JPH0794830A - Semiconductor laser element and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor laser element and its manufacturing methodInfo
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- JPH0794830A JPH0794830A JP15442494A JP15442494A JPH0794830A JP H0794830 A JPH0794830 A JP H0794830A JP 15442494 A JP15442494 A JP 15442494A JP 15442494 A JP15442494 A JP 15442494A JP H0794830 A JPH0794830 A JP H0794830A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ素子、特に
レーザビームプリンタ、光ディスク、レーザ加工装置等
の光源として用いられる高出力半導体レーザ素子及びそ
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a high power semiconductor laser device used as a light source for a laser beam printer, an optical disk, a laser processing apparatus and the like and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の高出力半導体レーザ素子は、図5
の斜視図に示すように、基板26、ブロック層27、ク
ラッド層28、活性層29、クラッド層30、キャップ
層31が順次積層され、光を放射する放射端面の表面を
Al2O3 等の絶縁膜13で覆い化学反応を防止するこ
とにより端面が化学的損傷を受けることを防止する構成
となっている。このような高出力半導体レーザについて
記述した文献として、ジェイ ピーク「J. Peek」 他
アイ イー イー イー ジャーナルオブ クオンタム
エレクトロニックス 「IEEE J. of Quant. Elec.」
QE-17(5), 781頁, 1981年)がある。2. Description of the Related Art A conventional high power semiconductor laser device is shown in FIG.
As shown in the perspective view of FIG. 1, a substrate 26, a block layer 27, a clad layer 28, an active layer 29, a clad layer 30, and a cap layer 31 are sequentially laminated, and the surface of the emitting end face that emits light is made of Al 2 O 3 or the like. The insulating film 13 is covered to prevent chemical reaction, thereby preventing the end face from being chemically damaged. Documents describing such high-power semiconductor lasers include J. Peek, et al.
IEE Journal of Quantum Electronics "IEEE J. of Quant. Elec."
QE-17 (5), p. 781, 1981).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の高出力半導
体レーザにおいては、放射端面は、少なくともクラッド
層28、30、活性層29の光放射側の端面が平面とな
っており、その製造においても、各層を積層したものを
劈開し、その劈開面に直接絶縁膜13を形成している。
従って、半導体レーザの放射端面を化学的腐食から保護
することはできるが、半導体と絶縁膜の界面に発生する
界面準位を完全に取り除くことはできず、界面再結合で
発生した熱による端面破壊を生ずることがある。これは
半導体レーザの出力を高めるほど端面破壊が生じやす
い。In the conventional high-power semiconductor laser described above, at least the end faces of the cladding layers 28, 30 and the active layer 29 on the light emitting side are flat, and the emitting end faces are flat. A laminate of the respective layers is cleaved, and the insulating film 13 is directly formed on the cleaved surface.
Therefore, although the radiation end face of the semiconductor laser can be protected from chemical corrosion, the interface state generated at the interface between the semiconductor and the insulating film cannot be completely removed, and the end face destruction due to the heat generated by the interface recombination is destroyed. May occur. This is because the higher the output of the semiconductor laser, the more easily the end face is destroyed.
【0004】これを改善し端面を完全に保護する方法と
していくつかの構造が提案されている。例えば特開昭63
-216396号公報には、より大きな端面保護効果を得る手
段として端面に露出している活性層をレ−ザ光に対して
吸収のない結晶で置き換える窓構造が示されている。ま
た特開昭64-86585号公報には、端面領域の活性層を湾曲
させて形成し、湾曲部に光が導波されることを防止する
ために活性層を除去した構造が提案されている。しかし
ながら、これらの構造は端面保護のために複雑で再現性
の乏しい作製工程を必要とする欠点がある。Several structures have been proposed as a method of improving this and completely protecting the end face. For example, JP-A-63
Japanese Patent Laid-Open No. 216396 discloses a window structure in which the active layer exposed on the end face is replaced with a crystal that does not absorb laser light as a means for obtaining a larger end face protection effect. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 64-86585 proposes a structure in which the active layer in the end face region is formed by bending and the active layer is removed to prevent light from being guided to the curved portion. . However, these structures have the drawback of requiring complicated and poorly reproducible fabrication steps for edge protection.
【0005】本発明の目的は、熱による端面破壊を抑
え、高出力が出せる半導体レーザ素子を実現することで
ある。An object of the present invention is to realize a semiconductor laser device capable of suppressing damage to the end surface due to heat and producing a high output.
【0006】本発明の他の目的は、上記目的を達成する
半導体レーザ素子を簡易な方法で得る作製方法を実現す
ることである。Another object of the present invention is to realize a manufacturing method for obtaining a semiconductor laser device which achieves the above object by a simple method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、半導体レーザ素子の端面において少な
くとも活性層が結晶内部側に凹んだ構成とした。本発明
はまた、活性層のみが素子端面より凹んだ構成のみなら
ず、クラッド層の活性層との隣接部が活性層側に近くな
るにしたがって漸次凹んだ構成となる場合も含むもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention has a structure in which at least the active layer is recessed toward the inside of the crystal on the end face of the semiconductor laser device. The present invention includes not only the configuration in which only the active layer is recessed from the element end face, but also the configuration in which the clad layer is gradually recessed as the portion adjacent to the active layer is closer to the active layer side.
【0008】このような凹みは半導体レーザのウエハを
バー状に劈開した後、活性層を選択的にエッチングする
エッチング液により活性層を腐食することにより形成す
る。さらに、化学エッチングにより形成される表面準位
を低減するために半導体結晶の表面に硫黄、セレン、テ
ルル等のVI族化合物を含む洗浄液で洗浄して、活性層
端面表面に硫黄、セレン、テルル等を付着させる。な
お、この活性層の凹みは半導体レーザの両端面に形成し
てもよい。Such a recess is formed by cleaving a semiconductor laser wafer into a bar shape and then corroding the active layer with an etching solution for selectively etching the active layer. Further, in order to reduce the surface level formed by chemical etching, the surface of the semiconductor crystal is cleaned with a cleaning liquid containing a Group VI compound such as sulfur, selenium, and tellurium, and sulfur, selenium, tellurium, etc. are applied to the end surface of the active layer. Attach. The recess of the active layer may be formed on both end faces of the semiconductor laser.
【0009】[0009]
【作用】半導体レ−ザの表面再結合により発生した熱は
結晶的に連続な半導体結晶を主に伝導して放散する。図
6(a)の等温線44に示すように、端面まで延びた活
性層41の場合は、発熱面が結晶の表面にあるため、活
性層端面42で発生した熱はクラッド層43を含む半導
体内部を半円状に広がる。一方図6(b)に示すよう
に、本発明のように活性層端面45が結晶の中に凹んだ
構成となっている場合には、熱は活性層端面45を中心
とした円状に広がる。このため、同図(b)の等温線4
6で示すように、活性層近傍の熱抵抗は同図(a)の場
合よりも小さくなる。これにより半導体レ−ザ端面の温
度上昇が防止され光出力が増大する。The heat generated by the surface recombination of the semiconductor laser is mainly conducted and dissipated through the crystallographically continuous semiconductor crystal. As shown by the isotherm 44 of FIG. 6A, in the case of the active layer 41 extending to the end face, the heat generation face is on the surface of the crystal, so the heat generated at the end face 42 of the active layer includes the semiconductor including the cladding layer 43. The inside spreads out in a semi-circular shape. On the other hand, as shown in FIG. 6B, in the case where the active layer end face 45 is recessed in the crystal as in the present invention, heat spreads in a circular shape centering on the active layer end face 45. . Therefore, the isotherm 4 of FIG.
As shown in FIG. 6, the thermal resistance near the active layer is smaller than that in the case of FIG. As a result, the temperature rise of the end face of the semiconductor laser is prevented and the light output is increased.
【0010】ただしこの活性層の凹みが深過ぎると、そ
の端面は反射面としての機能を損なう。例えば特開昭58
-58784号公報には分布帰還型の半導体レ−ザが記載され
ているが、ここでは凹みを深くした端面を逆に利用して
ファブリペローモ−ドを抑止している。これに対して、
本発明に係るファブリペロー型の半導体レーザでは、端
面の反射面としての機能を損なわないように、凹みの深
さは端面の反射体としての機能を失わない範囲に設定す
る必要がある。図7に、エッチング深さと端面破壊光出
力の関係を測定した結果を示す。この図から、端面破壊
光出力を例えば150mW以上とするためには、エッチ
ング量は50nmから300nm程度必要ということに
なる。However, if the recess of the active layer is too deep, the end face of the active layer loses its function as a reflecting surface. For example, JP-A-58
Although a distributed feedback type semiconductor laser is described in Japanese Laid-Open Patent Application No. 58784, the Fabry-Perot mode is suppressed by utilizing the end face having a deep recess in reverse. On the contrary,
In the Fabry-Perot type semiconductor laser according to the present invention, it is necessary to set the depth of the recess within a range in which the function of the end face as a reflector is not lost so as not to impair the function of the end face as a reflection surface. FIG. 7 shows the result of measurement of the relationship between the etching depth and the end face destruction light output. From this figure, the etching amount is required to be about 50 nm to 300 nm in order to set the end face destruction light output to 150 mW or more.
【0011】また、化学エッチングにより結晶の表面レ
ベル自体も減少する傾向にあるが、活性層のみをエッチ
ングすることによりエッチングによる表面形状の複雑な
変化をさけ表面レベルの低減の効果のみを利用できると
いう利点がある。光導波を補償する構造としては半導体
レ−ザの活性層とクラッド層の間に活性層エッチング時
にエッチングされない光ガイド層を設けることが有効で
ある。さらに、エッチングされた活性層の底面を化学的
に安定な(111)面とすることにより一層の効果が得られ
る。また、半導体結晶の表面に硫黄、セレン、テルルな
どのVI族化合物を吸着することにより表面準位を安定
化させると一層大きな効果が得られる。Further, although the surface level of the crystal itself tends to be reduced by the chemical etching, it is possible to use only the effect of reducing the surface level by avoiding the complicated change of the surface shape due to the etching by etching only the active layer. There are advantages. As a structure for compensating the optical waveguide, it is effective to provide an optical guide layer which is not etched during the etching of the active layer between the active layer and the cladding layer of the semiconductor laser. Further, by making the bottom surface of the etched active layer a chemically stable (111) surface, a further effect can be obtained. Further, when a Group VI compound such as sulfur, selenium or tellurium is adsorbed on the surface of the semiconductor crystal to stabilize the surface level, a greater effect can be obtained.
【0012】[0012]
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】<実施例1>図1は、本発明による半導体
レーザ素子の第1の実施例の構成を示す図で、(a)は
製造過程における半導体レーザのウエハの斜視図、
(b)は半導体レーザ素子の側断面図である。本実施例
では、n型GaAs基板1上に、n型Al0.5Ga0.5As
クラッド層2、多重量子井戸活性層3、p型Al0.5G
a0.5Asクラッド層4、p型GaAsコンタクト層5
を順次結晶成長した。多重量子井戸活性層3は、部分拡
大図に示すように、3つのGaAsウエル層6と4つの
Al0.3Ga0.7Asバリア層7を交互に積層して形成し
ている。<Embodiment 1> FIG. 1 is a diagram showing the structure of a first embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention. FIG. 1A is a perspective view of a semiconductor laser wafer in a manufacturing process.
(B) is a side sectional view of the semiconductor laser device. In this embodiment, n-type Al 0.5 Ga 0.5 As is formed on the n-type GaAs substrate 1.
Cladding layer 2, multiple quantum well active layer 3, p-type Al 0.5 G
a 0.5 As clad layer 4, p-type GaAs contact layer 5
Were sequentially grown. The multiple quantum well active layer 3 is formed by alternately stacking three GaAs well layers 6 and four Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layers 7 as shown in a partially enlarged view.
【0014】次に、この構造のコンタクト層5上面に熱
CVD法及びホトリソグラフ技術を用いてストライプ状
のSiO2膜を形成する。このSiO2膜をマスクとして
p型GaAsコンタクト層5及びp型Al0.5Ga0.5A
sクラッド層4の一部をエッチングした後、有機金属気
相成長法により n型GaAsブロック層8をSiO2膜
のない領域に選択的に成長した。素子の直列抵抗を低く
するため、上記SiO2膜を除去した後、p型Al0.5G
a0.5As埋込層9及び p型GaAsキャップ層10を
形成した。次に、ウエハの表面にAuを主成分とする電
極11を形成し、機械的研磨及び化学エッチングにより
GaAs基板1を約100μmにエッチングし、GaA
s基板1側にもAuを主成分とする電極12を形成し
た。この半導体ウエハを約600μm間隔でバー状に劈
開した。図1(a)はこの段階での半導体レーザ素子の
斜視図を示す。Next, a stripe-shaped SiO 2 film is formed on the upper surface of the contact layer 5 of this structure by using the thermal CVD method and the photolithographic technique. Using this SiO 2 film as a mask, the p-type GaAs contact layer 5 and the p-type Al 0.5 Ga 0.5 A are formed.
After etching a part of the s clad layer 4, the n-type GaAs block layer 8 was selectively grown in the region without the SiO 2 film by the metal organic chemical vapor deposition method. In order to reduce the series resistance of the device, after removing the SiO 2 film, p-type Al 0.5 G
An a 0.5 As embedded layer 9 and a p-type GaAs cap layer 10 were formed. Next, an electrode 11 containing Au as a main component is formed on the surface of the wafer, and the GaAs substrate 1 is etched to about 100 μm by mechanical polishing and chemical etching.
The electrode 12 containing Au as a main component was also formed on the s substrate 1 side. This semiconductor wafer was cleaved into bars at intervals of about 600 μm. FIG. 1A shows a perspective view of the semiconductor laser device at this stage.
【0015】次に、上記バー状に劈開した面に露出して
いる多重量子井戸活性層3をアンモニア系のエッチング
液で劈開面より内側に約150nmエッチングした。こ
の時のエッチング液は、HN4OH:H2O2:H2O=
1:100:1000であり、この液中に素子を約10
秒間浸したものである。活性層とクラッド層とのエッチ
ング速度の比は、約20:1である。これにより、Al
0.5Ga0.5Asクラッド層2及び4はアンモニア系エッ
チング液によりほとんどエッチングされない。従って、
図1(b)の側面図に示すように、劈開端面において活
性層3が凹んだ形状になる。この半導体レーザ素子の前
方端面(光放射面)にはAl2O3の反射防止コーティン
グ13(反射率5%)を、素子の後方端面にはアモルフ
ァスSi/Al2O3により構成される高反射コーティング
14(反射率90%)を施した。ここで選択エッチング
に適した有機酸としては、例えば酒石酸、クエン酸、酢
酸等があげられる。また、これらの有機酸の組成をGaAs
ウエル層のみエッチングするように選び、GaAsウエル層
を取り除いた後、(NH3)SX溶液によりAl0.3Ga0.7Asバリ
ア層をエッチングして所望の形状を得ることも可能であ
る。この場合、エッチングによる形状効果の他に(NH3)S
Xによる表面安定化効果も得られ、一層の高出力化、高
信頼度化が可能となる。なお、図1に示すように、一般
に活性層3の凹みの部分と反射防止コーティング13と
の間には空隙が生ずる。しかし、コーティング材料によ
っては、この空隙は生じないこともある。Next, the multiple quantum well active layer 3 exposed on the surface cleaved in the shape of the bar was etched about 150 nm inward from the cleavage surface with an ammonia-based etching solution. At this time, the etching solution is HN 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O =
1: 100: 1000, and about 10 devices in this liquid.
Soaked for a second. The etching rate ratio between the active layer and the cladding layer is about 20: 1. This makes Al
The 0.5 Ga 0.5 As cladding layers 2 and 4 are hardly etched by the ammonia-based etching solution. Therefore,
As shown in the side view of FIG. 1B, the active layer 3 has a concave shape on the cleaved end face. The front end face (light emitting face) of this semiconductor laser device is provided with an antireflection coating 13 of Al 2 O 3 (reflectance 5%), and the rear end face of the device is made of high-reflection amorphous Si / Al 2 O 3. Coating 14 (reflectance 90%) was applied. Examples of the organic acid suitable for the selective etching include tartaric acid, citric acid, acetic acid and the like. In addition, the composition of these organic acids is GaAs
It is also possible to select to etch only the well layer, remove the GaAs well layer, and then etch the Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer with a (NH 3 ) S X solution to obtain a desired shape. In this case, in addition to the shape effect due to etching, (NH 3 ) S
The surface stabilization effect of X is also obtained, and higher output and higher reliability are possible. As shown in FIG. 1, a gap is generally formed between the recessed portion of the active layer 3 and the antireflection coating 13. However, this void may not occur depending on the coating material.
【0016】本実施例の半導体レ−ザは70℃、光出力
100mWにおいて10000時間以上安定に動作可能
であった。The semiconductor laser of this embodiment could be stably operated at 70 ° C. and an optical output of 100 mW for 10,000 hours or more.
【0017】<実施例2>図2は、本発明による半導体
レーザ素子の第2の実施例の構成を示す図で、(a)は
製造過程における半導体レーザのウエハの斜視図、
(b)は半導体レーザ素子の側断面図である。図1と同
一部分には同一の番号を付す。<Embodiment 2> FIG. 2 is a diagram showing the structure of a second embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, in which (a) is a perspective view of a semiconductor laser wafer in the manufacturing process,
(B) is a side sectional view of the semiconductor laser device. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0018】本実施例では、n型GaAs基板1上に
n型(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層15、多
重量子井戸活性層16、p型(Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5Pクラッド層17、p型Ga0.5In0.5Pコンタク
ト層18を順次結晶成長した。円形の拡大図に示すよう
に、多重量子井戸活性層16はGa0.5In0.5Pウエル
層19を5層と(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pバリア層
20を4層と交互に積層して形成している。In this embodiment, on the n-type GaAs substrate 1,
n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 15, multiple quantum well active layer 16, p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In
The 0.5 P clad layer 17 and the p-type Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 18 were sequentially crystal-grown. As shown in the enlarged circle, the multi-quantum well active layer 16 comprises five Ga 0.5 In 0.5 P well layers 19 and four (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P barrier layers 20 alternately stacked. Is forming.
【0019】次に、コンタクト層18の面上に熱CVD
法及びホトリソグラフ技術を用いてストライプ状のSi
O2膜を形成する。このSiO2 膜をマスクとしてp型
Ga0.5In0.5Pコンタクト層18及びp型(Al0.7G
a0.3)0.5In0.5Pクラッド層17の一部をエッチン
グした後、有機金属気相成長法によりn型GaAsブロ
ック層8をSiO2 膜のない領域に選択的に成長した。
素子の直列抵抗を低減するため、SiO2 膜を除去した
後p型Al0.5Ga0.5As埋込層9及びp型GaAsキ
ャップ層10を形成した。次にキャップ層10の表面に
Auを主成分とする電極11を形成し、機械的研磨及び
化学エッチングによりGaAs基板1を約100μmに
エッチングし、GaAs基板1の下側にもAuを主成分
とする電極12を形成した。Next, thermal CVD is performed on the surface of the contact layer 18.
Of stripes using the method and photolithographic technique
An O 2 film is formed. Using this SiO 2 film as a mask, the p-type Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 18 and the p-type (Al 0.7 G
After a part of the a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 17 was etched, the n-type GaAs block layer 8 was selectively grown in the region without the SiO 2 film by the metal organic chemical vapor deposition method.
In order to reduce the series resistance of the device, the p-type Al 0.5 Ga 0.5 As buried layer 9 and the p-type GaAs cap layer 10 were formed after removing the SiO 2 film. Next, the electrode 11 containing Au as a main component is formed on the surface of the cap layer 10, the GaAs substrate 1 is etched to about 100 μm by mechanical polishing and chemical etching, and the lower side of the GaAs substrate 1 also contains Au as a main component. The electrode 12 was formed.
【0020】上述のようにして得られた半導体ウエハを
約600μm間隔でバー状に劈開した。図2(a)はこ
の段階での半導体レーザ素子の断面形状を示す。次に、
このバー状の劈開面に露出している多重量子井戸活性層
16を塩酸系のエッチング液により約150nmエッチ
ングした。この時(AlGa)InPクラッド層15及
び17は塩酸液によりエッチングされないため、図2
(b)の側断面図に示すように、活性層16部分が凹ん
だ形状になる。この半導体レーザ素子の前方端面にはA
l2O3の反射防止コーティング13(反射率5%)を、
素子の後方端面にはアモルファスSi/Al2O3により
構成される高反射コーティング14(反射率90%)を
施した。The semiconductor wafer obtained as described above was cleaved into bars at intervals of about 600 μm. FIG. 2A shows a sectional shape of the semiconductor laser device at this stage. next,
The multiple quantum well active layer 16 exposed on this bar-shaped cleavage plane was etched by about 150 nm with a hydrochloric acid-based etching solution. At this time, since the (AlGa) InP clad layers 15 and 17 are not etched by the hydrochloric acid solution,
As shown in the side sectional view of (b), the active layer 16 portion has a concave shape. A is formed on the front end face of this semiconductor laser device.
l 2 O 3 anti-reflection coating 13 (reflectance 5%),
A highly reflective coating 14 (reflectance 90%) composed of amorphous Si / Al 2 O 3 was applied to the rear end surface of the device.
【0021】本実施例の半導体レ−ザは70℃、光出力
50mWにおいて10000時間以上安定に動作可能で
あった。The semiconductor laser of this example could be stably operated at 70 ° C. and an optical output of 50 mW for 10,000 hours or more.
【0022】<実施例3>図3は、本発明による半導体
レーザ素子の第3の実施例の構成を示す図で、(a)は
素子作製途中における斜視図、(b)は半導体レーザ素
子の側断面図である。図1、2と同一部分には同一番号
を付す。本実施例では、製造はまずn型GaAs基板1
上に n型Ga0.5In0.5Pクラッド層21、単一量子
井戸活性層22、p型Ga0.5In0.5Pクラッド層2
3、p型Ga0.5In0.5Pコンタクト層18を順次結晶
成長した。単一量子井戸活性層22は、円形の拡大図に
示すように、単一のGa0.8In0.2Asウエル層24を
2つのGaAsガイド層25で挟んで形成している。<Embodiment 3> FIG. 3 is a diagram showing the structure of a third embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. FIG. 3A is a perspective view during the fabrication of the device, and FIG. It is a sectional side view. The same parts as those in FIGS. In this embodiment, the n-type GaAs substrate 1 is first manufactured.
An n-type Ga 0.5 In 0.5 P clad layer 21, a single quantum well active layer 22, and a p-type Ga 0.5 In 0.5 P clad layer 2 are formed on the top.
3. The p-type Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 18 was sequentially crystal-grown. As shown in the circular enlarged view, the single quantum well active layer 22 is formed by sandwiching a single Ga 0.8 In 0.2 As well layer 24 between two GaAs guide layers 25.
【0023】次に、この構造のコンタクト層18の上面
に熱CVD法及びホトリソグラフ技術を用いてストライ
プ状のSiO2膜を形成する。このSiO2膜をマスクと
してp型Ga0.5In0.5Pコンタクト層18及びp型G
a0.5In0.5Pクラッド層23の一部をエッチングした
後、有機金属気相成長法によりn型GaAsブロック層
8をSiO2 膜のない領域に選択的に成長した。素子の
直列抵抗を低くするため、上記SiO2 膜を除去した後
p型Al0.5Ga0.5As埋込層9及びp型GaAsキャ
ップ層10を形成した。Next, a striped SiO 2 film is formed on the upper surface of the contact layer 18 of this structure by using the thermal CVD method and the photolithographic technique. Using this SiO 2 film as a mask, the p-type Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 18 and the p-type G
After etching a part of the a 0.5 In 0.5 P clad layer 23, the n-type GaAs block layer 8 was selectively grown in the region without the SiO 2 film by the metal organic chemical vapor deposition method. In order to reduce the series resistance of the device, the p-type Al 0.5 Ga 0.5 As embedded layer 9 and the p-type GaAs cap layer 10 were formed after removing the SiO 2 film.
【0024】次に、キャップ層10の表面にAuを主成
分とする電極11を形成し、機械的研磨及び化学エッチン
グによりGaAs基板1を約100μmにエッチング
し、GaAs基板1側にもAuを主成分とする電極12を
形成した。このようにして得られた半導体ウエハを約6
00μm間隔でバー状に劈開した。図3(a)はこの段
階での半導体レーザ素子の断面形状を示す。次に、この
バーの劈開面に露出している単一量子井戸活性層22を
アンモニア系のエッチング液により約150nmエッチ
ングした。この時、GaInPクラッド層21及び23
はアンモニア系エッチング液により殆どエッチングされ
ないため、図3(b)の部分拡大図に示すような活性層
22が凹んだ形状になる。この素子の前方端面にはAl
2O3の反射防止コーティング13(反射率5%)を、後
方端面にはアモルファスSi/Al2O3により構成され
る高反射コーティング14(反射率90%)を施した。Next, an electrode 11 containing Au as a main component is formed on the surface of the cap layer 10, the GaAs substrate 1 is etched to about 100 μm by mechanical polishing and chemical etching, and Au is also mainly added to the GaAs substrate 1 side. The electrode 12 as a component was formed. About 6 semiconductor wafers thus obtained
The cleavage was performed in the shape of a bar at intervals of 00 μm. FIG. 3A shows the sectional shape of the semiconductor laser device at this stage. Next, the single quantum well active layer 22 exposed on the cleaved surface of this bar was etched by an ammonia-based etching solution by about 150 nm. At this time, the GaInP clad layers 21 and 23
Is hardly etched by the ammonia-based etching solution, so that the active layer 22 has a recessed shape as shown in the partially enlarged view of FIG. Al on the front end face of this element
An antireflection coating 13 of 2 O 3 (reflectance 5%) and a high reflection coating 14 (reflectance 90%) composed of amorphous Si / Al 2 O 3 were applied to the rear end face.
【0025】本実施例の半導体レ−ザは70℃、光出力
150mWにおいて10000時間以上安定に動作可能
であった。The semiconductor laser of this example could be stably operated at 70 ° C. and an optical output of 150 mW for 10,000 hours or more.
【0026】<実施例4>図4は、本発明による半導体
レーザ素子の第4の実施例における半導体レ−ザ素子の
断面構造を示す図である。前述第1乃至第3の実施例は
活性層を選択性の強いエッチング液でエッチングした場
合であるが、本実施例は活性層とクラッド層のエッチン
グ速度の選択比が数倍程度のアンモニア系エッチング液
を用いた場合である。この場合、選択比が小さいため、
活性層のみではなくクラッド層もエッチングされ図のよ
うな形状の凹みが形成される。このような凹みは端面反
射膜の形成に先だって行う逆スパッタによっても形成さ
れる。選択エッチングが不完全な形状でも3から4割程
度の光出力の向上がみられた。この様な形状の端面保護
効果は活性層のみをエッチングした場合に比べ小さい
が、良好な特性を得るためのエッチング時間の範囲が広
く工程も容易であるという長所がある。<Embodiment 4> FIG. 4 is a diagram showing the cross-sectional structure of a semiconductor laser device in a fourth embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. The first to third embodiments described above are cases where the active layer is etched with an etchant having a strong selectivity, but in the present embodiment, the ammonia-based etching in which the selection ratio of the etching rates of the active layer and the clad layer is about several times. This is the case when a liquid is used. In this case, since the selection ratio is small,
Not only the active layer but also the cladding layer is etched to form a recess having a shape as shown in the figure. Such depressions are also formed by reverse sputtering performed prior to the formation of the end face reflection film. Even in the shape where the selective etching was incomplete, the light output was improved by about 30 to 40%. Although the effect of protecting the end face of such a shape is smaller than that in the case where only the active layer is etched, it has an advantage that the range of etching time for obtaining good characteristics is wide and the process is easy.
【0027】<実施例5>図8は、本発明による半導体
レーザ素子の第5の実施例における半導体レ−ザ素子の
断面構造を示す図である。半導体レーザの作製工程は実
施例1と同様であり、素子形成後スパッタ法によりAl2O
3膜を端面上に形成する。この時、スパッタエネルギー
とArガスの流量を適当に設定するとAl2O3膜13が活
性層3の溝内部に付着せず空隙51が残る。この様な端
面保護膜はレーザ端面を化学的に保護する働きと端面反
射率を制御する働きにより半導体レーザの高出力化に有
効であるが、反面膜と半導体の間の応力が信頼性低下を
招くという欠点もある。本構造の場合、Al2O3膜は半導
体表面を外気から遮閉しているが物理的には活性層表面
と接触していないので、上記のような端面保護膜の問題
点を解消できる。また、本実施例においては活性層のエ
ッチングに有機酸を用いることにより活性層底面を図の
ように(111)面52とすると(111)面の化学的安定性のた
め、より大きな端面保護効果がある。また、有機酸に(N
H4)2S、(NH4)2Se、(NH4)2Teを添加するか、選択エッチ
ング後に(NH3)SXによる表面処理を行ない活性層底面をV
I族元素53で保護することも有効である。<Embodiment 5> FIG. 8 is a diagram showing a sectional structure of a semiconductor laser device in a fifth embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. The manufacturing process of the semiconductor laser is the same as that of the first embodiment, and Al 2 O is formed by sputtering after element formation.
3 A film is formed on the end face. At this time, if the sputtering energy and the flow rate of Ar gas are appropriately set, the Al 2 O 3 film 13 does not adhere to the inside of the groove of the active layer 3 and the void 51 remains. Such an end face protective film is effective in increasing the output of the semiconductor laser due to the function of chemically protecting the laser end face and the function of controlling the end face reflectance, but the stress between the face film and the semiconductor reduces the reliability. There is also the drawback of inviting. In the case of this structure, the Al 2 O 3 film shields the semiconductor surface from the outside air but is not physically in contact with the active layer surface, so that the problem of the end face protective film as described above can be solved. In addition, in the present embodiment, when an organic acid is used for etching the active layer and the bottom surface of the active layer is the (111) plane 52 as shown in the figure, the chemical stability of the (111) plane results in a larger end face protection effect. There is. In addition, (N
H 4 ) 2 S, (NH 4 ) 2 Se, (NH 4 ) 2 Te are added, or after selective etching, surface treatment with (NH 3 ) S X is performed to reduce the active layer bottom surface to V
It is also effective to protect with the group I element 53.
【0028】<実施例6>図9は、本発明による半導体
レーザ素子の第6の実施例における半導体レ−ザ素子を
示す図である。本実施例は上記第5の実施例におけるAl
2O3膜13の外気からの遮閉をより完全にするために素
子構造の改良を施した例である。上記第5の実施例の構
造においては活性層エッチングにより素子端面上に溝状
の構造が形成される。この溝の上に保護膜を覆った場
合、膜面からのガスの進入は防げるが半導体レーザのチ
ップ化のさいに形成される側面の穴からのガスの進入が
あり、ガスの遮閉が不完全である。この問題を解決する
ため本実施例では結晶成長前の基板のレーザストライプ
から約50μm離れた端面近傍領域に図9のような段差
601を設け、この基板上に実施例1と同様の結晶成長を
行う。この時、基板の凹みの縁では活性層が図12のよ
うに途切れるため活性層エッチングにより形成された溝
もこの部分で途切れるためチップ分離のさいもストライ
プ部分の活性層に外気が進入することがなくより完全な
ガス遮閉が可能となる。<Embodiment 6> FIG. 9 is a view showing a semiconductor laser device in a sixth embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. This example is the same as the Al in the fifth example.
This is an example in which the element structure is improved in order to more completely shield the 2 O 3 film 13 from the outside air. In the structure of the fifth embodiment, the groove-like structure is formed on the end face of the element by etching the active layer. When the protective film is covered on this groove, gas can be prevented from entering from the film surface, but gas is introduced from the side hole formed when the semiconductor laser is chipped, and the gas is not blocked. Perfect. In order to solve this problem, in this embodiment, a step as shown in FIG. 9 is formed in a region near the end face about 50 μm away from the laser stripe of the substrate before crystal growth.
601 is provided, and crystal growth similar to that of the first embodiment is performed on this substrate. At this time, since the active layer is discontinuous at the edge of the recess of the substrate as shown in FIG. 12, the groove formed by the active layer etching is also discontinued at this portion, so that outside air may enter the active layer in the stripe portion during chip separation. It becomes possible to completely shut off the gas.
【0029】<実施例7>図10は、本発明による半導
体レーザ素子の第7の実施例における半導体レ−ザ素子
を示す図である。本構造は,活性層除去部分では光導波
が行れずエッチングが深過ぎると特性が悪化するという
欠点を克服するために、活性層除去領域にも光ガイド層
を残すものである。本構造ではまずn-GaAs基板101上にn
-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層201、n-Ga0.9In0.1A
s0.8P0.2光ガイド層701、多重量子井戸活性層302、p-G
a0.9In0.1As0.8P0.2光ガイド層702、p-(Al0.7Ga0.3)0.5
In0.5Pクラッド層203、p-Ga0.5In0.5Pコンタクト層204
を順次結晶成長した。多重量子井戸活性層302はGa0.8In
0.2Asウエル層304とGaAsバリア層703により形成されて
いる。次に、この構造に熱CVD法及びホトリソグラフ
技術を用いてストライプ状のSiO2膜を形成する。このSi
O2膜をマスクとしてp-Ga0.5In0.5Pコンタクト層204及び
p-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層203の一部をエッチ
ングした後、有機金属気相成長法によりn-Ga0.5In0.5P
ブロック層306をSiO2膜のない領域に選択的に成長し
た。素子の直列抵抗低減のため、SiO2膜を除去した後p-
GaAsキャップ層110を形成した。次に、ウエハの表面にA
uを主成分とする電極111を形成し、機械的研磨及び化学
エッチングによりGaAs基板を約100μmにエッチング
し、GaAs基板側にもAuを主成分とする電極112を形成し
た。<Embodiment 7> FIG. 10 is a diagram showing a semiconductor laser device in a seventh embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. In this structure, the optical guide layer is left in the active layer removed region in order to overcome the defect that the characteristics are deteriorated when the etching is too deep and the optical waveguide cannot be performed in the active layer removed region. In this structure, first, n on the n-GaAs substrate 101
-(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Cladding layer 201, n-Ga 0.9 In 0.1 A
s 0.8 P 0.2 optical guide layer 701, multiple quantum well active layer 302, p-G
a 0.9 In 0.1 As 0.8 P 0.2 Optical guide layer 702, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5
In 0.5 P clad layer 203, p-Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 204
Were sequentially grown. The multi-quantum well active layer 302 is Ga 0.8 In
It is formed by a 0.2 As well layer 304 and a GaAs barrier layer 703. Next, a stripe-shaped SiO 2 film is formed on this structure by using a thermal CVD method and a photolithographic technique. This Si
Using the O 2 film as a mask, p-Ga 0.5 In 0.5 P contact layer 204 and
p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P After etching a part of the cladding layer 203, n-Ga 0.5 In 0.5 P was formed by metalorganic vapor phase epitaxy.
The block layer 306 was selectively grown in the region without the SiO 2 film. For the series resistance reduction of the element, after removing the SiO 2 film p-
A GaAs cap layer 110 was formed. Next, A on the surface of the wafer
An electrode 111 containing u as a main component was formed, the GaAs substrate was etched to about 100 μm by mechanical polishing and chemical etching, and an electrode 112 containing Au as a main component was also formed on the GaAs substrate side.
【0030】このような半導体ウエハを約600μm間
隔でバ−状に劈開した。次に、このバ−のへき開面に露
出している多重量子井戸活性層302を硫酸系のエッチン
グ液により約300nmエッチングした。この時リンを
含む結晶は硫酸系エッチング液によりほとんどエッチン
グされないため図のような活性層部分がへこみ、光ガイ
ド層が残った形状になる。ここでエッチング液は、例え
ばH2SO4:H2O2:H2O=1:2:50を使い、エ
ッチングの時間は約10秒間である。Such a semiconductor wafer was cleaved in a bar shape at intervals of about 600 μm. Next, the multiple quantum well active layer 302 exposed on the cleavage plane of this bar was etched by about 300 nm with a sulfuric acid-based etching solution. At this time, the crystal containing phosphorus is hardly etched by the sulfuric acid-based etching solution, so that the active layer portion is dented and the optical guide layer remains. The etchant used here is, for example, H 2 SO 4 : H 2 O 2 : H 2 O = 1: 2: 50, and the etching time is about 10 seconds.
【0031】実施例1〜6の構造の場合、このような深
い活性層エッチングは素子特性の悪化を引き起こした
が、本構造の場合は残留した光ガイド層による導波機能
が残るためより深いエッチングが可能となり、より大き
な効果を得ることが可能となる。この素子の前方端面に
はAl2O3の反射防止コ−ティング113(反射率5%)を、
素子の後方端面にはa-Si/Al2O3により構成される高反射
コ−ティング114(反射率90%)を施した。本実施例
の半導体レ−ザは70℃光出力150mWにおいて10
000時間以上安定に動作可能であった。In the case of the structures of Examples 1 to 6, such deep active layer etching caused deterioration of the device characteristics, but in the case of this structure, since the waveguide function due to the remaining optical guide layer remains, deeper etching is performed. It becomes possible to obtain a larger effect. An Al 2 O 3 anti-reflection coating 113 (reflectance 5%) is provided on the front end face of this element.
The rear end face of the device was provided with a high reflection coating 114 (reflectance 90%) composed of a-Si / Al 2 O 3 . The semiconductor laser of this embodiment has a light output of 150 mW at 70.degree.
It was possible to operate stably for more than 000 hours.
【0032】<実施例8>第8の実施例として、第7の
実施例の構造において光ガイド層を単一のInGaAsP層と
する替わりに、図11に示すようなInGaAsP層801とGaAs
層802の多層構造とした例を示す。この構造において、I
nGaAsP層の厚さは10nmとしておりGaAs層の厚さは活性層
から遠ざかるにしたがい10nm,6nm,3nmと薄くなってい
る。この様な構造の光ガイド層のGaAs層をエッチングす
ることにより半導体レーザの端面にレンズ効果を持たせ
ることが可能となり、半導体レ−ザのビ−ム放射形状を
狭くすることが可能であった。<Embodiment 8> As an eighth embodiment, instead of using a single InGaAsP layer as the optical guide layer in the structure of the seventh embodiment, InGaAsP layer 801 and GaAs as shown in FIG. 11 are used.
An example of a multilayer structure of the layer 802 is shown. In this structure, I
The thickness of the nGaAsP layer is 10 nm, and the thickness of the GaAs layer becomes thin as 10 nm, 6 nm, and 3 nm as the distance from the active layer increases. By etching the GaAs layer of the optical guide layer having such a structure, the end face of the semiconductor laser can be made to have a lens effect, and the beam emission shape of the semiconductor laser can be narrowed. .
【0033】<実施例9>本発明第9の実施例として本
発明第7の実施例と同様な構造の半導体結晶にへき開に
かわりリアクティブイオンエッチング法を用いて端面を
形成した構造を作製した。本構造においては、レーザ光
が活性層のみではなく光ガイド層全体で導波されるた
め、活性層の光閉じ込めを適切な値に保ったままでクラ
ッド層中の光の広がりを制限できる。この為、従来半導
体レーザの端面をリアクティブイオンエッチや化学エッ
チングにより形成した場合しばしば問題となった端面の
傾斜角度の垂直からのずれや端面の凹凸による反射面機
能の低下の問題のない良好な初期特性の半導体レーザを
得ることができる。しかし、この様な構造においても端
面部分の表面の荒れのため良好な信頼性を得ることは難
しかった。本発明においてはこの様な構造に更に硫酸系
のエッチング液による活性層エッチングを行いこの素子
の信頼性を100℃、100mW動作時で10000時
間以上に向上することができた。<Embodiment 9> As a ninth embodiment of the present invention, a structure in which an end face is formed by using a reactive ion etching method instead of cleavage in a semiconductor crystal having a structure similar to that of the seventh embodiment of the present invention was produced. . In this structure, since the laser light is guided not only in the active layer but also in the entire light guide layer, it is possible to limit the spread of light in the cladding layer while keeping the optical confinement in the active layer at an appropriate value. For this reason, there are no problems such as the deviation of the tilt angle of the end face from the vertical and the deterioration of the reflecting surface function due to the unevenness of the end face, which are often problems when the end face of the conventional semiconductor laser is formed by reactive ion etching or chemical etching. A semiconductor laser with initial characteristics can be obtained. However, even in such a structure, it was difficult to obtain good reliability due to the roughness of the surface of the end face portion. In the present invention, the active layer etching was further performed on such a structure with a sulfuric acid-based etching solution, and the reliability of this device could be improved to 10,000 hours or more at 100 ° C. and 100 mW operation.
【0034】<実施例10>図12は、本発明による半
導体レーザ素子の第10の実施例における半導体レ−ザ
素子を示す図である。本実施例は本発明をII-VI族半導
体によって構成される半導体レーザに適応した例を示
す。本構造ではまずn-GaAs基板101上にn-Mg0.1Zn0.9S
0.14Se0.86クラッド層901、単一量子井戸活性層902、p-
Mg0.1Zn0.9S0.14Se0.86クラッド層903、p-ZnSe0.5Te0.5
コンタクト層904を順次結晶成長した。単一量子井戸活
性層902はCd0.3Zn0.7Seウエル層905をZnS0.07Se0.93ガ
イド層906ではさんで形成している。次に、この構造に
熱CVD法及びホトリソグラフ技術を用いてストライプ
状のSiO2膜を形成する。このSiO2膜をマスクとしてp-Zn
Se0.5Te0.5コンタクト層904及びp-Mg0.1Zn0.9S0.14Se
0.86クラッド層903の一部をエッチングした後、有機金
属気相成長法によりn-Mg0.3Zn0.7S0.35Se0.65ブロック
層907をSiO2膜のない領域に選択的に成長した。素子の
直列抵抗低減のため、SiO2膜を除去した後p-ZnSe0.5Te
0.5埋込層908を形成した。次に、ウエハの表面にAuを主
成分とする電極111を形成し、機械的研磨及び化学エッ
チングによりGaAs基板を約100μmにエッチングし、
GaAs基板側にもAuを主成分とする電極112を形成した。
このような半導体ウエハを約600μm間隔でバ−状に
劈開した。図12(a)にこの段階での半導体レ−ザの断
面形状を示す。次に、このバ−のへき開面に露出してい
る単一量子井戸活性層902をクロム酸系のエッチング液
により約150nmエッチングした。この時MgZnSSeク
ラッド層は塩酸系エッチング液によりエッチングされな
いため図12(b)のような活性層部分がへこんだ形状に
なる。この素子の前方端面にはAl2O3の反射防止コ−テ
ィング113(反射率5%)を、素子の後方端面にはa-Si/Al
2O3により構成される高反射コ−ティング114(反射率9
0%)を施したところ、70℃光出力20mWにおいて
10000時間以上安定に動作可能な半導体レ−ザが得
られた。<Embodiment 10> FIG. 12 is a diagram showing a semiconductor laser device in a tenth embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to a semiconductor laser composed of II-VI group semiconductors. In this structure, first, n-Mg 0.1 Zn 0.9 S is formed on the n-GaAs substrate 101.
0.14 Se 0.86 Clad layer 901, Single quantum well active layer 902, p-
Mg 0.1 Zn 0.9 S 0.14 Se 0.86 Clad layer 903, p-ZnSe 0.5 Te 0.5
The contact layer 904 was sequentially crystal-grown. The single quantum well active layer 902 is formed by sandwiching a Cd 0.3 Zn 0.7 Se well layer 905 with a ZnS 0.07 Se 0.93 guide layer 906. Next, a stripe-shaped SiO 2 film is formed on this structure by using a thermal CVD method and a photolithographic technique. Using this SiO 2 film as a mask, p-Zn
Se 0.5 Te 0.5 Contact layer 904 and p-Mg 0.1 Zn 0.9 S 0.14 Se
After etching a part of the 0.86 clad layer 903, an n-Mg 0.3 Zn 0.7 S 0.35 Se 0.65 block layer 907 was selectively grown in a region without a SiO 2 film by a metal organic chemical vapor deposition method. To reduce the series resistance of the device, after removing the SiO 2 film, p-ZnSe 0.5 Te
A 0.5 buried layer 908 was formed. Next, an electrode 111 containing Au as a main component is formed on the surface of the wafer, and the GaAs substrate is etched to about 100 μm by mechanical polishing and chemical etching.
The electrode 112 containing Au as a main component was also formed on the GaAs substrate side.
Such a semiconductor wafer was cleaved in a bar shape at intervals of about 600 μm. FIG. 12A shows the sectional shape of the semiconductor laser at this stage. Next, the single quantum well active layer 902 exposed on the cleaved surface of this bar was etched by a chromic acid-based etching solution by about 150 nm. At this time, since the MgZnSSe clad layer is not etched by the hydrochloric acid-based etching solution, the active layer portion has a dented shape as shown in FIG. 12B. An Al 2 O 3 antireflection coating 113 (reflectance: 5%) was applied to the front end face of this element, and a-Si / Al was applied to the rear end face of the element.
2 O 3 by configured high reflection co - coating 114 (reflectance 9
0%), a semiconductor laser capable of operating stably for 10000 hours or more at 70 ° C. optical output of 20 mW was obtained.
【0035】本発明は上記実施例に限定されるものでな
い。例えば、上記実施例は光放射端面は一面の場合につ
いて示したが、両面より光を放射するようにしてもよ
い。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the above embodiment shows the case where the light emitting end face is one, the light may be emitted from both faces.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明によれば従来の高出力半導体レー
ザの製造プロセスに化学エッチング工程を追加するだけ
で、半導体レーザの光出力を3割から10割増加するこ
とができる。According to the present invention, the optical output of a semiconductor laser can be increased by 30% to 100% simply by adding a chemical etching step to the conventional manufacturing process of a high power semiconductor laser.
【図1】本発明による半導体レーザの第1の実施例の構
造を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the structure of a first embodiment of a semiconductor laser according to the present invention.
【図2】本発明による半導体レーザの第3の実施例の構
造を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the structure of a third embodiment of a semiconductor laser according to the present invention.
【図3】本発明による半導体レーザの第3の実施例の構
造を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the structure of a third embodiment of a semiconductor laser according to the present invention.
【図4】本発明による半導体レーザの第4の実施例の構
造を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the structure of a fourth embodiment of the semiconductor laser according to the present invention.
【図5】従来の半導体レーザの構造を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a conventional semiconductor laser.
【図6】端面領域の温度分布の概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram of temperature distribution in an end face region.
【図7】エッチング深さと端面破壊光出力の関係。FIG. 7 shows the relationship between the etching depth and the light output at the end surface destruction.
【図8】本発明第5の実施例記載の半導体レ−ザ構造。FIG. 8 shows a semiconductor laser structure according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】本発明第6の実施例記載の半導体レ−ザ構造。FIG. 9 shows a semiconductor laser structure according to a sixth embodiment of the present invention.
【図10】本発明第7の実施例記載の半導体レ−ザ構
造。FIG. 10 shows a semiconductor laser structure according to a seventh embodiment of the present invention.
【図11】本発明第8の実施例記載の半導体レ−ザ構
造。FIG. 11 shows a semiconductor laser structure according to an eighth embodiment of the present invention.
【図12】本発明第10の実施例記載の半導体レ−ザ構
造。FIG. 12 shows a semiconductor laser structure according to a tenth embodiment of the present invention.
1:GaAs基板 17:クラッド層 2:クラッド層 18:コンタクト層 3:多重量子井戸活性層 19:ウエル層 4:クラッド層 20:バリア層 5:コンタクト層 21:クラッド層 6:ウエル層 22:単一量子井戸
活性層 7:バリア層 23:ガイド層 8:ブロック層 24:ウエル層 9:埋込層 25:GaAsバリア
層 10:キャップ層 26:GaAs基板 11:表面電極 27:ブロック層 12:基板側電極 28:クラッド層 13:反射防止コーティング 29:活性層 14:コーティング 30:クラッド層 15:クラッド層 31:キャップ層 16:多重量子井戸活性層1: GaAs substrate 17: clad layer 2: clad layer 18: contact layer 3: multiple quantum well active layer 19: well layer 4: clad layer 20: barrier layer 5: contact layer 21: clad layer 6: well layer 22: single Single quantum well active layer 7: Barrier layer 23: Guide layer 8: Block layer 24: Well layer 9: Buried layer 25: GaAs barrier layer 10: Cap layer 26: GaAs substrate 11: Surface electrode 27: Block layer 12: Substrate Side electrode 28: Clad layer 13: Antireflection coating 29: Active layer 14: Coating 30: Clad layer 15: Clad layer 31: Cap layer 16: Multiple quantum well active layer
フロントページの続き (72)発明者 菊池 悟 埼玉県入間郡毛呂山町旭台15番地 日立東 部セミコンダクタ株式会社内Front page continuation (72) Inventor Satoru Kikuchi 15 Asahidai, Moroyama-cho, Iruma-gun, Saitama Hitachi Eastern Semiconductor Co., Ltd.
Claims (11)
ド層と、上記2つのクラッド層に挾まれた活性層を有
し、通電により結晶の端面からレーザ光を放射する半導
体レーザ素子であって、 上記レ−ザ光を出射する結晶の端面において上記活性層
が結晶内部に凹んでいることを特徴とする半導体レーザ
素子。1. A semiconductor laser device having two clad layers formed of a semiconductor crystal and an active layer sandwiched between the two clad layers, wherein a laser beam is emitted from an end face of the crystal when energized. A semiconductor laser device, wherein the active layer is recessed inside the crystal at an end face of the crystal for emitting the laser light.
ド層と、上記2つクラッド層に挾まれた活性層を有し、
通電により結晶の端面からレーザ光を放射する半導体レ
ーザ素子であって、 上記レ−ザ光を出射する結晶の端面において上記活性層
及び上記2つのクラッド層の活性層に隣接する部分が結
晶内部に凹んでいることを特徴とする半導体レーザ素
子。2. A semiconductor device comprising two clad layers formed of a semiconductor crystal and an active layer sandwiched between the two clad layers,
A semiconductor laser device that emits a laser beam from an end face of a crystal when energized, wherein a portion of the end face of the crystal that emits the laser beam adjacent to the active layer and the two clad layers is inside the crystal. A semiconductor laser device characterized by being recessed.
おいて、上記活性層の凹部表面にVI族元素が付着され
たことを特徴とする半導体レーザ素子。3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a group VI element is attached to the surface of the recess of the active layer.
レーザ素子において、上記活性層の凹みの深さは活性層
の厚さより大であり、かつ上記端面の反射体としての機
能を失わない所定の範囲に設定されていることを特徴と
する半導体レ−ザ素子。4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the depth of the recess of the active layer is larger than the thickness of the active layer, and the function of the end face as a reflector is lost. A semiconductor laser device characterized by being set in a predetermined range.
レーザ素子において、上記凹みの底面は(111)面となっ
ていることを特徴とする半導体レ−ザ素子。5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the bottom surface of the recess is a (111) plane.
レーザ素子において、上記半導体レ−ザ素子の端面に絶
縁物よりなる保護膜を設けるに当たり凹部の活性層と保
護膜が直接接触していないことを特徴とする半導体レ−
ザ素子。6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein when the protective film made of an insulating material is provided on the end face of the semiconductor laser device, the active layer in the recess is in direct contact with the protective film. Semiconductor laser characterized by not
The device.
レーザ素子において、上記活性層とクラッド層の間に光
ガイド層を有し、上記光ガイド層は断面部分の活性層の
取り除かれた部分においても残っていることを特徴とす
る半導体レ−ザ素子。7. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising an optical guide layer between the active layer and the clad layer, the optical guide layer being formed by removing the active layer in a cross section. A semiconductor laser device characterized in that it remains even in the exposed portion.
ド層と上記2つのクラッド層に挾まれた半導体結晶から
なる活性層をもつ半導体レーザの作製方法であって、上
記2つのクラッド層と上記活性層を持つウエハを作成後
バー状に劈開し、劈開面を上記活性層を選択的にエッチ
ングする工程をもつことを特徴とする半導体レーザ素子
の作製方法。8. A method for manufacturing a semiconductor laser having two clad layers formed of a semiconductor crystal and an active layer made of a semiconductor crystal sandwiched between the two clad layers, the method comprising: A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising the steps of: after forming a wafer having layers, cleaving it into a bar shape and selectively etching the cleaved surface of the active layer.
法において、上記2つのクラッド層がAlGaAsで、活
性層がGaAsを井戸層とする多重量子井戸層で、上記エ
ッチングする工程のエッチング液としてアンモニア系エ
ッチング液を使用することを特徴とする半導体レーザ素
子の作製方法。9. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 8, wherein the two cladding layers are AlGaAs and the active layer is a multiple quantum well layer having GaAs as a well layer, and used as an etching solution in the etching step. A method for manufacturing a semiconductor laser device, which comprises using an ammonia-based etching solution.
方法において、上記2つのクラッド層がGaInPで、活
性層がGaInAsの単一井戸層をGaAsのガイド層で挾
む構成され、上記エッチングする工程のエッチング液と
してアンモニア系エッチング液を使用することを特徴と
する半導体レーザ素子の作製方法。10. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 9, wherein the two cladding layers are GaInP and the active layer is a single well layer of GaInAs sandwiched by a guide layer of GaAs, and the etching is performed. A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein an ammonia-based etching solution is used as an etching solution in the step.
方法において、上記2つのクラッド層がAlGaInP
で、活性層がGaInPを井戸層とする多重量子井戸層
で、上記エッチングする工程のエッチング液として塩酸
系エッチング液を使用することを特徴とする半導体レー
ザ素子の作製方法。11. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 8, wherein the two cladding layers are AlGaInP.
2. A method for producing a semiconductor laser device, wherein the active layer is a multiple quantum well layer having GaInP as a well layer, and a hydrochloric acid-based etching solution is used as an etching solution in the etching step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15442494A JPH0794830A (en) | 1993-07-29 | 1994-07-06 | Semiconductor laser element and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18780693 | 1993-07-29 | ||
JP5-187806 | 1993-07-29 | ||
JP15442494A JPH0794830A (en) | 1993-07-29 | 1994-07-06 | Semiconductor laser element and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0794830A true JPH0794830A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=26482706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15442494A Pending JPH0794830A (en) | 1993-07-29 | 1994-07-06 | Semiconductor laser element and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0794830A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013191622A (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of the same |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP15442494A patent/JPH0794830A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013191622A (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of the same |
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