JP2957768B2 - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高出力と長寿命を有する
半導体レーザに関する。
半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、良好な寿命特性を有するダブルヘ
テロ接合構造の半導体レーザの改良が数多くなされてい
る。その中で例えば特開平２−２２４２８８号公報で開
示された半導体レーザを図５に示す。図５（ａ）と
（ｂ）はそれぞれ半導体レーザの端面近傍の断面図と中
央近傍の断面図である。これらの図に於て、Ｐ型のＧａ
Ａｓから成る半導体基板４１上にＮ型ＧａＡｓから成る
電流阻止層４２が形成され、その中に電流通路となるス
トライプ溝４３が形成されている。このストライプ溝４
３を埋める様に第１のクラッド層４４が形成され、その
上にＧａＡｌＡｓから成る活性層４５が形成されてい
る。そしてこのストライプ溝４３の底面は、端面近傍に
於て電流阻止層４２の中に位置し、中央近傍に於て半導
体基板４１の中に位置している。
テロ接合構造の半導体レーザの改良が数多くなされてい
る。その中で例えば特開平２−２２４２８８号公報で開
示された半導体レーザを図５に示す。図５（ａ）と
（ｂ）はそれぞれ半導体レーザの端面近傍の断面図と中
央近傍の断面図である。これらの図に於て、Ｐ型のＧａ
Ａｓから成る半導体基板４１上にＮ型ＧａＡｓから成る
電流阻止層４２が形成され、その中に電流通路となるス
トライプ溝４３が形成されている。このストライプ溝４
３を埋める様に第１のクラッド層４４が形成され、その
上にＧａＡｌＡｓから成る活性層４５が形成されてい
る。そしてこのストライプ溝４３の底面は、端面近傍に
於て電流阻止層４２の中に位置し、中央近傍に於て半導
体基板４１の中に位置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかして上述の半導体
レーザを量産する場合、端面近傍に於てストライプ溝４
３を形成するためエッチングを行なう。しかしエッチン
グの速度を厳密に制御したり、エッチングを止めるタイ
ミングを正確に制御する事は難しいので、ストライプ溝
４３の底面を確実にかつ全数、電流阻止層４２の途中で
止める事は困難である。故にストライプ溝４３の底面が
半導体基板４１に接し、電流が流れて端面破壊を起こ
し、寿命が短かくなる。更に発光波長を決定する活性層
４５にはＡｌが含まれるが、半導体基板４１にはＡｌが
含まれていない。故に中央近傍で半導体基板４１と接触
するストライプ溝４３の底面に於て光吸収を起こし、寿
命が短かくなる。具体的には従来の半導体レーザを出力
１００ｍＷ、室温連続発振すれば、試験品の約９０％が
約１５０００時間以内で発振しなくなる。本発明は上述
の２つの欠点を解消し、すなわち端面近傍に於ける端面
破壊を防止し、又は中央近傍に於ける光吸収を防止する
事により、長寿命の半導体レーザを提供するものであ
る。
レーザを量産する場合、端面近傍に於てストライプ溝４
３を形成するためエッチングを行なう。しかしエッチン
グの速度を厳密に制御したり、エッチングを止めるタイ
ミングを正確に制御する事は難しいので、ストライプ溝
４３の底面を確実にかつ全数、電流阻止層４２の途中で
止める事は困難である。故にストライプ溝４３の底面が
半導体基板４１に接し、電流が流れて端面破壊を起こ
し、寿命が短かくなる。更に発光波長を決定する活性層
４５にはＡｌが含まれるが、半導体基板４１にはＡｌが
含まれていない。故に中央近傍で半導体基板４１と接触
するストライプ溝４３の底面に於て光吸収を起こし、寿
命が短かくなる。具体的には従来の半導体レーザを出力
１００ｍＷ、室温連続発振すれば、試験品の約９０％が
約１５０００時間以内で発振しなくなる。本発明は上述
の２つの欠点を解消し、すなわち端面近傍に於ける端面
破壊を防止し、又は中央近傍に於ける光吸収を防止する
事により、長寿命の半導体レーザを提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、第１導電型の半導体基板と、その上に形
成された第２導電型のアルミ混晶比の大きいＧａ1-XＡ
ｌXＡｓ層とその上に形成された１つ又は複数の第２導
電型のアルミ混晶比の小さいＧａ1-YＡｌYＡｓ層（Ｘ＞
Ｙ≧０）とから成る電流阻止層を設ける。そして底面が
端面近傍に於てＧａ1-XＡｌXＡｓ層の表面に位置し、中
央近傍に於て半導体基板の表面又はその中に位置する様
にストライプ溝を形成する。また本発明は、第１導電型
の半導体基板と、その上に発光波長に相当するアルミ混
晶比以上のアルミ混晶比を有する第１導電型のＧａ1-Z
ＡｌZＡｓ層を形成する。そしてその上に第２導電型の
電流阻止層と、底面が少なくとも中央近傍に於てＧａ
1-ZＡｌZＡｓ層の中に位置する様なストライプ溝を形成
する。
決するために、第１導電型の半導体基板と、その上に形
成された第２導電型のアルミ混晶比の大きいＧａ1-XＡ
ｌXＡｓ層とその上に形成された１つ又は複数の第２導
電型のアルミ混晶比の小さいＧａ1-YＡｌYＡｓ層（Ｘ＞
Ｙ≧０）とから成る電流阻止層を設ける。そして底面が
端面近傍に於てＧａ1-XＡｌXＡｓ層の表面に位置し、中
央近傍に於て半導体基板の表面又はその中に位置する様
にストライプ溝を形成する。また本発明は、第１導電型
の半導体基板と、その上に発光波長に相当するアルミ混
晶比以上のアルミ混晶比を有する第１導電型のＧａ1-Z
ＡｌZＡｓ層を形成する。そしてその上に第２導電型の
電流阻止層と、底面が少なくとも中央近傍に於てＧａ
1-ZＡｌZＡｓ層の中に位置する様なストライプ溝を形成
する。
【０００５】
【作用】本発明は上述の様に、端面近傍に於て、ストラ
イプ溝がＧａ1-YＡｌYＡｓ層を突き抜けてＧａ1-XＡｌX
Ａｓ層（Ｘ＞Ｙ≧０）の表面に位置する様に形成され
る。故に、この混晶比の差を利用して選択エッチングな
どによりストライプ溝の形成作業が一時停止するので、
ストライプ溝の底面の深さを十分制御できる。その結
果、端面での電流が流れることなく、端面破壊を防止で
きる。
イプ溝がＧａ1-YＡｌYＡｓ層を突き抜けてＧａ1-XＡｌX
Ａｓ層（Ｘ＞Ｙ≧０）の表面に位置する様に形成され
る。故に、この混晶比の差を利用して選択エッチングな
どによりストライプ溝の形成作業が一時停止するので、
ストライプ溝の底面の深さを十分制御できる。その結
果、端面での電流が流れることなく、端面破壊を防止で
きる。
【０００６】また本発明はストライプ溝を発光波長に相
当するアルミ混晶比以上の混晶比を有するＧａ1-ZＡｌZ
Ａｓ層の中に位置する場合には、ストライプ溝の底面に
於ける光吸収を防止できる。
当するアルミ混晶比以上の混晶比を有するＧａ1-ZＡｌZ
Ａｓ層の中に位置する場合には、ストライプ溝の底面に
於ける光吸収を防止できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１に従い説明
する。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ本実施例
に係る半導体レーザの斜視図とＡＡ断面図とＢＢ断面図
である。これらの図に於て、半導体基板１はＺｎをＰ型
不純物として添加されたＧａＡｓから成り、層厚７０μ
ｍである。電流阻止層２は半導体基板１の上に形成さ
れ、半導体基板１の側から順にＧａ1-XＡｌXＡｓ層３と
Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層４で構成される。Ｇａ1-XＡｌXＡｓ
層３はＳｉ又はＳ又はＴｅをＮ型不純物として添加さ
れ、アルミ混晶比０．１のＧａ0.9Ａｌ0.1Ａｓから成
り、層厚０．１μｍである。Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層４は、
Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３と比べて混晶比が小さく、すなわ
ちＸ＞Ｙ≧０である。本実施例ではＧａ1-YＡｌYＡｓ層
４はＳｉ又はＳ又はＴｅをＮ型不純物として添加された
ＧａＡｓから成り、層厚は１．２μｍである。第１のク
ラッド層５は電流阻止層２の上に形成され、ＺｎをＰ型
不純物として添加され、アルミ混晶比０．４のＧａＡｌ
Ａｓから成り、層厚０．５μｍである。第１のクラッド
層５の底面はストライプ溝６の形状をなし、このストラ
イプ溝６の底面は端面近傍７に於てＧａ1-XＡｌXＡｓ層
３の表面に位置し、中央近傍８に於て半導体基板１の表
面又はその中に位置する様に形成されている。端面近傍
７の共振器方向の長さＤは２０μｍであり、中央近傍８
の共振器方向の長さＥは４６０μｍである。
する。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ本実施例
に係る半導体レーザの斜視図とＡＡ断面図とＢＢ断面図
である。これらの図に於て、半導体基板１はＺｎをＰ型
不純物として添加されたＧａＡｓから成り、層厚７０μ
ｍである。電流阻止層２は半導体基板１の上に形成さ
れ、半導体基板１の側から順にＧａ1-XＡｌXＡｓ層３と
Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層４で構成される。Ｇａ1-XＡｌXＡｓ
層３はＳｉ又はＳ又はＴｅをＮ型不純物として添加さ
れ、アルミ混晶比０．１のＧａ0.9Ａｌ0.1Ａｓから成
り、層厚０．１μｍである。Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層４は、
Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３と比べて混晶比が小さく、すなわ
ちＸ＞Ｙ≧０である。本実施例ではＧａ1-YＡｌYＡｓ層
４はＳｉ又はＳ又はＴｅをＮ型不純物として添加された
ＧａＡｓから成り、層厚は１．２μｍである。第１のク
ラッド層５は電流阻止層２の上に形成され、ＺｎをＰ型
不純物として添加され、アルミ混晶比０．４のＧａＡｌ
Ａｓから成り、層厚０．５μｍである。第１のクラッド
層５の底面はストライプ溝６の形状をなし、このストラ
イプ溝６の底面は端面近傍７に於てＧａ1-XＡｌXＡｓ層
３の表面に位置し、中央近傍８に於て半導体基板１の表
面又はその中に位置する様に形成されている。端面近傍
７の共振器方向の長さＤは２０μｍであり、中央近傍８
の共振器方向の長さＥは４６０μｍである。
【０００８】活性層９は第１のクラッド層５の上に形成
され、アルミ混晶比０．０５のＧａＡｌＡｓから成り、
層厚０．１μｍであり、発光波長８３０ｎｍである。第
２のクラッド層１０は活性層９の上に形成され、アルミ
混晶比０．４のＮ型ＧａＡｌＡｓから成り、層厚４μｍ
である。キャップ層１１は第２のクラッド層１０の上に
形成され、Ｎ型不純物を添加されたＧａＡｓから成り、
層厚７μｍである。１２は半導体基板１の裏面に形成さ
れＡｕ等から成る第１の電極であり、１３はキャップ層
１１の上に形成されＡｕ等から成る第２の電極である。
され、アルミ混晶比０．０５のＧａＡｌＡｓから成り、
層厚０．１μｍであり、発光波長８３０ｎｍである。第
２のクラッド層１０は活性層９の上に形成され、アルミ
混晶比０．４のＮ型ＧａＡｌＡｓから成り、層厚４μｍ
である。キャップ層１１は第２のクラッド層１０の上に
形成され、Ｎ型不純物を添加されたＧａＡｓから成り、
層厚７μｍである。１２は半導体基板１の裏面に形成さ
れＡｕ等から成る第１の電極であり、１３はキャップ層
１１の上に形成されＡｕ等から成る第２の電極である。
【０００９】次に本実施例に係る半導体レーザの製造工
程を図２に従い説明する。最初にＰ型ＧａＡｓから成る
半導体基板１の上に順に、Ｎ型Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ下地
層１４とＮ型Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層４をＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法あるいはＬＰＥ法等により結晶成長させる。１回
目のフォトリソグラフィによりストライプ状のレジスト
パターンを形成し、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2を混合したエッ
チャントでエッチングすると、図１（ａ）に示す様にス
トライプパターン１５が形成される。この時、図１
（ｂ）の断面図に示す様に、選択エッチングにより、上
述のエッチャントはＡｌが含まれる層をエッチングしな
いので、Ｎ型Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ下地層１４の表面でエ
ッチングが止まり、これ以上、深くエッチングされな
い。次に図１（ｃ）に示す様に２回目のフォトリソグラ
フィにより、端面から２０μｍの長さのレジストパター
ン１６を形成し、Ｈ3ＰＯ4とＨ2Ｏ2とＣＨ3ＯＨを混合
したエッチャントでエッチングする。その結果、図１
（ｄ）の中央近傍の断面図に示す様にこのレジストパタ
ーン１６を除く中央近傍１７に於て、Ｎ型Ｇａ0.9Ａｌ
0.1Ａｓ下地層１４を突き抜け、半導体基板１に達する
ストライプ溝６が形成され、Ｎ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３
が形成される。この時、端面近傍に於て、ストライプ溝
６はＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３の表面で止まっている。
またＧａ1-YＡｌYＡｓ層４はＧａ1-XＡｌXＡｓ層３に比
べて混晶比が小さければ良くＧａＡｓに限定する必要は
ない。そしてこの混晶比の差を利用してエッチングによ
るストライプ溝の形成作業を一時停止できる。そして、
図１に示した様に第１のクラッド層５と活性層９と第２
のクラッド層１０とキャップ層１１と第１、第２の電極
１２、１３を形成して半導体レーザが構成される。
程を図２に従い説明する。最初にＰ型ＧａＡｓから成る
半導体基板１の上に順に、Ｎ型Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ下地
層１４とＮ型Ｇａ1-YＡｌYＡｓ層４をＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法あるいはＬＰＥ法等により結晶成長させる。１回
目のフォトリソグラフィによりストライプ状のレジスト
パターンを形成し、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2を混合したエッ
チャントでエッチングすると、図１（ａ）に示す様にス
トライプパターン１５が形成される。この時、図１
（ｂ）の断面図に示す様に、選択エッチングにより、上
述のエッチャントはＡｌが含まれる層をエッチングしな
いので、Ｎ型Ｇａ0.9Ａｌ0.1Ａｓ下地層１４の表面でエ
ッチングが止まり、これ以上、深くエッチングされな
い。次に図１（ｃ）に示す様に２回目のフォトリソグラ
フィにより、端面から２０μｍの長さのレジストパター
ン１６を形成し、Ｈ3ＰＯ4とＨ2Ｏ2とＣＨ3ＯＨを混合
したエッチャントでエッチングする。その結果、図１
（ｄ）の中央近傍の断面図に示す様にこのレジストパタ
ーン１６を除く中央近傍１７に於て、Ｎ型Ｇａ0.9Ａｌ
0.1Ａｓ下地層１４を突き抜け、半導体基板１に達する
ストライプ溝６が形成され、Ｎ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３
が形成される。この時、端面近傍に於て、ストライプ溝
６はＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３の表面で止まっている。
またＧａ1-YＡｌYＡｓ層４はＧａ1-XＡｌXＡｓ層３に比
べて混晶比が小さければ良くＧａＡｓに限定する必要は
ない。そしてこの混晶比の差を利用してエッチングによ
るストライプ溝の形成作業を一時停止できる。そして、
図１に示した様に第１のクラッド層５と活性層９と第２
のクラッド層１０とキャップ層１１と第１、第２の電極
１２、１３を形成して半導体レーザが構成される。
【００１０】上述の様に、端面近傍７に於てストライプ
溝６の底面がＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３の表面で確実に
止まるから、端面で電流が流れないので、端面破壊は起
こらないから長寿命が得られる。具体的には、この半導
体レーザを出力１００ｍｗで室温連続発振させた時、試
験品の約８０％が約２００００時間のレーザ発振を達成
した。更に中央近傍１７に於て、高温ＨＣｌでエッチン
グすれば、Ｎ型Ｇａ0. 9Ａｌ0.1Ａｓ下地層１４はアルミ
が含まれるので、この層をエッチングするが、半導体基
板１は溶融されない。故にストライプ溝６は中央近傍８
に於て、半導体基板１の表面に留まる。その結果ストラ
イプ溝６は端面近傍７と中央近傍８に於て段差が小さく
なるので、この上の層、すなわち第１、第２のクラッド
層５と１０と活性層９も段差が小さくなる。従って上述
の各層の応力歪がなくなり、それ故、更に長寿命が得ら
れる。この様に、従来では端面近傍で電流が流れるので
端面破壊をしていたが、本実施例ではストライプ溝６の
底面がＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３の表面で確実に止まる
から、端面近傍で電流が流れず端面破壊を起こさない。
溝６の底面がＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３の表面で確実に
止まるから、端面で電流が流れないので、端面破壊は起
こらないから長寿命が得られる。具体的には、この半導
体レーザを出力１００ｍｗで室温連続発振させた時、試
験品の約８０％が約２００００時間のレーザ発振を達成
した。更に中央近傍１７に於て、高温ＨＣｌでエッチン
グすれば、Ｎ型Ｇａ0. 9Ａｌ0.1Ａｓ下地層１４はアルミ
が含まれるので、この層をエッチングするが、半導体基
板１は溶融されない。故にストライプ溝６は中央近傍８
に於て、半導体基板１の表面に留まる。その結果ストラ
イプ溝６は端面近傍７と中央近傍８に於て段差が小さく
なるので、この上の層、すなわち第１、第２のクラッド
層５と１０と活性層９も段差が小さくなる。従って上述
の各層の応力歪がなくなり、それ故、更に長寿命が得ら
れる。この様に、従来では端面近傍で電流が流れるので
端面破壊をしていたが、本実施例ではストライプ溝６の
底面がＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層３の表面で確実に止まる
から、端面近傍で電流が流れず端面破壊を起こさない。
【００１１】次に従来の欠点である光吸収を防止するた
めに、本発明の第２実施例を図３に従い説明する。図３
は本実施例に係る半導体レーザの断面図である。この図
に於て、Ｐ型ＧａＡｓから成る第１導電型の半導体基板
１の上に、第１導電型のＧａ 1-ZＡｌZＡｓ層１８と、そ
の上にＮ型ＧａＡｓから成る第２導電型の電流阻止層１
９が形成される。Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層１８は混晶比０．
１５のＰ型ＧａＡｌＡｓから成り、層厚１μｍである。
電流阻止層１９はＮ型ＧａＡｓから成り、層厚１．２μ
ｍである。第１のクラッド層２１は電流阻止層１９の上
に形成され、混晶比０．５のＰ型ＧａＡｌＡｓから成り
層厚０．５μｍである。第１のクラッド層２１の下部に
形成されたストライプ溝２２の底面は電流阻止層１９を
突き抜け、Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層１８の中に位置してい
る。活性層２３は第１のクラッド層２１の上に形成さ
れ、アルミ混晶比０．１２のＧａＡｌＡｓから成り、層
厚０．１μｍであり、発光波長７８０ｎｍである。第２
のクラッド層２４は活性層２３の上に形成され、混晶比
０．５のＮ型ＧａＡｌＡｓから成り層厚４μｍである。
キャップ層１１と第１、第２の電極１２、１３は第１実
施例で示したものと同じである。この様に、Ｇａ1-ZＡ
ｌZＡｓ層１８のアルミ混晶比は半導体レーザの発光波
長に相当する混晶比、すなわち活性層２３の混晶比以上
に設けられる。
めに、本発明の第２実施例を図３に従い説明する。図３
は本実施例に係る半導体レーザの断面図である。この図
に於て、Ｐ型ＧａＡｓから成る第１導電型の半導体基板
１の上に、第１導電型のＧａ 1-ZＡｌZＡｓ層１８と、そ
の上にＮ型ＧａＡｓから成る第２導電型の電流阻止層１
９が形成される。Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層１８は混晶比０．
１５のＰ型ＧａＡｌＡｓから成り、層厚１μｍである。
電流阻止層１９はＮ型ＧａＡｓから成り、層厚１．２μ
ｍである。第１のクラッド層２１は電流阻止層１９の上
に形成され、混晶比０．５のＰ型ＧａＡｌＡｓから成り
層厚０．５μｍである。第１のクラッド層２１の下部に
形成されたストライプ溝２２の底面は電流阻止層１９を
突き抜け、Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層１８の中に位置してい
る。活性層２３は第１のクラッド層２１の上に形成さ
れ、アルミ混晶比０．１２のＧａＡｌＡｓから成り、層
厚０．１μｍであり、発光波長７８０ｎｍである。第２
のクラッド層２４は活性層２３の上に形成され、混晶比
０．５のＮ型ＧａＡｌＡｓから成り層厚４μｍである。
キャップ層１１と第１、第２の電極１２、１３は第１実
施例で示したものと同じである。この様に、Ｇａ1-ZＡ
ｌZＡｓ層１８のアルミ混晶比は半導体レーザの発光波
長に相当する混晶比、すなわち活性層２３の混晶比以上
に設けられる。
【００１２】上述の様に、本実施例の半導体レーザはス
トライプ溝２２を活性層２３の混晶比以上の混晶比を有
するＧａ1-ZＡｌZＡｓ層１８の途中まで位置する様に形
成される。故にストライプ溝２２の底面が高い混晶比の
Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層１８に接触するので、この底面に於
ける光吸収がなくなる。その結果、光吸収による底面の
破壊がなくなり寿命が長くなる。具体的には、この半導
体レーザを出力３０ｍｗで室温連続発振させた時、試験
品の約８０％が約２００００時間のレーザ発振を達成し
た。この様に、本実施例の如くストライプ溝２２の底面
を高い混晶比のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層１８に接触させる手
段は、本実施例の様なＶＳＩＳ型レーザにのみ適用され
るのではなく、第１実施例で述べた端面非注入型レーザ
にも適用できる。その実施例を以下に述べる。
トライプ溝２２を活性層２３の混晶比以上の混晶比を有
するＧａ1-ZＡｌZＡｓ層１８の途中まで位置する様に形
成される。故にストライプ溝２２の底面が高い混晶比の
Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層１８に接触するので、この底面に於
ける光吸収がなくなる。その結果、光吸収による底面の
破壊がなくなり寿命が長くなる。具体的には、この半導
体レーザを出力３０ｍｗで室温連続発振させた時、試験
品の約８０％が約２００００時間のレーザ発振を達成し
た。この様に、本実施例の如くストライプ溝２２の底面
を高い混晶比のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層１８に接触させる手
段は、本実施例の様なＶＳＩＳ型レーザにのみ適用され
るのではなく、第１実施例で述べた端面非注入型レーザ
にも適用できる。その実施例を以下に述べる。
【００１３】端面破壊と光吸収の両方を防止するため
に、本発明の第３実施例を図４に従い説明する。図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本実施例に係る半導体レーザ
の端面近傍の断面図と中央近傍の断面図である。これら
の図に於て、Ｐ型ＧａＡｓから成る第１導電型の半導体
基板１の上に、第１導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層２５
と、その上に第２導電型のＧａ1-XＡｌXＡｓ層２６とそ
の上に第２導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層２７から成る電
流阻止層２８が形成される。Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層２５は
混晶比０．１のＰ型ＧａＡｌＡｓから成り、層厚１μｍ
である。Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層２６は混晶比０．１のＮ型
ＧａＡｌＡｓから成り、層厚０．１μｍである。Ｇａ
1-YＡｌYＡｓ層２７はＧａ1-XＡｌXＡｓ層２６に比べて
アルミ混晶比が少なく、例えばＮ型ＧａＡｓから成り、
層厚１．２μｍである。第１のクラッド層２９は電流阻
止層２８の上に形成され、混晶比０．４のＰ型ＧａＡｌ
Ａｓから成り、層厚０．５μｍである。第１のクラッド
層２９の下部に形成されたストライプ溝３０の底面は端
面近傍に於て、Ｎ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層２６の表面に位
置し、中央近傍に於てＰ型Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層２５の中
に位置している。活性層９、第２のクラッド層１０、キ
ャップ層１１、第１、第２の電極１２、１３は第１実施
例で示したものと同じである。この様にＰ型Ｇａ1-ZＡ
ｌZＡｓ層２５のアルミ混晶比は活性層９の混晶比以上
に設けられる。これらの層によって半導体レーザが構成
される。
に、本発明の第３実施例を図４に従い説明する。図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本実施例に係る半導体レーザ
の端面近傍の断面図と中央近傍の断面図である。これら
の図に於て、Ｐ型ＧａＡｓから成る第１導電型の半導体
基板１の上に、第１導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層２５
と、その上に第２導電型のＧａ1-XＡｌXＡｓ層２６とそ
の上に第２導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層２７から成る電
流阻止層２８が形成される。Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層２５は
混晶比０．１のＰ型ＧａＡｌＡｓから成り、層厚１μｍ
である。Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層２６は混晶比０．１のＮ型
ＧａＡｌＡｓから成り、層厚０．１μｍである。Ｇａ
1-YＡｌYＡｓ層２７はＧａ1-XＡｌXＡｓ層２６に比べて
アルミ混晶比が少なく、例えばＮ型ＧａＡｓから成り、
層厚１．２μｍである。第１のクラッド層２９は電流阻
止層２８の上に形成され、混晶比０．４のＰ型ＧａＡｌ
Ａｓから成り、層厚０．５μｍである。第１のクラッド
層２９の下部に形成されたストライプ溝３０の底面は端
面近傍に於て、Ｎ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層２６の表面に位
置し、中央近傍に於てＰ型Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層２５の中
に位置している。活性層９、第２のクラッド層１０、キ
ャップ層１１、第１、第２の電極１２、１３は第１実施
例で示したものと同じである。この様にＰ型Ｇａ1-ZＡ
ｌZＡｓ層２５のアルミ混晶比は活性層９の混晶比以上
に設けられる。これらの層によって半導体レーザが構成
される。
【００１４】上述の様に、端面近傍に於てストライプ溝
３０の底面がＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層２６の表面で確実
に止まるから、端面で電流が流れず、端面破壊が起こら
ないので、長寿命が得られる。更に中央近傍に於てスト
ライプ溝３０の底面が活性層９より高い混晶比を有する
Ｐ型Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層２５に接触し、この底面に於け
る光吸収がなくなり、底面の破壊がなくなり長寿命が得
られる。具体的には、この半導体レーザを出力１００ｍ
ｗで室温連続発振させた時、試験品の約９５％が約２０
０００時間のレーザ発振を達成した。
３０の底面がＮ型Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層２６の表面で確実
に止まるから、端面で電流が流れず、端面破壊が起こら
ないので、長寿命が得られる。更に中央近傍に於てスト
ライプ溝３０の底面が活性層９より高い混晶比を有する
Ｐ型Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層２５に接触し、この底面に於け
る光吸収がなくなり、底面の破壊がなくなり長寿命が得
られる。具体的には、この半導体レーザを出力１００ｍ
ｗで室温連続発振させた時、試験品の約９５％が約２０
０００時間のレーザ発振を達成した。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上述の様に、端面近傍に於てス
トライプ溝を第２導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を突き抜
けて、第２導電型のＧａ1-XＡｌXＡｓ層の表面に位置す
る様に形成する。故にストライプ溝の底面が第２導電型
のＧａ1-XＡｌXＡｓ層の表面で確実に止まり、端面近傍
で電流が流れないので、端面破壊が起こらないから長寿
命が得られる。更に中央近傍に於てストライプ溝の底面
を半導体基板の表面に留める事により、ストライプ溝は
端面近傍と中央近傍に於て段差が小さくなる。故にこの
上の第１、第２のクラッド層と活性層の段差も小さくな
るので、応力歪がなくなり更に寿命が長くなる。また本
発明はストライプ溝の底面を活性層のアルミ混晶比以上
の第１導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層に接触させる。故に
この底面に於ける光吸収をなくし、底面の破壊がなくな
り寿命が長くなる。
トライプ溝を第２導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層を突き抜
けて、第２導電型のＧａ1-XＡｌXＡｓ層の表面に位置す
る様に形成する。故にストライプ溝の底面が第２導電型
のＧａ1-XＡｌXＡｓ層の表面で確実に止まり、端面近傍
で電流が流れないので、端面破壊が起こらないから長寿
命が得られる。更に中央近傍に於てストライプ溝の底面
を半導体基板の表面に留める事により、ストライプ溝は
端面近傍と中央近傍に於て段差が小さくなる。故にこの
上の第１、第２のクラッド層と活性層の段差も小さくな
るので、応力歪がなくなり更に寿命が長くなる。また本
発明はストライプ溝の底面を活性層のアルミ混晶比以上
の第１導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層に接触させる。故に
この底面に於ける光吸収をなくし、底面の破壊がなくな
り寿命が長くなる。
【図１】本発明の第１実施例に係る半導体レーザの斜視
図（ａ）と、それのＡＡ断面図（ｂ）と、それのＢＢ断
面図（ｃ）である。
図（ａ）と、それのＡＡ断面図（ｂ）と、それのＢＢ断
面図（ｃ）である。
【図２】本発明の第１実施例に係る半導体レーザの要部
製造工程図である。
製造工程図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る半導体レーザの断面
図である。
図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る半導体レーザの端面
近傍の断面図（ａ）と、中央近傍の断面図（ｂ）であ
る。
近傍の断面図（ａ）と、中央近傍の断面図（ｂ）であ
る。
【図５】従来の半導体レーザの端面近傍の断面図（ａ）
と、中央近傍の断面図（ｂ）である。
と、中央近傍の断面図（ｂ）である。
１ 半導体基板 ２、１９、２８ 電流阻止層 ３、２６ 第２導電型のＧａ1-XＡｌXＡｓ層 ４、２７ 第２導電型のＧａ1-YＡｌYＡｓ層 ６、２２、３０ ストライプ溝 ７ 端面近傍 ８ 中央近傍 １８、２５ 第１導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と、その上に形
成された第２導電型のアルミ混晶比の大きいＧａ1-XＡ
ｌXＡｓ層とその上に形成された１つ又は複数の第２導
電型のアルミ混晶比の小さいＧａ1-YＡｌYＡｓ層（Ｘ＞
Ｙ≧０）とから成る電流阻止層と、底面が端面近傍に於
て前記Ｇａ1-XＡｌXＡｓ層の表面に位置し中央近傍に於
て前記半導体基板の表面又はその中に位置する様に形成
されたストライプ溝とを具備した事を特徴とする半導体
レーザ。 - 【請求項２】 第１導電型の半導体基板と、その上に形
成されかつ発光波長に相当するアルミ混晶比以上のアル
ミ混晶比を有する第１導電型のＧａ1-ZＡｌZＡｓ層と、
その上に形成された第２導電型の電流阻止層と、底面が
少なくとも中央近傍に於て前記Ｇａ1-ZＡｌZＡｓ層の中
に位置する様に形成されたストライプ溝とを具備した事
を特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21222191A JP2957768B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21222191A JP2957768B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555688A JPH0555688A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2957768B2 true JP2957768B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16618954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21222191A Expired - Lifetime JP2957768B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957768B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP21222191A patent/JP2957768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0555688A (ja) | 1993-03-05 |
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