JPH0584678B2 - - Google Patents

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JPH0584678B2
JPH0584678B2 JP60201200A JP20120085A JPH0584678B2 JP H0584678 B2 JPH0584678 B2 JP H0584678B2 JP 60201200 A JP60201200 A JP 60201200A JP 20120085 A JP20120085 A JP 20120085A JP H0584678 B2 JPH0584678 B2 JP H0584678B2
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Kosei Takahashi
Saburo Yamamoto
Toshiro Hayakawa
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は屈折率導波型の半導体レーザー素子に
関する。
＜従来技術＞ 近年、コンパクトデイスクプレーヤ、ビデオデ
イスクプレーヤ、レーザープリンター、光デイス
クフアイル等の半導体レーザー素子の応用分野が
急速に広がつている。半導体レーザーは、その光
導波機構により利得導波型と屈折率導波型に大別
されるが、利得導波型は横モードが不安定、非点
収差が大きいなどの欠点があり、上述のような応
用機器に対してはその機能を十分に発揮できない
あるいは使用不可能であるといつた問題がある。
これに対して、屈折率導波型は横モードが安定で
且つ非点収差も小さいという実用上大きな利点を
有しており、その構造も種々のものが提案されて
いる。
屈折率導波型の半導体レーザー素子の代表例と
して、BH（Buried Hetero）レーザーやVSIS（Ｖ
−Channeled Substrate Inner Stripe）レーザー
がある。BHレーザーは、活性領域を完全に低屈
折率材料で埋め込んでいるため、実屈折率差によ
る屈折率導波機構を有し、活性層幅を適当な小さ
い値（〜2μm程度）に選ぶことにより、しきい値
電流が小さく安定な基本横モード発振が得られ、
また、非点収差も極めて小さい。しかし、光閉じ
込め効果が非常に大きく、そのため、高次モード
をカツトオフするために活性層幅を小さくしなけ
ればならず、これにより広い発光領域の面積を確
保することが難しく、高出力化が困難である。
これに対して、VSISレーザーは、ストライプ
状の溝が形成された基板上に活性領域が形成され
ており、溝の内部と外部とで生じる光に対する吸
収差にもとづく実効屈折率差により屈折率導波機
構を形成する。そのため、実効屈折率差は活性層
と基板との間の距離に大きく依存しており、安定
な基本横モードを得るために基板と活性層との間
の距離を小さくすると、基本横モードに対しても
吸収が大きくなり、高出力化に対して不利とな
る。逆に、吸収を小さくするために基板と活性層
との間の距離を大きくすると、高出力域では安定
な基本横モードを維持できなくなる。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 上述のように、従来のBHレーザーにおいては
高出力化が困難であり、VSISレーザーにおいて
は高出力域で安全な基本横モード発振が得られな
いという問題がある。
＜問題点を解決する為の手段＞ 本発明の半導体レーザー素子は、互いに平行な
二つの反射器により限定されるレーザー共振器を
有する半導体レーザー素子において、基板上に所
定幅のクラツド層及びそのクラツド層に挟まれる
活性層からなるレーザー活性領域と、そのレーザ
ー活性領域を挟んで形成された埋込み層とを備え
るとともに、上記レーザー活性領域には、その一
方の端部から所定距離退いた位置で、上記レーザ
ー活性領域の幅より小さい幅にわたつて、上記基
板に達するくぼみ端面により一方の反射器が形成
されてなり、かつ、そのくぼみ側面部にはそれぞ
れ上記レーザー活性領域の一部からなる光吸収領
域が互いに対向して形成されていることによつて
特徴付けられている。また、上記２つの反射器の
少なくとも一方の幅が3μm以下であることによつ
て特徴付けられている。
＜原理＞ 本発明による半導体レーザー素子は、VSISレ
ーザーにみられるように活性層に対して基板側あ
るいはその逆側に光吸収層を設けるのではなく、
共振器方向に高次横モードに対する光吸収領域を
形成することにより、高次横モードを抑制し、安
定な基本横モード発振が得られるようにする。
具体的には、通常、へき開法により形成される
共振器ミラーのうち少なくとも一方について化学
エツチングあるいはドライエツチングによりその
一部を除去し、基本横モードに対する反射器を形
成する。そして、このエツチング除去した部分の
両側の領域は、電流を流さずまたその長さを電流
の広がりよりも適当に長く選ぶことにより、光吸
収領域として作用し、上述の反射器の幅を適当に
選定することにより、基本横モードに対する損失
に比べて高次横モードに対する損失を大きくする
ことが可能になり、安定な基本横モードが得られ
る。
＜実施例＞ 第１図は本実施例の半導体レーザー素子の模式
的な平面構成を示し、第２図はそのＡ−A′断面
の模式的な構成を示し、第３図はそのＢ−B′断
面の模式的な構成を示す。この半導体レーザー素
子は、その基本構造として埋込み構造を採用して
いる。
第２図に示すように、ｎ−GaAs基板１上に、
ｎ−Ga1−xAlxAs（ｘ＝0.35）第１クラツド層
２、Ga1−yAlyAs（ｙ＝0.05）活性層３、ｐ−
Ga1−xAlxAs第２クラツド層４を順次に液相エ
ピタキシヤル法により成長した後、中央部に5μm
の幅のレーザー活性領域５を残してその両側を硫
酸系のエツチング液により基板１に達するまでエ
ツチング除去し、この除去した部分にｎ−Ga1−
zAlzAs（ｚ＝0.45）埋込み層６を液相エピタキシ
ヤル法により形成する。その後、絶縁層７を
CVD法により形成し、フオトリソグラフイ法に
よりレーザー活性領域５の上部の絶縁層７をスト
ライプ状に除去し、さらに、成長層側にｐ側電極
８を形成し、基板１側にｎ側電極９を形成する。
次に、上述のように形成したウエハの第１図中
右側の端部からレーザー活性領域５の中央部を幅
2μm、端部から距離20μmにわたつて反応性イオ
ンビームエツチング法により第３図に示すように
基板１に達するまで除去し、レーザー活性領域５
の新たな端面１２（第１図）を2μmの幅で形成す
るとともに、この端面１２に隣接し且つレーザー
活性領域５と連続したストライプ周辺部１３，１
４をエツチング除去した部分１５の両側に形成す
る。このストライプ周辺部１３，１４は、光吸収
領域を形成する。第１図と第３図に示すように、
エツチング除去した部分１５の両側のストライプ
周辺部１３，１４と埋込層６の上部には、絶縁層
７だけが形成され、ｐ側電極８は形成されない。
端面１２の幅は、少なくとも3μm以下であること
が望ましい。
上述のように構成した半導体レーザー素子にお
いては、レーザー共振器は第１図中左側の端面１
０と端面１２との間に形成され、ｐ側電極８とｎ
側電極９を介してこのレーザー共振器に直流電流
を流すことにより、レーザー発振が発生する。こ
のとき、基本横モードに比べて高次横モードはス
トライプ周辺部１３，１４に分布する光パワーの
割合が大きくなる。従つて、端面１２が形成する
反射器の両側の領域つまりストライプ周辺部１
３，１４での損失は、基本横モードに比べて高次
横モードで極めて大きくなり、結果として、安定
な基本横モード発振が得られる。
本実施例の半導体レーザー素子では、端面１２
は幅が2μmと小さいが、埋込み成長によつて形成
される導波路の幅が5μmと広いため、80mWの高
出力域まで安定な基本横モード発振が得られる。
また、基本構造が埋込み構造であるため、非点収
差が80mWまで5μm以下と非常に良好な値が得ら
れる。
なお、上述の実施例では埋込み構造の半導体レ
ーザーについて説明したが、本発明はこれに限定
されず、他の基本構造ももつ半導体レーザーにつ
いても適用できることはいうまでもない。
＜効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、二つの
反射器のうち一方の反射器が、レーザー活性領域
の一方の端部から所定距離退いた位置で、そのレ
ーザー活性領域の幅より小さい幅にわたつて、基
板に達するくぼみ端面によつて形成され、また、
そのくぼみ側面部にはそれぞれレーザー活性領域
の一部からなる光吸収領域が互いに対向して形成
された構成としたので、大きい共振器断面積を有
し且つ高次横モードに対する損失が大きい屈折率
導波型の半導体レーザ素子を実現することがで
き、しかも、高出力域まで安定した基本横モード
の発振が得られる。
また、この光吸収領域をレーザー素子内部の利
得導波路や屈折率導波路の幅とは独立して任意に
設定できるので、埋込み領域の幅を自由に設定で
き、高出力化に対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の模式的な平面構成を示
す図、第２図は第１図のＡ−A′断面の模式的な
構成を示す図、第３図は第１図のＢ−B′断面の
模式的な構成を示す図である。 ５……レーザー活性領域、１０，１２……端
面、１３，１４……ストライプ周辺部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに平行な二つの反射器により限定される
    レーザー共振器を有する半導体レーザー素子にお
    いて、基板上に所定幅のクラツド層及びそのクラ
    ツド層に挟まれる活性層からなるレーザー活性領
    域と、そのレーザー活性領域を挟んで形成された
    埋込み層とを備えるとともに、上記レーザー活性
    領域には、その一方の端部から所定距離退いた位
    置で、上記レーザー活性領域の幅より小さい幅に
    わたつて、上記基板に達するくぼみ端面により一
    方の反射器が形成されてなり、かつ、そのくぼみ
    側面部にはそれぞれ上記レーザー活性領域の一部
    からなる光吸収領域が互いに対向して形成されて
    いることを特徴とする半導体レーザー素子。 ２ 上記２つの反射器の少なくとも一方の幅が
    3μm以下である特許請求の範囲第１項記載の半導
    体レーザー素子。
JP60201200A 1985-09-11 1985-09-11 半導体レ−ザ−素子 Granted JPS6261385A (ja)

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US06/905,516 US4807235A (en) 1985-09-11 1986-09-09 Semiconductor laser device
DE8686306964T DE3680423D1 (de) 1985-09-11 1986-09-10 Halbleiterlaservorrichtung.
EP86306964A EP0214866B1 (en) 1985-09-11 1986-09-10 A semiconductor laser device

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JPS6261385A JPS6261385A (ja) 1987-03-18
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ID=16437004

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Also Published As

Publication number Publication date
JPS6261385A (ja) 1987-03-18
DE3680423D1 (de) 1991-08-29
EP0214866B1 (en) 1991-07-24
EP0214866A2 (en) 1987-03-18
EP0214866A3 (en) 1988-04-20
US4807235A (en) 1989-02-21

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