JPH06152055A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH06152055A JPH06152055A JP30008592A JP30008592A JPH06152055A JP H06152055 A JPH06152055 A JP H06152055A JP 30008592 A JP30008592 A JP 30008592A JP 30008592 A JP30008592 A JP 30008592A JP H06152055 A JPH06152055 A JP H06152055A
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- semiconductor laser
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 １．０μｍ以下の厚さのＺｎＳxＳｅ1-x（０
≦Ｘ≦１）により電流狭窄を行なった、１００μｍ以上
の電流注入される活性層幅を持つ半導体レーザ。 【効果】 ＧａＡｓと格子定数の近いＺｎＳxＳｅ
1-x（０≦Ｘ≦１）により電流狭窄を行なうことで、半
導体レーザの活性層に働く応力を抑え、特性劣化のない
高出力発振が可能な半導体レーザとなる。
≦Ｘ≦１）により電流狭窄を行なった、１００μｍ以上
の電流注入される活性層幅を持つ半導体レーザ。 【効果】 ＧａＡｓと格子定数の近いＺｎＳxＳｅ
1-x（０≦Ｘ≦１）により電流狭窄を行なうことで、半
導体レーザの活性層に働く応力を抑え、特性劣化のない
高出力発振が可能な半導体レーザとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は１００μｍ以上の電流注
入される活性層幅を持つ高出力半導体レーザに関する。
入される活性層幅を持つ高出力半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、１００μｍ以上の電流注入される
活性層幅を持つ高出力半導体レーザに関し、電流狭窄通
路作製用の絶縁膜としては、一般に、ＳｉＯ2 等の誘電
体膜が使用されていた。
活性層幅を持つ高出力半導体レーザに関し、電流狭窄通
路作製用の絶縁膜としては、一般に、ＳｉＯ2 等の誘電
体膜が使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＳｉＯ2 等の
誘電膜ではコンタクト層との格子整合が不可能であり、
それによって活性領域に加わる応力は大きなものとなる
ため、半導体レーザの劣化を早める原因となる。
誘電膜ではコンタクト層との格子整合が不可能であり、
それによって活性領域に加わる応力は大きなものとなる
ため、半導体レーザの劣化を早める原因となる。
【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解決
するもので、その目的は信頼性の高い高出力半導体レー
ザを提供するところにある。
するもので、その目的は信頼性の高い高出力半導体レー
ザを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上に述べたような課題
を解決するため、本発明の半導体レーザは、同一単結晶
基板上に成長した、１００μｍ以上の電流注入される活
性層幅を持つ半導体レーザに於て、電流狭窄通路作製用
の絶縁膜にＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）を用いること
を特徴とする。また、ＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）の
厚さを１．０μｍ以下にすることを特徴とする。
を解決するため、本発明の半導体レーザは、同一単結晶
基板上に成長した、１００μｍ以上の電流注入される活
性層幅を持つ半導体レーザに於て、電流狭窄通路作製用
の絶縁膜にＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）を用いること
を特徴とする。また、ＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）の
厚さを１．０μｍ以下にすることを特徴とする。
【０００６】
（実施例１）実施例１に、単一ワイドストライプの利得
導波型半導体レーザの場合を述べる。
導波型半導体レーザの場合を述べる。
【０００７】本発明の実施例１に於ける半導体レーザの
斜視図を図１に示し、製造順序に従って説明する。ｎ型
ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０
２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層１
０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ光閉じ込め
層１０４を０．１５μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓから成る多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓ光閉じ込め層１０６を０．５５μｍ、ｐ型Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層１０７を０．８μｍ、ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１０８を０．６μｍを順次有機金
属化学気相成長法で成長する。
斜視図を図１に示し、製造順序に従って説明する。ｎ型
ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０
２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層１
０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ光閉じ込め
層１０４を０．１５μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓから成る多重量子井戸活性層１０５、ｐ型Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓ光閉じ込め層１０６を０．５５μｍ、ｐ型Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層１０７を０．８μｍ、ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１０８を０．６μｍを順次有機金
属化学気相成長法で成長する。
【０００８】図２に、図１に於ける多重量子井戸活性層
１０５の詳細を示す。ＧａＡｓ井戸層２０１が４層、Ａ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ障壁層２０２が３層、交互に形成され
ている。ここで井戸層の厚さは１０ｎｍ、障壁層の厚さ
は７ｎｍである。有機金属気相成長法の成長速度、ガス
の切り替え速度を最適化することにより、井戸層と障壁
層のヘテロ界面の組成変化に要する厚さは単原子層厚
（約０．２８ｎｍ）以下になり極めて急峻である。
１０５の詳細を示す。ＧａＡｓ井戸層２０１が４層、Ａ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ障壁層２０２が３層、交互に形成され
ている。ここで井戸層の厚さは１０ｎｍ、障壁層の厚さ
は７ｎｍである。有機金属気相成長法の成長速度、ガス
の切り替え速度を最適化することにより、井戸層と障壁
層のヘテロ界面の組成変化に要する厚さは単原子層厚
（約０．２８ｎｍ）以下になり極めて急峻である。
【０００９】その後の製造プロセスの各工程終了後の断
面図を図３と図４に示す。熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層
３０１を堆積させ（図３（ａ））、通常のフォト工程と
エッチング工程によりストライプ状にＳｉＯ2 層３０１
を残し、その他の部分はｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
８を露出させる。ストライプ状のＳｉＯ2 層３０１の幅
は２５０μｍである。
面図を図３と図４に示す。熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層
３０１を堆積させ（図３（ａ））、通常のフォト工程と
エッチング工程によりストライプ状にＳｉＯ2 層３０１
を残し、その他の部分はｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
８を露出させる。ストライプ状のＳｉＯ2 層３０１の幅
は２５０μｍである。
【００１０】更に、有機金属化学気相成長法によりＺｎ
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層を成長させる。成長条件は、２族原料
にＤＭＺｎ（ジメチルジンク）−ＤＭＳｅ（ジメチルセ
レン）の付加体を、６族原料にＨ2Ｓｅ （セレン化水
素）とＨ2Ｓ （硫化水素）を用い、成長温度２７５℃、
成長圧力７０Ｔｏｒｒである。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層の
ＳｉＯ2 層３０１上の部分３０２は多結晶、ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１０８上の部分１０９Ａ、１０９Ｂは単
結晶となる（図３（ｂ））。本実施例１では単結晶Ｚｎ
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０９Ｂの厚さが０．１μ
ｍとなるように成長した。その後、レジスト３０３を塗
布し、アッシングして平坦化を行ない（図３（ｃ））、
ＲＩＢＥ法によりＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層をエッチングし
てＳｉＯ2層３０１を露出させる。レジストのエッチン
グ速度がＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層よりも遅いので、ＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層の多結晶の部分３０２が全てエッチング
されても、単結晶の部分１０９Ａ、１０９Ｂ上にはレジ
ストが残り、残ったレジストは剥離する（図４
（ａ））。更にＳｉＯ2 層３０１をエッチング工程によ
り取り除きストライプ状のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０８を露出させる（図４（ｂ））。
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層を成長させる。成長条件は、２族原料
にＤＭＺｎ（ジメチルジンク）−ＤＭＳｅ（ジメチルセ
レン）の付加体を、６族原料にＨ2Ｓｅ （セレン化水
素）とＨ2Ｓ （硫化水素）を用い、成長温度２７５℃、
成長圧力７０Ｔｏｒｒである。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層の
ＳｉＯ2 層３０１上の部分３０２は多結晶、ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１０８上の部分１０９Ａ、１０９Ｂは単
結晶となる（図３（ｂ））。本実施例１では単結晶Ｚｎ
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０９Ｂの厚さが０．１μ
ｍとなるように成長した。その後、レジスト３０３を塗
布し、アッシングして平坦化を行ない（図３（ｃ））、
ＲＩＢＥ法によりＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層をエッチングし
てＳｉＯ2層３０１を露出させる。レジストのエッチン
グ速度がＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層よりも遅いので、ＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層の多結晶の部分３０２が全てエッチング
されても、単結晶の部分１０９Ａ、１０９Ｂ上にはレジ
ストが残り、残ったレジストは剥離する（図４
（ａ））。更にＳｉＯ2 層３０１をエッチング工程によ
り取り除きストライプ状のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０８を露出させる（図４（ｂ））。
【００１１】その後、蒸着工程によって、図１に示すよ
うにｐ型オーミック電極１１０を形成し、更にｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１０１の裏面を研磨した後ｎ型オーミック電極
１１１を形成する。
うにｐ型オーミック電極１１０を形成し、更にｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１０１の裏面を研磨した後ｎ型オーミック電極
１１１を形成する。
【００１２】以上のようにして製造した量子井戸構造半
導体レーザは、単一ワイドストライプの利得導波型とな
る。有機金属気相成長法で作製したＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層１０９Ａ、１０９Ｂは１ＧΩ以上の抵抗を有するた
め、ｐ型オーミック電極１１０に電流注入するとＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０９Ｂによって極めて有効
な電流狭窄ができ、効率良く発光することができる。Ｚ
ｎＳ0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０９Ｂはｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１０８と格子定数が一致するので、発光領
域である量子井戸構造活性層に与える応力を抑えること
ができる。また、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０
９Ｂが厚過ぎると熱膨張係数の差による応力が大きくな
るため１．０μｍ以下でなければならない。このよう
に、１．０μｍ以下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を
行なうことによって、高出力、長寿命といった信頼性の
高い半導体レーザの製造が可能である。
導体レーザは、単一ワイドストライプの利得導波型とな
る。有機金属気相成長法で作製したＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層１０９Ａ、１０９Ｂは１ＧΩ以上の抵抗を有するた
め、ｐ型オーミック電極１１０に電流注入するとＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０９Ｂによって極めて有効
な電流狭窄ができ、効率良く発光することができる。Ｚ
ｎＳ0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０９Ｂはｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１０８と格子定数が一致するので、発光領
域である量子井戸構造活性層に与える応力を抑えること
ができる。また、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層１０９Ａ、１０
９Ｂが厚過ぎると熱膨張係数の差による応力が大きくな
るため１．０μｍ以下でなければならない。このよう
に、１．０μｍ以下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を
行なうことによって、高出力、長寿命といった信頼性の
高い半導体レーザの製造が可能である。
【００１３】表１に絶縁膜の種類及び厚さと半導体レー
ザの特性の関係を示す。絶縁膜の種類及び厚さ以外は上
記実施例１の構成と同様である。ここで最大出力は、パ
ルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚでパルス駆動した場合の光出
力の先頭値である。また寿命は、雰囲気温度６０℃、パ
ルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚで光出力の先頭値２０Ｗでパ
ルス駆動した場合である。
ザの特性の関係を示す。絶縁膜の種類及び厚さ以外は上
記実施例１の構成と同様である。ここで最大出力は、パ
ルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚでパルス駆動した場合の光出
力の先頭値である。また寿命は、雰囲気温度６０℃、パ
ルス幅５０ｎ秒、７ｋＨｚで光出力の先頭値２０Ｗでパ
ルス駆動した場合である。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に示すように、ＳｉＯ2 で電流狭窄を
行なった場合には、絶縁膜とコンタクト層の格子定数の
差により生じる応力のため特性が劣化して寿命が短くな
り、またＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を行なった場合
でも、１．０μｍを超える厚さでは、絶縁膜とコンタク
ト層の熱膨張係数の差により活性領域に生じる応力が大
きくなり、半導体レーザ特性が劣化する。従って、半導
体レーザの性能を最も良く引き出すには、１．０μｍ以
下の厚さのＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）によって電流
狭窄を行なうことが重要であり、特に、ＧａＡｓと完全
に格子定数の一致するＸ＝０．０６のＺｎＳxＳｅ1-xを
用い、さらに０．１μｍ以上０．２μｍ以下の厚さが望
ましい。
行なった場合には、絶縁膜とコンタクト層の格子定数の
差により生じる応力のため特性が劣化して寿命が短くな
り、またＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を行なった場合
でも、１．０μｍを超える厚さでは、絶縁膜とコンタク
ト層の熱膨張係数の差により活性領域に生じる応力が大
きくなり、半導体レーザ特性が劣化する。従って、半導
体レーザの性能を最も良く引き出すには、１．０μｍ以
下の厚さのＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）によって電流
狭窄を行なうことが重要であり、特に、ＧａＡｓと完全
に格子定数の一致するＸ＝０．０６のＺｎＳxＳｅ1-xを
用い、さらに０．１μｍ以上０．２μｍ以下の厚さが望
ましい。
【００１６】（実施例２）実施例２に、３ビームのワイ
ドストライプ利得導波型半導体レーザの場合を述べる。
ドストライプ利得導波型半導体レーザの場合を述べる。
【００１７】本発明の実施例２に於ける半導体レーザの
斜視図を図５に示し、製造順序に従って説明する。ｎ型
ＧａＡｓ基板５０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５０
２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.38Ｇａ0.62Ａｓクラッド層
５０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光閉じ
込め層５０４を０．１５μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.25Ｇａ
0.75Ａｓから成る多重量子井戸活性層５０５、ｐ型Ａｌ
0.25Ｇａ0.75Ａｓ光閉じ込め層５０６を０．５５μｍ、
ｐ型Ａｌ0.38Ｇａ0.62Ａｓクラッド層５０７を０．８μ
ｍ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８を０．６μｍを順
次有機金属化学気相成長法で成長する。
斜視図を図５に示し、製造順序に従って説明する。ｎ型
ＧａＡｓ基板５０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５０
２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.38Ｇａ0.62Ａｓクラッド層
５０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光閉じ
込め層５０４を０．１５μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.25Ｇａ
0.75Ａｓから成る多重量子井戸活性層５０５、ｐ型Ａｌ
0.25Ｇａ0.75Ａｓ光閉じ込め層５０６を０．５５μｍ、
ｐ型Ａｌ0.38Ｇａ0.62Ａｓクラッド層５０７を０．８μ
ｍ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８を０．６μｍを順
次有機金属化学気相成長法で成長する。
【００１８】図６に、図５に於ける多重量子井戸活性層
５０５の詳細を示す。ＧａＡｓ井戸層６０１が３層、Ａ
ｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ障壁層６０２が２層、交互に形成さ
れている。ここで井戸層の厚さは１０ｎｍ、障壁層の厚
さは７ｎｍである。有機金属気相成長法の成長速度、ガ
スの切り替え速度を最適化することにより、井戸層と障
壁層のヘテロ界面の組成変化に要する厚さは単原子層厚
（約０．２８ｎｍ）以下になり極めて急峻である。
５０５の詳細を示す。ＧａＡｓ井戸層６０１が３層、Ａ
ｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ障壁層６０２が２層、交互に形成さ
れている。ここで井戸層の厚さは１０ｎｍ、障壁層の厚
さは７ｎｍである。有機金属気相成長法の成長速度、ガ
スの切り替え速度を最適化することにより、井戸層と障
壁層のヘテロ界面の組成変化に要する厚さは単原子層厚
（約０．２８ｎｍ）以下になり極めて急峻である。
【００１９】その後の製造プロセスの各工程終了後の断
面図を図７と図８に示す。熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層
７０１を堆積させ（図７（ａ））、通常のフォト工程と
エッチング工程によりストライプ状にＳｉＯ2 層７０１
を残した部分を３本形成し、その他の部分はｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層５０８を露出させる。ストライプ状のＳ
ｉＯ2 層７０１の幅は２００μｍで、その間隔は７００
μｍである。
面図を図７と図８に示す。熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層
７０１を堆積させ（図７（ａ））、通常のフォト工程と
エッチング工程によりストライプ状にＳｉＯ2 層７０１
を残した部分を３本形成し、その他の部分はｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層５０８を露出させる。ストライプ状のＳ
ｉＯ2 層７０１の幅は２００μｍで、その間隔は７００
μｍである。
【００２０】更に、有機金属化学気相成長法によりＺｎ
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層を成長させる。成長条件は、２族原料
にＤＭＺｎ（ジメチルジンク）−ＤＭＳｅ（ジメチルセ
レン）の付加体を、６族原料にＨ2Ｓｅ （セレン化水
素）とＨ2Ｓ（硫化水素）を用い、成長温度２７５℃、
成長圧力７０Ｔｏｒｒである。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層の
うち、３本のＳｉＯ2 層７０１上の部分７０２は多結
晶、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８上の部分５０９は
単結晶となる（図７（ｂ））。本実施例２では単結晶Ｚ
ｎＳ0.06Ｓｅ0.94層５０９の厚さが０．１５μｍとなる
ように成長した。その後、レジスト７０３を塗布し、ア
ッシングして平坦化を行ない（図７（ｃ））、ＲＩＢＥ
法によりＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層をエッチングしてＳｉＯ
2 層７０１を露出させる。レジストのエッチング速度が
ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層よりも遅いので、ＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層の多結晶の部分７０２が全てエッチングされて
も、単結晶の部分５０９上にはレジストが残り、残った
レジストは剥離する（図８（ａ））。更にＳｉＯ2 層７
０１をエッチング工程により取り除きストライプ状のｐ
型ＧａＡｓコンタクト層５０８を露出させる（図８
（ｂ））。
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層を成長させる。成長条件は、２族原料
にＤＭＺｎ（ジメチルジンク）−ＤＭＳｅ（ジメチルセ
レン）の付加体を、６族原料にＨ2Ｓｅ （セレン化水
素）とＨ2Ｓ（硫化水素）を用い、成長温度２７５℃、
成長圧力７０Ｔｏｒｒである。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層の
うち、３本のＳｉＯ2 層７０１上の部分７０２は多結
晶、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８上の部分５０９は
単結晶となる（図７（ｂ））。本実施例２では単結晶Ｚ
ｎＳ0.06Ｓｅ0.94層５０９の厚さが０．１５μｍとなる
ように成長した。その後、レジスト７０３を塗布し、ア
ッシングして平坦化を行ない（図７（ｃ））、ＲＩＢＥ
法によりＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層をエッチングしてＳｉＯ
2 層７０１を露出させる。レジストのエッチング速度が
ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層よりも遅いので、ＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層の多結晶の部分７０２が全てエッチングされて
も、単結晶の部分５０９上にはレジストが残り、残った
レジストは剥離する（図８（ａ））。更にＳｉＯ2 層７
０１をエッチング工程により取り除きストライプ状のｐ
型ＧａＡｓコンタクト層５０８を露出させる（図８
（ｂ））。
【００２１】その後、レジストパターニング、蒸着及び
リフトオフ工程によって、図５に示すようにｐ型オーミ
ック電極５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃを形成し、更に
ｎ型ＧａＡｓ基板５０１の裏面を研磨した後ｎ型オーミ
ック電極５１１を形成する。
リフトオフ工程によって、図５に示すようにｐ型オーミ
ック電極５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃを形成し、更に
ｎ型ＧａＡｓ基板５０１の裏面を研磨した後ｎ型オーミ
ック電極５１１を形成する。
【００２２】以上のようにして製造した量子井戸構造半
導体レーザは、３ビームワイドストライプの利得導波型
となる。有機金属化学気相成長法で形成されたＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層５０９は１ＧΩ以上の抵抗を有するた
め、ｐ型オーミック電極５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃ
それぞれに電流注入するとＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層５０９
によって極めて有効な電流狭窄ができ、効率良く３本の
光を独立に発光することができる。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層５０９はｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８と格子定数
が一致するので、発光領域である量子井戸構造活性層に
与える応力を抑えることができる。また、ＺｎＳ0.06Ｓ
ｅ0.94層５０９が厚過ぎると熱膨張係数の差による応力
が大きくなるため１．０μｍ以下でなければならない。
このように、１．０μｍ以下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電
流狭窄を行なった実施例２の半導体レーザは、最大出力
６０Ｗで３０００時間以上の寿命を有し、１．０μｍ以
下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を行なうことで高出
力、長寿命といった信頼性の高い半導体レーザの製造が
可能である。
導体レーザは、３ビームワイドストライプの利得導波型
となる。有機金属化学気相成長法で形成されたＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層５０９は１ＧΩ以上の抵抗を有するた
め、ｐ型オーミック電極５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃ
それぞれに電流注入するとＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層５０９
によって極めて有効な電流狭窄ができ、効率良く３本の
光を独立に発光することができる。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層５０９はｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８と格子定数
が一致するので、発光領域である量子井戸構造活性層に
与える応力を抑えることができる。また、ＺｎＳ0.06Ｓ
ｅ0.94層５０９が厚過ぎると熱膨張係数の差による応力
が大きくなるため１．０μｍ以下でなければならない。
このように、１．０μｍ以下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電
流狭窄を行なった実施例２の半導体レーザは、最大出力
６０Ｗで３０００時間以上の寿命を有し、１．０μｍ以
下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を行なうことで高出
力、長寿命といった信頼性の高い半導体レーザの製造が
可能である。
【００２３】（実施例３）実施例３に２ビームのワイド
ストライプ利得導波型半導体レーザの場合を述べる。
ストライプ利得導波型半導体レーザの場合を述べる。
【００２４】本発明の実施例３に於ける半導体レーザの
斜視図を図９に示し、製造順序に従って説明する。ｎ型
ＧａＡｓ基板９０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層９０
２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層
９０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ
込め層９０４を０．１５μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.27Ｇａ
0.73Ａｓから成る多重量子井戸活性層９０５、ｐ型Ａｌ
0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ込め層９０６を０．５５μｍ、
ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層９０７を０．８μ
ｍ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９０８を０．６μｍを順
次有機金属化学気相成長法で成長する。
斜視図を図９に示し、製造順序に従って説明する。ｎ型
ＧａＡｓ基板９０１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層９０
２を０．５μｍ、ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層
９０３を１．０μｍ、ｎ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ
込め層９０４を０．１５μｍ、ＧａＡｓとＡｌ0.27Ｇａ
0.73Ａｓから成る多重量子井戸活性層９０５、ｐ型Ａｌ
0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ込め層９０６を０．５５μｍ、
ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層９０７を０．８μ
ｍ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９０８を０．６μｍを順
次有機金属化学気相成長法で成長する。
【００２５】図１０に、図９に於ける多重量子井戸活性
層９０５の詳細を示す。ＧａＡｓ井戸層１００１が５
層、Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ障壁層１００２が４層、交互
に形成されている。ここで井戸層の厚さは１０ｎｍ、障
壁層の厚さは７ｎｍである。有機金属気相成長法の成長
速度、ガスの切り替え速度を最適化することにより、井
戸層と障壁層のヘテロ界面の組成変化に要する厚さは単
原子層厚（約０．２８ｎｍ）以下になり極めて急峻であ
る。
層９０５の詳細を示す。ＧａＡｓ井戸層１００１が５
層、Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ障壁層１００２が４層、交互
に形成されている。ここで井戸層の厚さは１０ｎｍ、障
壁層の厚さは７ｎｍである。有機金属気相成長法の成長
速度、ガスの切り替え速度を最適化することにより、井
戸層と障壁層のヘテロ界面の組成変化に要する厚さは単
原子層厚（約０．２８ｎｍ）以下になり極めて急峻であ
る。
【００２６】その後の製造プロセスの各工程終了後の断
面図を図１１に示す。熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層１１
０１を堆積させ（図１１（ａ））、通常のフォト工程と
エッチング工程によりストライプ状にＳｉＯ2 層１１０
１を残した部分を２本形成し、その他の部分はｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層９０８を露出させる。ストライプ状の
ＳｉＯ2 層９０１の幅は３００μｍで、その間隔は７０
０μｍである。
面図を図１１に示す。熱ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 層１１
０１を堆積させ（図１１（ａ））、通常のフォト工程と
エッチング工程によりストライプ状にＳｉＯ2 層１１０
１を残した部分を２本形成し、その他の部分はｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層９０８を露出させる。ストライプ状の
ＳｉＯ2 層９０１の幅は３００μｍで、その間隔は７０
０μｍである。
【００２７】更に、有機金属化学気相成長法によりＺｎ
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層９０９を０．２μｍ選択成長させる
（図１１（ｂ））。２族原料にＤＭＺｎ（ジメチルジン
ク）、６族原料にＤＭＳｅ（ジメチルセレン）及びＤＥ
Ｓ（ジエチルサルファ）を用い、成長温度５５０℃、成
長圧力４０Ｔｏｒｒの条件で成長することにより、Ｓｉ
Ｏ2 層１１０１上にはＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が全く成長
しないため、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層のエッチング工程を
必要としない。その後、ＳｉＯ2 層１１０１をエッチン
グしてストライプ状のｐ型ＧａＡｓコンタクト層９０８
を２本露出させる（図１１（ｃ））。その後、レジスト
パターニング、蒸着及びリフトオフ工程によって、図９
に示すようにｐ型オーミック電極９１０Ａ、９１０Ｂを
形成し、更にｎ型ＧａＡｓ基板９０１の裏面を研磨した
後ｎ型オーミック電極９１１を形成する。
Ｓ0.06Ｓｅ0.94層９０９を０．２μｍ選択成長させる
（図１１（ｂ））。２族原料にＤＭＺｎ（ジメチルジン
ク）、６族原料にＤＭＳｅ（ジメチルセレン）及びＤＥ
Ｓ（ジエチルサルファ）を用い、成長温度５５０℃、成
長圧力４０Ｔｏｒｒの条件で成長することにより、Ｓｉ
Ｏ2 層１１０１上にはＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が全く成長
しないため、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層のエッチング工程を
必要としない。その後、ＳｉＯ2 層１１０１をエッチン
グしてストライプ状のｐ型ＧａＡｓコンタクト層９０８
を２本露出させる（図１１（ｃ））。その後、レジスト
パターニング、蒸着及びリフトオフ工程によって、図９
に示すようにｐ型オーミック電極９１０Ａ、９１０Ｂを
形成し、更にｎ型ＧａＡｓ基板９０１の裏面を研磨した
後ｎ型オーミック電極９１１を形成する。
【００２８】以上のようにして製造した量子井戸構造半
導体レーザは、２ビームワイドストライプの利得導波型
となる。有機金属化学気相成長法で形成されたＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層９０９は１ＧΩ以上の抵抗を有するた
め、ｐ型オーミック電極９１０に電流注入するとＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層９０９によって極めて有効な電流狭窄が
でき、効率良く２本の光を独立に発光することができ
る。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層９０９はｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層９０８と格子定数が一致するので、発光領域であ
る量子井戸構造活性層に与える応力を抑えることができ
る。また、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層９０９が厚過ぎると熱
膨張係数の差による応力が大きくなるため１．０μｍ以
下でなければならない。このように、１．０μｍ以下の
ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を行なった実施例３の半
導体レーザは最大光出力５５Ｗで３０００時間以上の寿
命を有し、１．０μｍ以下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流
狭窄を行なうことによって、高出力、長寿命といった信
頼性の高い半導体レーザの製造が可能である。
導体レーザは、２ビームワイドストライプの利得導波型
となる。有機金属化学気相成長法で形成されたＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層９０９は１ＧΩ以上の抵抗を有するた
め、ｐ型オーミック電極９１０に電流注入するとＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層９０９によって極めて有効な電流狭窄が
でき、効率良く２本の光を独立に発光することができ
る。ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層９０９はｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層９０８と格子定数が一致するので、発光領域であ
る量子井戸構造活性層に与える応力を抑えることができ
る。また、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層９０９が厚過ぎると熱
膨張係数の差による応力が大きくなるため１．０μｍ以
下でなければならない。このように、１．０μｍ以下の
ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流狭窄を行なった実施例３の半
導体レーザは最大光出力５５Ｗで３０００時間以上の寿
命を有し、１．０μｍ以下のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で電流
狭窄を行なうことによって、高出力、長寿命といった信
頼性の高い半導体レーザの製造が可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、
１．０μｍ以下の厚さのＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）
を用いて電流狭窄を行なうことにより、電流狭窄通路作
製用の絶縁膜とコンタクト層の間の格子不整合と熱膨張
係数の差により活性領域に生じる応力を抑えることがで
き、特性劣化のない高出力発振が可能な半導体レーザが
得られる。
１．０μｍ以下の厚さのＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）
を用いて電流狭窄を行なうことにより、電流狭窄通路作
製用の絶縁膜とコンタクト層の間の格子不整合と熱膨張
係数の差により活性領域に生じる応力を抑えることがで
き、特性劣化のない高出力発振が可能な半導体レーザが
得られる。
【図１】本発明の実施例１に於ける半導体レーザの斜視
図。
図。
【図２】本発明の実施例１に於ける多重量子井戸活性層
の詳細を示す断面図。
の詳細を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１に於ける製造プロセスの
（ａ）ＳｉＯ2 堆積後、（ｂ）ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94成長
後、（ｃ）レジストによる平坦化後を示す断面図。
（ａ）ＳｉＯ2 堆積後、（ｂ）ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94成長
後、（ｃ）レジストによる平坦化後を示す断面図。
【図４】本発明の実施例１に於ける製造プロセスの
（ａ）多結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94エッチング及びレジス
ト剥離後、（ｂ）ＳｉＯ2 除去後を示す断面図。
（ａ）多結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94エッチング及びレジス
ト剥離後、（ｂ）ＳｉＯ2 除去後を示す断面図。
【図５】本発明の実施例２に於ける半導体レーザの斜視
図。
図。
【図６】本発明の実施例２に於ける多重量子井戸活性層
の詳細を示す断面図。
の詳細を示す断面図。
【図７】本発明の実施例２に於ける製造プロセスの
（ａ）ＳｉＯ2 堆積後、（ｂ）ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94成長
後、（ｃ）レジストによる平坦化後を示す断面図。
（ａ）ＳｉＯ2 堆積後、（ｂ）ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94成長
後、（ｃ）レジストによる平坦化後を示す断面図。
【図８】本発明の実施例２に於ける製造プロセスの
（ａ）多結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94エッチング及びレジス
ト剥離後、（ｂ）ＳｉＯ2 除去後を示す断面図。
（ａ）多結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94エッチング及びレジス
ト剥離後、（ｂ）ＳｉＯ2 除去後を示す断面図。
【図９】本発明の実施例３に於ける半導体レーザの斜視
図。
図。
【図１０】本発明の実施例３に於ける多重量子井戸活性
層の詳細を示す断面図。
層の詳細を示す断面図。
【図１１】本発明の実施例３に於ける製造プロセスの
（ａ）ＳｉＯ2 堆積後、（ｂ）ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94成長
後、（ｃ）ＳｉＯ2 除去後を示す断面図。
（ａ）ＳｉＯ2 堆積後、（ｂ）ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94成長
後、（ｃ）ＳｉＯ2 除去後を示す断面図。
１０１ ｎ形ＧａＡｓ基板 １０２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 １０３ ｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層 １０４ ｎ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ光閉じ込め層 １０５ 多重量子井戸活性層 １０６ ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ光閉じ込め層 １０７ ｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓクラッド層 １０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １０９Ａ、１０９Ｂ 単結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94 １１０ ｐ型オーミック電極 １１１ ｎ型オーミック電極 ２０１ ＧａＡｓ井戸層 ２０２ Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ障壁層 ３０１ ＳｉＯ2層 ３０２ 多結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94 ３０３ レジスト ５０１ ｎ形ＧａＡｓ基板 ５０２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ５０３ ｎ型Ａｌ0.38Ｇａ0.62Ａｓクラッド層 ５０４ ｎ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光閉じ込め層 ５０５ 多重量子井戸活性層 ５０６ ｐ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ光閉じ込め層 ５０７ ｐ型Ａｌ0.38Ｇａ0.62Ａｓクラッド層 ５０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ５０９ 単結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94 ５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃ ｐ型オーミック電極 ５１１ ｎ型オーミック電極 ６０１ ＧａＡｓ井戸層 ６０２ Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ障壁層 ７０１ ＳｉＯ2層 ７０２ 多結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94 ７０３ レジスト ９０１ ｎ形ＧａＡｓ基板 ９０２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ９０３ ｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層 ９０４ ｎ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ込め層 ９０５ 多重量子井戸活性層 ９０６ ｐ型Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ光閉じ込め層 ９０７ ｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓクラッド層 ９０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ９０９ 単結晶ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94 ９１０Ａ、９１０Ｂ ｐ型オーミック電極 ９１１ ｎ型オーミック電極 １００１ ＧａＡｓ井戸層 １００２ Ａｌ0.27Ｇａ0.73Ａｓ障壁層 １１０１ ＳｉＯ2層
Claims (2)
- 【請求項１】 同一単結晶基板上に成長した、１００μ
ｍ以上の電流注入される活性層幅を有する半導体レーザ
に於て、電流狭窄通路作製用の絶縁膜にＺｎＳxＳｅ1-x
（０≦Ｘ≦１）を用いることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】 該ＺｎＳxＳｅ1-x（０≦Ｘ≦１）の厚さ
を１．０μｍ以下にすることを特徴とする請求項１記載
の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30008592A JPH06152055A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30008592A JPH06152055A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152055A true JPH06152055A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17880527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30008592A Pending JPH06152055A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06152055A (ja) |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP30008592A patent/JPH06152055A/ja active Pending
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