JP2827919B2 - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、端面部分に窓構造を
有する高光出力動作が可能な半導体レーザ装置及びその
製造方法に関するものである。
有する高光出力動作が可能な半導体レーザ装置及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】図９は、端面部分に窓構造を有する半導
体レーザ装置を示す図であり、図９（ａ）は側面図、図
９（ｂ）は図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線における断面
図である。図９において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は
ｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成されたｎ型Ａｌ０．５ Ｇ
ａ０．５ Ａｓ下クラッド層、３は下クラッド層２上に
ＡｌＧａＡｓウエル層及びＡｌＧａＡｓバリヤ層が交互
に形成されてなる量子井戸構造層、４は量子井戸構造層
３上に形成されたｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上
クラッド層、５はクラッド層４の上に形成されたｐ型Ｇ
ａＡｓ第１コンタクト層、６は下クラッド層２と量子井
戸構造層３と上クラッド層４と第１コンタクト層５との
端部に選択的にシリコンイオンを注入した領域、７は量
子井戸構造層のうちシリコンにより無秩序化された領域
（窓構造領域）、８はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、９
はｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層、１０はｐ側電極、１
１はｎ側電極である。
体レーザ装置を示す図であり、図９（ａ）は側面図、図
９（ｂ）は図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線における断面
図である。図９において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は
ｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成されたｎ型Ａｌ０．５ Ｇ
ａ０．５ Ａｓ下クラッド層、３は下クラッド層２上に
ＡｌＧａＡｓウエル層及びＡｌＧａＡｓバリヤ層が交互
に形成されてなる量子井戸構造層、４は量子井戸構造層
３上に形成されたｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上
クラッド層、５はクラッド層４の上に形成されたｐ型Ｇ
ａＡｓ第１コンタクト層、６は下クラッド層２と量子井
戸構造層３と上クラッド層４と第１コンタクト層５との
端部に選択的にシリコンイオンを注入した領域、７は量
子井戸構造層のうちシリコンにより無秩序化された領域
（窓構造領域）、８はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、９
はｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層、１０はｐ側電極、１
１はｎ側電極である。
【０００３】次に、図１０及び図１１を参照して、図９
に示した半導体レーザの製造方法を説明する。図１０及
び図１１は、図９に示した半導体レーザの製造方法を工
程順に示す図である。
に示した半導体レーザの製造方法を説明する。図１０及
び図１１は、図９に示した半導体レーザの製造方法を工
程順に示す図である。
【０００４】まず、図１０（ａ）に示すように、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５ Ａｓ下ク
ラッド層２、量子井戸構造層３、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ上クラッド層４及びｐ型ＧａＡｓ第１コン
タクト層５の各層をエピタキシャル法により順次形成す
る。なお、量子井戸構造層３は、ＧａＡｓ又はＡｌＧａ
Ａｓウエル層（図示せず）及びＡｌＧａＡｓバリヤ層
（図示せず）を交互に結晶成長させて形成する。
ａＡｓ基板１上にｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５ Ａｓ下ク
ラッド層２、量子井戸構造層３、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ上クラッド層４及びｐ型ＧａＡｓ第１コン
タクト層５の各層をエピタキシャル法により順次形成す
る。なお、量子井戸構造層３は、ＧａＡｓ又はＡｌＧａ
Ａｓウエル層（図示せず）及びＡｌＧａＡｓバリヤ層
（図示せず）を交互に結晶成長させて形成する。
【０００５】次に、図１０（ｂ）に示すように、ｐ型Ｇ
ａＡｓ第１コンタクト層上に全面にフォトレジスト１２
を塗布し、フォトリソグラフィ技術によって、窓領域を
形成する部分にフォトレジスト１２の開口部分１３を形
成する。開口部分１３のサイズは４０μｍ□が適当であ
る。次に、上から全面にイオン注入を行なう。量子井戸
構造層３を無秩序化させるためのイオン種としてはシリ
コンが適当である。
ａＡｓ第１コンタクト層上に全面にフォトレジスト１２
を塗布し、フォトリソグラフィ技術によって、窓領域を
形成する部分にフォトレジスト１２の開口部分１３を形
成する。開口部分１３のサイズは４０μｍ□が適当であ
る。次に、上から全面にイオン注入を行なう。量子井戸
構造層３を無秩序化させるためのイオン種としてはシリ
コンが適当である。
【０００６】全面にシリコンをイオン注入しても、フォ
トレジスト１２で覆われた領域ではフォトレジスト中で
シリコンが止まるため、結晶中にはイオン注入されな
い。これに対し、開口部分１３からは結晶中にイオン注
入される。その結果、図１０（ｃ）に示すようにイオン
注入領域６が形成される。なお、シリコンをイオン注入
しただけでは量子井戸構造層３の無秩序化は生じない。
なんらかの熱処理によりシリコン原子を結晶中で拡散さ
せることにより無秩序化が生じる。熱処理としては、Ａ
ｓ圧をかけながら７００℃以上でアニールする方法が一
般的である。熱処理を行なうと、図１０（ｃ）に示すよ
うに、量子井戸構造層のうちシリコンにより無秩序化さ
れた領域７が形成される。
トレジスト１２で覆われた領域ではフォトレジスト中で
シリコンが止まるため、結晶中にはイオン注入されな
い。これに対し、開口部分１３からは結晶中にイオン注
入される。その結果、図１０（ｃ）に示すようにイオン
注入領域６が形成される。なお、シリコンをイオン注入
しただけでは量子井戸構造層３の無秩序化は生じない。
なんらかの熱処理によりシリコン原子を結晶中で拡散さ
せることにより無秩序化が生じる。熱処理としては、Ａ
ｓ圧をかけながら７００℃以上でアニールする方法が一
般的である。熱処理を行なうと、図１０（ｃ）に示すよ
うに、量子井戸構造層のうちシリコンにより無秩序化さ
れた領域７が形成される。
【０００７】次に、図１１（ａ）に示すように、ｐ型Ｇ
ａＡｓ第１コンタクト層上にＳｉ3Ｎ4 又はＳｉＯ2 な
どからなる絶縁膜４３を形成しストライプ状にパターニ
ングする。このパターニングした絶縁膜４３をリッジエ
ッチングのマスクとして用い、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタ
クト層５およびｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上ク
ラッド層４の一部をエッチングにより除去してリッジ領
域１４を形成する。このエッチングに用いるエッチャン
トとしては、酒石酸と過酸化水素の混合液、あるいは硫
酸と過酸化水素と水との混合液などがある。
ａＡｓ第１コンタクト層上にＳｉ3Ｎ4 又はＳｉＯ2 な
どからなる絶縁膜４３を形成しストライプ状にパターニ
ングする。このパターニングした絶縁膜４３をリッジエ
ッチングのマスクとして用い、ｐ型ＧａＡｓ第１コンタ
クト層５およびｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上ク
ラッド層４の一部をエッチングにより除去してリッジ領
域１４を形成する。このエッチングに用いるエッチャン
トとしては、酒石酸と過酸化水素の混合液、あるいは硫
酸と過酸化水素と水との混合液などがある。
【０００８】次に、図１１（ｂ）に示すように、リッジ
領域１４の周囲にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１４を形
成し、リッジ領域１４を埋め込む。なお、この際絶縁膜
４３が結晶成長時のマスクとなり、絶縁膜４３上には結
晶成長しない。
領域１４の周囲にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１４を形
成し、リッジ領域１４を埋め込む。なお、この際絶縁膜
４３が結晶成長時のマスクとなり、絶縁膜４３上には結
晶成長しない。
【０００９】次に、ウエットエッチングあるいはドライ
エッチングにより、絶縁膜４３を除去した後、ｐ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５及びｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層１４の上にｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９を結晶成
長し、第２コンタクト層９にＰ側電極１０をｎ型ＧａＡ
ｓ半導体基板１にｎ側電極１１をそれぞれ形成すること
により、図１１（ｃ）に示すような窓構造を有する半導
体装置が得られる。
エッチングにより、絶縁膜４３を除去した後、ｐ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５及びｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層１４の上にｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９を結晶成
長し、第２コンタクト層９にＰ側電極１０をｎ型ＧａＡ
ｓ半導体基板１にｎ側電極１１をそれぞれ形成すること
により、図１１（ｃ）に示すような窓構造を有する半導
体装置が得られる。
【００１０】次に、上に説明した窓構造を有する半導体
レーザの動作について説明する。Ｐ側電極１０を＋に、
ｎ側電極１１を−になるように電圧を印加すると、正孔
はｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９、ｐ型ＧａＡｓ第１
コンタクト層５、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上
クラッド層４を経て量子井戸構造層３へ注入され、また
電子はｎ型ＧａＡｓ半導体基板１、ｎ型Ａｌ０．５ Ｇ
ａ０．５ Ａｓ下クラッド層２を経て量子井戸構造層３
にそれぞれ注入され、電子と正孔の再結合が発生し、量
子井戸層内で誘導放出光が生じる。そしてキャリアの注
入量を十分高くして導波路の損失を超える光が発生すれ
ばレーザ発振が生じる。
レーザの動作について説明する。Ｐ側電極１０を＋に、
ｎ側電極１１を−になるように電圧を印加すると、正孔
はｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９、ｐ型ＧａＡｓ第１
コンタクト層５、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上
クラッド層４を経て量子井戸構造層３へ注入され、また
電子はｎ型ＧａＡｓ半導体基板１、ｎ型Ａｌ０．５ Ｇ
ａ０．５ Ａｓ下クラッド層２を経て量子井戸構造層３
にそれぞれ注入され、電子と正孔の再結合が発生し、量
子井戸層内で誘導放出光が生じる。そしてキャリアの注
入量を十分高くして導波路の損失を超える光が発生すれ
ばレーザ発振が生じる。
【００１１】次にリッジ構造について説明する。リッジ
構造では、ストライプ状のリッジ領域１４部分以外のｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層８が存在する領域では、ｎ型
ＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．
５ Ａｓ上クラッド層とからなるｎＰ接合が逆バイアス
となるため電流は流れない。従って、電流はリッジ領域
１４のみを流れるため、量子井戸構造層３のうちリッジ
に近接する領域のみに電流が集中し、レーザ発振するの
に十分な電流密度に達する。また、ｎ型ＧａＡｓ電流ブ
ロック層８は量子井戸構造層３で発したレーザ光を吸収
する性質がある。これはＧａＡｓのバンドギャップエネ
ルギーが量子井戸構造層３の実効的なバンドギャップエ
ネルギーより小さくなるようにされているからである。
このため、リッジ領域１４の両脇ではレーザ光は強い吸
収を受けるので、リッジ領域１４の近傍のみにレーザ光
が集中し、半導体レーザの動作特性の中で重要な水平横
モードも安定に単峰の形状となる。
構造では、ストライプ状のリッジ領域１４部分以外のｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層８が存在する領域では、ｎ型
ＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．
５ Ａｓ上クラッド層とからなるｎＰ接合が逆バイアス
となるため電流は流れない。従って、電流はリッジ領域
１４のみを流れるため、量子井戸構造層３のうちリッジ
に近接する領域のみに電流が集中し、レーザ発振するの
に十分な電流密度に達する。また、ｎ型ＧａＡｓ電流ブ
ロック層８は量子井戸構造層３で発したレーザ光を吸収
する性質がある。これはＧａＡｓのバンドギャップエネ
ルギーが量子井戸構造層３の実効的なバンドギャップエ
ネルギーより小さくなるようにされているからである。
このため、リッジ領域１４の両脇ではレーザ光は強い吸
収を受けるので、リッジ領域１４の近傍のみにレーザ光
が集中し、半導体レーザの動作特性の中で重要な水平横
モードも安定に単峰の形状となる。
【００１２】次に窓構造について説明する。一般的にコ
ンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスク装置の光源と
して用いられる０．８μｍ帯の波長のレーザ光を発する
ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザの最大光出力は端面破壊
が発生する光出力で決定される。この端面破壊が生じる
のは、レーザ光が端面領域の表面準位の光吸収によって
発生した熱で半導体レーザを構成する結晶自体が溶融し
共振器の機能を果たさなくなるためである。従って、高
光出力動作を実現するためには、より高い光出力でも端
面破壊が生じない工夫が必要である。このためには端面
領域でレーザ光を吸収しにくくする構造、つまりレーザ
光に対して「透明」となるような窓構造が有効である。
窓構造７はレーザ光を発する量子井戸構造層３よりバン
ドギャップエネルギーが高くなるようになっている。上
に説明した半導体レーザの窓構造７は、Ｓｉイオン注入
とその後の熱処理によるＳｉの拡散によって量子井戸構
造層３の無秩序化を利用して形成されている。
ンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスク装置の光源と
して用いられる０．８μｍ帯の波長のレーザ光を発する
ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザの最大光出力は端面破壊
が発生する光出力で決定される。この端面破壊が生じる
のは、レーザ光が端面領域の表面準位の光吸収によって
発生した熱で半導体レーザを構成する結晶自体が溶融し
共振器の機能を果たさなくなるためである。従って、高
光出力動作を実現するためには、より高い光出力でも端
面破壊が生じない工夫が必要である。このためには端面
領域でレーザ光を吸収しにくくする構造、つまりレーザ
光に対して「透明」となるような窓構造が有効である。
窓構造７はレーザ光を発する量子井戸構造層３よりバン
ドギャップエネルギーが高くなるようになっている。上
に説明した半導体レーザの窓構造７は、Ｓｉイオン注入
とその後の熱処理によるＳｉの拡散によって量子井戸構
造層３の無秩序化を利用して形成されている。
【００１３】図１２（ａ）は、無秩序化する前の量子井
戸構造層３のアルミ組成比のプロファイルを、図１２
（ｂ）は、無秩序化した後の量子井戸構造層３のアルミ
組成比のプロファイルをそれぞれ示している。図１２
（ａ）中、５０はウエル層のアルミ組成比Ａｌ2 を、５
１はバリヤ層のアルミ組成比Ａｌ1 をそれぞれ示す。ウ
エル層の層厚は通常２０ｎｍ以下である。量子井戸構造
層３にシリコン（Ｓｉ）や亜鉛（Ｚｎ）のような不純物
を拡散させると、ウエル層とバリヤ層を構成する原子が
混り合う。この結果、量子井戸構造層３の実効的なバン
ドギャップエネルギーは図１２（ｂ）に示すようにバリ
ヤ層とほぼ等しい値（Ａｌ組成比はＡｌ3 ）になる。従
って、シリコンの注入と拡散によって無秩序化された量
子井戸構造層３と窓領域７のバンドギャップエネルギー
は、量子井戸構造層３の実効的なバンドギャップエネル
ギーより大きくなるため、レーザ光に対して「透明」な
窓構造となる。
戸構造層３のアルミ組成比のプロファイルを、図１２
（ｂ）は、無秩序化した後の量子井戸構造層３のアルミ
組成比のプロファイルをそれぞれ示している。図１２
（ａ）中、５０はウエル層のアルミ組成比Ａｌ2 を、５
１はバリヤ層のアルミ組成比Ａｌ1 をそれぞれ示す。ウ
エル層の層厚は通常２０ｎｍ以下である。量子井戸構造
層３にシリコン（Ｓｉ）や亜鉛（Ｚｎ）のような不純物
を拡散させると、ウエル層とバリヤ層を構成する原子が
混り合う。この結果、量子井戸構造層３の実効的なバン
ドギャップエネルギーは図１２（ｂ）に示すようにバリ
ヤ層とほぼ等しい値（Ａｌ組成比はＡｌ3 ）になる。従
って、シリコンの注入と拡散によって無秩序化された量
子井戸構造層３と窓領域７のバンドギャップエネルギー
は、量子井戸構造層３の実効的なバンドギャップエネル
ギーより大きくなるため、レーザ光に対して「透明」な
窓構造となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した窓構造
を有する半導体レーザにおいては、量子井戸構造層３に
Ｓｉをイオン注入する際ウエハ表面から量子井戸構造層
３まで約１．７μｍ以上離れている。これは、ｐ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５の層厚が０．２μｍ以上、ｐ型
Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上クラッド層４の層厚が
１．５μｍ以上必要であるからである。特に、ｐ型Ａｌ
０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上クラッド層４の層厚につい
ては、量子井戸構造層３で発したレーザ光の光閉じ込め
を行う機能を達成する上で前述の層厚の要請を満たすこ
とが重要である。
を有する半導体レーザにおいては、量子井戸構造層３に
Ｓｉをイオン注入する際ウエハ表面から量子井戸構造層
３まで約１．７μｍ以上離れている。これは、ｐ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５の層厚が０．２μｍ以上、ｐ型
Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上クラッド層４の層厚が
１．５μｍ以上必要であるからである。特に、ｐ型Ａｌ
０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ上クラッド層４の層厚につい
ては、量子井戸構造層３で発したレーザ光の光閉じ込め
を行う機能を達成する上で前述の層厚の要請を満たすこ
とが重要である。
【００１５】Ｓｉを１．７μｍ以上の距離イオン注入し
ようとすると、注入時の加速電圧は２ＭｅＶ以上が必要
である。電圧によって加速されたＳｉ原子は結晶中の原
子と衝突しながらエネルギーを失って、最後には止ま
る。１ＭｅＶを越える高加速電圧時には個々のＳｉ原子
が高いエネルギーをもっているため、Ｓｉイオン注入に
より結晶に多数の欠陥を生じさせる。このような結晶欠
陥は後工程のアニール時にある程度は回復するものの、
完全に回復することなく多数の欠陥が残ったままにな
る。従って、量子井戸構造層をＳｉのイオン注入と拡散
により無秩序してバンドギャップエネルギーを大きく
し、レーザ光に対して透明な窓構造を形成しようとして
も、結晶欠陥がレーザ光が吸収するので窓構造としては
機能しなくなるという問題がある。また、結晶欠陥が多
いとＳｉ原子自体が結晶欠陥にトラップされて拡散しに
くくなり、無秩序化が生じにくくなるという問題も生じ
る。この発明は、上記の如き問題を解決した半導体レー
ザ及びその製造方法を得ることを目的としている。
ようとすると、注入時の加速電圧は２ＭｅＶ以上が必要
である。電圧によって加速されたＳｉ原子は結晶中の原
子と衝突しながらエネルギーを失って、最後には止ま
る。１ＭｅＶを越える高加速電圧時には個々のＳｉ原子
が高いエネルギーをもっているため、Ｓｉイオン注入に
より結晶に多数の欠陥を生じさせる。このような結晶欠
陥は後工程のアニール時にある程度は回復するものの、
完全に回復することなく多数の欠陥が残ったままにな
る。従って、量子井戸構造層をＳｉのイオン注入と拡散
により無秩序してバンドギャップエネルギーを大きく
し、レーザ光に対して透明な窓構造を形成しようとして
も、結晶欠陥がレーザ光が吸収するので窓構造としては
機能しなくなるという問題がある。また、結晶欠陥が多
いとＳｉ原子自体が結晶欠陥にトラップされて拡散しに
くくなり、無秩序化が生じにくくなるという問題も生じ
る。この発明は、上記の如き問題を解決した半導体レー
ザ及びその製造方法を得ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に配設された第１導電型の下クラッド層と、この下
クラッド層上に配設されバリア層とウエル層が交互に積
層してなる量子井戸構造の活性層と、この活性層上に配
設された第２導電型の第１上クラッド層と、レーザ共振
器端面近傍であって活性層を含む第１上クラッド層表面
から半導体基板側の積層に不純物を注入して配設された
無秩序化領域と、この無秩序化領域の活性層に第１上ク
ラッド層を介して対向し第１上クラッド層表面上に配設
された第２導電型の第２上クラッド層を含むとともに共
振器の長手方向に延長したストライプ状のリッジと、を
備えたものである。
ーザ装置は、第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に配設された第１導電型の下クラッド層と、この下
クラッド層上に配設されバリア層とウエル層が交互に積
層してなる量子井戸構造の活性層と、この活性層上に配
設された第２導電型の第１上クラッド層と、レーザ共振
器端面近傍であって活性層を含む第１上クラッド層表面
から半導体基板側の積層に不純物を注入して配設された
無秩序化領域と、この無秩序化領域の活性層に第１上ク
ラッド層を介して対向し第１上クラッド層表面上に配設
された第２導電型の第２上クラッド層を含むとともに共
振器の長手方向に延長したストライプ状のリッジと、を
備えたものである。
【００１７】また、第１上クラッド層上のリッジの周囲
を埋め込むように配設された第１導電型の電流ブロック
層をさらに備えたものである。
を埋め込むように配設された第１導電型の電流ブロック
層をさらに備えたものである。
【００１８】また、無秩序化領域を形成するために注入
された不純物がＳｉであるものである。
された不純物がＳｉであるものである。
【００１９】また、この発明に係る半導体レーザ装置の
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
の下クラッド層と、バリア層とウエル層が交互に積層し
てなる量子井戸構造の活性層と、第２導電型の第１上ク
ラッド層とを順次形成する第１の工程と、第１上クラッ
ド層の表面上に、半導体レーザの共振器端面部予定領域
に開口を有するイオン注入マスクパターンを形成する第
２の工程と、イオン注入マスクパターンをマスクとして
不純物をイオン注入し、共振器端面部近傍の活性層を無
秩序化する第３の工程と、イオン注入マスクパターンを
除去する第４の工程と、第４の工程の後に第１上クラッ
ド層の表面上に第２導電型の第２上クラッド層を形成す
る第５の工程と、第２上クラッド層の表面上に、無秩序
化された活性層と第１、第２上クラッド層を介して対向
し共振器の長手方向に延長するストライプ状のリッジマ
スクパターンを形成する第６の工程と、このリッジマス
クパターンをマスクとして、第２上クラッド層を有する
リッジを形成する第７の工程と、を含むものである。
製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、第１導電型
の下クラッド層と、バリア層とウエル層が交互に積層し
てなる量子井戸構造の活性層と、第２導電型の第１上ク
ラッド層とを順次形成する第１の工程と、第１上クラッ
ド層の表面上に、半導体レーザの共振器端面部予定領域
に開口を有するイオン注入マスクパターンを形成する第
２の工程と、イオン注入マスクパターンをマスクとして
不純物をイオン注入し、共振器端面部近傍の活性層を無
秩序化する第３の工程と、イオン注入マスクパターンを
除去する第４の工程と、第４の工程の後に第１上クラッ
ド層の表面上に第２導電型の第２上クラッド層を形成す
る第５の工程と、第２上クラッド層の表面上に、無秩序
化された活性層と第１、第２上クラッド層を介して対向
し共振器の長手方向に延長するストライプ状のリッジマ
スクパターンを形成する第６の工程と、このリッジマス
クパターンをマスクとして、第２上クラッド層を有する
リッジを形成する第７の工程と、を含むものである。
【００２０】また、第７の工程の後に、第１上クラッド
層上のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋
め込む工程をさらに含むものである。
層上のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋
め込む工程をさらに含むものである。
【００２１】また、無秩序化領域を形成するために注入
される不純物がＳｉであるものである。
される不純物がＳｉであるものである。
【００２２】また、第２の工程が、第２導電型のＧａＡ
ｓエッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入
マスク層を順次形成する工程と、ＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層上に絶縁体膜を形成し、この絶縁体膜に半導
体レーザの共振器端面部予定領域に開口を形成する工程
と、この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに
第４の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチ
ングで除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡ
ｓイオン注入マスク層を除去する工程を含むものであ
る。
ｓエッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入
マスク層を順次形成する工程と、ＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層上に絶縁体膜を形成し、この絶縁体膜に半導
体レーザの共振器端面部予定領域に開口を形成する工程
と、この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに
第４の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチ
ングで除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡ
ｓイオン注入マスク層を除去する工程を含むものであ
る。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【作用】この発明に係る半導体レーザ装置においては、
活性層上に配設された第１上クラッド層と、レーザ共振
器端面近傍であって活性層を含む第１上クラッド層表面
から半導体基板側の積層に不純物を注入して配設された
無秩序化領域と、第１上クラッド層表面上に配設された
第２上クラッド層を含むリッジとを備えているので、レ
ーザ光の光閉じ込めを行うに必要な上クラッド層の厚さ
を確保しつつ、窓構造としての無秩序化領域の形成に際
して不純物の注入に要するエネルギーを低くできて、結
晶中に生じる欠陥が減少し、窓構造としての機能を高め
ることができる。
活性層上に配設された第１上クラッド層と、レーザ共振
器端面近傍であって活性層を含む第１上クラッド層表面
から半導体基板側の積層に不純物を注入して配設された
無秩序化領域と、第１上クラッド層表面上に配設された
第２上クラッド層を含むリッジとを備えているので、レ
ーザ光の光閉じ込めを行うに必要な上クラッド層の厚さ
を確保しつつ、窓構造としての無秩序化領域の形成に際
して不純物の注入に要するエネルギーを低くできて、結
晶中に生じる欠陥が減少し、窓構造としての機能を高め
ることができる。
【００３０】また、第１上クラッド層上のリッジの周囲
を埋め込むように配設された第１導電型の電流ブロック
層をさらに備えたものであるので、埋込型の半導体レー
ザ装置において、レーザ光の光閉じ込めを行うに必要な
上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓構造としての無秩
序化領域の形成に際して不純物の注入に要するエネルギ
ーを低くできて、結晶中に生じる欠陥が減少し、窓構造
としての機能を高めることができる。
を埋め込むように配設された第１導電型の電流ブロック
層をさらに備えたものであるので、埋込型の半導体レー
ザ装置において、レーザ光の光閉じ込めを行うに必要な
上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓構造としての無秩
序化領域の形成に際して不純物の注入に要するエネルギ
ーを低くできて、結晶中に生じる欠陥が減少し、窓構造
としての機能を高めることができる。
【００３１】また、無秩序化領域を形成するために注入
された不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少ない。
された不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少ない。
【００３２】また、この発明に係る半導体レーザ装置の
製造方法は、第１上クラッド層の表面上に、半導体レー
ザの共振器端面部予定領域に開口を有するイオン注入マ
スクパターンを形成し、このイオン注入マスクパターン
をマスクとして不純物をイオン注入し、共振器端面部近
傍の活性層を無秩序化し、イオン注入マスクパターンを
除去した後に第１上クラッド層の表面上に第２導電型の
第２上クラッド層を形成するので、レーザ光の光閉じ込
めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓
構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物の注入
に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じる欠陥
を少なくすることができる。
製造方法は、第１上クラッド層の表面上に、半導体レー
ザの共振器端面部予定領域に開口を有するイオン注入マ
スクパターンを形成し、このイオン注入マスクパターン
をマスクとして不純物をイオン注入し、共振器端面部近
傍の活性層を無秩序化し、イオン注入マスクパターンを
除去した後に第１上クラッド層の表面上に第２導電型の
第２上クラッド層を形成するので、レーザ光の光閉じ込
めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓
構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物の注入
に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じる欠陥
を少なくすることができる。
【００３３】また、第７の工程の後に、第１上クラッド
層上のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋
め込む工程をさらに含むものであるので、埋込型の半導
体レーザ装置の窓構造としての無秩序化領域の形成に際
してレーザ光の光閉じ込めを行うに必要な上クラッド層
の厚さを確保しつつ、不純物の注入に要するエネルギー
を低くできて、結晶中に生じる欠陥を少なくすることが
できる。
層上のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋
め込む工程をさらに含むものであるので、埋込型の半導
体レーザ装置の窓構造としての無秩序化領域の形成に際
してレーザ光の光閉じ込めを行うに必要な上クラッド層
の厚さを確保しつつ、不純物の注入に要するエネルギー
を低くできて、結晶中に生じる欠陥を少なくすることが
できる。
【００３４】また、無秩序化領域を形成するために注入
される不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少ない半導体レーザ装置を形成することができ
る。
される不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少ない半導体レーザ装置を形成することができ
る。
【００３５】また、第２の工程が、第２導電型のＧａＡ
ｓエッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入
マスク層を順次形成する工程と、ＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層上に絶縁体膜を形成し、この絶縁体膜に半導
体レーザの共振器端面部予定領域に開口を形成する工程
と、この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに
第４の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチ
ングで除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡ
ｓイオン注入マスク層を除去する工程を含むものである
ので、イオン注入マスクとしてフォトレジストを使用せ
ず、フォトレジストによるウエハの汚染や、フォトレジ
スト除去時のレジスト剥離液によるウエハ表面の汚染や
エッチングが発生しない。
ｓエッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入
マスク層を順次形成する工程と、ＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層上に絶縁体膜を形成し、この絶縁体膜に半導
体レーザの共振器端面部予定領域に開口を形成する工程
と、この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに
第４の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチ
ングで除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡ
ｓイオン注入マスク層を除去する工程を含むものである
ので、イオン注入マスクとしてフォトレジストを使用せ
ず、フォトレジストによるウエハの汚染や、フォトレジ
スト除去時のレジスト剥離液によるウエハ表面の汚染や
エッチングが発生しない。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す図であ
り、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ
ｂ−Ｉｂ線での断面図である。図１において、１はｎ型
ＧａＡｓ基板、２はｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成された
ｎ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ下クラッド層、３は
下クラッド層２上にＡｌＧａＡｓウエル層（図示せず）
及びＡｌＧａＡｓバリヤ層（図示せず）が交互に形成さ
れてなる量子井戸構造層、１５は量子井戸構造層３上に
形成された層厚が０．０５〜０．５μｍのｐ型Ａｌ０．
５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層、１６は第１上
クラッド層上に形成された層厚が１．０〜１．４５μｍ
以上のｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッ
ド層、５は第２上クラッド層上に形成されたｐ型ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層であり、第２上クラッド層１６と第
１コンタクト層５はリッジ領域１７を構成している。１
８はクラッド層２と量子井戸構造層３と第１上クラッド
層１５との端部に選択的にシリコンイオンを注入した領
域、７は量子井戸構造層のうち無秩序化された領域（窓
構造領域）、８はリッジ領域１７を埋め込むように形成
されているｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、９はｐ型Ｇａ
Ａｓ第２コンタクト層、１０はＰ側電極、１１はｎ側電
極である。
り、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ
ｂ−Ｉｂ線での断面図である。図１において、１はｎ型
ＧａＡｓ基板、２はｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成された
ｎ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ下クラッド層、３は
下クラッド層２上にＡｌＧａＡｓウエル層（図示せず）
及びＡｌＧａＡｓバリヤ層（図示せず）が交互に形成さ
れてなる量子井戸構造層、１５は量子井戸構造層３上に
形成された層厚が０．０５〜０．５μｍのｐ型Ａｌ０．
５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層、１６は第１上
クラッド層上に形成された層厚が１．０〜１．４５μｍ
以上のｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッ
ド層、５は第２上クラッド層上に形成されたｐ型ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層であり、第２上クラッド層１６と第
１コンタクト層５はリッジ領域１７を構成している。１
８はクラッド層２と量子井戸構造層３と第１上クラッド
層１５との端部に選択的にシリコンイオンを注入した領
域、７は量子井戸構造層のうち無秩序化された領域（窓
構造領域）、８はリッジ領域１７を埋め込むように形成
されているｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、９はｐ型Ｇａ
Ａｓ第２コンタクト層、１０はＰ側電極、１１はｎ側電
極である。
【００４３】次に、図２および図３を参照して、この発
明の一実施例に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明
する。
明の一実施例に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明
する。
【００４４】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上にｎ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ下ク
ラッド層２、量子井戸構造層３及びｐ型Ａｌ０．５ Ｇ
ａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５の各層をエピタキ
シャル法により順次形成する。なお、量子井戸構造層３
は、ＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓウエル層及びＡｌＧａＡ
ｓバリヤ層を交互に結晶成長させて形成する。ｐ型Ａｌ
０．５ Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層の層厚は０．
０５〜０．５μｍになるように形成する。
Ａｓ基板１上にｎ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ下ク
ラッド層２、量子井戸構造層３及びｐ型Ａｌ０．５ Ｇ
ａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５の各層をエピタキ
シャル法により順次形成する。なお、量子井戸構造層３
は、ＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓウエル層及びＡｌＧａＡ
ｓバリヤ層を交互に結晶成長させて形成する。ｐ型Ａｌ
０．５ Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層の層厚は０．
０５〜０．５μｍになるように形成する。
【００４５】次に図２（ｂ）に示すように、ｐ型Ａｌ
０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５上の全
面にフォトレジスト１２を塗布し、フォトリソグラフィ
技術によって、窓領域を形成する部分にフォトレジスト
１２の開口部分１３を形成する。開口部分１３のサイズ
は４０μｍ□が適当である。図２（ｃ）はウエハを上面
から見た図であり、図２（ｃ）中破線で囲まれた部分が
個々の半導体レーザ素子となる部分を示している。次
に、このウエハ上からイオン注入を行う。無秩序化を生
じさせるイオン種としてはＳｉが適当である。この場合
ウエハ表面から量子井戸構造層３までの距離は第１上ク
ラッド層の層厚になるが、上述したように、この実施例
ではｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド
層の層厚は０．０５〜０．５μｍになっているので、イ
オン注入時の加速電圧は６０〜６００ｋｅＶ程度でよ
く、先に説明したものと比較し加速電圧は１／３以下に
低くすることができる。このため、結晶中に生じる欠陥
も、先に説明した２ＭｅＶの加速電圧を印加するものに
比べて格段に減少する。
０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５上の全
面にフォトレジスト１２を塗布し、フォトリソグラフィ
技術によって、窓領域を形成する部分にフォトレジスト
１２の開口部分１３を形成する。開口部分１３のサイズ
は４０μｍ□が適当である。図２（ｃ）はウエハを上面
から見た図であり、図２（ｃ）中破線で囲まれた部分が
個々の半導体レーザ素子となる部分を示している。次
に、このウエハ上からイオン注入を行う。無秩序化を生
じさせるイオン種としてはＳｉが適当である。この場合
ウエハ表面から量子井戸構造層３までの距離は第１上ク
ラッド層の層厚になるが、上述したように、この実施例
ではｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド
層の層厚は０．０５〜０．５μｍになっているので、イ
オン注入時の加速電圧は６０〜６００ｋｅＶ程度でよ
く、先に説明したものと比較し加速電圧は１／３以下に
低くすることができる。このため、結晶中に生じる欠陥
も、先に説明した２ＭｅＶの加速電圧を印加するものに
比べて格段に減少する。
【００４６】なお、ウエハの上面から全面にＳｉをイオ
ン注入してもフォトレジスト１２で覆われた領域ではフ
ォトレジスト中でＳｉが止まるため結晶中までイオン注
入されることはない。Ｓｉイオン注入しただけでは量子
井戸構造層３の無秩序化は生じない。イオン注入後なん
らかの熱処理によりＳｉ原子を結晶中に拡散させること
により無秩序化が生じる。熱処理としてはＡｓ圧をかけ
ながら７００℃以上でアニールする。この結果、図３
（ａ）に示すように、Ｓｉイオン注入領域１８、および
Ｓｉイオンにより無秩序化された量子井戸構造層（窓構
造）７が形成される。
ン注入してもフォトレジスト１２で覆われた領域ではフ
ォトレジスト中でＳｉが止まるため結晶中までイオン注
入されることはない。Ｓｉイオン注入しただけでは量子
井戸構造層３の無秩序化は生じない。イオン注入後なん
らかの熱処理によりＳｉ原子を結晶中に拡散させること
により無秩序化が生じる。熱処理としてはＡｓ圧をかけ
ながら７００℃以上でアニールする。この結果、図３
（ａ）に示すように、Ｓｉイオン注入領域１８、および
Ｓｉイオンにより無秩序化された量子井戸構造層（窓構
造）７が形成される。
【００４７】次に、図３（ｂ）に示すように、第１上ク
ラッド層１５上にｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５ Ａｓ第２
上クラッド層、およびｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層５
を順次エピタキシャル結晶成長する。量子井戸構造層３
で発したレーザ光の光閉じ込めを行なう機能をするうえ
でｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層
とｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッド層
との層厚の和が１．５μｍ以上必要であるが、上述のと
おり、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッ
ド層の層厚が０．０５〜０．５μｍに形成しているの
で、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッド
層の層厚は１〜１．４５μｍ以上にする必要がある。次
に、ウエハ全面に絶縁膜を形成しストライプ状にパター
ニングした絶縁膜リッジマスク１９を図３（ｂ）に示す
ように形成する。
ラッド層１５上にｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５ Ａｓ第２
上クラッド層、およびｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層５
を順次エピタキシャル結晶成長する。量子井戸構造層３
で発したレーザ光の光閉じ込めを行なう機能をするうえ
でｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層
とｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッド層
との層厚の和が１．５μｍ以上必要であるが、上述のと
おり、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッ
ド層の層厚が０．０５〜０．５μｍに形成しているの
で、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッド
層の層厚は１〜１．４５μｍ以上にする必要がある。次
に、ウエハ全面に絶縁膜を形成しストライプ状にパター
ニングした絶縁膜リッジマスク１９を図３（ｂ）に示す
ように形成する。
【００４８】次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁膜リ
ッジマスクをリッジエッチングのマスクとして用い、ｐ
型ＧａＡｓ第１コンタクト層５およびｐ型Ａｌ０．５
Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッド層１６をエッチングし
てリッジ領域１７を形成する。なお、リッジ領域１７を
形成するリッジエッチングは、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第２上クラッド層１６の途中あるいはｐ型
Ａｌ０．５ Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層１５の途
中までエッチングしてもよい。リッジエッチングに用い
るエッチャントとしては酒石酸と過酸化水素の混合液あ
るいは硫酸と過酸化水素と水との混合液などがある。
ッジマスクをリッジエッチングのマスクとして用い、ｐ
型ＧａＡｓ第１コンタクト層５およびｐ型Ａｌ０．５
Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラッド層１６をエッチングし
てリッジ領域１７を形成する。なお、リッジ領域１７を
形成するリッジエッチングは、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第２上クラッド層１６の途中あるいはｐ型
Ａｌ０．５ Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層１５の途
中までエッチングしてもよい。リッジエッチングに用い
るエッチャントとしては酒石酸と過酸化水素の混合液あ
るいは硫酸と過酸化水素と水との混合液などがある。
【００４９】次に、図３（ｄ）に示すように、リッジ領
域１７を埋め込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８
を形成する。
域１７を埋め込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８
を形成する。
【００５０】次に、図３（ｅ）に示すように、ウエット
エッチングあるいはドライエッチングにより絶縁膜リッ
ジマスク１９を除去した後、さらにｐ型ＧａＡｓ第１コ
ンタクト層５およびｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８上に
ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９を結晶成長し、その後
ｎ型ＧａＡｓ基板１側にｎ電極１１を、ｐ型ＧａＡｓ第
２コンタクト層９側にＰ電極１０をそれぞれ形成する。
エッチングあるいはドライエッチングにより絶縁膜リッ
ジマスク１９を除去した後、さらにｐ型ＧａＡｓ第１コ
ンタクト層５およびｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８上に
ｐ型ＧａＡｓ第２コンタクト層９を結晶成長し、その後
ｎ型ＧａＡｓ基板１側にｎ電極１１を、ｐ型ＧａＡｓ第
２コンタクト層９側にＰ電極１０をそれぞれ形成する。
【００５１】この実施例では、上述の如く、イオン注入
時に表面から量子井戸構造層までの距離が、ｐ型第１上
クラッド層の層厚である０．０５〜０．５μｍであるの
で、低い加速電圧でイオン注入することができ、結晶中
に欠陥が生じにくい。このため、結晶欠陥がレーザ光を
吸収して窓構造として機能しなくなるという問題や、あ
るいは、結晶欠陥が多いとＳｉ原子自体が欠陥にトラッ
プされ拡散しにくくなって無秩序化が生じにくいという
問題がなくなるので、窓構造を有する半導体レーザ本来
の高光出力動作や高い端面破壊レベルによる高信頼性と
いう良好な特性を有する。
時に表面から量子井戸構造層までの距離が、ｐ型第１上
クラッド層の層厚である０．０５〜０．５μｍであるの
で、低い加速電圧でイオン注入することができ、結晶中
に欠陥が生じにくい。このため、結晶欠陥がレーザ光を
吸収して窓構造として機能しなくなるという問題や、あ
るいは、結晶欠陥が多いとＳｉ原子自体が欠陥にトラッ
プされ拡散しにくくなって無秩序化が生じにくいという
問題がなくなるので、窓構造を有する半導体レーザ本来
の高光出力動作や高い端面破壊レベルによる高信頼性と
いう良好な特性を有する。
【００５２】実施例２．上述の実施例１の半導体レーザ
の製造方法においては、第１回目の結晶成長後のウエハ
の最表層はｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上ク
ラッド層１５であるが（図２（ａ）参照）、このｐ型Ａ
ｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５のよ
うにＡｌを多く含む層は酸化されやすい。酸化された層
上にさらにＡｌを含む層を形成すると表面酸化膜上の結
晶性が非常に悪くなるため半導体レーザの信頼性に影響
を及ぼす。その解決策として、第２回目の結晶成長前、
すなわちｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラ
ッド層１６の結晶成長前に、結晶成長炉内に塩素ガスを
流しｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド
層１５上の表面酸化膜を除去するようにする。
の製造方法においては、第１回目の結晶成長後のウエハ
の最表層はｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上ク
ラッド層１５であるが（図２（ａ）参照）、このｐ型Ａ
ｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５のよ
うにＡｌを多く含む層は酸化されやすい。酸化された層
上にさらにＡｌを含む層を形成すると表面酸化膜上の結
晶性が非常に悪くなるため半導体レーザの信頼性に影響
を及ぼす。その解決策として、第２回目の結晶成長前、
すなわちｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第２上クラ
ッド層１６の結晶成長前に、結晶成長炉内に塩素ガスを
流しｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド
層１５上の表面酸化膜を除去するようにする。
【００５３】実施例３．第１回目結晶成長後のウエハの
最表層であるｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上
クラッド層１５表面の酸化に対する解決策として、塩素
ガスで表面酸化膜を除去する方法を説明したが、第１回
目の結晶成長から第２回目の結晶成長までの時間が長い
場合には、表面酸化膜の形成が進行するので、塩素ガス
では表面酸化膜をもはや除去できない場合もある。この
ときは、図４に示すように第１回目の結晶成長の際、ｐ
型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層上に
ＧａＡｓ表面保護層２０を形成しておき、第２回目の結
晶成長の直前、すなわちｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５
Ａｓ第２上クラッド層１６成長の直前にＧａＡｓ表面保
護層２０のみをエッチングで除去することにより、清浄
なウエハ面上に第２回目の結晶成長を行なうことができ
る。なお、ＧａＡｓ表面保護層２０をエッチングで除去
した後、引き続き結晶成長炉内に塩素ガスを流してエッ
チングすれば、さらに清浄なウエハ面上に第２回目の結
晶成長を行なうことができる。
最表層であるｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上
クラッド層１５表面の酸化に対する解決策として、塩素
ガスで表面酸化膜を除去する方法を説明したが、第１回
目の結晶成長から第２回目の結晶成長までの時間が長い
場合には、表面酸化膜の形成が進行するので、塩素ガス
では表面酸化膜をもはや除去できない場合もある。この
ときは、図４に示すように第１回目の結晶成長の際、ｐ
型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層上に
ＧａＡｓ表面保護層２０を形成しておき、第２回目の結
晶成長の直前、すなわちｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５
Ａｓ第２上クラッド層１６成長の直前にＧａＡｓ表面保
護層２０のみをエッチングで除去することにより、清浄
なウエハ面上に第２回目の結晶成長を行なうことができ
る。なお、ＧａＡｓ表面保護層２０をエッチングで除去
した後、引き続き結晶成長炉内に塩素ガスを流してエッ
チングすれば、さらに清浄なウエハ面上に第２回目の結
晶成長を行なうことができる。
【００５４】実施例４．上述した実施例１に係る半導体
レーザの製造方法において、リッジ領域１７を形成する
ためのリッジエッチングは選択的にエッチングが停止す
るわけではないので、エッチング時間で制御しなければ
ならない。しかし、大面積ウエハでエピタキシャル層の
面内分布がばらついているときは、エッチング時間を制
御しても、リッジ領域１７以外のｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第１あるいは第２クラッド層１５、１６の
エッチングされずに残る部分はウエハ面内で大きくばら
つくことがあり、これが半導体レーザ特性の面内ばらつ
きの大きな要因となる。そこで、図５（ａ）に示すよう
に、第１回目の結晶成長時に、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５上にｐ型Ａｌ０．７
Ｇａ０．３ Ａｓエッチングストッパー層２１および
ＧａＡｓ表面保護層２０を形成し、上述したのと同様の
工程を経て絶縁膜リッジマスク１９をマスクにして、有
機酸と過酸化水素の混合液によってリッジエッチングを
行なうと、エッチングはエッチングストッパー層２１で
ストップするので図５（ｂ）に示すようにウエハ面内で
均一なリッジ形状を得ることができる。
レーザの製造方法において、リッジ領域１７を形成する
ためのリッジエッチングは選択的にエッチングが停止す
るわけではないので、エッチング時間で制御しなければ
ならない。しかし、大面積ウエハでエピタキシャル層の
面内分布がばらついているときは、エッチング時間を制
御しても、リッジ領域１７以外のｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第１あるいは第２クラッド層１５、１６の
エッチングされずに残る部分はウエハ面内で大きくばら
つくことがあり、これが半導体レーザ特性の面内ばらつ
きの大きな要因となる。そこで、図５（ａ）に示すよう
に、第１回目の結晶成長時に、ｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５上にｐ型Ａｌ０．７
Ｇａ０．３ Ａｓエッチングストッパー層２１および
ＧａＡｓ表面保護層２０を形成し、上述したのと同様の
工程を経て絶縁膜リッジマスク１９をマスクにして、有
機酸と過酸化水素の混合液によってリッジエッチングを
行なうと、エッチングはエッチングストッパー層２１で
ストップするので図５（ｂ）に示すようにウエハ面内で
均一なリッジ形状を得ることができる。
【００５５】実施例５．ＡｌＧａＡｓ系材料によって構
成された量子井戸構造層３を有する０．７８μｍ帯半導
体レーザでは、エッチングストッパー層でレーザ光の再
吸収を防止するためには、Ａｌ組成比ｔが０．２以上の
Ａｌｔ Ｇａ１−ｔ Ａｓを用いる必要がある。一方、
ファイバーアンプ励起用光源として用いられる０．９８
μｍ帯半導体レーザは量子井戸構造層３のウエルにはＩ
ｎＧａＡｓが用いられる。この場合、エッチングストッ
パー層をＧａＡｓで構成してもレーザ光を吸収する心配
はない。そこで図４に示したＧａＡｓ表面保護層２０を
そのままエッチングストッパー層として用いることがで
きる。ただしＧａＡｓ表面保護層がＰ側の半導体レーザ
の構成部分として残るので、ＧａＡｓ表面保護層にｐ型
不純物をドーピングしておく必要がある。リッジエッチ
ングに際しては、まず第１回目のエッチングでｐ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５のみを選択エッチングする。こ
の場合のエッチング液としては、アンモニアと過酸化水
素の混合液あるいは有機酸と過酸化水素の混合液を用い
る。次に第２回目のエッチングでｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第２上クラッド層１６のみを選択エッチン
グしｐ型ＧａＡｓ表面保護層２０でエッチングがストッ
プするようにする。このような選択エッチングのエッチ
ャントとしては、塩素系のエッチング液あるいはフッ酸
系のエッチング液がある。この実施例においては、リッ
ジエッチングがｐ型ＧａＡｓ表面保護層２０のところで
ストップするので、リッジ形状がウエハ面内で均一性良
く形成される。
成された量子井戸構造層３を有する０．７８μｍ帯半導
体レーザでは、エッチングストッパー層でレーザ光の再
吸収を防止するためには、Ａｌ組成比ｔが０．２以上の
Ａｌｔ Ｇａ１−ｔ Ａｓを用いる必要がある。一方、
ファイバーアンプ励起用光源として用いられる０．９８
μｍ帯半導体レーザは量子井戸構造層３のウエルにはＩ
ｎＧａＡｓが用いられる。この場合、エッチングストッ
パー層をＧａＡｓで構成してもレーザ光を吸収する心配
はない。そこで図４に示したＧａＡｓ表面保護層２０を
そのままエッチングストッパー層として用いることがで
きる。ただしＧａＡｓ表面保護層がＰ側の半導体レーザ
の構成部分として残るので、ＧａＡｓ表面保護層にｐ型
不純物をドーピングしておく必要がある。リッジエッチ
ングに際しては、まず第１回目のエッチングでｐ型Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５のみを選択エッチングする。こ
の場合のエッチング液としては、アンモニアと過酸化水
素の混合液あるいは有機酸と過酸化水素の混合液を用い
る。次に第２回目のエッチングでｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ
０．５ Ａｓ第２上クラッド層１６のみを選択エッチン
グしｐ型ＧａＡｓ表面保護層２０でエッチングがストッ
プするようにする。このような選択エッチングのエッチ
ャントとしては、塩素系のエッチング液あるいはフッ酸
系のエッチング液がある。この実施例においては、リッ
ジエッチングがｐ型ＧａＡｓ表面保護層２０のところで
ストップするので、リッジ形状がウエハ面内で均一性良
く形成される。
【００５６】実施例６．上述した実施例では、イオン注
入のマスクとして、いずれもフォトレジスト１２を使用
するとしたが、フォトレジスト自体によるウエハ表面の
汚染、あるいはフォトレジスト除去時のレジスト剥離液
による結晶表面の汚染やエッチングなどの発生により、
次の工程における結晶成長時に結晶性が劣化したり、ｐ
型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５
がレジスト剥離液でエッチングされ所定の膜厚にならな
かったりする場合がある。これを解決する方法として
は、図６に示すようにエピタキシャル層をイオン注入マ
スクとして使用する方法がある。図６（ａ）に示すよう
にｐ型ＧａＡｓエッチングストッパー層２０上にＡｌＧ
ａＡｓイオン注入マスク層２２を形成し、その上にパタ
ーニング用絶縁膜２３を成膜し窓領域に開口部を設け
て、このパターニングした絶縁膜２３をマスクとしてＡ
ｌＧａＡｓイオン注入マスク層２２を選択エッチングす
る。この選択エッチングを実施するためには、マスク層
２２のＡｌ組成比はｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ
第１上クラッド層１５と同じ組成比が好都合である。マ
スク層を選択エッチングした後、ウエハ全面にＳｉイオ
ンを注入するとイオン注入領域１８が形成される。な
お、マスク層２２が存在する領域では、Ｓｉイオンはマ
スク層２２中にとどまる。イオン注入後、絶縁膜２３フ
ッ酸で除去し、さらにマスク層２２を除去した後先に述
べた方法で半導体レーザを得ることができる。この実施
例では、フォトレジストを用いないので、第２回目の結
晶成長時にレジストの残さ等の影響を受けず、高品質の
結晶成長を行なうことができる。
入のマスクとして、いずれもフォトレジスト１２を使用
するとしたが、フォトレジスト自体によるウエハ表面の
汚染、あるいはフォトレジスト除去時のレジスト剥離液
による結晶表面の汚染やエッチングなどの発生により、
次の工程における結晶成長時に結晶性が劣化したり、ｐ
型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ第１上クラッド層１５
がレジスト剥離液でエッチングされ所定の膜厚にならな
かったりする場合がある。これを解決する方法として
は、図６に示すようにエピタキシャル層をイオン注入マ
スクとして使用する方法がある。図６（ａ）に示すよう
にｐ型ＧａＡｓエッチングストッパー層２０上にＡｌＧ
ａＡｓイオン注入マスク層２２を形成し、その上にパタ
ーニング用絶縁膜２３を成膜し窓領域に開口部を設け
て、このパターニングした絶縁膜２３をマスクとしてＡ
ｌＧａＡｓイオン注入マスク層２２を選択エッチングす
る。この選択エッチングを実施するためには、マスク層
２２のＡｌ組成比はｐ型Ａｌ０．５ Ｇａ０．５ Ａｓ
第１上クラッド層１５と同じ組成比が好都合である。マ
スク層を選択エッチングした後、ウエハ全面にＳｉイオ
ンを注入するとイオン注入領域１８が形成される。な
お、マスク層２２が存在する領域では、Ｓｉイオンはマ
スク層２２中にとどまる。イオン注入後、絶縁膜２３フ
ッ酸で除去し、さらにマスク層２２を除去した後先に述
べた方法で半導体レーザを得ることができる。この実施
例では、フォトレジストを用いないので、第２回目の結
晶成長時にレジストの残さ等の影響を受けず、高品質の
結晶成長を行なうことができる。
【００５７】実施例７．上述した実施例１に係る半導体
レーザの製造方法では、窓領域のみをイオン注入して無
秩序化するものを説明したが、図７に示すようにリッジ
形成予定のストライプ領域のみをフォトレジスト２４で
覆い、フォトレジスト２４で覆われていない領域全体に
イオン注入し、量子井戸構造層３を無秩序化すると、リ
ッジ領域ではリッジによって生ずる屈折率差に加えて、
無秩序化された量子井戸構造領域７の実効的に減少した
屈折率と、無秩序化されていない量子井戸構造層３の屈
折率との屈折率差により一層有効な水平方向の光閉じ込
めが実現でき、しきい値電流や動作電流を小さくするこ
とができる。
レーザの製造方法では、窓領域のみをイオン注入して無
秩序化するものを説明したが、図７に示すようにリッジ
形成予定のストライプ領域のみをフォトレジスト２４で
覆い、フォトレジスト２４で覆われていない領域全体に
イオン注入し、量子井戸構造層３を無秩序化すると、リ
ッジ領域ではリッジによって生ずる屈折率差に加えて、
無秩序化された量子井戸構造領域７の実効的に減少した
屈折率と、無秩序化されていない量子井戸構造層３の屈
折率との屈折率差により一層有効な水平方向の光閉じ込
めが実現でき、しきい値電流や動作電流を小さくするこ
とができる。
【００５８】実施例８．上記の実施例ではストライプ領
域の形状た矩形のものを説明したが、図８に示すように
ストライプ領域をフレア形状にし、リッジもフレア形状
に対応した形にすると、フレアに沿ってレーザ光が広が
るので、端面での光密度が低減する。窓構造に加えて、
この効果により、より高光出力動作が可能となる。
域の形状た矩形のものを説明したが、図８に示すように
ストライプ領域をフレア形状にし、リッジもフレア形状
に対応した形にすると、フレアに沿ってレーザ光が広が
るので、端面での光密度が低減する。窓構造に加えて、
この効果により、より高光出力動作が可能となる。
【００５９】実施例９．上述のものは、電流ブロック層
８がＧａＡｓで構成されていたが、電流ブロック層８を
ｐ型Ａｌｖ Ｇａ１−ｖ Ａｓ第２上クラッド層１６よ
りＡｌ組成比の大きいＡｌｗ Ｇａ１−ｗ Ａｓ（ｗ＞
ｖ）で構成するとロスガイドがら実屈折率ガイド構造と
なり、導波路損失が小さくなるため、しきい値電流や動
作電流を低減できる効果がある。
８がＧａＡｓで構成されていたが、電流ブロック層８を
ｐ型Ａｌｖ Ｇａ１−ｖ Ａｓ第２上クラッド層１６よ
りＡｌ組成比の大きいＡｌｗ Ｇａ１−ｗ Ａｓ（ｗ＞
ｖ）で構成するとロスガイドがら実屈折率ガイド構造と
なり、導波路損失が小さくなるため、しきい値電流や動
作電流を低減できる効果がある。
【００６０】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、活性層上に配設された第１上クラッド層
と、レーザ共振器端面近傍であって活性層を含む第１上
クラッド層表面から半導体基板側の積層に不純物を注入
して配設された無秩序化領域と、第１上クラッド層表面
上に配設された第２上クラッド層を含むリッジとを備え
ているので、レーザ光の光閉じ込めを行うに必要な上ク
ラッド層の厚さを確保しつつ、窓構造としての無秩序化
領域の形成に際して不純物の注入に要するエネルギーを
低くできて、結晶中に生じる欠陥が減少するから、機能
の高い窓構造を有する高出力・高信頼性の半導体レーザ
装置とすることができる効果がある。
ーザ装置は、活性層上に配設された第１上クラッド層
と、レーザ共振器端面近傍であって活性層を含む第１上
クラッド層表面から半導体基板側の積層に不純物を注入
して配設された無秩序化領域と、第１上クラッド層表面
上に配設された第２上クラッド層を含むリッジとを備え
ているので、レーザ光の光閉じ込めを行うに必要な上ク
ラッド層の厚さを確保しつつ、窓構造としての無秩序化
領域の形成に際して不純物の注入に要するエネルギーを
低くできて、結晶中に生じる欠陥が減少するから、機能
の高い窓構造を有する高出力・高信頼性の半導体レーザ
装置とすることができる効果がある。
【００６１】また、第１上クラッド層上のリッジの周囲
を埋め込むように配設された第１導電型の電流ブロック
層をさらに備えたものであるので、レーザ光の光閉じ込
めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓
構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物の注入
に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じる欠陥
が減少するから、機能の高い窓構造を有する高出力・高
信頼性の埋込型の半導体レーザ装置とすることができる
効果がある。
を埋め込むように配設された第１導電型の電流ブロック
層をさらに備えたものであるので、レーザ光の光閉じ込
めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓
構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物の注入
に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じる欠陥
が減少するから、機能の高い窓構造を有する高出力・高
信頼性の埋込型の半導体レーザ装置とすることができる
効果がある。
【００６２】また、無秩序化領域を形成するために注入
された不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少なく、一層高出力・高信頼性の半導体レーザ装
置とすることができる効果がある。
された不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少なく、一層高出力・高信頼性の半導体レーザ装
置とすることができる効果がある。
【００６３】また、この発明に係る半導体レーザ装置の
製造方法は、第１上クラッド層の表面上に、半導体レー
ザの共振器端面部予定領域に開口を有するイオン注入マ
スクパターンを形成し、このイオン注入マスクパターン
をマスクとして不純物をイオン注入し、共振器端面部近
傍の活性層を無秩序化し、イオン注入マスクパターンを
除去した後に第１上クラッド層の表面上に第２導電型の
第２上クラッド層を形成するので、レーザ光の光閉じ込
めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓
構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物の注入
に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じる欠陥
を少なくすることができるから、機能の高い窓構造を有
する高出力・高信頼性の半導体レーザ装置を容易に製造
することができる効果がある。
製造方法は、第１上クラッド層の表面上に、半導体レー
ザの共振器端面部予定領域に開口を有するイオン注入マ
スクパターンを形成し、このイオン注入マスクパターン
をマスクとして不純物をイオン注入し、共振器端面部近
傍の活性層を無秩序化し、イオン注入マスクパターンを
除去した後に第１上クラッド層の表面上に第２導電型の
第２上クラッド層を形成するので、レーザ光の光閉じ込
めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつつ、窓
構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物の注入
に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じる欠陥
を少なくすることができるから、機能の高い窓構造を有
する高出力・高信頼性の半導体レーザ装置を容易に製造
することができる効果がある。
【００６４】また、第７の工程の後に、第１上クラッド
層上のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋
め込む工程をさらに含むものであるので、レーザ光の光
閉じ込めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつ
つ、窓構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物
の注入に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じ
る欠陥の少なくすることができるから、機能の高い窓構
造を有し、高出力・高信頼性の埋込型半導体レーザ装置
を容易に製造することができる効果がある。
層上のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋
め込む工程をさらに含むものであるので、レーザ光の光
閉じ込めを行うに必要な上クラッド層の厚さを確保しつ
つ、窓構造としての無秩序化領域の形成に際して不純物
の注入に要するエネルギーを低くできて、結晶中に生じ
る欠陥の少なくすることができるから、機能の高い窓構
造を有し、高出力・高信頼性の埋込型半導体レーザ装置
を容易に製造することができる効果がある。
【００６５】また、無秩序化領域を形成するために注入
される不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少なく、一層高出力・高信頼性の半導体レーザ装
置を容易に製造することができる効果がある。
される不純物がＳｉであるので、無秩序化領域での光の
吸収が少なく、一層高出力・高信頼性の半導体レーザ装
置を容易に製造することができる効果がある。
【００６６】また、第２の工程が、第２導電型のＧａＡ
ｓエッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入
マスク層を順次形成する工程と、ＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層上に絶縁体膜を形成し、この絶縁体膜に半導
体レーザの共振器端面部予定領域に開口を形成する工程
と、この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに
第４の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチ
ングで除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡ
ｓイオン注入マスク層を除去する工程を含むものである
ので、イオン注入マスクとしてフォトレジストを使用せ
ず、フォトレジストによるウエハの汚染や、フォトレジ
スト除去時のレジスト剥離液によるウエハ表面の汚染や
エッチングが発生しないから、第２回目の結晶成長の際
に高品質の結晶成長を行うことができ、信頼性のより高
い半導体レーザ装置を容易に製造することができる効果
がある。
ｓエッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入
マスク層を順次形成する工程と、ＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層上に絶縁体膜を形成し、この絶縁体膜に半導
体レーザの共振器端面部予定領域に開口を形成する工程
と、この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注
入マスク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに
第４の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチ
ングで除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡ
ｓイオン注入マスク層を除去する工程を含むものである
ので、イオン注入マスクとしてフォトレジストを使用せ
ず、フォトレジストによるウエハの汚染や、フォトレジ
スト除去時のレジスト剥離液によるウエハ表面の汚染や
エッチングが発生しないから、第２回目の結晶成長の際
に高品質の結晶成長を行うことができ、信頼性のより高
い半導体レーザ装置を容易に製造することができる効果
がある。
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【図１】 この発明の一実施例を示す斜視図および断面
図
図
【図２】 この発明の一実施例の製造方法を工程順に示
す図
す図
【図３】 この発明の一実施例の製造方法を工程順に示
す図
す図
【図４】 この発明の他の実施例を示す図
【図５】 この発明のさらに他の実施例を示す図
【図６】 この発明のさらに他の実施例を示す図
【図７】 この発明のさらに他の実施例を示す図
【図８】 この発明のさらに他の実施例を示す図
【図９】 窓構造を有する半導体レーザを示す図
【図１０】 窓構造を有する半導体レーザの製造方法を
示す図
示す図
【図１１】 窓構造を有する半導体レーザの製造方法を
示す図
示す図
【図１２】 量子井戸構造層のＡｌ組成比を示す図
１ 半導体基板 ２ 下クラッド層 ３ 量子井戸構造層 ５ 第１コンタク
ト層 ７ 窓構造領域 ８ 電流ブロック
層 ９ 第２コンタクト層 １０ ｐ側電極 １１ ｎ側電極 １２ フォトレジ
スト １３ フォトレジストの開口部分 １５ 第１上クラ
ッド層 １６ 第２上クラッド層 １７ リッジ領域 １８ 不純物注入領域 １９ 絶縁膜リッ
ジマスク ２０ 表面保護層 ２１ エッチング
ストッパー層 ２２ イオン注入マスク層 ２３ 絶縁膜
ト層 ７ 窓構造領域 ８ 電流ブロック
層 ９ 第２コンタクト層 １０ ｐ側電極 １１ ｎ側電極 １２ フォトレジ
スト １３ フォトレジストの開口部分 １５ 第１上クラ
ッド層 １６ 第２上クラッド層 １７ リッジ領域 １８ 不純物注入領域 １９ 絶縁膜リッ
ジマスク ２０ 表面保護層 ２１ エッチング
ストッパー層 ２２ イオン注入マスク層 ２３ 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−208388（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−154492（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−249827（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−221386（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29621（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−132189（ＪＰ，Ａ) 1995年（平成７年）秋季第56回応用物 理学会学術講演会予稿集第３分冊29ｐ− ＺＢ−６ ｐ．1130 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (7)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と、 この半導体基板上に配設された第１導電型の下クラッド
層と、 この下クラッド層上に配設されバリア層とウエル層が交
互に積層してなる量子井戸構造の活性層と、 この活性層上に配設 された第２導電型の第１上クラッド
層と、レーザ共振器端面近傍であって上記活性層を含む上記第
１上クラッド層表面から半導体基板側の積層に不純物を
注入して配設された 無秩序化領域と、この無秩序化領域の活性層に上記第１上クラッド層を介
して対向し上記第１上クラッド層表面上に配設された第
２導電型の第２上クラッド層を含むとともに上記共振器
の長手方向に延長したストライプ状の リッジと、を備えた 半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 第１上クラッド層上のリッジの周囲を埋
め込むように配設された第１導電型の電流ブロック層を
さらに備えた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】 無秩序化領域を形成するために注入され
た不純物がＳｉであ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４】 第１導電型の半導体基板上に、第１導電
型の下クラッド層と、バリア層とウエル層が交互に積層
してなる量子井戸構造の活性層と、第２導電型の第１上
クラッド層とを順次形成する第１の工程と、 第１上クラッド層の表面上に、半導体レーザの共振器端
面部予定領域に開口を有するイオン注入マスクパターン
を形成する第２の工程と、 上記イオン注入マスクパターンをマスクとして 不純物を
イオン注入し、共振器端面部近傍の活性層を無秩序化す
る第３の工程と、 上記イオン注入マスクパターンを除去する第４の工程
と、 上記第４の工程の後に 第１上クラッド層の表面上に第２
導電型の第２上クラッド層を形成する第５の工程と、 第２上クラッド層の表面上に、無秩序化された活性層と
第１、第２上クラッド層を介して対向し上記共振器の長
手方向に延長するストライプ状の リッジマスクパターン
を形成する第６の工程と、 この リッジマスクパターンをマスクとして、上記第２上
クラッド層を有するリッジを形成する第７の工程と、 を含む 半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項５】 第７の工程の後に、第１上クラッド層上
のリッジの周囲を第１導電型の電流ブロック層で埋め込
む工程をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の半
導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項６】 無秩序化領域を形成するために注入され
る不純物がＳｉであることを特徴とする請求項４記載の
半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項７】 第２の工程が、第２導電型のＧａＡｓエ
ッチングストッパー層及びＡｌＧａＡｓイオン注入マス
ク層を順次形成する工程と、 ＡｌＧａＡｓイオン注入マスク層上に絶縁体膜を形成
し、この絶縁体膜に半導体レーザの共振器端面部予定領
域に開口を形成する工程と、 この絶縁体膜をマスクとしてＡｌＧａＡｓイオン注入マ
スク層を選択エッチングする工程とを含み、さらに第４
の工程が、上記工程で形成された絶縁体膜をエッチング
で除去し、次いで上記工程で形成されたＡｌＧａＡｓイ
オン注入マスク層を除去する工程を含むことを特徴とす
る請求項４ 記載の半導体レーザ装置の製造方法。
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