JPH047887A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH047887A
JPH047887A JP10992690A JP10992690A JPH047887A JP H047887 A JPH047887 A JP H047887A JP 10992690 A JP10992690 A JP 10992690A JP 10992690 A JP10992690 A JP 10992690A JP H047887 A JPH047887 A JP H047887A
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gaas
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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、単一横モードで発振するAJGaInP系の
半導体レーザ装置に関する。
(従来の技術) 最近、有機金属熱分解法(以後MOVPEと略す)によ
る結晶成長により形成され、単一横モードで発振するA
JGaInP系の半導体レーザ装置として、第3図に示
すような構造が報告されている(第50回応用物理学会
学術講演会講演予稿集 第3分冊 p893 28a−
ZG−4,)。
この構造の製作においては、第一回目の成長で。
型GaAs基板1上に、n型(AJ 。
Gao、4) o、s T no、s Pクラッド層2
、GaInP活性層3、P型(Aj o、b G ao
、4 ) 6.5 In、、pクラッド層4、p型Ga
o、5 I no、s P層8、p型GaAsコンタク
トM9を順次に形成する。次にフォトリソグラフィーに
よりSiOをマスクとして、メサストライプを形成する
。そしてSiOマスクをつけたまま、第二回目の成長を
行ないエツチングしたところをAjo、s I no、
82層11、n型GaAs層12で埋め込む。次にSi
Oマスクを除去し、p、n各電極を形成しレーザチップ
に加工する。
この構造により電流はAjo、s I no、s P層
11、n型GaAs層12によりブロックされメサスト
ライプ部にのみ注入される。また、メサストライプ形成
のエツチングのときに、メサストライプ部以外のP型ク
ラッド層4の厚みを光の閉じ込めには不十分な厚みまで
エツチングするのでAJ o、s ■no、s P層1
1のある部分では、このA、Ila、s I no、s
 P層11に光が反射され、横方向に実屈折率差がつき
メサストライプ部にのみ光は導波される。このようにこ
の構造では、電流狭窄機構と光導波機構が同時に作り付
けられ、実屈折率導波型のレーザとなるから非点収差も
小さい。
(発明が解決しようとする課題) 上述の第3図の構造では、成長回数を皿回にとどめて電
極を形成しているがこの方法だとP型コンタクト層と電
極の接触面積が小さく素子の電気特性を良好に再現性よ
く得ることが難しくなる。
この問題を防ぐには、成長回数を一回増し全面にP型コ
ンタクト層を成長して全面電極とした構造があるが、こ
れだと成長回数が増え煩雑になってしまう。また従来の
製作方法では、Aj、、。
In0.5P層を誘電体膜をマスクとして選択的に結晶
成長しているが、A、Ilを含む混晶系は誘電体膜上に
析出しやすく適当な成長技術の確立が困難である。この
ように従来の半導体レーザ装置には解決すべき課題があ
った。
本発明の目的は、上述の課題を解決し、簡便に製作でき
、非点収差の小さい横モード制御構造のAJIGaIn
P系半導体レーザ装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の半導体レーザ装置は、n型GaAs基板上に、
GaInP若しくはAJGaInPスはそれらの量子井
戸層からなる活性層と、この活性層を挟み活性層よりも
屈折率の小さなAJGaInPからなるクラッド層とか
らなるダブルヘテロ構造が形成してあり、前記活性層の
上側の前記クラッド層はP型(Aj x Ga1−x 
) o、s I n0.5Pでなり、この上側のクラッ
ド層は層厚が部分的に厚くなることにより形成されるス
トライプ状のメサ構造を有し、このメサ構造の上面にP
型GaInP層を有し、これらの構造の上全面に、前期
P型GaInP層上面以外の部分では量子準位が活性層
のエネルギーギャップよりも大きくなる厚みのGaAs
層を有し、これらの構造の上全面にP型(AIl y 
Ga1−y ) o、s I no、s P (Y>X
)層を有することを特徴とする。
(作用) 本発明の構造によれば、メサ構造の上面以外の部分では
量子準位が活性層のエネルギーギャップよりも大きくな
る厚みのGaAs層を有している。
このGaAs層を挟み込んでいるP型(AJ 。
G a +−x ) o、s I no、s Pクラッ
ド層とP型(AN Y GELr−v ) o、s I
 no、s P (Y>X)層に、GaAs層との大き
なバンド不連続によるキャリヤーの空乏層が広がり、素
子にバイアスしてもその電圧は、P型(AJ x Ga
+−x ) a、sTn’0.5Pクラッド層中の空乏
層にかかり、ホールが流れることができなくなり電流の
ブロック層として働く。これに対しメサ部分ではP型(
AJ x Ga+ −K ) 0.5 I na、、P
クラッド層とGaAs層の間にP型GaInP層がある
ので、バンド不連続は小さくなり、ホールはこの部分を
流れることができる。このようにして電流はメサ部分の
みに注入される。またGaAs層は、量子準位が活性層
のエネルギーギャップよりも大きくなる厚みと規定しで
あるので活性層の光は吸収できない。そして構造の上全
面のP型(Aj YGa、−y ) o、s I no
、s P (Y>X)層はP型(AJ x G a +
 −x ) o、s I n o、s Pクラッド層よ
りも屈折率が小さいので、光の吸収を用いナイ実屈折率
型の導波機構となり非点収差を小さく押さえることがで
きる、そしてこの構造では皿回の少ない成長回数で全面
電極が形成でき、しかも良好な電気特性を容易に得るこ
とができる。
(実施例) 本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示す断
面図であり、第2図はその工程図である。
第1図は、実施例のレーザチップを共振器軸に垂直な面
で切断して示している。
本実施例の製作においては、まず−回目の減圧MOVP
Eによる成長で、n型GaAs基板1(Siドープ; 
n ” 2 X 10 ”Ql+−’)上に、n型(A
j o、* Gao、4) o、s I no、s P
クラッド層2(n=5X1017c+n−’;厚み1μ
m>、Gao、5 I no、5 P活性層3(アンド
ーグ;厚み0.1μm) 、P型(Ajo、* Gao
、4) o、s In0.5Pクラッド7w4 (P=
5X10′7Cal−’;厚み1.0μm) 、p型G
ao、s I no、s Pキヤツプ層5を順次に成長
した(第2図(a))、成長条件は、温度700℃、圧
カフ0Torr、■/I I Tm2O3、キャリヤガ
ス(H2)の全流量151/minとした。原料として
は、トリメチルインジウム(TMI : (CH3)3
 In)、トリエチルガリウム(TEG : (C2H
5) 5Ga)、)リメチルアルミニウム(TMA: 
(cHs)iAj)、アルシン(AsHs)、ホスフィ
ン(PHs)、n型ドーパント:セレン化水素(HzS
e)、p型ドーパント:シクロペンタヂエニルマグネシ
ウム(CptMg)を用いた。こうして成長したウェハ
にフォトリングラフィにより@4μmのスイライブ状の
5in2マスク10を形成した(第2図(b))。次に
この5102マスク10を用いて臭化水素酸系のエツチ
ング波により、P型(Aj o、6Gao、4) o、
s I n0.5Pクラッド層4の途中まで(ここでは
0.8μmとした)をメサ状に工・yチップした(第2
図(c))、つぎにS i O2マスクを除去した(第
2図(d))。そして減圧MOVPEにより二回目の成
長を行ない、P型GaAs層6、P型(AJ o、 1
Gao、z ) o、s I no、s Pキヤツプ層
7 (P=5X10”an−’;厚み1゜Otcm>、
p型Gao、s I no、s P層8、P型GaAs
コンタクト層9、を形成した(第2図(e))。最後に
p、n両電極を形成してキャビティ長300μmにへき
関し、個々のチップに分離した。
こうして得られた本発明の半導体レーザ装置における非
点収差は4μm以下である。また、上述の製作工程から
れかるようにこの良好な特性のレーザ装置を得るための
成長回数は皿回でありかつ全面電極が形成できる。
以上に述べた実施例では、活性層やクラッド層の組成を
規定したが、活性層組成は製作するレーザ装置に要求さ
れる発振波長要件を満たす組成または量子井戸にすれば
よく、クラッド層組成は用いる活性層組成に対して光と
キャリヤの閉じ込めが十分にできる組成を選べばよい、
またレーザ装置に要求される特性によりSCH構造にす
るなどクラッド層をより多層化することもできる。
(発明の効果) このように本発明により、非点収差の小さい半導体レー
ザ装置が自己整合的に、少ない製作工程で製作できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す断面図、第2図(a)〜
(e)はその実施例の制作工程を示す断面図、第3図は
従来の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。 1−−− n型GaAsM板、2 ・n型(AJo、4
Gao、  ) o、s I no、s Pクラッド層
、3・・・Gao、s I no、s P活性層、4−
= p型(Ajo、aGao、、) o、s I no
、s Pクラッド層、5−P型Gao、s I no、
s Pキヤツプ層、6 ・P型GaAS層、7 =・P
型(Ajo、  Gao、  )。 In0.5Pキャップ層、8 ・P型G a 。 In0.5P層、9−P型GaAsコンタクト層、10
−3 i O2膜、11−AJ o、s G ao、s
 P層、12−−・n型Q a A s層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 n型GaAs基板上に、GaInP若しくはAlGaI
    nP又はそれらの量子井戸層からなる活性層と、この活
    性層を挟み活性層よりも屈折率の小さなAlGaInP
    からなるクラッド層とからなるダブルヘテロ構造が形成
    してあり、 前記活性層の上側の前記クラッド層はp型(Al_XG
    a_1_−_X)_0_._5In_0_._5Pでな
    り、この上側クラッド層は層厚が部分的に厚くなること
    により形成されるストライプ状のメサ構造を有し、この
    メサ構造の上面にp型GaInP層を有し、これらの構
    造の上全面に、前期p型GaInP層上面以外の部分で
    は量子準位が活性層のエネルギーギャップよりも大きく
    なる厚みのGaAs層を有し、 これらの構造の上全面にp型(Al_YGa_1_−_
    Y)_0_._5In_0_._5P(Y>X)層を有
    することを特徴とする半導体レーザー装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006030746A1 (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 The University Of Tokyo 半導体発光素子

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