JPH11220224A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH11220224A JPH11220224A JP10317644A JP31764498A JPH11220224A JP H11220224 A JPH11220224 A JP H11220224A JP 10317644 A JP10317644 A JP 10317644A JP 31764498 A JP31764498 A JP 31764498A JP H11220224 A JPH11220224 A JP H11220224A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 0.8μｍ帯の半導体レーザにおいて、高出力
発振下における信頼性を向上させる。 【解決手段】 n-GaAs基板１上に、n-Ga1-z1Alz1Asクラ
ッド層２、n-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層３、i-Inx2
Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層４、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層５、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層６、p-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層
７、p-Ga1-z1Alz1As クラッド層８、p-GaAsコンタクト
層９を順次形成する。そして各クラッド層２，８および
各光導波層３，７はそれぞれGaAs基板１に格子整合する
組成比とし、引張り歪バリア層４，６の合計層厚は10〜
30ｎｍとし、また引張り歪バリア層４，６の組成は、引
張り歪の歪量が、歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍとな
るものとする。
発振下における信頼性を向上させる。 【解決手段】 n-GaAs基板１上に、n-Ga1-z1Alz1Asクラ
ッド層２、n-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層３、i-Inx2
Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層４、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層５、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層６、p-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層
７、p-Ga1-z1Alz1As クラッド層８、p-GaAsコンタクト
層９を順次形成する。そして各クラッド層２，８および
各光導波層３，７はそれぞれGaAs基板１に格子整合する
組成比とし、引張り歪バリア層４，６の合計層厚は10〜
30ｎｍとし、また引張り歪バリア層４，６の組成は、引
張り歪の歪量が、歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍとな
るものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ装置に
関し、詳しくは半導体レーザ装置を構成する半導体層の
組成に関するものである。
関し、詳しくは半導体レーザ装置を構成する半導体層の
組成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、0.7-0.85μｍ帯の半導体レーザと
しては、n-GaAs基板に、n-AlGaAsクラッド層、n または
i-AlGaAs光導波層、i-AlGaAs活性層、p またはi-AlGaAs
光導波層、p-AlGaAsクラッド層、p-GaAsキャップ層を積
層してなる半導体レーザが一般的である。しかし、この
構造では活性層にAlを含み、Alは化学的に活性で酸化さ
れやすいため、劈開して形成した共振器端面が劣化しや
すく、高信頼性という点で不利である。
しては、n-GaAs基板に、n-AlGaAsクラッド層、n または
i-AlGaAs光導波層、i-AlGaAs活性層、p またはi-AlGaAs
光導波層、p-AlGaAsクラッド層、p-GaAsキャップ層を積
層してなる半導体レーザが一般的である。しかし、この
構造では活性層にAlを含み、Alは化学的に活性で酸化さ
れやすいため、劈開して形成した共振器端面が劣化しや
すく、高信頼性という点で不利である。
【０００３】そこで、オールAlフリーとなる875ｎｍ帯
の半導体レーザとして、IEEE Photonics technology Le
tters,Vol.6,No.4(1994)p.465 に示されるようにn-GaAs
基板上に、n-InGaP クラッド層、アンドープInGaAsP 光
導波層、GaAs量子井戸活性層、アンドープInGaAsP 光導
波層、p-InGaP クラッド層、p-GaAsキャップ層からなる
半導体レーザが提案されている。しかし、このAlフリー
の半導体レーザは素子特性の温度依存性が大きく、最高
光出力は4.2 Ｗと高いが、光出力１Ｗ以上で漏れ電流の
発生により発光効率が悪くなってくるという欠点を有し
ており、0.8 μｍ近傍の短波長帯では高出力半導体レー
ザとしては実用上耐えないものである。
の半導体レーザとして、IEEE Photonics technology Le
tters,Vol.6,No.4(1994)p.465 に示されるようにn-GaAs
基板上に、n-InGaP クラッド層、アンドープInGaAsP 光
導波層、GaAs量子井戸活性層、アンドープInGaAsP 光導
波層、p-InGaP クラッド層、p-GaAsキャップ層からなる
半導体レーザが提案されている。しかし、このAlフリー
の半導体レーザは素子特性の温度依存性が大きく、最高
光出力は4.2 Ｗと高いが、光出力１Ｗ以上で漏れ電流の
発生により発光効率が悪くなってくるという欠点を有し
ており、0.8 μｍ近傍の短波長帯では高出力半導体レー
ザとしては実用上耐えないものである。
【０００４】一方、活性層がAlフリーとなる0.8μｍ帯
の半導体レーザとして、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34(1995)
pp.L1175-1177に示されているようなn-GaAs基板にn-AlG
aAsクラッド層、i-InGaP 光導波層、InGaAsP 量子井戸
活性層、i-InGaP 光導波層、p-AlGaAsクラッド層、p-Ga
Asキャップ層からなる半導体レーザが報告されている。
しかし、この半導体レーザは、キャリアのオーバーフロ
ーにより素子特性の温度特性が大きいという欠点を持っ
ており、高出力発振時での駆動電流が増大し、発熱に伴
う素子温度上昇による信頼性の劣化が生じる。
の半導体レーザとして、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34(1995)
pp.L1175-1177に示されているようなn-GaAs基板にn-AlG
aAsクラッド層、i-InGaP 光導波層、InGaAsP 量子井戸
活性層、i-InGaP 光導波層、p-AlGaAsクラッド層、p-Ga
Asキャップ層からなる半導体レーザが報告されている。
しかし、この半導体レーザは、キャリアのオーバーフロ
ーにより素子特性の温度特性が大きいという欠点を持っ
ており、高出力発振時での駆動電流が増大し、発熱に伴
う素子温度上昇による信頼性の劣化が生じる。
【０００５】また、IEEE Journal of Selected Topics
in Quantum Electronics,Vol.3,No.2(1997)p.180 に
は、活性層として、基板に対して圧縮歪を有する組成比
のGaInP半導体を用い、該活性層の圧縮歪をキャンセル
する以上の引張り歪を有するAlGaInP 層をサイドバリア
層として備えて、レーザ素子の出射端面近傍で結晶構造
緩和を生ぜしめ、端面におけるバンドギャップを大きく
することにより、レーザ発振時の光の吸収を小さくして
端面での光吸収による素子の劣化を低減し、信頼性を向
上した半導体レーザが提案されている。しかしながら、
InGaAsP 系の活性層により800nm 帯の半導体レーザを構
成しようとする場合、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.21(1982)p.
L323 に示すようにInGaAsP 系の組成比とバンドギャッ
プとの関係において相分離を起こす組成領域が、圧縮歪
を有する組成比と重なるために、InGaAsP 系の半導体層
により大きな圧縮歪を有する活性層を形成することが困
難であり、上記文献に示されるような信頼性の高い半導
体レーザを800nm 系半導体レーザにおいて実現すること
は困難である。
in Quantum Electronics,Vol.3,No.2(1997)p.180 に
は、活性層として、基板に対して圧縮歪を有する組成比
のGaInP半導体を用い、該活性層の圧縮歪をキャンセル
する以上の引張り歪を有するAlGaInP 層をサイドバリア
層として備えて、レーザ素子の出射端面近傍で結晶構造
緩和を生ぜしめ、端面におけるバンドギャップを大きく
することにより、レーザ発振時の光の吸収を小さくして
端面での光吸収による素子の劣化を低減し、信頼性を向
上した半導体レーザが提案されている。しかしながら、
InGaAsP 系の活性層により800nm 帯の半導体レーザを構
成しようとする場合、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.21(1982)p.
L323 に示すようにInGaAsP 系の組成比とバンドギャッ
プとの関係において相分離を起こす組成領域が、圧縮歪
を有する組成比と重なるために、InGaAsP 系の半導体層
により大きな圧縮歪を有する活性層を形成することが困
難であり、上記文献に示されるような信頼性の高い半導
体レーザを800nm 系半導体レーザにおいて実現すること
は困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであって、耐久性があり、かつ、高
出力発振下においても信頼性の高い0.8 μｍ帯の半導体
レーザを提供することを目的とするものである。
鑑みてなされたものであって、耐久性があり、かつ、高
出力発振下においても信頼性の高い0.8 μｍ帯の半導体
レーザを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による１つの半導
体レーザ装置は、GaAs基板上に、ｐ型およびｎ型の一方
の導電性を有する第一クラッド層、第一光導波層、Inx2
Ga1-x2As1-y2Py2 第一バリア層、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3
量子井戸活性層、Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 第二バリア層、
第二光導波層、ｐ型およびｎ型の他方の導電性を有する
第二クラッド層がこの順に積層されてなる半導体レーザ
装置であって、前記第一および第二クラッド層が前記Ga
As基板に格子整合する組成からなり、前記第一および第
二光導波層が前記GaAs基板に格子整合する組成からな
り、前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対
して引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であっ
て、その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを
満たす組成からなり、前記Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井
戸活性層が、前記GaAs基板に格子整合する組成、もしく
は、前記GaAs基板に対して0.003 までの引張り歪を有す
る組成からなるものであることを特徴とするものであ
る。
体レーザ装置は、GaAs基板上に、ｐ型およびｎ型の一方
の導電性を有する第一クラッド層、第一光導波層、Inx2
Ga1-x2As1-y2Py2 第一バリア層、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3
量子井戸活性層、Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 第二バリア層、
第二光導波層、ｐ型およびｎ型の他方の導電性を有する
第二クラッド層がこの順に積層されてなる半導体レーザ
装置であって、前記第一および第二クラッド層が前記Ga
As基板に格子整合する組成からなり、前記第一および第
二光導波層が前記GaAs基板に格子整合する組成からな
り、前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対
して引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であっ
て、その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを
満たす組成からなり、前記Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井
戸活性層が、前記GaAs基板に格子整合する組成、もしく
は、前記GaAs基板に対して0.003 までの引張り歪を有す
る組成からなるものであることを特徴とするものであ
る。
【０００８】本発明による別の半導体レーザ装置は、第
一および第二バリア層がInx2Ga1-x2P系組成からなり、
その他の構成は上記第１の半導体レーザ装置と同様とさ
れたものである。
一および第二バリア層がInx2Ga1-x2P系組成からなり、
その他の構成は上記第１の半導体レーザ装置と同様とさ
れたものである。
【０００９】ここで、前記合計層厚とは、前記第一およ
び第二バリア層の層厚を合計したものをいう。
び第二バリア層の層厚を合計したものをいう。
【００１０】また第一および第二バリア層の前記GaAs基
板に対する引張り歪の歪量とは、該歪量をΔ1 とし、Ga
As基板の格子定数をａGaAsとし、バリア層の格子定数を
ａ1とした場合Δ1 ＝（ａGaAs−ａ1 ）／ａGaAsで表さ
れるものである。
板に対する引張り歪の歪量とは、該歪量をΔ1 とし、Ga
As基板の格子定数をａGaAsとし、バリア層の格子定数を
ａ1とした場合Δ1 ＝（ａGaAs−ａ1 ）／ａGaAsで表さ
れるものである。
【００１１】同様に、前記量子井戸活性層の前記GaAs基
板に対する引張り歪の歪量とは、該歪量をΔ2 とし、活
性層の格子定数をａ2 とした場合Δ2 ＝（ａGaAs−
ａ2 ）／ａGaAsで表されるものである。一般に、格子整
合するとは歪量Δ2が−0.0025≦Δ2 ≦0.0025であるこ
とをいい、「前記InGaAsP 量子井戸活性層が、前記GaAs
基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対
して0.003 までの引張り歪を有する組成」とは、−0.00
25≦Δ2 ≦0.003 を満たす組成をいう。
板に対する引張り歪の歪量とは、該歪量をΔ2 とし、活
性層の格子定数をａ2 とした場合Δ2 ＝（ａGaAs−
ａ2 ）／ａGaAsで表されるものである。一般に、格子整
合するとは歪量Δ2が−0.0025≦Δ2 ≦0.0025であるこ
とをいい、「前記InGaAsP 量子井戸活性層が、前記GaAs
基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対
して0.003 までの引張り歪を有する組成」とは、−0.00
25≦Δ2 ≦0.003 を満たす組成をいう。
【００１２】
【発明の効果】本発明の半導体レーザは、活性層がAlを
含まない組成で構成されているため、活性層にAlを含む
従来の0.8 μｍ帯半導体レーザと比較して耐久性の面で
信頼性が高い。また、InGaAsP あるいはInGaP 引張り歪
バリア層を設けたことで活性層近傍での格子緩和が生
じ、この格子緩和によりバンドギャップを大きくするこ
とができ、素子の光出射端面における光の吸収を低減す
ることができる。また、InGaAsP あるいはInGaP 引張り
歪バリア層により活性層とバリア層との障壁高さを大き
くすることにより、活性層から光導波層への電子および
正孔の漏れを低減することができる。これにより、駆動
電流を低減することができ、素子端面における発熱を低
減することができるので、高出力発振時における素子の
信頼性を向上させることができる。
含まない組成で構成されているため、活性層にAlを含む
従来の0.8 μｍ帯半導体レーザと比較して耐久性の面で
信頼性が高い。また、InGaAsP あるいはInGaP 引張り歪
バリア層を設けたことで活性層近傍での格子緩和が生
じ、この格子緩和によりバンドギャップを大きくするこ
とができ、素子の光出射端面における光の吸収を低減す
ることができる。また、InGaAsP あるいはInGaP 引張り
歪バリア層により活性層とバリア層との障壁高さを大き
くすることにより、活性層から光導波層への電子および
正孔の漏れを低減することができる。これにより、駆動
電流を低減することができ、素子端面における発熱を低
減することができるので、高出力発振時における素子の
信頼性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の第１の実施形態に係る半
導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成
を、作製方法と併せて説明する。
導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成
を、作製方法と併せて説明する。
【００１５】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板１上
に、n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層２、n またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層３、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層４、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性
層５、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2引張り歪バリア層６、p
またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層７、p-Ga1-z1Al
z1As クラッド層８、p-GaAsコンタクト層９を形成す
る。その後にコンタクト層９および基板１のそれぞれに
ｐ側電極10およびｎ側電極11を形成して完成する。な
お、各クラッド層２，８および各光導波層３，７はそれ
ぞれGaAs基板１に格子整合する組成比とするが、上記組
成の他InGaAlAsP 系の半導体層を用いてもよい。
に、n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層２、n またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層３、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層４、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性
層５、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2引張り歪バリア層６、p
またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層７、p-Ga1-z1Al
z1As クラッド層８、p-GaAsコンタクト層９を形成す
る。その後にコンタクト層９および基板１のそれぞれに
ｐ側電極10およびｎ側電極11を形成して完成する。な
お、各クラッド層２，８および各光導波層３，７はそれ
ぞれGaAs基板１に格子整合する組成比とするが、上記組
成の他InGaAlAsP 系の半導体層を用いてもよい。
【００１６】また、本実施形態においては、量子井戸活
性層５は基板１に格子整合する組成とし、また、引張り
歪バリア層は基板１に対する歪量が0.007 となる組成と
してその層厚を５ｎｍとした。なお、量子井戸活性層は
GaAs基板に対して歪量0.003までの引張り歪を有する組
成であってもよく、さらに、多重量子井戸構造であって
もよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み
（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。また、引
張り歪バリア層は、その合計層厚が10〜30ｎｍの範囲の
所定の厚さで、歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍとなる
組成であればよい。
性層５は基板１に格子整合する組成とし、また、引張り
歪バリア層は基板１に対する歪量が0.007 となる組成と
してその層厚を５ｎｍとした。なお、量子井戸活性層は
GaAs基板に対して歪量0.003までの引張り歪を有する組
成であってもよく、さらに、多重量子井戸構造であって
もよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み
（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。また、引
張り歪バリア層は、その合計層厚が10〜30ｎｍの範囲の
所定の厚さで、歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍとなる
組成であればよい。
【００１７】上記半導体レーザと、該半導体レーザと同
様にして形成された引張り歪バリア層を有しない50μｍ
幅のストライプを有する半導体レーザ素子とについて評
価を行った結果を図２および図３に示す。図２は、引張
り歪バリア層を有する本発明の半導体レーザ素子（実
線）と引張り歪バリア層を有しない素子（点線）の最高
光出力の比較を示したものであり、図３は本発明の半導
体レーザ素子（○）と引張り歪バリア層を有しない素子
（×）の閾値電流Ｉthの温度依存性を示したものであ
る。図２および図３から、引張り歪バリア層を有する本
発明の半導体レーザは、引張り歪を有しない素子に較べ
て、最高光出力は約0.3 Ｗ大きく（図２参照）、閾値電
流の温度依存性は小さい（図３参照）という結果が得ら
れた。
様にして形成された引張り歪バリア層を有しない50μｍ
幅のストライプを有する半導体レーザ素子とについて評
価を行った結果を図２および図３に示す。図２は、引張
り歪バリア層を有する本発明の半導体レーザ素子（実
線）と引張り歪バリア層を有しない素子（点線）の最高
光出力の比較を示したものであり、図３は本発明の半導
体レーザ素子（○）と引張り歪バリア層を有しない素子
（×）の閾値電流Ｉthの温度依存性を示したものであ
る。図２および図３から、引張り歪バリア層を有する本
発明の半導体レーザは、引張り歪を有しない素子に較べ
て、最高光出力は約0.3 Ｗ大きく（図２参照）、閾値電
流の温度依存性は小さい（図３参照）という結果が得ら
れた。
【００１８】一般に、閾値電流Ｉthの温度依存性はＩth
（Ｔ）＝Ｉ0 x e(T/To) で表される。ここで、Ｔo は特
性温度であり、この特性温度が高いほど素子の閾値電流
の温度依存性は小さく、高出力発振時において安定性が
向上した素子であるといえる。引張り歪バリア層を有す
る素子においては、20℃から50℃の範囲ではＴo ＝223
Ｋであり、引張り歪みバリア層を有しない素子より30Ｋ
程度特性温度が上昇した。また、50℃から80℃の高温領
域において本発明のレーザ素子の特性温度は125 Ｋであ
り、バリア層を有しない素子より15Ｋ程度特性温度が上
昇した。
（Ｔ）＝Ｉ0 x e(T/To) で表される。ここで、Ｔo は特
性温度であり、この特性温度が高いほど素子の閾値電流
の温度依存性は小さく、高出力発振時において安定性が
向上した素子であるといえる。引張り歪バリア層を有す
る素子においては、20℃から50℃の範囲ではＴo ＝223
Ｋであり、引張り歪みバリア層を有しない素子より30Ｋ
程度特性温度が上昇した。また、50℃から80℃の高温領
域において本発明のレーザ素子の特性温度は125 Ｋであ
り、バリア層を有しない素子より15Ｋ程度特性温度が上
昇した。
【００１９】本半導体レーザは、活性層４にAlを含まな
いため耐久性が高く、また、上述のように活性層の上下
層に引張り歪バリア層４、６を備えたことによる活性層
近傍の格子緩和によりバンドギャップを大きくすること
ができ、結果として出射端面における光の吸収を低減す
ることができる。また、該引張り歪バリア層により活性
層とバリア層との障壁高さを大きくすることにより、活
性層から光導波層への電子および正孔の漏れを低減する
ことができる。以上の効果により、駆動電流を低減する
ことができ、素子端面における発熱を低減することがで
きるので高出力発振下においても信頼性の高い0.8 μｍ
帯の半導体レーザを実現することができる。
いため耐久性が高く、また、上述のように活性層の上下
層に引張り歪バリア層４、６を備えたことによる活性層
近傍の格子緩和によりバンドギャップを大きくすること
ができ、結果として出射端面における光の吸収を低減す
ることができる。また、該引張り歪バリア層により活性
層とバリア層との障壁高さを大きくすることにより、活
性層から光導波層への電子および正孔の漏れを低減する
ことができる。以上の効果により、駆動電流を低減する
ことができ、素子端面における発熱を低減することがで
きるので高出力発振下においても信頼性の高い0.8 μｍ
帯の半導体レーザを実現することができる。
【００２０】また、上記実施の形態では、GaAs基板はｎ
型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板
を用い、ｐ型半導体層から成長させて半導体レーザを構
成してもよい。
型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板
を用い、ｐ型半導体層から成長させて半導体レーザを構
成してもよい。
【００２１】なお、上記実施の形態においては、単純な
全面電極形成型の半導体レーザについて説明したが、コ
ンタクト層上にストライプ状の電流注入窓を有する絶縁
膜を形成した利得導波型ストライプレーザとしてもよ
い。さらに、上記本実施形態の半導体レーザの半導体層
構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチング
を用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レー
ザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回
路等に適用することもできる。
全面電極形成型の半導体レーザについて説明したが、コ
ンタクト層上にストライプ状の電流注入窓を有する絶縁
膜を形成した利得導波型ストライプレーザとしてもよ
い。さらに、上記本実施形態の半導体レーザの半導体層
構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチング
を用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レー
ザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回
路等に適用することもできる。
【００２２】次に本発明の第２の実施形態に係る半導体
レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図
４に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法
と併せて説明する。
レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図
４に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法
と併せて説明する。
【００２３】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板21上
に、n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層22、n またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層23、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層24、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性
層25、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2引張り歪バリア層26、p
またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層27、p-Ga1-z1Al
z1As上部第一クラッド層28、p-Inx4Ga1-z4P エッチング
阻止層29（厚み10nm程度）p-Ga1-z1Alz1As上部第二クラ
ッド層30、p-GaAsコンタクト層31を順次積層し、さらに
このコンタクト層31上にSiO2等の絶縁膜32を形成する
（図４（ａ））。
に、n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層22、n またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層23、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層24、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性
層25、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2引張り歪バリア層26、p
またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層27、p-Ga1-z1Al
z1As上部第一クラッド層28、p-Inx4Ga1-z4P エッチング
阻止層29（厚み10nm程度）p-Ga1-z1Alz1As上部第二クラ
ッド層30、p-GaAsコンタクト層31を順次積層し、さらに
このコンタクト層31上にSiO2等の絶縁膜32を形成する
（図４（ａ））。
【００２４】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜32の、幅３μｍ程度のストライプ状部分32a を残し
て、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状部分32
b を除去し（同図（ｂ））、この残されたストライプ状
の絶縁膜32a をマスクとしてウエットエッチングにより
コンタクト層31からエッチング阻止層29上面までのエピ
タキシャル層を除去してリッジストライプを形成する
（同図（ｃ））。このとき、エッチング液として硫酸と
過酸化水素水系を用いると、エッチングがエッチング阻
止層29で自動的に停止する。上部第一クラッド層28の厚
みは、上述のようにして形成されたリッジストライプ導
波路において単一基本モードによる屈折率導波が高出力
まで達成できるような厚みとする。次に絶縁膜32a を除
去してから、リッジ部および露出しているエッチング阻
止層29の全面に絶縁層33を形成する（同図（ｄ））。次
いで、通常のリソグラフィーにより、リッジストライプ
部上面の絶縁膜33を除去し（同図（ｅ））、露出された
コンタクト層31を覆うようにしてｐ側電極34を形成し、
その後、基板21の研磨を行いｎ側電極35を形成する（同
図（ｆ））。
縁膜32の、幅３μｍ程度のストライプ状部分32a を残し
て、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状部分32
b を除去し（同図（ｂ））、この残されたストライプ状
の絶縁膜32a をマスクとしてウエットエッチングにより
コンタクト層31からエッチング阻止層29上面までのエピ
タキシャル層を除去してリッジストライプを形成する
（同図（ｃ））。このとき、エッチング液として硫酸と
過酸化水素水系を用いると、エッチングがエッチング阻
止層29で自動的に停止する。上部第一クラッド層28の厚
みは、上述のようにして形成されたリッジストライプ導
波路において単一基本モードによる屈折率導波が高出力
まで達成できるような厚みとする。次に絶縁膜32a を除
去してから、リッジ部および露出しているエッチング阻
止層29の全面に絶縁層33を形成する（同図（ｄ））。次
いで、通常のリソグラフィーにより、リッジストライプ
部上面の絶縁膜33を除去し（同図（ｅ））、露出された
コンタクト層31を覆うようにしてｐ側電極34を形成し、
その後、基板21の研磨を行いｎ側電極35を形成する（同
図（ｆ））。
【００２５】その後、試料を劈開して形成した共振器面
の一面に高反射率コート、低反射率コートを行い、その
後、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。上記構
造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光
出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができ
る。
の一面に高反射率コート、低反射率コートを行い、その
後、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。上記構
造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光
出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができ
る。
【００２６】本発明の第３の実施形態に係る半導体レー
ザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図５に
示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併
せて説明する。
ザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図５に
示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併
せて説明する。
【００２７】有機金属気相成長法により、n-GaAs基板41
上に、n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層42、n またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層43、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層44、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性
層45、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層46、p
またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層47、p-Inx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As0.2P0.8 上部第一クラッド層48、p-In
x5(Ga1-z5Alz5)1-x5P 上部第二クラッド層49、p-GaAsコ
ンタクト層50を順次積層し、このコンタクト層50上にSi
O2等の絶縁膜52を形成する（図５（ａ））。
上に、n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層42、n またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層43、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引
張り歪バリア層44、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性
層45、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層46、p
またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層47、p-Inx4(Ga
1-z4Alz4)1-x4As0.2P0.8 上部第一クラッド層48、p-In
x5(Ga1-z5Alz5)1-x5P 上部第二クラッド層49、p-GaAsコ
ンタクト層50を順次積層し、このコンタクト層50上にSi
O2等の絶縁膜52を形成する（図５（ａ））。
【００２８】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜51の幅３μｍ程度のストライプ状部分52a を残し
て、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状部分52
b を除去し（同図（ｂ））、この残されたストライプ状
の絶縁膜52a をマスクとしてウエットエッチングにより
コンタクト層50から上部第一クラッド層48上面までのエ
ピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する
（同図（ｃ））。エッチング液として、コンタクト層50
を除去するために硫酸と過酸化水素水系を用い、上部第
二クラッド層49を除去するために塩酸系を用いると、エ
ッチングが上部第一クラッド層48で自動的に停止する。
上部第一クラッド層48の厚みは、上述のようにして形成
されたリッジストライプ幅の導波路において単一基本モ
ードによる屈折率導波が高出力まで達成できるような厚
みとする。次に絶縁膜52a を除去してから、リッジ部お
よび露出している上部第一クラッド層48の全面に絶縁膜
53を形成する（同図（ｄ））。次いで、通常のリソグラ
フィーにより、絶縁膜53のリッジストライプ部上面に形
成された部分を除去し（同図（ｅ））、露出されたコン
タクト層50を覆うようにしてｐ側電極54を形成し、その
後、基板41の研磨を行いｎ側電極55を形成する（同図
（ｆ））。
縁膜51の幅３μｍ程度のストライプ状部分52a を残し
て、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状部分52
b を除去し（同図（ｂ））、この残されたストライプ状
の絶縁膜52a をマスクとしてウエットエッチングにより
コンタクト層50から上部第一クラッド層48上面までのエ
ピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する
（同図（ｃ））。エッチング液として、コンタクト層50
を除去するために硫酸と過酸化水素水系を用い、上部第
二クラッド層49を除去するために塩酸系を用いると、エ
ッチングが上部第一クラッド層48で自動的に停止する。
上部第一クラッド層48の厚みは、上述のようにして形成
されたリッジストライプ幅の導波路において単一基本モ
ードによる屈折率導波が高出力まで達成できるような厚
みとする。次に絶縁膜52a を除去してから、リッジ部お
よび露出している上部第一クラッド層48の全面に絶縁膜
53を形成する（同図（ｄ））。次いで、通常のリソグラ
フィーにより、絶縁膜53のリッジストライプ部上面に形
成された部分を除去し（同図（ｅ））、露出されたコン
タクト層50を覆うようにしてｐ側電極54を形成し、その
後、基板41の研磨を行いｎ側電極55を形成する（同図
（ｆ））。
【００２９】その後、試料を劈開して形成した共振器面
の一面に高反射率コート、他面に低反射率コートを行
い、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。上記構
造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光
出力のレーザ光を発生させることができる。
の一面に高反射率コート、他面に低反射率コートを行
い、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。上記構
造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光
出力のレーザ光を発生させることができる。
【００３０】さらにまた、上記と同様のエッチング停止
機構を用いて、３回の成長工程を繰り返す行うことによ
り埋め込み構造の屈折率導波レーザを作成することも可
能である。
機構を用いて、３回の成長工程を繰り返す行うことによ
り埋め込み構造の屈折率導波レーザを作成することも可
能である。
【００３１】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図６は、本発明の第４の実施形態に係る半導体
レーザの断面図である。この半導体レーザの構成を、作
製方法と併せて説明する。
明する。図６は、本発明の第４の実施形態に係る半導体
レーザの断面図である。この半導体レーザの構成を、作
製方法と併せて説明する。
【００３２】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板101
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層102、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層103、i-Inx2Ga1-x2As1-y2P
y2 引張り歪バリア層104、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井
戸活性層105、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア
層106、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層107、
p-In0.48Ga0.52Pクラッド層108、p-GaAsコンタクト層10
9を形成する。次いでコンタクト層109の上にｐ側電極11
0を形成し、その後基板101を研磨してからｎ側電極111
を形成する。
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層102、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層103、i-Inx2Ga1-x2As1-y2P
y2 引張り歪バリア層104、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井
戸活性層105、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア
層106、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層107、
p-In0.48Ga0.52Pクラッド層108、p-GaAsコンタクト層10
9を形成する。次いでコンタクト層109の上にｐ側電極11
0を形成し、その後基板101を研磨してからｎ側電極111
を形成する。
【００３３】次に、試料を図の紙面に垂直な面で劈開し
て形成した２つの共振器面の一方に高反射率コート、他
方に低反射率コートを施して、本実施形態の半導体レー
ザが完成する。
て形成した２つの共振器面の一方に高反射率コート、他
方に低反射率コートを施して、本実施形態の半導体レー
ザが完成する。
【００３４】本実施形態においても、量子井戸活性層10
5はGaAs基板101に格子整合する組成、あるいは、この基
板101に対して歪量0.003 までの引張り歪を有する組成
とする。さらに量子井戸活性層は多重量子井戸構造であ
ってもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚
み（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。
5はGaAs基板101に格子整合する組成、あるいは、この基
板101に対して歪量0.003 までの引張り歪を有する組成
とする。さらに量子井戸活性層は多重量子井戸構造であ
ってもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚
み（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。
【００３５】また、引張り歪バリア層は、その合計層厚
が10〜30ｎｍの範囲の所定の厚さで、歪量×合計層厚＝
0.05〜0.2ｎｍとなる組成とする。引張り歪バリア層
は、３元のInx2Ga1-x2P引張り歪バリア層であってもよ
い。
が10〜30ｎｍの範囲の所定の厚さで、歪量×合計層厚＝
0.05〜0.2ｎｍとなる組成とする。引張り歪バリア層
は、３元のInx2Ga1-x2P引張り歪バリア層であってもよ
い。
【００３６】本実施形態においても、上述の通りの構成
を採用していることにより、既に説明した実施形態にお
けるのと同様の効果が得られる。
を採用していることにより、既に説明した実施形態にお
けるのと同様の効果が得られる。
【００３７】なおこの場合も、単純な全面電極形成型の
半導体レーザについて説明したが、コンタクト層109上
にストライプ状の電流注入窓を有する絶縁膜を形成した
利得導波型ストライプレーザとしてもよい。さらに、本
実施形態の半導体レーザの半導体層構成を、通常のフォ
トリソグラフィやドライエッチングを用いて作製され
る、屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折格子付きの
半導体レーザ、もしくは、光集積回路等に適用すること
もできる。
半導体レーザについて説明したが、コンタクト層109上
にストライプ状の電流注入窓を有する絶縁膜を形成した
利得導波型ストライプレーザとしてもよい。さらに、本
実施形態の半導体レーザの半導体層構成を、通常のフォ
トリソグラフィやドライエッチングを用いて作製され
る、屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折格子付きの
半導体レーザ、もしくは、光集積回路等に適用すること
もできる。
【００３８】また、上記実施の形態では、GaAs基板はｎ
型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板
を用いることも可能であり、その場合は上述した全ての
導電性を反対にすればよい。
型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板
を用いることも可能であり、その場合は上述した全ての
導電性を反対にすればよい。
【００３９】次に本発明の第５の実施形態に係る半導体
レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図
７に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法
と併せて説明する。
レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図
７に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法
と併せて説明する。
【００４０】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板121
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層122、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層123、i-Inx2Ga1-x2P引張り歪
バリア層124、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層12
5、i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層126、p またはi-In
x1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層127、p-In0.48Ga0.52Pクラ
ッド層128、p-GaAsコンタクト層129を順次積層し、さら
にこのコンタクト層129上にSiO2等の絶縁膜130を形成す
る（図７（ａ））。
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層122、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層123、i-Inx2Ga1-x2P引張り歪
バリア層124、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層12
5、i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層126、p またはi-In
x1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層127、p-In0.48Ga0.52Pクラ
ッド層128、p-GaAsコンタクト層129を順次積層し、さら
にこのコンタクト層129上にSiO2等の絶縁膜130を形成す
る（図７（ａ））。
【００４１】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜130の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜130を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜130をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層127の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
縁膜130の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜130を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜130をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層127の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
【００４２】このとき、エッチング液として硫酸と過酸
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層129をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48Ga
0.52Pクラッド層128を除去すれば、エッチングがp また
はi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層127の上面で自動的
に停止する。なおp またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導
波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の
導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高
出力領域まで達成できるような厚みとする。
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層129をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48Ga
0.52Pクラッド層128を除去すれば、エッチングがp また
はi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層127の上面で自動的
に停止する。なおp またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導
波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の
導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高
出力領域まで達成できるような厚みとする。
【００４３】次に絶縁膜130を除去後、リッジ部および
露出している光導波層127の全面に絶縁膜131を形成する
（同図（ｂ））。次いで、通常のリソグラフィーによ
り、リッジストライプ部上面の絶縁膜131を除去し、露
出したコンタクト層129を覆うようにしてｐ側電極132を
形成し、その後、基板121の研磨を行なってからｎ側電
極133を形成する（同図（ｃ））。
露出している光導波層127の全面に絶縁膜131を形成する
（同図（ｂ））。次いで、通常のリソグラフィーによ
り、リッジストライプ部上面の絶縁膜131を除去し、露
出したコンタクト層129を覆うようにしてｐ側電極132を
形成し、その後、基板121の研磨を行なってからｎ側電
極133を形成する（同図（ｃ））。
【００４４】次に、試料を劈開して形成した共振器面の
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
【００４５】上記構造により、単一横モードを保ったま
ま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生
させることができる。
ま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生
させることができる。
【００４６】以上は狭ストライプの単一横モードレーザ
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、４元のInx2Ga1-x2As1-y2Py2 から形成してもよい。
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、４元のInx2Ga1-x2As1-y2Py2 から形成してもよい。
【００４７】次に、本発明の第６の実施形態に係る半導
体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に
図８に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方
法と併せて説明する。
体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に
図８に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方
法と併せて説明する。
【００４８】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板141
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層142、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層143、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層144、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸
活性層145、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層1
46、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層147、p-I
n0.48Ga0.52Pクラッド層148、p-GaAsキャップ層149を順
次積層し、さらにこのキャップ層149上にSiO2等の絶縁
膜150を形成する（図８（ａ））。
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層142、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層143、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層144、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸
活性層145、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層1
46、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層147、p-I
n0.48Ga0.52Pクラッド層148、p-GaAsキャップ層149を順
次積層し、さらにこのキャップ層149上にSiO2等の絶縁
膜150を形成する（図８（ａ））。
【００４９】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜150の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜150を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜150をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層147の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
縁膜150の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜150を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜150をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層147の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
【００５０】このとき、エッチング液として硫酸と過酸
化水素水系のものを用いてp-GaAsキャップ層149をエッ
チングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48Ga
0.52Pクラッド層148を除去すれば、エッチングがp また
はi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層147の上面で自動的
に停止する。
化水素水系のものを用いてp-GaAsキャップ層149をエッ
チングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48Ga
0.52Pクラッド層148を除去すれば、エッチングがp また
はi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層147の上面で自動的
に停止する。
【００５１】その後、選択成長により、クラッド層148
より屈折率の小さい、厚みが１μｍ程度の、基板141に
格子整合するn-In0.48（Alz1Ga1-z1）0.52P電流阻止層1
51を形成する（同図（ｂ））。
より屈折率の小さい、厚みが１μｍ程度の、基板141に
格子整合するn-In0.48（Alz1Ga1-z1）0.52P電流阻止層1
51を形成する（同図（ｂ））。
【００５２】なおn-In0.48（Alz1Ga1-z1）0.52P電流阻
止層151の組成と、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光
導波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅
の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が
高出力領域まで達成できるような組成、厚みとする。
止層151の組成と、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光
導波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅
の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が
高出力領域まで達成できるような組成、厚みとする。
【００５３】次に絶縁膜150を除去して、p-GaAsコンタ
クト層152を形成し、さらにこのp-GaAsコンタクト層152
の上にｐ側電極153を形成し、その後、基板141の研磨を
行なってからｎ側電極154を形成する（同図（ｃ））。
クト層152を形成し、さらにこのp-GaAsコンタクト層152
の上にｐ側電極153を形成し、その後、基板141の研磨を
行なってからｎ側電極154を形成する（同図（ｃ））。
【００５４】次に、試料を劈開して形成した共振器面の
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
【００５５】上記構造によりこの場合も、単一横モード
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
【００５６】以上は狭ストライプの単一横モードレーザ
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、３元のInx2Ga1-x2P から形成してもよい。
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、３元のInx2Ga1-x2P から形成してもよい。
【００５７】次に、本発明の第７の実施形態に係る半導
体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に
図９に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方
法と併せて説明する。
体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に
図９に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方
法と併せて説明する。
【００５８】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板161
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層162、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層163、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層164、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸
活性層165、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層1
66、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層167、p-I
n0.48Ga0.52P上部第一クラッド層168、p-Inx4Ga1-x4As
1-y4Py4 エッチング阻止層（厚み10ｎｍ程度）169、p-I
n0.48Ga0.52P上部第二クラッド層170、p-GaAsコンタク
ト層171を順次積層し、さらにこのp-GaAsコンタクト層1
71の上にSiO2等の絶縁膜172を形成する（図9（ａ））。
なおp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層169は、
基板161に格子整合し、かつ量子井戸活性層165よりもバ
ンドギャップが大きい組成とする。
上に、n-In0.48Ga0.52Pクラッド層162、n またはi-Inx1
Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層163、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層164、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸
活性層165、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層1
66、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層167、p-I
n0.48Ga0.52P上部第一クラッド層168、p-Inx4Ga1-x4As
1-y4Py4 エッチング阻止層（厚み10ｎｍ程度）169、p-I
n0.48Ga0.52P上部第二クラッド層170、p-GaAsコンタク
ト層171を順次積層し、さらにこのp-GaAsコンタクト層1
71の上にSiO2等の絶縁膜172を形成する（図9（ａ））。
なおp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層169は、
基板161に格子整合し、かつ量子井戸活性層165よりもバ
ンドギャップが大きい組成とする。
【００５９】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜172の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜172を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜172をマスクとしてウエットエッチングに
より、p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層169の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
縁膜172の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜172を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜172をマスクとしてウエットエッチングに
より、p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層169の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
【００６０】このとき、エッチング液として硫酸と過酸
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層171をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48Ga
0.52P上部第二クラッド層170を除去すれば、エッチング
がp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層169の上面
で自動的に停止する。
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層171をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48Ga
0.52P上部第二クラッド層170を除去すれば、エッチング
がp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層169の上面
で自動的に停止する。
【００６１】なお、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光
導波層167およびp-In0.48Ga0.52P上部第一クラッド層16
8の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路
において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領
域まで達成できるような厚みとする。
導波層167およびp-In0.48Ga0.52P上部第一クラッド層16
8の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路
において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領
域まで達成できるような厚みとする。
【００６２】次に絶縁膜172を除去してから絶縁膜173を
形成し（同図（ｂ））、その後通常のリソグラフィーに
よりリッジストライプ上の絶縁膜173を除去して、その
上にｐ側電極174を形成し、その後、基板161の研磨を行
なってからｎ側電極175を形成する（同図（ｃ））。
形成し（同図（ｂ））、その後通常のリソグラフィーに
よりリッジストライプ上の絶縁膜173を除去して、その
上にｐ側電極174を形成し、その後、基板161の研磨を行
なってからｎ側電極175を形成する（同図（ｃ））。
【００６３】次に、試料を劈開して形成した共振器面の
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
【００６４】上記構造によりこの場合も、単一横モード
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
【００６５】以上は狭ストライプの単一横モードレーザ
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層と上部第一ク
ラッド層の合計の厚みは100〜400ｎｍの間に設定すれば
よい。また引張り歪バリア層は、３元のInx2Ga1-x2P か
ら形成してもよい。
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層と上部第一ク
ラッド層の合計の厚みは100〜400ｎｍの間に設定すれば
よい。また引張り歪バリア層は、３元のInx2Ga1-x2P か
ら形成してもよい。
【００６６】図１０は、本発明の第８の実施形態に係る
半導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成
を、作製方法と併せて説明する。
半導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成
を、作製方法と併せて説明する。
【００６７】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板201
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層202、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層203、i-Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層204、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層205、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層206、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 光導波層207、p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド
層208、p-GaAsコンタクト層209を順次積層する。
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層202、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層203、i-Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層204、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層205、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層206、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 光導波層207、p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド
層208、p-GaAsコンタクト層209を順次積層する。
【００６８】次いでp-GaAsコンタクト層209の上にｐ側
電極210を形成し、その後、基板201の研磨を行なってか
らｎ側電極211を形成する。次に、試料を劈開して形成
した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、
低反射率コートを施し、その後、チップ化することによ
り半導体レーザ素子が完成する。
電極210を形成し、その後、基板201の研磨を行なってか
らｎ側電極211を形成する。次に、試料を劈開して形成
した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、
低反射率コートを施し、その後、チップ化することによ
り半導体レーザ素子が完成する。
【００６９】上記構造によりこの場合も、単一横モード
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
【００７０】なおこの場合も、単純な全面電極形成型の
半導体レーザについて説明したが、上記の構成に絶縁膜
ストライプを形成して利得導波型ストライプレーザとし
てもよい。さらに、本実施形態の半導体レーザの半導体
層構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチン
グを用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レー
ザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回
路等に適用することもできる。
半導体レーザについて説明したが、上記の構成に絶縁膜
ストライプを形成して利得導波型ストライプレーザとし
てもよい。さらに、本実施形態の半導体レーザの半導体
層構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチン
グを用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レー
ザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回
路等に適用することもできる。
【００７１】また、上記実施形態では、GaAs基板はｎ型
の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板を
用いることも可能であり、その場合は上述した全ての導
電性を反対にすればよい。
の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板を
用いることも可能であり、その場合は上述した全ての導
電性を反対にすればよい。
【００７２】さらに、活性層は多重量子井戸構造であっ
てもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み
（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。また、引
張り歪バリア層は、３元のInx2Ga1-x2P引張り歪バリア
層であってもよい。
てもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み
（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。また、引
張り歪バリア層は、３元のInx2Ga1-x2P引張り歪バリア
層であってもよい。
【００７３】次に本発明の第９の実施形態に係る半導体
レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図
１１に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方
法と併せて説明する。
レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図
１１に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方
法と併せて説明する。
【００７４】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板221
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層222、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層223、i-Inx2Ga
1-x2P 引張り歪バリア層224、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量
子井戸活性層225、i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層22
6、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層227、p-In
0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層228、p-GaAsコンタク
ト層229を順次積層し、さらにこのコンタクト層229上に
SiO2等の絶縁膜230を形成する（図１１（ａ））。
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層222、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層223、i-Inx2Ga
1-x2P 引張り歪バリア層224、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量
子井戸活性層225、i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層22
6、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層227、p-In
0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層228、p-GaAsコンタク
ト層229を順次積層し、さらにこのコンタクト層229上に
SiO2等の絶縁膜230を形成する（図１１（ａ））。
【００７５】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜230の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜230を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜230をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層227の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
縁膜230の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜230を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜230をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層227の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
【００７６】このとき、エッチング液として硫酸と過酸
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層229をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In
0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層228を除去すれば、エ
ッチングがp またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層22
7の上面で自動的に停止する。なおp またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層127の厚みは、共振器の中央部
のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードに
よる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような厚み
とする。
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層229をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In
0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層228を除去すれば、エ
ッチングがp またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層22
7の上面で自動的に停止する。なおp またはi-Inx1Ga
1-x1As1-y1Py1 光導波層127の厚みは、共振器の中央部
のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードに
よる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような厚み
とする。
【００７７】次に絶縁膜230を除去後、リッジ部および
露出している光導波層227の全面に絶縁膜231を形成する
（同図（ｂ））。次いで、通常のリソグラフィーによ
り、リッジストライプ部上面の絶縁膜231を除去し、露
出したコンタクト層229を覆うようにしてｐ側電極232を
形成し、その後、基板221の研磨を行なってからｎ側電
極233を形成する（同図（ｃ））。
露出している光導波層227の全面に絶縁膜231を形成する
（同図（ｂ））。次いで、通常のリソグラフィーによ
り、リッジストライプ部上面の絶縁膜231を除去し、露
出したコンタクト層229を覆うようにしてｐ側電極232を
形成し、その後、基板221の研磨を行なってからｎ側電
極233を形成する（同図（ｃ））。
【００７８】次に、試料を劈開して形成した共振器面の
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
【００７９】上記構造により、単一横モードを保ったま
ま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生
させることができる。
ま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生
させることができる。
【００８０】以上は狭ストライプの単一横モードレーザ
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、４元のInx2Ga1-x2As1-y2Py2 から形成してもよい。
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、４元のInx2Ga1-x2As1-y2Py2 から形成してもよい。
【００８１】次に、本発明の第１０の実施形態に係る半
導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共
に図１２に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作
製方法と併せて説明する。
導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共
に図１２に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作
製方法と併せて説明する。
【００８２】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板241
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層242、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層243、i-Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層244、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層245、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層246、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 光導波層247、p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド
層248、p-GaAsキャップ層249を順次積層し、さらにこの
キャップ層249上にSiO2等の絶縁膜250を形成する（図１
２（ａ））。
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層242、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層243、i-Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層244、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層245、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層246、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 光導波層247、p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド
層248、p-GaAsキャップ層249を順次積層し、さらにこの
キャップ層249上にSiO2等の絶縁膜250を形成する（図１
２（ａ））。
【００８３】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜250の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜250を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜250をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層247の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
縁膜250の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜250を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜250をマスクとしてウエットエッチングに
より、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層247の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
【００８４】このとき、エッチング液として硫酸と過酸
化水素水系のものを用いてp-GaAsキャップ層249をエッ
チングし、また塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48
（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層248を除去すれば、エッチ
ングがp またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層247の
上面で自動的に停止する。
化水素水系のものを用いてp-GaAsキャップ層249をエッ
チングし、また塩酸系のエッチング液を用いてp-In0.48
（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層248を除去すれば、エッチ
ングがp またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層247の
上面で自動的に停止する。
【００８５】その後、選択成長により、クラッド層248
より屈折率の小さい、厚みが１μｍ程度の、基板241に
格子整合するn-In0.48（Alz1Ga1-z1）0.52P電流阻止層2
51を形成する（同図（ｂ））。
より屈折率の小さい、厚みが１μｍ程度の、基板241に
格子整合するn-In0.48（Alz1Ga1-z1）0.52P電流阻止層2
51を形成する（同図（ｂ））。
【００８６】なおn-In0.48（Alz1Ga1-z1）0.52P電流阻
止層251の組成と、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光
導波層227の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅
の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が
高出力領域まで達成できるような組成、厚みとする。
止層251の組成と、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光
導波層227の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅
の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が
高出力領域まで達成できるような組成、厚みとする。
【００８７】次に絶縁膜250を除去して、p-GaAsコンタ
クト層252を形成し、さらにこのp-GaAsコンタクト層252
の上にｐ側電極253を形成し、その後、基板241の研磨を
行なってからｎ側電極254を形成する（同図（ｃ））。
クト層252を形成し、さらにこのp-GaAsコンタクト層252
の上にｐ側電極253を形成し、その後、基板241の研磨を
行なってからｎ側電極254を形成する（同図（ｃ））。
【００８８】次に、試料を劈開して形成した共振器面の
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
【００８９】上記構造によりこの場合も、単一横モード
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
【００９０】以上は狭ストライプの単一横モードレーザ
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、３元のInx2Ga1-x2P から形成してもよい。
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜
400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層
は、３元のInx2Ga1-x2P から形成してもよい。
【００９１】次に、本発明の第１１の実施形態に係る半
導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共
に図１３に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作
製方法と併せて説明する。
導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共
に図１３に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作
製方法と併せて説明する。
【００９２】有機金属気相成長法によりn-GaAs基板261
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層262、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層263、i-Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層264、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層265、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層266、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 光導波層267、p-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第一
クラッド層268、p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻
止層（厚み10ｎｍ程度）269、p-In0.48（AlzGa1-z）
0.52P上部第二クラッド層270、p-GaAsコンタクト層271
を順次積層し、さらにこのp-GaAsコンタクト層271の上
にSiO2等の絶縁膜272を形成する（図１３（ａ））。な
おp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層269は、基
板261に格子整合し、かつ量子井戸活性層265よりもバン
ドギャップが大きい組成とする。
上に、n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層262、n ま
たはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層263、i-Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層264、Inx3Ga1-x3As
1-y3Py3 量子井戸活性層265、i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2
引張り歪バリア層266、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1P
y1 光導波層267、p-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第一
クラッド層268、p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻
止層（厚み10ｎｍ程度）269、p-In0.48（AlzGa1-z）
0.52P上部第二クラッド層270、p-GaAsコンタクト層271
を順次積層し、さらにこのp-GaAsコンタクト層271の上
にSiO2等の絶縁膜272を形成する（図１３（ａ））。な
おp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層269は、基
板261に格子整合し、かつ量子井戸活性層265よりもバン
ドギャップが大きい組成とする。
【００９３】この後、通常のリソグラフィーにより、絶
縁膜272の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜272を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜272をマスクとしてウエットエッチングに
より、p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層269の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
縁膜272の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を
残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の
絶縁膜272を除去する。そして、この残されたストライ
プ状の絶縁膜272をマスクとしてウエットエッチングに
より、p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層269の
上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプ
を形成する。
【００９４】このとき、エッチング液として硫酸と過酸
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層271をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In
0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第二クラッド層270を除去す
れば、エッチングがp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング
阻止層269の上面で自動的に停止する。
化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層271をエ
ッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In
0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第二クラッド層270を除去す
れば、エッチングがp-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング
阻止層269の上面で自動的に停止する。
【００９５】なお、p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光
導波層267およびp-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第一ク
ラッド層268の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の
幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波
が高出力領域まで達成できるような厚みとする。
導波層267およびp-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第一ク
ラッド層268の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の
幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波
が高出力領域まで達成できるような厚みとする。
【００９６】次に絶縁膜272を除去してから絶縁膜273を
形成し（同図（ｂ））、その後通常のリソグラフィーに
よりリッジストライプ上の絶縁膜273を除去して、その
上にｐ側電極274を形成し、その後、基板261の研磨を行
なってからｎ側電極275を形成する（同図（ｃ））。
形成し（同図（ｂ））、その後通常のリソグラフィーに
よりリッジストライプ上の絶縁膜273を除去して、その
上にｐ側電極274を形成し、その後、基板261の研磨を行
なってからｎ側電極275を形成する（同図（ｃ））。
【００９７】次に、試料を劈開して形成した共振器面の
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コート
を施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ
素子が完成する。
【００９８】上記構造によりこの場合も、単一横モード
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
を保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレー
ザ光を発生させることができる。
【００９９】以上は狭ストライプの単一横モードレーザ
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層と上部第一ク
ラッド層の合計の厚みは100〜400ｎｍの間に設定すれば
よい。また引張り歪バリア層は、３元のInx2Ga1-x2P か
ら形成してもよい。また、この実施の形態では、GaAs基
板はｎ型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性
の基板を用いることも可能であり、その場合は上述した
全ての導電性を反対にすればよい。
について述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモ
ードにも適用できる。その場合、光導波層と上部第一ク
ラッド層の合計の厚みは100〜400ｎｍの間に設定すれば
よい。また引張り歪バリア層は、３元のInx2Ga1-x2P か
ら形成してもよい。また、この実施の形態では、GaAs基
板はｎ型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性
の基板を用いることも可能であり、その場合は上述した
全ての導電性を反対にすればよい。
【０１００】さらに、以上説明した実施の形態では特に
量子井戸が単一で、光導波層組成が一定のＳＱＷ−ＳＣ
Ｈと呼ばれる構造を示したが、ＳＱＷの代わりに量子井
戸を複数とするＭＱＷとしてもよい。
量子井戸が単一で、光導波層組成が一定のＳＱＷ−ＳＣ
Ｈと呼ばれる構造を示したが、ＳＱＷの代わりに量子井
戸を複数とするＭＱＷとしてもよい。
【０１０１】また、前記Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 活性層の
組成比等を制御することにより、発振波長は、750nm ＜
λ＜850nm の範囲で制御が可能である。
組成比等を制御することにより、発振波長は、750nm ＜
λ＜850nm の範囲で制御が可能である。
【０１０２】また、半導体層の成長法としては上述の有
機金属気相成長法の他、固体あるいはガスを原料とする
分子線エピタキシャル成長法を用いてもよい。
機金属気相成長法の他、固体あるいはガスを原料とする
分子線エピタキシャル成長法を用いてもよい。
【０１０３】なお、本発明の半導体レーザは高速な情報
・画像処理および通信、計測、医療、印刷当の分野での
光源としても応用可能である。
・画像処理および通信、計測、医療、印刷当の分野での
光源としても応用可能である。
【図１】本発明の第１実施形態による半導体レーザを示
す断面図
す断面図
【図２】上記第１実施形態による半導体レーザと比較例
との最高光出力を示すグラフ
との最高光出力を示すグラフ
【図３】上記第１実施形態による半導体レーザと比較例
との閾値電流の温度依存性を示すグラフ
との閾値電流の温度依存性を示すグラフ
【図４】本発明の第２実施形態による半導体レーザ、お
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図５】本発明の第３実施形態による半導体レーザ、お
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図６】本発明の第４実施形態による半導体レーザを示
す断面図
す断面図
【図７】本発明の第５実施形態による半導体レーザ、お
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図８】本発明の第６実施形態による半導体レーザ、お
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図９】本発明の第７実施形態による半導体レーザ、お
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
よびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図１０】本発明の第８実施形態による半導体レーザ、
およびその作製工程途中の状態を示す断面図
およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図１１】本発明の第９実施形態による半導体レーザ、
およびその作製工程途中の状態を示す断面図
およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図１２】本発明の第１０実施形態による半導体レー
ザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
ザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図１３】本発明の第１１実施形態による半導体レー
ザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
ザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
１ n-GaAs基板 ２ n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層 ３ n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 ４ i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 ５ Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 ６ i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 ７ p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 ８ p-Ga1-z1Alz1As クラッド層 ９ p-GaAsコンタクト層 10 ｐ側電極 11 ｎ側電極 21 n-GaAs基板 22 n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層 23 i-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 24 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 25 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 26 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 27 i-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 28 p-Ga1-z1Alz1As上部第一クラッド層 29 p-Inx4Ga1-z4P エッチング阻止層 30 p-Ga1-z1Alz1As上部第二クラッド層 31 p-GaAsコンタクト層 34 ｐ側電極 35 ｎ側電極 41 n-GaAs基板 42 n-Ga1-z1Alz1Asクラッド層 43 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 44 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 45 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 46 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 47 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 48 p-Inx4(Ga1-z4Alz4)1-x4As0.2P0.8 上部第一クラ
ッド層 49 p-Inx5(Ga1-z5Alz5)1-x5P 上部第二クラッド層 50 p-GaAsコンタクト層 54 ｐ側電極 55 ｎ側電極 101 n-GaAs基板 102 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 103 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 104 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 105 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 106 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 107 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 108 p-In0.48Ga0.52Pクラッド層 109 p-GaAsコンタクト層 110 ｐ側電極 111 ｎ側電極 121 n-GaAs基板 122 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 123 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 124 i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層 125 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 126 i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層 127 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 128 p-In0.48Ga0.52Pクラッド層 129 p-GaAsコンタクト層 132 ｐ側電極 133 ｎ側電極 141 n-GaAs基板 142 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 143 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 144 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 145 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 146 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 147 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 148 p-In0.48Ga0.52Pクラッド層 149 p-GaAsキャップ層 152 p-GaAsコンタクト層 153 ｐ側電極 154 ｎ側電極 161 n-GaAs基板 162 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 163 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 164 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 165 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 166 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 167 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 168 p-In0.48Ga0.52P上部第一クラッド層 169 p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層 170 p-In0.48Ga0.52P上部第二クラッド層 171 p-GaAsコンタクト層 174 ｐ側電極 175 ｎ側電極 201 n-GaAs基板 202 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 203 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 204 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 205 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 206 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 207 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 208 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 209 p-GaAsコンタクト層 210 ｐ側電極 211 ｎ側電極 221 n-GaAs基板 222 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 223 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 224 i-Inx2Ga1-x2P 引張り歪バリア層 225 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 226 i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層 227 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 228 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 229 p-GaAsコンタクト層 232 ｐ側電極 233 ｎ側電極 241 n-GaAs基板 242 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 243 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 244 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 245 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 246 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 247 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 248 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 249 p-GaAsキャップ層 252 p-GaAsコンタクト層 253 ｐ側電極 254 ｎ側電極 261 n-GaAs基板 262 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 263 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 264 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 265 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 266 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 267 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 268 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第一クラッド層 269 p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層 270 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第二クラッド層 271 p-GaAsコンタクト層 274 ｐ側電極 275 ｎ側電極
ッド層 49 p-Inx5(Ga1-z5Alz5)1-x5P 上部第二クラッド層 50 p-GaAsコンタクト層 54 ｐ側電極 55 ｎ側電極 101 n-GaAs基板 102 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 103 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 104 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 105 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 106 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 107 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 108 p-In0.48Ga0.52Pクラッド層 109 p-GaAsコンタクト層 110 ｐ側電極 111 ｎ側電極 121 n-GaAs基板 122 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 123 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 124 i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層 125 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 126 i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層 127 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 128 p-In0.48Ga0.52Pクラッド層 129 p-GaAsコンタクト層 132 ｐ側電極 133 ｎ側電極 141 n-GaAs基板 142 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 143 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 144 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 145 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 146 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 147 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 148 p-In0.48Ga0.52Pクラッド層 149 p-GaAsキャップ層 152 p-GaAsコンタクト層 153 ｐ側電極 154 ｎ側電極 161 n-GaAs基板 162 n-In0.48Ga0.52Pクラッド層 163 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 164 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 165 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 166 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 167 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 168 p-In0.48Ga0.52P上部第一クラッド層 169 p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層 170 p-In0.48Ga0.52P上部第二クラッド層 171 p-GaAsコンタクト層 174 ｐ側電極 175 ｎ側電極 201 n-GaAs基板 202 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 203 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 204 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 205 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 206 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 207 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 208 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 209 p-GaAsコンタクト層 210 ｐ側電極 211 ｎ側電極 221 n-GaAs基板 222 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 223 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 224 i-Inx2Ga1-x2P 引張り歪バリア層 225 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 226 i-Inx2Ga1-x2P引張り歪バリア層 227 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 228 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 229 p-GaAsコンタクト層 232 ｐ側電極 233 ｎ側電極 241 n-GaAs基板 242 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 243 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 244 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 245 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 246 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 247 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 248 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 249 p-GaAsキャップ層 252 p-GaAsコンタクト層 253 ｐ側電極 254 ｎ側電極 261 n-GaAs基板 262 n-In0.48（AlzGa1-z）0.52Pクラッド層 263 n またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 264 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 265 Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層 266 i-Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 引張り歪バリア層 267 p またはi-Inx1Ga1-x1As1-y1Py1 光導波層 268 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第一クラッド層 269 p-Inx4Ga1-x4As1-y4Py4 エッチング阻止層 270 p-In0.48（AlzGa1-z）0.52P上部第二クラッド層 271 p-GaAsコンタクト層 274 ｐ側電極 275 ｎ側電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１１月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (2)
- 【請求項１】 GaAs基板上に、ｐおよびｎ型の一方の導
電性を有する第一クラッド層、第一光導電層、Inx2Ga
1-x2As1-y2Py2 第一バリア層、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量
子井戸活性層、Inx2Ga1-x2As1-y2Py2 第二バリア層、第
二光導波層、ｐ型およびｎ型の他方の導電性を有する第
二クラッド層がこの順に積層されてなる半導体レーザ装
置であって、 前記第一および第二クラッド層が前記GaAs基板に格子整
合する組成からなり、 前記第一および第二光導波層が前記GaAs基板に格子整合
する組成からなり、 前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対して
引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であって、
その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを満た
す組成からなり、 前記Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層が、前記GaAs
基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対
して0.003 までの引張り歪を有する組成からなるもので
あることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 GaAs基板上に、ｐ型およびｎ型の一方の
導電性を有する第一クラッド層、第一光導波層、Inx2Ga
1-x2P第一バリア層、Inx3Ga1-x3As1-y3Py3量子井戸活性
層、Inx2Ga1-x2P第二バリア層、第二光導波層、ｐ型お
よびまたはｎ型の他方の導電性を有する第二クラッド層
がこの順に積層されてなる半導体レーザ装置であって、 前記第一および第二クラッド層が前記GaAs基板に格子整
合する組成からなり、 前記第一および第二光導波層が前記GaAs基板に格子整合
する組成からなり、 前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対して
引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であって、
その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを満た
す組成からなり、 前記Inx3Ga1-x3As1-y3Py3 量子井戸活性層が、前記GaAs
基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対
して0.003 までの引張り歪を有する組成からなるもので
あることを特徴とする半導体レーザ装置。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002026453A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | リッジ導波路型半導体レーザ及びその製造方法 |
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| JP2009038410A (ja) * | 2002-01-28 | 2009-02-19 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
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Families Citing this family (20)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3434706B2 (ja) * | 1998-05-21 | 2003-08-11 | 富士写真フイルム株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US6219365B1 (en) * | 1998-11-03 | 2001-04-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | High performance aluminum free active region semiconductor lasers |
| US6542528B1 (en) * | 1999-02-15 | 2003-04-01 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting semiconductor device producing red wavelength optical radiation |
| JP2001308466A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP2002204032A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-07-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2002305352A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2003152281A (ja) | 2001-11-15 | 2003-05-23 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子およびそれを用いた光ディスク装置 |
| US7378681B2 (en) * | 2002-08-12 | 2008-05-27 | Agility Communications, Inc. | Ridge waveguide device surface passivation by epitaxial regrowth |
| JP2004158615A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| JP2004296634A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置および光ディスク装置 |
| JP4262549B2 (ja) * | 2003-07-22 | 2009-05-13 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| CN101501816A (zh) | 2005-03-25 | 2009-08-05 | 通快光子学公司 | 激光器腔面钝化 |
| US7403552B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-07-22 | Wisconsin Alumni Research Foundation | High efficiency intersubband semiconductor lasers |
| US7457338B2 (en) * | 2006-04-19 | 2008-11-25 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Quantum well lasers with strained quantum wells and dilute nitride barriers |
| TWI341600B (en) * | 2007-08-31 | 2011-05-01 | Huga Optotech Inc | Light optoelectronic device and forming method thereof |
| DE102007057708A1 (de) * | 2007-09-26 | 2009-04-09 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement |
| US9716368B2 (en) * | 2015-07-02 | 2017-07-25 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Tunable optical phase filter |
| US10043941B1 (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-07 | International Business Machines Corporation | Light emitting diode having improved quantum efficiency at low injection current |
| CN110854678B (zh) * | 2018-08-20 | 2021-02-05 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种GaAs基大功率激光器制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5488233A (en) * | 1993-03-11 | 1996-01-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device with compound semiconductor layer |
| US5389396A (en) * | 1993-08-11 | 1995-02-14 | Northwestern University | InGaAsP/GaAs diode laser |
| US5617437A (en) * | 1994-11-24 | 1997-04-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| US5663976A (en) * | 1995-10-16 | 1997-09-02 | Northwestern University | Buried-ridge laser device |
| JPH09270558A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ |
-
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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