JPH02159082A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH02159082A JPH02159082A JP31420288A JP31420288A JPH02159082A JP H02159082 A JPH02159082 A JP H02159082A JP 31420288 A JP31420288 A JP 31420288A JP 31420288 A JP31420288 A JP 31420288A JP H02159082 A JPH02159082 A JP H02159082A
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- Japan
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- film
- superlattice
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/162—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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]
乙の発明は、高性能化、高出力化をiiJ能にする窓構
造を有ずろ半導体レーザの製造方法に関するものである
。
造を有ずろ半導体レーザの製造方法に関するものである
。
(従来の技術〕
第2図は、例えば特開昭60−101989号公報に示
された従来の半導体レーザの構造を示す断1rii図で
ある。この図において、1はn形GaAsからなる基板
、2はn形A I XG a l−11A Sからなる
第1クラッド層、3はA I yG a 、、A 5G
aAsで構成された超格子層、4はp形Aj。
された従来の半導体レーザの構造を示す断1rii図で
ある。この図において、1はn形GaAsからなる基板
、2はn形A I XG a l−11A Sからなる
第1クラッド層、3はA I yG a 、、A 5G
aAsで構成された超格子層、4はp形Aj。
Go、□Asからなる第2クラッド層、5はp形GaA
sからなるコンタクト層、6は超格子が無秩序化された
領域、7は不純物拡散領域、8aはp電極、8bt、t
nfI極、15は襞間面である。
sからなるコンタクト層、6は超格子が無秩序化された
領域、7は不純物拡散領域、8aはp電極、8bt、t
nfI極、15は襞間面である。
次に動作について説明する。
ppn電eN+88,8b間に、pn接合に対シーc順
方向となる電圧を印加すると、超格子層3に電流が注入
されて発光する。レーザ光は超格子層3と第1クラッド
層2および第2クラッド層4との間の屈折率差によって
導波され、対向しているり開面15により構成される共
振器によってレーザ発振にいtこる。
方向となる電圧を印加すると、超格子層3に電流が注入
されて発光する。レーザ光は超格子層3と第1クラッド
層2および第2クラッド層4との間の屈折率差によって
導波され、対向しているり開面15により構成される共
振器によってレーザ発振にいtこる。
この構成では、不純物拡散によって無秩序化された領域
6の禁制帯幅が、超格子層3の実効的禁制帯幅よりも大
きくなっており、超格子層3から発光したレーザ光が、
無秩序化された領域6ではほとんど吸収されない、いオ
)ゆる窓構造を有している。このような窓構造を有した
At1GaAsを中心とする短波長帯の半導体レーザは
、最大光出力および寿命を決定しているり開面15にお
けろ劣化を防止でき、高出力動作が可能である。
6の禁制帯幅が、超格子層3の実効的禁制帯幅よりも大
きくなっており、超格子層3から発光したレーザ光が、
無秩序化された領域6ではほとんど吸収されない、いオ
)ゆる窓構造を有している。このような窓構造を有した
At1GaAsを中心とする短波長帯の半導体レーザは
、最大光出力および寿命を決定しているり開面15にお
けろ劣化を防止でき、高出力動作が可能である。
第3図(a)〜(e)は第2図に示しtコ従来の半導体
レーザの製造方法を説明するための断面図である。これ
らの図において、第2図と同一符号は同一のものを示し
、12はSi、N4膜、13はストライブ状の開口部で
ある。
レーザの製造方法を説明するための断面図である。これ
らの図において、第2図と同一符号は同一のものを示し
、12はSi、N4膜、13はストライブ状の開口部で
ある。
次にその製造工程について説明する。。
まず、第3図(a)に示すように、基板1上に、例えば
MO−CVD法等の気相成長法あるいはMBE法などで
第1クラッドN2からコンタクト層5までを順次形成す
る。次に第3図(b)に示すように、コンタクト層5上
にSi、N、膜12を形成し、フォトリソグラフィ技術
とエツチング技術によってストライブ状の囲1−1部1
3を形成する9、さらに、この開口部13よりZnを拡
散させて不純物拡散領域7を形成し、不純物拡散領域7
内の超格子jM3を均一に無秩序化された領域6とする
。
MO−CVD法等の気相成長法あるいはMBE法などで
第1クラッドN2からコンタクト層5までを順次形成す
る。次に第3図(b)に示すように、コンタクト層5上
にSi、N、膜12を形成し、フォトリソグラフィ技術
とエツチング技術によってストライブ状の囲1−1部1
3を形成する9、さらに、この開口部13よりZnを拡
散させて不純物拡散領域7を形成し、不純物拡散領域7
内の超格子jM3を均一に無秩序化された領域6とする
。
次に、第3図(C)に示すようにSi、N、膜12を除
去した後、何間しやすいように基板1を研磨してウェハ
厚を100μm程度にし、さらに表裏にp、n電極8a
、8bを形成する。そして、す開によって共振器として
働く何間面15を形成した後、各チップに分離する。
去した後、何間しやすいように基板1を研磨してウェハ
厚を100μm程度にし、さらに表裏にp、n電極8a
、8bを形成する。そして、す開によって共振器として
働く何間面15を形成した後、各チップに分離する。
上記のような従来の半導体し・−ザは、何間によって共
振器が形成されるので、無秩序化された領域6の長さt
zBg開の機械的精度によって規定される1、このり開
による方法では、何間の精度上、無秩序化された領域6
の長さlを通常は10μm以上にする必要があり、これ
トドに制御するのは困難であった。このため、アスティ
グマ子イズムが大きくなる、発振しきい値電圧が増大す
る等の問題があった。また、製造工程において、表向か
ら活性層までの拡散距離が3μm以上と長いため、深さ
方向の制御性に問題があった1、そこで、これらの問題
を解決するために、特願昭61−315097号公報で
、コンタクト層から下クラッド層または活性層近傍まで
エツチングした後、このエツチング面から不純物拡散、
イオン?−F人等を行う方法も提案されている。しかし
、この方法は製造に要する時間が長くなるという問題が
あった。。
振器が形成されるので、無秩序化された領域6の長さt
zBg開の機械的精度によって規定される1、このり開
による方法では、何間の精度上、無秩序化された領域6
の長さlを通常は10μm以上にする必要があり、これ
トドに制御するのは困難であった。このため、アスティ
グマ子イズムが大きくなる、発振しきい値電圧が増大す
る等の問題があった。また、製造工程において、表向か
ら活性層までの拡散距離が3μm以上と長いため、深さ
方向の制御性に問題があった1、そこで、これらの問題
を解決するために、特願昭61−315097号公報で
、コンタクト層から下クラッド層または活性層近傍まで
エツチングした後、このエツチング面から不純物拡散、
イオン?−F人等を行う方法も提案されている。しかし
、この方法は製造に要する時間が長くなるという問題が
あった。。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、無秩序化された領域の長さを数μmmトド制御す
ることにより、アステ、fグマティズムを小さくでき、
また、しきい値電圧を小さくできるほか、製造に要する
時間の短縮がiiJ能な半導体レーザの製造方法を得る
ことを目的とする。
ので、無秩序化された領域の長さを数μmmトド制御す
ることにより、アステ、fグマティズムを小さくでき、
また、しきい値電圧を小さくできるほか、製造に要する
時間の短縮がiiJ能な半導体レーザの製造方法を得る
ことを目的とする。
この発明に係る半導体レーザの製造方法は、半導体基板
上に、第1クラッド層、超格子層または址子井戸層、第
2クラッド層を成長させる工程と、この第2クラッド層
上から第1クラッド層までエツチングにより溝を形成し
、共振制端面となるエツチドミラー面を形成する工程と
、このエツチドミラー面に不純物からなる膜を形成し、
この膜を拡散源として超格子+1または量子井戸層の一
部を無秩序化する工程と、各チップ毎に分離するゴ[程
とを含むものである。。
上に、第1クラッド層、超格子層または址子井戸層、第
2クラッド層を成長させる工程と、この第2クラッド層
上から第1クラッド層までエツチングにより溝を形成し
、共振制端面となるエツチドミラー面を形成する工程と
、このエツチドミラー面に不純物からなる膜を形成し、
この膜を拡散源として超格子+1または量子井戸層の一
部を無秩序化する工程と、各チップ毎に分離するゴ[程
とを含むものである。。
この発明においては、エツチドミラー面に形成された膜
から拡散される不純物により、超格子層または量子用p
層の一部が無秩序化されて窓構造の領域が形成され、窓
構造の領域の長さは、拡散湿度と時間等により制御され
る。1 〔実施例〕 第1図はこの発明の半導体レーザの製造方法の一実施例
を説明するための断面図である。
から拡散される不純物により、超格子層または量子用p
層の一部が無秩序化されて窓構造の領域が形成され、窓
構造の領域の長さは、拡散湿度と時間等により制御され
る。1 〔実施例〕 第1図はこの発明の半導体レーザの製造方法の一実施例
を説明するための断面図である。
これらの図において、第2図と同一符号は同一のものを
示し、9は不純物からなる膜、10はエツチドミラー面
、11はレジスト膜、13はストライブ状の開口部、1
4は蒸着ビームである、。
示し、9は不純物からなる膜、10はエツチドミラー面
、11はレジスト膜、13はストライブ状の開口部、1
4は蒸着ビームである、。
次に製造工程について説明する。
まず、第1図(a)に示すように、n形GaAsからな
る基板1上に、例えばMO−CVI)法等の気相成長法
、あるいはM u tε法で、n形A!、Gn+−As
からなる第1 ’/ ;77 F層2. At’Vにa
l−yAs−GaAsで構成されt、=超格子層3゜p
形A1wGa、 Asからなる第2クラ・ラド層4、
p形GaAsからなるコンタクト層5の各層を順次形成
する1、成長後、第1図(b)に示すように、コンタク
ト層5上にレジスト膜11 (または絶縁膜)を形成し
、このレジスl−欣11にストライブ状の開口部13を
設けろ、。
る基板1上に、例えばMO−CVI)法等の気相成長法
、あるいはM u tε法で、n形A!、Gn+−As
からなる第1 ’/ ;77 F層2. At’Vにa
l−yAs−GaAsで構成されt、=超格子層3゜p
形A1wGa、 Asからなる第2クラ・ラド層4、
p形GaAsからなるコンタクト層5の各層を順次形成
する1、成長後、第1図(b)に示すように、コンタク
ト層5上にレジスト膜11 (または絶縁膜)を形成し
、このレジスl−欣11にストライブ状の開口部13を
設けろ、。
次に、第1図(e)に示す8Lうに、レジスl−fly
llをマスクとしてFtlE)去によりドライエッチン
グを行ッて、工・ソチンクミ:2−面10を形bt す
る、。
llをマスクとしてFtlE)去によりドライエッチン
グを行ッて、工・ソチンクミ:2−面10を形bt す
る、。
エッヂンゲ後、第1図(d)に示すようにAMに1つて
ウェハ上に不純物からなろ膜9を形成する3、この膜9
は次の拡散工程において不純物の拡散源となる1、なお
、y!A着の際、ウエノ)に対して垂直方向から焦合ビ
ーム14が当たると、膜9はウェハ曲、つまりレノスト
膜11の上部にのみ形成され、エツチドミラー面10に
ほとんど形成されない1.そこで、ウェハに対して斜め
方向から蒸着ビーム14を当てることにより、ストライ
ブ状のIjFJII部13 内の工・ツチドミラー面1
0上に膜9を形成する。
ウェハ上に不純物からなろ膜9を形成する3、この膜9
は次の拡散工程において不純物の拡散源となる1、なお
、y!A着の際、ウエノ)に対して垂直方向から焦合ビ
ーム14が当たると、膜9はウェハ曲、つまりレノスト
膜11の上部にのみ形成され、エツチドミラー面10に
ほとんど形成されない1.そこで、ウェハに対して斜め
方向から蒸着ビーム14を当てることにより、ストライ
ブ状のIjFJII部13 内の工・ツチドミラー面1
0上に膜9を形成する。
この後、第1図(e)に示すように、レジスト膜11を
除去する。この時、レジスト膜11上に形成された膜9
もレジスト膜11とともに剥離される。。
除去する。この時、レジスト膜11上に形成された膜9
もレジスト膜11とともに剥離される。。
そして、第1図(f)に示すように、レジスト膜11の
はく曙後、熱拡散により膜9を拡散源として不純物をエ
ツチドミラー面10を通して素子内部に拡散させる。こ
の時、不純物による超格子層3の無秩序化が発生し、い
わゆる窓構造の領域6が形成される。この窓構造の領域
6の長さIは、熱拡散時の条件、すなわち拡散温度と拡
散時間によって容易に制御できる。不純物としては熱拡
散により容易に超格子層3を無秩序化させることができ
るSlやZn等が望ましい、。
はく曙後、熱拡散により膜9を拡散源として不純物をエ
ツチドミラー面10を通して素子内部に拡散させる。こ
の時、不純物による超格子層3の無秩序化が発生し、い
わゆる窓構造の領域6が形成される。この窓構造の領域
6の長さIは、熱拡散時の条件、すなわち拡散温度と拡
散時間によって容易に制御できる。不純物としては熱拡
散により容易に超格子層3を無秩序化させることができ
るSlやZn等が望ましい、。
最後に、コンタクト層5上にp電極8a1基板1側にn
電極8ble蒸肴、スバ・ツタ等の手段により形成し、
ウエノ・をストライブ状の開口部13に沿って種間して
分離することにより第1図(g)に示すような素子が完
成する。
電極8ble蒸肴、スバ・ツタ等の手段により形成し、
ウエノ・をストライブ状の開口部13に沿って種間して
分離することにより第1図(g)に示すような素子が完
成する。
この発明によって得られる半導体レーザの動作は従来の
ものと同様である。しかし、その製造工程において決定
さ、れる超格子の無秩序化された領域6の長さlは、工
、ソチドミラー向10からの不純物による拡散の深さに
よって決定でき、長さeを熱拡散時の条件によって容易
に1μm以下に制御できろ。
ものと同様である。しかし、その製造工程において決定
さ、れる超格子の無秩序化された領域6の長さlは、工
、ソチドミラー向10からの不純物による拡散の深さに
よって決定でき、長さeを熱拡散時の条件によって容易
に1μm以下に制御できろ。
したがって、アステイグマテイズムが小さい、発振しき
い値′rti流が小さいといった特徴を有し、かつ窓構
造が設けられているため高出力動作が口J能な半導体レ
ーザが容易に得られる。
い値′rti流が小さいといった特徴を有し、かつ窓構
造が設けられているため高出力動作が口J能な半導体レ
ーザが容易に得られる。
特に、ls5μmとずろと低アスティグマデフfズム、
低しきい一電流の半導体レーザが得られる。
低しきい一電流の半導体レーザが得られる。
また、従来の半導体L・−ザのように、表面から精度よ
く数μmの領域に拡散するという技術を要しないので、
素子歩留りも飛躍的に向上する。。
く数μmの領域に拡散するという技術を要しないので、
素子歩留りも飛躍的に向上する。。
特に、蒸着させた膜9を、拡散源としていることから、
この膜9をそのまま端面保護膜としても用いろことが「
り能になり、端面保護膜形成工程を簡略化できる。
この膜9をそのまま端面保護膜としても用いろことが「
り能になり、端面保護膜形成工程を簡略化できる。
なお、上記実施例ではA I G a A s −G
a A sで構成された超格子層のみについて説明した
が、A e 、G a、−XAs−AJlyG al−
yAs (x′f−y)超格子層で構成された超格子層
についても同様に適用できろ、。
a A sで構成された超格子層のみについて説明した
が、A e 、G a、−XAs−AJlyG al−
yAs (x′f−y)超格子層で構成された超格子層
についても同様に適用できろ、。
また、上記以外の他の材料で構成される超格子層や多重
量子井戸層を備えた半導体レーザについても同様に適用
できろことはいうまでもない。
量子井戸層を備えた半導体レーザについても同様に適用
できろことはいうまでもない。
乙の発明は以上説明したとおり、半導体基板上に、第1
クラッド層、超格子層または量子井戸層。
クラッド層、超格子層または量子井戸層。
第2クラッド層を成長させる工程と、この第2クラッド
層−ヒから第1クラ・ラド層までエツチングにより溝を
形成し、共振器端面となるエツチドミラー面を形成する
工程と、このエツチドミラー面に不純物からなる膜を形
成し、乙の膜を拡散源として超1各子層または量子井戸
層の一部を無秩序化する工程と、各千・ツブ毎に分離す
る工程とを含むので、窓構造の領域の長さを熱拡散時の
条件によって容易に制御できるほか、不純物からなる膜
を端面保護膜として用いることができ、製造工程の短縮
が図れるという効果がある。
層−ヒから第1クラ・ラド層までエツチングにより溝を
形成し、共振器端面となるエツチドミラー面を形成する
工程と、このエツチドミラー面に不純物からなる膜を形
成し、乙の膜を拡散源として超1各子層または量子井戸
層の一部を無秩序化する工程と、各千・ツブ毎に分離す
る工程とを含むので、窓構造の領域の長さを熱拡散時の
条件によって容易に制御できるほか、不純物からなる膜
を端面保護膜として用いることができ、製造工程の短縮
が図れるという効果がある。
第1図はこの発明の半導体レーザの製造方法の一実施例
を示す断面図、第2図は従来の半導体し・−ザの構造を
示す断面図、第3図は従来の半導体L・−ザの製造方法
を示す断面図である。 図において、1はn形GaAs基板、2はII形At)
、Gn、−xAs第1クラッド層、3はAIIVGa、
−As−GaAsで構成された超格子層、4ばρ形A/
、Ga、−、As第2クラッド層、5ばp形GaAsコ
ン々り1・層、6は超格子が無秩序化された領域、7は
不純物拡散領域、8aはp形電極、8bはn形電極、9
は不純物からなる膜、10はエツチドミラー面、11は
レジスl−膜、13はストライブ状の間口部、14は蒸
着ビームである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
を示す断面図、第2図は従来の半導体し・−ザの構造を
示す断面図、第3図は従来の半導体L・−ザの製造方法
を示す断面図である。 図において、1はn形GaAs基板、2はII形At)
、Gn、−xAs第1クラッド層、3はAIIVGa、
−As−GaAsで構成された超格子層、4ばρ形A/
、Ga、−、As第2クラッド層、5ばp形GaAsコ
ン々り1・層、6は超格子が無秩序化された領域、7は
不純物拡散領域、8aはp形電極、8bはn形電極、9
は不純物からなる膜、10はエツチドミラー面、11は
レジスl−膜、13はストライブ状の間口部、14は蒸
着ビームである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 半導体基板上に、第1クラッド層、超格子層または量子
井戸層、第2クラッド層を成長させる工程と、この第2
クラッド層上から前記第1クラッド層までエッチングに
より溝を形成し、共振器端面となるエッチドミラー面を
形成する工程と、このエッチドミラー面に不純物からな
る膜を形成し、この膜を拡散源として前記超格子層また
は量子井戸層の一部を無秩序化する工程と、各チップ毎
に分離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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31420288A JPH02159082A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31420288A JPH02159082A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02159082A true JPH02159082A (ja) | 1990-06-19 |
Family
ID=18050500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31420288A Pending JPH02159082A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02159082A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475618A3 (en) * | 1990-09-13 | 1992-05-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser device |
| EP0742617A1 (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser and method of manufacturing the semiconductor laser |
| US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP31420288A patent/JPH02159082A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0475618A3 (en) * | 1990-09-13 | 1992-05-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser device |
| US5171707A (en) * | 1990-09-13 | 1992-12-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser device using the light generated by the laser to disorder its active layer at the end surfaces thereby forming window regions |
| US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
| EP0742617A1 (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser and method of manufacturing the semiconductor laser |
| US5677922A (en) * | 1995-05-08 | 1997-10-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser with crystalline window layer |
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