JPH0758402A - 半導体レーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ共振器端面近傍の領域に不純物を導入
して窓構造を形成した半導体レーザにおいて、窓構造の
領域を流れる無効電流を低減する。 【構成】 活性層３の共振器端面近傍の領域の量子井戸
構造を無秩序化した領域９を有するものにおいて、基板
１及びコンタクト層５を、不純物の導入によって共振器
端面近傍に形成された不純物導入領域を含んで形成され
る電流リークパスの一部の領域が除去されるよう、上記
共振器端面１５側から共振器長方向に所定量エッチング
除去した構成とした。 【効果】 レーザ動作時における無効電流を低減するこ
とができ、これにより、レーザ発振させて所望の光出力
を得る時の動作電流が少く、低消費電力の半導体レーザ
を実現できる。

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に関し、
特に量子井戸活性層を有し該活性層の共振器端面近傍領
域の量子井戸構造を無秩序化して形成した窓構造を有す
る半導体レーザにおいて、低しきい値電流化等，その特
性を向上した半導体レーザに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザの高出力動作時に生じる光
学損傷（Catastrophic Optical Damage ：ＣＯＤ）は、
レーザの端面近傍に存在する界面準位により、同一組成
の活性層でも、中央部に比べ、端面部のバンドギャップ
が小さくなっていることに起因して生じる。すなわち、
レーザの高出力動作時に端面近傍におけるレーザ光の吸
収により、端面で局所的に温度が上昇する。この局所的
な過剰発熱は、その部分のバンドギャップをさらに小さ
くするため、これによりレーザ光の吸収が促進されさら
に発熱が増加することとなるというループを生じ、つい
には、レーザ端面が溶融し、非可逆的な破壊が生じる。
このように端面破壊が生じるときのレーザ光出力をＣＯ
Ｄ光出力と呼び、このＣＯＤ光出力が、ＡｌＧａＡｓ系
やＡｌＧａＩｎＰ系の材料で構成される半導体レーザの
最大光出力を制限している。

【０００３】上述のような端面破壊を防ぐには、界面準
位が生じ得る領域の活性層のバンドギャップを、それ以
外の領域の活性層のバンドギャップと比べ大きくすれば
良い。例えば、９０年春の応物学会（予稿集２９ａ−Ｓ
Ａ−７）においては、レーザ端面近傍の活性層の禁制帯
幅をレーザ中央部の活性層の禁制帯幅よりも高エネルギ
化した窓構造によって、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザのＣＯＤ光出力を大幅に高め、高出力化を可能とした
ものが開示されている。

【０００４】ＧａＩｎＰやＡｌＧａＩｎＰ結晶材料の特
有の現象として、これを所定の成長条件で結晶成長させ
た場合に、その構成原子が周期的に配列された、いわゆ
る自然超格子が形成されることが知られている。また、
この自然超格子構造の結晶中にＺｎ等の不純物を導入し
て超格子構造を無秩序化すると、無秩序化された領域の
禁制帯幅は無秩序化されていない領域の禁制帯幅よりも
大きくなることが知られている。上記文献では、ＧａＩ
ｎＰ又はＡｌＧａＩｎＰからなる活性層を、上記自然超
格子が形成される条件で成長した後、レーザ端面近傍に
不純物導入を行ない、窓構造を形成している。

【０００５】図５は、上述した，自然超格子の無秩序化
を利用して作製された、従来の窓構造付きＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの共振器長方向に沿った断面を示す模
式図である。図において、１０１はｎ型ＧａＡｓ基板、
１０２は基板１０１上に配置されたｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
下クラッド層、１０３は下クラッド層１０２上に配置さ
れた自然超格子構造のＧａＩｎＰ量子井戸（Quantum-We
ll：ＱＷ）活性層、１０４は活性層１０３上に配置され
たｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、１０５は上クラッ
ド層１０４上に配置されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層で
ある。また、１０６はｎ側電極、１０７はｐ側電極であ
る。１０８はレーザ端面近傍に形成されたＺｎ拡散領域
であり、１０９は活性層１０３のうちＺｎ拡散により自
然超格子が無秩序化（ディスオーダリング）された領域
である。１２０は出射レーザ光である。図７は図５に示
す窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造方法
を説明するための断面工程図であり、図において図５と
同一符号は同一又は相当部分である。以下、図５に示す
半導体レーザの製造工程を図７に沿って説明する。

【０００６】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、例え
ばＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ下クラッド層１０２，ＡｌＧａＩｎＰ量子井
戸活性層１０３，及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
１０４を順次結晶成長し、さらに、上クラッド層１０４
上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０５を結晶成長して、
図７(a) に示すようなレーザ積層構造を形成する。この
とき、活性層１０３はその結晶構造が自然超格子構造と
なるように、その成長条件をコントロールする。

【０００７】次に、図７(b) に示すように、コンタクト
層１０５上に、図中二点鎖線で示す劈開位置近傍に開口
１１０ａを有するＳｉＯ2 膜パターン１１０を形成す
る。開口部１１０ａの幅ｗは、劈開の精度を考慮して２
０μｍ程度とする。

【０００８】次に、図７(c) に示すように、ＳｉＯ2 膜
パターン１１０をマスクとして、気相拡散，又は固相拡
散により、レーザ積層構造中にＺｎ原子を拡散し、Ｚｎ
拡散領域１０８を形成する。このＺｎの拡散によって活
性層１０３のレーザ端面近傍の領域は、自然超格子構造
が無秩序化された領域１０９となる。Ｚｎ拡散は、Ｇａ
ＡｓとＡｌＧａＩｎＰでは進む拡散速度が違い、通常、
ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層１０３，及びその上下に
配置されたＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４，１０２中
の方が、ＧａＡｓからなる基板１０１，及びコンタクト
層１０５中よりも早くその拡散が進む。

【０００９】この後、ＳｉＯ2 膜パターン１１０を除去
し、図７(d) に示すように、基板１０１の裏面にｎ側電
極１０６を、コンタクト層１０５上にｐ側電極１０７を
形成する工程、劈開により素子分離を行ない共振器端面
１５０を形成する工程等を経て、図５に示す半導体レー
ザが完成する。

【００１０】次に動作について説明する。ｎ側電極１０
６，ｐ側電極１０７に、レーザのｐｎ接合に対して順方
向のバイアスを印加すると、電子及び正孔は活性層１０
３に注入され、活性層１０３内で再結合して光を発生す
る。活性層１０３内で発生した光は一対の共振器端面１
５０間を活性層に沿って導波され、反射，増幅を繰り返
し、レーザ発振に至る。ここで、活性層１０３の共振器
端面近傍の領域はＺｎの拡散によりその自然超格子構造
が無秩序化された領域１０９となっており、この領域１
０９の禁制帯幅は、自然超格子構造が無秩序化されてい
ないレーザ中央部の活性層の禁制帯幅より広くなってい
る。これにより、本従来例においては、レーザ端面での
光の吸収が抑えられ、高出力のレーザ動作が可能であ
る。

【００１１】また、図６は、自然超格子の無秩序化を利
用して作製された、従来の他の窓構造付きＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの共振器長方向に沿った断面を示す模
式図である。図において、図５と同一符号は同一又は相
当部分であり、１１８はレーザ端面からの不純物導入に
よりレーザ端面近傍に形成されたＺｎ拡散領域である。
図８は図６に示す窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ
ーザの製造方法を説明するための断面工程図であり、図
において図６と同一符号は同一又は相当部分である。以
下、図６に示す半導体レーザの製造工程を図８に沿って
説明する。

【００１２】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、例え
ばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド
層１０２，ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層１０３，及び
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層１０４を順次結晶成長
し、さらに、上クラッド層１０４上にｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１０５を結晶成長して、図８(a) に示すような
レーザ積層構造を形成する。このとき、活性層１０３は
その結晶構造が自然超格子構造となるように、その成長
条件をコントロールする。

【００１３】次に、図８(b) に示すように、図８(a) 中
二点鎖線で示す位置で劈開して共振器端面１５０を形成
する。この後、気相拡散又は固相拡散により共振器端面
１５０からレーザ積層構造中にＺｎ原子を拡散し、図８
(c) に示すように、Ｚｎ拡散領域１０８を形成する。こ
のＺｎの拡散によって活性層１０３のレーザ端面近傍の
領域は、自然超格子構造が無秩序化された領域１０９と
なる。ここで、不純物拡散の深さは、無秩序化領域１０
９の長さ（窓領域の長さ）ｄが４〜５μｍ程度となるよ
うな深さとする。

【００１４】この後、図８(d) に示すように、基板１０
１の裏面にｎ側電極１０６を、コンタクト層１０５上に
ｐ側電極１０７を形成する工程等を経て、図６に示す半
導体レーザが完成する。

【００１５】次に動作について説明する。ｎ側電極１０
６，ｐ側電極１０７に、レーザのｐｎ接合に対して順方
向のバイアスを印加すると、電子及び正孔は活性層１０
３に注入され、活性層１０３内で再結合して光を発生す
る。活性層１０３内で発生した光は一対の共振器端面１
５０間を活性層１０３に沿って導波され、反射，増幅を
繰り返し、レーザ発振に至る。ここで、活性層１０３の
共振器端面近傍の領域はＺｎの拡散によりその自然超格
子構造が無秩序化された領域１０９となっており、この
領域１０９の禁制帯幅は、自然超格子構造が無秩序化さ
れていないレーザ中央部の活性層１０３の禁制帯幅より
広くなっている。これにより、本従来例においても図５
に示す従来例と同様、レーザ端面での光の吸収が抑えら
れ、高出力のレーザ動作が可能である。また、本従来例
では、不純物の導入を共振器端面から直接行なうことに
より、不純物が拡散された窓領域の長さを、図５に示す
従来例よりも短く形成することが可能であるので、窓領
域の不純物による吸収損失を低減することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の超格子の無秩序
化を利用して作製された窓構造付きの半導体レーザは以
上のように、その共振器端面近傍に不純物を導入して量
子井戸活性層の共振器端面近傍の領域の量子井戸構造を
無秩序化した構造を有しており、この不純物導入領域
（Ｚｎ拡散領域１０８）はコンタクト層から基板にまで
広がって形成されている。ここで、この不純物導入領域
（Ｚｎ拡散領域１０８）は、他の領域に比してキャリア
濃度が高く、抵抗が低くなっているため、電極から注入
された電流はこの領域を介して流れやすくなる。このた
め電極から注入された電流の一部が、、レーザを動作さ
せる際に、図９又は図１０に示すように、Ｚｎ拡散領域
１０８を介して流れるリーク電流１３０となる。このリ
ーク電流１３０はレーザ発振に寄与しない無効電流であ
り、このリーク電流１３０により、従来の窓構造付きの
半導体レーザでは、レーザのしきい値電流や所望の光出
力を発生させるための電流が大きくなり、消費電力が大
きくなるという問題点があった。

【００１７】ここで、図５に示す従来例の場合、ウエハ
表面からＺｎの拡散を行なって超格子を無秩序化する際
に、Ｚｎの拡散フロントを下クラッド層１０２中で止め
るように制御すれば、上述のリーク電流を低減すること
ができる。しかし、一般に拡散の深さの制御性は低く、
特にＡｌＧａＩｎＰ層中ではＺｎ拡散速度が速いため、
ＡｌＧａＩｎＰ層中での拡散フロントの制御は非常に困
難である。このため、拡散フロントがＡｌＧａＩｎＰ下
クラッド層１０２中で停まらずに基板にまで達してしま
うことが多く、また、ウエハ内での拡散フロントのばら
つきも生じることから、特性の揃った素子が得られない
という問題点があった。

【００１８】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、リーク電流を抑え、所望の光出
力を得るのに必要な電流を低減することのできる半導体
レーザを提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザは、量子井戸構造を有する活性層と、該活性層を挟
んで配置された第１導電型下クラッド層及び第２導電型
上クラッド層と、上記第１導電型下クラッド層と第１の
電極との間に配置された第１の半導体層と、上記第２導
電型上クラッド層と第２の電極との間に配置された第２
の半導体層と、対向する一対の共振器端面とを有するフ
ァブリーペロー型の半導体レーザにおいて、レーザの共
振器端面近傍の領域に不純物を導入することによって上
記活性層の共振器端面近傍の領域の量子井戸構造を無秩
序化して形成した窓構造を備え、かつ、上記第１，第２
導電型半導体層を、上記不純物の導入によって共振器端
面近傍に形成された不純物導入領域を含んで形成される
電流リークパスの一部の領域が除去されるよう、上記共
振器端面側から共振器長方向に所定量エッチング除去す
るようにしたものである。

【００２０】

【作用】この発明においては、不純物導入領域を含んで
形成されるリークパスの一部の領域を除去した構成とし
たから、レーザ動作時における無効電流を低減すること
ができ、これにより、レーザ発振させて所望の光出力を
得る時の動作電流が少く、低消費電力の半導体レーザを
実現できる。

【００２１】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明の第１の実施例による
半導体レーザの共振器長方向に沿った断面を示す模式図
である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は基板
１上に配置されたｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層、３
は下クラッド層２上に配置された自然超格子構造のＡｌ
ＧａＩｎＰ量子井戸（Quantum-Well：ＱＷ）活性層、４
は活性層３上に配置されたｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッ
ド層、５は上クラッド層４上に配置されたｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層である。また、６はｎ側電極、７はｐ側電
極である。８はレーザ端面近傍に形成されたＺｎ拡散領
域であり、９は活性層３のうちＺｎ拡散により自然超格
子が無秩序化された領域である。２０は出射レーザ光で
ある。ここで、クラッド層２，４及び活性層３は同じＡ
ｌＧａＩｎＰで構成されているが、その組成が異なり、
クラッド層２，４の方が活性層３よりもバンドギャップ
の広い組成となっている。図２は図１に示す半導体レー
ザ装置の製造方法を示す図であり、図において、図１と
同一符号は同一又は相当部分を示す。以下、本実施例に
よる半導体レーザの製造工程について説明する。

【００２２】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭ
ＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
２，ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層３，及びｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ上クラッド層４を順次結晶成長し、さらに、上
クラッド層４上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層５を結晶成
長して、レーザ積層構造を形成する。ここで、活性層３
はその結晶構造が自然超格子構造となるように、その成
長条件をコントロールする。この後、図２(a) に示すよ
うに、劈開による素子分離を行ない、共振器端面１５を
形成する。

【００２３】この後、気相拡散又は固相拡散により共振
器端面１５からレーザ積層構造中にＺｎ原子を拡散し、
図２(b) に示すように、Ｚｎ拡散領域８を形成する。こ
のＺｎの拡散によって活性層３のレーザ端面近傍の領域
は、自然超格子構造が無秩序化された領域９となる。こ
こで、不純物拡散の深さは、無秩序化領域９の長さ（窓
領域の長さ）ｄが４〜５μｍ程度となるような深さとす
る。

【００２４】次に、過酸化水素系のエッチング液を用い
た選択エッチングによって、ｐ型コンタクト層５とｎ型
ＧａＡｓ基板１とを選択的にエッチングする。特に、こ
のエッチングする深さは、図２(c) に示すように、拡散
深さよりも深くなるように行なう。図２(c) において、
１７はエッチングによって除去された領域である。この
後、ｎ側電極７とｐ側電極８を形成する工程等を経て、
図１に示す半導体レーザが完成する。

【００２５】次に動作について説明する。ｎ側電極６，
ｐ側電極７に、レーザのｐｎ接合に対して順方向のバイ
アスを印加すると、電子及び正孔は活性層３に注入さ
れ、活性層３内で再結合して光を発生する。活性層３内
で発生した光は一対の共振器端面１５間を活性層に沿っ
て導波され、反射，増幅を繰り返し、レーザ発振に至
る。ここで、活性層３の共振器端面近傍の領域はＺｎの
拡散によりその自然超格子構造が無秩序化された領域９
となっており、この領域９の禁制帯幅は、自然超格子構
造が無秩序化されていないレーザ中央部の活性層の禁制
帯幅より広くなっている。これにより、レーザ端面での
光の吸収が抑えられ、高出力のレーザ動作が可能であ
る。また、本実施例では、ＧａＡｓ基板１及びＧａＡｓ
コンタクト層５を、共振器端面側からＺｎ拡散領域の拡
散深さよりも深く選択的にエッチング除去しているの
で、レーザの電流を供給してレーザ発振させた時、図１
０に示したようなリーク電流経路が形成されることがな
い。従って、従来型の窓構造レーザよりも、しきい値電
流や所望の光出力を得るための電流量を低減でき、消費
電力を減少することができる。

【００２６】ここで、本実施例では、ＧａＡｓ基板１及
びＧａＡｓコンタクト層５を、共振器端面側からクラッ
ド層部分のＺｎ拡散領域の拡散深さよりも深く選択的に
エッチング除去しているが、ＧａＡｓ基板１及びＧａＡ
ｓコンタクト層５のエッチング深さは、クラッド層部分
のＺｎ拡散領域の拡散深さより浅くても、ＧａＡｓ基板
１及びＧａＡｓコンタクト層５に形成されたＺｎ拡散領
域８が除去される深さであれば、基板１と下クラッド層
２との間，及びコンタクト層５と上クラッド層４との間
の低抵抗領域（Ｚｎ拡散領域）同士の接合が除去される
ので、リーク電流低減の効果は得られる。しかし、クラ
ッド層の低抵抗領域（Ｚｎ拡散領域）に基板及びコンタ
クト層が接していると、この部分の接合はクラッド層の
低抵抗領域以外の領域と、基板及びコンタクト層との接
合よりも抵抗が低いので、図１１に示すように、リーク
電流１３が発生する。従って、ＧａＡｓ基板１及びＧａ
Ａｓコンタクト層５のエッチング深さは、本実施例のよ
うにクラッド層部分のＺｎ拡散領域の拡散深さよりも深
くする方がより効果的にリーク電流を低減できる。

【００２７】なお、上記実施例では気相拡散又は固相拡
散によりＺｎを導入して無秩序化領域９を形成するよう
にしたが、端面よりイオン注入を行なった後、アニール
して無秩序化領域を形成するようにしても良い。

【００２８】実施例２．図３はこの発明の第２の実施例
による半導体レーザの共振器長方向に沿った断面を示す
模式図である。図において、図１と同一符号は同一又は
相当部分を示す。図４は図３に示す半導体レーザ装置の
製造方法を示す図であり、図において、図３と同一符号
は同一又は相当部分を示す。以下、本発明の第２の実施
例による半導体レーザの製造工程を図４に沿って説明す
る。

【００２９】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭ
ＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層
２，ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層３，及びｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ上クラッド層４を順次結晶成長し、さらに、上
クラッド層４上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層５を結晶成
長してレーザ積層構造を形成する。ここで、活性層３は
その結晶構造が自然超格子構造となるように、その成長
条件をコントロールする。

【００３０】次に、コンタクト層５上に、劈開位置近傍
に開口１０ａを有するＳｉＯ2 膜パターン１０を形成す
る。開口部１０ａの幅ｗは、劈開の精度を考慮して２０
μｍ程度とする。

【００３１】次に、図４(a) に示すように、ＳｉＯ2 膜
パターン１０をマスクとして、気相拡散，又は固相拡散
によりレーザ積層構造中にＺｎ原子を拡散し、Ｚｎ拡散
領域８を形成する。このＺｎの拡散によって活性層３の
レーザ端面近傍の領域は、自然超格子構造が無秩序化さ
れた領域９となる。また、このとき、Ｚｎの拡散フロン
トは下クラッド層２中で停まっていても良いし、基板１
にまで達していても良い。

【００３２】この後、ＳｉＯ2 膜パターン１０を除去
し、図４(b) に示すように、基板１の裏面にｎ側電極６
を、コンタクト層５上にｐ側電極７を形成し、劈開によ
り素子分離を行ない共振器端面を形成する。図４(b) に
おいて、ｄ2 は拡散の共振器長方向への広がり幅を示し
ている。

【００３３】次に、過酸化水素系のエッチング液を用い
た選択エッチングによって、ｐ型コンタクト層５とｎ型
ＧａＡｓ基板１とを選択的にエッチングする工程を経
て、図３に示す半導体レーザが完成する。特に、このエ
ッチングする深さは、図４(c)に示すように、拡散の広
がり幅ｄ2 よりも深くなるように行なう。図４(c) にお
いて、１７はエッチングによって除去された領域であ
る。

【００３４】次に動作について説明する。ｎ側電極６，
ｐ側電極７に、レーザのｐｎ接合に対して順方向のバイ
アスを印加すると、電子及び正孔は活性層３に注入さ
れ、活性層３内で再結合して光を発生する。活性層３内
で発生した光は一対の共振器端面１５間を活性層に沿っ
て導波され、反射，増幅を繰り返し、レーザ発振に至
る。ここで、活性層３の共振器端面近傍の領域はＺｎの
拡散によりその自然超格子構造が無秩序化された領域９
となっており、この領域９の禁制帯幅は、自然超格子構
造が無秩序化されていないレーザ中央部の活性層の禁制
帯幅より広くなっている。これにより、レーザ端面での
光の吸収が抑えられ、高出力のレーザ動作が可能であ
る。また、本実施例では、ＧａＡｓ基板１及びＧａＡｓ
コンタクト層５を共振器端面側から、Ｚｎ拡散領域の拡
散の広がり幅よりも深く選択的にエッチング除去してい
るので、レーザの電流を供給してレーザ発振させた時、
図９に示したようなリーク電流経路が形成されることが
ない。従って、従来型の窓構造レーザよりも、しきい値
電流や所望の光出力を得るための電流量を低減でき、消
費電力を減少することができる。

【００３５】前述したように、一般に拡散の深さの制御
性は低く、特にＡｌＧａＩｎＰ層中ではＺｎ拡散速度が
速いため、ＡｌＧａＩｎＰ層中での拡散フロントの制御
は非常に困難である。このため、図４(b) のＺｎの拡散
工程では、その拡散フロントが下クラッド層２中で停ま
る場合もあれば、下クラッド層２中で止まらずに基板１
にまで達してしまう場合もあるが、本実施例では、その
後の工程でＧａＡｓ基板１及びＧａＡｓコンタクト層５
を除去しているので、いずれの場合においてもＺｎ拡散
領域を介して流れるリーク電流は発生せず、特性の揃っ
た素子を得ることができる。

【００３６】なお、上記各実施例では、活性層が自然超
格子構造のＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層であるものに
ついて説明したが、活性層は自然超格子構造のＧａＩｎ
Ｐ量子井戸活性層であってもよい。また、自然超格子構
造に限らず、ＡｌＧａＩｎＰ薄膜と、これと禁制帯幅の
異なるＡｌＧａＩｎＰ薄膜，又はＧａＩｎＰ薄膜を交互
に積層して形成した量子井戸構造の活性層であってもよ
い。

【００３７】また、上記各実施例では過酸化水素系のエ
ッチング液を用いたウエットエッチングにより選択エッ
チングを行なうようにしているが、適当なエッチングガ
スを用いたドライエッチングにより選択エッチングを行
なうようにしてもよい。

【００３８】また、上記各実施例では、ＡｌＧａＩｎＰ
系材料を用いて構成した半導体レーザに適用した場合に
ついて説明したが、本発明はＡｌＧａＡｓ系材料等、他
の半導体材料を用いて構成した半導体レーザにも適用す
ることができ、上記実施例と同様の効果を奏する。例え
ば、ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＧａＡｓ活性層をこれより
も禁制帯幅の大きいＡｌＧａＡｓクラッド層で挟んだダ
ブルヘテロ構造を有し、さらに該ダブルヘテロ構造上に
ＧａＡｓコンタクト層を備えたレーザ構造にあっては、
酒石酸系，あるいはアンモニア系のエッチング液を用い
て基板，及びコンタクト層を選択エッチングすることが
できる。

【００３９】また、上記各実施例では、不純物導入領域
によって形成される電流リークパス領域の一部を除去す
るために、基板及びコンタクト層をエッチングするもの
について示したが、下クラッド層と基板との間，及び上
クラッド層とコンタクト層との間に別の半導体層を設
け、この半導体層を共振器端面側から、少なくとも該半
導体層に形成された不純物導入領域が除去されるような
深さまで、望ましくは該半導体層がクラッド層に形成さ
れた不純物導入領域に接しない状態となる深さまでエッ
チングするようにしてもよい。

【００４０】また、上記各実施例では、ｎ型基板上にレ
ーザ積層構造を配置したものについて示したが、各層の
導電型を反対の導電型としてｐ型基板上にレーザ積層構
造を配置する構成としてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体レ
ーザ装置によれば、量子井戸構造を有する活性層と、該
活性層を挟んで配置された第１導電型下クラッド層及び
第２導電型上クラッド層と、上記第１導電型下クラッド
層と第１の電極との間に配置された第１の半導体層と、
上記第２導電型上クラッド層と第２の電極との間に配置
された第２の半導体層と、対向する一対の共振器端面と
を有するファブリーペロー型の半導体レーザにおいて、
レーザの共振器端面近傍の領域に不純物を導入すること
によって上記活性層の共振器端面近傍の領域の量子井戸
構造を無秩序化して形成した窓構造を備え、かつ、上記
第１，第２導電型半導体層を、上記不純物の導入によっ
て共振器端面近傍に形成された不純物導入領域によって
形成される電流リークパスの一部の領域が除去されるよ
う、上記共振器端面側から共振器長方向に所定量エッチ
ング除去した構成としたから、レーザ動作時における無
効電流を低減することができ、これにより、レーザ発振
させて所望の光出力を得る時の動作電流が少く、低消費
電力の半導体レーザを実現できる効果がある。

【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の
共振器長方向に沿った断面を示す模式図である。

【図２】図１の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。

【図３】この発明の第２の実施例による半導体レーザの
共振器長方向に沿った断面を示す模式図である。

【図４】図３の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。

【図５】従来の窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザの共振器長方向に沿った断面を示す模式図である。

【図６】従来の他の窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半導体
レーザの共振器長方向に沿った断面を示す模式図であ
る。

【図７】図５の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。

【図８】図６の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。

【図９】図５の半導体レーザにおけるリーク電流経路を
示す図である。

【図１０】図６の半導体レーザにおけるリーク電流経路
を示す図である。

【図１１】ＧａＡｓ基板及びＧａＡｓコンタクト層のエ
ッチング深さがクラッド層部分のＺｎ拡散領域の拡散深
さより浅い場合に生ずるリーク電流を示す図である。

【符号の説明】 １ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層 ３ ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層 ４ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層 ５ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ６ ｎ側電極 ７ ｐ側電極 ８ Ｚｎ拡散領域 ９ 無秩序化領域 １５ 劈開端面 ２０ 出射レーザ光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 量子井戸構造を有する活性層と、該活性
   層を挟んで配置された第１導電型下クラッド層及び第２
   導電型上クラッド層と、上記第１導電型下クラッド層と
   第１の電極との間に配置された第１の半導体層と、上記
   第２導電型上クラッド層と第２の電極との間に配置され
   た第２の半導体層と、対向する一対の共振器端面とを有
   するファブリーペロー型の半導体レーザにおいて、 レーザの共振器端面近傍の領域に不純物を導入すること
   によって上記活性層の共振器端面近傍の領域の量子井戸
   構造を無秩序化して形成した窓構造を備え、 かつ、上記第１，第２導電型半導体層が、上記不純物の
   導入によって共振器端面近傍に形成された不純物導入領
   域によって形成される電流リークパスの一部の領域が除
   去されるよう、上記共振器端面側から共振器長方向に所
   定量エッチング除去されていることを特徴とする半導体
   レーザ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザにおいて、 上記窓構造は、共振器端面を形成した後に、該共振器端
   面から直接不純物を熱拡散して形成したものであること
   を特徴とする半導体レーザ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザにおいて、 上記窓構造は、共振器端面を形成した後に、該共振器端
   面から不純物をイオン注入し、その後熱処理をして形成
   したものであることを特徴とする半導体レーザ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の半導体レーザにおいて、 上記窓構造は、共振器端面を形成する前に、該共振器端
   面となる領域の近傍にウエハ表面から不純物を拡散して
   形成したものであることを特徴とする半導体レーザ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の半導体レーザにおいて、 上記第１，第２導電型半導体層は、これらが上記上下ク
   ラッド層に形成された上記不純物導入領域に接しない位
   置までエッチング除去されていることを特徴とする半導
   体レーザ。