JPH03253089A - 半導体ダイオードレーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体ダイオードレーザ及びその製造方法Info
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- JPH03253089A JPH03253089A JP2409848A JP40984890A JPH03253089A JP H03253089 A JPH03253089 A JP H03253089A JP 2409848 A JP2409848 A JP 2409848A JP 40984890 A JP40984890 A JP 40984890A JP H03253089 A JPH03253089 A JP H03253089A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
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- H01S5/20—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
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
-
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- H01S5/2022—Absorbing region or layer parallel to the active layer, e.g. to influence transverse modes
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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
［０００１］
本発明は、第１導電型の半導体基板を有する半導体本体
を具える半導体ダイオードレーザであって、半導体基板
上には少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、放射
放出活性層と、第２導電型の第２クラッド層とが順次
に配置されており、前記の半導体基板及び第２クラッド
層には活性領域内で電流供給手段が設けられており、活
性領域は前記の放射放出活性層の一部を形成するととも
に細条状領域の下側に位置しており、この活性領域の長
手方向はこの活性領域の外部に位置するミラー面に対し
ほぼ垂直であり、活性領域内では順方向で充分に高い電
流強度でコヒレント電磁放射が生ぜしめられ且つミラー
面と活性領域との間に位置する中間領域内には、活性領
域をミラー面に光学的に結合する放射ガイドが配置され
、この放射ガイドは第３クラッド層と第４クラッド層と
の間に位置する放射ガイド層中に存在するようにした半
導体ダイオードレーザに関するものである。 本発明は更に、半導体基板上に少なくとも第１導電型の
第１クラッド層と、放射放出活性層と、第２導電型の第
２クラッド層とを順次に配置した上述した半導体ダイオ
ードレーザを製造する方法に関するものである。 いわゆるＮＡＭ（Ｎｏｎ−Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｍｉｒ
ｒｏｒ：非吸収ミラー）型である上述したような半導体
ダイオードレーザは特に、高出力半導体ダイオードレー
ザとして用いるのに適している。その理由は、高出力の
放射が発生する場合でも、ミラー面（反射面）の劣化が
低い為である。このようなレーザは、特にＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ材料系で製造した場合に、ＤＯＲ（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ ０ｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ：デジタ
ル光記録）のような光記録システムで書込みレーザとし
て用いるのに極めて適している。
を具える半導体ダイオードレーザであって、半導体基板
上には少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、放射
放出活性層と、第２導電型の第２クラッド層とが順次
に配置されており、前記の半導体基板及び第２クラッド
層には活性領域内で電流供給手段が設けられており、活
性領域は前記の放射放出活性層の一部を形成するととも
に細条状領域の下側に位置しており、この活性領域の長
手方向はこの活性領域の外部に位置するミラー面に対し
ほぼ垂直であり、活性領域内では順方向で充分に高い電
流強度でコヒレント電磁放射が生ぜしめられ且つミラー
面と活性領域との間に位置する中間領域内には、活性領
域をミラー面に光学的に結合する放射ガイドが配置され
、この放射ガイドは第３クラッド層と第４クラッド層と
の間に位置する放射ガイド層中に存在するようにした半
導体ダイオードレーザに関するものである。 本発明は更に、半導体基板上に少なくとも第１導電型の
第１クラッド層と、放射放出活性層と、第２導電型の第
２クラッド層とを順次に配置した上述した半導体ダイオ
ードレーザを製造する方法に関するものである。 いわゆるＮＡＭ（Ｎｏｎ−Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｍｉｒ
ｒｏｒ：非吸収ミラー）型である上述したような半導体
ダイオードレーザは特に、高出力半導体ダイオードレー
ザとして用いるのに適している。その理由は、高出力の
放射が発生する場合でも、ミラー面（反射面）の劣化が
低い為である。このようなレーザは、特にＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ材料系で製造した場合に、ＤＯＲ（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ ０ｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ：デジタ
ル光記録）のような光記録システムで書込みレーザとし
て用いるのに極めて適している。
このような半導体ダイオードレーザ及びその製造方法は
米国のボストンで１９８８年８月２９日から１９８８年
９月１日まで開催された第１１回１． Ｅ、 Ｅ、 Ｅ
、国際半導体レーザ会議で発行された学会誌Ｌ−２の第
１５０〜１５１頁に記載された論文” Ｈｉｇｈ １ｙ
ｒｅｌｉａｂｌｅ ＣＶ！ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ
１００ｍＷ ＧａＡｌＡｓ Ｂｕｒｉｅｄ Ｔｗｉｎ
Ｒｉｄｇｅ ５ｕｂｓｒａｔｅ Ｌａｓｅｒｓｗｉｔ
ｈ Ｎｏｎ−ａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｍｉｒｒｏｒｓ”（
Ｈ，Ｎａｌｔｏ氏等著）から既知である。コノ論文には
放射ガイドが実効屈折率に関する段部により中間領域中
に横方向で形成され、発生された電磁放射の一部の吸収
がこの放射の増幅部内に位置する放射吸収層中で放射ガ
イドの両側に生じるようにした半導体ダイオードレーザ
が開示されている。放射ガイドは吸収層中の溝を充填す
る第３クラッド層上に位置する放射ガイド層中に形成さ
れている。既知の方法は特に第３クラッド層を形成する
のにＬＰＥ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ：液相エピタキシ）を用いている。この既知の半導体
ダイオードレーザの欠点は、実際に確かめられているよ
うに、光出力が極めて高いとミラーの劣化が依然として
生じうるということである。このことは特に、レーザか
ら高出力を放出することを望む前述した分野に対しては
、ミラーの劣化を更に抑圧すればより一層適した半導体
ダイオードレーザが可能となるということを意味する。 これにより、レーザを用いうる寿命及び出力が好ましい
ものとなる。 ［０００３］
米国のボストンで１９８８年８月２９日から１９８８年
９月１日まで開催された第１１回１． Ｅ、 Ｅ、 Ｅ
、国際半導体レーザ会議で発行された学会誌Ｌ−２の第
１５０〜１５１頁に記載された論文” Ｈｉｇｈ １ｙ
ｒｅｌｉａｂｌｅ ＣＶ！ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ
１００ｍＷ ＧａＡｌＡｓ Ｂｕｒｉｅｄ Ｔｗｉｎ
Ｒｉｄｇｅ ５ｕｂｓｒａｔｅ Ｌａｓｅｒｓｗｉｔ
ｈ Ｎｏｎ−ａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｍｉｒｒｏｒｓ”（
Ｈ，Ｎａｌｔｏ氏等著）から既知である。コノ論文には
放射ガイドが実効屈折率に関する段部により中間領域中
に横方向で形成され、発生された電磁放射の一部の吸収
がこの放射の増幅部内に位置する放射吸収層中で放射ガ
イドの両側に生じるようにした半導体ダイオードレーザ
が開示されている。放射ガイドは吸収層中の溝を充填す
る第３クラッド層上に位置する放射ガイド層中に形成さ
れている。既知の方法は特に第３クラッド層を形成する
のにＬＰＥ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ：液相エピタキシ）を用いている。この既知の半導体
ダイオードレーザの欠点は、実際に確かめられているよ
うに、光出力が極めて高いとミラーの劣化が依然として
生じうるということである。このことは特に、レーザか
ら高出力を放出することを望む前述した分野に対しては
、ミラーの劣化を更に抑圧すればより一層適した半導体
ダイオードレーザが可能となるということを意味する。 これにより、レーザを用いうる寿命及び出力が好ましい
ものとなる。 ［０００３］
本発明の目的は特に、いかなるミラー劣化も全く或いは
殆ど呈さす、従って極めて高い出力を生じることができ
且つ寿命を長くしうる半導体ダイオードレーザを提供せ
んとするにある。 ［０００４］ 本発明の他の目的は、課せられた条件を満足する半導体
ダイオードレーザを製造しうる方法を提供せんとするに
ある。 ［０００５］ 本発明は特に、既知のレーザでは発生する電磁放射の一
部の吸収がミラー面の近傍で放射ガイドの両側に生じる
という事実の認識を基に成したものである。 ［０００６］
殆ど呈さす、従って極めて高い出力を生じることができ
且つ寿命を長くしうる半導体ダイオードレーザを提供せ
んとするにある。 ［０００４］ 本発明の他の目的は、課せられた条件を満足する半導体
ダイオードレーザを製造しうる方法を提供せんとするに
ある。 ［０００５］ 本発明は特に、既知のレーザでは発生する電磁放射の一
部の吸収がミラー面の近傍で放射ガイドの両側に生じる
という事実の認識を基に成したものである。 ［０００６］
本発明は、第１導電型の半導体基板を有する半導体本体
を具える半導体ダイオードレーザであって、半導体基板
上には少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、放射
放出活性層と、第２導電型の第２クラッド層とが順次
に配置されており、前記の半導体基板及び第２クラッド
層には活性領域内で電流供給手段が設けられており、活
性領域は前記の放射放出活性層の一部を形成するととも
に細条状領域の下側に位置しており、この活性領域の長
手方向はこの活性領域の外部に位置するミラー面に対し
ほぼ垂直であり、活性領域内では順方向で充分に高い電
流強度でコヒレント電磁放射が生ぜしめられ且つミラー
面と活性領域との間に位置する中間領域内には、活性領
域をミラー面に光学的に結合する放射ガイドが配置され
、この放射ガイドは第３クラッド層と第４クラッド層と
の間に位置する放射ガイド層中に存在するようにした半
導体ダイオードレーザにおいて、前記の放射ガイドは前
記の放射ガイド層中に配置した手段により横方向で画成
され、この手段により放射ガイドの両側に実効屈折率に
関する段部を形成し、放射ガイドの増幅部内に位置する
層の部分がすべて活性層の禁止帯幅よりも大きな禁止帯
幅を有していることを特徴とする。実効屈折率に関する
段部を形成する前記の手段が放射ガイド層中に存在する
為に、電磁放射の横方向での囲みが放射ガイド中に生じ
る。放射ガイドの増幅部分内に位置する層の部分、すな
わち放射ガイド層、第３及び第４クラッド層の部分はす
べてが活性層よりも大きな禁止帯幅を有しているという
事実の為に、発生する電磁放射の吸収は本発明による半
導体ダイオードレーザでは中間領域中に全く或いは殆ど
生じない。その結果、ミラー付近での吸収が回避され、
温度の増大の為の或いは放射の吸収により生じる反応の
為のミラー劣化が生じなくなる。従って、本発明の半導
体ダイオードレーザによれば高出力を生ぜしめることが
でき、一方、ミラー劣化が抑えられるという事実の為に
寿命が長くなる。 ［０００７］ 本発明は、半導体基板上に少なくとも、第１導電型の第
１クラッド層と、放射′放出活性層と、第２導電型の第
２クラッド層とを順次に設けた請求項１〜１４のいずれ
か−項に記載の半導体ダイオードレーザを製造する方法
において、細条状中間領域内で、少なくとも前記の活性
層とその上側の層とをエッチングにより除去し、前記の
細条状中間領域内に少なくとも放射ガイド層と第４クラ
ッド層とをこの放射ガイド層が活性領域に光学的に結合
されるように設け、且つ第４クラッド層を設ける前に、
放射ガイドの両側に実効屈折率に関する段部を形成する
手段を放射ガイド層中に設けることにより放射ガイドを
横方向に形成することを特徴とする。本発明の方法によ
れば、課せられた条件を完全に満足する半導体ダイオー
ドレーザが得られる。 ［０００８］ 本発明による半導体ダイオードレーザの第１の実施態様
では、放射ガイドの両側での屈折率に関する段部を約０
．０１よりも小さくする。実効屈折率に関するこのよう
な比較的小さな段部により、放射ガイドを実際に望まし
い約１μｍと７μｍとの間にし放射ガイド層及び第３及
び第４クラッド層の厚さ及び組成を計算により決定しう
る極めて望ましい実際に使用されている値にした場合に
、この放射ガイド層中の基本横モードが好ましいものと
なる。活性領域の両側に屈折率に関する段部を形成し、
本来の位置に存在する吸収領域により生せしめられる電
磁放射の一部の吸収により基本横モードを比較的好まし
いものとすることができる。活性領域の側方で生じる吸
収はミラー面に隣接する中間領域に全く或いは殆ど影響
を及ぼさず、従ってこの吸収はミラー劣化に関係しない
。 ［０００９］ 本発明による半導体ダイオードレーザの他の実施態様で
は、前記の手段を、前記の放射ガイド層を放射ガイドの
両側で薄肉とすることにより形成する。好ましい変形例
では、放射ガイド層を断面で見て段部付形状とし、この
層の下側面をほぼ平坦とし、この層の上面に位置する段
部の高さを放射ガイド層の厚さに比べて小さくする。放
射ガイド層の厚さが、例えば０．１０〜０．４０μｍの
範囲にある場合、段部の高さは０．０２〜０．１０μｍ
の範囲にするのが好ましい。放射ガイド層が例えばＡｌ
ｏ、 ３１ＧａＯ，６９ＡＳの組成及び０．３０ ｐ
ｍの厚さを有し、クラッド層がＡｌｏ、 ４１Ｇａ０．
５９ＡＳの組成を有し、放射ガイドが約４μｍの幅を有
する場合、段部の高さが０．１０μｍの場合実効屈折率
に関する段部が約４・１０−３となり、段部の高さが０
．０１μｍの場合実効屈折率に関する段部が約８・１０
−３となる。このような段部形状は、放射ガイド層上に
細条状マスクを形成し、湿式の化学的エッチング手段に
よりこのマスクの外部に位置する放射ガイド層の一部を
エッチング除去することにより形成しうる。本発明によ
る方法の第１実施態様では、この放射ガイド層をこの細
条状マスクの外部で陽極酸化を用いてその厚さの一部に
亘って半導体材料の酸化物を有する層に変換し、これと
同時に又はその後に半導体材料の酸化物を有するこの層
を放射ガイド層に対して選択性のある腐食剤によるエッ
チング工程で分解する。 このようにすることにより、場合に応じ数回の陽極酸化
工程及びエッチング工程で放射ガイド層を極めて正確に
薄肉にすることができる。本発明による半導体ダイオー
ドレーザの好適な変形例では、他の放射ガイド層を活性
層と第１及び第２クラッド層のうちの一方との間に配置
する。これによりいわゆるＬＯＣ（Ｌａｒｇｅ ０ｐｔ
ｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ：火元容量）型の半導体ダイオ
ードレーザが得られ、従って活性領域で生ぜしめられる
電磁放射が前記の他の放射ガイド層の隣接部分に部分的
に存在するようになる。この他の放射ガイド層は活性層
の下側に位置するのが特に好ましい。この場合、この他
の放射ガイド層も同時に中間領域における放射ガイド層
として作用しうる。従って、本発明による半導体ダイオ
ードレーザの装置が簡単となる。すなわち中間領域には
少数の層を除去し且つ設ければ足りる。更に、極めて良
好な光接続、すなわち低損失接続が放射ガイドと活性領
域との間に得られる。更に、エッチング後に中間領域に
層を設ける工程に１回のみの成長処理しか必要としない
という大きな利点が得られる。その理由は、放射ガイド
層が既に存在しており、別の成長処理で設ける必要がな
い為である。 ［００１０］ 本発明による半導体ダイオードレーザの他の実施態様で
は、前記の手段は、放射ガイドの両側における放射ガイ
ド層の組成をこの放射ガイド層の厚さの少なくとも一部
に亘って変え、これにより放射ガイドの両側に実効屈折
率に関する段部を形成するようにして構成する。この実
施態様でも、発生する電磁放射の吸収が全く或いは殆ど
生ぜず、一方、実効屈折率に関する段部により放射の横
方向の案内が行われるようにする。この段部は、基本横
モードが最も安定なモードを構成する程度に小さくする
のが好ましい。この目的の為に必要とする組成の変更は
ＩＩＩ−Ｖ族生導体材料の場合約１原子％であって、埋
込みへテロ型の放射ガイドで再現的に得られる変更より
も小さい。この実施態様の好適な変形例では、放射ガイ
ドの両側における放射ガイド層の組成をドーパントの存
在により変更する。ドーパントは充分に低い濃度で簡単
に加えることができる。この目的の為に、例えば拡散又
はイオン注入を放射ガイド層に局部的に行うことができ
る。活性層の下側に配置するのが好ましい他の放射ガイ
ド層の存在につき前述した実施態様で述べたことはこの
実施態様にも当てはまることである。 ［００１１］ クラッド層の１つが細条状領域内で、放射吸収層が位置
しているこの細条状領域の外部よりも肉厚となっており
、この放射吸収層の禁止帯幅が活性層の禁止帯幅にほぼ
等しく、この放射吸収層が第１導電型であり隣接のクラ
ッド層とで電流阻止用のｐ−ｎ接合を形成し、この放射
吸収層が他の放射ガイド層又は活性層の増幅部内に位置
している本発明による半導体ダイオードレーザの重要な
実施態様では、第１クラッド層がほぼ均一な厚さであり
、第２クラッド層が細条状領域内でその両側におけるよ
りも肉厚となっており、放射吸収層が細条状領域の両側
で第２クラッド層上に位置し且つこの第２クラッド層と
で電流阻止用のｐ−ｎ接合を形成しているようにする。 このような半導体ダイオードレーザでは、横モードの安
定化が放射放出領域内に生じ、基本横モードが好ましい
ものとなる。このような半導体ダイオードレーザには更
に、第１クラッド層、活性層、放射案内層、放射吸収層
及び第２クラッド層を成長技術としてのＭＯＶＰＥ（Ｍ
ｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｕｒ Ｐｈａｓｅ
Ｅｐｉｔａｘｙ：金属−有機気相エピタキシ）によっ
て設けることができるという大きな利点がある。中間領
域における半導体層もＭＯＶＥＲによって設けることが
できる為、半導体ダイオードレーザにはこれを成長技術
としてＭＯＶＰＥのみを用いて製造しうるという大きな
利点がある。この利点は、ＭＯＶＰＥが半導体ダイオー
ドレーザを工業的な規模で製造するのに適した成長技術
である為に極めて重要なことである。この実施態様内で
の第１の変形例では、第２クラッド層を第２導電型の半
導体層を以って構成し、この半導体層中で細条状領域の
区域にこの半導体層の厚さの一部に亘ってメサを形成し
、このメサの両側に放射吸収層を位置させる。本発明に
よれば、この変形例を、第３クラッド層までの層（第３
クラッド層を含む）を設けた後に細条状マスクを用い、
このマスクの外部で第３クラッド層をその厚さの一部に
亘って除去することによりこの第３クラッド層にメサを
形成し、メサの両側に第２導電型の放射吸収層を設け、
次に中間領域中の層を、マスクを用いたエッチングによ
り活性層まで（活性層を含む）除去し、放射ガイドを放
射ガイド層に形成した後第４クラッド層を中間領域に設
けるように構成する。この実施態様内での第２の変形例
では、第２クラッド層を第２導電型の２つの半導体層を
以って構成し、これら半導体層を細条状領域内で互いに
隣接させるとともにこの細条状領域の両側で放射吸収層
によって互いに分離する。この変形例は、本発明によれ
ば、これらの２つの半導体層のうちの第１の半導体層（
この場合厚さを比較的薄く選択する）を設けた後、その
上に放射吸収層を設け、次にマスクにより放射吸収層を
細条状領域内で除去し、マスクを除去した後これら２つ
の半導体層のうち第２の半導体層を設け、その後活性層
（これを含む）までの中間領域中の層をマスクを用いた
エッチングにより除去し、放射ガイドを放射ガイド層中
に形成した後第４クラッド層を中間領域中に設けること
により製造する。 ［００１２］ 本発明による半導体ダイオードレーザの他の実施態様で
は、第４クラ・ノド層を第２導電型とし、この第４クラ
ッド層上には少なくとも第１導電型の他のクラッド層を
配置し、この他のクラッド層が少なくとも中間領域中で
第４クラッド層とで電流阻止用のｐ−ｎ接合を形成する
ようにする。このような半導体ダイオードレーザには、
電荷キャリアが中間領域で放射ガイド付近に達すること
が殆どできず、その結果半導体ダイオードレーザに電流
が流れることにより放射ガイドを形成する実効屈折率に
関する段部が変化することを回避するという利点がある
。前記の実施態様の第１変形例の場合、第４及び他のク
ラッド層を細条状領域の両側で放射吸収層の頂部上に設
けることもできる。このようにすることにより、この変
形例の製造をより一層複雑にすることなく細条状領域の
両側に追加の電流阻止用ｐ−ｎ接合が存在するという利
点が得られる。 ［００１３］ 本発明による半導体ダイオードレーザは特に発生する電
磁放射をできるだけ対称的とするとともに高出力が存在
するビームを得るのに特に適している。この目的の為に
、本発明による半導体ダイオードレーザでは、放射ガイ
ドの幅を活性領域の幅よりも狭くする。放射ガイドの厚
さはあまり厚くしてはならない為、今までのところ放射
ガイドの幅を比較的小さく選択することにより比較的対
称的なビームを得ることができる。放射ガイドの厚さは
既にその幅よりも多数倍も小さくなっている為、放射ガ
イドに対し直角のビームの放出角は放射ガイドに対し平
行な放出角よりも数倍大きいことに注意すべきである。 放射ガイドの幅を減少させると、放射ガイドに対し平行
な放出角が大きくなる。 ［００１４］
を具える半導体ダイオードレーザであって、半導体基板
上には少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、放射
放出活性層と、第２導電型の第２クラッド層とが順次
に配置されており、前記の半導体基板及び第２クラッド
層には活性領域内で電流供給手段が設けられており、活
性領域は前記の放射放出活性層の一部を形成するととも
に細条状領域の下側に位置しており、この活性領域の長
手方向はこの活性領域の外部に位置するミラー面に対し
ほぼ垂直であり、活性領域内では順方向で充分に高い電
流強度でコヒレント電磁放射が生ぜしめられ且つミラー
面と活性領域との間に位置する中間領域内には、活性領
域をミラー面に光学的に結合する放射ガイドが配置され
、この放射ガイドは第３クラッド層と第４クラッド層と
の間に位置する放射ガイド層中に存在するようにした半
導体ダイオードレーザにおいて、前記の放射ガイドは前
記の放射ガイド層中に配置した手段により横方向で画成
され、この手段により放射ガイドの両側に実効屈折率に
関する段部を形成し、放射ガイドの増幅部内に位置する
層の部分がすべて活性層の禁止帯幅よりも大きな禁止帯
幅を有していることを特徴とする。実効屈折率に関する
段部を形成する前記の手段が放射ガイド層中に存在する
為に、電磁放射の横方向での囲みが放射ガイド中に生じ
る。放射ガイドの増幅部分内に位置する層の部分、すな
わち放射ガイド層、第３及び第４クラッド層の部分はす
べてが活性層よりも大きな禁止帯幅を有しているという
事実の為に、発生する電磁放射の吸収は本発明による半
導体ダイオードレーザでは中間領域中に全く或いは殆ど
生じない。その結果、ミラー付近での吸収が回避され、
温度の増大の為の或いは放射の吸収により生じる反応の
為のミラー劣化が生じなくなる。従って、本発明の半導
体ダイオードレーザによれば高出力を生ぜしめることが
でき、一方、ミラー劣化が抑えられるという事実の為に
寿命が長くなる。 ［０００７］ 本発明は、半導体基板上に少なくとも、第１導電型の第
１クラッド層と、放射′放出活性層と、第２導電型の第
２クラッド層とを順次に設けた請求項１〜１４のいずれ
か−項に記載の半導体ダイオードレーザを製造する方法
において、細条状中間領域内で、少なくとも前記の活性
層とその上側の層とをエッチングにより除去し、前記の
細条状中間領域内に少なくとも放射ガイド層と第４クラ
ッド層とをこの放射ガイド層が活性領域に光学的に結合
されるように設け、且つ第４クラッド層を設ける前に、
放射ガイドの両側に実効屈折率に関する段部を形成する
手段を放射ガイド層中に設けることにより放射ガイドを
横方向に形成することを特徴とする。本発明の方法によ
れば、課せられた条件を完全に満足する半導体ダイオー
ドレーザが得られる。 ［０００８］ 本発明による半導体ダイオードレーザの第１の実施態様
では、放射ガイドの両側での屈折率に関する段部を約０
．０１よりも小さくする。実効屈折率に関するこのよう
な比較的小さな段部により、放射ガイドを実際に望まし
い約１μｍと７μｍとの間にし放射ガイド層及び第３及
び第４クラッド層の厚さ及び組成を計算により決定しう
る極めて望ましい実際に使用されている値にした場合に
、この放射ガイド層中の基本横モードが好ましいものと
なる。活性領域の両側に屈折率に関する段部を形成し、
本来の位置に存在する吸収領域により生せしめられる電
磁放射の一部の吸収により基本横モードを比較的好まし
いものとすることができる。活性領域の側方で生じる吸
収はミラー面に隣接する中間領域に全く或いは殆ど影響
を及ぼさず、従ってこの吸収はミラー劣化に関係しない
。 ［０００９］ 本発明による半導体ダイオードレーザの他の実施態様で
は、前記の手段を、前記の放射ガイド層を放射ガイドの
両側で薄肉とすることにより形成する。好ましい変形例
では、放射ガイド層を断面で見て段部付形状とし、この
層の下側面をほぼ平坦とし、この層の上面に位置する段
部の高さを放射ガイド層の厚さに比べて小さくする。放
射ガイド層の厚さが、例えば０．１０〜０．４０μｍの
範囲にある場合、段部の高さは０．０２〜０．１０μｍ
の範囲にするのが好ましい。放射ガイド層が例えばＡｌ
ｏ、 ３１ＧａＯ，６９ＡＳの組成及び０．３０ ｐ
ｍの厚さを有し、クラッド層がＡｌｏ、 ４１Ｇａ０．
５９ＡＳの組成を有し、放射ガイドが約４μｍの幅を有
する場合、段部の高さが０．１０μｍの場合実効屈折率
に関する段部が約４・１０−３となり、段部の高さが０
．０１μｍの場合実効屈折率に関する段部が約８・１０
−３となる。このような段部形状は、放射ガイド層上に
細条状マスクを形成し、湿式の化学的エッチング手段に
よりこのマスクの外部に位置する放射ガイド層の一部を
エッチング除去することにより形成しうる。本発明によ
る方法の第１実施態様では、この放射ガイド層をこの細
条状マスクの外部で陽極酸化を用いてその厚さの一部に
亘って半導体材料の酸化物を有する層に変換し、これと
同時に又はその後に半導体材料の酸化物を有するこの層
を放射ガイド層に対して選択性のある腐食剤によるエッ
チング工程で分解する。 このようにすることにより、場合に応じ数回の陽極酸化
工程及びエッチング工程で放射ガイド層を極めて正確に
薄肉にすることができる。本発明による半導体ダイオー
ドレーザの好適な変形例では、他の放射ガイド層を活性
層と第１及び第２クラッド層のうちの一方との間に配置
する。これによりいわゆるＬＯＣ（Ｌａｒｇｅ ０ｐｔ
ｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ：火元容量）型の半導体ダイオ
ードレーザが得られ、従って活性領域で生ぜしめられる
電磁放射が前記の他の放射ガイド層の隣接部分に部分的
に存在するようになる。この他の放射ガイド層は活性層
の下側に位置するのが特に好ましい。この場合、この他
の放射ガイド層も同時に中間領域における放射ガイド層
として作用しうる。従って、本発明による半導体ダイオ
ードレーザの装置が簡単となる。すなわち中間領域には
少数の層を除去し且つ設ければ足りる。更に、極めて良
好な光接続、すなわち低損失接続が放射ガイドと活性領
域との間に得られる。更に、エッチング後に中間領域に
層を設ける工程に１回のみの成長処理しか必要としない
という大きな利点が得られる。その理由は、放射ガイド
層が既に存在しており、別の成長処理で設ける必要がな
い為である。 ［００１０］ 本発明による半導体ダイオードレーザの他の実施態様で
は、前記の手段は、放射ガイドの両側における放射ガイ
ド層の組成をこの放射ガイド層の厚さの少なくとも一部
に亘って変え、これにより放射ガイドの両側に実効屈折
率に関する段部を形成するようにして構成する。この実
施態様でも、発生する電磁放射の吸収が全く或いは殆ど
生ぜず、一方、実効屈折率に関する段部により放射の横
方向の案内が行われるようにする。この段部は、基本横
モードが最も安定なモードを構成する程度に小さくする
のが好ましい。この目的の為に必要とする組成の変更は
ＩＩＩ−Ｖ族生導体材料の場合約１原子％であって、埋
込みへテロ型の放射ガイドで再現的に得られる変更より
も小さい。この実施態様の好適な変形例では、放射ガイ
ドの両側における放射ガイド層の組成をドーパントの存
在により変更する。ドーパントは充分に低い濃度で簡単
に加えることができる。この目的の為に、例えば拡散又
はイオン注入を放射ガイド層に局部的に行うことができ
る。活性層の下側に配置するのが好ましい他の放射ガイ
ド層の存在につき前述した実施態様で述べたことはこの
実施態様にも当てはまることである。 ［００１１］ クラッド層の１つが細条状領域内で、放射吸収層が位置
しているこの細条状領域の外部よりも肉厚となっており
、この放射吸収層の禁止帯幅が活性層の禁止帯幅にほぼ
等しく、この放射吸収層が第１導電型であり隣接のクラ
ッド層とで電流阻止用のｐ−ｎ接合を形成し、この放射
吸収層が他の放射ガイド層又は活性層の増幅部内に位置
している本発明による半導体ダイオードレーザの重要な
実施態様では、第１クラッド層がほぼ均一な厚さであり
、第２クラッド層が細条状領域内でその両側におけるよ
りも肉厚となっており、放射吸収層が細条状領域の両側
で第２クラッド層上に位置し且つこの第２クラッド層と
で電流阻止用のｐ−ｎ接合を形成しているようにする。 このような半導体ダイオードレーザでは、横モードの安
定化が放射放出領域内に生じ、基本横モードが好ましい
ものとなる。このような半導体ダイオードレーザには更
に、第１クラッド層、活性層、放射案内層、放射吸収層
及び第２クラッド層を成長技術としてのＭＯＶＰＥ（Ｍ
ｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｕｒ Ｐｈａｓｅ
Ｅｐｉｔａｘｙ：金属−有機気相エピタキシ）によっ
て設けることができるという大きな利点がある。中間領
域における半導体層もＭＯＶＥＲによって設けることが
できる為、半導体ダイオードレーザにはこれを成長技術
としてＭＯＶＰＥのみを用いて製造しうるという大きな
利点がある。この利点は、ＭＯＶＰＥが半導体ダイオー
ドレーザを工業的な規模で製造するのに適した成長技術
である為に極めて重要なことである。この実施態様内で
の第１の変形例では、第２クラッド層を第２導電型の半
導体層を以って構成し、この半導体層中で細条状領域の
区域にこの半導体層の厚さの一部に亘ってメサを形成し
、このメサの両側に放射吸収層を位置させる。本発明に
よれば、この変形例を、第３クラッド層までの層（第３
クラッド層を含む）を設けた後に細条状マスクを用い、
このマスクの外部で第３クラッド層をその厚さの一部に
亘って除去することによりこの第３クラッド層にメサを
形成し、メサの両側に第２導電型の放射吸収層を設け、
次に中間領域中の層を、マスクを用いたエッチングによ
り活性層まで（活性層を含む）除去し、放射ガイドを放
射ガイド層に形成した後第４クラッド層を中間領域に設
けるように構成する。この実施態様内での第２の変形例
では、第２クラッド層を第２導電型の２つの半導体層を
以って構成し、これら半導体層を細条状領域内で互いに
隣接させるとともにこの細条状領域の両側で放射吸収層
によって互いに分離する。この変形例は、本発明によれ
ば、これらの２つの半導体層のうちの第１の半導体層（
この場合厚さを比較的薄く選択する）を設けた後、その
上に放射吸収層を設け、次にマスクにより放射吸収層を
細条状領域内で除去し、マスクを除去した後これら２つ
の半導体層のうち第２の半導体層を設け、その後活性層
（これを含む）までの中間領域中の層をマスクを用いた
エッチングにより除去し、放射ガイドを放射ガイド層中
に形成した後第４クラッド層を中間領域中に設けること
により製造する。 ［００１２］ 本発明による半導体ダイオードレーザの他の実施態様で
は、第４クラ・ノド層を第２導電型とし、この第４クラ
ッド層上には少なくとも第１導電型の他のクラッド層を
配置し、この他のクラッド層が少なくとも中間領域中で
第４クラッド層とで電流阻止用のｐ−ｎ接合を形成する
ようにする。このような半導体ダイオードレーザには、
電荷キャリアが中間領域で放射ガイド付近に達すること
が殆どできず、その結果半導体ダイオードレーザに電流
が流れることにより放射ガイドを形成する実効屈折率に
関する段部が変化することを回避するという利点がある
。前記の実施態様の第１変形例の場合、第４及び他のク
ラッド層を細条状領域の両側で放射吸収層の頂部上に設
けることもできる。このようにすることにより、この変
形例の製造をより一層複雑にすることなく細条状領域の
両側に追加の電流阻止用ｐ−ｎ接合が存在するという利
点が得られる。 ［００１３］ 本発明による半導体ダイオードレーザは特に発生する電
磁放射をできるだけ対称的とするとともに高出力が存在
するビームを得るのに特に適している。この目的の為に
、本発明による半導体ダイオードレーザでは、放射ガイ
ドの幅を活性領域の幅よりも狭くする。放射ガイドの厚
さはあまり厚くしてはならない為、今までのところ放射
ガイドの幅を比較的小さく選択することにより比較的対
称的なビームを得ることができる。放射ガイドの厚さは
既にその幅よりも多数倍も小さくなっている為、放射ガ
イドに対し直角のビームの放出角は放射ガイドに対し平
行な放出角よりも数倍大きいことに注意すべきである。 放射ガイドの幅を減少させると、放射ガイドに対し平行
な放出角が大きくなる。 ［００１４］
図１は、本発明による半導体ダイオードレーザの第１実
施例を部分的に斜視図で且つ部分的に断面図で示してい
る。図２及び図３は、図１の２−２線及び３−３線上を
それぞれ断面として示す断面図である。この半導体ダイ
オードレーザは接続導体１１が設けられた基板領域１０
を有する半導体本体３０を具えており、基板領域は第１
導電型、この場合ｎ導電型で単結晶砒化ガリウムより成
っている。更に細条状領域１３内に、厚さがほぼ均一の
第１導電型、この場合ｎ導電型の第１クラッド層１と、
本例では放射ガイド層２′ と一致する第１導電型、こ
の場合ｎ導電型の他の放射ガイド層２と、活性層３と、
第２導電型、この場合ｐ導電型の第２クラッド層４と、
接続導体２１が設けられたｐ導電型の接点層２０とが順
次に配置されている。活性層３内には領域１３の下方に
活性領域１３′が配置され、この活性領域１３′ 中で
は、充分大きな電流強度で、細条状共振空洞内で第１ク
ラッド層１と第２クラッド層４との間に形成されたｐ−
ｎ接合の順方向で緩衝電磁放射が生ぜしめられる。この
共振空洞はミラー面（反射面） ３５．３６間に形成さ
れ、本例では活性領域１３′ と、その下側にある放
射ガイド層２と、領域１４の下側にある２つの放射ガイ
ド１５とを有している。細条状領域１３の両側の各々に
おいて、それ自体で厚さを減少させた第２クラッド層４
上に順次に、第１導電型、この場合ｎ導電型の放射吸収
層９と、第２導電型、この場合ｐ導電型の第４クラッド
層６と、それぞれ第１導電型、この場合ｎ導電型及び第
２導電型、この場合ｐ導電型の２つの他のクラッド層７
，８と、接続導体２１とが設けられている。放射吸収層
９は活性領域１３′ における基本横モードに比較的
好ましいように影響を及ぼし、この放射吸収層と第２ク
ラッド層４との間に形成されるｐ−ｎ接合２５及びクラ
ッド層６７間に形成されるｐ−ｎ接合２６は電流が活性
領域１３′ の両側に広がるのを防止する。放射ガイド
１５は、領域１８とミラー面３５．３６との間の中間領
域１７．１９内で、本例ではクラッド層１に一致する第
３クラッド層１′ と第４クラッド層６との間に位置す
る放射ガイド層２′中に位置する。本例では、第３クラ
ッド層１′の厚さがほぼ均一である。本発明による本例
の半導体ダイオードレーザには、放射ガイド１５と活性
領域１３′ との間の光結合が良好になり、製造方法
が簡単となり（エッチングしたり成長させたりする層の
個数が少なくて足りる） 成長技術としてＭＯＶＰＥを
用いることができるようになるという優れた利点がある
。また、中間領域１７．１９においては屈折率が電荷キ
ャリアにより影響を受けることが、第２クラッド層６と
他のクラッド層７との間に形成される電流阻止用のｐ−
ｎ接合２６により防止される。更に、この電流阻止によ
り中間領域における再結合を防止し、その結果ミラー劣
化が防止される。本例では、活性層３の下側に他の放射
ガイド層２が位置しており、本発明によるこの構成によ
り、中間層１７．１９において、活性層３を除去する場
合に他の放射ガイド層２を除去する必要がなく放射ガイ
ド層２としても作用しうるという利点が得られる。本発
明によれば、放射ガイド１５には、放射ガイド層２′
内に位置する手段１２を形成し、これにより放射ガイド
１５の両側に実効屈折率に関する段部を形成し、この部
分で、発生する電磁放射の一部が散都されるようにする
。中間領域１７．１９では発生する放射が吸収されない
という事実の為に、本発明によればミラー劣化の発生が
防止される。本例では、前記の手段１２は、放射ガイド
１５の両側で放射ガイド層２′の厚さを減少させること
により形成する。形成する段部の高さは４００Ａとする
。このような段部は、マスクを用いたエッチングにより
、且つ好ましくはこのエッチングの前又はこのエッチン
グ中に陽極酸化を用いて簡単に形成することができ、こ
の場合形成された酸化物を分解し、半導体材料を分解し
ない選択性腐食剤を用いる。放射ガイド１５の幅は３μ
ｍとし、中間領域１７．１９の幅に相当するこの放射ガ
イドの長さは約１０μｍとし、細条状領域１３の長さ及
び幅はそれぞれ３００μｍ及び４μｍとする。放射ガイ
ド１５の幅を細条状領域の幅よりも小さく選択すること
により、本発明によれば対称性が比較的大きく、出力が
大きく、基本横モードで動作する放射ビームを発生せし
めることができる。半導体本体の寸法は約３００ Ｘ３
２０μｍ２とする。本例では、細条状領域１３内の第２
クラッド層４を、放射吸収層９が位置しているこの第２
クラッド層の両側よりも肉厚にする。このように局部的
に肉厚にするのは、細条状領域１４の領域で第２クラッ
ド層４にメサを形成することにより得られる。 このことは、第２クラッド層４を最初は平坦な層として
設けることができることを意味し、これは例えばＭＯＶ
ＰＥにより達成することもでき有利なことである。放射
吸収層９はＭＯＶＰＥによっても設けうる。活性領域１
３′ 内では、この領域の幅が比較的広い為且つ他の放
射ガイド層２が存在する為高出力の放射を生せしめるこ
とができる。本例の半導体層の特性に関しては以下の表
を参照しうる。接続導体は金属又は通常ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓのような金属合金を有し、その厚さは通常の厚
さとする。 ［００１５］ 層 半導体 導電型１０
ＧａＡｓ （基板） Ｎドーピング濃度 厚
さ （原子／ｃｍ３）（μｍ） ２×１０１８３５０ ２．２′ Ａｌｏ、３Ｇａｏ、 ７Ａｓ ２Ｘ１０１８０．３ ９ＧａＡｓ２×１０１７ ＮＯ０４ ２０６ａＡｓ２×１０１８ ［００１６］ 次に、前述した半導体ダイオードレーザを本発明により
いかに製造するかを図４及び図５につき説明する。図４
は、製造に順次に用いるマスク４０．４１．４２を示す
。これらマスク４０．４１．４２の寸法は、形成すべき
半導体ダイオードレーザの及びこのレーザ内にある領域
の寸法に応じて選択する。図５は、図１の半導体装置オ
ードを順次の製造段階で示す断面図であり、断面図の位
置は図４に破線で示しである。（００１）ＧａＡｓ基板
１０を研摩しエッチラング処理した後、成長技術として
のＭＯＶＰＥによりこの基板上に順次に、第１クラッド
層１、放射ガイド層２，２′活性層３、第２クラッド層
４及び接点層２０を設ける。各層の厚さ、組成及び導電
型は上記の通りに選択する。使用するｎ型ドーピング源
は５ＩＨ４どし、使用するｎ型ドーピング源はＤＥＺｎ
（ジエチル亜鉛）とする。次に、スパッタリングによ
り、０．７μｍの厚さの５１０２層６０を被着する（図
５ａ参照）。この層中には、形成すべき半導体本体３０
に相当する領域内に細条状マスク４０を形成する（図４
ａ参照）。次に通常の腐食剤により半導体層２０及び８
をマスク４０の外部で除去するか或いはその厚さを減少
させる。次に、ＭＯＶＰＥにより放射吸収層９をマスク
４０の外部に設ける。図５ｂ及び図５ｃはそれぞれ領域
１８及び１７内の結果構造を、図４ａに示す通りに断面
として示す断面図である。次に、ホトレジスト及び写真
食刻技術を用いて、図４ｂに示すようにマスク４１を形
成する。領域１７及び１９においてこのマスクの外部を
エッチングすることにより、放射吸収層９、第２クラッ
ド層４、及び活性層を除去する。これらの領域における
この結果の構造の断面を図５ｄに示す。次に、新たなホ
トレジストマスク４１．４２ （図４０参照）を設ける
。このマスクは中間領域１７．１９中に位置する細条状
領域４２を有する。次に、陽極酸化により、マスクの外
部の放射ガイド層２の小部分（約４００ Ａ）を半導体
材料の酸化物を有する層に変換し、次にこの層を、水で
希釈したアンモニウム溶液中で除去する（図５ｅ参照）
。ホトレジストマスクを除去し、清浄処理を行った後、
５１Ｏ２を有するマスク４０の外部にＭＯＶＰＥにより
第４クラッド層６、他のクラッド層７及び他のクラッド
層８を順次に設ける。この結果の構造を第４ａ図に示す
破線に沿う断面で第５ｆ及び５ｇ図に示す。マスク層６
０を除去した後、通常のようにして接続導体を設け、ミ
ラー面を形成するクリーピング（襞間）処理後に図１の
半導体ダイオードレーザが得られる。 本発明による方法では、この場合放射ガイド層２と一致
する放射ガイド層２′内に手段１２を設けるものであり
、この手段により、形成すべき放射ガイド１５の両側に
実効屈折率に関する段部を形成し、これらの段部で、発
生する放射の一部を散乱させる。このような方法には、
ＭＯＶＰＥをこの場合成長技術として用いうるという利
点がある。放射ガイド層２，２′ が互いに一致すると
ともに、これら放射ガイド層が活性層３の下側に位置す
るという事実には、この方法が簡単化されるという利点
、すなわち一方ではエッチングすべき層の個数が少なく
なり、他方では設けるべき層の個数が全体で少なくなる
という利点がある。中間領域１７．１９内の第２放射ガ
イド層２′中に段部を形成する手段１２を設ける工程は
簡単に行いうる処理工程である。この目的の為に、本発
明によって用いる陽極酸化であり、半導体材料の酸化物
を有する形成された層を第２放射ガイド層２′ に対す
る選択的なエッチングにより除去する陽極酸化には、放
射ガイド１５を形成する実効屈折率に関する段部を正確
な制御で調整しうるという利点がある。本発明による方
法には更に、領域１８内の半導体層もＭＯＶＰＥにより
設けうるという利点がある。従って、本発明による方法
は、半導体層の成長技術としてＭＯＶＰＥを用いるだけ
で本発明による半導体ダイオードレーザを製造しうる可
能性を提供する。このことは、ＭＯＶＰＥの前述した利
点の為に、本発明による方法が特に好ましい製造方法で
あるということを意味する。 ［００１７］ 図６は、本発明による半導体ダイオードレーザの第２実
施例を部分的に斜視図で、部分的に断面図で示す線図で
ある。この半導体ダイオードレーザは、第１導電型、こ
の場合ｎ導電型の基板領域１０を有する半導体本体３０
を具えており、この基板領域には接続導体１１が設けら
れており、この基板領域は本例では単結晶砒化ガリウム
を以て構成されている。この基板領域上には細条状領域
１３内で順次に、第１導電型、この場合ｎ導電型の第１
クラッド層１と、第１導電型、この場合ｎ導電型であり
本例では他の放射ガイド層２と一致する放射ガイド層２
′ と、放射放出活性層３と、第２導電型、この場合ｐ
導電型で２つの半導体層４，８を有する第２クラッド層
と、接続導体２１が設けられたｐ導電型の接点層２０と
が設けられており、これらの層はすべて細条状領域１３
の両側にも延在している。本例では、他の放射ガイド層
２を活性層３の下側に配置し、本発明によるこの配置に
より第１実施例につき説明した利点を得る。第１導電量
、この場合ｎ導電型の放射吸収層９を半導体層４及び８
間で細条状領域１３の両側に配置する。細条状の放射放
出活性領域１３′ は活性層３中で領域１３の下側に
位置させる。放射ガイド１５は活性領域１３′及びミラ
ー面３５．３６間に位置する中間領域１７．１９中に位
置し、この中間領域では放射ガイド層２′が、本例では
放射ガイド１５の領域でほぼ均一の厚さとなっており且
つ第１クラッド層１と一致する第３クラッド層１′ と
、第４クラッド層６との間に位置する。放射ガイド１５
は活性領域１３′ をミラー面３５．３６に光学的に
接続するものであり、これら放射ガイド１５には放射ガ
イド層２′中に位置する手段１２が形成されており、こ
の手段により放射ガイド１５０両側に実効屈折率に関す
る段部を形成し、この段部により、発生する電磁放射の
一部を散乱させる。このようにすることにより第１実施
例につき前述した利点が得られる。本例の場合も、手段
１２は放射ガイド１５の両側で第２放射ガイド層２′の
厚さを減少させることにより形成する。形成する段部の
高さは４００Ａとする。本例における半導体ダイオード
レーザ及びこの中にある領域の寸法は第１実施例の場合
と同じである。 本例においても、細条状領域１４内のクラッド層４は放
射吸収層９が位置しているその両側におけるよりも肉厚
となっており、放射吸収層９は第２クラッド層４とで電
流阻止間のｐ−ｎ接合２５を形成し、これにより第１実
施例につき説明した利点が得られる。このように厚さを
局部的に肉厚にするのは、第２クラッド層４゜８を、第
２導電型、この場合ｐ導電型で細条状領域１３の区域で
互いに隣接し且つこの区域の両側では放射吸収層９によ
り互いに分離されている２つの半導体層４８を以て形成
することにより達成する。第２クラッド層及び放射吸収
層は例えば有利なＭＯＶＰＥにより設けることができる
。細条状領域１３内では、発生する放射の一部が吸収さ
れるこの放射を案内する屈折率が活性層３中に得られる
。この結果、大きな横モードが抑圧され且つ細条状領域
１３の幅が比較的広い為に、高出力の放射を生ぜしめう
る。本発明によれば、本例においても、この場合第２導
電型すなわちｐ導電型とした第４クラッド層６に、この
第４クラッド層とで電流阻止用のｐ−ｎ接合２６を形成
する第１導電型この場合ｎ導電型とした他のクラッド層
７を設け、第１実施例につき説明した利点をも得るもの
である。図７及び図８はそれぞれ図６の７−７線上を断
面とする断面図である。本例の半導体層の特性に関して
は前記の表を参照しうる。接続導体は第１実施例と同じ
である。 ［００１８］ 上述した半導体ダイオードレーザを本発明によっていか
に製造するかを図９及び図１０につき説明する。図９は
、製造中順次に用いるマスク４１．４２．５０を平面図
で示す。これらマスクの寸法は第１実施例の場合と同じ
である。図１０は、図７の半導体ダイオードレーザを順
次の製造工程で示す断面図であり、この断面の位置は必
要な限り図９に示しである。（００１）ＧａＡｓ基板１
０を研摩し且つ工・ンチング処理した後、成長技術とし
てのＭＯＶＰＥによりこの基板上に順次に、第１クラッ
ド層１と、本例の場合他の放射ガイド層２と一致する放
射ガイド層２′ と活性層３と、第２導電型、この場合
ｐ導電型で約０．３μｍの厚さの半導体層４と、放射吸
収層９とを設ける。この場合、各層の厚さ、組成及び導
電型はここで説明しない限り第１実施例で示した表によ
って選択する。次に、０．３μｍの３１０２層６０をス
パッタリングにより被着する（図１０ａ参照）。この層
中には半導体本体３０に相当する領域内でマスク４１を
形成する（図９ａ参照）。次に通常の腐食剤によりマス
ク４１の各部の半導体層３，４及び９を除去する（図１
０ｂ参照）。次に、ホトレジスト及び写真食刻技術によ
り図９ｂに示すようにマスク４１．４２を形成する。次
に、陽極酸化により、マスクの外部の放射ガイド層２′
の小部分（約４０ＯＡ）を半導体材料の酸化物を有する
層に変換し、この後者の層を、次に、水で希釈したアン
モニウムの溶液中で除去する（図１０ｃ参照）。ホトレ
ジストを除去し、清浄処理をしだ後ド層７とを順次に設
ける。この結果中間領域１７．１９の区域において得ら
れる構造の断面を図１０ｄに示す。マスク４１．４２を
除去した後、写真食刻及びエッチングにより図９０に示
すマスク５０をマスク層６０中に形成する。腐食剤、例
えば選択性腐食剤により放散吸収層９を細条状領域１３
内で除去する（図１０ｃ参照）。ホトレジスト及びマス
ク層６０を除去し、清浄処理後、厚さが１μｍで半導体
層４と相俟って第２クラツド相を形成する第２導電型の
半導体層８と、接点層２０とをＭＯＶＰＥにより順次に
設ける。この結果の構造を図９０に示す位置での断面で
示すと図１０ｆ及び図１０ｇの通りとなる。接続導体を
設け、クリーピング処理を行った後、図７の半導体ダイ
オードレーザが得られる。本発明による方法では、この
場合第１放射ガイド層２と一致する第２放射ガイド層２
′中で第２放射ガイド層２中に手段１２を設け、これに
よりこの層中に形成すべき放射ガイド１５の両側に実効
屈折率に関する段部を形成し、これらの段部で、発生せ
しめられた放射の一部を散乱させる。 かかる方法には第１実施例の半導体のダイオードレーザ
の製造につき説明した利点がある。この例の本発明によ
る方法も、領域１８内の半導体層をＭＯＶＰＥにより設
けうるという利点を有する。従って、本発明によるこの
方法によっても半導体層の成長技術としてＭＯＶＰＥを
用いるだけでこの例の本発明による半導体ダイオードレ
ーザを得ることができる。 ［００１９］ 図４及び図９に示すマスクでは、半導体ダイオードレー
ザの形成に必要とするパターンのみを示していることに
注意すべきである。実際には、パターンは繰り返されて
おり、隣接する半導体ダイオードレーザの二次元マトリ
ックスが得られるようになっている。 ［００２０］ 本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の範囲内
で種々の変更が可能であること勿論である。例えば、放
射ガイドを形成する段部形状は、放射ガイド層の下側に
存在させることもできる。更に、段部形状はこの放射ガ
イド層の上側及び下側の双方に存在させることができる
。可能な他の変更は、溝を充填し、電流阻止兼放射吸収
層の上に位置する第１クラッド層により放射を吸収する
ことにより細条状領域内に放射案内屈折率を得ることに
ある。この目的の為に必要とする溝は細条状領域中にの
み位置させる。この場合、例えば、放射ガイド層を第１
クラッド層上に存在させ、一方、放射吸収層は前記の放
射ガイド層の増幅部内で細条状領域の両側に位置させる
。この場合、放射ガイドは前述した例と同様に中間領域
内に形成する。他の変更は特に前述した例で述べたもの
と異なる半導体材料又は、組成を用いた場合に得られる
。例えば、活性領域の両側における放射吸収層を放射非
吸収層と置き換え、その半導体材料は、禁止帯幅が活性
層の禁止帯幅よりも大きくなり且つ実効屈折率に関する
段部が中間領域におけるのと同様に活性領域の両側に形
成されるように選択する。従って、活性領域の両側で吸
収が生じないという事実の為に、始動電流が小さく効率
が高い半導体ダイオードレーザが得られる。また実効屈
折率に関するこの段部を小さくすると、基本横モードで
動作するレーザが得られる。比較的狭い活性領域を通し
て比較的小さな始動電流が得られ、更に放射ガイドも比
較的狭くすると、活性領域から放射ガイドへの良好な結
合が得られる。更に、電流の阻止は電流阻止用のｐ−ｎ
接合の代わりに１つ以上の高オーム抵抗性の半導体層に
よって実現できる。更に、第１クラッド層と半導体基板
との間にいわゆる緩衝層を設けることができる。少なく
とも個別の半導体ダイオードレーザに対しては、電流供
給手段は殆どが導電層が設けられた高ドープ層又は領域
より成っており、この導電層上に例えばワイヤの形態の
接続導体が設けられているがこれら電流供給手段は電子
ビーム等のような他の周知の電流供給手段を有するよう
にすることもできる。前述した実施例では、それぞれに
放射ガイドが位置している２つの中間領域が存在する。 しかし、１つの中間領域にのみ放射ガイドを形成するこ
ともできる。この場合、活性層及び第１放射ガイド層が
ミラー面の１つに隣接する。この場合には、ミラー劣化
を防止する為にこのミラー面にミラーコーティングを施
すような他の手段を講じることができる。 ［００２１］ 本発明は上述した実施例に限定されるものではない。こ
の方法ではＭＯＶＰＥを成長技術として用いうるが、本
発明による方法ではＶＰＥ（Ｖａｐｏｕｒ Ｐｈａｓｅ
Ｅｐｉｔａｘｙ ：気相エピタキシ） ＭＢＥ（Ｍ
ｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ：分子
ビームエピタキシ） ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂ
ｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ：化学ビームエピタキシ）或
いは前述したＬＰＥ技術のような他の成長技術をも用い
ることができる。第１クラッド層が、溝を充填する半導
体層により細条状領域内に又そのそばに形成されている
前述した変形例では、ＬＰＥをも用いる必要がある。本
発明による方法では、前舵の手段を第２放射ガイド層中
に設けることもできる。このことは例えば、この層を成
長させる際に例えば放射ビームにより、形成すべき放射
ガイドの両側で組成を変えることにより行うことができ
る。この変形は例えば混合結晶を形成する元素又はドー
ピング元素に関するものとすることもできる。
施例を部分的に斜視図で且つ部分的に断面図で示してい
る。図２及び図３は、図１の２−２線及び３−３線上を
それぞれ断面として示す断面図である。この半導体ダイ
オードレーザは接続導体１１が設けられた基板領域１０
を有する半導体本体３０を具えており、基板領域は第１
導電型、この場合ｎ導電型で単結晶砒化ガリウムより成
っている。更に細条状領域１３内に、厚さがほぼ均一の
第１導電型、この場合ｎ導電型の第１クラッド層１と、
本例では放射ガイド層２′ と一致する第１導電型、こ
の場合ｎ導電型の他の放射ガイド層２と、活性層３と、
第２導電型、この場合ｐ導電型の第２クラッド層４と、
接続導体２１が設けられたｐ導電型の接点層２０とが順
次に配置されている。活性層３内には領域１３の下方に
活性領域１３′が配置され、この活性領域１３′ 中で
は、充分大きな電流強度で、細条状共振空洞内で第１ク
ラッド層１と第２クラッド層４との間に形成されたｐ−
ｎ接合の順方向で緩衝電磁放射が生ぜしめられる。この
共振空洞はミラー面（反射面） ３５．３６間に形成さ
れ、本例では活性領域１３′ と、その下側にある放
射ガイド層２と、領域１４の下側にある２つの放射ガイ
ド１５とを有している。細条状領域１３の両側の各々に
おいて、それ自体で厚さを減少させた第２クラッド層４
上に順次に、第１導電型、この場合ｎ導電型の放射吸収
層９と、第２導電型、この場合ｐ導電型の第４クラッド
層６と、それぞれ第１導電型、この場合ｎ導電型及び第
２導電型、この場合ｐ導電型の２つの他のクラッド層７
，８と、接続導体２１とが設けられている。放射吸収層
９は活性領域１３′ における基本横モードに比較的
好ましいように影響を及ぼし、この放射吸収層と第２ク
ラッド層４との間に形成されるｐ−ｎ接合２５及びクラ
ッド層６７間に形成されるｐ−ｎ接合２６は電流が活性
領域１３′ の両側に広がるのを防止する。放射ガイド
１５は、領域１８とミラー面３５．３６との間の中間領
域１７．１９内で、本例ではクラッド層１に一致する第
３クラッド層１′ と第４クラッド層６との間に位置す
る放射ガイド層２′中に位置する。本例では、第３クラ
ッド層１′の厚さがほぼ均一である。本発明による本例
の半導体ダイオードレーザには、放射ガイド１５と活性
領域１３′ との間の光結合が良好になり、製造方法
が簡単となり（エッチングしたり成長させたりする層の
個数が少なくて足りる） 成長技術としてＭＯＶＰＥを
用いることができるようになるという優れた利点がある
。また、中間領域１７．１９においては屈折率が電荷キ
ャリアにより影響を受けることが、第２クラッド層６と
他のクラッド層７との間に形成される電流阻止用のｐ−
ｎ接合２６により防止される。更に、この電流阻止によ
り中間領域における再結合を防止し、その結果ミラー劣
化が防止される。本例では、活性層３の下側に他の放射
ガイド層２が位置しており、本発明によるこの構成によ
り、中間層１７．１９において、活性層３を除去する場
合に他の放射ガイド層２を除去する必要がなく放射ガイ
ド層２としても作用しうるという利点が得られる。本発
明によれば、放射ガイド１５には、放射ガイド層２′
内に位置する手段１２を形成し、これにより放射ガイド
１５の両側に実効屈折率に関する段部を形成し、この部
分で、発生する電磁放射の一部が散都されるようにする
。中間領域１７．１９では発生する放射が吸収されない
という事実の為に、本発明によればミラー劣化の発生が
防止される。本例では、前記の手段１２は、放射ガイド
１５の両側で放射ガイド層２′の厚さを減少させること
により形成する。形成する段部の高さは４００Ａとする
。このような段部は、マスクを用いたエッチングにより
、且つ好ましくはこのエッチングの前又はこのエッチン
グ中に陽極酸化を用いて簡単に形成することができ、こ
の場合形成された酸化物を分解し、半導体材料を分解し
ない選択性腐食剤を用いる。放射ガイド１５の幅は３μ
ｍとし、中間領域１７．１９の幅に相当するこの放射ガ
イドの長さは約１０μｍとし、細条状領域１３の長さ及
び幅はそれぞれ３００μｍ及び４μｍとする。放射ガイ
ド１５の幅を細条状領域の幅よりも小さく選択すること
により、本発明によれば対称性が比較的大きく、出力が
大きく、基本横モードで動作する放射ビームを発生せし
めることができる。半導体本体の寸法は約３００ Ｘ３
２０μｍ２とする。本例では、細条状領域１３内の第２
クラッド層４を、放射吸収層９が位置しているこの第２
クラッド層の両側よりも肉厚にする。このように局部的
に肉厚にするのは、細条状領域１４の領域で第２クラッ
ド層４にメサを形成することにより得られる。 このことは、第２クラッド層４を最初は平坦な層として
設けることができることを意味し、これは例えばＭＯＶ
ＰＥにより達成することもでき有利なことである。放射
吸収層９はＭＯＶＰＥによっても設けうる。活性領域１
３′ 内では、この領域の幅が比較的広い為且つ他の放
射ガイド層２が存在する為高出力の放射を生せしめるこ
とができる。本例の半導体層の特性に関しては以下の表
を参照しうる。接続導体は金属又は通常ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓのような金属合金を有し、その厚さは通常の厚
さとする。 ［００１５］ 層 半導体 導電型１０
ＧａＡｓ （基板） Ｎドーピング濃度 厚
さ （原子／ｃｍ３）（μｍ） ２×１０１８３５０ ２．２′ Ａｌｏ、３Ｇａｏ、 ７Ａｓ ２Ｘ１０１８０．３ ９ＧａＡｓ２×１０１７ ＮＯ０４ ２０６ａＡｓ２×１０１８ ［００１６］ 次に、前述した半導体ダイオードレーザを本発明により
いかに製造するかを図４及び図５につき説明する。図４
は、製造に順次に用いるマスク４０．４１．４２を示す
。これらマスク４０．４１．４２の寸法は、形成すべき
半導体ダイオードレーザの及びこのレーザ内にある領域
の寸法に応じて選択する。図５は、図１の半導体装置オ
ードを順次の製造段階で示す断面図であり、断面図の位
置は図４に破線で示しである。（００１）ＧａＡｓ基板
１０を研摩しエッチラング処理した後、成長技術として
のＭＯＶＰＥによりこの基板上に順次に、第１クラッド
層１、放射ガイド層２，２′活性層３、第２クラッド層
４及び接点層２０を設ける。各層の厚さ、組成及び導電
型は上記の通りに選択する。使用するｎ型ドーピング源
は５ＩＨ４どし、使用するｎ型ドーピング源はＤＥＺｎ
（ジエチル亜鉛）とする。次に、スパッタリングによ
り、０．７μｍの厚さの５１０２層６０を被着する（図
５ａ参照）。この層中には、形成すべき半導体本体３０
に相当する領域内に細条状マスク４０を形成する（図４
ａ参照）。次に通常の腐食剤により半導体層２０及び８
をマスク４０の外部で除去するか或いはその厚さを減少
させる。次に、ＭＯＶＰＥにより放射吸収層９をマスク
４０の外部に設ける。図５ｂ及び図５ｃはそれぞれ領域
１８及び１７内の結果構造を、図４ａに示す通りに断面
として示す断面図である。次に、ホトレジスト及び写真
食刻技術を用いて、図４ｂに示すようにマスク４１を形
成する。領域１７及び１９においてこのマスクの外部を
エッチングすることにより、放射吸収層９、第２クラッ
ド層４、及び活性層を除去する。これらの領域における
この結果の構造の断面を図５ｄに示す。次に、新たなホ
トレジストマスク４１．４２ （図４０参照）を設ける
。このマスクは中間領域１７．１９中に位置する細条状
領域４２を有する。次に、陽極酸化により、マスクの外
部の放射ガイド層２の小部分（約４００ Ａ）を半導体
材料の酸化物を有する層に変換し、次にこの層を、水で
希釈したアンモニウム溶液中で除去する（図５ｅ参照）
。ホトレジストマスクを除去し、清浄処理を行った後、
５１Ｏ２を有するマスク４０の外部にＭＯＶＰＥにより
第４クラッド層６、他のクラッド層７及び他のクラッド
層８を順次に設ける。この結果の構造を第４ａ図に示す
破線に沿う断面で第５ｆ及び５ｇ図に示す。マスク層６
０を除去した後、通常のようにして接続導体を設け、ミ
ラー面を形成するクリーピング（襞間）処理後に図１の
半導体ダイオードレーザが得られる。 本発明による方法では、この場合放射ガイド層２と一致
する放射ガイド層２′内に手段１２を設けるものであり
、この手段により、形成すべき放射ガイド１５の両側に
実効屈折率に関する段部を形成し、これらの段部で、発
生する放射の一部を散乱させる。このような方法には、
ＭＯＶＰＥをこの場合成長技術として用いうるという利
点がある。放射ガイド層２，２′ が互いに一致すると
ともに、これら放射ガイド層が活性層３の下側に位置す
るという事実には、この方法が簡単化されるという利点
、すなわち一方ではエッチングすべき層の個数が少なく
なり、他方では設けるべき層の個数が全体で少なくなる
という利点がある。中間領域１７．１９内の第２放射ガ
イド層２′中に段部を形成する手段１２を設ける工程は
簡単に行いうる処理工程である。この目的の為に、本発
明によって用いる陽極酸化であり、半導体材料の酸化物
を有する形成された層を第２放射ガイド層２′ に対す
る選択的なエッチングにより除去する陽極酸化には、放
射ガイド１５を形成する実効屈折率に関する段部を正確
な制御で調整しうるという利点がある。本発明による方
法には更に、領域１８内の半導体層もＭＯＶＰＥにより
設けうるという利点がある。従って、本発明による方法
は、半導体層の成長技術としてＭＯＶＰＥを用いるだけ
で本発明による半導体ダイオードレーザを製造しうる可
能性を提供する。このことは、ＭＯＶＰＥの前述した利
点の為に、本発明による方法が特に好ましい製造方法で
あるということを意味する。 ［００１７］ 図６は、本発明による半導体ダイオードレーザの第２実
施例を部分的に斜視図で、部分的に断面図で示す線図で
ある。この半導体ダイオードレーザは、第１導電型、こ
の場合ｎ導電型の基板領域１０を有する半導体本体３０
を具えており、この基板領域には接続導体１１が設けら
れており、この基板領域は本例では単結晶砒化ガリウム
を以て構成されている。この基板領域上には細条状領域
１３内で順次に、第１導電型、この場合ｎ導電型の第１
クラッド層１と、第１導電型、この場合ｎ導電型であり
本例では他の放射ガイド層２と一致する放射ガイド層２
′ と、放射放出活性層３と、第２導電型、この場合ｐ
導電型で２つの半導体層４，８を有する第２クラッド層
と、接続導体２１が設けられたｐ導電型の接点層２０と
が設けられており、これらの層はすべて細条状領域１３
の両側にも延在している。本例では、他の放射ガイド層
２を活性層３の下側に配置し、本発明によるこの配置に
より第１実施例につき説明した利点を得る。第１導電量
、この場合ｎ導電型の放射吸収層９を半導体層４及び８
間で細条状領域１３の両側に配置する。細条状の放射放
出活性領域１３′ は活性層３中で領域１３の下側に
位置させる。放射ガイド１５は活性領域１３′及びミラ
ー面３５．３６間に位置する中間領域１７．１９中に位
置し、この中間領域では放射ガイド層２′が、本例では
放射ガイド１５の領域でほぼ均一の厚さとなっており且
つ第１クラッド層１と一致する第３クラッド層１′ と
、第４クラッド層６との間に位置する。放射ガイド１５
は活性領域１３′ をミラー面３５．３６に光学的に
接続するものであり、これら放射ガイド１５には放射ガ
イド層２′中に位置する手段１２が形成されており、こ
の手段により放射ガイド１５０両側に実効屈折率に関す
る段部を形成し、この段部により、発生する電磁放射の
一部を散乱させる。このようにすることにより第１実施
例につき前述した利点が得られる。本例の場合も、手段
１２は放射ガイド１５の両側で第２放射ガイド層２′の
厚さを減少させることにより形成する。形成する段部の
高さは４００Ａとする。本例における半導体ダイオード
レーザ及びこの中にある領域の寸法は第１実施例の場合
と同じである。 本例においても、細条状領域１４内のクラッド層４は放
射吸収層９が位置しているその両側におけるよりも肉厚
となっており、放射吸収層９は第２クラッド層４とで電
流阻止間のｐ−ｎ接合２５を形成し、これにより第１実
施例につき説明した利点が得られる。このように厚さを
局部的に肉厚にするのは、第２クラッド層４゜８を、第
２導電型、この場合ｐ導電型で細条状領域１３の区域で
互いに隣接し且つこの区域の両側では放射吸収層９によ
り互いに分離されている２つの半導体層４８を以て形成
することにより達成する。第２クラッド層及び放射吸収
層は例えば有利なＭＯＶＰＥにより設けることができる
。細条状領域１３内では、発生する放射の一部が吸収さ
れるこの放射を案内する屈折率が活性層３中に得られる
。この結果、大きな横モードが抑圧され且つ細条状領域
１３の幅が比較的広い為に、高出力の放射を生ぜしめう
る。本発明によれば、本例においても、この場合第２導
電型すなわちｐ導電型とした第４クラッド層６に、この
第４クラッド層とで電流阻止用のｐ−ｎ接合２６を形成
する第１導電型この場合ｎ導電型とした他のクラッド層
７を設け、第１実施例につき説明した利点をも得るもの
である。図７及び図８はそれぞれ図６の７−７線上を断
面とする断面図である。本例の半導体層の特性に関して
は前記の表を参照しうる。接続導体は第１実施例と同じ
である。 ［００１８］ 上述した半導体ダイオードレーザを本発明によっていか
に製造するかを図９及び図１０につき説明する。図９は
、製造中順次に用いるマスク４１．４２．５０を平面図
で示す。これらマスクの寸法は第１実施例の場合と同じ
である。図１０は、図７の半導体ダイオードレーザを順
次の製造工程で示す断面図であり、この断面の位置は必
要な限り図９に示しである。（００１）ＧａＡｓ基板１
０を研摩し且つ工・ンチング処理した後、成長技術とし
てのＭＯＶＰＥによりこの基板上に順次に、第１クラッ
ド層１と、本例の場合他の放射ガイド層２と一致する放
射ガイド層２′ と活性層３と、第２導電型、この場合
ｐ導電型で約０．３μｍの厚さの半導体層４と、放射吸
収層９とを設ける。この場合、各層の厚さ、組成及び導
電型はここで説明しない限り第１実施例で示した表によ
って選択する。次に、０．３μｍの３１０２層６０をス
パッタリングにより被着する（図１０ａ参照）。この層
中には半導体本体３０に相当する領域内でマスク４１を
形成する（図９ａ参照）。次に通常の腐食剤によりマス
ク４１の各部の半導体層３，４及び９を除去する（図１
０ｂ参照）。次に、ホトレジスト及び写真食刻技術によ
り図９ｂに示すようにマスク４１．４２を形成する。次
に、陽極酸化により、マスクの外部の放射ガイド層２′
の小部分（約４０ＯＡ）を半導体材料の酸化物を有する
層に変換し、この後者の層を、次に、水で希釈したアン
モニウムの溶液中で除去する（図１０ｃ参照）。ホトレ
ジストを除去し、清浄処理をしだ後ド層７とを順次に設
ける。この結果中間領域１７．１９の区域において得ら
れる構造の断面を図１０ｄに示す。マスク４１．４２を
除去した後、写真食刻及びエッチングにより図９０に示
すマスク５０をマスク層６０中に形成する。腐食剤、例
えば選択性腐食剤により放散吸収層９を細条状領域１３
内で除去する（図１０ｃ参照）。ホトレジスト及びマス
ク層６０を除去し、清浄処理後、厚さが１μｍで半導体
層４と相俟って第２クラツド相を形成する第２導電型の
半導体層８と、接点層２０とをＭＯＶＰＥにより順次に
設ける。この結果の構造を図９０に示す位置での断面で
示すと図１０ｆ及び図１０ｇの通りとなる。接続導体を
設け、クリーピング処理を行った後、図７の半導体ダイ
オードレーザが得られる。本発明による方法では、この
場合第１放射ガイド層２と一致する第２放射ガイド層２
′中で第２放射ガイド層２中に手段１２を設け、これに
よりこの層中に形成すべき放射ガイド１５の両側に実効
屈折率に関する段部を形成し、これらの段部で、発生せ
しめられた放射の一部を散乱させる。 かかる方法には第１実施例の半導体のダイオードレーザ
の製造につき説明した利点がある。この例の本発明によ
る方法も、領域１８内の半導体層をＭＯＶＰＥにより設
けうるという利点を有する。従って、本発明によるこの
方法によっても半導体層の成長技術としてＭＯＶＰＥを
用いるだけでこの例の本発明による半導体ダイオードレ
ーザを得ることができる。 ［００１９］ 図４及び図９に示すマスクでは、半導体ダイオードレー
ザの形成に必要とするパターンのみを示していることに
注意すべきである。実際には、パターンは繰り返されて
おり、隣接する半導体ダイオードレーザの二次元マトリ
ックスが得られるようになっている。 ［００２０］ 本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の範囲内
で種々の変更が可能であること勿論である。例えば、放
射ガイドを形成する段部形状は、放射ガイド層の下側に
存在させることもできる。更に、段部形状はこの放射ガ
イド層の上側及び下側の双方に存在させることができる
。可能な他の変更は、溝を充填し、電流阻止兼放射吸収
層の上に位置する第１クラッド層により放射を吸収する
ことにより細条状領域内に放射案内屈折率を得ることに
ある。この目的の為に必要とする溝は細条状領域中にの
み位置させる。この場合、例えば、放射ガイド層を第１
クラッド層上に存在させ、一方、放射吸収層は前記の放
射ガイド層の増幅部内で細条状領域の両側に位置させる
。この場合、放射ガイドは前述した例と同様に中間領域
内に形成する。他の変更は特に前述した例で述べたもの
と異なる半導体材料又は、組成を用いた場合に得られる
。例えば、活性領域の両側における放射吸収層を放射非
吸収層と置き換え、その半導体材料は、禁止帯幅が活性
層の禁止帯幅よりも大きくなり且つ実効屈折率に関する
段部が中間領域におけるのと同様に活性領域の両側に形
成されるように選択する。従って、活性領域の両側で吸
収が生じないという事実の為に、始動電流が小さく効率
が高い半導体ダイオードレーザが得られる。また実効屈
折率に関するこの段部を小さくすると、基本横モードで
動作するレーザが得られる。比較的狭い活性領域を通し
て比較的小さな始動電流が得られ、更に放射ガイドも比
較的狭くすると、活性領域から放射ガイドへの良好な結
合が得られる。更に、電流の阻止は電流阻止用のｐ−ｎ
接合の代わりに１つ以上の高オーム抵抗性の半導体層に
よって実現できる。更に、第１クラッド層と半導体基板
との間にいわゆる緩衝層を設けることができる。少なく
とも個別の半導体ダイオードレーザに対しては、電流供
給手段は殆どが導電層が設けられた高ドープ層又は領域
より成っており、この導電層上に例えばワイヤの形態の
接続導体が設けられているがこれら電流供給手段は電子
ビーム等のような他の周知の電流供給手段を有するよう
にすることもできる。前述した実施例では、それぞれに
放射ガイドが位置している２つの中間領域が存在する。 しかし、１つの中間領域にのみ放射ガイドを形成するこ
ともできる。この場合、活性層及び第１放射ガイド層が
ミラー面の１つに隣接する。この場合には、ミラー劣化
を防止する為にこのミラー面にミラーコーティングを施
すような他の手段を講じることができる。 ［００２１］ 本発明は上述した実施例に限定されるものではない。こ
の方法ではＭＯＶＰＥを成長技術として用いうるが、本
発明による方法ではＶＰＥ（Ｖａｐｏｕｒ Ｐｈａｓｅ
Ｅｐｉｔａｘｙ ：気相エピタキシ） ＭＢＥ（Ｍ
ｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ：分子
ビームエピタキシ） ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂ
ｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ：化学ビームエピタキシ）或
いは前述したＬＰＥ技術のような他の成長技術をも用い
ることができる。第１クラッド層が、溝を充填する半導
体層により細条状領域内に又そのそばに形成されている
前述した変形例では、ＬＰＥをも用いる必要がある。本
発明による方法では、前舵の手段を第２放射ガイド層中
に設けることもできる。このことは例えば、この層を成
長させる際に例えば放射ビームにより、形成すべき放射
ガイドの両側で組成を変えることにより行うことができ
る。この変形は例えば混合結晶を形成する元素又はドー
ピング元素に関するものとすることもできる。
【図１】
本発明による半導体ダイオードレーザの第１実施例を部
分的に断面で示す斜視図である。
分的に断面で示す斜視図である。
【図２】
図１の２−２線上を断面として図１の半導体ダイオード
レーザを示す断面図である。
レーザを示す断面図である。
【図３】
図１の３−３線上を断面として図１の半導体ダイオード
レーザを示す断面図である。
レーザを示す断面図である。
【図４】
図１に示す半導体ダイオードレーザの製造に用いうるマ
スクを示す平面図である。
スクを示す平面図である。
【図５】
図１の半導体ダイオードレーザを図４に示す断面位置で
断面として示す断面図である。
断面として示す断面図である。
【図６】
本発明による半導体ダイオードレーザの第２実施例を部
分的に断面として示す斜視図である。
分的に断面として示す斜視図である。
【図７】
図６の半導体ダイオードレーザをこの図６の７−７線上
を断面として示す断面図である。
を断面として示す断面図である。
【図８】
図６の半導体ダイオードレーザをこの図６の８−８線上
を断面として示す断面図である。
を断面として示す断面図である。
【図９】
図６に示す半導体ダイオードレーザの装置に用いうるマ
スクを示す平面図である。
スクを示す平面図である。
【図１０１
図６の半導体ダイオードレーザの順次の製造工程を図９
に示す断面位置で断面として示す断面図である。 【符号の説明】 メ１クラッド層 １′ 第３クラッド層 ２ ２′ 放射ガイド 活性層 第２クラッド層 第４クラッド層 ８ 他のクラッド層 放射吸収層 基板領域 ２１ 接続導体 手段 細条状領域 活性領域 領域 放射ガイド １９ 中間領域 接点層 ２６ｐ−ｎ接合 半導体本体 ３６ ミラー面 ４１、４２．５０ マスク
に示す断面位置で断面として示す断面図である。 【符号の説明】 メ１クラッド層 １′ 第３クラッド層 ２ ２′ 放射ガイド 活性層 第２クラッド層 第４クラッド層 ８ 他のクラッド層 放射吸収層 基板領域 ２１ 接続導体 手段 細条状領域 活性領域 領域 放射ガイド １９ 中間領域 接点層 ２６ｐ−ｎ接合 半導体本体 ３６ ミラー面 ４１、４２．５０ マスク
図面
【図１】
【図２】
【図３】
招
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
Ｆｆ６．９０
Claims (19)
- 【請求項１】第１導電型の半導体基板（１０）を有する
半導体本体（３０）を具える半導体ダイオードレーザで
あって、半導体基板上には少なくとも第１導電型の第１
クラッド層（１）と、放射放出活性層（３）と、第２導
電型の第２クラッド層（４）とが順次に配置されており
、前記の半導体基板（１０）及び第２クラッド層（４）
には活性領域（１３′）内で電流供給手段（８、１１、
２１）が設けられており、活性領域（１３′）は前記の
放射放出活性層（３）の一部を形成するとともに細条状
領域（１３）の下側に位置しており、この活性領域（１
３′）の長手方向はこの活性領域（１３′）の外部に位
置するミラー面（３５、３６）に対しほぼ垂直であり、
活性領域内では、順方向で充分に高い電流強度でコヒレ
ント電磁放射が生ぜしめられ且つミラー面（３５、３６
）と活性領域（１３′）との間に位置する中間領域（１
７、１９）内には、活性領域（１３′）をミラー面（３
５、３６）に光学的に結合する放射ガイド（１５）が配
置され、この放射ガイドは第３クラッド層（１′）と第
４クラッド層（６）との間に位置する放射ガイド層（２
′）中に存在するようにした半導体ダイオードレーザに
おいて、前記の放射ガイド（１５）は前記の放射ガイド
層（２′）中に配置した手段（１２）により横方向で画
成され、この手段により放射ガイド（１５）の両側に実
効屈折率に関する段部を形成し、放射ガイド（１５）の
増幅部内に位置する層（１′、２′、６）の部分がすべ
て活性層（３）の禁止帯幅よりも大きな禁止帯幅を有し
ていることを特徴とする半導体ダイオードレーザ。 - 【請求項２】請求項１に記載の半導体ダイオードレーザ
において、放射ガイド（１５）を形成する屈折率に関す
る段部を約０．０１よりも小さくしたことを特徴とする
半導体ダイオードレーザ。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の半導体ダイオーレ
ーザにおいて、前記の手段（１２）は放射ガイド（１５
）の両側で放射ガイド層（２′）の厚さを減少させるこ
とにより形成したことを特徴とする半導体ダイオードレ
ーザ。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導
体ダイオードレーザにおいて、第３クラッド層（１′）
をほぼ均一の厚さとし、放射ガイド層（２′）を放射ガ
イド（１５）に対して交差する断面で見て段付形状とし
、この放射ガイド層（２′）の下側面をほぼ平坦とし、
この放射ガイド層（２′）の上側面上に位置する段部の
高さをこの放射ガイド層（２′）の厚さよりも小さくし
たことを特徴とする半導体ダイオードレーザ。 - 【請求項５】請求項３に記載の半導体ダイオードレーザ
において、放射ガイド層（２′）の厚さを０．１０μｍ
〜０．４０μｍの範囲とし、段部の高さを０．０１μｍ
〜０．１μｍの範囲とし、放射ガイド（１５）の幅を１
μｍ〜７μｍの範囲としたことを特徴とする半導体ダイ
オードレーザ。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導
体ダイオードレーザにおいて、前記の手段（１２）は、
前記の放射ガイド（１５）の両側における放射ガイド層
（２′）の組成をこの放射ガイド層（２′）の厚さの少
なくとも一部に亘って変え、これにより放射ガイド（１
５）の両側に実効屈折率に関する段部を形成するように
して構成したことを特徴とする半導体ダイオードレーザ
。 - 【請求項７】請求項６に記載の半導体ダイオードレーザ
において、前記の手段（１２）は、放射ガイド（１５）
の両側における或いはこの放射ガイドの領域における放
射ガイド層（２′）の組成をドーピング元素を存在させ
ることにより変えることを特徴とする半導体ダイオード
レーザ。 - 【請求項８】請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導
体ダイオードレーザにおいて、活性層（３）と第１クラ
ッド層（１）及び第２クラッド層（４）のうちの一方と
の間に他の放射ガイド層（２）を存在させたことを特徴
とする半導体ダイオードレーザ。 - 【請求項９】請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導
体ダイオードレーザにおいて、第１クラッド層（１）と
活性層（３）との間に他の放射ガイド層（２）を配置し
、放射ガイド層（２′）と前記の他の放射ガイド層（２
）とが、又第１クラッド層（１）と第３クラッド層（１
′）とが互いに一致していることを特徴とする半導体ダ
イオードレーザ。 - 【請求項１０】クラッド層（１、４）の１つが細条状領
域（１３）内で、放射吸収層（９）が位置しているこの
細条状領域の外部よりも肉厚となっており、この放射吸
収層（９）の禁止帯幅が活性層（３）の禁止帯幅にほぼ
等しく、この放射吸収層（９）が第１導電型であり隣接
のクラッド層（１、４）とで電流阻止用のｐ−ｎ接合（
２５）を形成し、この放射吸収層（９）が他の放射ガイ
ド層（２）又は活性層（３）の増幅部内に位置している
請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体ダイオード
レーザにおいて、第１クラッド層（１）がほぼ均一な厚
さであり、第２クラッド層（４）が細条状領域（１３）
内でその両側におけるよりも肉厚となっており、放射吸
収層（９）が細条状領域の両側で第２クラッド層（４）
上に位置し且つこの第２クラッド層とで電流阻止用のｐ
−ｎ接合（２５）を形成していることを特徴とする半導
体ダイオードレーザ。 - 【請求項１１】請求項１０に記載の半導体ダイオードレ
ーザにおいて、第２クラッド層を第２導電型の半導体層
（４）を以って構成し、この半導体層中で細条状領域（
１３）の区域にこの半導体層の厚さの一部に亘ってメサ
を形成し、このメサの両側に放射吸収層（９）を位置さ
せたことを特徴とすると半導体ダイオードレーザ。 - 【請求項１２】請求項１０に記載の半導体ダイオードレ
ーザにおいて、第２クラッド層（４、８）を第２導電型
の２つの半導体層（４）、（８）を以って構成し、これ
ら半導体層を細条状領域（１３）内で互いに隣接させる
とともにこの細条状領域の両側で放射吸収層（９）によ
って互いに分離したことを特徴とする半導体ダイオード
レーザ。 - 【請求項１３】請求項９〜１２のいずれか一項に記載の
半導体ダイオードレーザにおいて、第４クラッド層（６
）を第２導電型とし、この第４クラッド層（６）に少な
くとも第１導電型の他のクラッド層（７）を設け、この
他のクラッド層により少なくとも中間領域（１７、１９
）中で第４クラッド層と相俟って電流阻止用のｐ−ｎ接
合を形成したことを特徴とする半導体ダイオードレーザ
。 - 【請求項１４】請求項１〜１３のいずれか一項に記載の
半導体ダイオードレーザにおいて、放射ガイド（１５）
の幅を活性領域（１３′）の幅よりも狭くしたことを特
徴とする半導体ダイオードレーザ。 - 【請求項１５】半導体基板（１０）上に少なくとも、第
１導電型の第１クラッド層（１）と、放射放出活性層（
３）と、第２導電型の第２クラッド層（４）とを順次に
設けた請求項１〜１４のいずれか一項に記載の半導体ダ
イオードレーザを製造する方法において、細条状中間領
域（１７、１９）内で少なくとも前記の活性層（３）と
その上側の層（４、８）とをエッチングにより除去し、
前記の細条状中間領域（１７、１９）内に少なくとも放
射ガイド層（２′）と第４クラッド層（６）とをこの放
射ガイド層（２′）が活性領域（１３′）に光学的に結
合されるように設け、且つ第４クラッド層（６）を設け
る前に、放射ガイド（１５）の両側に実効屈折率に関す
る段部を形成する手段（１２）を放射ガイド層（２′）
中に設けることにより放射ガイド（１５）を横方向に形
成することを特徴とする半導体ダイオードレーザの製造
方法。 - 【請求項１６】請求項１５に記載の半導体ダイオードレ
ーザの製造方法において、前記の活性層（３）を設ける
前に放射ガイド層（２、２′）を細条状中間領域（１７
、１９）内に設け、活性層（３）及びその上側の層（４
、８）をエッチングにより除去し、細条状中間領域（１
７、１９）中で放射ガイド（１５）を放射ガイド層（２
、２′）内に設けることを特徴とする半導体ダイオード
レーザの製造方法。 - 【請求項１７】請求項１５又は１６に記載の半導体ダイ
オードレーザの製造方法において、前記の第１クラッド
層（１）をほぼ均一な厚さで形成し、放射ガイド層（２
′）を細条状マスク（４２）で被覆し、この放射ガイド
層（２′）をこの細条状マスク（４２）の外部で陽極酸
化を用いてその厚さの一部に亘って半導体材料の酸化物
を有する層に変換し、これと同時に又はその後に半導体
材料の酸化物を有するこの層を放射ガイド層（２′）に
対して選択性のある腐食剤によるエッチング工程で分解
することを特徴とする半導体ダイオードレーザの製造方
法。 - 【請求項１８】請求項１５〜１７のいずれか一項に記載
の半導体ダイオードレーザの製造方法において、前記の
第２クラッド層（４）を半導体層（４）を設けることに
より形成し、この半導体層（４）中でしかも放射ガイド
（１５）と整列させて配置した細条状領域（１３）の区
域に、この細条状領域（１３）の両側で半導体層（４）
をエッチッグにより薄肉にすることによりメサを形成し
、このメサの両側における中間領域（１７、１９）中に
層（２、３、４、９）をエッチングにより除去する前に
第１導電型の放射吸収層（９）を設けることを特徴とす
る半導体ダイオードレーザの製造方法。 - 【請求項１９】請求項１５〜１７のいずれか一項に記載
の半導体ダイオードレーザの製造方法において、第２導
電型の２つの半導体層（４）、（８）を設けることによ
り第２クラッド層（４、８）を形成し、一方、これらの
半導体層（４）、（８）のうちの第１の半導体層（４）
を設けた後に第１導電型の放射吸収層（９）を設け、放
射ガイド（１５）と整列して配置した細条状領域（１３
）の区域におけるマスク（５０）により放射吸収層（９
）をエッチング除去し、その後で前記マスク（５０）を
除去した後前記の半導体層（４）、（８）のうちの第２
の半導体層（８）を設けることを特徴とする半導体ダイ
オーレーザの製造方法。
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