JPH04303986A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH04303986A
JPH04303986A JP9348491A JP9348491A JPH04303986A JP H04303986 A JPH04303986 A JP H04303986A JP 9348491 A JP9348491 A JP 9348491A JP 9348491 A JP9348491 A JP 9348491A JP H04303986 A JPH04303986 A JP H04303986A
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JP
Japan
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layer
cladding layer
type
upper cladding
ridge
Prior art date
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Pending
Application number
JP9348491A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Arimoto
有本 智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザ装置に関
し、特に、AlGaAs系材料を用いたリッジ導波路型
の短波長半導体レーザ装置において、リッジ形成の制御
性,再現性の高い半導体レーザ装置に関するものである
【0002】
【従来の技術】図3は一般に行われているAlGaAs
系材料を用いたリッジ導波路型レーザ装置の作製フロー
を示す断面図である。
【0003】以下、図3(a) 〜(d) に沿って作
製方法を説明する。まず、図3(a) に示すように、
表面の面方位が(100)のn型GaAs基板1上に、
厚さ1.3μmのn型Al0.48Ga0.52As下
クラッド層2,厚さ0.05μmのAl0.13Ga0
.87As活性層3,厚さ1.3μmのp型Al0.4
8Ga0.52As上クラッド層4a,厚さ0.2μm
のp型GaAs層5を順次、例えばMOCVD(有機金
属気相成長)法を用いてエピタキシャル成長する(第1
回目のエピタキシャル成長)。次に、例えばSiNやS
iO2 などの誘電体膜6をp型GaAs層5上にパタ
ーニングし、これをマスクとし、硫酸系エッチャントを
用いたエッチングを適当な時間行うことにより、図3(
b) に示すような逆メサ型のリッジ構造10aを形成
する。なお、この台形リッジ構造の底幅Wは3〜5μm
、また上クラッド層4aの残し厚hは0.2〜0.3μ
mとなるようにする。
【0004】引き続き、誘電体膜6を選択成長のマスク
として用い、MOCVD法を用いた第2回目のエピタキ
シャル成長により図3(c) に示すように、リッジ構
造10aを埋め込むようにn型GaAs電流ブロック層
7を成長した後、誘電体膜6を除去し、第3回目のエピ
タキシャル成長によりp型GaAsコンタクト層8を図
3(d) に示すように形成し、リッジ導波路型のレー
ザ装置を得ることができる。
【0005】次に動作について説明する。このリッジ導
波路型半導体レーザ装置に順方向に電圧を印加すると、
電流はブロック層7により狭窄されて活性層3に注入さ
れ、ここで電子と正孔の発光再結合により光を発生する
。発生した光は、ダブルヘテロ構造による層厚方向の光
閉じ込め効果と、ブロック層7端における光の吸収によ
る幅方向の光閉じ込め効果により、ストライプ状リッジ
に沿って導波され、かつ1対の劈開端面の間で反射増幅
され、レーザ発振に至る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のAlGaAs系
リッジ導波路型の半導体レーザ装置においては、上述し
たようにリッジ部10aの形成を、上クラッド層4aの
エッチング時間制御のみで行っていたため、上クラッド
層4aの残し厚の制御が困難で、上クラッド層4aの残
し厚のばらつきが大きく、リッジ底部の幅Wのばらつき
も大きいという問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、リッジ導波路形成の制御性が容
易で、再現性の高い、リッジ導波路型の半導体レーザ装
置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、上クラッド層を、AlGaAs系材料より
なる第1の上クラッド層とAlGaInP系材料よりな
る第2の上クラッド層とからなる2層構造とし、リッジ
導波路は、第1の上クラッド層をエッチングストッパ層
として利用して第2の上クラッド層を選択的にリッジ状
にエッチング加工することより形成したものである。
【0009】
【作用】この発明に係る半導体レーザ装置によれば、上
クラッド層をAlGaAs系材料からなる第1の上クラ
ッド層とAlGaInP系材料からなる第2の上クラッ
ド層の2層構造とし、第2の上クラッド層のみを選択エ
ッチングしてリッジ状に加工したものをリッジ導波路と
したので、リッジ導波路が制御性よくしかも再現性よく
形成される。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1(d) は本発明の一実施例による半導体レ
ーザ装置の断面構造を、図1(a) 〜(d) は該構
造の作製フローを示す断面工程図である。図において、
図3と同一符号は同一または相当部分を示し、4bは厚
さ(h=)0.2〜0.3μmのp型Al0.48Ga
0.52Asからなる第1の上クラッド層、4cは厚さ
約1μmのp型(Alx Ga1−x )0.5 In
0.5 Pからなる第2の上クラッド層である。この(
Alx Ga1−x )0.5 In0.5 P上クラ
ッド層4cの組成xについては後述する。
【0011】また、10bはp型GaAs層5及びp型
(Alx Ga1−x )0.5 In0.5 P上ク
ラッド層4cよりなる逆メサ型のリッジである。
【0012】次に作製フローを詳細に説明する。まず、
図1(a) に示すように、従来例の図3(a) と同
様にして、n型GaAs基板1上にn型Al0.48G
a0.52As下クラッド層2,Al0.13Ga0.
87As活性層3,p型Al0.48Ga0.52As
第1上クラッド層4b,p型(Alx Ga1−x )
0.5 In0.5 P第2上クラッド層4c,p型G
aAs層5を順次、例えばMOCVD法を用いてエピタ
キシャル成長する(第1回目のエピタキシャル成長)。
【0013】次に図1(b) に示すように、SiNな
どの誘電体膜6をp型GaAs層5上にパターニングし
、これをマスクとして用いて、まず、例えば酒石酸,過
酸化水素からなるエッチャントによりp型GaAs層5
をエッチングする。このエッチャントでは、p型(Al
x Ga1−x )0.5 In0.5 P第2上クラ
ッド層4cはエッチングされない。
【0014】この後、p型(Alx Ga1−x )0
.5 In0.5 P第2上クラッド層4cはエッチン
グするが、p型Al0.48Ga0.52As第1上ク
ラッド層4bはエッチングしないようなエッチャント、
例えば塩酸と水の混合液(室温)を用いてp型(Alx
 Ga1−x )0.5 In0.5P第2上クラッド
層4cのみを逆メサ形状にエッチングすることにより、
p型GaAs層5及びp型(Alx Ga1−x )0
.5In0.5 P第2上クラッド層4cよりなる逆メ
サ型のリッジ10bを形成する。
【0015】この後は、従来例と全く同じ工程、即ち、
誘電体膜6を選択成長マスクとして用い、MOCVD法
を用いた第2回目のエピタキシャル成長により図1(c
) に示すように、リッジ構造10bを埋め込むように
n型GaAs電流ブロック層7を成長した後、誘電体膜
6を除去し、第3回目のエピタキシャル成長によりp型
GaAsコンタクト層8を図1(d) に示すように形
成し、リッジ導波路型の半導体レーザ装置を得る。
【0016】このように、本実施例におけるリッジ導波
路形成においては、p型Al0.48Ga0.52As
第1上クラッド層4bがp型(Alx Ga1−x )
0.5 In0.5 P第2上クラッド層4cのエッチ
ング時のエッチングストッパ層として作用するため、第
1上クラッド層4bの厚さhの制御はエピタキシャル成
長時の層厚のみに依存し、エッチングによる影響は全く
受けない。このため、逆メサリッジ10bの底幅Wの制
御性が大幅に向上する。
【0017】次に、p型(Alx Ga1−x )0.
5In0.5 P第2上クラッド層の組成xについて説
明する。
【0018】本実施例で説明したAl0.13Ga0.
87As活性層3のバンドギャップエネルギー,屈折率
を各々E1 ,n1 、n型Al0.48Ga0.52
As下クラッド層2及びp型Al0.48Ga0.52
As第1上クラッド層4bのバンドギャップエネルギー
,屈折率を各々E2 ,n2 、p型(Alx Ga1
−x )0.5 In0.5 P第2上クラッド層4c
のバンドギャップエネルギー,屈折率を各々E3 ,n
3 とすると、E1 ≒1.6eV,E2 ≒2eV,
E3 =1.9(x=0)〜2.3(x=1)eVであ
る。
【0019】また、活性層3の組成における発振波長は
、およそ780nmであり、この波長に対し屈折率は各
々n1 ≒3.6,n2 ≒3.4,n3 =3.1(
x=1)〜3.4(x=0)となる。
【0020】本実施例における2層上クラッド構造では
、p型(Alx Ga1−x )0.5 In0.5 
P第2上クラッド層4cのバンドギャップエネルギーと
屈折率が重要である。即ち、活性層3で発生した光が効
率良く活性層3中に閉じ込められるためには、第2上ク
ラッド層4cで光吸収が生じないためにバンドギャップ
エネルギーがE3 >E1 であること、また光がクラ
ッド層中に大きくしみ出さないためにn1 >n2 ≧
n3 である必要がある。780nmの発振波長に対し
て、第2上クラッド層4cのバンドギャップエネルギー
E3 ,屈折率n3 は上記の関係を全て満たしている
。従って、p型(Alx Ga1−x )0.5 In
0.5 P第2上クラッド層4cの組成xは、0≦x≦
1の全ての領域で適用可能である。また、現在実用化さ
れている通常のAlGaAs系レーザの発振波長は78
0〜830nm程度であり、830nmの長波長側にお
いても上記のバンドギャップエネルギーと屈折率の関係
を満たすことができる。
【0021】図2(b)は図1に示した上記実施例の変
形例による半導体レーザの構造を示す断面図である。こ
れはリッジ導波路の形状が順メサ型10cとなったもの
であり、図1と全く同様の工程で作製することが可能で
ある。図2(a) は図1(b) の工程に相当するも
ので順メサリッジ部10cを形成した後の断面図であり
、図2(b) は図1(d) に相当するもので、レー
ザ構造完成後の断面図である。このような本実施例にお
いても上記実施例と全く同様に、制御性よくリッジ形成
を行なうことができる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Al
GaAs系リッジ導波路型の半導体レーザ装置において
、上クラッド層をAlGaAs/AlGaInPからな
る2層構造とし、リッジ導波路は、上層のAlGaAs
層のみをリッジ状に選択エッチングすることにより形成
したので、高い制御性で、しかも再現性良くリッジの形
成を行うことができ、これにより、AlGaAs系の短
波長レーザ装置を高歩留りで実現できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による半導体レーザ装
置及びその作製フローを示す断面図である。
【図2】この発明の第1の実施例の変形例による半導体
レーザ装置及びその作製フローの一部を示す断面図であ
る。
【図3】従来の半導体レーザ装置の作製フローを示す断
面図。
【符号の説明】
1      n型GaAs基板 2      n型AlGaAs下クラッド層3   
   AlGaAs活性層 4b    p型AlGaAs第1上クラッド層4c 
   p型AlGaInP第2上クラッド層5    
  p型GaAs層 6      誘電体膜 7      n型GaAs電流ブロック層8    
  p型GaAsコンタクト層10b  逆メサリッジ 10c  順メサリッジ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  AlGaAs系材料からなる第1導電
    型下クラッド層,活性層,及び第2導電型の第1上クラ
    ッド層、及びAlGaInP系材料からなる第2導電型
    の第2上クラッド層が順次形成されてなるダブルヘテロ
    構造からなり、前記第2導電型の第1上クラッド層をエ
    ッチングストッパ層として前記第2導電型の第2上クラ
    ッド層のみを選択的にリッジ状にエッチング加工し、リ
    ッジ導波路構造を作製してなることを特徴とする半導体
    レーザ装置。
JP9348491A 1991-03-29 1991-03-29 半導体レーザ装置 Pending JPH04303986A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0790685A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-20 Lucent Technologies Inc. Semiconductor laser with low beam divergence

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01138782A (ja) * 1987-11-25 1989-05-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JPH0349289A (ja) * 1989-07-17 1991-03-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置

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