JP2001308466A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP2001308466A JP2001308466A JP2000122244A JP2000122244A JP2001308466A JP 2001308466 A JP2001308466 A JP 2001308466A JP 2000122244 A JP2000122244 A JP 2000122244A JP 2000122244 A JP2000122244 A JP 2000122244A JP 2001308466 A JP2001308466 A JP 2001308466A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- conductivity type
- type
- semiconductor laser
- laser device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3403—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/3434—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer comprising at least both As and P as V-compounds
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザ装置において、信頼性が高く、
高出力まで安定した発振モードを得る。 【解決手段】 n-GaAs基板11上に、n-InxGa1-xP下部ク
ラッド層12、nあるいはi-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2下部光導
波層13、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3圧縮歪量子井戸活性層1
4、pあるいはi-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2上部光導波層15、p
-Inx6Ga1-x6P第一エッチング阻止層16、p-Inx1Ga1-x1As
1-y1Py1第二エッチング阻止層17、p-InxGa 1-xP層18、n-
InxGa1-xP電流狭窄層19、n-GaAsキャップ層20を積層す
る。この上にSiO2膜21を形成し、1〜3μｍ程度の幅のス
トライプ領域のSiO2膜21を除去し、これをマスクとし
て、InxGa1-xP電流狭窄層19、p-InxGa1-xP層18をエッチ
ングする。SiO2膜21を除去し、n-GaAsキャップ層20と溝
の底面のp-Inx1Ga1-x1As1-y1Py 1第二エッチング阻止層1
7を除去する。p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4上部クラッド層2
2、p-GaAsコンタクト層23を形成する。p側電極24、n側
電極25を形成する。
高出力まで安定した発振モードを得る。 【解決手段】 n-GaAs基板11上に、n-InxGa1-xP下部ク
ラッド層12、nあるいはi-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2下部光導
波層13、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3圧縮歪量子井戸活性層1
4、pあるいはi-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2上部光導波層15、p
-Inx6Ga1-x6P第一エッチング阻止層16、p-Inx1Ga1-x1As
1-y1Py1第二エッチング阻止層17、p-InxGa 1-xP層18、n-
InxGa1-xP電流狭窄層19、n-GaAsキャップ層20を積層す
る。この上にSiO2膜21を形成し、1〜3μｍ程度の幅のス
トライプ領域のSiO2膜21を除去し、これをマスクとし
て、InxGa1-xP電流狭窄層19、p-InxGa1-xP層18をエッチ
ングする。SiO2膜21を除去し、n-GaAsキャップ層20と溝
の底面のp-Inx1Ga1-x1As1-y1Py 1第二エッチング阻止層1
7を除去する。p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4上部クラッド層2
2、p-GaAsコンタクト層23を形成する。p側電極24、n側
電極25を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ装置に
関し、特に、内部電流狭窄構造と屈折率導波機構を備え
た半導体レーザ装置に関するものである。
関し、特に、内部電流狭窄構造と屈折率導波機構を備え
た半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、発振波長が0.9μｍから1.1μ
ｍの半導体レーザ装置において、基本横モードを得るた
めに、結晶層の内部に電流狭窄層と屈折率導波機構を設
けることが広くなされている。例えば、0.98μｍ帯の半
導体レーザ装置として、1995年発行のIEEE Journal of
Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.1,No.2p
p.102において、ｎ−ＧａＡｓ基板上にｎ−Ａｌ0.48Ｇ
ａ0.52Ａｓ下部クラッド層、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ光導波路、Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓ二重量子井戸活性層、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
光導波層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部第一クラッド層、ｐ−
Ａｌ0.67Ｇａ0.33Ａｓエッチング阻止層、ｐ−Ａｌ0.48
Ｇａ0.52Ａｓ上部第二クラッド層、ｐ−ＧａＡｓキャッ
プ層、絶縁膜を積層し、通常のフォトリソグラフィによ
り、選択エッチングを利用して、ｐ−Ａｌ0.67Ｇａ0.33
Ａｓエッチング阻止層までの狭ストライプのリッジ構造
を形成し、そのリッジ構造の両サイドをＣｌガスのアシ
ストによる選択ＭＯＣＶＤ成長によりｎ−Ａｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓとｎ−ＧａＡｓを埋め込み、絶縁膜を除去した
後、ｐ−ＧａＡｓを積層した電流狭窄と屈折率導波機構
を作り付けたことを特徴とする基本横モード発振する半
導体レーザ装置が報告されている。この装置において
は、酸化されやすいＡｌ組成の高い上部第一クラッド層
の上に選択成長の困難なＡｌＧａＡｓ上部第二クラッド
層を再成長するということが非常に難しいという問題が
ある。
ｍの半導体レーザ装置において、基本横モードを得るた
めに、結晶層の内部に電流狭窄層と屈折率導波機構を設
けることが広くなされている。例えば、0.98μｍ帯の半
導体レーザ装置として、1995年発行のIEEE Journal of
Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.1,No.2p
p.102において、ｎ−ＧａＡｓ基板上にｎ−Ａｌ0.48Ｇ
ａ0.52Ａｓ下部クラッド層、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ光導波路、Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓ二重量子井戸活性層、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
光導波層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部第一クラッド層、ｐ−
Ａｌ0.67Ｇａ0.33Ａｓエッチング阻止層、ｐ−Ａｌ0.48
Ｇａ0.52Ａｓ上部第二クラッド層、ｐ−ＧａＡｓキャッ
プ層、絶縁膜を積層し、通常のフォトリソグラフィによ
り、選択エッチングを利用して、ｐ−Ａｌ0.67Ｇａ0.33
Ａｓエッチング阻止層までの狭ストライプのリッジ構造
を形成し、そのリッジ構造の両サイドをＣｌガスのアシ
ストによる選択ＭＯＣＶＤ成長によりｎ−Ａｌ0.7Ｇａ
0.3Ａｓとｎ−ＧａＡｓを埋め込み、絶縁膜を除去した
後、ｐ−ＧａＡｓを積層した電流狭窄と屈折率導波機構
を作り付けたことを特徴とする基本横モード発振する半
導体レーザ装置が報告されている。この装置において
は、酸化されやすいＡｌ組成の高い上部第一クラッド層
の上に選択成長の困難なＡｌＧａＡｓ上部第二クラッド
層を再成長するということが非常に難しいという問題が
ある。
【０００３】また、0.98−1.02μｍ帯の半導体レーザ装
置として、1993年発行のIEEE Journal of Quantum Elec
tronics Vol.29,No.6 pp.1936において、ｎ−ＧａＡｓ
基板上にｎ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層、アン
ドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ光導波層、ＧａＡｓ／ＩｎＧ
ａＡｓ二重量子井戸活性層、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0 .8
Ａｓ光導波層、ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド
層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層、絶縁膜を積層し、通常の
フォトリソグラフィにより選択エッチングを利用して、
ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層の途中まで狭ス
トライプのリッジ構造を形成し、そのリッジ構造の両サ
イドを選択ＭＯＣＶＤ成長により、ｎ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5
Ｐとｎ−ＧａＡｓで埋め込み、絶縁膜を除去した後電極
を形成した、電流狭窄と屈折率導波機構を作り付けたこ
とを特徴とする基本横モード発振する半導体レーザ装置
が報告されている。この装置においては、酸化されやす
いＡｌ組成の高い上部クラッド層の上にＶ族組成の違う
ＩｎＧａＰを再成長するということが非常に難しいとい
う問題がある。
置として、1993年発行のIEEE Journal of Quantum Elec
tronics Vol.29,No.6 pp.1936において、ｎ−ＧａＡｓ
基板上にｎ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ下部クラッド層、アン
ドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ光導波層、ＧａＡｓ／ＩｎＧ
ａＡｓ二重量子井戸活性層、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0 .8
Ａｓ光導波層、ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド
層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層、絶縁膜を積層し、通常の
フォトリソグラフィにより選択エッチングを利用して、
ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓ上部クラッド層の途中まで狭ス
トライプのリッジ構造を形成し、そのリッジ構造の両サ
イドを選択ＭＯＣＶＤ成長により、ｎ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5
Ｐとｎ−ＧａＡｓで埋め込み、絶縁膜を除去した後電極
を形成した、電流狭窄と屈折率導波機構を作り付けたこ
とを特徴とする基本横モード発振する半導体レーザ装置
が報告されている。この装置においては、酸化されやす
いＡｌ組成の高い上部クラッド層の上にＶ族組成の違う
ＩｎＧａＰを再成長するということが非常に難しいとい
う問題がある。
【０００４】さらに、0.98μｍ帯のオールＡｌフリー半
導体レーザ装置として、1995年発行のIEEE Journal of
Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.1,No.2
pp.189において、ｎ−ＧａＡｓ基板上に、ｎ−ＩｎＧａ
Ｐクラッド層、アンドープＩｎＧａＡｓＰ光導波層、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ引っ張り歪み障壁層、ＩｎＧａＡｓ二重量
子井戸活性層、ＩｎＧａＡｓＰ引っ張り歪み障壁層、ア
ンドープＩｎＧａＡｓＰ光導波層、ｐ−ＩｎＧａＰ上部
第一クラッド層、ｐ−ＧａＡｓ光導波層、ｐ−ＩｎＧａ
Ｐ上部第二クラッド層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層、絶縁
膜を積層し、通常のフォトリソグラフィにより選択エッ
チングを利用してｐ−ＩｎＧａＰ上部第一クラッド層の
上部までの狭ストライプのリッジ構造を形成し、そのリ
ッジ構造の両サイドを選択ＭＯＣＶＤ成長により、ｎ−
Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐで埋め込み、絶縁膜を除去したｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層を形成した、電流狭窄層と屈折率導
波機構を作り付けたことを特徴とする基本横モード発振
する半導体レーザが報告されている。この装置において
は、活性層の歪みを補償することにより、良好な信頼性
が得られている。しかし、リッジ幅の制御性が悪いため
にキンクレベルが150ｍＷ程度と低い。
導体レーザ装置として、1995年発行のIEEE Journal of
Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.1,No.2
pp.189において、ｎ−ＧａＡｓ基板上に、ｎ−ＩｎＧａ
Ｐクラッド層、アンドープＩｎＧａＡｓＰ光導波層、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ引っ張り歪み障壁層、ＩｎＧａＡｓ二重量
子井戸活性層、ＩｎＧａＡｓＰ引っ張り歪み障壁層、ア
ンドープＩｎＧａＡｓＰ光導波層、ｐ−ＩｎＧａＰ上部
第一クラッド層、ｐ−ＧａＡｓ光導波層、ｐ−ＩｎＧａ
Ｐ上部第二クラッド層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層、絶縁
膜を積層し、通常のフォトリソグラフィにより選択エッ
チングを利用してｐ−ＩｎＧａＰ上部第一クラッド層の
上部までの狭ストライプのリッジ構造を形成し、そのリ
ッジ構造の両サイドを選択ＭＯＣＶＤ成長により、ｎ−
Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐで埋め込み、絶縁膜を除去したｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層を形成した、電流狭窄層と屈折率導
波機構を作り付けたことを特徴とする基本横モード発振
する半導体レーザが報告されている。この装置において
は、活性層の歪みを補償することにより、良好な信頼性
が得られている。しかし、リッジ幅の制御性が悪いため
にキンクレベルが150ｍＷ程度と低い。
【０００５】一方、0.8μｍの半導体レーザ装置とし
て、1993年発行のIEEE Journal of Quantum Electronic
s,Vol.29,No6 pp1889において、ｎ−ＧａＡｓ基板に、
ｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層、ＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ三重量子井戸活性層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部第一ク
ラッド層、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層、ｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ保護層を積層し、通常のフォトリソグラフィにより
選択エッチングを利用して、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄
層を突き抜けるまでの狭ストライプの溝を形成し、その
上にｐ−ＡｌＧａＡｓ上部第二クラッド層と、ｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層を形成したことを特徴とする基本横モ
ード発振する内部ストライプ構造の半導体レーザ装置が
報告されている。この装置においては、溝幅の制御性が
高く、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層とｐ−ＡｌＧａＡｓ
上部第二クラッド層との屈折率差により高い光出力まで
基本横モード発振が得られているが、製造方法におい
て、酸化されやすいＡｌＧａＡｓ上へのＡｌＧａＡｓの
再成長が難しいという欠点がある。
て、1993年発行のIEEE Journal of Quantum Electronic
s,Vol.29,No6 pp1889において、ｎ−ＧａＡｓ基板に、
ｎ−ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層、ＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ三重量子井戸活性層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上部第一ク
ラッド層、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層、ｎ−ＡｌＧａ
Ａｓ保護層を積層し、通常のフォトリソグラフィにより
選択エッチングを利用して、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄
層を突き抜けるまでの狭ストライプの溝を形成し、その
上にｐ−ＡｌＧａＡｓ上部第二クラッド層と、ｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層を形成したことを特徴とする基本横モ
ード発振する内部ストライプ構造の半導体レーザ装置が
報告されている。この装置においては、溝幅の制御性が
高く、ｎ−ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層とｐ−ＡｌＧａＡｓ
上部第二クラッド層との屈折率差により高い光出力まで
基本横モード発振が得られているが、製造方法におい
て、酸化されやすいＡｌＧａＡｓ上へのＡｌＧａＡｓの
再成長が難しいという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、発振波
長が0.9μｍから1.1μｍであって、内部電流狭窄構造を
有する半導体レーザ装置において、製造適正が悪いため
ストライプ幅を精度良く作りつけることが困難であっ
た。また、電流狭窄層を形成した後、上層を再成長する
際、再成長界面にＡｌを含んでいるとＡｌが酸化され易
いため再成長が難しいという問題、あるいは再成長でき
てもその界面に欠陥が生じるという問題があり、高い信
頼性を得ることが困難であった。
長が0.9μｍから1.1μｍであって、内部電流狭窄構造を
有する半導体レーザ装置において、製造適正が悪いため
ストライプ幅を精度良く作りつけることが困難であっ
た。また、電流狭窄層を形成した後、上層を再成長する
際、再成長界面にＡｌを含んでいるとＡｌが酸化され易
いため再成長が難しいという問題、あるいは再成長でき
てもその界面に欠陥が生じるという問題があり、高い信
頼性を得ることが困難であった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みて、高出力下にお
いても発振モードの安定した信頼性の高い半導体レーザ
装置を提供することを目的とするものである。
いても発振モードの安定した信頼性の高い半導体レーザ
装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、第一導電型ＧａＡｓ基板上に、第一導電型クラッ
ド層、下部光導波層、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮
歪量子井戸活性層（ただし、0＜x3≦0.4および0≦y3≦
0.1）、上部光導波層、第二導電型Ｉｎx6Ｇａ1- x6Ｐ第
一エッチング阻止層（ただし、0≦x6≦1）、第二導電型
Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層（た
だし、0≦x1≦0.4および0≦y1≦0.5）、第一の第二導電
型ＩｎxＧａ1-xＰ層(ただし、x＝0.49±0.01)および第
一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層がこの順に積層され
ており、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層、第一の
第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層および第二導電型Ｉｎx1Ｇ
ａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層からなる結晶
層の電流注入窓となる領域が、第二導電型Ｉｎx6Ｇａ
1-x6Ｐ第一エッチング阻止層が露出するまで除去され
て、溝が形成されており、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電
流狭窄層の上に、溝の表面全体を覆うように、第二導電
型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ 1-y4Ｐy4上部第二クラッド層（た
だし、x4＝0.49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）
および第二導電型コンタクト層がこの順に形成されてお
り、圧縮歪量子井戸活性層の圧縮歪量と膜厚の積の絶対
値が0.25nm以下であり、圧縮歪量子井戸活性層、第二導
電型Ｉｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング阻止層および第二
導電型Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止
層以外の全ての層がＧａＡｓに格子整合する組成である
ことを特徴とするものである。
置は、第一導電型ＧａＡｓ基板上に、第一導電型クラッ
ド層、下部光導波層、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮
歪量子井戸活性層（ただし、0＜x3≦0.4および0≦y3≦
0.1）、上部光導波層、第二導電型Ｉｎx6Ｇａ1- x6Ｐ第
一エッチング阻止層（ただし、0≦x6≦1）、第二導電型
Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層（た
だし、0≦x1≦0.4および0≦y1≦0.5）、第一の第二導電
型ＩｎxＧａ1-xＰ層(ただし、x＝0.49±0.01)および第
一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層がこの順に積層され
ており、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層、第一の
第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層および第二導電型Ｉｎx1Ｇ
ａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層からなる結晶
層の電流注入窓となる領域が、第二導電型Ｉｎx6Ｇａ
1-x6Ｐ第一エッチング阻止層が露出するまで除去され
て、溝が形成されており、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電
流狭窄層の上に、溝の表面全体を覆うように、第二導電
型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ 1-y4Ｐy4上部第二クラッド層（た
だし、x4＝0.49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）
および第二導電型コンタクト層がこの順に形成されてお
り、圧縮歪量子井戸活性層の圧縮歪量と膜厚の積の絶対
値が0.25nm以下であり、圧縮歪量子井戸活性層、第二導
電型Ｉｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング阻止層および第二
導電型Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止
層以外の全ての層がＧａＡｓに格子整合する組成である
ことを特徴とするものである。
【０００９】また、圧縮歪量子井戸活性層に隣接して、
Ｉｎx5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5引張り歪障壁層（ただし、
0≦x5≦0.3および0＜y5≦0.6）が設けられていてもよ
い。なお、該引張り歪障壁層を設ける場合、圧縮歪量子
井戸活性層の圧縮歪量と膜厚の積と、引張り歪障壁層の
引張り歪量と合計膜厚の積の和の絶対値を0.25nm以下と
することが望ましい。
Ｉｎx5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5引張り歪障壁層（ただし、
0≦x5≦0.3および0＜y5≦0.6）が設けられていてもよ
い。なお、該引張り歪障壁層を設ける場合、圧縮歪量子
井戸活性層の圧縮歪量と膜厚の積と、引張り歪障壁層の
引張り歪量と合計膜厚の積の和の絶対値を0.25nm以下と
することが望ましい。
【００１０】また、各光導波層は、第一導電型、第二導
電型またはアンドープのいずれかであってよい。
電型またはアンドープのいずれかであってよい。
【００１１】また、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄
層の上に、該溝の表面全体を覆うように、第二の第二導
電型ＩｎxＧａ1-xＰ層が厚さ30nm以下で形成されてお
り、該第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層の上に前記第二導電
型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部第二クラッド層（た
だし、x4＝0.49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）
が形成されていてもよい。
層の上に、該溝の表面全体を覆うように、第二の第二導
電型ＩｎxＧａ1-xＰ層が厚さ30nm以下で形成されてお
り、該第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層の上に前記第二導電
型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部第二クラッド層（た
だし、x4＝0.49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）
が形成されていてもよい。
【００１２】ここで、上記「第一導電型」と「第二導電
型」は、互いに導電性が逆であり、例えば、第一導電型
がｐ型であれば、第二導電型はｎ型を示す。また、アン
ドープとは導電性不純物が導入されていないことを示
す。
型」は、互いに導電性が逆であり、例えば、第一導電型
がｐ型であれば、第二導電型はｎ型を示す。また、アン
ドープとは導電性不純物が導入されていないことを示
す。
【００１３】また、上記「格子整合する」とは、ＧａＡ
ｓの格子定数をｃsとし、成長層の格子定数をｃとする
と、｜（ｃ−ｃs）／ｃs｜で表される値が0.003以下で
あることを示す。
ｓの格子定数をｃsとし、成長層の格子定数をｃとする
と、｜（ｃ−ｃs）／ｃs｜で表される値が0.003以下で
あることを示す。
【００１４】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置によれば、上
記構成とすることにより、高出力まで安定した発振モー
ドを得ることができる。
記構成とすることにより、高出力まで安定した発振モー
ドを得ることができる。
【００１５】より具体的には、電流狭窄層をＩｎxＧａ
1-xＰとし、上部クラッド層を第二導電型Ｉｎx4Ｇａ
1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部第二クラッド層（ただし、x4＝0.
49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）としているた
め、電流狭窄層と上部クラッド層との屈折率の差によっ
て生じる等価屈折率段差を２×１０-3〜７×１０-3程度
に精度良く作りつけることができるので、高次モード発
振のカットオフが容易に実現できる。よって、高い光出
力まで安定した発振モードを得ることができ、信頼性を
向上させることができる。
1-xＰとし、上部クラッド層を第二導電型Ｉｎx4Ｇａ
1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部第二クラッド層（ただし、x4＝0.
49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）としているた
め、電流狭窄層と上部クラッド層との屈折率の差によっ
て生じる等価屈折率段差を２×１０-3〜７×１０-3程度
に精度良く作りつけることができるので、高次モード発
振のカットオフが容易に実現できる。よって、高い光出
力まで安定した発振モードを得ることができ、信頼性を
向上させることができる。
【００１６】また、内部電流狭窄構造であるため、電極
とコンタクト層の接触面積を大きくとることができ、コ
ンタクト抵抗を低減することができる。
とコンタクト層の接触面積を大きくとることができ、コ
ンタクト抵抗を低減することができる。
【００１７】さらに、第一エッチング阻止層にＩｎx6Ｇ
ａ1-x6Ｐ（ただし、0≦x6≦1）、その上の第二エッチン
グ阻止層にＩｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1（ただし、0≦x
1≦0.4および0≦y1≦0.5）を用いているため、硫酸系の
エッチャントでは第二エッチング阻止層のみエッチング
され第一エッチング阻止層はエッチングされないため、
エッチングを制御良くＩｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング
阻止層上で停止させることができ、ウェットエッチング
によるストライプ幅の制御性を高めることできる。
ａ1-x6Ｐ（ただし、0≦x6≦1）、その上の第二エッチン
グ阻止層にＩｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1（ただし、0≦x
1≦0.4および0≦y1≦0.5）を用いているため、硫酸系の
エッチャントでは第二エッチング阻止層のみエッチング
され第一エッチング阻止層はエッチングされないため、
エッチングを制御良くＩｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング
阻止層上で停止させることができ、ウェットエッチング
によるストライプ幅の制御性を高めることできる。
【００１８】また、上部クラッド層を形成する界面の層
の組成にＡｌを含まないため、容易に再成長が可能であ
り、Ａｌの酸化による欠陥の発生がないので特性の劣化
を防ぐことができる。
の組成にＡｌを含まないため、容易に再成長が可能であ
り、Ａｌの酸化による欠陥の発生がないので特性の劣化
を防ぐことができる。
【００１９】また、圧縮歪量子井戸活性層の上下にＩｎ
x5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5引張り歪障壁層（ただし、0≦x
5≦0.3および0＜y5≦0.6）を形成することにより、活性
層の圧縮歪を引張り歪により補償することができるの
で、しきい値電流の低減等、種々の特性および信頼性を
向上させることができる。
x5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5引張り歪障壁層（ただし、0≦x
5≦0.3および0＜y5≦0.6）を形成することにより、活性
層の圧縮歪を引張り歪により補償することができるの
で、しきい値電流の低減等、種々の特性および信頼性を
向上させることができる。
【００２０】また、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄
層の下に第一の第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層(ただし、x
＝0.49±0.01)が形成されていることにより、第二導電
型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部クラッド層のバンド
ギャップ差を大きくすることができ、注入される電流の
広がりを抑制することができる。
層の下に第一の第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層(ただし、x
＝0.49±0.01)が形成されていることにより、第二導電
型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部クラッド層のバンド
ギャップ差を大きくすることができ、注入される電流の
広がりを抑制することができる。
【００２１】また、第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄
層の上に、該溝の表面全体を覆うように、第二の第二導
電型ＩｎxＧａ1-xＰ層が形成されており、該第二導電型
Ｉｎ xＧａ1-xＰ層の上に第二導電型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ
1-y4Ｐy4上部クラッド層（ただし、x4＝0.49y4±0.01お
よびx−0.04≦x4≦x−0.01）が形成されていてもよく、
上記構成による本発明の半導体レーザ装置と同等の効果
を得ることができる。
層の上に、該溝の表面全体を覆うように、第二の第二導
電型ＩｎxＧａ1-xＰ層が形成されており、該第二導電型
Ｉｎ xＧａ1-xＰ層の上に第二導電型Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ
1-y4Ｐy4上部クラッド層（ただし、x4＝0.49y4±0.01お
よびx−0.04≦x4≦x−0.01）が形成されていてもよく、
上記構成による本発明の半導体レーザ装置と同等の効果
を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
を用いて詳細に説明する。
【００２３】本発明の第１の実施の形態による半導体レ
ーザ装置について説明し、その半導体レーザ装置の作製
過程の断面図を図１に示す。
ーザ装置について説明し、その半導体レーザ装置の作製
過程の断面図を図１に示す。
【００２４】図１(ａ)に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板
11上に、有機金属気相成長法によりｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ
下部クラッド層12（x＝0.49±0.01)、ｎあるいはｉ−Ｉ
ｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部光導波層13（x2＝0.49y2
±0.01、0≦x2≦0.3）、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧
縮歪量子井戸活性層14（0＜x3≦0.4、0≦y3≦0.1）、ｐ
あるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上部光導波層
15（x2＝0.49y2±0.01、0≦x2≦0.3）、ｐ−Ｉｎx6Ｇａ
1-x6Ｐ第一エッチング阻止層16（0≦x6≦1）、ｐ−Ｉｎ
x1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層17（0≦x
1≦0.4および0≦y1≦0.5、厚さ20nm）、ｐ−ＩｎxＧａ
1-xＰ層18（厚さ100nm程度）、ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ電流
狭窄層19（厚さ１μｍ程度）ｎ−ＧａＡｓキャップ層20
（厚さ10nm程度）を積層する。この上にＳｉＯ2膜21を
形成し、〈０１１〉方向に通常のリソグラフィにより１
〜３μｍ程度の幅のストライプ領域のＳｉＯ2膜21を除
去する。
11上に、有機金属気相成長法によりｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ
下部クラッド層12（x＝0.49±0.01)、ｎあるいはｉ−Ｉ
ｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部光導波層13（x2＝0.49y2
±0.01、0≦x2≦0.3）、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧
縮歪量子井戸活性層14（0＜x3≦0.4、0≦y3≦0.1）、ｐ
あるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上部光導波層
15（x2＝0.49y2±0.01、0≦x2≦0.3）、ｐ−Ｉｎx6Ｇａ
1-x6Ｐ第一エッチング阻止層16（0≦x6≦1）、ｐ−Ｉｎ
x1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層17（0≦x
1≦0.4および0≦y1≦0.5、厚さ20nm）、ｐ−ＩｎxＧａ
1-xＰ層18（厚さ100nm程度）、ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ電流
狭窄層19（厚さ１μｍ程度）ｎ−ＧａＡｓキャップ層20
（厚さ10nm程度）を積層する。この上にＳｉＯ2膜21を
形成し、〈０１１〉方向に通常のリソグラフィにより１
〜３μｍ程度の幅のストライプ領域のＳｉＯ2膜21を除
去する。
【００２５】次に、図１(ｂ)に示すように、ＳｉＯ2膜2
1をマスクとして、硫酸系エッチャントでＩｎxＧａ1-x
Ｐ電流狭窄層19、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層18をエッチング
することにより、ｐ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二
エッチング阻止層17を露出させる。
1をマスクとして、硫酸系エッチャントでＩｎxＧａ1-x
Ｐ電流狭窄層19、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層18をエッチング
することにより、ｐ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二
エッチング阻止層17を露出させる。
【００２６】次に、図１(ｃ)に示すように、ＳｉＯ2膜2
1をフッ酸系のエッチャントで除去し、引き続き、硫酸
系のエッチャントで、ｎ−ＧａＡｓキャップ層20と溝の
底面のｐ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング
阻止層17を除去する。
1をフッ酸系のエッチャントで除去し、引き続き、硫酸
系のエッチャントで、ｎ−ＧａＡｓキャップ層20と溝の
底面のｐ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング
阻止層17を除去する。
【００２７】その後、図１(ｄ)に示すように、ｐ−Ｉｎ
x4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（x4＝0.49y4±0.01、x-0.04≦
x4≦x-0.01）上部クラッド層22、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層23を形成する。その上にｐ側電極24を形成し、基板
の研磨を行いｎ側電極25を形成する。その後、上記のよ
うにして作製された試料を劈開して形成した共振器に高
反射率コート、低反射率コートを行い、チップ化して半
導体レーザ装置を完成させる。
x4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（x4＝0.49y4±0.01、x-0.04≦
x4≦x-0.01）上部クラッド層22、ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層23を形成する。その上にｐ側電極24を形成し、基板
の研磨を行いｎ側電極25を形成する。その後、上記のよ
うにして作製された試料を劈開して形成した共振器に高
反射率コート、低反射率コートを行い、チップ化して半
導体レーザ装置を完成させる。
【００２８】ｐあるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐ
y2上部光導波層15の厚さは基本横モード発振が高出力ま
で維持できる厚さとする。本実施の形態の形態の半導体
レーザ装置は、高出力まで基本横モード発振が可能であ
り、高い信頼性を得ることができる。
y2上部光導波層15の厚さは基本横モード発振が高出力ま
で維持できる厚さとする。本実施の形態の形態の半導体
レーザ装置は、高出力まで基本横モード発振が可能であ
り、高い信頼性を得ることができる。
【００２９】また、図２に示すように、ＩｎxＧａ1-xＰ
電流狭窄層19とｐ−Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（x4＝
0.49y4±0.01、x-0.04≦x4≦x-0.01）上部クラッド層22
の間に、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層26を厚さ10nm程度積層し
てもよい。
電流狭窄層19とｐ−Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（x4＝
0.49y4±0.01、x-0.04≦x4≦x-0.01）上部クラッド層22
の間に、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層26を厚さ10nm程度積層し
てもよい。
【００３０】次に、本発明の第２の実施の形態による半
導体レーザ装置について説明し、その断面図を図３に示
す。
導体レーザ装置について説明し、その断面図を図３に示
す。
【００３１】図３に示すように、有機金属気相成長法に
より、ｎ−ＧａＡｓ基板31上に、ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ下
部クラッド層32（x＝0.49±0.01)、ｎあるいはｉ−Ｉｎ
x2Ｇａ 1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部光導波層33（x2＝(0.49±
0.01)y2、0≦x2≦0.3）、Ｉｎx5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5
引張り歪障壁層34（0≦x5≦0.3、0＜y5≦0.6）、Ｉｎx3
Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層35（0＜x3
≦0.4、0≦y3≦0.1）、Ｉｎ x5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5引
張り歪障壁層36（0≦x5≦0.3、0＜y5≦0.6）、ｐあるい
はｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上部光導波層37（x2
＝(0.49±0.01)y2、0≦x2≦0.3）、ｐ−Ｉｎx6Ｇａ1-x6
Ｐ第一エッチング阻止層38（0≦x6≦1）、ｐ−Ｉｎx1Ｇ
ａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層39（0≦x1≦
0.4、0≦y1≦0.5）、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層40（厚さ100
nm程度）、ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ層電流狭窄層41（厚さ１
μｍ程度）、ｎ−ＧａＡｓキャップ層42（図示せず）を
積層する。この上にＳｉＯ2膜43（図示せず）を形成
し、〈０１１〉方向に通常のリソグラフィにより１〜３
μｍ程度の幅のストライプ領域のＳｉＯ2膜43を除去す
る。このＳｉＯ2膜43をマスクとして、硫酸系エッチャ
ントでｎ−ＧａＡｓキャップ層42をエッチングし、引き
続き、塩酸系のエッチャントでｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ電流
狭窄層41、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層40をエッチングするこ
とにより、ｐ−Ｉｎ x1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチ
ング阻止層39を露出させる。
より、ｎ−ＧａＡｓ基板31上に、ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ下
部クラッド層32（x＝0.49±0.01)、ｎあるいはｉ−Ｉｎ
x2Ｇａ 1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部光導波層33（x2＝(0.49±
0.01)y2、0≦x2≦0.3）、Ｉｎx5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5
引張り歪障壁層34（0≦x5≦0.3、0＜y5≦0.6）、Ｉｎx3
Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層35（0＜x3
≦0.4、0≦y3≦0.1）、Ｉｎ x5Ｇａ1-x5Ａｓ1-y5Ｐy5引
張り歪障壁層36（0≦x5≦0.3、0＜y5≦0.6）、ｐあるい
はｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上部光導波層37（x2
＝(0.49±0.01)y2、0≦x2≦0.3）、ｐ−Ｉｎx6Ｇａ1-x6
Ｐ第一エッチング阻止層38（0≦x6≦1）、ｐ−Ｉｎx1Ｇ
ａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層39（0≦x1≦
0.4、0≦y1≦0.5）、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層40（厚さ100
nm程度）、ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ層電流狭窄層41（厚さ１
μｍ程度）、ｎ−ＧａＡｓキャップ層42（図示せず）を
積層する。この上にＳｉＯ2膜43（図示せず）を形成
し、〈０１１〉方向に通常のリソグラフィにより１〜３
μｍ程度の幅のストライプ領域のＳｉＯ2膜43を除去す
る。このＳｉＯ2膜43をマスクとして、硫酸系エッチャ
ントでｎ−ＧａＡｓキャップ層42をエッチングし、引き
続き、塩酸系のエッチャントでｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ電流
狭窄層41、ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層40をエッチングするこ
とにより、ｐ−Ｉｎ x1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチ
ング阻止層39を露出させる。
【００３２】次に、ＳｉＯ2膜43をフッ酸系のエッチャ
ントで除去し、引き続き、硫酸系のエッチャントで、残
ったｎ−ＧａＡｓキャップ層42と溝の底面のｐ−Ｉｎx1
Ｇａ 1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層39を除去す
る。
ントで除去し、引き続き、硫酸系のエッチャントで、残
ったｎ−ＧａＡｓキャップ層42と溝の底面のｐ−Ｉｎx1
Ｇａ 1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層39を除去す
る。
【００３３】次に、ｐ−Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐ
y4（x4＝(0.49±0.01)y4、x-0.04≦x4≦x-0.01）上部ク
ラッド層44、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層45を形成する。
その上にｐ側電極46を形成し、基板の研磨を行いｎ側電
極47を形成する。
y4（x4＝(0.49±0.01)y4、x-0.04≦x4≦x-0.01）上部ク
ラッド層44、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層45を形成する。
その上にｐ側電極46を形成し、基板の研磨を行いｎ側電
極47を形成する。
【００３４】その後、上記のように作製された試料を劈
開して形成した共振器に、高反射率コート、低反射率コ
ートを行い、チップ化して半導体レーザ装置を完成させ
る。上記ｐあるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上
部光導波層37の厚さは基本横モード発振が高出力まで維
持できる厚さとする。本実施の形態の形態の半導体レー
ザ装置においても、高出力まで基本横モード発振が可能
であり、高い信頼性を得ることができる。
開して形成した共振器に、高反射率コート、低反射率コ
ートを行い、チップ化して半導体レーザ装置を完成させ
る。上記ｐあるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上
部光導波層37の厚さは基本横モード発振が高出力まで維
持できる厚さとする。本実施の形態の形態の半導体レー
ザ装置においても、高出力まで基本横モード発振が可能
であり、高い信頼性を得ることができる。
【００３５】本実施の形態は、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3
Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層に隣接してＩｎx5Ｇａ1-x5Ａ
ｓ1-y5Ｐy5引張り歪障壁層を導入しているため、第１の
実施の形態に比べ、しきい値電流の低下等、特性の改善
がなされ、信頼性が向上する。
Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層に隣接してＩｎx5Ｇａ1-x5Ａ
ｓ1-y5Ｐy5引張り歪障壁層を導入しているため、第１の
実施の形態に比べ、しきい値電流の低下等、特性の改善
がなされ、信頼性が向上する。
【００３６】本実施の形態の形態による半導体レーザ装
置においても、図２に示したように、ｐ−Ｉｎx4Ｇａ
1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（x4＝(0.49±0.01)y4、x-0.04≦x4≦
x-0.01）上部クラッド層44を形成する前に、ｐ−Ｉｎx
Ｇａ1-xＰ層を10nm程度形成してもよい。
置においても、図２に示したように、ｐ−Ｉｎx4Ｇａ
1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（x4＝(0.49±0.01)y4、x-0.04≦x4≦
x-0.01）上部クラッド層44を形成する前に、ｐ−Ｉｎx
Ｇａ1-xＰ層を10nm程度形成してもよい。
【００３７】上記２つの実施の形態において、発振する
波長λに関しては、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪
量子井戸活性層（0＜x3≦0.4、0≦y3≦0.1）より、900
＜λ＜1200(nm)の範囲で制御が可能である。
波長λに関しては、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪
量子井戸活性層（0＜x3≦0.4、0≦y3≦0.1）より、900
＜λ＜1200(nm)の範囲で制御が可能である。
【００３８】また、上記各層の成長法としては、固体あ
るいはガスを原料とする分子線エピタキシャル成長法で
あってもよい。
るいはガスを原料とする分子線エピタキシャル成長法で
あってもよい。
【００３９】上記２つの実施の形態において、ＧａＡｓ
基板は、ｎ型のものを用いたが、ｐ型でもよく、その場
合、各半導体層の導電性を逆にして形成すればよい。
基板は、ｎ型のものを用いたが、ｐ型でもよく、その場
合、各半導体層の導電性を逆にして形成すればよい。
【００４０】また、上記２つの実施の形態において、基
本横モード発振する屈折率導波型半導体レーザについて
説明したが、上記構成において、ストライプ幅を３μｍ
以上にして多モード発振する屈折率導波型半導体レーザ
を作製することができる。
本横モード発振する屈折率導波型半導体レーザについて
説明したが、上記構成において、ストライプ幅を３μｍ
以上にして多モード発振する屈折率導波型半導体レーザ
を作製することができる。
【００４１】また、上記２つの実施の形態において、屈
折率導波機構付き半導体レーザ装置について説明した
が、本発明は、回折格子付きの半導体レーザあるいは集
積回路の作製にも適用可能である。
折率導波機構付き半導体レーザ装置について説明した
が、本発明は、回折格子付きの半導体レーザあるいは集
積回路の作製にも適用可能である。
【００４２】また、上記２つの実施の形態において、特
に、ＩｎＧａＰ電流狭窄層の上にＧａＡｓキャップ層を
形成することにより、ＩｎＧａＰ電流狭窄層の上に自然
酸化膜が形成されたり、直接レジスト層が形成されて起
こる層の変成等を防止できる。また、上部クラッド層を
再成長する前に、そのＧａＡｓキャップ層を除去するこ
とにより再成長界面に残る残さを除去でき、結晶欠陥の
発生を防止することができる。
に、ＩｎＧａＰ電流狭窄層の上にＧａＡｓキャップ層を
形成することにより、ＩｎＧａＰ電流狭窄層の上に自然
酸化膜が形成されたり、直接レジスト層が形成されて起
こる層の変成等を防止できる。また、上部クラッド層を
再成長する前に、そのＧａＡｓキャップ層を除去するこ
とにより再成長界面に残る残さを除去でき、結晶欠陥の
発生を防止することができる。
【００４３】なお、ｎ−ＧａＡｓキャップ層は積層しな
くても上記半導体レーザ装置を作製することができる。
また、ｎ−ＧａＡｓキャップ層20はｎ型のものを用いた
が、ｐ型でもよい。
くても上記半導体レーザ装置を作製することができる。
また、ｎ−ＧａＡｓキャップ層20はｎ型のものを用いた
が、ｐ型でもよい。
【００４４】本発明による半導体レーザ装置は、高出力
まで安定した発振モードを得ることができ、信頼性が高
いので、高速な情報・画像処理及び通信、計測、医療、
印刷の分野での光源として応用可能である。
まで安定した発振モードを得ることができ、信頼性が高
いので、高速な情報・画像処理及び通信、計測、医療、
印刷の分野での光源として応用可能である。
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体レーザ
装置の作製過程を示す断面図
装置の作製過程を示す断面図
【図２】本発明の半導体レーザ装置を示す断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態による半導体レーザ
装置を示す断面図
装置を示す断面図
11 ｎ型ＧａＡｓ基板 12 ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ下部クラッド層 13 ｎあるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2下部
光導波層 14 Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性
層 15 ｐあるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上部
光導波層 16 ｐ−Ｉｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング阻止層 17 ｐ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング
阻止層 18 ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層 19 ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層 20 ｎ−ＧａＡｓキャップ層 21 ＳｉＯ2膜 22 ｐ−Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部クラッド層 23 ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 24 ｐ側電極 25 ｎ側電極
光導波層 14 Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性
層 15 ｐあるいはｉ−Ｉｎx2Ｇａ1-x2Ａｓ1-y2Ｐy2上部
光導波層 16 ｐ−Ｉｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング阻止層 17 ｐ−Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング
阻止層 18 ｐ−ＩｎxＧａ1-xＰ層 19 ｎ−ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層 20 ｎ−ＧａＡｓキャップ層 21 ＳｉＯ2膜 22 ｐ−Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部クラッド層 23 ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 24 ｐ側電極 25 ｎ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 研司 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富 士写真フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA45 AA53 AA83 CA17 CB02 DA05 DA23 EA15 EA24
Claims (4)
- 【請求項１】 第一導電型ＧａＡｓ基板上に、 第一導電型クラッド層、 下部光導波層、 Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層（た
だし、0＜x3≦0.4および0≦y3≦0.1）、 上部光導波層、 第二導電型Ｉｎx6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング阻止層（た
だし、0≦x6≦1）、 第二導電型Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング
阻止層（ただし、0≦x1≦0.4および0≦y1≦0.5）、 第一の第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層(ただし、x＝0.49±
0.01)および第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層がこ
の順に積層されており、 前記第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層、前記第一の
第二導電型ＩｎxＧａ1 -xＰ層および前記第二導電型Ｉｎ
x1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層からなる
結晶層の電流注入窓となる領域が、前記第二導電型Ｉｎ
x6Ｇａ1-x6Ｐ第一エッチング阻止層が露出するまで除去
されて、溝が形成されており、 前記第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄層の上に、前記
溝の表面全体を覆うように、第二導電型Ｉｎx4Ｇａ1-x4
Ａｓ1-y4Ｐy4上部クラッド層（ただし、x4＝0.49y4±0.
01およびx−0.04≦x4≦x−0.01）および第二導電型コン
タクト層がこの順に形成されており、 前記圧縮歪量子井戸活性層の圧縮歪量と膜厚の積の絶対
値が0.25nm以下であり、 前記圧縮歪量子井戸活性層、前記第二導電型Ｉｎx6Ｇａ
1-x6Ｐ第一エッチング阻止層および前記第二導電型Ｉｎ
x1Ｇａ1-x1Ａｓ1-y1Ｐy1第二エッチング阻止層以外の全
ての層がＧａＡｓに格子整合する組成であることを特徴
とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記圧縮歪量子井戸活性層に隣接して、
Ｉｎx5Ｇａ1-x5Ａｓ 1-y5Ｐy5引張り歪障壁層（ただし、
0≦x5≦0.3および0＜y5≦0.6）が設けられていることを
特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記各光導波層が、第一導電型、第二導
電型またはアンドープのいずれかであることを特徴とす
る請求項１または２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記第一導電型ＩｎxＧａ1-xＰ電流狭窄
層の上に、該溝の表面全体を覆うように、第二の第二導
電型ＩｎxＧａ1-xＰ層が厚さ30nm以下で形成されてお
り、該第二の第二導電型ＩｎxＧａ1-xＰ層の上に、前記
第二導電型Ｉｎ x4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4上部第二クラッ
ド層（ただし、x4＝0.49y4±0.01およびx−0.04≦x4≦x
−0.01）が形成されていることを特徴とする請求項１、
２または３記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122244A JP2001308466A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 半導体レーザ装置 |
| US09/838,339 US6600770B2 (en) | 2000-04-24 | 2001-04-20 | High-power semiconductor laser device having current confinement structure and index-guided structure and stably oscillating in single mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122244A JP2001308466A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308466A true JP2001308466A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18632743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000122244A Pending JP2001308466A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6600770B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001308466A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038410A (ja) * | 2002-01-28 | 2009-02-19 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003069148A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| US8571080B2 (en) * | 2009-12-02 | 2013-10-29 | Massachusetts Institute Of Technology | High efficiency slab-coupled optical waveguide laser and amplifier |
| US8451874B2 (en) * | 2009-12-02 | 2013-05-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Very large mode slab-coupled optical waveguide laser and amplifier |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08107254A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-23 | Xerox Corp | マルチ波長レーザダイオードアレイ |
| JPH0955558A (ja) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| JPH09270558A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ |
| DE69725783T2 (de) * | 1996-06-17 | 2004-07-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara | Halbleiterlaser |
| US5825796A (en) * | 1996-09-25 | 1998-10-20 | Picolight Incorporated | Extended wavelength strained layer lasers having strain compensated layers |
| JP3753216B2 (ja) * | 1997-11-25 | 2006-03-08 | 富士写真フイルム株式会社 | 半導体レーザ装置 |
-
2000
- 2000-04-24 JP JP2000122244A patent/JP2001308466A/ja active Pending
-
2001
- 2001-04-20 US US09/838,339 patent/US6600770B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038410A (ja) * | 2002-01-28 | 2009-02-19 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010033591A1 (en) | 2001-10-25 |
| US6600770B2 (en) | 2003-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3753216B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3317335B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2001053384A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP3859839B2 (ja) | 屈折率導波型半導体レーザ装置 | |
| JP2002374042A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US6621845B2 (en) | Semiconductor laser device which includes AlGaAs optical waveguide layer being formed over internal stripe groove and having controlled refractive index | |
| US6400743B1 (en) | High-power semiconductor laser device having current confinement structure and index-guided structure | |
| US6856636B2 (en) | Semiconductor laser device | |
| JP2001308466A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2002141610A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JP4033930B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2001223436A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2001320135A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2002204032A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3654315B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2001053390A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP2003152282A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2001053383A (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP2001168465A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH11284275A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2003347679A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH1197794A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2003142782A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| KR100817487B1 (ko) | 반도체 레이저 장치 | |
| JP2001267689A (ja) | 半導体レーザ素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050912 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061201 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090331 |