JP3133579B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JP3133579B2 JP3133579B2 JP05261119A JP26111993A JP3133579B2 JP 3133579 B2 JP3133579 B2 JP 3133579B2 JP 05261119 A JP05261119 A JP 05261119A JP 26111993 A JP26111993 A JP 26111993A JP 3133579 B2 JP3133579 B2 JP 3133579B2
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- Japan
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- ridge portion
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低アスペクト比のレーザ
光を出力可能な半導体レーザ素子に関する。
光を出力可能な半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ素子は光ディスク装
置やレーザプリンター装置用光源等として活発に使用さ
れている。例えば、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体レーザ
素子は主にコンパクトディスク（ＣＤ）装置に使用され
ており、またＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体レーザ素子
は、このＡｌＧａＡｓ系化合物半導体レーザ素子に比べ
て発振波長が約１００ｎｍ短いため、光ディスクの高密
度化、レーザプリンターの高速化など光情報処理装置の
高性能化に必要な光源として注目されている。
置やレーザプリンター装置用光源等として活発に使用さ
れている。例えば、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体レーザ
素子は主にコンパクトディスク（ＣＤ）装置に使用され
ており、またＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体レーザ素子
は、このＡｌＧａＡｓ系化合物半導体レーザ素子に比べ
て発振波長が約１００ｎｍ短いため、光ディスクの高密
度化、レーザプリンターの高速化など光情報処理装置の
高性能化に必要な光源として注目されている。
【０００３】図６は従来のＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導
体レーザ素子の断面図である。
体レーザ素子の断面図である。
【０００４】図６中、５１はｎ型ＧａＡｓ基板であり、
この基板５１の上面にはｎ型ＧａＩｎＰバッファ層５２
が設けられており、該ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層５２上
にはｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層５３、アンドー
プ型ＡｌＧａＩｎＰ活性層５４、及びストライプ状のリ
ッジ部１５５を有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド
層５５が順次形成されてダブルヘテロ構造部が作成され
ている。前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層５５の
リッジ部１５５上面には、ｐ型ＧａＩｎＰコンタクト層
５６が形成されている。
この基板５１の上面にはｎ型ＧａＩｎＰバッファ層５２
が設けられており、該ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層５２上
にはｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層５３、アンドー
プ型ＡｌＧａＩｎＰ活性層５４、及びストライプ状のリ
ッジ部１５５を有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド
層５５が順次形成されてダブルヘテロ構造部が作成され
ている。前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層５５の
リッジ部１５５上面には、ｐ型ＧａＩｎＰコンタクト層
５６が形成されている。
【０００５】前記ｐ型ＧａＩｎＰコンタクト層５６上面
を除いて前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層５５上
及びｐ型ＧａＩｎＰコンタクト層５６側面には、前記リ
ッジ部１５５に電流を狭窄するためのｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層５７、５７が形成されている。前記コンタクト層
５６上及びｎ型ＧａＡｓ電流阻止層５７、５７上にはｐ
型ＧａＡｓキャップ層５８が形成されている。
を除いて前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層５５上
及びｐ型ＧａＩｎＰコンタクト層５６側面には、前記リ
ッジ部１５５に電流を狭窄するためのｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層５７、５７が形成されている。前記コンタクト層
５６上及びｎ型ＧａＡｓ電流阻止層５７、５７上にはｐ
型ＧａＡｓキャップ層５８が形成されている。
【０００６】前記ｐ型ＧａＡｓキャップ層５８上面、ｎ
型ＧａＡｓ基板５１下面には、それぞれＡｕ−Ｃｒから
なるｐ型側オーミック電極５９、Ａｕ−Ｓｎ−Ｃｒから
なるｎ型側オーミック電極６０が形成されている。
型ＧａＡｓ基板５１下面には、それぞれＡｕ−Ｃｒから
なるｐ型側オーミック電極５９、Ａｕ−Ｓｎ−Ｃｒから
なるｎ型側オーミック電極６０が形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザ素子が出力するレーザ光は、そのビーム形状の楕円率
（アスペクト比）が小さい方（即ちスポット形状が真円
に近い方）が装置における光学系を簡素化できる。しか
しながら、上記従来の半導体レーザ素子が出力するレー
ザ光は、通常前記活性層に平行方向の広がり角が小さ
く、垂直方向の広がり角が大きいため、ビームのアスペ
クト比が大きくなるといった問題があった。
ザ素子が出力するレーザ光は、そのビーム形状の楕円率
（アスペクト比）が小さい方（即ちスポット形状が真円
に近い方）が装置における光学系を簡素化できる。しか
しながら、上記従来の半導体レーザ素子が出力するレー
ザ光は、通常前記活性層に平行方向の広がり角が小さ
く、垂直方向の広がり角が大きいため、ビームのアスペ
クト比が大きくなるといった問題があった。
【０００８】この問題を解決するために、前記リッジ部
１５５のストライプ幅ＷBを４μｍ程度と狭くして、前
記活性層５４から放射されるレーザ光の平行方向の広が
り角を大きくすることにより、低アスペクト比３程度が
得られることが１９９１年春季第３８回応用物理学関係
連合講演会講演予稿集（Ｎｏ．３）第１００２頁の３０
ｐ−Ｄ−１１に記載されている。
１５５のストライプ幅ＷBを４μｍ程度と狭くして、前
記活性層５４から放射されるレーザ光の平行方向の広が
り角を大きくすることにより、低アスペクト比３程度が
得られることが１９９１年春季第３８回応用物理学関係
連合講演会講演予稿集（Ｎｏ．３）第１００２頁の３０
ｐ−Ｄ−１１に記載されている。
【０００９】しかし、このリッジ部１５５はメサエッチ
ングして形成する際、該リッジ部１５５の上部面ストラ
イプ幅ＷAより下部ストライプ幅ＷBが大きくなるので、
前記幅ＷAは幅ＷBより更に小さくする必要がある。従っ
て、前記リッジ部１５５の下部ストライプ幅ＷBを狭く
した構造では、前記幅ＷAが１．２μｍ程度と小さいた
め電流通路となる前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド
層５５のリッジ部１５５での直列抵抗が大きくなる。こ
の結果、半導体レーザ素子の動作電圧が高くなり、該素
子の信頼性が低下していた。ところで、斯る構造では、
リッジ部１５５上にはレーザ光を吸収するＧａＩｎＰコ
ンタクト層５６やＧａＡｓキャップ層５８が存在し、ま
たＡｌＧａＩｎＰ系結晶は高キャリア濃度にすることが
困難である。従って、前記リッジ部１５５は光閉じ込め
の効果を十分に持たせるために、厚みＨAは０．７〜
０．８μｍ程度必要であって該リッジ部１５５の厚みを
小さくして幅ＷAを大きくすることができず、前記直列
抵抗を小さくすることは困難であった。
ングして形成する際、該リッジ部１５５の上部面ストラ
イプ幅ＷAより下部ストライプ幅ＷBが大きくなるので、
前記幅ＷAは幅ＷBより更に小さくする必要がある。従っ
て、前記リッジ部１５５の下部ストライプ幅ＷBを狭く
した構造では、前記幅ＷAが１．２μｍ程度と小さいた
め電流通路となる前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド
層５５のリッジ部１５５での直列抵抗が大きくなる。こ
の結果、半導体レーザ素子の動作電圧が高くなり、該素
子の信頼性が低下していた。ところで、斯る構造では、
リッジ部１５５上にはレーザ光を吸収するＧａＩｎＰコ
ンタクト層５６やＧａＡｓキャップ層５８が存在し、ま
たＡｌＧａＩｎＰ系結晶は高キャリア濃度にすることが
困難である。従って、前記リッジ部１５５は光閉じ込め
の効果を十分に持たせるために、厚みＨAは０．７〜
０．８μｍ程度必要であって該リッジ部１５５の厚みを
小さくして幅ＷAを大きくすることができず、前記直列
抵抗を小さくすることは困難であった。
【００１０】また、同様の構造のＡｌＧａＡｓ系などの
他の化合物半導体からなる半導体レーザ素子において
も、リッジ部上にはレーザ光の吸収を行うＧａＡｓキャ
ップ層等が存在するので、同様の問題が生じる。
他の化合物半導体からなる半導体レーザ素子において
も、リッジ部上にはレーザ光の吸収を行うＧａＡｓキャ
ップ層等が存在するので、同様の問題が生じる。
【００１１】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、低アスペクト比のレーザ光を低い動作電圧で出
力する半導体レーザ素子を提供することを課題とする。
であり、低アスペクト比のレーザ光を低い動作電圧で出
力する半導体レーザ素子を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ素
子は、第１導電型の半導体基板と、この基板上に形成さ
れた第１導電型の第１クラッド層、活性層、及びストラ
イプ状の第１リッジ部を有する第２導電型の第２クラッ
ド層とからなるダブルヘテロ構造部と、前記第１リッジ
部上に形成された第２導電型の第３クラッド層としての
ストライプ状の中間層と、該中間層上に形成された該中
間層上面幅より大きな幅を有する第２導電型の第４クラ
ッド層としてのストライプ状の第２リッジ部と、前記第
１リッジ部、前記中間層、及び前記第２リッジ部の両側
に形成された第１導電型の電流阻止層と、を備え、前記
中間層の材料と、前記第１リッジ部の材料及び前記第２
リッジ部の材料とは、択一的に選択エッチング可能であ
ることを特徴とする。
子は、第１導電型の半導体基板と、この基板上に形成さ
れた第１導電型の第１クラッド層、活性層、及びストラ
イプ状の第１リッジ部を有する第２導電型の第２クラッ
ド層とからなるダブルヘテロ構造部と、前記第１リッジ
部上に形成された第２導電型の第３クラッド層としての
ストライプ状の中間層と、該中間層上に形成された該中
間層上面幅より大きな幅を有する第２導電型の第４クラ
ッド層としてのストライプ状の第２リッジ部と、前記第
１リッジ部、前記中間層、及び前記第２リッジ部の両側
に形成された第１導電型の電流阻止層と、を備え、前記
中間層の材料と、前記第１リッジ部の材料及び前記第２
リッジ部の材料とは、択一的に選択エッチング可能であ
ることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の構造によれば、前記第１リッジ部上に
クラッド層としての第２リッジ部をクラッド層としての
中間層を介して構成し且つ該中間層の材料と、前記第１
リッジ部の材料及び前記第２リッジ部の材料とは、択一
的に選択エッチング可能であるので、十分な光閉じ込め
効果を有し、且つ該第１リッジ部の上部面ストライプ
幅、その上部面に形成された中間層の幅、及び第２リッ
ジ部の幅を大きくした状態で、活性層での電流通路幅を
制御する前記第１リッジ部の下部ストライプ幅を小さく
できる。
クラッド層としての第２リッジ部をクラッド層としての
中間層を介して構成し且つ該中間層の材料と、前記第１
リッジ部の材料及び前記第２リッジ部の材料とは、択一
的に選択エッチング可能であるので、十分な光閉じ込め
効果を有し、且つ該第１リッジ部の上部面ストライプ
幅、その上部面に形成された中間層の幅、及び第２リッ
ジ部の幅を大きくした状態で、活性層での電流通路幅を
制御する前記第１リッジ部の下部ストライプ幅を小さく
できる。
【００１４】
【実施例】本発明に係る第１実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は本実施例のＡｌＧａＩｎＰ系可
視光半導体レーザ素子を示す模式構造断面図である。
詳細に説明する。図１は本実施例のＡｌＧａＩｎＰ系可
視光半導体レーザ素子を示す模式構造断面図である。
【００１５】図中、１はｎ型ＧａＡｓ基板であり、該ｎ
型ＧａＡｓ基板１上には０．３μｍ厚のｎ型Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐバッファー層２が形成されている。
型ＧａＡｓ基板１上には０．３μｍ厚のｎ型Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐバッファー層２が形成されている。
【００１６】前記バッファー層２上には、０．８μｍ厚
のｎ型（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｘ≦
１）第１クラッド層３、０．０７μｍ厚のアンドープの
（Ａｌ qＧａ1-q）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｑ≦０．２）活性
層４、上部面幅Ｗaが２〜３μｍ、下部幅Ｗbが４μｍ、
厚みＨaが０．３μｍの紙面垂直方向に延在するストラ
イプ状の第１リッジ部１５を有し且つ該リッジ部１５以
外の厚みＨbが０．２５μｍであるｐ型（ＡｌyＧ
ａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｙ≦１）第２クラッド
層５がこの順序に形成されてダブルヘテロ構造部が作成
されている。
のｎ型（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｘ≦
１）第１クラッド層３、０．０７μｍ厚のアンドープの
（Ａｌ qＧａ1-q）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｑ≦０．２）活性
層４、上部面幅Ｗaが２〜３μｍ、下部幅Ｗbが４μｍ、
厚みＨaが０．３μｍの紙面垂直方向に延在するストラ
イプ状の第１リッジ部１５を有し且つ該リッジ部１５以
外の厚みＨbが０．２５μｍであるｐ型（ＡｌyＧ
ａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｙ≦１）第２クラッド
層５がこの順序に形成されてダブルヘテロ構造部が作成
されている。
【００１７】前記第１リッジ部１５の上部面全域には
０．１μｍ厚のｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓ（１≧ｓ≧０．
７）からなる第３クラッド層として機能する中間層６が
形成されている。
０．１μｍ厚のｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓ（１≧ｓ≧０．
７）からなる第３クラッド層として機能する中間層６が
形成されている。
【００１８】前記中間層６上には、この中間層６の上面
より幅広の下部面幅５μｍ、上部面幅４μｍ、厚み０．
３μｍのストライプ状の第２リッジ部１７をなすｐ型
（Ａｌ zＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｚ≦１）第４
クラッド層７が形成されている。前記第２リッジ部１７
の上面には０．１μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタ
クト層８、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓ保護層９がこの
順序で形成されている。
より幅広の下部面幅５μｍ、上部面幅４μｍ、厚み０．
３μｍのストライプ状の第２リッジ部１７をなすｐ型
（Ａｌ zＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｚ≦１）第４
クラッド層７が形成されている。前記第２リッジ部１７
の上面には０．１μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタ
クト層８、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓ保護層９がこの
順序で形成されている。
【００１９】前記ｐ型（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第
２クラッド層５上には、前記第１リッジ部１５、中間層
６、第２リッジ部１７、コンタクト層８、及びｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層９を挟むようにこれらの両側に０．８μｍ厚
のｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１０、１０が形成されてい
る。前記電流阻止層１０、１０及び露出したｐ型ＧａＡ
ｓ保護層９上には保護層９上の厚みが２μｍであるｐ型
ＧａＡｓキャップ層１１が形成されている。
２クラッド層５上には、前記第１リッジ部１５、中間層
６、第２リッジ部１７、コンタクト層８、及びｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層９を挟むようにこれらの両側に０．８μｍ厚
のｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１０、１０が形成されてい
る。前記電流阻止層１０、１０及び露出したｐ型ＧａＡ
ｓ保護層９上には保護層９上の厚みが２μｍであるｐ型
ＧａＡｓキャップ層１１が形成されている。
【００２０】前記キャップ層１１の上面にはＡｕ−Ｃｒ
からなるｐ型側オーミック電極１２が形成されており、
前記基板１の下面にはＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側
オーミック電極１３が形成されている。
からなるｐ型側オーミック電極１２が形成されており、
前記基板１の下面にはＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側
オーミック電極１３が形成されている。
【００２１】次に、斯る半導体レーザ素子の製造方法の
一例を図２を用いて説明する。尚、図１と同一部分又は
対応する部分には同一符号を付す。
一例を図２を用いて説明する。尚、図１と同一部分又は
対応する部分には同一符号を付す。
【００２２】最初に、図２（ａ）に示すように、有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）または分子線エピタキシ
ャル法（ＭＢＥ法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ
型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐバッファー層２、ｎ型（ＡｌxＧａ
1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層３、アンドープの
（ＡｌqＧａ1-q）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ型（Ａｌy
Ｇａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層５、ｐ型ＡｌsＧ
ａ1-sＡｓからなる第３クラッド層としての中間層６、
ｐ型（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッド層７、
ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層８、及びｐ型ＧａＡ
ｓ保護層９をこの順序で連続成長する。
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）または分子線エピタキシ
ャル法（ＭＢＥ法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ
型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐバッファー層２、ｎ型（ＡｌxＧａ
1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層３、アンドープの
（ＡｌqＧａ1-q）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ型（Ａｌy
Ｇａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層５、ｐ型ＡｌsＧ
ａ1-sＡｓからなる第３クラッド層としての中間層６、
ｐ型（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッド層７、
ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐコンタクト層８、及びｐ型ＧａＡ
ｓ保護層９をこの順序で連続成長する。
【００２３】続いて、図２（ｂ）に示すように、前記ｐ
型ＧａＡｓ保護層９上に膜厚０．５μｍのＳｉＯ2（二
酸化ケイ素）膜又はＳｉ3Ｎ4（四窒化三ケイ素）膜を化
学気相堆積法（ＣＶＤ法）、電子ビーム蒸着法、又はス
パッタリング法等により形成した後、フォトリソグラフ
ィ技術とＨＦ（フッ酸）溶液を用いた選択エッチングに
より、幅５μｍ、層厚０．５μｍのストライプ状のマス
ク層２０を形成する。次に、このマスク層２０を介した
状態でＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＰに対するエッチン
グ速度に比べてＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、及びＡｌＡｓ
に対するエッチング速度が大きい燐酸系エッチング液
（Ｈ3ＰＯ4：Ｈ2Ｏ2：ＣＨ3ＯＨ＝３：１：１）により
前記ＧａＡｓ保護層９を選択的にエッチングしてコンタ
クト層８を露出させる。その後、前記マスク層２０を介
した状態でＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓ、及びＡｌＡｓに対
するエッチング速度に比べてＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩ
ｎＰに対するエッチング速度が大きいＨＢｒ（臭化水
素）溶液を用いて前記コンタクト層８及びｐ型（Ａｌz
Ｇａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッド層７を選択的にエ
ッチングしてｐ型中間層６を露出させる。この工程でｐ
型（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッド層７で構
成される上部面幅４．５μｍ、下部面幅５．５μｍのス
トライプ状の第２リッジ部１７が構成され、該第２リッ
ジ部１７の上面にストライプ状のコンタクト層８並びに
ＧａＡｓ保護層９が残余する。ここで構成された保護層
９、コンタクト層８及び第２リッジ部１７は後の工程で
エッチングされるので、最終所望幅より大きく形成され
る。尚、前記ＧａＡｓ保護層９は後述するＧａＡｓキャ
ップ層１１を形成する際に、形成面全域をＧａＡｓ面と
して形成を容易にするための層であって、該ＧａＡｓ保
護層９は省いてもよい。
型ＧａＡｓ保護層９上に膜厚０．５μｍのＳｉＯ2（二
酸化ケイ素）膜又はＳｉ3Ｎ4（四窒化三ケイ素）膜を化
学気相堆積法（ＣＶＤ法）、電子ビーム蒸着法、又はス
パッタリング法等により形成した後、フォトリソグラフ
ィ技術とＨＦ（フッ酸）溶液を用いた選択エッチングに
より、幅５μｍ、層厚０．５μｍのストライプ状のマス
ク層２０を形成する。次に、このマスク層２０を介した
状態でＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＰに対するエッチン
グ速度に比べてＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、及びＡｌＡｓ
に対するエッチング速度が大きい燐酸系エッチング液
（Ｈ3ＰＯ4：Ｈ2Ｏ2：ＣＨ3ＯＨ＝３：１：１）により
前記ＧａＡｓ保護層９を選択的にエッチングしてコンタ
クト層８を露出させる。その後、前記マスク層２０を介
した状態でＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓ、及びＡｌＡｓに対
するエッチング速度に比べてＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩ
ｎＰに対するエッチング速度が大きいＨＢｒ（臭化水
素）溶液を用いて前記コンタクト層８及びｐ型（Ａｌz
Ｇａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッド層７を選択的にエ
ッチングしてｐ型中間層６を露出させる。この工程でｐ
型（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッド層７で構
成される上部面幅４．５μｍ、下部面幅５．５μｍのス
トライプ状の第２リッジ部１７が構成され、該第２リッ
ジ部１７の上面にストライプ状のコンタクト層８並びに
ＧａＡｓ保護層９が残余する。ここで構成された保護層
９、コンタクト層８及び第２リッジ部１７は後の工程で
エッチングされるので、最終所望幅より大きく形成され
る。尚、前記ＧａＡｓ保護層９は後述するＧａＡｓキャ
ップ層１１を形成する際に、形成面全域をＧａＡｓ面と
して形成を容易にするための層であって、該ＧａＡｓ保
護層９は省いてもよい。
【００２４】続いて、図２（ｃ）に示すように、前記マ
スク層２０を介した状態で前述と同じ燐酸系エッチング
液を用いて前記第２リッジ部１７の下部面幅よりも幅狭
の幅になるように前記中間層６を選択的にサイドエッチ
ングする。
スク層２０を介した状態で前述と同じ燐酸系エッチング
液を用いて前記第２リッジ部１７の下部面幅よりも幅狭
の幅になるように前記中間層６を選択的にサイドエッチ
ングする。
【００２５】その後、図２（ｄ）に示すように、前記中
間層６をマスクとして前述と同じＨＢｒ溶液を用いて前
記ｐ型（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層５
を選択的にメサエッチングして上部面幅２〜３μｍ、下
部幅４μｍのストライプ状の第１リッジ部１５を有する
形状とする。この工程において、第２クラッド層５の層
厚は小さいので、上部面幅は従来のリッジ部上面のよう
に小さくならない。
間層６をマスクとして前述と同じＨＢｒ溶液を用いて前
記ｐ型（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層５
を選択的にメサエッチングして上部面幅２〜３μｍ、下
部幅４μｍのストライプ状の第１リッジ部１５を有する
形状とする。この工程において、第２クラッド層５の層
厚は小さいので、上部面幅は従来のリッジ部上面のよう
に小さくならない。
【００２６】次に、図１に示すように、前記マスク層２
０を介した状態でＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法によりｎ型
ＧａＡｓ電流阻止層１０、１０を形成した後、前記マス
ク層２０をＨＦ（フッ酸）溶液にて選択的にエッチング
除去して前記ＧａＡｓ保護層９を露出させる。その後、
ＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法により前記ＧａＡｓ保護層９
及び電流阻止層１０、１０上にｐ型ＧａＡｓキャップ層
１１を形成する。最後に、前記キャップ層１１上面及び
前記基板１下面にそれぞれＡｕ−Ｃｒからなるｐ型側電
極１２及びＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側電極１３を
蒸着法等により形成する。
０を介した状態でＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法によりｎ型
ＧａＡｓ電流阻止層１０、１０を形成した後、前記マス
ク層２０をＨＦ（フッ酸）溶液にて選択的にエッチング
除去して前記ＧａＡｓ保護層９を露出させる。その後、
ＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法により前記ＧａＡｓ保護層９
及び電流阻止層１０、１０上にｐ型ＧａＡｓキャップ層
１１を形成する。最後に、前記キャップ層１１上面及び
前記基板１下面にそれぞれＡｕ−Ｃｒからなるｐ型側電
極１２及びＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側電極１３を
蒸着法等により形成する。
【００２７】次に、本実施例の半導体レーザ素子と前述
したリッジ部の下部幅ＷBを狭くした従来例の半導体レ
ーザ素子の特性比較の実験を行った。尚、端面に発振波
長λ／２ｎ（ここでｎはＡｌ2Ｏ3の屈折率）の膜厚をも
つＡｌ2Ｏ3膜を形成したアスペクト比３の半導体レーザ
素子を光出力が３ｍＷ、環境温度を５０℃の条件で比較
した。
したリッジ部の下部幅ＷBを狭くした従来例の半導体レ
ーザ素子の特性比較の実験を行った。尚、端面に発振波
長λ／２ｎ（ここでｎはＡｌ2Ｏ3の屈折率）の膜厚をも
つＡｌ2Ｏ3膜を形成したアスペクト比３の半導体レーザ
素子を光出力が３ｍＷ、環境温度を５０℃の条件で比較
した。
【００２８】表１にこれら半導体レーザ素子の動作電圧
を示す。
を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】この表から本実施例の半導体レーザ素子は
従来例の半導体レーザ素子に比べて動作電圧が小さいこ
と、即ち直列抵抗が小さくできたことが判る。
従来例の半導体レーザ素子に比べて動作電圧が小さいこ
と、即ち直列抵抗が小さくできたことが判る。
【００３１】図３にこれら半導体レーザ素子の信頼性実
験の結果を示す。この図から判るように、本実施例の半
導体レーザ素子は動作電圧が従来例のものに比べて小さ
いため、信頼性にも優れることが判る。
験の結果を示す。この図から判るように、本実施例の半
導体レーザ素子は動作電圧が従来例のものに比べて小さ
いため、信頼性にも優れることが判る。
【００３２】このように、斯る半導体レーザ素子は、前
記活性層４に比べてバンドエネルギーギャップが十分大
きく且つ屈折率が十分小さい、即ち光閉じ込め効果をも
ち並びに発振波長の光吸収が殆どない所謂クラッド層と
して機能する第１リッジ部１５、第２リッジ部１７及び
ｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓからなる中間層６を有するので、
ｐ型クラッド層の全層厚を大きくなって光閉じ込めを十
分に行えると共に、前記第１リッジ部１５の厚みＨaを
小さくして、即ち該第１リッジ部１５の上部面ストライ
プ幅Ｗa及びその上面に形成された中間層６の幅を従来
素子の幅ＷAのように小さくすることなく、前記活性層
４での電流通路幅を制御する前記第１リッジ部１５の下
部ストライプ幅Ｗbを小さくできる。また、第２リッジ
部１７、中間層６、コンタクト層８、保護層９の層厚は
小さくてよいので、幅広にできる。従って、電流通路と
なる保護層９、コンタクト層８、及び第２リッジ部１
７、ｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓ中間層６の幅、更に第１リッ
ジ部１５の上部面ストライプ幅Ｗaを大きく且つ下部ス
トライプ幅Ｗbを小さくできるので、電流通路となるこ
れらの部分での直列抵抗を小さくできると共に低アスペ
クト比を得られる。
記活性層４に比べてバンドエネルギーギャップが十分大
きく且つ屈折率が十分小さい、即ち光閉じ込め効果をも
ち並びに発振波長の光吸収が殆どない所謂クラッド層と
して機能する第１リッジ部１５、第２リッジ部１７及び
ｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓからなる中間層６を有するので、
ｐ型クラッド層の全層厚を大きくなって光閉じ込めを十
分に行えると共に、前記第１リッジ部１５の厚みＨaを
小さくして、即ち該第１リッジ部１５の上部面ストライ
プ幅Ｗa及びその上面に形成された中間層６の幅を従来
素子の幅ＷAのように小さくすることなく、前記活性層
４での電流通路幅を制御する前記第１リッジ部１５の下
部ストライプ幅Ｗbを小さくできる。また、第２リッジ
部１７、中間層６、コンタクト層８、保護層９の層厚は
小さくてよいので、幅広にできる。従って、電流通路と
なる保護層９、コンタクト層８、及び第２リッジ部１
７、ｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓ中間層６の幅、更に第１リッ
ジ部１５の上部面ストライプ幅Ｗaを大きく且つ下部ス
トライプ幅Ｗbを小さくできるので、電流通路となるこ
れらの部分での直列抵抗を小さくできると共に低アスペ
クト比を得られる。
【００３３】また、本実施例の製造方法では、前記Ａｌ
sＧａ1-sＡｓからなる中間層６に対するエッチングレー
トと、前記（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｙ
≦１）第２クラッド層５、前記（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ（０．４≦ｚ≦１）第４クラッド層７、及びｐ
型Ａｌ0.5Ｇａ0.5ＩｎＰコンタクト層８に対するエッチ
ングレートが十分に異なるエッチング液を用いてエッチ
ングを行うので、幅広の第２リッジ部１７を形成後、前
記ＡｌsＧａ1-sＡｓ層６をサイドエッチングして所定の
幅にし、これをマスクとして幅Ｗbを小さく、従来素子
の幅ＷAに比べて上部面ストライプ幅Ｗaを大きくした第
１リッジ部１５を精度よく、容易に形成できる。
sＧａ1-sＡｓからなる中間層６に対するエッチングレー
トと、前記（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０．４≦ｙ
≦１）第２クラッド層５、前記（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ（０．４≦ｚ≦１）第４クラッド層７、及びｐ
型Ａｌ0.5Ｇａ0.5ＩｎＰコンタクト層８に対するエッチ
ングレートが十分に異なるエッチング液を用いてエッチ
ングを行うので、幅広の第２リッジ部１７を形成後、前
記ＡｌsＧａ1-sＡｓ層６をサイドエッチングして所定の
幅にし、これをマスクとして幅Ｗbを小さく、従来素子
の幅ＷAに比べて上部面ストライプ幅Ｗaを大きくした第
１リッジ部１５を精度よく、容易に形成できる。
【００３４】尚、前記活性層４はレーザ素子に要求され
る発振波長条件を満たす組成のＡｌＧａＩｎＰ層または
ＧａＩｎＰ層、若しくは（ＡｌvＧａ1-v）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
障壁層と（ＡｌuＧａ1-u）tＩｎ1-tＰ（ここで、０≦ｕ
＜ｖ≦１、０．３＜ｔ＜０．７）井戸層が交互に積層さ
れてなる量子井戸構造層であって、所望の組成比（Ａｌ
組成比が０．４〜１）をもつＡｌＧａＩｎＰクラッド層
３、５、７により光とキャリアの閉じ込めが十分行える
組成が選択される。更に、上記ＡｌsＧａ1-sＡｓからな
る中間層６も前記発振波長の光とキャリアの閉じ込めを
十分行い且つ発振波長の光吸収が殆どないようにするた
めに組成比ｓは０．７以上１以下が望ましい。
る発振波長条件を満たす組成のＡｌＧａＩｎＰ層または
ＧａＩｎＰ層、若しくは（ＡｌvＧａ1-v）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
障壁層と（ＡｌuＧａ1-u）tＩｎ1-tＰ（ここで、０≦ｕ
＜ｖ≦１、０．３＜ｔ＜０．７）井戸層が交互に積層さ
れてなる量子井戸構造層であって、所望の組成比（Ａｌ
組成比が０．４〜１）をもつＡｌＧａＩｎＰクラッド層
３、５、７により光とキャリアの閉じ込めが十分行える
組成が選択される。更に、上記ＡｌsＧａ1-sＡｓからな
る中間層６も前記発振波長の光とキャリアの閉じ込めを
十分行い且つ発振波長の光吸収が殆どないようにするた
めに組成比ｓは０．７以上１以下が望ましい。
【００３５】また、上述の第２クラッド層には、例えば
（ＡｌpＧａ1-p）0.5Ｉｎ0.5Ｐ障壁層と（ＡｌqqＧａ
1-qq）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ここで、０≦ｑｑ＜ｐ≦１）井戸
層が交互に積層された多重量子障壁（ＭＱＢ）層が含ま
れていてもよく、又ＧａＩｎＰ等からなるエッチングッ
ストッパー層を有するものでもよい。
（ＡｌpＧａ1-p）0.5Ｉｎ0.5Ｐ障壁層と（ＡｌqqＧａ
1-qq）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ここで、０≦ｑｑ＜ｐ≦１）井戸
層が交互に積層された多重量子障壁（ＭＱＢ）層が含ま
れていてもよく、又ＧａＩｎＰ等からなるエッチングッ
ストッパー層を有するものでもよい。
【００３６】次に、本発明に係る第２実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図４は本実施例のＡｌＧａＡ
ｓ系半導体レーザ素子を示す模式構造断面図である。
照しつつ詳細に説明する。図４は本実施例のＡｌＧａＡ
ｓ系半導体レーザ素子を示す模式構造断面図である。
【００３７】図中、２１はｎ型ＧａＡｓ基板であり、該
ｎ型ＧａＡｓ基板２１上には０．３μｍ厚のｎ型ＧａＡ
ｓバッファー層２２が形成されている。
ｎ型ＧａＡｓ基板２１上には０．３μｍ厚のｎ型ＧａＡ
ｓバッファー層２２が形成されている。
【００３８】前記バッファー層２２上には、１μｍ厚の
ｎ型ＡｌxaＧａ1-xaＡｓ（０．４≦ｘａ≦０．５５、本
実施例ではｘａ＝０．５）第１クラッド層２３、０．０
７μｍ厚のアンドープのＡｌqaＧａ1-qaＡｓ（０≦ｑａ
≦０．１５、本実施例ではｑａ＝０．１３）活性層２
４、上部面幅Ｗaが２〜３μｍ、下部幅Ｗbが４μｍ、厚
みＨaが０．３μｍの紙面垂直方向に延在するストライ
プ状の第１リッジ部３５を有し且つ該リッジ部３５以外
の厚みＨbが０．２５μｍであるｐ型ＡｌyaＧａ1 -yaＡ
ｓ（０．４≦ｙａ≦０．５５、本実施例ではｙａ＝０．
５）第２クラッド層２５がこの順序に形成されてダブル
ヘテロ構造部が作成されている。
ｎ型ＡｌxaＧａ1-xaＡｓ（０．４≦ｘａ≦０．５５、本
実施例ではｘａ＝０．５）第１クラッド層２３、０．０
７μｍ厚のアンドープのＡｌqaＧａ1-qaＡｓ（０≦ｑａ
≦０．１５、本実施例ではｑａ＝０．１３）活性層２
４、上部面幅Ｗaが２〜３μｍ、下部幅Ｗbが４μｍ、厚
みＨaが０．３μｍの紙面垂直方向に延在するストライ
プ状の第１リッジ部３５を有し且つ該リッジ部３５以外
の厚みＨbが０．２５μｍであるｐ型ＡｌyaＧａ1 -yaＡ
ｓ（０．４≦ｙａ≦０．５５、本実施例ではｙａ＝０．
５）第２クラッド層２５がこの順序に形成されてダブル
ヘテロ構造部が作成されている。
【００３９】前記第１リッジ部３５の上部面全域には
０．１μｍ厚のｐ型（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
（０≦ｔａ＜１、本実施例ではｔａ＝０）からなる第３
クラッド層として機能する中間層２６が形成されてい
る。
０．１μｍ厚のｐ型（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
（０≦ｔａ＜１、本実施例ではｔａ＝０）からなる第３
クラッド層として機能する中間層２６が形成されてい
る。
【００４０】前記中間層２６上には、この中間層２６の
上面より幅広の下部面幅５μｍ、上部面幅４μｍ、厚み
０．３μｍのストライプ状の第２リッジ部３７をなすｐ
型ＡｌzaＧａ1-zaＡｓ（０．４≦ｚａ≦０．５５、本実
施例ではｚａ＝０．５）第４クラッド層２７が形成され
ている。前記第２リッジ部３７の上面には０．３μｍ厚
のｐ型ＧａＡｓ保護層２８がこの順序で形成されてい
る。
上面より幅広の下部面幅５μｍ、上部面幅４μｍ、厚み
０．３μｍのストライプ状の第２リッジ部３７をなすｐ
型ＡｌzaＧａ1-zaＡｓ（０．４≦ｚａ≦０．５５、本実
施例ではｚａ＝０．５）第４クラッド層２７が形成され
ている。前記第２リッジ部３７の上面には０．３μｍ厚
のｐ型ＧａＡｓ保護層２８がこの順序で形成されてい
る。
【００４１】前記第２クラッド層２５上には、前記第１
リッジ部３５、中間層２６、第２リッジ部３７、及びｐ
型ＧａＡｓ保護層２８を挟むようにこれらの両側に０．
８μｍ厚のｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２９、２９が形成さ
れている。前記電流阻止層２９、２９及び露出したｐ型
ＧａＡｓ保護層２８上には２μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層３０が形成されている。
リッジ部３５、中間層２６、第２リッジ部３７、及びｐ
型ＧａＡｓ保護層２８を挟むようにこれらの両側に０．
８μｍ厚のｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２９、２９が形成さ
れている。前記電流阻止層２９、２９及び露出したｐ型
ＧａＡｓ保護層２８上には２μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層３０が形成されている。
【００４２】前記キャップ層３０の上面にはＡｕ−Ｃｒ
からなるｐ型側オーミック電極３１が形成されており、
前記基板１の下面にはＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側
オーミック電極３２が形成されている。
からなるｐ型側オーミック電極３１が形成されており、
前記基板１の下面にはＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側
オーミック電極３２が形成されている。
【００４３】次に、斯る半導体レーザ素子の製造方法の
一例を図５を用いて説明する。尚、図４と同一部分又は
対応する部分には同一符号を付す。
一例を図５を用いて説明する。尚、図４と同一部分又は
対応する部分には同一符号を付す。
【００４４】最初に、図５（ａ）に示すように、有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）または分子線エピタキシ
ャル法（ＭＢＥ法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板２１上に
ｎ型ＧａＡｓバッファー層２２、ｎ型ＡｌxaＧａ1-xaＡ
ｓ第１クラッド層２３、アンドープのＡｌqaＧａ1-qaＡ
ｓ活性層２４、ｐ型ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２クラッド層
２５、ｐ型（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎo.5Ｐからなる第
３クラッド層としての中間層２６、ｐ型ＡｌzaＧａ1-za
Ａｓ第４クラッド層２７、及びｐ型ＧａＡｓ保護層２８
をこの順序で連続成長する。
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）または分子線エピタキシ
ャル法（ＭＢＥ法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板２１上に
ｎ型ＧａＡｓバッファー層２２、ｎ型ＡｌxaＧａ1-xaＡ
ｓ第１クラッド層２３、アンドープのＡｌqaＧａ1-qaＡ
ｓ活性層２４、ｐ型ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２クラッド層
２５、ｐ型（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎo.5Ｐからなる第
３クラッド層としての中間層２６、ｐ型ＡｌzaＧａ1-za
Ａｓ第４クラッド層２７、及びｐ型ＧａＡｓ保護層２８
をこの順序で連続成長する。
【００４５】続いて、図５（ｂ）に示すように、前記ｐ
型ＧａＡｓ保護層２８上に膜厚０．５μｍのＳｉＯ
2（二酸化ケイ素）膜又はＳｉ3Ｎ4（四窒化三ケイ素）
膜を化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、電子ビーム蒸着法、
又はスパッタリング法等により形成した後、フォトリソ
グラフィ技術とＨＦ（フッ酸）溶液を用いた選択エッチ
ングにより、幅５μｍ、層厚０．５μｍのストライプ状
のマスク層４０を形成する。次に、このマスク層４０を
介した状態でＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＰに対するエ
ッチング速度に比べてＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓに対する
エッチング速度が大きい燐酸系エッチング液（Ｈ3Ｐ
Ｏ4：Ｈ2Ｏ2：ＣＨ3ＯＨ＝３：１：１ ）により前記Ｇ
ａＡｓ保護層２８、第４クラッド層２７を選択的にエッ
チングして中間層２６を露出させる。この工程でｐ型Ａ
ｌzaＧａ1-zaＡｓ第４クラッド層２７で構成される上部
面幅４．５μｍ、下部面幅５．５μｍのストライプ状の
第２リッジ部３７が構成され、該第２リッジ部３７の上
面にストライプ状のＧａＡｓ保護層２８が残余する。こ
こで構成された保護層２８及び第２リッジ部３７は後の
工程でエッチングされるので、最終所望幅より大きく形
成される。尚、前記ＧａＡｓ保護層２８は後述するＧａ
Ａｓキャップ層３０を形成する際に、形成面全域をＧａ
Ａｓ面として形成を容易にするための層であって、該Ｇ
ａＡｓ保護層２８は省いてもよい。
型ＧａＡｓ保護層２８上に膜厚０．５μｍのＳｉＯ
2（二酸化ケイ素）膜又はＳｉ3Ｎ4（四窒化三ケイ素）
膜を化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、電子ビーム蒸着法、
又はスパッタリング法等により形成した後、フォトリソ
グラフィ技術とＨＦ（フッ酸）溶液を用いた選択エッチ
ングにより、幅５μｍ、層厚０．５μｍのストライプ状
のマスク層４０を形成する。次に、このマスク層４０を
介した状態でＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＰに対するエ
ッチング速度に比べてＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓに対する
エッチング速度が大きい燐酸系エッチング液（Ｈ3Ｐ
Ｏ4：Ｈ2Ｏ2：ＣＨ3ＯＨ＝３：１：１ ）により前記Ｇ
ａＡｓ保護層２８、第４クラッド層２７を選択的にエッ
チングして中間層２６を露出させる。この工程でｐ型Ａ
ｌzaＧａ1-zaＡｓ第４クラッド層２７で構成される上部
面幅４．５μｍ、下部面幅５．５μｍのストライプ状の
第２リッジ部３７が構成され、該第２リッジ部３７の上
面にストライプ状のＧａＡｓ保護層２８が残余する。こ
こで構成された保護層２８及び第２リッジ部３７は後の
工程でエッチングされるので、最終所望幅より大きく形
成される。尚、前記ＧａＡｓ保護層２８は後述するＧａ
Ａｓキャップ層３０を形成する際に、形成面全域をＧａ
Ａｓ面として形成を容易にするための層であって、該Ｇ
ａＡｓ保護層２８は省いてもよい。
【００４６】続いて、図５（ｃ）に示すように、前記マ
スク層４０を介した状態で臭化水素（ＨＢｒ）溶液を用
いて前記第２リッジ部３７の下部面幅よりも幅狭の幅に
なるように前記ｐ型中間層２６を選択的にサイドエッチ
ングする。
スク層４０を介した状態で臭化水素（ＨＢｒ）溶液を用
いて前記第２リッジ部３７の下部面幅よりも幅狭の幅に
なるように前記ｐ型中間層２６を選択的にサイドエッチ
ングする。
【００４７】その後、図５（ｄ）に示すように、前記中
間層２６をマスクとして前述と同じ燐酸系エッチング液
を用いて前ｐ型ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２クラッド層２５
を選択的にメサエッチングして上部面幅２〜３μｍ、下
部幅４μｍのストライプ状の第１リッジ部３５を有する
形状とする。
間層２６をマスクとして前述と同じ燐酸系エッチング液
を用いて前ｐ型ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２クラッド層２５
を選択的にメサエッチングして上部面幅２〜３μｍ、下
部幅４μｍのストライプ状の第１リッジ部３５を有する
形状とする。
【００４８】次に、図４に示すように、前記マスク層４
０を介した状態でＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法によりｎ型
ＧａＡｓ電流阻止層２９、２９を形成した後、前記マス
ク層４０をＨＦ（フッ酸）溶液にて選択的にエッチング
除去して前記ＧａＡｓ保護層２８を露出させる。その
後、ＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法により前記ＧａＡｓ保護
層２８及び電流阻止層２９、２９上にｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層３０を形成する。最後に、前記キャップ層３０上
面及び前記基板２１下面にそれぞれＡｕ−Ｃｒからなる
ｐ型側電極３１及びＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側電
極３２を蒸着法等により形成する。
０を介した状態でＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法によりｎ型
ＧａＡｓ電流阻止層２９、２９を形成した後、前記マス
ク層４０をＨＦ（フッ酸）溶液にて選択的にエッチング
除去して前記ＧａＡｓ保護層２８を露出させる。その
後、ＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法により前記ＧａＡｓ保護
層２８及び電流阻止層２９、２９上にｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層３０を形成する。最後に、前記キャップ層３０上
面及び前記基板２１下面にそれぞれＡｕ−Ｃｒからなる
ｐ型側電極３１及びＡｕ−Ｓｎ−Ｃｒからなるｎ型側電
極３２を蒸着法等により形成する。
【００４９】このように斯る半導体レーザ素子も、第１
実施例と同様に第１リッジ部３５、（ＡｌtaＧａ1-ta）
0.5Ｉｎo.5Ｐからなる中間層２６及び第２リッジ部３７
が、前記活性層２４に比べてバンドエネルギーギャップ
を十分大きく且つ屈折率を十分小さく、即ち光閉じ込め
効果をもち並びに発振波長の光吸収が殆どない所謂クラ
ッド層として機能するので、ｐ型クラッド層の全層厚が
大きくなって光閉じ込めが十分に行えると共に前記第１
リッジ部３５の厚みＨaを小さくして、即ち該第１リッ
ジ部３５の上部面ストライプ幅Ｗa及びその上面に形成
された中間層２６の幅を従来素子の幅Ｗaのように小さ
くすることなく、前記活性層２４での電流通路幅を制御
する前記第１リッジ部３５の下部ストライプ幅Ｗbを小
さくできる。また、第２リッジ部３７、中間層２６、保
護層２８の層厚は小さくてよいので、幅広にできる。従
って、保護層２８、第２リッジ部３７、中間層２６の幅
及び第１リッジ部３５の上部面ストライプ幅Ｗaを大き
く且つ下部ストライプ幅Ｗbを小さくできるので、電流
通路となるこれらの部分での直列抵抗（動作電圧）を小
さくできると共に低アスペクト比を得られる。
実施例と同様に第１リッジ部３５、（ＡｌtaＧａ1-ta）
0.5Ｉｎo.5Ｐからなる中間層２６及び第２リッジ部３７
が、前記活性層２４に比べてバンドエネルギーギャップ
を十分大きく且つ屈折率を十分小さく、即ち光閉じ込め
効果をもち並びに発振波長の光吸収が殆どない所謂クラ
ッド層として機能するので、ｐ型クラッド層の全層厚が
大きくなって光閉じ込めが十分に行えると共に前記第１
リッジ部３５の厚みＨaを小さくして、即ち該第１リッ
ジ部３５の上部面ストライプ幅Ｗa及びその上面に形成
された中間層２６の幅を従来素子の幅Ｗaのように小さ
くすることなく、前記活性層２４での電流通路幅を制御
する前記第１リッジ部３５の下部ストライプ幅Ｗbを小
さくできる。また、第２リッジ部３７、中間層２６、保
護層２８の層厚は小さくてよいので、幅広にできる。従
って、保護層２８、第２リッジ部３７、中間層２６の幅
及び第１リッジ部３５の上部面ストライプ幅Ｗaを大き
く且つ下部ストライプ幅Ｗbを小さくできるので、電流
通路となるこれらの部分での直列抵抗（動作電圧）を小
さくできると共に低アスペクト比を得られる。
【００５０】また、本実施例の製造方法でも、前記（Ａ
ｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎo.5Ｐからなる中間層２６に対す
るエッチングレートと、前記ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２ク
ラッド層２５、前記ＡｌzaＧａ1-zaＡｓ第４クラッド層
２７、及びｐ型ＧａＡｓ保護層２８に対するエッチング
レートが十分に異なるエッチング液を用いてエッチング
を行うので、幅広の第２リッジ部３７を形成後、前記
（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎo.5Ｐからなる中間層２６を
サイドエッチングして所定の幅にし、これをマスクとし
て幅Ｗbを小さく、従来素子に比べて上部面ストライプ
幅Ｗaを大きくした第１リッジ部３５を精度よく、容易
に形成できる。
ｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎo.5Ｐからなる中間層２６に対す
るエッチングレートと、前記ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２ク
ラッド層２５、前記ＡｌzaＧａ1-zaＡｓ第４クラッド層
２７、及びｐ型ＧａＡｓ保護層２８に対するエッチング
レートが十分に異なるエッチング液を用いてエッチング
を行うので、幅広の第２リッジ部３７を形成後、前記
（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎo.5Ｐからなる中間層２６を
サイドエッチングして所定の幅にし、これをマスクとし
て幅Ｗbを小さく、従来素子に比べて上部面ストライプ
幅Ｗaを大きくした第１リッジ部３５を精度よく、容易
に形成できる。
【００５１】尚、前記活性層２４は、量子井戸構造層で
あってもよく、更に第２クラッド層２５には、障壁層と
井戸層が交互に積層された多重量子障壁（ＭＱＢ）層が
含まれていてもよく、又エッチングッストッパー層を有
するものでもよい。
あってもよく、更に第２クラッド層２５には、障壁層と
井戸層が交互に積層された多重量子障壁（ＭＱＢ）層が
含まれていてもよく、又エッチングッストッパー層を有
するものでもよい。
【００５２】上述では、ＡｌＧａＩｎＰ系又はＡｌＧａ
Ａｓ系半導体レーザ素子について述べたが、第１リッジ
部、第２リッジ部と、中間層とを選択的にエッチングで
きる中間層の材料又はエッチング液を選ぶことにより、
他の化合物半導体材料からなる半導体レーザ素子にも応
用できる。
Ａｓ系半導体レーザ素子について述べたが、第１リッジ
部、第２リッジ部と、中間層とを選択的にエッチングで
きる中間層の材料又はエッチング液を選ぶことにより、
他の化合物半導体材料からなる半導体レーザ素子にも応
用できる。
【００５３】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ素子は、第１リッ
ジ部上にクラッド層としての第２リッジ部をクラッド層
としての中間層を介して構成し且つ該中間層の材料と、
前記第１リッジ部の材料及び前記第２リッジ部の材料と
は、択一的に選択エッチング可能であるので、十分な光
閉じ込め効果を有し、且つ該第１リッジ部の上部面スト
ライプ幅、その上部面に形成された中間層の幅及び第２
リッジ部の幅を小さくすることなく、活性層での電流通
路幅を制御する前記第１リッジ部の下部ストライプ幅を
小さくできる。従って、出力するレーザ光のアスペクト
比が小さくなる。そしてレーザ素子の直列抵抗が小さく
なるので、素子の信頼性が向上すると共に、低電圧動作
が図れる。
ジ部上にクラッド層としての第２リッジ部をクラッド層
としての中間層を介して構成し且つ該中間層の材料と、
前記第１リッジ部の材料及び前記第２リッジ部の材料と
は、択一的に選択エッチング可能であるので、十分な光
閉じ込め効果を有し、且つ該第１リッジ部の上部面スト
ライプ幅、その上部面に形成された中間層の幅及び第２
リッジ部の幅を小さくすることなく、活性層での電流通
路幅を制御する前記第１リッジ部の下部ストライプ幅を
小さくできる。従って、出力するレーザ光のアスペクト
比が小さくなる。そしてレーザ素子の直列抵抗が小さく
なるので、素子の信頼性が向上すると共に、低電圧動作
が図れる。
【図１】本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子の
断面図である。
断面図である。
【図２】前記実施例の半導体レーザ素子の製造工程図で
ある。
ある。
【図３】前記実施例の半導体レーザ素子と従来例の半導
体レーザ素子の信頼性試験の結果を示す図である。
体レーザ素子の信頼性試験の結果を示す図である。
【図４】本発明に係る第２実施例の半導体レーザ素子の
断面図である。
断面図である。
【図５】前記実施例の半導体レーザ素子の製造工程図で
ある。
ある。
【図６】従来例の半導体レーザ素子の断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板（半導体基板） ３ ｎ型（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッ
ド層 ４ （ＡｌqＧａ1-q）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ５ ｐ型（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッ
ド層 ６ ｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓ中間層 ７ ｐ型（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッ
ド層 １０ ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層 １５ 第１リッジ部 １７ 第２リッジ部 ２１ ｎ型ＧａＡｓ基板（半導体基板） ２３ ｎ型ＡｌxaＧａ1-xaＡｓ第１クラッド層 ２４ ＡｌqaＧａ1-qaＡｓ活性層 ２５ ｐ型ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２クラッド層 ２６ ｐ型（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎ0.5Ｐ中間層 ２７ ｐ型ＡｌzaＧａ1-zaＡｓ第４クラッド層 ２９ ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層 ３５ 第１リッジ部 ３７ 第２リッジ部
ド層 ４ （ＡｌqＧａ1-q）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ５ ｐ型（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッ
ド層 ６ ｐ型ＡｌsＧａ1-sＡｓ中間層 ７ ｐ型（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第４クラッ
ド層 １０ ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層 １５ 第１リッジ部 １７ 第２リッジ部 ２１ ｎ型ＧａＡｓ基板（半導体基板） ２３ ｎ型ＡｌxaＧａ1-xaＡｓ第１クラッド層 ２４ ＡｌqaＧａ1-qaＡｓ活性層 ２５ ｐ型ＡｌyaＧａ1-yaＡｓ第２クラッド層 ２６ ｐ型（ＡｌtaＧａ1-ta）0.5Ｉｎ0.5Ｐ中間層 ２７ ｐ型ＡｌzaＧａ1-zaＡｓ第４クラッド層 ２９ ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層 ３５ 第１リッジ部 ３７ 第２リッジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−235487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−200786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−37684（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と、この基板上
に形成された第１導電型の第１クラッド層、活性層、及
びストライプ状の第１リッジ部を有する第２導電型の第
２クラッド層とからなるダブルヘテロ構造部と、前記第
１リッジ部上に形成された第２導電型の第３クラッド層
としてのストライプ状の中間層と、該中間層上に形成さ
れた該中間層上面幅より大きな幅を有する第２導電型の
第４クラッド層としてのストライプ状の第２リッジ部
と、前記第１リッジ部、前記中間層、及び前記第２リッ
ジ部の両側に形成された第１導電型の電流阻止層と、を
備え、前記中間層の材料と、前記第１リッジ部の材料及
び前記第２リッジ部の材料とは、択一的に選択エッチン
グ可能であることを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05261119A JP3133579B2 (ja) | 1992-10-21 | 1993-10-19 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-282928 | 1992-10-21 | ||
| JP28292892 | 1992-10-21 | ||
| JP05261119A JP3133579B2 (ja) | 1992-10-21 | 1993-10-19 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196812A JPH06196812A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3133579B2 true JP3133579B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=26544911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05261119A Expired - Fee Related JP3133579B2 (ja) | 1992-10-21 | 1993-10-19 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133579B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386364B2 (en) | 1998-01-29 | 2002-05-14 | Nippon Steel Welding Products & Engineering Co., Ltd. | Welding wire charge |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100251348B1 (ko) | 1996-12-30 | 2000-05-01 | 김영환 | Rwg 레이저 다이오드 및 그 제조 방법 |
| JP3459607B2 (ja) | 1999-03-24 | 2003-10-20 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| JP2002094181A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Sony Corp | 半導体レーザ素子及びその作製方法 |
| JP4589080B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-12-01 | シャープ株式会社 | エッチング方法 |
-
1993
- 1993-10-19 JP JP05261119A patent/JP3133579B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386364B2 (en) | 1998-01-29 | 2002-05-14 | Nippon Steel Welding Products & Engineering Co., Ltd. | Welding wire charge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06196812A (ja) | 1994-07-15 |
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