JPH0936484A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH0936484A JPH0936484A JP17860995A JP17860995A JPH0936484A JP H0936484 A JPH0936484 A JP H0936484A JP 17860995 A JP17860995 A JP 17860995A JP 17860995 A JP17860995 A JP 17860995A JP H0936484 A JPH0936484 A JP H0936484A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メサストライプの両側でリーク電流がなく、
素子容量を小さくできる半導体レーザ及びその製造方法
を提供し、高速変調動作の向上を図る。 【解決手段】 InP基板31上に積層された第一導電型
クラッド層33、活性層35、第二導電型クラッド層3
7によりメサストライプ53を形成する。メサストライ
プ53の両側をFe-InP層43で挟む。Fe-InP層43をエ
ッチングすることでメサストライプ53を挟む一対のチ
ャンネル55を形成する。Fe-InP層43を覆うとともに
活性層35上部の第二導電型クラッド層37上面にスト
ライプ状の開口部57を有するSiO2マスク59を形成す
る。SiO2マスク59の開口部57にストライプ状の電極
45を形成する。
素子容量を小さくできる半導体レーザ及びその製造方法
を提供し、高速変調動作の向上を図る。 【解決手段】 InP基板31上に積層された第一導電型
クラッド層33、活性層35、第二導電型クラッド層3
7によりメサストライプ53を形成する。メサストライ
プ53の両側をFe-InP層43で挟む。Fe-InP層43をエ
ッチングすることでメサストライプ53を挟む一対のチ
ャンネル55を形成する。Fe-InP層43を覆うとともに
活性層35上部の第二導電型クラッド層37上面にスト
ライプ状の開口部57を有するSiO2マスク59を形成す
る。SiO2マスク59の開口部57にストライプ状の電極
45を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用の光源と
して用いる半導体レーザ及びその製造方法に関し、特
に、高速変調動作を改善するものである。
して用いる半導体レーザ及びその製造方法に関し、特
に、高速変調動作を改善するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザにおける高速変調動作は、
素子の容量と抵抗で決まる。この種の半導体レーザで、
素子容量を小さくし、高速変調動作を可能にしたものの
製造方法として、例えば文献「Planar-embedded InGaAs
P/InP heterostructure laser with a semi-insulati
ng InP current-blocking layer grown by metalorgani
c chemical vapor deposition :T.Sanada,K.Nakai,K.W
akao,M.Kano,and S.YamakoshiApplied Physics Letter
s,Vol.51,1054-1056(1987)」に開示されるものを図5に
基づき説明する。図5は従来の半導体レーザ製造方法の
説明図である。
素子の容量と抵抗で決まる。この種の半導体レーザで、
素子容量を小さくし、高速変調動作を可能にしたものの
製造方法として、例えば文献「Planar-embedded InGaAs
P/InP heterostructure laser with a semi-insulati
ng InP current-blocking layer grown by metalorgani
c chemical vapor deposition :T.Sanada,K.Nakai,K.W
akao,M.Kano,and S.YamakoshiApplied Physics Letter
s,Vol.51,1054-1056(1987)」に開示されるものを図5に
基づき説明する。図5は従来の半導体レーザ製造方法の
説明図である。
【0003】先ず、 n-InP基板1上に n-InPクラッド層
3、 InGaAsP活性層5、 p-InPクラッド層7、 p-InGaA
sPコンタクト層9を形成する(図5a)。次に、幅4μ
mのSiO2をエッチングマスク11として、メサストライ
プ13を形成する(図5b)。この場合、発振するレー
ザ光の横モードを制御するため、活性層部分の幅Waを
2μm以下にする。
3、 InGaAsP活性層5、 p-InPクラッド層7、 p-InGaA
sPコンタクト層9を形成する(図5a)。次に、幅4μ
mのSiO2をエッチングマスク11として、メサストライ
プ13を形成する(図5b)。この場合、発振するレー
ザ光の横モードを制御するため、活性層部分の幅Waを
2μm以下にする。
【0004】次に、メサストライプ13の両側を有機金
属気相成長法(MOVPE、又はMOCVD)により、
FeドープInP 層15で埋め込み、電流ブロック層を形成
する(図5c)。次に、電極を形成するためにエッチン
グ用のSiO2マスク11を取り除き、新たに全面にSiO2マ
スク17を形成し、メサストライプ部分を中心に幅7μ
mのストライプウインドウ19を開ける。最後に、 p-I
nGaAsPコンタクト層側にオーミックコンタクト用の Pt/
Ti電極21を形成し、 n-InP側にも同様に Au/AuGe電極
23を形成する。更に、この素子をヒートシンクなどに
ボンディングするために両側に厚さ3μmのAu電極25
をメッキする(図5d)。
属気相成長法(MOVPE、又はMOCVD)により、
FeドープInP 層15で埋め込み、電流ブロック層を形成
する(図5c)。次に、電極を形成するためにエッチン
グ用のSiO2マスク11を取り除き、新たに全面にSiO2マ
スク17を形成し、メサストライプ部分を中心に幅7μ
mのストライプウインドウ19を開ける。最後に、 p-I
nGaAsPコンタクト層側にオーミックコンタクト用の Pt/
Ti電極21を形成し、 n-InP側にも同様に Au/AuGe電極
23を形成する。更に、この素子をヒートシンクなどに
ボンディングするために両側に厚さ3μmのAu電極25
をメッキする(図5d)。
【0005】このようにして製作された半導体レーザで
は、Fe-InP層15を電流ブロック層として用いること
で、素子容量が小さく(3.5pF)、通常の P-n逆バイ
アス構造を持った素子に比べて素子容量が1/10以下
になり、高速変調動作が可能になる。
は、Fe-InP層15を電流ブロック層として用いること
で、素子容量が小さく(3.5pF)、通常の P-n逆バイ
アス構造を持った素子に比べて素子容量が1/10以下
になり、高速変調動作が可能になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
製造方法により得られる半導体レーザでは、電極が大き
な面積で形成されるため、これ以上の素子容量の低減を
期待することができなかった。また、上述のように構成
された半導体レーザでは、電流を流すと、電流が電流ブ
ロック層と電極の下のSiO2マスク17の働きにより基本
的には活性層5のみを通って流れるが、実際にはブロッ
ク層にも僅かな洩れ電流が流れるため、素子容量が活性
層5と電流ブロック層との部分の容量の和になる。即
ち、この電流ブロック層におけるリーク電流も素子容量
を増大させる要因となり、高速変調動作改善の障害とな
るものであった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、メサストライプの両側でリーク電流がなく、活性
層に効率よく電流を流すことができるとともに、素子容
量を小さくできる半導体レーザ及びその製造方法を提供
し、高速変調動作の向上を図ることを目的とする。
製造方法により得られる半導体レーザでは、電極が大き
な面積で形成されるため、これ以上の素子容量の低減を
期待することができなかった。また、上述のように構成
された半導体レーザでは、電流を流すと、電流が電流ブ
ロック層と電極の下のSiO2マスク17の働きにより基本
的には活性層5のみを通って流れるが、実際にはブロッ
ク層にも僅かな洩れ電流が流れるため、素子容量が活性
層5と電流ブロック層との部分の容量の和になる。即
ち、この電流ブロック層におけるリーク電流も素子容量
を増大させる要因となり、高速変調動作改善の障害とな
るものであった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、メサストライプの両側でリーク電流がなく、活性
層に効率よく電流を流すことができるとともに、素子容
量を小さくできる半導体レーザ及びその製造方法を提供
し、高速変調動作の向上を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る半導体レーザの構成は、 InP基板上に積
層された第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型ク
ラッド層からなるメサストライプと、該メサストライプ
を両側から挟むFe-InP層と、該Fe-InP層をエッチングす
ることで得られる前記メサストライプを挟む一対のチャ
ンネルと、前記Fe-InP層を覆うとともに前記活性層上部
の前記第二導電型クラッド層上面にストライプ状の開口
部を有するSiO2マスクと、該SiO2マスクの開口部に形成
されるストライプ状の電極とを具備するものである。半
導体レーザの製造方法は、 InP基板上に第一導電型クラ
ッド層、活性層、第二導電型クラッド層を順次形成する
工程と、第二導電型クラッド層の上に一次SiO2マスクを
形成してメサストライプを形成する工程と、該メサスト
ライプの両側にFe-InP層を埋め込む工程と、メサストラ
イプ形成用の前記一次SiO2マスクをそのまま用いてメサ
ストライプの両側に一対のチャンネルを形成する工程
と、前記一次SiO2マスクを剥離した後前記第二導電型ク
ラッド層の上部にストライプ状の開口部を有する新たな
SiO2マスクを再形成し該開口部にストライプ状の電極を
形成する工程とを具備するものである。
の本発明に係る半導体レーザの構成は、 InP基板上に積
層された第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型ク
ラッド層からなるメサストライプと、該メサストライプ
を両側から挟むFe-InP層と、該Fe-InP層をエッチングす
ることで得られる前記メサストライプを挟む一対のチャ
ンネルと、前記Fe-InP層を覆うとともに前記活性層上部
の前記第二導電型クラッド層上面にストライプ状の開口
部を有するSiO2マスクと、該SiO2マスクの開口部に形成
されるストライプ状の電極とを具備するものである。半
導体レーザの製造方法は、 InP基板上に第一導電型クラ
ッド層、活性層、第二導電型クラッド層を順次形成する
工程と、第二導電型クラッド層の上に一次SiO2マスクを
形成してメサストライプを形成する工程と、該メサスト
ライプの両側にFe-InP層を埋め込む工程と、メサストラ
イプ形成用の前記一次SiO2マスクをそのまま用いてメサ
ストライプの両側に一対のチャンネルを形成する工程
と、前記一次SiO2マスクを剥離した後前記第二導電型ク
ラッド層の上部にストライプ状の開口部を有する新たな
SiO2マスクを再形成し該開口部にストライプ状の電極を
形成する工程とを具備するものである。
【0008】半導体レーザでは、メサストライプの両側
に一対のチャンネルが形成され、電流ブロック層の面積
が従来に比べ小さくなり、素子容量が低減される。ま
た、電極がメサストライプ上面の狭い面積で形成され、
これによっても素子容量が低減される。半導体レーザの
製造方法では、メサストライプ形成用の一次SiO2マスク
とダブルチャンネル形成用の一次SiO2マスクとが共用さ
れ、均等なダブルチャンネルを活性層の両側に容易に作
製可能となる。また、メサストライプ形成用の一次SiO2
マスクを共用することで間隔の狭いダブルチャンネルの
作製が可能となる。
に一対のチャンネルが形成され、電流ブロック層の面積
が従来に比べ小さくなり、素子容量が低減される。ま
た、電極がメサストライプ上面の狭い面積で形成され、
これによっても素子容量が低減される。半導体レーザの
製造方法では、メサストライプ形成用の一次SiO2マスク
とダブルチャンネル形成用の一次SiO2マスクとが共用さ
れ、均等なダブルチャンネルを活性層の両側に容易に作
製可能となる。また、メサストライプ形成用の一次SiO2
マスクを共用することで間隔の狭いダブルチャンネルの
作製が可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体レーザ
及びその製造方法の好適な例を図面を参照して詳細に説
明する。図1は本発明に係る半導体レーザの構成図であ
る。n-InP基板31にはメサストライプ状の n-InPクラ
ッド層(第一導電型クラッド層)33、 InGaAsP活性層
35、 p-InPクラッド層(第二導電型クラッド層)3
7、 p-InGaAsPコンタクト層39が順次積層状に設けら
れる。メサストライプの両側にはFe-InP層43が設けら
れ、Fe-InP層43はメサストライプの両側面を挟んでい
る。メサストライプの両側には絶縁膜であるSiO243が
設けられ、SiO243はメサストライプの上面で開口され
る。このSiO243の開口部及び n-InP基板31の下面に
は、電極45が形成されている。
及びその製造方法の好適な例を図面を参照して詳細に説
明する。図1は本発明に係る半導体レーザの構成図であ
る。n-InP基板31にはメサストライプ状の n-InPクラ
ッド層(第一導電型クラッド層)33、 InGaAsP活性層
35、 p-InPクラッド層(第二導電型クラッド層)3
7、 p-InGaAsPコンタクト層39が順次積層状に設けら
れる。メサストライプの両側にはFe-InP層43が設けら
れ、Fe-InP層43はメサストライプの両側面を挟んでい
る。メサストライプの両側には絶縁膜であるSiO243が
設けられ、SiO243はメサストライプの上面で開口され
る。このSiO243の開口部及び n-InP基板31の下面に
は、電極45が形成されている。
【0010】このような構造を有する半導体レーザ49
の製造方法を図1〜図4に基づき説明する。図2はMO
VPE工程の説明図、図3はメサストライプ形成工程の
説明図、図4は電流ブロック層形成工程の説明図であ
る。先ず、 n-InP基板31上に n-InPクラッド層33、
InGaAsP活性層35、 p-InPクラッド層37、 p-InGaA
sPコンタクト層39、 InPキャップ層41を順次成長さ
せる(図2)。
の製造方法を図1〜図4に基づき説明する。図2はMO
VPE工程の説明図、図3はメサストライプ形成工程の
説明図、図4は電流ブロック層形成工程の説明図であ
る。先ず、 n-InP基板31上に n-InPクラッド層33、
InGaAsP活性層35、 p-InPクラッド層37、 p-InGaA
sPコンタクト層39、 InPキャップ層41を順次成長さ
せる(図2)。
【0011】次に、SiO2などのエッチングマスク(一次
SiO2マスク)51を通常の熱CVD(Chemical Vapor D
eposition :化学蒸気蒸着法)方法により p-InGaAsPコ
ンタクト層39の上に形成し、エッチングによりメサス
トライプ53を形成する。ここで、一次SiO2マスク51
の幅は5μm以上、メサストライプ53の幅は基本モー
ドが得られるように2μm以下とする。
SiO2マスク)51を通常の熱CVD(Chemical Vapor D
eposition :化学蒸気蒸着法)方法により p-InGaAsPコ
ンタクト層39の上に形成し、エッチングによりメサス
トライプ53を形成する。ここで、一次SiO2マスク51
の幅は5μm以上、メサストライプ53の幅は基本モー
ドが得られるように2μm以下とする。
【0012】次に、Fe-InP層43の埋込み成長を行い、
電流ブロック層を形成する(図3)。次に、エッチング
を行い、メサストライプ53の両側にダブルチャンネル
55を形成する(図4)。次に、一次SiO2マスク51を
除去し、図1に示すように、一次SiO2マスク51より狭
い開口部57を有するSiO2マスク59を再度形成し、最
後に電極45を開口部57及び n-InP基板31の下面に
形成し、半導体レーザ49の製造が完了する。なお、電
極45の下に狭い開口部57を有するSiO2マスク59を
形成する理由は、電流狭窄のため電極45を活性層35
部分のみ(ブロック層以外)に形成するのが望ましいた
め、また特にブロック層をFe-InP層43で形成する場
合、p型電極材料としてAuZnを用いると、ZnがFe-InP層
43に拡散してブロック層の効果がなくなることから、
電極45とブロック層の接触面積を小さくしたいためで
ある。
電流ブロック層を形成する(図3)。次に、エッチング
を行い、メサストライプ53の両側にダブルチャンネル
55を形成する(図4)。次に、一次SiO2マスク51を
除去し、図1に示すように、一次SiO2マスク51より狭
い開口部57を有するSiO2マスク59を再度形成し、最
後に電極45を開口部57及び n-InP基板31の下面に
形成し、半導体レーザ49の製造が完了する。なお、電
極45の下に狭い開口部57を有するSiO2マスク59を
形成する理由は、電流狭窄のため電極45を活性層35
部分のみ(ブロック層以外)に形成するのが望ましいた
め、また特にブロック層をFe-InP層43で形成する場
合、p型電極材料としてAuZnを用いると、ZnがFe-InP層
43に拡散してブロック層の効果がなくなることから、
電極45とブロック層の接触面積を小さくしたいためで
ある。
【0013】斯る半導体レーザ49では、p型電極45
側が正になるようにバイアスをかけて動作させると、 p
-InGaAsPコンタクト層39から電流が流れ、 p-InPクラ
ッド層37、 InGaAsP活性層35を通り n-InP基板31
側に電流が流れる。これにより、 InGaAsP活性層35に
注入された電子正孔は InGaAsP活性層35の中で再結合
発光を起こし、レーザ発振が起こる。この際、半導体レ
ーザ49では、活性層35の両側にチャンネル55が形
成されることにより、従来に比べブロック層の面積が低
減され、素子容量が低減されることになる。また、p型
電極45がメサストライプ53上面の狭い面積で形成さ
れ、これによっても素子容量が低減されることになる。
側が正になるようにバイアスをかけて動作させると、 p
-InGaAsPコンタクト層39から電流が流れ、 p-InPクラ
ッド層37、 InGaAsP活性層35を通り n-InP基板31
側に電流が流れる。これにより、 InGaAsP活性層35に
注入された電子正孔は InGaAsP活性層35の中で再結合
発光を起こし、レーザ発振が起こる。この際、半導体レ
ーザ49では、活性層35の両側にチャンネル55が形
成されることにより、従来に比べブロック層の面積が低
減され、素子容量が低減されることになる。また、p型
電極45がメサストライプ53上面の狭い面積で形成さ
れ、これによっても素子容量が低減されることになる。
【0014】上述の半導体デバイス49によれば、メサ
ストライプ53の両側にダブルチャンネル55を形成し
たので、電流ブロック層の面積を従来に比べ小さくする
ことができ、素子容量を低減することができる。また、
p型電極45がメサストライプ53上面の狭い面積で形
成されるので、これによっても素子容量を低減すること
ができる。この結果、高速動作を更に向上させることが
できる。また、上述の製造方法によれば、メサストライ
プ53の形成用の一次SiO2マスク51とダブルチャンネ
ル形成用の一次SiO2マスク51を共用するので、均等な
ダブルチャンネルを活性層35の両側に容易に作製で
き、素子容量の低減が容易に達成できるようになる。ま
た、一次SiO2マスク51の共用により狭いダブルチャン
ネルの作製が可能となり、更なる素子容量の低下が可能
となる。
ストライプ53の両側にダブルチャンネル55を形成し
たので、電流ブロック層の面積を従来に比べ小さくする
ことができ、素子容量を低減することができる。また、
p型電極45がメサストライプ53上面の狭い面積で形
成されるので、これによっても素子容量を低減すること
ができる。この結果、高速動作を更に向上させることが
できる。また、上述の製造方法によれば、メサストライ
プ53の形成用の一次SiO2マスク51とダブルチャンネ
ル形成用の一次SiO2マスク51を共用するので、均等な
ダブルチャンネルを活性層35の両側に容易に作製で
き、素子容量の低減が容易に達成できるようになる。ま
た、一次SiO2マスク51の共用により狭いダブルチャン
ネルの作製が可能となり、更なる素子容量の低下が可能
となる。
【0015】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る半導体レーザによれば、電流ブロック層の面積を従来
に比べ小さくすることができるので、素子容量を低減す
ることができるとともに、電極も狭い面積で形成される
ので、これによっても素子容量を低減することができ、
これにより高速動作を更に向上させることができる。ま
た、上述の製造方法によれば、メサストライプ形成用の
一次SiO2マスクとダブルチャンネル形成用の一次SiO2マ
スクを共用するので、均等なダブルチャンネルを容易に
作製できるとともに、狭いダブルチャンネルの作製が可
能となり、更なる素子容量の低下が可能となる。
る半導体レーザによれば、電流ブロック層の面積を従来
に比べ小さくすることができるので、素子容量を低減す
ることができるとともに、電極も狭い面積で形成される
ので、これによっても素子容量を低減することができ、
これにより高速動作を更に向上させることができる。ま
た、上述の製造方法によれば、メサストライプ形成用の
一次SiO2マスクとダブルチャンネル形成用の一次SiO2マ
スクを共用するので、均等なダブルチャンネルを容易に
作製できるとともに、狭いダブルチャンネルの作製が可
能となり、更なる素子容量の低下が可能となる。
【図1】本発明に係る半導体レーザの構成図である。
【図2】MOVPE工程の説明図である。
【図3】メサストライプ形成工程の説明図である。
【図4】電流ブロック層形成工程の説明図である。
【図5】従来の半導体レーザ製造方法の説明図である。
31 InP基板 33 n-InPクラッド層(第一導電型クラッド層) 35 活性層 37 p-InPクラッド層(第二導電型クラッド層) 43 Fe-InP層 45 電極 49 半導体レーザ 51 一次SiO2マスク 53 メサストライプ 55 チャンネル 57 開口部 59 SiO2マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 徹人 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 InP基板上に積層された第一導電型クラ
ッド層、活性層、第二導電型クラッド層からなるメサス
トライプと、 該メサストライプを両側から挟むFe-InP層と、 該Fe-InP層をエッチングすることで得られる前記メサス
トライプを挟む一対のチャンネルと、 前記Fe-InP層を覆うとともに前記活性層上部の前記第二
導電型クラッド層上面にストライプ状の開口部を有する
SiO2マスクと、 該SiO2マスクの開口部に形成されるストライプ状の電極
とを具備することを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項2】 InP基板上に第一導電型クラッド層、活
性層、第二導電型クラッド層を順次形成する工程と、 第二導電型クラッド層の上に一次SiO2マスクを形成して
メサストライプを形成する工程と、 該メサストライプの両側にFe-InP層を埋め込む工程と、 メサストライプ形成用の前記一次SiO2マスクをそのまま
用いてメサストライプの両側に一対のチャンネルを形成
する工程と、 前記一次SiO2マスクを剥離した後前記第二導電型クラッ
ド層の上部にストライプ状の開口部を有する新たなSiO2
マスクを再形成し該開口部にストライプ状の電極を形成
する工程とを具備することを特徴とする半導体レーザの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17860995A JPH0936484A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17860995A JPH0936484A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0936484A true JPH0936484A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16051452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17860995A Pending JPH0936484A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0936484A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002228994A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体光素子及びその作製方法 |
JP2005116659A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Sony Corp | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
JP2006511948A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-04-06 | クリー インコーポレイテッド | メサ構造および多重パッシベーション層を備える半導体デバイスならびに関連するデバイスの形成方法 |
JP2017123426A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザーおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP17860995A patent/JPH0936484A/ja active Pending
Cited By (4)
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