JPH09116222A - 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最も活性層に近い部分のリッジ幅が、他の部
分の幅と比べて最も狭くなっている逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造を備えた半導体レーザの製造方法及びこ
の製造方法により得られる半導体レーザを提供するこ
と。 【解決手段】 ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上
クラッド層４上に、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.7) エ
ッチングストッパ層５、ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.
5) 第２上クラッド層６、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト
層７を形成した後、リッジマスク８をマスクとして、第
１のコンタクト層７と第２のクラッド層６とを第１のエ
ッチングによりエッチングストッパ層５が露出するまで
除去した後、第２のクラッド層６に対して、酒石酸（５
０％ｗｔ）と過酸化水素（３１％ｗｔ）とを４：１の割
合で混合してなるエッチング液を用いた第２のエッチン
グを２．５分以上行い、逆メサ形状のリッジストライプ
構造１９を形成する。
分の幅と比べて最も狭くなっている逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造を備えた半導体レーザの製造方法及びこ
の製造方法により得られる半導体レーザを提供するこ
と。 【解決手段】 ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上
クラッド層４上に、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.7) エ
ッチングストッパ層５、ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.
5) 第２上クラッド層６、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト
層７を形成した後、リッジマスク８をマスクとして、第
１のコンタクト層７と第２のクラッド層６とを第１のエ
ッチングによりエッチングストッパ層５が露出するまで
除去した後、第２のクラッド層６に対して、酒石酸（５
０％ｗｔ）と過酸化水素（３１％ｗｔ）とを４：１の割
合で混合してなるエッチング液を用いた第２のエッチン
グを２．５分以上行い、逆メサ形状のリッジストライプ
構造１９を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザの
製造方法及び半導体レーザに関し、特にリッジ型半導体
レーザの製造方法及び半導体レーザに関するものであ
る。
製造方法及び半導体レーザに関し、特にリッジ型半導体
レーザの製造方法及び半導体レーザに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の半導体レーザの構造を示す
斜視図であり、図において、１はｎ型（以下，ｎ−と称
す）ＧａＡｓ半導体基板、２は該基板１の（１００）面
上に形成された厚さが１．５〜２μｍであるｎ−Ａｌx
Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３は下クラッド層
２よりも実効的なバンドギャップエネルギーが小さい活
性層で、例えば、厚さが１０ｎｍでアルミ組成比v が
０．０５〜０．１５である３層のＡｌv Ｇａ1-v Ｐウエ
ル層（図示せず）の各層の間に、厚さが１０ｎｍでアル
ミ組成比w が０．２〜０．３５であるＡｌw Ｇａ1-w Ｐ
バリア層（図示せず）を挟み込んでなる５層の積層構造
を、厚さが３５ｎｍで上記バリア層と同じ組成の材料か
らなる２層の光ガイド層（図示せず）で挟み込んでなる
量子井戸構造活性層等が用いられる。４は厚さが０．２
〜０．５μｍであるｐ型（以下，ｐ−と称す）Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上クラッド層，５は厚さが約２
００オングストロームであるｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y
=0.7) エッチングストッパ層，６は厚さが１．０〜２．
０μｍであるｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２上ク
ラッド層，７は厚さが０．５〜１μｍであるｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層で、上記第２上クラッド層６と第１
コンタクト層７とは半導体レーザの共振器となる方向
（以下レーザ共振器長方向と称す）に伸びるリッジスト
ライプ構造（以下リッジ構造とも称す）９を形成してお
り、その共振器長方向に垂直な面における断面形状は逆
メサ形状となっている。１２は該リッジストライプ構造
９を埋め込むように形成された上記活性層３の実効的な
バンドギャップよりもバンドギャップが小さい材料から
なるｎ型の電流ブロック層で、例えばｎ−ＧａＡｓ等が
用いられる。９ｃはリッジ構造９の折れ曲がり部、１３
は厚さ２〜３μｍのｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層，１
４はｐ側電極，１５はｎ側電極をそれぞれ示す。
斜視図であり、図において、１はｎ型（以下，ｎ−と称
す）ＧａＡｓ半導体基板、２は該基板１の（１００）面
上に形成された厚さが１．５〜２μｍであるｎ−Ａｌx
Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３は下クラッド層
２よりも実効的なバンドギャップエネルギーが小さい活
性層で、例えば、厚さが１０ｎｍでアルミ組成比v が
０．０５〜０．１５である３層のＡｌv Ｇａ1-v Ｐウエ
ル層（図示せず）の各層の間に、厚さが１０ｎｍでアル
ミ組成比w が０．２〜０．３５であるＡｌw Ｇａ1-w Ｐ
バリア層（図示せず）を挟み込んでなる５層の積層構造
を、厚さが３５ｎｍで上記バリア層と同じ組成の材料か
らなる２層の光ガイド層（図示せず）で挟み込んでなる
量子井戸構造活性層等が用いられる。４は厚さが０．２
〜０．５μｍであるｐ型（以下，ｐ−と称す）Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上クラッド層，５は厚さが約２
００オングストロームであるｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y
=0.7) エッチングストッパ層，６は厚さが１．０〜２．
０μｍであるｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２上ク
ラッド層，７は厚さが０．５〜１μｍであるｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層で、上記第２上クラッド層６と第１
コンタクト層７とは半導体レーザの共振器となる方向
（以下レーザ共振器長方向と称す）に伸びるリッジスト
ライプ構造（以下リッジ構造とも称す）９を形成してお
り、その共振器長方向に垂直な面における断面形状は逆
メサ形状となっている。１２は該リッジストライプ構造
９を埋め込むように形成された上記活性層３の実効的な
バンドギャップよりもバンドギャップが小さい材料から
なるｎ型の電流ブロック層で、例えばｎ−ＧａＡｓ等が
用いられる。９ｃはリッジ構造９の折れ曲がり部、１３
は厚さ２〜３μｍのｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層，１
４はｐ側電極，１５はｎ側電極をそれぞれ示す。
【０００３】また、図４は従来の半導体レーザの製造方
法を示す断面工程図であり、図において、図３と同一符
号は同一又は相当する部分を示しており、８は絶縁膜か
らなるリッジマスクを示している。
法を示す断面工程図であり、図において、図３と同一符
号は同一又は相当する部分を示しており、８は絶縁膜か
らなるリッジマスクを示している。
【０００４】また、図５は従来の半導体レーザの製造方
法の、図４(c) に示す工程においてＡで示す部分を拡大
して示す斜視図であり、図において、図４と同一符号は
同一又は相当する部分を示しており、５ａはエッチング
により露出した（１００）面からなるエッチングストッ
パ層表面、９ａはリッジストライプ構造９のレーザ共振
器長方向と平行な側面（以下、リッジ側面と称す）の一
方の上部であり、その面方位は（／１／１１）Ａ面であ
る。
法の、図４(c) に示す工程においてＡで示す部分を拡大
して示す斜視図であり、図において、図４と同一符号は
同一又は相当する部分を示しており、５ａはエッチング
により露出した（１００）面からなるエッチングストッ
パ層表面、９ａはリッジストライプ構造９のレーザ共振
器長方向と平行な側面（以下、リッジ側面と称す）の一
方の上部であり、その面方位は（／１／１１）Ａ面であ
る。
【０００５】なお、この面方位を示す（／１／１１）と
は、
は、
【０００６】
【数１】
【０００７】を表したものであり、本明細書中で、括弧
“（）”内に記載した“／”はバーを示すものとする。
“（）”内に記載した“／”はバーを示すものとする。
【０００８】また、９ｂはリッジ側面の一方の下部で、
（／１／１１）Ａ面と（１００）面との間の面によりな
っている。９ｃはリッジ側面の折れ曲がり部である。
（／１／１１）Ａ面と（１００）面との間の面によりな
っている。９ｃはリッジ側面の折れ曲がり部である。
【０００９】次に動作について説明する。ｐ側電極１４
側に正、ｎ側電極１５側に負となるように電圧を印加す
ると、電子はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３，ｐ−
ＧａＡｓ第１コンタクト層７，ｐ−第２上クラッド層
６，ｐ−第１上クラッド層４を経て量子井戸活性層３
へ、また電子はｎ−ＧａＡｓ半導体基板１，ｎ−下クラ
ッド層２を経て量子井戸活性層３にそれぞれ注入され、
電子とホールの再結合が発生し、活性層３内で誘導放出
光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導
波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じ
る。
側に正、ｎ側電極１５側に負となるように電圧を印加す
ると、電子はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３，ｐ−
ＧａＡｓ第１コンタクト層７，ｐ−第２上クラッド層
６，ｐ−第１上クラッド層４を経て量子井戸活性層３
へ、また電子はｎ−ＧａＡｓ半導体基板１，ｎ−下クラ
ッド層２を経て量子井戸活性層３にそれぞれ注入され、
電子とホールの再結合が発生し、活性層３内で誘導放出
光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導
波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じ
る。
【００１０】次にリッジ構造９について説明する。スト
ライプ状のリッジ構造９に隣接するｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層１２に覆われている領域では、ｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層１２がｐ−第１上クラッド層４とｐ−Ｇａ
Ａｓ第２コンタクト層１３との間でそれぞれｐｎ接合を
形成しており、ｐ側電極１４側を正となるよう電圧を印
加しても、リッジ構造９以外の領域ではｐｎｐ接合を形
成しており電圧の印加方向が逆バイアスとなるため電流
は流れない。つまりｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１２は
文字通り電流をブロックする機能を果たす。よって電流
はリッジ構造９のみを流れるため、リッジ構造９直下の
領域の量子井戸活性層３のみに電流は集中し、レーザ発
振するために十分な電流密度に達する。またｎ−ＧａＡ
ｓ電流ブロック層１２は量子井戸活性層３で発したレー
ザ光を吸収する性質がある。これは電流ブロック層１２
の材料であるＧａＡｓのバンドギャップエネルギーが活
性層３の実効的なバンドギャップエネルギーより小さく
なるよう設計されているからである。このためリッジ構
造９の両脇ではレーザ光は強い吸収を受けるため、リッ
ジ構造９の近傍のみにレーザ光も集中する。この結果、
半導体レーザの動作特性の中で重要な水平横モードも安
定に単峰の形状となる。
ライプ状のリッジ構造９に隣接するｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層１２に覆われている領域では、ｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層１２がｐ−第１上クラッド層４とｐ−Ｇａ
Ａｓ第２コンタクト層１３との間でそれぞれｐｎ接合を
形成しており、ｐ側電極１４側を正となるよう電圧を印
加しても、リッジ構造９以外の領域ではｐｎｐ接合を形
成しており電圧の印加方向が逆バイアスとなるため電流
は流れない。つまりｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１２は
文字通り電流をブロックする機能を果たす。よって電流
はリッジ構造９のみを流れるため、リッジ構造９直下の
領域の量子井戸活性層３のみに電流は集中し、レーザ発
振するために十分な電流密度に達する。またｎ−ＧａＡ
ｓ電流ブロック層１２は量子井戸活性層３で発したレー
ザ光を吸収する性質がある。これは電流ブロック層１２
の材料であるＧａＡｓのバンドギャップエネルギーが活
性層３の実効的なバンドギャップエネルギーより小さく
なるよう設計されているからである。このためリッジ構
造９の両脇ではレーザ光は強い吸収を受けるため、リッ
ジ構造９の近傍のみにレーザ光も集中する。この結果、
半導体レーザの動作特性の中で重要な水平横モードも安
定に単峰の形状となる。
【００１１】次に従来の半導体レーザの製造方法につい
て説明する。まず、ウエハ状のｎ−ＧａＡｓ半導体基板
１の（１００）面上に、ｎ−下クラッド層２，活性層
３，ｐ−第１上クラッド層４，ｐ−エッチングストッパ
層５，ｐ−第２上クラッド層６，ｐ−ＧａＡｓ第１コン
タクト層７の各層をエピタキシャル結晶成長する。この
成長方法としては、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic
Chemical Vapor Deposition)法等が用いられる。成長後
のウエハの断面図を図４(a) に示す。
て説明する。まず、ウエハ状のｎ−ＧａＡｓ半導体基板
１の（１００）面上に、ｎ−下クラッド層２，活性層
３，ｐ−第１上クラッド層４，ｐ−エッチングストッパ
層５，ｐ−第２上クラッド層６，ｐ−ＧａＡｓ第１コン
タクト層７の各層をエピタキシャル結晶成長する。この
成長方法としては、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic
Chemical Vapor Deposition)法等が用いられる。成長後
のウエハの断面図を図４(a) に示す。
【００１２】続いて、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層７
上に、図４(b) に示すように、逆メサ形状のリッジスト
ライプ構造が形成可能な方向、例えば［０１１］方向に
伸びるストライプ状の絶縁膜からなるリッジマスク８を
形成する。材質としてはＳｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 等が用い
られ、このリッジマスク８のレーザ共振器長方向と垂直
な方向（以下レーザ共振器幅方向と称す）の幅は約８μ
ｍである。このリッジマスク８は逆メサ形状のリッジ構
造９を形成するためのエッチングのマスクとして機能す
る。次に、図４(c) に示すように、このリッジマスク８
をマスクとして逆メサ形状のリッジ構造が形成されるよ
うエッチングストッパ層５に達するまでエッチングを行
う。このエッチングにおいてはｐ−ＧａＡｓ第１コンタ
クト層７，ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２クラッ
ド層６はエッチングできるが、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ
(y=0.7) エッチングストッパ層５はエッチングされない
ような選択エッチャントを用いることにより、再現性良
くリッジ構造９を形成できる。このようなエッチャント
の例としてリッジ形成に一般的に用いられる酒石酸と過
酸化水素の混合液が挙げられる。エッチングストッパ層
５までエッチングが到達したかどうかはエッチング中に
目視でウエハ表面に観察される、エッチング表面となっ
ている層の変化に伴う、反射光の変化により判断でき
る。すなわち、エッチングがエッチングストッパ層５に
達すると同時に反射光の干渉色が消えるので、干渉光が
消えると同時にウエハをエッチャントからあげて水洗す
る。
上に、図４(b) に示すように、逆メサ形状のリッジスト
ライプ構造が形成可能な方向、例えば［０１１］方向に
伸びるストライプ状の絶縁膜からなるリッジマスク８を
形成する。材質としてはＳｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 等が用い
られ、このリッジマスク８のレーザ共振器長方向と垂直
な方向（以下レーザ共振器幅方向と称す）の幅は約８μ
ｍである。このリッジマスク８は逆メサ形状のリッジ構
造９を形成するためのエッチングのマスクとして機能す
る。次に、図４(c) に示すように、このリッジマスク８
をマスクとして逆メサ形状のリッジ構造が形成されるよ
うエッチングストッパ層５に達するまでエッチングを行
う。このエッチングにおいてはｐ−ＧａＡｓ第１コンタ
クト層７，ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２クラッ
ド層６はエッチングできるが、ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ
(y=0.7) エッチングストッパ層５はエッチングされない
ような選択エッチャントを用いることにより、再現性良
くリッジ構造９を形成できる。このようなエッチャント
の例としてリッジ形成に一般的に用いられる酒石酸と過
酸化水素の混合液が挙げられる。エッチングストッパ層
５までエッチングが到達したかどうかはエッチング中に
目視でウエハ表面に観察される、エッチング表面となっ
ている層の変化に伴う、反射光の変化により判断でき
る。すなわち、エッチングがエッチングストッパ層５に
達すると同時に反射光の干渉色が消えるので、干渉光が
消えると同時にウエハをエッチャントからあげて水洗す
る。
【００１３】このような方法により、図５に示すよう
に、逆メサ形状のリッジストライプ構造が形成される。
ここで、このリッジストライプ構造９は、そのレーザ共
振器幅方向の幅（以下リッジ幅と称す）が活性層３に近
づくにしたがって狭くなっているような完全な逆メサ形
状とならず、リッジ側壁のエッチングストッパ層５に近
い下部に、リッジ構造の内側に向かって突出したリッジ
ストライプが伸びる方向と平行な折れ曲がり部９ｃが形
成されている逆メサ形状のリッジ構造９となり、リッジ
構造９の最上部から上記折れ曲がり部９ｃに向かうにつ
れてリッジ構造９のリッジ幅が狭くなり、この折れ曲が
り部９ｃから活性層３やエッチングストッパ層５に向か
うにつれてリッジ幅が広がっている形状となっている。
そして、リッジ構造９下部のリッジ側面と、このリッジ
側面と接するエッチングストッパ層５の上記エッチング
により露出した表面とのなす角度は鈍角となっている。
に、逆メサ形状のリッジストライプ構造が形成される。
ここで、このリッジストライプ構造９は、そのレーザ共
振器幅方向の幅（以下リッジ幅と称す）が活性層３に近
づくにしたがって狭くなっているような完全な逆メサ形
状とならず、リッジ側壁のエッチングストッパ層５に近
い下部に、リッジ構造の内側に向かって突出したリッジ
ストライプが伸びる方向と平行な折れ曲がり部９ｃが形
成されている逆メサ形状のリッジ構造９となり、リッジ
構造９の最上部から上記折れ曲がり部９ｃに向かうにつ
れてリッジ構造９のリッジ幅が狭くなり、この折れ曲が
り部９ｃから活性層３やエッチングストッパ層５に向か
うにつれてリッジ幅が広がっている形状となっている。
そして、リッジ構造９下部のリッジ側面と、このリッジ
側面と接するエッチングストッパ層５の上記エッチング
により露出した表面とのなす角度は鈍角となっている。
【００１４】このようなリッジ構造９が形成されるの
は、リッジ形成のためのエッチングの（１００）面を形
成するエッチングレートが早いため、エッチングがエッ
チングストッパ層５に達した時点においては、完全な逆
メサ形状のリッジ構造のリッジ側面となる（／１／１
１）面等の面を形成するためのエッチングが十分に行わ
れておらず、その結果、リッジ構造９のリッジ側面の下
部９ｂに、（１００）面と本来逆メサ形状のリッジ構造
９の側面となる面との間の過渡的な面、例えば、（１０
０）面と（／１／１１）面との間の面が形成されること
によるものである。
は、リッジ形成のためのエッチングの（１００）面を形
成するエッチングレートが早いため、エッチングがエッ
チングストッパ層５に達した時点においては、完全な逆
メサ形状のリッジ構造のリッジ側面となる（／１／１
１）面等の面を形成するためのエッチングが十分に行わ
れておらず、その結果、リッジ構造９のリッジ側面の下
部９ｂに、（１００）面と本来逆メサ形状のリッジ構造
９の側面となる面との間の過渡的な面、例えば、（１０
０）面と（／１／１１）面との間の面が形成されること
によるものである。
【００１５】このように、一般に、逆メサ形状のリッジ
構造を形成できる方向に伸びるリッジマスクを用いて、
逆メサ形状のリッジストライプ構造を形成するためのエ
ッチングを行うと、リッジ構造の上部においてはそのリ
ッジ幅が活性層に近づくにしたがって狭くなっている逆
メサ形状を有し、その下部のエッチングストッパ層に近
い部分においては、活性層に近づくにつれてそのリッジ
幅が広くなっている、リッジ側壁のエッチングストッパ
層に近い下部に、リッジ構造の内側に向かって突出した
折れ曲がり部が形成されている逆メサ形状のリッジ構造
が形成される。
構造を形成できる方向に伸びるリッジマスクを用いて、
逆メサ形状のリッジストライプ構造を形成するためのエ
ッチングを行うと、リッジ構造の上部においてはそのリ
ッジ幅が活性層に近づくにしたがって狭くなっている逆
メサ形状を有し、その下部のエッチングストッパ層に近
い部分においては、活性層に近づくにつれてそのリッジ
幅が広くなっている、リッジ側壁のエッチングストッパ
層に近い下部に、リッジ構造の内側に向かって突出した
折れ曲がり部が形成されている逆メサ形状のリッジ構造
が形成される。
【００１６】続いて、図４(d) のように再結晶成長でリ
ッジ構造９以外の箇所をｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１
２で埋め込む。リッジ構造９上にはリッジマスク８が結
晶成長時のマスクともなるため結晶成長は行われない。
ッジ構造９以外の箇所をｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層１
２で埋め込む。リッジ構造９上にはリッジマスク８が結
晶成長時のマスクともなるため結晶成長は行われない。
【００１７】最後にウエットあるいはドライエッチング
によりリッジマスク８を除去した後、図４(e) に示すよ
うに、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３を結晶成長
し、その後、ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１の裏面側にｎ側
電極１５、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３上にｐ側
電極１４を形成し、リッジストライプ構造９の伸びる方
向に対して垂直にへき開をおこないレーザ共振器端面
（図示せず）を形成することにより、図３に示すような
半導体レーザが完成する。
によりリッジマスク８を除去した後、図４(e) に示すよ
うに、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３を結晶成長
し、その後、ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１の裏面側にｎ側
電極１５、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３上にｐ側
電極１４を形成し、リッジストライプ構造９の伸びる方
向に対して垂直にへき開をおこないレーザ共振器端面
（図示せず）を形成することにより、図３に示すような
半導体レーザが完成する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
半導体レーザの逆メサ形状のリッジ構造９は、リッジマ
スク８を用いて、ｐ−第２上クラッド層６をエッチング
ストッパ層５が露出するまで選択的にエッチングするこ
とにより形成されていた。このような逆メサ形状のリッ
ジ構造９を備えたリッジ型の半導体レーザではリッジ構
造９の最も活性層３に近い下側（以下、リッジボトム部
分と称す）のリッジ幅（以下、リッジボトム幅と称
す）、即ちエッチングストッパ層５とリッジ構造９とが
接する部分のリッジ幅は横モード制御の観点から非常に
重要である。このリッジボトム幅が広いと高次モードが
生じやすくなり、レーザ光が多峰の形状になってしま
う。したがって、リッジボトム幅を、例えば４μｍ以下
の幅で制御性よく形成する必要がある。
半導体レーザの逆メサ形状のリッジ構造９は、リッジマ
スク８を用いて、ｐ−第２上クラッド層６をエッチング
ストッパ層５が露出するまで選択的にエッチングするこ
とにより形成されていた。このような逆メサ形状のリッ
ジ構造９を備えたリッジ型の半導体レーザではリッジ構
造９の最も活性層３に近い下側（以下、リッジボトム部
分と称す）のリッジ幅（以下、リッジボトム幅と称
す）、即ちエッチングストッパ層５とリッジ構造９とが
接する部分のリッジ幅は横モード制御の観点から非常に
重要である。このリッジボトム幅が広いと高次モードが
生じやすくなり、レーザ光が多峰の形状になってしま
う。したがって、リッジボトム幅を、例えば４μｍ以下
の幅で制御性よく形成する必要がある。
【００１９】ところが、上述したような従来の半導体レ
ーザの製造方法を用いて形成された半導体レーザにおい
ては、逆メサ形状のリッジストライプ構造９が、完全な
逆メサ形状となっておらず、エッチングストッパ層５に
近い下部においてリッジ側壁にリッジ構造の内側に向か
って突出したリッジストライプが伸びる方向と平行な折
れ曲がり部９ｃが形成されている逆メサ形状、即ちくび
れ部分を有する逆メサ形状のリッジ構造９となってお
り、この折れ曲がり部９ｃが形成されている位置からエ
ッチングストッパ層５方向に向かうにつれてリッジ幅が
広くなるような構造となっているため、リッジ構造９の
最もリッジ幅の狭い部分がリッジボトム部とはならず、
この折れ曲がり部９ｃが形成されている部分が他の部分
と比べて最もリッジ幅が狭い部分となってしまってい
た。そのため、リッジボトム幅を４μｍ以下となるよう
に狭くすると、それに伴い、上記リッジ構造９内の上記
折れ曲がり部９ｃのリッジ幅がさらに狭くなり、この部
分の電気的な抵抗が非常に高くなり、素子特性を劣化さ
せてしまうという問題があった。特に高出力時にこの部
分での発熱が大きくなるので、所望の光出力が出る前に
熱的に飽和してしまうという大きな問題が生じていた。
ーザの製造方法を用いて形成された半導体レーザにおい
ては、逆メサ形状のリッジストライプ構造９が、完全な
逆メサ形状となっておらず、エッチングストッパ層５に
近い下部においてリッジ側壁にリッジ構造の内側に向か
って突出したリッジストライプが伸びる方向と平行な折
れ曲がり部９ｃが形成されている逆メサ形状、即ちくび
れ部分を有する逆メサ形状のリッジ構造９となってお
り、この折れ曲がり部９ｃが形成されている位置からエ
ッチングストッパ層５方向に向かうにつれてリッジ幅が
広くなるような構造となっているため、リッジ構造９の
最もリッジ幅の狭い部分がリッジボトム部とはならず、
この折れ曲がり部９ｃが形成されている部分が他の部分
と比べて最もリッジ幅が狭い部分となってしまってい
た。そのため、リッジボトム幅を４μｍ以下となるよう
に狭くすると、それに伴い、上記リッジ構造９内の上記
折れ曲がり部９ｃのリッジ幅がさらに狭くなり、この部
分の電気的な抵抗が非常に高くなり、素子特性を劣化さ
せてしまうという問題があった。特に高出力時にこの部
分での発熱が大きくなるので、所望の光出力が出る前に
熱的に飽和してしまうという大きな問題が生じていた。
【００２０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、その最も活性層に近い部
分のレーザ共振器長方向と直交する方向の幅が、その他
の部分の幅と比べて最も狭い逆メサ形状のリッジストラ
イプ構造を備えた半導体レーザを得ることができる半導
体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
るためになされたものであり、その最も活性層に近い部
分のレーザ共振器長方向と直交する方向の幅が、その他
の部分の幅と比べて最も狭い逆メサ形状のリッジストラ
イプ構造を備えた半導体レーザを得ることができる半導
体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】また、この発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたものであり、その最も活性層に
近い部分のレーザ共振器長方向と直交する方向の幅が、
その他の部分の幅と比べて最も狭い逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造を備えた半導体レーザを提供することを
目的とする。
解消するためになされたものであり、その最も活性層に
近い部分のレーザ共振器長方向と直交する方向の幅が、
その他の部分の幅と比べて最も狭い逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造を備えた半導体レーザを提供することを
目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザの製造方法は、第１導電型半導体基板の一主面上
に、第１導電型クラッド層と、該第１導電型クラッド層
よりも実効的なバンドギャップエネルギーの小さい材料
及び構造からなる活性層と、上記第１導電型クラッド層
と同じ半導体材料からなる第１の第２導電型クラッド層
と、上記第１の第２導電型クラッド層をエッチングする
エッチング液に対して、上記第１の第２導電型クラッド
層よりもエッチングレートの低い半導体材料からなる第
２導電型エッチングストッパ層と、上記第１の第２導電
型クラッド層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電
型クラッド層と、第１の第２導電型コンタクト層とを順
次エピタキシャル結晶成長させる工程と、上記第１の第
２導電型コンタクト層上に、逆メサ形状のリッジストラ
イプ構造を形成可能な方向に伸びるストライプ状のリッ
ジマスクを形成する工程と、該リッジマスクを用いて、
上記第１の第２導電型コンタクト層と上記第２の第２導
電型クラッド層とを上記エッチングストッパ層が露出す
るまでウエットエッチングする第１のエッチング工程
と、その後、上記第２の第２導電型クラッド層をさらに
ウエットエッチングして、逆メサ形状のリッジストライ
プ構造を形成する第２のエッチング工程と、該リッジス
トライプ構造を埋め込むように、第１導電型電流ブロッ
ク層を結晶成長させる工程と、上記リッジマスクを除去
した後、上記第１導電型電流ブロック層上，および上記
第１の第２導電型コンタクト層上に、該第１の第２導電
型コンタクト層と同じ半導体材料からなる第２の第２導
電型コンタクト層を結晶成長させる工程とを備えるよう
にしたものである。
ーザの製造方法は、第１導電型半導体基板の一主面上
に、第１導電型クラッド層と、該第１導電型クラッド層
よりも実効的なバンドギャップエネルギーの小さい材料
及び構造からなる活性層と、上記第１導電型クラッド層
と同じ半導体材料からなる第１の第２導電型クラッド層
と、上記第１の第２導電型クラッド層をエッチングする
エッチング液に対して、上記第１の第２導電型クラッド
層よりもエッチングレートの低い半導体材料からなる第
２導電型エッチングストッパ層と、上記第１の第２導電
型クラッド層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電
型クラッド層と、第１の第２導電型コンタクト層とを順
次エピタキシャル結晶成長させる工程と、上記第１の第
２導電型コンタクト層上に、逆メサ形状のリッジストラ
イプ構造を形成可能な方向に伸びるストライプ状のリッ
ジマスクを形成する工程と、該リッジマスクを用いて、
上記第１の第２導電型コンタクト層と上記第２の第２導
電型クラッド層とを上記エッチングストッパ層が露出す
るまでウエットエッチングする第１のエッチング工程
と、その後、上記第２の第２導電型クラッド層をさらに
ウエットエッチングして、逆メサ形状のリッジストライ
プ構造を形成する第２のエッチング工程と、該リッジス
トライプ構造を埋め込むように、第１導電型電流ブロッ
ク層を結晶成長させる工程と、上記リッジマスクを除去
した後、上記第１導電型電流ブロック層上，および上記
第１の第２導電型コンタクト層上に、該第１の第２導電
型コンタクト層と同じ半導体材料からなる第２の第２導
電型コンタクト層を結晶成長させる工程とを備えるよう
にしたものである。
【００２３】また、上記半導体レーザの製造方法におい
て、上記第１導電型半導体基板は第１導電型ＧａＡｓか
らなり、上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)からなり、上記第１，第２の
第２導電型クラッド層は、第２導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ(0＜x ＜1)からなり、上記第２導電型エッチングスト
ッパ層は、第２導電型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(x＜y ＜1)か
らなり、上記第１，第２の第２導電型コンタクト層は第
２導電型ＧａＡｓからなり、上記第２のエッチングは、
酒石酸と過酸化水素との混合液を用いて行われるように
したものである。
て、上記第１導電型半導体基板は第１導電型ＧａＡｓか
らなり、上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)からなり、上記第１，第２の
第２導電型クラッド層は、第２導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ(0＜x ＜1)からなり、上記第２導電型エッチングスト
ッパ層は、第２導電型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(x＜y ＜1)か
らなり、上記第１，第２の第２導電型コンタクト層は第
２導電型ＧａＡｓからなり、上記第２のエッチングは、
酒石酸と過酸化水素との混合液を用いて行われるように
したものである。
【００２４】また、上記半導体レーザの製造方法におい
て、上記第２のエッチングは、濃度が５０％ｗｔの酒石
酸と，濃度が３１％ｗｔの過酸化水素とを４：１の割合
で混合してなるエッチング液を用いて、２．５分以上行
われるようにしたものである。
て、上記第２のエッチングは、濃度が５０％ｗｔの酒石
酸と，濃度が３１％ｗｔの過酸化水素とを４：１の割合
で混合してなるエッチング液を用いて、２．５分以上行
われるようにしたものである。
【００２５】また、上記半導体レーザの製造方法におい
て、上記第１のエッチングは、上記第２のエッチングと
同じエッチング液を用いて行われるようにしたものであ
る。
て、上記第１のエッチングは、上記第２のエッチングと
同じエッチング液を用いて行われるようにしたものであ
る。
【００２６】また、上記半導体レーザの製造方法におい
て、上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓからなり、上記第１，第２の第２導電型ク
ラッド層は、第２導電型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓからな
り、上記第２導電型エッチングストッパ層は、第２導電
型Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓからなるようにしたものであ
る。
て、上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓからなり、上記第１，第２の第２導電型ク
ラッド層は、第２導電型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓからな
り、上記第２導電型エッチングストッパ層は、第２導電
型Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓからなるようにしたものであ
る。
【００２７】また、この発明に係る半導体レーザは、第
１導電型半導体基板の一主面上に配置された第１導電型
クラッド層と、該第１導電型クラッド層上に配置され
た、該第１導電型クラッド層よりも実効的なバンドギャ
ップエネルギーの小さい材料及び構造からなる活性層
と、該活性層上に配置された、上記第１導電型クラッド
層と同じ半導体材料からなる第１の第２導電型クラッド
層と、該第１の第２導電型クラッド層上に配置された、
該第１の第２導電型クラッド層をエッチングするエッチ
ング液に対して、上記第１の第２導電型クラッド層より
もエッチングレートの低い半導体材料からなる第２導電
型エッチングストッパ層と、該第２導電型エッチングス
トッパ層上に配置された上記第１の第２導電型クラッド
層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電型クラッド
層およびその上に配置された第１の第２導電型コンタク
ト層で形成された、くびれ部のない逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造と、該リッジストライプ構造を埋め込む
よう配置された第１導電型電流ブロック層と、該第１導
電型電流ブロック層上，および上記第１の第２導電型コ
ンタクト層上に配置された、第１の第２導電型コンタク
ト層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電型コンタ
クト層とを備えるようにしたものである。
１導電型半導体基板の一主面上に配置された第１導電型
クラッド層と、該第１導電型クラッド層上に配置され
た、該第１導電型クラッド層よりも実効的なバンドギャ
ップエネルギーの小さい材料及び構造からなる活性層
と、該活性層上に配置された、上記第１導電型クラッド
層と同じ半導体材料からなる第１の第２導電型クラッド
層と、該第１の第２導電型クラッド層上に配置された、
該第１の第２導電型クラッド層をエッチングするエッチ
ング液に対して、上記第１の第２導電型クラッド層より
もエッチングレートの低い半導体材料からなる第２導電
型エッチングストッパ層と、該第２導電型エッチングス
トッパ層上に配置された上記第１の第２導電型クラッド
層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電型クラッド
層およびその上に配置された第１の第２導電型コンタク
ト層で形成された、くびれ部のない逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造と、該リッジストライプ構造を埋め込む
よう配置された第１導電型電流ブロック層と、該第１導
電型電流ブロック層上，および上記第１の第２導電型コ
ンタクト層上に配置された、第１の第２導電型コンタク
ト層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電型コンタ
クト層とを備えるようにしたものである。
【００２８】また、上記半導体レーザにおいて、上記第
１導電型半導体基板はＧａＡｓからなり、上記第１導電
型クラッド層は、第１導電型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓから
なり、上記第１，第２の第２導電型クラッド層は、第２
導電型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓからなり、上記第２導電型
エッチングストッパ層は、第２導電型Ａｌ0.7 Ｇａ0. 3
Ａｓからなり、上記第１，第２の第２導電型コンタクト
層は第２導電型ＧａＡｓからなるようにしたものであ
る。
１導電型半導体基板はＧａＡｓからなり、上記第１導電
型クラッド層は、第１導電型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓから
なり、上記第１，第２の第２導電型クラッド層は、第２
導電型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓからなり、上記第２導電型
エッチングストッパ層は、第２導電型Ａｌ0.7 Ｇａ0. 3
Ａｓからなり、上記第１，第２の第２導電型コンタクト
層は第２導電型ＧａＡｓからなるようにしたものであ
る。
【００２９】
実施の形態１．この発明の実施の形態１に係る半導体レ
ーザの製造方法（図２）は、第１導電型半導体基板
（１）の一主面上に、第１導電型クラッド層（２）と、
該第１導電型クラッド層（２）よりも実効的なバンドギ
ャップエネルギーの小さい材料及び構造からなる活性層
（３）と、上記第１導電型クラッド層（２）と同じ半導
体材料からなる第１の第２導電型クラッド層（４）と、
上記第１の第２導電型クラッド層（４）をエッチングす
るエッチング液に対して、上記第１の第２導電型クラッ
ド層（４）よりもエッチングレートの低い半導体材料か
らなる第２導電型エッチングストッパ層（５）と、上記
第２導電型クラッド層（４）と同じ半導体材料からなる
第２の第２導電型クラッド層（６）と、第１の第２導電
型コンタクト層（７）とを順次エピタキシャル結晶成長
させる工程と、上記第１の第２導電型コンタクト層
（７）上に、逆メサ形状のリッジストライプ構造を形成
可能な方向に伸びるストライプ状のリッジマスク（８）
を形成する工程と、該リッジマスク（８）を用いて、上
記第１の第２導電型コンタクト層（７）と上記第２の第
２導電型クラッド層（６）とを上記エッチングストッパ
層（５）が露出するまでウエットエッチングする第１の
エッチング工程と、その後、上記第２の第２導電型クラ
ッド層（６）をさらにウエットエッチングして、逆メサ
形状のリッジストライプ構造（１９）を形成する第２の
エッチング工程と、該リッジストライプ構造（１９）を
埋め込むように、第１導電型電流ブロック層（１２）を
結晶成長させる工程と、上記リッジマスク（８）を除去
した後、上記第１導電型電流ブロック層（１２）上，お
よび上記第１の第２導電型コンタクト層（７）上に、該
第１の第２導電型コンタクト層（７）と同じ半導体材料
からなる第２の第２導電型コンタクト層（１３）を結晶
成長させる工程とを備えた構成としたものであり、第１
のエッチングにより形成された、リッジストライプ構造
（９）の下部の活性層（３）に近づくにつれてリッジ幅
が広くなっている部分を、第２のエッチングにより、エ
ッチングストッパ層（５）に対して選択的にエッチング
して、リッジ側面と、このリッジ側面と接する上記第
１，第２のエッチングにより露出したエッチングストッ
パ層（５）の表面とのなす角度を鋭角とすることがで
き、最も活性層（３）に近い部分の共振器長方向と直交
する方向の幅が、その他の部分の幅と比べて最も狭くな
っている逆メサ形状のリッジストライプ構造（１９）を
備えた半導体レーザを提供できる作用効果がある。
ーザの製造方法（図２）は、第１導電型半導体基板
（１）の一主面上に、第１導電型クラッド層（２）と、
該第１導電型クラッド層（２）よりも実効的なバンドギ
ャップエネルギーの小さい材料及び構造からなる活性層
（３）と、上記第１導電型クラッド層（２）と同じ半導
体材料からなる第１の第２導電型クラッド層（４）と、
上記第１の第２導電型クラッド層（４）をエッチングす
るエッチング液に対して、上記第１の第２導電型クラッ
ド層（４）よりもエッチングレートの低い半導体材料か
らなる第２導電型エッチングストッパ層（５）と、上記
第２導電型クラッド層（４）と同じ半導体材料からなる
第２の第２導電型クラッド層（６）と、第１の第２導電
型コンタクト層（７）とを順次エピタキシャル結晶成長
させる工程と、上記第１の第２導電型コンタクト層
（７）上に、逆メサ形状のリッジストライプ構造を形成
可能な方向に伸びるストライプ状のリッジマスク（８）
を形成する工程と、該リッジマスク（８）を用いて、上
記第１の第２導電型コンタクト層（７）と上記第２の第
２導電型クラッド層（６）とを上記エッチングストッパ
層（５）が露出するまでウエットエッチングする第１の
エッチング工程と、その後、上記第２の第２導電型クラ
ッド層（６）をさらにウエットエッチングして、逆メサ
形状のリッジストライプ構造（１９）を形成する第２の
エッチング工程と、該リッジストライプ構造（１９）を
埋め込むように、第１導電型電流ブロック層（１２）を
結晶成長させる工程と、上記リッジマスク（８）を除去
した後、上記第１導電型電流ブロック層（１２）上，お
よび上記第１の第２導電型コンタクト層（７）上に、該
第１の第２導電型コンタクト層（７）と同じ半導体材料
からなる第２の第２導電型コンタクト層（１３）を結晶
成長させる工程とを備えた構成としたものであり、第１
のエッチングにより形成された、リッジストライプ構造
（９）の下部の活性層（３）に近づくにつれてリッジ幅
が広くなっている部分を、第２のエッチングにより、エ
ッチングストッパ層（５）に対して選択的にエッチング
して、リッジ側面と、このリッジ側面と接する上記第
１，第２のエッチングにより露出したエッチングストッ
パ層（５）の表面とのなす角度を鋭角とすることがで
き、最も活性層（３）に近い部分の共振器長方向と直交
する方向の幅が、その他の部分の幅と比べて最も狭くな
っている逆メサ形状のリッジストライプ構造（１９）を
備えた半導体レーザを提供できる作用効果がある。
【００３０】実施の形態２．また、この発明の実施の形
態２に係る半導体レーザの製造方法（図２）は、上記半
導体レーザの製造方法において、上記第１導電型半導体
基板（１）は第１導電型ＧａＡｓからなり、上記第１導
電型クラッド層（２）は、第１導電型ＡｌxＧａ1-x Ａ
ｓ(0＜x ＜1)からなり、上記第１，第２の第２導電型ク
ラッド層（４，６）は、第２導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
(0＜x ＜1)からなり、上記第２導電型エッチングストッ
パ層（５）は、第２導電型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(x＜y ＜
1)からなり、上記第１，第２の第２導電型コンタクト層
（７，１３）は第２導電型ＧａＡｓからなり、上記第２
のエッチングは、酒石酸と過酸化水素との混合液を用い
て行われるようにした構成としたものであり、第１のエ
ッチングにより形成されたリッジストライプ構造（９）
の下部の活性層（３）に近づくにつれてリッジ幅が広く
なっている部分を、第２のエッチング工程により、エッ
チングストッパ層（５）に対して選択的にエッチングし
て、最も活性層（３）に近い部分の共振器長方向と直交
する方向の幅が、その他の部分の幅と比べて最も狭くな
っている逆メサ形状のリッジストライプ構造（１９）を
備えた半導体レーザを提供できる作用効果がある。
態２に係る半導体レーザの製造方法（図２）は、上記半
導体レーザの製造方法において、上記第１導電型半導体
基板（１）は第１導電型ＧａＡｓからなり、上記第１導
電型クラッド層（２）は、第１導電型ＡｌxＧａ1-x Ａ
ｓ(0＜x ＜1)からなり、上記第１，第２の第２導電型ク
ラッド層（４，６）は、第２導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
(0＜x ＜1)からなり、上記第２導電型エッチングストッ
パ層（５）は、第２導電型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(x＜y ＜
1)からなり、上記第１，第２の第２導電型コンタクト層
（７，１３）は第２導電型ＧａＡｓからなり、上記第２
のエッチングは、酒石酸と過酸化水素との混合液を用い
て行われるようにした構成としたものであり、第１のエ
ッチングにより形成されたリッジストライプ構造（９）
の下部の活性層（３）に近づくにつれてリッジ幅が広く
なっている部分を、第２のエッチング工程により、エッ
チングストッパ層（５）に対して選択的にエッチングし
て、最も活性層（３）に近い部分の共振器長方向と直交
する方向の幅が、その他の部分の幅と比べて最も狭くな
っている逆メサ形状のリッジストライプ構造（１９）を
備えた半導体レーザを提供できる作用効果がある。
【００３１】実施の形態３．また、この発明の実施の形
態３に係る半導体レーザの製造方法（図２）は、上記半
導体レーザの製造方法において、上記第１のエッチング
は、上記第２のエッチングと同じエッチング液を用いて
行われるようにした構成としたものであり、これによ
り、第１のエッチングから第２のエッチングへのエッチ
ングの切替えをなくして、製造工程を容易にすることが
できる作用効果がある。
態３に係る半導体レーザの製造方法（図２）は、上記半
導体レーザの製造方法において、上記第１のエッチング
は、上記第２のエッチングと同じエッチング液を用いて
行われるようにした構成としたものであり、これによ
り、第１のエッチングから第２のエッチングへのエッチ
ングの切替えをなくして、製造工程を容易にすることが
できる作用効果がある。
【００３２】実施の形態４．また、この発明の実施の形
態４に係る半導体レーザ（図１）は、第１導電型半導体
基板（１）の一主面上に配置された第１導電型クラッド
層（２）と、該第１導電型クラッド層（２）上に配置さ
れた、該第１導電型クラッド層（２）よりも実効的なバ
ンドギャップエネルギーの小さい材料及び構造からなる
活性層（３）と、該活性層（３）上に配置された、上記
第１導電型クラッド層（２）と同じ半導体材料からなる
第１の第２導電型クラッド層（４）と、該第１の第２導
電型クラッド層（４）上に配置された、該第１の第２導
電型クラッド層（４）をエッチングするエッチング液に
対して、上記第１の第２導電型クラッド層（４）よりも
エッチングレートの低い半導体材料からなる第２導電型
エッチングストッパ層（５）と、該第２導電型エッチン
グストッパ層（５）上に配置された上記第１の第２導電
型クラッド層（４）と同じ半導体材料からなる第２の第
２導電型クラッド層（６）およびその上に配置された第
１の第２導電型コンタクト層（７）で形成された、くび
れ部のない逆メサ形状のリッジストライプ構造（１９）
と、該リッジストライプ構造（１９）を埋め込むよう配
置された第１導電型電流ブロック層（１２）と、該第１
導電型電流ブロック層（１２）上，および上記第１の第
２導電型コンタクト層（７）上に配置された、第１の第
２導電型コンタクト層（７）と同じ半導体材料からなる
第２の第２導電型コンタクト層（１３）とを備える構成
としたものであり、これにより、その最も活性層（３）
に近い部分の共振器長方向と直交する方向の幅が、その
他の部分の幅と比べて最も狭くなっている逆メサ形状の
リッジストライプ構造（１９）を備えた半導体レーザを
提供できる作用効果がある。
態４に係る半導体レーザ（図１）は、第１導電型半導体
基板（１）の一主面上に配置された第１導電型クラッド
層（２）と、該第１導電型クラッド層（２）上に配置さ
れた、該第１導電型クラッド層（２）よりも実効的なバ
ンドギャップエネルギーの小さい材料及び構造からなる
活性層（３）と、該活性層（３）上に配置された、上記
第１導電型クラッド層（２）と同じ半導体材料からなる
第１の第２導電型クラッド層（４）と、該第１の第２導
電型クラッド層（４）上に配置された、該第１の第２導
電型クラッド層（４）をエッチングするエッチング液に
対して、上記第１の第２導電型クラッド層（４）よりも
エッチングレートの低い半導体材料からなる第２導電型
エッチングストッパ層（５）と、該第２導電型エッチン
グストッパ層（５）上に配置された上記第１の第２導電
型クラッド層（４）と同じ半導体材料からなる第２の第
２導電型クラッド層（６）およびその上に配置された第
１の第２導電型コンタクト層（７）で形成された、くび
れ部のない逆メサ形状のリッジストライプ構造（１９）
と、該リッジストライプ構造（１９）を埋め込むよう配
置された第１導電型電流ブロック層（１２）と、該第１
導電型電流ブロック層（１２）上，および上記第１の第
２導電型コンタクト層（７）上に配置された、第１の第
２導電型コンタクト層（７）と同じ半導体材料からなる
第２の第２導電型コンタクト層（１３）とを備える構成
としたものであり、これにより、その最も活性層（３）
に近い部分の共振器長方向と直交する方向の幅が、その
他の部分の幅と比べて最も狭くなっている逆メサ形状の
リッジストライプ構造（１９）を備えた半導体レーザを
提供できる作用効果がある。
【００３３】
実施例１．図１は本実施例１の半導体レーザの構造を示
す斜視図であり、図において、１はｎ型（以下，ｎ−と
称す）ＧａＡｓ半導体基板、２は該基板１の（１００）
面上に形成された厚さが１．５〜２μｍであるｎ−Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３は下クラッド
層２よりも実効的なバンドギャップエネルギーが小さい
活性層で、例えば、厚さが１０ｎｍでアルミ組成比v が
０．０５〜０．１５である３層のＡｌv Ｇａ1-v Ｐウエ
ル層（図示せず）の各層の間に、厚さが１０ｎｍでアル
ミ組成比w が０．２〜０．３５であるＡｌw Ｇａ1-w Ｐ
バリア層（図示せず）を挟み込んでなる５層の積層構造
を、厚さが３５ｎｍで上記バリア層と同じ組成の材料か
らなる２層の光ガイド層（図示せず）で挟み込んでなる
量子井戸構造活性層等が用いられる。また、ＡｌＧａＡ
ｓ以外のその他の材料としてＩｎＧａＡｓを用いて活性
層を構成するようにしてもよい。４は厚さが０．２〜
０．５μｍであるｐ型（以下，ｐ−と称す）Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上クラッド層，５は厚さが約２０
０オングストロームであるｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=
0.7) エッチングストッパ層，６は厚さが１．０〜２．
０μｍであるｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２上ク
ラッド層，７は厚さが０．５〜１μｍであるｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層で、上記第２上クラッド層６と第１
コンタクト層７とは半導体レーザの共振器長方向に伸び
るリッジストライプ構造１９を形成しており、その共振
器長方向に垂直な面における断面形状は逆メサ形状とな
っている。１２は該リッジストライプ構造１９を埋め込
むように形成された上記活性層３の実効的なバンドギャ
ップエネルギーよりもバンドギャップエネルギーが大き
い半導体材料からなるｎ型電流ブロック層で、本実施例
１では特にｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層を用いている。
１３は厚さ２〜３μｍのｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト
層，１４はｐ側電極，１５はｎ側電極をそれぞれ示す。
す斜視図であり、図において、１はｎ型（以下，ｎ−と
称す）ＧａＡｓ半導体基板、２は該基板１の（１００）
面上に形成された厚さが１．５〜２μｍであるｎ−Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３は下クラッド
層２よりも実効的なバンドギャップエネルギーが小さい
活性層で、例えば、厚さが１０ｎｍでアルミ組成比v が
０．０５〜０．１５である３層のＡｌv Ｇａ1-v Ｐウエ
ル層（図示せず）の各層の間に、厚さが１０ｎｍでアル
ミ組成比w が０．２〜０．３５であるＡｌw Ｇａ1-w Ｐ
バリア層（図示せず）を挟み込んでなる５層の積層構造
を、厚さが３５ｎｍで上記バリア層と同じ組成の材料か
らなる２層の光ガイド層（図示せず）で挟み込んでなる
量子井戸構造活性層等が用いられる。また、ＡｌＧａＡ
ｓ以外のその他の材料としてＩｎＧａＡｓを用いて活性
層を構成するようにしてもよい。４は厚さが０．２〜
０．５μｍであるｐ型（以下，ｐ−と称す）Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上クラッド層，５は厚さが約２０
０オングストロームであるｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=
0.7) エッチングストッパ層，６は厚さが１．０〜２．
０μｍであるｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２上ク
ラッド層，７は厚さが０．５〜１μｍであるｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層で、上記第２上クラッド層６と第１
コンタクト層７とは半導体レーザの共振器長方向に伸び
るリッジストライプ構造１９を形成しており、その共振
器長方向に垂直な面における断面形状は逆メサ形状とな
っている。１２は該リッジストライプ構造１９を埋め込
むように形成された上記活性層３の実効的なバンドギャ
ップエネルギーよりもバンドギャップエネルギーが大き
い半導体材料からなるｎ型電流ブロック層で、本実施例
１では特にｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層を用いている。
１３は厚さ２〜３μｍのｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト
層，１４はｐ側電極，１５はｎ側電極をそれぞれ示す。
【００３４】また、図２は本実施例１の半導体レーザの
製造方法を示す断面工程図であり、図において、図１と
同一符号は同一又は相当する部分を示しており、８は絶
縁膜からなるリッジマスク、９はリッジストライプ構
造、９ｃはリッジストライプ構造９の折れ曲がり部、す
なわちくびれ部分である。
製造方法を示す断面工程図であり、図において、図１と
同一符号は同一又は相当する部分を示しており、８は絶
縁膜からなるリッジマスク、９はリッジストライプ構
造、９ｃはリッジストライプ構造９の折れ曲がり部、す
なわちくびれ部分である。
【００３５】次に動作について説明する。ｐ側電極１４
側に正、ｎ側電極１５側に負となるように電圧を印加す
ると、電子はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３，ｐ−
ＧａＡｓ第１コンタクト層７，ｐ−第２上クラッド層
６，ｐ−第１上クラッド層４を経て量子井戸活性層３
へ、また電子はｎ−ＧａＡｓ半導体基板１，ｎ−上クラ
ッド層２を経て量子井戸活性層３にそれぞれ注入され、
電子とホールの再結合が発生し、活性層３内で誘導放出
光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導
波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じ
る。本実施例１の半導体レーザにおいては、ストライプ
状のリッジ構造１９に隣接するｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層１２に覆われている領域では、ｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層１２がｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上
クラッド層４とｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３との
間でそれぞれｐｎ接合を形成しており、ｐ側電極１４側
を正となるよう電圧を印加しても、リッジ構造９以外の
領域ではｐｎｐ接合を形成しており電圧の印加方向が逆
バイアスとなるため電流は流れず、リッジ構造１９直下
の領域の量子井戸活性層３のみに電流は集中し、レーザ
発振するために十分な電流密度に達する。またｎ−Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層１２は量子井戸活性層３で発したレ
ーザ光を吸収する性質がある。これは電流ブロック層１
２の材料であるＧａＡｓのバンドギャップエネルギーが
活性層３の実効的なバンドギャップエネルギーより小さ
くなるよう設計されているからである。このため、リッ
ジ構造１９の両脇ではレーザ光は強い吸収を受けるた
め、リッジ構造１９の近傍のみにレーザ光も集中し、こ
の結果、半導体レーザの動作特性の中で重要な水平横モ
ードも安定に単峰の形状となる。
側に正、ｎ側電極１５側に負となるように電圧を印加す
ると、電子はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３，ｐ−
ＧａＡｓ第１コンタクト層７，ｐ−第２上クラッド層
６，ｐ−第１上クラッド層４を経て量子井戸活性層３
へ、また電子はｎ−ＧａＡｓ半導体基板１，ｎ−上クラ
ッド層２を経て量子井戸活性層３にそれぞれ注入され、
電子とホールの再結合が発生し、活性層３内で誘導放出
光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導
波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じ
る。本実施例１の半導体レーザにおいては、ストライプ
状のリッジ構造１９に隣接するｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層１２に覆われている領域では、ｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層１２がｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上
クラッド層４とｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３との
間でそれぞれｐｎ接合を形成しており、ｐ側電極１４側
を正となるよう電圧を印加しても、リッジ構造９以外の
領域ではｐｎｐ接合を形成しており電圧の印加方向が逆
バイアスとなるため電流は流れず、リッジ構造１９直下
の領域の量子井戸活性層３のみに電流は集中し、レーザ
発振するために十分な電流密度に達する。またｎ−Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層１２は量子井戸活性層３で発したレ
ーザ光を吸収する性質がある。これは電流ブロック層１
２の材料であるＧａＡｓのバンドギャップエネルギーが
活性層３の実効的なバンドギャップエネルギーより小さ
くなるよう設計されているからである。このため、リッ
ジ構造１９の両脇ではレーザ光は強い吸収を受けるた
め、リッジ構造１９の近傍のみにレーザ光も集中し、こ
の結果、半導体レーザの動作特性の中で重要な水平横モ
ードも安定に単峰の形状となる。
【００３６】次に本実施例１の半導体レーザの製造方法
について説明する。まず、ウエハ状のｎ−ＧａＡｓ半導
体基板１の（１００）面上に、ｎ−下クラッド層２，活
性層３，ｐ−第１上クラッド層４，ｐ−エッチングスト
ッパ層５，ｐ−第２上クラッド層６，ｐ−ＧａＡｓ第１
コンタクト層７の各層をエピタキシャル結晶成長する。
この成長方法としてはＭＯＣＶＤ法等が用いられる。成
長後のウエハの断面図を図２(a) に示す。
について説明する。まず、ウエハ状のｎ−ＧａＡｓ半導
体基板１の（１００）面上に、ｎ−下クラッド層２，活
性層３，ｐ−第１上クラッド層４，ｐ−エッチングスト
ッパ層５，ｐ−第２上クラッド層６，ｐ−ＧａＡｓ第１
コンタクト層７の各層をエピタキシャル結晶成長する。
この成長方法としてはＭＯＣＶＤ法等が用いられる。成
長後のウエハの断面図を図２(a) に示す。
【００３７】この第１コンタクト層７上に図２(b) のよ
うに、逆メサ形状のリッジストライプ構造を形成可能な
方向、例えば［０１１］方向に伸びるストライプ状のリ
ッジマスク８を形成する。材質としてはＳｉ3 Ｎ4 ，Ｓ
ｉＯ2 等の絶縁膜が用いられ、そのレーザ共振器長方向
と垂直な方向（以下レーザ共振器幅方向と称す）の幅は
約８μｍである。なお、このリッジマスク８のレーザ共
振器幅方向の幅は半導体レーザの仕様に応じて調整され
る。このリッジマスク８はリッジ構造を形成する際のエ
ッチングのマスクとして機能し、このリッジマスク８の
伸びる方向がレーザ共振器長方向となる。次に、図２
(c) に示すように、このリッジマスク８をマスクとして
逆メサ形状のリッジ構造が形成されるよう第１のエッチ
ングを行う。この第１のエッチングにおいてはｐ−Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層７，ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=
0.5) 第２クラッド層６はエッチングできるが、ｐ−Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.7) エッチングストッパ層５はエ
ッチングされないような選択エッチャントを用いたウエ
ットエッチングを行うことにより、再現性よく、リッジ
構造９が形成できる。このようなエッチャントの例とし
て酒石酸と過酸化水素の混合液が挙げられる。このエッ
チングはエッチングストッパ層５の表面が露出するまで
行われ、このリッジストライプ構造９は、上述した従来
の半導体レーザのリッジストライプ構造と同様の、エッ
チングストッパ層５に近い下部においてリッジ側壁にリ
ッジ構造の内側に向かって突出した折れ曲がり部９ｃが
形成されている構造、即ちくびれ部分を備えた構造とな
っており、その折れ曲がり部９ｃの上部においてはエッ
チングストッパ層５に近づくにしたがってレーザ共振器
幅方向の幅（以下リッジ幅と称す）が狭くなっている逆
メサ形状で、その下部のエッチングストッパ層５に近い
部分においては、エッチングストッパ層５に近づくにつ
れてリッジ幅が広くなっている形状であるリッジ構造と
なっている。
うに、逆メサ形状のリッジストライプ構造を形成可能な
方向、例えば［０１１］方向に伸びるストライプ状のリ
ッジマスク８を形成する。材質としてはＳｉ3 Ｎ4 ，Ｓ
ｉＯ2 等の絶縁膜が用いられ、そのレーザ共振器長方向
と垂直な方向（以下レーザ共振器幅方向と称す）の幅は
約８μｍである。なお、このリッジマスク８のレーザ共
振器幅方向の幅は半導体レーザの仕様に応じて調整され
る。このリッジマスク８はリッジ構造を形成する際のエ
ッチングのマスクとして機能し、このリッジマスク８の
伸びる方向がレーザ共振器長方向となる。次に、図２
(c) に示すように、このリッジマスク８をマスクとして
逆メサ形状のリッジ構造が形成されるよう第１のエッチ
ングを行う。この第１のエッチングにおいてはｐ−Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層７，ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=
0.5) 第２クラッド層６はエッチングできるが、ｐ−Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.7) エッチングストッパ層５はエ
ッチングされないような選択エッチャントを用いたウエ
ットエッチングを行うことにより、再現性よく、リッジ
構造９が形成できる。このようなエッチャントの例とし
て酒石酸と過酸化水素の混合液が挙げられる。このエッ
チングはエッチングストッパ層５の表面が露出するまで
行われ、このリッジストライプ構造９は、上述した従来
の半導体レーザのリッジストライプ構造と同様の、エッ
チングストッパ層５に近い下部においてリッジ側壁にリ
ッジ構造の内側に向かって突出した折れ曲がり部９ｃが
形成されている構造、即ちくびれ部分を備えた構造とな
っており、その折れ曲がり部９ｃの上部においてはエッ
チングストッパ層５に近づくにしたがってレーザ共振器
幅方向の幅（以下リッジ幅と称す）が狭くなっている逆
メサ形状で、その下部のエッチングストッパ層５に近い
部分においては、エッチングストッパ層５に近づくにつ
れてリッジ幅が広くなっている形状であるリッジ構造と
なっている。
【００３８】次にエッチングストッパ層５にエッチング
が到達してから、更にエッチングストッパ層５に対して
エッチングレートが低いという選択性を有するエッチャ
ントを用いてリッジ構造９のリッジ側面に対して第２の
エッチングを行う。このようなウエットエッチングは一
般にオーバーエッチングと呼ばれる。このオーバーエッ
チングを所定の時間だけ行うことにより、上記リッジ構
造９の下部の、活性層３やエッチングストッパ層５に近
づくにつれて幅が広くなっている部分を、エッチングス
トッパ層５に対して選択的にエッチングして、リッジ側
面と、このリッジ側面と接する上記オーバーエッチング
により露出したエッチングストッパ層５の表面とのなす
角度を鋭角とすることができ、活性層３に近づくにつれ
てリッジ幅が狭くなっている完全な逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造１９を形成することができる。例えば、
この選択エッチングのエッチャントとして酒石酸（５０
％ｗｔ）：過酸化水素（３１％ｗｔ）＝４：１の混合液
を用いる場合は２．５分以上のオーバーエッチングを行
うことにより、図２(d) に示すような、完全な逆メサの
形状を呈したリッジ構造１９が形成できる。なお、この
オーバーエッチングの時間はリッジマスク８の幅に応じ
て調整される。
が到達してから、更にエッチングストッパ層５に対して
エッチングレートが低いという選択性を有するエッチャ
ントを用いてリッジ構造９のリッジ側面に対して第２の
エッチングを行う。このようなウエットエッチングは一
般にオーバーエッチングと呼ばれる。このオーバーエッ
チングを所定の時間だけ行うことにより、上記リッジ構
造９の下部の、活性層３やエッチングストッパ層５に近
づくにつれて幅が広くなっている部分を、エッチングス
トッパ層５に対して選択的にエッチングして、リッジ側
面と、このリッジ側面と接する上記オーバーエッチング
により露出したエッチングストッパ層５の表面とのなす
角度を鋭角とすることができ、活性層３に近づくにつれ
てリッジ幅が狭くなっている完全な逆メサ形状のリッジ
ストライプ構造１９を形成することができる。例えば、
この選択エッチングのエッチャントとして酒石酸（５０
％ｗｔ）：過酸化水素（３１％ｗｔ）＝４：１の混合液
を用いる場合は２．５分以上のオーバーエッチングを行
うことにより、図２(d) に示すような、完全な逆メサの
形状を呈したリッジ構造１９が形成できる。なお、この
オーバーエッチングの時間はリッジマスク８の幅に応じ
て調整される。
【００３９】このようなオーバーエッチングにより完全
な逆メサ形状のリッジ構造１９が形成されるのは、リッ
ジマスク８のストライプ方向が逆メサ形状が形成可能な
方向に形成されている場合、完全な逆メサ形状を有する
リッジ構造のリッジ側面となる面に対するエッチングレ
ートに対して、その他の面をエッチングするエッチング
レートの方が非常に高く、リッジ構造９下部の逆メサ形
状となっていない部分のリッジ側面が、高いエッチング
レートで選択的にエッチングされるからである。なお、
このオーバーエッチングの間は、基板１に対して垂直方
向のエッチングはエッチングストッパ層５で完全に止ま
っているため、オーバーエッチングは基板１の一主面と
平行な横方向のみに進むことになり、完全な逆メサ形状
のリッジ構造１９を形成するのに充分な時間のオーバー
エッチングを行うことができる。
な逆メサ形状のリッジ構造１９が形成されるのは、リッ
ジマスク８のストライプ方向が逆メサ形状が形成可能な
方向に形成されている場合、完全な逆メサ形状を有する
リッジ構造のリッジ側面となる面に対するエッチングレ
ートに対して、その他の面をエッチングするエッチング
レートの方が非常に高く、リッジ構造９下部の逆メサ形
状となっていない部分のリッジ側面が、高いエッチング
レートで選択的にエッチングされるからである。なお、
このオーバーエッチングの間は、基板１に対して垂直方
向のエッチングはエッチングストッパ層５で完全に止ま
っているため、オーバーエッチングは基板１の一主面と
平行な横方向のみに進むことになり、完全な逆メサ形状
のリッジ構造１９を形成するのに充分な時間のオーバー
エッチングを行うことができる。
【００４０】なお、上記リッジ９を形成する際の第１の
エッチングのエッチング液として、上記のオーバーエッ
チングに用いたエッチング液を使用するようにしてもよ
く、このような場合には、第１のエッチングから第２の
エッチングへのエッチングの切替えをなくして、製造工
程を容易にすることができる。
エッチングのエッチング液として、上記のオーバーエッ
チングに用いたエッチング液を使用するようにしてもよ
く、このような場合には、第１のエッチングから第２の
エッチングへのエッチングの切替えをなくして、製造工
程を容易にすることができる。
【００４１】続いて、図２(e) のように、再結晶成長に
よりリッジ構造１９以外の箇所をｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層１２で埋め込む。リッジ構造１９はリッジマスク
８が結晶成長時のマスクともなるため、この上には結晶
成長しない。
よりリッジ構造１９以外の箇所をｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層１２で埋め込む。リッジ構造１９はリッジマスク
８が結晶成長時のマスクともなるため、この上には結晶
成長しない。
【００４２】最後にウエットあるいはドライエッチング
によりリッジマスク８を除去した後、図２(f) に示すよ
うに、さらにｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３を結晶
成長し、ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１の裏面側にｎ側電極
１５、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３上にｐ側電極
１４を形成し、リッジストライプ構造９の伸びる方向に
対して垂直にへき開をおこないレーザ共振器端面（図示
せず）を形成することにより、図１に示すような半導体
レーザが完成する。
によりリッジマスク８を除去した後、図２(f) に示すよ
うに、さらにｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３を結晶
成長し、ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１の裏面側にｎ側電極
１５、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１３上にｐ側電極
１４を形成し、リッジストライプ構造９の伸びる方向に
対して垂直にへき開をおこないレーザ共振器端面（図示
せず）を形成することにより、図１に示すような半導体
レーザが完成する。
【００４３】この半導体レーザの、リッジ構造１９は活
性層３に近づくにしたがってその幅が小さくなっている
完全な逆メサ形状であるため、リッジ構造１９で最も細
い部分はリッジボトム部分となり、リッジ構造１９のそ
れ以外の部分はリッジボトム幅よりひろくなっている。
そのため、図３に示すような、エッチングストッパ層が
露出した時点でリッジ構造を形成するためのエッチング
を終えてしまう従来の半導体レーザの製造方法により形
成された半導体レーザにおいて問題になった、リッジ構
造９の折れ曲がり部９ｃ、すなわちくびれ部分が最もリ
ッジ幅の狭い部分となっていたことに起因するリッジ構
造９の高抵抗化という問題が生じないので、リッジ構造
１９を高抵抗化させることなく、リッジボトム幅を狭く
することができ、優れた高出力特性を有する逆メサ形状
のリッジ構造を備えた半導体レーザを容易に得ることが
可能となる。
性層３に近づくにしたがってその幅が小さくなっている
完全な逆メサ形状であるため、リッジ構造１９で最も細
い部分はリッジボトム部分となり、リッジ構造１９のそ
れ以外の部分はリッジボトム幅よりひろくなっている。
そのため、図３に示すような、エッチングストッパ層が
露出した時点でリッジ構造を形成するためのエッチング
を終えてしまう従来の半導体レーザの製造方法により形
成された半導体レーザにおいて問題になった、リッジ構
造９の折れ曲がり部９ｃ、すなわちくびれ部分が最もリ
ッジ幅の狭い部分となっていたことに起因するリッジ構
造９の高抵抗化という問題が生じないので、リッジ構造
１９を高抵抗化させることなく、リッジボトム幅を狭く
することができ、優れた高出力特性を有する逆メサ形状
のリッジ構造を備えた半導体レーザを容易に得ることが
可能となる。
【００４４】以上のように、本実施例１においては、基
板１上に下クラッド層２，活性層３，第１上クラッド層
４，エッチングストッパ層５，第２上クラッド層６，第
１コンタクト層７を順次形成し、この第１コンタクト層
７上にストライプ形状のリッジマスク８を形成し、これ
をマスクとして上記エッチングストップ層５の表面が露
出するまで、上記エッチングストッパ層５に対してエッ
チングレートの遅いエッチング液を用いて、エッチング
ストッパ層５が露出するまで上記第１コンタクト層７と
第２上クラッド層６とをエッチングしてリッジ構造９を
形成した後、さらに、上記エッチングストッパ層５に対
するエッチングレートが上記第２上クラッド層６に対す
るエッチングレートと比べて十分に遅いエッチング液に
より上記リッジ構造９をエッチングしてリッジ構造１９
を形成するようにしたから、活性層３に近づくにしたが
ってそのリッジ幅が小さくなっている逆メサ形状のリッ
ジ構造を備えた半導体レーザを得ることができ、優れた
高出力特性を有する逆メサ形状のリッジ構造を備えた半
導体レーザを容易に得ることができる効果がある。
板１上に下クラッド層２，活性層３，第１上クラッド層
４，エッチングストッパ層５，第２上クラッド層６，第
１コンタクト層７を順次形成し、この第１コンタクト層
７上にストライプ形状のリッジマスク８を形成し、これ
をマスクとして上記エッチングストップ層５の表面が露
出するまで、上記エッチングストッパ層５に対してエッ
チングレートの遅いエッチング液を用いて、エッチング
ストッパ層５が露出するまで上記第１コンタクト層７と
第２上クラッド層６とをエッチングしてリッジ構造９を
形成した後、さらに、上記エッチングストッパ層５に対
するエッチングレートが上記第２上クラッド層６に対す
るエッチングレートと比べて十分に遅いエッチング液に
より上記リッジ構造９をエッチングしてリッジ構造１９
を形成するようにしたから、活性層３に近づくにしたが
ってそのリッジ幅が小さくなっている逆メサ形状のリッ
ジ構造を備えた半導体レーザを得ることができ、優れた
高出力特性を有する逆メサ形状のリッジ構造を備えた半
導体レーザを容易に得ることができる効果がある。
【００４５】なお、上記実施例１においては、基板１と
してｎ型の基板を用いた場合について説明したが、本発
明はｐ型の基板を用いた場合においても適用できるもの
であり、このような場合においても上記実施例１と同様
の効果を奏する。
してｎ型の基板を用いた場合について説明したが、本発
明はｐ型の基板を用いた場合においても適用できるもの
であり、このような場合においても上記実施例１と同様
の効果を奏する。
【図１】 この発明の実施例１による半導体レーザの構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】 この発明の実施例１による半導体レーザの製
造方法を示す断面工程図である。
造方法を示す断面工程図である。
【図３】 従来の半導体レーザの構造を示す断面図であ
る。
る。
【図４】 従来の半導体レーザの製造方法を示す断面工
程図である。
程図である。
【図５】 従来の半導体レーザの製造方法の主要工程を
説明するための拡大斜視図である。
説明するための拡大斜視図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ半導体基板、２ ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x
Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３ 活性層、４ ｐ−Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上クラッド層、５ ｐ−Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.7) エッチングストッパ層、６
ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２上クラッド層、７
ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層、８ リッジマスク、
９，１９ リッジストライプ構造、９ａ リッジ側面上
部、９ｂ リッジ側面下部、９ｃ 折れ曲がり部、１２
ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、１３ ｐ−ＧａＡｓ第
２コンタクト層、１４ ｐ側電極、１５ ｎ側電極。
Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３ 活性層、４ ｐ−Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第１上クラッド層、５ ｐ−Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.7) エッチングストッパ層、６
ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 第２上クラッド層、７
ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層、８ リッジマスク、
９，１９ リッジストライプ構造、９ａ リッジ側面上
部、９ｂ リッジ側面下部、９ｃ 折れ曲がり部、１２
ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、１３ ｐ−ＧａＡｓ第
２コンタクト層、１４ ｐ側電極、１５ ｎ側電極。
Claims (7)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板の一主面上に、第
１導電型クラッド層と、該第１導電型クラッド層よりも
実効的なバンドギャップエネルギーの小さい材料及び構
造からなる活性層と、上記第１導電型クラッド層と同じ
半導体材料からなる第１の第２導電型クラッド層と、上
記第１の第２導電型クラッド層をエッチングするエッチ
ング液に対して、上記第１の第２導電型クラッド層より
もエッチングレートの低い半導体材料からなる第２導電
型エッチングストッパ層と、上記第１の第２導電型クラ
ッド層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電型クラ
ッド層と、第１の第２導電型コンタクト層とを順次エピ
タキシャル結晶成長させる工程と、 上記第１の第２導電型コンタクト層上に、逆メサ形状の
リッジストライプ構造を形成可能な方向に伸びるストラ
イプ状のリッジマスクを形成する工程と、 該リッジマスクを用いて、上記第１の第２導電型コンタ
クト層と上記第２の第２導電型クラッド層とを上記エッ
チングストッパ層が露出するまでウエットエッチングす
る第１のエッチング工程と、 その後、上記第２の第２導電型クラッド層をさらにウエ
ットエッチングして、逆メサ形状のリッジストライプ構
造を形成する第２のエッチング工程と、 該リッジストライプ構造を埋め込むように、第１導電型
電流ブロック層を結晶成長させる工程と、 上記リッジマスクを除去した後、上記第１導電型電流ブ
ロック層上，および上記第１の第２導電型コンタクト層
上に、該第１の第２導電型コンタクト層と同じ半導体材
料からなる第２の第２導電型コンタクト層を結晶成長さ
せる工程とを備えたことを特徴とする半導体レーザの製
造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザの製造方
法において、 上記第１導電型半導体基板は第１導電型ＧａＡｓからな
り、 上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ(0＜x ＜1)からなり、 上記第１，第２の第２導電型クラッド層は、第２導電型
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)からなり、 上記第２導電型エッチングストッパ層は、第２導電型Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓ(x＜y ＜1)からなり、 上記第１，第２の第２導電型コンタクト層は第２導電型
ＧａＡｓからなり、 上記第２のエッチングは、酒石酸と過酸化水素との混合
液を用いて行われることを特徴とする半導体レーザの製
造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体レーザの製造方
法において、 上記第２のエッチングは、濃度が５０％ｗｔの酒石酸
と，濃度が３１％ｗｔの過酸化水素とを４：１の割合で
混合してなるエッチング液を用いて、２．５分以上行わ
れることを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の半導体レーザの製造方
法において、 上記第１のエッチングは、上記第２のエッチングと同じ
エッチング液を用いて行われることを特徴とする半導体
レーザの製造方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載の半導体レーザの製造方
法において、 上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓからなり、 上記第１，第２の第２導電型クラッド層は、第２導電型
Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓからなり、 上記第２導電型エッチングストッパ層は、第２導電型Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓからなることを特徴とする半導体レ
ーザの製造方法。 - 【請求項６】 第１導電型半導体基板の一主面上に配置
された第１導電型クラッド層と、 該第１導電型クラッド層上に配置された、該第１導電型
クラッド層よりも実効的なバンドギャップエネルギーの
小さい材料及び構造からなる活性層と、 該活性層上に配置された、上記第１導電型クラッド層と
同じ半導体材料からなる第１の第２導電型クラッド層
と、 該第１の第２導電型クラッド層上に配置された、該第１
の第２導電型クラッド層をエッチングするエッチング液
に対して、上記第１の第２導電型クラッド層よりもエッ
チングレートの低い半導体材料からなる第２導電型エッ
チングストッパ層と、 該第２導電型エッチングストッパ層上に配置された上記
第１の第２導電型クラッド層と同じ半導体材料からなる
第２の第２導電型クラッド層およびその上に配置された
第１の第２導電型コンタクト層で形成された、くびれ部
のない逆メサ形状のリッジストライプ構造と、 該リッジストライプ構造を埋め込むよう配置された第１
導電型電流ブロック層と、 該第１導電型電流ブロック層上，および上記第１の第２
導電型コンタクト層上に配置された、第１の第２導電型
コンタクト層と同じ半導体材料からなる第２の第２導電
型コンタクト層とを備えたことを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項７】 請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１導電型半導体基板はＧａＡｓからなり、 上記第１導電型クラッド層は、第１導電型Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓからなり、 上記第１，第２の第２導電型クラッド層は、第２導電型
Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓからなり、 上記第２導電型エッチングストッパ層は、第２導電型Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓからなり、 上記第１，第２の第２導電型コンタクト層は第２導電型
ＧａＡｓからなることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268689A JPH09116222A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ |
| EP96106308A EP0769831A1 (en) | 1995-10-17 | 1996-04-22 | Semiconductor laser and method of fabricating semiconductor laser |
| KR1019960046003A KR970024411A (ko) | 1995-10-17 | 1996-10-15 | 반도체 레이저의 제조방법 및 반도체 레이저(semiconductor laser and method of fabricating semiconductor laser) |
| US08/873,459 US5786234A (en) | 1995-10-17 | 1997-06-12 | Method of fabricating semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268689A JPH09116222A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116222A true JPH09116222A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17462024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268689A Pending JPH09116222A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5786234A (ja) |
| EP (1) | EP0769831A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09116222A (ja) |
| KR (1) | KR970024411A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6891872B1 (en) | 1999-09-27 | 2005-05-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
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| KR100275532B1 (ko) * | 1998-09-21 | 2001-01-15 | 이계철 | 자동정렬 이온주입 공정을 이용한 고출력 반도체 레이저 제조방법 |
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1995
- 1995-10-17 JP JP7268689A patent/JPH09116222A/ja active Pending
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1996
- 1996-04-22 EP EP96106308A patent/EP0769831A1/en not_active Withdrawn
- 1996-10-15 KR KR1019960046003A patent/KR970024411A/ko not_active Ceased
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1997
- 1997-06-12 US US08/873,459 patent/US5786234A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970024411A (ko) | 1997-05-30 |
| US5786234A (en) | 1998-07-28 |
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