JPH06314845A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JPH06314845A
JPH06314845A JP10417493A JP10417493A JPH06314845A JP H06314845 A JPH06314845 A JP H06314845A JP 10417493 A JP10417493 A JP 10417493A JP 10417493 A JP10417493 A JP 10417493A JP H06314845 A JPH06314845 A JP H06314845A
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JP
Japan
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layer
etching stopper
active layer
stopper layer
laser device
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Application number
JP10417493A
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English (en)
Inventor
Koji Otsuka
康二 大塚
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチングストッパ層による光吸収作用を抑
制できる半導体レーザ装置を単純な選択エッチング工程
を通じて製造する。 【構成】 半導体レーザ装置(21)では、活性層(5)
と、活性層(5)とは異なる化合物半導体から成る第1
の導電型のクラッド層(6)と、活性層(5)と実質的に
同じ化合物半導体から成るエッチングストッパ層(22)
と、第2の導電型の電流ブロック層(8)とを順次積層
形成し、電流ブロック層(8)内に尾根状の導波層(1
0)を配する。厚い層で形成できるエッチングストッパ
層(22)に伸張歪を与え、活性層(5)から放出された
光に対するエッチングストッパ層(22)の光吸収作用を
抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ装置、特に均一な
レーザ特性が得られる半導体レーザ装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】例えば特開昭63−314883号公報
に開示されるように、GaInP(ガリウム-インジウム-
リン)から成る活性層と、活性層の上部及び下部に形成
されたAlGaInPから成るクラッド層とを備えた半導
体レーザ素子は公知である。図4に示す従来の半導体レ
ーザ素子(1)は、n形のGaAs(ガリウム-砒素)基板
(2)と、GaAs基板(2)の上に形成されたn形のGa
Asから成るバッファ層(3)と、n形のAlGaInPか
ら成るクラッド層(4)と、GaInPから成る活性層
(5)と、活性層(5)の上部に形成されたP形のAlGa
InP(アルミニウム-ガリウム-インジウム-リン)から
成るクラッド層(6)と、クラッド層(6)上に形成され
たGaInPから成るエッチングストッパ層(7)と、n
形のGaAsから成るブロック層(8)と、p形のGaAs
から成るコンタクト層(9)とを備えている。リッジ型
導波構造を構成する尾根状のクラッド層(導波層)(1
0)がブロック層(8)内に設けられ、ストッパ層(7)
と同一組成のGaInPから成るコンタクト層(11)がク
ラッド層(10)の上方に形成される。GaAs基板(2)
の下面及びコンタクト層(9)の上面には電極層(12)
(13)がそれぞれ形成される。
【0003】エッチングにより尾根状のクラッド層(1
0)を形成する場合、クラッド層(6)(10)に対する腐
食速度がエッチングストッパ層(7)に対する腐食速度
より十分に大きいエッチング液を使用して選択的にエッ
チングを行い、尾根状のクラッド層(10)を形成する。
エッチングストッパ層(7)は過剰なエッチングを抑制
する作用を生じ、レーザ特性に影響を与えるクラッド層
(6)の層厚がエッチング処理毎に又はウエハ内で不均
一にならない利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4の半導体レーザ装
置では、コンタクト層(9)に対するコンタクト抵抗を
低減するため、尾根状のクラッド層(10)の上方にエッ
チングストッパ層(7)と同一組成のGaInPから成る
コンタクト層(11)を形成する。コンタクト層(11)は
コンタクト抵抗低減化のためにあまり薄くできず、エッ
チングに対して比較的大きな腐食防止作用を有し、エッ
チングストッパ層(7)は、エッチング工程での不均一
な腐食速度を補償する層厚で形成される。
【0005】しかし、活性層(5)と同じ化合物半導体
材料から成るエッチングストッパ層(7)は100オン
グストローム程度に薄く形成しないと、活性層(5)から
放出された光がエッチングストッパ層(7)に吸収され
て減衰し、レーザのしきい値電流の上昇及び寿命低下等
の特性劣化を招来する。しかしながら、エッチング層
(7)の厚さはエッチング処理毎にバラツキ易いし、又
ウエハ内でも厚さ分布が生じ易すく、薄いエッチング層
(7)を歩留まり良く形成することは困難である。
【0006】そこで、本発明は、単純な選択エッチング
工程を通じて製造でき且つエッチングストッパ層による
光吸収作用を抑制できる半導体レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザ装置は、活性層と、活性層とは異なる化合物半導体か
ら成る第1の導電型のクラッド層と、活性層と同種の金
属系の化合物半導体から成るエッチングストッパ層と、
第2の導電型の電流ブロック層とを順次積層形成し、電
流ブロック層内に尾根状導波層を配する。エッチングス
トッパ層及び活性層の少なくとも一方に対して歪が付与
され、エッチングストッパ層のエネルギーギャップは活
性層のエネルギーギャップよりも大きい。本発明の実施
例では、歪としてエッチングストッパ層に伸張歪が付与
されるか又は活性層に圧縮歪が付与され、エッチングス
トッパ層のエネルギギャップは活性層のエネルギーギャ
ップよりも大きい。
【0008】
【作用】相対的に大きな伸張歪が付与されたエッチング
ストッパ層のエネルギーギャップは、相対的に小さな伸
張歪が付与されるか又は伸張歪が付与されない活性層の
エネルギーギャップより大きい。又、相対的に大きな圧
縮歪が付与された活性層のエネルギーギャップは、相対
的に小さな圧縮歪が付与されるか又は圧縮歪が付与され
ないエッチングストッパ層のエネルギーギャップより小
さい。エッチングストッパ層のエネルギーギャップを活
性層のエネルギーギャップよりも大きくすることによ
り、活性層から放出される光に対するエッチングストッ
パ層の光吸収作用が制御される。
【0009】
【実施例】以下、本発明による半導体レーザ装置の実施
例を図1〜図3について説明する。これらの図面では、
図4に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付す。
【0010】図1は、本実施例に係る半導体レーザ装置
(21)の断面図を示す。半導体レーザ装置(21)では、
活性層(5)と、活性層(5)とは異なる化合物半導体か
ら成り且つ活性層上に形成された第1の導電型のクラッ
ド層(6)と、活性層(5)と実質的に同じ化合物半導体
から成るエッチングストッパ層(22)と、第2の導電型
の電流ブロック層(8)とが順次積層形成され、電流ブ
ロック層(8)内に尾根状の導波層(10)が配されてい
る。本実施例の半導体レーザ装置(21)は、従来例に比
べてかなり厚い層で形成できるエッチングストッパ層
(22)に伸張歪を与えた点に特徴がある。
【0011】半導体レーザ装置(21)を形成するには、
図2に示す半導体基体を用意する。半導体基体は出発母
材であるn形のGaAs基板(2)上に、n形のGaAsか
ら成るバッファ層(3)、n形の(Al0.5Ga0.5)0.5In
0.5Pから成るクラッド層(4)、ノンドープのGa0.5
n0.5Pから成る活性層(5)、P形の(Al0.5Ga0.5)0.5
In0.5Pから成るクラッド層(6)、GaXIn1-XPから
成るエッチングストッパ層(22)、P形の(Al0.5Ga
0.5)0.5In0.5Pから成る導波層形成層(23)、P形の
GaInPから成る第1のコンタクト層(24)及びP形の
GaAsから成る第2のコンタクト層(25)とが有機金属
気相成長法(MOVPE法)によって順次積層形成され
る。Ga及びInの固相組成比をそれぞれ表わすX、1−
Xについては後述する。
【0012】次に、第2のコンタクト層(25)の上面に
選択的にSiO2膜等から成るエッチングマスク(図示せ
ず)を形成し、硫酸、過酸化水素、水を1:1:50の
割合で含有するエッチング液によって第2のコンタクト
層(25)を選択的に腐食除去する。続いて、60℃の濃
硫酸を含むエッチング液で第1のコンタクト層(24)及
び導波層形成層(23)を選択的に腐食除去して、図3に
示す尾根状の導波層(26)を形成する。濃硫酸を含むエ
ッチング液により第1のコンタクト層(24)及び導波層
形成層(23)を選択的に腐食除去する場合に、エッチン
グ液の腐食速度は導波層形成層(23)を構成するAlGa
InPに対し1分間に約0.4マイクロメータであるが、
エッチングストッパ層(22)を構成するGaInPに対す
る腐食速度は1分間に約0.04マイクロメータであ
る。したがって、導波層形成層(23)はエッチングスト
ッパ層(22)に比べて10倍程度の速さでエッチングさ
れるから、エッチングストッパ層(22)は下層のクラッ
ド層(6)へのエッチングの進行を確実に抑制する。
【0013】次に、尾根状の導波層(26)の上面に形成
した選択エッチングマスク(図示せず)を使用して、導
波層(26)の両側にn形のGaAsから成る電流ブロック
層(8)をMOVPE法によって選択的に形成し、更に
選択エッチングマスクを除去した後にP形のGaAsから
成るキャップ層(第3のコンタクト層)(9)を形成す
る。得られた半導体レーザチップの上面と下面にそれぞ
れ金属電極層(12)(13)を形成して図1に示すレーザ
装置を完成する。
【0014】従来では、厚いエッチングストッパ層
(7)を形成してエッチングの進行を抑制していたが、
背反的に厚いエッチングストッパ層(7)による光吸収
を回避するため、エッチングストッパ層(7)を所定の
薄さまでエッチングしていた。この方法では、腐食され
るエッチングストッパ層(7)の厚さを常時監視しなけ
ればならず、エッチング工程が煩雑化し、歩留りも高く
なかった。しかしながら、本実施例では、エッチング終
了時に厚く形成した図3に示すエッチングストッパ層
(22)でも光の吸収量が小さいことが判明した。
【0015】エッチングストッパ層(22)による光吸収
作用を抑制できる理由は以下の通りである。
【0016】即ち、本実施例による半導体レーザ装置の
エッチングストッパ層(22)を構成するGaXIn1-XP中
のGaの固相組成比X及びInの固相組成比1−Xはそれ
ぞれ0.63及び0.37に設定され、エッチングストッ
パ層(22)に伸張歪が与えられる。一方、活性層(5)
には実質的に歪が与えられない。本明細書において、
「伸張歪」とは、層本来の格子定数がその層が形成され
る基板の格子定数よりも小さいため、基板上に層を成長
させて積層した後に層が平面方向(基板表面の延在する
方向)に引張られて発生する歪をいう。即ち、Ga0.63
In0.37Pの本来の格子定数は(Al0.5Ga0.50. 5In
0.5Pの格子定数よりも小さく、エッチングストッパ層
(22)をこれよりも十分に肉厚の基板上に成長させる
と、エッチングストッパ層(22)の平面方向に引張力が
加えられて伸張歪が付与される。伸張歪を付与すること
によって増大するエッチングストッパ層(22)のエネル
ギーギャップEg1は、伸張歪が付与されない活性層
(5)のエネルギーギャップEg2よりも大きい。本実施
例では、エッチングストッパ層(22)のGaとInの固相
組成化を上述のように特定して、エッチングストッパ層
(22)の伸張歪の歪率を約1%に設定した。エッチング
ストッパ層(22)の積層後のクラッド層(6)とエッチ
ングストッパ層(22)の厚み方向での格子定数をそれぞ
れX、Yとすると、歪率は下式で算出される。
【0017】{(X−Y)/X}×100% 本実施例では、活性層(5)には実質的に歪が付与され
ず、エッチングストッパ層(22)と活性層(5)の歪差
は約1%である。エッチングストッパ層(22)のエネル
ギーギャップEg1は、エッチングストッパ層(22)によ
る光吸収が実質的に問題にならないレベルまで活性層
(5)のエネルギーギャップEg2よりも大きい。
【0018】この結果、従来例よりもエッチングストッ
パ層(22)は肉厚に形成されたが、エッチングストッパ
層(22)による光吸収は実質的に無視できるレベルまで
低下できる。このため、レーザのしきい値電流上昇及び
寿命特性低下等の問題が生じない。換言すれば、本実施
例の半導体レーザ装置の構造では従来のようにエッチン
グ工程に厳格さが要求されずに、単純なエッチング工程
を通じて特性の良好な半導体レーザ装置を歩留り良く生
産することが可能となる。
【0019】本発明は種々の変更が可能である。エッチ
ングストッパ層(22)での光吸収を十分に制限するため
には、前記歪差は0.3%以上、望ましくは0.5%以上
にするとよい。また、エッチングストッパ層(22)のエ
ネルギーギャップEg1を増大するには、大きな伸張歪を
付与することが望ましいが、歪率を過度に大きくすると
エッチングストッパ層(22)内に有害な結晶欠陥が発生
する。したがって、エッチングストッパ層(22)を20
0オングストローム程度の厚さで形成するとき、付与す
る伸張歪の歪率は3%以下がよい。エッチングストッパ
層(22)を200オングストロームより薄く形成する
と、歪率を一層大きくできるが、本発明の効果が損なわ
れる。
【0020】また、前記実施例ではエッチングストッパ
層(22)に伸張歪を付与してエッチングストッパ層(2
2)のエネルギーギャップEg1を活性層(5)のネルギー
ギャップEg2よりも相対的に増大する例を示した。別法
として、エッチングストッパ層(22)に歪を付与せずに
活性層(5)に圧縮歪を付与して、エッチングストッパ
層(22)のエネルギーギャップEg1を活性層(5)のネ
ルギーギャップEg2よりも相対的に増大して、本発明の
目的を達成することも可能である。この他、エッチング
ストッパ層(22)に伸張歪を付与すると共に活性層
(5)にもこれよりも小さな伸張歪を付与する方法、活
性層(5)に圧縮歪を付与すると共にエッチングストッ
パ層(22)にもこれより小さな圧縮歪を付与する方法、
さらにエッチングストッパ層(22)には伸張歪を付与
し、活性層(5)には圧縮歪を付与する方法でも同様の
作用・効果を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ装置によれば、エ
ッチングストッパ層による光吸収作用を抑制でき、レー
ザのしきい値電流の上昇及び寿命特性の低下等の欠点が
生じない。また、製造の際のエッチング工程が容易であ
り、歩留まりも向上する優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体レーザ装置の実施例を示
す断面図
【図2】 半導体レーザ装置の製造に使用する半導体基
体の断面図
【図3】 メサエッチングした半導体基体を示す断面図
【図4】 従来の半導体レーザ装置の断面図
【符号の説明】
(2)・・・GaAs基板、(5)・・・活性層、(6)・
・・クラッド層、(8)・・・ブロック層、(21)・・・
半導体基体、(22)・・・エッチングストッパ層、(2
4)(25)・・・コンタクト層、(26)・・・導波層、

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性層と、該活性層とは異なる化合物半
    導体から成る第1の導電型のクラッド層と、前記活性層
    と同種の金属系の化合物半導体から成るエッチングスト
    ッパ層と、第2の導電型の電流ブロック層とを順次積層
    形成し、前記電流ブロック層内に尾根状導波層を配した
    半導体レーザ装置において、 前記エッチングストッパ層及び前記活性層の少なくとも
    一方に対して歪が付与され、前記エッチングストッパ層
    のエネルギーギャップは前記活性層のエネルギーギャッ
    プよりも大きいことを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記歪として前記エッチングストッパ層
    に伸張歪が付与され、前記エッチングストッパ層のエネ
    ルギギャップは前記活性層のエネルギーギャップよりも
    大きい「請求項1」に記載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 前記歪として前記活性層に圧縮歪が付与
    され、前記エッチングストッパ層のエネルギーギャップ
    が前記活性層のエネルギーギャップよりも大きい「請求
    項1」に記載の半導体レーザ装置。
JP10417493A 1993-04-30 1993-04-30 半導体レーザ装置 Pending JPH06314845A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2833757A1 (fr) * 2001-12-13 2003-06-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'emission de lumiere et procede de fabrication d'un tel dispositif
KR100883717B1 (ko) * 2002-03-06 2009-02-12 주식회사 엘지이아이 리지 웨이브 가이드 구조의 반도체 레이저 다이오드 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2833757A1 (fr) * 2001-12-13 2003-06-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'emission de lumiere et procede de fabrication d'un tel dispositif
WO2003050887A3 (fr) * 2001-12-13 2003-12-04 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'emission de lumiere et procede de fabrication d'un tel dispositif
US7112829B2 (en) 2001-12-13 2006-09-26 Commissariat A L'energie Atomique Light emitting device and method for making same
KR100883717B1 (ko) * 2002-03-06 2009-02-12 주식회사 엘지이아이 리지 웨이브 가이드 구조의 반도체 레이저 다이오드 제조방법

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