JPH06314841A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH06314841A JPH06314841A JP5102345A JP10234593A JPH06314841A JP H06314841 A JPH06314841 A JP H06314841A JP 5102345 A JP5102345 A JP 5102345A JP 10234593 A JP10234593 A JP 10234593A JP H06314841 A JPH06314841 A JP H06314841A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 埋め込みリッジ構造の半導体レーザにおい
て、埋め込み成長層の欠陥密度が104 個/cm2 程度と
少なく良好な素子特性を有する素子を得る。 【構成】 リッジエッチング時に該エッチング部に光を
照射し、これが第2クラッド層17を通過し光反射層5
で反射されることにより、該第2クラッド層17中の入
射光と反射光との干渉により生ずる干渉光のうち、特定
の波長の光が見えてからこれが全く見えなくなるまでの
時間をあらかじめモニターして求めておき、実際にこの
干渉光が見え出してから、所定の時間が経過したときに
エッチングを止めることにより、光反射層5上に所定膜
厚の薄膜層13を残す。 【効果】 Al組成比が0.5程度の層厚制御されたp
型クラッド層17の薄膜層13上に、n型GaAs電流
ブロック層9を形成するから、表面欠陥密度を低減で
き、信頼性に優れた半導体レーザを得られる。
て、埋め込み成長層の欠陥密度が104 個/cm2 程度と
少なく良好な素子特性を有する素子を得る。 【構成】 リッジエッチング時に該エッチング部に光を
照射し、これが第2クラッド層17を通過し光反射層5
で反射されることにより、該第2クラッド層17中の入
射光と反射光との干渉により生ずる干渉光のうち、特定
の波長の光が見えてからこれが全く見えなくなるまでの
時間をあらかじめモニターして求めておき、実際にこの
干渉光が見え出してから、所定の時間が経過したときに
エッチングを止めることにより、光反射層5上に所定膜
厚の薄膜層13を残す。 【効果】 Al組成比が0.5程度の層厚制御されたp
型クラッド層17の薄膜層13上に、n型GaAs電流
ブロック層9を形成するから、表面欠陥密度を低減で
き、信頼性に優れた半導体レーザを得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザ及びそ
の製造方法に関し、特に埋め込みリッジ型半導体レーザ
の光反射層上にp型クラッド層の薄膜を形成してなる半
導体レーザの構造及びその製造方法に関するものであ
る。
の製造方法に関し、特に埋め込みリッジ型半導体レーザ
の光反射層上にp型クラッド層の薄膜を形成してなる半
導体レーザの構造及びその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2はエッチング阻止層(Etching Stop;
ES層) 付きの埋込みリッジ型半導体レーザ(以下、E
S−LDともいう)の素子断面図である。図において、
1はn型GaAsからなる基板であり、n型GaAs基
板1上には、n型Al0.5 Ga0.5 Asクラッド層2が
配置され、さらにn型クラッド層2上には、GaAsと
Al0.2 Ga0.8 Asから成る多重量子井戸(MQW,
Multi Quantum Well)構造を有する活性層3が配置され
ている。そしてその上にはp型Al0.5 Ga0.5As第
1クラッド層4、Al組成比0.6以上のAlGaAs
エッチング阻止層5が順次配置されている。さらにエッ
チング阻止層5の上には、リッジ形状に形成されたp型
Al0.5 Ga0.5 As第2クラッド層6と、このリッジ
8の両脇に埋込まれたn型GaAs電流ブロック層9が
配置されている。またp型第2クラッド層6上にはp型
GaAsコンタクト層7が配置され、電流ブロック9上
にはp型ドーパントであるZnが拡散されたZn拡散層
10が配置されている。また15はn側電極であり、1
6はp側電極である。
ES層) 付きの埋込みリッジ型半導体レーザ(以下、E
S−LDともいう)の素子断面図である。図において、
1はn型GaAsからなる基板であり、n型GaAs基
板1上には、n型Al0.5 Ga0.5 Asクラッド層2が
配置され、さらにn型クラッド層2上には、GaAsと
Al0.2 Ga0.8 Asから成る多重量子井戸(MQW,
Multi Quantum Well)構造を有する活性層3が配置され
ている。そしてその上にはp型Al0.5 Ga0.5As第
1クラッド層4、Al組成比0.6以上のAlGaAs
エッチング阻止層5が順次配置されている。さらにエッ
チング阻止層5の上には、リッジ形状に形成されたp型
Al0.5 Ga0.5 As第2クラッド層6と、このリッジ
8の両脇に埋込まれたn型GaAs電流ブロック層9が
配置されている。またp型第2クラッド層6上にはp型
GaAsコンタクト層7が配置され、電流ブロック9上
にはp型ドーパントであるZnが拡散されたZn拡散層
10が配置されている。また15はn側電極であり、1
6はp側電極である。
【0003】次に、ES−LDの動作について説明す
る。半導体レーザを動作させる際には、p側電極16と
n側電極15との間に順方向の電極を印加することによ
りn型GaAs基板1側から電子を、p型キャップ層7
側から正孔を注入する。その際、注入された正孔はn型
GaAs電流ブロック層9によって素子中央部に集中さ
れ、リッジ8直下の活性層3内で電子と正孔が効率良く
再結合され、活性層3のエネルギーギャップに相当する
波長の光を発する。本従来例では、これは780nmの
波長となる。リッジ8直下で発生した光は、活性層3に
沿って水平方向へ拡がろうとするが、活性層3近傍に配
置された電流ブロック層9による光吸収効果によって活
性層3内に水平方向に実効屈折率差が形成され、これに
より上記光はリッジ8内に閉込められる。この素子幅方
向の光の閉込めはp型Al0.5 Ga0.5 As第1クラッ
ド層4の層厚に大きく依存し、0.2〜0.3μmの層
厚の時、最も良好な素子特性を示す。
る。半導体レーザを動作させる際には、p側電極16と
n側電極15との間に順方向の電極を印加することによ
りn型GaAs基板1側から電子を、p型キャップ層7
側から正孔を注入する。その際、注入された正孔はn型
GaAs電流ブロック層9によって素子中央部に集中さ
れ、リッジ8直下の活性層3内で電子と正孔が効率良く
再結合され、活性層3のエネルギーギャップに相当する
波長の光を発する。本従来例では、これは780nmの
波長となる。リッジ8直下で発生した光は、活性層3に
沿って水平方向へ拡がろうとするが、活性層3近傍に配
置された電流ブロック層9による光吸収効果によって活
性層3内に水平方向に実効屈折率差が形成され、これに
より上記光はリッジ8内に閉込められる。この素子幅方
向の光の閉込めはp型Al0.5 Ga0.5 As第1クラッ
ド層4の層厚に大きく依存し、0.2〜0.3μmの層
厚の時、最も良好な素子特性を示す。
【0004】次に、ES−LDの製造方法を図3(a) 〜
(d) を用いて説明する。図3は図2に示すES−LDの
リッジ部分の形成方法について示した図であり、図2と
同一符号は同一又は相当部分を示し、11は絶縁膜であ
る。
(d) を用いて説明する。図3は図2に示すES−LDの
リッジ部分の形成方法について示した図であり、図2と
同一符号は同一又は相当部分を示し、11は絶縁膜であ
る。
【0005】先ず、図3(a) に示すように、n型GaA
s基板1上にエピタキシャル成長、例えばMOCVD
(Meta Organic Chemical Vapor Deposition )等によ
り、n型AlGaAsクラッド層2,活性層3,p型A
lGaAs第1クラッド層4,AlGaAsエッチング
阻止層5,p型AlGaAs第2クラッド層6,及びp
型GaAsコンタクト層7の各層を順次成長する。
s基板1上にエピタキシャル成長、例えばMOCVD
(Meta Organic Chemical Vapor Deposition )等によ
り、n型AlGaAsクラッド層2,活性層3,p型A
lGaAs第1クラッド層4,AlGaAsエッチング
阻止層5,p型AlGaAs第2クラッド層6,及びp
型GaAsコンタクト層7の各層を順次成長する。
【0006】その後、ウエハ上にSiN,SiO等のエ
ッチングマスク材となる絶縁膜11をスパッタ,熱CV
D,プラズマCVD等の方法によって形成し、その上に
フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術、及
びエッチング技術を用いて、リッジ8幅に相当する幅を
有するストライプ状の絶縁膜11を形成する。
ッチングマスク材となる絶縁膜11をスパッタ,熱CV
D,プラズマCVD等の方法によって形成し、その上に
フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術、及
びエッチング技術を用いて、リッジ8幅に相当する幅を
有するストライプ状の絶縁膜11を形成する。
【0007】次に図3(c) に示すように、この絶縁膜1
1をエッチングマスクとして、リッジ部分以外のコンタ
クト層7と第2クラッド層6とを除去する。このときA
l組成比0.6以上の層はエッチングせず、Al組成比
0.6以下の層をエッチングするようなエッチャント、
例えば酒石酸と過酸化水素の混合液を用いることによ
り、エッチング阻止層5でエッチングを停止させること
ができる。この結果、素子特性に強く影響を及ぼすp型
第1クラッド層4の厚みを一定に保つことができ、良好
な素子特性が得られる。
1をエッチングマスクとして、リッジ部分以外のコンタ
クト層7と第2クラッド層6とを除去する。このときA
l組成比0.6以上の層はエッチングせず、Al組成比
0.6以下の層をエッチングするようなエッチャント、
例えば酒石酸と過酸化水素の混合液を用いることによ
り、エッチング阻止層5でエッチングを停止させること
ができる。この結果、素子特性に強く影響を及ぼすp型
第1クラッド層4の厚みを一定に保つことができ、良好
な素子特性が得られる。
【0008】その後、再びエピタキシャル結晶成長によ
ってn型GaAsの電流ブロック層9をリッジの両側部
に成長することによりリッジ8を埋込む(図3(d) )。
ってn型GaAsの電流ブロック層9をリッジの両側部
に成長することによりリッジ8を埋込む(図3(d) )。
【0009】そして最後に、図2に示すように電流ブロ
ック層9中にZn拡散領域10を形成し、絶縁膜11を
除去して、素子を完成する。
ック層9中にZn拡散領域10を形成し、絶縁膜11を
除去して、素子を完成する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のES−LDは以
上のように構成されており、電流ブロック層9をAl組
成比0.6以上のエッチング阻止層5上に形成するが、
Al組成比が高い層上は表面酸化膜が厚いため、その上
に結晶成長すると表面欠陥が106 個/cm2 以上と多く
発生し、表面モフォロジーが極めて悪くなるという問題
点があった。また、この結果、動作中に表面欠陥中を通
って流れる、素子の動作に何ら寄与しないリーク電流が
時間と共に増加していくため、素子の信頼性が著しく低
下するという問題点があった。
上のように構成されており、電流ブロック層9をAl組
成比0.6以上のエッチング阻止層5上に形成するが、
Al組成比が高い層上は表面酸化膜が厚いため、その上
に結晶成長すると表面欠陥が106 個/cm2 以上と多く
発生し、表面モフォロジーが極めて悪くなるという問題
点があった。また、この結果、動作中に表面欠陥中を通
って流れる、素子の動作に何ら寄与しないリーク電流が
時間と共に増加していくため、素子の信頼性が著しく低
下するという問題点があった。
【0011】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、電流ブロック層を表面欠陥密度
の小さいp型第2クラッド層の薄膜層上に成長すること
により、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体レ
ーザを得ることを目的としており、さらにp型第2クラ
ッド層の薄膜層を再現性良く形成することにより、素子
特性の再現性,均一性に優れた半導体レーザを製造する
方法を得ることを目的とするものである。
ためになされたもので、電流ブロック層を表面欠陥密度
の小さいp型第2クラッド層の薄膜層上に成長すること
により、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体レ
ーザを得ることを目的としており、さらにp型第2クラ
ッド層の薄膜層を再現性良く形成することにより、素子
特性の再現性,均一性に優れた半導体レーザを製造する
方法を得ることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
レーザは、第1導電型の半導体基板上に、第1導電型の
下側クラッド層、活性層、上記第1導電型とは反対導電
型である第2導電型の第1の上側クラッド層、Al組成
比zが0.6より大きい第2導電型のAlzGa1-zA
s光反射層を順次配置し、この光反射層上に、Al組成
比yがzより小さいAly Ga1-y Asからなり,スト
ライプ形状のリッジ領域部と、該リッジ領域の両側部の
薄膜層とを有する第2導電型の第2の上側クラッド層を
配置し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブロック層を
配置してなるものである。
レーザは、第1導電型の半導体基板上に、第1導電型の
下側クラッド層、活性層、上記第1導電型とは反対導電
型である第2導電型の第1の上側クラッド層、Al組成
比zが0.6より大きい第2導電型のAlzGa1-zA
s光反射層を順次配置し、この光反射層上に、Al組成
比yがzより小さいAly Ga1-y Asからなり,スト
ライプ形状のリッジ領域部と、該リッジ領域の両側部の
薄膜層とを有する第2導電型の第2の上側クラッド層を
配置し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブロック層を
配置してなるものである。
【0013】さらに、この発明は上記半導体レーザにお
いて、上記活性層上に配置する、上記第1の上側クラッ
ド層と、上記光反射層と、上記第2の上側クラッド層の
薄膜層との合計層厚を、0.3μm以下としたものであ
る。
いて、上記活性層上に配置する、上記第1の上側クラッ
ド層と、上記光反射層と、上記第2の上側クラッド層の
薄膜層との合計層厚を、0.3μm以下としたものであ
る。
【0014】また、この発明にかかる半導体レーザの製
造方法は、第1導電型の半導体基板上に、第1導電型の
下側クラッド層、活性層、第2導電型の第1の上側クラ
ッド層、Al組成比zが0.6より大きい第2導電型の
AlzGa1-zAs光反射層、Al組成比yがzより小
さいAly Ga1-y Asからなる第2導電型の第2の上
側クラッド層、及び第2導電型の第1のコンタクト層を
順次エピタキシャル成長した後、上記第1のコンタクト
層と上記第2の上側クラッド層とをエッチングしてスト
ライプ形状のリッジ領域部を形成するとともに、リッジ
領域部以外に薄膜の第2上側クラッド層を残し、この薄
膜層上に第1導電型の電流ブロック層を埋め込むように
結晶成長したものである。
造方法は、第1導電型の半導体基板上に、第1導電型の
下側クラッド層、活性層、第2導電型の第1の上側クラ
ッド層、Al組成比zが0.6より大きい第2導電型の
AlzGa1-zAs光反射層、Al組成比yがzより小
さいAly Ga1-y Asからなる第2導電型の第2の上
側クラッド層、及び第2導電型の第1のコンタクト層を
順次エピタキシャル成長した後、上記第1のコンタクト
層と上記第2の上側クラッド層とをエッチングしてスト
ライプ形状のリッジ領域部を形成するとともに、リッジ
領域部以外に薄膜の第2上側クラッド層を残し、この薄
膜層上に第1導電型の電流ブロック層を埋め込むように
結晶成長したものである。
【0015】また、この発明は上記半導体レーザの製造
方法において、光反射層によって反射される干渉光を観
察し、光反射層上のリッジ領域の両側部に第2の上側ク
ラッド層の薄膜層を残すよう、上記干渉光が見え出して
から予め定めた時間を経過したときにエッチングを止め
るようにしたものである。
方法において、光反射層によって反射される干渉光を観
察し、光反射層上のリッジ領域の両側部に第2の上側ク
ラッド層の薄膜層を残すよう、上記干渉光が見え出して
から予め定めた時間を経過したときにエッチングを止め
るようにしたものである。
【0016】さらに、この発明は上記半導体レーザの製
造方法において、光反射層によって反射される光の内、
特定の波長の干渉光を観察し、この干渉光が周期的に現
れる回数を数え、光反射層上のリッジ領域の両側部に第
2の上側クラッド層の薄膜層を残すよう、上記観察が予
め定めた回数を経過したときにエッチングを止めるよう
にしたものである。
造方法において、光反射層によって反射される光の内、
特定の波長の干渉光を観察し、この干渉光が周期的に現
れる回数を数え、光反射層上のリッジ領域の両側部に第
2の上側クラッド層の薄膜層を残すよう、上記観察が予
め定めた回数を経過したときにエッチングを止めるよう
にしたものである。
【0017】またさらに、この発明は上記半導体レーザ
の製造方法において、コンタクト層まで形成した後、こ
のコンタクト層の表面に上記薄膜層の厚さに相当する深
さの溝を形成し、上記光反射層によって反射され溝を通
して返ってくる干渉光を観察し、この干渉光が消えたと
きにエッチングを止めて、光反射層上のリッジ領域の両
側部に第2の上側クラッド層の薄膜層を残すようにした
ものである。
の製造方法において、コンタクト層まで形成した後、こ
のコンタクト層の表面に上記薄膜層の厚さに相当する深
さの溝を形成し、上記光反射層によって反射され溝を通
して返ってくる干渉光を観察し、この干渉光が消えたと
きにエッチングを止めて、光反射層上のリッジ領域の両
側部に第2の上側クラッド層の薄膜層を残すようにした
ものである。
【0018】
【作用】この発明においては、Al組成比zが0.6よ
り大きい第2導電型のAlzGa1-zAs光反射層上
に、ストライプ形状のリッジ領域部と、このリッジ領域
の両側部の薄膜層とを有する、Al組成比yがzより小
さいAly Ga1-y Asからなる第2導電型の第2の上
側クラッド層を配置し、この薄膜層上に第1導電型の電
流ブロック層を配置するようにしたから、表面欠陥密度
をたとえば従来の106 個/cm2 から104 個/cm2 へ
と低減させることができ、表面モフォロジーが大幅に改
善され、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体レ
ーザを得ることができる。
り大きい第2導電型のAlzGa1-zAs光反射層上
に、ストライプ形状のリッジ領域部と、このリッジ領域
の両側部の薄膜層とを有する、Al組成比yがzより小
さいAly Ga1-y Asからなる第2導電型の第2の上
側クラッド層を配置し、この薄膜層上に第1導電型の電
流ブロック層を配置するようにしたから、表面欠陥密度
をたとえば従来の106 個/cm2 から104 個/cm2 へ
と低減させることができ、表面モフォロジーが大幅に改
善され、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体レ
ーザを得ることができる。
【0019】さらにこの発明においては、活性層上に配
置する、第1の上側クラッド層と、光反射層と、第2の
上側クラッド層の薄膜層との合計層厚を、0.3μm以
下としたから、注入電流が電流ブロック層下で横方向に
拡がることによって生ずる無効電流が少なく、良好な素
子特性を得ることができる。
置する、第1の上側クラッド層と、光反射層と、第2の
上側クラッド層の薄膜層との合計層厚を、0.3μm以
下としたから、注入電流が電流ブロック層下で横方向に
拡がることによって生ずる無効電流が少なく、良好な素
子特性を得ることができる。
【0020】またこの発明においては、第1導電型の半
導体基板上に、第1導電型の下側クラッド層と、活性層
と、上記第1導電型と反対導電型である第2導電型の第
1の上側クラッド層と、Al組成比が0.6以上の光反
射層と、Al組成比が光反射層のそれより小さい第2導
電型の第2の上側クラッド層と、第2導電型の第1のコ
ンタクト層とを順次エピタキシャル成長し、この第1の
コンタクト層と第2の上側クラッド層とをエッチングし
て、リッジ領域部以外に第2の上側クラッド層の薄膜層
を残し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブロック層
を、リッジ領域部を埋め込むように結晶成長したから、
表面モフォロジーが大幅に改善され、良好な素子特性を
有する信頼性の高い半導体レーザを製造することができ
る。
導体基板上に、第1導電型の下側クラッド層と、活性層
と、上記第1導電型と反対導電型である第2導電型の第
1の上側クラッド層と、Al組成比が0.6以上の光反
射層と、Al組成比が光反射層のそれより小さい第2導
電型の第2の上側クラッド層と、第2導電型の第1のコ
ンタクト層とを順次エピタキシャル成長し、この第1の
コンタクト層と第2の上側クラッド層とをエッチングし
て、リッジ領域部以外に第2の上側クラッド層の薄膜層
を残し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブロック層
を、リッジ領域部を埋め込むように結晶成長したから、
表面モフォロジーが大幅に改善され、良好な素子特性を
有する信頼性の高い半導体レーザを製造することができ
る。
【0021】さらに、この発明においては、第2の上側
クラッド層を通過して光反射層によって反射される干渉
光を観察し、上記干渉光が見え出してから予め定めた時
間を経過したときに、または特定の干渉光が周期的に現
れる回数を数え、上記特定の干渉光の観察が予め定めた
回数を経過したときに、エッチングを止めることにより
光反射層上のリッジ領域の両側部に第2の上側クラッド
層の薄膜層を残すようにしたから、エッチングを止める
ための上記時間や上記回数を変更することにより、この
薄膜層の厚みを制御することができ、従って第2の上側
クラッド層を再現性良く薄くでき、素子特性の再現性,
均一性に優れた信頼性の高い半導体レーザを製造するこ
とができる。
クラッド層を通過して光反射層によって反射される干渉
光を観察し、上記干渉光が見え出してから予め定めた時
間を経過したときに、または特定の干渉光が周期的に現
れる回数を数え、上記特定の干渉光の観察が予め定めた
回数を経過したときに、エッチングを止めることにより
光反射層上のリッジ領域の両側部に第2の上側クラッド
層の薄膜層を残すようにしたから、エッチングを止める
ための上記時間や上記回数を変更することにより、この
薄膜層の厚みを制御することができ、従って第2の上側
クラッド層を再現性良く薄くでき、素子特性の再現性,
均一性に優れた信頼性の高い半導体レーザを製造するこ
とができる。
【0022】さらにこの発明においては、コンタクト層
の表面に、光反射層上に残される第2の上側クラッド層
の薄膜層の層厚に相当する深さの溝領域を前もって形成
し、光反射層によって反射されこの溝を通して返ってく
る干渉光を観察し、この干渉光が消えることにより、こ
の溝領域の底面が光反射層に達したことを知りエッチン
グを止めるようにしたから、上記溝の深さがそのまま上
記第2の上側クラッド層の薄膜層の膜厚となり、上記溝
領域の深さに相当する厚さの該薄膜層を光反射層上に残
すことができる。これにより、上記第2の上側クラッド
層の薄膜層を光反射層上により正確に再現性良く残すこ
とができ、素子特性の再現性,均一性に優れた信頼性の
高い半導体レーザを製造することができる。
の表面に、光反射層上に残される第2の上側クラッド層
の薄膜層の層厚に相当する深さの溝領域を前もって形成
し、光反射層によって反射されこの溝を通して返ってく
る干渉光を観察し、この干渉光が消えることにより、こ
の溝領域の底面が光反射層に達したことを知りエッチン
グを止めるようにしたから、上記溝の深さがそのまま上
記第2の上側クラッド層の薄膜層の膜厚となり、上記溝
領域の深さに相当する厚さの該薄膜層を光反射層上に残
すことができる。これにより、上記第2の上側クラッド
層の薄膜層を光反射層上により正確に再現性良く残すこ
とができ、素子特性の再現性,均一性に優れた信頼性の
高い半導体レーザを製造することができる。
【0023】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例1.図1はこの発明の第1の実施例による半導体
レーザの構造を示す図であり、図2と同一符号は同一又
は相当部分を示し、図において、1はn型GaAs基板
であり、この上に膜厚1.0〜2.0μm,キャリア濃
度5.0×1017/cm3 ,Al組成比0.5のn型Al
0.5 Ga0.5 Asクラッド層2(第1導電型の下側クラ
ッド層)、膜厚0.2μm以下で,GaAs層とAl組
成比が0.15以下のAlGaAs層とを交互に複数層
積層して形成された多重量子井戸(MQW)構造の活性
層3、膜厚0.2〜0.4μm,キャリア濃度2.0×
1018/cm3,Al組成比0.5のp型Al0.5 Ga0.5
As第1クラッド層4(第2導電型の第1の上側クラ
ッド層)、膜厚0.1μm以下で,キャリア濃度2.0
×1018/cm3 ,Al組成比zが0.6以上のAlzG
a1-zAs光反射層5が順次配置されており、この光反
射層5の上には、底辺4μm,上辺6μm,高さ2μm
のストライプ形状のリッジ領域部6と、第1クラッド層
4と光反射層5とを含んだ膜厚が3μm以下となる薄膜
層13とを有するキャリア濃度2.0×1018/cm3 の
p型Al0.5 Ga0.5 As第2クラッド層17(第2導
電型の第2の上側クラッド層)が配置されている。さら
に第2クラッド層17のリッジ領域部6上にはp型Ga
As第1コンタクト層7が配置され、リッジ領域部6以
外をキャリア濃度1.0×1019/cm3 のn型GaAs
電流ブロック層9により埋め込み、さらにそのリッジ領
域部6上、及び電流ブロック層9上の全面に渡って膜厚
0.5〜2μmのp型GaAs第2コンタクト層12が
配置されている。また、15は厚さ500オングストロ
ームのAuGeと、500オングストロームのNiと、
3000オングストロームのAuとからなるAuGe/
Ni/Aun側電極であり、16は厚さ500オングス
トロームのTiと、3000オングストロームのAuと
からなるTi/Aup側電極である。そしてこれにより
幅300μm,奥行300〜600μm,高さ100μ
mの半導体レーザ素子を形成している。
る。 実施例1.図1はこの発明の第1の実施例による半導体
レーザの構造を示す図であり、図2と同一符号は同一又
は相当部分を示し、図において、1はn型GaAs基板
であり、この上に膜厚1.0〜2.0μm,キャリア濃
度5.0×1017/cm3 ,Al組成比0.5のn型Al
0.5 Ga0.5 Asクラッド層2(第1導電型の下側クラ
ッド層)、膜厚0.2μm以下で,GaAs層とAl組
成比が0.15以下のAlGaAs層とを交互に複数層
積層して形成された多重量子井戸(MQW)構造の活性
層3、膜厚0.2〜0.4μm,キャリア濃度2.0×
1018/cm3,Al組成比0.5のp型Al0.5 Ga0.5
As第1クラッド層4(第2導電型の第1の上側クラ
ッド層)、膜厚0.1μm以下で,キャリア濃度2.0
×1018/cm3 ,Al組成比zが0.6以上のAlzG
a1-zAs光反射層5が順次配置されており、この光反
射層5の上には、底辺4μm,上辺6μm,高さ2μm
のストライプ形状のリッジ領域部6と、第1クラッド層
4と光反射層5とを含んだ膜厚が3μm以下となる薄膜
層13とを有するキャリア濃度2.0×1018/cm3 の
p型Al0.5 Ga0.5 As第2クラッド層17(第2導
電型の第2の上側クラッド層)が配置されている。さら
に第2クラッド層17のリッジ領域部6上にはp型Ga
As第1コンタクト層7が配置され、リッジ領域部6以
外をキャリア濃度1.0×1019/cm3 のn型GaAs
電流ブロック層9により埋め込み、さらにそのリッジ領
域部6上、及び電流ブロック層9上の全面に渡って膜厚
0.5〜2μmのp型GaAs第2コンタクト層12が
配置されている。また、15は厚さ500オングストロ
ームのAuGeと、500オングストロームのNiと、
3000オングストロームのAuとからなるAuGe/
Ni/Aun側電極であり、16は厚さ500オングス
トロームのTiと、3000オングストロームのAuと
からなるTi/Aup側電極である。そしてこれにより
幅300μm,奥行300〜600μm,高さ100μ
mの半導体レーザ素子を形成している。
【0024】なお、光反射層5は、Al組成比zが、
0.6<zのAlzGa1-zAsからなる、従来例の半
導体レーザのエッチング阻止層と同じものである。
0.6<zのAlzGa1-zAsからなる、従来例の半
導体レーザのエッチング阻止層と同じものである。
【0025】次に、製造方法について説明する。図4は
本実施例の半導体レーザを製造する方法を説明するため
の図であり、図4(a) は第2クラッド層17の薄膜層1
3を残す工程を終了したウエハの断面図、図4(b) は第
2クラッド層17に対し光を照射し、これが光反射層5
で反射されることによる干渉光が見え出してから予め定
めた時間が経過したときにエッチングを止めることによ
り薄膜層13を残す方法を説明する図である。
本実施例の半導体レーザを製造する方法を説明するため
の図であり、図4(a) は第2クラッド層17の薄膜層1
3を残す工程を終了したウエハの断面図、図4(b) は第
2クラッド層17に対し光を照射し、これが光反射層5
で反射されることによる干渉光が見え出してから予め定
めた時間が経過したときにエッチングを止めることによ
り薄膜層13を残す方法を説明する図である。
【0026】次に本製造方法について説明する。n型G
aAs基板1上にn型AlGaAsクラッド層2,活性
層3,p型AlGaAs第1クラッド層4,AlGaA
s光反射層5,p型AlGaAs第2クラッド層17,
及びp型GaAsコンタクト層7の各層を順次MOCV
D法等により形成し、この後、ストライプ状の絶縁膜1
1を形成する。ここまでは図3(a) 及び図3(b) におい
て、既に説明した通り、従来の方法と同じである。
aAs基板1上にn型AlGaAsクラッド層2,活性
層3,p型AlGaAs第1クラッド層4,AlGaA
s光反射層5,p型AlGaAs第2クラッド層17,
及びp型GaAsコンタクト層7の各層を順次MOCV
D法等により形成し、この後、ストライプ状の絶縁膜1
1を形成する。ここまでは図3(a) 及び図3(b) におい
て、既に説明した通り、従来の方法と同じである。
【0027】この後、この絶縁膜11をエッチングマス
クとして、Al組成比0.6以下の層をエッチングする
ことのできる酒石酸と過酸化水素の混合液を用いてリッ
ジエッチングを実施するとともに、この際、第2クラッ
ド層17に対し、光を、例えば白色光を照射する。する
と、上記リッジエッチングが進み、該エッチング部の第
2クラッド層17の層厚が次第に薄くなるに従い、上記
照射光で上記第2クラッド層17内にある光と、上記照
射光の光反射層5による反射光で該第2クラッド層17
内にある光とが干渉することにより、干渉縞が見えるこ
ととなる。これを波長λ=6500オングストロームの
赤色光等,各波長成分を有する干渉光が見え出す。これ
は第2クラッド層17の屈折率n1 と、光反射層5の屈
折率n2とが異なり、かつn2 <n1 を満足するからで
ある。ここで、AlGaAsではAl組成比の高い方が
屈折率は小さくなる。
クとして、Al組成比0.6以下の層をエッチングする
ことのできる酒石酸と過酸化水素の混合液を用いてリッ
ジエッチングを実施するとともに、この際、第2クラッ
ド層17に対し、光を、例えば白色光を照射する。する
と、上記リッジエッチングが進み、該エッチング部の第
2クラッド層17の層厚が次第に薄くなるに従い、上記
照射光で上記第2クラッド層17内にある光と、上記照
射光の光反射層5による反射光で該第2クラッド層17
内にある光とが干渉することにより、干渉縞が見えるこ
ととなる。これを波長λ=6500オングストロームの
赤色光等,各波長成分を有する干渉光が見え出す。これ
は第2クラッド層17の屈折率n1 と、光反射層5の屈
折率n2とが異なり、かつn2 <n1 を満足するからで
ある。ここで、AlGaAsではAl組成比の高い方が
屈折率は小さくなる。
【0028】この際、第2クラッド層17の屈折率と、
光反射層5の屈折率がそれぞれ一定であれば、干渉光が
見え出す第2クラッド層17の残り層13の膜厚d、例
えば0.5μm程度,は、どのウエハにおいても常に一
定となり、よって、干渉縞が見え出してからエッチング
が光反射層5に達し、干渉縞が全く消えてしまうまでの
時間tも一定である。
光反射層5の屈折率がそれぞれ一定であれば、干渉光が
見え出す第2クラッド層17の残り層13の膜厚d、例
えば0.5μm程度,は、どのウエハにおいても常に一
定となり、よって、干渉縞が見え出してからエッチング
が光反射層5に達し、干渉縞が全く消えてしまうまでの
時間tも一定である。
【0029】そこで、第2クラッド層17のリッジエッ
チングにより干渉光が見え出してから光反射層5に達す
るまでの時間を、予め同一構成のウエハにつきモニター
することにより求めておき、その時間をt(例えば1.
5分)とする。そして例えばエッチング時間を、上記t
に対して0.1tを残して0.9tとし、残す第2クラ
ッド層17の薄膜の層厚を、0.1tに相当する0.1
dとすると、干渉光が見え出してから0.9t時間後に
エッチングを止めることにより、光反射層5上に層厚
0.1d(図4(b) に示すd1 )の薄膜層13を残すこ
とができる。
チングにより干渉光が見え出してから光反射層5に達す
るまでの時間を、予め同一構成のウエハにつきモニター
することにより求めておき、その時間をt(例えば1.
5分)とする。そして例えばエッチング時間を、上記t
に対して0.1tを残して0.9tとし、残す第2クラ
ッド層17の薄膜の層厚を、0.1tに相当する0.1
dとすると、干渉光が見え出してから0.9t時間後に
エッチングを止めることにより、光反射層5上に層厚
0.1d(図4(b) に示すd1 )の薄膜層13を残すこ
とができる。
【0030】その後は従来と同様、リッジ領域6以外の
薄膜層13上にn型GaAs電流ブロック層9を埋め込
むようにする。
薄膜層13上にn型GaAs電流ブロック層9を埋め込
むようにする。
【0031】このように本実施例では、光反射層5上に
第2クラッド層17の薄膜層13を残し、n型GaAs
電流ブロック層9を、従来のエッチング阻止層のような
Al組成比0.6以上のAlGaAs層ではなく、Al
組成比が光反射層5のそれより小さい、たとえばAl組
成比0.5程度のp型クラッド層17の薄膜層13上に
成長するので、該p型クラッド層17の薄膜層13上の
表面欠陥密度は、106 個/cm2 から104 個/cm2 へ
と激減し、表面モフォロジーが大幅に改善され、欠陥中
を介して流れるリーク電流も大幅に低減されるため、素
子特性が良くなり、信頼性の高い半導体レーザを得るこ
とができる。
第2クラッド層17の薄膜層13を残し、n型GaAs
電流ブロック層9を、従来のエッチング阻止層のような
Al組成比0.6以上のAlGaAs層ではなく、Al
組成比が光反射層5のそれより小さい、たとえばAl組
成比0.5程度のp型クラッド層17の薄膜層13上に
成長するので、該p型クラッド層17の薄膜層13上の
表面欠陥密度は、106 個/cm2 から104 個/cm2 へ
と激減し、表面モフォロジーが大幅に改善され、欠陥中
を介して流れるリーク電流も大幅に低減されるため、素
子特性が良くなり、信頼性の高い半導体レーザを得るこ
とができる。
【0032】また、リッジ領域6以外のp型の積層厚
S,つまり、 S={p型クラッド層17の薄膜層13の層厚d1 }+
{光反射層5の層厚d2 }+{p型クラッド層4の層厚
d3 } は、レーザのしきい値電流を小さく保つために、S<
0.3μmの範囲で±0.05μmの誤差内で制御され
るのが望ましい(この積層厚Sが大きくなると、電流が
横方向に広がり、しきい値電流が高くなることとな
る。)、上式中の光反射層5の層厚d2 及びクラッド層
4の層厚d3 は、エピタキシャル成長中に精度良く制御
可能であり、かつ、上記薄膜層13の層厚d1 を上記の
ような方法で精度良く制御することにより、第1のp型
クラッド層4と、光反射層5と、第二のp型クラッド層
17の薄膜層13との合計層厚も0.3μm以下に精度
良く制御することができ、これにより横方向への電流広
がりを低減でき、素子特性の揃った信頼性の高い半導体
レーザを得ることができる。
S,つまり、 S={p型クラッド層17の薄膜層13の層厚d1 }+
{光反射層5の層厚d2 }+{p型クラッド層4の層厚
d3 } は、レーザのしきい値電流を小さく保つために、S<
0.3μmの範囲で±0.05μmの誤差内で制御され
るのが望ましい(この積層厚Sが大きくなると、電流が
横方向に広がり、しきい値電流が高くなることとな
る。)、上式中の光反射層5の層厚d2 及びクラッド層
4の層厚d3 は、エピタキシャル成長中に精度良く制御
可能であり、かつ、上記薄膜層13の層厚d1 を上記の
ような方法で精度良く制御することにより、第1のp型
クラッド層4と、光反射層5と、第二のp型クラッド層
17の薄膜層13との合計層厚も0.3μm以下に精度
良く制御することができ、これにより横方向への電流広
がりを低減でき、素子特性の揃った信頼性の高い半導体
レーザを得ることができる。
【0033】さらに、光反射層5によって反射される光
の干渉光を観察し、この干渉光が見え出してから所定時
間0.9t後にエッチングを止め、第2のp型クラッド
層17が全く無くなる残り時間0.1tに相当する0.
1dの厚さの薄膜層13を残すようにしたので、この薄
膜層の厚みの制御を非常に容易に行うことができ、素子
特性の再現性,均一性に優れた信頼性の高い半導体レー
ザを製造することができる。
の干渉光を観察し、この干渉光が見え出してから所定時
間0.9t後にエッチングを止め、第2のp型クラッド
層17が全く無くなる残り時間0.1tに相当する0.
1dの厚さの薄膜層13を残すようにしたので、この薄
膜層の厚みの制御を非常に容易に行うことができ、素子
特性の再現性,均一性に優れた信頼性の高い半導体レー
ザを製造することができる。
【0034】実施例2.図5はこの発明の第2の実施例
による半導体レーザの製造方法を説明するための図であ
り、図5(a) は光反射層5で反射される特定の波長の干
渉光が周期的に繰り返し現れる回数を数え、予め定めた
回数の観察を経過したときにエッチングを止めることに
より第2のp型クラッド層の薄膜層を残す方法を説明す
る図、図5(b) は周期的に観察される干渉光を示した図
である。
による半導体レーザの製造方法を説明するための図であ
り、図5(a) は光反射層5で反射される特定の波長の干
渉光が周期的に繰り返し現れる回数を数え、予め定めた
回数の観察を経過したときにエッチングを止めることに
より第2のp型クラッド層の薄膜層を残す方法を説明す
る図、図5(b) は周期的に観察される干渉光を示した図
である。
【0035】本実施例2では、上記実施例1の製造方法
と同様に、n型GaAs基板1上にn型AlGaAsク
ラッド層2,活性層3,p型AlGaAs第1クラッド
層4,AlGaAs光反射層5,p型AlGaAs第2
クラッド層17,及びp型GaAsコンタクト層7の各
層を順次MOCVD法により形成し、この後ストライプ
状の絶縁膜11を形成し、この絶縁膜11をエッチング
マスクとして、Al組成比0.6以下の層をエッチング
することのできる酒石酸と過酸化水素の混合液を用いて
リッジエッチングを行うことにより、図4(a) に示すよ
うな薄膜層13を形成するものであるが、この際この薄
膜層13を、上記クラッド層17が無くなるまでに周期
的に強く現れる干渉光の回数を数え、その所定回数の観
察を経過したときにエッチングを止めることによって、
残すようにしている。
と同様に、n型GaAs基板1上にn型AlGaAsク
ラッド層2,活性層3,p型AlGaAs第1クラッド
層4,AlGaAs光反射層5,p型AlGaAs第2
クラッド層17,及びp型GaAsコンタクト層7の各
層を順次MOCVD法により形成し、この後ストライプ
状の絶縁膜11を形成し、この絶縁膜11をエッチング
マスクとして、Al組成比0.6以下の層をエッチング
することのできる酒石酸と過酸化水素の混合液を用いて
リッジエッチングを行うことにより、図4(a) に示すよ
うな薄膜層13を形成するものであるが、この際この薄
膜層13を、上記クラッド層17が無くなるまでに周期
的に強く現れる干渉光の回数を数え、その所定回数の観
察を経過したときにエッチングを止めることによって、
残すようにしている。
【0036】すなわち、p型第2クラッド層17をリッ
ジエッチングする際に生じる干渉光の色はエッチングが
進むにしたがって変化するが、その波長λは、数1に示
す式(1)
ジエッチングする際に生じる干渉光の色はエッチングが
進むにしたがって変化するが、その波長λは、数1に示
す式(1)
【0037】
【数1】
【0038】を満足する。この干渉色はp型第2クラッ
ド層17の層厚dと共に変化するが、特定の波長が周期
的に現れる。つまり、層厚dがd=N・λ/2nから見
え出すとすると、エッチングが光反射層5に達するまで
にN回同じ波長の光が観察されることになる。
ド層17の層厚dと共に変化するが、特定の波長が周期
的に現れる。つまり、層厚dがd=N・λ/2nから見
え出すとすると、エッチングが光反射層5に達するまで
にN回同じ波長の光が観察されることになる。
【0039】よって、赤色等,特定の波長の干渉色が繰
り返し現れる回数Nを予め同一構成のウエハを用いてモ
ニターすることにより得ておき、p型第2クラッド層1
7のリッジエッチングの際に、その干渉色がN回観測さ
れたときにエッチングを止めるようにすると、p型第2
クラッド層17の残り層厚d1 は、数2に示す式(2)
り返し現れる回数Nを予め同一構成のウエハを用いてモ
ニターすることにより得ておき、p型第2クラッド層1
7のリッジエッチングの際に、その干渉色がN回観測さ
れたときにエッチングを止めるようにすると、p型第2
クラッド層17の残り層厚d1 は、数2に示す式(2)
【0040】
【数2】
【0041】となる。
【0042】ここで、上記特定の波長の干渉色が繰り返
し現れる回数Nは、上記式(1) から理論的にも求められ
るはずであるが、実際に干渉色が見え始める時点は、ど
の様な状態を見え始めたとするのかという問題もあるた
め、同一構成のウエハについて予めモニターすることに
より上記Nを決めておくようにするのがよい。
し現れる回数Nは、上記式(1) から理論的にも求められ
るはずであるが、実際に干渉色が見え始める時点は、ど
の様な状態を見え始めたとするのかという問題もあるた
め、同一構成のウエハについて予めモニターすることに
より上記Nを決めておくようにするのがよい。
【0043】このように、リッジエッチングの際に、エ
ッチングされる第2クラッド層17部分に光、例えば白
色光を照射すると、そのp型第2クラッド層17内の入
射光とそ光反射層5による反射光との間で干渉が起こ
り、上記エッチングにより次第に薄くなるp型第2クラ
ッド層17の層厚dが、該干渉光の所定波長λ(例えば
λ=6500オングストローム)の整数倍になる度に、
その波長λの光が強く現れることとなる。このため、本
実施例2では、図5(a) に示すようにリッジエッチング
により、p型第2クラッド層17が層厚d16,d15,d
14,d13,d12,d11(=d1 )と順次薄くなるに従っ
て、上記干渉光はその波長が順次変わっていき、その色
が変わっていくこととなるが、ある波長、たとえば、波
長λが6500オングストロームの赤色の干渉光につい
てみると、この赤色の干渉光は、上記p型第2クラッド
層17が層厚d16〜d11(=d1 )と順次薄くなるに従
って、図5(b) に示すように、6回観察されることとな
り、このためこの干渉光を観察しながら上記リッジエッ
チングを行い、6回観察されたときにエッチングを止め
るようにすることにより、上記所望のd11(=d1 )の
膜厚を第2クラッド層17の薄膜層13に残すことがで
きる。ここで、上記赤色の干渉光が見えてから次に見え
るまでの上記第2クラッド層17の層厚は、例えば0.
094μmであり、上記図5(b) の強度のピークはこの
0.094μmごとに現れるものであり、この値は干渉
色の上記波長λと、p型第2クラッド層17の屈折率n
(約3.5)とから来るものである。
ッチングされる第2クラッド層17部分に光、例えば白
色光を照射すると、そのp型第2クラッド層17内の入
射光とそ光反射層5による反射光との間で干渉が起こ
り、上記エッチングにより次第に薄くなるp型第2クラ
ッド層17の層厚dが、該干渉光の所定波長λ(例えば
λ=6500オングストローム)の整数倍になる度に、
その波長λの光が強く現れることとなる。このため、本
実施例2では、図5(a) に示すようにリッジエッチング
により、p型第2クラッド層17が層厚d16,d15,d
14,d13,d12,d11(=d1 )と順次薄くなるに従っ
て、上記干渉光はその波長が順次変わっていき、その色
が変わっていくこととなるが、ある波長、たとえば、波
長λが6500オングストロームの赤色の干渉光につい
てみると、この赤色の干渉光は、上記p型第2クラッド
層17が層厚d16〜d11(=d1 )と順次薄くなるに従
って、図5(b) に示すように、6回観察されることとな
り、このためこの干渉光を観察しながら上記リッジエッ
チングを行い、6回観察されたときにエッチングを止め
るようにすることにより、上記所望のd11(=d1 )の
膜厚を第2クラッド層17の薄膜層13に残すことがで
きる。ここで、上記赤色の干渉光が見えてから次に見え
るまでの上記第2クラッド層17の層厚は、例えば0.
094μmであり、上記図5(b) の強度のピークはこの
0.094μmごとに現れるものであり、この値は干渉
色の上記波長λと、p型第2クラッド層17の屈折率n
(約3.5)とから来るものである。
【0044】このように本実施例2による製造方法で
は、周期的に繰り返し現れる特定の波長の光の干渉色が
N回観察されたときにエッチングを止め、p型第2クラ
ッド層17の薄膜層13を得るようにしたので、最終的
に残るp型クラッド薄膜層13の層厚d1 を目視で所望
の値に形成することができることとなり、上記実施例1
より精度良く薄膜層13の層厚の制御を行なうことがで
きる。
は、周期的に繰り返し現れる特定の波長の光の干渉色が
N回観察されたときにエッチングを止め、p型第2クラ
ッド層17の薄膜層13を得るようにしたので、最終的
に残るp型クラッド薄膜層13の層厚d1 を目視で所望
の値に形成することができることとなり、上記実施例1
より精度良く薄膜層13の層厚の制御を行なうことがで
きる。
【0045】実施例3.図6はこの発明の第3の実施例
による半導体レーザの製造方法を説明するための図であ
り、図6(a) はリッジエッチングを開始する前の素子と
なるウエハの断面図であり、図6(b) はリッジエッチン
グを終了したときの素子となるウエハのの断面図であ
る。図において、図1と同一符号は同一又は相当部分を
示し、14はp型第2クラッド層17の薄膜層13の膜
厚d1 に相当する深さl(エル)に形成された溝からな
るモニター用領域(以下、溝領域ともいう。)であり、
14aはそのモニター用領域14の底面である。
による半導体レーザの製造方法を説明するための図であ
り、図6(a) はリッジエッチングを開始する前の素子と
なるウエハの断面図であり、図6(b) はリッジエッチン
グを終了したときの素子となるウエハのの断面図であ
る。図において、図1と同一符号は同一又は相当部分を
示し、14はp型第2クラッド層17の薄膜層13の膜
厚d1 に相当する深さl(エル)に形成された溝からな
るモニター用領域(以下、溝領域ともいう。)であり、
14aはそのモニター用領域14の底面である。
【0046】本実施例3は、コンタクト層7まで形成し
た後、リッジ領域が形成される以外のコンタクト層7の
表面にp型第2クラッド層17の薄膜層13の厚さに相
当する深さの溝領域14を形成し、その後リッジエッチ
ングを行うのであるが、この溝領域14の底面14aが
光反射層5に達した時点で、上記リッジエッチングを止
めることにより、上記溝領域14の深さと等しい厚さだ
けp型第2クラッド層17の薄膜層13を残すようにす
るものである。以下本方法について詳細に説明する。
た後、リッジ領域が形成される以外のコンタクト層7の
表面にp型第2クラッド層17の薄膜層13の厚さに相
当する深さの溝領域14を形成し、その後リッジエッチ
ングを行うのであるが、この溝領域14の底面14aが
光反射層5に達した時点で、上記リッジエッチングを止
めることにより、上記溝領域14の深さと等しい厚さだ
けp型第2クラッド層17の薄膜層13を残すようにす
るものである。以下本方法について詳細に説明する。
【0047】まず、上記実施例1と同様に、n型GaA
s基板1上にn型AlGaAsクラッド層2,活性層
3,p型AlGaAs第1クラッド層4,AlGaAs
光反射層5,p型AlGaAs第2クラッド層17,及
びp型GaAsコンタクト層7の各層を順次MOCVD
法等により形成し、この後、ストライプ状の絶縁膜11
を形成する。
s基板1上にn型AlGaAsクラッド層2,活性層
3,p型AlGaAs第1クラッド層4,AlGaAs
光反射層5,p型AlGaAs第2クラッド層17,及
びp型GaAsコンタクト層7の各層を順次MOCVD
法等により形成し、この後、ストライプ状の絶縁膜11
を形成する。
【0048】次に、図6(a) に示すように、p型GaA
sコンタクト層7上のデバイスとなる領域以外の表面
に、エッチングにより深さlの溝状のモニター用領域1
4を形成する。このモニター領域14の深さlは、表面
粗さ計、あるいは段差計等に測定することができる。
sコンタクト層7上のデバイスとなる領域以外の表面
に、エッチングにより深さlの溝状のモニター用領域1
4を形成する。このモニター領域14の深さlは、表面
粗さ計、あるいは段差計等に測定することができる。
【0049】次に、酒石酸と過酸化水素の混合液による
リッジエッチングを行うと、コンタクト層7とp型第2
クラッド層17とが順次同じ速さで均一にエッチングさ
れる。このエッチング中に、例えば白色光を照射し、こ
れがモニター用領域14で光反射層5で反射されること
により干渉が生じて見える、例えば波長λ=6500オ
ングストロームの赤色光を観察していると、これは上記
実施例2で説明したように、膜厚の変化に応じて強く現
れたり、弱くなったりを繰り返すものであるが、モニタ
ー用領域14の底面14aが光反射層5に達した時、す
なわちモニター用領域14のp型第2クラッド層17が
完全に無くなったときには、この干渉光は全く消えるこ
ととなるので、この時点でエッチングを止めるようにす
る。これにより、図6(b) に示すように、モニター用領
域14以外では、p型第2クラッド層17の薄膜層13
がちょうどlの厚さだけで残ることとなる。
リッジエッチングを行うと、コンタクト層7とp型第2
クラッド層17とが順次同じ速さで均一にエッチングさ
れる。このエッチング中に、例えば白色光を照射し、こ
れがモニター用領域14で光反射層5で反射されること
により干渉が生じて見える、例えば波長λ=6500オ
ングストロームの赤色光を観察していると、これは上記
実施例2で説明したように、膜厚の変化に応じて強く現
れたり、弱くなったりを繰り返すものであるが、モニタ
ー用領域14の底面14aが光反射層5に達した時、す
なわちモニター用領域14のp型第2クラッド層17が
完全に無くなったときには、この干渉光は全く消えるこ
ととなるので、この時点でエッチングを止めるようにす
る。これにより、図6(b) に示すように、モニター用領
域14以外では、p型第2クラッド層17の薄膜層13
がちょうどlの厚さだけで残ることとなる。
【0050】このように本実施例3では、コンタクト層
7の表面に薄膜層13の膜厚d1 に相当する深さlの溝
状のモニター用領域14を形成し、このモニター用領域
14の底面14aが光反射層5に達して干渉光が全く見
えなくなった時点で、エッチングを止めるようにするこ
とにより、光反射層5上にp型第2クラッド層17の薄
膜層13を、膜厚lだけ残すことができ、上記実施例1
の効果に加えて、必要とする厚みの薄膜層を、非常に薄
く、しかもより正確な厚さに得ることができる。さらに
上記干渉光の観察において干渉光が消えたときにエッチ
ングを止めるようにしているので、その終点検出を非常
に容易に行うことができるという利点がある。
7の表面に薄膜層13の膜厚d1 に相当する深さlの溝
状のモニター用領域14を形成し、このモニター用領域
14の底面14aが光反射層5に達して干渉光が全く見
えなくなった時点で、エッチングを止めるようにするこ
とにより、光反射層5上にp型第2クラッド層17の薄
膜層13を、膜厚lだけ残すことができ、上記実施例1
の効果に加えて、必要とする厚みの薄膜層を、非常に薄
く、しかもより正確な厚さに得ることができる。さらに
上記干渉光の観察において干渉光が消えたときにエッチ
ングを止めるようにしているので、その終点検出を非常
に容易に行うことができるという利点がある。
【0051】なお、上記実施例1〜3において、各層の
導電型を変えてp型をn型とし、n型をp型とした場合
においても、それぞれ同様の効果を得ることができるこ
とは勿論である。
導電型を変えてp型をn型とし、n型をp型とした場合
においても、それぞれ同様の効果を得ることができるこ
とは勿論である。
【0052】また、上記実施例1〜3では、活性層3に
AlGaAs系の材料を用いた場合について示したが、
InGaAsPなど他の材料を用いて発振波長800n
m前後のレーザを構成する場合にも、本発明を適用する
ことができ、上記各実施例と同様の効果を奏する。
AlGaAs系の材料を用いた場合について示したが、
InGaAsPなど他の材料を用いて発振波長800n
m前後のレーザを構成する場合にも、本発明を適用する
ことができ、上記各実施例と同様の効果を奏する。
【0053】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第1
導電型の半導体基板上に、第1導電型の下側クラッド層
と、活性層と、上記第1導電型とは反対導電型である第
2導電型の第1の上側クラッド層と、Al組成比zが
0.6より大きい第2導電型のAlzGa1-zAs光反
射層とを順次配置し、この光反射層上に、ストライプ形
状のリッジ領域部と、該リッジ領域の両側部の薄膜層と
を有する構造の、Al組成比yがzより小さいAly G
a1-y Asからなる第2導電型の第2の上側クラッド層
を配置し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブロック層
を配置するようにしたので、表面欠陥密度を低減させる
ことができ、これにより表面モフォロジーを大幅に改善
することができ、良好な素子特性を有する信頼性の高い
半導体レーザを得ることができる効果がある。
導電型の半導体基板上に、第1導電型の下側クラッド層
と、活性層と、上記第1導電型とは反対導電型である第
2導電型の第1の上側クラッド層と、Al組成比zが
0.6より大きい第2導電型のAlzGa1-zAs光反
射層とを順次配置し、この光反射層上に、ストライプ形
状のリッジ領域部と、該リッジ領域の両側部の薄膜層と
を有する構造の、Al組成比yがzより小さいAly G
a1-y Asからなる第2導電型の第2の上側クラッド層
を配置し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブロック層
を配置するようにしたので、表面欠陥密度を低減させる
ことができ、これにより表面モフォロジーを大幅に改善
することができ、良好な素子特性を有する信頼性の高い
半導体レーザを得ることができる効果がある。
【0054】またこの発明によれば、第1導電型の半導
体基板上に、第1導電型の下側クラッド層と、活性層
と、第2導電型の第1の上側クラッド層と、Al組成比
が0.6以上の光反射層と、Al組成比が光反射層のA
l組成比より小さい第2導電型の第2の上側クラッド層
と、第2導電型の第2のコンタクト層とを順次エピタキ
シャル成長し、第2導電型の第2のコンタクト層と第2
導電型の第2の上側クラッド層とをリッジエッチングす
ることによりリッジ領域の両側部に第2の上側クラッド
層の薄膜層を残し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブ
ロック層を、上記リッジ領域部を埋め込むように結晶成
長したので、表面欠陥密度を低減させることができ、こ
れにより表面モフォロジーを大幅に改善することがで
き、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体レーザ
を製造することができる効果がある。
体基板上に、第1導電型の下側クラッド層と、活性層
と、第2導電型の第1の上側クラッド層と、Al組成比
が0.6以上の光反射層と、Al組成比が光反射層のA
l組成比より小さい第2導電型の第2の上側クラッド層
と、第2導電型の第2のコンタクト層とを順次エピタキ
シャル成長し、第2導電型の第2のコンタクト層と第2
導電型の第2の上側クラッド層とをリッジエッチングす
ることによりリッジ領域の両側部に第2の上側クラッド
層の薄膜層を残し、この薄膜層上に第1導電型の電流ブ
ロック層を、上記リッジ領域部を埋め込むように結晶成
長したので、表面欠陥密度を低減させることができ、こ
れにより表面モフォロジーを大幅に改善することがで
き、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体レーザ
を製造することができる効果がある。
【0055】さらにこの発明によれば、リッジエッチン
グにより次第に薄くなる第2の上側クラッド層を通過し
て光反射層によって反射される干渉光を観察し、上記干
渉光が見え出してから予め定めた時間を経過したときに
エッチングを止めることにより、または周期的に強く現
れる特定の光の干渉色の回数を数え、この光の干渉色の
観察が予め定めた回数を経過した時にエッチングを止め
ることにより光反射層上のリッジ領域の両側部に薄膜層
の第2の上側クラッド層を残すようにしたので、この薄
膜層の厚みを制御することができ、従って第2の上側ク
ラッド層を再現性良く薄くでき、素子特性の再現性,均
一性に優れた信頼性の高い半導体レーザの製造方法を得
ることができる効果がある。
グにより次第に薄くなる第2の上側クラッド層を通過し
て光反射層によって反射される干渉光を観察し、上記干
渉光が見え出してから予め定めた時間を経過したときに
エッチングを止めることにより、または周期的に強く現
れる特定の光の干渉色の回数を数え、この光の干渉色の
観察が予め定めた回数を経過した時にエッチングを止め
ることにより光反射層上のリッジ領域の両側部に薄膜層
の第2の上側クラッド層を残すようにしたので、この薄
膜層の厚みを制御することができ、従って第2の上側ク
ラッド層を再現性良く薄くでき、素子特性の再現性,均
一性に優れた信頼性の高い半導体レーザの製造方法を得
ることができる効果がある。
【0056】さらにこの発明によれば、リッジ領域部が
形成される以外のコンタクト層の表面に第2の上側クラ
ッド層の薄膜層の膜厚に相当する深さの溝を形成し、こ
の溝をモニター用領域として、この領域で見える干渉光
を観察し、この干渉光が消えたときにリッジエッチング
を止め、モニター用領域以外の領域に第2の上側クラッ
ド層の薄膜層を残すようにしたので、リッジエッチング
の終点検出が容易となり、この薄膜層の膜厚をより正確
に得ることができるとともに、再現性良く薄くすること
ができ、素子特性の再現性,均一性に優れた信頼性の高
い半導体レーザの製造方法を得ることができる効果があ
る。
形成される以外のコンタクト層の表面に第2の上側クラ
ッド層の薄膜層の膜厚に相当する深さの溝を形成し、こ
の溝をモニター用領域として、この領域で見える干渉光
を観察し、この干渉光が消えたときにリッジエッチング
を止め、モニター用領域以外の領域に第2の上側クラッ
ド層の薄膜層を残すようにしたので、リッジエッチング
の終点検出が容易となり、この薄膜層の膜厚をより正確
に得ることができるとともに、再現性良く薄くすること
ができ、素子特性の再現性,均一性に優れた信頼性の高
い半導体レーザの製造方法を得ることができる効果があ
る。
【図1】この発明の第1の実施例による半導体レーザの
断面図である。
断面図である。
【図2】従来の半導体レーザの断面図である。
【図3】従来の半導体レーザの製造方法を示す図であ
る。
る。
【図4】この発明の第1の実施例による半導体レーザの
製造方法を示す図である。
製造方法を示す図である。
【図5】この発明の第2の実施例による半導体レーザの
製造方法を示す図である。
製造方法を示す図である。
【図6】この発明の第3の実施例による半導体レーザの
製造方法を説明するための図である。
製造方法を説明するための図である。
1 n型AlGaAs基板 2 n型クラッド層 3 活性層 4 p型第1クラッド層 5 光反射層 6 リッジ領域部(p型第2クラッド層) 7 p型第1コンタクト層 8 リッジ 9 電流ブロック層 10 Zn拡散層 11 絶縁膜 12 p型第2コンタクト層 13 p型第2クラッド層の薄膜層 14 モニター用領域 15 n側電極 16 p側電極 17 p型第2クラッド層
【手続補正書】
【提出日】平成6年7月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】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、電流ブロック層をp型第2クラ
ッド層の薄膜層上に成長することにより表面欠陥密度を
小さくし、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体
レーザを得ることを目的としており、さらにp型第2ク
ラッド層の薄膜層を再現性良く形成することにより、素
子特性の再現性,均一性に優れた半導体レーザを製造す
る方法を得ることを目的とするものである。
ためになされたもので、電流ブロック層をp型第2クラ
ッド層の薄膜層上に成長することにより表面欠陥密度を
小さくし、良好な素子特性を有する信頼性の高い半導体
レーザを得ることを目的としており、さらにp型第2ク
ラッド層の薄膜層を再現性良く形成することにより、素
子特性の再現性,均一性に優れた半導体レーザを製造す
る方法を得ることを目的とするものである。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1導電型の半導体基板上に配置された
第1導電型の下側クラッド層と、 該下側クラッド層上に配置された活性層と、 該活性層上に配置された上記第1導電型と反対導電型で
ある第2導電型の第1の上側クラッド層と、 該第1の上側クラッド層上に配置されたAl組成比zが
0.6以上の第2導電型のAlzGa1-zAs光反射層
と、 該光反射層上に配置された、ストライプ形状のリッジ領
域部と、該リッジ領域の両側部の薄膜層とを有する、A
l組成比y(y<z)のAly Ga1-y Asからなる第
2導電型の第2の上側クラッド層と、 該第2の上側クラッド層の上記薄膜層上に上記リッジ領
域部を埋め込むように配置された第1導電型の電流ブロ
ック層とを備えた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、 上記第1の上側クラッド層と、上記光反射層と、上記第
2の上側クラッド層の上記薄膜層との合計層厚が0.3
μm以下であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体レーザ
において、 上記第1導電型はn型であり、上記第2導電型はp型で
あることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項4】 第1導電型の半導体基板上に、第1導電
型の下側クラッド層と、活性層と、第2導電型の第1の
上側クラッド層と、Al組成比zが0.6以上の第2導
電型のAlzGa1-zAs光反射層と、Al組成比y
(y<z)のAly Ga1-y Asからなる第2導電型の
第2の上側クラッド層と、第2導電型の第1のコンタク
ト層とを順次エピタキシャル成長する工程と、 上記第1のコンタクト層と上記第2の上側クラッド層と
をエッチングしてストライプ形状のリッジ領域部を形成
するとともに、リッジ領域の両側部に上記第2の上側ク
ラッド層の薄膜層を残す工程と、 該第2の上側クラッド層の薄膜層上に第1導電型の電流
ブロック層を、上記リッジ領域部を埋め込むように結晶
成長する工程と、 上記リッジ領域部上、及び上記電流ブロック層上の全面
に渡って第2導電型のコンタクト層を形成する工程とを
含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の半導体レーザの製造方法
において、 上記薄膜層を残す工程は、リッジエッチングにより次第
に薄くなる上記第2の上側クラッド層を通過して上記光
反射層によって反射される干渉光を観察し、該光反射層
上のリッジ領域の両側部に第2の上側クラッド層の薄膜
層を残すよう、該干渉光が見え出してから、予め定めた
時間を経過したときにエッチングを止めるものであるこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項6】 請求項4記載の半導体レーザの製造方法
において、 上記薄膜層を残す工程は、リッジエッチングにより次第
に薄くなる上記第2の上側クラッド層を通過して上記光
反射層によって反射される光の内、特定の波長の干渉光
を観察し、該光反射層上のリッジ領域の両側部に第2の
上側クラッド層の薄膜層を残すよう、予め定めた回数の
上記所定波長の干渉光の観察を経過したときにエッチン
グを止めるものであることを特徴とする半導体レーザの
製造方法。 - 【請求項7】 請求項4記載の半導体レーザの製造方法
において、 上記薄膜層を残す工程は、上記コンタクト層まで形成し
た後、上記薄膜層の層厚に相当する深さを有する溝をリ
ッジエッチングされるコンタクト層面に形成し、上記光
反射層によって反射される干渉光を、該溝を通して観察
し、該干渉光が消えたときにエッチングを止め、光反射
層上のリッジ領域の両側部に第2の上側クラッド層の薄
膜層を残すものであることを特徴とする半導体レーザの
製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5102345A JPH06314841A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
DE69400459T DE69400459T2 (de) | 1993-04-28 | 1994-02-16 | Halbleiterlaser und Herstellungsverfahren |
EP94102336A EP0622879B1 (en) | 1993-04-28 | 1994-02-16 | Semiconductor laser and production method thereof |
US08/205,377 US5436923A (en) | 1993-04-28 | 1994-03-04 | Semiconductor laser including light reflecting layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5102345A JPH06314841A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06314841A true JPH06314841A (ja) | 1994-11-08 |
Family
ID=14324910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5102345A Pending JPH06314841A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5436923A (ja) |
EP (1) | EP0622879B1 (ja) |
JP (1) | JPH06314841A (ja) |
DE (1) | DE69400459T2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JP2008047663A (ja) * | 2006-08-14 | 2008-02-28 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザ素子、および光ディスク装置 |
JP2008226875A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザ素子、光ディスク装置 |
JP2009004602A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザ素子、および光ディスク装置 |
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---|---|---|---|---|
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JPH09116222A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法,及び半導体レーザ |
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JP2008251562A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびその形成方法 |
CN102037575B (zh) * | 2008-03-27 | 2013-04-10 | 宋俊午 | 发光元件及其制造方法 |
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US4615032A (en) * | 1984-07-13 | 1986-09-30 | At&T Bell Laboratories | Self-aligned rib-waveguide high power laser |
JPS62147792A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-01 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザの作製方法 |
JPH0231487A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
JPH02228089A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Omron Tateisi Electron Co | リッジ導波路型半導体レーザ |
JPH036877A (ja) * | 1989-06-02 | 1991-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
JPH03194989A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
JP2547464B2 (ja) * | 1990-04-13 | 1996-10-23 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
US5210767A (en) * | 1990-09-20 | 1993-05-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
-
1993
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