JP2000294877A - High output semiconductor laser and manufacture of the same - Google Patents

High output semiconductor laser and manufacture of the same

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JP2000294877A
JP2000294877A JP11101341A JP10134199A JP2000294877A JP 2000294877 A JP2000294877 A JP 2000294877A JP 11101341 A JP11101341 A JP 11101341A JP 10134199 A JP10134199 A JP 10134199A JP 2000294877 A JP2000294877 A JP 2000294877A
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Japan
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layer
mesa
substrate
semiconductor laser
stripe
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Kentaro Tada
健太郎 多田
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser applicable to a rewritable optical disk necessitating a laser light source with a high light output, and increased in a kink light output, and decreased in operating currents by keeping heating due to injecting currents low at the time of laser oscillation, and a method for manufacturing this semiconductor laser. SOLUTION: A mesa 112 is formed under the condition of a proper etching gas pressure and a proper substrate temperature by dry etching so that a double heterostructure constituted of at least an active layer 104 and clad layers 103 and 107 interposing this active layer 104 cam be formed on a substrate 102 constituted of a zincblende type compound semiconductor whose substrate facial azimuth is inclined from 001. Also, mesa-shaped stripes for operating light closure to a horizontal direction are formed, and the cross section shapes vertical to the stripe directions of the mesa are made symmetrical when viewed with the substrate below so that a semiconductor laser without any sagging at the mesa fringe can be manufactured.

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、光ディスク装置の
ピックアップ用光源、その他の電子装置、情報処理装置
などに必要な光源として用いられる半導体レーザ、及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser used as a light source required for a pickup of an optical disk device, other electronic devices, information processing devices, and the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】(001)面から[110]方向に傾斜
した基板上にドライエッチングによるメサを形成し、半
導体レーザを製作した例は次の2例で、いずれもAlG
aInP系赤色半導体レーザに関するものである。
2. Description of the Related Art The following two examples of fabricating a semiconductor laser by forming a mesa by dry etching on a substrate inclined in the [110] direction from a (001) plane are shown below.
The present invention relates to an aInP red semiconductor laser.

【0003】第1の例は多田らが試作したもので、エレ
クトロニクス・レターズの30巻2035ページに記さ
れている。その断面構造図を図7に示す。同例では、基
板面方位が(001)面から、[110]方向に6°傾
斜したGaAs基板を用いて製作されている。ドライエ
ッチング後に、ウェットエッチングによるダメージ層除
去を行うことで、ウェットエッチングのみでメサ形成を
行ったものと同等の動作信頼性を得ている。また、ウェ
ットエッチングのみのときと比べ、左右対称に近いメサ
形状を実現しているが、ドライエッチング後にウェット
エッチングを行っているため、やや台形状になってお
り、メサ裾にだれが見られる。
The first example is a prototype produced by Tada et al., Which is described in Electronics Letters, Vol. 30, page 2035. FIG. 7 shows a cross-sectional structure diagram thereof. In this example, the GaAs substrate is manufactured using a GaAs substrate whose plane orientation is inclined by 6 ° in the [110] direction from the (001) plane. By removing the damaged layer by wet etching after dry etching, operation reliability equivalent to that obtained by forming a mesa only by wet etching is obtained. Also, as compared to the case of only wet etching, a mesa shape that is nearly symmetrical is realized, but since the wet etching is performed after the dry etching, the shape is slightly trapezoidal, and a droop is seen at the mesa bottom.

【0004】第2の例は木戸口らにより、ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックスの36
巻1892ページに記されており、その断面構造図を図
8に示す。同例では、基板面方位が(001)面から、
[110]方向に傾斜したGaAs基板を用いて製作さ
れているが、基板面方位は明記されていない。ドライエ
ッチング後に、ウェットエッチングによるダメージ層除
去を行うことで、光出力25mWでの動作信頼性を得て
いる。また、左右対称に近いメサ形状も実現している
が、ドライエッチング後にウェットエッチングを行って
いるため、やや台形状になっており、メサ裾にだれが見
られる。
[0004] A second example is Kidoguchi et al., Japanese Journal of Applied Physics 36
Vol. 1892, and its cross-sectional structure is shown in FIG. In the example, the substrate plane orientation is from the (001) plane,
It is manufactured using a GaAs substrate inclined in the [110] direction, but the substrate plane orientation is not specified. By removing the damaged layer by wet etching after dry etching, operation reliability at an optical output of 25 mW is obtained. Although a symmetrical mesa shape is also realized, since the wet etching is performed after the dry etching, the shape is slightly trapezoidal, and a droop is seen at the mesa hem.

【0005】また、多田らは以前、図9(b)に示すよ
うな構造のレーザを試作し、第58回応用物理学会学術
講演会(4a−Zc−6)で発表している。同例は面方
位(115)A((001)面から[110]方向に1
5.8°傾斜)のGaAs基板を用い、ウェットエッチ
ングによってメサ形成を行ったもので、これにより、温
度70℃、光出力30mWでの動作信頼性を実現してい
る。面方位(001)に比べ、面方位(115)A
((001)面から[110]方向に15.8°傾斜)
のGaAs基板を用いたときの長所は、ステップバンチ
ングの抑制により、閾値電流値を下げられることと、自
然超格子無秩序化により、発振波長の短波長化が容易で
あることである。
Further, Tada et al. Previously produced a prototype laser having a structure as shown in FIG. 9B and presented it at the 58th Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics (4a-Zc-6). In this example, the plane orientation is (115) A (1 in the [110] direction from the (001) plane.
A mesa is formed by wet etching using a GaAs substrate having a tilt of 5.8 °, thereby realizing operation reliability at a temperature of 70 ° C and an optical output of 30 mW. Plane orientation (115) A compared to plane orientation (001)
(15.8 ° tilt from (001) plane to [110] direction)
The advantages of using the GaAs substrate are that the threshold current value can be reduced by suppressing the step bunching, and that the oscillation wavelength can be easily shortened by the natural superlattice disorder.

【0006】また、InP系半導体レーザ、AlGaA
s系レーザでは、ドライエッチングを用いてメサ形成を
行った例が数多くあり、例えばInP系では特開平7−
106704号に埋め込みヘテロ型の例が、AlGaA
s系では特開平4−127764号にリッジストライプ
型の例が開示されている。これらの系では、通常、傾斜
基板が用いられることは少なく、それは面方位が(00
1)である基板を用いても、前述のステップバンチン
グ、自然超格子の問題が顕著とならないからである。
Further, an InP-based semiconductor laser, AlGaAs
In s-based lasers, there are many examples of mesa formation using dry etching.
No. 106704 discloses an example of an embedded hetero type,
For the s system, an example of a ridge stripe type is disclosed in JP-A-4-127764. In these systems, a tilted substrate is usually rarely used, and the plane orientation is (00).
This is because the above-mentioned problems of step bunching and natural superlattice do not become noticeable even when the substrate 1) is used.

【0007】尚、InP系半導体レーザの中には、わず
かに生じるステップバンチングを抑制するために、(0
01)面から2°程度傾斜した基板が用いられることも
あるが、これらは全てストライプ方向である[−11
0]方向への傾斜である。
Incidentally, some InP-based semiconductor lasers include (0
In some cases, a substrate inclined about 2 ° from the (01) plane is used, but these are all in the stripe direction [−11].
0] direction.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】問題点は、半導体レー
ザのキンク光出力が低くなる、ということである。キン
ク光出力が小さくなると、高光出力のレーザ光源を必要
とする書き換え可能な光ディスクなどへの適用ができな
くなる。
The problem is that the kink light output of the semiconductor laser is reduced. When the kink light output is reduced, it cannot be applied to a rewritable optical disk or the like that requires a laser light source having a high light output.

【0009】キンク光出力が下がる理由は、導波路スト
ライプ方向に垂直な断面でのメサ形状が、基板を下にし
て見たときに左右非対称であることにある。あるいは、
左右対称であっても、メサ側面の面方位と基板面方位の
なす角度が80°以下であったり、メサ裾にだれがある
と、キンク光出力は下がる。通常、メサ形成はSiO 2
膜などをマスクとして、適当なエッチング液で半導体を
エッチングすることで行うが、多くのエッチング液の場
合、化学的に安定な(111)面が側面となる。
The reason why the kink light output decreases is that the waveguide strike
The mesa shape in the cross section perpendicular to the
That is, it is asymmetrical when viewed. Or
Even if left-right symmetric, the mesa side surface orientation and substrate orientation
The angle to be formed is less than 80 °, or there is nobody in the mesa hem
Then, the kink light output decreases. Usually, the mesa formation is made of SiO Two
Using a film or the like as a mask, semiconductors are
This is done by etching, but it is often
In this case, the chemically stable (111) plane is the side surface.

【0010】したがって、面方位が(001)から[1
10]方向に傾いている傾斜基板に[−110]方向を
向いているストライプを設けるために、ウェットエッチ
ングでメサ形成を行うと、基板面とメサ側面のなす角の
大きさが、左右で異なったものとなる。また、このと
き、浅い角をなしている方のメサ側面はメサ裾が尾を引
いたようなだれた形状となりやすい。以上述べた傾向は
基板傾斜確度が大きいほど大きい。特に、傾斜角度が1
5°以上になると、メサ形状の非対称性、メサ裾のだれ
の問題が顕著になり、いずれも半導体レーザのキンク光
出力が低くなる原因となる。
Therefore, the plane orientation changes from (001) to [1].
When a mesa is formed by wet etching to provide a stripe oriented in the [−110] direction on a tilted substrate inclined in the [10] direction, the size of the angle formed between the substrate surface and the mesa side surface differs between the left and right sides. It will be. Also, at this time, the side of the mesa having a shallower angle tends to have a wavy shape like a tail of the mesa. The tendency described above increases as the substrate tilt accuracy increases. In particular, when the inclination angle is 1
When the angle is 5 ° or more, the problems of the asymmetry of the mesa shape and the drooping of the mesa foot become remarkable, and both cause the kink light output of the semiconductor laser to decrease.

【0011】特に、埋め込みヘテロ型半導体レーザは、
メサの中に活性層が含まれるようにするので、リッジス
トライプ型のレーザに比べ、メサ形成の際のエッチング
深さが大きく、台形状メサの上底と下底の差が大きくな
る。したがって、ウェットエッチング法を埋め込みヘテ
ロ型半導体レーザのメサ形成に適用すると、リッジスト
ライプ型に比べ、基板傾斜角が小さい場合でも、上記の
ようなキンク光出力が低いという問題が発生する。
In particular, a buried hetero semiconductor laser
Since the active layer is included in the mesa, the etching depth at the time of forming the mesa is large and the difference between the upper bottom and the lower bottom of the trapezoidal mesa is larger than that of the ridge stripe type laser. Therefore, when the wet etching method is applied to the formation of a mesa of a buried hetero semiconductor laser, there is a problem that the above-described kink light output is low even when the substrate tilt angle is small as compared with the ridge stripe type.

【0012】また、他の問題点は、基板を下にして見た
ときのメサ断面形状が、下底より上底が小さい台形状で
あると、上底付近の電気抵抗が大きくなり、電流注入時
の発熱が増大するため、高温でのレーザ動作電流値が大
きくなってしまうことである。この傾向もエッチング深
さが大きいほど、顕著になる。このことも、光ディスク
への応用に不都合である。
Another problem is that, when the cross-sectional shape of the mesa when the substrate is viewed downward is a trapezoidal shape in which the upper base is smaller than the lower base, the electric resistance near the upper base becomes large, and the current injection As a result, heat generation at the time increases, so that a laser operation current value at a high temperature increases. This tendency becomes more remarkable as the etching depth increases. This is also inconvenient for application to an optical disc.

【0013】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、高光出力のレーザ光源を必要とす
る書き換え可能な光ディスクなどへの適用が可能な、キ
ンク光出力が高い半導体レーザとその製造方法を提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、レーザ発振
時の注入電流による発熱を低く抑えることで、動作電流
が低い半導体レーザとその製造方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a semiconductor laser having a high kink light output which can be applied to a rewritable optical disk or the like which requires a laser light source having a high light output. And a method of manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide a semiconductor laser having a low operating current by suppressing heat generation due to an injection current at the time of laser oscillation, and a method of manufacturing the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、閃亜鉛鉱型化合物半導体からなる、基板面方位が
(001)から[110]方向に傾斜した基板上に、少
なくとも活性層とそれを挟むクラッド層からなるダブル
ヘテロ構造を有し、かつ水平横方向の光閉じ込めを行う
ためのメサ状のストライプを有し、かつ前記ストライプ
が[−110]方向を向いており、かつ前記メサのスト
ライプ方向に垂直な断面形状が基板を下にして見たとき
に左右対称であり、かつメサ裾にだれが無いことを特徴
とする。
A semiconductor laser according to the present invention comprises at least an active layer and an active layer formed on a substrate made of a zinc blende type compound semiconductor and having a substrate orientation inclined from (001) to [110]. A double-hetero structure composed of sandwiched cladding layers, a mesa-shaped stripe for horizontally and horizontally confining light, the stripe being oriented in the [-110] direction, and the mesa stripe being The cross-sectional shape perpendicular to the direction is symmetrical when viewed with the substrate facing down, and there is no droop at the mesa hem.

【0015】また、本発明の他の半導体レーザは、閃亜
鉛鉱型化合物半導体からなる、基板面方位が(001)
面から、[110]方向に15°以上傾斜しているか、
(11n)A(1≦n≦5)方向である基板上に、少な
くとも活性層とそれを挟むクラッド層からなるダブルヘ
テロ構造を有し、かつ水平横方向の光閉じ込めを行うた
めのメサ状のストライプを有し、かつ前記ストライプが
[−110]方向を向いており、かつ前記メサのストラ
イプ方向に垂直な断面形状が基板を下にして見たときに
左右対称であり、かつメサ裾にだれが無いことを特徴と
する。
Further, another semiconductor laser according to the present invention comprises a zinc blende type compound semiconductor and has a substrate plane orientation of (001).
From the plane in the [110] direction by more than 15 degrees,
(11n) On a substrate in the A (1 ≦ n ≦ 5) direction, the substrate has a double hetero structure composed of at least an active layer and a clad layer sandwiching the active layer, and has a mesa-like shape for performing horizontal and horizontal light confinement. It has a stripe, and the stripe is oriented in the [-110] direction, and the cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the stripe direction is symmetrical when viewed with the substrate facing down, and the mesa has a wavy shape. The feature is that there is no.

【0016】また、本発明の他の半導体レーザは、前記
特徴に加えて、メサ側面の面方位と基板面方位のなす角
度が80°以上であることを特徴とする。
Further, another semiconductor laser according to the present invention is characterized in that, in addition to the above features, the angle formed by the plane orientation of the mesa side surface and the substrate plane orientation is 80 ° or more.

【0017】また、本発明の他の半導体レーザは、前記
特徴のいずれかを有し、さらに活性層又はクラッド層
が、GaInP層、AlGaInP層、又はGaInP
とAlGaInPからなる量子井戸層を含むことを特徴
とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser having any one of the above-mentioned features, wherein the active layer or the cladding layer is a GaInP layer, an AlGaInP layer, or a GaInP layer.
And a quantum well layer made of AlGaInP.

【0018】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、ドライエッチング法でAlGaInP半導体をエッ
チングすることでメサ形成を行う際、基板温度を150
℃以上、エッチングガス圧を1×10-4torr以上か
つ5×10-3torr以下にすることを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, when a mesa is formed by etching an AlGaInP semiconductor by a dry etching method, the substrate temperature is set at 150 ° C.
C. or higher, and the etching gas pressure is set to 1 × 10 −4 torr or more and 5 × 10 −3 torr or less.

【0019】一般に、キンク光出力は導波路ストライプ
の幅が小さい方が大きい。これは、導波路ストライプ幅
が小さいと、キンクの発生原因である、水平横方向の高
次モードの影響を抑えられるからである。
Generally, the kink light output is larger when the width of the waveguide stripe is smaller. This is because, when the width of the waveguide stripe is small, the influence of a higher-order mode in the horizontal and horizontal directions, which is a cause of kink, can be suppressed.

【0020】図13に種々の異なったメサ形状を有する
リッジストライプ型半導体レーザの、ストライプ幅とキ
ンク光出力の関係を表したグラフを示す。1301、1
302、1303、1304の曲線はそれぞれ、図1、
図10、図9(a)、図9(b)の構造を有する半導体
レーザである。図1は基板面方位が(001)面から、
[110]方向に15.8°傾斜した(115)面方位
基板上に[−110]方向を向いているストライプを設
けるために、ドライエッチングによってメサ形成を行っ
た対称矩形メサを有する本発明の構造、図10は基板面
方位が(001)である基板上に[−110]方向を向
いているストライプを設けるために、ウェットエッチン
グによるメサ形成を行った対称台形メサを有する構造、
図9(a)は基板面方位が(001)面から、[11
0]方向に10°傾斜した基板上に[−110]方向を
向いているストライプを設けるために、ウェットエッチ
ングによるメサ形成を行った非対称台形メサを有する構
造、図9(b)は基板面方位が(001)面から、[1
10]方向に15.8°傾斜した基板上に[−110]
方向を向いているストライプを設けるために、ウェット
エッチングによるメサ形成を行った非対称台形メサを有
する構造で、図9(b)の構造は図9(a)の構造より
も非対称性が大きい。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the stripe width and the kink light output of ridge stripe type semiconductor lasers having various mesa shapes. 1301, 1
The curves 302, 1303 and 1304 are respectively shown in FIG.
This is a semiconductor laser having the structure shown in FIGS. 10, 9A and 9B. FIG. 1 shows that the substrate plane orientation is from the (001) plane.
The present invention has a symmetric rectangular mesa formed by mesa formation by dry etching to provide a stripe oriented in the [-110] direction on a (115) plane orientation substrate inclined at 15.8 ° in the [110] direction. FIG. 10 shows a structure having a symmetric trapezoidal mesa in which a mesa is formed by wet etching to provide a stripe oriented in the [−110] direction on a substrate having a substrate orientation of (001).
FIG. 9A shows that the substrate plane orientation is [11] from the (001) plane.
A structure having an asymmetric trapezoidal mesa in which a mesa is formed by wet etching in order to provide a stripe oriented in the [−110] direction on a substrate inclined by 10 ° to the [0] direction, FIG. Is [1] from the (001) plane.
[-110] on a substrate inclined at 15.8 ° in the [10] direction
9A is a structure having an asymmetric trapezoidal mesa in which a mesa is formed by wet etching in order to provide an oriented stripe. The structure of FIG. 9B has a greater asymmetry than the structure of FIG. 9A.

【0021】また、今の場合のストライプ幅とは、各図
に示したようにメサ底の幅である。どの構造もp、n両
クラッド層厚は約1.5μm、活性層はGaInPとA
lGaInPからなる4重量子井戸構造で、発振波長は
約660nmとなるように井戸層厚、格子歪量を調整し
てある。グラフからわかるように、キンク光出力は13
01、1302、1303、1304の順に大きい。ま
た、非対称性によるキンク光出力低下の程度は1303
よりも、1304で大きく見られ、傾斜角が15°以上
のところで、同傾向が強くなることがわかる。
The stripe width in this case is the width of the mesa bottom as shown in each figure. Each structure has a thickness of about 1.5 μm for both p and n cladding layers, and the active layers are GaInP and A
It has a quadrupole well structure made of lGaInP, and the thickness of the well layer and the amount of lattice distortion are adjusted so that the oscillation wavelength becomes about 660 nm. As can be seen from the graph, the kink light output is 13
01, 1302, 1303, and 1304. The degree of the kink light output decrease due to asymmetry is 1303.
It can be seen that the tendency is larger at 1304 than at 1304, and the tendency becomes stronger when the inclination angle is 15 ° or more.

【0022】次に図15にそれぞれの構造を有する半導
体レーザの連続発振時光出力が30mWのときの動作電
流値を示す。表からわかるように動作電流値は、130
1が最も小さい。これは、メサ上部の幅が広いことで、
電気抵抗が小さくなり、電流注入時発熱が抑えられてい
るためである。
FIG. 15 shows operating current values when the optical output during continuous oscillation of the semiconductor laser having each structure is 30 mW. As can be seen from the table, the operating current value is 130
1 is the smallest. This is because the width of the upper part of the mesa is wide,
This is because the electric resistance is reduced, and heat generation during current injection is suppressed.

【0023】次に図14に種々の異なったメサ形状を有
する埋め込みヘテロ型半導体レーザの、ストライプ幅と
キンク光出力の関係を表したグラフを示す。1401、
1402、1403の曲線は、それぞれ、図3、図1
1、図12の構造を有する半導体レーザである。図3は
基板面方位が(001)面から、[110]方向に1
5.8°傾斜した(115)面方位基板上に[−11
0]方向を向いているストライプを設けるために、ドラ
イエッチングによってメサ形成を行った対称矩形メサを
有する本発明の構造、図11は基板面方位が(001)
である基板上に[−110]方向を向いているストライ
プを設けるために、ウェットエッチングによるメサ形成
を行った対称台形メサを有する構造、図12は基板面方
位が(001)面から、[110]方向に10°傾斜し
た基板上に[−110]方向を向いているストライプを
設けるために、ウェットエッチングによるメサ形成を行
った非対称台形メサを有する構造である。基板面方位が
(001)面から、[110]方向に15.8°傾斜し
た基板上に[−110]方向を向いているストライプを
設けるために、ウェットエッチングによるメサ形成を行
った非対称台形メサを有する構造は、実施の形態の項で
示す理由で作製できない。
Next, FIG. 14 is a graph showing the relationship between the stripe width and the kink light output of the buried hetero semiconductor laser having various mesa shapes. 1401,
The curves 1402 and 1403 correspond to FIGS.
1. Semiconductor laser having the structure of FIG. FIG. 3 shows that the substrate orientation is 1 in the [110] direction from the (001) plane.
[−11] on a (115) plane substrate inclined at 5.8 °
0] structure of the present invention having a symmetrical rectangular mesa formed by dry etching to provide a stripe oriented in the direction [0]. FIG.
A structure having a symmetric trapezoidal mesa in which a mesa is formed by wet etching in order to provide a stripe oriented in the [−110] direction on a substrate having a substrate orientation of FIG. In order to provide a stripe oriented in the [−110] direction on a substrate inclined by 10 ° to the [] direction, the substrate has an asymmetric trapezoidal mesa in which a mesa is formed by wet etching. An asymmetric trapezoidal mesa formed by mesa formation by wet etching in order to provide a stripe oriented in the [−110] direction on a substrate whose substrate plane orientation is inclined 15.8 ° in the [110] direction from the (001) plane. Cannot be manufactured for the reason described in the section of the embodiment.

【0024】また、今の場合のストライプ幅とは、各図
に示したように活性層の幅である。どの構造もp、n両
クラッド層厚は約1.5μm、活性層はGaInPとA
lGaInPからなる4重量子井戸構造で、発振波長は
約660nmとなるように井戸層厚、格子歪量を調整し
てある。グラフからわかるように、キンク光出力は14
01、1402、1403の順に大きい。また、非対称
性によるキンク光出力低下の程度は1403で大きく見
られ、傾斜角が10°以上のところで、同傾向が強くな
ることがわかる。
The stripe width in this case is the width of the active layer as shown in each figure. Each structure has a thickness of about 1.5 μm for both p and n cladding layers, and the active layers are GaInP and A
It has a quadrupole well structure made of lGaInP, and the thickness of the well layer and the amount of lattice distortion are adjusted so that the oscillation wavelength becomes about 660 nm. As can be seen from the graph, the kink light output is 14
01, 1402, and 1403 in that order. Further, the degree of the kink light output decrease due to asymmetry is large at 1403, and it can be seen that the tendency becomes stronger when the inclination angle is 10 ° or more.

【0025】次に図16にそれぞれの構造を有する半導
体レーザの連続発振時光出力が30mWのときの動作電
流値を示す。表からわかるように動作電流値は、140
1が最も小さい。これは、メサ上部の幅が広いことで、
電気抵抗が小さくなり、電流注入時発熱が抑えられてい
るためである。
Next, FIG. 16 shows the operating current values when the optical output during continuous oscillation of the semiconductor laser having each structure is 30 mW. As can be seen from the table, the operating current value is 140
1 is the smallest. This is because the width of the upper part of the mesa is wide,
This is because the electric resistance is reduced, and heat generation during current injection is suppressed.

【0026】以上のようにドライエッチングを用いて矩
形対称メサを形成することで、半導体レーザのキンク光
出力を高め、動作電流値を下げられることがわかる。ま
た、矩形対称メサ構造は、光ディスク用光源として用い
られるAlGaInP系赤色半導体レーザにおいて、特
に有効である。なぜなら、同半導体レーザは、光ファイ
バ通信用励起光源などに用いられるAlGaAs系半導
体レーザに比べ、キンク光出力が低く、発熱による動作
電流増大が大きいためである。
As described above, it is understood that the kink light output of the semiconductor laser can be increased and the operating current value can be reduced by forming the rectangular symmetric mesa by using the dry etching. The rectangular symmetric mesa structure is particularly effective in an AlGaInP red semiconductor laser used as a light source for an optical disk. This is because the semiconductor laser has a low kink light output and a large increase in operating current due to heat generation, as compared with an AlGaAs-based semiconductor laser used as an excitation light source for optical fiber communication or the like.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図4は本発明のリッジストラ
イプ型半導体レーザの製作工程を導波路ストライプに垂
直な方向から見た断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view of a manufacturing process of the ridge stripe type semiconductor laser according to the present invention as viewed from a direction perpendicular to the waveguide stripe.

【0028】はじめに気相有機金属結晶成長(MOVP
E)法により、基板面方位が(001)面から、[11
0]方向に15.8°傾斜したn型GaAs基板102
上に、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層
103(厚さ1.5μm)、GaInP(厚さ7nm)
と(Al0.7Ga0.30.5In0.5P(厚さ4nm)から
なる4重量子井戸活性層104、p型(Al0.7
0.30.5In0.5Pクラッド層107(厚さ1.5μ
m)、p型GaInPヘテロ緩衝層108(厚さ20n
m)、p型GaAsキャップ層109(厚さ0.3μ
m)を積層し、その後、熱CVD法でSiO2膜を基板
全面に成膜した後、フォトリソグラフィー法により、
[−110]方向を向いている、幅3.5μmのSiO
2ストライプ113を形成する(a)。
First, vapor-phase organometallic crystal growth (MOVP
By the method E), the substrate orientation is changed from the (001) plane to [11].
0] direction n-type GaAs substrate 102 inclined at 15.8 °
On top, an n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 103 (1.5 μm in thickness), GaInP (7 nm in thickness)
And quadrupole well active layer 104 of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P (4 nm thick), p-type (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 107 (1.5 μm thick)
m), p-type GaInP hetero buffer layer 108 (thickness: 20 n)
m), p-type GaAs cap layer 109 (0.3 μm thick)
m), and then a SiO 2 film is formed on the entire surface of the substrate by a thermal CVD method.
3.5 μm wide SiO facing the [-110] direction
Two stripes 113 are formed (a).

【0029】次にSiO2ストライプ113をマスクと
して、RIBE装置を用い、基板温度200℃、ガス圧
5×10-4torrで、塩素プラズマにより、活性層1
04の上側0.3μmのところまで半導体のドライエッ
チングを行い、メサ形成を行う(b)。
Then, using the SiO 2 stripe 113 as a mask, an active layer 1 is formed by chlorine plasma at a substrate temperature of 200 ° C. and a gas pressure of 5 × 10 -4 torr using a RIBE apparatus.
The semiconductor is dry-etched to a depth of 0.3 μm above 04 to form a mesa (b).

【0030】次にMOVPE法で、SiO2ストライプ
113をマスクとして、メサ脇を選択的にn型AlIn
Pブロック層105(厚さ0.3μm)、n型GaAs
ブロック層106(厚さ0.5μm)で埋め込む
(c)。
Next, the n-type AlIn is selectively formed on the mesa side by MOVPE using the SiO 2 stripe 113 as a mask.
P block layer 105 (thickness 0.3 μm), n-type GaAs
It is buried with the block layer 106 (0.5 μm in thickness) (c).

【0031】次に、バッファードフッ酸でSiO2スト
ライプ113を除去し、再びMOVPE法で基板全面に
p型GaAsコンタクト層110を積層した後、p側電
極111、n側電極101を蒸着法で形成する(d)。
Next, the SiO 2 stripes 113 are removed with buffered hydrofluoric acid, and a p-type GaAs contact layer 110 is again laminated on the entire surface of the substrate by the MOVPE method. Then, the p-side electrode 111 and the n-side electrode 101 are formed by a vapor deposition method. (D).

【0032】最後に、レーザ基板を導波路ストライプが
中心線となるように、幅300μm、共振器長600μ
mの個々のチップにへき開すると、図1に示した構造が
完成する。
Finally, the laser substrate is set to a width of 300 μm and a resonator length of 600 μm so that the waveguide stripe is the center line.
Cleavage into the individual chips of m completes the structure shown in FIG.

【0033】このようにして製作した半導体レーザの特
性を評価したところ、ストライプ幅3.5μmのとき
に、キンク光出力は50mW、15mW連続発振時の動
作電流値は55mAであった。ちなみに、同様の基板、
層構造、ストライプ幅を有する、ウェットエッチングで
メサ形成を行った半導体レーザ(図9の構造)のキンク
光出力、15mW連続発振時の動作電流値は、それぞれ
30mW、60mAであった。
When the characteristics of the semiconductor laser fabricated in this manner were evaluated, the kink light output was 50 mW when the stripe width was 3.5 μm, and the operating current value during continuous oscillation at 15 mW was 55 mA. By the way, a similar board,
The kink light output of the semiconductor laser having the layer structure and the stripe width and the mesa formation by the wet etching (the structure of FIG. 9) and the operating current value at the time of the continuous oscillation of 15 mW were 30 mW and 60 mA, respectively.

【0034】図5は本発明の埋め込みヘテロ型半導体レ
ーザの製作工程を導波路ストライプに垂直な方向から見
た断面図である。はじめに気相有機金属結晶成長(MO
VPE)法により、基板面方位が(001)面から、
[110]方向に10°傾斜したn型GaAs基板20
2上に、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド
層203(厚さ1.5μm)、GaInP(厚さ7n
m)と(Al0.7Ga0.3 0.5In0.5P(厚さ4nm)
からなる4重量子井戸活性層204、p型(Al0. 7
0.30.5In0.5Pクラッド層207(厚さ1.5μ
m)、p型GaInPヘテロ緩衝層208(厚さ20n
m)、p型GaAsキャップ層209(厚さ0.3μ
m)を積層し、その後、熱CVD法でSiO2膜を基板
全面に成膜した後、フォトリソグラフィー法により、
[−110]方向を向いている、幅3μmのSiO2
トライプ213を形成する(a)。
FIG. 5 shows a buried hetero type semiconductor laser according to the present invention.
View the manufacturing process of the laser from the direction perpendicular to the waveguide stripe.
FIG. First, vapor phase metalorganic crystal growth (MO
By the VPE) method, the substrate orientation is changed from the (001) plane to
N-type GaAs substrate 20 inclined at 10 ° in [110] direction
2, an n-type (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P clad
Layer 203 (thickness 1.5 μm), GaInP (thickness 7 n)
m) and (Al0.7Ga0.3) 0.5In0.5P (4 nm thick)
Quadrupole well active layer 204 made of p-type (Al0. 7G
a0.3)0.5In0.5P cladding layer 207 (thickness 1.5μ)
m), p-type GaInP hetero buffer layer 208 (thickness: 20 n)
m), p-type GaAs cap layer 209 (0.3 μm thick)
m) are laminated, and then the SiOTwoFilm to substrate
After film formation on the entire surface, by photolithography method
3 μm wide SiO facing the [-110] directionTwoS
A tripe 213 is formed (a).

【0035】次にSiO2ストライプ213をマスクと
して、RIBE装置を用い、基板温度200℃、ガス圧
5×10-4torrで、塩素プラズマにより、活性層2
04の下側0.3μmのところまで半導体のドライエッ
チングを行い、メサ形成を行う(b)。
Next, using the SiO 2 stripes 213 as a mask, the active layer 2 is formed by chlorine plasma at a substrate temperature of 200 ° C. and a gas pressure of 5 × 10 -4 torr using a RIBE apparatus.
The semiconductor is dry-etched to a depth of 0.3 μm below 04 to form a mesa (b).

【0036】次にMOVPE法で、SiO2ストライプ
213をマスクとして、メサ脇を選択的にp型AlIn
Pとn型AlInPの1層ずつからなるAlInPブロ
ック層205(厚さ0.3μm)、n型GaAsブロッ
ク層206(厚さ0.5μm)で埋め込む(c)。
Next, the p-type AlIn is selectively formed on the mesa side by MOVPE using the SiO 2 stripes 213 as a mask.
It is buried with an AlInP block layer 205 (thickness 0.3 μm) and an n-type GaAs block layer 206 (thickness 0.5 μm) each composed of one layer of P and n-type AlInP (c).

【0037】次に、バッファードフッ酸でSiO2スト
ライプ213を除去し、再びMOVPE法で基板全面に
p型GaAsコンタクト層210を積層した後、p側電
極211、n側電極201を蒸着法で形成する(d)。
Next, the SiO 2 stripes 213 are removed with buffered hydrofluoric acid, and the p-type GaAs contact layer 210 is again laminated on the entire surface of the substrate by the MOVPE method. (D).

【0038】最後に、レーザ基板を導波路ストライプが
中心線となるように、幅300μm、共振器長600μ
mの個々のチップにへき開すると、図2に示した構造が
完成する。
Finally, the laser substrate is set to have a width of 300 μm and a resonator length of 600 μm so that the waveguide stripe is the center line.
Cleavage into the individual chips of m completes the structure shown in FIG.

【0039】このようにして製作した半導体レーザの特
性を評価したところ、ストライプ幅3μmのときに、キ
ンク光出力は60mW、15mW連続発振時の動作電流
値は50mAであった。ちなみに、同様の基板、層構
造、ストライプ幅を有する、ウェットエッチングでメサ
形成を行った半導体レーザ(図12の構造)のキンク光
出力、15mW連続発振時の動作電流値は、それぞれ4
0mW、60mAであった。
When the characteristics of the semiconductor laser manufactured in this manner were evaluated, the kink light output was 60 mW when the stripe width was 3 μm, and the operating current value during continuous oscillation of 15 mW was 50 mA. Incidentally, the kink light output of a semiconductor laser (structure of FIG. 12) having the same substrate, layer structure and stripe width and formed by mesa by wet etching, and the operating current value at the time of continuous oscillation of 15 mW are 4 respectively.
0 mW and 60 mA.

【0040】図6は本発明の埋め込みヘテロ型半導体レ
ーザの製作工程を導波路ストライプに垂直な方向から見
た断面図である。はじめに気相有機金属結晶成長(MO
VPE)法により、基板面方位が(001)面から、
[110]方向に15.8°傾斜したn型GaAs基板
302上に、n型(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラ
ッド層303(厚さ1.5μm)、GaInP(厚さ7
nm)と(Al0.7Ga0 .30.5In0.5P(厚さ4n
m)からなる4重量子井戸活性層304、p型(Al
0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層307(厚さ1.
5μm)、p型GaInPヘテロ緩衝層308(厚さ2
0nm)、p型GaAsキャップ層309(厚さ0.3
μm)を積層し、その後、熱CVD法でSiO2膜を基
板全面に成膜した後、フォトリソグラフィー法により、
[−110]方向を向いている、幅3μmのSiO2
トライプ313を形成する(a)。
FIG. 6 shows a buried hetero type semiconductor laser according to the present invention.
View the manufacturing process of the laser from the direction perpendicular to the waveguide stripe.
FIG. First, vapor phase metalorganic crystal growth (MO
By the VPE) method, the substrate orientation is changed from the (001) plane to
N-type GaAs substrate inclined at 15.8 ° in [110] direction
An n-type (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P class
Pad layer 303 (thickness 1.5 μm), GaInP (thickness 7
nm) and (Al0.7Ga0 .3)0.5In0.5P (4n thickness
m), a quadrupole well active layer 304, p-type (Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5P cladding layer 307 (thickness 1.
5 μm), p-type GaInP hetero buffer layer 308 (thickness 2
0 nm), p-type GaAs cap layer 309 (thickness 0.3).
μm), and then the SiO 2 is deposited by thermal CVD.TwoMembrane based
After forming a film on the entire surface of the plate, by photolithography
3 μm wide SiO facing the [-110] directionTwoS
A tripe 313 is formed (a).

【0041】次にSiO2ストライプ313をマスクと
して、RIBE装置を用い、基板温度200℃、ガス圧
5×10-4torrで、塩素プラズマにより、活性層3
04の下側0.3μmのところまで半導体のドライエッ
チングを行い、メサ形成を行う(b)。
Next, using the SiO 2 stripe 313 as a mask, the active layer 3 is formed by chlorine plasma at a substrate temperature of 200 ° C. and a gas pressure of 5 × 10 -4 torr using a RIBE apparatus.
The semiconductor is dry-etched to a depth of 0.3 μm below 04 to form a mesa (b).

【0042】次にMOVPE法で、SiO2ストライプ
313をマスクとして、メサ脇を選択的にp型AlIn
Pとn型AlInPの1層ずつからなるAlInPブロ
ック層305(厚さ0.3μm)、n型GaAsブロッ
ク層306(厚さ0.5μm)で埋め込む(c)。
Next, the p-type AlIn is selectively formed on the side of the mesa by MOVPE using the SiO 2 stripe 313 as a mask.
It is buried with an AlInP block layer 305 (thickness 0.3 μm) and an n-type GaAs block layer 306 (thickness 0.5 μm) each composed of one layer of P and n-type AlInP (c).

【0043】次に、バッファードフッ酸でSiO2スト
ライプ313を除去し、再びMOVPE法で基板全面に
p型GaAsコンタクト層310を積層した後、p側電
極311、n側電極301を蒸着法で形成する(d)。
Next, the SiO 2 stripes 313 are removed with buffered hydrofluoric acid, and the p-type GaAs contact layer 310 is again laminated on the entire surface of the substrate by the MOVPE method. Then, the p-side electrode 311 and the n-side electrode 301 are deposited by the vapor deposition method. (D).

【0044】最後に、レーザ基板を導波路ストライプが
中心線となるように、幅300μm、共振器長600μ
mの個々のチップにへき開すると、図3に示した構造が
完成する。
Finally, the laser substrate is set to have a width of 300 μm and a cavity length of 600 μm so that the waveguide stripe is the center line.
Cleavage into the individual chips of m completes the structure shown in FIG.

【0045】このようにして製作した半導体レーザの特
性を評価したところ、ストライプ幅3μmのときに、キ
ンク光出力は60mW、15mW連続発振時の動作電流
値は50mAであった。ちなみに、同様の層構造、スト
ライプ幅の半導体レーザを、ウェットエッチングでメサ
形成により作ろうとしたところ、メサの上底部のサイド
エッチングにより、SiO2ストライプがリフトオフさ
れてしまい、製作できないことがわかった。
When the characteristics of the semiconductor laser fabricated in this manner were evaluated, the kink light output was 60 mW when the stripe width was 3 μm, and the operating current value during continuous oscillation of 15 mW was 50 mA. By the way, it was found that when a semiconductor laser having the same layer structure and stripe width was to be formed by forming a mesa by wet etching, the SiO 2 stripe was lifted off by the side etching of the upper bottom portion of the mesa, and it was impossible to manufacture the semiconductor laser.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高光出
力のレーザ光源を必要とする書き換え可能な光ディスク
などへの適用が可能な、キンク光出力が高い半導体レー
ザを得ることができる。また、本発明によれば、レーザ
発振時の注入電流による発熱を低く抑えることで、動作
電流が低い半導体レーザを得ることができる。
As described above, according to the present invention, a semiconductor laser having a high kink light output which can be applied to a rewritable optical disk or the like which requires a laser light source having a high light output can be obtained. Further, according to the present invention, a semiconductor laser having a low operating current can be obtained by suppressing heat generation due to an injection current during laser oscillation.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の構造図である。FIG. 1 is a structural diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態の構造図である。FIG. 2 is a structural diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態の構造図である。FIG. 3 is a structural diagram of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態の製作工程図であ
る。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態の製作工程図であ
る。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態の製作工程図であ
る。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the third embodiment of the present invention.

【図7】従来の形態の構造図である。FIG. 7 is a structural view of a conventional embodiment.

【図8】従来の形態の構造図である。FIG. 8 is a structural diagram of a conventional embodiment.

【図9】従来の形態の構造図である。FIG. 9 is a structural view of a conventional embodiment.

【図10】従来の形態の構造図である。FIG. 10 is a structural view of a conventional embodiment.

【図11】従来の形態の構造図である。FIG. 11 is a structural view of a conventional embodiment.

【図12】従来の形態の構造図である。FIG. 12 is a structural view of a conventional embodiment.

【図13】本発明の第1の実施の形態の特性を従来の形
態のものと比較したグラフである。
FIG. 13 is a graph comparing the characteristics of the first embodiment of the present invention with those of the conventional embodiment.

【図14】本発明の第2の実施の形態の特性を従来の形
態のものと比較したグラフである。
FIG. 14 is a graph comparing the characteristics of the second embodiment of the present invention with those of the conventional embodiment.

【図15】本発明の第1の実施の形態の特性を従来の形
態のものと比較した表である。
FIG. 15 is a table in which the characteristics of the first embodiment of the present invention are compared with those of the conventional embodiment.

【図16】本発明の第2の実施の形態の特性を従来の形
態のものと比較した表である。
FIG. 16 is a table comparing characteristics of the second embodiment of the present invention with those of the conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101.n側電極 102.n型GaAs基板 103.n型AlGaInPクラッド層 104.4重量子井戸活性層 105.n型AlInPブロック層 106.n型GaAsブロック層 107.p型AlGaInPクラッド層 108.p型GaInPヘテロ緩衝層 109.p型GaAsキャップ層 110.p型GaAsコンタクト層 111.p側電極 112.メサ 113.SiO2ストライプ 201.n側電極 202.n型GaAs基板 203.n型AlGaInPクラッド層 204.4重量子井戸活性層 205.AlInPブロック層 206.n型GaAsブロック層 207.p型AlGaInPクラッド層 208.p型GaInPヘテロ緩衝層 209.p型GaAsキャップ層 210.p型GaAsコンタクト層 211.p側電極 213.SiO2ストライプ 301.n側電極 302.n型GaAs基板 303.n型AlGaInPクラッド層 304.4重量子井戸活性層 305.AlInPブロック層 306.n型GaAsブロック層 307.p型AlGaInPクラッド層 308.p型GaInPヘテロ緩衝層 309.p型GaAsキャップ層 310.p型GaAsコンタクト層 311.p側電極 312.メサ 313.SiO2ストライプ101. n-side electrode 102. n-type GaAs substrate 103. n-type AlGaInP cladding layer 104.4 quantum well active layer 105. n-type AlInP block layer 106. n-type GaAs block layer 107. p-type AlGaInP cladding layer 108. p-type GaInP hetero buffer layer 109. p-type GaAs cap layer 110. p-type GaAs contact layer 111. p-side electrode 112. Mesa 113. SiO 2 stripe 201. n-side electrode 202. n-type GaAs substrate 203. n-type AlGaInP cladding layer 204.4 quantum well active layer 205. AlInP block layer 206. n-type GaAs block layer 207. p-type AlGaInP cladding layer 208. 209. p-type GaInP hetero buffer layer p-type GaAs cap layer 210. p-type GaAs contact layer 211. p-side electrode 213. SiO 2 stripe 301. n-side electrode 302. n-type GaAs substrate 303. n-type AlGaInP cladding layer 304.4 quantum well active layer 305. AlInP block layer 306. n-type GaAs block layer 307. p-type AlGaInP cladding layer 308. p-type GaInP hetero buffer layer 309. p-type GaAs cap layer 310. p-type GaAs contact layer 311. p-side electrode 312. Mesa 313. SiO 2 stripe

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 閃亜鉛鉱型化合物半導体からなる、基板
面方位が(001)から[110]方向に傾斜した基板
上に、少なくとも活性層とそれを挟むクラッド層からな
るダブルヘテロ構造を有し、かつ水平横方向の光閉じ込
めを行うためのメサ状のストライプを有し、かつ前記ス
トライプが[−110]方向を向いており、かつ前記メ
サのストライプ方向に垂直な断面形状が基板を下にして
見たときに左右対称であり、メサ裾にだれが無いことを
特徴とするリッジストライプ型の半導体レーザ。
1. A double hetero structure comprising at least an active layer and a clad layer sandwiching the active layer on a substrate made of a zinc blende compound semiconductor and having a substrate plane orientation inclined from the (001) direction to the [110] direction. And a mesa-shaped stripe for horizontal and horizontal light confinement, wherein the stripe is oriented in the [-110] direction, and a cross-sectional shape of the mesa is perpendicular to the stripe direction with the substrate facing down. A ridge stripe type semiconductor laser characterized by being symmetrical when viewed from the side, and having no droop at the mesa bottom.
【請求項2】 閃亜鉛鉱型化合物半導体からなる、基板
面方位が(001)面から[110]方向に15°以上
傾斜しているか、(11n)A(1≦n≦5)方向であ
る基板上に、少なくとも活性層とそれを挟むクラッド層
からなるダブルヘテロ構造を有し、かつ水平横方向の光
閉じ込めを行うためのメサ状のストライプを有し、かつ
前記ストライプが[−110]方向を向いており、かつ
前記メサのストライプ方向に垂直な断面形状が基板を下
にして見たときに左右対称であり、メサ裾にだれが無い
ことを特徴とするリッジストライプ型の半導体レーザ。
2. A substrate made of a zinc-blende compound semiconductor, in which the orientation of the substrate is inclined by 15 ° or more from the (001) plane to the [110] direction, or in the (11n) A (1 ≦ n ≦ 5) direction. A substrate has a double hetero structure including at least an active layer and a cladding layer sandwiching the active layer, and has a mesa-shaped stripe for confining light in a horizontal lateral direction, and the stripe has a [-110] direction. And a ridge stripe type semiconductor laser characterized in that the cross-sectional shape perpendicular to the stripe direction of the mesa is bilaterally symmetric when viewed with the substrate facing down, and there is no droop at the mesa bottom.
【請求項3】 メサ側面の面方位と基板面方位のなす角
度が80°以上であることを特徴とする請求項1に記載
の半導体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the angle between the plane direction of the mesa side surface and the plane direction of the substrate is 80 ° or more.
【請求項4】 メサ側面の面方位と基板面方位のなす角
度が80°以上であることを特徴とする請求項2に記載
の半導体レーザ。
4. The semiconductor laser according to claim 2, wherein the angle between the plane direction of the mesa side surface and the plane direction of the substrate is 80 ° or more.
【請求項5】 閃亜鉛鉱型化合物半導体からなる、基板
面方位が(001)から[110]方向に傾斜した基板
上に、少なくとも活性層とそれを挟むクラッド層からな
るダブルヘテロ構造を有し、かつ水平横方向の光閉じ込
めを行うためのメサ状のストライプを有し、かつ前記ス
トライプが[−110]方向を向いており、かつ前記メ
サのストライプ方向に垂直な断面形状が基板を下にして
見たときに左右対称であり、メサ裾にだれが無いことを
特徴とする埋め込みヘテロ型の半導体レーザ。
5. A double hetero structure comprising at least an active layer and a clad layer sandwiching the active layer on a substrate made of a zinc blende type compound semiconductor and having a substrate plane orientation inclined from the (001) direction to the [110] direction. And a mesa-shaped stripe for horizontal and horizontal light confinement, wherein the stripe is oriented in the [-110] direction, and a cross-sectional shape of the mesa is perpendicular to the stripe direction with the substrate facing down. A buried hetero type semiconductor laser characterized by being symmetrical when viewed from the side, and having no droop at the mesa tail.
【請求項6】 閃亜鉛鉱型化合物半導体からなる、基板
面方位が(001)方向から[110]方向に15°以
上傾斜しているか、(11n)A(1≦n≦5)方向で
ある基板上に、少なくとも活性層とそれを挟むクラッド
層からなるダブルヘテロ構造を有し、かつ水平横方向の
光閉じ込めを行うためのメサ状のストライプを有し、か
つ前記ストライプが[−110]方向を向いており、か
つ前記メサのストライプ方向に垂直な断面形状が基板を
下にして見たときに左右対称であり、メサ裾にだれが無
いことを特徴とする埋め込みヘテロ型の半導体レーザ。
6. A substrate made of a zinc-blende compound semiconductor, in which the orientation of the substrate is inclined at least 15 ° from the (001) direction to the [110] direction, or is in the (11n) A (1 ≦ n ≦ 5) direction. A substrate has a double hetero structure including at least an active layer and a cladding layer sandwiching the active layer, and has a mesa-shaped stripe for confining light in a horizontal lateral direction, and the stripe has a [-110] direction. And a cross section perpendicular to the stripe direction of the mesa is bilaterally symmetric when viewed with the substrate facing down, and there is no droop at the bottom of the mesa.
【請求項7】 メサ側面の面方位と基板面方位のなす角
度が80°以上であることを特徴とする請求項5に記載
の半導体レーザ。
7. The semiconductor laser according to claim 5, wherein the angle between the plane direction of the mesa side surface and the plane direction of the substrate is 80 ° or more.
【請求項8】 メサ側面の面方位と基板面方位のなす角
度が80°以上であることを特徴とする請求項6に記載
の半導体レーザ。
8. The semiconductor laser according to claim 6, wherein an angle formed between the plane direction of the mesa side surface and the plane direction of the substrate is 80 ° or more.
【請求項9】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項1
に記載の半導体レーザ。
9. The method according to claim 1, wherein the active layer or the cladding layer is GaInP.
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
2. A quantum well layer comprising a P quantum well layer.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項10】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項2
に記載の半導体レーザ。
10. The method according to claim 1, wherein the active layer or the cladding layer is GaInP.
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
3. A quantum well layer comprising a P quantum well layer.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項11】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項3
に記載の半導体レーザ。
11. An active layer or a cladding layer comprising GaInP
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
4. A quantum well layer comprising P.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項12】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項4
に記載の半導体レーザ。
12. An active layer or a cladding layer comprising GaInP
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
5. A quantum well layer comprising P.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項13】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項5
に記載の半導体レーザ。
13. An active layer or a cladding layer comprising GaInP
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
6. A quantum well layer comprising P.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項14】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項6
に記載の半導体レーザ。
14. An active layer or a cladding layer comprising GaInP
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
7. A quantum well layer comprising a P quantum well layer.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項15】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項7
に記載の半導体レーザ。
15. An active layer or a cladding layer comprising GaInP
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
8. The semiconductor device according to claim 7, further comprising a quantum well layer made of P.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項16】 活性層又はクラッド層が、GaInP
層、AlGaInP層、又はGaInPとAlGaIn
Pからなる量子井戸層を含むことを特徴とする請求項8
に記載の半導体レーザ。
16. An active layer or a cladding layer comprising GaInP
Layer, AlGaInP layer, or GaInP and AlGaIn
9. A quantum well layer comprising P.
4. The semiconductor laser according to claim 1.
【請求項17】 請求項1〜16のいずれか1項に記載
の半導体レーザを製造するに当たり、ドライエッチング
法でAlGaInP半導体をエッチングすることでメサ
形成を行う際、基板温度を150℃以上、エッチングガ
ス圧を1×10-4torr以上かつ5×10-3torr
以下にすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
17. A method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the mesa is formed by etching an AlGaInP semiconductor by a dry etching method. Gas pressure of 1 × 10 −4 torr or more and 5 × 10 −3 torr
A method of manufacturing a semiconductor laser, characterized by the following.
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