JPH02156588A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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- H01S5/2216—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides nitrides
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- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
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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。
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ＡｌＧａＩｎＰなどの材料で構成され、横モー
ドが制御された半導体レーザおよびその製造方法に関す
る。
ドが制御された半導体レーザおよびその製造方法に関す
る。
従来の技術
７００ｎｍ以下の可視光の波長で発光する半導体レーザ
は光ディスク、レーザプリンタ、バーコードリーダなど
に用いる光源として注目されている。中でもＧａＡｓを
基板とし、これに格子整合するＧ ａ＠、ｓ Ｉ ｎｓ
、ｓＰ （以下の説明ではＧａＩｎＰと略記する）また
は（Ａ ｌｘＧ ａ＋−ｘ） Ｑ、６ Ｉ ｎ＠、ｓＰ
（以下の説明ではＡｌＧａＩｎＰと略記する）を活性層
、ＡｌＧａＩｎＰをクラッド層とするダブルへテロ接合
型半導体レーザはＧａＡｓに格子整合するＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体の中で最も短い波長の光を出すことができ
るので可視光半導体レーザの材料として有望である。
は光ディスク、レーザプリンタ、バーコードリーダなど
に用いる光源として注目されている。中でもＧａＡｓを
基板とし、これに格子整合するＧ ａ＠、ｓ Ｉ ｎｓ
、ｓＰ （以下の説明ではＧａＩｎＰと略記する）また
は（Ａ ｌｘＧ ａ＋−ｘ） Ｑ、６ Ｉ ｎ＠、ｓＰ
（以下の説明ではＡｌＧａＩｎＰと略記する）を活性層
、ＡｌＧａＩｎＰをクラッド層とするダブルへテロ接合
型半導体レーザはＧａＡｓに格子整合するＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体の中で最も短い波長の光を出すことができ
るので可視光半導体レーザの材料として有望である。
第５図に従来の横モード制御型のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザのおのおのの製作工程における断面構造を示す
。まず最初に第５図（ａ）に示すように、（１００）面
を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板５０１の表面に、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層５０２、Ｇａ Ｉ ｎＰ活性層
５０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５０４、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰバッファ層５０５をＭＯ−ＶＰＥ法（有機金属
気相成長法）で順次結晶成長する。次に、＜０１１＞方
向にストライプ状に形成した５ｉＯａ膜５０８をマスク
としてｐ型ＧａＩｎＰバッファ層５０５を例えばＣＣ１
４ガスを用いたＲＩＥ（反応性イオンエツチング）によ
りエツチングし、さらにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
５０４を例えば４０°Ｃの熱濃硫酸でエツチングすると
第５図（ｂ）に示すようになる。次に５ｉｎ２膜５０θ
をマスクとしてＭＯ−ＶＰＥ法によりｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層５０７を選択的に結晶成長すると第５図（Ｃ
）に示すようになる。選択成長のマスクとして用いたＳ
【０２膜５０６を除去したのち全面にｐ型ＧａＡｓコン
タクト層５０８をＭＯ−ＶＰＥ法により結晶成長すると
第５図（ｄ）に示すようにストライプが埋め込まれる。
体レーザのおのおのの製作工程における断面構造を示す
。まず最初に第５図（ａ）に示すように、（１００）面
を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板５０１の表面に、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層５０２、Ｇａ Ｉ ｎＰ活性層
５０３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５０４、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰバッファ層５０５をＭＯ−ＶＰＥ法（有機金属
気相成長法）で順次結晶成長する。次に、＜０１１＞方
向にストライプ状に形成した５ｉＯａ膜５０８をマスク
としてｐ型ＧａＩｎＰバッファ層５０５を例えばＣＣ１
４ガスを用いたＲＩＥ（反応性イオンエツチング）によ
りエツチングし、さらにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
５０４を例えば４０°Ｃの熱濃硫酸でエツチングすると
第５図（ｂ）に示すようになる。次に５ｉｎ２膜５０θ
をマスクとしてＭＯ−ＶＰＥ法によりｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層５０７を選択的に結晶成長すると第５図（Ｃ
）に示すようになる。選択成長のマスクとして用いたＳ
【０２膜５０６を除去したのち全面にｐ型ＧａＡｓコン
タクト層５０８をＭＯ−ＶＰＥ法により結晶成長すると
第５図（ｄ）に示すようにストライプが埋め込まれる。
最後に表面にＡｕ／Ｚｎ／Ａｕからなるｐ型オーミック
コンタクト層５０９を形成し、裏面を研磨およびエツチ
ングして基板を薄くしたのちＡ ｕ −Ｇ ｅ ／ Ｎ
ｉ ／ Ａ ｕからなるｎ型オーミックコンタクト層
５１０を形成すると第５図（ｅ）に示すように従来の横
モード制御型のＡｌＧａ ＩｎＰ系半導体レーザが完成
する。
コンタクト層５０９を形成し、裏面を研磨およびエツチ
ングして基板を薄くしたのちＡ ｕ −Ｇ ｅ ／ Ｎ
ｉ ／ Ａ ｕからなるｎ型オーミックコンタクト層
５１０を形成すると第５図（ｅ）に示すように従来の横
モード制御型のＡｌＧａ ＩｎＰ系半導体レーザが完成
する。
この従来のレーザにおいて、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層５０７は電気的には電流の狭窄層の役割を果たし、光
に対してはｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッドｍ５０４よりも
屈折率が太きくＧａＩｎＰ活性層５０３で発光した光を
吸収するので吸収型のアンチ導波層の役割を果たしてい
る。そのため、この従来の横モード制御型のＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザは低しきい値でレーザ発振する。
層５０７は電気的には電流の狭窄層の役割を果たし、光
に対してはｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッドｍ５０４よりも
屈折率が太きくＧａＩｎＰ活性層５０３で発光した光を
吸収するので吸収型のアンチ導波層の役割を果たしてい
る。そのため、この従来の横モード制御型のＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザは低しきい値でレーザ発振する。
発明が解決しようとする課題
このような従来の横モード制御型のＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザにおいては、横モードの制御が行なわれては
いるものの活性層と平行な方向の屈折率による光の閉じ
こめは行なわれてはおらず利得導波性が強く残るため活
性層と平行な方向の導波光の波面が曲がってしまい、そ
の結果として大きな非点隔差ができてしまうという問題
点があった。従って従来の横モード制御型のＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザを光学機器に応用しようとする場合
、通常の凸レンズ−枚ではレーザ光を平行光にしたり一
点に集光したりすることができないため応用範囲が限定
されてしまっていた。
導体レーザにおいては、横モードの制御が行なわれては
いるものの活性層と平行な方向の屈折率による光の閉じ
こめは行なわれてはおらず利得導波性が強く残るため活
性層と平行な方向の導波光の波面が曲がってしまい、そ
の結果として大きな非点隔差ができてしまうという問題
点があった。従って従来の横モード制御型のＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザを光学機器に応用しようとする場合
、通常の凸レンズ−枚ではレーザ光を平行光にしたり一
点に集光したりすることができないため応用範囲が限定
されてしまっていた。
また、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層５０７は活性層で発
光した光を吸収するので活性層を導波する光に対しては
損失となるためこの損失の分だけ発振しきい値が増加す
るという問題点もあった。
光した光を吸収するので活性層を導波する光に対しては
損失となるためこの損失の分だけ発振しきい値が増加す
るという問題点もあった。
課題を解決するための手段
本発明はこのような従来の横モード制御型のＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザにおける問題点を解決するためにな
されたもので、（１） Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に一方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層およびストライ
プ部分で厚さが厚くなった他方導電型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層を有し、前記ストラ、イブの両側の前記他方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラｙｔ’層の表面に前記他方導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い絶縁層
が一対のストライプ状に形成されていて、さらにその外
側に一方導電型電流ブロック層が形成された構成、（２
）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層およびく０１丁〉方
向に形成されたストライプ部分で厚さが厚く断面形状が
逆メサ形状をした他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
を有し、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の逆
メサ表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よ
りも屈折率の低い絶縁層が形成されていて、さらにその
外側に一方導電型電流ブロック層が形成された構成、
（３）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、活性層およびストライプ部分で厚さが厚くなっ
た他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を有し、レーザ
光の出射端面近傍の領域の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラツド層の前記ストライブの両側表面に前記他方導
電型ＡｌＧａ Ｉ ｎＰクラッド層よりも屈折率の低い
絶縁層が一対のストライプ状に形成されていて、さらに
その外側および前記絶縁層が形成されていない領域の前
記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の前記ストライ
ブの両側表面に一方導電型電流ブロック層が形成された
構成、および（４）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層、活性層、他方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層および他方導電型コンタクト層がストライ
プ状に形成されていて、前記ストライブの両側に前記他
方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層および一方導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い非晶質層が
形成された構成を有するものであり、さらにこれらの構
成を実現するための製造方法としては（５）（１００）
を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、活性層および他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層を形成する工程、前記他方導電型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層を＜０１１＞方向にストライプ状になっ
ており該ストライプ部分で厚さが厚くなるようにエツチ
ング加工する工程、前記他方導電型ＡｌＧａ Ｉ ｎＰ
クラッド層の表面に一方導電型電流ブロック層を形成す
る工程、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラツド層の前
記ストライプ上および前記ストライブの両側の上の前記
一方導電型電流ブロック層をエツチングして一対の溝を
形成する工程、前記一対の溝の表面に前記他方導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い絶縁層を一
対のストライプ状に形成する工程、および少なくとも前
記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のストライプ上
および前記一方導電型電流ブロック層の表面に他方導電
型コンタクト層を形成する工程を備えた製造方法、 （
６）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層および他方導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を形成する工程、前記他方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラツド層を＜０１Ｔ＞方向にスト
ライプ上で逆メサ形状になっており該ストライプ部分で
厚さが厚くなるようにエツチング加工する工程、前記前
記逆メサ形状の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ層の逆メ
サ表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層より
も屈折率の低い絶縁層を形成する工程、表面に露出した
前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の表面に一方
導電型電流ブロック層を選択的に形成する工程、および
少なくとも前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の
ストライプ上および前記一方導電型電流ブロック層の表
面に他方導電型コンタクト層を形成する工程を備えた製
造方法、および（７）ＧａＡｓ基板上に一方導電型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、活性層、他方導電型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層および他方導電型コンタクト層を形成す
る工程、前記一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、前
記活性層、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰタラッド層お
よび前記他方導電型コンタクト層をストライプ状にエツ
チングする工程、全面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層および一方導電型ＡｌＧａ Ｉ ｎＰクラッ
ド層よりも屈折率の低い非晶質層を形成する工程、表面
に前記非晶質層とエツチング速度が同じになる膜を塗布
する工程、および前記塗布膜とともにストライプ状の前
記非晶質膜をエツチングして前記他方導電型コンタクト
Ｈの表面を露出させる工程を備えた製造方法で構成され
ている。
ｎＰ系半導体レーザにおける問題点を解決するためにな
されたもので、（１） Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に一方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層およびストライ
プ部分で厚さが厚くなった他方導電型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層を有し、前記ストラ、イブの両側の前記他方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラｙｔ’層の表面に前記他方導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い絶縁層
が一対のストライプ状に形成されていて、さらにその外
側に一方導電型電流ブロック層が形成された構成、（２
）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層およびく０１丁〉方
向に形成されたストライプ部分で厚さが厚く断面形状が
逆メサ形状をした他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
を有し、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の逆
メサ表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よ
りも屈折率の低い絶縁層が形成されていて、さらにその
外側に一方導電型電流ブロック層が形成された構成、
（３）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、活性層およびストライプ部分で厚さが厚くなっ
た他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を有し、レーザ
光の出射端面近傍の領域の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラツド層の前記ストライブの両側表面に前記他方導
電型ＡｌＧａ Ｉ ｎＰクラッド層よりも屈折率の低い
絶縁層が一対のストライプ状に形成されていて、さらに
その外側および前記絶縁層が形成されていない領域の前
記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の前記ストライ
ブの両側表面に一方導電型電流ブロック層が形成された
構成、および（４）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層、活性層、他方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層および他方導電型コンタクト層がストライ
プ状に形成されていて、前記ストライブの両側に前記他
方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層および一方導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い非晶質層が
形成された構成を有するものであり、さらにこれらの構
成を実現するための製造方法としては（５）（１００）
を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、活性層および他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層を形成する工程、前記他方導電型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層を＜０１１＞方向にストライプ状になっ
ており該ストライプ部分で厚さが厚くなるようにエツチ
ング加工する工程、前記他方導電型ＡｌＧａ Ｉ ｎＰ
クラッド層の表面に一方導電型電流ブロック層を形成す
る工程、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラツド層の前
記ストライプ上および前記ストライブの両側の上の前記
一方導電型電流ブロック層をエツチングして一対の溝を
形成する工程、前記一対の溝の表面に前記他方導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い絶縁層を一
対のストライプ状に形成する工程、および少なくとも前
記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のストライプ上
および前記一方導電型電流ブロック層の表面に他方導電
型コンタクト層を形成する工程を備えた製造方法、 （
６）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層および他方導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を形成する工程、前記他方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラツド層を＜０１Ｔ＞方向にスト
ライプ上で逆メサ形状になっており該ストライプ部分で
厚さが厚くなるようにエツチング加工する工程、前記前
記逆メサ形状の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ層の逆メ
サ表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層より
も屈折率の低い絶縁層を形成する工程、表面に露出した
前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の表面に一方
導電型電流ブロック層を選択的に形成する工程、および
少なくとも前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の
ストライプ上および前記一方導電型電流ブロック層の表
面に他方導電型コンタクト層を形成する工程を備えた製
造方法、および（７）ＧａＡｓ基板上に一方導電型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、活性層、他方導電型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層および他方導電型コンタクト層を形成す
る工程、前記一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、前
記活性層、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰタラッド層お
よび前記他方導電型コンタクト層をストライプ状にエツ
チングする工程、全面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層および一方導電型ＡｌＧａ Ｉ ｎＰクラッ
ド層よりも屈折率の低い非晶質層を形成する工程、表面
に前記非晶質層とエツチング速度が同じになる膜を塗布
する工程、および前記塗布膜とともにストライプ状の前
記非晶質膜をエツチングして前記他方導電型コンタクト
Ｈの表面を露出させる工程を備えた製造方法で構成され
ている。
作用
上述の本発明の構成により本発明は、以下のような作用
効果を有する。
効果を有する。
構成（１）（２）および（４）においてはストライブの
両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の小さい
絶縁膜が形成されているので活性層と平行な方向にも光
を閉じこめて導波させることができ、従って活性層に平
行な方向および垂直な方向ともに屈折率導波されるので
非点隔差も従来例で示したレーザよりもはるかに小さく
なる。
両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の小さい
絶縁膜が形成されているので活性層と平行な方向にも光
を閉じこめて導波させることができ、従って活性層に平
行な方向および垂直な方向ともに屈折率導波されるので
非点隔差も従来例で示したレーザよりもはるかに小さく
なる。
構成（３）ではレーザの出射端面の近傍ではストライプ
の両側にクラッド層よりも低い屈折率の絶縁膜が設けら
れているため導波光が完全にストライプに閉じこめられ
ており、出射する光は非点隔差が小さくなることであり
、しかも絶縁膜が埋め込まれた領域以外の領域では従来
例と同じ利得導波成分が残るのでレーザ発振の縦モード
はマルチモードになることである。これにより半導体レ
ーザは戻り光などの擾乱に対しても影響をあまり受けな
い安定な動作を行なうことができる。
の両側にクラッド層よりも低い屈折率の絶縁膜が設けら
れているため導波光が完全にストライプに閉じこめられ
ており、出射する光は非点隔差が小さくなることであり
、しかも絶縁膜が埋め込まれた領域以外の領域では従来
例と同じ利得導波成分が残るのでレーザ発振の縦モード
はマルチモードになることである。これにより半導体レ
ーザは戻り光などの擾乱に対しても影響をあまり受けな
い安定な動作を行なうことができる。
また構成（５）の製造方法ではｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層を結晶成長した後選択エツチングによってストライ
プ状のｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層およびｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層を掘り出すことができることであり
、結晶を選択成長する必要がない。
ク層を結晶成長した後選択エツチングによってストライ
プ状のｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層およびｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層を掘り出すことができることであり
、結晶を選択成長する必要がない。
構成（６）の製造方法では絶縁膜がストライプの側面お
よび逆メサ面にマスク合わせ工程を必要とせずエツチン
グの異方性によって選択的に残すことができるので工程
が簡単でありまた幅を狭くすることができるという点で
ある。またストライプの側面および逆メサ面に形成され
た絶縁膜の幅はほぼ膜厚と同程度であるのでｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層を結晶成長する場合も絶縁膜の上でｐ型
ＧａＡｓコンタクト層がつながりやすいためｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層とｐ側のオーミックコンタクト電極との
コンタクト面積を広くすることができるのでコンタクト
抵抗を小さくすることができる。
よび逆メサ面にマスク合わせ工程を必要とせずエツチン
グの異方性によって選択的に残すことができるので工程
が簡単でありまた幅を狭くすることができるという点で
ある。またストライプの側面および逆メサ面に形成され
た絶縁膜の幅はほぼ膜厚と同程度であるのでｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層を結晶成長する場合も絶縁膜の上でｐ型
ＧａＡｓコンタクト層がつながりやすいためｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層とｐ側のオーミックコンタクト電極との
コンタクト面積を広くすることができるのでコンタクト
抵抗を小さくすることができる。
構成（７）の製造方法では結晶成長が１回のみであるこ
とであり素子の製作が容易になることである。
とであり素子の製作が容易になることである。
実施例
以下、本発明を実施例にしたがって説明する。
第１図に本発明の第１の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザの各製造工程における模式的断面構造図を示す
。まず最初に第１図（ａ）に示すように、例えば（，１
００）面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板１０１の表面に
、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２（例えばｘ＝０
．６、キャリア密度５Ｘ１０１？ｃｎｒ” 厚さ１μ
ｍＬ ＧａＩｎＰ活性層１０３（例えば厚さ０．１μｍ
）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４（例えばｘ＝
０゜６、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｒｒｒ” 厚さ０
．７μｍ）、ｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層１０５（例
えばキャリア密度３Ｘ１０”ｃｒｒｒ’ 厚さ０．３
μｍ）％ＭＯ−ＶＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ基板１０１に格
子整合させて順次結晶成長する。
体レーザの各製造工程における模式的断面構造図を示す
。まず最初に第１図（ａ）に示すように、例えば（，１
００）面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板１０１の表面に
、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０２（例えばｘ＝０
．６、キャリア密度５Ｘ１０１？ｃｎｒ” 厚さ１μ
ｍＬ ＧａＩｎＰ活性層１０３（例えば厚さ０．１μｍ
）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４（例えばｘ＝
０゜６、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｒｒｒ” 厚さ０
．７μｍ）、ｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層１０５（例
えばキャリア密度３Ｘ１０”ｃｒｒｒ’ 厚さ０．３
μｍ）％ＭＯ−ＶＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ基板１０１に格
子整合させて順次結晶成長する。
次に、例えば＜Ｏｌｌ＞方向に例えば幅４μｍのストラ
イプ状に形成したＳｉＯ２膜１０６をマスクとしてｐ型
ＧａＩｎＰバッファ層１０５を例えばＣＣｌ４ガスを用
いたＲＩＥによりエツチングし、さらにｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層１０４を例えば４０℃の熱濃硫酸で例え
ば４分間エツチングしてｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１０４がストライプの外側で厚さが０． ４μｍ残るよ
うにすると、第１図（ｂ）に示すようになる。この実施
例ではストライプを＜０１１＞方向に形成しているので
ストライプの両側面のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１
０４は順テーパー状にエツチングされる。次にＳｉＯ２
膜１０６を除去してＭＯ−ＶＰＥ法によりｎ型ＧａＡｓ
電流ブロック層１０７を全面に結晶成長すると第１図（
Ｃ）に示すようになる。
イプ状に形成したＳｉＯ２膜１０６をマスクとしてｐ型
ＧａＩｎＰバッファ層１０５を例えばＣＣｌ４ガスを用
いたＲＩＥによりエツチングし、さらにｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層１０４を例えば４０℃の熱濃硫酸で例え
ば４分間エツチングしてｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１０４がストライプの外側で厚さが０． ４μｍ残るよ
うにすると、第１図（ｂ）に示すようになる。この実施
例ではストライプを＜０１１＞方向に形成しているので
ストライプの両側面のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１
０４は順テーパー状にエツチングされる。次にＳｉＯ２
膜１０６を除去してＭＯ−ＶＰＥ法によりｎ型ＧａＡｓ
電流ブロック層１０７を全面に結晶成長すると第１図（
Ｃ）に示すようになる。
次に、エツチングマスクとなるＳｉ３Ｎ４膜１０８をマ
スクとしてｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を例えば
Ｈ２ＳＯ４： Ｈ２Ｏ２： Ｈ２０＝１： １：
１０の混合液で選択的にエツチングすると第１図（ｄ）
に示すようにストライプの両側のｎ型ＧａＡｓ電流ブロ
ック層１０７がエツチングされストライプの両側に一対
の溝が形成される。次に第１図（ｅ）に示すように、マ
スクとして用いたＳｉｓ Ｎ ４膜１０８を除去したの
ち新たに堆積したｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４
よりも屈折率が低い絶縁膜例えば厚さ０．１ｔｔｍの５
ｉａＮ４膜１０９をホトエツチングの手法を用いてスト
ライプの両側の一対の溝に選択的に形成する。さらに全
面にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０（例えばキャリア
密度５Ｘ１０”ｃｍ＝ 厚さ３μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ
法により結晶成長すると第１図（ｆ）に示すようにスト
ライプが埋め込まれる。結晶成長の条件によってはＳｉ
３Ｎ４膜１０９の表面にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１
０が結晶成長しない場合もあるがその場合でも本発明の
第１の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの動作に
は本質的には無関係である。最後に表面にＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕからなるｐ型オーミックコンタクト電極１１工を形
成し、裏面を研磨およびエツチングして基板を薄くした
のちＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ型オーミックコ
ンタクト電極１１２を形成すると第１図（ｇ）に示すよ
うに本発明の第１の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ
ーザが完成する。
スクとしてｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を例えば
Ｈ２ＳＯ４： Ｈ２Ｏ２： Ｈ２０＝１： １：
１０の混合液で選択的にエツチングすると第１図（ｄ）
に示すようにストライプの両側のｎ型ＧａＡｓ電流ブロ
ック層１０７がエツチングされストライプの両側に一対
の溝が形成される。次に第１図（ｅ）に示すように、マ
スクとして用いたＳｉｓ Ｎ ４膜１０８を除去したの
ち新たに堆積したｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４
よりも屈折率が低い絶縁膜例えば厚さ０．１ｔｔｍの５
ｉａＮ４膜１０９をホトエツチングの手法を用いてスト
ライプの両側の一対の溝に選択的に形成する。さらに全
面にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０（例えばキャリア
密度５Ｘ１０”ｃｍ＝ 厚さ３μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ
法により結晶成長すると第１図（ｆ）に示すようにスト
ライプが埋め込まれる。結晶成長の条件によってはＳｉ
３Ｎ４膜１０９の表面にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１
０が結晶成長しない場合もあるがその場合でも本発明の
第１の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの動作に
は本質的には無関係である。最後に表面にＡｕ／Ｚｎ／
Ａｕからなるｐ型オーミックコンタクト電極１１工を形
成し、裏面を研磨およびエツチングして基板を薄くした
のちＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ型オーミックコ
ンタクト電極１１２を形成すると第１図（ｇ）に示すよ
うに本発明の第１の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ
ーザが完成する。
また、上述の本発明の第１の実施例の中で第１図（ｆ）
の結晶成長の際に５ｔａＮ４１１ａ１０９の表面にｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１１０が結晶成長しなかった場合
や、第１図（ｅ）の工程のＳｉ３Ｎ４膜１０９を形成せ
ずにｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１３（例えばキャリア
密度５Ｘ１０”ｃｒｒｒ”厚さ１μｍ）を全面に埋め込
んだのちストライプの両側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１３およびｎ型Ｇ ａＡ ｓ？［！流ブロック層１０
７をエツチングして形成された一対の溝に５ｉｉＮｔ膜
１１４を形成した場合は第１図（ｈ）に示すような形状
になる。第１図（ｈ）ではｐ側のコンタクト電極として
Ｃｒ／Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ １１５を用いもいる。
の結晶成長の際に５ｔａＮ４１１ａ１０９の表面にｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１１０が結晶成長しなかった場合
や、第１図（ｅ）の工程のＳｉ３Ｎ４膜１０９を形成せ
ずにｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１３（例えばキャリア
密度５Ｘ１０”ｃｒｒｒ”厚さ１μｍ）を全面に埋め込
んだのちストライプの両側のｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１３およびｎ型Ｇ ａＡ ｓ？［！流ブロック層１０
７をエツチングして形成された一対の溝に５ｉｉＮｔ膜
１１４を形成した場合は第１図（ｈ）に示すような形状
になる。第１図（ｈ）ではｐ側のコンタクト電極として
Ｃｒ／Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ １１５を用いもいる。
Ｃｒ／Ａｕ／Ｐ ｔ／Ａｕｔ！極は非アロイ系の電極で
ありまた絶縁１１ａとの密着性も良いので第１図（ｈ）
のように絶縁膜が表面に露出している場合やｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層が薄い場合に有効である。
ありまた絶縁１１ａとの密着性も良いので第１図（ｈ）
のように絶縁膜が表面に露出している場合やｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層が薄い場合に有効である。
−に連の本発明の第１の実施例の特徴とするところは構
造的にはストライプの両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層
よりも屈折率の小さい絶縁膜が形成されているので活性
層と平行な方向にも光を閉じこめて導波させることがで
きる点であり、従って活性層に平行な方向および°垂直
な方向ともに屈折率導波されるので非点隔差も従来例で
示したレーザよりもはるかに小さくなることである。ま
たストライプの両側に埋め込まれるＳ＋３Ｎ４膜の熱伝
導率は０． １２Ｗ／ｃｍ嗜ｄｅｇでありＧａＡｓの０
．５４Ｗ／ｃｍ＠ｄｅｇよりも低い値であるが、本発明
の第１の実施例では５ｉ３Ｎａ膜の膜厚は０．１μｍ程
度に薄くできしかもＳｉ３Ｎ４膜が埋め込まれているの
はストライプの両側の溝の部分のみでありその外側はｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層であるので、５ｒｓＮ４膜に
よって活性層の近傍で発生した熱の放散が悪くなること
はない。さらに上述の本発明の第１の実施例において５
ｆｓＮ４膜１０９の表面にもｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１０を結晶成長させた場合、表面が平坦になり第１図
（ｈ）の構造に比べてｐ型オーミックコンタクト電極１
１１とのコンタクト面積が広くコンタクト抵抗を下げや
すいという特徴もある。
造的にはストライプの両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層
よりも屈折率の小さい絶縁膜が形成されているので活性
層と平行な方向にも光を閉じこめて導波させることがで
きる点であり、従って活性層に平行な方向および°垂直
な方向ともに屈折率導波されるので非点隔差も従来例で
示したレーザよりもはるかに小さくなることである。ま
たストライプの両側に埋め込まれるＳ＋３Ｎ４膜の熱伝
導率は０． １２Ｗ／ｃｍ嗜ｄｅｇでありＧａＡｓの０
．５４Ｗ／ｃｍ＠ｄｅｇよりも低い値であるが、本発明
の第１の実施例では５ｉ３Ｎａ膜の膜厚は０．１μｍ程
度に薄くできしかもＳｉ３Ｎ４膜が埋め込まれているの
はストライプの両側の溝の部分のみでありその外側はｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層であるので、５ｒｓＮ４膜に
よって活性層の近傍で発生した熱の放散が悪くなること
はない。さらに上述の本発明の第１の実施例において５
ｆｓＮ４膜１０９の表面にもｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１０を結晶成長させた場合、表面が平坦になり第１図
（ｈ）の構造に比べてｐ型オーミックコンタクト電極１
１１とのコンタクト面積が広くコンタクト抵抗を下げや
すいという特徴もある。
また上述の本発明の第１の実施例の製造工程における特
徴はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を結晶成長した
後選択エツチングによってストライプ状のｐ型Ｇａ Ｉ
ｎＰバッファ層１０５およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層１０４を掘り出すことができることであり、本発
明の第１の実施例では結晶を選択成長する必要がない。
徴はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を結晶成長した
後選択エツチングによってストライプ状のｐ型Ｇａ Ｉ
ｎＰバッファ層１０５およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層１０４を掘り出すことができることであり、本発
明の第１の実施例では結晶を選択成長する必要がない。
また第１図（ｈ）の構造のレーザを製作する場合は従来
のレーザの製作工程と同じ工程で３回の結晶成長を行な
った後エツチングによりストライプの両側に溝を形成し
て形成された一対の溝に絶縁膜を形成する工程が付加さ
れるだけであるので結晶成長は従来とまったく同じ手法
を用いてでき容易に実現することができるという特徴も
ある。
のレーザの製作工程と同じ工程で３回の結晶成長を行な
った後エツチングによりストライプの両側に溝を形成し
て形成された一対の溝に絶縁膜を形成する工程が付加さ
れるだけであるので結晶成長は従来とまったく同じ手法
を用いてでき容易に実現することができるという特徴も
ある。
第２図に本発明の第２の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザの各製造工程における模式的断面構造図を示す
。まず最初に第２図（ａ）に示すように、例えば（１０
０）面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板２０１の表面に、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラブト層２０２（例えばｘ＝０．
６、キャリア密度５ Ｘ １０”ｃ ｍ−’ 厚さ１
μｍ）、ＧａＩｎＰ活性層２０３（例えば厚さＯ，Ｌｃ
ｚｍ）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０４（例えば
ｘ＝Ｏ６６、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｍ−３厚さ０．
７ｕｍ）、ｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッフｙＪＩ２０５（
例えばキャリア密度３Ｘ１０”ａｍ−” 厚さ０．３
μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ基板２０１に格
子整合させて順次結晶成長する。次に、例えば＜０１丁
〉方向に例えば幅４μｍのストライプ状に形成したＳｉ
Ｏ２膜２０６をマスクとしてｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッフ
ァ層２０５を例えばＣＣ１，ガスを用いたＲＩＥにより
エツチングし、さらにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
０４を例えば４０°Ｃの熱濃硫酸で例えば４分間エツチ
ングしてｐ型ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層２０４がスト
ライプの外側で厚さが０． ４μｍ残るようにすると、
第２図（ｂ）に示すようになる。この実施例ではストラ
イプを〈０１丁〉方向に形成しているのでストライプの
両側面のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０４は逆メサ
状にエツチングされる。
体レーザの各製造工程における模式的断面構造図を示す
。まず最初に第２図（ａ）に示すように、例えば（１０
０）面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板２０１の表面に、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラブト層２０２（例えばｘ＝０．
６、キャリア密度５ Ｘ １０”ｃ ｍ−’ 厚さ１
μｍ）、ＧａＩｎＰ活性層２０３（例えば厚さＯ，Ｌｃ
ｚｍ）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０４（例えば
ｘ＝Ｏ６６、キャリア密度ｌＸｌ０”ｃｍ−３厚さ０．
７ｕｍ）、ｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッフｙＪＩ２０５（
例えばキャリア密度３Ｘ１０”ａｍ−” 厚さ０．３
μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ基板２０１に格
子整合させて順次結晶成長する。次に、例えば＜０１丁
〉方向に例えば幅４μｍのストライプ状に形成したＳｉ
Ｏ２膜２０６をマスクとしてｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッフ
ァ層２０５を例えばＣＣ１，ガスを用いたＲＩＥにより
エツチングし、さらにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
０４を例えば４０°Ｃの熱濃硫酸で例えば４分間エツチ
ングしてｐ型ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層２０４がスト
ライプの外側で厚さが０． ４μｍ残るようにすると、
第２図（ｂ）に示すようになる。この実施例ではストラ
イプを〈０１丁〉方向に形成しているのでストライプの
両側面のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０４は逆メサ
状にエツチングされる。
次に例えば光ＣＶＤ法（化学的気相堆積法）などの段差
の側面にも効率よく絶縁膜が堆積できる方法を用いてｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０４よりも屈折率が低い
絶縁膜例えば厚さ０． ３μｍのＳ ｉ ｇＮ−８２０
７を堆積すると第２図（ｃ）のように逆メサの側面にも
絶縁膜を堆積させることができる。次にＲＩＥやｔＢＥ
（反応性イオンビームエツチング）によりエツチングガ
スとして例えばＣＦ、などのガスを用いて全面にエツチ
ングを施すとエツチングの異方性により段差の側面およ
び逆メサ面に堆積した５ｉｉＮ４膜２０７がエツチング
されずに残り第２図（ｄ）に示すようになる。
の側面にも効率よく絶縁膜が堆積できる方法を用いてｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２０４よりも屈折率が低い
絶縁膜例えば厚さ０． ３μｍのＳ ｉ ｇＮ−８２０
７を堆積すると第２図（ｃ）のように逆メサの側面にも
絶縁膜を堆積させることができる。次にＲＩＥやｔＢＥ
（反応性イオンビームエツチング）によりエツチングガ
スとして例えばＣＦ、などのガスを用いて全面にエツチ
ングを施すとエツチングの異方性により段差の側面およ
び逆メサ面に堆積した５ｉｉＮ４膜２０７がエツチング
されずに残り第２図（ｄ）に示すようになる。
次にＭＯ−ＶＰＥ法によりｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
２０８を表面に露出しているｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層２０４の表面にのみ選択的に結晶成長すると第２図
（ｅ）に示すよう、に段差の側面および逆メサ面に堆積
したＳｉ３Ｎ４膜２０７が埋め込まれる。次に、表面に
露出したＳｉＯ２膜２０６を例えばＨＦ： ＨｚＯ＝
１： １０（Ｄ混合液でエツチングして除去し、第２
図（ｆ）に示すようにｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層２
０５の表面を露出させる。さらに全面にｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層２０９（例えばキャリア密度５Ｘ１０”ｃｍ
−３厚さ３μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ法により結晶成長する
と第２図（ｇ）に示すようにストライプが埋め込まれる
。最後に表面にＡｕ／Ｚｎ／Ａｕからなるｐ型オーミッ
クコンタクト電極２１０を形成し、裏面を研磨およびエ
ツチングして基板を薄（したのちＡ ｕ −Ｇ ｅ ／
Ｎ ｉ ／ Ａ ｕからなるｎ型オーミックコンタク
ト電極２１１を形成すると第２図（ｈ）に示すように本
発明の第２の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザが
完成する。
２０８を表面に露出しているｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層２０４の表面にのみ選択的に結晶成長すると第２図
（ｅ）に示すよう、に段差の側面および逆メサ面に堆積
したＳｉ３Ｎ４膜２０７が埋め込まれる。次に、表面に
露出したＳｉＯ２膜２０６を例えばＨＦ： ＨｚＯ＝
１： １０（Ｄ混合液でエツチングして除去し、第２
図（ｆ）に示すようにｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層２
０５の表面を露出させる。さらに全面にｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層２０９（例えばキャリア密度５Ｘ１０”ｃｍ
−３厚さ３μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ法により結晶成長する
と第２図（ｇ）に示すようにストライプが埋め込まれる
。最後に表面にＡｕ／Ｚｎ／Ａｕからなるｐ型オーミッ
クコンタクト電極２１０を形成し、裏面を研磨およびエ
ツチングして基板を薄（したのちＡ ｕ −Ｇ ｅ ／
Ｎ ｉ ／ Ａ ｕからなるｎ型オーミックコンタク
ト電極２１１を形成すると第２図（ｈ）に示すように本
発明の第２の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザが
完成する。
上述の本発明の第２の実施例の特徴とするところは構造
的には本発明の第１の実施例と同じくストライプの両側
にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の小さい絶縁
膜が形成されているので活性層と平行な方向にも光を閉
じこめて導波させることができる点であり、従って活性
層に平行な方向および垂直な方向ともに屈折率導波され
るので非点隔差も従来例で示したレーザよりもはるかに
小さくなることである。またストライプの両側に埋め込
まれるＳｉ３Ｎ４膜の熱伝導率はＧａＡｓよりも低いが
、本発明の第２の実施例ではストライプの側面および逆
メサ面に形成された５ｔ３Ｎ４膜はマスク合わせ工程を
必要とせずエツチングの異方性によって選択的に残すこ
とができるので幅を狭くすることができしかもＳｉ３Ｎ
４膜が埋め込まれているのはストライプの両側面の部分
のみでありその外側はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層であ
るので、５ｉａＮｓＢによって活性層の近傍で発生した
熱の放散が悪くなることはない。さらにｐ３ＭＡＩＧａ
ｌｎＰクラッド層２０４が逆メサ形状にエツチングされ
ているので電流の狭窄効果も大きくなる。ちなみに従来
例に示したレーザにおいてストライプ方向をく０１丁〉
方向としてｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層を逆メサ形状とした場
合はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層が活性層で発光した光
を吸収しやすくなるため光の損失が大きく、がえうて発
振しきい値が高くなってしまう。従って本発明の第２の
実施例の構造は光に吸収係数がきわめて小さい絶縁膜を
用いることによって初めて有効になるものである。
的には本発明の第１の実施例と同じくストライプの両側
にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の小さい絶縁
膜が形成されているので活性層と平行な方向にも光を閉
じこめて導波させることができる点であり、従って活性
層に平行な方向および垂直な方向ともに屈折率導波され
るので非点隔差も従来例で示したレーザよりもはるかに
小さくなることである。またストライプの両側に埋め込
まれるＳｉ３Ｎ４膜の熱伝導率はＧａＡｓよりも低いが
、本発明の第２の実施例ではストライプの側面および逆
メサ面に形成された５ｔ３Ｎ４膜はマスク合わせ工程を
必要とせずエツチングの異方性によって選択的に残すこ
とができるので幅を狭くすることができしかもＳｉ３Ｎ
４膜が埋め込まれているのはストライプの両側面の部分
のみでありその外側はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層であ
るので、５ｉａＮｓＢによって活性層の近傍で発生した
熱の放散が悪くなることはない。さらにｐ３ＭＡＩＧａ
ｌｎＰクラッド層２０４が逆メサ形状にエツチングされ
ているので電流の狭窄効果も大きくなる。ちなみに従来
例に示したレーザにおいてストライプ方向をく０１丁〉
方向としてｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層を逆メサ形状とした場
合はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層が活性層で発光した光
を吸収しやすくなるため光の損失が大きく、がえうて発
振しきい値が高くなってしまう。従って本発明の第２の
実施例の構造は光に吸収係数がきわめて小さい絶縁膜を
用いることによって初めて有効になるものである。
また上述の本発明の第２の実施例の製造工程における特
徴は５ｉｉＮ４膜２０７がストライプの側面および逆メ
サ面にマスク合わせ工程を必要とせずエツチングの異方
性によって選択的に残すことができるので工程が簡単で
ありまた幅を狭くすることができるという点である。ま
たストライプの側面および逆メサ面に形成された５ｆ３
ＮＪ膜２０７の幅はほぼ膜厚と同程度であるのでｐ型Ｇ
ａＡＳコンタクト層２０９を結晶成長する場合もＳｉｓ
Ｎ ａ膜２０７の上でｐ型ＧａＡｓ：＋クラッド層２
０９がつながりやすいためｐ型ＧａＡｓコンタクト層２
０９とｐ側のオーミックコンタクト電極２１０とのコン
タクト面積を広くすることができるのでコンタクト抵抗
を小さくすることができるという特徴もある。
徴は５ｉｉＮ４膜２０７がストライプの側面および逆メ
サ面にマスク合わせ工程を必要とせずエツチングの異方
性によって選択的に残すことができるので工程が簡単で
ありまた幅を狭くすることができるという点である。ま
たストライプの側面および逆メサ面に形成された５ｆ３
ＮＪ膜２０７の幅はほぼ膜厚と同程度であるのでｐ型Ｇ
ａＡＳコンタクト層２０９を結晶成長する場合もＳｉｓ
Ｎ ａ膜２０７の上でｐ型ＧａＡｓ：＋クラッド層２
０９がつながりやすいためｐ型ＧａＡｓコンタクト層２
０９とｐ側のオーミックコンタクト電極２１０とのコン
タクト面積を広くすることができるのでコンタクト抵抗
を小さくすることができるという特徴もある。
さらに、本発明の第１および第２の実施例の特徴はスト
ライプの両側に設けられたクラッド層よりも屈折率の小
さい絶縁膜１０４あるいは２０７の外側の領域には活性
層で発光した光を吸収するＧａＡｓ層１０７あるいは２
０８があることである。すなわち、活性層に平行な面内
での導波モードの分布であるラテラルモードは高次モー
ドになるほどストライプの両側への光のじみだしが大き
くなり、ストライプの内部への光の閉じこめ係数は小さ
くなる。従って本発明の第１および第２の実施例の半導
体レーザにおいてはラテラルモードが高次モードになる
ほどＧａＡｓ層１０７あるいは２０８で吸収される光の
量が多くなる。そのため高次のラテラルモードは抑圧さ
れやすくなり、基本モードで発振しやすくなるのでモー
ドの跳びに起因する光出力対電流特性の折れ曲がりも起
こりに（く安定な動作が得られる。
ライプの両側に設けられたクラッド層よりも屈折率の小
さい絶縁膜１０４あるいは２０７の外側の領域には活性
層で発光した光を吸収するＧａＡｓ層１０７あるいは２
０８があることである。すなわち、活性層に平行な面内
での導波モードの分布であるラテラルモードは高次モー
ドになるほどストライプの両側への光のじみだしが大き
くなり、ストライプの内部への光の閉じこめ係数は小さ
くなる。従って本発明の第１および第２の実施例の半導
体レーザにおいてはラテラルモードが高次モードになる
ほどＧａＡｓ層１０７あるいは２０８で吸収される光の
量が多くなる。そのため高次のラテラルモードは抑圧さ
れやすくなり、基本モードで発振しやすくなるのでモー
ドの跳びに起因する光出力対電流特性の折れ曲がりも起
こりに（く安定な動作が得られる。
本発明の第３の実施例を第３図に示す。第３図において
、３０１はｎ型ＧａＡｓ基板、３０２はｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層、３０３はＧａＩｎＰ活性層、３０４は
ｐ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ｉ ｎ Ｐクラッド層、３０５は
ｐ型ＧａＩｎＰバッフｙ層、３０６はｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層、３０７はＳｉ３ Ｎ ４膜、３０８はｐ型
ＧａＡｓ：＋クラッド層、３０９はｐ側オーミックコン
タクト電極、３１０はｎ側オーミックコンタクト電極で
ある。第３図においてはレーザの断面構造が領域Ａと領
域Ｂとで異なり、領域Ａでは断面構造は本発明の第１の
実施例と同じ構造であり領域Ｂでは断面構造は従来例と
同じである。
、３０１はｎ型ＧａＡｓ基板、３０２はｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層、３０３はＧａＩｎＰ活性層、３０４は
ｐ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ｉ ｎ Ｐクラッド層、３０５は
ｐ型ＧａＩｎＰバッフｙ層、３０６はｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層、３０７はＳｉ３ Ｎ ４膜、３０８はｐ型
ＧａＡｓ：＋クラッド層、３０９はｐ側オーミックコン
タクト電極、３１０はｎ側オーミックコンタクト電極で
ある。第３図においてはレーザの断面構造が領域Ａと領
域Ｂとで異なり、領域Ａでは断面構造は本発明の第１の
実施例と同じ構造であり領域Ｂでは断面構造は従来例と
同じである。
本発明の第３の実施例の特徴は領域Ａではストライプの
両側にクラッド層よりも低い屈折率の絶縁膜３０７が設
けられているため導波光が完全にストライプに閉じこめ
られており、従って領域Ａでは活性層に平行な方向およ
び垂直な方向ともに屈折率導波されているので領域Ａか
ら出射する光は非点隔差が小さくなることであり、しか
も領域Ｂでは従来例と同じ利得導波成分が残るのでレー
ザ発振の縦モードはマルチモードになることである。こ
れにより本発明の第３の実施例の半導体レーザは戻り光
などの擾乱に対しても影響をあまり受けない安定な動作
を行なうことができる。また本発明の第３の実施例の半
導体レーザの製作は従来例と本発明の第１の実施例とを
組み合わせることによって行なうことができ容易に実現
可能である。
両側にクラッド層よりも低い屈折率の絶縁膜３０７が設
けられているため導波光が完全にストライプに閉じこめ
られており、従って領域Ａでは活性層に平行な方向およ
び垂直な方向ともに屈折率導波されているので領域Ａか
ら出射する光は非点隔差が小さくなることであり、しか
も領域Ｂでは従来例と同じ利得導波成分が残るのでレー
ザ発振の縦モードはマルチモードになることである。こ
れにより本発明の第３の実施例の半導体レーザは戻り光
などの擾乱に対しても影響をあまり受けない安定な動作
を行なうことができる。また本発明の第３の実施例の半
導体レーザの製作は従来例と本発明の第１の実施例とを
組み合わせることによって行なうことができ容易に実現
可能である。
なお、上述の本発明の第１ないし第３の実施例の説明に
おいてストライプの両側に形成する絶縁膜としてＳｉ３
Ｎ４膜を例にあげて説明したが５ｔＯ２膜やＡｌ２Ｏ３
などの絶縁膜でも良いことはもちろんである。
おいてストライプの両側に形成する絶縁膜としてＳｉ３
Ｎ４膜を例にあげて説明したが５ｔＯ２膜やＡｌ２Ｏ３
などの絶縁膜でも良いことはもちろんである。
第４図に本発明の第４の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザの各製造工程における模式的断面構造図を示す
。まず最初に第４図（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ
基板４０１の表面に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４
０２（例えばｘ＝０゜６、キャリア密度５Ｘ１０１７ｃ
ｒｒｒ３ 厚さ１μｍ）、ＧａＩｎＰ活性層４０３（例
えば厚さ０．１μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４０４（例えばｘ＝０． ６、キャリア密度Ｉ Ｘ １
０”ｃ ｍ−３厚さ０．７μｍ）、ｐ型ＧａＩｎＰバッ
ファ層４０５（例えばキャリア密度３×１０重” ＣＩ
ｎ −３厚さ０．３μｍ）、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
４０６（例えばキャリア密度５Ｘ１０”ａｍ−” 厚
さ１μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ基板４０１
に格子整合させて順次結晶成長する。次に、ストライプ
状に形成した５ｉｄ２膜４０６をマスクとして１）ｆｆ
ＧａＩｎＰバッファ層４０５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層４０４、Ｇａ Ｉ ｎＰ活性層４０３およびｎ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０２の一部を例えばＣＩ２
ガスを用いたＲＩＥによりエツチングして第４図（ｂ）
に示すようなりッジを形成する。
体レーザの各製造工程における模式的断面構造図を示す
。まず最初に第４図（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ
基板４０１の表面に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４
０２（例えばｘ＝０゜６、キャリア密度５Ｘ１０１７ｃ
ｒｒｒ３ 厚さ１μｍ）、ＧａＩｎＰ活性層４０３（例
えば厚さ０．１μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４０４（例えばｘ＝０． ６、キャリア密度Ｉ Ｘ １
０”ｃ ｍ−３厚さ０．７μｍ）、ｐ型ＧａＩｎＰバッ
ファ層４０５（例えばキャリア密度３×１０重” ＣＩ
ｎ −３厚さ０．３μｍ）、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
４０６（例えばキャリア密度５Ｘ１０”ａｍ−” 厚
さ１μｍ）をＭＯ−ＶＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ基板４０１
に格子整合させて順次結晶成長する。次に、ストライプ
状に形成した５ｉｄ２膜４０６をマスクとして１）ｆｆ
ＧａＩｎＰバッファ層４０５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層４０４、Ｇａ Ｉ ｎＰ活性層４０３およびｎ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０２の一部を例えばＣＩ２
ガスを用いたＲＩＥによりエツチングして第４図（ｂ）
に示すようなりッジを形成する。
次に第４図（Ｃ）に示すように例えば封管法によりＺｎ
Ｐ２を不純物の拡散源としてｐ型の不純物であるＺ ｎ
を全面に拡散してｐ全拡散層４０８を形成する。これは
活性層の近傍のｐｎ接合が表面に露出するのを防ぐため
の拡散でありｐ全拡散層４０８の拡散深さは０．２μｍ
程度の浅い拡散である。次にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層４０４やｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０２より
も屈折率が低い膜例えば反応性スパッタ蒸着法を用いて
ＳｉをターゲットとしＡｒと微量のＮ２を混合させたガ
スでスパッタ蒸着して非晶質ＳｉとＳｉ３Ｎ４とが混ざ
った非晶質膜４０９を例えば３μｍ０′）厚さに堆積す
ると第４図（ｄ）のようになる。非晶質膜の屈折率を例
えば３．２にしようとすると、非晶質Ｓｉの屈折率が波
長０．６７μｍにおいて３．４であり５１３Ｎ４の屈折
率が２． ０であるから非晶質ＳｉとＳｉ３Ｎｍとの組
成比は０．８６：０．１４となる。次に例えばホトレジ
ストを３μｍの厚さに回転塗布すると第４図（ｅ）に示
すように表面が平坦化される。次にＲＩＥによりエツチ
ングガスとして例えばＣＦａと０２の混合などのガスを
用いてホトレジスト４１０と非晶質膜４０９とのエツチ
ング速度が同じになる条件で全面にエツチングを施すと
第４図（ｆ）に示すようにｐ型ＧａＡｓコンタクト層４
０６の表面が露出する。
Ｐ２を不純物の拡散源としてｐ型の不純物であるＺ ｎ
を全面に拡散してｐ全拡散層４０８を形成する。これは
活性層の近傍のｐｎ接合が表面に露出するのを防ぐため
の拡散でありｐ全拡散層４０８の拡散深さは０．２μｍ
程度の浅い拡散である。次にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層４０４やｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４０２より
も屈折率が低い膜例えば反応性スパッタ蒸着法を用いて
ＳｉをターゲットとしＡｒと微量のＮ２を混合させたガ
スでスパッタ蒸着して非晶質ＳｉとＳｉ３Ｎ４とが混ざ
った非晶質膜４０９を例えば３μｍ０′）厚さに堆積す
ると第４図（ｄ）のようになる。非晶質膜の屈折率を例
えば３．２にしようとすると、非晶質Ｓｉの屈折率が波
長０．６７μｍにおいて３．４であり５１３Ｎ４の屈折
率が２． ０であるから非晶質ＳｉとＳｉ３Ｎｍとの組
成比は０．８６：０．１４となる。次に例えばホトレジ
ストを３μｍの厚さに回転塗布すると第４図（ｅ）に示
すように表面が平坦化される。次にＲＩＥによりエツチ
ングガスとして例えばＣＦａと０２の混合などのガスを
用いてホトレジスト４１０と非晶質膜４０９とのエツチ
ング速度が同じになる条件で全面にエツチングを施すと
第４図（ｆ）に示すようにｐ型ＧａＡｓコンタクト層４
０６の表面が露出する。
最後に表面にＣｒ ／ Ａ ｕ ／ Ｐ ｔ ／ Ａ
ｕからなるｐ型オーミックコンタクト電極４１１を形成
し、裏面を研磨およびエツチングして基板を薄くしたの
ちＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ型オーミックコン
タクト電極４１２を形成すると第４図（ｇ）に示すよう
に本発明の第４の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザが完成する。
ｕからなるｐ型オーミックコンタクト電極４１１を形成
し、裏面を研磨およびエツチングして基板を薄くしたの
ちＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ型オーミックコン
タクト電極４１２を形成すると第４図（ｇ）に示すよう
に本発明の第４の実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザが完成する。
上述の本発明の第４の実施例の特徴とするところは構造
的にはストライプの両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よ
りも屈折率の小さい非晶質膜が形成されているので活性
層と平行な方向にも光を閉じこめて導波させることがで
きる点であり、従って活性層に平行な方向および垂直な
方向ともに屈折率導波されるので非点隔差も従来例で示
したレーザよりもはるかに小さくなることである。また
ストライプの両側に形成される非晶質膜４０９の熱伝導
率は非晶質Ｓｉの１．５Ｗ／ｃｍ拳ｄｅｇとＳｉ３Ｎ４
膜の０．１２Ｗ／ｃｍｓｄｅｇとの間の値であり例えば
非晶質膜４０９の屈折率が３゜２となる組成比を選ぶと
１．３Ｗ／ｃｍ＊ｄｅｇとなってＧａＡｓの０．５４Ｗ
／ｃｍ＊ｄｅｇよりも高い値となるため従来例よりも活
性層の近傍で発生した熱の放散が良くなるという特徴も
ある。
的にはストライプの両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よ
りも屈折率の小さい非晶質膜が形成されているので活性
層と平行な方向にも光を閉じこめて導波させることがで
きる点であり、従って活性層に平行な方向および垂直な
方向ともに屈折率導波されるので非点隔差も従来例で示
したレーザよりもはるかに小さくなることである。また
ストライプの両側に形成される非晶質膜４０９の熱伝導
率は非晶質Ｓｉの１．５Ｗ／ｃｍ拳ｄｅｇとＳｉ３Ｎ４
膜の０．１２Ｗ／ｃｍｓｄｅｇとの間の値であり例えば
非晶質膜４０９の屈折率が３゜２となる組成比を選ぶと
１．３Ｗ／ｃｍ＊ｄｅｇとなってＧａＡｓの０．５４Ｗ
／ｃｍ＊ｄｅｇよりも高い値となるため従来例よりも活
性層の近傍で発生した熱の放散が良くなるという特徴も
ある。
また非晶質膜は高抵抗であり電気的には電流のブロック
層として作用する。また、上述の説明では非晶質膜とし
て非晶質Ｓｉと５ｉａＮ４との混合物を例に挙げて説明
したがＮ２のかわりに０２を用いて反応性スパッタ蒸着
を行ない非晶質ＳｉとＳｉＯ２との混合物を堆積させて
も同様であることはいうまでもない。また、ＡＩをター
ゲットとしてＮ２ガスと０２ガスとの混合ガスで反応性
スパッタ蒸着したＡＩＮとＡｌ２Ｏ３との混合物を非晶
質層として用いても同様であることはいうまでもない。
層として作用する。また、上述の説明では非晶質膜とし
て非晶質Ｓｉと５ｉａＮ４との混合物を例に挙げて説明
したがＮ２のかわりに０２を用いて反応性スパッタ蒸着
を行ない非晶質ＳｉとＳｉＯ２との混合物を堆積させて
も同様であることはいうまでもない。また、ＡＩをター
ゲットとしてＮ２ガスと０２ガスとの混合ガスで反応性
スパッタ蒸着したＡＩＮとＡｌ２Ｏ３との混合物を非晶
質層として用いても同様であることはいうまでもない。
さらに、電流のブロック層として使用するならば非晶質
Ｚｎ５ｅやＺｎＳなども適用可能である。
Ｚｎ５ｅやＺｎＳなども適用可能である。
また本発明の製造工程における特徴は結晶成長が１回の
みであることであり素子の製作が容易になることである
。
みであることであり素子の製作が容易になることである
。
なお、上述の本発明の第１ないし第４の実施例において
活性層としてＧａ Ｉ ｎＰを用いて説明したがＡｌＧ
ａＩｎＰであっても良いことはもちろんである。また導
電型に関してもｐ型とｎ型とが入れ替わっても良いこと
はもちろんである。
活性層としてＧａ Ｉ ｎＰを用いて説明したがＡｌＧ
ａＩｎＰであっても良いことはもちろんである。また導
電型に関してもｐ型とｎ型とが入れ替わっても良いこと
はもちろんである。
また、上述の本発明の第１ないし第４の実施例において
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の表面にｐ型Ｇａ Ｉ
ｎＰ層を形成した構造について説明したが、これはｐ型
ＡＩ Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層とｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰ
層との界面あるいはｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰ層とｐ型ＧａＡ
ｓ層との界面のへテロ接合界面に存在する価電子帯のス
パイクによる電流のバリア効果を低減するために挿入さ
れるものであり、これらの各層のキャリア密度を高くす
ればｐ型ＧａＩｎＰ層は不要である。
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の表面にｐ型Ｇａ Ｉ
ｎＰ層を形成した構造について説明したが、これはｐ型
ＡＩ Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層とｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰ
層との界面あるいはｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰ層とｐ型ＧａＡ
ｓ層との界面のへテロ接合界面に存在する価電子帯のス
パイクによる電流のバリア効果を低減するために挿入さ
れるものであり、これらの各層のキャリア密度を高くす
ればｐ型ＧａＩｎＰ層は不要である。
発明の詳細
な説明したように本発明は、以下のような効果を有する
。
。
本発明の第１、第２および第４の実施例の構造において
はストライプの両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも
屈折率の小さい絶縁膜が形成されているので活性層と平
行な方向にも光を閉じこめて導波させることができ、従
って活性層に平行な方向および垂直な方向ともに屈折率
導波されるので非点隔差も従来例で示したレーザよりも
はるかに小さくなる。
はストライプの両側にＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも
屈折率の小さい絶縁膜が形成されているので活性層と平
行な方向にも光を閉じこめて導波させることができ、従
って活性層に平行な方向および垂直な方向ともに屈折率
導波されるので非点隔差も従来例で示したレーザよりも
はるかに小さくなる。
本発明の第３の実施例の構造においてはレーザの出射端
面の近傍ではストライプの両側にクラッド層よりも低い
屈折率の絶縁膜が設けられているため導波光が完全にス
トライプに閉じこめられており、出射する光は非点隔差
が小さくなることであり、しかも絶縁膜が埋め込まれた
領域以外の領域では従来例と同じ利得導波成分が残るの
でレーザ発振の縦モードはマルチモードになることであ
る。これにより半導体レーザは戻り光などの擾乱に対し
ても影響をあまり受けない安定な動作を行なうことがで
きる。
面の近傍ではストライプの両側にクラッド層よりも低い
屈折率の絶縁膜が設けられているため導波光が完全にス
トライプに閉じこめられており、出射する光は非点隔差
が小さくなることであり、しかも絶縁膜が埋め込まれた
領域以外の領域では従来例と同じ利得導波成分が残るの
でレーザ発振の縦モードはマルチモードになることであ
る。これにより半導体レーザは戻り光などの擾乱に対し
ても影響をあまり受けない安定な動作を行なうことがで
きる。
また本発明の第１の実施例の製造方法ではｎ型ＧａＡｓ
電流ブロック層を結晶成長した後選択エツチングによっ
てストライブ状のｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層および
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を掘り出すことができる
ことであり、結晶を選択成長する必要がない。
電流ブロック層を結晶成長した後選択エツチングによっ
てストライブ状のｐ型Ｇａ Ｉ ｎＰバッファ層および
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を掘り出すことができる
ことであり、結晶を選択成長する必要がない。
本発明の第２の実施例の製造方法では絶縁膜がストライ
プの側面および逆メサ而にマスク合わせ工程を必要とせ
ずエツチングの異方性によって選択的に残すことができ
るので工程が簡単でありまた幅を狭くすることができる
という点である。またストライプの側面および逆メサ而
に形成された絶縁膜の幅はほぼ膜厚と同程度であるので
ｐ型ＧａＡｓフンタクト層を結晶成長する場合も絶縁膜
の上でｐ型ＧａＡｓコンタクト層がつながりやすいため
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層とｐ側のオーミックコンタク
ト電極とのコンタクト面積を広くすることができるので
コンタクト抵抗を小さくすることができる。
プの側面および逆メサ而にマスク合わせ工程を必要とせ
ずエツチングの異方性によって選択的に残すことができ
るので工程が簡単でありまた幅を狭くすることができる
という点である。またストライプの側面および逆メサ而
に形成された絶縁膜の幅はほぼ膜厚と同程度であるので
ｐ型ＧａＡｓフンタクト層を結晶成長する場合も絶縁膜
の上でｐ型ＧａＡｓコンタクト層がつながりやすいため
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層とｐ側のオーミックコンタク
ト電極とのコンタクト面積を広くすることができるので
コンタクト抵抗を小さくすることができる。
本発明の第４の実施例の製造方法では結晶成長が１回の
みであることであり素子の製作が容易になることである
。
みであることであり素子の製作が容易になることである
。
第１図（ａ） 〜（ｈ）、第２図（ａ） 〜（ｈ）およ
び第４図（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ本発明の第１、第２
および第４の実施例の半導体レーザの各製造工程におけ
る構造的断面模式図、第３図（ａ）は本発明の第３の実
施例の半導体レーザの構造斜視図、第３図（ｂ）は同（
ａ）の領域Ｂでの断面図、第５図（ａ）〜（ｅ）は従来
の横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの各製
造工程における構造的断面模式図である。 １０１．２０１．３０１．４０１．５０１・・・ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板、１０２．２０２．３０２．４０２＊＊＊ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０３ 、 ２０３ 、
３０３ 、 ４０３ 拳 ｓ＊ＧａＩｎＰ活性層、
１０４．２０４．３０４．４０４・φ・ｐ全ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層、１０７．２０８．３０６・働拳ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層、１０９、２０７、３０７会・拳
Ｓｉ３Ｎ４膜膜、 １１０．２０９．３０８．４ｏｅｚ
番ｐ型ＧａＡＳコンタクト層。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第 図 第 図 ／／３ Ｆイｌｌ’ｌλ−ミックコンタクトｔ′：＆第 図 第 図 纂 図 第 図 ３０５！’Ｍ色眞１４ＰノでソファＡＩ彰Ｉへ８でつ断
面 第 図 ４／Ｚル（Ｉｒｌｌオーミソクゴンククト誓り極第 図 第 図
び第４図（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ本発明の第１、第２
および第４の実施例の半導体レーザの各製造工程におけ
る構造的断面模式図、第３図（ａ）は本発明の第３の実
施例の半導体レーザの構造斜視図、第３図（ｂ）は同（
ａ）の領域Ｂでの断面図、第５図（ａ）〜（ｅ）は従来
の横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの各製
造工程における構造的断面模式図である。 １０１．２０１．３０１．４０１．５０１・・・ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板、１０２．２０２．３０２．４０２＊＊＊ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１０３ 、 ２０３ 、
３０３ 、 ４０３ 拳 ｓ＊ＧａＩｎＰ活性層、
１０４．２０４．３０４．４０４・φ・ｐ全ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層、１０７．２０８．３０６・働拳ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層、１０９、２０７、３０７会・拳
Ｓｉ３Ｎ４膜膜、 １１０．２０９．３０８．４ｏｅｚ
番ｐ型ＧａＡＳコンタクト層。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第 図 第 図 ／／３ Ｆイｌｌ’ｌλ−ミックコンタクトｔ′：＆第 図 第 図 纂 図 第 図 ３０５！’Ｍ色眞１４ＰノでソファＡＩ彰Ｉへ８でつ断
面 第 図 ４／Ｚル（Ｉｒｌｌオーミソクゴンククト誓り極第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、活性層およびストライプ部分で厚さが厚くなっ
た他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を有し、前記ス
トライプの両側の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層の表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
よりも屈折率の低い絶縁層が一対のストライプ状に形成
されていて、さらにその外側に一方導電型電流ブロック
層が形成されていることを特徴とする半導体レーザ。 （２）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層および＜０１＠
１＠＞方向に形成されたストライプ部分で厚さが厚く断
面形状が逆メサ形状をした他方導電型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層を有し、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層の逆メサ表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層よりも屈折率の低い絶縁層が形成されていて、さ
らにその外側に一方導電型電流ブロック層が形成されて
いることを特徴とする半導体レーザ。 （３）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、活性層およびストライプ部分で厚さが厚くなっ
た他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を有し、レーザ
光の出射端面近傍の領域の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層の前記ストライプの両側表面に前記他方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低い絶縁
層が一対のストライプ状に形成されていて、さらにその
外側および前記絶縁層が形成されていない領域の前記他
方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の前記ストライプの
両側表面に一方導電型電流ブロック層が形成されている
ことを特徴とする半導体レーザ。 （４）屈折率の低い絶縁層の上に他方導電型コンタクト
層が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかに記載の半導体レーザ。 （５）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層および他方導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を形成する工程、前記他方
導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を＜０１１＞方向にス
トライプ状になっており該ストライプ部分で厚さが厚く
なるようにエッチング加工する工程、前記他方導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層の表面に一方導電型電流ブロッ
ク層を形成する工程、前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層の前記ストライプ上および前記ストライプの両
側の上の前記一方導電型電流ブロック層をエッチングし
て一対の溝を形成する工程、前記一対の溝の表面に前記
他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低
い絶縁層を一対のストライプ状に形成する工程、および
少なくとも前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の
ストライプ上および前記一方導電型電流ブロック層の表
面に他方導電型コンタクト層を形成する工程を備えたこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。 （８）（１００）を主面とするＧａＡｓ基板上に一方導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層および他方導電
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を形成する工程、前記他方
導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を＜０１＠１＠＞方向
にストライプ状で逆メサ形状になっており該ストライプ
部分で厚さが厚くなるようにエッチング加工する工程、
前記前記逆メサ形状の前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰ層
の逆メサ表面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層よりも屈折率の低い絶縁層を形成する工程、表面に露
出した前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の表面
に一方導電型電流ブロック層を選択的に形成する工程、
および少なくとも前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層のストライプ上および前記一方導電型電流ブロック
層の表面に他方導電型コンタクト層を形成する工程を備
えたことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 （７）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、活性層、他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
および他方導電型コンタクト層がストライプ状に形成さ
れていて、前記ストライプの両側に前記他方導電型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層および一方導電型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層よりも屈折率の低い非晶質層が形成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ。 （８）非晶質層として非晶質Ｓｉと非晶質Ｓｉ＿３Ｎ＿
４あるいはＳｉＯ＿２との混合物を用いることを特徴と
する特許請求の範囲第７項記載の半導体レーザ。 （９）ＧａＡｓ基板上に形成されたストライプ状の一方
導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、活性層、他方導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層および他方導電型コンタクト
層の表面に他方導電型の拡散層が形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第７項ないし第８項のいずれ
かに記載の半導体レーザ。 （１０）ＧａＡｓ基板上に一方導電型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層、活性層、他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層および他方導電型コンタクト層を形成する工程、前記
一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、前記活性層、前
記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層および前記他方
導電型コンタクト層をストライプ状にエッチングする工
程、全面に前記他方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層お
よび一方導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層よりも屈折率
の低い非晶質層を形成する工程、表面に前記非晶質層と
エッチング速度が同じになる膜を塗布する工程、および
前記塗布膜とともにストライプ状の前記非晶質膜をエッ
チングして前記他方導電型コンタクト層の表面を露出さ
せる工程を備えたことを特徴とする半導体レーザの製造
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31111488A JPH0728102B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US07/437,934 US5029175A (en) | 1988-12-08 | 1989-11-17 | Semiconductor laser |
| US07/683,181 US5143863A (en) | 1988-12-08 | 1991-04-09 | Method of manufacturing semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31111488A JPH0728102B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156588A true JPH02156588A (ja) | 1990-06-15 |
| JPH0728102B2 JPH0728102B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=18013312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31111488A Expired - Fee Related JPH0728102B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728102B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5335241A (en) * | 1990-08-30 | 1994-08-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried stripe type semiconductor laser device |
| JPH07154028A (ja) * | 1993-10-07 | 1995-06-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP2005183927A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-07-07 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子、光ディスク装置および光伝送システム |
| JP2007019421A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2009027205A (ja) * | 2008-11-06 | 2009-02-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子および半導体レーザ装置 |
| JP6292361B1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-03-14 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
| WO2018109982A1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3157664A1 (fr) * | 2023-12-21 | 2025-06-27 | Thales | Composant optoélectronique à ruban enterré dans une structure semi-isolante |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP31111488A patent/JPH0728102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5335241A (en) * | 1990-08-30 | 1994-08-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried stripe type semiconductor laser device |
| EP0473443B1 (en) * | 1990-08-30 | 1999-03-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Buried-stripe type semiconductor laser device |
| JPH07154028A (ja) * | 1993-10-07 | 1995-06-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP2005183927A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-07-07 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子、光ディスク装置および光伝送システム |
| JP2007019421A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2009027205A (ja) * | 2008-11-06 | 2009-02-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子および半導体レーザ装置 |
| JP6292361B1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-03-14 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
| WO2018109982A1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
| US10819085B2 (en) | 2016-12-14 | 2020-10-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing optical semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0728102B2 (ja) | 1995-03-29 |
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|---|---|---|---|
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