JP2001015862A - Semiconductor laser device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor laser device and its manufacture

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JP2001015862A
JP2001015862A JP11187493A JP18749399A JP2001015862A JP 2001015862 A JP2001015862 A JP 2001015862A JP 11187493 A JP11187493 A JP 11187493A JP 18749399 A JP18749399 A JP 18749399A JP 2001015862 A JP2001015862 A JP 2001015862A
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layer
conductivity type
type
cladding layer
etching stop
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JP11187493A
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Japanese (ja)
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Takashi Takahashi
孝志 高橋
Shunichi Sato
俊一 佐藤
Naoto Jikutani
直人 軸谷
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device which is equipped with an etching stop layer which a high etching-controllability and capable of preventing light absorption from an active layer. SOLUTION: At least, a first conductivity-type AlGaInP clad layer 104 whose lattice constant is between those of GaAs and GaP, a GaInAsP active layer 105, a second conductivity-type first AlGaInP clad layer 106 whose lattice constant is equal to that of the clad layer 104, a second conductivity-type GaInP etching stop layer 107, and a second conductivity-type second AlGaInP clad layer 108 whose lattice constant is equal to that of the clad layer 104 are successively laminated on a semiconductor substrate 101, where the lattice constant of the etching stop layer 107 is nearly equal to that of the first conductivity-type clad layer 104, and the band gap of the etching stop layer 107 is larger than that of the active layer 105.

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、光ディスク記憶装
置や光情報処理用の光源などに利用される半導体レーザ
装置およびその製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor laser device used for an optical disk storage device or a light source for optical information processing, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、AlGaInP系赤色レーザで
は、ストライプ状にエッチングを行って電流通路を狭く
しているが、このエッチング工程において、所要の深さ
に再現性よく均一の深さにエッチングすることは困難で
ある。そこで、従来では、一般に、エッチングストップ
層を設けて、エッチングストップ層が露出したところで
エッチングが停止するかまたはエッチング速度が遅くな
ることを利用して、エッチング深さを制御している。
2. Description of the Related Art In general, in an AlGaInP red laser, a current path is narrowed by etching in a stripe shape. In this etching process, etching is performed to a required depth with a good reproducibility and a uniform depth. It is difficult. Therefore, conventionally, an etching stop layer is generally provided, and the etching depth is controlled by utilizing the fact that the etching is stopped when the etching stop layer is exposed or the etching speed is reduced.

【0003】上記のエッチングストップ層としては、ク
ラッド層に用いられるAlGaInP、または電流狭窄
層として用いられるGaAsとのエッチング選択比が高
いGaInPが最も有効である。しかしながら、通常、
可視半導体レーザの活性層はGaInPからなっている
ため、活性層からの光をGaInPエッチングストップ
層が吸収してしまい、高出力動作時の特性劣化を招いて
しまう。この問題を解決するために、以下に示すような
半導体レーザの構造が提案されている。
As the above-described etching stop layer, AlGaInP used as a cladding layer or GaInP having a high etching selectivity with respect to GaAs used as a current confinement layer is most effective. However, usually
Since the active layer of the visible semiconductor laser is made of GaInP, the light from the active layer is absorbed by the GaInP etching stop layer, which causes deterioration in characteristics during high-power operation. To solve this problem, the following structure of a semiconductor laser has been proposed.

【0004】図11は特開平08−204277号に示
されているAlGaInP系半導体レーザを示す図であ
る。図11の半導体レーザは、n型GaAs基板1上
に、n型GaAsバッファ層2を介して、n型AlGa
InPクラッド層3と、多重量子井戸構造による活性層
4と、p型AlGaInPからなる第1のクラッド層5
Aと、p型GaInPエッチングストップ層9と、p型
AlGaInPからなる第2のクラッド層5Bと、p型
GaAsキャップ層6とが、順次連続的にエピタキシャ
ル成長されて構成されている。
FIG. 11 is a diagram showing an AlGaInP-based semiconductor laser disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-204277. The semiconductor laser of FIG. 11 has an n-type GaAs buffer layer 2 and an n-type AlGa
An InP cladding layer 3, an active layer 4 having a multiple quantum well structure, and a first cladding layer 5 made of p-type AlGaInP.
A, a p-type GaInP etching stop layer 9, a second cladding layer 5B made of p-type AlGaInP, and a p-type GaAs cap layer 6 are sequentially and epitaxially grown.

【0005】そして、エピタキシャル成長層の中央のス
トライプ状の電流通路上にSiO2からなるマスク層を
被着形成し、このマスク層をエッチングマスクとしてエ
ッチングして、溝7が形成されている。ここで、エッチ
ングをHClとH22とH2Oの混合液あるいはH2SO
4とH22とH2Oの混合液によって行うことによって、
エッチングストップ層9が露呈するとエッチングが実質
的に停止して、エッチングストップ層9の形成位置で溝
7の深さが規定される。その後、マスク層をマスクとし
て選択MOCVD法により溝7にn型GaAs電流狭窄
層8が形成され、その後、全面に平坦化層を形成し、そ
の表面を平面的にエッチングして素子表面を平坦化し、
図11に示すような構造が得られる。
Then, a mask layer made of SiO 2 is formed on the stripe-shaped current path in the center of the epitaxial growth layer, and the trench is formed by etching using the mask layer as an etching mask. Here, etching is performed using a mixture of HCl, H 2 O 2 and H 2 O or H 2 SO 2.
4 and a mixture of H 2 O 2 and H 2 O,
When the etching stop layer 9 is exposed, the etching is substantially stopped, and the depth of the groove 7 is defined at the position where the etching stop layer 9 is formed. Thereafter, an n-type GaAs current confinement layer 8 is formed in the trench 7 by selective MOCVD using the mask layer as a mask. Thereafter, a flattening layer is formed on the entire surface, and the surface is planarly etched to planarize the element surface. ,
The structure as shown in FIG. 11 is obtained.

【0006】図11の半導体レーザでは、GaInPエ
ッチングストップ層9を引張歪が生じるようにしたこと
によって、そのバンドギャップを活性層4よりも大きく
し、活性層4からの発振光がエッチングストップ層9で
吸収されることを回避している。
In the semiconductor laser shown in FIG. 11, the band gap is made larger than that of the active layer 4 by causing the GaInP etching stop layer 9 to have a tensile strain. To avoid being absorbed by

【0007】また、図12は特開平07−162089
号に示されているAlGaInP系赤色半導体レーザを
示す図である。図12の半導体レーザは、n型GaAs
基板11上に、例えばMOCVD装置を用いて、層厚
1.5μmのn型(Al0.7Ga0. 3)0.5In0.5Pクラッ
ド層12,アンドープGa0.5In0.5P活性層16,層
厚0.25μmの第1のp型(Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5Pクラッド層13a,エッチングストップ層17,
層厚1.25μmの第2のp型(Al0.7Ga0.3)0.5
0.5Pクラッド層13bとが、順次に形成されて構成
されている。
[0007] FIG.
AlGaInP red semiconductor laser
FIG. The semiconductor laser shown in FIG.
On the substrate 11, for example, using a MOCVD apparatus,
1.5 μm n-type (Al0.7Ga0. Three)0.5In0.5P crack
Layer 12, undoped Ga0.5In0.5P active layer 16, layer
0.25 μm thick first p-type (Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5P cladding layer 13a, etching stop layer 17,
Second p-type (Al0.7Ga0.3)0.5I
n0.5P cladding layer 13b is formed sequentially
Have been.

【0008】ここで、エッチングストップ層17は、第
1のp型(Al0.7Ga0.3)0.5In0 .5Pクラッド層13
a上に、p型Ga0.57In0.43P井戸層(層厚が1.7n
m),p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pバリア層(層
厚が2nm),p型Ga0.57In0.43P井戸層(層厚が
1.7nm),p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pバリ
ア層(層厚が1nm),p型Ga0.57In0.43P井戸層
(層厚が1.7nm)が順に形成されて構成されてい
る。
Here, the etching stop layer 17 is
1 p-type (Al0.7Ga0.3)0.5In0 .FiveP clad layer 13
a on the p-type Ga0.57In0.43P well layer (layer thickness is 1.7n
m), p-type (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P barrier layer (layer
Thickness 2 nm), p-type Ga0.57In0.43P well layer (layer thickness is
1.7 nm), p-type (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P Bali
Layer (layer thickness is 1 nm), p-type Ga0.57In0.43P well layer
(A layer thickness of 1.7 nm) is formed in order.
You.

【0009】また、図12の半導体レーザでは、第2の
p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層13bを
選択エッチングによりメサ形状に形成した後に、第2の
p型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層13bを
エッチングして除去した部分に、再びMOCVD装置を
用いて、n型GaAs電流ブロック層14が形成されて
いる。更に、メサ形状の第2のp型(Al0.7Ga0.3)
0.5In0.5Pクラッド層13b及びn型GaAs電流ブ
ロック層14上には、p型GaAsキャップ層15が形
成されている。そして、層構造の最下面にn側電極18
が形成され、また、最上面にp側電極19が形成されて
いる。
[0009] In the semiconductor laser of FIG. 12, after the selective etching of the second p-type (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P clad layer 13b is formed in a mesa, the second p-type (Al 0.7 Ga An n-type GaAs current block layer 14 is formed again by using the MOCVD apparatus in a portion where the 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 13b is removed by etching. Further, a second mesa-shaped p-type (Al 0.7 Ga 0.3 )
A p-type GaAs cap layer 15 is formed on the 0.5 In 0.5 P cladding layer 13 b and the n-type GaAs current blocking layer 14. An n-side electrode 18 is provided on the lowermost surface of the layer structure.
Is formed, and a p-side electrode 19 is formed on the uppermost surface.

【0010】図12の半導体レーザ構造では、メサエッ
チング時に硫酸系エッチング溶液を用いており、エッチ
ングは、エッチングストップ層17の3層のp型Ga
0.57In0.43P井戸層のいずれかで停止することにな
る。
In the semiconductor laser structure shown in FIG. 12, a sulfuric acid-based etching solution is used at the time of mesa etching.
It will stop at any of the 0.57 In 0.43 P well layers.

【0011】図12の半導体レーザ構造では、エッチン
グストップ層17のp型Ga0.57In0.43P井戸層に
は、引張歪が0.5%導入されており、更に量子効果に
よってバンドギャップ波長が短波長化している。従っ
て、エッチングストップ層17で活性層16の光が吸収
されることがなく、高出力動作時の電流特性の良好な半
導体レーザが得られる。
In the semiconductor laser structure shown in FIG. 12, a 0.5% tensile strain is introduced into the p-type Ga 0.57 In 0.43 P well layer of the etching stop layer 17, and the band gap wavelength is shortened by the quantum effect. Is becoming Accordingly, the light of the active layer 16 is not absorbed by the etching stop layer 17, and a semiconductor laser having good current characteristics at the time of high output operation can be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このように、図11,
図12に示した従来のAlGaInP系半導体レーザに
おいては、GaInP活性層からの光がGaInPエッ
チングストップ層で吸収されないようにするために、エ
ッチングストップ層に引張歪を導入してバンドギャップ
を活性層よりも大きくしている。
As described above, FIG.
In the conventional AlGaInP-based semiconductor laser shown in FIG. 12, in order to prevent light from the GaInP active layer from being absorbed by the GaInP etching stop layer, a tensile strain is introduced into the etching stop layer to increase the band gap from the active layer. Is also bigger.

【0013】しかしながら、引張歪が導入されたエッチ
ングストップ層は基板との格子定数が異なるために、エ
ッチングストップ層の層厚を臨界膜厚以下に設定する必
要があり、そのため、エッチングストップ層を厚くする
ことができない。特に、活性層の発光波長が633nm
と短波長になると、エッチングストップ層をより短波長
化するために、歪量を1%以上と大きくするか、数nm
の量子井戸構造を形成しなければならなくなり、この場
合には、エッチングストップ層の層厚は5nm以下とな
ってしまう。エッチングストップ層の層厚が薄すぎる
と、エッチング速度の面内分布等により部分的にオーバ
ーエッチングして活性層までエッチングが進んでしまう
場合が生じてしまうという問題があった。
However, since the etching stop layer in which the tensile strain is introduced has a different lattice constant from the substrate, it is necessary to set the thickness of the etching stop layer to be equal to or less than the critical film thickness. Can not do it. In particular, the emission wavelength of the active layer is 633 nm.
When the wavelength becomes short, the amount of strain is increased to 1% or more or several nm to shorten the etching stop layer.
Must be formed, and in this case, the thickness of the etching stop layer becomes 5 nm or less. If the thickness of the etching stop layer is too thin, there is a problem that the etching proceeds to the active layer by partially over-etching due to the in-plane distribution of the etching rate or the like.

【0014】また、エッチングストップ層の材料として
AlGaInPを用いる場合には、GaAs基板と格子
整合させて活性層よりも容易にバンドギャップを大きく
できる反面、AlGaInPクラッド層とのエッチング
選択比が小さくなってしまい、エッチング深さの制御性
が低下してしまうという問題がある。
When AlGaInP is used as the material of the etching stop layer, the band gap can be easily made larger than that of the active layer by lattice matching with the GaAs substrate, but the etching selectivity with the AlGaInP cladding layer becomes smaller. As a result, there is a problem that the controllability of the etching depth is reduced.

【0015】本発明は、エッチング制御性が高く、か
つ、活性層からの光吸収を生じさせないエッチングスト
ップ層を備えた半導体レーザ装置およびその製造方法を
提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser device having an etching stop layer which has high etching controllability and does not cause light absorption from an active layer, and a method of manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、半導体基板上に、少なくと
も、GaAsとGaPとの間の格子定数を有する第1導
電型のAlGaInPクラッド層と、GaInAsP活
性層と、第1導電型のクラッド層と同じ格子定数を有す
る第2導電型の第1のAlGaInPクラッド層と、第
2導電型のGaInPエッチングストップ層と、第1導
電型のクラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型の
第2のAlGaInPクラッド層とが順次積層されてお
り、エッチングストップ層の格子定数は第1導電型のク
ラッド層の格子定数にほぼ等しく、かつ、エッチングス
トップ層のバンドギャップは活性層のバンドギャップよ
りも大きいことを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an AlGaInP cladding of a first conductivity type having at least a lattice constant between GaAs and GaP on a semiconductor substrate. Layer, a GaInAsP active layer, a first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type, a GaInP etching stop layer of the second conductivity type, and a first conductivity type. A second conductivity type second AlGaInP cladding layer having the same lattice constant as the cladding layer is sequentially laminated, and the lattice constant of the etching stop layer is substantially equal to the lattice constant of the first conductivity type cladding layer, and The band gap of the etching stop layer is larger than the band gap of the active layer.

【0017】また、請求項2記載の発明は、GaAsま
たはGaP基板上に、格子不整合を解消するバッファ層
を介して、少なくとも、GaAsとGaPとの間の格子
定数を有する第1導電型のAlGaInPクラッド層
と、GaInAsP活性層と、第1導電型のクラッド層
と同じ格子定数を有する第2導電型の第1のAlGaI
nPクラッド層と、第2導電型のGaInPエッチング
ストップ層と、第1導電型のクラッド層と同じ格子定数
を有する第2導電型の第2のAlGaInPクラッド層
とが順次積層されており、エッチングストップ層の格子
定数は第1導電型のクラッド層の格子定数にほぼ等し
く、かつ、エッチングストップ層のバンドギャップは活
性層のバンドギャップよりも大きいことを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, at least a first conductivity type having a lattice constant between GaAs and GaP is provided on a GaAs or GaP substrate via a buffer layer for eliminating lattice mismatch. An AlGaInP cladding layer, a GaInAsP active layer, and a first AlGaI of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type.
An nP cladding layer, a second conductivity type GaInP etching stop layer, and a second conductivity type second AlGaInP cladding layer having the same lattice constant as the first conductivity type cladding layer are sequentially laminated. The lattice constant of the layer is substantially equal to the lattice constant of the cladding layer of the first conductivity type, and the band gap of the etching stop layer is larger than the band gap of the active layer.

【0018】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは請求項2に記載の半導体レーザ装置において、第1
導電型のAlGaInPクラッド層とGaInAsP活
性層との間、GaInAsP活性層と第2導電型の第1
のAlGaInPクラッド層との間のいずれか一方また
は両方に、活性層よりもバンドギャップの大きいGaI
nPからなる光導波層が設けられていることを特徴とし
ている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor laser device according to the first or second aspect.
Between the AlGaInP cladding layer of the conductivity type and the GaInAsP active layer, the GaInAsP active layer and the first of the second conductivity type.
One or both of the AlGaInP cladding layer and the GaI layer having a larger band gap than the active layer.
An optical waveguide layer made of nP is provided.

【0019】また、請求項4記載の発明は、請求項1乃
至請求項3のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置に
おいて、GaInPエッチングストップ層上に、ストラ
イプ状の電流通路を挟んでその両側に電流狭窄層が埋め
込まれていることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor laser device according to any one of the first to third aspects, wherein the GaInP etching stop layer has both sides of a stripe-shaped current path interposed therebetween. A current confinement layer is buried therein.

【0020】また、請求項5記載の発明は、請求項4記
載の半導体レーザ装置において、前記電流狭窄層は、活
性層よりもバンドギャップが大きく、かつ、第2導電型
のAlGaInPクラッド層よりも屈折率が小さいこと
を特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device of the fourth aspect, the current confinement layer has a larger band gap than the active layer, and has a larger band gap than the second conductivity type AlGaInP clad layer. It is characterized by a small refractive index.

【0021】また、請求項6記載の発明は、半導体基板
上に、少なくとも、GaAsとGaPの間の格子定数を
有する第1導電型のAlGaInPクラッド層と、Ga
InAsP活性層と、第1導電型のクラッド層と同じ格
子定数を有する第2導電型の第1のAlGaInPクラ
ッド層と、第2導電型のGaInPエッチングストップ
層と、第1導電型のクラッド層と同じ格子定数を有する
第2導電型の第2のAlGaInPクラッド層とを順次
積層する工程と、第2導電型の第2のAlGaInPク
ラッド層をエッチングストップ層までストライプ状にエ
ッチングしてリッジストライプ構造を形成する工程と、
ストライプ状にエッチングされた第2導電型の第2のク
ラッド層の両側に、第1導電型の電流狭窄層を選択的に
埋め込む工程と、第2導電型のエッチングストップ層及
び第1導電型の電流狭窄層の上に、第2導電型のコンタ
クト層を積層する工程とを有していることを特徴として
いる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising at least a first conductivity type AlGaInP cladding layer having a lattice constant between GaAs and GaP,
An InAsP active layer, a first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type, a GaInP etching stop layer of the second conductivity type, and a cladding layer of the first conductivity type. A step of sequentially stacking a second AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant, and a step of etching the second AlGaInP cladding layer of the second conductivity type in a stripe shape up to an etching stop layer to form a ridge stripe structure. Forming,
Selectively embedding a first-conductivity-type current constriction layer on both sides of a second-conductivity-type second cladding layer etched in a stripe shape; a second-conductivity-type etching stop layer; Laminating a second conductivity type contact layer on the current confinement layer.

【0022】また、請求項7記載の発明は、半導体基板
上に、少なくとも、GaAsとGaPとの間の格子定数
を有する第1導電型のAlGaInPクラッド層と、G
aInAsP活性層と、第1導電型のクラッド層と同じ
格子定数を有する第2導電型の第1のAlGaInPク
ラッド層と、第2導電型のGaInPエッチングストッ
プ層と、第1導電型の電流狭窄層とを順次積層する工程
と、電流狭窄層をエッチングストップ層までストライプ
状にエッチングして溝部を形成する工程と、露出した第
2導電型のエッチングストップ層及び第1導電型の電流
狭窄層の上に、第1導電型のクラッド層と同じ格子定数
を有する第2導電型の第2のAlGaInPクラッド層
を積層する工程とを有していることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising: a first conductivity type AlGaInP cladding layer having a lattice constant between GaAs and GaP;
aInAsP active layer, a first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type, a GaInP etching stop layer of the second conductivity type, and a current confinement layer of the first conductivity type Sequentially forming a current confining layer, etching the current confining layer in a stripe shape up to the etching stop layer to form a groove, and forming a groove on the exposed second conductive type etching stop layer and the first conductive type current confinement layer. And laminating a second AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明に係る半導体レーザ装
置の第1の構成例を示す図である。図1の半導体レーザ
装置は、半導体基板(例えば、GaAsまたはGaP基
板)101上に、少なくとも、GaAsとGaPとの間
の格子定数を有する第1導電型(例えば、n型)のAl
GaInPクラッド層104と、GaInAsP活性層
105と、第1導電型のクラッド層104と同じ格子定
数を有する第2導電型(例えばp型)の第1のAlGa
InPクラッド層106と、第2導電型のGaInPエ
ッチングストップ層107と、第1導電型のクラッド層
104と同じ格子定数を有する第2導電型の第2のAl
GaInPクラッド層108とが、順次積層されて構成
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention. The semiconductor laser device of FIG. 1 includes a semiconductor substrate (for example, GaAs or GaP substrate) 101 on which at least a first conductivity type (for example, n-type) Al having a lattice constant between GaAs and GaP.
GaInP cladding layer 104, GaInAsP active layer 105, and first AlGa of the second conductivity type (for example, p-type) having the same lattice constant as cladding layer 104 of the first conductivity type.
InP cladding layer 106, second conductivity type GaInP etching stop layer 107, and second conductivity type second Al having the same lattice constant as first conductivity type cladding layer 104.
A GaInP cladding layer 108 is sequentially laminated.

【0024】ここで、エッチングストップ層107の格
子定数は、第1導電型のクラッド層104の格子定数に
ほぼ等しく、かつ、エッチングストップ層107のバン
ドギャップは活性層105のバンドギャップよりも大き
くなっている。
Here, the lattice constant of the etching stop layer 107 is substantially equal to the lattice constant of the cladding layer 104 of the first conductivity type, and the band gap of the etching stop layer 107 is larger than the band gap of the active layer 105. ing.

【0025】図2は図1の半導体レーザ装置のより具体
的な構成例を示す図である。図2の半導体レーザ装置
は、図1の半導体レーザ装置において、半導体基板10
1と第1導電型のAlGaInPクラッド層104との
間に、格子不整合を解消するバッファ層103が設けら
れている。
FIG. 2 is a diagram showing a more specific configuration example of the semiconductor laser device of FIG. The semiconductor laser device of FIG. 2 is different from the semiconductor laser device of FIG.
A buffer layer 103 for eliminating lattice mismatch is provided between the first conductive type AlGaInP clad layer 104 and the first conductive type AlGaInP clad layer 104.

【0026】図3は図1,図2の半導体レーザ装置の具
体例を示す図である。図3を参照すると、この半導体レ
ーザ装置は、n型GaAs基板101上に、n型GaA
y1-y組成傾斜層102が積層されている。なお、n
型GaAsy1-y組成傾斜層102は、VPE法により
組成yを1から0.6まで徐々に変えながら成長されて
いる。そして、n型GaAsy1-y組成傾斜層102上
には、n型GaAs 0.60.4バッファ層103,n型A
lGaInPクラッド層104,ノンドープGaAsP
活性層105,第1のp型AlGaInPクラッド層1
06,p型GaInPエッチングストップ層107,第
2のp型AlGaInPクラッド層108,p型GaI
nPスパイク防止層109,p型GaAsPコンタクト
層110がMOCVD法により順に積層されている。n
型GaAsy1-y組成傾斜層102上に形成されている
上記積層構造の格子定数は、n型GaAs0.60.4バッ
ファ層103に格子整合する組成となっている。
FIG. 3 shows components of the semiconductor laser device shown in FIGS. 1 and 2.
It is a figure which shows a body example. Referring to FIG.
The n-type GaAs substrate 101 has n-type GaAs
syP1-yThe composition gradient layer 102 is laminated. Note that n
Type GaAsyP1-yThe composition gradient layer 102 is formed by the VPE method.
Grown while gradually changing the composition y from 1 to 0.6
I have. And n-type GaAsyP1-yOn the composition gradient layer 102
Has n-type GaAs 0.6P0.4Buffer layer 103, n-type A
lGaInP cladding layer 104, undoped GaAsP
Active layer 105, first p-type AlGaInP cladding layer 1
06, p-type GaInP etching stop layer 107,
2 p-type AlGaInP cladding layer 108, p-type GaI
nP spike prevention layer 109, p-type GaAsP contact
The layers 110 are sequentially stacked by MOCVD. n
Type GaAsyP1-yFormed on the composition gradient layer 102
The lattice constant of the laminated structure is n-type GaAs0.6P0.4Bag
The composition is lattice-matched to the far layer 103.

【0027】そして、図3の半導体レーザ装置では、積
層構造表面からp型GaInPエッチングストップ層1
07までエッチングされて、ストライプ幅5μmのリッ
ジストライプ構造が形成されている。このエッチング
は、SiO2層をマスクとして、硫酸系エッチャントに
よりp型GaAsPコンタクト層110をp型GaIn
Pスパイク防止層109まで選択的にケミカルエッチン
グし、次にp型GaInPスパイク防止層109を塩酸
によって除去し、更に硫酸系エッチャントにより、第2
のp型AlGaInPクラッド層108をp型GaIn
Pエッチングストップ層107まで選択的にエッチング
している。GaInPは硫酸系エッチャントではほとん
どエッチングされないため、p型GaInPエッチング
ストップ層107が露出した時点でほぼエッチングが停
止する。更に、p型GaInPエッチングストップ層1
07は、n型GaAs0.60.4バッファ層103に対し
て格子整合する組成となっているため、層厚を例えば5
0nmと厚く形成することができる。従って、p型Ga
InPエッチングストップ層107を超えてオーバーエ
ッチングされることがなく、エッチング深さをp型Ga
InPエッチングストップ層107の位置で均一に制御
することが可能となる。
In the semiconductor laser device of FIG. 3, the p-type GaInP etching stop layer 1
Thus, a ridge stripe structure having a stripe width of 5 μm is formed. In this etching, the p-type GaAsP contact layer 110 is formed by a sulfuric acid-based etchant using the SiO 2 layer as a mask.
Chemical etching is selectively performed up to the P-spike prevention layer 109, and then the p-type GaInP spike-prevention layer 109 is removed with hydrochloric acid.
P-type AlGaInP cladding layer 108
The P etching stop layer 107 is selectively etched. Since the GaInP is hardly etched by the sulfuric acid-based etchant, the etching is almost stopped when the p-type GaInP etching stop layer 107 is exposed. Further, a p-type GaInP etching stop layer 1
07 has a composition that is lattice-matched to the n-type GaAs 0.6 P 0.4 buffer layer 103, so that the layer thickness is, for example, 5
It can be formed as thick as 0 nm. Therefore, p-type Ga
The etching depth is not over-etched beyond the InP etching stop layer 107, and the etching depth is p-type Ga.
It is possible to uniformly control the position of the InP etching stop layer 107.

【0028】そして、リッジストライプの頂上部を除い
て、SiO2絶縁層111が被覆されることによって、
電流は幅5μmのリッジストライプ領域に狭窄される。
Then, except for the top of the ridge stripe, the SiO 2 insulating layer 111 is covered,
The current is confined in the ridge stripe region having a width of 5 μm.

【0029】なお、図3において、112は素子表面に
形成されたp側電極であり、113は素子裏面に形成さ
れたn側電極である。
In FIG. 3, reference numeral 112 denotes a p-side electrode formed on the front surface of the device, and 113 denotes an n-side electrode formed on the back surface of the device.

【0030】図3において、GaAsP活性層105
は、n型GaAs0.60.4バッファ層103と同じ組成
であり、そのバンドギャップ波長は約650nmとなっ
ている。n型GaAs0.60.4バッファ層103に対し
て格子整合するp型GaInPエッチングストップ層1
07のバンドギャップ波長は560nmであり、ノンド
ープGaAsP活性層105よりも短波長となってい
る。従って、p型GaInPエッチングストップ層10
7は活性層105で発光した光を吸収することがなく、
高出力動作時でも出力特性の劣化を抑制できる。
In FIG. 3, the GaAsP active layer 105
Has the same composition as the n-type GaAs 0.6 P 0.4 buffer layer 103, and has a band gap wavelength of about 650 nm. p-type GaInP etching stop layer 1 lattice-matched to n-type GaAs 0.6 P 0.4 buffer layer 103
The band gap wavelength of 07 is 560 nm, which is shorter than that of the non-doped GaAsP active layer 105. Therefore, the p-type GaInP etching stop layer 10
7 does not absorb the light emitted from the active layer 105,
Deterioration of output characteristics can be suppressed even during high output operation.

【0031】図4は本発明に係る半導体レーザ装置の第
2の構成例を示す図である。図4の半導体レーザ装置
は、上述した第1の構成例の半導体レーザ装置におい
て、第1導電型のAlGaInPクラッド層104とG
aInAsP活性層105との間、GaInAsP活性
層105と第2導電型の第1のAlGaInPクラッド
層106との間のいずれか一方または両方に(図4の例
では、両方に)、活性層105よりもバンドギャップの
大きいGaInPからなる光導波層201,203が設
けられている。
FIG. 4 is a diagram showing a second configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. The semiconductor laser device of FIG. 4 is the same as the semiconductor laser device of the first configuration example described above except that the AlGaInP cladding layer 104 of the first conductivity type is
between the aInAsP active layer 105 and / or the GaInAsP active layer 105 and the second conductive type first AlGaInP cladding layer 106 (both in the example of FIG. 4); Also, optical waveguide layers 201 and 203 made of GaInP having a large band gap are provided.

【0032】図4の半導体レーザ装置は、GaInAs
Pを活性層105とし、GaInPを光導波層201,
203とし、AlGaInPをクラッド層104,10
6としたSCH構造となっている。そして、光密度の高
い光導波層201,203は、Alを含まない半導体材
料で構成されている。従って、Alに起因した表面準位
密度を低減でき、端面劣化を抑制することができる。こ
れによって、CODを抑制しレーザの最大光出力を向上
させることができる。
The semiconductor laser device shown in FIG.
P is an active layer 105, and GaInP is an optical waveguide layer 201,
The cladding layers 104 and 10 are made of AlGaInP.
The SCH structure is 6. The optical waveguide layers 201 and 203 having a high light density are made of a semiconductor material containing no Al. Therefore, the surface state density caused by Al can be reduced, and the end face degradation can be suppressed. Thereby, COD can be suppressed and the maximum light output of the laser can be improved.

【0033】また、図5は本発明に係る半導体レーザ装
置の第3の構成例を示す図である。図5の半導体レーザ
装置は、上述した第1の構成例あるいは第2の構成例の
半導体レーザ装置において、GaInPエッチングスト
ップ層107上に、ストライプ状の電流通路を挟んでそ
の両側に電流狭窄層204が埋め込まれた構造となって
いる。なお、図5の例では、第2の構成例,すなわち図
4の半導体レーザ装置に適用した場合が示されている。
FIG. 5 is a diagram showing a third configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. The semiconductor laser device of FIG. 5 is different from the semiconductor laser device of the first configuration example or the second configuration example described above in that the current constriction layers 204 are provided on both sides of the GaInP etching stop layer 107 with a stripe-shaped current path therebetween. Is embedded. Note that the example of FIG. 5 shows a second configuration example, that is, a case where the present invention is applied to the semiconductor laser device of FIG.

【0034】ここで、電流狭窄層204は、活性層10
5よりもバンドギャップが大きく、かつ、第2導電型の
AlGaInPクラッド層106,108よりも屈折率
が小さいものとなっている。
Here, the current confinement layer 204 is formed of the active layer 10
5, and has a smaller refractive index than the AlGaInP cladding layers 106 and 108 of the second conductivity type.

【0035】図5の半導体レーザ装置では、リッジスト
ライプの側面にn型GaAs0.60 .4電流狭窄層204
を埋め込むことによって、リッジストライプの外側では
pnpn構造となるため電流が流れなくなる。従って、
電流をリッジストライプ領域に集中させることができ
る。
In the semiconductor laser device shown in FIG.
N-type GaAs on the side of the ripe0.6P0 .FourCurrent confinement layer 204
Embedded on the outside of the ridge stripe
No current flows due to the pnpn structure. Therefore,
Current can be concentrated in the ridge stripe area
You.

【0036】また、図5の例の半導体レーザ装置では、
n型GaAs0.60.4電流狭窄層204は活性層105
よりもバンドギャップが小さいために、上部光導波層2
03からp型AlGaInPクラッド層106側に滲み
出した光を吸収する。従って、リッジストライプの外側
では導波損失が生じ、光はリッジストライプに閉じ込め
られる。よって、横モードが安定した屈折率導波型の半
導体レーザとなり、高出力でも単一モードで動作させる
ことができる。
In the semiconductor laser device of the example shown in FIG.
The n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 204 is the active layer 105
The upper optical waveguide layer 2
03 absorbs light that has leaked out to the p-type AlGaInP cladding layer 106 side. Therefore, waveguide loss occurs outside the ridge stripe, and light is confined in the ridge stripe. Therefore, a semiconductor laser of a refractive index guided type having a stable transverse mode can be operated in a single mode even at a high output.

【0037】さらに、n型GaAs0.60.4電流狭窄層
204が素子の内部に埋め込まれているため、素子表面
にSiO2絶縁膜を形成する必要がない。これによっ
て、前述した図1,図2,図3に示した構造に比べて放
熱特性を向上させることができる。そして、p型GaA
sPコンタクト層110とp側電極112との接触面積
を大きくとれるため、接触抵抗を低減することができ、
半導体レーザの動作電圧を低くすることができる。
Further, since the n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 204 is embedded in the device, it is not necessary to form an SiO 2 insulating film on the device surface. Thereby, the heat radiation characteristics can be improved as compared with the above-described structures shown in FIGS. And p-type GaAs
Since the contact area between the sP contact layer 110 and the p-side electrode 112 can be increased, the contact resistance can be reduced,
The operating voltage of the semiconductor laser can be reduced.

【0038】GaInPエッチングストップ層107上
に、ストライプ状の電流通路を挟んでその両側に電流狭
窄層204が埋め込まれる構造の図5に示すような半導
体レーザ装置の製造方法としては、例えば、次の作製工
程例を採ることができる。すなわち、半導体基板101
上に、少なくともGaAsとGaPとの間の格子定数を
有する第1導電型のAlGaInPクラッド層104
と、GaInAsP活性層105と、第1導電型のクラ
ッド層104と同じ格子定数を有する第2導電型の第1
のAlGaInPクラッド層106と、第2導電型のG
aInPエッチングストップ層107と、第1導電型の
クラッド層104と同じ格子定数を有する第2導電型の
第2のAlGaInPクラッド層108とを順次積層す
る工程と、第2導電型の第2のAlGaInPクラッド
層108をエッチングストップ層107までストライプ
状にエッチングしてリッジストライプ構造を形成する工
程と、ストライプ状にエッチングされた第2導電型の第
2のクラッド層108の両側に、第1導電型の電流狭窄
層204を選択的に埋め込む工程と、第2導電型のエッ
チングストップ層107および第1導電型の電流狭窄層
204の上に、第2導電型のコンタクト層109を積層
する工程とを有する作製方法を採ることができる。
A method of manufacturing a semiconductor laser device having a structure in which a current constriction layer 204 is embedded on both sides of a GaInP etching stop layer 107 with a stripe-shaped current path interposed therebetween, as shown in FIG. An example of a manufacturing process can be employed. That is, the semiconductor substrate 101
A first conductivity type AlGaInP cladding layer 104 having a lattice constant of at least between GaAs and GaP.
, A GaInAsP active layer 105, and a second conductivity type first layer having the same lattice constant as the first conductivity type cladding layer 104.
AlGaInP cladding layer 106 and second conductivity type G
successively stacking an aInP etching stop layer 107 and a second AlGaInP cladding layer 108 of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer 104 of the first conductivity type; A step of forming a ridge stripe structure by stripping the cladding layer to the etching stop layer 107 to form a ridge stripe structure; and forming a first conductivity type on both sides of the striped second cladding layer of the second conductivity type. A step of selectively embedding the current confinement layer 204 and a step of laminating a second conductivity type contact layer 109 on the second conductivity type etching stop layer 107 and the first conductivity type current confinement layer 204. A manufacturing method can be adopted.

【0039】この作製工程例によれば、図5に示したよ
うな半導体レーザ装置を作製することが可能となる。そ
して、この作製工程例では、第2導電型の第2のクラッ
ド層108及び第1導電型の電流狭窄層204の上に、
第2導電型のコンタクト層109を形成している。従っ
て、第2導電型(p側)電極と第2導電型(p型)コン
タクト層109との接触面積を大きくとれるため、接触
抵抗を低減することができ、半導体レーザの動作電圧を
低くすることができる。
According to this example of the manufacturing process, a semiconductor laser device as shown in FIG. 5 can be manufactured. In this example of the manufacturing process, the second conductive type second cladding layer 108 and the first conductive type current confinement layer 204 are
A contact layer 109 of the second conductivity type is formed. Therefore, the contact area between the second conductivity type (p-side) electrode and the second conductivity type (p-type) contact layer 109 can be increased, so that the contact resistance can be reduced and the operating voltage of the semiconductor laser can be reduced. Can be.

【0040】図6は図5の半導体レーザ装置の作製工程
例の具体例を示す図である。図6の作製工程例では、最
初に、n型GaAs基板101上に、n型GaAsy
1-y組成傾斜層102を形成する。なお、n型GaAsy
1-y組成傾斜層102は、VPE法により組成yを1
から0.6まで徐々に変えながら成長する。そして、n
型GaAsy1-y組成傾斜層102上に、n型GaAs
0.60.4バッファ層103,n型AlGaInPクラッ
ド層104,GaInP下部光導波層201,GaIn
AsP活性層105,GaInP上部光導波層203,
第1のp型AlGaInPクラッド層106,p型Ga
InPエッチングストップ層107,第2のp型AlG
aInPクラッド層108,p型GaInPスパイク防
止層109をMOCVD法により順に積層する(図6
(a))。n型GaAsy1-y組成傾斜層102上に形成
される上記積層構造の格子定数は、n型GaAs0.6
0.4バッファ層103に格子整合する組成となってい
る。
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a manufacturing process example of the semiconductor laser device of FIG. In the manufacturing process example of FIG. 6, first, an n-type GaAs y P
A 1-y composition gradient layer 102 is formed. Note that n-type GaAs y
The P 1 -y composition gradient layer 102 has a composition y of 1 by the VPE method.
It grows while gradually changing from 0.6 to 0.6. And n
N-type GaAs on the GaAs y P 1-y composition gradient layer 102
0.6 P 0.4 buffer layer 103, n-type AlGaInP cladding layer 104, GaInP lower optical waveguide layer 201, GaIn
AsP active layer 105, GaInP upper optical waveguide layer 203,
First p-type AlGaInP cladding layer 106, p-type Ga
InP etching stop layer 107, second p-type AlG
The aInP cladding layer 108 and the p-type GaInP spike prevention layer 109 are sequentially stacked by MOCVD (FIG. 6).
(a)). The lattice constant of the stacked structure formed on the n-type GaAs y P 1-y composition gradient layer 102 is n-type GaAs 0.6 P
0.4 The composition is lattice matched to the buffer layer 103.

【0041】次に、SiO2マスク層301をマスクと
してp型GaInPスパイク防止層109表面からp型
GaInPエッチングストップ層107までケミカルエ
ッチングして、ストライプ幅5μmのリッジストライプ
構造を形成する(図6(b))。エッチングは、p型Ga
InPスパイク防止層109を塩酸によって除去し、更
に硫酸系エッチャントにより、第2のp型AlGaIn
Pクラッド層108をp型GaInPエッチングストッ
プ層107まで選択的にエッチングする。GaInPは
硫酸系エッチャントではほとんどエッチングされないた
め、p型GaInPエッチングストップ層107が露出
した時点でほぼエッチングが停止する。更に、p型Ga
InPエッチングストップ層107は、n型GaAs
0.60.4バッファ層103に対して格子整合する組成と
なっているため、層厚を例えば50nmと厚く形成する
ことができる。従って、p型GaInPエッチングスト
ップ層107を超えてオーバーエッチングされることが
なく、エッチング深さをp型GaInPエッチングスト
ップ層107の位置で均一に制御することができる。
Next, using the SiO 2 mask layer 301 as a mask, chemical etching is performed from the surface of the p-type GaInP anti-spike layer 109 to the p-type GaInP etching stop layer 107 to form a ridge stripe structure having a stripe width of 5 μm (FIG. b)). Etching is p-type Ga
The InP spike prevention layer 109 is removed with hydrochloric acid, and a second p-type AlGaIn is further removed with a sulfuric acid-based etchant.
The P cladding layer 108 is selectively etched down to the p-type GaInP etching stop layer 107. Since the GaInP is hardly etched by the sulfuric acid-based etchant, the etching is almost stopped when the p-type GaInP etching stop layer 107 is exposed. Furthermore, p-type Ga
The InP etching stop layer 107 is made of n-type GaAs
Since the composition is lattice-matched to the 0.6 P 0.4 buffer layer 103, the layer thickness can be formed as large as 50 nm, for example. Therefore, the etching depth can be uniformly controlled at the position of the p-type GaInP etching stop layer 107 without being over-etched beyond the p-type GaInP etching stop layer 107.

【0042】次に、ストライプ状にエッチングされた第
2のp型AlGaInPクラッド層108の両側に、n
型GaAs0.60.4電流狭窄層204を形成する(図6
(c))。なお、n型GaAs0.60.4電流狭窄層204
は、エッチングマスクとして使用したSiO2マスク層
301を選択成長用のマスクとして用い、MOCVD選
択成長法により形成することができる。
Next, on both sides of the second p-type AlGaInP cladding layer 108 etched in a stripe shape, n
Type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 204 is formed (FIG. 6).
(c)). The n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 204
Can be formed by MOCVD selective growth using the SiO 2 mask layer 301 used as an etching mask as a mask for selective growth.

【0043】次に、SiO2マスク層301を除去した
後に、p型GaInPエッチングストップ層107及び
n型GaAs0.60.4電流狭窄層204の上に、p型G
aAsPコンタクト層110を形成し、素子表面をほぼ
平坦化する(図6(d))。
Next, after removing the SiO 2 mask layer 301, the p-type GInP etching stop layer 107 and the n-type GaAs 0.6 P 0.4
The aAsP contact layer 110 is formed, and the element surface is almost flattened (FIG. 6D).

【0044】最後に、素子の表側全面にp側電極112
を形成し、更に基板裏面側にn側電極113を形成する
(図6(e))。
Finally, a p-side electrode 112 is formed on the entire front surface of the device.
Is formed, and an n-side electrode 113 is further formed on the back surface side of the substrate (FIG. 6E).

【0045】GaAs0.60.4に格子整合するGaIn
AsPのバンドギャップ波長は、560nmから650
nmまで変えることができる。例えば、630nmの赤
色のレーザ光を得る場合には、Ga0.95In0.05As
0.50.5を活性層105として用いればよい。p型Ga
InPエッチングストップ層107のバンドギャップ
は、GaInAsP活性層105のバンドギャップより
も大きいため、p型GaInPエッチングストップ層1
07は活性層105で発光した光を吸収することがな
く、高出力動作時でも出力特性の劣化を抑制できる。
GaIn lattice matched to GaAs 0.6 P 0.4
The band gap wavelength of AsP is from 560 nm to 650 nm.
nm. For example, when obtaining a red laser beam of 630 nm, Ga 0.95 In 0.05 As
0.5 P 0.5 may be used as the active layer 105. p-type Ga
Since the band gap of the InP etching stop layer 107 is larger than the band gap of the GaInAsP active layer 105, the p-type GaInP etching stop layer 1
07 does not absorb the light emitted from the active layer 105 and can suppress the deterioration of the output characteristics even at the time of high output operation.

【0046】図7は本発明に係る半導体レーザ装置の第
4の構成例を示す図である。図7の半導体レーザ装置
は、半導体基板(例えば、GaAsまたはGaP基板)
101上に、少なくとも、GaAsとGaPとの間の格
子定数を有する第1導電型のAlGaInPクラッド層
104と、GaInAsP活性層105と、第1導電型
のクラッド層104と同じ格子定数を有する第2導電型
の第1のAlGaInPクラッド層106と、第2導電
型のGaInPエッチングストップ層107と、第1導
電型の電流狭窄層204とが順次積層され、電流狭窄層
204をエッチングストップ層107までストライプ状
にエッチングして溝部が形成され、露出した第2導電型
のエッチングストップ層107及び第1導電型の電流狭
窄層204の上に、第1導電型のクラッド層104と同
じ格子定数を有する第2導電型の第2のAlGaInP
クラッド層108が積層されて構成されている。
FIG. 7 is a diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. The semiconductor laser device of FIG. 7 has a semiconductor substrate (for example, a GaAs or GaP substrate).
A first conductivity type AlGaInP cladding layer 104 having at least a lattice constant between GaAs and GaP, a GaInAsP active layer 105, and a second conductivity type having the same lattice constant as the first conductivity type cladding layer 104 are formed on the substrate 101. A first conductive type AlGaInP cladding layer 106, a second conductive type GaInP etching stop layer 107, and a first conductive type current confinement layer 204 are sequentially stacked, and the current confinement layer 204 is striped to the etching stop layer 107. A groove portion is formed by etching in the same manner, and a second conductive type cladding layer 104 having the same lattice constant as the first conductive type cladding layer 104 is formed on the exposed second conductive type etching stop layer 107 and the first conductive type current confinement layer 204. 2nd conductivity type second AlGaInP
The cladding layer 108 is formed by lamination.

【0047】図8は図7の半導体レーザ装置のより具体
的な構成例を示す図である。図8の例では、図7の半導
体レーザ装置において、第1導電型のAlGaInPク
ラッド層104とGaInAsP活性層105との間、
GaInAsP活性層105と第2導電型の第1のAl
GaInPクラッド層106との間のいずれか一方また
は両方に(図8の例では、両方に)、活性層105より
もバンドギャップの大きいGaInPからなる光導波層
201,203が設けられている。また、p型GaIn
Pエッチングストップ層107及びn型GaAs0.6
0.4電流狭窄層204の上に、第2のp型AlGaIn
Pクラッド層108,p型GaInPスパイク防止層1
09,p型GaAsPコンタクト層110が順に積層形
成されている。
FIG. 8 is a diagram showing a more specific configuration example of the semiconductor laser device of FIG. In the example of FIG. 8, in the semiconductor laser device of FIG. 7, between the AlGaInP cladding layer 104 of the first conductivity type and the GaInAsP active layer 105,
GaInAsP active layer 105 and first Al of second conductivity type
Optical waveguide layers 201 and 203 made of GaInP having a band gap larger than that of the active layer 105 are provided on one or both of the GaInP cladding layers 106 (both in the example of FIG. 8). Also, p-type GaIn
P etching stop layer 107 and n-type GaAs 0.6 P
0.4 On the current confinement layer 204, a second p-type AlGaIn
P cladding layer 108, p-type GaInP spike prevention layer 1
09 and a p-type GaAsP contact layer 110 are sequentially laminated.

【0048】そして、素子の表側全面にはp側電極11
2が形成され、更に基板裏面側にはn側電極113が形
成されている。
The p-side electrode 11 is formed on the entire front surface of the device.
2, and an n-side electrode 113 is formed on the back surface of the substrate.

【0049】図9は図8の半導体レーザ装置の作製工程
例を示す図である。図9の例では、最初に、n型GaA
s基板101上に、n型GaAsy1-y組成傾斜層10
2を形成する。なお、n型GaAsy1-y組成傾斜層1
02は、VPE法により組成yを1から0.6まで徐々
に変えながら成長する。そして、n型GaAsy1-y
成傾斜層102上に、n型GaAs0.60.4バッファ層
103,n型AlGaInPクラッド層104,GaI
nP下部光導波層201,多重量子井戸活性層105,
GaInP上部光導波層203,第1のp型AlGaI
nPクラッド層106,p型GaInPエッチングスト
ップ層107,n型GaAs0.60.4電流狭窄層204
をMOCVD法により順に積層する(図9(a))。n型
GaAs y1-y組成傾斜層102上に形成された積層構
造の格子定数は、多重量子井戸活性層105を除いてn
型GaAs0.60.4バッファ層103に格子整合する組
成となっている。多重量子井戸活性層105は、GaA
0.60.4に対して1%の圧縮歪を有する層厚8nmの
Ga0.75In0.25As0.30.7を井戸層とし、層厚5n
mのGa0.7In0.3Pをバリア層として構成されてい
る。井戸数は例えば3層である。
FIG. 9 is a process for fabricating the semiconductor laser device of FIG.
It is a figure showing an example. In the example of FIG. 9, first, n-type GaAs
n-type GaAs on the s substrate 101yP1-yComposition gradient layer 10
Form 2 Note that n-type GaAsyP1-yComposition gradient layer 1
02 gradually increases the composition y from 1 to 0.6 by the VPE method
Grow while changing to And n-type GaAsyP1-yset
N-type GaAs is formed on the graded layer 1020.6P0.4Buffer layer
103, n-type AlGaInP cladding layer 104, GaI
nP lower optical waveguide layer 201, multiple quantum well active layer 105,
GaInP upper optical waveguide layer 203, first p-type AlGaI
nP cladding layer 106, p-type GaInP etching
Layer 107, n-type GaAs0.6P0.4Current confinement layer 204
Are sequentially laminated by MOCVD (FIG. 9A). n-type
GaAs yP1-yLaminated structure formed on composition gradient layer 102
The lattice constant of the structure is n except for the multiple quantum well active layer 105.
Type GaAs0.6P0.4A set lattice-matched to the buffer layer 103
It has become. The multiple quantum well active layer 105 is made of GaAs
s0.6P0.4With a layer thickness of 8 nm having a compressive strain of 1%
Ga0.75In0.25As0.3P0.7Is a well layer and has a layer thickness of 5n.
Ga of m0.7In0.3P is configured as a barrier layer
You. The number of wells is, for example, three layers.

【0050】次に、SiO2マスク層501をマスクと
してn型GaAs0.60.4電流狭窄204表面からp型
GaInPエッチングストップ層107までケミカルエ
ッチングして、ストライプ幅5μmの溝を形成する(図
9(b))。エッチングは、硫酸と過酸化水素と水の混合
液により、n型GaAs0.60.4電流狭窄層204をp
型GaInPエッチングストップ層107まで選択的に
エッチングする。GaInPは硫酸系エッチャントでは
ほとんどエッチングされないため、p型GaInPエッ
チングストップ層107が露出した時点でほぼエッチン
グが停止する。更に、p型GaInPエッチングストッ
プ層107はn型GaAs0.60.4バッファ層103と
格子整合する組成となっているため、層厚を例えば50
nmと厚く形成することができる。従って、p型GaI
nPエッチングストップ層107を超えてオーバーエッ
チングされることがなく、エッチング深さをp型GaI
nPエッチングストップ層107の位置で均一に制御す
ることができる。
Next, using the SiO 2 mask layer 501 as a mask, chemical etching is performed from the surface of the n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement 204 to the p-type GaInP etching stop layer 107 to form a groove having a stripe width of 5 μm (FIG. b)). In the etching, the n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 204 is p-type with a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water.
The etching is selectively performed up to the GaInP etching stop layer 107. Since the GaInP is hardly etched by the sulfuric acid-based etchant, the etching is almost stopped when the p-type GaInP etching stop layer 107 is exposed. Further, since the p-type GaInP etching stop layer 107 has a composition that lattice-matches with the n-type GaAs 0.6 P 0.4 buffer layer 103, the layer thickness is, for example, 50 μm.
It can be formed as thick as nm. Therefore, p-type GaI
The etching depth does not exceed the nP etching stop layer 107 and the etching depth is p-type GaI.
It can be controlled uniformly at the position of the nP etching stop layer 107.

【0051】次に、SiO2マスク層501を除去した
後に、エッチングして露出したp型GaInPエッチン
グストップ層107及びn型GaAs0.60.4電流狭窄
層204の上に、第2のp型AlGaInPクラッド層
108,p型GaInPスパイク防止層109,p型G
aAsPコンタクト層110を順に積層形成する(図9
(c))。
Next, after removing the SiO 2 mask layer 501, a second p-type AlGaInP cladding is formed on the p-type GaInP etching stop layer 107 and the n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 204 which are exposed by etching. Layer 108, p-type GaInP spike prevention layer 109, p-type G
The aAsP contact layers 110 are sequentially laminated (FIG. 9).
(c)).

【0052】最後に素子の表側全面にp側電極112を
形成し、更に基板裏面側にn側電極113を形成する
(図9(d))。
Finally, a p-side electrode 112 is formed on the entire front side of the device, and an n-side electrode 113 is formed on the back side of the substrate (FIG. 9D).

【0053】量子井戸層のバンドギャップ波長は635
nmとなっており、p型GaInPエッチングストップ
層107のバンドギャップ波長よりも長波長となってい
る。従って、p型GaInPエッチングストップ層10
7は活性層で発光した光を吸収しないため、高出力動作
時でも出力特性の劣化を抑制できる。
The band gap wavelength of the quantum well layer is 635.
nm, which is longer than the band gap wavelength of the p-type GaInP etching stop layer 107. Therefore, the p-type GaInP etching stop layer 10
7 does not absorb the light emitted by the active layer, so that the output characteristics can be prevented from deteriorating even during high-output operation.

【0054】また、溝部の両外側にn型GaAs0.6
0.4電流狭窄層204が形成されているため、溝部の外
側ではpnpn構造となり電流が流れなくなる。従っ
て、電流を溝部に集中させることができる。
Further, n-type GaAs 0.6 P
Since the 0.4 current confinement layer 204 is formed, a pnpn structure is formed outside the groove, and no current flows. Therefore, the current can be concentrated on the groove.

【0055】また、n型GaAs0.60.4電流狭窄層2
04は活性層105よりもバンドギャップが小さいため
に、上部光導波層203からp型AlGaInPクラッ
ド層106側にしみだした光を吸収する。従って、溝部
の外側では導波損失が生じ、光は溝内部に閉じ込められ
る。よって、横モードが安定した屈折率導波型の半導体
レーザとなり、高出力でも単一モードで動作させること
ができる。
The n-type GaAs 0.6 P 0.4 current confinement layer 2
Since the band gap of the active layer 105 is smaller than that of the active layer 105, the layer 04 absorbs the light leaking from the upper optical waveguide layer 203 toward the p-type AlGaInP clad layer 106. Therefore, waveguide loss occurs outside the groove, and light is confined inside the groove. Therefore, a semiconductor laser of a refractive index guided type having a stable transverse mode can be operated in a single mode even at a high output.

【0056】そして、p型GaAsPコンタクト層11
0とp側電極112との接触面積を大きくとれるため、
接触抵抗を低減することができ、半導体レーザの動作電
圧を低くすることができる。
Then, the p-type GaAsP contact layer 11
Since the contact area between 0 and the p-side electrode 112 can be increased,
The contact resistance can be reduced, and the operating voltage of the semiconductor laser can be reduced.

【0057】さらに、図9に示した半導体レーザ装置の
製造方法においては、図6に示した製造方法と比較し
て、結晶成長回数を1回少なくして、同様な構造を形成
することができる。従って、製造工程が簡略化される。
すなわち、図6に示した半導体レーザ装置の製造方法で
は、格子不整合を緩和するバッファ層103より上の積
層構造を3回の結晶成長で行っている。すなわち、図6
に示した半導体レーザ装置の製造方法では、第2導電型
の第2のAlGaInPクラッド層108までを積層す
る1回目の成長と、ストライプ状にエッチングされた第
2導電型の第2のクラッド層108の両側に、第1導電
型の電流狭窄層204を選択的に埋め込む2回目の成長
と、第2導電型の第2のクラッド層108及び第1導電
型の電流狭窄層204の上に第2導電型のコンタクト層
110を積層する3回目の成長との3回の結晶成長で積
層構造を構成している。これに対し、図9に示した半導
体レーザ装置の製造方法によれば、電流狭窄層204ま
でを1回の成長で形成できるため、結晶成長回数を1回
少なくして同様な構造を形成することができる。従っ
て、製造工程を簡略化することができる。
Further, in the method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 9, a similar structure can be formed by reducing the number of times of crystal growth by one as compared with the manufacturing method shown in FIG. . Therefore, the manufacturing process is simplified.
That is, in the method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 6, the stacked structure above the buffer layer 103 for alleviating the lattice mismatch is performed by three crystal growths. That is, FIG.
In the method of manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 1, the first growth of stacking up to the second AlGaInP cladding layer 108 of the second conductivity type, and the second cladding layer 108 of the second conductivity type etched in a stripe shape. On both sides of the first conductive type current confinement layer 204 is selectively buried, and a second conductive type current confinement layer 204 is formed on the second conductive type second cladding layer 108 and the first conductive type current confinement layer 204. The stacked structure is constituted by three crystal growths including the third growth in which the conductive contact layer 110 is stacked. On the other hand, according to the manufacturing method of the semiconductor laser device shown in FIG. 9, since the current confinement layer 204 can be formed by one growth, the same structure can be formed by reducing the number of times of crystal growth by one. Can be. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

【0058】また、エッチング後の積層構造表面はAl
を含まない材料となっている。そのため、表面酸化の影
響が小さくなり、その上に再成長しても界面の結晶性低
下を抑制することができる。すなわち、電流狭窄層20
4をGaInPエッチングストップ層107までストラ
イプ状にエッチングさせると、最表面はGaInPとな
る。そして、電流狭窄層204をGaInP,GaIn
AsP,GaAsP等のAlを含まない材料で形成する
場合には、再成長させる表面はAlを含まない材料とな
っている。従って、表面酸化の影響が小さくなり、その
上に第2導電型の第2のAlGaInPクラッド層10
8を再成長しても、界面の結晶性低下を抑制することが
できる。
After the etching, the surface of the laminated structure is made of Al.
The material does not contain. Therefore, the influence of surface oxidation is reduced, and even if regrowth is performed thereon, it is possible to suppress a decrease in crystallinity at the interface. That is, the current confinement layer 20
4 is etched in a stripe pattern to the GaInP etching stop layer 107, the outermost surface becomes GaInP. Then, the current confinement layer 204 is made of GaInP, GaIn
When formed of a material containing no Al, such as AsP or GaAsP, the surface to be regrown is a material containing no Al. Therefore, the influence of the surface oxidation is reduced, and the second AlGaInP cladding layer 10 of the second conductivity type is formed thereon.
Even when regrowth of No. 8, a decrease in the crystallinity at the interface can be suppressed.

【0059】なお、図7,図8の構成例の半導体レーザ
装置を図10に示すように変形することができる。すな
わち、図10の半導体レーザ装置は、図8の構成例にお
いて、p型GaInPエッチングストップ層107上
に、n型AlInP電流狭窄層601及びn型GaAs
Pキャップ層602が積層されている点で、図8に示し
た半導体レーザ装置と相違している。なお、図10の半
導体レーザ装置の製造方法は、図9に示した工程と同様
である。
The semiconductor laser device having the configuration shown in FIGS. 7 and 8 can be modified as shown in FIG. That is, in the semiconductor laser device of FIG. 10, the n-type AlInP current confinement layer 601 and the n-type GaAs are formed on the p-type GaInP etching stop layer 107 in the configuration example of FIG.
It is different from the semiconductor laser device shown in FIG. 8 in that the P cap layer 602 is laminated. The method for manufacturing the semiconductor laser device shown in FIG. 10 is the same as the process shown in FIG.

【0060】図10の半導体レーザ装置では、n型Al
InP電流狭窄層601のバンドギャップは活性層10
5よりも大きくなっている。そのため、レーザ素子内を
導波する光がn型AlInP電流狭窄層601で吸収さ
れることがない。従って、図8に示した構造と比較し
て、半導体レーザの外部微分量子効率を増加させること
ができる。
In the semiconductor laser device shown in FIG.
The band gap of the InP current confinement layer 601 is
It is larger than 5. Therefore, light guided in the laser element is not absorbed by the n-type AlInP current confinement layer 601. Therefore, the external differential quantum efficiency of the semiconductor laser can be increased as compared with the structure shown in FIG.

【0061】また、n型AlInP電流狭窄層601の
屈折率はp型AlGaInPクラッド層106,108
よりも大きくなっている。そのため、溝部の外側では光
の分布が非対称となり、実効屈折率が溝内部に比べて低
くなっている。従って、横方向に実屈折率差を形成する
ことができ、横モードを安定化させることができる。
The n-type AlInP current confinement layer 601 has a refractive index of p-type AlGaInP cladding layers 106 and 108.
Is bigger than. Therefore, the light distribution becomes asymmetric outside the groove, and the effective refractive index is lower than that inside the groove. Therefore, a real refractive index difference can be formed in the lateral direction, and the lateral mode can be stabilized.

【0062】なお、n型GaAsPキャップ層602は
n型AlInP電流狭窄層601表面が空気にさらされ
て酸化されるのを防止する働きをしている。
The n-type GaAsP cap layer 602 functions to prevent the surface of the n-type AlInP current confinement layer 601 from being exposed to air and oxidized.

【0063】このように、図7,図8あるいは図10の
半導体レーザ装置は、半導体基板101上に、少なくと
も、GaAsとGaPとの間の格子定数を有する第1導
電型のAlGaInPクラッド層104と、GaInA
sP活性層105と、第1導電型のクラッド層104と
同じ格子定数を有する第2導電型の第1のAlGaIn
Pクラッド層106と、第2導電型のGaInPエッチ
ングストップ層107と、第1導電型の電流狭窄層20
4とを順次積層する工程と、電流狭窄層204をエッチ
ングストップ層107までストライプ状にエッチングし
て溝部を形成する工程と、露出した第2導電型のエッチ
ングストップ層107及び第1導電型の電流狭窄層20
4の上に、第1導電型のクラッド層104と同じ格子定
数を有する第2導電型の第2のAlGaInPクラッド
層108を積層する工程とによって作製できる。
As described above, in the semiconductor laser device of FIG. 7, FIG. 8 or FIG. 10, the first conductivity type AlGaInP cladding layer 104 having a lattice constant between GaAs and GaP is formed on the semiconductor substrate 101. , GaInA
an sP active layer 105 and a first AlGaIn of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer 104 of the first conductivity type.
P cladding layer 106, second conductivity type GaInP etching stop layer 107, first conductivity type current confinement layer 20
4), a step of forming a groove by etching the current constriction layer 204 in a stripe shape up to the etching stop layer 107, and a step of exposing the exposed second conductive type etching stop layer 107 and the first conductive type current. Constriction layer 20
A second conductive type second AlGaInP cladding layer 108 having the same lattice constant as the first conductive type cladding layer 104 is laminated on the first conductive type cladding layer 104.

【0064】上述した第1,第2,第3,第4の構成例
の半導体レーザ装置においては、第2導電型の第1のA
lGaInPクラッド層106と第2導電型の第2のA
lGaInPクラッド層108との間にGaInPから
なるエッチングストップ層107を設けている。硫酸系
または塩酸と燐酸の混合液を用いてケミカルエッチング
を行う場合、GaInPはAlGaInPに比べてエッ
チング速度が1桁以上小さいので、GaInPエッチン
グストップ層107が露出した時点でAlGaInP層
のエッチングをほぼ停止させることが可能となる。ま
た、硫酸と過酸化水素と水の混合液を用いてケミカルエ
ッチングを行う場合、GaAsPやAlGaAsPはエ
ッチングされるが、GaInPはほとんどエッチングさ
れない。従って、GaAsP,AlGaAsPのエッチ
ングをGaInPエッチングストップ層107で停止さ
せることができる。
In the semiconductor laser device of the first, second, third, and fourth configuration examples described above, the first conductive type first A
lGaInP cladding layer 106 and second conductive type second A
An etching stop layer 107 made of GaInP is provided between the substrate and the 1GaInP cladding layer. When chemical etching is performed using a sulfuric acid-based or a mixture of hydrochloric acid and phosphoric acid, the etching rate of AlInP is almost stopped when the GaInP etching stop layer 107 is exposed because the etching rate of GaInP is at least one digit lower than that of AlGaInP. It is possible to do. When chemical etching is performed using a mixture of sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water, GaAsP and AlGaAsP are etched, but GaInP is hardly etched. Therefore, the etching of GaAsP and AlGaAsP can be stopped at the GaInP etching stop layer 107.

【0065】また、GaInPエッチングストップ層1
07の格子定数は、クラッド層106,108とほぼ同
じ格子定数に設定している。従って、層厚を数10nm
以上と厚く形成することができる。そのため、エッチン
グストップ層107を超えてオーバーエッチングするこ
とがない。よって、エッチング停止を確実に行うことが
でき、エッチング深さの再現性や均一性を高くすること
ができる。
The GaInP etching stop layer 1
The lattice constant of 07 is set to be substantially the same as that of the cladding layers 106 and 108. Therefore, the layer thickness is several tens nm.
It can be formed as thick as above. Therefore, over-etching beyond the etching stop layer 107 does not occur. Therefore, the etching can be reliably stopped, and the reproducibility and uniformity of the etching depth can be improved.

【0066】また、クラッド層106,108の格子定
数は、GaAsとGaPとの間の格子定数となるように
設定している。通常GaAsに格子整合する場合のGa
InPバルクのバンドギャップ波長は、655nmであ
る。それに対して、格子定数をGaP側に近づけること
によって、バンドギャップ波長を短くすることができ
る。例えば、GaAs0.80.2に格子整合するGaIn
Pのバンドギャップ波長は604nmであり、GaAs
0.60.4に格子整合するGaInPのバンドギャップ波
長は560nmとなる。従って、活性層105をGaI
nAsPとし、レーザ発振波長を赤色レーザの630〜
660nmにすると、GaInPエッチングストップ層
107のバンドギャップはGaInAsP活性層105
よりも大きくなる。これより、エッチングストップ層1
07は活性層105で発光した光を吸収することがな
く、高出力動作時でも出力特性の劣化を抑制することが
できる。
The lattice constants of the cladding layers 106 and 108 are set so as to be the lattice constant between GaAs and GaP. Ga for lattice matching with normal GaAs
The bandgap wavelength of the InP bulk is 655 nm. In contrast, by bringing the lattice constant closer to the GaP side, the band gap wavelength can be shortened. For example, GaIn lattice matched to GaAs 0.8 P 0.2
The bandgap wavelength of P is 604 nm and GaAs
The band gap wavelength of GaInP lattice-matched to 0.6 P 0.4 is 560 nm. Therefore, the active layer 105 is
nAsP, and the laser oscillation wavelength is 630-80 nm for the red laser.
When the thickness is 660 nm, the band gap of the GaInP etching stop layer 107 is
Larger than. Thus, the etching stop layer 1
07 does not absorb the light emitted from the active layer 105 and can suppress the deterioration of the output characteristics even at the time of high output operation.

【0067】特に、半導体基板101としてのGaAs
またはGaP基板上に、格子不整合を解消するバッファ
層を介して、GaAsとGaPとの間の格子定数を有す
るAlGaInPクラッド層104を形成する場合、G
aAsまたはGaP基板上にVPE法でGaAsP組成
傾斜層を形成したGaAsPエピ基板を購入して、これ
を用いることができる。従って、GaAsPエピ基板上
に格子不整合を緩和するバッファ層をエピタキシャル成
長させる必要がなく、結晶成長が容易となる。すなわ
ち、格子不整合を解消する方法として、例えば、GaA
s基板またはGaP基板上にVPE法によりGaAsy
1-y組成傾斜層を形成し、その上にある一定組成のG
aAsP厚膜を形成する方法がある。このようなGaA
sPエピ基板は可視LEDに用いられており、購入する
ことが可能である。購入したGaAsPエピ基板を用い
ると、格子不整合を緩和するバッファ層をエピタキシャ
ル成長させる必要がないため、GaAsP厚膜上に比較
的容易にレーザ構造を結晶成長することができる。
In particular, GaAs as the semiconductor substrate 101
Alternatively, when an AlGaInP cladding layer 104 having a lattice constant between GaAs and GaP is formed on a GaP substrate via a buffer layer for eliminating lattice mismatch, G
A GaAsP epitaxial substrate having a GaAsP composition gradient layer formed on an aAs or GaP substrate by a VPE method can be purchased and used. Therefore, there is no need to epitaxially grow a buffer layer for alleviating lattice mismatch on the GaAsP epi-substrate, which facilitates crystal growth. That is, as a method for eliminating lattice mismatch, for example, GaAs
GaAs y by VPE method on s substrate or GaP substrate
A P 1 -y composition gradient layer is formed, and a constant composition G
There is a method of forming an aAsP thick film. Such GaAs
The sP epi substrate is used for visible LEDs and can be purchased. When a purchased GaAsP epi-substrate is used, it is not necessary to epitaxially grow a buffer layer for alleviating lattice mismatch, so that a laser structure can be relatively easily crystal-grown on a GaAsP thick film.

【0068】あるいは、GaAs基板またはGaP基板
上に、MBE法やMOCVD法によって格子歪を緩和す
るバッファ層を形成し、その上にレーザ構造を続けてエ
ピタキシャル成長させることもできる。格子歪を緩和す
るバッファ層としては、組成傾斜層だけでなく、歪超格
子バッファ層や低温バッファ層などを用いることが可能
となる。これらを用いることにより、平坦で転位密度の
低い積層構造を、1台の結晶成長装置で形成することが
可能となる。
Alternatively, a buffer layer for alleviating lattice distortion may be formed on a GaAs substrate or a GaP substrate by MBE or MOCVD, and a laser structure may be continuously grown thereon. As a buffer layer for relaxing lattice strain, not only a compositionally graded layer but also a strained superlattice buffer layer or a low-temperature buffer layer can be used. By using these, a stacked structure having a low dislocation density and a flat structure can be formed with one crystal growth apparatus.

【0069】また、図4に示した第2の構成例の半導体
レーザ装置においては、第1導電型のAlGaInPク
ラッド層104とGaInAsP活性層105との間、
GaInAsP活性層105と第2導電型の第1のAl
GaInPクラッド層106との間のいずれか一方また
は両方に(図4の例では、両方に)、活性層105より
もバンドギャップの大きいGaInPからなる光導波層
201,203が設けられている。GaAsとGaPと
の間の格子定数を有するGaInPは、GaInAsP
活性層105よりもバンドギャップが大きく、屈折率は
低くなっている。また、AlGaInPクラッド層10
4,106よりもバンドギャップは小さく、屈折率は大
きい。従って、SCH構造を形成している。活性層10
5にGaInAsP材料,光導波層201,203にG
aInP材料を用いているため、光密度の高い光導波領
域はAlを含まない半導体材料で構成されている。従っ
て、Alに起因した表面準位密度を低減でき、端面劣化
を抑制することができる。よって、CODを抑制し赤色
半導体レーザの最大光出力を向上させることができる。
Further, in the semiconductor laser device of the second configuration example shown in FIG. 4, between the AlGaInP cladding layer 104 of the first conductivity type and the GaInAsP active layer 105,
GaInAsP active layer 105 and first Al of second conductivity type
Optical waveguide layers 201 and 203 made of GaInP having a band gap larger than that of the active layer 105 are provided on one or both of the GaInP cladding layers 106 (both in the example of FIG. 4). GaInP having a lattice constant between GaAs and GaP is GaInAsP.
The band gap is larger and the refractive index is lower than that of the active layer 105. In addition, the AlGaInP cladding layer 10
The band gap is smaller and the refractive index is larger than that of 4,106. Therefore, an SCH structure is formed. Active layer 10
5 is a GaInAsP material, and optical waveguide layers 201 and 203 are G
Since the aInP material is used, the optical waveguide region having a high light density is made of a semiconductor material containing no Al. Therefore, the surface state density caused by Al can be reduced, and the end face degradation can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress COD and improve the maximum light output of the red semiconductor laser.

【0070】また、図5に示した半導体レーザ装置にお
いては、GaInPエッチングストップ層107上に、
ストライプ状の電流通路を挟んでその両側に電流狭窄層
204が埋め込まれている。そのため、活性層105の
近傍で電流を狭窄することができる。従って電流の横方
向の広がりを抑制し閾電流を低減できる。
Further, in the semiconductor laser device shown in FIG. 5, on the GaInP etching stop layer 107,
Current constriction layers 204 are buried on both sides of the stripe-shaped current path. Therefore, the current can be narrowed in the vicinity of the active layer 105. Therefore, the spread of the current in the horizontal direction can be suppressed, and the threshold current can be reduced.

【0071】また、電流狭窄層204として、クラッド
層と屈折率または吸収係数が異なる材料を用いることに
より、横方向に実効屈折率差を形成できる。これによ
り、光を電流通路に閉じ込めるリブ導波路を形成でき
る。従って、横モードが安定した屈折率導波型の半導体
レーザとなり、高出力でも単一モードで動作させること
ができる。
By using a material having a different refractive index or absorption coefficient from the cladding layer as the current confinement layer 204, an effective refractive index difference can be formed in the lateral direction. Thereby, a rib waveguide for confining light in the current path can be formed. Accordingly, a semiconductor laser of a refractive index guided type having a stable transverse mode can be operated in a single mode even at a high output.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
発明によれば、半導体基板上に、少なくとも、GaAs
とGaPとの間の格子定数を有する第1導電型のAlG
aInPクラッド層と、GaInAsP活性層と、第1
導電型のクラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型
の第1のAlGaInPクラッド層と、第2導電型のG
aInPエッチングストップ層と、第1導電型のクラッ
ド層と同じ格子定数を有する第2導電型の第2のAlG
aInPクラッド層とが順次積層されており、エッチン
グストップ層の格子定数は第1導電型のクラッド層の格
子定数にほぼ等しく、かつ、エッチングストップ層のバ
ンドギャップは活性層のバンドギャップよりも大きいも
のとなっており、エッチング選択性の高いGaInPを
エッチングストップ層に用いており、またクラッド層と
ほぼ格子整合しているために、エッチングストップ層の
層厚を厚く形成することができる。従って、エッチング
停止の制御性が高くなっている。さらに、GaInPエ
ッチングストップ層のバンドギャップ波長を620nm
以下と短波長化できるため、630〜680nmの赤色
レーザの光を吸収することがない。従って、高出力動作
時の特性劣化を小さくすることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, at least GaAs is formed on the semiconductor substrate.
Conductivity type AlG having a lattice constant between Ga and GaP
aInP cladding layer, GaInAsP active layer,
A first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the conductivity type;
aInP etching stop layer and second AlG of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type
aInP cladding layer is sequentially laminated, the lattice constant of the etching stop layer is substantially equal to the lattice constant of the cladding layer of the first conductivity type, and the band gap of the etching stop layer is larger than the band gap of the active layer. Since GaInP having high etching selectivity is used for the etching stop layer and is substantially lattice-matched with the cladding layer, the thickness of the etching stop layer can be increased. Therefore, the controllability of stopping the etching is enhanced. Further, the band gap wavelength of the GaInP etching stop layer is set to 620 nm.
Since the wavelength can be shortened as follows, light of a red laser having a wavelength of 630 to 680 nm is not absorbed. Therefore, it is possible to reduce the characteristic deterioration during the high output operation.

【0073】また、請求項2記載の発明によれば、Ga
AsまたはGaP基板上に、格子不整合を解消するバッ
ファ層を介して、少なくとも、GaAsとGaPとの間
の格子定数を有する第1導電型のAlGaInPクラッ
ド層と、GaInAsP活性層と、第1導電型のクラッ
ド層と同じ格子定数を有する第2導電型の第1のAlG
aInPクラッド層と、第2導電型のGaInPエッチ
ングストップ層と、第1導電型のクラッド層と同じ格子
定数を有する第2導電型の第2のAlGaInPクラッ
ド層とが順次積層されており、エッチングストップ層の
格子定数は第1導電型のクラッド層の格子定数にほぼ等
しく、かつ、エッチングストップ層のバンドギャップは
活性層のバンドギャップよりも大きいものとなっている
ので、請求項1の作用効果に加えて、GaAsまたはG
aP基板上にVPE法でGaAsP組成傾斜層を形成し
たGaAsPエピ基板を購入して、これを用いることが
できる。従って、GaAsPエピ基板上に格子不整合を
緩和するバッファ層をエピタキシャル成長させる必要が
なく、結晶成長が容易となる。
According to the second aspect of the present invention, Ga
An AlGaInP cladding layer of a first conductivity type having a lattice constant between GaAs and GaP, a GaInAsP active layer, and a first conductive layer on an As or GaP substrate via a buffer layer for eliminating lattice mismatch. AlG of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first type
an aInP cladding layer, a second conductivity type GaInP etching stop layer, and a second conductivity type second AlGaInP cladding layer having the same lattice constant as the first conductivity type cladding layer are sequentially laminated. The lattice constant of the layer is substantially equal to the lattice constant of the cladding layer of the first conductivity type, and the band gap of the etching stop layer is larger than the band gap of the active layer. In addition, GaAs or G
A GaAsP epitaxial substrate in which a GaAsP composition gradient layer is formed on an aP substrate by a VPE method can be purchased and used. Therefore, there is no need to epitaxially grow a buffer layer for alleviating lattice mismatch on the GaAsP epi-substrate, which facilitates crystal growth.

【0074】あるいは、GaAsまたはGaP基板上
に、MBE法やMOCVD法によって格子歪を緩和する
バッファ層を形成し、その上にLD積層構造を続けてエ
ピタキシャル成長させることもできる。この場合には、
1台の結晶成長装置で積層構造を形成することができ
る。
Alternatively, a buffer layer for alleviating lattice distortion may be formed on a GaAs or GaP substrate by MBE or MOCVD, and an LD laminated structure may be continuously grown on the buffer layer. In this case,
A stacked structure can be formed with one crystal growth apparatus.

【0075】また、請求項3記載の発明によれば、請求
項1または請求項2に記載の半導体レーザ装置におい
て、第1導電型のAlGaInPクラッド層とGaIn
AsP活性層との間、GaInAsP活性層と第2導電
型の第1のAlGaInPクラッド層との間のいずれか
一方または両方に、活性層よりもバンドギャップの大き
いGaInPからなる光導波層が設けられており、活性
層にGaInAsP材料,光導波層にGaInP材料を
用いて、光密度の高い光導波領域はAlを含まない半導
体材料で構成されているので、Alに起因した表面準位
密度を低減できるため、端面劣化を抑制することができ
る。よって、請求項1,2の作用効果に加えて、COD
を抑制して赤色半導体レーザの最大光出力を向上させる
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the first or second aspect, the first conductivity type AlGaInP cladding layer and the GaIn
An optical waveguide layer made of GaInP having a larger band gap than the active layer is provided between the AsP active layer and one or both of the GaInAsP active layer and the first AlGaInP clad layer of the second conductivity type. The GaInAsP material is used for the active layer and the GaInP material is used for the optical waveguide layer. The optical waveguide region with high optical density is made of a semiconductor material that does not contain Al, so that the surface state density caused by Al is reduced. As a result, end face deterioration can be suppressed. Therefore, in addition to the effects of claims 1 and 2, COD
And the maximum light output of the red semiconductor laser can be improved.

【0076】また、請求項4記載の発明によれば、請求
項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の半導体レーザ
装置において、GaInPエッチングストップ層上に、
ストライプ状の電流通路を挟んでその両側に電流狭窄層
が埋め込まれており、内部に電流狭窄層を埋め込むこと
で、活性層の近くで電流を狭窄することができる。従っ
て、請求項1,2,3の作用効果に加えて、電流の横方
向の広がりを抑制し、閾電流を低減できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to any one of the first to third aspects, the GaInP etching stop layer has
A current confinement layer is buried on both sides of the stripe-shaped current path, and by burying the current confinement layer inside, a current can be confined near the active layer. Therefore, in addition to the functions and effects of the first, second, and third aspects, the spread of the current in the horizontal direction can be suppressed, and the threshold current can be reduced.

【0077】また、電流狭窄層はクラッド層と屈折率ま
たは吸収係数が異なっているため、光を電流通路に閉じ
込めるリブ導波路を形成している。従って、横モードが
安定した屈折率導波型となり、高出力でも単一モードで
動作させられる。
Since the current confinement layer has a different refractive index or absorption coefficient from the cladding layer, it forms a rib waveguide for confining light in a current path. Therefore, the transverse mode becomes a stable refractive index waveguide type, and can be operated in a single mode even at a high output.

【0078】また、請求項5記載の発明によれば、請求
項4記載の半導体レーザ装置において、前記電流狭窄層
は、活性層よりもバンドギャップが大きく、かつ、第2
導電型のAlGaInPクラッド層よりも屈折率が小さ
いものとなっており、電流狭窄層のバンドギャップを活
性層よりも大きくすることで、電流狭窄層内における光
吸収を抑制することができる。従って、請求項4の作用
効果に加えて、半導体レーザの外部微分量子効率が増加
し、より高出力動作が可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the fourth aspect, the current confinement layer has a band gap larger than that of the active layer, and has a second band gap.
The refractive index is smaller than that of the conductive type AlGaInP cladding layer. By making the band gap of the current confinement layer larger than that of the active layer, light absorption in the current confinement layer can be suppressed. Therefore, in addition to the effect of the fourth aspect, the external differential quantum efficiency of the semiconductor laser is increased, and higher output operation is possible.

【0079】また、請求項6記載の発明によれば、半導
体基板上に、少なくとも、GaAsとGaPの間の格子
定数を有する第1導電型のAlGaInPクラッド層
と、GaInAsP活性層と、第1導電型のクラッド層
と同じ格子定数を有する第2導電型の第1のAlGaI
nPクラッド層と、第2導電型のGaInPエッチング
ストップ層と、第1導電型のクラッド層と同じ格子定数
を有する第2導電型の第2のAlGaInPクラッド層
とを順次積層する工程と、第2導電型の第2のAlGa
InPクラッド層をエッチングストップ層までストライ
プ状にエッチングしてリッジストライプ構造を形成する
工程と、ストライプ状にエッチングされた第2導電型の
第2のクラッド層の両側に、第1導電型の電流狭窄層を
選択的に埋め込む工程と、第2導電型のエッチングスト
ップ層及び第1導電型の電流狭窄層の上に、第2導電型
のコンタクト層を積層する工程とを有しているので、請
求項4,5の半導体レーザ装置を作製することが可能と
なる。このとき、p側電極とp型コンタクト層との接触
面積を大きくとれるため、接触抵抗を低減できる。従っ
て、素子の動作電圧を低くすることができる。
According to the invention of claim 6, on the semiconductor substrate, at least a first conductivity type AlGaInP cladding layer having a lattice constant between GaAs and GaP, a GaInAsP active layer, and a first conductive type. AlGaI of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type
sequentially stacking an nP cladding layer, a second conductivity type GaInP etching stop layer, and a second conductivity type second AlGaInP cladding layer having the same lattice constant as the first conductivity type cladding layer; Second AlGa of conductivity type
A step of forming a ridge stripe structure by striping the InP cladding layer up to the etching stop layer to form a ridge stripe structure; and forming a current constriction of the first conductivity type on both sides of the striped second cladding layer of the second conductivity type. A step of selectively embedding the layer and a step of laminating a contact layer of the second conductivity type on the etching stop layer of the second conductivity type and the current confinement layer of the first conductivity type. It becomes possible to manufacture the semiconductor laser devices of items 4 and 5. At this time, since the contact area between the p-side electrode and the p-type contact layer can be increased, the contact resistance can be reduced. Therefore, the operating voltage of the device can be reduced.

【0080】また、請求項7記載の発明によれば、半導
体基板上に、少なくとも、GaAsとGaPとの間の格
子定数を有する第1導電型のAlGaInPクラッド層
と、GaInAsP活性層と、第1導電型のクラッド層
と同じ格子定数を有する第2導電型の第1のAlGaI
nPクラッド層と、第2導電型のGaInPエッチング
ストップ層と、第1導電型の電流狭窄層とを順次積層す
る工程と、電流狭窄層をエッチングストップ層までスト
ライプ状にエッチングして溝部を形成する工程と、露出
した第2導電型のエッチングストップ層及び第1導電型
の電流狭窄層の上に、第1導電型のクラッド層と同じ格
子定数を有する第2導電型の第2のAlGaInPクラ
ッド層を積層する工程とを有しているので、請求項6記
載の製造方法と比較して、結晶成長回数を1回少なくし
て、同様な構造を形成することができる。従って、製造
工程が簡略化される。
According to the seventh aspect of the present invention, at least a first conductivity type AlGaInP cladding layer having a lattice constant between GaAs and GaP, a GaInAsP active layer, The first AlGaI of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the conductivity type
a step of sequentially laminating an nP cladding layer, a second conductivity type GaInP etching stop layer, and a first conductivity type current confinement layer, and forming a groove by etching the current confinement layer in a stripe shape up to the etching stop layer. And a second AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type on the exposed etching stop layer of the second conductivity type and the current confinement layer of the first conductivity type. And the same structure can be formed by reducing the number of times of crystal growth by one as compared with the manufacturing method according to the sixth aspect. Therefore, the manufacturing process is simplified.

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

【図1】本発明に係る半導体レーザ装置の第1の構成例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図2】図1の半導体レーザ装置のより具体的な構成例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a more specific configuration example of the semiconductor laser device of FIG. 1;

【図3】図1,図2の半導体レーザ装置の具体例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the semiconductor laser device of FIGS. 1 and 2;

【図4】本発明に係る半導体レーザ装置の第2の構成例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a second configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図5】本発明に係る半導体レーザ装置の第3の構成例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a third configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図6】図5の半導体レーザ装置の作製工程例の具体例
を示す図である。
6 is a diagram showing a specific example of a manufacturing process example of the semiconductor laser device of FIG. 5;

【図7】本発明に係る半導体レーザ装置の第4の構成例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図8】図7の半導体レーザ装置のより具体的な構成例
を示す図である。
8 is a diagram showing a more specific configuration example of the semiconductor laser device of FIG. 7;

【図9】図8の半導体レーザ装置の作製工程例を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG. 8;

【図10】図7,図8の構成例の半導体レーザ装置の変
形例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the semiconductor laser device having the configuration example of FIGS. 7 and 8;

【図11】従来の半導体レーザを示す図である。FIG. 11 is a view showing a conventional semiconductor laser.

【図12】従来の半導体レーザを示す図である。FIG. 12 is a view showing a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaAs基板 2 n型バッファ層 3 n型AlGaInPクラッド層 4 多重量子井戸活性層 5 p型AlGaInPクラッド層 5A 第1のクラッド層 5B 第2のクラッド層 6 p型GaAsキャップ層 7 溝 8 n型GaAs電流狭窄層 9 nGaInPエッチングストップ層 11 n型GaAs基板 12 n型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層 13a 第1のp型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pク
ラッド層 13b 第2のp型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pク
ラッド層 14 n型GaAs電流ブロック層 15 p型GaAsキャップ層 16 アンドープGa0.5In0.5P活性層 17 エッチングストッパ層 18 n側電極 19 p側電極 101 半導体基板 102 組成傾斜層 103 バッファ層 104 第1導電型クラッド層 105 活性層 106 第1の第2導電型クラッド層 107 エッチングストップ層 108 第2の第2導電型クラッド層 109 スパイク防止層 110 コンタクト層 111 SiO2絶縁層 112 p側電極 113 n側電極 201 下部光導波層 203 上部光導波層 204 電流狭窄層 301 SiO2マスク層 501 SiO2マスク層 601 電流狭窄層 602 キャップ層
Reference Signs List 1 n-type GaAs substrate 2 n-type buffer layer 3 n-type AlGaInP cladding layer 4 multiple quantum well active layer 5 p-type AlGaInP cladding layer 5A first cladding layer 5B second cladding layer 6 p-type GaAs cap layer 7 groove 8n Type GaAs current confinement layer 9 nGaInP etching stop layer 11 n-type GaAs substrate 12 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 13 a first p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 13 b 2 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 14 n-type GaAs current blocking layer 15 p-type GaAs cap layer 16 undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 17 etching stopper layer 18 n-side electrode 19 p-side electrode Reference Signs List 101 semiconductor substrate 102 composition gradient layer 103 buffer layer 104 first conductivity type cladding layer 1 5 active layer 106 first second conductivity type cladding layer 107 etch stop layer 108 second second conductivity type cladding layer 109 spike preventing layer 110 contact layer 111 SiO 2 insulating layer 112 p-side electrode 113 n-side electrode 201 lower photoconductive Wave layer 203 Upper optical waveguide layer 204 Current confinement layer 301 SiO 2 mask layer 501 SiO 2 mask layer 601 Current confinement layer 602 Cap layer

フロントページの続き (72)発明者 軸谷 直人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5F073 AA13 AA20 AA45 AA53 AA74 BA06 CA07 CA17 CB02 CB07 CB08 EA28 Continued on the front page (72) Inventor Naoto Shakuya 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. (Reference) 5F073 AA13 AA20 AA45 AA53 AA74 BA06 CA07 CA17 CB02 CB07 CB08 EA28

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に、少なくとも、GaAs
とGaPとの間の格子定数を有する第1導電型のAlG
aInPクラッド層と、GaInAsP活性層と、第1
導電型のクラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型
の第1のAlGaInPクラッド層と、第2導電型のG
aInPエッチングストップ層と、第1導電型のクラッ
ド層と同じ格子定数を有する第2導電型の第2のAlG
aInPクラッド層とが順次積層されており、エッチン
グストップ層の格子定数は第1導電型のクラッド層の格
子定数にほぼ等しく、かつ、エッチングストップ層のバ
ンドギャップは活性層のバンドギャップよりも大きいこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。
At least GaAs is formed on a semiconductor substrate.
Conductivity type AlG having a lattice constant between Ga and GaP
aInP cladding layer, GaInAsP active layer,
A first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the conductivity type;
aInP etching stop layer and second AlG of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type
aInP cladding layers are sequentially stacked, the lattice constant of the etching stop layer is substantially equal to the lattice constant of the first conductivity type cladding layer, and the band gap of the etching stop layer is larger than the band gap of the active layer. A semiconductor laser device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 GaAsまたはGaP基板上に、格子不
整合を解消するバッファ層を介して、少なくとも、Ga
AsとGaPとの間の格子定数を有する第1導電型のA
lGaInPクラッド層と、GaInAsP活性層と、
第1導電型のクラッド層と同じ格子定数を有する第2導
電型の第1のAlGaInPクラッド層と、第2導電型
のGaInPエッチングストップ層と、第1導電型のク
ラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型の第2のA
lGaInPクラッド層とが順次積層されており、エッ
チングストップ層の格子定数は第1導電型のクラッド層
の格子定数にほぼ等しく、かつ、エッチングストップ層
のバンドギャップは活性層のバンドギャップよりも大き
いことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. At least a Ga or GaP substrate is provided on a GaAs or GaP substrate via a buffer layer for eliminating lattice mismatch.
A of the first conductivity type having a lattice constant between As and GaP
an lGaInP cladding layer, a GaInAsP active layer,
A first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type, a GaInP etching stop layer of the second conductivity type, and having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type. Second A of second conductivity type
1GaInP cladding layers are sequentially laminated, the lattice constant of the etching stop layer is substantially equal to the lattice constant of the cladding layer of the first conductivity type, and the band gap of the etching stop layer is larger than the band gap of the active layer. A semiconductor laser device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の半導体
レーザ装置において、第1導電型のAlGaInPクラ
ッド層とGaInAsP活性層との間、GaInAsP
活性層と第2導電型の第1のAlGaInPクラッド層
との間のいずれか一方または両方に、活性層よりもバン
ドギャップの大きいGaInPからなる光導波層が設け
られていることを特徴とする半導体レーザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein GaInAsP is located between the first conductivity type AlGaInP cladding layer and the GaInAsP active layer.
A semiconductor characterized in that an optical waveguide layer made of GaInP having a larger band gap than the active layer is provided on one or both of the active layer and the first AlGaInP clad layer of the second conductivity type. Laser device.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に
記載の半導体レーザ装置において、GaInPエッチン
グストップ層上に、ストライプ状の電流通路を挟んでそ
の両側に電流狭窄層が埋め込まれていることを特徴とす
る半導体レーザ装置。
4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a current confinement layer is embedded on both sides of the GaInP etching stop layer with a stripe-shaped current path interposed therebetween. A semiconductor laser device.
【請求項5】 請求項4記載の半導体レーザ装置におい
て、前記電流狭窄層は、活性層よりもバンドギャップが
大きく、かつ、第2導電型のAlGaInPクラッド層
よりも屈折率が小さいことを特徴とする半導体レーザ装
置。
5. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the current confinement layer has a larger band gap than the active layer and has a smaller refractive index than the AlGaInP cladding layer of the second conductivity type. Semiconductor laser device.
【請求項6】 半導体基板上に、少なくとも、GaAs
とGaPの間の格子定数を有する第1導電型のAlGa
InPクラッド層と、GaInAsP活性層と、第1導
電型のクラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型の
第1のAlGaInPクラッド層と、第2導電型のGa
InPエッチングストップ層と、第1導電型のクラッド
層と同じ格子定数を有する第2導電型の第2のAlGa
InPクラッド層とを順次積層する工程と、第2導電型
の第2のAlGaInPクラッド層をエッチングストッ
プ層までストライプ状にエッチングしてリッジストライ
プ構造を形成する工程と、ストライプ状にエッチングさ
れた第2導電型の第2のクラッド層の両側に、第1導電
型の電流狭窄層を選択的に埋め込む工程と、第2導電型
のエッチングストップ層及び第1導電型の電流狭窄層の
上に、第2導電型のコンタクト層を積層する工程とを有
していることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。
6. At least GaAs is formed on a semiconductor substrate.
Conductivity type AlGa having a lattice constant between Ga and GaP
An InP cladding layer, a GaInAsP active layer, a first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type, and a Ga of the second conductivity type.
An InP etching stop layer and a second AlGa of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type.
A step of sequentially laminating an InP cladding layer; a step of forming a second ridge stripe structure by etching the second AlGaInP cladding layer of the second conductivity type up to an etching stop layer; and a step of forming a second ridge stripe structure. Selectively embedding a first-conduction-type current confinement layer on both sides of the second-conductivity-type second cladding layer; Laminating a two-conductivity-type contact layer.
【請求項7】 半導体基板上に、少なくとも、GaAs
とGaPとの間の格子定数を有する第1導電型のAlG
aInPクラッド層と、GaInAsP活性層と、第1
導電型のクラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型
の第1のAlGaInPクラッド層と、第2導電型のG
aInPエッチングストップ層と、第1導電型の電流狭
窄層とを順次積層する工程と、電流狭窄層をエッチング
ストップ層までストライプ状にエッチングして溝部を形
成する工程と、露出した第2導電型のエッチングストッ
プ層及び第1導電型の電流狭窄層の上に、第1導電型の
クラッド層と同じ格子定数を有する第2導電型の第2の
AlGaInPクラッド層を積層する工程とを有してい
ることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
7. At least GaAs is formed on a semiconductor substrate.
Conductivity type AlG having a lattice constant between Ga and GaP
aInP cladding layer, GaInAsP active layer,
A first AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the conductivity type;
a step of sequentially laminating an aInP etching stop layer and a current confinement layer of a first conductivity type; a step of forming a groove by etching the current confinement layer in a stripe shape to an etching stop layer; Laminating a second AlGaInP cladding layer of the second conductivity type having the same lattice constant as the cladding layer of the first conductivity type on the etching stop layer and the current confinement layer of the first conductivity type. A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
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