JPH0661582A

JPH0661582A - 半導体レーザ装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0661582A
Application number: JP23283592A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miura; 猛三浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】リッジ導波路型の半導体レーザ装置のリッジ
幅及びリッジ両サイドの上クラッド層厚の制御性を向上
できる半導体レーザ装置の製造方法を得る。【構成】半絶縁基板１５の第１の主面にドライエッチ
ングによりストライプ状の溝４０を形成し、この溝４０
内部にｐ型ＡｌＧａＡｓ層４ａを埋め込み結晶成長し
て、リッジ導波路型の半導体レーザ装置の光導波路を構
成するリッジを形成するようにし、また、リッジ両サイ
ドの上クラッド層の層厚（クラッド層残し厚）をｐ型Ａ
ｌＧａＡｓ層４ｂの結晶成長層厚により制御するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザ装置の製
造方法に関し、特にリッジ導波路型の半導体レーザ装置
のリッジ幅及びリッジ両サイドの上クラッド層厚の制御
性を向上できる半導体レーザ装置の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】現在製造されている一般的な半導体レー
ザ装置は縦，及び横モードの単一化と動作電流の低減化
のために各種の光導波路構造を有している。このような
光導波路構造の一例として、活性層上に配置される上側
クラッド層をストライプ状のリッジを有する形状とする
ものがある。

【０００３】図９はこのような光導波路構造を有する従
来のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザ装置を示す
図であり、図１１はその製造方法を示す断面工程図であ
る。図において、１０１はｎ型ＧａＡｓ基板である。ｎ
型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層１０２は基板１０１上に配
置される。ＡｌＧａＡｓのバルク結晶からなる、あるい
はＡｌＧａＡｓ系材料で構成される量子井戸構造を有す
る活性層１０３はｎ型クラッド層１０２上に配置され
る。ｐ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層１０４は活性層１０
３上に配置され、素子中央部にストライプ状のリッジを
有する形状に成形されている。ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０５はｐ型上クラッド層１０４のリッジ部上に配置さ
れる。ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７はｐ型上クラ
ッド層１０４のリッジ両側の部分にリッジを埋め込むよ
うに配置される。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８は電
流ブロック層１０７上及びキャップ層１０５上に配置さ
れる。また、ｐ側電極１０９及びｎ側電極１１０はそれ
ぞれコンタクト層１０８上及び基板１０１裏面に設けら
れる。

【０００４】次に動作について説明する。図１０は図９
の半導体レーザ装置の動作を説明するための図であり、
図９のＸ−Ｘ線断面を示している。図において、１１１
は動作時の電流、１１２は発振領域、Ｗ2 はリッジ幅、
Ｄ2 は上クラッド層の残し厚である。

【０００５】図１０において、ｐ側電極１０９とｎ側電
極１１０の間に電位差を与えると、図に示すように電流
１１１が生じる。これはｎ型ＧａＡｓブロック層７の部
分に電流が流れず、電流狭窄がされているためである。
そして、発振領域１１２でレーザ発振が生じ、図９の矢
印１２０に示すようにレーザ光が出射される。ここで、
この半導体レーザ装置の水平方向のビーム広がり角（半
導体層の積層方向への広がり角度）や素子寿命等の特性
はリッジ幅Ｗ2 及び上クラッド層の残し厚Ｄ2に大きく
依存している。

【０００６】従って、上記ストライプ構造を安定に形成
できるかどうかが半導体レーザ装置の特性に大きく影響
してくる。

【０００７】次に図９に示す半導体レーザ装置を製造す
る従来の製造工程を図１１に沿って説明する。まず、図
１１(a) に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上にｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０２，活性層１０３，ｐ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層１０５を順次結晶成長（第１結晶成長）する。

【０００８】次に、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０５上に
ＳｉＮｘあるいはＳｉＯ2 膜等の絶縁膜を成膜し、これ
を転写工程でパターニングされたフォトレジストをマス
クとしてエッチングし、絶縁膜からなるストライプパタ
ーン１０６を形成する。この絶縁膜ストライプパターン
１０６をマスクとして、図１１(b) に示すように、ｐ型
ＧａＡｓキャップ層１０５及びｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層１０４を硫酸と過酸化水素水と水の混合液でウェッ
トエッチングする。このときのストライプパターン１０
６の幅、エッチング時間等によりリッジ幅Ｗ2 及び上ク
ラッド層の残し厚Ｄ2 が所望の値となるように制御す
る。一例としては、ストライプパターンの幅を６〜７μ
ｍ程度とし、リッジ幅Ｗ2 が３．５μｍ程度、残し厚Ｄ
2 が０．３μｍ程度となるように制御している。

【０００９】次に、絶縁膜ストライプパターン１０６を
選択成長のマスクとして用いて、リッジの両側のｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層１０４上に、リッジを埋め込むよ
うにｎ型ＧａＡｓブロック層１０７を結晶成長（第２結
晶成長）した後、絶縁膜ストライプパターン１０６をプ
ラズマエッチャーあるいはＨＦ等で除去し、その後、ｎ
型ＧａＡｓブロック層１０７上及びｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１０５上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を結晶
成長（第３結晶成長）する。最後に、ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１０８上にｐ側電極９を、ｎ型ＧａＡｓ基板１
０１裏面にｎ側電極１０をそれぞれ形成し、チップ単位
に分割することにより半導体レーザ装置が完成する（図
１１(c) ）。

【００１０】以上のように、活性層３上のｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層４とｐ型ＧａＡｓキャップ層をエッチン
グすることで、光導波路部の形成を行っていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のリッジ導波路型
の半導体レーザ装置の製造方法は、以上のように活性層
上部のコンタクト層及びクラッド層をウェットエッチン
グして光導波路部を形成しなければならず、水平方向の
ビーム広がり角や素子寿命等のレーザの特性を左右する
リッジ幅及び上クラッド層残し厚の制御が困難であると
いう問題点があった。特に微小なバラツキさえ特性に影
響する上クラッド層残し厚は結晶の厚さからエッチング
量を差し引いた値のみでモニタしており、実測できない
部分であるため、制御が困難であった。

【００１２】また、ドライエッチングによりコンタクト
層及びクラッド層をエッチングすれば、リッジ幅の制御
性は向上するが、活性領域にダメージを及ぼすという問
題点があった。

【００１３】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、コンタクト層及び上クラッド層
のエッチングを行なわず、制御性良く光導波路を形成す
ることで安定した特性を持つ半導体レーザ装置を作製す
ることのできる半導体レーザ装置の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置の製造方法は、半絶縁基板の第１の主面にドラ
イエッチングにより溝を形成し、上記溝に第１の第１導
電型半導体層を埋め込んだ後、基板の第１の主面及び上
記第１の第１導電型半導体層上に該第１の第１導電型半
導体層と同じ半導体材料からなる第２の第１導電型半導
体層を結晶成長し、さらに該第２の第１導電型半導体層
上に、活性層，第１の第２導電型半導体層，及び該第１
の第２導電型半導体層と異なる半導体材料からなる第２
の第２導電型半導体層を順に結晶成長した後、上記第２
の第２導電型半導体層上に第１の電極を、上記半絶縁性
基板の第２の主面側に上記第１の第１導電型半導体層と
電気的に接続された第２の電極を形成するようにしたも
のである。

【００１５】

【作用】この発明においては、半絶縁基板の第１の主面
にドライエッチングによりストライプ状の溝を形成し、
この溝内部にｐ型ＡｌＧａＡｓ層を埋め込み結晶成長し
て、リッジ導波路型の半導体レーザ装置の光導波路を構
成するリッジを形成するようにし、また、リッジ両サイ
ドの上クラッド層の層厚（クラッド層残し厚）を結晶成
長層厚により制御するようにしたので、リッジ幅及び上
クラッド残厚の制御性を向上できる。

【００１６】

【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は本発明の第１の実施例による半導体
レーザ装置の製造方法により作製したリッジ導波路型の
半導体レーザ装置を示す斜視図である。図において、１
６はｎ型ＧａＡｓコンタクト層である。ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２はコンタクト層１６上に配置される。Ａ
ｌＧａＡｓのバルク結晶からなる、あるいはＡｌＧａＡ
ｓ系材料で構成される量子井戸構造を有する活性層３は
ｎ型クラッド層１０２上に配置される。ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層４ｂは活性層３上に配置され、リッジスト
ライプ形状のｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ａはクラッ
ド層４ｂ上に配置される。半絶縁性ＧａＡｓ基板１５は
クラッド層４ｂ上のクラッド層４ａが配置された領域の
両側の位置にクラッド層４ａに接して配置される。ｐ側
電極は半絶縁性ＧａＡｓ基板１５上及びクラッド層４ａ
上に設けられ、ｎ側電極はコンタクト層１６の裏面に設
けられる。

【００１７】また、図２は本第１の実施例による半導体
レーザ装置の製造方法を示す断面工程図である。

【００１８】次に図２に沿って本第１の実施例による半
導体レーザ装置の製造方法を説明する。まず、半絶縁性
ＧａＡｓ基板１５上に耐ドライエッチングマスク１４を
成膜し、これを写真製版及びエッチング技術を用いてパ
ターニングし、幅Ｗ1 のストライプ状の開口部を有する
エッチングマスクを形成する。この耐ドライエッチング
マスク１４としてはハードベークしたレジストやＳｉＯ
2 膜等を用いればよい。次に、この耐ドライエッチング
マスク１４をマスクとしてＣｌ2 ガス等を使用したドラ
イエッチング１３を行い、図２(a) に示すように半絶縁
ＧａＡｓ基板１５をエッチングし、ストライプ状の溝４
０を形成する。図２(a) において、基板１５の厚みｔ1
は約１００μｍ、エッチングの深さｄは２μｍである。
本実施例ではストライプ状の溝４０の幅が完成した半導
体レーザ装置のリッジ幅となるが、上述のようにドライ
エッチングの技法を用いることにより、マスク１４の開
口幅Ｗ1 と同じ幅のストライプ状溝を制御性良く形成す
ることができる。

【００１９】次に、上記エッチングによって形成された
溝に耐ドライエッチングマスク１４を選択成長マスクと
して、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ａをまず溝が平坦
になるように選択成長し、この後、選択成長マスク１４
を除去する。選択成長マスク１４の除去は、マスク１４
としてレジストを用いた場合はＯ2 アッシングにより、
またマスク１４としてＳｉＯ2 膜等の絶縁膜を用いた場
合はフロンガス（ＣＦ4 ）によるエッチング等により行
なう。

【００２０】選択成長マスク１４の除去後、図２(b) に
示すように、所望の厚さＷ1 だけｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層４ｂを成長させる。本実施例では結晶層厚Ｗ1 は
０．３μｍとしている。有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）等の結晶成長法を用いることにより、結晶層厚は
極めて正確に制御することが可能である。

【００２１】ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ｂの結晶成
長に連続して、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ｂ上に、
図２(c) に示すように、ＡｌＧａＡｓのバルク結晶ある
いはＡｌＧａＡｓ系材料で構成される量子井戸構造を有
する活性層３，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２，及びｎ
型ＧａＡｓコンタクト層を順次結晶成長する。各層の厚
みは、例えば、活性層が約０．１μｍ、ｎ型クラッド層
が約２μｍ、ｎ型コンタクト層が約３μｍである。

【００２２】次に、図２(d) に示すように、半絶縁Ｇａ
Ａｓ基板１５側から研磨あるいは研削することにより全
体の厚さを薄くする。薄板化後の基板厚ｔ2 は３０〜５
０μｍ程度である。

【００２３】次に、図２(e) に示すように、半絶縁Ｇａ
Ａｓ基板１５のストライプ状溝を形成した領域に対応す
る部分を、薄板化を行った加工表面側からエッチングし
て、ストライプ状溝に埋め込んだｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層４がその底部に露出するように、溝５０を形成す
る。

【００２４】最後に、図２(f) に示すように、半絶縁Ｇ
ａＡｓ基板１５側にｐ側電極９，ｎ型ＧａＡｓコンタク
ト層１６側にｎ側電極１０をそれぞれ形成し、チップ単
位に分割することにより、図１に示す半導体レーザ装置
が完成する。

【００２５】次に動作について説明する。上述の製造方
法により作製された図１に示す半導体レーザ装置におい
て、ｐ側電極９とｎ側電極１０の間に電位差を与える
と、電流は半絶縁性ＧａＡｓ基板１５により狭窄され、
ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ａの部分を通って活性層
３に注入される。そして、発振領域１１２でレーザ発振
が生じ、矢印１２０に示すようにレーザ光が出射され
る。

【００２６】このように本実施例では、半絶縁基板の第
１の主面にドライエッチングによりストライプ状の溝を
形成し、この溝内部にｐ型ＡｌＧａＡｓ層を埋め込み結
晶成長して、リッジ導波路型の半導体レーザ装置の光導
波路を構成するリッジを形成するようにしたから、リッ
ジ幅が、ドライエッチングにより形成されたストライプ
状溝の幅で決定されるので、制御性を向上することがで
きる。また、ドライエッチングによる溝形成は、活性層
を形成する前に行なわれるので、活性層がドライエッチ
ングによりダメージを受けることもない。また、従来、
エッチングによりコントロールしていた、リッジ両サイ
ドの上クラッド層の層厚（クラッド層残し厚）を、結晶
成長層厚により制御するようにしたので、上クラッド層
の結晶成長にＭＯＣＶＤ法等の層厚制御性の高い気相成
長法を用いることにより、容易に高精度に制御すること
ができる。従って、本実施例による半導体レーザ装置の
製造方法を用いれば、水平方向のビーム広がり角や素子
寿命等の特性のすぐれた半導体レーザ装置を高歩留りで
作製することができる。

【００２７】（実施例２）図３は本発明の第２の実施例
による半導体レーザ装置の製造方法により作製された半
導体レーザ装置を示す斜視図である。図において、図１
と同一符号は同一又は相当部分であり、１９は半絶縁性
基板１５の表面から上クラッド層４ａにまで達するｐ型
不純物拡散領域である。

【００２８】次に本第２の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法の製造工程について説明する。図４は、本
第２の実施例において上記第１の実施例で示した図２
(a) 〜(d) の工程に引き続いて行なう製造工程を示して
いる。半絶縁性基板へのストライプ状溝部の形成工程，
結晶成長工程，及び基板の薄板化工程は上記第１の実施
例の図２(a) 〜(d) の工程と全く同じであるので、説明
を省略する。

【００２９】薄板化工程の後、半絶縁ＧａＡｓ基板１５
の裏面上に基板のストライプ状溝部に対応する開口を有
する拡散マスク１７をパターニングして形成し、さら
に、拡散マスク１７上にｐ型拡散源１８を形成する。こ
こで、拡散マスクとしてはシリコン窒化膜等の絶縁膜、
ｐ型拡散源としてはＺｎＯとＳｉＯ2 の混合膜等を用い
る。この状態で熱処理を行うことによりｐ型拡散源１８
から基板１５中に例えばＺｎ等のｐ型不純物をｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層４に到達するまで拡散させ、図４
(a) に示すような、ｐ型拡散領域１９を形成する。

【００３０】この後、ｐ型拡散源１８及び拡散マスク１
７を除去し、図４(b) に示すように、半絶縁ＧａＡｓ基
板１５側にｐ側電極９，ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１６
側にｎ側電極１０をそれぞれ形成し、チップ単位に分割
することにより、図３に示す半導体レーザ装置が完成す
る。

【００３１】次に動作について説明する。上述の製造方
法により作製された図３に示す半導体レーザ装置におい
て、ｐ側電極９とｎ側電極１０の間に電位差を与える
と、電流はｐ型拡散領域１９を経てｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層４ａに達し、半絶縁性ＧａＡｓ基板１５により
狭窄されて活性層３に注入される。そして、発振領域１
１２でレーザ発振が生じ、矢印１２０に示すようにレー
ザ光が出射される。

【００３２】このような本第２の実施例においても、上
記第１の実施例と同様、半絶縁基板の第１の主面にドラ
イエッチングによりストライプ状の溝を形成し、この溝
内部にｐ型ＡｌＧａＡｓ層を埋め込み結晶成長して、リ
ッジ導波路型の半導体レーザ装置の光導波路を構成する
リッジを形成するようにしており、また、リッジ両サイ
ドの上クラッド層の層厚（クラッド層残し厚）を、結晶
成長層厚により制御しているので、水平方向のビーム広
がり角や素子寿命等の特性のすぐれた半導体レーザ装置
を高歩留りで作製することができる。

【００３３】また、本第２の実施例では、ｐ側電極をｐ
型不純物を拡散したＧａＡｓ基板に接して形成するよう
にしているので、ｐ側電極を直接ＡｌＧａＡｓクラッド
層４ｂに接して形成している上記第１の実施例に比べ
て、電極−半導体層間のオーミック抵抗を小さくするこ
とができる。

【００３４】（実施例３）図５は本発明の第３の実施例
による半導体レーザ装置の製造方法の工程の一部を示す
断面図であり、上記第１の実施例で示した図２(a) 〜
(d) の工程に引き続いて行なう製造工程を示している。

【００３５】本第３の実施例は、上記第２の実施例にお
いて、熱拡散により形成した不純物導入領域を、不純物
のイオン注入と熱処理により形成するようにしたもので
ある。

【００３６】次に工程について説明する。半絶縁性基板
へのストライプ状溝部の形成工程，結晶成長工程，及び
基板の薄板化工程は上記第１の実施例の図２(a) 〜(d)
の工程と全く同じであるので、説明を省略する。

【００３７】薄板化工程の後、半絶縁ＧａＡｓ基板１５
の裏面上に基板のストライプ状溝部に対応する開口を有
するイオン注入マスク２０をパターニングして形成し、
図５(a) に示すようにｐ型不純物のイオン注入２１を行
なった後、熱処理を行なうことにより、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層４に到達するｐ型注入領域２２を形成す
る。

【００３８】この後、イオン注入マスク２０を除去し、
図５(b) に示すように、半絶縁ＧａＡｓ基板１５側にｐ
側電極９，ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１６側にｎ側電極
１０をそれぞれ形成し、チップ単位に分割することによ
り、半導体レーザ装置が完成する。

【００３９】このような本第３の実施例においても、上
記第１，第２の実施例と同様、半絶縁基板の第１の主面
にドライエッチングによりストライプ状の溝を形成し、
この溝内部にｐ型ＡｌＧａＡｓ層を埋め込み結晶成長し
て、リッジ導波路型の半導体レーザ装置の光導波路を構
成するリッジを形成するようにしており、また、リッジ
両サイドの上クラッド層の層厚（クラッド層残し厚）
を、結晶成長層厚により制御しているので、水平方向の
ビーム広がり角や素子寿命等の特性のすぐれた半導体レ
ーザ装置を高歩留りで作製することができる。

【００４０】また、上記第２の実施例と同様、ｐ側電極
をｐ型不純物を導入したＧａＡｓ基板に接して形成する
ようにしているので、上記第１の実施例に比べて、電極
−半導体層間のオーミック抵抗を小さくすることができ
る。

【００４１】（実施例４）図６は本発明の第４の実施例
による半導体レーザ装置の製造方法の工程の一部を示す
斜視図であり、上記第１の実施例で示した図２(a) 〜
(d) の工程に引き続いて行なう製造工程を示している。

【００４２】本第３の実施例は、上記第２の実施例にお
いて、不純物拡散領域１９を形成する際に、レーザ端面
部分においてこの不純物拡散領域１９が量子井戸構造の
活性層に達するようにしたものである。

【００４３】次に工程について説明する。半絶縁性基板
へのストライプ状溝部の形成工程，結晶成長工程，及び
基板の薄板化工程は上記第１の実施例の図２(a) 〜(d)
の工程と全く同じであるが、本実施例では活性層は量子
井戸構造のものを形成するようにしている。

【００４４】薄板化工程の後、図６(a) に示すように、
半絶縁ＧａＡｓ基板１５側のレーザ端面部にエッチング
により溝５２を形成する。

【００４５】次に、ストライプ状に開口を有する拡散マ
スク１７を形成し、その上部にｐ型拡散源１８となる膜
を形成する。拡散マスク１７，ｐ型拡散源１８は上記第
２の実施例と同様のものを用いればよい。この状態で熱
処理を行うことにより、図６(b）に示すように、ｐ型拡
散領域１９を形成する。図７は不純物の熱拡散工程の後
の図６(b) の VII−VII 線断面を示す図である。図７に
示すように、エッチング溝５２以外の部分ではｐ型拡散
領域１９はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ａに到達した
ところで止まっているが、レーザ端面部のエッチング溝
５２部分ではｐ型拡散領域１９は量子井戸活性層３０及
びｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２に到達する程度になっ
ている。量子井戸活性層３０のうち不純物が拡散された
領域は量子井戸構造のウエル層とバリア層が混晶化され
て、その禁制帯幅がウエル層の禁制帯幅よりも大きい無
秩序化領域３１となる。

【００４６】この後、半絶縁ＧａＡｓ基板１５側にｐ側
電極９，ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１６側にｎ側電極１
０をそれぞれ形成して半導体レーザ装置が製造される。

【００４７】次に動作について説明する。上述の製造方
法により作製された半導体レーザ装置において、ｐ側電
極９とｎ側電極１０の間に電位差を与えると、電流はｐ
型拡散領域１９を経てｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層４ａ
に達し、半絶縁性ＧａＡｓ基板１５により狭窄されて量
子井戸活性層３０に注入され、レーザ発振が生ずる。本
実施例ではレーザ光が出射される端面近傍に量子井戸構
造を構成するウエル層よりも禁制帯幅が大きい無秩序化
領域３１を形成しているので、この領域でレーザ光が吸
収されることがなく、レーザの光学的な端面破壊（ＣＯ
Ｄ）が発生しにくい。このような構造は一般に窓構造と
呼ばれ、レーザの高出力化において有効である。

【００４８】このような本第４の実施例においては、上
記第１〜第３の実施例と同様の効果が得られるととも
に、レーザの高出力化において有効な端面窓構造を同時
に形成することができる。

【００４９】（実施例５）図８は本発明の第５の実施例
による半導体レーザ装置の製造方法の工程の一部を示す
斜視図であり、上記第４の実施例で示した図６(a) の工
程に引き続いて行なう製造工程を示している。

【００５０】本第５の実施例は、上記第４の実施例にお
いて、熱拡散により形成した不純物導入領域を、不純物
のイオン注入と熱処理により形成するようにしたもので
ある。

【００５１】次に工程について説明する。半絶縁性基板
へのストライプ状溝部の形成工程，結晶成長工程，及び
基板の薄板化工程は上記第１の実施例の図２(a) 〜(d)
の工程と全く同じであり、本実施例においても上記第４
の実施例と同様、活性層は量子井戸構造のものを形成す
るようにしている。

【００５２】薄板化工程の後、上記第４の実施例と同
様、図６(a) に示すように、半絶縁ＧａＡｓ基板１５側
のレーザ端面部にエッチングにより溝５２を形成する。

【００５３】次に、ストライプ状に開口を有するイオン
注入マスク２０を形成し、図８に示すようにｐ型不純物
のイオン注入２１を行なった後、熱処理を行なうことに
よりｐ型注入領域２２を形成する。本実施例において
も、上記第４の実施例と同様、エッチング溝５２以外の
部分ではｐ型注入領域２２はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層４ａに到達したところで止まっており、レーザ端面部
のエッチング溝５２部分では量子井戸活性層３０及びｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層２に到達する程度になってい
る。量子井戸活性層３０のうち不純物が注入された領域
は量子井戸構造のウエル層とバリア層が混晶化されて、
その禁制帯幅がウエル層の禁制帯幅よりも大きい無秩序
化領域となる。

【００５４】この後、半絶縁ＧａＡｓ基板１５側にｐ側
電極９，ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１６側にｎ側電極１
０をそれぞれ形成して半導体レーザ装置が製造される。

【００５５】このような本第５の実施例により作製され
た半導体レーザ装置も、上記第４の実施例により作製さ
れた半導体レーザ装置と同様、窓構造を有し、レーザの
高出力化を実現することができる。

【００５６】なお、上記第１〜第５の実施例ではＡｌＧ
ａＡｓ系の材料を用いているが、他の半導体レーザ用材
料を用いた場合にも適用できる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半絶
縁基板の第１の主面にドライエッチングによりストライ
プ状の溝を形成し、この溝内部に第１の第１導電型半導
体層を埋め込み結晶成長し、さらに上記基板上及び上記
第１の第１導電型半導体層上に上記第１の第１導電型半
導体層と同じ半導体材料からなる第２の第１導電型半導
体層を結晶成長し、これに連続して上記第２の第１導電
型半導体層上に活性層，第１の第２導電型半導体層，及
び第２の第２導電型半導体層を順次に結晶成長した後、
上記第２の第２導電型半導体層表面上に第１の電極を、
上記半絶縁性基板の第２の主面側に上記第１の第１導電
型半導体層と電気的に接続された第２の電極を形成する
ようにしたので、コンタクト層及び上クラッド層自体を
エッチングしないで、制御性の良い光導波路を形成する
ことで安定した特性を持つ半導体レーザ装置を得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による半導体レーザ装
置を示す斜視図である。

【図２】図１の半導体レーザ装置の製造方法を示す断面
工程図である。

【図３】この発明の第２の実施例による半導体レーザ装
置を示す斜視図である。

【図４】図３の半導体レーザ装置の製造方法を示す断面
工程図である。

【図５】この発明の第３の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法を示す断面工程図である。

【図６】この発明の第４の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法を示す工程斜視図である。

【図７】図６(b) の工程後の図６(b) の VII−VII 線断
面を示す図である。

【図８】この発明の第５の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法を示す工程斜視図である。

【図９】従来の半導体レーザ装置を示す斜視図である。

【図１０】従来の半導体レーザ装置の動作を説明するた
めの図である。

【図１１】図９の半導体レーザ装置の製造方法を示す断
面工程図である。

【符号の説明】

１ｎ型ＧａＡｓ基板２ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３活性層４ａ，４ｂｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層９ｐ側電極１０ｎ側電極１３ドライエッチング１４耐ドライエッチングマスク及び選択成長マスク１５半絶縁ＧａＡｓ基板１６ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１７拡散マスク１８ｐ型拡散源１９ｐ型拡散領域２０イオン注入マスク２１イオン注入２２ｐ型注入領域３０量子井戸活性層３１無秩序化領域５２エッチング溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半絶縁基板の第１の主面にドライエッチ
ングによりストライプ状の溝を形成する工程と、上記溝内部に第１の第１導電型半導体層を埋め込み結晶
成長し、さらに上記基板上及び上記第１の第１導電型半
導体層上に上記第１の第１導電型半導体層と同じ半導体
材料からなる第２の第１導電型半導体層を結晶成長する
工程と、上記第２の第１導電型半導体層上に活性層，第１の第２
導電型半導体層，及び第２の第２導電型半導体層を順次
に結晶成長する工程と、上記第２の第２導電型半導体層上に第１の電極を、上記
半絶縁性基板の第２の主面側に上記第１の第１導電型半
導体層と電気的に接続された第２の電極を形成する工程
とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。
【請求項２】上記活性層，第１の第２導電型半導体
層，及び第２の第２導電型半導体層の結晶成長工程の
後、上記半絶縁基板を上記第１の主面に対向する第２の
主面側から削って、基板の厚みを薄くする工程と、上記薄板化された半絶縁基板の第２の主面の、上記溝を
形成した領域に対応する部分をエッチングし、上記溝に
埋め込んだ第１の第１導電型半導体層の一部を上記第２
の主面側に露出させる工程を含み、上記第２の電極を上記露出した第１の第１導電型半導体
層に接するように上記半絶縁性基板の第２の表面上に形
成することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装
置の製造方法。
【請求項３】上記活性層，第１の第２導電型半導体
層，及び第２の第２導電型半導体層の結晶成長工程の
後、上記半絶縁基板を上記第１の主面に対向する第２の
主面側から削って、基板の厚みを薄くする工程と、上記薄板化された半絶縁基板の第２の主面表面から上記
溝に埋め込んだ第１の第１導電型半導体層に達する第１
導電型の不純物導入領域を形成する工程程を含み、上記第２の電極を上記不純物導入領域に接するように上
記半絶縁性基板の第２の表面上に形成することを特徴と
する請求項１記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項４】上記不純物導入領域を不純物の熱拡散に
より形成することを特徴とする請求項３記載の半導体レ
ーザ装置の製造方法。
【請求項５】上記不純物導入領域を不純物のイオン注
入及び熱処理により形成することを特徴とする請求項３
記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項６】上記活性層として量子井戸構造の活性層
を結晶成長する工程を含み、上記不純物導入領域形成工程において、レーザ端面近傍
では不純物が上記第１の第２導電型半導体層にまで達す
る不純物導入領域を形成することを特徴とする請求項３
ないし請求項５のいずれかに記載の半導体レーザ装置の
製造方法。