JPH0677588A - 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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- JPH0677588A JPH0677588A JP22554692A JP22554692A JPH0677588A JP H0677588 A JPH0677588 A JP H0677588A JP 22554692 A JP22554692 A JP 22554692A JP 22554692 A JP22554692 A JP 22554692A JP H0677588 A JPH0677588 A JP H0677588A
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- JP
- Japan
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- layer
- gaas
- conductivity type
- forming
- algaas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 横モードの安定した高出力動作する光増幅器
用ポンビング光源として好適な半導体レーザを提供す
る。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成されるｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２と、その上に形成されるｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層３と、その上に形成されるＧａＡｓ層／
ＩｎＧａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる歪み量子井戸活性
層Ａと、その上に形成されるＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層
７と、その上に形成されるＩｎＧａＰクラッド層８と、
その上に選択的にエッチングされたストライプ状のエッ
チング部を有するＧａＡｓエッチングストップ層９と、
その上に形成され、ストライプ状の溝が形成されるｎ型
ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０と、その上に形成される
ｐ型ＧａＡｓバッファ層１１と、その上に形成されるｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層１２と、その上に形成される
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３とを設けるようにしたも
のである。
用ポンビング光源として好適な半導体レーザを提供す
る。 【構成】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に形成されるｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２と、その上に形成されるｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層３と、その上に形成されるＧａＡｓ層／
ＩｎＧａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる歪み量子井戸活性
層Ａと、その上に形成されるＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層
７と、その上に形成されるＩｎＧａＰクラッド層８と、
その上に選択的にエッチングされたストライプ状のエッ
チング部を有するＧａＡｓエッチングストップ層９と、
その上に形成され、ストライプ状の溝が形成されるｎ型
ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０と、その上に形成される
ｐ型ＧａＡｓバッファ層１１と、その上に形成されるｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層１２と、その上に形成される
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３とを設けるようにしたも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野において光
を直接増幅する光増幅器に用いる半導体レーザに関する
ものである。
を直接増幅する光増幅器に用いる半導体レーザに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
「９８０ｎｍ帯ＧａＩｎＰ埋め込み型ＩｎＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ歪み量子井戸レーザ：１９９１年電子情報通
信学会秋季大会予稿集、論文番号Ｃ−１１８、４−１４
８頁」に記載されるものがあり、その構造、動作につい
て素子の断面図を用いて説明する。
「９８０ｎｍ帯ＧａＩｎＰ埋め込み型ＩｎＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ歪み量子井戸レーザ：１９９１年電子情報通
信学会秋季大会予稿集、論文番号Ｃ−１１８、４−１４
８頁」に記載されるものがあり、その構造、動作につい
て素子の断面図を用いて説明する。
【０００３】図２はかかる従来の半導体レーザの製造工
程図である。まず、図２（ａ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板上２１にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２、Ｉ
ｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸活性層２３、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２４、ｐ−ＧａＡｓキャップ（コ
ンタクト）層２５を成長させる。
程図である。まず、図２（ａ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板上２１にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２、Ｉ
ｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸活性層２３、ｐ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２４、ｐ−ＧａＡｓキャップ（コ
ンタクト）層２５を成長させる。
【０００４】ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸活性
層２３は、図２（ｂ）に示すように、層厚７ｎｍの２層
のＩｎＧａＡｓ歪み量子井戸（ＤＱＷ）２３ｃ，２３ｅ
と層厚５ｎｍのＧａＡｓバリア層２３ｂ，２３ｄ，２３
ｆが、ＡｌＧａＡｓ層２３ａ，２３ｇで上下を挟まれた
ＤＱＷ−ＳＣＨ（ＤＱＷ−Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆ
ｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構
造になっている。
層２３は、図２（ｂ）に示すように、層厚７ｎｍの２層
のＩｎＧａＡｓ歪み量子井戸（ＤＱＷ）２３ｃ，２３ｅ
と層厚５ｎｍのＧａＡｓバリア層２３ｂ，２３ｄ，２３
ｆが、ＡｌＧａＡｓ層２３ａ，２３ｇで上下を挟まれた
ＤＱＷ−ＳＣＨ（ＤＱＷ−Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆ
ｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構
造になっている。
【０００５】次に、図２（ｃ）に示すように、エッチン
グマスク２６を用いてｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５と
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２４を幅（図中のＷ）３〜
５μｍの逆メサストライプに加工する。逆メサストライ
プ形成の際、図２（ｃ）に示すように、メサ両側のｐ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層２４の厚さｈは横モードに強く
影響しており、精度よく制御することが必要である。
グマスク２６を用いてｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５と
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２４を幅（図中のＷ）３〜
５μｍの逆メサストライプに加工する。逆メサストライ
プ形成の際、図２（ｃ）に示すように、メサ両側のｐ−
ＡｌＧａＡｓクラッド層２４の厚さｈは横モードに強く
影響しており、精度よく制御することが必要である。
【０００６】次に、図２（ｄ）に示すように、減圧有機
金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により、メサストライプ
の両側に選択的にｎ−ＧａＩｎＰブロック層２７，ｎ−
ＧａＡｓブロック層２８の電流ブロック層を形成する。
最後に、図示していないが、基板側にｎ型電極、ｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層側にｐ型電極を形成する。作製した素
子に、適正なバイアスをかけると、電流は電流ブロック
層があるためにメサの部分に流れ、その下の活性層部分
にだけ効率よく電流が注入されるため効率よく発振し、
高出力動作する。また、横モードの制御においても次の
理由により、基本横モード発振を得ることができる。
金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により、メサストライプ
の両側に選択的にｎ−ＧａＩｎＰブロック層２７，ｎ−
ＧａＡｓブロック層２８の電流ブロック層を形成する。
最後に、図示していないが、基板側にｎ型電極、ｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層側にｐ型電極を形成する。作製した素
子に、適正なバイアスをかけると、電流は電流ブロック
層があるためにメサの部分に流れ、その下の活性層部分
にだけ効率よく電流が注入されるため効率よく発振し、
高出力動作する。また、横モードの制御においても次の
理由により、基本横モード発振を得ることができる。
【０００７】なお、図２（ｄ）において、メサのあるＡ
−Ａ断面と埋め込み層のあるＢ−Ｂ断面の発振する光に
対する実効的な屈折率は、ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓの
屈折率の差からＢ−Ｂの方が小さくなる。このため水平
方向に等価的な屈折率分布が形成され、横モードを制御
することができ、基本横モード発振を得ることができ
る。
−Ａ断面と埋め込み層のあるＢ−Ｂ断面の発振する光に
対する実効的な屈折率は、ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓの
屈折率の差からＢ−Ｂの方が小さくなる。このため水平
方向に等価的な屈折率分布が形成され、横モードを制御
することができ、基本横モード発振を得ることができ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたいずれの方法であっても以下に述べる問題があり、
技術的に満足できるものは得られなかった。 （１）横モードの制御は、逆メサの高さに強く影響され
るが、その制御において、ｐ−ＡｌＧａＡｓのエッチン
グを途中で止める必要がある。この場合、基板面内での
エッチングの不均一性、再現性に問題がある。
べたいずれの方法であっても以下に述べる問題があり、
技術的に満足できるものは得られなかった。 （１）横モードの制御は、逆メサの高さに強く影響され
るが、その制御において、ｐ−ＡｌＧａＡｓのエッチン
グを途中で止める必要がある。この場合、基板面内での
エッチングの不均一性、再現性に問題がある。
【０００９】（２）逆メサを埋め込む場合に、選択的に
メサ両側にＩｎＧａＰ／ＧａＡｓを成長する必要がある
が、ＡｌＧａＡｓ層上への成長はＡｌが酸化し易いた
め、酸化による結晶の劣化を招きやすい。また、平坦な
表面を得る場合にも、メサ両側の異常成長が起こり易
く、適正な成長条件を見出すのが困難である。 （３）ｐ型電極形成においてｐ−ＧａＡｓコンタクト層
は、幅３〜５μｍのメサの部分しかないため、良好なオ
ーミックコンタクトを形成するのが困難で電気抵抗が高
くなり、発熱による特性の劣化が起こり易い。
メサ両側にＩｎＧａＰ／ＧａＡｓを成長する必要がある
が、ＡｌＧａＡｓ層上への成長はＡｌが酸化し易いた
め、酸化による結晶の劣化を招きやすい。また、平坦な
表面を得る場合にも、メサ両側の異常成長が起こり易
く、適正な成長条件を見出すのが困難である。 （３）ｐ型電極形成においてｐ−ＧａＡｓコンタクト層
は、幅３〜５μｍのメサの部分しかないため、良好なオ
ーミックコンタクトを形成するのが困難で電気抵抗が高
くなり、発熱による特性の劣化が起こり易い。
【００１０】本発明は、以上述べたメサの高さ制御の問
題、メサ埋め込みの問題、オーミックコンタクトの問題
を除去し、横モードの安定した高出力動作する光増幅器
用ポンビング光源として用いる半導体レーザ及びその製
造方法を提供することにある。
題、メサ埋め込みの問題、オーミックコンタクトの問題
を除去し、横モードの安定した高出力動作する光増幅器
用ポンビング光源として用いる半導体レーザ及びその製
造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体レーザにおいて、第１導電型Ｇａ
Ａｓ基板上に形成される第１導電型ＧａＡｓバッファ層
と、該バッファ層上に形成される第１導電型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層と、該クラッド層上に形成されるＧａＡｓ
層／ＩｎＧａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる歪み量子井戸
活性層と、該活性層上に形成されるＡｌＧａＡｓ光閉じ
込め層と、該光閉じ込め層上に形成されるＩｎＧａＰク
ラッド層と、該クラッド層上に選択的にエッチングされ
たストライプ状のエッチング部を有するＧａＡｓエッチ
ングストップ層と、該エッチングストップ層上に形成さ
れ、ストライプ状の溝が形成される第１導電型ＩｎＧａ
Ｐ電流ブロック層と、その上に形成される第２導電型Ｇ
ａＡｓバッファ層と、該バッファ層上に形成される第２
導電型ＡｌＧａＡｓクラッド層と、該クラッド層上に形
成される第２導電型ＧａＡｓコンタクト層とを設けるよ
うにしたものである。
成するために、半導体レーザにおいて、第１導電型Ｇａ
Ａｓ基板上に形成される第１導電型ＧａＡｓバッファ層
と、該バッファ層上に形成される第１導電型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層と、該クラッド層上に形成されるＧａＡｓ
層／ＩｎＧａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる歪み量子井戸
活性層と、該活性層上に形成されるＡｌＧａＡｓ光閉じ
込め層と、該光閉じ込め層上に形成されるＩｎＧａＰク
ラッド層と、該クラッド層上に選択的にエッチングされ
たストライプ状のエッチング部を有するＧａＡｓエッチ
ングストップ層と、該エッチングストップ層上に形成さ
れ、ストライプ状の溝が形成される第１導電型ＩｎＧａ
Ｐ電流ブロック層と、その上に形成される第２導電型Ｇ
ａＡｓバッファ層と、該バッファ層上に形成される第２
導電型ＡｌＧａＡｓクラッド層と、該クラッド層上に形
成される第２導電型ＧａＡｓコンタクト層とを設けるよ
うにしたものである。
【００１２】また、半導体レーザの製造方法において、
第１導電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型ＧａＡｓバッフ
ァ層を形成する工程と、該バッファ層上に第１導電型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層を形成する工程と、該クラッド層
上にＧａＡｓ層／ＩｎＧａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる
歪み量子井戸活性層を形成する工程と、該活性層上にＡ
ｌＧａＡｓ光閉じ込め層を形成する工程と、該光閉じ込
め層上にＩｎＧａＰクラッド層を形成する工程と、該ク
ラッド層上にＧａＡｓエッチングストップ層を形成する
工程と、該エッチングストップ層上に第１導電型ＩｎＧ
ａＰ電流ブロック層を形成する工程と、該電流ブロック
層を前記エッチングストップ層まで選択的にエッチング
してストライプ状の溝を形成する工程と、前記エッチン
グストップ層の前記ストライプ状の溝の部分を選択的に
エッチングする工程と、そのストライプ状の溝の部分及
び電流ブロック層上に第２導電型ＧａＡｓバッファ層を
形成する工程と、該バッファ層上に第２導電型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層を形成する工程と、該クラッド層上に第
２導電型ＧａＡｓコンタクト層を形成する工程とを施す
ようにしたものである。
第１導電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型ＧａＡｓバッフ
ァ層を形成する工程と、該バッファ層上に第１導電型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層を形成する工程と、該クラッド層
上にＧａＡｓ層／ＩｎＧａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる
歪み量子井戸活性層を形成する工程と、該活性層上にＡ
ｌＧａＡｓ光閉じ込め層を形成する工程と、該光閉じ込
め層上にＩｎＧａＰクラッド層を形成する工程と、該ク
ラッド層上にＧａＡｓエッチングストップ層を形成する
工程と、該エッチングストップ層上に第１導電型ＩｎＧ
ａＰ電流ブロック層を形成する工程と、該電流ブロック
層を前記エッチングストップ層まで選択的にエッチング
してストライプ状の溝を形成する工程と、前記エッチン
グストップ層の前記ストライプ状の溝の部分を選択的に
エッチングする工程と、そのストライプ状の溝の部分及
び電流ブロック層上に第２導電型ＧａＡｓバッファ層を
形成する工程と、該バッファ層上に第２導電型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層を形成する工程と、該クラッド層上に第
２導電型ＧａＡｓコンタクト層を形成する工程とを施す
ようにしたものである。
【００１３】
【作用】本発明によれば、上記したように、ＩｎＧａＰ
とＧａＡｓのエッチング速度の差を利用して、屈折率ガ
イド構造にしているために、ストライプ状の溝の深さの
制御性がよく、基本横モードの制御が容易である。ま
た、ＩｎＧａＰをストライプの両側に電流ブロック層と
して有しているため、ｐ−ＧａＡｓ側全面に電極を形成
しても、効率よく溝の部分の活性層に電流が流れるた
め、効率よく発振し、高出力動作させることができる。
とＧａＡｓのエッチング速度の差を利用して、屈折率ガ
イド構造にしているために、ストライプ状の溝の深さの
制御性がよく、基本横モードの制御が容易である。ま
た、ＩｎＧａＰをストライプの両側に電流ブロック層と
して有しているため、ｐ−ＧａＡｓ側全面に電極を形成
しても、効率よく溝の部分の活性層に電流が流れるた
め、効率よく発振し、高出力動作させることができる。
【００１４】更に、ストライプ状のｐ型クラッド層をＡ
ｌＧａＡｓ、その両側の電流ブロック層にはＡｌＧａＡ
ｓよりも屈折率の小さいＩｎＧａＰを用いているので、
ジャンクションに平行方向の光の閉じ込めが、効率よく
行われ、高出力まで基本横モード動作を行わせることが
できる。また、ＡｌＧａＡｓ層のＡｌの組成を２０〜３
０％にしているので、結晶性のよいＡｌＧａＡｓ層が得
られ、長期にわたる高い信頼性を得ることができる。
ｌＧａＡｓ、その両側の電流ブロック層にはＡｌＧａＡ
ｓよりも屈折率の小さいＩｎＧａＰを用いているので、
ジャンクションに平行方向の光の閉じ込めが、効率よく
行われ、高出力まで基本横モード動作を行わせることが
できる。また、ＡｌＧａＡｓ層のＡｌの組成を２０〜３
０％にしているので、結晶性のよいＡｌＧａＡｓ層が得
られ、長期にわたる高い信頼性を得ることができる。
【００１５】更に、２回目の成長は、ＩｎＧａＰ層の上
にＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓを成長するので、酸化し易い
ＡｌＧａＡｓ層を大気中にさらすことがないため、Ａｌ
ＧａＡｓの酸化による劣化を防ぐことができる。
にＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓを成長するので、酸化し易い
ＡｌＧａＡｓ層を大気中にさらすことがないため、Ａｌ
ＧａＡｓの酸化による劣化を防ぐことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す半
導体レーザの製造工程断面図である。まず、図１（ａ）
に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板上１に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３、ＧａＡ
ｓ層４／ＩｎＧａＡｓ層５／ＧａＡｓ層６からなる歪み
量子井戸活性層（Ａ）、ＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層７、
ＩｎＧａＰクラッド層８、ＧａＡｓエッチングストップ
層９、ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０を次の条件で
成長、つまり第１回目の成長を行う。なお、成長方法は
燐（Ｐ）を含む化合物があるため、ＭＯＶＰＥを用いる
のが一般的である。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す半
導体レーザの製造工程断面図である。まず、図１（ａ）
に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板上１に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３、ＧａＡ
ｓ層４／ＩｎＧａＡｓ層５／ＧａＡｓ層６からなる歪み
量子井戸活性層（Ａ）、ＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層７、
ＩｎＧａＰクラッド層８、ＧａＡｓエッチングストップ
層９、ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０を次の条件で
成長、つまり第１回目の成長を行う。なお、成長方法は
燐（Ｐ）を含む化合物があるため、ＭＯＶＰＥを用いる
のが一般的である。
【００１７】（１）ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３は、
Ａｌの組成が２０〜３０％（ＡｌXＧａ1-X Ａｓで表さ
れる場合のｘが０．２〜０．３程度）、厚さ１〜２μ
ｍ、キャリア濃度１〜２×１０18ｃｍ-3程度とする。 （２）ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸
活性層（Ａ）は、この図ではＩｎＧａＡｓ層が一層だけ
の構造であるが、従来技術と同様なものを用いることが
できる。ＩｎＧａＡｓ層５のＩｎの組成は凡そ１５〜２
５％であり、所望の発振波長に合わせるように、厚さと
Ｉｎ組成を制御する。
Ａｌの組成が２０〜３０％（ＡｌXＧａ1-X Ａｓで表さ
れる場合のｘが０．２〜０．３程度）、厚さ１〜２μ
ｍ、キャリア濃度１〜２×１０18ｃｍ-3程度とする。 （２）ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪み量子井戸
活性層（Ａ）は、この図ではＩｎＧａＡｓ層が一層だけ
の構造であるが、従来技術と同様なものを用いることが
できる。ＩｎＧａＡｓ層５のＩｎの組成は凡そ１５〜２
５％であり、所望の発振波長に合わせるように、厚さと
Ｉｎ組成を制御する。
【００１８】（３）ＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層７は、ｎ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層３と同様の組成でＰ型にドー
ピングする。厚さは横基本モードを制御できるように、
０．１〜０．３μｍで適正な厚さにする。 （４）ＩｎＧａＰクラッド層８は、Ｐ型ドーピングで組
成はＧａＡｓに格子整合する組成である。厚さは、横基
本モードを得ることができるように制御する。
−ＡｌＧａＡｓクラッド層３と同様の組成でＰ型にドー
ピングする。厚さは横基本モードを制御できるように、
０．１〜０．３μｍで適正な厚さにする。 （４）ＩｎＧａＰクラッド層８は、Ｐ型ドーピングで組
成はＧａＡｓに格子整合する組成である。厚さは、横基
本モードを得ることができるように制御する。
【００１９】（５）ＧａＡｓエッチングストップ層９
は、ＩｎＧａＰとＧａＡｓの選択エッチングを可能にす
るための層であり、厚さは薄い方がよく５０ｎｍ程度に
する。 （６）ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０は、組成はＧ
ａＡｓに格子整合する組成であり、厚さは０．５〜１μ
ｍ程度、キャリア濃度は１×１０17〜５×１０ 18ｃｍ-3
程度で、電流ブロックとして効率よく動作するように設
定する。
は、ＩｎＧａＰとＧａＡｓの選択エッチングを可能にす
るための層であり、厚さは薄い方がよく５０ｎｍ程度に
する。 （６）ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０は、組成はＧ
ａＡｓに格子整合する組成であり、厚さは０．５〜１μ
ｍ程度、キャリア濃度は１×１０17〜５×１０ 18ｃｍ-3
程度で、電流ブロックとして効率よく動作するように設
定する。
【００２０】次に、図１（ｂ）に示すように、通常のホ
トリソグラフィ手法を用いて塩酸系エッチャントによ
り、ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０を選択的にエッ
チングし、ストライプ状の溝を形成する。溝の幅Ｗは、
横基本モードを得るように、２〜１０μｍ程度の適正な
幅に設定する。塩酸系エッチャントはＧａＡｓエッチン
グストップ層９で自動的に停止する。次に、硫酸系エッ
チングにより、ＧａＡｓエッチングストップ層９を取り
除く。
トリソグラフィ手法を用いて塩酸系エッチャントによ
り、ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層１０を選択的にエッ
チングし、ストライプ状の溝を形成する。溝の幅Ｗは、
横基本モードを得るように、２〜１０μｍ程度の適正な
幅に設定する。塩酸系エッチャントはＧａＡｓエッチン
グストップ層９で自動的に停止する。次に、硫酸系エッ
チングにより、ＧａＡｓエッチングストップ層９を取り
除く。
【００２１】次に、図１（ｃ）に示すように、ウエハ全
面にｐ−ＧａＡｓバッファ層１１、ｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層１２、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１３を成長さ
せる。つまり２回目の成長により各層を形成する。ま
た、ｐ−ＧａＡｓバッファ層１１はｎ−ＩｎＧａＰ電流
ブロック層１０上に結晶性のよいｐ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１２を成長させるためのものであり、できるだけ
薄く成長させる。１０〜５０ｎｍ程度の厚さとする。ｐ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層１２はｎ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層３とほぼ同じ組成にし、キャリア濃度は５〜２０
×１０17ｃｍ-3程度とする。ｐ−ＧａＡｓコンタクト層
１３は厚さ０．１〜０．５μｍ、キャリア濃度を５×１
０18ｃｍ-3以上の濃度にする。図示しないが、最後にｎ
−ＧａＡｓ基板側とｐ−ＧａＡｓコンタクト層側にそれ
ぞれ電極を形成する。
面にｐ−ＧａＡｓバッファ層１１、ｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層１２、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１３を成長さ
せる。つまり２回目の成長により各層を形成する。ま
た、ｐ−ＧａＡｓバッファ層１１はｎ−ＩｎＧａＰ電流
ブロック層１０上に結晶性のよいｐ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１２を成長させるためのものであり、できるだけ
薄く成長させる。１０〜５０ｎｍ程度の厚さとする。ｐ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層１２はｎ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層３とほぼ同じ組成にし、キャリア濃度は５〜２０
×１０17ｃｍ-3程度とする。ｐ−ＧａＡｓコンタクト層
１３は厚さ０．１〜０．５μｍ、キャリア濃度を５×１
０18ｃｍ-3以上の濃度にする。図示しないが、最後にｎ
−ＧａＡｓ基板側とｐ−ＧａＡｓコンタクト層側にそれ
ぞれ電極を形成する。
【００２２】適正なバイアスにより動作させると、電流
は電流ブロック層のない部分からその下の歪み量子井戸
活性層の部分に効率よく流れる。また、導波される光は
溝の両側が溝の内部よりも屈折率の小さいＩｎＧａＰ電
流ブロック層により、溝の部分に閉じ込められるように
なる。このため、本発明の半導体レーザは、発光効率が
よく、基本横モード発振し、高出力動作させることがで
きる。
は電流ブロック層のない部分からその下の歪み量子井戸
活性層の部分に効率よく流れる。また、導波される光は
溝の両側が溝の内部よりも屈折率の小さいＩｎＧａＰ電
流ブロック層により、溝の部分に閉じ込められるように
なる。このため、本発明の半導体レーザは、発光効率が
よく、基本横モード発振し、高出力動作させることがで
きる。
【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）ＩｎＧａＰとＧａＡｓのエッチング速度の差を利
用して、屈折率ガイド構造にしているために、ストライ
プ状の溝の深さの制御性がよく、基本横モードの制御が
容易である。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）ＩｎＧａＰとＧａＡｓのエッチング速度の差を利
用して、屈折率ガイド構造にしているために、ストライ
プ状の溝の深さの制御性がよく、基本横モードの制御が
容易である。
【００２５】（２）ＩｎＧａＰをストライプの両側に電
流ブロック層として有しているため、ｐ−ＧａＡｓ側全
面に電極を形成しても、効率よく溝の部分の活性層に電
流が流れるため、効率よく発振し、高出力動作させるこ
とができる。 （３）ストライプ状のｐ型クラッド層をＡｌＧａＡｓ、
その両側の電流ブロック層がＡｌＧａＡｓよりも屈折率
の小さいＩｎＧａＰを用いているので、ジャンクション
に平行方向の光の閉じ込めが効率よく行われ、高出力ま
で基本横モード動作を行わせることができる。
流ブロック層として有しているため、ｐ−ＧａＡｓ側全
面に電極を形成しても、効率よく溝の部分の活性層に電
流が流れるため、効率よく発振し、高出力動作させるこ
とができる。 （３）ストライプ状のｐ型クラッド層をＡｌＧａＡｓ、
その両側の電流ブロック層がＡｌＧａＡｓよりも屈折率
の小さいＩｎＧａＰを用いているので、ジャンクション
に平行方向の光の閉じ込めが効率よく行われ、高出力ま
で基本横モード動作を行わせることができる。
【００２６】（４）ＡｌＧａＡｓ層のＡｌの組成を２０
〜３０％にしているので、結晶性のよいＡｌＧａＡｓ層
が得られ、長期にわたる高い信頼性を得ることができ
る。 （５）２回目の成長はＩｎＧａＰ層の上にＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓを成長するので、酸化し易いＡｌＧａＡｓ層
を大気中に晒すことがないため、ＡｌＧａＡｓの酸化に
よる劣化を防ぐことができる。
〜３０％にしているので、結晶性のよいＡｌＧａＡｓ層
が得られ、長期にわたる高い信頼性を得ることができ
る。 （５）２回目の成長はＩｎＧａＰ層の上にＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓを成長するので、酸化し易いＡｌＧａＡｓ層
を大気中に晒すことがないため、ＡｌＧａＡｓの酸化に
よる劣化を防ぐことができる。
【図１】本発明の実施例を示す半導体レーザの製造工程
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の半導体レーザの製造工程図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板上 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ４，６ ＧａＡｓ層 ５ ＩｎＧａＡｓ層 Ａ 歪み量子井戸活性層 ７ ＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層 ８ ＩｎＧａＰクラッド層 ９ ＧａＡｓエッチングストップ層 １０ ｎ−ＩｎＧａＰ電流ブロック層 １１ ｐ−ＧａＡｓバッファ層 １２ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １３ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）第１導電型ＧａＡｓ基板上に形成さ
れる第１導電型ＧａＡｓバッファ層と、 （ｂ）該バッファ層上に形成される第１導電型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層と、 （ｃ）該クラッド層上に形成されるＧａＡｓ層／ＩｎＧ
ａＡｓ層／ＧａＡｓ層からなる歪み量子井戸活性層と、 （ｄ）該活性層上に形成されるＡｌＧａＡｓ光閉じ込め
層と、 （ｅ）該光閉じ込め層上に形成されるＩｎＧａＰクラッ
ド層と、 （ｆ）該クラッド層上に選択的にエッチングされたスト
ライプ状のエッチング部を有するＧａＡｓエッチングス
トップ層と、 （ｇ）該エッチングストップ層上に形成され、ストライ
プ状の溝が形成される第１導電型ＩｎＧａＰ電流ブロッ
ク層と、 （ｈ）その上に形成される第２導電型ＧａＡｓバッファ
層と、 （ｉ）該バッファ層上に形成される第２導電型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層と、 （ｊ）該クラッド層上に形成される第２導電型ＧａＡｓ
コンタクト層とを具備することを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】（ａ）第１導電型ＧａＡｓ基板上に第１導
電型ＧａＡｓバッファ層を形成する工程と、 （ｂ）該バッファ層上に第１導電型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層を形成する工程と、 （ｃ）該クラッド層上にＧａＡｓ層／ＩｎＧａＡｓ層／
ＧａＡｓ層からなる歪み量子井戸活性層を形成する工程
と、 （ｄ）該活性層上にＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層を形成す
る工程と、 （ｅ）該光閉じ込め層上にＩｎＧａＰクラッド層を形成
する工程と、 （ｆ）該クラッド層上にＧａＡｓエッチングストップ層
を形成する工程と、 （ｇ）該エッチングストップ層上に第１導電型ＩｎＧａ
Ｐ電流ブロック層を形成する工程と、 （ｈ）該電流ブロック層を前記エッチングストップ層ま
で選択的にエッチングしてストライプ状の溝を形成する
工程と、 （ｉ）前記エッチングストップ層の前記ストライプ状の
溝の部分を選択的にエッチングする工程と、 （ｊ）そのストライプ状の溝の部分及び電流ブロック層
上に第２導電型ＧａＡｓバッファ層を形成する工程と、 （ｋ）該バッファ層上に第２導電型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層を形成する工程と、 （ｌ）該クラッド層上に第２導電型ＧａＡｓコンタクト
層を形成する工程とを施すことを特徴とする半導体レー
ザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22554692A JPH0677588A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22554692A JPH0677588A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677588A true JPH0677588A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16830992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22554692A Withdrawn JPH0677588A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677588A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786234A (en) * | 1995-10-17 | 1998-07-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser |
| JP2003502851A (ja) * | 1999-06-14 | 2003-01-21 | コーニング・インコーポレーテッド | アルミニウムフリー閉じ込め層を有する埋め込みリッジ半導体レーザ |
| JP2005159204A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Sharp Corp | 化合物半導体装置、化合物半導体装置の製造方法、光伝送システム、および、光ディスク装置 |
| US7016384B2 (en) | 2002-03-14 | 2006-03-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Second-harmonic generation device using semiconductor laser element having quantum-well active layer in which resonator length and mirror loss are arranged to increase width of gain peak |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP22554692A patent/JPH0677588A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786234A (en) * | 1995-10-17 | 1998-07-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser |
| JP2003502851A (ja) * | 1999-06-14 | 2003-01-21 | コーニング・インコーポレーテッド | アルミニウムフリー閉じ込め層を有する埋め込みリッジ半導体レーザ |
| US7016384B2 (en) | 2002-03-14 | 2006-03-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Second-harmonic generation device using semiconductor laser element having quantum-well active layer in which resonator length and mirror loss are arranged to increase width of gain peak |
| JP2005159204A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Sharp Corp | 化合物半導体装置、化合物半導体装置の製造方法、光伝送システム、および、光ディスク装置 |
| JP4619647B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2011-01-26 | シャープ株式会社 | 化合物半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |