JPH118433A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロードエリアレーザ等の半導体発光装置に
おいても、確実かつ容易に、その実質的光源中心位置、
光軸の測定、判断を行うことができ、例えば光学装置に
おいて、この半導体発光装置と、光学系の位置関係の設
定を行うことができるようにする。 【解決手段】 電流通過領域９内に、電流抑制もしくは
光吸収の少なくともいづれかの、発光阻止領域１０が設
けられ、この発光阻止領域１０によって発光領域内に、
光共振器の幅方向に関する一部に非発光領域が生じるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置、
例えば半導体レーザに係わる。

【０００２】

【従来の技術】半導体発光装置例えば半導体レーザは、
記録媒体、例えば対物レンズ等の光学系を有し、光ディ
スク、光磁気ディスク等の記録媒体に対する光学的記
録、再生等を行ういわゆる光学ピックアップ等の光源等
等に用いられている。この場合、光学装置の特性の上か
ら半導体レーザーと光学系との相対的位置関係が正確に
設定されることが必要で、このためには、半導体レーザ
ーのレーザー光の実効的発光位置、および光軸およびビ
ームウエスト位置等が正確に判知されることが重要な要
因となる。

【０００３】この半導体レーザーと光学系との相対的位
置関係の観測ないしは測定は、実際にレーザを発光させ
て、光学レンズによる集光を行い、その結像イメージの
位置を観測あるいは測定することによって行うという方
法が一般的である。しかしながら、この方法による場
合、通常一般の半導体レーザは、そのビームスポットの
径が、高々５μｍ程度であることから、実際上は、点光
源と見做すことができて、比較的容易に、かつ正確にそ
の位置関係を知ることができる。

【０００４】しかしながら、例えば、その発光領域が５
０μｍ以上にも及ぶ、いわゆるブロードエリア構造の半
導体レーザでは、これが点状光源ではなく線状光源とな
ることから、その中心位置を目視によって判断すること
が難かしく、この線状光源の両端から、その中心を求め
る方法をとろうとしても、この線状光源の両端が鮮明で
はないこと、対称性に劣ることなどから、光軸の判断が
困難で、誤差が生じ易いという問題がある。

【０００５】因みに、従来の半導体レーザーの一例を説
明すると、図５にその概略断面図を示すように、例えば
ｎ型のＧａＡｓ基体上に、これと同導電型のＡｌＧａＡ
ｓによる第１クラッド層２、ＧａＡｓによるノンドープ
もしくは低不純物濃度の活性層３、ｐ型の第２クラッド
層４、これと同導電型のＧａＡｓによるキャップ層５が
順次エピタキシャル成長される。キャップ層５は、例え
ば図５において紙面と直交する方向に延びるストライプ
状とされ、その両側に絶縁層、もしくは高抵抗層によっ
て形成された電流狭搾層６が設けられる。キャップ層５
上には、一方の電極７がオーミックに被着され、裏面に
対向電極８がオーミックに被着される。そして、これら
電極７および８間に順方向電圧を印加することによっ
て、電流狭搾層６が形成されていない中央のストライプ
部に限定的に電流の注入を行う。このとき活性層３の中
央の電流注入部に導波路すなわち光共振器が形成され、
例えばその両端からレーザー光を出射させることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うないわゆるブロードエリアレーザ等の半導体発光装置
においても、確実かつ容易に、その実質的光源中心位
置、光軸の測定、判断を行うことができ、例えば光学装
置において、この半導体発光装置と、光学系の位置関係
の設定を行うことができるようにする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置は、電流通過領域内に、電流抑制機能もしくは光吸
収機能の少なくともいづれかの、発光阻止領域が設けら
れ、この発光阻止領域によって発光領域内に、光共振器
の幅方向に関する一部に非発光領域が生じるようにす
る。

【０００８】上述の本発明構成によれば、発光領域内
に、その光共振器の幅方向に関する一部に非発光領域を
形成したことにより、その光軸、および光源位置を上述
したよに、例えば光学レンズによる集光によって正確に
判知することができることから、この半導体発光装置と
光学系との位置関係の設定を容易かつ正確に行うことが
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による半導体発光装置にお
いては、電流通過領域内に、高抵抗層あるいは、通電阻
止層による電流抑制機能を有する、あるいはこの電流抑
制機能とともに、あるいはこの電流抑制効果を殆ど有す
ることがなく発光の波長に対して光吸収機能を有する発
光阻止領域を光共振器の幅方向の一部に、単数もしくは
複数所要の間隔をもって形成して、この発光阻止領域に
よって発光領域内に、光共振器の幅方向に関する一部に
非発光領域が生じるようにする。そして、この非発光領
域の結像イメージを、半導体発光装置の位置検出手段と
する。

【００１０】図面を参照して、本発明による半導体発光
装置の例を説明する。先ず、図１は本発明による半導体
発光装置の一例の概略断面図で、この例は、利得ガイド
型半導体レーザーとした場合である。この例では、第１
導電型の半導体基体１例えばｎ型のＧａＡｓ基体上に、
この半導体基体１と同導電型の（Ａｌ_X Ｇａ_1-X ）Ａｓ
による第１クラッド層２、（Ａｌ_y Ｇａ_1-y ）Ａｓ（ｘ
＞ｙ）によるノンドープもしくは低不純物濃度の活性層
３、第２導電型例えばｐ型の第２クラッド層４、これと
同導電型のＧａＡｓによるキャップ層５が順次エピタキ
シャル成長されて成る。このキャップ層５には、例えば
図１において紙面と直交する方向に延びるストライプ状
の電流通過領域９を形成するように、その両側に絶縁
層、もしくは高抵抗層によって形成された電流狭搾層６
が設けられる。この電流通過領域９の幅は、例えば数十
μｍ以上におよぶ幅広に形成される。

【００１１】本発明におけるおいては、この電流通過領
域９内に、さらに、発光阻止領域１０を、このストライ
プ状電流通過領域９の中心線上に、この中心線に沿っ
て、すなわち図１において、両側の電流狭搾層６と等間
隔の位置に、ストライプ方向に沿って（図１の紙面と直
交する方向に沿って）形成する。この発光阻止領域１０
は、電流狭搾層６と同時に、同一方法によって形成する
ことができる。これら発光阻止領域１０および電流狭搾
層６は、例えば上述した第２クラッド層４上に、例えば
全面的にキャップ層５をエピタキシャル成長して後、発
光阻止領域１０および電流狭搾層６の形成部に、イオン
注入を行って高抵抗化することによって形成する。ある
いは、キャップ層５を発光阻止領域１０および電流狭搾
層６の形成部においてエッチング除去して、この除去部
に、ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ等の絶縁層を充填することによっ
て形成し得る。

【００１２】そして、キャップ層５上には、一方の電極
７をオーミックに被着し、裏面に対向電極８をオーミッ
クに被着する。そして、これら電極７および８間に順方
向電圧を印加することによって、電流狭搾層６が形成さ
れていない中央のストライプ部に限定的に電流通過領域
９が形成され、これによって活性層３の中央部に限定的
に電流注入がなされることによっていわゆる利得ガイド
型の導波路が形成され、光共振器が形成され、その端面
からレーザー光が出射する。このとき、図１の本発明構
成では、この電流通過領域９内に、通電を阻止ないしは
抑制する発光阻止領域１０が設けたことのよって、この
部分下においても、活性層３に電流注入がなされない、
あるいは電流注入が小さい領域が形成されたことによっ
て発光領域内の発光阻止領域１０下、すなわちストライ
プ部の中心線、したがって、発光領域の中心線上に、こ
れに沿って発光が生じないか殆ど生じない非発光領域、
すなわち暗所が発生する。

【００１３】したがって、この暗所すなわち非発光領域
に基く結像イメージを、半導体発光装置の位置検出手段
として、この半導体レーザを、ピックアップ装置や、光
モジュール等の光学装置にける光源として用いる場合
に、この光学装置の光学系例えば対物レンズによって集
光して、その結像をもって、レーザー光の中心およびそ
の距離を判知することができる。

【００１４】図１に示した例では、利得ガイド型レーザ
ーを構成し、キャップ層５に、電流狭搾層６および発光
阻止領域１０を設けた場合であるが、屈折率ガイド型レ
ーザー構成とするとか、利得ガイドおよび屈折率ガイド
を併せ持つ半導体レーザー構成とすることもでき、ま
た、図２に示すように、電流狭搾層６および発光阻止領
域１０を第２のクラッド層４内に形成することもでき
る。図２において、図１と対応する部分には同一符号を
付して示す。この例においても、図１で説明したと同様
に、例えば順次半導体基体１上に、少なくとも第１クラ
ッド層２、活性層３、第２クラッド層４を形成し、これ
の上にキャップ層５を形成し、キャップ層５に電極７を
オーミックに被着し、半導体基体１の裏面に対向電極８
をオーミックに被着する。

【００１５】この例においては、その中央にストライプ
状の電流通過領域９を形成する電流狭搾層６を両側に、
それぞれ図２の紙面と直交する方向に延長して形成し、
これら電流狭搾層６によって挟まれたストライプ部の中
央に、同様に、両電流狭搾層６と等間隔を有する位置
に、ストライプ部方向に沿って、ストライプ状に発光阻
止領域１０を形成する。これら電流狭搾層６および発光
阻止領域１０は同時に、同一方法によって形成すること
ができる。

【００１６】これら電流狭搾層６および発光阻止領域１
０は、例えばキャップ層５のエピタキシャル成長を行っ
て後に、キャップ層５下の第２クラッド層４に、活性層
４に至ることのない深さに、クラッド層４と異なる導電
型の、図示の例ではｎ型の不純物をイオン注入すること
によって、ｐ−ｎ接合による給電を阻止する領域によっ
て構成することができる。あるいは、キャップ層５のエ
ピタキシャル成長前に、第２クラッド層４の電流狭搾層
６および発光阻止領域１０の形成位置に溝を、例えばＲ
ＩＥ（反応性イオンエッチング）によって形成し、この
溝を埋込むように第２クラッド層４と異なる導電型の例
えばｎ型の、例えばＧａＡｓよりなり、屈折率が大きく
活性層からの発光レーザー光の波長光に対して吸収機能
を有する半導体層を埋込み形成し、必要に応じて表面の
平坦化と、電流狭搾層６および発光阻止領域１０の形成
部以外の第２クラッド層４の表面を外部に露呈するエッ
チングを行って、これの上にキャップ層５のエピタキシ
ャル成長を行うようにすることができる。この図２の本
発明構成においては、電流通過領域９内に、通電を阻止
し、かつ光吸収がなされる領域、すなわち電流狭搾層６
および発光阻止領域１０が設けられるものであり、これ
ら電流狭搾層６および発光阻止領域１０が形成された部
分下とされない部分下においては、活性層に電流注入が
回避される部分とされない部分の形成と、さらに光吸収
による屈折率差が生じることによって、活性層３に暗
所、すなわち非発光領域の形成がなされる。したがっ
て、前述したと同様に、この暗所すなわち非発光領域に
基く結像イメージを、半導体発光装置の位置検出手段と
して、この半導体レーザを、光学装置の光学系例えば対
物レンズによって集光して、その結像をもって、レーザ
ー光の中心およびその距離を判知することができる。

【００１７】図１および図２の例においては、ストライ
プ状電流通過領域９内に、１本の発光阻止領域１０を形
成して、発光スポットに１つの暗所すなわち非発光領域
が形成されるようにした場合であるが、図３および図４
に示すように、ストライプ状電流通過領域９内に、２本
の発光阻止領域１０を、それぞれ両側の電流狭搾層６か
ら等しい間隔になるように、例えば同一幅に形成するこ
とができる。これら図３および図４の半導体レーザは、
図１および図２で説明したと同様の方法によって形成で
きるので、図３および図１において、図１および図２と
対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。

【００１８】尚、上述した例においては、半導体基体１
がＧａＡｓである場合を例示したが、ＩｎＰ等による半
導体基体を用いることができる。また、上述した例で
は、第１導電型がｎ型で、第２導電型がｐ型ある場合に
ついて説明したが、これらが逆導電型である場合、ま
た、上述したように活性層３を挟んで第１および第２ク
ラッド層２および４が配置された、構造に限られるもの
ではなく、本発明は、例えば活性層３を挟んで第１およ
び第２ガイド層が形成された、いわゆるＳＣＨ(Separat
e Confinement Heterostructure)型構成等各種の半導体
レーザー、あるいは発光ダイオード等に適用することが
でき、またＡｌＧａＡｓ系の半導体発光装置のみなら
ず、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、そのほかのＩＩ
Ｉ−Ｖ族、もしくは他のＺｎＭｇＳＳｅ系等のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体発光装置に適用することもできる。

【００１９】上述したように、本発明においては、いわ
ゆるブロードエリア構造の半導体発光装置において、そ
の発光部に、その発光の光軸を検出できる非発光部、す
なわち暗所が形成されるようにしたことによって、例え
ば光学系との位置設定を確実かつ容易に行うことができ
る。

【００２０】

【発明の効果】上述したように、本発明による半導体発
光装置においては、発光領域内に、その光共振器の幅方
向に関する一部に非発光領域を形成したことにより、そ
の光軸、および光源位置を上述したよに、例えば光学レ
ンズによる集光によって正確に判知することができるこ
とから、この半導体発光装置と光学系との位置関係の設
定を容易かつ正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体発光装置の一例の概略断面
図である。

【図２】本発明による半導体発光装置の一例の概略断面
図である。

【図３】本発明による半導体発光装置の一例の概略断面
図である。

【図４】本発明による半導体発光装置の一例の概略断面
図である。

【図５】従来の半導体発光装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１・・・半導体基体、２・・・第１クラッド層、３・・
・活性層、４・・・第２クラッド層、５・・・キャップ
層、６・・・電流狭搾層、７，８・・・電極、９・・・
電流狭搾層、１０・・・発光阻止領域。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流通過領域内に、電流抑制機能もしく
   は光吸収機能の少なくともいづれかの機能を有する発光
   阻止領域が設けられ、 該発光阻止領域によって発光領域内に、光共振器の幅方
   向に関する一部に非発光領域が生じるようにしたことを
   特徴とする半導体発光装置。
2. 【請求項２】 上記非発光領域の結像イメージを、半導
   体発光装置の位置検出手段としたことを特徴とする請求
   項１に記載の半導体発光装置。
3. 【請求項３】 上記発光阻止領域が、高抵抗層によるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
4. 【請求項４】 上記発光阻止領域が、電流阻止領域によ
   ることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
5. 【請求項５】 上記発光阻止領域が、上記発光領域から
   の発生する波長の光を吸収する吸収層よりなることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。