JPS6297384A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体レーザ装置に関するものである。

従来の技術 近年、光デイスクファイルの書き込み用、あるいはレー
ザプリンター用などの広い分野での用途のために、基本
横モード発振をする高出力半導体レーザ装置の需要が高
まっている。この要求に答えるべく、本発明者らはすて
にＢＴＲＳ　（Ｂｕｒｒｉｅｄ　Ｔｗｉｎ　−Ｒｉｄｇ
ｅ　５ｕｌ）ｓｔｒａｔｅ　）構造の半導体レーザ装置
を提案した。その断面を第７図に示す。ｐ型Ｇ　ａ　Ａ
　ｓ基板１上にメサ１ａが形成され、その上へｎ型Ｇ　
ａ　Ａ　ｓ電流狭窄層２を成長させる。

電流狭　層２には２つの平行なリッジ２ａ、２ｂを形成
する。その上へｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ　クラッド層
３．ノンドープＧａ１−アＡｌｙＡｓ　　活性層４゜ｎ
型Ｇａ１．−、ＡｌｘＡｓクラッド層５．ｎ型Ｇ　ａ　
Ａ　Ｂ　コンタクト層６を液相エピタキシャル成長法に
より成長させ、その後電極７．８を形成する。基板１か
ら注入された電流は、メサ１ａ上の２つのリッジ２ａ、
２ｔ）の間だけを流れて、活性層４の発光領域にのみ効
率的に注入される。一方、結晶成長の異方性により、リ
ッジ２ａ、２ｂ上の成長はリッジ２ａ　、２ｂ側面に比
べて抑制されるため、リッジ２ａ、２ｂ上では極めて薄
い活性層を形成することができる。この活性層の薄膜化
の結果、活性層内への光の閉じ込め係数が小さくなるた
めに、光はクラッド層へ大きくしみ出し、発光スポット
サイズは大きくなり、発光端面での光パワー密度を小さ
くすることができる。このように、電流注入の効率化、
活性層の薄膜化を行うことにより半導体レーザの高出力
化が可能である。一方、第１クラッド層３内にしみ出し
た光は溝部以外のリッジ２ａ、２１）上では基板１に吸
収されるために、リッジ２ａ、２ｂ間の溝部に閉じ込め
られ、ここで安定な基本横モード発振が得られる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、出力を増して行
くに従って端面での光の吸収が増大し、ついには破壊を
生じてしまう。この破壊レベルが半導体レーザ装置の最
大光出力を決める最も大きな要因となっていた。

本発明は上記欠点に鑑み、ＢＴＲ８構造の特性を生かし
つつ、従来のものに比べて端面近傍での光吸収が少なく
、より高出力を実現できる半導体レーザ装置を提供しよ
うとするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、突起を有する基板上に、前記基板の導電型と反対
の導電型の層が形成され、前記反対導電型の層の表面よ
り前記突起部に達する溝が形成されるとともに、前記溝
の両側に平行な２つのリッジが端面近傍で幅が狭くなる
ように形成され、前記リッジを有する基板上に活性層を
含む各層が形成されて構成されている。

作　　用 この構成によって、端面近傍での光吸収が少なくなり、
より高出力を実現することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

ｐ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板１の（ｉｏｏ）面上に＜０１１
＞方向にメサを形成する。メサの幅はＢｐｍ、高さは１
．７μｍとした（第２図ａ）。この基板上に液相エピタ
キシャル成長法によりｎ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓ電流狭窄層２
をメサ上の膜厚が１．０μｍとなるまで成長させた（第
２図ｂ）。この後、エツチングにより、２つの平行なリ
ッジ２ａ、２１）を形成した。リッジ２ａ　、２ｂの幅
は端面から１０μｍ以内は５ｐｍとし、それ以外の部分
では２０μｍとした。

リッジ２ａ、２ｂの高さは１．５　）ｔｒｎとし、リッ
ジ２ａ　、２ｂの溝の幅は４μｍとした（第２図Ｃ）。

この基板上に液相エピタキシャル成長法により、第３層
ｎ型Ｇａ　　　ＡＩ　　　Ａｓ　　クラッド層３を０．
５７　　　０．４３ リッジ２ａ　、２ｂ上の平坦部で０．２）ｔｍ　　、第
２層ノンドープＧ　ａ　　　Ａｌ！Ａ　ｓ活性層４を同
じ０．９２　　　０．０８ 場所で約０．０５／１ｍ、第３層ｎ型Ｇａ　　　ＡＩ　
　　ＡｓＯ，５７０，４３ クラッド層５を同じ場所で１．５７７ｍ、第４層ｎ型Ｇ
　ａ　Ａ　ｓコンタクト層６を同じ場所で４．０μｍの
厚さになるように、連続成長を行った（第２図ｄ）。

その後、成長表面にｎ側電極用金属を蒸着し、合金処理
を行ってｎ側オーミック電極７を形成した。

基板側にはｐ側電極用金属を蒸着し、合金処理を行って
ｐ側オーミック電極８を形成した（第２図ｄ）。このウ
ェハーを骨間し、Ｓｉチップの上にマウントして完成す
る。

以上のように構成された本実施例の半導体レーザ装置に
よれば端面近傍では、レーザ光の吸収のない、ウィンド
構造のＢＴＲＳレーザ装置が得られる理由を以下に説明
する。

第２図ｄのＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ／での断面図をそれぞれ
第１図ａ及びｂに示す。レーザチップの中心付近（Ａ−
Ａ／）と端面近傍（Ｂ−Ｂ’）では、す。

ジ２ａ、２ｂの幅ＷＲの異なるＢＴＲＳレーザ装置とな
っている。ところで、ＢＴＲＳレーザ装置においては、
第３図に示すように、リッジ２ａ。

２ｂの幅ＷＲが少い程、リッジ上での成長膜厚は薄くな
るという特徴がある。また液相エピタキシャル成長にお
いては、第４図に示すように、活性層の成長速度が遅い
ほど、結晶中のＡ４の組成比が大きくなり、禁制帯幅が
大きくなる傾向がある。

第３図及び第４図の結果より、第１図ａ、ｂに示すよう
に、レーザテップの端面近傍の活性層膜厚ｄＢはレーザ
チップの中心付近の膜厚ｄＡよりも薄くなり、その結果
、禁制帯幅は、端面近傍のみ大きくなる。その様子を第
５図に示す。同図から明らかなように、レーザチップ内
部で生じたレーザ光は、端面近傍では禁制帯幅が大きい
ために吸収を受けない（ウィンドウ効果）。そのため、
レーザ装置の最大光出力を決定する端面破壊が起こりに
〈＜、非常に大きな光出力を得ることができる。事実、
本実施例に基づいて作製したウィンドウ型ＢＴＲＳレー
ザ装置では、最大光出力２００ｍＷという高出力を実現
できた。

またここでは、実施例として、端面近傍でリッジは平行
に狭くなっている例を示したが、他の実施例として、第
６図ａ、ｌ）のリッジの上面図に示したように、リッジ
の幅が徐々に狭くなっていても全く同様の効果をもたら
す。

発明の効果 以上の如く、本発明の半導体レーザ装置では、端面近傍
で幅が狭くなっている２つの平行なリッジを形成した基
板上に活性層を含む各層を形成することにより、端面で
のレーザ装置光の吸収を減少させ、最大光出力を高める
ことができ、その実用的価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｌ）は、それぞれ本発明の一実施例における
半導体レーザ装置の中心付近及び端面近傍における断面
図、第２図ａ＋　ｂ　＋　ｃ　、　ｄは本発明の一実施
例における半導体レーザ装置の製造工程における斜視図
、第３図はＢＴＲＳレーザ装置におけるリッジの幅とリ
ッジ上膜厚の関係を示す特性図、第４図は液相エピタキ
シャル成長における活性層の成長速度とその禁制帯幅の
関係を示す特性図、第６図は第１の実施例のウィンドウ
型ＢＴＲＳレーザ装置の活性層の禁制帯幅の分布を示す
図、第６図ａ、ｌ）は本発明の他の実施例におけるリッ
ジ上面図、第７図は従来のＢＴＲＳ型レーザ装置の断面
図である。 １・・−・・・ｐ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・ｎ型Ｇ
　ａ　Ａ　ｓ電流狭窄層、３・・・・・・ｐ型Ｇａ１−
エＡ　ｌ　ｘＡ　ｓクラッド層、４・・・・・ノンドー
プＧａ１−アＡ　ｌ　ｙ　Ａ　ｓ活性層、６・・・・・
ｎ型Ｇａ１−エＡ　ｌ　ｘＡ　ｓクラッド層、６・・・
・・ｎ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓコンタクト層、７・・団・ｎ型
オーミック電極、８・・・・・・ｐ型オーミック電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｆ−
Ｐ雪ＬＧａＡ＆基むぜえ　　　　　　、５−−１１雪＝
ｃｒユｌ−χＡ乏χハＳクフゾト漫第２図 ／Ｌ：Ｌ 第２図 第３図 第５図 一一 ウィンドり傾−Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　
クイントー憚域第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 突起を有する基板上に、前記基板の導電型と反対の導電
   型の層が形成され、前記反対導電型の層の表面より前記
   突起部に達する溝が形成されることにより、前記溝の両
   側に形成された平行な２つのリッジが端面近傍で幅が狭
   くなるように形成され、前記２つのリッジを有する基板
   上に活性層を含む各層が形成されていることを特徴とす
   る半導体レーザ装置。