JPH11214792A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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Publication number
JPH11214792A
JPH11214792A JP1701698A JP1701698A JPH11214792A JP H11214792 A JPH11214792 A JP H11214792A JP 1701698 A JP1701698 A JP 1701698A JP 1701698 A JP1701698 A JP 1701698A JP H11214792 A JPH11214792 A JP H11214792A
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JP
Japan
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layer
type
semiconductor laser
optical waveguide
current confinement
Prior art date
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Application number
JP1701698A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Shiosaki
政貴 汐先
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser which is improved in design latitude, capable of controlling a waveguide mechanism lowered in power consumption, improved in output power, and lessened in astigmatism when it is of self-oscill type. SOLUTION: An n-type Alx1 Ga1-x1 As clad layer 2, and Alx2 Ga1-x2 As active layer 3, and p-type Alx1 Ga1-x1 As clad layer 4 are successively laminated on an n-type GaAs substrate 1. An n-type Alx1 Ga1-x1 As current constriction layer 5 and an n-type Alx3 Ga1-x3 As optical waveguide layer 6 which are each provided with stripe-like openings 5a and 6a that are formed at corresponding parts extending in a certain direction are formed on the p-type Alx1 Ga1-x1 As clad layer 4, where a lateral mode is controlled by the n-type Alx3 Ga1-x3 As optical waveguide layer 6. As an example, a waveguide mechanism is controlled corresponding to the composition of the n-type Alx3 Ga1-x3 As optical waveguide layer 6. In another example, the opening 5a is set smaller in width than the opening 5b to realize a self-oscill type semiconductor laser.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザに関
し、特にIII−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザに関する。
The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly, to a semiconductor laser using a III-V compound semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のAlGaAs系半導体レ
ーザの断面図である。この従来のAlGaAs系半導体
レーザは、SAN(Self Aligned Narrow stripe)構造
を有するものである。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a sectional view of a conventional AlGaAs semiconductor laser. This conventional AlGaAs semiconductor laser has a SAN (Self Aligned Narrow stripe) structure.

【0003】図6に示すように、この従来のAlGaA
s系半導体レーザにおいては、n型GaAs基板101
上に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102、アン
ドープのAlx2Ga1-x2As活性層103、p型Alx1
Ga1-x1Asクラッド層104が順次積層されている。
As shown in FIG. 6, this conventional AlGaAs
In an s-based semiconductor laser, an n-type GaAs substrate 101
An n-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 102, an undoped Al x2 Ga 1-x2 As active layer 103, a p-type Al x1
Ga 1-x1 As clad layers 104 are sequentially stacked.

【0004】p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104
上には、一方向に延びる所定幅のストライプ状の開口1
05aを有するn型GaAs電流狭窄層105が設けら
れている。このn型GaAs電流狭窄層105および開
口105aの部分におけるp型Alx1Ga1-x1Asクラ
ッド層104上には、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド
層106が積層されている。このp型Alx1Ga1-x1
sクラッド層106上にはp型GaAsキャップ層10
7が設けられている。
A p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 104
Above is a striped opening 1 of a predetermined width extending in one direction.
An n-type GaAs current confinement layer 105 having a layer 05a is provided. On the p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 104 at the portion of the n-type GaAs current confinement layer 105 and the opening 105a, a p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 106 is laminated. This p-type Al x1 Ga 1-x1 A
On the s cladding layer 106, a p-type GaAs cap layer 10
7 are provided.

【0005】p型GaAsキャップ層107上には、例
えばTi/Pt/Au電極のようなp型電極108が設
けられ、一方、n型GaAs基板101の裏面には例え
ばAuGe/Ni電極のようなn側電極109が設けら
れている。
[0005] On the p-type GaAs cap layer 107, a p-type electrode 108 such as a Ti / Pt / Au electrode is provided, while on the back surface of the n-type GaAs substrate 101, for example, an AuGe / Ni electrode. An n-side electrode 109 is provided.

【0006】ここで、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド
層102、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104お
よびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層106における
x1と、Alx2Ga1-x2As活性層103におけるx2
とは、0≦x2<x1≦1の関係を満たしている。ま
た、Alx2Ga1-x2As活性層103におけるx2は、
好適には0.1≦x2≦0.25を満たすように選ばれ
る。ここで、これらのx1およびx2について一例を挙
げると、それぞれ、x1=0.47、x2=0.13で
ある。
Here, x1 in the n-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 102, p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 104 and p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 106, and Al x2 X 2 in the Ga 1 -x 2 As active layer 103
Satisfies the relationship 0 ≦ x2 <x1 ≦ 1. Also, x2 in the Al x2 Ga 1-x2 As active layer 103 is:
Preferably, it is selected so as to satisfy 0.1 ≦ x2 ≦ 0.25. Here, as an example of x1 and x2, x1 = 0.47 and x2 = 0.13, respectively.

【0007】次に、この従来のAlGaAs系半導体レ
ーザの製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the conventional AlGaAs semiconductor laser will be described.

【0008】まず、図7に示すように、n型GaAs基
板101上に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層10
2、Alx2Ga1-x2As活性層103、p型Alx1Ga
1-x1Asクラッド層104およびn型GaAs電流狭窄
層105を、例えば有機金属化学気相成長(MOCV
D)法により順次成長させる。
First, as shown in FIG. 7, an n-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 10 is formed on an n-type GaAs substrate 101.
2, Al x2 Ga 1-x2 As active layer 103, p-type Al x1 Ga
The 1-x1 As cladding layer 104 and the n-type GaAs current confinement layer 105 are formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCV, for example).
It grows sequentially by the method D).

【0009】次に、n型GaAs電流狭窄層105上
に、SiO2 膜やSiNx 膜などからなる一方向に延び
た所定幅のストライプ状の開口を有するマスク(図示せ
ず)を形成する。次に、このマスクをエッチングマスク
として用いて、ウエットエッチング法またはドライエッ
チング法により、n型GaAs電流狭窄層105を選択
的にエッチングする。これによって、図8に示すよう
に、n型GaAs電流狭窄層105に一方向に延びるス
トライプ状の開口105aが形成される。この後、エッ
チングに用いたマスクを除去する。
Next, on the n-type GaAs current confinement layer 105, a mask (not shown) having a stripe-shaped opening having a predetermined width and extending in one direction and made of a SiO 2 film, a SiN x film or the like is formed. Next, using this mask as an etching mask, the n-type GaAs current confinement layer 105 is selectively etched by a wet etching method or a dry etching method. As a result, as shown in FIG. 8, a stripe-shaped opening 105a extending in one direction is formed in the n-type GaAs current confinement layer 105. Thereafter, the mask used for the etching is removed.

【0010】次に、図9に示すように、n型GaAs電
流狭窄層105の開口105を埋め込むようにして、n
型GaAs電流狭窄層105の全面に、p型Alx1Ga
1-x1Asクラッド層106を例えばMOCVD法により
順次成長させ、このp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層
106の全面にp型GaAsキャップ層107を例えば
MOCVD法により成長させる。
[0010] Next, as shown in FIG. 9, the opening 105 of the n-type GaAs current confinement layer 105 is buried so that n
P-type Al x1 Ga
The 1-x1 As cladding layer 106 is sequentially grown by, for example, the MOCVD method, and the p-type GaAs cap layer 107 is grown on the entire surface of the p - type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 106 by, for example, the MOCVD method.

【0011】次に、p型GaAsキャップ層107上に
p側電極108を形成するとともに、n型GaAs基板
101の裏面にn側電極109を形成する。以上によ
り、目的とするAlGaAs系半導体レーザが製造され
る。
Next, a p-side electrode 108 is formed on the p-type GaAs cap layer 107, and an n-side electrode 109 is formed on the back surface of the n-type GaAs substrate 101. As described above, the intended AlGaAs-based semiconductor laser is manufactured.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された従来のAlGaAs系半導体レーザに
おいては、n型GaAs電流狭窄層105が、共振器長
方向に垂直、かつ、接合面に平行な方向(以下、この方
向を横方向という)の光導波を制御する光導波層を兼ね
ており、このn型GaAs電流狭窄層105によって横
モードが制御されるため、次のような問題があった。
However, in the conventional AlGaAs semiconductor laser configured as described above, the n-type GaAs current confinement layer 105 is perpendicular to the cavity length direction and parallel to the junction plane. Since the n-type GaAs current confinement layer 105 controls the lateral mode, it also serves as an optical waveguide layer for controlling the optical waveguide in a direction (hereinafter, this direction is referred to as a lateral direction). .

【0013】すなわち、半導体レーザを、光ディスクや
光磁気ディスクなどの記録および/または再生装置に応
用する上で、戻り光雑音の低減など低雑音化対策の手法
の一つに、この半導体レーザを自励発振させる手法があ
る。このように半導体レーザを自励発振させるために
は、横モードの閉じ込めを行うための屈折率差Δnを5
×10-3程度として横方向の光の閉じ込めを弱くするこ
とによって、活性層中においてキャリア注入領域の幅よ
り光導波領域の幅を大きくし、キャリア注入領域の両側
に可飽和吸収体を形成することが重要である。
That is, when the semiconductor laser is applied to a recording and / or reproducing apparatus such as an optical disk or a magneto-optical disk, the semiconductor laser is used as one of measures for reducing noise such as reducing return optical noise. There is a method of exciting oscillation. In order for the semiconductor laser to self-oscillate in this manner, the refractive index difference Δn for confining the transverse mode must be 5
By weakening lateral light confinement to about × 10 -3, the width of the optical waveguide region is made larger than the width of the carrier injection region in the active layer, and saturable absorbers are formed on both sides of the carrier injection region. This is very important.

【0014】しかしながら、n型GaAs電流狭窄層1
05が光導波層を兼ねた上述の従来のAlGaAs系半
導体レーザにおいては、p型Alx1Ga1-x1Asクラッ
ド層104の厚さを制御して、n型GaAs電流狭窄層
105をAlx2Ga1-x2As活性層103から0.5〜
1.0μm程度引き離し、横モードの閉じ込めを行うた
めの屈折率差Δnを5×10-3程度まで小さくすること
でしか、自励発振型半導体レーザを実現することができ
ないため、自励発振型半導体レーザを設計する際に制約
があった。
However, the n-type GaAs current confinement layer 1
In the above-mentioned conventional AlGaAs-based semiconductor laser 05 also serving as an optical waveguide layer, the thickness of the p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 104 is controlled so that the n-type GaAs current confinement layer 105 is formed of Al x2 Ga 0.5-from the 1-x2 As active layer 103
The self-pulsation type semiconductor laser can be realized only by separating the refractive index difference Δn for confining the transverse mode by about 1.0 μm to about 5 × 10 −3. There are limitations when designing semiconductor lasers.

【0015】また、このように、n型GaAs電流狭窄
層105をAlx2Ga1-x2As活性層103から0.5
〜1.0μm程度引き離した場合、横方向のレーザ光の
ビームウエイストの位置が、共振器端面から20μm程
度素子内部に存在してみえるため、発振時の非点収差が
大きくなり、レーザ特性に要求されるスペックを満たす
ものを製造することが困難であるという問題があった。
As described above, the n-type GaAs current confinement layer 105 is separated from the Al x2 Ga 1-x2 As active layer 103 by 0.5
When the laser beam is separated by about 1.0 μm, the position of the beam waist of the laser beam in the lateral direction can be seen within the element about 20 μm from the end face of the resonator. There is a problem that it is difficult to manufacture a product satisfying the required specifications.

【0016】さらに、この従来のAlGaAs系半導体
レーザにおいては、n型GaAs電流狭窄層105によ
る光の損失が大きいため、低消費電力化や高出力化が困
難であった。
Further, in this conventional AlGaAs-based semiconductor laser, it is difficult to reduce power consumption and increase output because the loss of light due to the n-type GaAs current confinement layer 105 is large.

【0017】したがって、この発明の目的は、設計の自
由度の向上を図ることができ、これによって、導波機構
の制御、低消費電力化および高出力化を図ることがで
き、しかも、自励発振型としたときに非点収差を小さく
することができる半導体レーザを提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to improve the degree of freedom of design, thereby controlling the waveguide mechanism, reducing power consumption and increasing output, and furthermore, self-excitation. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of reducing astigmatism when it is of an oscillation type.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明による半導体レーザは、第1導電型の第1
のクラッド層と、第1のクラッド層上の活性層と、活性
層上の第2導電型の第2のクラッド層とを有し、第2の
クラッド層上に、互いに対応する部分にストライプ状の
開口を有する第1導電型の電流狭窄層と光導波層とを含
む半導体層が積層して設けられているとともに、半導体
層の開口の部分における第2のクラッド層上に第2導電
型の第3のクラッド層が設けられ、光導波層によって横
モードが制御されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser according to the present invention comprises a first laser of a first conductivity type.
, An active layer on the first clad layer, and a second conductive type second clad layer on the active layer, and stripe-shaped portions corresponding to each other on the second clad layer. A semiconductor layer including a current confinement layer of the first conductivity type having an opening of a first conductivity type and an optical waveguide layer is provided in a stacked manner, and a second conductivity type of the second conductivity type is formed on the second cladding layer in the opening portion of the semiconductor layer. A third cladding layer is provided, and the transverse mode is controlled by the optical waveguide layer.

【0019】この発明においては、電流狭窄層と光導波
層との積層順序は問わず、例えば第2のクラッド層上に
電流狭窄層、光導波層をこの順に積層してもよく、ある
いは、第2のクラッド層上に光導波層、電流狭窄層をこ
の順に積層してもよい。また、光導波層の導電型は第1
導電型、第2導電型または真性型のいずれであってもよ
い。また、電流狭窄層における開口の幅および光導波層
における開口の幅は独立に制御可能であり、電流狭窄層
の厚さおよび光導波層の厚さも独立に制御可能である。
In the present invention, the current confinement layer and the optical waveguide layer may be laminated in any order, for example, the current confinement layer and the optical waveguide layer may be laminated on the second clad layer in this order. An optical waveguide layer and a current confinement layer may be laminated in this order on the second clad layer. The conductivity type of the optical waveguide layer is the first.
Any of the conductivity type, the second conductivity type, or the intrinsic type may be used. Further, the width of the opening in the current confinement layer and the width of the opening in the optical waveguide layer can be independently controlled, and the thickness of the current confinement layer and the thickness of the optical waveguide layer can also be independently controlled.

【0020】また、この発明においては、横モードの制
御に寄与しないようにする観点と、活性層からの光を吸
収しないようにする観点とから、電流狭窄層は典型的に
は第2のクラッド層と同一組成の材料からなる。
In the present invention, the current confinement layer is typically formed of the second cladding from the viewpoint of not contributing to the control of the transverse mode and from the viewpoint of not absorbing light from the active layer. It is made of a material having the same composition as the layer.

【0021】上述のように構成されたこの発明による半
導体レーザによれば、第2のクラッド層上に、互いに対
応する部分に開口を有する第1導電型の電流狭窄層と光
導波層とを含む半導体層が設けられ、光導波層によって
横モードが制御されていることにより、電流狭窄層の組
成と光導波層の組成とを必要に応じて選択することがで
きるため、電流狭窄層が光導波層を兼ねた従来の半導体
レーザに比べて、設計の自由度を向上させることができ
る。
According to the semiconductor laser of the present invention configured as described above, the first conductive type current confinement layer having the openings at the corresponding portions and the optical waveguide layer are provided on the second cladding layer. Since the semiconductor layer is provided and the transverse mode is controlled by the optical waveguide layer, the composition of the current confinement layer and the composition of the optical waveguide layer can be selected as necessary. The degree of freedom in design can be improved as compared with a conventional semiconductor laser also serving as a layer.

【0022】そして、このように半導体レーザの設計の
自由度が向上することにより、例えば、Alx1Ga1-x1
Asからなる第1のクラッド層および第2のクラッド層
と、Alx2Ga1-x2Asからなる活性層(ただし、0≦
x2<x1≦1)とを有するAlGaAs系半導体レー
ザにおいては、電流狭窄層を第2のクラッド層と同一組
成のAlx1Ga1-x1Asにより構成することにより、電
流狭窄層での光の損失を抑えることができ、これによっ
て半導体レーザの低消費電力化および高出力化を図るこ
とができ、さらに、光導波層をAlx3Ga1-x3As(た
だし、0≦x3≦1)により構成することにより、半導
体レーザの導波機構を制御することができ、具体的に
は、この半導体レーザの導波機構を、光導波層を構成す
るAlx3Ga1-x3Asにおけるx3が、0≦x3≦x2
のとき活性層からの光を吸収する損失導波型、x2<x
3<x1のとき活性層からの光を吸収しない屈折率反導
波型(自励発振型)、x1<x3≦1のとき実屈折率導
波型とすることができる。
By improving the degree of freedom in designing a semiconductor laser, for example, Al x1 Ga 1 -x1
A first cladding layer and a second cladding layer made of As, and an active layer made of Al x2 Ga 1-x2 As (where 0 ≦
x2 <x1 ≦ 1), the current confinement layer is made of Al x1 Ga 1-x1 As having the same composition as that of the second cladding layer, so that light loss in the current confinement layer is achieved. , Power consumption and output of the semiconductor laser can be reduced, and the optical waveguide layer is made of Al x3 Ga 1-x3 As (where 0 ≦ x3 ≦ 1). Thereby, the waveguide mechanism of the semiconductor laser can be controlled. Specifically, the waveguide mechanism of this semiconductor laser is controlled such that x3 in Al x3 Ga 1-x3 As constituting the optical waveguide layer is 0 ≦ x3 ≦ x2
In the case of the above, a loss guided type absorbing light from the active layer, x2 <x
When 3 <x1, a refractive index anti-guided type (self-excited oscillation type) that does not absorb light from the active layer can be used, and when x1 <x3 ≦ 1, a real refractive index guided type can be used.

【0023】また、例えば、(Alx1Ga1-x11-y
y Pからなる第1のクラッド層および第2のクラッド
層と、(Alx2Ga1-x21-y Iny Pからなる活性層
(ただし、0≦x2<x1≦1、0≦y≦1)とを有す
るAlGaInP系半導体レーザにおいては、電流狭窄
層を第2のクラッド層と同一組成の(Alx1Ga1-x1
1-y Iny Pにより構成することにより、活性層からの
光の損失を抑えることができ、これによって半導体レー
ザの低消費電力化および高出力化を図ることができ、さ
らに、光導波層を(Alx3Ga1-x31-y Iny P(た
だし、0≦x3≦1)により構成することにより、半導
体レーザの導波機構を制御することができ、具体的に
は、この半導体レーザの導波機構を、光導波層を構成す
る(Alx3Ga1-x31-y Iny Pにおけるx3が、0
≦x3≦x2のとき活性層からの光を吸収する損失導波
型、x2<x3<x1のとき活性層からの光を吸収しな
い屈折率反導波型(自励発振型)、x1<x3≦1のと
き実屈折率導波型とすることができる。
Also, for example, (Al x1 Ga 1-x1 ) 1-y I
a first cladding layer and a second cladding layer made of n y P, and an active layer made of (Al x2 Ga 1-x2 ) 1-y In y P (where 0 ≦ x2 <x1 ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), the current confinement layer has the same composition as the second cladding layer (Al x1 Ga 1-x1 ).
By using 1-y In y P, the loss of light from the active layer can be suppressed, whereby the power consumption and output of the semiconductor laser can be reduced. (Al x3 Ga 1-x3 ) 1-y In y P (where 0 ≦ x3 ≦ 1) makes it possible to control the waveguide mechanism of the semiconductor laser. X3 in (Al x3 Ga 1-x3 ) 1-y In y P constituting the optical waveguide layer is 0.
When ≦ x3 ≦ x2, a loss-guided type that absorbs light from the active layer, when x2 <x3 <x1, a refractive index anti-guided type (self-excited oscillation type) that does not absorb light from the active layer, x1 <x3 When ≦ 1, it can be a real refractive index waveguide type.

【0024】さらに、この半導体レーザにおいては、電
流狭窄層における開口の幅と光導波層における開口の幅
は独立に制御可能であり、電流狭窄層における開口の幅
を光導波層における開口の幅より狭くした場合、活性層
中においてキャリア注入領域の幅より光導波領域の幅が
大きくなり、キャリア注入領域の両側の部分が可飽和吸
収体として作用することにより、この半導体レーザは自
励発振する。このため、電流狭窄層が光導波層を兼ねた
従来の半導体レーザのように電流狭窄層を活性層から引
き離さなくても、半導体レーザを自励発振型とすること
ができるため、非点収差の小さい自励発振型半導体レー
ザを得ることができる。
Further, in this semiconductor laser, the width of the opening in the current confinement layer and the width of the opening in the optical waveguide layer can be controlled independently, and the width of the opening in the current confinement layer is made smaller than the width of the opening in the optical waveguide layer. When the width is reduced, the width of the optical waveguide region becomes larger than the width of the carrier injection region in the active layer, and the portions on both sides of the carrier injection region act as saturable absorbers, so that the semiconductor laser oscillates self-excited. For this reason, the semiconductor laser can be of a self-pulsation type without separating the current confinement layer from the active layer as in a conventional semiconductor laser in which the current confinement layer also serves as an optical waveguide layer. A small self-excited oscillation type semiconductor laser can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0026】図1は、この発明の第1の実施形態による
AlGaAs系半導体レーザの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an AlGaAs semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【0027】図1に示すように、このAlGaAs系半
導体レーザにおいては、n型GaAs基板1上に、n型
Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As
活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4が順次
積層されている。
As shown in FIG. 1, in this AlGaAs semiconductor laser, an n-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 2 and an Al x2 Ga 1-x2 As
An active layer 3 and a p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 4 are sequentially stacked.

【0028】p型AlGaAsクラッド層4上には、互
いに対応する部分に一方向に延びる所定幅のストライプ
状の開口5aおよび開口6aを有するn型Alx1Ga
1-x1As電流狭窄層5およびn型Alx3Ga1-x3As光
導波層6が順次積層されている。ここで、n型Alx3
1-x3As光導波層6は、横モードの制御を行うための
ものであり、このAlGaAs系半導体レーザにおいて
は、後述のようにn型Alx3Ga1-x3As光導波層6に
おけるx3の値に応じて、導波機構を制御することが可
能である。また、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5
は、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4と同一組成の
材料からなり、横モードの制御には寄与しない。
[0028] p-type on the AlGaAs cladding layer 4, n-type Al x1 Ga having a stripe-shaped opening 5a and the opening 6a of a predetermined width extending in one direction in a portion corresponding to each other
A 1-x1 As current confinement layer 5 and an n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 are sequentially laminated. Here, n-type Al x3 G
The a 1-x3 As optical waveguide layer 6 is for controlling the transverse mode. In this AlGaAs-based semiconductor laser, the x3 in the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 will be described later. It is possible to control the waveguide mechanism according to the value of. The n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5
Is made of a material having the same composition as the p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 4 and does not contribute to the control of the transverse mode.

【0029】これらのn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄
層5における開口の幅およびn型Alx3Ga1-x3As光
導波層6における開口の幅は、独立に制御可能であり、
この場合、これらの開口5aの幅および開口6aの幅
は、互いにほぼ等しくされている。また、n型Alx1
1-x1As電流狭窄層5の厚さおよびn型Alx3Ga
1-x3As光導波層6の厚さも、独立に制御可能である。
この場合、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5の厚さ
は、従来のAlGaAs系半導体レーザにおける光導波
層を兼ねたn型GaAs電流狭窄層105の厚さの1/
10以下とすることができる。
The width of the opening in the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 and the width of the opening in the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 can be controlled independently.
In this case, the width of the opening 5a and the width of the opening 6a are substantially equal to each other. Also, n-type Al x1 G
a 1-x1 As Thickness of As Current Constriction Layer 5 and n-type Al x3 Ga
The thickness of the 1-x3 As optical waveguide layer 6 can also be independently controlled.
In this case, the thickness of the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 is 1 / th of the thickness of the n-type GaAs current confinement layer 105 also serving as the optical waveguide layer in the conventional AlGaAs-based semiconductor laser.
It can be 10 or less.

【0030】n型Alx3Ga1-x3As光導波層6および
n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5の開口5aの部分
におけるp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4の上に
は、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層7が積層されて
いる。このp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層7上に
は、p型GaAsキャップ層8が設けられている。
On the p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 4 at the opening 5a of the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 and the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 Has a p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 7 laminated thereon. On the p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 7, a p-type GaAs cap layer 8 is provided.

【0031】p型GaAsキャップ層8上には、例えば
Ti/Pt/Au電極のようなp側電極9が設けられて
いる。一方、n型GaAs基板1の裏面には、例えばI
n電極のようなn側電極10が設けられている。
A p-side electrode 9 such as a Ti / Pt / Au electrode is provided on the p-type GaAs cap layer 8. On the other hand, on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, for example, I
An n-side electrode 10 such as an n-electrode is provided.

【0032】ここで、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド
層2、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4、n型Al
x1Ga1-x1As電流狭窄層5およびp型Alx1Ga1-x1
Asクラッド層7におけるx1と、Alx2Ga1-x2As
活性層3におけるx2とは、0≦x2<x1≦1の関係
を満たしている。また、Alx2Ga1-x2As活性層3に
おけるx2は、好適には例えば0.1≦x2≦0.25
を満たすように選ばれる。ここで、これらのx1および
x2について一例を挙げると、それぞれ、x1=0.4
7、x2=0.13である。
Here, the n-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 2, the p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 4, the n-type Al
x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 and p-type Al x1 Ga 1-x1
X1 in the As cladding layer 7 and Al x2 Ga 1-x2 As
X2 in the active layer 3 satisfies the relationship of 0 ≦ x2 <x1 ≦ 1. Further, x2 in the Al x2 Ga 1-x2 As active layer 3 is preferably, for example, 0.1 ≦ x2 ≦ 0.25
Are chosen to satisfy Here, as an example of these x1 and x2, x1 = 0.4, respectively.
7, x2 = 0.13.

【0033】また、このAlGaAs系半導体レーザに
おいては、n型Alx3Ga1-x3As光導波層6における
x3(ただし、0≦x3≦1)の値に応じて導波機構を
制御することが可能である。具体的には、このAlGa
As系半導体レーザの導波機構は、n型Alx3Ga1-x3
As光導波層6におけるx3が0≦x3≦x2のとき、
Alx2Ga1-x2As活性層3からの光を吸収する損失導
波型となり、x2<x3<x1のとき、Alx2Ga1-x2
As活性層3からの光を吸収しない屈折率反導波型とな
り、x1<x3≦1のとき、実屈折率導波型となる。な
お、n型Alx3Ga1-x3As光導波層6におけるx3が
x2<x3<x1のときは、このAlGaAs系半導体
レーザは自励発振する。
In this AlGaAs semiconductor laser, the waveguide mechanism may be controlled according to the value of x3 (0 ≦ x3 ≦ 1) in the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6. It is possible. Specifically, this AlGa
The waveguide mechanism of an As-based semiconductor laser is an n-type Al x3 Ga 1-x3
When x3 in the As optical waveguide layer 6 is 0 ≦ x3 ≦ x2,
Al x2 Ga 1 -x2 As is a loss-guided type absorbing light from the active layer 3, and when x2 <x3 <x1, Al x2 Ga 1-x2
It becomes a refractive index anti-guiding type that does not absorb light from the As active layer 3, and becomes a real refractive index guiding type when x1 <x3 ≦ 1. When x3 in the n-type Alx3Ga1 -x3As optical waveguide layer 6 satisfies x2 <x3 <x1, the AlGaAs-based semiconductor laser oscillates by itself.

【0034】ここで、このAlGaAs系半導体レーザ
を構成する各半導体層の厚さの一例を挙げると、n型A
x1Ga1-x1Asクラッド層2の厚さは例えば2μm程
度、Alx2Ga1-x2As活性層3の厚さは例えば10n
m、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4の厚さは例え
ば0.2〜0.5μm、n型Alx1Ga1-x1As電流狭
窄層5の厚さは例えば0.05〜0.1μm、n型Al
x3Ga1-x3As光導波層6の厚さは例えば0.1〜2μ
mである。また、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5
における開口5aの幅およびn型Alx3Ga1-x3As光
導波層6における開口6aの幅は、それぞれ、例えば1
〜6μmである。
Here, an example of the thickness of each semiconductor layer constituting this AlGaAs semiconductor laser is given below.
The thickness of the l x1 Ga 1-x1 As cladding layer 2 is, for example, about 2 μm, and the thickness of the Al x2 Ga 1-x2 As active layer 3 is, for example, 10 n.
The thickness of the m, p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 4 is, for example, 0.2 to 0.5 μm, and the thickness of the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 is, for example, 0.05 to 0. .1 μm, n-type Al
The thickness of x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 is, for example 0.1~2μ
m. The n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5
The width of the opening 5a and the width of the opening 6a in the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 are, for example, 1 respectively.
66 μm.

【0035】次に、この第1の実施形態によるAlGa
As系半導体レーザの製造方法について説明する。
Next, the AlGa according to the first embodiment is
A method for manufacturing an As-based semiconductor laser will be described.

【0036】まず、図2に示すように、n型GaAs基
板1上に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Al
x2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラ
ッド層4、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5および
n型Alx3Ga1-x3As光導波層6を、例えばMOCV
D法により順次成長させる。
First, as shown in FIG. 2, an n-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 2
x2 Ga1 -x2 As active layer 3, p-type Alx1 Ga1 -x1 As cladding layer 4, n-type Alx1 Ga1 -x1 As current confinement layer 5, and n-type Alx3 Ga1 -x3 As optical waveguide layer 6. For example, MOCV
Grow sequentially by D method.

【0037】次に、n型Alx3Ga1-x3As光導波層6
上に、SiO2 膜やSiNx 膜などからなる一方向に延
びた所定幅のストライプ状の開口を有するマスク(図示
せず)を形成する。次に、このマスクをエッチングマス
クとして用いて、ウエットエッチング法により、n型A
x3Ga1-x3As光導波層6およびn型Alx1Ga1-x1
As電流狭窄層5を選択的にエッチングする。これによ
って、図3に示すように、n型Alx1Ga1-x1As電流
狭窄層5およびn型Alx3Ga1-x3As光導波層6に、
それぞれ、一方向に延びるストライプ状の開口5aおよ
び開口6aが形成される。この後、エッチングに用いた
マスクを除去する。
Next, the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6
A mask (not shown) having a stripe-shaped opening having a predetermined width and extending in one direction and made of a SiO 2 film, a SiN x film, or the like is formed thereon. Next, using this mask as an etching mask, n-type A
l x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 and n-type Al x1 Ga 1-x1
The As current confinement layer 5 is selectively etched. Thereby, as shown in FIG. 3, the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 and the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 have:
A stripe-shaped opening 5a and an opening 6a extending in one direction are formed, respectively. Thereafter, the mask used for the etching is removed.

【0038】次に、図4に示すように、n型Alx3Ga
1-x3As光導波層6の全面に開口5aおよび開口6aを
埋め込むようにして、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド
層7を例えばMOCVD法により成長させ、このp型A
x1Ga1-x1Asクラッド層7の全面にp型GaAsキ
ャップ層8を例えばMOCVD法により成長させる。
Next, as shown in FIG. 4, n-type Al x3 Ga
The p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 7 is grown by, for example, MOCVD so that the openings 5 a and 6 a are buried in the entire surface of the 1-x3 As optical waveguide layer 6.
A p-type GaAs cap layer 8 is grown on the entire surface of the l x1 Ga 1-x1 As clad layer 7 by, for example, MOCVD.

【0039】次に、例えば真空蒸着法やスパッタリング
法により、p型GaAsキャップ層8上にp側電極9を
形成するとともに、n型GaAs基板1の裏面にn側電
極10を形成する。以上により、目的とするAlGaA
s系半導体レーザが製造される。
Next, a p-side electrode 9 is formed on the p-type GaAs cap layer 8 by, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method, and an n-side electrode 10 is formed on the back surface of the n-type GaAs substrate 1. As described above, the target AlGaAs
An s-based semiconductor laser is manufactured.

【0040】上述のように構成されたこの第1の実施形
態によるAlGaAs系半導体レーザによれば、n型A
x1Ga1-x1As電流狭窄層5とn型Alx3Ga1-x3
s光導波層6とを独立に備えており、n型Alx3Ga
1-x3As光導波層6によって横モードが制御されている
ことにより、このn型Alx3Ga1-x3As光導波層6の
組成に応じて、導波機構を損失導波型(0≦x3≦x
2)、自励発振可能な屈折率反導波型(x2<x3<x
1)または実屈折率導波型(x1<x3≦1)とするこ
とができる。
According to the AlGaAs-based semiconductor laser according to the first embodiment configured as described above, the n-type A
l x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 and n-type Al x3 Ga 1-x3 A
s optical waveguide layer 6 is provided independently, and n-type Al x3 Ga
Since the transverse mode is controlled by the 1-x3 As optical waveguide layer 6, the waveguide mechanism can be changed to a loss waveguide type (0 ≦ 0) according to the composition of the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6. x3 ≦ x
2), a self-oscillating refractive index anti-guided type (x2 <x3 <x
1) or a real refractive index waveguide type (x1 <x3 ≦ 1).

【0041】また、電流狭窄層として、Alx2Ga1-x2
As活性層3のバンドギャップより大きいバンドギャッ
プを有するn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5を用い
ていることにより、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層
5およびn型Alx3Ga1−x3As光導波層6の部分
において、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5によ
る光の損失をなくすことができるため、電流狭窄層が光
導波層を兼ねた従来の半導体レーザに比べて、低消費電
力化および高出力化を図ることができる。
As a current confinement layer, Al x2 Ga 1 -x2
Since the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 having a band gap larger than the band gap of the As active layer 3 is used, the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 and the n-type Al In the portion of the x3Ga1 -x3As optical waveguide layer 6, light loss due to the n-type Alx1Ga1 -x1As current confinement layer 5 can be eliminated, so that the conventional current confinement layer also serves as the optical waveguide layer. Compared with a semiconductor laser, lower power consumption and higher output can be achieved.

【0042】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。図5は、この第2の実施形態によるAlGa
As系自励発振型半導体レーザの断面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows an AlGa according to the second embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of an As-based self-pulsation type semiconductor laser.

【0043】図5に示すように、このAlGaAs系自
励発振型半導体レーザにおいては、n型Alx1Ga1-x1
As電流狭窄層5における開口5aの幅が、n型Alx3
Ga1-x3As光導波層6における開口6aの幅より狭く
されている。また、n型Alx3Ga1-x3As光導波層6
におけるx3は、例えばx1≦x3を満たし、かつ、実
効屈折率差ΔnがΔn≦5×10-3となるように選ばれ
ている。また、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4の
厚さは例えば0.2〜0.3μmに選ばれる。このAl
GaAs系自励発振型半導体レーザのその他の構成は、
第1の実施形態によるAlGaAs系半導体レーザと同
様であるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 5, in this AlGaAs-based self-pulsation type semiconductor laser, an n-type Al x1 Ga 1-x1
The width of the opening 5a in the As current confinement layer 5 is n-type Al x3
The width is smaller than the width of the opening 6a in the Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6. Further, the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6
Is selected so that x1 ≦ x3 is satisfied, for example, and the effective refractive index difference Δn satisfies Δn ≦ 5 × 10 −3 . The thickness of the p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 4 is selected to be, for example, 0.2 to 0.3 μm. This Al
Other configurations of the GaAs self-excited oscillation type semiconductor laser are as follows.
Since this is the same as the AlGaAs semiconductor laser according to the first embodiment, the description is omitted.

【0044】この第2の実施形態によるAlGaAs系
自励発振型半導体レーザにおいて、Alx2Ga1-x2As
活性層3中におけるキャリア注入領域の幅は、n型Al
x1Ga1-x1As電流狭窄層5の開口5aの幅により決ま
り、Alx2Ga1-x2As活性層3中における光導波領域
の幅は、n型Alx3Ga1-x3As光導波層6の開口6a
の幅により決まる。この場合、n型Alx1Ga1-x1As
電流狭窄層5における開口5aの幅が、n型Alx3Ga
1-x3As光導波層6における開口6aの幅より狭くされ
ており、Alx2Ga1-x2As活性層3における光導波領
域の幅はキャリア注入領域の幅より大きく、キャリア注
入領域の両側の部分における光導波領域が可飽和吸収体
として作用することにより、このAlGaAs系自励発
振型半導体レーザは自励発振する。
In the AlGaAs-based self-excited oscillation semiconductor laser according to the second embodiment, Al x2 Ga 1-x2 As
The width of the carrier injection region in the active layer 3 is n-type Al
The width of the optical waveguide region in the Al x2 Ga 1-x2 As active layer 3 is determined by the width of the opening 5a of the x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 and the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 Opening 6a
Is determined by the width of In this case, n-type Al x1 Ga 1-x1 As
The width of the opening 5a in the current confinement layer 5 is n-type Alx3Ga.
Are narrower than the width of the opening 6a in the 1-x3 As optical guide layer 6, the width of the optical waveguide region in Al x2 Ga 1-x2 As active layer 3 is larger than the width of the carrier injection region, on both sides of the carrier injection region The AlGaAs-based self-sustained pulsation type semiconductor laser oscillates by self-oscillation because the optical waveguide region in the portion acts as a saturable absorber.

【0045】この第2の実施形態によるAlGaAs系
自励発振型半導体レーザの製造する際には、n型GaA
s基板1上にn型Alx3Ga1-x3As光導波層6まで成
長させた後、まず、一方向に延びる所定幅の開口を有す
るマスクを用いてn型Alx3Ga1-x3As光導波層6を
選択的にエッチングすることにより、このn型Alx3
1-x3As光導波層6に開口6aを形成し、次に、n型
Alx3Ga1-x3As光導波層6の開口6aに対応する部
分に、この開口6aより狭い開口を有するマスクを用い
てn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5を選択的にエッ
チングすることにより、このn型Alx1Ga1-x1As電
流狭窄層5に開口5aを形成する。その他のことは、第
1の実施形態によるAlGaAs系半導体レーザの製造
方法と同様であるので、説明を省略する。
In manufacturing the AlGaAs-based self-excited oscillation semiconductor laser according to the second embodiment, n-type GaAs
After growing the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical guide layer 6 on s substrate 1, first, n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical using a mask having an opening of a predetermined width extending in one direction By selectively etching the wave layer 6, the n-type Al x3 G
The opening 6a is formed in a 1-x3 As optical guide layer 6, then, the portion corresponding to the opening 6a of the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical guide layer 6, a mask having a narrow opening from the opening 6a by selectively etching the n-type Al x1 Ga 1-x1 as current confinement layer 5 is used to form an opening 5a in the n-type Al x1 Ga 1-x1 as current confinement layer 5. The other points are the same as those of the method of manufacturing the AlGaAs semiconductor laser according to the first embodiment, and the description is omitted.

【0046】上述のように構成されたこの第2の実施形
態によれば、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5にお
ける開口5aの幅をn型Alx3Ga1-x3As光導波層6
における開口6aの幅より狭くすることにより、自励発
振型のAlGaAs系半導体レーザを実現することがで
きる。このため、従来のように、n型Alx3Ga1-x3
s光導波層6をAlx2Ga1-x2As活性層3から引き離
す必要がなく、したがって、p型Alx1Ga1-x1Asク
ラッド層4の厚さを小さくすることができるので、非点
収差を例えば5μm程度と小さくすることができる。ま
た、このAlGaAs系自励発振型半導体レーザは、p
型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4の厚さとは無関係に
自励発振可能であるため、p型Alx1Ga1-x1Asクラ
ッド層4の厚さに応じて、非点収差の大きさを制御する
こともできる。また、従来のAlGaAs系半導体レー
ザを自励発振型とする場合のように、構造の微妙な制御
を必要としないので、設計および製造が容易であるとい
う利点も有する。
According to the second embodiment configured as described above, the width of the opening 5a in the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 is changed to the n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide. Layer 6
By making the width smaller than the width of the opening 6a, a self-pulsation type AlGaAs-based semiconductor laser can be realized. For this reason, as in the prior art, n-type Al x3 Ga 1-x3 A
It is not necessary to separate the s optical waveguide layer 6 from the Al x2 Ga 1-x2 As active layer 3 and, therefore, the thickness of the p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer 4 can be reduced, so that astigmatism is obtained. Can be reduced to, for example, about 5 μm. Further, this AlGaAs-based self-pulsation type semiconductor laser has a
Because of the thickness of the mold Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 4 can be self-oscillating independently, depending on the thickness of the p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 4, the astigmatism magnitude Can also be controlled. Also, unlike the case where a conventional AlGaAs-based semiconductor laser is of a self-pulsation type, it does not require delicate control of the structure, and thus has an advantage that design and manufacture are easy.

【0047】また、電流狭窄層として、Alx2Ga1-x2
As活性層3のバンドギャップより大きいバンドギャッ
プを有するn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5を用い
ていることにより、第1の実施形態の場合と同様に、低
消費電力化および高出力化を図ることができる。
As a current confinement layer, Al x2 Ga 1 -x2
By using the n-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 having a band gap larger than the band gap of the As active layer 3, low power consumption and high power consumption can be achieved as in the first embodiment. Output can be achieved.

【0048】以上この発明の実施形態について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。例えば、実施形態において挙げた数
値、材料、構造などはあくまで例にすぎず、これに限定
されるものではない。具体的には、例えば、上述の第1
および第2の実施形態におけるn型Alx3Ga1-x3As
光導波層6に代えて、p型Alx3Ga1-x3As光導波層
を用いることも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values, materials, structures, and the like described in the embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto. Specifically, for example, the first
And n-type Al x3 Ga 1-x3 As in the second embodiment
Instead of the optical waveguide layer 6, a p-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer can be used.

【0049】また、上述の第1および第2の実施形態に
おけいては、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4上
に、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層5およびn型A
x3Ga1-x3As光導波層6を順次積層するようにして
いるが、これは、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4
上に、n型Alx3Ga1-x3As光導波層6およびn型A
x1Ga1-x1As電流狭窄層5を順次積層するようにし
てもよい。
[0049] Further, Okeite the first and second embodiments described above, p-type Al x1 Ga on 1-x1 As cladding layer 4, n-type Al x1 Ga 1-x1 As current blocking layer 5 and the n Type A
The l x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 is sequentially laminated. This is because the p-type Al x1 Ga 1-x1 As cladding layer 4 is formed.
An n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer 6 and an n-type A
The l x1 Ga 1-x1 As current confinement layer 5 may be sequentially stacked.

【0050】また、例えば、上述の第1および第2の実
施形態において、基板や半導体レーザを構成する各半導
体層の導電型を反対にしてもよい。
For example, in the first and second embodiments described above, the conductivity types of the semiconductor layers constituting the substrate and the semiconductor laser may be reversed.

【0051】また、上述の第1および第2の実施形態に
おいては、この発明をDH構造(Double Heterostructu
re)のAlGaAs系半導体レーザに適用した場合につ
いて説明したが、この発明は、SCH構造(Separate C
onfinement Heterostructure)のAlGaAs系半導体
レーザに適用することもできる。また、活性層は多重量
子井戸(MQW)構造であってもよい。
In the first and second embodiments, the present invention is applied to a DH structure (Double Heterostructu).
re) was applied to an AlGaAs-based semiconductor laser, but the present invention relates to an SCH structure (Separate C).
The present invention can also be applied to an AlGaAs-based semiconductor laser having an onfinement heterostructure. Further, the active layer may have a multiple quantum well (MQW) structure.

【0052】さらに、この発明は、上述のAlGaAs
系半導体レーザ以外に、AlGaInP系半導体レーザ
など他のIII−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザに適用することもできる。
Further, the present invention relates to the above-described AlGaAs.
The present invention can be applied to a semiconductor laser using another group III-V compound semiconductor such as an AlGaInP semiconductor laser in addition to the semiconductor laser.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第2のクラッド層上に、互いに対応する部分に開口
を有する第1導電型の電流狭窄層と光導波層とを含む半
導体層が設けられ、光導波層によって横モードが制御さ
れていることにより、電流狭窄層の組成と光導波層の組
成とを必要に応じて選択することができるため、電流狭
窄層が光導波層を兼ねた従来の半導体レーザに比べて設
計の自由度を向上させることができる。そして、このよ
うに、設計の自由度が向上することにより、導波機構の
制御、低消費電力化および高出力化を図ることができ、
しかも、自励発振型としたときに非点収差を小さくする
ことができる半導体レーザを実現することができる。
As described above, according to the present invention, the semiconductor layer including the first conductive type current confinement layer and the optical waveguide layer having openings in the corresponding portions on the second cladding layer. Is provided, and since the transverse mode is controlled by the optical waveguide layer, the composition of the current confinement layer and the composition of the optical waveguide layer can be selected as necessary. The degree of freedom in design can be improved as compared with a conventional semiconductor laser that also serves as a conventional semiconductor laser. And, in this way, by improving the degree of freedom of design, control of the waveguide mechanism, low power consumption and high output can be achieved,
Moreover, it is possible to realize a semiconductor laser that can reduce astigmatism when it is a self-pulsation type.

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

【図1】 この発明の第1の実施形態によるAlGaA
s系半導体レーザの断面図である。
FIG. 1 shows an AlGaAs according to a first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of an s-system semiconductor laser.

【図2】 この発明の第1の実施形態によるAlGaA
s系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図で
ある。
FIG. 2 shows AlGaAs according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the s-based semiconductor laser.

【図3】 この発明の第1の実施形態によるAlGaA
s系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図で
ある。
FIG. 3 shows AlGaAs according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the s-based semiconductor laser.

【図4】 この発明の第1の実施形態によるAlGaA
s系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図で
ある。
FIG. 4 shows AlGaAs according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the s-based semiconductor laser.

【図5】 この発明の第2の実施形態によるAlGaA
s系自励発振型半導体レーザの断面図である。
FIG. 5 shows an AlGaAs according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an s-system self-excited oscillation type semiconductor laser.

【図6】 従来のAlGaAs系半導体レーザの断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional AlGaAs semiconductor laser.

【図7】 従来のAlGaAs系半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a conventional AlGaAs-based semiconductor laser.

【図8】 従来のAlGaAs系半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a conventional AlGaAs-based semiconductor laser.

【図9】 従来のAlGaAs系半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional AlGaAs-based semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・n型GaAs基板、2・・・n型Alx1Ga
1-x1Asクラッド層、3・・・Alx2Ga1-x2As活性
層、4,7・・・p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層、
5・・・n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層、5a,6
a・・・開口、6・・・n型Alx3Ga1-x3As光導波
層、8・・・p型GaAsキャップ層、9・・・p側電
極、10・・・n側電極
1 ... n-type GaAs substrate, 2 ... n-type Al x1 Ga
1-x1 As clad layer, 3 ... Al x2 Ga 1-x2 As active layer, 4,7 ... p-type Al x1 Ga 1-x1 As clad layer,
5... N-type Al x1 Ga 1-x1 As current confinement layer, 5a, 6
a: opening, 6: n-type Al x3 Ga 1-x3 As optical waveguide layer, 8: p-type GaAs cap layer, 9: p-side electrode, 10: n-side electrode

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1のクラッド層と、 上記第1のクラッド層上の活性層と、 上記活性層上の第2導電型の第2のクラッド層とを有
し、 上記第2のクラッド層上に、互いに対応する部分に開口
を有する第1導電型の電流狭窄層と光導波層とを含む半
導体層が設けられているとともに、 上記半導体層の上記開口の部分における上記第2のクラ
ッド層上に第2導電型の第3のクラッド層が設けられ、 上記光導波層によって横モードが制御されていることを
特徴とする半導体レーザ。
1. A first cladding layer of a first conductivity type, an active layer on the first cladding layer, and a second cladding layer of a second conductivity type on the active layer, On the second cladding layer, a semiconductor layer including a first-conduction-type current constriction layer having an opening in a portion corresponding to each other and an optical waveguide layer is provided, and the semiconductor layer in the opening portion of the semiconductor layer is provided. A semiconductor laser, wherein a third cladding layer of a second conductivity type is provided on a second cladding layer, and a lateral mode is controlled by the optical waveguide layer.
【請求項2】 上記電流狭窄層は上記第2のクラッド層
と同一組成の材料からなることを特徴とする請求項1記
載の半導体レーザ。
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said current confinement layer is made of a material having the same composition as said second cladding layer.
【請求項3】 上記半導体レーザの導波機構が上記光導
波層の組成に応じて制御されることを特徴とする請求項
1記載の半導体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein a waveguide mechanism of said semiconductor laser is controlled according to a composition of said optical waveguide layer.
【請求項4】 上記半導体レーザはIII−V族化合物
半導体を用いた半導体レーザであることを特徴とする請
求項1記載の半導体レーザ。
4. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said semiconductor laser is a semiconductor laser using a group III-V compound semiconductor.
【請求項5】 上記半導体レーザは、Alx1Ga1-x1
sからなる上記第1のクラッド層および上記第2のクラ
ッド層と、Alx2Ga1-x2Asからなる上記活性層(た
だし、0≦x2<x1≦1)とを有するAlGaAs系
半導体レーザであり、上記電流狭窄層は上記第2のクラ
ッド層と同一組成のAlx1Ga1-x1Asからなるととも
に、上記光導波層はAlx3Ga1-x3As(ただし、0≦
x3≦1)からなり、上記光導波層を構成するAlx3
1-x3Asにおけるx3の値に応じて導波機構が制御さ
れることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
5. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said Al x1 Ga 1-x1 A
An AlGaAs-based semiconductor laser comprising the first cladding layer and the second cladding layer made of s, and the active layer made of Al x2 Ga 1-x2 As (where 0 ≦ x2 <x1 ≦ 1). The current confinement layer is made of Al x1 Ga 1-x1 As having the same composition as the second cladding layer, and the optical waveguide layer is made of Al x3 Ga 1-x3 As (where 0 ≦
x3 ≦ 1), and Al x3 G constituting the optical waveguide layer
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the waveguide mechanism is controlled according to the value of x3 in a1 -x3As .
【請求項6】 上記半導体レーザの導波機構は、上記光
導波層を構成するAlx3Ga1-x3Asにおけるx3が0
≦x3≦x2のとき上記活性層からの光を吸収する損失
導波型となり、x2<x3<x1のとき上記活性層から
の光を吸収しない屈折率反導波型となり、x1<x3≦
1のとき実屈折率導波型となることを特徴とする請求項
5記載の半導体レーザ。
6. The waveguide mechanism of the semiconductor laser, wherein x3 in Al x3 Ga 1-x3 As constituting the optical waveguide layer is 0.
When ≦ x3 ≦ x2, it becomes a loss guided type that absorbs light from the active layer, and when x2 <x3 <x1, it becomes a refractive index anti-guided type that does not absorb light from the active layer, and x1 <x3 ≦
6. The semiconductor laser according to claim 5, wherein the semiconductor laser is of a real refractive index waveguide type when the value is 1.
【請求項7】 上記半導体レーザは、(Alx1
1-x11-y Iny Pからなる上記第1のクラッド層お
よび上記第2のクラッド層と、(Alx2Ga1-x21-y
Iny Pからなる上記活性層(ただし、0≦x2<x1
≦1、0≦y≦1)とを有するAlGaInP系半導体
レーザであり、上記電流狭窄層は上記第2のクラッド層
と同一組成の(Alx1Ga1-x11-y Iny Pからなる
とともに、上記光導波層は(Alx3Ga1-x31-y In
y P(ただし、0≦x3≦1)からなり、上記光導波層
を構成する(Alx3Ga1-x31-y Iny Pにおけるx
3の値に応じて導波機構が制御されることを特徴とする
請求項1記載の半導体レーザ。
7. The semiconductor laser according to claim 1, wherein (Al x1 G
a 1-x1 ) 1-y The first clad layer and the second clad layer made of In y P, and (Al x2 Ga 1-x2 ) 1-y
The active layer of In y P (where 0 ≦ x2 <x1
≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), wherein the current confinement layer is made of (Al x1 Ga 1-x1 ) 1-y In y P having the same composition as the second cladding layer. At the same time, the optical waveguide layer is composed of (Al x3 Ga 1-x3 ) 1-y In
x in (Al x3 Ga 1-x3 ) 1-y In y P which is composed of y P (where 0 ≦ x3 ≦ 1) and constitutes the optical waveguide layer.
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the waveguide mechanism is controlled according to the value of 3.
【請求項8】 上記半導体レーザの導波機構は、上記光
導波層を構成する(Alx3Ga1-x31-y Iny Pにお
けるx3が0≦x3≦x2のとき上記活性層からの光を
吸収する損失導波型となり、x2<x3<x1のとき上
記活性層からの光を吸収しない屈折率反導波型となり、
x1<x3≦1のとき実屈折率導波型となることを特徴
とする請求項7記載の半導体レーザ。
8. The waveguide mechanism of the semiconductor laser is such that when x3 in (Al x3 Ga 1-x3 ) 1-y In y P constituting the optical waveguide layer is 0 ≦ x3 ≦ x2, the waveguide from the active layer is It becomes a loss guided type that absorbs light, and becomes a refractive index anti-guided type that does not absorb light from the active layer when x2 <x3 <x1,
8. The semiconductor laser according to claim 7, wherein the semiconductor laser is of a real refractive index waveguide type when x1 <x3≤1.
【請求項9】 上記半導体レーザは、上記電流狭窄層に
おける上記開口の幅が上記光導波層における上記開口の
幅より狭くされた自励発振型半導体レーザであることを
特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
9. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the width of the opening in the current confinement layer is smaller than the width of the opening in the optical waveguide layer. Semiconductor laser.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7359417B2 (en) 2000-03-15 2008-04-15 Rohm Co., Ltd. Semiconductor laser
JP2017005102A (en) * 2015-06-10 2017-01-05 三菱電機株式会社 Semiconductor laser device
JP2018518052A (en) * 2015-06-17 2018-07-05 ツー−シックス レーザー エンタープライズ ゲーエムベーハー Wide-area laser with anti-guide region for higher-order transverse mode suppression

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