JPH08130342A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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Publication number
JPH08130342A
JPH08130342A JP26753294A JP26753294A JPH08130342A JP H08130342 A JPH08130342 A JP H08130342A JP 26753294 A JP26753294 A JP 26753294A JP 26753294 A JP26753294 A JP 26753294A JP H08130342 A JPH08130342 A JP H08130342A
Authority
JP
Japan
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region
layer
ridge
refractive index
block layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26753294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuhito Nakajima
徹人 中島
Hiroki Yaegashi
浩樹 八重樫
Koji Nakamura
幸治 中村
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP26753294A priority Critical patent/JPH08130342A/en
Publication of JPH08130342A publication Critical patent/JPH08130342A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor laser generating no COD even when it is operated at large output. CONSTITUTION: An n-AlGaAs first clad layer 20, an active layer 30, a p-AlGaAs etched second clad layer 40a, and a p-GaAs etched contact layer 50a are formed successively from the substrate side on an n-GaAs substrate 10. The edge face side on both sides of a stripe-like ridge 70 is embedded by an n-GaAs edge-face side block layer 110 and the remaining part is embedded by an n-AlGaAs center- part lower-side block layer 80a and an n-GaAs center-part upper-side block layer 90a.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、高出力半導体レー
ザ、特に、GaAsを基板とした半導体レーザの欠点で
ある共振器の端面での光学的損傷(Catastrop
hic Optical Damage(CODと略す
る。))を抑える半導体レーザの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power semiconductor laser, and more particularly, to the optical damage at the end face of a resonator which is a drawback of a semiconductor laser having a GaAs substrate.
The present invention relates to a structure of a semiconductor laser which suppresses a high optical damage (abbreviated as COD)).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体レーザとして、例
えば、文献1:「1991年電子情報通信学会秋期大会
予稿集 C−118 図1」に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor laser of this type is disclosed, for example, in Document 1: "1991 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers C-118 FIG. 1".

【0003】以下、この文献に開示されている半導体レ
ーザの構造について簡単に説明する。
The structure of the semiconductor laser disclosed in this document will be briefly described below.

【0004】n−GaAs基板上に、基板側から順に、
n−AlGaAsクラッド層、活性層、p−AlGaA
sクラッド層、p−GaAsコンタクト層が形成されて
いる。活性層は、InGaAsからなる量子井戸層とA
lGaAsからなる障壁層とを交互に積層したInGa
As/AlGaAs多重量子井戸構造の半導体層により
構成されている。また、p−AlGaAsクラッド層と
p−GaAsコンタクト層とにより、リッジが形成され
ている。そして、リッジの両側がn−InGaPブロッ
ク層とn−GaAsブロック層とにより埋め込まれてい
る。
On the n-GaAs substrate, in order from the substrate side,
n-AlGaAs clad layer, active layer, p-AlGaA
An s clad layer and a p-GaAs contact layer are formed. The active layer is a quantum well layer made of InGaAs and A
InGa in which barrier layers made of 1GaAs are alternately laminated
It is composed of a semiconductor layer having an As / AlGaAs multiple quantum well structure. A ridge is formed by the p-AlGaAs cladding layer and the p-GaAs contact layer. Both sides of the ridge are filled with the n-InGaP block layer and the n-GaAs block layer.

【0005】さらに、基板の下面にはn型電極、コンタ
クト層の上面にはp型電極が形成されている。
Further, an n-type electrode is formed on the lower surface of the substrate and a p-type electrode is formed on the upper surface of the contact layer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レーザでは、出射端面と高反射端面との間の全体
にわたってリッジの両側が同じ電流ブロック層により埋
め込まれているため、同じ光閉じ込め構造となってい
る。このため、高出力で動作する場合、半導体レーザの
両方の端面、特に出射端面で光密度が高くなり、表面準
位に基づく光の吸収により端面部が発熱する。この発熱
の結果、端面部でのバンドギャップエネルギーが低下す
る。そのため、レーザ光をさらに吸収し発熱する。この
ことの繰り返しの結果、端面部で結晶が融解し破壊が生
じる現象、すなわち、光学的損傷(以下、CODと称す
る場合がある。)が生じるおそれがあった。
However, in the conventional semiconductor laser, both sides of the ridge are filled with the same current blocking layer over the entire area between the emitting end face and the high-reflecting end face, so that the same optical confinement structure is obtained. ing. Therefore, when operating at high output, the light density becomes high at both end faces of the semiconductor laser, particularly at the emitting end face, and the end face portion generates heat due to the absorption of light based on the surface level. As a result of this heat generation, the band gap energy at the end face portion is reduced. Therefore, the laser light is further absorbed and heat is generated. As a result of repetition of this, there is a possibility that a phenomenon in which crystals melt and break at the end face portion, that is, optical damage (hereinafter sometimes referred to as COD) occurs.

【0007】従って、高出力で動作する場合においても
COD破壊が生じることのない半導体レーザの出現が望
まれていた。
Therefore, there has been a demand for the appearance of a semiconductor laser that does not cause COD breakdown even when operating at high output.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このように、高出力で動
作する場合においてもCODが生じることのない半導体
レーザとするため、この発明では、半導体レーザの構成
を次のようにする。先ず、この半導体レーザは、GaA
s基板と、GaAs基板の上側の第1クラッド層と、第
1クラッド層の上側の活性層と、活性層の上側の第2ク
ラッド層と、電流ブロック層とを少なくとも具えてい
る。そして、出射端面と高反射端面との間にストライプ
状のリッジを形成しており、その両側を電流ブロック層
で埋め込んだ光閉じ込め型となっている。
As described above, in order to obtain a semiconductor laser which does not cause COD even when operating at a high output, in the present invention, the structure of the semiconductor laser is as follows. First, this semiconductor laser is
The substrate includes at least an s substrate, a first clad layer above the GaAs substrate, an active layer above the first clad layer, a second clad layer above the active layer, and a current blocking layer. Then, a stripe-shaped ridge is formed between the emitting end face and the high-reflecting end face, and both sides of the ridge are filled with a current block layer, which is a light confinement type.

【0009】電流ブロック層を、高反射端面側に設けら
れた第1ブロック層と、出射端面側に設けられた第2ブ
ロック層とを以って形成してある場合には、リッジの両
側に位置し基板から第2ブロック層の表面までの第2領
域の等価屈折率が、リッジの両側に第2領域に隣接して
位置し基板から第1ブロック層の表面までの第1領域の
等価屈折率よりも大きい。また、リッジの部分に位置し
基板から第2クラッド層の表面までのリッジ領域の等価
屈折率が、第1領域の等価屈折率よりも大きい。
When the current blocking layer is formed by the first block layer provided on the high reflection end face side and the second block layer provided on the emission end face side, both sides of the ridge are formed. The equivalent refractive index of the second region located from the substrate to the surface of the second block layer is equal to that of the first region located adjacent to the second region on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the first block layer. Greater than rate. Further, the equivalent refractive index of the ridge region located at the ridge portion from the substrate to the surface of the second cladding layer is larger than the equivalent refractive index of the first region.

【0010】この発明の好適実施例では、第2領域の等
価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よりも大きい。
In the preferred embodiment of the invention, the equivalent refractive index of the second region is greater than the equivalent refractive index of the ridge region.

【0011】さらに、この発明の好適実施例では、第2
領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よりも小
さい。
Further, in the preferred embodiment of the present invention, the second
The equivalent refractive index of the region is smaller than the equivalent refractive index of the ridge region.

【0012】電流ブロック層を、出射端面側に設けられ
た第2ブロック層と、高反射端面側に設けられた第3ブ
ロック層と、第2ブロック層と第3ブロック層との間に
形成される第1ブロック層とを以って形成してある場合
には、リッジの両側に位置し基板から第2ブロック層の
表面までの第2領域の等価屈折率と、リッジの両側に位
置し基板から第3ブロック層の表面までの第3領域の等
価屈折率とが、リッジの両側に第2領域および第3領域
に隣接して位置し基板から第1ブロック層の表面までの
第1領域の等価屈折率よりも大きい。また、リッジの部
分に位置し基板から第2クラッド層の表面までのリッジ
領域の等価屈折率が、第1領域の等価屈折率よりも大き
い。
The current blocking layer is formed between the second block layer provided on the emission end face side, the third block layer provided on the high reflection end face side, and between the second block layer and the third block layer. And a first block layer that is located on both sides of the ridge, and an equivalent refractive index of a second region located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer, and on both sides of the ridge. To the surface of the third block layer, the equivalent refractive index of the third region is located on both sides of the ridge adjacent to the second region and the third region, and is equal to that of the first region from the substrate to the surface of the first block layer. It is larger than the equivalent refractive index. Further, the equivalent refractive index of the ridge region located at the ridge portion from the substrate to the surface of the second cladding layer is larger than the equivalent refractive index of the first region.

【0013】この発明の好適実施例では、第2領域およ
び第3領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価屈折率よ
りも大きい。
In a preferred embodiment of the present invention, the second region and the third region have an equivalent refractive index higher than that of the ridge region.

【0014】さらに、この発明の好適実施例では、第2
領域および第3領域の等価屈折率は、リッジ領域の等価
屈折率よりも小さい。
Further, in the preferred embodiment of the present invention, the second
The equivalent refractive index of the region and the third region is smaller than the equivalent refractive index of the ridge region.

【0015】さらに、この発明の好適実施例では、第2
領域の等価屈折率は、第3領域の等価屈折率よりも大き
い。
Further, in the preferred embodiment of the present invention, the second
The equivalent refractive index of the area is larger than the equivalent refractive index of the third area.

【0016】[0016]

【作用】上述したこの発明の半導体レーザによれば、電
流ブロック層が2層または3層で形成されている。電流
ブロック層が2層で形成される場合には、電流ブロック
層は、高反射端面側に設けられた第1ブロック層と出射
端面側に設けられた第2ブロック層とから形成されてい
る。そして、リッジの両側に位置し基板から第2ブロッ
ク層の表面までの領域(第2領域)の等価屈折率が、リ
ッジの両側において第2領域に隣接して位置し基板から
第1ブロック層の表面までの領域(第1領域)の等価屈
折率よりも大きい構造となっている。
According to the semiconductor laser of the present invention described above, the current blocking layer is formed of two layers or three layers. When the current blocking layer is formed of two layers, the current blocking layer is formed of a first block layer provided on the high reflection end face side and a second block layer provided on the emission end face side. Then, the equivalent refractive index of the region (second region) located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer is located adjacent to the second region on both sides of the ridge, and is from the substrate to the first block layer. The structure is larger than the equivalent refractive index of the region up to the surface (first region).

【0017】また、電流ブロック層が3層で形成される
場合には、電流ブロック層は、出射端面側に設けられた
第2ブロック層、高反射端面側に設けられた第3ブロッ
ク層および第2ブロック層と第3ブロック層との間に形
成される第1ブロック層から形成されている。そして、
リッジの両側に位置し基板から第2ブロック層の表面ま
での領域(第2領域)の等価屈折率とリッジの両側に位
置し基板から第3ブロック層の表面までの領域(第3領
域)等価屈折率とが、リッジの両側に第2領域および第
3領域に隣接して位置し基板から第1ブロック層の表面
までの領域の等価屈折率よりも大きい構造となってい
る。
When the current blocking layer is formed of three layers, the current blocking layer is a second block layer provided on the emitting end face side, a third block layer provided on the high reflection end face side, and a third block layer. The first block layer is formed between the second block layer and the third block layer. And
Equivalent refractive index of the region located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer (second region) and the equivalent refractive index of regions located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the third block layer (third region) The refractive index is larger than the equivalent refractive index of a region located adjacent to the second region and the third region on both sides of the ridge and extending from the substrate to the surface of the first block layer.

【0018】ところで、等価屈折率の大きい領域は、レ
ーザ光を閉じ込める効果が弱い。このため、電流ブロッ
ク層が2層で形成される場合には出射端面部において、
または電流ブロック層が3層で形成される場合には出射
端面部と反射端面部との両端面部において、光の閉じ込
めが弱くなる。従って、出射端面と高反射端面により構
成される共振器内を伝搬したレーザ光は、その部分では
広がり、光密度が低減する。このため、出射端面部で発
熱が抑制される。そして、CODは起こりにくくなる。
By the way, the effect of confining laser light is weak in a region having a large equivalent refractive index. Therefore, when the current blocking layer is formed of two layers,
Alternatively, when the current blocking layer is formed of three layers, light confinement becomes weak at both end faces of the emitting end face and the reflecting end face. Therefore, the laser light propagating in the resonator constituted by the emitting end face and the high-reflecting end face spreads at that portion, and the light density is reduced. Therefore, heat generation is suppressed at the emission end face portion. And COD becomes difficult to occur.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。これらの図面において、各構成成分は、この
発明が理解出来る程度に各構成成分の形状、大きさ、お
よび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。なお、
以下の説明において、この発明の半導体レーザを構成す
る素子の理解を容易にするため、この素子の製造方法に
ついて簡単に説明し、その後で、この発明の半導体レー
ザを構成する素子について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In these drawings, each component merely shows the shape, size, and positional relationship of each component to the extent that the present invention can be understood. In addition,
In the following description, in order to facilitate understanding of the element that constitutes the semiconductor laser of the present invention, a method of manufacturing this element will be briefly described, and then the elements that constitute the semiconductor laser of the present invention will be described.

【0020】図1および図4は、この発明の実施例であ
る半導体レーザを構成する素子の構造を概略的に示す斜
視図である。図2(A)〜(C)、図3(A)、(B)
は、この発明の実施例である半導体レーザを構成する素
子を作製する工程を概略的に示す斜視図である。
FIG. 1 and FIG. 4 are perspective views schematically showing the structure of elements constituting a semiconductor laser which is an embodiment of the present invention. 2 (A) to (C), FIG. 3 (A), (B)
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a step of manufacturing an element that constitutes the semiconductor laser according to the embodiment of the present invention.

【0021】先ず、n−GaAs基板10上に基板側か
ら順に、n−Alx Ga1-x As第1クラッド層(例え
ば、x=0.2、キャリア濃度5×1017cm-3以下、
厚さ1.5〜2μm)20、活性層30、p−Alx
1-x As第2クラッド層(例えば、x=0.2、キャ
リア濃度2×1018cm-3以下、厚さ1.5〜2μm)
40、p−GaAsコンタクト層(例えば、キャリア濃
度1.5×1019cm -3以下、厚さ0.3〜0.5μ
m)50を形成する(図2(A))。活性層は、アンド
−プトInx Ga1-x Asからなる量子井戸層(例え
ば、0.15≦x≦0.2、、厚さ8〜10nm)と、
アンド−プトGaAsからなる障壁層(例えば、厚さ4
0〜80nm)とを交互に積層したアンド−プトInx
Ga1-x As/GaAs多重量子井戸構造の半導体層に
より構成されている。そして、各層はMOVPEにより
形成され、基板10に格子整合している。
First, on the n-GaAs substrate 10, is the substrate side
In order, n-Alx Ga1-x As first clad layer (for example,
For example, x = 0.2, carrier concentration 5 × 1017cm-3Less than,
Thickness 1.5-2 μm) 20, active layer 30, p-Alx G
a1-x As second cladding layer (eg, x = 0.2,
Rear concentration 2 × 1018cm-3Below, thickness 1.5-2 μm)
40, p-GaAs contact layer (for example, carrier concentration
Degree 1.5 × 1019cm -3Below, thickness 0.3-0.5μ
m) 50 is formed (FIG. 2 (A)). The active layer is
-Put Inx Ga1-x Quantum well layer made of As (eg,
For example, 0.15 ≦ x ≦ 0.2, and a thickness of 8 to 10 nm),
A barrier layer of undoped GaAs (eg, a thickness of 4
0 to 80 nm) and And-Inx 
Ga1-x In the semiconductor layer of As / GaAs multiple quantum well structure
It is composed of And each layer by MOVPE
Formed and lattice matched to the substrate 10.

【0022】次に、フォトグラフィー工程により、例え
ば、幅4〜6μmのSiO2 ストライプ60をp−Ga
Asコンタクト層50上に形成する。その後、例えば、
臭化水素系の混合液を用いた化学エッチングにより、p
−GaAsコンタクト層50およびp−AlGaAsク
ラッド層40をエッチングしてストライプ状のリッジ7
0を形成する(図2(B))。この場合、エッチング
後、残存しているp−AlGaAsクラッド層40の部
分の厚さが約0.5μm、リッジ70の幅が3〜5μm
となるようにエッチング時間を制御する。リッジ70の
幅は、良好な光発振横モードでの光出力を得るために、
3〜5μmに制御されている。なお、図中、40aはエ
ッチング済み第2クラッド層、50aはエッチング済み
コンタクト層を示す。
Next, a SiO 2 stripe 60 having a width of 4 to 6 μm is formed into p-Ga by a photolithography process.
It is formed on the As contact layer 50. Then, for example,
By chemical etching using a mixed solution of hydrogen bromide, p
The stripe-shaped ridge 7 is formed by etching the -GaAs contact layer 50 and the p-AlGaAs cladding layer 40.
0 is formed (FIG. 2 (B)). In this case, the thickness of the remaining p-AlGaAs cladding layer 40 after etching is about 0.5 μm, and the width of the ridge 70 is 3 to 5 μm.
The etching time is controlled so that The width of the ridge 70 is set in order to obtain a good optical output in the optical oscillation transverse mode.
It is controlled to 3 to 5 μm. In the figure, 40a indicates an etched second clad layer, and 50a indicates an etched contact layer.

【0023】次に、n−Alx Ga1-x As下側ブロッ
ク層(例えば、x=0.6、キャリア濃度5×1017
-3以下、厚さ0.5〜1μm)80と、n−GaAs
上側ブロック層(例えば、キャリア濃度2×1018cm
-3以下)90とによりストライプ状のリッジ70の両側
を埋め込む。各層はMOVPEにより形成する。その
後、SiO2 ストライプ60を、例えば、沸化水素を用
いた化学エッチングにより除去する(図2(C))。
Next, the n-Al x Ga 1-x As lower block layer (for example, x = 0.6, carrier concentration 5 × 10 17 c
m −3 or less, thickness 0.5 to 1 μm) 80, n-GaAs
Upper block layer (for example, carrier concentration 2 × 10 18 cm
-3) embedding both sides of the stripe-shaped ridge 70 by 90. Each layer is formed by MOVPE. After that, the SiO 2 stripe 60 is removed by, for example, chemical etching using hydrofluoric acid (FIG. 2C).

【0024】次に、p−GaAsエッチング済みコンタ
クト層50a、n−AlGaAs下側ブロック層80お
よびn−GaAs上側ブロック層90で形成される表面
上に所定の形状のSiO2 エッチングマスク100を形
成する。その後、例えば、臭化水素系の混合液を用いた
化学エッチングにより、SiO2 エッチングマスク10
0から露出している部分およびその下部に形成されてい
るn−GaAs上側ブロック層90およびn−AlGa
As下側ブロック層80をエッチングする(図3
(A))。なお、図中、80aはn−AlGaAs中央
部下側ブロック層を、90aはn−GaAs中央部上側
ブロック層を示している。
Next, a SiO 2 etching mask 100 having a predetermined shape is formed on the surface formed by the p-GaAs etched contact layer 50a, the n-AlGaAs lower block layer 80 and the n-GaAs upper block layer 90. . After that, for example, by chemical etching using a hydrogen bromide-based mixed solution, the SiO 2 etching mask 10 is formed.
N-GaAs upper block layer 90 and n-AlGa formed in the part exposed from 0 and the lower part
The As lower block layer 80 is etched (FIG. 3).
(A)). In the figure, 80a indicates the lower block layer of the central part of n-AlGaAs, and 90a indicates the upper block layer of the central part of n-GaAs.

【0025】次に、n−GaAs上側ブロック層90お
よびn−AlGaAs下側ブロック層80をエッチング
により除去した部分に、n−GaAs端面側ブロック層
(例えば、キャリア濃度2×1018cm-3以下)110
を埋め込む。n−GaAs端面側ブロック層110はM
OVPEにより形成する。その後、SiO2 エッチング
マスク100を、例えば、沸化水素を用いた化学エッチ
ングにより除去する(図3(B)、図1)。
Next, in the portion where the n-GaAs upper block layer 90 and the n-AlGaAs lower block layer 80 are removed by etching, the n-GaAs end face side block layer (for example, carrier concentration is 2 × 10 18 cm -3 or less). ) 110
Embed The n-GaAs end face side block layer 110 is M
It is formed by OVPE. After that, the SiO 2 etching mask 100 is removed by, for example, chemical etching using hydrogen fluoride (FIG. 3 (B), FIG. 1).

【0026】次に、基板10の裏側にn型電極、p−G
aAsエッチング済みコンタクト層50a上にp型電極
を形成する。その後、n−GaAs端面側ブロック層1
10のストライプ方向の長さが、それぞれ10〜20μ
mとなるように、劈開する。このとき、中央部ブロック
層80aおよび90aのストライプ方向の長さは、例え
ば500〜1000μmである。その後、一方の劈開面
をARコーティングし低反射膜を設け、他方の劈開面を
HRコーティングし高反射膜を設ける。そして、低反射
膜を設けた劈開面が出射端面となる。
Next, on the back side of the substrate 10, an n-type electrode and p-G are formed.
A p-type electrode is formed on the aAs-etched contact layer 50a. Then, the n-GaAs end face side block layer 1
The length of 10 in the stripe direction is 10 to 20 μm, respectively.
Cleave so that m. At this time, the length of the central block layers 80a and 90a in the stripe direction is, for example, 500 to 1000 μm. After that, one cleaved surface is AR coated to provide a low reflection film, and the other cleaved surface is HR coated to provide a high reflection film. Then, the cleaved surface provided with the low-reflection film becomes the emission end surface.

【0027】このようにして素子を形成した場合、電流
ブロック層は、出射端面側に設けられた第2ブロック層
と、高反射端面側に設けられた第3ブロック層と、第2
ブロック層と第3ブロック層との間に形成される第1ブ
ロック層とを以って形成される。この実施例では、第2
ブロック層および第3ブロック層はn−GaAs端面側
ブロック層110から成り、第1ブロック層はn−Al
GaAs中央部下側ブロック層80aとn−GaAs中
央部上側ブロック層90aとから成っている。
When the device is formed in this manner, the current blocking layer includes the second blocking layer provided on the emission end face side, the third blocking layer provided on the high reflection end face side, and the second blocking layer.
The first block layer is formed between the block layer and the third block layer. In this embodiment, the second
The block layer and the third block layer are composed of the n-GaAs end face side block layer 110, and the first block layer is n-Al.
It is composed of a GaAs central lower block layer 80a and an n-GaAs central upper block layer 90a.

【0028】ここで、リッジの両側に位置し基板から第
2ブロック層の表面まで第2領域130、つまり、基板
10、n−AlGaAs第1クラッド層20、活性層3
0、p−AlGaAsエッチング済み第2クラッド層4
0a、およびn−GaAs端面側ブロック層110から
成る第2領域130のそれぞれの層での光強度を加重し
た平均値の屈折率、すなわち等価屈折率をn2 とする。
Here, the second region 130 located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer, that is, the substrate 10, the n-AlGaAs first cladding layer 20, the active layer 3 is formed.
0, p-AlGaAs etched second cladding layer 4
0a and the refractive index of the average value which weighted the light intensity in each layer of the second region 130 including the n-GaAs end face side blocking layer 110, that is, the equivalent refractive index is n 2 .

【0029】また、リッジの両側に位置し基板から第3
ブロック層の表面までの第3領域140、つまり、基板
10、n−AlGaAs第1クラッド層20、活性層3
0、p−AlGaAsエッチング済み第2クラッド層4
0a、およびn−GaAs端面側ブロック層110から
成る第3領域140の等価屈折率をn3 とする。
Further, it is located on both sides of the ridge and is located at a third position from the substrate.
The third region 140 up to the surface of the block layer, that is, the substrate 10, the n-AlGaAs first cladding layer 20, the active layer 3
0, p-AlGaAs etched second cladding layer 4
0a, and the equivalent refractive index of the third region 140 composed of the n-GaAs end face side blocking layer 110 is n 3 .

【0030】また、リッジの両側に第2領域130およ
び第3領域140に隣接して位置し基板の表面から第1
ブロック層の表面までの第1領域120、つまり基板1
0、n−AlGaAs第1クラッド層20、活性層3
0、p−AlGaAsエッチング済み第2クラッド層4
0a、n−AlGaAs中央部下側ブロック層80aお
よびn−GaAs中央部上側ブロック層90aから成る
第1領域120の等価屈折率をn1 とする。
Further, it is located adjacent to the second region 130 and the third region 140 on both sides of the ridge, and is located first from the surface of the substrate.
The first region 120 to the surface of the block layer, that is, the substrate 1
0, n-AlGaAs first cladding layer 20, active layer 3
0, p-AlGaAs etched second cladding layer 4
0a, the equivalent refractive index of the first region 120 including the n-AlGaAs central lower block layer 80a and the n-GaAs central upper block layer 90a is n 1 .

【0031】また、リッジの部分に位置し基板から第2
クラッド層の表面までリッジ領域150、つまり、基板
10、n−AlGaAs第1クラッド層20、活性層3
0、p−AlGaAsエッチング済み第2クラッド層4
0から成るリッジ領域150の等価屈折率をn0 とす
る。
Further, it is located at the ridge portion and is second from the substrate.
The ridge region 150 to the surface of the clad layer, that is, the substrate 10, the n-AlGaAs first clad layer 20, the active layer 3
0, p-AlGaAs etched second cladding layer 4
The equivalent refractive index of the ridge region 150 made of 0 is n 0 .

【0032】この実施例では、リッジ領域150の等価
屈折率n0 は、第1領域130の等価屈折率をn1 より
大きい。このため、屈折率導波構造となり、リッジ領域
155での活性層に光が強く閉じ込められる。そして、
レーザ発振に必要な光密度が得られる。
In this embodiment, the equivalent refractive index n 0 of the ridge region 150 is larger than the equivalent refractive index n 1 of the first region 130. Therefore, a refractive index guiding structure is formed, and light is strongly confined in the active layer in the ridge region 155. And
The light density required for laser oscillation can be obtained.

【0033】また、この実施例では、第2ブロック層お
よび第3ブロック層が同じであるため、第2領域130
の等価屈折率n2 と第3領域140の等価屈折率n3
は等しい。そして、第2領域130の等価屈折率n2
第3領域140の等価屈折率n3 とが、第1領域120
の等価屈折率n1 より大きい。
Further, in this embodiment, the second block layer and the third block layer are the same, so that the second region 130 is formed.
Equal the equivalent refractive index n 2 of the equivalent refractive index n 3 of the third region 140. Then, an equivalent refractive index n 2 of the second region 130 and the equivalent refractive index n 3 of the third region 140, the first region 120
Is larger than the equivalent refractive index n 1 .

【0034】さらに、この実施例では、第2領域130
の等価屈折率n2 と第3領域140の等価屈折率n3
が、リッジ領域150の等価屈折率n0 より大きい。
Further, in this embodiment, the second area 130
Greater than the equivalent refractive index n 2 of the equivalent refractive index n 3 of the third region 140, the effective refractive index n 0 of the ridge region 150.

【0035】つまり、n2 =n3 >n0 >n1 という関
係がある。
That is, there is a relationship of n 2 = n 3 > n 0 > n 1 .

【0036】このため、出射端面部または高反射端面部
では光の閉じ込めが弱い。従って、出射端面と高反射端
面により構成される共振器内を伝搬したレーザ光は、そ
の部分において広がり、光密度は低減する。そして、出
射端面部または高反射端面部で発熱が抑制される。そし
て、COD破壊は大幅に起こりにくくなる。
For this reason, light confinement is weak at the emission end face or the high reflection end face. Therefore, the laser light propagating in the resonator constituted by the emitting end face and the high-reflecting end face spreads at that portion, and the light density is reduced. Then, heat generation is suppressed at the emission end face portion or the high reflection end face portion. Then, COD destruction becomes significantly less likely to occur.

【0037】この実施例では端面側ブロック層110の
ストライプ方向の長さを、10〜20μmとしたが、こ
の長さが長すぎるとロスの増大、および発振モードの乱
れの原因となる。また、短かすぎるとCOD破壊のレベ
ルを下げるという効果が得られない。
In this embodiment, the length of the end face side blocking layer 110 in the stripe direction is set to 10 to 20 μm, but if this length is too long, it causes an increase in loss and disturbance of the oscillation mode. If it is too short, the effect of lowering the level of COD destruction cannot be obtained.

【0038】これまで、電流ブロック層が3層で形成さ
れている場合について説明したが、図4に示すように電
流ブロック層が2層、つまり、高反射端面側に設けられ
た第1ブロック層と出射端面側に設けられた第2ブロッ
ク層とで形成する場合でも、リッジの両側に位置し基板
から第2ブロック層の表面までの第2領域130の等価
屈折率をn2 とし、リッジの両側に第2領域に隣接して
位置し基板から第1ブロック層の表面までの第1領域1
20の等価屈折率n1 とすると、n2 >n0 >n1 とい
う関係を満たす場合、COD破壊のレベルを下げる効果
がある。
Up to now, the case where the current blocking layer is formed of three layers has been described, but as shown in FIG. 4, the current blocking layer is two layers, that is, the first blocking layer provided on the high reflection end face side. And the second block layer provided on the emission end face side, the equivalent refractive index of the second regions 130 located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer is n 2 , First region 1 located on both sides adjacent to the second region from the substrate to the surface of the first block layer 1
If the equivalent refractive index n 1 is 20, the effect of lowering the level of COD breakdown is obtained when the relationship of n 2 > n 0 > n 1 is satisfied.

【0039】また、n0 >n2 =n3 >n1 (電流ブロ
ック層が3層で形成されている場合)またはn0 >n2
>n1 (電流ブロック層が2層で形成されている場合)
という関係を満たす場合には、COD破壊のレベルを下
げるとともに、光発振横モードの乱れを抑制することも
できる。この場合、端面側ブロック層110、つまり、
第2ブロック層および第3ブロック層(電流ブロック層
が3層で形成されている場合)または第2ブロック層
(電流ブロック層が2層で形成されている場合)を、n
−Alx Ga1-x As下側ブロック層(例えば、0.3
≦x≦0.5、キャリア濃度5×1017cm-3以下、厚
さ0.5〜1μm)と、n−GaAs上側ブロック層
(例えば、キャリア濃度2×1018cm-3以下)とで構
成すればよい。
Further, n 0 > n 2 = n 3 > n 1 (when the current block layer is formed of three layers) or n 0 > n 2
> N 1 (when the current blocking layer is formed of two layers)
If the relationship is satisfied, the level of COD destruction can be lowered and the disturbance of the optical oscillation transverse mode can be suppressed. In this case, the end surface side blocking layer 110, that is,
The second block layer and the third block layer (when the current block layer is formed of three layers) or the second block layer (when the current block layer is formed of two layers) are
-Al x Ga 1-x As lower block layer (for example, 0.3
≦ x ≦ 0.5, carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 or less, thickness 0.5 to 1 μm) and n-GaAs upper block layer (for example, carrier concentration 2 × 10 18 cm −3 or less). Just configure it.

【0040】また、これまで、n2 =n3 (電流ブロッ
ク層が3層で形成されている場合)という関係を満たす
場合について示したが、n2 >n3 であっても同様な効
果を得ることができる。例えば、n2 >n0 >n3 >n
1 (電流ブロック層が3層で形成されている場合)とい
う関係を満たす場合には、COD破壊のレベルを大幅に
下げるとともに、光発振横モードの乱れを抑制すること
もできる。この場合、第2ブロック層をn−GaAsブ
ロック層(例えば、キャリア濃度2×1018cm-3
下)で構成し、第3ブロック層をn−Alx Ga1-x
s下側ブロック層(例えば、0.3≦x≦0.5、キャ
リア濃度5×1017cm-3以下、厚さ0.5〜1μm)
とn−GaAs上側ブロック層(例えば、キャリア濃度
2×1018cm-3以下)とで構成し、第1ブロック層を
n−Alx Ga1-x As下側ブロック層(例えば、x=
0.6、キャリア濃度5×1017cm-3以下、厚さ0.
5〜1μm)とn−GaAs上側ブロック層(例えば、
キャリア濃度2×1018cm-3以下)とで構成すればよ
い。
Although the case where the relationship of n 2 = n 3 (where the current blocking layer is formed of three layers) is satisfied has been shown so far, the same effect can be obtained even if n 2 > n 3. Obtainable. For example, n 2 > n 0 > n 3 > n
When the relationship of 1 (when the current blocking layer is formed of three layers) is satisfied, the level of COD breakdown can be significantly reduced and the disturbance of the optical oscillation transverse mode can be suppressed. In this case, the second block layer is composed of an n-GaAs block layer (for example, carrier concentration is 2 × 10 18 cm −3 or less), and the third block layer is composed of n-Al x Ga 1-x A.
s lower block layer (for example, 0.3 ≦ x ≦ 0.5, carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 or less, thickness 0.5 to 1 μm)
And an n-GaAs upper block layer (for example, a carrier concentration of 2 × 10 18 cm −3 or less), and the first block layer is an n-Al x Ga 1-x As lower block layer (for example, x =
0.6, carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 or less, thickness 0.
5-1 μm) and n-GaAs upper blocking layer (eg,
Carrier concentration is 2 × 10 18 cm −3 or less).

【0041】この発明は、上述した実施例に限定される
ものではないことは明らかである。n−AlGaAsク
ラッド層、活性層、p−AlGaAsクラッド層および
p−GaAsコンタクト層によりリッジを形成した場合
にも同様な効果が得られる。この場合、リッジの両側
を、活性層の上側までは、p型のブロック層で埋め込
み、その上側をn型のブロック層により埋め込む必要が
ある。
Obviously, the invention is not limited to the embodiments described above. Similar effects can be obtained when the ridge is formed by the n-AlGaAs clad layer, the active layer, the p-AlGaAs clad layer and the p-GaAs contact layer. In this case, it is necessary to fill both sides of the ridge up to the upper side of the active layer with a p-type block layer and the upper side thereof with an n-type block layer.

【0042】また、この実施例では、n型基板を用いて
説明したが、導電型をnとpとを入れ換えることにより
p型基板を用いることができる。
In this embodiment, the n-type substrate is used for description, but a p-type substrate can be used by switching the conductivity type between n and p.

【0043】また、活性層にバルク層を用いることもで
きる。
A bulk layer may be used as the active layer.

【0044】[0044]

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の半導体レーザによれば、電流ブロック層が2層ま
たは3層で形成されている。そのため、電流ブロック層
が2層で形成される場合には出射端面側の領域の等価屈
折率のみ、または電流ブロック層が3層で形成される場
合には出射端面側と高反射端面側の両方の領域の等価屈
折率が、残りの領域の等価屈折率より大きい。
As is apparent from the above description, according to the semiconductor laser of the present invention, the current blocking layer is formed of two layers or three layers. Therefore, when the current block layer is formed of two layers, only the equivalent refractive index of the region on the emission end face side is formed, or when the current block layer is formed of three layers, both the emission end face side and the high reflection end face side are formed. The equivalent refractive index of the region is larger than that of the remaining region.

【0045】その結果、電流ブロック層が2層で形成さ
れる場合には出射端面部において、または電流ブロック
層が2層で形成される場合には出射端面部と反射端面部
との両端面部において、光の閉じ込めが弱い。従って、
出射端面と高反射端面により構成される共振器内を伝搬
したレーザ光は、その部分では広がり、光密度が低減す
る。このため、出射端面部で発熱が抑制される。そし
て、COD破壊は起こりにくくなる。
As a result, when the current blocking layer is formed of two layers, it is at the emission end face portion, or when the current blocking layer is formed of two layers, at both the emission end face portion and the reflection end face portion. , Light confinement is weak. Therefore,
The laser light propagating in the resonator formed by the emitting end face and the high-reflecting end face spreads at that portion, and the light density decreases. Therefore, heat generation is suppressed at the emission end face portion. Then, COD destruction is less likely to occur.

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

【図1】実施例に用いた半導体レーザを構成する素子の
要部を取り出して示す概略的斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an essential part of an element constituting a semiconductor laser used in an example.

【図2】(A)〜(C)は、半導体レーザを構成する素
子を製造する工程を概略的に示す斜視図である。
2A to 2C are perspective views schematically showing a process of manufacturing an element that constitutes a semiconductor laser.

【図3】(A)および(B)は、図2に続く半導体レー
ザを構成する素子を製造する工程を概略的に示す斜視図
である。
3A and 3B are perspective views schematically showing a process of manufacturing an element that constitutes the semiconductor laser, following FIG.

【図4】実施例に用いた半導体レーザを構成する素子の
要部を取り出して示す概略的斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an essential part of an element constituting a semiconductor laser used in an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:基板 20:第1クラッド層 30:活性層 40:第2クラッド層 40a:エッチング済み第2クラッド層 50:コンタクト層 50a:エッチング済みコンタクト層 60:SiO2 ストライプ 70:リッジ 80:下側ブロック層 80a:中央部下側ブロック層 90:上側ブロック層 90a:中央部上側ブロック層 100:SiO2 エッチングマスク 110:端面部ブロック層 120:第1領域 130:第2領域 140:第3領域 150:リッジ領域10: Substrate 20: First Cladding Layer 30: Active Layer 40: Second Cladding Layer 40a: Etched Second Cladding Layer 50: Contact Layer 50a: Etched Contact Layer 60: SiO 2 Stripe 70: Ridge 80: Lower Block Layer 80a: Central lower block layer 90: Upper block layer 90a: Central upper block layer 100: SiO 2 etching mask 110: End face block layer 120: First region 130: Second region 140: Third region 150: Ridge region

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaAs基板と、該GaAs基板の上側
の第1クラッド層と、該第1クラッド層の上側の活性層
と、該活性層の上側の第2クラッド層と、電流ブロック
層とを少なくとも具え、出射端面と高反射端面との間に
ストライプ状のリッジを形成して、その両側を前記電流
ブロック層で埋め込んだ光閉じ込め型の半導体レーザに
おいて、 前記電流ブロック層を、前記高反射端面側に設けられた
第1ブロック層と、前記出射端面側に設けられた第2ブ
ロック層とを以って形成してあり、 前記リッジの両側に位置し前記基板から前記第2ブロッ
ク層の表面までの第2領域の等価屈折率が、リッジの両
側に前記第2領域に隣接して位置し前記基板のから前記
第1ブロック層の表面までの第1領域の等価屈折率より
も大きいく、 前記リッジの部分に位置し前記基板の表面から前記第2
クラッド層の表面までのリッジ領域の等価屈折率が、前
記第1領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴とする
半導体レーザ。
1. A GaAs substrate, a first cladding layer above the GaAs substrate, an active layer above the first cladding layer, a second cladding layer above the active layer, and a current blocking layer. An optical confinement type semiconductor laser having at least a stripe-shaped ridge formed between an emitting end face and a high-reflecting end face, the both sides of which are filled with the current blocking layer, wherein the current blocking layer is the high-reflecting end face. A first block layer provided on one side of the ridge, and a second block layer provided on the side of the emission end face, and located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer. Is larger than the equivalent refractive index of the first region located on both sides of the ridge adjacent to the second region and extending from the substrate to the surface of the first block layer. The ridge section Located from the surface of the substrate to the second
A semiconductor laser, wherein the equivalent refractive index of the ridge region up to the surface of the cladding layer is larger than the equivalent refractive index of the first region.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体レーザにおい
て、前記第2領域の等価屈折率は、前記リッジ領域の等
価屈折率よりも大きいことを特徴とする半導体レーザ。
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the second region has an equivalent refractive index higher than that of the ridge region.
【請求項3】 請求項1に記載の半導体レーザにおい
て、前記第2領域の等価屈折率は、前記リッジ領域の等
価屈折率よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the second region has an equivalent refractive index smaller than that of the ridge region.
【請求項4】 GaAs基板と、該GaAs基板の上側
の第1クラッド層と、該第1クラッド層の上側の活性層
と、該活性層の上側の第2クラッド層と、電流ブロック
層とを少なくとも具え、出射端面と高反射端面との間に
ストライプ状のリッジを形成して、その両側を前記電流
ブロック層で埋め込んだ光閉じ込め型の半導体レーザに
おいて、 前記電流ブロック層を、前記出射端面側に設けられた第
2ブロック層と、前記高反射端面側に設けられた第3ブ
ロック層と、前記第2ブロック層と前記第3ブロック層
との間に形成される第1ブロック層とを以って形成して
あり、 前記リッジの両側に位置し前記基板から前記第2ブロッ
ク層の表面までの第2領域の等価屈折率と、前記リッジ
の両側に位置し前記基板から前記第3ブロック層の表面
までの第3領域の等価屈折率とが、前記リッジの両側に
前記第2領域および前記第2領域に隣接して位置し前記
基板の表面から前記第1ブロック層の表面までの第1領
域の等価屈折率よりも大きく、 前記リッジの部分に位置し前記基板から前記第2クラッ
ド層の表面までのリッジ領域の等価屈折率が、前記第1
領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴とする半導体
レーザ。
4. A GaAs substrate, a first cladding layer above the GaAs substrate, an active layer above the first cladding layer, a second cladding layer above the active layer, and a current blocking layer. In at least an optical confinement type semiconductor laser in which a stripe-shaped ridge is formed between an emitting end face and a highly reflective end face, and both sides thereof are filled with the current blocking layer, the current blocking layer is provided on the emitting end face side. A second block layer provided on the first reflective layer, a third block layer provided on the highly reflective end face side, and a first block layer formed between the second block layer and the third block layer. And an equivalent refractive index of a second region located on both sides of the ridge from the substrate to the surface of the second block layer and a second region located on both sides of the ridge from the substrate to the third block layer. The surface of And the equivalent refractive index of the third region of the first region is equal to that of the second region on both sides of the ridge and adjacent to the second region and from the surface of the substrate to the surface of the first block layer. The equivalent refractive index of the ridge region located at the ridge portion from the substrate to the surface of the second cladding layer is higher than the refractive index,
A semiconductor laser characterized by being larger than an equivalent refractive index of a region.
【請求項5】 請求項4に記載の半導体レーザにおい
て、前記第2領域および前記第3領域の等価屈折率は、
前記リッジ領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴と
する半導体レーザ。
5. The semiconductor laser according to claim 4, wherein an equivalent refractive index of the second region and the third region is
A semiconductor laser having a larger refractive index than the ridge region.
【請求項6】 請求項4に記載の半導体レーザにおい
て、前記第2領域および前記第3領域の等価屈折率は、
前記リッジ領域の等価屈折率よりも小さいことを特徴と
する半導体レーザ。
6. The semiconductor laser according to claim 4, wherein an equivalent refractive index of the second region and the third region is
A semiconductor laser having a smaller refractive index than that of the ridge region.
【請求項7】 請求項4〜7のいずれか1項に記載の半
導体レーザにおいて、前記第2領域の等価屈折率は、前
記第3領域の等価屈折率よりも大きいことを特徴とする
半導体レーザ。
7. The semiconductor laser according to claim 4, wherein the second region has an equivalent refractive index higher than that of the third region. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007019421A (en) * 2005-07-11 2007-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor light emitting device and method of manufacturing same
JP2007095758A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser
JP2009033009A (en) * 2007-07-30 2009-02-12 Panasonic Corp Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

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