JPH06334255A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＳＤＨ型構成の半導体レーザにおいてそのＦ
ＦＰの広がりを抑えて光学系への組み込みを容易とする
と共に、特にその製造にあたって制御性が良く、歩留り
及び生産性の良好な半導体レーザを提供する。 【構成】 ｛１００｝結晶面を主面１Ｓとする化合物半
導体基体１に、〈０１１〉結晶軸方向に延長するストラ
イプ状の段差部２（リッジ２ｒ又は溝）を形成して、少
なくともこの段差部の上にレーザ共振器２０を構成し、
ストライプ状の段差部の幅を、レーザ共振器２０を構成
する端面部２０Ａ、２０Ｂにおいて共振器中央部に比し
大として、段差部の形状に従ってレーザ共振器２０の活
性層４を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低消費電力及び高出力
で且つ高信頼性の半導体レーザ、特に例えばコンパクト
・ディスク・プレーヤーにおける再生光源に適用して好
適な半導体レーザに係わる。

【０００２】

【従来の技術】低閾値電流で高出力化がはかられた半導
体レーザとして、本出願人の出願に係る特開平２−１７
４２８７号、特開平３−２２５８８１号公開公報におい
てＳＤＨ（Separated Double Hetero Junction）型の半
導体レーザが提案されている。

【０００３】このＳＤＨ型半導体レーザは、図７にその
一例の略線的拡大断面図を示すように、先ず第１導電型
例えばｎ型で一主面が｛１００｝結晶面を有する例えば
ＧａＡｓ化合物半導体基体１のその一主面に図７の紙面
と直交する〈０１１〉結晶軸方向に延びるストライプ状
の段差部例えばリッジ２ｒが形成され、このリッジ２ｒ
を有する基体１の一主面上に順次通常のＭＯＣＶＤ（有
機金属による化学的気相成長）法すなわちメチル系ＭＯ
ＣＶＤ法によって連続的に第１導電型例えばｎ型のクラ
ッド層３と低不純物濃度ないしはアンドープの活性層４
と第２導電型例えばｐ型の第１のクラッド層５と、第１
導電型例えばｎ型の電流ブロック層６と、第２導電型例
えばｐ型の第２のクラッド層７と、第２導電型のキャッ
プ層８との各半導体層が１回のエピタキシャル成長によ
って形成される。

【０００４】ここに第１導電型のクラッド層３と第２導
電型の第１及び第２のクラッド層５及び７と、第１導電
型の電流ブロック層６とは、活性層４に比しバンドギャ
ップが大すなわち屈折率が小なる材料より成る。

【０００５】そして、この場合基体１及びリッジ２ｒと
の結晶方位、リッジ２ｒの幅及び高さ、即ちその両側の
溝の深さ、さらに第１導電型のクラッド層３、活性層
４、第２導電型の第１のクラッド層５等の厚さを選定す
ることによってリッジ２ｒ上に第１導電型のクラッド層
３、活性層４、第２導電型の第１のクラッド層５を、メ
サ溝上におけるそれらと分断するように斜面９Ａ及び９
Ｂによる断層を形成し、これら斜面９Ａ及び９Ｂによっ
て分断されたストライプ状の断面三角形領域１０がリッ
ジ２ｒの上に形成されるようにする。

【０００６】これは、メチル系の有機金属を原料ガスと
して行ったＭＯＣＶＤ法による場合、｛１１１｝Ｂ結晶
面が一旦生じてくると、この面に関してはエピタキシャ
ル成長が生じにくいことを利用したものである。そして
この場合電流ブロック層６はストライプ状の断面三角形
領域１０によってこれを挟んでその両側に分断され、こ
の分断によって生じた両端面が丁度ストライプ状の断面
三角形領域１０における他と分断されたストライプ状の
活性層４の両側端面即ち斜面９Ａ及び９Ｂに臨む端面に
衝合するようになされる。

【０００７】このようにしてリッジ２ｒ上のストライプ
状断面三角形領域１０における活性層４が、これより屈
折率の小さい電流ブロック層６によって挟みこまれるよ
うに形成されて横方向の閉じ込めがなされて発光動作領
域とされ、しかもこの電流ブロック層６の存在によって
ストライプ状の断面三角形領域１０の両外側において
は、第２導電型の第２のクラッド層７と、ブロック層６
と、第２導電型の第１のクラッド層５と、第１導電型の
クラッド層３とによってｐ−ｎ−ｐ−ｎのサイリスタが
形成されてここにおける電流が阻止され、これによって
このリッジ２ｒ上の活性層４に電流が集中するようにな
されて低閾値電流化をはかるようになされている。

【０００８】また前述の特開平３−２２５８８１号公開
公報においては、｛１１０｝結晶面を主面とする基体の
上に、電流ブロック層を全面的にエピタキシャル成長し
た後、〈００１〉結晶軸方向に延長する逆メサ状の凹部
を形成し、この凹部内に、主面と直交する｛１１０｝結
晶面により他部と分断された活性層を自然発生的にエピ
タキシャル成長し、上述のリッジ型構成のＳＤＨ型半導
体レーザと同様に、低閾値電流化をはかるＳＤＨ型半導
体レーザが提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＳ
ＤＨ型レーザ等のようにストレートストライプ状の活性
層を有し、特にその活性層幅が小とされて低閾値化が実
現された半導体レーザにおいては、レーザ光のファー・
フィールド・パターン（Far-Field Pattern ：ＦＦＰ；
遠視野像）が大となり、即ちレーザ光の広がり角が大き
くなる傾向がある。

【００１０】このためこのようなＳＤＨ型半導体レーザ
の出力光を例えばＣＤ（コンパクト・ディスク）プレー
ヤー等の光源として利用する場合、図８にその光学系の
一例の構成を示すように、レンズ等で光を絞り込む際
に、開口数ＮＡの大きなレンズが必要となってしまい、
カップリング効率が低下してしまうという問題が生じ
る。図７において３１はこのＳＤＨ型の半導体レーザ
で、ここからの出射光は、解説格子３２、ＰＢＳ（偏光
ビームスプリッタ）３３、コリメータレンズ３４、ＱＷ
Ｐ（λ／４板）３５、更に対物レンズ３６を介して被照
射体、この場合コンパクト・ディスク等の記録媒体３７
に照射される。そしてここからの反射光が、対物レンズ
３６、ＱＷＰ３５、コリメータレンズ３４を介して、偏
光ビームスプリッタ３３によって反射されてディテクタ
３８により検出され、記録信号等の読出が行われる。

【００１１】上述したように半導体レーザ３１のＦＦＰ
の広がりが大きく集光効率が低下すると、ＣＤプレーヤ
ー等において通常のＬＤ（レーザダイオード）で３ｍＷ
程度の出力としていたものが、ＳＤＨ型半導体レーザを
用いたときは４ｍＷの出力が必要となってしまう。ま
た、レンズの近傍にＳＤＨ型半導体レーザを配置する
と、曲率の大きいレンズが必要となって光学系が高価と
なってしまうという不都合を生じる。

【００１２】本発明は、上述した問題に鑑みて、特にＳ
ＤＨ型構成の半導体レーザにおいてそのＦＦＰの広がり
を抑えて光学系への組み込みを容易とすると共に、特に
その製造にあたって制御性が良く、歩留り及び生産性の
良好な半導体レーザを提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、その一例の略
線的拡大斜視図を図１に示すように、｛１００｝結晶面
を主面１Ｓとする化合物半導体基体１に、〈０１１〉結
晶軸方向に延長するストライプ状の段差部２を形成し
て、少なくともこの段差部２の上にレーザ共振器２０を
構成し、ストライプ状の段差部２の幅を、レーザ共振器
２０を構成する端面部２０Ａ、２０Ｂにおいて共振器中
央部に比し大として、段差部２の形状に従ってレーザ共
振器２０の活性層４を構成する。

【００１４】また本発明は、上述の構成において段差部
を凸状としていわゆるリッジ２ｒを設け、このリッジ２
ｒの上を覆って全面的に少なくとも第１のクラッド層３
と活性層４と第２のクラッド層５と電流ブロック層６と
をエピタキシャル成長してレーザ共振器２０を構成し、
少なくともリッジ２ｒの上の活性層４が他部と分断され
る構成とする。

【００１５】また更に本発明は、その一例の略線的拡大
斜視図を図２に示すように、上述の構成において段差部
を溝２ｄとし、この溝２ｄ内を含んで全面的に少なくと
も第１のクラッド層３と活性層４と第２のクラッド層５
と電流ブロック層６とがエピタキシャル成長されてレー
ザ共振器２０を構成し、少なくとも溝２ｄ内の活性層４
が他部と分断される構成とする。

【００１６】更に本発明は、上述の構成において段差部
２の上に形成される活性層４を、段差部２の幅を変化さ
せることによってその厚さを変化させる構成とする。

【００１７】また本発明は、｛１００｝結晶面を主面と
する化合物半導体基体１に、〈０１１〉結晶軸方向に延
長するストライプ状の段差部２を形成して、少なくとも
この段差部２の上にレーザ共振器２０を構成し、レーザ
共振器２０を構成する端面部２０Ａ、２０Ｂにおいてス
トライプ状の段差部２の幅を共振器方向に関して変化さ
せることにより、このレーザ共振器の活性層４の厚さを
共振器方向に変化させて構成する。

【００１８】

【作用】上述したように本発明においては、化合物半導
体基体１の｛１００｝結晶面より成る主面１Ｓ上に、
〈０１１〉結晶軸方向に延長するストライプ状の段差部
２即ち凸状段差部のいわゆるリッジか、又は凹状の段差
部即ち溝を設けてこの上にレーザ共振器２０を形成し、
その段差部２の幅を共振器方向に関して変化させるもの
であるが、このような構造の幅及び深さ等の制御は、フ
ォトリソグラフィ等の適用によって容易に行うことがで
きる。

【００１９】そして共振器方向に段差部２の幅を変化さ
せることによってこの上の活性層４の形状を段差部の形
状に従って変調させることができ、活性層４を幅狭とし
たままで即ち低閾値電流を保持したままでビーム形状の
制御を行うことができ、これをＣＤプレーヤー等の光学
系に組み込んだ場合においてもファー・フィールド・パ
ターンを比較的小さくすることができて、カップリング
効率の低下を抑制することができる。

【００２０】またリッジ２ｒ上又は溝２ｄ内にＳＤＨ型
半導体レーザを構成することにより、低閾値電流化及び
高出力化をはかることができる。

【００２１】更にまた、活性層４の幅を変調させて共振
器中央部で幅狭とし、端面部で幅広とすることにより、
共振器中央部で比較的厚く、端面部で比較的薄く成長さ
せることができる。従って共振器端面部で窓効果を得る
ことができて、この部分における発熱等による端面劣化
を抑制することができて、レーザの高出力化及び信頼性
の向上をはかることができる。

【００２２】

【実施例】以下本発明による各例を図面を参照しながら
詳細に説明する。各例共にＡｌＧａＡｓ系の化合物半導
体レーザに本発明を適用した場合を示す。

【００２３】実施例１ この例においては、図１に示すように、第１導電型の例
えばｐ型ＧａＡｓ等より成る化合物半導体基体１を用意
し、その｛１００｝結晶面の例えば（１００）結晶面よ
り成る主面１Ｓ上に、〈００１〉結晶軸方向の例えば
〔００１〕結晶軸方向に延長するストライプ状の凸状段
差部、即ちリッジ２ｒを形成する場合を示す。

【００２４】このリッジ２ｒの形状は、上述したように
〔００１〕結晶軸方向に延長するもその幅が光出射端面
部において共振器中央部より広くなるように、いわばそ
の側縁部が湾曲するパターンとしてフォトリソグラフ
ィ、ウェットエッチング等の適用によって形成する。図
１において矢印ｘは〈０１１〉結晶軸方向を示し、矢印
ｚは主面１Ｓに垂直な〈１００〉結晶軸方向を示す。

【００２５】そしてこのリッジ２ｒ上を覆って全面的に
順次例えばｐ型ＡｌＧａＡｓ等より成る第１導電型のク
ラッド層３、アンドープのＧａＡｓ等より成る活性層
４、ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の第１の
クラッド層５をエピタキシャル成長する。

【００２６】このとき、ＭＯＣＶＤ法等によってメチル
系材料、即ち例えばトリメチルアルミニウム、トリメチ
ルガリウム等を用いてエピタキシャル成長を行う場合、
〔００１〕結晶軸方向に延長するリッジ２ｒの側縁部か
ら一旦｛１１１｝Ｂ結晶面が生じるとこの｛１１１｝Ｂ
結晶面上においてはエピタキシャル成長が生じにくいこ
とから、リッジ２ｒ上の各層３、４、５が基体１の主面
に対しほぼ５４．７°を成す｛１１１｝Ｂ結晶面より成
る斜面９Ａ及び９Ｂが成長する。

【００２７】またリッジ２ｒの側縁部が湾曲しているた
め、図３にその一製造工程における略線的拡大斜視図を
示すように、｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面９Ａ及び
９Ｂは湾曲縁部に沿って断続的に不連続面１３を構成し
ながら成長する。即ちリッジ２ｒ上の各層は、この不連
続面１３を構成する斜面９Ａ及び９Ｂにより挟まれて成
長し、ストライプ状の断面三角形領域１０が形成され、
リッジ２ｒ上の活性層４は他部と分断して、即ち両側溝
内に成長するエピタキシャル層とは互いに分断するよう
に形成されてレーザ共振器２０が構成される。図３にお
いて、図１に対応する部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。

【００２８】またこのとき、中央部と端部では断面三角
形領域１０の底辺の幅（長さ）が異なることからその斜
面９Ａ及び９Ｂの交叉する頂部の位置がリッジ２ｒの端
部と中央部で異なり、共振器２０の端面部２０Ａ、２０
Ｂで比較的断面が大きく、中央部では比較的断面が小さ
く形成されることとなる。

【００２９】また更にリッジ２ｒ上の活性層４の膜厚
は、その略線的拡大側面図を図４に示すように、リッジ
２ｒが幅狭に形成された中央部で比較的厚く、端面部２
０Ａ、２０Ｂにおいて比較的薄く形成される。これは、
ＭＯＣＶＤのマイグレーションによる横方向からの拡散
がリッジ２ｒの幅広の部分では比較的少なく、幅狭の部
分では比較的多く生じるためである。

【００３０】そして更に、第２導電型の第１のクラッド
層５の上面が、リッジ２ｒ上の活性層４の斜面９Ａ及び
９Ｂに臨む端面の直下まで成長したときに、材料を切り
換えて電流ブロック層６、即ちｐ型のＡｌＧａＡｓ等よ
り成る第１導電型半導体層６ａ、ｎ型のＡｌＧａＡｓ等
より成る第２導電型の半導体層６ｂ及びｐ型のＡｌＧａ
Ａｓ等より成る第１導電型の半導体層６ｃが積層された
３層構造の電流ブロック層６をエピタキシャル成長し、
続いてｎ型ＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の第２の
クラッド層７、ｎ型ＧａＡｓ等より成る第２導電型のキ
ャップ層８の各層を順次エピタキシャル成長する。そし
てこのキャップ層８の上面と基体１の裏面とに電極１
２、１３をそれぞれスパッタリング等によりオーミック
に被着形成して、リッジ２ｒの上に断面三角形状のレー
ザ共振器２０が構成された半導体レーザを得ることがで
きる。

【００３１】このとき電流ブロック層６（６ａ、６ｂ及
び６ｃ）はそれぞれリッジ２ｒ上の活性層４の両側に分
断されてエピタキシャル成長され、電流は断面三角形領
域１０の活性層４のみに有効に流れ、更に電流ブロック
層６のバンドギャップを活性層４に比し大と選定するこ
とによって、光は活性層４の横方向に対しても閉じ込め
られ、しかもこの電流ブロック層６の存在によってスト
ライプ状の断面三角形領域１０の両外側においては、第
２導電型の第２のクラッド層７と、ブロック層６と、第
２導電型の第１のクラッド層５と、第１導電型のクラッ
ド層３とによってｐ−ｎ−ｐ−ｎのサイリスタが形成さ
れてここにおける電流が阻止され、これによってこのリ
ッジ２ｒ上の活性層４に電流が集中するようになされ
て、低閾値電流化をはかることができる。

【００３２】上述の構成において、例えばリッジ２ｒの
長さを２００μｍとし、共振器２０の端面部２０Ａ、２
０Ｂにおける幅ｗ_r1を６μｍ、中央部の幅ｗ_r2を４μｍ
程度として成長を行ったところ、この上の断面三角形領
域１０の活性層４の形状はリッジ２ｒの形状に従って形
成され、端面部で幅３μｍ、中央部で幅１μｍ程度とな
った。そしてその出射光のファー・フィールド・パター
ンは、基体１の主面に沿ういわゆる横方向の角度広がり
θ_H が１５°程度、これと直交するいわゆる縦方向の角
度広がりθ_V は３０°程度と従前のＳＤＨ型半導体レー
ザにおける角度広がり（θ_H ≒３０°、θ_V ≒４０°）
に比し充分小とすることができた。

【００３３】従って発光部の活性層４を幅狭としたま
ま、即ち低閾値電流を保持したままでビーム形状の制御
を行うことができ、このレーザを前述の図８において説
明したように、ＣＤプレーヤー等の光学装置に組み込む
場合においても、カップリング効率の低下を抑制するこ
とができる。このため、従前のＳＤＨ型半導体レーザを
ＣＤプレーヤーの光源として用いる場合に４ｍＷ程度の
出力が必要とされていたが、本発明構成の半導体レーザ
を用いる場合は、通常の３ｍＷ程度の半導体レーザと同
程度の出力であればよく、またその光学系も従来と同様
のものを用いることができる。

【００３４】更にまた、上述したようにマイグレーショ
ンを利用して活性層４の幅を変調させてその膜厚を変化
させ、共振器端面部２０Ａ及び２０Ｂで比較的膜厚に活
性層４を構成することによりこの部分において窓効果を
得ることができ、発熱等による端面劣化を抑制してレー
ザの高出力化及び信頼性の向上をはかることができる。

【００３５】実施例２ 上述の実施例においては、基体１の上に凸状のリッジ２
ｒより成る段差部２を設けた場合であるが、以下の例に
おいては凹状の段差部、即ち溝を設ける場合を、その理
解を容易にするために図５Ａ〜Ｃの製造工程図を参照し
てその製造方法と共に詳細に説明する。

【００３６】この場合においても第１導電型の例えばｐ
型のＡｌＧａＡｓ等より成る化合物半導体基体１を用意
し、図５Ａに示すように、その｛１００｝結晶面の例え
ば（１００）結晶面より成る主面１Ｓの上に、先ず全面
的に第２導電型の例えばｎ型の電流ブロック層６を例え
ば通常のメチル系有機金属原料ガス、又はエチル系有機
金属原料ガスを用いたＭＯＣＶＤ法等によりエピタキシ
ャル成長し、この電流ブロック層６を厚さ方向に横切っ
て基体１に達する深さの〈０１１〉結晶軸方向の例えば
〈０１１〉結晶軸方向に延長するストライプ状の溝２ｄ
を形成する。

【００３７】この場合この溝２ｄの形状は、中央部で比
較的幅狭とされ、端部近傍で比較的幅広となるようにフ
ォトリソグラフィ等の適用により例えば硫酸系のエッチ
ング液を用いた結晶学的エッチングによって形成する。
このようにすると、底部に向かって幅広となるいわゆる
逆メサ状の溝２ｄが形成される。図５において矢印ｘは
〈００１〉結晶軸方向、矢印ｚは主面１Ｓに直交する
〈１００〉結晶軸方向を示す。

【００３８】そしてこの上に、溝２ｄ内を含んで全面的
にｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第１導電型のクラッド
層３をメチル系のＭＯＣＶＤ法等によりエピタキシャル
成長する。このとき、溝２ｄの内側面に沿って徐々にエ
ピタキシャル成長が進行して基体１の主面１Ｓと直交す
る｛１１０｝結晶面より成る垂直面１９Ａ及び１９Ｂが
一旦生じると、この垂直面１９Ａ及び１９Ｂに対する成
長速度は、主面１Ｓに沿う｛１００｝結晶面に対しての
成長速度に比し極めて遅いことから、溝２ｄ内において
は主として底面に沿う平坦部３ｈの成長が進行する。

【００３９】一方溝２ｄの両側の段差上面２ｕにおいて
は、その〈０１１〉結晶軸方向に延長する側縁部から
｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面９Ａ及び９Ｂが生成さ
れるとこの面においてはエピタキシャル成長速度が遅い
ことから、溝２ｄの内側の成長層とは分断されて順メサ
状の凹部を構成しながら成長する。

【００４０】またこのとき溝２ｄの垂直面１９Ａ及び１
９Ｂは、溝２ｄの側面が端部から中央部に向かって徐々
に幅狭となるようにいわば湾曲したパターンとされるた
め、その形状に沿って断続的に垂直面が形成され、不連
続面１３を構成しながら成長する。

【００４１】そしてこの上に更にアンドープのＧａＡｓ
等より成る活性層４、ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第
２導電型のクラッド層１５、続いてｎ型のＧａＡｓ等よ
り成る第２導電型のキャップ層８を同様にメチル系のＭ
ＯＣＶＤ法等によりエピタキシャル成長する。このと
き、活性層４、クラッド層１５、キャップ層８は垂直面
１９Ａ及び１９Ｂにおいて殆ど成長が進行しないことか
ら、溝２ｄ内の平坦部上と、段差上面２ｕの上とにおい
て互いに分断して形成され、溝２ｄ内において他部と活
性層４とが分断されて、端面部２０Ａ及び２０Ｂにおい
て比較的幅広とされ、中央部において幅狭とされたレー
ザ共振器２０が構成される。

【００４２】そして更に、凹部内のキャップ層８を覆う
ようにフォトレジスト等より成るマスク１７を塗布など
して充填し、図示しないがこのマスク１７に覆われてい
ない領域をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等の異方
性エッチングにより段差上面２ｕの上のキャップ層８、
第２導電型のクラッド層１５、活性層４をエッチング除
去して全体をほぼ平坦化する。

【００４３】続いて図２に示すように、例えばＺｎ等の
ｐ型の不純物を全面的に拡散して第２導電型の表面層１
６を形成する。このような構成とすることにより、溝２
ｄ内に活性層４が形成され、これがその上下及び横方向
に関して第１導電型のクラッド層３及び第２導電型のク
ラッド層１５により閉じ込められて埋め込まれたＢＨ
（Baried Hetero)型とされ、溝２ｄの外部においては第
２導電型の表面層１６、第１導電型のクラッド層３と電
流ブロック層６、化合物半導体基体１とによりｐ−ｎ−
ｐ−ｎサイリスタが構成されてこの部分において電流が
阻止されて、溝２ｄ内の活性層４に電流集中がなされた
低閾値電流の半導体レーザを得ることができる。

【００４４】またこの場合においても、例えば溝２ｄの
長さを２００μｍとし、共振器２０の端面部２０Ａ、２
０Ｂにおける幅ｗ_d1を６μｍ、中央部の幅ｗ_d2を４μｍ
程度としてその成長を行ったところ、溝２ｄ内の活性層
４の形状は溝２ｄの形状に従って形成され、端面部２０
Ａ及び２０Ｂで幅３μｍ、中央部で幅１μｍ程度となっ
た。更にこのときのその出射光のファー・フィールド・
パターンは、基体１の主面に沿う横方向の角度広がりが
θ_H が１５°程度、これと直交する縦方向の角度広がり
θ_V は３０°程度と比較的小さくすることができた。

【００４５】従ってこの溝２ｄ内にＳＤＨ型構成の半導
体レーザを形成する場合においても、発光部の活性層４
を幅狭としたまま、即ち低閾値電流を保持したままでビ
ーム形状の制御を行うことができ、このレーザを前述の
図８において説明したＣＤプレーヤー等の光学装置に組
み込む場合に、カップリング効率の低下を抑制すること
ができる。従ってこの場合においても例えばＣＤプレー
ヤーの光源として用いる場合に通常の半導体レーザと同
程度の３ｍＷの出力とすることができ、従来と同様の光
学系に組み込むことができる。

【００４６】また更にこの例においてもマイグレーショ
ンの効果によって端面部２０Ａ及び２０Ｂの近傍におい
て比較的活性層４の膜厚を薄く、中央部近傍において比
較的活性層４の膜厚を厚く形成することができて、共振
器端面部２０Ａ及び２０Ｂで比較的厚く活性層４を構成
することによりここにおける窓効果を得ることができ
て、発熱等による端面劣化を抑制し、レーザの高出力化
及び信頼性の向上をはかることができる。

【００４７】比較例 次に、通常の半導体レーザにおいて、その出射ビーム形
状を制御した場合を図６の略線的拡大斜視図を参照して
説明する。この場合、図６に示すようにｎ型のＧａＡｓ
等より成る基板２１の上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ等のクラ
ッド層２２、ＧａＡｓ等の活性層２３、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ等のクラッド層２４が順次全面的にエピタキシャル成
長されて成り、この上に、端面部で幅広とされて中央部
において幅狭とされたパターンのｎ型のＧａＡｓ等より
成る電流ブロック層２５が形成され、更にこの上を覆う
ようにｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２６、ｐ型ＧａＡｓ
等のキャップ層２７が全面的にエピタキシャル成長さ
れ、その上と基板２１の裏面とにそれぞれオーミックに
電極２８及び２９が被着されて構成される。

【００４８】このような構成では、電流ブロック層２５
の形状を制御することによって高出力化や、上述したよ
うなビーム形状の制御が可能となる。即ち中央部で幅狭
とすることによって低閾値従って高出力をはかり、且つ
端面部で幅広とすることによって例えばファー・フィー
ルド・パターンを小さくすることが可能となる。

【００４９】しかしながらこの場合、そのエッチング深
さを精度良く形成することが必要となるにもかかわら
ず、電流ブロック層２５とその下のクラッド層２４との
エッチング選択比を充分とりにくく、生産性の低下を招
く恐れがある。

【００５０】これに対し上述の本発明実施例２における
溝２ｄをエッチング形成する場合には、その深さは電流
ブロック層を横切って基体１に達する深さであれば良
く、またこの後１回の結晶成長でレーザ共振器を形成し
得ることから、生産性及び信頼性において極めて有利と
なる。

【００５１】尚、本発明は上述の各実施例に限定される
ことなく、例えば活性層を量子井戸構造を適用して構成
してもよく、この場合はその厚さが薄くなることから量
子準位が上がってバンドギャップが大きくなり、上述の
端面部における窓効果をより強く得ることができる。ま
た、この他各層の導電型を逆導電型とするなど、その材
料構成において種々の変形変更が可能であることはいう
までもない。

【００５２】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、活性層
４を幅狭としたままで即ち低閾値電流、高出力を保持し
たままで、ビーム形状の制御を行うことができ、これを
ＣＤプレーヤー等の光学系に組み込んだ場合において
も、ファー・フィールド・パターンを比較的小さくする
ことができて、カップリング効率の低下を抑制し、比較
的低い出力値で且つ従来と同様の光学系をもって構成す
ることができる。

【００５３】更にまた、活性層４の幅を変調させて共振
器中央部で幅狭とし、端面部で幅広とすることにより、
共振器中央部で比較的厚く、端面部で比較的薄く成長さ
せることができる。従って共振器端面部で窓効果を得る
ことができて、この部分における発熱等による端面劣化
を抑制することができて、レーザの高出力化及び信頼性
の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の略線的拡大斜視図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例の略線的拡大斜視図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例の一製造工程を示す略線
的拡大斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施例の一製造工程における略
線的拡大側面図である。

【図５】本発明の第２の実施例の製造工程図である。

【図６】比較例の略線的拡大斜視図である。

【図７】従来の半導体レーザの一例の略線的拡大断面図
である。

【図８】光学装置の一例の構成図である。

【符号の説明】

１ 化合物半導体基体 ２ 段差部 ２ｒ リッジ ２ｄ 溝 ２ｕ 段差上面 ３ 第１導電型のクラッド層 ４ 活性層 ５ 第２導電型の第１のクラッド層 ６ 電流ブロック層 ７ 第２導電型の第２のクラッド層 ８ 第２導電型のキャップ層 ９Ａ 斜面 ９Ｂ 斜面 １０ 断面三角形領域 １１ 電極 １２ 電極 １３ 不連続面 １５ 第２導電型のクラッド層 １６ 第２導電型の表面層 １９Ａ 垂直面 １９Ｂ 垂直面 ２０ 共振器 ２０Ａ 端面部 ２０Ｂ 端面部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｛１００｝結晶面を主面とする化合物半
   導体基体に、〈０１１〉結晶軸方向に延長するストライ
   プ状の段差部が形成され、少なくとも上記段差部上にレ
   ーザ共振器が構成され、 上記ストライプ状の段差部の幅が、上記レーザ共振器を
   構成する端面部において上記共振器の中央部に比し大と
   され、上記段差部の形状に従って上記レーザ共振器の活
   性層が構成されて成ることを特徴とする半導体レーザ。
2. 【請求項２】 上記段差部がリッジとされ、上記リッジ
   上を覆って全面的に少なくとも第１のクラッド層と活性
   層と第２のクラッド層と電流ブロック層とがエピタキシ
   ャル成長されて上記レーザ共振器が構成され、少なくと
   も上記リッジ上の上記活性層が他部と分断されて成るこ
   とを特徴とする上記請求項１に記載の半導体レーザ。
3. 【請求項３】 上記段差部が溝とされ、上記溝内を含ん
   で全面的に少なくとも第１のクラッド層と活性層と第２
   のクラッド層とがエピタキシャル成長されて上記レーザ
   共振器が構成され、少なくとも上記溝内の上記活性層が
   他部と分断されて成ることを特徴とする上記請求項１に
   記載の半導体レーザ。
4. 【請求項４】 上記段差部の上に形成される上記活性層
   が、上記段差部の幅が変化することによってその厚さが
   変化するようになされたことを特徴とする上記請求項２
   又は３に記載の半導体レーザ。
5. 【請求項５】 ｛１００｝結晶面を主面とする化合物半
   導体基体に、〈０１１〉結晶軸方向に延長するストライ
   プ状の段差部を形成して、少なくとも上記段差部上にレ
   ーザ共振器を構成し、 上記レーザ共振器を構成する端面部において上記ストラ
   イプ状の段差部の幅を共振器方向に関して変化させるこ
   とにより、上記レーザ共振器の活性層の厚さを共振器方
   向に変化させることを特徴とする半導体レーザの製造方
   法。