JPH07321402A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JPH07321402A
JPH07321402A JP11518194A JP11518194A JPH07321402A JP H07321402 A JPH07321402 A JP H07321402A JP 11518194 A JP11518194 A JP 11518194A JP 11518194 A JP11518194 A JP 11518194A JP H07321402 A JPH07321402 A JP H07321402A
Authority
JP
Japan
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semiconductor laser
laser device
electrode
layer
active layer
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Application number
JP11518194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takatoshi Ikegami
隆俊 池上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor laser device in which the absorption loss of an electric field due to an electrode is reduced. CONSTITUTION:A semiconductor laser device is provided with a tensile-strain MQW active layer 4 whose optical oscillation mode is a TM mode. When a dielectric film 9 is inserted between a ridge part and a p-electrode 10 in the semiconductor laser device, an electric field in a direction perpendicular to a heterojunction face is reflected by the dielectric film 9, and the absorption loss of the electric field due to the p-electrode 10 is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】発振しきい値電流の低減、温度特性の改
善、発振波長の短波長化等の目的で、多重量子井戸構造
の活性層を有する半導体レーザ装置が開発されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser device having an active layer having a multiple quantum well structure has been developed for the purpose of reducing an oscillation threshold current, improving temperature characteristics, and shortening an oscillation wavelength.

【0003】図15は多重量子井戸構造の活性層を有す
る従来のAlGaInP系半導体レーザ装置の構造を示
す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing the structure of a conventional AlGaInP based semiconductor laser device having an active layer having a multiple quantum well structure.

【0004】図15において、n−GaAs基板1上
に、n−Ga0.5 In0.5 Pからなるn−バッファ層
2、n−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pからなる
n−クラッド層3、および多重量子井戸(以下、MQW
と呼ぶ)活性層4が形成されている。MQW活性層4上
には、p−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pからな
るp−クラッド層5およびp−Ga0.5 In0.5 Pから
なるp−コンタクト層6が形成され、p−クラッド層5
の上部領域およびp−コンタクト層6はストライプ状の
リッジ部となっている。
In FIG. 15, an n-buffer layer 2 made of n-Ga 0.5 In 0.5 P, an n-clad layer 3 made of n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P, on an n-GaAs substrate 1, And multiple quantum wells (hereinafter MQW
The active layer 4 is formed. On the MQW active layer 4, a p-cladding layer 5 made of p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P and a p-contact layer 6 made of p-Ga 0.5 In 0.5 P are formed. 5
And the p-contact layer 6 are stripe-shaped ridge portions.

【0005】リッジ部の両側およびp−クラッド層5上
には、n−GaAsからなるn−電流ブロック層7が形
成され、リッジ部の上部およびn−電流ブロック層7の
上部には、p−GaAsからなるp−キャップ層8が形
成されている。p−キャップ層8の上面にAu−Crか
らなるp電極10が形成され、n−GaAs基板1の下
面にAu−Sn−Crからなるn電極11が形成されて
いる。
An n-current blocking layer 7 made of n-GaAs is formed on both sides of the ridge and on the p-clad layer 5, and p-type is formed on the ridge and on the n-current blocking layer 7. A p-cap layer 8 made of GaAs is formed. A p-electrode 10 made of Au-Cr is formed on the upper surface of the p-cap layer 8, and an n-electrode 11 made of Au-Sn-Cr is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 1.

【0006】図15の半導体レーザ装置において、p電
極10からの電流はn−電流ブロック層7によりブロッ
クされ、ストライプ状のリッジ部のみに注入される。ま
た、p−クラッド層5の平坦部の厚さはリッジ部の下部
のMQW活性層4に光を閉じ込めるためある程度薄く形
成されているので、リッジ部を除く領域においてはn−
電流ブロック層7により光が吸収され、光導波路がリッ
ジ部にのみ形成される。このようにして、水平方向の光
の閉じ込めが行われる。
In the semiconductor laser device of FIG. 15, the current from the p-electrode 10 is blocked by the n-current blocking layer 7 and injected only into the striped ridge portion. Further, since the thickness of the flat portion of the p-cladding layer 5 is formed to be thin to some extent in order to confine light in the MQW active layer 4 below the ridge portion, n- in the region excluding the ridge portion.
Light is absorbed by the current blocking layer 7, and the optical waveguide is formed only in the ridge portion. In this way, light is confined in the horizontal direction.

【0007】また、n−クラッド層3およびp−クラッ
ド層5のバンドギャップがMQW活性層4のバンドギャ
ップよりも大きくなっており、また、MQW活性層4の
屈折率がそれを挟むクラッド層の屈折率よりも高くなっ
ているので、光がMQW活性層4に閉じ込められる。こ
のようなダブルヘテロ構造により垂直方向の光の閉じ込
めが行われる。
Further, the band gaps of the n-clad layer 3 and the p-clad layer 5 are larger than the band gap of the MQW active layer 4, and the refractive index of the MQW active layer 4 of the cladding layers sandwiching it. Since it is higher than the refractive index, light is confined in the MQW active layer 4. Such double hetero structure confine light in the vertical direction.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図15の半導体レーザ
装置の水平横方向の幅Wは通常300μm程度であるの
に対して、MQW活性層4からp電極10までの距離H
1は僅か数μm程度である。金属は電界を吸収するの
で、MQW活性層4において発生および増幅された発振
光の電界の一部がMQW活性層4から僅か数μmの距離
にあるp電極10により吸収される。それにより、電界
の損失が発生し、レーザの発振効率が低下する原因とな
る。なお、MQW活性層4からn電極11までの距離H
2は通常100μm程度であるので、n電極11では、
このような問題は生じない。
The horizontal width W of the semiconductor laser device of FIG. 15 is usually about 300 μm, while the distance H from the MQW active layer 4 to the p-electrode 10 is H.
1 is about several μm. Since the metal absorbs the electric field, a part of the electric field of the oscillation light generated and amplified in the MQW active layer 4 is absorbed by the p-electrode 10 located at a distance of only a few μm from the MQW active layer 4. As a result, an electric field loss occurs, which causes a decrease in laser oscillation efficiency. The distance H from the MQW active layer 4 to the n-electrode 11
Since 2 is usually about 100 μm, in the n-electrode 11,
Such a problem does not occur.

【0009】MQW活性層を有する半導体レーザ装置の
うち、圧縮歪MQW活性層を有する半導体レーザ装置お
よび歪を有さないMQW活性層を有する半導体レーザ装
置においては、発振モードとしてTE(transverse ele
ctric)モードが支配的であり、発振光の電界の振幅
(振動方向)がヘテロ接合面に対して平行な方向とな
る。一方、引張り歪MQW活性層を有する半導体レーザ
装置においては、発振モードとしてTM(transverse m
agnetic )モードが支配的であり、発振光の電界の振幅
(振動方向)がヘテロ接合面に対して垂直な方向とな
る。したがって、引張り歪MQW活性層を有する半導体
レーザ装置では、p電極による電界の吸収損失が顕著と
なる。
Among the semiconductor laser devices having the MQW active layer, the semiconductor laser device having the compressive strain MQW active layer and the semiconductor laser device having the MQW active layer having no strain have TE (transverse ele) as the oscillation mode.
ctric) mode is dominant, and the amplitude (oscillation direction) of the oscillated light field is parallel to the heterojunction plane. On the other hand, in the semiconductor laser device having the tensile strain MQW active layer, TM (transverse m) is set as the oscillation mode.
(Magnetic) mode is dominant, and the electric field amplitude (oscillation direction) of the oscillated light is perpendicular to the heterojunction plane. Therefore, in the semiconductor laser device having the tensile strain MQW active layer, the electric field absorption loss due to the p-electrode becomes significant.

【0010】それゆえに、本発明の目的は、電極による
電界の吸収損失が低減された半導体レーザ装置を提供す
ることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device in which the absorption loss of the electric field by the electrodes is reduced.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体レー
ザ装置は、光導波路の上部に電極が配置された半導体レ
ーザ装置において、光導波路と電極との間に発振光の電
界を反射する反射膜が介挿されたものである。
A semiconductor laser device according to the present invention is a semiconductor laser device in which an electrode is arranged above an optical waveguide, and a reflective film for reflecting an electric field of oscillation light between the optical waveguide and the electrode. Is inserted.

【0012】特に、TMモードで発振する半導体レーザ
装置において、光導波路と電極との間に発振光の電界を
反射する反射膜を介挿することが好ましい。
In particular, in a semiconductor laser device that oscillates in the TM mode, it is preferable to insert a reflection film that reflects the electric field of the oscillation light between the optical waveguide and the electrode.

【0013】また、引張り歪多重量子井戸構造の活性層
の上部に電極が配置された半導体レーザ装置において
は、活性層の発光部分と電極との間に誘電体膜を介挿す
ることが好ましい。
In a semiconductor laser device in which an electrode is arranged above an active layer having a tensile strained multiple quantum well structure, it is preferable to insert a dielectric film between the light emitting portion of the active layer and the electrode.

【0014】活性層およクラッド層からなるヘテロ接合
の上部に所定の半導体層を介して電極が積層され、TM
モードで発振する半導体レーザ装置においては、活性層
の発光部分の上部でかつ所定の半導体層の内部の領域に
誘電体膜を介挿してもよく、あるいは、活性層の発光部
分の上部でかつ所定の半導体層と電極との間の領域に誘
電体膜を介挿してもよい。
An electrode is laminated on a heterojunction composed of an active layer and a clad layer with a predetermined semiconductor layer interposed therebetween.
In a semiconductor laser device that oscillates in a mode, a dielectric film may be inserted above the light emitting portion of the active layer and inside a predetermined semiconductor layer, or alternatively, above the light emitting portion of the active layer and within the predetermined region. A dielectric film may be inserted in a region between the semiconductor layer and the electrode.

【0015】[0015]

【作用】本発明に係る半導体レーザ装置においては、光
導波路と電極との間に介挿された反射膜により発振光の
電界が反射され、電界が電極に到達しない。それによ
り、電極による電界の吸収損失が低減する。
In the semiconductor laser device according to the present invention, the electric field of the oscillation light is reflected by the reflection film interposed between the optical waveguide and the electrode, and the electric field does not reach the electrode. Thereby, the absorption loss of the electric field by the electrodes is reduced.

【0016】特に、TMモードで発振する半導体レーザ
装置においては、発振光の電界がヘテロ接合面に垂直な
方向に偏向しているので、電界の吸収損失の低減効果が
顕著となる。
Particularly, in the semiconductor laser device oscillating in the TM mode, the electric field of the oscillated light is deflected in the direction perpendicular to the heterojunction surface, so that the effect of reducing the electric field absorption loss becomes remarkable.

【0017】また、引張り歪多重量子井戸構造の活性層
を有する半導体レーザ装置においては、活性層の発光部
分と電極との間に介挿された誘電体膜により発振光の電
界が反射され、電界が電極に到達しない。それにより、
電極による電界の吸収損失が低減する。
Further, in the semiconductor laser device having the active layer of the tensile strain multiple quantum well structure, the electric field of the oscillation light is reflected by the dielectric film interposed between the light emitting portion of the active layer and the electrode, Does not reach the electrode. Thereby,
The absorption loss of the electric field by the electrodes is reduced.

【0018】引張り歪多重量子井戸構造の活性層を有す
る半導体レーザ装置においても、発振光の電界がヘテロ
接合面に垂直な方向に偏向しているので、電界の吸収損
失の低減効果が顕著となる。
Also in the semiconductor laser device having the active layer of the tensile strained multiple quantum well structure, the electric field of the oscillated light is deflected in the direction perpendicular to the heterojunction surface, so that the effect of reducing the absorption loss of the electric field becomes remarkable. .

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の第1の実施例におけるAl
GaInP系半導体レーザ装置の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 1 shows Al in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a GaInP-based semiconductor laser device.

【0021】図1において、n−GaAs基板1上に、
n−Ga0.5 In0.5 Pからなるn−バッファ層2、n
−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pからなるn−ク
ラッド層3、および引張り歪MQW活性層(以下、MQ
W活性層と略記する)4が形成されている。図2のエネ
ルギーバンド図に示されるように、MQW活性層4は複
数の井戸層41および複数の障壁層42が積層されてな
る。井戸層41は厚さ70ÅのGa0.58In0.42Pから
なり、障壁層42は厚さ40Åの(Al0.5 Ga0.5
0.5 In0.5 Pからなる。
In FIG. 1, on an n-GaAs substrate 1,
n-buffer layer 2 made of n-Ga 0.5 In 0.5 P, n
-(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P n-clad layer 3 and tensile strain MQW active layer (hereinafter referred to as MQ
A W active layer) 4 is formed. As shown in the energy band diagram of FIG. 2, the MQW active layer 4 is formed by stacking a plurality of well layers 41 and a plurality of barrier layers 42. The well layer 41 is made of Ga 0.58 In 0.42 P having a thickness of 70 Å, and the barrier layer 42 is (Al 0.5 Ga 0.5 ) having a thickness of 40 Å.
It is composed of 0.5 In 0.5 P.

【0022】再び、図1において、MQW活性層4上
に、p−(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pからなる
p−クラッド層5およびp−Ga0.5 In0.5 Pからな
るp−コンタクト層6が形成され、p−クラッド層5の
上部領域およびp−コンタクト層6はストライプ状のリ
ッジ部となっている。
Referring again to FIG. 1, on the MQW active layer 4, a p-clad layer 5 made of p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P and a p-contact layer 6 made of p-Ga 0.5 In 0.5 P. Are formed, and the upper region of the p-cladding layer 5 and the p-contact layer 6 are stripe-shaped ridge portions.

【0023】リッジ部の両側およびp−クラッド層5上
には、n−GaAsからなるn−電流ブロック層7が形
成され、リッジ部の上部およびn−電流ブロック層7の
上部にp−GaAsからなるp−キャップ層8が形成さ
れている。
An n-current blocking layer 7 made of n-GaAs is formed on both sides of the ridge and on the p-cladding layer 5, and p-GaAs is formed on the ridge and on the n-current blocking layer 7. The p-cap layer 8 is formed.

【0024】リッジ部の上部でかつp−キャップ層8の
内部の領域に低屈折率の誘電体膜9が挿入されている。
この誘電体膜9は、SiO2 、TiO2 、ZnO、Li
NbO3 、LiTaO3 、Ta2 5 、Al2 3 、N
4 2 PO4 、KH2 PO 4 等の酸化物誘電体からな
る。
Above the ridge and on the p-cap layer 8
The dielectric film 9 having a low refractive index is inserted in the internal region.
This dielectric film 9 is SiO2, TiO2, ZnO, Li
NbO3, LiTaO3, Ta2OFive, Al2O3, N
HFourH2POFour, KH2PO FourFrom oxide dielectrics such as
It

【0025】p−キャップ層8の上面にAu−Crから
なるp電極10が形成され、n−GaAs基板1の下面
にAu−Sn−Crからなるn電極11が形成されてい
る。
A p-electrode 10 made of Au-Cr is formed on the upper surface of the p-cap layer 8, and an n-electrode 11 made of Au-Sn-Cr is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 1.

【0026】図1の半導体レーザ装置においては、誘電
体膜9の両側からリッジ部に電流経路12が形成され、
リッジ部の下部におけるMQW活性層4の中央部に発光
領域13が形成される。
In the semiconductor laser device of FIG. 1, current paths 12 are formed in the ridge portion from both sides of the dielectric film 9,
A light emitting region 13 is formed in the center of the MQW active layer 4 below the ridge.

【0027】この半導体レーザ装置は、MQW活性層4
が引張り歪を有するので、発振モードがTMモードとな
り、光の電界の振幅(振動方向)がヘテロ接合面に垂直
な方向となる。このヘテロ接合面に垂直な方向の電界は
誘電体膜9により反射され、p電極10には到達しな
い。したがって、p電極10による電界の吸収損失が低
減される。
This semiconductor laser device has an MQW active layer 4
Has a tensile strain, the oscillation mode is the TM mode, and the amplitude of the electric field of light (vibration direction) is perpendicular to the heterojunction surface. The electric field in the direction perpendicular to the heterojunction surface is reflected by the dielectric film 9 and does not reach the p-electrode 10. Therefore, the absorption loss of the electric field by the p electrode 10 is reduced.

【0028】次に、図1の半導体レーザ装置の製造方法
を図3〜図8の工程断面図を参照しながら説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1 will be described with reference to process sectional views of FIGS.

【0029】まず、図3に示すように、n−GaAs基
板1上に厚さ0.3μmのn−バッファ層2、厚さ0.
9μmのn−クラッド層3、および図2に示した構造の
MQW活性層4を形成する。次いで、MQW活性層4上
に、厚さ0.9μmのp−クラッド層5および厚さ0.
1μmのp−コンタクト層6を形成する。n−バッファ
層2からp−コンタクト層6までは、MOCVD法(有
機金属気相成長法)により連続的に結晶成長させる。
First, as shown in FIG. 3, an n-buffer layer 2 having a thickness of 0.3 μm and a thickness of 0.
An n-clad layer 3 having a thickness of 9 μm and an MQW active layer 4 having the structure shown in FIG. 2 are formed. Then, on the MQW active layer 4, a p-clad layer 5 having a thickness of 0.9 μm and a thickness of 0.
A 1 μm p-contact layer 6 is formed. Crystals are continuously grown from the n-buffer layer 2 to the p-contact layer 6 by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition).

【0030】次に、p−コンタクト層6上にフォトリソ
グラフィおよびフッ酸系エッチング液によるエッチング
によりストライプ状のSiO2 マスク(図示せず)を作
製し、リン酸系エッチャント、臭化水素(HBr)およ
び塩酸(HCl)を用いた湿式エッチングにより、図4
に示すようにストライプ状のリッジ部を形成する。
Next, a stripe-shaped SiO 2 mask (not shown) is formed on the p-contact layer 6 by photolithography and etching with a hydrofluoric acid-based etching solution, and a phosphoric acid-based etchant and hydrogen bromide (HBr) are used. And by wet etching with hydrochloric acid (HCl).
As shown in, a striped ridge portion is formed.

【0031】次に、図5に示すように、MOCVD法に
より、リッジ部の両側およびp−クラッド層5上にn−
電流ブロック層7を結晶成長させ、フッ酸系湿式エッチ
ングによりリッジ部の上部のSiO2 マスク(図示せ
ず)を除去する。
Next, as shown in FIG. 5, by the MOCVD method, n− on both sides of the ridge and on the p− cladding layer 5.
The current blocking layer 7 is crystal-grown and the SiO 2 mask (not shown) on the ridge is removed by hydrofluoric acid-based wet etching.

【0032】さらに、図6に示すように、MOCVD法
により、リッジ部の上部およびn−電流ブロック層7の
上部に厚さd(d>0μm)のp−キャップ層8を結晶
成長させる。p−キャップ層8の厚さdは、好ましくは
1μm程度とする。
Further, as shown in FIG. 6, a p-cap layer 8 having a thickness d (d> 0 μm) is grown on the upper portion of the ridge portion and the upper portion of the n-current blocking layer 7 by MOCVD. The thickness d of the p-cap layer 8 is preferably about 1 μm.

【0033】次に、図7に示すように、p−キャップ層
8上に、EB法(電子ビーム蒸着法)、スパッタリング
法等により低屈折率の誘電体膜を形成した後、フォトリ
ソグラフィおよびエッチングにより誘電体膜をパターニ
ングし、リッジ部の上部の領域に誘電体膜9を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 7, a dielectric film having a low refractive index is formed on the p-cap layer 8 by an EB method (electron beam evaporation method), a sputtering method or the like, and then photolithography and etching are performed. The dielectric film is patterned by, and the dielectric film 9 is formed in the region above the ridge portion.

【0034】誘電体膜9の幅W1は3μm以上とする
が、リッジ部の下部の幅が通常4〜6μm程度であるの
で、誘電体膜9の幅W1は6〜10μm程度にすること
が望ましい。誘電体膜9の厚さは1000Å以上とし、
好ましくは2000〜3000Åとする。また、誘電体
膜9の形状は、図9に示すように、一方の端面から他方
の端面まで連続するストライプ状であってもよく、ある
いは図10に示すように、断片的な形状であってもよ
い。
The width W1 of the dielectric film 9 is set to 3 μm or more, but the width of the lower portion of the ridge is usually about 4 to 6 μm, so that the width W1 of the dielectric film 9 is preferably set to about 6 to 10 μm. . The thickness of the dielectric film 9 is 1000 Å or more,
It is preferably 2000 to 3000Å. Further, the shape of the dielectric film 9 may be a stripe shape continuous from one end surface to the other end surface as shown in FIG. 9, or a fragmentary shape as shown in FIG. Good.

【0035】次に、図8に示すように、MOCVD法に
より、p−キャップ層8上および誘電体膜9上に厚さ1
μmのp−キャップ層8を形成し、誘電体膜9を埋め込
む。最後に、p電極10およびn電極11を形成する
(図1参照)。
Next, as shown in FIG. 8, a thickness of 1 is formed on the p-cap layer 8 and the dielectric film 9 by MOCVD.
A μm p-cap layer 8 is formed and a dielectric film 9 is embedded. Finally, the p electrode 10 and the n electrode 11 are formed (see FIG. 1).

【0036】図11は、本発明の第2の実施例における
AlGaInP系半導体レーザ装置の構造を示す断面図
である。
FIG. 11 is a sectional view showing the structure of an AlGaInP semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention.

【0037】図11の半導体レーザ装置においては、リ
ッジ部の上部におけるp−キャップ層8とp電極10と
の間に低屈折率の誘電体膜9が挿入されている。他の部
分の構成は、図1の半導体レーザ装置の構成と同様であ
る。
In the semiconductor laser device of FIG. 11, a dielectric film 9 having a low refractive index is inserted between the p-cap layer 8 and the p electrode 10 on the ridge portion. The configuration of the other parts is similar to that of the semiconductor laser device of FIG.

【0038】次に、図11の半導体レーザ装置の製造方
法を図12および図13の工程断面図を参照しながら説
明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 11 will be described with reference to the process sectional views of FIGS.

【0039】第1の実施例における図3〜図5の製造工
程と同様にして、n−GaAs基板1上にn−バッファ
層2、n−クラッド層3、MQW活性層4、p−クラッ
ド層5およびp−コンタクト層6を結晶成長させた後、
p−クラッド層5の上部領域およびp−コンタクト層6
をストライプ状のリッジ部に形成し、リッジ部の両側お
よびp−クラッド層5上にn−電流ブロック層7を形成
する。各層の厚さは、第1の実施例と同様である。
Similar to the manufacturing process of FIGS. 3 to 5 in the first embodiment, the n-buffer layer 2, the n-clad layer 3, the MQW active layer 4, and the p-clad layer are formed on the n-GaAs substrate 1. 5 and p-contact layer 6 were crystal-grown,
Upper region of p-cladding layer 5 and p-contact layer 6
Are formed in a striped ridge portion, and an n-current blocking layer 7 is formed on both sides of the ridge portion and on the p-clad layer 5. The thickness of each layer is the same as in the first embodiment.

【0040】その後、図12に示すように、MOCVD
法により、リッジ部の上部およびn−電流ブロック層7
の上部に厚さ2μmのp−キャップ層8を結晶成長させ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 12, MOCVD is performed.
Upper part of the ridge and the n-current blocking layer 7 by
A p-cap layer 8 having a thickness of 2 μm is crystal-grown on the upper part of the.

【0041】さらに、図13に示すように、p−キャッ
プ層8上に、第1の実施例と同様にして、誘電体膜9を
形成する。誘電体膜9の材料、形成方法、厚さ、幅およ
び形状は、第1の実施例と同様である。最後に、p−キ
ャップ層8上および誘電体膜9上にp電極10を形成
し、n−GaAs基板1の下面にn電極を形成する(図
11参照)。
Further, as shown in FIG. 13, a dielectric film 9 is formed on the p-cap layer 8 in the same manner as in the first embodiment. The material, forming method, thickness, width and shape of the dielectric film 9 are the same as in the first embodiment. Finally, the p electrode 10 is formed on the p-cap layer 8 and the dielectric film 9, and the n electrode is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 1 (see FIG. 11).

【0042】第1および第2の実施例による半導体レー
ザ装置においては、ヘテロ接合面に垂直な方向の電界が
誘電体膜9により反射されるので、電界がp電極10ま
で到達しない。それにより、p電極10による電界の吸
収損失が減少する。その結果、図14に示す電流−光出
力特性から明らかなように、従来の半導体レーザ装置と
比較して、発振しきい値電流が低減され、発光効率が高
くなる。また、TMモードとTEモードとの偏向比も大
きくなる。
In the semiconductor laser devices according to the first and second embodiments, the electric field in the direction perpendicular to the heterojunction plane is reflected by the dielectric film 9, so that the electric field does not reach the p-electrode 10. As a result, the absorption loss of the electric field by the p-electrode 10 is reduced. As a result, as is clear from the current-light output characteristics shown in FIG. 14, the oscillation threshold current is reduced and the light emission efficiency is increased as compared with the conventional semiconductor laser device. Further, the deflection ratio between the TM mode and the TE mode also becomes large.

【0043】第1の実施例の半導体レーザ装置において
は、誘電体膜9がMQW活性層4の近くに配置されてい
るので、電界の吸収損失を低減する効果は第2の実施例
の半導体レーザ装置よりも大きいが、製造工程は第2の
実施例の半導体レーザ装置の方が容易になる。
In the semiconductor laser device of the first embodiment, since the dielectric film 9 is arranged near the MQW active layer 4, the effect of reducing the absorption loss of the electric field is the semiconductor laser of the second embodiment. Although larger than the device, the manufacturing process of the semiconductor laser device of the second embodiment is easier.

【0044】誘電体膜9の幅および形状は、上記実施例
における幅および形状に限定されず、リッジ部の上部に
電流経路が形成されれば、その他の幅および形状であっ
てもよい。
The width and shape of the dielectric film 9 are not limited to the width and shape in the above-mentioned embodiment, but may be other widths and shapes as long as the current path is formed above the ridge portion.

【0045】なお、上記実施例では、本発明をAlGa
InP系半導体レーザ装置に適用した場合を説明した
が、本発明はその他の半導体レーザ装置、例えばAlG
aAs系半導体レーザ装置にも同様に適用することがで
きる。
In the above embodiment, the present invention is applied to AlGa
The case where the invention is applied to an InP-based semiconductor laser device has been described.
The same can be applied to an aAs semiconductor laser device.

【0046】また、上記実施例では、本発明をリッジ部
を有する半導体レーザ装置に適用した場合を説明した
が、本発明はリッジ部を有する半導体レーザ装置に限ら
ず、種々のタイプの半導体レーザ装置に適用することも
可能である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the present invention is applied to the semiconductor laser device having the ridge portion has been described. However, the present invention is not limited to the semiconductor laser device having the ridge portion, and various types of semiconductor laser devices are also provided. It is also possible to apply to.

【0047】さらに、上記実施例では、本発明を引張り
歪MQW活性層を有する半導体レーザ装置に適用した場
合を説明したが、本発明はTMモードで発振するその他
の半導体レーザ装置にも適用することができる。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the semiconductor laser device having the tensile strained MQW active layer is explained, but the present invention is also applied to other semiconductor laser devices which oscillate in the TM mode. You can

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発振光
の電界が反射膜または誘電体膜により反射され、電極に
到達しないので、電極による電界の吸収損失が減少す
る。それにより、しきい値電流が低減され、発光効率が
高くなり、またTMモードとTEモードとの偏向比が大
きくなる。
As described above, according to the present invention, the electric field of the oscillated light is reflected by the reflection film or the dielectric film and does not reach the electrode, so that the absorption loss of the electric field by the electrode is reduced. As a result, the threshold current is reduced, the luminous efficiency is increased, and the deflection ratio between the TM mode and the TE mode is increased.

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

【図1】本発明の第1の実施例における半導体レーザ装
置の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】MQW活性層の構造を示すエネルギーバンド図
である。
FIG. 2 is an energy band diagram showing a structure of an MQW active layer.

【図3】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第1
の工程断面図である。
FIG. 3 is a first diagram showing a method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG.
FIG.

【図4】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第2
の工程断面図である。
FIG. 4 is a second view showing a method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG.
FIG.

【図5】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第3
の工程断面図である。
5 shows a third method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG.
FIG.

【図6】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第4
の工程断面図である。
6 is a fourth view showing a method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG.
FIG.

【図7】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第5
の工程断面図である。
FIG. 7 is a fifth view showing the method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG.
FIG.

【図8】図1の半導体レーザ装置の製造方法を示す第6
の工程断面図である。
FIG. 8 is a sixth view showing a method for manufacturing the semiconductor laser device of FIG.
FIG.

【図9】誘電体膜の形状の一例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an example of the shape of a dielectric film.

【図10】誘電体膜の形状の他の例を示す斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view showing another example of the shape of the dielectric film.

【図11】本発明の第2の実施例における半導体レーザ
装置の構造を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a structure of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図12】図11の半導体レーザ装置の製造方法を示す
第1の工程断面図である。
12 is a first step sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 11. FIG.

【図13】図11の半導体レーザ装置の製造方法を示す
第2の工程断面図である。
FIG. 13 is a second process sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 11.

【図14】第1および第2の実施例の半導体レーザ装置
の電流−光出力特性を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing current-light output characteristics of the semiconductor laser devices of the first and second examples.

【図15】従来の半導体レーザ装置の構造を示す断面図
である。
FIG. 15 is a sectional view showing a structure of a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaAs基板 4 MQW活性層 5 p−クラッド層 8 p−キャップ層 9 誘電体膜 10 p電極 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 1 n-GaAs substrate 4 MQW active layer 5 p-clad layer 8 p-cap layer 9 dielectric film 10 p-electrode In addition, the same code | symbol shows the same or corresponding part in each figure.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波路の上部に電極が配置された半導
体レーザ装置において、前記光導波路と前記電極との間
に発振光の電界を反射する反射膜が介挿されたことを特
徴とする半導体レーザ装置。
1. A semiconductor laser device in which an electrode is arranged above an optical waveguide, wherein a reflective film for reflecting an electric field of oscillation light is interposed between the optical waveguide and the electrode. Laser device.
【請求項2】 光導波路の上部に電極が配置され、TM
モードで発振する半導体レーザ装置において、前記光導
波路と前記電極との間に発振光の電界を反射する反射膜
が介挿されたことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. An electrode is arranged on the upper part of the optical waveguide,
A semiconductor laser device that oscillates in a mode, wherein a reflection film that reflects an electric field of oscillation light is interposed between the optical waveguide and the electrode.
【請求項3】 引張り歪多重量子井戸構造の活性層の上
部に電極が配置された半導体レーザ装置において、前記
活性層の発光部分と前記電極との間に誘電体膜が介挿さ
れたことを特徴とする半導体レーザ装置。
3. A semiconductor laser device in which an electrode is arranged on an active layer of a tensile strained multiple quantum well structure, wherein a dielectric film is interposed between a light emitting portion of the active layer and the electrode. Characteristic semiconductor laser device.
【請求項4】 活性層およびクラッド層からなるヘテロ
接合の上部に所定の半導体層を介して電極が積層され、
TMモードで発振する半導体レーザ装置において、前記
活性層の発光部分の上部でかつ前記所定の半導体層の内
部の領域に誘電体膜が介挿されたことを特徴とする半導
体レーザ装置。
4. An electrode is laminated on a heterojunction composed of an active layer and a clad layer via a predetermined semiconductor layer,
A semiconductor laser device that oscillates in a TM mode, wherein a dielectric film is interposed above the light emitting portion of the active layer and in a region inside the predetermined semiconductor layer.
【請求項5】 活性層およびクラッド層からなるヘテロ
接合の上部に所定の半導体層を介して電極が積層され、
TMモードで発振する半導体レーザ装置において、前記
活性層の発光部分の上部でかつ前記所定の半導体層と前
記電極との間の領域に誘電体膜が介挿されたことを特徴
とする半導体レーザ装置。
5. An electrode is laminated on a heterojunction composed of an active layer and a clad layer via a predetermined semiconductor layer,
A semiconductor laser device that oscillates in a TM mode, characterized in that a dielectric film is interposed above the light emitting portion of the active layer and in a region between the predetermined semiconductor layer and the electrode. .
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JP4718309B2 (en) * 2005-11-28 2011-07-06 株式会社日立製作所 Optical semiconductor device

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