JPH0349289A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0349289A JPH0349289A JP18523789A JP18523789A JPH0349289A JP H0349289 A JPH0349289 A JP H0349289A JP 18523789 A JP18523789 A JP 18523789A JP 18523789 A JP18523789 A JP 18523789A JP H0349289 A JPH0349289 A JP H0349289A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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、電流通路用のストライプ状の凸部を備えた
半導体レーザ装置に関するものである。
半導体レーザ装置に関するものである。
第6図は従来の半導体レーザ装置を示す断面図であり、
第7図(a)〜(d)は、第6図の従来の半導体レーザ
装置の製造方法を説明する工程断面図である。。
第7図(a)〜(d)は、第6図の従来の半導体レーザ
装置の製造方法を説明する工程断面図である。。
第6図において、1はn型のく以下、n−と略す)Ga
As基板、2ばこのn −G n A s基板1上に設
けられたn−At’@、s Ga6.s As第1クラ
ッド層、3はこのn A l 6,5G a o、+
、A S第1クラッド層2上に設けられたp型の(以下
、pと略す) A I o、 +sG a o、 ss
A S活性ji!!、4ばこのp A l (1,I
OG a 6.5AS活性層3上に設けられたストライ
プ状の凸部5を有するp−Alo、。
As基板、2ばこのn −G n A s基板1上に設
けられたn−At’@、s Ga6.s As第1クラ
ッド層、3はこのn A l 6,5G a o、+
、A S第1クラッド層2上に設けられたp型の(以下
、pと略す) A I o、 +sG a o、 ss
A S活性ji!!、4ばこのp A l (1,I
OG a 6.5AS活性層3上に設けられたストライ
プ状の凸部5を有するp−Alo、。
G a o、s A s第2クラッド層、6はこのp−
AI。5Ga6.xAs第2クラッド層4のスj・ライ
ブ状の凸部5以外の領域上に形成されたn−GaAs電
流阻止層、7ばこのローGaAsf@流阻止層6および
f” l o、sG a (1,SA S第2クラッド
層4のストライプ状の凸部S上に設けられたp Ga
Asコンタクト層、8はp側電極、9はn 611電極
である。
AI。5Ga6.xAs第2クラッド層4のスj・ライ
ブ状の凸部5以外の領域上に形成されたn−GaAs電
流阻止層、7ばこのローGaAsf@流阻止層6および
f” l o、sG a (1,SA S第2クラッド
層4のストライプ状の凸部S上に設けられたp Ga
Asコンタクト層、8はp側電極、9はn 611電極
である。
次に従来の半導体レーザ装置の製造方法を第7図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第7図において、第6図と同一符号は同一もしくは相当
部分を示す。第7図(a)は第1回目のエピタキシャル
成長が完了した状態であって、nGaAs基板1上に順
次n −A I 6.5G a 6. 、A s第1ク
ラッド層2p p A l g、 ISG a 6.
@5A S活性層3 p P ” +1.6G a
6. Sk S第2クラッド層4が成膜されている様
子を示し、第7図(b)はp−A I 6,6G a
6.@A s第2クラ・ソド層4上にシリコン窒化膜を
成膜し、写真製版によって、ストライプ状に加工形成さ
れて作られたストライプ状のシリコン窒化膜10を形成
した様子を示し、第7図(e)はシリコン窒化膜1oを
エツチングマスクとして、例えば酒石酸50%水溶液:
過酸化水素30%水溶液=5: 1や、硫酸:過酸化水
素30%水溶液;水=1: 8: 1などのエッチ
ャントを用いて、p−Aj6.gGa6,4As第2ク
ラッド層4を、厚みLが残るようにエツチングすること
によってストライプ状の凸部5が形成された様子を示し
、第7図(d)はストライプ状のシリコン窒化膜10以
外のp A l 6,5G a 6.A s第2クラ
ッド層4上にのみに選択的にn−GaAs電流阻Ll:
層6を形成した後、シリコノ窒化膜10を除去し、n
−G a A s電流阻止層6およびス1、ライブ状の
凸部5上にp −’ G a A sコンタクト層7が
成膜された様子を示している。
部分を示す。第7図(a)は第1回目のエピタキシャル
成長が完了した状態であって、nGaAs基板1上に順
次n −A I 6.5G a 6. 、A s第1ク
ラッド層2p p A l g、 ISG a 6.
@5A S活性層3 p P ” +1.6G a
6. Sk S第2クラッド層4が成膜されている様
子を示し、第7図(b)はp−A I 6,6G a
6.@A s第2クラ・ソド層4上にシリコン窒化膜を
成膜し、写真製版によって、ストライプ状に加工形成さ
れて作られたストライプ状のシリコン窒化膜10を形成
した様子を示し、第7図(e)はシリコン窒化膜1oを
エツチングマスクとして、例えば酒石酸50%水溶液:
過酸化水素30%水溶液=5: 1や、硫酸:過酸化水
素30%水溶液;水=1: 8: 1などのエッチ
ャントを用いて、p−Aj6.gGa6,4As第2ク
ラッド層4を、厚みLが残るようにエツチングすること
によってストライプ状の凸部5が形成された様子を示し
、第7図(d)はストライプ状のシリコン窒化膜10以
外のp A l 6,5G a 6.A s第2クラ
ッド層4上にのみに選択的にn−GaAs電流阻Ll:
層6を形成した後、シリコノ窒化膜10を除去し、n
−G a A s電流阻止層6およびス1、ライブ状の
凸部5上にp −’ G a A sコンタクト層7が
成膜された様子を示している。
次に動作について説明する。
p側電極8とn側電極9の間に、p側電極8が正となる
ようなバイアスを印加する。画電極8゜9間にn−Ga
AsTi流阻止層6流分止層6領域においては、p −
G a A s コニ、yタフl−層7.n−G、A
S電流阻止層6PP−Δl 6.、G a 05A S
第2クラッドa4. p A l oIiG a
+1.BsA S活性層3.n−Aj’0SGa0.A
s第1クラッド層2がpnpnサイリスク構造を形成し
ているため、電流は流れない。電流はn−GaAs電流
阻止層6が介在していない領域、つまりp−Aj、)、
sGa。。=As第2クラッド層4のストライプ状の凸
部5の介在する部分のみを選択的に流れろ。電流が流れ
ルコとにより、p−A l 6.、、G a 、)、、
、A s活性JfI3に注入された電子および正孔は再
結合して光を輻射する。電流レベルを上げていくと、誘
導輻射が始まりレーザ発振に至る。レーザ光は、装置の
上下方向ではp A l o、 IqG a 0.5
A S活性層3と、n −A I (1,5G a O
,SA s第1クラッド層2およびp −A z 0.
、G a 0.、A s第2クラッド層4の間の実屈折
率差により、また、装置の横方向ではn −G a A
St電流阻止層にレーザ光が吸収されることによる、
いわゆるロスガイド(LossGuide )型の導波
機構により効率よく閉じ込められろ。
ようなバイアスを印加する。画電極8゜9間にn−Ga
AsTi流阻止層6流分止層6領域においては、p −
G a A s コニ、yタフl−層7.n−G、A
S電流阻止層6PP−Δl 6.、G a 05A S
第2クラッドa4. p A l oIiG a
+1.BsA S活性層3.n−Aj’0SGa0.A
s第1クラッド層2がpnpnサイリスク構造を形成し
ているため、電流は流れない。電流はn−GaAs電流
阻止層6が介在していない領域、つまりp−Aj、)、
sGa。。=As第2クラッド層4のストライプ状の凸
部5の介在する部分のみを選択的に流れろ。電流が流れ
ルコとにより、p−A l 6.、、G a 、)、、
、A s活性JfI3に注入された電子および正孔は再
結合して光を輻射する。電流レベルを上げていくと、誘
導輻射が始まりレーザ発振に至る。レーザ光は、装置の
上下方向ではp A l o、 IqG a 0.5
A S活性層3と、n −A I (1,5G a O
,SA s第1クラッド層2およびp −A z 0.
、G a 0.、A s第2クラッド層4の間の実屈折
率差により、また、装置の横方向ではn −G a A
St電流阻止層にレーザ光が吸収されることによる、
いわゆるロスガイド(LossGuide )型の導波
機構により効率よく閉じ込められろ。
従来の半導体レーザ装置を駆動させた場合、上述のよう
に、装置の横方向の光の閉じ込めは、ロスガイド型の導
波機構で決定されるが、くわしく説明すると、光の閉じ
込め効率は、p Ajo、+sG a 6. BAA
3活性層3からp−Al6.5 Ga6.5As第2ク
ラッド層4への光のしみ出し量と、pA l o、5G
a 6.SA s第2クラッド層4の光吸収係数と、
第7図(c)で示したp A I o、、G a o
、sAs第2クラッド層4の厚みLこの主に3者で決定
されるn−G a A s 電流阻止層6での光の吸収
量によって左右されている。上述の光のしみ出し量およ
び光の吸収係数は、主に結晶の組成に依有するもので、
現在の結晶成長技術をもってすれば、製造上のばらつき
はわずかであり、特性上のばらつきを生む乙ともないが
、p Ajo、5Gao、5As第2クラッド層4の
厚みLは、第7図の製造工程で示した通り、制御が難し
く、ばらつきも大きいため、n −G a A s電流
阻止R6での光の吸収量がばらつき、横方向の光の閉じ
込め効率もばらつ(。横方向の光の閉じ込め効率は、特
性上、レーザ光の出射強度分布(ファーフ(−ルドバク
ノ)、光出力と電流この相関(P−I特性)温度特性、
ノイズ特性等、半導体レーザ装置のほと7しど全での基
本特性に影響を与えており、光の閉じ込め効率が、従来
の製造方法で装置が製造されることによるpA l o
、sG a o、qA s第2クラッド層4の厚みむの
ばらつきによって変化し、製造歩留りが向上しないなど
の問題点が生じていた。
に、装置の横方向の光の閉じ込めは、ロスガイド型の導
波機構で決定されるが、くわしく説明すると、光の閉じ
込め効率は、p Ajo、+sG a 6. BAA
3活性層3からp−Al6.5 Ga6.5As第2ク
ラッド層4への光のしみ出し量と、pA l o、5G
a 6.SA s第2クラッド層4の光吸収係数と、
第7図(c)で示したp A I o、、G a o
、sAs第2クラッド層4の厚みLこの主に3者で決定
されるn−G a A s 電流阻止層6での光の吸収
量によって左右されている。上述の光のしみ出し量およ
び光の吸収係数は、主に結晶の組成に依有するもので、
現在の結晶成長技術をもってすれば、製造上のばらつき
はわずかであり、特性上のばらつきを生む乙ともないが
、p Ajo、5Gao、5As第2クラッド層4の
厚みLは、第7図の製造工程で示した通り、制御が難し
く、ばらつきも大きいため、n −G a A s電流
阻止R6での光の吸収量がばらつき、横方向の光の閉じ
込め効率もばらつ(。横方向の光の閉じ込め効率は、特
性上、レーザ光の出射強度分布(ファーフ(−ルドバク
ノ)、光出力と電流この相関(P−I特性)温度特性、
ノイズ特性等、半導体レーザ装置のほと7しど全での基
本特性に影響を与えており、光の閉じ込め効率が、従来
の製造方法で装置が製造されることによるpA l o
、sG a o、qA s第2クラッド層4の厚みむの
ばらつきによって変化し、製造歩留りが向上しないなど
の問題点が生じていた。
この発明は、上述のような問題点を解消するためになさ
れたもので、第2導電型のA I 、G a 1−xA
s第2クラ・ソド層の厚みのばらつきを少なくし、製造
歩留りを向上させた半導体レーザ装置を得ることを目的
としている。
れたもので、第2導電型のA I 、G a 1−xA
s第2クラ・ソド層の厚みのばらつきを少なくし、製造
歩留りを向上させた半導体レーザ装置を得ることを目的
としている。
この発明に係る請求項(11に記載の半導体レーザ装置
は、第1の導Wa型を有するGaAs基板と、このG
a A s基板上に結晶成長された第1の導電型を有す
るA I 、G a 、xA s第1クラッド層と、こ
のA/、Ga、□As第1クラッド層上に成長された第
1もしくは第2もしくは真性の導電型を有するA j
y G a 1−y A S活性層と、このAly(J
a 1−yA s活性層上に成長された第2の導電型
を有するAl工Ga1.−xAs第2クラッド層と、こ
のA1.Ga(−えAs第2クラッド層上に成長され、
格子定数がAt’、Ga、−xAs第2クラッド層の格
子定数と等しいか同等で、パッドギヤ・ツブエネルギー
がAlyGa、−yAs活性層およびA j xG a
1−、A s第2クラッド層のバンドギャップエネル
ギーよりも大きい第2の導電型を有するZn、Cd□−
、SyS e +−yからなる電流通路用のストライプ
状の凸部と、このストライプ状の凸部以外のA1.Ga
、−xAs第2クラッド層上に直接もしくは第2の導電
型を有するG aAsバッファ層を介して成長された第
1の導電型を有するGaAs電流阻止層と、ストライプ
状の凸部およびGaAs電流阻止層上に成長された第2
の導電型を有ずろG aAsコンタクト層と、このGa
Asコンタクト層およびGaAs基板にそれぞれ形成さ
れた電極とにより構成されたものである。
は、第1の導Wa型を有するGaAs基板と、このG
a A s基板上に結晶成長された第1の導電型を有す
るA I 、G a 、xA s第1クラッド層と、こ
のA/、Ga、□As第1クラッド層上に成長された第
1もしくは第2もしくは真性の導電型を有するA j
y G a 1−y A S活性層と、このAly(J
a 1−yA s活性層上に成長された第2の導電型
を有するAl工Ga1.−xAs第2クラッド層と、こ
のA1.Ga(−えAs第2クラッド層上に成長され、
格子定数がAt’、Ga、−xAs第2クラッド層の格
子定数と等しいか同等で、パッドギヤ・ツブエネルギー
がAlyGa、−yAs活性層およびA j xG a
1−、A s第2クラッド層のバンドギャップエネル
ギーよりも大きい第2の導電型を有するZn、Cd□−
、SyS e +−yからなる電流通路用のストライプ
状の凸部と、このストライプ状の凸部以外のA1.Ga
、−xAs第2クラッド層上に直接もしくは第2の導電
型を有するG aAsバッファ層を介して成長された第
1の導電型を有するGaAs電流阻止層と、ストライプ
状の凸部およびGaAs電流阻止層上に成長された第2
の導電型を有ずろG aAsコンタクト層と、このGa
Asコンタクト層およびGaAs基板にそれぞれ形成さ
れた電極とにより構成されたものである。
また、この発明に係る請求項(2)に記載の半導体レー
ザ装置は、第1の導電型を有するGaAs基板と、この
GaAs基板上に結晶成長された第1の導電型を有する
A I 、G a +−,A s第1クラッF 1mと
、このA I XG a 、−xAs第1クラ・アト層
上に成長された第1もしくは第2もしくは真性の導電型
を有するAlyGa1−yAs活性層と、このA l
yG a 、、A s活性層上に成長された第2の導電
型を有するA I X G a 1−X A s第2ク
ラッド層と、このA1.Ga、−0As第2クラッド層
上(ζ成長され、格子定数がA j’ xG a s□
As第2クラッド層の格子定数と等しいか同等で、バン
ドギャップエネルギーがAlxGa、yAs活性層およ
びAlxGa1□A s 第2クラッド層のパッドギヤ
・ツブエネルギーよりも大きい第2の導電型を有するZ
n 、Cd I−rs 、s e 1−、エッチング
ス1、ツバ層と、このZ n rCd 1−r S p
S e 1−px ・yチング:)、 I・ツバj岬
上に成長および加工形成された第2の導電型を何し、主
成分がA l wG a 、−XA Sからなる電流通
路用のストライプ状の凸部と、このス)・ライブ状の凸
部以外のZ n 、Cd 1−rs 、s e +−,
x yチンゲストツバ層上に直接もしくは第2の導電型
を有するGaAsパ・ソファ層を介して成長された第1
の導電型を有するGaAst流阻止層と、ストライプ状
の凸部およびGaAsg4流阻止層上に成長され、た第
2の導電型を有するGaAsコンタクト層と、このGn
Asコンタクト層およびGaks基板にそれぞれ形成さ
れた電極とにより構成されたものである。
ザ装置は、第1の導電型を有するGaAs基板と、この
GaAs基板上に結晶成長された第1の導電型を有する
A I 、G a +−,A s第1クラッF 1mと
、このA I XG a 、−xAs第1クラ・アト層
上に成長された第1もしくは第2もしくは真性の導電型
を有するAlyGa1−yAs活性層と、このA l
yG a 、、A s活性層上に成長された第2の導電
型を有するA I X G a 1−X A s第2ク
ラッド層と、このA1.Ga、−0As第2クラッド層
上(ζ成長され、格子定数がA j’ xG a s□
As第2クラッド層の格子定数と等しいか同等で、バン
ドギャップエネルギーがAlxGa、yAs活性層およ
びAlxGa1□A s 第2クラッド層のパッドギヤ
・ツブエネルギーよりも大きい第2の導電型を有するZ
n 、Cd I−rs 、s e 1−、エッチング
ス1、ツバ層と、このZ n rCd 1−r S p
S e 1−px ・yチング:)、 I・ツバj岬
上に成長および加工形成された第2の導電型を何し、主
成分がA l wG a 、−XA Sからなる電流通
路用のストライプ状の凸部と、このス)・ライブ状の凸
部以外のZ n 、Cd 1−rs 、s e +−,
x yチンゲストツバ層上に直接もしくは第2の導電型
を有するGaAsパ・ソファ層を介して成長された第1
の導電型を有するGaAst流阻止層と、ストライプ状
の凸部およびGaAsg4流阻止層上に成長され、た第
2の導電型を有するGaAsコンタクト層と、このGn
Asコンタクト層およびGaks基板にそれぞれ形成さ
れた電極とにより構成されたものである。
この発明の請求項(1)に記載の発明においては、第2
導電型のA I 、G a 、□As第2クラッド層上
に形成した第2導電型のZ n XCd l−X5 y
S e I−y第3クラッド層は、例えばアルカリ系の
エッチャントにより、エツチングが可能であり、第2導
電型のAlx Ga1−xAs第2クラッド層はエツチ
ングされないため、選択的に第2導電型のAlyGa1
−0As第2クラッド層を残してエツチングできろため
、第2導電型のA t’ gG a I−XA S第2
クラッド層の厚み仁のエツチングによるばらつきはな(
なり、歩留りは向上する。また、E、が第2導電型のA
1.Ga+−xAs第2クラッド層のE9と同等か、も
しくは大きいため、第2導電型のZn、Cd、、5yS
s、−、組成のストライプ状の凸部による光の吸収也な
く、かつ第2導電型のA I xG a 1−XA S
第2クラッド層と格子整袷してエピタキシャル成長され
ているため、特性を何ら悪くすることもない。
導電型のA I 、G a 、□As第2クラッド層上
に形成した第2導電型のZ n XCd l−X5 y
S e I−y第3クラッド層は、例えばアルカリ系の
エッチャントにより、エツチングが可能であり、第2導
電型のAlx Ga1−xAs第2クラッド層はエツチ
ングされないため、選択的に第2導電型のAlyGa1
−0As第2クラッド層を残してエツチングできろため
、第2導電型のA t’ gG a I−XA S第2
クラッド層の厚み仁のエツチングによるばらつきはな(
なり、歩留りは向上する。また、E、が第2導電型のA
1.Ga+−xAs第2クラッド層のE9と同等か、も
しくは大きいため、第2導電型のZn、Cd、、5yS
s、−、組成のストライプ状の凸部による光の吸収也な
く、かつ第2導電型のA I xG a 1−XA S
第2クラッド層と格子整袷してエピタキシャル成長され
ているため、特性を何ら悪くすることもない。
また、請求項(2)に記載の発明においては、第2導電
型のA I 、G a 、−、A s第2クラッド層上
に、Z n rCd 1−rs 、s e 1−、z
ッチングス!・5 ハ層を形成されたことから、この上
に形成した第2導電型のA I 、G a 、−wA
s第3クラッド層をエツチングしてストライプ状の凸部
を形成するためのエッチャントに対して、前記エッチン
グス)・ツバ層のエラチングレー)−が極めて遅く、エ
ツチングはエツチングストッパ層で止まるため、第2導
電梨のA I 、G a 、−、A s第2クラッド層
の厚みのエツチングによるばらつきはなくなり、歩留り
は向上する。また、E、が第2導電型のA l xG
a 1−yA s第2クラッド層のE@と同等か、もl
/ りは大きいため、スI・ライブ状の凸部内でのエツ
チングストッパ層によるAlアGat−xAs活性層か
らのしみ出し光の吸収もなく、かつ第2導電型のAI。
型のA I 、G a 、−、A s第2クラッド層上
に、Z n rCd 1−rs 、s e 1−、z
ッチングス!・5 ハ層を形成されたことから、この上
に形成した第2導電型のA I 、G a 、−wA
s第3クラッド層をエツチングしてストライプ状の凸部
を形成するためのエッチャントに対して、前記エッチン
グス)・ツバ層のエラチングレー)−が極めて遅く、エ
ツチングはエツチングストッパ層で止まるため、第2導
電梨のA I 、G a 、−、A s第2クラッド層
の厚みのエツチングによるばらつきはなくなり、歩留り
は向上する。また、E、が第2導電型のA l xG
a 1−yA s第2クラッド層のE@と同等か、もl
/ りは大きいため、スI・ライブ状の凸部内でのエツ
チングストッパ層によるAlアGat−xAs活性層か
らのしみ出し光の吸収もなく、かつ第2導電型のAI。
Ga 1−X A s第2クラッド層と格子整合してエ
ピタキシャル成長されているため、特性を何ら悪くする
乙ともない。
ピタキシャル成長されているため、特性を何ら悪くする
乙ともない。
以ド、この発明の一実施例を図面について説明する。
第1図はこの発明の半導体し・−ザ装置の一実施例を示
す断面図であり、第2図(a)〜(d)は、第1図の半
導体レーザ装置の製造方法を説明する工程断面図である
。これらの図において、第6図。
す断面図であり、第2図(a)〜(d)は、第1図の半
導体レーザ装置の製造方法を説明する工程断面図である
。これらの図において、第6図。
第7図と同一符号は同じものを示し、20 +、を膜厚
がtである前記Aj0..Ga、xAs第0..Ga、
、 d上に、格子整合すべく成膜されたp Zn。
がtである前記Aj0..Ga、xAs第0..Ga、
、 d上に、格子整合すべく成膜されたp Zn。
Cd 、−、S yS e 1−y第3クラッド層、2
1(ま前記p Z n xCd 1−xS yS e
I−y第3クラッド層20を加工形成することによっ
て得られたストライプ状の凸部である。
1(ま前記p Z n xCd 1−xS yS e
I−y第3クラッド層20を加工形成することによっ
て得られたストライプ状の凸部である。
次にp Z n xCd 1−xs yS e I−
V第3クラッド層20の成膜について述べる、。
V第3クラッド層20の成膜について述べる、。
一般的に、Z n 11 Cd r −X Sy S
e r −yは、ZnおよびCdの混晶比x、Sおよび
Seの混晶比yを変える乙とで、E、および格子定数は
大きく変化する。第5図はA l z G a I−Z
A sと、Zn。
e r −yは、ZnおよびCdの混晶比x、Sおよび
Seの混晶比yを変える乙とで、E、および格子定数は
大きく変化する。第5図はA l z G a I−Z
A sと、Zn。
Cd1−x5ySs、□のバンドギヤ・フプエネルギ(
E、)および格子定数の関係を示す特性図である。第5
図かられかるように、p−Alo、5Ga。、9AS第
2クラッド層4と格子定数が同じ組成のZ n XCd
、、5 yS e 、−yのXとyは、X÷1゜y÷
0であり、この場合のE、は約2.7eVで、p A
j o、 5G n o、 5A S第2クラッド層
4のENの約1.8eVよりも大きくなる。結晶成長す
る場合、例えば有機金属気相成長法(MOCVD法)や
、分性綿エビタキン−(MBE)などの方法が考えられ
、前者の場合、Zn、Seはそれぞれ有機金属であるジ
メチル亜鉛、ジエチルセレンの形で水素をキャリアガス
として供給すれば、成長が可能であり、また、Li化合
物などをドーパント原料として用いれば、p型の導電型
にすることが可能である。
E、)および格子定数の関係を示す特性図である。第5
図かられかるように、p−Alo、5Ga。、9AS第
2クラッド層4と格子定数が同じ組成のZ n XCd
、、5 yS e 、−yのXとyは、X÷1゜y÷
0であり、この場合のE、は約2.7eVで、p A
j o、 5G n o、 5A S第2クラッド層
4のENの約1.8eVよりも大きくなる。結晶成長す
る場合、例えば有機金属気相成長法(MOCVD法)や
、分性綿エビタキン−(MBE)などの方法が考えられ
、前者の場合、Zn、Seはそれぞれ有機金属であるジ
メチル亜鉛、ジエチルセレンの形で水素をキャリアガス
として供給すれば、成長が可能であり、また、Li化合
物などをドーパント原料として用いれば、p型の導電型
にすることが可能である。
次に第1図の半導体レーザ装置の製造方法を第2図(a
)〜(d)について説明する。
)〜(d)について説明する。
まず、第2図(a)に示すように、n −G a A
s基板1上に、順次n −A I 6,5G a 6,
6A s第1クラフト層2 、 p−At!。、、、G
ao、llxAs活性層3゜p−Al6.、Ga、、x
As第2クラッド層4を従来と同様に形成し、さらにそ
の上にp Alo、sGa、)、xAs第2クラッド
層4と格子整合すべくp Z n X(/ d 1−
X S yS e @−y第3クラッド層2゜を順次成
膜する。次に第2図(b)に示すように、p Z n
XCd 1−zS yS el−y第3クラッド層2
0上にシリコン窒化膜を形成し、写真製版によってスト
ライプ状のシリコン窒化膜10を形成する。
s基板1上に、順次n −A I 6,5G a 6,
6A s第1クラフト層2 、 p−At!。、、、G
ao、llxAs活性層3゜p−Al6.、Ga、、x
As第2クラッド層4を従来と同様に形成し、さらにそ
の上にp Alo、sGa、)、xAs第2クラッド
層4と格子整合すべくp Z n X(/ d 1−
X S yS e @−y第3クラッド層2゜を順次成
膜する。次に第2図(b)に示すように、p Z n
XCd 1−zS yS el−y第3クラッド層2
0上にシリコン窒化膜を形成し、写真製版によってスト
ライプ状のシリコン窒化膜10を形成する。
次に第2図(C)に示すように、ストライプ状のシリコ
ン窒化膜10をマスクにして、p−ZnxCd 、−*
Sy Se I−Y第3クラッド層20を、例えばアル
カリ系エッチャントであるK OHなどで工・ソチング
する。このエツチング時のエッチャントに対しp−A#
6.G a6.gAs第2クラ・フド層4がほとんど
エツチングされないため、厚みtの状態でエッチ、グは
停止し、ストライプ状の凸部21が形成される。次に第
2図(d)に示すように、ストライプ状の凸部21以外
のp−AI(、、、Ga。xAs第2クラッド層4上に
n −G a A s電流阻止層6を形成した後、スト
ライプ状のシリコン窒化111ij 10 ’e除去し
、n−G a A st電流阻止層6よびストライプ状
の凸部21上にp−GaASコンタクト層7を形成する
。
ン窒化膜10をマスクにして、p−ZnxCd 、−*
Sy Se I−Y第3クラッド層20を、例えばアル
カリ系エッチャントであるK OHなどで工・ソチング
する。このエツチング時のエッチャントに対しp−A#
6.G a6.gAs第2クラ・フド層4がほとんど
エツチングされないため、厚みtの状態でエッチ、グは
停止し、ストライプ状の凸部21が形成される。次に第
2図(d)に示すように、ストライプ状の凸部21以外
のp−AI(、、、Ga。xAs第2クラッド層4上に
n −G a A s電流阻止層6を形成した後、スト
ライプ状のシリコン窒化111ij 10 ’e除去し
、n−G a A st電流阻止層6よびストライプ状
の凸部21上にp−GaASコンタクト層7を形成する
。
第3図はこの発明の半導体レーザ装置の他の実施例を示
す断面図であり、第4図(a)〜(d)は、第3図の半
導体レーザ装置の製造方法を説明する工程断面図である
。これらの図において、第1図、第2図と同一符号は同
じものを示し、22は膜厚がtである前記p A l
O,5G a +1,5A s第2クラッド層4上に
、格子整合すべく成膜されたp Z n xCd 、
−、S 、S e l−、工!’zチンク゛7. I−
ツt<層、23はこのp Z n xCd 1−xs
yS e s−yエツチングスト、ソバ層22上に成
膜され、エツチングによってストライプ状の凸部24と
なるp−Al。、5Ga6,5As第2クラッド層4と
同じ組゛性を有するP ’ e o、 、G a 6
. SA S第3クラッド層である。
す断面図であり、第4図(a)〜(d)は、第3図の半
導体レーザ装置の製造方法を説明する工程断面図である
。これらの図において、第1図、第2図と同一符号は同
じものを示し、22は膜厚がtである前記p A l
O,5G a +1,5A s第2クラッド層4上に
、格子整合すべく成膜されたp Z n xCd 、
−、S 、S e l−、工!’zチンク゛7. I−
ツt<層、23はこのp Z n xCd 1−xs
yS e s−yエツチングスト、ソバ層22上に成
膜され、エツチングによってストライプ状の凸部24と
なるp−Al。、5Ga6,5As第2クラッド層4と
同じ組゛性を有するP ’ e o、 、G a 6
. SA S第3クラッド層である。
次にp Z n xc d l−X5 yS e l
−yエツチングストッパ層22の成膜について述べろ。
−yエツチングストッパ層22の成膜について述べろ。
−船釣に、Z n wc d +−xs y’s e
t−yは、7. nおよびCdの混晶比x、SおよびS
eの混晶比yを変えろことで、ENおよび格子定数は大
きく変化する。この実施例においても、ZnxCdl−
、S。
t−yは、7. nおよびCdの混晶比x、SおよびS
eの混晶比yを変えろことで、ENおよび格子定数は大
きく変化する。この実施例においても、ZnxCdl−
、S。
S e I−yおよびA l 2 G a Iz A
sの格子定数と1!:@の関係は第5図に示すように、
第1図の実施例の場合と同様である。結晶成長する場合
、例えば有機金属気相成長法(MOCVD法)や、分子
線エビタキンー(MBE)などの方法が考えられ、前者
の場合、Zn、Seはそれぞれ有機金属であるジメチル
亜鉛、ジエチルセレンの形で水素をキャリアガスとして
供給すれば成長が可能であり、また、Li化合物等をド
ーパント原料として用いれば、p型の導電型にすること
が可能である。
sの格子定数と1!:@の関係は第5図に示すように、
第1図の実施例の場合と同様である。結晶成長する場合
、例えば有機金属気相成長法(MOCVD法)や、分子
線エビタキンー(MBE)などの方法が考えられ、前者
の場合、Zn、Seはそれぞれ有機金属であるジメチル
亜鉛、ジエチルセレンの形で水素をキャリアガスとして
供給すれば成長が可能であり、また、Li化合物等をド
ーパント原料として用いれば、p型の導電型にすること
が可能である。
次に第3図の半導体レーザ装置の製造方法を第4図(a
)〜(d)について説明する。
)〜(d)について説明する。
まず、第4図(a)に示すように、n −G a A
s基板1上に、順次n A I O,9G a 6,
5A S第1クラツド’?J2= P A#o、+
5Gao’、5sAs活性j−3゜p −A l 6.
s G a o5A s第2クラ、ソド層4を従来と
同様に形成し、さらにその上にI)A#o、sにa6,
5As第2クラ・ソド層4と格子整合すべ(p Z
n x (−d !−w S y S e 1− y
エツチングストッパ層22# p−”LiGao、s
As第2クラ、ンド層4と同じ組成を有ずろp−Al1
.5 Ga(1,5As第3クラッド層23をIll’
j次成股する。次に第4図(b)に示すように、p
A l 6,5G a O,SA S第3クラッド層2
3上にシリコン窒化膜を形成し、写真製版によってスト
ライプ状に加工形成し、ストライプ状のシリコン窒化膜
10を形成する。次に第4図(C)に示すように、スト
ライプ状のシリコン窒化B’A 10をマスクにして、
p−ZnXCd+−xSy S e 1−y第3クラッ
ド層23を、例えば酒石酸50%水溶液:過酸化水素3
0%水溶’tfl−5:1でエツチングする。このエツ
チング時のエッチャントに対しp Z n xc d
r−xs yS e+−yエツチングストッパ層22
がほとんどエツチングされないため、エツチングは停止
Fシ、ストライプ状の凸部24が形成される。次に第4
図(dlに示すように、ストライプ状の凸部24以外の
p−Z n XG d +−8Sy S e 、−y、
Zッチングストツバ層22上にn −G a A st
流流出止層6形成した後、ストライプ状のシリコン窒化
膜10を除去し、n−GaAs電流阻止層6上およびス
トライプ状の凸部24上にp −G a A sコノク
ク)・1習7を形成する。
s基板1上に、順次n A I O,9G a 6,
5A S第1クラツド’?J2= P A#o、+
5Gao’、5sAs活性j−3゜p −A l 6.
s G a o5A s第2クラ、ソド層4を従来と
同様に形成し、さらにその上にI)A#o、sにa6,
5As第2クラ・ソド層4と格子整合すべ(p Z
n x (−d !−w S y S e 1− y
エツチングストッパ層22# p−”LiGao、s
As第2クラ、ンド層4と同じ組成を有ずろp−Al1
.5 Ga(1,5As第3クラッド層23をIll’
j次成股する。次に第4図(b)に示すように、p
A l 6,5G a O,SA S第3クラッド層2
3上にシリコン窒化膜を形成し、写真製版によってスト
ライプ状に加工形成し、ストライプ状のシリコン窒化膜
10を形成する。次に第4図(C)に示すように、スト
ライプ状のシリコン窒化B’A 10をマスクにして、
p−ZnXCd+−xSy S e 1−y第3クラッ
ド層23を、例えば酒石酸50%水溶液:過酸化水素3
0%水溶’tfl−5:1でエツチングする。このエツ
チング時のエッチャントに対しp Z n xc d
r−xs yS e+−yエツチングストッパ層22
がほとんどエツチングされないため、エツチングは停止
Fシ、ストライプ状の凸部24が形成される。次に第4
図(dlに示すように、ストライプ状の凸部24以外の
p−Z n XG d +−8Sy S e 、−y、
Zッチングストツバ層22上にn −G a A st
流流出止層6形成した後、ストライプ状のシリコン窒化
膜10を除去し、n−GaAs電流阻止層6上およびス
トライプ状の凸部24上にp −G a A sコノク
ク)・1習7を形成する。
次に動作について説明する。
p側電極8と、n側電極9間に順方向電圧を印加すれば
、従来のものと全く同じ原理でレーザ発振する。この場
合、ストライプ状の凸部24のEllはp A l
6.5G EL o、 sA S第2クラッド層4のE
、よりも大きいため、レーザ光の吸収を受けず、光に対
して透明に作用するため、し・−ザ@振を阻害すること
もない。
、従来のものと全く同じ原理でレーザ発振する。この場
合、ストライプ状の凸部24のEllはp A l
6.5G EL o、 sA S第2クラッド層4のE
、よりも大きいため、レーザ光の吸収を受けず、光に対
して透明に作用するため、し・−ザ@振を阻害すること
もない。
以上説明したように、この発明の請求項(1)に記載の
発明は、第2導電型のA l o、、G tt o、5
A s第2クラッド層上に、選択上・ソチ、グが可能な
第2導電型のZ n xc d l−X5 yS e
I−y第3クラッド層を新たに設けて、第2導電型のA
l o、sG a o、 sAs第2クラッド層でエ
ツチングが停止するようにしてストライプ状の凸部を形
成したので、エツチングの制御性が向上するとともに、
製造歩留りを向上させ、かつ製造コストを下げることが
できる効果がある。
発明は、第2導電型のA l o、、G tt o、5
A s第2クラッド層上に、選択上・ソチ、グが可能な
第2導電型のZ n xc d l−X5 yS e
I−y第3クラッド層を新たに設けて、第2導電型のA
l o、sG a o、 sAs第2クラッド層でエ
ツチングが停止するようにしてストライプ状の凸部を形
成したので、エツチングの制御性が向上するとともに、
製造歩留りを向上させ、かつ製造コストを下げることが
できる効果がある。
また、請求項(2)に記載の発明は、第2導電型のA
I 6.5 G a g、 5 A S第2クラッド層
と、第2導電型のA 1 g、、G a @、6A s
第3クラッド層の間に、エツチング停止用の第2導電型
のZn、Cd1−0S、Se、−vエツチングストッパ
層を新たに設け、A j o、 5G a o、6A
sと格子定数が合うように組成比X、yJe最適化して
成膜したので、特性、信頼性を損なうことなく、エツチ
ングの制御性を向上させるとともに、製造歩留りを向上
させて、かつ製造コストを下げることができる効果があ
る。
I 6.5 G a g、 5 A S第2クラッド層
と、第2導電型のA 1 g、、G a @、6A s
第3クラッド層の間に、エツチング停止用の第2導電型
のZn、Cd1−0S、Se、−vエツチングストッパ
層を新たに設け、A j o、 5G a o、6A
sと格子定数が合うように組成比X、yJe最適化して
成膜したので、特性、信頼性を損なうことなく、エツチ
ングの制御性を向上させるとともに、製造歩留りを向上
させて、かつ製造コストを下げることができる効果があ
る。
第1図はこの発明の一実施例に、J:ろ半導体レーザ装
置の共振器面近傍におけろ断面図、第2図は、第1図の
半導体レーザ装置の製造方法を説明するための工程断面
図、第3図はこの発1i7Jの他の実施例を示す半導体
レーザ装置の断面図、第4図は、第3図の半導体レーザ
装置の製造方法を説明するための工程断面図、第5図は
ZnヶCd 、VS ySe、、およびAt’ZGa、
、A3の格子定数とE。 の関係を示す特性図、第6図は従来の半導体シ・−ザ装
置の共振器面近傍におけろ断面図、第7図は、第6図の
半導体レーザ装置の製造方法を説明するための工程断面
図である。 図において、1はn −G tt A s基板、2はn
−A 1 g、5G a 6.5A s第1クラッド層
、3はp−A I 6.15Ga o、 H5A s活
性層、4は1)Ajo、5Ga(1,5As第2クラッ
ド層、6はn−GaAsTsK阻止層、7はp −G
a A S :] :、iタクト層、8はp側電極、9
はn側電極、1oはストライプ状のシリコン窒化膜、2
0i、rp Zn、Cd、−、S。 Se、−ヶ第3クラッド層、21.24はストライプ状
の凸部、22はp l n wc d 1−xSvS
(! 、−v工・ソチングストツバ層、23はp−A
lo、、Ga(ISAS第3クラッド層である。 なお、 各図中の同一符号は同一または相当部分第 図 を示ず、。 1
置の共振器面近傍におけろ断面図、第2図は、第1図の
半導体レーザ装置の製造方法を説明するための工程断面
図、第3図はこの発1i7Jの他の実施例を示す半導体
レーザ装置の断面図、第4図は、第3図の半導体レーザ
装置の製造方法を説明するための工程断面図、第5図は
ZnヶCd 、VS ySe、、およびAt’ZGa、
、A3の格子定数とE。 の関係を示す特性図、第6図は従来の半導体シ・−ザ装
置の共振器面近傍におけろ断面図、第7図は、第6図の
半導体レーザ装置の製造方法を説明するための工程断面
図である。 図において、1はn −G tt A s基板、2はn
−A 1 g、5G a 6.5A s第1クラッド層
、3はp−A I 6.15Ga o、 H5A s活
性層、4は1)Ajo、5Ga(1,5As第2クラッ
ド層、6はn−GaAsTsK阻止層、7はp −G
a A S :] :、iタクト層、8はp側電極、9
はn側電極、1oはストライプ状のシリコン窒化膜、2
0i、rp Zn、Cd、−、S。 Se、−ヶ第3クラッド層、21.24はストライプ状
の凸部、22はp l n wc d 1−xSvS
(! 、−v工・ソチングストツバ層、23はp−A
lo、、Ga(ISAS第3クラッド層である。 なお、 各図中の同一符号は同一または相当部分第 図 を示ず、。 1
Claims (2)
- (1)第1の導電型を有するGaAs基板と、このGa
As基板上に結晶成長された第1の導電型を有するAl
_xGa_1_−_xAs第1クラッド層と、このAl
_xGa_1_−_xAs第1クラッド層上に成長され
た第1もしくは第2もしくは真性の導電型を有するAl
_yGa_1_−_yAs活性層と、このAl_yGa
_1_−_yAs活性層上に成長された第2の導電型を
有するAl_xGa_1_−_xAs第2クラッド層と
、このAl_xGa_1_−_xAs第2クラッド層上
に成長され、格子定数が前記Al_xGa_1_−_x
As第2クラッド層の格子定数と等しいか同等で、バン
ドギャップエネルギーが前記Al_yGa_1_−_y
As活性層および前記Al_xGa_1_−_xAs第
2クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも大きい
第2の導電型を有するZn_rCd_1_−_rS_y
Se_1_−_yからなる電流通路用のストライプ状の
凸部と、このストライプ状の凸部以外の前記Al_xG
a_1_−_xAs第2クラッド層上に直接もしくは第
2の導電型を有するGaAsバッファ層を介して成長さ
れた第1の導電型を有するGaAs電流阻止層と、前記
ストライプ状の凸部および前記GaAs電流阻止層上に
成長された第2の導電型を有するGaAsコンタクト層
と、このGaAsコンタクト層および前記GaAs基板
にそれぞれ形成された電極とにより構成されたことを特
徴とする半導体レーザ装置。 - (2)第1の導電型を有するGaAs基板と、このGa
As基板上に結晶成長された第1の導電型を有するAl
_xGa_1_−_xAs第1クラッド層と、このAl
_xGa_1_−_xAs第1クラッド層上に成長され
た第1もしくは第2もしくは真性の導電型を有するAl
_yGa_1_−_yAs活性層と、このAl_yGa
_1_−_yAs活性層上に成長された第2の導電型を
有するAl_xGa_1_−_xAs第2クラッド層と
、このAl_xGa_1_−_xAs第2クラッド層上
に成長され、格子定数が前記Al_xGa_1_−_x
As第2クラッド層の格子定数と等しいか同等で、バン
ドギャップエネルギーが前記Al_yGa_1_−_y
As活性層および前記Al_xGa_1_−_xAs第
2クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも大きい
第2の導電型を有するZn_rCd_1_−_rS_p
Se_1_−_pエッチングストッパ層と、このZn_
rCd_1_−_rS_pSe_1_−_pエッチング
ストッパ層上に成長および加工形成された第2の導電型
を有し、主成分がAl_xGa_1_−_xAsからな
る電流通路用のストライプ状の凸部と、このストライプ
状の凸部以外の前記Zn_rCd_1_−_rS_pS
e_1_−_pエッチングストッパ層上に直接もしくは
第2の導電型を有するGaAsバッファ層を介して成長
された第1の導電型を有するGaAs電流阻止層と、前
記ストライプ状の凸部およびGaAs電流阻止層上に成
長された第2の導電型を有するGaAsコンタクト層と
、このGaAsコンタクト層および前記GaAs基板に
それぞれ形成された電極とにより構成されたことを特徴
とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18523789A JPH0349289A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18523789A JPH0349289A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0349289A true JPH0349289A (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=16167288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18523789A Pending JPH0349289A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0349289A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04303986A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
US5357535A (en) * | 1992-01-14 | 1994-10-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser including an aluminum-rich AlGaAs etch stopping layer |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP18523789A patent/JPH0349289A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04303986A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
US5357535A (en) * | 1992-01-14 | 1994-10-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser including an aluminum-rich AlGaAs etch stopping layer |
US5420066A (en) * | 1992-01-14 | 1995-05-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for producing semiconductor laser device using etch stop layer |
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