JPH10261836A - 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPH10261836A JPH10261836A JP9084590A JP8459097A JPH10261836A JP H10261836 A JPH10261836 A JP H10261836A JP 9084590 A JP9084590 A JP 9084590A JP 8459097 A JP8459097 A JP 8459097A JP H10261836 A JPH10261836 A JP H10261836A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は信頼性が良好で、かつ、簡単な製造工
程で、安価な半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の
製造方法を提供する。 【解決手段】半導体レーザ装置１００は、ｎ型ＩｎＰ基
板１０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２、アンドー
プＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３、ｐ型ＩｎＰクラッド層
１０４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０５が積層
された後、メサストライブ形状１１２にエッチングされ
る。ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２上に、アンドープＩｎ
ＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造１０６及びアンドープＩｎ
Ｐ埋め込み層１０７が形成された後、プロトン注入によ
る高抵抗領域１０８が形成され、ｐ側オーミック電極１
０９が形成される。ｎ型ＩｎＰ基板１０１の裏面に、ｎ
側オーミック電極１１０が形成される。
程で、安価な半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の
製造方法を提供する。 【解決手段】半導体レーザ装置１００は、ｎ型ＩｎＰ基
板１０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２、アンドー
プＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３、ｐ型ＩｎＰクラッド層
１０４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０５が積層
された後、メサストライブ形状１１２にエッチングされ
る。ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２上に、アンドープＩｎ
ＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造１０６及びアンドープＩｎ
Ｐ埋め込み層１０７が形成された後、プロトン注入によ
る高抵抗領域１０８が形成され、ｐ側オーミック電極１
０９が形成される。ｎ型ＩｎＰ基板１０１の裏面に、ｎ
側オーミック電極１１０が形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
及び半導体レーザ装置の製造方法に関し、詳細には、光
伝送や光接続等の光源に用いられる埋め込み構造の半導
体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法に関す
る。
及び半導体レーザ装置の製造方法に関し、詳細には、光
伝送や光接続等の光源に用いられる埋め込み構造の半導
体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の埋め込み構造半導体レーザとして
は、特開平７−５８４０５号公報の埋め込み型半導体レ
ーザ素子の製造方法に記載されているものがある。
は、特開平７−５８４０５号公報の埋め込み型半導体レ
ーザ素子の製造方法に記載されているものがある。
【０００３】この埋め込み構造半導体レーザは、図１０
に示すように、ｐ型ＩｎＰ基板１上に、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層２、ｎ型ＩｎＰクラッド層３、ｎ型ＩｎＰ電
流阻止層４、ｐ型ＩｎＰ電流阻止層５、ｎ型ＩｎＰクラ
ッド層６及びｎ型ＩｎＧａＡｓＰ電極層７が形成されて
いる。
に示すように、ｐ型ＩｎＰ基板１上に、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層２、ｎ型ＩｎＰクラッド層３、ｎ型ＩｎＰ電
流阻止層４、ｐ型ＩｎＰ電流阻止層５、ｎ型ＩｎＰクラ
ッド層６及びｎ型ＩｎＧａＡｓＰ電極層７が形成されて
いる。
【０００４】この埋め込み構造半導体レーザは、まず、
ｐ型ＩｎＰ基板１上に、ｐ型ＩｎＰバッファ層、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２及びｎ型ＩｎＰクラッド層３がそ
れぞれ結晶成長されて形成され、ＳｉＯ2 のストライプ
膜をホトリソグラフィ及びエッチングにより形成して、
このＳｉＯ2 ストライプ膜をマスクとして、ｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層２の下までウエットエッチングしてメサ
ストライプが形成される。次に、メサストライプの両側
にｎ型ＩｎＰ電流阻止層４とｐ型ＩｎＰ電流阻止層５が
結晶成長により形成され、ＳｉＯ2 ストライプ膜が除去
された後、ｎ型ＩｎＰクラッド層６とｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ電極層７が基板全面に結晶成長により形成される。
ｐ型ＩｎＰ基板１上に、ｐ型ＩｎＰバッファ層、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２及びｎ型ＩｎＰクラッド層３がそ
れぞれ結晶成長されて形成され、ＳｉＯ2 のストライプ
膜をホトリソグラフィ及びエッチングにより形成して、
このＳｉＯ2 ストライプ膜をマスクとして、ｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層２の下までウエットエッチングしてメサ
ストライプが形成される。次に、メサストライプの両側
にｎ型ＩｎＰ電流阻止層４とｐ型ＩｎＰ電流阻止層５が
結晶成長により形成され、ＳｉＯ2 ストライプ膜が除去
された後、ｎ型ＩｎＰクラッド層６とｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ電極層７が基板全面に結晶成長により形成される。
【０００５】上記構造の埋め込み構造半導体レーザは、
メサストライプの外側にｐｎｐｎ構造が形成されてお
り、逆接合であるため、電流がほとんど流れない。した
がって、電流は、メサストライプの活性層領域に集中す
る。
メサストライプの外側にｐｎｐｎ構造が形成されてお
り、逆接合であるため、電流がほとんど流れない。した
がって、電流は、メサストライプの活性層領域に集中す
る。
【０００６】また、従来の不純物拡散による混晶化を用
いた半導体レーザ装置の製造方法が提案されている（特
開平６−２５２５０１号公報参照）。
いた半導体レーザ装置の製造方法が提案されている（特
開平６−２５２５０１号公報参照）。
【０００７】この半導体レーザは、図１１に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、ＳｅドープＡｌ0.6Ｇ
ａ0.4Ａｓクラッド層１１、アンドープＡｌ0.3Ｇａ0.7
Ａｓ光導波層１２、アンドープＧａＡｓ量子井戸活性層
１３、ＭｇドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層１４、
ＭｇドープＧａＡｓコンタクト層１５、Ｓｉ不純物拡散
源層１６、Ｓｉ3Ｎ4絶縁層１７、ｐ側電極１８、ｎ側電
極１９、Ｓｉ拡散領域２０及びＺｎ拡散領域２１が形成
されている。
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、ＳｅドープＡｌ0.6Ｇ
ａ0.4Ａｓクラッド層１１、アンドープＡｌ0.3Ｇａ0.7
Ａｓ光導波層１２、アンドープＧａＡｓ量子井戸活性層
１３、ＭｇドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層１４、
ＭｇドープＧａＡｓコンタクト層１５、Ｓｉ不純物拡散
源層１６、Ｓｉ3Ｎ4絶縁層１７、ｐ側電極１８、ｎ側電
極１９、Ｓｉ拡散領域２０及びＺｎ拡散領域２１が形成
されている。
【０００８】この半導体レーザは、ストライプ領域を除
いてＳｉ不純物拡散源層１６よりＳｉを拡散させること
により、ストライプ領域よりも下以外のアンドープＡｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ光導波層１２とアンドープＧａＡｓ量子
井戸活性層１３を混晶化させている。この混晶化した領
域は、混晶化していないＧａＡｓ量子井戸活性層１３よ
りもバンドギャップエネルギーが大きくなり、また、屈
折率が低下するので、埋め込み構造を実現することがで
きる。この半導体レーザ装置の製造方法は、結晶成長を
１回しか行わないという特徴を有している。
いてＳｉ不純物拡散源層１６よりＳｉを拡散させること
により、ストライプ領域よりも下以外のアンドープＡｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓ光導波層１２とアンドープＧａＡｓ量子
井戸活性層１３を混晶化させている。この混晶化した領
域は、混晶化していないＧａＡｓ量子井戸活性層１３よ
りもバンドギャップエネルギーが大きくなり、また、屈
折率が低下するので、埋め込み構造を実現することがで
きる。この半導体レーザ装置の製造方法は、結晶成長を
１回しか行わないという特徴を有している。
【０００９】さらに、従来、半絶縁層で埋め込んだ半導
体レーザが提案されている（特開平７−１１５２５１号
公報参照）。
体レーザが提案されている（特開平７−１１５２５１号
公報参照）。
【００１０】この半導体レーザは、図１２に示すよう
に、ｎ型ＩｎＰ基板３０上に、ｎ型ＩｎＰバッファ層３
１、歪量子井戸活性層３２、ｐ型ＩｎＰクラッド層３
３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ第１の電極層３４、ｐ+ 型Ｉｎ
ＧａＡｓ第２の電極層３５、鉄ドープＩｎＰ高抵抗埋め
込み層３６、電流阻止用ＳｉＯ2 膜３７、ｐ側電極３
８、ｎ側電極３９及び金属電極４０が形成されている。
に、ｎ型ＩｎＰ基板３０上に、ｎ型ＩｎＰバッファ層３
１、歪量子井戸活性層３２、ｐ型ＩｎＰクラッド層３
３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ第１の電極層３４、ｐ+ 型Ｉｎ
ＧａＡｓ第２の電極層３５、鉄ドープＩｎＰ高抵抗埋め
込み層３６、電流阻止用ＳｉＯ2 膜３７、ｐ側電極３
８、ｎ側電極３９及び金属電極４０が形成されている。
【００１１】この半導体レーザにおいては、メサストラ
イプの周囲を、鉄ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層３６で
囲むことにより、漏れ電流を阻止している。
イプの周囲を、鉄ドープＩｎＰ高抵抗埋め込み層３６で
囲むことにより、漏れ電流を阻止している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平７−５８４０５号公報記載の埋め込み型半導体レー
ザ素子の製造方法にあっては、埋め込み型半導体レーザ
を製造するために、３回の結晶成長を行う必要があり、
製造工程が複雑であるという問題があった。
開平７−５８４０５号公報記載の埋め込み型半導体レー
ザ素子の製造方法にあっては、埋め込み型半導体レーザ
を製造するために、３回の結晶成長を行う必要があり、
製造工程が複雑であるという問題があった。
【００１３】また、特開平６−２５２５０１号公報記載
の半導体レーザ装置の製造方法にあっては、結晶成長を
１回しか行わなくてすむが、半導体レーザ装置の製造方
法を長波長帯のＩｎＧａＡｓＰ系材料に適用した場合に
は、混晶化した層の格子定数が基板の格子定数と必ずし
も一致しないため、界面に結晶欠陥が発生し、素子の信
頼性が低下するという問題があった。
の半導体レーザ装置の製造方法にあっては、結晶成長を
１回しか行わなくてすむが、半導体レーザ装置の製造方
法を長波長帯のＩｎＧａＡｓＰ系材料に適用した場合に
は、混晶化した層の格子定数が基板の格子定数と必ずし
も一致しないため、界面に結晶欠陥が発生し、素子の信
頼性が低下するという問題があった。
【００１４】さらに、特開平７−１１５２５１号公報記
載の半導体レーザにあっては、鉄ドープＩｎＰ高抵抗層
にドーピングした鉄が歪量子井戸活性層に拡散して、非
発光再結合中心を形成するため、素子特性を劣化させる
とともに、ｐ型ＩｎＰクラッド層のｐ型不純物が鉄ドー
プＩｎＰ高抵抗層に拡散すると、鉄ドープＩｎＰ高抵抗
層の漏れ電流阻止効果が低下するという問題あった。
載の半導体レーザにあっては、鉄ドープＩｎＰ高抵抗層
にドーピングした鉄が歪量子井戸活性層に拡散して、非
発光再結合中心を形成するため、素子特性を劣化させる
とともに、ｐ型ＩｎＰクラッド層のｐ型不純物が鉄ドー
プＩｎＰ高抵抗層に拡散すると、鉄ドープＩｎＰ高抵抗
層の漏れ電流阻止効果が低下するという問題あった。
【００１５】そこで、請求項１記載の発明は、半導体レ
ーザ装置を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層からなるメサストライプ形状の積層構造が
形成され、該メサストライプの側面に平らに形成された
アンドープ半導体埋め込み層にその表面から活性層面よ
りも上の位置までイオン打ち込みによる高抵抗領域が形
成されたものとすることにより、第１導電型を有する半
導体基板上に、第１導電型のクラッド層、第１導電型ま
たは第２導電型またはアンドープの活性層、第２導電型
のクラッド層、第２導電型のコンタクト層からなる層構
造を形成する結晶成長と、メサストライプ側面をアンド
ープ半導体層で埋め込む結晶成長の２回の結晶成長によ
って半導体レーザ装置が作製され、従来の埋め込み構造
半導体レーザに比較して、結晶成長の回数を減らして、
製造が容易で、かつ、安価なものとするとともに、長波
長帯の埋め込み半導体レーザにも適用でき、かつ、活性
層面よりも上の位置までのみイオンを打ち込んで高抵抗
領域を形成し、イオン打ち込みによる活性層の劣化を防
止し、漏れ電流阻止効果が良好で、信頼性の良好な半導
体レーザ装置を提供することを目的としている。
ーザ装置を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層からなるメサストライプ形状の積層構造が
形成され、該メサストライプの側面に平らに形成された
アンドープ半導体埋め込み層にその表面から活性層面よ
りも上の位置までイオン打ち込みによる高抵抗領域が形
成されたものとすることにより、第１導電型を有する半
導体基板上に、第１導電型のクラッド層、第１導電型ま
たは第２導電型またはアンドープの活性層、第２導電型
のクラッド層、第２導電型のコンタクト層からなる層構
造を形成する結晶成長と、メサストライプ側面をアンド
ープ半導体層で埋め込む結晶成長の２回の結晶成長によ
って半導体レーザ装置が作製され、従来の埋め込み構造
半導体レーザに比較して、結晶成長の回数を減らして、
製造が容易で、かつ、安価なものとするとともに、長波
長帯の埋め込み半導体レーザにも適用でき、かつ、活性
層面よりも上の位置までのみイオンを打ち込んで高抵抗
領域を形成し、イオン打ち込みによる活性層の劣化を防
止し、漏れ電流阻止効果が良好で、信頼性の良好な半導
体レーザ装置を提供することを目的としている。
【００１６】請求項２記載の発明は、半導体レーザ装置
を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれてアン
ドープ半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込み
層に活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵抗領
域が形成されたものとすることにより、アンドープ半導
体埋め込み層においてイオン打ち込み深さを深くして、
活性層の両側部分を高抵抗化し、電流をより効率よく活
性層に閉じ込め、漏れ電流阻止効果がより一層良好で、
製造が容易、かつ、安価な半導体レーザ装置を提供する
ことを目的としている。
を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれてアン
ドープ半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込み
層に活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵抗領
域が形成されたものとすることにより、アンドープ半導
体埋め込み層においてイオン打ち込み深さを深くして、
活性層の両側部分を高抵抗化し、電流をより効率よく活
性層に閉じ込め、漏れ電流阻止効果がより一層良好で、
製造が容易、かつ、安価な半導体レーザ装置を提供する
ことを目的としている。
【００１７】請求項３記載の発明は、半導体レーザ装置
を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなる積層構造が、活性層面よりわずかに下まで
エッチングされてメサストライプが形成され、該メサス
トライプの側面の活性層面よりも上まで埋め込まれてア
ンドープ半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込
み層の表面から活性層の両側部分までイオンが打ち込ま
れて高抵抗領域が形成されたものとすることにより、ア
ンドープ半導体埋め込み層の層厚を薄くして、２回目の
結晶成長時間を短縮し、より一層製造が容易で、かつ、
安価なものとするとともに、高抵抗領域の形成時のイオ
ン打ち込み深さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶
へのダメージを軽減し、より一層信頼性の良好な半導体
レーザ装置を提供することを目的としている。
を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなる積層構造が、活性層面よりわずかに下まで
エッチングされてメサストライプが形成され、該メサス
トライプの側面の活性層面よりも上まで埋め込まれてア
ンドープ半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込
み層の表面から活性層の両側部分までイオンが打ち込ま
れて高抵抗領域が形成されたものとすることにより、ア
ンドープ半導体埋め込み層の層厚を薄くして、２回目の
結晶成長時間を短縮し、より一層製造が容易で、かつ、
安価なものとするとともに、高抵抗領域の形成時のイオ
ン打ち込み深さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶
へのダメージを軽減し、より一層信頼性の良好な半導体
レーザ装置を提供することを目的としている。
【００１８】請求項４記載の発明は、半導体レーザ装置
を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれたアン
ドープ半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２導電型
のコンタクト層が順次積層され、アンドープ半導体埋め
込み層の活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵
抗領域が形成されたものとすることにより、電流が、メ
サストライプ上の第２導電型コンタクト層だけでなく、
アンドープ半導体埋め込み層上の第２導電型コンタクト
層からも注入され、当該注入された電流が、第２導電型
電流拡散層または第２導電型クラッド層を通って、活性
層の両側面に形成された高抵抗領域で活性層に狭窄さ
れ、上部電極とコンタクト層との接触面積が大きく、メ
サストライプ幅を狭くしてもコンタクト抵抗の増加を抑
制できるとともに、メサストライプ幅を狭くして、閾電
流の低減や高次モードの抑制が可能な半導体レーザ装置
を提供することを目的としている。
を、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれたアン
ドープ半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２導電型
のコンタクト層が順次積層され、アンドープ半導体埋め
込み層の活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵
抗領域が形成されたものとすることにより、電流が、メ
サストライプ上の第２導電型コンタクト層だけでなく、
アンドープ半導体埋め込み層上の第２導電型コンタクト
層からも注入され、当該注入された電流が、第２導電型
電流拡散層または第２導電型クラッド層を通って、活性
層の両側面に形成された高抵抗領域で活性層に狭窄さ
れ、上部電極とコンタクト層との接触面積が大きく、メ
サストライプ幅を狭くしてもコンタクト抵抗の増加を抑
制できるとともに、メサストライプ幅を狭くして、閾電
流の低減や高次モードの抑制が可能な半導体レーザ装置
を提供することを目的としている。
【００１９】請求項５記載の発明は、メサストライプ側
面とアンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層よ
りも禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成
することにより、クラッド層と超格子構造の間にヘテロ
障壁を生成させ、クラッド層からアンドープ半導体埋め
込み層に漏れる電流を減少させることのできる半導体レ
ーザ装置を提供することを目的としている。
面とアンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層よ
りも禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成
することにより、クラッド層と超格子構造の間にヘテロ
障壁を生成させ、クラッド層からアンドープ半導体埋め
込み層に漏れる電流を減少させることのできる半導体レ
ーザ装置を提供することを目的としている。
【００２０】請求項６記載の発明は、第１導電型の半導
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサ
ストライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサスト
ライプの側面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結
晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使
用して、アンドープ半導体埋め込み層に活性層よりも上
の位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高
抵抗領域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造
することにより、積層構造をメサストライプ形状にエッ
チングするマスクを用いて、メサストライプ側面に半導
体埋め込み層を選択的に結晶成長し、また、同じマスク
を用いてアンドープ半導体層にイオン打ち込みを行っ
て、ホトリソグラフィによるストライプパターン形成を
１回のみとし、製造工程を簡単、かつ、容易なものとす
るとともに、光を水平横方向に閉じ込めるアンドープ半
導体層を選択成長させるマスクと高抵抗領域を形成する
イオン打ち込み用マスクを同じものを使用し、電流狭窄
構造と光閉じ込め構造を自己整合的に形成して水平横モ
ードを安定化させることができ、さらに、メサストライ
プ形状が垂直または垂直に近い形状であるため、高次モ
ード発振をカットオフすることができるとともに、無効
電流を低減させることのできる半導体レーザ装置の製造
方法を提供することを目的としている。
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサ
ストライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサスト
ライプの側面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結
晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使
用して、アンドープ半導体埋め込み層に活性層よりも上
の位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高
抵抗領域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造
することにより、積層構造をメサストライプ形状にエッ
チングするマスクを用いて、メサストライプ側面に半導
体埋め込み層を選択的に結晶成長し、また、同じマスク
を用いてアンドープ半導体層にイオン打ち込みを行っ
て、ホトリソグラフィによるストライプパターン形成を
１回のみとし、製造工程を簡単、かつ、容易なものとす
るとともに、光を水平横方向に閉じ込めるアンドープ半
導体層を選択成長させるマスクと高抵抗領域を形成する
イオン打ち込み用マスクを同じものを使用し、電流狭窄
構造と光閉じ込め構造を自己整合的に形成して水平横モ
ードを安定化させることができ、さらに、メサストライ
プ形状が垂直または垂直に近い形状であるため、高次モ
ード発振をカットオフすることができるとともに、無効
電流を低減させることのできる半導体レーザ装置の製造
方法を提供することを目的としている。
【００２１】請求項７記載の発明は、第１導電型の半導
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサ
ストライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサスト
ライプの側面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長
させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用し
て、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部にイ
オンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成
工程と、を行って半導体レーザ装置を製造することによ
り、アンドープ半導体埋め込み層においてイオン打ち込
み深さを深くして、活性層の両側部分を高抵抗化し、電
流をより効率よく活性層に閉じ込め、漏れ電流阻止効果
がより一層良好な半導体レーザ装置を容易に、かつ、安
価に製造することのできる半導体レーザ装置の製造方法
を提供することを目的としている。
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサ
ストライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサスト
ライプの側面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長
させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用し
て、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部にイ
オンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成
工程と、を行って半導体レーザ装置を製造することによ
り、アンドープ半導体埋め込み層においてイオン打ち込
み深さを深くして、活性層の両側部分を高抵抗化し、電
流をより効率よく活性層に閉じ込め、漏れ電流阻止効果
がより一層良好な半導体レーザ装置を容易に、かつ、安
価に製造することのできる半導体レーザ装置の製造方法
を提供することを目的としている。
【００２２】請求項８記載の発明は、第１導電型の半導
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状に活性層面よりわずかに下までエッチングするメサ
ストライプ形成工程と、メサストライプ形成工程で用い
たマスクを使用してメサストライプの側面にアンドープ
半導体層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工
程と、当該マスクを使用して、アンドープ半導体埋め込
み層の活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領
域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行って半導体レ
ーザを製造することにより、アンドープ半導体埋め込み
層の層厚を薄くして、２回目の結晶成長時間を短縮し、
半導体レーザ装置をより一層容易に、かつ、安価に製造
するとともに、高抵抗領域の形成時のイオン打ち込み深
さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶へのダメージ
を軽減し、より一層信頼性の良好な半導体レーザ装置を
製造することのできる半導体レーザ装置の製造方法を提
供することを目的としている。
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状に活性層面よりわずかに下までエッチングするメサ
ストライプ形成工程と、メサストライプ形成工程で用い
たマスクを使用してメサストライプの側面にアンドープ
半導体層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工
程と、当該マスクを使用して、アンドープ半導体埋め込
み層の活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領
域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行って半導体レ
ーザを製造することにより、アンドープ半導体埋め込み
層の層厚を薄くして、２回目の結晶成長時間を短縮し、
半導体レーザ装置をより一層容易に、かつ、安価に製造
するとともに、高抵抗領域の形成時のイオン打ち込み深
さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶へのダメージ
を軽減し、より一層信頼性の良好な半導体レーザ装置を
製造することのできる半導体レーザ装置の製造方法を提
供することを目的としている。
【００２３】請求項９記載の発明は、第１導電型の半導
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサ
ストライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサスト
ライプの側面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型
の電流拡散層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的
に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスク
を使用して、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造す
ることにより、電流が、メサストライプ上の第２導電型
コンタクト層だけでなく、アンドープ半導体埋め込み層
上の第２導電型コンタクト層からも注入され、当該注入
された電流が、第２導電型電流拡散層または第２導電型
クラッド層を通って、活性層の両側面に形成された高抵
抗領域で活性層に狭窄され、上部電極とコンタクト層と
の接触面積が大きくなり、メサストライプ幅を狭くして
もコンタクト抵抗の増加を抑制できるとともに、メサス
トライプ幅を狭くして、閾電流の低減や高次モードの抑
制が可能な半導体レーザ装置を、安価に、かつ、容易に
製造することのできる半導体レーザ装置の製造方法を提
供することを目的としている。
体基板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第
２導電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のク
ラッド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定
のマスクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ
形状にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサ
ストライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサスト
ライプの側面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型
の電流拡散層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的
に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスク
を使用して、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造す
ることにより、電流が、メサストライプ上の第２導電型
コンタクト層だけでなく、アンドープ半導体埋め込み層
上の第２導電型コンタクト層からも注入され、当該注入
された電流が、第２導電型電流拡散層または第２導電型
クラッド層を通って、活性層の両側面に形成された高抵
抗領域で活性層に狭窄され、上部電極とコンタクト層と
の接触面積が大きくなり、メサストライプ幅を狭くして
もコンタクト抵抗の増加を抑制できるとともに、メサス
トライプ幅を狭くして、閾電流の低減や高次モードの抑
制が可能な半導体レーザ装置を、安価に、かつ、容易に
製造することのできる半導体レーザ装置の製造方法を提
供することを目的としている。
【００２４】請求項１０記載の発明は、メサストライプ
側面とアンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層
よりも禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形
成する超格子構造形成工程を、さらに行うことにより、
クラッド層と超格子構造の間にヘテロ障壁を生成し、ク
ラッド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れる電流
を減少させることのできる半導体レーザ装置を、安価
に、かつ、容易に製造することのできる半導体レーザ装
置の製造方法を提供することを目的としている。
側面とアンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層
よりも禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形
成する超格子構造形成工程を、さらに行うことにより、
クラッド層と超格子構造の間にヘテロ障壁を生成し、ク
ラッド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れる電流
を減少させることのできる半導体レーザ装置を、安価
に、かつ、容易に製造することのできる半導体レーザ装
置の製造方法を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の半
導体レーザ装置は、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層からなるメサストライプ形状の積層
構造が形成され、該メサストライプの側面に平らに埋め
込まれてアンドープ半導体層が形成され、前記アンドー
プ半導体埋め込み層にその表面から前記活性層面よりも
上の位置までイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成さ
れていることにより、上記目的を達成している。
導体レーザ装置は、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層からなるメサストライプ形状の積層
構造が形成され、該メサストライプの側面に平らに埋め
込まれてアンドープ半導体層が形成され、前記アンドー
プ半導体埋め込み層にその表面から前記活性層面よりも
上の位置までイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成さ
れていることにより、上記目的を達成している。
【００２６】上記構成によれば、半導体レーザ装置を、
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなるメサストライプ形状の積層構造が形成され、該
メサストライプの側面に平らに形成されたアンドープ半
導体埋め込み層にその表面から活性層面よりも上の位置
までイオン打ち込みによる高抵抗領域が形成されて作製
されているので、第１導電型を有する半導体基板上に、
第１導電型のクラッド層、第１導電型または第２導電型
またはアンドープの活性層、第２導電型のクラッド層、
第２導電型のコンタクト層からなる層構造を形成する結
晶成長と、メサストライプ側面をアンドープ半導体層で
埋め込む結晶成長の２回の結晶成長によって半導体レー
ザ装置が作製され、従来の埋め込み構造半導体レーザに
比較して、結晶成長の回数を減らすことができ、製造が
容易で、かつ、安価なものとすることができるととも
に、長波長帯の埋め込み半導体レーザにも適用でき、か
つ、活性層面よりも上の位置までのみイオンを打ち込ん
で高抵抗領域を形成して、イオン打ち込みによる活性層
の劣化を防止し、半導体レーザ装置を漏れ電流阻止効果
が良好で、信頼性の良好なものとすることができる。
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなるメサストライプ形状の積層構造が形成され、該
メサストライプの側面に平らに形成されたアンドープ半
導体埋め込み層にその表面から活性層面よりも上の位置
までイオン打ち込みによる高抵抗領域が形成されて作製
されているので、第１導電型を有する半導体基板上に、
第１導電型のクラッド層、第１導電型または第２導電型
またはアンドープの活性層、第２導電型のクラッド層、
第２導電型のコンタクト層からなる層構造を形成する結
晶成長と、メサストライプ側面をアンドープ半導体層で
埋め込む結晶成長の２回の結晶成長によって半導体レー
ザ装置が作製され、従来の埋め込み構造半導体レーザに
比較して、結晶成長の回数を減らすことができ、製造が
容易で、かつ、安価なものとすることができるととも
に、長波長帯の埋め込み半導体レーザにも適用でき、か
つ、活性層面よりも上の位置までのみイオンを打ち込ん
で高抵抗領域を形成して、イオン打ち込みによる活性層
の劣化を防止し、半導体レーザ装置を漏れ電流阻止効果
が良好で、信頼性の良好なものとすることができる。
【００２７】すなわち、活性層への水平横方向の光閉じ
込めは、メサストライプ側面に埋め込まれたアンドープ
半導体層と活性層との屈折率差により行われ、アンドー
プ半導体埋め込み層は、選択成長で形成されているた
め、ＩｎＧａＡｓＰ材料系においても、不純物拡散によ
る混晶化層のように、基板との格子不整合が発生しな
い。したがって、長波長帯の埋め込み半導体レーザにも
適用できる。
込めは、メサストライプ側面に埋め込まれたアンドープ
半導体層と活性層との屈折率差により行われ、アンドー
プ半導体埋め込み層は、選択成長で形成されているた
め、ＩｎＧａＡｓＰ材料系においても、不純物拡散によ
る混晶化層のように、基板との格子不整合が発生しな
い。したがって、長波長帯の埋め込み半導体レーザにも
適用できる。
【００２８】また、メサストライプへの電流狭窄は、表
面からイオン打ち込みで高抵抗領域を形成することによ
り行われ、高抵抗領域は、活性層面よりも上で止まって
いるため、イオン打ち込みによる活性層の劣化が、生じ
にくい。
面からイオン打ち込みで高抵抗領域を形成することによ
り行われ、高抵抗領域は、活性層面よりも上で止まって
いるため、イオン打ち込みによる活性層の劣化が、生じ
にくい。
【００２９】なお、打ち込むイオンとしてプロトンを用
いると、プロトンは、ｐ型不純物を不活性化するため、
ｐ型不純物がクラッド層から高抵抗領域に拡散した場合
にも、漏れ電流の増加を少なくすることができる。
いると、プロトンは、ｐ型不純物を不活性化するため、
ｐ型不純物がクラッド層から高抵抗領域に拡散した場合
にも、漏れ電流の増加を少なくすることができる。
【００３０】請求項２記載の発明の半導体レーザ装置
は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれてアン
ドープ半導体層が形成され、前記アンドープ半導体埋め
込み層に前記活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて
高抵抗領域が形成されていることにより、上記目的を達
成している。
は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれてアン
ドープ半導体層が形成され、前記アンドープ半導体埋め
込み層に前記活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて
高抵抗領域が形成されていることにより、上記目的を達
成している。
【００３１】上記構成によれば、半導体レーザ装置を、
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなるメサストライプ形状の積層構造が形成され、該
メサストライプの側面に平らに埋め込まれてアンドープ
半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込み層に活
性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形
成されたものとしているので、アンドープ半導体埋め込
み層においてイオン打ち込み深さを深くして、活性層の
両側部分を高抵抗化し、電流をより効率よく活性層に閉
じ込めることができ、半導体レーザ装置を漏れ電流阻止
効果がより一層良好で、製造が容易、かつ、安価なもの
とすることができる。
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなるメサストライプ形状の積層構造が形成され、該
メサストライプの側面に平らに埋め込まれてアンドープ
半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込み層に活
性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形
成されたものとしているので、アンドープ半導体埋め込
み層においてイオン打ち込み深さを深くして、活性層の
両側部分を高抵抗化し、電流をより効率よく活性層に閉
じ込めることができ、半導体レーザ装置を漏れ電流阻止
効果がより一層良好で、製造が容易、かつ、安価なもの
とすることができる。
【００３２】ただし、活性層の劣化を防止するために
は、活性層幅よりもイオン打ち込み用マスク幅を若干広
く形成して、イオン打ち込みによる高抵抗領域と活性層
が直接接しないように作製する必要がある。
は、活性層幅よりもイオン打ち込み用マスク幅を若干広
く形成して、イオン打ち込みによる高抵抗領域と活性層
が直接接しないように作製する必要がある。
【００３３】請求項３記載の発明の半導体レーザ装置
は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなる積層構造が、前記活性層面よりわずかに下
までエッチングされてメサストライプが形成され、該メ
サストライプの側面の前記活性層面よりも上まで埋め込
まれてアンドープ半導体層が形成され、前記アンドープ
半導体埋め込み層の表面から前記活性層の両側部分まで
イオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成されていること
により、上記目的を達成している。
は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなる積層構造が、前記活性層面よりわずかに下
までエッチングされてメサストライプが形成され、該メ
サストライプの側面の前記活性層面よりも上まで埋め込
まれてアンドープ半導体層が形成され、前記アンドープ
半導体埋め込み層の表面から前記活性層の両側部分まで
イオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成されていること
により、上記目的を達成している。
【００３４】上記構成によれば、半導体レーザ装置を、
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなる積層構造が、活性層面よりわずかに下までエッ
チングされてメサストライプが形成され、該メサストラ
イプの側面の活性層面よりも上まで埋め込まれてアンド
ープ半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込み層
の表面から活性層の両側部分までイオンが打ち込まれて
高抵抗領域が形成されたものとしているので、アンドー
プ半導体埋め込み層の層厚を薄くして、２回目の結晶成
長時間を短縮することができ、より一層製造が容易で、
かつ、安価なものとすることができるとともに、高抵抗
領域の形成時のイオン打ち込み深さを浅くして、イオン
打ち込みによる結晶へのダメージを軽減することがで
き、より一層信頼性の良好なものとすることができる。
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなる積層構造が、活性層面よりわずかに下までエッ
チングされてメサストライプが形成され、該メサストラ
イプの側面の活性層面よりも上まで埋め込まれてアンド
ープ半導体層が形成され、アンドープ半導体埋め込み層
の表面から活性層の両側部分までイオンが打ち込まれて
高抵抗領域が形成されたものとしているので、アンドー
プ半導体埋め込み層の層厚を薄くして、２回目の結晶成
長時間を短縮することができ、より一層製造が容易で、
かつ、安価なものとすることができるとともに、高抵抗
領域の形成時のイオン打ち込み深さを浅くして、イオン
打ち込みによる結晶へのダメージを軽減することがで
き、より一層信頼性の良好なものとすることができる。
【００３５】なお、アンドープ埋め込み層の結晶成長を
気相成長で行った場合、メサストライプ底面だけでな
く、側面にも結晶成長されるため、メサストライプに近
接した埋め込み層の膜厚が厚くなる。したがって、イオ
ン打ち込みで形成した高抵抗領域が活性層と接触しない
ようにすることができる。
気相成長で行った場合、メサストライプ底面だけでな
く、側面にも結晶成長されるため、メサストライプに近
接した埋め込み層の膜厚が厚くなる。したがって、イオ
ン打ち込みで形成した高抵抗領域が活性層と接触しない
ようにすることができる。
【００３６】請求項４記載の発明の半導体レーザ装置
は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれたアン
ドープ半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２導電型
のコンタクト層が順次積層され、前記アンドープ半導体
埋め込み層の前記活性層の両側部分にイオンが打ち込ま
れて高抵抗領域が形成されていることにより、上記目的
を達成している。
は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッ
ド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活
性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタク
ト層からなるメサストライプ形状の積層構造が形成さ
れ、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれたアン
ドープ半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２導電型
のコンタクト層が順次積層され、前記アンドープ半導体
埋め込み層の前記活性層の両側部分にイオンが打ち込ま
れて高抵抗領域が形成されていることにより、上記目的
を達成している。
【００３７】上記構成によれば、半導体レーザ装置を、
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなるメサストライプ形状の積層構造が形成され、該
メサストライプの側面に平らに埋め込まれたアンドープ
半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２導電型のコン
タクト層が順次積層され、アンドープ半導体埋め込み層
の活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵抗領域
が形成されたものとしているので、電流が、メサストラ
イプ上の第２導電型コンタクト層だけでなく、アンドー
プ半導体埋め込み層上の第２導電型コンタクト層からも
注入され、当該注入された電流が、第２導電型電流拡散
層または第２導電型クラッド層を通って、活性層の両側
面に形成された高抵抗領域で活性層に狭窄され、上部電
極とコンタクト層との接触面積が大きく、メサストライ
プ幅を狭くしてもコンタクト抵抗の増加を抑制できると
ともに、メサストライプ幅を狭くして、閾電流を低減さ
せることができ、また、高次モードの抑制を行うことが
できる。
第１導電型の半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
と第１導電型、第２導電型あるいはアンドープの活性層
と第２導電型のクラッド層と第２導電型のコンタクト層
からなるメサストライプ形状の積層構造が形成され、該
メサストライプの側面に平らに埋め込まれたアンドープ
半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２導電型のコン
タクト層が順次積層され、アンドープ半導体埋め込み層
の活性層の両側部分にイオンが打ち込まれて高抵抗領域
が形成されたものとしているので、電流が、メサストラ
イプ上の第２導電型コンタクト層だけでなく、アンドー
プ半導体埋め込み層上の第２導電型コンタクト層からも
注入され、当該注入された電流が、第２導電型電流拡散
層または第２導電型クラッド層を通って、活性層の両側
面に形成された高抵抗領域で活性層に狭窄され、上部電
極とコンタクト層との接触面積が大きく、メサストライ
プ幅を狭くしてもコンタクト抵抗の増加を抑制できると
ともに、メサストライプ幅を狭くして、閾電流を低減さ
せることができ、また、高次モードの抑制を行うことが
できる。
【００３８】上記各場合において、例えば、請求項５に
記載するように、前記メサストライプ側面と前記アンド
ープ半導体埋め込み層の間に、前記クラッド層よりも禁
制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造が形成されて
いてもよい。
記載するように、前記メサストライプ側面と前記アンド
ープ半導体埋め込み層の間に、前記クラッド層よりも禁
制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造が形成されて
いてもよい。
【００３９】上記構成によれば、メサストライプ側面と
アンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層よりも
禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成して
いるので、クラッド層と超格子構造の間にヘテロ障壁を
生成させることができ、クラッド層からアンドープ半導
体埋め込み層に漏れる電流を減少させることができる。
アンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層よりも
禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成して
いるので、クラッド層と超格子構造の間にヘテロ障壁を
生成させることができ、クラッド層からアンドープ半導
体埋め込み層に漏れる電流を減少させることができる。
【００４０】なお、クラッド層よりも禁制帯幅の大きい
半導体層としては、第１導電型の半導体基板と格子定数
の異なる材料を用いて歪超格子構造を形成することもで
き、この場合、歪層の膜厚は、臨界膜厚以下になるよう
に設定し、ミスフィット転位が入らないようにする必要
がある。
半導体層としては、第１導電型の半導体基板と格子定数
の異なる材料を用いて歪超格子構造を形成することもで
き、この場合、歪層の膜厚は、臨界膜厚以下になるよう
に設定し、ミスフィット転位が入らないようにする必要
がある。
【００４１】請求項６記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させ
て埋め込む結晶成長工程と、前記マスクを使用して、前
記アンドープ半導体埋め込み層に前記活性層よりも上の
位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行うことにより、上記目的を達成
している。
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させ
て埋め込む結晶成長工程と、前記マスクを使用して、前
記アンドープ半導体埋め込み層に前記活性層よりも上の
位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行うことにより、上記目的を達成
している。
【００４２】上記構成によれば、第１導電型の半導体基
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサスト
ライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサストライ
プの側面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成
長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用し
て、アンドープ半導体埋め込み層に活性層よりも上の位
置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗
領域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造して
いるので、積層構造をメサストライプ形状にエッチング
するマスクを用いて、メサストライプ側面に半導体埋め
込み層を選択的に結晶成長させることができ、また、同
じマスクを用いてアンドープ半導体層にイオン打ち込み
を行って、ホトリソグラフィによるストライプパターン
形成を１回のみとすることができ、製造工程を簡単、か
つ、容易なものとすることができるとともに、光を水平
横方向に閉じ込めるアンドープ半導体層を選択成長させ
るマスクと高抵抗領域を形成するイオン打ち込み用マス
クを同じものを使用することができ、電流狭窄構造と光
閉じ込め構造を自己整合的に形成して水平横モードを安
定化させることができ、さらに、メサストライプ形状が
垂直または垂直に近い形状であるため、高次モード発振
をカットオフすることができるとともに、無効電流を低
減させることができる。
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサスト
ライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサストライ
プの側面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成
長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用し
て、アンドープ半導体埋め込み層に活性層よりも上の位
置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗
領域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造して
いるので、積層構造をメサストライプ形状にエッチング
するマスクを用いて、メサストライプ側面に半導体埋め
込み層を選択的に結晶成長させることができ、また、同
じマスクを用いてアンドープ半導体層にイオン打ち込み
を行って、ホトリソグラフィによるストライプパターン
形成を１回のみとすることができ、製造工程を簡単、か
つ、容易なものとすることができるとともに、光を水平
横方向に閉じ込めるアンドープ半導体層を選択成長させ
るマスクと高抵抗領域を形成するイオン打ち込み用マス
クを同じものを使用することができ、電流狭窄構造と光
閉じ込め構造を自己整合的に形成して水平横モードを安
定化させることができ、さらに、メサストライプ形状が
垂直または垂直に近い形状であるため、高次モード発振
をカットオフすることができるとともに、無効電流を低
減させることができる。
【００４３】すなわち、メサストライプ形状を順メサ形
状に作製した場合には、コンタクト層幅が狭くなってコ
ンタクト抵抗が増加したり、活性層幅が広くなって、高
次モード発振をカットオフすることが困難となり、メサ
ストライプ形状を逆メサ形状に作製した場合には、高抵
抗領域と活性層間の距離が離れてしまうため、第２導電
型クラッド層から活性層の両側面のアンドープ半導体層
を通る無効電流が増加してしまう。したがって、メサス
トライプ形状を、垂直または垂直に近い形状とすること
により、高次モード発振をカットオフすることができる
とともに、無効電流を低減させることができる。
状に作製した場合には、コンタクト層幅が狭くなってコ
ンタクト抵抗が増加したり、活性層幅が広くなって、高
次モード発振をカットオフすることが困難となり、メサ
ストライプ形状を逆メサ形状に作製した場合には、高抵
抗領域と活性層間の距離が離れてしまうため、第２導電
型クラッド層から活性層の両側面のアンドープ半導体層
を通る無効電流が増加してしまう。したがって、メサス
トライプ形状を、垂直または垂直に近い形状とすること
により、高次モード発振をカットオフすることができる
とともに、無効電流を低減させることができる。
【００４４】請求項７記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め
込む結晶成長工程と、前記マスクを使用して、前記アン
ドープ半導体埋め込み層の前記活性層の両側部にイオン
を打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行うことにより、上記目的を達成している。
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め
込む結晶成長工程と、前記マスクを使用して、前記アン
ドープ半導体埋め込み層の前記活性層の両側部にイオン
を打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行うことにより、上記目的を達成している。
【００４５】上記構成によれば、第１導電型の半導体基
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサスト
ライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサストライ
プの側面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させ
て埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用して、ア
ンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部にイオンを
打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行って半導体レーザ装置を製造しているので、ア
ンドープ半導体埋め込み層においてイオン打ち込み深さ
を深くして、活性層の両側部分を高抵抗化し、電流をよ
り効率よく活性層に閉じ込めることができ、漏れ電流阻
止効果がより一層良好な半導体レーザ装置を容易に、か
つ、安価に製造することができる。
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサスト
ライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサストライ
プの側面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させ
て埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用して、ア
ンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部にイオンを
打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行って半導体レーザ装置を製造しているので、ア
ンドープ半導体埋め込み層においてイオン打ち込み深さ
を深くして、活性層の両側部分を高抵抗化し、電流をよ
り効率よく活性層に閉じ込めることができ、漏れ電流阻
止効果がより一層良好な半導体レーザ装置を容易に、か
つ、安価に製造することができる。
【００４６】請求項８記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状に前記活性層面より
わずかに下までエッチングするメサストライプ形成工程
と、前記メサストライプ形成工程で用いた前記マスクを
使用して前記メサストライプの側面にアンドープ半導体
層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、
前記マスクを使用して、前記アンドープ半導体埋め込み
層の前記活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗
領域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行うことによ
り、上記目的を達成している。
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状に前記活性層面より
わずかに下までエッチングするメサストライプ形成工程
と、前記メサストライプ形成工程で用いた前記マスクを
使用して前記メサストライプの側面にアンドープ半導体
層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、
前記マスクを使用して、前記アンドープ半導体埋め込み
層の前記活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗
領域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行うことによ
り、上記目的を達成している。
【００４７】上記構成によれば、第１導電型の半導体基
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
に活性層面よりわずかに下までエッチングするメサスト
ライプ形成工程と、メサストライプ形成工程で用いたマ
スクを使用してメサストライプの側面にアンドープ半導
体層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程
と、当該マスクを使用して、アンドープ半導体埋め込み
層の活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域
を形成する高抵抗領域形成工程と、を行って半導体レー
ザを製造しているので、アンドープ半導体埋め込み層の
層厚を薄くして、２回目の結晶成長時間を短縮し、半導
体レーザ装置をより一層容易に、かつ、安価に製造する
ことができるとともに、高抵抗領域の形成時のイオン打
ち込み深さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶への
ダメージを軽減することができ、より一層信頼性の良好
な半導体レーザ装置を製造することができる。
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
に活性層面よりわずかに下までエッチングするメサスト
ライプ形成工程と、メサストライプ形成工程で用いたマ
スクを使用してメサストライプの側面にアンドープ半導
体層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程
と、当該マスクを使用して、アンドープ半導体埋め込み
層の活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域
を形成する高抵抗領域形成工程と、を行って半導体レー
ザを製造しているので、アンドープ半導体埋め込み層の
層厚を薄くして、２回目の結晶成長時間を短縮し、半導
体レーザ装置をより一層容易に、かつ、安価に製造する
ことができるとともに、高抵抗領域の形成時のイオン打
ち込み深さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶への
ダメージを軽減することができ、より一層信頼性の良好
な半導体レーザ装置を製造することができる。
【００４８】請求項９記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型の電流拡散
層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的に結晶成長
させて埋め込む結晶成長工程と、前記マスクを使用し
て、前記アンドープ半導体埋め込み層の前記活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行うことにより、上記目的を達成
している。
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型の電流拡散
層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的に結晶成長
させて埋め込む結晶成長工程と、前記マスクを使用し
て、前記アンドープ半導体埋め込み層の前記活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行うことにより、上記目的を達成
している。
【００４９】上記構成によれば、第１導電型の半導体基
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサスト
ライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサストライ
プの側面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型の電
流拡散層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的に結
晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使
用して、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部
分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領
域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造してい
るので、電流が、メサストライプ上の第２導電型コンタ
クト層だけでなく、アンドープ半導体埋め込み層上の第
２導電型コンタクト層からも注入され、当該注入された
電流が、第２導電型電流拡散層または第２導電型クラッ
ド層を通って、活性層の両側面に形成された高抵抗領域
で活性層に狭窄され、上部電極とコンタクト層との接触
面積が大きくなり、メサストライプ幅を狭くしてもコン
タクト抵抗の増加を抑制できるとともに、メサストライ
プ幅を狭くして、閾電流の低減や高次モードの抑制が可
能な半導体レーザ装置を、安価に、かつ、容易に製造す
ることができる。
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層を積層して、所定のマ
スクを用いて垂直または垂直に近いメサストライプ形状
にエッチングするメサストライプ形成工程と、メサスト
ライプ形成工程で用いたマスクを使用してメサストライ
プの側面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型の電
流拡散層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的に結
晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使
用して、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部
分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領
域形成工程と、を行って半導体レーザ装置を製造してい
るので、電流が、メサストライプ上の第２導電型コンタ
クト層だけでなく、アンドープ半導体埋め込み層上の第
２導電型コンタクト層からも注入され、当該注入された
電流が、第２導電型電流拡散層または第２導電型クラッ
ド層を通って、活性層の両側面に形成された高抵抗領域
で活性層に狭窄され、上部電極とコンタクト層との接触
面積が大きくなり、メサストライプ幅を狭くしてもコン
タクト抵抗の増加を抑制できるとともに、メサストライ
プ幅を狭くして、閾電流の低減や高次モードの抑制が可
能な半導体レーザ装置を、安価に、かつ、容易に製造す
ることができる。
【００５０】上記各場合において、例えば、請求項１０
に記載するように、前記メサストライプ側面と前記アン
ドープ半導体埋め込み層の間に、前記クラッド層よりも
禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成する
超格子構造形成工程を、さらに行うことにより、上記目
的を達成している。
に記載するように、前記メサストライプ側面と前記アン
ドープ半導体埋め込み層の間に、前記クラッド層よりも
禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成する
超格子構造形成工程を、さらに行うことにより、上記目
的を達成している。
【００５１】上記構成によれば、メサストライプ側面と
アンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層よりも
禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成する
超格子構造形成工程を、さらに行っているので、クラッ
ド層と超格子構造の間にヘテロ障壁を生成することがで
き、クラッド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れ
る電流を減少させることのできる半導体レーザ装置を、
安価に、かつ、容易に製造することができる。
アンドープ半導体埋め込み層の間に、クラッド層よりも
禁制帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成する
超格子構造形成工程を、さらに行っているので、クラッ
ド層と超格子構造の間にヘテロ障壁を生成することがで
き、クラッド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れ
る電流を減少させることのできる半導体レーザ装置を、
安価に、かつ、容易に製造することができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
【００５３】図１〜図６は、本発明の半導体レーザ装置
及び半導体レーザ装置の製造方法の第１の実施の形態を
示す図であり、本実施の形態は、請求項１、請求項５、
請求項６及び請求項１０に対応するものである。
及び半導体レーザ装置の製造方法の第１の実施の形態を
示す図であり、本実施の形態は、請求項１、請求項５、
請求項６及び請求項１０に対応するものである。
【００５４】図１は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第１の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置１００の正面断面図である。
導体レーザ装置の製造方法の第１の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置１００の正面断面図である。
【００５５】図１において、半導体レーザ装置１００
は、ｎ型ＩｎＰ基板（第１導電型の半導体基板）１０１
上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層（第１導電型のクラッド
層）１０２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層（アンド
ープの活性層）１０３、ｐ型ＩｎＰクラッド層（第２導
電型のクラッド層）１０４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層（第２導電型のコンタクト層）１０５、アンドー
プＩｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造１０６、アンドープ
ＩｎＰ埋め込み層（半導体埋め込み層）１０７、プロト
ン注入による高抵抗領域１０８及びｐ側オーミック電極
１０９が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１０１の裏面に、ｎ
側オーミック電極１１０が形成されている。
は、ｎ型ＩｎＰ基板（第１導電型の半導体基板）１０１
上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層（第１導電型のクラッド
層）１０２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層（アンド
ープの活性層）１０３、ｐ型ＩｎＰクラッド層（第２導
電型のクラッド層）１０４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層（第２導電型のコンタクト層）１０５、アンドー
プＩｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造１０６、アンドープ
ＩｎＰ埋め込み層（半導体埋め込み層）１０７、プロト
ン注入による高抵抗領域１０８及びｐ側オーミック電極
１０９が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１０１の裏面に、ｎ
側オーミック電極１１０が形成されている。
【００５６】図２〜図６は、半導体レーザ装置１００の
製造工程を示した図である。まず、ｎ型ＩｎＰ基板１０
１上に、メサストライプ形状の積層構造を形成するメサ
ストライプ形成工程を行う。すなわち、図２に示すよう
に、まず、ｎ型ＩｎＰ基板１０１上に、ＳｉドープＩｎ
Ｐクラッド層１０２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ（バン
ドギャップ波長が、１．３μｍ）活性層１０３、Ｍｇド
ープＩｎＰクラッド層１０４、ＺｎドープＩｎＧａＡｓ
Ｐコンタクト層１０５からなるＤＨ構造を有機金属気相
成長法によりエビタキシャル成長させ、図３に示すよう
に、ＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０５上
に、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をプラズマＣＶＤ法で形成する。
製造工程を示した図である。まず、ｎ型ＩｎＰ基板１０
１上に、メサストライプ形状の積層構造を形成するメサ
ストライプ形成工程を行う。すなわち、図２に示すよう
に、まず、ｎ型ＩｎＰ基板１０１上に、ＳｉドープＩｎ
Ｐクラッド層１０２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ（バン
ドギャップ波長が、１．３μｍ）活性層１０３、Ｍｇド
ープＩｎＰクラッド層１０４、ＺｎドープＩｎＧａＡｓ
Ｐコンタクト層１０５からなるＤＨ構造を有機金属気相
成長法によりエビタキシャル成長させ、図３に示すよう
に、ＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０５上
に、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をプラズマＣＶＤ法で形成する。
【００５７】次に、Ｓｉ3Ｎ4層１１１を、ホトリソグラ
フィーとエッチングにより、幅２μｍのストライプ上に
残してマスクを形成し、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をマスクとし
て、少なくともアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３
の下まで、ＥＣＲ−ＲＩＢＥ法によりドライエッチング
して、図３に示すように、メサストライプ１１２を形成
する。このドライエッチングでは、ＥＣＲ−ＲＩＢＥを
用いて行っているので、メサストライプ１１２をほぼ垂
直なメサストライプ形状に形成することができる。
フィーとエッチングにより、幅２μｍのストライプ上に
残してマスクを形成し、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をマスクとし
て、少なくともアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３
の下まで、ＥＣＲ−ＲＩＢＥ法によりドライエッチング
して、図３に示すように、メサストライプ１１２を形成
する。このドライエッチングでは、ＥＣＲ−ＲＩＢＥを
用いて行っているので、メサストライプ１１２をほぼ垂
直なメサストライプ形状に形成することができる。
【００５８】次に、メサストライプ形成工程で用いたマ
スクを使用してメサストライプ１１２の側面に平らにア
ンドープ半導体層１０７を結晶させて埋め込む結晶成長
工程を行う。すなわち、メサストライプ１１２の側面
に、図４に示すように、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をマスクとし
て、有機金属気相成長法で、アンドープＩｎＧａＰ／Ｉ
ｎＰ歪超格子構造１０６とアンドープＩｎＰ埋め込み層
１０７を結晶成長させる。この結晶成長においては、有
機金属気相成長法の選択成長を用いることにより、Ｓｉ
3Ｎ4層１１１上には結晶成長させず、メサストライプ１
１２の側面に平らに結晶成長させる。
スクを使用してメサストライプ１１２の側面に平らにア
ンドープ半導体層１０７を結晶させて埋め込む結晶成長
工程を行う。すなわち、メサストライプ１１２の側面
に、図４に示すように、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をマスクとし
て、有機金属気相成長法で、アンドープＩｎＧａＰ／Ｉ
ｎＰ歪超格子構造１０６とアンドープＩｎＰ埋め込み層
１０７を結晶成長させる。この結晶成長においては、有
機金属気相成長法の選択成長を用いることにより、Ｓｉ
3Ｎ4層１１１上には結晶成長させず、メサストライプ１
１２の側面に平らに結晶成長させる。
【００５９】次に、上記マスクを使用して、アンドープ
半導体埋め込み層にアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１
０３よりも上の位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域
１０８を形成する高抵抗領域形成工程を行う。すなわ
ち、図５に示すように、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をマスクとし
てアンドープＩｎＰ埋め込み層１０７の表面からプロト
ンを打ち込んで、高抵抗領域１０８を形成する。このと
き、アンドープＩｎＰ埋め込み層１０７の表面からアン
ドープＩｎＰ埋め込み層１０７内に形成される高抵抗領
域１０８が、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３に
到達して、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３に接
触しないように、プロトンイオンを打ち込む深さを制御
する。
半導体埋め込み層にアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１
０３よりも上の位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域
１０８を形成する高抵抗領域形成工程を行う。すなわ
ち、図５に示すように、Ｓｉ3Ｎ4層１１１をマスクとし
てアンドープＩｎＰ埋め込み層１０７の表面からプロト
ンを打ち込んで、高抵抗領域１０８を形成する。このと
き、アンドープＩｎＰ埋め込み層１０７の表面からアン
ドープＩｎＰ埋め込み層１０７内に形成される高抵抗領
域１０８が、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３に
到達して、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３に接
触しないように、プロトンイオンを打ち込む深さを制御
する。
【００６０】最後に、図６に示すように、Ｓｉ3Ｎ4層１
１１を除去した後、アンドープＩｎＰ埋め込み層１０７
の高抵抗領域１０８及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト
層１０５の上面に、ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ側オーミ
ック電極１０９を抵抗加熱蒸着により形成し、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１０１の下面に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる
ｎ側オーミック電極１１０を抵抗加熱蒸着により形成す
る。
１１を除去した後、アンドープＩｎＰ埋め込み層１０７
の高抵抗領域１０８及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト
層１０５の上面に、ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ側オーミ
ック電極１０９を抵抗加熱蒸着により形成し、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１０１の下面に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる
ｎ側オーミック電極１１０を抵抗加熱蒸着により形成す
る。
【００６１】このように、本実施の形態によれば、半導
体レーザ装置１００は、埋め込み構造となっており、こ
の埋め込み構造の半導体レーザ装置１００を、２回の結
晶成長と１回のホトリソグラフィー処理を行うことによ
り作製することができる。したがって、半導体レーザ装
置１００を簡単に、かつ、安価に製造することができ
る。
体レーザ装置１００は、埋め込み構造となっており、こ
の埋め込み構造の半導体レーザ装置１００を、２回の結
晶成長と１回のホトリソグラフィー処理を行うことによ
り作製することができる。したがって、半導体レーザ装
置１００を簡単に、かつ、安価に製造することができ
る。
【００６２】また、埋め込み層の材料であるＩｎＧａＰ
とＩｎＰは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３よりも屈折率
が小さく、この屈折率差により光を水平横方向に閉じ込
めることができる。
とＩｎＰは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３よりも屈折率
が小さく、この屈折率差により光を水平横方向に閉じ込
めることができる。
【００６３】さらに、アンドープＩｎＰ埋め込み層１０
７の表面からアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３の
上までプロトンを打ち込んで高抵抗領域１０８を形成し
ているので、高抵抗領域１０８は、ＩｎＧａＡｓＰ活性
層１０３に電流を集中させる働きをする。すなわち、半
導体レーザ装置１００は、電流狭窄構造としてｐｎｐｎ
サイリスタ構造を用いていないため、高出力動作時にお
いてもターンオフすることがない。そして、メサストラ
イプ１１２の外側の容量を小さくすることができ、高速
変調動作が可能となる。
７の表面からアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３の
上までプロトンを打ち込んで高抵抗領域１０８を形成し
ているので、高抵抗領域１０８は、ＩｎＧａＡｓＰ活性
層１０３に電流を集中させる働きをする。すなわち、半
導体レーザ装置１００は、電流狭窄構造としてｐｎｐｎ
サイリスタ構造を用いていないため、高出力動作時にお
いてもターンオフすることがない。そして、メサストラ
イプ１１２の外側の容量を小さくすることができ、高速
変調動作が可能となる。
【００６４】また、プロトンは、ｐ型不純物を不活性化
するため、ｐ型不純物がｐ型ＩｎＰクラッド層１０４か
ら高抵抗領域１０８に拡散した場合にも、漏れ電流が増
加しにくい。
するため、ｐ型不純物がｐ型ＩｎＰクラッド層１０４か
ら高抵抗領域１０８に拡散した場合にも、漏れ電流が増
加しにくい。
【００６５】さらに、半導体レーザ装置１００は、イオ
ン打ち込みによるアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０
３の損傷を防止するために、高抵抗領域１０８をアンド
ープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３の面よりも上の位置で
止まるように形成しているので、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰク
ラッド層１０４からアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１
０３の側面のアンドープＩｎＰ埋め込み層１０７を通っ
て漏れ電流が発生する可能性がある。
ン打ち込みによるアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０
３の損傷を防止するために、高抵抗領域１０８をアンド
ープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３の面よりも上の位置で
止まるように形成しているので、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰク
ラッド層１０４からアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１
０３の側面のアンドープＩｎＰ埋め込み層１０７を通っ
て漏れ電流が発生する可能性がある。
【００６６】ところが、半導体レーザ装置１００は、メ
サストライプ１１２とアンドープＩｎＰ埋め込み層１０
７の間にアンドープＩｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造１
０６が形成されており、アンドープＩｎＧａＰ／ＩｎＰ
歪超格子構造１０６が、ＩｎＧａＰ歪層５ｎｍとＩｎＰ
層５ｎｍが５周期積層された構成となっている。そし
て、ＩｎＧａＰは、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２及びｐ
型ＩｎＰクラッド層１０４よりも禁制帯幅の大きい材料
であるため、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２及びｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１０４との間にヘテロ障壁を形成して、ｐ
型ＩｎＰクラッド層１０４からアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ埋め込み層１０７にリークするキャリアを減少させる
ことができる。
サストライプ１１２とアンドープＩｎＰ埋め込み層１０
７の間にアンドープＩｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造１
０６が形成されており、アンドープＩｎＧａＰ／ＩｎＰ
歪超格子構造１０６が、ＩｎＧａＰ歪層５ｎｍとＩｎＰ
層５ｎｍが５周期積層された構成となっている。そし
て、ＩｎＧａＰは、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２及びｐ
型ＩｎＰクラッド層１０４よりも禁制帯幅の大きい材料
であるため、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２及びｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１０４との間にヘテロ障壁を形成して、ｐ
型ＩｎＰクラッド層１０４からアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ埋め込み層１０７にリークするキャリアを減少させる
ことができる。
【００６７】なお、ＩｎＧａＰは、ＩｎＰよりも格子定
数が小さい材料であるため、アンドープＩｎＧａＰ／Ｉ
ｎＰ歪超格子構造１０６は、ＩｎＰ層であるｎ型ＩｎＰ
クラッド層１０２及びｐ型ＩｎＰクラッド層１０４との
界面にミスフィット転位が発生しないように、臨界膜厚
以下の膜厚（層厚）に設定されている。
数が小さい材料であるため、アンドープＩｎＧａＰ／Ｉ
ｎＰ歪超格子構造１０６は、ＩｎＰ層であるｎ型ＩｎＰ
クラッド層１０２及びｐ型ＩｎＰクラッド層１０４との
界面にミスフィット転位が発生しないように、臨界膜厚
以下の膜厚（層厚）に設定されている。
【００６８】また、水平横方向に光を閉じ込めるアンド
ープＩｎＰ埋め込み層１０７を選択成長させるＳｉ3Ｎ4
層１１１を、高抵抗領域１０８を形成するプロトン打ち
込み用マスクとして使用しているため、光閉じ込め領域
と電流狭窄領域が自己整合的に形成され、ストライプ１
１２内のキャリア密度分布と電界強度分布のずれが発生
せず、水平横モードを安定化させることができる。
ープＩｎＰ埋め込み層１０７を選択成長させるＳｉ3Ｎ4
層１１１を、高抵抗領域１０８を形成するプロトン打ち
込み用マスクとして使用しているため、光閉じ込め領域
と電流狭窄領域が自己整合的に形成され、ストライプ１
１２内のキャリア密度分布と電界強度分布のずれが発生
せず、水平横モードを安定化させることができる。
【００６９】図７は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す図
であり、本実施の形態は、請求項２及び請求項７に対応
するものである。
導体レーザ装置の製造方法の第２の実施の形態を示す図
であり、本実施の形態は、請求項２及び請求項７に対応
するものである。
【００７０】図７は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第２の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置２００の正面断面図である。
導体レーザ装置の製造方法の第２の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置２００の正面断面図である。
【００７１】図７において、半導体レーザ装置２００
は、ｎ型ＩｎＰ基板２０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層
２０２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３、ｐ型
ＩｎＰクラッド層２０４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ト層２０５、アンドープＩｎＰ埋め込み層２０６、プロ
トン注入による高抵抗領域２０７及びｐ側オーミック電
極２０８が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板２０１の裏面に、
ｎ側オーミック電極２０９が形成されている。
は、ｎ型ＩｎＰ基板２０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層
２０２、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３、ｐ型
ＩｎＰクラッド層２０４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ト層２０５、アンドープＩｎＰ埋め込み層２０６、プロ
トン注入による高抵抗領域２０７及びｐ側オーミック電
極２０８が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板２０１の裏面に、
ｎ側オーミック電極２０９が形成されている。
【００７２】本実施の形態の半導体レーザ装置２００
は、上記第１の実施の形態の半導体レーザ装置１００と
同様に形成されるが、メサストライプ２１０をドライエ
ッチングで形成する際に、メサストライプ２１０の形状
が垂直よりもわずかに逆メサになるように傾けて形成さ
れている。また、メサストライプ２１０をアンドープＩ
ｎＧａＡｓＰ埋め込み層２０６で平らに埋め込んだ後、
高抵抗領域形成工程において、プロトン打ち込み深さを
深くして、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３の両
側面に高抵抗領域２０７を形成している。
は、上記第１の実施の形態の半導体レーザ装置１００と
同様に形成されるが、メサストライプ２１０をドライエ
ッチングで形成する際に、メサストライプ２１０の形状
が垂直よりもわずかに逆メサになるように傾けて形成さ
れている。また、メサストライプ２１０をアンドープＩ
ｎＧａＡｓＰ埋め込み層２０６で平らに埋め込んだ後、
高抵抗領域形成工程において、プロトン打ち込み深さを
深くして、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３の両
側面に高抵抗領域２０７を形成している。
【００７３】このように、半導体レーザ装置２００は、
高抵抗領域２０７がアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２
０３の両側面に形成されているため、電流の経路をメサ
ストライプ２１０のアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２
０３を通るように限定することができ、閾電流をより一
層低減させることができる。
高抵抗領域２０７がアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２
０３の両側面に形成されているため、電流の経路をメサ
ストライプ２１０のアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２
０３を通るように限定することができ、閾電流をより一
層低減させることができる。
【００７４】また、メサストライプ２１０が垂直よりも
わずかに逆メサになるように傾けて形成されているた
め、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３の幅をメサ
ストライプ２１０のエッチングに用いたマスク幅より
も、約０．３μｍ程度狭く形成することができ、メサス
トライプ２１０のエッチングに用いたマスクを用いてプ
ロトン打ち込みを行った場合に、高抵抗領域２０７がア
ンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３と接触することが
なく、素子特性の劣化を抑制することができる。
わずかに逆メサになるように傾けて形成されているた
め、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３の幅をメサ
ストライプ２１０のエッチングに用いたマスク幅より
も、約０．３μｍ程度狭く形成することができ、メサス
トライプ２１０のエッチングに用いたマスクを用いてプ
ロトン打ち込みを行った場合に、高抵抗領域２０７がア
ンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２０３と接触することが
なく、素子特性の劣化を抑制することができる。
【００７５】図８は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第３の実施の形態を示す図
であり、本実施の形態は、請求項３及び請求項８に対応
するものである。
導体レーザ装置の製造方法の第３の実施の形態を示す図
であり、本実施の形態は、請求項３及び請求項８に対応
するものである。
【００７６】図８は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第３の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置３００の正面断面図である。
導体レーザ装置の製造方法の第３の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置３００の正面断面図である。
【００７７】図８において、半導体レーザ装置３００
は、ｎ型ＩｎＰ基板３０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層
３０２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３、ＩｎＧａＡｓ
量子井戸活性層３０４、ｐ型ＩｎＰクラッド層３０５、
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層３０６、アンドープＩ
ｎＰ埋め込み層３０７、プロトン注入による高抵抗領域
３０８、ＳｉＯ2 絶縁膜３０９及びｐ側オーミック電極
３１０が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板３０１の裏面に、ｎ
側オーミック電極３１１が形成されている。
は、ｎ型ＩｎＰ基板３０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層
３０２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３、ＩｎＧａＡｓ
量子井戸活性層３０４、ｐ型ＩｎＰクラッド層３０５、
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層３０６、アンドープＩ
ｎＰ埋め込み層３０７、プロトン注入による高抵抗領域
３０８、ＳｉＯ2 絶縁膜３０９及びｐ側オーミック電極
３１０が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板３０１の裏面に、ｎ
側オーミック電極３１１が形成されている。
【００７８】本実施の形態の半導体レーザ装置３００
は、上記第１の実施の形態の半導体レーザ装置１００と
同様に形成されるが、上記ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０
３は、層厚が１００ｎｍに形成され、ＩｎＧａＡｓ量子
井戸活性層３０４は、層厚が１００ｎｍに形成されてい
る。これらＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３とＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸活性層３０４は、ＳＣＨ−ＳＱＷ構造（Sepa
rate Confinement Hetero-Structure-Single Quantum W
ell 構造）を形成している。
は、上記第１の実施の形態の半導体レーザ装置１００と
同様に形成されるが、上記ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０
３は、層厚が１００ｎｍに形成され、ＩｎＧａＡｓ量子
井戸活性層３０４は、層厚が１００ｎｍに形成されてい
る。これらＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３とＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸活性層３０４は、ＳＣＨ−ＳＱＷ構造（Sepa
rate Confinement Hetero-Structure-Single Quantum W
ell 構造）を形成している。
【００７９】メサストライプ形成工程において、メサス
トライプ３１２は、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２の上面
でエッチングが停止するように、ドライエッチングと選
択性のウエットエッチングを組み合わせて形成されてい
る。また、結晶成長工程において、アンドープＩｎＰ埋
め込み層３０７は、メサストライプ３１２の上部ＩｎＰ
光導波層３０３の外側の上、０．３μｍの高さまで、積
層されている。
トライプ３１２は、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２の上面
でエッチングが停止するように、ドライエッチングと選
択性のウエットエッチングを組み合わせて形成されてい
る。また、結晶成長工程において、アンドープＩｎＰ埋
め込み層３０７は、メサストライプ３１２の上部ＩｎＰ
光導波層３０３の外側の上、０．３μｍの高さまで、積
層されている。
【００８０】さらに、高抵抗領域形成工程において、上
記高抵抗領域３０８は、アンドープＩｎＰ埋め込み層３
０７を除いて、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２の表面から
下部ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３よりも下側まで、プ
ロトンを打ち込んで形成されている。
記高抵抗領域３０８は、アンドープＩｎＰ埋め込み層３
０７を除いて、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２の表面から
下部ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３よりも下側まで、プ
ロトンを打ち込んで形成されている。
【００８１】また、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７
は、有機金属気相成長法で結晶成長させることにより形
成されており、メサストライプ３１２の表面だけでな
く、側面にも、結晶成長が進行し、メサストライプ３１
２近傍では、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７の膜厚
が厚く、メサストライプ３１２から離れるに従って膜厚
が薄くなっている。したがって、高抵抗領域３０８は、
メサストライプ３１２の外側の平らな領域では、ＩｎＧ
ａＡｓ量子井戸活性層３０４の面の下まで形成される
が、メサストライプ３１２に近接した領域では、ＩｎＧ
ａＡｓ量子井戸活性層３０４の面よりも上で高抵抗領域
３０８が停止している。
は、有機金属気相成長法で結晶成長させることにより形
成されており、メサストライプ３１２の表面だけでな
く、側面にも、結晶成長が進行し、メサストライプ３１
２近傍では、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７の膜厚
が厚く、メサストライプ３１２から離れるに従って膜厚
が薄くなっている。したがって、高抵抗領域３０８は、
メサストライプ３１２の外側の平らな領域では、ＩｎＧ
ａＡｓ量子井戸活性層３０４の面の下まで形成される
が、メサストライプ３１２に近接した領域では、ＩｎＧ
ａＡｓ量子井戸活性層３０４の面よりも上で高抵抗領域
３０８が停止している。
【００８２】このように、本実施の形態の半導体レーザ
装置３００は、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７を、
メサストライプ３１２の上部ＩｎＰ光導波層３０３の外
側の上、０．３μｍの高さまで積層しており、このアン
ドープＩｎＰ埋め込み層３０７は、屈折率がＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波層３０３よりも小さいため、この屈折率差に
より水平横方向に光をメサストライプ３１２内に閉じ込
めることができる。
装置３００は、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７を、
メサストライプ３１２の上部ＩｎＰ光導波層３０３の外
側の上、０．３μｍの高さまで積層しており、このアン
ドープＩｎＰ埋め込み層３０７は、屈折率がＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波層３０３よりも小さいため、この屈折率差に
より水平横方向に光をメサストライプ３１２内に閉じ込
めることができる。
【００８３】また、高抵抗領域３０８を、アンドープＩ
ｎＰ埋め込み層３０７を除いて、ｎ型ＩｎＰクラッド層
３０２の表面から下部ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３よ
りも下側まで形成しているため、電流の経路をメサスト
ライプ３１２のＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層３０４を通
るように限定することができ、閾電流を低減させること
ができる。
ｎＰ埋め込み層３０７を除いて、ｎ型ＩｎＰクラッド層
３０２の表面から下部ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３よ
りも下側まで形成しているため、電流の経路をメサスト
ライプ３１２のＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層３０４を通
るように限定することができ、閾電流を低減させること
ができる。
【００８４】さらに、上記第２の実施の形態に比較し
て、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２へのプロトン打ち込み
深さを浅くすることができ、イオン打ち込みによる結晶
へのダメージを軽減させることができる。
て、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２へのプロトン打ち込み
深さを浅くすることができ、イオン打ち込みによる結晶
へのダメージを軽減させることができる。
【００８５】さらに、メサストライプ３１２のＩｎＧａ
Ａｓ量子井戸活性層３０４の側部にアンドープＩｎＰ埋
め込み層３０７がｎ型ＩｎＰ基板３０１側に広がる山形
に形成されて、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２へのプロト
ン打ち込みを、このアンドープＩｎＰ埋め込み層３０７
を除いた下部ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３よりも下側
まで行って高抵抗領域３０８を形成しているので、イオ
ンを打ち込む領域をＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層３０４
と接触しないようにすることができ、素子特性の劣化を
抑制することができる。
Ａｓ量子井戸活性層３０４の側部にアンドープＩｎＰ埋
め込み層３０７がｎ型ＩｎＰ基板３０１側に広がる山形
に形成されて、ｎ型ＩｎＰクラッド層３０２へのプロト
ン打ち込みを、このアンドープＩｎＰ埋め込み層３０７
を除いた下部ＩｎＧａＡｓＰ光導波層３０３よりも下側
まで行って高抵抗領域３０８を形成しているので、イオ
ンを打ち込む領域をＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層３０４
と接触しないようにすることができ、素子特性の劣化を
抑制することができる。
【００８６】なお、本実施の形態においては、アンドー
プＩｎＰ埋め込み層３０７と高抵抗領域３０８の層厚が
薄いため、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７上にさら
にＳｉＯ2 絶縁膜３０９を形成して、電流狭窄を確実な
ものとしている。
プＩｎＰ埋め込み層３０７と高抵抗領域３０８の層厚が
薄いため、アンドープＩｎＰ埋め込み層３０７上にさら
にＳｉＯ2 絶縁膜３０９を形成して、電流狭窄を確実な
ものとしている。
【００８７】このＳｉＯ2 絶縁膜のパターン形成は、メ
サストライプ３１２の凹凸を利用した自己整合工程によ
り、メサストライプ３１２の頂上近傍のみをエッチング
で除去することができる。したがって、精密なマスク合
わせを行う必要がなく、半導体レーザ装置３００の製造
を、簡単、かつ、安価なものとすることができる。
サストライプ３１２の凹凸を利用した自己整合工程によ
り、メサストライプ３１２の頂上近傍のみをエッチング
で除去することができる。したがって、精密なマスク合
わせを行う必要がなく、半導体レーザ装置３００の製造
を、簡単、かつ、安価なものとすることができる。
【００８８】図９は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第４の実施の形態を示す図
であり、本実施の形態は、請求項４及び請求項９に対応
するものである。
導体レーザ装置の製造方法の第４の実施の形態を示す図
であり、本実施の形態は、請求項４及び請求項９に対応
するものである。
【００８９】図９は、本発明の半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法の第４の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置４００の正面断面図である。
導体レーザ装置の製造方法の第４の実施の形態を適用し
た半導体レーザ装置４００の正面断面図である。
【００９０】図９において、半導体レーザ装置４００
は、ｎ型ＩｎＰ基板４０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層
４０２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層４０３、ＩｎＧａＡｓ
量子井戸活性層４０４、ｐ型ＩｎＰクラッド層４０５、
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４０６、アンドープＩ
ｎＰ埋め込み層４０７、プロトン注入による高抵抗領域
４０８、ｐ型ＩｎＰ電流拡散層４０９、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層４１０及びｐ側オーミック電極４１１
が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板４０１の裏面に、ｎ側オー
ミック電極４１２が形成されている。
は、ｎ型ＩｎＰ基板４０１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層
４０２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層４０３、ＩｎＧａＡｓ
量子井戸活性層４０４、ｐ型ＩｎＰクラッド層４０５、
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４０６、アンドープＩ
ｎＰ埋め込み層４０７、プロトン注入による高抵抗領域
４０８、ｐ型ＩｎＰ電流拡散層４０９、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層４１０及びｐ側オーミック電極４１１
が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板４０１の裏面に、ｎ側オー
ミック電極４１２が形成されている。
【００９１】本実施の形態の半導体レーザ装置４００
は、上記第１の実施の形態の半導体レーザ装置１００と
同様に形成されるが、その結晶成長工程において、ｎ型
ＩｎＰクラッド層４０２の上に、アンドープＩｎＰ埋め
込み層４０７を形成しており、アンドープＩｎＰ埋め込
み層４０７は、メサストライプ４１３近傍では、膜厚が
厚く、メサストライプ４１３から離れるに従って膜厚が
薄くなるとともに、途中で略一定の膜厚となっている。
このアンドープＩｎＰ埋め込み層４０７の上に、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ電流拡散層４０９とｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層４１０が積層されている。その後、高抵抗領
域形成工程において、ＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層４０
４の両側当たりのアンドープＩｎＰ埋め込み層４０７部
分にプロトンが打ち込まれて、高抵抗領域４０８が形成
されている。
は、上記第１の実施の形態の半導体レーザ装置１００と
同様に形成されるが、その結晶成長工程において、ｎ型
ＩｎＰクラッド層４０２の上に、アンドープＩｎＰ埋め
込み層４０７を形成しており、アンドープＩｎＰ埋め込
み層４０７は、メサストライプ４１３近傍では、膜厚が
厚く、メサストライプ４１３から離れるに従って膜厚が
薄くなるとともに、途中で略一定の膜厚となっている。
このアンドープＩｎＰ埋め込み層４０７の上に、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ電流拡散層４０９とｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層４１０が積層されている。その後、高抵抗領
域形成工程において、ＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層４０
４の両側当たりのアンドープＩｎＰ埋め込み層４０７部
分にプロトンが打ち込まれて、高抵抗領域４０８が形成
されている。
【００９２】このように、本実施の形態の半導体レーザ
装置４００は、電流がメサストライプ４１３上のｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層４１０だけでなく、ｐ型Ｉｎ
Ｐ電流拡散層４０９上のｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト
層４１０からも注入され、ｐ側オーミック電極４１１と
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４１０との接触面積が
大きくなる。その結果、メサストライプ４１３幅を狭く
しても、コンタクト抵抗の増加を抑制することができ、
素子の動作電圧を低減することができる。
装置４００は、電流がメサストライプ４１３上のｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層４１０だけでなく、ｐ型Ｉｎ
Ｐ電流拡散層４０９上のｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト
層４１０からも注入され、ｐ側オーミック電極４１１と
ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層４１０との接触面積が
大きくなる。その結果、メサストライプ４１３幅を狭く
しても、コンタクト抵抗の増加を抑制することができ、
素子の動作電圧を低減することができる。
【００９３】また、ｐ側オーミック電極４１１から注入
された電流は、ｐ型ＩｎＰ電流拡散層４０９またはｐ型
ＩｎＰクラッド層４０５を通過した後、ＩｎＧａＡｓ量
子井戸活性層４０４の両側面に形成された高抵抗領域４
０８で狭窄され、メサストライプ４１３内のＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸活性層４０４に集中させることができる。そ
の結果、素子の特性をより一層向上させることができ
る。
された電流は、ｐ型ＩｎＰ電流拡散層４０９またはｐ型
ＩｎＰクラッド層４０５を通過した後、ＩｎＧａＡｓ量
子井戸活性層４０４の両側面に形成された高抵抗領域４
０８で狭窄され、メサストライプ４１３内のＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸活性層４０４に集中させることができる。そ
の結果、素子の特性をより一層向上させることができ
る。
【００９４】このように、本実施の形態の半導体レーザ
装置４００は、メサストライプ４１３の幅を２μｍ以下
にして、狭ストライプ構造とした場合に、特に、効果的
であり、ストライプ幅を狭くすることにより、閾電流を
さらに低減することができる。
装置４００は、メサストライプ４１３の幅を２μｍ以下
にして、狭ストライプ構造とした場合に、特に、効果的
であり、ストライプ幅を狭くすることにより、閾電流を
さらに低減することができる。
【００９５】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【００９６】
【発明の効果】請求項１記載の発明の半導体レーザ装置
によれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層からなるメサストライ
プ形状の積層構造が形成され、該メサストライプの側面
に平らに形成されたアンドープ半導体埋め込み層にその
表面から活性層面よりも上の位置までイオン打ち込みに
よる高抵抗領域が形成されて作製されているので、第１
導電型を有する半導体基板上に、第１導電型のクラッド
層、第１導電型または第２導電型またはアンドープの活
性層、第２導電型のクラッド層、第２導電型のコンタク
ト層からなる層構造を形成する結晶成長と、メサストラ
イプ側面をアンドープ半導体層で埋め込む結晶成長の２
回の結晶成長によって半導体レーザ装置が作製され、従
来の埋め込み構造半導体レーザに比較して、結晶成長の
回数を減らすことができ、製造が容易で、かつ、安価な
ものとすることができるとともに、長波長帯の埋め込み
半導体レーザにも適用でき、かつ、活性層面よりも上の
位置までのみイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成し
て、イオン打ち込みによる活性層の劣化を防止し、半導
体レーザ装置を漏れ電流阻止効果が良好で、信頼性の良
好なものとすることができる。
によれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基
板上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導
電型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッ
ド層と第２導電型のコンタクト層からなるメサストライ
プ形状の積層構造が形成され、該メサストライプの側面
に平らに形成されたアンドープ半導体埋め込み層にその
表面から活性層面よりも上の位置までイオン打ち込みに
よる高抵抗領域が形成されて作製されているので、第１
導電型を有する半導体基板上に、第１導電型のクラッド
層、第１導電型または第２導電型またはアンドープの活
性層、第２導電型のクラッド層、第２導電型のコンタク
ト層からなる層構造を形成する結晶成長と、メサストラ
イプ側面をアンドープ半導体層で埋め込む結晶成長の２
回の結晶成長によって半導体レーザ装置が作製され、従
来の埋め込み構造半導体レーザに比較して、結晶成長の
回数を減らすことができ、製造が容易で、かつ、安価な
ものとすることができるとともに、長波長帯の埋め込み
半導体レーザにも適用でき、かつ、活性層面よりも上の
位置までのみイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成し
て、イオン打ち込みによる活性層の劣化を防止し、半導
体レーザ装置を漏れ電流阻止効果が良好で、信頼性の良
好なものとすることができる。
【００９７】請求項２記載の発明の半導体レーザ装置に
よれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基板
上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電
型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッド
層と第２導電型のコンタクト層からなるメサストライプ
形状の積層構造が形成され、該メサストライプの側面に
平らに埋め込まれてアンドープ半導体層が形成され、ア
ンドープ半導体埋め込み層に活性層の両側部分にイオン
が打ち込まれて高抵抗領域が形成されたものとしている
ので、アンドープ半導体埋め込み層においてイオン打ち
込み深さを深くして、活性層の両側部分を高抵抗化し、
電流をより効率よく活性層に閉じ込めることができ、半
導体レーザ装置を漏れ電流阻止効果がより一層良好で、
製造が容易、かつ、安価なものとすることができる。
よれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基板
上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電
型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッド
層と第２導電型のコンタクト層からなるメサストライプ
形状の積層構造が形成され、該メサストライプの側面に
平らに埋め込まれてアンドープ半導体層が形成され、ア
ンドープ半導体埋め込み層に活性層の両側部分にイオン
が打ち込まれて高抵抗領域が形成されたものとしている
ので、アンドープ半導体埋め込み層においてイオン打ち
込み深さを深くして、活性層の両側部分を高抵抗化し、
電流をより効率よく活性層に閉じ込めることができ、半
導体レーザ装置を漏れ電流阻止効果がより一層良好で、
製造が容易、かつ、安価なものとすることができる。
【００９８】請求項３記載の発明の半導体レーザ装置に
よれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基板
上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電
型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッド
層と第２導電型のコンタクト層からなる積層構造が、活
性層面よりわずかに下までエッチングされてメサストラ
イプが形成され、該メサストライプの側面の活性層面よ
りも上まで埋め込まれてアンドープ半導体層が形成さ
れ、アンドープ半導体埋め込み層の表面から活性層の両
側部分までイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成され
たものとしているので、アンドープ半導体埋め込み層の
層厚を薄くして、２回目の結晶成長時間を短縮すること
ができ、より一層製造が容易で、かつ、安価なものとす
ることができるとともに、高抵抗領域の形成時のイオン
打ち込み深さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶へ
のダメージを軽減することができ、より一層信頼性の良
好なものとすることができる。
よれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基板
上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電
型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッド
層と第２導電型のコンタクト層からなる積層構造が、活
性層面よりわずかに下までエッチングされてメサストラ
イプが形成され、該メサストライプの側面の活性層面よ
りも上まで埋め込まれてアンドープ半導体層が形成さ
れ、アンドープ半導体埋め込み層の表面から活性層の両
側部分までイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成され
たものとしているので、アンドープ半導体埋め込み層の
層厚を薄くして、２回目の結晶成長時間を短縮すること
ができ、より一層製造が容易で、かつ、安価なものとす
ることができるとともに、高抵抗領域の形成時のイオン
打ち込み深さを浅くして、イオン打ち込みによる結晶へ
のダメージを軽減することができ、より一層信頼性の良
好なものとすることができる。
【００９９】請求項４記載の発明の半導体レーザ装置に
よれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基板
上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電
型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッド
層と第２導電型のコンタクト層からなるメサストライプ
形状の積層構造が形成され、該メサストライプの側面に
平らに埋め込まれたアンドープ半導体層、第２導電型の
電流拡散層、第２導電型のコンタクト層が順次積層さ
れ、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部分に
イオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成されたものとし
ているので、電流が、メサストライプ上の第２導電型コ
ンタクト層だけでなく、アンドープ半導体埋め込み層上
の第２導電型コンタクト層からも注入され、当該注入さ
れた電流が、第２導電型電流拡散層または第２導電型ク
ラッド層を通って、活性層の両側面に形成された高抵抗
領域で活性層に狭窄され、上部電極とコンタクト層との
接触面積が大きく、メサストライプ幅を狭くしてもコン
タクト抵抗の増加を抑制できるとともに、メサストライ
プ幅を狭くして、閾電流を低減させることができ、ま
た、高次モードの抑制を行うことができる。
よれば、半導体レーザ装置を、第１導電型の半導体基板
上に、第１導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電
型あるいはアンドープの活性層と第２導電型のクラッド
層と第２導電型のコンタクト層からなるメサストライプ
形状の積層構造が形成され、該メサストライプの側面に
平らに埋め込まれたアンドープ半導体層、第２導電型の
電流拡散層、第２導電型のコンタクト層が順次積層さ
れ、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部分に
イオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成されたものとし
ているので、電流が、メサストライプ上の第２導電型コ
ンタクト層だけでなく、アンドープ半導体埋め込み層上
の第２導電型コンタクト層からも注入され、当該注入さ
れた電流が、第２導電型電流拡散層または第２導電型ク
ラッド層を通って、活性層の両側面に形成された高抵抗
領域で活性層に狭窄され、上部電極とコンタクト層との
接触面積が大きく、メサストライプ幅を狭くしてもコン
タクト抵抗の増加を抑制できるとともに、メサストライ
プ幅を狭くして、閾電流を低減させることができ、ま
た、高次モードの抑制を行うことができる。
【０１００】請求項５記載の発明の半導体レーザ装置に
よれば、メサストライプ側面とアンドープ半導体埋め込
み層の間に、クラッド層よりも禁制帯幅の大きい半導体
層を含む超格子構造を形成しているので、クラッド層と
超格子構造の間にヘテロ障壁を生成させることができ、
クラッド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れる電
流を減少させることができる。
よれば、メサストライプ側面とアンドープ半導体埋め込
み層の間に、クラッド層よりも禁制帯幅の大きい半導体
層を含む超格子構造を形成しているので、クラッド層と
超格子構造の間にヘテロ障壁を生成させることができ、
クラッド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れる電
流を減少させることができる。
【０１０１】請求項６記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状にエッチング
するメサストライプ形成工程と、メサストライプ形成工
程で用いたマスクを使用してメサストライプの側面に平
らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め
込む結晶成長工程と、当該マスクを使用して、アンドー
プ半導体埋め込み層に活性層よりも上の位置までイオン
を打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行って半導体レーザ装置を製造しているので、積
層構造をメサストライプ形状にエッチングするマスクを
用いて、メサストライプ側面に半導体埋め込み層を選択
的に結晶成長させることができ、また、同じマスクを用
いてアンドープ半導体層にイオン打ち込みを行って、ホ
トリソグラフィによるストライプパターン形成を１回の
みとすることができ、製造工程を簡単、かつ、容易なも
のとすることができるとともに、光を水平横方向に閉じ
込めるアンドープ半導体層を選択成長させるマスクと高
抵抗領域を形成するイオン打ち込み用マスクを同じもの
を使用することができ、電流狭窄構造と光閉じ込め構造
を自己整合的に形成して水平横モードを安定化させるこ
とができ、さらに、メサストライプ形状が垂直または垂
直に近い形状であるため、高次モード発振をカットオフ
することができるとともに、無効電流を低減させること
ができる。
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状にエッチング
するメサストライプ形成工程と、メサストライプ形成工
程で用いたマスクを使用してメサストライプの側面に平
らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め
込む結晶成長工程と、当該マスクを使用して、アンドー
プ半導体埋め込み層に活性層よりも上の位置までイオン
を打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行って半導体レーザ装置を製造しているので、積
層構造をメサストライプ形状にエッチングするマスクを
用いて、メサストライプ側面に半導体埋め込み層を選択
的に結晶成長させることができ、また、同じマスクを用
いてアンドープ半導体層にイオン打ち込みを行って、ホ
トリソグラフィによるストライプパターン形成を１回の
みとすることができ、製造工程を簡単、かつ、容易なも
のとすることができるとともに、光を水平横方向に閉じ
込めるアンドープ半導体層を選択成長させるマスクと高
抵抗領域を形成するイオン打ち込み用マスクを同じもの
を使用することができ、電流狭窄構造と光閉じ込め構造
を自己整合的に形成して水平横モードを安定化させるこ
とができ、さらに、メサストライプ形状が垂直または垂
直に近い形状であるため、高次モード発振をカットオフ
することができるとともに、無効電流を低減させること
ができる。
【０１０２】請求項７記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状にエッチング
するメサストライプ形成工程と、メサストライプ形成工
程で用いたマスクを使用してメサストライプの側面にア
ンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め込む結
晶成長工程と、当該マスクを使用して、アンドープ半導
体埋め込み層の活性層の両側部にイオンを打ち込んで高
抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行って半
導体レーザ装置を製造しているので、アンドープ半導体
埋め込み層においてイオン打ち込み深さを深くして、活
性層の両側部分を高抵抗化し、電流をより効率よく活性
層に閉じ込めることができ、漏れ電流阻止効果がより一
層良好な半導体レーザ装置を容易に、かつ、安価に製造
することができる。
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状にエッチング
するメサストライプ形成工程と、メサストライプ形成工
程で用いたマスクを使用してメサストライプの側面にア
ンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め込む結
晶成長工程と、当該マスクを使用して、アンドープ半導
体埋め込み層の活性層の両側部にイオンを打ち込んで高
抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行って半
導体レーザ装置を製造しているので、アンドープ半導体
埋め込み層においてイオン打ち込み深さを深くして、活
性層の両側部分を高抵抗化し、電流をより効率よく活性
層に閉じ込めることができ、漏れ電流阻止効果がより一
層良好な半導体レーザ装置を容易に、かつ、安価に製造
することができる。
【０１０３】請求項８記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状に活性層面よ
りわずかに下までエッチングするメサストライプ形成工
程と、メサストライプ形成工程で用いたマスクを使用し
てメサストライプの側面にアンドープ半導体層を選択的
に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスク
を使用して、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行って半導体レーザを製造してい
るので、アンドープ半導体埋め込み層の層厚を薄くし
て、２回目の結晶成長時間を短縮し、半導体レーザ装置
をより一層容易に、かつ、安価に製造することができる
とともに、高抵抗領域の形成時のイオン打ち込み深さを
浅くして、イオン打ち込みによる結晶へのダメージを軽
減することができ、より一層信頼性の良好な半導体レー
ザ装置を製造することができる。
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状に活性層面よ
りわずかに下までエッチングするメサストライプ形成工
程と、メサストライプ形成工程で用いたマスクを使用し
てメサストライプの側面にアンドープ半導体層を選択的
に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、当該マスク
を使用して、アンドープ半導体埋め込み層の活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行って半導体レーザを製造してい
るので、アンドープ半導体埋め込み層の層厚を薄くし
て、２回目の結晶成長時間を短縮し、半導体レーザ装置
をより一層容易に、かつ、安価に製造することができる
とともに、高抵抗領域の形成時のイオン打ち込み深さを
浅くして、イオン打ち込みによる結晶へのダメージを軽
減することができ、より一層信頼性の良好な半導体レー
ザ装置を製造することができる。
【０１０４】請求項９記載の発明の半導体レーザ装置の
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状にエッチング
するメサストライプ形成工程と、メサストライプ形成工
程で用いたマスクを使用してメサストライプの側面に平
らにアンドープ半導体層と第２導電型の電流拡散層と第
２導電型のコンタクト層を順次選択的に結晶成長させて
埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用して、アン
ドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部分にイオンを
打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行って半導体レーザ装置を製造しているので、電
流が、メサストライプ上の第２導電型コンタクト層だけ
でなく、アンドープ半導体埋め込み層上の第２導電型コ
ンタクト層からも注入され、当該注入された電流が、第
２導電型電流拡散層または第２導電型クラッド層を通っ
て、活性層の両側面に形成された高抵抗領域で活性層に
狭窄され、上部電極とコンタクト層との接触面積が大き
くなり、メサストライプ幅を狭くしてもコンタクト抵抗
の増加を抑制できるとともに、メサストライプ幅を狭く
して、閾電流の低減や高次モードの抑制が可能な半導体
レーザ装置を、安価に、かつ、容易に製造することがで
きる。
製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第１
導電型のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいは
アンドープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導
電型のコンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて
垂直または垂直に近いメサストライプ形状にエッチング
するメサストライプ形成工程と、メサストライプ形成工
程で用いたマスクを使用してメサストライプの側面に平
らにアンドープ半導体層と第２導電型の電流拡散層と第
２導電型のコンタクト層を順次選択的に結晶成長させて
埋め込む結晶成長工程と、当該マスクを使用して、アン
ドープ半導体埋め込み層の活性層の両側部分にイオンを
打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行って半導体レーザ装置を製造しているので、電
流が、メサストライプ上の第２導電型コンタクト層だけ
でなく、アンドープ半導体埋め込み層上の第２導電型コ
ンタクト層からも注入され、当該注入された電流が、第
２導電型電流拡散層または第２導電型クラッド層を通っ
て、活性層の両側面に形成された高抵抗領域で活性層に
狭窄され、上部電極とコンタクト層との接触面積が大き
くなり、メサストライプ幅を狭くしてもコンタクト抵抗
の増加を抑制できるとともに、メサストライプ幅を狭く
して、閾電流の低減や高次モードの抑制が可能な半導体
レーザ装置を、安価に、かつ、容易に製造することがで
きる。
【０１０５】請求項１０記載の発明の半導体レーザ装置
の製造方法によれば、メサストライプ側面とアンドープ
半導体埋め込み層の間に、クラッド層よりも禁制帯幅の
大きい半導体層を含む超格子構造を形成する超格子構造
形成工程を、さらに行っているので、クラッド層と超格
子構造の間にヘテロ障壁を生成することができ、クラッ
ド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れる電流を減
少させることのできる半導体レーザ装置を、安価に、か
つ、容易に製造することができる。
の製造方法によれば、メサストライプ側面とアンドープ
半導体埋め込み層の間に、クラッド層よりも禁制帯幅の
大きい半導体層を含む超格子構造を形成する超格子構造
形成工程を、さらに行っているので、クラッド層と超格
子構造の間にヘテロ障壁を生成することができ、クラッ
ド層からアンドープ半導体埋め込み層に漏れる電流を減
少させることのできる半導体レーザ装置を、安価に、か
つ、容易に製造することができる。
【図１】本発明の半導体レーザ装置及び半導体レーザ装
置の製造方法の第１の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
置の製造方法の第１の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
【図２】図１の半導体レーザ装置の製造手順としてｎ型
ＩｎＰ基板上に、ＳｉドープＩｎＰクラッド層、アンド
ープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３、ＭｇドープＩｎＰク
ラッド層及びＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層が
結晶成長された状態を示す正面断面図。
ＩｎＰ基板上に、ＳｉドープＩｎＰクラッド層、アンド
ープＩｎＧａＡｓＰ活性層１０３、ＭｇドープＩｎＰク
ラッド層及びＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層が
結晶成長された状態を示す正面断面図。
【図３】図２のＳｉドープクラッド層からＺｎドープＩ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層までをメサストライプに形成
した状態の正面断面図。
ｎＧａＡｓＰコンタクト層までをメサストライプに形成
した状態の正面断面図。
【図４】図３のＳｉドープクラッド層上にアンドープＩ
ｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造とアンドープＩｎＰ埋め
込み層を形成した状態の正面断面図。
ｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造とアンドープＩｎＰ埋め
込み層を形成した状態の正面断面図。
【図５】図４のアンドープＩｎＰ埋め込み層にプロトン
を打ち込んで高抵抗領域を形成した状態の正面断面図。
を打ち込んで高抵抗領域を形成した状態の正面断面図。
【図６】図５の上面と下面にｐ側オーミック電極とｎ側
オーミック電極を形成した状態の正面断面図。
オーミック電極を形成した状態の正面断面図。
【図７】本発明の半導体レーザ装置及び半導体レーザ装
置の製造方法の第２の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
置の製造方法の第２の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
【図８】本発明の半導体レーザ装置及び半導体レーザ装
置の製造方法の第３の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
置の製造方法の第３の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
【図９】本発明の半導体レーザ装置及び半導体レーザ装
置の製造方法の第４の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
置の製造方法の第４の実施の形態を適用した半導体レー
ザ装置の正面断面図。
【図１０】従来の埋め込み構造半導体レーザの正面断面
図。
図。
【図１１】従来の不純物拡散による混晶化を用いた半導
体レーザの正面断面図。
体レーザの正面断面図。
【図１２】従来の半絶縁層で埋め込んだ半導体レーザの
正面断面図。
正面断面図。
１００ 半導体レーザ装置 １０１ ｎ型ＩｎＰ基板 １０２ ＳｉドープＩｎＰクラッド層 １０３ アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層 １０４ ＭｇドープＩｎＰクラッド層 １０５ ＺｎドープＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １０６ アンドープＩｎＧａＰ／ＩｎＰ歪超格子構造 １０７ アンドープＩｎＰ埋め込み層 １０８ 高抵抗領域 １０９ ｐ側電極 １１０ ｎ側電極 １１１ Ｓｉ3Ｎ4層 １１２ メサストライプ ２００ 半導体レーザ装置 ２０１ ｎ型ＩｎＰ基板 ２０２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ２０３ アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層 ２０４ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ２０５ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ２０６ アンドープＩｎＰ埋め込み層 ２０７ 高抵抗領域 ２０８ ｐ側電極 ２０９ ｎ側電極 ２１０ メサストライプ ３００ 半導体レーザ装置 ３０１ ｎ型ＩｎＰ基板 ３０２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ３０３ ＩｎＧａＡｓＰ光導波層 ３０４ ＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層 ３０５ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ３０６ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ３０７ アンドープＩｎＰ埋め込み層 ３０８ 高抵抗領域 ３０９ ＳｉＯ2 絶縁膜 ３１０ ｐ側オーミック電極 ３１１ ｎ側オーミック電極 ３１２ メサストライプ ４００ 半導体レーザ装置 ４０１ ｎ型ＩｎＰ基板 ４０２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ４０３ ＩｎＧａＡｓＰ光導波層 ４０４ ＩｎＧａＡｓ量子井戸活性層 ４０５ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ４０６ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ４０７ アンドープＩｎＰ埋め込み層 ４０８ 高抵抗領域 ４０９ ｐ型ＩｎＰ電流拡散層 ４１０ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ４１１ ｐ側オーミック電極 ４１２ ｎ側オーミック電極 ４１３ メサストライプ
Claims (10)
- 【請求項１】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層からなるメサストライプ形状の積層構造が
形成され、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれ
てアンドープ半導体層が形成され、前記アンドープ半導
体埋め込み層にその表面から前記活性層面よりも上の位
置までイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層からなるメサストライプ形状の積層構造が
形成され、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれ
てアンドープ半導体層が形成され、前記アンドープ半導
体埋め込み層に前記活性層の両側部分にイオンが打ち込
まれて高抵抗領域が形成されていることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項３】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層からなる積層構造が、前記活性層面よりわ
ずかに下までエッチングされてメサストライプが形成さ
れ、該メサストライプの側面の前記活性層面よりも上ま
で埋め込まれてアンドープ半導体層が形成され、前記ア
ンドープ半導体埋め込み層の表面から前記活性層の両側
部分までイオンが打ち込まれて高抵抗領域が形成されて
いることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項４】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層からなるメサストライプ形状の積層構造が
形成され、該メサストライプの側面に平らに埋め込まれ
たアンドープ半導体層、第２導電型の電流拡散層、第２
導電型のコンタクト層が順次積層され、前記アンドープ
半導体埋め込み層の前記活性層の両側部分にイオンが打
ち込まれて高抵抗領域が形成されていることを特徴とす
る半導体レーザ装置。 - 【請求項５】前記メサストライプ側面と前記アンドープ
半導体埋め込み層の間に、前記クラッド層よりも禁制帯
幅の大きい半導体層を含む超格子構造が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記
載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面に平らにアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させ
て埋め込む結晶成長工程と、前記マスクを使用して、前
記アンドープ半導体埋め込み層に前記活性層よりも上の
位置までイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行うことを特徴とする半導体レー
ザ装置の製造方法。 - 【請求項７】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面にアンドープ半導体層を選択的に結晶成長させて埋め
込む結晶成長工程と、前記マスクを使用して、前記アン
ドープ半導体埋め込み層の前記活性層の両側部にイオン
を打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵抗領域形成工程
と、を行うことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。 - 【請求項８】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状に前記活性層面より
わずかに下までエッチングするメサストライプ形成工程
と、前記メサストライプ形成工程で用いた前記マスクを
使用して前記メサストライプの側面にアンドープ半導体
層を選択的に結晶成長させて埋め込む結晶成長工程と、
前記マスクを使用して、前記アンドープ半導体埋め込み
層の前記活性層の両側部分にイオンを打ち込んで高抵抗
領域を形成する高抵抗領域形成工程と、を行うことを特
徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項９】第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
のクラッド層と第１導電型、第２導電型あるいはアンド
ープの活性層と第２導電型のクラッド層と第２導電型の
コンタクト層を積層して、所定のマスクを用いて垂直ま
たは垂直に近いメサストライプ形状にエッチングするメ
サストライプ形成工程と、前記メサストライプ形成工程
で用いた前記マスクを使用して前記メサストライプの側
面に平らにアンドープ半導体層と第２導電型の電流拡散
層と第２導電型のコンタクト層を順次選択的に結晶成長
させて埋め込む結晶成長工程と、前記マスクを使用し
て、前記アンドープ半導体埋め込み層の前記活性層の両
側部分にイオンを打ち込んで高抵抗領域を形成する高抵
抗領域形成工程と、を行うことを特徴とする半導体レー
ザ装置の製造方法。 - 【請求項１０】前記メサストライプ側面と前記アンドー
プ半導体埋め込み層の間に、前記クラッド層よりも禁制
帯幅の大きい半導体層を含む超格子構造を形成する超格
子構造形成工程を、さらに行うことを特徴とする請求項
６から請求項９のいずれかに記載の半導体レーザ装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9084590A JPH10261836A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9084590A JPH10261836A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261836A true JPH10261836A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13834904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9084590A Pending JPH10261836A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10261836A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022536040A (ja) * | 2019-05-28 | 2022-08-12 | シエナ コーポレーション | モノリシック集積利得素子 |
| KR20220139995A (ko) * | 2020-04-14 | 2022-10-17 | 레이솔브 옵토일렉트로닉스 (쑤저우) 컴퍼니 리미티드 | 공진 캐비티를 갖는 발광 다이오드 구조 및 그 제조 방법 |
| CN116491036A (zh) * | 2020-11-06 | 2023-07-25 | 三菱电机株式会社 | 光半导体装置及其制造方法 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP9084590A patent/JPH10261836A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022536040A (ja) * | 2019-05-28 | 2022-08-12 | シエナ コーポレーション | モノリシック集積利得素子 |
| KR20220139995A (ko) * | 2020-04-14 | 2022-10-17 | 레이솔브 옵토일렉트로닉스 (쑤저우) 컴퍼니 리미티드 | 공진 캐비티를 갖는 발광 다이오드 구조 및 그 제조 방법 |
| US12382767B2 (en) | 2020-04-14 | 2025-08-05 | Raysolve Optoelectronics (Suzhou) Company Limited | Light emitting diode structure having resonant cavity and method for manufacturing the same |
| CN116491036A (zh) * | 2020-11-06 | 2023-07-25 | 三菱电机株式会社 | 光半导体装置及其制造方法 |
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