JPS63126289A - 半導体レ−ザ及びその製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ストライプ状の溝を形成するブロック層が活
性層の近傍に積層形成されている埋込み型の半導体レー
ザ及びその製造方法に関する。

（従来技術］ 半導体レーザとして、第３図に示す如く８層より構成さ
れ、その中途の層にストライプ状の溝Ｃが埋込まれて形
成されたものがある（特開昭６１−６９１８９号）。こ
の半導体レーザの構成を、製造方法と共に説明する。

第４図（イ）に示す如くｎ型ＧａＡｓ基板２１の上に、
ｎ型ＧａＡｓバッファ層２２．ｎ型Ａ　ｊ！　ＧａＡｓ
クラフト層２３、活性層２４．第１のｐ型Ａ　ｊ！　Ｇ
ａＡｓクラッド層２５゜ｎ型ＧａＡｓブロック層２６を
この順に形成する。

次いで、第４図（ロ）に示す如くｎ型ＧａＡｓブロック
層２６の上表面の所要部分をフォトマスキングして選択
的エツチングを行い、第１のｐ型Ａ　Ｉ　ＧａＡｓクラ
ッド層２５に達する深さのストライプ状の？ＩＣを形成
し、その上に第２のｐ型Ａ　Ｉ　ＧａＡｓクラッド層２
７及びｐ型ＧａＡｓキャップ層２８をこの順に形成する
。そして、キャップＮ２８の上面及び基板２１の下面に
は図示しない電極を夫々形成する。第２のｐ型Ａ　Ｉ　
ＧａＡｓクラッド層２７と第１のｐ型Ａ　ｊ２　ＧａＡ
ｓクラッド層２５とは溝Ｃ部分で接触している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

斯かる半導体レーザの電極に順方向の電流を通電すると
、溝Ｃを形成するブロック層にて狭窄されて電流が流れ
、このため溝Ｃ直下の活性層２４部分にのみキャリアが
注入され、この部分で光の誘導放出が起こり、光を両端
の臂開面で反射させることによりレーザ発振が起きる。

そして誘導放出されたレーザ光はブロック層２６にて吸
収されて光の閉込めが行われ、溝Ｃの幅に応じた横モー
ド制御がなされる。

この横モード制御は、活性層２４とブロック層２６との
離隔距離、つまり第１のｐ型Ａ　１２　ＧａＡｓクラッ
ド層２５の厚みを薄くして、ブロック層２６の存在部分
で光の吸収損失の増大を図るのが制御性の点で好ましい
。しかし、クラッド層２５を薄くすると利得が下がり、
また発振しきい値が高くなる。逆に、クラフト層２５を
厚くすると、利得は増大するが、横方向の光閉込めを行
えずにモード特性が悪化する。

このように、電流狭窄とモード制御とをブロック層によ
り行うという従来の構成では、利得の向上、モード特性
の向上を同時に図れないという問題点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、利得
及びモード特性を同時に向上できる半導体レーザ及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はブロック層により形成された溝内にその幅より
も狭い半導体層を形成し、その半導体層にてキャリア注
入領域を規制し、またブロック層をモード制御用とした
構成とする。

即ち、本発明に係る半導体レーザは、ストライプ状の溝
を形成するブロック層が活性層の近傍に積層形成されて
いる埋込み型の半導体レーザにおいて、前記溝の幅より
も狭く、これと対向する活性層部分にキャリア注入を行
ってレーザ光を発せしめる半導体層を溝内に備えている
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては溝内の半導体層によりそれに対向する
活性層部分でキャリア注入が行われてレーザ光が誘導放
出される。一方、レーザ光はその半導体層の幅よりも広
幅の溝を有するブロック層に吸収される。このため、活
性層とブロック層との離隔距離を適当値に定めることに
より、利得の向上及びモード特性の向上を同時に図れる
。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は、本発明に係る半導体レーザ（以下本発明品と
いう）の断面構造図である。

本発明品はｐ型ＧａＡｓ基板１の上に厚み均一に形成さ
れたｎ型ＧａＡｓバッファ層２．ｎ型Ａ！ｗ　Ｇａ＋−
ｗ　Ａｓ（ｗ＝０．３５）クラッド層３．活性層４及び
第１のｐ型Ａ　１　ｘ　Ｇａ１−ｘ　Ａｓ　（ｘ　＝０
．３５）クラッド層５と、その上にあって第１のｐ型Ａ
Ｉ　Ｘ　Ｇａ１−ｘ　ＡｓクラッドＮ５に達する深さで
幅がＷ２のストライプ状の？ＩＡを有するｎ型Ａ　ｆ　
ｙ　Ｇａ＋−ｙ　Ａｓ　（ｙ　＝０．６　）第１ブロッ
ク層６と、その上にあるｎ型ＧａＡｓ第２ブロック層７
と、第１のｐ型へ（ｌ　ｙ　Ｇａ＋−ｘ　Ａｓクラッド
層５及びｎ型ＧａＡｓ第２ブロック層７の上に夫々分離
して厚み同一に形成したｐ型Ａβｚ　Ｇａ１−ｚ　Ａ”
第２クランド層８と、その上に同様に形成したｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層９とを具備している。そして、クラッド
層５上に第２クラッド層８及びキャップ層９を直接形成
した部分の上面を一部オーミックコンタクト用として残
して絶縁ＪｌｉｌＯが形成されており、更に上表面全面
及び基板ｌの下面に夫々Ｐ側へｕ−Ｃｒオーミック電極
１１．Ｎ側Ａｕ　−Ｓｕオーミック電極１２が形成され
ている。

上記本発明品は、次のようにして製造する。第２図（イ
）に示す如く、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上にｎ型ＧａＡｓ
バッファ層２．ｎ型Ｑ　Ｉ！ｗ　Ｇａ　Ｉ−ｗΔＳクラ
ッド層３．活性層４．第１のｐ型Ａ１１ＸＧａ、−ｘ　
Ａｓクラッド層５．ｎ型へＡｙＧａ、−アＡｓ第１ブロ
ック層６及びｎ型ＧａＡｓ第２ブロック層７をこの順に
夫々１、１．５．０．１．０．２　、　１．０．２　μ
ｍの厚さに均一に形成する。

次いで、第２図（ロ）に示す如くｎ型ＧａＡｓ第２ブロ
ック層７の上表面を所定のパターンでフォトマスキング
したのちフッ化水素（ＩＩ　Ｆ　）と水（１１□０）と
を１＝１０の比で混合したエツチング液によりｎ型Ｇａ
Ａｓ第２ブロック層７のみを選択的にエツチングしてｎ
型ＧａＡｓ第２ブロック層７の厚み寸法と同−深さで幅
（Ｗｌ　）が２μｍのストライプ状の溝Ａ（溝底を破線
にて示す）を形成する。

これに続き、同じく第２図（ロ）に示す如くエツチング
液を水酸化アンモニウム（ＮＨｔＯＨ）と過酸化水素水
（ＩＩ　２０□）とを１：２０の比で混合したものに替
え、第２ブロック層７をマスクとしてストライプ溝Ａの
下のｎ型Ａ　／ｌ　、　Ｇａ、−、Ａｓ第１ブロック層
６部分をオーバーエツチングして第１のｐ型ＡｌＸＧａ
＋□ＡｓクラッドＮ５に達する深さを有し、幅（Ｗ２）
が４μｍの溝Ｂを形成する。

このオーバーエツチングにより第２ブロック層７の溝Ａ
形成部が第１ブロック層６の？ｆ＋ｔＢより突出して廂
となる。

然る後、第２図（ハ）に示す如くその上にｐ型Ａ１ｚＧ
ａ＋−ｚへＳ第２クラッド層８及びｐ型ＧａＡｓキャッ
プＮ９をこの順に厚さ均一に形成する。

このとき、第２クラッド層８及びキャップ層９は溝Ａ、
Ｂの存在により第２ブロック層７と第１クラッド層５と
の上に形成され、第１クラフト層５の上の第２クラッド
層８及びキャップ層９は溝Ａ、Ｂを挿通し、前記廂によ
り第１ブロック層６の溝Ｂ形成部とは接触しない半導体
層８ａとなる。

このため、半導体Ｎ８ａと第１ブロック層６との間には
空隙１５が形成される。

その後、第２図（ニ）に示す如くｐ型ＧａＡｓキャップ
Ｎ９の上にフォトリソグラフを施して空隙１５の上方部
分を残したフォトレジストパターン１３を得、第２図（
ホ）に示す如くその上から所定のエツチング液を用いて
空隙１５に達するエツチングを行って、第２ブロツク層
７．第２クラッド層８及びキャップ層９の空隙１５上の
部分を除く。

次に、第２図（へ）に示す如く、前記半導体層８ａの上
方を一部残して上面にＳｉＯ□等からなる絶縁層１０を
例えば厚さ６０００人形成する。絶縁層１０の形成がな
い部分はオーミックコンタクト用の穴１６となる。

その後、上表面全面及び基板１の下面に夫々Ｐ側篩−Ｃ
ｒオーミック電極１１．Ｎ側へｕ−Ｓｕオーミック電極
１２を蒸着形成する。

このようにして形成された本発明品の電極間に順方向の
電流を流す。このとき、本発明品は、ブロック層が光を
吸収しないｎ型Ａ　Ｑ　、　Ｇａ、−、Ａｓ第。

１ブロック層６と光を吸収するｎ型ＧａＡｓ第２ブロッ
ク層７とであるため、狭幅の半導体’Ｍ５８ａによりそ
れと対向する活性層４部分にキャリア注入が行われてレ
ーザ光が発生し、発生した光は広幅の溝を形成する第２
ブロック層７に吸収され、横モード制御が行われる。こ
のため利得の向上を図れ、また半導体層８ａ及び第２ブ
ロック層７が分離されたものであるのでキャリア注入と
、光閉込め及びモード制御とを各別に行い得る。

従って、活性層４とｎ型ＧａＡｓ第２ブロック層７との
離隔距離、つまり第１のｐ型へ’ｘＧａ１□Ａｓクラッ
ド層５及びｎ型Ａ１ｙ　Ｇａ＋−、Ａｓ第１ブロック層
６の厚みを従来の活性層とブロック層との離隔距離と同
−或いはそれよりも小さい適当値に定めることにより、
光吸収損失による横方向での光閉込め、モード制御を向
上させ得、これにより利得の向上とモード制御の向上と
を同時に図り得る。

なお、上記実施例では第１ブロック層６が光を吸収せず
、第２ブロック層７が光を吸収する構成であるが、本発
明はこれに限らず、逆に第１ブロック層６が光を吸収し
、第２ブロック層７が光を吸収しない構成であっても、
また第１．第２ブロツク層６，７が共に光を吸収する構
成であっても実施できることは勿論である。

前者の場合には廂の長さ調整により第１ブロック層６の
溝幅とその中の半導体層の幅とを制御し、また第１クラ
ツドＮ５の厚さを調整すればよく、また後者の場合には
、これらに加えてフォトレジストパターン１３の変更に
よる第２ブロツクＮ７の溝幅制御により可能である。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明はブロック層の溝内にそれよ
り狭幅の半導体層が形成しであるので、この半導体層を
ギヤリア注入用とし、またブロック層を光閉込め、モー
ド制御用として夫々各別に作用させ得る。このため、活
性層と光吸収作用のあるブロック層との離隔距離を適当
に定めることにより利得及びモード特性を夫々自由度を
もって制御でき、これにより利得及びモード特性の向上
した半導体レーザを提供でき、また利得導波型半導体レ
ーザ、屈折率導波型半導体レーザに拘わらず半導体レー
ザ一般に対応でき、更にしきい値電流を従来よりも低減
できる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品の断面構造図、第２図はその製造方法
の説明図、第３図は従来品の断面構造図、第４図はその
製造方法の説明図である。 ６・・・ｎ型へ’　ｙ　Ｇａｐ−、Ａｓ第１フ゛口・ツ
ク層７・・・ｎ型ＧａＡｓ第２ブロック層 ８ａ・・・半導体層　　Ａ、Ｂ・・・溝特　許　出願人
　　三洋電機株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　人 品１図 素　３図 募４団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ストライプ状の溝を形成するブロック層が活性層の
   近傍に積層形成されている埋込み型の半導体レーザにお
   いて、 前記溝の幅よりも狭く、これと対向する活 性層部分にキャリア注入を行ってレーザ光を発せしめる
   半導体層を溝内に備えていることを特徴とする半導体レ
   ーザ。 ２、ストライプ状の溝を形成するブロック層が活性層の
   近傍に積層形成されている埋込み型の半導体レーザを製
   造する方法において、 各別にエッチング可能な第１、第２ブロッ ク層を活性層側からこの順に形成し、選択的エッチング
   により第２ブロック層に溝を形成し、次いでこれをマス
   クとして選択的エッチングにより第１ブロック層に第２
   ブロック層の溝幅よりも広い溝をその下層に達するよう
   に形成し、その溝底上に第１ブロック層及び／又は第２
   ブロック層の溝形成部と適長離隔した半導体層を形成す
   ることを特徴とする半導体レーザの製造方法。