JPH0258883A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH0258883A
JPH0258883A JP21115088A JP21115088A JPH0258883A JP H0258883 A JPH0258883 A JP H0258883A JP 21115088 A JP21115088 A JP 21115088A JP 21115088 A JP21115088 A JP 21115088A JP H0258883 A JPH0258883 A JP H0258883A
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JP
Japan
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layer
type
etching
conductivity type
mesa
Prior art date
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Pending
Application number
JP21115088A
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English (en)
Inventor
Seiji Kawada
誠治 河田
Hiroaki Fujii
宏明 藤井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、単一横モードで発振するAlGaInP系の
半導体レーザ装置に関する。
(従来の技術) 最近、有機金属熱分解法(以後MOVPEと略す)によ
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
 I G a I n P系の半導体レーザ装置として
、第3図に示すような構造が報告されていル(エレクト
ロニクス・レターズ、23.18゜pp938−939
.1987)。この構造は第一回目の成長でn型GaA
s基板1上に、n型(Al o、5Gao、s)o、5
Ino、s P  クラッド層2 、GaInP活性層
3゜p型(Al o、s Gao、s) o、5Ino
、sP  下部クラッド層4 、 pmGaInP層1
2.p型(Al o、s Ga o、s)0.11工n
o、s P上部クラッド層6.p型Ga I nP層7
.p型GaAsキャップ層8を順次lこ形成する。
次にフォトリソグラフィーlこより5i(hヲマスクと
して、メサストライプを形成する。そして5iOzマス
クをつけたまま、第二回目の成長を行ないエツチングし
たところをn型GaAs層9で埋め込む。
次に5iftマスクを除去し、p側全面に電極が形成で
きるようlこ第三回目の成長でp型GaAsコンタクト
層10を成長する。
この構造により電流はn型GaAs層9によりブロック
されメサストライプ部にのみ注入される。
また、メサストライプ形成のエツチングのときに、メサ
ストライプ部以外のp型クラッド層の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みまでエツチングするのでn型GaA
s層8のある部分では、このn型G a A s層8に
光が吸収され、メサストライプ部にのみ光は導波される
。このようにこの構造では、電流狭窄機構と光導波機構
が同時に作り付けられる。
(発明が解決しようとする課題) 上述の構造では、メサ形成時にp型Ga1nP層12を
、p型(AIo、1Gao、s)o、5Ino、sP 
上部クラッド層6この組成差lこよるエツチング速度の
差を利用してエツチング停止層として用いている。
そして組成差によるエツチング速度の差を利用するため
tこDffGaInP層12は活性層層間2組成になっ
ており、光の吸収を防ぐために数十オングストローム程
度lこ薄膜化し吸収端を量子化して高エネルギーにしで
ある。このエツチング停止層の薄さのため、エツチング
停止機能が十分ではないといつ問題点があった。
本発明の目的は、この問題点を解決した半導体レーザ装
置を提供することにある。
(!l!題を解決するための手段) 本発明は、第一導電型G aA s基板上lこ、この基
板に格子整合する、エネルギーギャップが2.IeV以
下である。(AIxGa t −x) w In s−
WP (0≦XO,3、W 〜0.51 )又はAlG
a1nP系の量子井戸からなる活性層と、この活性層を
挾む第一導電型および第二導電型のA I Ga I 
nP系のクラッド層とにより形成されたダブルヘテロ構
造を設け、てなる半導体レーザ装置であって、前記第一
導電型クラッド層より前記基板から遠い側の前記第二導
電型クラッド層上に、前記活性層よりもエネルギーギャ
ップの大きな第二導電型AlGaAs層を設け、このA
lGaAs層上にメサストライプ状の第二導電型AlG
aInP  系クラッド層を設け、このメサストライプ
状のクラッド層が設けられている部分以外の前記AlG
aAs 層上に前記活性層の上側の第二導電型クラッド
層とは屈折率が異なる第−導導型物質または高抵抗物質
の層を設けたことを特命とする。
(作用) 上述の本発明の構成ではエツチング停止層は活性層より
もエネルギーギャップの大きなAlGaAsである。こ
のため吸収端を量子化して高エネルギーζこする必要が
なく数十オングストロームという薄膜化は必要でない。
またAlGaInPではそれぞれの組成に関係なく、塩
酸系のエツチング液でAlGaInPをAIGaAsj
こ対して選択的にエツチングできる。このため本発明の
半導体レーザ装置を制作するfこは、メサストライブ形
成時tこ、メサストライプ以外の部分のp型クラッド層
のエツチングを、より制御性良く停止することができる
(実施例) 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示すレ
ーザチップの断面図である。
まず−回目の減圧MOVPEfこよる成長で、n型Ga
As基板1 (Siドープ: n=2x 10”cm−
’)上に、n型(Alo、s Gao、s) o、5I
no、s P  クラッド層2 (n=5xlo”cI
ILS;厚み1 a m ) 、 Ga、。
I n o、sP活性層3(アンドープ;厚み0.1μ
m)、p型(A l o、sGa o、s ) o、s
 I no、5 P下部クラッド層4(p=5xlo 
 cm  p厚み0.3μm)、p型AI0,7Gao
、sAs層5 (p=1xlO”3−” ;厚み500
^)、p型(Al o、5Gao、s) o、s In
o、s P クラッド上部層6 (p=5xlo  C
IIL  p厚み0.8 tt m )、p型Gao、
5Ino、BPPI3p型GaAsキャ7プノー8を順
次に形成した。成長条件は、温度700’C1圧カフ0
Torr。
V/III=200、キャリヤガス(H2)の金泥1g
1/m i nとした。原料としては、トリメチルイン
ジウA(TMI :(CHs)sIn)、トリエチルガ
リウム(TEG:((lH5)3Ga)、トリメチルア
ルミニウム(TMA:(CHs)sAl)、アルシン(
A s Ha )、ホスフィン(PHs)、n型ドーパ
ント:セレン化水素(HzSe)% p型ドーパント:
 シクロペンタジェニルマグネシウム(CpzMg) 
 を用いた。こうして成長したウェハにフォトリングラ
フィζこより幅5μmのストライプ状のSi0gマスク
を形成した。次lここの5iOzマスクを用いてリン酸
系のエツチング液によりp型GaAsキャップ層8メサ
状fこエツチングした。つづいて塩酸系のエツチング液
により、p型Gao、s Ino、s P層7およびp
型(Al o 、s Gao、s )o、s Ino、
s P上部クラッド層6をメサ状にエツチングした。つ
ぎに5i(hマスクをつけたまま減圧MOVPEにより
二回目の成長を行ないn型G aA s層9を形成した
。そしてSi0gマスクを除去した後に、減圧MOVP
Eにより三回目の成長を行ないp型GaA sコンタク
ト層10を形成した。最後に、p+ n両電極を形成し
てキャピテイ長250Amにへき開し、個々のチップに
分離した。
上述の制作工程においてはp型Al o、7 Gao、
3As層5(こおけるエツチング停止時間は数十分以上
でありメサストライプ部のサイドエツチングのみを問題
にしてp型(Al o、sG ao、s)o、s I 
n o、s P上部クラッド層6のエツチング時間を決
めることができる。これに対して従来の構造ではエツチ
ング停止時間は数十秒程度でありp型(Alo、5Ga
o、s )0.5 I n O,5P上部クラッド層6
のエツチング時間の制御に厳しい条件が課せられる。
以上述べた実施例では、活性層をGa o、s Ino
、sP、り2ラド層を(Alo、5Gao、s)o、s
 Ino、sPとしたが、活性層組成は製作するレーザ
装置に要求される発振波長要件を満たす組成または量子
井戸1こすればよく、クラッド層組成は用いる活性層組
成lこ対して光とキャリヤの閉じ込めが十分にできる組
成を選べはよい。またレーザ装置に要求される特性によ
りSCH構造にするなどクラッド層をより多層化するこ
ともできる。上述の実施例ではn型GaA sを[流狭
窄と光吸収をさせる層に用いたが、この層は高低抗層で
も良く、またGaInPやポリイミドなど本発明の要件
を満たすものであれば良い。
(発明の効果) このように本発明により、メサストライプ形成時のエツ
チングの制御がたやすいAlGaInP系半導体レーザ
装置る得ることができる。
P上部クラッド層、7はp型Ga o、5 In o、
sP層、8はp m GaAsキ+yプ層、9はn型G
aAs層、10はp型GaAs :r yタクト層、1
1はS ioz膜、12はp型Gao、s Ino、5
 P層である。
代理人 弁理士   本 庄 伸゛介
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図G)〜
(f)は本発明の制作工程を示す断面因、第3図は従来
の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第一導電型のGaAs基板上に、この基板に格子整合
    する、エネルギーギャップが2.1eV以下である(A
    l_XGa_1_−_X)_WIn_1_−_WP(0
    ≦X≦0.3、W〜0.51)又はAlGaInP系の
    量子井戸からなる活性層と、この活性層を挾む第一導電
    型および第二導電型のAlGaInP系のクラッド層と
    により形成されたダブルヘテロ構造を設けてなる半導体
    レーザ装置において、前記第一導電型クラッド層より前
    記基板から遠い側の前記第二導電型クラッド層上に、前
    記活性層よりもエネルギーギャップの大きな第二導電型
    のAlGaAs層を設け、このAlGaAs層上にメサ
    ストライプ状の第二導電型AlGaInP系のクラッド
    層を設け、このメサストライプ状のクラッド層が設けら
    れている部分以外の前記AlGaAs層上に、前記活性
    層の上側の第二導電型クラッド層とは屈折率が異なる第
    一導電型物質または高抵抗物質の層を設けたことを特徴
    とする半導体レーザ装置。
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