JPS62229893A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS62229893A JPS62229893A JP5430286A JP5430286A JPS62229893A JP S62229893 A JPS62229893 A JP S62229893A JP 5430286 A JP5430286 A JP 5430286A JP 5430286 A JP5430286 A JP 5430286A JP S62229893 A JPS62229893 A JP S62229893A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体レーザ装置に関し、特にＭＯ−ＣＶ
Ｄ （Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて製造するのに好適な半導
体レーザ及びその製造方法に関するものである。
Ｄ （Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて製造するのに好適な半導
体レーザ及びその製造方法に関するものである。
第３図は例えば特開昭６０−１９２３８０号公報に示さ
れたＭＯ−ＣＶＤ法を用いて製造するのに通した半導体
レーザの構造例を示すものであり、図において、１はＰ
型ＧａＡｓ基板ミ１２はＰ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、
３はｎ型ＧａＡｓ電流阻止層で、その底部にＰ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１２が露出するようなストライプ状溝
ｌＯを有している。さらに１３はＰ型ＡｌＧａＡｓ層で
、層３及びｉｔｏの上に、溝の段差形状をほぼ残すよう
に形成された光ガイド層、５はＰ型又はｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ活性層で、層１３の上に溝の段差形状をほぼ残すよう
に形成され、その屈折率は層３，１３のそれより大きい
。さらに６はｎ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ上りラフト層
で、その屈折率は活性層５のそれより小さい。７はｎ型
ＧａＡｓコンタクト層、８と９は各々ｎ側及びＰ側電極
である。
れたＭＯ−ＣＶＤ法を用いて製造するのに通した半導体
レーザの構造例を示すものであり、図において、１はＰ
型ＧａＡｓ基板ミ１２はＰ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、
３はｎ型ＧａＡｓ電流阻止層で、その底部にＰ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１２が露出するようなストライプ状溝
ｌＯを有している。さらに１３はＰ型ＡｌＧａＡｓ層で
、層３及びｉｔｏの上に、溝の段差形状をほぼ残すよう
に形成された光ガイド層、５はＰ型又はｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ活性層で、層１３の上に溝の段差形状をほぼ残すよう
に形成され、その屈折率は層３，１３のそれより大きい
。さらに６はｎ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ上りラフト層
で、その屈折率は活性層５のそれより小さい。７はｎ型
ＧａＡｓコンタクト層、８と９は各々ｎ側及びＰ側電極
である。
次に動作について説明する。第３図において、Ｐ側電極
９に正、ｎ側電極８に負の電圧を印加すると、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流阻止層３の存在する領域では電流は流れず、電
流はストライプ状溝１０の開口部近傍に集中して流れる
。このときＡｌＧａＡｓ活性層５のストライプ状溝１０
の底部に近い部分に、Ｐ型ＡｌＧａＡｓ光ガイド層１３
から正孔が、ｎ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層６から電子
が注入され、両者の再結合による発光が生じる。
９に正、ｎ側電極８に負の電圧を印加すると、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流阻止層３の存在する領域では電流は流れず、電
流はストライプ状溝１０の開口部近傍に集中して流れる
。このときＡｌＧａＡｓ活性層５のストライプ状溝１０
の底部に近い部分に、Ｐ型ＡｌＧａＡｓ光ガイド層１３
から正孔が、ｎ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層６から電子
が注入され、両者の再結合による発光が生じる。
注入する電流レベルをさらに上げてゆくと、やがて誘導
放出が始まり、レーザ発振に至る。前述のように活性層
５が、溝１０の近傍で湾曲しているため、活性層５の溝
底部に平行な部分と、傾斜している部分の境界において
、実効的な水平方向の屈折率ガイドが形成され、光は活
性層５の溝底部に平行な部分に効率よくとじ込められる
。なお、特開昭６０−１９２３８０号公報にある実施例
では、光ガイド層１３に光をしみ出させ、上下方向の光
とじ込めは、下クラッド層１２及び上クラッドＮ６で行
ない、半導体レーザとしての高出力化を図っている。
放出が始まり、レーザ発振に至る。前述のように活性層
５が、溝１０の近傍で湾曲しているため、活性層５の溝
底部に平行な部分と、傾斜している部分の境界において
、実効的な水平方向の屈折率ガイドが形成され、光は活
性層５の溝底部に平行な部分に効率よくとじ込められる
。なお、特開昭６０−１９２３８０号公報にある実施例
では、光ガイド層１３に光をしみ出させ、上下方向の光
とじ込めは、下クラッド層１２及び上クラッドＮ６で行
ない、半導体レーザとしての高出力化を図っている。
次に製造方法について説明する。Ｐ型ＧａＡｓ基板１の
上にＰ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓクラ１１層１２及びｎ
型ＧａＡｓ電流阻止層３を形成した後、エツチングによ
ってストライプ状溝１ｏを形成し、溝底部に上記ＡｌＧ
ａＡｓクラフト層１２を露出させる。しかる後、必要な
各層をその上に成長させる。
上にＰ型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓクラ１１層１２及びｎ
型ＧａＡｓ電流阻止層３を形成した後、エツチングによ
ってストライプ状溝１ｏを形成し、溝底部に上記ＡｌＧ
ａＡｓクラフト層１２を露出させる。しかる後、必要な
各層をその上に成長させる。
従来の半導体レーザは以上のように構成されているが、
ＡｌＧａＡｓ下クラッド層り２は、光を閉じ込めるため
に、ＡＩを多量に含んでおり、酸化等変質しやすくなっ
ているので、溝１０を形成する時、上記層１２はエツチ
ング液や大気に曝されてその表面が酸化等変質し、レー
ザとしての特性に悪い影響を与えるという問題点があっ
た。
ＡｌＧａＡｓ下クラッド層り２は、光を閉じ込めるため
に、ＡＩを多量に含んでおり、酸化等変質しやすくなっ
ているので、溝１０を形成する時、上記層１２はエツチ
ング液や大気に曝されてその表面が酸化等変質し、レー
ザとしての特性に悪い影響を与えるという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、必要な各層が、レーザ作成中に酸化等変質す
ることのない良好で高性能の半導体レーザを得ることを
目的とする。
たもので、必要な各層が、レーザ作成中に酸化等変質す
ることのない良好で高性能の半導体レーザを得ることを
目的とする。
この発呵に係る半導体レーザ装置は、電流阻止層と半導
体基板との間に、エツチング制御層を設け、ストライプ
状溝を形成するときはまず電流阻止層は侵食され易く、
エツチング制御層は侵食されにくいようなエツチング液
を用いて電流阻止層のエツチングを行ない、その後、上
記エツチング制御層のみを他の選択性エツチング液で除
去するようにしたものである。
体基板との間に、エツチング制御層を設け、ストライプ
状溝を形成するときはまず電流阻止層は侵食され易く、
エツチング制御層は侵食されにくいようなエツチング液
を用いて電流阻止層のエツチングを行ない、その後、上
記エツチング制御層のみを他の選択性エツチング液で除
去するようにしたものである。
この発明においては、電流阻止層と半導体基板との間に
エツチング制御層を設け、ストライプ状溝の形成におい
ては、電流阻止層は侵食されやすくエツチング制御層は
侵食されにくいエツチング液で電流阻止層をエツチング
し、さらに、その後エツチング制御層のみを他の選択性
エツチング液で除去するようにしたから、電流阻止層と
半導体基板とに化学的に安定な組成物を用い、さらに次
なるエピタキシャル成長を行なう直前にエツチング制御
層を除去することにより、露出した表面の酸化等の変質
を極力抑えることができる。
エツチング制御層を設け、ストライプ状溝の形成におい
ては、電流阻止層は侵食されやすくエツチング制御層は
侵食されにくいエツチング液で電流阻止層をエツチング
し、さらに、その後エツチング制御層のみを他の選択性
エツチング液で除去するようにしたから、電流阻止層と
半導体基板とに化学的に安定な組成物を用い、さらに次
なるエピタキシャル成長を行なう直前にエツチング制御
層を除去することにより、露出した表面の酸化等の変質
を極力抑えることができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を示し、
図において、１はＰ型ＧａＡｓ基板である。２はＰ又は
ｎ型Ａ ｌ ｚ Ｇ ａ Ｈ−χＡ ｓエツチング制御
層、３はｎｆｉＧａＡｓ電流阻止層である。１０は電流
阻止層３をエツチングすることにより形成したストライ
プ状溝である。４はＰ型Ａ ｌ Ｉ Ｇ ａ ＋−十Ａ
ｓ下クりッド層であり、これは上記電流阻止層３上、上
記ストライプ状溝１ｏの側面上、及び該溝１０の底部に
露出したＰ型ＧａＡ３基板１上に、溝１０の段差形状を
ほぼ残すように形成されている。５は上記下クラフト層
４上に形成され、その屈折率が上下に隣接する隣接層の
それより大であるＰ又はｎ型のＡＩ ＧａＡｓ活性層
、６は上記活性層５上に形成されたｎ型Ａ ｌ Ｉ Ｇ
ａ 、４ Ａ ｓ上りラッド層、７は上記上クラッド
層６上に形成された電極取付のためのｎ型Ｇａ、Ａｓコ
ンタクト層である。Ａｌ工Ｇ ａ （−１Ａｓ工ツチン
グ制御層２は、厚さは薄く、組成比Ｘは大きい方が通し
ており、厚さ０．０５μｍ程度、ｘ＝０．５程度が好ま
しい、また他の層については、例えばＡｌＧａＡｓＩＡ
ＳＡｓ上クラッド層６下クラッド層４では、厚さ１．５
μｍ程度、ｙ ＝０．４５゜Ａ １１ Ｇ ａ １−ｚ
Ａ ｓ活性層５では厚さ０．１μｍ程度、ｚ−０，１
５にすることにより、可視光領域（波長〜７８０ａ＋＋
ｍ）でのレーザ発振を得ることができる。
図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置を示し、
図において、１はＰ型ＧａＡｓ基板である。２はＰ又は
ｎ型Ａ ｌ ｚ Ｇ ａ Ｈ−χＡ ｓエツチング制御
層、３はｎｆｉＧａＡｓ電流阻止層である。１０は電流
阻止層３をエツチングすることにより形成したストライ
プ状溝である。４はＰ型Ａ ｌ Ｉ Ｇ ａ ＋−十Ａ
ｓ下クりッド層であり、これは上記電流阻止層３上、上
記ストライプ状溝１ｏの側面上、及び該溝１０の底部に
露出したＰ型ＧａＡ３基板１上に、溝１０の段差形状を
ほぼ残すように形成されている。５は上記下クラフト層
４上に形成され、その屈折率が上下に隣接する隣接層の
それより大であるＰ又はｎ型のＡＩ ＧａＡｓ活性層
、６は上記活性層５上に形成されたｎ型Ａ ｌ Ｉ Ｇ
ａ 、４ Ａ ｓ上りラッド層、７は上記上クラッド
層６上に形成された電極取付のためのｎ型Ｇａ、Ａｓコ
ンタクト層である。Ａｌ工Ｇ ａ （−１Ａｓ工ツチン
グ制御層２は、厚さは薄く、組成比Ｘは大きい方が通し
ており、厚さ０．０５μｍ程度、ｘ＝０．５程度が好ま
しい、また他の層については、例えばＡｌＧａＡｓＩＡ
ＳＡｓ上クラッド層６下クラッド層４では、厚さ１．５
μｍ程度、ｙ ＝０．４５゜Ａ １１ Ｇ ａ １−ｚ
Ａ ｓ活性層５では厚さ０．１μｍ程度、ｚ−０，１
５にすることにより、可視光領域（波長〜７８０ａ＋＋
ｍ）でのレーザ発振を得ることができる。
８．９はそれぞれｎ側及びＰ側電極である。
第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例による半導体
レーザの製造工程を、順を追って模式的に示したもので
ある。
レーザの製造工程を、順を追って模式的に示したもので
ある。
まずＰ型Ｑａ、Ａｓ基板１の上にＭＯ−ＣＶＤ法ヲ用イ
テ、Ａｌ工Ｑ ａ ）−エＡｓエツチング制御層２及び
ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層３を順に成長させる（第１のエ
ピタキシャル成長）０次に第２図（Ｃ）で示すようにエ
ツチングマスク１１を用い、ｎ型ＧａＡＳ電流阻止層３
のみを、ＡｌＧａＡｓよりＧａＡｓの方が速くエツチン
グされる選択性エツチング液、例えば過酸化水素水とア
ンモニア水の混合液等によりエツチングし溝を形成する
。このときエツチングはエツチング制御層２で止まるの
で、溝の形状、寸法の制御は容易である。
テ、Ａｌ工Ｑ ａ ）−エＡｓエツチング制御層２及び
ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層３を順に成長させる（第１のエ
ピタキシャル成長）０次に第２図（Ｃ）で示すようにエ
ツチングマスク１１を用い、ｎ型ＧａＡＳ電流阻止層３
のみを、ＡｌＧａＡｓよりＧａＡｓの方が速くエツチン
グされる選択性エツチング液、例えば過酸化水素水とア
ンモニア水の混合液等によりエツチングし溝を形成する
。このときエツチングはエツチング制御層２で止まるの
で、溝の形状、寸法の制御は容易である。
次に第２図（ｄ）のように、エツチングマスク１１を除
去した後、第２図（１りに示すように上記溝の底部に露
出したエツチング制御層２を適当なエツチング液を用い
て除去し、上記溝の底部に化学的に安定なＧａＡｓ基板
１を露出させ、ストライプ状溝１０を形成する。このと
きはＱａｌｋ、ｓよりＡｔＧ ａ Ａ ｓを速くエツチ
ングする選択性エツチング液、例えばＫ１−１２混合液
を用いるのが適当である。また、上記エツチング制御層
１０が十分薄ければ、その除去によっても溝の形状や寸
法はほとんど変化しない０次に必要な各層４，５．６゜
７をＭＯ−ＣＶＤ法を用いてエピタキシャルに成長（第
２のエピタキシャル成長）させるわけであるが、このと
き第２図（ｆ＞に示すようにこの成長は化学的に安定な
Ｇ ａ Ａ ＳＯ上に成長させるので、成長前にはＧａ
Ａｓ表面の酸化等の変質はほとんど無く完全性の高い結
晶が成長し易い。さらには、上記第２のエピタキシャル
成長を行なう直前に、上記エツチング制御層３の除去を
行なえば、その上に上記第２のエピタキシャル成長を行
なう表面が大気に曝される時間が短く、より完全性の高
い結晶の成長が期待できる。
去した後、第２図（１りに示すように上記溝の底部に露
出したエツチング制御層２を適当なエツチング液を用い
て除去し、上記溝の底部に化学的に安定なＧａＡｓ基板
１を露出させ、ストライプ状溝１０を形成する。このと
きはＱａｌｋ、ｓよりＡｔＧ ａ Ａ ｓを速くエツチ
ングする選択性エツチング液、例えばＫ１−１２混合液
を用いるのが適当である。また、上記エツチング制御層
１０が十分薄ければ、その除去によっても溝の形状や寸
法はほとんど変化しない０次に必要な各層４，５．６゜
７をＭＯ−ＣＶＤ法を用いてエピタキシャルに成長（第
２のエピタキシャル成長）させるわけであるが、このと
き第２図（ｆ＞に示すようにこの成長は化学的に安定な
Ｇ ａ Ａ ＳＯ上に成長させるので、成長前にはＧａ
Ａｓ表面の酸化等の変質はほとんど無く完全性の高い結
晶が成長し易い。さらには、上記第２のエピタキシャル
成長を行なう直前に、上記エツチング制御層３の除去を
行なえば、その上に上記第２のエピタキシャル成長を行
なう表面が大気に曝される時間が短く、より完全性の高
い結晶の成長が期待できる。
次に半導体レーザとしての動作について説明する。第１
図において、Ｐ側電極９に正、ｎ側電極８に負の電圧を
印加すると、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層３の存在する領域
では電流は流れず、電流はストライプ状溝１０の開口部
近傍に集中して流れる。このときＰ型又はｎ型Ａｌ！
Ｇａ１−Ｉ ＡＢ活性層５のストライプ状溝１０の底部
に近い部分にＰ型Ａｌ腎Ｇ ａ １４ Ａ ｓクラッド
層４から正孔が、ｎ型Ａ ｌ Ｉ Ｇａ １４ Ａｓ上
クラッド層６から電子が注入され、両者の再結合による
発光が生じる。
図において、Ｐ側電極９に正、ｎ側電極８に負の電圧を
印加すると、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層３の存在する領域
では電流は流れず、電流はストライプ状溝１０の開口部
近傍に集中して流れる。このときＰ型又はｎ型Ａｌ！
Ｇａ１−Ｉ ＡＢ活性層５のストライプ状溝１０の底部
に近い部分にＰ型Ａｌ腎Ｇ ａ １４ Ａ ｓクラッド
層４から正孔が、ｎ型Ａ ｌ Ｉ Ｇａ １４ Ａｓ上
クラッド層６から電子が注入され、両者の再結合による
発光が生じる。
注入する電流レベルをさらに上げてゆくと、やがて誘導
放出が始まり、レーザ発振に至る。前述のように活性層
５が、ｍｌＯの近傍で湾曲しているため、活性層５の溝
底部に平行な部分と、傾斜している部分の境界において
、実効的な水平方向の屈折率ガイドが形成され、光は活
性層５の溝底部に平行な部分に効率よくとじ込められる
。
放出が始まり、レーザ発振に至る。前述のように活性層
５が、ｍｌＯの近傍で湾曲しているため、活性層５の溝
底部に平行な部分と、傾斜している部分の境界において
、実効的な水平方向の屈折率ガイドが形成され、光は活
性層５の溝底部に平行な部分に効率よくとじ込められる
。
なお、上記実施例では、ストライプ状溝の底部において
、Ｐ型ＧａＡｓ基板１の上にＰ型ＡｌｙＧ ａ ＋−會
Ａ ｓ下クラッド層４をエピタキシャルに成長させてい
るが、Ｐ型ＧａＡｓ基板１とＡＩ。
、Ｐ型ＧａＡｓ基板１の上にＰ型ＡｌｙＧ ａ ＋−會
Ａ ｓ下クラッド層４をエピタキシャルに成長させてい
るが、Ｐ型ＧａＡｓ基板１とＡＩ。
Ｇａ１−χＡｓエツチング制御層２あるいはＡｌ２Ｇ
ａ １−ｔＡ ｓ下クラッド層４との間にＰ、１ＧａＡ
３工ピタキシヤル結晶層を設けてもよく、この層により
、下クラッド層４の結晶性を良（することができる。
ａ １−ｔＡ ｓ下クラッド層４との間にＰ、１ＧａＡ
３工ピタキシヤル結晶層を設けてもよく、この層により
、下クラッド層４の結晶性を良（することができる。
また上記Ａ １ ｚ Ｇ ａ ＋−エＡ３エツチング制
御層２はこれを設けなくても、上記実施例と同様の目的
、効果を達成できる場合もある。しかし一般的にはスト
ライプ状溝１０の形状、大きさなどの制御は若干難しい
。
御層２はこれを設けなくても、上記実施例と同様の目的
、効果を達成できる場合もある。しかし一般的にはスト
ライプ状溝１０の形状、大きさなどの制御は若干難しい
。
以上のように、この発明に係る半導体レーザ装置によれ
ば、基板と電流阻止層との間にエッチング制御層を設け
、ストライプ状溝を形成する時、電流阻止層をエツチン
グしたのち、他のエツチング液でエツチング制御層を除
去してストライプ状溝を形成するようにしたので、酸化
等変質しやすいＡｌＧａＡ３層が露出することがなくな
り、より完全性の高い結晶から成る半導体レーザ装置が
得られ、またストライプ状溝の形状、大きさの制御も容
易になる効果がある。
ば、基板と電流阻止層との間にエッチング制御層を設け
、ストライプ状溝を形成する時、電流阻止層をエツチン
グしたのち、他のエツチング液でエツチング制御層を除
去してストライプ状溝を形成するようにしたので、酸化
等変質しやすいＡｌＧａＡ３層が露出することがなくな
り、より完全性の高い結晶から成る半導体レーザ装置が
得られ、またストライプ状溝の形状、大きさの制御も容
易になる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザ装置を
示す斜視図、第２図はその製造工程を示す図、第３図は
従来の半導体レーザ装置の構造例を示す図である。 １は基板、２はエツチング制御層、３は電流阻止層、４
は下クラッド層、５は活性層、６は上クラッド層、７は
コンタクト層、８．９は電極、１０はストライプ状溝、
１１はエツチングマスク、１２はクラッド層、１３は光
ガイド層である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
示す斜視図、第２図はその製造工程を示す図、第３図は
従来の半導体レーザ装置の構造例を示す図である。 １は基板、２はエツチング制御層、３は電流阻止層、４
は下クラッド層、５は活性層、６は上クラッド層、７は
コンタクト層、８．９は電極、１０はストライプ状溝、
１１はエツチングマスク、１２はクラッド層、１３は光
ガイド層である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）半導体基板上に第１のエピタキシャル成長を施し
たものの上に溝を設け、しかる後この上に複数層の第２
のエピタキシャル成長を行なうことによって形成される
半導体レーザにおいて、上記の溝の底部が基板もしくは
基板と接する上記第１のエピタキシャル層のうちの１つ
の層に達しており、 上記第１のエピタキシャル成長層は電流阻止層及び溝形
成時にエッチングを制御するためのエッチング制御層を
含み、 上記第２のエピタキシャル成長層は上記溝の近傍で該溝
の形状に従って湾曲した活性層を有し、該活性層の屈折
率は隣接する各層のそれより高いことを特徴とする半導
体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5430286A JPS62229893A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5430286A JPS62229893A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62229893A true JPS62229893A (ja) | 1987-10-08 |
Family
ID=12966775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5430286A Pending JPS62229893A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62229893A (ja) |
-
1986
- 1986-03-11 JP JP5430286A patent/JPS62229893A/ja active Pending
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