JPH09232674A - Semiconductor laser system - Google Patents

Semiconductor laser system

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JPH09232674A
JPH09232674A JP5850896A JP5850896A JPH09232674A JP H09232674 A JPH09232674 A JP H09232674A JP 5850896 A JP5850896 A JP 5850896A JP 5850896 A JP5850896 A JP 5850896A JP H09232674 A JPH09232674 A JP H09232674A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
plane
algainp
conductivity type
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP5850896A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Takahashi
孝志 高橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09232674A publication Critical patent/JPH09232674A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the temperature characteristics by a method wherein an active layer, a contact layer, diffusion preventive layers, etc., are formed so as to have parallel layers and oblique layers with a main plane of a substrate while specifying the region removing the protrusions such as clad layers, etc., to be high resistant regions. SOLUTION: A buffer layer 102, a clad layer 103, a lower part diffusion preventive layer 104, an active layer 105, an upper part diffusion preventive layer 106, another clad layer 107, a spike preventive layer 108, a contact layer 109, etc., are formed on a substrate 101 having a protrusion 113. Next, the region removing the protrusion of the clad layer 107 to the contact layer 109 is implanted with protons to form a high resistant region 112. On the other hand, the region of the active layer 105 in parallel with the main plane of the substrate 101 becomes a natural superlattice while the natural superlattice in the oblique region of the active layer 105 is disordered thereby making the band energy gap in the oblique region larger than that in the protrusion surface region. With such constitution, the carrier and light are confined by the protrusion surface and in the horizontally lateral direction to reduce the threshold value current for enhancing the temperature characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信,光情報処
理などに利用される半導体レーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device used for optical communication, optical information processing and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、特開平6−188506号に
は、可視半導体レーザとしてAlGaInP系材料を用
いた半導体レーザが示されている。図9は、このような
半導体レーザの構成例を示す図である。図9を参照する
と、この半導体レーザ装置は、n型GaAs基板1上
に、n型GaAsバッファ層2,n型AlGaInPク
ラッド層3,GaInP活性層4,p型AlGaInP
クラッド層5が順次に積層されており、p型AlGaI
nPクラッド層5には、リッジストライプが形成されて
いる。そして、このリッジの頂部上にはp型GaInP
中間層6が形成され、またリッジの両側面にはn型Ga
As電流狭搾層7が設けられている。さらに、p型Ga
InP中間層6とn型GaAs電流狭搾層7との上に
は、p型GaAsコンタクト層8が形成されている。ま
た、p型GaAsコンタクト層8上には電極9が形成さ
れ、基板1の裏面には電極10が形成されている。
2. Description of the Related Art For example, JP-A-6-188506 discloses a semiconductor laser using an AlGaInP-based material as a visible semiconductor laser. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of such a semiconductor laser. Referring to FIG. 9, this semiconductor laser device has an n-type GaAs substrate 1, an n-type GaAs buffer layer 2, an n-type AlGaInP clad layer 3, a GaInP active layer 4, and a p-type AlGaInP.
The cladding layers 5 are sequentially stacked, and p-type AlGaI
Ridge stripes are formed on the nP clad layer 5. Then, p-type GaInP is formed on the top of this ridge.
An intermediate layer 6 is formed, and n-type Ga is formed on both sides of the ridge.
An As current narrowing layer 7 is provided. Furthermore, p-type Ga
A p-type GaAs contact layer 8 is formed on the InP intermediate layer 6 and the n-type GaAs current narrowing layer 7. Further, an electrode 9 is formed on the p-type GaAs contact layer 8 and an electrode 10 is formed on the back surface of the substrate 1.

【0003】このような構成の半導体レーザにおいて
は、n型GaAs電流狭搾層7が形成されていることに
よって、電流は、クラッド層5のリッジストライプの部
分を流れて活性層4に流入し、活性層4を発光させる。
さらに、n型GaAs電流狭搾層7は、活性層4で発光
した光を吸収するため、リッジとその外側とで損失差を
形成し、これによって、屈折率導波型の半導体レーザを
提供することができる。
In the semiconductor laser having such a structure, since the n-type GaAs current narrowing layer 7 is formed, the current flows through the ridge stripe portion of the cladding layer 5 into the active layer 4, The active layer 4 is made to emit light.
Further, the n-type GaAs current narrowing layer 7 absorbs the light emitted from the active layer 4, so that a loss difference is formed between the ridge and the outside thereof, thereby providing a refractive index waveguide type semiconductor laser. be able to.

【0004】しかしながら、図9に示すような半導体レ
ーザ装置は、活性層4内において水平横方向のキャリア
の閉じ込め機構を有していない。従って、活性層4内に
注入されたキャリア(活性層4内に流入した電流)は、水
平横方向へ拡散してしまい、利得領域幅が広くなってし
まう。そして、リッジストライプより離れた領域に注入
されたキャリアは、レーザ発振に寄与しないため、余分
のキャリアが注入されることになり、発振閾電流を低減
することが困難である。
However, the semiconductor laser device as shown in FIG. 9 does not have a horizontal lateral carrier confinement mechanism in the active layer 4. Therefore, carriers injected into the active layer 4 (current flowing into the active layer 4) are diffused in the horizontal direction, and the gain region width is widened. The carriers injected into the region apart from the ridge stripe do not contribute to the laser oscillation, so that the extra carriers are injected and it is difficult to reduce the oscillation threshold current.

【0005】水平横方向のキャリア閉じ込め機構を有し
た代表的な構造としては、BH構造(buried heteristru
cture)や、特開平6−53604号に示されているよう
な不純物拡散による無秩序化技術を利用した構造等がよ
く知られている。図10は、不純物拡散による無秩序化
技術を応用したAlGaInP系半導体レーザの構成例
を示す図である。図10を参照すると、この半導体レー
ザ装置は、n型GaAs基板1上に、n型GaAsバッ
ファ層2,n型GaInPバッファ層11,n型AlI
nPクラッド層12,アンドープAlGaInP下部光
閉じ込め層13,アンドープGaInP活性層4(厚さ
〜100Å),アンドープAlGaInP上部光閉じ込
め層14,p型AlInPクラッド層15,p型GaI
nPバッファ層16,p型GaAsコンタクト層8が順
次に積層されている。なお、図10において、17はS
i層であり、熱処理によりSi拡散領域19が形成され
ている。また、18はSiO2層である。
A typical structure having a horizontal lateral carrier confinement mechanism is a BH structure (buried heteristru).
Cture) and a structure using a disordering technique by impurity diffusion as disclosed in JP-A-6-53604 are well known. FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of an AlGaInP-based semiconductor laser to which a disordering technique by impurity diffusion is applied. Referring to FIG. 10, this semiconductor laser device has an n-type GaAs substrate 1, an n-type GaAs buffer layer 2, an n-type GaInP buffer layer 11, and an n-type AlI.
nP clad layer 12, undoped AlGaInP lower optical confinement layer 13, undoped GaInP active layer 4 (thickness ~ 100Å), undoped AlGaInP upper optical confinement layer 14, p-type AlInP clad layer 15, p-type GaI.
The nP buffer layer 16 and the p-type GaAs contact layer 8 are sequentially stacked. In FIG. 10, 17 is S
It is an i layer and has a Si diffusion region 19 formed by heat treatment. Further, 18 is a SiO 2 layer.

【0006】図10の半導体レーザにおいては、下部光
閉じ込め層13,活性層4,上部活性層14においてS
i拡散領域19は、無秩序化してAlGaInPの4元
混晶となる。従って、活性層4において4元混晶化した
領域は、3元混晶であるGaInP領域よりもバンドギ
ャップエネルギーが増大するため、活性層の水平横方向
にヘテロ接合が形成される。これにより、活性層4に注
入されたキャリアは、バンドギャップエネルギーの狭い
3元混晶領域に閉じこめられる。さらに、4元混晶化し
た活性層は屈折率が低下するので、同時に屈折率導波路
も形成される。
In the semiconductor laser of FIG. 10, S in the lower optical confinement layer 13, the active layer 4 and the upper active layer 14 is used.
The i diffusion region 19 is disordered to be a quaternary mixed crystal of AlGaInP. Therefore, in the quaternary mixed crystal region of the active layer 4, the bandgap energy is higher than in the GaInP region which is the ternary mixed crystal, so that a heterojunction is formed in the horizontal direction of the active layer. As a result, the carriers injected into the active layer 4 are confined in the ternary mixed crystal region having a narrow band gap energy. Further, since the active layer formed by quaternary mixed crystal has a lowered refractive index, a refractive index waveguide is also formed at the same time.

【0007】また、図10においては、AlGaAs系
結晶とAlGaInP系結晶界面で不純物拡散後に転位
が発生するのを防止するために、Si拡散領域19がG
aAsコンタクト層8と接しないようにしている。な
お、そのためには、Si層17,コンタクト層8,Si
2層18の3回のパターン形成を精密に行なう必要が
ある。
Further, in FIG. 10, in order to prevent dislocation from occurring after impurity diffusion at the interface between the AlGaAs-based crystal and the AlGaInP-based crystal, the Si diffusion region 19 has the G region.
The contact with the aAs contact layer 8 is avoided. For that purpose, the Si layer 17, the contact layer 8, the Si
It is necessary to precisely pattern the O 2 layer 18 three times.

【0008】また、AlGaInP系レーザにおいて
は、不純物拡散によらず超格子構造を無秩序化する技術
を応用した屈折率導波型レーザも提案されている。図1
1は、特開平5−183231号に示されている半導体
レーザの断面図である。図11を参照すると、この半導
体レーザでは、{100}面方位のn型GaAs基板1
には、傾斜した側面を有するストライプ状の凸部22が
形成されている。そして、n型GaAs基板1上には、
n型AlGaInPクラッド層3,ノンドープGaIn
P活性層4,p型AlGaInPクラッド層5,p型G
aInPコンタクト層20が、気相エピタキシャル成長
により順次に形成されている。そして、凸部のp型Ga
InPコンタクト層20上には、p型GaAsキャップ
層21が設けられている。なお、図11において、9,
10はそれぞれp側,n側の電極である。
As the AlGaInP-based laser, there has been proposed a refractive index guided laser to which a technique for disordering a superlattice structure without using impurity diffusion is applied. FIG.
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-183231. Referring to FIG. 11, in this semiconductor laser, an n-type GaAs substrate 1 having a {100} plane orientation is used.
A stripe-shaped convex portion 22 having inclined side surfaces is formed on the. Then, on the n-type GaAs substrate 1,
n-type AlGaInP cladding layer 3, non-doped GaIn
P active layer 4, p-type AlGaInP clad layer 5, p-type G
The aInP contact layer 20 is sequentially formed by vapor phase epitaxial growth. Then, the p-type Ga of the convex portion
A p-type GaAs cap layer 21 is provided on the InP contact layer 20. In addition, in FIG.
Reference numerals 10 are p-side and n-side electrodes, respectively.

【0009】一般に、{100}面方位のGaAs基板
上に気相エピタキシャル成長法で形成したAlGaIn
P層は、自然超格子構造として形成されることが知られ
ている。一方、{511},{311},{111}面
などの{100}面に対して傾斜した面上に結晶成長さ
せた場合には自然超格子は形成されないため、同じ混晶
比でも{100}面に成長させた層よりもバンドキャッ
プエネルギーが大きくなる。図11の半導体レーザは、
この原理を利用したものであり、図11において、基板
1の凸部22の上部は{100}面であり、凸部22の
側面は傾斜面となっているため、傾斜面上に成長させた
AlGaInPクラッド層3,GaInP活性層4は、
凸部22の上部よりもバンドキャップエネルギーが大き
い。従って、凸部上部の活性層領域にキャリアが閉じ込
められる屈折率導波型半導体レーザとなっている。
In general, AlGaIn formed on a GaAs substrate having a {100} plane orientation by a vapor phase epitaxial growth method.
It is known that the P layer is formed as a natural superlattice structure. On the other hand, when a crystal is grown on a plane inclined with respect to the {100} plane such as {511}, {311}, or {111} plane, a natural superlattice is not formed. The band cap energy is larger than that of the layer grown on the {} plane. The semiconductor laser of FIG.
This principle is utilized, and in FIG. 11, the upper portion of the convex portion 22 of the substrate 1 is the {100} surface, and the side surface of the convex portion 22 is an inclined surface. Therefore, it was grown on the inclined surface. The AlGaInP clad layer 3 and the GaInP active layer 4 are
The band cap energy is larger than the upper portion of the convex portion 22. Therefore, it is a refractive index guided semiconductor laser in which carriers are confined in the active layer region above the convex portion.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
AlGaInP系半導体レーザにおいては、クラッド層
が4元混晶であるためAlGaAs系半導体レーザに比
べて熱抵抗や素子抵抗が大きいという問題がある。ま
た、活性層であるGaInPとクラッド層であるAlG
aInPとの伝導帯のバンド不連続が小さいため、電子
が活性層からあふれやすいという問題もある。
However, the conventional AlGaInP-based semiconductor laser has a problem that the cladding layer is a quaternary mixed crystal and therefore has a larger thermal resistance and device resistance than the AlGaAs-based semiconductor laser. In addition, GaInP that is an active layer and AlG that is a clad layer
Since the band discontinuity of the conduction band with aInP is small, there is also a problem that electrons easily overflow from the active layer.

【0011】そこで、AlGaInP系半導体レーザに
おいては、温度特性を改善するためにp型AlGaIn
P層のドーピング濃度を高くする必要があるが、p型A
lGaInP層のドーピング濃度を高くすると、結晶成
長中にドーパントが拡散して、{100}面上のp型A
lGaInPクラッド層の自然超格子が無秩序化され
て、凸部上面と側面においてバンドギャップエネルギー
差がなくなるため、p型AlGaInPクラッド層中で
電流の狭搾ができなくなってしまう。さらに、GaIn
P活性層にまでクラッド層からドーパントが拡散してし
まうと、凸部上面の活性層領域も無秩序化されて、傾斜
面とのバンドギャップエネルギー差が消失してしまい、
屈折率導波型レーザを実現することができなくなってし
まう。
Therefore, in the AlGaInP semiconductor laser, p-type AlGaIn is used to improve the temperature characteristics.
It is necessary to increase the doping concentration of the P layer, but p-type A
When the doping concentration of the lGaInP layer is increased, the dopant diffuses during the crystal growth and the p-type A on the {100} plane is
Since the natural superlattice of the 1GaInP clad layer is disordered and the band gap energy difference between the upper surface and the side surface of the convex portion disappears, the current cannot be narrowed in the p-type AlGaInP clad layer. In addition, GaIn
When the dopant diffuses from the clad layer to the P active layer, the active layer region on the upper surface of the convex portion is also disordered, and the band gap energy difference from the inclined surface disappears.
It becomes impossible to realize a refractive index guided laser.

【0012】本発明は、温度特性を改善するためにクラ
ッド層のドーピング濃度を高くする場合にも、良好な電
流狭搾機能を維持し、かつ、屈折率導波形レーザを実現
することの可能なAlGaInP系の半導体レーザ装置
を提供することを目的としている。
The present invention can maintain a good current narrowing function and realize a refractive index guided laser even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics. An object is to provide an AlGaInP-based semiconductor laser device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項1記載の発明では、{100}面を主平面と
しストライプ状の凸部または凹部が設けられた第1導電
型GaAs基板上に、第1導電型AlGaInPクラッ
ド層,アンドープAlGaInP下部拡散防止層,アン
ドープAlGaInP活性層,アンドープAlGaIn
P上部拡散防止層,第2導電型AlGaInPクラッド
層,第2導電型GaAsコンタクト層が、該基板の主平
面と平行な結晶面とこの結晶面に対して傾いた斜面とを
有するように、順次に積層され、コンタクト層と第2導
電型クラッド層の凹部または凸部を除いた領域が高抵抗
領域となっている。これにより、温度特性を改善するた
めにクラッド層のドーピング濃度を高める場合にも、キ
ャリアを良好に閉じ込め、また、安定した屈折率導波路
構造をもたせることができる。
In order to solve the above-mentioned object, in the invention according to claim 1, a GaAs substrate of the first conductivity type having a {100} plane as a main plane and provided with stripe-shaped projections or depressions. A first conductivity type AlGaInP clad layer, an undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, an undoped AlGaInP active layer, and an undoped AlGaIn.
The P upper diffusion prevention layer, the second conductivity type AlGaInP clad layer, and the second conductivity type GaAs contact layer are sequentially arranged so as to have a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and an inclined surface inclined to this crystal plane. The region of the contact layer and the second-conductivity-type cladding layer excluding the concave portions or convex portions is a high resistance region. Thereby, even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics, carriers can be favorably confined, and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0014】また、請求項2記載の発明では、{10
0}面を主平面としストライプ状の凹部が設けられた第
1導電型GaAs基板と、基板の凹部を除いた面に形成
された絶縁層とを有し、該絶縁層に覆われていない基板
凹部内に、第1導電型AlGaInPクラッド層,アン
ドープAlGaInP下部拡散防止層,アンドープAl
GaInP活性層,アンドープAlGaInP上部拡散
防止層,第2導電型AlGaInPクラッド層,第2導
電型GaAsコンタクト層が、基板の主平面と平行な結
晶面とこの結晶面に対して傾いた斜面を有するように、
順次に積層されている。これにより、温度特性を改善す
るためにクラッド層のドーピング濃度を高める場合に
も、キャリアを良好に閉じ込め、また、安定した屈折率
導波路構造をもたせることができる。
According to the second aspect of the invention, {10
Substrate having a first-conductivity-type GaAs substrate having a 0-plane plane as a main plane and provided with stripe-shaped recesses, and an insulating layer formed on the surface of the substrate excluding the recesses, and not covered with the insulating layer. The first conductivity type AlGaInP clad layer, the undoped AlGaInP lower diffusion preventing layer, and the undoped Al in the recess.
The GaInP active layer, the undoped AlGaInP upper diffusion barrier layer, the second conductivity type AlGaInP clad layer, and the second conductivity type GaAs contact layer have a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and an inclined surface inclined to this crystal plane. To
They are sequentially stacked. Thereby, even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics, carriers can be favorably confined, and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0015】また、請求項3記載の発明では、{10
0}面を主平面とする第1導電型GaAs基板と、基板
にストライプ形状の開口部を有する絶縁層とを有し、ス
トライプ形状の開口部のところで基板上に、第1導電型
AlGaInPクラッド層,アンドープAlGaInP
下部拡散防止層,アンドープAlGaInP活性層,ア
ンドープAlGaInP上部拡散防止層,第2導電型A
lGaInPクラッド層,第2導電型GaAsコンタク
ト層が、ストライプ形状の開口部に基板の主平面と平行
な結晶面とこの結晶面に対して斜めに形成された{11
1}A面とを有するように、順次に積層されている。こ
れにより、温度特性を改善するためにクラッド層のドー
ピング濃度を高める場合にも、キャリアを良好に閉じ込
め、また、安定した屈折率導波路構造をもたせることが
できる。
According to the third aspect of the invention, {10
0} plane as a main plane and a first conductivity type GaAs substrate, and an insulating layer having a stripe-shaped opening in the substrate, and the first conductivity type AlGaInP clad layer on the substrate at the stripe-shaped opening. , Undoped AlGaInP
Lower diffusion prevention layer, undoped AlGaInP active layer, undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, second conductivity type A
The lGaInP clad layer and the second conductivity type GaAs contact layer were formed in the stripe-shaped opening in a crystal plane parallel to the principal plane of the substrate and obliquely to this crystal plane.
1} A plane, and are sequentially laminated. Thereby, even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics, carriers can be favorably confined, and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0016】また、請求項4記載の発明では、{10
0}面を主平面とする第1導電型GaAs基板上に、第
1導電型AlGaInPクラッド層,第2導電型AlG
aInP電流ブロック層,第1導電型GaInPキャッ
プ層が順次に積層され、キャップ層及び電流ブロック層
を、その底部が第1導電型AlGaInPクラッド層に
達するような深さでエッチングにより除去して形成した
ストライプ状の凹部に沿って、第1導電型クラッド層及
びキャップ層上に、アンドープAlGaInP下部拡散
防止層,アンドープAlGaInP活性層,アンドープ
AlGaInP上部拡散防止層,第2導電型AlGaI
nPクラッド層,第2導電型GaAsコンタクト層が順
次に積層されている。これにより、温度特性を改善する
ためにクラッド層のドーピング濃度を高める場合にも、
キャリアを良好に閉じ込め、また、安定した屈折率導波
路構造をもたせることができる。
According to the invention of claim 4, {10
0} plane as the main plane on the first conductivity type GaAs substrate, the first conductivity type AlGaInP cladding layer, the second conductivity type AlG
An aInP current blocking layer and a first conductivity type GaInP cap layer are sequentially stacked, and the cap layer and the current blocking layer are formed by etching to a depth such that the bottoms thereof reach the first conductivity type AlGaInP cladding layer. An undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, an undoped AlGaInP active diffusion layer, an undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, a second conductivity type AlGaI are formed on the first conductivity type cladding layer and the cap layer along the stripe-shaped recess.
The nP clad layer and the second conductivity type GaAs contact layer are sequentially stacked. As a result, even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics,
Carriers can be satisfactorily confined and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0017】また、請求項5記載の発明では、{10
0}面を主平面としストライプ状の凸部または凹部が設
けられた第1導電型GaAs基板上に、第1導電型Al
GaInPクラッド層,アンドープAlGaInP下部
拡散防止層,アンドープAlGaInP活性層,アンド
ープAlGaInP上部拡散防止層,第2導電型AlG
aInPクラッド層,AlGaInP電流ブロック層
が、基板の主平面と平行な結晶面とこの結晶面に対して
傾いた斜面を有するように、順次に積層され、また、該
電流ブロック層の凸部の上面または凹部の底面には、第
2導電型GaAsコンタクト層が形成されており、斜面
に形成されたAlGaInP電流ブロック層が第1導電
型であり、基板の主平面と平行な面に形成された電流ブ
ロック層が第2導電型となっている。これにより、温度
特性を改善するためにクラッド層のドーピング濃度を高
める場合にも、キャリアを良好に閉じ込め、また、安定
した屈折率導波路構造をもたせることができる。
According to the invention of claim 5, {10
0} plane as the main plane and a first conductivity type GaAs substrate on which stripe-shaped projections or recesses are provided
GaInP clad layer, undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, undoped AlGaInP active layer, undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, second conductivity type AlG
The aInP clad layer and the AlGaInP current blocking layer are sequentially stacked so as to have a crystal plane parallel to the principal plane of the substrate and a slope inclined with respect to this crystal plane, and the upper surface of the convex portion of the current blocking layer. Alternatively, the GaAs contact layer of the second conductivity type is formed on the bottom surface of the recess, and the AlGaInP current blocking layer formed on the slope is of the first conductivity type, and the current formed on the surface parallel to the main plane of the substrate. The block layer has the second conductivity type. Thereby, even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics, carriers can be favorably confined, and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。なお、以下の例では、n型ドーパン
トとしてSeを用い、p型ドーパントとしてZnを用い
ている。図1は、本発明に係る半導体レーザ装置の第1
の構成例を示す図である。図1を参照すると、この半導
体レーザ装置は、{100}面を主平面とするn型Ga
As基板101にストライプ状の凸部113が形成され
ている。凸部113の側面は、{100}面から傾いた
面、例えば{111}面,{311}面,{511}面
等になっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following example, Se is used as the n-type dopant and Zn is used as the p-type dopant. FIG. 1 shows a first semiconductor laser device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of FIG. Referring to FIG. 1, this semiconductor laser device has an n-type Ga having a {100} plane as a main plane.
A stripe-shaped convex portion 113 is formed on the As substrate 101. The side surface of the convex portion 113 is a surface inclined from the {100} surface, for example, a {111} surface, a {311} surface, a {511} surface, or the like.

【0019】そして、凸部113を有する基板101上
には、SeドープGaAsバッファ層102,Seドー
プ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層103,ア
ンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡散防止層
104,アンドープGa0.5In0.5P活性層105,ア
ンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡散防止層
106,Znドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラ
ッド層107,ZnドープGaInPスパイク防止層1
08,ZnドープGaAsコンタクト層109が順次に
積層されている。このとき、結晶成長方法としてはMO
CVD(metalorganic chemical vapour deposition)法
が用いられ、これにより、各成長層は基板の凸型形状に
沿って屈曲して形成される。また、GaAsコンタクト
層109,GaInPスパイク防止層108,p型Al
GaInPクラッド層107には、凸部を除いた領域に
プロトンが打ち込まれており、高抵抗領域112が形成
されている。また、GaAsコンタクト層109上に
は、Au−Zn/Auからなるp側オーミック電極11
0が形成されており、基板101の裏面には、Au−G
e/Ni/Auからなるn側オーミック電極111が形
成されている。
On the substrate 101 having the convex portion 113, a Se-doped GaAs buffer layer 102, a Se-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 103, and an undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P Lower diffusion prevention layer 104, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 105, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion prevention layer 106, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 107, Zn Doped GaInP spike prevention layer 1
08, Zn-doped GaAs contact layer 109 is sequentially stacked. At this time, MO is used as a crystal growth method.
A CVD (metal organic chemical vapor deposition) method is used, whereby each growth layer is formed by bending along the convex shape of the substrate. In addition, the GaAs contact layer 109, the GaInP spike prevention layer 108, the p-type Al
In the GaInP clad layer 107, protons are implanted in the region excluding the convex portion, and the high resistance region 112 is formed. Further, on the GaAs contact layer 109, the p-side ohmic electrode 11 made of Au—Zn / Au is formed.
0 is formed on the back surface of the substrate 101.
An n-side ohmic electrode 111 made of e / Ni / Au is formed.

【0020】図1の構成例によれば、プロトンはAlG
aInP上部拡散防止層106の直上まで打ち込まれて
高抵抗領域112が形成されているので、電流はp型ク
ラッド層107中で拡がることなく凸部に集中する。こ
れにより、凸部の両外側の{100}面となっているG
aInP活性層105にキャリアが注入されることを防
止できる。
According to the configuration example of FIG. 1, the proton is AlG.
Since the high resistance region 112 is formed by being implanted right above the aInP upper diffusion prevention layer 106, the current concentrates on the convex portion without spreading in the p-type cladding layer 107. As a result, G which is the {100} surface on both outsides of the convex portion
It is possible to prevent carriers from being injected into the aInP active layer 105.

【0021】さらに、凸部上面は基板主平面と平行な
{100}面となっており、凸部側面は{100}面か
ら傾斜した面となっている。従って、前述のように、
{100}面にMOCVD法で結晶成長されたGaIn
P活性層105は自然超格子構造となる一方、傾斜面に
結晶成長されたGaInP活性層105は自然超格子が
無秩序化されている。これにより、凸部上面のGaIn
P活性層105に比べて、傾斜面のGaInP活性層1
05はバンドギャップエネルギーが約50meV程度大
きくなるため、GaInP活性層105内でキャリアは
凸部上面に閉じ込められる。また、屈折率は、{10
0}面上のGaInP活性層105の方が傾斜面上のG
aInP活性層105よりも高くなるため、上記キャリ
アの閉じ込めと同時に、屈折率導波路が形成されて光を
閉じ込めることができる。このように、水平横方向に対
してキャリアと光を同じ領域に閉じ込めることができる
ため、閾電流を低減することができる。すなわち、レー
ザの低閾電流動作を実現することができる。
Furthermore, the upper surface of the convex portion is a {100} surface parallel to the principal plane of the substrate, and the side surface of the convex portion is a surface inclined from the {100} surface. Therefore, as mentioned above,
GaIn crystal-grown on the {100} plane by MOCVD
The P active layer 105 has a natural superlattice structure, while the GaInP active layer 105 crystal-grown on the inclined surface has a disordered natural superlattice. Thereby, GaIn on the upper surface of the convex portion
Compared to the P active layer 105, the GaInP active layer 1 having an inclined surface
In No. 05, the band gap energy is increased by about 50 meV, so that carriers are confined in the GaInP active layer 105 on the upper surface of the convex portion. The refractive index is {10
The GaInP active layer 105 on the 0} plane is more G on the inclined plane.
Since the height is higher than that of the aInP active layer 105, at the same time when the carriers are confined, a refractive index waveguide is formed to confine light. In this way, carriers and light can be confined in the same region in the horizontal and horizontal directions, so that the threshold current can be reduced. That is, a low threshold current operation of the laser can be realized.

【0022】また、図1の構成例では、GaInP活性
層105の上下にアンドープAlGaInP拡散防止層
104、106が形成されているので、クラッド層10
3,107のキャリア濃度を3×1018cm-3以上に設
定してもGaInP活性層105にまでドーパントであ
るZnまたSeが拡散することはない。これにより、
{100}面上のGaInP活性層105の自然超格子
構造が無秩序化されることがなく、キャリア閉じ込め機
構と屈折率導波路構造を安定してもたせることが可能と
なる。従って、p型クラッド層107のドーピング濃度
を高くすることができ、この場合には、素子抵抗を低減
できるためp型クラッド層でのジュール熱の発生を少な
くすることができる。また、活性層105とp型クラッ
ド層107との伝導帯バンド不連続を大きくできるた
め、キャリア,すなわち電子の閉じ込め効果が増大し、
素子の温度特性を向上させることができる。
Further, in the configuration example of FIG. 1, since the undoped AlGaInP diffusion prevention layers 104 and 106 are formed above and below the GaInP active layer 105, the cladding layer 10 is formed.
Even if the carrier concentration of 3,107 is set to 3 × 10 18 cm −3 or more, Zn or Se as a dopant does not diffuse into the GaInP active layer 105. This allows
The natural superlattice structure of the GaInP active layer 105 on the {100} plane is not disordered, and it is possible to stabilize the carrier confinement mechanism and the refractive index waveguide structure. Therefore, the doping concentration of the p-type clad layer 107 can be increased, and in this case, the element resistance can be reduced, so that the generation of Joule heat in the p-type clad layer can be reduced. In addition, since the conduction band discontinuity between the active layer 105 and the p-type cladding layer 107 can be increased, the effect of confining carriers, that is, electrons is increased,
The temperature characteristics of the element can be improved.

【0023】図2は本発明に係る半導体レーザ装置の第
2の構成例を示す図である。図2の半導体レーザでは、
{100}面を主平面とするn型GaAs基板101に
ストライプ状の凹部201が形成されている。凹部20
1の側面は、{100}面から傾いた面、例えば{11
1}面,{311}面,{511}面等になっている。
FIG. 2 is a diagram showing a second configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. In the semiconductor laser of FIG.
Stripe-shaped recesses 201 are formed in an n-type GaAs substrate 101 whose main plane is the {100} plane. Recess 20
The side surface of 1 is a surface inclined from the {100} surface, for example, {11
It is a 1} plane, a {311} plane, a {511} plane, or the like.

【0024】そして、凹部201を有する基板101上
には、MOCVD法により、SeドープGaAsバッフ
ァ層102,Seドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
クラッド層103,アンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5
0.5P下部拡散防止層104,アンドープGa0.5In
0.5P活性層105,アンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5
0.5P上部拡散防止層106,Znドープ(Al0.7
0.3)0.5In0.5Pクラッド層107,ZnドープGa
InPスパイク防止層108,ZnドープGaAsコン
タクト層109が順次に積層されている。また、GaA
sコンタクト層109,GaInPスパイク防止層10
8,p型AlGaInPクラッド層107には、凹部底
面を除いてプロトンが打ち込まれており、高抵抗領域1
12が形成されている。また、GaAsコンタクト層1
09上には、Au−Zn/Auからなるp側オーミック
電極110が形成されており、基板101の裏面には、
Au−Ge/Ni/Auからなるn側オーミック電極1
11が形成されている。
Then, on the substrate 101 having the recess 201, the Se-doped GaAs buffer layer 102 and the Se-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P are formed by MOCVD.
Cladding layer 103, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
n 0.5 P lower diffusion preventing layer 104, undoped Ga 0.5 In
0.5 P active layer 105, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
n 0.5 P upper diffusion preventing layer 106, Zn-doped (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 107, Zn-doped Ga
The InP spike prevention layer 108 and the Zn-doped GaAs contact layer 109 are sequentially stacked. GaA
s contact layer 109, GaInP spike prevention layer 10
In the p-type AlGaInP cladding layer 107, protons are implanted in the p-type AlGaInP cladding layer 107 except for the bottom surface of the recess, and the high resistance region 1
12 are formed. In addition, the GaAs contact layer 1
A p-side ohmic electrode 110 made of Au—Zn / Au is formed on the substrate 09, and on the back surface of the substrate 101,
N-side ohmic electrode 1 made of Au-Ge / Ni / Au
11 is formed.

【0025】図2の構成例においても、図1の構成例と
同様に、プロトン打ち込みを行ない高抵抗領域112を
形成することにより電流狭窄を行ない、また、GaIn
P活性層105の上下にはアンドープAlGaInP拡
散防止層104、106が形成されているが、図2の構
成例では、基板101にストライプ状の凹部201が形
成され、その上にMOCVD法で活性層を含む積層構造
が形成されていることにより、GaInP活性層105
は基板101の凹部形状に沿って屈曲し、基板1の主平
面と平行な{100}面と、{100}面から傾斜した
面とを有している。
In the configuration example of FIG. 2 as well, as in the configuration example of FIG. 1, proton implantation is performed to form the high resistance region 112, thereby constricting the current, and GaIn.
Although undoped AlGaInP diffusion prevention layers 104 and 106 are formed above and below the P active layer 105, in the configuration example of FIG. 2, a stripe-shaped recess 201 is formed in the substrate 101, and the active layer is formed thereon by MOCVD. The GaInP active layer 105 is formed by forming the laminated structure containing
Has a {100} plane that is bent along the concave shape of the substrate 101 and is parallel to the main plane of the substrate 1, and a plane that is inclined from the {100} plane.

【0026】この場合、{100}面にMOCVD法で
結晶成長されたGaInP活性層105は自然超格子構
造となる一方、傾斜面に結晶成長されたGaInP活性
層105は自然超格子が抑制されて無秩序化しているた
め、{100}面のGaInP活性層105に比べて傾
斜面のGaInP活性層105はバンドギャップエネル
ギーが大きくなっている。従って、プロトン打ち込み高
抵抗領域112により凹部201に集中してGaInP
活性層105に注入されたキャリアは、GaInP活性
層105内で凹部底面に閉じ込められる。また、GaI
nP活性層105の屈折率は、傾斜面に比べて凹部底面
の方が高くなるため、上記キャリアの閉じ込めと同時
に、屈折率導波路が形成されて光を閉じ込めることがで
き、従って、素子の閾電流を低減することができる。す
なわち、レーザの低閾電流動作を実現することができ
る。
In this case, the GaInP active layer 105 crystal-grown on the {100} plane by the MOCVD method has a natural superlattice structure, whereas the GaInP active layer 105 crystal-grown on the inclined plane has a natural superlattice suppressed. Since it is disordered, the band gap energy of the GaInP active layer 105 having the inclined surface is larger than that of the GaInP active layer 105 having the {100} surface. Therefore, the GaInP is concentrated in the recess 201 by the high-resistance region 112 for proton implantation.
The carriers injected into the active layer 105 are confined in the bottom surface of the recess in the GaInP active layer 105. Also, GaI
The refractive index of the nP active layer 105 is higher on the bottom surface of the concave portion than on the inclined surface. Therefore, at the same time when the carriers are confined, a refractive index waveguide can be formed to confine light. The current can be reduced. That is, a low threshold current operation of the laser can be realized.

【0027】また、第1の構成例と同様に、活性層10
5の上下に設けられているアンドープのAlGaInP
拡散防止層104,106によって、クラッド層のドー
パントであるZnまたはSeが活性層105に拡散して
GaInP活性層105の自然超格子を無秩序化するの
を防止することができる。従って、p型クラッド層10
7のドーピング濃度を高くすることができて、素子の温
度特性を改善することができる。
Further, as in the first configuration example, the active layer 10
5 above and below the undoped AlGaInP
The diffusion prevention layers 104 and 106 can prevent the dopant Zn or Se of the cladding layer from diffusing into the active layer 105 and disordering the natural superlattice of the GaInP active layer 105. Therefore, the p-type cladding layer 10
The doping concentration of 7 can be increased, and the temperature characteristics of the device can be improved.

【0028】図3は本発明に係る半導体レーザ装置の第
3の構成例を示す図である。図3の構成例では、{10
0}面を主平面とするn型GaAs基板101にSiN
x膜301が形成されている。SiNx膜301には〈0
1−1〉方向にストライプ状の窓が形成されており、G
aAs基板101には、このSiNx膜301をマスク
としてGaAs基板101をウエットエッチングして形
成したストライプ状凹部201が設けられている。凹部
201はその底面が基板主平面と平行な{100}面と
なっており、その側面は{100}面から傾斜した面と
なっている。
FIG. 3 is a diagram showing a third configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. In the configuration example of FIG. 3, {10
On the n-type GaAs substrate 101 whose main plane is the 0} plane.
The x film 301 is formed. <0 for the SiN x film 301
A striped window is formed in the 1-1> direction.
The aAs substrate 101 is provided with stripe-shaped recesses 201 formed by wet etching the GaAs substrate 101 using the SiN x film 301 as a mask. The bottom surface of the recess 201 is a {100} plane parallel to the principal plane of the substrate, and the side surface thereof is a surface inclined from the {100} plane.

【0029】そして、この凹部201には、MOCVD
法により、SeドープGaAsバッファ層102,Se
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層10
3,アンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡散
防止層104,アンドープGa0.5In0.5P活性層10
5,アンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡散
防止層106,Znドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
Pクラッド層107,ZnドープGaInPスパイク防
止層108,ZnドープGaAsコンタクト層109が
順次積層されている。
Then, in the recess 201, MOCVD is performed.
Of the Se-doped GaAs buffer layer 102, Se
Doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 10
3, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P lower diffusion prevention layer 104, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 10
5, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion preventing layer 106, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5
A P-clad layer 107, a Zn-doped GaInP spike prevention layer 108, and a Zn-doped GaAs contact layer 109 are sequentially stacked.

【0030】ここで、上記SiNx膜301は、絶縁層
として機能することに加えて、MOCVD法による選択
エピタキシャル成長のマスク層にもなっており、従っ
て、SiNx膜301の上にはエピタキシャル成長はな
されずに、凹部201のGaAs基板101表面が露出
している部分にのみ選択的に結晶成長がなされる。ま
た、各成長層は基板の凹型形状に沿って屈曲して形成さ
れている。さらに、SiNx膜301,GaAsコンタ
クト層109上には、Au−Zn/Auからなるp側オ
ーミック電極110が形成されており、基板101の裏
面には、Au−Ge/Ni/Auからなるn側オーミッ
ク電極111が形成されている。
Here, the SiN x film 301 functions as an insulating layer and also serves as a mask layer for selective epitaxial growth by the MOCVD method. Therefore, epitaxial growth is performed on the SiN x film 301. Instead, the crystal growth is selectively performed only in the portion of the recess 201 where the surface of the GaAs substrate 101 is exposed. In addition, each growth layer is formed by bending along the concave shape of the substrate. Further, a p-side ohmic electrode 110 made of Au—Zn / Au is formed on the SiN x film 301 and the GaAs contact layer 109, and n made of Au—Ge / Ni / Au is formed on the back surface of the substrate 101. The side ohmic electrode 111 is formed.

【0031】図3の構成例によれば、活性層105を含
むDH構造がストライプ状凹部201内に選択的にエピ
タキシャル成長されており、凹部201の両外側のGa
As基板101表面は、絶縁層であるSiNx膜301
に覆われているので、電流は凹部201にのみ流れ込む
ことになる。
According to the configuration example of FIG. 3, the DH structure including the active layer 105 is selectively epitaxially grown in the stripe-shaped recess 201, and Ga on both outer sides of the recess 201 is formed.
The surface of the As substrate 101 is a SiN x film 301 which is an insulating layer.
Therefore, the current flows only into the recess 201.

【0032】また、活性層105は、凹部底面では{1
00}面となり、凹部側面では{100}面から傾斜し
た面となっている。{100}面にMOCVD法で結晶
成長されたGaInP活性層105は自然超格子構造と
なっており、一方傾斜面に結晶成長されたGaInP活
性層105は自然超格子が抑制されて無秩序化している
ため、{100}面のGaInP活性層105に比べて
傾斜面のGaInP活性層105はバンドギャップエネ
ルギーが大きくなっている。従って、活性層105に注
入されたキャリアは、活性層105内で凹部底面に閉じ
込められる。また、活性層105の屈折率は傾斜面に比
べて凹部底面の方が高くなるため、上記キャリアの閉じ
込めと同時に、屈折率導波路が形成されて光を閉じ込め
ることができ、素子の閾電流を低減することができる。
すなわち、レーザの低閾電流動作を実現することができ
る。
Further, the active layer 105 has a {1
00} surface, and the side surface of the recess is a surface inclined from the {100} surface. The GaInP active layer 105 crystal-grown on the {100} plane by the MOCVD method has a natural superlattice structure, while the GaInP active layer 105 crystal-grown on the inclined plane is disordered by suppressing the natural superlattice. Therefore, the band gap energy of the GaInP active layer 105 having the inclined surface is larger than that of the GaInP active layer 105 having the {100} surface. Therefore, the carriers injected into the active layer 105 are confined in the bottom surface of the recess in the active layer 105. In addition, since the active layer 105 has a higher refractive index on the bottom surface of the concave portion than on the inclined surface, at the same time when the carriers are confined, a refractive index waveguide is formed and light can be confined, thereby reducing the threshold current of the device. It can be reduced.
That is, a low threshold current operation of the laser can be realized.

【0033】また、第1の構成例と同様に、活性層10
5の上下に設けられているアンドープのAlGaInP
拡散防止層104,106によって、クラッド層のドー
パントであるZnまたはSeが活性層105に拡散して
GaInP活性層105の自然超格子を無秩序化するの
を防止することができる。従って、p型クラッド層10
7のドーピング濃度を高くすることができて、素子の温
度特性を改善することができる。
Also, as in the first configuration example, the active layer 10
5 above and below the undoped AlGaInP
The diffusion prevention layers 104 and 106 can prevent the dopant Zn or Se of the cladding layer from diffusing into the active layer 105 and disordering the natural superlattice of the GaInP active layer 105. Therefore, the p-type cladding layer 10
The doping concentration of 7 can be increased, and the temperature characteristics of the device can be improved.

【0034】図4は本発明に係る半導体レーザ装置の第
4の構成例を示す図である。図4の構成例においても、
図3の構成例と同様に、{100}面を主平面とするn
型GaAs基板101にSiNx膜301が形成され、
SiNx膜301には〈01−1〉方向にストライプ状
の窓401が形成されているが、図4の構成例では、S
iNx膜301に覆われていないストライプ状の窓40
1のところにおいて、GaAs基板101上に、MOC
VD法により、SeドープGaAsバッファ層102,
Seドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層1
03,アンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡
散防止層104,アンドープGa0.5In0.5P活性層1
05,アンドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡
散防止層106,Znドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5Pクラッド層107,ZnドープGaInPスパイ
ク防止層108,ZnドープGaAsコンタクト層10
9が順次に積層されている。
FIG. 4 is a diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. Also in the configuration example of FIG.
As in the configuration example of FIG. 3, n having the {100} plane as the main plane
A SiN x film 301 is formed on the type GaAs substrate 101,
Although the stripe-shaped window 401 is formed in the <01-1> direction on the SiN x film 301, in the configuration example of FIG.
Striped window 40 not covered by iN x film 301
1 at the MOC on the GaAs substrate 101.
By the VD method, the Se-doped GaAs buffer layer 102,
Se-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 1
03, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P lower diffusion prevention layer 104, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 1
05, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion preventing layer 106, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In
0.5 P clad layer 107, Zn-doped GaInP spike prevention layer 108, Zn-doped GaAs contact layer 10
9 are sequentially stacked.

【0035】ここで、上記SiNx膜301は、絶縁膜
として機能することに加えて、MOCVD法による選択
エピタキシャル成長のマスク層にもなっており、従っ
て、SiNx膜301の上にはエピタキシャル成長はな
されずに、ストライプ状窓部401のGaAs基板10
1表面が露出している部分にのみ選択的に結晶成長がな
される。そして、ストライプの方向を〈01−1〉方向
に形成しているため、選択成長させた結晶層は、基板主
平面と平行な{100}面と、{100}面から傾いた
{111}A面が結晶成長し、さらに側面に成長停止面
である{111}B面が現われる。さらに、逆テーパ形
状になった{111}B面はポリイミド402で埋め込
まれており、該ポリイミド402とGaAsコンタクト
層109上には、Au−Zn/Auからなるp側オーミ
ック電極110が形成され、また、基板101の裏面に
は、Au−Ge/Ni/Auからなるn側オーミック電
極111が形成されている。
Here, the SiN x film 301 functions as an insulating film and also serves as a mask layer for selective epitaxial growth by the MOCVD method. Therefore, epitaxial growth is performed on the SiN x film 301. Without the GaAs substrate 10 of the striped window portion 401.
(1) Crystal growth is selectively performed only in a portion where one surface is exposed. Since the stripes are formed in the <01-1> direction, the selectively grown crystal layer has a {100} plane parallel to the principal plane of the substrate and a {111} A tilted from the {100} plane. The face is crystal-grown, and the {111} B face which is a growth stop face appears on the side face. Further, the {111} B surface having the inverse taper shape is filled with polyimide 402, and the p-side ohmic electrode 110 made of Au—Zn / Au is formed on the polyimide 402 and the GaAs contact layer 109. An n-side ohmic electrode 111 made of Au-Ge / Ni / Au is formed on the back surface of the substrate 101.

【0036】図4の構成例によれば、活性層105を含
むDH構造がストライプ状窓部401に選択的にエピタ
キシャル成長されており、ストライプ状窓部401の両
外側のGaAs基板101表面は絶縁層であるSiNx
膜301,ポリイミド402で覆われている。従って、
電流はストライプ状窓部401にのみ流れ込むことにな
る。
According to the configuration example of FIG. 4, the DH structure including the active layer 105 is selectively epitaxially grown on the striped window portion 401, and the surface of the GaAs substrate 101 on both outer sides of the striped window portion 401 is an insulating layer. SiN x
The film 301 and the polyimide 402 are covered. Therefore,
The current will flow only into the striped window portion 401.

【0037】また、選択成長によって形成された活性層
105には、{100}面と{111}A面が現れてい
る。{100}面にMOCVD法で結晶成長されたGa
InP活性層105は自然超格子構造となる一方、{1
11}A面に結晶成長されたGaInP活性層105は
自然超格子が抑制されて無秩序化しているため、{10
0}面のGaInP層に比べて{111}A面のGaI
nP層はバンドギャップエネルギーが大きくなってい
る。従って、活性層105に注入されたキャリアは、活
性層105内で{100}面に閉じ込められる。また、
活性層105の屈折率は{111}A面に比べて{10
0}面の方が高くなるため、上記キャリアの閉じ込めと
同時に、屈折率導波路が形成されて、光を閉じ込めるこ
とができ、素子の閾電流を低減することができる。すな
わち、レーザの低閾電流動作を実現することができる。
Further, in the active layer 105 formed by selective growth, {100} planes and {111} A planes appear. Ga grown on the {100} plane by MOCVD
The InP active layer 105 has a natural superlattice structure, while {1
Since the GaInP active layer 105 crystal-grown on the 11} A plane is disordered by suppressing the natural superlattice, {10
The GaI of the {111} A plane is higher than that of the GaInP layer of the 0 plane.
The band gap energy of the nP layer is large. Therefore, the carriers injected into the active layer 105 are confined in the {100} plane in the active layer 105. Also,
The refractive index of the active layer 105 is {10} compared to the {111} A plane.
Since the 0} plane is higher, a refractive index waveguide is formed at the same time when the carriers are confined, light can be confined, and the threshold current of the device can be reduced. That is, a low threshold current operation of the laser can be realized.

【0038】また、第1の構成例と同様に、活性層10
5の上下に設けられているアンドープのAlGaInP
拡散防止層104,106によって、クラッド層のドー
パントであるZnまたはSeが活性層105に拡散して
GaInP活性層105の自然超格子を無秩序化するの
を防止することができる。従って、p型クラッド層10
7のドーピング濃度を高くすることができて、素子の温
度特性を改善することができる。
Further, as in the first configuration example, the active layer 10
5 above and below the undoped AlGaInP
The diffusion prevention layers 104 and 106 can prevent the dopant Zn or Se of the cladding layer from diffusing into the active layer 105 and disordering the natural superlattice of the GaInP active layer 105. Therefore, the p-type cladding layer 10
The doping concentration of 7 can be increased, and the temperature characteristics of the device can be improved.

【0039】図5は本発明に係る半導体レーザ装置の第
5の構成例を示す図である。図5の構成例では、{10
0}面を主平面とするn型GaAs基板101上に、S
eドープGaAsバッファ層102,Seドープ(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層103,Znドー
プ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P電流ブロック層50
1,SeドープGaInPキャップ層502が順次に積
層されている。そして、上記キャップ層502および電
流ブロック層501には、その底部がn型AlGaIn
Pクラッド層103に達するような深さでエッチングに
より除去したストライプ状の凹部201が形成されてい
る。
FIG. 5 is a diagram showing a fifth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. In the configuration example of FIG. 5, {10
On the n-type GaAs substrate 101 whose main plane is the 0} plane.
e-doped GaAs buffer layer 102, Se-doped (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 103, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P current blocking layer 50
The 1, Se-doped GaInP cap layer 502 is sequentially stacked. The bottoms of the cap layer 502 and the current block layer 501 have n-type AlGaIn.
Striped recesses 201 are formed by etching so as to reach the P clad layer 103.

【0040】さらに、図5の構成例では、ストライプ状
の凹部201が形成されているn型クラッド層103お
よびキャップ層502上に、MOCVD法により、アン
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡散防止層1
04,アンドープGa0.5In0.5P活性層105,アン
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡散防止層1
06,Znドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッ
ド層107,ZnドープGaInPスパイク防止層10
8,ZnドープGaAsコンタクト層109が順次形成
されている。そして、GaAsコンタクト層109上に
は、Au−Zn/Auからなるp側オーミック電極11
0が形成されており、基板101の裏面には、Au−G
e/Ni/Auからなるn側オーミック電極111が形
成されている。
Further, in the configuration example of FIG. 5, an undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P lower portion is formed by MOCVD on the n-type cladding layer 103 and the cap layer 502 in which the stripe-shaped recess 201 is formed. Diffusion prevention layer 1
04, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 105, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion prevention layer 1
06, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 107, Zn-doped GaInP spike prevention layer 10
8 and a Zn-doped GaAs contact layer 109 are sequentially formed. Then, on the GaAs contact layer 109, a p-side ohmic electrode 11 made of Au—Zn / Au is formed.
0 is formed on the back surface of the substrate 101.
An n-side ohmic electrode 111 made of e / Ni / Au is formed.

【0041】図6は、図5に示した半導体レーザ装置の
製造工程例を示す図である。図6を参照すると、最初に
図6(a)に示すように、{100}面を主平面とするn
型GaAs基板101上に、SeドープGaAsバッフ
ァ層102,Seドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
クラッド層103,Znドープ(Al0.7Ga0.3)0.5
0.5P電流ブロック層501,SeドープGaInP
キャップ層502を、例えばMOCVD法により順次に
エピタキシャル成長させる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the semiconductor laser device shown in FIG. Referring to FIG. 6, first, as shown in FIG. 6A, n having a {100} plane as a main plane
Type GaAs substrate 101, Se-doped GaAs buffer layer 102, Se-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
Cladding layer 103, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
n 0.5 P current blocking layer 501, Se-doped GaInP
The cap layer 502 is sequentially epitaxially grown by, for example, the MOCVD method.

【0042】次に、図6(b)に示すように、GaInP
キャップ層502上にフォトレジスト601を塗布し
て、フォトリソグラフィー技術によりフォトレジスト6
01に幅5μmのストライプ状の窓602を形成し、ス
トライプ状の窓602が形成されたフォトレジスト60
1をマスクとしてウエットエッチングによりストライプ
状凹部201を形成する。なお、エッチングの深さは、
n型AlGaInPクラッド層103に達するように設
定する。
Next, as shown in FIG. 6B, GaInP
A photoresist 601 is applied on the cap layer 502, and the photoresist 6 is formed by a photolithography technique.
No. 01 with a stripe-shaped window 602 having a width of 5 μm, and the photoresist 60 having the stripe-shaped window 602 formed therein
Stripe-shaped concave portions 201 are formed by wet etching using 1 as a mask. The etching depth is
It is set so as to reach the n-type AlGaInP cladding layer 103.

【0043】次に、フォトレジスト601を除去した
後、図6(c)に示すように、n型AlGaInPクラッ
ド層103,GaInPキャップ層502上に、アンド
ープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡散防止層10
4,アンドープGa0.5In0.5P活性層105,アンド
ープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡散防止層10
6,Znドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層107,ZnドープGaInPスパイク防止層10
8,ZnドープGaAsコンタクト層109を、例えば
MOCVD法により、順次に結晶成長させる。これによ
り、活性層105は凹部201の形状に沿って屈曲した
形状に形成される。
Next, after removing the photoresist 601, an undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P lower portion is formed on the n-type AlGaInP cladding layer 103 and the GaInP cap layer 502 as shown in FIG. 6C. Diffusion prevention layer 10
4, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 105, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion prevention layer 10
6, Zn-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 107, Zn-doped GaInP spike prevention layer 10
8. The Zn-doped GaAs contact layer 109 is sequentially crystal-grown by the MOCVD method, for example. As a result, the active layer 105 is formed into a shape bent along the shape of the recess 201.

【0044】最後に、図6(d)に示すように、n型Ga
Asコンタクト層109表面に、Au−Zn/Auから
なるp側オーミック電極110を例えば真空蒸着法によ
り形成し、また、基板101の裏面には、Au−Ge/
Ni/Auからなるn側オーミック電極111を例えば
真空蒸着法により形成して、図5の半導体レーザ装置
(素子)を完成させる。
Finally, as shown in FIG. 6D, n-type Ga
On the surface of the As contact layer 109, a p-side ohmic electrode 110 made of Au—Zn / Au is formed by, for example, a vacuum evaporation method, and on the back surface of the substrate 101, Au—Ge /
The semiconductor laser device of FIG. 5 is formed by forming the n-side ohmic electrode 111 made of Ni / Au by, for example, a vacuum vapor deposition method.
Complete the (element).

【0045】このようにして作製した素子,すなわち図
5の半導体レーザ装置においては、ストライプ状凹部2
01の外側ではp型AlGaInP電流ブロック層50
1とn型GaInPキャップ層502が存在するため、
pnpn構造となっている。従って、正孔(ホール)と電
子の両方が逆バイアス接合によりブロックされ、電流を
凹部201に集中させることができる。
In the element thus manufactured, that is, in the semiconductor laser device of FIG.
Outside of 01, the p-type AlGaInP current blocking layer 50 is formed.
1 and the n-type GaInP cap layer 502 are present,
It has a pnpn structure. Therefore, both holes and holes are blocked by the reverse bias junction, and the current can be concentrated in the recess 201.

【0046】また、GaInP活性層105は、凹部2
01の形状に沿って屈曲し、基板主平面と平行な{10
0}面と、{100}面から傾斜した面とを有してい
る。ここで、{100}面にMOCVD法で結晶成長さ
れたGaInP活性層105は自然超格子構造となる一
方、傾斜面に結晶成長されたGaInP活性層105は
自然超格子が抑制された無秩序化しているため、{10
0}面のGaInP層に比べて傾斜面のGaInP層は
バンドギャップエネルギーが大きくなっている。従っ
て、キャリアは活性層105内で凹部底面に閉じ込めら
れる。
In addition, the GaInP active layer 105 has the recess 2
It bends along the shape of 01 and is parallel to the main plane of the substrate {10
It has a 0 plane and a plane inclined from the {100} plane. Here, the GaInP active layer 105 crystal-grown on the {100} plane by the MOCVD method has a natural superlattice structure, while the GaInP active layer 105 crystal-grown on the inclined plane is disordered with the natural superlattice suppressed. Therefore, {10
The band gap energy of the slanted GaInP layer is larger than that of the 0} plane GaInP layer. Therefore, the carriers are confined in the bottom surface of the recess in the active layer 105.

【0047】また、活性層105の屈折率は、傾斜面に
比べて凹部底面の方が高くなっている。また、凹部の両
外側ではGaInPキャップ層が存在するため、活性層
105で発生した光は吸収損失を受ける。この両者の効
果により複素屈折率導波路が形成されて光を閉じ込める
ことができる。
Further, the refractive index of the active layer 105 is higher on the bottom surface of the concave portion than on the inclined surface. Further, since the GaInP cap layer exists on both outer sides of the recess, the light generated in the active layer 105 suffers absorption loss. By these effects, a complex refractive index waveguide is formed and light can be confined.

【0048】また、第1の構成例と同様に、活性層10
5の上下に設けられているアンドープのAlGaInP
拡散防止層104,106によって、クラッド層のドー
パントであるZnまたはSeが活性層105に拡散して
GaInP活性層105の自然超格子を無秩序化するの
を防止することができる。従って、p型クラッド層10
7のドーピング濃度を高くすることができて、素子の温
度特性を改善することができる。
Further, as in the first configuration example, the active layer 10
5 above and below the undoped AlGaInP
The diffusion prevention layers 104 and 106 can prevent the dopant Zn or Se of the cladding layer from diffusing into the active layer 105 and disordering the natural superlattice of the GaInP active layer 105. Therefore, the p-type cladding layer 10
The doping concentration of 7 can be increased, and the temperature characteristics of the device can be improved.

【0049】図7は本発明に係る半導体レーザ装置の第
6の構成例を示す図である。図7の構成例では、{10
0}面を主平面とするp型GaAs基板701にストラ
イプ状の凸部113が形成されている。このとき、スト
ライプ状の凸部113は、〈01−1〉方向と平行に形
成されており、凸部113の側面は、{100}面から
〈011〉方向に傾斜した面となっている。
FIG. 7 is a diagram showing a sixth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. In the configuration example of FIG. 7, {10
Stripe-shaped convex portions 113 are formed on a p-type GaAs substrate 701 whose main plane is the 0} plane. At this time, the stripe-shaped convex portion 113 is formed parallel to the <01-1> direction, and the side surface of the convex portion 113 is a surface inclined from the {100} plane in the <011> direction.

【0050】そして、基板701上には、MOCVD法
により、ZnドープGaAsバッファ層702,Znド
ープGa0.5In0.5Pバッファ層703,Znドープ
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層107,アン
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡散防止層1
04,アンドープGa0.5In0.5P活性層105,アン
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡散防止層1
06,Seドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッ
ド層103,(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P電流ブロッ
ク層704が順次に積層されている。そして、凸部の上
面にはSeドープGaAsコンタクト層705が設けら
れており、このGaAsコンタクト層705と電流ブロ
ック層表704の面には、Au−Ge/Ni/Auから
なるn側オーミック電極111が、また基板701の裏
面には、Au−Zn/Auからなるp側オーミック電極
110が形成されている。
Then, on the substrate 701, a Zn-doped GaAs buffer layer 702, a Zn-doped Ga 0.5 In 0.5 P buffer layer 703, and a Zn-doped layer are formed by MOCVD.
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 107, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P lower diffusion prevention layer 1
04, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 105, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion prevention layer 1
06, Se-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 103 and (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P current blocking layer 704 are sequentially stacked. Then, an Se-doped GaAs contact layer 705 is provided on the upper surface of the convex portion, and the n-side ohmic electrode 111 made of Au—Ge / Ni / Au is provided on the surface of the GaAs contact layer 705 and the current block layer surface 704. However, the p-side ohmic electrode 110 made of Au—Zn / Au is formed on the back surface of the substrate 701.

【0051】MOCVD法で結晶成長したAlGaIn
P層では、結晶面方位によってドーパントの取り込まれ
効率が異なっており、{100}面から〈011〉方向
に傾斜させた場合には、p型ドーパントであるZnの取
り込まれ効率は大きくなる一方、n型ドーパントである
Seの取り込まれ効率は低下する。従って、図7の構成
例では、{100}面から〈011〉方向に傾斜した凹
部側面ではZnの取り込まれ効率が増加し、Seの取り
込まれ効率は低下する。そこで、AlGaInP電流ブ
ロック層704を結晶成長するときに、ZnとSeの原
料供給量を制御して、ZnとSeとを同時に供給するこ
とにより、1回の成長で、{100}面ではn型,傾斜
面(図中横線部)ではp型となるように形成することがで
きる。すなわち、斜面に形成されたAlGaInP電流
ブロック層をp型に形成し、基板の主平面{100}と
平行な面に形成されたAlGaInP電流ブロック層を
n型に形成することができる。
AlGaIn grown by MOCVD
In the P layer, the incorporation efficiency of the dopant differs depending on the crystal plane orientation. When tilted from the {100} plane to the <011> direction, the incorporation efficiency of Zn which is a p-type dopant increases, The incorporation of Se, which is an n-type dopant, reduces the efficiency. Therefore, in the configuration example of FIG. 7, the efficiency of Zn incorporation is increased and the efficiency of Se incorporation is decreased on the side surface of the concave portion inclined in the <011> direction from the {100} plane. Therefore, when the AlGaInP current blocking layer 704 is crystal-grown, the raw material supply amounts of Zn and Se are controlled so that Zn and Se are supplied at the same time. The inclined surface (horizontal line portion in the figure) can be formed to be p-type. That is, the AlGaInP current blocking layer formed on the inclined surface can be formed as a p-type, and the AlGaInP current blocking layer formed on a surface parallel to the main plane {100} of the substrate can be formed as an n-type.

【0052】この場合、n側電極111は、n型GaA
sコンタクト層705とはオーミックコンタクトとなる
が、AlGaInP電流ブロック層704とはショット
キー接合となる。このため、電流は、凸部上面に形成さ
れたGaAsコンタクト層705より注入される。そし
て凸部側面においては、電流ブロック層704がp型と
なっているため、npnp構造となり電流が流れない
(電流をブロックできる)。一方、凸部上面では電流ブロ
ック層704がn型であるため、電流は、n型クラッド
層103,拡散防止層106を通って活性層105へ流
れ込む。
In this case, the n-side electrode 111 is made of n-type GaA.
It forms an ohmic contact with the s contact layer 705, but forms a Schottky junction with the AlGaInP current blocking layer 704. Therefore, the current is injected from the GaAs contact layer 705 formed on the upper surface of the convex portion. On the side surface of the convex portion, the current blocking layer 704 is p-type, so that the structure is an npnp structure and no current flows.
(Can block current). On the other hand, since the current blocking layer 704 is n-type on the upper surface of the convex portion, current flows into the active layer 105 through the n-type cladding layer 103 and the diffusion prevention layer 106.

【0053】さらに、{100}面にMOCVD法で結
晶成長されたGaInP活性層105は自然超格子構造
となる一方、傾斜面に結晶成長されたGaInP活性層
105は自然超格子が無秩序化されている。これによ
り、凸部上面のGaInP層の比べて、傾斜面のGaI
nP層はバンドギャップエネルギーが大きくなり、活性
層105内でキャリアは凸部上面に閉じ込められる。ま
た、屈折率は傾斜面に比べて{100}面上のGaIn
P層の方が高くなるため、上記キャリアの閉じ込めと同
時に、屈折率導波路を形成することができて、素子の閾
電流を低減することができる。すなわち、レーザの低閾
電流動作を実現することができる。
Furthermore, the GaInP active layer 105 crystal-grown on the {100} plane by the MOCVD method has a natural superlattice structure, while the GaInP active layer 105 crystal-grown on the inclined plane has a natural superlattice disordered. There is. As a result, compared with the GaInP layer on the upper surface of the convex portion, the GaI on the inclined surface is
The band gap energy of the nP layer becomes large, and the carriers are confined on the upper surface of the convex portion in the active layer 105. In addition, the refractive index of GaIn on the {100} plane is higher than that of the inclined plane.
Since the P layer is higher, the refractive index waveguide can be formed at the same time when the carriers are confined, and the threshold current of the device can be reduced. That is, a low threshold current operation of the laser can be realized.

【0054】また、第1の構成例と同様に、活性層10
5の上下に設けられているアンドープのAlGaInP
拡散防止層104,106によって、クラッド層のドー
パントであるZnまたはSeが活性層105に拡散して
GaInP活性層105の自然超格子を無秩序化するの
を防止することができる。従って、p型クラッド層10
7のドーピング濃度を高くすることができて、素子の温
度特性を改善することができる。
In addition, as in the first configuration example, the active layer 10
5 above and below the undoped AlGaInP
The diffusion prevention layers 104 and 106 can prevent the dopant Zn or Se of the cladding layer from diffusing into the active layer 105 and disordering the natural superlattice of the GaInP active layer 105. Therefore, the p-type cladding layer 10
The doping concentration of 7 can be increased, and the temperature characteristics of the device can be improved.

【0055】図8は本発明に係る半導体レーザ装置の第
7の構成例を示す図である。図8の構成例では、{10
0}面を主平面とするp型GaAs基板701にストラ
イプ状の凹部201が形成されている。このとき、スト
ライプ状の凹部201は、〈01−1〉方向と平行に形
成されており、凹部201の側面は{100}面から
〈011〉方向に傾斜した面となっている。
FIG. 8 is a diagram showing a seventh configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. In the configuration example of FIG. 8, {10
Stripe-shaped recesses 201 are formed in a p-type GaAs substrate 701 whose main plane is the 0} plane. At this time, the stripe-shaped recess 201 is formed in parallel with the <01-1> direction, and the side surface of the recess 201 is a surface inclined from the {100} plane in the <011> direction.

【0056】そして、基板701上には、MOCVD法
により、ZnドープGaAsバッファ層702,Znド
ープGa0.5In0.5Pバッファ層703,Znドープ
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層107,アン
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P下部拡散防止層1
04,アンドープGa0.5In0.5P活性層105,アン
ドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P上部拡散防止層1
06,Seドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッ
ド層103,(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P電流ブロッ
ク層704が順次に積層されている。
Then, on the substrate 701, a Zn-doped GaAs buffer layer 702, a Zn-doped Ga 0.5 In 0.5 P buffer layer 703, and a Zn-doped layer are formed by MOCVD.
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 107, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P lower diffusion prevention layer 1
04, undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 105, undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P upper diffusion prevention layer 1
06, Se-doped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 103 and (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P current blocking layer 704 are sequentially stacked.

【0057】ここで、AlGaInP電流ブロック層7
04は、図7の構成例と同様に、MOCVD法で結晶成
長するときに、ZnとSeの原料供給量を制御して、Z
nとSeを同時に供給することにより、1回の成長で、
{100}面ではn型,凹部側面(図中横線部)ではp型
となるように形成することができる。そして、凹部底面
にはSeドープGaAsコンタクト層が設けられてお
り、このGaAsコンタクト層705と電流ブロック層
704表面にはAu−Ge/Ni/Auからなるn側オ
ーミック電極111が形成され、また、基板101裏面
には、Au−Zn/Auからなるp側オーミック電極1
10が形成されている。
Here, the AlGaInP current blocking layer 7
In the same manner as in the configuration example of FIG. 7, reference numeral 04 controls the supply amounts of Zn and Se raw materials during crystal growth by the MOCVD method, and
By supplying n and Se at the same time, one growth,
The {100} plane can be formed to be n-type, and the side surface of the recess (horizontal line portion in the drawing) can be formed to be p-type. An Se-doped GaAs contact layer is provided on the bottom surface of the recess, and an n-side ohmic electrode 111 made of Au-Ge / Ni / Au is formed on the surfaces of the GaAs contact layer 705 and the current block layer 704. On the back surface of the substrate 101, a p-side ohmic electrode 1 made of Au—Zn / Au is formed.
10 are formed.

【0058】図8の構成例では、電流は、凹部底面に形
成されたGaAsコンタクト層705から注入され、電
流ブロック層704によって凹部底面に狭窄されn型ク
ラッド層103,拡散防止層106を通って活性層10
5へ流れ込む。活性層105に注入されたキャリアは、
凹部側面に比べてバンドギャップエネルギーが小さい凹
部底面に閉じ込められる。また、活性層105の屈折率
は、傾斜面に比べて凹部底面の方が高くなるため、上記
キャリアの閉じ込めと同時に、屈折率導波路が形成され
て光を閉じ込めることができる。従って、素子の閾電流
を低減することができる。すなわち、レーザの低閾電流
動作を実現することができる。
In the configuration example of FIG. 8, current is injected from the GaAs contact layer 705 formed on the bottom surface of the recess, narrowed down to the bottom surface of the recess by the current blocking layer 704, and passes through the n-type cladding layer 103 and the diffusion prevention layer 106. Active layer 10
Pour into 5. The carriers injected into the active layer 105 are
It is confined to the bottom of the recess where the band gap energy is smaller than the side surface of the recess. Further, since the refractive index of the active layer 105 is higher on the bottom surface of the concave portion than on the inclined surface, at the same time when the carriers are confined, a refractive index waveguide is formed to confine light. Therefore, the threshold current of the device can be reduced. That is, a low threshold current operation of the laser can be realized.

【0059】また、第1の構成例と同様に、活性層10
5の上下に設けられているアンドープのAlGaInP
拡散防止層104,106によって、クラッド層のドー
パントであるZnまたはSeが活性層105に拡散して
GaInP活性層105の自然超格子を無秩序化するの
を防止することができる。従って、p型クラッド層10
7のドーピング濃度を高くすることができて、素子の温
度特性を改善することができる。
Further, similarly to the first configuration example, the active layer 10
5 above and below the undoped AlGaInP
The diffusion prevention layers 104 and 106 can prevent the dopant Zn or Se of the cladding layer from diffusing into the active layer 105 and disordering the natural superlattice of the GaInP active layer 105. Therefore, the p-type cladding layer 10
The doping concentration of 7 can be increased, and the temperature characteristics of the device can be improved.

【0060】以上のように、上述の各構成例では、斜面
上のAlGaInP活性層のバンドギャップエネルギー
を、{100}面上のバンドギャップエネルギーよりも
大きくすることができ、活性層に注入されたキャリアを
バンドギャップエネルギーの小さい{100}面の領域
に閉じ込めることができるので(注入されたキャリアを
両側面を斜面ではさまれた{100}面上の活性層領域
に集中させることができるので)、レーザの低閾電流動
作を実現することができる。
As described above, in each of the above-described constitutional examples, the band gap energy of the AlGaInP active layer on the slope can be made larger than the band gap energy on the {100} plane, and the active layer was injected into the active layer. Since carriers can be confined in the {100} plane region where the band gap energy is small (because injected carriers can be concentrated in the active layer region on both sides of the {100} plane sandwiched by slopes). The low threshold current operation of the laser can be realized.

【0061】また、斜面上のAlGaInP活性層より
も{100}面上のGaInP活性層の方が屈折率が高
いため、キャリアの閉じ込めと自己整合的に屈折率導波
路構造も形成され、これにより、安定な水平横モードで
動作させることができる。
Further, the refractive index of the GaInP active layer on the {100} plane is higher than that of the AlGaInP active layer on the inclined surface, so that the refractive index waveguide structure is formed in self-alignment with carrier confinement. It can be operated in stable horizontal and horizontal modes.

【0062】また、AlGaInP活性層の上下にはA
lGaInP拡散防止層が形成されているため、クラッ
ド層のドーピング濃度を高くしてもクラッド層のドーパ
ントが活性層に拡散されず、上記のキャリア閉じ込め機
構,屈折率導波路構造が失われることがない。そして、
p型クラッド層のドーピング濃度を高くすることによ
り、素子抵抗を低減し、かつ活性層とp型クラッド層の
伝導帯バンド不連続を大きくできるため、素子の温度特
性を向上させることができる。
A is formed above and below the AlGaInP active layer.
Since the lGaInP diffusion prevention layer is formed, the dopant of the cladding layer is not diffused into the active layer even if the doping concentration of the cladding layer is increased, and the carrier confinement mechanism and the refractive index waveguide structure described above are not lost. . And
By increasing the doping concentration of the p-type cladding layer, the device resistance can be reduced and the conduction band discontinuity between the active layer and the p-type cladding layer can be increased, so that the temperature characteristics of the device can be improved.

【0063】なお、上述の各構成例においては、活性層
をGaInP層としたが、活性層のバンドギャップエネ
ルギーが拡散防止層,クラッド層よりも小さいものであ
れば、GaInP層以外のものとすることができ、例え
ば、活性層をAlGaInP層などとすることもでき
る。また、活性層近傍の構造は、DH構造に限定される
ものではなく、量子井戸構造,多重量子井戸構造,歪量
子井戸構造などであってもよい。
Although the active layer is a GaInP layer in each of the above-described configuration examples, a GaInP layer other than the GaInP layer is used as long as the bandgap energy of the active layer is smaller than that of the diffusion prevention layer and the cladding layer. For example, the active layer may be an AlGaInP layer or the like. The structure in the vicinity of the active layer is not limited to the DH structure, and may be a quantum well structure, a multiple quantum well structure, a strained quantum well structure, or the like.

【0064】また、上述の第1乃至第5の構成例(図1
乃至図6の構成例)では、基板にn型のものを用い、第
1導電型をn型とし、第2導電型をp型としているが、
場合に応じ、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型
とすることもできる。
Further, the above-mentioned first to fifth configuration examples (see FIG. 1)
6 to 6), an n-type substrate is used, the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is p-type.
Depending on the case, the first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

【0065】また、上述の第6,第7の構成例(図7,
図8の構成例)では、基板にp型のものを用い、第1導
電型をp型とし、第2導電型をn型としているが、場合
に応じ、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型とす
ることもできる。
Further, the above-mentioned sixth and seventh configuration examples (FIG. 7,
In the configuration example of FIG. 8, a p-type substrate is used, the first conductivity type is p-type, and the second conductivity type is n-type. However, depending on the case, the first conductivity type is n-type, The second conductivity type may be p-type.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
発明によれば、{100}面を主平面としストライプ状
の凸部または凹部が設けられた第1導電型GaAs基板
上に、第1導電型AlGaInPクラッド層,アンドー
プAlGaInP下部拡散防止層,アンドープAlGa
InP活性層,アンドープAlGaInP上部拡散防止
層,第2導電型AlGaInPクラッド層,第2導電型
GaAsコンタクト層が、該基板の主平面と平行な結晶
面とこの結晶面に対して傾いた斜面とを有するように、
順次に積層され、コンタクト層と第2導電型クラッド層
の凹部または凸部を除いた領域が高抵抗領域となってい
るので、温度特性を改善するためにクラッド層のドーピ
ング濃度を高める場合にも、キャリアを良好に閉じ込
め、また、安定した屈折率導波路構造をもたせることが
できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first conductivity type GaAs substrate having stripe-shaped convex portions or concave portions with the {100} plane as the main plane is provided. First conductivity type AlGaInP clad layer, undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, undoped AlGa
The InP active layer, the undoped AlGaInP upper diffusion preventing layer, the second conductivity type AlGaInP clad layer, and the second conductivity type GaAs contact layer form a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and an inclined surface inclined to this crystal plane. To have,
Since the high resistance region is formed by sequentially stacking the contact layer and the second conductivity type clad layer excluding the concave portion or the convex portion, even when the doping concentration of the clad layer is increased to improve the temperature characteristics. The carrier can be satisfactorily confined and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0067】また、請求項2記載の発明によれば、{1
00}面を主平面としストライプ状の凹部が設けられた
第1導電型GaAs基板と、基板の凹部を除いた面に形
成された絶縁層とを有し、該絶縁層に覆われていない基
板凹部内に、第1導電型AlGaInPクラッド層,ア
ンドープAlGaInP下部拡散防止層,アンドープA
lGaInP活性層,アンドープAlGaInP上部拡
散防止層,第2導電型AlGaInPクラッド層,第2
導電型GaAsコンタクト層が、基板の主平面と平行な
結晶面とこの結晶面に対して傾いた斜面を有するよう
に、順次に積層されているので、温度特性を改善するた
めにクラッド層のドーピング濃度を高める場合にも、キ
ャリアを良好に閉じ込め、また、安定した屈折率導波路
構造をもたせることができる。
According to the invention of claim 2, {1
A substrate having a first conductivity type GaAs substrate having a stripe-shaped concave portion with the {00} plane as a main plane and an insulating layer formed on the surface of the substrate excluding the concave portion and not covered with the insulating layer. A first conductivity type AlGaInP clad layer, an undoped AlGaInP lower diffusion preventing layer, and an undoped A are formed in the recess.
lGaInP active layer, undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, second conductivity type AlGaInP clad layer, second
Since the conductivity type GaAs contact layers are sequentially laminated so as to have a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and a slope inclined to this crystal plane, the doping of the cladding layer is improved to improve the temperature characteristics. Even when the concentration is increased, carriers can be satisfactorily confined and a stable refractive index waveguide structure can be provided.

【0068】また、請求項3記載の発明によれば、{1
00}面を主平面とする第1導電型GaAs基板と、基
板にストライプ形状の開口部を有する絶縁層とを有し、
ストライプ形状の開口部のところで基板上に、第1導電
型AlGaInPクラッド層,アンドープAlGaIn
P下部拡散防止層,アンドープAlGaInP活性層,
アンドープAlGaInP上部拡散防止層,第2導電型
AlGaInPクラッド層,第2導電型GaAsコンタ
クト層が、ストライプ形状の開口部に基板の主平面と平
行な結晶面とこの結晶面に対して斜めに形成された{1
11}A面とを有するように、順次に積層されているの
で、温度特性を改善するためにクラッド層のドーピング
濃度を高める場合にも、キャリアを良好に閉じ込め、ま
た、安定した屈折率導波路構造をもたせることができ
る。
According to the invention of claim 3, {1
A first conductivity type GaAs substrate having a {00} plane as a main plane and an insulating layer having a stripe-shaped opening in the substrate,
A first conductivity type AlGaInP clad layer, undoped AlGaIn on the substrate at the stripe-shaped opening.
P lower diffusion prevention layer, undoped AlGaInP active layer,
An undoped AlGaInP upper diffusion preventing layer, a second conductivity type AlGaInP clad layer, and a second conductivity type GaAs contact layer are formed in the stripe-shaped opening and a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and oblique to this crystal plane. Was {1
11} A-plane, the layers are sequentially laminated, so that even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics, carriers are well confined and a stable refractive index waveguide is provided. It can have a structure.

【0069】また、請求項4記載の発明によれば、{1
00}面を主平面とする第1導電型GaAs基板上に、
第1導電型AlGaInPクラッド層,第2導電型Al
GaInP電流ブロック層,第1導電型GaInPキャ
ップ層が順次に積層され、キャップ層及び電流ブロック
層を、その底部が第1導電型AlGaInPクラッド層
に達するような深さでエッチングにより除去して形成し
たストライプ状の凹部に沿って、第1導電型クラッド層
及びキャップ層上に、アンドープAlGaInP下部拡
散防止層,アンドープAlGaInP活性層,アンドー
プAlGaInP上部拡散防止層,第2導電型AlGa
InPクラッド層,第2導電型GaAsコンタクト層が
順次に積層されているので、温度特性を改善するために
クラッド層のドーピング濃度を高める場合にも、キャリ
アを良好に閉じ込め、また、安定した屈折率導波路構造
をもたせることができる。
According to the invention of claim 4, {1
On the first conductivity type GaAs substrate whose main plane is the 00} plane,
First conductivity type AlGaInP cladding layer, second conductivity type Al
A GaInP current blocking layer and a first conductivity type GaInP cap layer are sequentially stacked, and the cap layer and the current blocking layer are formed by etching to a depth such that the bottoms thereof reach the first conductivity type AlGaInP cladding layer. An undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, an undoped AlGaInP active diffusion layer, an undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, a second conductivity type AlGa are formed on the first conductivity type clad layer and the cap layer along the stripe-shaped recess.
Since the InP clad layer and the second-conductivity-type GaAs contact layer are sequentially laminated, even when the doping concentration of the clad layer is increased to improve the temperature characteristics, carriers are well confined and a stable refractive index is obtained. It can have a waveguide structure.

【0070】また、請求項5記載の発明によれば、{1
00}面を主平面としストライプ状の凸部または凹部が
設けられた第1導電型GaAs基板上に、第1導電型A
lGaInPクラッド層,アンドープAlGaInP下
部拡散防止層,アンドープAlGaInP活性層,アン
ドープAlGaInP上部拡散防止層,第2導電型Al
GaInPクラッド層,AlGaInP電流ブロック層
が、基板の主平面と平行な結晶面とこの結晶面に対して
傾いた斜面を有するように、順次に積層され、また、該
電流ブロック層の凸部の上面または凹部の底面には、第
2導電型GaAsコンタクト層が形成されており、斜面
に形成されたAlGaInP電流ブロック層が第1導電
型であり、基板の主平面と平行な面に形成された電流ブ
ロック層が第2導電型となっているので、温度特性を改
善するためにクラッド層のドーピング濃度を高める場合
にも、キャリアを良好に閉じ込め、また、安定した屈折
率導波路構造をもたせることができる。
According to the invention of claim 5, {1
On the first conductivity type GaAs substrate having stripe-shaped projections or depressions with the {00} plane as the main plane.
lGaInP clad layer, undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, undoped AlGaInP active layer, undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, second conductivity type Al
The GaInP clad layer and the AlGaInP current block layer are sequentially laminated so as to have a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and a slope inclined with respect to this crystal plane, and the upper surface of the convex portion of the current block layer. Alternatively, the GaAs contact layer of the second conductivity type is formed on the bottom surface of the recess, and the AlGaInP current blocking layer formed on the slope is of the first conductivity type, and the current formed on the surface parallel to the main plane of the substrate. Since the block layer is of the second conductivity type, carriers can be well confined and a stable refractive index waveguide structure can be provided even when the doping concentration of the cladding layer is increased to improve the temperature characteristics. it can.

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

【図1】本発明に係る半導体レーザ装置の第1の構成例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体レーザ装置の第2の構成例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a second configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体レーザ装置の第3の構成例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a third configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体レーザ装置の第4の構成例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a fourth configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図5】本発明に係る半導体レーザ装置の第5の構成例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a fifth configuration example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図6】図5に示した半導体レーザ装置の製造工程例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図7】本発明に係る半導体レーザ装置の第6の構成例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a sixth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図8】本発明に係る半導体レーザ装置の第7の構成例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a seventh configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図9】従来の選択リッジ埋め込み型半導体レーザの構
成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional selective ridge embedded semiconductor laser.

【図10】従来の不純物拡散による無秩序化技術を応用
した半導体レーザの構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a semiconductor laser to which a conventional disordering technique by impurity diffusion is applied.

【図11】従来の自然超格子を応用した半導体レーザの
構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a semiconductor laser to which a conventional natural superlattice is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型AlGaInPクラッド層 4 GaInP活性層 5 p型AlGaInPクラッド層 6 p型GaInP中間層 7 n型GaAs電流狭窄層 8 p型GaAsコンタクト層 9 p側電極 10 n側電極 11 n型GaInPバッファ層 12 n型AlInPクラッド層 13 アンドープAlGaInP下部光閉じ込
め層 14 アンドープAlGaInP上部光閉じ込
め層 15 p型AlInPクラッド層 16 p型GaInPバッファ層 17 Si層 18 SiO2層 19 Si拡散領域 20 p型GaInPコンタクト層 21 p型GaAsキャップ層 22 ストライプ状凸部 101 n型GaAs基板 102 n型GaAsバッファ層 103 n型AlGaInPクラッド層 104 アンドープAlGaInP拡散防止層 105 アンドープGaInP活性層 106 アンドープAlGaInP拡散防止層 107 p型AlGaInPクラッド層 108 p型GaInPスパイク防止層 109 p型GaAsコンタクト層 110 p側電極 111 n側電極 112 プロトン打ち込み領域 113 ストライプ状凸部 201 ストライプ状凹部 301 SiNx膜 401 ストライプ状窓 402 ポリイミド 501 p型AlGaInP電流ブロック層 502 n型GaInPキャップ層 601 フォトレジスト 701 p型GaAs基板 702 p型GaAsバッファ層 703 p型GaInPバッファ層 704 AlGaInP電流ブロック層 705 n型GaAsコンタクト層
1 n-type GaAs substrate 2 n-type GaAs buffer layer 3 n-type AlGaInP clad layer 4 GaInP active layer 5 p-type AlGaInP clad layer 6 p-type GaInP intermediate layer 7 n-type GaAs current confinement layer 8 p-type GaAs contact layer 9 p-side electrode Reference Signs List 10 n-side electrode 11 n-type GaInP buffer layer 12 n-type AlInP clad layer 13 undoped AlGaInP lower optical confinement layer 14 undoped AlGaInP upper optical confinement layer 15 p-type AlInP clad layer 16 p-type GaInP buffer layer 17 Si layer 18 SiO 2 layer 19 Si diffusion region 20 p-type GaInP contact layer 21 p-type GaAs cap layer 22 stripe-shaped convex portion 101 n-type GaAs substrate 102 n-type GaAs buffer layer 103 n-type AlGaInP clad layer 104 undoped A GaInP diffusion prevention layer 105 undoped GaInP active layer 106 undoped AlGaInP diffusion prevention layer 107 p-type AlGaInP clad layer 108 p-type GaInP spike prevention layer 109 p-type GaAs contact layer 110 p-side electrode 111 n-side electrode 112 proton-implanted region 113 striped protrusions Part 201 Striped recess 301 SiN x film 401 Striped window 402 Polyimide 501 p-type AlGaInP current blocking layer 502 n-type GaInP cap layer 601 photoresist 701 p-type GaAs substrate 702 p-type GaAs buffer layer 703 p-type GaInP buffer layer 704 AlGaInP Current blocking layer 705 n-type GaAs contact layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 {100}面を主平面としストライプ状
の凸部または凹部が設けられた第1導電型GaAs基板
上に、第1導電型AlGaInPクラッド層,アンドー
プAlGaInP下部拡散防止層,アンドープAlGa
InP活性層,アンドープAlGaInP上部拡散防止
層,第2導電型AlGaInPクラッド層,第2導電型
GaAsコンタクト層が、該基板の主平面と平行な結晶
面とこの結晶面に対して傾いた斜面とを有するように、
順次に積層され、前記コンタクト層と前記第2導電型ク
ラッド層の凹部または凸部を除いた領域が高抵抗領域と
なっていることを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A first-conductivity-type AlGaInP clad layer, an undoped AlGaInP lower diffusion preventing layer, and an undoped AlGa on a first-conductivity-type GaAs substrate having a {100} plane as a main plane and stripe-shaped protrusions or depressions.
The InP active layer, the undoped AlGaInP upper diffusion preventing layer, the second conductivity type AlGaInP clad layer, and the second conductivity type GaAs contact layer form a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and an inclined surface inclined to this crystal plane. To have,
2. A semiconductor laser device, wherein the contact layer and the second-conductivity-type cladding layer are sequentially laminated, and a region other than a concave portion or a convex portion of the second conductive type cladding layer is a high resistance region.
【請求項2】 {100}面を主平面としストライプ状
の凹部が設けられた第1導電型GaAs基板と、基板の
凹部を除いた面に形成された絶縁層とを有し、該絶縁層
に覆われていない基板凹部内に、第1導電型AlGaI
nPクラッド層,アンドープAlGaInP下部拡散防
止層,アンドープAlGaInP活性層,アンドープA
lGaInP上部拡散防止層,第2導電型AlGaIn
Pクラッド層,第2導電型GaAsコンタクト層が、基
板の主平面と平行な結晶面とこの結晶面に対して傾いた
斜面を有するように、順次に積層されていることを特徴
とする半導体レーザ装置。
2. A first-conductivity-type GaAs substrate having a {100} plane as a main plane and having stripe-shaped recesses, and an insulating layer formed on the surface of the substrate excluding the recesses. The first conductivity type AlGaI is formed in the concave portion of the substrate not covered with
nP clad layer, undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, undoped AlGaInP active layer, undoped A
lGaInP upper diffusion prevention layer, second conductivity type AlGaIn
A semiconductor laser in which a P-clad layer and a GaAs contact layer of the second conductivity type are sequentially laminated so as to have a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and an inclined surface inclined to this crystal plane. apparatus.
【請求項3】 {100}面を主平面とする第1導電型
GaAs基板と、基板にストライプ形状の開口部を有す
る絶縁層とを有し、前記ストライプ形状の開口部のとこ
ろで基板上に、第1導電型AlGaInPクラッド層,
アンドープAlGaInP下部拡散防止層,アンドープ
AlGaInP活性層,アンドープAlGaInP上部
拡散防止層,第2導電型AlGaInPクラッド層,第
2導電型GaAsコンタクト層が、ストライプ形状の開
口部に基板の主平面と平行な結晶面とこの結晶面に対し
て斜めに形成された{111}A面とを有するように、
順次に積層されていることを特徴とする半導体レーザ装
置。
3. A first-conductivity-type GaAs substrate having a {100} plane as a main plane and an insulating layer having a stripe-shaped opening in the substrate, and the stripe-shaped opening on the substrate, A first conductivity type AlGaInP clad layer,
An undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, an undoped AlGaInP active diffusion layer, an undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, a second conductivity type AlGaInP cladding layer, and a second conductivity type GaAs contact layer are crystals parallel to the main plane of the substrate in the stripe-shaped opening. Plane and a {111} A plane formed obliquely with respect to this crystal plane,
A semiconductor laser device characterized by being sequentially laminated.
【請求項4】 {100}面を主平面とする第1導電型
GaAs基板上に、第1導電型AlGaInPクラッド
層,第2導電型AlGaInP電流ブロック層,第1導
電型GaInPキャップ層が順次に積層され、前記キャ
ップ層及び電流ブロック層を、その底部が第1導電型A
lGaInPクラッド層に達するような深さでエッチン
グにより除去して形成したストライプ状の凹部に沿っ
て、第1導電型クラッド層及びキャップ層上に、アンド
ープAlGaInP下部拡散防止層,アンドープAlG
aInP活性層,アンドープAlGaInP上部拡散防
止層,第2導電型AlGaInPクラッド層,第2導電
型GaAsコンタクト層が順次に積層されていることを
特徴とする半導体レーザ装置。
4. A first conductivity type AlGaInP clad layer, a second conductivity type AlGaInP current blocking layer, and a first conductivity type GaInP cap layer are sequentially formed on a first conductivity type GaAs substrate having a {100} plane as a main plane. The cap layer and the current blocking layer are laminated, and the bottom of the cap layer and the current blocking layer are of the first conductivity type
The undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer and the undoped AlG on the first conductivity type clad layer and the cap layer along the stripe-shaped recess formed by etching to a depth that reaches the 1GaInP clad layer.
A semiconductor laser device comprising: an aInP active layer, an undoped AlGaInP upper diffusion preventing layer, a second conductivity type AlGaInP clad layer, and a second conductivity type GaAs contact layer, which are sequentially stacked.
【請求項5】 {100}面を主平面としストライプ状
の凸部または凹部が設けられた第1導電型GaAs基板
上に、第1導電型AlGaInPクラッド層,アンドー
プAlGaInP下部拡散防止層,アンドープAlGa
InP活性層,アンドープAlGaInP上部拡散防止
層,第2導電型AlGaInPクラッド層,AlGaI
nP電流ブロック層が、基板の主平面と平行な結晶面と
この結晶面に対して傾いた斜面を有するように、順次に
積層され、また、該電流ブロック層の凸部の上面または
凹部の底面には、第2導電型GaAsコンタクト層が形
成されており、斜面に形成されたAlGaInP電流ブ
ロック層が第1導電型であり、基板の主平面と平行な面
に形成された電流ブロック層が第2導電型となっている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
5. A first-conductivity-type AlGaInP clad layer, an undoped AlGaInP lower diffusion prevention layer, and an undoped AlGa are formed on a first-conductivity-type GaAs substrate having a {100} plane as a main plane and stripe-shaped protrusions or depressions.
InP active layer, undoped AlGaInP upper diffusion prevention layer, second conductivity type AlGaInP clad layer, AlGaI
The nP current blocking layers are sequentially laminated so as to have a crystal plane parallel to the main plane of the substrate and a slope inclined with respect to the crystal plane, and the top surface of the convex portion or the bottom surface of the concave portion of the current blocking layer. Has a second conductivity type GaAs contact layer, the AlGaInP current blocking layer formed on the slope is of the first conductivity type, and the current blocking layer formed on a surface parallel to the main plane of the substrate is A semiconductor laser device having a two-conductivity type.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017212321A (en) * 2016-05-25 2017-11-30 株式会社リコー Surface emitting laser, surface emitting laser array, light source unit and laser device
JP2018006590A (en) * 2016-07-04 2018-01-11 日本電信電話株式会社 Optical semiconductor element

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