JPH03109789A - 光素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は半導体をもちいた光素子、特に半導体レーザに
係る。

【従来の技術】

従来の化合物半遷体素子は（１００）結晶基板の上につ
（られるのが普通であるが、最近半導体レーザで（１１
１）面上に量子井戸レーザをつくると発振Ｒ電流値が低
下するという報告がなされていた。（アイ・トリプル・
イー・フォーティフィフス・アニュアル・デバイス・リ
サーチ・コンファレンス・ペーパー・ブイ・ビー・１（
１９８７）：　Ｉ　ＥＥ　Ｅ　　４５ｔｈ　Ａｎｎｕａ
ｌ　ＤｅｖｉｃｅＲｅｓｃａｒｃｈ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ、　ｐａｐｅｒ　Ｖ　Ｂ　−１（１９８７）、）　
６ また本発明者等によってＡΩＧａＩｎＰレーザＩｎ性層
となるＧａｏ、　ｓ　Ｉ　ｎｏ、　５　Ｐの禁制帯幅が
（１００）面上に成長した場合１．８４９ｅＶであるの
に対して（１１１）面上に成長した場合１．９１４ｅＶ
となり約６５ｍｅＶ大きくなること、したがって半導体
レーザの発振波長にして２０ｎｍ以上短波長化すること
が見出された。（近藤他、第３５回応用物理学会関係連
合講演会講演予稿集、Ｐ、９７４．講演番号２９ｐ−Ｚ
Ｅ−５゜１９８８年３月２９日；　Ｍ、Ｋｏｎｄｏｗ　
ｅｔ　ａｌ、。 ３５ｔｈ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｊ　ａｐａｎ　Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　５ｏｃｉｅｔｙ。 Ａｂｓｔｒｏｃｔ　　２９　ｐ−ＺＥ−５，Ｍａｒｃｈ
　　２９゜１９８８．　　Ｊ　ＳＡＰ　　Ｃａｔａｌｏ
ｇ　　Ｎｕｍｂｅｒ：ＡＰ８８１１０５−０２）　　。 ついでこの性質を利用してＡｆｌＧａｌｎＰ結晶をもち
いた半導体レーザを（１００）面上に形成すると発振波
長が６７０〜６８０ｎｍであるのに対しく１１１）８面
上に形成するとより短波長である６４９ｎｍで発振する
ことが報告された。（池田他、エレクトロニクス・レタ
ーズ、１９８９゜２４巻９頁１０９４−１０９５；Ｍ、
Ｉｋｅｄａｅｔａｌ、、　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、　Ｌｅｔ
ｔ、、　１９８８　、２４　。 ｐρ、１０９４−１．０９５）。

【発明が解決しようとする課題】 上記の報告において用いられている（１１１）Ｂウェハ
においては、この面上で襞間面である（１１０）面が互
に直交するかあるいは６０″１２０°で交っている。し
たがってウェハを襞間によってチップにする場合、三角
形や菱形に割れてしまう。チップの形状が一定しないの
では取扱に不便であるし、鋭角になったチップの角が欠
けやすい。このように作業性および歩留りがわるく生産
性が低下する。またＡＩＩＩＧａｒｎＰでは亜鉛をドー
フＳＪネ型結晶を作成しようとすると、（１００）基板
結晶をもちいた場合では正孔濃度が５　Ｘ　１０”ｃｍ
−’以上高くすることは出来ず、これ以上ドーパントを
添加すると反って結晶性が劣化する。この正孔濃度は各
種の光素子においては充分に高いとは言えない。Ｉ　Ｘ
　１０”ａｍ−３前後にまで高めないと電気抵抗が低く
ならず、発熱のため素子性能ならびに信頼性の低下を招
く。したがって本発明の目的は（１００）基板結晶上に
作成した光素子では得られない高性能の光素子を（１０
０）基板をもちいると同様の襞間上の利点をもって作製
することにある。

【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためには基板結晶面が（００１）面
から＜１１０＞方向または＜１１０＞方向に５〜１６°
傾いた基板結晶を使用すればよい。 半導体レーザの構造は、リッジ状または溝状のストライ
プを有する構造が良い。このときのストライプの形状は
、レーザ共振器長方向に対して全く左右対称であるが、
左右非対称の場合でもストライプの左右の側壁面の傾斜
角度の差は最大限１０°に抑える必要がある。 【作用】 特開昭６４−４１２８９に記載されている（ｎ　１１）
基板（但しｎ〉１）をもちいると以下に述べるような利
点が生ずる。まず（１１１）基板を例にとって考えると
この面に直交する襞間面が第１図（ａ）のように６面あ
る。したがってウェハをチップに襞間する際に第１図（
ｂ）乃至第１図（ｄ）に示すような種々の形状に割れや
すく生産技術上問題を生ずる。これに対してたとえば（
５１１）Ａ基板をもちいた場合を考える（ｎ＝５）。こ
の基板は（１００）面を（１１１）面方向に１５．８°
傾けた基板結晶面を有する。この面に直交する襞間面は
第２図に示すように（０１１）及び（０１１）面となり
、他の襞間面は直交しない。したがってこの一対の結晶
面がもっとも襞間されやすく、他の面はより襞間されに
くい。したがってこの一対の結晶面でレーザ素子のファ
ブリペロ反射面を容易に形成しうるし、残りの襞間面で
チップを矩形状に切出すことは可能である。（５１’ｌ
）Ａ面上にＡＱＧａＡｓ結晶から成る半導体レーザを形
成すると上記文献に記されている（１１１）８面上で得
られたと同様な低発振閾電流密度を有すものが得られ、
（１００）面上に形成したものよりは遥かに優れた性能
を示す。 他方ＡＱＧａＩｎＰ結晶をもちいた短波長半導体レーザ
において（ｎ　１１）基板をもちいると、さらにつぎの
ようないくつかの利点が生ずる。一つは活性層であるＧ
ａ１ｎＰの禁制帯幅が（１００）面上に成長した場合に
くらべて広い値を示すという事実である。ＧａＩｎＰは
Ｇａ０．　ａ　Ｉ　ｎｏ、　ｓ　Ｐなる組成で基板結晶
のＧ　ａ　Ａ　ｓと格子整合する。 組成を格子整合条件に合せておき、基板結晶面を（１０
０）から傾けていくと第３図に示すように禁制帯幅が次
第に広くなり、約１０度でほぼ飽和値に達する。したが
って基板傾角を選ぶことによってレーザの発振波長を制
御することができるし、１０度以上の傾向基板をもちい
れば発振波長を最大にすることができる。この１０度の
傾角は（ｎ　１１）においてｎがほぼ８に相当する。図
かられかるようにｎ＝５、つまり（５１１）基板をもち
いれば禁制帯幅は完全に飽和した値を示すことになる。 以上のデータから短波長化にはｎ　＞　５であればよい
ことがわかる。これはまたｎが大きいほど（１００）基
板に近くな−）′ＸＰｌ／（０１１）及び（０１１）ｌ
ｉ開面が垂直に近くなるのでこの面に沿った襞間がより
やりやすくなり、チップの取扱も容易になる利点もある
。 第２にこのレーザのクラッド層にもちいるｐ−（Ａ　Ｑ
ｏ、５Ｇａｏ、ｉ）ｏ、５Ｉｎｏ、ａＰＭの正孔濃度を
高くすることが出来る点である。第４図にみるようにド
ーパントである亜鈴の供給量を増やしていくとこの結晶
の正孔濃度は増加していくが、通常用いられている（１
００）基板の場合には約５　Ｘ　１０１７ａｍ−”で飽
和してしまう。この濃度でも実用に耐えるレーザをつく
ることは出来るが、更に動作温度を高くし、かつ信頼度
を高くするためには正孔濃度をＩ　Ｘ　１０”ｃｍ−’
前後にする。ことが望ましい。傾角基板をもちいるとこ
の点を改善することができる。第４図に（５１１）Ａ基
板をもちいた例を示した。横軸は供給ガス中の亜鉛濃度
を■族元素（ＡＩ２ｓ　Ｇａ、Ｉｎ）の合計濃度で割っ
た値をとっである。これから明らかなように、１０１ａ
ｃＩ１１−３台の正孔濃度が得られている。 （５１１）Ａ面は前述のように（１００）面から１５．
８度傾いているが、これより傾角の小さい基板をもちい
た場合、正孔濃度はこの二つの曲線の間の値を示す。第
３に傾角基板をもちいると成長丘の密度を減らすことが
できる利点が生ずる。 （１００）基板上に成長したレーザ用ダブルへテロ結晶
には通常５０〜１００個／　ｍ　ｍ２程度の成長丘が発
生するが、傾角基板上に成長したものでは３０個以下と
なる、したがってレーザ素子の歩留向上が期待出来る。

【実施例】

以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例１゜ 分子線エピタキシャル成長技術により第５図に示す構造
のＡＱＧａＡｓ　　ＧＲＩＮ−ＳＣＨレーザをＧａＡｓ
の（５１１）Ａ面上に形成した。これはＳｉドープｎ−
ＧａＡｓ基板結晶１の上にバッファ層として厚さ０．２
μｍのＳｉドープｎ−ＧａＡｓ２　（ｎ　＝　３　Ｘ　
１０１７ｃ＋ｎ−’）　、ついで厚さ１μｍ、ｎ　＝　
Ｉ　Ｘ　１０１７ｃｍ−３のＳｉ−ドープｎ　　Ａ　Ｑ
　０．ａＧａｏ、Ｊｇ層３，７００人のノンドープＡ　
Ｑ　、Ｇａｐ−、Ａｓ層４（但しｘ＝０．８から０．３
まで厚さに対して放物線状に変えである）、１００人の
ノンドープＧａＡｓ層５，７００人のノンドープＡＱｘ
Ｇａｌ−ｘＡｓ層６（但しｘ＝０．３から０．８まで）
、厚さ１　ｐｍ、　ｐ　＝　Ｉ　Ｘ　１０”ｃｍ−”の
Ｂｅドープｐ　　Ａ　Ｑ　ｏ、　ａ　Ｇ　ａｏ、　ｚ　
Ａ　ｓＮ７、最後に厚さ２μｍ、ｐ＝５Ｘ１０”ａｍ−
”のｐ−ＧａＡｓ層８をつぎつぎに成長することによっ
て得られる。 このウェハの上下にそれぞれオーミック電極を形成しく
図示せず）、キャビティ長４００μｍ、幅３００μｍの
ブロード・エリア・レーザに襞間する。このレーザの発
振閾電流密度を測定したところ１．４ｋＡ／ｃ１１１２
という極めて低い値を示した。 同様なレーザを（１００）基板上に形成した場合の発振
閾電流密度は１．７ｋＡ／ａｍ２であった。又。 （５１１）Ａ基板を（１１１）Ｂ面方向に向けて２°傾
けた基板をもちいても（５１１）Ａ基板と同等の性能を
示すレーザが得られた。 実施例２゜ 有機金属エピタキシャル成長法により（１１１）Ａ面に
向けて（１００）面を１０度傾けた基板結晶上に第６図
に示すような利得導波型 ＡｎＧａＩｎＰレーザを形成した。ｎ−ＧａＡｓ基板結
晶１の上にまず０．２ｐｍ厚、ｎ＝５Ｘ１０”ｃ＋ｍ−
”のＳｅドープｎ　　ＧａＡｓ２．ついで１μｍ厚、ｎ
　＝　Ｉ　Ｘ　１０”ｃｍ−’のＳｅドープｎ−Ａｆｌ
ＧａＩｎＰ９．７００人のアンドープＱａ　Ｉ　ｎＰｌ
ｏ、０．８μｍ厚、ｐ　＝　８　Ｘ　１０”ｃｍ−’の
Ｚｎドープｐ　−Ａ　Ｑ　ＧａＩｎＰ　１１．０．１　
μｍ厚、ｐ　＝　Ｉ　Ｘ　１０”ｃｍ−”のｐ−Ｇａ工
ｎＰ１２、最後に番をつける。このウェハにフォトリソ
グラフィにより［０１１］方向に幅７μｍのチャネルを
形成する。このチャネルは最上層のｎ−ＧａＡｓをこの
幅に化学食刻することにより形成される。ついでこの上
に厚さ２ｐｍ、ｐ＝＝ＩＸＩＱ１ＳＣｍ−’のＺｎドー
プｐ−ＧａＡｓ８を成長し、ウェハの上下面にオーミッ
ク電極を蒸着（図示せず）、最後にキャビティ長２５０
μｍに襞間してレーザチップとする。このようにして得
られた半道体レーザは波長６５８ｎｍで連続発振する。 同様にして（１００：基板上に作成したレーザの発振波
長は６７７ｎｍであった。したがって約２０ｎｍ短波長
化しており、これは視感度にして約４倍の向上に相当す
るまた本実施例では連続発振は１００℃まで可能であり
、（１００）基板上に形成したレーザの８０℃に較べて
格段の性能向上がみられる。これはｐ−ＡΩＧａＩｎＰ
の正孔濃度を高くすることが出来たことによっている。 実施例３゜ 上記実施例２において（１ｏｏ）面を（１１１）面に向
って５′傾けた基板をもちいて同様な構造のレーザを作
成した。この場合室温連続発振波長は６６５ｎｍとなり
（１００）と１０°ｏｆｆの基板上に形成したレーザの
発振波長の中間の値を示す。これは第３図に示したＧａ
１ｎＰ結晶の禁制帯幅の基＃ｉ傾向変化によく対応して
いる。 実施例４゜ 本発明を屈折率導波型レーザに適用した場合を説明する
。第７図において、まずｎ−ＧａＡｓ傾角基板２１　［
（００１）面から（１１０＞方向に約１０＠オフした基
板］上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２２　（ｄ　：０．５
　ｐｍ、　ｎｌ１＝Ｉ　Ｘ　１０”ｃｍ−’）　。 ｎ　＝　（Ａ　Ｑ　＋＋Ｇａｔ−りｏ、　ｓｌｌ　ｎｏ
、　４１　Ｐクラッド暦（ｄ　〜０．２〜０．３　ｐ　
ｍ、　　ｎ＾＝：６−９　Ｘ　１０”１０１１１ｃｍ−
’）を順次有機金属気相成ｉ（○ＭＶＰＥ）法によりエ
ピタキシャル成長する。 成長温度は６８０〜６９０℃、■族／■族元素比は１４
０として成長を行った。この後、Ｓ　ｉ　Ｏ２絶縁膜を
形成しホトリソグラフィーとエツチング加工により、５
ｉｎ２絶縁膜ストライプパターンを作製する。このスト
ライプパターンの方向は基板を傾ける（１１０）方向と
垂直なく１１０＞方向である。そして、この５ｉｎ２絶
縁膜マスクを利用して、ケミカルエツチングによりエツ
チング停止層２６まで加工してリッジ状ストライプ構造
を作製する。このときの層２７及びＭ２Ｓに対するエッ
チャントとしては反応律速型のハロゲン化水素酸水溶液
よりも拡散律速型のリン酸を加えた混合溶液を用いた方
がストライプ形状を左右対称性良く保つことができる。 または、異方性の大きなドライエツチング加工を行うこ
とにより全く左右対称なストライプ形状を得ることが可
能である。リッジストライプ構造を作製した後、ＳｉＯ
□絶縁膜ストライプ状マスクを残したままｎ　　ＧａＡ
ｓブロック層２９　　（ｄ　〜０．６〜０．８μｍ、ｎ
、＝２〜４Ｘ　１０”ｃｍ−″）を選択成長する。次に
、５ｉ０２絶縁膜をエツチング除去した後、ｐ−ＧａＡ
ｓ層３０（ｄ　：”　２〜３　Ｐｍ、　　ｎ＾：５　Ｘ
”Ｘ−１０”〜５　Ｘｌ　０１ｇＣ！１ｌ−３）を埋込
み成長する。この後、Ｐ電極３１及びｎ電極３２を蒸着
し、襞間スクライブすることにより素子の形に切り出す
。 本実施例によると、室温直流動作下においてレーザ発振
波長が約６５０ｎｍであり、通常の（ＯＯ１）面基板上
に同じ成長条件で作製した素子の場合より約３０ｎｍ短
波長化を図ることができた。さらに、ストライプ構造も
ほぼ左右対称な形状に作製できているので、近視野像や
遠視野像におけるレーザ光強度分布に顕著な非対称性は
見られず、応用上の問題はないと考えられる。本実施例
において、ストライプ幅を３〜５μｍの最適範囲にする
ことにより、閾値電流３０〜５０ｍＡ、端面破壊光出力
４０〜５０ｍＷを得た。 実施例５゜ 本発明の信実流側を第８図により説明する。作製方法は
実施例４と同様に行う。（００１）面から＜１１０＞方
向に約１０　’　−Ｍけたｎ　　ＧａＡｓ傾角基板２１
上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２２゜ｎ　　（Ａｌ１．
Ｇａ＋−ｘ）ｏ、ａｔＩｎｏ、ｎｏ’Ｐクラッド層２３
（ｘ＝Ｑ、６）、アンドープ （Ａ　Ｑ　ｙＧａｔ−ｙ）ｏ、　５１　Ｉ　ｎｏ、　４
９　Ｐ活性層２４　（ｙ＝０）、ｐ　　（ＡｎｘＧａｓ
−ｘ）ｏ、５ｔＩｎａ、４ｅＰクラツド層２５　（ｘ＝
０．６）を成長した後連続してｐＧａｏ、’ｓ＋　Ｉｎ
ｏ、４ｓＰ薄膜１３３　（ｄ＝ｏ、００２〜０．００６
　Ｉｔ　ｍ、　　ｎ＾＝　８〜９　Ｘ　１０”Ｃｍ−３
）　。 ｎ　　ＧａＡｓブ０７り層２９　（ｄ＝０．６〜０．８
μｍ、ｎ０＝２〜４×１０１８ＣＩ１１−３）をまずＯ
ＭＶＰＥ法又はＭＢＥ法によりＩｆｆＪｔ次エピタキシ
ャル成長する。この後、レジスト或はＳ　ｉ　Ｏ２絶縁
膜マスクを形成してケミカルエツチングにより層３３ま
で加工して溝型ストライプ構造を作製する。 ストライプ方向は基板を傾ける（１１０）方向と垂直な
く１１０＞方向である。このときの層２９に対するエッ
チャントとしては反応律速型の硫酸系溶液よりも拡散律
速型のリン酸系溶液を用いた方が、ストライプ形状を左
右対称性良く保つことができるので望ましい。あるいは
、異方性の大きなドライエツチング加工を行うことによ
り全く左右対称なストライプ形状を得ることが可能であ
る。 この溝型ストライプ構造を作製し、マスクを除去した後
、ｐ　−（Ａ　Ｑ　、Ｇａｘ−ｊｏ、５！　Ｉ　ｎｏ、
　４９　Ｐクラッド層３４　（ｄ＝０．６〜０．８μｍ
、ｎ＾＝６〜９　Ｘ　１０１７ｃｍ”−３、ｘ＝０．６
）、ｐ　　Ｇａｏ、　５１　Ｉ　ｎｏ、　ａｓ　Ｐ層２
８　（ｄ＝０．０８〜０、１　ｐ　ｍ、ｎ＾＝　１〜２
　Ｘ　１０”ｃｎ＋−”）、ｐ−ＧａＡｓ層３０　（ｄ
＝＝２〜３μｍ、ｎ＾＝５Ｘ１０”ａｍ−３〜５　Ｘ　
１０”ｃｍ−”）ゝ斗シー込み成長を行う。次に、ｐ電
極３１ｎ電極３２を蒸着し、骨間スクライブすることに
より素子の形に切り出す。 本実施例においても、実施例４と全く同様の効果が得ら
れた。 実施例６゜ 本発明の信実流側について第９図により説明する。作製
方法は実施例４及び５と同様に行う。 （００１）面から＜１１０＞方向に約１０’傾けたｎ−
ＧａＡｓ傾角基板２１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２
２、ｎ　　　（Ａ　Ｑ　ｘ　Ｇａｘ−ｊｏ、　５１　Ｉ
　ｎｏ、ｅ　Ｐクラッド層２３（ｘ＝０．６）を成長し
連続してアンドープ単一量子井戸構造［例えば量子井戸
層Ｇａｏ、５を工ｎｏ、＜９Ｐ　（ｄ　〜０．０１〜０
．０２　μｍ）及び上下の先高波層（Ａ　Ｑ　、Ｇａ１
−Ｊｏ、５ｔｌｎｏ、＜、Ｐ（ｄ＝０．０５〜０．２μ
ｍ、ａ＝０．３）からなるコ或は多重量子井戸構造［例
えば量子井戸層Ｇａｏ６＋　Ｉｎｏ、４ｅＰ　（ｄ　＝
　０．００５〜０．０１　ｉｔ　ｍ）及び量子障壁層（
ＡＱｊＧａｔ−ｊ）ｏ、５ｔＩｎｏ、＋９Ｐ（ｃｉ＝ｏ
、００２〜ｏ、００５μｍ、β＝０．３）４層くり返し
から成る］活性層′３５、ｐ　−（Ａ　Ｑ　ｚＧａｉ−
ｊｏ、５ｔＩｎｏ、＜ｓＰクラッド層２５　（ｄ＝０．
８〜１．０μｍ、ｎ＾＝６〜９Ｘ１（）１７０ｍ−３、
ｘ＝０．６）、Ｐ　　Ｇａｏ、６ｔ　Ｉｎｏ、４ｅＰ層
２８　（ｄ＝０．０８〜０．１μｍ、ｎ＾＝１〜２Ｘ　
１０”Ｃｍ−３）　、　ｐ−ＧａＡｓ層３０　（ｄ　＝
２〜３ｔｔ　ｍ、　ｎ＾＝　５　Ｘ　１０”ｃ＋ｏ−３
〜５　Ｘ　１０１９ｃｍ−３）を順次ＯＭＶＰＥ或はＭ
ＢＥ法によりエピタキシャル成長する。この後、ストラ
イプ状にＳｉ○２絶縁膜マスクパターンを形成する。ス
トライプ方向は基板を傾ける＜１１０＞方向と垂直なく
１１０＞方向である。このＳｉＯ□絶縁膜マスクを利用
して、例えばＺｎなどの不純物を拡散するか或は例えば
Ｓｉなどのイオン打込みを単一或は多重量子井戸構造活
性層に届くまで行い、ストライプ部両側に斜線部で示す
領域を形成する。このようにすることにより、単一或は
多重量子井戸構造においてストライプ部両側ではＡＱ組
成の無秩序混晶化が生じてストライプ部に比べ屈折率が
小さくなる。このため、屈折率の高い活性層中央部が両
側の屈折率の小さい領域に埋め込まれた形の屈折率導波
構造が形成される。この屈折率導波のストライプ形状は
、傾角基板を用いても非対称とならず、左右対称性を良
好に保つことができる。この後、Ｓ　ｉ０２絶縁膜マス
クを除去し、ｐ電極３１及びｎ電極３２を蒸着して骨間
スクライブを行って素子の形に切り出す。 本実施例では、傾角基板を用いたことにより実デ９ 施例４域は゛璽′と同様にレーザ発振波長を短波長化で
きる上に、活性層に量子井戸構造を導入しているので量
子サイズ効果によってさらに短波長化が図れる。室温直
流動作下において、レーザ発振波長は６１０〜６３０ｎ
ｍであり、実施例撞颯びψよりも３０〜４０ｎｍ短波長
化を図ることができた。さらに、ストライプ構造は全く
左右対称に作製できているため、近視野像及び遠視野像
における非対称な光分布は見られなかった。本素子では
、ストライプ幅２〜４μｍにおいて、閾値電流２０〜３
０ｍＡ、端面破壊光出力５０〜６０ｍＶｉ／を得た。 以上の実施例４，５．６においては横モード制御が容易
でかつ、低発振閾電流値を低くできる屈折率導波型ＡＱ
ＧａＩｎＰレーザにおいても、通常用いられる（００１
）面から（１１０＞方向或は（１１０）方向へ傾き角度
５〜１６°範囲、特に傾角１０°程度有する半導体基板
上に Ａ（ｌＧａｌｎＰ半導ｌｎ−ザを作製することによリレ
ーザ発振波長を約３０ｎｍ短波長化させることが可能で
あることを示した。またストライプ構造をできるだけ対
称な形状に保ち容易に作製する技術を実現した。異方性
の大きなドライエツチング加工によりストライプ構造を
作製することにより、全く左右対称なストライプ形状を
得た。このため、横モードが基本モードに制御され、か
つ左右対称でより高い光出力まで安定なレーザ光強度分
布を得た。本発明により、活性層のＡＤ、組成を増やす
ことなく短波長化を図った横モード制御屈折率導波構造
のＡＱＧａＩｎＰ半導体レーザを実現することができた
。活性層をＧａｏ、　ｌｉｔ　Ｉ　ｎｏ、　＜ｅ　Ｐ混
晶とした場合、室温直流動作下においてレーザ発振波長
６５０±５ｎｍ、閾値電流３０〜５０ｍＡ、端面破壊光
出力４０〜５０ｍＷを得ることができた。 以上の実施例では、ＡＱＧａＡｓ、ＡＱＧａＩｎＰ混晶
材料で説明したが、Ｇａ、Ｉ　ｎ　Ｌ　−ｘ　Ａ　ｓ系
。 Ｇ　ａ　ｔ　Ｉ　ｎ　ｔ　−ｘ　Ａ　ｓ　ｙ　Ｐ　ｉ　
−ｙ系及びＧ　ａ　Ａ　ｓ　１−　ｘ　Ｓ　ｂ　ｚ系の
混晶材料についても適用できることは言うまでもない。 【発明の効果１ 本発明によれば（１００）基板結晶をもちいた場合にく
らべて、レーザの発振閾電流密度の低域、発振波長の短
波長化、ｐ型結晶に対する高濃度ドーピング及びこれに
よる低抵抗化と連続発振温度の向上、成長丘密度の低域
の点で著るしい効果があり、かつ（１００）基板結晶と
同様に矩形に骨間出来てチップの取扱が容易であるとい
う数々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜第１図（ｄ）は閃亜鉛鉱型結晶の（１１
１）基板結晶の襞間面と襞間されたチップの形状を示す
図、第２図は（ｎ　１１）基板結晶を襞間したときのチ
ップの形状を（５１１）Ａ基板を例として示した図、第
３図はＧａｏ、　５　Ｉ　ｎ。、５Ｐ結晶の禁制帯幅が
（１００）面からの傾角によって変化する様子を示した
図、図中の点で２゜５″傾けたものはそれぞれｎ＝４０
．ｎ＝１６に相当する。第４図はＣＡＱＱ、ｅ　Ｇ　ａ
ｏ、　４）Ｏ，５Ｉｎｏ、　５　Ｐ結晶に対する亜鉛ド
ーピングの基板結晶による差を示した図、第５図はＡＱ
ＧａＡｓをもちいた実施例１のＧＲＩＮ−５ＣＨレーザ
の断面構造図、第６図はＡＱＧａＡｓをもちいた実施例
２および３の利得導波型レーザの断面構造図、第７図〜
第９図は各々実施例４〜６の屈折率導波型レーザの断面
構造図である。 １−ｎ−ＧａＡｓ傾角基板、２−ｎ−ＧａＡｓバッファ
層、３−ｎ−ＡＱｏ、５Ｇａｏ、ｘＡｓクラッド層、４
．６−・・ノンドープＡＱｘＧａ１−ｔＡｓ単一量子井
戸活性層の障壁層、５・・・ノンドープＧ　ａ　Ａ　ｓ
単一量子井戸活性層の井戸層、７−　ｐ　　Ａ　Ｑ　ｏ
、　５Ｇａｏ、　ｚＡｓクラッド層、８・・・ｐ−Ｇａ
Ａｓ層、９・・・ｎ−ＡＱＧａＩｎＰクラッド層、１ｏ
・・・ノンドープＧａＩｎＰ活性層、１１−ｐ−ＡＱＧ
ａＩｎＰクラッド層、１２−ｐ−ＧａｌｎＰ層、 １３−ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層、２１＝−ｎ−ＧａＡｓ
傾角基板、２２・・・ｎ−ＧａＡｓバッファ層。 ２３・＝ｎ　　（ＡｕｘＧａｔ−ｊｏ、ａｘＩｎａ、４
ｓＰクラッド層、２４　・・・（Ａ　Ｑ　ｙＧａｔ−ｙ
）ｏ、ｓｔ　Ｉｎｏ、＜ｅＰ活性層、２５・＝ｐ　　（
Ａ（１，Ｇａｘ−ｙ）ｏ、ｓｔＩｎｏ、４ｅＰクラッド
層、２６−　ｐ　、−Ａ　Ｑ　ｓＧａ、−５Ａｓ、或は
ｐＧａｏ、ａｘ　Ｉｎ、）、、、Ｐ薄膜層、２７−　ｐ
　　（Ａ　Ｑ　、Ｇａｘ−ｙ）ｏ、ｓｔ　Ｉｎｏ、４ｅ
Ｐクラッド層、２　Ｂ−＝ｐ−Ｇａｏ、、、Ｉ　ｎｏ、
　４９　Ｐ層、２９−ｎ−ＧａＡｓブロック層、３０　
・＝　ｐ　−ＧａＡｓ層、３１・・・ｐ電極、３２・・
・ｎ電極、３３　・＝　ｐ　　Ｇａａ、　６１　Ｉ　ｎ
ｏ、　４９　Ｐ薄膜層、３４　”・ｐ　　（Ａ　Ｑ　ｙ
Ｇａｉ−ｙ）ｏ、　６１　Ｉ　ｎＱ、＜ｓｐクラッド層
、３５・・・単一或は多重量子井戸構造活性層。 第 図 第２ 図 第 囚 竿 図 Ｚ？ｔ／Ｎ ｔｔ　−−−ｈ−６ａＡｓ’Ｊｆ；、Ｆｄｋｑｌｌ￥７
回 ２ｅ；フ図 ２１−−−　７！−と２乙とｈ４に！ｉ４．η（２及２
２−−−　　ｎ−ＧａＡｓ　ハ゛’＝ｖ　７ｙ）？２Ｊ
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ｍｔ−ｙ）ａ、ｓノＩｎａ、ｂりＰ７ラツト′ぺ１２？
　−−−Ｐ−Ｇａａ、ｒｔ　Ｉｎｏ、ｈりＰ−９Ｊθ−
Ｐ−６ａＡｊ号 、Ｎ　−−−Ｐ電待 Ｊ２−−−７！電応

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板結晶上に横モードを制御するリッジ状または溝
   状のストライプを有する半導体レーザにおいて、上記基
   板の結晶面は（００１）面から＜１１０＞方向または＜
   １１０＞方向に傾いており、該傾角は５〜１６゜の範囲
   にあり、かつ上記ストライプの形状はレーザ共振器長方
   向に対して全く左右対称であるか、ストライプ形状に左
   右非対称性がある場合でもストライプの左右の側壁面の
   傾斜角度差が最大限１０゜に抑えられていることを特徴
   とする光素子。