JPH0653604A - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPH0653604A JPH0653604A JP20646492A JP20646492A JPH0653604A JP H0653604 A JPH0653604 A JP H0653604A JP 20646492 A JP20646492 A JP 20646492A JP 20646492 A JP20646492 A JP 20646492A JP H0653604 A JPH0653604 A JP H0653604A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 AlGaInP系レーザの作製に不純物拡散
による無秩序化技術を用いる際に、無秩序化により発生
する転位を少なくすること。 【構成】 導電型半導体基板上に、AlGaInP系結
晶の第1導電型クラッド層と、第1導電型クラッド層上
に量子井戸構造を含む活性層と、活性層上にAlGaI
nP系結晶の第2導電型クラッド層を、さらにその上に
AlGaAs系結晶のストライプ状のコンタクト層を備
え、コンタクト層から距離を置いて、第2導電型クラッ
ド層上部から不純物(Si)拡散により拡散領域14を形
成する。このとき拡散領域14が第2導電型クラッド層と
コンタクト層10との接合面15には到達しないようにす
る。拡散領域14にAlGaAs系結晶層10とAlGaI
nP系結晶層9の接合がなければ、不純物拡散による無
秩序化技術を行っても、格子不整合面が発生することは
なく、転位の発生を抑制できる。
による無秩序化技術を用いる際に、無秩序化により発生
する転位を少なくすること。 【構成】 導電型半導体基板上に、AlGaInP系結
晶の第1導電型クラッド層と、第1導電型クラッド層上
に量子井戸構造を含む活性層と、活性層上にAlGaI
nP系結晶の第2導電型クラッド層を、さらにその上に
AlGaAs系結晶のストライプ状のコンタクト層を備
え、コンタクト層から距離を置いて、第2導電型クラッ
ド層上部から不純物(Si)拡散により拡散領域14を形
成する。このとき拡散領域14が第2導電型クラッド層と
コンタクト層10との接合面15には到達しないようにす
る。拡散領域14にAlGaAs系結晶層10とAlGaI
nP系結晶層9の接合がなければ、不純物拡散による無
秩序化技術を行っても、格子不整合面が発生することは
なく、転位の発生を抑制できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光情報処理などに利用さ
れる半導体レーザに関し、特にAlGaInP系レーザ
に関するものである。
れる半導体レーザに関し、特にAlGaInP系レーザ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】不純物拡散による無秩序化技術(IIL
D:Impurity Induced LayerDisordering)を利用した
半導体レーザとしては、ジャーナル・オブ・アプライド
・フィジックス,Vol.57,5345頁(198
5)などに報告されている。この技術は、再成長を必要
としないプレーナ構造の屈折率導波型レーザであり、低
しきい値、高効率を達成している。また、用いられてい
る結晶層はAlGaAs系結晶だけで構成されており、
上記IILDにより原子の移動が発生しても、格子不整
合による転位は発生しない。
D:Impurity Induced LayerDisordering)を利用した
半導体レーザとしては、ジャーナル・オブ・アプライド
・フィジックス,Vol.57,5345頁(198
5)などに報告されている。この技術は、再成長を必要
としないプレーナ構造の屈折率導波型レーザであり、低
しきい値、高効率を達成している。また、用いられてい
る結晶層はAlGaAs系結晶だけで構成されており、
上記IILDにより原子の移動が発生しても、格子不整
合による転位は発生しない。
【0003】一方、赤色半導体レーザにはAlGaIn
P系結晶が用いられる。AlGaInP系半導体レーザ
に、IILD技術を利用した報告としては、ジャーナル
・オブ・アプライド・フィジックス,Vol.66,4
82頁(1989)がある。しかし、この報告にあるレ
ーザは、その作製中、特にSi拡散中に発生した転位が
多くレーザ特性は悪い。
P系結晶が用いられる。AlGaInP系半導体レーザ
に、IILD技術を利用した報告としては、ジャーナル
・オブ・アプライド・フィジックス,Vol.66,4
82頁(1989)がある。しかし、この報告にあるレ
ーザは、その作製中、特にSi拡散中に発生した転位が
多くレーザ特性は悪い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】AlGaInP系レー
ザにおいても、電極と接触するコンタクト層には低抵抗
化を図るために、AlGaAs系結晶を用いる。このA
lGaAs系結晶層とAlGaInP系結晶層との界面
では、不純物の拡散後に容易に転位が発生する。なぜな
らば、AlGaInP系結晶の場合、GaAs結晶と格
子整合するためには、AlGaPの混晶比をInPに対
して(AlGa)/In≒1/1にしておく必要があ
る。ところが、不純物拡散による無秩序化技術が施され
ると、拡散領域にある各原子が移動し両層(AlGaA
s系結晶層とAlGaInP系結晶層)の材料組成が変
化する。したがって、材料組成の変化した領域には、格
子不整合面が発生し、これが転位の原因となるのであ
る。すなわち、結晶成長の段階では、格子整合していた
AlGaAs系結晶層とAlGaInP系結晶層間で原
子の往来があると、その結果格子不整合面ができ、転位
が発生する。この結晶中の転位は半導体レーザの特性の
劣化に繋がる。そこで、本発明の目的は、AlGaIn
P系レーザの作製に不純物拡散による無秩序化技術を用
いる際に、無秩序化により発生する転位を少なくするこ
とである。
ザにおいても、電極と接触するコンタクト層には低抵抗
化を図るために、AlGaAs系結晶を用いる。このA
lGaAs系結晶層とAlGaInP系結晶層との界面
では、不純物の拡散後に容易に転位が発生する。なぜな
らば、AlGaInP系結晶の場合、GaAs結晶と格
子整合するためには、AlGaPの混晶比をInPに対
して(AlGa)/In≒1/1にしておく必要があ
る。ところが、不純物拡散による無秩序化技術が施され
ると、拡散領域にある各原子が移動し両層(AlGaA
s系結晶層とAlGaInP系結晶層)の材料組成が変
化する。したがって、材料組成の変化した領域には、格
子不整合面が発生し、これが転位の原因となるのであ
る。すなわち、結晶成長の段階では、格子整合していた
AlGaAs系結晶層とAlGaInP系結晶層間で原
子の往来があると、その結果格子不整合面ができ、転位
が発生する。この結晶中の転位は半導体レーザの特性の
劣化に繋がる。そこで、本発明の目的は、AlGaIn
P系レーザの作製に不純物拡散による無秩序化技術を用
いる際に、無秩序化により発生する転位を少なくするこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。導電型半導体基板上に、Al
GaInP系結晶で構成された第1導電型クラッド層
と、その第1導電型クラッド層上に量子井戸構造を含む
活性層と、その活性層上にAlGaInP系結晶で構成
された第2導電型クラッド層を、さらにその上にAlG
aAs系結晶で構成されたストライプ状のコンタクト層
を備え、このストライプ状のAlGaAs系結晶コンタ
クト層から距離を置いて、AlGaInP系結晶で構成
された第2導電型クラッド層上部から、不純物拡散によ
る無秩序化技術を施し、導波路を形成する工程におい
て、その不純物が拡散した無秩序化領域が、AlGaI
nP系結晶で構成された第2導電型クラッド層とAlG
aAs系結晶で構成されたストライプ状のコンタクト層
との接合面には到達しないようにした半導体レーザ装置
の製造方法である。前記半導体レーザ装置における不純
物拡散による無秩序化工程として不純物を使わないで、
絶縁膜による超格子の無秩序化工程により置き換えるこ
ともできる。
構成によって達成される。導電型半導体基板上に、Al
GaInP系結晶で構成された第1導電型クラッド層
と、その第1導電型クラッド層上に量子井戸構造を含む
活性層と、その活性層上にAlGaInP系結晶で構成
された第2導電型クラッド層を、さらにその上にAlG
aAs系結晶で構成されたストライプ状のコンタクト層
を備え、このストライプ状のAlGaAs系結晶コンタ
クト層から距離を置いて、AlGaInP系結晶で構成
された第2導電型クラッド層上部から、不純物拡散によ
る無秩序化技術を施し、導波路を形成する工程におい
て、その不純物が拡散した無秩序化領域が、AlGaI
nP系結晶で構成された第2導電型クラッド層とAlG
aAs系結晶で構成されたストライプ状のコンタクト層
との接合面には到達しないようにした半導体レーザ装置
の製造方法である。前記半導体レーザ装置における不純
物拡散による無秩序化工程として不純物を使わないで、
絶縁膜による超格子の無秩序化工程により置き換えるこ
ともできる。
【0006】
【作用】不純物を拡散させる領域にAlGaAs系結晶
層とAlGaInP系結晶層の接合がないレーザ構造と
すること、つまりAlGaInP系結晶層にだけ不純物
拡散を行う構造とする。不純物を拡散させる領域にAl
GaAs系結晶層とAlGaInP系結晶層の接合がな
ければ、不純物拡散による無秩序化技術を行ってても、
格子不整合面が発生することはなく、転位の発生を抑制
できる。
層とAlGaInP系結晶層の接合がないレーザ構造と
すること、つまりAlGaInP系結晶層にだけ不純物
拡散を行う構造とする。不純物を拡散させる領域にAl
GaAs系結晶層とAlGaInP系結晶層の接合がな
ければ、不純物拡散による無秩序化技術を行ってても、
格子不整合面が発生することはなく、転位の発生を抑制
できる。
【0007】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面とともに説明す
る。図1は、本発明による半導体レーザの作製工程を示
す。まず、図1(a)に示すようにMOCVD法によ
り、下からn−GaAs基板1(Siドープ:n〜1×
1018/cm3)、n−GaAsバッファ層2(n〜1
×1018/cm3;厚さ〜0.2μm)、n−Ga0.5I
n0.5Pバッファ層3(n〜1×1018/cm3;厚さ〜
0.2μm)、n−Al0.5In0.5P下部クラッド層4
(n〜1×1018/cm3;厚さ〜0.9μm)、un
doped−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込
め層5(厚さ〜0.09μm)、undoped−Ga
0.5In0.5P活性層6(厚さ〜100Å)、undop
ed−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込め層7
(厚さ〜0.09μm)、p−Al0.5In0.5P上部ク
ラッド層8(p〜1×1018/cm3;厚さ〜0.8μ
m)、p−Ga0.5In0.5Pバッファ層9(p〜1×1
018/cm3;厚さ〜0.1μm)、p−GaAsコン
タクト層10(p〜1×1018/cm3;厚さ〜0.4
μm)を順次形成する。
る。図1は、本発明による半導体レーザの作製工程を示
す。まず、図1(a)に示すようにMOCVD法によ
り、下からn−GaAs基板1(Siドープ:n〜1×
1018/cm3)、n−GaAsバッファ層2(n〜1
×1018/cm3;厚さ〜0.2μm)、n−Ga0.5I
n0.5Pバッファ層3(n〜1×1018/cm3;厚さ〜
0.2μm)、n−Al0.5In0.5P下部クラッド層4
(n〜1×1018/cm3;厚さ〜0.9μm)、un
doped−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込
め層5(厚さ〜0.09μm)、undoped−Ga
0.5In0.5P活性層6(厚さ〜100Å)、undop
ed−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込め層7
(厚さ〜0.09μm)、p−Al0.5In0.5P上部ク
ラッド層8(p〜1×1018/cm3;厚さ〜0.8μ
m)、p−Ga0.5In0.5Pバッファ層9(p〜1×1
018/cm3;厚さ〜0.1μm)、p−GaAsコン
タクト層10(p〜1×1018/cm3;厚さ〜0.4
μm)を順次形成する。
【0008】その上にフォトリソ工程により、図1
(a)に示すようにストライプ状のレジスト11を形成
する。その後、このレジスト11をマスクとして、NH
4OH/H2O2/H2O=1:2:100により、p−G
aAsコンタクト層10を図1(b)に示すようにエッ
チングする。上記エッチング液はGa0.5In0.5P結晶
(バッファ層9)に対して、GaAs結晶(コンタクト
層10)を選択的にエッチングするので、エッチング時
間は長くすれば、GaAsコンタクト層10のサイドエ
ッチが進み、レジスト11のオーバーハングは大きくな
っていく。次工程で蒸着されるSi層12のエッジとG
aAsコンタクト層10のエッジとの距離を1.0μm
としたい時には、このオーバーハング(片側)も1.0
μmとすればよい。
(a)に示すようにストライプ状のレジスト11を形成
する。その後、このレジスト11をマスクとして、NH
4OH/H2O2/H2O=1:2:100により、p−G
aAsコンタクト層10を図1(b)に示すようにエッ
チングする。上記エッチング液はGa0.5In0.5P結晶
(バッファ層9)に対して、GaAs結晶(コンタクト
層10)を選択的にエッチングするので、エッチング時
間は長くすれば、GaAsコンタクト層10のサイドエ
ッチが進み、レジスト11のオーバーハングは大きくな
っていく。次工程で蒸着されるSi層12のエッジとG
aAsコンタクト層10のエッジとの距離を1.0μm
としたい時には、このオーバーハング(片側)も1.0
μmとすればよい。
【0009】次に、図2(a)に示すようにEB蒸着機
でSi層12を厚さ100Åとなるように蒸着する。さ
らに、リフトオフ工程でレジスト11とその上のSi層
12を取り除いたのちに、スパッタリングによりSiO
2層13を300Åの厚さで積層した後、石英管の中に
少量のリンとともに真空封じして、850℃で熱処理す
ると、図2(b)に示すようにSiが結晶中に拡散し、
拡散した領域14は無秩序化し、水平方向の導波路が形
成される。本実施例では、光閉じ込め層5、7は、Si
層12から約1μmの深さにあるので、Siの深さ方向
の拡散が約1μmになるように熱処理時間を調節する。
この時、Siの拡散は水平方向にも進むが、Si層12
のエッジとGaAsコンタクト層10のエッジの間隔を
上記図1(b)に説明した方法で離しておけば、Si拡
散はGaAsコンタクト層10とGa0.5In0.5Pバッ
ファ層9の接合面15には到達しない。通常、水平方向
にも、深さ方向と同等のSi拡散が発生するので、本実
施例では、図2(a)に示した工程でSi層12のエッ
ジとGaAsコンタクト層10のエッジとの距離を1.
2μmぐらい間隔であけるようにしておく。
でSi層12を厚さ100Åとなるように蒸着する。さ
らに、リフトオフ工程でレジスト11とその上のSi層
12を取り除いたのちに、スパッタリングによりSiO
2層13を300Åの厚さで積層した後、石英管の中に
少量のリンとともに真空封じして、850℃で熱処理す
ると、図2(b)に示すようにSiが結晶中に拡散し、
拡散した領域14は無秩序化し、水平方向の導波路が形
成される。本実施例では、光閉じ込め層5、7は、Si
層12から約1μmの深さにあるので、Siの深さ方向
の拡散が約1μmになるように熱処理時間を調節する。
この時、Siの拡散は水平方向にも進むが、Si層12
のエッジとGaAsコンタクト層10のエッジの間隔を
上記図1(b)に説明した方法で離しておけば、Si拡
散はGaAsコンタクト層10とGa0.5In0.5Pバッ
ファ層9の接合面15には到達しない。通常、水平方向
にも、深さ方向と同等のSi拡散が発生するので、本実
施例では、図2(a)に示した工程でSi層12のエッ
ジとGaAsコンタクト層10のエッジとの距離を1.
2μmぐらい間隔であけるようにしておく。
【0010】次に、図3に示すようにSiO2層13に
フォトリソ工程とエッチングによりコンタクト用の穴を
あける。その後、図示していないが、通常の半導体レー
ザ作製プロセスと同様にn−GaAs基板1を100μ
m程度の厚さまで研磨した後、p側電極およびn側電極
を蒸着し、へき開によって長さ300μm程度のファブ
リペロー型共振器を形成する。チップはヒートシンクに
マウントし、リード線を取り付けて完成する。
フォトリソ工程とエッチングによりコンタクト用の穴を
あける。その後、図示していないが、通常の半導体レー
ザ作製プロセスと同様にn−GaAs基板1を100μ
m程度の厚さまで研磨した後、p側電極およびn側電極
を蒸着し、へき開によって長さ300μm程度のファブ
リペロー型共振器を形成する。チップはヒートシンクに
マウントし、リード線を取り付けて完成する。
【0011】以上の実施例においては、SiをIILD
技術に利用したが、Ge、Zn、SeまたはMgなどの
不純物を用いても良い。また、不純物を用いずに、格子
欠陥を利用した無秩序化技術を本発明に適用しても良
い。
技術に利用したが、Ge、Zn、SeまたはMgなどの
不純物を用いても良い。また、不純物を用いずに、格子
欠陥を利用した無秩序化技術を本発明に適用しても良
い。
【0012】
【発明の効果】上記のように本発明は、転位の発生が少
ない不純物拡散による無秩序化技術により導波路を形成
したAlGaInP系のプレーナ構造屈折率導波型レー
ザを提供するものである。このレーザは低しきい電流
値、高効率、低非点収差などの高特性を提供する。
ない不純物拡散による無秩序化技術により導波路を形成
したAlGaInP系のプレーナ構造屈折率導波型レー
ザを提供するものである。このレーザは低しきい電流
値、高効率、低非点収差などの高特性を提供する。
【図1】 本発明の一実施例の半導体レーザの作製工程
を示した図である。
を示した図である。
【図2】 本発明の一実施例の半導体レーザの作製工程
を示した図である。
を示した図である。
【図3】 本発明の一実施例の半導体レーザの作製工程
を示した図である。
を示した図である。
1…n−GaAs基板、2…n−GaAsバッファ層、
3…n−Ga0.5In0.5Pバッファ層、4…n−Al
0.5In0.5P下部クラッド層、5…undoped−
(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込め層、6…u
ndoped−Ga0.5In0.5P活性層、7…undo
ped−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込め
層、8…p−Al0.5In0.5P上部クラッド層、9…p
−Ga0.5In0.5Pバッファ層、10…p−GaAsコ
ンタクト層、11…レジスト、12…Si層、13…S
iO2層、14…拡散領域、15…GaAsコンタクト
層とGaInPバッファ層の接合面
3…n−Ga0.5In0.5Pバッファ層、4…n−Al
0.5In0.5P下部クラッド層、5…undoped−
(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込め層、6…u
ndoped−Ga0.5In0.5P活性層、7…undo
ped−(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P光閉じ込め
層、8…p−Al0.5In0.5P上部クラッド層、9…p
−Ga0.5In0.5Pバッファ層、10…p−GaAsコ
ンタクト層、11…レジスト、12…Si層、13…S
iO2層、14…拡散領域、15…GaAsコンタクト
層とGaInPバッファ層の接合面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上柳 喜一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 植木 伸明 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 乙間 広己 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内
Claims (1)
- 【請求項1】 導電型半導体基板上に、AlGaInP
系結晶で構成された第1導電型クラッド層と、その第1
導電型クラッド層上に量子井戸構造を含む活性層と、そ
の活性層上にAlGaInP系結晶で構成された第2導
電型クラッド層を、さらにその上にAlGaAs系結晶
で構成されたストライプ状のコンタクト層を備え、この
ストライプ状のAlGaAs系結晶コンタクト層から距
離を置いて、AlGaInP系結晶で構成された第2導
電型クラッド層上部から、不純物拡散による無秩序化技
術を施し、導波路を形成する工程において、その不純物
が拡散した無秩序化領域が、AlGaInP系結晶で構
成された第2導電型クラッド層とAlGaAs系結晶で
構成されたストライプ状のコンタクト層との接合面には
到達しないようにしたことを特徴とする半導体レーザ装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20646492A JPH0653604A (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20646492A JPH0653604A (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0653604A true JPH0653604A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16523815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20646492A Pending JPH0653604A (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0653604A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0712185A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-15 | Xerox Corporation | Index-guided visible laser formed by selectively randomizing the ordered phase of ALGaInP |
US5588016A (en) * | 1994-09-06 | 1996-12-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP20646492A patent/JPH0653604A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5588016A (en) * | 1994-09-06 | 1996-12-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
US5648295A (en) * | 1994-09-06 | 1997-07-15 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of making a semiconductor laser device |
EP0712185A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-15 | Xerox Corporation | Index-guided visible laser formed by selectively randomizing the ordered phase of ALGaInP |
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