JPH0945990A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0945990A JPH0945990A JP19646095A JP19646095A JPH0945990A JP H0945990 A JPH0945990 A JP H0945990A JP 19646095 A JP19646095 A JP 19646095A JP 19646095 A JP19646095 A JP 19646095A JP H0945990 A JPH0945990 A JP H0945990A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で良好な特性を実現しつつ自励発
振を安定して得ることができる半導体レーザ装置を提供
することである。 【解決手段】 ｐ−クラッド層５の平坦部５ａ上および
リッジ部５ｂの側面に、ｐ−クラッド層５とほぼ等しい
屈折率を有するｎ−第１電流ブロック層７を形成し、ｎ
−第１電流ブロック層７上にｐ−クラッド層５と異なる
屈折率を有するｎ−第２電流ブロック層８を形成する。
それにより、ｐ−クラッド層５のリッジ部５ｂの領域に
電流注入領域を形成し、ｐ−クラッド層５のリッジ部５
ｂ下およびそのリッジ部５ｂの両側面のｎ−第１電流ブ
ロック層７下の領域に光導波路を形成する。
振を安定して得ることができる半導体レーザ装置を提供
することである。 【解決手段】 ｐ−クラッド層５の平坦部５ａ上および
リッジ部５ｂの側面に、ｐ−クラッド層５とほぼ等しい
屈折率を有するｎ−第１電流ブロック層７を形成し、ｎ
−第１電流ブロック層７上にｐ−クラッド層５と異なる
屈折率を有するｎ−第２電流ブロック層８を形成する。
それにより、ｐ−クラッド層５のリッジ部５ｂの領域に
電流注入領域を形成し、ｐ−クラッド層５のリッジ部５
ｂ下およびそのリッジ部５ｂの両側面のｎ−第１電流ブ
ロック層７下の領域に光導波路を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励発振を行うリ
ッジ埋込み型半導体レーザ装置に関する。
ッジ埋込み型半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体レーザ装置の低雑音特
性を向上させるために、自励発振が利用されている。半
導体レーザ装置を自励発振させると、縦モードスペクト
ルが多モード化し、レーザ光の可干渉性が低下すること
により、雑音が低減される。
性を向上させるために、自励発振が利用されている。半
導体レーザ装置を自励発振させると、縦モードスペクト
ルが多モード化し、レーザ光の可干渉性が低下すること
により、雑音が低減される。
【０００３】屈折率導波型半導体レーザ装置において自
励発振を得るためには、例えば、活性層の厚さを厚くす
る方法が用いられる。しかしながら、活性層の厚さを厚
くすると、接合面に垂直な方向のレーザ光の広がり角
（垂直広がり角）が大きくなる。その結果、垂直広がり
角と接合面に水平な方向のレーザ光の広がり角（水平広
がり角）との比（アスペクト比と呼ぶ）が大きくなり、
レーザ光の垂直方向および水平方向での見かけ上の焦点
位置の差（非点隔差）が大きくなるという問題がある。
また、活性層の厚さを厚くすることにより動作電流が大
きくなるという問題もある。
励発振を得るためには、例えば、活性層の厚さを厚くす
る方法が用いられる。しかしながら、活性層の厚さを厚
くすると、接合面に垂直な方向のレーザ光の広がり角
（垂直広がり角）が大きくなる。その結果、垂直広がり
角と接合面に水平な方向のレーザ光の広がり角（水平広
がり角）との比（アスペクト比と呼ぶ）が大きくなり、
レーザ光の垂直方向および水平方向での見かけ上の焦点
位置の差（非点隔差）が大きくなるという問題がある。
また、活性層の厚さを厚くすることにより動作電流が大
きくなるという問題もある。
【０００４】そこで、活性層の厚さを厚くせずに導波路
側のクラッド層の厚さを厚くする方法が提案されてい
る。以下、クラッド層の厚さを厚くする方法を用いて自
励発振を得る半導体装置について説明する。
側のクラッド層の厚さを厚くする方法が提案されてい
る。以下、クラッド層の厚さを厚くする方法を用いて自
励発振を得る半導体装置について説明する。
【０００５】図４（ａ）は自励発振を行う従来のリッジ
埋込み型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装置の構造を
示す断面図であり、図４（ｂ）は図１の半導体レーザ装
置の活性層の詳細な構造を示す図である。また、図５は
図４の半導体レーザ装置における活性層およびその近傍
の概略エネルギーバンド構造図である。なお、図５には
伝導帯側のエネルギーバンドのみを示す。
埋込み型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装置の構造を
示す断面図であり、図４（ｂ）は図１の半導体レーザ装
置の活性層の詳細な構造を示す図である。また、図５は
図４の半導体レーザ装置における活性層およびその近傍
の概略エネルギーバンド構造図である。なお、図５には
伝導帯側のエネルギーバンドのみを示す。
【０００６】図４（ａ）において、ｎ−ＧａＡｓ基板１
上に、膜厚０．３μｍのｎ−ＧａＩｎＰからなるｎ−バ
ッファ層２および膜厚２μｍのｎ−（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0. 5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるｎ−クラッド層３が形
成されている。ｎ−クラッド層３上には、歪多重量子井
戸（以下、歪ＭＱＷと呼ぶ）活性層４が形成されてい
る。
上に、膜厚０．３μｍのｎ−ＧａＩｎＰからなるｎ−バ
ッファ層２および膜厚２μｍのｎ−（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0. 5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるｎ−クラッド層３が形
成されている。ｎ−クラッド層３上には、歪多重量子井
戸（以下、歪ＭＱＷと呼ぶ）活性層４が形成されてい
る。
【０００７】図４（ｂ）に示すように、歪ＭＱＷ活性層
４は、膜厚７５Åの８層のＧａ0.58Ｉｎ0.42Ｐ引張歪量
子井戸層１３および膜厚４０Åの７層の（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子障壁層１４が交互に積層され
てなる量子井戸構造を、膜厚５００Åの（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層１２で挟んだ構成とな
っている。
４は、膜厚７５Åの８層のＧａ0.58Ｉｎ0.42Ｐ引張歪量
子井戸層１３および膜厚４０Åの７層の（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子障壁層１４が交互に積層され
てなる量子井戸構造を、膜厚５００Åの（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層１２で挟んだ構成とな
っている。
【０００８】歪ＭＱＷ活性層４上には、ｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるｐ−クラッド層２５
が形成されている。ｐ−クラッド層２５は、歪ＭＱＷ活
性層４上に形成された平坦部２５ａおよびその平坦部２
５ａ上の中央部に形成されたストライプ状のリッジ部２
５ｂからなる。平坦部２５ａの膜厚Ｔ２は０．３５μｍ
に設定されている。平坦部２５ａとリッジ部２５ｂとの
間に、破線で示すように、膜厚２０ÅのＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐからなるエッチングストップ層２０が設けられて
もよい。
Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるｐ−クラッド層２５
が形成されている。ｐ−クラッド層２５は、歪ＭＱＷ活
性層４上に形成された平坦部２５ａおよびその平坦部２
５ａ上の中央部に形成されたストライプ状のリッジ部２
５ｂからなる。平坦部２５ａの膜厚Ｔ２は０．３５μｍ
に設定されている。平坦部２５ａとリッジ部２５ｂとの
間に、破線で示すように、膜厚２０ÅのＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐからなるエッチングストップ層２０が設けられて
もよい。
【０００９】リッジ部２５ｂ上には膜厚０．２μｍのｐ
−ＧａＩｎＰからなるｐ−コンタクト層６が形成され、
リッジ部２５ｂの両側および平坦部２５ａ上には、膜厚
１μｍのｎ−ＧａＡｓからなるｎ−電流ブロック層２８
が形成されている。また、ｐ−コンタクト層６上および
ｎ−電流ブロック層２８上には、膜厚５μｍのｐ−Ｇａ
Ａｓからなるｐ−キャップ層９が形成されている。ｎ−
ＧａＡｓ基板１の下面にはＣｒ−Ｓｎ−Ａｕからなるｎ
側電極１０が形成され、ｐ−キャップ層９の上面にはＣ
ｒ−Ａｕからなるｐ側電極１１が形成されている。
−ＧａＩｎＰからなるｐ−コンタクト層６が形成され、
リッジ部２５ｂの両側および平坦部２５ａ上には、膜厚
１μｍのｎ−ＧａＡｓからなるｎ−電流ブロック層２８
が形成されている。また、ｐ−コンタクト層６上および
ｎ−電流ブロック層２８上には、膜厚５μｍのｐ−Ｇａ
Ａｓからなるｐ−キャップ層９が形成されている。ｎ−
ＧａＡｓ基板１の下面にはＣｒ−Ｓｎ−Ａｕからなるｎ
側電極１０が形成され、ｐ−キャップ層９の上面にはＣ
ｒ−Ａｕからなるｐ側電極１１が形成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ｎ−クラッド層３およ
びｐ−クラッド層２５のＡｌ組成比は歪ＭＱＷ活性層４
におけるＡｌ組成比よりも大きく、図５に示すように、
ｎ−クラッド層３およびｐ−クラッド層２５のバンドギ
ャップが歪ＭＱＷ活性層４のバンドギャップよりも大き
くなっている。すなわち、歪ＭＱＷ活性層４の屈折率が
それを挟むクラッド層３，２５の屈折率よりも高くな
り、光が歪ＭＱＷ活性層４に閉じ込められる。このよう
なダブルヘテロ構造により垂直方向の光の閉じ込めが行
われる。
びｐ−クラッド層２５のＡｌ組成比は歪ＭＱＷ活性層４
におけるＡｌ組成比よりも大きく、図５に示すように、
ｎ−クラッド層３およびｐ−クラッド層２５のバンドギ
ャップが歪ＭＱＷ活性層４のバンドギャップよりも大き
くなっている。すなわち、歪ＭＱＷ活性層４の屈折率が
それを挟むクラッド層３，２５の屈折率よりも高くな
り、光が歪ＭＱＷ活性層４に閉じ込められる。このよう
なダブルヘテロ構造により垂直方向の光の閉じ込めが行
われる。
【００１１】また、ｐ側電極１１から供給される電流は
ｎ−電流ブロック層２８によりブロックされ、ｐ−クラ
ッド層２５のストライプ状のリッジ部２５ｂにのみ注入
される。リッジ部２５ｂを除く領域においては、歪ＭＱ
Ｗ活性層４での発振光がｎ−電流ブロック層２８により
吸収されるので、光導波路がリッジ部２５ｂ下の領域に
のみ形成される。このようにして、屈折率導波機構によ
る水平方向の光の閉じ込めが行われる。
ｎ−電流ブロック層２８によりブロックされ、ｐ−クラ
ッド層２５のストライプ状のリッジ部２５ｂにのみ注入
される。リッジ部２５ｂを除く領域においては、歪ＭＱ
Ｗ活性層４での発振光がｎ−電流ブロック層２８により
吸収されるので、光導波路がリッジ部２５ｂ下の領域に
のみ形成される。このようにして、屈折率導波機構によ
る水平方向の光の閉じ込めが行われる。
【００１２】しかしながら、自励発振を得るためにｐ−
クラッド層２５の平坦部２５ａの膜厚Ｔ２が０．３５μ
ｍと比較的厚く形成されているので、ｎ−電流ブロック
層２８による光の吸収が弱くなっている。そのため、屈
折率導波機構による水平方向の光の閉じ込めが弱くな
り、利得導波型の半導体レーザ装置に近づく。その結
果、水平広がり角が小さくなってアスペクト比が大きく
なり、非点隔差が大きくなる。
クラッド層２５の平坦部２５ａの膜厚Ｔ２が０．３５μ
ｍと比較的厚く形成されているので、ｎ−電流ブロック
層２８による光の吸収が弱くなっている。そのため、屈
折率導波機構による水平方向の光の閉じ込めが弱くな
り、利得導波型の半導体レーザ装置に近づく。その結
果、水平広がり角が小さくなってアスペクト比が大きく
なり、非点隔差が大きくなる。
【００１３】また、ｐ−クラッド層２５の平坦部２５ａ
の厚さが比較的厚く形成されているので、平坦部２５ａ
での電流の広がりが大きくなり、動作電流が高くなると
いう問題がある。
の厚さが比較的厚く形成されているので、平坦部２５ａ
での電流の広がりが大きくなり、動作電流が高くなると
いう問題がある。
【００１４】なお、自励発振を得るためにクラッド層を
２段のリッジ形状に形成する方法も提案されている。し
かしながら、この方法では、構造が複雑となり、製造が
容易でないという問題がある。
２段のリッジ形状に形成する方法も提案されている。し
かしながら、この方法では、構造が複雑となり、製造が
容易でないという問題がある。
【００１５】本発明の目的は、簡単な構造で良好な特性
を実現しつつ自励発振を安定して得ることができる半導
体レーザ装置を提供することである。
を実現しつつ自励発振を安定して得ることができる半導
体レーザ装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る半導体レーザ装置は、平坦部とその平坦部上の中
央部に形成されたストライプ状のリッジ部とからなる第
１導電型のクラッド層が活性層上に設けられた半導体レ
ーザ装置において、クラッド層の平坦部上およびリッジ
部の側面上に第１導電型と逆の第２導電型を有しかつク
ラッド層とほぼ等しい屈折率を有する第１の電流ブロッ
ク層が形成され、第１の電流ブロック層上の少なくとも
平坦領域上に第２導電型を有しかつクラッド層と異なる
屈折率を有する第２の電流ブロック層が形成されたもの
である。
に係る半導体レーザ装置は、平坦部とその平坦部上の中
央部に形成されたストライプ状のリッジ部とからなる第
１導電型のクラッド層が活性層上に設けられた半導体レ
ーザ装置において、クラッド層の平坦部上およびリッジ
部の側面上に第１導電型と逆の第２導電型を有しかつク
ラッド層とほぼ等しい屈折率を有する第１の電流ブロッ
ク層が形成され、第１の電流ブロック層上の少なくとも
平坦領域上に第２導電型を有しかつクラッド層と異なる
屈折率を有する第２の電流ブロック層が形成されたもの
である。
【００１７】本発明に係る半導体レーザ装置において
は、第１の電流ブロック層がクラッド層と逆の導電型を
有するので、電流は第１の電流ブロック層によりブロッ
クされ、クラッド層のストライプ状のリッジ部にのみ注
入される。また、第１の電流ブロック層はクラッド層と
ほぼ等しい屈折率を有し、第２の電流ブロック層はクラ
ッド層と異なる屈折率を有するので、屈折率差により光
導波路はストライプ状のリッジ部の下方およびその両側
面上の第１の電流ブロック層の下方の領域に形成され、
第２の電流ブロック層により水平方向の光の閉じ込めが
行われる。このように、光導波路の幅が電流注入領域の
幅よりも広くなるので、活性層内であってかつ電流注入
領域の両側に可飽和吸収領域が形成され、自励発振が得
られる。
は、第１の電流ブロック層がクラッド層と逆の導電型を
有するので、電流は第１の電流ブロック層によりブロッ
クされ、クラッド層のストライプ状のリッジ部にのみ注
入される。また、第１の電流ブロック層はクラッド層と
ほぼ等しい屈折率を有し、第２の電流ブロック層はクラ
ッド層と異なる屈折率を有するので、屈折率差により光
導波路はストライプ状のリッジ部の下方およびその両側
面上の第１の電流ブロック層の下方の領域に形成され、
第２の電流ブロック層により水平方向の光の閉じ込めが
行われる。このように、光導波路の幅が電流注入領域の
幅よりも広くなるので、活性層内であってかつ電流注入
領域の両側に可飽和吸収領域が形成され、自励発振が得
られる。
【００１８】電流注入領域の幅を光導波路の幅よりも狭
くすることによりクラッド層の厚さを薄くしても自励発
振が得られるので、水平方向の光の閉じ込めが良好に行
われ、非点隔差が小さくなる。また、クラッド層の厚さ
を薄くできるので、動作電流およびしきい値電流を低減
することができる。さらに、第１および第２の電流ブロ
ック層の積層構造という簡単な構造により自励発振が得
られるので、製造が容易に行われる。
くすることによりクラッド層の厚さを薄くしても自励発
振が得られるので、水平方向の光の閉じ込めが良好に行
われ、非点隔差が小さくなる。また、クラッド層の厚さ
を薄くできるので、動作電流およびしきい値電流を低減
することができる。さらに、第１および第２の電流ブロ
ック層の積層構造という簡単な構造により自励発振が得
られるので、製造が容易に行われる。
【００１９】第２の電流ブロック層は、発振光のエネル
ギーよりも小さいエネルギーのバンドギャップを有して
もよい。この場合、リッジ部を除く領域で活性層の発振
光が第２の電流ブロック層により吸収されるので、リッ
ジ部下の領域に屈折率導波機構による光導波路が形成さ
れ、水平方向の光の閉じ込めが十分に行われる。
ギーよりも小さいエネルギーのバンドギャップを有して
もよい。この場合、リッジ部を除く領域で活性層の発振
光が第２の電流ブロック層により吸収されるので、リッ
ジ部下の領域に屈折率導波機構による光導波路が形成さ
れ、水平方向の光の閉じ込めが十分に行われる。
【００２０】また、第２の電流ブロック層がクラッド層
よりも低い屈折率を有してもよい。この場合、リッジ部
下での実効的な屈折率がリッジ部の領域を除く平坦部下
での実効的な屈折率に比べて十分大きくなるので、リッ
ジ部下の領域に実屈折率導波機構による光導波路が形成
され、水平方向の光の閉じ込めが十分行われる。
よりも低い屈折率を有してもよい。この場合、リッジ部
下での実効的な屈折率がリッジ部の領域を除く平坦部下
での実効的な屈折率に比べて十分大きくなるので、リッ
ジ部下の領域に実屈折率導波機構による光導波路が形成
され、水平方向の光の閉じ込めが十分行われる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の一実施例に
おけるリッジ埋込み型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
装置の構造を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１
（ａ）の半導体レーザ装置における活性層の詳細な構造
を示す図である。また、図２は図１の半導体レーザ装置
における活性層およびその近傍の概略エネルギーバンド
構造図である。なお、図２には伝導帯側のエネルギーバ
ンドのみを示す。
おけるリッジ埋込み型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
装置の構造を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１
（ａ）の半導体レーザ装置における活性層の詳細な構造
を示す図である。また、図２は図１の半導体レーザ装置
における活性層およびその近傍の概略エネルギーバンド
構造図である。なお、図２には伝導帯側のエネルギーバ
ンドのみを示す。
【００２２】図１（ａ）において、ｎ−ＧａＡｓ基板１
は（１００）面から［０１１］方向に９°傾斜した結晶
成長面を有する。ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、膜厚０．３
μｍのｎ−ＧａＩｎＰからなるｎ−バッファ層２および
膜厚２μｍのｎ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
からなるｎ−クラッド層３が形成されている。ｎ−クラ
ッド層３上には歪ＭＱＷ活性層４が形成されている。
は（１００）面から［０１１］方向に９°傾斜した結晶
成長面を有する。ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、膜厚０．３
μｍのｎ−ＧａＩｎＰからなるｎ−バッファ層２および
膜厚２μｍのｎ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
からなるｎ−クラッド層３が形成されている。ｎ−クラ
ッド層３上には歪ＭＱＷ活性層４が形成されている。
【００２３】図１（ｂ）に示すように、歪ＭＱＷ活性層
４は、膜厚７５Åの８層のＧａ0.58Ｉｎ0.42Ｐ引張歪量
子井戸層１３および膜厚４０Åの７層の（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子障壁層１４が交互に積層され
てなる量子井戸構造を、膜厚５００Åの（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層１２で挟んだ構成とな
っている。
４は、膜厚７５Åの８層のＧａ0.58Ｉｎ0.42Ｐ引張歪量
子井戸層１３および膜厚４０Åの７層の（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子障壁層１４が交互に積層され
てなる量子井戸構造を、膜厚５００Åの（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ光ガイド層１２で挟んだ構成とな
っている。
【００２４】歪ＭＱＷ活性層４上には、ｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるｐ−クラッド層５が
形成されている。ｐ−クラッド層５は、歪ＭＱＷ活性層
４上に形成された平坦部５ａおよびその平坦部５ａ上の
中央部に形成されたストライプ状のリッジ部５ｂからな
る。平坦部５ａの膜厚は０．１５μｍに設定されてい
る。ｐ−クラッド層５の平坦部５ａ上および平坦部５ａ
とリッジ部５ｂとの間には、破線で示すように、膜厚２
０ÅのＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるエッチングストップ
層２０が形成されている。リッジ部５ｂ上には、膜厚
０．２μｍのｐ−ＧａＩｎＰからなるｐ−コンタクト層
６が形成されている。
Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるｐ−クラッド層５が
形成されている。ｐ−クラッド層５は、歪ＭＱＷ活性層
４上に形成された平坦部５ａおよびその平坦部５ａ上の
中央部に形成されたストライプ状のリッジ部５ｂからな
る。平坦部５ａの膜厚は０．１５μｍに設定されてい
る。ｐ−クラッド層５の平坦部５ａ上および平坦部５ａ
とリッジ部５ｂとの間には、破線で示すように、膜厚２
０ÅのＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐからなるエッチングストップ
層２０が形成されている。リッジ部５ｂ上には、膜厚
０．２μｍのｐ−ＧａＩｎＰからなるｐ−コンタクト層
６が形成されている。
【００２５】リッジ部５ｂの両側および平坦部５ａ上に
は、膜厚０．１５μｍのｎ−（Ａｌ 0.7 Ｇａ0.3 ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐからなるｎ−第１電流ブロック層７が形成さ
れ、そのｎ−第１電流ブロック層７上に、膜厚０．８５
μｍのｎ−ＧａＡｓからなるｎ−第２電流ブロック層８
が形成されている。
は、膜厚０．１５μｍのｎ−（Ａｌ 0.7 Ｇａ0.3 ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐからなるｎ−第１電流ブロック層７が形成さ
れ、そのｎ−第１電流ブロック層７上に、膜厚０．８５
μｍのｎ−ＧａＡｓからなるｎ−第２電流ブロック層８
が形成されている。
【００２６】ｐ−コンタクト層６上およびｎ−第２電流
ブロック層８上には、膜厚５μｍのｐ−ＧａＡｓからな
るｐ−キャップ層９が形成されている。ｎ−ＧａＡｓ基
板１の下面にはＣｒ−Ｓｎ−Ａｕからなるｎ側電極１０
が形成され、ｐ−キャップ層９の上面にはＣｒ−Ａｕか
らなるｐ側電極１１が形成されている。
ブロック層８上には、膜厚５μｍのｐ−ＧａＡｓからな
るｐ−キャップ層９が形成されている。ｎ−ＧａＡｓ基
板１の下面にはＣｒ−Ｓｎ−Ａｕからなるｎ側電極１０
が形成され、ｐ−キャップ層９の上面にはＣｒ−Ａｕか
らなるｐ側電極１１が形成されている。
【００２７】本実施例の半導体レーザ装置において、リ
ッジ部５ｂの下端の幅Ｗ１は５μｍよりも小さく設定
し、例えば４μｍに設定することが好ましい。また、ｎ
−第２電流ブロック層８の下端間の幅Ｗ２とリッジ部５
ｂの下端の幅Ｗ１との差が０．２μｍよりも大きいこと
が好ましい。それにより、自励発振をより発生させやす
くなる。さらに、ｐ−クラッド層５およびｎ−第１電流
ブロック層７の屈折率差は０．１よりも小さいことが好
ましい。
ッジ部５ｂの下端の幅Ｗ１は５μｍよりも小さく設定
し、例えば４μｍに設定することが好ましい。また、ｎ
−第２電流ブロック層８の下端間の幅Ｗ２とリッジ部５
ｂの下端の幅Ｗ１との差が０．２μｍよりも大きいこと
が好ましい。それにより、自励発振をより発生させやす
くなる。さらに、ｐ−クラッド層５およびｎ−第１電流
ブロック層７の屈折率差は０．１よりも小さいことが好
ましい。
【００２８】本実施例の半導体レーザ装置においては、
ｎ−クラッド層３およびｐ−クラッド層５のＡｌ組成比
が歪ＭＱＷ活性層４におけるＡｌ組成比よりも大きく、
図２に示すように、ｎ−クラッド層３およびｐ−クラッ
ド層５のバンドギャップが歪ＭＱＷ活性層４のバンドギ
ャップよりも大きくなっている。すなわち、歪ＭＱＷ活
性層４の屈折率がそれを挟むクラッド層３，５の屈折率
よりも高くなり、光が歪ＭＱＷ活性層４に閉じ込められ
る。このようなダブルヘテロ構造により垂直方向の光の
閉じ込めが行われる。
ｎ−クラッド層３およびｐ−クラッド層５のＡｌ組成比
が歪ＭＱＷ活性層４におけるＡｌ組成比よりも大きく、
図２に示すように、ｎ−クラッド層３およびｐ−クラッ
ド層５のバンドギャップが歪ＭＱＷ活性層４のバンドギ
ャップよりも大きくなっている。すなわち、歪ＭＱＷ活
性層４の屈折率がそれを挟むクラッド層３，５の屈折率
よりも高くなり、光が歪ＭＱＷ活性層４に閉じ込められ
る。このようなダブルヘテロ構造により垂直方向の光の
閉じ込めが行われる。
【００２９】また、ｐ側電極１１から供給される電流は
ｎ−第１電流ブロック層７およびｎ−第２電流ブロック
層８によりブロックされ、ｐ−クラッド層５のストライ
プ状のリッジ部５ｂにのみ注入される。したがって、電
流注入領域の幅はリッジ部５ｂの下端の幅Ｗ１に等しく
なる。
ｎ−第１電流ブロック層７およびｎ−第２電流ブロック
層８によりブロックされ、ｐ−クラッド層５のストライ
プ状のリッジ部５ｂにのみ注入される。したがって、電
流注入領域の幅はリッジ部５ｂの下端の幅Ｗ１に等しく
なる。
【００３０】本実施例では、ｎ−第２電流ブロック層８
の屈折率がｐ−クラッド層５の屈折率よりも高くなって
いる。さらに言えば、図２に示すように、ｎ−第２電流
ブロック層８のバンドギャップがｐ−クラッド層５およ
びｎ−第１電流ブロック層７のバンドギャップよりも小
さくかつ発振波長よりエネルギーが小さい。
の屈折率がｐ−クラッド層５の屈折率よりも高くなって
いる。さらに言えば、図２に示すように、ｎ−第２電流
ブロック層８のバンドギャップがｐ−クラッド層５およ
びｎ−第１電流ブロック層７のバンドギャップよりも小
さくかつ発振波長よりエネルギーが小さい。
【００３１】したがって、リッジ部５ｂを除く領域で歪
ＭＱＷ活性層４の発振光がｎ−第２電流ブロック層８に
より吸収されるので、リッジ部５ｂ下の領域に屈折率導
波機構による光導波路が形成され、水平方向の光の閉じ
込めが行われる。この場合、光導波路の幅はｎ−第２電
流ブロック層８の下端間の幅Ｗ２に等しい。
ＭＱＷ活性層４の発振光がｎ−第２電流ブロック層８に
より吸収されるので、リッジ部５ｂ下の領域に屈折率導
波機構による光導波路が形成され、水平方向の光の閉じ
込めが行われる。この場合、光導波路の幅はｎ−第２電
流ブロック層８の下端間の幅Ｗ２に等しい。
【００３２】このように、電流注入領域の幅を光導波路
の幅よりも狭くすることにより活性層内であってかつ電
流注入領域の両側に可飽和吸収領域が形成され、ｐ−ク
ラッド層５の平坦部５ａの厚さを０．１５μｍと薄くし
ても自励発振が得られる。それにより、水平方向の光の
閉じ込めが良好に行われ、非点隔差が小さくなる。ま
た、ｐ−クラッド層５の平坦部５ａの厚さを薄くできる
ので、動作電流およびしきい値電流を低減することがで
きる。さらに、ｎ−第１電流ブロック層７およびｎ−第
２電流ブロック８の積層構造という簡単な構造により自
励発振が得られるので、製造が容易である。
の幅よりも狭くすることにより活性層内であってかつ電
流注入領域の両側に可飽和吸収領域が形成され、ｐ−ク
ラッド層５の平坦部５ａの厚さを０．１５μｍと薄くし
ても自励発振が得られる。それにより、水平方向の光の
閉じ込めが良好に行われ、非点隔差が小さくなる。ま
た、ｐ−クラッド層５の平坦部５ａの厚さを薄くできる
ので、動作電流およびしきい値電流を低減することがで
きる。さらに、ｎ−第１電流ブロック層７およびｎ−第
２電流ブロック８の積層構造という簡単な構造により自
励発振が得られるので、製造が容易である。
【００３３】図３は本発明の他の実施例におけるリッジ
埋込み型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装置の活性層
およびその近傍のエネルギーバンド図である。図３に示
すように、本実施例の半導体レーザ装置では、図１の半
導体レーザ装置のｎ−第２電流ブロック層８の代わり
に、膜厚０．８５μｍのｎ−ＡｌＩｎＰからなるｎ−第
２電流ブロック層１８が設けられている。
埋込み型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装置の活性層
およびその近傍のエネルギーバンド図である。図３に示
すように、本実施例の半導体レーザ装置では、図１の半
導体レーザ装置のｎ−第２電流ブロック層８の代わり
に、膜厚０．８５μｍのｎ−ＡｌＩｎＰからなるｎ−第
２電流ブロック層１８が設けられている。
【００３４】本実施例の半導体レーザ装置では、図３に
示すように、ｎ−第２電流ブロック層１８のバンドギャ
ップがｐ−クラッド層５およびｎ−第１電流ブロック層
７のバンドギャップよりも大きくなっている。すなわ
ち、ｎ−第２電流ブロック層１８の屈折率がｐ−クラッ
ド層５の屈折率よりも小さくなっている。
示すように、ｎ−第２電流ブロック層１８のバンドギャ
ップがｐ−クラッド層５およびｎ−第１電流ブロック層
７のバンドギャップよりも大きくなっている。すなわ
ち、ｎ−第２電流ブロック層１８の屈折率がｐ−クラッ
ド層５の屈折率よりも小さくなっている。
【００３５】この場合、リッジ部５ｂ下での実効的な屈
折率がリッジ部５ｂの領域を除く平坦部５ａ下での実効
的な屈折率に比べて高くなるので、リッジ部５ｂ下の領
域に実屈折率導波機構による光導波路が形成され、水平
方向の光の閉じ込めが行われる。
折率がリッジ部５ｂの領域を除く平坦部５ａ下での実効
的な屈折率に比べて高くなるので、リッジ部５ｂ下の領
域に実屈折率導波機構による光導波路が形成され、水平
方向の光の閉じ込めが行われる。
【００３６】本実施例でも、電流注入領域の幅を光導波
路の幅よりも狭くすることにより活性層内であってかつ
電流注入領域の両側に可飽和吸収領域が形成されるの
で、ｐ−クラッド層５の平坦部５ａの厚さを薄くしても
自励発振が得られる。それにより、水平方向の光の閉じ
込めが良好に行われ、非点隔差が小さくなる。また、ｐ
−クラッド層５の平坦部５ａの厚さを薄くできるので、
動作電流およびしきい値電流を低減することができる。
さらに、ｎ−第１電流ブロック層７およびｎ−第２電流
ブロック層１８の積層構造という簡単な構造により自励
発振が得られるので、製造が容易である。
路の幅よりも狭くすることにより活性層内であってかつ
電流注入領域の両側に可飽和吸収領域が形成されるの
で、ｐ−クラッド層５の平坦部５ａの厚さを薄くしても
自励発振が得られる。それにより、水平方向の光の閉じ
込めが良好に行われ、非点隔差が小さくなる。また、ｐ
−クラッド層５の平坦部５ａの厚さを薄くできるので、
動作電流およびしきい値電流を低減することができる。
さらに、ｎ−第１電流ブロック層７およびｎ−第２電流
ブロック層１８の積層構造という簡単な構造により自励
発振が得られるので、製造が容易である。
【００３７】なお、上記実施例の半導体レーザ装置にお
いては、（１００）面から［０１１］方向に９°傾斜し
た結晶成長面を有するｎ−ＧａＡｓ基板１を用いている
が、結晶成長面の傾斜角度が異なる他のｎ−ＧａＡｓ基
板を用いてもよく、あるいは（１００）結晶成長面を有
するｎ−ＧａＡｓ基板を用いてもよい。
いては、（１００）面から［０１１］方向に９°傾斜し
た結晶成長面を有するｎ−ＧａＡｓ基板１を用いている
が、結晶成長面の傾斜角度が異なる他のｎ−ＧａＡｓ基
板を用いてもよく、あるいは（１００）結晶成長面を有
するｎ−ＧａＡｓ基板を用いてもよい。
【００３８】また、上記実施例の半導体レーザ装置にお
いては、ｎ−バッファ層２の材料としてｎ−ＧａＩｎＰ
を用いているが、ｎ−ＧａＩｎＰの代わりにｎ−ＧａＡ
ｓを用いてもよい。あるいは、ｎ−バッファ層２を設け
なくてもよい。上記実施例の半導体レーザ装置では、歪
ＭＱＷ活性層４内に光ガイド層１２を設けているが、光
ガイド層１２を設けなくてもよい。さらに、歪ＭＱＷ活
性層４の代わりにバルクの活性層（量子効果を有さない
活性層）または歪のないＭＱＷ活性層を用いてもよい。
いては、ｎ−バッファ層２の材料としてｎ−ＧａＩｎＰ
を用いているが、ｎ−ＧａＩｎＰの代わりにｎ−ＧａＡ
ｓを用いてもよい。あるいは、ｎ−バッファ層２を設け
なくてもよい。上記実施例の半導体レーザ装置では、歪
ＭＱＷ活性層４内に光ガイド層１２を設けているが、光
ガイド層１２を設けなくてもよい。さらに、歪ＭＱＷ活
性層４の代わりにバルクの活性層（量子効果を有さない
活性層）または歪のないＭＱＷ活性層を用いてもよい。
【００３９】また、上記実施例の半導体レーザ装置で
は、ｐ−クラッド層５の平坦部５ａ上および平坦部５ａ
とリッジ部５ｂとの間にエッチングストップ層２０を設
けているが、エッチングストップ層２０を設けなくても
よい。
は、ｐ−クラッド層５の平坦部５ａ上および平坦部５ａ
とリッジ部５ｂとの間にエッチングストップ層２０を設
けているが、エッチングストップ層２０を設けなくても
よい。
【００４０】さらに、上記実施例の半導体レーザ装置で
は、ｎ−第２電流ブロック層８をｎ−第１電流ブロック
層７の平坦部上および傾斜部上に設けているが、ｎ−第
２電流ブロック層８をｎ−第１電流ブロック層７の平坦
部上のみに設けてもよい。この場合にも、上記実施例と
同様の効果が得られる。
は、ｎ−第２電流ブロック層８をｎ−第１電流ブロック
層７の平坦部上および傾斜部上に設けているが、ｎ−第
２電流ブロック層８をｎ−第１電流ブロック層７の平坦
部上のみに設けてもよい。この場合にも、上記実施例と
同様の効果が得られる。
【００４１】さらに、上記実施例では、本発明をＡｌＧ
ａＩｎＰ系半導体レーザ装置に適用した場合を説明した
が、本発明はリッジ埋込み型のその他の半導体レーザ装
置、例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置
にも適用することができる。
ａＩｎＰ系半導体レーザ装置に適用した場合を説明した
が、本発明はリッジ埋込み型のその他の半導体レーザ装
置、例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置
にも適用することができる。
【図１】本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
構造を示す断面図および活性層の詳細な構造を示す図で
ある。
構造を示す断面図および活性層の詳細な構造を示す図で
ある。
【図２】図１の半導体レーザ装置における活性層および
その近傍の概略エネルギーバンド構造図である。
その近傍の概略エネルギーバンド構造図である。
【図３】本発明の他の実施例における半導体レーザ装置
の活性層およびその近傍の概略エネルギーバンド構造図
である。
の活性層およびその近傍の概略エネルギーバンド構造図
である。
【図４】従来の半導体レーザ装置の構造を示す断面図お
よび活性層の詳細な構造を示す図である。
よび活性層の詳細な構造を示す図である。
【図５】図４の半導体レーザ装置における活性層および
その近傍の概略エネルギーバンド構造図である。
その近傍の概略エネルギーバンド構造図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ３ ｎ−クラッド層 ４ 歪ＭＱＷ活性層 ５ ｐ−クラッド層 ５ａ 平坦部 ５ｂ リッジ部 ７ ｎ−第１電流ブロック層 ８，１８ ｎ−第２電流ブロック層
Claims (3)
- 【請求項１】 平坦部と前記平坦部上の中央部に形成さ
れたストライプ状のリッジ部とからなる第１導電型のク
ラッド層が活性層上に設けられた半導体レーザ装置にお
いて、前記クラッド層の前記平坦部上および前記リッジ
部の側面上に前記第１導電型と逆の第２導電型を有しか
つ前記クラッド層とほぼ等しい屈折率を有する第１の電
流ブロック層が形成され、前記第１の電流ブロック層上
の少なくとも平坦領域上に前記第２導電型を有しかつ前
記クラッド層と異なる屈折率を有する第２の電流ブロッ
ク層が形成されたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記第２の電流ブロック層は、発振光の
エネルギーよりも小さいエネルギーのバンドギャップを
有することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 前記第２の電流ブロック層は前記クラッ
ド層よりも低い屈折率を有することを特徴とする請求項
１記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19646095A JPH0945990A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19646095A JPH0945990A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945990A true JPH0945990A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16358182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19646095A Pending JPH0945990A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0945990A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100493638B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
| JP2008113038A (ja) * | 2008-01-28 | 2008-05-15 | Sony Corp | 自励発振型半導体レーザ |
-
1995
- 1995-08-01 JP JP19646095A patent/JPH0945990A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100493638B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
| JP2008113038A (ja) * | 2008-01-28 | 2008-05-15 | Sony Corp | 自励発振型半導体レーザ |
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