JPH0645686A - 半導体レーザとその製造方法 - Google Patents
半導体レーザとその製造方法Info
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- JPH0645686A JPH0645686A JP19502592A JP19502592A JPH0645686A JP H0645686 A JPH0645686 A JP H0645686A JP 19502592 A JP19502592 A JP 19502592A JP 19502592 A JP19502592 A JP 19502592A JP H0645686 A JPH0645686 A JP H0645686A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直線性の優れた電流−光出力特性を示す半導
体レーザの製造を目的とする。 【構成】 Znドープ(Alx Ga1-x )0.5 In0.5
Pクラッド層6上に厚さを制御したアンドープGax I
n1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)を成長し、後
に成長されるn型GaAsブロック層11、P型GaA
sコンタクト層12成長過程に、下地結晶のZnドープ
(Alx Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)のP型不純物の亜鉛(Zn)の固相拡散により、
P型反転し、P型反転Ga0.5In0.5 Pヘテロバッファ
層7とn型GaAsブロック層11のヘテロ接合にて高
精度なPN接合を形成する。
体レーザの製造を目的とする。 【構成】 Znドープ(Alx Ga1-x )0.5 In0.5
Pクラッド層6上に厚さを制御したアンドープGax I
n1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)を成長し、後
に成長されるn型GaAsブロック層11、P型GaA
sコンタクト層12成長過程に、下地結晶のZnドープ
(Alx Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)のP型不純物の亜鉛(Zn)の固相拡散により、
P型反転し、P型反転Ga0.5In0.5 Pヘテロバッファ
層7とn型GaAsブロック層11のヘテロ接合にて高
精度なPN接合を形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体装置、例
えば、可視光半導体レーザの製造方法とその半導体レー
ザの構造に関することである。
えば、可視光半導体レーザの製造方法とその半導体レー
ザの構造に関することである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザの製造方法
は、図3に示すように有機金属熱分解法を用いた気相成
長エピタキシャル法(MO−VPE)等によってn型G
aAs基板2の上にn型GaAsバッファ層3、n型
(Alx Ga1-x )0.5 In0.5Pクラッド層(0<x
≦1)4、Ga0.5 In0.5 P活性層5、Znドープ
(Alx Ga1-X )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)6、ZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテロバッフ
ァ層9、n型GaAsブロック層11を順次成長する。
n型GaAsブロック層11のヘテロバッファ層9側は
Znの拡散によりP型反転した層10となる。
は、図3に示すように有機金属熱分解法を用いた気相成
長エピタキシャル法(MO−VPE)等によってn型G
aAs基板2の上にn型GaAsバッファ層3、n型
(Alx Ga1-x )0.5 In0.5Pクラッド層(0<x
≦1)4、Ga0.5 In0.5 P活性層5、Znドープ
(Alx Ga1-X )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)6、ZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテロバッフ
ァ層9、n型GaAsブロック層11を順次成長する。
n型GaAsブロック層11のヘテロバッファ層9側は
Znの拡散によりP型反転した層10となる。
【0003】その後、〔011〕結晶方向にZnドープ
Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層9上に達するスト
ライプ状の溝をgを形成し、2回目の成長にてP型Ga
Asコンタクト層12を成長させ、n型電極1,P型電
極13を形成していた(例えば、特公平3−53577
号公報)。
Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層9上に達するスト
ライプ状の溝をgを形成し、2回目の成長にてP型Ga
Asコンタクト層12を成長させ、n型電極1,P型電
極13を形成していた(例えば、特公平3−53577
号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の半導体レーザは、ZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテ
ロバッファ層9以降のn型GaAsブロック層11、P
型GaAsコンタクト層12を成長する際、熱履歴によ
りZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層9に
接するn型GaAsブロック層11に拡散係数の大きい
Zn(亜鉛)が熱履歴により、固相拡散し、図3に示す
ように低抵抗なP型反転GaAs層10を形成する。
の半導体レーザは、ZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテ
ロバッファ層9以降のn型GaAsブロック層11、P
型GaAsコンタクト層12を成長する際、熱履歴によ
りZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層9に
接するn型GaAsブロック層11に拡散係数の大きい
Zn(亜鉛)が熱履歴により、固相拡散し、図3に示す
ように低抵抗なP型反転GaAs層10を形成する。
【0005】P型反転GaAs層10の形成により、P
型電極13より注入された電流は、P型GaAsコンタ
クト層12を経て、ストライプ状の溝gを通過する際、
P型反転GaAs層10に電流iが大きく広がり、同図
矢印で示すようになる。それにより、発光領域となる活
性層5のキャリア密度分布は図5aの実線Rに示すよう
になり、光出力を得るために、電流を増加すると中央部
のキャリアは、光エネルギ−に変換されて減少する効果
も加わり、破線jで示すようにキャリア密度分布は、ま
すます中央部がへこみ、光導波特性が不安定になり、図
5bに示すように電流−光出力特性に折れ曲がりを発生
する欠点があった。
型電極13より注入された電流は、P型GaAsコンタ
クト層12を経て、ストライプ状の溝gを通過する際、
P型反転GaAs層10に電流iが大きく広がり、同図
矢印で示すようになる。それにより、発光領域となる活
性層5のキャリア密度分布は図5aの実線Rに示すよう
になり、光出力を得るために、電流を増加すると中央部
のキャリアは、光エネルギ−に変換されて減少する効果
も加わり、破線jで示すようにキャリア密度分布は、ま
すます中央部がへこみ、光導波特性が不安定になり、図
5bに示すように電流−光出力特性に折れ曲がりを発生
する欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
製造方法は、上記の問題点を解決するために1回目の成
長にてn型GaAs基板またはn型GaAsバッファ層
を有するn型GaAs基板二、n型クラッド層、活性
層、さらにZnドーピングのP型クラッド層を順次形成
し、その上に成長するヘテロバッファ層は、成長時には
ノンドーピングのn型で形成し、さらにn型ブロック層
を形成する。そして,その後ヘテロバッファ層上に達す
るストライプ状の溝を形成し、2回目の成長にてZnド
ーピングのP型コンタクト層を形成した構成となってい
る。
製造方法は、上記の問題点を解決するために1回目の成
長にてn型GaAs基板またはn型GaAsバッファ層
を有するn型GaAs基板二、n型クラッド層、活性
層、さらにZnドーピングのP型クラッド層を順次形成
し、その上に成長するヘテロバッファ層は、成長時には
ノンドーピングのn型で形成し、さらにn型ブロック層
を形成する。そして,その後ヘテロバッファ層上に達す
るストライプ状の溝を形成し、2回目の成長にてZnド
ーピングのP型コンタクト層を形成した構成となってい
る。
【0007】
【作用】上記の構成によると成長時にノンドーピングの
n型ヘテロバッファ層は、その直下の下地結晶のP型不
純物、例えばZn(亜鉛)拡散によって、P型反転し、
そのヘテロバッファ層上のn型ブロック層とのヘテロ界
面にて高精度なPn接合を形成するため、低抵抗なP型
反転GaAs層の形成がなくなる。このため、注入電流
の広がりが小さくなり、活性層に注入されるキャリア密
度分布が単峰性の形状を保って、光導波特性を安定に維
持し、直線性の優れた電流−光出力特性を示す半導体レ
ーザを提供するようにするものである。
n型ヘテロバッファ層は、その直下の下地結晶のP型不
純物、例えばZn(亜鉛)拡散によって、P型反転し、
そのヘテロバッファ層上のn型ブロック層とのヘテロ界
面にて高精度なPn接合を形成するため、低抵抗なP型
反転GaAs層の形成がなくなる。このため、注入電流
の広がりが小さくなり、活性層に注入されるキャリア密
度分布が単峰性の形状を保って、光導波特性を安定に維
持し、直線性の優れた電流−光出力特性を示す半導体レ
ーザを提供するようにするものである。
【0008】
【実施例】以下、この発明について図面を参照して説明
する。
する。
【0009】説明に先立ち、従来例を示したものと同一
符号は、同一呼称であり、説明を省いています。
符号は、同一呼称であり、説明を省いています。
【0010】図1は、本発明の実施例1の半導体レーザ
の断面図を示したものである。n型GaAs基板2上に
n型GaAsバッファ層3、n型(Alx Ga1-x )
0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)4、Ga0.5
In0.5 P活性層5、Znードープ(Alx Ga1-x )
0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)6を順次成長
する。その上にPN接合位置の高精度化を目的とするノ
ンドーピングGaxIn1-x Pヘテロバッファ層(0<
x<1)を成長し、さらにn型GaAsブロック層11
を成長する。その後〔011〕結晶方向に上記ヘテロバ
ッファ層に達するストライプ上の溝を形成し,2回目の
成長にてP型GaAsコンタクト層12を成長し、n型
電極1、P型電極13を形成する。ノンドーピングGa
x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)は、0.
06〜0.10μmの厚さに制御することにより、n型
GaAsブロック層11、P型GaAsコンタクト層1
2成長時に下地結晶のZnドープ(Alx Ga1-x 0.5
In0.5 Pクラッド層6のP型不純物のZn(亜鉛)の
拡散によってP型反転をし、P型反転Gax In1-x P
ヘテロバッファ層(0<x<1)7となる。
の断面図を示したものである。n型GaAs基板2上に
n型GaAsバッファ層3、n型(Alx Ga1-x )
0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)4、Ga0.5
In0.5 P活性層5、Znードープ(Alx Ga1-x )
0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)6を順次成長
する。その上にPN接合位置の高精度化を目的とするノ
ンドーピングGaxIn1-x Pヘテロバッファ層(0<
x<1)を成長し、さらにn型GaAsブロック層11
を成長する。その後〔011〕結晶方向に上記ヘテロバ
ッファ層に達するストライプ上の溝を形成し,2回目の
成長にてP型GaAsコンタクト層12を成長し、n型
電極1、P型電極13を形成する。ノンドーピングGa
x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)は、0.
06〜0.10μmの厚さに制御することにより、n型
GaAsブロック層11、P型GaAsコンタクト層1
2成長時に下地結晶のZnドープ(Alx Ga1-x 0.5
In0.5 Pクラッド層6のP型不純物のZn(亜鉛)の
拡散によってP型反転をし、P型反転Gax In1-x P
ヘテロバッファ層(0<x<1)7となる。
【0011】n型GaAsブロック層11をP型反転さ
せるまで亜鉛(Zn)が拡散されなくなり、P型反転G
ax In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)7とn
型GaAsブロック層11のヘテロ接合部にて高精度な
PN接合を形成する。
せるまで亜鉛(Zn)が拡散されなくなり、P型反転G
ax In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)7とn
型GaAsブロック層11のヘテロ接合部にて高精度な
PN接合を形成する。
【0012】これにより、図1に示すように電流通路
は、同図矢印で示す形状となる。従って発光領域とな
る。Ga0.5 In0.5 P活性層5に注入されるキャリア
密度は、図4aのように中央部のキャリア密度が高い単
峰性の形状となる。駆動電流を増加して光出力を上げて
も点数で示すように単峰状のキャリア密度分布を保ち、
安定な光導波特性を維持できるため、図4bに示すよう
に直線性の優れた電流−光出力特性を得ることができ
る。
は、同図矢印で示す形状となる。従って発光領域とな
る。Ga0.5 In0.5 P活性層5に注入されるキャリア
密度は、図4aのように中央部のキャリア密度が高い単
峰性の形状となる。駆動電流を増加して光出力を上げて
も点数で示すように単峰状のキャリア密度分布を保ち、
安定な光導波特性を維持できるため、図4bに示すよう
に直線性の優れた電流−光出力特性を得ることができ
る。
【0013】
【実施2】図2は本発明の実施例2の半導体レーザの断
面図である。この実施例は、前記実施例1のP型反転G
ax In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)7の代
わりに、P型反転Aly Ga1-y As(0<y<0.
5)ヘテロバッファ層8をもうけて、P型(Alx Ga
1-X )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)6とn
型GaAsブロック層11またはP型GaAsコンタク
ト層12とヘテロ界面で生じるいわゆるヘテロ界面のバ
ンド不連続であるバレンスバンドスパイクの低減を行
う。P型反転Aly Ga1-y As(0<y<0.5)ヘ
テロバッファ層8は、実施例1と同様に400〜600
オングストロームの厚さでノンドーピングAly Ga
1-y As(0.3<y<0.7)として成長し、後成長
させるn型GaAsブロック層11、P型GaAsコン
タクト層12成長過程に、下地結晶のZnドープ(Al
x Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)
のP型不純物の亜鉛(Zn)の固相拡散により、P型反
転し、P型反転AlyGa1−yAsヘテロバッファ層
(0.3<y<0.7)7とn型GaAsブロック層1
1のヘテロ接合にて高精度なPNせうごうを形成する。
面図である。この実施例は、前記実施例1のP型反転G
ax In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)7の代
わりに、P型反転Aly Ga1-y As(0<y<0.
5)ヘテロバッファ層8をもうけて、P型(Alx Ga
1-X )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)6とn
型GaAsブロック層11またはP型GaAsコンタク
ト層12とヘテロ界面で生じるいわゆるヘテロ界面のバ
ンド不連続であるバレンスバンドスパイクの低減を行
う。P型反転Aly Ga1-y As(0<y<0.5)ヘ
テロバッファ層8は、実施例1と同様に400〜600
オングストロームの厚さでノンドーピングAly Ga
1-y As(0.3<y<0.7)として成長し、後成長
させるn型GaAsブロック層11、P型GaAsコン
タクト層12成長過程に、下地結晶のZnドープ(Al
x Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)
のP型不純物の亜鉛(Zn)の固相拡散により、P型反
転し、P型反転AlyGa1−yAsヘテロバッファ層
(0.3<y<0.7)7とn型GaAsブロック層1
1のヘテロ接合にて高精度なPNせうごうを形成する。
【0014】なお、以上の実施例では、ドーパントとし
てZnを用いたが、この発明は勿論他のドーパント例え
ばMg等であってもよい。
てZnを用いたが、この発明は勿論他のドーパント例え
ばMg等であってもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
を採用することによって低抵抗なP型反転GaAs層を
形成しないため、注入電流が広がらず、発光領域となる
半導体層に注入されたキャリア密度分布を単峰性の形状
にでき、直線性の良い電流−光出力特性を半導体レーザ
を製作できることができる。
を採用することによって低抵抗なP型反転GaAs層を
形成しないため、注入電流が広がらず、発光領域となる
半導体層に注入されたキャリア密度分布を単峰性の形状
にでき、直線性の良い電流−光出力特性を半導体レーザ
を製作できることができる。
【図1】 本発明に係る実施例1の半導体レーザの断面
図。
図。
【図2】 本発明に係る実施例2の半導体レーザの断面
図。
図。
【図3】 従来の半導体レーザの断面図。
【図4】 aは、本発明に係る実施例1、実施例2の半
導体レーザにおける発光領域に注入されたキャリア密度
分布を示す図。bは、aの電流−光出力特性を示す図。
導体レーザにおける発光領域に注入されたキャリア密度
分布を示す図。bは、aの電流−光出力特性を示す図。
【図5】 aは、従来の半導体レーザにおける発光領域
に注入されたキャリア密度分布を示す図。bは、aの電
流−光出力特性を示す図。
に注入されたキャリア密度分布を示す図。bは、aの電
流−光出力特性を示す図。
1 n型電極 2 n型GaAs基板 3 n型GaAsバッファ層 4 n型(Alx Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラッド層
(0<x≦1) 5 Ga0.5 In0.5 P活性層 6 Znドープ(Alx Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラ
ッド層(0<x≦1) 7 P型反転Gax In1-x ヘテロバッファ層(0<x
<1) 8 P型反転Aly Ga1-y Pヘテロバッファ層(0.
3<x<0.7) 9 ZnドープGax In1-x Pヘテロバッファ層(0
<x<1) 10 P型反転GaAs層 11 n型GaAsブロック層 12 P型GaAコンタクト層 13 P型電極
(0<x≦1) 5 Ga0.5 In0.5 P活性層 6 Znドープ(Alx Ga1-x )0.5 In0.5 Pクラ
ッド層(0<x≦1) 7 P型反転Gax In1-x ヘテロバッファ層(0<x
<1) 8 P型反転Aly Ga1-y Pヘテロバッファ層(0.
3<x<0.7) 9 ZnドープGax In1-x Pヘテロバッファ層(0
<x<1) 10 P型反転GaAs層 11 n型GaAsブロック層 12 P型GaAコンタクト層 13 P型電極
Claims (5)
- 【請求項1】III −V族結晶成長過程で下地結晶のP型
不純物拡散により、その上に積層されるアンドープGa
x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)をオ−ト
ドピングして、P型反転させ、前記ヘテロバッファ層の
厚さが0.06〜0.10μmである半導体レーザ。 - 【請求項2】III −V族結晶成長過程で下地結晶のP型
不純物拡散により、その上に積層されるアンドープAl
y Ga1-y Asヘテロバッファ層(0<y<1)をオー
トドーヒングして、P型反転させ、その厚さが400〜
600オングストロームである半導体レーザ。 - 【請求項3】III −V族結晶成長過程において、下地結
晶のP型不純物を拡散し、その上に形成したアンドープ
のPヘテロバッファ層(0<x<1)をP型反転させる
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項4】前記アンドープヘテロバッファ層がGax
In1-x P(0<x<1)である請求項3記載の半導体
レーザの製造方法。 - 【請求項5】前記アンドープヘテロバッファ層がAly
Ga1-y As(0<y<1)である請求項3記載の半導
体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19502592A JPH0645686A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 半導体レーザとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19502592A JPH0645686A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 半導体レーザとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645686A true JPH0645686A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16334288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19502592A Pending JPH0645686A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | 半導体レーザとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645686A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006279023A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19502592A patent/JPH0645686A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006279023A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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