JPH06196820A - 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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- JPH06196820A JPH06196820A JP34393292A JP34393292A JPH06196820A JP H06196820 A JPH06196820 A JP H06196820A JP 34393292 A JP34393292 A JP 34393292A JP 34393292 A JP34393292 A JP 34393292A JP H06196820 A JPH06196820 A JP H06196820A
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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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- H01S5/2206—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 having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ０．９８μｍ帯半導体レーザで、高出力化の
ために活性層幅を広げても容易に基本モードが維持され
る構造を、Ａｌを含む層を一切使わずに作る。 【構成】 活性層１０４上の第１光閉じ込め層１０５上
に、薄いＧａＩｎＰより成るエッチングストップ層１０
６がある。その上にＩｎＧａＡｓＰ１０６の第２の光閉
じ込め層１０７とＧａＩｎＰのクラッド層より成るメサ
があり、メサの側面とエッチングストップ層１０６を覆
うようにＧａＩｎＰの電流阻止層がある。ＩｎＧａＡｓ
ＰはＧａＩｎＰより僅かに屈折率が高いだけなので、メ
サ幅を広くして高出力化を図っても基本横モードが維持
できる。また、メサのエッチング工程に全て選択エッチ
ングが使える。結晶成長される面にＡｌは全く無く、Ａ
ｓの量も微量なので、昇温時には、燐化合物のみを雰囲
気中に入れるだけで、Ｖ属原子の気化を防ぐことが出来
る。良好な結晶成長界面が得られるので、高い信頼性が
得られる。
ために活性層幅を広げても容易に基本モードが維持され
る構造を、Ａｌを含む層を一切使わずに作る。 【構成】 活性層１０４上の第１光閉じ込め層１０５上
に、薄いＧａＩｎＰより成るエッチングストップ層１０
６がある。その上にＩｎＧａＡｓＰ１０６の第２の光閉
じ込め層１０７とＧａＩｎＰのクラッド層より成るメサ
があり、メサの側面とエッチングストップ層１０６を覆
うようにＧａＩｎＰの電流阻止層がある。ＩｎＧａＡｓ
ＰはＧａＩｎＰより僅かに屈折率が高いだけなので、メ
サ幅を広くして高出力化を図っても基本横モードが維持
できる。また、メサのエッチング工程に全て選択エッチ
ングが使える。結晶成長される面にＡｌは全く無く、Ａ
ｓの量も微量なので、昇温時には、燐化合物のみを雰囲
気中に入れるだけで、Ｖ属原子の気化を防ぐことが出来
る。良好な結晶成長界面が得られるので、高い信頼性が
得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光情報処理等
に用いられる半導体レーザに関する。
に用いられる半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信や光情報処理では、アナログやデ
ジタルの光信号を光ファイバーケーブルで送る。ところ
が、長距離を伝送する場合、光信号が減衰するので、途
中で増幅する必要がある。光ファイバー増幅器は、その
様な目的で開発されたもので、波長１．５５μｍや１．
３μｍの光信号を１０００倍に増幅できる。この増幅器
の主な構成部品は、エルビウム、プラセオジウム等の希
土類を添加した約５０ｍの光ファイバー（以下、「希土
類添加光ファイバー」と記す。）と、波長１．４８μｍ
か０．９８μｍ、或は１．０２μｍで１５０ｍＷ以上の
光出力を出す半導体レーザ（以下、「励起用半導体レー
ザ」と記す。）である。
ジタルの光信号を光ファイバーケーブルで送る。ところ
が、長距離を伝送する場合、光信号が減衰するので、途
中で増幅する必要がある。光ファイバー増幅器は、その
様な目的で開発されたもので、波長１．５５μｍや１．
３μｍの光信号を１０００倍に増幅できる。この増幅器
の主な構成部品は、エルビウム、プラセオジウム等の希
土類を添加した約５０ｍの光ファイバー（以下、「希土
類添加光ファイバー」と記す。）と、波長１．４８μｍ
か０．９８μｍ、或は１．０２μｍで１５０ｍＷ以上の
光出力を出す半導体レーザ（以下、「励起用半導体レー
ザ」と記す。）である。
【０００３】この励起用半導体レーザの光を、希土類添
加光ファイバーに入れると、希土類原子内の電子が励起
されて、ある励起準位にたまる。よって、光信号が希土
類添加光ファイバーに入射すると、誘導放出が起こり、
光信号を増幅できる訳である。よって励起用半導体レー
ザの光出力が強いほど励起される電子の数が増え、増幅
率が向上する。
加光ファイバーに入れると、希土類原子内の電子が励起
されて、ある励起準位にたまる。よって、光信号が希土
類添加光ファイバーに入射すると、誘導放出が起こり、
光信号を増幅できる訳である。よって励起用半導体レー
ザの光出力が強いほど励起される電子の数が増え、増幅
率が向上する。
【０００４】図３の断面図は、励起用半導体レーザの従
来例を示す（例えば、平成４年９月に高松で開催された
第１３回半導体レーザ国際会議の予稿集２０４頁）。こ
のレーザは１．０２μｍの波長で発振し、プラセオジウ
ム添加光ファイバーを励起できる。３０１は活性層で、
厚み７ｎｍのＩｎ0.24Ｇａ0.76Ａｓから成る２層の量子
井戸層の間に、厚み５ｎｍのＧａＡｓから成るバリア層
があり、これらが両側から厚み２０ｎｍのＧａＡｓで挟
み込まれ、さらにそれらが厚み４０ｎｍのＡｌ 0.2Ｇａ
0.8Ａｓで挟まれている。Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓは、その
外側のｐ型Ａｌ0. 4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０２とｎ型
Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０３より屈折率が高い
ので、量子井戸層への光の閉じ込めを高め、動作電流を
低減する。３０４はｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層
でｐ型電極３０５との接触抵抗を低減するための層であ
る。３０１から３０４までの半導体層はｎ型ＧａＡｓ基
板３０６の上に形成されている。ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
電流阻止層３０７とｐ型ＧａＡｓ電流阻止層３０８は、
ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０２とコンタクト
層３０４をエッチングした後に、結晶成長される。３０
９はｎ型電極である。電流はコンタクト層３０４のみを
通過するので、活性層の中央部に集中する。
来例を示す（例えば、平成４年９月に高松で開催された
第１３回半導体レーザ国際会議の予稿集２０４頁）。こ
のレーザは１．０２μｍの波長で発振し、プラセオジウ
ム添加光ファイバーを励起できる。３０１は活性層で、
厚み７ｎｍのＩｎ0.24Ｇａ0.76Ａｓから成る２層の量子
井戸層の間に、厚み５ｎｍのＧａＡｓから成るバリア層
があり、これらが両側から厚み２０ｎｍのＧａＡｓで挟
み込まれ、さらにそれらが厚み４０ｎｍのＡｌ 0.2Ｇａ
0.8Ａｓで挟まれている。Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓは、その
外側のｐ型Ａｌ0. 4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０２とｎ型
Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０３より屈折率が高い
ので、量子井戸層への光の閉じ込めを高め、動作電流を
低減する。３０４はｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層
でｐ型電極３０５との接触抵抗を低減するための層であ
る。３０１から３０４までの半導体層はｎ型ＧａＡｓ基
板３０６の上に形成されている。ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
電流阻止層３０７とｐ型ＧａＡｓ電流阻止層３０８は、
ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０２とコンタクト
層３０４をエッチングした後に、結晶成長される。３０
９はｎ型電極である。電流はコンタクト層３０４のみを
通過するので、活性層の中央部に集中する。
【０００５】ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ電流阻止層３０７は
ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０２より屈折率が
低い。レーザ光は屈折率の高い部分に閉じ込められて導
波するので、３１０で示した様に円状の光分布になる。
ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層３０２より屈折率が
低い。レーザ光は屈折率の高い部分に閉じ込められて導
波するので、３１０で示した様に円状の光分布になる。
【０００６】図４の断面図は、励起用半導体レーザの他
の従来例を示す（例えば、平成４年７月千葉で開催され
た第４回オプトエレクトロニクス・コンファレンスの予
稿集２７０頁）。このレーザは０．９８μｍの波長で発
振し、エルビウム添加光ファイバーを励起できる。４０
１は活性層で、厚み９ｎｍのＩｎ0.15Ｇａ0.85Ａｓから
成る１層の量子井戸層と、それを挟み込む薄い２層のＧ
ａＡｓより成る。活性層４０１は厚み１５０ｎｍのｐ型
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層４０２と厚み１．２μ
ｍのｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４０３より屈折率
が高いので、光は活性層中に閉じ込められる。４０４は
厚み５ｎｍのＧａＡｓより成るエッチングストップ層、
４０５は厚み１μｍのｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッ
ド層、４０６はｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層でｐ
型電極４０７との接触抵抗を低減するための層である。
４０１から４０６までの半導体層はｎ型ＧａＡｓ基板４
０８の上に形成されている。ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２
クラッド層４０５とコンタクト層４０６はエッチングで
図のようなメサ状に加工されている。この工程は、まず
硫酸と過酸化水素と水の混合液でコンタクト層４０６を
選択的に除去した後、塩酸と燐酸の混合液でｐ型第２ク
ラッド層４０５を選択的に除去する。この時、ｐ型第１
クラッド層４０２がエッチングされてしまうと、活性層
が露出してしまい光の損失が大きくなりレーザ発振しな
くなる。エッチングストップ層４０４はこのトラブルを
防ぐためのもので、塩酸と燐酸の混合液に対して数分の
間エッチングを食い止める。４０９は絶縁膜で、電流を
コンタクト層４０６からのみ供給するためのものであ
る。４１０はｎ型電極である。
の従来例を示す（例えば、平成４年７月千葉で開催され
た第４回オプトエレクトロニクス・コンファレンスの予
稿集２７０頁）。このレーザは０．９８μｍの波長で発
振し、エルビウム添加光ファイバーを励起できる。４０
１は活性層で、厚み９ｎｍのＩｎ0.15Ｇａ0.85Ａｓから
成る１層の量子井戸層と、それを挟み込む薄い２層のＧ
ａＡｓより成る。活性層４０１は厚み１５０ｎｍのｐ型
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層４０２と厚み１．２μ
ｍのｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４０３より屈折率
が高いので、光は活性層中に閉じ込められる。４０４は
厚み５ｎｍのＧａＡｓより成るエッチングストップ層、
４０５は厚み１μｍのｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッ
ド層、４０６はｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層でｐ
型電極４０７との接触抵抗を低減するための層である。
４０１から４０６までの半導体層はｎ型ＧａＡｓ基板４
０８の上に形成されている。ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２
クラッド層４０５とコンタクト層４０６はエッチングで
図のようなメサ状に加工されている。この工程は、まず
硫酸と過酸化水素と水の混合液でコンタクト層４０６を
選択的に除去した後、塩酸と燐酸の混合液でｐ型第２ク
ラッド層４０５を選択的に除去する。この時、ｐ型第１
クラッド層４０２がエッチングされてしまうと、活性層
が露出してしまい光の損失が大きくなりレーザ発振しな
くなる。エッチングストップ層４０４はこのトラブルを
防ぐためのもので、塩酸と燐酸の混合液に対して数分の
間エッチングを食い止める。４０９は絶縁膜で、電流を
コンタクト層４０６からのみ供給するためのものであ
る。４１０はｎ型電極である。
【０００７】第２クラッド層４０５が無い部分では、光
はｐ型電極４０７に吸収されるので、レーザ光は４１１
で示した様に円状の光分布になる。
はｐ型電極４０７に吸収されるので、レーザ光は４１１
で示した様に円状の光分布になる。
【０００８】これらの従来例は、２００ｍＷ以上の光出
力を達成出来るという優れた特性を有している。
力を達成出来るという優れた特性を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来例には以下のような課題がある。
来例には以下のような課題がある。
【００１０】まず、第１の従来例について記す。光出力
を更に上げようとすると、メサ幅Ｗを現状の６μｍより
広くして電流密度と光密度を下げて、発熱を減らし放熱
を良くする必要がある。そうでないと、発熱による光出
力の飽和現象が起こり、いくら電流を増やしても光出力
が増加しない。しかし、この構造では横方向の屈折率差
が大きいので、Ｗを広くすると高次の横モードに移って
しまい基本モードが維持できない。基本モードでないと
光ファイバーへの光の結合効率が極端に悪くなる。そこ
で、屈折率差を小さくするためには、ｐ型クラッド層３
０２の残し厚みｄを厚くすると、この層中に横方向に電
流が広がってしまうので、無効電流が増えたり、非点隔
差が大きくなったりし、動作電流の増加や光ファイバー
への光の結合効率が悪くなる等の短所があり、結局初期
の目的を達成できない。また、この従来例では、ｄの制
御が時間制御だけで行われるので再現性、ウエハ内の均
一性に乏しい。更に、ｎ型電流阻止層３０７とｐ型電流
阻止層３０８を結晶成長する直前は、ｐ型クラッド層３
０２の表面が空気中にさらされてしまう。この層はＡｌ
0.4Ｇａ0.6ＡｓでＡｌの組成が高いので、表面がすぐ酸
化してしまう。よって、結晶成長界面に沢山の欠陥を作
ってしまい、素子の信頼性に悪影響を与えている。
を更に上げようとすると、メサ幅Ｗを現状の６μｍより
広くして電流密度と光密度を下げて、発熱を減らし放熱
を良くする必要がある。そうでないと、発熱による光出
力の飽和現象が起こり、いくら電流を増やしても光出力
が増加しない。しかし、この構造では横方向の屈折率差
が大きいので、Ｗを広くすると高次の横モードに移って
しまい基本モードが維持できない。基本モードでないと
光ファイバーへの光の結合効率が極端に悪くなる。そこ
で、屈折率差を小さくするためには、ｐ型クラッド層３
０２の残し厚みｄを厚くすると、この層中に横方向に電
流が広がってしまうので、無効電流が増えたり、非点隔
差が大きくなったりし、動作電流の増加や光ファイバー
への光の結合効率が悪くなる等の短所があり、結局初期
の目的を達成できない。また、この従来例では、ｄの制
御が時間制御だけで行われるので再現性、ウエハ内の均
一性に乏しい。更に、ｎ型電流阻止層３０７とｐ型電流
阻止層３０８を結晶成長する直前は、ｐ型クラッド層３
０２の表面が空気中にさらされてしまう。この層はＡｌ
0.4Ｇａ0.6ＡｓでＡｌの組成が高いので、表面がすぐ酸
化してしまう。よって、結晶成長界面に沢山の欠陥を作
ってしまい、素子の信頼性に悪影響を与えている。
【００１１】次に、第２の従来例について記す。光出力
を更に上げようとすると、メサ幅Ｗを現状の５μｍより
広くして電流密度と光密度を下げる必要があるのは第１
の実施例と同様である。しかし、この構造では４１１の
外側にしみ出している光分布の裾部分がメサ周辺での吸
収されることが横方向の基本モード維持の主要因である
が、Ｗを広くすると、光のしみ出す範囲とＷがほぼ等し
くなってしまって、光吸収が殆ど行われなくなり基本モ
ードが維持できない。よって上記と同様に、横モードが
高次モードに移り、光ファイバーへの光の結合効率が極
端に悪くなってしまう。一方、メサ周辺では絶縁膜４０
９が活性層の極近傍にあるので、強い応力が活性層に印
可されたり、ピンホールがあると電極金属が直接エッチ
ングストップ層４０４に接触したりする。応力は活性層
内の結晶欠陥を誘起し、電極は徐々に活性層内に侵入し
て非発光再結合中心を作るので、長期信頼性の歩留まり
を下げる。これを回避するために、第１の従来例の様に
半導体層を結晶成長してメサを埋め込むことが考えられ
る。ところが、エッチングストップ層４０４と第２クラ
ッド層４０５は、それぞれＧａＡｓとＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
からなる。結晶成長のための昇温時にＶ族原子の気化を
防ぐには、その元素の水素化合物ガス（ＡｓならＡｓＨ
3、ＰならＰＨ3）を雰囲気中に混ぜるが、この場合のよ
うに、ＡｓとＰの両方が存在する時には両方のガスを混
入しなければならない。しかしＧａＡｓ表面にＰが、Ｇ
ａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ表面にはＡｓが微量に析出してしまい、
結局良好な結晶成長界面が得られず、素子の信頼性に悪
影響を与える。
を更に上げようとすると、メサ幅Ｗを現状の５μｍより
広くして電流密度と光密度を下げる必要があるのは第１
の実施例と同様である。しかし、この構造では４１１の
外側にしみ出している光分布の裾部分がメサ周辺での吸
収されることが横方向の基本モード維持の主要因である
が、Ｗを広くすると、光のしみ出す範囲とＷがほぼ等し
くなってしまって、光吸収が殆ど行われなくなり基本モ
ードが維持できない。よって上記と同様に、横モードが
高次モードに移り、光ファイバーへの光の結合効率が極
端に悪くなってしまう。一方、メサ周辺では絶縁膜４０
９が活性層の極近傍にあるので、強い応力が活性層に印
可されたり、ピンホールがあると電極金属が直接エッチ
ングストップ層４０４に接触したりする。応力は活性層
内の結晶欠陥を誘起し、電極は徐々に活性層内に侵入し
て非発光再結合中心を作るので、長期信頼性の歩留まり
を下げる。これを回避するために、第１の従来例の様に
半導体層を結晶成長してメサを埋め込むことが考えられ
る。ところが、エッチングストップ層４０４と第２クラ
ッド層４０５は、それぞれＧａＡｓとＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
からなる。結晶成長のための昇温時にＶ族原子の気化を
防ぐには、その元素の水素化合物ガス（ＡｓならＡｓＨ
3、ＰならＰＨ3）を雰囲気中に混ぜるが、この場合のよ
うに、ＡｓとＰの両方が存在する時には両方のガスを混
入しなければならない。しかしＧａＡｓ表面にＰが、Ｇ
ａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ表面にはＡｓが微量に析出してしまい、
結局良好な結晶成長界面が得られず、素子の信頼性に悪
影響を与える。
【００１２】以上述べた従来例の問題点を整理すると、
以下の様になる。イ、発熱を減らし放熱を良くして更に
高出力を得ようとすると、メサ幅を広くする必要がある
が、基本横モードが維持されないため、光ファイバーへ
の結合効率が極端に下がってしまう。ロ、２回目の結晶
成長で、埋め込みをしようとしても結晶成長界面に欠陥
が多く、素子の信頼性に悪影響を与える。ハ、第２の従
来例の様な場合、絶縁膜が活性層の極近傍にあるので、
強い応力が活性層に印可されたり、ピンホールを通して
電極金属が直接半導体層に接触したりして、信頼性の歩
留まりが下がる。
以下の様になる。イ、発熱を減らし放熱を良くして更に
高出力を得ようとすると、メサ幅を広くする必要がある
が、基本横モードが維持されないため、光ファイバーへ
の結合効率が極端に下がってしまう。ロ、２回目の結晶
成長で、埋め込みをしようとしても結晶成長界面に欠陥
が多く、素子の信頼性に悪影響を与える。ハ、第２の従
来例の様な場合、絶縁膜が活性層の極近傍にあるので、
強い応力が活性層に印可されたり、ピンホールを通して
電極金属が直接半導体層に接触したりして、信頼性の歩
留まりが下がる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するための構造と、その構造を実現するための製
造方法を提供するものである。
を解決するための構造と、その構造を実現するための製
造方法を提供するものである。
【００１４】まず、構造を説明する。ＧａＡｓ基板上の
クラッド層の上に活性層がある。その上には、ＡｌXＧ
ａ1ーXＡｓ（０≦Ｘ≦１）より成る第１の光閉じ込め層
と、導波されるレーザ光の光分布を乱さない程度に薄い
ＧａＩｎＰより成るエッチングストップ層が順次形成さ
れている。その上に光の導波方向に延在するストライプ
状のメサがある。メサはＩｎＧａＡｓＰの第２の光閉じ
込め層とその上に形成されたＧａＩｎＰのクラッド層よ
り成る。メサの側面とエッチングストップ層を覆うよう
にＧａＩｎＰの電流阻止層がある。屈折率は、第１の光
閉じ込め層、第２の光閉じ込め層、クラッド層の順で低
くなっている。電流阻止層は一種類の導電型で構成され
ていてもよいが、エッチングストップ層と接する部分で
は第１の光閉じ込め層と同じ導電型で、それ以外では導
電型が反転していてもよい。
クラッド層の上に活性層がある。その上には、ＡｌXＧ
ａ1ーXＡｓ（０≦Ｘ≦１）より成る第１の光閉じ込め層
と、導波されるレーザ光の光分布を乱さない程度に薄い
ＧａＩｎＰより成るエッチングストップ層が順次形成さ
れている。その上に光の導波方向に延在するストライプ
状のメサがある。メサはＩｎＧａＡｓＰの第２の光閉じ
込め層とその上に形成されたＧａＩｎＰのクラッド層よ
り成る。メサの側面とエッチングストップ層を覆うよう
にＧａＩｎＰの電流阻止層がある。屈折率は、第１の光
閉じ込め層、第２の光閉じ込め層、クラッド層の順で低
くなっている。電流阻止層は一種類の導電型で構成され
ていてもよいが、エッチングストップ層と接する部分で
は第１の光閉じ込め層と同じ導電型で、それ以外では導
電型が反転していてもよい。
【００１５】次に、製造方法を説明する。ＧａＡｓ基板
上に、クラッド層と、活性層と、ＡｌXＧａ1ーXＡｓ（０
≦Ｘ≦１）より成る第１の光閉じ込め層と、ＧａＩｎＰ
より成るエッチングストップ層と、ＩｎＧａＡｓＰより
成る第２の光閉じ込め層と、ＧａＩｎＰより成るクラッ
ド層を順次結晶成長し、前記ＧａＩｎＰより成るクラッ
ド層上にストライプ上のエッチングマスクを形成する。
次に、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液でエッチングを
すると露出しているＧａＩｎＰのみが選択的に除去され
る。続いて、硫酸と過酸化水素と水の混合液でエッチン
グをすると露出しているＩｎＧａＡｓＰのみが選択的に
除去される。この後、ＰＨ3等の燐化合物を含む雰囲気
中で昇温し、メサの側面とエッチングストップ層を覆う
ように選択的にＧａＩｎＰより成る電流阻止層を成長す
る。
上に、クラッド層と、活性層と、ＡｌXＧａ1ーXＡｓ（０
≦Ｘ≦１）より成る第１の光閉じ込め層と、ＧａＩｎＰ
より成るエッチングストップ層と、ＩｎＧａＡｓＰより
成る第２の光閉じ込め層と、ＧａＩｎＰより成るクラッ
ド層を順次結晶成長し、前記ＧａＩｎＰより成るクラッ
ド層上にストライプ上のエッチングマスクを形成する。
次に、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液でエッチングを
すると露出しているＧａＩｎＰのみが選択的に除去され
る。続いて、硫酸と過酸化水素と水の混合液でエッチン
グをすると露出しているＩｎＧａＡｓＰのみが選択的に
除去される。この後、ＰＨ3等の燐化合物を含む雰囲気
中で昇温し、メサの側面とエッチングストップ層を覆う
ように選択的にＧａＩｎＰより成る電流阻止層を成長す
る。
【００１６】
【作用】上記の構造によれば、横方向の屈折率差を小さ
く抑える事が出来るので、メサ幅を広くしても基本横モ
ードが維持できる。即ち、屈折率分布を考えると、メサ
の有る部分と無い部分の違いはＩｎＧａＡｓＰ第２光閉
じ込め層が有るか無いかの差だけである。この層はＧａ
ＩｎＰ層より屈折率を１から５％程度高いだけにしてあ
るので、メサの有る部分と無い部分の等価屈折率の差
は、上述のように大変小さく抑えられるのである。よっ
て、高出力化が容易に達成される。また、必要とされる
光出力に合わせてＩｎＧａＡｓＰの組成と厚みを調整す
る事で、常に最適な構造を実現する事が出来る。
く抑える事が出来るので、メサ幅を広くしても基本横モ
ードが維持できる。即ち、屈折率分布を考えると、メサ
の有る部分と無い部分の違いはＩｎＧａＡｓＰ第２光閉
じ込め層が有るか無いかの差だけである。この層はＧａ
ＩｎＰ層より屈折率を１から５％程度高いだけにしてあ
るので、メサの有る部分と無い部分の等価屈折率の差
は、上述のように大変小さく抑えられるのである。よっ
て、高出力化が容易に達成される。また、必要とされる
光出力に合わせてＩｎＧａＡｓＰの組成と厚みを調整す
る事で、常に最適な構造を実現する事が出来る。
【００１７】また電流阻止層が、エッチングストップ層
と接する部分で第１の光閉じ込め層と同じ導電型で、そ
れ以外では導電型が反転している場合、素子に大電流を
流してこの層に逆方向の高電界が印可されても、空乏層
は電流阻止層外には広がらないため、この層を流れる無
効な電流の発生が起こらない。
と接する部分で第１の光閉じ込め層と同じ導電型で、そ
れ以外では導電型が反転している場合、素子に大電流を
流してこの層に逆方向の高電界が印可されても、空乏層
は電流阻止層外には広がらないため、この層を流れる無
効な電流の発生が起こらない。
【００１８】次に、上記の層構成にする事で、エッチン
グ工程と電流阻止層の結晶成長工程が極めて容易にな
る。まず第１に、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液でＧ
ａＩｎＰをエッチングをすると、エッチングマスクの横
に露出しているＧａＩｎＰのみが選択的に除去される。
この層の下はＩｎＧａＡｓＰである。Ａｓを含む層は塩
酸と水や塩酸と燐酸の混合液にはエッチングされないの
で、エッチング液に濃度むらがあってエッチング速度が
ウエハ内で違っても、エッチングに充分時間をかけ、ウ
エハの全領域でＧａＩｎＰをきれいに除去する事ができ
る。
グ工程と電流阻止層の結晶成長工程が極めて容易にな
る。まず第１に、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液でＧ
ａＩｎＰをエッチングをすると、エッチングマスクの横
に露出しているＧａＩｎＰのみが選択的に除去される。
この層の下はＩｎＧａＡｓＰである。Ａｓを含む層は塩
酸と水や塩酸と燐酸の混合液にはエッチングされないの
で、エッチング液に濃度むらがあってエッチング速度が
ウエハ内で違っても、エッチングに充分時間をかけ、ウ
エハの全領域でＧａＩｎＰをきれいに除去する事ができ
る。
【００１９】第２に、硫酸と過酸化水素と水の混合液で
エッチングをすると、ＧａＩｎＰの横に露出しているＩ
ｎＧａＡｓＰのみが選択的に除去される。ＧａＩｎＰは
この混合液でエッチングされない。よって、ＧａＩｎＰ
クラッド層が今以上に細る事はない。更に、ＧａＩｎＰ
エッチングストップ層でエッチングが止まるので、エッ
チング液に濃度むらがあってエッチング速度がウエハ内
で違っても、エッチングに充分時間をかけ、ウエハの全
領域でＩｎＧａＡｓＰをきれいに除去する事ができる。
エッチングをすると、ＧａＩｎＰの横に露出しているＩ
ｎＧａＡｓＰのみが選択的に除去される。ＧａＩｎＰは
この混合液でエッチングされない。よって、ＧａＩｎＰ
クラッド層が今以上に細る事はない。更に、ＧａＩｎＰ
エッチングストップ層でエッチングが止まるので、エッ
チング液に濃度むらがあってエッチング速度がウエハ内
で違っても、エッチングに充分時間をかけ、ウエハの全
領域でＩｎＧａＡｓＰをきれいに除去する事ができる。
【００２０】第３に、Ａｌは酸化しやすくて結晶界面中
に多量に酸素を取り込んでしまうが、上記の工程で露出
する層は、一切Ａｌを含んでいないので、良好な結晶成
長界面が得られる。また、ＩｎＧａＡｓＰ第２光閉じ込
め層中のＡｓの量は微量なので、気化を防ぐべきＶ属原
子はＰのみである。よって、昇温時には、ＰＨ3等の燐
化合物のみを雰囲気中に入れるだけで良い。また、これ
によって表面に微量のＰが析出するが、それは電流阻止
層であるＧａＩｎＰ中に取り込まれるので、更に良好な
結晶成長界面が得られる。よって、高い信頼性が得られ
る。
に多量に酸素を取り込んでしまうが、上記の工程で露出
する層は、一切Ａｌを含んでいないので、良好な結晶成
長界面が得られる。また、ＩｎＧａＡｓＰ第２光閉じ込
め層中のＡｓの量は微量なので、気化を防ぐべきＶ属原
子はＰのみである。よって、昇温時には、ＰＨ3等の燐
化合物のみを雰囲気中に入れるだけで良い。また、これ
によって表面に微量のＰが析出するが、それは電流阻止
層であるＧａＩｎＰ中に取り込まれるので、更に良好な
結晶成長界面が得られる。よって、高い信頼性が得られ
る。
【００２１】
【実施例】図１は、本実施例による半導体レーザの実施
例を示す断面図である。１０１はｎ型ＧａＡｓより成る
基板、１０２は厚み１．５μｍのｎ型ＧａＩｎＰより成
るｎ型クラッド層、１０３は厚み５０ｎｍのｎ型ＧａＡ
ｓより成るｎ型光閉じ込め層である。特許請求の範囲で
いうところの基体は、これらの層の事である。１０４は
厚み５ｎｍ程度のＧａＡｓより成るバリア層とそれを挟
み込む厚み７ｎｍ程度の２層のＩｎ0.24Ｇａ0.76Ａｓ量
子井戸より成る活性層である。１０５は厚み５０ｎｍの
ｐ型ＧａＡｓより成る第１の光閉じ込め層、１０６は厚
み１０ｎｍのＧａＩｎＰより成るエッチングストップ
層、１０７は厚み０、２μｍで屈折率がＧａＩｎＰより
３％高いｐ型ＩｎＧａＡｓＰより成る第２の光閉じ込め
層、１０８は厚み１．５μｍのｐ型ＧａＩｎＰより成る
ｐ型クラッド層である。
例を示す断面図である。１０１はｎ型ＧａＡｓより成る
基板、１０２は厚み１．５μｍのｎ型ＧａＩｎＰより成
るｎ型クラッド層、１０３は厚み５０ｎｍのｎ型ＧａＡ
ｓより成るｎ型光閉じ込め層である。特許請求の範囲で
いうところの基体は、これらの層の事である。１０４は
厚み５ｎｍ程度のＧａＡｓより成るバリア層とそれを挟
み込む厚み７ｎｍ程度の２層のＩｎ0.24Ｇａ0.76Ａｓ量
子井戸より成る活性層である。１０５は厚み５０ｎｍの
ｐ型ＧａＡｓより成る第１の光閉じ込め層、１０６は厚
み１０ｎｍのＧａＩｎＰより成るエッチングストップ
層、１０７は厚み０、２μｍで屈折率がＧａＩｎＰより
３％高いｐ型ＩｎＧａＡｓＰより成る第２の光閉じ込め
層、１０８は厚み１．５μｍのｐ型ＧａＩｎＰより成る
ｐ型クラッド層である。
【００２２】１０２から１０８までは１回の有機金属気
相成長法で形成され、その後、後述の方法で１０７と１
０８が図のような幅１０μｍのメサ状にエッチングされ
る。このメサは紙面に垂直な方向にストライプ状に延在
しており、レーザ光はこの方向に導波される。１０９は
厚み０．２μｍのｐ型ＧａＩｎＰより成るｐ型電流阻止
層、１１０は厚み１μｍのｎ型ＧａＩｎＰより成ｎ型電
流阻止層で、２回目の有機金属気相成長法で形成され
る。
相成長法で形成され、その後、後述の方法で１０７と１
０８が図のような幅１０μｍのメサ状にエッチングされ
る。このメサは紙面に垂直な方向にストライプ状に延在
しており、レーザ光はこの方向に導波される。１０９は
厚み０．２μｍのｐ型ＧａＩｎＰより成るｐ型電流阻止
層、１１０は厚み１μｍのｎ型ＧａＩｎＰより成ｎ型電
流阻止層で、２回目の有機金属気相成長法で形成され
る。
【００２３】１１１は厚み２μｍのｐ型ＧａＩｎＰより
成るｐ型外部クラッド層、１１２は厚み２μｍのｐ型Ｇ
ａＡｓより成るｐ型コンタクト層で、３回目の有機金属
気相成長法で形成される。１１３、１１４はそれぞれｐ
型、ｎ型電極である。屈折率は、活性層１０４、光閉じ
込め層１０３と１０５、第２の光閉じ込め層１０７、Ｇ
ａＩｎＰより成る層の順で低くなっている。
成るｐ型外部クラッド層、１１２は厚み２μｍのｐ型Ｇ
ａＡｓより成るｐ型コンタクト層で、３回目の有機金属
気相成長法で形成される。１１３、１１４はそれぞれｐ
型、ｎ型電極である。屈折率は、活性層１０４、光閉じ
込め層１０３と１０５、第２の光閉じ込め層１０７、Ｇ
ａＩｎＰより成る層の順で低くなっている。
【００２４】ストライプの２つの終端にはへき開により
共振器面が作られており、レーザ光を取り出す方は多く
の光が出てくるように低反射率コーティングが施され、
他方は逆に高反射率コーティングが施されている。
共振器面が作られており、レーザ光を取り出す方は多く
の光が出てくるように低反射率コーティングが施され、
他方は逆に高反射率コーティングが施されている。
【００２５】幅を従来例の約２倍の１０μｍに広げてあ
るのは、電流密度を下げ、半導体の内部抵抗により発生
する単位体積当たりのジュール熱を低く抑える事と、光
密度も下げ、単位面積当たりの共振器面で発生する光の
吸収による発熱を低く抑える事と、ｐ型電極１１３に接
して配置されるヒートシンクに熱が逃げる経路の幅を広
くし放熱を良くするためである。
るのは、電流密度を下げ、半導体の内部抵抗により発生
する単位体積当たりのジュール熱を低く抑える事と、光
密度も下げ、単位面積当たりの共振器面で発生する光の
吸収による発熱を低く抑える事と、ｐ型電極１１３に接
して配置されるヒートシンクに熱が逃げる経路の幅を広
くし放熱を良くするためである。
【００２６】次に、この半導体レーザの動作を記す。電
極１１３と１１４に電源をつなぎ、図の上から下へ電流
を流す。この時、１０９と１１０の間のｐｎ接合が逆バ
イアスになるため、この接合を通して電流は流れない。
よって電流は全てメサ部に集中し、その直下の活性層に
流れ込む。すると、この中で電子と正孔が発光再結合
し、ストライプの両端で反射され、誘導放出が起こり、
レーザ発振が始まる。
極１１３と１１４に電源をつなぎ、図の上から下へ電流
を流す。この時、１０９と１１０の間のｐｎ接合が逆バ
イアスになるため、この接合を通して電流は流れない。
よって電流は全てメサ部に集中し、その直下の活性層に
流れ込む。すると、この中で電子と正孔が発光再結合
し、ストライプの両端で反射され、誘導放出が起こり、
レーザ発振が始まる。
【００２７】光は屈折率の高いところを導波する。図の
上下方向でみると活性層が一番屈折率が高いため、ここ
で光強度は最大になる。また、横方向でみると光の感じ
る屈折率（以下、等価屈折率と記す。）は、図の上部に
示したようにメサ部で少し高くなる。これは、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰより成る第２の光閉じ込め層があるためであ
る。よってレーザ光の分布は１１５に示すような円形或
いは楕円形になる。さて、等価屈折率の差は０．５から
１％程度である。このように低く抑えて有る理由は、メ
サ幅を広げても高次の横モードで発振しないようにする
ためである。
上下方向でみると活性層が一番屈折率が高いため、ここ
で光強度は最大になる。また、横方向でみると光の感じ
る屈折率（以下、等価屈折率と記す。）は、図の上部に
示したようにメサ部で少し高くなる。これは、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰより成る第２の光閉じ込め層があるためであ
る。よってレーザ光の分布は１１５に示すような円形或
いは楕円形になる。さて、等価屈折率の差は０．５から
１％程度である。このように低く抑えて有る理由は、メ
サ幅を広げても高次の横モードで発振しないようにする
ためである。
【００２８】高次の横モードとは、光強度分布が単峰性
でなく双峰性或いはそれ以上の数のピークを持つものを
いう。そのような場合、光の出射方向が２つ以上に割れ
てしまうので、レンズで集光しても一点に集まらず、出
射光量に対する光ファイバーのコアの端面に入射する光
量（以下、結合効率と記す。）が、低い。一方、基本横
モードの場合、光強度分布が単峰性で、光の出射方向も
１つなので、レンズで集光すると容易に一点に集まり、
５０％を越す高い結合効率が得られる。
でなく双峰性或いはそれ以上の数のピークを持つものを
いう。そのような場合、光の出射方向が２つ以上に割れ
てしまうので、レンズで集光しても一点に集まらず、出
射光量に対する光ファイバーのコアの端面に入射する光
量（以下、結合効率と記す。）が、低い。一方、基本横
モードの場合、光強度分布が単峰性で、光の出射方向も
１つなので、レンズで集光すると容易に一点に集まり、
５０％を越す高い結合効率が得られる。
【００２９】さて、上述したような低い等価屈折率差は
従来例では得られなかった。なぜなら、メサ部とそれ以
外の部分の等価屈折率の差を低くできなかったからであ
る。
従来例では得られなかった。なぜなら、メサ部とそれ以
外の部分の等価屈折率の差を低くできなかったからであ
る。
【００３０】そればかりか、本実施例では、必要とされ
る光出力に合わせてＩｎＧａＡｓＰの組成と厚みを調整
する事で、常に最適な構造を実現する事が出来る。例え
ば、更にメサ幅を広げても基本横モード動作を得ようと
思えば、第２の光閉じ込め層１０７の組成を更にＧａＩ
ｎＰに近づけ屈折率を下げるか、或いは厚みを薄くして
等価屈折率を下げれば良い。第１の従来例のようにｐ型
クラッド層の残し厚みを厚くする必要が無いため、横方
向に電流が広がって、無効電流が増えたり非点隔差が大
きくなったりする心配は全く無い。或いは、それほど高
い光出力が要らない場合は、しきい値電流を下げるため
にメサ幅を狭くし、且つ第２の光閉じ込め層１０７の屈
折率を上げて、光と電流が集中しやすくすればよい。
る光出力に合わせてＩｎＧａＡｓＰの組成と厚みを調整
する事で、常に最適な構造を実現する事が出来る。例え
ば、更にメサ幅を広げても基本横モード動作を得ようと
思えば、第２の光閉じ込め層１０７の組成を更にＧａＩ
ｎＰに近づけ屈折率を下げるか、或いは厚みを薄くして
等価屈折率を下げれば良い。第１の従来例のようにｐ型
クラッド層の残し厚みを厚くする必要が無いため、横方
向に電流が広がって、無効電流が増えたり非点隔差が大
きくなったりする心配は全く無い。或いは、それほど高
い光出力が要らない場合は、しきい値電流を下げるため
にメサ幅を狭くし、且つ第２の光閉じ込め層１０７の屈
折率を上げて、光と電流が集中しやすくすればよい。
【００３１】さて、この実施例では電流阻止層が１０９
と１１０の２層に分かれているが、その理由は、空乏層
が広がってｎ型光閉じ込め層１０３まで達してしまう
と、もはや電流を阻止できなくなるからである。よって
第１の光閉じ込め層１０５の濃度を上げ空乏層が広がら
なくするならば、電流阻止層はｎ型層のみでよい。
と１１０の２層に分かれているが、その理由は、空乏層
が広がってｎ型光閉じ込め層１０３まで達してしまう
と、もはや電流を阻止できなくなるからである。よって
第１の光閉じ込め層１０５の濃度を上げ空乏層が広がら
なくするならば、電流阻止層はｎ型層のみでよい。
【００３２】図２は図１の実施例の製造方法を説明する
断面図である。ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に有機金属気
相成長法で、ＧａＩｎＰのｎ型クラッド層１０２、Ｇａ
Ａｓのｎ型光閉じ込め層１０３、活性層１０４、ｐ型Ｇ
ａＡｓの第１の光閉じ込め層１０５、ＧａＩｎＰのエッ
チングストップ層１０６、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰの第２の
光閉じ込め層１０７、ＧａＩｎＰのｐ型クラッド層１０
８が順次形成される。その上に厚み０．３μｍの窒化珪
素膜をＣＶＤ法で堆積し、幅９μｍ程度にパターニング
してエッチングマスク２０１を形成した時点の断面が
（イ）図に示してある。
断面図である。ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に有機金属気
相成長法で、ＧａＩｎＰのｎ型クラッド層１０２、Ｇａ
Ａｓのｎ型光閉じ込め層１０３、活性層１０４、ｐ型Ｇ
ａＡｓの第１の光閉じ込め層１０５、ＧａＩｎＰのエッ
チングストップ層１０６、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰの第２の
光閉じ込め層１０７、ＧａＩｎＰのｐ型クラッド層１０
８が順次形成される。その上に厚み０．３μｍの窒化珪
素膜をＣＶＤ法で堆積し、幅９μｍ程度にパターニング
してエッチングマスク２０１を形成した時点の断面が
（イ）図に示してある。
【００３３】次に、エッチングでメサを作製する。まず
第１に、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液で、エッチン
グマスクの横に露出しているＧａＩｎＰのｎ型クラッド
層１０２をエッチングする。この層の下はＩｎＧａＡｓ
Ｐである。Ａｓを含む層は塩酸と水や塩酸と燐酸の混合
液にはエッチングされない。よって、充分に時間をかけ
て、ウエハの全領域でＧａＩｎＰをきれいに除去する事
ができる。第２に、硫酸と過酸化水素と水の混合液でエ
ッチングをすると、ＧａＩｎＰの横に露出しているＩｎ
ＧａＡｓＰのみが選択的に除去される。ＧａＩｎＰはこ
の混合液でエッチングされない。よって、ＧａＩｎＰク
ラッド層が今以上に細る事はなく、素子特性に悪影響を
与える事はない。更に、ＧａＩｎＰエッチングストップ
層でエッチングが止まるので、エッチングに充分時間を
かけて、ウエハの全領域でＩｎＧａＡｓＰをきれいに除
去する事ができる。以上で容易にメサが作製出来る事を
説明した。
第１に、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液で、エッチン
グマスクの横に露出しているＧａＩｎＰのｎ型クラッド
層１０２をエッチングする。この層の下はＩｎＧａＡｓ
Ｐである。Ａｓを含む層は塩酸と水や塩酸と燐酸の混合
液にはエッチングされない。よって、充分に時間をかけ
て、ウエハの全領域でＧａＩｎＰをきれいに除去する事
ができる。第２に、硫酸と過酸化水素と水の混合液でエ
ッチングをすると、ＧａＩｎＰの横に露出しているＩｎ
ＧａＡｓＰのみが選択的に除去される。ＧａＩｎＰはこ
の混合液でエッチングされない。よって、ＧａＩｎＰク
ラッド層が今以上に細る事はなく、素子特性に悪影響を
与える事はない。更に、ＧａＩｎＰエッチングストップ
層でエッチングが止まるので、エッチングに充分時間を
かけて、ウエハの全領域でＩｎＧａＡｓＰをきれいに除
去する事ができる。以上で容易にメサが作製出来る事を
説明した。
【００３４】この後、２回目の有機金属気相成長法で、
メサの側面とエッチングストップ層を覆うように選択的
にＧａＩｎＰより成る電流阻止層を成長する。メサ側面
ではＩｎＧａＡｓＰの第２光閉じ込め層が露出している
が、この層の組成はＧａＩｎＰに近く、Ａｓの量は微量
なので、気化を防ぐべきＶ属原子はＰのみである。よっ
て、昇温時には、燐化合物のみを雰囲気中に入れるだけ
で良い。燐化合物としてＰＨ3を、雰囲気ガスとして水
素を使用する。さて、昇温中には微量のＰが表面に析出
する。しかし、それは電流阻止層であるＧａＩｎＰ中に
取り込まれるので、良好な結晶成長界面が得られる。こ
の時点の断面が（ロ）図に示してある。
メサの側面とエッチングストップ層を覆うように選択的
にＧａＩｎＰより成る電流阻止層を成長する。メサ側面
ではＩｎＧａＡｓＰの第２光閉じ込め層が露出している
が、この層の組成はＧａＩｎＰに近く、Ａｓの量は微量
なので、気化を防ぐべきＶ属原子はＰのみである。よっ
て、昇温時には、燐化合物のみを雰囲気中に入れるだけ
で良い。燐化合物としてＰＨ3を、雰囲気ガスとして水
素を使用する。さて、昇温中には微量のＰが表面に析出
する。しかし、それは電流阻止層であるＧａＩｎＰ中に
取り込まれるので、良好な結晶成長界面が得られる。こ
の時点の断面が（ロ）図に示してある。
【００３５】次に、エッチングマスク２０１を弗酸で除
去し、３回目の有機金属気相成長法で、ｐ型ＧａＩｎＰ
のｐ型外部クラッド層１１１、ｐ型ＧａＡｓのｐ型コン
タクト層１１２を形成する。この時はじめに露出してい
る層はＧａＩｎＰのみなので昇温時には、燐化合物のみ
を雰囲気中に入れるだけで良い。また、最初に成長する
層もＧａＩｎＰなので、昇温中に析出した微量のＰはこ
の層中に取り込まれるので、良好な結晶成長界面が得ら
れる。これら良好な結晶界面は、高い信頼性を得るため
に不可欠のものである。また、上記の工程の中で露出す
る層が、一切Ａｌを含んでいないという事も重要な要素
である。なぜなら、Ａｌは酸化しやすく、結晶界面中に
多量に酸素を取り込んでしまうからである。
去し、３回目の有機金属気相成長法で、ｐ型ＧａＩｎＰ
のｐ型外部クラッド層１１１、ｐ型ＧａＡｓのｐ型コン
タクト層１１２を形成する。この時はじめに露出してい
る層はＧａＩｎＰのみなので昇温時には、燐化合物のみ
を雰囲気中に入れるだけで良い。また、最初に成長する
層もＧａＩｎＰなので、昇温中に析出した微量のＰはこ
の層中に取り込まれるので、良好な結晶成長界面が得ら
れる。これら良好な結晶界面は、高い信頼性を得るため
に不可欠のものである。また、上記の工程の中で露出す
る層が、一切Ａｌを含んでいないという事も重要な要素
である。なぜなら、Ａｌは酸化しやすく、結晶界面中に
多量に酸素を取り込んでしまうからである。
【００３６】その後、ｐ型電極１１３を蒸着で形成し、
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１をエッチング或いは研磨で薄く
し、ｎ型電極１１４を蒸着で形成し、４００℃前後でシ
ンターをする。最後に、共振器長を６００から９００μ
ｍ程度になるようにへき開をし、共振器面をコーティン
グし、パッケージに組み立てる。
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１をエッチング或いは研磨で薄く
し、ｎ型電極１１４を蒸着で形成し、４００℃前後でシ
ンターをする。最後に、共振器長を６００から９００μ
ｍ程度になるようにへき開をし、共振器面をコーティン
グし、パッケージに組み立てる。
【００３７】以上、本発明の実施例を説明した。尚、上
下方向の光閉じ込め率を調整するため、光閉じ込め層１
０３と１０５にＡｌXＧａ1-XＡｓ（０＜Ｘ≦１）を用い
ても本発明の構成、効果をなんら妨げるものではない。
また、ｐｎを反転した構造でも、本発明の構成、効果を
なんら妨げるものではない。
下方向の光閉じ込め率を調整するため、光閉じ込め層１
０３と１０５にＡｌXＧａ1-XＡｓ（０＜Ｘ≦１）を用い
ても本発明の構成、効果をなんら妨げるものではない。
また、ｐｎを反転した構造でも、本発明の構成、効果を
なんら妨げるものではない。
【００３８】
【発明の効果】以上、本発明によれば、メサ幅を広くし
ても基本横モードが維持でき、高出力化が容易に達成さ
れる。また、ＩｎＧａＡｓＰの組成と厚みを調整する事
で、必要な光出力に合わせて最適な構造を実現する事が
出来る。
ても基本横モードが維持でき、高出力化が容易に達成さ
れる。また、ＩｎＧａＡｓＰの組成と厚みを調整する事
で、必要な光出力に合わせて最適な構造を実現する事が
出来る。
【００３９】また、上記の層構成にする事で、メサを作
製するためのエッチング工程がに全て選択エッチングが
使えるので、幅、厚みの制御が容易になる。
製するためのエッチング工程がに全て選択エッチングが
使えるので、幅、厚みの制御が容易になる。
【００４０】さらに結晶成長される面にＡｌは全く無
い。また、Ａｓの量も微量なので、昇温時には、燐化合
物のみを雰囲気中に入れるだけで、Ｖ属原子の気化を防
ぐことが出来る。また、これによって表面に微量に析出
するＰは、ＧａＩｎＰ中に取り込まれる。以上のことよ
り良好な結晶成長界面が得られるので、高い信頼性が得
られる。
い。また、Ａｓの量も微量なので、昇温時には、燐化合
物のみを雰囲気中に入れるだけで、Ｖ属原子の気化を防
ぐことが出来る。また、これによって表面に微量に析出
するＰは、ＧａＩｎＰ中に取り込まれる。以上のことよ
り良好な結晶成長界面が得られるので、高い信頼性が得
られる。
【図１】本発明による半導体レーザの実施例を示す断面
図
図
【図２】本発明による半導体レーザの製造方法の実施例
を示す断面図
を示す断面図
【図３】半導体レーザの１従来例を示す断面図
【図４】半導体レーザの他の従来例を示す断面図
１０１ 基板 １０２ ｎ型クラッド層 １０３ ｎ型光閉じ込め層 １０４ 活性層 １０５ 第１の光閉じ込め層 １０６ エッチングストップ層 １０７ 第２の光閉じ込め層 １０８ ｐ型クラッド層 １０９ ｐ型電流阻止層 １１０ ｎ型電流阻止層 １１１ ｐ型外部クラッド層 １１２ ｐ型コンタクト層 １１３ ｐ型電極 １１４ ｎ型電極 １１５ レーザ光の分布 ２０１ エッチングマスク ３０１ 活性層 ３０２ ｐ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層 ３０３ ｎ型Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓクラッド層 ３０４ コンタクト層 ３０５ ｐ型電極 ３０６ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３０７ ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ電流阻止層 ３０８ ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層 ３０９ ｎ型電極 ３１０ 光分布 ４０１ 活性層 ４０２ ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層 ４０３ ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ４０４ エッチングストップ層 ４０５ ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層 ４０６ コンタクト層 ４０７ ｐ型電極 ４０８ ｎ型ＧａＡｓ基板 ４０９ 絶縁膜 ４１０ ｎ型電極 ４１１ 光分布
Claims (3)
- 【請求項１】ＧａＡｓ基板を主部分とする基体上に形成
された活性層の一主面上に、ＡｌXＧａ1ーXＡｓ（０≦Ｘ
≦１）より成る第１の光閉じ込め層と、導波光の光分布
を乱さない程度に薄いＧａＩｎＰより成るエッチングス
トップ層が順次形成されており、前記エッチングストッ
プ層の上には光の導波方向に沿ってストライプ状のＩｎ
ＧａＡｓＰより成る第２の光閉じ込め層が延在してお
り、前記第２の光閉じ込め層上にはそれと同じ幅のＧａ
ＩｎＰより成るクラッド層があり、前記第２の光閉じ込
め層とクラッド層の側面と前記エッチングストップ層上
にはＧａＩｎＰより成る電流阻止層があり、屈折率は、
第１の光閉じ込め層、第２の光閉じ込め層、クラッド層
の順で低くなることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】電流阻止層の導電型が途中で反転している
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】活性層と、ＡｌXＧａ1ーXＡｓ（０≦Ｘ≦
１）より成る第１の光閉じ込め層と、ＧａＩｎＰより成
るエッチングストップ層と、ＩｎＧａＡｓＰより成る第
２の光閉じ込め層と、ＧａＩｎＰより成るクラッド層を
順次ＧａＡｓ基板を主部分とする基体上に成長する工程
と、前記クラッド層上にストライプ上のエッチングマス
クを形成する工程と、塩酸と水或は塩酸と燐酸の混合液
で前記クラッド層の露出した部分を選択的に除去する工
程と、硫酸と過酸化水素と水の混合液で前記第２の光閉
じ込め層の露出した部分を選択的に除去する工程と、燐
化合物を含む雰囲気中で昇温し前記第２の光閉じ込め層
とクラッド層の側面と前記エッチングストップ層上に選
択的にＧａＩｎＰより成る電流阻止層を成長する工程を
少なくとも持つ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 |
|---|---|---|---|
| JP34393292A JPH06196820A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP34393292A JPH06196820A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196820A true JPH06196820A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18365366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34393292A Pending JPH06196820A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06196820A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0798832A2 (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-01 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method of designing the same |
| EP1283574A2 (en) * | 2001-06-15 | 2003-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element |
| JP2005026493A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34393292A patent/JPH06196820A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0798832A2 (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-01 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method of designing the same |
| EP0798832A3 (en) * | 1996-03-28 | 1999-05-26 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method of designing the same |
| EP1283574A2 (en) * | 2001-06-15 | 2003-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element |
| EP1283574A3 (en) * | 2001-06-15 | 2005-04-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element |
| KR100486470B1 (ko) * | 2001-06-15 | 2005-04-29 | 샤프 가부시키가이샤 | 반도체레이저소자 |
| JP2005026493A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
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