JP2000124553A - Semiconductor laser device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser device and manufacture thereof

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JP2000124553A
JP2000124553A JP10295083A JP29508398A JP2000124553A JP 2000124553 A JP2000124553 A JP 2000124553A JP 10295083 A JP10295083 A JP 10295083A JP 29508398 A JP29508398 A JP 29508398A JP 2000124553 A JP2000124553 A JP 2000124553A
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JP
Japan
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layer
plane
type
semiconductor laser
active layer
Prior art date
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Application number
JP10295083A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikashi Anayama
親志 穴山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a refractive index distribution and a carrier-trapping mechanism in lateral direction in an active layer itself by making an As composition ratio of an area along an inclined plane of a well layer higher than that of an area along a principal plane using a multiple quantum well active layer. SOLUTION: When (n) is taken to be a real number of n>7, n' is taken to be a real number of 2<=n'<=7 and n" is taken to be a real number of 3<=n"<=7, an active layer 4 which has either a (100) surface or a (n11) A surface acting as a principal plane 2 and a (n"11) A surface acting as an inclined plane is formed on a step-contained substrate 1 which has either the (100) surface or the (n11) A surface acting as the principal plane 2 and the (n11) A surface acting as an inclined plane 3. And using a multiple quantum well structure active layer whose well layer comprises InGaAsP as the active layer 4, an As composition ratio of an area along the inclined plane 3 of the well layer is made higher than that of an area along the principal plane 2. As a result, a refractive index distribution and a carrier-trapping mechanism in lateral direction are formed in the active layer 4 itself.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ装置及
びその製造方法に関するものであり、特に、光ファイバ
通信システムの光源として用いる赤外領域に発振波長を
有する段差基板を用いた横モード制御型の半導体レーザ
装置及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a lateral mode control type using a stepped substrate having an oscillation wavelength in an infrared region used as a light source of an optical fiber communication system. The present invention relates to a semiconductor laser device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光通信は、大容量化と低コスト化
が進み、将来的には、各家庭に光ファイバを引き入れる
所謂FTTH(Fiber To The Home)
が目標となっており、この目標を実現するには、高性能
の光通信モジュールを低価格で提供することが必須であ
り、光通信モジュールを構成する光通信用の半導体レー
ザには、特に、低価格化と、高温動作とが要求されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the capacity and cost of optical communication have been increasing, and in the future, so-called FTTH (Fiber To The Home) which introduces an optical fiber into each home.
In order to achieve this goal, it is essential to provide a high-performance optical communication module at a low price. For a semiconductor laser for optical communication that constitutes the optical communication module, Low price and high temperature operation are required.

【0003】ここで、図3を参照して、従来より提案さ
れている光通信用半導体レーザを説明する。 図3(a)参照 図3(a)は、InP/InGaAsP系光通信用半導
体レーザの主流であるるBH(Buried Hete
ro)型半導体レーザの断面図であり、まず、n型In
P基板31上に、n側クラッド層を兼ねるn型InPバ
ッファ層32、InGaAsP歪MQW(多重量子井戸
構造)活性層33、及び、p型InPクラッド層34を
順次堆積させたのち、SiO2 マスク(図示せず)をマ
スクとしてn型InPバッファ層32に達するメサエッ
チングを行ってリッジ状メサ35を形成する。
Here, a semiconductor laser for optical communication that has been conventionally proposed will be described with reference to FIG. See FIG. 3A. FIG. 3A is a diagram showing a mainstream InP / InGaAsP semiconductor laser for optical communication, which is a BH (Buried Hete).
FIG. 1 is a cross-sectional view of a (ro) type semiconductor laser, in which n-type In
After an n-type InP buffer layer 32 also serving as an n-side cladding layer, an InGaAsP strained MQW (multiple quantum well structure) active layer 33, and a p-type InP cladding layer 34 are sequentially deposited on a P substrate 31, an SiO 2 mask is formed. A ridge-shaped mesa 35 is formed by performing mesa etching reaching the n-type InP buffer layer 32 using a mask (not shown) as a mask.

【0004】次いで、SiO2 マスクを選択成長マスク
として用いて、リッジ状メサ35の側面に、クラッド層
を兼ねるn型InP埋込バッファ層36、クラッド層を
兼ねるp型InP埋込層37、クラッド層を兼ねるn型
InP電流ブロック層38、及び、クラッド層を兼ねる
p型InP埋込保護層39を順次成長させたのち、Si
2 マスクを除去し、次いで、全面に、p型InPクラ
ッド層40及びp型InGaAsコンタクト層41を順
次成長させることによって基本的積層構造を形成したも
のである。
Next, using an SiO 2 mask as a selective growth mask, an n-type InP buried buffer layer 36 also serving as a clad layer, a p-type InP buried layer 37 also serving as a clad layer, After sequentially growing an n-type InP current blocking layer 38 also serving as a layer and a p-type InP buried protective layer 39 also serving as a cladding layer,
The basic laminated structure is formed by removing the O 2 mask and then sequentially growing a p-type InP cladding layer 40 and a p-type InGaAs contact layer 41 on the entire surface.

【0005】この様なBH型半導体レーザにおいては、
活性層の上下左右に活性層と異なった組成の半導体層が
存在し、且つ、活性層の体積自体が小さいため、発振し
きい値電流Ithが小さいという特徴を有している。これ
は、活性層の両脇を異なる組成、従って、異なる屈折率
の半導体層にすることによって、横方向の光を閉じ込め
る機能をもたせると共に、活性層の体積を小さくするこ
とによって光を出すための電流を少なくし、それによっ
て、周波数特性を改善することが可能になっている。
[0005] In such a BH type semiconductor laser,
There semiconductor layer having a composition different from the active layer in the vertical and horizontal of the active layer, and, since the volume itself of the active layer is small, has a characteristic of oscillation threshold current I th is small. This is because a semiconductor layer having a different composition on both sides of the active layer and, therefore, a different refractive index has a function of confining light in the lateral direction and emits light by reducing the volume of the active layer. It is possible to reduce the current and thereby improve the frequency characteristics.

【0006】図3(b)参照 図3(b)は、リッジ型半導体レーザの断面図であり、
まず、n型InP基板51上に、n側クラッド層を兼ね
るn型InPバッファ層52、InGaAsP歪MQW
活性層53、p型InPクラッド層54、p型InGa
AsPエッチングストップ層55、及び、p型InPク
ラッド層56を順次堆積させたのち、SiO2 マスク
(図示せず)をマスクとしてp型InGaAsPエッチ
ングストップ層55に達するようにp型InPクラッド
層56をメサエッチングしてリッジ状メサを形成し、次
いで、p型InGaAsPエッチングストップ層55の
露出部をエッチング除去する。
FIG. 3B is a sectional view of a ridge type semiconductor laser.
First, on an n-type InP substrate 51, an n-type InP buffer layer 52 also serving as an n-side cladding layer, an InGaAsP strained MQW
Active layer 53, p-type InP cladding layer 54, p-type InGa
After the AsP etching stop layer 55 and the p-type InP cladding layer 56 are sequentially deposited, the p-type InP cladding layer 56 is reached using the SiO 2 mask (not shown) as a mask so as to reach the p-type InGaAsP etching stop layer 55. A ridge-shaped mesa is formed by mesa etching, and then the exposed portion of the p-type InGaAsP etching stop layer 55 is etched away.

【0007】次いで、SiO2 マスクを選択成長マスク
として用いて、リッジ状メサの側面に、クラッド層を兼
ねるp型InP埋込層57、クラッド層を兼ねるn型I
nP電流ブロック層58、及び、クラッド層を兼ねるp
型InP埋込保護層59を順次成長させたのち、SiO
2 マスクを除去し、次いで、全面に、p型InPクラッ
ド層60及びp型InGaAsコンタクト層61を順次
成長させることによって基本的積層構造を形成したもの
である。
Next, using a SiO 2 mask as a selective growth mask, a p-type InP buried layer 57 also serving as a cladding layer and an n-type I
nP current blocking layer 58 and p serving also as a cladding layer
Type InP buried protective layer 59 is grown sequentially,
(2) A basic laminated structure is formed by removing the mask and then sequentially growing a p-type InP cladding layer 60 and a p-type InGaAs contact layer 61 on the entire surface.

【0008】この様なリッジ型半導体レーザにおいて
は、活性層を直接加工することがないので、結晶欠陥等
による素子特性の劣化の影響が比較的少ないという特徴
があり、GaAs系半導体レーザの様に、結晶欠陥がレ
ーザの寿命に強く影響する様な場合に良く用いられてい
るストライプ構造である。
In such a ridge type semiconductor laser, since the active layer is not directly processed, the effect of deterioration of device characteristics due to crystal defects and the like is relatively small. This is a stripe structure that is often used when crystal defects strongly affect the life of the laser.

【0009】しかし、この様な従来の半導体レーザにお
いて各種の問題があり、例えば、図3(a)に示したB
H型半導体レーザの場合には、活性層をエッチングによ
り加工するので、その部分で生ずる結晶欠陥や、不純物
等によって素子特性が若干劣化してしまうという問題が
ある。
However, there are various problems in such a conventional semiconductor laser, for example, the B type shown in FIG.
In the case of the H-type semiconductor laser, since the active layer is processed by etching, there is a problem that the element characteristics are slightly deteriorated due to crystal defects or impurities generated in the active layer.

【0010】また、図3(b)に示したリッジ型半導体
レーザにおいては、活性層自体がレーザ発振領域以外に
も横方向に延在しており、且つ、p型InP埋込層57
及びn型InP電流ブロック層58がp型クラッド層5
6と同じInP層で構成されているので、活性層の横方
向に等価的な屈折率分布が形成されずアンチガイド構造
となっているので、光横モードを安定にできないという
致命的欠陥がある。また、活性層の体積が大きいのでし
きい値電流Ithが比較的高くなり、InP系光通信用半
導体レーザとしては、あまり採用されていないものであ
る。
In the ridge-type semiconductor laser shown in FIG. 3B, the active layer itself extends in a lateral direction other than the laser oscillation region, and the p-type InP buried layer 57 is formed.
And n-type InP current blocking layer 58 is p-type clad layer 5
6 is composed of the same InP layer as that of the active layer 6, an equivalent refractive index distribution is not formed in the lateral direction of the active layer, and the anti-guide structure is formed. . In addition, since the volume of the active layer is large, the threshold current I th is relatively high, so that it is not widely used as an InP-based optical communication semiconductor laser.

【0011】この様に、BH型半導体レーザ及びリッジ
型半導体レーザには夫々問題点があるが、両者の長所の
みを同時に採用することにより理想的な構成が得られる
ものと考えられ、具体的には、活性層を直接加工成形す
るプロセスなしにストライプ幅を小さくすることがで
き、且つ、活性層の横方向に屈折率変化をつけることが
できることが理想である。
As described above, the BH type semiconductor laser and the ridge type semiconductor laser each have problems. However, it is considered that an ideal configuration can be obtained by simultaneously employing only the advantages of both. Ideally, the stripe width can be reduced without the process of directly processing and forming the active layer, and the refractive index can be changed in the lateral direction of the active layer.

【0012】そこで、本発明者等は、AlGaInP系
の短波長半導体レーザにおいて、この様なBH型半導体
レーザ及びリッジ型半導体レーザの長所のみを同時に採
用した一回成長型半導体レーザを提案(必要ならば、特
開平6−45708号公報参照)しているので、この一
回成長型半導体レーザ、即ち、屈曲導波型のS3 レーザ
(Self−aligned Stepped Sub
strate Laser:エスキューブレーザ)を図
4乃至図6を参照して説明する。
Therefore, the present inventors have proposed a single-growth semiconductor laser which employs at the same time only the advantages of the BH type semiconductor laser and the ridge type semiconductor laser in the AlGaInP-based short wavelength semiconductor laser (if necessary). For example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-45708), this once-growth semiconductor laser, that is, a bent-waveguide type S 3 laser (Self-aligned Stepped Sub) is used.
(Strate Laser) will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG.

【0013】図4(a)参照 図4(a)は一回成長型半導体レーザの斜視図であり、
主面が(100)面のn型GaAs基板71に斜面がほ
ぼ(311)A面となる段差を形成したのち、この上に
MOVPE法(有機金属気相成長法)を用いて、n型G
aAsバッファ層72、n型GaInP中間層73、n
型AlGaInPクラッド層74、MQW活性層75、
p型AlGaInPクラッド層76、周辺部がn型Al
GaInP電流ブロック層77となり中央部がp型Al
GaInP電流チャネル層78となるp側第2クラッド
層、p型AlGaInPクラッド層79、p型GaIn
P中間層80、及び、p型GaAsコンタクト層81を
順次成長させたものである。なお、(311)A面は、
III 族元素(この場合はGa)が表面に現れている(3
11)面である。
FIG. 4A is a perspective view of a single growth type semiconductor laser.
After a step having a slope of substantially (311) A plane is formed on an n-type GaAs substrate 71 having a (100) plane as a main surface, an n-type GaAs substrate is formed thereon by MOVPE (metal organic chemical vapor deposition).
aAs buffer layer 72, n-type GaInP intermediate layer 73, n
Type AlGaInP cladding layer 74, MQW active layer 75,
p-type AlGaInP cladding layer 76, peripheral portion is n-type Al
A GaInP current block layer 77 is formed and the center is p-type Al
P-side second cladding layer to be a GaInP current channel layer 78, p-type AlGaInP cladding layer 79, p-type GaIn
The P intermediate layer 80 and the p-type GaAs contact layer 81 are sequentially grown. The (311) A surface is
Group III elements (Ga in this case) appear on the surface (3
11) surface.

【0014】この場合、周辺部がn型AlGaInP電
流ブロック層77となり中央部がp型AlGaInP電
流チャネル層78からなるp側第2クラッド層の成長工
程において、不純物ドーピングの結晶面方位依存性を利
用して、一回の結晶成長工程で電流狭窄機構を形成して
いるので、この事情を図4(b)を参照して説明する。 図4(b)参照 図4(b)はZnとSeを同時ドーピングしてAl0.35
Ga0.15In0.5 P層を成長した場合のAl0.35Ga
0.15In0.5 P層におけるキャリア濃度の面方位依存性
を示す図であり、横軸は(100)面から(111)A
面方向へのオフ角を表している。
In this case, in the growth step of the p-side second cladding layer in which the peripheral portion is the n-type AlGaInP current block layer 77 and the central portion is the p-type AlGaInP current channel layer 78, the crystal plane orientation dependence of impurity doping is used. Since the current confinement mechanism is formed in one crystal growth step, this situation will be described with reference to FIG. See FIG. 4B. FIG. 4B shows a case where Zn and Se are simultaneously doped to form Al 0.35.
Al 0.35 Ga when a Ga 0.15 In 0.5 P layer is grown
FIG. 4 is a diagram showing the plane orientation dependence of the carrier concentration in a 0.15 In 0.5 P layer, where the horizontal axis is from (100) plane to (111) A.
It represents the off angle in the plane direction.

【0015】図において、白丸及び黒丸で表しているよ
うに、(711)A面近傍でキャリア濃度が最低になる
ので、不純物を同じ量ドーピングした場合には、n>7
の(n11)A面ではn型層が得られ、m≦7の(m1
1)A面ではp型層が得られることになり、n型GaA
s基板71の斜面、即ち、(311)A面に沿って成長
したAl0.35Ga0.15In0.5 P層はほぼ(411)A
面となり、p型層になるが、n型GaAs基板71の平
坦面、即ち、(100)面に沿って成長した部分は、
(100)面であるのでn型層になる。なお、このn及
びmの値は不純物のドーピング量、ドーピング比等に依
存するので、格別臨界的な意味はない。
In the figure, as indicated by white circles and black circles, the carrier concentration is lowest near the (711) A plane, so that when the same amount of impurity is doped, n> 7
On the (n11) A plane, an n-type layer is obtained, and m ≦ 7 (m1
1) On the A-side, a p-type layer is obtained, and n-type GaAs
The Al 0.35 Ga 0.15 In 0.5 P layer grown along the slope of the s substrate 71, that is, the (311) A plane is almost (411) A
Although it becomes a surface and becomes a p-type layer, the portion grown along the flat surface of the n-type GaAs substrate 71, that is, the (100) plane,
Since it is a (100) plane, it becomes an n-type layer. Since the values of n and m depend on the doping amount of the impurity, the doping ratio, and the like, they have no special critical meaning.

【0016】この様なキャリア濃度の面方位依存性は、
不純物の取り込み効率に面方位依存性があるためである
ので、この事情を図5を参照して説明する。 図5(a)参照 図5(a)は、p型不純物であるZn及びMgの取り込
み効率の面方位依存性を示す図であり、(100)面か
ら(111)A面方向及び(111)B面方向へのオフ
角を有する基板にZn及びMgを含んだ成長ガスからA
lGaInP層を成長させた場合の、AlGaInP層
における不純物の相対的な取り込み効率を示したもので
ある。
The dependence of the carrier concentration on the plane orientation is as follows.
This is because the efficiency of taking in the impurities depends on the plane orientation. This situation will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a diagram showing the plane orientation dependence of the efficiency of taking in Zn and Mg as p-type impurities, from the (100) plane to the (111) A plane and (111). A substrate having an off angle in the B-plane direction is subjected to A from a growth gas containing Zn and Mg.
FIG. 9 shows the relative incorporation efficiency of impurities in an AlGaInP layer when an lGaInP layer is grown.

【0017】黒丸及び黒四角で示すのはC−V測定(容
量測定)で測定した相対的キャリア濃度であり、また、
白丸及び白四角で示すのはSIMS(Secondar
yIon Mass Spectroscopy)で測
定した相対的不純物濃度であり、これらの差によって不
純物の活性化率が分かると共に、結晶の面方位による不
純物濃度の差、即ち、相対的な不純物の取り込み効率の
面方位依存性が分かる。なお、丸はA方向を示し、四角
はB方向を示す。
Black circles and black squares indicate relative carrier concentrations measured by CV measurement (capacitance measurement).
The white circles and white squares indicate SIMS (Secondary).
This is a relative impurity concentration measured by yIon Mass Spectroscopy, and the difference between them indicates the activation rate of the impurity, and the difference in impurity concentration depending on the crystal plane orientation, that is, the relative impurity incorporation efficiency depends on the plane orientation. I understand the nature. Note that a circle indicates the A direction and a square indicates the B direction.

【0018】図から明らかなように、Znの場合には、
A方向についてはオフ角が大きくなるにしたがって、即
ち、(n11)のnが小さくなるにしたがって、不純物
濃度及びキャリア濃度が上昇し、オフ角が25°、即
ち、(311)面近傍で、最大になり、以後低下してい
くが、(111)A面においても(100)面の6倍程
度の濃度を有している。この場合、不純物濃度とキャリ
ア濃度とはほとんど差がないので、即ち、不純物の活性
化率に面方位依存性が見られないので、この結果は不純
物の取り込み効率の面方位依存性を表していることにな
る。
As is apparent from the figure, in the case of Zn,
In the A direction, as the off angle increases, that is, as n of (n11) decreases, the impurity concentration and the carrier concentration increase, and the off angle becomes 25 °, that is, the maximum near the (311) plane. , And thereafter decreases, but the density of the (111) A plane is about six times that of the (100) plane. In this case, since there is almost no difference between the impurity concentration and the carrier concentration, that is, since the activation rate of the impurity does not depend on the plane orientation, this result indicates the dependence of the impurity incorporation efficiency on the plane orientation. Will be.

【0019】一方、B方向については、不純物の取り込
み効率の面方位依存性はあまり見られず、寧ろ(11
1)B面では、(100)面の半分になっている。ま
た、Mgの場合にも、Znとほぼ同様な傾向が見られる
が、Znより面方位依存性が小さい。
On the other hand, in the B direction, the dependence of the impurity incorporation efficiency on the plane orientation is not so much observed.
1) On the B plane, it is half of the (100) plane. In the case of Mg, the same tendency as that of Zn is observed, but the orientation dependence is smaller than that of Zn.

【0020】図5(b)参照 図5(b)は、n型不純物であるSeの取り込み効率の
面方位依存性を示す図であり、Seについては、p型不
純物と逆の傾向が見られ、A方向においてはオフ角が大
きくなるに連れて不純物の取り込み効率が低下し、一
方、B方向においてはオフ角が大きくなるに連れて不純
物の取り込み効率が増加する。
FIG. 5B is a diagram showing the dependence of the incorporation efficiency of Se, which is an n-type impurity, on the plane orientation. Se has a tendency opposite to that of the p-type impurity. In the direction A, the efficiency of capturing impurities decreases as the off-angle increases. On the other hand, in the direction B, the efficiency of capturing impurities increases as the off-angle increases.

【0021】したがって、異なる面方位を持つ半導体表
面に対し、Zn或いはMgからなるp型不純物及びSe
からなるn型不純物を同時にドーピングすることによ
り、p型領域とn型領域とを同時に成長させることがで
きるという上述の図4(b)の結果を説明することがで
きる。
Therefore, a p-type impurity made of Zn or Mg and Se
The result of FIG. 4B that the p-type region and the n-type region can be grown at the same time by simultaneously doping the n-type impurity consisting of

【0022】この様に、従来の1回成長型半導体レーザ
はMOVPE法における不純物ドーピングの面方位依存
性を利用して電流狭窄機構を形成しているので、埋め込
み構造や、拡散を用いることなく、連続した一回成長工
程で活性層の横方向に電流狭窄機構と屈折率分布の両方
を形成することができるので、高歩留りで且つ低価格で
半導体レーザを製造することができる。
As described above, the conventional one-time growth type semiconductor laser forms the current confinement mechanism by utilizing the plane orientation dependence of the impurity doping in the MOVPE method. Since both the current confinement mechanism and the refractive index distribution can be formed in the lateral direction of the active layer in a single continuous growth step, a semiconductor laser can be manufactured at a high yield and at a low price.

【0023】また、この一回成長型半導体レーザはロス
ガイド構造、即ち、光吸収損失による複素屈折率導波構
造ではないため、光の吸収損失を考慮しなくて良く、そ
のため、高効率で低消費電力であり、また、低非点収差
特性が得られるという利点がある。
Further, since the once-growth semiconductor laser is not a loss guide structure, that is, a complex refractive index waveguide structure due to light absorption loss, it is not necessary to consider light absorption loss, and therefore, high efficiency and low efficiency are obtained. It has the advantage of low power consumption and low astigmatism characteristics.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】この様な一回成長型半
導体レーザに関する技術事項をInP/InGaAsP
系半導体レーザに適用することによって優れた特性を有
する光通信用半導体レーザが安価に得られるものと期待
され、本出願人等によって既に一般論として示唆(例え
ば、特開平7−263805号公報参照)されている
が、その詳細な構成については必ずしも明らかなもので
はなかった。
The technical matters relating to such a once-growth semiconductor laser are described in InP / InGaAsP.
It is expected that a semiconductor laser for optical communication having excellent characteristics can be obtained at low cost by applying the present invention to a system semiconductor laser, and the present applicant has already suggested it as a general theory (see, for example, JP-A-7-263805). However, the detailed configuration was not always clear.

【0025】即ち、同公開公報においては、その尚書き
において、単に、基板としてInP基板を用いても良い
こと、及び、クラッド層としてInPクラッド層を用い
ても良いとするだけであり、その具体的内容については
何ら開示がなされていないものである。
That is, in the publication, it is simply described that an InP substrate may be used as a substrate and that an InP cladding layer may be used as a cladding layer. The target content is not disclosed at all.

【0026】また、InP/InGaAsP系半導体レ
ーザを単に一回成長型半導体レーザとして構成しても、
横方向の電流狭窄及び活性層自体の横方向の屈折率分
布、即ち、活性層の斜面に沿った領域と平坦な主面に沿
った領域との間のキャリア閉じ込めと屈折率分布とが、
光通信用半導体レーザとしては必ずしも充分なものでは
ないと考えられた。
Further, even if the InP / InGaAsP-based semiconductor laser is simply constituted as a once-growth semiconductor laser,
The lateral current confinement and the lateral refractive index distribution of the active layer itself, i.e., the carrier confinement and the refractive index distribution between the region along the slope of the active layer and the region along the flat main surface,
It was considered that this was not always sufficient as a semiconductor laser for optical communication.

【0027】したがって、本発明は、活性層自体に横方
向のキャリア閉じ込め機構及び屈折率分布を形成した擬
似BH型半導体レーザを低コストで提供することを目的
とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pseudo-BH semiconductor laser in which a lateral carrier confinement mechanism and a refractive index distribution are formed in an active layer itself at a low cost.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図1参照 (1)本発明は、nをn>7の実数とし、n′を2≦
n′≦7の実数とし、n″を3≦n″≦7の実数とした
場合、(100)面または(n11)A面のいずれかを
主面2とし、(n′11)A面を斜面3とする段差基板
1を用いると共に、(100)面または(n11)A面
のいずれかを主面2とし、(n″11)A面を斜面3と
する活性層4、活性層4上に、斜面3に沿った領域の正
孔濃度が主面2に沿った領域の正孔濃度より高いp側第
1クラッド層5、及び、主面2においてn型電流ブロッ
ク層8となり斜面3においてp型電流チャネル層7とな
るp側第2クラッド層6を少なくとも設けた半導体レー
ザ装置において、段差基板1としてInP基板を用いる
と共に、活性層4として、ウエル層がInGaAsPか
らなる多重量子井戸構造活性層を用い、少なくともウエ
ル層の斜面3に沿った領域のAs組成比が主面2に沿っ
た領域のAs組成比より高いことを特徴とする。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. See FIG. 1 (1) In the present invention, n is a real number of n> 7, and n ′ is 2 ≦
When a real number of n ′ ≦ 7 and n ″ is a real number of 3 ≦ n ″ ≦ 7, either the (100) plane or the (n11) A plane is defined as the principal plane 2 and the (n′11) A plane is defined as The active layer 4 and the active layer 4 on which the (100) plane or the (n11) A plane is the principal plane 2 and the (n ″ 11) A plane is the slope 3 while using the step substrate 1 having the inclined plane 3 In addition, the p-side first cladding layer 5 in which the hole concentration in the region along the slope 3 is higher than the hole concentration in the region along the main surface 2, and the n-type current blocking layer 8 on the main surface 2, In the semiconductor laser device provided with at least the p-side second cladding layer 6 serving as the p-type current channel layer 7, an InP substrate is used as the step substrate 1, and the active layer 4 has a multiple quantum well structure in which the well layer is made of InGaAsP. Layer at least along the slope 3 of the well layer. As the composition ratio of areas is equal to or higher than the As composition ratio of the area along the main surface 2.

【0029】この様に、段差基板1の面方位を上記のよ
うに選定すると共に、活性層4をウエル層がInGaA
sPからなる多重量子井戸構造活性層とし、Asの取り
込み効率の面方位依存性を利用して、少なくともウエル
層の斜面3に沿った領域を高As組成領域9とし、主面
2に沿った領域を低As組成領域10とすることによっ
て、活性層4自体の横方向に屈折率分布及び禁制帯幅分
布を形成することができるので、従来の1回成長型半導
体レーザに比べて横方向の光閉じ込め及びキャリア閉じ
込めを高めた擬似BH型半導体レーザとすることがで
き、それによって、素子特性を向上することができる。
As described above, the plane orientation of the step substrate 1 is selected as described above, and the active layer 4 is made of InGaAs.
A multiquantum well structure active layer made of sP is used. At least a region along the slope 3 of the well layer is a high As composition region 9 and a region along the main surface 2 by utilizing the plane orientation dependence of As incorporation efficiency. Is formed in the low As composition region 10, a refractive index distribution and a forbidden band width distribution can be formed in the lateral direction of the active layer 4 itself. A quasi-BH semiconductor laser with enhanced confinement and carrier confinement can be obtained, thereby improving device characteristics.

【0030】また、通常のp型不純物の場合には、A面
についてはオフ角が大きくなるにしたがって、即ち、
n′又はn″が小さくなるにしたがって不純物濃度及び
キャリア濃度が上昇するので、n′,n″<nとするだ
けで斜面3に沿った領域おける正孔濃度を主面2に沿っ
た領域における正孔濃度より高くすることができる。な
お、(100)面は、(n11)面のnを無限大∞にし
た場合に相当する。
In the case of a normal p-type impurity, the off-angle of the surface A increases as the off-angle increases.
Since the impurity concentration and the carrier concentration increase as n ′ or n ″ becomes smaller, the hole concentration in the region along the slope 3 can be reduced by simply setting n ′, n ″ <n. It can be higher than the hole concentration. The (100) plane corresponds to a case where n of the (n11) plane is set to infinity ∞.

【0031】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、n型電流ブロック層8及びp型電流チャネル層7
が、Zn,Mg,Cdの内の1つと、S,Seのいずれ
かとを同時に含んでいることを特徴とする。
(2) Further, according to the present invention, in the above (1), the n-type current blocking layer 8 and the p-type current channel layer 7
Contains one of Zn, Mg, and Cd and one of S and Se at the same time.

【0032】一般に、A面においてはp型不純物の取り
込み効率の面方位依存性とn型不純物の取り込み効率の
面方位依存性とは互いに逆の傾向を有するので、p型不
純物とn型不純物とを同時ドープすることによって、主
面2に沿って成長する領域をn型層とし、斜面3に沿っ
て成長する領域をp型層とすることができ、それによっ
て、電流狭窄機構を形成することができる。
In general, on the A-plane, the plane orientation dependence of the p-type impurity incorporation efficiency and the plane orientation dependence of the n-type impurity incorporation efficiency are opposite to each other. Co-doping, the region growing along the main surface 2 can be an n-type layer and the region growing along the slope 3 can be a p-type layer, thereby forming a current confinement mechanism. Can be.

【0033】(3)本発明は、上記(1)において、n
型電流ブロック層8において、Zn,Mg,Cdの内の
1つがドープされた層と、S,Seのいずれかがドープ
された層とが交互に積層され、且つ、p型電流チャネル
層7において、Zn,Mg,Cdの内の1つがドープさ
れた層と、Zn,Mg,Cdの内の1つと、S,Seの
いずれかが同時にドープされた層とが交互に積層された
ことを特徴とする。
(3) The present invention relates to the above (1), wherein n
In the p-type current blocking layer 8, a layer doped with one of Zn, Mg, and Cd and a layer doped with any one of S and Se are alternately stacked. , Zn, Mg, Cd, a layer doped with one of Zn, Mg, Cd, and a layer doped simultaneously with any of S, Se are alternately stacked. And

【0034】p側第2クラッド層6に対して、p型不純
物とn型不純物とを交互にドープした場合、p型不純物
とn型不純物の取り込み効率の面方位依存性及び傾向の
違いによって形成されたキャリア濃度分布によって、斜
面3に沿った領域においてはp型不純物が不純物濃度差
による拡散原理によりn型層に進入してp型不純物とn
型不純物とが混在化したp型電流チャネル層7となる。
一方、主面2に沿った領域においては、p型不純物は不
純物濃度差によってブロックされて拡散が生ぜず、且
つ、n型不純物の拡散は殆ど起こらないので、pnpn
pn・・構造のドーピングプロファイルになるが、これ
らの層は全て薄いのでキャリアの拡散によりp型ドープ
部分が空乏化して均一なn型電流ブロック層8となる。
When the p-side second cladding layer 6 is alternately doped with p-type impurities and n-type impurities, the p-type second cladding layer 6 is formed due to the plane orientation dependence of the efficiency of taking in the p-type impurities and n-type impurities and the difference in tendency. According to the carrier concentration distribution obtained, in the region along the slope 3, the p-type impurity enters the n-type layer by the diffusion principle due to the impurity concentration difference, and the p-type impurity and n
It becomes the p-type current channel layer 7 in which the type impurities are mixed.
On the other hand, in the region along the main surface 2, the p-type impurity is blocked by the impurity concentration difference and does not diffuse, and the n-type impurity hardly diffuses.
Although the doping profile has a pn .. structure, since these layers are all thin, the p-type doped portion is depleted due to the diffusion of carriers to form a uniform n-type current blocking layer 8.

【0035】(4)また、本発明は、上記(1)乃至
(3)のいずれかにおいて、段差基板1と活性層4との
間に、厚さが0.5μm以上のInPクラッド層を設け
たことを特徴とする。
(4) In the present invention, in any one of the above (1) to (3), an InP clad layer having a thickness of 0.5 μm or more is provided between the step substrate 1 and the active layer 4. It is characterized by having.

【0036】この様に、段差基板1と活性層4との間
に、厚さが0.5μm以上のInPクラッド層を設ける
ことによって、斜面3の面方位のばらつきを抑えること
ができ、素子特性に優れた半導体レーザを再現性良く製
造することができる。
As described above, by providing the InP clad layer having a thickness of 0.5 μm or more between the step substrate 1 and the active layer 4, variations in the plane orientation of the slope 3 can be suppressed, and the device characteristics can be improved. A semiconductor laser excellent in reproducibility can be manufactured with good reproducibility.

【0037】(5)また、本発明は、上記(1)乃至
(4)において、活性層4を構成するバリア層及び光ガ
イド層の少なくとも一方を、Al1-x-y Inx Gay
s(但し、0<x<1,0≦y<1)から構成すること
を特徴とする。
Further (5), in the above (1) to (4), at least one of the barrier layer and the light guide layer of the active layer 4, Al 1-xy In x Ga y A
s (where 0 <x <1, 0 ≦ y <1).

【0038】(6)また、本発明は、上記(1)乃至
(5)のいずれかにおいて、p側クラッド層の一部を、
Al1-v-w Inv Gaw As(但し、0<v<1,0≦
w<1)から構成することを特徴とする。
(6) Further, according to the present invention, in any one of the above (1) to (5), a part of the p-side cladding layer is
Al 1-vw In v G aw As (where 0 <v <1,0 ≦
w <1).

【0039】活性層4としてInGaAsPをウエル層
とする多重量子井戸構造活性層を用い、且つ、少なくと
も、電流狭窄機構を構成するp側第2クラッド層の部分
をInPで構成した場合には、上記の様な不純物の取り
込み効率の面方位依存性が殆ど見られないが、禁制帯幅
が大きく且つΔEC に起因するスパイクの小さなAlI
nGaAsを活性層4を構成するバリア層または光ガイ
ド層、或いは、p側クラッド層の一部として用いること
によって、より特性の優れた半導体レーザを構成するこ
とが可能になる。
When the active layer 4 is a multiple quantum well structure active layer using InGaAsP as a well layer, and at least the p-side second cladding layer constituting the current confinement mechanism is formed of InP, Hardly sees the dependence of the impurity incorporation efficiency on the plane orientation, but the AlI has a large forbidden band width and a small spike caused by ΔE C.
By using nGaAs as a barrier layer or a light guide layer constituting the active layer 4, or as a part of the p-side cladding layer, it becomes possible to constitute a semiconductor laser having more excellent characteristics.

【0040】(7)また、本発明は、nをn>7の実数
とし、n′を2≦n′≦7の実数とし、n″を3≦n″
≦7の実数とした場合、(100)面または(n11)
A面のいずれかを主面2とし、(n′11)A面を斜面
3とする段差基板1を用いると共に、(100)面また
は(n11)A面のいずれかを主面2とし、(n″1
1)A面を斜面3とする活性層4、p側第1クラッド層
5、及び、p側第2クラッド層6を少なくとも設けた半
導体レーザ装置の製造方法において、段差基板1として
InP基板を用いると共に、活性層4として、ウエル層
がInGaAsPからなる多重量子井戸構造活性層を用
い、少なくともウエル層の斜面3に沿った領域のAs組
成比が主面2に沿った領域のAs組成比より高くなるよ
うに有機金属気相成長法を用いて製造することを特徴と
する。
(7) According to the present invention, n is a real number of n> 7, n 'is a real number of 2≤n'≤7, and n "is 3≤n".
If the real number is ≦ 7, the (100) plane or (n11)
A stepped substrate 1 having one of the A surfaces as the main surface 2 and the (n'11) A surface as the inclined surface 3 is used, and one of the (100) surface or the (n11) A surface as the main surface 2; n "1
1) In a method for manufacturing a semiconductor laser device provided with at least the active layer 4 having the A-plane as the slope 3, the p-side first cladding layer 5, and the p-side second cladding layer 6, an InP substrate is used as the step substrate 1. At the same time, a multiple quantum well structure active layer whose well layer is made of InGaAsP is used as the active layer 4, and the As composition ratio of at least the region along the slope 3 of the well layer is higher than the As composition ratio of the region along the main surface 2. It is characterized by being manufactured using a metal organic chemical vapor deposition method.

【0041】この様に、成長方法として有機金属気相成
長法(MOVPE法)を用いることによって、活性層4
の斜面3に沿った領域のAs組成比を主面2に沿った領
域のAs組成比より高くすることができ、特に、活性層
4を多重量子井戸構造とすることによって、活性層4に
転位を発生させることなくAs組成分布を形成すること
ができる。
As described above, by using the metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) method as the growth method, the active layer 4 can be formed.
Can be made higher in the region along the inclined surface 3 than in the region along the main surface 2. In particular, by disposing the active layer 4 in a multiple quantum well structure, Can be formed without causing the generation of the As composition distribution.

【0042】即ち、本発明者は、従来の知見からは予測
し得ないAs取り込み効率の面方位依存性を発見し、こ
の現象を多重量子井戸構造と組み合わせることによっ
て、一回成長法を用いて、活性層4の横方向のキャリア
閉じ込め及び光閉じ込の良好な光通信用InGaAsP
系半導体レーザを活性層4に転位等を発生させることな
く製造することを可能にしたものである。
That is, the present inventor discovered a plane orientation dependency of As incorporation efficiency, which cannot be predicted from the conventional knowledge, and combined this phenomenon with a multiple quantum well structure to use a single growth method. InGaAsP for optical communication with good carrier confinement and light confinement in the lateral direction of the active layer 4
This makes it possible to manufacture a semiconductor laser without generating dislocations or the like in the active layer 4.

【0043】(8)また、本発明は、上記(7)におい
て、p側第1クラッド層5を成長させる際に、不純物の
取り込み効率の面方位依存性を利用して、段差基板1の
斜面3に沿った領域の正孔濃度を、主面2に沿った領域
の正孔濃度より高くすることを特徴とする。
(8) Further, according to the present invention, in the method of the above (7), when growing the p-side first cladding layer 5, the plane orientation of the stepped substrate 1 is utilized by utilizing the plane orientation dependency of the efficiency of taking in impurities. 3 is characterized in that the hole concentration in the region along the main surface 2 is higher than the hole concentration in the region along the main surface 2.

【0044】(9)また、本発明は、上記(7)または
(8)において、p側第2クラッド層6を成長させる際
に、p型不純物とn型不純物の取り込み効率の面方位依
存性の違いを利用して、段差基板1の斜面3に沿った領
域をp型電流チャネル層7とし、主面2に沿った領域を
n型電流ブロック層8としたことを特徴とする。
(9) In the present invention according to (7) or (8), when the p-side second cladding layer 6 is grown, the plane orientation dependence of the efficiency of taking in the p-type impurity and the n-type impurity. Utilizing this difference, a region along the slope 3 of the step substrate 1 is defined as a p-type current channel layer 7, and a region along the main surface 2 is defined as an n-type current block layer 8.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】ここで、図2を参照して、本発明
の実施の形態の擬似BH型半導体レーザを説明する。な
お、図2(a)は擬似BH型半導体レーザの断面図であ
り、また、図2(b)は、InPにおける不純物の取り
込み効率の面方位依存性の説明図である。 図2(a)参照 まず、(100)面から(111)A面に6°オフした
主面を有するSnドープn型InP基板11上にフォト
レジスト(図示せず)を塗布し、150μm間隔で幅1
50μmのストライプ状開口部を有するレジストパター
ンをフォトリソグラフィー工程によって形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pseudo BH type semiconductor laser according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view of the pseudo BH type semiconductor laser, and FIG. 2B is an explanatory diagram of the plane orientation dependence of the impurity incorporation efficiency in InP. Referring to FIG. 2A, first, a photoresist (not shown) is applied on an Sn-doped n-type InP substrate 11 having a main surface turned off by 6 ° from the (100) plane to the (111) A plane, and the photoresist is applied at intervals of 150 μm. Width 1
A resist pattern having a 50 μm stripe-shaped opening is formed by a photolithography process.

【0046】次いで、レジストパターンをマスクとして
HCl系エッチャントを用いてエッチングすることによ
って主面に対する傾斜角が約14°以上、即ち、(10
0)面に対するオフ角が20°以上の斜面を有する深さ
0.3μmの溝を形成する。
Next, etching is performed using an HCl-based etchant with the resist pattern as a mask so that the inclination angle with respect to the main surface is about 14 ° or more, ie, (10
0) A groove having a depth of 0.3 μm and a slope having an off angle of 20 ° or more with respect to the plane is formed.

【0047】次いで、バッファ層からコンタクト層まで
全ての層をMOVPE法によって連続成長させるもので
あるが、この場合、全体の成長工程を通して、成長圧力
は50Torr、成長効率は約800μm/mol、キ
ャリアガスの水素を含めた総流量は8000sccmで
ある。
Next, all layers from the buffer layer to the contact layer are continuously grown by the MOVPE method. In this case, the growth pressure is 50 Torr, the growth efficiency is about 800 μm / mol, and the carrier gas is throughout the entire growth process. Is 8000 sccm including hydrogen.

【0048】まず、段差が形成されたn型InP基板1
1上に、基板温度を620℃とした状態で、TMI(ト
リメチルインジウム)及びPH3 を用いて、PH3 /T
MI比が120となり、成長速度が1μm/時となるよ
うに原料ガスを流すと共に、Si2 6 を不純物源とし
て流すことによってキャリア濃度が7×1017cm-3
厚さが0.5μm以上、例えば、0.5μmのn側クラ
ッド層を兼ねるn型InPバッファ層12を成長させ
る。
First, an n-type InP substrate 1 having a step formed thereon
1 and a substrate temperature of 620 ° C., using TMI (trimethyl indium) and PH 3 to obtain PH 3 / T
The raw material gas is flowed so that the MI ratio becomes 120 and the growth rate becomes 1 μm / hour, and the carrier concentration is 7 × 10 17 cm −3 and the thickness is 0.5 μm by flowing Si 2 H 6 as an impurity source. As described above, for example, the n-type InP buffer layer 12 also serving as the 0.5 μm n-side cladding layer is grown.

【0049】この場合、n型InPバッファ層12を
0.5μm以上の厚さに成長させることによって、斜面
に表れる面は(411)A面付近の面方位に落ち着くよ
うになり、また、不純物としてSi2 6 、即ち、Si
を用いているので、取り込み効率の面方位依存性は小さ
く、斜面における電子濃度と主面にける電子濃度とはほ
ぼ均一になる。
In this case, by growing the n-type InP buffer layer 12 to a thickness of 0.5 μm or more, the plane appearing on the slope becomes settled in the plane direction near the (411) A plane, and as an impurity. Si 2 H 6 , that is, Si
Is used, the dependence of the capturing efficiency on the plane orientation is small, and the electron concentration on the slope and the electron concentration on the main surface are almost uniform.

【0050】次いで、InGaAsPMQW活性層13
を成長させるが、まず、基板温度を同じく620℃とし
た状態で、TMI、TEG(トリエチルガリウム)、A
sH 3 、及び、PH3 を用いて、V族/III 族比が80
となり、成長速度が0.5μm/時となるように原料ガ
スを流すと共に、Si2 6 を不純物源として流すこと
によってキャリア濃度が5×1017cm-3で厚さが70
nmでPL波長が1.05μm組成の無歪のn型In
0.893 Ga0.107 As0.230.77光ガイド層を成長させ
たのち、同じ条件の下でSi2 6 の供給を止めた状態
で、厚さ30nmでPL波長が1.05μm組成の無歪
のノン・ドープIn0.893 Ga0.107 As 0.230.77
ガイド層を成長させる。なお、InGaAsPにおける
組成比は、斜面に沿った領域における組成比を表してお
り、以下同じである。
Next, the InGaAs PMQW active layer 13
First, the substrate temperature is set to 620 ° C.
TMI, TEG (triethyl gallium), A
sH Three, And PHThreeAnd the V / III ratio is 80
So that the growth rate is 0.5 μm / hour.
Flow and SiTwoH6Flowing as a source of impurities
5 × 1017cm-3With a thickness of 70
Non-strained n-type In with a 1.05 μm PL wavelength
0.893Ga0.107As0.23P0.77Grow the light guide layer
After that, under the same conditions,TwoH6Supply stopped
With a thickness of 30 nm and a PL wavelength of 1.05 μm without distortion
Non-doped In0.893Ga0.107As 0.23P0.77light
Grow the guide layer. In InGaAsP,
The composition ratio indicates the composition ratio in the area along the slope.
The same applies hereinafter.

【0051】次いで、基板温度を同じく620℃とした
状態で、TMI、TEG、AsH3、及び、PH3 を用
いて、V族/III 族比が70となり、成長速度が0.5
μm/時となるように原料ガスを流すことによって、厚
さが6nm(=60Å)で圧縮歪が1%のノン・ドープ
In0.899 Ga0.101 As0.530.47ウエル層、及び、
基板温度を同じく620℃とした状態で、TMI、TE
G、AsH3 、及び、PH3 を用いて、V族/III 族比
が80となり、成長速度が0.5μm/時となるように
原料ガスを流すことによって、厚さが10nm(=10
0Å)で、PL波長が1.1μm組成の無歪のノン・ド
ープIn0.855 Ga0.145 As0.320. 68バリア層を、
ウエル層が8層、バリア層が7層となるように交互に成
長させることによって歪MQW領域を成長させる。
Next, with the substrate temperature also set to 620 ° C., using TMI, TEG, AsH 3 and PH 3 , the V / III ratio becomes 70 and the growth rate becomes 0.5.
A non-doped In 0.899 Ga 0.101 As 0.53 P 0.47 well layer having a thickness of 6 nm (= 60 ° ) and a compressive strain of 1% by flowing a source gas at a rate of μm / hour, and
With the substrate temperature also set to 620 ° C., TMI, TE
By using G, AsH 3 , and PH 3 to flow a source gas so that the group V / III ratio becomes 80 and the growth rate becomes 0.5 μm / hour, the thickness becomes 10 nm (= 10 nm).
In 0 Å), a non-doped In 0.855 Ga 0.145 As 0.32 P 0. 68 barrier layer of unstrained the PL wavelength is 1.1μm composition,
A strained MQW region is grown by alternately growing eight well layers and seven barrier layers.

【0052】次いで、基板温度を同じく620℃とした
状態で、TMI、TEG、AsH3、及び、PH3 を用
いて、V族/III 族比が80となり、成長速度が0.5
μm/時となるように原料ガスを流すことによって、厚
さが100nm(=0.1μm)でPL波長が1.05
μm組成の無歪のノン・ドープIn0.893 Ga0.107
0.230.77光ガイド層を成長させることによって、I
nGaAsPMQW活性層13が形成される。
Next, with the substrate temperature also set to 620 ° C., using TMI, TEG, AsH 3 and PH 3 , the V / III ratio becomes 80 and the growth rate becomes 0.5.
By flowing the source gas at a rate of 1.0 μm / hour, the thickness is 100 nm (= 0.1 μm) and the PL wavelength is 1.05
Non-strained non-doped In 0.893 Ga 0.107 A with μm composition
By growing a s 0.23 P 0.77 light guide layer,
An nGaAs PMQW active layer 13 is formed.

【0053】このInGaAsPMQW活性層13の成
長過程において、斜面に沿った領域においてはAs濃度
が高まって高As組成領域21となり、一方、主面に沿
った領域におけるAs濃度は相対的に低くなって低As
組成領域22となるので、斜面に沿ったレーザ発振領域
である高As組成領域21の実効的な禁制帯幅を主面に
沿った低As組成領域22より50meV以上高くする
ことができるので、活性層中で横方向へのキャリアの移
動がなくなり、且つ、段差以外の要因、即ち、As組成
分布によって横方向の屈折率分布も形成することができ
るので、BH構造に近い電流閉じ込め及び光閉じ込めが
可能になる。
In the growth process of the InGaAs PMQW active layer 13, the As concentration increases in the region along the slope to become the high As composition region 21, while the As concentration in the region along the main surface becomes relatively low. Low As
Since the composition region 22 is provided, the effective bandgap of the high As composition region 21 which is a laser oscillation region along the slope can be made 50 meV or more higher than that of the low As composition region 22 along the main surface. Since the movement of carriers in the layer in the lateral direction is eliminated, and a factor other than the step, that is, the refractive index distribution in the lateral direction can be formed by the As composition distribution, current confinement and light confinement close to the BH structure can be achieved. Will be possible.

【0054】次いで、基板温度を620℃とした状態
で、TMI及びPH3 を用いて、PH 3 /TMI比が1
20となり、成長速度が1μm/時となるように原料ガ
スを流すと共に、DEZn(ジエチル亜鉛)を不純物源
として流すことによって斜面部におけるキャリア濃度が
7×1017cm-3で厚さが0.3μmのp側第1クラッ
ド層となるp型InPクラッド層14を成長させる。
Next, the state where the substrate temperature was set to 620 ° C.
And TMI and PHThreeUsing the PH Three/ TMI ratio is 1
20 so that the growth rate is 1 μm / hour.
And DEZn (diethyl zinc) as an impurity source
Carrier concentration at the slope
7 × 1017cm-30.3μm thick p-side first crack
A p-type InP cladding layer 14 serving as a doped layer is grown.

【0055】図2(b)参照 この成長過程において、図に示すようにZnの取り込み
効率に面方位依存性があるので、p型InPクラッド層
14の斜面に沿った領域における不純物濃度は、主面に
沿った領域における不純物濃度より1桁以上高濃度にな
る。
In this growth process, as shown in the figure, the efficiency of taking in Zn depends on the plane orientation. Therefore, the impurity concentration in the region along the slope of the p-type InP cladding layer 14 is mainly The concentration becomes higher by one digit or more than the impurity concentration in the region along the surface.

【0056】次いで、基板温度を620℃とした状態
で、TMI及びPH3 を用いて、PH 3 /TMI比が1
20となり、成長速度が1μm/時となるように原料ガ
スを流すと共に、DEZnとH2 Seとを交互に流して
夫々10nmずつ30ペア成長させて全体の厚さが0.
60μmのp側InP第2クラッド層を成長させる。
Next, a state in which the substrate temperature was set to 620 ° C.
And TMI and PHThreeUsing the PH Three/ TMI ratio is 1
20 so that the growth rate is 1 μm / hour.
And DEZn and HTwoSe flow alternately
Each pair is grown by 30 pairs of 10 nm each to obtain a total thickness of 0.
A 60 μm p-side InP second cladding layer is grown.

【0057】このp側InP第2クラッド層において
は、斜面に沿った領域におけるZn濃度が1.4×10
18cm-3になるようにDEZnの流量を制御した下で、
主面に沿った領域におけるSe濃度が7×1017cm-3
になるように制御している。
In the p-side InP second cladding layer, the Zn concentration in the region along the slope is 1.4 × 10 4
While controlling the flow rate of DEZn to 18 cm -3 ,
Se concentration in a region along the main surface is 7 × 10 17 cm −3
It is controlled to become.

【0058】再び、図2(b)参照 この様に不純物濃度を設定することによって、斜面に沿
った領域におけるZn濃度はSe濃度より1桁以上高く
なるので不純物濃度差による拡散原理によりZnがn型
ドープ層に進入して、初め1.4×1018cm-3だった
ものが平均化されて7×1017cm-3のp型キャリア濃
度となり、斜面に沿った部分全体がp型InP電流チャ
ネル層16に変換される。
Referring again to FIG. 2B, by setting the impurity concentration in this manner, the Zn concentration in the region along the slope becomes one or more digits higher than the Se concentration. After entering the p-type doped layer, the p-type carrier concentration of 1.4 × 10 18 cm −3 is averaged to 7 × 10 17 cm −3 , and the entire portion along the slope is p-type InP It is converted to a current channel layer 16.

【0059】一方、主面に沿った部分においては、Zn
濃度は1.4×1018cm-3より1桁低くなるので、7
×1017cm-3のSeにブロックされて拡散が生ぜず、
且つ、Seの拡散は殆ど起こらないので、pnpnpn
・・構造のドーピングプロファイルになるが、これらの
層は全て薄いのでキャリアの拡散によりp型ドープ部分
が空乏化して均一なn型InP電流ブロック層15とな
り、このn型InP電流ブロック層15によって電流狭
窄が行われる。
On the other hand, in the portion along the main surface, Zn
Since the concentration is one digit lower than 1.4 × 10 18 cm −3 ,
Blocked by Se of × 10 17 cm -3, no diffusion occurs,
In addition, since the diffusion of Se hardly occurs, pnpnpn
.. The structure has a doping profile, but since these layers are all thin, the p-type doped portion is depleted by carrier diffusion to form a uniform n-type InP current blocking layer 15. Stenosis is performed.

【0060】再び、図2(a)参照 次いで、基板温度を620℃とした状態で、TMI及び
PH3 を用いて、PH 3 /TMI比が120となり、成
長速度が2μm/時となるように原料ガスを流すと共
に、DEZnを不純物源として流すことによって斜面部
におけるキャリア濃度が7×1017cm-3で厚さが2.
0μmのp型InPバッファ層17を成長させる。
Referring again to FIG. 2A, the TMI and the substrate temperature are set to 620 ° C.
PHThreeUsing the PH Three/ TMI ratio becomes 120,
When the source gas is flowed so that the long speed is 2 μm / hour,
Then, by flowing DEZn as an impurity source,
Carrier concentration at 7 × 1017cm-3And the thickness is 2.
A 0 μm p-type InP buffer layer 17 is grown.

【0061】次いで、基板温度を620℃とした状態
で、TMI、TEG、AsH3 、及び、PH3 を用い
て、V族/III 族比が80となり、成長速度が0.5μ
m/時となるように原料ガスを流すと共に、DEZnを
不純物源として流すことによって斜面部におけるキャリ
ア濃度が1×1018cm-3で厚さが50nmでPL波長
が1.20μm組成の無歪のp型InGaAsP中間層
18、即ち、p型In0.78 3 Ga0.217 As0.480.52
中間層を成長させる。なお、このp型InGaAsP中
間層18は、電子親和力χの差によって形成される正孔
に対する障壁となるスパイクの影響を小さくするために
設けるものである。
Next, with the substrate temperature kept at 620 ° C., using TMI, TEG, AsH 3 and PH 3 , the V / III ratio becomes 80 and the growth rate becomes 0.5 μm.
m / hr and DEZn as an impurity source to provide a carrier concentration at the slope of 1 × 10 18 cm −3 , a thickness of 50 nm, and a PL wavelength of 1.20 μm. of p-type InGaAsP intermediate layer 18, i.e., p-type in 0.78 3 Ga 0.217 As 0.48 P 0.52
Grow the intermediate layer. The p-type InGaAsP intermediate layer 18 is provided to reduce the influence of a spike serving as a barrier to holes formed by the difference in electron affinity χ.

【0062】次いで、基板温度を600℃とした状態
で、TMI、TEG、及び、AsH3を用いて、V族/I
II 族比が40となり、成長速度が0.5μm/時とな
るように原料ガスを流すと共に、DMZn(ジメチルZ
n)を不純物源として流すことによって斜面部における
キャリア濃度が2×1019cm-3で厚さが0.1μmで
無歪のp型InGaAsコンタクト層19を成長させ
る。
Next, with the substrate temperature kept at 600 ° C., TMI, TEG, and AsH 3 were used to form a group V / I
A source gas is flown so that the group II ratio becomes 40 and the growth rate becomes 0.5 μm / hour, and DMZn (dimethyl Z
By flowing n) as an impurity source, a strain-free p-type InGaAs contact layer 19 having a carrier concentration of 2 × 10 19 cm −3 at a slope and a thickness of 0.1 μm is grown.

【0063】最後に、基板温度を600℃とした状態
で、TMI及びPH3 を用いて、PH 3 /TMI比が1
20となり、成長速度が1μm/時となるように原料ガ
スを流して厚さが0.1μmのアンドープInP保護層
20を成長させ、以上のMOVPE法による連続結晶成
長終了後、PH3 を流しながら温度を下げ、400℃を
切った時点でPH3 の供給を停止し、それ以降、室温ま
で降温したのちMOVPE装置から成長層12〜20の
形成されたn型InP基板11を取り出す。
Finally, the state where the substrate temperature is set to 600 ° C.
And TMI and PHThreeUsing the PH Three/ TMI ratio is 1
20 so that the growth rate is 1 μm / hour.
0.1 μm thick undoped InP protective layer
20 and grown continuously by the MOVPE method.
After a long time, PHThreeAnd lower the temperature to 400 ° C.
PH when cutThreeSupply to the room, and then
After the temperature is lowered by the MOVPE apparatus,
The formed n-type InP substrate 11 is taken out.

【0064】次いで、図示しないものの、HBr液によ
ってアンドープInPキャップ層20を完全に除去した
のち、10μm幅の素子分離領域を形成し、p側電極と
して露出したp型InGaAsコンタクト層19上にT
i/Pt/Au系電極を設け、一方、n型InP基板1
1の裏面には、裏面を研磨して成長層12〜19を含め
た厚さが100μm程度になるように薄くしたのち、n
側電極としてAu・Ge/Au電極を形成する。
Then, although not shown, after completely removing the undoped InP cap layer 20 with an HBr solution, an element isolation region having a width of 10 μm is formed, and a T-type insulating layer 19 is formed on the exposed p-type InGaAs contact layer 19 as a p-side electrode.
An i / Pt / Au-based electrode is provided, while an n-type InP substrate 1 is provided.
On the back surface of No. 1, the back surface is polished to reduce the thickness including the growth layers 12 to 19 to about 100 μm, and then n
An Au.Ge/Au electrode is formed as a side electrode.

【0065】次いで、幅300μm、長さ400μmの
チップに劈開して、pサイドアップ(p−side u
p)でヒートシンクにボンディングすることによって半
導体レーザ装置が完成する。
Next, the wafer is cleaved into chips having a width of 300 μm and a length of 400 μm, and p-side-up (p-side u).
By bonding to the heat sink in p), the semiconductor laser device is completed.

【0066】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、Asの取り込み効率の面方位依存性という現象は、
本発明者によって始めて確認されたと信ずるものであっ
て、従来の知見からは全く認識し得ない事項であり、こ
の様な新規な現象利用すると共に、活性層としてAsと
Pとがほぼ同様含まれるInGaAsP層を用い、且
つ、薄いウエル層を複数層有するMQW構造とすること
によって転位を生ずることなく1回成長によって活性層
の横方向に室温における実効的なキャリア閉じ込め効果
が得られる程度のAs組成分布を形成し、BH構造に近
い横方向のキャリア閉じ込め機構と横方向の光閉じ込め
機構を同時に形成することができる。
As described above, the embodiment of the present invention has been described.
This is believed to have been confirmed for the first time by the present inventor, and cannot be recognized at all from the conventional knowledge. In addition to utilizing such a novel phenomenon, As and P are substantially included as the active layer. By using an InGaAsP layer and having an MQW structure having a plurality of thin well layers, an As composition sufficient to obtain an effective carrier confinement effect at room temperature in the lateral direction of the active layer by single growth without dislocations. By forming a distribution, a lateral carrier confinement mechanism and a lateral optical confinement mechanism close to the BH structure can be simultaneously formed.

【0067】即ち、InGaAsPにおけるAs組成比
が小さい場合には、室温における実効的にキャリア閉じ
込め機構或いは横方向の光閉じ込め機構が形成される程
度、例えば、50meV程度の禁制帯幅差をもたらすA
s組成分布を形成することができず、また、活性層とし
て、バルクをInGaAsP層を用いた場合には、As
組成分布の発生に伴って活性層に掛かる歪みがアンバラ
ンスになるので、活性層に転位等が発生し易くなる。
That is, when the composition ratio of As in InGaAsP is small, A which causes a band gap difference of about 50 meV to such an extent that an effective carrier confinement mechanism or a lateral optical confinement mechanism is formed at room temperature.
When the InGaAsP layer cannot be formed as the active layer and the bulk is an InGaAsP layer,
Since the strain applied to the active layer becomes unbalanced with the occurrence of the composition distribution, dislocations and the like easily occur in the active layer.

【0068】さらに、活性層を歪MQW構造としている
ので、歪によるAs組成分布の拡大効果も期待すること
ができ、上記の様な具体的構成によって、光通信用半導
体レーザに要求される特性を有するInP/InGaA
sP系半導体レーザを安価に提供できるものであり、本
発明の商業的価値は非常に大きいものである。
Further, since the active layer has a strained MQW structure, an effect of expanding the As composition distribution due to the strain can be expected, and the characteristics required for the semiconductor laser for optical communication can be achieved by the above specific configuration. InP / InGaAs having
An sP-based semiconductor laser can be provided at low cost, and the commercial value of the present invention is very large.

【0069】なお、上記の実施の形態の説明において
は、ZnとSeとを交互にドープすることによってn型
電流ブロック層とp型電流チャネル層とを形成している
が、同時ドープによってn型電流ブロック層とp型電流
チャネル層とを形成しても良いものであり、その場合に
は、ZnとSeを同時にドープすることによって、上述
の図2(b)から分かるように、ZnとSeの取り込み
効率の面方位依存性の傾向の違いにより、主面に沿った
領域がn型電流ブロック層となり、このn型電流ブロッ
ク層によって電流狭窄が行われる。
In the above description of the embodiment, the n-type current blocking layer and the p-type current channel layer are formed by alternately doping Zn and Se. A current blocking layer and a p-type current channel layer may be formed. In this case, Zn and Se are simultaneously doped as shown in FIG. The region along the main surface becomes an n-type current block layer due to the difference in the tendency of the plane orientation dependence of the take-in efficiency, and current constriction is performed by the n-type current block layer.

【0070】また、上記の実施の形態の説明において
は、p型不純物としてZnを用いているが、Mg或いは
Cdを用いても良いものであり、また、n型不純物とし
てはSeを用いているが、Sを用いても良いものであ
る。
In the above description of the embodiment, Zn is used as a p-type impurity, but Mg or Cd may be used, and Se is used as an n-type impurity. However, S may be used.

【0071】また、上記の実施の形態の説明において
は、基板を主面を(100)面から(111)A面方向
に6°オフした基板を用いているが、(100)面を用
いても良く、或いは、(100)面から(111)A面
に方向に所定角度オフして(n11)A面(但し、実数
nは、n>7)とした基板を用いても良く、その場合に
は、斜面の面方位は(411)A面に限られるものでは
なく、(n′11)A面(但し、実数n′は、2≦n′
≦7)であれば良い。
Further, in the above description of the embodiment, the substrate whose main surface is off by 6 ° from the (100) plane in the direction of the (111) A plane is used, but the (100) plane is used. Alternatively, a substrate may be used in which the (n11) A plane (where the real number n is n> 7) is off by a predetermined angle in the direction from the (100) plane to the (111) A plane. The plane orientation of the slope is not limited to the (411) A plane, but the (n′11) A plane (where the real number n ′ is 2 ≦ n ′).
≤ 7).

【0072】また、上記の実施の形態の説明において
は、クラッド層としてInPを用いているが、クラッド
層の一部をAl1-v-w Inv Gaw As(但し、0<v
<1,0≦w<1)に置き換えても良く、また、InG
aAsPバリア層或いはInGaAsP光ガイド層をA
1-x-y Inx Gay As(但し、0<x<1,0≦y
<1、x<v)に置き換えても良く、MQW活性層を構
成するウエル層にAsとPとがほぼ同じ濃度で含まれて
いれば良い。
[0072] Also, in the description of the above embodiment, although using InP as a cladding layer, Al 1-vw part of the cladding layer In v Ga w As (where, 0 <v
<1, 0 ≦ w <1), and InG
aAsP barrier layer or InGaAsP light guide layer
l 1-xy In x Ga y As ( where, 0 <x <1,0 ≦ y
<1, x <v), as long as the well layers constituting the MQW active layer contain As and P at substantially the same concentration.

【0073】この様なAlInGaAs系半導体は広禁
制帯幅で且つ、ΔEC に起因するスパイクの発生が小さ
いためクラッド層として好適な材料であるが、AlIn
GaAsを用いた場合には、Alを含んでいるため成長
層の加工後の側面成長が困難であり、且つ、不純物の取
り込み効率の面方位依存性がほとんど見られないため電
流狭窄機構を自己形成することは困難であるが、上述の
様にMQW活性層を構成するウエル層にAsとPとがほ
ぼ同じ濃度で含まれ、且つ、電流狭窄機構を形成するp
側第2クラッド層をInPで構成すれば、他のクラッド
層、或いは、バリア層及び光ガイド層をAlInGaA
sで構成しても、1回成長法によってBH構造と同様の
閉じ込め構造を有する半導体レーザを製造することがで
きる。
Such an AlInGaAs-based semiconductor is a material suitable for the cladding layer because of its wide bandgap and small occurrence of spikes due to ΔE C.
When GaAs is used, it is difficult to grow the side surface of the growth layer after processing because it contains Al, and the current confinement mechanism is self-formed because there is almost no dependence of the impurity orientation on the plane orientation. However, as described above, As and P are contained in the well layer constituting the MQW active layer at substantially the same concentration, and the p-type layer forming the current confinement mechanism is formed.
If the second side cladding layer is made of InP, another cladding layer, or a barrier layer and a light guide layer may be made of AlInGaAs.
Even if it is composed of s, a semiconductor laser having a confinement structure similar to the BH structure can be manufactured by the single growth method.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、As組成分布の面方位
依存性を利用してMQW活性層を形成しているので、1
回成長法によって活性層に横方向のキャリア閉じ込め構
造と光閉じ込め構造を成長層に転位を発生させることな
く自己形成することができ、それによって、光通信用半
導体レーザに要求される特性温度及び低電流しきい値等
の素子特性を満たす半導体レーザを高歩留りで、低価格
で製造することができ、FTTHの普及・発展に寄与す
るところが大きい。
According to the present invention, the MQW active layer is formed by utilizing the plane orientation dependency of the As composition distribution.
By the epitaxial growth method, a lateral carrier confinement structure and an optical confinement structure can be self-formed in the active layer without generating dislocations in the growth layer, whereby the characteristic temperature and low temperature required for a semiconductor laser for optical communication can be obtained. Semiconductor lasers satisfying element characteristics such as current threshold can be manufactured at a high yield and at a low price, which greatly contributes to the spread and development of FTTH.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の擬似BH型半導体レーザ
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a pseudo BH type semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来の光通信用半導体レーザの説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of a conventional semiconductor laser for optical communication.

【図4】従来の一回成長型半導体レーザの説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional single growth semiconductor laser.

【図5】従来のAlGaInPにおける不純物の取り込
み効率の面方位依存性の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the plane orientation dependence of the impurity incorporation efficiency in a conventional AlGaInP.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 段差基板 2 主面 3 斜面 4 活性層 5 p側第1クラッド層 6 p側第2クラッド層 7 p型電流チャネル層 8 n型電流ブロック層 9 高As組成領域 10 低As組成領域 11 n型InP基板 12 n型InPバッファ層 13 InGaAsPMQW活性層 14 p型InPクラッド層 15 n型InP電流ブロック層 16 p型InP電流チャネル層 17 p型InPクラッド層 18 p型InGaAsP中間層 19 p型InGaAsコンタクト層 20 アンドープInPキャップ層 21 高As組成領域 22 低As組成領域 31 n型InP基板 32 n型InPバッファ層 33 InGaAsP歪MQW活性層 34 p型InPクラッド層 35 リッジ状メサ 36 n型InP埋込バッファ層 37 p型InP埋込層 38 n型InP電流ブロック層 39 p型InP埋込保護層 40 p型InPクラッド層 41 p型InGaAsコンタクト層 51 n型InP基板 52 n型InPバッファ層 53 InGaAsP歪MQW活性層 54 p型InPクラッド層 55 p型InGaAsエッチングストップ層 56 p型InPクラッド層 57 p型InP埋込層 58 n型InP電流ブロック層 59 p型InP埋込保護層 60 p型InPクラッド層 61 p型InGaAsコンタクト層 71 n型GaAs基板 72 n型GaAsバッファ層 73 n型GaInP中間層 74 n型AlGaInPクラッド層 75 MQW活性層 76 p型AlGaInPクラッド層 77 n型AlGaInP電流ブロック層 78 p型AlGaInP電流チャネル層 79 p型AlGaInPクラッド層 80 p型GaInP中間層 81 p型GaAsコンタクト層 REFERENCE SIGNS LIST 1 step substrate 2 main surface 3 slope 4 active layer 5 p-side first cladding layer 6 p-side second cladding layer 7 p-type current channel layer 8 n-type current blocking layer 9 high As composition region 10 low As composition region 11 n type InP substrate 12 n-type InP buffer layer 13 InGaAs PMQW active layer 14 p-type InP cladding layer 15 n-type InP current blocking layer 16 p-type InP current channel layer 17 p-type InP cladding layer 18 p-type InGaAsP intermediate layer 19 p-type InGaAs contact layer REFERENCE SIGNS LIST 20 Undoped InP cap layer 21 High As composition region 22 Low As composition region 31 n-type InP substrate 32 n-type InP buffer layer 33 InGaAsP strained MQW active layer 34 p-type InP cladding layer 35 ridge-shaped mesa 36 n-type InP embedded buffer layer 37 p-type InP buried layer 38 n-type InP current Lock layer 39 p-type InP buried protective layer 40 p-type InP cladding layer 41 p-type InGaAs contact layer 51 n-type InP substrate 52 n-type InP buffer layer 53 InGaAsP strained MQW active layer 54 p-type InP cladding layer 55 p-type InGaAs etching Stop layer 56 p-type InP clad layer 57 p-type InP buried layer 58 n-type InP current blocking layer 59 p-type InP buried protective layer 60 p-type InP clad layer 61 p-type InGaAs contact layer 71 n-type GaAs substrate 72 n-type GaAs buffer layer 73 n-type GaInP intermediate layer 74 n-type AlGaInP cladding layer 75 MQW active layer 76 p-type AlGaInP cladding layer 77 n-type AlGaInP current blocking layer 78 p-type AlGaInP current channel layer 79 p-type AlGaInP cladding layer 8 p-type GaInP intermediate layer 81 p-type GaAs contact layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 nをn>7の実数とし、n′を2≦n′
≦7の実数とし、n″を3≦n″≦7の実数とした場
合、(100)面または(n11)A面のいずれかを主
面とし、(n′11)A面を斜面とする段差基板を用い
ると共に、(100)面または(n11)A面のいずれ
かを主面とし、(n″11)A面を斜面とする活性層、
前記活性層上に、前記斜面に沿った領域の正孔濃度が前
記主面に沿った領域の正孔濃度より高いp側第1クラッ
ド層、及び、前記主面においてn型電流ブロック層とな
り前記斜面においてp型電流チャネル層となるp側第2
クラッド層を少なくとも設けた半導体レーザ装置におい
て、前記段差基板としてInP基板を用いると共に、前
記活性層として、ウエル層がInGaAsPからなる多
重量子井戸構造活性層を用い、少なくとも前記ウエル層
の前記斜面に沿った領域のAs組成比が前記主面に沿っ
た領域のAs組成比より高いことを特徴とする半導体レ
ーザ装置。
1. n is a real number with n> 7, and n ′ is 2 ≦ n ′
When a real number of ≦ 7 and n ″ is a real number of 3 ≦ n ″ ≦ 7, either the (100) plane or the (n11) A plane is a main plane, and the (n′11) A plane is a slope. An active layer using a stepped substrate, having either the (100) plane or the (n11) A plane as a main surface and the (n ″ 11) A plane as a slope;
On the active layer, a p-side first cladding layer having a higher hole concentration in a region along the slope than the hole concentration in a region along the main surface, and an n-type current blocking layer on the main surface. The p-side second which becomes the p-type current channel layer on the slope
In a semiconductor laser device provided with at least a cladding layer, an InP substrate is used as the step substrate, and a multiple quantum well structure active layer in which a well layer is made of InGaAsP is used as the active layer, and at least along the slope of the well layer. A semiconductor laser device, wherein the As composition ratio of the region along the main surface is higher than the As composition ratio of the region along the main surface.
【請求項2】 上記n型電流ブロック層及びp型電流チ
ャネル層が、Zn,Mg,Cdの内の1つと、S,Se
のいずれかとを同時に含んでいることを特徴とする請求
項1記載の半導体レーザ装置。
2. The method according to claim 1, wherein the n-type current blocking layer and the p-type current channel layer are formed of one of Zn, Mg, and Cd and S, Se.
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device includes at least one of the following.
【請求項3】 上記n型電流ブロック層において、Z
n,Mg,Cdの内の1つがドープされた層と、S,S
eのいずれかがドープされた層とが交互に積層され、且
つ、上記p型電流チャネル層において、Zn,Mg,C
dの内の1つがドープされた層と、Zn,Mg,Cdの
内の1つと、S,Seのいずれかが同時にドープされた
層とが交互に積層されたことを特徴とする請求項1記載
の半導体レーザ装置。
3. The method according to claim 2, wherein the n-type current blocking layer has
a layer doped with one of n, Mg and Cd;
e are alternately stacked with layers doped with any one of Zn, Mg, and C in the p-type current channel layer.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a layer doped with one of d, one of Zn, Mg, and Cd, and a layer doped with any of S and Se are alternately stacked. 13. The semiconductor laser device according to claim 1.
【請求項4】 上記段差基板と上記活性層との間に、厚
さが0.5μm以上のInPクラッド層を設けたことを
特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導
体レーザ装置。
4. The semiconductor according to claim 1, wherein an InP cladding layer having a thickness of 0.5 μm or more is provided between the step substrate and the active layer. Laser device.
【請求項5】 上記活性層を構成するバリア層及び光ガ
イド層の少なくとも一方を、Al1-x-y Inx Gay
s(但し、0<x<1,0≦y<1)から構成すること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半
導体レーザ装置。
5. at least one of the barrier layer and the optical guide layer of the active layer, Al 1-xy In x Ga y A
5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein s (where 0 <x <1, 0 ≦ y <1). 6.
【請求項6】 上記p側クラッド層の一部を、Al
1-v-w Inv Gaw As(但し、0<v<1,0≦w<
1)から構成することを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
6. A part of the p-side cladding layer is made of Al
1-vw In v Ga w As ( where, 0 <v <1,0 ≦ w <
The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5, wherein the semiconductor laser device is configured from (1).
【請求項7】 nをn>7の実数とし、n′を2≦n′
≦7の実数とし、n″を3≦n″≦7の実数とした場
合、(100)面または(n11)A面のいずれかを主
面とし、(n′11)A面を斜面とする段差基板を用い
ると共に、(100)面または(n11)A面のいずれ
かを主面とし、(n″11)A面を斜面とする活性層、
p側第1クラッド層、及び、p側第2クラッド層を少な
くとも設けた半導体レーザ装置の製造方法において、前
記段差基板としてInP基板を用いると共に、前記活性
層として、ウエル層がInGaAsPからなる多重量子
井戸構造活性層を用い、少なくとも前記ウエル層の前記
斜面に沿った領域のAs組成比が前記主面に沿った領域
のAs組成比より高くなるように有機金属気相成長法を
用いて製造することを特徴とする半導体レーザ装置の製
造方法。
7. Let n be a real number with n> 7, and n ′ be 2 ≦ n ′
When a real number of ≦ 7 and n ″ is a real number of 3 ≦ n ″ ≦ 7, either the (100) plane or the (n11) A plane is a main plane, and the (n′11) A plane is a slope. An active layer using a stepped substrate, having either the (100) plane or the (n11) A plane as a main surface and the (n ″ 11) A plane as a slope;
In a method of manufacturing a semiconductor laser device provided with at least a p-side first cladding layer and a p-side second cladding layer, an InP substrate is used as the step substrate, and a multiple quantum well in which a well layer is made of InGaAsP is used as the active layer. A well structure active layer is manufactured using a metal organic chemical vapor deposition method so that at least the As composition ratio in the region along the slope of the well layer is higher than the As composition ratio in the region along the main surface. A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
【請求項8】 上記p側第1クラッド層を成長させる際
に、不純物の取り込み効率の面方位依存性を利用して、
上記段差基板の斜面に沿った領域の正孔濃度を、主面に
沿った領域の正孔濃度より高くすることを特徴とする請
求項7記載の半導体レーザ装置の製造方法。
8. When growing the p-side first cladding layer, utilizing the plane orientation dependency of the impurity incorporation efficiency,
8. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 7, wherein a hole concentration in a region along the slope of the step substrate is higher than a hole concentration in a region along the main surface.
【請求項9】 上記p側第2クラッド層を成長させる際
に、p型不純物とn型不純物の取り込み効率の面方位依
存性の違いを利用して、上記段差基板の斜面に沿った領
域をp型電流チャネル層とし、主面に沿った領域をn型
電流ブロック層としたことを特徴とする請求項7または
8に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
9. When growing the p-side second cladding layer, a region along the slope of the step substrate is formed by utilizing a difference in plane orientation dependence of efficiency of taking in p-type impurities and n-type impurities. 9. The method according to claim 7, wherein a p-type current channel layer is formed, and a region along the main surface is formed as an n-type current block layer.
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