JPH1126864A

JPH1126864A - 半導体レーザ

Info

Publication number: JPH1126864A
Application number: JP17844197A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Genei; 永康一玄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高出力で短波長発振が可能で且つ温度特性も
良好であり、レーザ光の広がり角も小さい可視光半導体
レーザを提供することを目的とする。【解決手段】クラッド層のＡｌ組成比ｘを０．７より
大とし、さらに活性層近傍の一部のクラッド層のＡｌ組
成比を前記Ａｌ組成比より大として、組成比が凸型分布
となるように構成する。また、Ａｌ組成比の相対的に低
い部分のクラッド層膜厚は０より大きく１μｍ以下とす
る。Ａｌ組成比を０．７より大きくすることで、活性層
のエネルギーバンドギャップ差をより大きくし、高温時
のキャリアオーバフローを減少させて、温度特性の改善
が図れる。活性層近傍の一部のクラッド層のＡｌ組成比
を大きくすることで、アンチ・ガイディング効果によっ
て活性層に導波光が集中することを防止し、高出力動作
を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザに関
し、特に高出力で温度特性が優れた可視光半導体レーザ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒ
ｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）に代表される超高密度の光デ
ィスク・システムが開発が急速に進められている。これ
までに、レーザディスクに変わるＤＶＤ−Ｍｏｖｉｅ、
ＣＤ−ＲＯＭに変わるＤＶＤ−ＲＯＭなどの光ディスク
・システムが既に実現しているが、さらに書込可能な光
ディスクであるＤＶＤ−ＲＡＭあるいは追記型のＤＶＤ
−Ｒの実現要求が非常に高くなってきた。これらのシス
テムのピックアップ光源として、３０ｍＷ以上の光出力
が得られる波長６５０ｎｍ帯あるいは６３０ｎｍ帯の可
視光半導体レーザが必要とされている。また、これらの
半導体レーザは、パーソナル・コンピュータなど端末機
器に組込まれるため、すくなくとも６０℃以上の温度で
安定に動作することが必要とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図５は、従来の可視光
半導体レーザの１例を表す概略断面図である。このレー
ザは、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層３１の上にｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層３を形成することにより電流狭窄と光
閉じ込めとを行う、いわゆる屈折率導波型構造を有す
る。また、活性層８にはＭＱＷ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＱ
ｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ；多重量子井戸）を採用し、素
子の発光効率の向上が図られている。

【０００４】図６（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図５の
Ａ−Ｂ線に沿ったＡｌ組成分布、バンド構造、屈折率分
布、および光強度分布を表す模式図である。このような
構造を有する可視光半導体レーザで、３０ｎＷの高出力
を得て、かつ、実用上要求される６０℃以上の高温動作
を得るのは困難であった。この事情について、以下に、
図５と図６を参照しつつ説明する。

【０００５】ＭＱＷ活性層を有する視光半導体レーザ
は、通常、図５に示すように、ｎ−ＧａＡｓ１３を基板
とし、その上にｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層３２、Ｉ
ｎＧａＰのガイド層９、ＩｎＧａＰのウェル層とＩｎＧ
ａＡｌＰのバリア層からなるＭＱＷ活性層８、ＩｎＧａ
ＡｌＰのガイド層７、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰのクラッド層
３１、ｐ−ＧａＡｓのコンタクト層２とからなってい
る。ここで、ＩｎＧａＡｌＰ混晶系は、組成比ｘ、ｙを
用いてＩｎ_1-y（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_yＰと表すことができ、
ここでｘはＡｌ組成比と呼ばれる。図６（ａ）に示すよ
うに、Ａｌ組成比ｘはＭＱＷ活性層８を構成しているＩ
ｎＧａＰウェル層ではゼロで最も小さく、ガイド層、ク
ラッド層の順に大きくなっている。

【０００６】このようにＡｌ組成が大きくなると、図６
（ｂ）に示すようにバンドギャップが大きくなる。クラ
ッド層のＡｌ組成比を大きくすることにより、ｎ側から
ＭＱＷ活性層に注入された伝導帯レベル上の電子がその
ままｐ側へ移動するのを阻止し、充満帯上にあるホール
と再結合して発光するのを促すことができる。ｐ側から
注入されたホールに対してはｎ側のクラッド層が同様な
効果を示す。しかし、ホールの有効質量は電子の有効質
量の１０³程度以上と非常に大きく、オーバフローは電
子の場合ほど顕著でない。従って、レーザの特性に顕著
な影響を与えないので以後の説明においては省略する。

【０００７】レーザの発振波長を短くするためには、Ｍ
ＱＷ活性層８の実効的なバンドギャップを大きく設定す
る必要があり、クラッド層とのバンドギャップ差が減少
することとなる。このため、前述した電子の阻止が困難
になって、電子のオーバフローが起こり、レーザの発光
効率が低下する。この様子を、図６（ｂ）に矢印で示し
た。また、レーザの雰囲気温度が高くなると電子状態が
高レベル側にシフトして、同様なオーバフローが発生
し、発光効率の低下を招く。発光効率が低下すると、所
定の光出力を得るために動作電流を増大する必要が生ず
る。その結果として、レーザの発熱量の増加を招いてレ
ーザの温度を上昇させ、発光効率をさらに低下させると
いう負の循環が繰り返されることとなる。このように、
電子のオーバフローはレーザの動作可能温度や動作可能
な発振波長を制限する主要因である。

【０００８】オーバフローの対策として考えられるの
は、クラッド層のＡｌ組成ｘを大きくすることである。
通常ｘは０．７以下であるが、これを０．７より大きく
すると温度特性が向上することが確認されている。発振
波長の短波長化や温度特性の改善のためには、ｘをでき
るだけ大きくすることが望ましい。しかし、このように
ｘを大きくしていくと、後述する理由により、レーザの
高出力動作が困難になる。たとえば、波長６５０ｎｍで
３０ｍＷの光出力を得ることが必要な書込みＤＶＤ用の
可視光半導体レーザを６０℃以上の温度で動作させるの
は、従来は非常に困難であった。

【０００９】図６においては、通常の半導体レーザを実
線で、Ａｌ組成比を大きくしたレーザを破線で示してい
る。同図（ｃ）の屈折率分布を見ると、クラッド層３
１、３２のＡｌ組成比を大きくすることにより、クラッ
ド層の屈折率が低くなり、屈折率の高いＭＱＷ活性層８
との差が大きくなることが分かる。このため、ｘの増加
につれて、ＭＱＷ活性層への光閉じ込め係数Γが大きく
なり、図６（ｄ）に示す光強度分布の幅は狭くなる。す
なわち、ｘが大きくなるにつれて光パワーがＭＱＷ活性
層８に集中する。

【００１０】ここで、可視光半導体レーザにおける、本
質的な劣化起因は主として端面の光損傷（Ｃａｔａｓｔ
ｏｒｏｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌＤａｍａｇｅ；ＣＯ
Ｄ）である。通常、高い光出力を得る場合には、ＣＯＤ
を抑制するために、光閉じ込め係数を低くし、部分的な
光出力の集中を避ける構造が採用される。しかし、上記
のようなｘの増加は逆効果として働き、ＣＯＤが発生し
やすいために、高出力が得られなくなるという問題を生
ずる。また、光閉じ込め係数が増大すると、出射される
レーザ光の拡がり角が大きくなり、光ディスクなどの応
用する際に光学設計の面で支障が生ずるという問題もあ
った。

【００１１】このように、従来の半導体レーザでは、高
出力レーザにおいて短波長発振を図ったり、温度特性を
改善しようとしてクラッド層Ａｌ組成を増加すると、光
閉じ込め係数が増大し、ＣＯＤ発生レベルが低下して光
出力動作が得られないとう問題があった。また、拡がり
角が大きくなることにより、応用面で支障が生じてい
た。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のである。すなわち、本発明は、高出力で短波長発振が
可能で且つ温度特性も良好であり、レーザ光の広がり角
も小さい可視光半導体レーザを提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
半導体レーザは、第１導電型を有する半導体基板と、第
１導電型を有する第１のクラッド層と、活性層と、光ガ
イド層と、第２導電型を有する第２のクラッド層とを少
なくとも有するダブルヘテロ接合型の半導体レーザであ
って、前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド
層の少なくともいずれかは、前記基板に垂直な方向に沿
って見たとき、層の両端部よりもバンド・ギャップが大
きい領域を有することを特徴とするものして構成され
る。

【００１４】例えば、第１導電型を有するＧａＡｓ半導
体基板と、第１導電型を有する第１のＩｎＧａＡｌＰク
ラッド層と、ＩｎＧａＡｌＰとＩｎＧａＰとの多重量子
井戸構造からなる活性層と、ＩｎＧａＡｌＰガイド層
と、第２導電型を有する第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド
層とを少なくとも有するダブルヘテロ接合型の半導体レ
ーザであって、前記第１のＩｎＧａＡｌＰクラッド層お
よび前記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層は、それぞ
れ、前記ＩｎＧａＡｌＰの組成をＩｎ_y （Ｇａ_1-xＡｌ_x
）_1-y Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）としたときのＡ
ｌの組成比ｘを前記基板に垂直な深さ方向に沿って見た
ときに、前記ｘが両端部よりも高い高濃度層領域を層内
部に有し、かつ前記両端部における前記ｘの最低値は
０．７以上であるものとして構成されていることを特徴
とするものとし、クラッド層Ａｌ組成比を０．７より大
とすることで、電子のオーバフローを低減し、動作温度
の改善が行われる。クラッド層の一部をさらに大とし
て、Ａｌ組成比分布がクラッド層内で凸状になるよう構
成することで、アンチ・ガイディング効果によって活性
層内の導波光の光閉込め係数が小さくなり、ＣＯＤレベ
ルが低下することがなくなる。

【００１５】また、ガイド層とクラッド層のＡｌ組成比
凸部頂上部との間を膜厚を０より大、１μｍより小とす
ることで、アンチガイディング効果を用いながら、安定
なレーザ発振動作が得られ、６０℃以上の雰囲気温度で
３０ｍＷの６５０ｎｍ帯、６３０ｎｍ帯可視光レーザが
実現できる。

【００１６】ここで、組成Ｉｎ_0.5（Ｇａ_1-x Ａｌ_x）
_0.5Ｐ（０≦ｘ≦０．１）で表されるＡｌ組成比が非常
に小さいかまたは０である薄膜は、エッチングストップ
層として働き、再現性の高い生産が実現できる。

【００１７】また、第２導電型クラッド層と第２導電型
コンタクト層との間に第２導電型ＩｎＧａＰ層薄膜を設
けたことによって、バンドギャップ不連続が緩和され、
良好な電圧−電流特性が再現性よく得られる半導体レー
ザが実現できる。

【００１８】さらに、前記活性層、前記ガイド層および
前記第１導電型のクラッド層の一部をレーザの端面側か
らＺｎ拡散を行うことによって無秩序化することによ
り、レーザのＣＯＤ耐力が更に増加し、より高出力の半
導体レーザが実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明によれば、クラッド層の材
料にＩｎＧａＡｌＰ（組成Ｉｎ_1-y（Ｇａ_1-xＡｌ_x）
_yＰ、（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を用いる可視光半導
体レーザにおいて、クラッド層のＡｌ組成比ｘを０．７
より大とし、さらに活性層近傍の一部のクラッド層のＡ
ｌ組成比を前記Ａｌ組成比より大として、組成比が凸型
分布となるように構成する。また、Ａｌ組成を大きくし
た凸部分とガイド層端部の間にあるＡｌ組成比の相対的
に低い部分のクラッド層膜厚は０より大きく１μｍ以下
とする。

【００２０】Ａｌ組成比を０．７より大きくすること
で、活性層のエネルギーバンドギャップ差をより大きく
し、高温時のキャリアオーバフローを減少させて、温度
特性の改善が図れる。活性層近傍の一部のクラッド層の
Ａｌ組成比を大きくすることで、アンチ・ガイディング
効果によって活性層に導波光が集中することを防止し、
高出力動作を実現することができる。

【００２１】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形
態について説明する。

【００２２】図１は、本発明による半導体レーザを表す
概略断面図である。ここでは、１例として、第１導電型
をｎ型とし、第２導電型をｐとする。図１に例示したレ
ーザにおいては、クラッド層の一部分のＡｌ組成比を大
きくして凸状の組成分布を実現するために、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｌＰクラッド層およびｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド
層がそれぞれ３種類の半導体層により構成されている。

【００２３】図１に示した半導体レーザにおいては、ｎ
−ＧａＡｓ基板１３の上に、３層のｎ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層１０〜１２が積層されている。クラッド層１
０、１１、１２のいずれの層のＡｌ組成比ｘも０．７よ
り大であり、かつ、第２クラッド層１１のＡｌ組成比
を、第１クラッド層１０、第３クラッド層１２より大と
している。第１クラッド層１０と第３クラッド層１２の
Ａｌ組成比は同じであるか、あるいは第１クラッド層１
０のＡｌ組成比より第３クラッド層１２のＡｌ組成比を
大とする。これは、アンチガイディング効果を抑制する
ためである。

【００２４】また、ｐ−ＩｎＧａＰガイド層７上には、
順に、第１ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６、第２ｐ−
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５、第３ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層４が積層されている。クラッド層６、５、４
のいずれのＡｌ組成比ｘも０．７より大であり、かつ、
第２ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５のＡｌ組成比を、
第１クラッド層６、第３クラッド層４より大としてい
る。また、第１クラッド層６と第３クラッド層４のＡｌ
組成比は同じであるか、あるいは第１クラッド層６のＡ
ｌ組成比より第３クラッド層４のＡｌ組成比を大とす
る。これも、アンチガイディング効果を抑制するためで
ある。

【００２５】図２（ａ）〜（ｄ）は、図１のＡ−Ｂ線に
沿ったＡｌ組成分布、バンド構造、屈折率分布、光強度
分布の模式図である。図２においては、比較のために従
来のレーザを破線で、本発明によるレーザを実線で示し
た。本発明によれば、ｎ側クラッド層、ｐ側クラッド層
ともに、Ａｌ組成比が増加し、また、凸型の分布となっ
ていることが分かる。クラッド層のＡｌ組成比を少なく
とも０．７より大とすることによって、従来構造よりも
クラッド層のエネルギー・バンド・ギャップが増加す
る。このため、電子のオーバフローが減少し、レーザの
動作可能温度を上昇させ、レーザ発振波長を短波長化す
ることができる。

【００２６】本発明者による理論計算と試作実験の結
果、たとえばＡｌ組成比を０．７５に設定すると、レー
ザの動作可能温度を従来よりも１０℃以上高くできるこ
とが分った。

【００２７】さらに、本発明では、第２クラッド層５、
１１のＡｌ組成比ｘをそれぞれ第１クラッド層６、１
０、および第３クラッド層４、１２のＡｌ組成比ｘより
も大きくしている。ここで仮に、第１クラッド層６、１
０の膜厚を０とすると、光を活性層部分に十分に閉じこ
めることができず、いわゆるアンチガイディング効果に
よって、活性層中の光はすべて第２クラッド層の外側に
しみ出して安定に導波しなくなる。本発明においては、
第１クラッド層６、１０の膜厚を０より大きく、かつ１
μｍより小とする。このように第１クラッド層６、１０
を設けることによって、活性層中の光が安定に導波し、
かつ、光閉込め係数を小さくして、光パワーが活性層に
集中しないようにする最適点を見出すことができ、ＣＯ
Ｄ発生レベルが低下することを防止することができる。
図２（ｄ）の光強度分布の実線により、その様子を示
す。なお、本発明者の理論計算と試作実験によれば、前
述した書き込み型ＤＶＤシステムに必要とされている性
能を得るためには、第１クラッド層６、１０を設けるこ
とが必須であることが分かった。すなわち、第１クラッ
ド層６、１０を設けることによって、アンチガイディン
グ効果を抑制することができるようになることが分かっ
た。また、アンチガイディング効果を効果的に抑制する
ためには、その層厚は、５０オングストローム以上とす
ることが望ましいことも分かった。一方、クラッド層の
Ａｌ組成比を部分的により大きくすることによって、レ
ーザの動作可能温度はより高くできることはもちろんで
ある。

【００２８】また、本発明によれば、クラッド層のＡｌ
組成比を増加しても光閉込め係数が大きくならないた
め、レーザ光の拡がり角は従来と同等以下の値に保つこ
とが可能である。

【００２９】本発明の試作実験によれば、数値的な例と
して、第１クラッド層６、１０の膜厚を０．１〜０．２
μｍ、Ａｌ組成比を０．７５、第２クラッド層５、１１
の値を０．１〜０．２μｍ、Ａｌ組成比を０．８〜１．
０、第３クラッド層４、１２のＡｌ組成比を０．７５と
することで、光閉じ込め係数を変化させることなく、動
作可能温度を従来よりも約２０℃程度上昇させることが
可能であることが確認されている。

【００３０】また、図１では、クラッド層を第１〜第３
クラッド層４〜６または１０〜１２の如く３層により構
成したが本発明はこれに限定されるものではない。この
他にも、ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層をそれぞ
れ４層以上の層の積層体としても同様の効果を得ること
ができる。また、結晶成長時の原料の供給速度などを制
御することによって、クラッド層の深さ方向に対して、
Ａｌの組成比を連続的に変化させても良い。すなわち、
本発明においては、クラッド層の深さ方向に対してエネ
ルギ・ギャップの値が凸状となるような分布が形成され
ていれば良い。また、図１では、ｎ−ＧａＡｓを基板と
した構造を示している。しかし、第１導電型をｐ、第２
導電型をｎとして、ｐ−ＧａＡｓを基板としても、本発
明は同様に有効である。

【００３１】図３は、本発明による第２の半導体レーザ
を表す概略断面図である。同図に示したレーザは、屈折
率導波構造を有するＭＱＷレーザであり、エッチング・
ストップ層を有するレーザに本発明を適用したものであ
る。ここで、エッチング・ストップ層を有するレーザに
ついては、例えば、特許第２５１９８７９号の特許公報
を参考文献として挙げることができる。

【００３２】図３に示したレーザにおいては、ｐ型クラ
ッド層中のＡｌ組成比の凸部頂上部に相当する第２クラ
ッド層５と、この上に積層されるＡｌ組成比が相対的に
小さい第３クラッド層４との間に、エッチング・ストッ
プ層４０が挿入されている。エッチング・ストップ層４
０の材料は、例えば、Ｉｎ_0.5 （Ｇａ_1-x Ａｌ_x ）_0. ₅
Ｐ（０≦ｘ≦０．１）で表されるＡｌ組成比が非常に小
さいかまたは０である混晶とすることができる。エッチ
ング・ストップ層４０を設けることよって、ｐ側の第３
クラッド層４をストライプ状にエッチングする際に、そ
の下層のクラッド層５のオーバー・エッチングを防ぐこ
とができる。従って、ストライプ形成工程を非常に容
易、かつ、再現性のあるものとすることができる。

【００３３】また、本構造では、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰク
ラッド層４とｐ−ＧａＡｓコンタクト層２の間に、通電
容易層ｐ−ＩｎＧａＰ層４１が設けられている。ＩｎＧ
ａＡｌＰ層４上にＧａＡｓ層２を直接積層すると、エネ
ルギ・バンドの不連続により界面近傍の伝導帯、充満帯
にスパイク状のレベルが発生し、通電が阻害されて高抵
抗不良を引き起こす場合がある。ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ層
４とｐ−ＧａＡｓ層２との間に通電容易層４１を設ける
ことにより、エネルギ・バンドの不連続性を緩和し良好
な電流−電圧特性を得ることができる。

【００３４】また、図３に示したレーザも、図１に示し
たレーザについて前述した利点、すなわち、高出力化、
動作温度の高温化、発振波長の短波長化、ビーム広がり
角度の狭角化などが達成できることは同様である。

【００３５】図４は、いわゆる窓構造型レーザに対して
本発明を適用したレーザの構造を表す概略図である。す
なわち、同図（ａ）は、レーザを端面方向から見た概略
側面図であり、同図（ｂ）は、そのＡ−Ｂ線で切断した
概略断面図である。

【００３６】ここで「窓構造型レーザ」とは、Ｚｎ拡散
を用いて端面近傍のＭＱＷ活性層８、ガイド層、クラッ
ド層の無秩序化をおこない高出力化を図った構造を指す
ものである。図４において、斜線で示した部分がＺｎが
拡散された領域を表す。このようにＺｎが拡散される
と、各層を構成している各元素が互いに混合され層構造
が崩れて無秩序化する。

【００３７】同図に示したレーザも、図１に示したレー
ザについて前述した利点、すなわち、高出力化、動作温
度の高温化、発振波長の短波長化、ビーム広がり角度の
狭角化などが達成できることは同様である。さらに、図
４に示したレーザにおいては、Ｚｎ拡散により端面部を
無秩序化させると、レーザ端面の光吸収が小さくなり、
ＣＯＤ発生レベルが高くなって、より高出力が可能な可
視光半導体レーザを実現することができるという効果が
得られる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。まず、本発明に
よれば、クラッド層Ａｌ組成比を０．７より大とするこ
とで、電子のオーバフローを低減し、動作温度の改善が
行われる。クラッド層の一部をさらに大として、Ａｌ組
成比分布がクラッド層内で凸状になるよう構成すること
で、アンチ・ガイディング効果によって活性層内の導波
光の光閉込め係数が小さくなり、ＣＯＤレベルが低下す
ることがなくなる。

【００３９】また、本発明によれば、ガイド層とクラッ
ド層のＡｌ組成比凸部頂上部との間を膜厚を０より大、
１μｍより小とすることで、アンチガイディング効果を
用いながら、安定なレーザ発振動作が得られ、６０℃以
上の雰囲気温度で３０ｍＷの６５０ｎｍ帯、６３０ｎｍ
帯可視光レーザが実現できる。

【００４０】さらに、本発明によれば、組成Ｉｎ
_0.5（Ｇａ_1-x Ａｌ_x）_0.5Ｐ（０≦ｘ≦０．１）で表さ
れるＡｌ組成比が非常に小さいかまたは０である薄膜を
設けることにより、エッチングストップ層として働き、
再現性の高い生産が実現できる。

【００４１】また、本発明によれば、第２導電型クラッ
ド層と第２導電型コンタクト層との間に第２導電型Ｉｎ
ＧａＰ層薄膜を設けることによって、バンドギャップ不
連続が緩和され、良好な電圧−電流特性が再現性よく得
られる半導体レーザが実現できる。

【００４２】さらに、本発明によれば、前記活性層、前
記ガイド層および前記第１導電型のクラッド層の一部を
レーザの端面側からＺｎ拡散を行うことによって無秩序
化することにより、レーザのＣＯＤ耐力が更に増加し、
より高出力の半導体レーザが実現できる。

【００４３】このように、本発明によれば、簡易な構成
により、高出力で高温動作が可能で発振波長が短くビー
ムの広がり角も小さい可視光半導体レーザを安価に提供
でき、産業上のメリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体レーザを表す概略断面図で
ある。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、図１のＡ−Ｂ線に沿ったＡ
ｌ組成分布、バンド構造、屈折率分布、光強度分布の模
式図である。

【図３】本発明による第２の半導体レーザを表す概略断
面図である。

【図４】いわゆる窓構造型レーザに対して本発明を適用
したレーザの構造を表す概略図である。

【図５】従来の可視光半導体レーザの１例を表す概略断
面図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図５のＡ−Ｂ線
に沿ったＡｌ組成分布、バンド構造、屈折率分布、およ
び光強度分布を表す模式図である。

【符号の説明】

１ｐ側電極２ｐ−ＧａＡｓコンタクト層３ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４、５、６ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層７ＩｎＧａＡｌＰガイド層８ＭＱＷ活性層９ＩｎＧａＡｌＰガイド層１０、１１、１２ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１３ｎ−ＧａＡｓ基板１４ｎ側電極４０エッチング・ストップ層４１通電容易層５０Ｚｎ拡散無秩序化領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１導電型を有する半導体基板と、第１導
電型を有する第１のクラッド層と、活性層と、光ガイド
層と、第２導電型を有する第２のクラッド層とを少なく
とも有するダブルヘテロ接合型の半導体レーザであっ
て、前記第１のクラッド層および前記第２のクラッド層のう
ちの少なくともいずれかは、前記基板の主面に対して垂
直な深さ方向に沿ってみたとき、層の両端部よりもバン
ド・ギャップが大きい領域を層の内部に有することを特
徴とする半導体レーザ。
【請求項２】前記第２のクラッド層の少なくとも一部が
ストライプ状に成形され、前記ストライプの両側に電流阻止層が設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項３】第１導電型を有するＧａＡｓ半導体基板
と、第１導電型を有する第１のＩｎＧａＡｌＰクラッド
層と、ＩｎＧａＡｌＰとＩｎＧａＰとの多重量子井戸構
造からなる活性層と、ＩｎＧａＡｌＰガイド層と、第２
導電型を有する第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層とを少
なくとも有するダブルヘテロ接合型の半導体レーザであ
って、前記第１のＩｎＧａＡｌＰクラッド層および前記第２の
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層は、それぞれ、前記基板の主
面に対して垂直な深さ方向に沿ってみたときに、前記Ｉ
ｎＧａＡｌＰの組成をＩｎ_y （Ｇａ_1-x Ａｌ_x ）_1-y Ｐ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）としたときのＡｌ組成比ｘ
が両端部よりも高い高濃度層領域を層内部に有し、かつ
前記両端部における前記Ａｌ組成比ｘの最低値は０．７
以上であるものとして構成されていることを特徴とする
半導体レーザ。
【請求項４】前記クラッド層の前記高濃度層領域は、そ
れぞれ、前記第１のＩｎＧａＡｌＰクラッド層および前
記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層の内部において前記
活性層側から０ミクロン以上で１ミクロン以下の位置に
配置されていることを特徴とする請求項３記載の半導体
レーザ。
【請求項５】前記第１のＩｎＧａＡｌＰクラッド層およ
び前記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層は、それぞれ、
活性層側における前記Ａｌ組成比ｘが、活性層と反対側
における前記Ａｌ組成比ｘよりも低いものとして構成さ
れていることを特徴とする請求項４記載の半導体レー
ザ。
【請求項６】前記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層の少
なくとも一部がストライプ状に成形され、前記ストライプの両側に第１導電型を有する電流阻止層
が設けられ、前記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層の上に第２導電型
を有するコンタクト層が設けられていることを特徴とす
る請求項４または５に記載の半導体レーザ。
【請求項７】前記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層にお
ける前記高濃度層領域と、この上に積層される前記Ａｌ
組成比ｘが相対的に小さいクラッド層領域との間に、組
成がＩｎ_0.5（Ｇａ_1-x Ａｌ_x）_0.5Ｐ（０≦ｘ≦０．
１）で表されるＡｌ組成比が非常に小さいかまたは０で
ある第２導電型を有する薄膜層が設けられていることを
特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の半導体
レーザ装置。
【請求項８】前記第２のＩｎＧａＡｌＰクラッド層と前
記コンタクト層との間に第２導電型を有するＩｎＧａＰ
薄膜層が設けられていることを特徴とする請求項６また
は７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】前記活性層、前記ガイド層および前記第１
のＩｎＧａＡｌＰクラッド層のレーザ端面付近の領域に
Ｚｎが拡散されて無秩序化されていることを特徴とする
請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体レーザ装
置。