JPH11154775A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH11154775A JPH11154775A JP26194398A JP26194398A JPH11154775A JP H11154775 A JPH11154775 A JP H11154775A JP 26194398 A JP26194398 A JP 26194398A JP 26194398 A JP26194398 A JP 26194398A JP H11154775 A JPH11154775 A JP H11154775A
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- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流ブロック層の窓を精度良く形成でき、他
層への影響を回避して製造歩留まりの向上が図れる半導
体レーザの製造方法を提供する。 【解決手段】 活性層２５の両面側に、活性層２５の禁
制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対の光導波層２３、２
８を設け、活性層２５および光導波層２３、２８を挟む
ように、光導波層２３、２８の禁制帯幅以上の禁制帯幅
を有する一対のクラッド層２２、２９をそれぞれ設け、
活性層２５と光導波層２３、２８との間に、活性層２５
および該光導波層２３、２８の各禁制帯幅以上の禁制帯
幅を有する一対のキャリアブロック層２４、２６をそれ
ぞれ設け、光導波層２３、２８の少なくとも一方にスト
ライプ状の窓を有する電流ブロック層２７を埋め込んだ
自己整合型半導体レーザにおいて、電流ブロック層２７
を選択成長によって形成する。
層への影響を回避して製造歩留まりの向上が図れる半導
体レーザの製造方法を提供する。 【解決手段】 活性層２５の両面側に、活性層２５の禁
制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対の光導波層２３、２
８を設け、活性層２５および光導波層２３、２８を挟む
ように、光導波層２３、２８の禁制帯幅以上の禁制帯幅
を有する一対のクラッド層２２、２９をそれぞれ設け、
活性層２５と光導波層２３、２８との間に、活性層２５
および該光導波層２３、２８の各禁制帯幅以上の禁制帯
幅を有する一対のキャリアブロック層２４、２６をそれ
ぞれ設け、光導波層２３、２８の少なくとも一方にスト
ライプ状の窓を有する電流ブロック層２７を埋め込んだ
自己整合型半導体レーザにおいて、電流ブロック層２７
を選択成長によって形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信、レーザプリ
ンタ、レーザ医療、レーザ加工等で好適に用いられ、高
出力動作が可能な半導体レーザの製造方法に関する。
ンタ、レーザ医療、レーザ加工等で好適に用いられ、高
出力動作が可能な半導体レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、分離閉じ込めヘテロ構造（sepa
rate confinement heterostructure）による自己整合型
(self-aligned structure)半導体レーザ（以下、ＳＣＨ
−ＳＡＳ型ＬＤと称する）の一例を示す構成図であり、
これは論文（IEEE JournalQuantum.Electronics., Vol.
29, No.6,(1993) p1889〜1993)に報告されたものであ
る。
rate confinement heterostructure）による自己整合型
(self-aligned structure)半導体レーザ（以下、ＳＣＨ
−ＳＡＳ型ＬＤと称する）の一例を示す構成図であり、
これは論文（IEEE JournalQuantum.Electronics., Vol.
29, No.6,(1993) p1889〜1993)に報告されたものであ
る。
【０００３】図６において、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上
に、順次、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層２、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓから成る量子井戸活性層５、ｐ型
ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層９、ｐ型ＧａＡｓから
成るコンタクト層１０が形成されており、クラッド層９
にはｎ型ＡｌＧａＡｓから成る電流ブロック層７が埋め
込まれる。
に、順次、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層２、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓから成る量子井戸活性層５、ｐ型
ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層９、ｐ型ＧａＡｓから
成るコンタクト層１０が形成されており、クラッド層９
にはｎ型ＡｌＧａＡｓから成る電流ブロック層７が埋め
込まれる。
【０００４】図６のような自己整合型半導体レーザで
は、ストライプ状の窓を有し、且つクラッド層９の禁制
帯幅以上の禁制帯幅、すなわちクラッド層よりも屈折率
の低い電流ブロック層７が埋め込まれている。このため
量子井戸活性層５に平行な方向（横方向）にも屈折率差
が形成されるため、レーザ光はストライプの横方向にも
閉じ込め可能となり、単一横モード発振が得られる。
は、ストライプ状の窓を有し、且つクラッド層９の禁制
帯幅以上の禁制帯幅、すなわちクラッド層よりも屈折率
の低い電流ブロック層７が埋め込まれている。このため
量子井戸活性層５に平行な方向（横方向）にも屈折率差
が形成されるため、レーザ光はストライプの横方向にも
閉じ込め可能となり、単一横モード発振が得られる。
【０００５】さらに、特開昭６２−７３６８７号公報に
は、活性層の両面側に上クラッド層および下クラッド層
を形成し、上クラッド層の上に電流ブロック層を形成し
た後、この電流ブロック層の中央部をストライプ状に除
去することによって溝を形成し、さらに第３のクラッド
層を埋込み成長させた自己整合型半導体レーザが記載さ
れている。
は、活性層の両面側に上クラッド層および下クラッド層
を形成し、上クラッド層の上に電流ブロック層を形成し
た後、この電流ブロック層の中央部をストライプ状に除
去することによって溝を形成し、さらに第３のクラッド
層を埋込み成長させた自己整合型半導体レーザが記載さ
れている。
【０００６】また、特開平４−３７０９９３号公報に
は、クラッド層よりも屈折率の低い電流ブロック層によ
ってストライプの横方向にも屈折率差を形成し、且つ電
流ブロック層のストライプ状窓部の再成長を容易にする
ために、活性層と電流ブロック層の間に光ガイド層を設
けた自己整合型半導体レーザが記載されている。
は、クラッド層よりも屈折率の低い電流ブロック層によ
ってストライプの横方向にも屈折率差を形成し、且つ電
流ブロック層のストライプ状窓部の再成長を容易にする
ために、活性層と電流ブロック層の間に光ガイド層を設
けた自己整合型半導体レーザが記載されている。
【０００７】さらに、論文（Applied Physics Letter
s.,Vol.37,No.3,(1980),p262〜263）には、電流ブロッ
ク層を活性層の禁制帯幅よりも小さい材料で形成し、電
流ブロック層の光吸収によってレーザ光をストライプの
横方向に閉じ込めた自己整合型半導体レーザが報告され
ている。
s.,Vol.37,No.3,(1980),p262〜263）には、電流ブロッ
ク層を活性層の禁制帯幅よりも小さい材料で形成し、電
流ブロック層の光吸収によってレーザ光をストライプの
横方向に閉じ込めた自己整合型半導体レーザが報告され
ている。
【０００８】図７は、完全分離閉じ込めヘテロ構造(per
fect SCH)による自己整合型半導体レーザ（以下、ＰＳ
ＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤと称する）の一例を示す構成図であ
り、これは本出願人による国際公開ＷＯ９６／１２３２
８号公報に記載されたものである。
fect SCH)による自己整合型半導体レーザ（以下、ＰＳ
ＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤと称する）の一例を示す構成図であ
り、これは本出願人による国際公開ＷＯ９６／１２３２
８号公報に記載されたものである。
【０００９】図７において、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上
に、順次、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層２、ｎ
型ＡｌＧａＡｓから成る光導波層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓ
から成るキャリアブロック層４、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓから成る量子井戸活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成
るキャリアブロック層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成る光
導波層８、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層９、ｐ
型ＧａＡｓから成るコンタクト層１０が形成されてお
り、光導波層８にはｎ型ＡｌＧａＡｓから成る電流ブロ
ック層７が埋め込まれる。
に、順次、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層２、ｎ
型ＡｌＧａＡｓから成る光導波層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓ
から成るキャリアブロック層４、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓから成る量子井戸活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成
るキャリアブロック層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成る光
導波層８、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成るクラッド層９、ｐ
型ＧａＡｓから成るコンタクト層１０が形成されてお
り、光導波層８にはｎ型ＡｌＧａＡｓから成る電流ブロ
ック層７が埋め込まれる。
【００１０】こうしたＰＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤにおいて
も、電流ブロック層７の存在によって横方向にも屈折率
差が形成されるため、単一横モード発振が得られる。
も、電流ブロック層７の存在によって横方向にも屈折率
差が形成されるため、単一横モード発振が得られる。
【００１１】図８は、ＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤの従来の製
造方法の一例を示す説明図である。まず図８（ａ）に示
すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓから成るクラッド層２、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓから
成る量子井戸活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成るクラ
ッド層９の一部を順次結晶成長し、さらに電流ブロック
層７となるｎ型ＡｌＧａＡｓ層７ａを一様に結晶成長す
る。
造方法の一例を示す説明図である。まず図８（ａ）に示
すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓから成るクラッド層２、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓから
成る量子井戸活性層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成るクラ
ッド層９の一部を順次結晶成長し、さらに電流ブロック
層７となるｎ型ＡｌＧａＡｓ層７ａを一様に結晶成長す
る。
【００１２】次に図８（ｂ）に示すように、中央のスト
ライプ窓となる領域の両側にマスクを形成して、結晶へ
のダメージが無いウェットエッチングによってｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ層７ａにストライプ状の窓を開けて電流ブロッ
ク層７を形成した後、マスクを除去する。
ライプ窓となる領域の両側にマスクを形成して、結晶へ
のダメージが無いウェットエッチングによってｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ層７ａにストライプ状の窓を開けて電流ブロッ
ク層７を形成した後、マスクを除去する。
【００１３】次に図８（ｃ）に示すように、残りのクラ
ッド層９を結晶成長し、さらにｐ型ＧａＡｓから成るコ
ンタクト層１０を結晶成長している。
ッド層９を結晶成長し、さらにｐ型ＧａＡｓから成るコ
ンタクト層１０を結晶成長している。
【００１４】図９は、ＰＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤの従来の
製造方法の一例を示す説明図である。まず図９（ａ）に
示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓから成るクラッド層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成る
光導波層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成るキャリアブロッ
ク層４、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓから成る量子井戸活性
層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成るキャリアブロック層
６、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成る光導波層８の一部を順次
結晶成長し、さらに電流ブロック層７となるｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ層７ａを一様に結晶成長する。
製造方法の一例を示す説明図である。まず図９（ａ）に
示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓから成るクラッド層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成る
光導波層３、ｎ型ＡｌＧａＡｓから成るキャリアブロッ
ク層４、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓから成る量子井戸活性
層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成るキャリアブロック層
６、ｐ型ＡｌＧａＡｓから成る光導波層８の一部を順次
結晶成長し、さらに電流ブロック層７となるｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ層７ａを一様に結晶成長する。
【００１５】次に図９（ｂ）に示すように、中央のスト
ライプ窓となる領域の両側にマスクを形成して、結晶へ
のダメージが無いウェットエッチングによってｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ層７ａにストライプ状の窓を開けて電流ブロッ
ク層７を形成した後、マスクを除去する。
ライプ窓となる領域の両側にマスクを形成して、結晶へ
のダメージが無いウェットエッチングによってｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ層７ａにストライプ状の窓を開けて電流ブロッ
ク層７を形成した後、マスクを除去する。
【００１６】次に図９（ｃ）に示すように、残りの光導
波層８を結晶成長し、さらにｐ型ＡｌＧａＡｓから成る
クラッド層９、およびｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト
層１０を順次結晶成長している。
波層８を結晶成長し、さらにｐ型ＡｌＧａＡｓから成る
クラッド層９、およびｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト
層１０を順次結晶成長している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】こうしたＳＣＨ−ＳＡ
Ｓ型ＬＤやＰＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤにおいて、横方向の
光閉じ込めと電流広がりの抑制を実現して良好な単一横
モード発振を得るためには、電流ブロック層を活性層の
できるだけ近傍に配置するとともに、電流が通過する窓
の幅も設計値どおり精度良く形成する必要がある。
Ｓ型ＬＤやＰＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤにおいて、横方向の
光閉じ込めと電流広がりの抑制を実現して良好な単一横
モード発振を得るためには、電流ブロック層を活性層の
できるだけ近傍に配置するとともに、電流が通過する窓
の幅も設計値どおり精度良く形成する必要がある。
【００１８】しかしながら、従来の製造方法では、電流
ブロック層にストライプ状の窓を形成するエッチング工
程において、活性層までエッチングされてしまうオーバ
ーエッチングがしばしば発生するため、高い歩留まりが
得られないという問題がある。
ブロック層にストライプ状の窓を形成するエッチング工
程において、活性層までエッチングされてしまうオーバ
ーエッチングがしばしば発生するため、高い歩留まりが
得られないという問題がある。
【００１９】このようなオーバーエッチングを防ぎつつ
所望の深さにエッチングを制御する手法として、エッチ
ングを化学的に自動停止させるためのエッチングストッ
プ層を電流ブロック層の下層側に形成する方法がある。
しかしながら、この方法では、深さ方向のエッチング制
御性が向上するのみであって、横方向、すなわち電流ブ
ロック層の窓幅の制御性は向上しない。電流ブロック層
の窓幅は、発振閾値および横モードの安定性に影響する
ため、エッチングストップ層を用いた方法では不十分で
あった。
所望の深さにエッチングを制御する手法として、エッチ
ングを化学的に自動停止させるためのエッチングストッ
プ層を電流ブロック層の下層側に形成する方法がある。
しかしながら、この方法では、深さ方向のエッチング制
御性が向上するのみであって、横方向、すなわち電流ブ
ロック層の窓幅の制御性は向上しない。電流ブロック層
の窓幅は、発振閾値および横モードの安定性に影響する
ため、エッチングストップ層を用いた方法では不十分で
あった。
【００２０】本発明の目的は、自己整合型半導体レーザ
における電流ブロック層の窓を精度良く形成でき、他層
への影響を回避して製造歩留まりの向上、信頼性の向上
が図れる半導体レーザの製造方法を提供することであ
る。
における電流ブロック層の窓を精度良く形成でき、他層
への影響を回避して製造歩留まりの向上、信頼性の向上
が図れる半導体レーザの製造方法を提供することであ
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性層の両面
側に、該活性層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対
のクラッド層をそれぞれ設け、該クラッド層の少なくと
も一方にストライプ状の窓を有する電流ブロック層を埋
め込んだ自己整合型半導体レーザの製造方法において、
前記電流ブロック層を選択成長によって形成することを
特徴とする半導体レーザの製造方法である。
側に、該活性層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対
のクラッド層をそれぞれ設け、該クラッド層の少なくと
も一方にストライプ状の窓を有する電流ブロック層を埋
め込んだ自己整合型半導体レーザの製造方法において、
前記電流ブロック層を選択成長によって形成することを
特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００２２】本発明に従えば、電流ブロック層を選択成
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
などの他層へのオーバーエッチングを確実に解消できる
とともに、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法
を高い精度で再現性良く制御することが可能になる。こ
うして発振閾値および横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで製造することができる。
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
などの他層へのオーバーエッチングを確実に解消できる
とともに、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法
を高い精度で再現性良く制御することが可能になる。こ
うして発振閾値および横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで製造することができる。
【００２３】また本発明は、活性層の片面側または両面
側に、該活性層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する光導
波層を設け、活性層および光導波層を挟むように、該光
導波層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッ
ド層をそれぞれ設け、少なくとも一方の光導波層とクラ
ッド層の間にストライプ状の窓を有する電流ブロック層
を埋め込んだ自己整合型半導体レーザの製造方法におい
て、前記電流ブロック層を選択成長によって形成するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
側に、該活性層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する光導
波層を設け、活性層および光導波層を挟むように、該光
導波層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッ
ド層をそれぞれ設け、少なくとも一方の光導波層とクラ
ッド層の間にストライプ状の窓を有する電流ブロック層
を埋め込んだ自己整合型半導体レーザの製造方法におい
て、前記電流ブロック層を選択成長によって形成するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法である。
【００２４】本発明に従えば、電流ブロック層を選択成
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
などの他層へのオーバーエッチングを確実に解消できる
とともに、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法
を高い精度で再現性良く制御することが可能になる。こ
うして発振閾値および横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで製造することができる。
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
などの他層へのオーバーエッチングを確実に解消できる
とともに、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法
を高い精度で再現性良く制御することが可能になる。こ
うして発振閾値および横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで製造することができる。
【００２５】また本発明は、活性層の片面側または両面
側に、該活性層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する光導
波層を設け、活性層および光導波層を挟むように、該光
導波層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッ
ド層をそれぞれ設け、該光導波層の少なくとも一方にス
トライプ状の窓を有する電流ブロック層を埋め込んだ自
己整合型半導体レーザの製造方法において、前記電流ブ
ロック層を選択成長によって形成することを特徴とする
半導体レーザの製造方法である。
側に、該活性層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する光導
波層を設け、活性層および光導波層を挟むように、該光
導波層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッ
ド層をそれぞれ設け、該光導波層の少なくとも一方にス
トライプ状の窓を有する電流ブロック層を埋め込んだ自
己整合型半導体レーザの製造方法において、前記電流ブ
ロック層を選択成長によって形成することを特徴とする
半導体レーザの製造方法である。
【００２６】本発明に従えば、電流ブロック層を選択成
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
などの他層へのオーバーエッチングを確実に解消できる
とともに、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法
を高い精度で再現性良く制御することが可能になる。こ
うして発振閾値および横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで製造することができる。
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
などの他層へのオーバーエッチングを確実に解消できる
とともに、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法
を高い精度で再現性良く制御することが可能になる。こ
うして発振閾値および横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで製造することができる。
【００２７】また本発明は、活性層の両面側に、該活性
層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対の光導波層を
設け、活性層および光導波層を挟むように、該光導波層
の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッド層を
設け、活性層と光導波層との間に、該活性層および該光
導波層の各禁制帯幅以上の禁制帯幅を有するキャリアブ
ロック層をそれぞれ設け、該光導波層の少なくとも一方
にストライプ状の窓を有する電流ブロック層を埋め込ん
だ完全分離閉じ込め構造の自己整合型半導体レーザの製
造方法において、前記電流ブロック層を選択成長によっ
て形成することを特徴とする半導体レーザの製造方法で
ある。
層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対の光導波層を
設け、活性層および光導波層を挟むように、該光導波層
の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッド層を
設け、活性層と光導波層との間に、該活性層および該光
導波層の各禁制帯幅以上の禁制帯幅を有するキャリアブ
ロック層をそれぞれ設け、該光導波層の少なくとも一方
にストライプ状の窓を有する電流ブロック層を埋め込ん
だ完全分離閉じ込め構造の自己整合型半導体レーザの製
造方法において、前記電流ブロック層を選択成長によっ
て形成することを特徴とする半導体レーザの製造方法で
ある。
【００２８】本発明に従えば、電流ブロック層を選択成
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
や光導波層、キャリアブロック層などの他層へのオーバ
ーエッチングを確実に解消できるとともに、ストライプ
窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再現性良
く制御することが可能になる。こうして発振閾値およ
び、横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩留
まりで製造することができる。
長によって形成することによって、加工精度の低いエッ
チング工程を無くすことが可能になる。そのため活性層
や光導波層、キャリアブロック層などの他層へのオーバ
ーエッチングを確実に解消できるとともに、ストライプ
窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再現性良
く制御することが可能になる。こうして発振閾値およ
び、横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩留
まりで製造することができる。
【００２９】本発明において、電流ブロック層を、Ａｌ
組成ｘが０≦ｘ≦０．３５から成るＡｌxＧａ1-xＡｓま
たは、Ａｌを含まない半導体材料で形成することが好ま
しい。
組成ｘが０≦ｘ≦０．３５から成るＡｌxＧａ1-xＡｓま
たは、Ａｌを含まない半導体材料で形成することが好ま
しい。
【００３０】選択成長においては、電流ブロック層のＡ
ｌ組成をできるだけ低く抑えることが極めて重要であ
る。Ａｌ組成が高い場合には、Ａｌが化学的に活性であ
るため、選択成長マスク上にも成長が起こり、選択成長
が極めて困難になる。特にＡｌxＧａ1-xＡｓの選択成長
では、Ａｌ組成ｘが０．３５を超えると選択成長マスク
上にも成長が起こるようになるため、選択成長が困難に
なる。
ｌ組成をできるだけ低く抑えることが極めて重要であ
る。Ａｌ組成が高い場合には、Ａｌが化学的に活性であ
るため、選択成長マスク上にも成長が起こり、選択成長
が極めて困難になる。特にＡｌxＧａ1-xＡｓの選択成長
では、Ａｌ組成ｘが０．３５を超えると選択成長マスク
上にも成長が起こるようになるため、選択成長が困難に
なる。
【００３１】本発明によれば、電流ブロック層をＡｌ組
成ｘが０≦ｘ≦０．３５から成るＡｌxＧａ1-xＡｓまた
は、Ａｌを含まない半導体材料で形成することによっ
て、電流ブロック層の選択成長が容易になる。したがっ
て、容易な選択成長により電流ブロック層を形成し、発
振閾値および、横モードの安定性に優れた半導体レーザ
を高い歩留まりで容易に製造することができる。
成ｘが０≦ｘ≦０．３５から成るＡｌxＧａ1-xＡｓまた
は、Ａｌを含まない半導体材料で形成することによっ
て、電流ブロック層の選択成長が容易になる。したがっ
て、容易な選択成長により電流ブロック層を形成し、発
振閾値および、横モードの安定性に優れた半導体レーザ
を高い歩留まりで容易に製造することができる。
【００３２】なおＡｌを含まない半導体材料として、選
択成長の容易性の点でＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａ
ＡｓＰ等が好ましい。
択成長の容易性の点でＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａ
ＡｓＰ等が好ましい。
【００３３】また本発明において、光導波層を、Ａｌ組
成ｘが０＜ｘ≦０．３から成るＡｌxＧａ1-xＡｓで形成
することが好ましい。
成ｘが０＜ｘ≦０．３から成るＡｌxＧａ1-xＡｓで形成
することが好ましい。
【００３４】実屈折率導波型の自己整合型半導体レーザ
では、活性層に平行な方向におけるストライプの内側と
外側との間で屈折率差が必要である。ＧａＡｓ基板と自
動格子整合するために、結晶成長が容易なＡｌxＧａ1-x
Ａｓを用いて自己整合型半導体レーザを製造する場合に
は、電流ブロック層のＡｌ組成を光導波層よりも高くす
ることによって屈折率差を形成できる。なおＡｌxＧａ
1-xＡｓではＡｌ組成が高いほど屈折率は低くなる。
では、活性層に平行な方向におけるストライプの内側と
外側との間で屈折率差が必要である。ＧａＡｓ基板と自
動格子整合するために、結晶成長が容易なＡｌxＧａ1-x
Ａｓを用いて自己整合型半導体レーザを製造する場合に
は、電流ブロック層のＡｌ組成を光導波層よりも高くす
ることによって屈折率差を形成できる。なおＡｌxＧａ
1-xＡｓではＡｌ組成が高いほど屈折率は低くなる。
【００３５】逆に、光導波層をＡｌ組成の低いＡｌxＧ
ａ1-xＡｓで形成すれば、結果的にＡｌxＧａ1-xＡｓか
ら成る電流ブロック層のＡｌ組成を低く抑えることが可
能になる。電流ブロック層のＡｌ組成の低減化は、電流
ブロック層の選択成長において極めて重要である。Ａｌ
組成が高い場合には、Ａｌが化学的に活性であるため、
選択成長マスク上にも成長が起こり、選択成長が極めて
困難になる。たとえばＡｌxＧａ1-xＡｓの選択成長で
は、Ａｌ組成ｘが０．３５を超えると選択成長マスク上
にも成長が起こるようになるため、選択成長が困難にな
る。
ａ1-xＡｓで形成すれば、結果的にＡｌxＧａ1-xＡｓか
ら成る電流ブロック層のＡｌ組成を低く抑えることが可
能になる。電流ブロック層のＡｌ組成の低減化は、電流
ブロック層の選択成長において極めて重要である。Ａｌ
組成が高い場合には、Ａｌが化学的に活性であるため、
選択成長マスク上にも成長が起こり、選択成長が極めて
困難になる。たとえばＡｌxＧａ1-xＡｓの選択成長で
は、Ａｌ組成ｘが０．３５を超えると選択成長マスク上
にも成長が起こるようになるため、選択成長が困難にな
る。
【００３６】本発明によれば、光導波層のＡｌ組成ｘを
０＜ｘ≦０．３の範囲で形成することが好ましく、これ
によって電流ブロック層のＡｌ組成を低減できる。した
がって、容易な選択成長により電流ブロック層を形成
し、発振閾値および、横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで容易に製造することができる。
０＜ｘ≦０．３の範囲で形成することが好ましく、これ
によって電流ブロック層のＡｌ組成を低減できる。した
がって、容易な選択成長により電流ブロック層を形成
し、発振閾値および、横モードの安定性に優れた半導体
レーザを高い歩留まりで容易に製造することができる。
【００３７】特に、完全分離閉じ込め構造ではキャリア
ブロック層を有することによって、光導波層の設計自由
度がさらに拡がるため広い範囲の半導体材料を用いるこ
とが可能である。またＡｌxＧａ1-xＡｓを用いた場合に
は、より低いＡｌ組成ｘで光導波層や電流ブロック層を
構成することが可能になる。
ブロック層を有することによって、光導波層の設計自由
度がさらに拡がるため広い範囲の半導体材料を用いるこ
とが可能である。またＡｌxＧａ1-xＡｓを用いた場合に
は、より低いＡｌ組成ｘで光導波層や電流ブロック層を
構成することが可能になる。
【００３８】さらに、完全分離閉じ込め構造の光導波層
をＡｌ組成ｘが０＜ｘ≦０．３の範囲で形成した場合、
選択成長の容易なＡｌ組成ｘ≦０．３５の範囲内にある
電流ブロック層であっても横方向に充分な屈折率差を得
ることが可能である。したがって、容易な選択成長によ
り電流ブロック層を形成し、発振閾値および、横モード
の安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に
製造することができる。
をＡｌ組成ｘが０＜ｘ≦０．３の範囲で形成した場合、
選択成長の容易なＡｌ組成ｘ≦０．３５の範囲内にある
電流ブロック層であっても横方向に充分な屈折率差を得
ることが可能である。したがって、容易な選択成長によ
り電流ブロック層を形成し、発振閾値および、横モード
の安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に
製造することができる。
【００３９】また本発明において、光導波層をＡｌを含
まない半導体材料で形成することが好ましい。
まない半導体材料で形成することが好ましい。
【００４０】自己整合型半導体レーザでは、光導波層の
上に選択成長される電流ブロック層およびこれ以降に成
長される各層の結晶性が低下すると、半導体レーザ素子
の信頼性が低下する。さらに、電流注入ストライプの窓
部においては、以降に成長される各層の結晶性の低下を
抑制しつつ、成長界面におけるバリア形成を防ぐことに
よって、電流注入を容易にする必要がある。
上に選択成長される電流ブロック層およびこれ以降に成
長される各層の結晶性が低下すると、半導体レーザ素子
の信頼性が低下する。さらに、電流注入ストライプの窓
部においては、以降に成長される各層の結晶性の低下を
抑制しつつ、成長界面におけるバリア形成を防ぐことに
よって、電流注入を容易にする必要がある。
【００４１】本発明に従えば、光導波層をＡｌを含まな
い半導体材料で形成することによって、製造プロセス中
に発生する光導波層表面での酸化劣化を抑制できる。し
かも、電流ブロック層およびこれ以降に成長される各層
の結晶性が向上する。また、電流注入ストライプ窓部で
のバリア形成を回避することができる。したがって、選
択成長が容易で信頼性が高く、発振閾値および横モード
の安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に
製造することができる。
い半導体材料で形成することによって、製造プロセス中
に発生する光導波層表面での酸化劣化を抑制できる。し
かも、電流ブロック層およびこれ以降に成長される各層
の結晶性が向上する。また、電流注入ストライプ窓部で
のバリア形成を回避することができる。したがって、選
択成長が容易で信頼性が高く、発振閾値および横モード
の安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に
製造することができる。
【００４２】また本発明において、光導波層を形成する
Ａｌを含まない半導体材料がＧａＡｓであることが好ま
しい。
Ａｌを含まない半導体材料がＧａＡｓであることが好ま
しい。
【００４３】本発明に従えば、光導波層をＧａＡｓで形
成することによって、製造プロセス中に発生する光導波
層表面での酸化劣化を確実に抑制できる。しかも、電流
ブロック層およびこれ以降に成長される各層の結晶性が
向上する。また、電流注入ストライプ窓部でのバリア形
成を回避することができる。また、前述したように、電
流ブロック層の選択成長が容易になる。したがって、選
択成長が容易で信頼性が高く、発振閾値および横モード
の安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に
製造することができる。
成することによって、製造プロセス中に発生する光導波
層表面での酸化劣化を確実に抑制できる。しかも、電流
ブロック層およびこれ以降に成長される各層の結晶性が
向上する。また、電流注入ストライプ窓部でのバリア形
成を回避することができる。また、前述したように、電
流ブロック層の選択成長が容易になる。したがって、選
択成長が容易で信頼性が高く、発振閾値および横モード
の安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に
製造することができる。
【００４４】また本発明において、基板がＧａＡｓから
成り、光導波層を形成するＡｌを含まない半導体材料が
ＧａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｓ
Ｐであることが好ましい。
成り、光導波層を形成するＡｌを含まない半導体材料が
ＧａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｓ
Ｐであることが好ましい。
【００４５】本発明に従えば、光導波層をＩｎＧａＰま
たはＩｎＧａＡｓＰで形成することによって、ＧａＡｓ
と同様に、製造プロセス中での酸化劣化を回避すること
が可能になる。その結果、ストライプ窓部の再成長界面
において電流注入に支障をきたすバリア形成を回避する
ことができる。また、光導波層の上に成長される電流ブ
ロック層等の各層の結晶性が向上する。また、ＧａＡｓ
から成る基板との格子整合性も良好になり、素子全体の
結晶安定性が向上する。したがって、信頼性が高く、発
振閾値および横モードの安定性に優れた半導体レーザを
高い歩留まりで容易に製造することができる。
たはＩｎＧａＡｓＰで形成することによって、ＧａＡｓ
と同様に、製造プロセス中での酸化劣化を回避すること
が可能になる。その結果、ストライプ窓部の再成長界面
において電流注入に支障をきたすバリア形成を回避する
ことができる。また、光導波層の上に成長される電流ブ
ロック層等の各層の結晶性が向上する。また、ＧａＡｓ
から成る基板との格子整合性も良好になり、素子全体の
結晶安定性が向上する。したがって、信頼性が高く、発
振閾値および横モードの安定性に優れた半導体レーザを
高い歩留まりで容易に製造することができる。
【００４６】また本発明において、光導波層と電流ブロ
ック層の間に、Ａｌを含まない半導体材料から成る保護
層を形成することが好ましい。
ック層の間に、Ａｌを含まない半導体材料から成る保護
層を形成することが好ましい。
【００４７】本発明に従えば、光導波層と電流ブロック
層の間に、Ａｌを含まない半導体材料から成る保護層を
形成することによって、製造プロセス中での酸化劣化を
回避することが可能になる。その結果、ストライプ窓部
の再成長界面において電流注入に支障をきたすバリア形
成を回避することができる。また、光導波層の上に成長
される電流ブロック層等の各層の結晶性が向上する。し
たがって、信頼性が高く、発振閾値および横モードの安
定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に製造
することができる。
層の間に、Ａｌを含まない半導体材料から成る保護層を
形成することによって、製造プロセス中での酸化劣化を
回避することが可能になる。その結果、ストライプ窓部
の再成長界面において電流注入に支障をきたすバリア形
成を回避することができる。また、光導波層の上に成長
される電流ブロック層等の各層の結晶性が向上する。し
たがって、信頼性が高く、発振閾値および横モードの安
定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易に製造
することができる。
【００４８】また本発明において、保護層を形成するＡ
ｌを含まない半導体材料がＧａＡｓであることが好まし
い。
ｌを含まない半導体材料がＧａＡｓであることが好まし
い。
【００４９】本発明に従えば、光導波層と電流ブロック
層の間に、ＧａＡｓから成る保護層を形成することによ
って、ＧａＡｓの優れた結晶成長性に加えて、上述した
ように、製造プロセス中での酸化劣化やストライプ窓部
のバリア形成などの問題を確実に回避できる。また、光
導波層の上に成長される電流ブロック層等の各層の結晶
性が向上する。したがって、信頼性が高く、発振閾値お
よび横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩留
まりで容易に製造することができる。
層の間に、ＧａＡｓから成る保護層を形成することによ
って、ＧａＡｓの優れた結晶成長性に加えて、上述した
ように、製造プロセス中での酸化劣化やストライプ窓部
のバリア形成などの問題を確実に回避できる。また、光
導波層の上に成長される電流ブロック層等の各層の結晶
性が向上する。したがって、信頼性が高く、発振閾値お
よび横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩留
まりで容易に製造することができる。
【００５０】また本発明において、基板がＧａＡｓから
成り、保護層を形成するＡｌを含まない半導体材料がＧ
ａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｓＰ
であることが好ましい。
成り、保護層を形成するＡｌを含まない半導体材料がＧ
ａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｓＰ
であることが好ましい。
【００５１】本発明に従えば、光導波層と電流ブロック
層の間に、ＧａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰまたは、
ＩｎＧａＡｓＰから成る保護層を形成することによっ
て、製造プロセス中での酸化劣化を回避することが可能
になる。その結果、ストライプ窓部の再成長界面におい
て電流注入に支障をきたすバリア形成を回避することが
できる。また、光導波層の上に成長される電流ブロック
層等の各層の結晶性が向上する。また、ＧａＡｓから成
る基板との格子整合性も良好になり、素子全体の結晶安
定性が向上する。したがって、信頼性が高く、発振閾値
および横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩
留まりで容易に製造することができる。
層の間に、ＧａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰまたは、
ＩｎＧａＡｓＰから成る保護層を形成することによっ
て、製造プロセス中での酸化劣化を回避することが可能
になる。その結果、ストライプ窓部の再成長界面におい
て電流注入に支障をきたすバリア形成を回避することが
できる。また、光導波層の上に成長される電流ブロック
層等の各層の結晶性が向上する。また、ＧａＡｓから成
る基板との格子整合性も良好になり、素子全体の結晶安
定性が向上する。したがって、信頼性が高く、発振閾値
および横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩
留まりで容易に製造することができる。
【００５２】また本発明において、活性層をＧａＡｓ量
子井戸で形成することが好ましい。
子井戸で形成することが好ましい。
【００５３】本発明に従えば、Ａｌ組成が０〜０．３か
ら成るＡｌxＧａ1-xＡｓで形成された光導波層が光吸収
を起こさない波長を持った高効率な量子井戸を形成する
ことが可能である。したがって、発振閾値および横モー
ドの安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易
に製造することができる。
ら成るＡｌxＧａ1-xＡｓで形成された光導波層が光吸収
を起こさない波長を持った高効率な量子井戸を形成する
ことが可能である。したがって、発振閾値および横モー
ドの安定性に優れた半導体レーザを高い歩留まりで容易
に製造することができる。
【００５４】また本発明において、活性層をＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸で形成することが好ましい。
ｓ量子井戸で形成することが好ましい。
【００５５】本発明に従えば、ＧａＡｓで形成する光導
波層が光吸収を起こさない波長を持った高効率な量子井
戸を形成することが可能である。したがって、発振閾値
および横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩
留まりで容易に製造することができる。
波層が光吸収を起こさない波長を持った高効率な量子井
戸を形成することが可能である。したがって、発振閾値
および横モードの安定性に優れた半導体レーザを高い歩
留まりで容易に製造することができる。
【００５６】また本発明において、選択成長として、Ｍ
ＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＭＯＭＢＥ（有
機金属分子ビーム成長法）、ＭＢＥ（分子ビーム成長
法）のいずれかを用いることが好ましい。
ＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＭＯＭＢＥ（有
機金属分子ビーム成長法）、ＭＢＥ（分子ビーム成長
法）のいずれかを用いることが好ましい。
【００５７】本発明に従えば、ストライプ状窓の領域に
マスクを予め形成しておいて、ＭＯＣＶＤ、ＭＯＭＢ
Ｅ、ＭＢＥ法を用いて電流ブロック層を形成した後、マ
スクを除去する手法が採られる。こうした手法によっ
て、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い
精度で再現性良く制御することが可能になる。
マスクを予め形成しておいて、ＭＯＣＶＤ、ＭＯＭＢ
Ｅ、ＭＢＥ法を用いて電流ブロック層を形成した後、マ
スクを除去する手法が採られる。こうした手法によっ
て、ストライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い
精度で再現性良く制御することが可能になる。
【００５８】また本発明において、前記選択成長が、選
択成長用マスクを電流ブロック層を形成する層の上に形
成する工程、前記選択成長用マスクを前記ストライプ状
の窓の部分を残して除去する工程、前記ストライプ状の
窓の部分以外に電流ブロック層を結晶成長させる工程、
前記ストライプ状の窓の部分の選択成長マスクを除去す
る工程から成ることが好ましい。
択成長用マスクを電流ブロック層を形成する層の上に形
成する工程、前記選択成長用マスクを前記ストライプ状
の窓の部分を残して除去する工程、前記ストライプ状の
窓の部分以外に電流ブロック層を結晶成長させる工程、
前記ストライプ状の窓の部分の選択成長マスクを除去す
る工程から成ることが好ましい。
【００５９】本発明に従えば、エッチング工程を無くす
ことが可能になり、ストライプ状窓の寸法を高い精度で
再現性良く制御することができる。
ことが可能になり、ストライプ状窓の寸法を高い精度で
再現性良く制御することができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態の
各工程を示す断面図である。まず図１（ａ）に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.55Ｇａ0.45
Ａｓ（厚み１．５μｍ）から成るクラッド層２２、Ｇａ
Ａｓ／Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ量子井戸活性層（発振波
長：７８０ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ（厚
み０．２０μｍ）から成るクラッド層２９の一部をＭＯ
ＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
各工程を示す断面図である。まず図１（ａ）に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.55Ｇａ0.45
Ａｓ（厚み１．５μｍ）から成るクラッド層２２、Ｇａ
Ａｓ／Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ量子井戸活性層（発振波
長：７８０ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ（厚
み０．２０μｍ）から成るクラッド層２９の一部をＭＯ
ＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
【００６１】ＡｌＧａＡｓ系材料では、Ａｌ組成が増加
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅よりクラ
ッド層２２，２９の禁制帯幅の方が大きい。
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅よりクラ
ッド層２２，２９の禁制帯幅の方が大きい。
【００６２】こうして結晶成長した基板を結晶成長装置
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図１（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図１（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
【００６３】次に、マスク３１付の基板を結晶成長装置
に戻して、クラッド層２９の上にｎ型ＧａＡｓ（厚み
０．８０μｍ）から成る電流ブロック層２７を選択成長
させると、図１（ｂ）に示すように、マスク３１が付着
した領域では結晶成長が行われない層構成が得られる。
に戻して、クラッド層２９の上にｎ型ＧａＡｓ（厚み
０．８０μｍ）から成る電流ブロック層２７を選択成長
させると、図１（ｂ）に示すように、マスク３１が付着
した領域では結晶成長が行われない層構成が得られる。
【００６４】次に、マスク３１をたとえばフッ酸水溶液
で除去した後、図１（ｃ）に示すように、クラッド層２
９の残りの部分（厚さ１．５μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μｍ）から成るコンタク
ト層３０を順次結晶成長させる。
で除去した後、図１（ｃ）に示すように、クラッド層２
９の残りの部分（厚さ１．５μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μｍ）から成るコンタク
ト層３０を順次結晶成長させる。
【００６５】こうしてストライプ状窓部となる部分にマ
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５など他層への影響を抑制し
つつ、電流ブロック層２７のストライプ窓の高さ方向お
よび幅方向の寸法を高い精度で再現性良く制御すること
が可能になる。こうした電流ブロック層２７の選択成長
によって発振閾値および横モードの安定性に優れた自己
整合型半導体レーザを高い歩留まりで製造できる。
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５など他層への影響を抑制し
つつ、電流ブロック層２７のストライプ窓の高さ方向お
よび幅方向の寸法を高い精度で再現性良く制御すること
が可能になる。こうした電流ブロック層２７の選択成長
によって発振閾値および横モードの安定性に優れた自己
整合型半導体レーザを高い歩留まりで製造できる。
【００６６】なお、マスク３１の材料はＳｉＯ2に限ら
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
【００６７】図２は、本発明の第２実施形態の各工程を
示す断面図である。まず図２（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ（厚
み１．５μｍ）から成るクラッド層２２、ＧａＡｓ／Ａ
ｌ0.20Ｇａ0.80Ａｓ量子井戸活性層（発振波長：８６０
ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ（厚み０．１０
μｍ）から成る光導波層２８をＭＯＣＶＤ等を用いて順
次結晶成長させる。
示す断面図である。まず図２（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓ（厚
み１．５μｍ）から成るクラッド層２２、ＧａＡｓ／Ａ
ｌ0.20Ｇａ0.80Ａｓ量子井戸活性層（発振波長：８６０
ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ（厚み０．１０
μｍ）から成る光導波層２８をＭＯＣＶＤ等を用いて順
次結晶成長させる。
【００６８】ＡｌＧａＡｓ系材料では、Ａｌ組成が増加
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅よりクラ
ッド層２２および後述のクラッド層２９の禁制帯幅の方
が大きい。
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅よりクラ
ッド層２２および後述のクラッド層２９の禁制帯幅の方
が大きい。
【００６９】こうして結晶成長した基板を結晶成長装置
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図２（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図２（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
【００７０】次に、マスク３１付の基板を結晶成長装置
に戻して、クラッド層２９の上にｎ型ＧａＡｓ（厚み
０．８０μｍ）から成る電流ブロック層２７を選択成長
させると、図２（ｂ）に示すように、マスク３１が付着
した領域では結晶成長が行われない層構成が得られる。
に戻して、クラッド層２９の上にｎ型ＧａＡｓ（厚み
０．８０μｍ）から成る電流ブロック層２７を選択成長
させると、図２（ｂ）に示すように、マスク３１が付着
した領域では結晶成長が行われない層構成が得られる。
【００７１】次に、マスク３１をたとえばフッ酸水溶液
で除去した後、図２（ｃ）に示すように、クラッド層２
９（厚さ１．５μｍ）を結晶成長させ、さらにｐ型Ｇａ
Ａｓ（厚み２．０μｍ）から成るコンタクト層３０を順
次結晶成長させる。
で除去した後、図２（ｃ）に示すように、クラッド層２
９（厚さ１．５μｍ）を結晶成長させ、さらにｐ型Ｇａ
Ａｓ（厚み２．０μｍ）から成るコンタクト層３０を順
次結晶成長させる。
【００７２】こうしてストライプ状窓部となる部分にマ
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５など他層への影響を抑制し
つつ、電流ブロック層２７のストライプ窓の高さ方向お
よび幅方向の寸法を高い精度で再現性良く制御すること
が可能になる。こうした電流ブロック層２７の選択成長
によって発振閾値および横モードの安定性に優れた自己
整合型半導体レーザを高い歩留まりで製造できる。
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５など他層への影響を抑制し
つつ、電流ブロック層２７のストライプ窓の高さ方向お
よび幅方向の寸法を高い精度で再現性良く制御すること
が可能になる。こうした電流ブロック層２７の選択成長
によって発振閾値および横モードの安定性に優れた自己
整合型半導体レーザを高い歩留まりで製造できる。
【００７３】なお、マスク３１の材料はＳｉＯ2に限ら
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
【００７４】図３は、本発明の第３実施形態の各工程を
示す断面図である。まず図３（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚
み１．１μｍ）から成るクラッド層２２、ｎ型Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ（厚み０．８８μｍ）から成る光導波層２
３、Ｉｎ0.20Ｇａ0.80Ａｓ／ＧａＡｓ量子井戸活性層
（発振波長：９８０ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.20Ｇａ0.80
Ａｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２８の一部
をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
示す断面図である。まず図３（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚
み１．１μｍ）から成るクラッド層２２、ｎ型Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ（厚み０．８８μｍ）から成る光導波層２
３、Ｉｎ0.20Ｇａ0.80Ａｓ／ＧａＡｓ量子井戸活性層
（発振波長：９８０ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.20Ｇａ0.80
Ａｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２８の一部
をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
【００７５】ＡｌＧａＡｓ系材料では、Ａｌ組成が増加
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３、２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３、２８よりクラッド層２２および後述のクラッド
層２９の禁制帯幅の方が大きい。
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３、２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３、２８よりクラッド層２２および後述のクラッド
層２９の禁制帯幅の方が大きい。
【００７６】また本実施形態においては、光導波層２３
が従来のＳＣＨ−ＳＡＳ型半導体レーザよりも厚くなる
ように形成されている。さらに、光導波層２８の禁制帯
幅が量子井戸活性層２５より充分に大きくなるように設
定することによって、活性層２５から光導波層２３、２
８へのキャリアの溢れ出しを防いでいる。
が従来のＳＣＨ−ＳＡＳ型半導体レーザよりも厚くなる
ように形成されている。さらに、光導波層２８の禁制帯
幅が量子井戸活性層２５より充分に大きくなるように設
定することによって、活性層２５から光導波層２３、２
８へのキャリアの溢れ出しを防いでいる。
【００７７】こうして結晶成長した基板を結晶成長装置
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図３（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図３（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
【００７８】次に、マスク３１付の基板を結晶成長装置
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａ
ｓ（厚み０．１μｍ）から成る電流ブロック層２７を選
択成長させると、図３（ｂ）に示すように、マスク３１
が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得ら
れる。
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａ
ｓ（厚み０．１μｍ）から成る電流ブロック層２７を選
択成長させると、図３（ｂ）に示すように、マスク３１
が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得ら
れる。
【００７９】次に、マスク３１をたとえばフッ酸水溶液
で除去した後、図３（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．７８μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚み１．１μｍ）から
成るクラッド層２９、およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０
μｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させ
る。ここでストライプ状窓部の光導波層２８の厚さは、
従来のＳＣＨ−ＳＡＳ型半導体レーザのそれよりも厚い
０．２μｍ以上が好ましい。
で除去した後、図３（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．７８μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚み１．１μｍ）から
成るクラッド層２９、およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０
μｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させ
る。ここでストライプ状窓部の光導波層２８の厚さは、
従来のＳＣＨ−ＳＡＳ型半導体レーザのそれよりも厚い
０．２μｍ以上が好ましい。
【００８０】こうしてストライプ状窓部となる部分にマ
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５など他層への影響を抑制し
つつ、電流ブロック層２７のストライプ窓の高さ方向お
よび幅方向の寸法を高い精度で再現性良く制御すること
が可能になる。こうした電流ブロック層２７の選択成長
によって発振閾値および横モードの安定性に優れた自己
整合型半導体レーザを高い歩留まりで製造できる。
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５など他層への影響を抑制し
つつ、電流ブロック層２７のストライプ窓の高さ方向お
よび幅方向の寸法を高い精度で再現性良く制御すること
が可能になる。こうした電流ブロック層２７の選択成長
によって発振閾値および横モードの安定性に優れた自己
整合型半導体レーザを高い歩留まりで製造できる。
【００８１】なお、マスク３１の材料はＳｉＯ2に限ら
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
【００８２】図４は、本発明の第４実施形態の各工程を
示す断面図である。まず図４（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚
み１．１μｍ）から成るクラッド層２２、ｎ型Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ（厚み０．８８μｍ）から成る光導波層２
３、ｎ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μｍ）
から成るキャリアブロック層２４、ＧａＡｓ／Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ量子井戸活性層（発振波長：８６０ｎｍ）
２５、ｐ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μ
ｍ）から成るキャリアブロック層２６、ｐ型Ａｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ａｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２８
の一部をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
示す断面図である。まず図４（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚
み１．１μｍ）から成るクラッド層２２、ｎ型Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ（厚み０．８８μｍ）から成る光導波層２
３、ｎ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μｍ）
から成るキャリアブロック層２４、ＧａＡｓ／Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ量子井戸活性層（発振波長：８６０ｎｍ）
２５、ｐ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μ
ｍ）から成るキャリアブロック層２６、ｐ型Ａｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ａｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２８
の一部をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
【００８３】ＡｌＧａＡｓ系材料では、Ａｌ組成が増加
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３，２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３，２８よりクラッド層２２，２９およびキャリア
ブロック層２４，２６の各禁制帯幅の方が大きい。
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３，２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３，２８よりクラッド層２２，２９およびキャリア
ブロック層２４，２６の各禁制帯幅の方が大きい。
【００８４】こうして結晶成長した基板を結晶成長装置
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図４（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性よく
形成可能である。
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図４（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性よく
形成可能である。
【００８５】次に、マスク３１付の基板を結晶成長装置
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａ
ｓ（厚み０．１μｍ）から成る電流ブロック層２７を選
択成長させると、図４（ｂ）に示すように、マスク３１
が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得ら
れる。
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａ
ｓ（厚み０．１μｍ）から成る電流ブロック層２７を選
択成長させると、図４（ｂ）に示すように、マスク３１
が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得ら
れる。
【００８６】次に、マスク３１をたとえばフッ酸水溶液
で除去した後、図４（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．７８μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚み１．１μｍ）から
成るクラッド層２９およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μ
ｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させる。
で除去した後、図４（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．７８μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚み１．１μｍ）から
成るクラッド層２９およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μ
ｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させる。
【００８７】こうしてストライプ状窓部となる部分にマ
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５やキャリアブロック層２６
などへの影響を抑制しつつ、電流ブロック層２７のスト
ライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再
現性良く制御することが可能になる。こうした電流ブロ
ック層２７の選択成長によって発振閾値および横モード
の安定性に優れた自己整合型半導体レーザを高い歩留ま
りで製造できる。
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５やキャリアブロック層２６
などへの影響を抑制しつつ、電流ブロック層２７のスト
ライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再
現性良く制御することが可能になる。こうした電流ブロ
ック層２７の選択成長によって発振閾値および横モード
の安定性に優れた自己整合型半導体レーザを高い歩留ま
りで製造できる。
【００８８】なお、マスク３１の材料はＳｉＯ2に限ら
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
【００８９】次に、本発明の第５実施形態の各工程を示
す。本実施形態においても図４を参照して説明する。ま
ず図４（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上
にｎ型Ａｌ0.17Ｇａ0.83Ａｓ（厚み１．７μｍ）から成
るクラッド層２２、ｎ型ＧａＡｓ（厚み０．５５μｍ）
から成る光導波層２３、ｎ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ（厚
み０．０３０μｍ）から成るキャリアブロック層２４、
Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／ＧａＡｓ量子井戸活性層（発振波
長：９８０ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ（厚
み０．０３０μｍ）から成るキャリアブロック層２６、
ｐ型ＧａＡｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２
８の一部をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
す。本実施形態においても図４を参照して説明する。ま
ず図４（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上
にｎ型Ａｌ0.17Ｇａ0.83Ａｓ（厚み１．７μｍ）から成
るクラッド層２２、ｎ型ＧａＡｓ（厚み０．５５μｍ）
から成る光導波層２３、ｎ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ（厚
み０．０３０μｍ）から成るキャリアブロック層２４、
Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ａｓ／ＧａＡｓ量子井戸活性層（発振波
長：９８０ｎｍ）２５、ｐ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ（厚
み０．０３０μｍ）から成るキャリアブロック層２６、
ｐ型ＧａＡｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２
８の一部をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長させる。
【００９０】ＡｌＧａＡｓ系材料では、Ａｌ組成が増加
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３，２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３，２８よりクラッド層２２，２９およびキャリア
ブロック層２４，２６の各禁制帯幅の方が大きい。
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３，２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３，２８よりクラッド層２２，２９およびキャリア
ブロック層２４，２６の各禁制帯幅の方が大きい。
【００９１】こうして結晶成長した基板を結晶成長装置
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図４（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図４（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性良く
形成可能である。
【００９２】次に、マスク３１付の基板を結晶成長装置
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ａ
ｓ（厚み０．１５μｍ）から成る電流ブロック層２７を
選択成長させると、図４（ｂ）に示すように、マスク３
１が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得
られる。
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ａ
ｓ（厚み０．１５μｍ）から成る電流ブロック層２７を
選択成長させると、図４（ｂ）に示すように、マスク３
１が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得
られる。
【００９３】次に、マスク３１をたとえばフッ酸水溶液
で除去した後、図４（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．４５μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.17Ｇａ0.83Ａｓ（厚み１．７μｍ）から
成るクラッド層２９およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μ
ｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させる。
で除去した後、図４（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．４５μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.17Ｇａ0.83Ａｓ（厚み１．７μｍ）から
成るクラッド層２９およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μ
ｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させる。
【００９４】こうしてストライプ状窓部となる部分にマ
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５やキャリアブロック層２６
などへの影響を抑制しつつ、電流ブロック層２７のスト
ライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再
現性良く制御することが可能になる。こうした電流ブロ
ック層２７の選択成長によって発振閾値および横モード
の安定性に優れた自己整合型半導体レーザを高い歩留ま
りで製造できる。また、ＧａＡｓ導波層によって酸化劣
化の影響を回避することが可能になる。その結果、バリ
ア形成が無く信頼性の高い半導体レーザ素子が製造、実
現できる。
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５やキャリアブロック層２６
などへの影響を抑制しつつ、電流ブロック層２７のスト
ライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再
現性良く制御することが可能になる。こうした電流ブロ
ック層２７の選択成長によって発振閾値および横モード
の安定性に優れた自己整合型半導体レーザを高い歩留ま
りで製造できる。また、ＧａＡｓ導波層によって酸化劣
化の影響を回避することが可能になる。その結果、バリ
ア形成が無く信頼性の高い半導体レーザ素子が製造、実
現できる。
【００９５】なお、マスク３１の材料はＳｉＯ2に限ら
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
【００９６】図５は、本発明の第６実施形態の各工程を
示す断面図である。まず図５（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚
み１．１μｍ）から成るクラッド層２２、ｎ型Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ（厚み０．８８μｍ）から成る光導波層２
３、ｎ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μｍ）
から成るキャリアブロック層２４、ＧａＡｓ／Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ量子井戸活性層（発振波長：８６０ｎｍ）
２５、ｐ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μ
ｍ）から成るキャリアブロック層２６、ｐ型Ａｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ａｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２
８、ｐ型Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ（厚み０．０２μｍ）から
成る保護層３２をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長さ
せる。
示す断面図である。まず図５（ａ）に示すように、ｎ型
ＧａＡｓ基板２１の上にｎ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚
み１．１μｍ）から成るクラッド層２２、ｎ型Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ（厚み０．８８μｍ）から成る光導波層２
３、ｎ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μｍ）
から成るキャリアブロック層２４、ＧａＡｓ／Ａｌ0.20
Ｇａ0.80Ａｓ量子井戸活性層（発振波長：８６０ｎｍ）
２５、ｐ型Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ａｓ（厚み０．０２５μ
ｍ）から成るキャリアブロック層２６、ｐ型Ａｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ａｓ（厚み０．１０μｍ）から成る光導波層２
８、ｐ型Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ（厚み０．０２μｍ）から
成る保護層３２をＭＯＣＶＤ等を用いて順次結晶成長さ
せる。
【００９７】ＡｌＧａＡｓ系材料では、Ａｌ組成が増加
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３，２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３，２８よりクラッド層２２，２９およびキャリア
ブロック層２４，２６の各禁制帯幅の方が大きい。
するにつれて禁制帯幅も増加する傾向にある。本実施形
態においては、量子井戸活性層２５の禁制帯幅より光導
波層２３，２８の禁制帯幅の方が大きく、さらに光導波
層２３，２８よりクラッド層２２，２９およびキャリア
ブロック層２４，２６の各禁制帯幅の方が大きい。
【００９８】また、保護層３２はＡｌを含まない材料で
形成しているため、酸化劣化を抑制できる。
形成しているため、酸化劣化を抑制できる。
【００９９】こうして結晶成長した基板を結晶成長装置
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図５（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性よく
形成可能である。
から取出して、たとえば電子ビーム蒸着装置に投入し
て、図５（ｂ）に示すように、たとえばＳｉＯ2から成
るマスク３１を厚さ０．１μｍで全面に形成した後、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてストライプ状窓となる中
央領域以外のマスクを除去して、ストライプ状のマスク
３１を形成する。このマスク３１は極めて薄いため、従
来のフォトリソグラフィ技術でも高い精度で再現性よく
形成可能である。
【０１００】次に、マスク３１付の基板を結晶成長装置
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａ
ｓ（厚み０．１μｍ）から成る電流ブロック層２７を選
択成長させると、図５（ｂ）に示すように、マスク３１
が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得ら
れる。
に戻して、光導波層２８の上にｎ型Ａｌ0.33Ｇａ0.67Ａ
ｓ（厚み０．１μｍ）から成る電流ブロック層２７を選
択成長させると、図５（ｂ）に示すように、マスク３１
が付着した領域では結晶成長が行われない層構成が得ら
れる。
【０１０１】次に、マスク３１をたとえばフッ酸水溶液
で除去した後、図５（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．７８μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚み１．１μｍ）から
成るクラッド層２９およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μ
ｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させる。
で除去した後、図５（ｃ）に示すように、光導波層２８
の残りの部分（厚さ０．７８μｍ）を結晶成長させ、さ
らにｐ型Ａｌ0.24Ｇａ0.76Ａｓ（厚み１．１μｍ）から
成るクラッド層２９およびｐ型ＧａＡｓ（厚み２．０μ
ｍ）から成るコンタクト層３０を順次結晶成長させる。
【０１０２】こうしてストライプ状窓部となる部分にマ
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５やキャリアブロック層２６
などへの影響を抑制しつつ、電流ブロック層２７のスト
ライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再
現性良く制御することが可能になる。こうした電流ブロ
ック層２７の選択成長によって発振閾値および横モード
の安定性に優れた自己整合型半導体レーザを高い歩留ま
りで製造できる。
スク３１を形成した後、選択成長により電流ブロック層
２７を形成し、その後マスク３１を除去する手法を用い
ることによって、活性層２５やキャリアブロック層２６
などへの影響を抑制しつつ、電流ブロック層２７のスト
ライプ窓の高さ方向および幅方向の寸法を高い精度で再
現性良く制御することが可能になる。こうした電流ブロ
ック層２７の選択成長によって発振閾値および横モード
の安定性に優れた自己整合型半導体レーザを高い歩留ま
りで製造できる。
【０１０３】また、Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐから成る保護層
３２によって、酸化劣化の影響を回避することができ
る。その結果、バリア形成が無く信頼性の高い半導体レ
ーザを製造、実現できる。
３２によって、酸化劣化の影響を回避することができ
る。その結果、バリア形成が無く信頼性の高い半導体レ
ーザを製造、実現できる。
【０１０４】なお、マスク３１の材料はＳｉＯ2に限ら
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
ず、たとえばＳｉＮなど選択成長が可能となる材料であ
ればかまわない。
【０１０５】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、電
流ブロック層を選択成長によって形成することによっ
て、加工精度の低いエッチング工程を無くすことが可能
になる。そのため活性層などの他層への影響を確実に解
消でき、しかもストライプ窓の高さ方向および幅方向の
寸法を高い精度で再現性良く制御することが可能にな
る。こうして発振閾値および横モードの安定性に優れた
半導体レーザを高い歩留まりで製造することができる。
流ブロック層を選択成長によって形成することによっ
て、加工精度の低いエッチング工程を無くすことが可能
になる。そのため活性層などの他層への影響を確実に解
消でき、しかもストライプ窓の高さ方向および幅方向の
寸法を高い精度で再現性良く制御することが可能にな
る。こうして発振閾値および横モードの安定性に優れた
半導体レーザを高い歩留まりで製造することができる。
【図１】本発明の第１実施形態の各工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２実施形態の各工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第３実施形態の各工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第４および第５実施形態の各工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】本発明の第６実施形態の各工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】ＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤの一例を示す構成図であ
る。
る。
【図７】ＰＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤの一例を示す構成図で
ある。
ある。
【図８】ＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤの従来の製造方法の一例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図９】ＰＳＣＨ−ＳＡＳ型ＬＤの従来の製造方法の一
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
２１ 基板 ２２，２９ クラッド層 ２３，２８ 光導波層 ２４，２６ キャリアブロック層 ２５ 量子井戸活性層 ２７ 電流ブロック層 ３０ コンタクト層 ３１ マスク ３２ 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 義和 千葉県袖ケ浦市長浦字拓二号580番32 三 井化学株式会社内
Claims (16)
- 【請求項１】 活性層の両面側に、該活性層の禁制帯幅
以上の禁制帯幅を有する一対のクラッド層をそれぞれ設
け、 該クラッド層の少なくとも一方にストライプ状の窓を有
する電流ブロック層を埋め込んだ自己整合型半導体レー
ザの製造方法において、 前記電流ブロック層を選択成長によって形成することを
特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 活性層の片面側または両面側に、該活性
層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する光導波層を設け、 活性層および光導波層を挟むように、該光導波層の禁制
帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッド層をそれぞ
れ設け、 少なくとも一方の光導波層とクラッド層の間にストライ
プ状の窓を有する電流ブロック層を埋め込んだ自己整合
型半導体レーザの製造方法において、 前記電流ブロック層を選択成長によって形成することを
特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 活性層の片面側または両面側に、該活性
層の禁制帯幅以上の禁制帯幅を有する光導波層を設け、 活性層および光導波層を挟むように、該光導波層の禁制
帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッド層をそれぞ
れ設け、 該光導波層の少なくとも一方にストライプ状の窓を有す
る電流ブロック層を埋め込んだ自己整合型半導体レーザ
の製造方法において、 前記電流ブロック層を選択成長によって形成することを
特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 活性層の両面側に、該活性層の禁制帯幅
以上の禁制帯幅を有する一対の光導波層を設け、 活性層および光導波層を挟むように、該光導波層の禁制
帯幅以上の禁制帯幅を有する一対のクラッド層を設け、 活性層と光導波層との間に、該活性層および該光導波層
の各禁制帯幅以上の禁制帯幅を有するキャリアブロック
層をそれぞれ設け、 該光導波層の少なくとも一方にストライプ状の窓を有す
る電流ブロック層を埋め込んだ完全分離閉じ込め構造の
自己整合型半導体レーザの製造方法において、前記電流
ブロック層を選択成長によって形成することを特徴とす
る半導体レーザの製造方法。 - 【請求項５】 電流ブロック層を、Ａｌ組成ｘが０≦ｘ
≦０．３５から成るＡｌxＧａ1-xＡｓまたは、Ａｌを含
まない半導体材料で形成することを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項６】 光導波層を、Ａｌ組成ｘが０＜ｘ≦０．
３から成るＡｌxＧａ1-xＡｓで形成することを特徴とす
る請求項２〜５のいずれかに記載の半導体レーザの製造
方法。 - 【請求項７】 光導波層をＡｌを含まない半導体材料で
形成することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記
載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項８】 光導波層を形成するＡｌを含まない半導
体材料がＧａＡｓであることを特徴とする請求項７に記
載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項９】 基板がＧａＡｓから成り、光導波層を形
成するＡｌを含まない半導体材料がＧａＡｓと格子整合
するＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｓＰであることを特徴
とする請求項７に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項１０】 光導波層と電流ブロック層の間に、Ａ
ｌを含まない半導体材料から成る保護層を形成すること
を特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の半導体レ
ーザの製造方法。 - 【請求項１１】 保護層を形成するＡｌを含まない半導
体材料がＧａＡｓであることを特徴とする請求項１０に
記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項１２】 基板がＧａＡｓから成り、保護層を形
成するＡｌを含まない半導体材料がＧａＡｓと格子整合
するＩｎＧａＰまたはＩｎＧａＡｓＰであることを特徴
とする請求項１０に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項１３】 活性層をＧａＡｓで形成することを特
徴とする請求項６、７、１０のいずれかに記載の半導体
レーザの製造方法。 - 【請求項１４】 活性層をＩｎＧａＡｓで形成すること
を特徴とする請求項６、７、１０のいずれかに記載の半
導体レーザの製造方法。 - 【請求項１５】 選択成長として、ＭＯＣＶＤ（有機金
属化学気相成長法）、ＭＯＭＢＥ（有機金属分子ビーム
成長法）、ＭＢＥ（分子ビーム成長法）のいずれかを用
いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
半導体レーザの製造方法。 - 【請求項１６】 前記選択成長が、選択成長用マスクを
電流ブロック層を形成する層の上に形成する工程、前記
選択成長用マスクを前記ストライプ状の窓の部分を残し
て除去する工程、前記ストライプ状の窓の部分以外に電
流ブロック層を結晶成長させる工程、前記ストライプ状
の窓の部分の選択成長マスクを除去する工程から成るこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26194398A JPH11154775A (ja) | 1997-09-18 | 1998-09-16 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-253884 | 1997-09-18 | ||
| JP25388497 | 1997-09-18 | ||
| JP26194398A JPH11154775A (ja) | 1997-09-18 | 1998-09-16 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154775A true JPH11154775A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=26541449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26194398A Pending JPH11154775A (ja) | 1997-09-18 | 1998-09-16 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11154775A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001156404A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-08 | Xerox Corp | インナーストライプレーザダイオード構造及び製造方法 |
| WO2002021578A1 (fr) | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Mitsui Chemicals Inc. | Element laser semi-conducteur |
| EP1289084A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-05 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP26194398A patent/JPH11154775A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001156404A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-08 | Xerox Corp | インナーストライプレーザダイオード構造及び製造方法 |
| WO2002021578A1 (fr) | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Mitsui Chemicals Inc. | Element laser semi-conducteur |
| US6822990B2 (en) | 2000-09-08 | 2004-11-23 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
| EP1289084A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-05 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
| US6717186B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-04-06 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
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