JP2001284721A - Semiconductor laser element and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor laser element and its manufacturing method

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JP2001284721A
JP2001284721A JP2000096074A JP2000096074A JP2001284721A JP 2001284721 A JP2001284721 A JP 2001284721A JP 2000096074 A JP2000096074 A JP 2000096074A JP 2000096074 A JP2000096074 A JP 2000096074A JP 2001284721 A JP2001284721 A JP 2001284721A
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region
substrate
layer
semiconductor laser
face
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JP2000096074A
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Nobuhiro Okubo
伸洋 大久保
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser element and its manufacturing method that reduce a driving current and a driving voltage when output is high, and at the same time maintain excellent reliability for a long time. SOLUTION: In this semiconductor laser element that has a first conductive cladding layer, an active layer, a second conductive cladding layer with a ridge- shaped stripe, and a first conductive current constriction layer with the ridge- shaped stripe on a first conductive substrate, and also has a laser resonator that is formed in a ridge-shaped stripe direction, one main surface of the substrate is (100) surface, or is inclined from the surface (100), the oblique angle of the substrate in a region near the end face of the laser resonator is smaller than that of the internal region of the laser resonator, and the band gap of the active layer in the region near the end face of the laser resonator is larger than that of the active layer in the internal region of the laser resonator.

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、光ディスク用など
に用いられる半導体レーザ素子及びその製造方法に関す
るものであり、特に高出力動作の特性に優れた窓構造半
導体レーザ素子及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device used for an optical disk or the like and a method of manufacturing the same, and more particularly to a window structure semiconductor laser device excellent in high output operation characteristics and a method of manufacturing the same. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスク装置用光源として、各
種の半導体レーザが広汎に利用されている。とりわけ、
高出力780nm帯AlGaAs系半導体レーザは、M
Dプレーヤ、CD−Rドライブ等のディスクへの書き込
み用光源として用いられており、さらなる高出力化が強
く求められている。半導体レーザの高出力化を制限して
いる要因の一つは、レーザ共振器端面近傍の活性層領域
での光出力密度の増加に伴い発生する光学損傷(CO
D;Catastrophic Optical Dam
age)である。
2. Description of the Related Art In recent years, various semiconductor lasers have been widely used as light sources for optical disk devices. Above all,
The high-output 780 nm band AlGaAs semiconductor laser has an M
It is used as a light source for writing on discs such as D players and CD-R drives, and higher output is strongly required. One of the factors limiting the high output of the semiconductor laser is the optical damage (CO) caused by the increase in the optical output density in the active layer region near the laser cavity facet.
D: Catastrophic Optical Dam
age).

【0003】前記CODの発生原因は、レーザ共振器端
面近傍の活性層領域がレーザ光に対する吸収領域になっ
ているためである。レーザ共振器端面では、表面準位ま
たは界面準位といわれる非発光再結合中心が多く存在す
る。レーザ共振器端面近傍の活性層に注入されたキャリ
アはこの非発光再結合によって失われるので、レーザ共
振器端面近傍の活性層の注入キャリア密度は中央部に比
べて少ない。その結果、中央部の高い注入キャリア密度
によって作られるレーザ光の波長に対して、レーザ共振
器端面近傍の活性層領域は吸収領域になる。
[0003] The cause of the above-mentioned COD is that the active layer region near the laser resonator end face is an absorption region for laser light. At the end face of the laser cavity, there are many non-radiative recombination centers called surface states or interface states. Since the carriers injected into the active layer near the laser resonator end face are lost by the non-radiative recombination, the injected carrier density of the active layer near the laser resonator end face is lower than that at the center. As a result, the active layer region near the end face of the laser resonator becomes an absorption region for the wavelength of the laser light generated by the high injected carrier density at the center.

【0004】光出力密度が高くなると吸収領域での局所
的発熱が大きくなり、温度が上がってバンドギャップエ
ネルギーが縮小する。その結果、更に吸収係数が大きく
なって温度上昇する、という正帰還がかかり、レーザ共
振器端面近傍の吸収領域の温度はついに融点にまで達
し、CODが発生する。
As the light output density increases, local heat generation in the absorption region increases, the temperature rises, and the band gap energy decreases. As a result, a positive feedback that the absorption coefficient further increases and the temperature rises is applied, and the temperature of the absorption region near the end face of the laser resonator finally reaches the melting point, and COD occurs.

【0005】前記CODレベルの向上のために、半導体
レーザの高出力化の一つの方法として、特開平9−23
037号公報に記載されている、多重量子井戸構造活性
層の無秩序化による窓構造を利用する手法がとられてき
た。
To improve the COD level, one method of increasing the output of a semiconductor laser is disclosed in JP-A-9-23.
No. 037, a method utilizing a window structure by disordering of a multiple quantum well structure active layer has been employed.

【0006】この窓構造を有する半導体レーザの従来技
術として、特開平9−23037号公報に記載されてい
る半導体レーザ素子の構造図を図14に示す。
FIG. 14 shows a structure diagram of a semiconductor laser device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-23037 as a prior art of a semiconductor laser having this window structure.

【0007】図14において、(a)はレーザ共振器端
面を含む斜視図、(b)は図14(a)のIa−Ia'
線における導波路の断面図、(c) は図14(a)の
Ib−Ib'線における層厚方向の断面図である。図1
4において、1001はGaAs基板、1002はn型A
lGaAs下クラッド層、1003は量子井戸活性層、
1004aはp型AlGaAs第1上クラッド層、100
4bはp型AlGaAs第2上クラッド層、1005は
p型GaAsコンタクト層、1006(斜線部)は空孔拡
散領域、1007(斜線部)はプロトン注入領域、100
8はn側電極、1009はp側電極、1020レーザ共
振器端面、1003aは量子井戸活性層1003のレー
ザ発振に寄与する領域、1003bは量子井戸活性層1
003のレーザ共振器端面1020近傍に形成された窓
構造領域である。
In FIG. 14, (a) is a perspective view including the end face of the laser resonator, and (b) is Ia-Ia 'in FIG. 14 (a).
14C is a cross-sectional view of the waveguide taken along the line, and FIG. 14C is a cross-sectional view in the layer thickness direction taken along the line Ib-Ib ′ of FIG. FIG.
4, 1001 is a GaAs substrate, 1002 is an n-type A
lGaAs lower cladding layer, 1003 is a quantum well active layer,
1004a is a p-type AlGaAs first upper cladding layer;
4b is a p-type AlGaAs second upper cladding layer, 1005 is a p-type GaAs contact layer, 1006 (shaded portion) is a hole diffusion region, 1007 (shaded portion) is a proton injection region, 100
Reference numeral 8 denotes an n-side electrode, 1009 denotes a p-side electrode, 1020 laser resonator end face, 1003a denotes a region contributing to laser oscillation of the quantum well active layer 1003, and 1003b denotes a quantum well active layer 1
003 is a window structure area formed in the vicinity of the laser cavity end face 1020.

【0008】次に従来の半導体レーザ素子の製造方法を
図15に示す工程図を参照して説明する。
Next, a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device will be described with reference to a process chart shown in FIG.

【0009】n型GaAs基板1001上にn型AlG
aAs下クラッド層1002、量子井戸活性層100
3、p型AlGaAs第1上クラッド層1004aを順次
エピタキシャル成長する(図15(a))。次にp型A
lGaAs第1上クラッド層1004a表面上にSiO2
膜1010を形成し、レーザ共振器端面に達しない長さ
で、レーザ共振器方向に伸びるストライプ状の開口部1
010aを形成する(図15(b))。次にこのウエハ
をAs雰囲気下、800℃以上の温度でアニールする
と、SiO2膜1010が接するp型AlGaAs第1上
クラッド層1004a表面からGa原子を吸い上げ、p
型AlGaAs第1上クラッド層1004a中にGa空孔
が生成し、この空孔が結晶内部の量子井戸層活性層10
03に達するまで拡散し、量子井戸層構造を無秩序化さ
せる。無秩序化した活性層領域では実効的な禁制帯幅が
広がるため、発振レーザ光に対し透明な窓として機能す
る。
On an n-type GaAs substrate 1001, an n-type AlG
aAs lower cladding layer 1002, quantum well active layer 100
3. The p-type AlGaAs first upper cladding layer 1004a is sequentially epitaxially grown (FIG. 15A). Next, p-type A
SiO 2 is formed on the surface of the first upper cladding layer 1004a of lGaAs.
A film 1010 is formed, and a stripe-shaped opening 1 extending in the laser resonator direction with a length not reaching the laser resonator end face.
010a is formed (FIG. 15B). Next, when this wafer is annealed in an As atmosphere at a temperature of 800 ° C. or higher, Ga atoms are sucked up from the surface of the p-type AlGaAs first upper cladding layer 1004a in contact with the SiO 2 film 1010, and p
Vacancies are formed in the first AlGaAs first upper cladding layer 1004a, and the vacancies are formed in the quantum well layer active layer 10 inside the crystal.
03 until the quantum well layer structure is disordered. In the disordered active layer region, the effective band gap widens, so that it functions as a window transparent to the oscillating laser light.

【0010】さらに、SiO2膜1010を除去し、p
型AlGaAs第1上クラッド層1004a上にp型Al
GaAs第2上クラッド層1004b、p型GaAsコ
ンタクト層1005を順次エピタキシャル成長させる。
(図15(c))。次にp型GaAsコンタクト層10
05上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィー技
術によって前記SiO2膜1010のストライプ状の開
口部1010aと同じ領域にストライプ状のレジスト1
011を形成する。次にこのストライプ状のレジスト1
011をマスクとしてp型GaAsコンタクト層100
5の表面側からプロトン注入を行い、電流ブロック層と
なる高抵抗領域1007を形成する。(図15
(d))。最後にGaAs基板1001側にn側電極1
008、p型GaAsコンタクト層1005上にp側電
極1009を形成し、ウエハをへき開して図14の半導
体レーザ素子を得る。
Further, the SiO 2 film 1010 is removed, and p
P-type AlGaAs on the first upper cladding layer 1004a
A GaAs second upper cladding layer 1004b and a p-type GaAs contact layer 1005 are sequentially grown epitaxially.
(FIG. 15 (c)). Next, the p-type GaAs contact layer 10
A resist film is formed on the 05, the resist 1 in stripes same region as the opening 1010a of the stripe of the SiO 2 film 1010 by photolithography
011 is formed. Next, this striped resist 1
011 as a mask, p-type GaAs contact layer 100
5 is implanted from the surface side to form a high-resistance region 1007 to be a current blocking layer. (FIG. 15
(D)). Finally, the n-side electrode 1 is placed on the GaAs substrate 1001 side.
008, a p-side electrode 1009 is formed on the p-type GaAs contact layer 1005, and the wafer is cleaved to obtain the semiconductor laser device of FIG.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の窓構造半導体レ
ーザ素子のレーザ共振器端面近傍に形成された無秩序化
領域は、レーザ発振波長に相当するバンドギャップエネ
ルギーよりも大きくなるように、SiO2膜1010が
接するp型AlGaAs第1上クラッド層1004aへの
Ga空孔の生成、及び、量子井戸層活性層1003への
Ga空孔の拡散を行なうことにより形成している。前記
Ga空孔の生成および拡散は、800℃以上でのアニー
ルによって行われるわけであるが、800℃以上でのア
ニールを行うとGa空孔だけではなく、その他の不純物
原子も拡散する。とりわけ、拡散係数の大きい不純物原
子は顕著な拡散現象を示す。
THE INVENTION Problems to be Solved] disordered region formed in the vicinity of the laser resonator end face of a conventional window structure semiconductor laser device, so as to be larger than the band gap energy corresponding to the lasing wavelength, SiO 2 film It is formed by generating Ga vacancies in the p-type AlGaAs first upper cladding layer 1004a in contact with 1010 and diffusing Ga vacancies into the quantum well layer active layer 1003. The generation and diffusion of the Ga vacancies are performed by annealing at 800 ° C. or higher, but annealing at 800 ° C. or higher diffuses not only Ga vacancies but also other impurity atoms. In particular, impurity atoms having a large diffusion coefficient show a remarkable diffusion phenomenon.

【0012】一般的に、p型導電性を有するエピタキシ
ャル成長された各層には、p型導電性不純物として拡散
係数の大きいZn,Mg,Be原子等が用いられるの
で、従来の窓構造半導体レーザ素子においても、量子井
戸層活性層1003に前記p型導電性不純物が大量に拡
散する。
In general, p-type conductive impurities such as Zn, Mg and Be atoms having a large diffusion coefficient are used as p-type conductive impurities in each of the epitaxially grown layers. Also, the p-type conductive impurity diffuses into the quantum well layer active layer 1003 in large quantities.

【0013】その結果、高出力時の駆動電流,駆動電圧
の上昇と長期信頼性の低下を招いてしまう。
As a result, the driving current and the driving voltage at the time of high output increase, and the long-term reliability decreases.

【0014】また、アニール温度を低くするか、或い
は、アニール時間を短くすれば、量子井戸層活性層10
03へのZn原子等の不純物拡散を抑制できるが、空孔
原子の生成、及び、量子井戸層活性層1003への空孔
原子の拡散が不十分となり、レーザ共振器端面近傍領域
においてレーザ光を吸収してしまう。
If the annealing temperature is lowered or the annealing time is shortened, the quantum well layer active layer 10
03 can suppress the diffusion of impurities such as Zn atoms, but the generation of vacancy atoms and the diffusion of vacancy atoms into the quantum well layer active layer 1003 become insufficient. Absorb.

【0015】その結果、レーザ共振器端面近傍の活性層
領域でCODが発生しやすくなり、高出力駆動時の最大
光出力の低下を引き起こし、十分な長期信頼性が得られ
ない。
As a result, COD is likely to occur in the active layer region near the laser cavity end face, causing a decrease in the maximum optical output during high-output driving, and failing to provide sufficient long-term reliability.

【0016】本発明は、上記の問題について検討した結
果、高出力時の駆動電流,駆動電圧を低減し、且つ、長
期信頼性に優れた半導体レーザ素子及びその製造方法を
提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device which reduces the driving current and the driving voltage at the time of high output and is excellent in long-term reliability, and a method of manufacturing the same, as a result of studying the above problems. Is what you do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ素子は、第1導電型の基板上に、第1導電型クラッ
ド層、活性層、リッジ状ストライプを有した第2導電型
クラッド層、該リッジ状ストライプの開口を有する第1
導電型電流狭窄層を備えて、前記リッジ状ストライプ方
向にレーザ共振器が形成された半導体レーザ素子におい
て、前記基板の一主面は、(100)面、又は(10
0)面から傾斜して、前記レーザ共振器の端面近傍領域
での前記基板の傾斜角度は、前記レーザ共振器の内部領
域よりも小さくてなると共に、レーザ共振器の端面近傍
領域の前記活性層のバンドギャップが、レーザ共振器の
内部領域の活性層のバンドギャップよりも大きくてなる
ことによって上記の目的を達成する。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises a first conductive type clad layer, an active layer, a second conductive type clad layer having a ridge-shaped stripe on a first conductive type substrate, A first ridge-shaped stripe opening
In a semiconductor laser device including a conduction type current confinement layer and a laser resonator formed in the ridge-shaped stripe direction, one main surface of the substrate is a (100) plane or (10).
0), the inclination angle of the substrate in the region near the end face of the laser resonator is smaller than the internal area of the laser resonator, and the active layer in the region near the end face of the laser resonator. Is achieved by making the band gap of the active layer larger than the band gap of the active layer in the internal region of the laser resonator.

【0018】この発明に係る半導体レーザ素子は、前記
レーザ共振器端面近傍領域と、前記レーザ共振器内部領
域の、基板傾斜方向は同一であることによって上記の目
的を達成する。
In the semiconductor laser device according to the present invention, the above object is attained by the fact that the substrate inclining direction is the same in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity.

【0019】この発明に係る半導体レーザ素子は、前記
レーザ共振器端面近傍領域とレーザ共振器内部領域での
前記基板の一主面が、(100)面から[0−11]方向
又は[01−1]方向に傾斜している面であると共に、前
記リッジ状ストライプ方向が[011]方向又は[0−1
−1]方向であることによって上記の目的を達成する。
In the semiconductor laser device according to the present invention, one principal surface of the substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is oriented in the [0-11] direction or the [01-] direction from the (100) plane. 1] and the ridge stripe direction is the [011] direction or the [0-1] direction.
The above object is achieved by being in the [-1] direction.

【0020】この発明に係る半導体レーザ素子は、前記
レーザ共振器端面近傍領域とレーザ共振器内部領域での
前記基板の一主面が、(100)面から[011]方向又
は[0−1−1]方向に傾斜している面であると共に、前
記リッジ状ストライプ方向が[0−11]方向又は[01
−1]方向であることによって上記の目的を達成する。
In the semiconductor laser device according to the present invention, one principal surface of the substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is oriented in the [011] direction or the [0-1-] direction from the (100) plane. 1] and the ridge stripe direction is in the [0-11] direction or in the [01] direction.
The above object is achieved by being in the [-1] direction.

【0021】この発明に係る半導体レーザ素子は、前記
レーザ共振器端面近傍領域の基板の傾斜角度は0度以上
5度未満であると共に、前記レーザ共振器内部領域の基
板の傾斜角度は5度以上15度以下であることによって
上記の目的を達成する。
In the semiconductor laser device according to the present invention, the tilt angle of the substrate in the region near the end face of the laser resonator is 0 ° or more and less than 5 °, and the tilt angle of the substrate in the internal region of the laser resonator is 5 ° or more. The above object is achieved by being 15 degrees or less.

【0022】この発明に係る半導体レーザ素子は、前記
第2導電型クラッド層が、そのキャリア濃度が、レーザ
共振器内部領域よりも、レーザ共振器端面近傍領域の方
が低くてなることによって上記の目的を達成する。
In the semiconductor laser device according to the present invention, the second conductivity type cladding layer has a carrier concentration lower in a region near the end face of the laser resonator than in a region inside the laser resonator. Achieve the goal.

【0023】この発明に係る半導体レーザ素子の製造方
法は、上述の半導体レーザ素子を製造する際、基板の一
主面を(100)面から傾斜させて、その傾斜角度が、
レーザ共振器内部領域より、レーザ共振器端面近傍領域
において、小さくなるよう加工する加工工程と、該加工
工程によって加工された第1導電型基板上に、少なくと
も、第1導電型クラッド層、活性層、第2導電型クラッ
ド層、第2導電型保護層を順次エピタキシャル成長させ
る工程と、前記第2導電型保護層上に、選択的に誘電体
膜を形成する工程と、該誘電体膜、前記エピタキシャル
成長された層、及び基板をアニールする工程と、を有
し、前記アニール工程によって、前記誘電体膜下に空孔
を生成すると共に、該空孔を活性層に達するまで拡散さ
せて、前記活性層の、レーザ共振器端面近傍領域のバン
ドギャップを、レーザ共振器内部領域のバンドギャップ
よりも大きくしてなることによって上記の目的を達成す
る。
In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, when manufacturing the above-described semiconductor laser device, one principal surface of the substrate is inclined from the (100) plane, and the inclination angle is
A processing step of processing to be smaller in an area near the laser resonator end face than in the laser resonator inner area, and at least a first conductivity type cladding layer and an active layer on the first conductivity type substrate processed by the processing step Forming a second conductive type cladding layer and a second conductive type protective layer in sequence, and selectively forming a dielectric film on the second conductive type protective layer; and forming the dielectric film and the epitaxial growth. Annealing the layer and the substrate, wherein the annealing step generates holes under the dielectric film and diffuses the holes until reaching the active layer. The above object is achieved by making the band gap in the region near the laser cavity end face larger than the band gap in the region inside the laser cavity.

【0024】この発明に係る半導体レーザ素子の製造方
法は、前記加工工程において、(100)面から0度以
上5度未満の範囲内で傾斜している基板を用いて、レー
ザ共振器内部領域での基板の一主面が(100)面から
5度以上15度以下の範囲内で傾斜するよう加工すること
によって上記の目的を達成する。
In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, in the processing step, a substrate inclined within a range of 0 degree or more and less than 5 degrees from a (100) plane is used in a region inside a laser resonator. One main surface of the substrate from (100) plane
The above-mentioned object is achieved by processing to be inclined within a range of 5 degrees or more and 15 degrees or less.

【0025】この発明に係る半導体レーザ素子の製造方
法は、前記加工工程において、(100)面から5度以
上15度以下の範囲内で傾斜している基板を用いて、レー
ザ共振器端面近傍領域での基板の一主面が(100)面
から0度以上5度未満の範囲内で傾斜するよう加工するこ
とによって上記の目的を達成する。
In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, in the processing step, a substrate which is inclined within a range of 5 degrees or more and 15 degrees or less from a (100) plane may be used in a region near an end face of a laser resonator. The above object is achieved by processing such that one principal surface of the substrate in (1) is inclined from the (100) plane within a range of 0 degree or more and less than 5 degrees.

【0026】この発明に係る半導体レーザ素子の製造方
法は、前記加工工程が、基板上に選択的に傾斜させたレ
ジストマスクを形成する工程と、該レジストマスク及び
基板を等方性エッチングする工程とを含むことによっ
て、上記の目的を達成する。
In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the processing step includes a step of forming a resist mask selectively inclined on the substrate, and a step of isotropically etching the resist mask and the substrate. By achieving the above, the above object is achieved.

【0027】本発明の活性層の形態は、周知のものを用
いてよいが、バリア層及びウエル層が交互に積層された
多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んだものを活性層と
した場合より効果的である。
As the form of the active layer of the present invention, a well-known form may be used. In the case where the active layer is formed by sandwiching a multi-quantum well structure in which barrier layers and well layers are alternately stacked between optical guide layers. More effective.

【0028】以下、本発明の作用を記載する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

【0029】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方
法では、レーザ共振器端面近傍領域とレーザ共振器内部
領域での第一導電型基板の一主面は、(100)から傾
斜しており、前記レーザ共振器端面近傍領域での第一導
電型基板の傾斜角度はレーザ共振器内部領域より小さい
ので、該第一導電型基板にエピタキシャル成長された各
層に存在するZn等の不純物原子は、基板の一主面が
(100)である第一導電型基板上にエピタキシャル成
長された各層に存在するZn等の不純物原子より、キャ
リアとしての活性化率が低下しており、レーザ共振器端
面近傍領域の活性層のバンドギャップをレーザ共振器内
部領域の活性層のバンドギャップより大きくするため
の、アニール工程を行ったとしても、アニールによって
与えられた熱エネルギーは、不純物原子の活性化率の向
上に使われるため、不純物原子の拡散に用いられにく
い。従って、基板の一主面が(100)から傾斜してい
る第一導電型基板上にエピタキシャル成長されたレーザ
共振器内部領域の第二導電型の第二クラッド層及び第二
導電型の第三クラッド層に存在するZn等の不純物原子
の活性層への拡散を抑制できる。また、レーザ共振器端
面近傍領域とレーザ共振器内部領域での第一導電型基板
の一主面を(100)から傾斜させ、レーザ共振器端面
近傍領域での第一導電型基板の(100)面からの傾斜
角度をレーザ共振器内部領域より小さくなるように加工
し、前記加工された第一導電型基板上に、第一導電型の
第一クラッド層、バリア層及びウェル層が交互に積層さ
れた多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、第二導電型の第二クラッド層、第二導電型のエッチ
ングストップ層、第二導電型の第三クラッド層、第二導
電型の保護層を順次エピタキシャル成長させ、レーザ共
振器端面近傍領域の上記エピタキシャル成長させたウエ
ハ表面上に誘電体膜を形成し、該誘電体膜、及び前記エ
ピタキシャル成長によって形成された各層をアニールす
るので、誘電体膜直下のエピタキシャル成長させたウエ
ハ表面からGa原子等が誘電体膜中に吸上げられ、エピ
タキシャル成長させたウエハ内部に空孔原子が生成さ
れ、また、前記空孔原子の拡散が阻害されることなく、
空孔原子の拡散を促進することができるので、十分な量
の空孔原子が基板方向に拡散していき、上記活性層のレ
ーザ共振器端面近傍領域のバンドギャップをレーザ共振
器内部領域の活性層のバンドギャップより大きくするこ
とが可能となり、レーザ光の吸収が無い窓領域にするこ
とができる。
In the semiconductor laser device and the method of manufacturing the same according to the present invention, one principal surface of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is inclined from (100). Since the inclination angle of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face is smaller than the region inside the laser cavity, impurity atoms such as Zn present in each layer epitaxially grown on the first conductivity type substrate are not included in the substrate. The activation rate as a carrier is lower than that of impurity atoms such as Zn present in each layer epitaxially grown on the first conductivity type substrate whose main surface is (100). Even if an annealing step is performed to make the band gap of the active layer in the laser cavity inner region larger than that of the active layer, the heat energy given by the annealing Since used to improve the activation rate of impurity atoms, hardly used in the diffusion of the impurity atoms. Therefore, the second cladding layer of the second conductivity type and the third cladding of the second conductivity type in the laser cavity inner region epitaxially grown on the substrate of the first conductivity type in which one main surface of the substrate is inclined from (100). Diffusion of impurity atoms such as Zn existing in the layer into the active layer can be suppressed. Further, one main surface of the first conductivity type substrate in the region near the laser resonator end face and the area inside the laser resonator is inclined from (100), and the first conductivity type substrate in the area near the laser resonator end face (100) is tilted. Processed so that the angle of inclination from the surface is smaller than the laser cavity inner area, and the first conductive type first cladding layer, barrier layer and well layer are alternately laminated on the processed first conductive type substrate. Active layer, the second conductive type second clad layer, the second conductive type etching stop layer, the second conductive type third clad layer, the second conductive type Are sequentially grown epitaxially, a dielectric film is formed on the surface of the epitaxially grown wafer in the region near the laser cavity facet, and the dielectric film and each layer formed by the epitaxial growth are annealed. Therefore, Ga atoms and the like are absorbed into the dielectric film from the surface of the epitaxially grown wafer immediately below the dielectric film, and vacancy is generated inside the epitaxially grown wafer, and the diffusion of the vacancy is inhibited. Without being
Since the diffusion of vacancy atoms can be promoted, a sufficient amount of vacancy atoms diffuses in the direction of the substrate, and the band gap of the active layer near the laser cavity end face is reduced by the activation of the laser cavity internal region. It is possible to make the window region larger than the band gap of the layer, and it is possible to make the window region free of laser light absorption.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を詳細に
説明する。 (実施例1)図1は実施例1の半導体レーザ素子の構造
を示す断面図である。図1において、(a)は光出射端
面を含む斜視図、(b)は図1(a)のIa−Ia'線
における導波路の断面図、(c)は図1(a)のIb−
Ib'線における層厚方向の断面図である。また、10
1はレーザ共振器内部領域の一主面が(100)から
[01−1]方向に10度傾斜しており、レーザ共振器
端面近傍領域の一主面が(100)から[01−1]方
向に2度傾斜しているn型GaAs基板、102はn型
AlGaAs第1クラッド層、103はバリア層及びウ
ェル層が交互に積層された多重量子井戸構造を光ガイド
層で挟んでなる活性層(MQW活性層)、104はp型
AlGaAs第2クラッド層、105はp型エッチング
ストップ層、106は共振器方向にリッジストライプか
らなるp型AlGaAs第3クラッド層、107はp型
GaAs保護層、108はリッジストライプからなるp
型AlGaAs第3クラッド層の側面を埋め込む様に形
成されたn型AlGaAs電流ブロック層、109はp
型GaAs平坦化層、110はp型GaAsコンタクト
層、111はp側電極、112はn側電極である。ま
た、113はレーザ共振器端面近傍のMQW活性層のバ
ンドギャップエネルギーがレーザ共振器内部のMQW活
性層103のバンドギャップエネルギーよりも大きい領
域(窓領域)、114はp型GaAs保護層107上に
形成されたn型AlGaAs電流ブロック層108aと
p型GaAs平坦化層109aからなる電流非注入領
域、115はp型AlGaAs第3クラッド層106と
p型GaAs保護層107からなるストライプ状のリッ
ジである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor laser device of Embodiment 1. 1A is a perspective view including a light emitting end face, FIG. 1B is a cross-sectional view of a waveguide taken along the line Ia-Ia ′ in FIG. 1A, and FIG.
It is sectional drawing in the layer thickness direction in Ib 'line. Also, 10
In 1, one main surface of the laser resonator inner region is inclined at 10 degrees from the (100) to the [01-1] direction, and one main surface near the laser resonator end surface is (100) to [01-1]. N-type GaAs substrate tilted twice in the direction, 102 is an n-type AlGaAs first cladding layer, 103 is an active layer having a multi-quantum well structure in which barrier layers and well layers are alternately stacked and sandwiched by an optical guide layer. (MQW active layer), 104 is a p-type AlGaAs second cladding layer, 105 is a p-type etching stop layer, 106 is a p-type AlGaAs third cladding layer formed of a ridge stripe in the resonator direction, 107 is a p-type GaAs protection layer, 108 is a ridge stripe p
N-type AlGaAs current blocking layer formed so as to bury the side surface of the third type AlGaAs third cladding layer;
Type GaAs planarization layer, 110 is a p-type GaAs contact layer, 111 is a p-side electrode, and 112 is an n-side electrode. Reference numeral 113 denotes a region where the bandgap energy of the MQW active layer near the laser resonator end face is larger than the bandgap energy of the MQW active layer 103 inside the laser resonator (window region). Reference numeral 114 denotes a region on the p-type GaAs protective layer 107. A current non-injection region formed by the formed n-type AlGaAs current blocking layer 108a and the p-type GaAs planarization layer 109a, and a stripe-shaped ridge 115 formed by the p-type AlGaAs third cladding layer 106 and the p-type GaAs protection layer 107. .

【0031】次に製造方法について図2に基づいて説明
する。
Next, a manufacturing method will be described with reference to FIG.

【0032】基板の一主面が(100)から[01−
1]方向に2度傾斜しているn型GaAs基板100の
表面上に厚さ0.2μm、±2%以内の分布となるよう
にレジストを塗布し、プリベークを行った後に、露光装
置を用いてパターニングを行う。
One main surface of the substrate is changed from (100) to [01-
1] A resist is applied on the surface of the n-type GaAs substrate 100 inclined at 2 degrees in the direction of 0.2 μm in thickness and has a distribution of ± 2% or less, prebaked, and then exposed using an exposure apparatus. To perform patterning.

【0033】この時使用するフォトマスクは、図3
(a)に示すような、ストライプ状のハーフトーンの光
遮蔽パターンとストライプ状の全遮蔽パターンが周期的
に繰り返されており、その周期の長さは本発明の半導体
レーザ素子のレーザ共振器長に等しい、フォトマスク
(I)及び(II)から成る。
The photomask used at this time is shown in FIG.
As shown in (a), a striped halftone light blocking pattern and a striped full blocking pattern are periodically repeated, and the length of the cycle is equal to the laser cavity length of the semiconductor laser device of the present invention. And photomasks (I) and (II).

【0034】前記フォトマスク(I)のハーフトーンの
光遮蔽パターンでは、ストライプ方向において光透過率
が一定になるように設計されている。
The halftone light shielding pattern of the photomask (I) is designed so that the light transmittance is constant in the stripe direction.

【0035】また、前記フォトマスク(II)のハーフ
トーンの光遮蔽パターンでは、ストライプ方向において
傾斜的に光透過率が変化し、且つ、その光透過率傾斜が
周期的に繰り返されるパターンとなっており、その周期
の長さは図3(b)に示すように、本発明の半導体レー
ザ素子のチップ幅に等しく、その周期中央での光透過率
はフォトマスク(I)のハーフトーンの光遮蔽パターン
での光透過率と等しくなるように設計されている。本実
施例では、フォトマスク(II)のハーフトーンパター
ンにおける光透過率傾斜の相対変化量を、図3(c)に
示すように、周期中央から±20%であるものを用い
た。
In the halftone light shielding pattern of the photomask (II), the light transmittance changes in a gradient direction in the stripe direction, and the light transmittance gradient is periodically repeated. As shown in FIG. 3B, the length of the period is equal to the chip width of the semiconductor laser device of the present invention, and the light transmittance at the center of the period is half-tone light shielding of the photomask (I). It is designed to be equal to the light transmittance of the pattern. In the present embodiment, the photomask (II) having a halftone pattern with a relative change of the light transmittance gradient of ± 20% from the center of the period as shown in FIG. 3C was used.

【0036】前記フォトマスク(II)のハーフトーン
パターンは、ハーフトーン部分のマスク材料としてCr
xyz,MowSixyz,Sixy(w,x,y,
zは1以上)などを用い、ガラス基板上へのマスク材蒸
着時に、その堆積速度或いは組成を傾斜的に変化させる
ことにより作製できる。
The halftone pattern of the photomask (II) is obtained by using Cr as a mask material for the halftone portion.
x O y N z, Mo w Si x O y N z, Si x N y (w, x, y,
(z is 1 or more), and the like, and can be produced by gradiently changing the deposition rate or composition at the time of vapor deposition of the mask material on the glass substrate.

【0037】露光装置を用いたパターニングは、まずフ
ォトマスク(I)を用いて、基板の一主面が(100)
から[01−1]方向に2度傾斜しているn型GaAs
基板100の[01−1]方向とハーフトーンパターン
のストライプ方向が一致するようにアライメントを行
い、照射するエネルギー露光量を調整してレジストを表
面から一定深さのみ感光させる。次いでフォトマスク
(II)を用いて、先に露光したフォトマスク(I)の
ハーフトーンパターンがフォトマスク(II)の全遮蔽
パターンで覆い隠されるようにアライメントを行い、フ
ォトマスク(I)の時と同じエネルギー露光量でレジス
トマスクを表面から一定の深さのみ感光させる。フォト
マスク(I)を用いてパターンニングした部分は、図1
中101に示すレーザ共振器端面近傍領域に相当し、フ
ォトマスク(II)を用いてパターンニングした部分
は、図1中101に示すレーザ共振器内部領域に相当す
る。
In patterning using an exposure apparatus, first, one main surface of the substrate is (100) using a photomask (I).
N-type GaAs that is tilted twice in the [01-1] direction from
Alignment is performed so that the [01-1] direction of the substrate 100 and the stripe direction of the halftone pattern coincide with each other, the amount of energy exposure to be irradiated is adjusted, and the resist is exposed only at a certain depth from the surface. Next, using the photomask (II), alignment is performed so that the halftone pattern of the photomask (I) previously exposed is covered by the entire shielding pattern of the photomask (II). The resist mask is exposed only at a certain depth from the surface with the same energy exposure amount as that described above. The portion patterned using the photomask (I) is shown in FIG.
1 corresponds to the region near the laser resonator end face, and the portion patterned using the photomask (II) corresponds to the laser resonator internal region 101 shown in FIG.

【0038】このようにして露光されたレジストは、ハ
ーフトーンパターンの領域において、各々のフォトマス
クにおける周期的な光透過率傾斜に沿ってレジスト内感
光分子の架橋深さが変化しているため、現像,ベークな
ど公知の処理を施す事により、図2(a)に示すレジス
トマスク116が形成される。
In the resist exposed in this manner, the cross-linking depth of the photosensitive molecules in the resist changes along the periodic light transmittance gradient in each photomask in the region of the halftone pattern. By performing known processing such as development and baking, a resist mask 116 shown in FIG. 2A is formed.

【0039】前記レジストマスク116のレーザ共振器
端面近傍領域は、[01−1]方向に伸びた幅40μm
のストライプ状に均一な膜厚で形成されており、ストラ
イプのピッチはレーザ共振器長と同じ800μmとなっ
ている。また、前記レジストマスク116のレーザ共振
器内部領域は、[01−1]方向に傾斜的に膜厚が変化
している膜厚分布になっており、[01−1]方向にお
けるチップ中心での膜厚は、レーザ共振器端面近傍領域
の膜厚と同じとなっている。
The region of the resist mask 116 near the laser resonator end face has a width of 40 μm extending in the [01-1] direction.
And the stripe pitch is 800 μm, which is the same as the laser cavity length. The region inside the laser resonator of the resist mask 116 has a film thickness distribution in which the film thickness is inclined in the [01-1] direction. The film thickness is the same as the film thickness in the region near the laser resonator end face.

【0040】その後、ドライエッチング技術を用いて、
基板の一主面が(100)から[01−1]方向に2度
傾斜しているn型GaAs基板100の表面に形成され
たレジストマスク116が除去されるまでエッチングを
行い、図2(b)に示すn型GaAs基板101に加工
される。
Thereafter, using a dry etching technique,
Etching is performed until the resist mask 116 formed on the surface of the n-type GaAs substrate 100 in which one main surface of the substrate is tilted twice from the (100) in the [01-1] direction is removed, and FIG. ) Is processed into an n-type GaAs substrate 101.

【0041】上記加工方法によって得られたn型GaA
s基板101を走査型電子顕微鏡(SEM)にて測定し
た結果、レーザ共振器端面近傍領域の一主面は(10
0)から[01−1]方向に2度傾斜している面であ
り、レーザ共振器内部領域の一主面は(100)から
[01−1]方向に10度傾斜している面であった。
N-type GaAs obtained by the above processing method
As a result of measuring the s-substrate 101 with a scanning electron microscope (SEM), one principal surface near the laser resonator end face was (10
0) is a surface inclined two degrees in the [01-1] direction, and one main surface of the laser cavity internal region is a surface inclined 10 degrees in the [01-1] direction from the (100). Was.

【0042】これから、レーザ共振器端面近傍領域とレ
ーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板の一主面が
(100)から同一方向に傾斜しており、レーザ共振器
端面近傍領域でのn型GaAs基板の傾斜角度をレーザ
共振器内部領域より小さく加工できていることが明らか
である。また、n型GaAs基板上にレジストマスクを
形成し、前記レジストマスクが除去されるまでn型Ga
As基板をドライエッチングすることにより、レジスト
マスクの形状を変化させるだけで容易に、多種多様な形
状にn型GaAs基板を加工できることが明らかであ
る。
From this, one main surface of the n-type GaAs substrate in the region near the laser resonator end face and the main surface in the laser resonator inner area are inclined in the same direction from (100), and the n-type GaAs substrate near the laser resonator facet is in the same direction. It is clear that the inclination angle of the GaAs substrate can be processed to be smaller than the laser cavity internal region. Also, a resist mask is formed on an n-type GaAs substrate, and the n-type GaAs is removed until the resist mask is removed.
It is clear that by dry-etching the As substrate, the n-type GaAs substrate can be easily processed into various shapes simply by changing the shape of the resist mask.

【0043】次に、上記製造方法によって加工された、
レーザ共振器内部領域の一主面が(100)から[01
−1]方向に10度傾斜しており、レーザ共振器端面近
傍領域の一主面が(100)から[01−1]方向に2
度傾斜しているn型GaAs基板101上に順次、有機
金属気相成長(MOCVD)法にてn型AlGaAs第
1クラッド層102、バリア層及びウェル層が交互に積
層された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活
性層(MQW活性層)103、p型AlGaAs第2ク
ラッド層104、p型エッチングストップ層105、p
型AlGaAs第3クラッド層106、p型GaAs保
護層107をエピタキシャル成長させる(図2
(c))。
Next, processed by the above manufacturing method,
One main surface of the laser cavity internal region is changed from (100) to [01].
-1] direction, and one principal surface in the vicinity of the laser cavity end face is 2 degrees from (100) in the [01-1] direction.
A multi-quantum well structure in which an n-type AlGaAs first cladding layer 102, a barrier layer, and a well layer are alternately stacked on an n-type GaAs substrate 101 inclined at a predetermined angle in order by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. An active layer (MQW active layer) 103 sandwiched between light guide layers, a p-type AlGaAs second cladding layer 104, a p-type etching stop layer 105,
The third AlGaAs third cladding layer 106 and the p-type GaAs protective layer 107 are epitaxially grown (FIG. 2).
(C)).

【0044】その後、n型GaAs基板101の一主面
が(100)から[01−1]方向に2度傾斜している
レーザ共振器端面近傍領域のp型GaAs保護層107
の表面に、プラズマCVD法とフォトリソグラフィー法
によって、リッジストライプと直交する方向に幅40μ
mのストライプ状の誘電体膜117を形成する。なお、
本実施例では、誘電体膜117としてSixy(x,y
は1以上)膜を用い、ストライプのピッチは共振器長と
同じ800μmとした(図2(d))。
Thereafter, the p-type GaAs protective layer 107 in the region near the laser resonator end face where one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is tilted twice from (100) in the [01-1] direction.
The width of 40 μm in the direction perpendicular to the ridge stripe was formed on the surface of the substrate by plasma CVD and photolithography.
An m-shaped striped dielectric film 117 is formed. In addition,
In this embodiment, Si x O y (x as a dielectric film 117, y
1 or more) film, and the pitch of the stripe was 800 μm, which is the same as the resonator length (FIG. 2D).

【0045】次に、ラピッドサーマルアニール(RT
A)法によるアニールによって、誘電体膜であるSix
y(x,yは1以上)膜117直下のMQW活性層
(窓領域)113のバンドギャップエネルギーをレーザ
共振器内部領域のMQW活性層(活性領域)103のバ
ンドギャップエネルギーよりも大きくさせる。
Next, rapid thermal annealing (RT
Annealing by the method A) results in a dielectric film of Si x
The band gap energy of the MQW active layer (window region) 113 immediately below the O y (x, y is 1 or more) film 117 is made larger than the band gap energy of the MQW active layer (active region) 103 in the laser cavity internal region.

【0046】上記RTA法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、フォトルミネッセンス(PL)法にて、
誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜117直
下のMQW活性層(窓領域)113とレーザ共振器内部
領域のMQW活性層(活性領域)103のそれぞれの波
長を測定した。
Using a part of the wafer annealed by the RTA method, a photoluminescence (PL) method is used.
The respective wavelengths of the MQW active layer (window region) 113 immediately below the Si x O y (x, y is 1 or more) film 117 and the MQW active layer (active region) 103 inside the laser cavity are measured. did.

【0047】その結果、レーザ共振器内部領域の一主面
が(100)から[01−1]方向に10度傾斜してお
り、レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)か
ら[01−1]方向に2度傾斜しているn型GaAs基
板101を用いた本発明の製造方法によって得られたウ
エハでは、誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)
膜117直下のMQW活性層113からの発光スペクト
ルは、レーザ共振器内部領域のMQW活性層103から
の発光スペクトルよりも30nm短波長側に波長シフト
していた。
As a result, one main surface of the laser cavity inner region is inclined by 10 degrees in the [01-1] direction from (100), and one main surface near the laser cavity end surface is changed from (100) to [01-1]. 01-1] the wafer obtained by the manufacturing method of the present invention using the n-type GaAs substrate 101 inclined 2 ° in the direction, a dielectric film Si x O y (x, y is 1 or more)
The emission spectrum from the MQW active layer 113 immediately below the film 117 was shifted by 30 nm to a shorter wavelength side than the emission spectrum from the MQW active layer 103 in the laser cavity inner region.

【0048】このことから、レーザ共振器端面近傍領域
とレーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板の一主面
が(100)から同一方向に傾斜しており、前記レーザ
共振器端面近傍領域でのn型GaAs基板の傾斜角度が
レーザ共振器内部領域より小さく、レーザ共振器端面近
傍領域の前記活性層のバンドギャップがレーザ共振器内
部領域の活性層のバンドギャップより大きい半導体レー
ザ素子が得られていることが明らかである。
From this, one main surface of the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity facet and the main surface of the n-type GaAs substrate in the region inside the laser cavity are inclined in the same direction from (100), and in the region near the laser cavity facet. A semiconductor laser device in which the tilt angle of the n-type GaAs substrate is smaller than the laser cavity internal region and the band gap of the active layer in the region near the laser cavity end face is larger than the band gap of the active layer in the laser cavity internal region. It is clear that

【0049】さらに、上記アニール後のウエハの一部を
用いて、C−V法にて、n型GaAs基板101の一主
面が(100)から[01−1]方向に2度傾斜してい
るレーザ共振器端面近傍領域のp型AlGaAs第2,
3クラッド層104,106のキャリア濃度と、n型G
aAs基板101の一主面が(100)から[01−
1]方向に10度傾斜しているレーザ共振器内部領域の
p型AlGaAs第2,3クラッド層104,106の
キャリア濃度の測定を行った。
Further, using a part of the wafer after the annealing, one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is tilted twice from (100) to [01-1] direction by CV method. P-type AlGaAs in the region near the laser cavity facet
The carrier concentration of the three cladding layers 104 and 106 and the n-type G
One main surface of the aAs substrate 101 is changed from (100) to [01-
The carrier concentration of the p-type AlGaAs second and third cladding layers 104 and 106 in the laser resonator inner region inclined by 10 degrees in the [1] direction was measured.

【0050】その結果、n型GaAs基板101の一主
面が(100)から[01−1]方向に2度傾斜してい
るレーザ共振器端面近傍領域のp型AlGaAs第2ク
ラッド層104のキャリア濃度は、n型GaAs基板1
01の一主面が(100)から[01−1]方向に10
度傾斜しているレーザ共振器内部領域のp型AlGaA
s第2クラッド層104のキャリア濃度より低濃度であ
った。また、n型GaAs基板101の一主面が(10
0)から[01−1]方向に2度傾斜しているレーザ共
振器端面近傍領域のp型AlGaAs第3クラッド層1
06のキャリア濃度は、n型GaAs基板101の一主
面が( 100)から[01−1]方向に10度傾斜し
ているレーザ共振器内部領域のp型AlGaAs第3ク
ラッド層106のキャリア濃度より低濃度であった。
As a result, the carrier of the p-type AlGaAs second cladding layer 104 in the vicinity of the laser resonator end face where one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is tilted twice from the (100) in the [01-1] direction. The concentration is n-type GaAs substrate 1
01 is 10 from (100) in the [01-1] direction.
AlGaAs in the laser cavity inner region inclined at an angle
The concentration was lower than the carrier concentration of the second cladding layer 104. Also, one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is (10
0) The p-type AlGaAs third cladding layer 1 in the region near the end face of the laser resonator that is inclined by 2 degrees in the [01-1] direction
The carrier concentration of 06 is the carrier concentration of the p-type AlGaAs third cladding layer 106 in the laser resonator inner region where one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is inclined by 10 degrees from the (100) in the [01-1] direction. Lower concentrations.

【0051】このことから、p型AlGaAs第2クラ
ッド層104及びp型AlGaAs第3クラッド層10
6のキャリア濃度がレーザ共振器内部領域よりレーザ共
振器端面近傍領域の方が低い、半導体レーザ素子が得ら
れていることが明らかである。
Therefore, the p-type AlGaAs second cladding layer 104 and the p-type AlGaAs third cladding layer 10
It is apparent that a semiconductor laser device having a lower carrier concentration in the region near the laser cavity end face than in the region inside the laser cavity is obtained.

【0052】次に、レーザ共振器端面近傍領域に形成さ
れた前記誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜
117を除去し、公知のフォトリソグラフィー技術を用
いて、p型GaAs保護層107上に[011]又は
[0−1−1]方向に伸びたストライプ状のレジストマ
スク118を形成し、公知のエッチング技術を用いて、
p型エッチングストップ層105に到達するようにp型
GaAs保護層107とp型AlGaAs第3クラッド
層106を[011]又は[0−1−1]方向に伸びた
約3μm幅のストライプ状のリッジ115に加工する
(図2(e))。
Next, the Si x O y (x, y is 1 or more) film 117, which is the dielectric film formed in the region near the end face of the laser cavity, is removed, and the film is removed using a known photolithography technique. A resist mask 118 having a stripe shape extending in the [011] or [0-1-1] direction is formed on the type GaAs protective layer 107, and a known etching technique is used.
The p-type GaAs protective layer 107 and the p-type AlGaAs third cladding layer 106 are extended in the [011] or [0-1-1] direction into a stripe-shaped ridge having a width of about 3 μm so as to reach the p-type etching stop layer 105. It is processed into 115 (FIG. 2E).

【0053】その後、p型GaAs保護層107上に形
成されたストライプ状のレジストマスク118を除去
し、2回目のMOCVD法によって、p型GaAs保護
層107とp型AlGaAs第3クラッド層106から
なるリッジ115の側面をn型AlGaAs電流ブロッ
ク層108とp型GaAs平坦化層109で埋め込む
(図2(f))。
Thereafter, the striped resist mask 118 formed on the p-type GaAs protective layer 107 is removed, and the p-type GaAs protective layer 107 and the p-type AlGaAs third cladding layer 106 are formed by the second MOCVD method. The side surfaces of the ridge 115 are buried with an n-type AlGaAs current block layer 108 and a p-type GaAs planarization layer 109 (FIG. 2F).

【0054】次に、公知のフォトリソグラフィー技術を
用いてリッジ115の側面に形成されたp型GaAs平
坦化層109、及び、リッジ115上に形成されたp型
GaAs平坦化層109の幅40μmのストライプ状の
レーザ共振器端面近傍領域にレジストマスク119を形
成し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマスク
119開口部のn型AlGaAs電流ブロック層108
とp型GaAs平坦化層109を選択的に除去する(図
2(g))。
Next, the p-type GaAs planarization layer 109 formed on the side surface of the ridge 115 and the p-type GaAs planarization layer 109 formed on the ridge 115 having a width of 40 μm are formed by using a known photolithography technique. A resist mask 119 is formed in a region near the end face of the laser resonator having a stripe shape, and the n-type AlGaAs current blocking layer 108 at the opening of the resist mask 119 is formed by using a known etching technique.
And the p-type GaAs planarization layer 109 is selectively removed (FIG. 2G).

【0055】上記ウエハの一部を用いて、走査型電子顕
微鏡(SEM)にて、n型GaAs基板101の一主面
が(100)から[01−1]方向に2度傾斜している
レーザ共振器端面近傍領域、及び、n型GaAs基板1
01の一主面が(100)から[01−1]方向に10
度傾斜しているレーザ共振器内部領域のウエハ断面を測
定した。
Using a part of the wafer, a laser in which one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is tilted twice from (100) to [01-1] direction by a scanning electron microscope (SEM). Resonator end face vicinity region and n-type GaAs substrate 1
01 is 10 from (100) in the [01-1] direction.
The cross section of the wafer in the laser resonator inner region inclined at an angle was measured.

【0056】その結果、n型GaAs基板101の一主
面が(100)から[01−1]方向に2度傾斜してい
るレーザ共振器端面近傍領域のリッジ115上には、電
流非注入領域114となるn型AlGaAs電流ブロッ
ク層108aとp型GaAs平坦化層109aが存在
し、n型GaAs基板101の一主面が(100)から
[01−1]方向に10度傾斜しているレーザ共振器内
部領域のリッジ115上には、n型AlGaAs電流ブ
ロック層108とp型GaAs平坦化層109は全く存
在しなかった。
As a result, a current non-injection region is formed on the ridge 115 near the laser resonator end surface where one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is tilted twice from (100) in the [01-1] direction. A laser in which an n-type AlGaAs current block layer 108a and a p-type GaAs planarization layer 109a to be 114 exist, and one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is inclined by 10 degrees from (100) to [01-1] direction. The n-type AlGaAs current blocking layer 108 and the p-type GaAs planarization layer 109 did not exist at all on the ridge 115 in the resonator internal region.

【0057】これより、前記プロセスによって電流非注
入領域114が、n型GaAs基板101の一主面が
(100)から[01−1]方向に2度傾斜しているレ
ーザ共振器端面近傍領域のリッジ115上に形成され、
n型GaAs基板101の一主面が(100)から[0
1−1]方向に10度傾斜しているレーザ共振器内部領
域のリッジ115上に形成されたn型AlGaAs電流
ブロック層108とp型GaAs平坦化層109を選択
的に除去できていることが明らかである。
As a result, the current non-injection region 114 is formed in the region near the laser resonator end surface where one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is tilted twice from (100) in the [01-1] direction by the above process. Formed on the ridge 115;
One main surface of the n-type GaAs substrate 101 changes from (100) to [0
[1-1] The n-type AlGaAs current blocking layer 108 and the p-type GaAs planarization layer 109 formed on the ridge 115 in the laser resonator inner region inclined by 10 degrees in the direction can be selectively removed. it is obvious.

【0058】また、前記プロセスによる電流非注入領域
の形成において、レーザ共振器端面近傍領域とレーザ共
振器内部領域でのn型GaAs基板の一主面が(10
0)から[0−11]又は[01−1]方向に傾斜して
いる面であり、リッジ状のストライプが形成されている
方向が[011]又は[0−1−1]方向である半導体
レーザ素子であれば、n型GaAs基板101の一主面
が(100)から[01−1]方向に10度傾斜してい
るレーザ共振器内部領域のリッジ115上に形成された
n型AlGaAs電流ブロック層108とp型GaAs
平坦化層109が残りにくいので特に良い。
In the formation of the current non-injection region by the above process, one main surface of the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is (10).
A semiconductor which is a surface inclined from 0) to the [0-11] or [01-1] direction, and the direction in which the ridge-shaped stripe is formed is the [011] or [0-1-1] direction. In the case of a laser device, the n-type AlGaAs current formed on the ridge 115 in the laser resonator inner region in which one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is inclined by 10 degrees from (100) in the [01-1] direction. Block layer 108 and p-type GaAs
This is particularly preferable because the flattening layer 109 hardly remains.

【0059】その後、p型GaAs平坦化層109上に
形成されたレジストマスク119を除去し、3回目のM
OCVD法でp型GaAsコンタクト層110を形成す
る(図2(h))。さらに、上面にはp電極111、下
面にはn電極112を形成する。
Thereafter, the resist mask 119 formed on the p-type GaAs planarization layer 109 is removed, and the third M
The p-type GaAs contact layer 110 is formed by the OCVD method (FIG. 2H). Further, a p-electrode 111 is formed on the upper surface, and an n-electrode 112 is formed on the lower surface.

【0060】次に、40μm幅のレーザ共振器端面近傍
領域のほぼ中央にスクライブラインを入れて、共振器の
長さにバー状に分割する。
Next, a scribe line is inserted substantially at the center of the region near the end face of the laser resonator having a width of 40 μm, and the laser is divided into bars in the length of the resonator.

【0061】これにより、レーザ共振器端面近傍領域と
レーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板101の一
主面が、(100)から[01−1]又は[0−11]
方向に傾斜しており、リッジ状のストライプが形成され
ている方向が[011]又は[0−1−1]方向に形成
されているので、光出射方向となる[011]又は[0
−1−1]方向に対して垂直方向に共振器を形成するこ
とが可能となる。
Thus, one main surface of the n-type GaAs substrate 101 in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is changed from (100) to [01-1] or [0-11].
Since the ridge-shaped stripe is formed in the [011] or [0-1-1] direction, the light emission direction is [011] or [01].
It is possible to form a resonator in a direction perpendicular to the -1-1] direction.

【0062】最後にバーの両側の光出射端面に反射膜を
コーティングし、さらに任意のチップ幅になるように分
割して、長さ800μmの共振器のレーザ共振器端面部
に約20μmの窓領域及び電流非注入領域を有した素子
が作製される。
Finally, a light-reflecting film is coated on the light emitting end faces on both sides of the bar and further divided so as to have an arbitrary chip width, and a window area of about 20 μm is formed on the laser resonator end face of the 800 μm long resonator. And an element having a current non-injection region is manufactured.

【0063】上記製造方法によって得られる本発明の半
導体レーザ素子において、n型GaAs基板101の一
主面が(100)から[01−1]方向に10度傾斜し
ているレーザ共振器内部領域のアニール前後でのZn原
子の深さ方向分布を2次イオン質量分析(SIMS)装
置で測定した。その結果を図4に示す。
In the semiconductor laser device of the present invention obtained by the above-described manufacturing method, one main surface of the n-type GaAs substrate 101 is formed in the laser resonator inner region where the main surface is inclined by 10 degrees in the [01-1] direction from (100). The distribution of Zn atoms in the depth direction before and after annealing was measured by a secondary ion mass spectrometer (SIMS). FIG. 4 shows the results.

【0064】また、比較のために、上記の本発明の半導
体レーザ素子において、レーザ共振器内部領域とレーザ
共振器端面近傍領域での基板の一主面が(100)面か
ら[01−1]方向へ2度傾斜しているn型GaAs基
板に変更して得られる、従来技術の半導体レーザ素子の
レーザ共振器内部領域のアニール前後でのZn原子の深
さ方向分布をSIMS装置で測定した。その結果を図5
に示す。
For comparison, in the above-described semiconductor laser device of the present invention, one main surface of the substrate in the laser resonator internal region and the region near the laser resonator end face is shifted from the (100) plane to the [01-1] plane. The depth direction distribution of Zn atoms before and after annealing in the laser resonator internal region of the conventional semiconductor laser device, which was obtained by changing to an n-type GaAs substrate inclined two degrees in the direction, was measured by a SIMS apparatus. Figure 5 shows the results.
Shown in

【0065】図4,図5の縦軸は不純物原子濃度(at
oms/cm3)、横軸はp型GaAs保護層からの深
さ(μm)である。また、図4,図5において、破線が
アニール前、実線がアニール後のZn原子の深さ方向分
布を示している。
The vertical axes in FIGS. 4 and 5 indicate the impurity atom concentration (at
oms / cm 3 ), and the horizontal axis is the depth (μm) from the p-type GaAs protective layer. 4 and 5, the broken lines indicate the distribution of Zn atoms in the depth direction before annealing, and the solid lines indicate the distribution in the depth direction after annealing.

【0066】図4,図5から判るように、レーザ共振器
内部領域とレーザ共振器端面近傍領域での基板の一主面
が(100)面から[01−1]方向へ2度傾斜してい
るn型GaAs基板に変更して得られる従来技術の半導
体レーザ素子のレーザ共振器内部領域では、アニール後
において、p型導電性を示す各層のZn原子濃度が減少
しており、且つ、n型AlGaAs第1クラッド層側へ
のZn原子の拡散が見られる。しかし、本発明の半導体
レーザ素子のn型GaAs基板101の一主面が(10
0)から[01−1]方向に10度傾斜しているレーザ
共振器内部領域では、アニール後においても、n型Al
GaAs第1クラッド層102側へのZn原子の拡散と
p型導電性を示す各層104〜107でのZn原子濃度
の減少は見られない。
As can be seen from FIGS. 4 and 5, one principal surface of the substrate in the laser cavity inner region and the region near the laser cavity end surface is inclined by two degrees from the (100) plane to the [01-1] direction. In the laser cavity inside region of a conventional semiconductor laser device obtained by changing to an n-type GaAs substrate, after annealing, the Zn atom concentration of each layer exhibiting p-type conductivity is reduced, and the n-type The diffusion of Zn atoms to the AlGaAs first cladding layer side is observed. However, one main surface of the n-type GaAs substrate 101 of the semiconductor laser device of the present invention is (10
0) in the laser resonator inner region inclined 10 degrees in the [01-1] direction from the n-type Al
The diffusion of Zn atoms to the GaAs first cladding layer 102 side and the decrease in Zn atom concentration in each of the layers 104 to 107 exhibiting p-type conductivity are not observed.

【0067】このことから、レーザ共振器内部領域での
基板の一主面が(100)から[01−1]方向へ10
度傾斜しているn型GaAs基板101を用いることに
より、n型AlGaAs第1クラッド層側へのZn原子
の拡散を抑制できることが明らかである。
From this, one principal surface of the substrate in the laser cavity internal region is shifted from (100) by 10 in the [01-1] direction.
It is apparent that the use of the n-type GaAs substrate 101 inclined at a low degree can suppress the diffusion of Zn atoms to the n-type AlGaAs first cladding layer side.

【0068】上記の本発明の製造方法によって得られた
半導体レーザ素子の特性測定を行った。
The characteristics of the semiconductor laser device obtained by the above-described manufacturing method of the present invention were measured.

【0069】また、比較のために、レーザ共振器内部領
域とレーザ共振器端面近傍領域でのn型GaAs基板の
(100)面から[01−1]方向への傾斜角度がとも
に2度である、n型GaAs基板に変更して得られた従
来技術の半導体レーザ素子の特性測定も同時に行った。
For comparison, the inclination angle from the (100) plane of the n-type GaAs substrate to the [01-1] direction in the laser cavity inner region and the region near the laser cavity end face is both 2 degrees. The characteristics of a conventional semiconductor laser device obtained by changing to an n-type GaAs substrate were also measured.

【0070】その結果、CW120mWでの発振波長
(λ)は本発明及び従来技術の半導体レーザ素子ともに
785nm、本発明の半導体レーザ素子のCW120m
Wでの駆動電流(Iop)は150mA、従来技術の半
導体レーザ素子のCW120mWでの駆動電流(Io
p)は210mA、本発明の半導体レーザ素子のCW1
20mWでの駆動電圧(Vop)は2.0V、従来技術
の半導体レーザ素子のCW120mWでの駆動電圧(V
op)は2.4Vであり、本発明の半導体レーザ素子の
製造方法では、駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧
化が実現されていることが明らかである。この駆動電流
の低電流化と駆動電圧の低電圧化は、レーザ共振器内部
領域のMQW活性層103へのZn原子の拡散が低減さ
れた効果である。
As a result, the oscillation wavelength (λ) at a CW of 120 mW was 785 nm for both the semiconductor laser device of the present invention and the prior art, and the CW of 120 mW for the semiconductor laser device of the present invention.
The driving current (Iop) at 150 W is 150 mA, and the driving current (Io) at 120 W of CW of the conventional semiconductor laser device is
p) is 210 mA, CW1 of the semiconductor laser device of the present invention.
The driving voltage (Vop) at 20 mW is 2.0 V, and the driving voltage (Vop) at a CW of 120 mW of the conventional semiconductor laser device is
op) is 2.4 V, and it is clear that in the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, a lower drive current and a lower drive voltage are realized. The lowering of the driving current and the lowering of the driving voltage are the effects of reducing the diffusion of Zn atoms into the MQW active layer 103 in the laser cavity internal region.

【0071】また、これらを70℃120mWの信頼性
試験を行ったところ、従来技術の半導体レーザ素子の平
均寿命は300時間以下であるのに対し、本発明の半導
体レーザ素子では約3000時間と約10倍以上も平均
寿命が向上した。
When these semiconductors were subjected to a reliability test at 70 ° C. and 120 mW, the average life of the conventional semiconductor laser device was 300 hours or less, whereas the average life of the semiconductor laser device of the present invention was approximately 3000 hours. The average life was improved more than 10 times.

【0072】本発明の半導体レーザ素子では、レーザ共
振器端面近傍のキャリア濃度がレーザ共振器内部領域に
比べて減少しており、且つ、活性領域103と窓領域1
13のバンドギャップエネルギー差が大きくなった結
果、活性領域103で作られたレーザ光の窓領域113
における吸収が減少したためである。
In the semiconductor laser device of the present invention, the carrier concentration near the laser resonator end face is lower than that in the laser resonator inner region, and the active region 103 and the window region 1
As a result, the window region 113 of the laser beam formed in the active region 103 is increased.
This is because the absorption in

【0073】本実施例では、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[01−1]方向に傾斜しているn型GaAs基板であ
ったが、レーザ共振器内部領域及びレーザ共振器端面近
傍領域の一主面が(100)から[0−11]方向に傾
斜しているn型GaAs基板であっても、上記と同様の
効果が得られる。
In this embodiment, the n-type GaAs substrate in which the main surface inside the laser cavity and one main surface in the region near the end face of the laser cavity is inclined in the [01-1] direction from (100). The same effect as described above can be obtained even with an n-type GaAs substrate in which one main surface of the cavity internal region and the region near the end face of the laser cavity is inclined from (100) in the [0-11] direction.

【0074】本実施例では、誘電体膜であるSix
y(x,yは1以上)膜117をプラズマCVD法を用
いて形成したが、スパッタ法を用いても、Six
y(x,yは1以上)膜の形成時において、エピタキシ
ャル成長させたウエハ表面にプラズマダメージによる空
孔原子が生成され、効果的にレーザ共振器端面近傍領域
の活性層をレーザ共振器内部領域の活性層(活性領域)
より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるので、
上記と同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the dielectric film of Si x O
y (x, y is 1 or more), but the film 117 is formed using a plasma CVD method, even by using a sputtering method, Si x O
At the time of forming a y (x, y is 1 or more) film, vacancy atoms are generated by plasma damage on the surface of the epitaxially grown wafer, and the active layer in the vicinity of the laser cavity end face is effectively removed from the laser cavity internal region. Active layer (active area)
Because a window region with a wide bandgap can be formed more effectively,
The same effects as above can be obtained.

【0075】本実施例では、誘電体膜としてSix
y(x,yは1以上)膜を用いたが、Sixy,Six
yz(x,y,zは1以上)のいずれかであれば、誘電
体膜117下のp型GaAs保護層107に空孔原子が
生成することができ、効果的にレーザ共振器端面近傍領
域の活性層をレーザ共振器内部領域の活性層(活性領
域)より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるの
で、上記と同様の効果が得られる。
[0075] In the present embodiment, Si x O as a dielectric film
y (x, y is 1 or more) was used film, Si x N y, Si x O
If y N z (x, y, z is 1 or more) either it can be holes atoms to produce a p-type GaAs protective layer 107 of the lower dielectric layer 117, effectively laser resonator end face Since a window region having a wider bandgap can be effectively formed in the active layer in the vicinity region than in the active layer (active region) in the laser cavity inner region, the same effect as described above can be obtained.

【0076】本実施例では、レーザ共振器端面近傍領域
の長さは20μmであったが、10μm以上60μm以下
の範囲であれば上記と同様の効果が得られる。
In this embodiment, the length of the region in the vicinity of the end face of the laser resonator is 20 μm, but the same effect can be obtained as long as the length is in the range of 10 μm to 60 μm.

【0077】本実施例では、AlGaAs系半導体レー
ザに関して記載したが、AlGaInP系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 (実施例2)図6は実施例2の半導体レーザ素子の構造
を示す断面図である。図6において、(a)は光出射端
面を含む斜視図、(b)は図6(a)のIa−Ia'線に
おける導波路の断面図、(c)は図6(a)のIb−I
b'線における層厚方向の断面図である。また、201
はレーザ共振器内部領域の一主面が(100)から[0
11]方向に10度傾斜しており、レーザ共振器端面近
傍領域の一主面が(100)面であるn型GaAs基
板、202はn型AlGaAs第1クラッド層、203は
MQW活性層、204はp型AlGaAs第2クラッド
層、205はp型エッチングストップ層、206は共振
器方向にリッジストライプからなるp型AlGaAs第
3クラッド層、207はp型GaAs保護層、208は
リッジストライプからなるp型AlGaAs第3クラッ
ド層の側面を埋め込む様に形成されたn型AlGaAs
電流ブロック層、209はp型GaAs平坦化層、21
0はp型GaAsコンタクト層、211はp側電極、2
12はn側電極である。また、213はレーザ共振器端
面近傍のMQW活性層のバンドギャップエネルギーがレ
ーザ共振器内部のMQW活性層203のバンドギャップ
エネルギーよりも大きい領域(窓領域)、214はp型
GaAs保護層207上に形成されたn型AlGaAs
電流ブロック層208aとp型GaAs平坦化層209
aからなる電流非注入領域、215はp型AlGaAs
第3クラッド層206とp型GaAs保護層207から
なるストライプ状のリッジである。
Although the present embodiment has been described with reference to an AlGaAs-based semiconductor laser, similar effects can be obtained with an AlGaInP-based semiconductor laser. (Embodiment 2) FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a semiconductor laser device of Embodiment 2. 6, (a) is a perspective view including the light emitting end face, (b) is a cross-sectional view of the waveguide taken along the line Ia-Ia 'in FIG. 6 (a), and (c) is Ib- in FIG. 6 (a). I
It is sectional drawing of the layer thickness direction in the b 'line. Also, 201
Indicates that one principal surface of the laser cavity internal region is (100) to [0
11], an n-type GaAs substrate in which one main surface in the vicinity of the end face of the laser cavity is the (100) plane, 202 is an n-type AlGaAs first cladding layer, 203 is an MQW active layer, 204 Is a p-type AlGaAs second cladding layer, 205 is a p-type etching stop layer, 206 is a p-type AlGaAs third cladding layer composed of a ridge stripe in the resonator direction, 207 is a p-type GaAs protective layer, and 208 is a p-type ridge stripe. N-type AlGaAs formed so as to bury the side surface of the third type AlGaAs third cladding layer
A current blocking layer 209 is a p-type GaAs planarization layer, 21
0 is a p-type GaAs contact layer, 211 is a p-side electrode, 2
Reference numeral 12 denotes an n-side electrode. Reference numeral 213 denotes a region where the bandgap energy of the MQW active layer in the vicinity of the laser resonator end face is larger than the bandgap energy of the MQW active layer 203 inside the laser resonator (window region), and 214 denotes a region on the p-type GaAs protective layer 207. N-type AlGaAs formed
Current block layer 208a and p-type GaAs planarization layer 209
a, a current non-injection region 215 is a p-type AlGaAs
This is a stripe-shaped ridge composed of the third cladding layer 206 and the p-type GaAs protective layer 207.

【0078】次に製造方法について図7に基づいて説明
する。
Next, a manufacturing method will be described with reference to FIG.

【0079】基板の一主面が(1 0 0)から[0 1
1]方向に10度傾斜しているn型GaAs基板200
の表面上に厚さ0.2μm、±2%以内の分布となるよ
うにレジストを塗布し、プリベークを行った後に、露光
装置を用いてパターニングを行う。
One main surface of the substrate is changed from (1 0 0) to [0 1
N-type GaAs substrate 200 tilted 10 degrees in [1] direction
A resist is applied on the surface of the substrate so as to have a thickness of 0.2 μm and a distribution within ± 2%, and after prebaking, patterning is performed using an exposure apparatus.

【0080】この時使用するフォトマスクは、図8
(a)に示すような、2種類のストライプ状のハーフト
ーンの光遮蔽パターン(α),(β)が周期的に繰り返
されており、その周期の長さは本発明の半導体レーザ素
子のレーザ共振器長に等しい。
The photomask used at this time is shown in FIG.
As shown in (a), two types of stripe-like halftone light shielding patterns (α) and (β) are periodically repeated, and the length of the period is determined by the laser of the semiconductor laser device of the present invention. Equal to the cavity length.

【0081】前記フォトマスクのハーフトーンの光遮蔽
パターン(α)では、ストライプ方向において光透過率
が一定になるように設計されている。
The halftone light shielding pattern (α) of the photomask is designed so that the light transmittance is constant in the stripe direction.

【0082】また、前記フォトマスクのハーフトーンの
光遮蔽パターン(β)では、ストライプ方向において傾
斜的に光透過率が変化し、且つ、その光透過率傾斜が周
期的に繰り返されるパターンとなっており、その周期の
長さは図8(b)に示すように、本発明の半導体レーザ
素子のチップ幅に等しく、その周期中央での光透過率は
ハーフトーンの光遮蔽パターン(α)での光透過率と等
しくなるように設計されている。本実施例では、ハーフ
トーンの光遮蔽パターン(β)における光透過率傾斜の
相対変化量を、図8(c)に示すように、周期中央から
±25%であるものを用いた。
In the halftone light shielding pattern (β) of the photomask, the light transmittance changes in a gradient direction in the stripe direction, and the light transmittance gradient is periodically repeated. As shown in FIG. 8B, the length of the period is equal to the chip width of the semiconductor laser device of the present invention, and the light transmittance at the center of the period is the halftone light shielding pattern (α). It is designed to be equal to the light transmittance. In the present embodiment, as shown in FIG. 8 (c), a halftone light shielding pattern (β) having a relative change of the light transmittance gradient of ± 25% from the center of the period was used.

【0083】前記フォトマスクは、ハーフトーン部分の
マスク材料としてCrxyz,MowSixyz,S
xy(w,x,y,zは1以上)などを用い、ガラス
基板上へのマスク材蒸着時に、その堆積速度或いは組成
を傾斜的に変化させることにより作製できる。
[0083] The photomask, Cr x O y N z as a mask material of the halftone portion, Mo w Si x O y N z, S
It can be manufactured by using i x N y (w, x, y, z is 1 or more) or the like and changing the deposition rate or the composition at the time of vapor deposition of the mask material on the glass substrate.

【0084】露光装置を用いたパターニングは、前記フ
ォトマスクを用いて、基板の一主面が(100)から
[011]方向に10度傾斜しているn型GaAs基板
200の[011]方向とハーフトーンパターンのスト
ライプ方向が一致するようにアライメントを行い、照射
するエネルギー露光量を調整してレジストを表面から一
定深さのみ感光させる。ハーフトーンの光遮蔽パターン
(α)の部分は、図6の201におけるレーザ共振器内
部領域に相当し、ハーフトーンの光遮蔽パターン(β)
の部分は、図6の201におけるレーザ共振器端面近傍
領域に相当する。このようにして露光されたレジスト
は、ハーフトーンパターンの領域において、各々のフォ
トマスクにおける周期的な光透過率傾斜に沿ってレジス
ト内感光分子の架橋深さが変化しているため、現像,ベ
ークなど公知の処理を施す事により、図7(a)に示す
レジストマスク216が形成される。
Patterning using an exposure apparatus is performed by using the above-described photomask, in the [011] direction of the n-type GaAs substrate 200 in which one main surface is inclined by 10 degrees from the (100) direction to the [011] direction. Alignment is performed so that the stripe directions of the halftone pattern coincide with each other, the energy exposure amount to be irradiated is adjusted, and the resist is exposed only at a certain depth from the surface. The portion of the halftone light shielding pattern (α) corresponds to the region inside the laser resonator 201 in FIG. 6, and the halftone light shielding pattern (β)
6 corresponds to the region near the laser resonator end face 201 in FIG. The resist exposed in this manner is developed and baked because the cross-linking depth of the photosensitive molecules in the resist changes along the periodic light transmittance gradient in each photomask in the region of the halftone pattern. By performing a known process such as this, a resist mask 216 shown in FIG. 7A is formed.

【0085】前記レジストマスク216のレーザ共振器
端面近傍領域は、[011]方向に伸びた幅40μmの
ストライプ状に形成されており、[011]方向に傾斜
的に膜厚が変化している膜厚分布になっており、ストラ
イプのピッチはレーザ共振器長と同じ800μmとなっ
ている。また、前記レジストマスク216のレーザ共振
器内部領域は、均一な膜厚分布となっており、その膜厚
はレーザ共振器端面近傍領域の[011]方向における
チップ中心位置での膜厚と同じとなっている。
The region near the laser resonator end face of the resist mask 216 is formed in a stripe shape extending in the [011] direction and having a width of 40 μm, and the film thickness is gradually changed in the [011] direction. It has a thickness distribution, and the stripe pitch is 800 μm, which is the same as the laser cavity length. The region inside the laser cavity of the resist mask 216 has a uniform film thickness distribution, and the film thickness is the same as the film thickness at the chip center position in the [011] direction in the region near the laser cavity end face. Has become.

【0086】その後、ドライエッチング技術を用いて、
基板の一主面が(100)から[011]方向に10度
傾斜しているn型GaAs基板200の表面に形成され
たレジストマスク216が除去されるまでエッチングを
行い、図7(b)に示すn型GaAs基板201に加工
される。
Then, using a dry etching technique,
Etching is performed until the resist mask 216 formed on the surface of the n-type GaAs substrate 200 in which one main surface of the substrate is inclined at 10 degrees from the (100) direction to the [011] direction is removed, and FIG. It is processed into the n-type GaAs substrate 201 shown.

【0087】上記加工方法によって得られたn型GaA
s基板201を走査型電子顕微鏡(SEM)にて測定し
た結果、レーザ共振器内部領域の一主面は、(100)
から[011]方向に10度傾斜している面であり、レ
ーザ共振器端面近傍領域の一主面は、(100)面であ
った。
The n-type GaAs obtained by the above processing method
As a result of measuring the s-substrate 201 with a scanning electron microscope (SEM), one main surface of the inner region of the laser resonator was (100)
The plane is inclined by 10 degrees in the [011] direction from the plane, and one principal plane in the vicinity of the end face of the laser resonator is the (100) plane.

【0088】これから、レーザ共振器端面近傍領域とレ
ーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板の一主面が
(100)から同一方向に傾斜しており、レーザ共振器
端面近傍領域でのn型GaAs基板の傾斜角度をレーザ
共振器内部領域より小さく加工できていることが明らか
である。
From this, one main surface of the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity facet and the main surface in the region inside the laser cavity are inclined in the same direction from (100), and the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity facet. It is clear that the inclination angle of the GaAs substrate can be processed to be smaller than the laser cavity internal region.

【0089】次に、上記製造方法によって加工された、
レーザ共振器内部領域の一主面が(100)から[01
1]方向に10度傾斜しており、レーザ共振器端面近傍
領域の一主面が(100)面であるn型GaAs基板2
01上に順次、MOCVD法にてn型AlGaAs第1
クラッド層202、MQW活性層203、p型AlGa
As第2クラッド層204、p型エッチングストップ層
205、p型AlGaAs第3クラッド層206、p型
GaAs保護層207をエピタキシャル成長させる(図
7(c))。
Next, processed by the above manufacturing method,
One main surface of the laser cavity internal region is changed from (100) to [01].
N] type GaAs substrate 2 inclined at 10 degrees in the [1] direction and having one (100) plane as one principal surface in the vicinity of the laser resonator end face.
01 on the n-type AlGaAs first by MOCVD.
Clad layer 202, MQW active layer 203, p-type AlGa
The As second cladding layer 204, the p-type etching stop layer 205, the p-type AlGaAs third cladding layer 206, and the p-type GaAs protection layer 207 are epitaxially grown (FIG. 7C).

【0090】その後、n型GaAs基板201の一主面
が(100)面であるレーザ共振器端面近傍領域のp型
GaAs保護層207の表面に、プラズマCVD法とフ
ォトリソグラフィー法によって、リッジストライプと直
交する方向に幅40μmのストライプ状の誘電体膜21
7を形成する。なお、本実施例では、誘電体膜217と
してSixy(x,yは1以上)膜を用い、ストライプ
のピッチは共振器長と同じ800μmとした(図7
(d))。
Thereafter, a ridge stripe is formed on the surface of the p-type GaAs protective layer 207 in the region near the laser resonator end face where one main surface of the n-type GaAs substrate 201 is the (100) plane by plasma CVD and photolithography. Striped dielectric film 21 having a width of 40 μm in a direction orthogonal to the direction
7 is formed. In the present embodiment, Si x O y as a dielectric film 217 (x, y is 1 or more) with a film, the pitch of the stripe was the same 800μm as the resonator length (Fig. 7
(D)).

【0091】次に、RTA法によるアニールによって、
誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜217直
下のMQW活性層(窓領域)213のバンドギャップエ
ネルギーをレーザ共振器内部領域のMQW活性層(活性
領域)203のバンドギャップエネルギーよりも大きく
させる。
Next, annealing by the RTA method is performed.
The band gap energy of the MQW active layer (window region) 213 immediately below the Si x O y (x, y is 1 or more) film 217 which is a dielectric film is changed to the band of the MQW active layer (active region) 203 in the laser cavity internal region. Make it larger than the gap energy.

【0092】上記RTA法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、PL法にて、窓領域213と活性領域2
03のそれぞれの波長を測定した。
Using a part of the wafer annealed by the RTA method, the window region 213 and the active region 2 are formed by the PL method.
03 were measured.

【0093】その結果、レーザ共振器内部領域での基板
の一主面が(100)から[011]方向に10度傾斜
しており、レーザ共振器端面近傍領域での基板の一主面
が(100)面であるn型GaAs基板201を用いた
本発明の製造方法によって得られたウエハでは、窓領域
213からの発光スペクトルは、活性領域203からの
発光スペクトルよりも30nm短波長側に波長シフトし
ていた。
As a result, one principal surface of the substrate in the region inside the laser resonator is inclined by 10 degrees from (100) to the [011] direction, and one principal surface of the substrate in the region near the end surface of the laser resonator is ( In the wafer obtained by the manufacturing method of the present invention using the n-type GaAs substrate 201 which is the (100) plane, the emission spectrum from the window region 213 shifts to a wavelength shorter by 30 nm than the emission spectrum from the active region 203. Was.

【0094】このことから、レーザ共振器端面近傍領域
とレーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板の一主面
が(100)から同一方向に傾斜しており、前記レーザ
共振器端面近傍領域でのn型GaAs基板の傾斜角度が
レーザ共振器内部領域より小さく、レーザ共振器端面近
傍領域の前記活性層のバンドギャップがレーザ共振器内
部領域の活性層のバンドギャップより大きい半導体レー
ザ素子が得られていることが明らかである。
From this, one main surface of the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity facet and in the region inside the laser cavity are inclined in the same direction from (100), and in the region near the laser cavity facet. A semiconductor laser device in which the tilt angle of the n-type GaAs substrate is smaller than the laser cavity internal region and the band gap of the active layer in the region near the laser cavity end face is larger than the band gap of the active layer in the laser cavity internal region. It is clear that

【0095】さらに、上記アニール後のウエハの一部を
用いて、C−V法にて、n型GaAs基板201の一主
面が(100)面であるレーザ共振器端面近傍領域のp
型AlGaAs第2,3クラッド層204,206のキ
ャリア濃度と、n型GaAs基板201の一主面が(1
00)から[011]方向に10度傾斜しているレーザ
共振器内部領域のp型AlGaAs第2,3クラッド層
204,206のキャリア濃度の測定を行った。
Further, using a part of the wafer after the annealing, the C-V method is used to form the p-type region in the vicinity of the laser cavity facet where one main surface of the n-type GaAs substrate 201 is the (100) plane.
The carrier concentration of the second and third cladding layers 204 and 206 of the n-type AlGaAs and one main surface of the n-type GaAs substrate 201 are (1).
The carrier concentration of the p-type AlGaAs second and third cladding layers 204 and 206 in the laser resonator inner region inclined by 10 degrees from [00] to the [011] direction was measured.

【0096】その結果、n型GaAs基板201の一主
面が(100)面であるレーザ共振器端面近傍領域のp
型AlGaAs第2クラッド層204のキャリア濃度
は、n型GaAs基板201の一主面が(100)から
[011]方向に10度傾斜しているレーザ共振器内部
領域のp型AlGaAs第2クラッド層204のキャリ
ア濃度より低濃度であった。また、n型GaAs基板2
01の一主面が(100)面であるレーザ共振器端面近
傍領域のp型AlGaAs第3クラッド層206のキャ
リア濃度は、n型GaAs基板201の一主面が(10
0)から[011]方向に10度傾斜しているレーザ共
振器内部領域のp型AlGaAs第3クラッド層206
のキャリア濃度より低濃度であった。
As a result, p in the region near the end face of the laser resonator in which one main surface of the n-type GaAs substrate 201 is the (100) plane.
The carrier concentration of the second AlGaAs second cladding layer 204 is such that the one main surface of the n-type GaAs substrate 201 is inclined by 10 degrees from the (100) direction to the [011] direction in the p-type AlGaAs second cladding layer in the laser resonator inner region. 204 was lower than the carrier concentration. Further, the n-type GaAs substrate 2
The carrier concentration of the p-type AlGaAs third cladding layer 206 in the region near the laser cavity facet where one principal surface of the n-type GaAs substrate 101 is (100) plane is (10)
0) The p-type AlGaAs third cladding layer 206 in the laser cavity inner region inclined by 10 degrees in the [011] direction from the [011] direction.
Was lower than the carrier concentration.

【0097】このことから、p型AlGaAs第2クラ
ッド層204及びp型AlGaAs第3クラッド層20
6のキャリア濃度がレーザ共振器内部領域よりレーザ共
振器端面近傍領域の方が低い、半導体レーザ素子が得ら
れていることが明らかである。
Thus, the p-type AlGaAs second cladding layer 204 and the p-type AlGaAs third cladding layer 20
It is apparent that a semiconductor laser device having a lower carrier concentration in the region near the laser cavity end face than in the region inside the laser cavity is obtained.

【0098】次に、レーザ共振器端面近傍領域に形成さ
れた前記誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜
217を除去し、公知のフォトリソグラフィー技術を用
いてp型GaAs保護層207上に[01−1]又は
[0−11]方向に伸びたストライプ状のレジストマス
ク218を形成し、公知のエッチング技術を用いて、p
型エッチングストップ層205に到達するようにp型G
aAs保護層207とp型AlGaAs第3クラッド層
206を[01−1]又は[0−11]方向に伸びた約
3μm幅のストライプ状のリッジ215に加工する(図
7(e))。
Next, the Si x O y (x, y is 1 or more) film 217 which is the dielectric film formed in the region near the end face of the laser resonator is removed, and the p-type film is formed by using a known photolithography technique. A stripe-shaped resist mask 218 extending in the [01-1] or [0-11] direction is formed on the GaAs protective layer 207, and p is formed using a known etching technique.
P type G so as to reach the type etching stop layer 205.
The aAs protective layer 207 and the p-type AlGaAs third cladding layer 206 are processed into a striped ridge 215 having a width of about 3 μm and extending in the [01-1] or [0-11] direction (FIG. 7E).

【0099】その後、p型GaAs保護層207上に形
成されたストライプ状のレジストマスク218を除去
し、2回目のMOCVD法によって、p型GaAs保護
層207とp型AlGaAs第3クラッド層206から
なるリッジ215の側面をn型AlGaAs電流ブロッ
ク層208とp型GaAs平坦化層209で埋め込む
(図7(f))。
Thereafter, the striped resist mask 218 formed on the p-type GaAs protective layer 207 is removed, and the p-type GaAs protective layer 207 and the p-type AlGaAs third cladding layer 206 are formed by the second MOCVD method. The side surface of the ridge 215 is embedded with an n-type AlGaAs current block layer 208 and a p-type GaAs planarization layer 209 (FIG. 7F).

【0100】上記ウエハの一部を用いて、SEMにて、
ウエハ断面を測定した結果、リッジ215の側面はn型
AlGaAs電流ブロック層208とp型GaAs平坦
化層209によって、非常に平坦に埋め込まれており、
また、p型AlGaAs第3クラッド層206のp型G
aAs保護層207側(上側)のリッジストライプ幅の
ウエハ面内でのバラツキは±10%と非常に制御良くリ
ッジ215が形成されていた。
Using a part of the wafer, SEM
As a result of measuring the cross section of the wafer, the side surface of the ridge 215 is very flatly buried by the n-type AlGaAs current blocking layer 208 and the p-type GaAs planarization layer 209.
Also, the p-type G of the p-type AlGaAs third cladding layer 206
The variation of the ridge stripe width on the aAs protective layer 207 side (upper side) in the wafer surface was ± 10%, and the ridge 215 was formed with very good control.

【0101】上側リッジストライプ幅が狭すぎると、p
型GaAs保護層207が傾くプロセス不良が発生しや
すくなることから、レーザ共振器端面近傍領域とレーザ
共振器内部領域でのn型GaAs基板の一主面が(10
0)から[011]又は[0−1−1]方向に傾斜して
いる面であり、リッジ状のストライプが形成されている
方向が[0−11]又は[01−1]方向である、本発
明の半導体レーザ素子を用いることにより、ウエハ全面
で歩留まり良く半導体レーザ素子を作製できることがわ
かる。
If the width of the upper ridge stripe is too narrow, p
Since the process failure in which the n-type GaAs protective layer 207 is inclined is likely to occur, one main surface of the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity end face and the region inside the laser cavity is (10).
0) is a surface inclined in the [011] or [0-1-1] direction, and the direction in which the ridge-shaped stripe is formed is the [0-11] or [01-1] direction. It can be seen that by using the semiconductor laser device of the present invention, a semiconductor laser device can be manufactured with high yield over the entire surface of the wafer.

【0102】さらに、上記ウエハの電流狭窄部をX線回
折法にて測定した。n型AlGaAs電流ブロック層2
08の結晶性が悪ければ、電流狭窄部としての機能が低
下し、リーク電流が発生する可能性があるが、測定した
結果、n型AlGaAs電流ブロック層208の半値幅
は非常に狭く、結晶性の良好な膜が得られており、特に
問題が無い結果であった。
Further, the current confinement portion of the wafer was measured by an X-ray diffraction method. n-type AlGaAs current blocking layer 2
If the crystallinity of Sample No. 08 is poor, the function as a current confinement part may be reduced and a leak current may occur. However, as a result of the measurement, the half-width of the n-type AlGaAs current block layer 208 is very narrow, Was obtained, and there was no problem in particular.

【0103】次に、公知のフォトリソグラフィー技術を
用いてリッジ215の側面に形成されたp型GaAs平
坦化層209、及び、リッジ215上に形成されたp型
GaAs平坦化層209の幅40μmのストライプ状の
レーザ共振器端面近傍領域にレジストマスク219を形
成し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマスク
219開口部のn型AlGaAs電流ブロック層208
とp型GaAs平坦化層209を選択的に除去する(図
7(g))。
Next, the p-type GaAs planarization layer 209 formed on the side surface of the ridge 215 and the p-type GaAs planarization layer 209 formed on the ridge 215 having a width of 40 μm are formed by using a known photolithography technique. A resist mask 219 is formed in a region near the end face of the stripe-shaped laser resonator, and the n-type AlGaAs current blocking layer 208 at the opening of the resist mask 219 is formed by a known etching technique.
And the p-type GaAs planarization layer 209 is selectively removed (FIG. 7G).

【0104】リッジ215上に形成されたn型AlGa
As電流ブロック層208とp型GaAs平坦化層20
9を除去する工程が、電流非注入領域214の形成工程
を兼ねるので、工程数の削減が可能となっており、さら
に、前記プロセスによって形成された電流非注入領域2
14が、窓領域213の直上になっているので、窓領域
への電流注入を防ぎ、窓領域の空孔欠陥の存在によるキ
ャリア損失を抑えられるので、発光に寄与しない無効電
流が低減される。
N-type AlGa formed on ridge 215
As current blocking layer 208 and p-type GaAs planarization layer 20
9 is also used as the step of forming the current non-injection region 214, so that the number of steps can be reduced. Further, the current non-injection region 2 formed by the above-described process can be reduced.
Since 14 is located immediately above the window region 213, current injection into the window region is prevented, and carrier loss due to the presence of vacancy defects in the window region can be suppressed, so that reactive current that does not contribute to light emission is reduced.

【0105】その後、p型GaAs平坦化層209上に
形成されたレジストマスク219を除去し、3回目のM
OCVD法でp型GaAsコンタクト層210を形成す
る(図7(h))。さらに、上面にはp電極211、下
面にはn電極212を形成する。
Thereafter, the resist mask 219 formed on the p-type GaAs planarization layer 209 is removed, and the third M
The p-type GaAs contact layer 210 is formed by the OCVD method (FIG. 7H). Further, a p-electrode 211 is formed on the upper surface, and an n-electrode 212 is formed on the lower surface.

【0106】次に、40μm幅のレーザ共振器端面近傍
領域のほぼ中央にスクライブラインを入れて、共振器の
長さにバー状に分割する。
Next, a scribe line is inserted almost in the center of the region near the end face of the laser resonator having a width of 40 μm, and the laser is divided into bars in the length of the resonator.

【0107】これにより、レーザ共振器端面近傍領域と
レーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板201の一
主面が、(100)から[011]又は[0−1−1]
方向に傾斜しており、リッジ状のストライプが形成され
ている方向が[01−1]又は[0−11]方向に形成
されているので、光出射方向となる[01−1]又は
[0−11]方向に対して垂直方向に共振器を形成する
ことが可能となる。
Thus, one main surface of the n-type GaAs substrate 201 in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is changed from (100) to [011] or [0-1-1].
Since the ridge-shaped stripe is formed in the [01-1] or [0-11] direction, the light emission direction is [01-1] or [0-1]. [-11] The resonator can be formed in a direction perpendicular to the direction.

【0108】最後にバーの両側の光出射に反射膜をコー
ティングし、さらに任意のチップ幅になるように分割し
て、長さ800μmの共振器のレーザ共振器端面部に約
20μmの窓領域及び電流非注入領域を有した素子が作
製される。
Finally, the light emission on both sides of the bar is coated with a reflection film, and further divided so as to have an arbitrary chip width. A window region of about 20 μm and a laser cavity end face of an 800 μm length resonator are formed. An element having a current non-injection region is manufactured.

【0109】上記の本発明の製造方法によって得られた
半導体レーザ素子の特性測定を行った。
The characteristics of the semiconductor laser device obtained by the above-described manufacturing method of the present invention were measured.

【0110】また、比較のために、レーザ共振器内部領
域とレーザ共振器端面近傍領域での基板の一主面が(1
00)面から[011]方向へ10度傾斜しているn型
GaAs基板に変更して得られた従来技術の半導体レー
ザ素子の特性測定も同時に行った。
For comparison, one principal surface of the substrate in the laser cavity internal region and the region near the laser cavity end face is (1).
The characteristics of a conventional semiconductor laser device obtained by changing to an n-type GaAs substrate inclined at 10 degrees from the (00) plane to the [011] direction were also measured.

【0111】その結果、CW120mWでの発振波長
(λ)は本発明及び従来技術の半導体レーザ素子ともに
785nmであり、最大光出力試験の結果は、従来技術
の半導体レーザ素子の最大光出力は220mW、本発明
の半導体レーザ素子では300mW以上の光出力におい
てもCODフリーであり、これらを70℃120mWの
信頼性試験を行ったところ、従来技術の半導体レーザ素
子の平均寿命は100時間以下であるのに対し、本発明
の半導体レーザ素子では約3000時間と約30倍以上
も平均寿命が向上した。
As a result, the oscillation wavelength (λ) at CW of 120 mW was 785 nm for both the present invention and the prior art semiconductor laser device, and the result of the maximum light output test showed that the maximum light output of the prior art semiconductor laser device was 220 mW. The semiconductor laser device of the present invention is COD-free even at an optical output of 300 mW or more. When these devices were subjected to a reliability test at 70 ° C. and 120 mW, the average life of the conventional semiconductor laser device was 100 hours or less. On the other hand, in the semiconductor laser device of the present invention, the average life was improved to about 3000 hours, that is, about 30 times or more.

【0112】本発明の半導体レーザ素子では、レーザ共
振器端面近傍のキャリア濃度がレーザ共振器内部領域に
比べて減少しており、且つ、活性領域203と窓領域2
13のバンドギャップエネルギー差が大きくなった結
果、活性領域203で作られたレーザ光の窓領域213
における吸収が減少したためである。
In the semiconductor laser device of the present invention, the carrier concentration near the laser resonator end face is lower than that in the laser resonator inner region, and the active region 203 and the window region 2
13, the window region 213 of the laser beam formed in the active region 203 is increased.
This is because the absorption in

【0113】本実施例では、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[011]方向に傾斜しているn型GaAs基板であっ
たが、レーザ共振器内部領域及びレーザ共振器端面近傍
領域の一主面が(100)から[0−1−1]方向に傾
斜しているn型GaAs基板であっても、上記と同様の
効果が得られる。
In this embodiment, the n-type GaAs substrate in which the main surface inside the laser cavity and one main surface near the laser cavity end face is inclined from the (100) direction to the [011] direction is used. The same effect as described above can be obtained even with an n-type GaAs substrate in which the inner region and one main surface near the laser resonator end surface are inclined in the [0-1-1] direction from (100).

【0114】本実施例では、誘電体膜であるSix
y(x,yは1以上)膜217をプラズマCVD法を用
いて形成したが、スパッタ法を用いても、Six
y(x,yは1以上)膜の形成時において、エピタキシ
ャル成長させたウエハ表面にプラズマダメージによる空
孔原子が生成され、効果的にレーザ共振器端面近傍領域
の活性層をレーザ共振器内部領域の活性層(活性領域)
より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるので、
上記と同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the dielectric film of Si x O
y (x, y is 1 or more), but the film 217 is formed using a plasma CVD method, even by using a sputtering method, Si x O
At the time of forming a y (x, y is 1 or more) film, vacancy atoms are generated by plasma damage on the surface of the epitaxially grown wafer, and the active layer in the vicinity of the laser cavity end face is effectively removed from the laser cavity internal region. Active layer (active area)
Because a window region with a wide bandgap can be formed more effectively,
The same effects as above can be obtained.

【0115】本実施例では、誘電体膜としてSix
y(x,yは1以上)膜を用いたが、Sixy,Six
yz(x,y,zは1以上)のいずれかであれば、誘電
体膜217下のp型GaAs保護層207に空孔原子が
生成することができ、効果的にレーザ共振器端面近傍領
域の活性層をレーザ共振器内部領域の活性層(活性領
域)より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるの
で、上記と同様の効果が得られる。
[0115] In the present embodiment, Si x O as a dielectric film
y (x, y is 1 or more) was used film, Si x N y, Si x O
If y N z (x, y, z is 1 or more) either it can be holes atoms to produce a p-type GaAs protective layer 207 of the lower dielectric layer 217, effectively laser resonator end face Since a window region having a wider bandgap can be effectively formed in the active layer in the vicinity region than in the active layer (active region) in the laser cavity inner region, the same effect as described above can be obtained.

【0116】本実施例では、レーザ共振器端面近傍領域
の長さは20μmであったが、10μm以上60μm以下
の範囲であれば上記と同様の効果が得られる。
In this embodiment, the length of the region in the vicinity of the end face of the laser resonator is 20 μm. However, if the length is in the range of 10 μm to 60 μm, the same effect as described above can be obtained.

【0117】本実施例では、AlGaAs系半導体レー
ザに関して記載したが、AlGaInP系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 (実施例3)本実施例では、実施例2に記載の本発明の
半導体レーザ素子における、レーザ共振器端面近傍領域
でのn型GaAs基板の(100)面からの傾斜角度に
ついて検討する。
In this embodiment, an AlGaAs semiconductor laser has been described. However, similar effects can be obtained with an AlGaInP semiconductor laser. (Embodiment 3) In this embodiment, the inclination angle of the n-type GaAs substrate from the (100) plane in the region near the laser resonator end face in the semiconductor laser device of the present invention described in Embodiment 2 will be examined.

【0118】まず、実施例2に記載の製造方法を用い
て、レーザ共振器内部領域での基板の一主面が(10
0)から[011]方向に10度傾斜しており、レーザ
共振器端面近傍領域での基板の一主面が(100)から
[011]方向に0,2,5,10,15,20度傾斜
している6種類のn型GaAs基板を準備した。
First, using the manufacturing method described in the second embodiment, one principal surface of the substrate in the laser cavity inner region is (10%).
0) is inclined 10 degrees in the [011] direction from the (100), and one principal surface of the substrate in the vicinity of the laser cavity end face is 0, 2, 5, 10, 15, 20 degrees in the [011] direction from the (100). Six kinds of inclined n-type GaAs substrates were prepared.

【0119】次に、上記6種類のn型GaAs基板上の
それぞれに順次、MOCVD法にてn型AlGaAs第
1クラッド層、MQW活性層、p型AlGaAs第2ク
ラッド層、p型エッチングストップ層、p型AlGaA
s第3クラッド層、p型GaAs保護層をエピタキシャ
ル成長させる。
Next, the n-type AlGaAs first cladding layer, MQW active layer, p-type AlGaAs second cladding layer, p-type etching stop layer, p-type AlGaAs
An s third cladding layer and a p-type GaAs protective layer are epitaxially grown.

【0120】その後、上記6種類のウエハのレーザ共振
器端面近傍領域のp型GaAs保護層の表面に、プラズ
マCVD法とフォトリソグラフィー法によって、リッジ
ストライプと直交する方向に幅40μmのストライプ状
に、誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜を形
成する。
Thereafter, the surface of the p-type GaAs protective layer in the vicinity of the laser cavity end face of each of the six types of wafers was formed into a stripe shape having a width of 40 μm in a direction orthogonal to the ridge stripe by plasma CVD and photolithography. a dielectric film Si x O y (x, y is 1 or more) to form a film.

【0121】次に、上記6種類のウエハにそれぞれRT
A法によるアニールを行った。
Next, RT is applied to each of the above six types of wafers.
Annealing by the method A was performed.

【0122】上記RTA法によるアニール後の6種類の
ウエハの一部を用いて、PL法にて、誘電体膜であるS
xy(x,yは1以上)膜直下のMQW活性層(窓領
域)とレーザ共振器内部領域のMQW活性層(活性領
域)のそれぞれの波長を測定した。
Using a part of the six types of wafers annealed by the RTA method, a PL film is
i x O y (x, y is 1 or more) MQW active layer immediately below layer (window area) and the MQW active layer of the laser resonator inner area of each of the wavelengths of the (active area) were measured.

【0123】前記PL測定における、レーザ共振器端面
近傍領域でのn型GaAs基板の傾斜角度と、活性領域
の波長に対する窓領域の波長シフト量の関係を図9に示
す。この時の活性領域の波長に対して窓領域の波長は全
て短波長側へシフトしていた。図9の縦軸は活性領域の
波長に対する窓領域の波長シフト量(nm)、横軸はレ
ーザ共振器端面近傍領域でのn型GaAs基板の傾斜角
度(度)である。
FIG. 9 shows the relationship between the tilt angle of the n-type GaAs substrate in the region near the laser cavity facet and the amount of wavelength shift of the window region with respect to the wavelength of the active region in the PL measurement. At this time, all the wavelengths in the window region were shifted to the shorter wavelength side with respect to the wavelength in the active region. The vertical axis in FIG. 9 represents the wavelength shift amount (nm) of the window region with respect to the wavelength of the active region, and the horizontal axis represents the tilt angle (degree) of the n-type GaAs substrate in the region near the laser resonator end face.

【0124】図9から判るように、レーザ共振器端面近
傍領域での基板の一主面が(100)から[011]方
向へ0,2度傾斜しているn型GaAs基板を用いて得
られたウエハでは、Sixy(x,yは1以上)膜直下
のMQW活性層からの発光スペクトルは、レーザ共振器
内部領域のMQW活性層からの発光スペクトルよりも3
0nm短波長側に波長シフトし、また、レーザ共振器端
面近傍領域での基板の一主面が(100)から[01
1]方向へ10,15,20度傾斜しているn型GaA
s基板を用いて得られたウエハでは、Sixy(x,y
は1以上)膜直下のMQW活性層からの発光スペクトル
は、レーザ共振器内部領域のMQW活性層からの発光ス
ペクトルと同じ波長であり、全く波長シフトしなかっ
た。
As can be seen from FIG. 9, one main surface of the substrate in the region near the laser cavity end face is obtained by using an n-type GaAs substrate inclined from the (100) to the [011] direction by 0 or 2 degrees. the wafer, Si x O y (x, y is 1 or more) film emission spectrum from the MQW active layer immediately below, 3 than the emission spectrum from the MQW active layer of the laser resonator inner area
The wavelength is shifted to the shorter wavelength side by 0 nm, and one main surface of the substrate in the region near the end face of the laser resonator changes from (100) to [01].
N-type GaAs inclined at 10, 15, and 20 degrees in the [1] direction
s at wafer obtained by using the substrate, Si x O y (x, y
The emission spectrum from the MQW active layer immediately below the film had the same wavelength as the emission spectrum from the MQW active layer in the inner region of the laser resonator, and there was no wavelength shift.

【0125】また、上記RTA法によるアニール後の6
種類のウエハを引き続き、実施例2に記載の製造方法を
用いて、半導体レーザ素子を作製し、前記6種類の半導
体レーザ素子のそれぞれに対して、最大光出力試験を行
った。
Further, after annealing by the RTA method, 6
Subsequently, semiconductor laser devices were manufactured from the wafers of the types by using the manufacturing method described in Example 2, and a maximum light output test was performed on each of the six types of semiconductor laser devices.

【0126】その結果、レーザ共振器端面近傍領域での
基板の一主面が(100)から[011]方向へ5,1
0,15,20度傾斜しているn型GaAs基板を用い
て得られた半導体レーザ素子では、160〜220mW
であり、また、レーザ共振器端面近傍領域での基板の一
主面が(100)から[011]方向へ0,2度傾斜し
ているn型GaAs基板を用いて得られた半導体レーザ
素子では、300mW以上の光出力においてもCODフ
リーであった。
As a result, one main surface of the substrate in the region near the laser cavity end face is shifted from (100) to [011] direction by 5, 1
In a semiconductor laser device obtained using an n-type GaAs substrate inclined at 0, 15, and 20 degrees, 160 to 220 mW is used.
Further, in a semiconductor laser device obtained by using an n-type GaAs substrate in which one principal surface of the substrate in the region near the end face of the laser resonator is inclined from the (100) by 0 or 2 degrees in the [011] direction. And COD-free even at an optical output of 300 mW or more.

【0127】このことから、レーザ共振器端面近傍領域
でのn型GaAs基板の(100)面からの傾斜角度を
0度以上5度未満にすることにより、CODフリーであ
る半導体レーザ素子を作製できる事が明らかである。
Accordingly, a COD-free semiconductor laser device can be manufactured by setting the inclination angle of the n-type GaAs substrate from the (100) plane in the region near the laser cavity facet to 0 ° or more and less than 5 °. The thing is clear.

【0128】本実施例では、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[011]方向に傾斜しているn型GaAs基板を用い
る、実施例2に記載の半導体レーザ素子及びその製造方
法を用いて検討を行ったが、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[01−1]方向に傾斜しているn型GaAs基板を用
いる、実施例1に記載の半導体レーザ素子及びその製造
方法を用いても、上記と同様の効果が得られる。 (実施例4)本実施例では、実施例2に記載の本発明の
半導体レーザ素子における、レーザ共振器内部領域での
n型GaAs基板の(100)面からの傾斜角度につい
て検討する。
In the present embodiment, an n-type GaAs substrate in which one main surface of the laser cavity inner region and the region near the laser cavity end face is inclined in the [011] direction from (100) is used. Were examined using the semiconductor laser device and the method for manufacturing the semiconductor laser device described above, and one main surface of the laser resonator inner region and the region near the laser resonator end surface is inclined from (100) to the [01-1] direction. The same effects as described above can be obtained by using the semiconductor laser device described in the first embodiment and the method for manufacturing the same using a GaAs substrate. (Embodiment 4) In this embodiment, the inclination angle of the n-type GaAs substrate from the (100) plane in the laser resonator inner region in the semiconductor laser device of the present invention described in Embodiment 2 will be examined.

【0129】まず、実施例2に記載の製造方法を用い
て、レーザ共振器端面近傍領域での基板の一主面が(1
00)面であり、レーザ共振器内部領域での基板の一主
面が(100)から[011]方向に0,2,5,1
0,15,20度傾斜している6種類のn型GaAs基
板を準備した。
First, using the manufacturing method described in the second embodiment, one principal surface of the substrate in the region near the laser cavity end face is (1).
00) plane, and one main surface of the substrate in the laser cavity inner region is 0, 2, 5, 1 from (100) in the [011] direction.
Six types of n-type GaAs substrates inclined at 0, 15, and 20 degrees were prepared.

【0130】次に、上記6種類のn型GaAs基板上の
それぞれに順次、MOCVD法にてn型AlGaAs第
1クラッド層、MQW活性層、p型AlGaAs第2ク
ラッド層、p型エッチングストップ層、p型AlGaA
s第3クラッド層、p型GaAs保護層をエピタキシャ
ル成長させる。
Next, the n-type AlGaAs first cladding layer, MQW active layer, p-type AlGaAs second cladding layer, p-type etching stop layer, p-type AlGaAs
An s third cladding layer and a p-type GaAs protective layer are epitaxially grown.

【0131】その後、上記6種類のウエハのレーザ共振
器端面近傍領域のp型GaAs保護層の表面に、プラズ
マCVD法とフォトリソグラフィー法によって、リッジ
ストライプと直交する方向に幅40μmのストライプ状
に、誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜を形
成する。
Thereafter, the surface of the p-type GaAs protective layer in the region near the laser cavity end face of each of the six types of wafers was formed into a stripe shape having a width of 40 μm in a direction orthogonal to the ridge stripe by plasma CVD and photolithography. a dielectric film Si x O y (x, y is 1 or more) to form a film.

【0132】次に、上記6種類のウエハにそれぞれRT
A法によるアニールを行った。
Next, RT is applied to each of the above six types of wafers.
Annealing by the method A was performed.

【0133】上記RTA法によるアニール後の6種類の
ウエハの一部を用いて、レーザ共振器内部領域をX線回
折装置によるロッキングカーブ測定を行った。
Using a part of the six kinds of wafers annealed by the RTA method, the inside of the laser resonator was subjected to rocking curve measurement using an X-ray diffraction apparatus.

【0134】前記ロッキングカーブ測定におけるレーザ
共振器内部領域での活性層近傍のAlGaAsピークの
半値幅とレーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板の
傾斜角度の関係を図10に示す。
FIG. 10 shows the relationship between the half-width of the AlGaAs peak near the active layer in the laser resonator internal region and the inclination angle of the n-type GaAs substrate in the laser resonator internal region in the rocking curve measurement.

【0135】図10の縦軸はAlGaAsピークの半値
幅(秒)、横軸はレーザ共振器内部領域でのn型GaA
s基板の(100)面からの傾斜角度(度)である。
The vertical axis in FIG. 10 is the half width (second) of the AlGaAs peak, and the horizontal axis is n-type GaAs in the laser resonator internal region.
This is the inclination angle (degree) from the (100) plane of the s substrate.

【0136】図10から判るように、レーザ共振器内部
領域でのAlGaAsピークの半値幅が小さいのは、レ
ーザ共振器内部領域でのn型GaAs基板の(100)
面から[011]方向への傾斜角度が5,10,15度
傾斜した基板を用いたウエハであり、0,2,20度傾
斜した基板を用いたウエハでのAlGaAsピークの半
値幅は非常に広い。
As can be seen from FIG. 10, the half-width of the AlGaAs peak in the laser cavity internal region is small because of the (100) of the n-type GaAs substrate in the laser cavity internal region.
The half-width of the AlGaAs peak in a wafer using a substrate having a tilt angle of 5, 10, 15 degrees from the surface to the [011] direction is very small. wide.

【0137】ロッキングカーブの半値幅は、エピタキシ
ャル成長されたAlGaAsの結晶性を表しており、半
値幅が狭いほど結晶性が良く、また、図10に示すAl
GaAsピークの半値幅は、活性層近傍に位置するAl
GaAsピークの半値幅であることから、レーザ共振器
内部領域でのn型GaAs基板の(100)面から[0
11]方向への傾斜角度が5度以上15度以下の範囲で
ある場合、RTA法によるアニールを行っても、エピタ
キシャル成長された活性層近傍の結晶性の劣化を抑制で
きる事が明らかである。
The half-width of the rocking curve indicates the crystallinity of the epitaxially grown AlGaAs. The narrower the half-width, the better the crystallinity.
The FWHM of the GaAs peak is the Al width near the active layer.
Since the FWHM is the half-width of the GaAs peak, [0] from the (100) plane of the n-type GaAs substrate in the laser cavity internal region.
It is apparent that when the inclination angle to the [11] direction is in the range of 5 degrees or more and 15 degrees or less, the deterioration of crystallinity in the vicinity of the epitaxially grown active layer can be suppressed even by annealing by the RTA method.

【0138】また、上記RTA法によるアニール後の6
種類のウエハを引き続き、実施例2に記載の製造方法を
用いて、半導体レーザ素子を作製し、前記6種類の半導
体レーザ素子のそれぞれに対して、70℃120mWで
の長期信頼性試験を行った。その結果、レーザ共振器内
部領域での基板の一主面が(100)から[011]方
向へ0,2,20度傾斜しているn型GaAs基板を用
いて得られた半導体レーザ素子の平均寿命は100〜3
00時間であるのに対し、レーザ共振器内部領域での基
板の一主面が(100)から[011]方向へ5,1
0,15度傾斜しているn型GaAs基板を用いて得ら
れた半導体レーザ素子の平均寿命は3000時間以上で
あった。
Further, after annealing by the RTA method, 6
Subsequently, semiconductor laser devices were manufactured using the manufacturing method described in Example 2, and a long-term reliability test was performed on each of the six types of semiconductor laser devices at 70 ° C. and 120 mW. . As a result, the average of the semiconductor laser device obtained by using the n-type GaAs substrate in which one main surface of the substrate in the laser cavity inner region is inclined from the (100) by 0, 2, and 20 degrees in the [011] direction. Life is 100-3
In contrast to the time of 00 hours, one main surface of the substrate in the laser cavity internal region is shifted from (100) to [011] direction by 5, 1
The average life of the semiconductor laser device obtained by using the n-type GaAs substrate inclined by 0.15 degrees was 3000 hours or more.

【0139】このことから、レーザ共振器内部領域での
n型GaAs基板の(100)面からの傾斜角度を5度
以上15度以下にすることにより、高品質で高信頼性で
ある半導体レーザ素子を作製できる事が明らかである。
Therefore, by setting the angle of inclination of the n-type GaAs substrate from the (100) plane in the laser cavity inner region to 5 degrees or more and 15 degrees or less, a high-quality and high-reliability semiconductor laser device is obtained. It is clear that can be produced.

【0140】本実施例では、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[011]方向に傾斜しているn型GaAs基板を用い
る、実施例2に記載の半導体レーザ素子及びその製造方
法を用いて検討を行ったが、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[01−1]方向に傾斜しているn型GaAs基板を用
いる、実施例1に記載の半導体レーザ素子及びその製造
方法を用いても、上記と同様の効果が得られる。 (実施例5)図11は実施例5の半導体レーザ素子の構
造を示す断面図である。図11において、(a)は光出
射端面を含む斜視図、(b)は図11(a)のIa−I
a'線における導波路の断面図、(c)は図11(a)
のIb−Ib'線における層厚方向の断面図である。ま
た、301はレーザ共振器内部領域の一主面が(10
0)から[011]方向に15度傾斜しており、レーザ
共振器端面近傍領域の一主面が(100)面であるn型
GaAs基板、302はn型AlGaInP第1クラッド
層、303はバリア層及びウェル層が交互に積層された
多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性層(M
QW活性層)、304はp型AlGaInP第2クラッ
ド層、305はp型エッチングストップ層、306は共
振器方向にリッジストライプからなるp型AlGaIn
P第3クラッド層、307はp型GaInP中間層、3
08はp型GaAs保護層、309はリッジストライプ
からなるp型AlGaInP第3クラッド層の側面を埋
め込む様に形成されたn型GaAs電流ブロック層、3
10はp型GaAsコンタクト層、311はp側電極、
312はn側電極である。また、313はレーザ共振器
端面近傍のMQW活性層のバンドギャップエネルギーが
レーザ共振器内部のMQW活性層303のバンドギャッ
プエネルギーよりも大きい領域(窓領域)、315はp
型AlGaInP第3クラッド層306、p型GaIn
P中間層307、p型GaAs保護層308からなるス
トライプ状のリッジ、317はリッジストライプと直交
する方向にストライプ状に形成された誘電体膜であるS
xy(x,yは1以上)膜である。
In the present embodiment, an n-type GaAs substrate in which one main surface of the laser cavity inner region and the region near the laser cavity end face is inclined in the [011] direction from (100) is used. Were examined using the semiconductor laser device and the method for manufacturing the semiconductor laser device described above, and one main surface of the laser resonator inner region and the region near the laser resonator end surface is inclined from (100) to the [01-1] direction. The same effects as described above can be obtained by using the semiconductor laser device described in the first embodiment and the method for manufacturing the same using a GaAs substrate. (Embodiment 5) FIG. 11 is a sectional view showing the structure of a semiconductor laser device of Embodiment 5. 11A is a perspective view including a light emitting end face, and FIG. 11B is a perspective view taken along the line Ia-I in FIG.
FIG. 11A is a cross-sectional view of the waveguide taken along line a ′, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib ′ in the layer thickness direction. Further, 301 has a main surface of (10
An n-type GaAs substrate which is inclined by 15 degrees from [0] to the [011] direction and one main surface of the region near the laser resonator end face is the (100) plane, 302 is an n-type AlGaInP first cladding layer, and 303 is a barrier Layer (M) in which a multiple quantum well structure in which layers and well layers are alternately stacked is sandwiched between optical guide layers.
QW active layer), 304 is a p-type AlGaInP second cladding layer, 305 is a p-type etching stop layer, 306 is a p-type AlGaIn comprising a ridge stripe in the resonator direction.
P third cladding layer, 307 is a p-type GaInP intermediate layer, 3
08 is a p-type GaAs protective layer, 309 is an n-type GaAs current block layer formed so as to bury the side surface of the p-type AlGaInP third cladding layer composed of a ridge stripe, 3
10 is a p-type GaAs contact layer, 311 is a p-side electrode,
Reference numeral 312 denotes an n-side electrode. Reference numeral 313 denotes a region (window region) in which the bandgap energy of the MQW active layer 303 near the laser resonator end face is larger than the bandgap energy of the MQW active layer 303 inside the laser resonator.
AlGaInP third cladding layer 306, p-type GaIn
Striped ridges composed of a P intermediate layer 307 and a p-type GaAs protective layer 308, 317 is a dielectric film formed in a stripe shape in a direction orthogonal to the ridge stripe.
i x O y (x, y is 1 or more) is a membrane.

【0141】次に製造方法について図12に基づいて説
明する。
Next, a manufacturing method will be described with reference to FIG.

【0142】基板の一主面が(100)から[011]
方向に15度傾斜しているn型GaAs基板300の表
面上に厚さ0.2μm、±2%以内の分布となるように
レジストを塗布し、プリベークを行った後に、露光装置
を用いてパターニングを行う。この時使用するフォトマ
スクは、図13(a)に示すような、2種類のストライ
プ状のハーフトーンの光遮蔽パターン(α),(β)が
周期的に繰り返されており、その周期の長さは本発明の
半導体レーザ素子のレーザ共振器長に等しい。前記フォ
トマスクのハーフトーンの光遮蔽パターン(α)では、
ストライプ方向において光透過率が一定になるように設
計されている。
One main surface of the substrate is changed from (100) to [011].
A resist is applied on the surface of the n-type GaAs substrate 300 inclined at 15 degrees in a direction so as to have a thickness of 0.2 μm and a distribution within ± 2%, and after prebaking, patterning is performed using an exposure apparatus. I do. The photomask used at this time has two types of striped halftone light shielding patterns (α) and (β) periodically repeated as shown in FIG. The length is equal to the laser cavity length of the semiconductor laser device of the present invention. In the halftone light shielding pattern (α) of the photomask,
The light transmittance is designed to be constant in the stripe direction.

【0143】また、前記フォトマスクのハーフトーンの
光遮蔽パターン(β)では、ストライプ方向において傾
斜的に光透過率が変化し、且つ、その光透過率傾斜が周
期的に繰り返されるパターンとなっており、その周期の
長さは図13(b)に示すように、本発明の半導体レー
ザ素子のチップ幅に等しく、その周期中央での光透過率
はハーフトーンの光遮蔽パターン(α)での光透過率と
等しくなるように設計されている。本実施例では、ハー
フトーンの光遮蔽パターン(β)における光透過率傾斜
の相対変化量を、図13(c)に示すように、周期中央
から±37.5%であるものを用いた。
In the halftone light shielding pattern (β) of the photomask, the light transmittance changes obliquely in the stripe direction, and the light transmittance tilt is periodically repeated. As shown in FIG. 13B, the length of the period is equal to the chip width of the semiconductor laser device of the present invention, and the light transmittance at the center of the period is the halftone light shielding pattern (α). It is designed to be equal to the light transmittance. In the present embodiment, the relative change amount of the light transmittance gradient in the halftone light shielding pattern (β) is ± 37.5% from the center of the period as shown in FIG.

【0144】露光装置を用いたパターニングは、前記フ
ォトマスクを用いて、基板の一主面が(100)から
[011]方向に15度傾斜しているn型GaAs基板
300の[011]方向とハーフトーンパターンのスト
ライプ方向が一致するようにアライメントを行い、照射
するエネルギー露光量を調整してレジストを表面から一
定深さのみ感光させる。ハーフトーンの光遮蔽パターン
(α)の部分は、図11中、301に示すレーザ共振器
内部領域に相当し、ハーフトーンの光遮蔽パターン
(β)の部分は、図11中301に示すレーザ共振器端
面近傍領域に相当する。
In the patterning using the exposure apparatus, the photomask is used for the patterning in the [011] direction of the n-type GaAs substrate 300 in which one main surface of the substrate is inclined by 15 degrees from the (100) direction to the [011] direction. Alignment is performed so that the stripe directions of the halftone pattern coincide with each other, the energy exposure amount to be irradiated is adjusted, and the resist is exposed only at a certain depth from the surface. The half-tone light-shielding pattern (α) corresponds to the laser resonator inner area 301 shown in FIG. 11, and the half-tone light-shielding pattern (β) corresponds to the laser resonance area 301 shown in FIG. This corresponds to the region near the container end face.

【0145】このようにして露光されたレジストは、ハ
ーフトーンパターンの領域において、各々のフォトマス
クにおける周期的な光透過率傾斜に沿ってレジスト内感
光分子の架橋深さが変化しているため、現像,ベークな
ど公知の処理を施す事により、図12(a)に示すレジ
ストマスク316が形成される。
In the resist thus exposed, the cross-linking depth of the photosensitive molecules in the resist changes along the periodic light transmittance gradient in each photomask in the region of the halftone pattern. By performing known processing such as development and baking, a resist mask 316 shown in FIG. 12A is formed.

【0146】前記レジストマスク316のレーザ共振器
端面近傍領域は、[011]方向に伸びた幅40μmの
ストライプ状に形成されており、[011]方向に傾斜
的に膜厚が変化している膜厚分布になっており、ストラ
イプのピッチはレーザ共振器長と同じ800μmとなっ
ている。また、前記レジストマスク216のレーザ共振
器内部領域は、均一な膜厚分布となっており、その膜厚
はレーザ共振器端面近傍領域の[011]方向における
チップ中心位置での膜厚と同じとなっている。
The region near the laser resonator end face of the resist mask 316 is formed in a stripe shape extending in the [011] direction and having a width of 40 μm, and has a film thickness which is inclined in the [011] direction. It has a thickness distribution, and the stripe pitch is 800 μm, which is the same as the laser cavity length. The region inside the laser cavity of the resist mask 216 has a uniform film thickness distribution, and the film thickness is the same as the film thickness at the chip center position in the [011] direction in the region near the laser cavity end face. Has become.

【0147】その後、ドライエッチング技術を用いて、
基板の一主面が(100)から[011]方向に15度
傾斜しているn型GaAs基板300の表面に形成され
たレジストマスク316が除去されるまでエッチングを
行い、図12(b)に示すn型GaAs基板301に加
工される。
Then, using a dry etching technique,
Etching is performed until the resist mask 316 formed on the surface of the n-type GaAs substrate 300 in which one main surface of the substrate is inclined by 15 degrees in the [011] direction from (100) is removed, and FIG. It is processed into the n-type GaAs substrate 301 shown.

【0148】上記加工方法によって得られたn型GaA
s基板301を走査型電子顕微鏡(SEM)にて測定し
た結果、レーザ共振器内部領域の一主面は、(100)
から[011]方向に15度傾斜している面であり、レ
ーザ共振器端面近傍領域の一主面は、(100)面であ
った。
N-type GaAs obtained by the above processing method
As a result of measuring the s-substrate 301 with a scanning electron microscope (SEM), one main surface of the inner region of the laser resonator was (100)
The plane is inclined by 15 degrees in the [011] direction from the plane, and one principal plane in the vicinity of the laser resonator end face is the (100) plane.

【0149】次に、上記製造方法によって加工された、
レーザ共振器内部領域の一主面が(100)から[01
1]方向に15度傾斜しており、レーザ共振器端面近傍
領域の一主面が(100)面であるn型GaAs基板3
01上に順次、分子線エピタキシー(MBE)法にてn
型AlGaInP第1クラッド層302、MQW活性層
303、p型AlGaInP第2クラッド層304、p
型エッチングストップ層305、p型AlGaInP第
3クラッド層306、p型GaInP中間層307、p型
GaAs保護層308をエピタキシャル成長させる(図
12(c))。
Next, processed by the above manufacturing method,
One main surface of the laser cavity internal region is changed from (100) to [01].
N] -type GaAs substrate 3 inclined at 15 degrees in the [1] direction and having one (100) plane as one main surface in the vicinity of the laser cavity end face.
01 on n by molecular beam epitaxy (MBE)
-Type AlGaInP first cladding layer 302, MQW active layer 303, p-type AlGaInP second cladding layer 304, p-type AlGaInP
The p-type AlGaInP third cladding layer 306, the p-type GaInP intermediate layer 307, and the p-type GaAs protection layer 308 are epitaxially grown (FIG. 12C).

【0150】その後、n型GaAs基板301の一主面
が(100)面であるレーザ共振器端面近傍領域のp型
GaAs保護層308の表面に、プラズマCVD法とフ
ォトリソグラフィー法によって、リッジストライプと直
交する方向に幅40μmのストライプ状の誘電体膜31
7を形成する。なお、本実施例では、誘電体膜317と
してSixy(x,yは1以上)膜を用い、ストライプ
のピッチは共振器長と同じ800μmとした(図12
(d))。
After that, the ridge stripe is formed on the surface of the p-type GaAs protective layer 308 in the region near the end face of the laser resonator where one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is the (100) plane by plasma CVD and photolithography. Striped dielectric film 31 having a width of 40 μm in a direction orthogonal to the direction
7 is formed. In the present embodiment, Si x O y (x, y is 1 or more) using a film as the dielectric film 317, the pitch of the stripe was the same 800μm as the resonator length (Fig. 12
(D)).

【0151】次に、RTA法によるアニールによって、
誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜317直
下のMQW活性層(窓領域)313のバンドギャップエ
ネルギーをレーザ共振器内部領域のMQW活性層(活性
領域)303のバンドギャップエネルギーよりも大きく
させる。
Next, annealing by the RTA method is performed.
The band gap energy of the MQW active layer (window region) 313 immediately below the Si x O y (x, y is 1 or more) film 317 which is a dielectric film is converted to the band of the MQW active layer (active region) 303 in the laser cavity internal region. Make it larger than the gap energy.

【0152】上記RTA法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、PL法にて、窓領域313と活性領域3
03のそれぞれの波長を測定した。
Using a part of the wafer annealed by the RTA method, the window region 313 and the active region 3 are formed by the PL method.
03 were measured.

【0153】その結果、レーザ共振器内部領域での基板
の一主面が(100)から[011]方向に15度傾斜
しており、レーザ共振器端面近傍領域での基板の一主面
が(100)面であるn型GaAs基板301を用いた
本発明の製造方法によって得られたウエハでは、窓領域
313からの発光スペクトルは、活性領域303からの
発光スペクトルよりも50nm短波長側に波長シフトし
ていた。
As a result, one principal surface of the substrate in the laser cavity inner region is inclined by 15 degrees from the (100) direction to the [011] direction, and one principal surface of the substrate in the region near the laser cavity end surface is ( In the wafer obtained by the manufacturing method of the present invention using the n-type GaAs substrate 301 as the (100) plane, the emission spectrum from the window region 313 is shifted to a wavelength shorter by 50 nm than the emission spectrum from the active region 303. Was.

【0154】さらに、上記アニール後のウエハの一部を
用いて、C−V法にて、n型GaAs基板301の一主
面が(100)面であるレーザ共振器端面近傍領域のp
型AlGaInP第2,3クラッド層304,306の
キャリア濃度と、n型GaAs基板301の一主面が
(100)から[011]方向に15度傾斜しているレ
ーザ共振器内部領域のp型AlGaInP第2,3クラ
ッド層304,306のキャリア濃度の測定を行った。
Further, by using a part of the annealed wafer by the CV method, the p-type region in the vicinity of the laser cavity facet where one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is the (100) plane is obtained.
Concentration of the second and third cladding layers 304 and 306 of the p-type AlGaInP and the p-type AlGaInP in the laser resonator inner region where one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is inclined by 15 degrees from the (100) to the [011] direction. The carrier concentration of the second and third cladding layers 304 and 306 was measured.

【0155】その結果、n型GaAs基板301の一主
面が(100)面であるレーザ共振器端面近傍領域のp
型AlGaInP第2クラッド層304のキャリア濃度
は、n型GaAs基板301の一主面が(100)から
[011]方向に15度傾斜しているレーザ共振器内部
領域のp型AlGaInP第2クラッド層304のキャ
リア濃度より低濃度であった。また、n型GaAs基板
301の一主面が(100)面であるレーザ共振器端面
近傍領域のp型AlGaInP第3クラッド層306の
キャリア濃度は、n型GaAs基板301の一主面が
(100)から[011]方向に15度傾斜しているレ
ーザ共振器内部領域のp型AlGaInP第3クラッド
層306のキャリア濃度より低濃度であった。
As a result, p in the region near the end face of the laser resonator where one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is the (100) plane.
The carrier concentration of the second AlGaInP cladding layer 304 is such that the one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is inclined at 15 degrees from the (100) direction to the [011] direction by 15 degrees in the laser resonator inner region. The carrier concentration was lower than 304. Further, the carrier concentration of the p-type AlGaInP third cladding layer 306 in the region near the laser cavity facet where one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is the (100) plane is such that one main surface of the n-type GaAs substrate 301 is (100). ) Was lower than the carrier concentration of the p-type AlGaInP third cladding layer 306 in the laser resonator inner region inclined by 15 degrees in the [011] direction.

【0156】次に、レーザ共振器端面近傍領域に形成さ
れた前記誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜
317を残したまま、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いて、誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)
膜317とp型GaAs保護層308上に[01−1]
又は[0−11]方向に伸びたストライプ状のレジスト
マスク318を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、p型エッチングストップ層305に到達するように
誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜317と
p型GaAs保護層308とp型GaInP中間層30
7とp型AlGaInP第3クラッド層306を約4〜
5μm幅のストライプ状のリッジ315に加工する(図
12(e))。
Next, while leaving the Si x O y (x, y is 1 or more) film 317 which is the dielectric film formed in the region near the end face of the laser cavity, using a known photolithography technique, a dielectric film Si x O y (x, y is 1 or more)
[01-1] on the film 317 and the p-type GaAs protective layer 308
Or [0-11] to form a stripe-shaped resist mask 318 extending in the direction, using a known etching technique, a dielectric film so as to reach the p-type etching stop layer 305 Si x O y (x , Y is 1 or more) film 317, p-type GaAs protective layer 308 and p-type GaInP intermediate layer 30
7 and the p-type AlGaInP third cladding layer 306
It is processed into a stripe-shaped ridge 315 having a width of 5 μm (FIG. 12E).

【0157】その後、誘電体膜であるSixy(x,y
は1以上)膜317とp型GaAs保護層308上に形
成されたストライプ状のレジストマスク318を除去
し、2回目のMBE法によって、p型AlGaInP第
3クラッド層306、p型GaInP中間層307、p型
GaAs保護層308からなるリッジ315の側面をn
型GaAs電流ブロック層309で埋め込む(図12
(f))。
[0157] Thereafter, a dielectric film Si x O y (x, y
The striped resist mask 318 formed on the film 317 and the p-type GaAs protective layer 308 is removed, and the p-type AlGaInP third cladding layer 306 and the p-type GaInP intermediate layer 307 are formed by the second MBE method. , The side surface of the ridge 315 composed of the p-type GaAs protective layer 308 is n
GaAs current blocking layer 309 (FIG. 12)
(F)).

【0158】上記ウエハの一部を用いて、SEMにて、
ウエハ断面を測定した結果、非常に平坦にリッジ315
の側面をn型GaAs電流ブロック層309で埋め込ま
れていた。
Using a part of the wafer, SEM
As a result of measuring the cross section of the wafer, the ridge 315 becomes very flat.
Was buried with an n-type GaAs current block layer 309.

【0159】また、n型GaAs電流ブロック層309
の結晶性が悪ければ、電流狭窄部としての機能が低下
し、リーク電流が発生する可能性があるが、上記ウエハ
の電流狭窄部をX線回折法にて測定した結果、n型Ga
As電流ブロック層309の半値幅は非常に狭く、結晶
性の良好な膜が得られており、特に問題が無い結果であ
った。
The n-type GaAs current blocking layer 309
If the crystallinity of the wafer is poor, the function as a current confinement portion may be reduced and a leak current may occur. However, as a result of measuring the current confinement portion of the wafer by an X-ray diffraction method, n-type Ga
The half width of the As current blocking layer 309 was very narrow, and a film with good crystallinity was obtained, and there was no problem in particular.

【0160】次に、公知のフォトリソグラフィー技術を
用いてリッジ315の側面に形成されたn型GaAs電
流ブロック層309上にレジストマスク319を形成
し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマスク3
19開口部のn型GaAs電流ブロック層309を選択
的に除去する(図12(g))。
Next, a resist mask 319 is formed on the n-type GaAs current blocking layer 309 formed on the side surface of the ridge 315 by using a known photolithography technique, and the resist mask 3 is formed by using a known etching technique.
The n-type GaAs current block layer 309 in the 19 openings is selectively removed (FIG. 12G).

【0161】その後、n型GaAs電流ブロック層30
9上に形成されたレジストマスク319を除去し、3回
目のMBE法でp型GaAsコンタクト層310を形成
する(図12(h))。さらに、上面にはp電極31
1、下面にはn電極312を形成する。
Thereafter, the n-type GaAs current blocking layer 30
The resist mask 319 formed on the substrate 9 is removed, and a p-type GaAs contact layer 310 is formed by a third MBE method (FIG. 12H). Furthermore, a p-electrode 31 is provided on the upper surface.
1. An n-electrode 312 is formed on the lower surface.

【0162】次に、40μm幅のレーザ共振器端面近傍
領域のほぼ中央にスクライブラインを入れて、共振器の
長さにバー状に分割し、最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらに任意のチップ幅になるよ
うに分割して、長さ800μmの共振器のレーザ共振器
端面部に約20μmの窓領域及び電流非注入領域を有し
た素子が作製される。
Next, a scribe line is inserted substantially in the center of the region near the end face of the laser resonator having a width of 40 μm, and the length of the resonator is divided into bars. Finally, the light emission on both sides of the bar is coated with a reflective film. Then, the device is further divided into an arbitrary chip width, and an element having a window region of about 20 μm and a current non-injection region at a laser resonator end face of a resonator having a length of 800 μm is manufactured.

【0163】本実施例の半導体レーザは、レーザ共振器
端面近傍領域となるp型GaAs保護層308の表面に
誘電体膜であるSixy(x,yは1以上)膜317を
形成する工程が、電流非注入領域の形成工程を兼ねるの
で、工程数の削減が可能となっており、さらに、上記プ
ロセスによって形成された誘電体膜であるSix
y(x,yは1以上)膜317が電流非注入領域を兼ね
ているので、電流非注入領域直下が窓領域313とな
り、位置ずれが全く無いので、窓領域への電流注入を防
ぎ、窓領域の空孔欠陥の存在によるキャリア損失を抑え
られるので、発光に寄与しない無効電流が低減される。
[0163] The semiconductor laser of this embodiment, the surface of the p-type GaAs protective layer 308 serving as a laser resonator end face region near a dielectric film Si x O y (x, y is 1 or more) to form a film 317 Since the step also serves as a step of forming the current non-injection region, the number of steps can be reduced, and furthermore, the dielectric film formed by the above process, Si x O
y (x and y are 1 or more) Since the film 317 also serves as a current non-injection region, a region immediately below the current non-injection region serves as a window region 313, and there is no displacement, so that current injection into the window region is prevented. Since carrier loss due to the presence of vacancy defects in the region can be suppressed, reactive current that does not contribute to light emission is reduced.

【0164】上記の本発明の製造方法によって得られた
半導体レーザ素子の特性測定を行った。
The characteristics of the semiconductor laser device obtained by the above-described manufacturing method of the present invention were measured.

【0165】その結果、最大光出力は150mW以上の
光出力においてもCODフリーであり、70℃70mW
の信頼性試験を行ったところ、3000時間に渡って安
定走行を確認した。
As a result, the maximum optical output is COD-free even at an optical output of 150 mW or more, and 70 ° C. and 70 mW
When a reliability test was performed, stable running was confirmed over 3000 hours.

【0166】本実施例では、レーザ共振器内部領域及び
レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(100)から
[011]方向に傾斜しているn型GaAs基板であっ
たが、レーザ共振器内部領域及びレーザ共振器端面近傍
領域の一主面が(100)から[0−1−1]方向に傾
斜しているn型GaAs基板であっても、上記と同様の
効果が得られる。
In the present embodiment, the n-type GaAs substrate in which one main surface in the laser cavity inner region and the region near the laser cavity end face is inclined in the [011] direction from (100) is used. The same effect as described above can be obtained even with an n-type GaAs substrate in which the inner region and one main surface near the laser resonator end surface are inclined in the [0-1-1] direction from (100).

【0167】本実施例では、レーザ共振器内部領域での
n型GaAs基板の傾斜角度は15度であったが、5度
以上15度以下の範囲であれば上記と同様の効果が得ら
れる。
In the present embodiment, the inclination angle of the n-type GaAs substrate in the laser cavity inner region is 15 degrees. However, if the inclination angle is in the range of 5 degrees to 15 degrees, the same effect as described above can be obtained.

【0168】本実施例では、レーザ共振器端面近傍領域
でのn型GaAs基板の傾斜角度は0度であったが、0
度以上5度未満の範囲であれば上記と同様の効果が得ら
れる。
In this embodiment, the tilt angle of the n-type GaAs substrate in the region near the laser resonator end face was 0 degree,
Within the range of not less than 5 degrees and less than 5 degrees, the same effect as above can be obtained.

【0169】本実施例では、レーザ共振器端面近傍領域
の長さは20μmであったが、10μm以上60μm以下
の範囲であれば上記と同様の効果が得られる。
In this embodiment, the length of the region in the vicinity of the end face of the laser resonator is 20 μm. However, if the length is in the range of 10 μm to 60 μm, the same effect as described above can be obtained.

【0170】本実施例では、誘電体膜であるSix
y(x,yは1以上)膜317をプラズマCVD法を用
いて形成したが、スパッタ法を用いても、Six
y(x,yは1以上)膜の形成時において、エピタキシ
ャル成長させたウエハ表面にプラズマダメージによる空
孔原子が生成され、効果的にレーザ共振器端面近傍領域
の活性層をレーザ共振器内部領域の活性層(活性領域)
より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるので、
上記と同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the dielectric film of Si x O
y (x, y is 1 or more), but the film 317 is formed using a plasma CVD method, even by using a sputtering method, Si x O
At the time of forming a y (x, y is 1 or more) film, vacancy atoms are generated by plasma damage on the surface of the epitaxially grown wafer, and the active layer in the vicinity of the laser cavity end face is effectively removed from the laser cavity internal region. Active layer (active area)
Because a window region with a wide bandgap can be formed more effectively,
The same effects as above can be obtained.

【0171】本実施例では、誘電体膜としてSix
y(x,yは1以上)膜を用いたが、Sixy,Six
yz(x,y,zは1以上)のいずれかであれば、誘電
体膜317下のp型GaAs保護層308に空孔原子が
生成することができ、効果的にレーザ共振器端面近傍領
域の活性層をレーザ共振器内部領域の活性層(活性領
域)より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるの
で、上記と同様の効果が得られる。
[0171] In the present embodiment, Si x O as a dielectric film
y (x, y is 1 or more) was used film, Si x N y, Si x O
If y N z (x, y, z is 1 or more) either it can be holes atoms to produce a p-type GaAs protective layer 308 of the lower dielectric layer 317, effectively laser resonator end face Since a window region having a wider bandgap can be effectively formed in the active layer in the vicinity region than in the active layer (active region) in the laser cavity inner region, the same effect as described above can be obtained.

【0172】本実施例では、AlGaInP系半導体レ
ーザに関して記載したが、AlGaAs系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。
In this embodiment, an AlGaInP-based semiconductor laser has been described. However, similar effects can be obtained with an AlGaAs-based semiconductor laser.

【0173】[0173]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明では、第一導
電型基板の一主面が(100)から傾斜しており、レー
ザ共振器端面近傍領域での前記第一導電型基板の傾斜角
度はレーザ共振器内部領域より小さく、レーザ共振器端
面近傍領域の前記活性層のバンドギャップがレーザ共振
器内部領域の活性層のバンドギャップより大きいので、
レーザ共振器内部領域における前記活性層へのZn原子
等の不純物拡散の抑制が可能となり、且つ、レーザ共振
器端面近傍領域の活性層をレーザ共振器内部領域の活性
層より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成できるの
で、高出力時の駆動電流・電圧が低減され、高出力駆動
における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子を得られ
る。
As described above, in the present invention, one principal surface of the first conductivity type substrate is inclined from (100), and the inclination angle of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face. Is smaller than the laser cavity internal region, and the band gap of the active layer in the region near the laser cavity end face is larger than the band gap of the active layer in the laser cavity internal region.
It is possible to suppress diffusion of impurities such as Zn atoms into the active layer in the laser cavity internal region, and to effectively make the active layer in the region near the laser cavity end face more forbidden than the active layer in the laser cavity internal region. Since a wide window region can be formed, the driving current and voltage at the time of high output are reduced, and a semiconductor laser device having excellent long-term reliability in high output driving can be obtained.

【0174】また、本発明では、前記レーザ共振器端面
近傍領域とレーザ共振器内部領域での第一導電型基板の
一主面は、(100)から[0−11]又は[01−
1]方向に傾斜している面であり、前記リッジ状のスト
ライプが形成されている方向は、[011]又は[0−
1−1]方向であるので、光出射方向となる[011]
又は[0−1−1]方向に対して垂直方向に共振器を形
成することが可能であり、また、リッジ上に形成された
不要な層を選択的に除去しやすいので、高出力時の駆動
電流・電圧が低減された半導体レーザ素子を安定して得
られる。
In the present invention, one principal surface of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is (100) to [0-11] or [01-].
1], and the direction in which the ridge-shaped stripes are formed is [011] or [0−
1-1], the light emission direction is [011].
Alternatively, it is possible to form a resonator in the direction perpendicular to the [0-1-1] direction, and it is easy to selectively remove unnecessary layers formed on the ridge. A semiconductor laser device with reduced driving current and voltage can be obtained stably.

【0175】また、本発明では、前記レーザ共振器端面
近傍領域とレーザ共振器内部領域での第一導電型基板の
一主面は、(100)から[011]又は[0−1−
1]方向に傾斜している面であり、前記リッジ状のスト
ライプが形成されている方向は、[0−11]又は[0
1−1]方向であるので、光出射方向となる[0−1
1]又は[01−1]方向に対して垂直方向に共振器を
形成することが可能であり、また、リッジストライプ幅
のウエハ面内でのバラツキを抑えられるので、高出力駆
動における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子を得ら
れる。
Further, in the present invention, one main surface of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is (100) to [011] or [0-1-).
1], and the direction in which the ridge-shaped stripe is formed is [0-11] or [0-11].
1-1], the light emission direction is [0-1].
The resonator can be formed in a direction perpendicular to the [1] or [01-1] direction, and variations in the ridge stripe width in the wafer surface can be suppressed. A semiconductor laser device excellent in the above can be obtained.

【0176】また、本発明では、前記レーザ共振器端面
近傍領域での第一導電型基板の傾斜角度は0度以上5度
未満であるので、前記空孔原子の拡散が阻害されること
なく、十分な量の空孔原子が基板方向に拡散していき、
上記活性層のレーザ共振器端面近傍領域のバンドギャッ
プをレーザ共振器内部領域の活性層のバンドギャップよ
り大きくすることが可能となるので、CODフリーであ
る半導体レーザ素子を得られる。
In the present invention, the inclination angle of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face is not less than 0 degree and less than 5 degrees, so that the diffusion of the vacancy atoms is not hindered. A sufficient amount of vacancy atoms diffuse toward the substrate,
Since the band gap of the active layer in the region near the laser cavity end face can be made larger than the band gap of the active layer in the region inside the laser cavity, a COD-free semiconductor laser device can be obtained.

【0177】また、本発明では、前記レーザ共振器内部
領域での第一導電型基板の傾斜角度は5度以上15度以
下であるので、RTA法によるアニールを行っても、エ
ピタキシャル成長された活性層近傍の結晶性の劣化を抑
制でき、高出力駆動における長期信頼性に優れた半導体
レーザ素子を得られる。
Further, in the present invention, the inclination angle of the first conductivity type substrate in the laser cavity internal region is not less than 5 degrees and not more than 15 degrees. Therefore, even if annealing is performed by the RTA method, the epitaxially grown active layer is formed. It is possible to suppress deterioration of crystallinity in the vicinity, and to obtain a semiconductor laser device excellent in long-term reliability in high-output driving.

【0178】また、本発明では、前記第二導電型の第二
クラッド層及び第三クラッド層のキャリア濃度は、レー
ザ共振器内部領域よりレーザ共振器端面近傍領域の方が
低いので、レーザ共振器端面近傍領域での第二導電型不
純物によるレーザ光の吸収を低減でき、効果的にレーザ
共振器端面近傍領域の活性層をレーザ共振器内部領域の
活性層(活性領域)より実効的に禁制帯幅の広い窓領域
を形成できるので、高出力駆動における長期信頼性に優
れた半導体レーザが得られる。
Further, in the present invention, the carrier concentration of the second conductive type second clad layer and the third conductive layer is lower in the region near the laser resonator end face than in the laser resonator internal region. The absorption of the laser beam by the second conductivity type impurity in the region near the end face can be reduced, and the active layer in the region near the laser cavity end face can be effectively made more effectively a forbidden band than the active layer (active region) in the laser cavity inner region. Since a wide window region can be formed, a semiconductor laser excellent in long-term reliability in high-output driving can be obtained.

【0179】さらに、本発明では、誘電体膜、及びエピ
タキシャル成長によって形成された各層をアニールし
て、前記誘電体膜下に空孔を生成するとともに、該空孔
を上記活性層に達するまで拡散させて、上記活性層のレ
ーザ共振器端面近傍領域のバンドギャップをレーザ共振
器内部領域の活性層のバンドギャップより大きくする工
程とを備えているので、レーザ共振器内部領域における
前記活性層へのZn原子等の不純物拡散の抑制が可能と
なり、且つ、レーザ共振器端面近傍領域の活性層をレー
ザ共振器内部領域の活性層より実効的に禁制帯幅の広い
窓領域を形成できるので、高出力時の駆動電流・電圧が
低減され、高出力駆動における長期信頼性に優れた半導
体レーザ素子を得られる効果がある。
Further, in the present invention, the dielectric film and each layer formed by epitaxial growth are annealed to generate holes under the dielectric film and to diffuse the holes until reaching the active layer. Making the band gap of the active layer in the vicinity of the laser cavity end face larger than the band gap of the active layer in the inside of the laser cavity. The diffusion of atoms and other impurities can be suppressed, and the active layer in the region near the laser cavity end face can be effectively formed as a window region having a wider bandgap than the active layer in the region inside the laser cavity. The driving current / voltage of the semiconductor laser device is reduced, and a semiconductor laser device excellent in long-term reliability in high-output driving can be obtained.

【0180】また、本発明では、前記第一導電型基板の
一主面を(100)から傾斜させ、レーザ共振器端面近
傍領域での前記第一導電型基板の傾斜角度をレーザ共振
器内部領域より小さくなるように加工する工程におい
て、(100)面から0度以上5度未満の範囲で傾斜し
ている第一導電型基板を用い、レーザ共振器内部領域で
の第一導電型基板の一主面が(100)面から5度以上
15度以下の範囲で傾斜するように加工するので、RT
A法によるアニールを行っても、エピタキシャル成長さ
れた活性層近傍の結晶性の劣化を抑制でき、且つ、前記
空孔原子の拡散が阻害されることなく、十分な量の空孔
原子が基板方向に拡散していき、上記活性層のレーザ共
振器端面近傍領域のバンドギャップをレーザ共振器内部
領域の活性層のバンドギャップより大きくすることが可
能となるので、高出力駆動における長期信頼性に優れ
た、CODフリーである半導体レーザ素子を得られる効
果がある。
Further, in the present invention, one principal surface of the first conductivity type substrate is inclined from (100), and the inclination angle of the first conductivity type substrate in the region near the laser resonator end surface is set to the laser cavity internal region. In the step of processing so as to be smaller, a first conductivity type substrate inclined from 0 degree to less than 5 degrees from the (100) plane is used, and the first conductivity type substrate in the laser cavity internal region is used. Since the main surface is processed so as to be inclined from 5 degrees to 15 degrees from the (100) plane, RT
Even if the annealing by the method A is performed, the deterioration of the crystallinity in the vicinity of the epitaxially grown active layer can be suppressed, and the diffusion of the vacancy atoms is not hindered, and a sufficient amount of the vacancy atoms is directed toward the substrate. It becomes possible to make the bandgap of the active layer near the laser cavity end face region larger than the bandgap of the active layer in the region inside the laser cavity, thereby providing excellent long-term reliability in high-power driving. And a COD-free semiconductor laser element can be obtained.

【0181】また、本発明では、前記第一導電型基板の
一主面を(100)から傾斜させ、レーザ共振器端面近
傍領域での前記第一導電型基板の傾斜角度をレーザ共振
器内部領域より小さくなるように加工する工程におい
て、(100)面から5度以上15度以下の範囲で傾斜
している第一導電型基板を用い、レーザ共振器端面近傍
領域での第一導電型基板の一主面が(100)面から0
度以上5度未満の範囲で傾斜するように加工するので、
RTA法によるアニールを行っても、エピタキシャル成
長された活性層近傍の結晶性の劣化を抑制でき、且つ、
前記空孔原子の拡散が阻害されることなく、十分な量の
空孔原子が基板方向に拡散していき、上記活性層のレー
ザ共振器端面近傍領域のバンドギャップをレーザ共振器
内部領域の活性層のバンドギャップより大きくすること
が可能となるので、高出力駆動における長期信頼性に優
れた、CODフリーである半導体レーザ素子を得られる
効果がある。
Further, in the present invention, one principal surface of the first conductivity type substrate is inclined from (100), and the inclination angle of the first conductivity type substrate in the vicinity of the laser resonator end surface is set to the laser resonator internal region. In the step of processing so as to be smaller, the first conductivity type substrate which is inclined from the (100) plane in a range of 5 degrees or more and 15 degrees or less is used, and the first conductivity type substrate in the region near the laser resonator end face is used. One principal plane is 0 from (100) plane
Since it is processed so that it is inclined in the range of 5 degrees or more and less than 5 degrees,
Even if annealing is performed by the RTA method, deterioration of crystallinity near the epitaxially grown active layer can be suppressed, and
The diffusion of the vacancy is not hindered, and a sufficient amount of the vacancy diffuses in the direction of the substrate. Since the gap can be made larger than the band gap of the layer, there is an effect that a COD-free semiconductor laser device having excellent long-term reliability in high-output driving and having a high COD is obtained.

【0182】また、本発明では、レジストマスクの形状
を変化させるだけで容易に、且つ、再現性良く多種多様
な形状に第一導電型基板を加工できるので、安定して高
出力駆動における長期信頼性に優れた、CODフリーで
ある半導体レーザ素子を得られる効果がある。また、本
発明は、前記レジストマスクは、レジストマスクの膜厚
がストライプ方向に傾斜的に変化しているストライプ状
の領域とレジストマスクの膜厚が均一であるストライプ
状の領域が周期的に存在しており、その周期の長さを半
導体レーザ素子のレーザ共振器長に等しくすることによ
り、レーザ共振器端面近傍領域とレーザ共振器内部領域
での第一導電型基板の一主面を(100)から傾斜さ
せ、レーザ共振器端面近傍領域での第一導電型基板の傾
斜角度をレーザ共振器内部領域より小さくさせることが
できるため、高出力時の駆動電流・電圧が低減され、高
出力駆動における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子
を得られる効果がある。
Further, according to the present invention, the first conductivity type substrate can be easily processed into various shapes with good reproducibility simply by changing the shape of the resist mask. There is an effect that a COD-free semiconductor laser device having excellent properties can be obtained. Also, in the present invention, the resist mask periodically includes a stripe-shaped region in which the thickness of the resist mask changes obliquely in the stripe direction and a stripe-shaped region in which the thickness of the resist mask is uniform. By making the length of the period equal to the length of the laser cavity of the semiconductor laser device, one main surface of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face and in the region inside the laser cavity is (100). ), The inclination angle of the first conductivity type substrate in the region near the laser cavity end face can be made smaller than that in the region inside the laser cavity, so that the driving current and voltage at the time of high output are reduced, and high output driving is achieved. In this case, there is an effect that a semiconductor laser device having excellent long-term reliability can be obtained.

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

【図1】実施例1の半導体レーザ素子の構造を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment.

【図2】実施例1の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing the semiconductor laser device of Example 1.

【図3】実施例1の半導体レーザ素子の製造方法で用い
るフォトマスクを示す図である。
FIG. 3 is a view showing a photomask used in the method for manufacturing a semiconductor laser device of Example 1.

【図4】本発明の半導体レーザ素子のアニール前後での
レーザ共振器内部領域のZn原子の深さ方向分布を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a depth direction distribution of Zn atoms in a laser cavity internal region before and after annealing of a semiconductor laser device of the present invention.

【図5】従来技術の半導体レーザ素子のアニール前後で
のレーザ共振器内部領域のZn原子の深さ方向分布を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a depth direction distribution of Zn atoms in a laser cavity internal region before and after annealing of a conventional semiconductor laser device.

【図6】実施例2の半導体レーザ素子の構造を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a semiconductor laser device of Example 2.

【図7】実施例2の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the method for manufacturing the semiconductor laser device of the second embodiment.

【図8】実施例2の半導体レーザ素子の製造方法で用い
るフォトマスクを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a photomask used in the method for manufacturing a semiconductor laser device of Example 2.

【図9】レーザ共振器端面近傍領域でのn型GaAs基
板の傾斜角度と、活性領域の波長に対する窓領域の波長
シフト量の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an inclination angle of an n-type GaAs substrate in a region near an end face of a laser resonator and a wavelength shift amount of a window region with respect to a wavelength of an active region.

【図10】レーザ共振器内部領域での活性層近傍のAl
GaAsピークの半値幅とレーザ共振器内部領域でのn
型GaAs基板の傾斜角度の関係を示す図である。
FIG. 10 shows Al in the vicinity of an active layer in a laser cavity internal region.
FWHM of GaAs peak and n in laser resonator internal region
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the inclination angles of the GaAs substrate.

【図11】実施例6の半導体レーザ素子の構造を示す断
面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a structure of a semiconductor laser device of Example 6;

【図12】実施例6の半導体レーザ素子の製造方法の説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the method for manufacturing the semiconductor laser device of the sixth embodiment.

【図13】実施例6の半導体レーザ素子の製造方法で用
いるフォトマスクを示す図である。
FIG. 13 is a view showing a photomask used in the method for manufacturing a semiconductor laser device of Example 6.

【図14】従来技術の半導体レーザ素子の構造を示す断
面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor laser device.

【図15】従来技術の半導体レーザ素子の製造方法の説
明図である。
FIG. 15 is an explanatory view of a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200,300,1001・・・n型GaAs
基板 101・・・レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(1
00)から[01−1]方向に2度傾斜しており、レー
ザ共振器内部領域の一主面が(100)から[01−
1]方向に10度傾斜しているn型GaAs基板 201・・・レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(1
00)面であり、レーザ共振器内部領域の一主面が(1
00)から[011]方向に10度傾斜しているn型G
aAs基板 301・・・レーザ共振器端面近傍領域の一主面が(1
00)面であり、レーザ共振器内部領域の一主面が(1
00)から[011]方向に15度傾斜しているn型G
aAs基板 102,202・・・n型AlGaAs第1クラッド層 302・・・n型AlGaInP第1クラッド層 103,203,303・・・MQW活性層 104,204・・・p型AlGaAs第2クラッド層 304・・・p型AlGaInP第2クラッド層 105,205,305・・・p型エッチングストップ
層 106,206・・・p型AlGaAs第3クラッド層 306・・・p型AlGaInP第3クラッド層 307・・・p型GaInP中間層 107,207,308・・・p型GaAs保護層 108,208・・・n型AlGaAs電流ブロック層 109,209・・・p型GaAs平坦化層 110,210,310・・・p型GaAsコンタクト
層 111,211,311・・・p型電極 112,212,312・・・n型電極 113,213,313・・・窓領域 114,214,314・・・電流非注入領域 115,215,315・・・ストライプ状のリッジ 117,217,317・・・誘電体膜 116,118,119,216,218,219,3
16,318,319・・・レジストマスク 1002・・・n型AlGaAs下クラッド層 1003・・・量子井戸活性層 1003a・・・量子井戸活性層のレーザ発振に寄与す
る領域 1003b・・・量子井戸活性層のレーザ共振器端面近
傍に形成された窓構造領域 1004a・・・p型AlGaAs第1上クラッド層 1004b・・・p型AlGaAs第2上クラッド層 1006・・・空孔拡散領域 1007・・・プロトン注入領域 1010・・・SiO2膜 1020・・・レーザ共振器端面
100, 200, 300, 1001... N-type GaAs
Substrate 101... One principal surface in the vicinity of the laser cavity end face is (1)
00) to the [01-1] direction, and one main surface of the laser cavity inner region is shifted from (100) to [01- 1].
1] n-type GaAs substrate 201 inclined at 10 degrees in the direction 201.
00) plane, and one principal plane of the laser cavity internal region is (1).
N-type G inclined 10 degrees from [00] to [011] direction
aAs substrate 301... One principal surface in the vicinity of the laser resonator end face is (1)
00) plane, and one principal plane of the laser cavity internal region is (1).
N-type G inclined 15 degrees from [00) to the [011] direction
aAs substrate 102, 202 ... n-type AlGaAs first cladding layer 302 ... n-type AlGaInP first cladding layer 103, 203, 303 ... MQW active layer 104, 204 ... p-type AlGaAs second cladding layer 304 ··· p-type AlGaInP second cladding layer 105, 205, 305 ··· p-type etching stop layer 106, 206 ··· p-type AlGaAs third cladding layer 306 ··· p-type AlGaInP third cladding layer 307 ..P-type GaInP intermediate layers 107, 207, 308... P-type GaAs protective layers 108, 208... N-type AlGaAs current blocking layers 109, 209... P-type GaAs planarization layers 110, 210, 310 ..P-type GaAs contact layers 111, 211, 311... P-type electrodes 112, 212, 3 12 ... n-type electrode 113, 213, 313 ... window region 114, 214, 314 ... current non-injection region 115, 215, 315 ... stripe-shaped ridge 117, 217, 317 ... dielectric Body membrane 116, 118, 119, 216, 218, 219, 3
16, 318, 319 resist mask 1002 n-type AlGaAs lower cladding layer 1003 quantum well active layer 1003a region contributing to laser oscillation of quantum well active layer 1003b quantum well activity Window structure region formed near the laser cavity end face of the layer 1004a... P-type AlGaAs first upper cladding layer 1004b... P-type AlGaAs second upper cladding layer 1006. Proton injection region 1010: SiO 2 film 1020: Laser resonator end face

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の基板上に、第1導電型クラ
ッド層、活性層、リッジ状ストライプを有した第2導電
型クラッド層、該リッジ状ストライプの開口を有する第
1導電型電流狭窄層を備えて、前記リッジ状ストライプ
方向にレーザ共振器が形成された半導体レーザ素子にお
いて、 前記基板の一主面は、(100)面、又は(100)面
から傾斜して、前記レーザ共振器の端面近傍領域での前
記基板の傾斜角度は、前記レーザ共振器の内部領域より
も小さくてなると共に、レーザ共振器の端面近傍領域の
前記活性層のバンドギャップが、レーザ共振器の内部領
域の活性層のバンドギャップよりも大きくてなることを
特徴とする半導体レーザ素子。
1. A first conductivity type cladding layer, an active layer, a second conductivity type cladding layer having a ridge-shaped stripe, and a first conductivity type current having an opening of the ridge-shaped stripe on a substrate of the first conductivity type. In a semiconductor laser device having a constriction layer and a laser resonator formed in the ridge-shaped stripe direction, one main surface of the substrate is inclined from a (100) plane or a (100) plane, and the laser resonance is formed. The inclination angle of the substrate in the region near the end face of the cavity is smaller than that in the region inside the laser resonator, and the band gap of the active layer in the region near the end surface of the laser cavity is reduced in the region inside the laser cavity. A semiconductor laser device having a larger band gap than the active layer.
【請求項2】 前記レーザ共振器端面近傍領域と、前記
レーザ共振器内部領域の、基板傾斜方向は同一であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子。
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the substrate inclination direction of the region near the laser resonator end face and the laser resonator internal region are the same.
【請求項3】 前記レーザ共振器端面近傍領域とレーザ
共振器内部領域での前記基板の一主面は、(100)面
から[0−11]方向又は[01−1]方向に傾斜している
面であると共に、前記リッジ状ストライプ方向が[01
1]方向又は[0−1−1]方向であることを特徴とする
請求項2に記載の半導体レーザ素子。
3. A principal surface of the substrate in a region near the end face of the laser cavity and in a region inside the laser cavity is inclined in a [0-11] direction or a [01-1] direction from a (100) plane. And the ridge stripe direction is [01].
3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the direction is a [1] direction or a [0-1-1] direction.
【請求項4】 前記レーザ共振器端面近傍領域とレーザ
共振器内部領域での前記基板の一主面は、(100)面
から[011]方向又は[0−1−1]方向に傾斜している
面であると共に、前記リッジ状ストライプ方向が[0−
11]方向又は[01−1]方向であることを特徴とする
請求項2に記載の半導体レーザ素子。
4. A main surface of the substrate in a region near an end face of the laser resonator and in a region inside the laser resonator is inclined in a [011] direction or a [0-1-1] direction from a (100) plane. And the ridge stripe direction is [0-
The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the semiconductor laser device is in the [11] direction or the [01-1] direction.
【請求項5】 前記レーザ共振器端面近傍領域の基板の
傾斜角度は0度以上5度未満であると共に、前記レーザ
共振器内部領域の基板の傾斜角度は5度以上15度以下
であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
載の半導体レーザ素子。
5. The laser resonator according to claim 1, wherein a tilt angle of the substrate in a region near an end face of the laser resonator is not less than 0 degree and less than 5 degrees, and a tilt angle of the substrate in a region inside the laser resonator is not less than 5 degrees and not more than 15 degrees. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記第2導電型クラッド層は、そのキャ
リア濃度が、レーザ共振器内部領域よりも、レーザ共振
器端面近傍領域の方が低くてなることを特徴とする請求
項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
6. The second conductive type cladding layer according to claim 1, wherein the carrier concentration is lower in a region near the end face of the laser resonator than in a region inside the laser resonator. The semiconductor laser device according to any one of the above.
【請求項7】 前記請求項1乃至6のいずれかに記載の
半導体レーザ素子を製造する際、 基板の一主面を(100)面から傾斜させて、その傾斜
角度が、レーザ共振器内部領域より、レーザ共振器端面
近傍領域において、小さくなるよう加工する加工工程
と、 該加工工程によって加工された第1導電型基板上に、少
なくとも、第1導電型クラッド層、活性層、第2導電型
クラッド層、第2導電型保護層を順次エピタキシャル成
長させる工程と、 前記第2導電型保護層上に、選択的に誘電体膜を形成す
る工程と、 該誘電体膜、前記エピタキシャル成長された層、及び基
板をアニールする工程と、を有し、 前記アニール工程によって、前記誘電体膜下に空孔を生
成すると共に、該空孔を活性層に達するまで拡散させ
て、前記活性層の、レーザ共振器端面近傍領域のバンド
ギャップを、レーザ共振器内部領域のバンドギャップよ
りも大きくしてなることを特徴とする半導体レーザ素子
の製造方法。
7. When manufacturing the semiconductor laser device according to claim 1, one principal surface of the substrate is inclined from the (100) plane, and the inclination angle is set in the laser cavity internal region. A processing step of processing to reduce the size in the region near the end face of the laser resonator; and a first conductive type clad layer, an active layer, and a second conductive type on the first conductive type substrate processed by the processing step. A step of sequentially epitaxially growing a cladding layer and a second conductivity type protection layer; a step of selectively forming a dielectric film on the second conductivity type protection layer; and the dielectric film, the epitaxially grown layer, and Annealing the substrate, wherein the annealing step generates holes under the dielectric film, and diffuses the holes until reaching the active layer. The band gap of the vessel edge surface vicinity region, a method of manufacturing a semiconductor laser device characterized by being larger than the band gap of the inner region of the laser resonator.
【請求項8】 前記加工工程において、(100)面か
ら0度以上5度未満の範囲内で傾斜している基板を用い
て、レーザ共振器内部領域での基板の一主面が(10
0)面から5度以上15度以下の範囲内で傾斜するよう加
工することを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ
素子の製造方法。
8. In the processing step, one principal surface of the substrate in the laser cavity inner region is (10) using a substrate inclined within a range of 0 degree or more and less than 5 degrees from the (100) plane.
8. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 7, wherein the semiconductor laser device is processed so as to be inclined within a range from 5 degrees to 15 degrees from the 0) plane.
【請求項9】 前記加工工程において、(100)面か
ら5度以上15度以下の範囲内で傾斜している基板を用い
て、レーザ共振器端面近傍領域での基板の一主面が(1
00)面から0度以上5度未満の範囲内で傾斜するよう加
工することを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ
素子の製造方法。
9. In the processing step, one principal surface of the substrate in the region near the laser cavity end face is (1) using a substrate inclined within a range of 5 ° to 15 ° from the (100) plane.
8. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 7, wherein the semiconductor laser device is processed so as to be inclined within a range from 0 degree to less than 5 degrees from the (00) plane.
【請求項10】 前記加工工程は、基板上に選択的に傾
斜させたレジストマスクを形成する工程と、該レジスト
マスク及び基板を等方性エッチングする工程とを含むこ
とを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の半導
体レーザ素子の製造方法。
10. The method according to claim 7, wherein the processing step includes a step of forming a resist mask selectively inclined on the substrate, and a step of isotropically etching the resist mask and the substrate. 10. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 9.
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