JPH11330607A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

半導体レーザおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ａｌを含まない活性層材料の使用による長寿
命化の効果がより顕著に得られ、そして、長期信頼性も
より高い高出力半導体レーザを得る。 【解決手段】 少なくとも量子井戸層および光ガイド層
を含む活性領域４が、Ａｌを含まないＩｎxＧａ1-xＡｓ
yＰ1-y（0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）からなり、そしてクラッ
ド層３、５がＡｌＧａＡｓからなる半導体レーザにおい
て、光ガイド層４ａ、４ｃの厚みを少なくとも一方にお
いて0.25μｍ以上とし、光ガイド層４ｃの上にある上部
ＡｌＧａＡｓクラッド層５を一部、光ガイド層４ｃとの
界面まで選択的に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、より詳しくは、少なくとも量子井戸層および光ガイ
ド層を含む活性領域が、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0≦
ｘ≦1、0≦ｙ≦1）からなる半導体レーザに関するもの
である。
【０００２】また本発明は、この種の半導体レーザを製
造する方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】半導体レーザの用途拡大は著しく、特に
ＧａＡｓ基板を用い、0.7-1.1μｍ帯に発振波長を有す
る半導体レーザは、従来の光ディスクやレーザプリンタ
ばかりでなく、その高出力化に伴い固体レーザやファイ
バ増幅器あるいはファイバレーザ励起用光源、２次高調
波発生の１次光源、印刷などにおける熱書き込み感材へ
のレーザサーマル方式による画像形成用光源、医療用、
レーザ加工や半田付け等の光源として用いられるように
なってきた。
【０００４】これらの応用においては、半導体レーザの
高出力化が極めて重要である。5μｍ程度以下の狭幅の
単一モードレーザにおいては、例えば0.98μｍや1.02μ
ｍのファイバ増幅器励起光源として、最大光出力500ｍ
Ｗ以上、実用光出力150ｍＷ以上が報告されている。他
方、ストライプ幅が50μｍ程度以上の多モードレーザに
おいては、例えば発振波長0.87μｍでの最大破壊光出力
は、100μｍ幅素子で11.3Ｗ、200μｍ幅素子で16.5Ｗが
報告されている（S.O'Brien, H.Zhao and R.J.Lang, El
ectronics Letters, Vol.34, No.2, p.184 (1998)参
照)。
【０００５】また本発明者らは、発光領域近傍（量子井
戸層、および量子井戸に隣接してバリアとなる光ガイド
層）をＡlフリーとしてＡlの酸化による突発故障を防止
し、かつ、活性領域からの電子の漏れによる温度特性劣
化を防止するためにクラッド層にＡｌＧａＡｓを採用し
て、高出力化を達成できるようにした半導体レーザを提
案した（参考文献１： T.Fukunaga, M.Wada, H.Asano a
nd T.Hayakawa, Japanese Journal of Applied Physic
s, Vol.34, No.9B, p.L1175 (1995)参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この本発明者らが提案
した半導体レーザにおいて、ＩｎＧａＰクラッド層の厚
みは片側で0.1μｍ（両側計0.2μｍ）と、活性層量子井
戸へのレーザ光の閉じ込め係数（Γ）が比較的大きかっ
た。このため、ストライプ幅が50μｍのデバイスをAPC
（Automatic Power Control）モードにて500ｍＷ、50℃
にてエージングした時の駆動電流の劣化率は、メディア
ン値で５×10-5ｈ-1と比較的大きかった。また、ストラ
イプ幅が200μｍのデバイスをAPCモードにて2000ｍＷ、
25℃にてエージングした時の駆動電流の劣化率は、同じ
くメディアン値で５×10-5ｈ-1であった。
【０００７】これらの幅広のストライプを有する高出力
半導体レーザは５％程度の電流上昇で発振停止に至るた
め、後者の寿命のメディアン値は1000時間程度と推定さ
れ、これでは実用上不十分である。また、上記従来の半
導体レーザは利得導波型であるため、横モード変動によ
り電流−光出力などの発振基本特性が不安定になるとい
う問題も認められる。
【０００８】また、上記のものとは材料構成が異なるＡ
lフリー材料を採用し、かつ光ガイド層の厚みを増して
活性層量子井戸へのレーザ光の閉じ込め係数（Γ）を低
減して、高出力化を図った半導体レーザも知られている
（参考文献２：J.K.Wade, L.J.Mawst, D.Botez, R.F.Na
biev, M.Jansen, L.A.Morris, Appl. Phys. Lett. Vol.
72, No.1, P.4 (1998)並びに、参考文献３：M.A.Emanue
l, J.A.Skidnore, R.J.Beach, SPIE Proceeding, Vol.3
001, p.2 (1997)参照）。
【０００９】しかしながら、参考文献１に記載されてい
るように、特に850ｎｍ以下の波長域においては、クラ
ッド層もＡlを含まない材料から形成した場合、ＧａＡ
ｓ基板に格子整合する材料として最大の禁制帯幅を有す
るＩｎＧａＰを用いても電子障壁が不十分なため、ｐ型
クラッド層への電子のリークによる温度特性劣化を招い
てしまう。
【００１０】また、この種の屈折率導波型素子を作製す
る場合には、ＩｎＧａＰクラッド層とＩｎＧａＡｓＰ光
ガイド層の化学的性質が似通っているため、これらの層
の界面にてエッチングを停止することが困難となる。
【００１１】さらに、ｐ型クラッド層への電子のリーク
による温度特性劣化を低減するため、クラッド層にＩｎ
ＧａＡｌＰを採用した素子が報告されている（参考文献
２参照）。しかしこれについては、利得導波型の報告に
とどまっており、屈折率導波型への最適化については考
えられていない。
【００１２】また、一般にｐ型ＩｎＧａＡｌＰは電気抵
抗と熱抵抗が高くＡｌＧａＡｓと比べて不利であり、こ
のような材料構成における信頼性の検討もなされていな
い。屈折率導波構造の素子を作製する場合、ＧａＡｓ基
板上の材料では活性層を大気に露出すると表面の結晶性
が劣化して、露出部に相当する結晶界面のキャリアの非
発光再結合による著しい劣化を生じる。
【００１３】このため、活性層直上までエッチング加工
する構造が一般的に用いられている。この場合、従来は
図２のリッジ導波路型レーザを例に示すように、エッチ
ング時間の制御により上部クラッド層を0.1〜0.3μｍ程
度僅かに残す形でエッチングしていた。
【００１４】このようなエッチング時間制御では、エッ
チング条件やウエハ毎のクラッド層の層厚のばらつきの
ために再現性が悪くなってしまう。これを解決するため
に、図３に示すようなエッチング停止層28を導入した構
造も提案されている（参考文献４：米国特許第4,567,06
0号明細書参照）。
【００１５】例えばＡｌＧａＡｓクラッド層とＩｎＧａ
ＡｓＰ活性領域を組み合わせた材料構成の場合、図３に
示すように上部ＡｌＧａＡｓクラッド層にＧａＡｓ基板
に格子整合するＩｎＧａＰエッチング停止層（厚み１〜
５ｎｍ程度）を挿入することにより、種々のエッチング
法においてＡｌＧａＡｓのエッチングをＩｎＧａＰエッ
チング停止層にて止めることが可能となる。
【００１６】しかしながら、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層中に挿入されたＩｎＧａＰ層は結晶性を悪化させるこ
とがあり、電気的な抵抗増加やビルトイン電圧の増加を
生じる。これは、結晶成長中に主にＡｌＧａＡｓ表面の
Ａｓを成長初期段階でのＰが置換して、ＡｌＧａＡｓ/
ＩｎＧａＰの結晶界面にＡｌＧａＡｓＰを形成するため
と考えられる。
【００１７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、Ａｌを含まない活性層材料の使用による長寿命
化の効果がより顕著に得られ、そして、長期信頼性もよ
り高い高出力半導体レーザを提供することを目的とす
る。
【００１８】また本発明は、そのような半導体レーザを
製造する方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザは、少なくとも量子井戸層および光ガイド層を含む活
性領域が、前述のようにＡｌを含まないＩｎxＧａ1-xＡ
ｓyＰ1-y（0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）からなり、そしてクラ
ッド層がＡｌＧａＡｓからなる半導体レーザにおいて、
光ガイド層の厚みが少なくとも一方において0.25μｍ以
上とされ、この光ガイド層の上にある上部ＡｌＧａＡｓ
クラッド層が一部、光ガイド層との界面まで選択的に除
去されたことを特徴とするものである。
【００２０】また本発明による半導体レーザの製造方法
は、上記のような半導体レーザを製造する方法におい
て、前記光ガイド層の厚みを、少なくとも一方において
0.25μｍ以上に設定しておき、この光ガイド層の上に上
部ＡｌＧａＡｓクラッド層を形成し、その後この上部Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層を一部、光ガイド層との界面まで
選択的にエッチング除去することを特徴とするものであ
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明の半導体レーザにおいては、光ガ
イド層の厚みを少なくとも一方において0.25μｍ以上と
したことにより、量子井戸部の光密度（Γ／ｄ）が低減
し、それにより、内部損失の低減および、光密度の４乗
あるいはそれ以上に比例して増加するAPCエージング時
の駆動電流の劣化速度の低減が実現される。
【００２２】なお本発明の半導体レーザは、光ガイド層
の上にある上部ＡｌＧａＡｓクラッド層が一部、光ガイ
ド層との界面まで選択的に除去されて、屈折率導波型の
素子構造を形成している。
【００２３】このような屈折率導波型の素子構造を形成
するに当たっては、ストライプ外あるいは内のいずれか
にて上部クラッド層をエッチング除去するが、従来は、
組成や構成元素が異なりエッチング速度が該エッチング
除去するクラッド層より著しく遅いエッチング停止層を
設けてクラッド層の一部を残す方法（参考文献４参照）
や、時間制御のエッチングなどによりクラッド層を一部
残す方法（参考文献５：T.Hayakawa, T.Suyama, K.Taka
hashi, M.Kondo, S.Yamamoto, and T.Hijikata, Applie
d Physics Letters, Vol.51, No.10, p.707 (1987)参
照）が採用されていた。
【００２４】それに対して本発明の半導体レーザの製造
方法では、上述のように厚みを増した光ガイド層に到達
するまで、クラッド層を全部除去する。この際、硫酸系
やクエン酸などの有機酸系のエッチング液を用いること
により光ガイド層にてエッチングを停止することができ
る。このように、素子特性に悪影響のあるエッチング停
止層を用いずにエッチング停止を行なうことにより、屈
折率導波構造を再現性良く作製可能となり、そこから、
発振基本特性の安定化が実現される。
【００２５】なお従来は、ガイド層が0.1μｍ程度と薄
かったため、活性層の品質を害することなく劣化を抑制
するためにクラッド層を0.1〜0.2μｍ程度残していた
が、本発明のように光ガイド層の厚みを0.25μｍ以上と
した場合は、クラッド層を除去しても全く劣化の問題を
生じない。
【００２６】さらに本発明の半導体レーザの製造方法に
おいては、屈折率導波構造を作製する際にクラッド層を
一部にて除去した箇所において、活性層量子井戸から光
ガイド層表面までの距離の増加により、活性層へのダメ
ージ低減も実現される。
【００２７】以上説明の通り、本発明によれば、Ａｌを
含まない活性層材料使用による長寿命化を更に顕著に
し、高出力半導体レーザの長期信頼性を大きく改善する
ことができる。特に、屈折率導波型レーザとして高品位
の特性を兼ね備えると同時に、これら特性の経時変化も
ほとんどないか極めて少ないため、雑音や強度・ビーム
形状の変化が問題となる画像分野の光源としてシステム
の信頼性を大きく向上するものである。
【００２８】これら、画像分野の応用としては半導体レ
ーザ励起固体レーザを用いた印刷システムや、これとSH
Gとを組み合わせた可視や紫外の光源を用いたプリンタ
や画像スキャナがある。半導体レーザ光や半導体レーザ
光を光ファイバを通した後に熱書き込み用の直接露光光
源とする印刷や医療などの関連の熱感材を用いたプリン
タ分野の応用においては、一つのシステムに数個から百
個程度の高出力半導体レーザを用いるため、本発明の高
信頼化効果はシステムの信頼性向上に大きく貢献するも
のである。
【００２９】さらに本発明の半導体レーザにおいては、
光ガイド層の厚みを従来よりも大きくしたことにより、
クラッド層へしみ出すエバネッセント光の裾引きが減少
し、そのため、特に上部クラッド層を薄くしてもキャッ
プ層の吸収の悪影響を受けにくくなる。したがって、従
来1.5μｍ以上必要であった上部クラッド層厚を１μｍ
以下にすることができる。このように上部クラッド層を
薄くすると、屈折率導波構造が有するエッチング後の凹
凸の大きさが小さくできるため、リソグラフィプロセス
が容易となり精度が向上する。また、デバイス完成後の
表面の凹凸の高さも減少するため、チップボンディング
の際に均一なろう材のぬれが得られ、放熱特性が向上す
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態による半導体レーザの断面構造を模式的に示すも
のである。図示の通りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１(Ｓｉ＝２×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層２(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μ
ｍ)、n−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層３(Ｓｉ＝１
×1018ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、アンドープSCH活性層
４、ｐ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層５(Ｚｎ＝１
×1018ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、ｐ−ＧａＡｓキャップ層
６(Ｚｎ＝２×1019ｃｍ-3ドープ、0.3 μｍ)、およびＳ
ｉＯ2絶縁膜７を有している。
【００３１】なおアンドープSCH活性層４はＩｎ0.48Ｇ
ａ0.52Ｐ光ガイド層４ａ(アンドープ、Ｗｇ＝0.4μ
ｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層４ｂ
(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層
４ｃ(アンドープ、Ｗｇ＝0.4μｍ)からなる。
【００３２】以下、この半導体レーザの製造方法を説明
する。まず減圧MOCVD法によりｎ−ＧａＡｓ基板１上にn
−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓク
ラッド層３、アンドープSCH活性層４、ｐ−Ａｌ0.63Ｇ
ａ0.37Ａｓクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６を
順次積層する。
【００３３】次に、フォトリソグラフィと、Ｈ2ＳＯ4:
Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合液を用いた化学エッチングと
により、底の幅が200μｍのメサストライプ構造を形成
する。このとき、ｐ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層
５とその下のＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層４ｃのエッ
チング速度は、前者の方が２０倍以上大きい性質を用い
て、メサエッチングをＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層４
ｃの直上にて再現性よく停止することができる。
【００３４】その後、プラズマCVDによりＳｉＯ2絶縁膜
７を形成し、フォトリソグラフィと希釈したHFを用い
て、メサの上面のメサの両端から１〜５μｍの範囲より
も内側の部分のＳｉＯ2絶縁膜７をエッチング除去す
る。
【００３５】次に、p側電極８（Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ）を蒸
着および熱処理により形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の底
面を、研磨により、厚みが100〜150μｍ程度になるまで
薄くする。最後に、n側電極９（ＡｕＧｅ/Ｎｉ/Ａｕ）
蒸着および熱処理によって形成する。
【００３６】このウエハから、共振器長1.5ｍｍ、長さ
約1.5ｃｍのレーザバーをダイアモンド針によるスクラ
イブと劈開により切り出し、光出射面は反射率20％、裏
面は反射率95％となるように光学膜をコーティングす
る。最後にダイアモンド針によるスクライブと劈開によ
り個々のレーザチップを切り出す。このチップを銅ブロ
ックにInはんだを用いてｐ電極側を接着した。
【００３７】この半導体レーザは、室温において波長約
809ｎｍで、閾値電流660〜700ｍＡで発振し、２Ｗ以上
の高出力動作が可能であった。図５に、本レーザを２５
℃２ＷにてAPC駆動した際の駆動電流の経時変化を示
す。ここから、本発明の効果により極めて安定に動作し
ていることが分かる。
【００３８】本発明の効果を検討するため、詳細な比較
実験を行なった。その結果を以下に記す。
【００３９】第１の実験として、ＩｎＧａＰ光ガイド層
の厚みＷｇが異なりその他は上記第１実施形態の半導体
レーザと全く同一の素子を作製して、信頼性評価を実施
した。図６（Ｗｇ＝0.11μｍ）、図７（Ｗｇ＝0.25μ
ｍ）および図８（Ｗｇ＝0.6μｍ）に、25℃、２Ｗ駆動
時の駆動電流の経時変化を示す。図６の従来例では劣化
が大きく、図７および図８の素子の場合、劣化率が低減
して安定動作を実現している。
【００４０】また、200時間以降の安定した状態におけ
る駆動電流の劣化率（電流増加量/駆動電流値/時間）の
メディアン値と光ガイド層厚Ｗｇとの関係を図９に示
す。Ｗｇが0.25μｍ以上では、劣化率が極めて低い値に
改善されている。
【００４１】一方図４に、本発明で採用している構造の
活性層量子井戸の光密度の逆数に比例するｄ／Γ（ｄ：
量子井戸の厚み[μｍ]、Γ：量子井戸内へのレーザ光の
閉じ込め係数）とＷｇとの関係の計算値を示す。上記実
施形態にて劣化率の低減が見られたＷｇ＝0.25μｍ以上
においては、量子井戸における光密度が単調に減少す
る。このために信頼性向上が実現されている。
【００４２】Ｗｇ＝0.6μｍでは駆動電流が１割程度増
加したため、Ｗｇ＝0.4μｍの場合と比べると劣化率が
上昇している。また、Ｗｇ＝0.25μｍ以上においては良
好な信頼性が得られたことから、図２や図３の従来の半
導体レーザのように、保護層として薄く残した上部クラ
ッド層を介さず直接ＳｉＯ2のような絶縁膜を光ガイド
層に接して形成しても信頼性が劣化しないことが実証さ
れた。また図１５に示すように、屈折率導波構造として
キンクの無い電流-光出力特性が高出力領域まで得ら
れ、遠視野像、近視野像ともに安定したものが得られ
た。
【００４３】次に第２の実験として、上記の一連の素子
の最大破壊光出力（COD：Catastrophic Optical Damag
e）を測定した。図１０に示すように、Ｗｇが変化して
もCODはほとんど変化しない。したがって、本発明の材
料構成は、前述の参考文献２の報告例のようにＷｇの増
大によりCODが増加することはない。言い換えると、COD
は活性層の光密度とは無関係である。
【００４４】第３の実験として、素子構造は従来と同じ
Ｗｇ＝0.11μｍの素子（図６の例）の光出射端面の反射
率Ｒfを11％、20％、30％と変えた３種類の素子を作製
し、それらを比較した。
【００４５】これらの素子を25℃、1.8ＷにおいてAPC駆
動した際の、駆動電流劣化率のメディアン値と光出射端
面における内部光密度との関係を測定した。図１１に示
すように、劣化率は光出射端面における内部光密度のほ
ぼ４乗に比例して大きく増大することが判明し、全体の
内部光強度に大きく依存することが分かった。
【００４６】第４の実験として、Ｗｇ＝0.11μｍの素子
においてCODのＲf依存性を評価した。図１２に示すよう
に、COD光出力は内部光パワーに比例する。
【００４７】以上の結果より、本発明が採用している材
料系においては、劣化率は活性層量子井戸の光密度に依
存するが、CODはほぼ全体光量の内部光パワーに比例す
ることが分かった。
【００４８】また第５の実験として、種々の素子につい
てスロープ効率より内部損失（αi[ｃｍ-1]）の支配要
因を検討した。なおこれらの実験は材料評価を目的とし
て、50μｍ幅の酸化膜ストライプ構造の素子をもって行
った。量子井戸および複数の量子井戸（井戸幅10ｎｍ）
を隔てるバリア層（光ガイド層と同じアンドープＩｎＧ
ａＰ、厚み10ｎｍ）と光ガイド層を含む全体の厚みを0.
23μｍで一定として、量子井戸の数Ｎｗを1〜４個と変
化させた場合のスロープ効率の量子井戸数依存性を図１
３に示す。
【００４９】スロープ効率は、全出射光に対する外部微
分量子効率（ηd）に比例する。この外部微分量子効率
ηdは、下の（数１）式で示される。
【００５０】
【数１】
【００５１】ここで、ηi：内部微分量子効率、Ｒf：光
出射端面の反射率、Ｒr：後端面の反射率、L：共振器長
である。実際には前端面からの光のみ測定あるいは利用
される。スロープ効率は、前端面からの出射光量Ｌfと
後端面からの出射光量Ｌrの関係、
【００５２】
【数２】
【００５３】から、
【００５４】
【数３】
【００５５】として、ηdと関係付けられる。別途、ス
ロープ効率の共振器長依存性の測定結果より、単一量子
井戸の場合、Ｗｇ＝0.11μｍでαi＝２ｃｍ-1、ηi＝0.
7と求められている。図１３中の計算値は、ηi＝0.7で
一定として、αi＝Ｎｗ×２（ｃｍ-1）と仮定した計算
値で、実験結果と良く一致している。したがって、本発
明の材料系の半導体レーザの残留損失は、量子井戸自身
による損失が支配的であると言える。
【００５６】さらに、Ｎｗが１（SQW：Single Quantum
Well）と２（DQW：Double QuantumWell）の場合につい
て、Ｗｇの相異なる素子を作製してスロープ効率を測定
した。図１４に示すように、量子井戸内の光量に比例し
て内部損失が増加する計算値と傾向が一致することか
ら、残留損失は量子井戸自身による損失が支配的である
ことが裏付けられた。
【００５７】これらの結果より、本発明の材料系の半導
体レーザにおいては劣化機構および内部損失が活性層内
に起因し、さらには活性層内の光パワーに大きく依存す
るため、光ガイド層厚Ｗｇを0.25μｍ以上とすることで
大きな改善効果が得られるものである。
【００５８】次に、本発明の別の実施形態について説明
する。図１６は、本発明の第２の実施形態による半導体
レーザの断面構造を模式的に示すものである。図示の通
りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板41(Ｓｉ＝２
×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−ＧａＡｓバッファ層42
(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μｍ)、ｎ−Ａｌ
0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層43(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、1μｍ)、アンドープSCH活性層44、ｎ−Ａｌ
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層45(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、0.8μｍ)、ｎ−ＧａＡｓ保護層46(Ｓｉ＝１×1
018ｃｍ-3ドープ、0.01μｍ)、ｐ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａ
ｓクラッド層47(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、1μ
ｍ)、およびｐ−ＧａＡｓキャップ層48(Ｚｎ＝２×1019
ｃｍ-3ドープ、0.3 μｍ)を有している。
【００５９】なおアンドープSCH活性層44は、第１の実
施形態と同様にＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層44ａ(ア
ンドープ、Ｗｇ＝0.25μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ
0.75Ｐ0.25量子井戸層44ｂ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ
0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層44ｃ(アンドープ、Ｗｇ＝0.2
5μｍ)からなる。
【００６０】以下、この半導体レーザの製造方法を説明
する。本例では、第１の実施形態と異なり、２回の減圧
MOCVDにより作製する。まず第１回目のMOCVD成長におい
て、ｎ−ＧａＡｓ基板41の上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
42、n−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層43、アンドー
プSCH活性層44、n−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層4
5、ｎ−ＧａＡｓ保護層46を順次積層する。
【００６１】次に、フォトリソグラフィと、Ｈ2ＳＯ4:
Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合液を用いた化学エッチングと
により、底の幅が200μｍ幅のストライプ溝を形成す
る。この場合も、アンドープSCH活性層44がＩｎ0.48Ｇ
ａ0.52Ｐ光ガイド層44ａ(アンドープ、Ｗｇ＝0.25μ
ｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層44ｂ
(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層
44ｃ(アンドープ、Ｗｇ＝0.25μｍ)からなるため、上部
Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層44ｃの直上にてエッチン
グが停止する。
【００６２】その後第２回目のMOCVD成長として、ｐ−
Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層47およびｐ−ＧａＡｓ
キャップ層48を順次積層する。
【００６３】その後は第１実施形態と同様のプロセスに
より、ｐ側電極49の形成、基板研磨、ｎ側電極50の形
成、バー切り出し、端面コーティング、チップ切り出し
を行ない、レーザチップが完成する。
【００６４】次に、本発明のさらに別の実施形態につい
て説明する。図１７は、本発明の第３の実施形態による
半導体レーザの断面構造を模式的に示すものである。図
示の通りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板61(Ｓ
ｉ＝２×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層62(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μｍ)、ｎ−
Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層63(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ
-3ドープ、1μｍ)、アンドープSCH活性層64、ｎ−Ａｌ
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層66(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、0.8μｍ)、ｐ−ＧａＡｓ保護層67(Ｓｉ＝１×1
018ｃｍ-3ドープ、0.01μｍ)、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
第１クラッド層65、(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、1μ
ｍ)、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第２クラッド層68、(Ｚｎ
＝１×1018ｃｍ- 3ドープ、1μｍ)、およびｐ−ＧａＡｓ
キャップ層69(Ｚｎ＝２×1019ｃｍ-3ドープ、0.3 μｍ)
を有している。
【００６５】なおアンドープSCH活性層64は、既述の実
施形態と同様にＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層64ａ(ア
ンドープ、Ｗｇ＝0.25μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ
0.75Ｐ0.25量子井戸層64ｂ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ
0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層64ｃ(アント゛ーフ゜、Wg=0.25μｍ)か
らなる。
【００６６】以下、この半導体レーザの製造方法を説明
する。本例では、３回の減圧MOCVDにより作製する。ま
ず第１回目のMOCVD成長において、n−ＧａＡｓ基板61の
上にｎ−ＧａＡｓバッファ層62、ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45
Ａｓクラッド層63、アンドープSCH活性層64、ｐ−Ａｌ
0.6Ｇａ0.4Ａｓ第１クラッド層65およびｐ−ＧａＡｓ保
護層67を順次積層する。
【００６７】その後、プラズマCVDにより厚み0.25μｍ
のＳｉＯ2膜を形成し、フォトリソグラフィと希釈したH
Fにより、幅が200μｍのストライプ状のＳｉＯ2マスク
を形成する。次に、Ｈ2ＳＯ4:Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合
液を用いた化学エッチングにより、底の幅が200μｍの
メサストライプ構造を形成する。
【００６８】第２回目のMOCVD成長として、ｎ−Ａｌ
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層66およびｐ−ＧａＡｓ保護
層67を順次積層する。このとき、ＳｉＯ2マスク上にも
多結晶が成長するが、次のエッチング工程にて除去でき
る。次いでＨ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏの混合液にて
短時間のエッチングをした後、希釈したHFによりＳｉＯ
2マスクを除去する。
【００６９】その下のｐ−ＧａＡｓ保護層67をＨ2Ｓ
Ｏ4、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏの混合液にて短時間エッチング
した後、第３回目のMOCVD成長により、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ
0.4Ａｓ第２クラッド層68およびｐ−ＧａＡｓキャップ
層69を積層する。
【００７０】その後は既述の実施形態と同様のプロセス
により、ｐ側電極70の形成、基板研磨、ｎ側電極71の形
成、バー切り出し、端面コーティング、チップ切り出し
を行ない、レーザチップが完成する。
【００７１】以上、幅200μｍのブロードストライプ半
導体レーザについてのみ説明したが、これ以外の幅広の
横多モードレーザや、ストライプ幅が6μｍ程度以下の
単一横モード半導体レーザにも本発明を適用することが
可能である。
【００７２】そして、量子井戸、光ガイド層を少なくと
も含む活性層は基本的に、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0
≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）であれば良く、部分的に基板に格
子整合しない歪み層を用いることも可能である。また、
量子井戸を挟む光ガイド層は同一の厚みとしたが、異な
っていてもよい。この際には、量子井戸層は最大光強度
の位置よりずれ閉じ込め係数Γが小さい側へずれるた
め、厚い方の光ガイド層の厚みが0.25μｍ以上であれ
ば、量子井戸内の光密度を下げる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態であるリッジ導波路型
半導体レーザの模式構成図
【図２】従来のリッジ導波路型半導体レーザの一例を示
す模式構成図
【図３】従来のリッジ導波路型半導体レーザの別の例を
示す模式構成図
【図４】量子井戸における光密度の逆数に比例する「d/
Γ」の値の、光ガイド層厚みＷｇに対する依存性を示す
説明図
【図５】本発明による光ガイド層厚Ｗｇ＝0.4μｍのリ
ッジ導波路型半導体レーザの駆動電流の径時変化を示す
説明図
【図６】従来のリッジ導波路型半導体レーザの駆動電流
の径時変化を示す説明図
【図７】本発明による光ガイド層厚Ｗｇ＝0.25μｍのリ
ッジ導波路型半導体レーザの駆動電流の径時変化を示す
説明図
【図８】本発明による光ガイド層厚Ｗｇ＝0.6μｍのリ
ッジ導波路型半導体レーザの駆動電流の径時変化を示す
説明図
【図９】リッジ導波路型半導体レーザの駆動電流劣化率
の、光ガイド層厚みＷｇに対する依存性を示す説明図
【図１０】リッジ導波路型半導体レーザの最大破壊光出
力の、光ガイド層厚みＷｇに対する依存性を示す説明図
【図１１】従来のリッジ導波路型半導体レーザの駆動電
流劣化率と内部光パワーとの関係を計算値とともに示す
グラフ
【図１２】従来のリッジ導波路型半導体レーザの前端面
のコーティングの反射率を変えたときの最大破壊光出力
（COD）の測定値と、前端面の内部光強度の計算値との
比較を示す説明図
【図１３】量子井戸数とスロープ効率との関係の実測値
と理論値との比較を示す説明図
【図１４】SQWとDQWを有する半導体レーザのスロープ効
率の、光ガイド層厚Ｗｇに対する依存性の測定値と計算
値とを比較した説明図
【図１５】本発明によるリッジ導波路型半導体レーザの
電流対光出力特性を示す説明図
【図１６】本発明の第２の実施形態であるリッジ導波路
型半導体レーザの模式構成図
【図１７】本発明の第３の実施形態であるリッジ導波路
型半導体レーザの模式構成図
【符号の説明】
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層 ４ アンドープSCH活性層 ４ａ Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層 ４ｂ Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層 ４ｃ Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層 ５ ｐ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層 ６ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ７ ＳｉＯ2絶縁膜 ８ p側電極 ９ n側電極 41 ｎ−ＧａＡｓ基板 42 ｎ−ＧａＡｓバッファ層 43 ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層 44 アンドープSCH活性層 44ａ Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層 44ｂ Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層 44ｃ Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光ガイド層 45 ｎ−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層 46 ｎ−ＧａＡｓ保護層 47 ｐ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層 48 ｐ−ＧａＡｓキャップ層 49 ｐ側電極 50 ｎ側電極 61 ｎ−ＧａＡｓ基板 62 ｎ−ＧａＡｓバッファ層 63 ｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層 64 アンドープSCH活性層 65 ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第１クラッド層 66 ｎ−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層 67 ｐ−ＧａＡｓ保護層 68 ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第２クラッド層 69 ｐ−ＧａＡｓキャップ層 70 ｐ側電極 71 ｎ側電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも量子井戸層および光ガイド層
    を含む活性領域が、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0≦ｘ≦
    1、0≦ｙ≦1）からなり、クラッド層がＡｌＧａＡｓか
    らなる半導体レーザにおいて、 前記光ガイド層の厚みが少なくとも一方において0.25μ
    ｍ以上とされ、 この光ガイド層の上にある上部ＡｌＧａＡｓクラッド層
    が一部、光ガイド層との界面まで選択的に除去されてい
    ることを特徴とする半導体レーザ。
  2. 【請求項２】 前記上部ＡｌＧａＡｓクラッド層が、光
    ガイド層との界面まで選択的に除去された構造が、リッ
    ジ構造をなしていることを特徴とする請求項１記載の半
    導体レーザ。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザを製造する
    方法において、 光ガイド層の厚みを少なくとも一方において0.25μｍ以
    上に設定しておき、 この光ガイド層の上に上部ＡｌＧａＡｓクラッド層を形
    成し、 その後この上部ＡｌＧａＡｓクラッド層を一部、光ガイ
    ド層との界面まで選択的にエッチング除去することを特
    徴とする半導体レーザの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7682857B2 (en) 2007-04-16 2010-03-23 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor optical device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
GB2397692B (en) * 2000-02-21 2004-09-22 Sony Corp Semiconductor laser emitting apparatus
JP4959962B2 (ja) * 2005-09-05 2012-06-27 株式会社東芝 光半導体素子の製造方法
US8494025B2 (en) * 2007-05-09 2013-07-23 The Board Of Trustees Of The Univeristy Of Illinois Curved coupled waveguide array and laser
US20140198817A1 (en) * 2013-01-14 2014-07-17 Finisar Corporation Lasers With InGaAsP Quantum Wells And GaAsP Barrier Layers
CN106340807A (zh) * 2016-10-25 2017-01-18 山东华光光电子股份有限公司 一种用于绿光标线仪的808nm半导体激光器结构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60110188A (ja) 1983-11-18 1985-06-15 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
GB8406432D0 (en) 1984-03-12 1984-04-18 British Telecomm Semiconductor devices
EP0526128B1 (en) * 1991-07-24 1997-06-11 Sharp Kabushiki Kaisha A method for producing a distributed feedback semiconductor laser device
JP2556270B2 (ja) 1993-09-02 1996-11-20 日本電気株式会社 歪量子井戸型半導体レーザ
DE69517614T2 (de) * 1994-03-22 2001-02-15 Uniphase Opto Holdings Inc Halbleiterdiodenlaser und dessen Herstellungsverfahren
US6181721B1 (en) * 1996-05-20 2001-01-30 Sdl, Inc. Visible wavelength, semiconductor optoelectronic device with a high power broad, significantly laterally uniform, diffraction limited output beam
JPH1098235A (ja) * 1996-08-01 1998-04-14 Pioneer Electron Corp 無再成長分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法
JP3672062B2 (ja) * 1997-07-16 2005-07-13 三菱電機株式会社 半導体レーザ，及びその製造方法
JPH1168231A (ja) * 1997-08-25 1999-03-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ，及びその製造方法
JP3859839B2 (ja) * 1997-09-30 2006-12-20 富士フイルムホールディングス株式会社 屈折率導波型半導体レーザ装置
JP3753216B2 (ja) * 1997-11-25 2006-03-08 富士写真フイルム株式会社 半導体レーザ装置
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
JP2002124739A (ja) * 2000-10-18 2002-04-26 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ素子
JP2002374042A (ja) * 2000-12-12 2002-12-26 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7682857B2 (en) 2007-04-16 2010-03-23 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor optical device

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