JPH02174178A

JPH02174178A - 半導体レーザ素子

Info

Publication number: JPH02174178A
Application number: JP32815188A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Sasaki; 和明佐々木; Naohiro Suyama; 尚宏須山; Masafumi Kondo; 雅文近藤; Masaki Kondo; 正樹近藤; Taiji Morimoto; 泰司森本; Saburo Yamamoto; 三郎山本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1990-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は半導体レーザ素子に関し、特に光デイスクシス
テム等の光源に適している半導体レーザ素子に関する。

（従来の技術）近年、半導体レーザ素子はコンパクトディスク等の光デ
ィスクの光源として多用されている。このような用途に
用いられる半導体レーザ素子では、ディスクからの反射
光に依って光出力が変動し、所謂戻り光雑音が誘起され
るが、そのような雑音の強度は出来るだけ小さいことが
望ましい。戻り光雑音の強度を低下させるために、自動
発振と呼ばれる現象を利用した半導体レーザ素子が用い
られている。その−例を第゛１２図に示す。

第１２図の素子はＶ　Ｓ　Ｉ　Ｓ　（Ｖ−ｃｈａｎｎｅ
ｌｅｄ　５ｕｂｓｔｒａｔｅ　Ｉｎｎｅｒ　５ｔｒｉｐ
ｅ）レーザと称されるものであり、ｐ−ＧａＡｓ基板１
１上に、１ｌ−ＧａＡＳ電流狭窄層１６、Ｐ　　Ｇ　ａ
＠、５Ａ　ｌ　ａ、ａｓＡ　ｓクラッド層１２、ｐ　　
Ｇ　ａｉ８ｓＡｌ　＠、１．Ａ　Ｓ活性層１３、ｎＧ　
ａ　１１．ｓｓＡ　ｌ　ｓ、４ｓＡ　ｓクラッド層１４
、ｎ−ＧａＡｓキャップ層１５が積層されている。また
、２１はｐ側電極、２２はｎ側電極である。電流狭窄層
１６の表面から基板１１に達するＶ字形溝２３によって
ストライプ状の電流路が形成されており、活性層１３の
７１Ａ２３上の領域が発振領域となるようにされている
。

このような構造の半導体レーザ素子では、ｐ−クラッド
層１２の溝２３外での厚さｄ、を、例えば０．３ａｍと
し、活性層１３の厚さｄ２を０．１２μｍとすることに
より、溝２３の内側と外側での屈折率差Δｎを３Ｘ１０
−３程度に設定している。

このため、活性Ｎ１３に注入されたキャリアが空間的及
び時間的に揺らぎ易くなり、自動発振が起こる。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の半導体レーザ素子では、クラッド層
１２の講２３外での厚さｄｌ及び活性層１３の厚さｄ２
と制御することによって、自動発振を起こさせ、戻り光
雑音の低減を図っている。しかし、このような構成は、
溝２３の外に於いて活性層１３からの光を基板側の層１
６及び１１が吸収することによって導波路が形成される
所謂ロスガイド構造となっているため、発振閾値電流が
大きくなる（例えば共振器長を２５０μｍとした場合、
約４５ｍＡ以上）、また、このような活性層１３の厚さ
ｄ２が大きいダブルへテロ構造では、注入キャリアによ
る屈折率変化の割合が比較的大きく、自動発振を生ずる
出力範囲が狭い。

更に、上述のような従来の半導体レーザ素子の成長方法
としては、ＬＰＥ法が主として用いられている。そのた
め、ウェハ内でのクラッド層１２の厚さ及び活性層１３
の厚さの不均一性が大きく、自動発振を生ずる素子が作
製される又は出現する確率（歩留り）が小さいという問
題がある。

一方、発振閾値電流３小さくするために量子井戸構造を
用いた半導体レーザ素子が提案されている。第１３図＜
ａ）にその代表例の断面精成を、同図（ｂ）にその活性
層近傍のＡｌ混晶比の分布図を示す。

この例示の半導体レーザ素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板１上
に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−Ｇ　ａ＠、３Ａ　
ｌ　９．ＴＡ　Ｓクラッド層３、Ａ１混晶比Ｘを０７か
ら０，１８に徐々に変化させたグレーデッドインデック
ス型のＧａ＋−、Ａｌ工Ａｓ光ガイド層４（厚さ０．２
μｍ）、ＧａＡｓ単一量子井戸活性層５（厚さ６０人）
、Ａ１混晶比Ｘを０．１８から０．７に徐々に変化させ
たグレーデッドインデックス型のＧａ、□ＡＩ、Ａｓ光
ガイド層６（厚さ０．２μｍ）、ｐ　−Ｇ　ａ＠、３Ａ
　Ｉ　ｌ１７ＡＳクラツドＮ７、ｐ−ＧａＡｓキャップ
層８を形成し、ｄ　ｗ　＝　３μｍのリッジ状領域２４
を残して絶縁膜９及び電極２１．２２が形成されている
。

ｐ−クラッド層７のリッジ状領域２４外の厚さｄｅｌ、
ｔｏ、１５μｍとされている。

このような構造の場合、共振器長２５０μｍで発振閾値
は５ｍＡと小さな値が得られているが、厚さｄｃを０．
１５μｍと小さく設定しているので、リッジ内外の屈折
率差Δｎは１×１０−２以上と大きな値になる。また、
量子井戸構造のバリアとして機能している光ガイド層４
．６の活性層５に隣接する部分の混晶比０．１８とクラ
ッド層３．７の混晶比０．７との差が大きいため、光は
活性層５と光ガイド層４．６の内部に強く閉じ込められ
る。従って、発振スペクトルはシングルモードになり易
く、戻り光に対して雑音が発生し易くなり、このような
構造の半導体レーザ素子は光デイスクシステムの光源と
しては適していない。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、
低閾値で発振し、広い出力範囲で自励発振を生じ、しか
も高い歩留りで製造し得る構成を有する、戻り光雑音の
小さい半導体レーザ素子を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の半導体レーザ素子は、半導体基板上に形成され
た、第１のクラッド層と、第１の光ガイド層と、量子井
戸構造の活性層と、第２の光ガイド層と、第２のクラッ
ド層とを有する積層構造、及び該積層構造の上方に形成
されたストライプ状の電流注入領域を備え、該電流注入
領域内外の屈折率差に基づく屈折率導波路が形成されて
おり、該電流注入領域の幅が２〜５μｍであり、該第２
のクラッド層のクラッド層の該を流注入領域外での厚さ
が０．２〜０．６μｍであり、該第１及び第２の光ガイ
ド層の該活性層に接する部分と該第１及び第２のクラッ
ド層との間の屈折率差が０．０６５〜０．２０とされて
おり、そのことにより上記目的が達成される。

（作用）本発明の半導体レーザ素子に於いては、屈折率導波路の
Δｎを適切な値に設定することができるため、活性層に
注入されたキャリアが時間的及び空間的に振動し、自励
発振が生じる。また、活性層を量子井戸構造としている
ため、注入キャリアによる活性層の屈折率の変化が小さ
くなり、導波路内外の屈折率差Δｎの設定が出力によっ
て大きく変化することはない、それ故、本発明の半導体
レーザ素子に於いては、広い出力範囲に互って自励発振
が生ずるようになる。

活性層の量子井戸構造のバリアとして機能する第１及び
第２の光ガイド層の該活性層に接する部分と該第１及び
第２のクラッド層との間の屈折率差が０．０６５〜０．
１６と小さくされているので、光が活性層と光ガイド層
の中に適度に閉じ込まるようになる。従って、自励発振
を妨げるようなセルフフォーカシングは生じない。

光ガイド層としては、単一Ａｌ混晶比のもの或は所謂グ
レーデッドインデックス型のどちらを用いてもよい。こ
のような光ガイド層を有し、活性層が量子井戸構造とさ
れていることに加えて、光吸収領域（前述の第１２図に
示す従来例では、電流狭窄層１６及び基板１１）が存在
しないので、発振閾値電流が小さくなる。

更に、本発明の半導体レーザ素子は、層厚を精密に制御
し得るＭＢＥ法又はＭＯＣＶＤ法によって製造できるの
で、自励発振を生ずる素子の出現率が従来のものに比べ
て非常に大きくなる。

（実施例）本発明を実施例について以下に説明する。

本発明の第１の実施例の断面構成を第１図（ａ）に示す
０本実施例の半導体レーザ素子の製造工程を第２図及び
第３図を用いて説明する。先ず、（１００）面方位を有
するｎ−ＧａＡｓ基板１上にＭＢＥ法を用いて超格子バ
ッファ層２を形成し、Ｓｔドープ（１゜Ｑｘ　１０”ｃ
ｍ−３）ｎ−Ｇａ＠、５Ａ　Ｉ　８５Ａ　ｓクラッド層
３を１μｍの厚さに積層した０次に、Ａｌ混晶比Ｘを０
．５から０．３５に徐々に変化させたグレーディッドイ
ンデックス型のノンドープＧａ、−、ＡｌｘＡｓ光ガイ
ド層４（厚さ０．１５μｍ）、３個のＧ　ａ＠、ｔｅＡ
　！　ｅ、＋２Ａ　Ｓ井戸層（厚さ７０人）及び２個の
Ｇ　ａ＠、６６Ａ　ｌ　、、、、Ａ　ｓバッフ層（厚さ
４０人）を有する多重量子井戸構造のノンドープ活性／
１５、Ａｔ混晶比Ｘを０．３５から０．５に徐々に変化
させたノンドープＧａ＋−，ＡＩ、Ａｓ光ガイド層６（
厚さ、０．１５μｍ）、Ｂｅドープ（１，０ＸＩＯ”ｃ
ｍ−”）ｐ　−Ｇ　ａ、、５Ａ　ｌ　＠、６Ａ　ｓクラ
ッド層７（厚さ１μｍ）、及びＢｅドープ（３，ＯＸ　
１０”ａｍ−’）ｐ−ＧａＡＳキャップ層８（厚さ１μ
ｍ）を順次積層し第２図に示す積層構造を形成した。活
性層５、光ガイド層４．６及びクラッド層３．７のＡｔ
混晶比の分布図を第１図（ｂ）に示す、このような構成
では、活性層５の量子井戸構造のバリアとして機能する
光ガイド層４．６に接する部分（Ｇａ＠、ａｓＡ　ｌ　
１．３ｓＡ　Ｓ　）の波長７８０ｎｍのレーザ光に対す
る屈折率と、両クラッド層（Ｇ　ａ　、５Ａ　ｌ　、、
６Ａｓ）３．７の屈折率との差は０．１０と小さくなっ
ている。

その後、ウェットエツチング又はＲＩＢＥを用いたドラ
イエツチングにより、リッジ状の領域３１が残るように
ｐ−キャップ層８とｐ−クラッド層７とをｐ−クラッド
層７の途中まで（リッジ状領域３１外でのｐ−クラッド
層７の厚さｄｃが０．３μｍとなるように）除去する。

電流通路となるリッジ状領域３１の幅ｄＷは３μｍとし
た（第３図）。

リッジ状領域３１の上面の電流通路となる部分以外ニ、
Ｓ　ｉ　Ｎ　ａ絶縁膜９　ヲＰ　　ＣＶ　Ｄ　法、スハ
ッタリング法、又は電子ビーム蒸着法等により形成した
。その後、基板１をラッピングして１００μｍ程度の厚
さにする。ｎ１ｌｌｔ極２２としてＡｕＧｅ　／　Ｎ　
ｉを、ｐ側電ｆ！２１としてＡ　ｕ　Ｚ　ｎ　／　Ａ　
ｎを蒸着して第１図（ａ）に示す積層構造を形成した。

合金化処理（４５０℃）を施した後、共振器長が２５０
μｍとなるように弱開して本実施例の半導体レーザ素子
を得た。得られた素子を基板１側を下にしてヒートシン
クにマウントし、素子特性を調べた０本実施例の素子は
２０ｍＡという小さな閾値電流で発振した０発振波長は
７８５ｎｍであった。第４図に示す出力３ｍＷ時の発振
スペクトルから明らかなように、マルチモードで発振し
ており、その１本のスペクトル幅は１．３０人であり、
自励発振による幅広化が生じている。尚、この時の自動
発振周波数は１．２Ｇ）（Ｚであり、自動発振は出力２
ｍＷから１７ｍＷの広い範囲で観測された。

第５図に、戻り光量を変化させた時の相対雑音強度（Ｒ
ＩＮ）を示す、これは、測定周波数７２０ｋＨｚ、バン
ド幅１０ｋＨｚ、光路長３０ｍｍの条件下で測定したも
のである。第５図から明らかなように、本実施例によれ
ば、戻り光量３％以下では、相対雑音強度は一１３５ｄ
Ｂ／Ｈｚ以下に抑制され、良好な雑音特性が得られた。

このような特性を有する素子の出現率は１ウェハ当り約
７０％であった尚、上述の実施例では、ｐ−クラッド層７の厚さｄｃを
０．３ａｍとしたが、厚さｄｃを０．２〜０．６μｍの
範囲のどの値としても自動発振が観測された。例えば、
ｄｃ＝０．２μｍとした場合には、発振閾値電流は１７
ｍＡであり、出力３〜１９ｍＷで自動発振した。ｄｃ＝
０．４μｍとした場合には、発振閾値電流は２２ｍＡで
あり、１．５ｍＷ以上の出力で自動発振した。また、ｄ
ｃ＝０．６μｍとした場合には、発振閾値電流は２６ｍ
Ａであり、出力１ｍＷ以上で自励発振した。

リッジ状領域３１の幅ｄＷに付いても、２〜５μｍの範
囲の値で自動発振が観測された。リッジ状領域３１の幅
ｄＷ（２μｍ≦ｄＷ≦５μｍ）とクラッド層７の厚さｄ
ｃ（０，２μｍ≦ｄｃ≦０．６μｍ）との組合せの態様
により、発振閾値電流及び自動発振の生ずる光出力は異
なる。

本発明の第２の実施例の断面構成を第６図（ａ）に示す
０本実施例では、（１１１）面方位を有するｎ−ＧａＡ
ｓ基板１の上にＳｉドープ（１，０Ｘ１ＯＩＩ１ｃｍ−
”）ｎ−ＧａＡＳバッファ層２を１μｍの厚さで形成し
た。その上に、Ｓｉドープ（１、ｏ×１０”ｃｍ−３）
ｎ−ＧａｇＳＡ　Ｉ＠５ＡＳクラッド層３（Ｈさ１μｍ
）、Ａ１混晶比Ｘを０．　５から０．３５に徐々に変化
させたノンドープＧａｐ−，Ａ１、Ａｓ光ガイド層４（
厚さ０．１５μｍ）、厚さＬＺ＝７０人のＧ　ａ＠、Ｂ
ＢＡ　Ｉ　ｅＩ２Ａ　５井戸層を有する単一量子井戸構
造の活性層５、Ａ１混晶比Ｘを０．３５から０．５に徐
々に変化させたノンドープＧａ＋−，ＡＩ、Ａｓ光ガイ
ド層６（厚さ０．１５μｍ）、Ｂｅドープ（１，０ＸＩ
Ｏ”ａｍ−３）ｐ　−Ｇ　ａ＠、５Ａ　ｌ　、、、Ａ　
Ｓクラッド層７（厚さ１μｍ）、及びＢｅドープ（３，
０ＸＩＯ”ｃｒｒｒ３）ｐ−ＧａＡｓキャップ層８（ｆ
ｆさ１μｍ）を順次積層した。

前述の第１の実施例と同様に、ｐ−キャップ層８とｐ−
クラッド層７とをｐ−クラッド層７の途中までエツチン
グ除去して、リッジ状領域３１を形成した０本実施例で
は、Ｓ　ｉ　Ｎ　ｒ絶縁膜９をリッジ状領域３１の上面
の一部分に残るように形成した１本実施例に於ける活性
層５、光ガイド層４．６及びクラッド層３，７のＡｔ混
晶比の分布図を第６図（ｂ）に示す。

リッジ状領域３１の幅ｄＷを３μｍ、リッジ状領域３１
外でのｐ−クラッド層７の厚さｄａを０．３μｍとした
場合には、発振閾値電流は１２ｍＡであり、２ｍＷ以上
の出力で自励発振が観測された。また、戻り光雑音レベ
ルは出力３ｍＷで１３５ｄＢ／Ｈｚ以下であり、良好な
戻り光雑音特性の素子が得られた。

本発明の第３の実施例を第７図（ａ）に示す０本実施例
は、前述の第１の実施例（第１図）と略同様の積層構造
を有しているが、クラッド層３．７はＧ　ａ　ｅ、ｚｓ
Ａ　ｌ　ｓ、ｓｓＡ　ｓで構成されており、多重量子井
戸構造の活性層５は４個のＧ　ａ、、ＨＡ　ｌ　＠、１
２Ａｓ井戸ＮＪ（厚さ６０人）及び３個のＧａ５５Ａｌ
ａ、、Ａｓバリア層（厚さ４０人）により構成されてい
る。また、Ｇａ１−ｘＡ　ｌ　ｔＡｓ光ガイド層４．６
のＡ１混晶比Ｘはそれぞれ０．５５から０．４に、０４
から０．５５に徐々に変化しており、この変化分に対応
した波長７８０ｎｍのレーザ光に対する屈折率差は０１
０と小さい。リッジ状領域３１は２本の溝３２．３２に
より形成し、ＳｉＮ、絶縁膜９はリッジ状領域３１の上
面以外に形成した０本実施例に於ける活性層５、光ガイ
ド層４．６及びクラッド層３．７のＡｌ混晶比の分布図
を第７図（ｂ）に示す。

このような構成に於いて、リッジ状領域３１の＠ｄＷを
４μｍ、リッジ状領域３１外でのρ−クラッド層７の厚
さｄｃを０．２５μｍとした場合には、発振閾値電流は
２０ｍＡであり、２ｍＷ以上の出力で自励発振が観測さ
れた（発振波長７８０ｎｍ）、　　また、戻り光雑音レ
ベルは出力２ｍＷ以上で−１３５ｄ　Ｂ　／　Ｈｚ以下
であった。

尚、活性層５の井戸層の数を２〜７個とし、バリア層の
数を１〜６個とした場合でも、発振閾値電流は１５〜２
５ｍＡであり、２ｍＷ乃至３ｍＷの出力で自励発振が観
測された。また、戻り光雑音レベルは−１３５ｄ　Ｂ　
／　Ｈｚ以下であった。

第４の実施例の断面構成を第８図（ａ）に示す。

（１００）面方位を有するｎ−ＧａＡｓ基板１上にＭＢ
Ｅ法を用いて超格子バッファ層２を形成し、ｎ−Ｇａ＠
、ｔｓＡ　ｌ＠、５ｓＡｓクラッド層３を１μｍの厚さ
に積層した０次に、Ａｌ混晶比Ｘを０，５５から０．３
５に徐々に変化させたグレーディッドインデックス型の
ノンドープＧａ＋−，ＡＩ、Ａｓ光ガイド層４（厚さ０
，２０μｍ、Ａｌ混晶比の変化分に対応した屈折率差は
０．１３）、３個のＧ　ａｓ　ｅｅＡ　ｌ　１１２Ａ　
Ｓ井戸層（厚さ６０人）及び２個のＧ　ａ＠、６ｓＡ　
ｌ　＋＋、３５Ａ　３バリア層（厚さ５０人）を有する
多重量子井戸構造のノンドープ活性層５、Ａｌ混晶比Ｘ
を０．３５から０．５５に徐々に変化させたノンドープ
Ｇａ１−ｘＡｌうＡｓ光ガイド層６（厚さ０．２０μｍ
）、ｐ　　Ｇ　ａ　＠４５Ａ　Ｉ　＠、６５ＡＳクラッ
ド層７（厚さ０．３μｍ）を形成した。クラッド１７の
上にｐ　　ＧＥＬ＠、ａＡｌＢ、２ＡＳバッファ層４１
（厚さ５０〜１００人）、ｐ　−Ｇ　ａ　（、、，６Ａ
６．５５ＡＳクラッド層１０、及びｐ−ＧａＡｓキャッ
プ層８を積層し、リッジ状領域３１を形成した。このリ
ッジ状領域３１の形成に於いては、アンモニア系エッチ
ャントによりＧａＡｓキャップ層８を、ＨＦ系エッチャ
ントによりクラッド層１０を選択的にエツチングした。

この後者のエツチングの際には、ｐ−Ｇａ、、、、、Ａ
　ＩＢ、２Ａｓバッファ層４１はエツチング停止層とし
て機能するので、リッジ状領域３１は左右対称となり制
御性良く形成された。尚、ｐ−Ｇ　ａ、、、Ａ　Ｉ　、
、２Ａ　ｓバッファ層４１の厚さは５０〜１００人であ
れば、核層の有無によるリッジ状領域３１内外での屈折
率差Δｎの変動は殆ど無い。

リッジ状領域３１の幅ｄＷを３．５μｍ、リッジ状領域
３１外でのｐ−クラッド層７の厚さｄｃを０．３μｍと
した場合には、発振閾値電流は１８ｍＡであり、２ｍＷ
以上の出力で自励発振が観測された。戻り光雑音レベル
は−１３５ｄ　Ｂ／）（２以下であった。また、このよ
うな素子の１ウェハ当りの出現率は８０％であった。

尚、本実施例では、クラッド層７．１０のＡｌ混晶比ｙ
と活性層５のバリア層のＡ１混晶比Ｘとの差Δｘ（＝ｙ
−ｘ）は０．２０としたが、ΔＸを０．１０−０．３０
の範囲（それに対応した屈折率差は０．０６５〜０．２
０）とすれば、自励発振が観測された。活性層５近傍の
構成を第８図（ｂ）と同様とし、自励発振が観測された
Ａｌ混晶比Ｘとｙの組合せ例を下記第１表に示す。

Ｏｌ　３５０、３５０、３５０、３５０、３５０、４００、４００、４００、４００、４５０、４５０．５，０第　　１　　表Ｏ２５００、５５０、４５０、６００、６５０、５００、５５０、６００、６５０、５５ｏ、　６５０、７０ ΔＸＯ９１５０、２００、１００、２５０、３゜Ｏ３１００、１５０、２００、２５０、１００、２００、２０リッジ状領域３１の形状は、第１乃至第４の実施例で例
示した各種形状の何れとしても良い、リッジ状領域３１
の幅ｄＷを２〜５μｍ、リッジ状領域３１外でのρ−ク
ラッド層７の厚さｄａを０．２〜０．６μｍの範囲とす
ることにより、上記Ａ１混晶比の各組合せ例に付いて自
励発振と低ノイズ特性とが観測された。

尚、上記Ａ１混晶比の各組合せ例に於いては、リッジ状
領域３１内外での屈折率差Δｎは３×１０−４〜ｌＸｌ
０−２の範囲内にある。Ａｌ混晶比の差ΔＸを０．３以
上（それに対応して屈折率差は０．２０以上）とした素
子を作製したが、それらに於いては自動発振は観測され
ず、殆どの素子はシングルモードで発振した。これは、
光を活性層と光ガイド層とに閉じ込め過ぎたために、セ
ルフフォーカシングによって屈折率差Δｎが大きくなり
過ぎたためと考えられる。

本発明の第５の実施例の活性層５近傍のＡ１混晶比分布
を第９図に示す６本実施例の断面構成は第１の実施例の
それと略同様であるが、光ガイド層４．６はＧ　ａ　ａ
８ｓＡ　ｌ　１１．ｔｓＡ　Ｓ　（厚さ０．１５μｍ）
の単一混晶比の層で構成し、クラッド層３．７はＧ　ａ
　ｅ、ｓＡ　ｌ　６．Ａ　ｓ層で構成した。

本実施例に於いても、リッジ状領域３１の幅ｄＷを２〜
５μｍの範囲内に、リッジ状領域３１外でのｐ−クラッ
ドＮ７の厚さｄｃを０．２〜０．６μｍの範囲内に設定
することにより、また、Ａ１混晶比の差ΔＸを０．１０
〜０．３０の範囲とすることにより、自励発振がｉｊ！
測された。ただし、自動発振する光出力値は、それらｄ
Ｗ、ｄａ及びΔＸの設定値の組合せにより異なっていた
。

また、クランド層７より上方の構成を前述の第２〜４の
各実施例のそれと同様にした場合でも、同様の結果が得
られた。

本発明の第６の実施例の断面構成分第１０図に示す、こ
の実施例は、第１の実施例と同様にしてリッジ状領域３
１を形成したｆ＆　（第３図）、ＭＯＣＶＤ法によりｐ
−Ｇａ、、、ｓＡ　１ｌ１５Ａｓクラッド層７の上に電
流侠９ｆｆ１としてｎ　　Ｇａ＠、４ＡＩｓ、ｓＡＳ埋
込層４２を形成してリッジ状領域３１の側面を埋め込み
、埋込層４２上の全面にρ−〇ａＡｓコンタクト層１０
ａを層成０ａものである。クラッド層７よりも大きなＡ
ｌ混晶比を有する埋込層４２は、リッジ状領域３１内外
での屈折率差へ〇を与える機能も果している。

このような構成に於いて、リッジ状領域３１外でのｐ−
クラッド層７の厚さｄｃを０．　３μｍとした場合には
屈折率差ΔｎはＩ　Ｘ　１０−’となり、２ｍＷ以上の
出力で自動発振が観測された。尚、厚さｄｃ及び屈折率
差Δｎを前述の範囲内の値とした場合、及び活性層５及
び光ガイド層４．６近傍の構成を前述の第２〜５の各実
施例のそれと同様にした場合でも、同様の結果が得られ
た。

本発明の第７の実施例の断面構成を第１１図に示す０本
実施例は、第１の実施例と同様にして第２図に示す積層
構造を形成した後、電流通路となるストライプ状領域３
１以外に１０トンを注入することにより高抵抗領域４３
が形成されたものである。ストライプ状領域３１の幅ｄ
Ｗ及び該領域３１外での高抵抗化されていないｐ−クラ
ッド層７部分の厚さｄａを前述の範囲内に設定した場合
には、自励発振が観測された。また、活性層及び光ガイ
ド層近務の構成を前述の第２〜５の各実施例のそれと同
様にした場合も同様であった。

（発明の効果）本発明の半導体レーザ素子は、このように、発振閾値が
低く、広い出力範囲で自励発振を生じ、戻り光雑音レベ
ルが小さいので、光デイスクシステムの光源としてｉ＆
適である。また、本発明の半導体レーザ素子は層厚制御
性に優れたＭＢＥ法又はＭＯＣＶＤ法によって製造する
ことができるため、自動発振の生ずる素子を高い歩留り
で製造することができる。

−’ｆｉ日第１図（ａ）は第１の実施例の断面図、同図（ｂ）はそ
の実施例の活性層近傍のＡ１混晶比の分布図、第２図及
び第３図は第１の実施ρ１の製造工程を説明するための
断面図、第４図は第１の実施例の発振スペクトルを示す
グラフ、第５図は第１の実施例の相対雑音強度（Ｒ４Ｎ
）を示すグラフ、第６図（ａ）は第２の実施例の断面図
、同図（ｂ）はその実施例の活性層近傍のＡ１混晶比の
分布図、第７図（ａ）は第３の実施例の断面図、同図（
ｂ）はその実施例の活性層近傍のＡ１混晶比の分布図、
第８図（ａ）は第４の実施例の断面図、同図（ｂ）はそ
の実施例の活性層近傍のＡｌ混晶比の分布図、第９図は
第５の実施例の活性層近傍のＡ１混晶比の分布図、第１
０図及び第１１図はそれぞれ第６及び第７の実施例の断
面図、第１２図は従来例の断面図、第１３図は他の従来
例の断面図である。

１・・・基板、２・・・超格子バッファ層、３．７・・
・クラッド層、４．６・・・光ガイド層、５・・・活性
層、８・・・キャップ層、９・・・ＳｉＮ４絶縁膜、３
１・・・リッジ状領域、４２・・・埋込層。

以上

Claims

【特許請求の範囲】

１、半導体基板上に形成された、第１のクラッド層と、
第１の光ガイド層と、量子井戸構造の活性層と、第２の
光ガイド層と、第２のクラッド層とを有する積層構造、
及び該積層構造の上方に形成されたストライプ状の電流
注入領域を備え、該電流注入領域内外の屈折率差に基づ
く屈折率導波路が形成されており、該電流注入領域の幅
が２〜５μｍであり、該第２のクラッド層の該電流注入
領域外での厚さが０．２〜０．６μｍであり、該第１及
び第２の光ガイド層の該活性層に接する部分と該第１及
び第２のクラッド層との間の屈折率差が０．０６５〜０
．２０である半導体レーザ素子。