JP2000058963A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
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- 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
-
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- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3201—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures incorporating bulkstrain effects, e.g. strain compensation, strain related to polarisation
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電極形成やヒートシンク融着による特性不良や
劣化が発生せず、良好な素子特性を有する半導体レー
ザ、特に、光ディスクシステムの光源などに用いられる
２回成長型ＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レーザの提供。 【解決手段】半導体基板（図１の１０１）上に、第１の
クラッド層（図１の１０３）と活性層（図１の１０４）
と第２のクラッド層（図１の１０５、１０７）と、が積
層されたダブルへテロ構造を有し、第２のクラッド層と
その上のコンタクト層（図１の１０９）とをエッチング
することにより形成されるメサ形状の光導波路ストライ
プを備え、メサストライプの外側に形成される電流阻止
層（図１の１１０）とコンタクト層とに当接する電極
（図１の１１１）とを、有する半導体レーザにおいて、
メサストライプの長手方向に直交する面の断面におい
て、メサストライプ側面と半導体基板面との成す、メサ
の外側の角度（θ）が９０度以下となるように形成さ
れ、電極と活性層とが、電極側から与えられる外部応力
が活性層に及ばない距離だけ離間している。
劣化が発生せず、良好な素子特性を有する半導体レー
ザ、特に、光ディスクシステムの光源などに用いられる
２回成長型ＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レーザの提供。 【解決手段】半導体基板（図１の１０１）上に、第１の
クラッド層（図１の１０３）と活性層（図１の１０４）
と第２のクラッド層（図１の１０５、１０７）と、が積
層されたダブルへテロ構造を有し、第２のクラッド層と
その上のコンタクト層（図１の１０９）とをエッチング
することにより形成されるメサ形状の光導波路ストライ
プを備え、メサストライプの外側に形成される電流阻止
層（図１の１１０）とコンタクト層とに当接する電極
（図１の１１１）とを、有する半導体レーザにおいて、
メサストライプの長手方向に直交する面の断面におい
て、メサストライプ側面と半導体基板面との成す、メサ
の外側の角度（θ）が９０度以下となるように形成さ
れ、電極と活性層とが、電極側から与えられる外部応力
が活性層に及ばない距離だけ離間している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザに関
し、特に光ディスクシステムの光源などに用いられる２
回成長型ＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レーザに適用して好
適とされる半導体レーザに関する。
し、特に光ディスクシステムの光源などに用いられる２
回成長型ＡｌＧａＩｎＰ赤色半導体レーザに適用して好
適とされる半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の２回成長型半導体レーザ
は、例えば、特開昭６１−２８４９８５号公報等に示さ
れるように、光導波路ストライプの断面が順メサ形状で
あった。以下に、従来の２回成長型半導体レーザについ
て、図面を参照して説明する。図３は、従来の２回成長
型半導体レーザの構造を説明するための縦断面図であ
る。
は、例えば、特開昭６１−２８４９８５号公報等に示さ
れるように、光導波路ストライプの断面が順メサ形状で
あった。以下に、従来の２回成長型半導体レーザについ
て、図面を参照して説明する。図３は、従来の２回成長
型半導体レーザの構造を説明するための縦断面図であ
る。
【０００３】図３を参照すると、１回目のＭＯＶＰＥ成
長で、（００１）ｎ−ＧａＡｓ基板３１、あるいは［１
１０］方向または［−１−１０］方向に傾斜したｎ−Ｇ
ａＡｓ基板３１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層３２を介
してｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３３、活性層３４、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３５、ｐ−ＧａＡｓコン
タクト層３６を積層した後、マスクを形成し、ウエット
エッチングにてｐ−ＧａＡｓコンタクト層３６とｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層３５の一部を除去し、光導波路
ストライプを［−１１０］方向に形成する。このとき、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層３６とｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層３５の組成は、層厚方向で各々一定であるた
め、エッチング後の光導波路ストライプは、断面の幅が
素子表面側で狭くなる順メサ形状となる。
長で、（００１）ｎ−ＧａＡｓ基板３１、あるいは［１
１０］方向または［−１−１０］方向に傾斜したｎ−Ｇ
ａＡｓ基板３１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層３２を介
してｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３３、活性層３４、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３５、ｐ−ＧａＡｓコン
タクト層３６を積層した後、マスクを形成し、ウエット
エッチングにてｐ−ＧａＡｓコンタクト層３６とｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層３５の一部を除去し、光導波路
ストライプを［−１１０］方向に形成する。このとき、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層３６とｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層３５の組成は、層厚方向で各々一定であるた
め、エッチング後の光導波路ストライプは、断面の幅が
素子表面側で狭くなる順メサ形状となる。
【０００４】次に、２回目のＭＯＶＰＥ成長で、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層３７を選択成長し、マスクを除去して
ｐ側電極３８を設ける。このようにして製造される従来
の半導体レーザにおいては、活性層３４とｐ側電極３８
との距離は２μｍ以下である。その後、ｐ側電極３８を
ヒートシンクに融着し、ステムに組み立てて配線を施す
ことにより半導体レーザ装置が完成する。
ａＡｓ電流阻止層３７を選択成長し、マスクを除去して
ｐ側電極３８を設ける。このようにして製造される従来
の半導体レーザにおいては、活性層３４とｐ側電極３８
との距離は２μｍ以下である。その後、ｐ側電極３８を
ヒートシンクに融着し、ステムに組み立てて配線を施す
ことにより半導体レーザ装置が完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
レーザでは、ｐ側電極３８や融着したヒートシンクなど
からの外部応力により、活性層３４に大きな歪がかか
り、特性不良や劣化が発生するという問題が生じる。
レーザでは、ｐ側電極３８や融着したヒートシンクなど
からの外部応力により、活性層３４に大きな歪がかか
り、特性不良や劣化が発生するという問題が生じる。
【０００６】その理由は、（００１）面の傾斜角が１３
度以下の半導体基板上に、ＭＯＶＰＥ法で成長したＡｌ
ＧａＩｎＰ系結晶は、しきい値電流に対する異方性が大
きいため、従来、しきい値電流が最も低くなる［−１１
０］方向に光導波路ストライプを形成するのが一般的で
ある。このとき、ウエットエッチングで形成される光導
波路ストライプの断面は、素子表面側で幅が狭くなる順
メサ形状になるため、光導波路ストライプの層厚に自ず
と限界があり、活性層３４とｐ側電極３８とを十分遠ざ
けて設置することができない。従って、素子表面に形成
されるｐ側電極３８やヒートシンクとの融着によって生
じる歪の影響を活性層３４が強く受けることを避けられ
ないからである。
度以下の半導体基板上に、ＭＯＶＰＥ法で成長したＡｌ
ＧａＩｎＰ系結晶は、しきい値電流に対する異方性が大
きいため、従来、しきい値電流が最も低くなる［−１１
０］方向に光導波路ストライプを形成するのが一般的で
ある。このとき、ウエットエッチングで形成される光導
波路ストライプの断面は、素子表面側で幅が狭くなる順
メサ形状になるため、光導波路ストライプの層厚に自ず
と限界があり、活性層３４とｐ側電極３８とを十分遠ざ
けて設置することができない。従って、素子表面に形成
されるｐ側電極３８やヒートシンクとの融着によって生
じる歪の影響を活性層３４が強く受けることを避けられ
ないからである。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、電極形成やヒートシン
ク融着による特性不良や劣化が発生せず、良好な素子特
性を有する半導体レーザ、特に、光ディスクシステムの
光源などに用いられる２回成長型ＡｌＧａＩｎＰ赤色半
導体レーザを提供することにある。
のであって、その主たる目的は、電極形成やヒートシン
ク融着による特性不良や劣化が発生せず、良好な素子特
性を有する半導体レーザ、特に、光ディスクシステムの
光源などに用いられる２回成長型ＡｌＧａＩｎＰ赤色半
導体レーザを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、第１の視点において、半導体基板上に、少なくと
も、第１のクラッド層と活性層と第２のクラッド層と、
がこの順に積層されたダブルへテロ構造を有し、前記第
２のクラッド層とその上に配設されるコンタクト層とを
エッチングすることにより形成されるメサ形状の光導波
路ストライプを備え、前記メサ形状の光導波路ストライ
プの外側に形成される電流阻止層と前記コンタクト層と
に当接する電極を、少なくとも有する半導体レーザにお
いて、前記電極と前記活性層とが、前記電極側から与え
られる外部応力が前記活性層に及ばない距離だけ離間し
ているものである。なお、前記電極と前記活性層との離
間する距離が３μｍ以上であることが好ましい。
は、第１の視点において、半導体基板上に、少なくと
も、第１のクラッド層と活性層と第２のクラッド層と、
がこの順に積層されたダブルへテロ構造を有し、前記第
２のクラッド層とその上に配設されるコンタクト層とを
エッチングすることにより形成されるメサ形状の光導波
路ストライプを備え、前記メサ形状の光導波路ストライ
プの外側に形成される電流阻止層と前記コンタクト層と
に当接する電極を、少なくとも有する半導体レーザにお
いて、前記電極と前記活性層とが、前記電極側から与え
られる外部応力が前記活性層に及ばない距離だけ離間し
ているものである。なお、前記電極と前記活性層との離
間する距離が３μｍ以上であることが好ましい。
【０００９】また、本発明の半導体レーザは、第２の視
点において、半導体基板上に、少なくとも、第１のクラ
ッド層と活性層と第２のクラッド層と、がこの順に積層
されたダブルへテロ構造を有し、前記第２のクラッド層
とその上に配設されるコンタクト層とをエッチングする
ことにより形成されるメサ形状の光導波路ストライプを
備え、前記メサ形状の光導波路ストライプの外側に形成
される電流阻止層と前記コンタクト層とに当接する電極
を、少なくとも有する半導体レーザにおいて、前記光導
波路ストライプの長手方向に直交する面の断面におい
て、前記光導波路ストライプ側面と前記半導体基板面と
の成す、メサの外側の角度（θ）が９０度以下である。
なお、前記第２のクラッド層がＡｌＧａＩｎＰよりな
り、前記第２のコンタクト層がＡｌＧａＡｓよりなり、
前記第２のクラッド層又は前記コンタクト層の少なくと
も一方の厚み方向の結晶組成の分布が、基板表面側に向
かってＡｌ組成が小さくなるように形成されていること
が好ましい。
点において、半導体基板上に、少なくとも、第１のクラ
ッド層と活性層と第２のクラッド層と、がこの順に積層
されたダブルへテロ構造を有し、前記第２のクラッド層
とその上に配設されるコンタクト層とをエッチングする
ことにより形成されるメサ形状の光導波路ストライプを
備え、前記メサ形状の光導波路ストライプの外側に形成
される電流阻止層と前記コンタクト層とに当接する電極
を、少なくとも有する半導体レーザにおいて、前記光導
波路ストライプの長手方向に直交する面の断面におい
て、前記光導波路ストライプ側面と前記半導体基板面と
の成す、メサの外側の角度（θ）が９０度以下である。
なお、前記第２のクラッド層がＡｌＧａＩｎＰよりな
り、前記第２のコンタクト層がＡｌＧａＡｓよりなり、
前記第２のクラッド層又は前記コンタクト層の少なくと
も一方の厚み方向の結晶組成の分布が、基板表面側に向
かってＡｌ組成が小さくなるように形成されていること
が好ましい。
【００１０】本発明においては、前記半導体基板の（０
０１）面が、［−１１０］方向もしくは［１−１０］方
向に１５度以上傾斜し、光導波路ストライプが［１１
０］方向に形成されている基板を用いることができ、ま
た、前記活性層がＧａＩｎＰまたはＡｌＧａＩｎＰを含
む構成とすることができる。
０１）面が、［−１１０］方向もしくは［１−１０］方
向に１５度以上傾斜し、光導波路ストライプが［１１
０］方向に形成されている基板を用いることができ、ま
た、前記活性層がＧａＩｎＰまたはＡｌＧａＩｎＰを含
む構成とすることができる。
【００１１】本発明の好適な実施形態では、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層およびｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト
層のＡｌ組成を、ウエットエッチング速度が変化するよ
うに層厚方向で変化させて形成し、ウエットエッチング
速度の違いを利用することで光導波路ストライプ側面と
半導体基板表面との成す角度を９０度以下とすることが
できる。あるいは、（００１）面が［−１１０］方向も
しくは［１−１０］方向に１５度以上傾斜した基板上に
半導体レーザ構造を成長し、ウエットエッチングにより
光導波路ストライプを［１１０］方向に形成すること
で、光導波路ストライプ側面と半導体基板表面との成す
角度を９０度以下とすることができる。
ａＩｎＰクラッド層およびｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト
層のＡｌ組成を、ウエットエッチング速度が変化するよ
うに層厚方向で変化させて形成し、ウエットエッチング
速度の違いを利用することで光導波路ストライプ側面と
半導体基板表面との成す角度を９０度以下とすることが
できる。あるいは、（００１）面が［−１１０］方向も
しくは［１−１０］方向に１５度以上傾斜した基板上に
半導体レーザ構造を成長し、ウエットエッチングにより
光導波路ストライプを［１１０］方向に形成すること
で、光導波路ストライプ側面と半導体基板表面との成す
角度を９０度以下とすることができる。
【００１２】このため、電流注入経路として十分なスト
ライプ幅を維持したまま、活性層を素子表面から十分遠
ざけて設置でき、電極や融着したヒートシンクなどから
の外部応力の活性層への影響を小さくできる。その結
果、特性不良や劣化が発生せず、良好な特性を有する２
回成長型半導体レーザを実現することができる。
ライプ幅を維持したまま、活性層を素子表面から十分遠
ざけて設置でき、電極や融着したヒートシンクなどから
の外部応力の活性層への影響を小さくできる。その結
果、特性不良や劣化が発生せず、良好な特性を有する２
回成長型半導体レーザを実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体レーザは、そ
の好ましい一実施の形態において、半導体基板（図１の
１０１）上に、少なくとも、第１のクラッド層（図１の
１０３）と活性層（図１の１０４）と上部（図１の１０
７）及び下部（図１の１０５）に分かれた第２のクラッ
ド層と、がこの順に積層されたダブルへテロ構造を有
し、前記上部クラッド層とその上に配設されるコンタク
ト層（図１の１０９）とをエッチングすることにより形
成されるメサ形状の光導波路ストライプを備え、前記メ
サ形状の光導波路ストライプの外側に形成される電流阻
止層（図１の１１０）と前記コンタクト層とに当接する
電極（図１の１１１）を、少なくとも有する半導体レー
ザにおいて、前記光導波路ストライプの長手方向に直交
する面の断面において、前記光導波路ストライプ側面と
前記半導体基板面との成す、メサの外側の角度（θ）が
９０度以下となるように形成され、前記電極と前記活性
層とが、前記電極側から与えられる外部応力が前記活性
層に及ばない距離だけ離間している。
の好ましい一実施の形態において、半導体基板（図１の
１０１）上に、少なくとも、第１のクラッド層（図１の
１０３）と活性層（図１の１０４）と上部（図１の１０
７）及び下部（図１の１０５）に分かれた第２のクラッ
ド層と、がこの順に積層されたダブルへテロ構造を有
し、前記上部クラッド層とその上に配設されるコンタク
ト層（図１の１０９）とをエッチングすることにより形
成されるメサ形状の光導波路ストライプを備え、前記メ
サ形状の光導波路ストライプの外側に形成される電流阻
止層（図１の１１０）と前記コンタクト層とに当接する
電極（図１の１１１）を、少なくとも有する半導体レー
ザにおいて、前記光導波路ストライプの長手方向に直交
する面の断面において、前記光導波路ストライプ側面と
前記半導体基板面との成す、メサの外側の角度（θ）が
９０度以下となるように形成され、前記電極と前記活性
層とが、前記電極側から与えられる外部応力が前記活性
層に及ばない距離だけ離間している。
【００１４】
【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
【００１５】［実施例１］図１を参照して、本発明の第
１の実施例について説明する。図１は、本発明の第１の
実施例に係る２回成長型半導体レーザの構造を模式的に
説明するための縦断面図である。
１の実施例について説明する。図１は、本発明の第１の
実施例に係る２回成長型半導体レーザの構造を模式的に
説明するための縦断面図である。
【００１６】図１に示すように、１回目のＭＯＶＰＥ成
長により、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
３、活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層
１０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０６、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７、ｐ−ＧａＩ
ｎＰ中間層１０８、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層１０
９を形成する。その際、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッ
ド層１０７とｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層１０９のＡ
ｌ濃度が成長に伴って、すなわち、図の上方に向かうに
従って小さくなるように設定して、成長を行う。
長により、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
３、活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層
１０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０６、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７、ｐ−ＧａＩ
ｎＰ中間層１０８、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層１０
９を形成する。その際、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッ
ド層１０７とｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層１０９のＡ
ｌ濃度が成長に伴って、すなわち、図の上方に向かうに
従って小さくなるように設定して、成長を行う。
【００１７】さらに、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド
層１０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０
６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ中間層１０８、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層
１０９の合計の層厚を、活性層１０４が外部からの応力
の影響を受けない程度に十分厚く、好ましくは３μｍ以
上となるように設定する。
層１０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０
６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ中間層１０８、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層
１０９の合計の層厚を、活性層１０４が外部からの応力
の影響を受けない程度に十分厚く、好ましくは３μｍ以
上となるように設定する。
【００１８】その後、ストライプ状のマスクを形成し、
適切なエッチャントを用いてｐ−ＡｌＧａＡｓコンタク
ト層１０９、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層１０８、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ上部クラッド層１０７をエッチングして光導波
路ストライプを形成する。本実施例では、Ａｌ組成の違
いにより層の厚み方向でエッチング速度が異なるため、
光導波路ストライプ側面と基板表面との成す角度（θ）
を９０度以下とすることができる。続いて、２回目のＭ
ＯＶＰＥ成長により、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１０を
選択的に形成し、マスクを除去してｐ側電極１１１およ
びｎ側電極１１２を設ける。
適切なエッチャントを用いてｐ−ＡｌＧａＡｓコンタク
ト層１０９、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層１０８、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ上部クラッド層１０７をエッチングして光導波
路ストライプを形成する。本実施例では、Ａｌ組成の違
いにより層の厚み方向でエッチング速度が異なるため、
光導波路ストライプ側面と基板表面との成す角度（θ）
を９０度以下とすることができる。続いて、２回目のＭ
ＯＶＰＥ成長により、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１０を
選択的に形成し、マスクを除去してｐ側電極１１１およ
びｎ側電極１１２を設ける。
【００１９】このように、光導波路ストライプ側面と半
導体基板面との角度（θ）を９０度以下にすることがで
きるため、電流注入経路として十分なストライプ幅を維
持したまま、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層１０９を厚
くすることができる。この結果、活性層１０４を素子表
面から十分遠ざけて設置することができ、ｐ側電極１１
１や融着したヒートシンクなどからの外部応力の影響が
少なく、良好な素子特性を有する半導体レーザを実現す
ることができる。なお、十分なストライプ幅を維持でき
る場合は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７の
Ａｌ組成は成長方向で一様であっても良い。
導体基板面との角度（θ）を９０度以下にすることがで
きるため、電流注入経路として十分なストライプ幅を維
持したまま、ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層１０９を厚
くすることができる。この結果、活性層１０４を素子表
面から十分遠ざけて設置することができ、ｐ側電極１１
１や融着したヒートシンクなどからの外部応力の影響が
少なく、良好な素子特性を有する半導体レーザを実現す
ることができる。なお、十分なストライプ幅を維持でき
る場合は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層１０７の
Ａｌ組成は成長方向で一様であっても良い。
【００２０】［実施例２］次に、図２を参照して本発明
の第２の実施例について説明する。図２は、本発明の第
２の実施例に係る２回成長型半導体レーザの構造を模式
的に説明するための縦断面図である。
の第２の実施例について説明する。図２は、本発明の第
２の実施例に係る２回成長型半導体レーザの構造を模式
的に説明するための縦断面図である。
【００２１】図２に示すように、１回目のＭＯＶＰＥ成
長により、本実施例の特徴である、（００１）面が［−
１１０］方向もしくは［１−１０］方向に１５度以上傾
斜したｎ−ＧａＡｓ基板２０１上に、ｎ−ＧａＡｓバッ
ファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０３、
活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層１０
５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０６、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２０７、ｐ−ＧａＩｎＰ
中間層１０８、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９を形成
する。
長により、本実施例の特徴である、（００１）面が［−
１１０］方向もしくは［１−１０］方向に１５度以上傾
斜したｎ−ＧａＡｓ基板２０１上に、ｎ−ＧａＡｓバッ
ファ層１０２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０３、
活性層１０４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層１０
５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０６、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２０７、ｐ−ＧａＩｎＰ
中間層１０８、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９を形成
する。
【００２２】その際、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド
層１０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０
６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２０７、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ中間層１０８、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０
９の合計の層厚を、活性層１０４が外部からの応力の影
響を受けない程度に十分厚く、好ましくは３μｍ以上と
なるように設定する。
層１０５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層１０
６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２０７、ｐ−Ｇ
ａＩｎＰ中間層１０８、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０
９の合計の層厚を、活性層１０４が外部からの応力の影
響を受けない程度に十分厚く、好ましくは３μｍ以上と
なるように設定する。
【００２３】その後、［１１０］方向に延びるストライ
プ状のマスクを形成し、適切なエッチャントを用いて、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９、ｐ−ＧａＩｎＰ中間
層１０８、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２０７を
エッチングして光導波路ストライプを［１１０］方向に
形成する。本実施例では、結晶の方位を所定方向に設定
しているため、エッチングレートの異方性により、光導
波路ストライプの断面の幅を素子表面側で広くなる逆メ
サ形状とすることができる。続いて、２回目のＭＯＶＰ
Ｅ成長により、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１０を選択的
に形成し、マスクを除去してｐ側電極１１１およびｎ側
電極１１２を設ける。
プ状のマスクを形成し、適切なエッチャントを用いて、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９、ｐ−ＧａＩｎＰ中間
層１０８、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２０７を
エッチングして光導波路ストライプを［１１０］方向に
形成する。本実施例では、結晶の方位を所定方向に設定
しているため、エッチングレートの異方性により、光導
波路ストライプの断面の幅を素子表面側で広くなる逆メ
サ形状とすることができる。続いて、２回目のＭＯＶＰ
Ｅ成長により、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１０を選択的
に形成し、マスクを除去してｐ側電極１１１およびｎ側
電極１１２を設ける。
【００２４】このように、（００１）面が１５度以上傾
斜した基板上にＭＯＶＰＥ成長したＡｌＧａＩｎＰ系結
晶は、しきい値電流に対する異方性がないため、光導波
路ストライプを［１１０］方向に形成しても、従来の
［−１１０］方向に形成した半導体レーザと同等の発振
特性を期待することができる。
斜した基板上にＭＯＶＰＥ成長したＡｌＧａＩｎＰ系結
晶は、しきい値電流に対する異方性がないため、光導波
路ストライプを［１１０］方向に形成しても、従来の
［−１１０］方向に形成した半導体レーザと同等の発振
特性を期待することができる。
【００２５】また、このとき、ウエットエッチングによ
り光導波路ストライプを［１１０］方向に形成すると、
ストライプ断面の幅が素子表面側で広くなる逆メサ形状
となるため、電流注入経路として十分なストライプ幅を
維持したまま、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９を厚く
することができる。この結果、活性層１０４を素子表面
から十分遠ざけて設置することができるため、ｐ側電極
１１１や融着したヒートシンクなどからの外部応力の影
響が少なく、良好な素子特性を有する半導体レーザを実
現することができる。
り光導波路ストライプを［１１０］方向に形成すると、
ストライプ断面の幅が素子表面側で広くなる逆メサ形状
となるため、電流注入経路として十分なストライプ幅を
維持したまま、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９を厚く
することができる。この結果、活性層１０４を素子表面
から十分遠ざけて設置することができるため、ｐ側電極
１１１や融着したヒートシンクなどからの外部応力の影
響が少なく、良好な素子特性を有する半導体レーザを実
現することができる。
【００２６】また、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層
２０７およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９の組成
は、上記形状が維持されればどのような値でも良いた
め、本発明の第１の実施例の構造を組み合わせることも
でき、その場合は、設計の自由度が更に大きくなるとい
う効果も有する。
２０７およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９の組成
は、上記形状が維持されればどのような値でも良いた
め、本発明の第１の実施例の構造を組み合わせることも
でき、その場合は、設計の自由度が更に大きくなるとい
う効果も有する。
【００２７】なお、上記した第１及び第２の実施例に係
る２回成長型半導体レーザにおいては、成長方法、成長
温度、成長圧力、原料、基板、素子を構成する層の組成
や厚さなどは、本発明の効果が発揮できる範囲であれば
どのような値でも良く、例えばエッチング停止層は省略
しても良い。また、例えば、活性層は多重量子井戸構造
を有しても良く、光導波層を含んだ分離閉じ込め構造を
有しても良い。
る２回成長型半導体レーザにおいては、成長方法、成長
温度、成長圧力、原料、基板、素子を構成する層の組成
や厚さなどは、本発明の効果が発揮できる範囲であれば
どのような値でも良く、例えばエッチング停止層は省略
しても良い。また、例えば、活性層は多重量子井戸構造
を有しても良く、光導波層を含んだ分離閉じ込め構造を
有しても良い。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極形成やヒートシンク融着による特性不良や劣化が発
生せず、良好な素子特性を有する２回成長型半導体レー
ザを実現することができるという効果を奏する。
電極形成やヒートシンク融着による特性不良や劣化が発
生せず、良好な素子特性を有する２回成長型半導体レー
ザを実現することができるという効果を奏する。
【００２９】その理由は、光導波路ストライプを構成す
る材料の、層の厚み方向のＡｌ濃度上層に向かって小さ
くするか、又は、結晶の方位を所定の方向に設定するこ
とにより、光導波路ストライプ側面と基板表面との成す
角度（θ）を９０度以下とすることができ、従って、電
流注入経路として十分なストライプ幅を維持したままコ
ンタクト層を厚くすることができる。この結果、活性層
を半導体素子表面から十分遠ざけて配設することがで
き、電極側から加わる応力が活性層に影響を及ぼすこと
がないからである。
る材料の、層の厚み方向のＡｌ濃度上層に向かって小さ
くするか、又は、結晶の方位を所定の方向に設定するこ
とにより、光導波路ストライプ側面と基板表面との成す
角度（θ）を９０度以下とすることができ、従って、電
流注入経路として十分なストライプ幅を維持したままコ
ンタクト層を厚くすることができる。この結果、活性層
を半導体素子表面から十分遠ざけて配設することがで
き、電極側から加わる応力が活性層に影響を及ぼすこと
がないからである。
【図１】本発明の第１の実施例に係る２回成長型半導体
レーザの構造を説明するための縦断面図である。
レーザの構造を説明するための縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る２回成長型半導体
レーザの構造を説明するための縦断面図である。
レーザの構造を説明するための縦断面図である。
【図３】従来の２回成長型半導体レーザの構造を示す縦
断面図である。
断面図である。
１０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １０２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １０３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １０４ 活性層 １０５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層 １０６ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰエッチング停止層 １０７ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層 １０８ ｐ−ＧａＩｎＰ中間層 １０９ ｐ−ＡｌＧａＡｓコンタクト層 １１０ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １１１ ｐ側電極 １１２ ｎ側電極 ２０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２０７ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層 ２０９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ３１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ３２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３４ 活性層 ３５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３６ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ３７ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ３８ ｐ側電極 ３９ ｎ側電極 ４０ ｐ−ＧａＩｎＰ中間層
Claims (7)
- 【請求項１】半導体基板上に、少なくとも、第１のクラ
ッド層と活性層と第２のクラッド層と、がこの順に積層
されたダブルへテロ構造を有し、 前記第２のクラッド層とその上に配設されるコンタクト
層とをエッチングすることにより形成されるメサ形状の
光導波路ストライプを備え、 前記メサ形状の光導波路ストライプの外側に形成される
電流阻止層と前記コンタクト層とに当接する電極を、少
なくとも有する半導体レーザにおいて、 前記電極と前記活性層とが、前記電極側から与えられる
外部応力が前記活性層に及ばない距離だけ離間してい
る、ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】前記電極と前記活性層との離間する距離が
３μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ。 - 【請求項３】半導体基板上に、少なくとも、第１のクラ
ッド層と活性層と第２のクラッド層と、がこの順に積層
されたダブルへテロ構造を有し、 前記第２のクラッド層とその上に配設されるコンタクト
層とをエッチングすることにより形成されるメサ形状の
光導波路ストライプを備え、 前記メサ形状の光導波路ストライプの外側に形成される
電流阻止層と前記コンタクト層とに当接する電極を、少
なくとも有する半導体レーザにおいて、 前記光導波路ストライプの長手方向に直交する面の断面
において、前記光導波路ストライプ側面と前記半導体基
板面との成す、メサの外側の角度（θ）が９０度以下で
ある、ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項４】前記第２のクラッド層又は前記コンタクト
層の少なくとも一方の結晶組成が、厚み方向で所定の分
布を有する、ことを特徴とする請求項３記載の半導体レ
ーザ。 - 【請求項５】前記第２のクラッド層がＡｌＧａＩｎＰよ
りなり、前記コンタクト層がＡｌＧａＡｓよりなり、厚
み方向の結晶組成の分布が、基板表面側に向かってＡｌ
組成が小さくなるように形成されている、ことを特徴と
する請求項４記載の半導体レーザ。 - 【請求項６】前記半導体基板の（００１）面が、［−１
１０］方向もしくは［１−１０］方向に１５度以上傾斜
し、前記光導波路ストライプが［１１０］方向に形成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一
に記載の半導体レーザ。 - 【請求項７】前記活性層がＧａＩｎＰまたはＡｌＧａＩ
ｎＰを含む、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か一に記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228468A JP2000058963A (ja) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228468A JP2000058963A (ja) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058963A true JP2000058963A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16876960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228468A Pending JP2000058963A (ja) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058963A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1347548A3 (en) * | 2002-03-20 | 2006-02-01 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
| JP2006100369A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
-
1998
- 1998-08-13 JP JP10228468A patent/JP2000058963A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1347548A3 (en) * | 2002-03-20 | 2006-02-01 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device |
| JP2006100369A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011211 |