JPH0677594A - Semiconductor laser - Google Patents
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- JPH0677594A JPH0677594A JP24857392A JP24857392A JPH0677594A JP H0677594 A JPH0677594 A JP H0677594A JP 24857392 A JP24857392 A JP 24857392A JP 24857392 A JP24857392 A JP 24857392A JP H0677594 A JPH0677594 A JP H0677594A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 動作電流が低く、製造工程が簡単でしかも電
流ストライプ部の幅を高い制御性で決定することができ
る電流狭窄構造を有する内部ストライプ型の半導体レー
ザーを実現する。
【構成】 p型クラッド層を兼用する光導波層としての
p型Al0.2 Ga0.8 As層6上にエッチングストップ層とし
てのp型Inx Ga1-x P層7をエピタキシャル成長させ、
その上に電流ストップ層としてのn型Al0.3 Ga0.7 As層
8をエピタキシャル成長させた後、このn型Al0.3 Ga
0.7 As層8にウエットエッチングによりストライプ状の
開口8aを形成する。
(57) [Summary] [Object] To realize an internal stripe type semiconductor laser having a low operating current, a simple manufacturing process, and a current confinement structure capable of determining the width of a current stripe portion with high controllability. [Structure] A p-type In x Ga 1-x P layer 7 as an etching stop layer is epitaxially grown on a p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6 as an optical waveguide layer which also serves as a p-type cladding layer,
After on the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 as a current stop layer is epitaxially grown thereon, the n-type Al 0.3 Ga
Stripe-shaped openings 8a are formed in the 0.7 As layer 8 by wet etching.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザーに関
し、特に、電流ストップ層による電流狭窄構造を有する
内部ストライプ型の半導体レーザーに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly to an internal stripe type semiconductor laser having a current confinement structure with a current stop layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】有機金属化学気相成長(MOCVD)法
や分子線エピタキシー(MBE)法のような気相成長法
により製造される半導体レーザーとしては、段差の大き
い凹凸面上でのエピタキシャル成長の制御性がないこと
から、平坦なダブルヘテロ成長層上にエピタキシャル成
長させた電流ストップ層にストライプ状の開口を形成し
て電流狭窄構造を形成し、それにより電流閉じ込めと光
閉じ込めとを行う、いわゆるセルフアライン(自己整
合)型のものが主流になってきている。2. Description of the Related Art As a semiconductor laser manufactured by a vapor phase growth method such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method or a molecular beam epitaxy (MBE) method, control of epitaxial growth on an uneven surface having large steps Therefore, a so-called self-alignment is performed in which a current confinement structure is formed by forming a stripe-shaped opening in a current stop layer epitaxially grown on a flat double hetero growth layer to form a current confinement structure. The (self-aligned) type is becoming mainstream.
【0003】このようなセルフアライン型の半導体レー
ザーの一種に、本出願人が提案したSAN(Self-Align
ed Narrow Stripe)レーザーと呼ばれるものがあり、例
えば図4に示すような構造を有する(例えば、特開昭6
0−66894号公報)。One of such self-aligned semiconductor lasers is the SAN (Self-Align) proposed by the present applicant.
ed Narrow Stripe) laser, which has a structure as shown in, for example, FIG.
0-66894).
【0004】図4に示すように、この従来のSANレー
ザーにおいては、n型GaAs基板101上に、n型クラッ
ド層としてのn型AlGaAs層102、例えばn型またはp
型AlGaAs層から成る活性層103、p型クラッド層を兼
用するp型光導波層としてのp型AlGaAs層104及び電
流ストップ層としてのn型GaAs層105が順次積層され
ている。この電流ストップ層としてのn型GaAs層105
には、電流ストライプ部を規定するストライプ状の開口
105aが形成されている。そして、このn型GaAs層1
05とその開口105aの内部のp型AlGaAs層104と
の上にp型クラッド層としてのp型AlGaAs層106が積
層され、さらにこのp型AlGaAs層106上にキャップ層
としてのp型GaAs層107が積層されている。As shown in FIG. 4, in this conventional SAN laser, an n-type AlGaAs layer 102 as an n-type cladding layer, for example, n-type or p-type, is formed on an n-type GaAs substrate 101.
An active layer 103 made of a p-type AlGaAs layer, a p-type AlGaAs layer 104 as a p-type optical waveguide layer which also serves as a p-type cladding layer, and an n-type GaAs layer 105 as a current stop layer are sequentially laminated. The n-type GaAs layer 105 as this current stop layer
A stripe-shaped opening 105a that defines a current stripe portion is formed in the. And this n-type GaAs layer 1
05 and the p-type AlGaAs layer 104 inside the opening 105a, a p-type AlGaAs layer 106 as a p-type clad layer is laminated, and on the p-type AlGaAs layer 106, a p-type GaAs layer 107 as a cap layer. Are stacked.
【0005】図示は省略するが、実際にはp型GaAs層1
07上にp側電極が設けられ、n型GaAs基板101の裏
面にn側電極が設けられる。Although not shown, the p-type GaAs layer 1 is actually used.
The p-side electrode is provided on 07, and the n-side electrode is provided on the back surface of the n-type GaAs substrate 101.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述の図4に示す従来
のSANレーザーにおいては、電流ストップ層としての
n型GaAs層105による光吸収により実効的に横方向
(pn接合に平行な方向)の屈折率差を設けて光の導波
を行っているため、発振されるレーザー光によるn型Ga
As層105中での少数キャリアの発生に起因する電流リ
ークが存在する。このため、上述の従来のSANレーザ
ーの動作電流は、いわゆる実屈折率導波型の半導体レー
ザーの動作電流と比較してかなり大きいという欠点があ
る。例えば、30mWの光出力を得るのに必要な動作電
流は、実屈折率導波型の半導体レーザーでは60mA程
度であるのに対して、SANレーザーでは100mA程
度である。In the conventional SAN laser shown in FIG. 4 described above, light is effectively absorbed by the n-type GaAs layer 105 as a current stop layer so that it is effectively moved in the lateral direction (direction parallel to the pn junction). Since light is guided by providing a refractive index difference, n-type Ga generated by the oscillated laser light is used.
There is current leakage due to the generation of minority carriers in the As layer 105. Therefore, the operating current of the conventional SAN laser described above has a drawback that it is considerably larger than the operating current of a so-called real index guided semiconductor laser. For example, the operating current required to obtain an optical output of 30 mW is about 60 mA for a real index guided semiconductor laser, whereas it is about 100 mA for a SAN laser.
【0007】上述の問題は、電流ストップ層としてのn
型GaAs層105のキャリア濃度を2×1018cm-3以上
とし、かつその厚さをこのn型GaAs層105中での少数
キャリアの拡散長以上、具体的には約1.5μm以上に
することにより解決することが可能である。しかし、こ
のようにn型GaAs層105の厚さを1.5μm以上にす
ると、このn型GaAs層105に形成されるストライプ状
の開口105aの部分の段差がかなり大きくなるため、
エピタキシャル成長工程終了後に行われる電極の形成工
程の際に支障が生じる。このため、通常は、キャップ層
としてのp型GaAs層107のエピタキシャル成長終了後
にこのp型GaAs層107の表面を平坦化した後、この平
坦化された表面上にp側電極を形成するようにしている
が、このような平坦化プロセスを使用することは半導体
レーザーの製造の手間を増大させるため好ましくない。The above-mentioned problem is caused by the fact that n is used as a current stop layer.
The carrier concentration of the n-type GaAs layer 105 is set to 2 × 10 18 cm −3 or more, and the thickness thereof is set to the diffusion length of minority carriers in the n-type GaAs layer 105 or more, specifically about 1.5 μm or more. It is possible to solve it. However, if the thickness of the n-type GaAs layer 105 is set to 1.5 μm or more in this way, the step difference in the stripe-shaped opening 105a formed in the n-type GaAs layer 105 becomes considerably large.
Problems occur during the electrode forming process performed after the epitaxial growth process. Therefore, normally, after the epitaxial growth of the p-type GaAs layer 107 as the cap layer is completed, the surface of the p-type GaAs layer 107 is flattened, and then the p-side electrode is formed on the flattened surface. However, it is not preferable to use such a flattening process because it increases the labor of manufacturing the semiconductor laser.
【0008】従って、この発明の目的は、動作電流が低
く、しかも平坦化プロセスが不要であることにより製造
工程が簡単な半導体レーザーを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser which has a low operating current and does not require a flattening process so that the manufacturing process is simple.
【0009】この発明の他の目的は、電流ストライプ部
の幅を高い制御性で決定することができる半導体レーザ
ーを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of determining the width of the current stripe portion with high controllability.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の一の発明は、化合物半導体基板(1)上
に積層された第一導電型の第一のクラッド層(2、4)
と、第一のクラッド層(2、4)上に積層された活性層
(5)と、活性層(5)上に積層された第二導電型の第
二のクラッド層(6)と、第二のクラッド層(6)上に
積層されたストライプ状の開口(8a)を有する第一導
電型の電流ストップ層(8)とを有する内部ストライプ
型の半導体レーザーにおいて、電流ストップ層(8)が
発振されるレーザー光に対して透明な化合物半導体層に
より形成され、第二のクラッド層(6)と電流ストップ
層(8)との間に電流ストップ層(8)よりもエッチン
グ速度が小さいエッチングストップ層(7)が設けられ
ているものである。To achieve the above object, one invention of the present invention provides a first conductivity type first cladding layer (2, 4) laminated on a compound semiconductor substrate (1). )
An active layer (5) laminated on the first cladding layer (2, 4), a second conductivity type second cladding layer (6) laminated on the active layer (5), In an internal stripe type semiconductor laser having a first conductivity type current stop layer (8) having a stripe-shaped opening (8a) laminated on the second cladding layer (6), the current stop layer (8) is An etching stop formed of a compound semiconductor layer transparent to oscillated laser light and having an etching rate lower than that of the current stop layer (8) between the second cladding layer (6) and the current stop layer (8). A layer (7) is provided.
【0011】この発明の他の発明は、化合物半導体基板
(1)上に積層された第一導電型の第一のクラッド層
(2、4)と、第一のクラッド層(2、4)上に積層さ
れた活性層(5)と、活性層(5)上に積層された第二
導電型の第二のクラッド層を兼用する第二導電型の光導
波層(6)と、光導波層(6)上に積層されたストライ
プ状の開口(8a)を有する第一導電型の電流ストップ
層(8)とを有する内部ストライプ型の半導体レーザー
において、電流ストップ層(8)が発振されるレーザー
光に対して透明な化合物半導体層により形成され、光導
波層(6)と電流ストップ層(8)との間に電流ストッ
プ層(8)よりもエッチング速度が小さいエッチングス
トップ層(7)が設けられているものである。Another aspect of the present invention is to provide a first clad layer (2, 4) of the first conductivity type laminated on a compound semiconductor substrate (1) and a first clad layer (2, 4). An active layer (5) laminated on the active layer (5), an optical waveguide layer (6) of the second conductivity type laminated on the active layer (5) and also serving as a second cladding layer of the second conductivity type, and an optical waveguide layer. (6) A laser in which the current stop layer (8) is oscillated in an internal stripe type semiconductor laser having a first conductivity type current stop layer (8) having a stripe-shaped opening (8a) laminated thereon. An etching stop layer (7) formed of a compound semiconductor layer transparent to light and having an etching rate lower than that of the current stop layer (8) is provided between the optical waveguide layer (6) and the current stop layer (8). It is what has been.
【0012】[0012]
【作用】上述のように構成されたこの発明による半導体
レーザーによれば、発振されるレーザー光に対して透明
な化合物半導体層から成る電流ストップ層(8)により
横方向(pn接合に平行な方向)の実屈折率差が設けら
れるが、この場合には、電流ストップ層による光吸収に
より実効的に横方向屈折率差を設ける従来のSANレー
ザーにおけるような少数キャリアの発生に起因する電流
リークがなく、従ってその分だけ動作電流を低くするこ
とができる。また、このように電流リークがなくなるこ
とにより、電流ストップ層(8)の厚さを小さくするこ
とができるため、この電流ストップ層(8)に形成され
るストライプ状の開口(8a)の部分の段差を小さくす
ることができ、従ってエピタキシャル成長工程終了後の
平坦化プロセスが不要となり、その分だけ製造工程が簡
略化される。According to the semiconductor laser of the present invention configured as described above, the current stop layer (8) made of the compound semiconductor layer transparent to the oscillated laser beam allows the lateral direction (direction parallel to the pn junction). ) Is provided, but in this case, current leakage due to generation of minority carriers as in a conventional SAN laser in which a lateral refractive index difference is effectively provided by light absorption by the current stop layer is caused. Therefore, the operating current can be reduced accordingly. Further, by eliminating the current leakage in this way, the thickness of the current stop layer (8) can be reduced, so that the stripe-shaped opening (8a) portion formed in the current stop layer (8) is reduced. The step can be made small, and therefore, the flattening process after the epitaxial growth process is unnecessary, and the manufacturing process is simplified accordingly.
【0013】さらに、第二のクラッド層または光導波層
(6)上に電流ストップ層(8)よりもエッチング速度
が小さいエッチングストップ層(7)を介して電流スト
ップ層(8)を積層し、この電流ストップ層(8)にリ
ソグラフィー及びエッチングによりストライプ状の開口
(8a)を形成することにより、第二のクラッド層また
は光導波層(6)のエッチングを防止しつつ、ストライ
プ状の開口(8a)の幅、従って電流ストライプ部の幅
を高い制御性で決定することができる。Further, a current stop layer (8) is laminated on the second cladding layer or the optical waveguide layer (6) via an etching stop layer (7) having an etching rate lower than that of the current stop layer (8), By forming a stripe-shaped opening (8a) in the current stop layer (8) by lithography and etching, the stripe-shaped opening (8a) can be prevented while preventing the second cladding layer or the optical waveguide layer (6) from being etched. ), And hence the width of the current stripe portion, can be determined with high controllability.
【0014】[0014]
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1、図2及び図3はこの発明の一実施例
による実屈折率導波型の半導体レーザーを示し、図1は
共振器中央部における共振器長方向に垂直な断面図、図
2は共振器両端部の窓部における共振器長方向に垂直な
断面図、図3は電流ストライプ部から外れた位置におけ
る共振器長方向に平行な断面図である。FIGS. 1, 2 and 3 show a real index guided semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view perpendicular to the cavity length direction at the center of the cavity. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the resonator length direction in the window portions at both ends of the resonator, and FIG. 3 is a cross-sectional view parallel to the resonator length direction at a position deviated from the current stripe portion.
【0016】図1、図2及び図3に示すように、この実
施例による半導体レーザーにおいては、例えばn型GaAs
基板1上に、n型クラッド層としてのn型Al0.42Ga0.58
As層2、エッチングストップ層としてのn型Inx Ga1-x
P層3、n型クラッド層を兼用するn型光導波層として
のn型Al0.2 Ga0.8 As層4、例えばアンドープAl0.12Ga
0.88As層から成る活性層5、p型クラッド層を兼用する
p型光導波層としてのp型Al0.2 Ga0.8 As層6、エッチ
ングストップ層としてのp型Inx Ga1-x P層7及び電流
ストップ層としてのn型Al0.3 Ga0.7 As層8が順次積層
されている。ここで、エッチングストップ層としてのn
型Inx Ga1-x P層3及びp型Inx Ga1-xP層7のIn組成
比xは好適には例えば0.5に選ばれる。電流ストップ
層としてのn型Al0.3 Ga0.7 As層8には、電流ストライ
プ部を規定するストライプ状の開口8aが形成されてい
る。そして、このn型Al0.3 Ga0.7 As層8とその開口8
aの内部のp型Inx Ga1-x P層7との上にp型クラッド
層を兼用するp型光導波層としてのp型Al0.2 Ga0.8 As
層9が積層され、さらにこのp型Al0.2 Ga0.8 As層9上
にp型クラッド層としてのp型Al0.42Ga0.58As層10及
びキャップ層としてのp型GaAs層11が順次積層されて
いる。As shown in FIGS. 1, 2 and 3, in the semiconductor laser according to this embodiment, for example, n-type GaAs is used.
On the substrate 1, n-type Al 0.42 Ga 0.58 as an n-type cladding layer
As layer 2, n-type In x Ga 1-x as an etching stop layer
An n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 4 serving as an n-type optical waveguide layer that also serves as the P layer 3 and the n-type cladding layer, for example, undoped Al 0.12 Ga
An active layer 5 made of 0.88 As layer, a p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6 as a p-type optical waveguide layer which also serves as a p-type cladding layer, a p-type In x Ga 1-x P layer 7 as an etching stop layer, and An n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 as a current stop layer is sequentially laminated. Here, n as an etching stop layer
The In composition ratio x of the type In x Ga 1-x P layer 3 and the p-type In x Ga 1-x P layer 7 is preferably selected to be 0.5, for example. The n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 serving as the current stop layer is provided with stripe-shaped openings 8a that define the current stripe portion. Then, this n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 and its opening 8
On the p-type In x Ga 1-x P layer 7 inside a, p-type Al 0.2 Ga 0.8 As as a p-type optical waveguide layer that also serves as a p-type cladding layer
A layer 9 is laminated, and a p-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 10 as a p-type cladding layer and a p-type GaAs layer 11 as a cap layer are sequentially laminated on the p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 9. .
【0017】この実施例による半導体レーザーの各層の
厚さは、この半導体レーザーに要求される特性に応じて
選択されるものであるが、その一例を挙げると、n型Al
0.42Ga0.58As層2の厚さは1.5μm、n型Inx Ga1-x
P層3の厚さは5nm、n型Al0.2 Ga0.8 As層4の厚さ
は0.1μm、活性層5の厚さは0.04μm、p型Al
0.2 Ga0.8 As層6の厚さは0.1μm、p型Inx Ga1-x
P層7の厚さは5nm、n型Al0.3 Ga0.7 As層8の厚さ
は0.2μm、p型Al0.2 Ga0.8 As層9の厚さは0.3
μm、p型Al0.42Ga0.58As層10の厚さは1.5μm及
びp型GaAs層11の厚さは0.5μmである。The thickness of each layer of the semiconductor laser according to this embodiment is selected according to the characteristics required for this semiconductor laser. One example thereof is n-type Al.
0.42 Ga 0.58 As Layer 2 has a thickness of 1.5 μm and n-type In x Ga 1-x
The P layer 3 has a thickness of 5 nm, the n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 4 has a thickness of 0.1 μm, and the active layer 5 has a thickness of 0.04 μm.
The thickness of the 0.2 Ga 0.8 As layer 6 is 0.1 μm, p-type In x Ga 1-x
The P layer 7 has a thickness of 5 nm, the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 has a thickness of 0.2 μm, and the p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 9 has a thickness of 0.3.
The p-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 10 has a thickness of 1.5 μm, and the p-type GaAs layer 11 has a thickness of 0.5 μm.
【0018】図2及び図3に示すように、この実施例に
よる半導体レーザーは、いわゆる窓構造を有している。
すなわち、この実施例による半導体レーザーにおいて
は、共振器の両端面が、活性層5を構成するアンドープ
Al0.12Ga0.88As層よりもエネルギーギャップが大きく、
従って発振されるレーザー光に対して透明なn型Al0.3G
a0.7 As層8により覆われた構造となっており、この部
分が透明な窓を形成している。As shown in FIGS. 2 and 3, the semiconductor laser according to this embodiment has a so-called window structure.
That is, in the semiconductor laser according to this embodiment, both end faces of the resonator are undoped which constitutes the active layer 5.
The energy gap is larger than that of the Al 0.12 Ga 0.88 As layer,
Therefore, n-type Al 0.3 G, which is transparent to the emitted laser light
It has a structure covered with a 0.7 As layer 8, and this portion forms a transparent window.
【0019】次に、上述のように構成されたこの実施例
による半導体レーザーの製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the semiconductor laser according to this embodiment having the above-mentioned structure will be described.
【0020】この実施例による半導体レーザーを製造す
るには、図1、図2及び図3に示すように、まずn型Ga
As基板1上に例えばMOCVD法により、n型クラッド
層としてのn型Al0.42Ga0.58As層2、エッチングストッ
プ層としてのn型Inx Ga1-xP層3、n型クラッド層を
兼用するn型光導波層としてのn型Al0.2 Ga0.8 As層
4、例えばアンドープAl0.12Ga0.88As層から成る活性層
5、p型クラッド層を兼用するp型光導波層としてのp
型Al0.2 Ga0.8 As層6、エッチングストップ層としての
p型Inx Ga1-x P層7及び電流ストップ層としてのn型
Al0.3 Ga0.7 As層8を順次エピタキシャル成長させる。To manufacture the semiconductor laser according to this embodiment, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, first, n-type Ga is used.
The n-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 2 serving as an n - type cladding layer, the n - type In x Ga 1-x P layer 3 serving as an etching stop layer, and the n-type cladding layer are also used on the As substrate 1 by MOCVD, for example. An n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 4 as an n-type optical waveguide layer, for example, an active layer 5 composed of an undoped Al 0.12 Ga 0.88 As layer, and a p-type optical waveguide layer also serving as a p-type cladding layer.
Type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6, p-type In x Ga 1-x P layer 7 as an etching stop layer, and n-type as a current stop layer
The Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 is sequentially epitaxially grown.
【0021】次に、リソグラフィー及びエッチングによ
り、n型Al0.3 Ga0.7 As層8にストライプ状の開口8a
を形成する。このエッチングは、InGaP層に対するAlGa
As層のエッチング選択比を十分に大きくとることができ
るエッチング液、例えば塩酸系のエッチング液(例え
ば、HCl:H2 O=1:1)を用いたウエットエッチン
グ法により行う。これによって、このn型Al0.3 Ga0.7
As層8のエッチング時には、このn型Al0.3 Ga0.7 As層
8の下側に設けられたエッチングストップ層、すなわち
p型Inx Ga1-x P層7が露出した時点でエッチングはほ
ぼ完全に停止し、下地のp型Al0.2 Ga0.8 As層6がエッ
チングされるのが防止される。このようにp型Inx Ga
1-x P層7はほとんどエッチングされないことから、こ
のp型Inx Ga1-x P層7の厚さは上述のように例えば5
nm程度とかなり小さくても十分である。Next, by lithography and etching, stripe-shaped openings 8a are formed in the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8.
To form. This etching is performed for AlGa with respect to the InGaP layer.
The wet etching method is performed using an etching solution capable of ensuring a sufficiently high As layer etching selectivity, for example, a hydrochloric acid-based etching solution (for example, HCl: H 2 O = 1: 1). As a result, this n-type Al 0.3 Ga 0.7
When the As layer 8 is etched, etching is almost completely completed when the etching stop layer provided under the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8, that is, the p-type In x Ga 1-x P layer 7 is exposed. It stops and prevents the underlying p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6 from being etched. Thus, p-type In x Ga
Since the 1-x P layer 7 is hardly etched, the thickness of the p-type In x Ga 1-x P layer 7 is, for example, 5 as described above.
Even a very small value of about nm is sufficient.
【0022】次に、リソグラフィー及びエッチングによ
り、n型Al0.3 Ga0.7 As層8、p型Inx Ga1-x P層7、
p型Al0.2 Ga0.8 As層6、活性層5及びn型Al0.2 Ga
0.8 As層4を順次所定形状にパターニングする。この場
合、n型Al0.2 Ga0.8 As層4はウエットエッチング法を
用いてエッチングされるが、その際のエッチング液とし
ては、上述のn型Al0.3 Ga0.7 As層8のエッチング時と
同様に、例えば塩酸系のエッチング液を用いる。これに
よって、このn型Al0.2 Ga0.8 As層4の下側に設けられ
たエッチングストップ層、すなわちn型Inx Ga1-x P層
3が露出した時点でエッチングはほぼ完全に停止し、下
地のn型Al0.42Ga0.58As層2がエッチングされるのが防
止される。Next, by lithography and etching, an n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8, a p-type In x Ga 1-x P layer 7,
p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6, active layer 5 and n-type Al 0.2 Ga
The 0.8 As layer 4 is sequentially patterned into a predetermined shape. In this case, the n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 4 is etched by using a wet etching method, and the etching solution at that time is the same as that used for etching the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 described above. For example, a hydrochloric acid-based etching solution is used. As a result, when the etching stop layer provided below the n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 4, that is, the n-type In x Ga 1-x P layer 3 is exposed, the etching is almost completely stopped, and The n-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 2 is prevented from being etched.
【0023】次に、再びMOCVD法により、全面にp
型Al0.2 Ga0.8 As層9、p型Al0.42Ga0.58As層10及び
p型GaAs層11を順次エピタキシャル成長させる。Next, the entire surface is p-doped by MOCVD again.
The type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 9, the p-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 10 and the p-type GaAs layer 11 are sequentially epitaxially grown.
【0024】次に、図示は省略するが、p型GaAs層11
上にp側電極を形成するとともに、n型GaAs基板1の裏
面にn側電極を形成した後、上述のようにしてレーザー
構造が形成されたn型GaAs基板1をバー状に劈開し、さ
らにこのバーをチップ化し、目的とする半導体レーザー
を完成させる。Next, although not shown, the p-type GaAs layer 11 is formed.
After forming the p-side electrode on the upper surface and the n-side electrode on the back surface of the n-type GaAs substrate 1, the n-type GaAs substrate 1 having the laser structure formed thereon is cleaved into a bar shape as described above, and This bar is made into chips and the desired semiconductor laser is completed.
【0025】この実施例によれば、発振されるレーザー
光に対して透明なn型Al0.3 Ga0.7As層8を電流ストッ
プ層として用いていることにより、電流ストップ層をn
型GaAs層により形成した上述の従来のSANレーザーの
ようにレーザー光による電流ストップ層中での少数キャ
リアの発生に起因する電流リークがなく、従ってその分
だけ動作電流を低くすることができる。また、この電流
ストップ層としてのn型Al0.3 Ga0.7 As層8の厚さは小
さくて済むので、このn型Al0.3 Ga0.7 As層8に形成さ
れるストライプ状の開口8aの部分の段差が小さくな
り、従ってその後にエピタキシャル成長されるp型Al
0.2 Ga0.8 As層9、p型Al0.42Ga0.58As層10及びp型
GaAs層11の表面の段差も小さくなって、後工程、すな
わちp側電極の形成工程に支障が生じなくなる。このた
め、キャップ層としてのp型GaAs層11のエピタキシャ
ル成長工程終了後にこのp型GaAs層11の表面を平坦化
する必要がなくなり、その分だけ半導体レーザーの製造
工程の簡略化を図ることができる。According to this embodiment, since the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 transparent to the oscillated laser beam is used as the current stop layer, the current stop layer is n
Unlike the above-described conventional SAN laser formed by the GaAs layer, there is no current leak due to the generation of minority carriers in the current stop layer due to the laser light, and therefore the operating current can be reduced accordingly. Further, since the thickness of the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 serving as the current stop layer can be small, the step difference in the stripe-shaped opening 8a formed in the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 can be eliminated. P-type Al which becomes smaller and is therefore epitaxially grown thereafter
0.2 Ga 0.8 As layer 9, p-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 10 and p-type
The step difference on the surface of the GaAs layer 11 is also reduced, and the subsequent step, that is, the step of forming the p-side electrode does not occur. Therefore, it is not necessary to flatten the surface of the p-type GaAs layer 11 after the epitaxial growth step of the p-type GaAs layer 11 as the cap layer, and the manufacturing process of the semiconductor laser can be simplified accordingly.
【0026】また、この実施例による半導体レーザーに
おいては、p型クラッド層を兼用するp型光導波層とし
てのp型Al0.2 Ga0.8 As層6の上にエッチングストップ
層としてのp型Inx Ga1-x P層7を介して電流ストップ
層としてのn型Al0.3 Ga0.7As層8を積層していること
から、このp型Inx Ga1-x P層7の働きにより、下地の
p型Al0.2 Ga0.8 As層6のエッチングを防止しつつ、こ
のn型Al0.3 Ga0.7 As層8にエッチングによりストライ
プ状の開口8aを高い制御性で形成することができる。
これによって、電流ストライプ部の幅を高い制御性で決
定することができることから、半導体レーザーの高光出
力特性を再現性良く得ることが可能となる。Further, in the semiconductor laser according to this embodiment, p-type In x Ga serving as an etching stop layer is formed on the p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6 serving as the p-type optical waveguide layer which also serves as the p-type cladding layer. Since the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 serving as the current stop layer is laminated via the 1-x P layer 7, the p-type In x Ga 1-x P layer 7 serves as a base p-layer. While preventing the etching of the type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 6, the stripe-shaped openings 8a can be formed in the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 by etching with high controllability.
As a result, the width of the current stripe portion can be determined with high controllability, and the high light output characteristics of the semiconductor laser can be obtained with good reproducibility.
【0027】さらに、この実施例による半導体レーザー
は窓構造を有していることから、レーザー端面の破壊に
よる劣化を防止することができ、それによって最大光出
力の大幅な向上を図ることができる。しかも、この実施
例による半導体レーザーにおいては、導波路を用いてい
るので、単なる窓構造を有する半導体レーザーに比べ
て、レーザービームの広がりが小さくなり、発光点の位
置もレーザー端面にほぼ一致させることが可能となる。
なお、共振器両端部の活性層5の近傍の領域の有効屈折
率と窓領域の屈折率とは一致していることが望ましく、
そのようにすることにより導波損失を小さく抑えること
ができ、かつ複合共振器構造となることによるレーザー
発振の不安定性を抑制することができる。Further, since the semiconductor laser according to this embodiment has the window structure, it is possible to prevent the deterioration due to the destruction of the laser end face, and it is possible to greatly improve the maximum light output. Moreover, in the semiconductor laser according to this embodiment, since the waveguide is used, the spread of the laser beam is smaller than that of the semiconductor laser having a simple window structure, and the position of the light emitting point should be substantially aligned with the laser end face. Is possible.
In addition, it is desirable that the effective refractive index of the region in the vicinity of the active layer 5 at both ends of the resonator and the refractive index of the window region are the same,
By doing so, the waveguide loss can be suppressed to be small, and the instability of laser oscillation due to the composite resonator structure can be suppressed.
【0028】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. .
【0029】例えば、上述の実施例におけるエッチング
ストップ層としてのp型Inx Ga1-xP層7及びn型Inx G
a1-x P層3としてはx=0.5のものが好適に用いら
れることは上述の通りであるが、より一般的には、この
エッチングストップ層としては(Alx Ga1-x )0.5 In
0.5 P層を用いてもよい。For example, the p-type In x Ga 1-x P layer 7 and the n-type In x G serving as the etching stop layer in the above-described embodiments.
As described above, x = 0.5 is preferably used as the a 1-x P layer 3, but more generally, (Al x Ga 1-x ) is used as the etching stop layer. 0.5 In
A 0.5 P layer may be used.
【0030】また、上述の実施例による半導体レーザー
を構成する各AlGaAs層の組成は一例に過ぎず、それらの
組成は必要に応じて変更可能である。The composition of each AlGaAs layer constituting the semiconductor laser according to the above-mentioned embodiment is only an example, and the composition can be changed as required.
【0031】また、必要に応じて、上述の実施例におい
て、電流ストップ層としてのn型Al0.3 Ga0.7 As層8に
ストライプ状の開口8aを形成した後にこの開口8aの
部分におけるエッチングストップ層としてのp型Inx Ga
1-x P層7をエッチング除去するようにしてもよい。If necessary, in the above-described embodiment, a striped opening 8a is formed in the n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 as a current stop layer, and then, as an etching stop layer in the opening 8a. P-type In x Ga
The 1-x P layer 7 may be removed by etching.
【0032】また、上述の実施例においては、半導体レ
ーザーが窓構造を有する場合について説明したが、必ず
しもこのように窓構造を有する必要はない。In the above-mentioned embodiments, the case where the semiconductor laser has the window structure has been described, but it is not always necessary to have the window structure.
【0033】さらに、上述の実施例においては、AlGaAs
系半導体レーザーにこの発明を適用した場合について説
明したが、この発明は、AlGaAs系半導体レーザー以外の
半導体レーザー、例えばZnSe系半導体レーザーに適用す
ることも可能である。Further, in the above embodiment, AlGaAs
Although the case where the present invention is applied to a semiconductor laser of the type has been described, the present invention can also be applied to a semiconductor laser other than the AlGaAs semiconductor laser, for example, a ZnSe semiconductor laser.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、動作電流が低く、製造工程も簡単でしかも電流スト
ライプ幅を高い制御性で決定することができる内部スト
ライプ型の半導体レーザーを実現することができる。As described above, according to the present invention, an internal stripe type semiconductor laser having a low operating current, a simple manufacturing process, and a high controllability of the current stripe width can be realized. be able to.
【図1】この発明の一実施例による実屈折率導波型の半
導体レーザーの共振器中央部における共振器長方向に垂
直な断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view perpendicular to a cavity length direction in a cavity central portion of a real index guided semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例による実屈折率導波型の半
導体レーザーの共振器両端部の窓部における共振器長方
向に垂直な断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the cavity length direction in the window portions at both ends of the cavity of the real index guided semiconductor laser according to the embodiment of the present invention.
【図3】この発明の一実施例による実屈折率導波型の半
導体レーザーの電流ストライプ部から外れた位置におけ
る共振器長方向に平行な断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view parallel to the cavity length direction at a position deviated from the current stripe portion of the real index guided semiconductor laser according to the embodiment of the present invention.
【図4】従来のSANレーザーを示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional SAN laser.
1 n型GaAs基板 2 n型Al0.42Ga0.58As層 3 n型Inx Ga1-x P層 4 n型Al0.2 Ga0.8 As層 5 活性層 6 p型Al0.2 Ga0.8 As層 7 p型Inx Ga1-x P層 8 n型Al0.3 Ga0.7 As層 8a ストライプ状の開口 9 p型Al0.2 Ga0.8 As層 10 p型Al0.42Ga0.58As層 11 p型GaAs層1 n-type GaAs substrate 2 n-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 3 n-type In x Ga 1-x P layer 4 n-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 5 active layer 6 p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 7 p-type In x Ga 1-x P layer 8 n-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer 8 a Striped opening 9 p-type Al 0.2 Ga 0.8 As layer 10 p-type Al 0.42 Ga 0.58 As layer 11 p-type GaAs layer
Claims (2)
電型の第一のクラッド層と、 上記第一のクラッド層上に積層された活性層と、 上記活性層上に積層された第二導電型の第二のクラッド
層と、 上記第二のクラッド層上に積層されたストライプ状の開
口を有する第一導電型の電流ストップ層とを有する内部
ストライプ型の半導体レーザーにおいて、 上記電流ストップ層が発振されるレーザー光に対して透
明な化合物半導体層により形成され、 上記第二のクラッド層と上記電流ストップ層との間に上
記電流ストップ層よりもエッチング速度が小さいエッチ
ングストップ層が設けられていることを特徴とする半導
体レーザー。1. A first conductivity type first clad layer laminated on a compound semiconductor substrate, an active layer laminated on the first clad layer, and a second layer laminated on the active layer. An internal stripe type semiconductor laser having a conductive type second cladding layer and a first conductivity type current stop layer having a stripe-shaped opening laminated on the second cladding layer, wherein the current stop layer Is formed of a compound semiconductor layer transparent to oscillated laser light, and an etching stop layer having an etching rate smaller than that of the current stop layer is provided between the second cladding layer and the current stop layer. A semiconductor laser characterized in that
電型の第一のクラッド層と、 上記第一のクラッド層上に積層された活性層と、 上記活性層上に積層された第二導電型の第二のクラッド
層を兼用する第二導電型の光導波層と、 上記光導波層上に積層されたストライプ状の開口を有す
る第一導電型の電流ストップ層とを有する内部ストライ
プ型の半導体レーザーにおいて、 上記電流ストップ層が発振されるレーザー光に対して透
明な化合物半導体層により形成され、 上記光導波層と上記電流ストップ層との間に上記電流ス
トップ層よりもエッチング速度が小さいエッチングスト
ップ層が設けられていることを特徴とする半導体レーザ
ー。2. A first conductivity type first clad layer laminated on a compound semiconductor substrate, an active layer laminated on the first clad layer, and a second layer laminated on the active layer. Internal stripe type having a second conductivity type optical waveguide layer that also serves as a conductivity type second clad layer, and a first conductivity type current stop layer having a stripe-shaped opening laminated on the optical waveguide layer In the semiconductor laser described above, the current stop layer is formed of a compound semiconductor layer transparent to oscillated laser light, and has an etching rate smaller than that of the current stop layer between the optical waveguide layer and the current stop layer. A semiconductor laser having an etching stop layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24857392A JPH0677594A (en) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24857392A JPH0677594A (en) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | Semiconductor laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677594A true JPH0677594A (en) | 1994-03-18 |
Family
ID=17180151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24857392A Pending JPH0677594A (en) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677594A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7041524B2 (en) | 2001-06-29 | 2006-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| JP2025013195A (en) * | 2023-07-12 | 2025-01-24 | ツー-シックス デラウェア インコーポレイテッド | Dual-waveguide structure for edge-emitting semiconductor laser and method for forming same |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP24857392A patent/JPH0677594A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7041524B2 (en) | 2001-06-29 | 2006-05-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| JP2025013195A (en) * | 2023-07-12 | 2025-01-24 | ツー-シックス デラウェア インコーポレイテッド | Dual-waveguide structure for edge-emitting semiconductor laser and method for forming same |
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