JPH0936481A - 半導体レーザー素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザー素子及びその製造方法Info
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- JPH0936481A JPH0936481A JP18756095A JP18756095A JPH0936481A JP H0936481 A JPH0936481 A JP H0936481A JP 18756095 A JP18756095 A JP 18756095A JP 18756095 A JP18756095 A JP 18756095A JP H0936481 A JPH0936481 A JP H0936481A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、高出力動作の可能な低ノイズ半導
体レーザー素子を得ること、及び、その結果、高周波重
畳回路の不要な、記録書き込み兼読み取り用ピックアッ
プを得ることにある。 【解決手段】 本発明の半導体レーザー素子は、半導体
基板上１に形成された下部クラッド層２と、下部クラッ
ド層２上に形成された活性層３と、活性層３上に形成さ
れた上部第一クラッド層４及び上部第二クラッド層６か
らなる上部クラッド層と、上部クラッド層の内に電流路
となるストライプ溝を有する電流制限層を備えた半導体
レーザー素子において、電流制限層が発光端面付近の第
一電流制限層５と発光端面付近以外の第二電流制限層１
０とから成ると共に、第二電流制限層１０に形成された
ストライプ溝の一部が第一電流制限層５に形成されたス
トライプ溝より狭いことを特徴とするものである。
体レーザー素子を得ること、及び、その結果、高周波重
畳回路の不要な、記録書き込み兼読み取り用ピックアッ
プを得ることにある。 【解決手段】 本発明の半導体レーザー素子は、半導体
基板上１に形成された下部クラッド層２と、下部クラッ
ド層２上に形成された活性層３と、活性層３上に形成さ
れた上部第一クラッド層４及び上部第二クラッド層６か
らなる上部クラッド層と、上部クラッド層の内に電流路
となるストライプ溝を有する電流制限層を備えた半導体
レーザー素子において、電流制限層が発光端面付近の第
一電流制限層５と発光端面付近以外の第二電流制限層１
０とから成ると共に、第二電流制限層１０に形成された
ストライプ溝の一部が第一電流制限層５に形成されたス
トライプ溝より狭いことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高出力半導体レー
ザーに関し、特にミニディスク、光磁気ディスク、ＣＤ
−Ｒなどの記録可能光ディスクのピックアップ用光源等
に使われる低ノイズの高出力半導体レーザーに関する。
ザーに関し、特にミニディスク、光磁気ディスク、ＣＤ
−Ｒなどの記録可能光ディスクのピックアップ用光源等
に使われる低ノイズの高出力半導体レーザーに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ミニディスクや光磁気ディスク、
ＣＤ−Ｒにおける書き込み用光源として光出力３０ｍＷ
以上（ＣＤ−Ｒでは４０ｍＷ以上）の光出力をもつ高出
力半導体レーザーが実用化されている。この場合、デー
タ書き込みには３０ｍＷ以上（ＣＤ−Ｒでは４０ｍＷ以
上）の高光出力が、データ読み込みには２ｍＷ程度の低
光出力が用いられる。
ＣＤ−Ｒにおける書き込み用光源として光出力３０ｍＷ
以上（ＣＤ−Ｒでは４０ｍＷ以上）の光出力をもつ高出
力半導体レーザーが実用化されている。この場合、デー
タ書き込みには３０ｍＷ以上（ＣＤ−Ｒでは４０ｍＷ以
上）の高光出力が、データ読み込みには２ｍＷ程度の低
光出力が用いられる。
【０００３】このような高出力半導体レーザーを得るた
めには、特性上（１）高出力動作までの単一横モード発
振、（２）低非点隔差、（３）低ノイズ、であることが
求められている。上述の特性のうち、（１）の高出力動
作までの単一横モード発振、及び（２）の低非点隔差を
得るために、活性層と平行な方向（以下、横方向と呼
ぶ）に光を閉じ込めて導波させる屈折率導波型構造が高
出力半導体レーザーに採用されている。屈折率導波型構
造として、複素屈折率導波型構造と実屈折率導波型構造
とが知られている。（伊藤良一／他著「半導体レーザ
ー」，培風館（１９８９））。
めには、特性上（１）高出力動作までの単一横モード発
振、（２）低非点隔差、（３）低ノイズ、であることが
求められている。上述の特性のうち、（１）の高出力動
作までの単一横モード発振、及び（２）の低非点隔差を
得るために、活性層と平行な方向（以下、横方向と呼
ぶ）に光を閉じ込めて導波させる屈折率導波型構造が高
出力半導体レーザーに採用されている。屈折率導波型構
造として、複素屈折率導波型構造と実屈折率導波型構造
とが知られている。（伊藤良一／他著「半導体レーザ
ー」，培風館（１９８９））。
【０００４】図６に、従来広く採用されている複素屈折
率導波構造の半導体レーザー素子の構造の一例を示す。
複素屈折率導波構造の半導体レーザー素子は、ｎ型（以
下、ｎ−という）ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ−ＡｌXＧ
ａ1-XＡｓ下部クラッド層２２、ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性
層２３、ｐ型（以下、ｐ−という）ＡｌXＧａ1-XＡｓ上
部第一クラッド層２４、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層２５、
ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第二クラッド層２６、ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層２７が順次形成されており、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板２１の下面及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２
７の上面には、それぞれ電極２８、２９が形成されてい
る。この構造の場合、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層２５は注
入電流を幅Ｗのストライプ状活性領域に制限すると同時
に、活性層２３にて発生した光を吸収する働きをなす。
この光吸収の働きによりストライプ状活性領域とその外
側領域では見かけ上の屈折率差（複素屈折率差）が生じ
て、活性層２３にて発生した光が横方向に閉じ込められ
る。この結果、幅Ｗのストライプ状活性領域を安定して
導波させることができ、（１）高出力動作までの単一横
モード発振、（２）低非点隔差、を可能にしている。
率導波構造の半導体レーザー素子の構造の一例を示す。
複素屈折率導波構造の半導体レーザー素子は、ｎ型（以
下、ｎ−という）ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ−ＡｌXＧ
ａ1-XＡｓ下部クラッド層２２、ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性
層２３、ｐ型（以下、ｐ−という）ＡｌXＧａ1-XＡｓ上
部第一クラッド層２４、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層２５、
ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第二クラッド層２６、ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層２７が順次形成されており、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板２１の下面及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２
７の上面には、それぞれ電極２８、２９が形成されてい
る。この構造の場合、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層２５は注
入電流を幅Ｗのストライプ状活性領域に制限すると同時
に、活性層２３にて発生した光を吸収する働きをなす。
この光吸収の働きによりストライプ状活性領域とその外
側領域では見かけ上の屈折率差（複素屈折率差）が生じ
て、活性層２３にて発生した光が横方向に閉じ込められ
る。この結果、幅Ｗのストライプ状活性領域を安定して
導波させることができ、（１）高出力動作までの単一横
モード発振、（２）低非点隔差、を可能にしている。
【０００５】ところで、複素屈折率導波型構造では、単
一縦モード発振しやすく可干渉性が高いので、ディスク
板から反射して戻ってきたレーザー光（戻り光）が、再
び半導体レーザー素子内に入射し、レーザー発振が不安
定になってノイズが発生してデータ読み取りエラーを引
き起こしやすい。そこで、複素屈折率導波型構造では、
縦モードを多重化することで可干渉性を下げて、もう一
つの特性である（３）の低ノイズ化する方法として、
数百ＭＨｚの高周波電流をレーザー駆動電流に重畳する
方法と、横方向屈折率差を小さくして、ストライプ状
活性領域の外側の活性層を可飽和吸収領域として働かせ
て素子だけで発振と停止を繰り返す（自励発振）させる
方法とが提案されている（伊藤良一／他著「半導体レー
ザー」，培風館（１９８９））。
一縦モード発振しやすく可干渉性が高いので、ディスク
板から反射して戻ってきたレーザー光（戻り光）が、再
び半導体レーザー素子内に入射し、レーザー発振が不安
定になってノイズが発生してデータ読み取りエラーを引
き起こしやすい。そこで、複素屈折率導波型構造では、
縦モードを多重化することで可干渉性を下げて、もう一
つの特性である（３）の低ノイズ化する方法として、
数百ＭＨｚの高周波電流をレーザー駆動電流に重畳する
方法と、横方向屈折率差を小さくして、ストライプ状
活性領域の外側の活性層を可飽和吸収領域として働かせ
て素子だけで発振と停止を繰り返す（自励発振）させる
方法とが提案されている（伊藤良一／他著「半導体レー
ザー」，培風館（１９８９））。
【０００６】しかし、の方法では、通常の半導体レー
ザー駆動回路に加えて高周波重畳回路が必要な為に、大
型パッケージ化、高消費電力、高コスト化、といった問
題がある。更に、高周波電磁ノイズを発生するので、コ
ンピュータなどの電子機器取り扱い上重大な問題を引き
起こすという問題があった。また、の方法では、横方
向屈折率差を小さくするためにｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ第
一クラッド層の膜厚を厚くする必要があるが、そうする
と電流を効率よくＷの幅で活性層に注入することができ
なくなるため、発振閾値の増加など、特性の悪化を招
く。さらに、ストライプ状活性領域の外側にしみだした
光はｎ−ＧａＡｓ電流制限層２５の吸収を強く受けるた
め、逆に自励発振が起こりにくくなり、、複素屈折率導
波型構造では、高出力動作可能な自励発振のレーザー素
子を得ることが困難で、また得ることができても極めて
歩留りが悪く、事実上量産できないという問題があっ
た。
ザー駆動回路に加えて高周波重畳回路が必要な為に、大
型パッケージ化、高消費電力、高コスト化、といった問
題がある。更に、高周波電磁ノイズを発生するので、コ
ンピュータなどの電子機器取り扱い上重大な問題を引き
起こすという問題があった。また、の方法では、横方
向屈折率差を小さくするためにｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ第
一クラッド層の膜厚を厚くする必要があるが、そうする
と電流を効率よくＷの幅で活性層に注入することができ
なくなるため、発振閾値の増加など、特性の悪化を招
く。さらに、ストライプ状活性領域の外側にしみだした
光はｎ−ＧａＡｓ電流制限層２５の吸収を強く受けるた
め、逆に自励発振が起こりにくくなり、、複素屈折率導
波型構造では、高出力動作可能な自励発振のレーザー素
子を得ることが困難で、また得ることができても極めて
歩留りが悪く、事実上量産できないという問題があっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで近年、自励発振
が可能な屈折率導波型構造のレーザー素子として、電流
制限層の材料をＧａＡｓとする吸収損失型の複素屈折率
導波構造ではなく、その材料をＡｌＧａＡｓとする実屈
折率導波型構造が提案されている（平成４年秋季応用物
理学会１７ａ−Ｖ−１など）。
が可能な屈折率導波型構造のレーザー素子として、電流
制限層の材料をＧａＡｓとする吸収損失型の複素屈折率
導波構造ではなく、その材料をＡｌＧａＡｓとする実屈
折率導波型構造が提案されている（平成４年秋季応用物
理学会１７ａ−Ｖ−１など）。
【０００８】実屈折率導波構造の半導体レーザー素子
は、構造的には図６と同一であるが、ｎ−ＧａＡｓ基板
２１上に、ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ下部クラッド層２２、
ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性層２３、ｐ型（以下、ｐ−とい
う）ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第一クラッド層２４、ｎ−Ａ
ｌZＧａ1-ZＡｓ電流制限層２５（但しＺ＞Ｘ）、ｐ−Ａ
ｌXＧａ1-XＡｓ上部第二クラッド層２６、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層２７が順次形成されており、ｎ−ＧａＡｓ
基板２１の下面及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２７の上
面には、それぞれ電極２８、２９が形成されている。こ
の構造の場合、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ電流制限層２５の
Ａｌ混晶比Ｚを上部第一クラッド層２４及び上部第二ク
ラッド層２６のＡｌ混晶比Ｘよりも高くとることによ
り、ストライプ溝よりも屈折率を低くできるので、光は
実屈折率差によりストライプ内部に閉じ込められて導波
する。このような構造では、電流制限層２５による吸収
損失がないので、効率よくレーザー発振させることがで
き、高出力動作に適しているという大きな利点があるば
かりでなく、Ａｌ組成混晶比Ｚを上部第一クラッド層２
４及び上部第二クラッド層２６のＡｌ混晶比Ｘに近ずけ
れば横方向屈折率差が小さくなるので、容易に光をスト
ライプ外部にしみださせることができ、自励発振が起こ
りやすくなる。自励発振を起こすことができれば、縦モ
ードを多重化することでき、可干渉性を下げて戻り光ノ
イズの低い半導体レーザー素子を得ることができるとさ
れている（特開平5-160503）。
は、構造的には図６と同一であるが、ｎ−ＧａＡｓ基板
２１上に、ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ下部クラッド層２２、
ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性層２３、ｐ型（以下、ｐ−とい
う）ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第一クラッド層２４、ｎ−Ａ
ｌZＧａ1-ZＡｓ電流制限層２５（但しＺ＞Ｘ）、ｐ−Ａ
ｌXＧａ1-XＡｓ上部第二クラッド層２６、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層２７が順次形成されており、ｎ−ＧａＡｓ
基板２１の下面及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２７の上
面には、それぞれ電極２８、２９が形成されている。こ
の構造の場合、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ電流制限層２５の
Ａｌ混晶比Ｚを上部第一クラッド層２４及び上部第二ク
ラッド層２６のＡｌ混晶比Ｘよりも高くとることによ
り、ストライプ溝よりも屈折率を低くできるので、光は
実屈折率差によりストライプ内部に閉じ込められて導波
する。このような構造では、電流制限層２５による吸収
損失がないので、効率よくレーザー発振させることがで
き、高出力動作に適しているという大きな利点があるば
かりでなく、Ａｌ組成混晶比Ｚを上部第一クラッド層２
４及び上部第二クラッド層２６のＡｌ混晶比Ｘに近ずけ
れば横方向屈折率差が小さくなるので、容易に光をスト
ライプ外部にしみださせることができ、自励発振が起こ
りやすくなる。自励発振を起こすことができれば、縦モ
ードを多重化することでき、可干渉性を下げて戻り光ノ
イズの低い半導体レーザー素子を得ることができるとさ
れている（特開平5-160503）。
【０００９】しかしながら、このような実屈折率導波構
造では、横方向の屈折率差を小さくすると、非点隔差が
特に低出力動作時において増大する。また、横方向の発
光パターンが、光出力によって変化するという問題も生
ずる。さらに、効率よく発振するがためにスロープ効率
（光出力と注入電流値との比）が非常に大きくなり、動
作電流が小さくなるという長所がある反面、駆動電源の
ノイズの影響が光出力の大きなゆらぎとなり、新たなノ
イズの原因になったり場合によっては大きな光出力によ
る破壊に至ることにもなる。
造では、横方向の屈折率差を小さくすると、非点隔差が
特に低出力動作時において増大する。また、横方向の発
光パターンが、光出力によって変化するという問題も生
ずる。さらに、効率よく発振するがためにスロープ効率
（光出力と注入電流値との比）が非常に大きくなり、動
作電流が小さくなるという長所がある反面、駆動電源の
ノイズの影響が光出力の大きなゆらぎとなり、新たなノ
イズの原因になったり場合によっては大きな光出力によ
る破壊に至ることにもなる。
【００１０】本発明の目的は、高出力動作の可能な低ノ
イズ半導体レーザー素子を得ること、及び、その結果、
高周波重畳回路の不要な、記録書き込み兼読み取り用ピ
ックアップシステムを得ることにある。
イズ半導体レーザー素子を得ること、及び、その結果、
高周波重畳回路の不要な、記録書き込み兼読み取り用ピ
ックアップシステムを得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次のような構成をとる。すなわち、本発
明の半導体レーザー素子は、半導体基板上に形成された
下部クラッド層と、該下部クラッド層上に形成された活
性層と、該活性層上に形成された上部クラッド層と、該
上部クラッド層の内に電流路となるストライプ溝を有す
る電流制限層を備えた半導体レーザー素子において、前
記電流制限層は発光端面付近の材料部と、ストライプ溝
の一部が前記発光端面付近の材料部より狭いストライプ
溝が設けられた発光端面付近以外の材料部とからなるこ
とを特徴とするものである。
達成するために次のような構成をとる。すなわち、本発
明の半導体レーザー素子は、半導体基板上に形成された
下部クラッド層と、該下部クラッド層上に形成された活
性層と、該活性層上に形成された上部クラッド層と、該
上部クラッド層の内に電流路となるストライプ溝を有す
る電流制限層を備えた半導体レーザー素子において、前
記電流制限層は発光端面付近の材料部と、ストライプ溝
の一部が前記発光端面付近の材料部より狭いストライプ
溝が設けられた発光端面付近以外の材料部とからなるこ
とを特徴とするものである。
【００１２】また本発明は、前記半導体レーザー素子に
おいて、電流制限層の発光端面付近は、活性層よりも禁
制帯幅が小さいか又は同等な半導体層からなり、電流制
限層の発光端面付近以外の部分は、活性層よりも禁制帯
幅が大きく、かつ、屈折率が前記上部クラッド層と同等
もしくは小さい半導体層からなると共に、ストライプ溝
の一部の幅が２μｍ以下であることを特徴とするもので
ある。
おいて、電流制限層の発光端面付近は、活性層よりも禁
制帯幅が小さいか又は同等な半導体層からなり、電流制
限層の発光端面付近以外の部分は、活性層よりも禁制帯
幅が大きく、かつ、屈折率が前記上部クラッド層と同等
もしくは小さい半導体層からなると共に、ストライプ溝
の一部の幅が２μｍ以下であることを特徴とするもので
ある。
【００１３】また本発明の光ピックアップシステムは、
記録書き込み用、及び記録読み取り用光源として前記半
導体レーザー素子を備えたものである。また本発明の半
導体レーザー素子の製造方法は、半導体基板上に下部ク
ラッド層、活性層、上部第一クラッド層、第二電流制限
予備層、キャップ層、を順次積層する工程と、前記キャ
ップ層及び第二電流制限予備層の発光端面側をエッチン
グして前記上部第一クラッド層を露出させる工程と、前
記上部第一クラッド層の露出面上に第一電流制限予備層
を選択成長する工程と、前記キャップ層、第一電流制限
予備層及び、第二電流制限予備層をエッチングし、第二
電流制限層のストライプ溝の一部が第一電流制限層のス
トライプ溝より狭いストライプ溝を形成する工程と、上
部第二クラッド層及びコンタクト層を順次積層する工程
とを備えたことを特徴とするものである。
記録書き込み用、及び記録読み取り用光源として前記半
導体レーザー素子を備えたものである。また本発明の半
導体レーザー素子の製造方法は、半導体基板上に下部ク
ラッド層、活性層、上部第一クラッド層、第二電流制限
予備層、キャップ層、を順次積層する工程と、前記キャ
ップ層及び第二電流制限予備層の発光端面側をエッチン
グして前記上部第一クラッド層を露出させる工程と、前
記上部第一クラッド層の露出面上に第一電流制限予備層
を選択成長する工程と、前記キャップ層、第一電流制限
予備層及び、第二電流制限予備層をエッチングし、第二
電流制限層のストライプ溝の一部が第一電流制限層のス
トライプ溝より狭いストライプ溝を形成する工程と、上
部第二クラッド層及びコンタクト層を順次積層する工程
とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】また本発明の半導体レーザー素子の製造方
法は、上部第一クラッド層上に、第一電流制限予備層及
び第二電流制限予備層をエッチングする際に使用する溶
液に対し、エッチングされにくいエッチングストップ層
を設けることを特徴とするものである。また本発明の半
導体レーザー素子の製造方法は、第一導電型のＧａＡｓ
基板上に第一導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなるクラッ
ド層、ＡｌYＧａ1-YＡｓからなる活性層、第二導電型の
ＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第一クラッド層、第一導
電型のＡｌZＧａ1-ZＡｓからなる第二電流制限予備層、
第二導電型のＧａＡｓキャップ層、を順次積層する工程
（Ｚ≧Ｘ＞Ｙ）と、前記キャップ層及び第二電流制限予
備層の発光端面側をエッチングして前記上部第一クラッ
ド層を露出させる工程と、前記上部第一クラッド層の露
出面上に第一導電型のＧａＡｓからなる第一電流制限予
備層を選択成長する工程と、前記キャップ層、第一電流
制限予備層及び、第二電流制限予備層をエッチングし、
第二電流制限層のストライプ溝の一部が第一電流制限層
のストライプ溝より狭いストライプ溝を形成する工程
と、第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第二ク
ラッド層及び第二導電型のＧａＡｓからなるコンタクト
層を順次積層する工程とを備えたことを特徴とするもの
である。
法は、上部第一クラッド層上に、第一電流制限予備層及
び第二電流制限予備層をエッチングする際に使用する溶
液に対し、エッチングされにくいエッチングストップ層
を設けることを特徴とするものである。また本発明の半
導体レーザー素子の製造方法は、第一導電型のＧａＡｓ
基板上に第一導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなるクラッ
ド層、ＡｌYＧａ1-YＡｓからなる活性層、第二導電型の
ＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第一クラッド層、第一導
電型のＡｌZＧａ1-ZＡｓからなる第二電流制限予備層、
第二導電型のＧａＡｓキャップ層、を順次積層する工程
（Ｚ≧Ｘ＞Ｙ）と、前記キャップ層及び第二電流制限予
備層の発光端面側をエッチングして前記上部第一クラッ
ド層を露出させる工程と、前記上部第一クラッド層の露
出面上に第一導電型のＧａＡｓからなる第一電流制限予
備層を選択成長する工程と、前記キャップ層、第一電流
制限予備層及び、第二電流制限予備層をエッチングし、
第二電流制限層のストライプ溝の一部が第一電流制限層
のストライプ溝より狭いストライプ溝を形成する工程
と、第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第二ク
ラッド層及び第二導電型のＧａＡｓからなるコンタクト
層を順次積層する工程とを備えたことを特徴とするもの
である。
【００１５】また本発明の半導体レーザー素子の製造方
法は、第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第一
クラッド層上に、第一導電型のＧａＡｓからなる第一電
流制限予備層及び第一導電型のＡｌZＧａ1-ZＡｓからな
る第二電流制限予備層及び第一導電型のＧａＡｓからな
る第二電流制限層をエッチングする際に使用する溶液に
対し、エッチングされにくいＡｌＧａＩｎＰからなるエ
ッチングストップ層を設けることを特徴とするものであ
る。
法は、第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第一
クラッド層上に、第一導電型のＧａＡｓからなる第一電
流制限予備層及び第一導電型のＡｌZＧａ1-ZＡｓからな
る第二電流制限予備層及び第一導電型のＧａＡｓからな
る第二電流制限層をエッチングする際に使用する溶液に
対し、エッチングされにくいＡｌＧａＩｎＰからなるエ
ッチングストップ層を設けることを特徴とするものであ
る。
【００１６】本発明の半導体レーザー素子によれば、活
性層内のストライプ状活性領域にて発生した光に対し
て、発光端面付近では電流制限層の吸収損失による複素
屈折率導波構造となり、発光端面付近以外の領域では、
電流制限層による吸収損失のない、横方向に屈折率差を
もたない構造もしくは弱い横方向屈折率差をもつ実屈折
率導波構造となる。この構造で電流制限層の材料を異な
らせると共に、発光端面付近以外の領域のストライプ幅
の一部を狭くすることで、容易に自励発振が起き易く、
吸収損失の少ない高出力動作に有利な多重化縦モード発
振が可能な構造と、横方向屈折率差を十分大きくとるこ
とができる。安定な横モード発振と小さい非点隔差を実
現できる構造とを、一つの半導体レーザー素子に形成す
ることで、（１）高出力動作までの単一横モード発振、
（２）低非点隔差、（３）低ノイズ、を実現している。
性層内のストライプ状活性領域にて発生した光に対し
て、発光端面付近では電流制限層の吸収損失による複素
屈折率導波構造となり、発光端面付近以外の領域では、
電流制限層による吸収損失のない、横方向に屈折率差を
もたない構造もしくは弱い横方向屈折率差をもつ実屈折
率導波構造となる。この構造で電流制限層の材料を異な
らせると共に、発光端面付近以外の領域のストライプ幅
の一部を狭くすることで、容易に自励発振が起き易く、
吸収損失の少ない高出力動作に有利な多重化縦モード発
振が可能な構造と、横方向屈折率差を十分大きくとるこ
とができる。安定な横モード発振と小さい非点隔差を実
現できる構造とを、一つの半導体レーザー素子に形成す
ることで、（１）高出力動作までの単一横モード発振、
（２）低非点隔差、（３）低ノイズ、を実現している。
【００１７】そして、電流制限層の材料を発光端面付近
では、活性層よりも禁制帯幅が小さいか又は同等な半導
体層とし、発光端面付近以外の部分は、活性層よりも禁
制帯幅が大きく、かつ、屈折率が前記上部クラッド層と
同等もしくは小さい半導体層とすると共に、ストライプ
溝の一部の幅が２μｍ以下とすることで、レーザー光に
対する屈折率が相違する複素屈折率導波構造と実屈折率
導波構造を容易に得ることができる。
では、活性層よりも禁制帯幅が小さいか又は同等な半導
体層とし、発光端面付近以外の部分は、活性層よりも禁
制帯幅が大きく、かつ、屈折率が前記上部クラッド層と
同等もしくは小さい半導体層とすると共に、ストライプ
溝の一部の幅が２μｍ以下とすることで、レーザー光に
対する屈折率が相違する複素屈折率導波構造と実屈折率
導波構造を容易に得ることができる。
【００１８】また、光ピックアップシステムが、以上の
ような構造を有する半導体レーザー素子を記録書込みお
よび記録読取り用光源として備えることで、高周波重畳
回路を省略することができる。また、キャップ層及び第
二電流制限予備層の発光端面側をエッチングして上部第
一クラッド層を露出させて、上部第一クラッド層の露出
面上に第一電流制限予備層を選択成長させ後、キャップ
層、第一電流制限予備層及び、第二電流制限予備層をエ
ッチングして、第二電流制限層のストライプ溝の一部が
第一電流制限層のストライプ溝より狭い電流路となるス
トライプ溝を形成しているので、材料の異なる電流制限
層を容易に形成することができると共に、第二電流制限
層のストライプ溝の一部が狭いストライプ溝を形成で
き、一つの半導体レーザー素子に複素屈折率導波構造と
実屈折率導波構造を容易に形成することができる。
ような構造を有する半導体レーザー素子を記録書込みお
よび記録読取り用光源として備えることで、高周波重畳
回路を省略することができる。また、キャップ層及び第
二電流制限予備層の発光端面側をエッチングして上部第
一クラッド層を露出させて、上部第一クラッド層の露出
面上に第一電流制限予備層を選択成長させ後、キャップ
層、第一電流制限予備層及び、第二電流制限予備層をエ
ッチングして、第二電流制限層のストライプ溝の一部が
第一電流制限層のストライプ溝より狭い電流路となるス
トライプ溝を形成しているので、材料の異なる電流制限
層を容易に形成することができると共に、第二電流制限
層のストライプ溝の一部が狭いストライプ溝を形成で
き、一つの半導体レーザー素子に複素屈折率導波構造と
実屈折率導波構造を容易に形成することができる。
【００１９】また、上部第一クラッド層上に、第一電流
制限予備層及び第二電流制限予備層をエッチングする際
に使用する溶液に対し、エッチングされにくいエッチン
グストップ層を設けることで、エッチング深さをうまく
制御することができ、電流路となるストライプ溝を精度
良く形成することができる。
制限予備層及び第二電流制限予備層をエッチングする際
に使用する溶液に対し、エッチングされにくいエッチン
グストップ層を設けることで、エッチング深さをうまく
制御することができ、電流路となるストライプ溝を精度
良く形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の構造の一例であ
る図１を紹介しながら、本発明を説明する。図１（ａ）
はチップ全体の模式図及び端面部分での構造断面図を表
し、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ）に示すよう
に本発明の半導体レーザー素子は、ｎ−ＧａＡｓからな
る基板１上に、ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓからなる下部クラ
ッド層２、ＡｌYＧａ1-YＡｓからなる活性層３、ｐ−Ａ
ｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第一クラッド層４及び上部
第二クラッド層６、ｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層
７が形成されている。そして、上部第一クラッド層４と
上部第二クラッド層６とからなる上部クラッド層内に
は、電流路となるストライプ溝を有する電流制限層が設
けられており、電流制限層はｎ−ＧａＡｓからなる第一
電流制限層５と、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ（Ｚ≧Ｘ）から
なる第二電流制限層１０とから構成されている。
る図１を紹介しながら、本発明を説明する。図１（ａ）
はチップ全体の模式図及び端面部分での構造断面図を表
し、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ）に示すよう
に本発明の半導体レーザー素子は、ｎ−ＧａＡｓからな
る基板１上に、ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓからなる下部クラ
ッド層２、ＡｌYＧａ1-YＡｓからなる活性層３、ｐ−Ａ
ｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第一クラッド層４及び上部
第二クラッド層６、ｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層
７が形成されている。そして、上部第一クラッド層４と
上部第二クラッド層６とからなる上部クラッド層内に
は、電流路となるストライプ溝を有する電流制限層が設
けられており、電流制限層はｎ−ＧａＡｓからなる第一
電流制限層５と、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ（Ｚ≧Ｘ）から
なる第二電流制限層１０とから構成されている。
【００２１】ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１の下面及びｐ−
ＧａＡｓコンタクト層７の上面に、それぞれ電極８、９
が形成されている。また、Ｌは共振器長であり、Ｍはこ
の共振器長Ｌ中の一部に設けられた第二電流制限層１０
の長さで、ｎ−ＧａＡｓ第一電流制限層５が、ｎ−Ａｌ
ZＧａ1-ZＡｓ第二電流制限層１０に置き変わった構造と
なっている。
ＧａＡｓコンタクト層７の上面に、それぞれ電極８、９
が形成されている。また、Ｌは共振器長であり、Ｍはこ
の共振器長Ｌ中の一部に設けられた第二電流制限層１０
の長さで、ｎ−ＧａＡｓ第一電流制限層５が、ｎ−Ａｌ
ZＧａ1-ZＡｓ第二電流制限層１０に置き変わった構造と
なっている。
【００２２】この構成で発光端面付近の第一電流制限層
５を活性層３よりも禁制帯幅が小さいか又は同等なｎ−
ＧａＡｓからなる半導体層とし、電流制限層の発光端面
付近以外の部分を、活性層３よりも禁制帯幅が大きく、
かつ、屈折率が上部クラッド層と同等もしくは小さいｎ
−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ（Ｚ≧Ｘ）からなる半導体層とする
ことで、レーザー光に対する屈折率が相違する複素屈折
率導波構造と実屈折率導波構造を形成している。特にＺ
＝Ｘならば横方向に屈折率差をもたない利得導波構造と
なり、またＺをＸより少し大きくすれば弱い横方向屈折
率差をもった実屈折率導波構造となる。このような実屈
折率導波構造では、前記の様に容易に自励発振を起こさ
せることができる。すなわち、第二電流制限層１０部で
は縦マルチモード発振が得られるうえ、吸収損失がほと
んどないのでレーザー光の出力損失がなく高出力動作に
有利である。
５を活性層３よりも禁制帯幅が小さいか又は同等なｎ−
ＧａＡｓからなる半導体層とし、電流制限層の発光端面
付近以外の部分を、活性層３よりも禁制帯幅が大きく、
かつ、屈折率が上部クラッド層と同等もしくは小さいｎ
−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ（Ｚ≧Ｘ）からなる半導体層とする
ことで、レーザー光に対する屈折率が相違する複素屈折
率導波構造と実屈折率導波構造を形成している。特にＺ
＝Ｘならば横方向に屈折率差をもたない利得導波構造と
なり、またＺをＸより少し大きくすれば弱い横方向屈折
率差をもった実屈折率導波構造となる。このような実屈
折率導波構造では、前記の様に容易に自励発振を起こさ
せることができる。すなわち、第二電流制限層１０部で
は縦マルチモード発振が得られるうえ、吸収損失がほと
んどないのでレーザー光の出力損失がなく高出力動作に
有利である。
【００２３】これに対し、ｎ−ＧａＡｓの第一電流制限
層５の部分では、横方向に吸収損失による複素屈折率差
が発生する。従って、この部分においては、横方向屈折
率差を十分大きくとることができ、安定な横モード発振
と小さい非点隔差を実現することができる。図１（ｂ）
は、図１（ａ）を真上から見たときの、電流制限層の幅
（ストライプ幅）を点線で表したものである。Ｎは第二
電流制限層１０の長さＭ中の一部に設けられたストライ
プ幅Ｓが２μｍ以下の部分であり、Ｎ≦Ｍの条件を満た
している。このような、ストライプ幅が２μｍ以下の部
分では、前述のように、さらに自励発振が起こり易く、
その結果、縦マルチモ−ド発振が得られる。ここで、Ｎ
＞Ｍとなると、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層５の部分にま
で、ストライプ幅Ｓが２μｍ以下の部分がくることにな
るが、そうなると、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層５による吸
収損失が大きくなってしまい、高出力動作に不利となっ
てしまうので、Ｎ≦Ｍの条件を満たす必要がある。
層５の部分では、横方向に吸収損失による複素屈折率差
が発生する。従って、この部分においては、横方向屈折
率差を十分大きくとることができ、安定な横モード発振
と小さい非点隔差を実現することができる。図１（ｂ）
は、図１（ａ）を真上から見たときの、電流制限層の幅
（ストライプ幅）を点線で表したものである。Ｎは第二
電流制限層１０の長さＭ中の一部に設けられたストライ
プ幅Ｓが２μｍ以下の部分であり、Ｎ≦Ｍの条件を満た
している。このような、ストライプ幅が２μｍ以下の部
分では、前述のように、さらに自励発振が起こり易く、
その結果、縦マルチモ−ド発振が得られる。ここで、Ｎ
＞Ｍとなると、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層５の部分にま
で、ストライプ幅Ｓが２μｍ以下の部分がくることにな
るが、そうなると、ｎ−ＧａＡｓ電流制限層５による吸
収損失が大きくなってしまい、高出力動作に不利となっ
てしまうので、Ｎ≦Ｍの条件を満たす必要がある。
【００２４】以上の効果により、本発明の構造は、電流
制限層による吸収損失のない実屈折率導波構造と、吸収
損失のある複素屈折率導波構造との長所を合わせもつこ
とができ、従来技術の欠点を補うことができる。なお、
この構造では、設計パラメータを臨機応変に変えること
によって、縦マルチモード発振、低非点隔差、高出力動
作の異なる３つの特性のどれに重点を置くか簡単に変更
することができる。例えば、第二電流制限層１０部の長
さＭのなかで、Ｎの比を大きくすれば、縦マルチモ−ド
発振しやすくなり、さらに、第二電流制限層１０部の長
さＭを共振器長Ｌに対して大きくとれば、高出力動作に
より適したものとなる。
制限層による吸収損失のない実屈折率導波構造と、吸収
損失のある複素屈折率導波構造との長所を合わせもつこ
とができ、従来技術の欠点を補うことができる。なお、
この構造では、設計パラメータを臨機応変に変えること
によって、縦マルチモード発振、低非点隔差、高出力動
作の異なる３つの特性のどれに重点を置くか簡単に変更
することができる。例えば、第二電流制限層１０部の長
さＭのなかで、Ｎの比を大きくすれば、縦マルチモ−ド
発振しやすくなり、さらに、第二電流制限層１０部の長
さＭを共振器長Ｌに対して大きくとれば、高出力動作に
より適したものとなる。
【００２５】次に、図２を参照しながら、本発明の製造
方法について説明する。まず、ＭＢＥ装置またはＭＯＣ
ＶＤ装置内にｎ−ＧａＡｓからなる半導体基板１を入
れ、図２（ａ）に示すように、半導体基板基板１上に、
ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓからなる下部クラッド層２、Ａｌ
YＧａ1-YＡｓからなる活性層３、ｐ−Ａｌ XＧａ1-XＡｓ
からなる上部第一クラッド層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰか
らなるエッチングストップ層１１、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡ
ｓからなる第二電流制限予備層１５（Ｚ≧Ｘ）、ｎ−Ｇ
ａＡｓからなるキャップ層１２を順次積層する。
方法について説明する。まず、ＭＢＥ装置またはＭＯＣ
ＶＤ装置内にｎ−ＧａＡｓからなる半導体基板１を入
れ、図２（ａ）に示すように、半導体基板基板１上に、
ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓからなる下部クラッド層２、Ａｌ
YＧａ1-YＡｓからなる活性層３、ｐ−Ａｌ XＧａ1-XＡｓ
からなる上部第一クラッド層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰか
らなるエッチングストップ層１１、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡ
ｓからなる第二電流制限予備層１５（Ｚ≧Ｘ）、ｎ−Ｇ
ａＡｓからなるキャップ層１２を順次積層する。
【００２６】次に、図２（ｂ）に示すように、上述の半
導体基板１をＭＢＥ装置またはＭＯＣＶＤ装置内から取
り出し、Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2からなる誘電体膜１３
を積層させた後、所定幅Ｍになるようにエッチングによ
りパターニングする。次に、図２（ｃ）に示すように、
Ｓｉ3Ｎ4１３をマスクとして、ｎ−ＧａＡｓからなるキ
ャップ層１２、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓからなる第二電流
制限予備層１５をエッチングする。このとき、硫酸系の
エッチング液を用いれば、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰからなる
エッチングストップ層１１はほとんどエッチングされ
ず、エッチング深さを精度良く制御することができる。
導体基板１をＭＢＥ装置またはＭＯＣＶＤ装置内から取
り出し、Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2からなる誘電体膜１３
を積層させた後、所定幅Ｍになるようにエッチングによ
りパターニングする。次に、図２（ｃ）に示すように、
Ｓｉ3Ｎ4１３をマスクとして、ｎ−ＧａＡｓからなるキ
ャップ層１２、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓからなる第二電流
制限予備層１５をエッチングする。このとき、硫酸系の
エッチング液を用いれば、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰからなる
エッチングストップ層１１はほとんどエッチングされ
ず、エッチング深さを精度良く制御することができる。
【００２７】次に、ＭＯＣＶＤ装置内に再び入れ、図３
（ｄ）に示すように、露出したｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッ
チングストップ層１１の上に、ｎ−ＧａＡｓ第一電流制
限予備層１４を選択成長させる。次に、再びＭＯＣＶＤ
装置から取り出し、図３（ｅ）に示すように、ＨＦ液を
用いることでＳｉ3Ｎ4１３のみ除去する。
（ｄ）に示すように、露出したｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッ
チングストップ層１１の上に、ｎ−ＧａＡｓ第一電流制
限予備層１４を選択成長させる。次に、再びＭＯＣＶＤ
装置から取り出し、図３（ｅ）に示すように、ＨＦ液を
用いることでＳｉ3Ｎ4１３のみ除去する。
【００２８】次に、図４（ｆ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層１２、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ第二電流制
限予備層１５及びｎ−ＧａＡｓ第一電流制限予備層５を
除去して、第二電流制限層１０の一部分には幅Ｓ（２μ
ｍ以下）のストライプ溝を、第一電流制限層５の部分で
は幅Ｗのストライプ溝を形成する。この場合も硫酸系の
エッチング液を使用するので、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッ
チングストップ層１１がほとんどエッチングされないの
で、エッチング深さを精度良く制御できる。
Ａｓキャップ層１２、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ第二電流制
限予備層１５及びｎ−ＧａＡｓ第一電流制限予備層５を
除去して、第二電流制限層１０の一部分には幅Ｓ（２μ
ｍ以下）のストライプ溝を、第一電流制限層５の部分で
は幅Ｗのストライプ溝を形成する。この場合も硫酸系の
エッチング液を使用するので、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッ
チングストップ層１１がほとんどエッチングされないの
で、エッチング深さを精度良く制御できる。
【００２９】最後に、ＭＯＣＶＤ装置内に再び入れ、図
４（ｇ）に示すように、ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第二
クラッド層６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層７を順次積層
する。以上のようにして素子が形成された半導体基板の
裏面をラッピングし、所定の厚さまで加工したのち、ｎ
−ＧａＡｓ半導体基板１の下面およびｐ−ＧａＡｓコン
タクト層７の上面にそれぞれ電極８，９を形成した後、
ダイシングすることにより、半導体レーザー素子が完成
する。
４（ｇ）に示すように、ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第二
クラッド層６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層７を順次積層
する。以上のようにして素子が形成された半導体基板の
裏面をラッピングし、所定の厚さまで加工したのち、ｎ
−ＧａＡｓ半導体基板１の下面およびｐ−ＧａＡｓコン
タクト層７の上面にそれぞれ電極８，９を形成した後、
ダイシングすることにより、半導体レーザー素子が完成
する。
【００３０】尚この場合、共振器内部のｎ−ＡｌZＧａ
1-ZＡｓ第二電流制限層１０の部分にあるｎ−ＧａＡｓ
キャップ層１２は、ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性層３から離れ
たところに存在するので、その吸収損失はほとんど無視
できる。このように作製した半導体レーザー素子では、
共振器内部の長さＭの部分においてはｎ−ＧａＡｓ第一
電流制限層５をもたず、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ第二電流
制限層１０によってのみ光の導波機構をもち、その中の
特にＮの部分では、ストライプ幅Ｓが２μｍ以下となっ
ており、長さＭ以外の部分ではｎ−ＧａＡｓからなる第
一電流制限層５が存在し、その結果ＧａＡｓによる吸収
損失により光が導波されるという本発明の目的とする構
造が得られている。
1-ZＡｓ第二電流制限層１０の部分にあるｎ−ＧａＡｓ
キャップ層１２は、ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性層３から離れ
たところに存在するので、その吸収損失はほとんど無視
できる。このように作製した半導体レーザー素子では、
共振器内部の長さＭの部分においてはｎ−ＧａＡｓ第一
電流制限層５をもたず、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ第二電流
制限層１０によってのみ光の導波機構をもち、その中の
特にＮの部分では、ストライプ幅Ｓが２μｍ以下となっ
ており、長さＭ以外の部分ではｎ−ＧａＡｓからなる第
一電流制限層５が存在し、その結果ＧａＡｓによる吸収
損失により光が導波されるという本発明の目的とする構
造が得られている。
【００３１】ここで、本発明による半導体レーザー素子
の特性について説明する。まず、上述の製造法による各
層の膜厚は、ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ下部クラッド層２が
２００００Å、ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性層３が５００Å、
ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第一クラッド層４が３０００
Å、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチングストップ層１１が２
００Å、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ第二電流制限層１０が８
０００Å、ｎ−ＧａＡｓ第一電流制限層５が１００００
Å、ｎ−ＧａＡｓキャップ層１２が２０００Å、ｐ−Ａ
ｌXＧａ1-XＡｓ上部第二クラッド層６が１８０００Å、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０が１６０００Åとした。
また、Ａｌ混晶比をＸ＝０．５、Ｙ＝０．１２、Ｚ＝
０．７５とし、ストライプ溝Ｗの幅を４．０μｍ、スト
ライプ溝Ｓの幅を１．８μｍ、レーザー共振器の長さを
３５０μｍと一定にし、第二電流制限層の幅Ｍを２０、
４０、８０、１６０μｍと変化させてみた。この時、
Ｍ：Ｎ＝１：１とした。
の特性について説明する。まず、上述の製造法による各
層の膜厚は、ｎ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ下部クラッド層２が
２００００Å、ＡｌYＧａ1-YＡｓ活性層３が５００Å、
ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ上部第一クラッド層４が３０００
Å、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチングストップ層１１が２
００Å、ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ第二電流制限層１０が８
０００Å、ｎ−ＧａＡｓ第一電流制限層５が１００００
Å、ｎ−ＧａＡｓキャップ層１２が２０００Å、ｐ−Ａ
ｌXＧａ1-XＡｓ上部第二クラッド層６が１８０００Å、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０が１６０００Åとした。
また、Ａｌ混晶比をＸ＝０．５、Ｙ＝０．１２、Ｚ＝
０．７５とし、ストライプ溝Ｗの幅を４．０μｍ、スト
ライプ溝Ｓの幅を１．８μｍ、レーザー共振器の長さを
３５０μｍと一定にし、第二電流制限層の幅Ｍを２０、
４０、８０、１６０μｍと変化させてみた。この時、
Ｍ：Ｎ＝１：１とした。
【００３２】この場合の光出力２ｍＷにおけるビジビリ
ティ（γ）、非点隔差、キンク（電気的光学特性の折れ
曲がる光出力）を図５に示す。Ｍを大きくするに従っ
て、γが小さくなる、すなわち、縦マルチモ−ド発振し
始めるのがわかる。非点隔差はそれにつれて大きくなる
が、Ｍ＝１６０μｍにおいても１０μｍ以下にある。キ
ンクはほとんど変化していない。これは、Ｍを大きくす
ると利得導波的要素が増えてキンクが下がろうとするの
に対し、吸収損失が減って微分効率が大きくなるため、
キンクが下がるのが相殺されるためと考えられる。
ティ（γ）、非点隔差、キンク（電気的光学特性の折れ
曲がる光出力）を図５に示す。Ｍを大きくするに従っ
て、γが小さくなる、すなわち、縦マルチモ−ド発振し
始めるのがわかる。非点隔差はそれにつれて大きくなる
が、Ｍ＝１６０μｍにおいても１０μｍ以下にある。キ
ンクはほとんど変化していない。これは、Ｍを大きくす
ると利得導波的要素が増えてキンクが下がろうとするの
に対し、吸収損失が減って微分効率が大きくなるため、
キンクが下がるのが相殺されるためと考えられる。
【００３３】このように、キンクレベルを高く、かつ非
点隔差を低く保ちながら、縦マルチモ−ド発振する半導
体レーザー素子が得られた。以上のように、従来、書き
込み用光源に必要な３０ｍＷ以上の光出力を発生させる
半導体レーザーでは、２ｍＷ程度の低光出力においても
可干渉性が高く、光ディスクから記録を読み取るのに高
周波重畳回路が必要であったが、本発明によって、高周
波重畳回路不要なピックアップを作製するための半導体
レーザーが安定量産できるようになった。
点隔差を低く保ちながら、縦マルチモ−ド発振する半導
体レーザー素子が得られた。以上のように、従来、書き
込み用光源に必要な３０ｍＷ以上の光出力を発生させる
半導体レーザーでは、２ｍＷ程度の低光出力においても
可干渉性が高く、光ディスクから記録を読み取るのに高
周波重畳回路が必要であったが、本発明によって、高周
波重畳回路不要なピックアップを作製するための半導体
レーザーが安定量産できるようになった。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、（１）高出力動作まで
横モ−ドの安定でかつ非点隔差も小さく抑えた低ノイズ
半導体レ−ザ−を安定して提供することができる。 （２）設計パラメ−タを簡単に変更でき、あらゆる用途
に対する半導体レ−ザ−を提供できる。 （３）本発明の半導体レ−ザ−を用いて、高周波重畳回
路の不要な、記録書き込み兼読み取り用ピックアップを
作製することができる。
横モ−ドの安定でかつ非点隔差も小さく抑えた低ノイズ
半導体レ−ザ−を安定して提供することができる。 （２）設計パラメ−タを簡単に変更でき、あらゆる用途
に対する半導体レ−ザ−を提供できる。 （３）本発明の半導体レ−ザ−を用いて、高周波重畳回
路の不要な、記録書き込み兼読み取り用ピックアップを
作製することができる。
【図１】本発明の半導体レーザー素子の構造を示す説明
図。
図。
【図２】本発明の半導体レーザー素子の製造方法の一部
を示す説明図
を示す説明図
【図３】本発明の半導体レーザー素子の製造方法の一部
を示す説明図
を示す説明図
【図４】本発明の半導体レーザー素子の製造方法の一部
を示す説明図
を示す説明図
【図５】本発明の半導体レーザー素子の特性を示す図。
【図６】従来の半導体レーザー素子の構造を示す説明
図。
図。
１ 半導体基板 ２ 下部クラッド層 ３ 活性層 ４ 上部第一クラッド層 ５ 第一電流制限層 ６ 上部第二クラッド層 ７ コンタクト層 ８，９ 電極 １０ 第二電流制限層 １１ エッチングストップ層 １２ キャップ層 １３ 誘電体膜
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された下部クラッド
層と、該下部クラッド層上に形成された活性層と、該活
性層上に形成された上部クラッド層と、該上部クラッド
層の内に電流路となるストライプ溝を有する電流制限層
を備えた半導体レーザー素子において、前記電流制限層
は発光端面付近の材料部と、ストライプ溝の一部が前記
発光端面付近の材料部より狭いストライプ溝が設けられ
た発光端面付近以外の材料部とからなることを特徴とす
る半導体レーザー素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザー素子にお
いて、前記電流制限層の発光端面付近は、前記活性層よ
りも禁制帯幅が小さいか又は同等な半導体層からなり、
前記電流制限層の発光端面付近以外の部分は、前記活性
層よりも禁制帯幅が大きく、かつ、屈折率が前記上部ク
ラッド層と同等もしくは小さい半導体層からなると共
に、ストライプ溝の一部の幅が２μｍ以下でえあること
を特徴とする半導体レーザー素子。 - 【請求項３】 記録書き込み用、及び記録読み取り用光
源として請求項１または請求項２記載の半導体レーザー
素子を備えた光ピックアップシステム。 - 【請求項４】 半導体基板上に下部クラッド層、活性
層、上部第一クラッド層、第二電流制限予備層、キャッ
プ層、を順次積層する工程と、 前記キャップ層及び第二電流制限予備層の発光端面側を
エッチングして前記上部第一クラッド層を露出させる工
程と、 前記上部第一クラッド層の露出面上に第一電流制限予備
層を選択成長する工程と、 前記キャップ層、第一電流制限予備層及び、第二電流制
限予備層をエッチングし、第一電流制限層、第二電流制
限層及び第二電流制限層のストライプ溝の一部が第一電
流制限層のストライプ溝より狭いストライプ溝を形成す
る工程と、 上部第二クラッド層及びコンタクト層を順次積層する工
程とを備えた半導体レーザー素子の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の半導体レーザー素子の製
造方法において、 上部第一クラッド層上に、第一電流制限予備層及び第二
電流制限予備層をエッチングする際に使用する溶液に対
し、エッチングされにくいエッチングストップ層を設け
ることを特徴とする半導体レーザー素子の製造方法。 - 【請求項６】 第一導電型のＧａＡｓ基板上に第一導電
型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなるクラッド層、ＡｌYＧａ
1-YＡｓからなる活性層、第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡ
ｓからなる上部第一クラッド層、第一導電型のＡｌZＧ
ａ1-ZＡｓからなる第二電流制限予備層、第二導電型の
ＧａＡｓキャップ層、を順次積層する工程（Ｚ≧Ｘ＞
Ｙ）と、 前記キャップ層及び第二電流制限予備層の発光端面側を
エッチングして前記上部第一クラッド層を露出させる工
程と、 前記上部第一クラッド層の露出面上に第一導電型のＧａ
Ａｓからなる第一電流制限予備層を選択成長する工程
と、 前記キャップ層、第一電流制限予備層及び、第二電流制
限予備層をエッチングし、第一電流制限層、第二電流制
限層及び第二電流制限層のストライプ溝の一部が第一電
流制限層のストライプ溝より狭いストライプ溝を形成す
る工程と、 第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓからなる上部第二クラッ
ド層及び第二導電型のＧａＡｓからなるコンタクト層を
順次積層する工程とを備えた半導体レーザー素子の製造
方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の半導体レーザー素子の製
造方法において、前記第二導電型のＡｌXＧａ1-XＡｓか
らなる上部第一クラッド層上に、第一導電型のＧａＡｓ
からなる第一電流制限予備層及び第一導電型のＡｌZＧ
ａ1-ZＡｓからなる第二電流制限予備層をエッチングす
る際に使用する溶液に対し、エッチングされにくいＡｌ
ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層を設けること
を特徴とする半導体レーザー素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18756095A JPH0936481A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体レーザー素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18756095A JPH0936481A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体レーザー素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936481A true JPH0936481A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16208227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18756095A Pending JPH0936481A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 半導体レーザー素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936481A (ja) |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18756095A patent/JPH0936481A/ja active Pending
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