JPH1126884A - Semiconductor laser device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JPH1126884A
JPH1126884A JP18398897A JP18398897A JPH1126884A JP H1126884 A JPH1126884 A JP H1126884A JP 18398897 A JP18398897 A JP 18398897A JP 18398897 A JP18398897 A JP 18398897A JP H1126884 A JPH1126884 A JP H1126884A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
slope
plane
cladding layer
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18398897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chikashi Anayama
親志 穴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP18398897A priority Critical patent/JPH1126884A/en
Publication of JPH1126884A publication Critical patent/JPH1126884A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ装置及びその製造方法に関し、
3 レーザに於いて、通常のリッジ型レーザと同様、ク
ラッド層の組成を変えることなく、p側のクラッド層に
於ける電流通路を狭くしない為の手段を提供し、斜面に
対応する二つの成長線を平行に保ってニア・フィールド
・パターンの安定性を確保できるようにする。 【解決手段】 n側クラッド層が第一斜面の下側と主面
との間に在る緩徐な第二斜面をもち、且つ、第一斜面が
第一の面方位角度を有するn型AlGaInPクラッド
層203及び第一斜面が第一の面方位角度に比較して緩
徐な第二の面方位角度を有するn型AlGaInPクラ
ッド層204の組み合わせからなることを特徴とする。
(57) Abstract: A semiconductor laser device and a method for manufacturing the same are provided.
In the S 3 laser, as in the case of the ordinary ridge-type laser, a means for preventing the current path in the p-side cladding layer from being narrowed without changing the composition of the cladding layer is provided. Keep growth lines parallel to ensure near field pattern stability. An n-type AlGaInP cladding in which an n-side cladding layer has a gentle second slope between a lower side of the first slope and a main surface, and the first slope has a first plane azimuth angle. It is characterized in that the layer 203 and the first slope are composed of a combination of an n-type AlGaInP cladding layer 204 having a second plane azimuth that is slower than the first plane azimuth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、GaAs基板を用
いて製造される横モード制御型半導体レーザ装置及びそ
れを製造する方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral mode control type semiconductor laser device manufactured using a GaAs substrate and an improvement in a method of manufacturing the same.

【0002】AlInP或いはAlGaInPを材料と
するクラッド層を用いる半導体レーザは、赤色領域で短
波長発振し、レーザ・スポットを小さく絞り込むことが
できるので、DVD(digital video d
isk)など高密度記録・再生を行なう光ディスク装置
に好適である。
A semiconductor laser using a cladding layer made of AlInP or AlGaInP oscillates at a short wavelength in a red region and can narrow a laser spot to a small size, so that a DVD (digital video) is used.
It is suitable for an optical disk device that performs high-density recording / reproduction such as isk).

【0003】この種の半導体レーザとして、種々な面で
優れた性能をもつS3 レーザ(self−aligne
d stepped substrate Lase
r)が知られているが(要すれば「特開平6−4570
8号公報」を参照)、このS3レーザには、ニア・フィ
ールド・パターンを安定化させる為、いま一つの改良が
必要であり、本発明に依れば、その要求に応えることが
できる。
As this type of semiconductor laser, an S 3 laser (self-aligned) having excellent performance in various aspects is used.
d Stepped Substrate Race
r) is known (if necessary, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-4570).
No. 8), this S 3 laser requires another improvement in order to stabilize the near-field pattern, and the present invention can meet the demand.

【0004】[0004]

【従来の技術】一般に、半導体レーザのクラッド層とし
て用いられているAlInP又はAlGaInPは、G
aAsに格子整合する三族−五族系の材料として最大の
エネルギ・バンド・ギャップを有するものであり、特に
赤色レーザを実現する為には不可欠である。
2. Description of the Related Art Generally, AlInP or AlGaInP used as a cladding layer of a semiconductor laser is made of G
It has the largest energy band gap as a group III-V material lattice-matched to aAs, and is indispensable especially for realizing a red laser.

【0005】図4は従来の技術を説明する為の標準的な
赤色レーザを表す要部切断斜面図である。
FIG. 4 is a cutaway perspective view of a main part showing a standard red laser for explaining the prior art.

【0006】図に於いて、(A)は順メサのリッジ型レ
ーザ、(B)は逆メサのリッジ型レーザであって、 801はn型GaAs基板 802はn型GaAsバッファ層 803はn型Al0.35Ga0.15In0.5 Pクラッド層 804は歪みMQWからなる活性層 805はp型Al0.35Ga0.15In0.5 Pクラッド層 806はp型GaInPエッチング停止層 807はp型Al0.35Ga0.15In0.5 Pクラッド層 808はp型GaInP中間層 809はn型GaAs電流ブロック層 810はp型GaAsコンタクト層 をそれぞれ示し、また、歪みMQW活性層804は、 Al0.2 Ga0.3 In0.5 Pガイド層(厚さ100
〔Å〕) GaInPウエル層(厚さ60〔Å〕) Al0.2 Ga0.3 In0.5 Pバリヤ層(厚さ40
〔Å〕) GaInPウエル層(厚さ60〔Å〕) Al0.2 Ga0.3 In0.5 Pバリヤ層(厚さ40
〔Å〕) GaInPウエル層(厚さ60〔Å〕) Al0.2 Ga0.3 In0.5 Pガイド層(厚さ100
〔Å〕) の構成になっている。
In the figure, (A) is a forward mesa ridge laser, (B) is a reverse mesa ridge laser, 801 is an n-type GaAs substrate 802 is an n-type GaAs buffer layer 803 is an n-type The Al 0.35 Ga 0.15 In 0.5 P cladding layer 804 is an active layer made of strained MQW 805 is a p-type Al 0.35 Ga 0.15 In 0.5 P cladding layer 806 is a p-type GaInP etching stop layer 807 is a p-type Al 0.35 Ga 0.15 In 0.5 P cladding The layer 808 is a p-type GaInP intermediate layer 809 is an n-type GaAs current blocking layer 810 is a p-type GaAs contact layer, and the strained MQW active layer 804 is an Al 0.2 Ga 0.3 In 0.5 P guide layer (thickness 100).
[Å]) GaInP well layer (thickness 60 [Å]) Al 0.2 Ga 0.3 In 0.5 P barrier layer (thickness 40)
[Å]) GaInP well layer (thickness 60 [Å]) Al 0.2 Ga 0.3 In 0.5 P barrier layer (thickness 40)
[Å]) GaInP well layer (thickness 60 [Å]) Al 0.2 Ga 0.3 In 0.5 P guide layer (thickness 100)
[Å]).

【0007】図示のレーザに於ける特徴は、p型AlG
aInPクラッド層807の周囲がn型GaAs電流ブ
ロック層809で埋め込まれている点であり、この電流
ブロック層809の存在で、優れた電流閉じ込めや光導
波モードの安定性が実現されている。
The feature of the laser shown is p-type AlG
The point that the periphery of the aInP cladding layer 807 is buried with an n-type GaAs current blocking layer 809. The presence of the current blocking layer 809 realizes excellent current confinement and stability of the optical waveguide mode.

【0008】また、(B)に見られる逆メサのリッジ型
レーザでは、同じ活性層幅、即ち、同じストライプ幅で
あれば、(A)に見られる順メサのリッジ型レーザと比
較するとリッジ頂面の面積が広いので、電流通路を大き
くすることが可能であり、素子抵抗を低減することがで
きる。
Also, in the reverse mesa ridge type laser shown in (B), if the active layer width is the same, that is, the stripe width is the same, the ridge top laser is compared with the forward mesa ridge type laser shown in (A). Since the surface area is large, the current path can be increased, and the element resistance can be reduced.

【0009】ところで、前記逆メサのリッジ型レーザを
再現性良く作製する為には、順メサのリッジ型レーザに
於けるストライプ方向、即ち、(01−1)方向とは直
交する方向、即ち、(011)方向にしなければならな
い。
In order to manufacture the reverse mesa ridge laser with good reproducibility, the direction perpendicular to the stripe direction of the forward mesa ridge laser, ie, the (01-1) direction, ie, the direction perpendicular to the (01-1) direction, ie, It must be in the (011) direction.

【0010】ストライプ方向を(011)方向としたリ
ッジ型レーザは、自然超格子が生成されるので、レーザ
特性は大きく劣化し、また、順メサ、逆メサを問わず、
電流ブロック層809が光を吸収するので、発光効率は
低くなる。
A ridge type laser whose stripe direction is the (011) direction generates a natural superlattice, so that the laser characteristics are greatly deteriorated.
Since the current blocking layer 809 absorbs light, luminous efficiency is reduced.

【0011】前記のようなレーザに於ける問題を解消す
る為、本発明者のグループでは、可視光レーザとして屈
曲活性層をもったS3 レーザを実現させた。これは、埋
め込み構造を用いない構造になっていて、Alを含む半
導体結晶の選択成長性に関係なく作製できるものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems in the laser, the group of the present inventors has realized an S 3 laser having a bent active layer as a visible light laser. This is a structure that does not use a buried structure, and can be manufactured regardless of the selective growth of a semiconductor crystal containing Al.

【0012】図5は本発明者らの発明に係わる斜面発光
型の半導体レーザ、即ち、S3 レーザを表す要部切断斜
面図である(要すれば、前出の「特開平6−45708
号公報」を参照)。
[0012] Figure 5 is a semiconductor laser slope emission type according to our invention, i.e., a main part cut slope diagram representing the S 3 laser (if desired, supra "JP-A 6-45708
No. Gazette).

【0013】図に於いて、 701はn型GaAs基板 702はn型GaAsバッファ層 703はn型GaInP中間層 704はn型AlGaInPクラッド層 705はMQWからなる活性層 706はp型AlGaInPクラッド層 707はAlGaInP電流狭窄層 707Aはn型AlGaInP領域 707Bはp型AlGaInP領域 708はp型AlGaInPクラッド層 709はn型GaInP中間層 710はp型GaAsコンタクト層 をそれぞれ示している。In the figure, 701 is an n-type GaAs substrate 702 is an n-type GaAs buffer layer 703 is an n-type GaInP intermediate layer 704 is an n-type AlGaInP cladding layer 705 is an active layer made of MQW 706 is a p-type AlGaInP cladding layer 707 Denotes an AlGaInP current confinement layer 707A, an n-type AlGaInP region 707B, a p-type AlGaInP region 708, a p-type AlGaInP cladding layer 709, an n-type GaInP intermediate layer 710, and a p-type GaAs contact layer.

【0014】このS3 レーザは、ロスガイド構造、即
ち、電流狭窄層に光を吸収する材料を用いた光損失に依
る複素屈折率導波構造ではないから、光の吸収損失は考
慮しなくてよいし、また、低非点収差であり、更に、M
OVPE(metalorganic vapor p
hase epitaxy)法に依る一回の成長で半導
体層積層体を作製することができる為、製造歩留りが高
く、従って、低価格で提供することができる。
Since the S 3 laser is not a loss guide structure, that is, a complex refractive index waveguide structure based on light loss using a light absorbing material in the current confinement layer, light absorption loss is not considered. Good, low astigmatism, and M
OVPE (metalorganic vapor p
Since the semiconductor layer laminate can be manufactured by a single growth according to the Hase epitaxy method, the production yield is high, and therefore, it can be provided at a low price.

【0015】S3 レーザを製造する場合、特に、電流狭
窄層を形成するには、不純物ドーピングの面方位依存性
を利用している。
In the case of manufacturing an S 3 laser, in particular, to form a current confinement layer, the plane orientation dependence of impurity doping is used.

【0016】図6及び図7は不純物ドーピングの面方位
依存性を説明する為の線図であり、横軸には基板のオフ
角を、また、縦軸には不純物の相対的な取り込まれ率を
それぞれ採ってある。
FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining the plane orientation dependence of impurity doping. The horizontal axis represents the off-angle of the substrate, and the vertical axis represents the relative incorporation rate of the impurity. Are each taken.

【0017】図6はMgとZnの場合、また、図7はS
eの場合であって、化合物半導体結晶は何れもAlGa
InPである。
FIG. 6 shows the case of Mg and Zn, and FIG.
e, the compound semiconductor crystal is AlGa
InP.

【0018】各図から明らかなように、Znなどのp型
不純物の取り込まれ率は(311)A>(100)なる
依存性を示すのに対し、Seなどのn型不純物の取り込
まれ率は、逆に(100)>(311)Aなる依存性を
示している。
As is clear from the figures, the incorporation rate of p-type impurities such as Zn shows a dependency of (311) A> (100), whereas the incorporation rate of n-type impurities such as Se is And (100)> (311) A.

【0019】従って、異なる面方位をもつ半導体層表面
に対し、前記p型不純物及びn型不純物を同時にドーピ
ングすれば、p型結晶層とn型結晶層とを同時に成長さ
せることが可能である。
Therefore, by simultaneously doping the p-type impurity and the n-type impurity on the surface of the semiconductor layer having different plane orientations, the p-type crystal layer and the n-type crystal layer can be grown simultaneously.

【0020】図8はp型不純物及びn型不純物を同時ド
ーピングした場合の面方位依存性を説明する為の線図で
あり、横軸には基板の結晶面に於ける傾斜角度、即ち、
(100)面から(111)A面方向へのオフ角を、ま
た、縦軸にはキャリヤ濃度をそれぞれ採ってある。
FIG. 8 is a diagram for explaining the plane orientation dependency when p-type impurities and n-type impurities are simultaneously doped. The horizontal axis indicates the tilt angle in the crystal plane of the substrate, that is,
The off angle from the (100) plane to the (111) A plane direction is taken, and the vertical axis is the carrier concentration.

【0021】図から明らかなように、面方位に応じてp
型結晶層とn型結晶層とが一回の成長で得られるので、
例えば主面が(100)面である半導体層表面に側面が
(311)A面である溝を形成し、そこに前記同時ドー
ピングした結晶層を成長させれば、主面にはn型結晶層
が、また、溝内の側面(通常は斜面)にはp型結晶層が
それぞれ成長することになる。
As is apparent from the figure, p depends on the plane orientation.
Since the n-type crystal layer and the n-type crystal layer can be obtained in one growth,
For example, if a groove having a side surface of (311) A is formed on the surface of the semiconductor layer having a main surface of (100) and the co-doped crystal layer is grown there, an n-type crystal layer is formed on the main surface. However, a p-type crystal layer grows on each side surface (usually a slope) in the groove.

【0022】さきに説明した図5に見られる斜面発光型
の半導体レーザ、即ち、S3 レーザは、前記説明した同
時ドーピングの技法を適用して作製したものであって、
電流狭窄層707のうち、電流が流れるp型の領域70
7Bは斜面になっていて、その下に在る活性層705の
うち発光領域の中心部分も斜面になってはいるが、湾曲
はせずに直線状になっている。
The above-described oblique emission type semiconductor laser shown in FIG. 5, that is, the S 3 laser is manufactured by applying the above-described co-doping technique.
The p-type region 70 in the current confinement layer 707 where a current flows
7B is a slope, and although the central portion of the light emitting region in the active layer 705 thereunder is also sloped, it is straight without being curved.

【0023】図9はS3 レーザに用いる基板に半導体層
を成長した構成の要点を詳細に表した要部切断正面図で
ある。
FIG. 9 is a fragmentary front view showing the essential points of a configuration in which a semiconductor layer is grown on a substrate used for an S 3 laser.

【0024】図に於いて、 101はGaAsバッファ層成長後のn型GaAs段差
基板 102はn型GaInP中間層 103はn型AlGaInPクラッド層 104は歪みMQWからなる活性層 105はp型AlGaInPクラッド層 106はAlGaInP電流狭窄層 106Aはn型AlGaInP領域 106Bはp型AlGaInP領域 107はp型AlGaInPクラッド層 108はp型GaInP中間層 109はp型GaAsコンタクト層 をそれぞれ示し、110は第一斜面上に在る電流通路、
111は第一成長線(上側平坦面及び第一斜面の境
界)、112は第二成長線(第一斜面及び第二斜面の境
界)、113は第三成長線(第二斜面及び下側平坦面の
境界)、114は第一斜面、115は第二斜面、116
は上側平坦面、117は下側平坦面、118は第二成長
線及び第三成長線の乱れ、119はバッファ層成長後の
段差基板101に於ける斜面をそれぞれ示している。
In the figure, 101 is an n-type GaAs stepped substrate after a GaAs buffer layer is grown 102 is an n-type GaInP intermediate layer 103 is an n-type AlGaInP cladding layer 104 is an active layer made of strained MQW 105 is a p-type AlGaInP cladding layer 106 is an AlGaInP current confinement layer 106A is an n-type AlGaInP region 106B is a p-type AlGaInP region 107 is a p-type AlGaInP cladding layer 108 is a p-type GaInP intermediate layer 109 is a p-type GaAs contact layer, and 110 is on the first slope Current path,
111 is the first growth line (boundary between the upper flat surface and the first slope), 112 is the second growth line (boundary between the first slope and the second slope), and 113 is the third growth line (the second slope and the lower flat surface). 114, a first slope, 115, a second slope, 116
Indicates an upper flat surface, 117 indicates a lower flat surface, 118 indicates disturbance of the second growth line and the third growth line, and 119 indicates an inclined surface of the step substrate 101 after the growth of the buffer layer.

【0025】図から明らかであるが、段差基板101に
所要半導体層を実際に積層形成する際、特にn側のクラ
ッド層103の成長段階から顕著となるが、第一斜面1
14に連なり、下側平坦面方向に延びて緩斜面をなす第
二斜面115が生成される。
As is apparent from the figure, when the required semiconductor layers are actually formed on the stepped substrate 101, the remarkable effect is particularly at the growth stage of the n-side cladding layer 103.
14, a second slope 115 that forms a gentle slope and extends in the lower flat surface direction is generated.

【0026】しかも、この第二斜面115は、半導体層
を成長させるにつれて表面積が増大する傾向があり、従
って、第一斜面114の表面積は、半導体層を成長させ
るにつれて減少してしまう。
In addition, the surface area of the second slope 115 tends to increase as the semiconductor layer grows, and accordingly, the surface area of the first slope 114 decreases as the semiconductor layer grows.

【0027】ところで、第一斜面114に於けるp型不
純物濃度は他の面、即ち、第二斜面115、上側平坦面
116、下側平坦面117などに比較する二倍以上も大
きいので、S3 レーザでは、p側のクラッド層107及
び105の第一斜面対応部分と電流狭窄層106に於け
るp型の領域106Bなどが電流通路110となる。
Incidentally, the p-type impurity concentration on the first slope 114 is more than twice as large as the other faces, that is, the second slope 115, the upper flat face 116, the lower flat face 117, and so on. In the case of the three lasers, the current path 110 is formed between the portions corresponding to the first slopes of the p-side cladding layers 107 and 105 and the p-type region 106B in the current confinement layer 106.

【0028】従って、S3 レーザに於ける電流通路11
0は、活性層104から離れるにつれて狭くなり、抵抗
率が高くなる旨の問題がある。
Therefore, the current path 11 in the S 3 laser
0 has a problem that it becomes narrower as the distance from the active layer 104 increases, and the resistivity increases.

【0029】そこで、本発明者のグループでは、n側の
クラッド層103の成長途中で二族のみの結晶組成を変
えることに依り、第一斜面114と第二斜面115の現
れ易さを変える手段を提供した(要すれば「特願平8−
246543号」を参照)。
In view of this, the group of the present inventor has proposed a means for changing the appearance of the first slope 114 and the second slope 115 by changing the crystal composition of Group II only during the growth of the n-side cladding layer 103. (If necessary, refer to “Japanese Patent Application No. 8-
246543 ").

【0030】特願平8−246543号に開示された第
一斜面と第二斜面の現れ易さを変える手段は、原理的に
逆メサ型の構造を作製するのに有用であるが、クラッド
層の組成を変えた場合、光閉じ込めの分布を変えてしま
うので、良好なビーム形状が得られ難い旨の問題があ
る。
The means disclosed in Japanese Patent Application No. 8-246543 for changing the appearance of the first slope and the second slope is useful for producing an inverted mesa structure in principle. However, when the composition is changed, the distribution of the light confinement is changed, so that it is difficult to obtain a good beam shape.

【0031】従って、結晶の三族組成を変えることな
く、しかも、成長と共にストライプの幅が狭くなるよう
な事態が起こらない技法、例えば逆メサを形成するのに
相当するような技法を開発しなければならない。
Therefore, it is necessary to develop a technique that does not change the group III composition of the crystal and does not cause a situation in which the width of the stripe becomes narrower as the crystal grows, for example, a technique corresponding to forming an inverted mesa. Must.

【0032】また、順メサ型、或いは、逆メサ型の何れ
にしても、図9に見られる第一成長線111と第二成長
線112とは平行にならず、結晶の成長と共に両成長線
の距離は近づいてくるのであるが、この成長線の角度は
レーザ光の偏光角度に影響を与える(要すれば「特願平
7−159342号」を参照)。
In either the normal mesa type or the reverse mesa type, the first growth line 111 and the second growth line 112 shown in FIG. Is approaching, but the angle of this growth line affects the polarization angle of the laser beam (see Japanese Patent Application No. 7-159342 if necessary).

【0033】従って、各成長線が平行になるようにしな
いと、第一成長線111近傍に於ける偏光角度と第二成
長線112近傍に於ける偏光角度とで微妙な違いを生じ
てしまい、これがレーザ光のニア・フィールド・パター
ンに影響を与えるので、キンク安定性に問題を生じてい
た。
Therefore, if the growth lines are not made parallel, a subtle difference occurs between the polarization angle near the first growth line 111 and the polarization angle near the second growth line 112. This affects the near-field pattern of the laser beam, which causes a problem in kink stability.

【0034】[0034]

【発明が解決しようとする課題】本発明では、S3 レー
ザに於いて、図4に見られる逆メサのリッジ型レーザと
同様、クラッド層の組成を変えることなく、p側のクラ
ッド層に於ける電流通路を狭くしない為の手段を提供
し、斜面に対応する二つの成長線を平行に保ってニア・
フィールド・パターンの安定性を確保できるようにす
る。
According to the present invention, in the S 3 laser, as in the case of the inverted-mesa ridge type laser shown in FIG. Means to keep the current path in the area narrow, and keep the two growth lines corresponding to the slope parallel to each other.
To ensure the stability of the field pattern.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】本発明者は、MOVPE
法を適用して段差基板上にクラッド層を成長させる場
合、異なる五族/三族比、或いは、異なる成長温度を適
用して成長されたクラッド層上に更に積層成長したクラ
ッド層は、一時的に成長線の角度が変わることを見いだ
した。
Means for Solving the Problems The present inventor has proposed MOVPE.
When a clad layer is grown on a stepped substrate by applying the method, a clad layer further grown on a clad layer grown by applying a different group III / group III ratio or a different growth temperature may be temporarily used. And found that the angle of the growth line changed.

【0036】図1は本発明の原理を説明する為の成長半
導体層の構造を表す要部切断正面図である。
FIG. 1 is a fragmentary front view showing the structure of a grown semiconductor layer for explaining the principle of the present invention.

【0037】図に於いて、1は段差をもった半導体下地
上に成長した第一領域層、2は第一領域層上に成長した
第二領域層、3は第二領域層上に成長した第三領域層、
1Aは主面、1Bは第一斜面、1B0 は面方位が異なる
第一斜面、1Cは第二斜面、4Aは第一上側成長線、4
Bは第二上側成長線、4Cは第三上側成長線、5Aは第
一下側成長線、5Bは第二下側成長線、5Cは第三下側
成長線をそれぞれ示している。
In the figure, 1 is a first region layer grown on a semiconductor base having a step, 2 is a second region layer grown on the first region layer, and 3 is a second region layer grown on the second region layer. Third area layer,
1A is a main surface, 1B is a first slope, 1B 0 is a first slope having a different plane orientation, 1C is a second slope, 4A is a first upper growth line,
B indicates a second upper growth line, 4C indicates a third upper growth line, 5A indicates a first lower growth line, 5B indicates a second lower growth line, and 5C indicates a third lower growth line.

【0038】本発明者の実験に依れば、高い五族/三族
比、或いは、低い成長温度で成長されたクラッド層上に
低い五族/三族比、或いは、高い成長温度でクラッド層
を成長させた場合、図1に見られるように、下側成長線
が一時的に上側成長線と並行する領域が現れる旨の知見
が得られた。
According to the inventor's experiments, the cladding layer was grown at a high V / III ratio or at a low growth temperature on a cladding layer grown at a low growth temperature. It was found that, as shown in FIG. 1, a region in which the lower growth line temporarily parallels the upper growth line appears when is grown.

【0039】従って、レーザ光のニア・フィールド・パ
ターンを安定化する為には、前記下側成長線が一時的に
上側成長線と平行する結晶成長層を活性層付近のクラッ
ド層に生成させると良い。
Therefore, in order to stabilize the near field pattern of the laser beam, a crystal growth layer in which the lower growth line is temporarily parallel to the upper growth line is formed on the cladding layer near the active layer. good.

【0040】図1に見られる第一斜面1Bの傾き角度
は、五族/三族比、或いは、成長温度に依って微妙に変
化する。
The inclination angle of the first slope 1B shown in FIG. 1 slightly changes depending on the group V / group III ratio or the growth temperature.

【0041】図2は五族/三族比或いは成長温度に依る
斜面の傾き角度の変化を表す線図であり、横軸には上側
成長線の傾き角度ω(図2(A)を参照)、縦軸には第
一斜面の角度θ(図2(A)を参照)をそれぞれ採って
ある。
FIG. 2 is a graph showing the change in the inclination angle of the slope depending on the group V / III ratio or the growth temperature, and the horizontal axis indicates the inclination angle ω of the upper growth line (see FIG. 2 (A)). The vertical axis represents the angle θ of the first slope (see FIG. 2A).

【0042】図2(A)に見られる試料に関するデータ
は、(100)6°オフ基板にAlGaInP層を成長
させ、そのAlGaInP層に於ける五族/三族比を1
30〜300まで変化させ、そして、成長温度Tgは7
05〔℃〕〜720〔℃〕まで変化させている。
The data on the sample shown in FIG. 2A shows that an AlGaInP layer was grown on a (100) 6 ° off substrate and the group V / III ratio in the AlGaInP layer was 1 unit.
30 to 300, and the growth temperature Tg is 7
The temperature was changed from 05 [° C] to 720 [° C].

【0043】図からすると、上側成長線の傾き角度ωが
大きく変化しても、斜面の傾き角度θは比較的安定であ
るが、上側成長線の傾き角度ωが大きくなった場合、斜
面の傾き角度θは少しだけ小さくなることが看取され、
弱い依存性があることが理解される。
As can be seen from the figure, even when the inclination angle ω of the upper growth line changes greatly, the inclination angle θ of the slope is relatively stable, but when the inclination angle ω of the upper growth line increases, the inclination of the slope increases. Angle θ is found to be slightly smaller,
It is understood that there is a weak dependency.

【0044】この為、上側成長線の傾き角度ωが変わる
と第一斜面の面方位が変化することになるから、結晶の
成長途中で、五族/三族比や成長温度を変化させ、互い
に異なる成長線を有する第一結晶成長層1と第二結晶成
長層2を成長させた場合、図1に見られるように、成長
中、第一斜面1Bに於ける面方位の角度が徐々に変化
し、そして、それに対応して下側成長線の角度が変化す
るようになる。
For this reason, if the inclination angle ω of the upper growth line changes, the plane orientation of the first slope changes, and during the growth of the crystal, the group V / group III ratio and the growth temperature are changed, and When the first crystal growth layer 1 and the second crystal growth layer 2 having different growth lines are grown, as shown in FIG. 1, the angle of the plane orientation at the first slope 1B gradually changes during growth. And the angle of the lower growth line changes accordingly.

【0045】図1に於ける第二領域層2は、第一斜面1
Bが面方位を変える部分、即ち、遷移領域であり、第一
斜面1Bが、その成長条件の面方位で完全に安定した場
合、第三領域層3の下側成長線5Cのように、再び角度
を変えることになる。
The second area layer 2 in FIG.
When B is a portion that changes the plane orientation, that is, a transition region, and the first slope 1B is completely stable in the plane orientation of the growth condition, as shown by the lower growth line 5C of the third region layer 3 again, You will change the angle.

【0046】前記のように、同一組成の結晶であって
も、成長条件が異なれば、成長線の角度が変わり、ま
た、二つの異なる成長条件の領域層、例えば、図1で
は、第一領域層1のみが異なる成長条件であるが、その
ような二つの領域層の間には、斜面の角度を適正に保つ
為の遷移領域、例えば、図1では、第二領域層2が相当
するのであるが、この部分で下側成長線と上側成長線と
を平行に近い状態とする条件が存在する。
As described above, even if the crystals have the same composition, if the growth conditions are different, the angle of the growth line changes, and two regions having different growth conditions, for example, the first region in FIG. Although only the layer 1 has different growth conditions, a transition region for maintaining the slope angle properly, for example, the second region layer 2 in FIG. 1 corresponds between the two region layers. However, there is a condition that the lower growth line and the upper growth line are in a state close to parallel in this portion.

【0047】前記した遷移領域を利用すれば、五族/三
族比と成長条件とから自然発生的に決まってしまう結晶
本来の下側成長線の角度を結晶成長段階が遷移領域内に
ある場合のみ一時的に変化させることが可能である。
If the transition region described above is used, the angle of the lower growth line of the crystal originally determined spontaneously from the group V / III ratio and the growth conditions can be determined when the crystal growth stage is within the transition region. It is only possible to change temporarily.

【0048】前記したところから、本発明に依る半導体
レーザ装置及びその製造方法に於いては、 (1)(100)面或いは(n11)A面(7<n n
は実数)が表出した主面並びに(n1 11)A面(2≦
1 ≦7 n1 は実数)が表出した斜面をもつ段差基板
(例えばGaAsバッファ層を積層したn型GaAs段
差基板201)と、段差基板上に形成されて(100)
面或いは(n11)A面(7<n nは実数)が表出し
た主面並びに(n2 11)A面(3≦n2 ≦7 n2
実数)が表出した第一斜面をもつ活性層(例えば歪みM
QW活性層205)と、活性層に接して積層され斜面に
沿う領域で高いキャリヤ濃度をもち且つ主面に沿う領域
で低いキャリヤ濃度をもつp側第一クラッド層(例えば
p型AlGaInPクラッド層206)と、p側第一ク
ラッド層に接して積層され斜面に沿う領域でp型である
p側第二クラッド層(例えば斜面に在るp型AlGaI
nPクラッド層)及び主面に沿う領域でn型である電流
ブロック層(例えば平坦面に在るn型AlGaInP電
流ブロック層)からなる同一半導体層(例えばAlGa
InP電流ブロック及びクラッド層207)とを備える
半導体レーザ装置に於いて、少なくともn側クラッド層
が第一斜面の下側と主面との間に在る緩徐な第二斜面を
もち、且つ、第一斜面が第一の面方位角度を有する結晶
成長領域の結晶で構成されたクラッド層(例えばn型A
lGaInPクラッド層203)及び第一斜面が第一の
面方位角度に比較して緩徐な第二の面方位角度を有する
結晶成長領域の結晶で構成されたクラッド層(例えばn
型AlGaInPクラッド層204)の組み合わせから
なることを特徴とするか、或いは、
As described above, in the semiconductor laser device and the method of manufacturing the same according to the present invention, (1) the (100) plane or the (n11) A plane (7 <n n)
Is a real number) and the (n 1 1 1 ) A surface (2 ≦
n 1 ≦ 7 n 1 is a real number) A stepped substrate having an inclined surface (for example, an n-type GaAs stepped substrate 201 in which a GaAs buffer layer is laminated) and formed on the stepped substrate (100)
Surface, or (n11) A plane (7 <n n is a real number) the principal surface and (n 2 11) is exposed A surface (3 ≦ n 2 ≦ 7 n 2 is a real number) having a first inclined surface which is exposed to the outside Active layer (eg, strain M
QW active layer 205) and a p-side first cladding layer (for example, p-type AlGaInP cladding layer 206) stacked in contact with the active layer and having a high carrier concentration in a region along the slope and a low carrier concentration in a region along the main surface. ) And a p-type second cladding layer (for example, p-type AlGaI present on the slope) that is stacked in contact with the p-side first cladding layer and is p-type in a region along the slope.
The same semiconductor layer (for example, AlGa) having an nP cladding layer and an n-type current blocking layer (for example, an n-type AlGaInP current blocking layer on a flat surface) in a region along the main surface.
The InP current block and the cladding layer 207), at least the n-side cladding layer has a gentle second slope between the lower side of the first slope and the main surface, and A cladding layer (for example, n-type A) in which one slope is composed of crystals in a crystal growth region having a first plane azimuth angle
1GaInP cladding layer 203) and a cladding layer (for example, n) composed of crystals in a crystal growth region in which the first slope has a second plane azimuth that is slower than the first plane azimuth.
Or a combination of a type AlGaInP cladding layer 204), or

【0049】(2)前記(1)に於いて、少なくともn
側クラッド層(例えばn型AlGaInPクラッド層2
03及び204)に於いて、段差基板側に在る第一の面
方位角度を有する結晶成長領域の結晶に於ける五族/三
族比が表面側に在る第二の面方位角度を有する結晶成長
領域の結晶に於ける五族/三族比に比較して高いことを
特徴とするか、或いは、
(2) In the above (1), at least n
Side cladding layer (for example, n-type AlGaInP cladding layer 2
03 and 204), the group V / III ratio of the crystal in the crystal growth region having the first plane orientation angle on the stepped substrate side has the second plane orientation angle on the surface side. Characterized by being higher than the group V / III ratio in the crystal in the crystal growth region, or

【0050】(3)前記(1)又は(2)に於いて、活
性層近傍のクラッド層の一部が第二の面方位角度を有す
る結晶成長領域の結晶(例えばn型AlGaInPクラ
ッド層204の一部)であって且つ活性層近傍の上側成
長線(例えば上側成長線211)の平均と下側成長線
(例えば214)の平均が略平行することを特徴とする
か、或いは、
(3) In the above (1) or (2), a part of the cladding layer near the active layer has a crystal in a crystal growth region having a second plane azimuth angle (for example, the n-type AlGaInP cladding layer 204). Or the average of the upper growth line (for example, upper growth line 211) and the average of the lower growth line (for example, 214) near the active layer are substantially parallel to each other, or

【0051】(4)(100)面或いは(n11)A面
(7<n nは実数)が表出した主面並びに(n1
1)A面(2≦n1 ≦7 n1 は実数)が表出した斜面
をもつ段差基板上に段差基板側の第一の面方位角度を有
する結晶成長領域の結晶と表面側の第二の面方位角度を
有する結晶成長領域(例えばn型AlGaInPクラッ
ド層203及びn型AlGaInPクラッド層204)
の結晶を順に成長させて一導電型側クラッド層(例えば
n側クラッド層)を形成する際に表面側である第二の面
方位角度を有する結晶成長領域(例えばn型AlGaI
nPクラッド層204)の結晶の成長温度を高くして成
長させる工程と、次いで、一導電型側クラッド層(例え
ばn側クラッド層)上に(100)面或いは(n11)
A面(7<n nは実数)が表出した主面並びに(n2
11)A面(3≦n2 ≦7 n2 は実数)が表出した第
一斜面をもつ活性層(例えば歪みMQW活性層205)
を形成する工程と、次いで、活性層上に斜面に沿う領域
で高いキャリヤ濃度をもち且つ主面に沿う領域で低いキ
ャリヤ濃度をもつ反対導電型側第一クラッド層(例えば
p型AlGaInPクラッド層206)を形成する工程
と、次いで、反対導電型側第一クラッド層上に斜面に沿
う領域で反対導電型である反対導電型側第二クラッド層
(例えばp型AlGaInPクラッド層)及び主面に沿
う領域で一導電型である電流ブロック層(例えばn型A
lGaInP電流ブロック層)からなる同一半導体層
(例えばAlGaInP電流ブロック及びクラッド層2
07)を形成する工程とを含んでなることを特徴とす
る。
(4) The principal surface expressed by the (100) plane or the (n11) A plane (7 <nn is a real number) and (n 11 1)
1) A plane (2 ≦ n 1 ≦ 7 n 1 is a real number) second crystal and the surface side of the crystal growth region having a first surface orientation angle of the stepped substrate side a stepped substrate having exposed the slope Crystal growth regions having a plane orientation angle of (for example, n-type AlGaInP cladding layer 203 and n-type AlGaInP cladding layer 204)
Is grown in order to form a one-conductivity-type side cladding layer (eg, n-side cladding layer), and a crystal growth region (eg, n-type AlGaI) having a second plane azimuth angle on the surface side.
a step of increasing the crystal growth temperature of the nP cladding layer 204), and then a (100) plane or (n11) on one conductivity type side cladding layer (for example, n side cladding layer).
The main surface expressed by the A surface (7 <nn is a real number) and (n 2
11) An active layer (for example, a strained MQW active layer 205) having a first slope exposed on the A side (3 ≦ n 2 ≦ 7 n 2 is a real number)
And then forming an opposite conductive type side first cladding layer (for example, p-type AlGaInP cladding layer 206) having a high carrier concentration in the region along the slope and a low carrier concentration in the region along the main surface on the active layer. ), And then on the opposite-conductivity-type first clad layer along the slope in the opposite-conductivity-type second clad layer (for example, p-type AlGaInP clad layer) and the main surface along the opposite conductivity type. A current blocking layer (for example, n-type A
the same semiconductor layer (for example, an AlGaInP current block and a cladding layer 2) composed of a 1GaInP current block layer
07).

【0052】前記手段を採ることに依り、五族/三族比
を変えたり、或いは、成長温度を変えるなどして成長さ
れ、S3 レーザに於けるクラッド層として作用する二つ
の領域層の間に介在して遷移領域となる領域層を利用
し、傾斜面に係わる下側成長線と上側成長線を平行、或
いは、それに近い状態に制御することが可能となり、従
って、ニア・フィールド・パターンを安定化させるのに
有効であり、また、電流通路の狭隘化を防止することが
できる。
By adopting the above-mentioned means, it is possible to change the ratio of group V to group III or to change the growth temperature, etc., and to grow between the two region layers acting as the cladding layer in the S 3 laser. It is possible to control the lower growth line and the upper growth line related to the inclined plane to be in a state of being close to or close to each other by using a region layer which is a transition region interposed therebetween, so that the near field pattern can be controlled. This is effective for stabilization, and can prevent a narrow current path.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】図3は本発明に於ける実施の形態
を説明する為の半導体レーザ装置であるS3レーザを表
す要部切断正面図である。
Figure 3 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is a main part sectional front view showing an S 3 laser is a semiconductor laser device for explaining a form of in practice of this invention.

【0054】図に於いて、 201:GaAsバッファ層成長後のn型GaAs段差
基板 202:n型GaInP中間層 203:n型AlGaInPクラッド層(第一領域層に
相当し、高い五族/三族比をもつ) 204:n型AlGaInPクラッド層(第二領域層即
ち遷移領域に相当し、低い五族/三族比をもつ) 205:歪みMQWからなる活性層 206:p型AlGaInPクラッド層(第三領域層に
相当し、低い五族/三族比をもつ) 207:AlGaInP電流ブロック及びクラッド層
(第三領域層に含まれるものとし、低い五族/三族比を
もつ) 207A:n型AlGaInP領域(主面即ち平坦面) 207B:p型AlGaInP領域(斜面) 208:p型AlGaInPクラッド層 209:p型GaAsコンタクト層 をそれぞれ示し、210は第一領域層203に在る上側
成長線、211は第二領域層204に在る上側成長線、
212は第三領域層206に在る上側成長線、213は
第一領域層203に在る下側成長線、214は第二領域
層204に在る下側成長線、215は第三領域層206
に在る下側成長線をそれぞれ示している。
In the figure, 201: n-type GaAs stepped substrate after growing a GaAs buffer layer 202: n-type GaInP intermediate layer 203: n-type AlGaInP cladding layer (corresponding to the first region layer, high group 5 / group 3) 204: n-type AlGaInP cladding layer (corresponding to a second region layer, ie, a transition region, having a low Group III / III ratio) 205: active layer made of strained MQW 206: p-type AlGaInP cladding layer 207: AlGaInP current block and cladding layer (included in third region layer and have low V / III ratio) 207A: n-type AlGaInP region (main surface or flat surface) 207B: p-type AlGaInP region (slope) 208: p-type AlGaInP cladding layer 209: p-type GaAs contact layer Respectively, 210 the upper growth line located in the first region layer 203, the upper growth line at the second region layer 204 211,
212 is an upper growth line in the third region layer 206, 213 is a lower growth line in the first region layer 203, 214 is a lower growth line in the second region layer 204, 215 is a third region layer 206
Shows the lower growth lines in FIG.

【0055】次に、図3に見られるS3 レーザを製造す
る工程について説明する。尚、段差基板201上の各半
導体層は全てMOVPE法を適用して形成するものと
し、その成長圧力は50〔Torr〕、成長効率は約8
00〔μm/mol〕、総流量は8〔sim〕であっ
て、キャリヤ・ガスは水素である。
Next, a process of manufacturing the S 3 laser shown in FIG. 3 will be described. All the semiconductor layers on the step substrate 201 are formed by applying the MOVPE method, the growth pressure is 50 [Torr], and the growth efficiency is about 8
00 [μm / mol], the total flow rate is 8 [sim], and the carrier gas is hydrogen.

【0056】(1) 主面が(100)面から(11
1)A面方向に6°オフし、Siが約4×1018〔c
m-3〕程度にドーピングされた約5〔cm〕φ(2〔イ
ンチ〕φ)のn型GaAs基板に対し、リソグラフィ技
術に於けるレジスト・プロセスを適用することに依り、
例えば150〔μm〕間隔で幅150〔μm〕のストラ
イプ・レジスト膜を形成する。
(1) The principal plane is shifted from the (100) plane to (11)
1) It is turned off by 6 ° in the direction of the A plane, and the Si content is about 4 × 10 18 [c
By applying a resist process in lithography technology to an n-type GaAs substrate of about 5 [cm] φ (2 [inch] φ) doped to about m −3 ],
For example, a stripe resist film having a width of 150 [μm] is formed at intervals of 150 [μm].

【0057】(2) 前記n型GaAs基板をフッ酸系
溶液に浸漬し、主面と斜面とのなす角度が約14°とな
るようにエッチングを行なって、n型GaAs段差基板
201とする。この場合、メサの深さは約0.5〔μ
m〕であり、斜面の面方位は約(411)A面である。
(2) The n-type GaAs substrate is immersed in a hydrofluoric acid-based solution and etched so that the angle between the main surface and the inclined surface is about 14 °, thereby forming an n-type GaAs stepped substrate 201. In this case, the depth of the mesa is about 0.5 [μ
m], and the plane orientation of the slope is about (411) A plane.

【0058】(3) MOVPE法を適用することに依
り、段差基板201上にGaAsバッファ層(図示せ
ず)を成長させる。
(3) A GaAs buffer layer (not shown) is grown on the step substrate 201 by applying the MOVPE method.

【0059】この場合の成長に係わる諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:トリメチルガリウム(TMGa:Ga
(CH3 3 )及びアルシン(AsH3 ) 五族/三族比:100 成長速度:1〔μm/時〕 ドーパント原料:Si2 6 n型キャリヤ濃度:約5×1017〔cm-3〕 層厚:1.5〔μm〕
The conditions for the growth in this case are as follows: temperature: 680 ° C. source gas: trimethylgallium (TMGa: Ga)
(CH 3 ) 3 ) and arsine (AsH 3 ) Group V / Group III: 100 Growth rate: 1 [μm / hour] Dopant material: Si 2 H 6 n-type carrier concentration: about 5 × 10 17 [cm -3] ] Layer thickness: 1.5 [μm]

【0060】(4) 引き続いて、バッファ層上に中間
層202を成長させる。この場合の成長に係わる諸条件
は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:トリエチルガリウム(TEGa:Ga
(C2 5 3 )及びトリメチルインジウム(TMI
n:In(CH3 3 )及びホスフィン(PH3 ) 五族/三族比:500 成長速度:1〔μm/時〕 ドーパント原料:Si2 6 n型キャリヤ濃度:約1×1018〔cm-3〕 層厚:0.1〔μm〕
(4) Subsequently, the intermediate layer 202 is grown on the buffer layer. Conditions for the growth in this case are as follows: temperature: 680 [° C.] source gas: triethylgallium (TEGa: Ga
(C 2 H 5 ) 3 ) and trimethylindium (TMI
n: In (CH 3 ) 3 ) and phosphine (PH 3 ) Group V / Group III: 500 Growth rate: 1 [μm / hour] Dopant material: Si 2 H 6 n-type carrier concentration: about 1 × 10 18 [ cm -3 ] Layer thickness: 0.1 [μm]

【0061】(5) 引き続いて、中間層202上にク
ラッド層203(第一領域層)を成長させる。この場合
の成長に係わる諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:トリメチルアルミニウム(TMAl:A
l(CH3 3 )及びTEGa及びTMIn及びPH3 五族/三族比:273 成長速度:2.2〔μm/時〕 ドーパント原料:Si2 6 n型キャリヤ濃度:約5×1017〔cm-3〕 層厚:1.5〔μm〕 尚、ここで、Siをドーピングしているのは、斜面のn
型不純物濃度を主面のn型不純物濃度に比較して低くし
ない為である。
(5) Subsequently, a cladding layer 203 (first region layer) is grown on the intermediate layer 202. Conditions for growth in this case are as follows: temperature: 680 [° C.] source gas: trimethylaluminum (TMAl: A
l (CH 3 ) 3 ) and TEGa and TMIn and PH 3 group 5 / group ratio: 273 Growth rate: 2.2 [μm / hour] Dopant material: Si 2 H 6 n-type carrier concentration: about 5 × 10 17 [Cm -3 ] Layer thickness: 1.5 [μm] Here, the doping of Si is due to the n
This is because the type impurity concentration is not lower than the n-type impurity concentration of the main surface.

【0062】(6) 引き続いて、クラッド層203上
にクラッド層204(第二領域層)を成長させる。この
場合の成長に係わる諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:トリメチルアルミニウム(TMAl:A
l(CH3 3 )及びTEGa及びTMIn及びPH3 五族/三族比:110 成長速度:2.2〔μm/時〕 ドーパント原料:Si2 6 n型キャリヤ濃度:約5×1017〔cm-3〕 層厚:0.5〔μm〕(0.2〔μm〕〜0.3
〔μm〕が最良)
(6) Subsequently, a cladding layer 204 (second region layer) is grown on the cladding layer 203. Conditions for growth in this case are as follows: temperature: 680 [° C.] source gas: trimethylaluminum (TMAl: A
l (CH 3 ) 3 ) and TEGa and TMIn and PH 3 group 5 / group ratio: 110 Growth rate: 2.2 [μm / hour] Dopant material: Si 2 H 6 n-type carrier concentration: about 5 × 10 17 [Cm -3 ] Layer thickness: 0.5 [μm] (0.2 [μm] to 0.3
[Μm] is the best)

【0063】尚、実測したところに依れば、クラッド層
204は、ここで用いている6°オフ基板上に於いて、
層厚を0.2〔μm〕〜0.3〔μm〕程度にして成長
させた場合、上側成長線211と下側成長線214とが
完全に平行となって最良の結果が得られ、層厚が前記の
範囲を越えると平行性が次第に失われることが看取され
た。
According to the actual measurement, the cladding layer 204 was formed on the 6 ° off substrate used here.
When the layer is grown with a layer thickness of about 0.2 [μm] to about 0.3 [μm], the upper growth line 211 and the lower growth line 214 are completely parallel to obtain the best result. It was observed that the parallelism gradually lost when the thickness exceeded the above range.

【0064】(7) 引き続いて、クラッド層204上
に歪みMQW活性層205を成長させる。この場合の成
長に係わる諸条件は、 ○ 全てについて 温度:680〔℃〕 原料ガス:TMIn及びTEGa及びTMAl及び
PH3 ○ ガイド層(Al0.2 Ga0.8 As層)について 五族/三族比:60 成長速度:1〔μm/時〕 層厚:500〔Å〕 ○ バリヤ層(GaAs層)について 五族/三族比:80 成長速度:0.8〔μm/時〕 層厚:50〔Å〕 ○ ウエル層(Ga0.8 In0.2 As層)について 五族/三族比:60 成長速度:1.2〔μm/時〕 層厚:70 層数:2
(7) Subsequently, a strained MQW active layer 205 is grown on the cladding layer 204. Conditions for the growth in this case are as follows: ○ All: Temperature: 680 [° C.] Source gases: TMIn, TEGa, TMAl and PH 3 ○ Guide layer (Al 0.2 Ga 0.8 As layer) Group V / III ratio: 60 Growth rate: 1 [μm / hour] Layer thickness: 500 [Å] ○ About barrier layer (GaAs layer) Group V / III ratio: 80 Growth rate: 0.8 [μm / hour] Layer thickness: 50 [Å] ○ Well layer (Ga 0.8 In 0.2 As layer) Group V / Group III ratio: 60 Growth rate: 1.2 [μm / hour] Layer thickness: 70 Number of layers: 2

【0065】(8) 引き続いて、歪みMQW活性層2
05上にクラッド層206(第三領域層)を成長させ
る。この場合の成長に係わる諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:TMAl及びTEGa及びTMIn及び
PH3 五族/三族比:110 成長速度:2.2〔μm/時〕 ドーパント原料:ジエチル亜鉛(DEZn:(C2
5 2 Zn)(二族/三族比で約0.1) p型キャリヤ濃度:約7×1017〔cm-3〕(斜面)
約1.2×1017〔cm-3〕(主面) 層厚:0.35〔μm〕
(8) Subsequently, the strained MQW active layer 2
A cladding layer 206 (third region layer) is grown on the substrate 05. Conditions for the growth in this case are as follows: Temperature: 680 [° C.] Source gas: TMAl and TEGa and TMIn and PH 3 group / group III ratio: 110 Growth rate: 2.2 [μm / hour] Dopant source: diethyl Zinc (DEZn: (C 2
H 5) 2 Zn) (Group II / group III ratio of about 0.1) p-type carrier concentration: about 7 × 10 17 [cm -3] (slope)
About 1.2 × 10 17 [cm -3 ] (main surface) Layer thickness: 0.35 [μm]

【0066】(9) 引き続いて、クラッド層206上
に電流ブロック及びクラッド層207(第三領域に含ま
れるものとする)を成長させる。この場合の成長に係わ
る諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:TMAl及びTEGa及びTMIn及び
PH3 五族/三族比:110 成長速度:2.2〔μm/時〕 ドーパント原料:DEZnとH2 Seとを交互にド
ーピング p型キャリヤ濃度:約7×1017〔cm-3〕(斜面) n型キャリヤ濃度:約6×1017〔cm-3〕(主面) 周期数:30(厚さ50〔Å〕にて) 層厚:0.30〔μm〕
(9) Subsequently, a current block and a cladding layer 207 (supposed to be included in the third region) are grown on the cladding layer 206. Conditions for the growth in this case are as follows: temperature: 680 [° C.] Source gas: TMAl and TEGa and TMIn and PH 3 group 5 / group 3 ratio: 110 Growth rate: 2.2 [μm / hour] Dopant source: DEZn And H 2 Se are alternately doped. P-type carrier concentration: about 7 × 10 17 [cm −3 ] (slope) n-type carrier concentration: about 6 × 10 17 [cm −3 ] (principal surface) Number of cycles: 30 (At a thickness of 50 [Å]) Layer thickness: 0.30 [μm]

【0067】この場合、p型不純物は斜面のみで拡散し
て均一のキャリヤ濃度になるので、斜面では1.2×1
18〔cm-3〕のp型ドーピング領域が拡散に依ってn型
領域に侵入し、平均的に半分のキャリヤ濃度になってい
る。
In this case, since the p-type impurity diffuses only on the slope and has a uniform carrier concentration, the slope is 1.2 × 1
A p-type doped region of 0 18 [cm -3 ] penetrates into the n-type region by diffusion and has an average carrier concentration of half.

【0068】(10) 引き続いて、ブロック及びクラ
ッド層207上にクラッド層208を成長させる。この
場合の成長に係わる諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:TMAl及びTEGa及びTMIn及び
PH3 五族/三族比:273 成長速度:2.2〔μm/時〕 ドーパント原料:DEZn p型キャリヤ濃度:約7×1017〔cm-3〕(斜面)
約1.2×1017〔cm-3〕(主面) 層厚:1.5〔μm〕
(10) Subsequently, a cladding layer 208 is grown on the block and cladding layer 207. Conditions for the growth in this case are as follows: temperature: 680 [° C.] Source gas: TMAl and TEGa and TMIn and PH 3 group 5 / group 3 ratio: 273 Growth rate: 2.2 [μm / hour] Dopant source: DEZn P-type carrier concentration: about 7 × 10 17 [cm -3 ] (slope)
About 1.2 × 10 17 [cm -3 ] (main surface) Layer thickness: 1.5 [μm]

【0069】(11) 引き続き、クラッド層208上
にコンタクト層209を成長させる。この場合の成長に
係わる諸条件は、 温度:680〔℃〕 原料ガス:TMGa及びAsH3 五族/三族比:100 成長速度:1〔μm/時〕 ドーパント原料:DEZn p型キャリヤ濃度:約2×1018〔cm-3〕(斜面) 層厚:1〔μm〕 (12) この後、通常の技法を適用して完成させる。
例えば、100〔μm〕幅の素子分離領域の形成、Au
/Ge/Auからなるn側電極の形成、AuZn/Au
からなるp側電極の形成、劈開に依る幅300〔μ
m〕、長さ700〔μm〕のチップに形成するなどの工
程を経て、そのチップをp側アップでヒート・シンクに
ボンディングして使用する。
(11) Subsequently, a contact layer 209 is grown on the cladding layer 208. Conditions for the growth in this case are as follows: temperature: 680 [° C.] Source gas: TMGa and AsH 3 group 5 / group 3 ratio: 100 Growth rate: 1 [μm / hour] Dopant source: DEZn p-type carrier concentration: about 2 × 10 18 [cm −3 ] (slope) Layer thickness: 1 [μm] (12) After that, it is completed by applying a usual technique.
For example, formation of an element isolation region having a width of 100 [μm], Au
Of n-side electrode made of / Ge / Au, AuZn / Au
Width of 300μ due to formation and cleavage of p-side electrode
m], a chip having a length of 700 [μm], etc., and then bonding the chip to a heat sink with the p-side up.

【0070】本発明では、前記実施の形態に限られず、
他に多くの改変を実現することができ、例えば、図示し
ていないが、p側のクラッド層の一部に第二領域層を用
いれば、逆メサのレーザ構造に近くなるので、低抵抗化
に有利である。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Many other modifications can be realized. For example, although not shown, if the second region layer is used as a part of the p-side cladding layer, it becomes closer to a laser structure of an inverted mesa, so that the resistance is reduced. Is advantageous.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明に依る半導体レーザ装置及びその
製造方法では、製造された半導体レーザ装置の少なくと
もn側クラッド層が第一斜面の下側と主面との間に在る
緩徐な第二斜面をもち、且つ、第一斜面が第一の面方位
角度を有する結晶成長領域の結晶で構成されたクラッド
層及び第一斜面が第一の面方位角度に比較して緩徐な第
二の面方位角度を有する結晶成長領域の結晶で構成され
たクラッド層の組み合わせからなっている。
According to the semiconductor laser device and the method of manufacturing the same according to the present invention, at least the n-side cladding layer of the manufactured semiconductor laser device has a gentle second surface between the lower side of the first slope and the main surface. A second plane having a slope, wherein the first slope has a first plane orientation angle, and a cladding layer composed of crystals in a crystal growth region having a first plane orientation angle, and the first slope is slower than the first plane orientation angle. It consists of a combination of cladding layers composed of crystals in a crystal growth region having an azimuth angle.

【0072】前記構成を採ることに依り、五族/三族比
を変えたり、或いは、成長温度を変えるなどして成長さ
れ、S3 レーザに於けるクラッド層として作用する二つ
の領域層の間に介在して遷移領域となる領域層を利用
し、傾斜面に係わる下側成長線と上側成長線を平行、或
いは、それに近い状態に制御することが可能となり、従
って、ニア・フィールド・パターンを安定化させるのに
有効であり、また、電流通路の狭隘化を防止することが
できる。
By adopting the above-described structure, the growth is performed by changing the group V / III ratio, or by changing the growth temperature, and between the two region layers acting as the cladding layer in the S 3 laser. It is possible to control the lower growth line and the upper growth line related to the inclined plane to be in a state of being close to or close to each other by using a region layer which is a transition region interposed therebetween, so that the near field pattern can be controlled. This is effective for stabilization, and can prevent a narrow current path.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理を説明するための成長半導体層の
構造を表す要部切断正面図である。
FIG. 1 is a fragmentary front view showing the structure of a growing semiconductor layer for explaining the principle of the present invention.

【図2】五族/三族比或いは成長温度に依る斜面の傾き
角度の変化を表す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change in a slope angle of a slope depending on a group V / group III ratio or a growth temperature.

【図3】本発明に於ける実施の形態を説明する為の半導
体レーザ装置であるS3 レーザを表す要部切断正面図で
ある。
3 is a main part sectional front view showing an S 3 laser is a semiconductor laser device for explaining the in embodiments of the present invention.

【図4】従来の技術を説明する為の標準的な赤色レーザ
を表す要部切断斜面図である。
FIG. 4 is a cutaway perspective view of a main part showing a standard red laser for explaining a conventional technique.

【図5】本発明者らの発明に係わる斜面発光型の半導体
レーザ、即ち、S3 レーザを表す要部切断斜面図であ
る。
[5] The semiconductor laser slope emission type according to our invention, i.e., a main part cut slope diagram representing the S 3 laser.

【図6】不純物ドーピングの面方位依存性を説明する為
の線図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining plane orientation dependence of impurity doping.

【図7】不純物ドーピングの面方位依存性を説明する為
の線図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining plane orientation dependence of impurity doping.

【図8】p型不純物及びn型不純物を同時ドーピングし
た場合の面方位依存性を説明する為の線図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a plane orientation dependency when a p-type impurity and an n-type impurity are simultaneously doped.

【図9】S3 レーザに用いる基板に半導体層を成長した
構成の要点を詳細に表した要部切断正面図である。
FIG. 9 is a cutaway front view of a main part showing in detail a main point of a configuration in which a semiconductor layer is grown on a substrate used for an S 3 laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 段差をもった半導体下地上に成長した第一領域層 2 第一領域層上に成長した第二領域層 3 第二領域層上に成長した第三領域層 1A 主面 1B 第一斜面 1B0 面方位が異なる第一斜面 1C 第二斜面 4A 第一上側成長線 4B 第二上側成長線 4C 第三上側成長線 5A 第一下側成長線 5B 第二下側成長線 5C 第三下側成長線Reference Signs List 1 1st region layer grown on semiconductor base with step 2 2nd region layer grown on 1st region layer 3 3rd region layer grown on 2nd region layer 1A Main surface 1B 1st slope 1B 0 First slope 1C Second slope 4A First upper growth line 4B Second upper growth line 4C Third upper growth line 5A First lower growth line 5B Second lower growth line 5C Third lower growth line having different plane orientations

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(100)面或いは(n11)A面(7<
n nは実数)が表出した主面並びに(n1 11)A面
(2≦n1 ≦7 n1 は実数)が表出した斜面をもつ段
差基板と、 段差基板上に形成されて(100)面或いは(n11)
A面(7<n nは実数)が表出した主面並びに(n2
11)A面(3≦n2 ≦7 n2 は実数)が表出した第
一斜面をもつ活性層と、 活性層に接して積層され斜面に沿う領域で高いキャリヤ
濃度をもち且つ主面に沿う領域で低いキャリヤ濃度をも
つp側第一クラッド層と、 p側第一クラッド層に接して積層され斜面に沿う領域で
p型であるp側第二クラッド層及び主面に沿う領域でn
型である電流ブロック層からなる同一半導体層とを備え
る半導体レーザ装置に於いて、 少なくともn側クラッド層が第一斜面の下側と主面との
間に在る緩徐な第二斜面をもち、且つ、第一斜面が第一
の面方位角度を有する結晶成長領域の結晶で構成された
クラッド層及び第一斜面が第一の面方位角度に比較して
緩徐な第二の面方位角度を有する結晶成長領域の結晶で
構成されたクラッド層の組み合わせからなることを特徴
とする半導体レーザ装置。
1. The (100) plane or the (n11) A plane (7 <
(n n is a real number) a stepped substrate having a main surface exposed and (n 1 11) A-plane (2 ≦ n 1 ≦ 7 n 1 is a real number) sloped surface formed on the stepped substrate ( 100) face or (n11)
The main surface expressed by the A surface (7 <nn is a real number) and (n 2
11) An active layer having a first slope exposed on the A side (3 ≦ n 2 ≦ 7 n 2 is a real number), and a high carrier concentration in a region along the slope stacked in contact with the active layer and having a high carrier concentration on the main surface. A p-side first cladding layer having a low carrier concentration in a region along the p-side second cladding layer, which is laminated in contact with the p-side first cladding layer and is p-type in a region along the slope and n in a region along the main surface;
A semiconductor laser device comprising the same semiconductor layer comprising a current blocking layer, wherein at least the n-side cladding layer has a gentle second slope between the lower side of the first slope and the main surface, In addition, the first slope has a second plane azimuth angle which is slower than the first plane azimuth angle and the cladding layer composed of the crystal in the crystal growth region having the first plane azimuth angle. A semiconductor laser device comprising a combination of cladding layers made of crystals in a crystal growth region.
【請求項2】少なくともn側クラッド層に於いて、段差
基板側に在る第一の面方位角度を有する結晶成長領域の
結晶に於ける五族/三族比が表面側に在る第二の面方位
角度を有する結晶成長領域の結晶に於ける五族/三族比
に比較して高いことを特徴とする請求項1記載の半導体
レーザ装置。
2. In at least the n-side cladding layer, the group V / III ratio of the crystal in the crystal growth region having the first plane azimuth angle on the stepped substrate side is the second group on the surface side. 2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the ratio is higher than the group V / group III ratio in the crystal in the crystal growth region having the plane azimuth angle.
【請求項3】活性層近傍のクラッド層の一部が第二の面
方位角度を有する結晶成長領域の結晶であって且つ活性
層近傍の上側成長線の平均と下側成長線の平均が略平行
することを特徴とする請求項1或いは2記載の半導体レ
ーザ装置。
3. A part of the cladding layer near the active layer is a crystal in a crystal growth region having a second plane azimuth angle, and the average of the upper growth line and the average of the lower growth line near the active layer are substantially equal. 3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser devices are parallel to each other.
【請求項4】(100)面或いは(n11)A面(7<
n nは実数)が表出した主面並びに(n1 11)A面
(2≦n1 ≦7 n1 は実数)が表出した斜面をもつ段
差基板上に段差基板側の第一の面方位角度を有する結晶
成長領域の結晶と表面側の第二の面方位角度を有する結
晶成長領域の結晶を順に成長させて一導電型側クラッド
層を形成する際に表面側である第二の面方位角度を有す
る結晶成長領域の結晶の成長温度を高くして成長させる
工程と、 次いで、一導電型側クラッド層上に(100)面或いは
(n11)A面(7<n nは実数)が表出した主面並
びに(n2 11)A面(3≦n2 ≦7 n2 は実数)が
表出した第一斜面をもつ活性層を形成する工程と、 次いで、活性層上に斜面に沿う領域で高いキャリヤ濃度
をもち且つ主面に沿う領域で低いキャリヤ濃度をもつ反
対導電型側第一クラッド層を形成する工程と、 次いで、反対導電型側第一クラッド層上に斜面に沿う領
域で反対導電型である反対導電型側第二クラッド層及び
主面に沿う領域で一導電型である電流ブロック層からな
る同一半導体層を形成する工程とを含んでなることを特
徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
4. The (100) plane or the (n11) A plane (7 <
nn is a real surface) and a (n 1 11) A surface (2 ≦ n 1 ≦ 7 n 1 is a real number) on a stepped substrate having a sloped surface and a first surface on the stepped substrate side. The second surface which is the front surface side when forming the one conductivity type side clad layer by sequentially growing the crystal of the crystal growth region having the azimuth angle and the crystal of the crystal growth region having the second plane azimuth angle on the front surface side Growing the crystal in a crystal growth region having an azimuth angle at a higher growth temperature, and then forming a (100) plane or a (n11) A plane (7 <nn is a real number) on the one conductivity type side cladding layer. Forming an active layer having a first slope having the exposed main surface and the (n 2 11) A surface (3 ≦ n 2 ≦ 7 n 2 is a real number); and then forming a slope on the active layer. The first carrier of the opposite conductivity type having a high carrier concentration in the region along the main surface and a low carrier concentration in the region along the main surface. A step of forming a pad layer, then, on the opposite conductive type side first cladding layer, in the region along the slope, the opposite conductive type side second cladding layer, which is the opposite conductive type in the region along the slope, and in the region along the main surface with one conductivity type. Forming a same semiconductor layer comprising a certain current block layer.
JP18398897A 1997-07-09 1997-07-09 Semiconductor laser device and method of manufacturing the same Pending JPH1126884A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18398897A JPH1126884A (en) 1997-07-09 1997-07-09 Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18398897A JPH1126884A (en) 1997-07-09 1997-07-09 Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1126884A true JPH1126884A (en) 1999-01-29

Family

ID=16145358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18398897A Pending JPH1126884A (en) 1997-07-09 1997-07-09 Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1126884A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501090B2 (en) 2001-01-18 2002-12-31 Fujitsu Quantum Devices Limited Semiconductor laser and method of manufacturing the same
JP2004014821A (en) * 2002-06-07 2004-01-15 Sony Corp Semiconductor laser device, structure substrate for semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501090B2 (en) 2001-01-18 2002-12-31 Fujitsu Quantum Devices Limited Semiconductor laser and method of manufacturing the same
EP1231685A3 (en) * 2001-01-18 2004-08-18 Fujitsu Quantum Devices Limited Semiconductor laser and method of manufacturing the same
JP2004014821A (en) * 2002-06-07 2004-01-15 Sony Corp Semiconductor laser device, structure substrate for semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH065976A (en) Manufacture of semiconductor laser
JP3716974B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP3171307B2 (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP3889896B2 (en) Semiconductor light emitting device
JPH1126884A (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP2956869B2 (en) Semiconductor laser and method of manufacturing the same
JP2000277856A (en) Self-oscillation type semiconductor laser device
JP2970797B2 (en) Method of manufacturing semiconductor laser device
JP3679010B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JPH07263796A (en) Semiconductor laser
JP3246634B2 (en) Semiconductor laser device
JPH07135374A (en) Semiconductor laser device
JP3849876B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2751699B2 (en) Semiconductor laser
JP3865827B2 (en) Slope-emitting semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP3157671B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method
JP2699662B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JPH06140714A (en) Semiconductor light-emitting device
JPH11112075A (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP3903229B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JPH05152672A (en) Semiconductor light emitting device and manufacture thereof
JPH0658987B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JPH09214056A (en) Semiconductor device manufacturing method, semiconductor laser and manufacturing method thereof
JPH0715088A (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JPH0473987A (en) Manufacture of semiconductor device, semiconductor laser device and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040507

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060417

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060425

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060815