JP3081363B2 - 赤色半導体レーザ - Google Patents
赤色半導体レーザInfo
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- JP3081363B2 JP3081363B2 JP04126982A JP12698292A JP3081363B2 JP 3081363 B2 JP3081363 B2 JP 3081363B2 JP 04126982 A JP04126982 A JP 04126982A JP 12698292 A JP12698292 A JP 12698292A JP 3081363 B2 JP3081363 B2 JP 3081363B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザディスクプレー
ヤ等の光情報処理機器の光源として好適なAlGaInP系赤
色半導体レーザに関するものである。
ヤ等の光情報処理機器の光源として好適なAlGaInP系赤
色半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】AlGaInP系赤色半導体レーザにおいて
は、図６に示す如くn-GaAs基板(１)上に、n-AlGaInPク
ラッド層(２)、GaInP活性層(３)、p-AlGaInPクラッド層
(４)、p-GaInPエッチングストッパー層(50)、及びリッ
ジ状のp-AlGaInPクラッド層(６)を形成すると共に、該
クラッド層(６)の上面にはp-GaInPコンタクト層(７)、
両側にはn-GaAs電流阻止層(８)(８)を形成し、更にこれ
らの層(７)(８)をp-GaAsキャップ層(９)で覆った、所謂
埋め込みリッジ構造が一般的である。
は、図６に示す如くn-GaAs基板(１)上に、n-AlGaInPク
ラッド層(２)、GaInP活性層(３)、p-AlGaInPクラッド層
(４)、p-GaInPエッチングストッパー層(50)、及びリッ
ジ状のp-AlGaInPクラッド層(６)を形成すると共に、該
クラッド層(６)の上面にはp-GaInPコンタクト層(７)、
両側にはn-GaAs電流阻止層(８)(８)を形成し、更にこれ
らの層(７)(８)をp-GaAsキャップ層(９)で覆った、所謂
埋め込みリッジ構造が一般的である。
【０００３】上記半導体素子には、n-GaAs基板(１)側に
n-電極(12)、p-GaAsキャップ層(９)側にp-電極(13)が設
けられ、両電極への通電によって、電流は、電流阻止層
(８)(８)によってクラッド層(６)のリッジ部(10)に狭窄
され、リッジ中央部の活性層(３)で発振が起こる。この
結果、略単一に近い横モードが得られるのである。
n-電極(12)、p-GaAsキャップ層(９)側にp-電極(13)が設
けられ、両電極への通電によって、電流は、電流阻止層
(８)(８)によってクラッド層(６)のリッジ部(10)に狭窄
され、リッジ中央部の活性層(３)で発振が起こる。この
結果、略単一に近い横モードが得られるのである。
【０００４】上記半導体素子の製造工程においては、n-
GaAs基板(１)上に、ＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成
長法)を用いた第１回目の結晶成長によって、n-AlGaInP
クラッド層(２)、GaInP活性層(３)、p-AlGaInPクラッド
層(４)、p-GaInPエッチングストッパー層(50)、p-AlGaI
nPクラッド層(６)、及びp-GaInPコンタクト層(７)を形
成し、ダブルヘテロ構造のウエハを得る。
GaAs基板(１)上に、ＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成
長法)を用いた第１回目の結晶成長によって、n-AlGaInP
クラッド層(２)、GaInP活性層(３)、p-AlGaInPクラッド
層(４)、p-GaInPエッチングストッパー層(50)、p-AlGaI
nPクラッド層(６)、及びp-GaInPコンタクト層(７)を形
成し、ダブルヘテロ構造のウエハを得る。
【０００５】次に、p-GaInPコンタクト層(７)及びp-AlG
aInPクラッド層(６)をエッチングして、リッジ部(10)を
形成する。この際、エッチングはp-GaInPエッチングス
トッパー層(50)にて停止し、p-AlGaInPクラッド層(４)
の厚さが所定値(例えば０.２μm)に規定される。
aInPクラッド層(６)をエッチングして、リッジ部(10)を
形成する。この際、エッチングはp-GaInPエッチングス
トッパー層(50)にて停止し、p-AlGaInPクラッド層(４)
の厚さが所定値(例えば０.２μm)に規定される。
【０００６】その、第２回目の結晶成長によって、リッ
ジ部(10)の両側にn-GaAs電流阻止層(８)(８)を形成す
る。更に第３回目の結晶成長によって、p-GaAsキャップ
層(９)を形成する。
ジ部(10)の両側にn-GaAs電流阻止層(８)(８)を形成す
る。更に第３回目の結晶成長によって、p-GaAsキャップ
層(９)を形成する。
【０００７】従って、図６の半導体レーザ素子の作製に
は３回の結晶成長が必要となり、製造工程が複雑であ
る。
は３回の結晶成長が必要となり、製造工程が複雑であ
る。
【０００８】そこで、AlGaInP結晶とGaAs結晶のバンド
ギャップ差が大きいことを利用して、２回の結晶成長で
素子の作製が可能なヘテロバリアブロック構造の半導体
レーザが提案されている(JAPANESE JOURNAL OF APPLIED
PHYSICS Vol.27,No.12,pp.L2414-L2416(1988))。
ギャップ差が大きいことを利用して、２回の結晶成長で
素子の作製が可能なヘテロバリアブロック構造の半導体
レーザが提案されている(JAPANESE JOURNAL OF APPLIED
PHYSICS Vol.27,No.12,pp.L2414-L2416(1988))。
【０００９】該半導体レーザは、図７に示す如くn-GaAs
基板(１)上に、n-AlGaInPクラッド層(２)、GaInP活性層
(３)、リッジ部(10)を有するp-AlGaInPクラッド層(60)
を形成すると共に、リッジ部(10)上にはp-GaInPコンタ
クト層(７)を形成したものである。
基板(１)上に、n-AlGaInPクラッド層(２)、GaInP活性層
(３)、リッジ部(10)を有するp-AlGaInPクラッド層(60)
を形成すると共に、リッジ部(10)上にはp-GaInPコンタ
クト層(７)を形成したものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ヘ
テロバリアブロック構造の半導体レーザ素子において
は、GaInPエッチングストッパー層を設けることが出来
ず、この結果、リッジ部(10)を形成する際のエッチング
深さを精度良く制御することが出来ない問題があった。
テロバリアブロック構造の半導体レーザ素子において
は、GaInPエッチングストッパー層を設けることが出来
ず、この結果、リッジ部(10)を形成する際のエッチング
深さを精度良く制御することが出来ない問題があった。
【００１１】ヘテロバリアブロック構造にGaInPエッチ
ングストッパー層を設けることが出来ないのは、GaInP
層の介在によって、リッジ部(10)両側における電流ブロ
ック効果が消失するからである。
ングストッパー層を設けることが出来ないのは、GaInP
層の介在によって、リッジ部(10)両側における電流ブロ
ック効果が消失するからである。
【００１２】リッジ部(10)を形成する際のエッチング深
さの精度の低下は、リッジ部(10)両側のクラッド層(60)
の厚さのバラツキとなって現われ、これによって素子の
特性にもバラツキが生じることになる。
さの精度の低下は、リッジ部(10)両側のクラッド層(60)
の厚さのバラツキとなって現われ、これによって素子の
特性にもバラツキが生じることになる。
【００１３】本発明の目的は、リッジ部を形成する際の
エッチング深さを精度良く制御することが出来る赤色半
導体レーザを提供することである。
エッチング深さを精度良く制御することが出来る赤色半
導体レーザを提供することである。
【００１４】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る赤色半導体レ
ーザは、n-GaAs基板(１)上に、n-AlGaInPクラッド層
(２)、GaInP活性層(３)、及びストライプ状のリッジ部
(10)を有するp-AlGaInPクラッド層が形成されると共
に、前記リッジ部(10)上にはp-GaInPコンタクト層(７)
が形成されており、前記p-AlGaInPクラッド層は、前記
リッジ部(10)を有する上層(６)と均一厚さの下層(４)か
ら構成され、両層間には、該クラッド層よりもアルミニ
ウム組成比の大きなp-AlGaInPエッチング制御層(５)を
介装したものである。
ーザは、n-GaAs基板(１)上に、n-AlGaInPクラッド層
(２)、GaInP活性層(３)、及びストライプ状のリッジ部
(10)を有するp-AlGaInPクラッド層が形成されると共
に、前記リッジ部(10)上にはp-GaInPコンタクト層(７)
が形成されており、前記p-AlGaInPクラッド層は、前記
リッジ部(10)を有する上層(６)と均一厚さの下層(４)か
ら構成され、両層間には、該クラッド層よりもアルミニ
ウム組成比の大きなp-AlGaInPエッチング制御層(５)を
介装したものである。
【００１５】
【作用】上記半導体レーザ素子の作製において、第１回
目の結晶成長の後、p-GaInPコンタクト層(７)及びp-AlG
aInPクラッド層(６)に対するエッチングによって、共振
器長方向に伸びるストライプ状のリッジ部(10)が形成さ
れる。
目の結晶成長の後、p-GaInPコンタクト層(７)及びp-AlG
aInPクラッド層(６)に対するエッチングによって、共振
器長方向に伸びるストライプ状のリッジ部(10)が形成さ
れる。
【００１６】この過程で、p-AlGaInPエッチング制御層
(５)上のp-AlGaInPクラッド層(６)の厚さが０.２μｍを
下回ると、両層(５)(６)間のアルミニウム組成比の相違
に基づく屈折率の差によって、干渉色が現われることに
なる。そして、エッチングがエッチング制御層(５)に達
すると、干渉色は消失する。
(５)上のp-AlGaInPクラッド層(６)の厚さが０.２μｍを
下回ると、両層(５)(６)間のアルミニウム組成比の相違
に基づく屈折率の差によって、干渉色が現われることに
なる。そして、エッチングがエッチング制御層(５)に達
すると、干渉色は消失する。
【００１７】従って、エッチングの過程で上記干渉色を
観察することにより、エッチング深さを正確に制御する
ことが出来る。
観察することにより、エッチング深さを正確に制御する
ことが出来る。
【００１８】尚、p-AlGaInPエッチング制御層(５)は、p
-AlGaInPクラッド層(６)に比べてアルミニウム組成比が
大きいから、リッジ部(10)の両側において電流ブロック
効果を十分に発揮し、素子に対して光学的な悪影響を及
ぼすことはない。
-AlGaInPクラッド層(６)に比べてアルミニウム組成比が
大きいから、リッジ部(10)の両側において電流ブロック
効果を十分に発揮し、素子に対して光学的な悪影響を及
ぼすことはない。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係る赤色半導体レーザによれ
ば、その素子製造工程にて、リッジ部を形成する際のエ
ッチング深さを精度良く制御することが出来、これによ
って所望のレーザ特性が得られる。
ば、その素子製造工程にて、リッジ部を形成する際のエ
ッチング深さを精度良く制御することが出来、これによ
って所望のレーザ特性が得られる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面に沿って
詳述する。本発明に係る赤色半導体レーザは図１に示す
如く、n-GaAs基板(１)上に、n-AlGaInPクラッド層
(２)、GaInP活性層(３)、第１のp-AlGaInPクラッド層
(４)、p-AlGaInPエッチング制御層(５)、リッジ状の第
２のp-AlGaInPクラッド層(６)を形成し、該p-AlGaInPク
ラッド層(６)上にはp-GaInPコンタクト層(７)を形成し
て、これらの層をp-GaAsキャップ層(９)で覆ったもので
ある。
詳述する。本発明に係る赤色半導体レーザは図１に示す
如く、n-GaAs基板(１)上に、n-AlGaInPクラッド層
(２)、GaInP活性層(３)、第１のp-AlGaInPクラッド層
(４)、p-AlGaInPエッチング制御層(５)、リッジ状の第
２のp-AlGaInPクラッド層(６)を形成し、該p-AlGaInPク
ラッド層(６)上にはp-GaInPコンタクト層(７)を形成し
て、これらの層をp-GaAsキャップ層(９)で覆ったもので
ある。
【００２１】前記p-AlGaInPエッチング制御層(５)は、p
-AlGaInPクラッド層(４)(６)よりもアルミニウム組成比
が大きく、厚さは０.１μm程度に形成されている。例え
ば、クラッド層のアルミニウム組成比が０.５〜０.７の
場合、エッチング制御層(５)のアルミニウム組成比は
０.８〜１.０に設定される。尚、エッチング制御層(５)
のアルミニウム組成比が１.０の場合、その組成はＡlＩ
nＰとなる。
-AlGaInPクラッド層(４)(６)よりもアルミニウム組成比
が大きく、厚さは０.１μm程度に形成されている。例え
ば、クラッド層のアルミニウム組成比が０.５〜０.７の
場合、エッチング制御層(５)のアルミニウム組成比は
０.８〜１.０に設定される。尚、エッチング制御層(５)
のアルミニウム組成比が１.０の場合、その組成はＡlＩ
nＰとなる。
【００２２】図３(ａ)(ｂ)は上記半導体レーザ素子の製
造工程を示しており、図３(ａ)の如くn-GaAs基板(１)上
に、ＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成長法)を用いた第
１回目の結晶成長によって、n-AlGaInPクラッド層
(２)、GaInP活性層(３)、p-AlGaInPクラッド層(４)、p-
AlGaInPエッチング制御層(５)、p-AlGaInPクラッド層
(６)、及びp-GaInPコンタクト層(７)を形成し、ダブル
ヘテロ構造のウエハを得る。
造工程を示しており、図３(ａ)の如くn-GaAs基板(１)上
に、ＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成長法)を用いた第
１回目の結晶成長によって、n-AlGaInPクラッド層
(２)、GaInP活性層(３)、p-AlGaInPクラッド層(４)、p-
AlGaInPエッチング制御層(５)、p-AlGaInPクラッド層
(６)、及びp-GaInPコンタクト層(７)を形成し、ダブル
ヘテロ構造のウエハを得る。
【００２３】次に、図３(ｂ)の如くストライプ状のSiO2
(11)をマスクとして、臭化水素酸によりp-GaInPコンタ
クト層(７)及びp-AlGaInPクラッド層(６)をエッチング
して、リッジ部(10)を形成する。この際、p-AlGaInPエ
ッチング制御層(５)により発生する干渉色を観察しなが
らエッチング制御層の表面に達するまでエッチングを施
す。
(11)をマスクとして、臭化水素酸によりp-GaInPコンタ
クト層(７)及びp-AlGaInPクラッド層(６)をエッチング
して、リッジ部(10)を形成する。この際、p-AlGaInPエ
ッチング制御層(５)により発生する干渉色を観察しなが
らエッチング制御層の表面に達するまでエッチングを施
す。
【００２４】その後、SiO2(11)のマスクをフッ酸によっ
て除去する。そして、第２回目の結晶成長によって、図
１の如くp-GaAsキャップ層(９)を形成し、最後に、真空
蒸着法によってn-電極(12)及びp-電極(13)を形成するの
である。
て除去する。そして、第２回目の結晶成長によって、図
１の如くp-GaAsキャップ層(９)を形成し、最後に、真空
蒸着法によってn-電極(12)及びp-電極(13)を形成するの
である。
【００２５】図２は他の実施例として、エッチング制御
層(５)の直前でエッチングを終了することによって得ら
れる半導体レーザを示している。この場合、エッチング
制御層上の膜厚が薄くなると、干渉色がより鮮明に現わ
れるため、その時点でエッチングを停止すれば、エッチ
ング深さを精度良く制御することが出来る。
層(５)の直前でエッチングを終了することによって得ら
れる半導体レーザを示している。この場合、エッチング
制御層上の膜厚が薄くなると、干渉色がより鮮明に現わ
れるため、その時点でエッチングを停止すれば、エッチ
ング深さを精度良く制御することが出来る。
【００２６】図４(ａ)(ｂ)は、図１に示す本発明の半導
体レーザと図７に示す従来の半導体レーザを夫々１４個
ずつ試作し、両者のしきい値電流のバラツキを比較した
ヒストグラムである。
体レーザと図７に示す従来の半導体レーザを夫々１４個
ずつ試作し、両者のしきい値電流のバラツキを比較した
ヒストグラムである。
【００２７】又、図５(ａ)(ｂ)は、同様に本発明の半導
体レーザと従来の半導体レーザについて、スロープ効率
(レーザ出力／電流)のバラツキを比較したヒストグラム
である。
体レーザと従来の半導体レーザについて、スロープ効率
(レーザ出力／電流)のバラツキを比較したヒストグラム
である。
【００２８】図４及び図５から明らかな様に、本発明に
よれば、リッジ部両側のクラッド層の厚さの均一性によ
って、バラツキの少ない所期のレーザ特性を得ることが
出来るのである。
よれば、リッジ部両側のクラッド層の厚さの均一性によ
って、バラツキの少ない所期のレーザ特性を得ることが
出来るのである。
【００２９】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【図１】本発明に係る赤色半導体レーザの構造を示す断
面図である。
面図である。
【図２】他の実施例を示す断面図である。
【図３】図１の半導体レーザの製造方法を示す工程図で
ある。
ある。
【図４】しきい値電流のバラツキを示すヒストグラムで
ある。
ある。
【図５】スロープ効率のバラツキを示すヒストグラムで
ある。
ある。
【図６】従来の埋め込みリッジ構造の半導体レーザを示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】従来のヘテロバリアブロック構造の半導体レー
ザを示す断面図である。
ザを示す断面図である。
(１) n-GaAs基板 (２) n-AlGaInPクラッド層 (３) GaInP活性層 (４) p-AlGaInPクラッド層 (５) p-AlGaInPエッチング制御層 (６) p-AlGaInPクラッド層 (７) p-GaInPコンタクト層 (９) p-GaAsキャップ層 (10) リッジ部（１０）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板(１)上に、第１導
電型クラッド層(２)、活性層(３)、及びストライプ状の
リッジ部(10)を有する第２導電型クラッド層が形成され
ると共に、前記リッジ部(10)上には第２導電型コンタク
ト層(７)が形成されたヘテロバリア構造のAlGaInP系赤
色半導体レーザにおいて、第２導電型クラッド層は、前
記リッジ部(10)を有する上層(６)と均一厚さの下層(４)
から構成され、両層間には、該クラッド層よりもアルミ
ニウム組成比の大きな第２導電型エッチング制御層(５)
を介装していることを特徴とする赤色半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04126982A JP3081363B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 赤色半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04126982A JP3081363B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 赤色半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065968A JPH065968A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3081363B2 true JP3081363B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=14948722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04126982A Expired - Fee Related JP3081363B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 赤色半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081363B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP04126982A patent/JP3081363B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065968A (ja) | 1994-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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