JPH08204285A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH08204285A JPH08204285A JP2893395A JP2893395A JPH08204285A JP H08204285 A JPH08204285 A JP H08204285A JP 2893395 A JP2893395 A JP 2893395A JP 2893395 A JP2893395 A JP 2893395A JP H08204285 A JPH08204285 A JP H08204285A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導波路内外の屈折率差の制御性を改善し、か
つ水平横モード歩留りを向上することを可能とした半導
体レーザ及びその製造方法を得る。 【構成】 光導波路の一部をメサストライプとして構成
するリッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライ
プ１０の下層にエッチングバッファ層７が設けられると
ともに、メサストライプの両側にはエッチングバッファ
層７と同じ屈折率を有する電流ブロック層１１を有す
る。メサストライプを形成する際のエッチングにおいて
エッチングバッファ層７の厚さに相当する許容エッチン
グ深さ領域が得られ、屈折率差の制御性が改善される。
また、メサストライプの両側のエッチングバッファ層と
同じ屈折率の電流ブロック層１１により導波路側部の実
効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路
の損失が低減され、水平横モード出力歩留りが向上され
る。
つ水平横モード歩留りを向上することを可能とした半導
体レーザ及びその製造方法を得る。 【構成】 光導波路の一部をメサストライプとして構成
するリッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライ
プ１０の下層にエッチングバッファ層７が設けられると
ともに、メサストライプの両側にはエッチングバッファ
層７と同じ屈折率を有する電流ブロック層１１を有す
る。メサストライプを形成する際のエッチングにおいて
エッチングバッファ層７の厚さに相当する許容エッチン
グ深さ領域が得られ、屈折率差の制御性が改善される。
また、メサストライプの両側のエッチングバッファ層と
同じ屈折率の電流ブロック層１１により導波路側部の実
効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路
の損失が低減され、水平横モード出力歩留りが向上され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリッジ導波型半導体レー
ザに関し、特にメサストライプ埋込型の半導体レーザと
その製造方法に関する。
ザに関し、特にメサストライプ埋込型の半導体レーザと
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光閉じ込めを導波路内外の実屈
折率差によって行う屈折率導波型の半導体レーザまたは
光導波路においては、水平方向の光の横モードは導波路
の幅と導波路内外の実効的な屈折率の差に大きく依存す
ることが知られている。図３はリッジ導波構造を採用し
た半導体レーザの一例である。この種の半導体レーザは
例えば特開平２−２６２３８８号公報に記載されてい
る。
折率差によって行う屈折率導波型の半導体レーザまたは
光導波路においては、水平方向の光の横モードは導波路
の幅と導波路内外の実効的な屈折率の差に大きく依存す
ることが知られている。図３はリッジ導波構造を採用し
た半導体レーザの一例である。この種の半導体レーザは
例えば特開平２−２６２３８８号公報に記載されてい
る。
【０００３】図４において、ｎ−ＧａＡｓ基板２１上に
ｎ−（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層２
２、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層２３、ｐ−（Ａｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層２４、ｎ−ＧａＡｓ
キャップ層２５が積層形成され、このクラッド層２４の
膜厚上部がメサストライプ状に形成されている。このメ
サストライプ２６の両側には屈折率の低いｐ−ＧａＡｓ
ブロック層２７が形成され、その上にｐ−ＧａＡｓコン
タクト層２８が形成される。２９はＡｕＧｅＮｉ電極、
３０はＴｉＰｔＡｕ電極である。
ｎ−（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層２
２、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層２３、ｐ−（Ａｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層２４、ｎ−ＧａＡｓ
キャップ層２５が積層形成され、このクラッド層２４の
膜厚上部がメサストライプ状に形成されている。このメ
サストライプ２６の両側には屈折率の低いｐ−ＧａＡｓ
ブロック層２７が形成され、その上にｐ−ＧａＡｓコン
タクト層２８が形成される。２９はＡｕＧｅＮｉ電極、
３０はＴｉＰｔＡｕ電極である。
【０００４】このようなリッジ導波構造では、水平方向
の光閉じ込めを担う光導波路はエッチングによりメサス
トライプ２６を形成しているため、導波路側部の実効的
屈折率はエッチングの深さＤ１、即ちクラッド層の残り
厚さＤ２に大きく依存する。このため、導波路内外の実
効的屈折率の差を高精度に制御するためには、このメサ
ストライプ作製時のエッチング深さ分布と、ダブルヘテ
ロ構造を構成する際の第１回の結晶成長のｐ−（Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐ層２４とｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層２５の層厚分布を高精度に制御する必要があ
る。
の光閉じ込めを担う光導波路はエッチングによりメサス
トライプ２６を形成しているため、導波路側部の実効的
屈折率はエッチングの深さＤ１、即ちクラッド層の残り
厚さＤ２に大きく依存する。このため、導波路内外の実
効的屈折率の差を高精度に制御するためには、このメサ
ストライプ作製時のエッチング深さ分布と、ダブルヘテ
ロ構造を構成する際の第１回の結晶成長のｐ−（Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐ層２４とｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層２５の層厚分布を高精度に制御する必要があ
る。
【０００５】この場合、要求されるメサストライプの寸
法を得るために、通常では時間制御によるウェットエッ
チングやドライエッチングが行われるが、ウェハの全面
にわたって適切なエッチング深さを得ることは極めて困
難である。また、エッチング時には横方向からのエッチ
ングも同時に進行されるため、横方向の寸法を高精度に
制御することも困難である。更に、エッチングされた面
の平滑性が不十分である場合にも、横モードの制御性が
損なわれ、素子の良品歩留りが低下されることになる。
法を得るために、通常では時間制御によるウェットエッ
チングやドライエッチングが行われるが、ウェハの全面
にわたって適切なエッチング深さを得ることは極めて困
難である。また、エッチング時には横方向からのエッチ
ングも同時に進行されるため、横方向の寸法を高精度に
制御することも困難である。更に、エッチングされた面
の平滑性が不十分である場合にも、横モードの制御性が
損なわれ、素子の良品歩留りが低下されることになる。
【０００６】このようなことから、従来では図５に示す
半導体レーザが提案されている。これは、特願昭６２−
１５１８２４号で提案されているものであり、活性層上
のクラッド層を、下部クラッド層と上部クラッド層とで
構成し、かつ両クラッド層の間にエッチングストッパ層
を介挿したものである。そして、上部クラッド層にメサ
ストライプを構成したものである。
半導体レーザが提案されている。これは、特願昭６２−
１５１８２４号で提案されているものであり、活性層上
のクラッド層を、下部クラッド層と上部クラッド層とで
構成し、かつ両クラッド層の間にエッチングストッパ層
を介挿したものである。そして、上部クラッド層にメサ
ストライプを構成したものである。
【０００７】例えば、ｎ−ＧａＡｓ基板３１にｎ−（Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層３２、Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層３３、ｐ−（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラッド層３４、ｐ−ＧａＩｎＰエ
ッチングストッパ層３５、ｐ−（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ上部クラッド層３６、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層３７を形成し、キャップ層３７と上部クラッド層
３６をエッチングしてメサストライプ３８を形成する。
このとき、エッチングストッパ層３５が上部クラッド層
３６のエッチングを停止させる。しかる後、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流ブロック層３９、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４０
を形成する。４１はＡｕＧｉＮｉ電極、４２はＴｉＰｔ
Ａｕ電極である。
ｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層３２、Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層３３、ｐ−（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ下部クラッド層３４、ｐ−ＧａＩｎＰエ
ッチングストッパ層３５、ｐ−（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）
0.51Ｉｎ0.49Ｐ上部クラッド層３６、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層３７を形成し、キャップ層３７と上部クラッド層
３６をエッチングしてメサストライプ３８を形成する。
このとき、エッチングストッパ層３５が上部クラッド層
３６のエッチングを停止させる。しかる後、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流ブロック層３９、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４０
を形成する。４１はＡｕＧｉＮｉ電極、４２はＴｉＰｔ
Ａｕ電極である。
【０００８】即ち、クラッド層に（Ａｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ）w Ｉｎ1-w Ｐ（Ｗ〜０．５１）を用い、ｘに０．４
以上の差がある場合に、塩酸系のエッチング液によりｘ
が大きい組成の結晶をｘの小さ組成の結晶に比べ３０倍
以上速くウェットエッチングされることを利用し、塩酸
系ウェットエッチングにおいてｘの組成の小さな結晶を
エッチングストッパ層に用いてロット間で特性のばらつ
の小さな素子を再現性よく得ることができる。
ｓ）w Ｉｎ1-w Ｐ（Ｗ〜０．５１）を用い、ｘに０．４
以上の差がある場合に、塩酸系のエッチング液によりｘ
が大きい組成の結晶をｘの小さ組成の結晶に比べ３０倍
以上速くウェットエッチングされることを利用し、塩酸
系ウェットエッチングにおいてｘの組成の小さな結晶を
エッチングストッパ層に用いてロット間で特性のばらつ
の小さな素子を再現性よく得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この図５の構成では、
メサストライプを作製する際のエッチングの深さの制御
性が向上されるが、エッチングされた面の平滑性につい
ては改善されておらず、この点での横モードの制御性が
向上されるまでには至っておらず、したがって所望のレ
ーザ特性を満たす半導体レーザを高歩留りで作製するこ
とが難しいという問題がある。また、前記したｘに依存
するエッチング速度の条件を満たす適切な素材とエッチ
ング液との組み合わせが得られない場合にはこの技術を
適用することができず、したがって適用する素材が限ら
れてしまい、前記歩留りを向上する上での障害になると
いう問題がある。
メサストライプを作製する際のエッチングの深さの制御
性が向上されるが、エッチングされた面の平滑性につい
ては改善されておらず、この点での横モードの制御性が
向上されるまでには至っておらず、したがって所望のレ
ーザ特性を満たす半導体レーザを高歩留りで作製するこ
とが難しいという問題がある。また、前記したｘに依存
するエッチング速度の条件を満たす適切な素材とエッチ
ング液との組み合わせが得られない場合にはこの技術を
適用することができず、したがって適用する素材が限ら
れてしまい、前記歩留りを向上する上での障害になると
いう問題がある。
【００１０】
【発明の目的】本発明の目的は、導波路内外の屈折率差
の制御性を改善するとともに、光導波路方向の平滑性を
改善し、所望のレーザ特性を得て水平横モード歩留りを
向上することを可能とした半導体レーザ及びその製造方
法を提供することにある。
の制御性を改善するとともに、光導波路方向の平滑性を
改善し、所望のレーザ特性を得て水平横モード歩留りを
向上することを可能とした半導体レーザ及びその製造方
法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、光導波路の一部をメサストライプとして構成するリ
ッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるとともに、メサ
ストライプの両側にはエッチングバッファ層と同じ屈折
率を有する電流ブロック層を有することを特徴とする。
は、光導波路の一部をメサストライプとして構成するリ
ッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるとともに、メサ
ストライプの両側にはエッチングバッファ層と同じ屈折
率を有する電流ブロック層を有することを特徴とする。
【００１２】例えば、本発明の半導体レーザは、第１導
電型のＧａＡｓ基板上に、第１導電型のＡｌＧａＡｓク
ラッド層、第１導電型ＡｌＧａＡｓ光ガイド層、ＩｎＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ二重量子井戸活性層、第２導電型のＡ
ｌＧａＡｓ光ガイド層、第２導電型のＡｌＧａＡｓ下部
クラッド層、第２導電型のＡｌＧａＡｓエッチングバッ
ファ層、第２導電型のＡｌＧａＡｓ上部クラッド層、第
２導電型のＧａＡｓキャップ層、第２導電型のコンタク
ト層を有し、メサストライプの両側に第１導電型のＡｌ
ＧａＡｓ低屈折率電流ブロック層と第１導電型のＧａＡ
ｓ電流ブロック層の積層構造が形成された構成とされ
る。
電型のＧａＡｓ基板上に、第１導電型のＡｌＧａＡｓク
ラッド層、第１導電型ＡｌＧａＡｓ光ガイド層、ＩｎＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ二重量子井戸活性層、第２導電型のＡ
ｌＧａＡｓ光ガイド層、第２導電型のＡｌＧａＡｓ下部
クラッド層、第２導電型のＡｌＧａＡｓエッチングバッ
ファ層、第２導電型のＡｌＧａＡｓ上部クラッド層、第
２導電型のＧａＡｓキャップ層、第２導電型のコンタク
ト層を有し、メサストライプの両側に第１導電型のＡｌ
ＧａＡｓ低屈折率電流ブロック層と第１導電型のＧａＡ
ｓ電流ブロック層の積層構造が形成された構成とされ
る。
【００１３】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、半導体基板上にクラッド層、光ガイド層、活性層、
光ガイド層、下部クラッド層、エッチングバッファ層、
上部クラッド層、キャップ層を順次積層する工程と、前
記エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層とし
て前記キャップ層と上部クラッド層をエッチングしてメ
サストライプを形成する工程と、前記メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層か
らなる電流ブロック層を形成する工程と、前記キャップ
層及び電流ブロック層上にわたってコンタクト層を形成
する工程とを含んでいる。
は、半導体基板上にクラッド層、光ガイド層、活性層、
光ガイド層、下部クラッド層、エッチングバッファ層、
上部クラッド層、キャップ層を順次積層する工程と、前
記エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層とし
て前記キャップ層と上部クラッド層をエッチングしてメ
サストライプを形成する工程と、前記メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層か
らなる電流ブロック層を形成する工程と、前記キャップ
層及び電流ブロック層上にわたってコンタクト層を形成
する工程とを含んでいる。
【００１４】
【作用】メサストライプを形成するためのエッチングに
際しては、エッチングバッファ層の厚さに相当する許容
エッチング深さ領域が得られ、メラストライプの作製時
における制御性が改善される。また、メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の電流ブロッ
ク層を設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界
面ではなく、成長時の組成切替え界面となり、導波路側
部の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、
導波路の損失が低減される。これにより、水平横モード
出力歩留りが向上される。
際しては、エッチングバッファ層の厚さに相当する許容
エッチング深さ領域が得られ、メラストライプの作製時
における制御性が改善される。また、メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の電流ブロッ
ク層を設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界
面ではなく、成長時の組成切替え界面となり、導波路側
部の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、
導波路の損失が低減される。これにより、水平横モード
出力歩留りが向上される。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の半導体レーザの一実施例の断面図
である。面方位（００１）のｎ型ＧａＡｓ基板１の上
に、ｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓクラッド層２、ｎ型Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層３、Ｉｎ0.24Ｇａ0Z76Ａｓ
／ＧａＡｓ二重量子井戸活性層４、ｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ
0.8 Ａｓ光ガイド層５、ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ下部
クラッド層６、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓエッチングバ
ッファ層７、ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ上部クラッド層
８、ｐ型ＧａＡｓキャップ層９、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１３が形成される。そして、前記キャップ層９と上
部クラッド層８及びエッチングバッファ層７の一部は選
択エッチングされてメサストライプ１０が形成されてお
り、このメサストライプの両側にはエッチングバッファ
層と同じ屈折率を有するｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ低屈
折率電流ブロック層１１とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
１２が介挿されている。なお、ＧａＡｓ基板１の裏面に
はＡｕＧｉＮｉ電極１５が、コンタクト層１３の表面に
はＴｉＰｔＡｕ電極１４がそれぞれ形成されている。
する。図１は本発明の半導体レーザの一実施例の断面図
である。面方位（００１）のｎ型ＧａＡｓ基板１の上
に、ｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓクラッド層２、ｎ型Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層３、Ｉｎ0.24Ｇａ0Z76Ａｓ
／ＧａＡｓ二重量子井戸活性層４、ｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ
0.8 Ａｓ光ガイド層５、ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ下部
クラッド層６、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓエッチングバ
ッファ層７、ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ上部クラッド層
８、ｐ型ＧａＡｓキャップ層９、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１３が形成される。そして、前記キャップ層９と上
部クラッド層８及びエッチングバッファ層７の一部は選
択エッチングされてメサストライプ１０が形成されてお
り、このメサストライプの両側にはエッチングバッファ
層と同じ屈折率を有するｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ低屈
折率電流ブロック層１１とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
１２が介挿されている。なお、ＧａＡｓ基板１の裏面に
はＡｕＧｉＮｉ電極１５が、コンタクト層１３の表面に
はＴｉＰｔＡｕ電極１４がそれぞれ形成されている。
【００１６】図２は図１の半導体レーザを製造工程順に
示す断面図である。先ず、図２（ａ）のように、常圧Ｍ
ＯＶＰＥ（有機金属気相結晶成長）法により、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の上に２．０μｍの厚さに１×１０17ｃｍ-3
の濃度でＳｉ（珪素）を添加したｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67
Ａｓクラッド層２を成長し、その上に４０ｎｍの厚さに
１×１０17ｃｍ-3の濃度でＳｉを添加したｎ型Ａｌ0.2
Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層３を成長し、その上に井戸厚６
ｎｍでバリア厚５ｎｍのＩｎ0.24Ｇａ0Z76Ａｓ／ＧａＡ
ｓ二重量子井戸活性層４を形成する。
示す断面図である。先ず、図２（ａ）のように、常圧Ｍ
ＯＶＰＥ（有機金属気相結晶成長）法により、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の上に２．０μｍの厚さに１×１０17ｃｍ-3
の濃度でＳｉ（珪素）を添加したｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67
Ａｓクラッド層２を成長し、その上に４０ｎｍの厚さに
１×１０17ｃｍ-3の濃度でＳｉを添加したｎ型Ａｌ0.2
Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層３を成長し、その上に井戸厚６
ｎｍでバリア厚５ｎｍのＩｎ0.24Ｇａ0Z76Ａｓ／ＧａＡ
ｓ二重量子井戸活性層４を形成する。
【００１７】更に、その上に０．２μｍの厚さにｐ型Ａ
ｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層５を形成し、更に０．２
μｍの厚さのｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ下部クラッド層
６、０．２μｍの厚さのｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓエッ
チングバッファ層７、１．５μｍの圧さのｐ型Ａｌ0.33
Ｇａ0.67Ａｓ上部クラッド層８、及び０．５μｍの厚さ
のｐ型ＧａＡｓキャップ層９をそれぞれ形成する。これ
らの各層５，６，７，８，９はいずれも、１×１０18ｃ
ｍ-3の濃度でＭｇ（マグネシウム）を添加している。
ｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層５を形成し、更に０．２
μｍの厚さのｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ下部クラッド層
６、０．２μｍの厚さのｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓエッ
チングバッファ層７、１．５μｍの圧さのｐ型Ａｌ0.33
Ｇａ0.67Ａｓ上部クラッド層８、及び０．５μｍの厚さ
のｐ型ＧａＡｓキャップ層９をそれぞれ形成する。これ
らの各層５，６，７，８，９はいずれも、１×１０18ｃ
ｍ-3の濃度でＭｇ（マグネシウム）を添加している。
【００１８】次いで、図２（ｂ）のように、導波路とな
る領域上にＳｉＯ2 マスクＭをストライプ状に選択形成
する。そして、図２（ｃ）のように、これをマスクとし
てウェットエッチング、またはドライエッチング、或い
は両エッチングを併用して前記エッチングバッファ層７
に達するまでエッチングし、メサストライプ１０を形成
する。この実施例ではエッチングの深さは２．１０９±
０．１μｍである。
る領域上にＳｉＯ2 マスクＭをストライプ状に選択形成
する。そして、図２（ｃ）のように、これをマスクとし
てウェットエッチング、またはドライエッチング、或い
は両エッチングを併用して前記エッチングバッファ層７
に達するまでエッチングし、メサストライプ１０を形成
する。この実施例ではエッチングの深さは２．１０９±
０．１μｍである。
【００１９】次に、図２（ｄ）のように、選択成長技術
を用いてメサストライプ１０の両側に、エッチングバッ
ファ層７と等しい屈折率を有するｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55
Ａｓ低屈折率電流ブロック層１１を１．６μｍの厚さに
形成する。また、その上に０．５μｍの厚さにｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層１２を積層する。これら両電流ブロ
ック層１１，１２はそれぞれ１×１０17ｃｍ-3の濃度で
Ｓｉを添加している。
を用いてメサストライプ１０の両側に、エッチングバッ
ファ層７と等しい屈折率を有するｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55
Ａｓ低屈折率電流ブロック層１１を１．６μｍの厚さに
形成する。また、その上に０．５μｍの厚さにｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層１２を積層する。これら両電流ブロ
ック層１１，１２はそれぞれ１×１０17ｃｍ-3の濃度で
Ｓｉを添加している。
【００２０】しかる後、図２（ｅ）のように、ＳｉＯ2
マスクＭをバッファードフッ素酸により除去し、その上
に図１に示したように、０．５μｍの厚さで１×１０18
ｃｍ-3の濃度でＭｇを添加したｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１３を形成する。更に、スパッタ法により表面にＴｉ
（チタニウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）の順序で金
属膜を積層形成して電極１４を形成する。また、ＧａＡ
ｓ基板１の裏面を研磨して８０μｍの厚さにした後に、
裏面にＡｕ、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｎｉ（ニッケル）
の順序で金属膜を積層形成して電極１５を形成する。
マスクＭをバッファードフッ素酸により除去し、その上
に図１に示したように、０．５μｍの厚さで１×１０18
ｃｍ-3の濃度でＭｇを添加したｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１３を形成する。更に、スパッタ法により表面にＴｉ
（チタニウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）の順序で金
属膜を積層形成して電極１４を形成する。また、ＧａＡ
ｓ基板１の裏面を研磨して８０μｍの厚さにした後に、
裏面にＡｕ、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｎｉ（ニッケル）
の順序で金属膜を積層形成して電極１５を形成する。
【００２１】この構成の半導体レーザでは、そのメサス
トライプ１０を形成するためのエッチングに際し、従来
では図３（ａ）のように、最適屈折率差領域に対して許
容エッチング深さ領域の範囲内でエッチングを制御する
必要があるが、本発明では図３（ｂ）のように、エッチ
ングバッファ層７の厚さに相当する許容エッチング深さ
領域が得られ、メラストライプの作製時における制御性
が改善される。本実施例ではエッチングバッファ層７の
厚さは０．２μｍとしているため、この厚さに相当する
深さ領域でエッチング深さが許容されることになる。そ
して、この許容エッチング深さ領域にわたっては、水平
方向の等価屈折率差が４×１０-3と均一となり、光屈折
率差の制御性のよいリッジ導波型半導体レーザを作製す
ることが容易となる。
トライプ１０を形成するためのエッチングに際し、従来
では図３（ａ）のように、最適屈折率差領域に対して許
容エッチング深さ領域の範囲内でエッチングを制御する
必要があるが、本発明では図３（ｂ）のように、エッチ
ングバッファ層７の厚さに相当する許容エッチング深さ
領域が得られ、メラストライプの作製時における制御性
が改善される。本実施例ではエッチングバッファ層７の
厚さは０．２μｍとしているため、この厚さに相当する
深さ領域でエッチング深さが許容されることになる。そ
して、この許容エッチング深さ領域にわたっては、水平
方向の等価屈折率差が４×１０-3と均一となり、光屈折
率差の制御性のよいリッジ導波型半導体レーザを作製す
ることが容易となる。
【００２２】また、メサストライプ１０の両側にエッチ
ングバッファ層７と同じ屈折率の電流ブロック層１１を
設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界面では
なく、成長時の組成切替え界面となるため、導波路側部
の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上される。
この結果、導波路の損失が５．１／ｃｍから２．３／ｃ
ｍに低減されたことが本発明者により確認された。
ングバッファ層７と同じ屈折率の電流ブロック層１１を
設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界面では
なく、成長時の組成切替え界面となるため、導波路側部
の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上される。
この結果、導波路の損失が５．１／ｃｍから２．３／ｃ
ｍに低減されたことが本発明者により確認された。
【００２３】これらの効果により、従来構造に比較し
て、水平横モード出力歩留りが向上される。実験の結
果、３．５μｍ幅の導波路を有する素子において、基本
的なレーザ特性を満足する素子の中で基本横モード出力
が１００ｍＷ以上である素子が、６０％から１００％に
改善された。
て、水平横モード出力歩留りが向上される。実験の結
果、３．５μｍ幅の導波路を有する素子において、基本
的なレーザ特性を満足する素子の中で基本横モード出力
が１００ｍＷ以上である素子が、６０％から１００％に
改善された。
【００２４】
【課題を解決するための手段】以上説明したように本発
明は、リッジ導波型半導体レーザのメサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるので、メサスト
ライプを形成するためのエッチングに際しては、エッチ
ングバッファ層の厚さに相当する許容エッチング深さ領
域が得られ、メラストライプの作製時における光屈折率
差の制御性が改善される。また、メサストライプの両側
にはエッチングバッファ層と同じ屈折率を有する電流ブ
ロック層が設けられるので、導波路側部の実効的屈折率
の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路の損失が低
減される。これにより、水平横モード出力歩留りが向上
されるという効果が得られる。
明は、リッジ導波型半導体レーザのメサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるので、メサスト
ライプを形成するためのエッチングに際しては、エッチ
ングバッファ層の厚さに相当する許容エッチング深さ領
域が得られ、メラストライプの作製時における光屈折率
差の制御性が改善される。また、メサストライプの両側
にはエッチングバッファ層と同じ屈折率を有する電流ブ
ロック層が設けられるので、導波路側部の実効的屈折率
の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路の損失が低
減される。これにより、水平横モード出力歩留りが向上
されるという効果が得られる。
【００２５】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、活性層上に設けたクラッド層を下部クラッド層、エ
ッチングバッファ層、上部クラッド層で構成した後に、
エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層として
メサストライプを形成し、その後メサストライプの両側
にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層からな
る電流ブロック層を形成しているので、前記した水平横
モード出力歩留りが向上された半導体レーザを作製する
ことが可能とされる。
は、活性層上に設けたクラッド層を下部クラッド層、エ
ッチングバッファ層、上部クラッド層で構成した後に、
エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層として
メサストライプを形成し、その後メサストライプの両側
にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層からな
る電流ブロック層を形成しているので、前記した水平横
モード出力歩留りが向上された半導体レーザを作製する
ことが可能とされる。
【図１】本発明の半導体レーザの一実施例の断面図であ
る。
る。
【図２】図１の半導体レーザを製造工程順に示す断面図
である。
である。
【図３】本発明と従来の許容エッチング深さを比較して
示す図である。
示す図である。
【図４】従来の半導体レーザの一例の断面図である。
【図５】従来の改良された半導体レーザの一例の断面図
である。
である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓクラッド層 ３ ｎ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層 ４ Ｉｎ0.24Ｇａ0Z76Ａｓ／ＧａＡｓ二重量子井戸活性
層 ５ ｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層 ６ ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ下部クラッド層 ７ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓエッチングバッファ層 ８ ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ上部クラッド層 ９ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 １０ メサストライプ １１ ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ低屈折率電流ブロック
層 １２ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層 １３ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １４，１５ 電極
層 ５ ｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ光ガイド層 ６ ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ下部クラッド層 ７ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓエッチングバッファ層 ８ ｐ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａｓ上部クラッド層 ９ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 １０ メサストライプ １１ ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ低屈折率電流ブロック
層 １２ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層 １３ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １４，１５ 電極
Claims (4)
- 【請求項１】 光導波路の一部をメサストライプとして
構成するリッジ導波型半導体レーザにおいて、前記メサ
ストライプの下層にエッチングバッファ層が設けられる
とともに、前記メサストライプの両側には前記エッチン
グバッファ層と同じ屈折率を有する電流ブロック層を有
することを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 半導体基板上にクラッド層、光ガイド
層、活性層、光ガイド層、クラッド層、キャップ層を積
層形成する半導体レーザにおいて、前記活性層より上層
のクラッド層を下部クラッド層と上部クラッド層とで構
成し、これら上下のクラッド層間にエッチングバッファ
層を有し、かつ前記キャップ層と上部クラッド層とがメ
サストライプとして構成され、このメサストライプの両
側に電流ブロック層が形成されてなる請求項１の半導体
レーザ。 - 【請求項３】 第１導電型のＧａＡｓ基板上に、第１導
電型のＡｌＧａＡｓクラッド層、第１導電型ＡｌＧａＡ
ｓ光ガイド層、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ二重量子井戸活
性層、第２導電型のＡｌＧａＡｓ光ガイド層、第２導電
型のＡｌＧａＡｓ下部クラッド層、第２導電型のＡｌＧ
ａＡｓエッチングバッファ層、第２導電型のＡｌＧａＡ
ｓ上部クラッド層、第２導電型のＧａＡｓキャップ層、
第２導電型のコンタクト層を有し、メサストライプの両
側に第１導電型のＡｌＧａＡｓ低屈折率電流ブロック層
と第１導電型のＧａＡｓ電流ブロック層の積層構造が形
成されてなる請求項２の半導体レーザ。 - 【請求項４】 半導体基板上にクラッド層、光ガイド
層、活性層、光ガイド層、下部クラッド層、エッチング
バッファ層、上部クラッド層、キャップ層を順次積層す
る工程と、前記エッチングバッファ層をエッチングのス
トッパ層として前記キャップ層と上部クラッド層をエッ
チングしてメサストライプを形成する工程と、前記メサ
ストライプの両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率
の半導体層からなる電流ブロック層を形成する工程と、
前記キャップ層及び電流ブロック層上にわたってコンタ
クト層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2893395A JPH08204285A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2893395A JPH08204285A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204285A true JPH08204285A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=12262208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2893395A Pending JPH08204285A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08204285A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6461884B1 (en) * | 2001-01-05 | 2002-10-08 | Manijeh Razeghi | Diode laser |
| KR100362862B1 (ko) * | 1997-03-27 | 2002-12-11 | 샤프 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 레이저 |
| EP1289084A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-05 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
| KR100493638B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
| JP2008071803A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 化合物混晶半導体発光装置。 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04150087A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光半導体レーザ装置 |
| JPH05304336A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JPH07142808A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH0846283A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP2893395A patent/JPH08204285A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04150087A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光半導体レーザ装置 |
| JPH05304336A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JPH07142808A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JPH0846283A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100362862B1 (ko) * | 1997-03-27 | 2002-12-11 | 샤프 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 레이저 |
| US6461884B1 (en) * | 2001-01-05 | 2002-10-08 | Manijeh Razeghi | Diode laser |
| EP1289084A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-05 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
| US6717186B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-04-06 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
| KR100493638B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
| JP2008071803A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 化合物混晶半導体発光装置。 |
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