JPH0334595A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ及びその製造方法

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JPH0334595A
JPH0334595A JP1170116A JP17011689A JPH0334595A JP H0334595 A JPH0334595 A JP H0334595A JP 1170116 A JP1170116 A JP 1170116A JP 17011689 A JP17011689 A JP 17011689A JP H0334595 A JPH0334595 A JP H0334595A
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JP
Japan
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semiconductor laser
buried
ridge
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JP1170116A
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English (en)
Inventor
Masaya Mannou
萬濃 正也
Mototsugu Ogura
基次 小倉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は情報の光通信あるいは光消去・記録・再生など
に用いることのできる可視光半導体レーザに係わり、特
にMOVPE法による製造に適した半導体レーザ及びそ
の製造方法に関する。
従来の技術 ディジタル・オーディオ・ディス久 光ディスクファイ
ル、レーザプリンター等の情報処理装置用光源として0
.6μm帯のA IGa InP/ GaAs系可視光
半導体レーザが要望されている。従来の半導体レーザは
例えば第3図に示すような構造である。この埋込み構造
(よ ストライプ状の活性層の側面を禁制帯幅の大きな
半導体層で埋め込んだ構造を有しており、単一横モード
で低しき、い値かつ効率の良い半導体レーザとしてGa
InAsP/ InP系では実用化されているものであ
り、屈折率導波構造の最もポピユラーなものである。以
下、従来の埋込み構造をAlGa1nP/GaAs系可
視光半導体レーザに適用した第3図の場合について説明
する。 lはn−GaAs基楓2はn−AIGaInp
クラッド恩 3はGaInP活性# 4はp−AlGa
1nPクラツド凰 5はP−GaAsキャップ凰11は
高抵抗AlGaAs埋込み凰 9及び10はそれぞれn
、p側電極である。以上のような構造はMOVPE法に
より形成されている。この構造において、高抵抗AlG
aAs埋゛込み層11はGaInP活性層3より禁制帯
幅が広く低屈折率であるたム 電流はGaInP活性層
にしか流れず、光は横方向に屈折率差がつき閉じ込めら
れも 発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような埋込み構造において、単一横モ
ード発振を得るには活性層幅を1〜2μmと狭くする必
要があっt:、  AlGa1nP四元混晶は材料の抵
抗が高いため活性層幅を狭くするとシリーズ抵抗が大き
くなり動作電圧が高くなるという問題があっfQ、  
同時に 共振器端面での光密度が大きくなり、高出力動
作が困難でありtも  そこで、本発明の目的は 活性
層幅を広くして上記の欠点を同時に除去でき、単一横モ
ードで高出九 長時間の安定動作が可能な良好なAIG
aInP/GaAs系可視光半導体レーザを再現性良く
提供することにある。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明の半導体レーザ及びそ
の製造方法はMOVPE法の特徴を巧みに利用したもの
であり、GaAs基板上に(AlXGa1−x)s、5
lns、sPを活性層とL(A1yGa+−y)s、5
lns、sPをクラッド層とするダブルヘテロ構造(こ
こでX及びyはO≦X<y≦1)を有する半導体レーザ
において、前記ダブルヘテロ構造をストライプ状のメサ
構造とし 前記活性層側面を覆う埋込み層と前記活性層
両端部近傍からのしみ出し光を吸収する光吸収層とを具
(ML、  前記埋込み層は前記活性層より禁制帯幅が
広く屈折率が小さい半導体層であり、前記光吸収層は前
記活性層より禁制帯幅が狭く屈折率が大きい半導体層で
あることを特徴とすも またその製造方法はGaAs基
板上に(A1xGa+−x)m、 s Inn、sPを
活性層とj、、  (A1yGa+−y)s、sln@
、sPをクラッド層とするダブルヘテロ構造(ここでX
及びyはO≦X<y≦1)を形成する第1の結晶成長工
程と、エツチングして前記ダブルヘテロ構造をストライ
プ状のメサ構造とする工程と、前記活性層側面を覆う埋
込み層と前記活性層両端部近傍からのしみ出し光を吸収
する光吸収層とを連続的に形成する第2の結晶成長工程
とを含み前記埋込み層は前記活性層より禁制帯幅が広く
屈折率が小さい半導体層とし 前記光吸収層は前記活性
層より禁制帯幅が狭く屈折率が大きい半導体層とするこ
とを特徴とする。この場合、AlGaAs埋込み層は薄
いので活性層両端部においては光閉じ込めを行うに十分
な厚さのクラッド層がないので光分布の裾野が光吸収層
にかかる。
作用 本発明の作用は以下のように説朋できも つまり、活性
層のまわりを低屈折率AlGaAs埋込み層で覆ってい
るため光は活性層に閉じ込められる。しかし 活性層の
両端部では光分布の裾野が光吸収層にかかるように埋込
み層は十分薄くなっている。
このたべ 基本横モードに対する活性層の導波損失に比
べ高次横モードに対する導波損失が大きくなっており、
活性層の幅を広くしても単一横モード発振が維持できも
 また活性層の幅が広くできるためシリーズ抵抗を小さ
くでき動作電圧の低減がはかれる。さらに共振器面での
光密度も低減でき高出力動作が可能となる。活性層幅っ
まりリッジ構造のストライプ幅が広くできるので作製が
容易となる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明の半導体レーザの概略断面@ 第2図は製
造方法を示す工程図である。本発明の半導体レーザの構
成は図1に示すようiQ  n−GaAs基板1上にn
−AlGa1npクラッド層2、GaInP活性層3、
p−AIGaInPクラッド層4、P−GaAsキャッ
プ層5が順次形成されている。ダブルヘテロ構造は幅6
μmの順メサ状のりッジ構造となっており、その側面に
は薄い高抵抗A lGaAs埋込み層6、高抵抗GaA
s光吸収光吸収用7されている。この構造において、G
a I nPP性層3の側面はGaInPよりも禁制帯
幅が広く低屈折率の高抵抗AlGaAs埋込み層6で覆
われているので、電流 光ともGa1nP活性層3内に
閉じ込められる。 しかしリッジ部は順メサ状(くIT
O>ストライプ)であるためGa I nP活活性層3
端端近傍ではp−AlGa1nPクラッド層4が薄く、
光分布の裾野が高抵抗GaAs光吸収光吸収用7ん こ
の光吸収によりリッジ幅が広くとも高次横モードは抑圧
された単一横モード発振が可能となっtラ  同時にシ
リーズ抵抗は6Ω以下と低く低動作電圧で、しきい値電
流50mAでのレーザ発振が得られtも  共振器端面
での光密度が低減され最高発振光出力30mWが得られ
た この構造で非点隔差を測定したとこ& 4μm以下
と小さく出力依存性はほとんどなかっ1.  本発明の
半導体レーザの製造方法は以下の通りであも 第2図A
に示すごとく、n−GaAs基板1上にn−AIGaI
npクラッド層2、GaInP活性層3、p−AIGa
InPクラッド層4、及びP−GaAsキャップ層5を
MOVPE法により順次エピタキシャル成長すん 次い
で、P−GaAsキャップ層5上にSio2膜8を設置
す、 6μmの< ITO>方向のストライプを形成後
、SiO2膜8をマスクとして化学エツチングによりn
−AIGaInp層2まで除去し リッジ構造を形成す
も この啄 リッジ部は順メサ形状となる。 (第2図
B)その後、上記の5i(h層8を選択マスクとしてリ
ッジ構造側面に高抵抗AlGaAs埋込み層6 (A 
IAs組戊はたとえば0.6)を0.2μH高抵抗Ga
As光吸収光吸収用7が平坦となるようにMOVPE法
により順次エピタキシャル成長す7)c、(第2図C)
MOV P E法を用いると活性なAIを含むAIGa
Inp層上にも良好な高A IAs組戒0戒lGaAs
層を゛再成長でき、Ga1nP活性層3の側面の膜厚は
再現性良く所望の値となる。次L  5iOa膜8を除
去後、スリット状のストライプ窓を形成した後、n側電
極9及びp側電極lOとしてそれぞt’t、  AuG
e/Au、Ti/Pt/Auを被着させる。その後、へ
き開により共振器端面を形成する。最後に 所定の大き
さに切断して、これをマウント、パッケージングして半
導体レーザを得も(第2図D)このような製造方法にお
いて(よ ストライプ幅が広いので再現性良くリッジ構
造が形成され 素子の詩法 歩留まりの向上がはかられ
り低  以上の説明においてAlGa1nP/GaAs
系のダブルヘテロ構造を形成した場合についてGaIn
P活性層を用いて説明したIJ<、  AIGaInP
活性層や量子井戸構造の活性層であっても何等問題はな
鶏 又 本発明はP−GaAs基板上に 上記実施例と
は反対の導電型の各層を成長じた場合にも適用されるの
は言うまでもなし1 里心 埋込層及び光吸収層は高抵
抗層としたが電流狭窄できるような構造であれば高抵抗
層とする必要はな鶏 又 成長方法としてMOVPE法
を用いた爪 分子線成長法や他の気相成長法の適用も可
能であも リッジ構造はここでは順メサ状とした力(こ
れに限らな鶏発明の効果 以上述べてきたように 本発明によれ番数 活性層幅を
従来の埋込み構造の半導体レーザより広くできるので、
動作電圧と光密度の低減ができ、容易に高出力かつ単一
横モードのAIGaInP/GaAs系可視光半導体レ
ーザが得られ光ディスク等の光情報処理装置用光源とし
て実用上効果は大であも
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の半導体レーザの模式飄 第2
図は同実施例の半導体レーザの製造方法を示す製造工程
は 第3図は従来の埋込み構造半導体レーザの模式図で
あも 1 ・・・・n−GaAs基板2 ・・−・n−AIG
aInpクラッド層、3・・・・GaInP活性層、 
4−−−−p−AIGaInPクラッド層、5・・・・
P−GaAsキャップ凰 6・・・・高抵抗AlGaA
s埋込み凰 7・・・・高抵抗GaAs光吸収# 8・
・・・5inspL 9・・・・n側型K  10・・
・・p側電極 11・・・・高抵抗AlGaAs埋込み

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)GaAs基板上に(Al_XGa_1_−_X)
    InPを活性層とし、(Al_yGa_1_−_y)I
    nPをクラッド層とするダブルヘテロ構造(ここでX及
    びyは0≦X<y≦1)を有する半導体レーザにおいて
    、前記ダブルヘテロ構造をストライプ状のメサ構造とし
    、前記活性層側面を覆う埋込み層と前記活性層両端部近
    傍からのしみ出し光を吸収する光吸収層とを具備し、前
    記埋込み層は前記活性層より禁制帯幅が広く屈折率が小
    さい半導体層であり、前記光吸収層は前記活性層より禁
    制帯幅が狭く屈折率が大きい半導体層であることを特徴
    とする半導体レーザ。
  2. (2)GaAs基板上に(Al_XGa_1_−_X)
    InPを活性層とし、(Al_yGa_1_−_y)I
    nPをクラッド層とするダブルヘテロ構造(ここでX及
    びyは0≦X<y≦1)を少なくとも形成する第1の結
    晶成長工程と、エッチングして前記ダブルヘテロ構造を
    ストライプ状のメサ構造とする工程と、前記活性層側面
    を覆う埋込み層と前記活性層両端部近傍からのしみ出し
    光を吸収する光吸収層とを連続的に形成する第2の結晶
    成長工程とを含み、前記埋込み層は前記活性層より禁制
    帯幅が広く屈折率が小さい半導体層とし、前記光吸収層
    は前記活性層より禁制帯幅が狭く屈折率が大きい半導体
    層とすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  3. (3)埋込み層はAl_aGa_1_−_aAsで、光
    吸収層はAl_bGa_1_−_bAsである(ここで
    a及びbは0≦b<a≦1)ことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項及び第2項記載の半導体レーザ。
  4. (4)結晶成長工程が有機金属気相成長法もしくは分子
    線成長法などの熱非平衡状態での結晶成長技術により形
    成されていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の半導体レーザの製造方法。
JP1170116A 1989-06-30 1989-06-30 半導体レーザ及びその製造方法 Pending JPH0334595A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6443299B2 (en) 1998-03-09 2002-09-03 Meiko Kaisei Kogyo Kabushiki Kaisha Recording medium disc storage case and a recording medium disc
WO2004027951A1 (en) * 2002-09-17 2004-04-01 Bookham Technology Plc High power semiconductor laser diode and method for making such a diode
JP2009135555A (ja) * 2009-03-25 2009-06-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体光増幅器及びその製造方法

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