JP2850898B2 - Semiconductor laser and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor laser and method of manufacturing the same

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JP2850898B2
JP2850898B2 JP10282297A JP10282297A JP2850898B2 JP 2850898 B2 JP2850898 B2 JP 2850898B2 JP 10282297 A JP10282297 A JP 10282297A JP 10282297 A JP10282297 A JP 10282297A JP 2850898 B2 JP2850898 B2 JP 2850898B2
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semiconductor laser
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隆志 村上
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Mitsubishi Electric Corp
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザ及び
その製造方法に関し、特に減圧有機金属気相成長法(減
圧MOCVD法)を用いて形成された半導体レーザに対
する高出力化および狭放射ビーム化とこの半導体レーザ
の製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】図5は例えば特開昭60−192379
号公報に示された従来の半導体レーザを示す一部分解斜
視図であって、説明を容易にする為に、レーザ共振端面
部とレーザ内部とに分けて示している。図において、1
はP-GaAs基板、2はP-AlxGa1-xAsクラッド層、3はP-Al
yGa1-yAs活性層、4はn-AlxGa1-xAsクラッド層、5はn
−GaAsコンタクト層、6は共振器端面付近のみに設けら
れて、共振器方向に延びるリッジである。なお、3aは
リッジ6上に成長した活性層、3bはレーザチップの内
部に形成された活性層である。 【0003】このように構成された半導体レーザは、リ
ッジ6が形成されたP-GaAs基板1の上に、液相成長法
(LPE法)によって、P-AlxGa1-xAsクラッド層2,P-
AlyGa1 -yAs活性層3,n-AlxGa1-xAsクラッド層4,n−
GaAsコンタクト層5を順次成長させる。ここで、液相成
長法では、リッジ6の上での成長速度が平坦なP-GaAs基
板1の上での成長速度よりも遅くなる。 【0004】このために、レーザ端面部におけるリッジ
上の活性層3aは、レーザチップ内部の活性層3bより
も薄くなり、このことがこの半導体レーザの特徴であ
る。通常の半導体レーザは、活性層の厚みが共振器方向
に一定であり、狭放射ビームおよび高出力動作を可能に
するために、活性層を一様に薄くして行うと、ゲインの
低下によって閾値が上昇したり、寿命が短く成ったりす
る。 【0005】このために、図5に示す半導体レーザにお
いては、レーザ端面部の活性層のみを薄くして、狭放射
ビームおよび高出力動作を可能にすると共に、発振閾値
に大きく影響するレーザチップ内部における活性層の厚
みをやや厚めにして、発振閾値の増大を制御している。
また、このようにレーザチップ内部における活性層をや
や厚めにすることによって、長寿命化をも図っている。 【0006】図6は、特開昭60−192379号公報
に示される従来の他の例を示す分解斜視図であって、図
5と同一部分は同記号を用いて示してある。同図におい
て、7はn-GaAs電流ブロック層、8はn-GaAs電流ブロッ
ク層7を貫通する溝である。なお、P-AlxGa1-xAsクラッ
ド層2,P-AlyGa1-yAs活性層3,n-AlxGa1-xAsクラッド
層4,n−GaAsコンタクト層5は、液相成長法を用いて
P-GaAs基板1の上に順次成長させる。 【0007】このように構成された半導体レーザは、図
5において示した半導体レーザと同様に、活性層の厚み
をレーザ端面部においてのみ薄くして、狭放射ビーム,
高出力動作,低発振閾値および長寿命化を可能としてい
る。また、溝8を設けることによって、所謂ロスガイド
の横モード制御機構を構成して、安定した横モード発振
が行えるようにしている。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザは
以上説明したように、レーザ端面の活性層のみを薄くし
てレーザ内部における活性層の厚みを適度に保つため
に、液相成長法におけるリッジ上の成長速度が平坦部分
の成長速度よりも遅いことを利用して形成している。し
かし、大面積のウェハーを使用することが出来、かつ膜
厚コントロールの精度も優れた減圧有機金属気相成長法
(MOCVD法)によって各層を成長させる場合には、
リッジ上の成長速度も平坦部分の成長速度も同じである
ために、活性層をレーザ端面部分においてのみ薄くする
ことが出来ず、これに伴って係る構成による半導体レー
ザが得られなくなる問題点を有している。 【0009】この発明は、係る問題点を解消するために
なされたもので、減圧有機金属気相成長法を使用して製
造しても、レーザ端面部付近のみの活性層の厚みのみを
適当な厚さとすることにより、狭放射ビーム,高出力動
作,低閾値および長寿命の半導体レーザを得ることを目
的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザは、一様に平坦な主面を有する化合物半導体基板
と、レーザ光の導波方向に沿い基板の幅よりも狭いスト
ライプ部分を有するように基板上に配設され、基板面内
部における厚さよりレーザ光の出射端面近傍で薄くかつ
基板面内部と出射端面近傍においてともに基板幅方向に
沿って一様に基板面から隔たった活性層およびこの活性
層を介して第1のクラッド層,第2のクラッド層をそれ
ぞれ積層してなる導波路と、この導波路に沿って基板上
に配設された電流阻止層と、を備えたものである。 【0011】またこの発明に係る半導体レーザの製造方
法は、化合物半導体基板上にレーザ光の導波方向に沿う
ストライプ部を介して互いに対向する誘電体膜を基板上
に形成された電流阻止層を介して形成し、この誘電体膜
で導波方向と交差する方向の基板表面の幅がレーザ光の
出射端面近傍で広く残るように基板上を覆う工程と、誘
電体膜を選択成長マスクとして減圧有機金属気相成長法
により、基板上に第1のクラッド層,活性層及び第2の
クラッド層が順次積層された導波路を形成する工程と、
含むものである。 【0012】 【発明の実施の形態】この半導体レーザの製造方法で
は、部分的にSiO2膜およびSi3N4膜を形成したGaAs基板
上に、減圧有機金属気相成長法によってAlxGa1-xAs層お
よびGaAs層を成長させると、GaAs基板上にはAlxGa1-xAs
層およびGaAs層が成長するが、SiO2膜およびSi3N4膜上
には成長しない。 【0013】また、減圧有機金属気相成長法では、ガス
状態で供給されるトリメチルガリウム(TMG),トリ
メチルアルミニウム(TMA),アルシン(AsH3
が基板付近において分解し、これが化学反応を起こして
基板上にエピタキャシャル成長するわけであるが、基板
上のSiO2膜あるいはSi3N4膜上で分解したTMG,TM
A,AsH3は、SiO2膜あるいはSi3N4膜上ではエピタキ
ャシャル成長せずに、SiO2膜あるいはSi3N4膜上を拡散
してGaAsが露出している部分まで移動し、そこでエピタ
キャシャル成長する。このために、SiO2膜あるいはSi3N
4膜から十分に離れたGaAs基板上よりも、SiO2膜あるい
はSi3N4膜から僅かに離れたGaAs基板上では、成長に寄
与するGa,Al,Asの量が多くなり、これに伴って成長速度
が早くなる。 【0014】この成長速度の差を利用して、この半導体
レーザでは活性層の厚みを端面付近では薄く、レーザチ
ップの内部では厚めにすることが可能になるものであ
る。 【0015】実施の形態1 以下この発明の実施の形態1を図について説明する。図
1はこの発明による半導体レーザを示す分解斜視図であ
って、図5および図6と同一部分は同記号を用いて示し
てある。同図において、9は平坦なP-GaAs基板1上の一
部分のみに設けられたSiO2膜である。 【0016】このように構成された半導体レーザは、ま
ず図2に示すP-GaAs基板1の表面に減圧有機金属気相成
長法を使用して、P-AlxGa1-xAsクラッド層2,P-AlyGa
1-yAs活性層3,n-AlxGa1-xAsクラッド層4,n−GaAs
コンタクト層5を順次成長させる。ここで、SiO2膜9は
第2図に示すように、レーザチップの内部に2個所形成
されることによって、その間に一定幅のストライプ部1
0を設けている。従って、ストライプ部10には、P-Ga
As基板1の表面が露出していることになる。 【0017】次に、このP-GaAs基板1上へ減圧有機金属
気相成長法を使用して、P-AlxGa1-xAsクラッド層2,P-
AlyGa1-yAs活性層3,n-AlxGa1-xAsクラッド層4,n−
GaAsコンタクト層5を順次成長させると、SiO2膜9の上
には成長せず、P-GaAs基板1が露出している部分のみに
成長することになる。また、SiO2膜9上で分解したTM
G,TMAは、SiO2膜9上では消費されないので、SiO2
膜9上を拡散してストライプ部10等のSiO2膜9が切れ
た部分に達する。 【0018】従って、ストライプ部10には、レーザチ
ップ端面付近よりも多くのGa,Alを供給されること
になり、これに伴ってレーザチップ内部のストライプ部
10の各層の厚みは、レーザチップ端面付近における各
層の厚みよりも厚くなって、第1図において示した構造
を有する半導体レーザが得られることになる。そして、
このように構成された半導体レーザは、レーザチップ端
面部でのみ活性層が薄くなることから、狭放射ビーム,
高出力動作,低閾値および長寿命化が得られることにな
る。このことを詳しく説明すると、次のようになる。 【0019】レーザ共振器長は250μmであり、SiO2
9は両端面からそれぞれ15μm離れたチップ内に形成さ
れる。また、ストライプ部10の幅は10μである。ま
た、レーザの発振閾値電流は、ストライプ部10上に形
成される活性層3bの膜厚によって略決定され、この活
性層の膜厚が0.1μm程度の時に発振閾値電流が最低と
なる。 【0020】一方、レーザ共振器端面付近の活性層の膜
厚が薄くなると、活性層3aからクラッド層2,4へし
み出す光が増して、端面での発光スポットが大きくな
る。この結果、活性層3aからクラッド層2,4へしみ
出す光が増して、レーザ端面における光密度が低減し、
端面破壊が生じにくくなって、高出力動作が可能にな
る。 【0021】また、端面における発光スポットが大きく
なると、放射ビームが狭くなる。例えば、端面における
活性層の膜厚が0.1μmの時は、放射ビームの接合に垂
直な方向の半値全角は40°程度であるが、0.03μmの
時には、16°程度に狭くなる。従って、共振器内部に
おける活性層3bの膜厚を0.1μmに設定し、共振器付
近における活性層3aの膜厚を0.03μmに設定すると、
低閾値でしかも狭放射ビーム,高出力の半導体レーザが
得られることになる。 【0022】実施の形態2 図3は、この発明による半導体レーザの他の実施の形態
を示す斜視図であって、特に横モード制御機構を有する
半導体レーザに適用した場合を示すものである。以下、
図4(a)〜(d)に示す工程図を用いて、その製造方
法を説明する。 【0023】先ず、図4(a)に示すように、P-GaAs基
板1上にn-GaAs電流ブロック層7を形成し、さらにこの
P-GaAs基板1上のレーザ共振器内部となる部分にSiO2
9を形成する。次に、図4(b)に示すように、レジス
ト11を塗布した後、写真製版工程を経て図2に示した
ストライプ部10を形成しようとする部分のレジスト1
1のみを除去する。 【0024】次に、CF4を用いたドライエッチングに
より、図4(c)に示すように、ストライプ形成部分の
SiO2膜9を除去する。次に、レジスト11をマスクとし
て、ウエットエッチング処理を行うことによって、図4
(d)に示す溝8を形成する。 【0025】次に、レジスト11を除去した後、この溝
付基板上へ減圧有機金属気相成長法を用いて、P-AlxGa
1-xAsクラッド層2,P-AlyGa1-yAs活性層3,n-AlxGa
1-xAsクラッド層4,n−GaAsコンタクト層5を順次形
成することによって、図3に示した構造を有する半導体
レーザが得られる。 【0026】つまり、このようにして形成された半導体
レーザは、溝8の形状を反映して活性層が屈曲したもの
となる。ここで、活性層3a,3bの左右は、活性層よ
りも屈折率が小さいクラッド層2によって囲まれている
ために、光導波機構が形成されて、横モードを制御する
ことが可能になる。 【0027】また、この半導体レーザにおいても、SiO2
膜9の影響を受けて、共振器端面部の活性層3bが、共
振器内部の活性層3bよりも薄くなることから、狭放射
ビーム,高出力動作,低閾値および長寿命化が図れるこ
とになる。この発明における半導体レーザは、部分的に
SiO2膜およびSi3N4膜を形成したGaAs基板上に、減圧有
機金属気相成長法によってAlxGa1-xAs層およびGaAs層を
成長させると、GaAs基板上にはAlxGa1-xAs層およびGaAs
層が成長するが、SiO2膜およびSi3N4膜上には成長しな
い。 【0028】また、減圧有機金属気相成長法では、ガス
状態で供給されるトリメチルガリウム(TMG),トリ
メチルアルミニウム(TMA),アルシン(AsH3
が基板付近において分解し、これが化学反応を起こして
基板上にエピタキャシャル成長するわけであるが、基板
上のSiO2膜あるいはSi3N4膜上で分解したTMG,TM
A,AsH3は、SiO2膜あるいはSi3N4膜上ではエピタキ
ャシャル成長せずに、SiO2膜あるいはSi3N4膜上を拡散
してGaAsが露出している部分まで移動し、そこでエピタ
キャシャル成長する。 【0029】このために、SiO2膜あるいはSi3N4膜から
十分に離れたGaAs基板上よりも、SiO2膜あるいはSi3N4
膜から僅かに離れたGaAs基板上では、成長に寄与するG
a,Al,Asの量が多くなり、これに伴って成長速度が早く
なる。この成長速度の差を利用して、活性層の厚みを端
面付近では薄く、レーザチップの内部では厚めにするこ
とが可能になるものである。 【0030】 【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る半
導体レーザは、一様に平坦な主面を有する化合物半導体
基板上に、基板面内部における厚さよりレーザ光の出射
端面近傍で薄くかつ基板面内部と出射端面近傍において
ともに基板幅方向に沿って一様に基板面から隔たった
性層およびこの活性層を介して第1のクラッド層,第2
のクラッド層をそれぞれ積層してなる導波路を、レーザ
光の導波方向に沿い基板の幅よりも狭いストライプ部分
を有するように配設し、さらにこの導波路に沿って基板
上に電流阻止層を配設したので、横モードの制御が可能
で、狭放射ビーム,高出力動作,低閾値および長寿命の
半導体レーザが得られる効果がある。 【0031】またこの発明に係る半導体レーザの製造方
法は、化合物半導体基板上にレーザ光の導波方向に沿う
ストライプ部を介して互いに対向する誘電体膜を基板上
に形成された電流阻止層を介して形成し、この誘電体膜
で導波方向と交差する方向の基板表面の幅がレーザ光の
出射端面近傍で広く残るように基板上を覆い、この誘電
体膜を選択成長マスクとして減圧有機金属気相成長法に
より、基板上に第1のクラッド層,活性層及び第2のク
ラッド層が順次積層された導波路を形成するようにした
ので、電流阻止層を備えるとともにレーザ内部よりレー
ザ光の出射端面近傍で薄く形成された活性層を構成で
き、これに伴って横モードの制御が可能で、狭放射ビー
ム,高出力動作,低閾値および長寿命の半導体レーザ
を、容易に得られる効果がある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor laser formed by using a low-pressure metal organic chemical vapor deposition (low-pressure MOCVD) method. The present invention relates to high power and narrow radiation beams and a method for manufacturing the semiconductor laser. 2. Description of the Related Art FIG. 5 shows, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-192379.
FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing a conventional semiconductor laser disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. HEI 9-205, and is divided into a laser resonance end face and an inside of a laser for ease of explanation. In the figure, 1
Is a P-GaAs substrate, 2 is a P-Al x Ga 1-x As cladding layer, 3 is P-Al
y Ga 1-y As active layer, 4 is n-Al x Ga 1-x As cladding layer, 5 is n
The -GaAs contact layer 6 is a ridge provided only near the resonator end face and extending in the resonator direction. 3a is an active layer grown on the ridge 6, and 3b is an active layer formed inside the laser chip. [0003] The semiconductor laser having the above-mentioned structure is formed on a P-GaAs substrate 1 on which a ridge 6 is formed, by a liquid phase epitaxy (LPE) method, by a P-Al x Ga 1 -x As cladding layer 2. , P-
Al y Ga 1 -y As active layer 3, n-Al x Ga 1 -x As cladding layer 4, n-
GaAs contact layers 5 are sequentially grown. Here, in the liquid phase growth method, the growth rate on the ridge 6 is lower than the growth rate on the flat P-GaAs substrate 1. For this reason, the active layer 3a on the ridge at the laser end face is thinner than the active layer 3b inside the laser chip, which is a characteristic of this semiconductor laser. In a normal semiconductor laser, the thickness of the active layer is constant in the direction of the resonator, and in order to enable a narrow radiation beam and high-power operation, when the active layer is uniformly thinned, the threshold is reduced due to a decrease in gain. Increase or shorten the life. For this reason, in the semiconductor laser shown in FIG. 5, only the active layer at the laser end face is made thinner to enable a narrow radiation beam and a high output operation, and the inside of the laser chip which greatly affects the oscillation threshold value. The thickness of the active layer is slightly increased to control the increase in the oscillation threshold.
In addition, by making the active layer inside the laser chip slightly thicker as described above, the life can be extended. FIG. 6 is an exploded perspective view showing another conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-192379, and the same parts as those in FIG. 5 are indicated by using the same symbols. In the figure, reference numeral 7 denotes an n-GaAs current block layer, and 8 denotes a groove penetrating the n-GaAs current block layer 7. The P-Al x Ga 1-x As clad layer 2, the P-Al y Ga 1-y As active layer 3, the n-Al x Ga 1-x As clad layer 4, and the n-GaAs contact layer 5 Using the phase growth method
It is sequentially grown on a P-GaAs substrate 1. In the semiconductor laser thus configured, the thickness of the active layer is reduced only at the laser end face, similarly to the semiconductor laser shown in FIG.
High output operation, low oscillation threshold, and long life are possible. Further, by providing the groove 8, a so-called loss guide transverse mode control mechanism is configured so that stable transverse mode oscillation can be performed. As described above, in the conventional semiconductor laser, liquid phase growth is performed to reduce the thickness of the active layer only at the end face of the laser and keep the thickness of the active layer inside the laser at an appropriate level. It is formed using the fact that the growth rate on the ridge in the method is lower than the growth rate on the flat portion. However, when each layer is grown by a reduced pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method which can use a large-area wafer and has excellent film thickness control accuracy,
Since the growth rate on the ridge and the growth rate on the flat portion are the same, the active layer cannot be thinned only at the laser end face portion, and accordingly, there is a problem that a semiconductor laser having such a configuration cannot be obtained. doing. The present invention has been made in order to solve such a problem, and even if it is manufactured using a reduced-pressure metal organic chemical vapor deposition method, only the thickness of the active layer near the laser end face is properly adjusted. An object of the present invention is to obtain a semiconductor laser having a narrow radiation beam, a high output operation, a low threshold value, and a long life by setting the thickness. [0010] A semiconductor laser according to the present invention comprises a compound semiconductor substrate having a uniformly flat main surface, and a stripe portion which is narrower than the width of the substrate along a laser light guiding direction. Is disposed on the substrate so as to have, and is thinner in the vicinity of the laser light emitting end face than the thickness inside the substrate surface and
Both in the width direction of the substrate inside the substrate surface and near the emission end face
An active layer uniformly separated from the substrate surface along the waveguide, a waveguide formed by laminating a first clad layer and a second clad layer via the active layer, and a waveguide disposed on the substrate along the waveguide. And a provided current blocking layer. [0011] semiconductor laser manufacturing method of the reduction compounds dielectric film on a substrate facing each other via a stripe portion along the waveguide direction of the laser beam on the semiconductor substrate according to the present invention
A step of covering the substrate so that the width of the substrate surface in a direction intersecting the waveguide direction with the dielectric film remains wide near the emitting end face of the laser light. Forming a waveguide in which a first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer are sequentially laminated on a substrate by a reduced pressure metal organic chemical vapor deposition method using the body film as a selective growth mask ;
Is included. In the method of manufacturing a semiconductor laser, Al x Ga 1 is deposited on a GaAs substrate partially formed with a SiO 2 film and a Si 3 N 4 film by a reduced-pressure metalorganic vapor phase epitaxy method. After growing the -x As layer and the GaAs layer, the Al x Ga 1-x As
Layers and GaAs layers grow, but not on SiO 2 and Si 3 N 4 films. In the reduced-pressure metalorganic vapor phase epitaxy, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), and arsine (AsH 3 ) supplied in a gaseous state are used.
Decomposes near the substrate, which causes a chemical reaction to grow epitaxially on the substrate. TMG, TM decomposed on the SiO 2 film or Si 3 N 4 film on the substrate
A, AsH 3, without Epitakyasharu grow on SiO 2 film or the Si 3 N 4 film, moved to the portion GaAs by diffusing SiO 2 film or Si 3 N 4 Makujo is exposed, There, epitaxy grows. For this purpose, SiO 2 film or Si 3 N
The amount of Ga, Al , As contributing to the growth increases on the GaAs substrate slightly away from the SiO 2 film or the Si 3 N 4 film than on the GaAs substrate sufficiently far from the 4 film. The growth rate becomes faster. By utilizing the difference in the growth rates, in this semiconductor laser, the thickness of the active layer can be made thin near the end face and thick inside the laser chip. Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a semiconductor laser according to the present invention, and the same parts as those in FIGS. 5 and 6 are indicated by using the same symbols. In FIG. 1, reference numeral 9 denotes an SiO 2 film provided only on a part of the flat P-GaAs substrate 1. In the semiconductor laser thus constructed, first, a P-Al x Ga 1 -x As cladding layer 2 is formed on the surface of a P-GaAs substrate 1 shown in FIG. , P-Al y Ga
1-y As active layer 3, n-Al x Ga 1-x As cladding layer 4, n-GaAs
The contact layers 5 are sequentially grown. Here, as shown in FIG. 2, two portions of the SiO 2 film 9 are formed inside the laser chip so that the stripe portion 1 having a constant width is formed therebetween.
0 is provided. Therefore, P-Ga
This means that the surface of the As substrate 1 is exposed. Next, the P-Al x Ga 1 -x As cladding layer 2, P-
Al y Ga 1-y As active layer 3, n-Al x Ga 1-x As cladding layer 4, n-
When the GaAs contact layer 5 is sequentially grown, it does not grow on the SiO 2 film 9 but grows only on the portion where the P-GaAs substrate 1 is exposed. Also, the TM decomposed on the SiO 2 film 9
Since G and TMA are not consumed on the SiO 2 film 9, the SiO 2
Diffusion on the film 9 reaches a portion where the SiO 2 film 9 such as the stripe portion 10 is cut. Therefore, more Ga and Al are supplied to the stripe portion 10 than in the vicinity of the end face of the laser chip. Accordingly, the thickness of each layer of the stripe portion 10 inside the laser chip is reduced. The thickness of each layer is larger than the thickness of each layer in the vicinity, and a semiconductor laser having the structure shown in FIG. 1 is obtained. And
In the semiconductor laser configured as described above, the active layer becomes thinner only at the end face of the laser chip.
High output operation, low threshold value, and long life can be obtained. This will be described in detail below. The length of the laser resonator is 250 μm, and the SiO 2 film 9 is formed in a chip 15 μm away from both end faces. The width of the stripe portion 10 is 10 μm. The oscillation threshold current of the laser is substantially determined by the thickness of the active layer 3b formed on the stripe portion 10. When the thickness of the active layer is about 0.1 μm, the oscillation threshold current becomes minimum. On the other hand, when the thickness of the active layer near the end face of the laser resonator is reduced, the amount of light leaking from the active layer 3a to the cladding layers 2 and 4 increases, and the light emission spot at the end face increases. As a result, light seeping from the active layer 3a to the cladding layers 2 and 4 increases, and the light density at the laser end face decreases,
End face destruction is less likely to occur, and high-output operation is possible. Further, when the light emitting spot on the end face becomes large, the radiation beam becomes narrow. For example, when the thickness of the active layer at the end face is 0.1 μm, the full width at half maximum in the direction perpendicular to the junction of the radiation beam is about 40 °, but when it is 0.03 μm, it becomes as narrow as about 16 °. Therefore, if the thickness of the active layer 3b inside the resonator is set to 0.1 μm and the thickness of the active layer 3a near the resonator is set to 0.03 μm,
A semiconductor laser having a low threshold value, a narrow radiation beam, and a high output can be obtained. Embodiment 2 FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of a semiconductor laser according to the present invention, particularly showing a case where the present invention is applied to a semiconductor laser having a transverse mode control mechanism. Less than,
The manufacturing method will be described with reference to the process charts shown in FIGS. First, as shown in FIG. 4A, an n-GaAs current block layer 7 is formed on a P-GaAs substrate 1, and
An SiO 2 film 9 is formed on the P-GaAs substrate 1 in a portion inside the laser resonator. Next, as shown in FIG. 4B, after applying a resist 11, a portion of the resist 1 where a stripe portion 10 shown in FIG.
Remove only one. Next, as shown in FIG. 4 (c), dry etching using CF 4
The SiO 2 film 9 is removed. Next, a wet etching process is performed using the resist 11 as a mask.
The groove 8 shown in (d) is formed. Next, after the resist 11 is removed, P-Al x Ga is deposited on the grooved substrate by using reduced pressure metal organic chemical vapor deposition.
1-x As cladding layer 2, P-Al y Ga 1-y As active layer 3, n-Al x Ga
By sequentially forming the 1-x As cladding layer 4 and the n-GaAs contact layer 5, a semiconductor laser having the structure shown in FIG. 3 is obtained. That is, in the semiconductor laser formed in this manner, the active layer is bent to reflect the shape of the groove 8. Here, since the left and right sides of the active layers 3a and 3b are surrounded by the cladding layer 2 having a smaller refractive index than the active layer, an optical waveguide mechanism is formed, and the transverse mode can be controlled. Further, in this semiconductor laser, SiO 2
Under the influence of the film 9, the active layer 3b at the end face of the resonator becomes thinner than the active layer 3b inside the resonator, so that a narrow radiation beam, a high output operation, a low threshold value and a long life can be achieved. Become. The semiconductor laser according to the present invention is partially
When an Al x Ga 1-x As layer and a GaAs layer are grown on a GaAs substrate on which a SiO 2 film and a Si 3 N 4 film are formed by reduced pressure metalorganic chemical vapor deposition, Al x Ga 1 -x As layer and GaAs
Layers grow but do not grow on SiO 2 and Si 3 N 4 films. In the reduced-pressure metalorganic vapor phase epitaxy, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), and arsine (AsH 3 ) supplied in a gaseous state are used.
Decomposes near the substrate, which causes a chemical reaction to grow epitaxially on the substrate. TMG, TM decomposed on the SiO 2 film or Si 3 N 4 film on the substrate
A, AsH 3, without Epitakyasharu grow on SiO 2 film or the Si 3 N 4 film, moved to the portion GaAs by diffusing SiO 2 film or Si 3 N 4 Makujo is exposed, There, epitaxy grows. For this reason, the SiO 2 film or the Si 3 N 4 film is farther than the SiO 2 film or the Si 3 N 4 film on the GaAs substrate.
On a GaAs substrate slightly away from the film,
The amount of a, Al, As increases, and the growth rate increases accordingly. By utilizing this difference in growth rate, the thickness of the active layer can be reduced near the end face and increased within the laser chip. As described above, the semiconductor laser according to the present invention is formed on a compound semiconductor substrate having a uniformly flat main surface, in the vicinity of the emission end face of the laser beam due to the thickness inside the substrate surface. Thin and inside the substrate surface and near the emission end face
Both the active layer is uniformly separated from the substrate surface along the substrate width direction, and the first clad layer and the second clad layer are interposed via this active layer.
Are disposed so as to have a stripe portion that is narrower than the width of the substrate along the waveguide direction of the laser light, and a current blocking layer is formed on the substrate along the waveguide. Is provided, the lateral mode can be controlled, and there is an effect that a semiconductor laser having a narrow radiation beam, a high output operation, a low threshold value, and a long life can be obtained. [0031] semiconductor laser manufacturing method of the reduction compounds dielectric film on a substrate facing each other via a stripe portion along the waveguide direction of the laser beam on the semiconductor substrate according to the present invention
Formed through a current blocking layer formed to cover the dielectric film in a wide remains so over the substrate width direction of the substrate surface which intersects the guiding direction at the exit end face neighborhood of the laser beam, the dielectric the film as a selective growth mask vacuum MOCVD, the first cladding layer on a substrate, the active layer and the second clad layer was made to form formed sequentially stacked waveguide, current blocking It is possible to form an active layer that is thinner near the emission end face of the laser light than the inside of the laser, and can control the transverse mode accordingly, and can achieve a narrow radiation beam, high output operation, low threshold and long life. There is an effect that a semiconductor laser can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】 【図1】 この発明の一実施例による半導体レーザの一
部分解斜視図である。 【図2】 第1図に示す半導体レーザの基板部分を示す
斜視図である。 【図3】 この発明による半導体レーザの他の実施例を
示す一部分解斜視図である。 【図4】 第3図に示す半導体レーザの製造工程を示す
工程図である。 【図5】 従来の半導体レーザを示す斜視図である。 【図6】 従来の半導体レーザを示す斜視図である。 【符号の説明】 1 P-GaAs基板、 2 P-AlxGa1-xAsクラッド層、
3 P-AlyGa1-yAs活性層、 4 n-AlxGa1-xAsクラ
ッド層、 5 n−GaAsコンタクト層、6 リッジ、
7 n-GaAs電流ブロック層、 8 溝、 9
SiO2膜、10 ストライプ部、 11 レジスト
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a substrate portion of the semiconductor laser shown in FIG. FIG. 3 is a partially exploded perspective view showing another embodiment of the semiconductor laser according to the present invention. FIG. 4 is a process chart showing a manufacturing process of the semiconductor laser shown in FIG. 3; FIG. 5 is a perspective view showing a conventional semiconductor laser. FIG. 6 is a perspective view showing a conventional semiconductor laser. [Description of Signs] 1 P-GaAs substrate, 2 P-Al x Ga 1-x As cladding layer,
3 P-Al y Ga 1 -y As active layer, 4 n-Al x Ga 1 -x As cladding layer, 5 n-GaAs contact layer, 6 ridge,
7 n-GaAs current block layer, 8 groove, 9
SiO 2 film, 10 stripes, 11 resist

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.一様に平坦な主面を有する化合物半導体基板と、 レーザ光の導波方向に沿い前記基板の幅よりも狭いスト
ライプ部分を有するように前記基板上に配設され、前記
基板の基板面内部における厚さよりレーザ光の出射端面
近傍で薄くかつ前記基板面内部と出射端面近傍において
ともに基板幅方向に沿って一様に基板面から隔たった
性層およびこの活性層を介して第1のクラッド層,第2
のクラッド層をそれぞれ積層してなる導波路と、 この導波路に沿って前記基板上に配設された電流阻止層
と、 を備えた半導体レーザ。 2.化合物半導体基板上にレーザ光の導波方向に沿うス
トライプ部を介して互いに対向する誘電体膜を上記基板
上に形成された電流阻止層を介して形成し、この誘電体
膜で上記導波方向と交差する方向の基板表面の幅がレー
ザ光の出射端面近傍で広く残るように基板上を覆う工程
と、 前記誘電体膜を選択成長マスクとして減圧有機金属気相
成長法により、前記基板上に第1のクラッド層,活性層
及び第2のクラッド層が順次積層された導波路を形成す
る工程と、 含む半導体レーザの製造方法。
(57) [Claims] A compound semiconductor substrate having a uniformly flat main surface, disposed on the substrate so as to have a stripe portion that is narrower than the width of the substrate along the waveguide direction of the laser light, and is disposed inside the substrate surface of the substrate. Thinner in the vicinity of the emission end face of the laser light than in the thickness ,
Both the active layer is uniformly separated from the substrate surface along the substrate width direction, and the first clad layer and the second clad layer are interposed via this active layer.
A semiconductor laser, comprising: a waveguide formed by laminating the cladding layers described above; and a current blocking layer disposed on the substrate along the waveguide. 2. Dielectric films opposed to each other via a stripe portion along the waveguide direction of laser light are formed on a compound semiconductor substrate.
Forming a current blocking layer formed thereon, and covering the substrate so that the width of the substrate surface in the direction intersecting with the waveguide direction in the dielectric film remains wide near the emitting end face of the laser light; Forming a waveguide in which a first clad layer, an active layer, and a second clad layer are sequentially stacked on the substrate by a reduced pressure metal organic chemical vapor deposition method using the dielectric film as a selective growth mask ; A method for manufacturing a semiconductor laser comprising:
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