JPS5954283A - 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザ装置およびその製造方法

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JPS5954283A
JPS5954283A JP16382582A JP16382582A JPS5954283A JP S5954283 A JPS5954283 A JP S5954283A JP 16382582 A JP16382582 A JP 16382582A JP 16382582 A JP16382582 A JP 16382582A JP S5954283 A JPS5954283 A JP S5954283A
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conductivity type
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Jun Osawa
大沢 潤
Kenji Ikeda
健志 池田
Kazuhisa Takahashi
和久 高橋
Wataru Suzaki
須崎 渉
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高出力半導体レープ“装置しよびその製造
方法に関するものである。
従来この種の装置として第1図に示すものがあった。こ
れは、ストリップ・バリド・ヘデロ(SBH)構造の半
導体レーザ装置の断面図で、(1)はn形flaAs層
、(2)は第1のクラッド層を構成するn形AらG a
 1−、A 8層、(3)は光導波路を構成−・トる1
1形Δi、G a、−、A 6層(但しy < x )
 、 (4)は活性層を[jり成才るp形GaΔθ層、
(5)は第2のクラッド層を構成するp形A /’、G
 a 1−8As層、(6)は活性層(4)と第2のク
ラッド層(5)とかCつなるストライプ部、(7)はp
形A/22Ga、 、As層(イLj l、 Z :’
、7x) 、CI”、)はn形A /7G a + 、
、−、、AF3層である。、次に動作rついて説明する
。rr可2のクランド層(5)及びn形A/?、Ga、
、As層(8)から流ね7込むiJl、bil、Q、1
1、必バイアスされるp形1?、Ga、−1lAs層(
7)とI〕形A4.Ga、、−、As層(8)とによっ
て狭窄され、活性IN (4)に71人σノ1.る。
活性層(4)において放射再結合で生じに、 )’(:
 &;l、周辺の低屈折率の領域である各クラッド層(
2j 、 (5)及びp形Ae 2Ga + −、A 
e層(7)によって、活何バ4f4)Mび])′いり、
波層(3)の近傍に閉じ込められる1、 上記の説明において、屈折率の大小関係は、AeGaA
e結晶の屈折率が、A4モル分率(X又けy又は2)の
増加と共に減少する事に基づいている。即ち、GaAe
 、 Al、Ga、 −; As 、 A/?、Ga、
、−XAe 、Δ17Ga、−、Asの順に、屈折率は
小さくなる(但しy(x(z)。
従来の半導体レーザ装置はpノ、」二のように)’if
ン成されているので、その製造においては、活性層(4
)及び第2のクラッド層(5)からなるストライプ部部
(6)以外の光導波層(3)の表面上に、p形A i?
、G a、+−,A I″1層(7)とn形Ae2Ga
、□/ls層(8)を成長させる心安があった。
この場合、光導波層(3)はA I G a、 A e
結晶であり]l″ン化7やすいので、エツチングで露出
させた光導波層(3)の−ヒヘ直接成長させる′−11
は困’rsI!である。液相成長法を用いる時の1つの
Jj法としては、活性層(4)になるp形GaAs層を
残したヒで、成喝用メルトによりメルトエッチしてT)
形(I8. A 6層のノドを除き、引続きp形A(’
、Ga、−、AF3層(7)及びn形A77、rla、
−、Afl M(8)を成長させる方法がある。I/ 
j’、J’ L、こ#1. it:非常にイ’?4密な
制御を必要とし、1#、ストライプ部(6)近くは凹ん
だ場所で原理的テノルトエッチし+C<いので、活性層
(4)がストライプ部の両口111に残ってし・Fう欠
点があった、ヂに、第1図のtr’i造では、活性層(
4)カ、he モ/l/分率の比較的低い(y (x 
)he、Ga、−、he光導波層(3)に接しており、
活性* (4)と光導波層(3)とのバンドギャップの
差が比較的小さいので、活性層(4)に注入されたキャ
リアが漏jt易いという欠点もあった6、 この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、活性層と光導波層との間に極め
て薄いA4GaAs層を設けもことにより、製造が容易
で、温度特性の良い高出力゛1″導体レーザ装置丸・よ
びその製造方法を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第2図において、(]) 、 (21、(3+’、 (
41及び(5)は、上記の従来例と同一、又は相当する
ものである。(9)は、活性層(4)と光導波層(3)
とにはさ1れた不遜めて薄いn形A l 2G a 1
−tAS障壁層であり、(I(口まI高抵抗のAl。
G a 1−、Asからなる第:3のクラッド層である
。第2図の構造の製造工程の概略は、以下の通りである
まず、障壁層(9)となるn−A12Ga、−、As層
を付加する以外fd 、従来例の場合と同様にして、(
100)基板(1)上に、層(2) 、 (3) 、 
(4) 、 (fi)及び((1)から成る積層結晶を
成長する。ここで、活性層(4)、障壁層(0)、光導
波層(3)のr脅厚は、それぞれ0.1.57zm、 
0.0371m、 0.8層1mとする。寸た、A1モ
ル分率は、それ、それ0.0.35 、 O,1,5と
する。次に、〔01丁〕方向に形成したストンイブ状マ
スクを用へ基板(1)に至る寸で化学エツチングする。
この時、エツチング液としては、断面形状が台形となる
、即ち、(]、]、i)Δ面のエツチング床度が遅い液
を用いる。次にAI!モル分率が0.2以上のAeGa
As結晶を選択的にエツチングし7、かつ、(〒〒〒)
3面のエツチング速度が遅いエツチング液を用いて、更
にエツチングをM【1すことによって、εB2のクラッ
ド層(5)は逆台形となり、p形Ga、Ar、活性層(
4)は、障壁層(9)と共に第2のクラッド層(5)の
幅寸で除去される。これは層(9)のA/?モル分率が
0.2以上で、:T′−ソチングされや−すいためであ
る。−ドパ己第1段巨旨及び・第2段階のエツチング液
としては、例えば、それぞれ、臭素系及びヨウ素系の溶
液を用いる;grができる。このエツチング過程の後、
高抵抗層(lflを成長すれば、第2図の構欲が得’>
 h−る。この場合、露出する光導波層(3)はストラ
イブ部(6)近傍の小面積に限られるので、ストライプ
部以外の周辺部分と共に成長が起り、光導波層(3)上
への成長が困φftであるという坤込み成長時に1?け
る従来の問題点が無くなる。
上記のように+1゛i′1成された装置においてu二、
高抵抗層(1(本により電流が狭窄される1、第2のク
ラッド層(5)かC)活性層(4)へ電流が注入さね7
、活性層(4)において放射再結合する点け、従来例と
同様である。
しかし、活性層(4)と光導波層(3)との間に、これ
らの層(3)及び層(4)よりA1モル分率の高い、即
ち、バンドギャップのより大きい、障壁層(9)が存在
するため、注入されたギヤリアは光導波層(4)側に漏
れ出しにくく、有効に活性WI(4)内に閉じ込められ
る。
この効果は]、筒に高温動作時に:iIN著であり、そ
の結果、レーザ発振の閾値の温度依存性が小さくな7、
)。一方、光の閉じ込めに関してCよ、上記障壁層(9
)が他の層に比べ非常に薄い事からこの障壁層(9)の
影響は少ない。また、活性層(4)の端から、光導波@
(3)の厚さに比べ大きく1管れた部分の光4波層(3
)及び第1のクラッド層(2)は、光の閉じ込めに関与
しない事から、第]−のクラッド層(2)と光導波層(
3)とはストライブ部((1)付近のみにあれば良く、
第2図のような構造で、第]−図のSBH47i造と同
様の光導波効果が得られる。
なお、上記の実施例においては、n形Ga Asを基板
として形成する場合について説明したが、p形Ge。
Aeを基板に用い、A/’yGa、−XAs層(2) 
、Ap、Ga、−、As層(3)及びAe、Ga+−2
As 層(9)をp形に、Ga p、S Im (4)
及びA77、tea、−。
プ部(6)に狭窄するよう【してもよい。
以上のように、この・I汽明Uこなる半、qt体レしリ
′装置では、活性層と光導波I・14との間に薄い障壁
層をはさみ、かつ、ストライブ部のイ(」丸のみが5)
3Hf’fq造となる構造と(−だので、活性層幅を確
実に限定でき、結晶成長が容易知なり、レーザー!ζ子
とじての温度特性が同上すると言う効果かあ、乙。
更に、この発明になる製造方法で&;l、j(、導波層
の上に障壁層、活性層および第2のクラッド層を光導波
層と同一幅に形成し、1jj1壁層V(幻−する唱択エ
ツチング能力のあるエツチング液によるエツチングをM
11シ、障壁層の幅を光導波層の幅より小さくするとと
もに、活性層の幅をも実質的に障壁層の幅に等しく成形
するので活1/:11層幅を狭く成形するのが容易とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体レーザ製置を示1゛断面図、第2
図dとの層間の一実施例になる半導体レーザ装置を示ず
断面図である。 図において、(1)は半導体基板、(2)は第]のクラ
ッド層、(3)は光・jI導波層(4)は活性層、(!
i) Ire、’第2のクラッド層、(9)は障壁19
キ、(1()は第3のクラッド層で′ある。 なお、図中同−t−1号は同−又υ−[相y+、’+部
分を示す。 出願人  工業技術院長  石 坂 誠 −第1図 第2+< 「  糺  1山  由  1):  リ′1ブこ )
11?1和fyイ1 /月λZ1j q゛鴇ど)1)長官カサ 3 °1+riの人手   持願It/(57+ 1 
:(:+“:5弓2 究明の名U1・   ゛j勺!゛
1体レーー1〕!、1.. i、′、′、lわ」:ひぞ
のηtシ!H%’j ブノ゛tノ、 3i11i +l: f  ・J イ、11・It(’
lとの1ソ1係 !l、′j: 、、′L出1幀人i、
    !ifi 韮1 の74象明:11115t(
の発明のg)、tillt /、t゛溜、明の:1f1
5 ン山[1の内′行 −38( )−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1伝導形の半導体基板、この半導体基板上の一
    部に形成された第1伝導形の第1のクラッド層、この第
    1のクラッド層より高い光屈折率を持つ物質からなり上
    記第1のクラッド層上に形成された第1伝導形の光導波
    層、との光導波層」二に形成され上記光導波層の幅より
    狭い幅を持つ第1伝導形の障壁層、この障壁層上に形成
    さね、た第2伝導形の活性層、この活性層の上に形成さ
    れた第2伝導形の第2のクラッド層、及び上記各層のう
    ち少なくとも上記障壁層と」二記活性層と第2のクラッ
    ド層の側面に接しこれらの層を埋め込んだ高抵抗または
    第1伝導形の第3のクラッド層を備え、上記障壁層のバ
    ンドギャップが上記光導波層および上記活性層のバンド
    ギャップより犬きく、上記障壁層の層厚が上記活性層の
    層厚より小さくなるようにしたことを特徴とする半導体
    レーザ装置。
  2. (2)  半導体基板がGaAs、第1のクラッド層が
    AIWGa、。As、光導波層がA/、Ga 、、A、
    n、活性層がGa、As、障壁層が7V、Ga+−、A
    s4[2,のクラッド1−ツがA e 、G a +−
    ,A 8、第3のクラッド層がAl、G8□−9Asか
    らなる(但t、y<xくz)ことを41 徴とt z)
    T”r w’F Nlf 5J<の範囲第3項nf”r
     a”10半導体V−ザ装買。
  3. (3)  第1伝導形の゛に一導体基板のヒの−146
    に、第1伝導形の第11のクラッド層、第]伝導形の光
    iQ波層、第]伝2JT形の障壁層、第2伝導形の活性
    層の幅より小さくするとともに、イー記活性層の幅をも
    ″寿質的に上記障壁層の幅に等(、〈成形する工程を備
    え/ζこと全特1救とする半i、i′i、体レーザ装置
    の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6200826B1 (en) * 1996-12-30 2001-03-13 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of fabricating a reverse mesa ridge waveguide type laser diode
KR100458251B1 (ko) * 2002-10-25 2004-11-26 엘지전자 주식회사 화합물 반도체 레이저 다이오드

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5541741A (en) * 1978-09-20 1980-03-24 Hitachi Ltd Semiconductor laser device

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