JPH02129986A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
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- JPH02129986A JPH02129986A JP63283291A JP28329188A JPH02129986A JP H02129986 A JPH02129986 A JP H02129986A JP 63283291 A JP63283291 A JP 63283291A JP 28329188 A JP28329188 A JP 28329188A JP H02129986 A JPH02129986 A JP H02129986A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- H01S5/2202—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure by making a groove in the upper laser structure
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- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高出力、高信頼度化を可能にするＮＡＭ
（ｎｏｎ−ａｂｓｒｏｒｂｊｎｇ ｍ１ｒｒｏｒ）構造
を有する半導体レーザ装置及びその製造方法に関するも
のである。
（ｎｏｎ−ａｂｓｒｏｒｂｊｎｇ ｍ１ｒｒｏｒ）構造
を有する半導体レーザ装置及びその製造方法に関するも
のである。
第３図は例えばアプライド フィジックス レターズ、
第４５巻、８１８〜８２０ページ （１９８４年）に示
された、従来の多重量子井戸（ＭＱＷ：’ ｍｕｌｔｉ
ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌ１）活性層を有するＳ Ａ Ｓ
（ｓｅｌｆ−ａｌｌｇｎｅｄ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）
レーザを示す断面図であり、図において、１はｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、２はｎ型ＧａＯ，５５ＡＩ ０．４５Ａｓ下
クラッド層、３はＭＱＷ活性層、４はｐ型Ｇ ａ Ｑ、
５５Ａ Ｉ Ｏ，４５Ａ ｓ第１上クラッド層、５はｎ
型ＧａＡｓ電流狭窄層、６はｐ型ＧａＯ，５５ＡＩ Ｏ
，４５Ａｓ第２上クラッド層、７はｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層、８．９は金属電極である。
第４５巻、８１８〜８２０ページ （１９８４年）に示
された、従来の多重量子井戸（ＭＱＷ：’ ｍｕｌｔｉ
ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌ１）活性層を有するＳ Ａ Ｓ
（ｓｅｌｆ−ａｌｌｇｎｅｄ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）
レーザを示す断面図であり、図において、１はｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、２はｎ型ＧａＯ，５５ＡＩ ０．４５Ａｓ下
クラッド層、３はＭＱＷ活性層、４はｐ型Ｇ ａ Ｑ、
５５Ａ Ｉ Ｏ，４５Ａ ｓ第１上クラッド層、５はｎ
型ＧａＡｓ電流狭窄層、６はｐ型ＧａＯ，５５ＡＩ Ｏ
，４５Ａｓ第２上クラッド層、７はｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層、８．９は金属電極である。
次に動作について説明する。金属電極８，９間に活性層
３のｐｎ接合に対して順方向となる電圧を印加すると、
ストライプ状の溝１０の近傍に電流が集中して流れ、キ
ャリアがＭＱＷ活性層３に閉じ込められて再結合発光が
生じる。光はクラッド層２，４及びストライプ状の溝１
０によって導波され、対向する襞間端面によって構成さ
れた共振器内でレーザ発振に至る。
３のｐｎ接合に対して順方向となる電圧を印加すると、
ストライプ状の溝１０の近傍に電流が集中して流れ、キ
ャリアがＭＱＷ活性層３に閉じ込められて再結合発光が
生じる。光はクラッド層２，４及びストライプ状の溝１
０によって導波され、対向する襞間端面によって構成さ
れた共振器内でレーザ発振に至る。
次に製造工程を簡単に説明する。まず、第１回目の結晶
成長工程として、基板１上に気相成長法によって電流狭
窄層５までを順次成長した後、写真製版の手法を用いた
選択エツチングによってストライプ状の溝１０を形成す
る。そして、その上に第２回目の成長工程として、コン
タクト層７までを同様に成長させた後、金属電極８，９
を形成し、各チップに分離して素子が完成する。
成長工程として、基板１上に気相成長法によって電流狭
窄層５までを順次成長した後、写真製版の手法を用いた
選択エツチングによってストライプ状の溝１０を形成す
る。そして、その上に第２回目の成長工程として、コン
タクト層７までを同様に成長させた後、金属電極８，９
を形成し、各チップに分離して素子が完成する。
従来の半導体レーザ装置は以上のように構成されている
ので、界面準位に起因して襞間端面がレーザ光の吸収領
域となっている。このため、最大光出力が端面での光学
損傷（ＣＯＤ ：Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｌｃ ０ｐｔｉ
ｃａｌ Ｄａｍａｇｅ）によって規定され、高出力動作
が制限されるという問題点があり、また、レーザ光の吸
収による発熱によって促進される端面の酸化に起因する
緩やかな特性劣化が信頼性を損なうなどの問題点があっ
た。
ので、界面準位に起因して襞間端面がレーザ光の吸収領
域となっている。このため、最大光出力が端面での光学
損傷（ＣＯＤ ：Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｌｃ ０ｐｔｉ
ｃａｌ Ｄａｍａｇｅ）によって規定され、高出力動作
が制限されるという問題点があり、また、レーザ光の吸
収による発熱によって促進される端面の酸化に起因する
緩やかな特性劣化が信頼性を損なうなどの問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、信頼性の高い高出力動作を可能とするＮＡＭ
構造を有するＳＡＳ型の半導体レーザ装置を得ることを
目的とする。
たもので、信頼性の高い高出力動作を可能とするＮＡＭ
構造を有するＳＡＳ型の半導体レーザ装置を得ることを
目的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置は、量子井戸構造を含
む活性層を有する内部電流狭窄型の半導体レーザ装置に
おいて、レーザ光の出射端面近傍領域の上記活性層の量
子井戸が第１導電型を与える不純物原子の導入によって
混晶化されており、かつこの不純物原子による第１導電
型の領域は、第１導電型の電流阻止層と接していない構
成としたものである。
む活性層を有する内部電流狭窄型の半導体レーザ装置に
おいて、レーザ光の出射端面近傍領域の上記活性層の量
子井戸が第１導電型を与える不純物原子の導入によって
混晶化されており、かつこの不純物原子による第１導電
型の領域は、第１導電型の電流阻止層と接していない構
成としたものである。
また、この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、
第１導電型の半導体基板上に第１導電型の下クラッド層
、量子井戸を有する活性層、第２導電型の第１上クラツ
ド層、第１導電型の電流阻止層を順次結晶成長した後、
不純物の導入によりレーザ出射端面近傍に上記活性層の
量子井戸を混晶化する上記第１導電型の電流阻止層に接
しない第１導電型の領域を形成し、上記電流阻止層にス
トライプ状の電流狭窄溝を形成した後電流阻止層及び溝
上に少なくとも第２導電型の第２上クラッド層を結晶成
長するようにしたものである。
第１導電型の半導体基板上に第１導電型の下クラッド層
、量子井戸を有する活性層、第２導電型の第１上クラツ
ド層、第１導電型の電流阻止層を順次結晶成長した後、
不純物の導入によりレーザ出射端面近傍に上記活性層の
量子井戸を混晶化する上記第１導電型の電流阻止層に接
しない第１導電型の領域を形成し、上記電流阻止層にス
トライプ状の電流狭窄溝を形成した後電流阻止層及び溝
上に少なくとも第２導電型の第２上クラッド層を結晶成
長するようにしたものである。
この発明においては、不純物の導入によりレーザ出射端
面近傍に活性層の量子井戸を混晶化する、電流阻止層に
接しない第１導電型の領域を形成したから、ＭＱＷ無秩
序化領域はＭＱＷ活性層と比べて禁制帯幅が広いので、
レーザ光を吸収せずＮＡＭ構造が構造され、萬出力化、
高信頼度化が実現できる。なお、ＭＱＷの混晶化にＳｔ
を用いた場合には、Ｓｉは３Ｘ１０”ｃ嘗−３以上程度
の低濃度で足りるので、フリーキャリア吸収による損失
を小さくできるため、特性の良いＮＡＭ構造ＳＡＳレー
ザが得られる。
面近傍に活性層の量子井戸を混晶化する、電流阻止層に
接しない第１導電型の領域を形成したから、ＭＱＷ無秩
序化領域はＭＱＷ活性層と比べて禁制帯幅が広いので、
レーザ光を吸収せずＮＡＭ構造が構造され、萬出力化、
高信頼度化が実現できる。なお、ＭＱＷの混晶化にＳｔ
を用いた場合には、Ｓｉは３Ｘ１０”ｃ嘗−３以上程度
の低濃度で足りるので、フリーキャリア吸収による損失
を小さくできるため、特性の良いＮＡＭ構造ＳＡＳレー
ザが得られる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例による半導体レーザ装置
を示す断面斜視図であり、図において、第３図と同一符
号は同一または相当部分であり、１１はＳｔ拡散領域、
１２はＺｎ拡散によるｐ空領域である。
を示す断面斜視図であり、図において、第３図と同一符
号は同一または相当部分であり、１１はＳｔ拡散領域、
１２はＺｎ拡散によるｐ空領域である。
また、第２図は本実施例の製造方法の各工程を示す断面
斜視図ある。
斜視図ある。
次に第２図に沿って、本実施例の作製方法について説明
する。
する。
まず第１回目の結晶成長工程として、第２図ａ）に示す
ように、基板１上にクラッド層２から電流狭窄層５まで
を気相成長法（有機金属気相成長法、あるいは、分子線
エピタキシー等）を用ｂ）で成長する。次に写真製版の
手法を用ｔ１）た選択エツチングによって襞間予定線上
を含む近傍領域に溝１０ａを形成する。この時エツチン
グ液として、例えばアンモニア水と過酸化水素水との混
合液を用０れば、Ｇ ａ Ａ ｓ電流狭窄層５のみをエ
ツチングし、ＡＩ ＧａＡｓクラッド層４との界面でエ
ツチングを停止させることができる。次に第２図ｂ）＆
こ示すように、例えば３Ｘ１０”〜ｌＸ１０’窃ａｓ
−”程度の量のＳｉ原子を、溝の下部のみで活性層３１
こＩＩ達するように拡散する。次に上述と同じエツチン
グ液を用いて、溝１０ａをさらにエツチングして、第２
図Ｃ）に示すように、より開口幅の広０溝１０ｂを形成
する。そして該溝１０ｂを通して、Ｓｉ原子よりも多く
のＺｎ原子を拡散し、第２図ｄ）に示すように、Ｓｉ拡
散領域よりも幅が広く、かつ浅いｐ型Ｚｎ拡散領域１２
を形成する。この時、拡散フロントは第１の上クラッド
層４内にとどめるようにする。そして溝１０ｂに位置を
合わせて選択エツチングし、第２図８）に示すように、
溝１０をストライプ状に形成する。この後、第２回目の
結晶成長工程として、第２図ｆ）に示すように、クラツ
ド層６コンタクト層７を順次成長する。結晶成長後、例
えば８５０℃１時間程度の熱処理を行うことによって、
Ｓｉを導入した部分のＭＱＷを混晶化する。そして、金
属電極８，９を真空蒸着等の方法で形成した後、襞間に
よって共振器端面を形成し、各チップに分離することに
より第１図に示す素子が完成する。
ように、基板１上にクラッド層２から電流狭窄層５まで
を気相成長法（有機金属気相成長法、あるいは、分子線
エピタキシー等）を用ｂ）で成長する。次に写真製版の
手法を用ｔ１）た選択エツチングによって襞間予定線上
を含む近傍領域に溝１０ａを形成する。この時エツチン
グ液として、例えばアンモニア水と過酸化水素水との混
合液を用０れば、Ｇ ａ Ａ ｓ電流狭窄層５のみをエ
ツチングし、ＡＩ ＧａＡｓクラッド層４との界面でエ
ツチングを停止させることができる。次に第２図ｂ）＆
こ示すように、例えば３Ｘ１０”〜ｌＸ１０’窃ａｓ
−”程度の量のＳｉ原子を、溝の下部のみで活性層３１
こＩＩ達するように拡散する。次に上述と同じエツチン
グ液を用いて、溝１０ａをさらにエツチングして、第２
図Ｃ）に示すように、より開口幅の広０溝１０ｂを形成
する。そして該溝１０ｂを通して、Ｓｉ原子よりも多く
のＺｎ原子を拡散し、第２図ｄ）に示すように、Ｓｉ拡
散領域よりも幅が広く、かつ浅いｐ型Ｚｎ拡散領域１２
を形成する。この時、拡散フロントは第１の上クラッド
層４内にとどめるようにする。そして溝１０ｂに位置を
合わせて選択エツチングし、第２図８）に示すように、
溝１０をストライプ状に形成する。この後、第２回目の
結晶成長工程として、第２図ｆ）に示すように、クラツ
ド層６コンタクト層７を順次成長する。結晶成長後、例
えば８５０℃１時間程度の熱処理を行うことによって、
Ｓｉを導入した部分のＭＱＷを混晶化する。そして、金
属電極８，９を真空蒸着等の方法で形成した後、襞間に
よって共振器端面を形成し、各チップに分離することに
より第１図に示す素子が完成する。
次に動作について説明する。本実施例の動作機構は基本
的には従来例と同様であるが、Ｓｉの拡散によって混晶
化したレーザ光出射端面近傍の活性層の禁制帯幅は、Ｍ
ＱＷ活性層３の実効的禁制帯幅よりも大きくなるので、
ＭＱＷ活性層から発光したレーザ光は混晶領域１１では
吸収されず、いわゆるＮＡＭ構造が構成される。このた
め、ＡＩ ＧａＡｓ系レーザにおいて、最大光出力及び
寿命を制限している端面における劣化が防止され、高信
頼度の高出力動作が可能となる。
的には従来例と同様であるが、Ｓｉの拡散によって混晶
化したレーザ光出射端面近傍の活性層の禁制帯幅は、Ｍ
ＱＷ活性層３の実効的禁制帯幅よりも大きくなるので、
ＭＱＷ活性層から発光したレーザ光は混晶領域１１では
吸収されず、いわゆるＮＡＭ構造が構成される。このた
め、ＡＩ ＧａＡｓ系レーザにおいて、最大光出力及び
寿命を制限している端面における劣化が防止され、高信
頼度の高出力動作が可能となる。
ここで、量子井戸無秩序化のための８１は導入によりｎ
型を与えるため、ｚｎ拡散領域１２を設けない場合、ｎ
型電流狭窄層５から該Ｓｉ拡散領域１１を経て基板側へ
抜ける電流リーク経路が形成されることとなる。本実施
例におけるｐ型Ｚｎ拡散領域１２はこの電流リーク経路
を遮断するために設けられており、第１クラッド層４中
においてＳｔ拡散領域１１とｎ型電流狭窄層５とを分離
している。
型を与えるため、ｚｎ拡散領域１２を設けない場合、ｎ
型電流狭窄層５から該Ｓｉ拡散領域１１を経て基板側へ
抜ける電流リーク経路が形成されることとなる。本実施
例におけるｐ型Ｚｎ拡散領域１２はこの電流リーク経路
を遮断するために設けられており、第１クラッド層４中
においてＳｔ拡散領域１１とｎ型電流狭窄層５とを分離
している。
トコ口で、ジャパニーズ ジャーナル オブアプライド
フィジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
。
フィジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
。
ｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）、 ２５巻５号
、Ｌ３８５〜Ｌ３８７ページ（１９８０年発行）におい
て報告されているようにＳｉ原子をＭＱＷの混晶化に用
いる場合にはＳｉ濃度として約３ ｘ １０１１１Ｃ，
−３以上といった比較的少ない量で良いので、自由キャ
リア吸収による損失を小さく抑えることができ、優れた
レーザ特性を得ることができる。
、Ｌ３８５〜Ｌ３８７ページ（１９８０年発行）におい
て報告されているようにＳｉ原子をＭＱＷの混晶化に用
いる場合にはＳｉ濃度として約３ ｘ １０１１１Ｃ，
−３以上といった比較的少ない量で良いので、自由キャ
リア吸収による損失を小さく抑えることができ、優れた
レーザ特性を得ることができる。
第３図は本発明の第２の実施例による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程図であり、図中、第２図と同一符
号は同−又は相当部分である。
の製造方法を示す工程図であり、図中、第２図と同一符
号は同−又は相当部分である。
第３図に沿って本実施例の製造工程を説明する。
まず第１の実施例と同様、第１回目の結晶成長工程とし
て、第３図ａ）に示すように、基板１上に下クラッド層
２から電流狭窄層５までを成長する。
て、第３図ａ）に示すように、基板１上に下クラッド層
２から電流狭窄層５までを成長する。
次に写真製版の手法を用いた選択エツチングによってス
トライプ状の溝１０を形成し、さらに襞間予定線上を含
む近傍領域に開口を存する絶縁膜１３をウェハ表面に形
成する。この絶縁膜は、イオン注入や拡散のマスクとな
るものなら何でも良いが、例えば熱ＣＶＤで形成したＳ
ｉ３Ｎ４膜を用いることができる。そして該絶縁膜１３
及び電流狭窄層５をマスクとしてＳｉイオンを活性層３
に到達するように選択的にイオン注入し、第３図ｂ）に
示すように端面近傍領域にｎ型領域１１ａを形成する。
トライプ状の溝１０を形成し、さらに襞間予定線上を含
む近傍領域に開口を存する絶縁膜１３をウェハ表面に形
成する。この絶縁膜は、イオン注入や拡散のマスクとな
るものなら何でも良いが、例えば熱ＣＶＤで形成したＳ
ｉ３Ｎ４膜を用いることができる。そして該絶縁膜１３
及び電流狭窄層５をマスクとしてＳｉイオンを活性層３
に到達するように選択的にイオン注入し、第３図ｂ）に
示すように端面近傍領域にｎ型領域１１ａを形成する。
次に上記イオン注入と同一のマスクを用いてＳｉ原子よ
りも多くのＺｎ原子を拡散し、同一マスクを用いた場合
、イオン注入よりも拡散の方が横方向に広がりが大きく
なることを利用して、第３図Ｃ）に示すようにＳｉイオ
ン注入領域１１ａよりも幅が広くかつ、浅いｐ型Ｚｎ拡
散領域１２ａを形成する。そして第３回目）に示すよう
に絶縁膜１３を除去した後は、上述の第１の実施例と同
様の工程を経て素子が完成する。
りも多くのＺｎ原子を拡散し、同一マスクを用いた場合
、イオン注入よりも拡散の方が横方向に広がりが大きく
なることを利用して、第３図Ｃ）に示すようにＳｉイオ
ン注入領域１１ａよりも幅が広くかつ、浅いｐ型Ｚｎ拡
散領域１２ａを形成する。そして第３回目）に示すよう
に絶縁膜１３を除去した後は、上述の第１の実施例と同
様の工程を経て素子が完成する。
本実施例による半導体レーザ装置はその動作機構は上記
第１の実施例と同様であるが、製造方法においては上述
の説明からもわかるようにエツチング工程がストライプ
状溝１０を形成する１回だけでよく、上記第１の実施例
に比して工程数が削減できる効果がある。
第１の実施例と同様であるが、製造方法においては上述
の説明からもわかるようにエツチング工程がストライプ
状溝１０を形成する１回だけでよく、上記第１の実施例
に比して工程数が削減できる効果がある。
第４回目）〜Ｃ）は本発明の第３の実施例による半導体
レーザ装置の製造方法を示す工程図、第４回目）はこの
第３の実施例による半導体レーザ装置の断面斜視図であ
り、これら図において、第２図と同一符号は同−又は相
当部分である。
レーザ装置の製造方法を示す工程図、第４回目）はこの
第３の実施例による半導体レーザ装置の断面斜視図であ
り、これら図において、第２図と同一符号は同−又は相
当部分である。
第４回目）〜Ｃ）に沿って第３の実施例の製造工程を説
明する。
明する。
まず第１回目の結晶成長工程として、第４回目）に示す
ように基板１上に下クラッド層２から電流狭窄層５まで
を成長する。ここで、上述の第１゜第２の実施例と異な
るのは、第１のｐ型上クラッド層をキャリア濃度の低い
４ａと高い４ｂの２層で構成した点であり、キャリア濃
度を例えば、４ａではＩ Ｘ １０”ａｍ−” ４
ｂでは５ Ｘ １０ ”ａｍ−”とする。次に写真製版
の手法を用いた選択エツチングによってストライプ状の
溝１０を形成し、さらに襞間予定線上を含む近傍領域に
開口を有する絶縁膜１３をウェハ表面に形成する。そし
て該絶縁膜１３及び電流狭窄層５をマスクとして、第４
図ｂ）に示すようにＳｔの拡散あるいはイオン注入を活
性層に到達するように行う。この時、ｓｉｉ’Ｊ１度を
例えば４ Ｘ １０ ”ｃｓ−”ととれば、領域１１ｂ
はコンペンセイトされてｎ型となり、一方、領域１２ｂ
はＩ Ｘ １０ ”ｃｍ−”のｐ空領域となり電流リー
ク経路は生じない。そして第４図Ｃ）に示すように絶縁
膜１３を除去した後は、上述の第１．第２の実施例と同
様の工程を経て素子が完成する。
ように基板１上に下クラッド層２から電流狭窄層５まで
を成長する。ここで、上述の第１゜第２の実施例と異な
るのは、第１のｐ型上クラッド層をキャリア濃度の低い
４ａと高い４ｂの２層で構成した点であり、キャリア濃
度を例えば、４ａではＩ Ｘ １０”ａｍ−” ４
ｂでは５ Ｘ １０ ”ａｍ−”とする。次に写真製版
の手法を用いた選択エツチングによってストライプ状の
溝１０を形成し、さらに襞間予定線上を含む近傍領域に
開口を有する絶縁膜１３をウェハ表面に形成する。そし
て該絶縁膜１３及び電流狭窄層５をマスクとして、第４
図ｂ）に示すようにＳｔの拡散あるいはイオン注入を活
性層に到達するように行う。この時、ｓｉｉ’Ｊ１度を
例えば４ Ｘ １０ ”ｃｓ−”ととれば、領域１１ｂ
はコンペンセイトされてｎ型となり、一方、領域１２ｂ
はＩ Ｘ １０ ”ｃｍ−”のｐ空領域となり電流リー
ク経路は生じない。そして第４図Ｃ）に示すように絶縁
膜１３を除去した後は、上述の第１．第２の実施例と同
様の工程を経て素子が完成する。
本実施例の動作機構も上記第１及び第２の実施例と同様
であるが、その製造方法においては不純物の導入が１回
ですむため、上記第１．第２の実施例に比して工程数が
削減できる効果がある。
であるが、その製造方法においては不純物の導入が１回
ですむため、上記第１．第２の実施例に比して工程数が
削減できる効果がある。
なお、以上の実施例では、ＡＩ ＧａＡｓ系レーザにつ
いて示したが、他の材料、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ１
（Ａｔ Ｇａ）ＩｎＰ等を用いたレーザにも適用できる
。
いて示したが、他の材料、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ１
（Ａｔ Ｇａ）ＩｎＰ等を用いたレーザにも適用できる
。
また、ＭＱＷの混晶化にはＳｌを用いたが、これのみに
限られるものではなく、他の不純物原子、例えば、Ｓｅ
、Ｓ等も用いることができる可能性も考えられる。
限られるものではなく、他の不純物原子、例えば、Ｓｅ
、Ｓ等も用いることができる可能性も考えられる。
以上のように、この発明によれば第１導電型基板上に形
成された、量子井戸構造の活性層を有するＳＡｓレーザ
において、レーザ出射端面付近の活性層の量子井戸が第
１導電型を与える不純物の導入により無秩序化され、か
つ該不純物の導入により形成される第１導電型領域は第
１導電型の電流狭窄層には接しない構成としたから、上
記無秩序化により形成されるＮＡＭ構造により端面劣化
を防止でき、高出力、高信頼度の動作が可能なＳＡｓレ
ーザが得られる効果がある。さらに、上記第１導電型を
与える不純物としてＳｔを用いた場合、量子井戸の混晶
化に必要な不純物濃度が低濃度であるため、フリーキャ
リア吸収による損失を小さくでき、特性のよいＮＡＭ構
造ＳＡＳレーザを実現できる効果がある。
成された、量子井戸構造の活性層を有するＳＡｓレーザ
において、レーザ出射端面付近の活性層の量子井戸が第
１導電型を与える不純物の導入により無秩序化され、か
つ該不純物の導入により形成される第１導電型領域は第
１導電型の電流狭窄層には接しない構成としたから、上
記無秩序化により形成されるＮＡＭ構造により端面劣化
を防止でき、高出力、高信頼度の動作が可能なＳＡｓレ
ーザが得られる効果がある。さらに、上記第１導電型を
与える不純物としてＳｔを用いた場合、量子井戸の混晶
化に必要な不純物濃度が低濃度であるため、フリーキャ
リア吸収による損失を小さくでき、特性のよいＮＡＭ構
造ＳＡＳレーザを実現できる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による半導体レーザ装
置を示す断面斜視図、第２図は本発明の第１の実施例に
よる半導体レーザ装置の製造方法の各工程を示す断面斜
視図、第３図、第４回目）〜Ｃ）は本発明の第２．第３
の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の各工程を
示す断面斜視図、第４回目）は本発明の第３の実施例に
よる半導体レーザ装置を示す断面斜視図、第５図は従来
のＳＡｓレーザを示す図である。 １１はＳｉ拡散領域、１２はＺｎ拡散によるｐ空領域で
ある。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
置を示す断面斜視図、第２図は本発明の第１の実施例に
よる半導体レーザ装置の製造方法の各工程を示す断面斜
視図、第３図、第４回目）〜Ｃ）は本発明の第２．第３
の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の各工程を
示す断面斜視図、第４回目）は本発明の第３の実施例に
よる半導体レーザ装置を示す断面斜視図、第５図は従来
のＳＡｓレーザを示す図である。 １１はＳｉ拡散領域、１２はＺｎ拡散によるｐ空領域で
ある。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少なくとも、第１導電型の半導体基板上に形成され
た第１導電型の下クラッド層、量子井戸構造を含む活性
層、第２導電型の第１クラッド層、第１導電型の電流阻
止層と、該電流阻止層を貫通するストライプ状の電流狭
窄溝を有するウェハ上に、少なくとも第２導電型の第２
上クラッド層が形成された内部電流狭窄型の半導体レー
ザ装置において、 不純物の導入により形成された、レーザ光の出射端面近
傍領域の上記活性層の量子井戸を混晶化する、上記電流
阻止層と接しない第一導電型領域を備えたことを特徴と
する半導体レーザ装置。 ２）第１導電型を有する半導体基板上に少なくとも第１
導電型の下クラッド層、量子井戸を有する活性層、第２
導電型の第１上クラッド層、第１導電型の電流阻止層を
順次結晶成長する工程と、不純物の導入によりレーザ出
射端面近傍に上記活性層の量子井戸を混晶化する上記第
１導電型の電流阻止層に接しない第１導電型の領域を形
成し、さらに上記電流阻止層にストライプ状の電流狭窄
溝を形成する工程と、 上記電流阻止層及び溝上に少なくとも第２導電型の第２
上クラッド層を結晶成長する工程とを含むことを特徴と
する半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283291A JPH07101768B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| US07/432,215 US5020068A (en) | 1988-11-09 | 1989-11-06 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283291A JPH07101768B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129986A true JPH02129986A (ja) | 1990-05-18 |
| JPH07101768B2 JPH07101768B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17663546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63283291A Expired - Lifetime JPH07101768B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5020068A (ja) |
| JP (1) | JPH07101768B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196693A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザダイオード |
| KR20020095428A (ko) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 레이저장치 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278857A (en) * | 1989-10-16 | 1994-01-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Indium gallium aluminum phosphide silicon doped to prevent zinc disordering |
| JPH0828554B2 (ja) * | 1989-10-20 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2624881B2 (ja) * | 1990-08-23 | 1997-06-25 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| US5173912A (en) * | 1991-04-02 | 1992-12-22 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Double-carrier confinement laser diode with quantum well active and sch structures |
| JPH06302906A (ja) * | 1993-04-12 | 1994-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US5522005A (en) * | 1994-02-18 | 1996-05-28 | E-Systems, Inc. | High power waveguide absorption modulator |
| US5974069A (en) * | 1994-09-16 | 1999-10-26 | Rohm Co., Ltd | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
| JP3725582B2 (ja) * | 1995-07-05 | 2005-12-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法，及び半導体レーザ装置 |
| JPH09139550A (ja) * | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法、及び半導体レーザ装置 |
| EP0828324B1 (en) * | 1996-09-06 | 2003-06-25 | Sanyo Electric Co. Ltd | Semiconductor laser device |
| JP4447728B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2010-04-07 | 富士フイルム株式会社 | 半導体レーザ素子 |
| US6586762B2 (en) * | 2000-07-07 | 2003-07-01 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power |
| JP2002141611A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| US7687291B2 (en) * | 2005-03-25 | 2010-03-30 | Trumpf Photonics Inc. | Laser facet passivation |
| DE102007062050B4 (de) * | 2007-09-28 | 2019-06-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser und Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers |
| KR102604739B1 (ko) * | 2017-01-05 | 2023-11-22 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광 장치 |
| CN107385343B (zh) * | 2017-07-21 | 2020-02-28 | 张栗珲 | 一种量子水处理器及用于水处理的功能材料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63222490A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-16 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4546481A (en) * | 1982-05-28 | 1985-10-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Window structure semiconductor laser |
| JPS60101989A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
| JPS6348888A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置 |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP63283291A patent/JPH07101768B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-06 US US07/432,215 patent/US5020068A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63222490A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-16 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196693A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザダイオード |
| KR20020095428A (ko) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 레이저장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5020068A (en) | 1991-05-28 |
| JPH07101768B2 (ja) | 1995-11-01 |
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