JPH11340558A

JPH11340558A - リッジ導波路型半導体レーザ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11340558A
Application number: JP13996998A
Authority: JP
Inventors: Mitsuki Yamada; みつき山田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、リッジ導波路型半導体レーザにお
いて、イオン注入、不純物拡散等の複雑な加工を行わず
に、リッジストライプ脇に流れる拡散を低減し、電流を
狭窄することにより、低しきい値電流化、高発光効率化
を可能にしたリッジ導波路型半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。【解決手段】リッジストライプに加工された上側クラ
ッド層の下部に歪半導体層を設ける、あるいは熱膨張係
数差を利用して、絶縁膜に歪を持たせる等の手法によ
り、前記上側クラッド層下の半導体層に歪分布を持た
せ、相対的にバンドギャップを低減することにより、リ
ッジストライプ両脇に流れる無効キャリアの低減を実現
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、電流狭窄機能を有
するリッジ導波路型半導体レーザ及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】リッジ導波路型半導体レーザは、複数回
の結晶成長工程を要する半導体埋込構造レーザと比較し
て、製造工程が非常に簡易であるという利点と、活性層
のエッチングが不要のため、活性層が大気にさらされて
酸化されることによる信頼性の低下や、発光効率の低下
が防げるという利点を合わせ持ち、特に酸化しやすいア
ルミニウム等を含む材料を活性層に用いる場合には、主
要なレーザ構造の一つとなっている。

【０００３】従来型リッジ導波路型レーザ構造の一例の
断面図を図５に示す。図５において、半導体基板として
ｎ型ＩｎＰ基板４３、下側クラッド層としてｎ型クラッ
ド層４４、活性層を含む半導体層として第一の光閉じ込
め層４５、活性層４６及び第二の光閉じ込め層４７、上
側クラッド層としてｐ型クラッド層４８、ｐ型コンタク
ト層４９、絶縁層としてＳｉＯ₂層５０、ｐ型電極５
１、ｎ型電極５２であり、ｐ型クラッド層４８がリッジ
ストライプに加工されたリッジ導波路型半導体レーザ構
造を示している。

【０００４】図５において、レーザ光の横モードは、リ
ッジストライプ部の屈折率差により閉じ込められている
だけなので、上側ｐ型クラッド層から注入されるキャリ
アは、リッジストライプの両側へも流れてしまい、活性
層部分のリッジストライプ内への電流狭窄は不十分なた
めレーザ光の閉じ込め領域５３は広がってしまう。

【０００５】このようにクラッド層から流れる正キャリ
アが、活性層に到達するまでにリッジストライプ幅より
も広い領域に拡散してレーザ発振に寄与しない無効キャ
リアとなるため、活性層をストライプ幅にエッチングし
た電流狭窄構造を有する半導体埋込構造レーザに比べ、
しきい値の増加や発光効率の低下が避けられないという
問題がある。

【０００６】そこで、このキャリアのリッジストライプ
脇への拡散の影響を小さくするために、例えば特開平９
−３０７１８２には、リッジのストライプの両側をイオ
ン注入により高抵抗化して電流狭窄を行う手法、不純物
拡散を用いてストライプ領域のみを限定的に導電層とし
て電流経路を制御する手法等が開示されている。

【０００７】これらの技術は、リッジストライプ内に電
流が有効に狭窄されるので、ストライプの外側に流れる
無効電流を減らす効果を奏している。

【０００８】しかしながら、これらの手法では、例えば
イオン注入による高抵抗化を行った場合、高エネルギー
で加速されたイオン注入によって結晶へダメージが加わ
ることが予想される。

【０００９】こうしたダメージが、非発光再結合中心と
なって発光効率を劣化させたり、素子の長期信頼性に影
響を及ぼす可能性がある。また、不純物拡散を用いて、
限定に導電層を形成する手法では、ドーピングプロファ
イルの正確な制御は難しく、また活性層にまで不純物が
拡散した場合、素子特性や長期信頼性に影響を及ぼす可
能性がある、という問題を発生する。

【００１０】またこれらの手法では、従来の簡易なリッ
ジ導波路型半導体レーザの製造方法に複雑な工程が加わ
ることとなってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、リッジ導波
路型半導体レーザにおいて、エッチングその他の手法に
よる加工を行わずに、リッジストライプ脇に流れる拡散
電流を低減し電流を狭窄することにより、低しきい値電
流化及び高効率化を図ったリッジ導波路型半導体レーザ
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に、下側クラッド層、リッジストライプに加工された上
側クラッド層、及びこれらクラッド層の間に活性層を含
む半導体層を有するリッジ導波路型半導体レーザであっ
て、前記活性層を含む半導体層中で前記上側クラッド層
の下部とその両脇の部分で歪分布が異なり、上側クラッ
ド層下部の歪が、その両脇の部分と比べ、相対的に引張
歪性になっていることを特徴とするリッジ導波路型半導
体レーザに関する。

【００１３】さらに本発明は、半導体基板上に、下側ク
ラッド層、活性層を含む半導体層、圧縮歪性の歪半導体
層、上側クラッド層を順次形成する工程と、この圧縮歪
性の歪半導体層とその上部に形成された上側クラッド層
をリッジストライプに加工する工程を含むリッジ導波路
型半導体レーザの製造方法に関する。

【００１４】さらに本発明は、半導体基板上に、下側ク
ラッド層、活性層を含む半導体層、上側クラッド層を順
次形成する工程と、活性層を含む半導体層の上部に形成
された上側クラッド層をリッジストライプに加工する工
程と、リッジストライプに加工された上側クラッド層の
両脇で活性層を含む半導体層の上に前記半導体基板の熱
膨張係数よりも大きい熱膨張率を持つ絶縁層を形成する
工程とを含むリッジ導波路型半導体レーザの製造方法に
関する。

【００１５】さらに本発明は、半導体基板上に、下側ク
ラッド層、活性層を含む半導体層、上側クラッド層を順
次形成する工程と、活性層を含む半導体層の上部に形成
された上側クラッド層をリッジストライプに加工する工
程と、リッジストライプに加工された上側クラッド層の
両脇で活性層を含む半導体層の上に層形成時に熱収縮性
を有し、層形成後に前記半導体基板に対して引張歪性を
有する絶縁層を形成する工程を含むリッジ導波路型半導
体レーザの製造方法に関する。

【００１６】本発明によれば、リッジ導波路型半導体レ
ーザのリッジストライプに加工された上側クラッド層と
活性層を含む半導体層の間に圧縮歪性の歪半導体層を設
けるか、又は前記上側クラッド層の両脇で活性層を含む
半導体層の上に引張歪性を持つように形成した絶縁層設
けることによって、リッジストライプに加工された上側
クラッド層下部の歪が、この上側クラッド層下部の両脇
の部分より相対的に引張歪性となる。その結果、この上
側クラッド層下部のバンドギャップが、その両脇の部分
のバンドギャップより低下し、有効に電流を狭窄でき
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
に示しながら説明する。図６は、本発明のリッジ導波路
型半導体レーザであるが、半導体基板５４、下側クラッ
ド層５５、活性層を含む半導体層５６、リッジストライ
プに加工された上側クラッド層５７、コンタクト層５
８、絶縁層５９、電極６０、電極６１から構成されてい
る。本発明において活性層を含む半導体層５６は、上下
のクラッド層にはさまれた半導体層であり、例えば、活
性層、第一の光閉じ込め層、第二の光閉じ込め層のよう
にいくつかの半導体層により構成されている。

【００１８】本発明のリッジ導波路型半導体レーザは、
リッジストライプに加工された上側クラッド層の下部６
２と、その両脇６３で、歪分布が異なり、特に活性層を
含む半導体層５６中で、歪分布を持ち、半導体層５６中
のリッジストライプに加工された上側クラッド層下部６
４（以下領域６４）の歪が、前記半導体層中で上側クラ
ッド層下部の両脇の部分６５（以下領域６５）の歪と比
較して、相対的に引張歪性になっていることを特徴とす
る。

【００１９】本発明では、光を閉じ込めたい領域が、そ
れ以外の領域より相対的に引張歪性であればよい。例え
ば、領域６４が引張歪性となっている場合は勿論、領域
６４は引張歪性になっていないものの、領域６４に隣接
する領域６５が圧縮歪性になるため、その結果、領域６
４が領域６５との比較すると引張歪性を持つ場合などが
挙げられる。また、上記の両方の場合を組み合わせて、
領域６４が引張歪性となっており、領域６５が圧縮歪性
になっている場合、領域６４が領域６５に対して持つ引
張歪性がより強くなるため好ましい。また、半導体層５
６が全体的に引張歪性となっているが、特に領域６４の
引張歪性が領域６５の部分と比較して強い場合や、半導
体層５６が全体的に圧縮歪性となっているが、特に領域
６４の圧縮歪性が領域６５の部分と比較して弱い場合も
相対的に引張歪性を持つものとする。ここで領域６４と
領域６５の間に明確な境界がある必要はない。

【００２０】一般的に半導体のバンドギャップは、歪を
印加することにより変化し、引張歪をεとすると、半導
体のバンドギャップ減少量ΔＥｇは、ΔＥｇ＝ａε（ａ
は材料による定数）で表される。したがって、領域６４
が領域６５に比べ相対的に引張歪性になることにより、
その相対的な歪量の差をΔεで表すと、半導体のバンド
ギャップに、ａΔεの差が生じ、この領域に電流が狭窄
される効果がもたらされるのである。

【００２１】（実施形態１）図１は、本発明の一つの実
施の形態であるリッジ導波路型半導体レーザの構造を示
す断面図である。半導体基板としてｎ型半導体基板１、
下側クラッド層としてｎ型クラッド層２、活性層を含む
半導体層として第一の光閉じ込め層３、活性層４及び第
二の光閉じ込め層５、リッジストライプに加工された上
側クラッド層としてｐ型クラッド層７、ｐ型クラッド層
７の下部を相対的に引張歪性するための圧縮歪半導体層
としてｐ型歪半導体層６、ｐ型コンタクト層８、絶縁層
９、ｐ型電極１０、ｎ型電極１１から構成される。

【００２２】ここで、本実施形態の構造的な特徴は、第
二の光閉じ込め層５上に、ｐ型歪半導体層６が積層され
ていることである。

【００２３】このｐ型歪半導体層６は、半導体基板１に
対し圧縮歪を持つように基板よりも格子定数の大きい材
料で形成されている。したがってｐ型歪半導体層６の膨
張する作用によりｐ型クラッド層７の下部も膨張しよう
とする。その結果、相対的に引張歪性を持ち、電流が狭
窄されるのである。

【００２４】上記ｐ型歪半導体層６の材質は、格子定数
比がｎ型半導体基板１と比較して＋２％程度を越えない
程度でエピタキシャル成長が可能な範囲の圧縮歪を持
ち、かつクラッド層から活性層への電流注入を極端に阻
害しないようなものであれば、特に制限されない。

【００２５】例えば、上記の半導体基板１がＩｎＰであ
り、上記活性層がＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＰ、ＩｎＡ
ｌＧａＡｓのいずれかの半導体材料を用いた量子井戸活
性層である光通信用の半導体レーザの場合、ＩｎＰを用
いた半導体基板１より大きな格子定数を持つＩｎＧａＡ
ｓＰ、ＩｎＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓのいずれかを圧
縮歪性の歪半導体層として用いることが可能である。

【００２６】ＩｎＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ等のＡｌ
を含む材料を用いると、歪半導体層と第二の光閉じ込め
層との間の伝導帯バンド不連続エネルギーが大きくと
れ、ＩｎＰ基板側から注入される電子の閉じ込め効果が
良くなり、高温での特性劣化を抑制する効果も得られる
のである。

【００２７】また、歪半導体層としてＩｎＡｌＡｓを用
い、第二の光閉じ込め層としてＩｎＡｌＧａＡｓまたは
ＩｎＧａＡｓＰを用いた場合、例えば塩酸系エッチャン
トで、ＩｎＰクラッド層とＩｎＡｌＡｓ層を除去し、第
二の光閉じ込め層を選択的に残してウェットエッチング
を行いリッジを形成することが可能となり好ましい。

【００２８】また、選択的にウェットエッチングを行う
ことが難しい歪半導体層を用いた場合、ドライエッチン
グにより所望のリッジ構造の形成が可能である。またリ
ッジストライプの形成方法としては、エッチング等によ
る加工法以外にも、選択結晶成長法等を用いて形成して
もよい。

【００２９】本実施形態の場合、絶縁層９の材質につい
てはリッジ導波路型半導体レーザで通常用いられる絶縁
性を有する絶縁層であればよく、特に規定しない。

【００３０】また、本実施の形態では、本発明を光通信
用長波長帯のＩｎＰ系半導体レーザに適用したが、その
他の波長域の半導体レーザ、ＧａＡｓ又はその他の基板
を用いた半導体レーザについても、適当な歪半導体層を
選択することによって本発明の適用が可能である。

【００３１】さらに詳しく図４を用いて１．３μｍ帯リ
ッジ導波路型半導体レーザ製造方法を詳細に説明する。

【００３２】まず、ｎ型ＩｎＰ基板３２上に、分子線エ
ピタキシー法等の結晶成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰクラ
ッド層３３、第一のＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波
長１．１５μｍ）光閉じ込め層３４、ＩｎＧａＡｓＰ系
量子井戸活性層３５、第二のＩｎＧａＡｓＰ（バンドギ
ャップ波長１．１５μｍ）光閉じ込め層３６、ｐ型歪Ｉ
ｎＡｌＡｓ層３７、ｐ型ＩｎＰクラッド層３８、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層３９を順次積層する（ａ）。

【００３３】次に、フォトリソグラフィー法により形成
した、例えば３μｍ幅のレジストマスクを用いて、ウェ
ットエッチングによりリッジ導波路構造を形成する。

【００３４】リッジ導波路の形成は、まず、例えば硫酸
系エッチャントによりｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３
９、塩酸系エッチャントによりｐ型ＩｎＰクラッド層３
８及びＩｎＡｌＡｓ歪半導体層３７を、順次選択的にエ
ッチングして除去することにより行う（ｂ）。

【００３５】次に、全面に絶縁層４０を形成し、フォト
リソグラフィー法により、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト
層３９上部に、ウィンドウを形成する（ｃ）。

【００３６】更に、上部にｐ型電極４１をスパッタ等の
方法により形成し、ｎ型ＩｎＰ基板３２を約０．１ｍｍ
の厚さに研磨してｎ型電極４２をスパッタ等の方法によ
り形成し、本発明によるリッジ導波路型半導体レーザが
完成する（ｄ）。

【００３７】圧縮歪性の歪半導体層であるｐ型歪ＩｎＡ
ｌＡｓ層３７の存在により、リッジストライプに加工さ
れたクラッド層下部に引張歪がかかる構造となってい
る。

【００３８】従って、この部分のバンドギャップが部分
的に変化し、電流狭窄が行われる構造となっている。

【００３９】本実施の形態では、結晶成長時に歪半導体
層を加えるのみで、従来のリッジ導波路型半導体レーザ
の製造工程とほぼ同様の簡易な方法で行うことができ
る。

【００４０】（実施形態２）図２は、本発明の一つの実
施の形態であるリッジ導波路型半導体レーザの構造を示
す断面図である。ｐ型歪半導体層を除いた以外は実施形
態１とほとんど同様の構造をしており、ｎ型半導体基板
１２、ｎ型クラッド層１３、第一の光閉じ込め層１４、
活性層１５、第二の光閉じ込め層１６、リッジストライ
プに加工されたｐ型クラッド層１７、ｐ型コンタクト層
１８、絶縁層１９、ｐ型電極２０、ｎ型電極２１から構
成される。

【００４１】ただし、本実施形態では、図２に示す絶縁
層１９が半導体基板１２に対して、より大きい熱膨張率
を持つ材料で構成されていることを特徴としている。

【００４２】これにより、ｐ型クラッド層１７下部の両
脇の部分に圧縮歪が加わり、ｐ型クラッド層１７の下部
が相対的に引張歪性となり、その部分に電流が狭窄効果
が得られる。

【００４３】絶縁層の材料としては、半導体基板よりも
熱膨張率の大きいものであれば、通常用いられる絶縁層
のどのようなものを用いても良く、特に指定されない。

【００４４】例えば、上記の半導体基板１２がＩｎＰで
ある光通信用の半導体レーザの場合、絶縁層の材料とし
てＡｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂等が挙げられる。

【００４５】絶縁層形成時の温度は、絶縁層がＡｌ₂Ｏ₃
又はＳｉＯ₂の場合なるべく高い方が歪の効果が大きく
なり、４００℃以上の温度が好ましい。また絶縁層形成
時の温度が高い方が一般的に絶縁層の質も良くなるとい
った副次的な効果も期待できる。絶縁層を形成温度の上
限については、その他の部材の耐熱性にもよるが、実用
上は、１０００℃程度である。

【００４６】また、絶縁層の厚さは、形成が可能な範囲
で厚い方が、歪の効果が大きくなることから好ましく、
０．２μｍ以上が好ましく、厚みの上限としては特に規
定しないが、通常は１μｍ程度である。

【００４７】例えば絶縁層１９がＡｌ₂Ｏ₃の場合、絶縁
層の熱膨張係数は８．４ｘ１０^-6Ｋ ^-1であり、ＩｎＰ基
板の熱膨張係数４．５ｘ１０^-6Ｋ^-1よりも大きいため、
リッジストライプに加工されたクラッド層下部の半導体
バンドギャップが、その両脇の部分より相対的に小さく
なり、リッジストライプに加工されたクラッド層下部領
域に電流が狭窄される。

【００４８】さらに詳しく図４を用いて１．３μｍ帯リ
ッジ導波路型半導体レーザの製造方法について説明す
る。

【００４９】ｐ型歪半導体層３７は除き、実施形態１と
まったく同様の方法によりｎ型ＩｎＰ基板３２上に、ｎ
型ＩｎＰクラッド層３３、第一のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ
込め層３４、ＩｎＧａＡｓＰ系量子井戸活性層３５、第
二のＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層３６、ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層３８、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３９を順次
積層する（ａ）。

【００５０】次に、実施形態１と全く同様の方法によ
り、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３９、ｐ型ＩｎＰク
ラッド層３８をエッチング除去しリッジ導波路構造を形
成する（ｂ）。

【００５１】次に、全面に、Ａｌ₂Ｏ₃絶縁層４０は、例
えば蒸着法を用いて４００℃程度の高温で形成し、フォ
トリソグラフィー法によりマスクを形成し弗酸等を用い
てＡｌ₂Ｏ₃絶縁層４０をエッチングして、ＩｎＧａＡｓ
コンタクト層３９上部に電極コンタクト用ウィンドウを
形成する（ｃ）。

【００５２】更に、上部にｐ型電極４１をスパッタ等の
方法により形成し、ｎ型ＩｎＰ基板３２を約０．１ｍｍ
の厚さに研磨してｎ型電極４２をスパッタ等の方法によ
り形成し、本発明によるリッジ導波路型半導体レーザが
完成する。

【００５３】（実施形態３）図３は、本発明の一つの実
施の形態であるリッジ導波路型半導体レーザの構造を示
す断面図である。ｎ型半導体基板２２、ｎ型クラッド層
２３、第一の光閉じ込め層２４、活性層２５、第二の光
閉じ込め層２６、リッジストライプに加工されたｐ型ク
ラッド層２７、ｐ型コンタクト層２８、絶縁層２９、ｐ
型電極３０、ｎ型電極３１から構成され、実施形態２の
リッジ導波路型半導体レーザの絶縁層を、層形成時に熱
収縮性を示し、層形成後にｎ型半導体基板２２に対して
引張歪性を有する絶縁層としたことを特徴としており、
それ以外は実施形態２とまったく同じ構造である。

【００５４】本実施形態で用いる絶縁層としては例えば
スピンオングラスが挙げられる。このスピンオングラス
層は、原料を溶媒に溶かした液体を高速回転で基板に塗
布した後、高温かつ場合によってはガス雰囲気中で焼成
処理して絶縁層化させることにより形成する。ここで、
スピンオングラス層材料としては、無機或いは有機のア
ルコキシシランを含む溶液等、通常用いられるどのよう
な種類のものを用いてもよい。

【００５５】ここで、スピンオングラス層が塗布時（液
体）よりも、焼成後の絶縁層の体積は大きく収縮するこ
とを利用して、実施形態２における熱膨張率差を利用し
た収縮による歪の効果と同様の効果が得られる。

【００５６】また、スピンオングラス層は、基板の凹凸
を平坦化する性質を持つため、本実施の形態の様にリッ
ジ構造に塗布した場合、図３に示すような形に形成さ
れ、厚膜層の形成が可能であると同時に表面の平坦化も
行えるといった副次的な効果も得られる。

【００５７】また、スピンオングラス層は、焼成後体積
収縮が大きく、また厚膜層の形成が容易であるといった
特徴を持っており、厚膜にすることによってさらに歪の
効果を増大させることも可能となる。

【００５８】上記構造のリッジ導波路型半導体レーザの
製造方法は、絶縁層の形成以外は実施形態２とまったく
同様の製造方法である。

【００５９】すなわち図４（ｃ）の工程において、スピ
ンオングラス層である絶縁層２９は、シラザン結合を有
するＳｉ化合物材料等の原料を溶媒に溶かした液体を数
千回転／分程度の高速回転により、リッジ構造をエッチ
ングにより形成した基板上に塗布した後、高温かつ場合
によっては酸素雰囲気中で焼成して絶縁層（ＳｉＯ２）
化させることにより形成するが、これ以外は実施形態２
とまったく同じ方法によりリッジ導波路型半導体レーザ
を製造する。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、リッジ導波路型半導体
レーザにおいて、リッジ部のクラッド層下部に歪半導体
層を設ける、あるいは、熱膨張率係数差を利用して、絶
縁層形成時に歪を持たせる、又は絶縁層の熱収縮性を利
用して絶縁層形成時に歪を持たせる等の手法により、活
性層を含む半導体層に歪分布を持たせ、リッジストライ
プに加工したクラッド層下部をその両脇の部分と比べ相
対的に引張歪性にすることにより、このリッジストライ
プに加工したクラッド層下部バンドギャップを相対的に
低下させ、リッジストライプ両脇に流れる無効キャリア
の低減を実現したリッジ導波路型半導体レーザが提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるリッジ導波路型半導
体レーザの構造を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態であるリッジ導波路型半導
体レーザの構造を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態であるリッジ導波路型半導
体レーザの構造を示す断面図である。

【図４】本発明の実施形態であるリッジ導波路型半導体
レーザの製造方法を示す断面図である。

【図５】従来技術のリッジ導波路型半導体レーザの構造
例を示す断面図である。

【図６】本発明の一実施形態であるリッジ導波路型半導
体レーザの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ｎ型半導体基板２ｎ型クラッド層３第一の光閉じ込め層４活性層５第二の光閉じ込め層６ｐ型歪半導体層７ｐ型クラッド層８ｐ型コンタクト層９絶縁層１０ｐ型電極１１ｎ型電極１２ｎ型半導体基板１３ｎ型クラッド層１４第一の光閉じ込め層１５活性層１６第二の光閉じ込め層１７ｐ型クラッド層１８ｐ型コンタクト層１９絶縁層２０ｐ型電極２１ｎ型電極２２ｎ型半導体基板２３ｎ型クラッド層２４第一の光閉じ込め層２５活性層２６第二の光閉じ込め層２７ｐ型クラッド層２８ｐ型コンタクト層２９絶縁層３０ｐ型電極３１ｎ型電極３２ｎ型半導体基板３３ｎ型クラッド層３４第一の光閉じ込め層３５活性層３６第二の光閉じ込め層３７ｐ型歪半導体層３８ｐ型クラッド層３９ｐ型コンタクト層４０絶縁層４１ｐ型電極４２ｎ型電極４３ｎ型半導体基板４４ｎ型クラッド層４５第一の光閉じ込め層４６活性層４７第二の光閉じ込め層４８ｐ型クラッド層４９ｐ型コンタクト層５０絶縁層５１ｐ型電極５２ｎ型電極５３レーザ光の閉じ込め領域５４半導体基板５５下側クラッド層５６活性層を含む半導体層５７リッジストライプに加工された上側クラッド層５８コンタクト層５９絶縁層６０電極６１電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に、下側クラッド層、リッ
ジストライプに加工された上側クラッド層、及びこれら
クラッド層の間に活性層を含む半導体層を有するリッジ
導波路型半導体レーザであって、前記活性層を含む半導
体層中で前記上側クラッド層の下部とその両脇の部分で
歪分布が異なり、上側クラッド層下部の歪が、その両脇
の部分と比べ、相対的に引張歪性になっていることを特
徴とするリッジ導波路型半導体レーザ。
【請求項２】前記上側クラッド層と前記活性層を含む
半導体層の間に、圧縮歪性の歪半導体層を有することを
特徴とする請求項１記載のリッジ導波路型半導体レー
ザ。
【請求項３】前記半導体基板がＩｎＰ基板であり、前
記活性層がＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓＰのいずれかの半導体材料を用いた量子井戸活性層で
あり、前記歪半導体層がＩｎＰよりも大きい格子定数を
有するＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡ
ｓのいずれかの半導体を用いた圧縮歪性の歪半導体層で
あることを特徴とする請求項２記載のリッジ導波路型半
導体レーザ。
【請求項４】半導体基板上に、下側クラッド層、リッ
ジストライプに加工された上側クラッド層、及びこれら
クラッド層の間に活性層を含む半導体層を有するリッジ
導波路型半導体レーザであって、前記上側クラッド層の
両脇で活性層を含む半導体層の上に前記半導体基板の熱
膨張係数よりも大きい熱膨張係数をもつ絶縁層が形成さ
れていること特徴とする請求項１記載のリッジ導波路型
半導体レーザ。
【請求項５】前記半導体基板がＩｎＰ基板であり、前
記絶縁層がＡｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂で形成されている請求
項４記載のリッジ導波路型半導体レーザ。
【請求項６】前記Ａｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂絶縁層が４０
０℃以上の温度で形成したＡｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂絶縁層
である請求項５記載のリッジ導波路型半導体レーザ。
【請求項７】前記Ａｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂絶縁層の厚さ
が０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項６記載
のリッジ導波路型半導体レーザ。
【請求項８】半導体基板上に、下側クラッド層、リッ
ジストライプに加工された上側クラッド層、及びこれら
クラッド層の間に活性層を含む半導体層を有するリッジ
導波路型半導体レーザであって、前記上側クラッド層の
両脇で活性層を含む半導体層の上に層形成時に熱収縮性
を有し、層形成後に引張歪性を有する絶縁層が形成され
ていることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路型
半導体レーザ。
【請求項９】前記絶縁層が、スピンオングラス層であ
る請求項８記載のリッジ導波路型半導体レーザ。
【請求項１０】前記半導体基板がＩｎＰ基板であるこ
とを特徴とする請求項８に記載のリッジ導波路型半導体
レーザ。
【請求項１１】半導体基板上に、下側クラッド層、活
性層を含む半導体層、圧縮歪性の歪半導体層、上側クラ
ッド層を順次形成する工程と、この圧縮歪性の歪半導体
層とその上部に形成された上側クラッド層をリッジスト
ライプに加工する工程を含むリッジ導波路型半導体レー
ザの製造方法。
【請求項１２】半導体基板上に、下側クラッド層、活
性層を含む半導体層、上側クラッド層を順次形成する工
程と、活性層を含む半導体層の上部に形成された上側ク
ラッド層をリッジストライプに加工する工程と、リッジ
ストライプに加工された上側クラッド層の両脇で活性層
を含む半導体層の上に前記半導体基板の熱膨張係数より
も大きい熱膨張率を持つ絶縁層を形成する工程とを含む
リッジ導波路型半導体レーザの製造方法。
【請求項１３】半導体基板上に、下側クラッド層、活
性層を含む半導体層、上側クラッド層を順次形成する工
程と、活性層を含む半導体層の上部に形成された上側ク
ラッド層をリッジストライプに加工する工程と、リッジ
ストライプに加工された上側クラッド層の両脇で活性層
を含む半導体層の上に層形成時に熱収縮性を有し、層形
成後に前記半導体基板に対して引張歪性を有する絶縁層
を形成する工程を含むリッジ導波路型半導体レーザの製
造方法。