JPH03225985A - 屈折率導波型半導体レーザ装置 - 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、リッジ構造を有する屈折率導波型半導体レー
ザ装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の屈折率導波型半導体レーザ装置の構造とその製造
方法を以下に説明する。

第２図（Ａ）〜（Ｆ）は、従来の屈折率導波型半導体レ
ーザ装置の製造方法を示す図である。

まず、第２図（Ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ（ｉｅｔ
ａｌｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈｅｎ＋１ｃａｌ　ｖａｐｏｒ
　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；有機金属気相成長）法を用い
て、基板１上にｎ型クラッド層２を成長させ、その上に
活性層３、ｐ型インナークラッド層４、エツチングスト
ッパー層５、ｐ−アウタークラッド層６を順次積層させ
て成長させる。

次に、第２図（Ｂ）に示すように、このｐ−アウターク
ラッド層６上に５１０２膜９をスパッタ等により設け、
フッ酸系溶液によりエツチングをして、Ｓ　ｉ　Ｏｚ膜
９のストライプを形成する。

そして、この５ｉ０２膜９のストライプをマスクにして
、硫酸または硝酸系の溶液により、エツチングストッパ
ー層５までｐ−アウタークラッド層６をエツチングし、
ｐ−アウタークラッド層６のリッジ（ｒｉｄｇｅ　）を
形成する（第２図（Ｃ））。

さらに、この工程によって露出したエッチングストッパ
ー層５上に再度ＭＯＣＶＤ法を用いてフロック層７を形
成させるが、このときはＳ　ｉ　Ｏ２膜９上にはブロッ
ク層７は成長しない（第２図（Ｄ））。

そして、Ｓ　ｉ　Ｏ２膜９をフッ酸系溶液により除去し
た後（第２図（Ｅ））、その上にコンタクト層８を成長
させる（第２図（Ｆ））。

以上の様にして半導体レーザ装置は得られるが、上記エ
ツチングストッパー層５は、アウタークラッド層６をエ
ツチングする際、インナークラッド層４の上で、エツチ
ングを精度良く停止させるために設けられたものであり
、このエツチングストッパー層５の材料としては単層で
ｐ−アウタークラッド層６とは組成が異なり、しかも、
活性層３から発振されるレーザの発振波長を吸収しない
ために活性層３よりバンドギャップエネルギーの大きい
半導体材料を用いていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、半導体装置では、その製造における結晶成長
時あるいはその後で外部から力か加わると、「転位」と
呼ばれる格子欠陥が生じることが多い。

これは、結晶に外力が加わると格子面のすべりが誘起さ
れ、２つのすべり面の交線で転位が次々と増殖していく
ものであり、特に同じ素材の結晶が積層されている場合
では、この転位は次の層へも伝搬していく。

また、異なる素材の結晶が積層されている場合には、異
なる素材側にも転位か伝搬される場合と、積層面で折れ
まがり、異なる素材側には転位が伝搬しない場合とか存
在するが、どちらかに制御する方法は今のところ見いだ
されていない。

そして、従来の屈折率導波型半導体レーザ装置では、特
に、ブロック層７の成長時に第２図（Ｃ）に示す転位発
生面１０より発生した転位がエツチングストッパ層５を
通り、ｐ−インナークラッド層４へ伝搬して、さらには
発光領域である活性層３にまで及び、このなめ、半導体
レーザ装置として作動しなかったり、寿命が短くなった
りするという課題かあった。

そこで、本発明は上記した従来の技術の課題を解決して
、ブロック層の成長時に転位が発生しても、インナーク
ラッド層へはこの転位が伝搬されない構成とすることに
より、信頼性が高く寿命の長い屈折率導波型半導体レー
ザ装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための手段として、少なくとも基板
、第１のクラッド層、活性層、第２のクラット層がこの
順番に設けられ、この第２のクラッド層をインナークラ
ッド層とアウタークラッド層とに分離して、このアウタ
ークラッド層をエツチングしてリッジ構造とした屈折率
導波型半導体レーザ装置において、前記したインナーク
ラッド層とこのリッジ構造とした前記アウタークラッド
層との間に超格子よりなる層を設けたことを特徴とする
屈折率導波型半導体レーザ装置を提供しようとするもの
である。

（実施例） 本発明の屈折率導波型半導体レーザ装置の一実雄側とし
て、本発明を使用した短波長半導体レーザ装置の構造の
一実施例を第１図に示す。

この短波長半導体レーザ装置では、基板１にｎ−ＧａＡ
ｓを用へその上にｎ−１ｎ□、５　　（ＧａＯ’、５Ａ
ｔ、５）。ｓＰのｎ−クラッド層２を成長させ、その上
にＩｎｏ、５”’０．５　Ｐの活性層３、ｐ−１ｎｏ、
　ｓ　　（Ｇａ、　ｓ＾０．５）。、５Ｐのｐ−インナ
ークラッド層４をこの順番で従来例と同様にＭＯＣＶＤ
法により各々積層させて成長させる。

次にｐ−インナークラッド層４上に超格子の叶エツチン
グストッパー層１１を成長させる。

この超格子のｐ−インナークラッド層４は、ｐ−Ｉｎ０
．５　ＧａＯ，５Ｐを２０人、ｐ−１ｎｏ、５（Ｇａｏ
、５ＡＩ、５）０．５　Ｐを１００人づつ５回繰り返し
て積層し、合計１０層からなる積層構造を有したもので
ある。

そして、この超格子よりなるｐ−エツチングストッパー
層１１上には、ｐ−Ｉｎ、　ｓ　　（Ｇａｏ、ｓ＾’０
．５　＞Ｐのｐ−アウタークラッド層６を積層させる。

次に、従来例と同様に、このｐ−アウタークラッド層６
上に約３０００人の厚さのＳ　ｉ　Ｏ２膜９をスバツタ
等により設け、フッ酸系溶液によりエツチングをして、
Ｓ　ｉ　Ｏ２膜９のストライプを形成する。

そして、このＳ　ｉ　Ｏ２膜９のストライプをマスクに
して、硫酸または硝酸系の溶液により、超格子のｐ−エ
ツチングストッパー層１１までｐ−アウタークララ・ド
層６をエツチングし、ｐ−アウタークラッド層６のリッ
ジを形成する。

さらに、Ｓ　ｉ　Ｏ２膜９上以外の部分であるこの工程
によって露出しなｐ−エツチングストッパー層１１上に
再度ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＧａＡｓのブロック層７
を形成する。

そして、Ｓ　ｉ　０２膜９をフッ酸系溶液により除去し
た後、その上にｐ−ＧａＡｓのコンタクト層８を成長さ
せて半導体レーザ装置を得た。

この半導体レーザ装置では、ｐ−エツチングストッパー
層１１として、多層構造の超格子を用いたので、ブロッ
ク層７の成長時に発生した転位のうち幾つかは、この超
格子内のｐ−１ｎ□、５　Ｇａｏ、ｓ　Ｐの層とｐ−Ｉ
ｎ　　　（Ｇａ　　　Ａｔ　　　）　　　Ｐの層との間
０．５　　０．５　０．５　０．５ の積層面を通り何層かは伝搬されるか、最終的には、途
中の積層面で折れまがり、ｐ−インナークラッド層４や
活性層３にまで伝搬することは殆どなくなるので、半導
体レーザ装置として作動不良や待命の短縮という問題点
は解消されることになる。

なお、本実施例では、ｐ−エツチングストッパー層とし
て超格子を用いたが、ｐとＨの極性か逆の半導体レーザ
装置においてｎ−エツチングストッパー層として超格子
を用いても同様の効果が得られるのは勿論である。

また、本実施例では、超格子として、ｐ−Ｉｎ□、５Ｇ
ａｏ、５Ｐを２０人、ｐ−Ｉｎ、　５（Ｇ’ａｏ、５＾
’０．５　）０．５　Ｐを１００人づつ５回繰り返して
積層し、１０層からなる積層構造を有したものを用いた
が、超格子の材料はこれに限定されるものではなく、超
格子構造をとる半導体材料でエツチングストッパー層と
しての作用も持合わせていれば良い。

さらに、より多層構造の超格子を用いれば、それだけ転
位の伝搬する確率が下がり、また、半導体レーザ装置と
しては、エツチングストッパー層はより薄い方か良いの
で、この超格子は、できるだけ薄く、かつより多層構造
を有しているものか適している。

（発明の効果） 本発明の屈折率導波型半導体レーザ装置は、エツチング
ストッパー層として超格子を用いたので、ブロック層に
発生した転位は、この超格子内の途中の積層面で折れま
がり、インナークラッド層や発光領域である活性層３に
伝搬・することがない。

したがって、作動不良がなく、寿命の長い屈折率導波型
半導体レーザ装置を提供することかできるという効果か
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の屈折率導波型半導体レーザ装置の一実
緒例を示す構成図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）は従来の屈折
率導波型半導体レーザ装置の製造過程を説明するための
図である。 １・・・ｎ−基板、２・・・ｎ−クラッド層、３・・・
活性層、４・・・ｐ−インナークラッド層、 ５・・・（単層の）エツチングストッパー層、６・・・
ｐ−アウタークラッド層、７・・・ｎ−ブロック層、８
・・・ｐ−コンタクト層、 ９・・・５ｉ０２膜、 Ｏ・・・転位発生面、 １・・・ （超格子の） エツチングストッパー層。 特 許

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも基板、第１のクラッド層、活性層、第２のク
   ラッド層がこの順番に設けられ、この第２のクラッド層
   をインナークラッド層とアウタークラッド層とに分離し
   て、このアウタークラッド層をエッチングしてリッジ構
   造とした屈折率導波型半導体レーザ装置において、 前記したインナークラッド層とこのリッジ構造とした前
   記アウタークラッド層との間に超格子よりなる層を設け
   たことを特徴とする屈折率導波型半導体レーザ装置。