JP3307600B2 - 半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子およびその製造方法Info
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- JP3307600B2 JP3307600B2 JP02044599A JP2044599A JP3307600B2 JP 3307600 B2 JP3307600 B2 JP 3307600B2 JP 02044599 A JP02044599 A JP 02044599A JP 2044599 A JP2044599 A JP 2044599A JP 3307600 B2 JP3307600 B2 JP 3307600B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムと
光記録機器の主構成要素になる半導体レーザに関し、特
に、素子の構造とその製造方法に関するものである。
光記録機器の主構成要素になる半導体レーザに関し、特
に、素子の構造とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムや光記録機器の光源とし
て用いられる半導体レーザにおいて情報量やその適用分
野とが急速な増加に伴い大量に使われるようになり、よ
り高性能でかつ低価格であることが重要な要素の一つと
して要請されている。この目的のために、均一で高品質
な特性を持ちながら簡単な工程で作製できる素子の構造
が要求されている。
て用いられる半導体レーザにおいて情報量やその適用分
野とが急速な増加に伴い大量に使われるようになり、よ
り高性能でかつ低価格であることが重要な要素の一つと
して要請されている。この目的のために、均一で高品質
な特性を持ちながら簡単な工程で作製できる素子の構造
が要求されている。
【０００３】通常、半導体レーザは、内部に電流密度を
高めるため電流の流れを空間的に制限する電流狭窄層構
造を設けている。一般的に、このような電流狭窄層構造
は電流制限層を成長した後、電流経路部をエッチングす
ることで構成する。あるいは、電流制限層を選択的に成
長するなどの手法が採用されている。しかしながら、こ
のような手法では、数回の結晶成長工程あるいは複雑な
作製工程が必要となり、作製工程の簡素化に関し、十分
とは言えない。
高めるため電流の流れを空間的に制限する電流狭窄層構
造を設けている。一般的に、このような電流狭窄層構造
は電流制限層を成長した後、電流経路部をエッチングす
ることで構成する。あるいは、電流制限層を選択的に成
長するなどの手法が採用されている。しかしながら、こ
のような手法では、数回の結晶成長工程あるいは複雑な
作製工程が必要となり、作製工程の簡素化に関し、十分
とは言えない。
【０００４】そこで、近年、Ａlを含む層を設けその一
部を選択的に酸化させることによって電流制限層を生成
し電流狭窄層構造を形成する方法が試みられている。
部を選択的に酸化させることによって電流制限層を生成
し電流狭窄層構造を形成する方法が試みられている。
【０００５】しかしながらこれまで開発されたＡlを含
む層(ＡlInＡs、ＡlＡs、ＡlＧaＡsなど)の選択酸化に
より電流制限層を設ける半導体レーザは、平坦な基板上
に活性層とその近傍にＡlを含む層を成長させた利得ガ
イド型レーザ、あるいは、それをメサ(逆メサ)状にエッ
チングさせたリッジ型レーザであり、横モードの制御が
容易である埋め込み(ＢＨ)型レーザ構造は開発されてい
なかった。さらに、一回の結晶成長工程ではＢＨ型レー
ザ構造の作製が非常に困難であった。
む層(ＡlInＡs、ＡlＡs、ＡlＧaＡsなど)の選択酸化に
より電流制限層を設ける半導体レーザは、平坦な基板上
に活性層とその近傍にＡlを含む層を成長させた利得ガ
イド型レーザ、あるいは、それをメサ(逆メサ)状にエッ
チングさせたリッジ型レーザであり、横モードの制御が
容易である埋め込み(ＢＨ)型レーザ構造は開発されてい
なかった。さらに、一回の結晶成長工程ではＢＨ型レー
ザ構造の作製が非常に困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Ｃaracci等によってJ.
Ａppl.Ｐhys.７５(1994)pp.2706に報告された第1の従来
例では、図１に示したようにＡlを含む層を外部に露出
させ、その層を外部から選択酸化し、絶縁膜化させるこ
とが開示されている。
Ａppl.Ｐhys.７５(1994)pp.2706に報告された第1の従来
例では、図１に示したようにＡlを含む層を外部に露出
させ、その層を外部から選択酸化し、絶縁膜化させるこ
とが開示されている。
【０００７】この技術は一回の結晶成長工程で電流狭窄
層構造が作製できるとしているので、簡便に作製できる
ことにおいて一応の効果を奏している。しかしながら、
この構造は利得ガイド型であるため、レーザの光を強く
閉じ込めることができない問題が発生する。
層構造が作製できるとしているので、簡便に作製できる
ことにおいて一応の効果を奏している。しかしながら、
この構造は利得ガイド型であるため、レーザの光を強く
閉じ込めることができない問題が発生する。
【０００８】粕川等によって、特開平1０-４２３９号公
報において提案された第２の従来例、並びに特開平1０-
２２３９８１号公報において提案された第３の従来例で
は、Ａlを含む層を内部に設け、結晶成長後、横方向か
ら選択的に酸化させることによって電流狭窄層構造を形
成させる。
報において提案された第２の従来例、並びに特開平1０-
２２３９８１号公報において提案された第３の従来例で
は、Ａlを含む層を内部に設け、結晶成長後、横方向か
ら選択的に酸化させることによって電流狭窄層構造を形
成させる。
【０００９】しかし、電流経路の幅を酸化させる時間に
よって制御する手法を用いるため厳密な工程管理を必要
とし、再現性と制御性が低いという問題点があった。さ
らに、この構造は横モードを安定化させる為にリッジ構
造が外側に出ている構造のみを採用している。この場
合、半導体と空気の屈折率の差でモードの制御をしなけ
ればならず困難が多い。
よって制御する手法を用いるため厳密な工程管理を必要
とし、再現性と制御性が低いという問題点があった。さ
らに、この構造は横モードを安定化させる為にリッジ構
造が外側に出ている構造のみを採用している。この場
合、半導体と空気の屈折率の差でモードの制御をしなけ
ればならず困難が多い。
【００１０】また、上記第２の従来例では、ビームパタ
ンの制御のために反射鏡面近傍のリッジ幅を狭くしてい
るが、そのため、電極の形成に困難を伴い、また表面欠
陥による活性層の劣化などが起こりやすい。従って、理
論的に期待されるモード制御は現実には困難であり、信
頼性も低い。さらに、上記電流経路の幅の制御(困難で
ある)がうまくいかなければビームパタン自体の制御も
実際には困難となる。
ンの制御のために反射鏡面近傍のリッジ幅を狭くしてい
るが、そのため、電極の形成に困難を伴い、また表面欠
陥による活性層の劣化などが起こりやすい。従って、理
論的に期待されるモード制御は現実には困難であり、信
頼性も低い。さらに、上記電流経路の幅の制御(困難で
ある)がうまくいかなければビームパタン自体の制御も
実際には困難となる。
【００１１】従って、実用システムへの適用を考えてみ
ると、この構造で高速変調や高出力の特性を得ることは
非常に困難である。
ると、この構造で高速変調や高出力の特性を得ることは
非常に困難である。
【００１２】これに対し、埋め込みリッジ導波路型は、
前記従来例２の説明に用いられた参照例ではビームパタ
ンの制御に難ありとされていたが、実際には埋め込む材
料の組成、形状を工夫することで簡単に制御が可能であ
る。すなわち、埋め込みリッジ導波路型はリッジ構造に
比べ電流と光の狭窄が有利で低閾値電流密度が容易に達
成できる。
前記従来例２の説明に用いられた参照例ではビームパタ
ンの制御に難ありとされていたが、実際には埋め込む材
料の組成、形状を工夫することで簡単に制御が可能であ
る。すなわち、埋め込みリッジ導波路型はリッジ構造に
比べ電流と光の狭窄が有利で低閾値電流密度が容易に達
成できる。
【００１３】本発明の主な目的の一つは簡素な方法で作
製した埋め込み型の半導体レーザを提供することと、高
い歩留まりの作製工程で低価格な半導体レーザを提供す
ることにある。
製した埋め込み型の半導体レーザを提供することと、高
い歩留まりの作製工程で低価格な半導体レーザを提供す
ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
手段は、リッジ状の構造が形成されている半導体基板上
に、光が発生する活性層と、その活性層の上下にキャリ
アと光を活性層に閉じ込めるダブルへテロ構造を備え、
かつ、このダブルへテロ構造の近傍で、かつ上下方向の
少なくとも一方に、アルミニウム(Ａl)を含む結晶層が
設けられており、そのアルミニウムを含む層は基板のリ
ッジ構造によって、リッジの上面と下面の間で途切れて
おり、かつ前記アルミニウムを含む層の一部が酸化され
ている、半導体レーザ素子である。
手段は、リッジ状の構造が形成されている半導体基板上
に、光が発生する活性層と、その活性層の上下にキャリ
アと光を活性層に閉じ込めるダブルへテロ構造を備え、
かつ、このダブルへテロ構造の近傍で、かつ上下方向の
少なくとも一方に、アルミニウム(Ａl)を含む結晶層が
設けられており、そのアルミニウムを含む層は基板のリ
ッジ構造によって、リッジの上面と下面の間で途切れて
おり、かつ前記アルミニウムを含む層の一部が酸化され
ている、半導体レーザ素子である。
【００１５】また、リッジ状の構造が形成されている半
導体基板上に、光が発生する活性層を形成する工程と、
その活性層の上下にキャリアと光を活性層に閉じ込める
ダブルへテロ構造を形成する工程と、このダブルへテロ
構造の近傍に、上下方向の少なくとも一方に、アルミニ
ウム(Ａl)を含む結晶層を設ける工程と、そのアルミニ
ウムを含む層の一部を酸化する工程とを有し、かつ、該
アルミニウムを含む結晶層を設ける工程において、その
アルミニウムを含む層は、リッジ上面と下面の間で途切
れるように形成されることを特徴とする半導体レーザの
製造方法である。
導体基板上に、光が発生する活性層を形成する工程と、
その活性層の上下にキャリアと光を活性層に閉じ込める
ダブルへテロ構造を形成する工程と、このダブルへテロ
構造の近傍に、上下方向の少なくとも一方に、アルミニ
ウム(Ａl)を含む結晶層を設ける工程と、そのアルミニ
ウムを含む層の一部を酸化する工程とを有し、かつ、該
アルミニウムを含む結晶層を設ける工程において、その
アルミニウムを含む層は、リッジ上面と下面の間で途切
れるように形成されることを特徴とする半導体レーザの
製造方法である。
【００１６】本発明による半導体レーザは、Ａlを含む
層の選択酸化により電流狭窄層構造が形成された構成に
なっている。リッジ状構造を持つ化合物半導体の基板上
にバッファ層、第1クラッド層、活性層、第２クラッド
層、Ａlを含む層、キャップ層を、順次成長する。その
後、高温高湿度雰囲気中でＡlを含む層を横方向から、
リッジ上の活性層部分を除き、選択的に酸化させること
によって電流狭窄層構造が形成される。
層の選択酸化により電流狭窄層構造が形成された構成に
なっている。リッジ状構造を持つ化合物半導体の基板上
にバッファ層、第1クラッド層、活性層、第２クラッド
層、Ａlを含む層、キャップ層を、順次成長する。その
後、高温高湿度雰囲気中でＡlを含む層を横方向から、
リッジ上の活性層部分を除き、選択的に酸化させること
によって電流狭窄層構造が形成される。
【００１７】[作用]本発明は、基板に形成したリッジ状
構造によってＡlを含む層が電流経路部で途切れ、酸化
されないようにして酸化工程の制御性、再現性を高くし
たことを特徴としている。この酸化されたＡlを含む層
は、絶縁性を持ち電流の流れをを空間的に制限する役目
を果たす。
構造によってＡlを含む層が電流経路部で途切れ、酸化
されないようにして酸化工程の制御性、再現性を高くし
たことを特徴としている。この酸化されたＡlを含む層
は、絶縁性を持ち電流の流れをを空間的に制限する役目
を果たす。
【００１８】また、酸化されたＡlを含む層は屈折率が
小さくなるため、発生した光を活性層に閉じ込める効果
を奏する。従って、発振閾値電流の低減という効果が得
られる。
小さくなるため、発生した光を活性層に閉じ込める効果
を奏する。従って、発振閾値電流の低減という効果が得
られる。
【００１９】さらに、本発明によれば、埋め込み型レー
ザ構造が一回の結晶成長工程で作製できることを特徴と
している。
ザ構造が一回の結晶成長工程で作製できることを特徴と
している。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図を用
いて説明する。本実施形態ではInＰ基板上に作製したIn
ＧaＡsＰ系長波長レーザの場合について説明する。
いて説明する。本実施形態ではInＰ基板上に作製したIn
ＧaＡsＰ系長波長レーザの場合について説明する。
【００２１】図２には、本発明の第１の実施形態として
の1.３ｍｍの発振波長を持つ半導体レーザ構造の模式図
が示されている。図３(a)および(b)は、図２のＡ-Ａ'
線、Ｂ-Ｂ'線にそれぞれ沿った断面図である。
の1.３ｍｍの発振波長を持つ半導体レーザ構造の模式図
が示されている。図３(a)および(b)は、図２のＡ-Ａ'
線、Ｂ-Ｂ'線にそれぞれ沿った断面図である。
【００２２】まず、図４に示すように、(１００)面方位
を持つn型InＰ基板上にフォトリソグラフィ法で＜０1１
＞方向に沿ってフォトレジストのストライプが向かうよ
うにパターニングし、これをマスクとして逆メサ型のリ
ッジ状構造を化学エッチング法で形成する。
を持つn型InＰ基板上にフォトリソグラフィ法で＜０1１
＞方向に沿ってフォトレジストのストライプが向かうよ
うにパターニングし、これをマスクとして逆メサ型のリ
ッジ状構造を化学エッチング法で形成する。
【００２３】リッジ下部の幅は０.５〜1０μｍ、例えば
1.５μｍとするのが好ましく、また、リッジのピッチは
５０〜５００μｍ、例えば３００μｍとするのが好まし
い。
1.５μｍとするのが好ましく、また、リッジのピッチは
５０〜５００μｍ、例えば３００μｍとするのが好まし
い。
【００２４】表面のフォトレジストを除去した後、有機
金属気状蒸着法(ＭＯＶＰＥ)を用いn型バッファ層、n型
InＧaＡsＰの第1クラッド層、多重量子井戸構造の活性
層、p型InＧaＡsＰの第２クラッド層、p型InＡlＡsのＡ
lを含む層、p型InＰのキャップ層の順に順次成長する。
金属気状蒸着法(ＭＯＶＰＥ)を用いn型バッファ層、n型
InＧaＡsＰの第1クラッド層、多重量子井戸構造の活性
層、p型InＧaＡsＰの第２クラッド層、p型InＡlＡsのＡ
lを含む層、p型InＰのキャップ層の順に順次成長する。
【００２５】この結晶成長工程においては、温度は好ま
しくは６００〜７００℃、例えば６５０℃であり、圧力
は７６〜７６０ｍＴorrの範囲でできるだけ低くするの
が好ましい。
しくは６００〜７００℃、例えば６５０℃であり、圧力
は７６〜７６０ｍＴorrの範囲でできるだけ低くするの
が好ましい。
【００２６】その結果、(１００)面方向には結晶が積層
されるが、リッジの側面である{1１1}Ｂ面上にはほぼ成
長せず、図３(a)のように、リッジ上部のダブルヘテロ
多層膜とInＡlＡs層がリッジ下部左右の部分と途切れた
埋め込み形状に形成される。
されるが、リッジの側面である{1１1}Ｂ面上にはほぼ成
長せず、図３(a)のように、リッジ上部のダブルヘテロ
多層膜とInＡlＡs層がリッジ下部左右の部分と途切れた
埋め込み形状に形成される。
【００２７】ここで各層の厚さは、n型InＧaＡsＰの第1
クラッド層が好ましくは０.1〜1.０μｍ、例えば1.５μ
ｍであり、p型InＧaＡsＰの第２クラッド層が好ましく
は０.０５〜1.０μｍ、例えば０.1μｍであり、p型InＡ
lＡsのＡlを含む層が好ましくは1０〜１５０nｍ、例え
ば１００nｍ、p型InＰのキャップ層が好ましくは０.５
〜２.５μｍ、例えば２μｍである。
クラッド層が好ましくは０.1〜1.０μｍ、例えば1.５μ
ｍであり、p型InＧaＡsＰの第２クラッド層が好ましく
は０.０５〜1.０μｍ、例えば０.1μｍであり、p型InＡ
lＡsのＡlを含む層が好ましくは1０〜１５０nｍ、例え
ば１００nｍ、p型InＰのキャップ層が好ましくは０.５
〜２.５μｍ、例えば２μｍである。
【００２８】キャリア濃度は、n型InＧaＡsＰの第１ク
ラッド層では、好ましくは０.５〜２.０×1０18cｍ-3、
例えば1×1０18cｍ-3であり、p型InＧaＡsＰの第２クラ
ッド層では、好ましくは３.０〜２０.０×1０17cｍ-3、
例えば７×1０17cｍ-3であり、p型InＰのキャップ層で
は、好ましくは０.５〜２.０×1０18cｍ-3、例えば1×1
０18cｍ-3である。
ラッド層では、好ましくは０.５〜２.０×1０18cｍ-3、
例えば1×1０18cｍ-3であり、p型InＧaＡsＰの第２クラ
ッド層では、好ましくは３.０〜２０.０×1０17cｍ-3、
例えば７×1０17cｍ-3であり、p型InＰのキャップ層で
は、好ましくは０.５〜２.０×1０18cｍ-3、例えば1×1
０18cｍ-3である。
【００２９】また、多重量子井戸構造の活性層は、例え
ば発光波長1.３μｍの場合、７層のInＧaＡsＰ井戸層
と、InＧaＡsＰ障壁層からなり、前記井戸層は波長組成
1.４μｍ、厚さ５nｍ、圧縮歪1％であり、前記障壁層は
波長組成1.1μｍ、厚さ1０nｍである。
ば発光波長1.３μｍの場合、７層のInＧaＡsＰ井戸層
と、InＧaＡsＰ障壁層からなり、前記井戸層は波長組成
1.４μｍ、厚さ５nｍ、圧縮歪1％であり、前記障壁層は
波長組成1.1μｍ、厚さ1０nｍである。
【００３０】また、InＡlＡsのＡlを含む層は、InＰに
格子接合するため組成はIn0.52Ａl0. 48Ａsが好ましい。
格子接合するため組成はIn0.52Ａl0. 48Ａsが好ましい。
【００３１】キャップ層を成長した後、表面に保護用Ｓ
iＯ2薄膜を蒸着し、高温高湿度雰囲気中、代表的には水
蒸気を含むＮ2雰囲気中でInＡlＡs層をリッジ上部を除
き横方向から選択的に酸化させる。このときの温度は好
ましくは４００〜６００℃、例えば５００℃であり、酸
化処理時間は好ましくは３０〜３００分間、例えば１２
０分間である。
iＯ2薄膜を蒸着し、高温高湿度雰囲気中、代表的には水
蒸気を含むＮ2雰囲気中でInＡlＡs層をリッジ上部を除
き横方向から選択的に酸化させる。このときの温度は好
ましくは４００〜６００℃、例えば５００℃であり、酸
化処理時間は好ましくは３０〜３００分間、例えば１２
０分間である。
【００３２】最後にＳiＯ2薄膜を除去し上下面にp型とn
型電極をそれぞれ形成することで図２の埋め込み型レー
ザが完成する。
型電極をそれぞれ形成することで図２の埋め込み型レー
ザが完成する。
【００３３】本実施形態では、電流経路部では酸化され
ない為、選択酸化の制御性及び再現性が格段に向上され
ことが分かる。さらに、活性層部分が埋め込み型となっ
ているので、横モードの高い制御性、高速変調、高出力
などの効果が得られる。
ない為、選択酸化の制御性及び再現性が格段に向上され
ことが分かる。さらに、活性層部分が埋め込み型となっ
ているので、横モードの高い制御性、高速変調、高出力
などの効果が得られる。
【００３４】上記実施形態の各工程において、薄膜結晶
をバッファ層、InＡlＡs層、InＧaＡsＰの第1クラッド
層、多重量子井戸構造の活性層、InＧaＡsＰの第２クラ
ッド層、InＰのキャップ層の順に成長しても同一な効果
が得られる。また、高温高湿度雰囲気中の酸化工程の替
わりに過酸化水素水に浸漬することによってＡlを含む
層を酸化させても同様の効果が得られる。
をバッファ層、InＡlＡs層、InＧaＡsＰの第1クラッド
層、多重量子井戸構造の活性層、InＧaＡsＰの第２クラ
ッド層、InＰのキャップ層の順に成長しても同一な効果
が得られる。また、高温高湿度雰囲気中の酸化工程の替
わりに過酸化水素水に浸漬することによってＡlを含む
層を酸化させても同様の効果が得られる。
【００３５】次に、第２の実施形態について説明する。
(１００)面方位を持つInＰ基板上にフォトリソグラフィ
法で＜０ -1 1＞方向に沿ってフォトレジストのスト
ライプが向かうようにパターニングし、これをマスクと
してメサ型のリッジ状構造を化学エッチング法で形成す
る。その上に、第１の実施形態と同様に多層薄膜と電極
を形成させ、図５のようなレーザが完成する。
(１００)面方位を持つInＰ基板上にフォトリソグラフィ
法で＜０ -1 1＞方向に沿ってフォトレジストのスト
ライプが向かうようにパターニングし、これをマスクと
してメサ型のリッジ状構造を化学エッチング法で形成す
る。その上に、第１の実施形態と同様に多層薄膜と電極
を形成させ、図５のようなレーザが完成する。
【００３６】この実施形態ではリッジの斜面が{1１1}Ｂ
面であり、この面上では(１００)面上に比べ結晶の成長
速度が非常に遅くなる。従って、リッジの斜面では極端
に薄い薄膜しか成長せず、第１の実施形態と同様の効果
が得られる。
面であり、この面上では(１００)面上に比べ結晶の成長
速度が非常に遅くなる。従って、リッジの斜面では極端
に薄い薄膜しか成長せず、第１の実施形態と同様の効果
が得られる。
【００３７】上記実施形態では、リッジ上面の形状が広
い台形のものを適用したが、リッジの上面が比較的狭い
リッジ形状についても適用することができる。その構成
を図６に示す。図６はリッジに垂直な方向の断面図を示
す。
い台形のものを適用したが、リッジの上面が比較的狭い
リッジ形状についても適用することができる。その構成
を図６に示す。図６はリッジに垂直な方向の断面図を示
す。
【００３８】このメサ型リッジ上に成長する第1クラッ
ド層および第２クラッド層の厚みをInＡlＡs層を成長す
る前にリッジ形状が三角形になるように設定すると、リ
ッジの上面では第２クラッド層を成長した後(１００)面
がなくなり{1１1}Ｂ面のみとなるため、InＡlＡs層が成
長しない。
ド層および第２クラッド層の厚みをInＡlＡs層を成長す
る前にリッジ形状が三角形になるように設定すると、リ
ッジの上面では第２クラッド層を成長した後(１００)面
がなくなり{1１1}Ｂ面のみとなるため、InＡlＡs層が成
長しない。
【００３９】本構成において、活性層の上部にある酸化
されないInＡlＡs層によって生じるキャリアの電気的障
壁がなくなる効果が得られる。従って、本発明の目的が
達成されることは勿論、より低閾値電流密度を持つ素子
が作製できる相乗的な効果を奏する。本構成は第１の実
施形態のような逆メサ型リッジに適用してもよい。
されないInＡlＡs層によって生じるキャリアの電気的障
壁がなくなる効果が得られる。従って、本発明の目的が
達成されることは勿論、より低閾値電流密度を持つ素子
が作製できる相乗的な効果を奏する。本構成は第１の実
施形態のような逆メサ型リッジに適用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1回の結晶成長でＢＨ構造が作製でき、作製工程の簡略
化による生産コストの削減がが提供される。さらに、Ａ
lを含む層がリッジによて途切れるため(酸化ストップの
効果)、選択酸化工程の歩留まりが大きくなり、高い再
現性が簡便に達成できる。
1回の結晶成長でＢＨ構造が作製でき、作製工程の簡略
化による生産コストの削減がが提供される。さらに、Ａ
lを含む層がリッジによて途切れるため(酸化ストップの
効果)、選択酸化工程の歩留まりが大きくなり、高い再
現性が簡便に達成できる。
【００４１】また、酸化されたＡlInＡs、ＡlＡs、Ａl
ＧaＡs層等の酸化膜は屈折率が小さくなり、また、絶縁
性であるため、光とキャリアの閉じ込めが同時にでき、
低閾値、高効率の特性が容易に得られる。
ＧaＡs層等の酸化膜は屈折率が小さくなり、また、絶縁
性であるため、光とキャリアの閉じ込めが同時にでき、
低閾値、高効率の特性が容易に得られる。
【図１】従来の半導体レーザの構造を示す断面図
【図２】本発明の一実施形態例の半導体レーザの構造を
示す模式図
示す模式図
【図３】本発明の一実施形態例の半導体レーザの構造を
示す断面図
示す断面図
【図４】本発明の一実施形態例の半導体レーザの作製に
用いる基板の模式図
用いる基板の模式図
【図５】本発明の他の実施形態例の半導体レーザの構造
を示す断面図
を示す断面図
【図６】本発明のさらに別の実施形態例の半導体レーザ
の構造を示す断面図
の構造を示す断面図
１１ p型金属電極 １２ p型InＧaＡsのキャップ層 １３ p型InＡlＡs層 １４ 酸化されたp型InＡlＡs層 １５ InＧaＡsＰ/InＰの第２クラッド層 １６ 多重量子井戸の活性層 １７ InＧaＡsＰ/InＰの第1クラッド層 １８ n型InＰ基板 １９ n型金属電極 ２０ p型金属電極 ２１ p型InＰのキャップ層 ２２ p型InＡlＡsのＡlを含む層 ２３ p型InＧaＡsＰの第２クラッド層 ２４ 多重量子井戸構造の活性層 ２５ n型InＧaＡsＰの第1クラッド層 ２６ 酸化されたp-型InＡlＡsのＡlを含む層 ２７ n型InＰバッファ層 ２８ n型InＰ基板 ２９ n型金属電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−186652（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，11 ［７］，ｐ．773−775 Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒ ｏ−Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ 2000 13ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔ ｉｎｇ，１，129−130 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (8)
- 【請求項１】 リッジ状の構造が形成されている半導体
基板上に、光が発生する活性層と、その活性層の上下に
キャリアと光を活性層に閉じ込めるダブルへテロ構造を
備え、かつ、このダブルへテロ構造の近傍で、かつ上下
方向の少なくとも一方に、アルミニウム(Ａl)を含む結
晶層が設けられており、そのアルミニウムを含む層は基
板のリッジ構造によって、リッジの上面と下面の間で途
切れており、かつ前記アルミニウムを含む層の一部が酸
化されている半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記のリッジ構造がメサ型あるいは逆メ
サ型である請求項１に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記半導体レーザの構造が埋め込み型と
なっている、請求項１または２に記載の半導体レーザ素
子。 - 【請求項４】 前記半導体レーザのダブルへテロ構造が
多重量子井戸構造である、請求項１ないし３のいずれか
１項に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項５】 リッジ状の構造が形成されている半導体
基板上に、光が発生する活性層を形成する工程と、その
活性層の上下にキャリアと光を活性層に閉じ込めるダブ
ルへテロ構造を形成する工程と、このダブルへテロ構造
の近傍に、上下方向の少なくとも一方に、アルミニウム
(Ａl)を含む結晶層を設ける工程と、そのアルミニウム
を含む層の一部を酸化する工程とを有し、かつ、 該アルミニウムを含む結晶層を設ける工程において、そ
のアルミニウムを含む層は、リッジ上面と下面の間で途
切れるように形成されることを特徴とする半導体レーザ
の製造方法。 - 【請求項６】 前記酸化の工程が、酸素あるいは水蒸気
を含む気体の雰囲気中で加熱することである、請求項５
に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項７】 前記酸化の工程が、アルミニウムを酸化
できる溶液によって前記のアルミニウムを含む層を酸化
させる工程である、請求項６に記載の半導体レーザの製
造方法。 - 【請求項８】 前記半導体レーザの製造方法において、
結晶成長工程が連続した１回の工程のみで完了する、請
求項５に記載の半導体レーザの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP02044599A JP3307600B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02044599A JP3307600B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223777A JP2000223777A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3307600B2 true JP3307600B2 (ja) | 2002-07-24 |
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| JP02044599A Expired - Fee Related JP3307600B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3307600B2 (ja) |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP02044599A patent/JP3307600B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１１［７］，ｐ．７７３−７７５ |
| Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ ２０００ １３ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，１，１２９−１３０ |
Also Published As
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| JP2000223777A (ja) | 2000-08-11 |
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