JP2001244558A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分布帰還型もしくは分布反射型の半導体レー
ザ装置に関し、動作電流を低くして横モード制御性を向
上させる。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１の上にｎ型ＧａＡｓ
バッファ層２、ｎ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第１クラッド層
３、Ｇａ_0.85Ａｌ_0.15Ａｓ活性層４、ｐ型Ｇａ _0.5Ａｌ
_0.5Ａｓ第１光ガイド層５、ｐ型Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓ回
折格子層６、ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第２光ガイド層
７、ｐ型Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓエッチング停止層８が設置
され、その上にストライプ状の窓が設けられたｎ型Ｇａ
_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ電流阻止層９が形成され、ストライプ状
の窓を含めた電流阻止層９の上にｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａ
ｓ第２クラッド層１０、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１
が設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理や光計
測などの光源として好適な、動作電流値が低く横モード
制御に優れ、安定に単一縦モード発振する量産に適した
分布帰還型もしくは分布反射型の半導体レーザに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザにおいて、鋭い波長選択特
性を持つ回折格子を半導体光導波路内に設けることによ
り単一縦モードで発振する構造として、分布帰還型（Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ、以下ＤＦＢという）構造と分布反射型（Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、以下Ｄ
ＢＲという）がある。

【０００３】これらの半導体レーザを光情報処理や光計
測などの光源として利用するには、基本横モードで発振
するように制御する、いわゆる横モード制御が必要であ
る。

【０００４】ＤＦＢ半導体レーザにおいて、横モード制
御と電流狭窄を行う構造として例えば特開平６−１１２
５８０号公報に示すように電流阻止層にストライプ状の
凹部（いわゆる窓）を形成した構成が知られている。以
下、この従来の構造について説明する。

【０００５】図１０は従来の構造の一部破断斜視図であ
る。ｎ型ＧａＡｓ基板１の上にｎ型ＧａＡｓバッファ層
２、ｎ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第１クラッド層３、Ｇａ
_0.85Ａｌ_0.15Ａｓ活性層４、ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第
１光ガイド層５、ｐ型Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓ回折格子層６
が設置されている。その上に、電流狭窄のためにストラ
イプ状の窓９ａが形成されたｎ型Ｇａ_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ電
流阻止層９、ｐ型ＧａＡｓ保護層１２が形成されてい
る。さらに、ストライプ状の窓９ａを含めた保護層１２
の上にｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第２クラッド層１０、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層１１が設置されている。

【０００６】また、図１１は従来の構造の、別の一例を
示す一部破断斜視図である。この構造は、活性層４の下
に回折格子６ａを有する回折格子層６を設置するもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
造では、次の（１）〜（３）に示す問題があった。

【０００８】（１）ストライプ状の窓９ａを形成するエ
ッチングによって、回折格子６ａの形状が劣化し、歩留
まり良く単一縦モード特性を実現することが困難であっ
た。

【０００９】（２）回折格子６ａの形成により回折格子
層９の膜厚の薄くなった領域において、ストライプ状の
窓９ａを形成するエッチングでオーバーエッチングが生
じ、エッチングが回折格子層６下部の第１光ガイド５ま
で達してしまい、歩留まりを低下させていた。

【００１０】（３）図１１に示す構造では、凹凸のある
回折格子層６の上に活性層４を再成長により形成するこ
とになるため、結晶品質の安定化が困難であり、発光特
性のばらつきが大きいという課題があった。

【００１１】上記課題に鑑み、本発明は上記従来の課題
を解決するもので、動作電流値が低く横モード制御に優
れ、安定に単一縦モード発振する量産に適した分布帰還
型もしくは分布反射型半導体レーザを提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体レーザ装置は、基板と、前記基板の上
に形成された活性層と、前記活性層の上に形成された半
導体層と、前記半導体層の上に形成されたエッチング停
止層と、前記エッチング停止層の上に形成されてストラ
イプ構造を有するクラッド層と、前記エッチング停止層
の上に形成されかつ前記ストライプ構造の少なくとも側
面側に配置された電流阻止層とを有し、前記半導体層に
は光共振器方向に周期的に形成された回折格子を有し、
前記電流阻止層の屈折率が前記クラッド層の屈折率より
も小さいものである。

【００１３】この構成により、光共振器方向に周期的に
形成された回折格子を有する半導体層の上にエッチング
停止層が形成されているので、エッチングによる回折格
子のダメージを防止することができ、電流阻止層の屈折
率がクラッド層の屈折率よりも小さいので、電流阻止層
がレーザ光を吸収するのを防止できて半導体レーザ装置
の導波路損失を低減させることができるとともに、電流
阻止層の下部の回折格子にレーザ光の分布を広げること
ができて回折格子の結合係数を向上させることができ
る。

【００１４】また、本発明の半導体レーザ装置は、Ｇａ
Ａｓ基板と、前記ＧａＡｓ基板の上に形成された活性層
と、前記活性層の上に形成されかつ光共振器方向に周期
的に形成された回折格子を有するＧａ_1-GＡｌ_GＡｓより
なる回折格子層と、前記回折格子層の上に形成されたＧ
ａ_1-SＡｌ_SＡｓよりなる一導電型のエッチング停止層
と、前記エッチング停止層の上に形成されたストライプ
状の凹部を有する逆導電型のＧａ_1-ZＡｌ_ZＡｓよりなる
電流阻止層と、前記ストライプ状の窓を含んで前記電流
阻止層の上に形成された一導電型のＧａ_1-CＡｌ_CＡｓク
ラッド層とを有し、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＣ、Ｇ、Ｓ
およびＺの間に１≧Ｚ＞Ｃ＞Ｓ≧０の関係を有するもの
である。

【００１５】この構成により、エッチング停止層のＡｌ
組成Ｓが電流阻止層のＡｌ組成Ｚよりも小さいので、電
流阻止層のエッチングに対し、エッチング停止層により
回折格子層へのエッチングを防止させることができ、電
流阻止層のＡｌ組成Ｚがクラッド層のＡｌ組成Ｃよりも
大きいので電流阻止層がレーザ光を吸収するのを防止で
きて半導体レーザ装置の導波路損失を低減させることが
できるとともに、電流阻止層の下部の回折格子にレーザ
光の分布を広げることができて回折格子の結合係数を向
上させることができる。

【００１６】本発明の半導体レーザ装置は、ＧａＡｓ基
板と、前記ＧａＡｓ基板の上に形成された活性層と、前
記活性層の上に形成されかつ光共振器方向に周期的に形
成された回折格子を有するＧａ_1-GＡｌ_GＡｓよりなる回
折格子層と、前記回折格子層の上に形成されたＧａ_1-S
Ａｌ_SＡｓよりなる一導電型のエッチング停止層と、前
記エッチング停止層の上に形成されたリッジ形状を有す
るＧａ_1-CＡｌ_CＡｓよりなるクラッド層と、前記クラッ
ド層のリッジの長手方向に沿った側面上に形成された逆
導電型のＧａ_1-ZＡｌ_ZＡｓよりなる電流阻止層とを有
し、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＣ、Ｇ、ＳおよびＺの間に
１≧Ｚ＞Ｃ＞Ｓ≧０の関係を有するものである。

【００１７】この構成により、エッチング停止層のＡｌ
組成Ｓがクラッド層のＡｌ組成Ｃよりも小さいので、電
流阻止層のエッチングに対し、エッチング停止層により
回折格子層へのエッチングを防止させることができ、電
流阻止層のＡｌ組成Ｚがクラッド層のＡｌ組成Ｃよりも
大きいので電流阻止層がレーザ光を吸収するのを防止で
きて半導体レーザ装置の導波路損失を低減させることが
できるとともに、電流阻止層の下部の回折格子にレーザ
光の分布を広げることができて回折格子の結合係数を向
上させることができる。

【００１８】本発明の半導体装置の製造方法は、活性層
の上に形成されかつ光共振器方向に周期的に形成された
回折格子を有するＧａ_1-GＡｌ_GＡｓ（０≦Ｇ≦１）より
なる回折格子層の上に、Ｇａ_1-SＡｌ_SＡｓよりなる一導
電型のエッチング停止層を形成する工程と、前記エッチ
ング停止層の上にＧａ_1-UＡｌ_UＡｓ（０≦Ｓ＜Ｕ≦１）
よりなる半導体層を形成する工程と、前記半導体層をＡ
ｌＡｓ混晶比の高い層を選択的にエッチングするエッチ
ャントを用いて部分的にエッチングする工程とを有する
ものである。

【００１９】この構成により、ＡｌＡｓ混晶比の高い層
を選択的にエッチングするエッチャントを用いて半導体
層をエッチングしているので、エッチング停止層の手前
で半導体層のエッチングを停止させることができてエッ
チング停止層の下にある回折格子層のオーバーエッチン
グを防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は、本発明の第一の
実施の形態における分布帰還型の半導体レーザの一部破
断斜視図である。図１において、ｎ型ＧａＡｓ基板１の
上にｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａ
ｓ第１クラッド層３、Ｇａ_0.85Ａｌ_0.15Ａｓ活性層４、
ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第１光ガイド層５、ｐ型Ｇａ
_0.8Ａｌ_0.2Ａｓ回折格子層６、ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ
第２光ガイド層７、ｐ型Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓエッチング
停止層８が設置されている。その上に、電流狭窄のため
にストライプ状の窓９ａが設けられたｎ型Ｇａ_0.4Ａｌ
_0.6Ａｓ電流阻止層９が形成されている。さらに、スト
ライプ状の窓９ａを含めた電流阻止層９の上にｐ型Ｇａ
_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第２クラッド層１０、ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１１が設置されている。

【００２２】この構造において、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１１から注入される電流はｎ型Ｇａ_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ
電流阻止層９によりストライプ状の窓９ａに閉じ込めら
れ、ストライプ状の窓９ａの下部にある活性層４で７８
０ｎｍ帯のレーザ発振が生じる。

【００２３】この構成により、Ｇａ_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ電流
阻止層９の禁制帯幅はＧａ_0.85Ａｌ _0.15Ａｓ活性層４お
よびｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第２クラッド層１０の禁制
帯幅よりも大きいので、電流阻止層９によるレーザ光の
吸収がほとんどなく、従って、大幅に導波路の損失を低
減することができ、低動作電流化を実現できる。

【００２４】また、電流阻止層９による光吸収がほとん
どないためレーザ光の光分布がストライプ内部に制限さ
れず、電流阻止層９の下部の回折格子層まで広がる。そ
のため、回折格子を伝搬する光パワーが増加することに
より、波長選択性を決定する回折格子の結合係数を高く
設定することができる。その結果、回折格子６ａによる
鋭い波長選択性特性が実現し、温度変化、光出力変化な
どに対して単一縦モードを維持することができる。

【００２５】本実施の形態では、電流注入時のプラズマ
効果によるストライプ内の屈折率の低下が原因で起こる
アンチガイドの導波路が形成されるのを防止するため
に、電流阻止層９のＡｌＡｓ混晶比を第２クラッド層１
０のＡｌＡｓ混晶比より高く設定する。例えば、本実施
の形態では電流阻止層９のＡｌＡｓ混晶比をＧａ_0.5Ａ
ｌ_0.5Ａｓ第２クラッド層１０のＡｌＡｓ混晶比より高
い、０．６としている。このような構造にすることによ
り、高出力時でも安定な単一横モード発振を得ることが
できる。

【００２６】Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第１光ガイド層５のＡ
ｌＡｓ混晶比を活性層４のＡｌＡｓ混晶比より十分に高
くしており、活性層４へ有効にキャリアを閉じ込めてい
る。７８０ｎｍ帯のレーザ発振を得るためにはＡｌＡｓ
混晶比として約０．４５以上が望ましく、本実施の形態
では０．５とした。

【００２７】Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓエッチング停止層８の
ＡｌＡｓ混晶比としては、とりわけＧａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ
第２クラッド層１０とのエッチングの選択比が高くで
き、その上への再成長が容易な０．３以下が望ましく、
レーザの発振波長に対して吸収とならないことが望まし
い。本実施の形態では０．２とした。

【００２８】本実施の形態における半導体レーザの構造
では、回折格子層６に形成された回折格子６ａの周期
は、媒質内波長の整数倍の周期となっている。回折格子
６ａによるブラッグ反射により、光共振器を導波するレ
ーザ光の波長が選択される。Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓ回折格
子層６と回折格子６ａを埋込んでいるＧａ_0.5Ａｌ_0.5Ａ
ｓ第２光ガイド層７の屈折率差によって、回折格子６ａ
による波長選択性は決定される。回折格子層６のＡｌＡ
ｓ混晶比としては、良好な波長選択性を実現し、さらに
その上への再成長が容易な０．３以下で、レーザの発振
波長に対して吸収とならないことが望ましい。本実施の
形態では０．２とした。

【００２９】また、単一縦モードに必要な回折格子層６
との十分な屈折率差を実現するためには、第２光ガイド
層７のＡｌＡｓ混晶比は０．５以上が望ましく、本実施
の形態では０．５とした。

【００３０】図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ｄ）〜（ｆ）
は、本実施の形態における分布帰還型の半導体レーザの
製造工程を表す図である。

【００３１】図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の上に、ＭＯＣＶＤ法あるいはＭＢＥ法を用いた第
１の結晶成長工程において、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２
（厚さ、０．５μｍ）、ｎ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第１ク
ラッド層３（厚さ、１μｍ）、Ｇａ_0.7Ａｌ_0.3Ａｓ障壁
層とＧａＡｓ井戸層との多重量子井戸である活性層４、
ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第１光ガイド層５（厚さ、０．
０６μｍ）、ｐ型Ｇａ _0.8Ａｌ_0.2Ａｓ回折格子層６（厚
さ、０．０６μｍ）を形成する。

【００３２】活性層は本実施の形態では無歪の多重量子
井戸を用いているが、歪量子井戸あるいはバルクを用い
てもよい。また活性層の導電型は特に記載していない
が、ｐ型であっても、ｎ型であっても、もちろんアンド
ープであっても構わない。

【００３３】また、回折格子層６が活性層の上部に形成
されるので、再成長による活性層の結晶性の低下が生じ
ることはなく、歩留まりよく生産できる。

【００３４】次に図２（ｂ）に示すように、干渉露光法
や電子ビーム露光法等とウェットエッチングあるいはド
ライエッチングにより、回折格子層６に光共振器方向に
周期を持つ回折格子６ａを形成する。

【００３５】次に図２（ｃ）に示すように第２の結晶成
長工程で、回折格子層６の上に、ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａ
ｓ第２光ガイド層７（厚さ、０．０６μｍ）、ｐ型Ｇａ
_0.8Ａｌ_0.2Ａｓエッチング停止層８（厚さ、０．０１μ
ｍ）、ｎ型Ｇａ_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ電流阻止層９（厚さ、
０．６μｍ）を形成する。なお、電流阻止層９の厚さが
薄いと横方向の光の閉じ込めが不十分となり横モードが
不安定になる。電流阻止層９の厚さは０．４μｍ以上が
望ましい。

【００３６】続いて、図３（ｄ）に示すように、電流狭
窄のためにストライプ状の窓９ａを、Ｇａ_0.4Ａｌ_0.6Ａ
ｓ電流阻止層９にエッチングにより形成する。このエッ
チングにはＡｌＡｓ混晶比の高い層を選択的にエッチン
グする弗酸などのエッチャントを用いることにより、Ｇ
ａ_0.8Ａｌ_0.2Ａｓのエッチング停止層８でエッチングを
停止させることができる。このため、エッチングのばら
つきによる特性のばらつきが生じず、歩留の高い量産に
適した半導体レーザが得られる。また、従来の構造とは
異なり、回折格子層６とエッチング停止層８が別に形成
されているため、ストライプ形成のエッチングによる回
折格子６ａの形状の劣化が発生せず、エッチングの停止
がエッチング停止層で安定に行える。

【００３７】ここで、ストライプ溝の形状は逆メサ形状
よりも順メサ形状とすることが好ましい。なぜならば、
順メサ形状とした場合は逆メサ形状とした場合に比べ
て、ストライプ溝上への埋め込み結晶成長が容易とな
り、歩留まりを向上させることができるからである。

【００３８】図３（ｅ）に示すように第３の結晶成長工
程において、ストライプ状の窓を含めた電流阻止層９の
上に、ｐ型Ｇａ_0.5Ａｌ_0.5Ａｓ第２のクラッド層１０
（厚さ、２μｍ）、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１（厚
さ、２μｍ）を形成する。

【００３９】さらに、図３（ｆ）に示すように、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１にそれ
ぞれｎ電極、ｐ電極を形成する。

【００４０】高出力を可能とするようにレーザ光が出射
する前端面に５％の低反射コーティングを行う。後端面
に１％以下の無反射コーティングを行うことで回折格子
によらない後端面からの反射を防ぎ、回折格子による縦
モード制御を確実とする。

【００４１】（実施の形態２）図４は、本発明の第２の
実施の形態における分布反射型の半導体レーザの一部破
断斜視図である。図４に示すように本実施の形態では回
折格子６ａが回折格子層６の分布反射領域Ｂにのみ形成
されている。この構造における製造方法は、第１の実施
の形態と同様に第１の結晶成長工程において、ｐ型Ｇａ
_0.8Ａｌ_0.2Ａｓ回折格子層６まで形成する。次に、図５
に示すように、回折格子層６の活性領域Ａはエッチング
せず、分布反射領域Ｂのみをエッチングすることにより
回折格子６ａを分布反射領域にのみに形成する。本実施
の形態では活性領域長を５００μｍ、分布反射領域長を
３００μｍとした。

【００４２】次に、第１の実施の形態と同様に第２光ガ
イド層７、エッチング停止層８、電流阻止層９を形成す
る。電流阻止層９に電流チャンネルとなる窓９ａをエッ
チングにより形成した後、ｐ型第２クラッド層１０、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層１１を成長する。

【００４３】活性領域Ａと分布反射領域Ｂを電気的に分
離するために、活性領域Ａと分布反射領域Ｂとの間、幅
３０μｍの範囲のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１をエッ
チングにより除去する。その後、ＧａＡｓ基板１及び活
性領域Ａのｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１にそれぞれｎ
電極、ｐ電極を形成し、図４に示す半導体レーザ装置を
完成させる。

【００４４】（実施の形態３）図６は、本発明の第３の
実施の形態における分布帰還型の半導体レーザの一部破
断斜視図である。この構造では、第２クラッド層９がリ
ッジ状に形成され、電流狭窄のために電流チャンネルと
なるリッジ以外の領域には、ｎ型Ｇａ_0.4Ａｌ_{0 .6}Ａｓ電
流ブロック層１０が形成されている。なお１２はｐ型Ｇ
ａＡｓ保護層、１１はｐ型ＧａＡｓコンタクト層であ
る。

【００４５】この構造における製造方法を図７に示す。
まず、図７（ａ）に示すように、第１、第２の実施の形
態と同様に、回折格子層までを第１の結晶成長工程で形
成した後に回折格子６ａを形成し、第二の結晶成長工程
で保護層１２までを成長する。

【００４６】次に図７（ｂ）に示すように、ストライプ
状に窒化膜（窒化シリコン、窒化タングステン）あるい
は、酸化シリコンなどの誘電体膜１３を形成し、この誘
電体膜１３をマスクとしてエッチングを行い、リッジを
形成する。エッチングはエッチング停止層８で選択的に
エッチングを停止させる。

【００４７】続けて、誘電体膜１３を用い、図７（ｃ）
に示すように、第三の結晶成長工程において、ｎ型Ｇａ
_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ電流ブロック層１０をリッジ以外の領域
に選択的に成長させる。

【００４８】ここで、リッジの形状は逆メサ形状よりも
順メサ形状とすることが好ましい。逆メサ形状とした場
合には、順メサ形状とした場合に比べ結晶成長が困難と
なり、特性の低下に起因する歩留まりの悪化を招く恐れ
があるためである。

【００４９】次に、誘電体膜１３を除去し、第四の結晶
成長工程でｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する。
最後に、ｎ型ＧａＡｓ基板１および、ｐ型のＧａＡｓコ
ンタクト層１１にそれぞれ、ｎ電極２１およびｐ電極２
２を形成して図６に示す半導体レーザ装置を完成させ
る。

【００５０】（実施の形態４）図８は、本発明の第４の
実施の形態における分布反射型の半導体レーザの一部破
断斜視図である。この構造では、第３の実施の形態と同
様に第２クラッド層９がリッジ状に形成され、電流狭窄
のために電流チャンネルとなるリッジ以外の領域には、
ｎ型Ｇａ_0.4Ａｌ_0.6Ａｓ電流ブロック層１０が形成され
ている。回折格子６ａは、回折格子層６の分布反射領域
Ｂにのみ形成されている。

【００５１】図９は本発明の一実施の形態における半導
体レーザの電流−光出力特性を示す図である。電流阻止
層にＧａＡｓを用いた従来例に比べて電流阻止層におけ
る光吸収がほとんどないため、低動作電流化が実現でき
ている。この低動作電流化によって高出力時での素子の
発熱が抑えられ、１００ｍＷ以上においても単一縦モー
ドで安定に発振している。また、横モードも高出力まで
基本モードで安定に発振している。

【００５２】なお活性層を量子井戸構造とすることによ
って閾値を低減できるので、低動作電流化および高出力
化が可能となる。量子井戸構造として７８０ｎｍ帯の発
振をする１０ｎｍの厚さのＧａ_0.95Ａｌ_0.05Ａｓ井戸層
と４ｎｍの厚さのＧａ_0.7Ａｌ_0.3Ａｓ障壁層からなる多
重量子井戸を用いた場合、２００ｍＷ以上の光出力が得
られた。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
流阻止層によるレーザ光の光吸収がないため低電流動作
値の低減が実現できる。

【００５４】電流阻止層による光吸収が生じないためレ
ーザ光の光分布が電流阻止層の下部の回折格子層まで拡
がり、回折格子の結合係数が向上する。そのため、回折
格子による鋭い波長選択性特性が実現し、安定な単一縦
モードを実現することができる。

【００５５】電流阻止層のＡｌＡｓ混晶比をクラッド層
のＡｌＡｓ混晶比より高く設定することにより安定に単
一横モードを実現できる。

【００５６】また、回折格子層が活性層の上部に形成さ
れるので、再成長による活性層の結晶性の低下が生じる
ことはなく、歩留まりよく量産できる。さらに、回折格
子層がエッチング停止層の下部に形成されているため、
ストライプ形成のエッチングによる回折格子の形状の劣
化が発生せず、エッチングの停止がエッチング停止層で
安定に行え、さらに歩留まりよく量産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における分布帰還型
の半導体レーザの一部破断斜視図

【図２】同半導体レーザの製造工程を示す一部破断斜視
図

【図３】同半導体レーザの製造工程を示す一部破断斜視
図

【図４】本発明の第２の実施の形態における分布反射型
の半導体レーザの一部破断斜視図

【図５】同半導体レーザの製造工程のうち、回折格子層
の表面に回折格子を形成する工程を示す一部破断斜視図

【図６】本発明の第３の実施の形態における半導体レー
ザの一部破断斜視図

【図７】同半導体レーザの製造工程を示す一部破断斜視
図

【図８】本発明の第４の実施の形態における分布反射型
の半導体レーザの一部破断斜視図

【図９】本発明の半導体レーザの電流−光出力特性を示
す図

【図１０】従来の半導体レーザを示す一部破断斜視図

【図１１】従来の半導体レーザの別の例を示す一部破断
斜視図

【符号の説明】

１ 基板 ２ バッファ層 ３ 第１クラッド層 ４ 活性層 ５ 第１光ガイド層 ６ 回折格子層 ６ａ 回折格子 ７ 第２光ガイド層 ８ エッチング停止層 ９ 電流阻止層 １０ 第２クラッド層 ９ａ ストライプ状の窓 １１ コンタクト層 １２ 保護層 １３ 誘電体膜 ２１ ｎ電極 ２２ ｐ電極 Ａ 活性領域 Ｂ 分布反射領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F043 AA16 BB10 GG10 5F073 AA13 AA45 AA53 AA64 AA65 AA74 AA83 CA04 CA05 CB07 DA23 DA24 DA35 EA23

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、前記基板の上に形成された活性
   層と、前記活性層の上に形成された半導体層と、前記半
   導体層の上に形成されたエッチング停止層と、前記エッ
   チング停止層の上に形成されてストライプ構造を有する
   クラッド層と、前記エッチング停止層の上に形成されか
   つ前記ストライプ構造の少なくとも側面側に配置された
   電流阻止層とを有し、前記半導体層には光共振器方向に
   周期的に形成された回折格子を有し、前記電流阻止層の
   屈折率が前記クラッド層の屈折率よりも小さい半導体レ
   ーザ装置。
2. 【請求項２】 ＧａＡｓ基板と、前記ＧａＡｓ基板の上
   に形成された活性層と、前記活性層の上に形成されかつ
   光共振器方向に周期的に形成された回折格子を有するＧ
   ａ_1-GＡｌ_GＡｓ（０≦Ｇ≦１）よりなる回折格子層と、
   前記回折格子層の上に形成されたＧａ_1-SＡｌ_SＡｓより
   なる一導電型のエッチング停止層と、前記エッチング停
   止層の上に形成されてストライプ状の凹部を有する逆導
   電型のＧａ_1-ZＡｌ_ZＡｓよりなる電流阻止層と、前記ス
   トライプ状の凹部を含んで前記電流阻止層の上に形成さ
   れた一導電型のＧａ_1-CＡｌ_CＡｓクラッド層とを有し、
   ＡｌＡｓ混晶比を決めるＣ、ＳおよびＺの間に１≧Ｚ＞
   Ｃ＞Ｓ≧０の関係を有する半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 ＧａＡｓ基板と、前記ＧａＡｓ基板の上
   に形成された活性層と、前記活性層の上に形成されかつ
   光共振器方向に周期的に形成された回折格子を有するＧ
   ａ_1-GＡｌ_GＡｓ（０≦Ｇ≦１）よりなる回折格子層と、
   前記回折格子層の上に形成されたＧａ_1-SＡｌ_SＡｓより
   なる一導電型のエッチング停止層と、前記エッチング停
   止層の上に形成されてリッジ形状を有するＧａ_1-CＡｌ_C
   Ａｓよりなるクラッド層と、前記クラッド層のリッジの
   長手方向に沿った側面上に形成された逆導電型のＧａ
   _1-ZＡｌ_ZＡｓよりなる電流阻止層とを有し、ＡｌＡｓ混
   晶比を決めるＣ、ＳおよびＺの間に１≧Ｚ＞Ｃ＞Ｓ≧０
   の関係を有する半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記リッジ形状が順メサ形状である請求
   項３記載の半導体レーザ装置。
5. 【請求項５】 前記回折格子層と前記エッチング停止層
   との間に一導電型のＧａ_1-YＡｌ_YＡｓよりなる光ガイド
   層が形成され、ＡｌＡｓ混晶比を決めるＧとＹとの間に
   Ｙ＞Ｇなる関係を有する請求項２または３記載の半導体
   レーザ装置。
6. 【請求項６】 前記活性層と前記回折格子層との間に一
   導電型のＧａ_1-Y1Ａｌ _Y1Ａｓ（０＜Ｙ１＜１）よりなる
   光ガイド層が形成された請求項２または３記載の半導体
   レーザ装置。
7. 【請求項７】 前記活性層は、Ｇａ_1-XＡｌ_XＡｓ（０≦
   Ｘ＜１）よりなる井戸層を含む量子井戸構造である請求
   項２または３記載の半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 前記回折格子層は、回折格子が形成され
   た領域と回折格子が形成されない領域とを光共振器方向
   に有する請求項２または３記載の半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】 前記回折格子層は、回折格子が形成され
   た領域と回折格子が形成されない領域とを光共振器方向
   に有し、前記活性層は前記回折格子層の回折格子が形成
   されない領域の上に形成された請求項２または３記載の
   半導体レーザ装置。
10. 【請求項１０】 前記活性層の上の光共振器方向に、前
    記回折格子が形成された領域と形成されない領域とに対
    応して複数の電極が配列されて形成された請求項８また
    は９記載の半導体レーザ装置。
11. 【請求項１１】 前記回折格子が端面近傍に形成された
    請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体レーザ装
    置。
12. 【請求項１２】 活性層の上に形成されかつ光共振器方
    向に周期的に形成された回折格子を有するＧａ_1-GＡｌ_G
    Ａｓ（０≦Ｇ≦１）よりなる回折格子層の上に、Ｇａ
    _1-SＡｌ_SＡｓよりなる一導電型のエッチング停止層を形
    成する工程と、前記エッチング停止層の上にＧａ_1-UＡ
    ｌ_UＡｓ（０≦Ｓ＜Ｕ≦１）よりなる半導体層を形成す
    る工程と、前記半導体層をＡｌＡｓ混晶比の高い層を選
    択的にエッチングするエッチャントを用いて部分的にエ
    ッチングする工程とを有する半導体装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 ＡｌＡｓ混晶比の高い層を選択的にエ
    ッチングするエッチャントが弗酸である請求項１２記載
    の半導体装置の製造方法。