JPH11346033A

JPH11346033A - 半導体レ―ザ装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11346033A
Application number: JP5076799A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Ikegami; 隆俊池上; Takahiro Kamiya; 高弘上谷
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】電流狭窄層の幅に制限を受けることなく発光
領域の幅を自由に設計することができ、良好な電気的特
性を保ったまま所望の光学的特性を得ることができる半
導体レーザ装置及びその製造方法を提供する。【構成】半導体レーザ装置は、ｎ−ＧａＡｓ基板２１
上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２２、ｎ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２３、活性層２４、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層２５、狭窄層２６、ストライプ状のメサに加工され
たｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７、ｎ−ＧａＡｓ電流
阻止層２８及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９を備え、
狭窄層２６は、発光領域の直近上部のリッジ底部に設置
された電流狭窄層であり、エピ段階で成長形成され、リ
ッジ作製エッチングを行った後に選択エッチングによる
サイドエッチングにより作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用、民生用
及び産業機器用光源として用いられる半導体レーザ装置
及びその製造方法に係り、詳細には、活性層材料のバン
ドギャップよりも広い禁制帯エネルギを持つクラッド層
により完全に囲まれている埋込みリッジ構造を有する半
導体レーザ装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等の電子機器、光学機器のコ
ヒーレント光源として、半導体レーザに要求される重要
な性能の一つに単一横モード発振が挙げられる。これを
実現するには、レーザ光が伝搬する活性領域付近にレー
ザ素子中を流れる電流を集中するようにその広がりを抑
制し、かつレーザ光を閉じ込める必要がある。このよう
な半導体レーザでは、水平方向についても電流あるいは
キャリアの注入をストライプ（帯）状の領域に制限して
しきい値電流を低減し、かつこの領域にレーザ光を閉じ
込める導波性をもたせて発振する横モードを安定化し単
一モードの発振を実現するために種々のストライプ構造
が採用されている。

【０００３】図１０は、ダブルヘテロ構造を有する半導
体レーザの構造を模式的に示す断面図であり、反射面方
向から見たレーザ結晶の断面構造の例である。

【０００４】図１０において、例えばＧａＡｓ系赤外レ
ーザの場合、１はｐ−ＧａＡｓ層、２はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層（ブロック層）、３はｐ−ＡｌＧａＡｓ電流狭
窄層、４はｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、５はノンドー
プＡｌＧａＡｓ活性層、６はｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層であり、図示は省略されているがｐ−ＧａＡｓ層１に
はｐ−ＧａＡｓキャップ層を介してｐ−電極（正電極）
が、またｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層６にはｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層、ｎ−ＧａＡｓ基板及びｎ−電極（負電
極）が、順次形成された構造となっている。

【０００５】ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４及びｎ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層６は、ＡｌＧａＡｓ活性層５にキ
ャリアを閉じ込める働きをするもので、この構造ではＡ
ｌＧａＡｓ活性層５は平坦で水平方向でのキャリア閉じ
込めは生じないが、ＡｌＧａＡｓ活性層５に接するｐ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層４及びｐ−ＡｌＧａＡｓ電流狭
窄層３の厚さがＶ字形に変化しているために、ＡｌＧａ
Ａｓ活性層５付近を伝搬するレーザ光に対して実効的な
屈折率分布が水平方向に形成され、光導波が行われる。
電流狭窄は、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（ブロック層）２
によって行われ、このｐ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層３に
よりＡｌＧａＡｓ活性層５にはストライプ状にキャリア
が励起され、図１０ハッチング部分に示す楕円状の発光
領域７となる。

【０００６】光源として使用される半導体レーザでは、
低しきい値電流、安定な単一横モードの発振に加え、円
形に近いビームを得ることが要求される。図１０に示す
半導体レーザでは、通常、発光領域７から放射されるレ
ーザ光の楕円率（ストライプ幅に依存する幅とその垂直
面における幅との比）は２〜３であるため、円形ビーム
を得るためには発光領域７の両側を小さな開口数のレン
ズによって除外することが行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示すようなストライプ構造を有する半導体レーザにあ
っては、電流狭窄層３は発光領域７の幅により制限を受
けるため広くすることができない。そのため、発光広が
り角等の光学特性を優先すれば動作電圧が増加するなど
して電気的特性が劣り、信頼性の低下を招来する。逆
に、電気的特性を優先した構造に設計すると、光学的特
性が劣ることになり使い難い半導体レーザとなる。

【０００８】このことを図１０を参照して詳しく説明す
る。図１０において、電流注入部となるｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層（ブロック層）２の開口部の幅をＷ１とし、ｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層（ブロック層）２のクラッド層４
側開口部の幅をＷ２と表すと、発光水平広がり角はこの
Ｗ２の寸法で決まる。このＷ１とＷ２とは半導体レーザ
の製造工程上殆ど一意に決定される。

【０００９】光学特性の良い（水平広がり角の広い）レ
ーザを作製するためにはＷ２を狭くする必要があるが、
Ｗ２を狭くしようとすると電流注入部Ｗ１も狭くなって
しまい、その結果、電気的特性が悪くなる。電気的特性
の低下は、動作電圧の増大とそれに伴う信頼性の悪化を
招く。また、電気的特性を優先して電流注入部Ｗ１を広
げるとＷ２も広がり、その結果、放射されるレーザ光の
楕円率が高まって、小さな開口数のレンズによって除外
されるレーザ光が増え光学的特性が低下する。

【００１０】従来構造では、上述したようにＷ２とＷ１
の比が一定であるため、両方のパラメータを独立して最
適値にすることはできなかった。

【００１１】本発明は、上述した従来の問題点を解消す
ることを目的とし、電流狭窄層の幅に制限を受けること
なく発光領域の幅を自由に設計することができ、良好な
電気的特性を保ったまま所望の光学的特性を得ることが
できる半導体レーザ装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体レー
ザ装置は、半導体基板と、半導体基板上に形成された第
１のクラッド層と、第１のクラッド層上に形成された活
性層と、活性層上に形成された第２のクラッド層と、第
２のクラッド層上に形成されストライプ状の凸部を有す
る第３のクラッド層と、第３のクラッド層の凸部の少な
くとも一部を除いて形成された電流阻止層と、第３のク
ラッド層上に形成されたコンタクト層とを備えた半導体
レーザ装置であって、発光領域の直近上部に電流狭窄構
造となるストライプ制御層を備えたことを基本構成とす
る。

【００１３】上記ストライプ制御層は、第３のクラッド
層及び電流阻止層による電流狭窄構造により電流狭窄が
行われた電流経路領域を、さらに電流狭窄可能な半導体
層であってもよく、また、上記ストライプ制御層は、電
流が通過する領域を狭める電流狭窄構造であり、該電流
狭窄構造により発光領域を所定の領域内に閉じこめて形
成するようにしたものであってもよい。

【００１４】上記ストライプ制御層は、選択エッチング
によるサイドエッチングにより形成された半導体層であ
ってもよく、また、上記ストライプ制御層は、第３のク
ラッド層のストライプ状凸部のリッジ底部に設置されて
いてもよい。

【００１５】上記半導体基板及び各半導体層は、III−
Ｖ族半導体からなるものであってもよい。

【００１６】本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法
は、半導体基板上に、第１のクラッド層、活性層、第２
のクラッド層、電流狭窄構造となるストライプ制御層、
第３のクラッド層を有機金属を用いた化学気相成長法に
より上記順に連続して成長形成する工程と、第３のクラ
ッド層上にエッチングマスクを形成する工程と、エッチ
ングマスクを用いて第３のクラッド層を選択エッチング
し、リッジ底部を有するストライプ状の凸部を形成する
工程と、選択エッチングによるサイドエッチングにより
電流狭窄構造となるストライプ制御層をリッジ底部に形
成する工程と、第２のクラッド層上及び第３のクラッド
層の側面に電流阻止層を形成する工程と、第３のクラッ
ド層及び電流阻止層上にコンタクト層を形成する工程と
を含むことを特徴とする。

【００１７】上記半導体レーザ装置の製造方法におい
て、ストライプ制御層は、第３のクラッド層を選択エッ
チングする工程におけるエッチングストッパ層を兼用す
るものであってもよい。

【００１８】上記半導体レーザ装置の製造方法の第３の
クラッド層を選択エッチングする工程では、第１のエッ
チャントによりストライプ制御層まで選択エッチングし
てリッジ底部を有するストライプ状の凸部を形成し、ス
トライプ制御層を選択エッチングする工程では、第２の
エッチャントによりリッジ底部のストライプ制御層の側
面からサイドエッチングを所定量進行させて電流狭窄構
造となるストライプ制御層を形成するようにしてもよ
い。

【００１９】本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法
は、半導体基板上に、第１のクラッド層、活性層、第２
のクラッド層、エッチングストッパ層、電流狭窄構造と
なるストライプ制御層、第３のクラッド層を有機金属を
用いた化学気相成長法により上記順に連続して成長形成
する工程と、第３のクラッド層上にエッチングマスクを
形成する工程と、エッチングマスクを用いて第３のクラ
ッド層及びストライプ制御層を選択エッチングし、リッ
ジ底部にストライプ制御層を有するストライプ状の凸部
を形成する工程と、選択エッチングを進行して、リッジ
底部のストライプ制御層の側面からサイドエッチングに
より電流狭窄構造となるストライプ制御層を形成する工
程と、第２のクラッド層上及び第３のクラッド層の側面
に電流阻止層を形成する工程と、第３のクラッド層及び
電流阻止層上にコンタクト層を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００２０】上記半導体レーザ装置の製造方法の第３の
クラッド層及びストライプ制御層を選択エッチングする
工程では、ストライプ制御層のエッチング速度が第３の
クラッド層のエッチング速度よりも速くエッチングされ
る条件でエッチングすることにより、まず、第３のクラ
ッド層のリッジ底部が形成された後、該リッジ底部のス
トライプ制御層の側面からサイドエッチングが進行して
電流狭窄構造となるストライプ制御層が形成されるよう
にしてもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係る半導体レーザ装置及
びその製造方法は、ダブルヘテロ構造を有する半導体レ
ーザの構造に適用することができる。

【００２２】まず、本発明の基本的な考え方を説明す
る。

【００２３】本発明に係る半導体レーザ装置及びその製
造方法は、半導体基板と、半導体基板上に形成された第
１のクラッド層と、第１のクラッド層上に形成された活
性層と、活性層上に形成された第２のクラッド層と、第
２のクラッド層上に形成されストライプ状の凸部を有す
る第３のクラッド層と、第３のクラッド層の凸部の少な
くとも一部を除いて形成された電流阻止層と、第３のク
ラッド層上に形成されたコンタクト層とを備えた半導体
レーザ装置において、従来構造のリッジ部に、従来の電
流狭窄構造による電流経路にあたる発光領域の少なくと
も一部を覆って電流狭窄を行うストライプ制御層を設置
したことを特徴とする。

【００２４】このストライプ制御層は、発光領域の直近
上部のリッジ部に設けた選択エッチング可能な層であ
り、このストライプ制御層をエピ段階で設け、リッジ作
製エッチングを行った後にこのストライプ制御層を選択
エッチングによるサイドエッチングを行うことにより作
製する。サイドエッチング部分は電流が流れないためサ
イドエッチング後のストライプ制御層は電流狭窄層とな
る。

【００２５】このように、サイドエッチングされたスト
ライプ制御層からなる電流狭窄構造を設けたので、この
ストライプ制御層により発光領域が所望の領域内に閉じ
こめて形成できるために、従来構造のリッジ上部の電流
狭窄層の幅に制限を受けることなく、発光領域の幅を自
由に設計することができる。そのために、良好な電気的
特性を保ったまま所望の光学的特性を得ることができ
る。図１を用いてより具体的に説明する。

【００２６】図１は本発明に係る半導体レーザ装置の構
造を模式的に示す断面図であり、前記図１０の従来例に
対応するものである。なお、第２、第３のクラッド層は
第２のクラッド層として模式的に表されている。

【００２７】図１において、半導体レーザ装置は、半導
体基板上に形成された第１のクラッド層１１と、第１の
クラッド層１１上に形成された活性層１２と、活性層１
２上に形成されストライプ状の凸部を有する第２のクラ
ッド層１３と、第２のクラッド層１３の凸部１３ａの少
なくとも一部を除いて形成された電流阻止層１４と、第
２のクラッド層１３上に形成されたコンタクト層１５と
を備え、リッジ底部に、電流狭窄構造による電流経路に
あたる発光領域１８の少なくとも一部を覆うようにスト
ライプ制御層１６を設置し、ストライプ制御層１６は、
発光領域１８の直近上部のリッジ底部に設けた選択エッ
チング可能な層であり、ストライプ制御層１６をエピ段
階で設け、リッジ作製エッチングを行った後にストライ
プ制御層１６を選択エッチングによるサイドエッチング
を行ってサイドエッチング部分１７を作製する。

【００２８】したがって、従来構造のリッジ上部の電流
狭窄層である電流阻止層１４の電流注入部Ｗ１の開口を
狭くすることなく独立してＷ２の寸法を最適値にするこ
とができる。

【００２９】次に、上記基本的な考え方に基づいて実施
形態により構成及び動作を詳細に説明する。第１の実施形態図２は本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置の構
造を示す断面図であり、本実施形態は埋込みリッジ構造
を有する半導体レーザ装置をＧａＡｓ系材料で作製した
例である。

【００３０】図２において、２１はｎ−ＧａＡｓ基板で
あり、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上には有機金属の熱分解に
よるＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitax
y：有機金属気相成長）法などにより連続的にｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層２２、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３
（第１のクラッド層）、活性層２４、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２５（第２のクラッド層）、狭窄層２６（ス
トライプ制御層）及びストライプ状のメサに加工された
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７（第３のクラッド層）
が形成されている。

【００３１】ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３、活性層
２４、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５、狭窄層２６及
びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７は、ｎ−ＧａＡｓ基
板２１上に形成されたダブルヘテロ構造部であり、発光
波長に対応するエネルギーバンドギャップの活性層２４
を、この活性層２４よりもエネルギーバンドギャップの
大きいｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層２５，２７で挟んだダブルヘテロ構造と
なっている。

【００３２】ここで、狭窄層２６は、発光領域の直近上
部のリッジ底部に設けたストライプ制御層であり、選択
エッチングによるサイドエッチングにより電流狭窄層と
なる。図中、２６ａはサイドエッチングされた領域を示
す。狭窄層２６は、選択エッチング可能なＡｌ組成の高
いＡｌＧａＡｓ層であり、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
２７のリッジ作製エッチングのエッチングストッパ層と
して作用する。この狭窄層２６の作製方法については後
述する。

【００３３】ダブルヘテロ構造部及びｐ−ＧａＡｓクラ
ッド層２７の側面には、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（ブロ
ック層）２８が形成されている。また、このｐ−ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層２７及びｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２８
の上面には、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（キャップ層）
２９が形成されている。そして、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層２９の上面に正電極となるｐ−電極３０が被着さ
れ、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の下面に負電極となるｎ−電
極３１が被着されている。

【００３４】この構造では、電流狭窄は、ｐ−ＧａＡｓ
クラッド層２７のリッジ上部のｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
２８で行われた上に、このリッジ底部に設けた狭窄層２
６により行われ、光導波はストライプ状のメサに加工さ
れたｐ−ＧａＡｓクラッド層２７及びｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２５の、狭窄層２６により電流狭窄された部
分により行われる。

【００３５】なお、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５
（第２のクラッド層）及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
２７（第３のクラッド層）は、狭窄層２６を挟んだ構造
を説明する際の便宜上の理由から、第２、第３のクラッ
ド層という名称を用いているに過ぎず、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２５，２７は同一半導体であるためこれら
を合わせて第２のクラッド層と称してもよい。

【００３６】次に、この埋込みリッジ構造を有する半導
体レーザ装置を作製する方法について説明する。

【００３７】図３〜図５は上記半導体レーザ装置の製造
方法を説明するための工程断面図である。

【００３８】まず、図３（ａ）に示すｎ−ＧａＡｓ基板
２１の（１００）面上に、ＭＯＶＰＥ法により、図３
（ｂ）に示すように連続的に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
２２、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３、活性層２４、
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５、狭窄層２６（ストラ
イプ制御層）及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７を順
次成長してダブルヘテロ構造結晶を形成した。上記ｎ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層２３、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層２５，２７及び狭窄層２６は、ＡｌＧａＡｓ層であ
り、狭窄層２６は各クラッド層２３，２５，２７よりＡ
ｌ組成が高く厚さが例えば５０Å〜３００ÅのＡｌＧａ
Ａｓ層である。例えば、ｎ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッ
ド層２３、ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層２５、ｐ
−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層２７に対し、ｐ−Ａｌ
0.7Ｇａ0.3Ａｓ狭窄層２６とする。

【００３９】次いで、図３（ｃ）に示すように、ｐ−Ｇ
ａＡｓクラッド層２７上に、例えばシランガスの熱分解
と写真蝕刻によりストライプ状にＳｉＯ2マスク３２を
形成した。

【００４０】次いで、図３（ｄ）に示すように、ＳｉＯ
2マスク３２を用いて例えば酒石酸系エッチャント（第
１のエッチャント）でｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７
を選択エッチングして、ストライプ状メサのリッジを形
成した。ウェットエッチングによるリッジ作製のためＳ
ｉＯ2マスク３２下部ではアンダーカットが進行する。
上述したように酒石酸をエッチャントとして選択エッチ
ングを行うと、Ａｌ組成が高い狭窄層２６はエッチング
速度が遅いためほぼ狭窄層２６上でエッチングは止ま
る。すなわち、この狭窄層２６では、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２７よりＡｌ組成が高い狭窄層２６を用いる
ことによりストライプ状メサのリッジを形成する場合の
エッチングストッパ層を兼用している。なお、狭窄層２
６作製の具体例については図５により後述する。

【００４１】次いで、図３（ｅ）に示すように、例えば
フッ酸系エッチャント（第２のエッチャント）で室温〜
５０℃で数秒〜数十秒エッチングして、ｐ−ＧａＡｓク
ラッド層２７上に狭窄層２６を形成した。上記エッチャ
ントを用いてエッチングすると、図３（ｄ）の場合とは
逆にＡｌ組成が高い狭窄層２６のエッチング速度が速い
ため、既にストライプ状メサのリッジが形成されたｐ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層２７や狭窄層２６の下面にある
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５を殆ど侵食することな
くｐ−ＧａＡｓクラッド層２７のリッジ底部が側面から
アンダーエッチング（サイドエッチング）され、所望の
狭窄層２６が形成される。２６ａはサイドエッチングさ
れた領域である。

【００４２】次いで、図４（ｆ）に示すように、リッジ
底部に狭窄層２６が形成されたウエハ上に、ＭＯＶＰＥ
法によりｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２８を成長した。この
とき、例えばホスフィンガス及びトリメチルガリウム有
機金属ガス等のガス流を選択導入することにより、Ｓｉ
Ｏ2マスク３２上にはＧａＡｓを成長させずｐ−ＧａＡ
ｓクラッド層２７の側面及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層２５の上面にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２８を成長させ
ることができた。

【００４３】次いで、図４（ｇ）に示すように、ＳｉＯ
2マスク３２をエッチングにより除去する。

【００４４】次いで、図４（ｈ）に示すように、ＳｉＯ
2マスク３２を除去した後、ＭＯＶＰＥ法により全面に
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９を成長し、その後、通常
の電極付け工程によりｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９の
上面にｐ−電極３０を、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の下面に
ｎ−電極３１を被着することによって前記図２に示す構
造のレーザ用ウエハを得た。このレーザ用ウエハをへき
開してレーザ素子を作製する。なお、共振器の反射面
は、結晶の割れ易い（１１０）へき開面をへき開して用
いる。

【００４５】図５は上記狭窄層２６の作製方法を説明す
るための要部断面図である。

【００４６】エッチングストッパ層と兼用する狭窄層２
６は、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５，２７よりＡｌ
組成の高いＡｌＧａＡｓ層であり、例えばｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層２５，２７のＡｌ：０．４に対し、狭窄
層２６のＡｌ：０．７、厚みは５０Å〜３００Å程度と
し、酒石酸をエッチャントとして選択エッチングする
と、酒石酸の特性上Ａｌ組成が低いｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層２５，２７はエッチングされるがＡｌ組成が高
い狭窄層２６はエッチング速度が遅いためほぼ狭窄層２
６上でエッチングは止まる（図５（ａ）参照）。

【００４７】その後、例えばフッ酸系エッチャントで室
温〜５０℃で数秒〜数十秒エッチングすると、上述した
場合とは逆にＡｌ組成が高い狭窄層２６のエッチング速
度が速いため、既にストライプ状メサのリッジが形成さ
れたｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７や狭窄層２６の下
面にあるｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５を殆ど侵食す
ることなくｐ−ＧａＡｓクラッド層２７のリッジ底部が
側面からアンダーエッチング（サイドエッチング）され
所望の狭窄幅が得られる（図５（ｂ）参照）。

【００４８】以上説明したように、第１の実施形態に係
る半導体レーザ装置は、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ
−ＧａＡｓバッファ層２２、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層２３、活性層２４、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
５、狭窄層２６、ストライプ状のメサに加工されたｐ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層２７、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
２８及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９を備え、狭窄層
２６は、発光領域の直近上部のリッジ底部に設置された
電流狭窄層であり、エピ段階で成長形成され、リッジ作
製エッチングを行った後に選択エッチングによるサイド
エッチングにより作製するようにしたので、狭窄層２６
により発光領域が所望の領域内に閉じこめて形成できる
ために、従来構造のリッジ上部の電流狭窄層の幅に制限
を受けることなく、発光領域の幅を自由に最適化して設
計することができ、良好な電気的特性を保ったまま所望
の光学的特性を得ることができる。

【００４９】また、第１の実施形態では、狭窄層２６が
エッチングストッパ層を兼用しているため狭窄層２６を
作製するにあたり、別にエッチングストッパ層を成長す
る必要はなく製造工程の簡略化を図ることができる。

【００５０】上記第１の実施形態では、埋込み型半導体
レーザ装置をＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系材料で作製して
いるが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系材料でも同様に行う
ことができ、これを第２の実施形態により説明する。第２の実施形態図６は本発明の第２の実施形態の半導体レーザ装置の構
造を示す断面図であり、本実施形態は埋込みリッジ構造
を有する半導体レーザ装置をＧａＩｎＰ系材料で作製し
た例である。本実施形態に係る半導体レーザ装置の構造
の説明にあたり前記図２〜図４と同一構成部分には同一
符号を付している。

【００５１】図６において、２１はｎ−ＧａＡｓ基板で
あり、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上には有機金属の熱分解に
よるＭＯＶＰＥ法などにより連続的にｎ−ＧａＩｎＰバ
ッファ層４１、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４２（第
１のクラッド層）、活性層４３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層４４（第２のクラッド層）、ＧａＩｎＰストッ
パ層４５、狭窄層４６（ストライプ制御層）、ストライ
プ状のメサに加工されたｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４７（第３のクラッド層）、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト
層４８及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層４９が形成されて
いる。

【００５２】ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４２、活性
層４３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４４、狭窄層４
６及びｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４７、ｐ−ＧａＩ
ｎＰコンタクト層４８は、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に形
成されたダブルヘテロ構造部であり、発光波長に対応す
るエネルギーバンドギャップの活性層４３を、この活性
層４３よりもエネルギーバンドギャップの大きいｎ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４２、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層４４で挟んだダブルヘテロ構造となっている。活
性層４３は、ＭＱＷ（Multiple Quantum Well：多重量
子井戸）構造で井戸層とした。

【００５３】ＧａＩｎＰストッパ層４５は、選択エッチ
ングによるサイドエッチングにより狭窄層４６を作製す
る際のエッチングストッパ層である。

【００５４】狭窄層４６は、発光領域の直近上部のリッ
ジ底部に設けたストライプ制御層であり、選択エッチン
グ可能なＡｌ組成の高いＡｌＩｎＰ層からなり選択エッ
チングによるサイドエッチングにより電流狭窄層とな
る。図中、４６ａはサイドエッチングされた領域を示
す。この狭窄層４６の作製方法については後述する。

【００５５】ダブルヘテロ構造部、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層４７、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層４８及び
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４９の側面には、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層（ブロック層）２８が形成されている。ま
た、このｐ−ＧａＡｓコンタクト層４９及びｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層２８の上面には、ｐ−ＧａＡｓコンタクト
層（キャップ層）２９が形成されている。そして、ｐ−
ＧａＡｓコンタクト層２９の上面に正電極となるｐ−電
極３０が被着され、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の下面に負電
極となるｎ−電極３１が被着されている。

【００５６】この構造では、電流狭窄は、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層４９のリッジ上部のｎ−ＧａＡｓ電流阻止
層２８で行われた上に、このリッジ底部に設けた狭窄層
４６により行われる。なお、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層
４１はＧａＡｓ上に形成するＡｌＧａＩｎＰ系結晶の品
質向上のためである。また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層
４９は、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９とｐ−ＧａＩｎ
Ｐコンタクト層４８との電気抵抗の低減を目的とするも
のであり、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９よりもバンド
ギャップが大きく、かつｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層４
８よりもバンドギャップが小さいものであればよい。

【００５７】なお、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４４
（第２のクラッド層）及びｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層４７（第３のクラッド層）は、狭窄層４６を挟んだ構
造を説明する際の便宜上の理由から、第２、第３のクラ
ッド層という名称を用いているに過ぎず、これらを合わ
せて第２のクラッド層と称してもよい。

【００５８】次に、この埋込みリッジ構造を有する半導
体レーザ装置を作製する方法について説明する。

【００５９】図７〜図８は上記半導体レーザ装置の製造
方法を説明するための工程断面図である。

【００６０】まず、図７（ａ）に示すｎ−ＧａＡｓ基板
２１の（１００）面上に、ＭＯＶＰＥ法により、図７
（ｂ）に示すように連続的に、ｎ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐバ
ッファ層４１、ｎ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層４２、活性層４３、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.
5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４４、ＧａＩｎＰストッパ層４
５、狭窄層４６（ストライプ制御層）、ｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４７、ｐ−Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐコンタクト層４８及びｐ−ＧａＡｓコンタクト
層４９を順次成長してダブルヘテロ構造結晶を形成し
た。

【００６１】上記ＧａＩｎＰストッパ層４５、狭窄層４
６、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４
７及びｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層４８は、例え
ば厚さ５０Å〜３００ÅのＧａＩｎＰ層であり、狭窄層
４６はｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
４７及びｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層４８よりＡ
ｌ組成の高いＡｌＧａＩｎＰ層であり、ＧａＩｎＰスト
ッパ層４５はこれら各層よりＡｌ組成の低い層である。

【００６２】次いで、図７（ｃ）に示すように、ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層４９上に、例えばシランガスの熱分
解と写真蝕刻によりストライプ状にＳｉＯ2マスク３２
を形成した。

【００６３】次いで、図７（ｄ）に示すように、ＳｉＯ
2マスク３２を用いて例えばリン系エッチャントにより
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４９を、塩素系エッチャント
によりコンタクト層４８、クラッド層４７及び狭窄層４
６を選択エッチングして、ストライプ状メサのリッジを
形成した。ウェットエッチングによるリッジ作製のため
ＳｉＯ2マスク３２下部ではアンダーカットが進行す
る。上述したように塩酸系エッチャントを用いて選択エ
ッチングを行うと、Ａｌ組成が高い層はエッチングされ
るが、ＧａＩｎＰストッパ層４５ではこれら各層よりＡ
ｌ組成の低い層であるためエッチング速度が遅くこのス
トッパ層４５でエッチングは止まる。なお、狭窄層４６
作製の具体例については図９により後述する。

【００６４】次いで、図７（ｅ）に示すように、さらに
上記塩素系エッチャントを用いた選択エッチングを続け
ると、Ａｌ組成が高い狭窄層４６のエッチング速度が速
いため、既にストライプ状メサのリッジが形成されたｐ
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４７を殆ど侵食することな
くｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４７
のリッジ底部が側面からアンダーエッチング（サイドエ
ッチング）され、所望の狭窄層４６が形成される。４６
ａはサイドエッチングされた領域である。

【００６５】次いで、図８（ｆ）に示すように、リッジ
底部に狭窄層４６が形成されたウエハ上に、ＭＯＶＰＥ
法によりｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２８を成長した。この
とき、例えばアルシンガス及びトリメチルガリウム有機
金属ガス等のガス流を選択導入することにより、ＳｉＯ
2マスク３２上にはＧａＡｓを成長させずｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層４９、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層
４８、ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
４７の各側面及びｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
クラッド層４４の上面にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２８を
成長させることができた。

【００６６】次いで、図８（ｇ）に示すように、ＳｉＯ
2マスク３２をエッチングにより除去する。

【００６７】次いで、図８（ｈ）に示すように、ＳｉＯ
2マスク３２を除去した後、ＭＯＶＰＥ法により全面に
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９を成長し、その後、通常
の電極付け工程によりｐ−ＧａＡｓコンタクト層２９の
上面にｐ−電極３０を、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の下面に
ｎ−電極３１を被着することによって前記図６に示す構
造のレーザ用ウエハを得た。このレーザ用ウエハをへき
開してレーザ素子を作製する。なお、共振器の反射面
は、結晶の割れ易い（１１０）へき開面をへき開して用
いる。

【００６８】図９は上記狭窄層４６の作製方法を説明す
るための要部断面図である。

【００６９】エッチングストッパ層であるＧａＩｎＰス
トッパ層４５上に形成された狭窄層４６は、厚みが５０
Å〜３００Å程度のＡｌＩｎＰ層であり、ｐ−（Ａｌ0.
7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４７よりＡｌ組成の
高いＡｌＧａＩｎＰ層である。

【００７０】ＳｉＯ2マスク３２を用いて例えば塩素系
エッチャントにより室温〜５０℃で選択エッチングする
と、エッチャントの特性上Ａｌ組成の高いｐ−（Ａｌ0.
7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４７及び狭窄層４６
はエッチングされるがＧａＩｎＰストッパ層４５上では
エッチングが進まずほぼクラッド層４７のリッジ底部で
エッチングが止まる（図９（ａ）参照）。

【００７１】その後、さらに上記塩素系エッチャントに
よるエッチングを続けると、この塩素系エッチャントは
Ａｌ組成が高いもの程エッチング速度が速いため、Ａｌ
組成が高い狭窄層４６がより速くエッチングされ、ｐ−
（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４７のリッ
ジ底部にある狭窄層４６が側面からアンダーエッチング
（サイドエッチング）され、所望の狭窄幅が得られる
（図９（ｂ）参照）。

【００７２】以上説明したように、第２の実施形態に係
る半導体レーザ装置は、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に、ｎ
−ＧａＩｎＰバッファ層４１、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層４２、活性層４３、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層４４、ＧａＩｎＰストッパ層４５、狭窄層４６、スト
ライプ状のメサに加工されたｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層４７、ｐ−ＧａＩｎＰコンタクト層４８及びｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層４９を備え、狭窄層４６は、発光領
域の直近上部のリッジ底部に設けた選択エッチング可能
な層であってエピ段階で設け、選択エッチングによりｐ
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４７のリッジ底部が形成さ
れた後も選択エッチングを続けることにより、該リッジ
底部の狭窄層４６の側面からサイドエッチングを進行さ
せて電流狭窄構造となる狭窄層４６を作製するようにし
たので、狭窄層４６により発光領域が所望の領域内に閉
じこめて形成できるために、第１の実施形態の場合と同
様に、従来構造のリッジ上部の電流狭窄層の幅に制限を
受けることなく、発光領域の幅を自由に最適化して設計
することができ、良好な電気的特性を保ったまま所望の
光学的特性を得ることができる。

【００７３】また、第２の実施形態では、ＩｎＧａＡｌ
Ｐ系の材料で半導体レーザを実現できたことにより光情
報処理用光源として極めて有効である。

【００７４】また、第２の実施形態では、同一エッチャ
ントを用いた選択エッチングによりストライプ状メサの
リッジと、その後の狭窄層４６の作製が一連の工程で実
現できるため製造工程の簡略化を図ることができる。

【００７５】上記各実施形態においては、狭窄層をスト
ライプ状の凸部のリッシ底部に形成する場合を示した
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下、狭
窄層をストライプ状の凸部のリッシ部の中間層部分に形
成した場合を例に他の2つの実施形態について説明す
る。第３の実施形態図１１は本発明の第３の実施形態の
半導体レーザ装置の構造を示す断面図であり、本実施形
態は第1の実施形態と同様に埋込みリッジ構造を有する
半導体レーザ装置をＧａＡｓ系材料で作製した例であ
る。第1の実施形態と同一構成要素には同一の図番を付
してその説明を省略し、相違部分を中心に説明する。

【００７６】第1の実施形態と構造的に相違する点は、
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２５の上にストッパ層５０
を配置し、この部分に配置していた狭窄層２６を、スト
ライプ状の凸部のリッシの中間層部分に配置し、狭窄層
２６の下のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層下層２７ａをス
トッパ層５０までエッチングすることにより、リッジ部
の形状を、断面が台形状の上下２つのリッジ部を上下に
2段積層したような形状とした点である。

【００７７】ストッパ層５０は、狭窄層２６と同様に選
択エッチング可能なＡｌ組成の高いＧａＡｌＡｓ層で構
成することができる。狭窄層２６は、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層の下層２７ａとｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
の上層２７ｂの厚さが１：３ないし１：２程度の比率に
なるように挿入配置される。

【００７８】第1の実施形態と製造方法上で相違する点
は、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の（１００）面上に、ＭＯＶ
ＰＥ法により、順次結晶成長してダブルヘテロ構造結晶
を形成する際、図13（ａ）に示すように、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層２５の上にストッパ層５０を形成し、そ
の上にｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の下層２７ａ，狭窄
層２６，ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の上層２７ｂを形
成する点、並びに、同図（ｂ）〜（ｄ）に示すように、
狭窄層２６のサイドエッチング後に、ｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層の下層２７ａをストッパ層５０までエッチン
グする点である。

【００７９】狭窄層２６のサイドエッチングによって、
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層下層２７ａのリッジ部分に
おいて、エッチング速度が速い（１００）面を露出させ
ることができ、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層下層２７ａ
のエッチングを行う際に、そのリッジ底部の間隔Ｗ２を
電流注入部Ｗ1と独立して最適値に設定することができ
る。また、第1の実施形態において、狭窄層２６のサイ
ドエッチングされた領域２６ａは、電流阻止層２８によ
って埋めることが困難な厚みが極めて薄い空隙領域とな
り、活性層の熱伝導がこの空隙部分で遮断されやすかっ
たが、この実施形態によれば、狭窄層２６のサイドエッ
チングされた領域の下方にｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
の下層２７ａの厚みとほぼ同じ比較的厚い空隙領域が形
成されるので、この空隙を電流阻止層２８によって埋め
ることができ、熱伝導性を良好に保つことができる。第
４の実施形態図１２は本発明の第４の実施形態の半導体
レーザ装置の構造を示す断面図であり、本実施形態は第
２の実施形態と同様に埋込みリッジ構造を有する半導体
レーザ装置をＧａＩｎＰ系材料で作製した例である。第
２の実施形態と同一構成要素には同一の図番を付してそ
の説明を省略し、相違部分を中心に説明する。

【００８０】第２の実施形態と構造的に相違する点は、
ストッパ層４５の上に配置していた狭窄層４６に代わる
狭窄層５１を、ストライプ状の凸部のリッジの中間層部
分にストッパ層５２とともに配置し、狭窄層５１の下の
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の下層４７ａをストッパ
層４５までエッチングすることにより、リッジ部の形状
を、断面が台形状の上下２つのリッジ部を上下に2段積
層したような形状とした点である。

【００８１】狭窄層５１は、例えば塩酸系エッチャント
によって選択エッチング可能なＡｌＩｎＰ層で構成する
ことができ、ストッパ層５２は、ＧａＩｎＰ層で構成す
ることができる。

【００８２】第２の実施形態と製造方法上で相違する点
は、ｎ−ＧａＡｓ基板２１の（１００）面上に、ＭＯＶ
ＰＥ法により、順次結晶成長してダブルヘテロ構造結晶
を形成する際、ＧａＩｎＰストッパ層４５の上にｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層の下層４７ａを形成し，その上
にストッパ層５２，狭窄層５１，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層の上層４７ｂを形成する点、並びに、ｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層の上層４７ｂを狭窄層５１までエ
ッチングした後に、塩酸系エッチャントによって狭窄層
５１をサイドエッチングし、その後に、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層の下層４７ａを塩酸系エッチャントによ
ってストッパ層４５までエッチングする点である。ここ
で、塩酸系エッチャントはＡｌ組成比が高いほどエッチ
ング速度が早いので、ＡｌＩｎＰ層で構成した狭窄層５
１を容易にサイドエッチングすることができる。

【００８３】狭窄層５１のサイドエッチングによって、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の下層４７ａのリッジ部
分にエッチング速度が速い（１００）面を露出させるこ
とができ、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の下層４７ａ
のエッチングを行う際に、そのリッジ底部の間隔Ｗ２を
電流注入部Ｗ1と独立して最適値に設定することができ
る。また、第２の実施形態において、狭窄層４６のサイ
ドエッチングされた領域４６ａは、電流阻止層２８によ
って埋めることが困難な厚みが極めて薄い空隙領域とな
り、活性層の熱伝導がこの空隙部分で遮断されやすかっ
たが、この実施形態によれば、狭窄層５１のサイドエッ
チングされた領域の下方にｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層の下層４７ａの厚みとほぼ同じ比較的厚い空隙領域が
形成されるので、この空隙を電流阻止層２８によって埋
めることができ、熱伝導性を良好に保つことができる。

【００８４】なお、上記各実施形態の半導体レーザ装置
において、ｎ型をｐ型とし、ｐ型をｎ型とした構造であ
ってもく、また、コンタクト層（キャップ層）、電極等
はどのような構造であってもなんら問題はない。また、
ＡｌＧａＡｓ層またはＡｌＧａＩｎＰ層のＡｌ組成、例
えば第１の実施形態において、ＡｌＧａＡｓ層は、Ａｌ
xＧａ1-xＡｓでｘが０．１〜１．０の範囲でもよい。

【００８５】また、上記各実施形態では、狭窄層（スト
ライプ制御層）を選択エッチングにより形成する方法を
示しているが、発光領域の直近上部に電流狭窄構造とな
るストライプ制御層を備えたものであれば、選択エッチ
ングに限らずどのような方法で作製したものでもよい。
例えばレジストや絶縁膜をマスクとし、ＢＣｌ3とＣｌ2
などの混合ガスからなるドライエッチング法により作製
したものでもよい。

【００８６】また、上記各実施形態はＭＯＶＰＥ法によ
り連続的に結晶成長させているが、これに限定されるも
のではなく、ＶＰＥ（Vapor Phase Epitaxy：気相成
長）法を用いてもよいことは勿論である。

【００８７】さらに、上記各実施形態に係る半導体レー
ザ装置及びその製造方法が、上述した構造をとるもので
あれば、どのような構成でもよく、その製造プロセス、
基板、半導体材料の種類、エッチャント等は上記各実施
形態に限定されない。

【００８８】

【発明の効果】本発明に係る半導体レーザ装置及びその
製造方法は、発光領域の直近上部に電流狭窄構造となる
ストライプ制御層を備えているので、電流狭窄層の幅に
制限を受けることなく発光領域の幅を自由に設計するこ
とができ、良好な電気的特性を保ったまま所望の光学的
特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体レーザ装置の構造を模式的
に示す断面図である。

【図２】本発明を適用した第１の実施形態に係る半導体
レーザ装置の構造を示す断面図である。

【図３】上記半導体レーザ装置の製造方法を説明するた
めの工程断面図である。

【図４】上記半導体レーザ装置の製造方法を説明するた
めの工程断面図である。

【図５】上記半導体レーザ装置の狭窄層の作製方法を説
明するための要部断面図である。

【図６】本発明を適用した第２の実施形態に係る半導体
レーザ装置の構造を示す断面図である。

【図７】上記半導体レーザ装置の製造方法を説明するた
めの工程断面図である。

【図８】上記半導体レーザ装置の製造方法を説明するた
めの工程断面図である。

【図９】上記半導体レーザ装置の狭窄層の作製方法を説
明するための要部断面図である。

【図１０】従来の半導体レーザ装置の構造を模式的に示
す断面図である。

【図１１】本発明を適用した第３の実施形態に係る半導
体レーザ装置の構造を示す断面図である。

【図１２】本発明を適用した第４の実施形態に係る半導
体レーザ装置の構造を示す断面図である。

【図１３】上記半導体レーザ装置の製造方法を説明する
ための工程断面図である。

【符号の説明】

２１ｎ−ＧａＡｓ基板、２２ｎ−ＧａＡｓバッファ
層、２３ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層（第１のクラッ
ド層）、２４，４３活性層、２５ｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層（第２のクラッド層）、２６，４６狭窄層
（ストライプ制御層）、２７ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層（第３のクラッド層）、２８ｎ−ＧａＡｓ電流阻
止層（ブロック層）、２９ｐ−ＧａＡｓコンタクト層
（キャップ層）、３０ｐ−電極、３１ｎ−電極、４
１ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層、４２ｎ−ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層（第１のクラッド層）、４４ｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層（第２のクラッド層）、４５Ｇ
ａＩｎＰストッパ層、４７ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層（第３のクラッド層）、４８ｐ−ＧａＩｎＰコンタ
クト層、４９ｐ−ＧａＡｓコンタクト層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板と、半導体基板上に形成された
第１のクラッド層と、第１のクラッド層上に形成された
活性層と、活性層上に形成された第２のクラッド層と、
第２のクラッド層上に形成されストライプ状の凸部を有
する第３のクラッド層と、第３のクラッド層の凸部の少
なくとも一部を除いて形成された電流阻止層と、第３の
クラッド層上に形成されたコンタクト層とを備えた半導
体レーザ装置であって、発光領域の直近上部に電流狭窄
構造となるストライプ制御層を備えたことを特徴とする
半導体レーザ装置。
【請求項２】前記ストライプ制御層は、前記第３のクラ
ッド層及び前記電流阻止層による電流狭窄構造により電
流狭窄が行われた電流経路領域を、さらに電流狭窄可能
な半導体層であることを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ装置。
【請求項３】前記ストライプ制御層は、電流が通過する
領域を狭める電流狭窄構造であり、該電流狭窄構造によ
り発光領域を所定の領域内に閉じこめて形成するように
したことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の
半導体レーザ装置。
【請求項４】前記ストライプ制御層は、選択エッチング
によるサイドエッチングにより形成された半導体層であ
ることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の半
導体レーザ装置。
【請求項５】前記ストライプ制御層は、前記第３のクラ
ッド層のストライプ状凸部のリッジ底部あるいはリッジ
中間層部分に設置されていることを特徴とする請求項１
又は２の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】前記半導体基板及び各半導体層は、III−
Ｖ族半導体からなるものであることを特徴とする請求項
１又は２の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】半導体基板と、半導体基板上に形成された
第１のクラッド層と、第１のクラッド層上に形成された
活性層と、活性層上に形成された第２のクラッド層と、
第２のクラッド層上に形成されストライプ状の凸部を有
する第３のクラッド層と、第３のクラッド層の凸部の少
なくとも一部を除いて形成された電流阻止層と、第３の
クラッド層上に形成されたコンタクト層とを備えた半導
体レーザ装置であって、前記第３のクラッド層は、台形
状のリッシを上下に重ねた断面形状としたことを特徴と
する半導体レーザ装置。
【請求項８】半導体基板上に、第１のクラッド層、活性
層、第２のクラッド層、電流狭窄構造となるストライプ
制御層、第３のクラッド層を有機金属を用いた化学気相
成長法により上記順に連続して成長形成する工程と、前
記第３のクラッド層上にエッチングマスクを形成する工
程と、前記エッチングマスクを用いて第３のクラッド層
を選択エッチングし、リッジ底部を有するストライプ状
の凸部を形成する工程と、選択エッチングによるサイド
エッチングにより電流狭窄構造となるストライプ制御層
を前記リッジ底部に形成する工程と、前記第２のクラッ
ド層上及び前記第３のクラッド層の側面に電流阻止層を
形成する工程と、前記第３のクラッド層及び前記電流阻
止層上にコンタクト層を形成する工程とを含むことを特
徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項９】半導体基板上に、第１のクラッド層、活性
層、第２のクラッド層、エッチングストッパ層、電流狭
窄構造となるストライプ制御層、第３のクラッド層を有
機金属を用いた化学気相成長法により上記順に連続して
成長形成する工程と、前記第３のクラッド層上にエッチ
ングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクを
用いて第３のクラッド層及びストライプ制御層を選択エ
ッチングし、リッジ底部にストライプ制御層を有するス
トライプ状の凸部を形成する工程と、前記選択エッチン
グを進行して、リッジ底部のストライプ制御層の側面か
らサイドエッチングにより電流狭窄構造となるストライ
プ制御層を形成する工程と、前記第２のクラッド層上及
び前記第３のクラッド層の側面に電流阻止層を形成する
工程と、前記第３のクラッド層及び前記電流阻止層上に
コンタクト層を形成する工程とを含むことを特徴とする
半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１０】前記ストライプ制御層は、前記第３のク
ラッド層を選択エッチングする工程におけるエッチング
ストッパ層を兼用することを特徴とする請求項８記載の
半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１１】前記第３のクラッド層を選択エッチン
グする工程では、第１のエッチャントにより前記ストラ
イプ制御層まで選択エッチングしてリッジ底部を有する
ストライプ状の凸部を形成し、前記ストライプ制御層を
選択エッチングする工程では、第２のエッチャントによ
り前記リッジ底部のストライプ制御層の側面からサイド
エッチングを所定量進行させて電流狭窄構造となるスト
ライプ制御層を形成することを特徴とする請求項８記載
の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１２】前記第３のクラッド層及びストライプ制
御層を選択エッチングする工程では、前記ストライプ制
御層のエッチング速度が前記第３のクラッド層のエッチ
ング速度よりも速くエッチングされる条件でエッチング
することにより、まず、第３のクラッド層のリッジ底部
が形成された後、該リッジ底部のストライプ制御層の側
面からサイドエッチングが進行して電流狭窄構造となる
ストライプ制御層が形成されることを特徴とする請求項
９記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１３】半導体基板上に、第１のクラッド層、活
性層、第２のクラッド層、エッチングストッパ層、第３
のクラッド層の下層、電流狭窄構造となるストライプ制
御層、第３のクラッド層の上層を有機金属を用いた化学
気相成長法により上記順に連続して成長形成する工程
と、前記第３のクラッド層の上層上にエッチングマスク
を形成する工程と、前記エッチングマスクを用いて第３
のクラッド層の上層を選択エッチングし、上リッジ部を
有するストライプ状の凸部を形成する工程と、選択エッ
チングによるサイドエッチングにより電流狭窄構造とな
るストライプ制御層を前記上リッジ部の底部に形成する
工程と、第３のクラッド層の下層を選択エッチングし、
下リッジ部を有するストライプ状の凸部を形成する工程
と、前記第２のクラッド層上及び前記第３のクラッド層
の側面に電流阻止層を形成する工程と、前記第３のクラ
ッド層及び前記電流阻止層上にコンタクト層を形成する
工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造
方法。