JPS5952894A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS5952894A JPS5952894A JP16551282A JP16551282A JPS5952894A JP S5952894 A JPS5952894 A JP S5952894A JP 16551282 A JP16551282 A JP 16551282A JP 16551282 A JP16551282 A JP 16551282A JP S5952894 A JPS5952894 A JP S5952894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- region
- cladding layer
- forming
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は高出力動作に耐え、高い信頼性を有する半導
体レーザに関するものである。
体レーザに関するものである。
半導体レーザ装置の高出力動作の上限を与える大きな要
素として、高い光出力密度のためにレーザ端面（共振器
面）が破壊をするということがあることはよく知られて
いる。この端面の破壊ＦｉＶ、−ｅ面再結合電流などに
よって活性層に蓄えられた注入キャリアが流出してしま
い、活性層の内部では反転分布が実現されているような
状態でも、上記端面では反転分布に至らず、光の吸収が
起こり、発振光の一部がこの端面附近で吸収式れ局部的
な発熱が生じる。そして、温度が上昇すると禁制帯幅が
狭くなり、ますます吸収係数が大きくなって、更に光を
吸収発熱する。従って、高い光出力を得ようとする場合
、半導体レーザの端面近彷にお・ける光ビームの断面積
を太きぐするために光導波層を別途設ける等の工夫をす
る方策や、端面にｐｎ接合が露出しないようにトラフ（
Ｔｒｏｕｇｈ）構造とする方策が考えられる。従来は、
この端面にｐｎ接合を蕗出略せない方法として、クラン
ク形ＴＪＳレーザ〔第１３回向体素子コンファレンスｘ
：３−４−２（１９８１）」や、ウィンドストライグレ
ー′す（ＩＦ；Ｉ・；ＥＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａ
ｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＱＥ−１７（１９８１）
Ｐ。
素として、高い光出力密度のためにレーザ端面（共振器
面）が破壊をするということがあることはよく知られて
いる。この端面の破壊ＦｉＶ、−ｅ面再結合電流などに
よって活性層に蓄えられた注入キャリアが流出してしま
い、活性層の内部では反転分布が実現されているような
状態でも、上記端面では反転分布に至らず、光の吸収が
起こり、発振光の一部がこの端面附近で吸収式れ局部的
な発熱が生じる。そして、温度が上昇すると禁制帯幅が
狭くなり、ますます吸収係数が大きくなって、更に光を
吸収発熱する。従って、高い光出力を得ようとする場合
、半導体レーザの端面近彷にお・ける光ビームの断面積
を太きぐするために光導波層を別途設ける等の工夫をす
る方策や、端面にｐｎ接合が露出しないようにトラフ（
Ｔｒｏｕｇｈ）構造とする方策が考えられる。従来は、
この端面にｐｎ接合を蕗出略せない方法として、クラン
ク形ＴＪＳレーザ〔第１３回向体素子コンファレンスｘ
：３−４−２（１９８１）」や、ウィンドストライグレ
ー′す（ＩＦ；Ｉ・；ＥＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａ
ｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＱＥ−１７（１９８１）
Ｐ。
２１１２）等の例に見るように、拡散工程に工夫をして
光が通過または反射する面にｐｎ接合が位１ムし２ない
構造にするか、端面形成後各柚誘ｔｆｉ体薄膜を被Ｎき
せるなとの方法が用いらｈてい／ζ。せブ辷、ここに述
へた例は勿論、現在知らｈ−Ｃいるノアプリベロー形共
振器を備える構造の半導体レーザの殆んどは、結晶の労
開面を共振面とするものである。従って、ウェハの段階
でレーザ特性を知ることが不可能でるる他に、弁開とい
う−まだ工苑化できてい°ない工程を踏まねばならず、
量産１化という面では不利であった。勿論、化学エツチ
ングで一対の平行平面からなる共振面を形成し、外聞工
程を除去しようとする試みはなされてきでいるが、まだ
実用的な技術は完成さ、れていない。これは、少なくと
もレーザを構成する活性層とこれを挾む２つのクラッド
層とを化学エツチングする必費が−の鞘にでは平坦度が
劣悪であること如よるものと考えられる。
光が通過または反射する面にｐｎ接合が位１ムし２ない
構造にするか、端面形成後各柚誘ｔｆｉ体薄膜を被Ｎき
せるなとの方法が用いらｈてい／ζ。せブ辷、ここに述
へた例は勿論、現在知らｈ−Ｃいるノアプリベロー形共
振器を備える構造の半導体レーザの殆んどは、結晶の労
開面を共振面とするものである。従って、ウェハの段階
でレーザ特性を知ることが不可能でるる他に、弁開とい
う−まだ工苑化できてい°ない工程を踏まねばならず、
量産１化という面では不利であった。勿論、化学エツチ
ングで一対の平行平面からなる共振面を形成し、外聞工
程を除去しようとする試みはなされてきでいるが、まだ
実用的な技術は完成さ、れていない。これは、少なくと
もレーザを構成する活性層とこれを挾む２つのクラッド
層とを化学エツチングする必費が−の鞘にでは平坦度が
劣悪であること如よるものと考えられる。
この発明は、共振器を形成する端面を１．つの伝導形を
もつ１つの結晶７１４才・Ｉから在る部分に形成するよ
うにすることによって、化学エツチングでも良好な端面
を形成することを可能とするのけ勿論、上記結晶材料の
禁制（ｉ） １１ｔ°ｉを粘性層のそれより広くするこ
とによって、注入キャリアの巻曲１１）結合を避けて端
面ｆｆ、壊を防止して高出力化を図るとともに１接合の
構成例工夫を加え、上記共振器端面部の結晶材料への漏
れ電流を抑止し油性層への電流集中を計り高ずうヒ率の
半導体レーザを得ることを目的としている。
もつ１つの結晶７１４才・Ｉから在る部分に形成するよ
うにすることによって、化学エツチングでも良好な端面
を形成することを可能とするのけ勿論、上記結晶材料の
禁制（ｉ） １１ｔ°ｉを粘性層のそれより広くするこ
とによって、注入キャリアの巻曲１１）結合を避けて端
面ｆｆ、壊を防止して高出力化を図るとともに１接合の
構成例工夫を加え、上記共振器端面部の結晶材料への漏
れ電流を抑止し油性層への電流集中を計り高ずうヒ率の
半導体レーザを得ることを目的としている。
第１図はこの発１１１１の第１の実施ｔＣＵの肌１１・
ｉ構成を示す斜視図、第２図および第３１ＸＩ Ｖｉ−
ぞれぞれ兜１図の■−■線およびＩｎ−１［［線におけ
る詳細断面図で、αＱはｎ形ＧａＡｓ基板、（１りはス
トリップメサ部でその詳述は後述する。（１乃はｎ形ｋ
ｌ−ｏ 、５Ｇａ ｏ、５Ａ ８領域、（１２Ａ） 、
（１２Ｂ）はｎ形ＡＺＯ，５Ｇａｏ、５Ａｓ領域（１
２）の相互に平行、しかも平坦でノアプリペロー共振器
を構成する面、ｏ鴫は絶縁層、（１４） 、 （Ｉ５）
は電極である。
ｉ構成を示す斜視図、第２図および第３１ＸＩ Ｖｉ−
ぞれぞれ兜１図の■−■線およびＩｎ−１［［線におけ
る詳細断面図で、αＱはｎ形ＧａＡｓ基板、（１りはス
トリップメサ部でその詳述は後述する。（１乃はｎ形ｋ
ｌ−ｏ 、５Ｇａ ｏ、５Ａ ８領域、（１２Ａ） 、
（１２Ｂ）はｎ形ＡＺＯ，５Ｇａｏ、５Ａｓ領域（１
２）の相互に平行、しかも平坦でノアプリペロー共振器
を構成する面、ｏ鴫は絶縁層、（１４） 、 （Ｉ５）
は電極である。
そして、ストリップメサ部（１す／／ｉｎ形ＡｔＯ，３
５ＧａＯ；６５Ａ８層（１１１）、 ｐ形または無添加
のＧａＡｓ活性）ｉｌｊ（１１２）。
５ＧａＯ；６５Ａ８層（１１１）、 ｐ形または無添加
のＧａＡｓ活性）ｉｌｊ（１１２）。
ｐ形ＡＺｏ、３５Ｇａｏ、６ｓＡ８層（１１３） 、ｐ
形ＧａＡｅ ｆｆ４ （１１４）およびＺｎなどのｐ形
不純物を拡散して形成された＋ Ｐ形層（１１４ａ）からなり、（１２１）はこのｐ形不
純物の拡散によってｎ形ＡＺｏ４Ｇａ（１，５Ａ８領域
（Ｉ２１の表面部に形成されたｐ形Ａｔｏ、５Ｇａｏ、
５Ａ８領域である。そして、このストリップメサ部の幅
をｗ、Ｌ（妊をＬとする。
形ＧａＡｅ ｆｆ４ （１１４）およびＺｎなどのｐ形
不純物を拡散して形成された＋ Ｐ形層（１１４ａ）からなり、（１２１）はこのｐ形不
純物の拡散によってｎ形ＡＺｏ４Ｇａ（１，５Ａ８領域
（Ｉ２１の表面部に形成されたｐ形Ａｔｏ、５Ｇａｏ、
５Ａ８領域である。そして、このストリップメサ部の幅
をｗ、Ｌ（妊をＬとする。
このレーザの動作は次の通りである。電極（１４）が正
、電極（１５）が負になるよう忙電圧を印加して順電流
を流すと、活性領域（１１２）Ｋ正孔と電子とが高濃度
に閉じ込められ発光再結合する。活性層（１１２）はそ
の下のｎ形Ａｔ０．３５ ” ０．６５ Ａ８層（１１
１）および上のｐ形ＡＺｏ；３ｓＧａＯ，ｅｓＡａ層（
１１３）よりも禁制帯幅が狭く、屈折率が大きいので、
光は活性層（１１２）に沿って導波、増幅はれる。そし
て、この光はｎ形ＡＺｏ、ｓ Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ８領
域（１２）との境界面でｉＪ ０．０８５６反射される
が、多くは若干広がりつつ、この領域（１２）の中へ入
り空気との界面（１２Ａ）および（１２Ｂ）に達する。
、電極（１５）が負になるよう忙電圧を印加して順電流
を流すと、活性領域（１１２）Ｋ正孔と電子とが高濃度
に閉じ込められ発光再結合する。活性層（１１２）はそ
の下のｎ形Ａｔ０．３５ ” ０．６５ Ａ８層（１１
１）および上のｐ形ＡＺｏ；３ｓＧａＯ，ｅｓＡａ層（
１１３）よりも禁制帯幅が狭く、屈折率が大きいので、
光は活性層（１１２）に沿って導波、増幅はれる。そし
て、この光はｎ形ＡＺｏ、ｓ Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ８領
域（１２）との境界面でｉＪ ０．０８５６反射される
が、多くは若干広がりつつ、この領域（１２）の中へ入
り空気との界面（１２Ａ）および（１２Ｂ）に達する。
ここでは屈折率の差が大きいので約２９％が反射され、
残りは外へ放出きれる。そして、反射された光の大部分
は再度活性層（１１２）へ戻り、増幅を受ける。このよ
うにして、往復した光の振幅が元の振幅と等しいかまた
はそれ以上になり、かつ、位相が同一になる波艮の光で
発振が起こる。′第３１題に示すように粘性７＠（１１
２）とｎ Ｉｌｇ ＡＺ ｏ、５（Ｊａ ｏ、ｓ Ａ
Ｂ ｇ域（１２）との境界面から端面（１２Ａ） 、
（１２Ｂ）までの距１グＩＬをそれぞれｔＡ、ｔＢとす
ると、ｎ形Ａｔｕ、ｓＧａｇ、５Ａｓ ｉｔｔ域（ｌ４
中に導波機構がないために生じる開口損失はｔＡ、ｔＢ
に依存し、また活性）〜（１１２）の厚さにも依存する
。しかし、）ＩＩＮ當の粘性層（１１２）の厚烙０．１
〜０．２μｍに対して、上記へ、ｔＢをｂｌＪｍ程展捷
たはそれ以下にすれば、開口損失をほぼ無視できる杓度
に低減できる。なお、この発明の本質とは余り関係ない
が、ストライプメサ部（ｎ）の長−ｇＬは約３００μｍ
１幅Ｗは約１μｍである。そして、この発明の要点であ
るｐ形ＡＺｏ 、ｓ Ｇａ ｏ 、ｓ Ａ日領域（１２
１）はｎ形ＡＺｏ 、ｓ Ｇａ ｏ 、５Ａ ８領域（
１′４との界面に拡散電位の高いｐ’ｎ接合を形成する
ので、レーザの動作電圧ではこのｐｎ接合を流れる漏れ
電流は無視できる程度に小さくなり、電流は殆んどがｐ
形、ＡＺｏ４５Ｇａｏ、６５ＡＢ Ｍ（１１３） −ｎ
形Ａ７−ｏ、ａ５Ｇａｏ、ａｓＡＢ層（１１１）を通っ
て流れ、レーザ発振に寄与する。従って、レーザ発振効
率を高めることができる０ 次に、上記第１の実施例の製造工程忙ついて概説する。
残りは外へ放出きれる。そして、反射された光の大部分
は再度活性層（１１２）へ戻り、増幅を受ける。このよ
うにして、往復した光の振幅が元の振幅と等しいかまた
はそれ以上になり、かつ、位相が同一になる波艮の光で
発振が起こる。′第３１題に示すように粘性７＠（１１
２）とｎ Ｉｌｇ ＡＺ ｏ、５（Ｊａ ｏ、ｓ Ａ
Ｂ ｇ域（１２）との境界面から端面（１２Ａ） 、
（１２Ｂ）までの距１グＩＬをそれぞれｔＡ、ｔＢとす
ると、ｎ形Ａｔｕ、ｓＧａｇ、５Ａｓ ｉｔｔ域（ｌ４
中に導波機構がないために生じる開口損失はｔＡ、ｔＢ
に依存し、また活性）〜（１１２）の厚さにも依存する
。しかし、）ＩＩＮ當の粘性層（１１２）の厚烙０．１
〜０．２μｍに対して、上記へ、ｔＢをｂｌＪｍ程展捷
たはそれ以下にすれば、開口損失をほぼ無視できる杓度
に低減できる。なお、この発明の本質とは余り関係ない
が、ストライプメサ部（ｎ）の長−ｇＬは約３００μｍ
１幅Ｗは約１μｍである。そして、この発明の要点であ
るｐ形ＡＺｏ 、ｓ Ｇａ ｏ 、ｓ Ａ日領域（１２
１）はｎ形ＡＺｏ 、ｓ Ｇａ ｏ 、５Ａ ８領域（
１′４との界面に拡散電位の高いｐ’ｎ接合を形成する
ので、レーザの動作電圧ではこのｐｎ接合を流れる漏れ
電流は無視できる程度に小さくなり、電流は殆んどがｐ
形、ＡＺｏ４５Ｇａｏ、６５ＡＢ Ｍ（１１３） −ｎ
形Ａ７−ｏ、ａ５Ｇａｏ、ａｓＡＢ層（１１１）を通っ
て流れ、レーザ発振に寄与する。従って、レーザ発振効
率を高めることができる０ 次に、上記第１の実施例の製造工程忙ついて概説する。
第４図（ａ） 、 （ｃ） 、 （ｅ） 、ｆｇ）はそ
の主要段階での部分斜視図で、第４図ｆｂ） 、（ｄ）
ｒ ｆｆ） 、ｆｈ）はそれぞれＩＶＢ−ＩＶＢ Ｈ
＃！ 、 ＩＶＤ−ＩＶＤ １ｔｉｌｊ 、 ＩＶ Ｆ
−ＩＶ Ｆ Ｎ 、 ＩＶ Ｈ−ＩＶＢ線における拡
大部分断面図である。−まず、ｎ形ＧａＡ３基板結晶０
０上にｎ形ＡＬｏ、ａ５Ｇａｏ、ａ５Ａ８ Ｊｔ’ｉ
（１１，１） 、ＧａＡｓ層（１１，２，）、ｐ形Ａｔ
Ｏ，３５ＧａＯ，’８５Ａ８層（１＋、ｌ、］）形Ｇａ
Ａｓ次に、ｐ形（ｙａＡＢ 層（１１４）の上［Ｓ’１
３Ｎ４１１ｆｆｌ ｔｌｌｌＪ ｋ 仮着させ、写真蝕
刻で幅Ｗ１．長さＬの部分を除いて他を除去し、残った
８ｉ３Ｎ４膜をマスクとして化学エツチング法によって
、ｎ形ＧａＡｓ基板結晶Ｏｑの表面部で除去する〔第４
図（ｃ）および（ｄ）〕。この場合各層の端面は化学的
性質の異いて０．１−１Ａｍ程度の段差を生じる場合が
多い。次に液相エピタキシャル成長法でｎ形Ａｔｏ、５
Ｇａｏ５ＡＦ３を成長させρ４す る。この場合ストリップメサ部（田土に５１３Ｎ４膜（
１５）を残しておくと、その上には結晶は成長せず、そ
の他の部分にｎ形ＡＺＯ，５Ｇａｇ、５ＡＢ層０２）が
形成される上を中心として、ｌＩＩ’＝ （Ｗ＋１０）
μｍ＋にさく Ｌ＋ １０）μｍ桿度の窓をおけ、この
窓を介して、Ｚｎなどのｐ形不純物を６５℃の湿度で２
０分間拡散１〜て、ｐ形ＧａＡｓ層（１１４）の表面部
にはｐ＋形Ｊｊ７ （１１−４ａ）を、ｎ形ＡＬｏ、５
Ｇａ、５Ａｓ領域（１２）の表面部にはｐ形ＡＺｏ 、
５ＧＥＬ ｏ 、ｓ Ａ ｅ領域（１２！ｌ）を形成す
る〔第４図（ｇ）および（ｈ）〕。次に真空蒸着法によ
ってｐ ＩＩ！Ｉ電極（１４）およびｎ側電極（＋５７
（第４図では省略）を形成した後に第４図（ｇ）に２
点鎖線で示すＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線で健闘し７てレーザ
共振面を゛形成して、半導体レーザ素子を完成する。
の主要段階での部分斜視図で、第４図ｆｂ） 、（ｄ）
ｒ ｆｆ） 、ｆｈ）はそれぞれＩＶＢ−ＩＶＢ Ｈ
＃！ 、 ＩＶＤ−ＩＶＤ １ｔｉｌｊ 、 ＩＶ Ｆ
−ＩＶ Ｆ Ｎ 、 ＩＶ Ｈ−ＩＶＢ線における拡
大部分断面図である。−まず、ｎ形ＧａＡ３基板結晶０
０上にｎ形ＡＬｏ、ａ５Ｇａｏ、ａ５Ａ８ Ｊｔ’ｉ
（１１，１） 、ＧａＡｓ層（１１，２，）、ｐ形Ａｔ
Ｏ，３５ＧａＯ，’８５Ａ８層（１＋、ｌ、］）形Ｇａ
Ａｓ次に、ｐ形（ｙａＡＢ 層（１１４）の上［Ｓ’１
３Ｎ４１１ｆｆｌ ｔｌｌｌＪ ｋ 仮着させ、写真蝕
刻で幅Ｗ１．長さＬの部分を除いて他を除去し、残った
８ｉ３Ｎ４膜をマスクとして化学エツチング法によって
、ｎ形ＧａＡｓ基板結晶Ｏｑの表面部で除去する〔第４
図（ｃ）および（ｄ）〕。この場合各層の端面は化学的
性質の異いて０．１−１Ａｍ程度の段差を生じる場合が
多い。次に液相エピタキシャル成長法でｎ形Ａｔｏ、５
Ｇａｏ５ＡＦ３を成長させρ４す る。この場合ストリップメサ部（田土に５１３Ｎ４膜（
１５）を残しておくと、その上には結晶は成長せず、そ
の他の部分にｎ形ＡＺＯ，５Ｇａｇ、５ＡＢ層０２）が
形成される上を中心として、ｌＩＩ’＝ （Ｗ＋１０）
μｍ＋にさく Ｌ＋ １０）μｍ桿度の窓をおけ、この
窓を介して、Ｚｎなどのｐ形不純物を６５℃の湿度で２
０分間拡散１〜て、ｐ形ＧａＡｓ層（１１４）の表面部
にはｐ＋形Ｊｊ７ （１１−４ａ）を、ｎ形ＡＬｏ、５
Ｇａ、５Ａｓ領域（１２）の表面部にはｐ形ＡＺｏ 、
５ＧＥＬ ｏ 、ｓ Ａ ｅ領域（１２！ｌ）を形成す
る〔第４図（ｇ）および（ｈ）〕。次に真空蒸着法によ
ってｐ ＩＩ！Ｉ電極（１４）およびｎ側電極（＋５７
（第４図では省略）を形成した後に第４図（ｇ）に２
点鎖線で示すＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線で健闘し７てレーザ
共振面を゛形成して、半導体レーザ素子を完成する。
上記第１の実施例では第４図（ｃ） ｊ ｆｄｌの段階
で、ｎ形ＧａＡｓ基板結晶ＱＯの表面までエツチング除
去してその後へｎ形ＡＺｏ 、５Ｇａｏ、ｓ ＡＢ領域
Ｂを成長させてい庭が、これは一般に一旦空気にさらし
たＡＬａＡ８結晶上にはエピタキシャル成長しにくいか
らで、上記ｎ形ＡＺｏ、５Ｇａｏ、ｓＡ８領域（１２）
の成長工程において、ｍｃｉ等のエツチングガスを導入
してやｈ ｆＪ： ＡｔＧａＡｓ衣面の酸化膜が除去で
き、ＡｔＱａＡｓ層の上へもエピタキシャル成長が可能
である。
で、ｎ形ＧａＡｓ基板結晶ＱＯの表面までエツチング除
去してその後へｎ形ＡＺｏ 、５Ｇａｏ、ｓ ＡＢ領域
Ｂを成長させてい庭が、これは一般に一旦空気にさらし
たＡＬａＡ８結晶上にはエピタキシャル成長しにくいか
らで、上記ｎ形ＡＺｏ、５Ｇａｏ、ｓＡ８領域（１２）
の成長工程において、ｍｃｉ等のエツチングガスを導入
してやｈ ｆＪ： ＡｔＧａＡｓ衣面の酸化膜が除去で
き、ＡｔＱａＡｓ層の上へもエピタキシャル成長が可能
である。
第５図はこれを用いたこの発明の第、２の実施例を示す
斜視図、第６図はその■−■線での断面図で、前記第１
の実施例と同等部分は同一符号で示す。この第２の実施
例ではストリツプメーシ゛部（１１）形成用のエツチン
グをｎ形ＡｔＯ，３５ＧａＯ，６５ＡＥＩ Ｉｎ （Ｉ
ｌｌ）の途中で止めたものであり、また、第１の実施例
ではｎ形Ａｔｏ 、ａｓＧＥＬｏ 、６ｓ Ａ８層（１
１１）の、Ｅに直接ＧａＡｓ活性層（１１２）を形成し
たが、この第２の実施例では両層間にｎ形ＡＺａ 、
ｓ ｓ Ｇａ ｏ ＋ａ ｓ Ａ８ノず＜１（１１５）
を介在きせており、この層Ｄ１５）は光の導波層として
働き、ビームを拡げる結果、放射角が挟まり、端面（１
２Ａ） 。
斜視図、第６図はその■−■線での断面図で、前記第１
の実施例と同等部分は同一符号で示す。この第２の実施
例ではストリツプメーシ゛部（１１）形成用のエツチン
グをｎ形ＡｔＯ，３５ＧａＯ，６５ＡＥＩ Ｉｎ （Ｉ
ｌｌ）の途中で止めたものであり、また、第１の実施例
ではｎ形Ａｔｏ 、ａｓＧＥＬｏ 、６ｓ Ａ８層（１
１１）の、Ｅに直接ＧａＡｓ活性層（１１２）を形成し
たが、この第２の実施例では両層間にｎ形ＡＺａ 、
ｓ ｓ Ｇａ ｏ ＋ａ ｓ Ａ８ノず＜１（１１５）
を介在きせており、この層Ｄ１５）は光の導波層として
働き、ビームを拡げる結果、放射角が挟まり、端面（１
２Ａ） 。
（１２Ｂ）で反射して再度ストリップメサ部（１１）へ
光が再入射するときの効率を高めることができる。才た
、第１の実施例ではｐ形ＧａＡｓ層（１１４）及びｎ形
ＡＺ’ｏ 、ｓ Ｇａ ｏ、ｓ Ａ８領域（国の表面部
へのｐ形不純物の拡散にＳｉ３Ｎ４膜（ｉ場をマスクと
して用いたが、第２の実施例ではマスクを用いずにＺｎ
などのｐ形不純物の拡散を行なってｐ形＃（ｌ１４ａ）
を形成するとともに、ｎ形ＡＺ。、５Ｇａｏ、ｓＡ８
’１ｉＪｌ域（ＩＺ）の全衣面部にｐ形ＡＺＯ、ｓ Ｇ
ａｏ、ｓ Ａｓ Ｎ （１２１）を形成している。これ
はｎ形ＡＺｏ 、５Ｇａ ｏ 、ｓ Ａ ８領域（１２
）内にできるｐ １１接合の拡散電位が、活性層と接し
て形成されるｐｎ？、合の拡散電位より高いので、この
ようにしても第１の実施例における漏れ電流低減の効果
り゛第２の実施例でも発揮できる。
光が再入射するときの効率を高めることができる。才た
、第１の実施例ではｐ形ＧａＡｓ層（１１４）及びｎ形
ＡＺ’ｏ 、ｓ Ｇａ ｏ、ｓ Ａ８領域（国の表面部
へのｐ形不純物の拡散にＳｉ３Ｎ４膜（ｉ場をマスクと
して用いたが、第２の実施例ではマスクを用いずにＺｎ
などのｐ形不純物の拡散を行なってｐ形＃（ｌ１４ａ）
を形成するとともに、ｎ形ＡＺ。、５Ｇａｏ、ｓＡ８
’１ｉＪｌ域（ＩＺ）の全衣面部にｐ形ＡＺＯ、ｓ Ｇ
ａｏ、ｓ Ａｓ Ｎ （１２１）を形成している。これ
はｎ形ＡＺｏ 、５Ｇａ ｏ 、ｓ Ａ ８領域（１２
）内にできるｐ １１接合の拡散電位が、活性層と接し
て形成されるｐｎ？、合の拡散電位より高いので、この
ようにしても第１の実施例における漏れ電流低減の効果
り゛第２の実施例でも発揮できる。
また、第１の実施例のＩ＋！遣方法の説明てｔよ共振端
面（１２Ａ） 、 （１２Ｂ）を健闘を用いて形成した
が、結晶の面方位を選び、例えば、（Ｊｏｏ） ］用を
有する結晶に［０１０）方向にストリップメサ部（ｌＩ
）を形成すればＢｒ −Ｃ！（３０Ｈ系のエツチヤント
を用いて表面に垂直な平面を容易に形成できる。この場
合、結晶組成や伝導形が異なるとエツチング速度が異な
り、その界面で段差を生じるが、この発明では両実施例
とも光が反射される活性層（１１２）の延長上の面（１
２Ａ） 、 （１２Ｂ ）にはこのような部位は存在せ
ず単一組成であるから、段差を生じることなく、光学的
平面が得られる。
面（１２Ａ） 、 （１２Ｂ）を健闘を用いて形成した
が、結晶の面方位を選び、例えば、（Ｊｏｏ） ］用を
有する結晶に［０１０）方向にストリップメサ部（ｌＩ
）を形成すればＢｒ −Ｃ！（３０Ｈ系のエツチヤント
を用いて表面に垂直な平面を容易に形成できる。この場
合、結晶組成や伝導形が異なるとエツチング速度が異な
り、その界面で段差を生じるが、この発明では両実施例
とも光が反射される活性層（１１２）の延長上の面（１
２Ａ） 、 （１２Ｂ ）にはこのような部位は存在せ
ず単一組成であるから、段差を生じることなく、光学的
平面が得られる。
なお、′以上実施例の製造にマスク材として８１３Ｎ４
膜を用いたがＳｉＯ□やＡｔ２０３膜を用いてもよいこ
とは勿論、・ｐ形不純物としてＺｎの代りにＣｄなどを
用いてよく、拡散の代りにイオン注入を用いてもよい。
膜を用いたがＳｉＯ□やＡｔ２０３膜を用いてもよいこ
とは勿論、・ｐ形不純物としてＺｎの代りにＣｄなどを
用いてよく、拡散の代りにイオン注入を用いてもよい。
まだ、エツチングにリアクチイア°イオンエツチングや
イオンミーリングを用いてもよく、結晶成長に液相成長
法の代りに気相成」そや分子線エピタキシャル成艮法合
用いてもよい。更にＧａ、Ａ ｓ系について説明したが
工ｎＰ系などのその他の化合物半導体でもよい。
イオンミーリングを用いてもよく、結晶成長に液相成長
法の代りに気相成」そや分子線エピタキシャル成艮法合
用いてもよい。更にＧａ、Ａ ｓ系について説明したが
工ｎＰ系などのその他の化合物半導体でもよい。
以上詳述したように、この発明になる半導体レーザでは
ストリップメサ部の側周面に接する第３のクラッド層を
設けたのでレーザ共振端面に発振光を吸収する層がなく
、かつ光路上の端面にｐｎ接合がなく、端面劣化が少な
く、従来より高い光出力密度で安定に動作する。まだ、
第３クラッド層の表面部の少なくともストリップメサ部
一部の側周面に接する領域に伝導形の反転領域を形成（
〜たのでこの第３クラッド層を通る漏れ電流が減少し、
発振効率も上昇する。−！た、端面を襞間という量産性
に乏しい工程によらず、エツチングによって形成できる
という利点もある。
ストリップメサ部の側周面に接する第３のクラッド層を
設けたのでレーザ共振端面に発振光を吸収する層がなく
、かつ光路上の端面にｐｎ接合がなく、端面劣化が少な
く、従来より高い光出力密度で安定に動作する。まだ、
第３クラッド層の表面部の少なくともストリップメサ部
一部の側周面に接する領域に伝導形の反転領域を形成（
〜たのでこの第３クラッド層を通る漏れ電流が減少し、
発振効率も上昇する。−！た、端面を襞間という量産性
に乏しい工程によらず、エツチングによって形成できる
という利点もある。
第１図はこの発明の第１の実施例の概略セタ成を示す斜
視図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のＵ−Ｕ＃
および１■−ＩＩＩ線での１）１面図、第４図（ａ）。 （ｃ） 、 （ｅ） 、 （ｇ）はこの第１の実施例の
ソリ造主要段階での部分斜視図、第４図（ｂｌ 、 （
ｄｉ 、 （ｆｌ 、 （ｈ）はそれぞれＩＶＢ−ＩＶ
Ｂ ｌｌｉ！３！、 １ＶＤ−ＩＶＪ）森、 ＩＶＦ
−ＩＶＦ Ｉａ 、 ＋ｖｕ −ＩＶＨ、ｙ、ｒｃノ拡
大部分断面図、日！５図はこの発明の第２の実施例の概
略栴成を示す刷視図、第６図は第５図のｖ１−■線での
断面図である。 図において、０Ｉｌｌ−Ｉ′ｎ形ＧａＡｓ基板（半導体
結晶基板Ｌｉｌりはストリップメサ部、（１？Ｊは１１
形Ａｔ０．５Ｇａ ＡＳ領域（第３のクラッド層）、
（１１１）はｎｏ、５ 形”０．３５０ａ０．６５ Ａｓ層（第１のクラッド層
） 、（１１２）はＧａＡｓ Ｎ （活性層）、（１１
３）はｐ形”ｆｌ、３５ＧａＯ，６５Ａｓ Ｎ （第２
のクラッド層）、（１１４）けｐ形ＧａＡ３層（訣面半
導体層）、（１２１）はＰ形ＧａＡｓ領域（第２伝導形
領域）である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す０ イー暖人 葛野信−（外１名） −徊 手続補正書（自発） ｔ１°訂庁長１ハＬ（役 ］ 事件の表示 持腐１昭５１−１６５５１２号
２ 発明の名称 半導体レーザ ３、 １ｉｌｉ＋ｌ（を４ると ｙｌ（件との関係 特許７１暫ｌｊｉ人代表右 片
１１１ 仁 八 ｌ’ｌ♂４代理人 住 所 東に〔都ｆ−代ＵＵ＋丸の内、 Ｉ’
＋ １２ｍ：３シ；５、補正の対象 明細書の発明の計細なｉ！５２．明の楠Ｕ６、補正の内
容 明細書をつぎのとおり１．′巨１する。
視図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のＵ−Ｕ＃
および１■−ＩＩＩ線での１）１面図、第４図（ａ）。 （ｃ） 、 （ｅ） 、 （ｇ）はこの第１の実施例の
ソリ造主要段階での部分斜視図、第４図（ｂｌ 、 （
ｄｉ 、 （ｆｌ 、 （ｈ）はそれぞれＩＶＢ−ＩＶ
Ｂ ｌｌｉ！３！、 １ＶＤ−ＩＶＪ）森、 ＩＶＦ
−ＩＶＦ Ｉａ 、 ＋ｖｕ −ＩＶＨ、ｙ、ｒｃノ拡
大部分断面図、日！５図はこの発明の第２の実施例の概
略栴成を示す刷視図、第６図は第５図のｖ１−■線での
断面図である。 図において、０Ｉｌｌ−Ｉ′ｎ形ＧａＡｓ基板（半導体
結晶基板Ｌｉｌりはストリップメサ部、（１？Ｊは１１
形Ａｔ０．５Ｇａ ＡＳ領域（第３のクラッド層）、
（１１１）はｎｏ、５ 形”０．３５０ａ０．６５ Ａｓ層（第１のクラッド層
） 、（１１２）はＧａＡｓ Ｎ （活性層）、（１１
３）はｐ形”ｆｌ、３５ＧａＯ，６５Ａｓ Ｎ （第２
のクラッド層）、（１１４）けｐ形ＧａＡ３層（訣面半
導体層）、（１２１）はＰ形ＧａＡｓ領域（第２伝導形
領域）である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す０ イー暖人 葛野信−（外１名） −徊 手続補正書（自発） ｔ１°訂庁長１ハＬ（役 ］ 事件の表示 持腐１昭５１−１６５５１２号
２ 発明の名称 半導体レーザ ３、 １ｉｌｉ＋ｌ（を４ると ｙｌ（件との関係 特許７１暫ｌｊｉ人代表右 片
１１１ 仁 八 ｌ’ｌ♂４代理人 住 所 東に〔都ｆ−代ＵＵ＋丸の内、 Ｉ’
＋ １２ｍ：３シ；５、補正の対象 明細書の発明の計細なｉ！５２．明の楠Ｕ６、補正の内
容 明細書をつぎのとおり１．′巨１する。
Claims (1)
- （１）第１伝導形の半導体基板結晶上に少なくとも第１
伝導形の第１のクラッド層、この第１のクラッド層よシ
光屈折率が大きく禁制帯幅の狭い活性層、この活性層よ
り光層・折率が小さく禁制帯幅の広い第２伝導形の第２
のクラッド層、およびこの第２のクラッド層より禁制帯
幅の狭い第２伝導形の表面半導体層がＩ順次積層され、
上記表面半導体層、上記第２のクラッド層、上記活性層
および少なくとも上記第１のクラッド層の環式方向の一
部を所定幅Ｗおよび所定長−ＪＬの領域が残るように整
形されたス） ＩＪンプメブ部を備え、上記ストリップ
メサ部の側周面に上記活性層より禁制帯幅の広い第１伝
導形の第３のクランド層が接するように形成きれ、上記
活性層の上記長さＬの方向の延長線上の上記第３のクラ
ッド層の２つの平行端面を光学的共振面とする半導体レ
ーザにおいて、上記第３のクラッド層の表面部の少なく
とも上記ス） リップメサ部の側周面に接する領域に第
２伝導形領域を設けたことを特徴とする半導体し・−ザ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16551282A JPS5952894A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16551282A JPS5952894A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5952894A true JPS5952894A (ja) | 1984-03-27 |
Family
ID=15813798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16551282A Pending JPS5952894A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952894A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015122419A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107783A (ja) * | 1975-03-19 | 1976-09-24 | Hitachi Ltd | Handotaireeza |
| JPS56112782A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-05 | Nec Corp | Semiconductor laser |
-
1982
- 1982-09-20 JP JP16551282A patent/JPS5952894A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107783A (ja) * | 1975-03-19 | 1976-09-24 | Hitachi Ltd | Handotaireeza |
| JPS56112782A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-05 | Nec Corp | Semiconductor laser |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015122419A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
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