JPH07106703A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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- JPH07106703A JPH07106703A JP25156693A JP25156693A JPH07106703A JP H07106703 A JPH07106703 A JP H07106703A JP 25156693 A JP25156693 A JP 25156693A JP 25156693 A JP25156693 A JP 25156693A JP H07106703 A JPH07106703 A JP H07106703A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可視光領域に発振波長を有する半導体レーザ
に関するもので、相対雑音強度の低い半導体レーザを容
易に歩留まりよく提供する。 【構成】 半導体レーザのｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の一部が台形状のストライプで
ある。該ストライプの幅が、共振器端面近傍で単一横モ
ード発振が得られる幅である。上記ストライプの幅が、
前記共振器端面近傍以外で共振器近傍よりも広くなって
いる。キャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同
一である。
に関するもので、相対雑音強度の低い半導体レーザを容
易に歩留まりよく提供する。 【構成】 半導体レーザのｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の一部が台形状のストライプで
ある。該ストライプの幅が、共振器端面近傍で単一横モ
ード発振が得られる幅である。上記ストライプの幅が、
前記共振器端面近傍以外で共振器近傍よりも広くなって
いる。キャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同
一である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、雑音特性の良好な半導
体レーザおよびその製造方法に関するものである。
体レーザおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】可視光領域でレーザ発振を生じて発光す
る半導体レーザは、レーザ・ビーム・プリンターや光デ
ィスク等の光情報処理用光源などの用途があり、最近そ
の重要性を増している。中でも、（ＡｌxＧａ1-x）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ系の材料は、良質の基板であるＧａＡｓに格
子整合し、組成ｘを変化させることで波長０．６９μｍ
から０．５６μｍの範囲でレーザ発振を得ることができ
るため注目されている。
る半導体レーザは、レーザ・ビーム・プリンターや光デ
ィスク等の光情報処理用光源などの用途があり、最近そ
の重要性を増している。中でも、（ＡｌxＧａ1-x）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ系の材料は、良質の基板であるＧａＡｓに格
子整合し、組成ｘを変化させることで波長０．６９μｍ
から０．５６μｍの範囲でレーザ発振を得ることができ
るため注目されている。
【０００３】以下、図１８を参照して従来のダブルヘテ
ロ構造の横モード制御型の赤色領域に発振波長を有する
半導体レーザについて説明する。この半導体レーザは、
ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ
−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３、Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ− （Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0. 5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層５、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６、ｎ
−ＧａＡｓ電流狭窄層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を
備えている。そのキャップ層８上にはｐ側電極９が、基
板１の裏面にはｎ側電極１０が形成されている。
ロ構造の横モード制御型の赤色領域に発振波長を有する
半導体レーザについて説明する。この半導体レーザは、
ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ
−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３、Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ− （Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0. 5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層５、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６、ｎ
−ＧａＡｓ電流狭窄層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を
備えている。そのキャップ層８上にはｐ側電極９が、基
板１の裏面にはｎ側電極１０が形成されている。
【０００４】この半導体レーザでは、有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）などの結晶成長技術が用いられる。
これらの結晶成長技術を用いて、ｎ−ＧａＡｓ基板１上
にｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層
４、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
およびｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６を順次堆積する。次に
ホトリソグラフィー技術とエッチング技術により、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６とｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4） 0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層５の一部とを台形状にエッチングし
てストライプ状リッジをクラッド層５に形成する。その
後ＭＯＶＰＥ法などを用いてｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７
をストライプの外部に選択的に堆積し、さらにｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層８を堆積する。
法（ＭＯＶＰＥ法）などの結晶成長技術が用いられる。
これらの結晶成長技術を用いて、ｎ−ＧａＡｓ基板１上
にｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層
４、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
およびｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６を順次堆積する。次に
ホトリソグラフィー技術とエッチング技術により、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６とｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4） 0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層５の一部とを台形状にエッチングし
てストライプ状リッジをクラッド層５に形成する。その
後ＭＯＶＰＥ法などを用いてｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７
をストライプの外部に選択的に堆積し、さらにｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層８を堆積する。
【０００５】このような半導体レーザの構造では、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層７により電流の狭窄を行うことがで
き、またｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層５を台形上にエッチングする際に、ストライプ状リッ
ジの外部のクラッド層５の厚さ及びストライプ状リッジ
の幅を最適化することにより、単一横モードの条件を満
足する実効屈折率差を台形状のストライプの内外でつけ
ることができ、活性層４のうち、クラッド層５のストラ
イプ状リッジ下部に光を効果的に閉じこめることができ
る。ストライプの幅は典型的には約５μｍである。
ＧａＡｓ電流狭窄層７により電流の狭窄を行うことがで
き、またｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層５を台形上にエッチングする際に、ストライプ状リッ
ジの外部のクラッド層５の厚さ及びストライプ状リッジ
の幅を最適化することにより、単一横モードの条件を満
足する実効屈折率差を台形状のストライプの内外でつけ
ることができ、活性層４のうち、クラッド層５のストラ
イプ状リッジ下部に光を効果的に閉じこめることができ
る。ストライプの幅は典型的には約５μｍである。
【０００６】ところが、上記の構造では、縦モードが単
一モード化する傾向がある。このため、光ディスク等に
用いた場合、雑音の原因となる。雑音には、戻り光誘起
雑音、モードホッピング雑音等がある。
一モード化する傾向がある。このため、光ディスク等に
用いた場合、雑音の原因となる。雑音には、戻り光誘起
雑音、モードホッピング雑音等がある。
【０００７】戻り光誘起雑音は半導体レーザから出射さ
れたレーザ光が、レンズ、光ディスク等によって反射
し、半導体レーザの共振器内に戻るために発生する雑音
である。単一縦モードの半導体レーザでは可干渉性が強
く、レンズ、光ディスク面等の反射面位置や反射された
光の強度によって光出力の変動、スペクトルの変動（モ
ードホッピング）が生じ、雑音となる。
れたレーザ光が、レンズ、光ディスク等によって反射
し、半導体レーザの共振器内に戻るために発生する雑音
である。単一縦モードの半導体レーザでは可干渉性が強
く、レンズ、光ディスク面等の反射面位置や反射された
光の強度によって光出力の変動、スペクトルの変動（モ
ードホッピング）が生じ、雑音となる。
【０００８】モードホッピング雑音は特に、半導体レー
ザの環境温度が変化する時に発生する。温度の変化に伴
い、縦モードが次のモードに飛び移る時、すなわちモー
ドホッピングする時に縦モード間で交互にランダムな発
振を繰り返すことや、縦モード間で光出力レベルが異な
り光出力が変動することの両方から雑音が生じる。
ザの環境温度が変化する時に発生する。温度の変化に伴
い、縦モードが次のモードに飛び移る時、すなわちモー
ドホッピングする時に縦モード間で交互にランダムな発
振を繰り返すことや、縦モード間で光出力レベルが異な
り光出力が変動することの両方から雑音が生じる。
【０００９】これらの雑音は、半導体レーザを光ディス
クに応用した場合、音質や画質を損なうために実用上、
問題となる。
クに応用した場合、音質や画質を損なうために実用上、
問題となる。
【００１０】そこで、雑音特性を改善するための構造が
提案されている（特開昭６２−３９０８４号公報）。こ
の半導体レーザは図１９に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基
板２０１、内部電流狭窄層２０３、バッファー層２０
４、ｎ−クラッド層２０５、活性層２０６、ｐ−クラッ
ド層２０７、ｐ−ＧａＡｓ層２０８、ｐ電極２０９、ｎ
電極２１０から成る。この半導体レーザを構成する材料
は、ＡｌＧａＡｓである。共振器端面付近のＢ領域では
図１９（ｃ）のような屈曲した導波構造となっている。
これに対し、中央付近のＡ領域ではストライプ幅の広い
構造となっている。電流は内部電流狭窄層２０３によっ
て活性層２０６の所望の領域に注入されるようになって
いる。共振器長は約３００μｍ、Ｂ領域の長さは約３０
μｍ、幅は約２．５μｍ、Ａ領域の長さは約２４０μ
ｍ、幅は約８μｍとなっている。
提案されている（特開昭６２−３９０８４号公報）。こ
の半導体レーザは図１９に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基
板２０１、内部電流狭窄層２０３、バッファー層２０
４、ｎ−クラッド層２０５、活性層２０６、ｐ−クラッ
ド層２０７、ｐ−ＧａＡｓ層２０８、ｐ電極２０９、ｎ
電極２１０から成る。この半導体レーザを構成する材料
は、ＡｌＧａＡｓである。共振器端面付近のＢ領域では
図１９（ｃ）のような屈曲した導波構造となっている。
これに対し、中央付近のＡ領域ではストライプ幅の広い
構造となっている。電流は内部電流狭窄層２０３によっ
て活性層２０６の所望の領域に注入されるようになって
いる。共振器長は約３００μｍ、Ｂ領域の長さは約３０
μｍ、幅は約２．５μｍ、Ａ領域の長さは約２４０μ
ｍ、幅は約８μｍとなっている。
【００１１】中央のＡ領域では縦モードが多モード化
し、そのことによって雑音特性を向上させる試みであ
る。
し、そのことによって雑音特性を向上させる試みであ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図１９に示
す従来例の構造のように、ｎ−ＧａＡｓ基板２０１側に
内部電流狭窄層を設けた場合、電子の移動度が大きいこ
とにより電流が各層に水平方向に広がりすぎ、電流を所
望の活性層領域に注入することが困難となる。そのため
に、横モードが不安定になったり、半導体レーザの駆動
電流が上昇したりといった問題が生じる。
す従来例の構造のように、ｎ−ＧａＡｓ基板２０１側に
内部電流狭窄層を設けた場合、電子の移動度が大きいこ
とにより電流が各層に水平方向に広がりすぎ、電流を所
望の活性層領域に注入することが困難となる。そのため
に、横モードが不安定になったり、半導体レーザの駆動
電流が上昇したりといった問題が生じる。
【００１３】これに対し、仮に電流狭窄層２０３をｐ−
クラッド層２０７側に設けたとする。この場合、ｐ−ク
ラッド層２０７と、その上に電極を設けるためにｐ−ク
ラッド層２０７の上に設けたｐ−ＧａＡｓ層２０８の間
の、正孔に対するヘテロ障壁が大きいために、Ａ領域に
おいてｐ電極２０９から注入された正孔が広がりすぎ、
半導体レーザの駆動電流が上昇したり、環境温度の変動
に伴い注入された正孔の広がり方が変動したりするとい
った問題が生じる。特に、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料に図
１９に示すような構造を用いた場合、価電子帯のヘテロ
障壁がＡｌＧａＡｓ系よりもさらに大きいために、その
影響が大きくなる。例えば、６７０ｎｍ帯に発振波長を
持つ赤色半導体レーザでは、注入された正孔が各層に水
平方向に５０μｍ近くも広がってしまい、駆動電流を上
昇させ、実用的ではない。
クラッド層２０７側に設けたとする。この場合、ｐ−ク
ラッド層２０７と、その上に電極を設けるためにｐ−ク
ラッド層２０７の上に設けたｐ−ＧａＡｓ層２０８の間
の、正孔に対するヘテロ障壁が大きいために、Ａ領域に
おいてｐ電極２０９から注入された正孔が広がりすぎ、
半導体レーザの駆動電流が上昇したり、環境温度の変動
に伴い注入された正孔の広がり方が変動したりするとい
った問題が生じる。特に、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料に図
１９に示すような構造を用いた場合、価電子帯のヘテロ
障壁がＡｌＧａＡｓ系よりもさらに大きいために、その
影響が大きくなる。例えば、６７０ｎｍ帯に発振波長を
持つ赤色半導体レーザでは、注入された正孔が各層に水
平方向に５０μｍ近くも広がってしまい、駆動電流を上
昇させ、実用的ではない。
【００１４】さらに、ストライプ幅の広いＡ領域が長す
ぎると、雑音特性が悪化する傾向が見られた。特に、こ
の領域の長さｌと共振器長Ｌの比が０．３を越えると、
相対雑音強度（ＲＩＮ）は−１３０ｄＢ／Ｈｚ以上とな
り、実用に耐えない。
ぎると、雑音特性が悪化する傾向が見られた。特に、こ
の領域の長さｌと共振器長Ｌの比が０．３を越えると、
相対雑音強度（ＲＩＮ）は−１３０ｄＢ／Ｈｚ以上とな
り、実用に耐えない。
【００１５】また、ＡｌＧａＩｎＰ系を材料に用いた半
導体レーザでは、屈曲した基板の上に活性層を設けるこ
とは結晶成長が困難で、良質の結晶を得にくいという問
題もある。
導体レーザでは、屈曲した基板の上に活性層を設けるこ
とは結晶成長が困難で、良質の結晶を得にくいという問
題もある。
【００１６】この発明の目的は、このような課題を解決
し、雑音の低い半導体レーザおよびその製造方法を提供
することである。
し、雑音の低い半導体レーザおよびその製造方法を提供
することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、半導体基板、及び該半導体基板上に形成された積層
構造であって、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッ
ド層と、該活性層のストライプ状所定領域に電流を注入
するための電流狭窄層とを有する積層構造、を備えた半
導体レーザであって、前記一対のクラッド層のうち少な
くとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延
びるストライプ状リッジを有しており、該ストライプの
幅が、少なくとも一方の共振器端面近傍で、単一横モー
ド発振が得られる幅であり、前記共振器近傍以外のスト
ライプの幅が共振器近傍のストライプの幅よりも広くな
っており、そのことにより、上記目的が達成される。
は、半導体基板、及び該半導体基板上に形成された積層
構造であって、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッ
ド層と、該活性層のストライプ状所定領域に電流を注入
するための電流狭窄層とを有する積層構造、を備えた半
導体レーザであって、前記一対のクラッド層のうち少な
くとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延
びるストライプ状リッジを有しており、該ストライプの
幅が、少なくとも一方の共振器端面近傍で、単一横モー
ド発振が得られる幅であり、前記共振器近傍以外のスト
ライプの幅が共振器近傍のストライプの幅よりも広くな
っており、そのことにより、上記目的が達成される。
【００１８】ある実施例では、前記共振器近傍のストラ
イプの幅が、１μｍから７μｍであり、前記共振器近傍
以外のストライプの幅が、７μｍ以上であり、７μｍ以
上の領域の長さｌと共振器長Ｌの比ｌ／Ｌが０．３以下
であり、キャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ
同一となっている。
イプの幅が、１μｍから７μｍであり、前記共振器近傍
以外のストライプの幅が、７μｍ以上であり、７μｍ以
上の領域の長さｌと共振器長Ｌの比ｌ／Ｌが０．３以下
であり、キャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ
同一となっている。
【００１９】ある実施例では、共振器近傍のストライプ
状リッジと、共振器近傍以外のストライプ状リッジの間
に、ストライプ幅が直線的若しくは曲線的に変化する構
造となっている。
状リッジと、共振器近傍以外のストライプ状リッジの間
に、ストライプ幅が直線的若しくは曲線的に変化する構
造となっている。
【００２０】本発明の半導体レーザは、半導体基板、及
び該半導体基板上に形成された積層構造であって、活性
層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層の
ストライプ状所定領域に電流を注入するための電流狭窄
層とを有する積層構造、を備えた半導体レーザであっ
て、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該
半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端面近傍
の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ
状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面近傍以
外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライ
プ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きくなってお
り、そのことにより上記目的が達成される。
び該半導体基板上に形成された積層構造であって、活性
層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層の
ストライプ状所定領域に電流を注入するための電流狭窄
層とを有する積層構造、を備えた半導体レーザであっ
て、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該
半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端面近傍
の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ
状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面近傍以
外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライ
プ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きくなってお
り、そのことにより上記目的が達成される。
【００２１】ある実施例では、少なくとも一方の共振器
端面近傍の、上記ストライプ状リッジ外部の実効屈折率
が、該共振器端面近傍以外の、上記ストライプ状リッジ
外部の実効屈折率よりも小さくなっている。
端面近傍の、上記ストライプ状リッジ外部の実効屈折率
が、該共振器端面近傍以外の、上記ストライプ状リッジ
外部の実効屈折率よりも小さくなっている。
【００２２】ある実施例では、前記一対のクラッド層の
うち少なくとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に
沿って延びる凸型のストライプ状リッジを有しており、
ストライプ外部の該クラッド層上には電流狭窄層を有し
ており、該電流狭窄層下の該クラッド層の厚さが、少な
くとも一方の共振器端面近傍で薄くなっている。
うち少なくとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に
沿って延びる凸型のストライプ状リッジを有しており、
ストライプ外部の該クラッド層上には電流狭窄層を有し
ており、該電流狭窄層下の該クラッド層の厚さが、少な
くとも一方の共振器端面近傍で薄くなっている。
【００２３】ある実施例では、共振器端面近傍以外の、
ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ状リッ
ジ外部の実効屈折率の差の小さな領域の長さをｌ、共振
器長をＬとする時、ｌ／Ｌが０．３以下となっている。
ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ状リッ
ジ外部の実効屈折率の差の小さな領域の長さをｌ、共振
器長をＬとする時、ｌ／Ｌが０．３以下となっている。
【００２４】ある実施例では、前記一対のクラッド層の
うち少なくとも一方が、該半導体レーザ装置の共振器方
向に沿って延びるストライプ状リッジを有しており、該
ストライプの幅が共振器全域で同一となっている。
うち少なくとも一方が、該半導体レーザ装置の共振器方
向に沿って延びるストライプ状リッジを有しており、該
ストライプの幅が共振器全域で同一となっている。
【００２５】本発明の半導体レーザの製造方法では、半
導体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体
レーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第１
クラッド層を形成する工程と、該第１クラッド層上に活
性層を形成する工程と、該活性層上に第２クラッド層と
なる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択的にエッ
チングするための第１の絶縁膜を堆積する工程と、該絶
縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部をエッチ
ングすることにより、該半導体レーザ装置の共振器方向
に延びるストライプ状リッジを形成する工程と、第２の
絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶縁膜および上記
第２の絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部
をエッチングする工程と、上記第２の絶縁膜を除去し、
上記第２クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外
の部分の上に、該活性層にストライプ状所定領域に電流
を注入するための電流狭窄層を形成する工程と、第１の
絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そのことによ
り上記目的を達成される。
導体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体
レーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第１
クラッド層を形成する工程と、該第１クラッド層上に活
性層を形成する工程と、該活性層上に第２クラッド層と
なる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択的にエッ
チングするための第１の絶縁膜を堆積する工程と、該絶
縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部をエッチ
ングすることにより、該半導体レーザ装置の共振器方向
に延びるストライプ状リッジを形成する工程と、第２の
絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶縁膜および上記
第２の絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部
をエッチングする工程と、上記第２の絶縁膜を除去し、
上記第２クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外
の部分の上に、該活性層にストライプ状所定領域に電流
を注入するための電流狭窄層を形成する工程と、第１の
絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そのことによ
り上記目的を達成される。
【００２６】
【作用】本発明の半導体レーザは、活性層を挟む一対の
クラッド層のうち少なくとも一方が、該半導体レーザの
共振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有して
おり、該ストライプの幅が、少なくとも一方の共振器端
面近傍で、単一横モード発振が得られる幅であり、上記
ストライプの幅が、前記共振器端面近傍以外で共振器近
傍よりも広くなっている。このため、ストライプ幅の広
い領域では、縦モードが多モード化し、その結果雑音を
低くすることができる。
クラッド層のうち少なくとも一方が、該半導体レーザの
共振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有して
おり、該ストライプの幅が、少なくとも一方の共振器端
面近傍で、単一横モード発振が得られる幅であり、上記
ストライプの幅が、前記共振器端面近傍以外で共振器近
傍よりも広くなっている。このため、ストライプ幅の広
い領域では、縦モードが多モード化し、その結果雑音を
低くすることができる。
【００２７】本発明の半導体レーザの電流狭窄層は、電
流狭窄層が存在しない領域に対応する活性層の所定領域
にのみ、キャリアが注入される。キャリアの注入幅が前
記ストライプの幅とほぼ同一である。すなわち、共振器
端面近傍で狭く、共振器端面近傍以外で太くなってい
る。キャリアはストライプの幅に合わせて注入されるた
め、環境温度の変化等によってキャリアの注入に不均一
さを生じることなく、安定な特性が得られる。
流狭窄層が存在しない領域に対応する活性層の所定領域
にのみ、キャリアが注入される。キャリアの注入幅が前
記ストライプの幅とほぼ同一である。すなわち、共振器
端面近傍で狭く、共振器端面近傍以外で太くなってい
る。キャリアはストライプの幅に合わせて注入されるた
め、環境温度の変化等によってキャリアの注入に不均一
さを生じることなく、安定な特性が得られる。
【００２８】また、前記共振器端面近傍のストライプの
幅が、１μｍから７μｍであり、前記共振器端面近傍以
外のストライプの幅が、７μｍ以上であり、キャリアの
注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同一である。共振器
端面近傍ではストライプの幅が１μｍから７μｍである
ため、基本横モードでのレーザ発振が可能となる。７μ
ｍ以上の領域の長さｌと１μｍから７μｍの領域の長さ
Ｌの比ｌ／Ｌが０．３以下であるため、相対雑音強度を
上昇させることがない。
幅が、１μｍから７μｍであり、前記共振器端面近傍以
外のストライプの幅が、７μｍ以上であり、キャリアの
注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同一である。共振器
端面近傍ではストライプの幅が１μｍから７μｍである
ため、基本横モードでのレーザ発振が可能となる。７μ
ｍ以上の領域の長さｌと１μｍから７μｍの領域の長さ
Ｌの比ｌ／Ｌが０．３以下であるため、相対雑音強度を
上昇させることがない。
【００２９】共振器端面近傍のストライプ状リッジと、
共振器端面近傍以外のストライプ状リッジの間に、スト
ライプ幅が直線的若しくは曲線的に変化する構造となっ
ている。このため、該半導体レーザを作製する際に、ス
トライプの幅の狭い共振器端面近傍と広い共振器端面近
傍以外との間で結晶欠陥を発生することなく、信頼性の
高い半導体レーザを得ることができる。
共振器端面近傍以外のストライプ状リッジの間に、スト
ライプ幅が直線的若しくは曲線的に変化する構造となっ
ている。このため、該半導体レーザを作製する際に、ス
トライプの幅の狭い共振器端面近傍と広い共振器端面近
傍以外との間で結晶欠陥を発生することなく、信頼性の
高い半導体レーザを得ることができる。
【００３０】本発明の半導体レーザは、半導体基板、及
び該半導体基板上に形成された積層構造であって、活性
層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層の
ストライプ状所定領域に電流を注入するための電流阻止
層とを有する積層構造、を備えた半導体レーザであっ
て、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該
半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端面近傍
の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ
状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面近傍以
外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライ
プ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きくなってお
り、そのことにより上記目的が達成される。すなわち、
実効屈折率差が小さい領域では光の閉じ込めが小さく、
高次の横モードも発振しやすくなり、縦モードが多モー
ド化し、その結果、該半導体レーザの雑音を低くするこ
とができる。
び該半導体基板上に形成された積層構造であって、活性
層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層の
ストライプ状所定領域に電流を注入するための電流阻止
層とを有する積層構造、を備えた半導体レーザであっ
て、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該
半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端面近傍
の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライプ
状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面近傍以
外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とストライ
プ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きくなってお
り、そのことにより上記目的が達成される。すなわち、
実効屈折率差が小さい領域では光の閉じ込めが小さく、
高次の横モードも発振しやすくなり、縦モードが多モー
ド化し、その結果、該半導体レーザの雑音を低くするこ
とができる。
【００３１】本発明の半導体レーザの製造方法では、半
導体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体
レーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第１
クラッド層を形成する工程と、該第１クラッド層上に活
性層を形成する工程と、該活性層上に第２クラッド層と
なる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択的にエッ
チングするための第１の絶縁膜を堆積する工程と、該絶
縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部をエッチ
ングすることにより、該半導体レーザ装置の共振器方向
に延びるストライプ状リッジを形成する工程と、第２の
絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶縁膜および上記
第２の絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部
をエッチングする工程と、上記第２の絶縁膜を除去し、
上記第２クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外
の部分の上に、該活性層にストライプ状所定領域に電流
を注入するための電流狭窄層を形成する工程と、第１の
絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そのことによ
り雑音特性の良好な半導体レーザを歩留まりよく作製す
ることができる。
導体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体
レーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第１
クラッド層を形成する工程と、該第１クラッド層上に活
性層を形成する工程と、該活性層上に第２クラッド層と
なる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択的にエッ
チングするための第１の絶縁膜を堆積する工程と、該絶
縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部をエッチ
ングすることにより、該半導体レーザ装置の共振器方向
に延びるストライプ状リッジを形成する工程と、第２の
絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶縁膜および上記
第２の絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部
をエッチングする工程と、上記第２の絶縁膜を除去し、
上記第２クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外
の部分の上に、該活性層にストライプ状所定領域に電流
を注入するための電流狭窄層を形成する工程と、第１の
絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そのことによ
り雑音特性の良好な半導体レーザを歩留まりよく作製す
ることができる。
【００３２】
【実施例】（実施例１）以下、この発明の実施例を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００３３】図１にこの発明の一実施例の横モード制御
型の赤色半導体レーザの断面図を示す。
型の赤色半導体レーザの断面図を示す。
【００３４】この半導体レーザは、図１に示すように、
例えばｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
２を介してＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４（厚さ６００Å）
をｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３お
よびｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4） 0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
で挟むダブルヘテロ構造を有している。ｐ−（Ａｌ0. 6
Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の上部には、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６（厚さ０．１μｍ）を有し、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６およびｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0 .4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の一部は、台形状のストライ
プ状リッジに加工されている。クラッド層５においてス
トライプ状リッジの厚さは１μｍ、ストライプ状リッジ
部分以外の部分の厚さは０．２５μｍである。
例えばｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
２を介してＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４（厚さ６００Å）
をｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３お
よびｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4） 0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
で挟むダブルヘテロ構造を有している。ｐ−（Ａｌ0. 6
Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の上部には、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６（厚さ０．１μｍ）を有し、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６およびｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0 .4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の一部は、台形状のストライ
プ状リッジに加工されている。クラッド層５においてス
トライプ状リッジの厚さは１μｍ、ストライプ状リッジ
部分以外の部分の厚さは０．２５μｍである。
【００３５】ストライプ状リッジの両脇のｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の上には、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層７が堆積されている。ｎ−ＧａＡｓ
電流狭窄層７は、活性層４の所望の領域にキャリアを注
入する働きとともに、半導体レーザの横モード制御の働
きも具備する。本発明の電流狭窄層７の禁制帯幅は、活
性層４のそれよりも小さく、キャリアの再結合で発生し
た光の一部は電流狭窄層７によって吸収される。ストラ
イプ状リッジの幅が約５μｍでは、１次モード以上の高
次の横モードに対する光の吸収量が大きく、導波損失が
大きくなるために単一横モードでの発振を可能たらしめ
る。
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の上には、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層７が堆積されている。ｎ−ＧａＡｓ
電流狭窄層７は、活性層４の所望の領域にキャリアを注
入する働きとともに、半導体レーザの横モード制御の働
きも具備する。本発明の電流狭窄層７の禁制帯幅は、活
性層４のそれよりも小さく、キャリアの再結合で発生し
た光の一部は電流狭窄層７によって吸収される。ストラ
イプ状リッジの幅が約５μｍでは、１次モード以上の高
次の横モードに対する光の吸収量が大きく、導波損失が
大きくなるために単一横モードでの発振を可能たらしめ
る。
【００３６】本発明では電流狭窄層７はｐ−クラッド層
５側に設けてある。もし仮にｎ−クラッド層側に設けて
あるとする。この場合、ｎ−クラッド層の多数キャリア
である電子の移動度は大きいために、電流狭窄層を通過
した電子は容易に各層と水平方向に広がってしまい、電
流狭窄としての効果が薄れ、駆動電流の上昇、横モード
の不安定化といった問題が生じる。
５側に設けてある。もし仮にｎ−クラッド層側に設けて
あるとする。この場合、ｎ−クラッド層の多数キャリア
である電子の移動度は大きいために、電流狭窄層を通過
した電子は容易に各層と水平方向に広がってしまい、電
流狭窄としての効果が薄れ、駆動電流の上昇、横モード
の不安定化といった問題が生じる。
【００３７】本発明では電流狭窄層は共振器内の全ての
領域で、凸型のリッジ形状に加工されたｐークラッド層
５の薄い部分に設けてある。もし仮に電流狭窄層７が例
えばｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の上部のようなヘテロ界
面を介した上に設けてあるとする。この場合、ｐ−クラ
ッド層５とｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の間のヘテロ障壁
が大きいために、ｐ側電極９から注入された正孔が各層
に水平方向に広がりすぎ、半導体レーザの駆動電流が上
昇したり、また、環境温度の変動に伴い注入された正孔
の広がり方が変動したりするといった問題が生じる。注
入された正孔はストライプ状リッジと垂直方向、つまり
各層に水平方向に５０μｍ近くも広がってしまい、駆動
電流を上昇させてしまい実用的ではない。また、この電
流の広がりは温度によっても変動する。
領域で、凸型のリッジ形状に加工されたｐークラッド層
５の薄い部分に設けてある。もし仮に電流狭窄層７が例
えばｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の上部のようなヘテロ界
面を介した上に設けてあるとする。この場合、ｐ−クラ
ッド層５とｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の間のヘテロ障壁
が大きいために、ｐ側電極９から注入された正孔が各層
に水平方向に広がりすぎ、半導体レーザの駆動電流が上
昇したり、また、環境温度の変動に伴い注入された正孔
の広がり方が変動したりするといった問題が生じる。注
入された正孔はストライプ状リッジと垂直方向、つまり
各層に水平方向に５０μｍ近くも広がってしまい、駆動
電流を上昇させてしまい実用的ではない。また、この電
流の広がりは温度によっても変動する。
【００３８】図２は図１に示す半導体レーザを断面ａで
切った時の断面図である。上記ストライプ状リッジの幅
は、共振器端面近傍の領域で約５μｍ、共振器端面近傍
以外の領域で約１６μｍとなっている。共振器端面近傍
の幅は、基本横モードと高次の横モードとの利得の差が
十分得られるような幅となっており、半導体レーザの単
一横モード発振を可能としている。ストライプ状リッジ
の外部、すなわち電流狭窄層７の下のｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の厚さは共振器方向
で均一となっている。本実施例ではストライプ状リッジ
の断面形状は台形であるが、この断面形状は長方形であ
ってもよい。
切った時の断面図である。上記ストライプ状リッジの幅
は、共振器端面近傍の領域で約５μｍ、共振器端面近傍
以外の領域で約１６μｍとなっている。共振器端面近傍
の幅は、基本横モードと高次の横モードとの利得の差が
十分得られるような幅となっており、半導体レーザの単
一横モード発振を可能としている。ストライプ状リッジ
の外部、すなわち電流狭窄層７の下のｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の厚さは共振器方向
で均一となっている。本実施例ではストライプ状リッジ
の断面形状は台形であるが、この断面形状は長方形であ
ってもよい。
【００３９】本発明の半導体レーザは、ストライプ状リ
ッジの幅と電流が注入される幅つまり電流狭窄層７の開
口している幅とをほぼ同一にしてある。もし極端にスト
ライプ状リッジの幅と電流注入領域の幅が異なる場合、
環境温度の変化にともなってキャリアの移動度が異なっ
てくるためキャリアの注入の仕方が変動し、半導体レー
ザの特性、特に温度による駆動電流を不安定なものとし
てしまう。
ッジの幅と電流が注入される幅つまり電流狭窄層７の開
口している幅とをほぼ同一にしてある。もし極端にスト
ライプ状リッジの幅と電流注入領域の幅が異なる場合、
環境温度の変化にともなってキャリアの移動度が異なっ
てくるためキャリアの注入の仕方が変動し、半導体レー
ザの特性、特に温度による駆動電流を不安定なものとし
てしまう。
【００４０】図３は図１の半導体レーザの上面図である
が、解かりやすくするためにストライプ状リッジの幅を
波線で示してある。この半導体レーザの共振器長は３５
０μｍ、幅は３００μｍであり、ストライプ状リッジの
幅の広い領域の長さは６０μｍ、広い領域と狭い領域の
間に幅が徐々に変化する領域が約４μｍある。このよう
に 共振器端面近傍のストライプ状リッジと、共振器端
面近傍以外のストライプ状リッジの間に、ストライプ幅
が徐々に変化する領域を作ることによって、該半導体レ
ーザを作製する際に、ストライプの幅の狭い共振器端面
近傍と広い共振器端面近傍以外との間で結晶欠陥を発生
することなく、信頼性の高い半導体レーザを得ることが
できる。
が、解かりやすくするためにストライプ状リッジの幅を
波線で示してある。この半導体レーザの共振器長は３５
０μｍ、幅は３００μｍであり、ストライプ状リッジの
幅の広い領域の長さは６０μｍ、広い領域と狭い領域の
間に幅が徐々に変化する領域が約４μｍある。このよう
に 共振器端面近傍のストライプ状リッジと、共振器端
面近傍以外のストライプ状リッジの間に、ストライプ幅
が徐々に変化する領域を作ることによって、該半導体レ
ーザを作製する際に、ストライプの幅の狭い共振器端面
近傍と広い共振器端面近傍以外との間で結晶欠陥を発生
することなく、信頼性の高い半導体レーザを得ることが
できる。
【００４１】図４は本発明の半導体レーザについて、光
出力と駆動電流の関係を示している。しきい値電流は３
７ｍＡで、単一横モード発振は１６ｍＷのキンクによっ
て制限されている。再生専用の光デイスクでは５ｍＷ程
度で使用するために、本発明の半導体レーザは十分な光
出力が得られていると言える。
出力と駆動電流の関係を示している。しきい値電流は３
７ｍＡで、単一横モード発振は１６ｍＷのキンクによっ
て制限されている。再生専用の光デイスクでは５ｍＷ程
度で使用するために、本発明の半導体レーザは十分な光
出力が得られていると言える。
【００４２】ストライプ状リッジの幅の広い領域では縦
モードが多モード化し、その影響でこの半導体レーザを
多モード発振させている。多モード発振しているため
に、この半導体レーザは良好な雑音特性が得られ、温度
２５℃、光出力３ｍＷ、戻り光量０．１％において、Ｒ
ＩＮが−１３３ｄＢ／Ｈｚの値を示した。
モードが多モード化し、その影響でこの半導体レーザを
多モード発振させている。多モード発振しているため
に、この半導体レーザは良好な雑音特性が得られ、温度
２５℃、光出力３ｍＷ、戻り光量０．１％において、Ｒ
ＩＮが−１３３ｄＢ／Ｈｚの値を示した。
【００４３】図５は半導体レーザの中心付近、すなわち
共振器近傍以外の領域のストライプ幅を変えた時のＲＩ
Ｎのストライプ幅依存性である。５μｍはストライプ幅
の広い領域が存在しない時、つまり共振器方向全体でス
トライプ幅が均一の時である。ストライプ幅を広げると
ＲＩＮは低下する傾向がある。５μｍの時は−１２０ｄ
Ｂ／Ｈｚであるのに対し、約７μｍ以上では−１３０ｄ
Ｂ／Ｈｚ以下の値が得られた。これは、７μｍを越える
と基本横モードと高次の横モードとのしきい値利得の差
が小さくなり、そのために縦モードが多モード化するこ
とに起因する。このストライプ幅は７μｍ以上であれ
ば、全ての半導体レーザで−１３０ｄＢ／Ｈｚ以下の値
を示した。
共振器近傍以外の領域のストライプ幅を変えた時のＲＩ
Ｎのストライプ幅依存性である。５μｍはストライプ幅
の広い領域が存在しない時、つまり共振器方向全体でス
トライプ幅が均一の時である。ストライプ幅を広げると
ＲＩＮは低下する傾向がある。５μｍの時は−１２０ｄ
Ｂ／Ｈｚであるのに対し、約７μｍ以上では−１３０ｄ
Ｂ／Ｈｚ以下の値が得られた。これは、７μｍを越える
と基本横モードと高次の横モードとのしきい値利得の差
が小さくなり、そのために縦モードが多モード化するこ
とに起因する。このストライプ幅は７μｍ以上であれ
ば、全ての半導体レーザで−１３０ｄＢ／Ｈｚ以下の値
を示した。
【００４４】図６はＲＩＮと、ストライプ幅の広い領域
の長さｌとの関係を示したものである。ストライプ幅の
広い領域の幅は１６μｍである。ｌが０の時はストライ
プ幅の広い領域が存在しない時、つまり共振器方向全体
でストライプ幅が均一の時である。ｌが約２０μｍを越
えるとＲＩＮは−１３０ｄＢ／Ｈｚ以下まで低下する。
約９０μｍから上昇し、１００μｍ以上では−１２０ｄ
Ｂ／Ｈｚ程度の値を示した。このことから良好な雑音特
性を得るためには、ｌの長さが２０μｍ以上１００μｍ
以下でなければならないことが解かった。ｌは共振器長
Ｌに依存しており、低雑音化のためには、ｌ／Ｌの値が
０．３以下の必要がある。
の長さｌとの関係を示したものである。ストライプ幅の
広い領域の幅は１６μｍである。ｌが０の時はストライ
プ幅の広い領域が存在しない時、つまり共振器方向全体
でストライプ幅が均一の時である。ｌが約２０μｍを越
えるとＲＩＮは−１３０ｄＢ／Ｈｚ以下まで低下する。
約９０μｍから上昇し、１００μｍ以上では−１２０ｄ
Ｂ／Ｈｚ程度の値を示した。このことから良好な雑音特
性を得るためには、ｌの長さが２０μｍ以上１００μｍ
以下でなければならないことが解かった。ｌは共振器長
Ｌに依存しており、低雑音化のためには、ｌ／Ｌの値が
０．３以下の必要がある。
【００４５】以上述べたように、縦モードを多モード化
することにより、相対雑音強度の低い半導体レーザを得
ることができる。
することにより、相対雑音強度の低い半導体レーザを得
ることができる。
【００４６】（実施例２）図７を参照して、本発明によ
る他の半導体レーザを説明する。
る他の半導体レーザを説明する。
【００４７】この半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１
上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２を介してＧａ0.5Ｉｎ0.5
Ｐ活性層４（厚さ６００Å）をｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３およびｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５で挟むダブルヘテロ
構造を有している。ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５の上部には、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６
（厚さ０．１μｍ）を有し、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６
およびｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
５の一部は、台形状のストライプ状リッジに加工されて
いる。クラッド層５においてストライプ状リッジの厚さ
は１μｍである。ストライプ状リッジ部分以外の部分の
厚さは、共振器端面近傍で０．２５μｍ（図７にＨ1で
表示）、共振器端面近傍以外で０．４５μｍ（図８にＨ
2で表示）となっている。ストライプ状リッジの幅は５
μｍである。
上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２を介してＧａ0.5Ｉｎ0.5
Ｐ活性層４（厚さ６００Å）をｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３およびｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５で挟むダブルヘテロ
構造を有している。ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５の上部には、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６
（厚さ０．１μｍ）を有し、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６
およびｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
５の一部は、台形状のストライプ状リッジに加工されて
いる。クラッド層５においてストライプ状リッジの厚さ
は１μｍである。ストライプ状リッジ部分以外の部分の
厚さは、共振器端面近傍で０．２５μｍ（図７にＨ1で
表示）、共振器端面近傍以外で０．４５μｍ（図８にＨ
2で表示）となっている。ストライプ状リッジの幅は５
μｍである。
【００４８】本実施例ではストライプ状リッジの断面形
状は台形であるが、この断面形状は長方形であってもよ
い。
状は台形であるが、この断面形状は長方形であってもよ
い。
【００４９】ストライプ状リッジの両脇のｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の上には、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層７が堆積されている。ｎ−ＧａＡｓ
電流狭窄層７は、活性層４の所望の領域にキャリアを注
入する働きとともに、半導体レーザの横モード制御の働
きも具備する。
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の上には、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層７が堆積されている。ｎ−ＧａＡｓ
電流狭窄層７は、活性層４の所望の領域にキャリアを注
入する働きとともに、半導体レーザの横モード制御の働
きも具備する。
【００５０】本発明では電流狭窄層７はｐ−クラッド層
５側に設けてある。もし仮にｎ−クラッド層側に設けて
あるとする。この場合、ｎ−クラッド層の多数キャリア
である電子の移動度は大きいために、電流狭窄層を通過
した電子は容易に各層と水平方向に広がってしまい、電
流狭窄としての効果が薄れ、駆動電流の上昇、横モード
の不安定化といった問題が生じる。
５側に設けてある。もし仮にｎ−クラッド層側に設けて
あるとする。この場合、ｎ−クラッド層の多数キャリア
である電子の移動度は大きいために、電流狭窄層を通過
した電子は容易に各層と水平方向に広がってしまい、電
流狭窄としての効果が薄れ、駆動電流の上昇、横モード
の不安定化といった問題が生じる。
【００５１】また、本発明では電流狭窄層７は共振器内
の全ての領域で、凸型のリッジ形状に加工されたストラ
イプの外部のｐークラッド層５上に設けてある。もし仮
に、電流狭窄層がｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の上部のよ
うなヘテロ界面を介した上に設けてある場合、ｐ−クラ
ッド層５とｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の間のヘテロ障壁
が大きいために、ｐ側電極９から注入された正孔が各層
に水平方向に広がりすぎ、半導体レーザの駆動電流が上
昇したり、環境温度の変動に伴い注入された正孔の広が
りが変動したりするといった問題が生じる。注入された
正孔は各層に水平方向に５０μｍ近くも広がってしま
い、駆動電流を上昇させてしまい実用的ではない。ま
た、この正孔の広がりは温度によっても変動する。
の全ての領域で、凸型のリッジ形状に加工されたストラ
イプの外部のｐークラッド層５上に設けてある。もし仮
に、電流狭窄層がｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の上部のよ
うなヘテロ界面を介した上に設けてある場合、ｐ−クラ
ッド層５とｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６の間のヘテロ障壁
が大きいために、ｐ側電極９から注入された正孔が各層
に水平方向に広がりすぎ、半導体レーザの駆動電流が上
昇したり、環境温度の変動に伴い注入された正孔の広が
りが変動したりするといった問題が生じる。注入された
正孔は各層に水平方向に５０μｍ近くも広がってしま
い、駆動電流を上昇させてしまい実用的ではない。ま
た、この正孔の広がりは温度によっても変動する。
【００５２】図８は図７に示す半導体レーザを断面ａで
切断した時の断面図である。Ｈ1とＨ2の間には、Ｈ1＜
Ｈ2の関係が成り立つ。ストライプ状リッジの外部の実
効屈折率は、共振器端面近傍で３．３０３、共振器端面
近傍以外すなわちａ断面で３．３０９であり、共振器端
面近傍が低くなっている。ストライプ状リッジの内部の
実効屈折率は３．３１３である。ａ断面ではストライプ
上リッジ内外での実効屈折率差が小さく、基本横モード
と高次の横モードとのしきい値利得差が小さくなってお
り、結果として縦モードが多モード化する。
切断した時の断面図である。Ｈ1とＨ2の間には、Ｈ1＜
Ｈ2の関係が成り立つ。ストライプ状リッジの外部の実
効屈折率は、共振器端面近傍で３．３０３、共振器端面
近傍以外すなわちａ断面で３．３０９であり、共振器端
面近傍が低くなっている。ストライプ状リッジの内部の
実効屈折率は３．３１３である。ａ断面ではストライプ
上リッジ内外での実効屈折率差が小さく、基本横モード
と高次の横モードとのしきい値利得差が小さくなってお
り、結果として縦モードが多モード化する。
【００５３】本発明の半導体レーザは、ストライプ状リ
ッジの幅と電流が注入される幅つまり電流狭窄層の開口
している幅とをほぼ同一にしてある。すなわち、共振器
全体に渡って５μｍとなっている。ストライプ状リッジ
外部のｐ−クラッド層の厚さに共振器方向で本実施例の
ような分布を持たせることで、所望の雑音特性を得るこ
とができる。ストライプ状リッジの幅に同時に実施例１
に示したような分布を持たせても、ＲＩＮを低下させる
ことができるのは言うまでもない。ただし、ストライプ
幅を広くすることは駆動電流を上げるために、できれば
ストライプ状リッジの幅が共振器方向で均一な半導体レ
ーザが好ましい。
ッジの幅と電流が注入される幅つまり電流狭窄層の開口
している幅とをほぼ同一にしてある。すなわち、共振器
全体に渡って５μｍとなっている。ストライプ状リッジ
外部のｐ−クラッド層の厚さに共振器方向で本実施例の
ような分布を持たせることで、所望の雑音特性を得るこ
とができる。ストライプ状リッジの幅に同時に実施例１
に示したような分布を持たせても、ＲＩＮを低下させる
ことができるのは言うまでもない。ただし、ストライプ
幅を広くすることは駆動電流を上げるために、できれば
ストライプ状リッジの幅が共振器方向で均一な半導体レ
ーザが好ましい。
【００５４】図９は本発明の半導体レーザについて、光
出力と駆動電流の関係を示している。しきい値電流は２
２ｍＡで、単一横モード発振は２２ｍＷのキンクによっ
て制限されている。再生専用の光ディスクでは５ｍＷ程
度で使用するために、本発明の半導体レーザは十分な光
出力が得られていると言える。
出力と駆動電流の関係を示している。しきい値電流は２
２ｍＡで、単一横モード発振は２２ｍＷのキンクによっ
て制限されている。再生専用の光ディスクでは５ｍＷ程
度で使用するために、本発明の半導体レーザは十分な光
出力が得られていると言える。
【００５５】ストライプ状リッジ外部のｐ−クラッド層
５の厚さが厚い領域ではストライプ状リッジの内外の実
効屈折率差が小さく、横モードが多モード化し、この効
果により縦モードが多モード化している。多モード発振
しているために、この半導体レーザは良好な雑音特性が
得られ、温度２５℃、光出力４ｍＷ、戻り光量０．１％
において、ＲＩＮが−１３２ｄＢ／Ｈｚの値を示した。
５の厚さが厚い領域ではストライプ状リッジの内外の実
効屈折率差が小さく、横モードが多モード化し、この効
果により縦モードが多モード化している。多モード発振
しているために、この半導体レーザは良好な雑音特性が
得られ、温度２５℃、光出力４ｍＷ、戻り光量０．１％
において、ＲＩＮが−１３２ｄＢ／Ｈｚの値を示した。
【００５６】図１０は半導体レーザのＲＩＮと、共振器
近傍以外の領域すなわちｐ−クラッド層５の厚さが厚い
領域の長さｌとの関係を示した図である。ｌが０の時は
ストライプ状リッジ外部にｐ−クラッド層が厚い領域が
存在しない時、すなわち共振器方向全体でｐ−クラッド
層の厚さが均一の時である。ｌが約２０μｍを越えると
ＲＩＮは−１３０ｄＢ／Ｈｚ以下まで低下する。約１０
０μｍから上昇し、１２５μｍ以上では−１２０ｄＢ／
Ｈｚ程度の値を示した。このことから良好な雑音特性を
得るためには、ｌの長さが２０μｍ以上１００μｍ以下
でなければならないことがわかる。ｌは共振器長Ｌに依
存しており、低雑音化のためには、ｌ／Ｌの値が0.3以
下の必要がある。
近傍以外の領域すなわちｐ−クラッド層５の厚さが厚い
領域の長さｌとの関係を示した図である。ｌが０の時は
ストライプ状リッジ外部にｐ−クラッド層が厚い領域が
存在しない時、すなわち共振器方向全体でｐ−クラッド
層の厚さが均一の時である。ｌが約２０μｍを越えると
ＲＩＮは−１３０ｄＢ／Ｈｚ以下まで低下する。約１０
０μｍから上昇し、１２５μｍ以上では−１２０ｄＢ／
Ｈｚ程度の値を示した。このことから良好な雑音特性を
得るためには、ｌの長さが２０μｍ以上１００μｍ以下
でなければならないことがわかる。ｌは共振器長Ｌに依
存しており、低雑音化のためには、ｌ／Ｌの値が0.3以
下の必要がある。
【００５７】以上述べたように、縦モードを多モード化
することにより、相対雑音強度の低い半導体レーザを得
ることができる。
することにより、相対雑音強度の低い半導体レーザを得
ることができる。
【００５８】つぎに、この半導体レーザの作製方法を図
１１から図１７を用いて説明する。まず、ＭＯＶＰＥ法
などの結晶成長方法を用いて、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に
ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層
４、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
５、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６をエピタキシャル成長す
る（図１１）。熱ＣＶＤによってＳｉＯ2１０１をｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６上に堆積させた後、ホトリソグラ
フィー技術とエッチング技術を用いて、ＳｉＯ2１０１
をストライプ状に加工する（図１２）。ＳｉＯ2１０１
の幅は約５μｍである。その後、プラズマＣＶＤによっ
てＳｉ3Ｎ4１０２を堆積し、ストライプ状のＳｉＯ2１
０１と垂直方向にストライプ状となるようにＳｉ3Ｎ4１
０２を加工する（図１３）。Ｓｉ3Ｎ4１０２の幅は７５
μｍである。その後、ＳｉＯ2１０１とＳｉ3Ｎ4１０２
をエッチングマスクとし、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６と
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0 .5Ｐクラッド層５の一
部をエッチングする（図１４）。この時、ｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の段差は０．２
μｍである。その後、Ｓｉ3Ｎ4１０２を選択的に除去
し、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
をさらにエッチングする（図１５）。そして、ＭＯＶＰ
Ｅ法の選択成長技術を用いて、電流ブロック層としてｎ
−ＧａＡｓ電流狭窄層７をＳｉＯ2１０１上に堆積させ
ることなく、ストライプの両脇のｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５上に結晶成長させる
（図１６）。その後、ＳｉＯ2１０１を除去し、ｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層８を結晶成長させる（図１７）。最後
にｐ−ＧａＡｓコンタクト層８上にＣｒ／Ｐｔ／Ａｕを
堆積してｐ側電極１０とし、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＡ
ｕ／Ｇｅ／Ｎｉを堆積してｎ側電極１１とする。
１１から図１７を用いて説明する。まず、ＭＯＶＰＥ法
などの結晶成長方法を用いて、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に
ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層３、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層
４、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
５、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６をエピタキシャル成長す
る（図１１）。熱ＣＶＤによってＳｉＯ2１０１をｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６上に堆積させた後、ホトリソグラ
フィー技術とエッチング技術を用いて、ＳｉＯ2１０１
をストライプ状に加工する（図１２）。ＳｉＯ2１０１
の幅は約５μｍである。その後、プラズマＣＶＤによっ
てＳｉ3Ｎ4１０２を堆積し、ストライプ状のＳｉＯ2１
０１と垂直方向にストライプ状となるようにＳｉ3Ｎ4１
０２を加工する（図１３）。Ｓｉ3Ｎ4１０２の幅は７５
μｍである。その後、ＳｉＯ2１０１とＳｉ3Ｎ4１０２
をエッチングマスクとし、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６と
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0 .5Ｐクラッド層５の一
部をエッチングする（図１４）。この時、ｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の段差は０．２
μｍである。その後、Ｓｉ3Ｎ4１０２を選択的に除去
し、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
をさらにエッチングする（図１５）。そして、ＭＯＶＰ
Ｅ法の選択成長技術を用いて、電流ブロック層としてｎ
−ＧａＡｓ電流狭窄層７をＳｉＯ2１０１上に堆積させ
ることなく、ストライプの両脇のｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５上に結晶成長させる
（図１６）。その後、ＳｉＯ2１０１を除去し、ｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層８を結晶成長させる（図１７）。最後
にｐ−ＧａＡｓコンタクト層８上にＣｒ／Ｐｔ／Ａｕを
堆積してｐ側電極１０とし、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＡ
ｕ／Ｇｅ／Ｎｉを堆積してｎ側電極１１とする。
【００５９】このような製造方法により、図７に示すよ
うな横モード制御型の赤色半導体レーザを作製すること
ができる。
うな横モード制御型の赤色半導体レーザを作製すること
ができる。
【００６０】上記実施例では半導体レーザを構成する材
料を指定したが、クラッド層が（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ、活性層が（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（こ
こで、０≦ｚ≦ｙ≦１）の場合でも、相対雑音強度の低
い半導体レーザを容易に作製することができる。活性層
に多重量子井戸、歪多重量子井戸を用いた場合、単一縦
モード性が強く、雑音特性が悪化しがちであるが、本発
明半導体レーザによれば相対雑音強度の低い半導体レー
ザを得ることができる。
料を指定したが、クラッド層が（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ、活性層が（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（こ
こで、０≦ｚ≦ｙ≦１）の場合でも、相対雑音強度の低
い半導体レーザを容易に作製することができる。活性層
に多重量子井戸、歪多重量子井戸を用いた場合、単一縦
モード性が強く、雑音特性が悪化しがちであるが、本発
明半導体レーザによれば相対雑音強度の低い半導体レー
ザを得ることができる。
【００６１】また、上記実施例では材料にＡｌＧａＩｎ
Ｐを用いた半導体レーザについて説明したが、他の材料
でも本発明の効果が大きいことは言うまでもない。III-
V族の半導体レーザのみならず、II-VI族の材料から成る
半導体レーザでもこの発明の効果は大きい。
Ｐを用いた半導体レーザについて説明したが、他の材料
でも本発明の効果が大きいことは言うまでもない。III-
V族の半導体レーザのみならず、II-VI族の材料から成る
半導体レーザでもこの発明の効果は大きい。
【００６２】
【発明の効果】本発明の半導体レーザによれば、 （１）本発明の半導体レーザは、活性層を挟む一対のク
ラッド層のうち少なくとも一方が、該半導体レーザの共
振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有してお
り、該ストライプの幅が、少なくとも一方の共振器端面
近傍で、単一横モード発振が得られる幅であり、上記ス
トライプの幅が、前記共振器端面近傍以外で共振器近傍
よりも広くなっているために、ストライプ幅の広い領域
では、縦モードが多モード化し、その結果雑音を低くす
ることができる。
ラッド層のうち少なくとも一方が、該半導体レーザの共
振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有してお
り、該ストライプの幅が、少なくとも一方の共振器端面
近傍で、単一横モード発振が得られる幅であり、上記ス
トライプの幅が、前記共振器端面近傍以外で共振器近傍
よりも広くなっているために、ストライプ幅の広い領域
では、縦モードが多モード化し、その結果雑音を低くす
ることができる。
【００６３】本発明の半導体レーザによれば、 （２）電流狭窄層は、電流狭窄層が存在しない領域に対
応する活性層の所定領域にのみキャリアが注入され、キ
ャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同一である
ために、キャリアはストライプの幅に合わせて注入され
るので、環境温度の変化等によってキャリアの注入に不
均一さを生じることなく、安定な特性が得られる。
応する活性層の所定領域にのみキャリアが注入され、キ
ャリアの注入幅が前記ストライプの幅とほぼ同一である
ために、キャリアはストライプの幅に合わせて注入され
るので、環境温度の変化等によってキャリアの注入に不
均一さを生じることなく、安定な特性が得られる。
【００６４】本発明の半導体レーザによれば、 （３）共振器端面近傍のストライプの幅が１μｍから７
μｍであるために、基本横モードでのレーザ発振が可能
となり、７μｍ以上の領域の長さｌと共振器長Ｌの比ｌ
／Ｌが０．３以下であるため、相対雑音強度を上昇させ
ることがない。
μｍであるために、基本横モードでのレーザ発振が可能
となり、７μｍ以上の領域の長さｌと共振器長Ｌの比ｌ
／Ｌが０．３以下であるため、相対雑音強度を上昇させ
ることがない。
【００６５】本発明の半導体レーザによれば、 （４）共振器端面近傍のストライプ状リッジと、共振器
端面近傍以外のストライプ状リッジの間に、ストライプ
幅が直線的若しくは曲線的に変化する構造となってい
る。このため、該半導体レーザを作製する際に、ストラ
イプの幅の狭い共振器端面近傍と広い共振器端面近傍以
外との間で結晶欠陥を発生することなく、信頼性の高い
半導体レーザを得ることができる。
端面近傍以外のストライプ状リッジの間に、ストライプ
幅が直線的若しくは曲線的に変化する構造となってい
る。このため、該半導体レーザを作製する際に、ストラ
イプの幅の狭い共振器端面近傍と広い共振器端面近傍以
外との間で結晶欠陥を発生することなく、信頼性の高い
半導体レーザを得ることができる。
【００６６】本発明の別の半導体レーザによれば、 （５）半導体基板、及び該半導体基板上に形成された積
層構造であって、活性層と、該活性層を挟む一対のクラ
ッド層と、該活性層のストライプ状所定領域に電流を注
入するための電流阻止層とを有する積層構造、を備えた
半導体レーザであって、前記一対のクラッド層のうち少
なくとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に沿って
延びるストライプ状リッジを有しており、少なくとも一
方の共振器端面近傍の、該ストライプ状リッジ部の実効
屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差が、
該共振器端面近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実
効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差よ
りも大きくなっており、そのために実効屈折率差が小さ
い領域では光の閉じ込めが小さく、縦モードが多モード
化し、その結果、該半導体レーザの雑音を低くすること
ができる。
層構造であって、活性層と、該活性層を挟む一対のクラ
ッド層と、該活性層のストライプ状所定領域に電流を注
入するための電流阻止層とを有する積層構造、を備えた
半導体レーザであって、前記一対のクラッド層のうち少
なくとも一方が、該半導体レーザの共振器方向に沿って
延びるストライプ状リッジを有しており、少なくとも一
方の共振器端面近傍の、該ストライプ状リッジ部の実効
屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差が、
該共振器端面近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実
効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差よ
りも大きくなっており、そのために実効屈折率差が小さ
い領域では光の閉じ込めが小さく、縦モードが多モード
化し、その結果、該半導体レーザの雑音を低くすること
ができる。
【００６７】本発明の半導体レーザによれば、 （６）共振器端面近傍以外の、ストライプ状リッジ部の
実効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差
の小さな領域の長さをｌ、共振器長をＬとする時、ｌ／
Ｌが０．３以下となっているため、相対雑音強度を上昇
させることがない。
実効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差
の小さな領域の長さをｌ、共振器長をＬとする時、ｌ／
Ｌが０．３以下となっているため、相対雑音強度を上昇
させることがない。
【００６８】本発明の半導体レーザの製造方法によれ
ば、 （７）半導体基板上に積層構造を形成する工程を包含す
る半導体レーザを製造する方法であって、該工程は、更
に、第１クラッド層を形成する工程と、該第１クラッド
層上に活性層を形成する工程と、該活性層上に第２クラ
ッド層となる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択
的にエッチングするための第１の絶縁膜を堆積する工程
と、該絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部
をエッチングすることにより、該半導体レーザ装置の共
振器方向に延びるストライプ状リッジを形成する工程
と、第２の絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶縁膜
および上記第２の絶縁膜をマスクとして上記第２クラッ
ド層の一部をエッチングする工程と、上記第２の絶縁膜
を除去し、上記第２クラッド層のうち該ストライプ状リ
ッジ部以外の部分の上に、該活性層にストライプ状所定
領域に電流を注入するための電流狭窄層を形成する工程
と、第１の絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そ
のことにより雑音特性の良好な半導体レーザを歩留まり
よく作製することができる。
ば、 （７）半導体基板上に積層構造を形成する工程を包含す
る半導体レーザを製造する方法であって、該工程は、更
に、第１クラッド層を形成する工程と、該第１クラッド
層上に活性層を形成する工程と、該活性層上に第２クラ
ッド層となる膜を形成する工程と、該膜上に該膜を選択
的にエッチングするための第１の絶縁膜を堆積する工程
と、該絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層の一部
をエッチングすることにより、該半導体レーザ装置の共
振器方向に延びるストライプ状リッジを形成する工程
と、第２の絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶縁膜
および上記第２の絶縁膜をマスクとして上記第２クラッ
ド層の一部をエッチングする工程と、上記第２の絶縁膜
を除去し、上記第２クラッド層のうち該ストライプ状リ
ッジ部以外の部分の上に、該活性層にストライプ状所定
領域に電流を注入するための電流狭窄層を形成する工程
と、第１の絶縁膜を除去する工程とを包含しており、そ
のことにより雑音特性の良好な半導体レーザを歩留まり
よく作製することができる。
【図１】本発明の実施例の横モード制御型の赤色半導体
レーザの断面図
レーザの断面図
【図２】本発明の実施例の半導体レーザの共振器端面近
傍以外の断面図
傍以外の断面図
【図３】本発明の実施例の半導体レーザの上面図
【図４】本発明の実施例の半導体レーザの光出力と駆動
電流の関係を示す図
電流の関係を示す図
【図５】本発明の半導体レーザの効果を説明するための
図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライプ
状リッジの幅の関係を示す図
図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライプ
状リッジの幅の関係を示す図
【図６】本発明の半導体レーザの効果を説明するための
図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライプ
状リッジの長さの関係を示す図
図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライプ
状リッジの長さの関係を示す図
【図７】本発明の別の実施例の横モード制御型の赤色半
導体レーザの断面図
導体レーザの断面図
【図８】本発明の実施例の半導体レーザの共振器端面近
傍以外の断面図
傍以外の断面図
【図９】本発明の実施例の半導体レーザの光出力と駆動
電流の関係を示す図
電流の関係を示す図
【図１０】本発明の半導体レーザの効果を説明するため
の図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライ
プ状リッジの長さの関係を示す図
の図で、相対雑音強度と共振器端面近傍以外のストライ
プ状リッジの長さの関係を示す図
【図１１】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第１
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１２】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第２
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１３】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第３
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１４】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第４
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１５】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第５
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１６】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第６
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１７】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第７
の工程順断面図
の工程順断面図
【図１８】従来例の赤色半導体レーザの断面図
【図１９】別の従来例の半導体レーザの上面図及び断面
図
図
【符号の説明】 １ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ４ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ５ ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ６ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層 ７ ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層 ８ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ９ ｐ側電極 １０ ｎ側電極 １０１ ＳｉＯ2 １０２ Ｓｉ3Ｎ4 ２０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２０３ 内部電流狭窄層 ２０４ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ２０５ ｎーＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層 ２０６ Ｇａ0.86Ａｌ0.14Ａｓ活性層 ２０７ ｐーＧａ0.5Ａｌ0.5Ａｓクラッド層 ２０８ ｐ−ＧａＡｓ層 ２０９ ｐ電極 ２１０ ｎ電極
フロントページの続き (72)発明者 大仲 清司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れ、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該
活性層のストライプ状所定領域に電流を注入するための
電流狭窄層とを有する積層構造とを備えた半導体レーザ
であって、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方
が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストラ
イプ状リッジを有しており、該ストライプの幅が少なく
とも一方の共振器端面近傍で、単一横モード発振が得ら
れる幅であり、前記共振器近傍以外のストライプの幅
が、共振器近傍のストライプの幅よりも広いことを特徴
とする半導体レーザ。 - 【請求項２】請求項１に記載の半導体レーザであって、
前記共振器近傍のストライプの幅が、１μｍから７μｍ
であり、前記共振器近傍以外のストライプの幅が、７μ
ｍ以上であり、７μｍ以上の領域の長さｌと共振器長Ｌ
の比ｌ／Ｌが０．３以下であり、キャリアの注入幅が前
記ストライプの幅とほぼ同一であることを特徴とする半
導体レーザ。 - 【請求項３】請求項１に記載の半導体レーザであって、
共振器近傍のストライプ状リッジと、共振器近傍以外の
ストライプ状リッジの間に、ストライプ幅が直線的若し
くは曲線的に変化することを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れ、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該
活性層のストライプ状所定領域に電流を注入するための
電流狭窄層とを有する積層構造とを備えた半導体レーザ
であって、前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方
が、該半導体レーザの共振器方向に沿って延びるストラ
イプ状リッジを有しており、少なくとも一方の共振器端
面近傍の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とスト
ライプ状リッジ外部の実効屈折率の差が、該共振器端面
近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実効屈折率とス
トライプ状リッジ外部の実効屈折率の差よりも大きいこ
とを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項５】請求項４に記載の半導体レーザであって、
少なくとも一方の共振器端面近傍の、上記ストライプ状
リッジ外部の実効屈折率が、該共振器端面近傍以外の、
上記ストライプ状リッジ外部の実効屈折率よりも小さい
を特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項６】請求項４に記載の半導体レーザであって、
前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該半導
体レーザの共振器方向に沿って延びる凸型のストライプ
状リッジを有しており、ストライプ外部の該クラッド層
上には電流狭窄層を有しており、該電流狭窄層下の該ク
ラッド層の厚さが、少なくとも一方の共振器端面近傍で
薄くなっていることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項７】請求項４に記載の半導体レーザであって、
該共振器端面近傍以外の、該ストライプ状リッジ部の実
効屈折率とストライプ状リッジ外部の実効屈折率の差の
小さな領域の長さをｌ、共振器長をＬとする時、ｌ／Ｌ
が０．３以下であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項８】請求項４に記載の半導体レーザであって、
前記一対のクラッド層のうち少なくとも一方が、該半導
体レーザ装置の共振器方向に沿って延びるストライプ状
リッジを有しており、該ストライプの幅が共振器全域で
同一であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項９】半導体基板上に積層構造を形成する工程を
包含する半導体レーザを製造する方法であって、該工程
は、更に、第１クラッド層を形成する工程と、該第１ク
ラッド層上に活性層を形成する工程と、該活性層上に第
２クラッド層となる膜を形成する工程と、該膜上に該膜
を選択的にエッチングするための第１の絶縁膜を堆積す
る工程と、該絶縁膜をマスクとして上記第２クラッド層
の一部をエッチングすることにより、該半導体レーザ装
置の共振器方向に延びるストライプ状リッジを形成する
工程と、第２の絶縁膜を堆積する工程と、上記第１の絶
縁膜および上記第２の絶縁膜をマスクとして上記第２ク
ラッド層の一部をエッチングする工程と、上記第２の絶
縁膜を除去し、上記第２クラッド層のうち該ストライプ
状リッジ部以外の部分の上に、該活性層にストライプ状
所定領域に電流を注入するための電流狭窄層を形成する
工程と、第１の絶縁膜を除去する工程と、を包含するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25156693A JPH07106703A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US08/278,395 US5523256A (en) | 1993-07-21 | 1994-07-21 | Method for producing a semiconductor laser |
| US08/822,409 US5974068A (en) | 1993-07-21 | 1997-03-21 | Semiconductor laser and a method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25156693A JPH07106703A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106703A true JPH07106703A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17224726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25156693A Pending JPH07106703A (ja) | 1993-07-21 | 1993-10-07 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106703A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997041625A1 (en) * | 1996-04-26 | 1997-11-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser and method for manufacturing the same |
| JP2005142182A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Nec Corp | 光半導体素子およびその製造方法 |
| JP2005294322A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| US7532654B2 (en) | 2004-05-12 | 2009-05-12 | Sony Corporation | Laser diode |
| JP2010056583A (ja) * | 2009-12-10 | 2010-03-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| CN114284405A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-05 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 发光二极管及其制备方法 |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP25156693A patent/JPH07106703A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114284405A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-05 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 发光二极管及其制备方法 |
| CN114284405B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-10-20 | 江苏第三代半导体研究院有限公司 | 发光二极管及其制备方法 |
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