JPS62283685A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザ装置の製造方法

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JPS62283685A
JPS62283685A JP61126505A JP12650586A JPS62283685A JP S62283685 A JPS62283685 A JP S62283685A JP 61126505 A JP61126505 A JP 61126505A JP 12650586 A JP12650586 A JP 12650586A JP S62283685 A JPS62283685 A JP S62283685A
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Japan
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ridge
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layer
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grown
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JP61126505A
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Akihiro Shima
島 顕洋
Wataru Suzaki
須崎 渉
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高出力の半導体レーザ装置の製造方法に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来、A I GaAs/ GaAs系半導体レーザ装
置においては、レーザ光出射端面部でレーザ光を吸収し
て結晶を溶融・破壊に至らしめる、いわゆるC OD 
(Catastrophic Optieal D a
mage)の問題があり高出力化の妨げとなっていた。
高出力化の方法の1つに活性層を薄膜化し、光の閉じ込
めを弱めて活性層内のパワー密度を低下させ、その結果
、CODレベルを上昇させる方法がある。この活性層を
薄膜化する方法においては必然的に利得の低下が生ずる
ため、これに伴うしきい値電流の上昇にいかに対処する
かが重要となる。
第4図は昭和60年第46回応用物理学会学術講演会講
演予稿集P176に掲載された活性層の薄膜化による従
来のA e GaAs/ GλAs系鳥出力半導体レー
ザ装置の構造を示す斜視図である。この図において、1
はp形GaAs基板(以下単に基板という)、2はp形
AlGaAsクラッド層、3はp形AIl’GaAs活
性層、3aはレーザ光出射端面付近での幅の狭いリッジ
上のp形A1GaAs活性層、3bは素子内部での幅の
広いリッジ上のp形Aj)GaAs活性層、4はrl形
Aj’GaAsクラッド層、5はn形GaAs電流ブロ
ック層、7はn形G aA S:Iンタクト層、8aは
前記n形GaAs電流ブロック層5を備えた基板1に設
けられたし・−ザ光出射端曲での幅の狭いリッジ、8b
は前記n形GaAs電流ブロック層5を備えた基板1に
設けられた素子内部での幅の広いリッジ、10は溝を示
す。
ところで、液相成長において、リッジ8a、8bを形成
した基板1上にエピタキシャル成長すると、リッジ8a
、8bの上面およびその側面の両方位に関し成長の異方
性が現れることは周知の事実である。。
第5区は上記のりッジ3a、8bを形成した基板1上に
エビクキンヤル成長層を成長させた場合の一例を示す断
面図である。この図において、1は基板、11ばAlG
aAsエピタキシャル成長層であろう すなわち、第5図に示すように、リッジ8aの側面(1
11)および(11丁)ではリッジ8aの上面(100
)に比へ成長速度が太き(AJGaAsエピタキシャル
成長層11は横へ拡がる。その結果、リッジ8a、8b
の上面(1rO)ではAsの不足が起こり、AJGaA
sエピタキシャル成長層11の成長が抑制される。よっ
て、平坦な基板1における成長に比べてリッジ8a、8
bを形成した基板1における成長では、薄いエピタキシ
ャル成長層を制御性よく成長させることができる。この
ように、リッジ8a、8bの上面における成長では、成
長温度、過飽和等の成長条件に加えて基板形状、すなイ
つらリッジ高さり、リッジ幅Wが重要な成長要因となっ
ている。
第6図は第4図に示した従来の高出力半導体レーザ装置
における基板]を示した斜視図である。
この図において、第4図と同一符号は同一部分を゛示す
第6図に示す基板1は、端面部ではリッジ8aの幅を2
0μm、素子内部ではリッジ8bの幅を150μmとし
て、リッジ幅Wに差をつけた構造となっている1、この
ため、第6図の基板1を用いて液相成長により半導体レ
ーザ装置の各層を成長させると、リッジ効果によりレー
ザ光出射端面付近のリソ98a上のp形A I G a
A s活性H3aは薄くなり、素子内部のりッジ8bの
上面のp形Aj’GaAs活性Jq3bは端面部のp形
Af?GaAs活性層3aよりも厚くなる。例えば、素
子内部のp形At’GaAs活性層3bはO,06μm
、端面部のp形Af+GaAy活性層3aは0.04μ
mに制御することができる。
このようにして従来の高出力半導体し・−ザ装置におい
ては、1/−ザ発振に寄与するp形AjGaAs活性層
3a、3bの大部分を比較的厚くして(7きい値電圧の
上界を抑制し、端面部のp JFJ A lGaAs活
性層3aのみを74膜化して光の閉じ込めを弱め、光の
パワー密度を低減させいた。またこれによって、40〜
50mAの低しきい値電圧で60℃、30mWの高温高
出力の連続動作が実現されていた。
[発明が解決(7ようとする問題点〕 上記のような従来の高出力半導体レーザ装置では、素子
内部のリツ:、/8bの幅と端面部のリッジ8aの幅と
に差をつけろことによってp形ΔCGユAs活性層3a
、3bの厚さに差をっけようとしているが、実際には、
リッ08 a 、 8 bの幅のみではp形AJGaA
s活性層3a、3bに十分な差を再現性よくつけること
は困難であるという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、端面部でのp形At!GaAs活性層の厚さを極
力薄くでき、素子内部てのp形Al2GaAs活性層の
厚さとの差を十分つけることのできる高出力の半導体し
・−ザ装置の製造方法を得ることを目的とするつ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、幅の広
いリッジ上に溝を設けjx後、幅の狭いリッジ上および
幅の広いリッジ上にクラッド層および活性層を順次成長
させる工程を含むものである。
〔作用〕
この発明においては、幅の広いリップの溝上では活性層
が厚く成長する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の半導体レーザ装置の製造方法の一実
施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図である
。この図において、第4図と同一符号は同一構成部分を
示し、2aは前記リッジ8a上のp形AJGaAsクラ
ッド層、2bは前記リッジ8b上に設けた溝上のp形A
l!GaAsクラッドJl¥f、6は上側埋込み用n形
AlGaAsクラッド層、9は前記リッジ8b上に設け
た溝、15はp形GaAs電流ブロック層である。
次にその製造工程について説明する。
まず、第2図に示すように、リッジ8b上に溝9を形成
した基板1上にp形AJGaAsクラッド層2を液相成
長させる。すると、リッジ8a上でその幅はやや拡がる
ものの平坦なp形AlGaAsクラッド層2aが成長す
る。他方、リッジ8b上の溝9の部分には周囲のp形A
JGaAsクラッド1.12に比へてやや窪んだ状態で
p形AlGaAsクラッド層2bが成長する。次に、p
形Aj’GaAs活性層3を成長させると、リッジ8a
では、前述しtニリッジ効果によりp形ANGaAs活
性層3aを薄い厚さで成長させることができる。またリ
ッジ8b上ではp形AI!GaAsクラッド層2bによ
って形成された窪みを埋め込むように成長し、その結果
この部分の厚さが厚くなる。以後順次各層を成長させる
ことにより半導体レーザ装置が形成される。
このようにこの発明では、p形A I G aA s活
性jΔ3の成長において、端面部ではリッレ効実現象。
素子内部では溝効実現象と2つの現象を利用しているの
で、リッジ形状(リップ幅、リッジ高さ)と溝形状(溝
幅、溝深さ)をそれぞれ調整することにより、リッジ8
aのp形Aj+GaAs活性層3aとリップ8b上のp
形At!GaAs活性層3bとを独立して膜厚制御する
ことができる。例えば、リッジ幅20μm、リッジ高さ
2μm、溝幅7μm。
溝深さ2μmとすることによって、リツ’> 8 a上
のp形AlGaAs活性層3aが0.04μm以下。
溝9のp形At!GaAs活性層3bが0.06μmと
、再現性よく一厚制御することができる。その結果、素
子内部でのp形AlGaAs活性層3bが0.06μm
と比較的厚いため、40〜50 m Aの低い(7きい
値電流が確保されろとともに、リッジ8a上のp形Al
lGaAs活性層3aは0.04μm以下と薄いため、
光のしみ出し効果により60℃、30mWの高温高出力
の連続動作が実現でき を二 。
なお、上記実施例では、水平横モードはロスガイ1ζ全
用いた方法で制御する構造を示した°が、これには他の
あらゆる屈折率導波型および利得導波型L’−ザ構造f
e適用させろことも可能である。
また成長方法では、p形AlGaAsクラッド層2y 
p形AJGaAs活性層3のみを液相成長して埋め込め
れば、その他の層は他の成長方法を用いてもよいつ さらに、上記実施例では、端面部のリッジ8a上には溝
のない基板1を用いた場合について説明17なが、第4
図に示すような従来の高出力半導体レーザ装置に6、第
3図に示すようにリッジ8a。
8b上に溝10を有する基板1を用いることにより、こ
の発明を適用できることはいうまでもない。
またさらにこの発明においては、At’GaAs系の材
料を用いた半導体レーザ装置を例にとり説明したが、他
のN−V族および■−■族等多元混晶を用いた半導体レ
ーザ装置に適用できる乙とはいうまでもない。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、幅の広いリッジ上に;
111¥′を設けた後、幅の狭いす・フジ上および幅の
広いリッジ上にクラッド層および活性層を順次成長させ
る工程を含むので、レーザ光出射端面近傍の半導体基板
上での活性層の厚さが素子内部の半導体基板上での活性
層の厚さよりも薄い構造の高出力半導体し・−ザ装置を
歩留りよく容易に得ろことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の半導体レーザ装置の製造方法の一実
施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図、第2
図、第3図はこの発明における基板を示す斜視図、第4
図は従来の高出力半導体レーザ装置の構造を示す図、第
5図はリップ形成した基板上にエビタキンヤル成長させ
た場合の一例を示す断面図、第6図は従来の半導体レー
ザ装置の基板を示す斜視図である。 図において、1は基板、2,2a、2bはp形AlGa
Asクラッド層、3,3a、3b1.tp形At!Ga
As活性層、4はn形AJGaAsクラッド層、6ば上
側埋込み用n形AlGaAsクラッド層、7はn形Ga
Asコンタクト層、8a、9bはリッジ、9,10は溝
、15はp形GaAs電流ブロック層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄   (外2名)第1図 第2図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザ光出射端面近傍の半導体基板上に幅の狭いリッジ
    を、素子内部の半導体基板上に幅の広いリッジを有し、
    前記幅の狭いリッジ上の活性層の厚さが前記幅の広いリ
    ッジ上の活性層の厚さよりも薄い構造の半導体レーザ装
    置の製造方法において、前記幅の広いリッジ上に溝を設
    けた後、前記幅の狭いリッジ上および幅の広いリッジ上
    にクラッド層および活性層を順次成長させる工程を含む
    ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
JP61126505A 1986-05-31 1986-05-31 半導体レ−ザ装置の製造方法 Pending JPS62283685A (ja)

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US07/273,393 US4946802A (en) 1986-05-31 1988-11-18 Semiconductor laser device fabricating method

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