JPH0719931B2 - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、単一縦モードで発振するAlGaAs系の分布帰
還型（DFB）半導体レーザ装置、特にゲイン・カプルド
・タイプ（Gain coupled type）のDFB半導体レーザ装置
およびその製造方法に関するものである。
還型（DFB）半導体レーザ装置、特にゲイン・カプルド
・タイプ（Gain coupled type）のDFB半導体レーザ装置
およびその製造方法に関するものである。
第３図（ａ）は例えば特開昭60-66484号公報に示されて
いるような従来のインデックス・カプルト・タイプ（in
dex coupled type）の分布帰還形（Distributed Feedba
ck:以下DFBと称す）半導体レーザ装置を示す図である。
同図で、（21）はｎ型（以下ではｎ−と記す）GaAs基
板、（22）は基板（21）上に設けられたｎ−Al0.4Ga0.6
As第１クラッド層、（23）は第１クラッド層（22）上に
設けられた真性（以下ではＩ−と記す）Al0.1Ga0.9As活
性層、（24）は活性層（23）上に設けられたｐ型（以下
では−ｐと記す）Al0.25Ga0.75As光ガイド層、（25）は
光ガイド層（24）上に設けられたｎ−GaAs電流阻止層で
ある。後程第３図（ｂ）に関して述べるように、ｐ−Al
0.25Ga0.75As光ガイド層ａ（24）のストライプ状溝（3
0）の底になる部分およびｎ−GaAs電流阻止層（25）の
上面にはエッチングによりそれぞれ周期的な凹凸からコ
ルゲーション（31）、（32）が形成されている。ｎ−Ga
As電流阻止層（25）の上面およびストライプ溝（30）を
埋めてｐ−Al0.4Ga0.6As第２クラッド層（26）が形成さ
れ、該第２クラッド層（26）上にｐ−GaAsコンタクト層
（27）が形成されている。ｐ−GaAsコンタクト層（27）
上には例えばCr/Au電極層（28）が、ｎ−GaAs基板（2
1）の下面には例えばAu−Ge/Au電極層（29）がそれぞれ
被着されている。
いるような従来のインデックス・カプルト・タイプ（in
dex coupled type）の分布帰還形（Distributed Feedba
ck:以下DFBと称す）半導体レーザ装置を示す図である。
同図で、（21）はｎ型（以下ではｎ−と記す）GaAs基
板、（22）は基板（21）上に設けられたｎ−Al0.4Ga0.6
As第１クラッド層、（23）は第１クラッド層（22）上に
設けられた真性（以下ではＩ−と記す）Al0.1Ga0.9As活
性層、（24）は活性層（23）上に設けられたｐ型（以下
では−ｐと記す）Al0.25Ga0.75As光ガイド層、（25）は
光ガイド層（24）上に設けられたｎ−GaAs電流阻止層で
ある。後程第３図（ｂ）に関して述べるように、ｐ−Al
0.25Ga0.75As光ガイド層ａ（24）のストライプ状溝（3
0）の底になる部分およびｎ−GaAs電流阻止層（25）の
上面にはエッチングによりそれぞれ周期的な凹凸からコ
ルゲーション（31）、（32）が形成されている。ｎ−Ga
As電流阻止層（25）の上面およびストライプ溝（30）を
埋めてｐ−Al0.4Ga0.6As第２クラッド層（26）が形成さ
れ、該第２クラッド層（26）上にｐ−GaAsコンタクト層
（27）が形成されている。ｐ−GaAsコンタクト層（27）
上には例えばCr/Au電極層（28）が、ｎ−GaAs基板（2
1）の下面には例えばAu−Ge/Au電極層（29）がそれぞれ
被着されている。
上記の半導体レーザ装置は次のようにして製造される。
例えばMOCVD法を用いてｎ−GaAs基板（21）上にｎ−Al
0.4Ga0.6As第１クラッド層（22）、Ｉ−Al0.1Ga0.9As活
性層（23）、ｐ−Al0.25Ga0.75As光ガイド層（24）、ｎ
−GaAs電流阻止層（25）を順次成長形成する。次に第３
図（ｂ）に示すように、電流阻止層（25）上にフォトレ
ジストを塗布し、これをレーザを用いた二光干渉露光法
によって露光し、所定周期のストライプパターンを形成
する。次いで、これをマスクとしてリアクティブ・イオ
ン・エッチング法によってエッチングすると、電流阻止
層（25）上に周期的な凹凸のストライプからなるコルゲ
ーション（32）が形成される。引続いて電流阻止層（2
5）上に、フォトレジストをマスクとして、上記周期的
凹凸のストライプ方向と直交する方向に所定の幅の溝30
を形成する。このとき、垂直エッチングの得られる条件
でエッチングを行なうと凹凸の側面からのエッチングは
行なわれず、ｎ−GaAs電流阻止層（25）上に形成されて
いた周期的な凹凸形状は上記エッチングの間も保存さ
れ、最終的にはｐ−Al0.25Ga0.75As光ガイド層（24）上
に転写される。
例えばMOCVD法を用いてｎ−GaAs基板（21）上にｎ−Al
0.4Ga0.6As第１クラッド層（22）、Ｉ−Al0.1Ga0.9As活
性層（23）、ｐ−Al0.25Ga0.75As光ガイド層（24）、ｎ
−GaAs電流阻止層（25）を順次成長形成する。次に第３
図（ｂ）に示すように、電流阻止層（25）上にフォトレ
ジストを塗布し、これをレーザを用いた二光干渉露光法
によって露光し、所定周期のストライプパターンを形成
する。次いで、これをマスクとしてリアクティブ・イオ
ン・エッチング法によってエッチングすると、電流阻止
層（25）上に周期的な凹凸のストライプからなるコルゲ
ーション（32）が形成される。引続いて電流阻止層（2
5）上に、フォトレジストをマスクとして、上記周期的
凹凸のストライプ方向と直交する方向に所定の幅の溝30
を形成する。このとき、垂直エッチングの得られる条件
でエッチングを行なうと凹凸の側面からのエッチングは
行なわれず、ｎ−GaAs電流阻止層（25）上に形成されて
いた周期的な凹凸形状は上記エッチングの間も保存さ
れ、最終的にはｐ−Al0.25Ga0.75As光ガイド層（24）上
に転写される。
次いで、フォトレジストを除去し、表面洗浄処理を施し
た後、同じくMOCVD法を用いて第３図（ａ）に示すよう
にｐ−Al0.4Ga0.6As第２クラッド層（26）、ｐ−GaAsコ
ンタクト層（27）を順次成長形成し、コンタクト層（2
7）上にCr/Au電極層（28）、基板（21）の下面にAu−Ge
/Au電極層（29）を被着する。
た後、同じくMOCVD法を用いて第３図（ａ）に示すよう
にｐ−Al0.4Ga0.6As第２クラッド層（26）、ｐ−GaAsコ
ンタクト層（27）を順次成長形成し、コンタクト層（2
7）上にCr/Au電極層（28）、基板（21）の下面にAu−Ge
/Au電極層（29）を被着する。
次に上記のインデックス・カプルド・タイプ半導体レー
ザ装置の動作を説明する。電極層（28）をバイアス電極
（図示せず）の正極、電極層（29）を負極に接続する
と、当該半導体レーザ装置を経て電流が流れ、Ｉ−Al
0.1Ga0.9As活性層（23）に注入されたキャリアは再結合
して光を輻射する。注入レベルを増して行くと誘導輻射
が始まり、やがてレーザ発振に至る。レーザ光の一部は
ストライプ溝（30）のｐ−Al0.25Ga0.75As光ガイド層
（24）に導波される。ストライプ溝（30）内の光ガイド
層（24）上に形成されたコルゲーション（31）の周期Λ
を、 m:1、２、３…… nr：光導波路の屈折率 λ0：発振波長 となるように設定すれば、上記λ0の波長の光のみが選
択されて単一縦モード発振が得られる。
ザ装置の動作を説明する。電極層（28）をバイアス電極
（図示せず）の正極、電極層（29）を負極に接続する
と、当該半導体レーザ装置を経て電流が流れ、Ｉ−Al
0.1Ga0.9As活性層（23）に注入されたキャリアは再結合
して光を輻射する。注入レベルを増して行くと誘導輻射
が始まり、やがてレーザ発振に至る。レーザ光の一部は
ストライプ溝（30）のｐ−Al0.25Ga0.75As光ガイド層
（24）に導波される。ストライプ溝（30）内の光ガイド
層（24）上に形成されたコルゲーション（31）の周期Λ
を、 m:1、２、３…… nr：光導波路の屈折率 λ0：発振波長 となるように設定すれば、上記λ0の波長の光のみが選
択されて単一縦モード発振が得られる。
上記のような従来のAlGaAs系のインデックス・カプルド
・タイプのDFB半導体レーザ装置は、その製造過程にお
いて、フォトレジストの除去、表面洗浄処理時にｐ−Al
0.25Ga0.75As光ガイド層（24）が大気にさらされ、これ
にはAlが含まれるため、その表面が酸化される。ｐ−Al
0.4Ga0.6As第２クラッド層（26）は表面が酸化されたｐ
−Al0.25Ga0.75As光ガイド層（24）のコルゲーション
（31）上に結晶成長されるために、両者のヘテロ界面近
傍は結晶欠陥が多く結晶性が劣悪である。このような半
導体レーザ装置は動作中に結晶欠陥がさらに増加する傾
向があり、寿命が短いという欠点があった。
・タイプのDFB半導体レーザ装置は、その製造過程にお
いて、フォトレジストの除去、表面洗浄処理時にｐ−Al
0.25Ga0.75As光ガイド層（24）が大気にさらされ、これ
にはAlが含まれるため、その表面が酸化される。ｐ−Al
0.4Ga0.6As第２クラッド層（26）は表面が酸化されたｐ
−Al0.25Ga0.75As光ガイド層（24）のコルゲーション
（31）上に結晶成長されるために、両者のヘテロ界面近
傍は結晶欠陥が多く結晶性が劣悪である。このような半
導体レーザ装置は動作中に結晶欠陥がさらに増加する傾
向があり、寿命が短いという欠点があった。
また、他のタイプのDFB形半導体レーザ装置としてゲイ
ン・カプルド・タイプ（gain coupled type）のDFB形半
導体レーザがある。この例を第４図（ａ）、第４図
（ｂ）に示す。同図において、（41）はｎ−GaAs基板、
（42）は基板（41）上に設けられたｎ−Al0.40Ga0.60As
第１クラッド層、（43）は第１クラッド層（42）上に設
けられたｐ−GaAs活性層、（44）は活性層（43）上に設
けられたｐ−Al0.25Ga0.75Asキャリア閉込め層、（45）
はキャリア閉込め層（44）上に設けられたｐ−AlGaAs光
ガイド層である。第４図（ｂ）に示すように、ｐ−GaAs
光ガイド層（45）上には周期Λのコルゲーション（51）
が形成されている。このコルゲーション（51）が設けら
れたｐ−GaAs光ガイド層（45）上にはｐ−Al0.40Ga0.60
As第２クラッド層（46）が設けられ、その上にはｐ−Ga
Asコンタクト層（47）が設けられている。（48）、（4
9）は第３図（ａ）の半導体レーザ装置で使用されてい
る電極層と同様な電極層である。
ン・カプルド・タイプ（gain coupled type）のDFB形半
導体レーザがある。この例を第４図（ａ）、第４図
（ｂ）に示す。同図において、（41）はｎ−GaAs基板、
（42）は基板（41）上に設けられたｎ−Al0.40Ga0.60As
第１クラッド層、（43）は第１クラッド層（42）上に設
けられたｐ−GaAs活性層、（44）は活性層（43）上に設
けられたｐ−Al0.25Ga0.75Asキャリア閉込め層、（45）
はキャリア閉込め層（44）上に設けられたｐ−AlGaAs光
ガイド層である。第４図（ｂ）に示すように、ｐ−GaAs
光ガイド層（45）上には周期Λのコルゲーション（51）
が形成されている。このコルゲーション（51）が設けら
れたｐ−GaAs光ガイド層（45）上にはｐ−Al0.40Ga0.60
As第２クラッド層（46）が設けられ、その上にはｐ−Ga
Asコンタクト層（47）が設けられている。（48）、（4
9）は第３図（ａ）の半導体レーザ装置で使用されてい
る電極層と同様な電極層である。
第４図に示すゲイン・カプルド・タイプDFB半導体レー
ザ装置は、電極層（48）側が正、電極層（49）側が負に
なるようにバイアス電圧を供給すると、当該半導体装置
を通って電流が流れ、単一縦モードで発振する。コルゲ
ーション（51）の周期Λを（１）式で決定される値に設
定すると、波長λ0の光のみが選択されて単一縦モード
で発振する。
ザ装置は、電極層（48）側が正、電極層（49）側が負に
なるようにバイアス電圧を供給すると、当該半導体装置
を通って電流が流れ、単一縦モードで発振する。コルゲ
ーション（51）の周期Λを（１）式で決定される値に設
定すると、波長λ0の光のみが選択されて単一縦モード
で発振する。
第４図に示すゲイン・カプルド・タイプDFB半導体レー
ザ装置は、コルゲーション（51）をｐ−GaAs光ガイド層
（45）上に形成するから、製造工程で大気にさらされる
面はAlを含まない上記のｐ−GaAs光ガイド層（45）の上
面である。この面の自然酸化量は僅かであるため、前述
のインデックス・カプルド・タイプDFB半導体レーザ装
置でみられるような再成長ヘテロ界面における結晶欠陥
は少なく、結晶性劣化による信頼性の低下、寿命が短い
といったような問題は生じない。しかし、このゲイン・
カプルド・タイプDFB半導体レーザ装置は、ｐ−GaAs光
ガイド層（45）そのものがレーザ光に対して吸収体とし
て働くために、レーザ共振器中の内部損失が大きくな
り、発振閾値電流の増大や外部量子効率の低下等の問題
が生じ易かった。
ザ装置は、コルゲーション（51）をｐ−GaAs光ガイド層
（45）上に形成するから、製造工程で大気にさらされる
面はAlを含まない上記のｐ−GaAs光ガイド層（45）の上
面である。この面の自然酸化量は僅かであるため、前述
のインデックス・カプルド・タイプDFB半導体レーザ装
置でみられるような再成長ヘテロ界面における結晶欠陥
は少なく、結晶性劣化による信頼性の低下、寿命が短い
といったような問題は生じない。しかし、このゲイン・
カプルド・タイプDFB半導体レーザ装置は、ｐ−GaAs光
ガイド層（45）そのものがレーザ光に対して吸収体とし
て働くために、レーザ共振器中の内部損失が大きくな
り、発振閾値電流の増大や外部量子効率の低下等の問題
が生じ易かった。
この発明は、上記のような欠点あるいは問題点を解消
し、低発振閾値、高外部量子効率を有し、しかも信頼性
が高く、寿命の長いAlGaAs系の特にゲイン・カプルド・
タイプDFB半導体レーザ装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。
し、低発振閾値、高外部量子効率を有し、しかも信頼性
が高く、寿命の長いAlGaAs系の特にゲイン・カプルド・
タイプDFB半導体レーザ装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。
この発明による半導体レーザ装置は、第１の導電形のGa
As基板上に設けられた第１の導電形のAlxGa(1-x)As第１
クラッド層と、第１クラッド層上に設けられた第１ある
いは第２の導電形、若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層
と、該活性層上に設けられたAlxGa(1-x)As第２クラッド
層と、該第２クラッド層上に設けられた第１あるいは第
２の導電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層であっ
て、上記第２クラッド層に達するストライプ状の溝が形
成され、このストライプ状溝の幅が共振器の長手方向に
一定周期で変化するように形成された上記第１電流阻止
層と、該第１電流阻止層上に上記共振器の長手方向と直
交する方向で且つ上記第１電流阻止層に形成された上記
ストライプ状溝の幅が上記一定周期で狭くなった領域上
に設けられた第１あるいは第２の導電形、若しくは真性
のグレーティング状AlzGa(1-z)As第２電流阻止層と、該
第２電流阻止層上および第２電流阻止層が設けられてい
ない第１電流阻止層上に設けられた第１の導電形のGaAs
第３電流阻止層と、上記電流阻止層に形成されたストラ
イプ状溝を埋め且つ上記第３電流阻止層の表面を覆って
形成された第２の導電形のAlxGa(1-x)As第３クラッド層
と、該第３クラッド層上に形成された第２の導電形のGa
Asコンタクト層とからなる。
As基板上に設けられた第１の導電形のAlxGa(1-x)As第１
クラッド層と、第１クラッド層上に設けられた第１ある
いは第２の導電形、若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層
と、該活性層上に設けられたAlxGa(1-x)As第２クラッド
層と、該第２クラッド層上に設けられた第１あるいは第
２の導電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層であっ
て、上記第２クラッド層に達するストライプ状の溝が形
成され、このストライプ状溝の幅が共振器の長手方向に
一定周期で変化するように形成された上記第１電流阻止
層と、該第１電流阻止層上に上記共振器の長手方向と直
交する方向で且つ上記第１電流阻止層に形成された上記
ストライプ状溝の幅が上記一定周期で狭くなった領域上
に設けられた第１あるいは第２の導電形、若しくは真性
のグレーティング状AlzGa(1-z)As第２電流阻止層と、該
第２電流阻止層上および第２電流阻止層が設けられてい
ない第１電流阻止層上に設けられた第１の導電形のGaAs
第３電流阻止層と、上記電流阻止層に形成されたストラ
イプ状溝を埋め且つ上記第３電流阻止層の表面を覆って
形成された第２の導電形のAlxGa(1-x)As第３クラッド層
と、該第３クラッド層上に形成された第２の導電形のGa
Asコンタクト層とからなる。
この発明による半導体レーザ装置の製造方法の第１の例
は、第１の導電形のGaAs基板上に第１の導電形のAlxG
a(1-x)As第１クラッド層と、第１あるいは第２の導電形
若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層と、第２の導電形の
AlxGa(1-x)As第２クラッド層と、第１あるいは第２の導
電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層と、第２電流
阻止層形成用第１あるいは第２の導電形若しくは真性の
AlzGa(1-z)As層とを順次エピタキシャル成長させる工程
と、上記第２電流阻止層形成用のAlzGa(1-z)As層上に
フォトレジスト製のグレーティングを形成する工程と、
該フォトレジスト製グレーティングをエッチングマス
クとして使用してAlzGa(1-z)As層を選択的にエッチング
してグレーティング状のAlzGa(1-z)As第２電流阻止層を
形成する工程と、該グレーティング状の第２電流阻止
層を埋込むように第１の導電形のGaAs第３電流阻止層を
エピタキシャル成長させる工程と、上記グレーティン
グの方向と直交する方向に上記第３電流阻止層に上記第
１電流阻止層に達するストライプ状溝を形成する工程
と、該ストライプ状溝が形成されたウエハを有機金属
熱分解法による結晶成長装置内に設置し、これに塩化水
素を流しながら加熱することにより上記ストライプ状溝
底部の上記第１電流阻止層をエッチングして除去すると
共に上記グレーティング状の第２電流阻止層をエッチン
グマスクとして利用して上記第１電流阻止層を部分的に
エッチングすることにより、該第１電流阻止層に形成さ
れたストライプ状溝の幅を該ストライプ状溝の走る方向
で一定周期で変化させる工程と、前工程に引続いて上
記と同じ結晶成長装置内で有機金属熱分解法により第２
の導電形のAlxGa(1-x)As第３クラッド層および第２の導
電形のGaAsコンタクト層を上記塩化水素による上記エッ
チング作用により形成されたウエハの上記ストライプ状
溝を埋込むと共に上記第３電流阻止層の表面を覆ってエ
ピタキシャル成長させる工程とを含んでいる。
は、第１の導電形のGaAs基板上に第１の導電形のAlxG
a(1-x)As第１クラッド層と、第１あるいは第２の導電形
若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層と、第２の導電形の
AlxGa(1-x)As第２クラッド層と、第１あるいは第２の導
電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層と、第２電流
阻止層形成用第１あるいは第２の導電形若しくは真性の
AlzGa(1-z)As層とを順次エピタキシャル成長させる工程
と、上記第２電流阻止層形成用のAlzGa(1-z)As層上に
フォトレジスト製のグレーティングを形成する工程と、
該フォトレジスト製グレーティングをエッチングマス
クとして使用してAlzGa(1-z)As層を選択的にエッチング
してグレーティング状のAlzGa(1-z)As第２電流阻止層を
形成する工程と、該グレーティング状の第２電流阻止
層を埋込むように第１の導電形のGaAs第３電流阻止層を
エピタキシャル成長させる工程と、上記グレーティン
グの方向と直交する方向に上記第３電流阻止層に上記第
１電流阻止層に達するストライプ状溝を形成する工程
と、該ストライプ状溝が形成されたウエハを有機金属
熱分解法による結晶成長装置内に設置し、これに塩化水
素を流しながら加熱することにより上記ストライプ状溝
底部の上記第１電流阻止層をエッチングして除去すると
共に上記グレーティング状の第２電流阻止層をエッチン
グマスクとして利用して上記第１電流阻止層を部分的に
エッチングすることにより、該第１電流阻止層に形成さ
れたストライプ状溝の幅を該ストライプ状溝の走る方向
で一定周期で変化させる工程と、前工程に引続いて上
記と同じ結晶成長装置内で有機金属熱分解法により第２
の導電形のAlxGa(1-x)As第３クラッド層および第２の導
電形のGaAsコンタクト層を上記塩化水素による上記エッ
チング作用により形成されたウエハの上記ストライプ状
溝を埋込むと共に上記第３電流阻止層の表面を覆ってエ
ピタキシャル成長させる工程とを含んでいる。
この発明による半導体レーザ装置の製造方法の第２の例
は、前記乃至の工程に続いて、ストライプ状溝が
形成されたウエハを分子線エピタキシャル法による結晶
成長装置内に設置し、ヒ素分子線を照射しながら加熱す
ることにより上記ストライプ状溝底部の上記第１電流阻
止層をエッチングして除去すると共に上記グレーティン
グ状の第２電流阻止層をエッチングマスクとして利用し
て上記第１電流阻止層を部分的にエッチングすることに
より該第１電流阻止層に形成されたストライプ状溝の幅
を該ストライプ状溝の走る方向で一定周期で変化させる
工程と、前工程に引続いて上記と同じ結晶成長装置内
で分子線エピタキシャル法により第２の導電形のAlxGa
(1-x)As第３クラッド層および第２の導電形のGaAsコン
タクト層をヒ素分子線を照射しながら上記エッチング作
用により形成されたウエハ上のストライプ状溝を埋込む
と共に上記第３電流阻止層の表面を覆ってエピタキシャ
ル成長させる工程とを含んでいる。
は、前記乃至の工程に続いて、ストライプ状溝が
形成されたウエハを分子線エピタキシャル法による結晶
成長装置内に設置し、ヒ素分子線を照射しながら加熱す
ることにより上記ストライプ状溝底部の上記第１電流阻
止層をエッチングして除去すると共に上記グレーティン
グ状の第２電流阻止層をエッチングマスクとして利用し
て上記第１電流阻止層を部分的にエッチングすることに
より該第１電流阻止層に形成されたストライプ状溝の幅
を該ストライプ状溝の走る方向で一定周期で変化させる
工程と、前工程に引続いて上記と同じ結晶成長装置内
で分子線エピタキシャル法により第２の導電形のAlxGa
(1-x)As第３クラッド層および第２の導電形のGaAsコン
タクト層をヒ素分子線を照射しながら上記エッチング作
用により形成されたウエハ上のストライプ状溝を埋込む
と共に上記第３電流阻止層の表面を覆ってエピタキシャ
ル成長させる工程とを含んでいる。
この発明による半導体レーザ装置の製造方法の第３の例
は、前記乃至の工程に続いて、ストライプ状溝が
形成されたウエハを液相エピタキシャル法による結晶成
長装置内に設置し、上記電流阻止層を選択的に溶解させ
るが上記第２電流阻止層を溶解させない条件下のメルト
を前記ウエハ上を通過させることにより、上記ストライ
プ状溝底部の上記第１電流阻止層をメルトバックにより
除去すると共に上記グレーティング状の第２電流阻止層
をメルトバック防止層として利用して上記第１電流阻止
層に形成されたストライプ状溝の幅を該ストライプ状溝
の走る方向で一定周期で変化させる工程と、前工程に
引続いて上記と同じ結晶成長装置内で液相エピタキシャ
ル法により第２の導電形AlxGa(1-x)As第３クラッド層お
よび第２の導電形のGaAsコンタクト層を、上記メルトバ
ック作用により形成されたウエハ上のストライプ状溝を
埋込むと共に上記第３電流阻止層の表面を覆ってエピタ
キシャル成長させる工程とを含んでいる。
は、前記乃至の工程に続いて、ストライプ状溝が
形成されたウエハを液相エピタキシャル法による結晶成
長装置内に設置し、上記電流阻止層を選択的に溶解させ
るが上記第２電流阻止層を溶解させない条件下のメルト
を前記ウエハ上を通過させることにより、上記ストライ
プ状溝底部の上記第１電流阻止層をメルトバックにより
除去すると共に上記グレーティング状の第２電流阻止層
をメルトバック防止層として利用して上記第１電流阻止
層に形成されたストライプ状溝の幅を該ストライプ状溝
の走る方向で一定周期で変化させる工程と、前工程に
引続いて上記と同じ結晶成長装置内で液相エピタキシャ
ル法により第２の導電形AlxGa(1-x)As第３クラッド層お
よび第２の導電形のGaAsコンタクト層を、上記メルトバ
ック作用により形成されたウエハ上のストライプ状溝を
埋込むと共に上記第３電流阻止層の表面を覆ってエピタ
キシャル成長させる工程とを含んでいる。
この発明の半導体レーザ装置において、第１の導電形の
GaAs基板と第２の導電形のGaAsコンタクト層との間にバ
イアス電圧を供給すると、これらの間で第１電流阻止
層、第２電流阻止層および第３電流阻止層の存在しない
部分、すなわちストライプ状溝の部分のみに電流が流れ
てAlyGa(1-y)As活性層に注入されたキャリアは再結合し
て光を輻射する。注入電流レベルを増加させて行くと誘
導放出が始まり、やがてレーザ発振に至る。レーザ光の
一部は第１クラッド層、第２クラッド層、第３クラッド
層の一部に導波される。ここで、第２クラッド層上に設
けられ、上記第３クラッド層の一部を挟み込むように設
けられた第１乃至第３電流阻止層に形成されたストライ
プ状溝の幅を、この溝の走る方向に所定の一定周期Λで
変化させることにより、前記（１）式で示される波長λ
0のみが選択されて単一縦モード発振が得られる。
GaAs基板と第２の導電形のGaAsコンタクト層との間にバ
イアス電圧を供給すると、これらの間で第１電流阻止
層、第２電流阻止層および第３電流阻止層の存在しない
部分、すなわちストライプ状溝の部分のみに電流が流れ
てAlyGa(1-y)As活性層に注入されたキャリアは再結合し
て光を輻射する。注入電流レベルを増加させて行くと誘
導放出が始まり、やがてレーザ発振に至る。レーザ光の
一部は第１クラッド層、第２クラッド層、第３クラッド
層の一部に導波される。ここで、第２クラッド層上に設
けられ、上記第３クラッド層の一部を挟み込むように設
けられた第１乃至第３電流阻止層に形成されたストライ
プ状溝の幅を、この溝の走る方向に所定の一定周期Λで
変化させることにより、前記（１）式で示される波長λ
0のみが選択されて単一縦モード発振が得られる。
この発明の半導体レーザ装置の各製造方法では、ストラ
イプ状溝の幅を共振器の長手方向に周期的に変化させる
ために電流阻止層の一部を除去する工程、およびそれに
続く第３クラッド層、コンタクト層の結晶成長工程にお
いて、再成長界面が大気にさらされることがないので、
再成長ヘテロ界面に結晶欠陥が生ずる可能性は極めて少
ない。
イプ状溝の幅を共振器の長手方向に周期的に変化させる
ために電流阻止層の一部を除去する工程、およびそれに
続く第３クラッド層、コンタクト層の結晶成長工程にお
いて、再成長界面が大気にさらされることがないので、
再成長ヘテロ界面に結晶欠陥が生ずる可能性は極めて少
ない。
第１図（ａ）はこの発明によるゲイン・カプルド・タイ
プDFB半導体レーザ装置の全体の構造を示す斜視図で、
例えばｎ−GaAs基板（１）上にｎ−Al0.5Ga0.5As第１ク
ラッド層（２）、ｐ−Al0.15Ga0.85As活性層（３）、ｐ
−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層（４）、ｎ−GaAs第１電
流阻止層（５）がそれぞれこの順序で設けられている。
第１図（ｂ）乃至第１図（ｄ）に示すように、第１電流
阻止層（５）上であって、ストライプ状溝（10）の幅が
狭くなった領域、すなわち第１図（ｄ）のＸ−Ｘ線断面
を示す第１図（ｂ）に示すように、溝（10）の幅がW1に
なった部分の領域上（第１図（ｄ）の（11）、（11）・
・・・の部分上）には、一定周期Λ（第１図（ｄ））の
グレーティングを構成するようにｎ−Al0.5Ga0.5As第２
電流阻止層（６）がグレーティング状に設けられてい
る。第２電流阻止層（６）上および該第２電流阻止層
（６）がが設けられていない第１電流阻止層（５）上に
はｎ−GaAs第３電流阻止層（７）が形成されている。上
記第１乃至第３電流阻止層（５）、（６）、（７）に形
成されたストライプ状の溝を埋め且つ上記第２電流阻止
層（７）の表面を覆ってｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド
層（８）、ｐ−GaAsコンタクト層（９）がそれぞれ設け
られている。
プDFB半導体レーザ装置の全体の構造を示す斜視図で、
例えばｎ−GaAs基板（１）上にｎ−Al0.5Ga0.5As第１ク
ラッド層（２）、ｐ−Al0.15Ga0.85As活性層（３）、ｐ
−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層（４）、ｎ−GaAs第１電
流阻止層（５）がそれぞれこの順序で設けられている。
第１図（ｂ）乃至第１図（ｄ）に示すように、第１電流
阻止層（５）上であって、ストライプ状溝（10）の幅が
狭くなった領域、すなわち第１図（ｄ）のＸ−Ｘ線断面
を示す第１図（ｂ）に示すように、溝（10）の幅がW1に
なった部分の領域上（第１図（ｄ）の（11）、（11）・
・・・の部分上）には、一定周期Λ（第１図（ｄ））の
グレーティングを構成するようにｎ−Al0.5Ga0.5As第２
電流阻止層（６）がグレーティング状に設けられてい
る。第２電流阻止層（６）上および該第２電流阻止層
（６）がが設けられていない第１電流阻止層（５）上に
はｎ−GaAs第３電流阻止層（７）が形成されている。上
記第１乃至第３電流阻止層（５）、（６）、（７）に形
成されたストライプ状の溝を埋め且つ上記第２電流阻止
層（７）の表面を覆ってｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド
層（８）、ｐ−GaAsコンタクト層（９）がそれぞれ設け
られている。
ｐ−GaAsコンタクト層（９）、ｎ−GaAs基板（１）にそ
れぞれ電極層を形成し、この電極層をバイアス電源に接
続して、上記コンタクト層（９）側が正、基板（１）側
が負のバイアス電圧を印加すると、上記コンタクト層
（９）より基板（１）に向けて第１乃至第２電流阻止層
（５）、（６）、（７）が存在しない領域、すなわちス
トライプ状溝（10）の部分のみを通って電流が流れる。
電流が流れることによってｐ−GaAs活性層（３）に注入
されたキャリアは再結合して光を輻射する。注入電流レ
ベルを増加させて行くと誘導放出が始まり、やがてレー
ザ発振に至る。レーザ光の一部はｎ−Al0.5Ga0.5As第１
クラッド層（２）、ｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層
（４）およびｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド層（８）の
一部に導波される。ここで、第２クラッド層（４）上に
第３クラッド層（８）の一部を挟み込むように設けられ
た第１電流阻止層（５）、第２電流阻止層（６）および
第３電流阻止層（７）に形成されたストライプ状溝（1
0）の幅を、第１図（ｄ）のＸ−Ｘ断面を示す第１図
（ｂ）のW1（幅の狭い部分）と第１図（ｄ）のＹ−Ｙ線
断面を示す第１図（ｃ）のW2（幅の広い部分）とが周期
Λで交互に現われないように変化させることにより、
（１）式で表わされる波長λ0のみが選択されて単一縦
モード発振が得られる。
れぞれ電極層を形成し、この電極層をバイアス電源に接
続して、上記コンタクト層（９）側が正、基板（１）側
が負のバイアス電圧を印加すると、上記コンタクト層
（９）より基板（１）に向けて第１乃至第２電流阻止層
（５）、（６）、（７）が存在しない領域、すなわちス
トライプ状溝（10）の部分のみを通って電流が流れる。
電流が流れることによってｐ−GaAs活性層（３）に注入
されたキャリアは再結合して光を輻射する。注入電流レ
ベルを増加させて行くと誘導放出が始まり、やがてレー
ザ発振に至る。レーザ光の一部はｎ−Al0.5Ga0.5As第１
クラッド層（２）、ｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層
（４）およびｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド層（８）の
一部に導波される。ここで、第２クラッド層（４）上に
第３クラッド層（８）の一部を挟み込むように設けられ
た第１電流阻止層（５）、第２電流阻止層（６）および
第３電流阻止層（７）に形成されたストライプ状溝（1
0）の幅を、第１図（ｄ）のＸ−Ｘ断面を示す第１図
（ｂ）のW1（幅の狭い部分）と第１図（ｄ）のＹ−Ｙ線
断面を示す第１図（ｃ）のW2（幅の広い部分）とが周期
Λで交互に現われないように変化させることにより、
（１）式で表わされる波長λ0のみが選択されて単一縦
モード発振が得られる。
次にこの発明によるゲイン・カプルド・タイプDFB半導
体レーザ装置の製造を方法を第２図（ａ）乃至第２図
（ｇ）を参照しつつ説明する。
体レーザ装置の製造を方法を第２図（ａ）乃至第２図
（ｇ）を参照しつつ説明する。
実施例１ 第２図（ａ）に示すようにｎ−GaAs基板（１）上に
ｎ−Al0.5Ga0.5As第１クラッド層（２）、ｐ−Al0.15Ga
0.85As活性層（３）、ｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層
（４）、ｎ−GaAs第１電流阻止層（５）、および第２電
流阻止層形成用のｐ−Al0.5Ga0.5As層（60）を順次エピ
タキシャル成長させる。
ｎ−Al0.5Ga0.5As第１クラッド層（２）、ｐ−Al0.15Ga
0.85As活性層（３）、ｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層
（４）、ｎ−GaAs第１電流阻止層（５）、および第２電
流阻止層形成用のｐ−Al0.5Ga0.5As層（60）を順次エピ
タキシャル成長させる。
次に、第２図（ａ）のｐ−Al0.5Ga0.5As層（60）の
表面に例えば二光干渉露光法によりフォトレジスト製グ
レーティングを形成した後、該フォトレジスト製グレー
ティングをエッチングマスクとして上記ｐ−Al0.5Ga0.5
As層（60）を選択的にエッチングして第２図（ｂ）に示
すようなグレーティング状のｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流
阻止層（６）を形成する。
表面に例えば二光干渉露光法によりフォトレジスト製グ
レーティングを形成した後、該フォトレジスト製グレー
ティングをエッチングマスクとして上記ｐ−Al0.5Ga0.5
As層（60）を選択的にエッチングして第２図（ｂ）に示
すようなグレーティング状のｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流
阻止層（６）を形成する。
次に、第２図（ｃ）に示すように、グレーティング
状の上記第２電流阻止層（６）を埋込むようにｎ−GaAs
第３電流阻止層（７）をエピタキシャル成長させる。
状の上記第２電流阻止層（６）を埋込むようにｎ−GaAs
第３電流阻止層（７）をエピタキシャル成長させる。
次に第２図（ｃ）の第３電流阻止層（７）上に上記
第２電流阻止層（６）のグレーティングの方向と直交す
る方向に溝（10）を形成するために使用されるフォトレ
ジスト層を形成して、エッチング処理し、第２図（ｄ）
に示すように上記第３電流阻止層（７）に第１電流阻止
層（５）に達するストライプ状溝（10）を形成する。
第２電流阻止層（６）のグレーティングの方向と直交す
る方向に溝（10）を形成するために使用されるフォトレ
ジスト層を形成して、エッチング処理し、第２図（ｄ）
に示すように上記第３電流阻止層（７）に第１電流阻止
層（５）に達するストライプ状溝（10）を形成する。
次に、第２図（ｄ）に示すようにストライプ状溝
（10）が形成されたウエハを有機金属熱分解法による結
晶成長装置内に設置し、塩化水素を流しながら加熱する
ことによりストライプ状溝（10）の底部のｎ−GaAs第１
電流阻止層（５）をエッチング除去すると共にグレーテ
ィング状の第２電流阻止層（６）をエッチングマスクと
して利用してエッチング処理することにより、上記第１
電流阻止層（５）に形成されたストライプ状溝（10）の
幅を該ストライプ状溝（10）の走る方向に一定の周期Λ
で変化させ、第２図（ｅ）に示すような構造を得る。第
２図（ｆ）は第２図（ｅ）で上記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２
電流阻止層（６）が存在する部位における断面を示し、
溝底部の幅はW1となっている。また、第２図（ｇ）は上
記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）が上記エッチ
ング処理により除去された部位を示し、溝底部の幅はW2
（W2＞W1）となっている。
（10）が形成されたウエハを有機金属熱分解法による結
晶成長装置内に設置し、塩化水素を流しながら加熱する
ことによりストライプ状溝（10）の底部のｎ−GaAs第１
電流阻止層（５）をエッチング除去すると共にグレーテ
ィング状の第２電流阻止層（６）をエッチングマスクと
して利用してエッチング処理することにより、上記第１
電流阻止層（５）に形成されたストライプ状溝（10）の
幅を該ストライプ状溝（10）の走る方向に一定の周期Λ
で変化させ、第２図（ｅ）に示すような構造を得る。第
２図（ｆ）は第２図（ｅ）で上記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２
電流阻止層（６）が存在する部位における断面を示し、
溝底部の幅はW1となっている。また、第２図（ｇ）は上
記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）が上記エッチ
ング処理により除去された部位を示し、溝底部の幅はW2
（W2＞W1）となっている。
上記工程に引続いて同一の結晶成長装置内で有機
金属熱分解法によりｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド層
（８）およびｐ−GaAsコンタクト層（９）を、上述の塩
化水素によるエッチング処理により形成されたストライ
プ状溝（10）を埋込むようにエピタキシャル成長させて
第１図（ａ）に示す構造の半導体レーザ装置が得られ
る。
金属熱分解法によりｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド層
（８）およびｐ−GaAsコンタクト層（９）を、上述の塩
化水素によるエッチング処理により形成されたストライ
プ状溝（10）を埋込むようにエピタキシャル成長させて
第１図（ａ）に示す構造の半導体レーザ装置が得られ
る。
実施例２ 実施例１における工程の乃至と同じ工程に続いて、 第２図（ｄ）に示すようにストライプ状溝（10）の
形成されたウエハを分子線エピタキシャル法による結晶
成長装置内に設置し、ヒ素分子線を照射しながら加熱す
ることによりストライプ状溝（10）の底部のｎ−GaAs第
１電流阻止層（５）をエッチング除去すると共にグレー
ティング状の第２電流阻止層（６）をエッチングマスク
として利用してエッチング処理することにより、上記第
１電流阻止層（５）に形成されたストライプ状溝（10）
の幅を該ストライプ状溝（10）の走る方向に一定の周期
Λで変化させ、第２図（ｅ）に示すような構造を得る。
実施例１と同様に第２図（ｆ）は第２図（ｅ）で上記ｐ
−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）が存在する部位に
おける断面を示し、溝底部の幅はW1となっている。ま
た、第２図（ｇ）は上記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止
層（６）が上記エッチング処理により除去された部位を
示し、溝底部の幅はW2（W2＞W1）となっている。
形成されたウエハを分子線エピタキシャル法による結晶
成長装置内に設置し、ヒ素分子線を照射しながら加熱す
ることによりストライプ状溝（10）の底部のｎ−GaAs第
１電流阻止層（５）をエッチング除去すると共にグレー
ティング状の第２電流阻止層（６）をエッチングマスク
として利用してエッチング処理することにより、上記第
１電流阻止層（５）に形成されたストライプ状溝（10）
の幅を該ストライプ状溝（10）の走る方向に一定の周期
Λで変化させ、第２図（ｅ）に示すような構造を得る。
実施例１と同様に第２図（ｆ）は第２図（ｅ）で上記ｐ
−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）が存在する部位に
おける断面を示し、溝底部の幅はW1となっている。ま
た、第２図（ｇ）は上記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止
層（６）が上記エッチング処理により除去された部位を
示し、溝底部の幅はW2（W2＞W1）となっている。
上記工程に引続いて同一の結晶成長装置内で分子
線エピタキシャル法によりｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッ
ド層（８）およびｐ−GaAsコンタクト層（９）を、上記
ヒ素分子線を照射しながらエッチング処理により形成さ
れたストライプ状溝（10）を埋込むようにエピタキシャ
ル成長させて第１図（ａ）に示す構造の半導体レーザ装
置が得られる。
線エピタキシャル法によりｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッ
ド層（８）およびｐ−GaAsコンタクト層（９）を、上記
ヒ素分子線を照射しながらエッチング処理により形成さ
れたストライプ状溝（10）を埋込むようにエピタキシャ
ル成長させて第１図（ａ）に示す構造の半導体レーザ装
置が得られる。
実施例３ 実施例１における工程の乃至と同じ工程に続いて、 第２図（ｄ）に示すようにストライプ状溝（10）の
形成されたウエハを液相エピタキシャル法による結晶成
長装置内に設置し、ｎ−GaAs第１電流阻止層（５）およ
びｎ−GaAs第３電流阻止層（７）を溶解させるがｐ−Al
0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）を溶解させない条件下
にあるメルトを上記ストライプ状溝（10）が形成された
ウエハ上を通過させることにより、該ストライプ状溝の
底部のｎ−GaAs第１電流阻止層をメルトバックにより除
去すると共に、グレーティング状のｐ−Al0.5Ga0.5As第
２電流阻止層をメルトバック防止層とすることによりｎ
−GaAs第１電流阻止層（５）に形成されたストライプ状
溝（10）の幅を該ストライプ状溝の走る方向に一定の周
期Λで変化させ、第２図（ｅ）に示すような構造を得
る。実施例１と同様に第２図（ｆ）は第２図（ｅ）で上
記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）が存在する部
位における断面を示し、溝底部の幅はW1となっている。
また、第２図（ｇ）は上記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻
止層（６）が上記エッチング処理により除去された部位
を示し、溝底部の幅はW2（W2＞W1）となっている。
形成されたウエハを液相エピタキシャル法による結晶成
長装置内に設置し、ｎ−GaAs第１電流阻止層（５）およ
びｎ−GaAs第３電流阻止層（７）を溶解させるがｐ−Al
0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）を溶解させない条件下
にあるメルトを上記ストライプ状溝（10）が形成された
ウエハ上を通過させることにより、該ストライプ状溝の
底部のｎ−GaAs第１電流阻止層をメルトバックにより除
去すると共に、グレーティング状のｐ−Al0.5Ga0.5As第
２電流阻止層をメルトバック防止層とすることによりｎ
−GaAs第１電流阻止層（５）に形成されたストライプ状
溝（10）の幅を該ストライプ状溝の走る方向に一定の周
期Λで変化させ、第２図（ｅ）に示すような構造を得
る。実施例１と同様に第２図（ｆ）は第２図（ｅ）で上
記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻止層（６）が存在する部
位における断面を示し、溝底部の幅はW1となっている。
また、第２図（ｇ）は上記ｐ−Al0.5Ga0.5As第２電流阻
止層（６）が上記エッチング処理により除去された部位
を示し、溝底部の幅はW2（W2＞W1）となっている。
工程に引続いて同一の結晶成長装置内で液相エピ
タキシャル法によりｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド層
（８）およびｐ−GaAsコンタクト層（９）を、メルトバ
ック作用によりｎ−GaAs第１電流阻止層が除去されたウ
エハ上のストライプ状溝（10）を埋込むようにエピタキ
シャル成長させて第１図（ａ）に示す構造の半導体レー
ザ装置が得られる。
タキシャル法によりｐ−Al0.5Ga0.5As第３クラッド層
（８）およびｐ−GaAsコンタクト層（９）を、メルトバ
ック作用によりｎ−GaAs第１電流阻止層が除去されたウ
エハ上のストライプ状溝（10）を埋込むようにエピタキ
シャル成長させて第１図（ａ）に示す構造の半導体レー
ザ装置が得られる。
この発明によるゲイン・カプルド・タイプDFB半導体レ
ーザ装置は第１電流阻止層（５）乃至第３電流阻止層
（７）に共振器の長手方向に伸びるストライプ状溝が形
成されているので、レーザ光に対して吸収体として働く
部分が実質的に存在せず、また上記溝の幅はその長手方
向に一定の周期Λで変化するように構成されているか
ら、低域値電流、高外部量子効率をもって波長λ0の単
一縦モードで発振するAlGaAs系ゲイン・カプルド・タイ
プDFB半導体レーザ装置を得ることができる。
ーザ装置は第１電流阻止層（５）乃至第３電流阻止層
（７）に共振器の長手方向に伸びるストライプ状溝が形
成されているので、レーザ光に対して吸収体として働く
部分が実質的に存在せず、また上記溝の幅はその長手方
向に一定の周期Λで変化するように構成されているか
ら、低域値電流、高外部量子効率をもって波長λ0の単
一縦モードで発振するAlGaAs系ゲイン・カプルド・タイ
プDFB半導体レーザ装置を得ることができる。
また、この発明の半導体レーザ装置の製造法では、いず
れの実施例においてもストライプ状溝の幅を共振器の長
手方向に周期的に変化させるために第１乃至第３電流阻
止層の一部を除去する工程、それに続く第３クラッド層
およびコンタクト層の結晶成長工程において、これらの
面が大気にさらされることがないので、表面酸化がな
く、再生成長ヘテロ界面における結晶欠陥が従来の装置
に比して格段に少なくなり、このため低閾値電流、高外
部量子効率で、しかも信頼性の高い長寿命の半導体レー
ザ装置を製造することができる。
れの実施例においてもストライプ状溝の幅を共振器の長
手方向に周期的に変化させるために第１乃至第３電流阻
止層の一部を除去する工程、それに続く第３クラッド層
およびコンタクト層の結晶成長工程において、これらの
面が大気にさらされることがないので、表面酸化がな
く、再生成長ヘテロ界面における結晶欠陥が従来の装置
に比して格段に少なくなり、このため低閾値電流、高外
部量子効率で、しかも信頼性の高い長寿命の半導体レー
ザ装置を製造することができる。
第１図（ａ）はこの発明によるゲイン・カプルド・タイ
プDFB半導体レーザ装置の一実施例を示す斜視図、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）の半導体レーザ装置の第２電流
阻止層の存在する部分における断面構造を示す図、第１
図（ｃ）は第１図（ａ）の半導体レーザ装置の第２電流
阻止層の存在しない部分における断面構造を示す図、第
１図（ｄ）は第１電流阻止層上に第２電流阻止層が形成
される位置関係を説明する図、第２図（ａ）乃至第２図
（ｇ）はこの発明による半導体レーザ装置の製造方法を
説明する図、第３図（ａ）および第３図（ｂ）は従来の
インデックス・カプルド・タイプ半導体レーザ装置の構
造ならびにその製造工程の一部を説明する斜視図、第４
図（ａ）および第４図（ｂ）は従来のゲイン・カプルド
・タイプ半導体レーザ装置の構造ならびにその製造工程
の一部を説明する斜視図である。 １……GaAs基板、２……AlxGa(1-x)As第１クラッド層、
３……AlyGa(1-y)As活性層、４……AlxGa(1-x)As第２ク
ラッド層、５……GaAs第１電流阻止層、６……AlzGa
(1-z)As第２電流阻止層、７……GaAs第３電流阻止層、
８……AlxGa(1-x)As第３クラッド層、９……GaAsコンタ
クト層、10……ストライプ状溝。
プDFB半導体レーザ装置の一実施例を示す斜視図、第１
図（ｂ）は第１図（ａ）の半導体レーザ装置の第２電流
阻止層の存在する部分における断面構造を示す図、第１
図（ｃ）は第１図（ａ）の半導体レーザ装置の第２電流
阻止層の存在しない部分における断面構造を示す図、第
１図（ｄ）は第１電流阻止層上に第２電流阻止層が形成
される位置関係を説明する図、第２図（ａ）乃至第２図
（ｇ）はこの発明による半導体レーザ装置の製造方法を
説明する図、第３図（ａ）および第３図（ｂ）は従来の
インデックス・カプルド・タイプ半導体レーザ装置の構
造ならびにその製造工程の一部を説明する斜視図、第４
図（ａ）および第４図（ｂ）は従来のゲイン・カプルド
・タイプ半導体レーザ装置の構造ならびにその製造工程
の一部を説明する斜視図である。 １……GaAs基板、２……AlxGa(1-x)As第１クラッド層、
３……AlyGa(1-y)As活性層、４……AlxGa(1-x)As第２ク
ラッド層、５……GaAs第１電流阻止層、６……AlzGa
(1-z)As第２電流阻止層、７……GaAs第３電流阻止層、
８……AlxGa(1-x)As第３クラッド層、９……GaAsコンタ
クト層、10……ストライプ状溝。
Claims (4)
- 【請求項１】第１の導電形のGaAs基板上に設けられた第
１の導電形のAlxGa(1-x)As第１クラッド層と、該第１ク
ラッド層上に設けられた第１あるいは第２の導電形、若
しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層と、該活性層上に設け
られたAlxGa(1-x)As第２クラッド層と、該第２クラッド
層上に設けられた第１あるいは第２の導電形、若しくは
真性のGaAs第１電流阻止層であって、上記第２クラッド
層に達するストライプ状溝が形成され且つこのストライ
プ状溝の幅が共振器長手方向に一定周期で変化するよう
に形成された上記GaAs第１電流阻止層と、該第１電流阻
止層上に上記共振器長手方向と直交する方向で且つ上記
第１電流阻止層に形成された上記ストライプ状溝の幅が
狭くなった領域上に設けられた第１あるいは第２の導電
形、若しくは真性のグレーティング状AlzGa(1-z)As第２
電流阻止層と、該第２電流阻止層上および第２電流阻止
層が設けられていない第１電流阻止層上に設けられた第
１の導電形のGaAs第３電流阻止層と、上記第１電流阻止
層に形成されたストライプ状溝を埋め且つ上記第３電流
阻止層の表面を覆って形成された第２の導電形のAlxGa
(1-x)As第３クラッド層と、該第３クラッド層上に形成
された第２の導電形のGaAsコンタクト層とからなる半導
体レーザ装置。 - 【請求項２】第１の導電形のGaAs基板上に第１の導電形
のAlxGa(1-x)As第１クラッド層と、第１あるいは第２の
導電形、若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層と、第２の
導電形のAlxGa(1-x)As第２クラッド層と、第１あるいは
第２の導電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層と、
第２電流阻止層形成用の第１あるいは第２の導電形、若
しくは真性のAlzGa(1-z)As層とを順次エピタキシャル成
長させる工程と、 上記第２電流阻止層形成用のAlzGa(1-z)As層上にフォト
レジスト製のグレーティングを形成する工程と、 上記フォトレジスト製グレーティングをエッチングマス
クとして使用して上記AlzGa(1-z)As層を選択的にエッチ
ングしてグレーティング状のAlzGa(1-z)As第２電流阻止
層を形成する工程と、 上記グレーティング状の第２電流阻止層を埋込むように
第１の導電形のGaAs第３電流阻止層をエピタキシャル成
長させる工程と、 上記グレーティングの方向と直交する方向に上記第３電
流阻止層に上記第１電流阻止層に達するストライプ状溝
を形成する工程と、 上記ストライプ状溝が形成されたウエハを有機金属熱分
解法による結晶成長装置内に設置し、これに塩化水素を
流しながら加熱することにより上記ストライプ状溝底部
の上記第１電流阻止層をエッチングして除去すると共に
上記グレーティング状の第２電流阻止層をエッチングマ
スクとして利用して上記第１電流阻止層を部分的にエッ
チングすることにより該第１電流阻止層に形成されたス
トライプ状溝の幅を該ストライプ状溝の走る方向で一定
周期で変化させる工程と、 前工程に引続いて上記と同じ結晶成長装置内で有機金属
熱分解法により第２の導電形のAlxGa(1-x)As第３クラッ
ド層および第２の導電形のGaAsコンタクト層を、上記塩
化水素による上記エッチング作用により形成されたウエ
ハの上記ストライプ状溝を埋込むと共に上記第３電流阻
止層の表面を覆ってエピタキシャル成長させる工程とか
らなる半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項３】第１の導電形のGaAs基板上に第１の導電形
のAlxGa(1-x)As第１クラッド層と、第１あるいは第２の
導電形、若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層と、第２の
導電形のAlxGa(1-x)As第２クラッド層と、第１あるいは
第２の導電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層と、
第２電流阻止層形成用の第１あるいは第２の導電形、若
しくは真性のAlzGa(1-z)As層とを順次エピタキシャル成
長させる工程と、 上記第２電流阻止層形成用のAlzGa(1-z)As層上にフォト
レジスト製のグレーティングを形成する工程と、 上記フォトレジスト製グレーティングをエッチングマス
クとして使用して上記AlzGa(1-z)As層を選択的にエッチ
ングしてグレーティング状のAlzGa(1-z)As第２電流阻止
層を形成する工程と、 上記グレーティング状の第２電流阻止層を埋込むように
第１の導電形のGaAs第３電流阻止層をエピタキシャル成
長させる工程と、 上記グレーティングの方向と直交する方向に上記第３電
流阻止層に上記第１電流阻止層に達するストライプ状溝
を形成する工程と、 上記ストライプ状溝が形成されたウエハを分子線エピタ
キシャル法による結晶成長装置内に設置し、ヒ素分子線
を照射しながら加熱することにより上記ストライプ状溝
底部の上記第１電流阻止層をエッチングして除去すると
共に上記グレーティング状の第２電流阻止層をエッチン
グマスクとして利用して上記第１電流阻止層を部分的に
エッチングすることにより該第１電流阻止層に形成され
たストライプ状溝の幅を該ストライプ状溝の走る方向で
一定周期で変化させる工程と、 前工程に引続いて上記と同じ結晶成長装置内で分子線エ
ピタキシャル法により第２の導電形のAlxGa(1-x)As第３
クラッド層および第２の導電形のGaAsコンタクト層を、
上記エッチング作用により形成されたウエハ上のストラ
イプ状溝を埋込むと共に上記第３電流阻止層を覆ってエ
ピタキシャル成長させる工程とからなる半導体レーザ装
置の製造方法。 - 【請求項４】第１の導電形のGaAs基板上に第１の導電形
のAlxGa(1-x)As第１クラッド層と、第１あるいは第２の
導電形、若しくは真性のAlyGa(1-y)As活性層と、第２の
導電形のAlxGa(1-x)As第２クラッド層と、第１あるいは
第２の導電形、若しくは真性のGaAs第１電流阻止層と、
第２電流阻止層形成用の第１あるいは第２の導電形、若
しくは真性のAlzGa(1-z)As層とを順次エピタキシャル成
長させる工程と、 上記第２電流阻止層形成用のAlzGa(1-z)As層上にフォト
レジスト製のグレーティングを形成する工程と、 上記フォトレジスト製グレーティングをエッチングマス
クとして使用して上記AlzGa(1-z)As層を選択的にエッチ
ングしてグレーティング状のAlzGa(1-z)As第２電流阻止
層を形成する工程と、 上記グレーティング状の第２電流阻止層を埋込むように
第１の導電形のGaAs第３電流阻止層をエピタキシャル成
長させる工程と、 上記グレーティングの方向と直交する方向に上記第３電
流阻止層に上記第１電流阻止層に達するストライプ状溝
を形成する工程と、 ストライプ状溝が形成されたウエハを液相エピタキシャ
ル法による結晶成長装置内に設置し、上記第１電流阻止
層を選択的に溶解させるが上記第２電流阻止層を溶解さ
せない条件下のメルトを前記ウエハ上を通過させること
により、上記ストライプ状溝底部の第１電流阻止層をメ
ルトバックにより除去すると共に上記グレーティング状
の第２電流阻止層をメルトバック防止層として利用して
上記第１電流阻止層に形成されたストライプ状溝の幅を
該ストライプ状溝の走る方向で一定周期で変化させる工
程と、 前工程に引続いて上記と同じ結晶成長装置内で液相エピ
タキシャル法により第２の導電形のAlxGa(1-x)As第３ク
ラッド層および第２の導電形のGaAsコンタクト層を、上
記メルトバック作用により形成されたウエハ上のストラ
イプ状溝を埋込むと共に上記第３電流阻止層の表面を覆
ってエピタキシャル成長させる工程とからなる半導体レ
ーザ装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088708A JPH0719931B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| EP89307728A EP0390995B1 (en) | 1989-04-06 | 1989-07-28 | Semiconductor laser device and method of making same |
| DE68920571T DE68920571T2 (de) | 1989-04-06 | 1989-07-28 | Halbleiterlaser-Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| US07/387,767 US4984243A (en) | 1989-04-06 | 1989-08-01 | Semiconductor laser device |
| US07/597,782 US5079185A (en) | 1989-04-06 | 1990-10-10 | Method of making a semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088708A JPH0719931B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266583A JPH02266583A (ja) | 1990-10-31 |
| JPH0719931B2 true JPH0719931B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=13950393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1088708A Expired - Lifetime JPH0719931B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4984243A (ja) |
| EP (1) | EP0390995B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0719931B2 (ja) |
| DE (1) | DE68920571T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088394B2 (ja) * | 1989-06-30 | 1996-01-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH03293790A (ja) * | 1990-04-11 | 1991-12-25 | Eastman Kodak Japan Kk | 広ストライプ型レーザダイオード |
| US5268328A (en) * | 1990-09-07 | 1993-12-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor laser |
| DE69115808T2 (de) * | 1990-09-10 | 1996-06-20 | Sharp Kk | Halbleiterlaser mit verteilter Rückkopplung und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2706369B2 (ja) * | 1990-11-26 | 1998-01-28 | シャープ株式会社 | 化合物半導体の成長方法及び半導体レーザの製造方法 |
| US5292685A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing a distributed feedback semiconductor laser device |
| US5346855A (en) * | 1993-01-19 | 1994-09-13 | At&T Bell Laboratories | Method of making an INP-based DFB laser |
| DE69406049T2 (de) * | 1993-06-04 | 1998-04-16 | Sharp Kk | Lichtmittierende Halbleitervorrichtung mit einer dritten Begrenzungsschicht |
| US5398641A (en) * | 1993-07-27 | 1995-03-21 | Texas Instruments Incorporated | Method for p-type doping of semiconductor structures formed of group II and group VI elements |
| JPH07154024A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザー |
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| JPH07183618A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置製造方法並びに集積型半導体レーザ装置 |
| JPH0888439A (ja) * | 1994-09-16 | 1996-04-02 | Rohm Co Ltd | 半導体レーザおよびその製法 |
| CA2249053A1 (en) | 1997-09-30 | 1999-03-30 | Mitsui Chemicals, Incorporated | Semiconductor laser device |
| JP4079393B2 (ja) * | 1998-03-10 | 2008-04-23 | シャープ株式会社 | 窒化物系化合物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| JP2000323789A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Nec Corp | 窓型半導体レーザおよびその製造方法 |
| US7050472B2 (en) * | 2000-03-01 | 2006-05-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
| US6747259B1 (en) | 2000-10-03 | 2004-06-08 | Xerox Corporation | Assembly of imaging arrays for large format documents |
| JP2003133638A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-05-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 分布帰還型半導体レーザ素子及びレーザモジュール |
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| JP2006190782A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法 |
| JP2006202935A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS594190A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS5946081A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 周期構造を有する埋込形半導体レ−ザ |
| JPS59103393A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS59229889A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ製造方法 |
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| JPS63140591A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
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| JPH073909B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1995-01-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1088708A patent/JPH0719931B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-28 EP EP89307728A patent/EP0390995B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-28 DE DE68920571T patent/DE68920571T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-01 US US07/387,767 patent/US4984243A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-10-10 US US07/597,782 patent/US5079185A/en not_active Expired - Fee Related
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| DE68920571T2 (de) | 1995-05-18 |
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| US4984243A (en) | 1991-01-08 |
| EP0390995A3 (en) | 1991-05-08 |
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