JP2003309329A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

半導体レーザ素子の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の半導体基板上に複数の半導体レーザを
順次成長させて良好な特性を有する半導体レーザ素子を
形成する。 【解決手段】 ｎ型ＧaＡs基板２１上にＡlＧaＡs系半
導体レーザ２９を形成した後、ノンドープＧaＡs保護層
３０を形成する。こうして、ＡlＧaＡs系半導体レーザ
２９の一部の領域をエッチング除去してｎ型基板２１を
露出させた場合に、ｐ型ＧaＡsコンタクト層２８から不
純物Ｚnが蒸発するのを防止する。したがって、ｐ型コ
ンタクト層２８のキャリア濃度が低下して、ｐ型電極と
のコンタクト特性が悪化するのを防止である。さらに、
露出したｎ型基板２１上に、ｐ型コンタクト層２８から
蒸発した不純物が再付着することを防止できる。したが
って、後にＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８を形成した
際に、ｎ型ＧaＡs基板２１と上記再付着した不純物とが
混じった層が形成されず、長期駆動の際における信頼性
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一つの半導体基
板上に複数の半導体レーザを形成できる半導体レーザ素
子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの普及が進み、その記
録フォーマットも多岐にわたってきている。異なる規格
の光ディスクを光学的に読み取る場合には、異なる規格
のレーザが必要である。例えば、ＣＤ(コンパクトディ
スク)とＤＶＤ(ディジタル多用途ディスク)との２種類
の光ディスクを読み取るためには、発光波長が７８０nm
付近の赤外レーザと発光波長が６５０nm付近の赤色レー
ザとが必要である。
【０００３】その場合に、ピックアップの小型化や低価
格化のために、一つのパッケージで二つの波長のレーザ
光を放射することができる半導体レーザ素子の出現が求
められている。
【０００４】また、光ディスク以外にも、レーザビーム
プリンタや記録再型の光ディスクにおいて、一つのパッ
ケージで二つの波長のレーザ、あるいは、同じ波長でも
低出力用と高出力用との二種類のレーザを放射すること
ができる半導体レーザ素子の出現が求められている。さ
らには、同じ波長で同じ出力の２ビームレーザも考えら
れる。
【０００５】これらの要望に応じるために、二つの半導
体レーザを一つの半導体基板上に集積する技術が開発さ
れている。ところが、単一の半導体基板上に二つの異な
る特性のレーザを形成する場合は、一度の結晶成長では
実現できないことが多い。そのために、単一の半導体基
板上に複数回の結晶成長を行なう方法が用いられる。す
なわち、先に、半導体基板上に一方のレーザ構造を結晶
成長し、それに重ねて他方のレーザ構造を成長形成し、
先に成長したレーザ構造上に後から形成されたレーザ構
造を除去するのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の単一の半導体基板上に複数回の結晶成長を行なう半
導体レーザ素子の製造方法には、以下のような問題があ
る。すなわち、半導体基板上に先に成長されたレーザ構
造に重ねて他方のレーザ構造を成長形成する場合には、
先に成長されたレーザ構造における電極コンタクトが十
分に行うことができない。さらに、後から成長されたレ
ーザ構造における電流電圧特性に異常が生じる等の問題
が発生する。
【０００７】具体的に説明すると、上記電極コンタクト
を低抵抗で行なうために、コンタクト層は高いキャリア
濃度で形成される。そして、このキャリア濃度を付与す
るために、上記コンタクト層を構成する結晶層の中には
不純物が添加されている。したがって、上記コンタクト
層が形成されているレーザ構造に重ねて他のレーザ構造
の成長を行う際における高温の影響を受けて上記コンタ
クト層内から不純物が抜け、コンタクト層のキャリア濃
度が低下して金属電極と半導体層とのコンタクト特性が
悪化するのである。
【０００８】さらに、上記コンタクト層から抜け出た不
純物が上記他方のレーザを成長するために露出させた結
晶表面に再付着し、その上から上記他方のレーザの結晶
成長が行われることになる。そのために、所望しない不
純物が混じった必要の無い層が形成されることになり、
層の抵抗率や導電型に影響を与え、結果的に電流電圧特
性に異常が現れるのである。
【０００９】図５に、ＧaＡs基板１上に、ＡlＧaＡs系
半導体レーザとＡlＧaＩnＰ系半導体レーザとの二つの
半導体レーザを成長する場合における素子断面を示して
いる。先ず、図５(a)に示すように、ｎ型ＧaＡs基板１
上に、ｎ型ＧaＡsバッファ層２,ｎ型ＡlＧaＡsクラッド
層３,ＡlＧaＡsガイド層４,多重量子井戸活性層５,ｐ型
ＡlＧaＡsガイド層６,ｐ型ＡlＧaＡsクラッド層７,ｐ型
ＧaＡsコンタクト層(Ｚnを濃度５×１０18cm-3でドー
プ)８で成るＡlＧaＡs系半導体レーザ９が成長される。
そして、ＡlＧaＡs系半導体レーザ９の一部分がエッチ
ングによってＧaＡs基板１が露出するまで除去される。
【００１０】そして、次に、上記ＡlＧaＩnＰ系半導体
レーザを成長させるために成長炉に入れられる。そうす
ると、図５に模式的に示すように、炉内の高温によって
最上層のｐ型ＧaＡsコンタクト層８から不純物Ｚnが蒸
発し、露出したＧaＡs基板１上に再付着することにな
る。
【００１１】そうした後に、図５(b)に示すように、全
面にｎ型ＧaＡsバッファ層１１,ｎ型ＡlＧaＩnＰクラッ
ド層１２,ＡlＧaＩnＰガイド層１３,多重量子井戸活性
層１４,ＡlＧaＩnＰガイド層１５,ｐ型ＡlＧaＩnＰクラ
ッド層１６,ｐ型ＧaＡsコンタクト層１７で成るＡlＧa
ＩnＰ系半導体レーザ１８が成長される。
【００１２】図６に、上記ＡlＧaＡs系半導体レーザ９
側のｐ型ＧaＡsコンタクト層８における成長直後のキャ
リア濃度とＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ１８成長後のキ
ャリア濃度とを示す。図より、ＡlＧaＡs系半導体レー
ザ９形成直後に５×１０18cm- 3であったキャリア濃度
が、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ１８成長後には、最表
面においては７×１０17cm-3にまで減少していることが
分る。
【００１３】また、図７に、後から成長されたＡlＧaＩ
nＰ系半導体レーザ１８の電流‐電圧曲線を示す。尚、
このＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ１８と同じ組成のＡlＧ
aＩnＰ系半導体レーザを単体でＧaＡs基板上に成長した
場合の電流‐電圧曲線をも合わせて示している。図７よ
り、単体の場合には１.８２Ｖであった１００mＡでの駆
動電圧が、後から成長されたＡlＧaＩnＰ系半導体レー
ザ１８の場合には０.１Ｖ増加して１.９２Ｖとなってい
る。これは、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ１８における
最下層のＧaＡsバッファ層１１とＧaＡs基板１との界面
に、ＧaＡs基板１と上記再付着した不純物Ｚnとが混じ
った層が形成され、内部抵抗が増加して発熱量が増えた
ことを意味する。このような場合には、長期駆動の際に
信頼性の面で問題となるのである。
【００１４】そこで、この発明の目的は、単一の半導体
基板上に複数の半導体レーザを順次成長させて良好な特
性を有する半導体レーザ素子を形成できる半導体レーザ
素子の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の半導体レーザ素子の製造方法では、半導
体基板上に１回目の結晶成長によって第１半導体レーザ
層を形成した後、この第１半導体レーザ層における最上
のコンタクト層上にノンドープ半導体層を形成してい
る。したがって、上記半導体基板上に、２回目の結晶成
長によって第２半導体レーザ層を形成するに先立って、
上記第１半導体レーザ層における発光領域となる領域を
除いて除去して半導体基板が露出された場合に、上記ノ
ンドープ半導体層が上記コンタクト層の保護層として機
能する。
【００１６】その結果、上記２回目の結晶成長を行うた
めに成長炉に入れた際に、炉内の高温による上記コンタ
クト層からの不純物の蒸発が防止される。したがって、
上記コンタクト層のキャリア濃度が低下して、金属電極
とのコンタクト特性が悪化することはない。
【００１７】さらに、上記露出した半導体基板の表面
に、上記コンタクト層から蒸発した不純物が再付着する
ことはない。したがって、上記露出した半導体基板上に
２回目の結晶成長によって第２半導体レーザ層を形成す
る際に、上記第２半導体レーザ層の最下層と半導体基板
との界面に、上記半導体基板と上記再付着した不純物と
の混じった層が形成されることはない。こうして、長期
駆動の際における信頼性が向上されるのである。
【００１８】また、１実施例では、少なくとも、上記ノ
ンドープ半導体層を形成する工程,半導体基板を露出さ
せる工程および第２半導体レーザ層を形成する工程を繰
り返すようにしている。したがって、例えば、２回目の
結晶成長によって形成された第２半導体レーザ層を１回
目の結晶成長によって形成された第１半導体レーザ層と
見なして、この第１半導体レーザ層(本来の第２半導体
レーザ層)上に上記ノンドープ半導体層を形成し、上記
半導体基板を露出させた後に第２半導体レーザ層(本来
の第３半導体レーザ層)を形成することによって、同一
半導体基板上に３つの高特性で高信頼性を有する半導体
レーザを形成することができる。
【００１９】また、１実施例では、上記第１半導体レー
ザ層のコンタクト層とノンドープ半導体層との間に、上
記コンタクト層およびノンドープ半導体層とは結晶組成
が異なる半導体層を形成するようにしている。したがっ
て、上記第２半導体レーザ層を形成した後に、上記コン
タクト層を露出させる際に、上記コンタクト層に対して
選択性のあるエッチャントを用いて上記結晶組成が異な
る半導体層をエッチング除去することによって、確実に
上記コンタクト層の表面でエッチングが停止される。し
たがって、上記コンタクト層の厚みが厳密に制御され
て、所定のコンタクト特性が得られる。
【００２０】また、１実施例では、上記第１半導体レー
ザ層のコンタクト層とノンドープ半導体層との間に、上
記結晶組成が異なる半導体層としてＡlＧaＡs系の半導
体層が形成される。したがって、例えば上記コンタクト
層をＧaＡs系のコンタクト層とすれば、エッチングによ
って上記結晶組成が異なる半導体層を除去する際に、上
記ＧaＡs系のコンタクト層に対して選択性のあるＨＦ系
あるいは塩酸系のエッチャントを用いることによって、
上記ＧaＡs系のコンタクト層の厚みが厳密に制御され
る。
【００２１】また、１実施例では、上記ノンドープ半導
体層としてＧaＡs系の半導体層が形成される。したがっ
て、上記第１半導体レーザ層のコンタクト層上に上記結
晶組成が異なる半導体層を形成し、その上に上記ノンド
ープ半導体層を形成する半導体レーザ素子の製造方法の
場合には、例えば、上記コンタクト層をＧaＡs系のコン
タクト層とし、上記結晶組成が異なる半導体層をＡlＧa
Ａs系の半導体層とすれば、エッチングによって上記結
晶組成が異なる半導体層を除去する際に、上記ＧaＡs系
のコンタクト層に対して選択性のあるＨＦ系または塩酸
系のエッチャントを用いることによって、上記ＧaＡs系
のコンタクト層の厚みが厳密に制御される。
【００２２】また、１実施例では、上記ＧaＡs系ノンド
ープ半導体層の層厚を０.２μm以上としている。したが
って、２回目の結晶成長によって第２半導体レーザ層を
形成する前の高温で蒸発してしまうことがなく、上記高
温による上記第１半導体レーザ層のコンタクト層からの
不純物の蒸発が確実に防止されると共に、上記第１半導
体レーザ層のコンタクト層を露出させる際に簡単にエッ
チング除去される。また、上記ＡlＧaＡs系半導体層の
層厚を０.１μm以上としている。したがって、上記Ｇa
Ａs系ノンドープ半導体層をエッチング除去する際のエ
ッチング停止層としての機能が充分に発揮されると共
に、上記第１半導体レーザ層のコンタクト層を露出させ
る際に簡単にエッチング除去される。
【００２３】また、１実施例では、上記第１半導体レー
ザ層のコンタクト層としてＧaＡs系のコンタクト層を形
成するようにしている。したがって、上記コンタクト層
上に上記結晶組成が異なる半導体層を形成し、その上に
上記ノンドープ半導体層を形成する半導体レーザ素子の
製造方法の場合には、例えば、上記結晶組成が異なる半
導体層をＡlＧaＡs系の半導体層とすれば、エッチング
によって上記結晶組成が異なる半導体層を除去する際
に、上記ＧaＡs系のコンタクト層に対して選択性のある
ＨＦ系あるいは塩酸系のエッチャントを用いることによ
って、上記ＧaＡs系のコンタクト層の厚みが厳密に制御
される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。 ＜第１実施の形態＞図１及び図２は、本実施の形態の半
導体レーザ素子の製造方法によって形成される半導体レ
ーザ素子の各製造工程における断面を示す。先ず、図１
(a)に示すように、ｎ型ＧaＡs基板２１上に、ｎ型ＧaＡ
sバッファ層２２,ｎ型ＡlＧaＡsクラッド層２３,ＡlＧa
Ａsガイド層２４,多重量子井戸活性層２５,ｐ型ＡlＧa
Ａsガイド層２６,ｐ型ＡlＧaＡsクラッド層２７および
ｐ型ＧaＡsコンタクト層２８がＭＯＣＶＤ(有機金属気
相成長)によって順次成長されて、上記第１半導体レー
ザ層の一例としてのＡlＧaＡs系半導体レーザ２９が形
成される。その場合、最上層のｐ型ＧaＡsコンタクト層
２８には、キャリア濃度が５×１０18cm-3となるように
Ｚnがドープされている。
【００２５】さらに、上記ＡlＧaＡs系半導体レーザ２
９のｐ型ＧaＡsコンタクト層２８上に、上記ノンドープ
半導体層の一例としてのノンドープＧaＡs保護層３０を
０.２μmの膜厚で成長させる。こうして、１回目の結晶
成長が行われる。
【００２６】次に、図１(b)に示すように、上記ＡlＧa
Ａs系半導体レーザ２９の一部の領域がエッチングによ
って除去されて、ｎ型ＧaＡs基板２１が露出される。具
体的には、先ず、硫酸系エッチャントによって、ｎ型Ａ
lＧaＡsクラッド層２３に届くまでエッチングを行な
う。次に、ＨＦ系または塩酸系のエッチャントによっ
て、残りのｎ型ＡlＧaＡsクラッド層２３をエッチング
除去する。以上のエッチャントではＧaＡsはエッチング
出来ないため、ｎ型ＧaＡsバッファ層２２表面でエッチ
ングは停止する。そこで、引き続いて、硫酸系あるいは
ＮＨ3系のエッチャントによって、ｎ型ＧaＡsバッファ
層２２をエッチング除去してｎ型ＧaＡs基板２１を露出
させるのである。
【００２７】この場合に、上記ｎ型ＧaＡs基板２１上に
残ったＡlＧaＡs系半導体レーザ２９におけるｐ型ＧaＡ
sコンタクト層２８の上には、ノンドープＧaＡs保護層
３０が成長されている。したがって、上記ＡlＧaＩnＰ
系半導体レーザを成長させるために成長炉に入れた際
に、炉内の高温によるｐ型ＧaＡsコンタクト層２８から
の不純物Ｚnの蒸発が防止される。さらに、ノンドープ
ＧaＡs保護層３０にはドーパントが含まれてはいない。
その結果、露出したＧaＡs基板２１の表面に、ｐ型Ｇa
Ａsコンタクト層２８から蒸発した不純物Ｚn等の不純物
が再付着することも防止されるのである。
【００２８】次に、図１(c)に示すように、全面に、ｎ
型ＧaＡsバッファ層３１,ｎ型ＡlＧaＩnＰクラッド層３
２,ＡlＧaＩnＰガイド層３３,多重量子井戸活性層３
４，ＡlＧaＩnＰガイド層３５,ｐ型ＡlＧaＩnＰクラッ
ド層３６およびｐ型ＧaＡsコンタクト層３７がＭＯＣＶ
Ｄによって順次成長されて、上記第２半導体レーザ層の
一例としてのＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８が形成さ
れる。こうして、２回目の結晶成長が行われる。尚、図
１(c)においては、ＧaＡs基板２１上に成長されたＡlＧ
aＩnＰ系半導体レーザ３８とＡlＧaＡs系半導体レーザ
２９上に成長されたＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８と
の境界で、各層が直角に折れ曲がって垂直に延在するよ
うに描かれているが、実際にはなだらかな曲線を描くよ
うに形成される。
【００２９】次に、図２(d)に示すように、後に形成さ
れたＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８における先に形成
されたＡlＧaＡs系半導体レーザ２９上に重なって形成
されている領域と、ノンドープＧaＡs保護層３０とを、
エッチングによって除去する。
【００３０】具体的には、先ず、硫酸系エッチャントに
よって、上記ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８のｎ型Ａl
ＧaＩnＰクラッド層３２に届くまでエッチングを行な
う。次に、塩酸系あるいはリン酸系のエッチャントによ
って、残りのｎ型ＡlＧaＩnＰクラッド層３２をｎ型Ｇa
Ａsバッファ層３１までエッチングする。この場合、選
択性のあるエッチャントを用いているため、エッチング
はｎ型ＧaＡsバッファ層３１上で停止する。引き続い
て、硫酸系エッチャントあるいはＮＨ3系エッチャント
によって、ｎ型ＧaＡsバッファ層３１およびノンドープ
ＧaＡs保護層３０をエッチング除去して、ＡlＧaＡs系
半導体レーザ２９のｐ型ＧaＡsコンタクト層２８を露出
させる。
【００３１】さらに、上記ｎ型ＧaＡs基板２１上におけ
るＡlＧaＡs系半導体レーザ２９とＡlＧaＩnＰ系半導体
レーザ３８との境界部分が除去されて、図２(e)に示す
ように、上記ｎ型ＧaＡs基板２１上に、ＡlＧaＡs系半
導体レーザ２９とＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８とが
並んで配置された半導体レーザ素子が形成される。
【００３２】そうした後、図２(f)に示すように、上記
ＡlＧaＡs系半導体レーザ２９のｐ型ＧaＡsコンタクト
層２８およびｐ型ＡlＧaＡsクラッド層２７の途中まで
を、中央部を紙面に垂直方向に所定幅だけ残してエッチ
ング除去して、上記中央部にストライプ状のリッジ部を
形成する。同時に、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８の
ｐ型ＧaＡsコンタクト層３７およびｐ型ＡlＧaＩnＰク
ラッド層３６の途中までをエッチング除去して、中央部
にストライプ状のリッジ部を形成する。そして、ＡlＧa
Ａs系半導体レーザ２９のリッジ部上とＡlＧaＩnＰ系半
導体レーザ３８のリッジ部上とに、ｐ型ＡuＺn/Ａu/Ｍo
/Ａu電極３９,４０を形成する。さらに、ｎ型ＧaＡs基
板２１の表面にｎ型ＡuＧe/Ｎi/Ｍo/Ａu電極４１を形成
する。こうして、二つの発光部を有する半導体レーザ素
子が形成されるのである。
【００３３】こうして形成された半導体レーザ素子は、
上記ＡlＧaＡs系半導体レーザ２９におけるｐ型ＧaＡs
コンタクト層２８からの不純物Ｚnの蒸発はない。した
がって、ｐ型ＧaＡsコンタクト層２８の表面キャリア濃
度は５×１０18cm-3を維持しており、良好な電極コンタ
クトが得られる。さらに、ｎ型ＧaＡs基板２１への不純
物Ｚnの再付着もない。したがって、後から成長された
ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８におけるＩ‐Ｖ特性
は、単体で成長された同じ組成のＡlＧaＩnＰ系半導体
レーザと変わりはない。
【００３４】上述のように、本実施の形態においては、
ｎ型ＧaＡs基板２１上にＡlＧaＡs系半導体レーザ２９
を形成した後に、ＡlＧaＡs系半導体レーザ２９におけ
る最上層のｐ型ＧaＡsコンタクト層２８上に、ノンドー
プＧaＡs保護層３０を形成している。したがって、Ａl
ＧaＡs系半導体レーザ２９の一部の領域をエッチング除
去してｎ型ＧaＡs基板２１を露出させた後に、ＡlＧaＩ
nＰ系半導体レーザを成長させるために成長炉に入れた
場合、炉内の高温によってｐ型ＧaＡsコンタクト層２８
から不純物Ｚnが蒸発することを防止できる。したがっ
て、ｐ型ＧaＡsコンタクト層２８のキャリア濃度が低下
して、ｐ型ＡuＺn/Ａu/Ｍo/Ａu電極３９とのコンタクト
特性が悪化するのを防止することができるである。
【００３５】さらに、上記露出したＧaＡs基板２１の表
面に、ｐ型ＧaＡsコンタクト層２８から蒸発した不純物
Ｚnが再付着することが防止される。したがって、ＡlＧ
aＡs系半導体レーザ２９が除去された領域のＧaＡs基板
２１上に、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８を形成した
際に、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８における最下層
のｎ型ＧaＡsバッファ層３１とＧaＡs基板２１との界面
に、ＧaＡs基板２１に上記再付着した不純物Ｚnが混じ
った層が形成されることがない。したがって、内部抵抗
が増加して発熱量が増えることがなく、長期駆動の際に
おける信頼性を向上できるのである。
【００３６】その際に、上記ノンドープＧaＡs保護層３
０の膜厚を０.２μmとしている。したがって、上記成長
炉内の高温によるＡlＧaＡs系半導体レーザ２９のＧaＡ
sコンタクト層２８からの不純物Ｚnの蒸発を確実に防止
できると共に、ＧaＡsコンタクト層２８を露出させる際
には簡単にエッチング除去することができる。
【００３７】尚、上記第１実施の形態においては、上記
ノンドープＧaＡs保護層３０の膜厚を０.２μmとしてい
るが、これに限定されるものではない。要は、２回目の
結晶成長によってＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８を成
長させる前の高温で蒸発してしまわないような膜厚であ
れば良く、０.２μm以上であれば良い。上限については
特に限定されるものではないが、現実的には２μm以下
が妥当である。
【００３８】＜第２実施の形態＞本実施の形態は、Ａl
ＧaＡs系半導体レーザとＡlＧaＩnＰ系半導体レーザと
の二つの発光部を有する半導体レーザ素子の上記第１実
施の形態とは異なる製造方法に関する。
【００３９】図３及び図４は、本実施の形態の半導体レ
ーザ素子の製造方法によって形成される半導体レーザ素
子の各製造工程における断面を示す。先ず、図３(a)に
示すように、ｎ型ＧaＡs基板５１上に、ｎ型ＧaＡsバッ
ファ層５２,ｎ型ＡlＧaＡsクラッド層５３,ＡlＧaＡsガ
イド層５４,多重量子井戸活性層５５,ｐ型ＡlＧaＡsガ
イド層５６,ｐ型ＡlＧaＡsクラッド層５７およびｐ型Ｇ
aＡsコンタクト層５８がＭＯＣＶＤによって順次成長さ
れてＡlＧaＡs系半導体レーザ５９が形成される。その
場合、最上層のｐ型ＧaＡsコンタクト層５８には、キャ
リア濃度が５×１０18cm-3となるようにＺnがドープさ
れている。
【００４０】さらに、上記ＡlＧaＡs系半導体レーザ５
９のｐ型ＧaＡsコンタクト層５８上には、上記コンタク
ト層およびノンドープ半導体層とは結晶組成が異なる半
導体層の一例としての膜厚が０.１μmのノンドープＡl
ＧaＡsエッチング停止層６０と、膜厚が０.２μmのノン
ドープＧaＡs保護層６１とを成長させる。こうして、１
回目の結晶成長が行われる。
【００４１】次に、図３(b)に示すように、上記ＡlＧa
Ａs系半導体レーザ５９の一部の領域がエッチングによ
って除去されて、ｎ型ＧaＡs基板５１が露出される。具
体的には、先ず、硫酸系エッチャントによって、ｎ型Ａ
lＧaＡsクラッド層５３に届くまでエッチングを行な
う。次に、ＨＦ系または塩酸系のエッチャントによっ
て、残りのｎ型ＡlＧaＡsクラッド層５３をエッチング
除去する。以上のエッチャントではＧaＡsはエッチング
出来ないために、ｎ型ＧaＡsバッファ層５２の表面でエ
ッチングは停止する。そこで、引き続いて、硫酸系ある
いはＮＨ3系のエッチャントによって、ｎ型ＧaＡsバッ
ファ層５２をエッチング除去してｎ型ＧaＡs基板５１を
露出させるのである。
【００４２】この場合に、上記ｎ型ＧaＡs基板５１上に
残ったＡlＧaＡs系半導体レーザ５９におけるｐ型ＧaＡ
sコンタクト層５８の上には、ノンドープＡlＧaＡsエッ
チング停止層６０およびノンドープＧaＡs保護層６１が
成長されている。したがって、上記ＡlＧaＩnＰ系半導
体レーザを成長させるために成長炉に入れた際に、炉内
の高温によるｐ型ＧaＡsコンタクト層５８からの不純物
Ｚnの蒸発が防止される。さらに、ノンドープＧaＡs保
護層６１にはドーパントが含まれていない。その結果、
露出したＧaＡs基板５１の表面に、ｐ型ＧaＡsコンタク
ト層５８から蒸発した不純物Ｚn等の不純物が再付着す
ることも防止されるのである。
【００４３】次に、図３(c)に示すように、全面に、ｎ
型ＧaＡsバッファ層６２,ｎ型ＡlＧaＩnＰクラッド層６
３,ＡlＧaＩnＰガイド層６４,多重量子井戸活性層６
５，ＡlＧaＩnＰガイド層６６,ｐ型ＡlＧaＩnＰクラッ
ド層６７およびｐ型ＧaＡsコンタクト層６８がＭＯＣＶ
Ｄによって順次成長されてＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ
６９が形成される。こうして、２回目の結晶成長が行わ
れる。
【００４４】次に、図４(d)に示すように、後に形成さ
れたＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ６９における先に形成
されたＡlＧaＡs系半導体レーザ５９上に重なって形成
されている領域と、ノンドープＡlＧaＡsエッチング停
止層６０及びノンドープＧaＡs保護層６１とを、エッチ
ングによって除去する。
【００４５】具体的には、先ず、硫酸系エッチャントに
よって、上記ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ６９のｎ型Ａl
ＧaＩnＰクラッド層６３に届くまでエッチングを行な
う。次に、塩酸系あるいはリン酸系のエッチャントによ
って、残りのｎ型ＡlＧaＩnＰクラッド層６３をｎ型Ｇa
Ａsバッファ層６２までエッチングする。この場合、選
択性のあるエッチャントを用いているため、エッチング
はｎ型ＧaＡsバッファ層６２上で停止する。引き続い
て、硫酸系あるいはＮＨ3系のエッチャントによって、
ｎ型ＧaＡsバッファ層６２及びノンドープＧaＡs保護層
６１をエッチング除去する。この場合、硫酸系あるいは
ＮＨ3系エッチャントを使用するために、エッチングは
ノンドープＡlＧaＡsエッチング停止層６０が露出した
時点で停止する。続いて、ＨＦ系あるいは塩酸系エッチ
ャントによって、ノンドープＡlＧaＡsエッチング停止
層６０を除去する。こうして、ＡlＧaＡs系半導体レー
ザ５９のｐ型ＧaＡsコンタクト層５８を露出させる。
【００４６】さらに、上記ｎ型ＧaＡs基板５１上におけ
るＡlＧaＡs系半導体レーザ５９とＡlＧaＩnＰ系半導体
レーザ６９との境界部分が除去されて、図４(e)に示す
ように、上記ｎ型ＧaＡs基板５１上に、ＡlＧaＡs系半
導体レーザ５９とＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ６９とが
並んで配置された半導体レーザ素子が形成される。
【００４７】そうした後、図４(f)に示すように、上記
ＡlＧaＡs系半導体レーザ５９のｐ型ＧaＡsコンタクト
層５８およびｐ型ＡlＧaＡsクラッド層５７の途中まで
をエッチング除去して、第１実施の形態の場合と同様に
リッジ部を形成する。同時に、上記ＡlＧaＩnＰ系半導
体レーザ６９のｐ型ＧaＡsコンタクト層６８およびｐ型
ＡlＧaＩnＰクラッド層６７の途中までをエッチング除
去してリッジ部を形成する。そして、ＡlＧaＡs系半導
体レーザ５９のリッジ部上とＡlＧaＩnＰ系半導体レー
ザ６９のリッジ部上とに、ｐ型ＡuＺn/Ａu/Ｍo/Ａu電極
７０,７１を形成する。さらに、ｎ型ＧaＡs基板５１の
表面にｎ型ＡuＧe/Ｎi/Ｍo/Ａu電極７２を形成する。こ
うして、二つの発光部を有する半導体レーザ素子が形成
されるのである。
【００４８】上述したように、本実施の形態において
は、上記ｎ型ＧaＡs基板５１上にＡlＧaＡs系半導体レ
ーザ５９を形成した後、ＡlＧaＡs系半導体レーザ５９
における最上層のｐ型ＧaＡsコンタクト層５８上に、膜
厚が０.１μmのノンドープＡlＧaＡsエッチング停止層
６０および膜厚が０.２μmのノンドープＧaＡs保護層６
１を形成している。したがって、ＡlＧaＡs系半導体レ
ーザ５９の一部の領域をエッチング除去してｎ型ＧaＡs
基板５１を露出させた後に、ＡlＧaＩnＰ系半導体レー
ザを成長させるために成長炉に入れた場合、炉内の高温
によってｐ型ＧaＡsコンタクト層５８から不純物Ｚnが
蒸発するのを防止することができる。そのために、ｐ型
ＧaＡsコンタクト層５８のキャリア濃度が低下して、ｐ
型ＡuＺn/Ａu/Ｍo/Ａu電極７０とのコンタクト特性が悪
化するのを防止することができるのである。
【００４９】さらに、上記露出したｎ型ＧaＡs基板５１
の表面に、上記ｐ型ＧaＡsコンタクト層５８から蒸発し
た不純物Ｚnが再付着することが無くなる。したがっ
て、ＡlＧaＡs系半導体レーザ５９が除去された領域の
ＧaＡs基板５１上にＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ６９を
形成した際に、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ６９におけ
る最下層のｎ型ＧaＡsバッファ層６２とＧaＡs基板５１
との界面に、ＧaＡs基板５１と上記再付着した不純物Ｚ
nとの混じった層が形成されることはない。したがっ
て、内部抵抗が増加して発熱量が増えることがなく、長
期駆動の際における信頼性を向上できるのである。
【００５０】さらに、本実施の形態においては、上記Ａ
lＧaＡs系半導体レーザ５９の最上層であるｐ型ＧaＡs
コンタクト層５８と同じＧaＡs系のノンドープＧaＡs保
護層６１との間に、異なる組成であるＡlＧaＡs系のノ
ンドープＡlＧaＡsエッチング停止層６０を設けてい
る。したがって、ノンドープＡlＧaＡsエッチング停止
層６０を除去する場合に、ＧaＡs層に対して選択性のあ
るＨＦ系あるいは塩酸系エッチャントを用いることによ
って、エッチングをｐ型ＧaＡsコンタクト層５８が露出
した時点で停止させることができる。すなわち、ｐ型Ｇ
aＡsコンタクト層５８の厚みを厳密に制御することがで
き、所定のコンタクト特性を得ることができるのであ
る。
【００５１】その際に、上記ノンドープＡlＧaＡsエッ
チング停止層６０の膜厚を０.１μmとしている。したが
って、ノンドープＧaＡs保護層６１をエッチング除去す
る際に上記エッチングを確実に停止することができると
共に、ＡlＧaＡs系半導体レーザ５９のＧaＡsコンタク
ト層５８を露出させる際には簡単にエッチング除去する
ことができる。
【００５２】尚、本実施の形態においても、上記ノンド
ープＧaＡs保護層６１の膜厚を０.２μmとしているが、
上記第１実施の形態の場合と同様に０.２μm以上であれ
ば良い。上限については特に限定されるものではない
が、現実的には２μm以下が妥当である。さらに、本実
施の形態においては、ノンドープＡlＧaＡsエッチング
停止層６０の膜厚を０.１μmとしているが、これに限定
されるものではない。要は、例えばＮＨ3系エッチャン
トによってノンドープＧaＡs保護層６１をエッチングし
てノンドープＡlＧaＡsエッチング停止層６０に到達し
た際に、上記エッチングを確実に停止できる膜厚であれ
ば良く、０.１μm以上であれば良い。上限については特
に限定されるものではないが、現実的には１μm以下が
妥当である。
【００５３】＜第３実施の形態＞本実施の形態は、Ｇa
Ａs基板上に、１回目の結晶成長としてＡlＧaＩnＰ系半
導体レーザを成長し、２回目の結晶成長としてＡlＧaＡ
s系半導体レーザを成長する。その際に、１回目の結晶
成長による半導体レーザと２回目の結晶成長による半導
体レーザとの導電型を上記第２実施の形態の場合とは逆
にし、１回目の結晶成長を上記第２実施の形態のＭＯＣ
ＶＤからＭＢＥ(分子線エピタキシー)法に変えたもので
ある。以下、簡単に説明する。
【００５４】先ず、ｐ型ＧaＡs基板上に、図３(c)の場
合と同様(但し導電型は逆)にして、ＡlＧaＩnＰ半導体
レーザをＭＢＥ法によって成長させる。その場合、最上
層のｎ型ＧaＡsコンタクト層には、キャリア濃度が５×
１０18cm-3となるようにＳiをドープしておく。そし
て、ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザにおけるｎ型ＧaＡsコ
ンタクト層の上に、膜厚が０.１μmのノンドープＡlＧa
Ａsエッチング停止層および膜厚が０.２μmのノンドー
プＧaＡs保護層を成長させる。
【００５５】次に、上記ｐ型ＧaＡs基板上に形成された
ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザの一部の領域をエッチング
によって除去して、ｐ型ＧaＡs基板を露出させる。具体
的には、先ず、ＳＢＷ(飽和臭素水)系エッチャントによ
って、ｐ型ＡlＧaＩnＰクラッド層に届くまでエッチン
グを行なう。次に、ＨＣl系エッチャントによって、残
りのｐ型ＡlＧaＩnＰクラッド層をエッチング除去す
る。この場合、ＨＣl系のエッチャントではＧaＡsはエ
ッチング出来ないため、ｐ型ＧaＡsバッファ層の表面で
エッチングは停止する。そこで、引き続いて、ＮＨ3系
あるいは硫酸系のエッチャントによって、ｐ型ＧaＡsバ
ッファ層をエッチング除去してｐ型ＧaＡs基板を露出さ
せるのである。
【００５６】この場合に、上記ｐ型ＧaＡs基板上に残っ
たＡlＧaＩnＰ系半導体レーザにおけるｎ型ＧaＡsコン
タクト層の上には、ノンドープＡlＧaＡsエッチング停
止層およびノンドープＧaＡs保護層が成長されている。
したがって、ＡlＧaＡs系半導体レーザを成長させるた
めに成長炉に入れた際に、炉内の高温によるｎ型ＧaＡs
コンタクト層からの不純物Ｓiの蒸発が防止される。さ
らに、上記ノンドープＧaＡs保護層にはドーパントが含
まれていない。その結果、露出したｐ型ＧaＡs基板上
に、ｎ型ＧaＡsコンタクト層から蒸発した不純物Ｓi等
の不純物が再付着することも防止されるのである。
【００５７】次に、図３(a)の場合と同様(但し導電型は
逆)にして、全面に、ＡlＧaＡs系レーザをＭＯＣＶＤ法
によって成長させる。こうして、２回目の結晶成長が行
われる。
【００５８】次に、後に形成された上記ＡlＧaＡs系半
導体レーザにおける先に形成された上記ＡlＧaＩnＰ系
半導体レーザ上に重なって形成されている領域と、ノン
ドープＡlＧaＡsエッチング停止層およびノンドープＧa
Ａs保護層とを、エッチングによって除去する。
【００５９】具体的には、先ず、硫酸系エッチャントに
よって、後に形成された上記ＡlＧaＡs系半導体レーザ
のｐ型ＡlＧaＡsクラッド層に届くまでエッチングを行
なう。こうして、上記ＡlＧaＡs系半導体レーザにおけ
るｎ型ＧaＡsコンタクト層,上部のｎ型ＡlＧaＡsクラッ
ド層,ＡlＧaＡs系活性層及び上記活性層を挟んでＡlＧa
Ａsガイド層が存在する場合にはその層が除去されるの
である。引き続いて、ＨＦ系あるいは塩酸系のエッチャ
ントによって、ｐ型ＡlＧaＡsクラッド層をｐ型ＧaＡs
バッファ層までエッチングする。続いて、ＮＨ3系のエ
ッチャントによって、ｐ型ＧaＡsバッファ層及びノンド
ープＧaＡs保護層をエッチング除去する。この場合、Ｎ
Ｈ3系エッチャントを使用するために、エッチングはノ
ンドープＡlＧaＡsエッチング停止層が露出した時点で
停止する。そこで、続いて、ＨＦ系エッチャントによっ
て、ノンドープＡlＧaＡsエッチング停止層を除去す
る。こうして、上記ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザのｎ型
ＧaＡsコンタクト層を露出させるのである。
【００６０】さらに、上記ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ
とＡlＧaＡs系半導体レーザとの境界部分が除去され
て、上記ｐ型ＧaＡs基板上に、ＡlＧaＩnＰ系半導体レ
ーザとＡlＧaＡs系半導体レーザとが並んで配置された
半導体レーザ素子が形成される。
【００６１】そうした後、上記ＡlＧaＩnＰ系半導体レ
ーザとＡlＧaＡs系半導体レーザとにリッジ部を形成
し、この両リッジ部上にｎ型電極を形成する。さらに、
ｐ型ＧaＡs基板の表面にｐ型電極を形成する。こうし
て、二つの発光部を有する半導体レーザ素子が形成され
るのである。
【００６２】上述したように、本実施の形態において
は、上記ｐ型ＧaＡs基板の上にＡlＧaＩnＰ系半導体レ
ーザを形成した後、膜厚が０.１μmのノンドープＡlＧa
Ａsエッチング停止層および膜厚が０.２μmのノンドー
プＧaＡs保護層を形成している。したがって、ＡlＧaＩ
nＰ系半導体レーザの一部の領域をエッチング除去して
ｐ型ＧaＡs基板を露出させた後に、ＡlＧaＡs系半導体
レーザを成長させるために成長炉に入れた場合に、炉内
の高温によってｎ型ＧaＡsコンタクト層からの不純物Ｓ
iの蒸発が防止される。そのために、ｎ型ＧaＡsコンタ
クト層のキャリア濃度が低下して、ｎ型電極とのコンタ
クト特性が悪化するのを防止することができる。
【００６３】尚、本実施の形態においても、上記ノンド
ープＧaＡs保護層の膜厚を０.２μmとしているが、上記
各実施の形態の場合と同様に０.２μm以上であれば良
い。また、ノンドープＡlＧaＡsエッチング停止層の膜
厚を０.１μmとしているが、上記第２実施の形態の場合
と同様に０.１μm以上であれば良い。
【００６４】さらに、上記露出したｐ型ＧaＡs基板の表
面に、ｎ型ＧaＡsコンタクト層から蒸発した不純物Ｓi
が再付着することが無くなる。したがって、上記ＡlＧa
Ａs系半導体レーザを形成した際に、ｐ型ＧaＡs基板と
の界面に上記再付着した不純物Ｓiとｐ型ＧaＡs基板と
の混じった層が形成されることがない。したがって、内
部抵抗が増加して発熱量が増えることがなく、長期駆動
の際における信頼性を向上できるのである。
【００６５】さらに、本実施の形態においては、上記第
２実施の形態の場合と同様に、上記ｎ型ＧaＡsコンタク
ト層と同じＧaＡs系のノンドープＧaＡs保護層との間
に、異なる組成であるＡlＧaＡs系のノンドープＡlＧa
Ａsエッチング停止層を設けている。したがって、ノン
ドープＡlＧaＡsエッチング停止層を除去する場合に
は、ＧaＡs層に対して選択性のあるエッチャントを用い
ることによって、エッチングを確実にｎ型ＧaＡsコンタ
クト層が露出した時点で停止させることができる。すな
わち、ｎ型ＧaＡsコンタクト層の厚みを厳密に制御する
ことができ、所定のコンタクト特性を得ることができる
のである。
【００６６】尚、この発明は、上記各実施の形態に限定
されるものではなく、成長方法や結晶組成や導電型等は
種々組み合わせても一向に差し支えない。その場合、上
記ノンドープ保護層およびエッチング停止層の結晶組成
は、先に形成される上記第１半導体レーザ層のコンタク
ト層の結晶組成に応じて夫々の機能を効果的に発揮でき
るように設定すればよい。
【００６７】また、上記各実施の形態においては、同一
の半導体基板上に２つの半導体レーザ層を形成する場合
を例に説明したが、各実施の形態において説明した工程
を組み合せ繰り返して、同一の半導体基板上に３つ以上
の半導体レーザ層を形成することも可能である。例え
ば、図１(c)においてＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３８を
成長させる際に、さらにＧaＡsコンタクト層３７上にノ
ンドープＧaＡs保護層を形成する。そして、ＡlＧaＡs
系半導体レーザ２９上のＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ３
８を除去する際には、ノンドープＧaＡs保護層３０は残
しておく。以後、２回目に形成されたＡlＧaＩnＰ系半
導体レーザ３８を１回目に形成された半導体レーザ層と
見なして、図１(b)〜図２(f)を行えば、同一ｎ型ＧaＡs
基板２１上に３つの半導体レーザ層を形成することがで
きるのである。
【００６８】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の複
数の発光領域を有する半導体レーザ素子の製造方法は、
半導体基板上に１回目の結晶成長によって第１半導体レ
ーザ層を形成した後にノンドープ半導体層を形成するの
で、２回目の結晶成長によって第２半導体レーザ層を形
成するに先立って、上記第１半導体レーザ層における発
光領域となる領域を除いて除去して上記半導体基板を露
出させた場合に、上記コンタクト層をノンドープ半導体
層によって保護することができる。したがって、上記２
回目の結晶成長を行うために成長炉に入れた際に、炉内
の高温によって上記コンタクト層から不純物が蒸発する
のを防止することができる。すなわち、この発明によれ
ば、上記コンタクト層のキャリア濃度が低下して、金属
電極とのコンタクト特性が悪化することを防止できるの
である。
【００６９】さらに、上記露出した半導体基板の表面
に、上記コンタクト層から蒸発した不純物が再付着する
ことも防止できる。したがって、上記露出した半導体基
板上に形成される上記第２半導体レーザ層の最下層と半
導体基板との界面に、上記半導体基板と上記再付着した
不純物との混じった層が形成されることはなく、長期駆
動の際における信頼性を向上できる。
【００７０】また、上記第１半導体レーザ層のコンタク
ト層上に結晶組成が異なる半導体層を形成し、この結晶
組成が異なる半導体層上に上記ノンドープ半導体層を形
成することが好ましい。その場合には、上記コンタクト
層を露出させる際に、上記コンタクト層に対して選択性
のあるエッチャントを用いて上記結晶組成が異なる半導
体層をエッチング除去することによって、確実に上記コ
ンタクト層の表面でエッチングを停止して上記コンタク
ト層の層厚を厳密に制御することができる。したがっ
て、所定のコンタクト特性を得ることができるのであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の半導体レーザ素子の製造方法によ
って形成される半導体レーザ素子の各製造工程における
断面図である。
【図２】 図１に続く各製造工程における断面図であ
る。
【図３】 図１および図２とは異なる半導体レーザ素子
の製造方法によって形成される半導体レーザ素子の各製
造工程における断面図である。
【図４】 図３に続く各製造工程における断面図であ
る。
【図５】 基板上に二つの半導体レーザを従来の方法に
よって成長する場合の素子断面図である。
【図６】 先に形成されたＡlＧaＡs系半導体レーザ側
のｐ型ＧaＡsコンタクト層における成長直後のキャリア
濃度とＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ成長後のキャリア濃
度とを示す図である。
【図７】 後から成長されたＡlＧaＩnＰ系半導体レー
ザの電流‐電圧曲線を示す図である。
【符号の説明】
２１,５１…ｎ型ＧaＡs基板、 ２２,３１,５２,６２…ｎ型ＧaＡsバッファ層、 ２３,５３…ｎ型ＡlＧaＡsクラッド層、 ２４,５４…ＡlＧaＡsガイド層、 ２５,３４,５５,６５…多重量子井戸活性層、 ２６,５６…ｐ型ＡlＧaＡsガイド層、 ２７,５７…ｐ型ＡlＧaＡsクラッド層、 ２８,３７,５８,６８…ｐ型ＧaＡsコンタクト層、 ２９,５９…ＡlＧaＡs系半導体レーザ、 ３０,６１…ノンドープＧaＡs保護層、 ３２,６３…ｎ型ＡlＧaＩnＰクラッド層、 ３３,３５,６４,６６…ＡlＧaＩnＰガイド層、 ３６,６７…ｐ型ＡlＧaＩnＰクラッド層、 ３８,６９…ＡlＧaＩnＰ系半導体レーザ、 ３９,４０,７０,７１…ｐ型ＡuＺn/Ａu/Ｍo/Ａu電極、 ４１,７２…ｎ型ＡuＧe/Ｎi/Ｍo/Ａu電極、 ６０…ノンドープＡlＧaＡsエッチング停止層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 泰司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA01 AA05 AA33 AA40 AA41 EC45 EC47 FA05 FA09 FA22 NA04 5D789 AA01 AA05 AA33 AA40 AA41 EC45 EC47 FA05 FA09 FA22 NA04 5F073 AA13 AA45 AA53 AA74 AB06 BA05 CA05 CA17 CB02 CB19 DA05 DA23 EA04 EA29

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板上に１回目の結晶成長によっ
    て最上に位置するコンタクト層を含む第１半導体レーザ
    層を形成する工程と、 上記第１半導体レーザ層におけるコンタクト層上にノン
    ドープ半導体層を形成する工程と、 上記ノンドープ半導体層が形成された上記第１半導体レ
    ーザ層における発光領域となる領域を除いて除去して上
    記半導体基板を露出させる工程と、 ２回目の結晶成長によって第２半導体レーザ層を形成す
    る工程と、 上記第２半導体レーザ層における発光領域となる領域を
    除いた領域および上記ノンドープ半導体層を除去して、
    上記第１半導体レーザ層のコンタクト層を露出させる工
    程を備えて、複数の発光領域を有する半導体レーザ素子
    を形成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザ素子の製
    造方法において、 少なくとも、上記ノンドープ半導体層を形成する工程,
    半導体基板を露出させる工程および第２半導体レーザ層
    を形成する工程を繰り返して行うことを特徴とする半導
    体レーザ素子の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の半導体レーザ素子の製
    造方法において、 上記第１半導体レーザ層のコンタクト層上にノンドープ
    半導体層を形成する工程の前に、上記第１半導体レーザ
    層のコンタクト層上に、上記コンタクト層およびノンド
    ープ半導体層とは結晶組成が異なる半導体層を形成する
    工程を備えて、上記ノンドープ半導体層を形成する工程
    においては、上記ノンドープ半導体層を上記結晶組成が
    異なる半導体層上に形成するようにしたことを特徴とす
    る半導体レーザ素子の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の半導体レーザ素子の製
    造方法において、 上記結晶組成が異なる半導体層として、ＡlＧaＡs系の
    半導体層を形成することを特徴とする半導体レーザ素子
    の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項１あるいは請求項４に記載の半導
    体レーザ素子の製造方法において、 上記ノンドープ半導体層として、ＧaＡs系の半導体層を
    形成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の半導体レーザ素子の製
    造方法において、 上記ＧaＡs系ノンドープ半導体層の層厚は０.２μm以上
    であり、 上記ＡlＧaＡs系半導体層の層厚は０.１μm以上である
    ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載の半導体レーザ素子の製
    造方法において、 上記第１半導体レーザ層のコンタクト層として、ＧaＡs
    系のコンタクト層を形成することを特徴とする半導体レ
    ーザ素子の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006313875A (ja) * 2005-04-08 2006-11-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
US7180925B2 (en) 2002-11-18 2007-02-20 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and manufacturing method therefor
US7505502B2 (en) 2006-03-28 2009-03-17 Panasonic Corporation Semiconductor laser device and manufacturing method thereof

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153136A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Sharp Corp 半導体レーザ素子とその製造方法
JP2004193330A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Sharp Corp モノリシック多波長レーザ素子とその製法
JPWO2005088790A1 (ja) * 2004-03-15 2008-01-31 三洋電機株式会社 半導体レーザ素子、およびその製造方法
GB2451456B (en) * 2007-07-31 2011-03-02 Filtronic Compound Semiconductors Ltd An optical waveguide structure and method of manufacture thereof
CN113206448B (zh) * 2021-04-30 2023-04-07 中国科学院半导体研究所 一种具有电流阻挡层的激光器
CN114336268B (zh) * 2022-03-04 2022-05-31 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 一种高可靠性低缺陷半导体发光器件及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01204487A (ja) 1988-02-10 1989-08-17 Nec Corp 半導体レーザ装置
JPH039589A (ja) 1989-06-07 1991-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多光線半導体レーザ装置
JPH0629618A (ja) 1992-07-10 1994-02-04 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチビーム半導体レーザ及びその製造方法
JP3537591B2 (ja) * 1996-04-26 2004-06-14 パイオニア株式会社 有機ｅｌディスプレイの製造方法
JP3493276B2 (ja) 1997-02-21 2004-02-03 シャープ株式会社 半導体レーザ装置及びその製造方法
US5898722A (en) * 1997-03-10 1999-04-27 Motorola, Inc. Dual wavelength monolithically integrated vertical cavity surface emitting lasers and method of fabrication
JP2000244060A (ja) * 1998-12-22 2000-09-08 Sony Corp 半導体発光装置およびその製造方法
JP3818815B2 (ja) 1999-02-08 2006-09-06 シャープ株式会社 半導体レーザ素子及びその製造方法
US6546035B2 (en) * 2000-02-29 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser diode array and method of fabricating the same
JP4696332B2 (ja) * 2000-03-02 2011-06-08 ソニー株式会社 半導体レーザ発光装置の製造方法
JP2001345514A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Toshiba Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7180925B2 (en) 2002-11-18 2007-02-20 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and manufacturing method therefor
JP2006313875A (ja) * 2005-04-08 2006-11-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
US7505502B2 (en) 2006-03-28 2009-03-17 Panasonic Corporation Semiconductor laser device and manufacturing method thereof

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