JPS603800B2 - ヘテロ構造半導体レ−ザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヘテロ構造の注入レーザ及びそれらの構造、
動作、及び歩蟹りに関する改善に関するものである。

現在まで最も成功した半導体レーザのうちの１つはチャ
ネル基板レーザでありこれは米国特許第４０９９９９９
号に開示されているようなブレーナ型かまたは米国特許
第４０３３７９６号に開示されているような非プレーナ
型であればよい。

チャネル基板プレーナ型（ＣＳＰ）レーザは最近では商
業上の成功を収めており、安定した単一の横モード及び
縦モードの動作を与えている。しかしながら、これらの
レーザの製造は容易に反復するものではなく単一のゥヱ
ハから得られる歩留りは極めて低く、またその結果、製
造コストは高くつき市場価格も高くなった。ＣＳＰレー
ザの再製造における主な問題は２つの層である。

第一に、装置の基板上に最初に成長させる層の厚みを厳
密に制御してこの層が基板チャネルの隣接した側におけ
る層領域において厚さが均一となるようにすることはむ
ずかしい。最適な設計においては、これらの領域は、０
．２〜０．５ム肌のように、厚さが薄くなければならな
い。このような厚みを得たり系統的に再現することは、
特に液相ェピタキシ工程では困難である。これらの厚み
は基板上の最初の層の成長がェピタキシヤル成長で基板
チャネルをうめて所望の厚さになるまで進めている間に
厚くなりすぎる可能性がある。第２に、最初の層を均一
に成長させることがむずかしい。というのは、最初の層
を備えた基板チャネルをェピタキシヤル的にふさぐプロ
セスにおいて、チャネルの両側における成長速度は通常
相・互に異なるためである。この成長速度の差における
主な原因は大半の基板ウェハが結晶の方向からずれてい
るということである。その結果、結晶成長の間の層の厚
みが変化し層の境界面が波状となったり凹凸が生じる。
これらの凹凸は光の散乱をもたらし、電流関値を増大さ
せ、傾いた光の位相面のために軸のずれた、遠フィール
ドビームパターンを生むことによりレーザの有効な動作
に影響を与える。公知のＣＳＰに伴う別の問題はしーザ
の放射開口が非対称的になりやすいということである。

ビームの焦点合わせの適用において、このことは円筒状
のレンズが有効な焦点合わせのために必要となるため、
コスト的に不利をもたらす。このようなしンズは球状の
レンズより極めて高価である。球状のレンズはもしビー
ムがほぼ対称的であれば使用することもある。本発明に
よって、ヘテロ構造の半導体レーザは上部面に細長いチ
ャネルを形成した細長いメサから成っておりこうした基
板上での半導体の層の結晶成長の間に、このメサの上部
のチャネルが極めて急速にふさがるようにしたチャネル
付メサを基板ワェハの上部表面に連続させて備えている
。

このことによりメサの上部に成長させる残りの層に均一
な厚みとなめらかな切子面型の仕上りとを与え層の表面
に凹凸を与えない。このチャネル付きメサ構造により層
の表面の凹凸を持たないメサの上部における層の厚みの
反復した正確な制御が可能となる。成長の間に、メサに
おけるチャネルはチャネル付メサの外側と縁とともにソ
ースとなる材料でェピタキシヤル的に満たしてからチャ
ネル付メサの上部表面に任意の重要なこれらの材料のデ
ポジションを行なう。このことで層の厚みの均一性の正
確な制御ができる。さらに、メサのチャネルにおける及
び外部のメサの壁に沿った増加したェピタキシャル成長
速度は細長いメサ構造から離れた反対の方向に急速に広
がるェピタキシヤル伝達をもたらす。

この側面成長動作でチャネル付メサを覆う層が極めてな
めらかとなり切子面型の構造が与えられる。表面の凹凸
はたとえ基板ゥェハの方向がわずかに不正確であっても
チャネル付メサの上部の層には形成されない。このこと
はメサが、成長の間に極めてなめらかな切子面型の構造
が迅速に調整されるのに十分な程幅が狭いため達成され
る。チャネル付メサ構成を組み込んだレーザ構造は層の
境界面の凹凸を減少させるか、さもなければ除去しかつ
切子面状の構造を有する均一な厚さの層を生むこれらの
へテロ構造のレーザの再製造性及び歩蟹りを高める。

その結果、作動電流閥値はより低くなり光学的効率は光
波伝播における遠フィールドビームパターンの改善と光
の散乱の減少とにより高められる。放射関口の対称性を
改善するために、レーザのへテロ構造は非プレーナ型の
大きな光学的空洞（ＮＰ−ＬＯＣ）を備えるとよい。

キャリャ閉じこめが活性層の境界に保持されている間に
、１つ以上の追加の層をレーザ構造に備えて大きな光学
的空洞を与え放射閉口がより対称的になるようにすると
よい。このことは非プレーナ構成を光波伝播の領域に成
長させることにより達成される。このような層の構成は
基板におけるチャネルまたは半導体の層の成長の前に基
板に連続しているチャネル付メサにより与えられる。レ
ーザ装置における伝播光線は幅が広い、非プレーナ導波
管中に伝わることができるため、この装置の放射閉口は
公知のＣＳＰレーザより対称的となる。

同様に、最低オーダーのモードの制御はＮＰ−ＬＯＣ構
造によってレーザの設定された光学的空洞に近接した基
板への横方向の吸収損をあてにせずに得られる。以下図
面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

説明すべき構造が多いため、図面の参照番号はそれぞれ
の構造における同様な構成要素または部品に対して同一
の番号を使用することにより最少限にとどめる。このよ
うな構成要素または素子に成分または構成の変更がある
場合異なる番号を用いる。構造の構成要素は、一旦番号
が同一であり説明したならば、これに対する故意の修正
が無い限り再度説明しない。公知のＬＰＥプロセスによ
る製造は開示された構造に例示的に示されている。

しかしながら、製造はこの種のェピタキシャル方法に限
定されるものではない。分子線ェピタキシ（ＭＢＥ）の
ような気相ェピタキシ（ＶＰＥ）または有機金属化学真
空めつき（ＭＯＣＶＤ）を用いることができる。ＭＢＥ
またはＭＯＣＶＤのプロセスを使用するとほぼ同一の構
造ができるがただし層はＬＰＥ成長における漸次の湾曲
や屈曲の特徴よりも連続してデポジットさせた層におけ
るより鋭い屈曲や角により基板表面の構成にさらに均一
な輪郭がつけられる。さまざまな合金成分の材料や装置
を使用することができる。

例えば、・ｌｎＰ基板を使用するとよく、これは特定の
成分及びｌｎｏａＡｓＰをデポジットした層における格
子が一致した材料である。使用しうる他の光放射材料は
ＧａＮＡｓＰ、ＩｎｎＧａＡｓＰ、ＰｂＳｎＴｅ及び多
数の第ロ族〜第打族の化合物である。同様に、説明する
構造の層の導電型は、当業者にはよく知られているよう
に、反転性であればよい。

さらに、さまざまな公知の電流閉じこめ構成をレーザの
活性層の上か下または上下に使用すればよい。

このような構成はイオン注入、拡散、基板ストライプ、
メサストラィブ、内部ストライプ、抵抗ストライプ、レ
ーザ焼きもどしストライプ、絶縁ストライプ、及び横接
合ストライプを含む。第１図及び第２図に、ＣＳＰへテ
ロ構造レーザ３０の一部を写真で示した。この図示され
ている部分は基板３１、第１の閉じこめ層３２、及び活
性層３４から成っている。活性層３４の上に図示されて
いる領域は８音い背景を有する自由空間であり、そのた
め層３４の表面が露出されている。細長いチャネル３６
は基板３１に配置されている。このチャネルの幅、ｗ、
は約７仏のであればよい。レーザ３０は基板３１の外部
境界領域と層３２との間の逆バイアスのＰ−ｎ接合の製
造のため軍流閉じ込めがチャネル３６を介して達成され
るように構成する。

ポンピング電流の通路は、幅が約１０〜２０仏の程の層
３４のづ・さな部分３８を通して閉じ込められる。基板
３１はｎ−ＧａＡｓ、層３２はｎ−Ｇも．６５ＡＩｏ．
＄Ａｓ、活性層３４はｐ−Ｃａｏ．９５ＡＩｏ．ｏ５偽
であればよい。レーザ３０の製造方法は米国特許第４０
９９９９ｙ号もこ開示されている。第１図において留意
すべきことはチャネル３６の上部及び周辺に現われる多
数の表面の波状や凹凸である。これらの凹凸はＬＰＥ成
長プロセスの間に生じる。これらはチャネル３６の隣接
した側面に設定される成長速度が異なるために生じると
思われる。チャネルの存在とこのチャネルの−充填″成
長は成長速度の差に奇与する。同様に基板ゥェハはこれ
らの異なる成長速度に奇与する結晶方向が極めてわずか
にずれている可能性がありその結果層の厚みが変化し層
の境界面や表面が波状となったり別のそのような凸凹が
生じることとなる。これらの欠点はこれらの構造体の低
い商品歩留りに寄与する理由の１つであり、現在では１
０％以下である。

第３図及び第４図には、本発明のレーザ４０の一部を写
真で示した。

図示されている部分は基板５２、第１の閉じ込め層５４
、及び活性層５６から成っている。第２図の場合のよう
に層５６の上部の領域は暗い背景を有する自由空間であ
りそのため層５６の表面が露出されている。チャネル付
メサ４４は基板５２と連続している。

すなわち、メサは基板５２の上か中に作ればよい。チャ
ネル付メサ４４は２つのサブメサ４６及び４８を画定す
る中間チャネル５０から成っている。図示した例では、
メサ４４はメサの幅の約２５ｒ仇でありチャネル５０の
幅、ｗ、は約５ムのであり、サプメサ４６及び４８の各
々の幅は１０〆机である。メサ４４の上部の層５４及び
５６のＬＰＥ成長により、極めて平坦でなめらかな切子
面状の台地領域がメサを横切って形成される。

この台地領域の幅、ｔ、は約５０仏のである。第３図に
おいて留意すべきことは、台地領域５９に重大な波形や
凹凸が全く無いということである。

このメサ領域の表面はいかなる表面の凹凸もほとんど見
られない領域５７における活性層を示．す。先行技術に
よる構造（第１図）におけるかなりの領域はチャネル３
６の中心軸からの表面の凹凸を欠点としている。これら
の凹凸は光を散乱させ、放射開口の方向を定めずＣＳＰ
レーザ３０の光学的導波管空洞の全体にわたる光学的効
率及びモード安定性を減少させる。チャネル付メサ４４
はメサを形成している功子面状の表面を覆う均一な層の
正確な制御及び成長を可能にすることにより光学的効率
を改善する。

凹凸はメサ４４の上部の領域５９には現われないが第３
図に図示されているように、光学的導波管空洞の外側の
この領域に隣懐した領域には現われる。第３図における
領域５９の境界内に、構造５９における均一にデジポッ
トされた半円形の波状が現われると言うべきであろう。

これらの波状は、第１図のＣＳＰレーザにおける同一の
領域の凹凸に比較して、大きな有害な散乱効果をもたら
すとは十分には言いきれない。それ以来このあるいはい
かなる別の種類の波状も台形領域５９に示さないチャネ
ル付メサ構造体を製造してきた。第３図及び第４図の目
的は、比較の基準において、本発明のチャネルメサ４４
を使用した成長プロセスの間の半導体の層における表面
の凹凸の減少において達成される重要な改善を証明する
ことである。

補助的説明として、第１図及び第３図における黒い点は
表面の凹凸ではなくこれらの写真を撮るのに用いた高い
倍率の光学的顕微鏡の内部のレンズに付着しているゴミ
や汚れの粒子である。

さらに留意すべきことはチャネル付メサ４４は十分に接
近して間にチャネル５０を画定した２つの細長い平行な
メサ４６及び４８としても説明できるということである
。しかしながら、この基本的設計から修正できるメサ配
置の多様性のため、全体的な構造体をチャネル５０を内
部に備えたメサ４４として参照し、こうした内側に面し
た側壁と外側に面した反対向きの壁とを有する２つのサ
プメサ４６及び４８を画定することがより実際的である
。それゆえ、この２重メサの概念は説明されるチャネル
付メサ４４と同義であると考えられる。本発明のチャネ
ル付メサ４４を使用した表面の波状や凹凸の無い活性領
域及び光学的導波管空洞を生ぜしめる現象は物理的にも
理論的にも完全には明らかとされていない、しかしなが
らこの現象に寄与するものは側面のチャネル５１及び５
３と縁４１及び４３（第５図）の存在であると信じられ
ている。

層５４，５６等のェピタキシヤル成長の間、半導体のソ
ース材料は、層成長における燃料として供給されるがま
ず内側の縁４１及び４３に満ちる傾向があるが、すなわ
ち、ソース材料はチャネル５０と縁４１及び４３にほと
んどデポジットする。この−第１の充填″プロセスを達
成するサブメサ４６及び４８の周囲の材料の移動はサブ
メサの台形表面４７及び４９への燃料のデポジツトを大
いに制限しやすい。サブメサ４６及び４８は幅が狭いた
めソース材料は恵まれた核生成領域、すなわち、チャネ
ル５０と緑４１及び４３の方へ急速に拡散する。デポジ
ットされた材料は縁４１及び４３と側壁５１及び５３か
ら−押しのける″煩向があり、この成長はサプメサ表面
における成長の速度より数倍速い。成長がチャネル５０
を満たした後、なめらかな切子面の成長動作がチャネル
メサ４４を横方向へ横切って設定される。同様にメサ構
造の上部の層の厚さは正確にかつ均一に制御することが
できる。サブメサの表面４７及び４９に実質上の成長が
無いことはメサ構造体４４上にデポジットした材料にお
ける特徴の無い切子面効果を設定している間に得られる
。この効果は追加の層が成長している間及びその成長が
横方向に縁４１及び４３から離れかつサブメサの外側の
側壁５１及び５３から離れて拡大している間持続する。

この切子面効果は結果として表面の欠陥や凹凸のほとん
ど無いなめらかなメサの台形５９を生じる。このような
表面の凹凸はしーザの光学的空洞から離れているためし
ーザの動作に有害な影響を全く与えない台形領域５９を
越えた領域に現われる。本発明のチャネル付メサ構造を
用い、適切なかつ有効なヒートシンクを取り付けて製造
したへテロ構造のレーザにおいて、製造における最少の
歩留りは４０％以上であればよいと見積もられる。

このことはこれらの構造体の正確かつ系統的な再製造性
と製造中の光学的欠陥と凹凸における実質上の減少のた
めである。第５図はチャネル付メサ４４を含むレーザ４
０における全体のレーザ構造を図示している。

第６図乃至第１８図はこの基本的構造の製造及び配置を
変えたものを表わしているがこれらのレーザは全てチャ
ネル付メサ４４を使用している。レーザ４０はチャネル
付メサ４４を有するｎ−Ｇａ偽の基板５２とその上に連
続的にデポジットさせたｎ−Ｇａ，‐ｙＡ１ｙＡｓの閉
じ込め層５４と、ｎ型かｐ型またはドープしていないＧ
ａｒｘＡ１ｘＡｓの活性層５６と、ｐ−Ｇａ，‐ＷＡＩ
ＷＡｓの閉じ込め層５８と、ｐ−Ｇａ＊のキャッピング
層６０とから成っている。

製造の間、メサ台形５９は、すでに説明したように、切
子面状の表面の性質を有するように設定される。絶縁層
６２はキャッピング層６０の上にデポジットさせＳｉ３
Ｎ４、Ｓｉ０２、ＡＩ２０３または任意の別の公知の絶
縁層から成っていればよい。

電流閉じ込め手段６１はストライプ接点であり６３は細
長い露出領域を絶縁層６２を介して層６０まで選択的に
エッチングすることによりチャネル付メサ４４の真上に
形成する。次に基板の表面に金属化６４をデポジットす
る。この金属化層はＴｉ、Ｐｔ及びＡｕの完全な層かま
たはＣｒとＡｕまたはＡｕと戊の完全な層であればよい
。・金属化６６は基板５２の底部表面にデポジットさせ
Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｕまたはＡｕ及びＧの完全な層から成
っていればよい。

金属化層６８及び６９はしーザ４０の電気的接続及び動
作に備える。ポンピング電流を端子６８及び６８を介し
て適切な関値まで供給してレージング状況を活性領域５
７に設定し開口４５から赤外線領域の光を放射させる。
端部表面４２はしージング状況を設定するのに必要な光
学的帰還を与える２つの対向した切り割った切子面であ
る。層５４，５６及び５８におけるモル分率の範囲を第
１表に示す。

第１表 ※は、．３０から．３５のようにＷより わずかに少なくてよい。

レーザ４０の製造の特定の例は以下の通りである。

レーザ４０の製造は約７００ｏｏにおいて０．４ｑｏ／
分の冷却速度を用いる単一のＬＰＥプロセスを必要とす
る。フオトリトグラフにより輪郭をつけたチャネル５０
及び基板表面領域５５を１２０地のエチレングリコール
と、６．５の‘の日３Ｐ○４と、３０の【の日２０２と
１の‘のＨＦとの混合液を用いて（０１１）方向に沿っ
てｎ型Ｓｉドープ（２×１山８伽‐３）した、（１００
）に方向を定めたＧａ偽基板５２へと選択的にエッチン
グする。チャネルの深さは約０．５から１．５山肌で幅
は５山机であればよい。領域５５は同様に０．５から１
．５仏のの深さまでエッチングするとよい。ＬＰＥによ
る成長の第１の層５ ４はｎ−Ｇ父．６亀ｌｏ．３５偽
（５×ｌび７伽‐３）である。

この層の成長はチャネル５０が完全に満たされ成長が平
坦になるまで続け、こうして台形領域５９を設定する。
表面４７及び４９の上部の層５４の厚みは約０．５〃肌
である。活性層５６を次にデポットしｐ−Ｇも．９ぶｌ
ｏ．ｏ５＄（５３１び７弧‐３）にする。これに続いて
ｐ−Ｇも．ｏ５ＡＩＭ５Ａｓ（５×１び７伽‐３）の層
５８とｐ−ＧａＡｓ（約５×１び７肌‐３）の層６０を
デポジツトする。層６０の表面には、８山肌の幅のスト
ライプ接点をチャネル５０の真上に配置する。

次にＣｒ／Ａｕ ｐ型及びＳｎ／ＰｄノＡｕｎ型のオー
ム接点６４及び６６を、それぞれ与える。第６図におい
て、レーザ７０はメサ４４の構成の違いと追加された電
流閉じ込めを除いて、レーザ４０と全く同一である。

基板５２の表面の選択エッチングの前に、ｐ型領域７４
を作っている表面に亜鉛拡散７２を行なう。このことで
サブメサの表面４７及び４９と電流のｎ型チャネル５０
を通る通路への閉じ込めを助ける層５４との間の境界面
に逆バイアスのｐ−ｎ接合が設定される。同様にキャツ
ピング層６川まｐ型ではなくｎ型のＧａ母である。亜鉛
拡散７６はこの層を通して層５８へと行なう。拡散領域
７８は活性領域５７の真上に広がる電流閉じ込め通路を
与える。亜鉛拡散７６を行なった後、絶縁層６２を除去
することができる。もし、所望であれば、層５８と層６
０の間の境界面に逆バイアス接合が存在するため拡散領
域７８を越えてよい。レーザ７川ままたより幅の広いチ
ャネル５０も備えている。

サブメサ４６及び４８はしーザ４０の台形の表面よりも
幅の広い台形表面４７及び４９を有するより低い高さの
ものである。今までのところこれらの構造体の製造はか
なり幅の狭いチャネル５０と狭いサブメサ台形表面４７
及び４８を備えた高い山対谷の比とを有することが好ま
しいということを示してきた。

例えば、チャネルの深さは０．５から４山肌まで変えら
れ個個の表面４７及び４９の幅はチャネル５０の幅、ｗ
（ｗはチャネル５０の平均の幅を表わす）の０から５倍
または１び音であればよい。サブメサ対チャネル幅の好
ましい比の範囲は約２：１から５：１である。設定すべ
き基準はサブメサ４７及び４９の表面の広がりが成長の
間にこれらの構造体のメルトバックを引き起こすほど小
さくてはならないということである。これらの表面の広
がりは切子面形成効果を不合理にしこれによりＣＳＰレ
ーザの凹凸の特徴を生むほど大きくてはならない。最適
な設計では、チャネル幅対サブメサ台形の幅の比はメル
トバックを起こさずにチャネル５０と縁４１及び４３を
満たす間のサブメサ表面４７及び４９におけるデポジッ
トまたは成長の最少量を与えるように設定する。その結
果、メサ４４の上部の層の均一性に関する制御を切子面
状の表面と特徴のない層の境界面とともに設定できる。
最少のメルトバックに留めるのを助けるために、溶解し
た金属を過度に飽和させ、低温（７００００）で成長さ
せ、相当高い冷却速度（０．４００／分）を与えるなど
、追加の対策を行なうことができる。今、上に説明した
チャネル幅付サブメサ幅のパラメータの例は第７図から
第１０図までに例示的に示してある。第７図では、チャ
ネル付メサ４４は三角形の形状のサブメサ４６′及び４
８′から成っており、そのためこれらの台形表面はただ
の線であり、すなわち、実質上幅ははゼロである。活性
領域５７の上部の領域への電流閉じ込めは、点線８１で
表わされているように、高い抵抗のまたは半絶縁性の陽
子あるいはイオンの打込により与えられる。第８図では
、レーザ８２のチャネル付メサ４４はダブテール（鳩尾
）を表わす輪郭を有するサプメサ４６及び４８を備えて
いる。同様に、拡散領域８３をチャネル付メサ構造体を
選択的にエッチングする前に基板５２の表面に形成する
。使用するエッチング剤は選択的エッチングステップを
行なう前にまたはサブメサ４６及び４８を（０１１）の
方向に沿ってエッチングすることにより与えられたマス
クの下部を切り取る種類のものである。第９図のレーザ
８４は基板５２のエッチングされた領域５５に比較して
より深くエッチングされたチャネル５０を備えている。
このチャネル付メサ構造は非プレーナ型活性層が点線８
５で示されているように望ましい場合には極めて適切で
ある。非プレーナ型構造８５の形成はチャネルがふさが
る前に層５４及び５６の成長を終了させることにより達
成される。また、第２７図の基板拡散はしーザ８４にお
いてチャネル５０を通して活性領域５７の下方に最適な
電流閉じ込めを与えるのに大いに適している。第１０図
に図示したレーザ８６におけるチャネル付メサ構造は第
９図に図示したチャネル付メサ構造の正反対のものを表
わす。

チャネル５０は選択的にエッチングして基板５２の領域
５５よりも浅い深さにする。このチャネル付メサ構造は
成長の間にピンチオフされた点８７を設定するのに極め
て適切であり、これらの点は活性領域５７の側面の境界
を画定する。これと同一のチャネル付〆、サ構造を第１
２図に図示されているピンチオフ点９１及び９２を設定
するのに使用することができる。第１１図では、レーザ
８８は非プレーナ型活性層５６を備えている。

非プレーナ型部分８９は層５４の成長をこの層の表面の
ェピタキシャル水平成長が完成する前に終了させ活性層
５６の成長を始めることにより設定する。レーザ８８の
活性領域５７の輪郭及び作動特性は米国特許第４０３３
７９６号に開示されているレーザ装置の活性領域と同一
である。第１２図のレーザ９０では、層５４の成長はサ
ブメサ表面４７及び４９の上部のいかなる重要な成長の
前にも終了させる。

すでに説明したように、サブメサ４６及び４８の幅が狭
いことでソース材料は、チャネル５０や縁４１及び４３
のように、好ましい核生成領域の方へと容易に拡散する
ことができる。

この拡散現象のため、これらの核生成の位置の利点がい
くらか減少するまでサブメサ表面４７及び４９に極めて
少ない成長が見られるかあるいは全く見られない。この
時サブメサ上のかつ上部の成長は速くなる。Ｇａ，ＮＡ
１ｘＡｓ活性層５６のその後の成長はピンチオフ点９１
及び９２まで制御され、点９１は活性層５７の境界を画
定する。第１３図のレーザ９４の構造は第１２図のレー
ザ９０の構造と同様であるが、加えて、上部層９４及び
９５を、それぞれ、Ｐ−Ｇａ，川ＡＩｕＡＳ但しｗ、ｙ
＞ｕ＞ｘから成っているサブメサ４６及び４８に備えて
いる。

層９４及び９５はまず基板５２の上に層Ｐ−ＧａｒｕＡ
ＩｕＡｓをデポジツトし、次に選択的エッチングしてチ
ャネル５０及びエッチされた領域５５を形成することに
より形成する。層９４及び９５は、０〜０．２の範囲内
（特定の例では０．０５）の、極めて低い山の濃度を有
することが必要である。これらの低い濃度のＮの層はそ
れらの上部表面の成長を禁止し、このことは埋込みへテ
ロ構造体を含む成長における特徴である。これらを層９
４及び９５を使用して、０．０５仏のの厚さのように、
層５４の極めて薄い被覆層をサブメサ表面の真上に設定
することが考えられる。このことは層５４の成長を続け
ることにより達成できる。表面の層９４及び９５は電流
閉じ込め特性を与える半絶縁性にすればよい。

第１４図におけるレーザ９６は基板５２の表面の形状に
対する修正を除けば第５図のレーザ４０と構造が極めて
似ている。

レーザ９６のチャネル付メサ４４はチャネル９７として
形成した領域５５を備え、これはサブメサの側面５１及
び５３の間から基板表面の隆起領域９８まで延びている
。チャネル９７はチャネル５０よりも幅が広い。例えば
、チャネル付メサ４４は１５仏肌の幅でありチャネル５
０は５仏のの幅であればよく一方チャネル９７は約４ミ
ル（１０．１６×１０‐５の）の幅であるとよい。チャ
ネル９７は十分に幅が広いためェピタキシャル成長の間
サブメサの側壁５１及び５３からの急速な側面の成長を
妨げない。隆起領域９８はプロセスの種々の段階の間に
チャネル付メサ４４を損傷から保護する。

例えば、領域９８はもろいメサ４４を基板５２の表面へ
公知のマスクを適用する間に損傷から守る。第１５図に
おけるレーザ１０川ま第１４図のしーザ９６とほぼ同一
であるが、均一な亜鉛拡散により形成された拡散領域１
０１及び１０２を備えその後基板表面を選択的にエッチ
ングしてメサ４４と隆起領域９８とを形成してある。

拡散領域１０１は活性層５６の下方のチャネル５０に対
し電流閉じ込めを与える。第１６図乃至第１８図に図示
したレーザ構造は埋込みへテロ構造の装置であり成長の
２つの段階を必要とする。

これらの構造は、より低い闇値や減少した緩和振動など
の追加の利点を有する。第１６図ではチャネル付メサレ
ーザ１１川ま基板５２に連続したチャネル付メサ４４と
その上に順次に成長させた層５４、活性層５６、層５８
、及びキャツピング層１１２とから成っている中央構造
体を有する。最後に説明する層を除いて、今までのとこ
ろ、この構造は第５図に図示したレーザ構造と同一であ
る。キャッピング層１１２はＦａ，Ｍ′Ｎｘ′粕のｐ型
層であり低いＡＩの含有量を含む。

ＡＩの含有量は活性層５６におけるＡＩ含有量とほぼ同
じくらい少なくてよい。層１１２の上部における成長は
表面が核生成にとってより有利な領域になるまで禁止さ
れこのことはこの場合層１１８が層１１２の表面の近く
に達するかまたは実際にそれより高くなるまで成長する
時に起こる。

層１１２のデポジションが完了すると、第１段階のェピ
タキシャル成長が完了する。

選択的エッチングを次に行ない。マスクを利用して細長
いレーザメサ１１４を形成する。第２段階の成長を次に
開始させる。

ｎ−ＣａｍＡＩｓＡｓの層１ １６はェピタキシヤル的
にデポジツトする。

この層の成長は活性層５６の水平レベルの上まで続けさ
せる。次に、ｐ一Ｇａ，‐ｔＡＩｔＡｓの層１１８をこ
の構造体の上にデポジットする。

ェピタキシャル成長層１ １８が完成すると、ｐ−Ｇａ
ふキャッピング層６０のデポジションで半導体構造体が
完成する。層１１６及び１１８のｓ及びｔにおけるモル
分率は０．２から０．７の範囲（特定の例では０．３）
にあればよい。

層５４及び５８とともに層１１６及び１１８の目的は活
性層５６に完全なキャリャ閉じ込めを与えることである
。電流閉じ込めはもし層１１６及び１１８のクロムか酸
素のドーピングをこれらを半絶縁性にするために用いる
ならばメサＩ１４に与えることができる。第１７図にお
けるレーザ１２川ま第１６図におけるレーザ１１０と同
様であるが第６図において説明したのと同一の方法でチ
ャネル付メサ４４内に拡散領域７４が形成されている。

同様に、レーザメサ１２１はしーザメサ１１４よりも幅
を狭くして形成して基板５２における拡散領域７４と層
５４の間の境界面に形成された逆バイアス接合により与
えられる電流閉じ込めの利点を与えている。第１８図に
おけるレーザ１２４は第１７図のレーザー２０と本質的
に同様であるがレーザメサ１２１はより広い幅を有し第
２段階の成長はｐ一ＧａＭＮｒＡｓから成っている層１
２２の最初のェピタキシヤルデポジションを含む。

ここでｒは０．２から０．７の範囲（特定の例では０．
３）にあればよい。層１２２の成長は活性層５６の水平
レベルに達する前に、好ましくは拡散領域７４の近くで
終了させなければならない。層１２２及び１１６の境界
面と領域７４と層５４の境界面に与えられる逆バイアス
接合は活性領域５７の下方に完全な電流閉じ込めを与え
るために備える。電流の流れはメサチャネル５０を通っ
て直接設定される。第２８図に図示されているように、
レーザ構造の配列は基板ウェハ１３０上にェピタキシャ
ル的に形成することができる。図示されている基板形状
は第１４図のレーザ９６における構成と同一である。ウ
ェハ１３０の部分は選択的エッチングの後を図示してあ
りチャネル９７ａ及び９７ｂと隆起領域９８により分離
された２つのチャネル付メサ４４を示している。各々の
チャネル付メサ４４は幅は１．５ミル（３．８１×１０
‐５の）、チャネル９７の各々の幅は４ミル（１０．１
６×１０‐５ｗ）であればよい。隆起領域９８の幅は配
列のレーザの間隔によって１０〜２０ミル（２５．４〜
５０．８×１０‐５の）であればよい。第２８Ａ図にお
いて、隆起領域９８は存在せずそのためレーザ配列のよ
り大きい密度が達成できる。

基本１３０′はチャネル９７により相互に分離している
複数個のチャネル付メサ４４を備えている。チャネル９
７の幅はチャネル付メサ４４の幅よりも広くなければな
らない。第２９図には、グループ１４０と多重レーザ配
列１４２が同一基板ウェハ１４４上に作られているのが
図示してある。

レーザ配列はゥェハ表面に連続した多重チャネル付メサ
１４６から形成されている。チャネル付メサ１４６は十
分遠く離れているため多重チャネル付メサ１４６の上部
にはなめらかな切子面状の表面を形成することができ外
部の領域１４８には層の凹凸が形成される。多重チャネ
ル付メサ１４６はなめらかな切子面状の成長を強めるた
めに幅を制限しなければならない。層５４，５６，５８
、及び６川ますでに説明したように同一の材料で製造し
すでに説明したように同一の方法でデポジットする。多
重チャネル付しーザ配列１４２は領域１４８において相
互に分離させてよい。

これらの製造はストライプ接点６３をチャネル５０の各
々の上部に形成することにより完了する。各々の配列１
４２に形成された個々のレーザは十分に接近させて作り
、そのため、放射閉口４５により表わされている各々の
設定された光学的空洞における光の一部は隣接した空洞
の中へ結合される。

このことで“モノリシック多重放射レーザ装置（Ｍｏ皿
ｌｉｔｈｉｃ Ｍ山ｔｉ−Ｅｍｉｔｔｉ増 Ｌａｓｅｒ
Ｄｅｖｉｃｅ”の名称で１９７８年１０月３０日付で出
願され記録の同一譲渡人に付与された特許出願第９５６
３０７号に開示されかつ説明されている方法で高いパワ
ーの平行ビームが得られる。ＣＳＰレーザは、すでに説
明したように、それらが安定した単一の縦モード動作を
示すため市場で極めて有望なものであるとわかっている
。しかしながら、放射関口は相当に非対称的になりやす
い。このことはレーザピームを光学的応用においてスポ
ットに焦点を合わせるのに安価な球状レンズの使用では
なく円筒状のレンズの使用を必要とする。第１９図にお
けるＣＳＰレーザ１５０はより対称的な放射関口を生む
ように設計してあり、所望の光学的応用に球状レンズを
使用できる。しＯＣレーザー ５０と続いて説明する別
のＬＯＣレーザは全て非プレーナ型（ＮＰ）ＬＯＣ構造
であるが、これらの構造は半導体の層が全て基板にまた
はその上に備えられたチャネルまたはチャネル付メサの
上部でプレーナ型となるような方法で成長するように製
造すればよい。

レーザ１５０は基板１５２から成っておりその上に細長
いチャネル１５４を選択的エッチングにより形成する。

層、１５６，１５８，１６０，Ｉ６２，１６４、及び１
６８は基板１５２上にェピタキシャル成長させる。層１
６０は活性層を構成する。切子面１５３は光学的帰還を
与える２つの切り割った切子面の１つである。これらの
層の各々における層の種類と導露型は第１９図に示して
ある。モル分率の範囲とこれらに対する層の厚みの例を
第０表に示す。第□表 兼はチャンネル領域の外側 もしレーザに７５００Ａから６５００Ａのようなスペク
トルの可視部分の光線を放射させたいなら、これらの層
の全てにおけるＡＩの成分をそれに応じて増加させる。

レーザ１５０の製造は約７００℃における０．４℃／分
の冷却速度を用いた単一のステップの液相ェピタキシ（
ＬＰＥ）プロセスのみを必要とする。２．５〜４〆肌の
幅のフオトリトグラフにより輪郭をつけたまつすぐなチ
ャネルを１２０私のエチレングリコール、６．５の‘の
日３Ｐ０３、３０の‘の日２０，及び１の‘のＨＦの混
合液を用いて（０１１）方向に沿ってｎ型Ｓｉドープ（
２×１び８伽‐３）した（１００）に方向を定めたＧａ
偽基板１５２まで選択的にエッチングする。

チャネル１５４の深さは約３．１山肌でありチャネルの
幅は約７ム仇である。第１の３層！ ５６，１ ５８及
び１ ６０はし ｎ−Ｇも．篤ＡＩＭ５（５×ｌび７仇
‐３）、ｎ−Ｇろ．磯ＡＩ雌ぶｓ（５×ｌび７の‐３）
、及びｐ−Ｇａ小＄ＡＩＭ５Ａｓ（５×１び７の‐３）
であり、ＬＰＥによりエッチされたチャネル１５４がた
だ一部分だけ満たされるように成長させる。こうして、
活性層１６０は、第２５図のレーザの活性領域１６１と
同様の、基板１５２の方へ延びたわずかにくぼみまたは
なか高の形状１５９を有する活性領域１６１を有する。
第４の層１６２ｐ−Ｇ熱．８ぷｌｏ．２ｏ瓜（５×１び
７仇‐３）の成長は完全に満たして成長を平坦にしその
ため残りのｐ一Ｇら．ｏ８ＡＩＭ５＄（１び８弧‐３）
の層１ ６ ４とｎ−Ｇａ粕（５×ｌび肌‐３）のキャ
ッピング層１６６はプレーナ型となる。

層１６４の上には、酸化か室化の層１６８を通して８ム
仇のストライプ接点１７４をチャネル１５４の真上に配
列させ第６図のレーザ７０と同じ方法で薄い０．３〃の
ｎ型にａ偽キヤツピング層１６４を通してＺｎ拡散１
６９により生成する。次にＣｒ／Ａｕｐ型とＳｎ／Ｐｄ
／Ａｕ ｎ型のオーム合属化１７０及び１７２を、それ
ぞれ、与える。端子１７８及び１７９を次にこの金属化
１７０及び１７２へはんだ付けしてレーザの電気的接続
と作動に備える。約６の固のレーザをこのように製造し
て試験に備えて取り付けた。

処理していない切子面を有する２００〜３００一肌の長
さのレーザを３０皿パルス化しーザ閥値（１００ナノ秒
のパルス幅でＩＫ比の繰返し数）で作動させ範囲を３２
〜６０肌Ａとした。これらのレーザはこの範囲に入るウ
ェハに約４０％のレーザによって取り付ける前に低い閥
値に対してあらかじめ遮蔽も行なった。これらの低い閥
値の値はＮＰ−ＬＯＣの光学的閉じ込め特性に帰せられ
ると思われる。なおもより低い値でさえ適切な功子面コ
ーティングを使用して反射率を高めることにより達成で
きる。８ｒ肌の幅でｐ−接点ストライプを有する幾つか
の２２５一肌の長さのレーザをさらに詳しく研究した。

約４９のＡのレーザ闇値が共通であった。このことはお
およそ２．７２ｋＡ／洲の電流密度に対応する。その出
力は約１３５のＡで２５肌Ｗ／功子面になるまでキンク
が無く、これは約２．７８ｔｈである。両方の切子面に
おける特性の量子効率は約４０％であり、このことはこ
の型のレーザにとって典型的なことである。近フィール
ドパターンはしーザフイラメントをＮＰ−ＬＯＣの中央
に安定させかつビーム面の比を２．５：１以下にするこ
とを示した。

これらはパワー半値幅が１．５山肌の極めて優れた縦モ
ド制御を示した。このような縦波閉じ込めがある程度観
測された低い閥値の値の理由である。同様に、近フィー
ルド位相面は球状レンズによる焦点合わせが波の中心が
軸の回りに２山肌で一致することを示すためほぼ平面的
であると思われる。このＮＰ一ＬＯＣレーザ構造は同様
に安定した近フィールドを遠フィールドのパターンも示
しそれぞれほぼ１がと２７ｏの縦と横のビーム発散を示
す約２５肌Ｗ／切子面の高出力光学的パワーを有する。

たとえば高パワーにおいても、ＮＰ−リＯＣ出力ビーム
は安定しており光波の大きな光学的空洞への広がりのた
めに単位面積あたりの光の密度はほとんど無く光学的切
子面の損傷を減少させるという追加の利点を有する。第
１図及び第２図に開示されたように、先行技術によるＣ
ＳＰレーザに関するレーザ１５０の改善された特徴は活
性領域における注入電荷に依存しない縦光波の導波性を
得るための光学的導波管層１５８及び１６２の利用であ
る。

層１５８は非プレーナ型であり伝播ビームを垂直面内へ
広げる。このことでより対称的な放射開□が与えられる
。電子及びホールキャリャは活性層１６０の活性領域１
６１へ閉じ込められるがこれは活性領域１６１と隣接し
た層１５８及び１６２との間に設定されたポテシャル障
壁がこれらをこの領域に閉じ込めるのに十分であるため
である。同様に、チャネル５０の両側における横モード
は相当に高い鰯値を有する。

最も低いオーダーの横モードは、ｐ−ｎ接合面に垂直か
平行のいずれかであって、チャネル１５４の真上にのみ
存在する。光波導波性は層１５８及び１６２の境界内に
活性領域１６１を横切って形成したＮＰ−ＬＯＣ内に設
定する。

層１５８の最も厚い断面は領域１５９の中心点において
であり、それゆえこの点はこの層における最も有効な屈
折率を示す。ＮＰ−ＬＯＣの“焦点合わせ”動作のため
に、伝播光波の横モードは活性層１６１の中心に対する
水平面と垂直面内に都合よく閉じ込められる。最も低い
オーダーのモードの安定性はＮＰ一ＬＯＣ構造が先行技
術によるＣＳＰレーザの場合のように中央のチャネルの
側面で放射損を有するように設計することによりさらに
達成すればよい。しかしながら、Ｇａ偽構造を介してこ
のような放射損を含むことはＮＰーレＯＣの焦点合わせ
の動作のためＮＰ−ＬＯＣレーザの最も低いオーダーの
モードの動作には本質的ではない。活性領域１６１から
広がっているこれらの層の屈折率における徐々の変化を
与えるための層１５８及び１６２の横切っての成分のグ
レーディングでレーザ１５０の導波特性はさらに改善さ
れる。

ＡＩモル分率の断面の成分含有量は比例あるいは反比例
方法で変えて連続的な指数の変化を与えることができる
。この成分グレーディングはまた後に説明するＮＰ−Ｌ
ＯＣレーザ構造にも使用できる。同様に、層１５８及び
１６２におけるモル分率は同じである必要はない。

例えば、層１５８におけるモル分率、ｚ、は層１６２に
おけるモル分率、ｕ、と１％違ってよい。これらの層の
モル分率と厚さはそれらの中央領域における曲率の広が
りとともに制御してＮＰ−ＬＯＣに所望の曲率を与えた
り特に所望の放射閉口を与えることができる。レーザ１
５川まこれらが閥値、量子効率、及びパワー対電流の比
例性に関して全く再現しうるということを確実に示して
いる。

これらの再現性と基本的な歩留りは第２０図のようにチ
ャネル付メサ４４を組み込むことでさらに改善できる。
非プレーナ型チャネル付メサレーザ１８０は基板１５２
の表面に連続したチャネル付メサ４４を備えている。層
１５６，１５８，１６０，１６２、及び１６４の制御さ
れた成長は層１５８に拡大した部分１９２を画定する形
成したくぼみまたは湾曲部分１８４を有する層１５６と
ともに非プレーナ型の大きな光学的空洞１８２を備える
。ＮＰ−ＬＯＣ１８２内に含まれている層は先の図面の
チャネル付メサに関してすでに詳細に説明したように、
なめらかな切子面状の表面を有する。第２１図及び第２
２図におけるＮＰ−ＬＯＣレーザー９０及び１９４は導
波管層１６２をこれらの装置の製造に使用していないの
でレーザ１８０とは異なっている。

層１６２の除去はより低い闇値をできる限り与えるとい
う利点を与えまた横モードの安定化を改善しうる。この
ことは伝播光線の大部分がレーザー８０の構造における
同じ位置に比較して層１５８の拡大部分１９２に在るた
めである。しかしながら、交換によって処分するものは
放射開ロにおけるより大きなビーム発散である。ＮＰ−
ＬＯＣレーザ１ ９０とＮＰ−ＬＯＣレーザー ９４と
の重要な相違は層１５６の成長の量すなわちデポジット
した厚さである。

第２１図において、層１５６の成長はサブメサ表面４７
及び４９のしベルに達するデポジション及びチャネル充
填により終了させる。第２２図では、層１５６の成長は
これらの表面の上部で連続する。これらの相違はＧａふ
基板１５２への光の吸収及び電子ホールの損失の量の制
御された相違を表わす。第２２図における形状は光吸収
の増加とできる限り強めた横モードの安定性を与えるが
増加した電流閥値を犠性にしている。第２３図における
ＮＰ−ＬＯＣレーザ２０川ま第２０図におけるＮＰ−Ｌ
ＯＣレーザ１８０と全く同一であるが、高いＡＩ含有量
の層２０２及び２０４を活性層１６０の隣接した側面に
配置させて追加させた点が異なる。

これらの層は層１５８及び１６２よりも高いＡＩ含有量
を有する。層２０２及び２０４は各々０．００５仏の、
０．１一肌の厚さを有すればよく一方別の層１５６〜１
６４は第ロ表に前もって表わした例示的に示した厚さを
有すればよい。層２０２及び２０４はキャリャ閉じ込め
に高い障壁を与える。電極１７８及び１７９間に電位を
印加して順方向にバイアスをかけると、キヤリャは薄い
クラッド法で被覆させた層２０２及び２０４により活性
層１６０内に注入されかつ閉じ込められる。キャリヤの
再結合により、発生した光放射は、ここで開示した別の
ＮＰ−ＬＯＣレーザの場合のように、幅の広いプロフィ
ルを有し、この光波は導波管層１５８及び１６２の中へ
と広がっていく。薄いクラツド法で備えた層を活性層に
隣接させて使用することにおける基本的な原理は“高出
力パワーレーザ（Ｈｉｇｈ ＯｕｔｐｕｔＰｏｗｅｒＬ
ａｓｅｒゾの名称で１９７ｇ王１月１５日付で出願され
記録の同一譲渡人に付与された特許出願第００３３１２
号に開示されている。第２４図では、ＮＰ−ＬＯＣレー
ザ２１０が幅の広いチャネル５０をサブメサ４６及び４
８の間に有するチャネル付メサ４４を備えている。

層１５６〜１６４の成長は領域２１２において全て非ブ
レーナ型となるように制御することができる。このこと
は３層１５８，１６０、及び１６２の全てのうちで最も
厚い幅がチャネル５０の中央の上部にあるためのレーザ
の動作とフィラメントを安定させるのを助けることがで
きる。第２５図におけるＮＰ−ＬＯＣレーザ２２０１ま
第９図に図示した修正したチャネル付メサ４４を備えて
いる。

深いチャネル５０の上部の層１５６，１５８及び１６０
の成長はメサ４４の上部での平坦な結晶成長の完了の前
に活性層１６０が最後の非プレーナ型の層となるように
制御することができる。より大きな活性領域空洞２２２
を備えることはフィラメントの安定化に備えをすること
である。このＮＰ一ＬＯＣ構造は空洞２４４を含む層１
５８及び１６２への伝播光波の広がりを可能にする。層
１６８における空洞２２４はその中央領域におけるその
より高い屈折率のためより優れた安定性を与える。追加
のモード制御は層１５６をチャネル付メサ４４の上部に
十分薄く成長させて光吸収がＧａＡｓ基板１５２内へ起
こるようにすることで達成すればよい。第２６図及び第
２７図におけるＮＰ−ＬＯＣレーザ２３０及び２４０は
、それぞれ、亜鉛拡散領域２３２及び２４２をそれらの
基板１５２に組み込んでいること、及びこれらの層を通
して、それぞれ、細長い電流チャネル２３６及び２４６
を形成している半絶縁性層２３４及び２４４を備えた点
により今までのＮＰ−ＬＯＣの実施例とは異なっている
。

拡散領域２３２及び２４２は、それぞれチャネル１５４
及び５０を通る電流閉じ込めに備えをする。チャネル２
３６及び２４６はこれらのチャネルを通してかつ活性領
域１６１を通してある領域に電流を閉じ込める。層１
６２及び１６２′はｐ−Ｇａ，心ＮｕＡＳここでｕ；ｕ
′であればよい。

層１６２はまたｕ′１１ｕとなるようにわずかにより高
い屈折率を有するように製造すればよい。例えば、ｕは
０．１５であればよく、ｕ′は０．１７であればよい。
レーザ２３０及び２４０のェピタキシヤル製造はしーザ
１５０に関してすでに説明したのと同様である。

層１６２の成長が終了すると、半絶縁性特性のためにク
ロムか酸素でドーブしたＧａＡｓ層２３４及び２３６を
ェピタキシャル的にデポジツトさせる。

このデポジションが完了すると、選択的エッチングを行
なってそれぞれのチャネル２３６及び２４６を形成する
。次に、結晶成長を続く層１６２′，１６４、及び１６
６のデポジションと連続させる。第２７図では、深いチ
ャネル形成がレーザ２４０のチャネル付メサ４４に備え
をしてありそのため、領域２４２を形成するための基板
１５２の亜鈴拡散の後、チャネル５０の選択的エッチン
グが拡散領域２４２を通してｎ型の基板へと広がってい
る。

本発明を特定の実施例に関して説明してきたが、前述の
説明として変更、修正及び変形物が当業者にとって明ら
かとなるであろう。

従って、このような変更、修正、及び変形物は全て特許
請求の範囲の意図と範囲に含まれるものであるというこ
とを付言しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は活性層のデポジションにおいて結晶成長を終了
させた先行技術によるチャネル基板プレーナ型（ＣＳＰ
）レーザの上部表面の光学的写真、第２図は第１図に図
示したレーザの断面図の走査電子顕微鏡の顕微鏡写真、
第３図は活性層のデポジションにおいて結晶成長を終了
させた本発明のチャネル付メサレーザの上部表面の光学
的写真、第４図は第３図に図示されているレーザの断面
図の走査電子顕微鏡の顕微鏡写真、第５図は本発明から
成っているチャネル付メサレ−ザの側面図、第６図は第
５図に比較して異なるメサの寸法の構成を有するチャネ
ル付メサレーザの側面図、第７図は修正したメサ構成を
有するチャネル付メサレーザの側面図、第８図はさらに
修正したメサ構成を有するチャネル付メサレーザの側面
図、第９図は別の修正したメサ構成を有するチャネル付
メサレーザの側面図、第１０図はさらに別の修正したメ
サ構成を有するチャネル付メサレーザの側面図、第１１
図は非プレーナ型構造を生むように結晶成長を制御した
第５図と同様のチャネル付メサレーザの側面図、第１２
図はピンチオフ活性領域がその活性層に生じるように結
晶成長を制御したチャネル付メサレーザの側面図、第１
３図はメサ構造に修正を加えた第１２図に図示したのと
同一のチャネル付メサレーザの側面図、第１４図は第５
図に図示したものと同様であるが追加の基板表面修正を
与えたチャネル付メサレーザの側面図、第１５図は第１
４図に図示したものと同様でありかつ基板に電流閉じ込
め修正を与えたチャネル付メサレーザの側面図、第１６
図ははっきりしたキャリャ及び電流閉じ込めを与える埋
込みチャネル付メサレーザの側面図、第１７図は第１６
図に図示したものと同様であるがさらに電流閉じ込め特
性を備えた理込みチャネル付メサレーザの側面図、第１
８図は第１７図に図示したものと同様であるがさらに別
の電流閉じ込め特性を有する埋込みチャネル付メサレー
ザの側面図、第１９図は大きな光学的空洞を有するチャ
ネル付基板非プレーナ型レーザ（ＮＰ−ＬＯＣ）の側面
図、第２０図は大きな光学的空洞を有するチャネル付メ
サレーザの側面図（ＮＰ−ＬＯＣ）の側面図、第２１図
は拡大した光学的空洞を活性層の一方の側にだけ備えた
ことを除けば第２０図に図示したものと同様のチャネル
付メサＮＰ−ＬＯＣレーザの側面図、第２２図はデポジ
ットした層の厚さにおける変化を除けば第２１図に図示
したのと同様なチャネル付メサＮＰ−ＬＯＣレーザの側
面図、第２３図は第２０図に図示したものと同一である
が、加えて、その活性層に隣接した極めて薄いクラッド
法で備えた層を有するチャネル付メサＮＰ−ＬＯＣレー
ザの側面図、第２４図は全て非プレーナ型の層を有する
ように設計したチャネル付メサＮＰ−ＬＯＣレーザの側
面図、第２５図は非プレーナ型の活性層を有するように
設計したチャネル付メサＮＰーリＯＣレーザの側面図、
第２６図は本装置の活性層の隣接側面における光学的空
洞による閉じ込めを用いたチャネル付メサＮＰ−ＬＯＣ
レーザの側面図、第２７図は第２６図に図示したものと
同様であるが異なる基板設計を施したチャネル付メサＮ
Ｐ一ＬＯＣレ−ザの側面図、第２８図はチャネル付メサ
レーザの配列の製造に関して設計した基板ウェハの一部
の側面図、第２８Ａ図はチャネル付メサレーザの別の配
列の製造に関して設計した基板ウェハの一部の側面図、
第２９図は同一の基板ウェハ上に製造したチャネル付メ
サレーザ配列のグループの側面図である。 符号の説明、４０・・・・・・チャネル付メサレーザ、
１５０・…・・チャネル付基板非プレ−ナ型レーザ、４
４……チャネル付メサ、５０，１５４……チャネル、５
２，１５２・・・・・・基板、５６，１６０・…・・活
性層、５４，５８，６０，１５６，１５８，１６２，１
６４・・・…半導体層、５９・・・・・・台形領域、１
５９……くぼみ。 （ソＧ ′ ‘ソＧ ２ （ンＧ３ ‘ソ６ 子 万ンＧ５ 斤ンＧ６ （ン○．ア 斤スＧ．ａ ‘ンＧ９ 打力Ｇノ。 （ンＧ／／ 万ンＧイ２ 斤ンＧノ３ （ソ６・／４ ‘ンＧ′５ （ンＧ／６ ‘ン○／ア （ンＧ／８ ＦソＧ・／９ ‘ン６２０ 斤ソＧ２／ 斤ＪＧ２２ ‘ンＧ２３ 斤７０２４ 力７６２５ 斤〆Ｇ２６ （ンＧ・２７ （ン６２６ 万７６２８４ （ン６２９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に半導体材料の複数個の連続した層を
   有するヘテロ構造半導体レーザであって、（イ）前記半
   導体基板上に設けられ、細長いチヤネルを挾んで形成さ
   れた二個の細長いサブメサを有する細長いチヤネル付メ
   サ（ロ）前記チヤネル付メサの上に結晶成長的に置かれ
   前記チヤネルを埋めた第一の半導体層、（ハ）前記第一
   半導体層上に置かれ、前記第一半導体層よりも小さいバ
   ンドギヤツプと大きい屈折率を有する活性層、（ニ）前
   記活性層上に置かれ前記活性層よりも大きいバンドギヤ
   ツプと小さい屈折率を有する第二の半導体層、を有し前
   記第一半導体層は前記二個のサブメサの上面において途
   切れ前記活性層がピンチオフしていることを特徴とする
   前記ヘテロ構造半導体レーザ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のヘテロ構造半導体レー
   ザであって前記チヤネルのレベルは前記基板上で前記チ
   ヤネル付メサが設けられていない領域のレベルと等しく
   ないことを特徴とする前記ヘテロ構造半導体レーザ。