JPH0697576A - 半導体レーザ及びその製法 - Google Patents

半導体レーザ及びその製法

Info

Publication number
JPH0697576A
JPH0697576A JP4245087A JP24508792A JPH0697576A JP H0697576 A JPH0697576 A JP H0697576A JP 4245087 A JP4245087 A JP 4245087A JP 24508792 A JP24508792 A JP 24508792A JP H0697576 A JPH0697576 A JP H0697576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
conductivity type
semiconductor
ridge
clad layer
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
JP4245087A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Narui
啓修 成井
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP4245087A priority Critical patent/JPH0697576A/ja
Publication of JPH0697576A publication Critical patent/JPH0697576A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2222Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2222Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
    • H01S5/2223Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties hetero barrier blocking layers, e.g. P-P or N-N

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低閾値化と安定した独立駆動が可能な多ビー
ムレーザを得る。 【構成】 {100}結晶面を主面とする第1導電型の
化合物半導体基板1に<011>結晶軸方向に沿って形
成されたリッジ2上に、第1導電型の第1のクラッド層
3と、電流阻止層4とのエピタキシャル成長層が{11
1}B結晶面により挟まれて閉じ込められた断面ほぼ3
角形の半導体部Eが形成され、この半導体部Eにより分
断されて,その両側に少なくとも第1導電型の第2のク
ラッド層5と、活性層6と、第2導電型の第3のクラッ
ド層7と、第1導電型の電流狭窄層8と、第2導電型の
第4のクラッド層9とをそれぞれ有する第1及び第2の
半導体レーザ部LD1 及びLD2 を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ、特にA
lGaAs系化合物半導体より成り、独立駆動型の例え
ば2ビーム半導体レーザを基本構成とする半導体レーザ
及びその製法に係わる。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザの高集積化・高速処理化な
どの要請に対し、1チップ内に複数の独立制御が可能な
レーザビームを有するマルチビーム半導体レーザが開発
されている。
【0003】このような独立制御のマルチビームレーザ
においては、単体素子とは異なり複数の独立した入力端
子を必要とするため、例えばレーザビームごとに独立し
た電極をパターニング形成し、更に活性層を横切る深さ
にまで達する程度の溝をRIE(反応性イオンエッチン
グ)等のドライエッチングにより形成して素子分離を行
う等の方法が考えられる。
【0004】しかしながらこのように活性層を横切るド
ライエッチングを行うときは、結晶にダメージを与える
恐れがあり、特性の劣化を招き、信頼性の低下を来すと
いう問題がある。
【0005】本出願人は先に、高出力半導体レーザであ
るSANレーザ(Self Aligned Narr
ow Stripe Laser)のマルチビーム化と
して2ビームレーザを提案した。
【0006】この2ビームSANレーザは、図6にその
断面図を示すように、まず第1導電型例えばn型で一主
面が{100}結晶面を有するGaAs化合物半導体基
板31に、例えばMOCVD(有機金属化学気相成長)
法などにより連続的に第1導電型例えばn型の第1クラ
ッド層32と、アンドープの活性層33と、第2導電型
例えばp型の第2クラッド層34と、第1導電型の電流
ブロック層35がエピタキシャル成長されたウェハーを
得る。
【0007】そして、一旦その成長を中止し、成長装置
からこのウェハーを取り出した後、エッチングによって
最終的に得るレーザ素子の電流通路となる部分に溝44
を形成し、再び成長装置にウェハーを入れて、2度目の
結晶成長によって第2導電型の第3のクラッド層36
と、第2導電型のキャップ層37がエピタキシャル成長
される。
【0008】この後、素子間を分離するために同様にR
IE等のドライエッチングにより溝45を形成する。
【0009】そして、溝45によって分離されたキャッ
プ層37上に、それぞれ電極46及び47を独立にオー
ミックに被着し、化合物半導体基板31の裏面に共通の
電極48をオーミックに被着する。
【0010】ところが、この2ビームSANレーザの製
造方法では、活性層33を横切る溝45を形成するドラ
イエッチングを行うに際して活性層33の結晶にダメー
ジを与えるほか、溝45を制御良く形成するのが難し
く、このエッチングプロセスを挟んで互いに独立した2
回の結晶成長を行うことから信頼性の低下を来す。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、制御性及び
信頼性の向上をはかった独立駆動型の2ビームレーザ基
本構造とする半導体レーザとその製法を提供するもので
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1及び図2
に各例の断面図を示すように、{100}結晶面を主面
とする第1導電型の化合物半導体基板1に、<011>
結晶軸方向に沿って形成されたリッジ2と、このリッジ
2上に第1導電型の第1のクラッド層3と、電流阻止層
4とのエピタキシャル成長層が{111}B結晶面によ
る斜面S1 及びS2 により挟まれて閉じ込められた断面
ほぼ3角形の半導体部Eと、この半導体部Eにより分断
されてその両側に、少なくとも第1導電型の第2のクラ
ッド層5と、活性層6と、第2導電型の第3のクラッド
層7と、第1導電型の電流狭窄層8と、第2導電型の第
4のクラッド層9とをそれぞれ有する第1及び第2の半
導体レーザ部LD1 及びLD2 とが構成されて成る。
【0013】また、本発明は、上述の構成において、第
1及び第2の半導体レーザ部LD1及びLD2 の各活性
層6の発光領域が{311}Bを主面とする構成とす
る。
【0014】本発明の製法は、上述の構成において、
{100}結晶面を主面とする第1導電型の化合物半導
体基板1に、<011>結晶軸方向に沿ってリッジ2を
形成する工程と、リッジ2とその両側の溝部11に、少
なくとも第1導電型の第1のクラッド層3と、電流阻止
層4と、第1導電型の第2のクラッド層5と、活性層6
と、第2導電型の第3のクラッド層7と、第1導電型の
電流狭窄層8と、第2導電型の第4のクラッド層9とを
エピタキシャル成長する工程とを採って、リッジ2上に
第1導電型の第1のクラッド層3と、電流阻止層4との
エピタキシャル成長層が{111}B結晶面により斜面
1 及びS2 により挟まれて閉じ込められた断面ほぼ3
角形の半導体部Eを形成すると共に、この半導体部Eに
より分断されてその両側に、少なくとも第1導電型の第
2のクラッド層5と、活性層6と、第2導電型の第3の
クラッド層と、第1導電型の電流狭窄層8と、第2導電
型の第4のクラッド層9とをそれぞれ有する第1及び第
2の半導体レーザ部LD1 及びLD2 が構成された半導
体レーザを得る。
【0015】
【作用】上述したように、本発明においては{100}
結晶面の化合物半導体基板1上に<011>結晶軸方向
にリッジ2を設け、リッジ2上に第1のクラッド層3及
び電流阻止層4のみを形成して、活性層6をリッジ2を
挟んでその両側に独立させる。
【0016】この構成では、リッジ2上の半導体部Eの
両側斜面S1 及びS2 に突き合わせられるように、溝部
11上から成長するエピタキシャル成長層は、この半導
体部Eの近傍では{311}B結晶面として成長してく
る。
【0017】そして、この{311}B面は、カーボン
すなわちp型ドーパントの取り込みが小さいことからn
型化され易いという性質を有することを利用して、例え
ば後述するように、第4のクラッド層9上に形成するキ
ャップ層10のキャリア−濃度を制御することにより電
流ブロック層8の開口部aを自動的に制御形成できる。
言い換えれば、電流ブロック層8によって活性層に対す
る注入電流通路を狭窄することができ、これによって低
閾値化をはかり、かつこれによって半導体レーザ部LD
1 及びLD2 の独立駆動が可能となるのである。
【0018】また本発明製造方法によれば、リッジ2に
よって独立された活性層6は、リッジ2上に成長された
第1クラッド層3と電流阻止層4とによる3角柱状の半
導体部Eの{111}B面による斜面S1 及びS2 、す
なわち半導体部Eの両側の半導体レーザLD1 及びLD
2 を構成する活性層6の端面は良好な結晶性をもって形
成される。
【0019】また本発明製造方法によれば、リッジ2を
複数本形成し、各リッジ2によって素子分離を行うこと
によって、任意の数のビームを構成することができる。
【0020】そして、本発明方法では、1回の連続エピ
タキシャル成長で各半導体層を形成できるので信頼性の
高い半導体レーザを構成できる。
【0021】
【実施例】図1に示す本発明による独立駆動型2ビーム
半導体レーザの一例を、本発明による製造方法の一例と
ともに図3を参照して詳細に説明する。この例において
はAlGaAs系化合物半導体による2ビームレーザを
得る場合を示す。
【0022】まず図3Aに示すように、p型GaAs等
より成る化合物半導体基板1の{100}結晶面よりな
る主面1S上に、レジストRSを<011>結晶軸方向
に沿ってストライプ状に被着形成する。
【0023】レジストRSの被着部以外をウエットエッ
チングあるいはドライエッチング等により図3Bに示す
ように、紙面に対して垂直方向<011>方向にストラ
イプ状のリッジ2を形成する。
【0024】次に図3Cに示すように、メチル系原料ガ
スを用いたMOCVD法によりエピタキシャル成長させ
ることによって、基板1と同導電型すなわちp型AlG
aAsの第1クラッド層3を成長させる。
【0025】続いて図3Dに示すように、第1のクラッ
ド層3と同導電型と、逆導電型の例えばp型AlGaA
s、n型AlGaAs、‥‥の繰返しによるサイリスタ
構造の電流阻止層4を成長させる。
【0026】このときリッジ2上においてその両側縁部
から{111}B結晶面が生じるが、一旦この{11
1}B結晶面が生じると、これの上においてはエピタキ
シャル成長速度が極めて遅いことから、リッジ2上には
{111}B結晶面より成る斜面S1 ,S2 に囲まれた
三角柱状の半導体部Eが構成される。
【0027】続いて、つまり連続エピタキシーによって
図4Aに示すように例えばp型AlGaAs層による第
2のクラッド層5、図4Bに示すように例えばGaA
s、或いはInGaAsによる活性層6、例えばn型A
lGaAsによる第3のクラッド層7、図4Cに示すよ
うに例えばp型AlGaAsによる電流ブロック層8を
順次エピタキシャル成長し、続いて図5Aに示すように
例えばn型AlGaAsによる第4のクラッド層9を成
長させ、続いて図5Bに示すように、n型GaAsキャ
ップ層10を成長させていく。
【0028】このとき、リッジ2上では{111}B面
1 及びS2 で覆われているのでサイリスタ領域構造の
電流阻止層4以後のエピタキシャル成長層は、リッジ2
上の半導体部Eを挟んでその両側に形成される。
【0029】そして、ここでキャップ層10を成長させ
ている間、キャップ層10のキャリア濃度によって電流
狭窄層8の{311}B面がn化され、この電流狭窄層
8のキャリア濃度、キャップ層10のキャリア濃度等に
よってその幅が決められる電流のブロックがなされない
開口部aが生じる。この開口部aの幅は、キャップ層の
キャエア−濃度が高いと広く、低いと狭くなる。
【0030】このようにリッジ2の両側に開口部aを電
流通路とする電流狭窄層8をもつ2つのレーザLD1
びLD2 、すなわち2ビームレーザが容易に形成され
る。
【0031】そして、図5C及び図1に示すように、半
導体部Eの両側においてそれぞれ独立の第1及び第2の
電極31及び32を各キャップ上にオーミックに被着
し、基板1の裏面に共通の第3の電極33をオーミック
に被着する。
【0032】この構成において、電流狭窄層8の不純物
濃度を、1×1018原子/cm3 、第3及び第4のクラ
ッド層7及び9を1×1018原子/cm3 程度とすると
き、電流通路となる開口aの幅は1μm、濃度は5×1
17原子/cm3 とすることができた。
【0033】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ことなく、そのほか例えば図2に示すように図1の各部
の導電型を逆導電型とする。しかしながら、このよう
に、逆導電型とするときは、リッジ2の両側の電流阻止
層4の上部にGaAsバッファ層34を形成し、電流ブ
ロック層8は活性層6の下部に形成する。そして、この
場合GaAsバッファ層34のキャリア−濃度によって
同様に電流ブロック層8に開口部aを形成し、電流狭窄
を行う。
【0034】尚、図2において、図1と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。
【0035】そのほか上述の例に限られず種々の変形変
更が可能であることは言うまでもない。
【0036】
【発明の効果】上述したように、本発明によればエッチ
ングを必要とすることなく、1回の連続エピタキシャル
成長で製造できるので信頼性の高い半導体レーザを作業
性良く構成できる。
【0037】そして、このことに加えて、例えばキャッ
プ層或いはバッファ層のキャリア濃度を制御することに
よって電流通路となる開口部aの設定、言い換えれば電
流狭窄を行うことによって、安定して均一な特性の独立
駆動型の例えば2ビームレーザが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体レーザの一例の略線的拡大
断面図である。
【図2】本発明による独立駆動型2ビームレーザの製造
方法の一例の製造工程図である。
【図3】本発明方法の一例の一部の工程図(その1)で
ある。
【図4】本発明方法の一例の一部の工程図(その2)で
ある。
【図5】本発明方法の一例の一部の工程図(その3)で
ある。
【図6】従来の2ビームレーザの一例の略線的拡大断面
図である。
【符号の説明】
1 化合物半導体基板 2 リッジ 3 第1のクラッド層 5 第2のクラッド層 7 第3のクラッド層 9 第4のクラッド層 6 活性層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 {100}結晶面を主面とする第1導電
    型の化合物半導体基板に、 <011>結晶軸方向に沿って形成されたリッジと、 該リッジ上に第1導電型の第1のクラッド層と、電流阻
    止層とのエピタキシャル成長層が{111}B結晶面に
    より挟まれて閉じ込められた断面ほぼ3角形の半導体部
    と、 該半導体部により分断されてその両側に、少なくとも第
    1導電型の第2のクラッド層と、活性層と、第2導電型
    の第3のクラッド層と、第1導電型の電流狭窄層と、第
    2導電型の第4のクラッド層とをそれぞれ有する第1及
    び第2の半導体レーザ部が構成されて成ることを特徴と
    する半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 上記第1及び第2の半導体レーザ部の各
    活性層の発光領域が{311}Bを主面とすることを特
    徴とする半導体レーザ。
  3. 【請求項3】 {100}結晶面を主面とする第1導電
    型の化合物半導体基板に<011>結晶軸方向に沿って
    リッジを形成する工程と、 上記リッジとその両側の溝部に、少なくとも第1導電型
    の第1のクラッド層と、第1導電型の第2のクラッド層
    と、活性層と、第2導電型の第3のクラッド層と、第1
    導電型の電流狭窄層と、第2導電型の第4のクラッド層
    とをエピタキシャル成長する工程とを採って上記リッジ
    上に、上記第1導電型の第1のクラッド層と、電流阻止
    層とのエピタキシャル成長層が{111}B結晶面によ
    り挟まれて閉じ込められた断面ほぼ3角形の半導体部を
    形成すると共に、該半導体部により分断されてその両側
    に、少なくとも第1導電型の第2のクラッド層と、活性
    層と、第2導電型の第3のクラッド層と、第1導電型の
    電流狭窄層と、第2導電型の第4のクラッド層とをそれ
    ぞれ有する第1及び第2の半導体レーザ部が構成された
    半導体レーザを得ることを特徴とする半導体レーザの製
    法。
JP4245087A 1992-09-14 1992-09-14 半導体レーザ及びその製法 Pending JPH0697576A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4245087A JPH0697576A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 半導体レーザ及びその製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4245087A JPH0697576A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 半導体レーザ及びその製法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0697576A true JPH0697576A (ja) 1994-04-08

Family

ID=17128418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4245087A Pending JPH0697576A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 半導体レーザ及びその製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0697576A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0026062B1 (en) A heterojunction semiconductor laser
JPH07183618A (ja) 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置製造方法並びに集積型半導体レーザ装置
JPH10229246A (ja) リッジ型半導体レーザダイオードとその製造方法
JP2001196694A (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP3257034B2 (ja) 化合物半導体装置とその製造方法
JPH0677590A (ja) 半導体レーザとその製法
JPH053756B2 (ja)
JP2001057459A (ja) 半導体レーザ
US5887011A (en) Semiconductor laser
JPH0697576A (ja) 半導体レーザ及びその製法
JP2865160B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH03238813A (ja) エピタキシャル成長方法
JPS6124839B2 (ja)
JPH07283482A (ja) 半導体レーザ装置及びその作製方法
EP1026799B1 (en) Semiconductor laser and fabricating method therefor
JP2949809B2 (ja) 半導体レーザの製法
RU2262171C2 (ru) Полупроводниковое лазерное устройство и способ его изготовления
JP2554192B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH065969A (ja) 半導体レーザ装置
JP2547459B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP3189900B2 (ja) 半導体レーザ素子
JPH0766992B2 (ja) AlGaInP系半導体レーザとその製造方法
JP3446344B2 (ja) V溝構造を有する半導体発光装置
JPH06112586A (ja) 半導体レーザ
JPH01110788A (ja) 半導体レーザ製造方法