JPH0511677B2 - - Google Patents

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JPH0511677B2
JPH0511677B2 JP62008833A JP883387A JPH0511677B2 JP H0511677 B2 JPH0511677 B2 JP H0511677B2 JP 62008833 A JP62008833 A JP 62008833A JP 883387 A JP883387 A JP 883387A JP H0511677 B2 JPH0511677 B2 JP H0511677B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は半導体レーザ素子に関し、特に発振波
長660nｍ〜890nｍでレーザ発振する内部ストラ
イプ構造の半導体レーザ素子に関するものであ
る。
＜従来の技術＞ 近年、半導体レーザ素子特にGaAlAs系の半導
体レーザ素子の成長法として、分子線エピタキシ
ー法（以下、MBE法と称す）や有機金属気相成
長法（以下、MO−CVD法と称す）が活用され
ている。これらの成長法においては従来の液相成
長法と異なり、電流狭搾のために基板に印刻され
たストライプ状の溝を結晶成長過程で埋めること
ができず溝形状に即して均一な厚さに成長層が形
成されるので、半導体レーザ素子の電流及び光閉
じ込め構造としては活性層をクラツド層で挾設す
る二重ヘテロ接合構造を積層した後、電流と光を
閉じ込めるための構造を作り込んでいる。第２図
はその作製法を示す工程説明図である。第２図Ａ
に示す如くｎ−GaAs基板１上にｎ型クラツド層
２とＰ型クラツド層４でｎ型活性層３を挾設して
成る二重ヘテロ接合構造が形成され、さらにＰ型
クラツド層４上に逆極性のｎ−GaAs電流阻止層
５が積層される。次に電流阻止層５にストライプ
状の溝を印刻して第２図Ｂの如くとする。このと
き溝底部がｐ−Al0.5Ga0.5Asクラツド層４にまで
達しないようにエツチングする。この理由は溝が
Ｐ型クラツド層４に達してＰ型クラツド層４が露
呈するとＰ−AlGaAsの表面が直ちに酸化され、
以後この上にエピタキシヤル成長させることが不
可能になるためである。
次に溝を印刻したウエハーをMBE又はMO・
CVD装置の成長室に搬入する。第２図Ｃの工程
では、成長室内でMBE法にあつてはAs分子ビー
ム、MO−CVD法にあつてはAsH3ガスをウエハ
ー面に照射しながら、800℃まで昇温する。この
加熱によつて、溝底部の電流阻止層５が熱エツチ
され、Ｐ型クラツド層が露出される。この後、第
２図Ｄに示す如くウエハー上にＰ−Al0.5Ga0.5As
層６、Ｐ−AlGaAsキヤツプ層７を順次成長させ
る。以上によつてｎ−GaAs電流阻止層５が電流
閉じ込め及び光閉じ込め機能を有する半導体レー
ザ素子が作製される。
ところで上述のプロセスでは少なくとも２つの
大きな問題点があつた。第１の問題は第２図Ｂに
おいて、ｎ−GaAs電流阻止層５の底部をわずか
に残して印刻を再現性よく停止することが非常に
困難なことである。
第２の問題は第２図Ｃにおいて、溝底部のｎ−
GaAs電流阻止層５の熱エツチを行なう場合、溝
内で再現性よく電流阻止層５を完全に除去しかつ
Ｐ−AlGaAsクラツド層４に熱的ダメージを与え
ないようにすることが非常に困難なことである。
＜発明の目的＞ 本発明は、従来クラツド層として用いられてき
たAlGaAsに代えてGaAsに格子整合したＰ−
In1-SGaSAs1-tPt（0.51ｓ１、０ｔ１、Ｓ
＝2.04t−1.04）を利用することにより、混晶成分
からAlを取り除き、酸化防止のための複雑困難
なプロセスを必要とすることなく均一な特性で安
定なレーザ発振を得ることのできる半導体レーザ
素子を提供することを目的とする。
＜実施例＞ 第１図は、本発明の１実施例である半導体レー
ザ素子を製作工程に従つて説明する工程図であ
る。
まず、第１図Ａに示す如く、ｎ−GaAs基板１
上に、光とキヤリアを閉じ込めるｎ−Ａ0.5
Ga0.5Asクラツド層２、及びレーザ発振領域とな
るＰ−Al0.15Ga0.85As活性層３を順次成長させた
後、Al成分を含まないＰ−In0.45Ga0.55P0.92As0.08
クラツド層８を積層して二重ヘテロ接合構造とす
る。次にこの上にｎ−GaAs電流阻止層５を積層
する。
第１図Ｂの工程では、電流阻止層５にストライ
プ状の溝を印刻してその底面がＰ−クラツド層８
に達し、Ｐ−クラツド層８が溝内で露出する電流
狭搾用ストライプ構造を形成する。
本実施例では、この溝の印刻にH2SO4：
H2O2：H2O＝４：２：100（液温10℃）のエツチ
ヤントを使用した。この硫酸のエツチヤントは、
GaAsを腐食することができるが、In0.45Ga0.55
P0.92As0.08をほとんど腐食できないという性質を
有する。このため、ｎ−GaAs電流阻止層５内で
ｐ−In0.45Ga0.55P0.92As0.08クラツド層８に達する
溝を従来に比較して簡易なプロセスで再現性よく
印刻することができる。
次に第１図Ｃにおいて、溝を印刻したウエハー
にｐ−Al0.5Ga0.5As層６、ｐ−AlGaAsキヤツプ
層７を順次積層する。この場合、溝の側面及び底
面ともにAlGaAsは全く存在しないので、酸化に
よるエピタキシヤル不良の問題は全くなく、従つ
て成長室内での熱エツチも必要ない。
以上によりｎ−GaAs基板１上にｎ−AlGaAs
クラツド層とｐ−InGaPAsクラツド層８でｐ−
AlGaAs活性層３を挾設した二重ヘテロ接合構造
を形成しかつこの上に電流挾搾用ストライプ構造
を重畳した発振波長660nｍ〜890nｍでレーザ発
振する本実施例の半導体レーザ素子が作製され
る。電流阻止層５と接するｐ−InGaPAsクラツ
ド層８の組成はGaAs、GaAlAsと格子整合性を
とるためIn1-SGaSAs1-tPt（0.51≦ｓ≦１、０≦ｔ
≦１、Ｓ＝2.04t−1.04）に条件設定する。このｐ
−クラツド層８は空気中に露呈されても直ちに酸
化されることなくまたAlGaAs活性層に対して
AlGaAsクラツド層と同様にキヤリアと光を閉じ
込める機能を有する。尚、活性層３とクラツド層
２，８の間に適宜キヤリアバリア層や光ガイド層
を挿入した構造としても良い。
＜発明の効果＞ 以上詳述した如く、本発明の半導体レーザ素子
では、電流閉じ込めのためのストライプ構造を酸
化性成分の含まれない材料の上に堆積するので、
従来プロセスにおける複雑で再現栄に乏しいとい
う問題が完全に解決される。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａ，Ｂ，Ｃは、本発明の１実施例の説明
に供する半導体レーザ素子の作製プロセスを示す
工程図である。第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは従来の半
導体レーザ素子の作製プロセスを示す工程図であ
る。 １……ｎ−GaAs基板、２……ｎ−Al0.5Ga0.5
Asクラツド層、３……ｎ−Al0.15Ga0.85As活性
層、４……ｐ−Al0.5Ga0.5Asクラツド層、５……
ｎ−GaAs電流阻止層、６……ｐ−Al0.5Ga0．5As
層、７……ｐ−GaAsキヤツプ層、８……ｐ−
In0.45Ga0.55P0.92As0.08クラツド層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 一対のクラツド層の間にAlGaAsからなる活
    性層を挿入した二重ヘテロ接合構造に逆極性の電
    流阻止層が重畳され、該電流阻止層を貫通するス
    トライプ状の溝内に電流通路を限定するストライ
    プ構造が形成されて成る、GaAsを基板として
    GaAlAs系の成長層を有する半導体レーザ素子に
    おいて、前記電流阻止層に接する前記二重ヘテロ
    接合構造のクラツド層成長層はIn1-sGasp1-tAst
    （0.51≦ｓ＜１、０≦ｔ≦１、ｓ＝2.04t−1.04）
    層で構成されてなることを特徴とする半導体レー
    ザ素子。
JP62008833A 1987-01-16 1987-01-16 半導体レ−ザ素子 Granted JPS63177495A (ja)

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US07/143,730 US4862472A (en) 1987-01-16 1988-01-14 Semiconductor laser device
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