JPH0456183A - 可視光半導体レーザ - Google Patents
可視光半導体レーザInfo
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- JPH0456183A JPH0456183A JP16365090A JP16365090A JPH0456183A JP H0456183 A JPH0456183 A JP H0456183A JP 16365090 A JP16365090 A JP 16365090A JP 16365090 A JP16365090 A JP 16365090A JP H0456183 A JPH0456183 A JP H0456183A
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- growth
- gao
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- semiconductor laser
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Landscapes
- 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］
この発明は可視光半導体レーザに関し、特に、ＡＩ２．
Ｇａ ＩｎＰ系材料からなる活性層及びクラッド層を有
するレーザ構造において、電流ブロック層成長時のクラ
ッド層、活性層からのリンの蒸発を防止でき、長寿命化
を実現できる可視光半導体レーザに関するものである。
Ｇａ ＩｎＰ系材料からなる活性層及びクラッド層を有
するレーザ構造において、電流ブロック層成長時のクラ
ッド層、活性層からのリンの蒸発を防止でき、長寿命化
を実現できる可視光半導体レーザに関するものである。
第９図は従来の可視光半導体レーザの構造を示す断面図
であり、図において、ｌはｎ形（以下ｎと記す）ＧａＡ
ｓ基板、２はｎ −（ＡＩ！ｏ、ｔ Ｇａｏ、３） ｏ
、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ下クラッド層、３はアンドー
プＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ活性層、４はｐ形（以
下ｐ−と記す） （Ａｊ２ｏ、ｔ Ｇａｏ、ｓ ）
ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓＰ上ツクラッド層５はｐ Ｇ
ａｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓバフフッ層、６はｎ −Ｇ ａ
Ａ ｓ電流ブｏｙり層、７ａ。
であり、図において、ｌはｎ形（以下ｎと記す）ＧａＡ
ｓ基板、２はｎ −（ＡＩ！ｏ、ｔ Ｇａｏ、３） ｏ
、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ下クラッド層、３はアンドー
プＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ活性層、４はｐ形（以
下ｐ−と記す） （Ａｊ２ｏ、ｔ Ｇａｏ、ｓ ）
ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓＰ上ツクラッド層５はｐ Ｇ
ａｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓバフフッ層、６はｎ −Ｇ ａ
Ａ ｓ電流ブｏｙり層、７ａ。
７ｂはｐ−ＣｒａＡｓコンタクト層、８はｎ側電極、９
はｐａｔ極、１０はリッジである。各層の典型的な層厚
は、下クラッド層２が１．０８ｍ１活性層３が０．０８
μｍ、上クラッド層４のリッジ以外の部分、すなわち、
活性層３と電流ブロック層６にはさまれた部分は０．３
μｍ、上クラッド層４のリッジ部分は１．０μｍ、バッ
ファ層５は０．１μｍ、電流ブロック層６は１．１μｍ
、コンタクト層は７ａが０，３μｍ、７ｂが３．０μｍ
である。またリッジ１０の幅は４μｍである。
はｐａｔ極、１０はリッジである。各層の典型的な層厚
は、下クラッド層２が１．０８ｍ１活性層３が０．０８
μｍ、上クラッド層４のリッジ以外の部分、すなわち、
活性層３と電流ブロック層６にはさまれた部分は０．３
μｍ、上クラッド層４のリッジ部分は１．０μｍ、バッ
ファ層５は０．１μｍ、電流ブロック層６は１．１μｍ
、コンタクト層は７ａが０，３μｍ、７ｂが３．０μｍ
である。またリッジ１０の幅は４μｍである。
次に動作について説明する。Ｐ側電極９とｎ側電極８の
間に順方向電圧を印加すると、電流ブロック層６がある
ために電流はりッジ部１０のみを流れる。下側クラッド
層２、活性層３、上クラッド層４はダブルへテロ構造を
なしているので、リッジ１０から注入された電流によっ
て活性層３のリッジ付近の部分が発光し、レーザ発振す
る。
間に順方向電圧を印加すると、電流ブロック層６がある
ために電流はりッジ部１０のみを流れる。下側クラッド
層２、活性層３、上クラッド層４はダブルへテロ構造を
なしているので、リッジ１０から注入された電流によっ
て活性層３のリッジ付近の部分が発光し、レーザ発振す
る。
このレーザでは、レーザ光の横をモードを安定させるた
めに次に示すような工夫がなされている。
めに次に示すような工夫がなされている。
活性層３は０．０８μｍと薄いので、活性層で発光した
光は上下のクラッド層内へ０．５μｍ程度しみ出す。と
ころが、リッジ外の部分では、上クラッド層４は０．３
μｍしかないので、活性層３で発光した光は電流ブロッ
ク層６にまで達する。電流ブロック層はＣｙａＡｓであ
り、活性層Ｇａｏ、ｓｌｎ。、５Ｐよりパンドギャンブ
が小さい為に光を吸収する。一方、リッジ部１０では、
上クラッド層４が１．０μｍと厚いので、活性層３で発
光した光はすべて上クラッド層内にとどまり、吸収され
ない。
光は上下のクラッド層内へ０．５μｍ程度しみ出す。と
ころが、リッジ外の部分では、上クラッド層４は０．３
μｍしかないので、活性層３で発光した光は電流ブロッ
ク層６にまで達する。電流ブロック層はＣｙａＡｓであ
り、活性層Ｇａｏ、ｓｌｎ。、５Ｐよりパンドギャンブ
が小さい為に光を吸収する。一方、リッジ部１０では、
上クラッド層４が１．０μｍと厚いので、活性層３で発
光した光はすべて上クラッド層内にとどまり、吸収され
ない。
つまり、リッジ部では光の吸収が生じないが、リッジ外
部では光の吸収が生じる。従って、リッジ部とりッジ外
部とで実効的な屈折率差が生じて横方向にも光の閉じこ
めが生じ、いわゆるロスガイド（損失を利用した光導波
機構）が形成される。
部では光の吸収が生じる。従って、リッジ部とりッジ外
部とで実効的な屈折率差が生じて横方向にも光の閉じこ
めが生じ、いわゆるロスガイド（損失を利用した光導波
機構）が形成される。
リッジ幅を４μｍ程度に狭くすることによって安定した
基本横モードでレーザ発振させることが可能となる。
基本横モードでレーザ発振させることが可能となる。
次に、この可視光半導体レーザの製造工程について説明
する。第１０図は工程フローを示す断面図である。図に
おいて、第９図と同一符号は同−又は相当部分であり、
１１はＳｉＮ膜である。
する。第１０図は工程フローを示す断面図である。図に
おいて、第９図と同一符号は同−又は相当部分であり、
１１はＳｉＮ膜である。
まず、第１０図（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板
１上に、ｎ （Ａｌｏ、７Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎａ、５Ｐ上下ラッド層２．アンドープＧａｏ、
５Ｉｎｏ、ｓｐ活性層３． Ｐ （Ａｊ２ｏ、ｓ
Ｇａｏ、＝ ） ｏ、５Ｉｎａ、ｓＰ上クラッド層４．
ｐ Ｇａｏ、ｓ Ｉｎａ、ｓＰバッファ層５．
及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層７ａを順次成長する。成
長方法は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用い
る。典型的な成長温度は６５０〜７００°Ｃであり、Ｇ
ａＡｓ基板１を昇温中は基板の熱分解を防ぐために反応
管中にＡｓＨ，ガスを流す。成長開始とともに、ＡＳＨ
３ガスを切り、Ａ／！Ｇａ ＩｎＰ系半導体の原料ガス
であるＰＨ，、トルメチルアルミニウム トリノチルガ
リウム、トリメチルインジウム等を流す。
１上に、ｎ （Ａｌｏ、７Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎａ、５Ｐ上下ラッド層２．アンドープＧａｏ、
５Ｉｎｏ、ｓｐ活性層３． Ｐ （Ａｊ２ｏ、ｓ
Ｇａｏ、＝ ） ｏ、５Ｉｎａ、ｓＰ上クラッド層４．
ｐ Ｇａｏ、ｓ Ｉｎａ、ｓＰバッファ層５．
及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層７ａを順次成長する。成
長方法は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用い
る。典型的な成長温度は６５０〜７００°Ｃであり、Ｇ
ａＡｓ基板１を昇温中は基板の熱分解を防ぐために反応
管中にＡｓＨ，ガスを流す。成長開始とともに、ＡＳＨ
３ガスを切り、Ａ／！Ｇａ ＩｎＰ系半導体の原料ガス
であるＰＨ，、トルメチルアルミニウム トリノチルガ
リウム、トリメチルインジウム等を流す。
２〜５の各層を成長した後、第１０図Φ）に示すように
、コンタクト層７ａ上に８μｍ幅のＳｉＮ膜１１を形成
する０次に、このＳｉＮ膜１１をエンチングマスクとし
てコンタクト層７ａ、バッファ層５．上クラッド層４を
エツチングし、第１Ｏ図（Ｃ）に示すようにリッジｌＯ
を形成する。次に、ＳｉＮ膜１１をマスクとして、第１
Ｏ図（ｄ）に示すようにｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ電流ブロ
ック層６を選択成長する。この時、リッジを形成した基
板を昇温中は、（Ａｆｆｉｏ、ｔ Ｇａｏ、＝ ） ｏ
、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ上クラッド層４が分解しないよ
うにＰＨ，を流す。ｎ−ＧａＡｓ電流をブロック層の成
長開始とともにＰＨ。
、コンタクト層７ａ上に８μｍ幅のＳｉＮ膜１１を形成
する０次に、このＳｉＮ膜１１をエンチングマスクとし
てコンタクト層７ａ、バッファ層５．上クラッド層４を
エツチングし、第１Ｏ図（Ｃ）に示すようにリッジｌＯ
を形成する。次に、ＳｉＮ膜１１をマスクとして、第１
Ｏ図（ｄ）に示すようにｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ電流ブロ
ック層６を選択成長する。この時、リッジを形成した基
板を昇温中は、（Ａｆｆｉｏ、ｔ Ｇａｏ、＝ ） ｏ
、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ上クラッド層４が分解しないよ
うにＰＨ，を流す。ｎ−ＧａＡｓ電流をブロック層の成
長開始とともにＰＨ。
を切り、ＧａＡｓの材料となるＡ ｓ Ｈｚ 、 ）
リメチルガリウム及びｎ型ドーパントガスとなるＳｉＨ
４あるいはＨ，Ｓ’ｅを流す。ｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層を成長後、ＳｉＮ膜１１を除去し、第１０図（ｅ）
に示すようにＰ−ＧａＡｓコンタクト層７ｂを成長する
。最後にｐ及びｎ側電極を蒸着により第１Ｏ図（ｆ）に
示すように形成して、第９図に示した半導体レーザが完
成する。
リメチルガリウム及びｎ型ドーパントガスとなるＳｉＨ
４あるいはＨ，Ｓ’ｅを流す。ｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層を成長後、ＳｉＮ膜１１を除去し、第１０図（ｅ）
に示すようにＰ−ＧａＡｓコンタクト層７ｂを成長する
。最後にｐ及びｎ側電極を蒸着により第１Ｏ図（ｆ）に
示すように形成して、第９図に示した半導体レーザが完
成する。
従来の可視半導体レーザは以上のように構成され、その
電流ブロック層としては、上述のようにｎ−ＧａＡｓ層
が用いられている。
電流ブロック層としては、上述のようにｎ−ＧａＡｓ層
が用いられている。
電流ブロック層成長工程においては、上述のように、リ
ッジ形成済基板を電流ブロック層の成長温度にまで昇温
中は、成長装置内をＰＨ３雰囲気にして基板にリン圧を
かけ、クラッド層及び活性層からリンが蒸発してこれら
の層に結晶欠陥が入るのを防いでいるが、ｎ−ＧａＡｓ
層成長開始と同時に装置内雰囲気をＰＨ，からＡ ｓ
Ｈｓに切りかえねばならない。このため、ＧａＡｓ層成
長中、特に、成長初期過程でＧａＡｓ層が薄い時に、リ
ン圧がないためにＣＡｌｏ、ｔ Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、
ｓ Ｉ ｎ。、、Ｐ上クラッド層から、Ｐが蒸発して
結晶欠陥が入り易く、またリッジ外部のＧａｅ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓＰ活性層は表面から０．３μｍしか離れて
いないので（Ａｊ’＋、ｖ Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ上クラッド層だけでなくｃａｏ、ｓ
Ｉｎｏ、５ ｐ活性層にも結晶欠陥がはいる。活性
層はレーザ発振に直接寄与する層であり、欠陥に敏感で
ある。その結果、レーザの寿命が悪くなるという問題点
があった。
ッジ形成済基板を電流ブロック層の成長温度にまで昇温
中は、成長装置内をＰＨ３雰囲気にして基板にリン圧を
かけ、クラッド層及び活性層からリンが蒸発してこれら
の層に結晶欠陥が入るのを防いでいるが、ｎ−ＧａＡｓ
層成長開始と同時に装置内雰囲気をＰＨ，からＡ ｓ
Ｈｓに切りかえねばならない。このため、ＧａＡｓ層成
長中、特に、成長初期過程でＧａＡｓ層が薄い時に、リ
ン圧がないためにＣＡｌｏ、ｔ Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、
ｓ Ｉ ｎ。、、Ｐ上クラッド層から、Ｐが蒸発して
結晶欠陥が入り易く、またリッジ外部のＧａｅ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓＰ活性層は表面から０．３μｍしか離れて
いないので（Ａｊ’＋、ｖ Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ上クラッド層だけでなくｃａｏ、ｓ
Ｉｎｏ、５ ｐ活性層にも結晶欠陥がはいる。活性
層はレーザ発振に直接寄与する層であり、欠陥に敏感で
ある。その結果、レーザの寿命が悪くなるという問題点
があった。
ここで、ＧａＡｓ１ｉ流プロンク層６成長中にもリン圧
をかけるためにＰＨ：ｌを流すとＧ ａ Ａ ｓ ＋−
１Ｐえ （０＜ｘ＜ｌ）という組成の結晶が析出するが
、Ｇ ａ Ａ Ｓ ＋−ｘ Ｐ Ｘは（Ａｊ２ｏ、ｔ
Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰクラッド層と格子
整合しないので、単結晶層を得ることは困難である。
をかけるためにＰＨ：ｌを流すとＧ ａ Ａ ｓ ＋−
１Ｐえ （０＜ｘ＜ｌ）という組成の結晶が析出するが
、Ｇ ａ Ａ Ｓ ＋−ｘ Ｐ Ｘは（Ａｊ２ｏ、ｔ
Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰクラッド層と格子
整合しないので、単結晶層を得ることは困難である。
また、ＧａＡｓ電流ブロンク層のがわりに、（Ａｊ２．
Ｇａ １．ｌｌ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ
（０＜ ｘ≦１）電流ブロック層を用いると、成長中に
リン圧をかけることはできるが、バンドギャプが活性層
よりも大きい為に、活性層で発光した光を吸収しない。
Ｇａ １．ｌｌ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ
（０＜ ｘ≦１）電流ブロック層を用いると、成長中に
リン圧をかけることはできるが、バンドギャプが活性層
よりも大きい為に、活性層で発光した光を吸収しない。
従ってロスガイドによる横モード安定はできない。
（Ａｌ、 Ｇａ＋ ｘ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｇ
Ｐｉｉ流ブｏ７り層のＡ１組成がクラッドのＡｆ組成よ
りも大きい場合（本例ではｘ ＞Ｑ、 ７ ）には、ロ
スガイドではなく実屈折率差による光導波が可能である
が、Ａ２組成が大きいと結晶成長が困難であるという問
題がある。
Ｐｉｉ流ブｏ７り層のＡ１組成がクラッドのＡｆ組成よ
りも大きい場合（本例ではｘ ＞Ｑ、 ７ ）には、ロ
スガイドではなく実屈折率差による光導波が可能である
が、Ａ２組成が大きいと結晶成長が困難であるという問
題がある。
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、電流ブロンク層成長中にクラッド層及び活性
層からのリンの蒸発により結晶欠陥がはいることを防ぐ
ことができ、かつ電流ブロック層に光吸収の効果をもた
せて、ロスガイドによる横モード安定と長寿命をともに
実現できる可視光半導体レーザを得ることを目的とする
。
たもので、電流ブロンク層成長中にクラッド層及び活性
層からのリンの蒸発により結晶欠陥がはいることを防ぐ
ことができ、かつ電流ブロック層に光吸収の効果をもた
せて、ロスガイドによる横モード安定と長寿命をともに
実現できる可視光半導体レーザを得ることを目的とする
。
この発明に係る可視光半導体レーザは、電流ブロック層
としてＩｎＧａＡｓＰを用いたものである。
としてＩｎＧａＡｓＰを用いたものである。
この発明においては、電流ブロック層としてＩｎ Ｘ
Ｇ ａ １−ｘ Ａ Ｓ Ｉ−ｙ Ｐ ｙを用いたので
、電流ブロック層成長中にもリン圧をかけることができ
、（Ａｊ！ｏ、ｔ Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、ｓ ｒ ｎ
ａ、ｓ Ｐ上りラッド層、及びＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ
、ｓ Ｐ活性層に結晶欠陥がはいることを防げる。
Ｇ ａ １−ｘ Ａ Ｓ Ｉ−ｙ Ｐ ｙを用いたので
、電流ブロック層成長中にもリン圧をかけることができ
、（Ａｊ！ｏ、ｔ Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、ｓ ｒ ｎ
ａ、ｓ Ｐ上りラッド層、及びＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ
、ｓ Ｐ活性層に結晶欠陥がはいることを防げる。
また、ＩｎｘＧａ＋−ｘ ＡＳＩ−ｙ ｐ、は（Ａｆｆ
ｉｏ、ｔＧａａ、ｚ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ
層と格子整合するので、（Ａｌｏ、ｔ Ｇａｏ、：＋
） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド上へ良質の単
結晶を成長できるうえ、バンドギャプがＧａｏ、５
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ活性層よりも小さいので、活性層で発
光した光を吸収してロスガイドによる横モード安定化が
実現できる。
ｉｏ、ｔＧａａ、ｚ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ
層と格子整合するので、（Ａｌｏ、ｔ Ｇａｏ、：＋
） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド上へ良質の単
結晶を成長できるうえ、バンドギャプがＧａｏ、５
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ活性層よりも小さいので、活性層で発
光した光を吸収してロスガイドによる横モード安定化が
実現できる。
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の実施例による可視光半導体レー
ザを示す断面図である。
ザを示す断面図である。
本実施例の構造は、従来例と比較して電流ブロック層の
材料が異なるだけで他は同じである。図において、ｌは
ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２はｎ −（Ａｌｏ、ｔ
Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ下り
ラッド層、３はアンドープＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐ活性層、４はＰ （Ａｊｉ！ｏ、ｔ Ｇａｏ、：
＋ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ上りラノド層、５は
Ｐ Ｇａａ、ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐバフフッ層、７ａ
、７ｂはｐ−ＧａＡｓコンタクト層、８はｎ側電極、９
はｐ＠電極、１０はリッジ、１２はｎＩ ｎ＋−ｘ Ｇ
ａ、ＡＳＩ−ｙ Ｐｙ電流ブｏ ’７り層である・尚、
Ｉ ｎ＋−ｘ Ｇａｘ ＡＳＩ−ｙ Ｐｙは（Ａ／２＠
、？ Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐと格
子整合する範囲、即ち、ＧａＡｓと格子整合する範囲の
ｘ、 ｙ組成において、必ずＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ
、ｓ Ｐ活性層よりバンドギャップが小さくなる。
材料が異なるだけで他は同じである。図において、ｌは
ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２はｎ −（Ａｌｏ、ｔ
Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ下り
ラッド層、３はアンドープＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐ活性層、４はＰ （Ａｊｉ！ｏ、ｔ Ｇａｏ、：
＋ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ上りラノド層、５は
Ｐ Ｇａａ、ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐバフフッ層、７ａ
、７ｂはｐ−ＧａＡｓコンタクト層、８はｎ側電極、９
はｐ＠電極、１０はリッジ、１２はｎＩ ｎ＋−ｘ Ｇ
ａ、ＡＳＩ−ｙ Ｐｙ電流ブｏ ’７り層である・尚、
Ｉ ｎ＋−ｘ Ｇａｘ ＡＳＩ−ｙ Ｐｙは（Ａ／２＠
、？ Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐと格
子整合する範囲、即ち、ＧａＡｓと格子整合する範囲の
ｘ、 ｙ組成において、必ずＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ
、ｓ Ｐ活性層よりバンドギャップが小さくなる。
第２図に、Ｉ ｎｘ＋−ｘＧ ａ Ｘ Ａ Ｓ ＋−ｙ
Ｐ ｙのＸ。
Ｐ ｙのＸ。
ｙの組成と、バンドギャップ、格子定数との関係を示す
。図中に、ＧａＡｓと格子整合するｘ、 ｙの組み合
わせを破線で示している。このＸ、ｙにおいてバンドギ
ャップは常にＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐより小さ
い。
。図中に、ＧａＡｓと格子整合するｘ、 ｙの組み合
わせを破線で示している。このＸ、ｙにおいてバンドギ
ャップは常にＧａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐより小さ
い。
次に本実施例の製造工程について説明する。第３図は第
１図の半導体レーザの製造工程を示す断面図である。図
において、第１図と同一符号は同−又は相当部分であり
、１１はＳｉＮ膜である。
１図の半導体レーザの製造工程を示す断面図である。図
において、第１図と同一符号は同−又は相当部分であり
、１１はＳｉＮ膜である。
まず、第３図（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１
上にｎ （Ａｊ！ｏ、ｔ Ｃｙａｏ、ｚ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓＰツクラッド層２．アンドープＧａｏ、
ｓ ｒｎａ、ｓＰ活性層３． Ｐ （Ａｌｏ、、
Ｇａｏ、ｚ ）＋１．ｓ ｒｎａ、ＳＰ上クりッド層
４． ｐ−Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐバッファ
層５．ｐ−ＧａＡｓコンタクト層７ａを順次成長する。
上にｎ （Ａｊ！ｏ、ｔ Ｃｙａｏ、ｚ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓＰツクラッド層２．アンドープＧａｏ、
ｓ ｒｎａ、ｓＰ活性層３． Ｐ （Ａｌｏ、、
Ｇａｏ、ｚ ）＋１．ｓ ｒｎａ、ＳＰ上クりッド層
４． ｐ−Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐバッファ
層５．ｐ−ＧａＡｓコンタクト層７ａを順次成長する。
これらの層の典型的な成長温度は６５０〜７００°Ｃで
あり、ＧａＡｓ基板１を昇温中は基板の熱分解を防くた
めに反応管中にＡ ｓ Ｈ３ガスを流す。成長開始とと
もにＡ ｓ Ｈ３ガスを切り、Ａｆ！ＧａＩｎＰ系半導
体の原料ガスであるＰＨ３トリメチルアルミニウム、ト
リメチルガリウム、トリメチルインジウム等を流す。上
記各層を成長した後、コンタクト層７ａ上に第３図（ｂ
）に示すように８μｍ幅のＳｉＮ膜１１を形成する。
あり、ＧａＡｓ基板１を昇温中は基板の熱分解を防くた
めに反応管中にＡ ｓ Ｈ３ガスを流す。成長開始とと
もにＡ ｓ Ｈ３ガスを切り、Ａｆ！ＧａＩｎＰ系半導
体の原料ガスであるＰＨ３トリメチルアルミニウム、ト
リメチルガリウム、トリメチルインジウム等を流す。上
記各層を成長した後、コンタクト層７ａ上に第３図（ｂ
）に示すように８μｍ幅のＳｉＮ膜１１を形成する。
ＳｉＮ膜の形成温度は２００°Ｃである。次にＨｓｉＮ
膜１１をマスクとして、コンタクト層７ａバッファ層５
．上クラッド層４を第３図（Ｃ）に示すようにエツチン
グしてリッジｌＯを形成する。ここまでは従来例と同一
である。
膜１１をマスクとして、コンタクト層７ａバッファ層５
．上クラッド層４を第３図（Ｃ）に示すようにエツチン
グしてリッジｌＯを形成する。ここまでは従来例と同一
である。
次にＳｉＮ膜１１をマスクとして、第３図（ｄ）に示す
ように、ｎ Ｉ ｎ＋−Ｘ Ｇ ａＸＡ Ｓ １−ｙ
Ｐ ｙ電流ブロック層１２を選択成長する。このＩｎ
＋−＋ｃＧａｚ ＡＳ＋−ｙ Ｐｙは他の層と同様に有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）で成長する。典型的
な成長温度は６００°Ｃである。リッジを形成した基板
を６００°Ｃまで昇温する際は、ＰＨ３（水素ヘース１
０％希釈）を３００ｃｃ／分流してリン圧をかけ、上ク
ラッド層及び活性層に結晶欠陥が入ることを防いでいる
。ｎ Ｉ ｎ＋−ｘ Ｇａｘ ＡＳ＋−ｙＰ、成長開
始と同時に材料となるトリメチルインジウム、トリメチ
ルガリウム、ＡＳＨ３、ＰＨ３及びｎ型ドーパントとな
る）ｌｔＳｅあるいはＳｉＨ４を流す。このように電流
ブロック層１２成長中にもＰＨ３が流れてリン圧がかか
るので、ｐ（Ａ／２６．ｔ Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓ Ｐ上クラッド層４からリンが蒸発しにくく
結晶欠陥が入りにくい。また活性層３はリッジ外では再
成長表面から０．３μｍしか離れていないが、リン圧が
かかつているので、やはり結晶欠陥が入りにくい。従っ
てこのように製造工程において上クラ・ノド層及び活性
層に結晶欠陥が入りにくいことにより、本実施例ではレ
ーザの長寿命化を実現できる。
ように、ｎ Ｉ ｎ＋−Ｘ Ｇ ａＸＡ Ｓ １−ｙ
Ｐ ｙ電流ブロック層１２を選択成長する。このＩｎ
＋−＋ｃＧａｚ ＡＳ＋−ｙ Ｐｙは他の層と同様に有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）で成長する。典型的
な成長温度は６００°Ｃである。リッジを形成した基板
を６００°Ｃまで昇温する際は、ＰＨ３（水素ヘース１
０％希釈）を３００ｃｃ／分流してリン圧をかけ、上ク
ラッド層及び活性層に結晶欠陥が入ることを防いでいる
。ｎ Ｉ ｎ＋−ｘ Ｇａｘ ＡＳ＋−ｙＰ、成長開
始と同時に材料となるトリメチルインジウム、トリメチ
ルガリウム、ＡＳＨ３、ＰＨ３及びｎ型ドーパントとな
る）ｌｔＳｅあるいはＳｉＨ４を流す。このように電流
ブロック層１２成長中にもＰＨ３が流れてリン圧がかか
るので、ｐ（Ａ／２６．ｔ Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓ Ｐ上クラッド層４からリンが蒸発しにくく
結晶欠陥が入りにくい。また活性層３はリッジ外では再
成長表面から０．３μｍしか離れていないが、リン圧が
かかつているので、やはり結晶欠陥が入りにくい。従っ
てこのように製造工程において上クラ・ノド層及び活性
層に結晶欠陥が入りにくいことにより、本実施例ではレ
ーザの長寿命化を実現できる。
この後ＳｉＮ膜１１を除去し、第３図（ｅ）に示すよう
にｐ−ＧａＡｓコンタクトＪｉ７ｂを成長し、第３図げ
）に示すように基板１裏面にｎ側電極８を、コンタクト
層７ｂ上にｐ（ＰＪｉｉ極９を形成してレーザ素子が完
成する。
にｐ−ＧａＡｓコンタクトＪｉ７ｂを成長し、第３図げ
）に示すように基板１裏面にｎ側電極８を、コンタクト
層７ｂ上にｐ（ＰＪｉｉ極９を形成してレーザ素子が完
成する。
本実施例においては以上述べたように、電流ブロック層
成長中にもリン圧をかけることができるため上クラッド
層及び活性層に結晶欠陥が入りにくくできるという効果
の他に、本実施例では該電流ブロック層をＧａＡｓの電
流ブロック層より低温で成長することが可能であること
により、さらに上クラッド層及び活性層に結晶欠陥が入
りにくくできるという効果がある。すなわちＣａＡｓは
良好な結晶成長が可能な最低成長温度は６５０°Ｃ程度
であるが、本実施例の電流ブロック層に用いるＩ ｎ
Ｈ−ｘ Ｇ ａ ｘ Ａ Ｓ ＋−ｙ Ｐ ｙは６００
°Ｃ程度で良好な結晶成長が可能であり、電流ブロック
層成長工程の温度を約５０°Ｃ低くすることができ、こ
れによりリンは上クラッド層及び活性層中からさらに蒸
発しにくくなり、結晶欠陥は入りにくくなるものである
。
成長中にもリン圧をかけることができるため上クラッド
層及び活性層に結晶欠陥が入りにくくできるという効果
の他に、本実施例では該電流ブロック層をＧａＡｓの電
流ブロック層より低温で成長することが可能であること
により、さらに上クラッド層及び活性層に結晶欠陥が入
りにくくできるという効果がある。すなわちＣａＡｓは
良好な結晶成長が可能な最低成長温度は６５０°Ｃ程度
であるが、本実施例の電流ブロック層に用いるＩ ｎ
Ｈ−ｘ Ｇ ａ ｘ Ａ Ｓ ＋−ｙ Ｐ ｙは６００
°Ｃ程度で良好な結晶成長が可能であり、電流ブロック
層成長工程の温度を約５０°Ｃ低くすることができ、こ
れによりリンは上クラッド層及び活性層中からさらに蒸
発しにくくなり、結晶欠陥は入りにくくなるものである
。
次に上述した製造工程で作製された本実施例レーザの動
作について説明する。
作について説明する。
ｐ側電極９とｎ側電極８の間に順方向電圧を印加すると
、ｎ Ｉ ｎ＋−ｘ Ｇａｘ ＡＳ＋−ｙ Ｐｙ電流
プロ・ンク層Ｉ２があるために電流はりフジ部１０のみ
を流れる。下側クラッド層２．活性層３．上クランド層
４はダブルへテロ構造をなしているので、リッジｌＯか
ら注入された電流によって活性層３のリッジ付近の部分
が発光し、レーザ発振する。
、ｎ Ｉ ｎ＋−ｘ Ｇａｘ ＡＳ＋−ｙ Ｐｙ電流
プロ・ンク層Ｉ２があるために電流はりフジ部１０のみ
を流れる。下側クラッド層２．活性層３．上クランド層
４はダブルへテロ構造をなしているので、リッジｌＯか
ら注入された電流によって活性層３のリッジ付近の部分
が発光し、レーザ発振する。
このレーザでは、レーザ光の横をモードを安定させるた
めに次に示すような工夫がなされている。
めに次に示すような工夫がなされている。
活性Ｊｉ３は０．０８μｍと薄いので、活性層で発光し
た光は上下のクラッド層内へ０．５μｍ程度しみ出す。
た光は上下のクラッド層内へ０．５μｍ程度しみ出す。
ところが、リッジ外の部分では、上クランド層４は０．
３μｍしかないので、活性層３で発光した光はＩ ｎ
＋−ｘ Ｇ ａ Ｘ Ａ Ｓ １−ｙ Ｐ ｙ電流ブロ
ック層１２にまで達する。Ｉ ｎ ｌ−Ｘ Ｇ ａ 、
ｔＡ Ｓ ＋−１１Ｐ、電流ブロック層１２のバンドギ
ャップは第２図からもわかるようにＧａ＠、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓ Ｐ活性層のバンドギャップよりも小さいため
、活性層３で発生した光は電流ブロック層１２において
吸収される。一方、リッジ部１０では、上クラッド層４
が１．０μｍと厚いので、活性層３で発光した光はすべ
て上クランド層内にとどまり、吸収されない。
３μｍしかないので、活性層３で発光した光はＩ ｎ
＋−ｘ Ｇ ａ Ｘ Ａ Ｓ １−ｙ Ｐ ｙ電流ブロ
ック層１２にまで達する。Ｉ ｎ ｌ−Ｘ Ｇ ａ 、
ｔＡ Ｓ ＋−１１Ｐ、電流ブロック層１２のバンドギ
ャップは第２図からもわかるようにＧａ＠、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓ Ｐ活性層のバンドギャップよりも小さいため
、活性層３で発生した光は電流ブロック層１２において
吸収される。一方、リッジ部１０では、上クラッド層４
が１．０μｍと厚いので、活性層３で発光した光はすべ
て上クランド層内にとどまり、吸収されない。
つまり、リッジ部では光の吸収が生しないが、リッジ外
部では光の吸収が生じる。従って、す、７ジ部とりンジ
外部とで実効的な屈折率差が生して横方向にも光の閉じ
こめが生し、いわゆるロスガイド（損失を利用した光導
波機構）が形成される。
部では光の吸収が生じる。従って、す、７ジ部とりンジ
外部とで実効的な屈折率差が生して横方向にも光の閉じ
こめが生し、いわゆるロスガイド（損失を利用した光導
波機構）が形成される。
このような構造においてリッジ幅を４μｍ程度に狭くす
ることによって安定した基本横モードでレーザ発振させ
ることが可能となる。
ることによって安定した基本横モードでレーザ発振させ
ることが可能となる。
第４図は本発明の第２の実施例による可視光半導体レー
ザの構造を示す断面図である。図において、第１図と同
一符号は同−又は相当部分であり、１５はｐ−Ｃ，ａｌ
ｎＰまたはｐ−ＡｌＧａ ＩｎＰからなるエツチングス
トッパ層である。
ザの構造を示す断面図である。図において、第１図と同
一符号は同−又は相当部分であり、１５はｐ−Ｃ，ａｌ
ｎＰまたはｐ−ＡｌＧａ ＩｎＰからなるエツチングス
トッパ層である。
本実施例では、活性層３と電流ブロック層１２との距離
を再現性よく制御するために、第１の上クラッド１ｉ４
ａと第２の上クラッド１ｉ４ｂとの間にこれらクランド
層と選択エツチングが可能な材料からなるエツチングス
トッパ層１５を挿入した構成を有している。
を再現性よく制御するために、第１の上クラッド１ｉ４
ａと第２の上クラッド１ｉ４ｂとの間にこれらクランド
層と選択エツチングが可能な材料からなるエツチングス
トッパ層１５を挿入した構成を有している。
第５図は本発明の第３の実施例による可視光半導体レー
ザの構造を示す断面図である。図において、第１図と同
一符号は同−又は相当部分であり、１５はｐ−Ｇａ Ｉ
ｎＰまたはｐ−Ａｊ２ＧａＩｎＰからなるエンチングス
トッパ層、１０′は順メサ型のリッジである。
ザの構造を示す断面図である。図において、第１図と同
一符号は同−又は相当部分であり、１５はｐ−Ｇａ Ｉ
ｎＰまたはｐ−Ａｊ２ＧａＩｎＰからなるエンチングス
トッパ層、１０′は順メサ型のリッジである。
本実施例も第１の上クラッド層４ａの厚み、即ち活性Ｊ
ｉ３と電流ブロック層１２との距離を再現性よく制御す
るために、エツチングストッパ層１５を挿入した構成を
有している。また第１図、第４図のレーザのリッジ形状
が逆メサであるのに対し、本実施例では順メサとなって
いる。
ｉ３と電流ブロック層１２との距離を再現性よく制御す
るために、エツチングストッパ層１５を挿入した構成を
有している。また第１図、第４図のレーザのリッジ形状
が逆メサであるのに対し、本実施例では順メサとなって
いる。
次に本実施例の製造工程について説明する。第６図は第
５図の半導体レーザの製造工程を示す断面図であり、図
において、第３図と同一符号は同−又は相当部分である
。
５図の半導体レーザの製造工程を示す断面図であり、図
において、第３図と同一符号は同−又は相当部分である
。
まず、第６図（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１
上にｎ （ＡＩ！、ｏ、７Ｇａｏ、ｓ ） ａ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓＰ下クランド層２．アンドープＧａ Ｏ
，Ｓ Ｅ ｎｏ、ｓＰ活性層３． Ｐ （Ａｆ
Ｏ，’ｔ ＣａＯ，ｆｆ ） ０．５ １ ｎｏ、ｓｐ
第１上クランド層４ａ、ｐ−ＡｆＧａｌｎＰエツチング
ストッパ層１５． ｐ −（Ａ／！、、、 Ｇａｏ、
ｉ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、５ Ｐ第２上クラッド層
４ｂ。
上にｎ （ＡＩ！、ｏ、７Ｇａｏ、ｓ ） ａ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓＰ下クランド層２．アンドープＧａ Ｏ
，Ｓ Ｅ ｎｏ、ｓＰ活性層３． Ｐ （Ａｆ
Ｏ，’ｔ ＣａＯ，ｆｆ ） ０．５ １ ｎｏ、ｓｐ
第１上クランド層４ａ、ｐ−ＡｆＧａｌｎＰエツチング
ストッパ層１５． ｐ −（Ａ／！、、、 Ｇａｏ、
ｉ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、５ Ｐ第２上クラッド層
４ｂ。
ｐ−Ｇａｏ、５１ｎ、、ｓ Ｐ／＜、、ファ層５．ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層７ａを順次成長する。ここでエ
ツチングストッパ層１５のＡ１組成比はクランド層との
選択エツチングを可能とするためにクラッド層のＡ２組
成比よりかなり少ないものとなっており、またその厚み
は４０人〜２００人と非常に薄いものである０次にコン
タクト層７ａ上に第６図（ｂ）に示すようにＳｉＮ膜１
１を形成する。次に１ｓｉＮ膜１１をマスクとして、コ
ンタクト層７ａ、バッファ層５．第２上クラッド層４ｂ
を第６図（Ｃ）に示すように、エツチングストッパ層１
５を用いた選択エツチングによりエツチングしてリッジ
１０を形成する。この後５ｉＮｌｌ１１１をマスクとし
て、第６図（イ）に示すように、ｎ ｌｎ＋−ｘＧａ
、ｌＡ Ｓ １−ｙ Ｐ ｙ を流ブロック層１２をＭ
ＯＣＶＤ法により選択成長する。ここで、エツチングス
トッパ層は上述のようにクランド層よりもＡｆがかなり
少ない組成よりなるが、ＡｆｆｉＧａＩｎＰにおいては
Ａｆが少ないほど熱分解されやすく、その後の結晶成長
のために基板温度を上昇することにより表面荒れが生じ
、結晶性のよい電流ブロック層を形成することが困難な
ものであるが、ｎＩｎ＋−２Ｇａｇ ＡＳ＋−ｙ Ｐｖ
電流ブ０７り層１２の成長温度は約６００ ’Ｃと比較
的低温であるため、エツチングストッパ層に表面荒れは
生じず、結晶性の高い電流ブロック層の形成が可能であ
る。この後ＳｉＮ膜１１を除去し、第６図（ｅ）に示す
ようにｐ−ＧａＡｓコンタクト層７ｂを成長し、最後に
第６図げ）に示すように基板１裏面にｎｌ電極８を、コ
ンタクト層７ｂ上にＰ側電極９を形成してレーザ素子が
完成する。
−ＧａＡｓコンタクト層７ａを順次成長する。ここでエ
ツチングストッパ層１５のＡ１組成比はクランド層との
選択エツチングを可能とするためにクラッド層のＡ２組
成比よりかなり少ないものとなっており、またその厚み
は４０人〜２００人と非常に薄いものである０次にコン
タクト層７ａ上に第６図（ｂ）に示すようにＳｉＮ膜１
１を形成する。次に１ｓｉＮ膜１１をマスクとして、コ
ンタクト層７ａ、バッファ層５．第２上クラッド層４ｂ
を第６図（Ｃ）に示すように、エツチングストッパ層１
５を用いた選択エツチングによりエツチングしてリッジ
１０を形成する。この後５ｉＮｌｌ１１１をマスクとし
て、第６図（イ）に示すように、ｎ ｌｎ＋−ｘＧａ
、ｌＡ Ｓ １−ｙ Ｐ ｙ を流ブロック層１２をＭ
ＯＣＶＤ法により選択成長する。ここで、エツチングス
トッパ層は上述のようにクランド層よりもＡｆがかなり
少ない組成よりなるが、ＡｆｆｉＧａＩｎＰにおいては
Ａｆが少ないほど熱分解されやすく、その後の結晶成長
のために基板温度を上昇することにより表面荒れが生じ
、結晶性のよい電流ブロック層を形成することが困難な
ものであるが、ｎＩｎ＋−２Ｇａｇ ＡＳ＋−ｙ Ｐｖ
電流ブ０７り層１２の成長温度は約６００ ’Ｃと比較
的低温であるため、エツチングストッパ層に表面荒れは
生じず、結晶性の高い電流ブロック層の形成が可能であ
る。この後ＳｉＮ膜１１を除去し、第６図（ｅ）に示す
ようにｐ−ＧａＡｓコンタクト層７ｂを成長し、最後に
第６図げ）に示すように基板１裏面にｎｌ電極８を、コ
ンタクト層７ｂ上にＰ側電極９を形成してレーザ素子が
完成する。
なお、第４図に示す本発明の第２の実施例による半導体
レーザの製造工程ちりッジの形状が異なるのみで、末弟
３の実施例による半導体レーザの製造工程と全く同様で
ある。
レーザの製造工程ちりッジの形状が異なるのみで、末弟
３の実施例による半導体レーザの製造工程と全く同様で
ある。
第７図は本発明の第４の実施例による可視光半導体レー
ザの構造を示す断面図である。図において、第１図と同
一符号は同−又は相当部分であり、１３は電流ブロック
層１２に設けられた電流パスを形成するストライブ状溝
、１４ａはｐ−（ＡｆＯ，？ Ｇａ０，３） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ第１上クラッド層、１４ｂはＰ
（Ａｆｏ、ｔ Ｇａｏ、＋ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐ第２上クラッド層である。なおＰ （Ａｊ２Ｇ、７
Ｃｒ ａ Ｏ，３） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ第１
上クラッド層１４ａの厚みは約０．３μｍ、溝１３の幅
は４μｍ程度である。次に、このレーザダイオードの動
作について説明する。電極８．９間に電圧を印加すると
電流は溝１３内を通って流れ、活性層３の溝下の部分が
発光し、レーザ発振する。ｎ−Ｉｎ、Ｇａ１−Ｘ Ａ
Ｓ Ｉ−！／ ｐｙ電流ブロック層は光の吸収層として
も働き、上記実施例と同様の原理で横モードが安定する
。
ザの構造を示す断面図である。図において、第１図と同
一符号は同−又は相当部分であり、１３は電流ブロック
層１２に設けられた電流パスを形成するストライブ状溝
、１４ａはｐ−（ＡｆＯ，？ Ｇａ０，３） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ第１上クラッド層、１４ｂはＰ
（Ａｆｏ、ｔ Ｇａｏ、＋ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐ第２上クラッド層である。なおＰ （Ａｊ２Ｇ、７
Ｃｒ ａ Ｏ，３） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ第１
上クラッド層１４ａの厚みは約０．３μｍ、溝１３の幅
は４μｍ程度である。次に、このレーザダイオードの動
作について説明する。電極８．９間に電圧を印加すると
電流は溝１３内を通って流れ、活性層３の溝下の部分が
発光し、レーザ発振する。ｎ−Ｉｎ、Ｇａ１−Ｘ Ａ
Ｓ Ｉ−！／ ｐｙ電流ブロック層は光の吸収層として
も働き、上記実施例と同様の原理で横モードが安定する
。
次に本実施例の製造工程を第８図について説明する。
まず、第８図（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１
上にｎ （Ａｆｏ、、Ｇａｏ、ｙ ） ｏ、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓＰツクラッド層２．アンドープＧ ａｏ、、
Ｉｎｏ、ｓＰＰ性層３． Ｔ） （Ａｆｆｉｏ、７
Ｇａｏ、３）ｏ、ｓ ＩｎＯ，ＳＰＰ１上クラッド層
４ａ、ｎ−Ｉｎ＋−ｘ ＧａＸ Ａ Ｓ ｌ−Ｖ Ｐ
Ｖ電流ブロック層１２を順次成長する。ここで、電流ブ
ロック層としてｎ−ＧａＡｓを成長させることを考える
と、ｐ−（ＡＩ！、。、、Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓ Ｐ第１上クラッド層４ａの成長までは成長
装置内にＰＨ，を流してリン圧をかけているが、ｎ−Ｇ
ａＡｓの成長開始とともにＰＨ３を切って、かわりにＡ
ｓＨ：＋を流すため、ブロック層の成長初期の段階で電
流ブロック層が数十人と薄い時にはこのＣａＡｓでクラ
ッド層及び活性層を保護しきれず、クラッド層、活性層
中からリンが薄発し、結晶欠陥が入る。しかしながら本
実施例においては、電流ブロック層としてｎ Ｉ ｎ
ｌ−１Ｇａ、 ＡＳＩ−ＩＴ Ｐｙを用イテイルタめ、
この電流ブロック層１２の成長初期においてもリン圧を
かけており、これによりクラッド層。
上にｎ （Ａｆｏ、、Ｇａｏ、ｙ ） ｏ、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓＰツクラッド層２．アンドープＧ ａｏ、、
Ｉｎｏ、ｓＰＰ性層３． Ｔ） （Ａｆｆｉｏ、７
Ｇａｏ、３）ｏ、ｓ ＩｎＯ，ＳＰＰ１上クラッド層
４ａ、ｎ−Ｉｎ＋−ｘ ＧａＸ Ａ Ｓ ｌ−Ｖ Ｐ
Ｖ電流ブロック層１２を順次成長する。ここで、電流ブ
ロック層としてｎ−ＧａＡｓを成長させることを考える
と、ｐ−（ＡＩ！、。、、Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ Ｉ
ｎｏ、ｓ Ｐ第１上クラッド層４ａの成長までは成長
装置内にＰＨ，を流してリン圧をかけているが、ｎ−Ｇ
ａＡｓの成長開始とともにＰＨ３を切って、かわりにＡ
ｓＨ：＋を流すため、ブロック層の成長初期の段階で電
流ブロック層が数十人と薄い時にはこのＣａＡｓでクラ
ッド層及び活性層を保護しきれず、クラッド層、活性層
中からリンが薄発し、結晶欠陥が入る。しかしながら本
実施例においては、電流ブロック層としてｎ Ｉ ｎ
ｌ−１Ｇａ、 ＡＳＩ−ＩＴ Ｐｙを用イテイルタめ、
この電流ブロック層１２の成長初期においてもリン圧を
かけており、これによりクラッド層。
活性層中からリンの蒸発による結晶欠陥を防止できる。
次に第８図（ｂ）に示すようにマスクパターン１１を形
成し、エツチングにより電流ブロック層１２に第８図（
Ｃ）に示すように電流バス用のストライブ状溝１３を形
成する。この後、Ｐ ＣＡＩ！ｏ、７Ｇ ａｏ、３）
ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ第２上クラッド層４ｂ。
成し、エツチングにより電流ブロック層１２に第８図（
Ｃ）に示すように電流バス用のストライブ状溝１３を形
成する。この後、Ｐ ＣＡＩ！ｏ、７Ｇ ａｏ、３）
ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ第２上クラッド層４ｂ。
Ｐ Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、５ Ｐ／’：ｙファ層５
．及びｐＣｒａＡｓコンタクト層７を順次結晶成長し、
最後に第８図（ｅ）に示すように基板１裏面にｎ側電極
８を、コンタクト層７上にｐ側電極９を形成してレーザ
素子が完成する。
．及びｐＣｒａＡｓコンタクト層７を順次結晶成長し、
最後に第８図（ｅ）に示すように基板１裏面にｎ側電極
８を、コンタクト層７上にｐ側電極９を形成してレーザ
素子が完成する。
なお、上記実施例では活性層をＧ ａｏ、ｓ Ｉｎｏ
、ｓＰとしたが、（Ａ１１． Ｇａ＋−ｚ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐでも同様の効果を奏する。
、ｓＰとしたが、（Ａ１１． Ｇａ＋−ｚ ） ｏ、ｓ
Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐでも同様の効果を奏する。
また、クラッド層を（Ａ １．６．ｒ Ｇ ａ ｏ、ｘ
） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰとして説明したが、（Ａ ｉ
、 ｗ ｃ ａ ｌ−ｗ ）ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐ （但し、Ｚ ＜Ｗ）でも同様の効果を奏する。
） ｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰとして説明したが、（Ａ ｉ
、 ｗ ｃ ａ ｌ−ｗ ）ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ
Ｐ （但し、Ｚ ＜Ｗ）でも同様の効果を奏する。
また、上記実施例ではすべて、電流ブロック層をＩ ｎ
ｌ−ｘ Ｇ’ ａ Ｘ Ａ Ｓ ）−ｙ Ｐｙ単層で
構成したが、電流ブロック層を多層にしても良い。例え
ばｎＩ ｎ ｌ−１１ＺＧ ａ ｘｚＡ Ｓ １−ｙ２
Ｐ ｙｚとｎ Ｔｎ＋−ｘ＋ＧａＸＩ Ａ Ｓ １
−ｙｌ Ｐ ｙｌの２１１構造としてもよい。
ｌ−ｘ Ｇ’ ａ Ｘ Ａ Ｓ ）−ｙ Ｐｙ単層で
構成したが、電流ブロック層を多層にしても良い。例え
ばｎＩ ｎ ｌ−１１ＺＧ ａ ｘｚＡ Ｓ １−ｙ２
Ｐ ｙｚとｎ Ｔｎ＋−ｘ＋ＧａＸＩ Ａ Ｓ １
−ｙｌ Ｐ ｙｌの２１１構造としてもよい。
以上のように本発明によれば、電流ブロック層に、Ｉ
ｎ＋−ｘ Ｇａ、Ａｓ１−ｙ ｐＶ層を用いたので、電
流ブロック層成長中もリン圧をかけることができ、その
結果、Ｐ （Ａｊ！ｏ、７Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ
ｒｎｏ、ｓＰ上ツクラッド層Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、
ｓ Ｐ活性層に結晶欠陥が生じにくくなり、レーザの長
寿命化が可能となる効果がある。
ｎ＋−ｘ Ｇａ、Ａｓ１−ｙ ｐＶ層を用いたので、電
流ブロック層成長中もリン圧をかけることができ、その
結果、Ｐ （Ａｊ！ｏ、７Ｇａｏ、３） ｏ、ｓ
ｒｎｏ、ｓＰ上ツクラッド層Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、
ｓ Ｐ活性層に結晶欠陥が生じにくくなり、レーザの長
寿命化が可能となる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による可視光半導体レ
ーザを示す断面図、第２図はＧａＡｓ格子整合するＩ
ｎ＋−、Ｇａｘ ＡＳＩ−ｙ Ｐｙの（ｘ。 ｙ）の範囲とそれに対応したバンドギャップを示す図、
第３図は第１図の可視光半導体レーザの製造工程を示す
断面図、第４図は本発明の第２の実施例による可視光半
導体レーザを示す断面図、第５図は本発明の第３の実施
例による可視光半導体レーザを示す断面図、第６図は第
５図の可視光半導体レーザの製造工程を示す断面図、第
７図は本発明の第４の実施例による可視光半導体レーザ
を示す断面図、第８図は第７図の可視光半導体レーザの
製造工程を示す断面図、第９図は従来の可視光半導体レ
ーザを示す断面図、第１０図は従来の可視光半導体レー
ザの製造工程を示す断面図である。 図において１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ−（Ａ１．ｏ
、、Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ下り
ラッド層、３はアンドープＧ ａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、
ｓ Ｐ活性層、４はＰ （Ａｆｏ、ｔ Ｇａｏ、＋
）ｏ、ｓ Ｉｎｎ、、 Ｐ上りラッド層、４ａ、１４ａ
はｐ （Ａｆｏ、ｔ ｃａｏ、３）６．５ Ｉ ｎ
ｓ、ｓ Ｐ第１上クラッド層、４ｂ、１４ｂはＰ （
Ａｆａ、７Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ
第２上クラッド層、５はＰ Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ
、ｓ Ｐハｙファ層、７及び７ａ、７ｂはＰ−ＧａＡｓ
コンタクト層、８はｎ側電極、９はＰ側電極、ＩＯはリ
ッジ、１２はｎ Ｉ ｎｘ Ｇ ａ ＋−ｘ Ａ Ｓ
ｙ Ｐ ＋−ｙ−電流ブロック層、１３は溝、１５は
エツチングストッパ層である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ーザを示す断面図、第２図はＧａＡｓ格子整合するＩ
ｎ＋−、Ｇａｘ ＡＳＩ−ｙ Ｐｙの（ｘ。 ｙ）の範囲とそれに対応したバンドギャップを示す図、
第３図は第１図の可視光半導体レーザの製造工程を示す
断面図、第４図は本発明の第２の実施例による可視光半
導体レーザを示す断面図、第５図は本発明の第３の実施
例による可視光半導体レーザを示す断面図、第６図は第
５図の可視光半導体レーザの製造工程を示す断面図、第
７図は本発明の第４の実施例による可視光半導体レーザ
を示す断面図、第８図は第７図の可視光半導体レーザの
製造工程を示す断面図、第９図は従来の可視光半導体レ
ーザを示す断面図、第１０図は従来の可視光半導体レー
ザの製造工程を示す断面図である。 図において１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ−（Ａ１．ｏ
、、Ｇａｏ、ｘ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ下り
ラッド層、３はアンドープＧ ａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、
ｓ Ｐ活性層、４はＰ （Ａｆｏ、ｔ Ｇａｏ、＋
）ｏ、ｓ Ｉｎｎ、、 Ｐ上りラッド層、４ａ、１４ａ
はｐ （Ａｆｏ、ｔ ｃａｏ、３）６．５ Ｉ ｎ
ｓ、ｓ Ｐ第１上クラッド層、４ｂ、１４ｂはＰ （
Ａｆａ、７Ｇａｏ、ｓ ） ｏ、ｓ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ
第２上クラッド層、５はＰ Ｇａｏ、ｓ Ｉ ｎｏ
、ｓ Ｐハｙファ層、７及び７ａ、７ｂはＰ−ＧａＡｓ
コンタクト層、８はｎ側電極、９はＰ側電極、ＩＯはリ
ッジ、１２はｎ Ｉ ｎｘ Ｇ ａ ＋−ｘ Ａ Ｓ
ｙ Ｐ ＋−ｙ−電流ブロック層、１３は溝、１５は
エツチングストッパ層である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる活性層及びクラッ
ド層と、電流ブロック層とを有するロスガイド型の可視
光半導体レーザにおいて、 上記電流ブロック層がＩｎＧａＡｓＰよりなることを特
徴とする可視光半導体レーザ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16365090A JP2839337B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 可視光半導体レーザ |
| US07/717,046 US5161167A (en) | 1990-06-21 | 1991-06-18 | Semiconductor laser producing visible light |
| EP91305540A EP0462816B1 (en) | 1990-06-21 | 1991-06-19 | Semiconductor laser producing visible light |
| DE91305540T DE69101123T2 (de) | 1990-06-21 | 1991-06-19 | Halbleiterlaser zum Erzeugen sichtbaren Lichts. |
| CA002045069A CA2045069C (en) | 1990-06-21 | 1991-06-20 | Semiconductor laser producing visible light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16365090A JP2839337B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 可視光半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456183A true JPH0456183A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2839337B2 JP2839337B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15777973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16365090A Expired - Lifetime JP2839337B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 可視光半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839337B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP16365090A patent/JP2839337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2839337B2 (ja) | 1998-12-16 |
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