JPH03160776A - 半導体レーザの製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体レーザの製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 近年、光情報機器の光源として半導体レーザが多く用い
られている。このうち、追記型や書換型の光ディスク及
び、レーザプリンタ等に用いられる半導体レーザには高
出力のものが要求される。

半導体レーザの光出力の上限を決定する要因は、■共振
器端面での光学的な破壊（ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ　
ｏｐｔｉｃａｌ　ｄａｍａｇｅ：Ｃ　Ｏ　Ｄ　）と■接
合温度の上昇による出力飽和である。

このうち、■のＣＯＤを抑制する方法としては、 （ｉ）　　端面部を電流非注入の構造とすることによっ
て、端面部の局所的な温度上昇を抑える、（ｉｉ）　　
端面部のみ活性層を薄膜化することによって動作電流の
上昇を抑えると同時に、発光面積を大きくし光パワー密
度を下げる、 といった方法が考えられている。これらの方法を適用し
た半導体レーザは、信学技報、ＥＤ８６−１１５、Ｐ．
　７９−Ｐ．　８４に開示されている。斯る先行技術で
は、電流非注入領域を第４図に示す工程により形成して
いる。

先ず、第４図（ａ）に示す如く、ｐ型ＧａＡｓの基板（
１０）の表面を化学エッチングして、矩形状のメサ（１
０’）を形成する。

第４図（ｂ）に示す如く、メサ（１０’）が形威された
基板（１０）上にｎ−ＧａＡｓの電流阻止層（１１）を
表面が平坦となるように積層する。

第４図（ｃ）に示す如く、電流阻止層（ｌ１）上に、メ
サ（１０’）部分でメサ（１０’）即ち基板（１０）に
達し、メサ（１０’）の存在しない部分で電流阻止層（
１ｌ）内にとどまる深さのストライプ溝（１２）を化学
エッチングにより形戊する。

これによって、電流は基板（１０）の露出した部分、即
ちメサ（１０’）部分のみを通ることとなる。

したがって、端面近傍のメサ（１０’）が存在しない部
分は電流が流れないため、電流非注入領域となる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし乍ら、端面に電流非注入領域を設けた半導体レー
ザでは、低出力動作時に、電流一光出力特性が不安定と
なる欠点がある。これは、光情報機器において１つの半
導体レーザで光ディスクの読み出しと書き込みを行う場
合、読み出し時には低出力動作となるため、正確な読み
出しが行えなくなる原因となり、不都合である。

したがって、本発明は高出力動作可能であり、且つ低出
力動作時にも安定して動作する半導体レーザを製造する
ことを技術的課題とする。

（二）課題を解決するための手段 本発明は、基板上にレーザ共振器方向に延在し、電流通
路となるストライプ溝を有する電流阻止層と、活性層を
含む発振層とを積層した半導体レーザの製造方法であっ
て、上記課題を解決するため、上記ストライプ溝を、上
記レーザ共振器の端而近傍で上記電流阻止層の層厚より
浅く、上記レーザ共振器の内部で上記電流阻止層の層厚
以上の深さに形戊する工程と、この上に上記発振層を積
層した後、上記ストライプ溝の深さの浅い領域を取り除
く工程を備えることを特徴とする。

（ホ）作用 本発明によれば、電流阻止層にレーザ共振器端而近傍で
溝深さが上記電流阻止層の層厚よりも浅く、レーザ共振
器内部で溝深さが上記電流阻止層の層厚以上であるスト
ライプ溝を形成し、この上に発振層を積層することによ
って、この後、上記ストライプ溝の溝深さの浅い領域を
取り除いても高出力動作可能となる。

（へ）実施例 第１図は本発明の一実施例を示す工程別斜視図で、以下
図を参照して本実施例を説明する。

先ず、第１図（ａ）に示す如く、ｐ型のＧａＡｓからな
る基板（１）の一生面上にＬＰＥ法等を用いて厚さ１．
２μｍのｎ型ＧａＡｓからなる電流阻止層（２）を積層
する。次いで電流阻止層（２）上に第１のレジスト（８
）を塗布し、７才トリソグフイを用いて第１のレジスト
（８）のストライプ溝に対応する部分をパターニング除
去する。この時、第１のレジスト（８）のバターニンダ
除去する幅は、端面近傍領域（Ａ）と内部領域（Ｂ）で
変えている。

例えば、端面近傍領域（Ａ）の除去幅ＷＡを２．５μｍ
とし、内部領域（Ｂ）の除去幅ＷＢを１．２μｍとして
いる。また、装置の共振器長は６００μｍとし、上記端
面近傍領域（Ａ）は２０μｍとしている。

第１図（ｂ）に示す如く、リン酸系エッチャント（リン
酸：過酸化水素水：メタノール＝ｌ１：２）を用いて、
電流阻止層（２）を約１４秒間エッチングする。この時
、端面近傍領域（Ａ）及び内部領域（Ｂ）に形威される
溝の深さは０．８μｍとなり、いずれも電流阻止層（２
）の層厚よりも浅く、基板（１）表面に達していない。

第１図（Ｃ）に示す如く、端面近傍領域（Ａ）だけを覆
うようにフォトリンクラフイを用いて第２のレジスト（
９）のパターニングを行う。ここで、内部領域（Ｂ）に
残った第１のレジスト（８）は第２のレジスト（９）の
バターニング除去の際に除去されることなくそのまま残
る。

第１図（ｄ）に示す如く、リン酸系エツチャントを用い
て、内部領域（Ｂ）の電流阻止層（２）のみをさらに約
１２秒間エッチングし、しかる後、第１、第２のレジス
ト（８　）（９　）を除去する。これによって、内部領
域（Ｂ）における溝の深さは１．５μｍとなり、基板（
１）まで達すると共に、溝幅は端面近傍領域（Ａ）にお
ける溝幅と略等しくなる。

以上によりレーザ共振器端面近傍に２０μｍの電流非注
入領域を有するストライプ溝（７）が形成される。

次に、第１図（ｅ）に示す如く、ストライプ溝（７）が
形威された電流阻止層（２）上及びストライプ溝（７）
によって露出された基板（１）上に、ｐ型Ｇ　ａ　＋−
，Ａ　ｌ　，Ａ　ｓからなるｐ型クラッド層（３）、ア
ンドープのＧ　ａ　１−，Ａ　ｌ　，Ａ　ｓ　（　０≦
ｘ＜ｙ≦１）からなる活性層（４）、ｎ型Ｇ　ａ　＋−
ｙＡ　ｌ　，Ａ　ｓからなるｎ型クラッド層（５）、ｎ
型ＧａＡｓからなるキャップ層（６）をＬＰＥ法を用い
て順次積層する。ここで各層はその表面が略平坦（光学
顕微鏡観察時）になる様に形威される。また、ｐ型クラ
ッド層（３）形成時に、ストライプ溝（７）の溝輻は電
流阻止層（２）の段部の熱だれにより、５．０μｍに広
がる。ここで言う溝幅は、ストライプ溝（７）を挟む電
流阻止層（２）の平坦部上の画点間、即ち平坦部上にお
いてストライプ溝（７）に向がう落ち込みが始まる画点
間の最短距離を示す。

しかる後、第１図（ｆ）に示す如く、同図（ｅ）におけ
る端面近傍領域（Ａ）をへき関して取り除く。

以上により共振器長５６０μｍの本実施例装置が製造さ
れる。また、図では基板（１）の他主面上及びキャップ
層（６）上に夫々形威される電極を省略し、図示してい
ない。

第２図に実線で本実施例装置の電流一光出力特性を示す
。比較のため、共振器長を５６０μｍとし、本実施例の
ように端面近傍領域（Ａ）を形戊せず、内部領域（Ｂ）
の形成条件のみで形成した比較装置Ａを作製し、同様に
電流一光出力特性を測定した。この結果を第２図に破線
にて併記する。またどちらの装置にも共振器端面前面に
８％、後面に８０％の反射膜を被着している。

図から明らがな如く比較装置Ａでは、最大光出力が１４
０ｍＷ程度であるのに対し、本実施例装置では最大光出
力が１９０ｍＷ以上であり、高出力化が図れていること
がわかる。

第３図に実線で本実施例装置の低出力動作時の電流一光
出力特性を示す。比較のため、端面近傍に電流注入領域
を設けている比較装置Ｂ（第１図（ｅ）に相当）を作製
し、同様に低出力動作時の電流一光出力特性を測定した
。その結果を破線にて第３図に併記する。また、この時
の本実施例装置の共振器長は６００μｍとした。

図に示す如く、比較例Ｂでは光出力の立ち上がりで準激
な変化を示す。また図では示していないがこの部分でヒ
ステリシスが存在するため、安定な動作は得られない。

したがって、斯る比較例Ｂでは例えば３ｍＷの低出力に
おけるＡ　Ｐ　Ｃ　（ａｕｔｏｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｔｒ
ｏｌ）駆動は不可能である。一方、本実施例装置では光
出力の立ち上が９から直線性を保っているので、ＡＰＣ
駆動は可能である。

以上より本発明方法を用いて作製した本実施例装置では
、高出力動作が可能であり、且つ低出力動作時にも安定
して動作する。これは、詳しくはわからないが、ストラ
イプ溝（７）に溝深さの浅い領域と深い領域を設けるこ
とによってその界面に段差が形戊され、この上に形戊さ
れるｐ型クラッド層（３）及び活性層（４）の層厚が、
溝深さの浅い領域と深い領域において、光学顕微鏡では
判別できない程度に微妙に変化するためであると考えら
れる。

（ト）発明の効果 本発明によれば、電流阻止層にレーザ共振器端面近傍で
溝深さが上記電流阻止層の層厚よりも浅く、レーザ共振
器内部で溝深さが上記電流阻止層の層厚以上であるスト
ライプ溝を形戊し、この上に発振層を積層した後、上記
ストライプ溝の溝深さの浅い領域を取り除くことによっ
て、高出力動作可能であると同時に、低出力動作時にも
安定して動作可能である半導体レーザが製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｆ）は本発明方法の一実施例を説明
するための工程別斜視図、第２図及び第３図は夫々本実
施例装置と比較装置の電流一光出力特性を示す特性図、
第４図は従来装置の製造方法を説明するための工程別斜
視図である。 第２図 ２００ 覧　；気 （ｍＡ） ｐＤＱ 第３図 ６０ １♂Ｏ １２−Ｏ 覧　九　（ｍＡ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に、レーザ共振器方向に延在し、電流通路
   となるストライプ溝が形成された電流阻止層と、活性層
   を含む発振層と、を積層した半導体レーザの製造方法に
   おいて、上記ストライプ溝を、上記レーザ共振器の端面
   近傍で上記電流阻止層の層厚より浅く、上記レーザ共振
   器の内部で上記電流阻止層の層厚以上の深さに形成する
   工程と、この上に上記発振層を積層した後、上記ストラ
   イプ溝の深さの浅い領域を取り除く工程を備えることを
   特徴とする半導体レーザの製造方法。