JPH0677607A - Semiconductor laser element and fabrication thereof - Google Patents

Semiconductor laser element and fabrication thereof

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JPH0677607A
JPH0677607A JP25072892A JP25072892A JPH0677607A JP H0677607 A JPH0677607 A JP H0677607A JP 25072892 A JP25072892 A JP 25072892A JP 25072892 A JP25072892 A JP 25072892A JP H0677607 A JPH0677607 A JP H0677607A
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JP
Japan
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layer
active layer
etching
light
laser device
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Application number
JP25072892A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Tsunekane
正樹 常包
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To permit efficient capturing of oscillation light by providing a current block layer closely to an optical guide layer in a window region, making the current block layer transparent for the oscillation light, thereby minimizing leakage current entering into the window region. CONSTITUTION:Oscillation light from a quantum well active layer 3 is guided in a p-buried guide layer 5 provided closely to a resonator surface 40 in a window region and then emitted from the right and left resonators 40. Since the p-buried guide layer 5 is transparent for the oscillation light and the oscillation light is not absorbed by the resonator surface 40, thermal fracture does not take place and stabilized operation is ensured upto high output. Furthermore, an n-current block layer 7 having different conductivity type is provided closely on the optical guide layer 5 in the window region in order to suppress leakage current entering into the window region effectively. The n-current block layer 7 does not absorb the oscillation light and thereby does not deteriorate the oscillation characteristics of laser element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光情報処理システムある
いは将来の衛星間光通信システムの光源として要求され
る高出力半導体レーザ素子とその生産性の高い製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-power semiconductor laser device required as a light source for an optical information processing system or a future inter-satellite optical communication system and a manufacturing method with high productivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】発振波長0.7から1.0μm帯で50
mW以上の高出力で、しかも単一横モードで安定して動
作する半導体レーザ素子が多方面で求められている。例
えば光情報処理の分野では光ディスク装置の光源として
50mW以上の単一基本横モード出力で安定して動作す
る半導体レーザ素子が求められている。また衛星間光通
信の光源としても同じ波長帯で100mW以上の高出力
で安定した基本横モード出力で動作するレーザ素子が将
来必要とされている。またこのような高出力レーザは固
体レーザや第2高調波光の励起用光源としても注目され
ている。この波長帯で用いられる半導体の活性領域の材
料としてはAlGaAsの三元結晶が広く用いられてい
る。この材料を活性領域とするレーザ素子の場合、共振
器の反射面を形成する端面(共振器面)に露出している
活性層端面において多数の表面準位が存在し、これを介
したキャリヤーの非発光再結合が多い。共振器面近傍の
活性層に注入されたキャリヤーはこの再結合によって失
われ、キャリヤー濃度は中央部に比べて少なくなってい
る。その結果中央部の高い注入キャリヤー密度によって
つくられる最大利得波長すなわち発振するレーザ光の波
長に対して、共振器面近傍の活性層は吸収領域になる。
高出力動作時に、活性層端面での光密度が平方センチメ
ートル当り数メガワット程度にまで高まると、その吸収
領域での局所的発熱によってついには共振器面が、融解
し、破壊され、レーザ素子が動作不良になることが一般
に知られている。また短時間で破壊にまで至らなくて
も、長時間にわたる活性層端面での局所的発熱により酸
化反応が進み、素子特性の劣化の大きな原因となる。安
定した単一横モードを高出力まで維持するためには横方
向の導波路幅を5〜6μm以下の有限な値にしなければ
ならず、共振器面における活性層端面の光密度を下げる
には限界がある。このように活性層端面における表面準
位はこれらの材料とする単一横モードレーザの高出力動
作及び高出力動作時の信頼性に重大な影響を及ぼしてい
る。
2. Description of the Related Art 50 in an oscillation wavelength band of 0.7 to 1.0 μm
A semiconductor laser device which has a high output of mW or more and stably operates in a single transverse mode has been desired in various fields. For example, in the field of optical information processing, a semiconductor laser device that stably operates with a single fundamental transverse mode output of 50 mW or more is required as a light source of an optical disk device. Further, as a light source for inter-satellite optical communication, there is a need in the future for a laser element that operates at a stable fundamental transverse mode output with a high output of 100 mW or more in the same wavelength band. Further, such a high-power laser is also attracting attention as a solid-state laser or a light source for exciting second harmonic light. AlGaAs ternary crystal is widely used as the material of the active region of the semiconductor used in this wavelength band. In the case of a laser device using this material as an active region, a large number of surface levels exist at the end face of the active layer exposed at the end face (cavity face) that forms the reflection surface of the resonator, and carriers of the Many non-radiative recombination. The carriers injected into the active layer near the cavity surface are lost by this recombination, and the carrier concentration is lower than that in the central portion. As a result, the active layer in the vicinity of the cavity surface becomes an absorption region for the maximum gain wavelength created by the high injected carrier density in the central portion, that is, the wavelength of the lasing laser light.
When the light density at the end face of the active layer increases to several megawatts per square centimeter during high-power operation, local heat generation in the absorption region eventually melts and destroys the cavity facet, causing the laser device to malfunction. It is generally known that Further, even if it is not destroyed in a short time, the oxidation reaction proceeds due to local heat generation at the end face of the active layer for a long time, which is a major cause of deterioration of device characteristics. In order to maintain a stable single transverse mode up to a high output, the width of the waveguide in the lateral direction must be a finite value of 5 to 6 μm or less, and in order to reduce the optical density of the end face of the active layer on the cavity surface. There is a limit. As described above, the surface level at the end face of the active layer has a significant influence on the high-power operation and the reliability during the high-power operation of the single transverse mode laser made of these materials.

【0003】この共振器面における光吸収を少なくし、
より高出力までの動作及び高出力時の安定動作を可能に
するレーザ素子として、ウィンドウレーザと呼ばれる共
振器方向に構造を持ったレーザ素子がこれまで提案、試
作されている。これはレーザ素子の共振器面近傍の領域
の、発振光が導波する半導体層のエネルギーギャップを
活性層より広げ、発振光に対して共振器面の出射領域が
透明になるようにした構造である。その具体的な一つの
製造方法として、共振器面を形成する領域の活性層をエ
ッチングで取り除き、そこに活性層よりエネルギーギャ
ップの広い半導体を結晶成長して埋め込む方法が知られ
ている。発振光はその埋め込んだ半導体層(埋め込みガ
イド層)を通して共振器面より出射され、活性層は共振
器面に露出しない。そのため共振器面における光吸収が
なく、より高出力でしかも安定動作が可能な半導体レー
ザ素子を製造することができる。以下では活性層を除去
した領域をウィンドウ領域、活性層がある領域を発光領
域と呼ぶ。
The absorption of light on this resonator surface is reduced,
As a laser element that enables operation up to a higher output and stable operation at a high output, a laser element having a structure in the cavity direction called a window laser has been proposed and prototyped. This is a structure in which the energy gap of the semiconductor layer where the oscillation light is guided in the region near the cavity surface of the laser element is wider than the active layer, and the emission area of the cavity surface is transparent to the oscillation light. is there. As one specific manufacturing method thereof, there is known a method in which an active layer in a region forming a resonator surface is removed by etching, and a semiconductor having a wider energy gap than that of the active layer is crystal-grown therein. The oscillated light is emitted from the resonator surface through the embedded semiconductor layer (embedded guide layer), and the active layer is not exposed on the resonator surface. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor laser device that does not absorb light on the cavity surface and has a higher output and stable operation. Hereinafter, the region from which the active layer is removed is referred to as a window region, and the region having the active layer is referred to as a light emitting region.

【0004】ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス誌(Japanese Journ
al of Applied Physics)17巻
(1978年)865頁をはじめ、アプライド・フィジ
ックス・レターズ誌(Applied Physics
Letters)40巻(1982年)1029頁、
エレクトロニクスレターズ誌(Electronics
Letters)20巻(1984年)530頁にウ
ィンドウレーザの例がある。これらの例ではダブルヘテ
ロ構造の形成及び活性層をエッチングで除去したウィン
ドウ領域の埋め込み成長を、液相エピタキシャル成長法
により行っていた。液相エピタキシャル成長法は、熱平
衡状態での成長法のため、成長しようとする半導体の表
面状態の影響を受け易い。活性層をエッチングで除去し
た後にはAlGaAsクラッド層表面が大気に露出す
る。Alは酸化が進み易く、しかも形成された酸化膜が
熱的に安定なため、1度大気に曝して酸化したアルミニ
ウム組成が0.3を越えるAlGaAs層上には、液相
エピタキシャル成長法で、良好な結晶性を持つ半導体層
を成長させることが困難であることが一般に知られてい
る。このためこれらの従来例のウィンドウレーザ素子
は、いずれも期待されるような良好な高出力特性は得ら
れておらず、特性の再現性も乏しいため、生産性を向上
させることが難しかった。
The Japanese Journal of Applied Physics
Al of Applied Physics, Vol. 17 (1978), p. 865, Applied Physics Letters (Applied Physics)
Letters) 40 (1982) 1029,
Electronics Letters (Electronics)
An example of a window laser can be found in Letters, 20 (1984), p. 530. In these examples, the formation of the double hetero structure and the buried growth of the window region where the active layer was removed by etching were performed by the liquid phase epitaxial growth method. Since the liquid phase epitaxial growth method is a growth method in a thermal equilibrium state, it is easily affected by the surface state of the semiconductor to be grown. After removing the active layer by etching, the surface of the AlGaAs cladding layer is exposed to the atmosphere. Al easily oxidizes, and since the formed oxide film is thermally stable, liquid phase epitaxial growth method is effective on an AlGaAs layer whose aluminum composition exceeds 0.3 after being exposed to the air once and oxidized. It is generally known that it is difficult to grow a semiconductor layer having excellent crystallinity. Therefore, none of these conventional window laser devices have the expected high output characteristics and poor reproducibility of characteristics, and it is difficult to improve productivity.

【0005】これに対し近年、半導体レーザ結晶の新し
い成長法として有機金属気相成長法が実用化された。有
機金属気相成長法は非熱平衡状態での成長法のために、
成長温度を上げることにより、酸化したアルミニウム組
成が0.3を越えるAlGaAs層上にも結晶性の良好
な半導体層を成長することができる。さらに液相エピタ
キシャル成長法に比べ成長層の組成や層厚の制御性に優
れ、しかも大面積で均一性の高い製膜が可能なため、特
性の揃ったレーザ素子を大量に生産する能力に優れてい
る。また従来液相エピタキシャル成長法では作製が困難
であった層厚0.01μm以下の半導体薄膜も、比較的
容易に形成することができるので、活性層に量子井戸構
造を導入して、発振閾値電流の低減や温度特性の向上な
どレーザ素子の高性能化を図ることも可能である。IE
EE、ジャーナル・オブ・クワンタム・エレクトロニク
ス誌(IEEE JOURNAL OF QUANTU
MELECTRONICS)25巻(1989年)14
95頁には、ウィンドウ領域における活性層除去の埋め
込み成長に、初めて有機金属気相成長法を用いたウィン
ドウレーザ素子が記載されている。しかしこの例では活
性層を含むダブルヘテロ構造は液相エピタキシャル法に
より形成されていた。
On the other hand, in recent years, a metal organic chemical vapor deposition method has been put into practical use as a new growth method for semiconductor laser crystals. Metal-organic vapor phase epitaxy is a non-thermal equilibrium growth method,
By raising the growth temperature, a semiconductor layer having good crystallinity can be grown on the AlGaAs layer having an oxidized aluminum composition exceeding 0.3. Furthermore, compared to the liquid phase epitaxial growth method, the composition of the growth layer and the layer thickness are more controllable, and since film formation with a large area and high uniformity is possible, it has excellent ability to mass-produce laser elements with uniform characteristics. There is. Further, a semiconductor thin film having a layer thickness of 0.01 μm or less, which has been difficult to produce by the conventional liquid phase epitaxial growth method, can be formed relatively easily. Therefore, by introducing a quantum well structure in the active layer, It is also possible to improve the performance of the laser device by reducing the temperature and improving the temperature characteristics. IE
EE, Journal of Quantum Electronics (IEEE JOURNAL OF QUANTU
Volume 25 (1989) 14
On page 95, there is described a window laser device using metalorganic vapor phase epitaxy for the first time for buried growth for removing the active layer in the window region. However, in this example, the double hetero structure including the active layer was formed by the liquid phase epitaxial method.

【0006】第50回応用物理学会学術講演会講演予稿
集、28p−ZG−10、第3分冊、899頁(198
9)には、量子井戸構造の活性層を含むすべての半導体
層を、有機金属気相成長法で作製したウィンドウレーザ
素子が記載されている。図8にその断面構造図を示す。
MQW(多重量子井戸)活性層105からの発振光はウ
ィンドウ領域においてn−ガイド層104とp−埋め込
みガイド層110を通して共振器面40より出射され
る。またMQW活性層105上部に近接して設けたGa
Asのn−光吸収電流狭搾層108によってストライプ
状の発振領域への電流の限定と発振光の横モード制御が
行われる。またウィンドウ領域のp−キャップ層112
上には酸化膜(SiO2 )120を形成し、ウィンドウ
領域への漏れ電流の狭搾を行っている。製作方法は、ま
ずn−GaAs基板101上にMQW活性層105を含
むダブルヘテロ構造と、n−光吸収電流狭搾層108、
n−エッチングマスク層109を一様に成長した後、ウ
ィンドウ領域ではMQW活性層105まで、発光領域で
はn−光吸収電流狭搾層108までウェットエッチング
により除去する。次に再成長によりp−埋め込みガイド
層110、p−埋め込みクラッド層111、p−キャッ
プ層112を一様に成長する。ウィンドウ領域に酸化膜
120を形成した後、pn両電極150,151を形成
し、ウィンドウ領域でへき開して共振器面40を形成
し、レーザ素子が完成した。
Proceedings of the 50th Annual Meeting of the Applied Physics Society of Japan, 28p-ZG-10, 3rd volume, 899 pages (198)
9) describes a window laser device in which all semiconductor layers including an active layer having a quantum well structure are manufactured by a metal organic chemical vapor deposition method. FIG. 8 shows the sectional structure diagram.
Oscillation light from the MQW (multiple quantum well) active layer 105 is emitted from the resonator surface 40 through the n-guide layer 104 and the p-embedded guide layer 110 in the window region. Ga provided close to the upper part of the MQW active layer 105
The As n-light absorption current narrowing layer 108 limits the current to the stripe-shaped oscillation region and controls the transverse mode of the oscillation light. Also, the p-cap layer 112 in the window region
An oxide film (SiO 2 ) 120 is formed on the top of the film to narrow the leakage current to the window region. The manufacturing method is as follows. First, a double hetero structure including an MQW active layer 105 on an n-GaAs substrate 101, an n-light absorption current narrowing layer 108,
After the n-etching mask layer 109 is uniformly grown, the MQW active layer 105 in the window region and the n-light absorption current narrowing layer 108 in the light emitting region are removed by wet etching. Next, the p-embedded guide layer 110, the p-embedded cladding layer 111, and the p-cap layer 112 are uniformly grown by regrowth. After forming the oxide film 120 in the window region, the pn electrodes 150 and 151 are formed and cleaved in the window region to form the cavity surface 40, thus completing the laser device.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ構造で
は、ウィンドウ領域への漏れ電流の狭搾をp−キャップ
層112上に形成した酸化膜120により行っていた。
しかし酸化膜120とウィンドウ領域のp−埋め込みガ
イド層110とは、1μm以上も距離が離れているため
電流狭搾の効果が不十分で、隣接する発光領域からの電
流の漏れが大きかった。特に電気抵抗の低いp−キャッ
プ層112を通して顕著に電流が漏れる可能性があっ
た。この発振に寄与しない無効電流によって閾値電流の
増加、変換効率の低下が見られ、十分な高出力特性が得
られなかった。さらには無効電流によるウィンドウ領域
の発熱によって信頼性が低下する恐れもあった。
In the conventional laser structure, the leakage current to the window region is narrowed by the oxide film 120 formed on the p-cap layer 112.
However, since the oxide film 120 and the p-embedded guide layer 110 in the window region are separated by a distance of 1 μm or more, the effect of current narrowing is insufficient, and current leakage from the adjacent light emitting region is large. Especially, there is a possibility that current may leak remarkably through the p-cap layer 112 having a low electric resistance. Due to the reactive current not contributing to this oscillation, the threshold current was increased and the conversion efficiency was decreased, and a sufficiently high output characteristic was not obtained. Further, there is a possibility that reliability may be deteriorated due to heat generation in the window region due to the reactive current.

【0008】さらに従来例では、GaAsのn−光吸収
電流狭搾層108による光の吸収を利用して横方向のモ
ード制御を行っていた。しかしGaAsに吸収された光
は損失となるため、発振閾値電流の上昇や発振効率の低
下をまねいた。さらに吸収による発熱による出力特性の
劣化によって、ウィンドウレーザとして期待される十分
な高出力動作が得られなかった。
Further, in the conventional example, lateral mode control is performed by utilizing light absorption by the n-light absorption current narrowing layer 108 of GaAs. However, the light absorbed by GaAs causes a loss, which causes an increase in the oscillation threshold current and a decrease in the oscillation efficiency. Furthermore, due to the deterioration of the output characteristics due to heat generation due to absorption, the sufficiently high output operation expected as a window laser could not be obtained.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】(1)本発明によれば、
AlGaAsを主原料とし量子井戸を活性層とする半導
体レーザ素子であって、レーザ共振器面を含む共振器面
近傍の領域において、発振光に対して透明で且つ活性層
からの発振光を著しく散乱させることなく導波する光ガ
イド層が活性層に代わり形成されており、さらに発振光
に対して透明で且つ隣接するクラッド層とは伝導型が異
なる電流ブロック層が光ガイド層に近接して設けられて
いることを特徴とする半導体レーザ素子が得られる。
(1) According to the present invention,
A semiconductor laser device using AlGaAs as a main material and a quantum well as an active layer, which is transparent to oscillation light and scatters oscillation light from the active layer remarkably in a region near a cavity surface including a laser cavity surface. An optical guide layer is formed instead of the active layer so as to guide the light without any action, and a current block layer, which is transparent to oscillated light and has a conductivity type different from that of the adjacent clad layer, is provided close to the optical guide layer. A semiconductor laser device characterized by the above is obtained.

【0010】(2)また本発明によれば、半導体レーザ
素子の横モード制御構造に関し、リッジ形状を有するク
ラッド層の側面にGaInP層を設けることを特徴とす
る上記(1)に記載の半導体レーザ素子が得られる。
(2) Further, according to the present invention, the lateral mode control structure of a semiconductor laser device is characterized in that a GaInP layer is provided on a side surface of a clad layer having a ridge shape. The device is obtained.

【0011】(3)また本発明によれば、有機金属気相
成長法によるAlGaAsを主原料とする半導体レーザ
の製造方法であって、活性層とその上方に層厚0.5μ
m以下のクラッド層を有するダブルヘテロ半導体多層構
造をGaAs基板上に一様に形成し、共振器面を形成す
る領域の前記活性層をエッチングで除去した後、発振光
に対して透明で且つ隣接するクラッド層とは伝導型の異
なる電流ブロック層を含んだ半導体層を成長し、さらに
前記活性層上の電流ブロック層をエッチングで除去する
ことを特徴とする上記(1)に記載の半導体レーザ素子
を製造する方法が得られる。
(3) Further, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor laser using AlGaAs as a main raw material by a metal organic chemical vapor deposition method, wherein an active layer and a layer thickness of 0.5 μ above the active layer.
A double hetero semiconductor multilayer structure having a cladding layer of m or less is uniformly formed on a GaAs substrate, and the active layer in a region forming a resonator surface is removed by etching. The semiconductor laser device according to (1) above, wherein a semiconductor layer including a current blocking layer having a conductivity type different from that of the cladding layer is grown, and the current blocking layer on the active layer is removed by etching. A method of manufacturing is obtained.

【0012】(4)また本発明によれば、電流ブロック
層をエッチングで除去する際、活性層及び光ガイド層の
中心を基準として、それぞれ活性層がある領域とない領
域での、上方に露出した半導体層表面までの層厚を同じ
にすることを特徴とする上記(3)に記載の半導体レー
ザ素子の製造方法が得られる。
(4) According to the present invention, when the current blocking layer is removed by etching, it is exposed above the active layer and the optical guide layer in the regions with and without the active layer. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to the above (3) is obtained in which the layer thickness up to the surface of the semiconductor layer is the same.

【0013】(5)さらに本発明によれば活性層の下に
近接して、発振光の電界分布を大きく乱さない程度に薄
くしたGaInP層を設け、前記活性層をエッチングで
除去する際、GaInP層に対するエッチングレートが
AlGaAs層に比べ遅いエッチング液を用いて、Ga
InP層中でエッチングを止めることを特徴とする上記
(3)または(4)に記載の半導体レーザ素子の製造方
法が得られる。
(5) Further, according to the present invention, a GaInP layer which is thin enough not to disturb the electric field distribution of the oscillated light is provided under the active layer, and when the active layer is removed by etching, the GaInP layer is removed. Ga with an etching solution having an etching rate slower than that of the AlGaAs layer
The method of manufacturing a semiconductor laser device according to the above (3) or (4) is characterized in that etching is stopped in the InP layer.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、ウィンドウ領域の光ガイド層
に近接して電流ブロック層を設けることにより、ウィン
ドウ領域に流れ込む漏れ電流を最小限に抑えることがで
きる。さらに電流ブロック層が発振光に対して透明であ
るため、光ガイド層に近接して設けても光の損失がな
く、効率よく発振光を取り出すことができる。さらに活
性層に量子井戸構造を採用しているため、発振閾値電流
が低く、温度特性に優れた素子特性が期待できる。
According to the present invention, by providing the current blocking layer in the vicinity of the light guide layer in the window region, the leakage current flowing into the window region can be minimized. Furthermore, since the current blocking layer is transparent to the oscillated light, there is no light loss even if it is provided close to the light guide layer, and the oscillated light can be extracted efficiently. Further, since the quantum well structure is adopted for the active layer, the oscillation threshold current is low, and device characteristics excellent in temperature characteristics can be expected.

【0015】また本発明によれば、リッジ形状を有する
クラッド層の側面に、発振光を吸収せず且つ屈折率の低
いGaInP層を設けることにより、横方向のモード制
御において光の吸収がない実屈折率導波構造が形成で
き、低い発振閾値電流と高い変換効率を持つウィンドウ
レーザ素子が得られる。
Further, according to the present invention, the GaInP layer which does not absorb the oscillation light and has a low refractive index is provided on the side surface of the clad layer having the ridge shape, so that there is no light absorption in the lateral mode control. A refractive index guiding structure can be formed, and a window laser device having a low oscillation threshold current and high conversion efficiency can be obtained.

【0016】また本発明によれば、ダブルヘテロ構造形
成の際に活性層上のクラッド層厚を0.5μm以下とす
ることにより、ウィンドウ領域の活性層を除去するエッ
チングにおいて、ウェハ面内での層厚やエッチングレー
トのばらつきによるエッチング深さのばらつきを小さく
抑え、加工精度を高めることができる。その結果、完成
したレーザ素子の発振特性の均一性を向上させることが
できる。さらに活性層を除去した後、発振光に対し透明
な電流ブロック層を光ガイド層に近接して形成すること
により、ウィンドウ領域への漏れ電流を効果的に防止す
ることができる。かつ発振光の損失のないウィンドウ領
域を形成できる。さらに活性層上に形成された電流ブロ
ック層をエッチングで除去することにより、発光領域の
活性層のみに電流が注入される構造が形成できる。
Further, according to the present invention, the thickness of the clad layer on the active layer is set to 0.5 μm or less at the time of forming the double hetero structure, so that in the etching for removing the active layer in the window region, It is possible to suppress variations in etching depth due to variations in layer thickness and etching rate to improve processing accuracy. As a result, it is possible to improve the uniformity of the oscillation characteristics of the completed laser device. Further, after removing the active layer, a current blocking layer that is transparent to oscillated light is formed in the vicinity of the light guide layer, whereby leakage current to the window region can be effectively prevented. In addition, it is possible to form a window region without loss of oscillation light. Further, by removing the current blocking layer formed on the active layer by etching, a structure in which current is injected only into the active layer in the light emitting region can be formed.

【0017】また本発明によるウィンドウレーザの製造
法によれば、活性層及び光ガイド層の中心を基準とし、
それぞれ発光領域とウィンドウ領域の表面までの半導体
層厚を同じにすることにより、クラッド層をリッジ状に
加工して横モード制御構造を形成する際、発光領域にお
ける活性層の中心とリッジの底部との距離と、ウィンド
ウ領域における光ガイド層の中心とメサ底部との距離
が、1回のエッチングで同じになるので、両領域におけ
る横方向の実効屈折率をほぼ同じ値にすることができ
る。そのためウィンドウ構造を持たないレーザ素子と同
じ設計と作製方法により、簡便に安定した横モード制御
構造を形成することができる。
According to the method of manufacturing a window laser of the present invention, the center of the active layer and the light guide layer is used as a reference,
When the clad layer is processed into a ridge shape to form a lateral mode control structure by making the semiconductor layer thickness to the surface of the light emitting region and the window region the same, the center of the active layer and the bottom of the ridge in the light emitting region are formed. And the distance between the center of the light guide layer and the bottom of the mesa in the window region become the same in one etching, so that the effective refractive index in the lateral direction in both regions can be made substantially the same value. Therefore, a stable transverse mode control structure can be easily formed by the same design and manufacturing method as a laser device having no window structure.

【0018】また本発明によれば、活性層の下にGaI
nPの薄い層を設け、ウィンドウ領域の活性層を除去す
る際に、GaInP層のエッチングレートがAlGaA
s層に比べ遅いエッチング液を用いることにより、エッ
チング深さがGaInP層に達した時点でエッチングス
ピードが低下するので、エッチング深さを、時間に大き
く依存せず精度よく制御できる。さらに、GaInP層
がエッチングによって完全になくならない時間内でエッ
チング時間を長くすることにより、ウェハ面内で層厚分
布を持つAlGaAs層も完全に除去することができ
る。その結果、素子特性の面内均一特性を向上させるこ
とができ、歩留まりよくウィンドウレーザ素子を製造で
きる。
Further, according to the present invention, GaI is formed under the active layer.
When a thin layer of nP is provided and the active layer in the window region is removed, the etching rate of the GaInP layer is AlGaA.
By using an etching solution slower than that of the s layer, the etching speed decreases when the etching depth reaches the GaInP layer, so that the etching depth can be accurately controlled without largely depending on time. Further, the AlGaAs layer having a layer thickness distribution within the wafer surface can be completely removed by lengthening the etching time within a time in which the GaInP layer is not completely removed by etching. As a result, it is possible to improve the in-plane uniform characteristics of the element characteristics, and it is possible to manufacture the window laser element with a high yield.

【0019】[0019]

【実施例】図1は、本発明による請求項1に記載のAl
GaAsを主原料とする高出力半導体レーザ素子の構造
の一実施例を示す断面図である。量子井戸活性層3は図
1bに示すように2層の層厚0.008μmのGaAs
量子井戸層21,23よりなり、光ディスク装置に広く
用いられている0.83μm帯の波長の光を発する。図
1aに示すように量子井戸活性層3の発振光は、共振器
面40近傍のウィンドウ領域に設けたp−埋め込みガイ
ド層(アルミニウム組成0.37)5を導波し、左右の
共振器面40より出射される。p−埋め込みガイド層5
は発振光に対し透明であり、共振器面40において発振
光が吸収されないので、発熱による破壊がなく高出力ま
で安定に動作できる。さらに発光領域とウィンドウ領域
の境界において量子井戸活性層3とp−埋め込みガイド
層5の中心は一致しており、発光領域の発振光は大きく
散乱することなくウィンドウ領域を導波する。またp−
クラッド層(アルミニウム組成0.42)4,6及び8
と同じアルミニウム組成を持ち、伝導型の異なるn−電
流ブロック層7を、ウィンドウ領域の光ガイド層5上の
0.3μmの位置に近接して設けており、ウィンドウ領
域に流れ込む漏れ電流を効果的に抑えることができる。
同時にn−電流ブロック層7は発振光を吸収しないの
で、レーザ素子の発振特性を悪化させない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the Al according to claim 1 according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a high-power semiconductor laser device whose main raw material is GaAs. The quantum well active layer 3 is composed of two layers of GaAs having a thickness of 0.008 μm as shown in FIG. 1b.
The quantum well layers 21 and 23 emit light having a wavelength in the 0.83 μm band which is widely used in optical disk devices. As shown in FIG. 1 a, the oscillation light of the quantum well active layer 3 is guided through the p-embedded guide layer (aluminum composition 0.37) 5 provided in the window region near the resonator surface 40, and the left and right resonator surfaces are guided. It is emitted from 40. p-embedded guide layer 5
Is transparent to the oscillated light, and the oscillated light is not absorbed by the resonator surface 40, so that it can operate stably up to a high output without being destroyed by heat generation. Further, the centers of the quantum well active layer 3 and the p-buried guide layer 5 coincide with each other at the boundary between the light emitting region and the window region, and the oscillation light in the light emitting region is guided in the window region without being largely scattered. Also p-
Cladding layer (aluminum composition 0.42) 4, 6 and 8
An n-current blocking layer 7 having the same aluminum composition and different conductivity type is provided in the vicinity of a 0.3 μm position on the optical guide layer 5 in the window region to effectively prevent the leakage current flowing into the window region. Can be suppressed to
At the same time, since the n-current blocking layer 7 does not absorb the oscillation light, it does not deteriorate the oscillation characteristics of the laser element.

【0020】図2は、本発明による請求項2に記載の高
出力半導体レーザ素子の構造の一実施例を示す。図2a
は、図1に例示した構造を持つレーザ素子のp−クラッ
ド層側をリッジ形状に加工し、リッジの側面をn−Ga
InP層25で埋め込んだ構造になっている。リッジの
幅は4μmである。n−GaInP層25はリッジの領
域に電流を狭搾すると同時に0.83μmの発振光を吸
収せず、且つp−クラッド層4,6及び8に比べ屈折率
が低いので、実屈折率導波の横モード制御構造が形成さ
れ、高い変換効率が得られる。図2bは発光領域の断面
構造図を示したものである。
FIG. 2 shows an embodiment of the structure of the high power semiconductor laser device according to the second aspect of the present invention. Figure 2a
Is processed into a ridge shape on the p-cladding layer side of the laser device having the structure illustrated in FIG. 1, and the side surface of the ridge is n-Ga.
It has a structure in which the InP layer 25 is embedded. The width of the ridge is 4 μm. The n-GaInP layer 25 squeezes the current in the ridge region and at the same time does not absorb the oscillation light of 0.83 μm, and has a lower refractive index than the p-cladding layers 4, 6 and 8, so that the actual refractive index guiding is achieved. The transverse mode control structure of is formed and high conversion efficiency is obtained. FIG. 2b shows a cross-sectional structural view of the light emitting region.

【0021】図3及び図4は、本発明による請求項3に
記載のAlGaAsを主原料とする高出力レーザ素子の
製造方法の一実施例を示したものである。まず図3aに
示すように有機金属気相成長法によりn−GaAs基板
1上に層厚1.5μmのn−クラッド層(アルミニウム
組成0.42)2、量子井戸活性層3、層厚0.4μm
のp−クラッド層(アルミニウム組成0.42)4のダ
ブルヘテロ構造を一様に成長する。成長温度は760℃
である。量子井戸活性層3は図1bに示したように、層
厚0.005μmのバリア層(アルミニウム組成0.
3)22を、層厚0.008μmのGaAs量子井戸2
1,23で挟み、その外側をさらに層厚0.06μmの
ガイド層(アルミニウム組成0.3)20,24で挟ん
だ2層の量子井戸構造になっている。次にウィンドウ領
域の形成のために、p−クラッド層4上にフォトリソグ
ラフィ技術を用いて<0−11>方向に幅900μmの
ストライプ形状のレジストマスクを形成する。これを燐
酸系のエッチング液(H2 PO4 :H2 2 :H2 O=
1:1:5)により室温20℃で10秒程度エッチング
し、量子井戸活性層3まで完全に除去する。
FIG. 3 and FIG. 4 show an embodiment of a method of manufacturing a high power laser device using AlGaAs as a main raw material according to the third aspect of the present invention. First, as shown in FIG. 3a, an n-clad layer (aluminum composition 0.42) 2 having a layer thickness of 1.5 μm, a quantum well active layer 3, a layer thickness of 0. 4 μm
The double-hetero structure of the p-cladding layer (aluminum composition 0.42) 4 is uniformly grown. Growth temperature is 760 ℃
Is. As shown in FIG. 1b, the quantum well active layer 3 has a barrier layer (aluminum composition of 0.
3) 22 is a GaAs quantum well 2 with a layer thickness of 0.008 μm
It has a two-layer quantum well structure in which it is sandwiched between 1 and 23, and the outside is further sandwiched between guide layers (aluminum composition 0.3) 20 and 24 having a layer thickness of 0.06 μm. Next, in order to form the window region, a stripe-shaped resist mask having a width of 900 μm is formed in the <0-11> direction on the p-clad layer 4 by using a photolithography technique. A phosphoric acid-based etching solution (H 2 PO 4 : H 2 O 2 : H 2 O =
By 1: 1: 5), the quantum well active layer 3 is completely removed by etching at room temperature of 20 ° C. for about 10 seconds.

【0022】このエッチングは図6に示すようにn−ク
ラッド層2中の0.03μmの深さまで行う。図6に示
した位置までオーバーエッチングすることにより、次の
結晶成長でp−埋め込みガイド層5を形成した際に、量
子井戸活性層3の中心とp−埋め込みガイド層5の中心
が一致し、発光領域とウィンドウ領域の境界における光
の結合効率を90%以上まで高めることができる。
This etching is performed to a depth of 0.03 μm in the n-clad layer 2 as shown in FIG. By over-etching to the position shown in FIG. 6, the center of the quantum well active layer 3 and the center of the p-embedded guide layer 5 coincide with each other when the p-embedded guide layer 5 is formed by the next crystal growth. The light coupling efficiency at the boundary between the light emitting region and the window region can be increased to 90% or more.

【0023】図3bはエッチング後の様子を示した図で
ある。この上に図3cに示すように層厚0.2μmのp
−埋め込みガイド層(アルミニウム組成0.37)5、
層厚0.3μmのp−第1埋め込みクラッド層(アルミ
ニウム組成0.42)6、層厚0.3μmのn−電流ブ
ロック層(アルミニウム組成0.42)7を同じく有機
金属気相成長法により成長する。成長温度は800℃で
ある。この上にリソグラフィ技術を用いて<0−11>
方向に、発光領域の上部にレジストのストライプ形状の
窓を形成し、燐酸系のエッチング液によりn−電流ブロ
ック層7の表面より0.3μmの深さまでエッチングす
る。このエッチングにより、発光領域ではn−電流ブロ
ック層7が除去され、量子井戸活性層3に電流が注入さ
れる。同時にウィンドウ領域においては電流が流れない
構造が形成される。
FIG. 3b is a diagram showing the state after etching. On top of this, as shown in FIG.
-Embedded guide layer (aluminum composition 0.37) 5,
A p-first buried clad layer (aluminum composition 0.42) 6 having a layer thickness of 0.3 μm and an n-current blocking layer (aluminum composition 0.42) 7 having a layer thickness of 0.3 μm were similarly formed by metal organic chemical vapor deposition. grow up. The growth temperature is 800 ° C. Then, using lithography technology, <0-11>
Direction, a stripe-shaped window of resist is formed on the light emitting region, and etching is performed to a depth of 0.3 μm from the surface of the n-current blocking layer 7 with a phosphoric acid-based etching solution. By this etching, the n-current blocking layer 7 is removed in the light emitting region, and a current is injected into the quantum well active layer 3. At the same time, a structure in which no current flows is formed in the window region.

【0024】図4dはエッチング後を示した図である。
この上に図4eに示すように層厚0.7μmのp−第2
埋め込みクラッド層(アルミニウム組成0.42)8、
層厚0.5μmのp−キャップ層(GaAs)9を再び
有機金属気相成長法で成長し、ウィンドウレーザ構造が
完成した。次にp−キャップ層9上に0.3μm厚のS
iO2 膜30をイオンビームスパッタリングにて形成
し、フォトリソグラフィ技術とエッチングにより<0−
1−1>方向に幅50μmの窓を開けた後、pn両電極
50,51を全面に形成し、ウィンドウ領域において<
0−11>方向にへき開して、共振器面40を形成し
た。図4fは完成したウィンドウレーザを素子を示す。
FIG. 4d shows the view after etching.
On this, as shown in FIG. 4e, a p-second layer having a layer thickness of 0.7 μm is formed.
Buried clad layer (aluminum composition 0.42) 8,
The p-cap layer (GaAs) 9 having a layer thickness of 0.5 μm was grown again by the metal organic chemical vapor deposition method to complete the window laser structure. Next, on the p-cap layer 9, S having a thickness of 0.3 μm is formed.
The iO 2 film 30 is formed by ion beam sputtering, and <0-
After opening a window with a width of 50 μm in the 1-1> direction, both pn electrodes 50 and 51 are formed on the entire surface, and in the window region <
The resonator face 40 was formed by cleavage in the 0-11> direction. FIG. 4f shows the completed window laser device.

【0025】図5は、本発明による請求項4に記載の高
出力レーザ素子の製造方法の一実施例を示したものであ
る。図3及び図4に例示したレーザ素子の製造方法にお
いて、発光領域のn−電流ブロック層7をエッチングで
除去する際、さらにp−第1埋め込みクラッド層6内に
0.1μmの深さまでオーバーエッチングする。このオ
ーバーエッチングにより図5aでtと示す、量子井戸活
性層3の中心から発光領域表面までの層厚と、p−埋め
込みガイド層5の中心からウィンドウ領域表面までの層
厚が約0.9μmで同じになる。この上に図5bに示す
ように層厚0.7μmのp−第2埋め込みクラッド層
(アルミニウム組成0.42)8、層厚0.5μmのp
−キャップ層9を再び有機金属気相成長法で成長する。
成長後においても量子井戸活性層3及びp−埋め込みガ
イド層5の中心と、それぞれ発光領域とウィンドウ領域
の表面までの層厚は2.1μmでほぼ同じになる。これ
をフォトリソグラフィ技術とウェットエッチングによ
り、p−クラッド層側に幅4μmのリッジを<0−1−
1>方向に形成した後、リッジ側面にn−GaInP層
25を有機金属気相成長法で埋め込んで、横モード制御
構造を作製した。pn両電極50,51を形成し、ウィ
ンドウ領域で<0−11>方向にへき開し、共振器面4
0を形成した。図5cは完成したレーザを素子を示す。
FIG. 5 shows an embodiment of a method for manufacturing a high-power laser device according to claim 4 of the present invention. In the method of manufacturing the laser device illustrated in FIGS. 3 and 4, when the n-current blocking layer 7 in the light emitting region is removed by etching, the p-first buried cladding layer 6 is further overetched to a depth of 0.1 μm. To do. Due to this over-etching, the layer thickness from the center of the quantum well active layer 3 to the surface of the light emitting region and the layer thickness from the center of the p-embedded guide layer 5 to the surface of the window region, which are indicated by t in FIG. Will be the same. As shown in FIG. 5b, a p-second buried clad layer (aluminum composition 0.42) 8 having a layer thickness of 0.7 μm and a p layer having a layer thickness of 0.5 μm are formed thereon.
The cap layer 9 is grown again by metalorganic vapor phase epitaxy.
Even after the growth, the layer thickness from the center of the quantum well active layer 3 and the p-buried guide layer 5 to the surfaces of the light emitting region and the window region is 2.1 μm, which is almost the same. A ridge having a width of 4 μm is formed on the p-cladding layer side by photolithography and wet etching to <0-1-
After being formed in the 1> direction, an n-GaInP layer 25 was embedded in the side surface of the ridge by a metal organic chemical vapor deposition method to prepare a lateral mode control structure. The pn electrodes 50 and 51 are formed and cleaved in the <0-11> direction in the window region to form the resonator surface 4
Formed 0. FIG. 5c shows the finished laser device.

【0026】図7は、本発明による請求項5に記載の高
出力半導体レーザ素子の製造方法の一実施例を示したも
のである。ダブルヘテロ構造を形成する際、図7aに示
すように量子井戸活性層3の下0.03μmのn−クラ
ッド層2内に、層厚0.001μmのn−GaInPエ
ッチングストップ層10を設けておく。ウィンドウ領域
の活性層を除去する際、臭素酸水溶液をエッチング液と
して用いることによりAlGaAs層に比べGaInP
層内ではエッチングレートが遅いため、エッチング時間
に大きく依存せず、図7bに示すようにエッチング深さ
を常に薄いn−GaInPエッチングストップ層10内
で保つことができる。またn−GaInPエッチングス
トップ層10がエッチングによって完全に除去されるま
でエッチング時間を延長することにより、n−GaIn
P層エッチングストップ10上のp−クラッド層4の層
厚やエッチングの面内不均一性の影響を小さくさ抑える
ことができる。これによりウェハ面内で精度よく均一な
エッチング加工が可能になり、レーザ素子の生産性を向
上させることができる。
FIG. 7 shows an embodiment of a method of manufacturing a high power semiconductor laser device according to the fifth aspect of the present invention. When forming the double hetero structure, an n-GaInP etching stop layer 10 having a layer thickness of 0.001 μm is provided in the n-clad layer 2 having a thickness of 0.03 μm below the quantum well active layer 3 as shown in FIG. 7A. . When the active layer in the window region is removed, an aqueous solution of bromic acid is used as an etching solution, so that GaInP
Since the etching rate is slow in the layer, the etching depth does not largely depend on the etching time, and the etching depth can be always kept in the thin n-GaInP etching stop layer 10 as shown in FIG. 7b. In addition, by extending the etching time until the n-GaInP etching stop layer 10 is completely removed by etching,
The influence of the layer thickness of the p-cladding layer 4 on the P layer etching stop 10 and the in-plane non-uniformity of etching can be suppressed to a small level. As a result, it is possible to perform accurate and uniform etching processing within the wafer surface, and it is possible to improve the productivity of laser elements.

【0027】[0027]

【発明の効果】図9に図5に示した実施例により製作し
たウィンドウレーザ素子の室温、直流電流駆動による電
流−光出力特性を示す。共振器面へのコーティングは行
っていない。発振閾値電流は0.05A、片面での変換
効率0.55W/Aで、最大光出力0.34Wが得られ
た。本発明により従来例では得られなかった低閾値電
流、高効率、高出力動作が可能になった。またウェハ面
内での発振特性の均一性も良好であった。
FIG. 9 shows current-light output characteristics of the window laser device manufactured according to the embodiment shown in FIG. No coating was applied to the cavity surface. The oscillation threshold current was 0.05 A, the conversion efficiency on one side was 0.55 W / A, and the maximum optical output was 0.34 W. The present invention enables a low threshold current, high efficiency, and high output operation, which were not obtained in the conventional example. Further, the uniformity of the oscillation characteristics within the wafer surface was also good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に記載した発明の実施例である高出力
半導体レーザ素子の構造を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a high-power semiconductor laser device which is an embodiment of the invention described in claim 1.

【図2】請求項2に記載した発明の実施例である高出力
半導体レーザ素子の構造を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a high-power semiconductor laser device which is an embodiment of the invention described in claim 2;

【図3】請求項3に記載した発明の実施例である高出力
半導体レーザ素子の製造方法を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing a high-power semiconductor laser device which is an embodiment of the invention described in claim 3.

【図4】請求項3に記載した発明の実施例である高出力
半導体レーザ素子の製造方法を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing a high-power semiconductor laser device which is an embodiment of the invention described in claim 3;

【図5】請求項4に記載した発明の実施例である高出力
半導体レーザ素子の製造方法を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing a high-power semiconductor laser device which is an embodiment of the invention described in claim 4.

【図6】請求項3に記載した発明の実施例である半導体
レーザにおけるウィンドウ領域の活性層のエッチングの
様子を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of etching an active layer in a window region in a semiconductor laser which is an embodiment of the invention described in claim 3;

【図7】請求項5に記載した発明の実施例である半導体
レーザにおけるウィンドウ領域の活性層のエッチングの
様子を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of etching an active layer in a window region in a semiconductor laser which is an embodiment of the invention described in claim 5;

【図8】従来の高出力半導体レーザ素子の構造を示した
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a structure of a conventional high-power semiconductor laser device.

【図9】図5の実施例の効果を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing an effect of the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaAs基板 2 n−クラッド層(アルミニウム組成0.42) 3 量子井戸活性層 4 p−クラッド層(アルミニウム組成0.42) 5 p−埋め込みガイド層(アルミニウム組成0.3
7) 6 p−第1埋め込みクラッド層(アルミニウム組成
0.42) 7 n−電流ブロック層(アルミニウム組成0.4
2) 8 p−第2埋め込みクラッド層(アルミニウム組成
0.42) 9 p−キャップ層(GaAs) 10 n−GaInPエッチングストップ層 20,24 ガイド層(アルミニウム組成0.3) 21,23 GaAs量子井戸層 22 バリア層(アルミニウム組成0.3) 25 n−GaInP層 30 SiO2 膜 40 共振器面 50 n−電極 51 p−電極 101 n−GaAs基板 102 n−バッファ層 103 n−クラッド層 104 n−ガイド層 105 MQW活性層 106 p−クラッド層 107 p−ILA層 108 n−光吸収電流狭搾層(GaAs) 109 n−エッチングマスク層 110 p−埋め込みガイド層 111 p−埋め込みクラッド層 112 p−キヤップ層 120 酸化膜 150 n−電極 151 p−電極
1 n-GaAs substrate 2 n-clad layer (aluminum composition 0.42) 3 quantum well active layer 4 p-clad layer (aluminum composition 0.42) 5 p-embedded guide layer (aluminum composition 0.3
7) 6 p-first buried cladding layer (aluminum composition 0.42) 7 n-current blocking layer (aluminum composition 0.4)
2) 8 p-second embedded cladding layer (aluminum composition 0.42) 9 p-cap layer (GaAs) 10 n-GaInP etching stop layer 20,24 guide layer (aluminum composition 0.3) 21,23 GaAs quantum well Layer 22 Barrier layer (aluminum composition 0.3) 25 n-GaInP layer 30 SiO 2 film 40 Resonator surface 50 n-electrode 51 p-electrode 101 n-GaAs substrate 102 n-buffer layer 103 n-clad layer 104 n- Guide layer 105 MQW active layer 106 p-cladding layer 107 p-ILA layer 108 n-photoabsorption current narrowing layer (GaAs) 109 n-etching mask layer 110 p-embedded guide layer 111 p-embedded cladding layer 112 p-cap Layer 120 Oxide film 150 n-electrode 151 p-electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 AlGaAsを主原料とし量子井戸を活
性層とする半導体レーザ素子であって、レーザ共振器面
を含む共振器面近傍の領域において、発振光に対して透
明で且つ活性層からの発振光を著しく散乱させることな
く導波する光ガイド層が活性層に代わり形成されてお
り、さらに発振光に対して透明で且つ隣接するクラッド
層とは伝導型が異なる電流ブロック層が光ガイド層に近
接して設けられていることを特徴とする半導体レーザ素
子。
1. A semiconductor laser device using AlGaAs as a main material and a quantum well as an active layer, wherein the semiconductor laser device is transparent to oscillated light in a region near a cavity surface including a laser cavity surface. An optical guide layer is formed instead of the active layer to guide the oscillated light without significantly scattering it, and further, a current block layer that is transparent to the oscillated light and has a conductivity type different from that of the adjacent clad layer is the optical guide layer. A semiconductor laser device characterized in that it is provided close to the.
【請求項2】 リッジ形状を有するクラッド層の側面に
GaInP層を設けることを特徴とする請求項1に記載
の半導体レーザ素子。
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a GaInP layer is provided on a side surface of the clad layer having a ridge shape.
【請求項3】 AlGaAsを主原料とするとともに量
子井戸を活性層とし、レーザ共振器面を含む共振器面近
傍の領域において、発振光に対して透明で且つ活性層か
らの発振光を著しく散乱させることなく導波する光ガイ
ド層が活性層に代わり形成されており、さらに、発振光
に対して透明で且つ隣接するクラッド層とは伝導型が異
なる電流ブロック層が光ガイド層に近接して設けられて
いる半導体レーザ素子の製造方法において、 活性層とその上方に層厚0.5μm以下のクラッド層を
有するダブルヘテロ半導体多層構造をGaAs基板上に
一様に形成し、共振器面を形成する領域の前記活性層を
エッチングで除去した後、発振光に対して透明で且つ隣
接するクラッド層とは伝導型の異なる電流ブロック層を
含んだ半導体層を成長し、さらに前記活性層上の電流ブ
ロック層をエッチングで除去することを特徴とする半導
体レーザ素子の製造方法。
3. AlGaAs is used as a main material, a quantum well is used as an active layer, and in a region near a cavity surface including a laser cavity surface, it is transparent to the oscillation light and the oscillation light from the active layer is significantly scattered. An optical guide layer is formed instead of the active layer so as to guide the light without any action.In addition, a current block layer that is transparent to oscillation light and has a conductivity type different from that of the adjacent clad layer is close to the optical guide layer. In the method of manufacturing a provided semiconductor laser device, a double hetero semiconductor multilayer structure having an active layer and a clad layer having a layer thickness of 0.5 μm or less above it is uniformly formed on a GaAs substrate to form a cavity surface. After removing the active layer in the region to be etched by etching, a semiconductor layer including a current blocking layer which is transparent to the oscillated light and has a conductivity type different from that of the adjacent clad layer is grown. A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the current blocking layer on the active layer is removed by etching.
【請求項4】 電流ブロック層をエッチングで除去する
際、活性層及び光ガイド層の中心を基準として、それぞ
れ活性層がある領域とない領域での、上方に露出した半
導体層表面までの層厚を同じにすることを特徴とする請
求項3に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
4. When removing the current blocking layer by etching, the layer thickness up to the surface of the semiconductor layer exposed above in the region with and without the active layer with respect to the center of the active layer and the light guide layer, respectively. 4. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 3, wherein the same are set.
【請求項5】 活性層の下に近接して、発振光の電界分
布を大きく乱さない程度に薄くしたGaInP層を設
け、前記活性層をエッチングで除去する際、GaInP
層に対するエッチングレートがAlGaAs層に比べ遅
いエッチング液を用いて、GaInP層中でエッチング
を止めることを特徴とする請求項3または4に記載の半
導体レーザ素子の製造方法。
5. A GaInP layer, which is thin enough not to disturb the electric field distribution of the oscillated light, is provided close to the active layer, and the GaInP layer is removed when the active layer is removed by etching.
5. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 3, wherein the etching is stopped in the GaInP layer by using an etching solution having an etching rate slower than that of the AlGaAs layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608750A (en) * 1993-07-29 1997-03-04 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof

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