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JP2003179306A - Semiconductor laser element and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor laser element and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2003179306A
JP2003179306A JP2001377445A JP2001377445A JP2003179306A JP 2003179306 A JP2003179306 A JP 2003179306A JP 2001377445 A JP2001377445 A JP 2001377445A JP 2001377445 A JP2001377445 A JP 2001377445A JP 2003179306 A JP2003179306 A JP 2003179306A
Authority
JP
Japan
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layer
clad
current blocking
semiconductor laser
gaas
Prior art date
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Application number
JP2001377445A
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Japanese (ja)
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JP4121271B2 (en
Inventor
Takashi Kimura
貴司 木村
Hisayoshi Kitajima
久義 北嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US10/315,191 priority patent/US7116692B2/en
Publication of JP2003179306A publication Critical patent/JP2003179306A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser element of high output by improving break down light output, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: Both end surfaces of the semiconductor laser element in the length direction turn to a laser output side end surface 15 and a reflection side end surface 16, respectively. A lower part clad layer 2, an active layer 3, an upper part first clad layer 4 and an etching stop layer 5 are laminated in order on a substrate 1. On the etching stop layer 5, an upper part second clad layer 7 of a ridge type is formed along the element length direction. Current block layers 6 are formed on both sides of the second clad layer 7. A contact layer 8 is formed on the second clad layer 7 and the current block layers 6. Between the second clad layer 7 and the contact layer 8, current breaking layers 10a, 10b are formed in the vicinity of the laser output side end surface 15 and the reflection side end surface 16, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、CD−R/RW
ドライブ、DVD−RAMドライブ等の光ディスク機器
などに用いる半導体レーザ素子およびその製造方法に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CD-R / RW.
The present invention relates to a semiconductor laser device used for an optical disk device such as a drive and a DVD-RAM drive, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】光記録装置において、記録速度の向上が
図られており、たとえば、CD−Rドライブは、いわゆ
る16倍速の記録速度のものが実用化されるに至ってい
る。このように記録速度の大きい光記録装置において
は、高出力のレーザ光を瞬時に立ち上げる必要がある。
このような要求特性を満たすレーザとして、化合物半導
体を用いたリッジ型半導体レーザがある。
2. Description of the Related Art In an optical recording apparatus, the recording speed has been improved, and for example, as a CD-R drive, a so-called 16x recording speed has been put to practical use. In such an optical recording apparatus having a high recording speed, it is necessary to instantly start up a high-output laser beam.
There is a ridge type semiconductor laser using a compound semiconductor as a laser that satisfies such required characteristics.

【0003】半導体レーザは、電子および正孔の再結合
により発生した光を素子の両端面で内方に反射させ、こ
れによりレーザ発振を生じさせるようにした発光装置で
ある。半導体レーザ素子の両端面、すなわちレーザ出射
側端面および反射側端面には、これらを保護するためア
ルミナなどからなる保護膜が形成されている。
A semiconductor laser is a light emitting device in which light generated by recombination of electrons and holes is reflected inward on both end faces of the element, thereby causing laser oscillation. A protective film made of alumina or the like is formed on both end faces of the semiconductor laser element, that is, the laser emission side end face and the reflection side end face to protect them.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体レー
ザ素子の製造工程において、保護膜形成前に素子の端面
が酸化されることにより、レーザ出射側端面および反射
側端面には、多数の非発光再結合中心が形成される。レ
ーザ発光時には、レーザ出射側端面から反射側端面に渡
る素子全長に電流が注入される。このとき、レーザ出射
側端面および反射側端面において、非発光再結合が起こ
り発熱する。発熱によりバンドギャップが小さくなる
と、レーザ光の吸収が増え、さらに温度が高くなる。こ
れの繰り返しにより、レーザ素子端面が溶融するいわゆ
るCOD(CatastrophicOptical
Damage)が起こり、半導体レーザ素子は破壊に至
る。
However, in the manufacturing process of the semiconductor laser device, since the end face of the device is oxidized before the formation of the protective film, a large number of non-radiation re-emissions are formed on the laser emission side end face and the reflection side end face. Bonding centers are formed. At the time of laser emission, a current is injected into the entire element length from the laser emission side end face to the reflection side end face. At this time, non-radiative recombination occurs at the laser emission side end face and the reflection side end face to generate heat. When the band gap becomes smaller due to heat generation, absorption of laser light increases, and the temperature rises. By repeating this, the so-called COD (Catastrophical Optical) in which the end face of the laser element is melted
Damage) occurs and the semiconductor laser element is destroyed.

【0005】CODは、半導体レーザの光出力を高くし
ていくと、あるレベル(破壊光出力)で起こる。したが
って、半導体レーザ素子の使用時の光出力は、破壊光出
力より低く設定しなければならない。そこで、本発明の
目的は、破壊光出力の向上を図ることにより、高出力化
を可能にした半導体レーザ素子およびその製造方法を提
供することである。
COD occurs at a certain level (destructive light output) as the light output of the semiconductor laser is increased. Therefore, the light output when the semiconductor laser device is used must be set lower than the destructive light output. Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device and a method for manufacturing the same, which can achieve a high output by improving the destructive light output.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、化合物半
導体基板上に順に積層された下部クラッド層、活性層お
よび上部第1クラッド層と、前記上部第1クラッド層上
に設けられたリッジ形状の上部第2クラッド層と、前記
上部第2クラッド層の側方に設けられた電流ブロック層
と、前記上部第2クラッド層上に設けられたコンタクト
層と、前記上部第2クラッド層の長手方向に関する素子
両端面であるレーザ出射側端面および反射側端面のうち
の少なくとも一方の近傍において、前記上部第2クラッ
ド層と前記コンタクト層との間に設けられた絶縁体から
なる電流遮断層とを含むことを特徴とする半導体レーザ
素子である。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention The invention according to claim 1 for achieving the above object is a lower clad layer, an active layer and an upper first clad layer which are sequentially laminated on a compound semiconductor substrate. A ridge-shaped upper second cladding layer provided on the upper first cladding layer, a current blocking layer provided on a side of the upper second cladding layer, and an upper second cladding layer provided on the upper second cladding layer. Of the contact layer and the upper second clad layer and the contact layer in the vicinity of at least one of the laser emission side end surface and the reflection side end surface which are both end surfaces of the element in the longitudinal direction of the upper second clad layer. A semiconductor laser device, comprising: a current blocking layer made of an insulator provided therebetween.

【0007】この発明によれば、絶縁体である電流遮断
層により、レーザ出射側端面近傍および(または)反射
側端面近傍には、電流が流れない。したがって、非発光
再結合は起こらず、端面の温度が上がることはない。こ
れにより、半導体レーザ素子の破壊光出力を向上できる
から、高出力の半導体レーザ素子を実現できる。電流遮
断層は、レーザ出射側端面近傍および反射側端面近傍の
双方に設けられていてもよく、どちらか一方にのみ設け
られていてもよい。また、電流遮断層をレーザ出射側端
面近傍および反射側端面近傍の双方に設けた場合、素子
の長さ方向に沿う方向の各々の電流遮断層の長さは同じ
であってもよく、異なっていてもよい。非発光再結合に
よる発熱は、通常、レーザ出射側端面で顕著に起こるか
ら、電流遮断層の長さは反射側端面のものに比してレー
ザ出射側端面のものを長くしてもよく、レーザ出射側端
面側にのみ電流遮断層を設けてもよい。
According to the present invention, no current flows in the vicinity of the end facet on the laser emission side and / or the end face on the reflection side due to the current blocking layer which is an insulator. Therefore, non-radiative recombination does not occur and the temperature of the end face does not rise. As a result, the destruction light output of the semiconductor laser device can be improved, so that a high-output semiconductor laser device can be realized. The current blocking layer may be provided both in the vicinity of the laser emission side end face and in the vicinity of the reflection side end face, or may be provided only on either one. Further, when the current blocking layer is provided both near the laser emission side end face and near the reflection side end face, the lengths of the respective current blocking layers in the direction along the length direction of the element may be the same or different. May be. Since heat generation due to non-radiative recombination usually occurs remarkably on the laser emission side end face, the length of the current blocking layer may be longer on the laser emission side end face than on the reflection side end face. The current blocking layer may be provided only on the end face side on the emission side.

【0008】半導体レーザ素子の各部は、請求項2に記
載されている組成をとることができる。すなわち、前記
化合物半導体基板はGaAs化合物半導体基板であって
もよく、前記下部クラッド層はAlx1Ga(1-x1)As層
であってもよい。前記活性層はAly1Ga(1-y1)Asの
単層であってもよく、Aly11Ga(1-y1 1)AsとAl
y12Ga(1-y12)Asとの複合層、またはAly1Ga
(1-y1)AsとGaAsとの複合層であってもよい。活性
層がMQW(Multi Quantum Well)
活性層である場合、活性層は上述のような複合組成とな
る。
Each part of the semiconductor laser device can have the composition described in claim 2. That is, the compound semiconductor substrate may be a GaAs compound semiconductor substrate, and the lower cladding layer may be an Al x1 Ga (1-x1) As layer. The active layer may be a single layer of Al y1 Ga (1-y1) As, Al y11 Ga (1-y1 1) As and Al.
Composite layer with y12 Ga (1-y12) As or Al y1 Ga
It may be a composite layer of (1-y1) As and GaAs. The active layer is MQW (Multi Quantum Well)
When it is an active layer, the active layer has a composite composition as described above.

【0009】前記上部第1クラッド層はAlx2Ga
(1-x2)As層であってもよく、前記リッジ形状の上部第
2クラッド層はAlx3Ga(1-x3)As層であってもよ
い。前記電流ブロック層はAly2Ga(1-y2)As層から
なる単層であってもよく、前記化合物半導体基板側に配
されAly3Ga(1-y3)Asからなる下部層および前記コ
ンタクト層側に配されGaAsからなる上部層を含む複
合層であってもよい。前記コンタクト層はGaAs層で
あってもよい。
The upper first cladding layer is made of Al x2 Ga.
It may be a (1-x2) As layer, and the ridge-shaped upper second cladding layer may be an Al x3 Ga (1-x3) As layer. The current blocking layer may be a single layer composed of an Al y2 Ga (1-y2) As layer, a lower layer composed of Al y3 Ga (1-y3) As and the contact layer disposed on the compound semiconductor substrate side. It may be a composite layer which is disposed on the side and includes an upper layer made of GaAs. The contact layer may be a GaAs layer.

【0010】また、半導体レーザ素子の各部は、請求項
3に記載されている組成をとることもできる。すなわ
ち、前記化合物半導体基板はGaAs化合物半導体基板
であってもよく、前記下部クラッド層はInx1(Gay1
Al(1-y1)(1-x1)P層であってもよい。前記活性層は
Inx2Ga(1-x2)Pの単層であってもよく、Inx3Ga
(1-x3)PとInx4(Gay4Al(1-y4)(1-x4)Pとの複
合層、またはInx5(Gay5Al (1-y5)(1-x5)PとI
x6(Gay6Al(1-y6)(1-x6)Pとの複合層であって
もよい。活性層がMQW(Multi Quantum
Well)活性層である場合、活性層は上述のような
複合組成となる。
Further, each part of the semiconductor laser device is
The composition described in 3 can also be taken. Sanawa
The compound semiconductor substrate is a GaAs compound semiconductor substrate
The lower cladding layer may be Inx1(Gay1
Al(1-y1))(1-x1)It may be a P layer. The active layer is
Inx2Ga(1-x2)It may be a single layer of P, Inx3Ga
(1-x3)P and Inx4(Gay4Al(1-y4))(1-x4)Compound with P
Ply or Inx5(Gay5Al (1-y5))(1-x5)P and I
nx6(Gay6Al(1-y6))(1-x6)A composite layer with P,
Good. The active layer is MQW (Multi Quantum)
  Well) active layer, the active layer is as described above.
It has a complex composition.

【0011】前記上部第1クラッド層はInx7(Gay7
Al(1-y7)(1-x7)P層であってもよく、前記リッジ形
状の上部第2クラッド層がInx8(Gay8Al(1-y8)
(1-x 8)P層であってもよい。前記電流ブロック層は、G
aAs、Gay9Al(1-y9)As、Inx10(Gay10Al
(1-y10)(1-x10)P、もしくはInx11Al(1-x11)Pか
らなる単層であってもよく、前記化合物半導体基板側に
配されGay9Al(1-y9)As、Inx10(Gay10Al
(1-y10)(1-x10)P、もしくはInx11Al(1-x11)Pか
らなる下部層および前記コンタクト層側に配されGaA
sからなる上部層を含む複合層であってもよい。前記コ
ンタクト層はGaAs層であってもよい。
The upper first cladding layer is made of In x7 (Ga y7
Al (1-y7) ) (1-x7) P layer, and the ridge-shaped upper second clad layer is In x8 (Ga y8 Al (1-y8) ).
It may be a (1-x 8) P layer. The current blocking layer is G
aAs, Ga y9 Al (1-y9) As, In x10 (Ga y10 Al
(1-y10) ) (1-x10) P or a single layer of In x11 Al (1-x11) P may be used, and Ga y9 Al (1-y9) As is provided on the compound semiconductor substrate side. , In x10 ( Gay10 Al
(1-y10) ) (1-x10) P, or In x11 Al (1-x11) P, which is disposed on the lower layer and the contact layer side, and GaA
It may be a composite layer including an upper layer made of s. The contact layer may be a GaAs layer.

【0012】請求項4記載の発明は、前記電流遮断層が
酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化アルミニウム
からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
に記載の半導体レーザ素子である。酸化シリコン、窒化
シリコン、または酸化アルミニウムからなる電流遮断層
により、良好に電流を遮断できる。請求項5記載の発明
は、化合物半導体基板上に下部クラッド層、活性層、上
部第1クラッド層、および上部第2クラッド層を順に積
層する工程と、前記上部第2クラッド層上に絶縁体から
なる帯状のマスク層を形成する工程と、前記マスク層を
用いて前記上部第2クラッド層をリッジ形状に整形する
工程と、前記リッジ形状の上部第2クラッド層の側方
に、電流ブロック層を選択成長させる工程と、前記マス
ク層を、前記マスク層の長手方向に関する少なくとも一
方の端部近傍を残して除去する工程と、前記上部第2ク
ラッド層上に前記上部第2クラッド層とオーミック接触
するコンタクト層を形成する工程とを含むことを特徴と
する半導体レーザの製造方法である。
The invention according to claim 4 is the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 3, wherein the current blocking layer is made of silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide. A current blocking layer made of silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide can satisfactorily block current. According to a fifth aspect of the present invention, a step of sequentially laminating a lower clad layer, an active layer, an upper first clad layer, and an upper second clad layer on a compound semiconductor substrate, and an insulator on the upper second clad layer Forming a strip-shaped mask layer, shaping the upper second cladding layer into a ridge shape using the mask layer, and forming a current blocking layer on a side of the ridge-shaped upper second cladding layer. A step of selectively growing, a step of removing the mask layer except a portion near at least one end portion in the longitudinal direction of the mask layer, and an ohmic contact with the upper second clad layer on the upper second clad layer. And a step of forming a contact layer.

【0013】この製造方法により、請求項1記載の半導
体レーザ素子を得ることができる。マスク層を、レーザ
出射側端面および反射側端面のうちの少なくとも一方の
近傍を残して除去した残部が電流遮断層となる。上部第
2クラッド層は、マスク層をマスクとしたエッチングに
よりリッジ形状に整形してもよい。その場合、上部第1
クラッド層と上部第2クラッド層との間に、エッチング
媒体に対する耐性を有したエッチングストップ層を設
け、エッチングストップ層より下方の層をエッチングか
ら保護するようにしてもよい。
By this manufacturing method, the semiconductor laser device according to the first aspect can be obtained. The remaining part of the mask layer, which is removed except for the vicinity of at least one of the laser emission side end face and the reflection side end face, becomes the current blocking layer. The upper second cladding layer may be shaped into a ridge by etching using the mask layer as a mask. In that case, the top first
An etching stop layer having resistance to the etching medium may be provided between the clad layer and the upper second clad layer to protect a layer below the etching stop layer from etching.

【0014】マスク層を上述のように部分的に除去する
工程は、マスク層の残存させる部分の上面にレジストを
形成して、ウェットエッチングによりレジストが形成さ
れていない部分を除去して実施することができる。上部
第2クラッド層は、エッチングによりリッジ形状に整形
すると、マスク層の幅方向端部近傍の下方も除去され
る。すなわち、マスク層はリッジ形状の上部第2クラッ
ド層の幅方向に突出した状態となる。続いて、上部第2
クラッド層の両側に電流ブロック層を形成し、突出した
マスク層の下方が電流ブロック層で埋められた状態にす
ることができる。この状態でマスク層のエッチングを行
うと、マスク層は上面からのみエッチングされるので、
上面にレジストが形成されていない部分のみを除去する
ことができる。
The step of partially removing the mask layer as described above is performed by forming a resist on the upper surface of the remaining portion of the mask layer and removing the portion where the resist is not formed by wet etching. You can When the upper second clad layer is shaped into a ridge by etching, the lower portion in the vicinity of the end portion in the width direction of the mask layer is also removed. That is, the mask layer is in a state of protruding in the width direction of the ridge-shaped upper second cladding layer. Then, the upper second
It is possible to form a current blocking layer on both sides of the clad layer so that the lower side of the protruding mask layer is filled with the current blocking layer. When the mask layer is etched in this state, the mask layer is etched only from the upper surface.
Only the portion where the resist is not formed on the upper surface can be removed.

【0015】従来のリッジ型半導体レーザの製造方法に
おいては、マスク層は、上部第2クラッド層の側方に電
流ブロック層が形成された後、すべて除去される。本発
明の製造方法においては、上述のようにマスク層の一部
は残されて電流遮断層となる。したがって、従来の製造
方法から工程数を大きく増やすことなく、電流遮断層を
含む高出力の半導体レーザ素子を得ることができる。請
求項6記載の発明は、前記マスク層が酸化シリコン、窒
化シリコン、または酸化アルミニウムからなることを特
徴とする請求項5記載の半導体レーザ素子の製造方法で
ある。
In the conventional method of manufacturing a ridge type semiconductor laser, the mask layer is entirely removed after the current blocking layer is formed on the side of the upper second cladding layer. In the manufacturing method of the present invention, a part of the mask layer is left as described above to form a current blocking layer. Therefore, a high-power semiconductor laser device including a current blocking layer can be obtained without significantly increasing the number of steps from the conventional manufacturing method. The invention according to claim 6 is the method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 5, wherein the mask layer is made of silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide.

【0016】この発明により、請求項3記載の半導体レ
ーザ素子を得ることができる。MOCVD(Metal
−Organic Chemical VaporDe
position)法で、AlGaAs系の半導体レー
ザ素子を形成する場合、酸化シリコンからなるマスク層
を用いることにより、電流ブロック層を上部第2クラッ
ド層の両側に選択的に成長させることができる。すなわ
ち、電流ブロック層を構成する材料は、マスク層の上に
は堆積しない。
According to the present invention, the semiconductor laser device according to the third aspect can be obtained. MOCVD (Metal
-Organic Chemical VaporDe
When the AlGaAs semiconductor laser device is formed by the position method, the current blocking layer can be selectively grown on both sides of the upper second cladding layer by using the mask layer made of silicon oxide. That is, the material forming the current blocking layer is not deposited on the mask layer.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発
明の第1の実施形態に係るリッジ型半導体レーザ素子の
構造を示す素子の長さ方向に沿った図解的な断面図であ
る。図2は、図1のリッジ型半導体レーザ素子の長さ方
向に直交する方向の図解的な断面図である。図2(a)
は図1のIIa−IIa線断面図であり、図2(b)は図1
のIIb−IIb線断面図である。図1は、図2(a)
(b)のI−I線断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the length direction of the ridge type semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention, showing the structure thereof. FIG. 2 is a schematic sectional view of the ridge-type semiconductor laser device of FIG. 1 in a direction orthogonal to the length direction. Figure 2 (a)
2 is a sectional view taken along line IIa-IIa in FIG. 1, and FIG.
IIb-IIb line sectional view of FIG. FIG. 1 is shown in FIG.
It is the II sectional view taken on the line of (b).

【0018】このリッジ型半導体レーザ素子の長さ方向
に関する一方の端面はレーザ出射側端面15となってお
り、他方の端面は反射側端面16となっている。基板1
の上には、下部クラッド層2、活性層3、上部第1クラ
ッド層4およびエッチングストップ層5が順に積層され
ている。エッチングストップ層5の上には、リッジ形状
の上部第2クラッド層7が素子の長さ方向に沿って、素
子の幅方向のほぼ中央部に形成されている。上部第2ク
ラッド層7の両側には、電流ブロック層6が形成されて
いる。電流ブロック層6は、上部第2クラッド層7の側
面、およびエッチングストップ層5の上面に沿うように
形成されている。上部第2クラッド層7および電流ブロ
ック層6の上には、上部第2クラッド層7にオーミック
接触するコンタクト層8が形成されている。
One end face in the length direction of this ridge type semiconductor laser device is a laser emission side end face 15, and the other end face is a reflection side end face 16. Board 1
A lower clad layer 2, an active layer 3, an upper first clad layer 4 and an etching stop layer 5 are sequentially stacked on the above. A ridge-shaped upper second clad layer 7 is formed on the etching stop layer 5 along the length direction of the element and at a substantially central portion in the width direction of the element. The current blocking layers 6 are formed on both sides of the upper second cladding layer 7. The current blocking layer 6 is formed along the side surface of the upper second cladding layer 7 and the upper surface of the etching stop layer 5. On the upper second clad layer 7 and the current blocking layer 6, a contact layer 8 which is in ohmic contact with the upper second clad layer 7 is formed.

【0019】上部第2クラッド層7とコンタクト層8と
の間で、レーザ出射側端面15の近傍および反射側端面
16の近傍には、電流遮断層10a,10bがそれぞれ
形成されている。電流遮断層10a,10bは、レーザ
出射側端面15および反射側端面16からそれぞれ所定
の距離以上内方の部分には形成されていない。すなわ
ち、レーザ出射側端面15および反射側端面16から所
定の距離以上内方の部分では、上部第2クラッド層7の
上部にコンタクト層8が接している。
Between the upper second cladding layer 7 and the contact layer 8, current blocking layers 10a and 10b are formed near the laser emitting side end face 15 and near the reflecting side end face 16, respectively. The current blocking layers 10a and 10b are not formed on the inner portions of the laser emission side end face 15 and the reflection side end face 16 respectively by a predetermined distance or more. That is, the contact layer 8 is in contact with the upper part of the upper second cladding layer 7 at a portion inward of the laser emission side end face 15 and the reflection side end face 16 by a predetermined distance or more.

【0020】基板1は、たとえばn型GaAs化合物半
導体基板からなる。この場合に、下部クラッド層2は、
n型Alx1Ga(1-x1)As層で構成することができる。
活性層3は、導電型がn型、p型、またはアンドープで
あり、Aly1Ga(1-y1)As層からなっていてもよい
し、組成の異なる2層からなっていてもよい。すなわ
ち、Aly11Ga(1-y11)AsとAly12Ga(1-y12)As
(y11≠y12)とからなるMQW(Multi Q
uantum Well)活性層であってもよいし、A
y1Ga(1-y1)AsとGaAsとからなるMQW活性層
であってもよい。
The substrate 1 is, for example, an n-type GaAs compound semiconductor substrate. In this case, the lower clad layer 2 is
It can be composed of an n-type Al x1 Ga (1-x1) As layer.
The active layer 3 has n-type, p-type, or undoped conductivity type, and may be an Al y1 Ga (1-y1) As layer or two layers having different compositions. That is, Al y11 Ga (1-y11) As and Al y12 Ga (1-y12) As
MQW consisting of (y11 ≠ y12) (Multi Q
Quantum Well) active layer, or A
It may be an MQW active layer made of l y1 Ga (1-y1) As and GaAs.

【0021】上部第1クラッド層4は、p型Alx2Ga
(1-x2)As層で構成することができる。エッチングスト
ップ層5は、p型In(1-Z)GaZP層で構成し、エッチ
ング媒体に対する耐性を有するものとすることができ
る。さらに、電流ブロック層6は、n型Aly2Ga
(1-y2)As層で構成することができ、リッジ形状の上部
第2クラッド層7は、p型Alx3Ga(1-x3)As層で構
成することができ、コンタクト層8は、p型GaAs層
で構成することができる。電流遮断層10a,10b
は、酸化シリコン(SiO2)からなる。
The upper first cladding layer 4 is a p-type Al x2 Ga layer.
It can be composed of a (1-x2) As layer. The etching stop layer 5 may be composed of a p-type In (1-Z) Ga Z P layer and have resistance to an etching medium. Further, the current blocking layer 6 is made of n-type Al y2 Ga.
(1-y2) As layer, the ridge-shaped upper second cladding layer 7 may be formed of p-type Al x3 Ga (1-x3) As layer, and the contact layer 8 may be formed of p-type Al x3 Ga (1-x3) As layer. Type GaAs layer. Current blocking layers 10a, 10b
Is made of silicon oxide (SiO 2 ).

【0022】基板1の下面およびコンタクト層8の上面
には、それぞれn側電極12およびp側電極13が形成
されている。n側電極12およびp側電極13は、レー
ザ出射側端面15から反射側端面16に至る全長に渡っ
て形成されている。レーザ発光時、素子にはn側電極1
2およびp側電極13を介して電流が流される。このた
め、これらの電極部では、電流は素子の長さ方向の全域
にわたって流れる。しかし、レーザ出射側端面15の近
傍および反射側端面16の近傍では、電流遮断層10
a,10bがそれぞれ存在するために、電流が流れな
い。したがって、レーザ出射側端面15や反射側端面1
6では、非発光再結合中心が存在していた場合でも、非
発光再結合が起こらない。すなわち、このような構成の
リッジ型半導体レーザによれば、半導体レーザ素子の発
熱を抑制できるから、破壊光出力を著しく向上できる。
これにより、半導体レーザ素子の高出力化を可能にでき
る。
An n-side electrode 12 and a p-side electrode 13 are formed on the lower surface of the substrate 1 and the upper surface of the contact layer 8, respectively. The n-side electrode 12 and the p-side electrode 13 are formed over the entire length from the laser emission side end face 15 to the reflection side end face 16. N-side electrode 1 on the device during laser emission
A current is passed through 2 and the p-side electrode 13. Therefore, in these electrode portions, the current flows over the entire area in the length direction of the element. However, in the vicinity of the laser emission side end surface 15 and the reflection side end surface 16, the current blocking layer 10 is formed.
Since a and 10b are present, no current flows. Therefore, the laser emission side end face 15 and the reflection side end face 1
In No. 6, non-radiative recombination does not occur even if the non-radiative recombination center is present. That is, according to the ridge type semiconductor laser having such a configuration, heat generation of the semiconductor laser element can be suppressed, and thus the destructive light output can be remarkably improved.
This makes it possible to increase the output of the semiconductor laser device.

【0023】素子の長さ方向に沿う方向の電流遮断層1
0a,10bの長さ(以下、それぞれ「レーザ出射側非
注入幅」、「反射側非注入幅」という。)は、任意に設
定可能である。素子の大きさに比してレーザ出射側非注
入幅や反射側非注入幅を過度に大きくしても、非発光再
結合を抑制する効果は向上しない。一方、レーザ出射側
非注入幅や反射側非注入幅を大きくすると、実質的に電
流が注入される領域の長さが狭められるため、駆動電流
の増大を招く。レーザ出射側非注入幅や反射側非注入幅
の大きさは、これらのことを考慮して最適な大きさに設
定することが可能である。
Current blocking layer 1 in the direction along the length of the device
The lengths of 0a and 10b (hereinafter referred to as "laser emission side non-injection width" and "reflection side non-injection width", respectively) can be set arbitrarily. Even if the non-injection width on the laser emission side or the non-injection width on the reflection side is excessively increased as compared with the size of the element, the effect of suppressing non-radiative recombination is not improved. On the other hand, when the non-injection width on the laser emission side or the non-injection width on the reflection side is increased, the length of the region into which the current is injected is substantially reduced, resulting in an increase in the drive current. The size of the non-injection width on the laser emission side and the non-injection width on the reflection side can be set to an optimum size in consideration of these things.

【0024】レーザ出射側端面15側の電流遮断層10
aおよび反射側端面16側の電流遮断層10bは、双方
ともに設けられていてもよく、どちらか一方にのみ設け
られていてもよい。また、電流遮断層10a,10bを
双方とも設けた場合、レーザ出射側非注入幅と反射側非
注入幅とは同じであってもよく、異なっていてもよい。
非発光再結合による発熱は、通常、レーザ出射側端面1
5近傍で顕著に起こるから、反射側非注入幅に比してレ
ーザ出射側非注入幅を長くしてもよく、レーザ出射側端
面15近傍にのみ電流遮断層10aを設けてもよい。
The current blocking layer 10 on the laser emitting side end face 15 side
Both the current blocking layer 10b on the side of a and the end face 16 on the reflection side may be provided, or only one of them may be provided. When both the current blocking layers 10a and 10b are provided, the laser emission side non-injection width and the reflection side non-injection width may be the same or different.
The heat generated by the non-radiative recombination is usually generated by the end facet 1 on the laser emission side.
5, the laser emission side non-injection width may be made longer than the reflection side non-injection width, and the current blocking layer 10a may be provided only in the vicinity of the laser emission side end face 15.

【0025】電流遮断層10a,10bは、窒化シリコ
ンまたは酸化アルミニウムで構成されていてもよい。こ
の場合でも、良好に電流を遮断でき、レーザ出射側端面
15の近傍および反射側端面16の近傍での発熱を抑制
することができる。図3は、図1および図2のリッジ型
半導体レーザ素子の製造方法を工程順に示す図解的な斜
視図である。基板1上に、下部クラッド層2、活性層
3、上部第1クラッド層4、エッチングストップ層5、
および上部第2クラッド層7を順次形成する(図3
(a))。これらの工程は、MOCVD(Metal−
Organic ChemicalVapor Dep
osition)法により実施することができる。
The current blocking layers 10a and 10b may be made of silicon nitride or aluminum oxide. Even in this case, the current can be satisfactorily cut off, and heat generation in the vicinity of the laser emission side end face 15 and the reflection side end face 16 can be suppressed. FIG. 3 is a schematic perspective view showing a method of manufacturing the ridge type semiconductor laser device of FIGS. 1 and 2 in the order of steps. On the substrate 1, a lower clad layer 2, an active layer 3, an upper first clad layer 4, an etching stop layer 5,
And the upper second cladding layer 7 are sequentially formed (see FIG. 3).
(A)). These steps are carried out by MOCVD (Metal-
Organic Chemical Vapor Dep
position) method.

【0026】この後、上部第2クラッド層7の表面に、
SiO2からなる帯状のマスク層11を形成する。この
ようなマスク層11は、スパッタリング法により、Si
2膜を上部第2クラッド層上の全面に形成した後、フ
ォトエッチング法により帯状に整形して得ることができ
る。次に、マスク層11をマスクとして、上部第2クラ
ッド層7をリッジ形状にエッチングする。これにより、
マスク層11下方の上部第2クラッド層7も、一部除去
される。すなわち、マスク層11は、リッジ形状の上部
第2クラッド層7から幅方向に突出した状態となる。エ
ッチングストップ層5はエッチング媒体に対する耐性を
有するので、エッチングストップ層5以下の層はエッチ
ングされない。この状態が、図3(b)に示されてい
る。
After that, on the surface of the upper second cladding layer 7,
A band-shaped mask layer 11 made of SiO 2 is formed. Such a mask layer 11 is formed of Si by a sputtering method.
It can be obtained by forming an O 2 film on the entire surface of the upper second cladding layer and then shaping it into a band shape by a photoetching method. Next, using the mask layer 11 as a mask, the upper second cladding layer 7 is etched into a ridge shape. This allows
The upper second cladding layer 7 below the mask layer 11 is also partially removed. That is, the mask layer 11 is in a state of protruding in the width direction from the ridge-shaped upper second cladding layer 7. Since the etching stop layer 5 has resistance to the etching medium, the layers below the etching stop layer 5 are not etched. This state is shown in FIG.

【0027】続いて、上部第2クラッド層7の両側に、
MOCVD法により電流ブロック層6を形成する(図3
(c))。この際、電流ブロック層6は、リッジ形状の
上部第2クラッド層7の側面およびエッチングストップ
層5の上に選択的に成長する。すなわち、電流ブロック
層6を構成する材料は、マスク層11上には堆積しな
い。また、突出したマスク層11の下方は、電流ブロッ
ク層6により埋められる。
Then, on both sides of the upper second cladding layer 7,
The current block layer 6 is formed by the MOCVD method (FIG. 3).
(C)). At this time, the current block layer 6 selectively grows on the side surface of the ridge-shaped upper second cladding layer 7 and on the etching stop layer 5. That is, the material forming the current blocking layer 6 is not deposited on the mask layer 11. Further, the lower portion of the protruding mask layer 11 is filled with the current block layer 6.

【0028】その後、マスク層11を、マスク層11の
長さ方向の両端部近傍を残して、エッチングにより除去
する。マスク層11の残部が電流遮断層10a,10b
となる。この状態が、図3(d)に示されている。この
工程は、フォトエッチング法を用いて行うことができ
る。すなわち、マスク層11のうち、残存させようとす
る部分の上面にレジストを形成し、エッチングによりレ
ジストが形成されていない部分を除去した後、レジスト
を除去して、電流遮断層10a,10bを得ることがで
きる。
After that, the mask layer 11 is removed by etching, leaving the vicinity of both ends in the length direction of the mask layer 11. The rest of the mask layer 11 is the current blocking layers 10a and 10b.
Becomes This state is shown in FIG. This step can be performed using a photoetching method. That is, of the mask layer 11, a resist is formed on the upper surface of the portion to be left, the portion where the resist is not formed is removed by etching, and then the resist is removed to obtain the current blocking layers 10a and 10b. be able to.

【0029】さらに、電流ブロック層6、上部第2クラ
ッド層7および電流遮断層10a,10bの上に、MO
CVD法によりp型GaAsからなるコンタクト層8を
形成する(図3(e))。最後に、基板1の下面および
コンタクト層8の上面に、それぞれn側電極およびp側
電極(図示しない)を形成して、リッジ型半導体レーザ
素子が完成する。以上は、1つのリッジ型半導体レーザ
素子(チップ)を単位として説明したが、1枚の大きな
基板1上に複数のチップに相当する領域が密接して配さ
れた状態で成膜を行い、劈開により個々のチップの個片
に切り出すことができる。
Further, MO is formed on the current blocking layer 6, the upper second cladding layer 7 and the current blocking layers 10a and 10b.
The contact layer 8 made of p-type GaAs is formed by the CVD method (FIG. 3E). Finally, an n-side electrode and a p-side electrode (not shown) are formed on the lower surface of the substrate 1 and the upper surface of the contact layer 8 to complete the ridge type semiconductor laser device. The above description is based on one ridge type semiconductor laser device (chip) as a unit. However, film formation is performed in a state in which regions corresponding to a plurality of chips are closely arranged on one large substrate 1 and cleavage is performed. Can be cut into individual chips.

【0030】このような半導体レーザ素子の製造方法に
よれば、従来の半導体レーザの製造方法で用いられてい
るマスク層11を利用して、電流遮断層10a,10b
を形成することができる。すなわち、従来の製造方法で
は、電流ブロック層6を形成した後、マスク層11は完
全に除去されるが、本発明に係る製造方法によればマス
ク層11は、部分的に除去されて残部が電流遮断層10
a,10bとされる。したがって、このような製造方法
により、従来の製造方法から工程数を大きく増やすこと
なく、電流遮断層10a,10bを有した高出力の半導
体レーザ素子を得ることができる。
According to such a semiconductor laser device manufacturing method, the current blocking layers 10a and 10b are formed by using the mask layer 11 used in the conventional semiconductor laser manufacturing method.
Can be formed. That is, in the conventional manufacturing method, the mask layer 11 is completely removed after the current blocking layer 6 is formed, but according to the manufacturing method of the present invention, the mask layer 11 is partially removed and the remaining part is left. Current blocking layer 10
a and 10b. Therefore, with such a manufacturing method, a high-power semiconductor laser device having the current blocking layers 10a and 10b can be obtained without significantly increasing the number of steps as compared with the conventional manufacturing method.

【0031】上記の製造方法によれば、マスク層11を
部分的に除去する工程(図3(d))は、突出したマス
ク層11の下方を電流ブロック層6で埋めた後実施され
る。この状態でマスク層11のエッチングを行うと、マ
スク層11は上面からのみエッチングされるので、レジ
ストが形成されていない部分のみを良好に除去すること
ができる。マスク層11は、窒化シリコンまたは酸化ア
ルミニウムで構成されていてもよい。この場合、窒化シ
リコンまたは酸化アルミニウムで構成された電流ブロッ
ク層10a,10bを有する半導体レーザ素子を得るこ
とができる 以上の半導体レーザは、AlGaAs系の例であるが、
InGaAlP系であってもよい。すなわち、基板1
は、GaAs化合物半導体基板で構成することができ、
下部クラッド層2は、Inx1(Gay1Al(1-y1)
(1-x1)P層で構成することができる。活性層3は、In
x2Ga(1-x2)Pの単層、Inx3Ga(1-x3)PとIn
x4(Gay4Al(1-y4)(1-x4)Pとの複合層、またはI
x5(Gay5Al(1 -y5)(1-x5)PとInx6(Gay6
(1-y6)(1-x6)Pとの複合層で構成することができ
る。
According to the above-described manufacturing method, the step of partially removing the mask layer 11 (FIG. 3D) is performed after the lower portion of the protruding mask layer 11 is filled with the current block layer 6. When the mask layer 11 is etched in this state, the mask layer 11 is etched only from the upper surface, so that only the portion where the resist is not formed can be satisfactorily removed. The mask layer 11 may be made of silicon nitride or aluminum oxide. In this case, a semiconductor laser device having the current blocking layers 10a and 10b composed of silicon nitride or aluminum oxide, which can obtain a semiconductor laser device, is an example of AlGaAs system.
It may be InGaAlP type. That is, the substrate 1
Can be composed of a GaAs compound semiconductor substrate,
The lower clad layer 2 is made of In x1 (Ga y1 Al (1-y1) ).
It can be composed of a (1-x1) P layer. The active layer 3 is In
x2 Ga (1-x2) P single layer, In x3 Ga (1-x3) P and In
x4 ( Gay4Al (1-y4) ) (1-x4) P composite layer, or I
n x5 (Ga y5 Al (1 -y5)) (1-x5) P and In x6 (Ga y6 A
l (1-y6) ) (1-x6) P and a composite layer.

【0032】上部第1クラッド層4は、Inx7(Gay7
Al(1-y7)(1-x7)P層で構成することができ、上部第
2クラッド層7は、Inx8(Gay8Al(1-y8)(1-x8)
P層で構成することができる。電流ブロック層6は、G
aAs、Gay9Al(1-y9)As、Inx10(Gay10Al
(1-y10)(1-x10)P、もしくはInx11Al(1-x11)Pか
らなる層で構成することができる。コンタクト層8は、
GaAs層で構成することができる。
The upper first cladding layer 4 is made of In x7 (Ga y7
Al (1-y7) ) (1-x7) P layer, and the second upper cladding layer 7 is composed of In x8 (Ga y8 Al (1-y8) ) (1-x8)
It can be composed of P layers. The current blocking layer 6 is G
aAs, Ga y9 Al (1-y9) As, In x10 (Ga y10 Al
(1-y10) ) (1-x10) P, or In x11 Al (1-x11) P. The contact layer 8 is
It can be composed of a GaAs layer.

【0033】図4は、本発明の第2の実施形態に係るリ
ッジ型半導体レーザ素子の構造を示す素子の長さ方向に
直交する方向の図解的な断面図である。図4(a)は、
レーザ出射側端面15近傍の断面を示しており、図4
(b)は、素子の長さ方向中央部近傍の断面を示してい
る。図1、2に示す実施形態による半導体レーザ素子と
同一構成である部分は同一符号を付して説明を省略す
る。基板21の上には、下部クラッド層22、活性層2
3、上部第1クラッド層24、およびエッチングストッ
プ層5が順に積層されている。上部第1クラッド層24
の上には、リッジ形状の上部第2クラッド層27が素子
の長さ方向に沿って、素子の幅方向のほぼ中央部に形成
されている。上部第2クラッド層27の両側には、電流
ブロック層26が形成されている。電流ブロック層26
は、上部第2クラッド層27の側面、およびエッチング
ストップ層5の上面に沿うように形成されており、基板
21側に配された下部層26aとその上(基板21から
遠い側)に配された上部層26bとを含んでいる。上部
第2クラッド層27および電流ブロック層26の上に
は、上部第2クラッド層27にオーミック接触するコン
タクト層28が形成されている。
FIG. 4 is a schematic sectional view in the direction orthogonal to the length direction of the ridge type semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention, showing the structure thereof. Figure 4 (a)
4 shows a cross section in the vicinity of the laser emission side end face 15, and FIG.
(B) has shown the cross section near the central part of the length direction of an element. Portions having the same configurations as those of the semiconductor laser device according to the embodiment shown in FIGS. The lower clad layer 22 and the active layer 2 are formed on the substrate 21.
3, the upper first cladding layer 24, and the etching stop layer 5 are sequentially stacked. Upper first cladding layer 24
An upper second clad layer 27 having a ridge shape is formed on the upper part of the element along the length direction of the element, and at a substantially central portion in the width direction of the element. The current blocking layers 26 are formed on both sides of the upper second cladding layer 27. Current blocking layer 26
Is formed along the side surface of the upper second clad layer 27 and the upper surface of the etching stop layer 5, and is arranged on the lower layer 26a disposed on the substrate 21 side and on the lower layer 26a (the side far from the substrate 21). And an upper layer 26b. A contact layer 28 that makes ohmic contact with the upper second cladding layer 27 is formed on the upper second cladding layer 27 and the current blocking layer 26.

【0034】上部第2クラッド層27とコンタクト層2
8との間で、レーザ出射側端面15の近傍(図4
(a))の近傍には、電流遮断層10a,10bが形成
されている。電流遮断層10a,10bは、レーザ出射
側端面15および反射側端面16からそれぞれ所定の距
離以上内方の部分には形成されていない。すなわち、レ
ーザ出射側端面15および反射側端面16から所定の距
離以上内方の部分では、上部第2クラッド層27の上部
にコンタクト層28が接している。
Upper second cladding layer 27 and contact layer 2
8 and the vicinity of the laser emission side end face 15 (see FIG.
Current blocking layers 10a and 10b are formed in the vicinity of (a). The current blocking layers 10a and 10b are not formed on the inner portions of the laser emission side end face 15 and the reflection side end face 16 respectively by a predetermined distance or more. That is, the contact layer 28 is in contact with the upper part of the upper second cladding layer 27 at a portion inside the laser emitting side end face 15 and the reflecting side end face 16 by a predetermined distance or more.

【0035】基板21は、たとえばn型GaAs化合物
半導体基板からなる。この場合に、下部クラッド層22
は、n型Inx1(Gay1Al(1-y1)(1-x1)P層で構成
することができる。活性層23は、導電型がn型、p
型、またはアンドープであり、Inx2Ga(1-x2)P層か
らなっていてもよいし、組成の異なる2層からなってい
てもよい。すなわち、Inx5(Gay5Al(1-y5)
(1-x5)PとInx6(Gay6Al(1-y6)(1-x6)P(y5
≠y6)とからなるMQW(Multi Quantu
m Well)活性層であってもよいし、Inx3Ga
(1-x3)PとInx4(Ga y4Al(1-y4)(1-x4)Pとから
なるMQW活性層であってもよい。
The substrate 21 is, for example, an n-type GaAs compound.
It consists of a semiconductor substrate. In this case, the lower clad layer 22
Is n-type Inx1(Gay1Al(1-y1))(1-x1)Consists of P layer
can do. The active layer 23 has n-type conductivity and p-type.
Type or undoped, Inx2Ga(1-x2)P layer
May consist of two layers of different composition
May be. That is, Inx5(Gay5Al(1-y5))
(1-x5)P and Inx6(Gay6Al(1-y6))(1-x6)P (y5
≠ y6) and MQW (Multi Quantu)
m Well) active layer, or Inx3Ga
(1-x3)P and Inx4(Ga y4Al(1-y4))(1-x4)From P
The MQW active layer may be

【0036】上部第1クラッド層24は、p型In
x7(Gay7Al(1-y7)(1-x7)P層で構成することがで
きる。さらに、電流ブロック層26の導電型は、n型と
することができ、下部層26aは、Gay9Al(1-y9)
s層であってもよいし、Inx10(Gay10
(1-y10)(1-x10)P層であってもよいし、Inx11
(1-x11)P層であってもよい。上部層26bは、Ga
As層で構成することができる。リッジ形状の上部第2
クラッド層27は、p型Inx8(Gay8Al(1-y8)
(1-x8)P層で構成することができ、コンタクト層28
は、p型GaAs層で構成することができる。
The upper first cladding layer 24 is a p-type In
It can be composed of a x7 ( Gay7Al (1-y7) ) (1-x7) P layer. Further, the conductivity type of the current block layer 26 may be n-type, and the lower layer 26a may be made of Ga y9 Al (1-y9) A.
It may be an s-layer, or In x10 (Ga y10 A
l (1-y10) ) (1-x10) P layer, or In x11 A
It may be an l (1-x11) P layer. The upper layer 26b is Ga
It can be composed of an As layer. Ridge-shaped upper second
The clad layer 27 is made of p-type In x8 (Ga y8 Al (1-y8) ).
(1-x8) P layer, the contact layer 28
Can be composed of a p-type GaAs layer.

【0037】電流遮断層10a,10bは、このような
InGaAsP系材料で構成された半導体レーザ素子に
おいても、AlGaAs系材料(第1の実施形態)で構
成された半導体レーザ素子におけるものと同様の効果を
奏することができる。第2の実施形態の半導体レーザも
第1の実施形態の半導体レーザと同様の製造方法により
得ることができる。この場合、リッジ形状に整形された
上部第2クラッド層27の両側方に、MOCVD法によ
りAlGaAs系などの3(4)元混晶からなる電流ブ
ロック層26を形成しようとすると、マスク層11の上
にも電流ブロック層26を構成する材料が堆積する。そ
こで、下部層26aとして3元混晶材料からなる層を薄
く成膜し、その後GaAsからなる上部層26bを成膜
することにより、このような事態を回避することができ
る。すなわち、このような構成により、電流ブロック層
26を上部第2クラッド層27の両側方に良好に選択成
長させることができ、かつ、必要な厚さの電流ブロック
層26を得ることができる。
The current blocking layers 10a and 10b, even in the semiconductor laser device made of such InGaAsP-based material, have the same effect as in the semiconductor laser device made of the AlGaAs-based material (first embodiment). Can be played. The semiconductor laser of the second embodiment can also be obtained by the same manufacturing method as the semiconductor laser of the first embodiment. In this case, if the current block layer 26 made of a 3 (4) element mixed crystal such as AlGaAs is formed on both sides of the upper second cladding layer 27 shaped like a ridge by the MOCVD method, the mask layer 11 is not formed. The material forming the current blocking layer 26 is also deposited on the upper surface. Therefore, such a situation can be avoided by forming a thin layer of a ternary mixed crystal material as the lower layer 26a and then forming an upper layer 26b of GaAs. That is, with such a configuration, the current blocking layer 26 can be favorably selectively grown on both sides of the upper second cladding layer 27, and the current blocking layer 26 having a required thickness can be obtained.

【0038】本発明の第1の実施形態のように、主とし
てAlGaAs系材料からなる半導体レーザ素子におい
ても、電流ブロック層6を、3元混晶からなる下部層
と、GaAsからなる上部層とで構成することにより上
述の効果を得ることができる。その他、特許請求の範囲
に記載された事項の範囲で種々の変更を施すことが可能
である。
As in the first embodiment of the present invention, also in the semiconductor laser device mainly made of AlGaAs material, the current blocking layer 6 is composed of the lower layer made of ternary mixed crystal and the upper layer made of GaAs. With the configuration, the above effects can be obtained. In addition, various changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

【0039】[0039]

【実施例】図5は、図1に示す構成の半導体レーザ素子
において、レーザ出射側非注入幅および反射側非注入幅
を変更した種々の試料を作成し、各々の試料について破
壊光出力および駆動電流を測定した結果をまとめたもの
である。いずれの試料においても、レーザ出射側非注入
幅と反射側非注入幅とは、同じ値とした。図5の横軸の
非注入幅は、レーザ出射側非注入幅(反射側非注入幅)
とした。駆動電流は、85℃の温度下で、100mWの
ときの値である。
EXAMPLE FIG. 5 shows various samples of the semiconductor laser device having the structure shown in FIG. This is a summary of the results of measuring the current. In all samples, the non-injection width on the laser emission side and the non-injection width on the reflection side were set to the same value. The non-injection width on the horizontal axis of FIG. 5 is the laser emission side non-injection width (reflection side non-injection width).
And The drive current is a value at a temperature of 85 ° C. and a power of 100 mW.

【0040】破壊光出力は、非注入幅が40μm以下の
範囲では、非注入幅の増大とともに高くなるが、非注入
幅が40μmより大きくなるとほとんど変化せず、80
μmを越えるとむしろ減少に転じる。一方、駆動電流
は、非注入幅の増大とともにほぼ直線的に増大する。さ
らに詳しくは、非注入幅が40μmより大きい範囲に比
して、非注入幅が40μmより小さい範囲の方が、駆動
電流の増加率は小さい。以上のことから、たとえば、4
00mW超の破壊光出力を目標とする場合、好ましい非
注入幅は20〜40μm(たとえば、30μm)であ
る。
The destructive light output increases with the increase of the non-injection width in the range of the non-injection width of 40 μm or less, but hardly changes when the non-injection width exceeds 40 μm.
When it exceeds μm, it starts to decrease. On the other hand, the drive current increases almost linearly as the non-injection width increases. More specifically, the increase rate of the drive current is smaller in the range where the non-injection width is smaller than 40 μm than in the range where the non-injection width is larger than 40 μm. From the above, for example, 4
A preferred non-injection width is 20-40 μm (eg, 30 μm) when aiming for a destructive light output of greater than 00 mW.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ素
子の構造を示す素子の長さ方向に沿った図解的な断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view along a length direction of a device showing a structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のリッジ型半導体レーザ素子の長さ方向に
直交する方向の図解的な断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the ridge type semiconductor laser device of FIG. 1 in a direction orthogonal to the length direction.

【図3】図1および図2のリッジ型半導体レーザ素子の
製造方法を工程順に示す図解的な斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a method of manufacturing the ridge-type semiconductor laser device of FIGS. 1 and 2 in the order of steps.

【図4】本発明の第2の実施形態に係るリッジ型半導体
レーザ素子の構造を示す素子の長さ方向に直交する方向
の図解的な断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view in the direction orthogonal to the length direction of the ridge type semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention, showing the structure thereof.

【図5】非注入幅と破壊光出力および駆動電流との関係
を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the non-injection width and the destructive light output and drive current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 基板 2,22 下部クラッド層 3,23 活性層 4,24 上部第1クラッド層 5 エッチングストップ層 6,26 電流ブロック層 26a 下部層 26b 上部層 7,27 上部第2クラッド層 8,28 コンタクト層 10a,10b 電流遮断層 15 レーザ出射側端面 16 反射側端面 1,21 substrate 2,22 Lower clad layer 3,23 Active layer 4,24 Upper first cladding layer 5 Etching stop layer 6,26 Current blocking layer 26a lower layer 26b Upper layer 7,27 Upper second cladding layer 8,28 Contact layer 10a, 10b Current blocking layer 15 Laser emission side end face 16 Reflective end face

フロントページの続き Fターム(参考) 5F073 AA09 AA74 AA87 BA05 CA04 CA05 CA14 CB02 DA05 EA24 EA28 Continued front page    F-term (reference) 5F073 AA09 AA74 AA87 BA05 CA04                       CA05 CA14 CB02 DA05 EA24                       EA28

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】化合物半導体基板上に順に積層された下部
クラッド層、活性層および上部第1クラッド層と、 前記上部第1クラッド層上に設けられたリッジ形状の上
部第2クラッド層と、 前記上部第2クラッド層の側方に設けられた電流ブロッ
ク層と、 前記上部第2クラッド層上に設けられたコンタクト層
と、 前記上部第2クラッド層の長手方向に関する素子両端面
であるレーザ出射側端面および反射側端面のうちの少な
くとも一方の近傍において、前記上部第2クラッド層と
前記コンタクト層との間に設けられた絶縁体からなる電
流遮断層とを含むことを特徴とする半導体レーザ素子。
1. A lower clad layer, an active layer, and an upper first clad layer, which are sequentially stacked on a compound semiconductor substrate, a ridge-shaped upper second clad layer provided on the upper first clad layer, and A current blocking layer provided on a side of the upper second clad layer, a contact layer provided on the upper second clad layer, and a laser emission side that is both end faces of the element in the longitudinal direction of the upper second clad layer. A semiconductor laser device comprising a current blocking layer made of an insulator provided between the upper second cladding layer and the contact layer in the vicinity of at least one of the end face and the reflection-side end face.
【請求項2】前記化合物半導体基板がGaAs化合物半
導体基板であり、 前記下部クラッド層がAlx1Ga(1-x1)As層であり、 前記活性層がAly1Ga(1-y1)Asの単層、Aly11
(1-y11)AsとAly1 2Ga(1-y12)Asとの複合層、
またはAly1Ga(1-y1)AsとGaAsとの複合層であ
り、 前記上部第1クラッド層がAlx2Ga(1-x2)As層であ
り、 前記リッジ形状の上部第2クラッド層がAlx3Ga
(1-x3)As層であり、 前記電流ブロック層がAly2Ga(1-y2)Asからなる単
層、または、前記化合物半導体基板側に配されAly3
(1-y3)Asからなる下部層および前記コンタクト層側
に配されGaAsからなる上部層を含む複合層であり、 前記コンタクト層がGaAs層であることを特徴とする
請求項1記載の半導体レーザ素子。
2. The compound semiconductor substrate is a GaAs compound semiconductor substrate, the lower cladding layer is an Al x1 Ga (1-x1) As layer, and the active layer is a single layer of Al y1 Ga (1-y1) As. Layer, Al y11 G
a (1-y11) As and Al y1 2 Ga (1-y12) As composite layer,
Or a composite layer of Al y1 Ga (1-y1) As and GaAs, the upper first clad layer is an Al x2 Ga (1-x2) As layer, and the ridge-shaped upper second clad layer is Al. x3 Ga
(1-x3) As layer, wherein the current block layer is a single layer made of Al y2 Ga (1-y2) As, or Al y3 G that is arranged on the compound semiconductor substrate side.
2. The semiconductor layer according to claim 1, wherein the contact layer is a GaAs layer, which is a composite layer including a lower layer made of a (1-y3) As and an upper layer made of GaAs and arranged on the contact layer side. Laser device.
【請求項3】前記化合物半導体基板がGaAs化合物半
導体基板であり、 前記下部クラッド層がInx1(Gay1Al(1-y1)
(1-x1)P層であり、 前記活性層がInx2Ga(1-x2)Pの単層、Inx3Ga
(1-x3)PとInx4(Ga y4Al(1-y4)(1-x4)Pとの複
合層、またはInx5(Gay5Al(1-y5)(1-x5)PとI
x6(Gay6Al(1-y6)(1-x6)Pとの複合層であり、 前記上部第1クラッド層がInx7(Gay7Al(1-y7)
(1-x7)P層であり、 前記リッジ形状の上部第2クラッド層がInx8(Gay8
Al(1-y8)(1-x8)P層であり、 前記電流ブロック層がGaAs、Gay9Al(1-y9)
s、Inx10(Gay10Al(1-y10)(1-x10)P、もしく
はInx11Al(1-x11)Pからなる単層、または前記化合
物半導体基板側に配されGay9Al(1-y9)As、In
x10(Gay10Al(1 -y10)(1-x10)P、もしくはIn
x11Al(1-x11)Pからなる下部層および前記コンタクト
層側に配されGaAsからなる上部層を含む複合層であ
り、 前記コンタクト層がGaAs層であることを特徴とする
請求項1記載の半導体レーザ素子。
3. The compound semiconductor substrate is a GaAs compound semiconductor.
Is a conductor board, The lower clad layer is Inx1(Gay1Al(1-y1))
(1-x1)P layer, The active layer is Inx2Ga(1-x2)P single layer, Inx3Ga
(1-x3)P and Inx4(Ga y4Al(1-y4))(1-x4)Compound with P
Ply or Inx5(Gay5Al(1-y5))(1-x5)P and I
nx6(Gay6Al(1-y6))(1-x6)Is a composite layer with P, The upper first cladding layer is Inx7(Gay7Al(1-y7))
(1-x7)P layer, The ridge-shaped upper second cladding layer is Inx8(Gay8
Al(1-y8))(1-x8)P layer, The current blocking layer is GaAs, Gay9Al(1-y9)A
s, Inx10(Gay10Al(1-y10))(1-x10)P
Is Inx11Al(1-x11)A single layer composed of P, or the above compound
Ga is arranged on the semiconductor substrate side.y9Al(1-y9)As, In
x10(Gay10Al(1 -y10))(1-x10)P or In
x11Al(1-x11)Lower layer made of P and the contact
It is a composite layer that is arranged on the layer side and includes an upper layer made of GaAs.
, The contact layer is a GaAs layer
The semiconductor laser device according to claim 1.
【請求項4】前記電流遮断層が酸化シリコン、窒化シリ
コン、または酸化アルミニウムからなることを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体レーザ素
子。
4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the current blocking layer is made of silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide.
【請求項5】化合物半導体基板上に下部クラッド層、活
性層、上部第1クラッド層、および上部第2クラッド層
を順に積層する工程と、 前記上部第2クラッド層上に絶縁体からなる帯状のマス
ク層を形成する工程と、 前記マスク層を用いて前記上部第2クラッド層をリッジ
形状に整形する工程と、 前記リッジ形状の上部第2クラッド層の側方に、電流ブ
ロック層を選択成長させる工程と、 前記マスク層を、前記マスク層の長手方向に関する少な
くとも一方の端部近傍を残して除去する工程と、 前記上部第2クラッド層上に前記上部第2クラッド層と
オーミック接触するコンタクト層を形成する工程とを含
むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
5. A step of sequentially laminating a lower clad layer, an active layer, an upper first clad layer, and an upper second clad layer on a compound semiconductor substrate, and a strip-shaped strip made of an insulator on the upper second clad layer. Forming a mask layer, shaping the upper second cladding layer into a ridge shape using the mask layer, and selectively growing a current blocking layer on a side of the ridge-shaped upper second cladding layer. A step of removing the mask layer, leaving at least one end portion vicinity in the longitudinal direction of the mask layer, and a contact layer in ohmic contact with the upper second clad layer on the upper second clad layer. And a step of forming the semiconductor laser.
【請求項6】前記マスク層が酸化シリコン、窒化シリコ
ン、または酸化アルミニウムからなることを特徴とする
請求項5記載の半導体レーザ素子の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 5, wherein the mask layer is made of silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide.
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