JPH077217A - Semiconductor laser and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser and manufacture thereof

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JPH077217A
JPH077217A JP14235893A JP14235893A JPH077217A JP H077217 A JPH077217 A JP H077217A JP 14235893 A JP14235893 A JP 14235893A JP 14235893 A JP14235893 A JP 14235893A JP H077217 A JPH077217 A JP H077217A
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JP
Japan
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layer
semiconductor laser
quantum well
stripe
algainp
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Application number
JP14235893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Yoshida
伊知朗 吉田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH077217A publication Critical patent/JPH077217A/en
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a window structure wherein light absorption is hard to occur at an emitting edge part by forming a barrier layer of AlGaInP, ordering a stripe part wherein a current is injected, and disordering the light emitting edge part. CONSTITUTION:Barrier layers 41 and 45 are ordered at a stripe-shaped mesa part, and the other part including an emitting edge part is disordered. Therefore, the other region including the emitting edge part becomes wider by several tens of meV in comparison with the region of the stripe-shaped mesa part at the band gap of the barrier layers 41 and 45. Thus, the band gap of a quantum well layer 43 becomes wider by several meV in the same region. Namely, the band gap of the quantum well layer 43 is slightly broadened at the emitting edge, and light absorption at this part is hard to occur. Thus, the window structure where the light absorption is hard to occur can be formed at the emitting edge part. Even if a high output-power semiconductor laser is constituted, heating caused by the light absorption is suppressed, and the high reliability can be obtained.

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、光ファイバ増幅器の励
起用などに適したGaInPまたはGaAsを活性層と
する1μm帯の半導体レーザに関するものであり、特
に、高出力を得ることができる半導体レーザに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 1 .mu.m band semiconductor laser having an active layer of GaInP or GaAs, which is suitable for pumping an optical fiber amplifier, and more particularly to a semiconductor laser capable of obtaining a high output. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】高出力の半導体レーザを得るには、出射
端面での光吸収による発熱を抑える必要がある。そのた
めに、出射端面近傍で光が吸収されないように、その部
分にバンドギャップの広い材料を用いることが一般的に
行われており、この構造を一般に窓と呼んでいる。
2. Description of the Related Art In order to obtain a high-power semiconductor laser, it is necessary to suppress heat generation due to light absorption at the emitting end face. Therefore, a material having a wide bandgap is generally used in that portion so that light is not absorbed in the vicinity of the emission end face, and this structure is generally called a window.

【0003】出射端面を窓構造にする方法としては、チ
ップ劈開後、出射端面にバンドギャップの広い高抵抗A
lGaAsをOMVPE(有機金属気相成長法)で成長
させる方法がある。また、GaInPを活性層とする半
導体レーザでは、GaInP活性層をオーダリングさせ
てエピタキシャル成長させ、その後、出射端面付近をデ
ィスオーダリングしてその部分のバンドギャップを広げ
る方法が報告されている(特開平4−14277号)。
As a method of forming a window structure on the emission end face, a high resistance A having a wide bandgap is formed on the emission end face after cleaving the chip.
There is a method of growing lGaAs by OMVPE (metal organic chemical vapor deposition). Further, in a semiconductor laser using GaInP as an active layer, a method has been reported in which the GaInP active layer is ordered and epitaxially grown, and thereafter, the vicinity of the emitting end face is disordered to widen the bandgap in that portion (Japanese Patent Laid-Open No. 4-41). 14277).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法は
大変に高価なプロセスであって、商業的な観点から望ま
しくない。また、後者の方法は、現在のところGaIn
P活性層の半導体レーザに対してしか用いることができ
ない。
However, the former method is a very expensive process and is not desirable from a commercial point of view. Also, the latter method is currently used for GaIn
It can be used only for a semiconductor laser having a P active layer.

【0005】本発明の目的は、GaInAsまたはGa
Asを活性層とする半導体レーザにおいて、新規かつ制
作容易な窓構造を備えた半導体レーザおよびその製造方
法を提供することにある。
An object of the present invention is GaInAs or Ga.
A semiconductor laser having an active layer of As is provided with a new and easy-to-fabricate window structure, and a method of manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、この目的を達成するためになされたものであり、G
aAsを基板とし、活性層が量子井戸層をバリヤ層で挟
んだ量子井戸構造となっており、この量子井戸層がGa
AsまたはGaInAsからなる半導体レーザにおい
て、バリヤ層がAlGaInP(Al組成が零の場合を
含む)からなり、このうち電流が注入されるストライプ
部がオーダリングされており、光の出射端面部がディス
オーダリングされているものである。さらにストライプ
部の両側がディスオーダリングされているとなお良い。
井戸の幅は40Å以下が望ましい。
The semiconductor laser of the present invention has been made to achieve this object.
The active layer has a quantum well structure in which a quantum well layer is sandwiched between barrier layers using aAs as a substrate.
In a semiconductor laser made of As or GaInAs, a barrier layer is made of AlGaInP (including a case where Al composition is zero), a stripe portion into which a current is injected is ordered, and a light emitting end face portion is disordered. It is what Furthermore, it is even better if both sides of the stripe part are disordered.
The width of the well should be 40 Å or less.

【0007】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、GaAs基板上に、n側クラッド層、量子井戸構造
活性層、p側クラッド層をエピタキシャル成長により順
に形成した後、p側クラッド層に対してエッチングを施
してストライプ状メサを残し、このメサの上部およびG
aAs基板裏面に電極を形成してなる半導体レーザの製
造方法において、量子井戸構造活性層の形成の際に、A
lGaInP(Al組成が零の場合を含む)のバリヤ層
をオーダリングさせて成長させ、その後バリヤ層の出射
端面部に不純物を拡散してディスオーダリングするもの
である。
According to the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, an n-side clad layer, a quantum well structure active layer, and a p-side clad layer are sequentially formed on a GaAs substrate by epitaxial growth, and then the p-side clad layer is formed. Etching is done to leave a stripe-shaped mesa, and the upper part of this mesa and G
In a method for manufacturing a semiconductor laser in which an electrode is formed on the back surface of an aAs substrate, when the quantum well structure active layer is formed, A
A barrier layer of 1GaInP (including a case where the Al composition is zero) is grown by ordering, and then impurities are diffused into the emission end face portion of the barrier layer and disordering is performed.

【0008】[0008]

【作用】バリヤ層のAlGaInP(Al組成が零の場
合を含む)のディスオーダリングされている部分は、オ
ーダリングされている部分よりもバンドギャップが大き
い。一方、量子井戸層のバンドギャップは、バリヤ層の
バンドギャップの変化の影響を受ける。例えば、バリヤ
層のバンドギャップが数十meV大きくなると、量子井
戸層のバンドギャップが数meVのオーダーで大きくな
る。すなわち、本発明の半導体レーザでは、出射端面部
において、ディスオーダリングされているバリヤ層の影
響で量子井戸層のバンドギャップが広がり、光が吸収さ
れにくくなっている。ここにオーダリングとは、[11
1]面において元素毎に原子層が順に形成されている状
態をいい、ディスオーダリングとは、[111]面の原
子層に2以上の元素が混在してる状態をいう。
In the barrier layer, the disordered portion of AlGaInP (including the case where the Al composition is zero) has a larger band gap than the ordered portion. On the other hand, the bandgap of the quantum well layer is affected by the change in the bandgap of the barrier layer. For example, when the band gap of the barrier layer increases by several tens of meV, the band gap of the quantum well layer increases by the order of several meV. That is, in the semiconductor laser of the present invention, the band gap of the quantum well layer is widened due to the influence of the barrier layer that is disordered at the emission end face portion, and it is difficult to absorb light. Ordering here means [11
An atomic layer is sequentially formed for each element on the [1] plane, and disordering means a state in which two or more elements are mixed in the atomic layer on the [111] plane.

【0009】オーダリングされたAlGaInP(Al
組成が零の場合を含む)に対して、例えばZnのような
不純物を拡散させると、ディスオーダリングすることが
知られている。この作用を利用して、バリヤ層の出射端
面部に部分的に不純物を拡散させることにより、出射端
面部を部分的にディスオーダリングし、これによって、
量子井戸層の出射端面のバンドギャップを広がる。スト
ライプ部の両側もディスオーダリングされていると、キ
ャリア、特に電子がストライプ部分にわずかながら閉じ
込められやすくなる。バリヤのディスオーダリングによ
る実効バンドギャップの変化は井戸の幅が狭い方が大き
くなり、本発明の効果も大きい。井戸の幅は40Å以下
が良い。狭くすると波長が短くなりキャリアも井戸から
あふれやすくなるが、波長が短くなっても良い場合、1
分子層(約3Å)程度の薄い井戸をたくさん配置してや
れば本発明の効果は高くなる。ただし、あまり薄いと制
御性良く作製するのが難しいので、窓構造の効果がある
程度とれる範囲で井戸が厚いほうが製造上は望ましい。
Ordered AlGaInP (Al
It is known that when an impurity such as Zn is diffused, it causes disordering (including the case where the composition is zero). By utilizing this action, impurities are partially diffused in the emission end face portion of the barrier layer, so that the emission end face portion is partially disordered.
Widen the bandgap on the emission end face of the quantum well layer. If both sides of the stripe portion are also disordered, carriers, especially electrons, are slightly confined in the stripe portion. The change in effective bandgap due to barrier disordering is greater when the well width is narrower, and the effect of the present invention is greater. The well width should be 40Å or less. The narrower the wavelength, the shorter the wavelength and the more carriers easily overflow from the well.
The effect of the present invention is enhanced by arranging many thin wells having a molecular layer (about 3Å). However, if it is too thin, it is difficult to manufacture it with good controllability, so it is preferable from the viewpoint of manufacturing that the well is thick as long as the window structure has some effect.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明の一実施例である半導体レー
ザを示す斜視図であり、図2は、この半導体レーザの作
製に用いるエピタキシャルウエハの積層構造を模式的に
示した断面図である。また、図3はエピタキシャルウエ
ハの各エピタキシャル層の厚み、材料、Al(Al+G
a)、不純物およびその濃度を一覧表にしたものであ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor laser which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view schematically showing a laminated structure of an epitaxial wafer used for manufacturing this semiconductor laser. is there. Further, FIG. 3 shows the thickness, material, Al (Al + G) of each epitaxial layer of the epitaxial wafer.
a), a list of impurities and their concentrations.

【0011】この半導体レーザを作製するには、まず、
60Torr程度の減圧MOVPE(有機金属気相成長
法)により、p側電極コンタクト層となるGaAs層9
まで積層されたエピタキシャルウエハを作製する。Ga
As基板1の上に、GaAsバッファ層2、n型AlG
aInPクラッド層3、活性層4、p型AlGaInP
クラッド層5、GaInPエッチストップ層6、p型A
lGaInPクラッド層7、p型GaInAsP補助ク
ラッド層8、およびGaAsコンタクト層9をエピタキ
シャル成長により形成する。活性層4は量子井戸構造に
なっており、GaInP層41、GaInAsP層4
2、GaInAs層43、GaInAsP層44および
GaInP層45で構成されている。この活性層4で
は、GaInAs層43が量子井戸層、GaInP層4
1および45がバリヤ層であり、GaInPバリヤ層4
1、45は、オーダリングされている。GaInAsP
層42および44は、バリヤ層41から量子井戸層4
3、および量子井戸層43からバリヤ層45へ切り替え
る際の界面の乱れを防止するためのバッファ層である。
To manufacture this semiconductor laser, first,
The GaAs layer 9 to be the p-side electrode contact layer is formed by low pressure MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) at about 60 Torr.
An epitaxial wafer is stacked. Ga
GaAs buffer layer 2, n-type AlG on As substrate 1
aInP clad layer 3, active layer 4, p-type AlGaInP
Cladding layer 5, GaInP etch stop layer 6, p-type A
The lGaInP clad layer 7, the p-type GaInAsP auxiliary clad layer 8, and the GaAs contact layer 9 are formed by epitaxial growth. The active layer 4 has a quantum well structure and includes a GaInP layer 41 and a GaInAsP layer 4.
2, a GaInAs layer 43, a GaInAsP layer 44 and a GaInP layer 45. In this active layer 4, the GaInAs layer 43 is a quantum well layer and the GaInP layer 4 is
1 and 45 are barrier layers, and GaInP barrier layer 4
1 and 45 are ordered. GaInAsP
Layers 42 and 44 are from barrier layer 41 to quantum well layer 4
3 and a buffer layer for preventing disturbance of the interface when switching from the quantum well layer 43 to the barrier layer 45.

【0012】このエピタキシャルウエハの作製におい
て、AlGaInPは高温成長が望ましく、GaInA
sは低温成長が望ましい。また、バリヤ層41,45の
GaInPをオーダリングさせるには低温成長させる必
要がある。そこで、n型バッファ層3までを740℃程
度の高温で成長させ、活性層4を650℃程度の低温で
成長させ、p型バッファ層5以降を再び740℃程度の
高温で成長させる。成長温度を740℃から650℃に
切り替えるときに、エピタキシャル成長を一旦中断させ
ることになるが、三族元素であるAlの濃度の高い面が
露出した状態でこれを行うと結晶性が悪化しやすい。そ
こで、ここでは、GaInPバリヤ層41を740℃の
ままで僅かに成長させてから成長を中断し、雰囲気温度
を650℃に下げてからGaInPバリヤ層41の成長
を再開させる。この実施例では、GaInPバリヤ層4
1がd=0.005μmとなった時点で成長中断を行
う。なお、図示を省略したが、AlGaInP層7の成
長の終了直前から成長温度を徐々に下げ、GaInAs
P層8およびGaAs層9は650℃程度で成長行うこ
とが好ましい。
In the production of this epitaxial wafer, it is desirable to grow AlGaInP at a high temperature.
Low temperature growth is desirable for s. Further, in order to order GaInP for the barrier layers 41 and 45, low temperature growth is required. Therefore, the n-type buffer layer 3 is grown at a high temperature of about 740 ° C., the active layer 4 is grown at a low temperature of about 650 ° C., and the p-type buffer layer 5 and the subsequent layers are grown at a high temperature of about 740 ° C. When the growth temperature is switched from 740 ° C. to 650 ° C., the epitaxial growth is temporarily suspended, but if this is performed with the surface having a high concentration of Al, which is a Group III element, exposed, the crystallinity tends to deteriorate. Therefore, here, the GaInP barrier layer 41 is slightly grown at 740 ° C., the growth is interrupted, the atmospheric temperature is lowered to 650 ° C., and then the growth of the GaInP barrier layer 41 is restarted. In this example, the GaInP barrier layer 4
When 1 becomes d = 0.005 μm, the growth is stopped. Although not shown in the figure, the growth temperature is gradually lowered immediately before the end of the growth of the AlGaInP layer 7, and the GaInAs
The P layer 8 and the GaAs layer 9 are preferably grown at about 650 ° C.

【0013】つぎに、この様にして形成されたエピタキ
シャルウエハに対して図4に示すようなメサエッチング
を施す。まず、図2のエピタキシャルウエハの表面全体
にシリコン窒化膜を0.1μmの厚さに堆積した後、リ
ソグラフィー技術を用いてストライプ状のパターンを残
してその他部分を除去する。次に、このシリコン窒化膜
41をマスクとして、GaAs層9およびGaInAs
P層8を除去する。このときのエッチヤントは、燐酸:
過酸化水素:水=5:1:40を用いる。その後、Al
GaInPはエッチングするが、GaAs、GaInA
sPおよびGaInPはエッチングしない60℃の濃硫
酸でウエハの表面の色が変わるまでエッチングする。ウ
エハの色が変化したところがGaInP層6が露出した
ところである。図4はこのときの断面を示す図である。
Next, the epitaxial wafer thus formed is subjected to mesa etching as shown in FIG. First, a silicon nitride film is deposited to a thickness of 0.1 μm on the entire surface of the epitaxial wafer shown in FIG. 2, and then a stripe pattern is left by using a lithography technique to remove other portions. Next, using the silicon nitride film 41 as a mask, the GaAs layer 9 and GaInAs are formed.
The P layer 8 is removed. The etchant at this time is phosphoric acid:
Hydrogen peroxide: water = 5: 1: 40 is used. Then Al
GaInP is etched, but GaAs, GaInA
sP and GaInP are not etched Etched with concentrated sulfuric acid at 60 ° C. until the color of the wafer surface changes. The part where the color of the wafer is changed is where the GaInP layer 6 is exposed. FIG. 4 is a diagram showing a cross section at this time.

【0014】次に、1×1018cm-3程度の濃度にSi
をドープしたGaAsを再成長する。これによって、こ
のGaAsが再成長されている部分、すなわち、ストラ
イプ状のメサ部以外の部分において、AlGaInPク
ラッド層5から活性層4にZnが拡散し、オーダリング
されていたバリヤ層41、44がディスオーダリングさ
れる。その後、再成長したGaAsを前述した燐酸:過
酸化水素:水=5:1:40のエッチャントで全てエッ
チング除去する。
Next, Si is added to a concentration of about 1 × 10 18 cm -3.
Regrows GaAs doped with. As a result, Zn is diffused from the AlGaInP cladding layer 5 to the active layer 4 in the portion where the GaAs is regrown, that is, in the portion other than the stripe-shaped mesa portion, and the barrier layers 41 and 44 which have been ordered are removed. Ordered. After that, the regrown GaAs is entirely removed by etching with the above-mentioned etchant of phosphoric acid: hydrogen peroxide: water = 5: 1: 40.

【0015】ついで、シリコン窒化膜41を弗酸:水=
1:1でエッチングする。その後、電極の形成および切
り出しを行って図1に示す半導体レーザを得る。図5は
図1のV−V面断面図であり、p側電極52はメサ部の
上部が除去されたシリコン窒化膜51を介して蒸着によ
り形成されており、n側電極53はGaAs基板1を裏
面から削って100μm程度の厚さにしてから蒸着によ
り形成されている。チップの切り出しの際には、メサ部
の端部から所定の距離e例えば数十μm程度外側で劈開
を行う。これによって、ディスオーダリングされたGa
InPバリヤ層を出射端面に残すことができる。なお、
本実施例のメサ部の寸法は、長手方向の長さがLが11
60μmであり、幅Wが4μmである。
Then, the silicon nitride film 41 is formed with hydrofluoric acid: water =
Etch 1: 1. Then, electrodes are formed and cut out to obtain the semiconductor laser shown in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 1. The p-side electrode 52 is formed by vapor deposition through the silicon nitride film 51 from which the upper portion of the mesa portion is removed, and the n-side electrode 53 is the GaAs substrate 1. Is formed by vapor deposition after shaving from the back surface to a thickness of about 100 μm. When the chip is cut out, the cleavage is performed outside the end of the mesa portion by a predetermined distance e such as several tens of μm. As a result, the Ga
The InP barrier layer can be left on the emission end face. In addition,
Regarding the size of the mesa portion of this embodiment, the length L in the longitudinal direction is 11
It is 60 μm and the width W is 4 μm.

【0016】このようにして作製された半導体レーザ
は、バリヤ層41、45がストライプ状メサ部において
オーダリングされており、出射端面部を含むそれ以外の
部分でディスオーダリングされている。そのため、バリ
ヤ層41、45のバンドギャップは、ストライプ状メサ
部の領域に対して、出射端面部を含むそれ以外の領域が
数十meV広くなる。これにより、量子井戸層43のバ
ンドギャップも同じ領域において、数meV広くなる。
すなわち、出射端面部において量子井戸層43のバンド
ギャップが僅かではあるが広がり、ここでの光吸収が起
こりにくくなる。また、ストライプ部の両側においても
量子井戸層43のバンドギャップが僅かに広くなってい
るため、キャリアが相対的にバンドギャップの狭いスト
ライプ部にたまりやすくなり、横方向の電流狭窄が達成
できる。
In the semiconductor laser manufactured as described above, the barrier layers 41 and 45 are ordered in the stripe-shaped mesa portion, and are disordered in the other portion including the emission end face portion. Therefore, the band gaps of the barrier layers 41 and 45 are several tens of meV wider in the other regions including the emission end face portion than in the stripe mesa region. As a result, the band gap of the quantum well layer 43 is increased by several meV in the same region.
That is, the bandgap of the quantum well layer 43 widens at the emission end face portion, although it is small, and it becomes difficult for light absorption to occur here. Further, since the bandgap of the quantum well layer 43 is slightly widened on both sides of the stripe portion, carriers are likely to accumulate in the stripe portion having a relatively narrow bandgap, and lateral current confinement can be achieved.

【0017】なお、量子井戸層43の厚みが薄いほど、
バリヤ層のバンドギャップ増大に対する量子井戸層のバ
ンドギャップ増加量は大きい。たとえば、レーザの発振
波長が980nmの半導体レーザで、バリヤ層の実効バ
ンドギャップが1.85eVから1.90eVへと50
meV増加したとすると、量子井戸層が40オングスト
ロームであれば、約4meVの実効バンドギャップ上昇
が得られる。そして、さらに量子井戸層の厚さを25Å
にすれば、約10meVの実効バンドギャップ上昇が得
られる。
As the quantum well layer 43 becomes thinner,
The increase in the bandgap of the quantum well layer with respect to the increase in the bandgap of the barrier layer is large. For example, in the case of a semiconductor laser having a laser oscillation wavelength of 980 nm, the effective band gap of the barrier layer increases from 1.85 eV to 1.90 eV.
If the meV is increased, if the quantum well layer is 40 angstroms, an effective bandgap increase of about 4 meV is obtained. Then, further increase the thickness of the quantum well layer to 25 Å
If so, an effective bandgap increase of about 10 meV can be obtained.

【0018】なお、本実施例のバリヤ層はGaInPで
あるがAlGaInPを用いても、同様の方法で部分的
なディスオーダリングが可能である。バリヤ層のバンド
ギャップを大きく取りたい場合は、AlGaInPを用
いてもよいが、Ga組成の大きいGaInPを用いても
よい。この組成では活性層43のGaInAsと逆に歪
むため、結晶中に転移が入りにくい。逆にバリヤ層のバ
ンドギャップを下げたいときは、In組成の多いGaI
nPを用いることができるが、この場合、活性層43の
GaInAsと歪む方向が同じであるため、膜厚をあま
り厚くすることはできない。具体的にどの程度の歪と厚
さが許されるかは、既に知られているデータを参照し
て、実験で確認する必要がある。
Although the barrier layer of this embodiment is GaInP, partial disordering can be performed in the same manner by using AlGaInP. When it is desired to increase the band gap of the barrier layer, AlGaInP may be used, or GaInP having a large Ga composition may be used. With this composition, the strain is opposite to that of GaInAs of the active layer 43, and thus dislocation is hard to enter into the crystal. Conversely, when it is desired to reduce the band gap of the barrier layer, GaI with a large In composition is used.
Although nP can be used, in this case, since the strain direction is the same as that of GaInAs of the active layer 43, the film thickness cannot be made too thick. It is necessary to confirm what kind of strain and thickness are allowed by experiments by referring to the already known data.

【0019】また、量子井戸層としてGaInAsが用
いられているが、これに代えてGaAsであっても本発
明を適用することができる。
Although GaInAs is used as the quantum well layer, the present invention can be applied to GaAs instead.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザによれば、GaAsまたはGaInAsを活性層と
する半導体レーザにおいて、出射端面部に光吸収の起こ
りにくいいわゆる窓構造が形成されている。したがっ
て、高出力半導体レーザを構成しても、出射端面での光
吸収による発熱が抑えられ、高い信頼性を得ることがで
きる。また、本発明の製造方法は、活性層のバリヤ層を
出射端面部において部分的にディスオーダリングするこ
とにより、活性層の量子井戸層のバンドギャップを出射
端面部で広くして窓構造を形成するものであり、チップ
劈開後にバンドギャップの広い材料を出射端面に成長さ
せる従来方法に比べて、はるかに簡易である。
As described above, according to the semiconductor laser of the present invention, in the semiconductor laser having GaAs or GaInAs as the active layer, the so-called window structure in which light absorption is unlikely to occur is formed in the emitting end face portion. Therefore, even if a high-power semiconductor laser is configured, heat generation due to light absorption at the emission end face is suppressed, and high reliability can be obtained. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the barrier layer of the active layer is partially disordered at the emission end face portion to widen the band gap of the quantum well layer of the active layer at the emission end face portion to form the window structure. This is much simpler than the conventional method in which a material having a wide band gap is grown on the emission end face after the chip cleavage.

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

【図1】本発明の一実施例である半導体レーザの外観を
示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a semiconductor laser which is an embodiment of the present invention.

【図2】その半導体レーザの作製に用いるエピタキシャ
ルウエハの断面構造を模式的に示した図。
FIG. 2 is a view schematically showing a sectional structure of an epitaxial wafer used for manufacturing the semiconductor laser.

【図3】このエピタキシャルウエハの各層の材料等を一
覧で示した図表。
FIG. 3 is a table showing a list of materials for each layer of the epitaxial wafer.

【図4】本実施例の半導体レーザの途中工程を示す断面
図。
FIG. 4 is a sectional view showing an intermediate process of the semiconductor laser of this embodiment.

【図5】図1の半導体レーザのV−V面における断面
図。
5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the semiconductor laser of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…GaAs基板、2…GaAsバッファ層、3…n型
AlGaInPクラッド層、4…活性層、5、7…p型
AlGaInPクラッド層、41、45…バリヤ層、4
3…量子井戸層。
1 ... GaAs substrate, 2 ... GaAs buffer layer, 3 ... n-type AlGaInP cladding layer, 4 ... Active layer, 5, 7 ... p-type AlGaInP cladding layer, 41, 45 ... Barrier layer, 4
3 ... Quantum well layer.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaAsを基板とし、活性層が量子井戸
層をバリヤ層で挟んだ量子井戸構造となっており、前記
量子井戸層がGaAsまたはGaInAsからなる半導
体レーザにおいて、 前記バリヤ層はAlGaInP(Al組成が零の場合を
含む)からなり、このうち電流が注入されるストライプ
部はオーダリングされており、光の出射端面部はディス
オーダリングされていることを特徴とする半導体レー
ザ。
1. In a semiconductor laser having a quantum well structure in which a quantum well layer is sandwiched between barrier layers by using GaAs as a substrate, and the quantum well layer is made of GaAs or GaInAs, the barrier layer is AlGaInP ( The semiconductor laser is characterized in that the stripe portion into which the current is injected is ordered, and the light emitting end face portion is disordered.
【請求項2】 前記バリヤ層の前記ストライプ部の両側
がディスオーダリングされていることを特徴とする請求
項1に記載の半導体レーザ。
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein both sides of the stripe portion of the barrier layer are disordered.
【請求項3】 前記量子井戸層の厚みが40Å以下であ
ることを特徴とする請求項1または2に記載された半導
体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the quantum well layer has a thickness of 40 Å or less.
【請求項4】 GaAs基板上に、n側クラッド層、量
子井戸構造活性層、p側クラッド層をエピタキシャル成
長により順に形成した後、前記p側クラッド層の途中ま
でエッチングを施してストライプ状メサを残し、このメ
サの上部および前記GaAs基板裏面に電極を形成して
なる請求項1ないし3に記載の半導体レーザの製造方法
において、 前記活性層の形成の際には、AlGaInP(Al組成
が零の場合を含む)の前記バリヤ層をオーダリングさせ
て成長させ、その後前記バリヤ層の出射端面部またはス
トライプ状メサの両側部に不純物を拡散してディスオー
ダリングすることを特徴とする半導体レーザの製造方
法。
4. An n-side cladding layer, a quantum well structure active layer, and a p-side cladding layer are sequentially formed on a GaAs substrate by epitaxial growth, and then the p-side cladding layer is partially etched to leave a stripe-shaped mesa. 4. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein an electrode is formed on an upper portion of the mesa and a back surface of the GaAs substrate, wherein when the active layer is formed, AlGaInP (when Al composition is zero). Of the barrier layer is grown by ordering, and then impurities are diffused into the emitting end face portion of the barrier layer or both sides of the stripe-shaped mesa to perform the disordering.
【請求項5】 前記不純物はZnであることを特徴とす
る請求項4に記載の半導体レーザの製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 4, wherein the impurity is Zn.
【請求項6】 前記バリヤ層のディスオーダリングは、
バリヤ層上のp型クラッド層の上にn型半導体層を成長
させることにより行うことを特徴とする請求項4に記載
の半導体レーザの製造方法。
6. Disordering of the barrier layer comprises:
The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 4, wherein the method is performed by growing an n-type semiconductor layer on a p-type cladding layer on the barrier layer.
【請求項7】 前記p型クラッド層がZnドープのクラ
ッド層であり、前記n型半導体層がSiドープの半導体
層であることを特徴とする請求項6に記載の半導体レー
ザの製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 6, wherein the p-type cladding layer is a Zn-doped cladding layer and the n-type semiconductor layer is a Si-doped semiconductor layer.
【請求項8】 前記n型クラッド層をAlGaInPで
形成し、これよりもAl組成の低いAlGaInP(A
l組成が零の場合を含む)をバリヤ層として形成する際
に、前記Al組成の低いAlGaInPを前記n型クラ
ッド層に連続して僅かに成長させ、その後成長を中断
し、成長温度をオーダリングできる条件まで下げた状態
で成長を再開させることを特徴とする請求項4に記載の
半導体レーザの製造方法。
8. The n-type cladding layer is formed of AlGaInP and has a lower Al composition than AlGaInP (A
(including the case where the l composition is zero) is formed as a barrier layer, AlGaInP having a low Al composition is continuously and slightly grown on the n-type cladding layer, and then the growth can be interrupted and the growth temperature can be ordered. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 4, wherein the growth is restarted in a state where the conditions are lowered.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013247210A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Sharp Corp Semiconductor laser device

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