JPH0677594A - 半導体レーザー - Google Patents
半導体レーザーInfo
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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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- semiconductor laser
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
照しながら説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
による半導体レーザーの製造方法について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図４】従来のＳＡＮレーザーを示す断面図である。
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
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物半導体基板上に積層された第一導
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。 - 【請求項２】 化合物半導体基板上に積層された第一導
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24857392A JPH0677594A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24857392A JPH0677594A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677594A true JPH0677594A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=17180151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24857392A Pending JPH0677594A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677594A (ja) |
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 (ja) * | 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 | 端面発光半導体レーザの二重導波路構造およびその形成方法 |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP24857392A patent/JPH0677594A/ja 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 (ja) * | 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 | 端面発光半導体レーザの二重導波路構造およびその形成方法 |
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