JPH0537072A - 半導体レーザ素子 - Google Patents

半導体レーザ素子

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JPH0537072A
JPH0537072A JP18988091A JP18988091A JPH0537072A JP H0537072 A JPH0537072 A JP H0537072A JP 18988091 A JP18988091 A JP 18988091A JP 18988091 A JP18988091 A JP 18988091A JP H0537072 A JPH0537072 A JP H0537072A
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JP
Japan
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layer
face
light
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semiconductor laser
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JP18988091A
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English (en)
Inventor
Taiji Morimoto
泰司 森本
Takashi Ishizumi
隆司 石住
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 戻り光雑音を抑制できる上、熱放散効率を良
くして信頼性を向上できる半導体レーザ素子を提供す
る。 【構成】 チップ本体1の端面2aのレーザ光出射箇所
220の周囲に、活性層205よりも小さいバンドギャ
ップを有する半導体材料からなる光吸収層4,4を設け
る。上記端面2aと光吸収層4,4との間に、活性層20
5よりも大きいバンドギャップを有する半導体材料から
なり、上記端面全域を覆う窓層3aを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザ素子に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザを応用した機器において
は、いわゆる戻り光雑音を低減することが一般的な課題
となっている。図7に示すように、例えば光ピックアッ
プの場合、半導体レーザ素子700がレーザ光出射面7
00aから出射したレーザ光L1は光ディスク701に入
射し、光ディスク701に反射されて、再び半導体レー
ザ素子700側に戻って来る。この戻って来たレーザ光
(以下、「戻り光」という。)L2は、半導体レーザ素子7
00(図8に内部構造を示す)に取り込まれて、活性層8
15のキャリア濃度を乱し、発振縦モードや光出力を変
動させる(戻り光雑音)。また、戻り光L2は光出射時に
比して一般に大きな光ビーム径で戻って来るため、活性
層815を挟むクラッド層814,816にも入射す
る。クラッド層814,816は戻り光L2に対して透明
に構成されているため、入射した戻り光L2はクラッド
層814,816内部を伝搬する。そして、活性層81
5内のレーザ光と干渉を起こして、戻り光雑音を増大さ
せる。
【0003】このような現象を防ぐために、従来の半導
体レーザ素子700は、図8中に示すように、レーザ光
出射端面700aのうちレーザ光を発する箇所(活性層8
15内で、電流挟窄層812に形成されたストライプ状
溝813近傍の箇所)820の周囲に高反射率を有する
誘電体膜804,804を設けている。これにより、戻
り光L2がクラッド層814,816に入射する量を抑え
て、戻り光雑音を抑制するようにしている。なお、80
3,806は、チップ本体800を保護するために端面
700a,700b全域に設けた誘電体膜(低反射率のも
の)を示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体レーザ素子700は、端面700a,700b
全域を熱伝導の悪い誘電体膜803,804,806で覆
っているため、熱放散効率が低下して、この結果、信頼
性が損なわれるという問題がある。
【0005】そこで、この発明の目的は、戻り光雑音を
抑制できる上、熱放散効率を高レベルに維持でき、した
がって信頼性を向上できる半導体レーザ素子を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の半導体レーザ素子は、レーザ発振を行う
活性層を含む半導体層からなり、上記半導体層の端面の
うちの特定箇所からレーザ光を出射するチップ本体と、
上記活性層よりも小さいバンドギャップを有する半導体
材料からなり、上記チップ本体の上記端面のうち上記レ
ーザ光を出射する箇所の周囲を覆う光吸収層と、上記活
性層よりも大きいバンドギャップを有する半導体材料か
らなり、上記チップ本体の上記端面と上記光吸収層との
間に設けられ上記端面全域を覆う窓層を備えたことを特
徴としている。
【0007】
【作用】半導体レーザ素子が出射したレーザ光が光ディ
スク等によって反射されて、従来と同様にレーザ光を出
射した端面に戻って来るものとする。ここで、上記端面
を覆っている光吸収層は、チップ本体を構成する活性層
よりもバンドギャップが小さい半導体材料からなるの
で、戻り光を効果的に吸収する。したがって、チップ本
体(主としてクラッド層)に取り込まれる戻り光の量が制
限され、戻り光雑音が低減される。しかも上記端面と光
吸収層との間に設けられた窓層は、上記端面における発
振レーザ光の吸収を抑制してレーザ発振を安定させると
共に、従来の誘電体膜に比して高い熱伝導率で熱放散を
行う。したがって、安定な高出力動作を行うことができ
る上、信頼性が向上する。
【0008】
【実施例】以下、この発明の半導体レーザ素子を図示の
実施例により詳細に説明する。
【0009】図1に示すように、この半導体レーザ素子
は、VSIS(Vチャネルド・サブストレート・インナ
ー・ストライプ)構造を有するチップ本体1と、このチ
ップ本体1の互いに対向する端面2a,2b全域を覆う窓
層3a,3bと、窓層3aの外側に設けられた光吸収層4,
4からなっている。上記チップ本体1は、p型GaAs基
板201と、ストライプ状溝203を有するn型GaAs
電流挟窄層202と、p型Ga0.55Al0.45Asクラッド層
204と、p型Ga0.86Al0.14As活性層205と、n型
Ga0.55Al0.45Asクラッド層206と、n型GaAsコン
タクト層207を備えている。上記活性層205のAl
混晶比0.14は発振波長780nmに相当する。窓層3
a,3bは、Ga1-xAlxAs(x>0.14)からなり、上記活
性層205よりも大きいバンドギャップを有している。
一方、光吸収層4,4は、Ga1-yAlyAs(y<0.14)か
らなり、上記活性層205よりも小さいバンドギャップ
を有している。この光吸収層4,4は、チップ本体1の
端面2aのうちレーザ光を出射する箇所220の両側に
分離して設けられている。
【0010】この半導体レーザ素子は次のようにして作
製される。まず、図3(a)に示すように、LPE(液相エ
ピタキシャル成長)法により、p型GaAs基板201上に
n型GaAs電流挟窄層202を0.8μmの厚さに成長す
る。この電流挟窄層202に基板201に至る幅3μ
m、深さ1.0μmのストライプ状溝203を化学エッチ
ングして形成する。この後、2回目のLPE成長を行っ
て、p型Ga0.55Al0.14Asクラッド層204を平坦部
(溝203が存在しない部分)で0.2μm、p型Ga0.86
l0.14As活性層205を0.06μm、n型Ga0.55Al0.
45Asクラッド層206を1μm、n型GaAsコンタクト
層207を2μmの厚さでそれぞれ連続的に成長させ
る。この成長が完了したウエハを劈開またはエッチング
して、図3(a)下側に示すようにバー(短冊)状200に
加工する(なお、同図(a)上側は1チップ分を示してい
る。)。次に、同図(b)に示すように、上記バー200の
端面2a,2bおよび上面2cに、MOCVD(有機金属化
学気相成長)法により、活性層204よりも混晶比の大
きいGa1-xAlxAs窓層210を0.1μm、活性層より
混晶比の低いGa1-yAlyAs光吸収層211を3μmの厚
さで積層成長する。例えば、窓層210の混晶比をx=
0.6に設定して、活性層205に対して十分大きいバ
ンドギャップを持たせて光吸収量が少なくなるようにす
る。一方、光吸収層211の混晶比をy=0に設定、す
なわちGaAsとして光吸収量が大きくなるようにする。
次に、図2(c),(d)に示すように、エッチングを行っ
て、窓層210,光吸収層211のうちバー200上面
に存する部分と、光吸収層211のうち端面3bに存す
る部分を除去する。また、光吸収層4のうちレーザ光出
射箇所220に存する部分を帯状にエッチングして除去
する。このとき、光吸収層4の下地となる窓層3aはチ
ップ本体1の端面2aがエッチングされるのを防止す
る。最後に、チップ本体1の上下に電極212,213
を形成する。
【0011】このようにした作製された半導体レーザ素
子は次のように動作する。端面2aから出射したレーザ
光が光ディスク等によって反射されて、従来と同様に上
記端面2aに戻って来るものとする。ここで、光吸収層
4,4は、活性層205よりもバンドギャップが大きく
設定されているので、戻り光を効果的に吸収する。した
がって、チップ本体1(主としてクラッド層204,20
6)に取り込まれる戻り光の量を制限でき、戻り光雑音
をを低減することができる。実際に、図2に示すよう
に、戻り光雑音RINを低減することができた。しか
も、レーザ光出射端面2aと光吸収層4,4との間に設け
た窓層3aは、上記端面2aにおける発振レーザ光の吸収
を抑制してレーザ発振を安定させると共に、従来の誘電
体膜に比して高い熱伝導率で熱放散を行う。したがっ
て、安定な高出力動作を長期間行うことができ、信頼性
を向上させることができる。
【0012】なお、図4に示すように、光吸収層404
を除去する領域(開口405)をレーザ出射箇所420の
形状に合わせ形成しても良い。このようにした場合、チ
ップ本体400に戻り光が取り込まれるのを更に効果的
に防止でき、戻り光雑音をより一層抑制することができ
る。
【0013】また、チップ本体は、図5に示すように電
流挟窄層516をクラッド層515で挟んだ構造として
も良い。この場合、まずLPE法により、クラッド層5
13,活性層514,クラッド層515aを順に積層す
る。次に、電流挟窄層516を成長した後、ストライプ
状溝517を形成する。次に、LPE法により上記クラ
ッド層515aと同一組成からなるクラッド層515bを
成長する。
【0014】また、チップ本体は、図6に示すようにメ
サ部616を有する構造としても良い。この場合、まず
LPE法により、InGaAlP系の材料を用いてクラッ
ド層613,活性層614,クラッド層615を順に積層
する。次に、クラッド層615を中央部をストライプ状
に残して両側をエッチングして、メサ部616を形成す
る。続いて、LPE法により、電流挟窄層617を成長
する。このとき、メサ部616の上面には結晶が成長せ
ず、メサ部616に沿ってストライプ状の電流経路を形
成することができる。なお、窓層603a,603bの組
成は例えば(Al0.65Ga0.35)0.5In0.5Pとし、光吸収
層604,604の組成はGa0.5In0.5P乃至GaAsと
する。
【0015】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体レーザ素子は、チップ本体の端面のレーザ光出射箇
所の周囲に活性層よりも小さいバンドギャップを有する
光吸収層を設け、かつ上記端面と光吸収層との間に活性
層よりも大きいバンドギャップを有し上記端面全域を覆
う窓層を設けているので、上記光吸収層によって戻り光
がチップ本体に取り込まれるのを制限でき、しかも上記
窓層によって高い熱伝導率で熱放散を行うことができ
る。したがって、戻り光雑音を抑制できる上、熱放散効
率を良くして信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例の半導体レーザ素子の構
造を示す斜視図である。
【図2】 上記半導体レーザ素子の戻り光雑音特性を示
す図である。
【図3】 上記半導体レーザ素子の作製工程を示す図で
ある。
【図4】 この発明の別の実施例の半導体レーザ素子の
構造を示す斜視図である。
【図5】 この発明の別の実施例の半導体レーザ素子の
構造を示す斜視図である。
【図6】 この発明の別の実施例の半導体レーザ素子の
構造を示す斜視図である。
【図7】 従来の半導体レーザ素子の動作を説明する図
である。
【図8】 従来の半導体レーザ素子の構造を示す斜視図
である。
【符号の説明】
1,400,500,600 チップ本体 2a,2b,402a,402b,502a,502b,602a,6
02b 端面 3a,3b,403a,403b,503a,503b,603a,6
03b 窓層 4,404,504,604 光吸収層 201 p型GaAs基板 202 n型GaAs電流挟窄層 203 ストライプ状溝 204 p型Ga0.55Al0.45Asクラッド層 205 p型Ga0.86Al0.14As活性層 206 n型Ga0.55Al0.45Asクラッド層 207 n型GaAsコンタクト層 220,420,520,620 レーザ光出射箇所

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 レーザ発振を行う活性層を含む半導体層
    からなり、上記半導体層の端面のうちの特定箇所からレ
    ーザ光を出射するチップ本体と、 上記活性層よりも小さいバンドギャップを有する半導体
    材料からなり、上記チップ本体の上記端面のうち上記レ
    ーザ光を出射する箇所の周囲を覆う光吸収層と、 上記活性層よりも大きいバンドギャップを有する半導体
    材料からなり、上記チップ本体の上記端面と上記光吸収
    層との間に設けられ上記端面全域を覆う窓層を備えたこ
    とを特徴とする半導体レーザ素子。
JP18988091A 1991-07-30 1991-07-30 半導体レーザ素子 Pending JPH0537072A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013503466A (ja) * 2009-08-26 2013-01-31 ナノプラス ゲーエムベーハー ナノシステムズ アンド テクノロジーズ レーザーミラー上に取り付けられた吸収体を備える半導体レーザー

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013503466A (ja) * 2009-08-26 2013-01-31 ナノプラス ゲーエムベーハー ナノシステムズ アンド テクノロジーズ レーザーミラー上に取り付けられた吸収体を備える半導体レーザー
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