JPH08330669A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

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JPH08330669A
JPH08330669A JP13767395A JP13767395A JPH08330669A JP H08330669 A JPH08330669 A JP H08330669A JP 13767395 A JP13767395 A JP 13767395A JP 13767395 A JP13767395 A JP 13767395A JP H08330669 A JPH08330669 A JP H08330669A
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JP
Japan
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layer
face
resonator
semiconductor laser
region
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JP13767395A
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Inventor
Kenji Endo
健司 遠藤
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、簡単な製造工程で端面近傍に
電流非注入構造を形成し、高信頼な光ディスク用半導体
レーザを提供することにある。 【構成】活性層と、これを挟んでバンドギャップの広い
クラッド層を設けた半導体レーザであり、励起領域では
このクラッド層とキャップ層の間に両者の中間的なバン
ドギャップのヘテロバッファ層を設け、共振器端面近傍
ではクラッド層とキャップ層が直接接した電流非注入構
造を設け、端面近傍の活性層への電流注入を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ、特に光デ
ィスク用光源に適した半導体レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク光源に用いられる半導体レー
ザの高信頼化には共振器端面の劣化の防止が重要であ
る。端面劣化の防止策として、端面に保護膜を形成する
方法が広く用いられている。図4に従来の典型的な光デ
ィスク用半導体レーザを示す。活性層3を挟んでバンド
ギャップの大きなクラッド層2、4が形成されており、
上部クラッド層4にはリブ型の光導波路が形成されてい
る。電流は電流ブロック層6によってリブ導波路に狭窄
されて活性層に注入される。共振器の長手方向に電流狭
窄構造はなく、共振器端面にも共振器内部と同等の高密
度の電流注入が行われる。共振器端面では結晶表面の表
面準位を介してキャリアが非発光に再結合するため、共
振器内部に比較して局所的に温度が上昇し、劣化の進行
が速い。そこで、共振器端面には保護膜10、11が形
成され、端面結晶が雰囲気中の酸素と反応して酸化し、
急速に劣化するのを防止する。
【0003】また従来技術では、共振器端面近傍に活性
層よりバンドギャップの広い半導体層を設けた窓構造と
呼ばれる半導体レーザが、多数報告されている。そのな
かで特開平2−130886号公報には、共振器端面近
傍にリッジ段差を設けた半導体基板を用いて窓構造を形
成する方法が述べられている。窓構造によって、端面近
傍の活性層が発振光で励起されるのを防止し、高出力化
を図るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術には
以下に説明するような問題があり充分な効果が得られな
かった。
【0005】端面に保護膜を形成する方法は、端面の結
晶表面の酸化による急速な劣化の防止には効果的である
が、端面近傍へも高密度の電流注入が行われ、結晶欠陥
の形成が加速される。このため長期的な端面劣化の防止
は不十分であった。
【0006】窓構造半導体レーザは、一般に、窓構造の
形成に微細なエッチング工程や高度な結晶成長工程が必
要で製造工程に高い精度が要求される問題があった。ま
た複雑な製造工程途中で結晶欠陥が導入されやすく、窓
構造の結晶や窓構造と励起領域の界面領域などを高い品
質で作製することが難しかった。前述の特開平2−13
0886号公報記載の発明でも窓構造が複雑で、(00
1)面、(111)面、そして励起部と窓構造部の境界
領域の傾斜面と、互いに両方位の異なる結晶面に同時に
結晶成長を行うので全領域で高品質な結晶を得ることが
困難であった。またこの従来の窓構造半導体レーザで
は、窓構造領域の劣化防止と無効電流の低減のため、窓
構造上部にn型GaAs層が設けられ、電流が注入され
ないようにしている。即ち、このn型GaAs層は、電
流狭窄用を兼用しており、そのため0.6−0.9μm
と厚い。このため素子表面に凹凸ができ、ヒートシンク
への融着と放熱が不均一になり、特性の悪化や劣化を生
じる原因となっていた。
【0007】本発明の目的は、簡単な製造工程で端面近
傍に電流非注入構造を形成し、これらの問題を解決した
高信頼な半導体レーザを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、少なくとも活性層と、この活性層を挟んでこの活性
層よりもバンドギャップの大きい第1および第2のクラ
ッド層を有し、共振器長方向に延伸したストライプ状の
励起領域が共振器端面には達しない長さに設けられ、こ
の励起領域では、前記第1のクラッド層と前記第1のク
ラッド層上に形成されたこの第1のクラッド層よりもバ
ンドギャップの小さいキャップ層との間に、この両者の
中間的なバンドギャップを有する少なくとも1層のヘテ
ロバッファ層が設けられ、前記励起領域を前記共振器長
方向から挟む前記共振器端面近傍には前記少なくとも1
層のヘテロバッファ層を設けないことにより前記共振器
端面近傍への電流注入量を低減したことを特徴とする。
【0009】
【実施例】本発明の上記および他の目的、特徴および効
果を明瞭にすべく、以下図面を参照して本発明の実施例
を詳細に説明する。
【0010】図1(a)は素子全体の斜視図、同図
(b)は共振器に沿ったA−A′での素子断面図、そし
て図2(a),(b)および図3(a),(b)は製造
工程を示す図である。
【0011】図2(a)において、まずn型GaAs基
板1上に、厚さ1.5μmのn型(Alx Ga1-x y
In1-y P(x=0.6,y=0.5)クラッド層2、
厚さ0.05μmのGa0.5 In0.5 P活性層3、厚さ
1.5μmのp型(Alx Ga1-x y In1-y P(x
=0.6,y=0.5)クラッド層4、そして厚さ10
nmのp型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層5を順
次結晶成長する。次に、通常のフォトリソグラフィ法等
により、共振器端面近傍を除く領域にエッチングマスク
12を形成し、これをマスクとしてp型Ga0.5 In
0.5 Pヘテロバッファ層5を選択的にエッチングする。
このエッチングにはAlGaInP層に対するエッチン
グ速度が非常に遅いHBrとH2 Oの混合液を用いた。
次にエッチングマスク12を除去した後、SiO2 膜1
3を結晶全面に形成してから通常のフォトリソグラフィ
法を使ったエッチングを行ってSiO2 膜を幅約5μm
のストライプ状にする。次に、同図(b)に示すよう
に、このSiO2 膜13をマスクとしてp型(Al0.6
Ga0.4 0.5 In0.5 P層4をエッチングしてリッジ
状光導波路を形成する。このエッチングには硫酸、過酸
化水素水そしてH2 Oの混合液を用いた。この後、リッ
ジ上部にSiO2 膜を残したままn型GaAsブロック
層6を結晶成長する。このときSiO2 膜上には結晶成
長せず、図3(a)に示すように、リッジ分を埋め込ん
でn型GaAsブロック層6が形成される。SiO2
13を除去後、結晶全面にp型GaAsキャップ層7を
結晶成長する。結晶成長完了後は、通常の電極形成工
程、素子化工程、端面保護膜形成工程を経て、図1
(a)の半導体レーザを作製する。
【0012】本発明の半導体レーザは、図1(b)に示
すように、p型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層5
が共振器内部にのみ設けられており、端面近傍はp型
(Al0.6 Ga0.4 0.5 In0.5 Pクラッド層4とp
型GaAsキャップ層7が直接接している。(Al0.6
Ga0.4 0.5 In0.5 Pクラッド層4とGaAsキャ
ップ層7のバンドギャップは室温でそれぞれ2.265
eVと1.42eVである。このように、両半導体層の
バンドギャップ差が約0.8eVと大きいため、両者の
界面には、従来報告されているように、バンド不連続に
よる大きなポテンシャルバリアが形成され、電流が流れ
ない。一方、励起領域では、バンドギャップが両半導体
層の中間的な大きさの1.91eVであるGa0.5 In
0.5 Pヘテロバッファ層5が設けられており、ヘテロ界
面がAlGaInP層とGaInP層の界面とGaIn
P層とGaAs層の界面とのバンドギャップ差の小さい
界面となり、ポテンシャルバリアは小さく、電気伝導の
障害とならない。
【0013】本発明の半導体レーザでは、端面近傍の電
流非注入領域のGaInP活性層3にも、p型(Al
0.6 Ga0.4 0.5 In0.5 Pクラッド層4を経由して
励起領域から漏れ電流を流している。こうして注入され
る漏れ電流の大きさは、最大でも(動作電流値)×(非
注入領域の長さ)÷(励起領域の長さ)と見積られる。
この漏れ電流が小さくて端面近傍のGaInP活性層3
への注入キャリア密度が低すぎると、電流非注入領域の
発振光に対する吸収損失が増大し、双安定動作などの特
異な動作を示すようになる。そこで、注入キャリア密度
が適切な値になるよう、p型(Alx Ga1-x y In
1-y Pクラッド層の電気抵抗(ρ)や層厚に応じて端面
電流非注入領域の長さを設定する必要がある。この際、
端面部の注入キャリア密度が励起領域の1/2〜1/5
になるようにその長さを設定すれば非注入領域での光吸
収係数が10〜100cm-1程度となるが、非注入領域
の長さがこれを超えると、光吸収係数が100cm-1
上の大きな値となり、双安定動作などを生じてしまう。
本実施例の場合、x=0.6,ρ=0.66Ω・cm,
P=6.4×1017cm-3であり、共振器長が700μ
mであるので非注入領域の長さは10〜30μmが適切
であった。
【0014】本発明は上記実施例に記載した、半導体材
料、活性層や光導波路の構造、クラッド層などの限定さ
れるものでなく、本発明の特徴を満す限り、他のもので
も良いことはもちろんである。
【0015】例えば、活性層がZnSe等のII−VI
族化合物半導体からなる緑青色半導体レーザにも適用で
きる。この場合、GaAs基板上にn型ZnMgSSe
からなる第2のクラッド層、ZnSe活性層、p型Zn
MgSSeからなる第1のクラッド層、ZnSeからな
る第2のヘテロバッファ層、GaInPまたはAlGa
InPからなる第1のヘテロバッファ層、そしてp型G
aAsキャップ層が順次積層され、第1のヘテロバッフ
ァ層が共振器端面近傍には設けられていない構成となっ
ている。ここで、ZnSeヘテロバッファ層が設けられ
るのは、GaInPまたはAlGaInPからなる第1
のヘテロバッファ層とp型ZnMgSSeからなる第1
のクラッド層とのバンドギャップの差が大きいため、両
者の中間的な大きさのバンドギャップを有しているZn
Seヘテロバッファ層を間に介在させることにより励起
領域における電流注入効率を改善するためである。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば端面近傍に電流非注入構
造を設けることによって端面部への電流注入を低減し、
高信頼な半導体レーザを実現できる。本発明の電流非注
入構造は、エッチングする結晶表面が平坦なためエッチ
ング工程が簡単であり、また工程途中で劣化原因を導入
する心配もない。さらに除去するヘテロバッファ層が1
0nm程度と薄いため、従来の窓構造半導体レーザの電
流非注入構造のような素子表面の凹凸を生じることもな
く、特性や信頼性への悪影響も無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体レーザの構造図であ
り(a)は素子全体の斜視図、(b)は共振器に沿った
A−A′での素子断面図である。
【図2】本発明の一実施例の半導体レーザの製造工程の
一部を示す図であり、(a)はGaInPヘテロバッフ
ァ層の選択エッチング後の構造図、(b)はp−AlG
aInPクラッド層のリジ導波路形成後の構造図であ
る。
【図3】図2(b)に引き続く半導体レーザの製造工程
を示す図であり、(a)はn−GaAsブロック層の選
択成長、SiO2 マスク除去後の構造図、(b)はp−
GaAsキャップ層成長後の構造図である。
【図4】従来の半導体レーザの構造図であり(a)は素
子全体の斜視図、(b)は共振器に沿ったB−B′での
素子断面図である。
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型AlGaInPクラッド層 3 GaInP活性層 4 p型AlGaInPクラッド層 5 p型GaInPヘテロバッファ層 6 n型GaAsブロック層 7 p型キャップ層 8,9 電極 10,11 共振器端面保護膜 12 エッチングマスク 13 SiO2 マスク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも活性層と、この活性層を挟ん
    でこの活性層よりもバンドギャップの大きい第1および
    第2のクラッド層を有し、共振器長方向に延伸したスト
    ライプ状の励起領域が共振器端面には達しない長さに設
    けられ、この励起領域では、前記第1のクラッド層と前
    記第1のクラッド層上に形成されたこの第1のクラッド
    層よりもバンドギャップの小さいキャップ層との間に、
    この両者の中間的なバンドギャップを有する少なくとも
    1層のヘテロバッファ層が設けられ、前記励起領域を前
    記共振器長方向から挟む前記共振器端面近傍には前記少
    なくとも1層のヘテロバッファ層を設けないことにより
    前記共振器端面近傍への電流注入量を低減したことを特
    徴とする半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 第1のクラッド層がAlGaInP、キ
    ャップ層がGaAs、ヘテロバッファ層がGaInPで
    あることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。
  3. 【請求項3】 第1のクラッド層がZnMgSSe、キ
    ャップ層がGaAsであり、前記ヘテロバッファ層とし
    てAlGaInPまたはGaInPからなる第1のヘテ
    ロバッファ層とZnSeからなる第2のヘテロバッファ
    層を有し、前記共振器端面近傍では前記第1のヘテロバ
    ッファ層を介さずに、前記第1のヘテロバッファ層と前
    記キャップ層とが接して設けられていることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体レーザ。
  4. 【請求項4】 前記第1のクラッド層が、他の部分に比
    べて厚さの大きいストライプ状の領域を有しており、こ
    のストライプ状の領域の一部が前記励起領域に形成され
    ていることを特徴とする請求項1記載または請求項2ま
    たは請求項3に記載の半導体レーザ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05218565A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Toshiba Corp 半導体発光装置
JPH0613694A (ja) * 1991-02-01 1994-01-21 Nec Corp 半導体レーザ
JPH077218A (ja) * 1993-06-15 1995-01-10 Sony Corp 半導体レーザ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613694A (ja) * 1991-02-01 1994-01-21 Nec Corp 半導体レーザ
JPH05218565A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Toshiba Corp 半導体発光装置
JPH077218A (ja) * 1993-06-15 1995-01-10 Sony Corp 半導体レーザ

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Effective date: 19971021