JP3211330B2 - 半導体レーザアレイ装置 - Google Patents
半導体レーザアレイ装置Info
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- JP3211330B2 JP3211330B2 JP04446992A JP4446992A JP3211330B2 JP 3211330 B2 JP3211330 B2 JP 3211330B2 JP 04446992 A JP04446992 A JP 04446992A JP 4446992 A JP4446992 A JP 4446992A JP 3211330 B2 JP3211330 B2 JP 3211330B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録や固体レーザ励
起、光通信、加工等に用いられる超高出力の半導体レー
ザアレイ装置に関する。
起、光通信、加工等に用いられる超高出力の半導体レー
ザアレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の半導体レーザアレイ装置の
断面図を示す。ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層２が形成されており、その上にｎ型Ｇａ0.5 Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層３、Ｇａ0.7 Ａｌ0.3 Ａｓ層（バ
リア層；厚さ５ｎｍ）３層とＧａ0.95Ａｌ0.05Ａｓ層
（活性層；厚さ１０ｎｍ）２層からなる量子井戸活性層
４が形成されており、その上にリッジ５ａを有するｐ型
Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５がある。１３はｐ型
ＧａＡｓ界面層で、リッジ５ａとリッジ５ａの間の部分
は、ｎ型ＧａＡｓ電源ブロック層１４があり、リッジ間
のクラッド層に電流が流れないようにしている。８はｐ
型ＧａＡｓコンタクト層、９はｐ側オーミック電極、１
０はｎ側オーミック電極である。電流は、ｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層８からリッジ５ａの部分に流れ、リッジ５
ａの下の活性層４においてレーザ発振が起こる。活性層
４内で発生したレーザ光はクラッド層へ広がるが、ブロ
ック層１４がレーザ光を吸収するので、リッジの下の活
性層内にレーザ光は閉じ込められる。リッジ間のクラッ
ド層５の厚さを厚くすると、ブロック層の吸収効果が小
さくなり、レーザー光が横方向に広がる。その結果、隣
合うリッジのレーザ光が重なり合うようになり、ある位
相差を以て発振するようになる。このような発振状態は
位相同期発振と呼ばれ、レーザアレイの出射ビームパタ
ーンは隣合うリッジのレーザ光の位相差によって大きく
変化する。
断面図を示す。ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層２が形成されており、その上にｎ型Ｇａ0.5 Ａ
ｌ0.5Ａｓクラッド層３、Ｇａ0.7 Ａｌ0.3 Ａｓ層（バ
リア層；厚さ５ｎｍ）３層とＧａ0.95Ａｌ0.05Ａｓ層
（活性層；厚さ１０ｎｍ）２層からなる量子井戸活性層
４が形成されており、その上にリッジ５ａを有するｐ型
Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５がある。１３はｐ型
ＧａＡｓ界面層で、リッジ５ａとリッジ５ａの間の部分
は、ｎ型ＧａＡｓ電源ブロック層１４があり、リッジ間
のクラッド層に電流が流れないようにしている。８はｐ
型ＧａＡｓコンタクト層、９はｐ側オーミック電極、１
０はｎ側オーミック電極である。電流は、ｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層８からリッジ５ａの部分に流れ、リッジ５
ａの下の活性層４においてレーザ発振が起こる。活性層
４内で発生したレーザ光はクラッド層へ広がるが、ブロ
ック層１４がレーザ光を吸収するので、リッジの下の活
性層内にレーザ光は閉じ込められる。リッジ間のクラッ
ド層５の厚さを厚くすると、ブロック層の吸収効果が小
さくなり、レーザー光が横方向に広がる。その結果、隣
合うリッジのレーザ光が重なり合うようになり、ある位
相差を以て発振するようになる。このような発振状態は
位相同期発振と呼ばれ、レーザアレイの出射ビームパタ
ーンは隣合うリッジのレーザ光の位相差によって大きく
変化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、電流ブロック層１４がレーザ光を吸収するため、
リッジ間のクラッド層５の薄い領域ではレーザ光の損失
が大きい。そのため、損失が最も小さくなる光分布（モ
ード）で発振が起こるが、そのようなモードは隣合うリ
ッジのレーザ光の位相差が１８０°となる。そうなる
と、出射されるレーザビームのパターンは図４（ｂ）に
示すように２つの山を持った強度分布を示すことにな
り、一点にレーザ光を集光することが難しくなる。
では、電流ブロック層１４がレーザ光を吸収するため、
リッジ間のクラッド層５の薄い領域ではレーザ光の損失
が大きい。そのため、損失が最も小さくなる光分布（モ
ード）で発振が起こるが、そのようなモードは隣合うリ
ッジのレーザ光の位相差が１８０°となる。そうなる
と、出射されるレーザビームのパターンは図４（ｂ）に
示すように２つの山を持った強度分布を示すことにな
り、一点にレーザ光を集光することが難しくなる。
【０００４】本発明は、上記課題を解決するもので、変
換効率が高く、位相が揃った位相同期発振が得られ、高
出力で集光性の良い半導体レーザアレイ装置を提供する
ことを目的とする。
換効率が高く、位相が揃った位相同期発振が得られ、高
出力で集光性の良い半導体レーザアレイ装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体レーザアレイ装置は、一導電型半導体
基板と、その一導電型半導体基板上に形成された一導電
型の第１の半導体層と、その第１の半導体層上に形成さ
れた、前記第１の半導体層より禁制帯幅が小さい第２の
半導体層と、その第２の半導体層上に形成された、前記
第２の半導体層より禁制帯幅が大きく、ストライプ状の
リッジが２本以上平行に並んだ逆導電型の第３の半導体
層と、その第３の半導体層の各リッジ間の溝に形成され
た、前記第３の半導体層より屈折率が小さい一導電型の
第４の半導体層とを少なくとも有し、前記第２の半導体
層からなる活性層より上にあるクラッド層は、前記第３
の半導体層のみからなるものである。さらに、本発明の
半導体レーザアレイ装置は、第３の半導体層より屈折率
が小さい第４の半導体層に代えて、第３の半導体層より
禁制帯幅が大きい第４の半導体層を有するものである。
さらに、本発明の半導体レーザアレイ装置は、少なくと
も第３の半導体層の各リッジ間の溝上と第４の半導体層
の間に、第３の半導体層あるいは第４の半導体層と同じ
導電型の界面層となる第５の半導体層が設けられたもの
である。さらに、本発明の半導体レーザアレイ装置は、
一導電型半導体基板がｎ型ＧａＡｓ基板で、第１の半導
体層がｎ型Ｇａ 1-y Ａｌ y Ａｓ層からなり、第２の半導体
層がＧａ 1-x1 Ａｌ x1 Ａｓ層とＧａ 1-x2 Ａｌ x2 Ａｓ層が交
互に複数個積層されたもので、第３の半導体層がｐ型Ｇ
ａ 1-z Ａｌ z Ａｓ層からなり、第４の半導体層がｎ型Ｇａ
1-w Ａｌ w Ａｓ層からなり、 y>x1,x2 、 z>x1,x2 かつ w>z で
あるものである。また、本発明の半導体レーザアレイ装
置は、一導電型半導体基板と、その一導電型半導体基板
上に形成された一導電型の第１の半導体層と、その第１
の半導体層上に形成された、前記第１の半導体層より禁
制帯幅が小さい第２の半導体層と、その第２の半導体層
上に形成された、前記第２の半導体層より禁制帯幅が大
きく、ストライプ状のリッジが２本以上平行に並んだ逆
導電型の第３の半導体層と、その第３の半導体層の各リ
ッジ間の溝に形成された、前記第３の半導体層より屈折
率が小さい一導電型の第４の半導体層と、前記各リッジ
上に、前記リッジを またがるように形成された逆導電型
の第５の半導体層とを少なくとも有するものである。ま
た、本発明の半導体レーザアレイ装置は、 前記第５の
半導体層の上面が平坦であるものである。
に本発明の半導体レーザアレイ装置は、一導電型半導体
基板と、その一導電型半導体基板上に形成された一導電
型の第１の半導体層と、その第１の半導体層上に形成さ
れた、前記第１の半導体層より禁制帯幅が小さい第２の
半導体層と、その第２の半導体層上に形成された、前記
第２の半導体層より禁制帯幅が大きく、ストライプ状の
リッジが２本以上平行に並んだ逆導電型の第３の半導体
層と、その第３の半導体層の各リッジ間の溝に形成され
た、前記第３の半導体層より屈折率が小さい一導電型の
第４の半導体層とを少なくとも有し、前記第２の半導体
層からなる活性層より上にあるクラッド層は、前記第３
の半導体層のみからなるものである。さらに、本発明の
半導体レーザアレイ装置は、第３の半導体層より屈折率
が小さい第４の半導体層に代えて、第３の半導体層より
禁制帯幅が大きい第４の半導体層を有するものである。
さらに、本発明の半導体レーザアレイ装置は、少なくと
も第３の半導体層の各リッジ間の溝上と第４の半導体層
の間に、第３の半導体層あるいは第４の半導体層と同じ
導電型の界面層となる第５の半導体層が設けられたもの
である。さらに、本発明の半導体レーザアレイ装置は、
一導電型半導体基板がｎ型ＧａＡｓ基板で、第１の半導
体層がｎ型Ｇａ 1-y Ａｌ y Ａｓ層からなり、第２の半導体
層がＧａ 1-x1 Ａｌ x1 Ａｓ層とＧａ 1-x2 Ａｌ x2 Ａｓ層が交
互に複数個積層されたもので、第３の半導体層がｐ型Ｇ
ａ 1-z Ａｌ z Ａｓ層からなり、第４の半導体層がｎ型Ｇａ
1-w Ａｌ w Ａｓ層からなり、 y>x1,x2 、 z>x1,x2 かつ w>z で
あるものである。また、本発明の半導体レーザアレイ装
置は、一導電型半導体基板と、その一導電型半導体基板
上に形成された一導電型の第１の半導体層と、その第１
の半導体層上に形成された、前記第１の半導体層より禁
制帯幅が小さい第２の半導体層と、その第２の半導体層
上に形成された、前記第２の半導体層より禁制帯幅が大
きく、ストライプ状のリッジが２本以上平行に並んだ逆
導電型の第３の半導体層と、その第３の半導体層の各リ
ッジ間の溝に形成された、前記第３の半導体層より屈折
率が小さい一導電型の第４の半導体層と、前記各リッジ
上に、前記リッジを またがるように形成された逆導電型
の第５の半導体層とを少なくとも有するものである。ま
た、本発明の半導体レーザアレイ装置は、 前記第５の
半導体層の上面が平坦であるものである。
【０００６】
【作用】上記構成により、リッジ部のレーザ光に対する
屈折率が大きくなり、レーザ光はこの部分に閉じ込めら
れる。また、ブロック層の禁制帯幅がクラッド層よりも
大きいので、レーザ光はブロック層に吸収されなくな
る。すなわち、リッジ間のクラッド層の薄い領域でのレ
ーザ光の損失がなくなるため、隣合うリッジのレーザ光
の位相差が０°となるモードで発振させることが出来
る。その結果、出射されるビームパターンは山が１つの
強度分布となり、一点に集光することが可能となる。
屈折率が大きくなり、レーザ光はこの部分に閉じ込めら
れる。また、ブロック層の禁制帯幅がクラッド層よりも
大きいので、レーザ光はブロック層に吸収されなくな
る。すなわち、リッジ間のクラッド層の薄い領域でのレ
ーザ光の損失がなくなるため、隣合うリッジのレーザ光
の位相差が０°となるモードで発振させることが出来
る。その結果、出射されるビームパターンは山が１つの
強度分布となり、一点に集光することが可能となる。
【０００７】さらに、レーザ光の損失がないためしきい
電流が低く、微分効率が高くなり、電気から光への変換
効率の優れたレーザアレイ装置を実現することが出来
る。
電流が低く、微分効率が高くなり、電気から光への変換
効率の優れたレーザアレイ装置を実現することが出来
る。
【０００８】
【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。
しながら説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例における半導体レ
ーザアレイ装置の断面図である。従来例の図５と同一部
分に同一番号を付けている。すなわちｎ型ＧａＡｓ基板
１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２が形成されており、
その上にｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0. 5 Ａｓクラッド層３、Ｇａ
0.7 Ａｌ0.3 Ａｓ層（バリア層；厚さ５ｎｍ）３層とＧ
ａ0.95Ａｌ0.05Ａｓ層（活性層；厚さ１０ｎｍ）２層か
らなる量子井戸活性層４、リッジ５ａを５本有するｐ型
Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５が形成されており、
６はｐ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ界面層で、電流狭窄のた
めに電流チャンネルとなるリッジ５ａ以外の領域にはｎ
型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７が形成されて
いる。本発明の特徴として、この電流ブロック層７の屈
折率をクラッド層５の屈折率より小さくし、禁制帯幅を
クラッド層５の禁制帯幅より大きくしている。８はｐ型
ＧａＡｓコンタクト層、９はｐ側オーミック電極、１０
はｎ側オーミック電極、１１はｐ型ＧａＡｓ保護層であ
る。この構造において、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８か
ら注入される電流はリッジ内に閉じ込められ、リッジ下
部の量子井戸活性層４でレーザ発振が生じる。ここで本
発明の特徴としてｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロッ
ク層７の屈折率を、電流チャンネル内部のｐ型Ｇａ0.5
Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５の屈折率より小さくしている
ので、レーザ光はこの屈折率差によりリッジ内に閉じ込
めれらる。ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７
の禁制帯幅は、量子井戸活性層４の発振波長のエネルギ
ーよりも大きいので、従来の構造のように、電流ブロッ
ク層１４による光吸収がなく、大幅にレーザ光の損失を
低減することができる。さらに、光吸収がないため、レ
ーザ光がｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７の
下部にも広がり、隣合うリッジ間のレーザ光の位相差が
０°になるモードで発振させることが出来る。光出力を
増大させると、レーザ光の強度の大きいリッジ部では電
子密度が減少するが、量子井戸活性層４を用いているた
めに、電子密度に対する屈折率の変化が小さく、安定な
モードを高出力まで維持することができる。また、活性
層内での自由電子による光の吸収も小さいのが量子井戸
の特徴であり、低しきい値・高効率発振が可能となる。
ーザアレイ装置の断面図である。従来例の図５と同一部
分に同一番号を付けている。すなわちｎ型ＧａＡｓ基板
１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２が形成されており、
その上にｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0. 5 Ａｓクラッド層３、Ｇａ
0.7 Ａｌ0.3 Ａｓ層（バリア層；厚さ５ｎｍ）３層とＧ
ａ0.95Ａｌ0.05Ａｓ層（活性層；厚さ１０ｎｍ）２層か
らなる量子井戸活性層４、リッジ５ａを５本有するｐ型
Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５が形成されており、
６はｐ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ界面層で、電流狭窄のた
めに電流チャンネルとなるリッジ５ａ以外の領域にはｎ
型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７が形成されて
いる。本発明の特徴として、この電流ブロック層７の屈
折率をクラッド層５の屈折率より小さくし、禁制帯幅を
クラッド層５の禁制帯幅より大きくしている。８はｐ型
ＧａＡｓコンタクト層、９はｐ側オーミック電極、１０
はｎ側オーミック電極、１１はｐ型ＧａＡｓ保護層であ
る。この構造において、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８か
ら注入される電流はリッジ内に閉じ込められ、リッジ下
部の量子井戸活性層４でレーザ発振が生じる。ここで本
発明の特徴としてｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロッ
ク層７の屈折率を、電流チャンネル内部のｐ型Ｇａ0.5
Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５の屈折率より小さくしている
ので、レーザ光はこの屈折率差によりリッジ内に閉じ込
めれらる。ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７
の禁制帯幅は、量子井戸活性層４の発振波長のエネルギ
ーよりも大きいので、従来の構造のように、電流ブロッ
ク層１４による光吸収がなく、大幅にレーザ光の損失を
低減することができる。さらに、光吸収がないため、レ
ーザ光がｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７の
下部にも広がり、隣合うリッジ間のレーザ光の位相差が
０°になるモードで発振させることが出来る。光出力を
増大させると、レーザ光の強度の大きいリッジ部では電
子密度が減少するが、量子井戸活性層４を用いているた
めに、電子密度に対する屈折率の変化が小さく、安定な
モードを高出力まで維持することができる。また、活性
層内での自由電子による光の吸収も小さいのが量子井戸
の特徴であり、低しきい値・高効率発振が可能となる。
【００１０】図２は本発明の一実施例における半導体レ
ーザアレイ装置の作製工程図である。
ーザアレイ装置の作製工程図である。
【００１１】まず図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤあるいはＭＢＥ成長法によ
り、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２（厚さ０．５μｍ）、ｎ
型Ｇａ 0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層３（厚さ１μｍ）、
量子井戸活性層４、ｐ型Ｇａ0. 5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド
層５（厚さ１μｍ）、ｐ型ＧａＡｓ保護層１１（厚さ
０．２μｍ）を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
に、ストライプ状にＳｉＮ膜等の誘電体膜１２を形成
し、この誘電体膜１２をマスクとして、エッチングを行
い、図２（ｃ）に示すようにリッジ５ａを形成する。こ
のとき、ストライプ幅となるリッジ下端の幅は２．５μ
ｍ、リッジ以外の領域のｐ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5Ａｓクラ
ッド層５の厚さは０．１５μｍ、リッジの間隔は５μｍ
とした。次に図２（ｄ）に示すようにＭＯＣＶＤ法によ
り、ｐ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ界面層６（厚さ０．１μ
ｍ）、ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７（厚
さ１μｍ）を選択的に成長する。
ｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤあるいはＭＢＥ成長法によ
り、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２（厚さ０．５μｍ）、ｎ
型Ｇａ 0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層３（厚さ１μｍ）、
量子井戸活性層４、ｐ型Ｇａ0. 5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド
層５（厚さ１μｍ）、ｐ型ＧａＡｓ保護層１１（厚さ
０．２μｍ）を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
に、ストライプ状にＳｉＮ膜等の誘電体膜１２を形成
し、この誘電体膜１２をマスクとして、エッチングを行
い、図２（ｃ）に示すようにリッジ５ａを形成する。こ
のとき、ストライプ幅となるリッジ下端の幅は２．５μ
ｍ、リッジ以外の領域のｐ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5Ａｓクラ
ッド層５の厚さは０．１５μｍ、リッジの間隔は５μｍ
とした。次に図２（ｄ）に示すようにＭＯＣＶＤ法によ
り、ｐ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ界面層６（厚さ０．１μ
ｍ）、ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層７（厚
さ１μｍ）を選択的に成長する。
【００１２】次に、図２（ｅ）に示すように、誘電体膜
１２を除去し、ＭＯＣＶＤあるいはＭＢＥ成長法によ
り、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８を形成する。
１２を除去し、ＭＯＣＶＤあるいはＭＢＥ成長法によ
り、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８を形成する。
【００１３】以上の実施例における各層の組成は一例で
あって、ｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層３をｎ型
Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ層とし、量子井戸活性層４を構成す
るＧａ0.7 Ａｌ0.3 Ａｓ層をＧａ1-X1ＡｌX1Ａｓ層、Ｇ
ａ0.95Ａｌ0.05Ａｓ層をＧａ 1-X2ＡｌX2Ａｓ層とし、ｐ
型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５をｐ型Ｇａ1-ZＡ
ｌZ Ａｓ層とし、ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロッ
ク層７をｎ型Ｇａ1-WＡｌW Ａｓ層とした場合、
y>X1,X2 、Z>X1,X2 で、かつW>Z となる条件を満たすも
のであればよい。
あって、ｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層３をｎ型
Ｇａ1-y Ａｌy Ａｓ層とし、量子井戸活性層４を構成す
るＧａ0.7 Ａｌ0.3 Ａｓ層をＧａ1-X1ＡｌX1Ａｓ層、Ｇ
ａ0.95Ａｌ0.05Ａｓ層をＧａ 1-X2ＡｌX2Ａｓ層とし、ｐ
型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層５をｐ型Ｇａ1-ZＡ
ｌZ Ａｓ層とし、ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロッ
ク層７をｎ型Ｇａ1-WＡｌW Ａｓ層とした場合、
y>X1,X2 、Z>X1,X2 で、かつW>Z となる条件を満たすも
のであればよい。
【００１４】また量子井戸活性層４はクラッド層３より
禁制帯幅が小さく、クラッド層５は量子井戸活性層４よ
り禁制帯幅が大きい。
禁制帯幅が小さく、クラッド層５は量子井戸活性層４よ
り禁制帯幅が大きい。
【００１５】また以上の実施例において、ｎ型とｐ型を
全て入れ換えてもよい。図３は本発明の一実施例におけ
る半導体レーザアレイ装置の電流−光出力特性図であ
る。比較のために、従来の半導体レーザ装置の特性もあ
わせて示した。本発明の半導体レーザ装置では、レーザ
光のリッジ間での損失が小さいため、しきい電流が低
く、微分効率が高くなり、大幅に動作電流値が小さくな
っている。すなわち、室温で０．６Ｗのレーザ光を放出
するのに必要な動作電流値を０．８５Ａから０．５Ａに
低減できている。
全て入れ換えてもよい。図３は本発明の一実施例におけ
る半導体レーザアレイ装置の電流−光出力特性図であ
る。比較のために、従来の半導体レーザ装置の特性もあ
わせて示した。本発明の半導体レーザ装置では、レーザ
光のリッジ間での損失が小さいため、しきい電流が低
く、微分効率が高くなり、大幅に動作電流値が小さくな
っている。すなわち、室温で０．６Ｗのレーザ光を放出
するのに必要な動作電流値を０．８５Ａから０．５Ａに
低減できている。
【００１６】また図４に本発明の一実施例における半導
体レーザアレイ装置の出射レーザビームの強度パターン
図を示す。従来の半導体レーザ装置の特性もあわせて示
した。得られた強度分布は山が１つであり、位相差が０
°の位相同期発振が得られているのがわかる。
体レーザアレイ装置の出射レーザビームの強度パターン
図を示す。従来の半導体レーザ装置の特性もあわせて示
した。得られた強度分布は山が１つであり、位相差が０
°の位相同期発振が得られているのがわかる。
【００１７】以上の実施例において導電型が全て反対と
なる構造においても同様にレーザアレイ装置を実現する
ことが出来る。この場合は、基板がｐ型ＧａＡｓにな
り、電流ブロック層はｐ型となるが、ＡｌＡｓ混晶比が
高いので電子の拡散長が短くなり、電流を阻止すること
が出来る。
なる構造においても同様にレーザアレイ装置を実現する
ことが出来る。この場合は、基板がｐ型ＧａＡｓにな
り、電流ブロック層はｐ型となるが、ＡｌＡｓ混晶比が
高いので電子の拡散長が短くなり、電流を阻止すること
が出来る。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体レーザアレ
イ装置は、第３の半導体層の各リッジ間の溝に形成され
た、一導電型または高抵抗の第４の半導体層が第３の半
導体層より屈折率が小さく禁制帯幅が大きい構成による
ので、電流から光への変換効率が高く、アレイ間の各レ
ーザ光の位相が揃った位相同期発振が得られ、高出力で
集光性の良いレーザ光を得ることが出来、光記録や固体
レーザ励起の光源等に最適な半導体レーザアレイ装置を
提供できる。
イ装置は、第３の半導体層の各リッジ間の溝に形成され
た、一導電型または高抵抗の第４の半導体層が第３の半
導体層より屈折率が小さく禁制帯幅が大きい構成による
ので、電流から光への変換効率が高く、アレイ間の各レ
ーザ光の位相が揃った位相同期発振が得られ、高出力で
集光性の良いレーザ光を得ることが出来、光記録や固体
レーザ励起の光源等に最適な半導体レーザアレイ装置を
提供できる。
【図１】本発明の一実施例における半導体レーザアレイ
装置の断面図
装置の断面図
【図２】図１の半導体レーザアレイ装置の作製工程断面
図
図
【図３】図１の半導体レーザアレイ装置の電流−光出力
特性図
特性図
【図４】（ａ）は図１の半導体レーザアレイ装置の出射
レーザビームの強度パターン図 （ｂ）は従来の半導体レーザアレイ装置の出射レーザビ
ームの強度パターン図
レーザビームの強度パターン図 （ｂ）は従来の半導体レーザアレイ装置の出射レーザビ
ームの強度パターン図
【図５】従来の半導体レーザアレイ装置の断面図
１ ｎ型ＧａＡｓ基板（一導電型半導体基板） ２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層（第１の半導
体層） ４ 量子井戸活性層（第２の半導体層） ５ ｐ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層（第３の半導
体層） ５ａ ストライプ状のリッジ ６ ｐ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ界面層 ７ ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層（第４の
半導体層） ８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ９ ｐ側オーミック電極 １０ ｎ側オーミック電極 １１ ｐ型ＧａＡｓ保護層
体層） ４ 量子井戸活性層（第２の半導体層） ５ ｐ型Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓクラッド層（第３の半導
体層） ５ａ ストライプ状のリッジ ６ ｐ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ界面層 ７ ｎ型Ｇａ0.4 Ａｌ0.6 Ａｓ電流ブロック層（第４の
半導体層） ８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ９ ｐ側オーミック電極 １０ ｎ側オーミック電極 １１ ｐ型ＧａＡｓ保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−278491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−236274（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−117483（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−185779（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (6)
- 【請求項１】一導電型半導体基板と、その一導電型半導
体基板上に形成された一導電型の第１の半導体層と、そ
の第１の半導体層上に形成された、前記第１の半導体層
より禁制帯幅が小さい第２の半導体層と、その第２の半
導体層上に形成された、前記第２の半導体層より禁制帯
幅が大きく、ストライプ状のリッジが２本以上平行に並
んだ逆導電型の第３の半導体層と、その第３の半導体層
の各リッジ間の溝に形成された、前記第３の半導体層よ
り屈折率が小さい一導電型の第４の半導体層とを少なく
とも有し、前記第２の半導体層からなる活性層より上に
あるクラッド層は、前記第３の半導体層のみからなるこ
とを特徴とする半導体レーザアレイ装置。 - 【請求項２】第３の半導体層より屈折率が小さい第４の
半導体層に代えて、第３の半導体層より禁制帯幅が大き
い第４の半導体層を有する請求項１記載の半導体レーザ
アレイ装置。 - 【請求項３】少なくとも第３の半導体層の各リッジ間の
溝上と第４の半導体層の間に、第３の半導体層あるいは
第４の半導体層と同じ導電型の界面層となる第５の半導
体層が設けられたことを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザアレイ装置。 - 【請求項４】一導電型半導体基板がｎ型ＧａＡｓ基板
で、第１の半導体層がｎ型Ｇａ1-yＡｌyＡｓ層からな
り、第２の半導体層がＧａ1-x1Ａｌx1Ａｓ層とＧａ1-x2
Ａｌx2Ａｓ層が交互に複数個積層されたもので、第３の
半導体層がｐ型Ｇａ1-zＡｌzＡｓ層からなり、第４の半
導体層がｎ型Ｇａ1-wＡｌwＡｓ層からなり、y>x1,x2、
z>x1,x2かつw>zであることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の半導体レーザアレイ装置。 - 【請求項５】一導電型半導体基板と、その一導電型半導
体基板上に形成された一導電型の第１の半導体層と、そ
の第１の半導体層上に形成された、前記第１の半導体層
より禁制帯幅が小さい第２の半導体層と、その第２の半
導体層上に形成された、前記第２の半導体層より禁制帯
幅が大きく、ストライプ状のリッジが２本以上平行に並
んだ逆導電型の第３の半導体層と、その第３の半導体層
の各リッジ間の溝に形成された、前記第３の半導体層よ
り屈折率が小さい一導電型の第４ の半導体層と、前記各
リッジ上に、前記リッジをまたがるように形成された逆
導電型の第５の半導体層とを少なくとも有することを特
徴とする半導体レーザアレイ装置。 - 【請求項６】 前記第５の半導体層の上面が平坦である
ことを特徴とする請求項５記載の半導体レーザアレイ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04446992A JP3211330B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 半導体レーザアレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04446992A JP3211330B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 半導体レーザアレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243673A JPH05243673A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3211330B2 true JP3211330B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=12692371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04446992A Expired - Fee Related JP3211330B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 半導体レーザアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211330B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2727944B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1998-03-18 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザアレイの製造方法 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP04446992A patent/JP3211330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05243673A (ja) | 1993-09-21 |
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