JPH0945993A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH0945993A JPH0945993A JP7212688A JP21268895A JPH0945993A JP H0945993 A JPH0945993 A JP H0945993A JP 7212688 A JP7212688 A JP 7212688A JP 21268895 A JP21268895 A JP 21268895A JP H0945993 A JPH0945993 A JP H0945993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- semiconductor substrate
- current blocking
- convex portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 169
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 86
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 62
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 58
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 57
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 52
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 41
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 38
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 11
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001041669 Oryctolagus cuniculus Corticostatin 1 Proteins 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000002517 constrictor effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000004180 plasmocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/24—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/28—Materials of the light emitting region containing only elements of Group II and Group VI of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/347—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe- laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Geometry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低いしきい値電流密度で室温において青色な
いし緑色で発振可能な半導体レーザーを提供する。 【解決手段】 （１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１
上にｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２を積層し、このｐ型Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２に〈０１−１〉方向に延在するストラ
イプ状の溝２ａを設ける。この溝２ａの側面の最大傾斜
角は６０°以下とする。ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の厚
さは１．５μｍ以上とする。この電流狭窄機構を有する
構造基板上にｎ型ＺｎＳｅバッファ層３を介してｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８などを積層し、ＳＣＨ構造および
ＣＳＰＷ構造を有する屈折率導波内部ストライプ型の半
導体レーザーを構成する。
いし緑色で発振可能な半導体レーザーを提供する。 【解決手段】 （１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１
上にｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２を積層し、このｐ型Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２に〈０１−１〉方向に延在するストラ
イプ状の溝２ａを設ける。この溝２ａの側面の最大傾斜
角は６０°以下とする。ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の厚
さは１．５μｍ以上とする。この電流狭窄機構を有する
構造基板上にｎ型ＺｎＳｅバッファ層３を介してｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８などを積層し、ＳＣＨ構造および
ＣＳＰＷ構造を有する屈折率導波内部ストライプ型の半
導体レーザーを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光素子
に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子に適用して好適なものである。
に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクに対
する記録／再生の高密度化または高解像度化のために、
青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザーに対する要
求が高まってきており、その実現を目指して研究が活発
に行われている。
する記録／再生の高密度化または高解像度化のために、
青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザーに対する要
求が高まってきており、その実現を目指して研究が活発
に行われている。
【０００３】このような青色ないし緑色で発光可能な半
導体レーザーの製造に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体が最も有望である。そして、このＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体レーザーとして、こ
れまでにレーザー構造が異なるいくつかの種類のものが
試作され、検証されてきている。これらのうち、ＺｎＣ
ｄＳｅ層を活性層、ＺｎＳＳｅ層を光導波層、ＺｎＭｇ
ＳＳｅ層をクラッド層とするＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳＳｅ
／ＺｎＭｇＳＳｅ ＳＣＨ（Separate Confinement Het
erostructure）構造の半導体レーザーは高性能であり、
すでに室温で１時間の連続発振が達成されている（(1)J
pn. J. Appl. Phys. 33(1994)pp.L938-934、(2)IEEE La
sers and Electro-Optics Society's Annual Meeting,
Boston,1994,PDP 1.1)。
導体レーザーの製造に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体が最も有望である。そして、このＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体レーザーとして、こ
れまでにレーザー構造が異なるいくつかの種類のものが
試作され、検証されてきている。これらのうち、ＺｎＣ
ｄＳｅ層を活性層、ＺｎＳＳｅ層を光導波層、ＺｎＭｇ
ＳＳｅ層をクラッド層とするＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳＳｅ
／ＺｎＭｇＳＳｅ ＳＣＨ（Separate Confinement Het
erostructure）構造の半導体レーザーは高性能であり、
すでに室温で１時間の連続発振が達成されている（(1)J
pn. J. Appl. Phys. 33(1994)pp.L938-934、(2)IEEE La
sers and Electro-Optics Society's Annual Meeting,
Boston,1994,PDP 1.1)。
【０００４】一方、近年、ＳＣＨ構造に適合した屈折率
導波構造の採用によって半導体レーザーのしきい値電流
密度の低減および横方向の光学モード制御を行う試みが
なされている。その結果、２μｍ幅の埋め込みリッジ構
造を有し、高反射率の端面コーティングを施した半導体
レーザーにおいて、７００Ａ／ｃｍ2 という低いしきい
値電流密度で室温パルス発振が達成されている（(3)App
l. Phys. Lett.,63(1993)pp.2315-2317)。また、４．５
μｍ幅の埋め込みリッジ構造を有し、高反射率の端面コ
ーティングを施した半導体レーザーにおいて、３１０Ａ
／ｃｍ2 というより低いしきい値電流密度で室温連続発
振が達成されている（(4)Journal of Vacuum Science &
Technology B12(1994)pp.2480-2483)。
導波構造の採用によって半導体レーザーのしきい値電流
密度の低減および横方向の光学モード制御を行う試みが
なされている。その結果、２μｍ幅の埋め込みリッジ構
造を有し、高反射率の端面コーティングを施した半導体
レーザーにおいて、７００Ａ／ｃｍ2 という低いしきい
値電流密度で室温パルス発振が達成されている（(3)App
l. Phys. Lett.,63(1993)pp.2315-2317)。また、４．５
μｍ幅の埋め込みリッジ構造を有し、高反射率の端面コ
ーティングを施した半導体レーザーにおいて、３１０Ａ
／ｃｍ2 というより低いしきい値電流密度で室温連続発
振が達成されている（(4)Journal of Vacuum Science &
Technology B12(1994)pp.2480-2483)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体レーザー
においては、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系の半導体レーザ
ーにおいて低しきい値電流密度化のために多く用いられ
ている、いわゆるＣＳＰＷ（Channeled-Substrate Plan
ar Waveguide）構造を採用し、発振を達成した報告はな
い。
で、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体レーザー
においては、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系の半導体レーザ
ーにおいて低しきい値電流密度化のために多く用いられ
ている、いわゆるＣＳＰＷ（Channeled-Substrate Plan
ar Waveguide）構造を採用し、発振を達成した報告はな
い。
【０００６】従って、この発明の目的は、ＣＳＰＷ構造
のような電流狭窄構造を有する構造基板上にＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層によるレーザー構造を有し、低いしき
い値電流密度で室温において青色ないし緑色で発振可能
な半導体レーザーを実現することができる半導体発光素
子を提供することにある。
のような電流狭窄構造を有する構造基板上にＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層によるレーザー構造を有し、低いしき
い値電流密度で室温において青色ないし緑色で発振可能
な半導体レーザーを実現することができる半導体発光素
子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の目的
を達成すべく鋭意検討を行った。その概要を説明すると
次の通りである。
を達成すべく鋭意検討を行った。その概要を説明すると
次の通りである。
【０００８】いま、図１８に示すように、ＧａＡｓ基板
１０１上にこのＧａＡｓ基板１０１と逆導電型のＧａＡ
ｓ電流阻止層１０２をエピタキシャル成長させ、このＧ
ａＡｓ電流阻止層１０２にストライプ状の溝１０２ａを
形成した後、この電流狭窄構造を有する構造基板上にレ
ーザー構造を構成する複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層１０３を分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により全面
にエピタキシャル成長させる場合を考える。
１０１上にこのＧａＡｓ基板１０１と逆導電型のＧａＡ
ｓ電流阻止層１０２をエピタキシャル成長させ、このＧ
ａＡｓ電流阻止層１０２にストライプ状の溝１０２ａを
形成した後、この電流狭窄構造を有する構造基板上にレ
ーザー構造を構成する複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層１０３を分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により全面
にエピタキシャル成長させる場合を考える。
【０００９】本発明者の知見によれば、この場合、Ｇａ
Ａｓ電流阻止層１０２に形成された溝１０２ａの側面の
傾斜角θが大き過ぎると、この溝１０２ａの側面の上方
の部分におけるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層１０３（図
１８においてこの部分に点描を付す）の屈曲の度合いが
大きくなり、この屈曲部のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
１０３の結晶性が劣化してしまう。この結晶性の劣化
は、半導体レーザーの寿命等の特性悪化の原因となるた
め、抑える必要がある。このためには溝１０２ａの側面
の傾斜角θを小さくすればよいが、本発明者の知見によ
れば、この傾斜角θが６０°以下であれば、この屈曲部
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層１０３の結晶性の劣化を
かなりの程度抑えることができる。なお、溝１０２ａの
側面が一般に曲面であるとすると、その最大傾斜角θ
max が６０°以下であればよい。
Ａｓ電流阻止層１０２に形成された溝１０２ａの側面の
傾斜角θが大き過ぎると、この溝１０２ａの側面の上方
の部分におけるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層１０３（図
１８においてこの部分に点描を付す）の屈曲の度合いが
大きくなり、この屈曲部のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
１０３の結晶性が劣化してしまう。この結晶性の劣化
は、半導体レーザーの寿命等の特性悪化の原因となるた
め、抑える必要がある。このためには溝１０２ａの側面
の傾斜角θを小さくすればよいが、本発明者の知見によ
れば、この傾斜角θが６０°以下であれば、この屈曲部
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層１０３の結晶性の劣化を
かなりの程度抑えることができる。なお、溝１０２ａの
側面が一般に曲面であるとすると、その最大傾斜角θ
max が６０°以下であればよい。
【００１０】一方、電流狭窄を効率良く行う見地から
は、ＧａＡｓ電流阻止層１０２の厚さが大きい方が好ま
しいが、本発明者の知見によれば、ＧａＡｓ電流阻止層
１０２の厚さが１．５μｍ以上であれば、効率良く電流
狭窄を行うことができる。ただし、ＧａＡｓ電流阻止層
１０２の厚さが大き過ぎると、溝１０２ａの部分の段差
の高さが大きくなり、これも屈曲部のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層１０３の結晶性の劣化の原因となるため、Ｇ
ａＡｓ電流阻止層１０２の厚さは、十分な電流狭窄効果
を得ることができる範囲内で可能な限り小さくするのが
好ましい。
は、ＧａＡｓ電流阻止層１０２の厚さが大きい方が好ま
しいが、本発明者の知見によれば、ＧａＡｓ電流阻止層
１０２の厚さが１．５μｍ以上であれば、効率良く電流
狭窄を行うことができる。ただし、ＧａＡｓ電流阻止層
１０２の厚さが大き過ぎると、溝１０２ａの部分の段差
の高さが大きくなり、これも屈曲部のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層１０３の結晶性の劣化の原因となるため、Ｇ
ａＡｓ電流阻止層１０２の厚さは、十分な電流狭窄効果
を得ることができる範囲内で可能な限り小さくするのが
好ましい。
【００１１】この発明は、本発明者による上述の検討に
基づいて案出されたものである。
基づいて案出されたものである。
【００１２】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明による半導体発光素子は、一主面に
凹部を有する半導体基板と、半導体基板の主面上の発光
構造を構成する複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層とを
有し、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は凹部の部分で凹部
に沿って屈曲しており、かつ、凹部の側面は最大傾斜角
が６０°以下の斜面からなることを特徴とするものであ
る。
の発明の第１の発明による半導体発光素子は、一主面に
凹部を有する半導体基板と、半導体基板の主面上の発光
構造を構成する複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層とを
有し、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は凹部の部分で凹部
に沿って屈曲しており、かつ、凹部の側面は最大傾斜角
が６０°以下の斜面からなることを特徴とするものであ
る。
【００１３】この発明の第１の発明においては、典型的
には、半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板である。
には、半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板である。
【００１４】この発明の第１の発明の一実施形態におい
ては、一主面がほぼ平坦な半導体基板の主面上にストラ
イプ状の溝を有する電流阻止層が設けられている。
ては、一主面がほぼ平坦な半導体基板の主面上にストラ
イプ状の溝を有する電流阻止層が設けられている。
【００１５】この発明の第１の発明の他の一実施形態に
おいては、一主面に凸部を有する半導体基板の主面上に
凸部に対応する部分にストライプ状の溝を有し、かつ、
凸部の高さよりも大きい厚さを有する電流阻止層が設け
られている。
おいては、一主面に凸部を有する半導体基板の主面上に
凸部に対応する部分にストライプ状の溝を有し、かつ、
凸部の高さよりも大きい厚さを有する電流阻止層が設け
られている。
【００１６】ここで、電流阻止層は半導体基板と逆導電
型である。また、この電流阻止層は例えばＧａＡｓから
なる。
型である。また、この電流阻止層は例えばＧａＡｓから
なる。
【００１７】この電流阻止層の厚さは、電流狭窄を効率
良く行うために１．５μｍ以上とする。
良く行うために１．５μｍ以上とする。
【００１８】この発明の第２の発明による半導体発光素
子は、一主面がほぼ平坦な第１導電型の化合物半導体基
板と、化合物半導体基板の主面上のストライプ状の溝を
有する第２導電型の電流阻止層と、溝の部分における化
合物半導体基板および電流阻止層上の第１導電型の第１
のクラッド層と、第１のクラッド層上の活性層と、活性
層上の第２導電型の第２のクラッド層と、第２のクラッ
ド層と電気的に接続された第１の電極と、化合物半導体
基板と電気的に接続された第２の電極とを有し、第１の
クラッド層、活性層および第２のクラッド層はＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体からなり、第１のクラッド層、活性層
および第２のクラッド層は溝の部分で溝に沿って屈曲し
ており、かつ、溝の側面は最大傾斜角が６０°以下の斜
面からなることを特徴とするものである。
子は、一主面がほぼ平坦な第１導電型の化合物半導体基
板と、化合物半導体基板の主面上のストライプ状の溝を
有する第２導電型の電流阻止層と、溝の部分における化
合物半導体基板および電流阻止層上の第１導電型の第１
のクラッド層と、第１のクラッド層上の活性層と、活性
層上の第２導電型の第２のクラッド層と、第２のクラッ
ド層と電気的に接続された第１の電極と、化合物半導体
基板と電気的に接続された第２の電極とを有し、第１の
クラッド層、活性層および第２のクラッド層はＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体からなり、第１のクラッド層、活性層
および第２のクラッド層は溝の部分で溝に沿って屈曲し
ており、かつ、溝の側面は最大傾斜角が６０°以下の斜
面からなることを特徴とするものである。
【００１９】この発明の第２の発明の一実施形態におい
ては、化合物半導体基板および電流阻止層はＧａＡｓか
らなり、第１のクラッド層および第２のクラッド層はＺ
ｎＭｇＳＳｅからなる。
ては、化合物半導体基板および電流阻止層はＧａＡｓか
らなり、第１のクラッド層および第２のクラッド層はＺ
ｎＭｇＳＳｅからなる。
【００２０】この発明の第３の発明による半導体発光素
子は、一主面に凸部を有する第１導電型の化合物半導体
基板と、化合物半導体基板の主面上の、凸部に対応する
部分にストライプ状の溝を有し、かつ、凸部の高さより
も大きい厚さを有する第２導電型の電流阻止層と、溝の
部分における化合物半導体基板および電流阻止層上の第
１導電型の第１のクラッド層と、第１のクラッド層上の
活性層と、活性層上の第２導電型の第２のクラッド層
と、第２のクラッド層と電気的に接続された第１の電極
と、化合物半導体基板と電気的に接続された第２の電極
とを有し、第１のクラッド層、活性層および第２のクラ
ッド層はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、第１のク
ラッド層、活性層および第２のクラッド層は溝の部分で
溝に沿って屈曲しており、かつ、溝の側面は最大傾斜角
が６０°以下の斜面からなることを特徴とするものであ
る。
子は、一主面に凸部を有する第１導電型の化合物半導体
基板と、化合物半導体基板の主面上の、凸部に対応する
部分にストライプ状の溝を有し、かつ、凸部の高さより
も大きい厚さを有する第２導電型の電流阻止層と、溝の
部分における化合物半導体基板および電流阻止層上の第
１導電型の第１のクラッド層と、第１のクラッド層上の
活性層と、活性層上の第２導電型の第２のクラッド層
と、第２のクラッド層と電気的に接続された第１の電極
と、化合物半導体基板と電気的に接続された第２の電極
とを有し、第１のクラッド層、活性層および第２のクラ
ッド層はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、第１のク
ラッド層、活性層および第２のクラッド層は溝の部分で
溝に沿って屈曲しており、かつ、溝の側面は最大傾斜角
が６０°以下の斜面からなることを特徴とするものであ
る。
【００２１】この発明の第３の発明の一実施形態におい
ては、化合物半導体基板および電流阻止層はＧａＡｓか
らなり、第１のクラッド層および第２のクラッド層はＺ
ｎＭｇＳＳｅからなる。
ては、化合物半導体基板および電流阻止層はＧａＡｓか
らなり、第１のクラッド層および第２のクラッド層はＺ
ｎＭｇＳＳｅからなる。
【００２２】この発明の第４の発明による半導体発光素
子は、一主面に凸部を有する半導体基板と、半導体基板
の主面上の発光構造を構成する複数のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層とを有し、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は凸
部の部分で凸部に沿って屈曲しており、かつ、凸部の側
面は最大傾斜角が６０°以下の斜面からなることを特徴
とするものである。
子は、一主面に凸部を有する半導体基板と、半導体基板
の主面上の発光構造を構成する複数のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層とを有し、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は凸
部の部分で凸部に沿って屈曲しており、かつ、凸部の側
面は最大傾斜角が６０°以下の斜面からなることを特徴
とするものである。
【００２３】この発明の第５の発明による半導体発光素
子は、一主面に凸部を有する第１導電型の化合物半導体
基板と、化合物半導体基板上の第１導電型の第１のクラ
ッド層と、第１のクラッド層上の活性層と、活性層上の
第２導電型の第２のクラッド層と、第２のクラッド層と
電気的に接続された第１の電極と、化合物半導体基板と
電気的に接続された第２の電極とを有し、第１のクラッ
ド層、活性層および第２のクラッド層はＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体からなり、第１のクラッド層、活性層および
第２のクラッド層は凸部の部分で凸部に沿って屈曲して
おり、かつ、凸部の側面は最大傾斜角が６０°以下の斜
面からなることを特徴とするものである。
子は、一主面に凸部を有する第１導電型の化合物半導体
基板と、化合物半導体基板上の第１導電型の第１のクラ
ッド層と、第１のクラッド層上の活性層と、活性層上の
第２導電型の第２のクラッド層と、第２のクラッド層と
電気的に接続された第１の電極と、化合物半導体基板と
電気的に接続された第２の電極とを有し、第１のクラッ
ド層、活性層および第２のクラッド層はＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体からなり、第１のクラッド層、活性層および
第２のクラッド層は凸部の部分で凸部に沿って屈曲して
おり、かつ、凸部の側面は最大傾斜角が６０°以下の斜
面からなることを特徴とするものである。
【００２４】この発明において、発光構造を構成するＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層は、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシ
ウム（Ｍｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）およ
びベリリウム（Ｂｅ）からなる群より選ばれた一種また
は二種以上のＩＩ族元素と、セレン（Ｓｅ）、硫黄
（Ｓ）およびテルル（Ｔｅ）からなる群より選ばれた一
種または二種以上のＶＩ族元素とにより構成される。
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層は、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシ
ウム（Ｍｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）およ
びベリリウム（Ｂｅ）からなる群より選ばれた一種また
は二種以上のＩＩ族元素と、セレン（Ｓｅ）、硫黄
（Ｓ）およびテルル（Ｔｅ）からなる群より選ばれた一
種または二種以上のＶＩ族元素とにより構成される。
【００２５】上述のように構成されたこの発明において
は、半導体基板の凹部または凸部の側面が斜面からな
り、その最大傾斜角が６０°以下であることにより、こ
の半導体基板上に積層されるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層のこの凹部または凸部の側面の上方の部分における屈
曲の度合いが少なくなる。このため、これらのＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層の結晶性の劣化を抑えることができ
る。
は、半導体基板の凹部または凸部の側面が斜面からな
り、その最大傾斜角が６０°以下であることにより、こ
の半導体基板上に積層されるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層のこの凹部または凸部の側面の上方の部分における屈
曲の度合いが少なくなる。このため、これらのＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層の結晶性の劣化を抑えることができ
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
【００２７】図１はこの発明の第１の実施形態による半
導体レーザーを示し、その共振器長方向に垂直な断面図
である。この第１の実施形態による半導体レーザーは、
ＳＣＨ構造およびＣＳＰＷ構造を有する屈折率導波内部
ストライプ型の半導体レーザーである。
導体レーザーを示し、その共振器長方向に垂直な断面図
である。この第１の実施形態による半導体レーザーは、
ＳＣＨ構造およびＣＳＰＷ構造を有する屈折率導波内部
ストライプ型の半導体レーザーである。
【００２８】図１に示すように、この第１の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、ドナー不純物として例
えばシリコン（Ｓｉ）がドープされた（１００）面方位
のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、アクセプタ不純物として例
えばＺｎがドープされたｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２が積
層されており、これによって電流狭窄構造が形成されて
いる。このｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の厚さは、電流狭
窄を効率的に行うために少なくとも１．５μｍ以上に選
ばれ、具体的には例えば２．５μｍである。また、この
ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の有効アクセプタ濃度ＮA −
ＮD （ただし、ＮA ：アクセプタ濃度、ＮD ：ドナー濃
度）は例えば１×１０18ｃｍ-3である。このｐ型ＧａＡ
ｓ電流阻止層２には、〈０１−１〉方向に延在するスト
ライプ状の溝２ａが設けられている。ここで、この溝２
ａは斜面からなる側面を有し、その最大傾斜角は６０°
以下になっている。この溝２ａの側面は例えば｛１１
１｝面により形成される。また、この溝２ａの幅Ｗは例
えば６μｍである。
よる半導体レーザーにおいては、ドナー不純物として例
えばシリコン（Ｓｉ）がドープされた（１００）面方位
のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、アクセプタ不純物として例
えばＺｎがドープされたｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２が積
層されており、これによって電流狭窄構造が形成されて
いる。このｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の厚さは、電流狭
窄を効率的に行うために少なくとも１．５μｍ以上に選
ばれ、具体的には例えば２．５μｍである。また、この
ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の有効アクセプタ濃度ＮA −
ＮD （ただし、ＮA ：アクセプタ濃度、ＮD ：ドナー濃
度）は例えば１×１０18ｃｍ-3である。このｐ型ＧａＡ
ｓ電流阻止層２には、〈０１−１〉方向に延在するスト
ライプ状の溝２ａが設けられている。ここで、この溝２
ａは斜面からなる側面を有し、その最大傾斜角は６０°
以下になっている。この溝２ａの側面は例えば｛１１
１｝面により形成される。また、この溝２ａの幅Ｗは例
えば６μｍである。
【００２９】溝２ａの部分におけるｎ型ＧａＡｓ基板１
およびｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に、ドナー不純物と
して例えば塩素（Ｃｌ）がドープされたｎ型ＺｎＳｅバ
ッファ層３、ドナー不純物として例えばＣｌがドープさ
れたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ドナー不純物と
して例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、例えばアンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層６、
アクセプタ不純物として例えば窒素（Ｎ）がドープされ
たｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、アクセプタ不純物として
例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
８、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９、それぞれアクセプタ不純物
として例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅ層（量子井
戸層）とｐ型ＺｎＴｅ層（障壁層）とが交互に積層され
たｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層１
０およびアクセプタ不純物として例えばＮがドープされ
たｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１が順次積層されてい
る。
およびｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に、ドナー不純物と
して例えば塩素（Ｃｌ）がドープされたｎ型ＺｎＳｅバ
ッファ層３、ドナー不純物として例えばＣｌがドープさ
れたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ドナー不純物と
して例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、例えばアンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層６、
アクセプタ不純物として例えば窒素（Ｎ）がドープされ
たｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、アクセプタ不純物として
例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
８、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９、それぞれアクセプタ不純物
として例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅ層（量子井
戸層）とｐ型ＺｎＴｅ層（障壁層）とが交互に積層され
たｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層１
０およびアクセプタ不純物として例えばＮがドープされ
たｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１が順次積層されてい
る。
【００３０】これらのｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１は、溝２ａの部分でこの溝２ａに沿
って屈曲している。この場合、溝２ａの部分における活
性層６は、その横方向（接合面に平行な方向）がｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層４によってはさまれた構造にな
っており、これによって屈折率導波構造が形成されてい
る。また、溝２ａの側面の最大傾斜角が６０°以下であ
ることにより、この屈曲部におけるｎ型ＺｎＳｅバッフ
ァ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層
７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコ
ンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０お
よびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１の結晶性の劣化がな
く、結晶性は良好である。
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１は、溝２ａの部分でこの溝２ａに沿
って屈曲している。この場合、溝２ａの部分における活
性層６は、その横方向（接合面に平行な方向）がｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層４によってはさまれた構造にな
っており、これによって屈折率導波構造が形成されてい
る。また、溝２ａの側面の最大傾斜角が６０°以下であ
ることにより、この屈曲部におけるｎ型ＺｎＳｅバッフ
ァ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層
７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコ
ンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０お
よびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１の結晶性の劣化がな
く、結晶性は良好である。
【００３１】ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１上にｐ側電
極１２がオーミックコンタクトしているとともに、ｎ型
ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極１３がオーミックコン
タクトしている。ここで、ｐ側電極１２としては、例え
ば、厚さが１０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ
膜と厚さが３００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造の
Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。また、ｎ側電極１
３としては、例えばＩｎ電極が用いられる。
極１２がオーミックコンタクトしているとともに、ｎ型
ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極１３がオーミックコン
タクトしている。ここで、ｐ側電極１２としては、例え
ば、厚さが１０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ
膜と厚さが３００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造の
Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極が用いられる。また、ｎ側電極１
３としては、例えばＩｎ電極が用いられる。
【００３２】この場合、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５およ
びｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７の間にアンドープＺｎＣｄ
Ｓｅからなる活性層６がはさまれた構造によりＺｎＳＳ
ｅ／ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸構造が形成されている。
びｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７の間にアンドープＺｎＣｄ
Ｓｅからなる活性層６がはさまれた構造によりＺｎＳＳ
ｅ／ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸構造が形成されている。
【００３３】ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型Ｚ
ｎＳＳｅ光導波層５、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７および
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８は、ｎ型ＧａＡｓ基板
１とほぼ完全に格子整合するように組成が選ばれてい
る。
ｎＳＳｅ光導波層５、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７および
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８は、ｎ型ＧａＡｓ基板
１とほぼ完全に格子整合するように組成が選ばれてい
る。
【００３４】ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３の厚さは例えば
２０ｎｍ、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４の厚さは例
えば１μｍ、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５の厚さは例えば
１２０ｎｍ、活性層６を構成するＺｎＣｄＳｅ層の厚さ
は例えば４ｎｍ、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７の厚さは例
えば１２０ｎｍ、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８の厚
さは例えば０．８μｍ、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の
厚さは例えば１．６μｍ、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
１の厚さは例えば６ｎｍである。
２０ｎｍ、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４の厚さは例
えば１μｍ、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５の厚さは例えば
１２０ｎｍ、活性層６を構成するＺｎＣｄＳｅ層の厚さ
は例えば４ｎｍ、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７の厚さは例
えば１２０ｎｍ、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８の厚
さは例えば０．８μｍ、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の
厚さは例えば１．６μｍ、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
１の厚さは例えば６ｎｍである。
【００３５】また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層４およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導波
層５の有効ドナー濃度ＮD −ＮA はそれぞれ例えば５×
１０17ｃｍ-3である。さらに、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層８のＮA −ＮD は例えば５×１０16ｃｍ-3、ｐ型
ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９お
よびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０のｐ型ＺｎＳ
ｅ層のＮA −ＮD はそれぞれ例えば４×１０17ｃｍ-3、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０のｐ型ＺｎＴｅ層
およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１のＮA −ＮD はそ
れぞれ例えば１×１０18ｃｍ-3である。
ｎＭｇＳＳｅクラッド層４およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導波
層５の有効ドナー濃度ＮD −ＮA はそれぞれ例えば５×
１０17ｃｍ-3である。さらに、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層８のＮA −ＮD は例えば５×１０16ｃｍ-3、ｐ型
ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９お
よびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０のｐ型ＺｎＳ
ｅ層のＮA −ＮD はそれぞれ例えば４×１０17ｃｍ-3、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０のｐ型ＺｎＴｅ層
およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１のＮA −ＮD はそ
れぞれ例えば１×１０18ｃｍ-3である。
【００３６】なお、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４お
よびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８のバンドギャップ
エネルギーは、例えば、室温において２．９ｅＶであ
る。
よびｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８のバンドギャップ
エネルギーは、例えば、室温において２．９ｅＶであ
る。
【００３７】上述のｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１
０が設けられているのは、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９
とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１とを直接接合すると、
接合界面において価電子帯に大きな不連続（約０．８ｅ
Ｖ）が生じ、これがｐ側電極１２からｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１１に注入される正孔に対する障壁となること
から、この障壁を実効的になくすためである。このため
に、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０のｐ型ＺｎＴ
ｅ層からなる量子井戸層のそれぞれに形成される第１量
子準位がｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅの価電子帯の
頂上のエネルギーと一致し、しかも互いに等しくなるよ
うに、ｐ型ＺｎＴｅ層の厚さをｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層９からｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１に向かって段階
的に増加させている。
０が設けられているのは、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９
とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１とを直接接合すると、
接合界面において価電子帯に大きな不連続（約０．８ｅ
Ｖ）が生じ、これがｐ側電極１２からｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１１に注入される正孔に対する障壁となること
から、この障壁を実効的になくすためである。このため
に、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０のｐ型ＺｎＴ
ｅ層からなる量子井戸層のそれぞれに形成される第１量
子準位がｐ型ＺｎＳｅおよびｐ型ＺｎＴｅの価電子帯の
頂上のエネルギーと一致し、しかも互いに等しくなるよ
うに、ｐ型ＺｎＴｅ層の厚さをｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層９からｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１に向かって段階
的に増加させている。
【００３８】次に、上述のように構成されたこの第１の
実施形態による半導体レーザーの製造方法について説明
する。
実施形態による半導体レーザーの製造方法について説明
する。
【００３９】図２に示すように、まず、例えば常圧の有
機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、例えば７
２０℃の成長温度で、（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ
基板１上にｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２をエピタキシャル
成長させる。このＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成
長の際には、例えば、Ｇａ原料としてトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）、Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3 ）を
用い、アクセプタ不純物としてのＺｎのドーパントとし
てジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いる。
機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、例えば７
２０℃の成長温度で、（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ
基板１上にｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２をエピタキシャル
成長させる。このＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成
長の際には、例えば、Ｇａ原料としてトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）、Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3 ）を
用い、アクセプタ不純物としてのＺｎのドーパントとし
てジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いる。
【００４０】次に、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に〈０
１−１〉方向に延在する所定幅の溝が開口されたレジス
トパターン１４をリソグラフィーにより形成する。
１−１〉方向に延在する所定幅の溝が開口されたレジス
トパターン１４をリソグラフィーにより形成する。
【００４１】次に、レジストパターン１４をマスクとし
てｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２をエッチングする。このエ
ッチングは、例えば、アンモニアと過酸化水素との混合
液（その組成は体積比で例えばアンモニア：過酸化水素
＝１：３０）をエッチング液として用いたウエットエッ
チング法により行う。このエッチングは、ｎ型ＧａＡｓ
基板１に達するまで行う。このエッチングにより、図３
に示すように、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２に、〈０１−
１〉方向に延在する所定幅の溝２ａが形成される。この
溝２ａの側面の最大傾斜角は６０°以下となる。
てｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２をエッチングする。このエ
ッチングは、例えば、アンモニアと過酸化水素との混合
液（その組成は体積比で例えばアンモニア：過酸化水素
＝１：３０）をエッチング液として用いたウエットエッ
チング法により行う。このエッチングは、ｎ型ＧａＡｓ
基板１に達するまで行う。このエッチングにより、図３
に示すように、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２に、〈０１−
１〉方向に延在する所定幅の溝２ａが形成される。この
溝２ａの側面の最大傾斜角は６０°以下となる。
【００４２】次に、レジストパターン１４を除去した
後、ｎ型ＧａＡｓ基板１を図示省略した分子線エピタキ
シー（ＭＢＥ）装置の超高真空に排気された真空容器内
に搬送し、所定の基板ホルダーに装着する。次に、この
超高真空の真空容器中でｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば６
００℃程度の温度に加熱して表面の清浄化（サーマルク
リーニング）を行う。
後、ｎ型ＧａＡｓ基板１を図示省略した分子線エピタキ
シー（ＭＢＥ）装置の超高真空に排気された真空容器内
に搬送し、所定の基板ホルダーに装着する。次に、この
超高真空の真空容器中でｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば６
００℃程度の温度に加熱して表面の清浄化（サーマルク
リーニング）を行う。
【００４３】次に、図４に示すように、上述のようにし
て表面が清浄化されたｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＢＥ
法により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、例えば
アンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層６、ｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭ
ＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１を順次
エピタキシャル成長させる。
て表面が清浄化されたｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＢＥ
法により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、例えば
アンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層６、ｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭ
ＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１を順次
エピタキシャル成長させる。
【００４４】このＭＢＥ法によるエピタキシャル成長に
おいては、例えば、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、ＴｅおよびＳｅ
の原料としてそれらの単体を用い、それをクヌードセン
セル（Ｋセル）に入れて分子線を発生させる。一方、Ｓ
原料としてはＳ単体を用い、それを分子線調整弁付きク
ラッキングセルに入れて分子線を発生させる。また、ｎ
型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド
層４およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５のドナー不純物と
してのＣｌのドーピングは、例えばＺｎＣｌ2をドーパ
ントとして用いる。また、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０および
ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１のアクセプタ不純物とし
てのＮのドーピングは、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）プラズマセルにより発生された活性窒素を基板表面
に照射することにより行う。
おいては、例えば、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、ＴｅおよびＳｅ
の原料としてそれらの単体を用い、それをクヌードセン
セル（Ｋセル）に入れて分子線を発生させる。一方、Ｓ
原料としてはＳ単体を用い、それを分子線調整弁付きク
ラッキングセルに入れて分子線を発生させる。また、ｎ
型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド
層４およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５のドナー不純物と
してのＣｌのドーピングは、例えばＺｎＣｌ2をドーパ
ントとして用いる。また、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０および
ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１のアクセプタ不純物とし
てのＮのドーピングは、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）プラズマセルにより発生された活性窒素を基板表面
に照射することにより行う。
【００４５】次に、図６に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の裏面にＩｎ電極のようなｎ側電極１３を真空蒸着
法などにより形成する。
板１の裏面にＩｎ電極のようなｎ側電極１３を真空蒸着
法などにより形成する。
【００４６】次に、図１に示すように、ｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１１の全面に例えばＰｄ膜、Ｐｔ膜およびＡ
ｕ膜を順次真空蒸着してＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極からなる
ｐ側電極１２を形成し、その後必要に応じて熱処理を行
って、このｐ側電極１２をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
１にオーミックコンタクトさせる。
ンタクト層１１の全面に例えばＰｄ膜、Ｐｔ膜およびＡ
ｕ膜を順次真空蒸着してＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極からなる
ｐ側電極１２を形成し、その後必要に応じて熱処理を行
って、このｐ側電極１２をｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
１にオーミックコンタクトさせる。
【００４７】次に、以上のようにしてレーザー構造が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、このバーを劈開してチップ化し、
パッケージングを行う。
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、このバーを劈開してチップ化し、
パッケージングを行う。
【００４８】この第１の実施形態による半導体レーザー
を室温でパルス動作させたときの光出力─電流特性の測
定結果の一例を図６に示す。また、発光スペクトルの測
定結果の一例を図７に示す。ただし、測定に用いた半導
体レーザーの共振器長は１ｍｍである。また、半導体レ
ーザーの駆動パルス幅は３μｓ、デューティ比は０．１
％である。図７より、波長５１２ｎｍ（緑色）付近で発
光ピークが観測され、これより波長５１２ｎｍでレーザ
ー発振が起きていることがわかる。また、図６より、半
導体レーザーを構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層お
よびｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２中における横方向の電流
拡散を無視すると、しきい値電流密度は３５０Ａ／ｃｍ
2 と見積もられる。スロープ効率は０．７６Ａ／Ｗであ
り、これに対応する微分外部量子効率は６３％である。
また、図示は省略するが、この半導体レーザーにしきい
値電流密度よりも低い注入電流およびしきい値電流密度
よりも高い電流密度の注入電流を流したときのニアフィ
ールドパターンをＣＣＤビデオカメラにより撮影したと
ころ、チャネル幅Ｗ内での良好な電流閉じ込め特性およ
び良好な屈折率導波特性が得られていることが確認され
た。
を室温でパルス動作させたときの光出力─電流特性の測
定結果の一例を図６に示す。また、発光スペクトルの測
定結果の一例を図７に示す。ただし、測定に用いた半導
体レーザーの共振器長は１ｍｍである。また、半導体レ
ーザーの駆動パルス幅は３μｓ、デューティ比は０．１
％である。図７より、波長５１２ｎｍ（緑色）付近で発
光ピークが観測され、これより波長５１２ｎｍでレーザ
ー発振が起きていることがわかる。また、図６より、半
導体レーザーを構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層お
よびｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２中における横方向の電流
拡散を無視すると、しきい値電流密度は３５０Ａ／ｃｍ
2 と見積もられる。スロープ効率は０．７６Ａ／Ｗであ
り、これに対応する微分外部量子効率は６３％である。
また、図示は省略するが、この半導体レーザーにしきい
値電流密度よりも低い注入電流およびしきい値電流密度
よりも高い電流密度の注入電流を流したときのニアフィ
ールドパターンをＣＣＤビデオカメラにより撮影したと
ころ、チャネル幅Ｗ内での良好な電流閉じ込め特性およ
び良好な屈折率導波特性が得られていることが確認され
た。
【００４９】一方、詳細は省略するが、共振器長方向に
垂直な一対の共振器端面のうちのレーザー光が取り出さ
れるフロント側の端面にはＡｌ2 Ｏ3 膜とＳｉ膜とから
なる１周期の多層膜をコーティングするとともに、共振
器長方向に垂直な一対の共振器端面のうちのレーザー光
が取り出されないリア側の端面にはＡｌ2 Ｏ3 膜とＳｉ
膜とを２周期積層した多層膜をコーティングし、フロン
ト側の端面の反射率を７０％、リア側の端面の反射率を
９５％にしたことを除いてこの第１の実施形態による半
導体レーザーと同様な構造の半導体レーザーを別途作製
し、上述と同様な光出力─電流特性および発光スペクト
ルの測定を行った。その結果によれば、しきい値電流密
度は２４０Ａ／ｃｍ2 とさらに減少した。このしきい値
電流密度の値は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半
導体レーザーに関してこれまでに報告された最も低い値
である。
垂直な一対の共振器端面のうちのレーザー光が取り出さ
れるフロント側の端面にはＡｌ2 Ｏ3 膜とＳｉ膜とから
なる１周期の多層膜をコーティングするとともに、共振
器長方向に垂直な一対の共振器端面のうちのレーザー光
が取り出されないリア側の端面にはＡｌ2 Ｏ3 膜とＳｉ
膜とを２周期積層した多層膜をコーティングし、フロン
ト側の端面の反射率を７０％、リア側の端面の反射率を
９５％にしたことを除いてこの第１の実施形態による半
導体レーザーと同様な構造の半導体レーザーを別途作製
し、上述と同様な光出力─電流特性および発光スペクト
ルの測定を行った。その結果によれば、しきい値電流密
度は２４０Ａ／ｃｍ2 とさらに減少した。このしきい値
電流密度の値は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半
導体レーザーに関してこれまでに報告された最も低い値
である。
【００５０】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にストライプ状の溝２ａを有
するｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２を設け、溝２ａの部分に
おけるｎ型ＧａＡｓ基板１およびｐ型ＧａＡｓ電流阻止
層２上にレーザー構造を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体層を積層しているので、室温において波長５１２ｎ
ｍの緑色で発振可能でしかも低しきい値電流密度のＳＣ
Ｈ構造およびＣＳＰＷ構造を有する屈折率導波内部スト
ライプ型の半導体レーザーを実現することができる。
ば、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にストライプ状の溝２ａを有
するｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２を設け、溝２ａの部分に
おけるｎ型ＧａＡｓ基板１およびｐ型ＧａＡｓ電流阻止
層２上にレーザー構造を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体層を積層しているので、室温において波長５１２ｎ
ｍの緑色で発振可能でしかも低しきい値電流密度のＳＣ
Ｈ構造およびＣＳＰＷ構造を有する屈折率導波内部スト
ライプ型の半導体レーザーを実現することができる。
【００５１】図８はこの発明の第２の実施形態による半
導体レーザーを示す。この第２の実施形態による半導体
レーザーも、ＳＣＨ構造およびＣＳＰＷ構造を有する屈
折率導波内部ストライプ型の半導体レーザーである。
導体レーザーを示す。この第２の実施形態による半導体
レーザーも、ＳＣＨ構造およびＣＳＰＷ構造を有する屈
折率導波内部ストライプ型の半導体レーザーである。
【００５２】図８に示すように、この第２の実施形態に
よる半導体レーザーにおいては、例えばドナー不純物と
してＳｉがドープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の一主面に、〈０１−１〉方向に延在するスト
ライプ状の凸部１ａが形成されている。そして、この凸
部１ａの両側の部分を埋め、かつその上面が凸部１ａの
上面よりも高くなるように、この凸部１ａの両側の部分
におけるｎ型ＧａＡｓ基板１上に、アクセプタ不純物と
して例えばＺｎがドープされたｐ型ＧａＡｓ電流阻止層
２が積層されている。第１の実施形態と同様に、このｐ
型ＧａＡｓ電流阻止層２の厚さは効率的な電流狭窄を行
うために少なくとも１．５μｍ以上に選ばれ、具体的に
は例えば２．５μｍである。また、凸部１ａに対応する
部分におけるｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２に形成された溝
２ａの側面の最大傾斜角は６０°以下になっている。こ
の溝２ａの側面は例えば｛１１１｝面により形成され
る。また、この溝２ａの幅Ｗは例えば６μｍである。
よる半導体レーザーにおいては、例えばドナー不純物と
してＳｉがドープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の一主面に、〈０１−１〉方向に延在するスト
ライプ状の凸部１ａが形成されている。そして、この凸
部１ａの両側の部分を埋め、かつその上面が凸部１ａの
上面よりも高くなるように、この凸部１ａの両側の部分
におけるｎ型ＧａＡｓ基板１上に、アクセプタ不純物と
して例えばＺｎがドープされたｐ型ＧａＡｓ電流阻止層
２が積層されている。第１の実施形態と同様に、このｐ
型ＧａＡｓ電流阻止層２の厚さは効率的な電流狭窄を行
うために少なくとも１．５μｍ以上に選ばれ、具体的に
は例えば２．５μｍである。また、凸部１ａに対応する
部分におけるｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２に形成された溝
２ａの側面の最大傾斜角は６０°以下になっている。こ
の溝２ａの側面は例えば｛１１１｝面により形成され
る。また、この溝２ａの幅Ｗは例えば６μｍである。
【００５３】そして、このストライプ状の凸部１ａおよ
びｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に、第１の実施形態と同
様に、ドナー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳｅバッファ層３、ドナー不純物として例えばＣ
ｌがドープされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ド
ナー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層５、例えばアンドープＺｎＣｄＳｅからな
る活性層６、アクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、アクセプタ不純物と
して例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッ
ド層８、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされ
たｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴ
ｅＭＱＷ層１０およびアクセプタ不純物として例えばＮ
がドープされたｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１が順次積
層されている。
びｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に、第１の実施形態と同
様に、ドナー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ
型ＺｎＳｅバッファ層３、ドナー不純物として例えばＣ
ｌがドープされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ド
ナー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層５、例えばアンドープＺｎＣｄＳｅからな
る活性層６、アクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、アクセプタ不純物と
して例えばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッ
ド層８、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされ
たｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴ
ｅＭＱＷ層１０およびアクセプタ不純物として例えばＮ
がドープされたｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１が順次積
層されている。
【００５４】これらのｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１は、溝２ａの部分でこの溝２ａに沿
って屈曲している。この場合、溝２ａの部分における活
性層６は、その横方向がｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
４によってはさまれた構造になっており、これによって
屈折率導波構造が形成されている。また、溝２ａの側面
の最大傾斜角が６０°以下であること、および、溝２ａ
の部分の段差の高さは、凸部１ａの高さ分だけ第１の実
施形態の場合に比べて小さくなっていることにより、こ
の屈曲部におけるｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、
活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型
ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１１の結晶性の劣化がなく、結晶性は極めて
良好である。
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１は、溝２ａの部分でこの溝２ａに沿
って屈曲している。この場合、溝２ａの部分における活
性層６は、その横方向がｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層
４によってはさまれた構造になっており、これによって
屈折率導波構造が形成されている。また、溝２ａの側面
の最大傾斜角が６０°以下であること、および、溝２ａ
の部分の段差の高さは、凸部１ａの高さ分だけ第１の実
施形態の場合に比べて小さくなっていることにより、こ
の屈曲部におけるｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、
活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型
ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１１の結晶性の劣化がなく、結晶性は極めて
良好である。
【００５５】この第２の実施形態による半導体レーザー
の上記以外のことは、第１の実施形態による半導体レー
ザーと同様であるので、説明を省略する。
の上記以外のことは、第１の実施形態による半導体レー
ザーと同様であるので、説明を省略する。
【００５６】次に、上述のように構成されたこの第２の
実施形態による半導体レーザーの製造方法について説明
する。
実施形態による半導体レーザーの製造方法について説明
する。
【００５７】図９に示すように、まず、表面が平坦な
（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、〈０１−
１〉方向に延在する所定幅のストライプ状のレジストパ
ターン１４をリソグラフィーにより形成する。
（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、〈０１−
１〉方向に延在する所定幅のストライプ状のレジストパ
ターン１４をリソグラフィーにより形成する。
【００５８】次に、レジストパターン１４をマスクとし
てｎ型ＧａＡｓ基板１をエッチングする。このエッチン
グは、例えばアンモニアと過酸化水素との混合液（その
組成は体積比で例えばアンモニア：過酸化水素＝１：３
０）をエッチング液として用いたウエットエッチング法
により行う。このエッチングにより、図１０に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１に〈０１−１〉方向に延在する
所定幅のストライプ状の凸部１ａが形成される。
てｎ型ＧａＡｓ基板１をエッチングする。このエッチン
グは、例えばアンモニアと過酸化水素との混合液（その
組成は体積比で例えばアンモニア：過酸化水素＝１：３
０）をエッチング液として用いたウエットエッチング法
により行う。このエッチングにより、図１０に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１に〈０１−１〉方向に延在する
所定幅のストライプ状の凸部１ａが形成される。
【００５９】次に、レジストパターン１４を除去した
後、図１１に示すように、第１の実施形態と同様に、例
えば常圧のＭＯＣＶＤ法により、例えば７００℃の成長
温度でｎ型ＧａＡｓ基板１の全面にｐ型ＧａＡｓ電流阻
止層２をエピタキシャル成長させる。
後、図１１に示すように、第１の実施形態と同様に、例
えば常圧のＭＯＣＶＤ法により、例えば７００℃の成長
温度でｎ型ＧａＡｓ基板１の全面にｐ型ＧａＡｓ電流阻
止層２をエピタキシャル成長させる。
【００６０】次に、図１２に示すように、ｐ型ＧａＡｓ
電流阻止層２の全面にレジスト層１５を塗布する。この
とき、ｎ型ＧａＡｓ基板１の凸部１ａに起因してｐ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層２に現れた凸部２ｂの近傍の部分のレ
ジスト層１５の厚さは他の部分に比べて薄くなる。
電流阻止層２の全面にレジスト層１５を塗布する。この
とき、ｎ型ＧａＡｓ基板１の凸部１ａに起因してｐ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層２に現れた凸部２ｂの近傍の部分のレ
ジスト層１５の厚さは他の部分に比べて薄くなる。
【００６１】次に、レジスト層１５を全面露光した後、
現像を行い、レジスト層１５のうちのｐ型ＧａＡｓ電流
阻止層２の凸部２ｂの近傍の薄い部分を選択的に除去す
る。これによって、図１３に示すように、ｐ型ＧａＡｓ
電流阻止層２の凸部２ｂが露出する。
現像を行い、レジスト層１５のうちのｐ型ＧａＡｓ電流
阻止層２の凸部２ｂの近傍の薄い部分を選択的に除去す
る。これによって、図１３に示すように、ｐ型ＧａＡｓ
電流阻止層２の凸部２ｂが露出する。
【００６２】次に、レジスト層１５をマスクとしてｐ型
ＧａＡｓ電流阻止層２をエッチングする。このエッチン
グは、例えばアンモニアと過酸化水素との混合液（その
組成は体積比で例えばアンモニア：過酸化水素＝１：３
０）をエッチング液として用いたウエットエッチング法
により行う。このエッチングにより、図１４に示すよう
に、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２に〈０１−１〉方向に延
在する所定幅の溝２ａが形成される。
ＧａＡｓ電流阻止層２をエッチングする。このエッチン
グは、例えばアンモニアと過酸化水素との混合液（その
組成は体積比で例えばアンモニア：過酸化水素＝１：３
０）をエッチング液として用いたウエットエッチング法
により行う。このエッチングにより、図１４に示すよう
に、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２に〈０１−１〉方向に延
在する所定幅の溝２ａが形成される。
【００６３】次に、レジスト層１５を除去した後、第１
の実施形態による半導体レーザーの製造方法と同様に、
図１５に示すように、溝２ａの部分におけるｎ型ＧａＡ
ｓ基板１およびｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に、ＭＢＥ
法により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、例えば
アンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層６、ｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭ
ＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１を順次
エピタキシャル成長させる。
の実施形態による半導体レーザーの製造方法と同様に、
図１５に示すように、溝２ａの部分におけるｎ型ＧａＡ
ｓ基板１およびｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２上に、ＭＢＥ
法により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、例えば
アンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層６、ｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭ
ＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１を順次
エピタキシャル成長させる。
【００６４】次に、図１６に示すように、ｎ型ＧａＡｓ
基板１の裏面にＩｎ電極のようなｎ側電極１３を真空蒸
着法などにより形成する。
基板１の裏面にＩｎ電極のようなｎ側電極１３を真空蒸
着法などにより形成する。
【００６５】次に、図８に示すように、例えばＰｄ／Ｐ
ｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１２を形成し、その後必
要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極１２をｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１１にオーミックコンタクトさせ
る。
ｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１２を形成し、その後必
要に応じて熱処理を行って、このｐ側電極１２をｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１１にオーミックコンタクトさせ
る。
【００６６】次に、以上のようにしてレーザー構造が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、このバーを劈開してチップ化し、
パッケージングを行う。
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振
器端面を形成した後、このバーを劈開してチップ化し、
パッケージングを行う。
【００６７】以上のように、この第２の実施形態によれ
ば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができるほ
か、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の溝２ａの部分の段差の
高さが第１の実施形態の場合に比べて小さくなることに
より、この溝２ａの側面の上方の部分のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層の結晶性の劣化を有効に抑えることがで
き、従ってより優れたレーザー特性を得ることができる
という利点がある。
ば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができるほ
か、ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層２の溝２ａの部分の段差の
高さが第１の実施形態の場合に比べて小さくなることに
より、この溝２ａの側面の上方の部分のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層の結晶性の劣化を有効に抑えることがで
き、従ってより優れたレーザー特性を得ることができる
という利点がある。
【００６８】図１７はこの発明の第３の実施形態による
半導体レーザーを示す。
半導体レーザーを示す。
【００６９】図１７に示すように、この第３の実施形態
による半導体レーザーにおいては、例えばドナー不純物
としてＳｉがドープされた（１００）面方位のｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の一主面に、〈０１−１〉方向に延在するス
トライプ状の凸部１ａが形成されている。この凸部１ａ
の側面は斜面からなり、その最大傾斜角は６０°以下に
なっている。この凸部１ａの側面は例えば｛１１１｝面
により形成される。
による半導体レーザーにおいては、例えばドナー不純物
としてＳｉがドープされた（１００）面方位のｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の一主面に、〈０１−１〉方向に延在するス
トライプ状の凸部１ａが形成されている。この凸部１ａ
の側面は斜面からなり、その最大傾斜角は６０°以下に
なっている。この凸部１ａの側面は例えば｛１１１｝面
により形成される。
【００７０】そして、この凸部１ａを有するｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の主面の全面に、第１の実施形態と同様に、ド
ナー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳ
ｅバッファ層３、ドナー不純物として例えばＣｌがドー
プされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ドナー不純
物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層５、例えばアンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層
６、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＳＳｅ光導波層７、アクセプタ不純物として例え
ばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、
アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ型Ｚ
ｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ
層１０およびアクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１が順次積層されて
いる。
ｓ基板１の主面の全面に、第１の実施形態と同様に、ド
ナー不純物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳ
ｅバッファ層３、ドナー不純物として例えばＣｌがドー
プされたｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ドナー不純
物として例えばＣｌがドープされたｎ型ＺｎＳＳｅ光導
波層５、例えばアンドープＺｎＣｄＳｅからなる活性層
６、アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ
型ＺｎＳＳｅ光導波層７、アクセプタ不純物として例え
ばＮがドープされたｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、
アクセプタ不純物として例えばＮがドープされたｐ型Ｚ
ｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ
層１０およびアクセプタ不純物として例えばＮがドープ
されたｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１１が順次積層されて
いる。
【００７１】これらのｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１は、凸部１ａの部分でこの凸部１ａ
に沿って屈曲している。この場合、凸部１ａの部分にお
ける活性層６は、その横方向がｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層８によりはさまれた構造になっており、これによ
って屈折率導波構造が形成されている。また、凸部１ａ
の側面の最大傾斜角が６０°以下であるため、屈曲部に
おけるｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、活性層６、
ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッ
ド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／
ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層
１１の結晶性の劣化がなく、結晶性は良好である。
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層
５、活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１１は、凸部１ａの部分でこの凸部１ａ
に沿って屈曲している。この場合、凸部１ａの部分にお
ける活性層６は、その横方向がｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラ
ッド層８によりはさまれた構造になっており、これによ
って屈折率導波構造が形成されている。また、凸部１ａ
の側面の最大傾斜角が６０°以下であるため、屈曲部に
おけるｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５、活性層６、
ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッ
ド層８、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９、ｐ型ＺｎＳｅ／
ＺｎＴｅＭＱＷ層１０およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層
１１の結晶性の劣化がなく、結晶性は良好である。
【００７２】この場合、ｐ側電極１２は、第１の実施形
態および第２の実施形態と異なり、ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層１１の全面に設けられておらず、〈０１−１〉方
向に延在するストライプ状の形状を有し、ｎ型ＧａＡｓ
基板１の凸部１ａの上方の部分におけるｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１１上に設けられている。
態および第２の実施形態と異なり、ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層１１の全面に設けられておらず、〈０１−１〉方
向に延在するストライプ状の形状を有し、ｎ型ＧａＡｓ
基板１の凸部１ａの上方の部分におけるｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１１上に設けられている。
【００７３】この第３の実施形態による半導体レーザー
の上記以外のことは、第１の実施形態による半導体レー
ザーとほぼ同様であるので、説明を省略する。
の上記以外のことは、第１の実施形態による半導体レー
ザーとほぼ同様であるので、説明を省略する。
【００７４】また、この第３の実施形態による半導体レ
ーザーの製造方法は、第２の実施形態による半導体レー
ザーと同様であるので、説明を省略する。
ーザーの製造方法は、第２の実施形態による半導体レー
ザーと同様であるので、説明を省略する。
【００７５】この第３の実施形態によれば、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１の凸部１ａの側面の最大傾斜角が６０°以下に
なっているので、この凸部１ａに対応する部分のＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層の結晶性の劣化を抑えることがで
き、従って低しきい値電流密度の優れたレーザー特性を
得ることができるという利点がある。
ｓ基板１の凸部１ａの側面の最大傾斜角が６０°以下に
なっているので、この凸部１ａに対応する部分のＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層の結晶性の劣化を抑えることがで
き、従って低しきい値電流密度の優れたレーザー特性を
得ることができるという利点がある。
【００７６】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【００７７】例えば、上述の第１の実施形態、第２の実
施形態および第３の実施形態においては、ＳＣＨ構造を
有する半導体レーザーにこの発明を適用した場合につい
て説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double Heteros
tructure）を有する半導体レーザーに適用することも可
能である。
施形態および第３の実施形態においては、ＳＣＨ構造を
有する半導体レーザーにこの発明を適用した場合につい
て説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double Heteros
tructure）を有する半導体レーザーに適用することも可
能である。
【００７８】さらに、上述の第１の実施形態、第２の実
施形態および第３の実施形態においては、この発明を半
導体レーザーに適用した場合について説明したが、この
発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた発光ダイオ
ードに適用することも可能である。
施形態および第３の実施形態においては、この発明を半
導体レーザーに適用した場合について説明したが、この
発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた発光ダイオ
ードに適用することも可能である。
【００７９】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
半導体基板に凹部または凸部が設けられ、その凹部また
は凸部の側面が最大傾斜角が６０°以下の斜面からなる
ことにより、この凹部または凸部の側面の上方の部分に
おける発光構造を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
の結晶性の劣化を抑えることができる。このため、ＣＳ
ＰＷ構造のような電流狭窄構造を有する構造基板上にＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層によるレーザー構造を有し、
低いしきい値電流密度で室温において青色ないし緑色で
発振可能な半導体レーザーを実現することができる。
半導体基板に凹部または凸部が設けられ、その凹部また
は凸部の側面が最大傾斜角が６０°以下の斜面からなる
ことにより、この凹部または凸部の側面の上方の部分に
おける発光構造を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
の結晶性の劣化を抑えることができる。このため、ＣＳ
ＰＷ構造のような電流狭窄構造を有する構造基板上にＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層によるレーザー構造を有し、
低いしきい値電流密度で室温において青色ないし緑色で
発振可能な半導体レーザーを実現することができる。
【図１】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの共振器長方向に垂直な断面図である。
ーの共振器長方向に垂直な断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
ーの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
ーの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
ーの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
ーの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの室温における光出力−電流特性の測定結果の一例を
示すグラフである。
ーの室温における光出力−電流特性の測定結果の一例を
示すグラフである。
【図７】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
ーの室温における発光スペクトルの測定結果の一例を示
すグラフである。
ーの室温における発光スペクトルの測定結果の一例を示
すグラフである。
【図８】この発明の第２の実施形態による半導体レーザ
ーの共振器長方向に垂直な断面図である。
ーの共振器長方向に垂直な断面図である。
【図９】この発明の第２の実施形態による半導体レーザ
ーの製造方法を説明するための断面図である。
ーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
ザーの製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】この発明の第３の実施形態による半導体レー
ザーの共振器長方向に垂直な断面図である。
ザーの共振器長方向に垂直な断面図である。
【図１８】この発明の解決課題を説明するための断面図
である。
である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １ａ 凸部 ２ ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層 ２ａ 溝 ２ｂ 凸部 ３ ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ５ ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層 ６ 活性層 ７ ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層 ８ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ９ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層 １０ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層 １１ ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層 １２ ｐ側電極 １３ ｎ側電極
フロントページの続き (72)発明者 森 芳文 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (16)
- 【請求項１】 一主面に凹部を有する半導体基板と、 上記半導体基板の上記主面上の発光構造を構成する複数
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層とを有し、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は上記凹部の部分で上
記凹部に沿って屈曲しており、かつ、上記凹部の側面は
最大傾斜角が６０°以下の斜面からなることを特徴とす
る半導体発光素子。 - 【請求項２】 上記半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板であ
ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 一主面がほぼ平坦な半導体基板の上記主
面上にストライプ状の溝を有する電流阻止層が設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素
子。 - 【請求項４】 一主面に凸部を有する半導体基板の上記
主面上に上記凸部に対応する部分にストライプ状の溝を
有し、かつ、上記凸部の高さよりも大きい厚さを有する
電流阻止層が設けられていることを特徴とする請求項１
記載の半導体発光素子。 - 【請求項５】 上記電流阻止層は上記半導体基板と逆導
電型であることを特徴とする請求項３記載の半導体発光
素子。 - 【請求項６】 上記電流阻止層は上記半導体基板と逆導
電型であることを特徴とする請求項４記載の半導体発光
素子。 - 【請求項７】 上記電流阻止層はＧａＡｓからなること
を特徴とする請求項３記載の半導体発光素子。 - 【請求項８】 上記電流阻止層はＧａＡｓからなること
を特徴とする請求項４記載の半導体発光素子。 - 【請求項９】 上記電流阻止層の厚さは１．５μｍ以上
であることを特徴とする請求項３記載の半導体発光素
子。 - 【請求項１０】 上記電流阻止層の厚さは１．５μｍ以
上であることを特徴とする請求項４記載の半導体発光素
子。 - 【請求項１１】 一主面がほぼ平坦な第１導電型の化合
物半導体基板と、 上記化合物半導体基板の上記主面上のストライプ状の溝
を有する第２導電型の電流阻止層と、 上記溝の部分における上記化合物半導体基板および上記
電流阻止層上の第１導電型の第１のクラッド層と、 上記第１のクラッド層上の活性層と、 上記活性層上の第２導電型の第２のクラッド層と、 上記第２のクラッド層と電気的に接続された第１の電極
と、 上記化合物半導体基板と電気的に接続された第２の電極
とを有し、 上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、 上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層は上記溝の部分で上記溝に沿って屈曲してお
り、かつ、上記溝の側面は最大傾斜角が６０°以下の斜
面からなることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１２】 上記化合物半導体基板および上記電流
阻止層はＧａＡｓからなり、上記第１のクラッド層およ
び上記第２のクラッド層はＺｎＭｇＳＳｅからなること
を特徴とする請求項１１記載の半導体発光素子。 - 【請求項１３】 一主面に凸部を有する第１導電型の化
合物半導体基板と、 上記化合物半導体基板の上記主面上の、上記凸部に対応
する部分にストライプ状の溝を有し、かつ、上記凸部の
高さよりも大きい厚さを有する第２導電型の電流阻止層
と、 上記溝の部分における上記化合物半導体基板および上記
電流阻止層上の第１導電型の第１のクラッド層と、 上記第１のクラッド層上の活性層と、 上記活性層上の第２導電型の第２のクラッド層と、 上記第２のクラッド層と電気的に接続された第１の電極
と、 上記化合物半導体基板と電気的に接続された第２の電極
とを有し、 上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、 上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層は上記溝の部分で上記溝に沿って屈曲してお
り、かつ、上記溝の側面は最大傾斜角が６０°以下の斜
面からなることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項１４】 上記化合物半導体基板および上記電流
阻止層はＧａＡｓからなり、上記第１のクラッド層およ
び上記第２のクラッド層はＺｎＭｇＳＳｅからなること
を特徴とする請求項１３記載の半導体発光素子。 - 【請求項１５】 一主面に凸部を有する半導体基板と、 上記半導体基板の上記主面上の発光構造を構成する複数
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層とを有し、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は上記凸部の部分で上
記凸部に沿って屈曲しており、かつ、上記凸部の側面は
最大傾斜角が６０°以下の斜面からなることを特徴とす
る半導体発光素子。 - 【請求項１６】 一主面に凸部を有する第１導電型の化
合物半導体基板と、 上記化合物半導体基板上の第１導電型の第１のクラッド
層と、 上記第１のクラッド層上の活性層と、 上記活性層上の第２導電型の第２のクラッド層と、 上記第２のクラッド層と電気的に接続された第１の電極
と、 上記化合物半導体基板と電気的に接続された第２の電極
とを有し、 上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層はＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、 上記第１のクラッド層、上記活性層および上記第２のク
ラッド層は上記凸部の部分で上記凸部に沿って屈曲して
おり、かつ、上記凸部の側面は最大傾斜角が６０°以下
の斜面からなることを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212688A JPH0945993A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 半導体発光素子 |
| US08/686,473 US5732099A (en) | 1995-07-28 | 1996-07-25 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212688A JPH0945993A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945993A true JPH0945993A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16626784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7212688A Pending JPH0945993A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 半導体発光素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5732099A (ja) |
| JP (1) | JPH0945993A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1154833A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP2006108187A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2930032B2 (ja) * | 1996-09-26 | 1999-08-03 | 日本電気株式会社 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
| US6036772A (en) * | 1996-12-30 | 2000-03-14 | Sony Corporation | Method for making semiconductor device |
| US6087725A (en) * | 1997-09-29 | 2000-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Low barrier ohmic contact for semiconductor light emitting device |
| US6577658B1 (en) | 1999-09-20 | 2003-06-10 | E20 Corporation, Inc. | Method and apparatus for planar index guided vertical cavity surface emitting lasers |
| JP2001244570A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Sony Corp | 半導体レーザ、レーザカプラおよびデータ再生装置、データ記録装置ならびに半導体レーザの製造方法 |
| NL1015714C2 (nl) * | 2000-07-14 | 2002-01-15 | Dsm Nv | Werkwijze voor het kristalliseren van enantiomeer verrijkt 2-acetylthio-3-fenylpropaanzuur. |
| US20040119080A1 (en) * | 2002-08-12 | 2004-06-24 | Hashimoto Jun-Ichi | Semiconductor optical device |
| EP1521311A3 (de) * | 2003-09-30 | 2010-09-15 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | Strahlungsemittierender Halbleiterkörper mit Confinement-Schichten |
| KR20100024231A (ko) * | 2008-08-25 | 2010-03-05 | 삼성전자주식회사 | 광추출 효율이 향상된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법 |
| DE102015104206A1 (de) | 2015-03-20 | 2016-09-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserdiode |
| US11777278B2 (en) | 2017-06-30 | 2023-10-03 | Oulun Yliopisto | Method of manufacturing optical semiconductor apparatus and the apparatus |
| CN118696419A (zh) * | 2022-02-17 | 2024-09-24 | 艾迈斯-欧司朗国际有限责任公司 | 微型半导体发光二极管结构及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2798545B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-09-17 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US5363395A (en) * | 1992-12-28 | 1994-11-08 | North American Philips Corporation | Blue-green injection laser structure utilizing II-VI compounds |
| JPH0783138B2 (ja) * | 1993-01-29 | 1995-09-06 | 日本電気株式会社 | 半導体発光素子 |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7212688A patent/JPH0945993A/ja active Pending
-
1996
- 1996-07-25 US US08/686,473 patent/US5732099A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1154833A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP2006108187A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5732099A (en) | 1998-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6252894B1 (en) | Semiconductor laser using gallium nitride series compound semiconductor | |
| US7015565B2 (en) | Gallium nitride type semiconductor laser device | |
| US5538918A (en) | Method of fabricating a buried-ridge II-VI laser diode | |
| US6990133B2 (en) | Laser diode and manufacturing method thereof | |
| JP3116675B2 (ja) | 半導体レーザー | |
| US5515393A (en) | Semiconductor laser with ZnMgSSe cladding layers | |
| US5923690A (en) | Semiconductor laser device | |
| US6387721B1 (en) | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method for the same | |
| EP1304778A2 (en) | Laser diode | |
| JPH0945993A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH09199803A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2002094179A (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| US7852893B2 (en) | Semiconductor laser device | |
| JP3449751B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5640409A (en) | Semiconductor laser | |
| KR100302642B1 (ko) | 반도체레이저 | |
| JP2000277856A (ja) | 自励発振型半導体レーザ装置 | |
| JP2003198059A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JP2865160B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH09181398A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH09162500A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH10163561A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPH07122815A (ja) | 半導体レーザー | |
| Nakamura | Present status of InGaN-based UV/blue/green LEDs and laser diodes | |
| JPH07154035A (ja) | 半導体発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |