JP2746131B2 - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理などに用い
られる半導体レーザおよびその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、多くの分野で半導体レーザの需要
が高まり、ＧａＡｓ系、およびＩｎＰ系を中心として活
発に研究開発が進められてきた。光情報処理分野におい
ては、特に波長が７８０ｎｍのＡｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザの光による情報の記録・再生を行う方式が実用化さ
れ、コンパクトディスク等で広く普及するに至ってい
る。しかし最近になってこれらの光ディスク装置に益々
記憶容量の増加が求められるようになり、それに伴い短
波長のレーザの要望が強まってきている。ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザでは波長が６３０〜６９０ｎｍでの発
振が可能であり、現在実用レベルにある半導体レーザの
中で最も短波長の光が得られるものである。したがっ
て、従来のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザに代わる次世代
の大容量光情報記録用光源として有望である。ところ
で、半導体レーザは光ディスクの再生時に、ディスク面
からの反射光の帰還や温度の変化により強度雑音を発生
し、信号の読取エラーを誘発する。したがって、光ディ
スク用には強度雑音の少ないレーザが不可欠となる。従
来、再生専用・低出力のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザで
は雑音を低減するために可飽和吸収体を用いたり活性層
の膜厚分布を意図的に導入するなどしてマルチモード化
を図ってきた。レーザが縦単一モードで発振していると
きに光の帰還や温度変化等の外乱が入ると利得ピークの
微少な変化によって、近接する縦モードが発振を開始
し、元の発振モードとの間で競合を起こす。これが雑音
の原因となっており、縦モードをマルチ化すると、各モ
ードの強度変化が平均化され、しかも外乱によって変化
しないので安定な低雑音特性を得ることができる。しか
し、これらの方法ではレーザの効率の低下が避けられな
い。特に、記録と再生を併用できる高出力のレーザでは
高効率特性が必要であり、再生用レーザに適用されたよ
うな効率を低下させるアプローチは好ましくない。この
ためこれらのレーザでは、数百ＭＨｚの高周波を重畳し
てマルチモード化を実現している。レーザに高周波を重
畳すると活性領域に注入されるキャリア密度の時間的変
動によって利得幅が広がり、マルチモード発振が実現で
きることが知られている。したがって、高効率単一モー
ドレーザでもこの方法によって低雑音化することができ
る。

【０００３】ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザにおいても
基本的には同様に高周波重畳によって低雑音化が可能で
あると思われるが、このレーザには以下に示す固有の問
題がある。図８に一般的な屈折率導波型のＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの素子構造を示す。これについてはア
プライド・フィジックス・レター１９９３年６２巻１１
７３ページ(Appl.Phys.Lett.vol.62(1993)pp.1173)に示
されている。駆動電流はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８
０８によってリッジストライプ８１２直下の多重量子井
戸活性層８０４に選択的に注入される。また前記リッジ
ストライプ８１２によって構成される屈折率導波路によ
って横方向の光波モードの安定化が図られている。この
素子の電気的等価回路を図９に示す。素子にはｐｎ接合
によって構成されるダイオード９０１と直列に、電気抵
抗（Ｒ）９０２が存在している。この電気抵抗（Ｒ）９
０２は、抵抗率が最も高くかつ電流がブロックされる第
二のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８０７のリッジスト
ライプ８１２の部分によってほとんどが占められてい
る。また、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８０８と第二の
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８０７とが素子動作時に
逆バイアスされて生じる電気容量（Ｃ）９０３が電気抵
抗（Ｒ）９０２と並列に存在している。そして素子の高
周波特性は主にこれらの積によって決定される。例え
ば、電気抵抗（Ｒ）９０２はＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザの１Ωに対してＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザでは１
０Ω程度と非常に大きな値となる。これは、ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰの不純物濃度を高めることが困難で、しかも正
孔の移動度が低い為である。従って、高周波特性もＡｌ
ＧａＡｓ系半導体レーザより劣り、例えば変調度が−３
ｄＢ減衰する周波数は８０ＭＨｚ程度と非常に低くな
る。この周波数特性では前述の数百ＭＨｚの高周波を重
畳してもレーザは実質的にほどんど変調されず、雑音特
性の改善効果は非常に弱くなってしまう。

【０００４】一方で非常に優れた高周波特性が要求され
る光通信用のＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザでは図１０
に示されるような構造が提案されている（例えば、特開
昭６２―２５９４９０号公報）。メサストライプ１０１
０の外側にｎ型ＩｎＰブロック層１００６を設け電流を
メサストライプ１０１０の部分に狭窄する構造である
が、メサストライプ１０１０の外側に少なくともＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１００３まで達する溝１０３０、１０３
１、１０４０、１０４１を設けている。元来直列抵抗が
小さいので周波数特性が優れているが溝１０４０、１０
４１によって寄生の電気容量を低減し、さらに高周波特
性を向上させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように溝１０３０、１０３１、１０４０、１０４１を形
成した構造では、エッチングにより露出した表面に酸化
等によって表面準位が発生する。特にＡｌＧａＩｎＰ系
ではＩｎＧａＡｓＰ系と比較して酸化の影響が大きく、
発生した表面準位は活性層１００３を横切るかあるいは
少なくともその近傍に存在するため、レーザ駆動時に電
流の一部が活性層１００３近傍の溝の表面を流れリーク
電流となってしまう。そのリーク電流が原因となり発光
効率や素子の信頼性を著しく悪化させ、実用に絶える特
性を得ることが困難となる。また、溝の深さは特性に大
きな影響を及ぼすが、その制御は非常に困難である。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、高周波特性が良好で
かつ効率が高い半導体レーザ及び製造方法を提供するこ
とにある。

【０００７】本発明の他の目的は、溝の深さを再現性良
く制御された半導体レーザ及びその製造方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、半導体基板と、該半導体基板上に形成され、活性層
と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該活性層のス
トライプ状所定領域に電流を注入するための電流ブロッ
ク層と、を有する積層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該一対のクラッド層のうち、該活性層よりも上
方に位置するクラッド層は、該半導体レーザの共振器方
向に沿って延びるストライプ状リッジを有しており、該
電流ブロック層は、該ストライプ状リッジを有する該ク
ラッド層上において、該ストライプ状リッジ以外の領域
を覆うとともに、該ストライプ状リッジに電流を狭窄
し、しかも、該活性層の上面レベルよりも高いレベルに
最下部を有する溝が、該ストライプ状リッジ両側の該電
流ブロック層中に形成されており、そのことにより上記
目的が達成される。

【０００９】前記活性層よりも上方に位置する前記クラ
ッド層は、該活性層上に形成された第１クラッド層と、
該第１クラッド層の上方に形成された第２クラッド層
と、該第１クラッド層及び該第２クラッド層の間に設け
られたエッチング停止層と、を含んでいることが好まし
い。

【００１０】前記半導体多層膜構造の上部にコンタクト
層を備えていてもよい。前記ストライプ状リッジの上方
に位置するストライプ状の窓を有する絶縁膜を更に備え
ていてもよい。

【００１１】前記溝の間隔が３０μｍから２００μｍの
間であることが好ましい。ある実施態様では、前記溝の
前記最下部が、前記活性層よりも上方に位置する前記ク
ラッド層の上面に達している。

【００１２】ある実施態様では、前記溝の前記最下部が
前記エッチング停止層の上面に達している。

【００１３】本発明の半導体レーザの製造方法は、半導
体基板上に積層構造を形成する工程を包含する半導体レ
ーザを製造する方法であって、該工程は、更に、第１ク
ラッド層を形成する工程と、該第１クラッド層上に活性
層を形成する工程と、該活性層上に第２クラッド層とな
る膜を形成する工程と、該膜の一部を選択的にエッチン
グすることにより、該半導体レーザの共振器方向に延び
るストライプ状リッジを該膜に形成して、それによって
第２クラッド層を形成する工程と、該第２クラッド層の
うち該ストライプ状リッジ部以外の部分の上に、該スト
ライプ状リッジ部に電流を狭窄する電流ブロック層を形
成する工程と、該ストライプ状リッジ部及び該電流ブロ
ック層を覆うようにして、コンタクト層を形成する工程
と、該コンタクト層の、該ストライプ状リッジ部の両側
における所定領域をエッチングすることにより、該活性
層に到達しない溝を、該電流ブロック層中に形成する工
程と、を包含し、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１４】前記第２クラッド層となる膜を形成する工
程は、該膜の下部層を堆積する工程と、前記溝を形成す
るためのエッチングによっては実質的にエッチングされ
ないエッチング停止層を、該膜の該下部層上に堆積する
工程と、該エッチング停止層上に該膜の上部層を堆積す
る工程と、を包含していることが好ましい。

【００１５】

【作用】本発明の半導体レーザでは、電流ブロック層
が、ストライプ状リッジを有するクラッド層上におい
て、ストライプ状リッジ以外の領域を覆っており、しか
も、活性層の上面レベルよりも高いレベルに最下部を有
する溝が、ストライプ状リッジの両側に形成されてい
る。溝が活性層を横切らない結果、活性層を横切るよう
な多数の欠陥が溝形成に伴って形成されることはない。

【００１６】従来、溝が活性層を横切らない限り、高周
波特性が十分に改善されないと考えられていたが、本発
明者は、溝が電流ブロック層を分離すれば高周波特性は
十分に改善されることを実験により得た。

【００１７】また、活性層よりも上方に位置するクラッ
ド層が、活性層上に形成された第１クラッド層と、第１
クラッド層の上方に形成された第２クラッド層と、第１
クラッド層及び第２クラッド層の間に設けられたエッチ
ング停止層と、を含んでいると、溝が活性層を横切るこ
とが防止される。これは、エッチング停止層が溝形成の
ためのエッチャントによってはエッチングされにくい材
料から形成されるためである。また、エッチング停止層
の上面まで達するような溝を有する半導体レーザの場
合、溝形成のためのエッチング時間に十分なマージンを
もたせても、同じ深さの溝が再現性良く得られる。その
結果、高周波特性の素子間ばらつき等が低減される。

【００１８】本発明の半導体レーザの製造方法によれ
ば、エッチングにより活性層には到達しない溝が形成さ
れる結果、高周波特性にすぐれ、しかも、リーク電流の
少ない半導体レーザが得られる。第２クラッド層となる
膜を形成する工程が、その膜の下部層を堆積する工程
と、溝を形成するためのエッチングによっては実質的に
エッチングされないエッチング停止層を形成する工程
と、膜の上部層を堆積する工程と、を包含していること
によって、第２クラッド層の途中に底部を有する溝が再
現性よく形成される。また、このエッチング停止層は、
リッジを有する第２クラッド層の形成を容易にする。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を実施例について説明する。

【００２０】図１は、本実施例のＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザの素子断面を示す。本実施例の半導体レーザ
は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０３、多重量子井
戸活性層１０４、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１０５、ストライプ状第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１０６、ストライプ状ｐ型ＧａＩｎＰ保護層１０８
をこの順序で含む積層構造をｎ型ＧａＡｓ基板１０２上
に備えている。この積層構造は、更に、ｎ型ＧａＡｓ電
流ブロック層１０７、及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０９を含んでいる。

【００２１】ストライプ状リッジ部１１２（第２のｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０６）の左右に、それぞ
れ、溝１１３が形成されている点にある。溝１１３の間
隔は、数十ミクロン程度である。この溝１１３は、例え
ば塩酸とリン酸の混合液により、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１０９、及びｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７の
所定領域がエッチングされることにより形成される。溝
１１３の底部は、多重量子井戸活性層１０４に達してい
ないので、溝１１３の作製時にｐｎ接合を横切って表面
準位ができることはない。

【００２２】ストライプ状リッジ部１１２の上方に電流
注入のための開口部を有する絶縁膜１１０が、溝１１３
の表面を覆うようにして形成されている。半導体レーザ
素子の上面には、絶縁膜１１０を覆うようにして第１の
電極１１１が形成され、素子の下面には第２の電極１０
１が形成されている。

【００２３】溝１１３の位置および深さは素子の周波数
特性を決定する重要な要因となる。溝１１３が発光部か
ら離れすぎたりあるいは浅すぎたりすると溝１１３のな
い従来の構造と比較して寄生容量があまり減少しないか
らである。しかし、溝１１３の間隔が狭くなりすぎる
と、発光部で発生する熱が絶縁膜によって放熱を妨げら
れるので熱抵抗が増大し、素子の信頼性が損なわれたり
するので最適な範囲が存在する。

【００２４】図２は、実験により得られた２本の溝の中
心間の距離と３５０ＭＨｚでの変調度および熱抵抗との
関係を示す。変調度は溝間隔の増加とともに減衰し２０
０μｍ以上では効果がなくなることがわかる。溝間隔は
狭いほど高周波特性が改善されるが、一方で熱抵抗は溝
間隔が狭くなると急激に増加していき間隔３０μｍで４
０℃／Ｗ程度までになる。これ以上狭くすると動作時の
素子の温度上昇が大きすぎて信頼性に悪影響を及ぼすと
考えられる。以上の結果より分離溝幅は３０から２００
μｍまでの範囲が望ましいと思われる。

【００２５】図３に同じく実験により得られた分離溝の
深さと３５０ＭＨｚでの変調度との関係を示す。溝幅は
すべて５０μｍのものである。溝の底部がｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１０９の途中にあるときは溝深さとともに
変調度は緩やかに増加していく。そしてｎ型ＧａＡｓ電
流ブロック層１０７にまで達すると変調度が急激に増加
し、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を過ぎると変化
しなくなる。以上の結果より、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層１０７が溝によって分離されていれば十分であり活
性層まで達するような深い溝は不用であることがわかっ
た。なお、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７の途中で
あってもその効果は確認できた。また、この分離溝は活
性層を横切らないので先に述べたように表面準位による
リーク電流の発生もなく、信頼性に優れた高効率のレー
ザを実現できる。

【００２６】図４は、従来のレーザと本実施例のレーザ
との相対雑音強度（ＲＩＮ）の帰還光量依存性の比較を
示す。例えば帰還光量０．１％でのＲＩＮは従来−１２
４ｄＢ／Ｈｚ程度であったが、本発明により−１３０ｄ
Ｂ／Ｈｚまで低減されていることが分かる。また、帰還
光量が増加しても本発明のレーザのほうがより安定であ
ることがわかる。

【００２７】しかしながら、塩酸とリン酸の混合液を用
いて溝１１３を形成する場合、深さの制御はエッチング
時間の調整によって行う必要がある。これは非常に不安
定な工程であり、時として、溝１１３の底部が活性層４
を越えてしまうことがある。

【００２８】図５は、エッチング時間が長すぎた場合の
半導体レーザの断面図を示している。この半導体レーザ
は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５０３、多重量子井
戸活性層５０４、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
５０５、ストライプ状第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層５０６、ストライプ状ｐ型ＧａＩｎＰ保護層５０８
をこの順序で含む積層構造をｎ型ＧａＡｓ基板５０２上
に備えている。この積層構造は、更に、ｎ型ＧａＡｓ電
流ブロック層５０７、及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層５
０９を含み、ストライプ状リッジ部５１２の左右には、
それぞれ、溝５１３が形成されている。ストライプ状リ
ッジ部５１２の上方に電流注入のための開口部を有する
絶縁膜５１０が、溝５１３の表面を覆うようにして形成
されている。半導体レーザ素子の上面には、絶縁膜５１
０を覆うようにして第１の電極５１１が形成され、素子
の下面には第２の電極５０１が形成されている。

【００２９】図５に示されているように、溝５１３は多
重量子井戸活性層５０４に達しており、表面準位５１４
がｐｎ接合を横切って形成されている。この表面準位
は、無効電流を増加させ、レーザの発光効率を低下させ
る原因となる。

【００３０】図６は、本発明の他の実施例の断面図を示
し、図７は、その製造工程断面図を示している。図６の
半導体レーザは、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６０
３、多重量子井戸活性層６０４、第１のｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層６０５、エッチング停止層６０６、スト
ライプ状第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６０７、
ストライプ状ｐ型ＧａＩｎＰ保護層６０９をこの順序で
含む積層構造をｎ型ＧａＡｓ基板６０２上に備えてい
る。この積層構造は、更に、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層６０８、及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層６１０を含
み、ストライプ状リッジ部６１３の左右には、それぞ
れ、溝６１４が形成されている。溝６１４は、エッチン
グ停止層６０６に達している。ストライプ状リッジ部６
１３の上方に電流注入のための開口部を有する絶縁膜６
１１が、溝６１４の表面を覆うようにして形成されてい
る。半導体レーザ素子の上面には、絶縁膜６１１を覆う
ようにして第１の電極６１２が形成され、素子の下面に
は第２の電極６０１が形成されている。

【００３１】以下、図７（ａ）から（ｄ）を参照しなが
ら、本実施例の製造方法を説明する。

【００３２】まず、図７（ａ）に示されるように、ｎ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７０２、多重量子井戸活性層
７０３、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７０４、
エッチング停止層７０５、第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層７０６、ストライプ状ｐ型ＧａＩｎＰ保護層７
０８をｎ型ＧａＡｓ基板７０１上に形成する。

【００３３】ここで、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層７０４と第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７０
６の間に、例えばＧａＩｎＰからなるエッチング停止層
７０５が積層されている。エッチング液に濃硫酸液を用
いた場合、ＧａＩｎＰは、ＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＡｓ
に比較してエッチングされにくいという性質を持ってい
る。

【００３４】第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７０
６のマスクされていない部分を選択的にエッチングした
後、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７０７を成長させ、屈
折率導波構造を作製する。このエッチングに際して、エ
ッチング停止層７０５は第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層７０４のエッチングを阻止する。その結果、リッ
ジストライプ７１０の高さが再現性良く所定値に定ま
る。この後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７０９を形成し
て、図７（ａ）の構造を得る。

【００３５】次に、図７（ｂ）に示されるように、リッ
ジストライプ７１０の両側にストライプ状の窓を有する
マスク７１１をｐ型ＧａＡｓコンタクト層７０９上に形
成する。マスク材料としてはフォトレジストや酸化膜な
どが用いられる。その後、エッチング停止層７０５に至
るまでｐ型ＧａＡｓコンタクト層７０９及びｎ型ＧａＡ
ｓ電流ブロック層７０７を連続的にエッチングし、多重
量子井戸活性層７０４にとどかない溝７１２を確実に形
成することができる。

【００３６】次に、図７（ｃ）に示されるように、リッ
ジストライプ７１０の上方にストライプ状の窓を有する
絶縁膜７１３を上記構造体の表面を覆うように堆積した
後、図７（ｄ）に示されるように、第１の電極７１４、
第２の電極７１５を形成する。

【００３７】図３から明らかなように、ｎ型ＧａＡｓ電
流ブロック層７０７の選択エッチングにより、確実に第
１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７０４の上面より上
でエッチングが停止する。こうして、高周波特性に優れ
たレーザを再現性よく作製することが可能となる。特
に、エッチング停止層７０５が、リッジストライプ７１
０の形成のためのエッチング、及び溝７１２の形成のた
めのエッチングに対して、その機能を十分に発揮するた
め、効率的である。

【００３８】本実施例によれば、電流阻止領域の大部分
を電気的に分離する溝を設け、さらに前記溝が活性層に
達していないことによって、寄生容量を低減し良好な高
周波特性を実現し、同時に活性層近傍に欠陥やそれに起
因する表面準位が生じないためリーク電流が小さく高い
電流光変換効率を実現することができる。

【００３９】また本実施例によれば、活性層の上部に位
置するクラッド層の途中にエッチング停止層を設けるこ
とにより、選択エッチングを行い常に同一の深さでかつ
活性層にはとどかない溝を安定して形成することができ
るため、高周波特性の安定化や歩留りの向上を実現する
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、溝が電流阻止領域の大
部分を電気的に分離し、しかも、その溝は活性層に達し
ていない。そのことによって、寄生容量が低減され、良
好な高周波特性が実現する。また、活性層近傍に欠陥や
それに起因する表面準位が生じないため、リーク電流が
小さく高い電流光変換効率が実現される。

【００４１】また、本発明によれば、活性層の上部に位
置するクラッド層の途中にエッチング停止層を設けるこ
とにより選択エッチングを行い常に同一の深さでかつ活
性層にはとどかない溝を安定して形成することができ
る。このため、高周波特性の安定化や歩留りの向上を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に於けるＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザの素子断面図

【図２】本発明によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの
分離溝の間隔と３５０ＭＨｚでの変調度および熱抵抗と
の関係の実験結果を示す図

【図３】本発明によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの
分離溝の深さと３５０ＭＨｚでの変調度との関係の実験
結果を示す図

【図４】従来のレーザと本発明のレーザとの相対雑音強
度（ＲＩＮ）の帰還光量依存性の比較を示す図

【図５】溝が活性層に達しているＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザの素子断面図

【図６】本発明の第二の実施例に於けるＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザの素子断面図

【図７】本発明のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造
工程断面図

【図８】従来例のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの素子
構造を示す図

【図９】半導体レーザの電気的等価回路を示す図

【図１０】従来例のＩｎＧａＡｓＰ系光通信用半導体レ
ーザの素子構造を示す図

【符号の説明】

１０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 １０３ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １０４ 多重量子井戸活性層 １０５ 第一のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １０６ 第二のＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １０７ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層 １０８ ｐ型ＧａＩｎＰ保護層 １０９ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １１０ 絶縁膜 １１１ 第一の電極 １１２ リッジストライプ １１３ 溝 ５０４ 多重量子井戸活性層 ５１３ 溝 ６０５ 第一のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６０８ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層 ７０３ 多重量子井戸活性層 ７０４ 第一のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７０５ エッチング停止層 ７０６ 第二のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７１０ リッジストライプ ７１１ マスク ７１２ 溝 ７１４ 第一の電極 ７１５ 第二の電極 ８０４ 多重量子井戸活性層 ８０７ 第二のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ８０８ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層 ８１２ リッジストライプ ９０１ ダイオード ９０２ 電気抵抗（Ｒ） ９０３ 電気容量（Ｃ） １００３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 １００６ ｎ型ＩｎＰブロック層 １０１０ メサストライプ １０３０、１０３１、１０４０、１０４１ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大仲 清司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−156588（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−204618（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−225985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−247085（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209782（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−100163（ＪＰ，Ｕ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
   れ、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、該
   活性層のストライプ状所定領域に電流を注入するための
   電流ブロック層と、を有する積層構造と、を備えた半導
   体レーザであって、該一対のクラッド層のうち、該活性
   層よりも上方に位置するクラッド層は、該半導体レーザ
   の共振器方向に沿って延びるストライプ状リッジを有し
   ており、該電流ブロック層は、該ストライプ状リッジを
   有する該クラッド層上において、該ストライプ状リッジ
   以外の領域を覆うとともに、該ストライプ状リッジに電
   流を狭窄し、しかも、該活性層の上面レベルよりも高い
   レベルに最下部を有する溝が、該ストライプ状リッジ両
   側の該電流ブロック層中に形成されている半導体レー
   ザ。
2. 【請求項２】前記活性層よりも上方に位置する前記クラ
   ッド層は、該活性層上に形成された第１クラッド層と、
   該第１クラッド層の上方に形成された第２クラッド層
   と、該第１クラッド層及び該第２クラッド層の間に設け
   られたエッチング停止層と、を含んでいる請求項１記載
   の半導体レーザ。
3. 【請求項３】前記半導体多層膜構造の上部にコンタクト
   層を備えた請求項１記載の半導体レーザ。
4. 【請求項４】前記ストライプ状リッジの上方に位置する
   ストライプ状の窓を有する絶縁膜を更に備えた請求項１
   記載の半導体レーザ。
5. 【請求項５】前記溝の間隔が３０μｍから２００μｍの
   間である請求項１記載の半導体レーザ。
6. 【請求項６】前記溝の前記最下部が、前記活性層よりも
   上方に位置する前記クラッド層の上面に達している請求
   項１記載の半導体レーザ。
7. 【請求項７】前記溝の前記最下部が、前記エッチング停
   止層の上面に達している請求項２記載の半導体レーザ。
8. 【請求項８】半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
   れ、活性層と、該活性層を挟む一対のクラッド層と、を
   有する積層構造と、を備えた半導体レーザであって、該
   一対のクラッド層のうち、該活性層よりも上方に位置す
   るクラッド層は、該半導体レーザの共振器方向に沿って
   延びるストライプ状リッジを有しており、 該ストライプ
   状リッジを有する該クラッド層上において、該ストライ
   プ状リッジの両側を覆い、該ストライプ状リッジに電流
   を狭窄する電流ブロック層を有しており、該活性層に到
   達しない溝が、該電流ブロック層中に形成されている半
   導体レーザ。
9. 【請求項９】半導体基板上に積層構造を形成する工程を
   包含する半導体レーザを製造する方法であって、該工程
   は、更に、第１クラッド層を形成する工程と、該第１ク
   ラッド層上に活性層を形成する工程と、該活性層上に第
   ２クラッド層となる膜を形成する工程と、該膜の一部を
   選択的にエッチングすることにより、該半導体レーザの
   共振器方向に延びるストライプ状リッジを該膜に形成し
   て、それによって第２クラッド層を形成する工程と、該
   第２クラッド層のうち該ストライプ状リッジ部以外の部
   分の上に、該ストライプ状リッジ部に電流を狭窄する電
   流ブロック層を形成する工程と、該ストライプ状リッジ
   部及び該電流ブロック層を覆うようにして、コンタクト
   層を形成する工程と、該コンタクト層の、該ストライプ
   状リッジ部の両側における所定領域をエッチングするこ
   とにより、該活性層に到達しない溝を、該電流ブロック
   層中に形成する工程と、を包含する半導体レーザの製造
   方法。
10. 【請求項１０】前記第２クラッド層となる膜を形成する
    工程は、該膜の下部層を堆積する工程と、前記溝を形成
    するためのエッチングによっては実質的にエッチングさ
    れないエッチング停止層を、該膜の該下部層上に堆積す
    る工程と、該エッチング停止層上に該膜の上部層を堆積
    する工程と、を包含する請求項９記載の半導体レーザの
    製造方法。