(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型ＧａＡｓ基板の上に順次積層された、第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型クラッド層を有し、導波路両脇の活性層が可飽和吸収体として機能する自励発振型半導体レーザにおいて、
前記第２導電型クラッド層の上部にメサ構造を有し、前記メサ構造の両脇の少なくとも一部は、第１の電流ブロック層と、前記第１の電流ブロック層上に形成された第２の電流ブロック層で埋め込まれ、前記第１の電流ブロック層の材料がレーザの発振光に対して第２の電流ブロック層より光吸収係数の小さいＡｌＩｎＰ、又はＡｌＧａＡｓであり、
前記第２導電型クラッド層のうちメサ外部の厚さは、０．２μｍ以下であり、活性層が多重量子井戸構造として構成され、多重量子井戸構造のウエル層数が５以上７以下であり、活性層は、歪量０．１％以上の面内圧縮歪が付与されていることを特徴とする自励発振型半導体レーザ。
【請求項２】
活性層に付与された面内圧縮歪量が０．３％以上であることを特徴とする請求項１に記載の自励発振型半導体レーザ。
【請求項３】
活性層に付与された面内圧縮歪量が０．５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の自励発振型半導体レーザ。
【請求項４】
電流ブロック層のうちメサ状の第２クラッド層に接する部分が、第１導電型であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自励発振型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自励発振型半導体レーザの構造に関し、特に高温動作環境下で、高出力で低雑音動作が可能な、低しきい値電流の自励発振型半導体レーザの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、光ディスク装置の光源、或いは光通信機器の光源等として、情報機器・システムに幅広く使用されている。例えば、半導体レーザは、近年、高密度記憶装置として脚光を浴びている、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）、光磁気ディスクなどの光ディスク媒体の記録再生装置の光ピックアップの光源として、多用されている。
ところで、光ディスク媒体の記録再生装置の光ピックアップの光源として用いられている半導体レーザでは、光ディスク盤面からの反射戻り光によって、雑音が発生する。この雑音の発生を抑えることが、半導体レーザの特性を向上させる上で重要である。
【０００３】
雑音を低減する一つの方法は、半導体レーザを高周波で駆動することである。これは、高周波駆動により、発振スペクトルがマルチモード化し、戻り光の影響を低減できるからである。
しかし、この場合、高周波重畳モジュールが必要になって、部品コストが嵩み、さらに電磁波雑音を放射するという問題（ＥＭＣの問題）がある。
【０００４】
そこで、自励発振型半導体レーザが注目されている。自励発振レーザは、上記高周波駆動の半導体レーザと同様に低雑音特性を有し、かつ低コスト、電磁波雑音も発生しないという優れた利点を有し、低しきい値電流、低駆動電流で、高温、高出力で自励発振動作し、長期信頼性を有する。
【０００５】
ところで、自励発振動作は、レーザ共振器内に可飽和吸収体を導入し、その可飽和吸収量を制御することによって得ることができる。
このような自励発振動作、およびそのレーザ構造については、例えば１９８６年に刊行されたイクステンデット・アブストラクト・オブ・コンファレンス・オン・ソリッド・ステイト・デバイス・アンド・マテリアル（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ａｂｓｔｒａｃｔ  ｏｆ  １８ｔｈ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）１５３ページ、論文番号Ｄ−１−２や、１９９４年に開催された第１１回半導体レーザシンポジューム予稿集２１ページに報告されている。
上掲の自励発振型半導体レーザは、メサストライプ脇の活性層を可飽和吸収層としている。
【０００６】
以下、第１の従来例として、図６を参照して、代表的な自励発振レーザ構造であるリッジ導波路構造を有し、導波路両脇の活性層を可飽和吸収体とするＡｌＧa ＩｎＰ系の赤色自励発振型半導体レーザについて説明する。
第１の従来例のＡｌＧａＩｎＰ系自励発振型半導体レーザは、図６に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、ｐ−ＧａＡｓキャップ層７および８、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９、及びｐ側電極１１、並びに基板裏面にｎ側電極１０を備えている。
【０００７】
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の上部、ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層７の積層構造は、メサ構造となっていて、その側部がｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９によって埋め込まれている。
ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層４のメサ脇部４１が、可飽和吸収体となる。このメサ幅は、底部で４μｍである。メサ脇部４１の大きさを制御することにより、自励発振を得ることが出来る。
【０００８】
このレーザでは、活性層４のうち、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の凸状の上部直下の部分を中心として、光が広がっている。
一方、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の凸部を通して注入された電流は、活性層４において横方向に十分広がらない。よって、活性層４のうちｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の凸部直下が、利得領域、メサ脇部４１が可飽和吸収体として機能する。
【０００９】
ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の下部に位置するｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の残し厚ｈを変えることにより、可飽和吸収体４１の体積を制御することが出来、ｈを０．３０μｍ〜０．４５μｍとすることにより、自励発振動作が得られる。この結果、半導体レーザの低雑音動作が可能となる。
【００１０】
ところで、第１の従来例で示したように、ＡｌＧａＩｎＰ系自励発振型半導体レーザでは、通常、埋込み層としてＧａＡｓ層が用いられる。
ＧａＡｓは、波長が６２０ｎｍから６９０ｎｍの範囲にあるＡｌＧａＩｎＰ系自励発振型半導体レーザの発振光に対して大きな吸収能を持っており、そのために、導波損失によるレーザのしきい値電流上昇、及び外部微分量子効率の低下を引き起こしている。
【００１１】
この問題を解決するために、第２の従来例として、発振光に対して光吸収係数を持たないＡｌＩｎＰを埋め込み層に用いることによるＡｌＧａＩｎＰレーザの低しきい値、高効率動作が報告されている（１９９４年半導体レーザ会議予稿集Ｔｈ３．５  ２４３頁）。
【００１２】
ＡｌＩｎＰ埋込み層を用いると、埋込み層による光吸収が小さくなるため、活性層光を横方向に容易に広げることが出来る。このため、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層残し厚ｈを小さくしても、可飽和吸収体４１の体積を大きくすることが可能となる。
本発明者が、活性層ウエル層を厚さ５ｎｍの無歪ＧａＩｎＰとし、ウエル層数を７、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層残し厚ｈを０．２５μｍ、ＡｌＩｎＰ埋込み層の層厚を平たん部にて０．２μｍ、メサ幅をメサ底部にて５μｍとしたレーザを試作したところ、１５ｍＷまで自励発振するレーザが得られた。自励発振の得られた最高温度は８０℃であった。また、２５℃での発振波長は６４５ｎｍであった。
【００１３】
高い光出力で自励発振が停止する要因の一つは、高出力動作時に可飽和吸収体の体積が減少することである。これは、高出力化により、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の凸部直下部分の活性層４のキャリア密度が低下し、メサ内外の屈折率差が大きくなり、光横方向への広がりが小さくなるためである。
ＡｌＩｎＰ埋め込み層を用いたレーザでは、可飽和吸収体の体積を大きく出来るため、高出力化に伴う可飽和吸収体体積の減少の影響を減らすことが出来、高い光出力まで自励発振を得ることが出来る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＡｌＩｎＰ層による埋め込みを適用した上述の自励発振レーザのしきい値電流が、９０ｍＡであって、ＧａＡｓ層を埋込み層とするレーザのしきい値７０ｍＡに比べて、大きいという問題があった。
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、しきい値電流が低く、しかも高温高出力で自励発振するレーザを提供することが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、第１導電型ＧａＡｓ基板の上に順次積層された、第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型クラッド層を有し、導波路両脇の活性層が可飽和吸収体として機能する自励発振型半導体レーザにおいて、
前記第２導電型クラッド層の上部にメサ構造を有し、前記メサ構造の両脇の少なくとも一部は、第１の電流ブロック層と、前記第１の電流ブロック層上に形成された第２の電流ブロック層で埋め込まれ、前記第１の電流ブロック層の材料がレーザの発振光に対して第２の電流ブロック層より光吸収係数の小さいＡｌＩｎＰ、又はＡｌＧａＡｓであり、
前記第２導電型クラッド層のうちメサ外部の厚さは、０．２μｍ以下であり、活性層が多重量子井戸構造として構成され、多重量子井戸構造のウエル層数が５以上７以下であり、活性層は、歪量０．１％以上の面内圧縮歪が付与されていることを特徴とする。ウエル層数を減らした場合にも、活性層に圧縮歪を加える効果と同じ効果がある。なお、メサ外部とは、メサ構造の一部となっている第２クラッド層の上部を除く第２クラッド層の領域を言う。
【００１７】
好適には、活性層の面内圧縮歪量が０．３％以上であり、更に好適には、活性層の面内圧縮歪量が０．５％以上である。活性層に面内圧縮歪みを加えることにより、活性層の微分利得が低減し、可飽和吸収層の微分利得が増加し、自励発振最高温度が高くなる。
【００１８】
好適には、電流ブロック層のうちメサ状の第２クラッド層に接する部分が第１導電型である。これにより、電流ブロック層を流れる注入電流を減少させ、しきい値電流を低くすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の自励発振型半導体レーザの構成を示す斜視図である。
本実施形態例の自励発振型半導体レーザ（以下、簡単に半導体レーザと言う）は、図１に示すように、ＧａＡｓ基板１上に、ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層７の積層構造を備えている。
【００２０】
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の上部、ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層７は、メサ構造となっており、メサの両脇、即ちその両側部は、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１及びｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９により埋め込まれている。
積層構造及び電流ブロック層上に、更に、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８及びｐ側電極１１が設けられている。また、ＧａＡs 金属１の裏面には、ｎ側電極１０が設けてある。
【００２１】
次に、図１を参照して、本実施形態例の半導体レーザの作製方法を説明する。まず、減圧ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層７を順次積層する。
次に、ＳｉＯ2 マスク（図示せず）を用いたフォトリソグラフィ、および、エッチングにより、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の下部を露出させると共に、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の上部、ＧａＩｎＰヘテロバッファ層６、及びＧａＡｓキャップ層７をメサストライプ化する。
続いて、同じＳｉＯ2 マスクをマスクとして、ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１、及びｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９を順に選択的に成長させて、メサを埋め込む。
【００２２】
次いで、ＳｉＯ2 マスクを除去した後に、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８を減圧ＭＯＶＰＥ法によって形成する。
ｐ−ＧａＡｓキャップ層８上にｐ側電極１１を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面を研磨して基板を適当な厚さに調整した後に、ｎ側電極１０を形成して、図１に示すレーザ構造を得ることができる。
【００２３】
なお、減圧ＭＯＶＰＥ法の原料としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、ホスフィン、アルシン、ｎ型不純物としてジシラン、ｐ型不純物としてジエチルジンクを用いる。
また、減圧ＭＯＶＰＥ法による成膜の成長温度は６６０度、成長圧力は７０Torr、Ｖ族原料供給量／III族原料供給量比は、１：５００とする。
【００２４】
ここで、図２を参照して、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、活性層４、及びｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５の組成プロファイルを説明する。
活性層４は、図２に示すように、ウエル層３１及びバリア層３２を交互に重ねた多重量子井戸構造で、多重量子井戸層の両側に光ガイド層３３を有している。活性層ウエル層３１は、各層が厚さ５ｎｍの面内圧縮歪０．３％のＧａＩｎＰであり、ウエル層数は７である。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層残し厚ｈは０．１５μｍ、ＡｌＩｎＰ埋込み層の平たん部層厚は０．２μｍである。また、メサ幅はメサ底部にて５μｍである。
【００２５】
上述の構成を備えた半導体レーザ試料を試作し、閾値電流値を測定したところ、５５ｍＡであった。また、９０℃の動作環境で、少なくとも１０ｍＷの光出力でまで自励発振が得られた。発振波長は２５℃で６５５ｎｍであった。
【００２６】
次に、図３を参照して、本発明の効果について説明する。図３は活性層ウエルが無歪でウエル層数が７のレーザについて、しきい値電流値のＡｌＩｎＰ埋込み層の平たん部層厚ｄ依存性を示したものである。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層残し厚ｈが０．２５μｍの場合、ＡｌＩｎＰ層厚ｄの増大に伴いしきい値電流値は増大した。これは、従来得られていたＡｌＩｎＰ埋め込みによるしきい値電流の低減とは逆の傾向である。
【００２７】
この原因に関して、本発明者が調査を行ったところ、光の横方向への閉じ込めが弱くなった結果、可飽和吸収体４１の体積が著しく増大し、結果としてレーザの損失が過剰に増えたためであることが判明した。
可飽和吸収体の体積を大きくするために活性層ウエル数を７と大きくしたことが原因である。
【００２８】
図３において、ＡｌＩｎＰ層厚ｄの増大に伴ってしきい値電流の低下する領域は、ＧａＡｓ電流ブロック層９の光吸収の減少が顕著である領域である。一方、ＡｌＩｎＰ層厚ｄの増大に伴ってしきい値電流の増大する領域は可飽和吸収体４１の光吸収の増大が顕著である領域である。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈが大きくなるにしたがって、ＧａＡｓ電流ブロック層９の光吸収に対する可飽和吸収体４１の光吸収の大きさが相対的に増大し、ＡｌＩｎＰ層厚ｄの増大に伴ってしきい値電流が増大する領域が、拡大する。
なお、自励発振の得られない通常のレーザのウエル層数は、３または４である。このレーザではＡｌＩｎＰ埋め込みによるしきい値電流低減効果が見られている。
【００２９】
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層残し厚ｈを小さくすることにより光の横方向への光の閉じ込めを適度に抑制でき、しきい値電流を低減することが出来る。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈを０．１５μｍとし、ＡｌＩｎＰ層厚ｄを０．２μｍとしたレーザの閾値電流値は６０ｍＡと低かった。しかし、この時、最高自励発振温度は３０℃と低かった。
【００３０】
この原因について、本発明者が検討した結果を、図４を用いて説明する。図４は、活性領域、および可飽和吸収領域を含み利得のキャリア数密度依存性、すなわち利得曲線を示したものである。
利得曲線の傾きである微分利得について、ＧａＡｓ埋め込みの場合とＡｌＩｎＰ埋め込みの場合を比較した。自励発振の発生する温度が低下した理由は、ＡｌＩｎＰ埋め込みとすることで、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９による光吸収が低下し、活性領域の動作点におけるキャリア数密度が減少したことである。この結果、活性層の微分利得が増大、可飽和吸収層の微分利得が減少する。
【００３１】
自励発振を得るためには活性領域の微分利得が小さく、可飽和吸収領域の微分利得が大きい必要がある事が特開昭６１−１６０９８８号公報に記載されており、この条件が満たせなくなる事がＡｌＩｎＰ埋め込みレーザにおいて最高自励発振温度が低下した理由である。
【００３２】
実施形態例１のように、活性層ウエル３１に０．３％の圧縮歪みを加えた場合、しきい値電流値は、おおむね無歪の場合と同じｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈ、ＡｌＩｎＰ層厚ｄ依存性を示す。
これは、活性層ウエル３１に圧縮歪みを加えた場合でも光の分布が大きく変わることはなく、したがって可飽和吸収体４１の体積も無歪の場合とほぼ同じだからである。
【００３３】
一方、前述のように、自励発振最高温度は活性層に圧縮歪みを加えることで著しく増大した。ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈが０．１５μｍ、ＡｌＩｎＰ層厚ｄが０．２μｍのレーザにて自励発振最高温度は９０μｍと高い温度が得られた。
自励発振最高温度が増大した理由は、活性層ウエル３１に０．３％の圧縮歪みを加えた結果、活性層の微分利得が低減し、可飽和吸収層の微分利得が増加したからである。
なお、ＡｌＩｎＰ埋め込みによるしきい値電流低減効果が得られるのは、図３に示すように、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈが０．２μｍ下の場合である。特にｈを０．１５μｍ以下にするとこの効果は更に顕著となる。
【００３４】
また、ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１の導電型は、本実施形態例では、アンドープとしたが、不純物としてシリコンをドープしてｎ型にしても良い。
まらに、活性層ウエル３１に加える圧縮歪量を増やすことにより、活性領域の微分利得低減効果、及び可飽和吸収領域の微分利得増大効果を高めることが可能である。
【００３５】
実施形態例２
本実施形態例は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの実施形態の別の例である。
本実施形態例では、活性層ウエル３１に加える圧縮歪量を０．５％とし、活性層ウエル層の層厚を４．５ｎｍとした。その他は、すべて実施形態例１と同じである。
このレーザの自励発振最高温度は、１００℃と高い自励発振最高温度が得られた。しきい電流値は５５ｍＡ、２５℃での発振波長は６５７ｎｍであった。なお、活性層ウエル層３１の層厚を４．５ｎｍとして、無歪活性層の場合の５ｎｍより小さくしたのは発振波長をほぼ同じに保つためであるが、発明の本質的効果に変わりはない。
【００３６】
実施形態例３
本実施形態例は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの実施形態の更に別の例である。
本実施形態例の自励発振型半導体レーザは、活性層のウエル層数を減らすことにより、しきい値電流を低減した例であって、活性層ウエル３１の層数を５としている。その他は、すべて実施形態例１と同じである。
このレーザでは、閾値電流値４５ｍＡが得られた。自励発振最高温度は８０℃であった。従来例において活性層ウエルを無歪としたまま、活性層ウエル層数を５ウエルに減らした場合、しきい値電流は５０ｍＡと低減できたが、自励発振発生最高温度は３０℃であった。
【００３７】
ウエル層数を減らした場合、垂直方向の光の閉じ込めが低下して、光の分布がひろがるために、ＧａＡｓ電流ブロック層９による光吸収の影響が大きくなる。したがって、実施形態例１の半導体レーザの効果に関しては、ウエル層数を減らすことと、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈを減らすことは、等価である。すなわち、ウエル数を減らした場合も、活性層に圧縮歪を加える効果がある。
【００３８】
実施形態例４
ところで、実施形態例１では、しきい値電流の典型値は５５ｍＡであったが、しきい値電流値が６０ｍＡ以下となる歩留まりは４０％と低かった。
実施形態例１の半導体レーザの電流―電圧特性を調べたところ、しきい値電流の高いレーザは立ち上がり電圧が低く、１．５Ｖバイアス時少なくとも１ｍＡ以上の電流が流れていることが分かった。
しきい値電流の低いレーザでは、１．５Ｖバイアス時の電流は、０．１ｍＡ以下のものがほとんどである。すなわち、電流ブロック層９、２１を通るリーク電流が発生していることが歩留まりを下げている原因であることが判明した。
【００３９】
そこで、実施形態例４は、本発明に係る自励発振型半導体レーザの実施形態の更に別の例であって、歩留まりを改善した例である。図５は実施形態例４の半導体レーザの構成を示す斜視図である。
本実施形態例の半導体レーザは、電流ブロック層の構成が異なることを除いて、実施形態例１の半導体レーザと同じ構成を備えている。
本実施形態例の半導体レーザは、図５に示すように、電流ブロック層として、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５に接する部分の導電型がｐ型となっていて、ｐ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２２と、ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１と、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９との積層構造として構成されている。
【００４０】
ｐ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２２の平たん部での層厚は０．１μｍ、ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１の平たん部での層厚は０．１μｍである。ｐ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２２とＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１をあわせた平たん部での層厚は０．２μｍであって、実施形態例１のＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１の層厚０．２μｍと同じである。
ｐ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２２のキャリア濃度は４×１０17ｃｍ- 3 である。
ｐ型の不純物としてはマグネシウムを用い、マグネシウムの原料としては、シクロペンタディウムマグネシウムを用いる。
【００４１】
このレーザのしきい値電流の典型値は５５ｍＡであったが、しきい値電流値が６０ｍＡ以下となる歩留まりは、９０％であって大幅に向上した。
実施形態例１で電流ブロック層９、２１を通るリーク電流が発生した原因は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ残し厚ｈが０．１５μｍと小さく、ｐｎｐｎ型電流ブロック構造が破壊されやすかったためである。
実施形態例４では、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ−ＡｌＩｎＰ層２２のｐ型層厚合計を０．２５μｍとすることで、ｐｎｐｎ型電流ブロック構造の破壊を防止し、歩留まりが向上した。
【００４２】
なお、ｐ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層２２にそって流れる電流により可飽和吸収体の体積が減少することにより、自励発振が得られなくなることが、可能性としてあったが、最高自励発振温度として９０℃が得られた。
これは、ｐ−ＡｌＩｎＰ層２２の比抵抗が、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層５に比べて高かったため、ｐ−ＡｌＩｎＰ層２２にそって流れる電流の量が十分小さかったためである。
【００４３】
以上の説明した実施形態例は、すべて典型値であって、発明の効果が変わらなければ、異なった層厚、組成を用いる事ができるのはもちろんである。
また、実施形態例は、すべてＡｌＩｎＰ電流ブロック層２１の上にｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９がある場合で説明したが、電流ブロックが十分であればｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９はなくても良い。
また、本発明をＡｌＧａＩｎＰレーザの場合を例に説明したが、ＡｌＧａＡｓレーザ、または、ＡｌＧａＩｎＮレーザ、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶を用いたレーザなどに適用する事が出来る。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メサ構造の両脇に設けた電流ブロック層の少なくとも一部を、レーザの発振光に対して光吸収係数の小さい材料で形成し、活性層には歪量０．１％以上の面内圧縮歪を与えることにより、モード損失を低減しても活性領域の微分利得を小さく、可飽和吸収体の微分利得を大きく出来るので、低しきい値、低駆動電流で高温まで自励発振する半導体レーザが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の自励発振型半導体レーザの構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態例１の自励発振型半導体レーザの活性層の構成を説明するための組成プロファイルの図である。
【図３】従来の問題点を説明するための閾値電流値とＡｌＩｎＰ埋め込み層厚の図である。
【図４】従来の問題点を説明するための利得曲線のグラフである。
【図５】実施形態例４の自励発振型半導体レーザの構成を示す斜視図である。
【図６】従来の自励発振型半導体レーザの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ＧａＡｓ基板
２  ＧａＡｓバッファ層
３  ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４  ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層
５  ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
６  ＧａＩｎＰヘテロバッファ層
７、８  ＧａＡｓキャップ層
９  ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
１０  ｎ−電極
１１  ｐ−電極
２１  ＡｌＩｎＰ電流ブロック層
２２  ｐ−ＡｌＩｎＰ電流ブロック層
３１  ＧａＩｎＰウエル層
３２  ＡｌＧａＩｎＰバリア層
３３  ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層
４１  可飽和吸収領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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