JPH09283838A - Semiconductor laser device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor laser device and its manufacturing method

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JPH09283838A
JPH09283838A JP8698096A JP8698096A JPH09283838A JP H09283838 A JPH09283838 A JP H09283838A JP 8698096 A JP8698096 A JP 8698096A JP 8698096 A JP8698096 A JP 8698096A JP H09283838 A JPH09283838 A JP H09283838A
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JP
Japan
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layer
clad layer
type
forming
conductivity
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JP8698096A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Matsuyama
隆之 松山
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a stable single-mode oscillation by a method wherein a ridge part is formed with a second conductive type clad layer having a small diameter part formed in a current implantation region of a first clad layer, and a large diameter part forming a gap between a lower face of the periphery of the small diameter part and an upper face of the first clad layer. SOLUTION: A ridge part 60 comprises a small diameter part 60A formed coming into contact with a first clad layer 5 in a direction of wave-guiding laser beams; and a ridge type InGaAs contact layer 70 formed on a large diameter part 60B and a large diameter part 60B formed integrally thereon. The small diameter part 60A is operated as a current implantation region, and the large diameter part 60B and the p-type InGaAs contact layer 70 are operated as an electrode formation region. A gap 9 is formed between a lower face of the large diameter part 60B of the periphery of the small diameter part 60A and an upper face of the first clad layer 5. The ridge 60 comprises the small diameter part 60A and the large diameter part 60B, and the current implantation region formed by the small diameter part 60A. Therefore, it is possible to enable a stable single-mode oscillation.

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、半導体レーザ装置
及びその製造方法の関し、特にしきい値電流が低く、素
子抵抗が低いリッジ導波型半導体レーザ装置及びその製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a ridge waveguide type semiconductor laser device having a low threshold current and a low element resistance and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】リッジ導波型半導体レーザ装置は、埋め
込み型半導体レーザ装置と比較して製造が簡単であり、
また、構造上の特長から、素子の寄生容量が小さく、高
速変調動作に適しているなどの利点がある。
2. Description of the Related Art A ridge waveguide type semiconductor laser device is easier to manufacture than an embedded type semiconductor laser device.
In addition, due to the structural features, the parasitic capacitance of the element is small and it is suitable for high-speed modulation operation.

【0003】次にこの種の従来のリッジ導波型半導体レ
ーザ装置について図6に示したその製造工程を参照し説
明する。n型InP基板81表面上に、n型InPクラ
ッド層82、InGaAsPよりなる多重量子井戸活性
層83、p型InGaAsP光ガイド層84、p型In
Pクラッド層85、p型InGaAsコンタクト層87
をこの順にエピタキシャル成長する(図6(A))。
Next, a conventional ridge waveguide type semiconductor laser device of this type will be described with reference to the manufacturing process shown in FIG. On the surface of the n-type InP substrate 81, the n-type InP clad layer 82, the multiple quantum well active layer 83 of InGaAsP, the p-type InGaAsP optical guide layer 84, and the p-type In.
P clad layer 85, p-type InGaAs contact layer 87
Are epitaxially grown in this order (FIG. 6 (A)).

【0004】この後、p型InGaAsコンタクト層8
7上全面に第1の二酸化珪素膜93を形成し、リッジ9
4を形成すべき部分のみを残して他の二酸化珪素膜93
をエッチング除去する。
After that, the p-type InGaAs contact layer 8 is formed.
A first silicon dioxide film 93 is formed on the entire surface of
Other silicon dioxide film 93, leaving only the portion where
Is removed by etching.

【0005】引き続き、選択エッチングにより、二酸化
珪素膜93に覆われた幅約10ミクロンのリッジ94を
形成すべき部分を残し、p型InGaAsコンタクト層
87、p型InPクラッド層85をエッチング除去す
る。この際、p型InPクラッド層85と、p型InG
aAsP光ガイド層84は結晶組成が異なるため、エッ
チング液を選択することにより選択エッチングが可能と
なる(図6(B))。
Subsequently, by selective etching, the p-type InGaAs contact layer 87 and the p-type InP clad layer 85 are removed by etching, leaving a portion for forming the ridge 94 having a width of about 10 microns covered with the silicon dioxide film 93. At this time, the p-type InP clad layer 85 and the p-type InG
Since the aAsP light guide layer 84 has a different crystal composition, selective etching can be performed by selecting an etching solution (FIG. 6B).

【0006】この後、エッチングマスクとして用いた第
1の二酸化珪素膜93を除去し、リッジ状のp型InG
aAsコンタクト層87、p型InPクラッド層85側
面と、エッチングにより露出したp型InGaAsP光
ガイド層84表面全面に第2の二酸化珪素保護膜88を
形成する。
After that, the first silicon dioxide film 93 used as the etching mask is removed, and a ridge-shaped p-type InG is formed.
A second silicon dioxide protective film 88 is formed on the aAs contact layer 87, the side surface of the p-type InP clad layer 85, and the entire surface of the p-type InGaAsP light guide layer 84 exposed by etching.

【0007】引き続き、上記ストライプ状に残されたp
型InGaAsコンタクト層87表面の第2の二酸化珪
素保護膜88の一部をエッチング除去し、コンタクト窓
92を設ける(図6(C))。
Subsequently, the p left in the stripe shape is left.
A part of the second silicon dioxide protective film 88 on the surface of the InGaAs contact layer 87 is removed by etching to provide a contact window 92 (FIG. 6C).

【0008】引き続き、コンタクト窓92上にp型電極
90を形成し、n型InP基板81の裏面を研磨して厚
さを調整した後、n型電極91を形成することにより、
リッジ導波型半導体レーザ装置を得ることができる(図
6(D))。
Subsequently, a p-type electrode 90 is formed on the contact window 92, the back surface of the n-type InP substrate 81 is polished to adjust its thickness, and then an n-type electrode 91 is formed.
A ridge waveguide type semiconductor laser device can be obtained (FIG. 6D).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】一般に半導体レーザ装
置では、リッジ上面の幅は、コンタクト窓形成のための
マスク合わせができ、且つ素子抵抗を下げるために広い
電極形成領域が得られるように充分な幅が必要であり、
そのためには約10ミクロン以下にする事が困難であ
る。一方、基本導波モードでの発振を得るためには、リ
ッジ下面の電流注入領域が2.5ミクロン以下が必要で
あり、両者は相反する関係にある。
Generally, in a semiconductor laser device, the width of the upper surface of the ridge is sufficient so that a mask for forming a contact window can be aligned and a wide electrode formation region can be obtained in order to reduce the element resistance. Need a width,
Therefore, it is difficult to reduce the thickness to about 10 microns or less. On the other hand, in order to obtain oscillation in the fundamental guided mode, the current injection region on the lower surface of the ridge needs to be 2.5 μm or less, and both have a contradictory relationship.

【0010】ところで、上記従来の半導体レーザ装置で
は、リッジ94は縦断面矩形状で、上面及び下面幅は等
しく、コンタクト窓形成による制約からその幅は10ミ
クロン程度になっている。そのため基本導波モード以外
の発振モードを含んでいる。
In the conventional semiconductor laser device described above, the ridge 94 has a rectangular vertical cross section, the upper surface and the lower surface have the same width, and the width is about 10 μm due to the restriction due to the formation of the contact window. Therefore, it includes oscillation modes other than the fundamental guided mode.

【0011】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
で、基本導波モードでの発振が可能で、かつ、素子抵抗
の低いリッジ型半導体レーザ装置及びその製造方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a ridge type semiconductor laser device capable of oscillating in a fundamental guided mode and having a low element resistance, and a manufacturing method thereof. To do.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るレーザ装置では、第一導電型半導体基
板と、前記第一導電型半導体基板上に直接または1層な
いし数層の結晶層を介して形成された第一導電型クラッ
ド層と、前記第一導電型クラッド層上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して形成された活性層と、前記
活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層を介して
形成された第二導電型の第1クラッド層と、前記第二導
電型の第1クラッド層上に直接または1層ないし数層の
結晶層を介して形成されたリッジとを備え、前記リッジ
が前記第1クラッド層の電流注入領域に形成された経小
部とこの経小部上にこれと一体で広面積に形成され且つ
経小部周囲のその下面と前記第1クラッド層上面との間
に間隙を形成する経大部とを有する第二導電型クラッド
層からなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, in a laser device according to the present invention, a first conductivity type semiconductor substrate and one or several layers directly or on the first conductivity type semiconductor substrate. A first conductivity type clad layer formed via a crystal layer, an active layer formed on the first conductivity type clad layer directly or through one or several crystal layers, and an active layer formed on the active layer. A first conductivity type first clad layer formed directly or via one or several crystal layers, and a crystal layer directly or one or several layers on the second conductivity type first clad layer. A ridge formed through the ridge, the ridge being formed in a current injection region of the first cladding layer and a wide area integrally formed with the ridge on the ridge and the periphery of the ridge. A gap is formed between its lower surface and the upper surface of the first cladding layer. Characterized by comprising the second-conductivity-type cladding layer having a majority.

【0013】また、前記リッジの断面構造が、T字状、
逆凸状、台形形状の何れかであることを特徴とする。
The ridge has a T-shaped cross-section.
It is characterized in that it has either an inverted convex shape or a trapezoidal shape.

【0014】また、前記リッジの経小部周囲の経大部下
面と前記第1クラッド層との間の間隙に絶縁物質を充填
してなることを特徴とする。
Further, an insulating material is filled in a gap between the lower surface of the large portion around the small portion of the ridge and the first cladding layer.

【0015】また、上記の課題を解決するため、本発明
に係る半導体レーザ装置の製造方法では、第一導電型半
導体基板上に直接または1層ないし数層の結晶層を介し
て第一導電型クラッド層を形成する工程、前記第一導電
型クラッド層上に直接または1層ないし数層の結晶層を
介して活性層を形成する工程、前記活性層上に直接また
は1層ないし数層の結晶層を介して第二導電型の第一ク
ラッド層を形成する工程、前記第二導電型の第一クラッ
ド層上の電流注入をすべき部分にストライプ状の非晶質
膜を形成する工程、前記非晶質膜をマスクとして前記第
一クラッド層上に前記第一クラッド層と組成の異なる狭
窄層を形成する工程、前記非晶質膜をエッチング除去
し、電流注入領域を形成する工程、前記電流注入領域
上、前記狭窄層上に、第二導電型の第一クラッド層と共
同してクラッド層として作用する第二導電型の第二クラ
ッド層を形成する工程、前記第二導電型の第二クラッド
層の一部をエッチング除去し、前記電流注入領域よりも
広い幅にリッジを形成する工程、前記リッジ側面より前
記狭窄層をエッチング除去する工程をこの順に含むこと
を特徴とする。
In order to solve the above problems, in the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the first conductivity type semiconductor substrate is directly or through one or several crystal layers on the first conductivity type semiconductor substrate. A step of forming a clad layer, a step of forming an active layer directly on the first conductivity type clad layer or via one or several crystal layers, and a crystal of one or several layers directly on the active layer Forming a second conductivity type first clad layer through a layer, forming a stripe-shaped amorphous film in a portion on the second conductivity type first clad layer where current injection is to be performed, Forming a confinement layer having a composition different from that of the first cladding layer on the first cladding layer using the amorphous film as a mask; etching the amorphous film to form a current injection region; On the implantation region, on the constriction layer, Forming a second clad layer of the second conductivity type that acts as a clad layer in cooperation with the first clad layer of the second conductivity type, etching away a portion of the second clad layer of the second conductivity type, and The method further includes, in this order, a step of forming a ridge wider than the current injection region and a step of etching away the constriction layer from the side surface of the ridge.

【0016】また、本発明に係る半導体レーザ装置の製
造方法では、第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上に、前記第二導電型
の第一クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工
程、前記狭窄層の一部を溝状にエッチングし、電流注入
領域を形成する工程、前記電流注入領域、及び前記狭窄
層上に、第二導電型の第二クラッド層を形成する工程、
前記電流注入領域上に位置する前記第二導電型の第二ク
ラッド層を前記電流注入領域幅より広く残し、他の前記
第2クラッド層部分をエッチング除去し、経小部及び経
大部を有するリッジを形成する工程、前記狭窄層をエッ
チング除去する工程をこの順に含むことを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the step of forming the first conductivity type cladding layer directly on the first conductivity type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, A step of forming an active layer directly on the first conductivity type clad layer or through one or several crystal layers, and a second conductivity type directly on the active layer or through one or several crystal layers; Forming a first cladding layer of
A step of forming a constriction layer having a composition different from that of the second conductivity type first clad layer on the second conductivity type first clad layer, a part of the constriction layer is etched into a groove shape, and a current injection region is formed. Forming a second conductivity type second clad layer on the current injection region and the constriction layer,
The second clad layer of the second conductivity type located on the current injection region is left wider than the current injection region width, and the other second clad layer portion is removed by etching to have a small portion and a large portion. The method is characterized by including a step of forming a ridge and a step of removing the constriction layer by etching in this order.

【0017】また、本発明に係る半導体レーザ装置の製
造方法では、第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上に、前記第二導電型
の第一クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工
程、前記狭窄層の一部を溝状にエッチングし、電流注入
領域を形成する工程、前記電流注入領域上に、第二導電
型の第一クラッド層と共同してクラッド層として作用す
る第二導電型の第二クラッド層を選択エピタキシャル成
長により、前記狭窄層上にまで展延して形成する工程、
前記第二クラッド層下部の前記狭窄層をエッチング除去
する工程、をこの順に含むことを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the step of forming the first conductivity type clad layer on the first conductivity type semiconductor substrate directly or through one or several crystal layers, A step of forming an active layer directly on the first conductivity type clad layer or through one or several crystal layers, and a second conductivity type directly on the active layer or through one or several crystal layers; Forming a first cladding layer of
A step of forming a constriction layer having a composition different from that of the second conductivity type first clad layer on the second conductivity type first clad layer, a part of the constriction layer is etched into a groove shape, and a current injection region is formed. Forming a second conductivity type second clad layer that acts as a clad layer in cooperation with the second conductivity type first clad layer on the current injection region by selective epitaxial growth to reach the constriction layer. The process of spreading and forming,
A step of etching away the narrowing layer below the second cladding layer in this order.

【0018】また、本発明に係る半導体レーザ装置の製
造方法では、第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上の電流を注入すべき
部分に、ストライプ状の非晶質膜を形成する工程、前記
非晶質膜をマスクとして前記第一クラッド層上に前記第
一クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工程、前
記非晶質膜をエッチング除去し、電流注入領域を形成す
る工程、前記電流注入領域上に、第二導電型の第一クラ
ッド層と共同してクラッド層として作用する第二導電型
の第二クラッド層を選択エピタキシャル成長により、前
記狭窄層上にまで展延して形成する工程、前記第二クラ
ッド層下部の前記狭窄層をエッチング除去する工程、を
この順に含むことを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the step of forming the first conductivity type cladding layer directly on the first conductivity type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, A step of forming an active layer directly on the first conductivity type clad layer or through one or several crystal layers, and a second conductivity type directly on the active layer or through one or several crystal layers; Forming a first cladding layer of
Forming a stripe-shaped amorphous film on a portion of the second conductivity type first clad layer where a current is to be injected; and using the amorphous film as a mask to form the first clad layer on the first clad layer. A step of forming a confinement layer having a composition different from that of the clad layer, a step of etching away the amorphous film to form a current injection region, and a step of forming a current injection region on the current injection region in cooperation with a first conductivity type first cladding layer. A second clad layer of the second conductivity type that acts as a clad layer by selective epitaxial growth, extending over the constriction layer to form, a step of etching away the constriction layer under the second clad layer, Is included in this order.

【0019】また、本発明に係る半導体レーザ装置の製
造方法では、第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または一層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の光ガイド層を形成する工程、前記
第二導電型の光ガイド層上の電流を注入すべき領域に、
ストライプ状の非晶質膜を形成する工程、非晶質膜をエ
ッチング除去し、電流注入領域を形成する工程、前記電
流注入領域上に、第二導電型クラッド層を選択エピタキ
シャル成長により、前記狭窄層上にまで展延して形成す
る工程、前記第二クラッド層下部の前記狭窄層をエッチ
ング除去する工程、をこの順に含むことを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the step of forming the first conductivity type cladding layer directly on the first conductivity type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, A step of forming an active layer directly on the first conductivity type clad layer or via one or several crystal layers, and a second conductivity type on the active layer directly or via one or several crystal layers. A step of forming a light guide layer, in the region to be injected current on the second conductivity type light guide layer,
A step of forming a stripe-shaped amorphous film, a step of etching and removing the amorphous film to form a current injection region, and a second conductivity type clad layer on the current injection region by selective epitaxial growth to form the constriction layer. The method is characterized by including, in this order, a step of extending and forming to the upper side, and a step of etching and removing the narrowing layer under the second clad layer.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態に係る
半導体レーザ装置につき、図1を用いて詳細に説明す
る。図1は半導体レーザ装置の断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device.

【0021】S(硫黄)添加で、キャリア濃度が3×1
18(cm-3)程度のn型InP基板1表面上に、厚さ
2ミクロンの、S添加でキャリア濃度が1×1018(c
-3)程度のn型InPクラッド層2、厚さ7nmでP
L(フォトルミネセンス)発光波長1.35ミクロンの
不純物不添加InGaAsP井戸層と、厚さ10nmで
PL発光波長1.1ミクロンの不純物不添加InGaA
sP障壁層10組よりなる多重量子井戸活性層3、厚さ
0.3ミクロンのZn(亜鉛)添加でキャリア濃度が1
×1018(cm-3)のp型InP第1クラッド層5がM
OCVD法により順次積層形成されている。
With the addition of S (sulfur), the carrier concentration becomes 3 × 1.
On the surface of the n-type InP substrate 1 of about 0 18 (cm -3 ), a carrier concentration of 1 × 10 18 (c
m −3 ) n-type InP clad layer 2 with a thickness of 7 nm and P
Impurity-free InGaAsP well layer with L (photoluminescence) emission wavelength of 1.35 μm and impurity-free InGaA with PL emission wavelength of 1.1 μm and thickness of 10 nm
A multi-quantum well active layer 3 consisting of 10 pairs of sP barrier layers, a carrier concentration of 1 by adding 0.3 μm thick Zn (zinc)
× 10 18 (cm −3 ) p-type InP first cladding layer 5 is M
The layers are sequentially formed by the OCVD method.

【0022】また、前記p型InP第1クラッド層5の
上面中央部にはZn添加でキャリア濃度が1×10
18(cm-3)のp型InP第2クラッド層及びp型In
GaAsコンタクト層から成る縦断面T字型リッジ60
が形成されている。
Further, Zn is added to the central portion of the upper surface of the p-type InP first cladding layer 5 so that the carrier concentration is 1 × 10.
18 (cm −3 ) p-type InP second cladding layer and p-type In
Longitudinal T-shaped ridge 60 composed of GaAs contact layer
Are formed.

【0023】このリッジ60は、レーザ光を導波すべき
方向に幅1.5ミクロン、厚さ0.2ミクロンで第1ク
ラッド層5と接触形成された経小部60Aと、この経小
部60A上に一体形成された幅10ミクロン、厚さ1.
5ミクロンの経大部60B、及び経大部60B上に形成
されたリッジ状p型InGaAsコンタクト層70とか
らなる。そしてこの経小部60Aは電流注入領域として
作用し、経大部60B及びp型InGaAsコンタクト
層70は、電極形成領域として作用する。またリッジ6
0は、経小部60A周辺の経大部60B下面と第1のク
ラッド層5上面との間に、0.2ミクロンの間隙9が形
成されている。
The ridge 60 has a width of 1.5 μm and a thickness of 0.2 μm formed in contact with the first cladding layer 5 in the direction in which the laser light should be guided. Width 10 micron integrally formed on 60A, thickness 1.
It is composed of a 5 μm large portion 60B and a ridge-shaped p-type InGaAs contact layer 70 formed on the large portion 60B. The small portion 60A acts as a current injection region, and the large portion 60B and the p-type InGaAs contact layer 70 act as an electrode formation region. Ridge 6
In No. 0, a 0.2-micron gap 9 is formed between the lower surface of the large-diameter portion 60B and the upper surface of the first cladding layer 5 around the small-diameter portion 60A.

【0024】そして第1クラッド層5周辺、リッジ60
の経大部60A側面及びコンタクト層70の周辺は、二
酸化珪素保護膜8で被覆され、露出されたp型InGa
Asコンタクト層7上には、p型電極10が形成されて
いる。
Around the first cladding layer 5, the ridge 60
The side surface of the large-diameter portion 60A and the periphery of the contact layer 70 are covered with the silicon dioxide protective film 8 and exposed to the exposed p-type InGa.
A p-type electrode 10 is formed on the As contact layer 7.

【0025】一方n型InP基板1の裏面には、研磨に
より厚さを調整した後、n型電極11が形成されてい
る。上述した半導体レーザ装置においては、リッジ60
を経小部60Aと経大部60Bとで構成し、1.5ミク
ロン幅に形成された経小部60Aによって電流注入領域
を形成しているため、安定した単一モード発振が可能で
ある。また、10ミクロン幅に形成した経大部60B上
にp型電極を形成しているため、十分に素子抵抗を下げ
ることができる。
On the other hand, on the back surface of the n-type InP substrate 1, an n-type electrode 11 is formed after the thickness is adjusted by polishing. In the semiconductor laser device described above, the ridge 60
Is composed of a small portion 60A and a large portion 60B, and the current injection region is formed by the small portion 60A having a width of 1.5 μm, so that stable single mode oscillation is possible. Further, since the p-type electrode is formed on the large-diameter portion 60B formed to have a width of 10 microns, the element resistance can be sufficiently reduced.

【0026】また、p型InP第1クラッド層5と、リ
ッジ60の経小部60Aの周辺の経大部60Bの下面と
は、間隙9によって分離されているため、この間の電気
的耐圧は高く、また、p型InP第1クラッド層5と間
隙9の空気との屈折率差が大きいため、高い光出力迄安
定したモードでの発振が可能である。
Since the p-type InP first cladding layer 5 and the lower surface of the large portion 60B around the small portion 60A of the ridge 60 are separated by the gap 9, the electrical breakdown voltage therebetween is high. Further, since the difference in refractive index between the p-type InP first cladding layer 5 and the air in the gap 9 is large, it is possible to oscillate in a stable mode up to a high optical output.

【0027】次に、本発明の第二の実施の形態に係る上
記半導体レーザ装置の製造方法を図2を参照して説明す
る。まず、n型InP基板1上に、第1のMOCVD成
長により、厚さ2ミクロンのn型InPクラッド層2、
InGaAsPよりなる多重量子井戸活性層3、厚さ
0.3ミクロンのp型InP第1クラッド層5が順次積
層形成される(図2(A))。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, on the n-type InP substrate 1, the n-type InP clad layer 2 having a thickness of 2 μm is formed by the first MOCVD growth.
A multiple quantum well active layer 3 made of InGaAsP and a p-type InP first cladding layer 5 having a thickness of 0.3 μm are sequentially stacked (FIG. 2A).

【0028】次に、p型InP第1クラッド層5上全面
に非晶質層である第1の二酸化珪素膜21を形成した
後、約1.5ミクロンの幅のストライプ状に第1の二酸
化珪素膜21部分を残して他を除去し、前記のストライ
プ状の第1の二酸化珪素膜21をマスクとして第1クラ
ッド層5上に狭窄層となるn型InGaAs層22を選
択成長させる(図2(B))。
Next, a first silicon dioxide film 21 which is an amorphous layer is formed on the entire surface of the p-type InP first cladding layer 5, and then the first dioxide is formed in a stripe shape having a width of about 1.5 μm. The silicon film 21 is left and the others are removed, and the striped first silicon dioxide film 21 is used as a mask to selectively grow the n-type InGaAs layer 22 to be a confinement layer on the first cladding layer 5 (FIG. 2). (B)).

【0029】続いて第1の二酸化珪素膜21をエッチン
グ除去し、狭窄層となるn型InGaAs22、及びp
型InP第1クラッド層5上に、p型InP第2クラッ
ド層6、及びp型InGaAsコンタクト層7をこの順
に第2のMOCVD法により成長させる(図2
(C))。
Subsequently, the first silicon dioxide film 21 is removed by etching, and the n-type InGaAs 22 and the p that serve as the confinement layer are formed.
The p-type InP second clad layer 6 and the p-type InGaAs contact layer 7 are grown in this order on the type InP first clad layer 5 by the second MOCVD method (FIG. 2).
(C)).

【0030】続いて、p型InGaAsコンタクト層7
上に第二の二酸化珪素膜23を形成し、リッジを形成す
べき部分のみを残してエッチング除去する(図2
(D))。次に前記の第二の二酸化珪素膜23をマスク
としてp型InGaAsコンタクト層7、p型InP第
二クラッド層6を選択エッチングし、第1クラッド層5
に接触形成された経小部60Aとその経小部60A上に
一体形成された経大部60B、p型InGaAsコンタ
クト部70を有するリッジ60を形成する(図2
(E))。
Subsequently, the p-type InGaAs contact layer 7
A second silicon dioxide film 23 is formed on the second silicon dioxide film 23 and is removed by etching, leaving only the portion where the ridge is to be formed (FIG. 2).
(D)). Next, the p-type InGaAs contact layer 7 and the p-type InP second cladding layer 6 are selectively etched by using the second silicon dioxide film 23 as a mask, and the first cladding layer 5 is formed.
A ridge 60 having a small portion 60A formed in contact with the small portion 60A, a large portion 60B integrally formed on the small portion 60A, and a p-type InGaAs contact portion 70 is formed (FIG. 2).
(E)).

【0031】その後、前記第1クラッド層5上のn型I
nGaAs層22をエッチング除去し、リッジ60の経
小部60A周辺の経大部60B下面と第1クラッド層5
上面との間に間隙9を形成する(図2(F))。
After that, the n-type I on the first cladding layer 5 is formed.
The nGaAs layer 22 is removed by etching, and the lower surface of the large portion 60B around the small portion 60A of the ridge 60 and the first cladding layer 5 are removed.
A gap 9 is formed between the upper surface and the upper surface (FIG. 2 (F)).

【0032】次に第1クラッド層5の上面周辺、リッジ
60の経大部60B側面及びコンタクト層70側面及び
上面全体に二酸化珪素保護膜8を形成する。なお、リッ
ジ60の経大部60B下面の間隙には保護膜8は形成し
ない。
Next, the silicon dioxide protective film 8 is formed on the periphery of the upper surface of the first cladding layer 5, the side surface of the large portion 60B of the ridge 60, the side surface of the contact layer 70 and the entire upper surface. The protective film 8 is not formed in the gap on the lower surface of the large portion 60B of the ridge 60.

【0033】この二酸化珪素保護膜8の形成は、例えば
異方性の強い真空蒸着法を用いればよい。次に、コンタ
クト層70上のp型電極を形成すべき部分の二酸化珪素
保護膜8のみをエッチング除去してコンタクト窓7Aを
設ける(図2(G))。
The silicon dioxide protective film 8 may be formed by, for example, a vacuum evaporation method having a strong anisotropy. Next, only the silicon dioxide protective film 8 in the portion where the p-type electrode is to be formed on the contact layer 70 is removed by etching to provide the contact window 7A (FIG. 2 (G)).

【0034】引き続き、前記コンタクト窓7A部のコン
タクト層70上にAuZnよりなるp型電極10を形成
し、n型InP基板裏面を必要に応じて適当な厚さに研
磨した後にAuGeよりなるn型電極11を形成し、図
1に示す半導体レーザ装置を得る(図2(H))。
Subsequently, a p-type electrode 10 made of AuZn is formed on the contact layer 70 in the contact window 7A portion, and the back surface of the n-type InP substrate is polished to an appropriate thickness if necessary, and then n-type made of AuGe is formed. The electrode 11 is formed to obtain the semiconductor laser device shown in FIG. 1 (FIG. 2 (H)).

【0035】上記製造方法によれば、第1の二酸化珪素
膜21を用いて電流注入領域となるリッジ60の経小部
60Aを形成し、且つ、これとは別の第2の二酸化珪素
膜23を用いて電極形成領域となるリッジ60の経大部
60Bを形成しており、1.5ミクロン幅の電流注入領
域及び10ミクロン以上の広い幅の電極形成面積をもっ
たリッジを容易に得られる。
According to the above manufacturing method, the first silicon dioxide film 21 is used to form the small portion 60A of the ridge 60 which becomes the current injection region, and the second silicon dioxide film 23 different from this is formed. Is used to form the large-diameter portion 60B of the ridge 60 as an electrode formation region, and a ridge having a current injection region of 1.5 μm width and a wide electrode formation area of 10 μm or more can be easily obtained. .

【0036】次に、上記本発明の第三の実施の形態に係
る半導体レーザ装置の製造方法を、図3を用いて説明す
る。ここで、図2と同一の部分には同一の番号を付し説
明を省略する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same parts as those in FIG.

【0037】図3(A)は、n型InPクラッド層2、
多重量子井戸活性層3、p型InP第1クラッド層5よ
りなるダブルへテロ構造の上にn型InGaAs層22
を連続して形成したものである。
FIG. 3A shows an n-type InP clad layer 2,
An n-type InGaAs layer 22 is formed on the double hetero structure including the multiple quantum well active layer 3 and the p-type InP first cladding layer 5.
Are continuously formed.

【0038】ここで、後の工程で電流注入部を設けるべ
き部分に開口部を有するレジスト膜41を形成し、前記
レジスト膜41をマスクとしてn型InGaAs層22
を選択エッチングする(図3(B))。
Here, a resist film 41 having an opening is formed in a portion where a current injection portion is to be provided in a later step, and the n-type InGaAs layer 22 is formed using the resist film 41 as a mask.
Is selectively etched (FIG. 3B).

【0039】引き続き、レジスト膜41を除去した後、
上述の図2(C)と同様の方法でp型InP第2クラッ
ド層6、p型InGaAsコンタクト層7をこの順に形
成する(図3(C))。
Subsequently, after removing the resist film 41,
The p-type InP second cladding layer 6 and the p-type InGaAs contact layer 7 are formed in this order by the same method as in the above-described FIG. 2C (FIG. 3C).

【0040】この後、図2(D)から図2(H)の説明
で記載した方法によって、半導体レーザ装置を得ること
ができる。ここで示した、上記本発明の第三の実施の形
態に係る半導体レーザ装置の製造方法によれば、上述の
半導体レーザ装置の製造方法による効果に付加して次の
ような特有の効果がある。すなわち、二回目のMOCV
D成長でコンタクト層まで成長してしまうため、半導体
レーザ装置を作成するまでの結晶成長工程は2回で終了
する事ができ、工程の簡素化ができる。
After that, a semiconductor laser device can be obtained by the method described in the description of FIGS. 2D to 2H. The semiconductor laser device manufacturing method according to the third embodiment of the present invention shown here has the following unique effect in addition to the effects of the semiconductor laser device manufacturing method described above. . That is, the second MOCV
Since the contact layer is also grown by D growth, the crystal growth process until the semiconductor laser device is manufactured can be completed in two times, and the process can be simplified.

【0041】次に、本発明の第四の実施の形態に係る半
導体レーザ装置の製造方法を、図4を用いて説明する。
ここで、図面に付した番号のうち、図2と同一の部分に
は同一の番号を付し説明を省略する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Here, of the numbers given to the drawings, the same parts as those in FIG. 2 are given the same numbers and their explanations are omitted.

【0042】まず、n型InP基板1上に、第1のMO
CVD成長により、厚さ2ミクロンのn型InPクラッ
ド層2、InGaAsPよりなる多重量子井戸層3、厚
さ0.3ミクロンのp型InP第一クラッド層5を順次
積層形成させる(図4(A))。 次にp型InP第一
クラッド層5上全面に第1の二酸化珪素膜を形成した
後、約1.5ミクロンの幅のストライプ状の第1の二酸
化珪素膜21のみを残し他を除去する。更に、第二のM
OCVD成長により第1の二酸化珪素膜21以外の第1
のクラッド層5上に選択的にn型InGaAs層22を
成長させる(図4(B))。
First, a first MO film is formed on the n-type InP substrate 1.
By CVD growth, an n-type InP clad layer 2 having a thickness of 2 μm, a multiple quantum well layer 3 made of InGaAsP, and a p-type InP first clad layer 5 having a thickness of 0.3 μm are sequentially formed (FIG. 4A). )). Next, after forming a first silicon dioxide film on the entire surface of the p-type InP first cladding layer 5, only the stripe-shaped first silicon dioxide film 21 having a width of about 1.5 μm is left and the others are removed. Furthermore, the second M
The first silicon dioxide film 21 other than the first silicon dioxide film 21 formed by the OCVD growth.
The n-type InGaAs layer 22 is selectively grown on the clad layer 5 of FIG. 4 (FIG. 4 (B)).

【0043】続いて、第1の二酸化珪素膜21を除去
し、再度n型InGaAs層22及び第1のクラッド層
5上全面に第2の二酸化珪素膜63を形成する。更に、
前記狭窄層22より露出された第1クラッド層5部分を
含み、約10μの幅のリッジを形成すべき部分の前記第
2の二酸化珪素膜63をストライプ状に除去する(図4
(C))。
Then, the first silicon dioxide film 21 is removed, and the second silicon dioxide film 63 is formed on the entire surfaces of the n-type InGaAs layer 22 and the first cladding layer 5 again. Furthermore,
The portion of the second silicon dioxide film 63 including the portion of the first cladding layer 5 exposed from the confinement layer 22 where a ridge having a width of about 10 μm is to be formed is removed in stripes (FIG. 4).
(C)).

【0044】次に、前記第2の二酸化珪素膜63をマス
クとしてp型InP第2クラッド層、p型InGaAs
コンタクト層を、第3のMOCVD成長により連続的に
選択形成し、第1クラッド層5に接触形成されたp型I
nP第2クラッド層よりなる経小部64Aとその経小部
64Aの上に一体形成された経大部64B、および経大
部64B上に一体形成されたp型InGaAsコンタク
ト層65よりなるリッジ64を形成する。このとき、リ
ッジの側面66は(111)面をなして台形状に成長す
る(図4(D))。
Next, using the second silicon dioxide film 63 as a mask, the p-type InP second clad layer and p-type InGaAs are formed.
The p-type I contact layer formed by selectively forming the contact layer continuously by the third MOCVD growth and contacting the first cladding layer 5 is formed.
A ridge 64 including a small portion 64A made of the nP second clad layer, a large portion 64B integrally formed on the small portion 64A, and a p-type InGaAs contact layer 65 integrally formed on the large portion 64B. To form. At this time, the side surface 66 of the ridge forms a (111) plane and grows in a trapezoidal shape (FIG. 4D).

【0045】続いて、p型InGaAsコンタクト層6
5および第二の二酸化珪素膜63をマスクとして塩酸系
エッチング液により、リッジ層64の経大部64Bの側
面66をエッチングする。これにより、リッジ側面66
の表面は結晶面方位が
Subsequently, the p-type InGaAs contact layer 6
The side surface 66 of the large-sized portion 64B of the ridge layer 64 is etched with a hydrochloric acid-based etching solution using the fifth and second silicon dioxide films 63 as a mask. As a result, the ridge side surface 66
The crystal plane orientation of the surface of

【0046】[0046]

【外1】 をなすようにエッチングされ、基板表面に垂直なリッジ
側面73となり、リッジ側面66と第2の二酸化珪素膜
63との間に開口部67が形成される。
[Outside 1] To form a ridge side surface 73 perpendicular to the substrate surface, and an opening 67 is formed between the ridge side surface 66 and the second silicon dioxide film 63.

【0047】このようなエッチングを行った場合には、
InGaAsコンタクト層65下部のInPクラッド層
のアンダーカットは生じない。引き続き、この開口部を
通して硫酸系エッチング液により、開口部より露出した
n型InGaAs層22をエッチングし、リッジ層64
の経大部64B下部のn型InGaAs層22を完全に
除去する。これにより、リッジ64の経大部64Bの下
面と第1クラッド層5上面との間に間隙9が形成される
(図4(E))。 続いて、基板表面全体に二酸化珪素
保護膜8を形成した後、リッジ64上部のコンタクト層
65のp型電極を形成すべき部分のみ、二酸化珪素保護
膜8を除去しコンタクト窓7を開け、リフトオフ法によ
り、AuZnよりなるp型電極10を形成する。
When such etching is performed,
Undercut does not occur in the InP clad layer below the InGaAs contact layer 65. Then, the n-type InGaAs layer 22 exposed from the opening is etched through the opening with a sulfuric acid-based etching solution to remove the ridge layer 64.
The n-type InGaAs layer 22 under the large portion 64B is completely removed. As a result, a gap 9 is formed between the lower surface of the large diameter portion 64B of the ridge 64 and the upper surface of the first cladding layer 5 (FIG. 4 (E)). Subsequently, after the silicon dioxide protective film 8 is formed on the entire surface of the substrate, the silicon dioxide protective film 8 is removed only on the portion of the contact layer 65 above the ridge 64 where the p-type electrode is to be formed, the contact window 7 is opened, and lift-off is performed. By the method, the p-type electrode 10 made of AuZn is formed.

【0048】引き続き、基板裏面を研磨して適当な厚さ
に調整した後、基板裏面にAuGeによりn型電極11
を形成し、半導体レーザ装置を得る(図4(F))。上
述の本発明の第四の実施の形態に係る半導体レーザ装置
の製造方法によれば、本発明の第二の実施の形態に係る
半導体レーザ装置の製造方法で述べた利点に加え、下記
の利点がある。すなわち、リッジ64を選択成長により
形成しているので自己整合的に成長ができ、マスク合わ
せが必要なく、製造が簡単である。
Subsequently, the back surface of the substrate is polished to have an appropriate thickness, and then the n-type electrode 11 is formed on the back surface of the substrate by AuGe.
To form a semiconductor laser device (FIG. 4 (F)). According to the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention described above, in addition to the advantages described in the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention, the following advantages There is. That is, since the ridge 64 is formed by selective growth, growth can be performed in a self-aligned manner, mask alignment is not required, and manufacturing is simple.

【0049】次に、本発明の第五の実施の形態に係る半
導体レーザ装置につき、図5を用いて詳細に説明する。
図5(A)は、半導体レーザ装置の断面図、図5(B)
は、図5(A)のX−Y方向の断面図である。
Next, a semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
5A is a cross-sectional view of the semiconductor laser device, FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view in the XY direction of FIG.

【0050】図5(A)、図5(B)において、図1と
同一部分には同一番号を示し、同一部分については説明
を省略する。図5(A)に示すように、ここでは多重量
子井戸活性層3上に0.2ミクロンのp型InGaAs
P光ガイド層4が載置されている。また、図5(B)に
示すように、上記p型InGaAsP光ガイド層4上に
は半導体レーザ装置の発振波長に合わせたグレーティン
グが形成されている。
5 (A) and 5 (B), the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description of the same parts will be omitted. As shown in FIG. 5A, here, 0.2 μm of p-type InGaAs is formed on the multiple quantum well active layer 3.
A P light guide layer 4 is placed. Further, as shown in FIG. 5B, a grating is formed on the p-type InGaAsP light guide layer 4 according to the oscillation wavelength of the semiconductor laser device.

【0051】この第五の実施の形態に係る半導体レーザ
装置によれば、上記第一の実施の形態に係る半導体レー
ザ装置の特長に加えて、グレーティングによって発振波
長の制御が可能である。
According to the semiconductor laser device of the fifth embodiment, in addition to the features of the semiconductor laser device of the first embodiment, the oscillation wavelength can be controlled by the grating.

【0052】上記の各実施の形態の説明では、n型In
P基板を用いた、多重量子井戸構造の活性層を有する半
導体レーザ装置について説明したが、本発明の実施の適
用はこれに限るものではなく、ダブルへテロ構造の半導
体レーザ装置、GaAs基板上に形成された、GaAl
As、GaAsP,GaAlAsP等を活性層、クラッ
ド層に用いた半導体レーザ装置等にも適用できることは
言うまでもない。また、第1のクラッド層に代えて光ガ
イド層を用いてもよい。
In the above description of each embodiment, n-type In
Although the semiconductor laser device using the P substrate and having the active layer of the multiple quantum well structure has been described, the application of the present invention is not limited to this, and the semiconductor laser device of the double hetero structure and the GaAs substrate are used. Formed GaAl
It goes without saying that it can be applied to a semiconductor laser device using As, GaAsP, GaAlAsP or the like for the active layer and the cladding layer. An optical guide layer may be used instead of the first cladding layer.

【0053】また、上記の各実施の形態において、リッ
ジの経大部下面と第1クラッド層上面との間隙に二酸化
珪素、窒化珪素、酸化ストロンチウム等の屈折率の小さ
い絶縁物質を充填してもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, an insulating material having a small refractive index such as silicon dioxide, silicon nitride, or strontium oxide may be filled in the gap between the lower surface of the large portion of the ridge and the upper surface of the first cladding layer. Good.

【0054】この場合には、例えば、二酸化珪素膜の屈
折率は1.5程度であり、気体と比較すれば大きいが、
InPと比較すれば十分に小さく、また、二酸化珪素膜
は誘電体であり、p型InP第1クラッド層5とp型I
nP第2クラッド層6との間の電気的耐圧を十分に大き
く取ることができ、本発明の効果を享受することができ
る。また、リッジは縦断面逆凸形、逆台形状に形成して
も良い。
In this case, for example, the refractive index of the silicon dioxide film is about 1.5, which is larger than that of gas,
It is sufficiently smaller than that of InP, and the silicon dioxide film is a dielectric, and the p-type InP first cladding layer 5 and the p-type I
The electrical breakdown voltage between the nP second cladding layer 6 and the nP second cladding layer 6 can be made sufficiently large, and the effects of the present invention can be enjoyed. Further, the ridge may be formed in an inverted convex shape or an inverted trapezoidal shape in vertical section.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
本導波モードでの発振が可能で且つ素子抵抗の低い、リ
ッジ型半導体レーザ装置が得られる。
As described above, according to the present invention, a ridge type semiconductor laser device capable of oscillating in a fundamental guided mode and having a low element resistance can be obtained.

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

【図1】本発明の第一の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造工程断面図である。
FIG. 2 is a manufacturing step sectional view of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造工程断面図の一部である。
FIG. 3 is a part of a manufacturing process sectional view of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第四の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の製造工程断面図の一部である。
FIG. 4 is a part of a manufacturing process sectional view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第五の実施の形態に係る半導体レーザ
装置の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来の半導体レーザ装置の製造工程断面図の一
部である。
FIG. 6 is a part of a cross-sectional view of a manufacturing process of a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、81・・・n型InP基板 2、82・・・n型InPクラッド層 3、83・・・多重量子井戸活性層 4、84・・・p型InGaAsP光ガイド層 5・・・p型InP第1クラッド層 85・・・p型InPクラッド層 6・・・p型InP第2クラッド層 60、64、94・・・リッジ 60A、64A・・・リッジの経小部 60B、64B・・・リッジの経大部 65、70・・・リッジ状p型InGaAsコンタクト
層 7、87・・・p型InGaAsコンタクト層 8・・・二酸化珪素保護膜 88・・・第2の二酸化珪素保護膜 9・・・間隙 10、90・・・p型電極 11、91・・・n型電極 7A、92・・・コンタクト窓 21・・・第1の二酸化珪素膜(非晶質膜) 22・・・n型InGaAs層(狭窄層) 23、63・・・第2の二酸化珪素膜 66・・・リッジ側面 67・・・開口部 73・・・垂直なリッジ側面 93・・・第1の二酸化珪素膜(非晶質膜)
1, 81 ... n-type InP substrate 2, 82 ... n-type InP clad layer 3, 83 ... multiple quantum well active layer 4, 84 ... p-type InGaAsP optical guide layer 5 ... p-type InP first clad layer 85 ... p-type InP clad layer 6 ... p-type InP second clad layer 60, 64, 94 ... Ridge 60A, 64A ... Ridge portion 60B, 64B ... Large part of ridge 65, 70 ... Ridge-shaped p-type InGaAs contact layer 7, 87 ... P-type InGaAs contact layer 8 ... Silicon dioxide protective film 88 ... Second silicon dioxide protective film 9 ... Gap 10, 90 ... p-type electrode 11, 91 ... n-type electrode 7A, 92 ... contact window 21 ... first silicon dioxide film (amorphous film) 22 ... n-type InGaAs layer (narrowing layer) 23, 63 ... second silicon dioxide film 66 ... ridge sides 67 ... opening 73 ... vertical ridge sides 93 ... the first silicon dioxide film (amorphous film)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一導電型半導体基板と、前記第一導電型
半導体基板上に直接または1層ないし数層の結晶層を介
して形成された第一導電型クラッド層と、前記第一導電
型クラッド層上に直接または1層ないし数層の結晶層を
介して形成された活性層と、前記活性層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して形成された第二導電型
の第1クラッド層と前記第二導電型の第1クラッド層上
に直接または1層ないし数層の結晶層を介して形成され
たリッジとを備え、前記リッジが前記第1クラッド層の
電流注入領域に形成された経小部とこの経小部上にこれ
と一体で広面積に形成され且つ経小部周囲のその下面と
前記第1クラッド層上面との間に間隙を形成する経大部
とを有する第二導電型クラッド層からなることを特徴と
する半導体レーザ装置。
1. A first-conductivity-type semiconductor substrate, a first-conductivity-type clad layer formed on the first-conductivity-type semiconductor substrate directly or through one or several crystal layers, and the first-conductivity-type semiconductor substrate. An active layer formed directly on the mold cladding layer or via one or several crystal layers, and a second conductivity type formed on the active layer directly or via one or several crystal layers A first clad layer and a ridge formed on the second conductivity type first clad layer directly or through one or several crystal layers, and the ridge is a current injection device of the first clad layer. A small portion formed in the region and a large portion which is integrally formed on the small portion and has a large area and which forms a gap between the lower surface around the small portion and the upper surface of the first cladding layer. A semiconductor laser comprising a second-conductivity-type cladding layer having Location.
【請求項2】前記リッジの断面構造が、T字状、逆凸
状、台形形状の何れかであることを特徴とする請求項1
に記載の半導体レーザ装置。
2. The cross-sectional structure of the ridge is any of a T-shape, an inverted convex shape, and a trapezoidal shape.
3. The semiconductor laser device according to claim 1.
【請求項3】前記リッジの経小部周囲の経大部下面と前
記第1クラッド層との間の間隙に絶縁物質を充填してな
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半
導体レーザ装置。
3. The insulating material is filled in a gap between the lower surface of the large portion around the small portion of the ridge and the first clad layer. Semiconductor laser device.
【請求項4】第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上の電流注入をすべき
部分にストライプ状の非晶質膜を形成する工程、前記非
晶質膜をマスクとして前記第一クラッド層上に前記第一
クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工程、前記
非晶質膜をエッチング除去し、電流注入領域を形成する
工程、前記電流注入領域上、前記狭窄層上に、第二導電
型の第一クラッド層と共同してクラッド層として作用す
る第二導電型の第二クラッド層を形成する工程、前記第
二導電型の第二クラッド層の一部をエッチング除去し、
前記電流注入領域よりも広い幅にリッジを形成する工
程、前記リッジ側面より前記狭窄層をエッチング除去す
る工程をこの順に含むことを特徴とする半導体レーザ装
置の製造方法。
4. A step of forming a first-conductivity-type clad layer directly on the first-conductivity-type semiconductor substrate or via one or several crystal layers, and directly or one-layer on the first-conductivity-type clad layer. To a step of forming an active layer via several crystal layers, a step of forming a second conductivity type first clad layer directly on the active layer or via one to several crystal layers,
Forming a stripe-shaped amorphous film on a portion of the second conductivity type first clad layer where a current should be injected; and using the amorphous film as a mask, the first clad layer on the first clad layer A step of forming a confinement layer having a different composition from that of the layer, a step of etching and removing the amorphous film to form a current injection region, and a second conductivity type first cladding on the current injection region and the confinement layer Forming a second conductivity type second clad layer that acts as a clad layer in cooperation with the layer, etching away a portion of the second conductivity type second clad layer,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: a step of forming a ridge having a width wider than that of the current injection region; and a step of etching away the constriction layer from the side surface of the ridge.
【請求項5】第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上に、前記第二導電型
の第一クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工
程、前記狭窄層の一部を溝状にエッチングし、電流注入
領域を形成する工程、前記電流注入領域、及び前記狭窄
層上に、第二導電型の第二クラッド層を形成する工程、
前記電流注入領域上に位置する前記第二導電型の第二ク
ラッド層を前記電流注入領域幅より広く残し、他の前記
第2クラッド層部分をエッチング除去し、経小部及び経
大部を有するリッジを形成する工程、前記狭窄層をエッ
チング除去する工程をこの順に含むことを特徴とする半
導体レーザ装置の製造方法。
5. A step of forming a first-conductivity-type clad layer directly on the first-conductivity-type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, directly or one-layer on the first-conductivity-type clad layer. To a step of forming an active layer via several crystal layers, a step of forming a second conductivity type first clad layer directly on the active layer or via one to several crystal layers,
A step of forming a constriction layer having a composition different from that of the second conductivity type first clad layer on the second conductivity type first clad layer, a part of the constriction layer is etched into a groove shape, and a current injection region is formed. Forming a second conductivity type second clad layer on the current injection region and the constriction layer,
The second clad layer of the second conductivity type located on the current injection region is left wider than the current injection region width, and the other second clad layer portion is removed by etching to have a small portion and a large portion. A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising a step of forming a ridge and a step of etching and removing the constriction layer in this order.
【請求項6】第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上に、前記第二導電型
の第一クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工
程、前記狭窄層の一部を溝状にエッチングし、電流注入
領域を形成する工程、前記電流注入領域上に、第二導電
型の第一クラッド層と共同してクラッド層として作用す
る第二導電型の第二クラッド層を選択エピタキシャル成
長により、前記狭窄層上にまで展延して形成する工程、
前記第二クラッド層下部の前記狭窄層をエッチング除去
する工程、をこの順に含むことを特徴とする半導体レー
ザ装置の製造方法。
6. A step of forming a first-conductivity-type clad layer directly on the first-conductivity-type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, and directly or one-layer on the first-conductivity-type clad layer. To a step of forming an active layer via several crystal layers, a step of forming a second conductivity type first clad layer directly on the active layer or via one to several crystal layers,
A step of forming a constriction layer having a composition different from that of the second conductivity type first clad layer on the second conductivity type first clad layer, a part of the constriction layer is etched into a groove shape, and a current injection region is formed. Forming a second conductivity type second clad layer that acts as a clad layer in cooperation with the second conductivity type first clad layer on the current injection region by selective epitaxial growth to reach the constriction layer. The process of spreading and forming,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: a step of etching away the constriction layer below the second cladding layer in this order.
【請求項7】第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または1層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の第一クラッド層を形成する工程、
前記第二導電型の第一クラッド層上の電流を注入すべき
部分に、ストライプ状の非晶質膜を形成する工程、前記
非晶質膜をマスクとして前記第一クラッド層上に前記第
一クラッド層と組成の異なる狭窄層を形成する工程、前
記非晶質膜をエッチング除去し、電流注入領域を形成す
る工程、前記電流注入領域上に、第二導電型の第一クラ
ッド層と共同してクラッド層として作用する第二導電型
の第二クラッド層を選択エピタキシャル成長により、前
記狭窄層上にまで展延して形成する工程、前記第二クラ
ッド層下部の前記狭窄層をエッチング除去する工程、を
この順に含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造
方法。
7. A step of forming a first-conductivity-type clad layer directly on the first-conductivity-type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, and directly or one-layer on the first-conductivity-type clad layer. To a step of forming an active layer via several crystal layers, a step of forming a second conductivity type first clad layer directly on the active layer or via one to several crystal layers,
Forming a stripe-shaped amorphous film on a portion of the second conductivity type first clad layer where a current is to be injected; and using the amorphous film as a mask to form the first clad layer on the first clad layer. A step of forming a confinement layer having a composition different from that of the clad layer, a step of etching away the amorphous film to form a current injection region, and a step of forming a current injection region on the current injection region in cooperation with a first conductivity type first cladding layer. A second clad layer of the second conductivity type that acts as a clad layer by selective epitaxial growth, extending over the constriction layer to form, a step of etching away the constriction layer under the second clad layer, A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
【請求項8】第一導電型半導体基板上に直接または1層
ないし数層の結晶層を介して第一導電型クラッド層を形
成する工程、前記第一導電型クラッド層上に直接または
1層ないし数層の結晶層を介して活性層を形成する工
程、前記活性層上に直接または一層ないし数層の結晶層
を介して第二導電型の光ガイド層を形成する工程、前記
第二導電型の光ガイド層上の電流を注入すべき領域に、
ストライプ状の非晶質膜を形成する工程、非晶質膜をエ
ッチング除去し、電流注入領域を形成する工程、前記電
流注入領域上に、第二導電型クラッド層を選択エピタキ
シャル成長により、前記狭窄層上にまで展延して形成す
る工程、前記第二クラッド層下部の前記狭窄層をエッチ
ング除去する工程、をこの順に含むことを特徴とする半
導体レーザ装置の製造方法。
8. A step of forming a first-conductivity-type clad layer directly on the first-conductivity-type semiconductor substrate or through one or several crystal layers, and directly or one-layer on the first-conductivity-type clad layer. To a step of forming an active layer via several crystal layers, a step of forming a second conductivity type optical guide layer directly on the active layer or via one to several crystal layers, the second conductivity In the area where the current should be injected on the light guide layer of the mold,
A step of forming a stripe-shaped amorphous film, a step of etching and removing the amorphous film to form a current injection region, and a second conductivity type clad layer on the current injection region by selective epitaxial growth to form the constriction layer. A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: a step of forming the layer extending upward and a step of removing the constriction layer below the second cladding layer by etching in this order.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7477669B2 (en) 2003-10-24 2009-01-13 Pioneer Corporation Semiconductor laser device and method of manufacturing the same

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