JPH0637390A - 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

Info

Publication number
JPH0637390A
JPH0637390A JP4189075A JP18907592A JPH0637390A JP H0637390 A JPH0637390 A JP H0637390A JP 4189075 A JP4189075 A JP 4189075A JP 18907592 A JP18907592 A JP 18907592A JP H0637390 A JPH0637390 A JP H0637390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor laser
clad layer
type
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4189075A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Hoshina
順一 保科
Seiji Onaka
清司 大仲
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4189075A priority Critical patent/JPH0637390A/ja
Publication of JPH0637390A publication Critical patent/JPH0637390A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定な横モード制御型の高出力半導体レーザ
素子を提供する。 【構成】 単一横モード制御型半導体レーザ用結晶構造
において、第二クラッド層6のリッジ部側面に第二クラ
ッド層6と同じ材料で構成された高抵抗領域6aを有す
るレーザ素子構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体を用いた半
導体レーザの素子構造及びその製造方法に関するもので
あり、特に AlGaInP系半導体レーザの素子構造及び製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、AlGaInP系半導体レーザは、可視
光領域に発振波長(680nm) を持つことから光情報処理
分野の光源として有望視され、各所において開発が行わ
れている。
【0003】図3(a)〜(c)に従来の横モード型を
制御した AlGaInP系半導体レーザの製作工程図を示す。
本工程により作製されたレーザ素子においては、活性層
4の近傍に、平行に活性層4より禁制帯幅が大きい第二
のP型クラッド層12を活性層4より禁制帯幅が小さな
電流狭窄層15で挟み込んだ構造を有し、横モードを制
御し単一モードを得るものである。この構造のレーザ素
子は図3の (a)、(b)、(c)の順に作製され
る。図3(a)はダブルへテロ構造を結晶成長する工程
であり、GaAs基板1上にn型GaAsバッファー層2、N型
AlGaInP クラッド層3、活性層4、第一のP型AlGaInP
クラッド層5、第二のP型クラッド層6、P型GaAs層7
を順次積層する。次に図3(b)に示すように、SiO2
8をエッチングマスクとしてP型GaAs層7と、第二のP
型AlGaInP クラッド層6とを部分的にエッチングしメサ
構造を作製する。次に図3(c)に示すように二回目の
成長によりn型GaAs電流狭窄層9を選択成長し、その後
SiO2膜8を除去し全面にP型GaAsキャップ層10を積層
し、半導体レーザ素子を作り上げるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この工
程において、単一横モードに制御された半導体レーザを
作製する際に、すなわち、狭ストライプの半導体レーザ
素子を作製する際、図3(c)に示すように、n型GaAs
電流狭窄層9とメサストライプ形状に形成された第二の
P型AlGaInP クラッド層6との界面に再成長による界面
準位が存在する。その濃度は1012cm-2ではあるが、
半導体レーザを高出力動作する際に前記界面準位を形成
する格子欠陥が核となり半導体レーザを構成する結晶中
に欠陥を誘発する。その結果、半導体レーザの急激な劣
化が生じ長寿命化が困難であった。前記界面準位は、再
成長時の成長条件を最適化する事により低減可能ではあ
るが1012cm-2以下の濃度に作成する事は不可能であ
る。
【0005】本発明は、上記の課題を解消し、作製が容
易でかつ、低しきい値発振する横モード制御された半導
体レーザの素子構造およびその製造方法を提供するもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶基板上
に、N型のクラッド層と活性層と第一のP型クラッド層
よりなるダブルへテロ構造を含み、さらに前記第一のP
型クラッド層上にメサストライプ形状の第二のクラッド
層を有し、前記メサストライプ状に形成された第二のク
ラッド層の側面が高抵抗である事を特徴とする半導体レ
ーザ素子を提供するものである。
【0007】また、上記の半導体レーザの素子構造を作
製するために、結晶基板上に、N型のクラッド層と、活
性層と、第一のP型クラッド層と、第二のクラッド層と
を順次積層する工程と、前記第二のクラッド層上にマス
クを有しメサストライプ状にエッチング除去する工程
と、前記マスクを有するメサストライプ状に加工した半
導体結晶を水素雰囲気中においてプラズマもしくは水素
雰囲気で熱処理を行う工程とを特徴とする半導体レーザ
素子の製造方法を提供するものである。
【0008】
【作用】本発明の素子構造によれば、再成長時にメサス
トライプ状に形成されたクラッド層と電流狭窄層との界
面に界面準位が形成されても、前記界面準位が形成され
る領域の近傍は高抵抗領域であるので、半導体レーザが
高出力動作時においても界面準位の近傍には電流が注入
されないために界面の欠陥により発生する半導体レーザ
の劣化が回避される。また、本発明の素子構造を用いる
事により、活性層へのキャリアの注入面積が小さくでき
るので、低しきい値で単一横モード制御が容易に可能で
ある。
【0009】また、本発明の製造方法においては、上記
の半導体レーザの素子構造を水素雰囲気中においてプラ
ズマもしくは水素雰囲気で熱処理を行うことにより容易
に作製することが可能である。しかも第ニクラッド層の
メサストライプの側面に形成される高抵抗領域の厚みも
制御可能でありデバイスの設計も容易に行うことができ
る。さらに、本発明の製造方法においては、実際に電流
が流れるp型GaAs層の再成長界面においては、前記水素
雰囲気中においてプラズマもしくは水素雰囲気で熱処理
を行う際に、再成長界面にマスクを有するために高抵抗
化されず結晶の初期特性を保存した状態で作製できる。
【0010】
【実施例】以上本発明の詳細を図示の実施例によって説
明する。
【0011】図1は本発明の一実施例に関わる半導体レ
ーザの概略構造を示す断面図である。図中1はn型GaAs
基板であり、2はn型GaAsバッファー層(1×1018
-3,0.5μm)、3はN型AlGaInPクラッド層(1
×1018cm-3,1.0μm)、4はGaInP活性層
(0.06μm)、5は第一のP型AlGaInPクラッド層
(4×1017cm-3,0.25μm)、9はn型GaAs電
流狭窄層(2×1018cm-3,0.5μm)、6は第二
のP型AlGaInPクラッド層(7×1017cm-3,0.6
μm)、7および10はp型GaAsキャップ層(2×10
18cm-3,2μm)である。ここで、N型AlGaInPクラ
ッド層3、第一のP型AlGaInPクラッド層5、および第
二のP型AlGaInPクラッド層6の組成は、Al:Ga:In=
0.35:0.15:0.5である。さらに、5aは第
一のクラッド層上の再成長を有する領域に形成された高
抵抗領域であり、6aは第二のクラッド層上の再成長を
有する領域に形成された高抵抗領域である。
【0012】上記の構造を用いた場合に、第二のAlGaIn
Pクラッド層6のストライプの幅は、3μmに設定し
た。その際に、P型GaInP層6近傍での領域では2μm
程度となり横モードの閉じ込めが容易となり、しかも電
流の閉じ込めが向上して低しきい値の素子が得られる。
【0013】本発明の素子構造によれば、再成長時にメ
サストライプ状に形成されたクラッド層6と電流狭窄層
9との界面に界面準位が形成されても、前記界面準位が
形成される領域の近傍は高抵抗領域6aであるので、半
導体レーザが高出力動作時においても界面準位の近傍に
は電流が注入されないために界面の欠陥により発生する
半導体レーザの劣化が回避される。実際に、再成長界面
である第ニクラッド層6のメサストライプの側面と電流
狭窄層9との界面には1012cm-2程度の界面準位が形
成され、1012cm-2以下に作製する事は技術上不可能
である。半導体レーザが高出力動作時に結晶中に欠陥を
誘発せず、その結果、半導体レーザの高出力動作時の長
寿命化が実現できる。
【0014】図2(a)、(b)は本発明の実施例に関
わる半導体レーザの製造方法および概略構造の断面図で
ある。図2(a)に示すように、MOVPE法により、
n型GaAs基板1上に、n型GaAsバッファー層2、N型Al
GaInPクラッド層3、活性層4、第一のP型AlGaInPクラ
ッド層5、第ニのP型AlGaInPクラッド層6、p型GaAs
層7を順次成長を行いダブルへテロ構造を形成する。次
に、前記p型GaAs層7上にストライプ状にSiO2膜11を
堆積させ、p型GaAs層7、および、第ニのP型AlGaInP
クラッド層6を前記ストライプ状に加工したSiO2膜11
をマスクにしエッチング除去し、メサ形状のDH構造基
板を作製する。次に、図2(b)に示すように前記メサ
形状のDH構造基板を水素雰囲気中においてプラズマも
しくは熱処理を行う。水素雰囲気中においてプラズマも
しくは熱処理を行うことにより、水素原子がメサ形状の
DH構造基板の再成長表面に注入される。その結果、第
一のP型クラッド層5および第二のP型クラッド層6の
再成長表面の結晶が水素原子が注入15されるために不
純物原子の不活性化が生じ高抵抗領域5aおよび6aが
形成される。
【0015】プラズマを行う際には、圧力0.2Torrの
水素雰囲気中において前記メサ形状のDH構造基板を3
00℃に加熱し100eVの電界下で行った。このと
き、水素原子は500Aの侵入深さを持ち500Aの範
囲で高抵抗化が起きる。
【0016】次に、SiO2膜8をマスクとして、再成長に
よりn型GaAs 層9を選択成長を行い、SiO2膜8を除去
後、P型GaAsキャップ層10を順次成長し、半導体レー
ザ素子構造を作製する。再成長表面には、昇温時にはPH
3を導入することにより昇温による表面のダメージは防
ぐことができ、かつ電流が流れる領域はSiO2膜8が水素
原子の注入のマスクとなるために低抵抗状態を保つ。
【0017】本実施例においては、活性層4にGaInPを
用いたが、AlGaInP層あるいは多重量子井戸構造を用い
ても可能であり、また、第二のP型クラッド層にAlInP
層を用いても可能であることは言うまでもない。また、
本実施例においては、水素注入の手法としてプラズマを
用いたが他の手法を用いても可能であることは言うまで
もない。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、活性層近
傍での第二のP型AlGaInPクラッド層のストライプ幅を
狭くすることができ、その結果、狭小幅での電流狭窄が
可能となり、低しきい値で横モード制御されたレーザ素
子が容易に作製可能となる。
【0019】また、横モードの制御された上記の本発明
の半導体レーザの素子構造が容易に作製でき、かつ、再
成長を行う際に、電流通路となる領域は水素注入の影響
が無いために、前記再成長界面に発生する欠陥の密度が
低減され、良好な特性のAlGaInP層が成長可能であり、
素子の長寿命化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における半導体レーザの
素子構造を示す断面図
【図2】本発明の一実施例に関わる半導体レーザの製造
工程を示す断面図
【図3】従来の半導体レーザの製造工程を示す断面図
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファー層 3 n型クラッド層 4 活性層 5 第一のP型クラッド層 5a 高抵抗領域 6 第二のP型クラッド層 6a 高抵抗領域 7 p型GaAs層 8 SiO2膜 9 n型電流狭窄層 10 p型GaAs層 15 水素注入

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結晶基板上に、N型のクラッド層と活性層
    と第一のP型クラッド層よりなるダブルへテロ構造を含
    み、さらに前記第一のP型クラッド層上にメサストライ
    プ形状の第二のクラッド層を有し、前記メサストライプ
    状に形成された第二のクラッド層の側面が高抵抗である
    事を特徴とする半導体レーザ素子。
  2. 【請求項2】結晶基板上に、N型のクラッド層と、活性
    層と、第一のP型クラッド層と、第二のクラッド層とを
    順次積層する工程と、前記第二のクラッド層上にマスク
    を有しメサストライプ状にエッチング除去する工程と、
    前記マスクを有するメサストライプ状に加工した半導体
    結晶を水素雰囲気中においてプラズマもしくは水素雰囲
    気で熱処理を行う工程とを特徴とする半導体レーザ素子
    の製造方法。
JP4189075A 1992-07-16 1992-07-16 半導体レーザ及びその製造方法 Pending JPH0637390A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4189075A JPH0637390A (ja) 1992-07-16 1992-07-16 半導体レーザ及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4189075A JPH0637390A (ja) 1992-07-16 1992-07-16 半導体レーザ及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0637390A true JPH0637390A (ja) 1994-02-10

Family

ID=16234891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4189075A Pending JPH0637390A (ja) 1992-07-16 1992-07-16 半導体レーザ及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0637390A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133058A (en) * 1994-07-21 2000-10-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fabrication of semiconductor light-emitting device
US6136626A (en) * 1994-06-09 2000-10-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and production method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6136626A (en) * 1994-06-09 2000-10-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and production method thereof
US6133058A (en) * 1994-07-21 2000-10-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fabrication of semiconductor light-emitting device
EP0772247B1 (en) * 1994-07-21 2004-09-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and production method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11274635A (ja) 半導体発光装置
US5757835A (en) Semiconductor laser device
JPH0856045A (ja) 半導体レーザ装置
JP2004146527A (ja) 半導体レーザ素子とその製造方法
JPH07226566A (ja) 量子井戸半導体レーザおよびその製造方法
JP2687668B2 (ja) 高出力半導体レーザ素子及びその製造方法
JPH0983071A (ja) 半導体レーザ
JP3763459B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JPH10261835A (ja) 半導体レーザ装置、及びその製造方法
JPH0637390A (ja) 半導体レーザ及びその製造方法
JPH05211372A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH0846283A (ja) 半導体レーザの製造方法
JP2006229210A (ja) 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
JP4062501B2 (ja) 半導体レーザ素子
JP2865160B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH065986A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH10209562A (ja) 半導体レーザ素子の製造方法
JPH09214058A (ja) 半導体レーザ素子
JP2973215B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP2712970B2 (ja) 半導体レーザとその製造方法
JP3182173B2 (ja) 半導体レーザ素子の製造方法
JP3722532B2 (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH05243672A (ja) 半導体レーザ装置の製造方法
JPH04252089A (ja) 半導体レーザ
JPH05267168A (ja) 半導体装置の製造方法