JPH0537085A - Semiconductor laser device - Google Patents
Semiconductor laser deviceInfo
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- JPH0537085A JPH0537085A JP19140291A JP19140291A JPH0537085A JP H0537085 A JPH0537085 A JP H0537085A JP 19140291 A JP19140291 A JP 19140291A JP 19140291 A JP19140291 A JP 19140291A JP H0537085 A JPH0537085 A JP H0537085A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 InGaAlP系赤色半導体レーザ装置のス
ロープ効率を低下させると共に、ドループ特性を含めた
温度特性を改善して、使い易い半導体レーザ装置を提供
する点にある。
【構成】 本発明に係わる半導体レーザ装置は、四元混
晶を用いており、活性層とこれを挟んで設けるクラッド
層四元混晶のAl組成はX<0.6≦Wである。ここで
一方のそれがXであり、他方がWである。活性層の厚さ
は、0.03μm以下とし、少なくとも出射面を構成す
るミラー面の反射率を50%以上とするコ−ティング面
を形成する。この結果、スロープ効率の低下、ドループ
特性及び温度特性の改善ひいては信頼性の向上が達成で
きる。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device that is easy to use by reducing the slope efficiency of the InGaAlP-based red semiconductor laser device and improving the temperature characteristics including droop characteristics. The semiconductor laser device according to the present invention uses a quaternary mixed crystal, and the Al composition of the active layer and the clad layer quaternary mixed crystal sandwiching the active layer is X <0.6 ≦ W. Here one of them is X and the other is W. The thickness of the active layer is 0.03 μm or less, and a coating surface is formed so that the reflectance of at least the mirror surface constituting the emission surface is 50% or more. As a result, the slope efficiency can be reduced, the droop characteristics and the temperature characteristics can be improved, and the reliability can be improved.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置に係
わり、特に、レーザビームプリンタなどの情報処理装置
の光源に好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and in particular, is suitable for a light source of an information processing device such as a laser beam printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザ装置にあっては、光を有効
に利用するために、出射面側の反射率を劈開面と同等な
32%と同等以下にするのが一般的である。しかし、近
年670nm帯の波長域のレーザビームを出射するIn
GaAlP系の半導体レーザは、レーザビームプリンタ
の光源に利用されるようになっており、ドループ特性と
しては10%以下を満足することが要求されている。ま
た、この半導体レーザは、高感度の感光剤が使えるので
高速化・高精度化に適している利点が利用されている。2. Description of the Related Art In a semiconductor laser device, in order to effectively use light, it is general that the reflectance on the emitting surface side is equal to or less than 32% which is equivalent to that of the cleaved surface. However, in recent years, In which emits a laser beam in the wavelength range of 670 nm band
The GaAlP-based semiconductor laser is used as a light source of a laser beam printer, and it is required to satisfy droop characteristics of 10% or less. Further, since this semiconductor laser can use a high-sensitivity photosensitizer, it has an advantage that it is suitable for high speed and high precision.
【0003】この種の半導体レーザ即ち屈折率ガイド型
レーザSBR(Selectiv−ely Burie
d Ridge)の構造は、GaAs基板に同導電型及
び異導電型のクラッド層をこの順に重ねて形成し、クラ
ッド層の間に活性層を設置する。また、異導電型のクラ
ッド層の一部を除去してストライプ状の電流通路を形成
し、除去部分に電流ブロック層を堆積してから、電流通
路ならびに電流ブロック層にコンタクト層を設置して構
成する。This type of semiconductor laser, that is, a refractive index guide type laser SBR (Selective-ery Burie)
In the structure of d Ridge), a clad layer of the same conductivity type and a clad layer of a different conductivity type are stacked in this order on a GaAs substrate, and an active layer is provided between the clad layers. Further, a part of the different conductivity type clad layer is removed to form a stripe-shaped current path, a current block layer is deposited on the removed part, and then a contact layer is provided on the current path and the current block layer. To do.
【0004】この半導体レーザの特徴は、電流通路の形
成により活性層の一部に電流と光を閉じ込め、また、ク
ラッド層の組成としてAlが0.6以上とする点にあ
る。The characteristics of this semiconductor laser are that current and light are confined in a part of the active layer by forming a current path, and Al is 0.6 or more as a composition of the clad layer.
【0005】[0005]
【発明が解決しょうとする課題】以上のようにレーザプ
リンターの光源として使用する半導体レーザ装置は、数
十msecの定電流パルスを印加する間に、発熱により
半導体レーザの光出力が低下することが問題になってき
た。また、屈折率ガイド型レーザから成り、InGaA
lPを主体とする赤色半導体レーザは、熱伝導率が悪い
上に、無効電流の低減によりしきい値は下がっているも
のの、スロープ効率が高く、温度特性が悪い。更に、半
導体レ−ザのパルス駆動時に光出力が下がる現象を表す
特性として知られているドループ特性が、SBRレーザ
では、10%またはそれ以上あるので、レーザプリンタ
ーの光源用としての要求を満足することが難しかった。
更にまた、I−Lカーブにおけるスロープ効率も0.4
5(W/A)以上あり、パワーを一定にして駆動するこ
とが難しかった。As described above, in the semiconductor laser device used as the light source of the laser printer, the light output of the semiconductor laser may decrease due to heat generation while applying a constant current pulse of several tens of msec. It has become a problem. Also, it is composed of a refractive index guide type laser,
The red semiconductor laser mainly composed of 1P has a poor thermal conductivity and has a low threshold value due to the reduction of the reactive current, but has a high slope efficiency and a poor temperature characteristic. Furthermore, the SBR laser has 10% or more of the droop characteristic, which is known as a characteristic representing the phenomenon that the optical output decreases when the semiconductor laser is pulse-driven, and thus satisfies the requirement for the light source of the laser printer. It was difficult.
Furthermore, the slope efficiency on the IL curve is 0.4.
Since it was 5 (W / A) or more, it was difficult to drive with constant power.
【0006】本発明は、このような事情により成された
もので、特に、InGaAlP半導体レーザのスロープ
効率を低下し、ドループ特性を含めた半導体レーザ装置
の温度特性を改善して、使い易い半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made under such circumstances, and in particular, the slope efficiency of the InGaAlP semiconductor laser is reduced, the temperature characteristics of the semiconductor laser device including the droop characteristics are improved, and the semiconductor laser is easy to use. The purpose is to provide a device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】第1導電型の半導体基板
と,前記半導体基板に以下の順に重ねて形成する第1導
電型及び第2導電型のクラッド層と,前記両クラッド層
に挟まれて設置し厚さが0.03μm以下の活性層と,
前記第2導電型のクラッド層の一部を除去して残った部
分で形成するストライプ状の電流通路と,前記除去部分
を埋めて形成する電流ブロック層と,前記電流通路及び
電流ブロック層に積層して形成するコンタクト層と,前
記半導体基板及びコンタクト層の露出部分に形成する電
極と,前記電流通路の長辺、活性層、第1導電型及び第
2導電型のクラッド層に直交する結晶面から成りかつ、
レーザ光を利用する出射面側の反射率が50%以上のミ
ラ−面を具備する点に本発明に係わる半導体レーザ装置
の特徴がある。A semiconductor substrate of a first conductivity type, a clad layer of the first conductivity type and a second conductivity type formed on the semiconductor substrate in the following order, and sandwiched between the clad layers. And an active layer with a thickness of 0.03 μm or less,
A striped current path formed by removing a part of the second conductivity type clad layer and remaining, a current block layer formed by filling the removed part, and a current path and a current block layer And the electrode formed on the exposed portion of the semiconductor substrate and the contact layer, the long side of the current path, the active layer, and the crystal plane orthogonal to the first-conductivity-type and second-conductivity-type cladding layers. Consists of and
The semiconductor laser device according to the present invention is characterized in that it has a mirror surface having a reflectance of 50% or more on the emitting surface side that utilizes laser light.
【0008】更に、本発明に係わる半導体レーザ装置
は、前記活性層及びクラッド層は夫々In1-y Ga1-x
Alx )y Pと、In1-z (Ga1-w Alw )z Pから
成り,X<0.6≦Wである点にも特徴がある。Further, in the semiconductor laser device according to the present invention, the active layer and the clad layer are made of In 1-y Ga 1-x, respectively.
It is also characterized in that it is composed of Al x ) y P and In 1-z (Ga 1-w Al w ) z P, and X <0.6 ≦ W.
【0009】[0009]
【作用】本発明に係わる半導体レーザ装置は、ミラー面
側の反射率を50%以上、更に活性層の厚さを0.03
μm以下とすることによりスロープ効率の低下、ドルー
プ特性の改善、動作温度の改善ひいては信頼性が向上す
るとの事実を基に完成したものである。出射面側を構成
するミラー面には、反射率が50%以上になるように例
えばコーティングする。In the semiconductor laser device according to the present invention, the reflectance on the mirror surface side is 50% or more, and the thickness of the active layer is 0.03.
This is completed based on the fact that the slope efficiency is reduced, the droop characteristic is improved, the operating temperature is improved, and the reliability is improved by setting the thickness to be not more than μm. The mirror surface constituting the emitting surface side is coated, for example, so that the reflectance is 50% or more.
【0010】更に赤色半導体レーザとしての機能を発揮
するためには、第1及び第2クラッド層の組成を前者が
In1-y (Ga1-x Alx )y P、後者がIn1-z (G
a1- w Alw )z Pとし、その上X<0.6≦Wとする
ことが必要であるので、限定する。ただし、Y、Zはほ
ぼ0.5とすれば良いことを付記する。In order to further exhibit the function as a red semiconductor laser, the composition of the first and second cladding layers is In 1-y (Ga 1-x Al x ) y P for the former and In 1-z for the latter. (G
a 1- w Al w ) z P, and X <0.6 ≦ W is required, and therefore it is limited. However, it should be added that Y and Z may be set to approximately 0.5.
【0011】[0011]
【実施例】本発明に係わる一実施例を図1乃至図4を参
照して説明する。図1に斜視図に明らかにする屈折率ガ
イド型赤色レーザ(SBRレーザ)の主要部は、3回の
MOCVD法によるエピタキシャル法により作成する。
即ち、厚さがほぼ300μmのn型即ち第1導電型のG
aAs基板1に第1導電型のIn1-z (Ga0.3 Al
0.7 )z Pから成る厚さがほぼ1.2μmの第1クラッ
ド層2を堆積後、ノンドープのIn1-y (Ga1-x Al
x )y Pで構成し厚さ(図1にdact と表示)がほぼ
0.03μmの活性層3を堆積する。更に、第2導電型
のIn1-z (Ga0.3 Al0.7 )z Pから成る厚さがほ
ぼ1.2μmの第2クラッド層4を堆積する。更にま
た、その上に第2導電型のInGaP層12を0.00
5μm堆積する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The main part of the refractive index guide type red laser (SBR laser) which is shown in a perspective view in FIG. 1 is formed by three times of epitaxial methods by MOCVD.
That is, an n-type G having a thickness of approximately 300 μm, that is, a first conductivity type G
The first conductivity type In 1-z (Ga 0.3 Al) is formed on the aAs substrate 1.
After depositing the first cladding layer 2 made of 0.7 ) z P and having a thickness of approximately 1.2 μm, non-doped In 1-y (Ga 1-x Al
x ) deposit an active layer 3 composed of y P and having a thickness (denoted as d act in FIG. 1) of approximately 0.03 μm. Further, a second clad layer 4 made of In 1 -z (Ga 0.3 Al 0.7 ) z P of the second conductivity type and having a thickness of approximately 1.2 μm is deposited. Furthermore, a second conductivity type InGaP layer 12 is further formed thereon in an amount of 0.00
Deposit 5 μm.
【0012】この中で、ノンドープの活性層3と、第1
及び第2クラッド層2、4におけるAlに関する組成
は、請求範囲で前者がIn1-y Ga1-x Alx )y P、
後者がIn1-z (Ga1-w Alw )z Pと記載されてお
り、X<0.6≦Wとし、Y、Zはほぼ0.5とする。
このような組成において、赤色半導体レーザとしての機
能を十分に発揮するために、限定の根拠とする。Among these, the non-doped active layer 3 and the first
As for the composition of Al in the second cladding layers 2 and 4, the former is In 1-y Ga 1-x Al x ) y P in the claims.
The latter is described as In 1-z (Ga 1-w Al w ) z P, and X <0.6 ≦ W, and Y and Z are set to about 0.5.
In such a composition, in order to fully exhibit the function as a red semiconductor laser, it is the basis of limitation.
【0013】第2クラッド層2の露出面に、二酸化珪素
のエッチングマスクを被覆後、等方性エッチング処理に
より第2クラッド層2の一部を溶除して図1のWで表示
するストライプ状の電流通路5を形成する。その後、第
1導電型の厚さがほぼ0.5μmのGaAs6電流ブロ
ック層の一部をストライプ状電流通路5の側面を埋めて
堆積する。After the exposed surface of the second cladding layer 2 is covered with an etching mask of silicon dioxide, a part of the second cladding layer 2 is ablated by an isotropic etching process to form a striped pattern indicated by W in FIG. To form a current path 5. After that, a part of the GaAs6 current blocking layer of the first conductivity type having a thickness of approximately 0.5 μm is deposited so as to fill the side surface of the stripe-shaped current path 5.
【0014】この結果、第2導電型の電流ブロック層6
とストライプ状電流通路5の露出表面により構成する平
坦面に第2導電型で厚さがほぼ0.5μmのGaAsか
ら成るコンタクト層7を全面に堆積する。As a result, the second conductivity type current blocking layer 6 is formed.
Then, a contact layer 7 made of GaAs of the second conductivity type and having a thickness of about 0.5 μm is entirely deposited on the flat surface formed by the exposed surface of the stripe-shaped current path 5.
【0015】n型即ち第1導電型のGaAs基板1の厚
さは、積層構造体の各層の中で最も厚いが、図1では〜
印により省略していることを示した。更に、電流通路4
の幅Wが5μm、活性層3と電流ブロック層6との距離
hを0.2μmとする。The thickness of the n-type or first conductivity type GaAs substrate 1 is the thickest in each layer of the laminated structure, but in FIG.
The omission is indicated by a mark. Furthermore, the current path 4
Is 5 μm, and the distance h between the active layer 3 and the current block layer 6 is 0.2 μm.
【0016】その後、第1導電型のGaAs基板1側を
全体の厚さが100μmとなるまで研磨して薄くする。After that, the first conductivity type GaAs substrate 1 side is polished and thinned until the entire thickness becomes 100 μm.
【0017】次に基板1の露出面には、Au−Geから
成る電極8を、コンタクト層7の露出面いいかえれば積
層体の露出面には、Au−Znで構成する電極9を形成
後、ミラー面10用工程に移行する。Next, an electrode 8 made of Au-Ge is formed on the exposed surface of the substrate 1, and an electrode 9 made of Au-Zn is formed on the exposed surface of the contact layer 7, that is, the exposed surface of the laminated body. The process moves to the mirror surface 10 process.
【0018】ストライプ状電流通路5に直交する結晶面
いいかえれば基板1、第1及び第2活性層2、4、活性
層3、電流ブロック層6、ストラスプ状電流通路5及び
コンタクト層7の夫々の端面を劈開し、その上に図示し
ない誘電体多層膜を被覆してミラー面10とする。誘電
体多層膜としては、Al2 O3 /Si/Al2 O3 ;λ
/4×3)が適用可能であり、その他の材料としてSi
O2 /SiやSiO2 /SiNなどの組合わせも使用で
きる。これによりミラー面10の反射率は50%以上と
なる。In other words, the crystal planes orthogonal to the stripe-shaped current passages 5, in other words, the substrate 1, the first and second active layers 2, 4, the active layer 3, the current blocking layer 6, the strasp-shaped current passages 5, and the contact layer 7, respectively. The end face is cleaved, and a dielectric multilayer film (not shown) is coated thereon to form the mirror surface 10. As the dielectric multilayer film, Al 2 O 3 / Si / Al 2 O 3 ; λ
/ 4 × 3) is applicable, and Si is used as other materials.
Combinations of O 2 / Si and SiO 2 / SiN can also be used. As a result, the reflectance of the mirror surface 10 becomes 50% or more.
【0019】また、反射率50%以上のミラー面10
は、ストライプ状の電流通路5などに直交し、互いに対
向する結晶面に設置する必要なく、一方が反射率50%
以上のミラー面10であれば差支えがない。Further, the mirror surface 10 having a reflectance of 50% or more.
Does not need to be installed on crystal planes that are orthogonal to the stripe-shaped current path 5 and face each other, and one side has a reflectance of 50%.
The above mirror surface 10 makes no difference.
【0020】ミラー面10の反射率50%以上とするこ
とを説明するために示す図5及び図6は、ミラー面10
に対向するミラ−面11(図1参照)の反射率をパラメ
ータとし、両方の横軸に前面反射率を採り、縦軸には、
前者がスロープ効率、後者にしきい値を示した。従っ
て、両図に記載した%は、後面反射率を表している。FIGS. 5 and 6 shown to explain that the reflectance of the mirror surface 10 is 50% or more are shown in FIGS.
With the reflectance of the mirror surface 11 (see FIG. 1) facing to as the parameter, the front reflectance is taken on both horizontal axes, and the vertical axis is
The former shows the slope efficiency and the latter shows the threshold value. Therefore,% shown in both figures represents the back surface reflectance.
【0021】一方、半導体レーザ装置を使用するシステ
ムで要求するスロープ効率は、0.4W/A以下であ
る。On the other hand, the slope efficiency required in a system using a semiconductor laser device is 0.4 W / A or less.
【0022】ここで、相対向するミラー面10、11の
反射率を対称とする時の図5の曲線は、丁度0.4W/
Aのスロープ効率を示しており、ミラー面10の反射率
50%以上とすることの根拠となるものである。Here, the curve of FIG. 5 when the reflectances of the mirror surfaces 10 and 11 facing each other are symmetrical is exactly 0.4 W /
The slope efficiency of A is shown, which is the basis for setting the reflectance of the mirror surface 10 to 50% or more.
【0023】また、図6は、前面反射率が50%以上と
した時、後面反射率がどの程度に制御すれば良いかを示
すものである。後面反射率はしきい値に相関関係があ
り、これが低くなるとしきい値が高くなる傾向にある。
劈開面と同じ30%程度の反射率を目途にそれと同等の
反射損失となるように制御するならば、半導体レーザ装
置のしきい値に影響が及ばないと考えられる。FIG. 6 shows how much the rear surface reflectance should be controlled when the front surface reflectance is 50% or more. The back surface reflectance has a correlation with the threshold value, and the lower the reflectance, the higher the threshold value.
If the reflectance of about 30%, which is the same as that of the cleaved surface, is controlled to have a reflection loss equivalent to that, it is considered that the threshold value of the semiconductor laser device is not affected.
【0024】例えば前面を50%の反射率とし、後面反
射率が18%以上とするとしきい値が高くなることはな
い。For example, if the front surface has a reflectance of 50% and the rear surface has a reflectance of 18% or more, the threshold value will not increase.
【0025】このような半導体レーザは、劈開工程によ
り1チップに形成後、いわゆるJ−ダウン(Down)
方式即ち基板1を上方にする方式により9mmΦの外囲
器にマウントして半導体レーザ装置とする。Such a semiconductor laser is so-called J-Down after it is formed into one chip by a cleavage process.
A semiconductor laser device is obtained by mounting the substrate 1 on the envelope in a 9 mmΦ envelope.
【0026】このように本発明に係わる半導体レーザ装
置では、第2導電型のクラッド層の一部を除去して残っ
た部分でストライプ状の電流通路5を形成し、この除去
部分を埋めて電流ブロック層6を設置する。As described above, in the semiconductor laser device according to the present invention, a stripe-shaped current path 5 is formed by removing a part of the second conductivity type clad layer and removing the remaining part, and the stripped part is filled with a current. The block layer 6 is installed.
【0027】他の半導体レーザ構造としては、ゲインガ
イドのIS構造とすることも可能であり、その斜視図を
図2に示す。図面から判然とするように、図1のそれと
殆ど同じであり、具体的な数値もほぼ同一なので説明は
省略する。As another semiconductor laser structure, an IS structure of a gain guide can be used, and its perspective view is shown in FIG. As is clear from the drawing, it is almost the same as that of FIG. 1, and the concrete numerical values are also the same, so that the explanation will be omitted.
【0028】[0028]
【発明の効果】InGaAlP系から構成する四元混晶
の半導体レーザは、従来λ/2の厚さのコーティングを
したミラー面を備えており、活性層の厚さdact 0.0
6μmとするとスロープ効率≧0.45しきい値電流=
35mA、キンクレベルが14mW、CODレベルは約
15mW更にドループ特性が約10%が得られる。これ
に対して、Al2 O3 /Si/Al2 O3 (λ/4×3
層)の高反射被覆を施すと、反射率が約60%となる。The quaternary mixed crystal semiconductor laser made of InGaAlP has conventionally been provided with a mirror surface coated with a thickness of λ / 2, and the active layer has a thickness d act 0.0.
Slope efficiency ≧ 0.45 threshold current = 6μm =
35 mA, kink level of 14 mW, COD level of about 15 mW and droop characteristics of about 10% are obtained. On the other hand, Al 2 O 3 / Si / Al 2 O 3 (λ / 4 × 3
A high reflection coating of layer) gives a reflectance of about 60%.
【0029】図3は、電流を横軸に、光出力を縦軸に採
ってa、b、c型の半導体レーザの特性を示すものであ
る。aは、dact =0.06μm、Rf =Rr =32
%、bでは、dact =0.06μm、Rf =Rr =60
%、cは本発明に係わるもので、dact =0.03μ
m、Rf =Rr =60%である。FIG. 3 shows the characteristics of a, b, and c type semiconductor lasers in which the horizontal axis represents current and the vertical axis represents optical output. a is d act = 0.06 μm, R f = R r = 32
%, B, d act = 0.06 μm, R f = R r = 60
% And c relate to the present invention, and d act = 0.03 μ
m, R f = R r = 60%.
【0030】図3によると、従来の半導体レーザaの両
面反射率を60%としたbでは、スロープ効率が0.3
5、しきい値電流=27mAとなって、キンクレベルと
CODレベルが低下するのがはっきりと示されている。According to FIG. 3, when the double-sided reflectance of the conventional semiconductor laser a is 60%, the slope efficiency is 0.3.
5. It is clearly shown that the kink level and the COD level decrease with the threshold current = 27 mA.
【0031】これに対して、本発明に係わるCは、スロ
ープ効率が0.35であり、キンクレベルとCODレベ
ルは従来のaと同等である。On the other hand, the C according to the present invention has a slope efficiency of 0.35, and the kink level and COD level are the same as those of the conventional a.
【0032】これを図4により説明する。この図は、横
軸にミラー面反射率、縦軸に規格化パワー密度(×10
9 cm2 )を採り、ミラー面における活性層厚さが破壊
するパラメータとしてミラー面反射率の依存性を説明す
るものであり、活性層の厚さの差により規格化パワー密
度が違ってくることが判然としている。This will be described with reference to FIG. In this figure, the horizontal axis represents the mirror surface reflectance and the vertical axis represents the normalized power density (× 10
9 cm 2 ) is used to explain the dependence of the mirror surface reflectance as a parameter that destroys the active layer thickness on the mirror surface, and the normalized power density varies depending on the difference in the active layer thickness. Is clear.
【0033】ミラー面破壊が発生する点を示すCODレ
ベルは、ミラー面における内部光密度に依存する。図4
の縦軸として示す規格化パワー密度は、結晶内部光のそ
れを表しており、例えば内部パワー密度が5MW/cm
2 でCODが発生するレーザにおいて、10mW以上の
出力を出すには、規格化パワー密度を5×108 cm-2
以下にしなければならない。しかし、前面反射率を上げ
ると、内部に戻る光量が多くなり、規格化パワー密度は
増加する。The COD level indicating the point where the mirror surface destruction occurs depends on the internal light density on the mirror surface. Figure 4
The normalized power density shown as the vertical axis of the figure represents that of the light inside the crystal. For example, the internal power density is 5 MW / cm.
In order to produce an output of 10 mW or more in a laser that generates COD at 2 , the standardized power density is 5 × 10 8 cm -2
Must be: However, if the front surface reflectance is increased, the amount of light returning to the inside increases, and the normalized power density increases.
【0034】一方、活性層の厚さを薄くすると、クラッ
ド層への光のしみ出しが大きくなって、活性層における
内部光密度が小さくなる。On the other hand, when the thickness of the active layer is reduced, the amount of light leaking into the cladding layer is increased and the internal light density in the active layer is reduced.
【0035】キンクレベルは、ミラー面での光密度だけ
では、決まらないが、ミラー面の内部パワー密度に対し
てCODと同じ傾向を示す。The kink level is not determined only by the light density on the mirror surface, but shows the same tendency as COD with respect to the internal power density on the mirror surface.
【0036】従って前面反射率を上げることによりスロ
ープ効率を落とし、しきい値電流Itrを低下して温度特
性を改善することができる。Therefore, the slope efficiency can be lowered by increasing the front surface reflectance, and the threshold current Itr can be lowered to improve the temperature characteristics.
【0037】この時、キンクレベルとCODレベルが同
時に低下することになるが、活性層を薄くすることによ
り、内部のパワー密度を小さくすることにより補償する
ことが可能になる。At this time, the kink level and the COD level simultaneously decrease, but it is possible to compensate by reducing the internal power density by thinning the active layer.
【0038】図4に明らかなように、活性層の厚さd
act が0.03μmとすると、60%の高反射率にして
も、スロープ効率=0.35、Itr=30mA、キンク
レベル14mW、CODが15mW程度である。As is apparent from FIG. 4, the active layer thickness d
If act is 0.03 μm, slope efficiency = 0.35, I tr = 30 mA, kink level 14 mW, and COD is about 15 mW even with a high reflectance of 60%.
【0039】しかし、約5mWの光出力で使用するのに
は、実用上十分な値であり、50℃、5mWにおける動
作電流も従来の60〜70mAから40〜50mAに低
下するので、動作電流密度も下がり信頼性も大きく改善
できる。However, it is a practically sufficient value for use with an optical output of about 5 mW, and the operating current at 50 ° C. and 5 mW also drops from the conventional 60 to 70 mA to 40 to 50 mA. The reliability can be greatly improved.
【0040】このように、ミラー面反射率50%以上と
してかつ、活性層の厚さを薄くすることにより、ミラー
面におけるパワー密度を小さくした結果、スロープ効率
としきい値の低下、キンクレベルとCODレベルの向上
更にドループ特性の改善が達成でき、ひいては動作レベ
ル5mWでの信頼性も大幅に改善できる。As described above, the mirror surface reflectance is 50% or more and the thickness of the active layer is reduced to reduce the power density on the mirror surface. As a result, the slope efficiency and threshold are lowered, and the kink level and COD are reduced. Improvement of level Furthermore, improvement of droop characteristics can be achieved, and by extension, reliability at an operation level of 5 mW can be greatly improved.
【0041】このために、レーザビームプリンター用と
して好適な特性を備える可視光半導体レーザ装置を歩留
り良く製造することができる。Therefore, a visible light semiconductor laser device having suitable characteristics for a laser beam printer can be manufactured with high yield.
【0042】なお、前面反射率を上げれば、前面のミラ
ー損失が小さくなって、光の取出し効率が悪くなり、ひ
いては前面のミラー面でのスロープ効率が小さくなる。If the front surface reflectance is increased, the front surface mirror loss becomes smaller, the light extraction efficiency becomes worse, and the slope efficiency at the front surface mirror surface becomes smaller.
【図1】本発明に係わる一実施例を表す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment according to the present invention.
【図2】本発明に係わる他の実施例を表す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment according to the present invention.
【図3】半導体レーザの電流光出力特性を表す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing current light output characteristics of a semiconductor laser.
【図4】活性層厚さをパラメータとして端面における規
格化パワー密度のミラー面反射率に対する依存性を説明
する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the dependence of the normalized power density on the end surface on the mirror surface reflectance with the active layer thickness as a parameter.
【図5】前面反射率を横軸に、スロープ効率を縦軸に採
って両者の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the two, with the front surface reflectance on the horizontal axis and the slope efficiency on the vertical axis.
【図6】前面反射率を横軸に、しきい値を縦軸に採って
両者の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the two values by taking the front surface reflectance on the horizontal axis and the threshold value on the vertical axis.
1:基板、 2、4:クラッド層、 3:活性層、 5:ストライプ状の電流通路、 6:電流ブロック層、 7:コンタクト層、 8,9:電極、 10:前面ミラー面、 11:後面ミラー面。 1: substrate, 2, 4: clad layer, 3: Active layer, 5: Striped current path, 6: current blocking layer, 7: contact layer, 8, 9: electrodes, 10: Front mirror surface, 11: Rear mirror surface.
Claims (2)
基板に以下の順に重ねて形成する第1導電型及び第2導
電型のクラッド層と,前記両クラッド層に挟まれて設置
し厚さが0.03μm以下の活性層と,前記第2導電型
のクラッド層に重ねて形成するストライプ状の開口部よ
り成る電流通路を備える第1導電型の電流ブロック層
と,前記電流通路及び電流ブロック層に積層して形成す
るコンタクト層と,前記半導体基板及びコンタクト層の
露出部分に形成する電極と,前記電流通路の長辺、活性
層、第1導電型及び第2導電型のクラッド層に直交する
結晶面から成りかつ、レーザ光を利用する出射面側の反
射率が50%以上のミラ−面を具備することを特徴とす
る半導体レーザ装置1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a clad layer of a first conductivity type and a clad layer of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate in the following order, and a thickness provided between both clad layers. A current blocking layer of a first conductivity type having an active layer having a thickness of 0.03 μm or less, and a current path consisting of a stripe-shaped opening formed so as to overlap with the second conductivity type clad layer, the current path and the current. A contact layer formed by stacking on a block layer, an electrode formed on the exposed portion of the semiconductor substrate and the contact layer, a long side of the current path, an active layer, a clad layer of a first conductivity type and a second conductivity type. A semiconductor laser device comprising a mirror surface composed of crystal planes orthogonal to each other and having a reflectance of 50% or more on the emission surface side utilizing laser light.
1-y (Ga1-x Alx )y Pと、In1-z (Ga1-w A
lw )z Pから成り,X<0.6≦W であることを特
徴とする半導体レーザ装置2. The active layer and the cladding layer are made of In, respectively.
1-y (Ga 1-x Al x ) y P and In 1-z (Ga 1-w A
consist l w) z P, the semiconductor laser device, characterized in that the X <0.6 ≦ W
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19140291A JPH0537085A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19140291A JPH0537085A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Semiconductor laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537085A true JPH0537085A (en) | 1993-02-12 |
Family
ID=16274010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19140291A Pending JPH0537085A (en) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Semiconductor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537085A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285700B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-09-04 | Nec Corporation | Semiconductor laser |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19140291A patent/JPH0537085A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6285700B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-09-04 | Nec Corporation | Semiconductor laser |
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