでｚ＝１、その中間で
はｚが順次変化するような傾斜接合を形成しており、中
間層３５を通じて正孔はコンタクト層３６から上部クラ
ッド層３４へ容易に移動できる。なお、本実施例３にお
ける半導体レーザ装置の製造方法は、実施例１，２から
容易に推察され得るので、ここでは説明を省略する。
【００３３】この本実施例３に基づく半導体レーザ装置
のリッジストライプ外部における、ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1
Ｓｅ／ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43／Ｃｄ0.53Ｚ
ｎ0. 47Ｓｅ接合のバンドダイアグラムを模式的に図６に
示した。図６に示されるように、ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓ
ｅはコンタクト層３６に、ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓ
ｅ0.43は上部クラッド層３４に、Ｃｄ0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ
は活性層３３に対応している。これらＭｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓ
ｅ／Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43界面には、Ｍｇ0.9
Ｚｎ0.1Ｓｅ層からＭｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43層へ
の正孔の移動を妨げるような価電子帯のバンドオフセッ
ト（約０．４ｅＶ）が存在し、かつ、Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ
0.57Ｓｅ0.43層からＭｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ層への電子の移
動を妨げるような伝導帯のバンドオフセット（約１．２
ｅＶ）が存在する。このように、本接合では、実施例
１，２と同様の機構によって、ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ
コンタクト層３６からｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ
0.43上部クラッド層３４への正孔の移動による電流が阻
止されるだけでなく、Ｃｄ0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ活性層から
ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43上部クラッド層３４
さらにｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅコンタクト層３６への電
子のオーバーフローによる漏れ電流も抑制される。
のリッジストライプ外部における、ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1
Ｓｅ／ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43／Ｃｄ0.53Ｚ
ｎ0. 47Ｓｅ接合のバンドダイアグラムを模式的に図６に
示した。図６に示されるように、ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓ
ｅはコンタクト層３６に、ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓ
ｅ0.43は上部クラッド層３４に、Ｃｄ0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ
は活性層３３に対応している。これらＭｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓ
ｅ／Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43界面には、Ｍｇ0.9
Ｚｎ0.1Ｓｅ層からＭｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43層へ
の正孔の移動を妨げるような価電子帯のバンドオフセッ
ト（約０．４ｅＶ）が存在し、かつ、Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ
0.57Ｓｅ0.43層からＭｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ層への電子の移
動を妨げるような伝導帯のバンドオフセット（約１．２
ｅＶ）が存在する。このように、本接合では、実施例
１，２と同様の機構によって、ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ
コンタクト層３６からｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ
0.43上部クラッド層３４への正孔の移動による電流が阻
止されるだけでなく、Ｃｄ0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ活性層から
ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43上部クラッド層３４
さらにｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅコンタクト層３６への電
子のオーバーフローによる漏れ電流も抑制される。
【００３４】中間層を有するストライプ内部では、コン
タクト層から上部クラッド層に正孔が移動できる。した
がって、本発明の半導体レーザ素子に電圧を印加した場
合、より効果的に、中間層が積層されたリッジストライ
プの中のみに電流が流れることになり、無効電流の低減
が図られる。
タクト層から上部クラッド層に正孔が移動できる。した
がって、本発明の半導体レーザ素子に電圧を印加した場
合、より効果的に、中間層が積層されたリッジストライ
プの中のみに電流が流れることになり、無効電流の低減
が図られる。
【００３５】また、リッジストライプ外部では、上部ク
ラッド層３４の膜厚は光を閉じ込めるのに不十分であ
り、コンタクト層３６の屈折率は上部クラッド層３４よ
りも小さいために、光はリアルガイドモードでリッジス
トライプに沿って導波する。
ラッド層３４の膜厚は光を閉じ込めるのに不十分であ
り、コンタクト層３６の屈折率は上部クラッド層３４よ
りも小さいために、光はリアルガイドモードでリッジス
トライプに沿って導波する。
【００３６】したがって、本発明の半導体レーザにおい
ては、安定した横モードでのレーザ発振を得ることがで
きる。以上により、特性の良好な半導体レーザ素子、特
に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な半導体
レーザ素子を、歩留まりよく形成することができる。
ては、安定した横モードでのレーザ発振を得ることがで
きる。以上により、特性の良好な半導体レーザ素子、特
に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な半導体
レーザ素子を、歩留まりよく形成することができる。
【００３７】本構造の、共振器長３５０μｍのレーザ素
子を作製したところ、室温にて、発振波長５７０ｎｍ、
発振閾値２５ｍＡであり、３０ｍＷの光出力まで電流−
光出力曲線にキンクが見られず、遠視野像は単峰であっ
た。また、１２０℃の高温まで、光出力１０ｍＷ以上の
レーザ発振動作が確認できた。これらにより、電流狭搾
が行われ、かつ良好なモード制御が行われていることが
わかった。また、このように良好な半導体レーザ素子
を、高歩留まりで作製することができた。
子を作製したところ、室温にて、発振波長５７０ｎｍ、
発振閾値２５ｍＡであり、３０ｍＷの光出力まで電流−
光出力曲線にキンクが見られず、遠視野像は単峰であっ
た。また、１２０℃の高温まで、光出力１０ｍＷ以上の
レーザ発振動作が確認できた。これらにより、電流狭搾
が行われ、かつ良好なモード制御が行われていることが
わかった。また、このように良好な半導体レーザ素子
を、高歩留まりで作製することができた。
【００３８】以上により上記各実施例に基づく半導体レ
ーザ装置のリッジストライプ外部における、第２導電型
コンタクト層、第２導電型上部クラッド層、活性層のバ
ンドダイアグラムを模式的に図７に示す。図７に示され
るように、仮に、第２導電型をｐ型として図７を描いて
おり、以下の説明もこの場合に基づくものとする。
ーザ装置のリッジストライプ外部における、第２導電型
コンタクト層、第２導電型上部クラッド層、活性層のバ
ンドダイアグラムを模式的に図７に示す。図７に示され
るように、仮に、第２導電型をｐ型として図７を描いて
おり、以下の説明もこの場合に基づくものとする。
【００３９】本発明に基づく半導体レーザ装置は、図７
に示されるように、第２導電型上部クラッド層と第２導
電型コンタクト層との界面で、ここでの多数キャリアで
ある正孔の輸送に関するバンドである価電子帯におい
て、正孔に対するエネルギーレベルが第２導電型コンタ
クト層よりも第２導電型上部クラッド層で大きいような
オフセットを有している。したがって、多数キャリアで
ある正孔の第２導電型コンタクト層から第２導電型上部
クラッド層への移動は抑制されるので、ストライプ外部
では正孔は活性層へほとんど注入されない。また、同じ
界面で、少数キャリアである電子の輸送に関するバンド
である伝導帯において、電子に対するエネルギーレベル
が第２導電型上部クラッド層よりも第２導電型コンタク
ト層で大きいようなオフセットを有している。したがっ
て、活性層で閉じ込まらずに、コンタクト層へ向けてオ
ーバーフローしようとする少数キャリアである電子の移
動は、上述のような界面の存在により抑制される。
に示されるように、第２導電型上部クラッド層と第２導
電型コンタクト層との界面で、ここでの多数キャリアで
ある正孔の輸送に関するバンドである価電子帯におい
て、正孔に対するエネルギーレベルが第２導電型コンタ
クト層よりも第２導電型上部クラッド層で大きいような
オフセットを有している。したがって、多数キャリアで
ある正孔の第２導電型コンタクト層から第２導電型上部
クラッド層への移動は抑制されるので、ストライプ外部
では正孔は活性層へほとんど注入されない。また、同じ
界面で、少数キャリアである電子の輸送に関するバンド
である伝導帯において、電子に対するエネルギーレベル
が第２導電型上部クラッド層よりも第２導電型コンタク
ト層で大きいようなオフセットを有している。したがっ
て、活性層で閉じ込まらずに、コンタクト層へ向けてオ
ーバーフローしようとする少数キャリアである電子の移
動は、上述のような界面の存在により抑制される。
【００４０】なお、従来例と同様に、中間層を有するス
トライプ内部では、コンタクト層から上部クラッド層に
正孔が移動できる。したがって、本発明の半導体レーザ
素子に電圧を印加した場合、より効果的に、中間層が積
層されたリッジストライプの中のみに電流が流れること
になり、無効電流の低減が図られる。また、本発明の半
導体レーザ素子においては、第２導電型上部クラッド層
がリッジストライプ形状を有しているために、光を横方
向に閉じ込めて導波させることができる。したがって、
安定した横モードでのレーザ発振を得ることができる。
トライプ内部では、コンタクト層から上部クラッド層に
正孔が移動できる。したがって、本発明の半導体レーザ
素子に電圧を印加した場合、より効果的に、中間層が積
層されたリッジストライプの中のみに電流が流れること
になり、無効電流の低減が図られる。また、本発明の半
導体レーザ素子においては、第２導電型上部クラッド層
がリッジストライプ形状を有しているために、光を横方
向に閉じ込めて導波させることができる。したがって、
安定した横モードでのレーザ発振を得ることができる。
【００４１】また、本発明は、第１導電型をｎ型、第２
導電型をｐ型とする場合、第１導電型をｐ型、第２導電
型をｎ型とする場合のいずれにも適用できるが、一般に
正孔と電子を比較した場合、正孔の方が移動度が小さく
動きにくいので、多数キャリアが正孔である方が、電流
の阻止には効果的である。したがって、前者組み合せの
構成の方がより望ましいことになる。
導電型をｐ型とする場合、第１導電型をｐ型、第２導電
型をｎ型とする場合のいずれにも適用できるが、一般に
正孔と電子を比較した場合、正孔の方が移動度が小さく
動きにくいので、多数キャリアが正孔である方が、電流
の阻止には効果的である。したがって、前者組み合せの
構成の方がより望ましいことになる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、多数キャリアの第２導電型コンタクト層から第２導
電型上部クラッド層への移動を抑制することができて、
ストライプ外部では、多数キャリアは活性層へほとんど
注入されず、また、活性層で閉じ込まらずに、コンタク
ト層へ向けてオーバーフローしようとする少数キャリア
の移動を、少数キャリアに対するエネルギーレベルが上
部クラッド層よりもコンタクト層で大きいオフセットを
有する界面の存在により抑制することができる。
ば、多数キャリアの第２導電型コンタクト層から第２導
電型上部クラッド層への移動を抑制することができて、
ストライプ外部では、多数キャリアは活性層へほとんど
注入されず、また、活性層で閉じ込まらずに、コンタク
ト層へ向けてオーバーフローしようとする少数キャリア
の移動を、少数キャリアに対するエネルギーレベルが上
部クラッド層よりもコンタクト層で大きいオフセットを
有する界面の存在により抑制することができる。
【００４３】また、本発明の請求項２によれば、正孔と
電子を比較した場合、正孔の方が移動度が小さく動きに
くいため、多数キャリアが正孔である方が、電流の阻止
に効果的である。
電子を比較した場合、正孔の方が移動度が小さく動きに
くいため、多数キャリアが正孔である方が、電流の阻止
に効果的である。
【００４４】さらに、本発明の請求項３によれば、Ａｌ
ＧａＡｓ／ＩｎＡｌＧａＰ界面では、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
コンタクト層からｐ−ＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層へ
の正孔の移動による電流を阻止するだけでなく、ＩｎＡ
ｌＧａＰ活性層からＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層さら
にｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層への電子オーバーフロ
ーによる漏れ電流を抑制することができる。
ＧａＡｓ／ＩｎＡｌＧａＰ界面では、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
コンタクト層からｐ−ＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層へ
の正孔の移動による電流を阻止するだけでなく、ＩｎＡ
ｌＧａＰ活性層からＩｎＡｌＧａＰ上部クラッド層さら
にｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層への電子オーバーフロ
ーによる漏れ電流を抑制することができる。
【００４５】さらに、本発明の請求項４によれば、Ｚｎ
ＳＴｅ／ＭｇＺｎＳＳｅ界面では、ｐ−ＺｎＳＳｅコン
タクト層からｐ−ＭｇＺｎＳＳｅ上部クラッド層への正
孔の移動による電流を阻止するだけでなく、ＣｄＺｎＳ
ｅ活性層からｐ−ＭｇＺｎＳＳｅ上部クラッド層さらに
ｐ−ＺｎＳＴｅコンタクト層への電子のオーバーフロー
による漏れ電流を抑制することができる。
ＳＴｅ／ＭｇＺｎＳＳｅ界面では、ｐ−ＺｎＳＳｅコン
タクト層からｐ−ＭｇＺｎＳＳｅ上部クラッド層への正
孔の移動による電流を阻止するだけでなく、ＣｄＺｎＳ
ｅ活性層からｐ−ＭｇＺｎＳＳｅ上部クラッド層さらに
ｐ−ＺｎＳＴｅコンタクト層への電子のオーバーフロー
による漏れ電流を抑制することができる。
【００４６】さらに、本発明の請求項５によれば、Ｍｇ
ＺｎＳｅ／ＭｇＣｄＳＳｅ界面では、ｐ−ＭｇＺｎＳｅ
コンタクト層からｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層へ
の正孔の移動による電流を阻止するだけでなく、ＣｄＺ
ｎＳｅ活性層からｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層さ
らにｐ−ＭｇＺｎＳｅコンタクト層への電子のオーバー
フローによる漏れ電流を抑制することができる。
ＺｎＳｅ／ＭｇＣｄＳＳｅ界面では、ｐ−ＭｇＺｎＳｅ
コンタクト層からｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層へ
の正孔の移動による電流を阻止するだけでなく、ＣｄＺ
ｎＳｅ活性層からｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ上部クラッド層さ
らにｐ−ＭｇＺｎＳｅコンタクト層への電子のオーバー
フローによる漏れ電流を抑制することができる。
【００４７】さらに、請求項１〜５において、中間層を
有するストライプ内部では、コンタクト層から上部クラ
ッド層に正孔が移動可能であり、本発明の半導体レーザ
素子に電圧を印加した場合、より効果的に、中間層が積
層されたリッジストライプの中のみに電流が流れること
になって、無効電流の低減を図ることができる。また、
第２導電型上部クラッド層がリッジストライプ形状を有
しているため、光を横方向に閉じ込めて導波させること
ができ、安定した横モードでのレーザ発振を得ることが
できる。以上により、特性の良好な半導体レーザ素子、
特に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な半導
体レーザ素子を、歩留まりよく形成することができる。
有するストライプ内部では、コンタクト層から上部クラ
ッド層に正孔が移動可能であり、本発明の半導体レーザ
素子に電圧を印加した場合、より効果的に、中間層が積
層されたリッジストライプの中のみに電流が流れること
になって、無効電流の低減を図ることができる。また、
第２導電型上部クラッド層がリッジストライプ形状を有
しているため、光を横方向に閉じ込めて導波させること
ができ、安定した横モードでのレーザ発振を得ることが
できる。以上により、特性の良好な半導体レーザ素子、
特に、従来の技術と比較して高温での特性の良好な半導
体レーザ素子を、歩留まりよく形成することができる。
【図１】本発明の実施例１における半導体レーザ装置の
概略構造を示す断面図である。
概略構造を示す断面図である。
【図２】図１の半導体レーザ装置のｐ−Ａｌ0.35Ｇａ
0.65Ａｓ／ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ接
合におけるバンドダイアグラムである。
0.65Ａｓ／ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ接
合におけるバンドダイアグラムである。
【図３】本発明の実施例２における半導体レーザ装置の
概略構造を示す断面図である。
概略構造を示す断面図である。
【図４】図３の半導体レーザ装置のｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ
0.35／ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0. 2Ｓｅ0.8／Ｃｄ0.1Ｚｎ
0.9Ｓｅ接合におけるバンドダイアグラムである。
0.35／ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0. 2Ｓｅ0.8／Ｃｄ0.1Ｚｎ
0.9Ｓｅ接合におけるバンドダイアグラムである。
【図５】本発明の実施例３における半導体レーザ装置の
概略構造を示す断面図である。
概略構造を示す断面図である。
【図６】図５の半導体レーザ装置のｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1
Ｓｅ／ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0. 57Ｓｅ0.43／Ｃｄ0.53Ｚ
ｎ0.47Ｓｅ接合におけるバンドダイアグラムである。
Ｓｅ／ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0. 57Ｓｅ0.43／Ｃｄ0.53Ｚ
ｎ0.47Ｓｅ接合におけるバンドダイアグラムである。
【図７】本発明に基づく半導体レーザ装置の第２導電型
コンタクト層、第２導電型上部クラッド層、活性層の接
合におけるバンドダイアグラムである。
コンタクト層、第２導電型上部クラッド層、活性層の接
合におけるバンドダイアグラムである。
【図８】従来の半導体レーザ装置の概略構造を示す断面
図である。
図である。
【図９】図８のｐ−ＧａＡｓ／ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ／
Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ接合におけるバンドダイアグラムであ
る。
Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ接合におけるバンドダイアグラムであ
る。
１０，１９ 電極 １１，２１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １３ ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ下部クラッド層 １４ Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ活性層 １５ ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ上部クラッド層 １６ ｐ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ中間層 １７ ｐ−Ａｌ0.35Ｇａ0.35Ａｓコンタクト層 １８ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ２２ ｎ−ＺｎＳｅバッファ層 ２３ ｎ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8下部クラッド
層 ２４ Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ／ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93−多
重量子井戸活性層 ２５ ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8上部クラッド
層 ２６ ｐ−（Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8）1-y（Ｚ
ｎＳ0.65Ｔｅ0.35）y中間層 ２７ ｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35コンタクト層 ２８，２９ 電極 ３１ ｎ−ＩｎＰ基板 ３２ ｎ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43下部クラッ
ド層 ３３ Ｃｄ0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ活性層 ３４ ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43上部クラッ
ド層 ３５ ｐ−（Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43）
1-z（Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ）z中間層 ３６ ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅコンタクト層 ３７，３８ 電極
層 ２４ Ｃｄ0.1Ｚｎ0.9Ｓｅ／ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93−多
重量子井戸活性層 ２５ ｐ−Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8上部クラッド
層 ２６ ｐ−（Ｍｇ0.1Ｚｎ0.9Ｓ0.2Ｓｅ0.8）1-y（Ｚ
ｎＳ0.65Ｔｅ0.35）y中間層 ２７ ｐ−ＺｎＳ0.65Ｔｅ0.35コンタクト層 ２８，２９ 電極 ３１ ｎ−ＩｎＰ基板 ３２ ｎ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43下部クラッ
ド層 ３３ Ｃｄ0.53Ｚｎ0.47Ｓｅ活性層 ３４ ｐ−Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43上部クラッ
ド層 ３５ ｐ−（Ｍｇ0.3Ｃｄ0.7Ｓ0.57Ｓｅ0.43）
1-z（Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅ）z中間層 ３６ ｐ−Ｍｇ0.9Ｚｎ0.1Ｓｅコンタクト層 ３７，３８ 電極
Claims (5)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板上に、第１導電型
下部クラッド層、活性層、さらにリッジストライプ形状
からなる第２導電型上部クラッド層を設け、該リッジス
トライプ形状部の上面に第２導電型中間層を設け、該第
２導電型上部クラッド層および第２導電型中間層の上面
に第２導電型コンタクト層を設けた半導体レーザ装置に
おいて、 該第２導電型上部クラッド層と第２導電型コンタクト層
との界面で、多数キャリアの輸送に関するバンドについ
て、該多数キャリアに対するエネルギーレベルが該第２
導電型コンタクト層よりも該第２導電型上部クラッド層
で大きいオフセットを有し、かつ、少数キャリアの輸送
に関するバンドについて、該少数キャリアに対するエネ
ルギーレベルが該第２導電型上部クラッド層よりも該第
２導電型コンタクト層で大きいオフセットを有する半導
体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記第２導電型はｐ型である請求項１記
載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記第１導電型半導体基板はｎ−ＧａＡ
ｓ、前記第１導電型下部クラッド層はｎ−ＩｎＡｌＧａ
Ｐ、前記活性層はＩｎＡｌＧａＰ、前記第２導電型上部
クラッド層はｐ−ＩｎＡｌＧａＰ、前記第２導電型中間
層はｐ−ＩｎＡｌＧａＰ、前記第２導電型コンタクト層
はｐ−ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ≧０．３）で構成される請
求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記第１導電型下部クラッド層はｎ−Ｍ
ｇＺｎＳＳｅ、前記活性層はＣｄＺｎＳｅ、前記第２導
電型上部クラッド層はｐ−ＭｇＺｎＳＳｅで構成され、
前記第２導電型中間層はｐ−ＭｇＺｎＳＳｅＴｅ、前記
第２導電型コンタクト層はｐ−ＺｎＳＴｅで構成される
請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記第１導電型下部クラッド層はｎ−Ｍ
ｇＣｄＳＳｅ、前記活性層はＣｄＺｎＳｅ、前記第２導
電型上部クラッド層はｐ−ＭｇＣｄＳＳｅ、前記第２導
電型中間層はｐ−ＭｇＣｄＺｎＳＳｅ、前記第２導電型
コンタクト層はｐ−ＭｇＺｎＳｅで構成される請求項１
記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5410094A JPH07263810A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5410094A JPH07263810A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263810A true JPH07263810A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12961205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5410094A Withdrawn JPH07263810A (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07263810A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101066A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Sharp Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| US6849473B2 (en) | 2000-04-21 | 2005-02-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing thereof |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP5410094A patent/JPH07263810A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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