JPH05291680A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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- JPH05291680A JPH05291680A JP8709592A JP8709592A JPH05291680A JP H05291680 A JPH05291680 A JP H05291680A JP 8709592 A JP8709592 A JP 8709592A JP 8709592 A JP8709592 A JP 8709592A JP H05291680 A JPH05291680 A JP H05291680A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低閾値、かつ、高効率で動作する屈折率導波
型の半導体レーザを提供することを目的とする。 【構成】半導体レーザの電流ブロック層として、Ａｓ組
成が相対的に大きい高抵抗のＧａＡｓ層を用いる。通常
の成長温度よりも低温、すなわちＡｓ組成が相対的に大
きくなる温度でＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させ
る。これにより、高抵抗のＧａＡｓからなる電流ブロッ
ク層をＧａＡｓ基板上に形成する。
型の半導体レーザを提供することを目的とする。 【構成】半導体レーザの電流ブロック層として、Ａｓ組
成が相対的に大きい高抵抗のＧａＡｓ層を用いる。通常
の成長温度よりも低温、すなわちＡｓ組成が相対的に大
きくなる温度でＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させ
る。これにより、高抵抗のＧａＡｓからなる電流ブロッ
ク層をＧａＡｓ基板上に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザに関し、
特に基本横モード発振し、かつ、高出力動作する屈折率
導波型の半導体レーザに関する。
特に基本横モード発振し、かつ、高出力動作する屈折率
導波型の半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、例えば光通信システム
において光源として用いられる。光を直接増幅する光ア
ンプの光源として用いる場合には、基本横モード発振
し、かつ、高出力で動作する屈折率導波型のもの用いら
れる。この種の半導体レーザは、例えば、文献：１９９
１年電子情報通信学会秋期大会予稿集、論文番号Ｃ−１
１８、４−１４８頁に記載されている。
において光源として用いられる。光を直接増幅する光ア
ンプの光源として用いる場合には、基本横モード発振
し、かつ、高出力で動作する屈折率導波型のもの用いら
れる。この種の半導体レーザは、例えば、文献：１９９
１年電子情報通信学会秋期大会予稿集、論文番号Ｃ−１
１８、４−１４８頁に記載されている。
【０００３】図４に従来の半導体レーザの製造工程を示
す。まず、図４（Ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板
１０の上にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１２、ＩｎＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸活性層１４、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（キャ
ップ層）１８を順次形成する。歪み量子井戸活性層１４
を構成する各層の厚さおよび組成は、上記文献に詳細に
記載されている。
す。まず、図４（Ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板
１０の上にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１２、ＩｎＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸活性層１４、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（キャ
ップ層）１８を順次形成する。歪み量子井戸活性層１４
を構成する各層の厚さおよび組成は、上記文献に詳細に
記載されている。
【０００４】次に、図４（Ｂ）に示すように、エッチン
グマスク２０を用いてｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８と
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６を３〜５μｍの幅の逆
メサストライプに加工する。このとき、メサの両側のｐ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６の厚さｔは横モードに強
く影響するので、精度よく制御することが必要である。
次に、図４（Ｃ）に示すように、減圧有機金属気相成
長法（ＭＯＶＰＥ）により、メサの両側にｎ−ＩｎＧａ
Ｐ層２２とｎ−ＧａＡｓ層２４からなる電流ブロック層
２５を選択的に形成する。その後、コンタクト層１８側
にｐ側電極２６、基板１０の裏面側にｎ側電極２８を形
成する。
グマスク２０を用いてｐ−ＧａＡｓコンタクト層１８と
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６を３〜５μｍの幅の逆
メサストライプに加工する。このとき、メサの両側のｐ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６の厚さｔは横モードに強
く影響するので、精度よく制御することが必要である。
次に、図４（Ｃ）に示すように、減圧有機金属気相成
長法（ＭＯＶＰＥ）により、メサの両側にｎ−ＩｎＧａ
Ｐ層２２とｎ−ＧａＡｓ層２４からなる電流ブロック層
２５を選択的に形成する。その後、コンタクト層１８側
にｐ側電極２６、基板１０の裏面側にｎ側電極２８を形
成する。
【０００５】このようにして作成した素子に適正なバイ
アスをかけると、電流ブロック層２５があるため電流は
メサの部分に流れる。そして、活性層１４のメサの下の
領域に効率よく電流が注入されるため、この半導体レー
ザは効率よく発振し、高出力で動作する。また、横モー
ドの制御においても次の理由により横基本モード発振を
得ることができる。図４（Ｃ）において、メサのあるＡ
−Ａ断面と埋め込み層のあるＢ−Ｂ断面の発振する光に
対する実効的な屈折率は、後者の方が小さくなる。これ
は、ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓの屈折率の差に起因す
る。これにより、水平方向に等価的な屈折率分布が形成
され、横モードを制御でき基本横モード発振を得るとい
うものである。
アスをかけると、電流ブロック層２５があるため電流は
メサの部分に流れる。そして、活性層１４のメサの下の
領域に効率よく電流が注入されるため、この半導体レー
ザは効率よく発振し、高出力で動作する。また、横モー
ドの制御においても次の理由により横基本モード発振を
得ることができる。図４（Ｃ）において、メサのあるＡ
−Ａ断面と埋め込み層のあるＢ−Ｂ断面の発振する光に
対する実効的な屈折率は、後者の方が小さくなる。これ
は、ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓの屈折率の差に起因す
る。これにより、水平方向に等価的な屈折率分布が形成
され、横モードを制御でき基本横モード発振を得るとい
うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体レーザの電流ブロック構造は、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１６とｎ−ＩｎＧａＰ層２２との界面で
逆耐圧となる構造である。ところが、メサの両側にｎ−
ＩｎＧａＰ層２２を形成するときに、露出したｎ−Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層１６が酸化して結晶の劣化を招き易
い。したがって、特性の良い逆耐圧構造が得られず、屈
折率導波型の半導体レーザに適した電流ブロック構造が
得られないという問題がある。この発明は、以上述べた
良好な電流ブロック構造が得られないという問題を除去
し、低閾値、かつ、高効率で動作する屈折率導波型の半
導体レーザを提供することを目的とする。
来の半導体レーザの電流ブロック構造は、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１６とｎ−ＩｎＧａＰ層２２との界面で
逆耐圧となる構造である。ところが、メサの両側にｎ−
ＩｎＧａＰ層２２を形成するときに、露出したｎ−Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層１６が酸化して結晶の劣化を招き易
い。したがって、特性の良い逆耐圧構造が得られず、屈
折率導波型の半導体レーザに適した電流ブロック構造が
得られないという問題がある。この発明は、以上述べた
良好な電流ブロック構造が得られないという問題を除去
し、低閾値、かつ、高効率で動作する屈折率導波型の半
導体レーザを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的の達成するた
め、この発明の半導体レーザは、Ａｓ組成が相対的に大
きい高抵抗のＧａＡｓ層を電流ブロック層として用いる
ものである。また、この発明の半導体レーザの製造方法
は、通常の成長温度よりも低温、すなわちＡｓ組成が相
対的に大きくなる温度でＧａＡｓ層をエピタキシャル成
長させる。これにより、高抵抗のＧａＡｓからなる電流
ブロック層をＧａＡｓ基板上に形成するものである。
め、この発明の半導体レーザは、Ａｓ組成が相対的に大
きい高抵抗のＧａＡｓ層を電流ブロック層として用いる
ものである。また、この発明の半導体レーザの製造方法
は、通常の成長温度よりも低温、すなわちＡｓ組成が相
対的に大きくなる温度でＧａＡｓ層をエピタキシャル成
長させる。これにより、高抵抗のＧａＡｓからなる電流
ブロック層をＧａＡｓ基板上に形成するものである。
【０００８】
【作用】この発明の半導体レーザによれば、低温成長に
より形成した高抵抗のＧａＡｓ層を電流ブロック層とし
て用いているので、溝内部の活性層にのみ電流が効率よ
く流れる。したがって、低閾値、かつ、高効率で動作す
る屈折率導波型の半導体レーザを得ることができる。ま
た、本発明の半導体レーザの製造方法によれば、電流ブ
ロック層に溝を形成する際にエッチング停止層を用いて
いるので、溝の深さ制御が容易である。さらに、ＡｌＧ
ａＡｓ層の表面が外気に触れる工程がないので、ＡｌＧ
ａＡｓ層の酸化による結晶欠陥の発生を防ぐことができ
る。
より形成した高抵抗のＧａＡｓ層を電流ブロック層とし
て用いているので、溝内部の活性層にのみ電流が効率よ
く流れる。したがって、低閾値、かつ、高効率で動作す
る屈折率導波型の半導体レーザを得ることができる。ま
た、本発明の半導体レーザの製造方法によれば、電流ブ
ロック層に溝を形成する際にエッチング停止層を用いて
いるので、溝の深さ制御が容易である。さらに、ＡｌＧ
ａＡｓ層の表面が外気に触れる工程がないので、ＡｌＧ
ａＡｓ層の酸化による結晶欠陥の発生を防ぐことができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら詳細に説明する。図１はこの発明の半導体レー
ザの実施例を示す断面図である。この図に示すように、
ｎ−ＧａＡｓ基板３０上にｎ−ＧａＡｓバッファ層３２
が形成されている。バッファ層３２上に、ＡｌＡｓエッ
チング停止層３４を挟んでＧａＡｓ電流ブロック層３６
が形成されている。電流ブロック層３６およびエッチン
グ停止層３４には、貫通する溝３８が形成されバッファ
層３２が露出している。
しながら詳細に説明する。図１はこの発明の半導体レー
ザの実施例を示す断面図である。この図に示すように、
ｎ−ＧａＡｓ基板３０上にｎ−ＧａＡｓバッファ層３２
が形成されている。バッファ層３２上に、ＡｌＡｓエッ
チング停止層３４を挟んでＧａＡｓ電流ブロック層３６
が形成されている。電流ブロック層３６およびエッチン
グ停止層３４には、貫通する溝３８が形成されバッファ
層３２が露出している。
【００１０】ＧａＡｓ電流ブロック層３６は不純物無添
加であり、通常の成長温度よりも低温のエピタキシャル
成長により形成されたＧａＡｓを用いる。低温で成長さ
れたＧａＡｓ層はＡｓ組成が相対的に大きくなる。この
ため、ブロック層３６は通常の成長温度でエピタキシャ
ル成長されたＧａＡｓ層に比べ高抵抗となっている。溝
３８から電流ブロック層３２の上面にわたって、全面に
ｎ−ＧａＡｓバッファ層４０が形成されている。その上
に、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４２、ＧａＡｓ／Ｉｎ
ＧａＡｓ歪み量子井戸活性層４４およびｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層からなるダブルヘテロ接合構造が形成され
ている。
加であり、通常の成長温度よりも低温のエピタキシャル
成長により形成されたＧａＡｓを用いる。低温で成長さ
れたＧａＡｓ層はＡｓ組成が相対的に大きくなる。この
ため、ブロック層３６は通常の成長温度でエピタキシャ
ル成長されたＧａＡｓ層に比べ高抵抗となっている。溝
３８から電流ブロック層３２の上面にわたって、全面に
ｎ−ＧａＡｓバッファ層４０が形成されている。その上
に、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４２、ＧａＡｓ／Ｉｎ
ＧａＡｓ歪み量子井戸活性層４４およびｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層からなるダブルヘテロ接合構造が形成され
ている。
【００１１】その上に、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４８が
形成され、溝３８の外側のキャップ層４８上に絶縁層５
０が形成されている。キャップ層４８および絶縁層５０
の上にｐ側電極５２が形成され、基板３０の裏面にｎ側
電極５４が形成されている。以上のように構成された半
導体レーザに電圧を印加すると、高抵抗のＧａＡｓ層を
電流ブロック層３６として用いているので、溝３８の内
部活性層４４にのみ電流が効率よく流れる。したがっ
て、この半導体レーザは低閾値、かつ、高効率で動作す
ることができる。
形成され、溝３８の外側のキャップ層４８上に絶縁層５
０が形成されている。キャップ層４８および絶縁層５０
の上にｐ側電極５２が形成され、基板３０の裏面にｎ側
電極５４が形成されている。以上のように構成された半
導体レーザに電圧を印加すると、高抵抗のＧａＡｓ層を
電流ブロック層３６として用いているので、溝３８の内
部活性層４４にのみ電流が効率よく流れる。したがっ
て、この半導体レーザは低閾値、かつ、高効率で動作す
ることができる。
【００１２】図２および図３はこの発明の半導体レーザ
の製造方法を示す工程断面図である。 まず、図２
（Ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３０の上に、ｎ
−ＧａＡｓバッファ層３２、ＡｌＡｓエッチング停止層
３４および不純物無添加のＧａＡｓ電流ブロック層３６
を、一回目の結晶成長で順次成長させる。成長法は、好
ましくは分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法を用いる。こ
の一回目の結晶成長において、バッファ層３２とエッチ
ング停止層３４の成長は、通常の成長温度（約６５０〜
７５０℃）で成長させる。ただし、バッファ層３２の成
長は省略することができる。次いで基板温度を通常の成
長温度よりも低温、例えば２００℃に下げる。この低温
でエッチング停止層３４の上にＧａＡｓ電流ブロック層
３６を成長させる。
の製造方法を示す工程断面図である。 まず、図２
（Ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３０の上に、ｎ
−ＧａＡｓバッファ層３２、ＡｌＡｓエッチング停止層
３４および不純物無添加のＧａＡｓ電流ブロック層３６
を、一回目の結晶成長で順次成長させる。成長法は、好
ましくは分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法を用いる。こ
の一回目の結晶成長において、バッファ層３２とエッチ
ング停止層３４の成長は、通常の成長温度（約６５０〜
７５０℃）で成長させる。ただし、バッファ層３２の成
長は省略することができる。次いで基板温度を通常の成
長温度よりも低温、例えば２００℃に下げる。この低温
でエッチング停止層３４の上にＧａＡｓ電流ブロック層
３６を成長させる。
【００１３】エッチング停止層３４には、電流ブロック
層３６を構成するＧａＡｓに対しエッチング速度差の大
きい材料を選択する。この実施例で用いたＡｌＡｓのほ
かにも、ＡｌＧａＡＳやＩｎＧａＰなどを適用すること
ができる。ＡｌＡｓエッチング停止層３４は薄いほどよ
い。ただし、エッチング停止層として働くよう、この実
施例では３０ｎｍ程度とした。ＧａＡｓ電流ブロック層
３６は厚いほど高い電流に対して耐圧がある。この実施
例では０．５μｍとした。
層３６を構成するＧａＡｓに対しエッチング速度差の大
きい材料を選択する。この実施例で用いたＡｌＡｓのほ
かにも、ＡｌＧａＡＳやＩｎＧａＰなどを適用すること
ができる。ＡｌＡｓエッチング停止層３４は薄いほどよ
い。ただし、エッチング停止層として働くよう、この実
施例では３０ｎｍ程度とした。ＧａＡｓ電流ブロック層
３６は厚いほど高い電流に対して耐圧がある。この実施
例では０．５μｍとした。
【００１４】ＧａＡｓを通常の成長温度よりも低温でエ
ピタキシャル成長させるとＡｓ組成が相対的に大きくな
り、高抵抗（比抵抗１０7Ωｃｍ以上）のＧａＡｓ層が
得られることが知られている。この実施例では２００℃
でＧａＡｓをエピタキシャル成長させ、高抵抗のＧａＡ
ｓ電流ブロック層３６を形成した。電流ブロック層とし
て用いる場合、Ａｓ組成比は５１％程度が望ましい。
ピタキシャル成長させるとＡｓ組成が相対的に大きくな
り、高抵抗（比抵抗１０7Ωｃｍ以上）のＧａＡｓ層が
得られることが知られている。この実施例では２００℃
でＧａＡｓをエピタキシャル成長させ、高抵抗のＧａＡ
ｓ電流ブロック層３６を形成した。電流ブロック層とし
て用いる場合、Ａｓ組成比は５１％程度が望ましい。
【００１５】ところで、低温成長のＧａＡｓ層には結晶
欠陥が多く入るため、このままでは上に成長させる層の
結晶性を悪くする。そこで、上記の一回目の結晶成長の
後、５００〜６００℃の基板温度で約１０分間のアニー
ルを行い、ＧａＡｓ電流ブロック層３６の結晶欠陥を取
り除く。このときＧａＡｓ層の表面からＡｓが抜け出る
のを防ぐため、Ａｓ雰囲気でアニールする必要がある。
欠陥が多く入るため、このままでは上に成長させる層の
結晶性を悪くする。そこで、上記の一回目の結晶成長の
後、５００〜６００℃の基板温度で約１０分間のアニー
ルを行い、ＧａＡｓ電流ブロック層３６の結晶欠陥を取
り除く。このときＧａＡｓ層の表面からＡｓが抜け出る
のを防ぐため、Ａｓ雰囲気でアニールする必要がある。
【００１６】次に、図２（Ｂ）に示すように、ＧａＡｓ
電流ブロック層３６を選択的にエッチングして溝３８を
形成する。この選択エッチングには、ＳｉＯ2層、Ｓｉ3
Ｎ4層、レジスト層などがエッチングマスク（図示せ
ず）として用いられる。また、エッチング液は、例え
ば、Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＯＨ：Ｈ2Ｏ2＝３：１：１の混合
液が用いられる。このエッチングはＡｌＡｓエッチング
停止層３４に達すると自動的に停止する。溝３８の幅は
基本横モードを制御する重要なパラメータである。ま
た、後に形成するＡｌＧａＡｓクラッド層の組成などに
より基本横モードが得られる最大値が変わる。この実施
例では溝３８の幅を約４μｍとした。
電流ブロック層３６を選択的にエッチングして溝３８を
形成する。この選択エッチングには、ＳｉＯ2層、Ｓｉ3
Ｎ4層、レジスト層などがエッチングマスク（図示せ
ず）として用いられる。また、エッチング液は、例え
ば、Ｈ3ＰＯ4：ＣＨ3ＯＨ：Ｈ2Ｏ2＝３：１：１の混合
液が用いられる。このエッチングはＡｌＡｓエッチング
停止層３４に達すると自動的に停止する。溝３８の幅は
基本横モードを制御する重要なパラメータである。ま
た、後に形成するＡｌＧａＡｓクラッド層の組成などに
より基本横モードが得られる最大値が変わる。この実施
例では溝３８の幅を約４μｍとした。
【００１７】次に、図２（Ｃ）に示すように、電流ブロ
ック層３６をマスクとして、バッファ沸酸を用いてＡｌ
Ａｓエッチング停止層３４をエッチングする。バッファ
沸酸によりＡｌＡｓだけが選択的にエッチングされ、溝
３８の下のバッファ層３２が露出する。この後、基板を
硫酸系のエッチング液に浸け各層の露出面を約１００ｎ
ｍエッチングする。
ック層３６をマスクとして、バッファ沸酸を用いてＡｌ
Ａｓエッチング停止層３４をエッチングする。バッファ
沸酸によりＡｌＡｓだけが選択的にエッチングされ、溝
３８の下のバッファ層３２が露出する。この後、基板を
硫酸系のエッチング液に浸け各層の露出面を約１００ｎ
ｍエッチングする。
【００１８】次に、図３（Ａ）に示すように、上記工程
で得られた構造上に二回目の結晶成長をおこない、ダブ
ルヘテロ接合構造を形成する。この結晶成長には、好ま
しくはＭＯＶＰＥ法を用いる。二回目の結晶成長におい
て、まず、上記工程で得られた構造上に、ＭＯＶＰＥ法
によりｎ−ＧａＡｓバッファ層４０を成長させる。厚さ
は約１００ｎｍである。このバッファ層４０の成長も省
略することができる。引き続きＭＯＶＰＥ法により、ｎ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層４２、ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓ歪み量子井戸活性層４４、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層４６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（キャップ層）４８
を順次成長させる。クラッド層４２とクラッド層４６の
厚さはそれぞれ１．４μｍ、コンタクト４８の厚さは
０．２μｍである。
で得られた構造上に二回目の結晶成長をおこない、ダブ
ルヘテロ接合構造を形成する。この結晶成長には、好ま
しくはＭＯＶＰＥ法を用いる。二回目の結晶成長におい
て、まず、上記工程で得られた構造上に、ＭＯＶＰＥ法
によりｎ−ＧａＡｓバッファ層４０を成長させる。厚さ
は約１００ｎｍである。このバッファ層４０の成長も省
略することができる。引き続きＭＯＶＰＥ法により、ｎ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層４２、ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓ歪み量子井戸活性層４４、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層４６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層（キャップ層）４８
を順次成長させる。クラッド層４２とクラッド層４６の
厚さはそれぞれ１．４μｍ、コンタクト４８の厚さは
０．２μｍである。
【００１９】歪み量子井戸活性層４４は３つの層で構成
される。厚さ７５ｎｍのＩｎＧａＡｓ層が、それぞれ厚
さ１００ｎｍの２つのＧａＡｓ層に挟まれた構造となっ
ている。キャリア濃度や組成は、従来のものと同様のも
のを用いることができる。クラッド層４２および４６に
は、歪み量子井戸活性層４４に対して屈折率が小さく、
バンドギャップが大きい材料を選択する。この実施例で
用いたＡｌＧａＡｓのほかにもＩｎＧａＰなどを適用す
ることができる。好ましくは、格子定数が基板と等しい
か、差があっても結晶欠陥が発生しない材料を選択す
る。この実施例ではコンタクト層４８にＧａＡｓを用い
たが、この上に形成する電極と良好なオーミック接触が
得られる材料を選択することができる。
される。厚さ７５ｎｍのＩｎＧａＡｓ層が、それぞれ厚
さ１００ｎｍの２つのＧａＡｓ層に挟まれた構造となっ
ている。キャリア濃度や組成は、従来のものと同様のも
のを用いることができる。クラッド層４２および４６に
は、歪み量子井戸活性層４４に対して屈折率が小さく、
バンドギャップが大きい材料を選択する。この実施例で
用いたＡｌＧａＡｓのほかにもＩｎＧａＰなどを適用す
ることができる。好ましくは、格子定数が基板と等しい
か、差があっても結晶欠陥が発生しない材料を選択す
る。この実施例ではコンタクト層４８にＧａＡｓを用い
たが、この上に形成する電極と良好なオーミック接触が
得られる材料を選択することができる。
【００２０】次に、図３（Ｂ）に示すように、溝３８の
外側のコンタクト層４８の上にＳｉＯ2などからなる絶
縁層５２を形成する。この後、コンタクト層４８および
絶縁層５０の上にｐ側電極５２を形成し、基板３０の裏
面にｎ側電極を形成する。
外側のコンタクト層４８の上にＳｉＯ2などからなる絶
縁層５２を形成する。この後、コンタクト層４８および
絶縁層５０の上にｐ側電極５２を形成し、基板３０の裏
面にｎ側電極を形成する。
【００２１】以上のように、二回目の結晶成長にＭＯＶ
ＰＥ法を用いれば、電流ブロック層３６に形成した溝３
８の形状を引き継いで各層の成長が進む。このため歪み
量子井戸活性層４４は溝３８の部分で折れ曲がり、水平
方向に屈折率分布ができる。これにより、横モードの制
御が可能となる。
ＰＥ法を用いれば、電流ブロック層３６に形成した溝３
８の形状を引き継いで各層の成長が進む。このため歪み
量子井戸活性層４４は溝３８の部分で折れ曲がり、水平
方向に屈折率分布ができる。これにより、横モードの制
御が可能となる。
【００２２】この発明は上述の実施例に限定されるもの
ではなく、種々の変更を加えることができる。例えば実
施例ではｎ−ＧａＡｓ基板を用いたが、ｐ−ＧａＡｓ基
板を用いてもよく、その場合は他の層の導電型を対応し
て変えればよい。また、実施例ではダブルヘテロ接合構
造をブロック層の溝から上面にわたって形成したが、溝
内にのみ形成しても同様に屈折率導波型の半導体レーザ
を得ることができる。
ではなく、種々の変更を加えることができる。例えば実
施例ではｎ−ＧａＡｓ基板を用いたが、ｐ−ＧａＡｓ基
板を用いてもよく、その場合は他の層の導電型を対応し
て変えればよい。また、実施例ではダブルヘテロ接合構
造をブロック層の溝から上面にわたって形成したが、溝
内にのみ形成しても同様に屈折率導波型の半導体レーザ
を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
レーザによれば、低温成長により形成した高抵抗のＧａ
Ａｓ層を電流ブロック層として用いているので、溝内部
の活性層にのみ電流が効率よく流れる。したがって、低
閾値、かつ、高効率で動作する屈折率導波型の半導体レ
ーザを得ることができる。また、本発明の半導体レーザ
の製造方法によれば、電流ブロック層に溝を形成する際
にエッチング停止層を用いているので、溝の深さ制御が
容易である。さらに、ＡｌＧａＡｓ層の表面が外気に触
れる工程がないので、ＡｌＧａＡｓ層の酸化による結晶
欠陥の発生を防ぐことができる。
レーザによれば、低温成長により形成した高抵抗のＧａ
Ａｓ層を電流ブロック層として用いているので、溝内部
の活性層にのみ電流が効率よく流れる。したがって、低
閾値、かつ、高効率で動作する屈折率導波型の半導体レ
ーザを得ることができる。また、本発明の半導体レーザ
の製造方法によれば、電流ブロック層に溝を形成する際
にエッチング停止層を用いているので、溝の深さ制御が
容易である。さらに、ＡｌＧａＡｓ層の表面が外気に触
れる工程がないので、ＡｌＧａＡｓ層の酸化による結晶
欠陥の発生を防ぐことができる。
【図１】この発明の半導体レーザの実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】この発明の半導体レーザの製造方法を示す工程
断面図である。
断面図である。
【図３】この発明の半導体レーザの製造方法を示す、図
２に続く工程断面図である。
２に続く工程断面図である。
【図４】従来の半導体レーザの製造方法を示す工程断面
図である。
図である。
１０，３０ ｎ−ＧａＡｓ基板 １２，４２ ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １４，４４ ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸活
性層 １６，４６ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １８，４８ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ２０ エッチングマスク ２２ ｎ−ＩｎＧａＰ層 ２４ ｎ−ＧａＡｓ層 ２６，５２ ｐ側電極 ２８，５４ ｎ側電極 ３２，４０ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３４ ＡｌＡｓエッチング停止層 ３６ ＧａＡｓ電流ブロック層 ３８ 溝 ５０ 絶縁層
性層 １６，４６ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １８，４８ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ２０ エッチングマスク ２２ ｎ−ＩｎＧａＰ層 ２４ ｎ−ＧａＡｓ層 ２６，５２ ｐ側電極 ２８，５４ ｎ側電極 ３２，４０ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３４ ＡｌＡｓエッチング停止層 ３６ ＧａＡｓ電流ブロック層 ３８ 溝 ５０ 絶縁層
Claims (4)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板と、 前記基板上に形成され、Ａｓ組成が相対的に大きいＧａ
Ａｓからなり、溝を有する電流ブロック層と、 少なくとも前記溝内に形成された第一クラッド層と、 前記第一クラッド層上に形成され、ＧａＡｓとＩｎＧａ
Ａｓからなる歪み量子井戸活性層と、 前記歪み量子井戸活性層上に形成された第二クラッド層
と、 前記第二クラッド層上に形成されたコンタクト層とを有
することを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザにおいて、 前記第一クラッド層、前記歪み量子井戸活性層および前
記第二クラッド層が、前記溝から前記ブロック層の上面
にわたって形成されたことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項３】 ＧａＡｓ基板上にＡｓ組成が相対的に大
きくなる温度でＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させ
て、高抵抗のＧａＡｓからなる電流ブロック層を形成す
る工程と、 前記電流ブロック層を選択的にエッチングして、これを
貫通する溝を形成する工程と、 少なくとも前記溝内に第一クラッド層を形成する工程
と、 前記第一クラッド層上に、ＧａＡｓとＩｎＧａＡｓから
なる歪み量子井戸活性層を形成する工程と、 前記歪み量子井戸活性層上に第二クラッド層を形成する
工程と、 前記第二クラッド層上にコンタクト層を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の半導体レーザの製造方
法において、 前記基板と前記電流ブロック層の間に、エッチング停止
層を形成することを特徴とする半導体レーザの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8709592A JPH05291680A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8709592A JPH05291680A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291680A true JPH05291680A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13905396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8709592A Pending JPH05291680A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291680A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345064B1 (en) | 1997-11-07 | 2002-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor laser having an improved current blocking layers and method of forming the same |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP8709592A patent/JPH05291680A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345064B1 (en) | 1997-11-07 | 2002-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor laser having an improved current blocking layers and method of forming the same |
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