JP2956869B2 - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

半導体レーザおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザに関し、
特にレベル差のある平面部とこれら平面部を接続する斜
面部を有し、斜面部で発光される半導体レーザに関す
る。
【０００２】近年、０．６μｍ帯の可視光半導体レーザ
は、ＰＯＳ（point of sales）システム、光ディスク装
置、レーザプリンタ等の光情報処理装置の高性能化を実
現できる光源として、大いに期待されている。ＡｌＧａ
ＩｎＰ系横モード制御型の半導体レーザは、この０．６
μｍ帯可視光半導体レーザとして期待されている。
【０００３】
【従来の技術】このような可視光半導体レーザは、発光
波長が短く、低価格で、低閾値電流、高出力の特性が要
求されている。また、電流に対する光出力のキンクレベ
ルが高く、遠視野像が単峰性であり、非点収差が小さい
等、ビーム特性が高安定であることも望まれる。
【０００４】ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザは、従来
のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザと異なり、
Ａｌを含む層上へのＡｌを含む材料の成長が必要であ
る。しかし、Ａｌを含む層をいったん外気に晒した後、
その上にＡｌを含む層を成長することは非常に困難であ
る。したがって、Ａｌを含む層を成長後、メサ状に加工
し、その上にＡｌを含む層を成長してメサを埋め込み、
光閉じ込め効果を有する屈折率変化を形成することは困
難であった。
【０００５】このような埋込を用いない半導体レーザと
して、段差を有する基板上にダブルヘテロ構造を成長す
ることにより、横モード制御を可能とした半導体レーザ
が知られている。
【０００６】発明者らは、段差の頂上部分ではなく、段
差の斜面部分で発光を行なわせる斜面発光型の半導体レ
ーザを提案した（たとえば、特願平４−６８０００号、
特願平４−１３２３０４号）。この半導体レーザ素子の
構造を、図４に示す。図５は、図４の積層部分の拡大図
である。
【０００７】図４、５において、ｎ型ＧａＡｓ基板５１
は、（１００）主面を有し、その一部に＜０１−１＞方
向に延びるストライプ状の（ｋ１１）斜面を有してい
る。なお、本明細書では、面ないし方向に関し、バーの
代わりに−を用いる。たとえば、＜０１−１＞は＜０１
（１バー）＞である。この斜面を有する基板５１上に、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５２、アンドープのＧａ
ＩｎＰ活性層５３がエピタキシャルに成長されている。
【０００８】活性層５３の上に、ｎ型ドーパントとｐ型
ドーパントを同時にドープしたＡｌＧａＩｎＰ層５４を
成長して、斜面上ではｐ型のクラッド層５４ｐ、平面上
ではｎ型のリーモトジャンクション電流遮蔽層５４ｎを
形成することができる。
【０００９】このＡｌＧａＩｎＰ層５４の上に、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰの上側クラッド層５５を成長した後、再び
ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントを同時に含むＡｌＧａ
ＩｎＰ層５６を成長し、斜面上では、ｐ型のＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層５６ｐを形成し、平面上ではｎ型のＡｌ
ＧａＩｎＰ電流阻止層５６ｎを形成する。ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層５６の上に、ｐ型のＧａＩｎＰスパイク防止層５７
およびｐ型のＧａＡｓコンタクト層５８を成長する。
【００１０】これらの積層は、連続したＭＯＶＰＥ成長
で形成することができ、途中で外気に晒す必要がない。
このため、Ａｌを含む層の上に、Ａｌを含む層をエピタ
キシャルに成長することができる。
【００１１】この半導体レーザ素子は、光吸収を用いる
ロスガイド構造ではなく、実屈折率の構造であるため、
光の吸収損失は考慮しなくてもよい。また、非点収差が
低く、ＭＯＶＰＥ連続成長１回で成長できるため、高歩
留りであり、低価格化に有効である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図４、５に示すような
斜面発光型半導体レーザ素子は、低非点収差であるが、
現実的な製造技術的観点から斜面の幅を約３μｍ程度と
して形成すると、斜面全体で発光しにくいという問題が
生じた。
【００１３】すなわち、実際に作成したレーザ素子は、
図５のＵ、Ｌで示すように、斜面の上側または下側で発
光し、かつ上側部分Ｕで局在していた光分布が下側部分
Ｌに移り、下側部分Ｌに局在していた光分布が上側部分
Ｕに移るような現象が生じる。すなわち、レーザビーム
特性が不安定である。
【００１４】本発明の目的は、レーザビーム特性が安定
な斜面発光型半導体レーザを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、下側平面部と、上側平面部と、下側平面部と上側平
面部とを接続するストライプ状の斜面部とを有するパタ
ーン付半導体基板と、前記半導体基板上に形成された活
性層と、前記活性層上に形成された上側クラッド層と、
前記上側クラッド層の下側平面部と上側平面部とに対応
する部分上に形成された電流ブロック層と、前記上側ク
ラッド層の斜面部に対応する部分上に形成された電流チ
ャネル領域とを有し、前記上側クラッド層の平面部の厚
さをｔ２、斜面部の厚さをｔ１とする時、ｔ１＞ｔ２で
あり、下側平面部と斜面部の境界が下側平面部底面に対
してなす角度をθ、斜面部底面と下側平面部底面の延長
がなす角度をφとし、前記活性層の斜面部のストライプ
幅をＷとする時、ｔａｎ-1（２ｔ１／Ｗ）≦θ＋φ＜９
０°である。
【００１６】
【作用】活性層のうち、斜面部が再結合発光を行なう発
光領域となる。斜面部は、電流チャネル領域からキャリ
アの供給を受ける。最も容易にキャリアの供給を受ける
部分が、発光部分の中心となり易い。
【００１７】θ＋φが９０°未満の場合、キャリアを供
給する電流チャネル領域上側の中心位置は、活性層の斜
面部の下半分に相当し、活性層の斜面部において、下側
部分が発光部分となる。このため、レーザビーム特性が
安定化する。
【００１８】
【実施例】まず、本発明者らの先の提案による構造にお
いて、発光領域が不安定な原因を検討する。図６は、こ
の検討に用いる簡単化したレーザ素子構造を示す。
【００１９】図６（Ａ）に示すように、ｎ型半導体基板
６１が平面部と斜面部とを有し、その上にｎ型下側クラ
ッド層６２、活性層６３、上側ｐ型クラッド層６４が形
成されているとする。
【００２０】上側ｐ型クラッド層６４は、成長の進行と
共に平面部と斜面部との境界を図中左側に次第に移して
いる。この上側クラッド層６４の平面部においては、ｐ
型不純物とｎ型不純物の取込確率の差により、中間にｎ
型電流ブロック層６５が形成されている。
【００２１】したがって、活性層６３の斜面部ＢＦに上
側から進入するキャリアは、上側クラッド層６４の上面
の斜面部ＤＧから入射すると考えることができる。も
し、ＤＧの中点Ｃから活性層の斜面部に下した垂線の足
Ｅが活性層斜面部ＢＦの中点Ａと一致していれば、活性
層６３の斜面部において、上半分ＡＦで発光する確率と
下半分ＢＡで発光する確率とは等しい。
【００２２】図６（Ｂ）は、この状況を簡略化して示
す。キャリア供給源６８が活性層の発光部分６３ａの上
に配置されている。キャリア供給源６８の中点Ｃから活
性層の斜面部６３ａに下した垂線が活性層と交差する点
Ｅが、活性層の斜面部６３ａの中点Ａと一致している
時、活性層の斜面部６３ａの左半分で発光する確率と右
半分で発光する確率とは等しいと考えられる。
【００２３】ところで、キャリア供給源６８が、矢印で
示すように、左側または右側に移動すると、キャリア供
給源６８の中点Ｃから活性層６３ａに下した垂線の足Ｅ
の位置も、活性層６３ａの中点Ａから左側または右側に
移動する。
【００２４】もし、キャリア供給源６８の中点Ｃから下
した垂線の足Ｅが、活性層の斜面部６３ａの中点Ａから
十分離れる位置に配置されれば、活性層の斜面部６３ａ
における電流分布は、左側もしくは右側に安定に分布す
ることになる。活性層の幅をＷとする時、活性層の中点
よりもＷ／１０以上ずらせば、実質的に安定な発光部が
得られる。
【００２５】本発明者らは、活性層の上側において、キ
ャリア供給源の中点の位置を活性層の斜面部の中点から
積極的にずらすことによって、レーザビーム特性を安定
化させることを提案する。この提案の基礎としては、下
地表面の面方位によって成長速度を変化させることがで
きるという事実がある。
【００２６】図７は、このような原理を説明するための
概略図である。図７（Ａ）において、半導体基板６２
は、下側平面部７１、斜面部７２、上側平面部７３を有
し、斜面部７２は紙面垂直方向に延在しているとする。
このような斜面部を有するパターン付基板上に、エピタ
キシャル層を成長する。エピタキシャル層７４が、平面
部７１、７３および斜面部７２上において、同一の成長
速度を有する場合を実線７４で示す。
【００２７】エピタキシャル成長は、主に下地表面と平
行に成長表面を形成するように進行する。このため、成
長層７４の上面においては、平面部、斜面部の位置が下
地表面の平面部、斜面部の位置とは若干ずれてくる。
【００２８】先の提案による構成において、発光領域が
活性層の上側部分、下側部分間において遷移する現象
は、キャリア供給源の中点から活性層に下した垂線が活
性層の斜面部のほぼ中点に一致しているものと考えられ
る。
【００２９】ところで、エピタキシャル成長条件を制御
し、斜面部での成長速度と平面部での成長速度を積極的
に変えてやると、成長層表面形状は、著しく変化するこ
とになる。
【００３０】図７（Ａ）において、破線は斜面部での成
長速度が高く、平面部での成長速度が低い場合のエピタ
キシャル層の成長表面形状の例を示す。また、一点鎖線
は、斜面上での成長速度が低く、平面部での成長速度が
高い場合のエピタキシャル層の成長表面形状の例を概略
的に示す。
【００３１】図から明らかなように、斜面部での成長速
度が平面部での成長速度より速いと、破線７４ａで示す
ように、成長面の斜面部の中点は下地表面斜面部の下側
に移動し、斜面部での成長速度が平面部での成長速度よ
りも遅いと、成長層の斜面部の中点の位置は下地表面の
斜面部の中点よりも上側に移動する。
【００３２】図７（Ｂ）は、図７（Ａ）を参照して説明
したエピタキシャル成長の挙動を利用し、発光領域を安
定化させるための半導体レーザ素子の構成を概略的に示
す。ストライプ状斜面部を有する半導体基板６１の表面
上に、下側クラッド層６２、活性層６３、上側クラッド
層６４が連続的にエピタキシャル成長されている。ま
た、上側クラッド層６４の中間においては、平面部に逆
導電型の電流ブロック層６５が形成されている。
【００３３】電流ブロック層６５に挟まれた中間の領域
を、実質的にキャリアが流れる領域と考え、キャリアが
上側から活性層に進入する領域をＢ’Ｆ’Ｇ’Ｄ’とす
る。斜面上でのエピタキシャル成長速度が平面上でのエ
ピタキシャル成長速度よりも速い場合、エピタキシャル
層の上面の斜面部Ｄ’Ｇ’の中点Ｃ’から活性層に下し
た垂線の足Ｅ’は、活性層の斜面部Ｂ’Ｆ’の中点Ａ’
よりも下側に配置されることになる。
【００３４】従って、図７（Ｂ）のような構成を実現
し、上側から活性層にキャリアを供給すると、これらの
キャリアは活性層の下側部分に集中して進入し、活性層
の斜面部の下側が安定な発光領域となる。
【００３５】図８は、斜面部と平面部での成長速度の差
を利用して斜面部での発光位置を安定化するための条件
を説明するための概略図である。ｎ型基板６１は、斜面
部で段差を形成するように予め形成されている。このｎ
型基板６１の上に、ｎ型クラッド６２、活性層６３、ｐ
型クラッド層６４を形成する。
【００３６】活性層６３は、幅Ｗの斜面部６３ａを有す
る。活性層の平面部に対して斜面部がなす角（斜面の傾
き）をφとする。ｐ型クラッド層６４は、平面部上で厚
さｔ２を有し、斜面部上で厚さｔ１を有する。これら成
長層の表面は、下地表面と平行である。
【００３７】ｐ型クラッド層６４の斜面部６４ａは、図
に示すように、徐々に下側平面部側に移動するように成
長する。ｐ型クラッド層の平面部６４ｂと斜面部６４ａ
の境界をＢＤ、ＦＧとする。ここで、ＢＦＧＤは平行四
辺形を形成する。斜面部６４ａと平面部６４ｂの境界Ｂ
Ｄが平面部６４ｂの底面となす角をθとする。すると、
角ＢＦＧ＝角ＢＤＧ＝ω＝θ＋φとなる。なお、角度θ
を斜面部下側で定義したが、境界ＦＧと上側平面部６４
ｃの上面とがなす角もθである。
【００３８】ｐ型クラッド層６４の斜面部の厚さｔ１と
平面部の厚さｔ２とは、以下のように表すことができ
る。
【００３９】
【数１】 ｔ１＝ＢＤｓｉｎω＝ＢＤｓｉｎ（θ＋φ） ＝ＢＤ（ｓｉｎθｃｏｓφ＋ｓｉｎφｃｏｓθ） ｔ２＝ＢＤｓｉｎθ 斜面部の厚さｔ１と平面部の厚さｔ２の比Ｒ＝ｔ１／ｔ
２は、
【００４０】
【数２】 Ｒ＝（ｓｉｎθｃｏｓφ＋ｓｉｎφｃｏｓθ）／ｓｉｎθ ＝ｃｏｓφ＋ｓｉｎφ（ｃｏｓθ／ｓｉｎθ） ＝ｓｉｎφ｛（ｃｏｓθ／ｓｉｎθ）＋（ｃｏｓφ／ｓｉｎφ）｝ ｐ型クラッド層６４の平面部にｎ型領域を作り付ける
と、平行四辺形ＢＦＧＤが、電流が流れ得る領域とな
る。すなわち、図中上方から活性層の斜面部ＢＦに流れ
るキャリアは、ＤＧを通って流入する。
【００４１】ＤＧの中点をＣとし、ＢＦの中点をＡとす
る。Ｃから活性層の斜面部に下ろした垂線の足をＥとす
ると、ＥとＡが一致するのは、この平行四辺形ＢＦＧＤ
が長方形となる時である。すなわち、ω＝９０°の時で
ある。
【００４２】中点Ｃから下した垂線の足ＥがＡＢの間に
ある時、活性層の斜面部ＢＦにおいては、その下側ＢＡ
が安定した発光領域となる。垂線の足Ｅが、図中Ｂより
も左側に入ると、活性層の斜面部下側が安定な発光領域
とはなるが、電流経路が長くなり、抵抗成分が増大す
る。
【００４３】垂線の足ＥがＢと一致する時は、
【００４４】
【数３】 ｔａｎω＝ｔ１／ＤＣ＝ｔ１／（Ｗ／２）＝２ｔ１／Ｗ となる。
【００４５】このように、斜面発光型半導体レーザ素子
において、斜面部の下側で安定に発光させるためには、
平面部での膜厚（または成長速度）と斜面部での膜厚
（または成長速度）を選択し、θ＋φの値を９０°未
満、より好ましくはｔａｎ-1（２ｔ１／Ｗ）から９０°
未満の間の範囲に収めればよい。
【００４６】なお、ＤＧの中点Ｃから活性層の斜面部６
３ａに下した垂線の足Ｅが活性層の斜面部の中点Ａより
も上になるようにすれば、斜面部においては上側が安定
な発光領域となる。電流供給領域の中点を活性層中点よ
りも幅１／１０以上ずらすことが好ましい。
【００４７】このような条件を満足させるためには、上
側クラッド層の斜面部上の厚さ（または成長速度）と平
面部上の厚さ（または成長速度）の比を適当な値に選択
すればよい。
【００４８】図９は、膜厚比（斜平比）Ｒの成長温度依
存性を（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの場合を例
にとって示す。縦軸に平面部での厚さｔ２に対する斜面
部での厚さｔ１の比Ｒ＝ｔ１／ｔ２を示し、横軸に成長
温度を℃で示す。
【００４９】曲線Ｒ１は、Ｖ／ＩＩＩ比αが３３０の場
合を示し、曲線Ｒ２はＶ／ＩＩＩ比α＝１８０の場合を
示す。なお、平面部としては、（１００）面から６°オ
フした面をとり、斜面部として（４１１）Ａ面をとった
場合を示す。
【００５０】図に示すように、膜厚比Ｒは、温度の上昇
と共に低下し、α＝１８０の場合には約７１５°よりも
低温部分で１以上、高温部分で１以下となる。α＝３３
０の場合には、６９０〜７３０の温度範囲においては、
Ｒ＞１であり、温度の上昇と共にＲは約１．７から約
１．１に低下する。
【００５１】このような膜厚比の成長温度依存性は、次
式のように近似することができる。
【００５２】
【数４】Ｒ＝ａＴｇ2 ＋（−）ｂＴｇ＋ｃ＋ｄα ただし、ａ＝１．９９９９×１０-4、ｂ＝０．２９７９
８５、ｃ＝１１１．５０５、ｄ＝１．６６６７×１０-3
である。なお、Ｔｇは成長温度、αはＶ／ＩＩＩ比であ
る。
【００５３】なお、Ｖ／ＩＩＩ比は通常、ＭＯＶＰＥ装
置内で供給するＶ族原料とＩＩＩ原料との流量の比で定
義されるが、成長形状の制御にとっては、基板に流入す
るＶ族原料とＩＩＩ族原料との比が重要である。
【００５４】このため、成長装置によってＶ／ＩＩＩ比
は成長圧力ＰG （ｔｏｒｒ）、成長効率ＥRG（μｍ／ｍ
ｏｌ）、 総流量ＦT （ｓｍｌ）によって以下に示すよ
うな補正を行なうことが好ましい。
【００５５】
【数５】α＝１２８×αEXP ×ＰG ／（ＥRG×ＦT ） ここで、αEXP は補正比Ｖ／ＩＩＩである。
【００５６】なお、上側クラッド層の上面の斜面部中央
を下面の斜面部中央からずらすことによって、活性層の
斜面部の下側または上側に安定して発光領域を局在させ
ることが可能であるが、活性層の発光領域は、周囲の領
域よりも厚い方が発光の安定性からは好ましい。
【００５７】このため、活性層の斜面部を平面部よりも
厚くすると、上側クラッド層の上面の斜面部中点は、活
性層の斜面部中点よりも下側に配置されることになる。
図１に、本発明の実施例による半導体レーザの構成を概
略的に示す。エピタキシャル成長の積層は、全てＭＯＶ
ＰＥで成長する。このＭＯＶＰＥにおいて、成長圧力は
５０ｔｏｒｒ、成長効率は約８００μｍ／ｍｏｌ、総流
量８ｓｍｌに設定した。なお、キャリアガスは水素であ
る。また、基板は（１００）で６°だけ（１１１）Ａ面
にオフしてある。以下で述べる（１００）面はすべて６
°オフした面である。
【００５８】上側クラッド層としてＡｌＧａＩｎＰ層を
用いるが、ＡｌＧａＩｎＰはＳｅドープの場合、（１０
０）面でＶＩ／Ｖ比が２×１０-6（Ｈ2 Ｓｇ）の場合、
キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3を示し、（４１１）Ａ面
では、キャリア濃度約２．０×１０17ｃｍ-3を示す。す
なわち、Ｓｅは、ｎ型不純物であるが、（１００）面で
（４１１）Ａ面よりも著しく多量にドープされる。
【００５９】また、Ｚｎは、ｐ型ドーパントであるが、
ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）をドーパントとするとき、Ｉ
Ｉ／ＩＩＩ比０．１で（１００）面でキャリア濃度約１
×１０17ｃｍ-3を示し、（４１１）Ａ面でキャリア濃度
約７×１０17ｃｍ-3を示す。すなわち、Ｚｎはｐ型不純
物であるが、（４１１）Ａ面で（１００）面よりも著し
く多量にドープされる。
【００６０】Ｍｇは、ｐ型ドーパントであるが、シクロ
ペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）をドーパン
トとするとき、ＩＩ／ＩＩＩ比約５×１０-5で、（１０
０）面でキャリア濃度約１×１０17ｃｍ-3を示し、（４
１１）Ａ面でキャリア濃度約４×１０17ｃｍ-3を示す。
すなわち、Ｍｇはｐ型ドーパントであるが、（４１１）
Ａ面で（１００）面よりも多量にドープされる。
【００６１】このように、成長面方位に応じてドーパン
ト取込量の異なる不純物を用いることにより、好適な電
流通路を作成することが可能となる。すなわち、同一成
長工程を用いて斜面部と平面部のドーピング濃度を考え
たり、斜面部と平面部に逆導電型領域を形成することが
できる。
【００６２】図１、図２に、本発明の実施例による斜面
発光型半導体レーザを示す。図２は、図１の積層部分の
拡大図である。
【００６３】図１、図２において、Ｓｉをドープされた
ｎ型ＧａＡｓの基板１１は、（１１１）Ａ面方向へ６°
オフした（１００）面の平面部および（４１１）Ａ面の
斜面部を有する。
【００６４】基板１１の上に、Ｓｅをドープされたｎ型
ＧａＡｓの第１バッファ層１２、Ｓｅをドープされたｎ
型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの第２バッファ層１３、Ｓｅをド
ープされたｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの
下側クラッド層１４、Ｓｅをドープされたｎ型（Ａｌ
0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのガイド層１５が積層さ
れ、ｎ型領域を構成する。
【００６５】ガイド層１５の上に、アンドープのＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐで形成された活性層１６が形成される。
この活性層１６は、基板１１の表面形状に従い、平面部
と斜面部を有する。
【００６６】活性層１６の上には、Ｍｇをドープされた
ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ 0.5 Ｐの上側第１ク
ラッド層１７およびＺｎとＳｅを同時にドープされた
（Ａｌ 0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの上側第２クラッ
ド層１８ｐおよび電流ブロック層１８ｎが形成される。
【００６７】Ｚｎは斜面部でドーピング効率が高いｐ型
不純物であり、Ｓｅは平面部でドーピング効率が高いｎ
型不純物であるため、ＺｎとＳｅを同時にドーピングす
ると、平面部ではｎ型、斜面部ではｐ型の領域を形成す
ることができる。このため、斜面部上ではｐ型の第２ク
ラッド層を形成するのと同時に、平面部には電流ブロッ
ク層を形成することができる。
【００６８】このＺｎ、Ｓｅ同時ドープのＡｌＧａＩｎ
Ｐ層１８の上に、Ｍｇをドープしたｐ型（Ａｌ0.4 Ｇａ
0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの第１スパイク防止層１９、Ｚｎ
をドープしたＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの第２スパイク防止層
２０、Ｚｎをドープしたｐ型ＧａＡｓのコンタクト層２
１を成長する。
【００６９】これらの層において用いられた不純物Ｍｇ
およびＺｎは、ｐ型ドーパントであるが、斜面部でドー
ピング効率が平面部よりも高い。このため、斜面部の領
域がより低抵抗の電流通路を形成する。
【００７０】図中、θ、φ、ωで示した角は、図８で示
したものと同等のものである。このように、図１、図２
の構成において、第１スパイク防止層１９、第２スパイ
ク防止層２０はｐ型領域であるが、斜面部でより抵抗率
が低い。これらのスパイク防止層の下には、ＡｌＧａＩ
ｎＰ層１８が配置されている。このＡｌＧａＩｎＰ層
は、ＺｎとＳｅを同時ドープされた層であり、平面部で
はｎ型領域１８ｎとなり、斜面部ではｐ型領域１８ｐと
なる。
【００７１】したがって、コンタクト層２１から流入す
る正孔電流は、スパイク防止層２０、１９でより斜面部
に集中し、ＡｌＧａＩｎＰ層１８で斜面部のｐ型領域１
８ｐに狭窄される。斜面部の両側の平面部がある程度以
上の幅を有する場合、平面部から斜面部に流入する正孔
の量はほぼ同等であると見なしてよいであろう。
【００７２】したがって、上側第２クラッド層１８ｐの
上面の中点が、活性層斜面部の中点よりも下側に配置さ
れるように成長膜厚を調整することにより、活性層１６
の斜面部においては、下側領域が安定な電流集中領域と
なる。
【００７３】すなわち、上側第１クラッド層１７および
上側第２クラッド層１８ｐのエピタキシャル成長におい
て、上述の条件を満足するようにすればよい。より好ま
しくは、上側第２クラッド層１８ｐの上面中点が、活性
層の中点よりも活性層幅の１／１０以上下側になるよう
にする。
【００７４】以下、図１、図２に示す半導体レーザの製
造方法を概略的に説明する。まず、図３に示すように、
（１１１）Ａ面へ６°オフした（１００）面を有するＧ
ａＡｓ基板１１を準備する。なお、このＧａＡｓ基板１
１は、Ｓｉをドープされ、キャリア密度約４×１０18ｃ
ｍ-3のｎ型を示す。ＧａＡｓ基板の（１００）面上に、
＜０１−１＞方向に長いストライプ状のレジストマスク
２５を作成する。
【００７５】図３（Ｂ）に示すように、このレジストマ
スク２５をエッチングマスクとし、ＨＦ系のウエットエ
ッチングを行ない、マスク片側に（４１１）Ａ面が表れ
るエッチングを行なう。
【００７６】すなわち、レジストマスク２５で覆われた
領域には（１００）面が残り、その片側に（４１１）Ａ
面が表れ、さらにその外側には（１００）面が表れる。
このようにして、高さ約１μｍのメサ構造を作成する。
【００７７】この（４１１）Ａ面をメサ斜面として有す
る基板上に、図１、図２に示す積層をそれぞれ一連のＭ
ＯＶＰＥで成長する。まず、第１バッファ層１２を成長
温度６７０℃、Ｇａソースとしてトリエチルガリウム
（ＴＥＧ）を約０．５ｓｃｃｍ、ＡｓとしてアルシンＡ
ｓＨ3 を約２５ｓｃｃｍ（Ｖ／ＩＩＩ比約５０）、ｎ型
不純物としてＨ2 Ｓｅを約４．０×１０ -3ｓｃｃｍ（Ｖ
Ｉ／Ｖ比１．６×１０-4）流し、３０分間成長し、フラ
ット部分の膜厚０．５μｍを成長した。
【００７８】次に、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの第２バッファ
層１３を、ＴＥＧを約０．３ｓｃｃｍ、トリメチルイン
ジウム（ＴＭＩ）を約０．２９ｓｃｃｍ、ホスフィン
（ＰＨ 3 ）を約２４０ｓｃｃｍ（Ｖ／ＩＩＩ比約４０
０）、ｐ型ドーパントとしてＨ2Ｓｅを約４．０×１０
-3ｓｃｃｍ（ＶＩ／Ｖ比約１．６×１０-6）流し、約５
分間で約０．１μｍ成長した。
【００７９】なお、この場合、成長開始より１分後に成
長温度を６７０℃から７１０℃まで約３分かけて昇温す
る。これは、Ｖ族元素をＡｓからＰに切り換える場合、
高温にしてから切り換えると成長がうまく進まないた
め、Ｐに切り換えた後に昇温をすることが好ましいため
である。
【００８０】ｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
の下側クラッド層１４は、トリメチルアルミニウム
｛（ＴＭＡ）2 ｝を約０．２ｓｃｃｍ、ＴＥＧを約０．
１３ｓｃｃｍ、ＴＭＩを約０．４９ｓｃｃｍ、ＰＨ3 を
約３１０ｓｃｃｍ（Ｖ／ＩＩＩ比約３００）、Ｈ2 Ｓｅ
を約６．２×１０-4ｓｃｃｍ（ＶＩ／Ｖ比２．０×１０
-6）供給し、３６分間で約１．２μｍ成長する。この場
合、（４１１）Ａ面に沿う部分は約１．４５μｍの厚さ
になる。
【００８１】次に、ｎ型（Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐのガイド層１５を、｛（ＴＭＡ）2 ｝を約０．０
９ｓｃｃｍ、ＴＥＧを約０．２１ｓｃｃｍ、ＴＭＩを約
０．３７ｓｃｃｍ、ＰＨ3 を約３１０ｓｃｃｍ（Ｖ／Ｉ
ＩＩ比約３００）、Ｈ2 Ｓｅを約６．２×１０-4ｓｃｃ
ｍ（ＶＩ／Ｖ比約２．０×１０-6）流し、７分３０秒で
約０．２μｍ成長する。この場合、（４１１）Ａ面に沿
う部分には、約０．２４μｍの成長が行なわれる。
【００８２】ノンドープＧａＩｎＰの活性層１６は、Ｔ
ＥＧを約０．２ｓｃｃｍ、ＴＭＩを約０．３３ｓｃｃ
ｍ、ＰＨ3 を約２４０ｓｃｃｍ（Ｖ／ＩＩＩ比約４０
０）流し、約４５秒で約１５０Å成長する。この場合、
斜面部分の厚さは約３００Åとなる。
【００８３】ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
の上側第１クラッド層１７は、｛（ＴＭＡ）2 ｝を約
０．２ｓｃｃｍ、ＴＥＧを約０．１３ｓｃｃｍ、ＴＭＩ
を約０．４９ｓｃｃｍ、ＰＨ3 を約３１０ｓｃｃｍ（Ｖ
／ＩＩＩ比約３００）、ＣＰ２Ｍｇを約５×１０-5ｓｃ
ｃｍ（ＩＩ／ＩＩＩ比約５×１０-5）流し、２７分間で
約０．９μｍ成長する。この場合、（４１１）Ａ面に沿
う部分は、約１．１μｍ成長する。
【００８４】（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの上
側第２クラッド層および電流ブロック層１８は、｛（Ｔ
ＭＡ）2 ｝を約０．２ｓｃｃｍ、ＴＥＧを０．１３ｓｃ
ｃｍ、ＴＭＩを約０．４９ｓｃｃｍ、ＰＨ3 を約３１０
ｓｃｃｍ（Ｖ／ＩＩＩ比約３００）、ジメチル亜鉛（Ｄ
ＭＺｎ）を約０．１ｓｃｃｍ（ＩＩ／ＩＩＩ比約０．
１）およびＨ2 Ｓｅを約６．２×１０-4ｓｃｃｍ（ＶＩ
／Ｖ比約２．０×１０-6）流し、同時ドーピングされた
層を９分間で（１００）面上で約０．３μｍ成長する。
【００８５】この場合、（４１１）Ａ面に沿う部分は、
約０．３６μｍの層が成長する。なお、平面部ではｎ型
でそのキャリア濃度は約７×１０17ｃｍ-3であり、斜面
部ではｐ型でキャリア濃度は約５×１０17ｃｍ-3であ
る。
【００８６】ｐ型（Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
の第１スパイク防止層１９は、｛（ＴＭＡ）2 ｝を約
０．０９ｓｃｃｍ、ＴＥＧを約０．２１ｓｃｃｍ、ＴＭ
Ｉを約０．３７ｓｃｃｍ、ＰＨ3 を約３１０ｓｃｃｍ
（Ｖ／ＩＩＩ比約３００）、Ｃｐ２Ｍｇを約５×１０-5
ｓｃｃｍ（ＩＩ／ＩＩＩ比約６×１０-5）流し、約９０
秒間で（１００）面上に約４００Å成長する。
【００８７】ｐ型のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの第２スパイク
防止層２０は、ＴＥＧを約０．３ｓｃｃｍ、ＴＭＩを約
０．２９ｓｃｃｍ、ＰＨ3 を約２４０ｓｃｃｍ（Ｖ／Ｉ
ＩＩ比約４００）、ＤＭＺｎを約０．０６ｓｃｃｍ（Ｉ
Ｉ／ＩＩＩ比約０．１）流し、５分間で（１００）面で
約０．１μｍ成長する。
【００８８】この場合、成長開始より１分後に成長温度
を７１０℃から６７０℃まで約３分かけて降温する。ｐ
型ＧａＡｓのコンタクト層２１は、成長温度６７０℃
で、ＴＭＧを約１ｓｃｃｍ、ＡｓＨ3 を約５０ｓｃｃｍ
（Ｖ／ＩＩＩ比約５０）、ＤＭＺｎを最初の２時間は約
０．０５ｓｃｃｍ（ＩＩ／ＩＩＩ比約０．０５）、その
後の１時間は０．２ｓｃｃｍ（ＩＩ／ＩＩＩ比約０．
２）流し、全３時間で約５μｍ成長する。
【００８９】この後、素子間分離、コンタクト形成、へ
き開、単面コーティング等を行ない、半導体レーザ素子
構造を完成した後、ｎ側領域を下側にしてヒートシンク
上にボンディングする。
【００９０】なお、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体材料
を用いた半導体レーザ素子の構成を例にとって説明した
が、同様の構成は、他の化合物半導体材料を用いた半導
体レーザ素子においても用いることができる。斜面部と
して（４１１）Ａ面を用いる場合を説明したが、平面部
と成長速度、ドーピング特性に差のある他の面を用いて
もよい。
【００９１】また、斜面部発光型半導体レーザ素子にお
いて、斜面部の下側領域で安定に発光する構成を例示し
たが、上側領域で安定に発光する半導体レーザ素子を形
成することも可能である。
【００９２】活性層に流入するキャリアの供給平面の中
点が、活性層の中点よりもいずれかの側に活性層の幅Ｗ
の１／１０以上離れれば、安定に上側部分または下側部
分のみで発光を継続させることができる。
【００９３】また、電流ブロック層が単層で形成される
場合を説明したが、電流ブロック層が複数層で形成され
る構成を採用してもよい。また、必要に応じてスパイク
防止層等の他の層を挿入することができる。
【００９４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流狭窄効果が高く、光ビーム特性の安定した半導体レ
ーザ素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体レーザの構成を概
略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体レーザの積層部分を拡大した
拡大図である。
【図３】図１の半導体レーザを作成するための基板の作
成工程を概略的に示す図である。
【図４】先の提案による半導体レーザの構成を概略的に
示す断面図である。
【図５】図４に示す先の提案による半導体レーザの積層
部分の拡大図を示す。
【図６】本発明者らが行なった先の提案の検討を説明す
るための概念図である。
【図７】原理を説明するための概念図である。
【図８】原理を説明するための概念図である。
【図９】パターン付基板上の成長層の膜厚比の成長温度
依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ 基板 １２ 第１バッファ層 １３ 第２バッファ層 １４ 下側クラッド層 １５ ガイド層 １６ 活性層 １７ 上側第１クラッド層 １８ｐ 上側第２クラッド層 １８ｎ 電流ブロック層 １９ 第１スパイク防止層 ２０ 第２スパイク防止層 ２１ コンタクト層 ２５ マスク ２６、２８ 平面部 ２７ 斜面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−125139（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−164063（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63293（ＪＰ，Ａ) 「電子情報通信学会技術研究報告」 ［Ｖｏｌ．92」「Ｎｏ．381」，（０Ｑ Ｅ92），（1992／12／17）ｐｐ．49−54 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下側平面部（７１）と、上側平面部（７
    ３）と、下側平面部と上側平面部とを接続するストライ
    プ状の斜面部（７２）とを有するパターン付半導体基板
    （６２）と、 前記半導体基板上に形成された活性層（６３）と、 前記活性層上に形成された上側クラッド層と、 前記上側クラッド層の下側平面部と上側平面部とに対応
    する部分上に形成された電流ブロック層（６５）と、 前記上側クラッド層の斜面部に対応する部分上に形成さ
    れた電流チャネル領域とを有し、 前記上側クラッド層の平面部の厚さをｔ２、斜面部の厚
    さをｔ１とする時、ｔ１＞ｔ２であり、下側平面部と斜
    面部の境界が下側平面部底面に対してなす角度をθ、斜
    面部底面と下側平面部底面の延長がなす角度をφとし、
    前記活性層の斜面部のストライプ幅をＷとする時、ｔａ
    ｎ-1（２ｔ１／Ｗ）≦θ＋φ＜９０°である半導体レー
    ザ。
  2. 【請求項２】 前記半導体基板の平面部の面指数が（１
    ００）であり、前記斜面部のストライプが＜０１−１＞
    方面に延びている請求項１記載の半導体レーザ。
  3. 【請求項３】 前記半導体基板の斜面部の面指数が（４
    １１）Ａ面である請求項１ないし２記載の半導体レー
    ザ。
  4. 【請求項４】 前記活性層がＧａＩｎＰで形成されてい
    る請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ。
  5. 【請求項５】 さらに、前記活性層の半導体基板側に形
    成された下側クラッド層を有する請求項１〜４のいずれ
    かに記載の半導体レーザ。
  6. 【請求項６】 第１の平面部と、第２の平面部と、第１
    の平面部と第２の平面部とを接続するストライプ状の斜
    面部とを有するパターン付半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された活性層と、 前記活性層上に形成された上側クラッド層と、 前記上側クラッド層の斜面部に対応する部分上に形成さ
    れたキャリア供給層とを有し、 活性層が幅Ｗの斜面部を含み、ストライプ方向と直交す
    る方面に関し、前記キャリア供給層の上面における中央
    から前記活性層に下した垂線は、活性層の幅Ｗの斜面部
    の中央から約（１／１０）Ｗ以上離れた位置で活性層と
    交わる半導体レーザ。
  7. 【請求項７】 第１の平面部と、第２の平面部と、第１
    の平面部と第２の平面部とを接続する斜面部とを有する
    パターン付半導体基板の上に、活性層とＡｌＧａＩｎＰ
    層を含む上側クラッド層とを気相成長する工程を含み、 前記上側クラッド層の平面部の厚さをｔ２、斜平部の厚
    さをｔ１、成長温度をＴｇ、原料のＶ／ＩＩＩ比をαと
    した時、斜面比Ｒ＝ｔ１／ｔ２が Ｒ＝ａＴｇ2 ＋ｂＴｇ＋ｃＴｇ＋ｄα ただし、ａ＝１．９９９９×１０-4、ｂ＝−０．２９７
    ９８５、ｃ＝１１１．５０５、ｄ＝１．６６６７×１０
    -3、 をほぼ満足し、かつ Ｒ＞１ を満足する条件で前記上側クラッド層を成長することを
    特長とする半導体レーザの製造方法。
  8. 【請求項８】 成長用原料のＶ／ＩＩＩ比をαEXP とす
    る時、前記Ｖ／ＩＩＩ比αは、 α＝１２８＊αEXP ＊ＰG ／ＥRG＊ＦT ただしＰG はｔｏｒｒで表した成長圧力、ＥRGはμｍ／
    ｍｏｌで表した成長効率、ＦT はｓｍｌで表した総流
    量、 の式に従って補正されたものである請求項７記載の半導
    体レーザ。
  9. 【請求項９】 前記半導体基板がｎ型であり、さらに前
    記上側クラッド層の上にｐ型ドーパントとｎ型ドーパン
    トを同時にドープし、斜面部上でｐ型、平面部上でｎ型
    となる補助上側クラッド層を成長する工程を含む請求項
    ７ないし８記載の半導体レーザ。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3171307B2 (ja) * 1995-06-26 2001-05-28 富士通株式会社 半導体レーザ装置及びその製造方法
US6267282B1 (en) * 1999-04-01 2001-07-31 Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. Method and apparatus for handling laser bars
JP3719705B2 (ja) * 2001-01-19 2005-11-24 ユーディナデバイス株式会社 化合物半導体装置の製造方法
US7215691B2 (en) * 2002-09-19 2007-05-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and method for fabricating the same
US7268007B2 (en) * 2003-10-10 2007-09-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Compound semiconductor, method for manufacturing the same, semiconductor device, and method for manufacturing the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4326176A (en) * 1976-04-16 1982-04-20 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device
JPS595691A (ja) * 1982-07-01 1984-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 段差基板型半導体レ−ザ装置の製造方法
JPS6050983A (ja) * 1983-08-30 1985-03-22 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子の製造方法
US4946802A (en) * 1986-05-31 1990-08-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device fabricating method
US5202285A (en) * 1990-04-26 1993-04-13 Fujitsu Limited Semiconductor laser having double heterostructure and method of producing same
US5255281A (en) * 1990-04-26 1993-10-19 Fujitsu Limited Semiconductor laser having double heterostructure
JPH04162689A (ja) * 1990-10-26 1992-06-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体発光装置の製造方法
JP3129450B2 (ja) * 1990-12-27 2001-01-29 富士通株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
EP0533197A3 (en) * 1991-09-20 1993-11-03 Fujitsu Ltd Stripe laser diode having an improved efficiency for current confinement
JPH065976A (ja) * 1992-06-24 1994-01-14 Fujitsu Ltd 半導体レーザ装置の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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「電子情報通信学会技術研究報告」［Ｖｏｌ．９２」「Ｎｏ．３８１」，（０ＱＥ９２），（１９９２／１２／１７）ｐｐ．４９−５４

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