JPH1075012A - 半導体レーザ装置，及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置，及びその製造方法Info
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- JPH1075012A JPH1075012A JP8276463A JP27646396A JPH1075012A JP H1075012 A JPH1075012 A JP H1075012A JP 8276463 A JP8276463 A JP 8276463A JP 27646396 A JP27646396 A JP 27646396A JP H1075012 A JPH1075012 A JP H1075012A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、第二クラッド層上に形成される中
間層の光吸収を抑制することができ、かつ第三クラッド
層のエッチングを該中間層により確実に停止することが
できる半導体レーザ装置，およびその製造方法を提供す
るものである。 【解決手段】 本発明に係る半導体レーザ装置は、エッ
チング停止層として作用する中間層５としては、第二ク
ラッド層４，および第三クラッド層６を構成するＡｌＧ
ａＩｎＰ層のバンドギャップより小さいバンドギャップ
を有し、かつ活性層３から放出された放射のエネルギー
よりも大きいバンドギャップを有するような薄い層厚を
もつＡｌＧａＩｎＰ層５１，５２で形成され、しかも、
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０＜ｘ≦０．２）５１が
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０．５≦ｘ≦１）５２に
挟まれた層構造を，複数備えた多層構造を有するもので
ある。
間層の光吸収を抑制することができ、かつ第三クラッド
層のエッチングを該中間層により確実に停止することが
できる半導体レーザ装置，およびその製造方法を提供す
るものである。 【解決手段】 本発明に係る半導体レーザ装置は、エッ
チング停止層として作用する中間層５としては、第二ク
ラッド層４，および第三クラッド層６を構成するＡｌＧ
ａＩｎＰ層のバンドギャップより小さいバンドギャップ
を有し、かつ活性層３から放出された放射のエネルギー
よりも大きいバンドギャップを有するような薄い層厚を
もつＡｌＧａＩｎＰ層５１，５２で形成され、しかも、
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０＜ｘ≦０．２）５１が
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０．５≦ｘ≦１）５２に
挟まれた層構造を，複数備えた多層構造を有するもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光情報処理に用
いる半導体レーザ装置，およびその製造方法に関し、特
に、エッチング停止効果とデバイス特性の向上につなが
るエッチング停止層を備えた半導体レーザ装置，および
その製造方法に関するものである。
いる半導体レーザ装置，およびその製造方法に関し、特
に、エッチング停止効果とデバイス特性の向上につなが
るエッチング停止層を備えた半導体レーザ装置，および
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、各種情報処理装置の光源として
用いられる従来の半導体レーザ装置の断面模式図を示
す。図４において、１はｎ型ＧａＡｓ半導体基板、２は
該ｎ型ＧａＡｓ半導体基板１上に形成されたｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ第一クラッド層、３は該ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第
一クラッド層２上に形成された，ＧａＩｎＰとＡｌＧａ
ＩｎＰの多重量子井戸構造を有する活性層、４は該多重
量子井戸活性層３上に形成されたｐ型ＡｌＧａＩｎＰの
第二クラッド層、２１は該ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第二ク
ラッド層４上に形成されたｐ型ＧａＩｎＰの中間層、６
は該中間層２１上に形成されたｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第
三クラッド層、７は該ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第三クラッ
ド層６上に形成されたｐ型ＧａＩｎＰの遷移層、８は該
ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７上に形成されたｐ型ＧａＡｓ
キャップ層、９はｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第三クラッド層
６，ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７，およびｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層８により形成されたメサストライプの両側に埋
め込み形成されたｎ型ＧａＡｓ等の電流ブロック層、１
０はｐ型ＧａＡｓキャップ層８，およびｎ型ＧａＡｓ等
の電流ブロック層９上に形成されたｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層、１１は該ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０上に形
成されたｐ側電極、１２はｎ型ＧａＡｓ半導体基板１の
裏面に形成されたｎ側電極をそれぞれ示す。なお、エッ
チング停止層として作用する上記中間層２１は、活性層
３からの放出光プロファイル内にある。
用いられる従来の半導体レーザ装置の断面模式図を示
す。図４において、１はｎ型ＧａＡｓ半導体基板、２は
該ｎ型ＧａＡｓ半導体基板１上に形成されたｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ第一クラッド層、３は該ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第
一クラッド層２上に形成された，ＧａＩｎＰとＡｌＧａ
ＩｎＰの多重量子井戸構造を有する活性層、４は該多重
量子井戸活性層３上に形成されたｐ型ＡｌＧａＩｎＰの
第二クラッド層、２１は該ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第二ク
ラッド層４上に形成されたｐ型ＧａＩｎＰの中間層、６
は該中間層２１上に形成されたｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第
三クラッド層、７は該ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第三クラッ
ド層６上に形成されたｐ型ＧａＩｎＰの遷移層、８は該
ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７上に形成されたｐ型ＧａＡｓ
キャップ層、９はｐ型ＡｌＧａＩｎＰの第三クラッド層
６，ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７，およびｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層８により形成されたメサストライプの両側に埋
め込み形成されたｎ型ＧａＡｓ等の電流ブロック層、１
０はｐ型ＧａＡｓキャップ層８，およびｎ型ＧａＡｓ等
の電流ブロック層９上に形成されたｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層、１１は該ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０上に形
成されたｐ側電極、１２はｎ型ＧａＡｓ半導体基板１の
裏面に形成されたｎ側電極をそれぞれ示す。なお、エッ
チング停止層として作用する上記中間層２１は、活性層
３からの放出光プロファイル内にある。
【０００３】こうした半導体レーザ装置を作製する工程
は、以下の通りである。まず、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板
１上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一
クラッド層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ第二クラッド層４、中間層２１、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第三クラッド層６、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、および
ｐ型ＧａＡｓキャップ層８を順次エピタキシャル成長す
る。その後、該ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上にパターニ
ングされたＳｉＮ膜を形成し、該ＳｉＮ膜をマスクにし
て、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層
７、およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６をエッ
チング停止層として作用する中間層２１までサイドエッ
チングし、メサ型構造を形成する。このときのエッチン
グは、例えば、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８についてはア
ンモニア水および過酸化水素水のエッチング液を、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７については塩酸系のエッチング液
を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６については硫
酸系のエッチング液をそれぞれ用いる。そして、上記の
エッチング除去した部分に、ＭＯＣＶＤ法による選択的
エピタキシャル成長によりｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
９を埋め込み形成した後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上
のＳｉＮ膜を除去して、全面にｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１０をエピタキシャル成長し、最後に、該ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１０上にｐ側電極１１を形成し、ｎ型Ｇ
ａＡｓ半導体基板１の裏面にｎ側電極１２を形成するこ
とにより、図４に示す構造の半導体レーザ装置が完成す
る。
は、以下の通りである。まず、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板
１上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一
クラッド層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ第二クラッド層４、中間層２１、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第三クラッド層６、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、および
ｐ型ＧａＡｓキャップ層８を順次エピタキシャル成長す
る。その後、該ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上にパターニ
ングされたＳｉＮ膜を形成し、該ＳｉＮ膜をマスクにし
て、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層
７、およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６をエッ
チング停止層として作用する中間層２１までサイドエッ
チングし、メサ型構造を形成する。このときのエッチン
グは、例えば、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８についてはア
ンモニア水および過酸化水素水のエッチング液を、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７については塩酸系のエッチング液
を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６については硫
酸系のエッチング液をそれぞれ用いる。そして、上記の
エッチング除去した部分に、ＭＯＣＶＤ法による選択的
エピタキシャル成長によりｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
９を埋め込み形成した後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上
のＳｉＮ膜を除去して、全面にｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１０をエピタキシャル成長し、最後に、該ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１０上にｐ側電極１１を形成し、ｎ型Ｇ
ａＡｓ半導体基板１の裏面にｎ側電極１２を形成するこ
とにより、図４に示す構造の半導体レーザ装置が完成す
る。
【０００４】上記半導体レーザ装置の動作について、以
下に説明する。この半導体レーザ装置の動作としては、
ｐ側電極側にプラス、ｎ側電極側にマイナスとなるよう
に電圧を印加すると、電子は、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板
１、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層２を経て活性層
３に注入される。一方、ホール（正孔）は、ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１０、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド
層６、中間層２１、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層
４を経て活性層３に注入される。そうすると、該活性層
３では、電子とホールとの再結合が起こり、活性層３内
で誘導放出光が生じ、さらにキャリア（電子とホール）
の注入量を十分高くして光導波路における損失を超える
光が発生すればレーザ発振が生じる。
下に説明する。この半導体レーザ装置の動作としては、
ｐ側電極側にプラス、ｎ側電極側にマイナスとなるよう
に電圧を印加すると、電子は、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板
１、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層２を経て活性層
３に注入される。一方、ホール（正孔）は、ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１０、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド
層６、中間層２１、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層
４を経て活性層３に注入される。そうすると、該活性層
３では、電子とホールとの再結合が起こり、活性層３内
で誘導放出光が生じ、さらにキャリア（電子とホール）
の注入量を十分高くして光導波路における損失を超える
光が発生すればレーザ発振が生じる。
【０００５】上記の半導体レーザ装置において６３５〜
６５０ｎｍの波長帯を実現する場合、活性層３を短波長
化していくと、この短波長化に伴い、該活性層３とエッ
チング停止層として作用する中間層２１とのバンドギャ
ップ差が小さくなって、該中間層２１における光吸収が
大きくなり、その結果、半導体レーザの動作電流の増大
を生じることとなるため、この活性層３の短波長化に伴
い、上記中間層２１の層厚を十分に薄く形成する必要が
出てくる。
６５０ｎｍの波長帯を実現する場合、活性層３を短波長
化していくと、この短波長化に伴い、該活性層３とエッ
チング停止層として作用する中間層２１とのバンドギャ
ップ差が小さくなって、該中間層２１における光吸収が
大きくなり、その結果、半導体レーザの動作電流の増大
を生じることとなるため、この活性層３の短波長化に伴
い、上記中間層２１の層厚を十分に薄く形成する必要が
出てくる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体レ
ーザ装置においては、中間層２１におけるエッチング停
止効果が、以下のような理由により低下する。一つは、
この材料系においては、バンドギャップ差の緩和のため
必要である遷移層７と第三クラッド層６に対して十分な
選択性をもつエッチング液が見つかっていないため、遷
移層７のエッチング後、次に第三クラッド層６と中間層
２１の選択エッチングを行うとき、第三クラッド層６の
残された層厚がどのくらいあるのか不確定となってしま
う。そのため、中間層２１の厚みが十分に厚くない場合
は、時間制御でエッチングを行おうとした場合、エッチ
ングが中間層２１で停止しなくなって、第二クラッド層
４までエッチングされてしまい、その結果、該半導体レ
ーザ装置の発振しきい値電流が上昇する等の問題があっ
た。
ーザ装置においては、中間層２１におけるエッチング停
止効果が、以下のような理由により低下する。一つは、
この材料系においては、バンドギャップ差の緩和のため
必要である遷移層７と第三クラッド層６に対して十分な
選択性をもつエッチング液が見つかっていないため、遷
移層７のエッチング後、次に第三クラッド層６と中間層
２１の選択エッチングを行うとき、第三クラッド層６の
残された層厚がどのくらいあるのか不確定となってしま
う。そのため、中間層２１の厚みが十分に厚くない場合
は、時間制御でエッチングを行おうとした場合、エッチ
ングが中間層２１で停止しなくなって、第二クラッド層
４までエッチングされてしまい、その結果、該半導体レ
ーザ装置の発振しきい値電流が上昇する等の問題があっ
た。
【０００７】もう一つは、この材料系で短波長の半導体
レーザを実現するときは、活性層３の自然超格子を無秩
序化するために微傾斜基板（オフ基板）を用いる方法が
一般的に採用されるが、この場合、硫酸系エッチャント
によるＧａＩｎＰ中間層２１のエッチング速度は、図５
(b) に示すように、微傾斜基板上のエピタキシャル層
（オフ基板上エピ）では（１００）Ｊｕｓｔ基板上のエ
ピタキシャル層（（１００）Ｊｕｓｔ基板上エピ）より
も明らかに大きくなる。これに対して、ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層４，６のエッチング速度は、図５(a) に示す
ように、上記ＧａＩｎＰ中間層２１とは逆に、微傾斜基
板上のエピタキシャル層（オフ基板上エピ）では（１０
０）Ｊｕｓｔ基板上のエピタキシャル層（（１００）Ｊ
ｕｓｔ基板上エピ）よりも小さくなっている。そのた
め、ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４に対するＧａＩｎ
Ｐ中間層２１のエッチング選択比は、微傾斜基板上では
半分近くまで低下するため、この場合においてもエッチ
ングが中間層２１で停止しなくなり、第二クラッド層４
までエッチングされてしまい、その結果、該半導体レー
ザ装置の発振しきい値電流が上昇する等の問題があっ
た。
レーザを実現するときは、活性層３の自然超格子を無秩
序化するために微傾斜基板（オフ基板）を用いる方法が
一般的に採用されるが、この場合、硫酸系エッチャント
によるＧａＩｎＰ中間層２１のエッチング速度は、図５
(b) に示すように、微傾斜基板上のエピタキシャル層
（オフ基板上エピ）では（１００）Ｊｕｓｔ基板上のエ
ピタキシャル層（（１００）Ｊｕｓｔ基板上エピ）より
も明らかに大きくなる。これに対して、ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層４，６のエッチング速度は、図５(a) に示す
ように、上記ＧａＩｎＰ中間層２１とは逆に、微傾斜基
板上のエピタキシャル層（オフ基板上エピ）では（１０
０）Ｊｕｓｔ基板上のエピタキシャル層（（１００）Ｊ
ｕｓｔ基板上エピ）よりも小さくなっている。そのた
め、ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４に対するＧａＩｎ
Ｐ中間層２１のエッチング選択比は、微傾斜基板上では
半分近くまで低下するため、この場合においてもエッチ
ングが中間層２１で停止しなくなり、第二クラッド層４
までエッチングされてしまい、その結果、該半導体レー
ザ装置の発振しきい値電流が上昇する等の問題があっ
た。
【０００８】図６は、従来の他の半導体レーザ装置の断
面図を示す。この半導体レーザ装置は、図６に示すよう
に、メサ２００を有するものであり、ｎ型ＧａＡｓ基板
１１０上に、ｎ型ＧａＡｓ緩衝層１２０と、ｎ型ＩｎＡ
ｌＧａＰ第１クラッド層１００と、ＩｎＧａＰ活性層２
０と、ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第２クラッド層３０と、Ｉｎ
ＧａＰ中間層４０と、ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第３クラッド
層５０と、ＩｎＧａＰ遷移層６０と、ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層７０とが形成され、これら半導体層の上面，お
よびｎ型ＧａＡｓ基板１１０の裏面に接続導体８０，９
０がそれぞれ形成されてなるものである。なお、上記第
２クラッド層３０の厚みは約０．２μｍに形成されてい
るので、中間層４０は、活性層２０の光増幅プロファイ
ル内に存在する。
面図を示す。この半導体レーザ装置は、図６に示すよう
に、メサ２００を有するものであり、ｎ型ＧａＡｓ基板
１１０上に、ｎ型ＧａＡｓ緩衝層１２０と、ｎ型ＩｎＡ
ｌＧａＰ第１クラッド層１００と、ＩｎＧａＰ活性層２
０と、ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第２クラッド層３０と、Ｉｎ
ＧａＰ中間層４０と、ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第３クラッド
層５０と、ＩｎＧａＰ遷移層６０と、ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層７０とが形成され、これら半導体層の上面，お
よびｎ型ＧａＡｓ基板１１０の裏面に接続導体８０，９
０がそれぞれ形成されてなるものである。なお、上記第
２クラッド層３０の厚みは約０．２μｍに形成されてい
るので、中間層４０は、活性層２０の光増幅プロファイ
ル内に存在する。
【０００９】この半導体レーザ装置では、中間層４０
は、基板１１０の格子定数とは異なるＩｎＧａＰ層で構
成され、かつ活性層２０から放出される放射のエネルギ
より大きいバンドギャップを有するよう、ＩｎＧａＰの
Ｉｎを約４０原子％含むようになされているので、中間
層４０での活性層２０から放射される光吸収が減少し、
低い始動電流を有するものである。
は、基板１１０の格子定数とは異なるＩｎＧａＰ層で構
成され、かつ活性層２０から放出される放射のエネルギ
より大きいバンドギャップを有するよう、ＩｎＧａＰの
Ｉｎを約４０原子％含むようになされているので、中間
層４０での活性層２０から放射される光吸収が減少し、
低い始動電流を有するものである。
【００１０】しかるに、上記半導体レーザ装置では、中
間層４０のバンドギャップを大きくするためＩｎＧａＰ
の組成を変えているが、基板１１０との格子定数差が大
きくなると結晶にミスフィット転位が発生するため、あ
まり大きく組成を変えることができず、光吸収を抑える
ためと，転位の発生する臨界膜厚を超えないようにする
ために、中間層４０の厚みを十分に厚くできない。この
ため、特に図５に示すように、傾斜基板を用いた場合
は、該エッチングストッパ層として作用する中間層４０
によるエッチングストップ効果を十分に発揮することは
困難であった。
間層４０のバンドギャップを大きくするためＩｎＧａＰ
の組成を変えているが、基板１１０との格子定数差が大
きくなると結晶にミスフィット転位が発生するため、あ
まり大きく組成を変えることができず、光吸収を抑える
ためと，転位の発生する臨界膜厚を超えないようにする
ために、中間層４０の厚みを十分に厚くできない。この
ため、特に図５に示すように、傾斜基板を用いた場合
は、該エッチングストッパ層として作用する中間層４０
によるエッチングストップ効果を十分に発揮することは
困難であった。
【００１１】図７は、従来のさらに他の半導体レーザ装
置の断面図を示し、図８は、図７のエッチングストップ
層部分の拡大断面図を示す。この半導体レーザ装置は、
図７，および図８に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０
２に温度７００℃での有機金属気相成長法により、１．
３μｍのｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層２０１、１
５ｎｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰ第一光ガイド層３
１、１０層の３ｎｍのアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層
を、１１層の５ｎｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰ量子障
壁層で挟んでなる多重量子井戸活性層４１、１５ｎｍの
アンドープＡｌＧａＩｎＰ第二光ガイド層５００、０．
２μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層６１、１０
ｎｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層１５１で挟んだ１．５ｎｍ
のｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１６１を４層積
層した超格子エッチングストップ層７１、２０ｎｍのｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層８１、上記超格子エッチングストッ
プ層７１、０．８μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッ
ド層９１、２２ｎｍのｐ型ＧａＩｎＰバッファ層１０１
を、順次成長し、リッジ部を残してｐ型ＧａＩｎＰバッ
ファ層１０１，およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド
層９１を超格子エッチングストップ層７１までエッチン
グし、該超格子エッチングストップ層７１上に０．８μ
ｍのｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１１１を選択成長によ
り埋め込んだ後、リッジ部上，およびｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層１１１上に２μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１２１を成長し、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２裏面とｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１２１上面に電極用金属１３１，
１４１を蒸着により形成してなるものである。
置の断面図を示し、図８は、図７のエッチングストップ
層部分の拡大断面図を示す。この半導体レーザ装置は、
図７，および図８に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０
２に温度７００℃での有機金属気相成長法により、１．
３μｍのｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層２０１、１
５ｎｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰ第一光ガイド層３
１、１０層の３ｎｍのアンドープＧａＩｎＰ量子井戸層
を、１１層の５ｎｍのアンドープＡｌＧａＩｎＰ量子障
壁層で挟んでなる多重量子井戸活性層４１、１５ｎｍの
アンドープＡｌＧａＩｎＰ第二光ガイド層５００、０．
２μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層６１、１０
ｎｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層１５１で挟んだ１．５ｎｍ
のｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１６１を４層積
層した超格子エッチングストップ層７１、２０ｎｍのｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層８１、上記超格子エッチングストッ
プ層７１、０．８μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッ
ド層９１、２２ｎｍのｐ型ＧａＩｎＰバッファ層１０１
を、順次成長し、リッジ部を残してｐ型ＧａＩｎＰバッ
ファ層１０１，およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド
層９１を超格子エッチングストップ層７１までエッチン
グし、該超格子エッチングストップ層７１上に０．８μ
ｍのｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１１１を選択成長によ
り埋め込んだ後、リッジ部上，およびｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層１１１上に２μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１２１を成長し、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２裏面とｐ型
ＧａＡｓコンタクト層１２１上面に電極用金属１３１，
１４１を蒸着により形成してなるものである。
【００１２】この半導体レーザ装置は、量子効果により
超格子エッチングストップ層７１と活性層４１の実効的
な禁制帯幅の差を十分にとることのできる膜厚のエッチ
ングストップ層１６１を複数層設けてなる超格子構造を
用いており、これにより、超格子エッチングストップ層
７１におけるキャリアの再結合が抑制されるので、キャ
リアが効果的に活性層４１に閉じ込められ、レーザ発振
のしきい値電流の増加を抑えることができ、しかも、エ
ッチングストップ層１６１を複数設けることにより、エ
ッチングストップ層１６１の薄膜化によるエッチングス
トップ効果の低下が抑制されるというものである。
超格子エッチングストップ層７１と活性層４１の実効的
な禁制帯幅の差を十分にとることのできる膜厚のエッチ
ングストップ層１６１を複数層設けてなる超格子構造を
用いており、これにより、超格子エッチングストップ層
７１におけるキャリアの再結合が抑制されるので、キャ
リアが効果的に活性層４１に閉じ込められ、レーザ発振
のしきい値電流の増加を抑えることができ、しかも、エ
ッチングストップ層１６１を複数設けることにより、エ
ッチングストップ層１６１の薄膜化によるエッチングス
トップ効果の低下が抑制されるというものである。
【００１３】しかるに、上記超格子エッチングストッパ
層７１を形成するｐ型ＧａＩｎＰ層１６１が、量子効果
により光の吸収を十分抑制できるバンドギャップ幅を実
現するためには、該ｐ型ＧａＩｎＰ層１６１の厚みを非
常に薄く形成する必要がある。例えば、６５０ｎｍ帯の
活性層をもつ半導体レーザ装置において、超格子エッチ
ングストッパ層７１との間に十分なバンドギャップ差
（２３０ｍｅＶ〜）をとるためには、超格子エッチング
ストッパ層７１を構成するｐ型ＧａＩｎＰ層１６１の層
厚を１ｎｍ以下にしなければならない。この厚みはわず
か２原子層に相当する非常に薄い層である。このように
ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッパ層１６１を薄く形成
すると、超格子エッチングストッパ層７１によるエッチ
ングストップ効果を十分に発揮することが困難である。
層７１を形成するｐ型ＧａＩｎＰ層１６１が、量子効果
により光の吸収を十分抑制できるバンドギャップ幅を実
現するためには、該ｐ型ＧａＩｎＰ層１６１の厚みを非
常に薄く形成する必要がある。例えば、６５０ｎｍ帯の
活性層をもつ半導体レーザ装置において、超格子エッチ
ングストッパ層７１との間に十分なバンドギャップ差
（２３０ｍｅＶ〜）をとるためには、超格子エッチング
ストッパ層７１を構成するｐ型ＧａＩｎＰ層１６１の層
厚を１ｎｍ以下にしなければならない。この厚みはわず
か２原子層に相当する非常に薄い層である。このように
ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッパ層１６１を薄く形成
すると、超格子エッチングストッパ層７１によるエッチ
ングストップ効果を十分に発揮することが困難である。
【００１４】本発明は、これら上記の問題点を解決する
ためになされたものであり、上記のような半導体レーザ
装置において、第二クラッド層上に形成される中間層の
光吸収を抑制することができ、かつ第三クラッド層のエ
ッチングを該中間層により確実に停止することができ、
結果的には、動作電流が小さく、しかも特性のばらつき
の少ない半導体レーザ装置，およびその製造方法を提供
するものである。
ためになされたものであり、上記のような半導体レーザ
装置において、第二クラッド層上に形成される中間層の
光吸収を抑制することができ、かつ第三クラッド層のエ
ッチングを該中間層により確実に停止することができ、
結果的には、動作電流が小さく、しかも特性のばらつき
の少ない半導体レーザ装置，およびその製造方法を提供
するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第
１導電型のＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第
２導電型のＡｌＧａＩｎＰ中間層と、第２導電型のＡｌ
ＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順次エピタキシャル成長
された構造を備え、上記第二クラッド層の層厚は、上記
中間層が上記活性層の光電磁界プロファイル内に在るよ
うに形成されてなり、上記中間層は、上記第二クラッド
層，および上記第三クラッド層を構成するＡｌＧａＩｎ
Ｐ層のバンドギャップより小さいバンドギャップを有
し、かつ上記活性層から放出された放射のエネルギーよ
りも大きいバンドギャップを有するような薄い層厚をも
つＡｌＧａＩｎＰ層で形成され、（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉ
ｎＰ層（０＜ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ
層（０．５≦ｘ≦１）に挟まれた層構造を，複数備えた
多層構造に形成されてなることを特徴とするものであ
る。
ーザ装置は、第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第
１導電型のＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第
２導電型のＡｌＧａＩｎＰ中間層と、第２導電型のＡｌ
ＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順次エピタキシャル成長
された構造を備え、上記第二クラッド層の層厚は、上記
中間層が上記活性層の光電磁界プロファイル内に在るよ
うに形成されてなり、上記中間層は、上記第二クラッド
層，および上記第三クラッド層を構成するＡｌＧａＩｎ
Ｐ層のバンドギャップより小さいバンドギャップを有
し、かつ上記活性層から放出された放射のエネルギーよ
りも大きいバンドギャップを有するような薄い層厚をも
つＡｌＧａＩｎＰ層で形成され、（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉ
ｎＰ層（０＜ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ
層（０．５≦ｘ≦１）に挟まれた層構造を，複数備えた
多層構造に形成されてなることを特徴とするものであ
る。
【００１６】この発明に係る半導体レーザ装置は、第１
導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第１導電型のＡｌＧ
ａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層と、第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第２導電型の中間層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順
次エピタキシャル成長された構造を備え、上記第二クラ
ッド層の層厚は、上記中間層が上記活性層の光電磁界プ
ロファイル内に在るように形成されてなり、上記中間層
は、上記第二クラッド層，および上記第三クラッド層を
構成するＡｌＧａＩｎＰ層のバンドギャップより小さい
バンドギャップを有し、かつ上記活性層から放出された
放射のエネルギーよりも大きいバンドギャップを有する
ような層厚をもつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（０≦ｘ≦
０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（０．５≦ｘ≦
１）に挟まれた層構造を，複数備えた多層構造に形成さ
れ、上記第三クラッド層のエッチング時に、その下層に
形成された，多層構造の中間層による干渉縞を観測でき
るよう該中間層を構成する各層の層厚は、その整数倍が
可視光の波長と一致するように形成されてなることを特
徴とするものである。
導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第１導電型のＡｌＧ
ａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層と、第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第２導電型の中間層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順
次エピタキシャル成長された構造を備え、上記第二クラ
ッド層の層厚は、上記中間層が上記活性層の光電磁界プ
ロファイル内に在るように形成されてなり、上記中間層
は、上記第二クラッド層，および上記第三クラッド層を
構成するＡｌＧａＩｎＰ層のバンドギャップより小さい
バンドギャップを有し、かつ上記活性層から放出された
放射のエネルギーよりも大きいバンドギャップを有する
ような層厚をもつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（０≦ｘ≦
０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（０．５≦ｘ≦
１）に挟まれた層構造を，複数備えた多層構造に形成さ
れ、上記第三クラッド層のエッチング時に、その下層に
形成された，多層構造の中間層による干渉縞を観測でき
るよう該中間層を構成する各層の層厚は、その整数倍が
可視光の波長と一致するように形成されてなることを特
徴とするものである。
【００１７】また、この発明に係る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
の第一クラッド層と、活性層と、第２導電型の第二クラ
ッド層と、その層厚の整数倍が可視光の波長と一致する
ように形成された第２導電型の半導体層を，複数備えた
多層構造の中間層と、第２導電型の第三クラッド層とを
順次エピタキシャル成長し、その後、上記第三クラッド
層をサイドエッチングするエッチング時に、該第三クラ
ッド層の下に配置された多層構造の中間層による干渉縞
を確認したときに該エッチング作業を停止することを特
徴とするものである。
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
の第一クラッド層と、活性層と、第２導電型の第二クラ
ッド層と、その層厚の整数倍が可視光の波長と一致する
ように形成された第２導電型の半導体層を，複数備えた
多層構造の中間層と、第２導電型の第三クラッド層とを
順次エピタキシャル成長し、その後、上記第三クラッド
層をサイドエッチングするエッチング時に、該第三クラ
ッド層の下に配置された多層構造の中間層による干渉縞
を確認したときに該エッチング作業を停止することを特
徴とするものである。
【００１８】
実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１であるＡ
ｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装置の断面模式図を示し、
図２は、図１に示した半導体レーザ装置における中間層
５の構造を説明するための模式図である。
ｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ装置の断面模式図を示し、
図２は、図１に示した半導体レーザ装置における中間層
５の構造を説明するための模式図である。
【００１９】この実施の形態１における半導体レーザ装
置は、図１，図２に示すように、以下の構造を備えるも
のである。１はｎ型ＧａＡｓ半導体基板であり、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ第一クラッド層２は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）
ＩｎＰ（ｘ＝０．７）層からなり、該ｎ型ＧａＡｓ半導
体基板１上に、層厚約０．２μｍとなるように形成され
てなるものである。多重量子井戸活性層３は、層厚約８
ｎｍのＡｌＧａＩｎＰバッファ層に挟まれた，層厚約８
ｎｍのＧａＩｎＰ井戸層が３層形成された多重量子井戸
構造を備えており、該活性層３は、上記ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ第一クラッド層２上に、合計の層厚が約０．１μｍ
となるように形成されてなるものである。ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰの第二クラッド層４は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉｎ
Ｐ（ｘ＝０．７）層からなり、上記多重量子井戸活性層
３上に、層厚約０．２μｍとなるように形成されてなる
ものである。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの中間層５は、エッチ
ング停止層として作用するものであり、該中間層５の構
造の詳細については、後述する。なお、中間層５は、そ
の下層の上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４が層
厚０．２μｍに形成されているので、上記活性層３から
の放出光プロファイル内に在る。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの
第三クラッド層６は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（ｘ＝
０．７）層からなり、上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの中間層
５上に、層厚約１．３μｍとなるように形成されてなる
ものである。ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７は、上記ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰの第三クラッド層６上に、層厚約０．１μ
ｍとなるように形成されてなるものである。ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層８は、上記ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７上
に、層厚約０．１μｍに形成されてなるものである。ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層９は、上記ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐの第三クラッド層６，上記ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層
７，および上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層８により形成さ
れたメサストライプの両側に埋め込み形成されてなり、
層厚約１．５μｍに形成されてなるものである。ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層１０は、上記ｐ型ＧａＡｓキャップ
層８，および上記ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９上に、
層厚約２〜３μｍとなるように形成されてなるものであ
る。ｐ側電極１１は、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０上に形成されてなり、ｎ側電極１２は、上記ｎ型Ｇａ
Ａｓ半導体基板１の裏面に形成されてなるものである。
置は、図１，図２に示すように、以下の構造を備えるも
のである。１はｎ型ＧａＡｓ半導体基板であり、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ第一クラッド層２は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）
ＩｎＰ（ｘ＝０．７）層からなり、該ｎ型ＧａＡｓ半導
体基板１上に、層厚約０．２μｍとなるように形成され
てなるものである。多重量子井戸活性層３は、層厚約８
ｎｍのＡｌＧａＩｎＰバッファ層に挟まれた，層厚約８
ｎｍのＧａＩｎＰ井戸層が３層形成された多重量子井戸
構造を備えており、該活性層３は、上記ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ第一クラッド層２上に、合計の層厚が約０．１μｍ
となるように形成されてなるものである。ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰの第二クラッド層４は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉｎ
Ｐ（ｘ＝０．７）層からなり、上記多重量子井戸活性層
３上に、層厚約０．２μｍとなるように形成されてなる
ものである。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの中間層５は、エッチ
ング停止層として作用するものであり、該中間層５の構
造の詳細については、後述する。なお、中間層５は、そ
の下層の上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４が層
厚０．２μｍに形成されているので、上記活性層３から
の放出光プロファイル内に在る。ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの
第三クラッド層６は、（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（ｘ＝
０．７）層からなり、上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰの中間層
５上に、層厚約１．３μｍとなるように形成されてなる
ものである。ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７は、上記ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰの第三クラッド層６上に、層厚約０．１μ
ｍとなるように形成されてなるものである。ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層８は、上記ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層７上
に、層厚約０．１μｍに形成されてなるものである。ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層９は、上記ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐの第三クラッド層６，上記ｐ型ＧａＩｎＰの遷移層
７，および上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層８により形成さ
れたメサストライプの両側に埋め込み形成されてなり、
層厚約１．５μｍに形成されてなるものである。ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層１０は、上記ｐ型ＧａＡｓキャップ
層８，および上記ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９上に、
層厚約２〜３μｍとなるように形成されてなるものであ
る。ｐ側電極１１は、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０上に形成されてなり、ｎ側電極１２は、上記ｎ型Ｇａ
Ａｓ半導体基板１の裏面に形成されてなるものである。
【００２０】つぎに、上記半導体レーザ装置の動作につ
いて、以下に説明する。この半導体レーザ装置の動作と
しては、ｐ側電極１１側にプラス、ｎ側電極１２側にマ
イナスとなるように電圧を印加すると、電子は、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ半導体基板１、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラ
ッド層２を経て活性層３に注入され、一方、ホール（正
孔）は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層８、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第三クラッド層６、中間層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第二クラッド層４を経て活性層３に注入される。そう
すると、該活性層３では、電子とホールとの再結合が起
こり、活性層３内で誘導放出光が生じ、そしてさらにキ
ャリア（電子とホール）の注入量を十分高くして光導波
路における損失を超える光が発生すれば、レーザ発振が
生じる。
いて、以下に説明する。この半導体レーザ装置の動作と
しては、ｐ側電極１１側にプラス、ｎ側電極１２側にマ
イナスとなるように電圧を印加すると、電子は、ｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ半導体基板１、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第一クラ
ッド層２を経て活性層３に注入され、一方、ホール（正
孔）は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層８、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第三クラッド層６、中間層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ第二クラッド層４を経て活性層３に注入される。そう
すると、該活性層３では、電子とホールとの再結合が起
こり、活性層３内で誘導放出光が生じ、そしてさらにキ
ャリア（電子とホール）の注入量を十分高くして光導波
路における損失を超える光が発生すれば、レーザ発振が
生じる。
【００２１】つぎに、エッチング停止層として作用する
上記中間層５の構造について、以下に説明する。エッチ
ング停止層として作用する中間層５は、図２に示すよう
に、２〜６ｎｍの厚みを持つｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉ
ｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１が、数〜数十ｎｍの厚みを
持つｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５
２に挟まれて、６層形成された多層構造を持つものであ
る。
上記中間層５の構造について、以下に説明する。エッチ
ング停止層として作用する中間層５は、図２に示すよう
に、２〜６ｎｍの厚みを持つｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉ
ｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１が、数〜数十ｎｍの厚みを
持つｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５
２に挟まれて、６層形成された多層構造を持つものであ
る。
【００２２】このように上記中間層５は、上記の第二ク
ラッド層４，および第三クラッド層６を構成するＡｌＧ
ａＩｎＰのバンドギャップより小さいバンドギャップを
有するＡｌＧａＩｎＰで形成されている。すなわち、こ
のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層５のＡｌ組成は、上記ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４，および上記ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ第三クラッド層６のＡｌ組成より小さく設定
されてなる。なお、上記ｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ
層５１におけるＡｌ組成ｘとしては、上記の数値に限定
されず、０＜ｘ≦０．２の範囲で適宜設定することがで
きるが、０＜ｘ≦０．０８の範囲にあることが望まし
い。また、上記ｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５２に
おけるＡｌ組成ｘとしては、上記の数値に限定されず、
０．５≦ｘ≦１の範囲で適宜設定することができる。
ラッド層４，および第三クラッド層６を構成するＡｌＧ
ａＩｎＰのバンドギャップより小さいバンドギャップを
有するＡｌＧａＩｎＰで形成されている。すなわち、こ
のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層５のＡｌ組成は、上記ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４，および上記ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ第三クラッド層６のＡｌ組成より小さく設定
されてなる。なお、上記ｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ
層５１におけるＡｌ組成ｘとしては、上記の数値に限定
されず、０＜ｘ≦０．２の範囲で適宜設定することがで
きるが、０＜ｘ≦０．０８の範囲にあることが望まし
い。また、上記ｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５２に
おけるＡｌ組成ｘとしては、上記の数値に限定されず、
０．５≦ｘ≦１の範囲で適宜設定することができる。
【００２３】また、上記中間層５は、Ａｌが微量添加さ
れていることにより、該中間層５におけるバンドギャッ
プ幅が広がり、活性層３から出た光の吸収が抑制され
る。この場合、Ａｌの添加量を増やすほどバンドギャッ
プ幅は広がるが、逆に第三クラッド層６をリッジエッチ
ングする際にエッチングの選択性も低下するので、エッ
チング停止効果が低下するおそれがある。そのため、
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５１のＡｌ組成ｘを０．２
より大きくすることは、エッチング停止効果が低下する
おそれがあるため望ましくない。このとき、例えば、
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５１のＡｌ組成ｘを０．０
５に設定すると、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５１の
層厚２．５ｎｍで、６５０ｎｍ帯の活性層と２３０ｍｅ
Ｖのバンドギャップ差を確保でき、また、Ａｌ組成ｘを
０．０８まで上げれば、層厚３ｎｍに設定しても、活性
層との良好なバンドギャップ差を確保することができ
る。
れていることにより、該中間層５におけるバンドギャッ
プ幅が広がり、活性層３から出た光の吸収が抑制され
る。この場合、Ａｌの添加量を増やすほどバンドギャッ
プ幅は広がるが、逆に第三クラッド層６をリッジエッチ
ングする際にエッチングの選択性も低下するので、エッ
チング停止効果が低下するおそれがある。そのため、
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５１のＡｌ組成ｘを０．２
より大きくすることは、エッチング停止効果が低下する
おそれがあるため望ましくない。このとき、例えば、
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５１のＡｌ組成ｘを０．０
５に設定すると、該（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層５１の
層厚２．５ｎｍで、６５０ｎｍ帯の活性層と２３０ｍｅ
Ｖのバンドギャップ差を確保でき、また、Ａｌ組成ｘを
０．０８まで上げれば、層厚３ｎｍに設定しても、活性
層との良好なバンドギャップ差を確保することができ
る。
【００２４】つぎに、上記実施の形態１における半導体
レーザ装置の製造方法について、以下に説明する。図３
は、上記実施の形態１における半導体レーザ装置の製造
工程の断面模式図を示す。この半導体レーザ装置を製造
するには、まず、図３(a) に示すように、ｎ型ＧａＡｓ
半導体基板１上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第一クラッド層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４、ｐ型（Ａｌx Ｇａ
1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１をｐ型（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５２で挟んで６層形成
してなる中間層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層
６、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、およびｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層８を順次エピタキシャル成長する。
レーザ装置の製造方法について、以下に説明する。図３
は、上記実施の形態１における半導体レーザ装置の製造
工程の断面模式図を示す。この半導体レーザ装置を製造
するには、まず、図３(a) に示すように、ｎ型ＧａＡｓ
半導体基板１上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第一クラッド層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層４、ｐ型（Ａｌx Ｇａ
1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１をｐ型（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５２で挟んで６層形成
してなる中間層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層
６、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、およびｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層８を順次エピタキシャル成長する。
【００２５】そして、上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上
にパターニングされたＳｉＮ膜１３を形成し、該ＳｉＮ
膜１３をマスクにして、図３(b),(c) に示すように、ｐ
型ＧａＡｓキャップ層８、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、お
よびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６をサイドエッ
チングし、メサ型構造を形成する。このときのエッチン
グは、例えば、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８についてはア
ンモニア水および過酸化水素水のエッチング液を、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７については塩酸系のエッチング液
を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６については硫
酸系のエッチング液をそれぞれ用いる。しかるに、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７のエッチングでは、該遷移層７と第
三クラッド層６との間で十分な選択性をもつエッチング
液が見つかっていないため、図３(b) に示すように、第
三クラッド層６の途中までエッチングが進む。このた
め、該第三クラッド層６の残し厚が不確定となり、次の
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６のエッチングにお
いて、中間層５までのエッチングを時間制御で停止させ
るのは困難となる。これに対して、この実施の形態１の
半導体レーザ装置における中間層５は、多層構造に形成
されているので、エッチング作業時に該多層中間層５に
よる干渉縞が観測される。したがって、上記第三クラッ
ド層６のエッチング作業は、中間層５による干渉縞を目
視することによりエッチングを停止させる。なお、この
エッチング作業は、目視により行っているが、目視の代
わりに干渉光による波長の変化を検出するような検出手
段を備えた装置を用いて行うことも可能である。このよ
うにして、エッチング作業を行うことにより、図３(c)
に示すように、正確に中間層５でエッチングが停止した
メサ型構造が形成される。
にパターニングされたＳｉＮ膜１３を形成し、該ＳｉＮ
膜１３をマスクにして、図３(b),(c) に示すように、ｐ
型ＧａＡｓキャップ層８、ｐ型ＧａＩｎＰ遷移層７、お
よびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６をサイドエッ
チングし、メサ型構造を形成する。このときのエッチン
グは、例えば、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８についてはア
ンモニア水および過酸化水素水のエッチング液を、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７については塩酸系のエッチング液
を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６については硫
酸系のエッチング液をそれぞれ用いる。しかるに、ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層７のエッチングでは、該遷移層７と第
三クラッド層６との間で十分な選択性をもつエッチング
液が見つかっていないため、図３(b) に示すように、第
三クラッド層６の途中までエッチングが進む。このた
め、該第三クラッド層６の残し厚が不確定となり、次の
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層６のエッチングにお
いて、中間層５までのエッチングを時間制御で停止させ
るのは困難となる。これに対して、この実施の形態１の
半導体レーザ装置における中間層５は、多層構造に形成
されているので、エッチング作業時に該多層中間層５に
よる干渉縞が観測される。したがって、上記第三クラッ
ド層６のエッチング作業は、中間層５による干渉縞を目
視することによりエッチングを停止させる。なお、この
エッチング作業は、目視により行っているが、目視の代
わりに干渉光による波長の変化を検出するような検出手
段を備えた装置を用いて行うことも可能である。このよ
うにして、エッチング作業を行うことにより、図３(c)
に示すように、正確に中間層５でエッチングが停止した
メサ型構造が形成される。
【００２６】つぎに、図３(d) に示すように、上記のエ
ッチング除去した部分に、ＭＯＣＶＤ法による選択的エ
ピタキシャル成長によりｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９
を埋め込み形成する。
ッチング除去した部分に、ＭＯＣＶＤ法による選択的エ
ピタキシャル成長によりｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９
を埋め込み形成する。
【００２７】そして、図３(e) に示すように、ｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層８上のＳｉＮ膜１３を除去した後、全面
にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０をエピタキシャル成長
し、最後に、該ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０上にｐ側
電極１１を形成し、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板１の裏面に
ｎ側電極１２を形成することにより、図１に示す構造の
半導体レーザ装置が完成する。
Ａｓキャップ層８上のＳｉＮ膜１３を除去した後、全面
にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０をエピタキシャル成長
し、最後に、該ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０上にｐ側
電極１１を形成し、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板１の裏面に
ｎ側電極１２を形成することにより、図１に示す構造の
半導体レーザ装置が完成する。
【００２８】このように上記実施の形態１の半導体レー
ザ装置によれば、中間層５は、活性層３から放出された
放射のエネルギーよりも大きいバンドギャップを有する
ような薄い層厚のＡｌＧａＩｎＰ層で形成されてなるの
で、該中間層５における光吸収が抑制され、レーザ発振
のしきい値電流の増加を抑えることができる。
ザ装置によれば、中間層５は、活性層３から放出された
放射のエネルギーよりも大きいバンドギャップを有する
ような薄い層厚のＡｌＧａＩｎＰ層で形成されてなるの
で、該中間層５における光吸収が抑制され、レーザ発振
のしきい値電流の増加を抑えることができる。
【００２９】また、上記中間層５は、第二クラッド層
４，および第三クラッド層６を構成するＡｌＧａＩｎＰ
層のバンドギャップより小さいバンドギャップを有する
ＡｌＧａＩｎＰ層で形成され、しかもＡｌＧａＩｎＰ層
５１，５２の多層構造を備えたものであるので、図５に
示したように、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰについて著
しくエッチング選択比の低下する微傾斜基板上における
エピタキシャル層のエッチングにおいても、エッチング
停止効果を十分に発揮することができる。
４，および第三クラッド層６を構成するＡｌＧａＩｎＰ
層のバンドギャップより小さいバンドギャップを有する
ＡｌＧａＩｎＰ層で形成され、しかもＡｌＧａＩｎＰ層
５１，５２の多層構造を備えたものであるので、図５に
示したように、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰについて著
しくエッチング選択比の低下する微傾斜基板上における
エピタキシャル層のエッチングにおいても、エッチング
停止効果を十分に発揮することができる。
【００３０】さらには、本実施の形態１の半導体レーザ
装置の構造では、多層中間層５においてエッチング作業
時に干渉縞が観測されるために、エッチング停止精度を
さらに向上することができるという効果をも得られる。
装置の構造では、多層中間層５においてエッチング作業
時に干渉縞が観測されるために、エッチング停止精度を
さらに向上することができるという効果をも得られる。
【００３１】実施の形態２．本発明の実施の形態２にお
ける半導体レーザ装置は、上記実施の形態１の半導体レ
ーザ装置で示した，干渉縞によるエッチング停止効果を
向上することのできる多層構造の中間層５において、Ａ
ｌＧａＩｎＰ層５１，５２の各層の厚みの整数倍が、可
視光の波長になるように設定されてなるものである。
ける半導体レーザ装置は、上記実施の形態１の半導体レ
ーザ装置で示した，干渉縞によるエッチング停止効果を
向上することのできる多層構造の中間層５において、Ａ
ｌＧａＩｎＰ層５１，５２の各層の厚みの整数倍が、可
視光の波長になるように設定されてなるものである。
【００３２】すなわち、この実施の形態２の半導体レー
ザ装置における中間層５は、図２において、２．５ｎｍ
の層厚をもつｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝
０．０５）５１を、５ｎｍの層厚をもつｐ型（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５２で挟んで、該ｐ型
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１を６
層形成した構造を有するものである。
ザ装置における中間層５は、図２において、２．５ｎｍ
の層厚をもつｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝
０．０５）５１を、５ｎｍの層厚をもつｐ型（Ａｌx Ｇ
ａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５２で挟んで、該ｐ型
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１を６
層形成した構造を有するものである。
【００３３】このように上記実施の形態２における半導
体レーザ装置によれば、中間層５における光吸収が抑制
されて、レーザ発振のしきい値電流の増加を抑えること
ができるとともに、エッチング停止効果を十分に発揮す
ることができるという効果を有する他に、多層中間層５
を構成するＡｌＧａＩｎＰ層５１，５２の厚みがお互い
に整数倍になるように設定し、しかも各層の厚みの整数
倍が、可視光の波長（約４００〜約７００ｎｍ）になる
ように設定しているので、エッチング作業時に干渉縞が
より明瞭に観測され、エッチング停止精度をさらに向上
することができるという効果が得られる。なお、この場
合、中間層５の構成は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１／ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層５２に限定されるものではなく、こ
の中間層５は、例えば、ｐ型ＧａＩｎＰ層５１／ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層５２のような構造でも同様の効果を発揮
することができる。
体レーザ装置によれば、中間層５における光吸収が抑制
されて、レーザ発振のしきい値電流の増加を抑えること
ができるとともに、エッチング停止効果を十分に発揮す
ることができるという効果を有する他に、多層中間層５
を構成するＡｌＧａＩｎＰ層５１，５２の厚みがお互い
に整数倍になるように設定し、しかも各層の厚みの整数
倍が、可視光の波長（約４００〜約７００ｎｍ）になる
ように設定しているので、エッチング作業時に干渉縞が
より明瞭に観測され、エッチング停止精度をさらに向上
することができるという効果が得られる。なお、この場
合、中間層５の構成は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１／ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層５２に限定されるものではなく、こ
の中間層５は、例えば、ｐ型ＧａＩｎＰ層５１／ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層５２のような構造でも同様の効果を発揮
することができる。
【００３４】実施の形態３．本発明の実施の形態３にお
ける半導体レーザ装置は、上記実施の形態１，２の半導
体レーザ装置で示した，干渉縞によるエッチング停止効
果を向上することのできる多層構造の中間層５におい
て、該中間層５を構成するｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１，
５２の各層の厚みをすべて同じ層厚に設定されてなるも
のである。
ける半導体レーザ装置は、上記実施の形態１，２の半導
体レーザ装置で示した，干渉縞によるエッチング停止効
果を向上することのできる多層構造の中間層５におい
て、該中間層５を構成するｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１，
５２の各層の厚みをすべて同じ層厚に設定されてなるも
のである。
【００３５】すなわち、この実施の形態３の半導体レー
ザ装置における中間層５は、図２において、２．５ｎｍ
の層厚をもつｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝
０．０５）５１を、２．５ｎｍの層厚をもつｐ型（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５２で挟んで、該
ｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１
を６層形成した構造を有するものである。
ザ装置における中間層５は、図２において、２．５ｎｍ
の層厚をもつｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝
０．０５）５１を、２．５ｎｍの層厚をもつｐ型（Ａｌ
x Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）５２で挟んで、該
ｐ型（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）５１
を６層形成した構造を有するものである。
【００３６】このように上記実施の形態３における半導
体レーザ装置によれば、中間層５における光吸収が抑制
されて、レーザ発振のしきい値電流の増加を抑えること
ができるとともに、エッチング停止効果を十分に発揮す
ることができるという効果を有する他に、多層中間層５
を構成するＡｌＧａＩｎＰ層５１，５２の各層を同じ厚
みに設定し、しかも各層の厚みの整数倍が、可視光の波
長（約４００〜約７００ｎｍ）になるように設定してい
るので、エッチング作業時に干渉縞がより一層明瞭に観
測され、エッチング停止精度をさらに向上することがで
きるという効果が得られる。なお、この場合、中間層５
の構成は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１／ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ層５２に限定されるものではなく、この中間層５
は、例えば、ｐ型ＧａＩｎＰ層５１／ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層５２のような構造でも同様の効果を発揮することが
できる。
体レーザ装置によれば、中間層５における光吸収が抑制
されて、レーザ発振のしきい値電流の増加を抑えること
ができるとともに、エッチング停止効果を十分に発揮す
ることができるという効果を有する他に、多層中間層５
を構成するＡｌＧａＩｎＰ層５１，５２の各層を同じ厚
みに設定し、しかも各層の厚みの整数倍が、可視光の波
長（約４００〜約７００ｎｍ）になるように設定してい
るので、エッチング作業時に干渉縞がより一層明瞭に観
測され、エッチング停止精度をさらに向上することがで
きるという効果が得られる。なお、この場合、中間層５
の構成は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１／ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ層５２に限定されるものではなく、この中間層５
は、例えば、ｐ型ＧａＩｎＰ層５１／ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層５２のような構造でも同様の効果を発揮することが
できる。
【００３７】なお、本発明の半導体レーザ装置は、上記
の実施の形態１〜３のものに限定されるものではない。
例えば、上記中間層５を構成する各ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
層５１，５２の厚みは、その絶対値が１〜１０ｎｍの範
囲内において適宜に変更されることが可能であり、ま
た、上記中間層５は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１をｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ層５２で挟んだ構造を６層形成したもの
であるが、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１が２層以上形成さ
れたものであってもよい。
の実施の形態１〜３のものに限定されるものではない。
例えば、上記中間層５を構成する各ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
層５１，５２の厚みは、その絶対値が１〜１０ｎｍの範
囲内において適宜に変更されることが可能であり、ま
た、上記中間層５は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１をｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ層５２で挟んだ構造を６層形成したもの
であるが、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５１が２層以上形成さ
れたものであってもよい。
【００３８】また、上記実施の形態１〜３では、順メサ
構造をもつリッジ型半導体レーザ装置を例にとったが、
本発明における半導体レーザ装置は、これらに限定され
るものではなく、逆メサ構造あるいは垂直メサ構造をも
つ半導体レーザ装置や、埋込成長を行わないメサ型半導
体レーザ装置など、その他に活性層近傍に中間層を有す
る半導体レーザ装置であれば、どのような構造のものに
でも適用することが可能である。
構造をもつリッジ型半導体レーザ装置を例にとったが、
本発明における半導体レーザ装置は、これらに限定され
るものではなく、逆メサ構造あるいは垂直メサ構造をも
つ半導体レーザ装置や、埋込成長を行わないメサ型半導
体レーザ装置など、その他に活性層近傍に中間層を有す
る半導体レーザ装置であれば、どのような構造のものに
でも適用することが可能である。
【００３９】さらに、上記実施の形態１〜３では、ｎ型
のＧａＡｓ半導体基板を用いた場合を例にとったが、本
発明における半導体レーザ装置は、ｐ型のＧａＡｓ半導
体基板を用いることも可能であり、この場合、ｐ型Ｇａ
Ａｓ半導体基板上に形成される各半導体層の導電型も該
ｐ型ＧａＡｓ半導体基板に応じて変更される。
のＧａＡｓ半導体基板を用いた場合を例にとったが、本
発明における半導体レーザ装置は、ｐ型のＧａＡｓ半導
体基板を用いることも可能であり、この場合、ｐ型Ｇａ
Ａｓ半導体基板上に形成される各半導体層の導電型も該
ｐ型ＧａＡｓ半導体基板に応じて変更される。
【００４０】
【発明の効果】この発明に係る半導体レーザ装置によれ
ば、第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第１導電型
のＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層と、第２導
電型のＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第２導電型の
ＡｌＧａＩｎＰ中間層と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第三クラッド層とが順次エピタキシャル成長された構造
を備え、上記第二クラッド層の層厚は、上記中間層が上
記活性層の光電磁界プロファイル内に在るように形成さ
れてなり、上記中間層は、上記第二クラッド層，および
上記第三クラッド層を構成するＡｌＧａＩｎＰ層のバン
ドギャップより小さいバンドギャップを有し、かつ上記
活性層から放出された放射のエネルギーよりも大きいバ
ンドギャップを有するような薄い層厚をもつＡｌＧａＩ
ｎＰ層で形成され、（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０＜
ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０．５≦
ｘ≦１）に挟まれた層構造を，複数備えた多層構造に形
成されてなるので、上記中間層５にはＡｌが微量添加さ
れていることにより該中間層５におけるバンドギャップ
幅が広がって活性層３から出た光の吸収が抑制されるた
めに、レーザ発振のしきい値電流の増加が抑えられて、
低い動作電流を有するものであり、中間層を多層構造に
してなるので、著しくエッチング選択比の低下する微傾
斜基板上におけるエピタキシャル層のエッチングにおい
てもエッチング停止効果を十分に発揮することのできる
半導体レーザ装置が得られるという効果がある。
ば、第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第１導電型
のＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層と、第２導
電型のＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第２導電型の
ＡｌＧａＩｎＰ中間層と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第三クラッド層とが順次エピタキシャル成長された構造
を備え、上記第二クラッド層の層厚は、上記中間層が上
記活性層の光電磁界プロファイル内に在るように形成さ
れてなり、上記中間層は、上記第二クラッド層，および
上記第三クラッド層を構成するＡｌＧａＩｎＰ層のバン
ドギャップより小さいバンドギャップを有し、かつ上記
活性層から放出された放射のエネルギーよりも大きいバ
ンドギャップを有するような薄い層厚をもつＡｌＧａＩ
ｎＰ層で形成され、（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０＜
ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（０．５≦
ｘ≦１）に挟まれた層構造を，複数備えた多層構造に形
成されてなるので、上記中間層５にはＡｌが微量添加さ
れていることにより該中間層５におけるバンドギャップ
幅が広がって活性層３から出た光の吸収が抑制されるた
めに、レーザ発振のしきい値電流の増加が抑えられて、
低い動作電流を有するものであり、中間層を多層構造に
してなるので、著しくエッチング選択比の低下する微傾
斜基板上におけるエピタキシャル層のエッチングにおい
てもエッチング停止効果を十分に発揮することのできる
半導体レーザ装置が得られるという効果がある。
【００４１】この発明に係る半導体レーザ装置は、第１
導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第１導電型のＡｌＧ
ａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層と、第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第２導電型の中間層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順
次エピタキシャル成長された構造を備え、上記第二クラ
ッド層の層厚は、上記中間層は、上記第二クラッド層，
および上記第三クラッド層を構成するＡｌＧａＩｎＰ層
のバンドギャップより小さいバンドギャップを有し、か
つ上記活性層から放出された放射のエネルギーよりも大
きいバンドギャップを有するような層厚をもつ（Ａｌx
Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（０≦ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ
1-x ）ＩｎＰ（０．５≦ｘ≦１）に挟まれた層構造を，
複数備えた多層構造に形成され、上記第三クラッド層の
エッチング時に、その下層に形成された，多層構造の中
間層による干渉縞を観測できるよう該中間層を構成する
各層の層厚は、その整数倍が可視光の波長と一致するよ
うに形成されてなるので、上記の効果に加えて、第三ク
ラッド層のエッチング作業時に該中間層による干渉縞が
明瞭に観測されるためにエッチング停止精度をさらに向
上することができ、その結果、第二クラッド層の層厚制
御にすぐれ、ビーム形状の歪み等のない半導体レーザ装
置が得られるという効果がある。
導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、第１導電型のＡｌＧ
ａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層と、第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第２導電型の中間層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順
次エピタキシャル成長された構造を備え、上記第二クラ
ッド層の層厚は、上記中間層は、上記第二クラッド層，
および上記第三クラッド層を構成するＡｌＧａＩｎＰ層
のバンドギャップより小さいバンドギャップを有し、か
つ上記活性層から放出された放射のエネルギーよりも大
きいバンドギャップを有するような層厚をもつ（Ａｌx
Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（０≦ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ
1-x ）ＩｎＰ（０．５≦ｘ≦１）に挟まれた層構造を，
複数備えた多層構造に形成され、上記第三クラッド層の
エッチング時に、その下層に形成された，多層構造の中
間層による干渉縞を観測できるよう該中間層を構成する
各層の層厚は、その整数倍が可視光の波長と一致するよ
うに形成されてなるので、上記の効果に加えて、第三ク
ラッド層のエッチング作業時に該中間層による干渉縞が
明瞭に観測されるためにエッチング停止精度をさらに向
上することができ、その結果、第二クラッド層の層厚制
御にすぐれ、ビーム形状の歪み等のない半導体レーザ装
置が得られるという効果がある。
【００４２】さらに、この発明に係る半導体レーザ装置
の製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第
１導電型の第一クラッド層と、活性層と、第２導電型の
第二クラッド層と、その層厚の整数倍が可視光の波長と
一致するように形成された第２導電型の半導体層を，複
数備えた多層構造の中間層と、第２導電型の第三クラッ
ド層とを順次エピタキシャル成長し、その後、上記第三
クラッド層をサイドエッチングするエッチング時に、該
第三クラッド層の下に配置された多層構造の中間層によ
る干渉縞を確認したときに該エッチング作業を停止する
ので、エッチング作業時にエッチング停止点を正確かつ
確実に見分けることができ、その結果、第三クラッド層
のエッチングを精度よく中間層までで停止することがで
きるという効果がある。
の製造方法によれば、第１導電型の半導体基板上に、第
１導電型の第一クラッド層と、活性層と、第２導電型の
第二クラッド層と、その層厚の整数倍が可視光の波長と
一致するように形成された第２導電型の半導体層を，複
数備えた多層構造の中間層と、第２導電型の第三クラッ
ド層とを順次エピタキシャル成長し、その後、上記第三
クラッド層をサイドエッチングするエッチング時に、該
第三クラッド層の下に配置された多層構造の中間層によ
る干渉縞を確認したときに該エッチング作業を停止する
ので、エッチング作業時にエッチング停止点を正確かつ
確実に見分けることができ、その結果、第三クラッド層
のエッチングを精度よく中間層までで停止することがで
きるという効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による半導体レーザ
装置を示す断面図である。
装置を示す断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による半導体レーザ
装置における中間層の多層構造を説明するための模式図
である。
装置における中間層の多層構造を説明するための模式図
である。
【図３】 この発明の実施の形態１による半導体レーザ
装置の製造工程を示す断面図である。
装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】 従来の半導体レーザ装置を示す断面図であ
る。
る。
【図５】 （１００）Ｊｕｓｔ基板上とオフ基板上のエ
ピ層のエッチング速度の差について説明するためのグラ
フである。
ピ層のエッチング速度の差について説明するためのグラ
フである。
【図６】 従来の他の半導体レーザ装置を示す断面図で
ある。
ある。
【図７】 従来のさらに他の半導体レーザ装置を示す断
面図である。
面図である。
【図８】 図７に示す従来の半導体レーザ装置における
エッチングストッパ層を拡大して示す断面図である。
エッチングストッパ層を拡大して示す断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ半導体基板、２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
第一クラッド層、３多重量子井戸活性層、４ ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ第二クラッド層、５ 多層構造を備えた中間
層、６ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層、７ ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層、８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、９
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、１０ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層、１１ ｐ側電極、１２ ｎ側電極、１３ Ｓｉ
Ｎ膜、２０ ＩｎＧａＰ活性層、２１ 中間層、３０
ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第２クラッド層、３１ アンドープ
ＡｌＧａＩｎＰ第一光ガイド層、４０ ＩｎＧａＰ中間
層、４１ アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層／アンドー
プＡｌＧａＩｎＰ量子障壁層の多重量子井戸活性層、５
０ ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第３クラッド層、５１ｐ型（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）、５２ ｐ型
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）、６０ Ｉ
ｎＧａＰ遷移層、６１ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッ
ド層、７０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、７１ 超格子
エッチングストップ層、８０ 接続導体、８１ ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層、９０ 接続導体、９１ ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第三クラッド層、１００ ｎ型ＩｎＡｌＧａＰ第
１クラッド層、１０１ ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層、１
０２ ｎ型ＧａＡｓ基板、１１０ ｎ型ＧａＡｓ基板、
１１１ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、１２０ｎ型Ｇａ
Ａｓ緩衝層、１２１ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３
１ 電極用金属、１４１ 電極用金属、１５１ ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層、１６１ ｐ型ＧａＩｎＰエッチングス
トップ層、２００ メサ、２０１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
第一クラッド層、５００ アンドープＡｌＧａＩｎＰ第
二光ガイド層。
第一クラッド層、３多重量子井戸活性層、４ ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ第二クラッド層、５ 多層構造を備えた中間
層、６ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第三クラッド層、７ ｐ型
ＧａＩｎＰ遷移層、８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、９
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、１０ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層、１１ ｐ側電極、１２ ｎ側電極、１３ Ｓｉ
Ｎ膜、２０ ＩｎＧａＰ活性層、２１ 中間層、３０
ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第２クラッド層、３１ アンドープ
ＡｌＧａＩｎＰ第一光ガイド層、４０ ＩｎＧａＰ中間
層、４１ アンドープＧａＩｎＰ量子井戸層／アンドー
プＡｌＧａＩｎＰ量子障壁層の多重量子井戸活性層、５
０ ｐ型ＩｎＡｌＧａＰ第３クラッド層、５１ｐ型（Ａ
ｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．０５）、５２ ｐ型
（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ層（ｘ＝０．７）、６０ Ｉ
ｎＧａＰ遷移層、６１ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第二クラッ
ド層、７０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、７１ 超格子
エッチングストップ層、８０ 接続導体、８１ ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層、９０ 接続導体、９１ ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第三クラッド層、１００ ｎ型ＩｎＡｌＧａＰ第
１クラッド層、１０１ ｐ型ＧａＩｎＰバッファ層、１
０２ ｎ型ＧａＡｓ基板、１１０ ｎ型ＧａＡｓ基板、
１１１ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、１２０ｎ型Ｇａ
Ａｓ緩衝層、１２１ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３
１ 電極用金属、１４１ 電極用金属、１５１ ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層、１６１ ｐ型ＧａＩｎＰエッチングス
トップ層、２００ メサ、２０１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
第一クラッド層、５００ アンドープＡｌＧａＩｎＰ第
二光ガイド層。
Claims (3)
- 【請求項１】 第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に、
第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第
２導電型のＡｌＧａＩｎＰ中間層と、第２導電型のＡｌ
ＧａＩｎＰ第三クラッド層とが順次エピタキシャル成長
された構造を備え、 上記第二クラッド層の層厚は、上記中間層が上記活性層
の光電磁界プロファイル内に在るように形成されてな
り、 上記中間層は、上記第二クラッド層，および上記第三ク
ラッド層を構成するＡｌＧａＩｎＰ層のバンドギャップ
より小さいバンドギャップを有し、かつ上記活性層から
放出された放射のエネルギーよりも大きいバンドギャッ
プを有するような層厚をもつ（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ
（０≦ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ1-x）ＩｎＰ（０．
５≦ｘ≦１）に挟まれた層構造を，複数備えた多層構造
に形成されてな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ＧａＡｓ半導体基板上に、
第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ第一クラッド層と、活性層
と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第二クラッド層と、第
２導電型の中間層と、第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第三
クラッド層とが順次エピタキシャル成長された構造を備
え、 上記第二クラッド層の層厚は、上記中間層が上記活性層
の光電磁界プロファイル内に在るように形成されてな
り、 上記中間層は、上記第二クラッド層，および上記第三ク
ラッド層を構成するＡｌＧａＩｎＰ層のバンドギャップ
より小さいバンドギャップを有し、かつ上記活性層から
放出された放射のエネルギーよりも大きいバンドギャッ
プを有するような層厚をもつ，（Ａｌx Ｇａ1-x ）Ｉｎ
Ｐ（０≦ｘ≦０．２）が（Ａｌx Ｇａ1- x ）ＩｎＰ
（０．５≦ｘ≦１）に挟まれた層構造を，複数備えた多
層構造に形成され、上記第三クラッド層のエッチング時
に、その下層に形成された，多層構造の中間層による干
渉縞を観測できるよう該中間層を構成する各層の層厚
は、その整数倍が可視光の波長と一致するように形成さ
れてな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
型の第一クラッド層と、活性層と、第２導電型の第二ク
ラッド層と、その層厚の整数倍が可視光の波長と一致す
るように形成された第２導電型の半導体層を，複数備え
た多層構造の中間層と、第２導電型の第三クラッド層と
を順次エピタキシャル成長し、 その後、上記第三クラッド層をサイドエッチングするエ
ッチング時に、該第三クラッド層の下に配置された多層
構造の中間層による干渉縞を確認したときに該エッチン
グ作業を停止することを特徴とする半導体レーザ装置の
製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8276463A JPH1075012A (ja) | 1996-06-27 | 1996-10-18 | 半導体レーザ装置，及びその製造方法 |
| TW085116178A TW391077B (en) | 1996-06-27 | 1996-12-27 | Semiconductor laser apparatus and method of fabricating the same |
| US08/778,507 US5757835A (en) | 1996-06-27 | 1997-01-03 | Semiconductor laser device |
| KR1019970003624A KR19980032031A (ko) | 1996-06-27 | 1997-02-05 | 반도체 레이저 장치, 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16710796 | 1996-06-27 | ||
| JP8-167107 | 1996-06-27 | ||
| JP8276463A JPH1075012A (ja) | 1996-06-27 | 1996-10-18 | 半導体レーザ装置，及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075012A true JPH1075012A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=26491250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8276463A Pending JPH1075012A (ja) | 1996-06-27 | 1996-10-18 | 半導体レーザ装置，及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH1075012A (ja) |
| KR (1) | KR19980032031A (ja) |
| TW (1) | TW391077B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422944B1 (ko) * | 2001-05-31 | 2004-03-12 | 삼성전기주식회사 | 반도체 엘이디(ｌｅｄ) 소자 |
| JP2007049088A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Rohm Co Ltd | 高出力赤色半導体レーザ |
| WO2021187543A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | パナソニック株式会社 | 半導体レーザ素子 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09260769A (ja) * | 1996-03-21 | 1997-10-03 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH10233556A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | リッジ型半導体レーザダイオードとその製造方法 |
| JPH11274635A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-10-08 | Hitachi Ltd | 半導体発光装置 |
| JP3521792B2 (ja) | 1999-03-03 | 2004-04-19 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
| JP3501676B2 (ja) * | 1999-05-07 | 2004-03-02 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JP2002111053A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Sharp Corp | 半導体発光素子 |
| JP2002134838A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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| EP1225638A3 (en) * | 2001-01-17 | 2003-02-05 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thin-film crystal wafer having pn junction and method for fabricating the wafer |
| TW554601B (en) * | 2001-07-26 | 2003-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| JP2003037331A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
| JP3996778B2 (ja) * | 2002-01-22 | 2007-10-24 | シャープ株式会社 | ストライプ導波構造型半導体レーザ素子の製造方法 |
| DE102007062050B4 (de) * | 2007-09-28 | 2019-06-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser und Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers |
| JP2009302222A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Sanyo Electric Co Ltd | メサ型半導体装置及びその製造方法 |
| US10680132B2 (en) | 2014-01-15 | 2020-06-09 | The Regents Of The University Of Michigan | Non-destructive wafer recycling for epitaxial lift-off thin-film device using a superlattice epitaxial layer |
| JP6960480B2 (ja) * | 2019-02-05 | 2021-11-05 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02228089A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Omron Tateisi Electron Co | リッジ導波路型半導体レーザ |
| JPH03225985A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-04 | Victor Co Of Japan Ltd | 屈折率導波型半導体レーザ装置 |
| JP3129779B2 (ja) * | 1991-08-30 | 2001-01-31 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
| JPH077219A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-10 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH0773148A (ja) * | 1993-09-06 | 1995-03-17 | Toshiba Corp | 処理要求割り付け装置 |
| JPH07162089A (ja) * | 1993-12-13 | 1995-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光レーザダイオード及びその製造方法 |
| JPH0878770A (ja) * | 1994-09-02 | 1996-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP8276463A patent/JPH1075012A/ja active Pending
- 1996-12-27 TW TW085116178A patent/TW391077B/zh active
-
1997
- 1997-01-03 US US08/778,507 patent/US5757835A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-05 KR KR1019970003624A patent/KR19980032031A/ko not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007049088A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Rohm Co Ltd | 高出力赤色半導体レーザ |
| WO2021187543A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | パナソニック株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| JPWO2021187543A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW391077B (en) | 2000-05-21 |
| US5757835A (en) | 1998-05-26 |
| KR19980032031A (ko) | 1998-07-25 |
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