JPS63263787A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JPS63263787A
JPS63263787A JP10060287A JP10060287A JPS63263787A JP S63263787 A JPS63263787 A JP S63263787A JP 10060287 A JP10060287 A JP 10060287A JP 10060287 A JP10060287 A JP 10060287A JP S63263787 A JPS63263787 A JP S63263787A
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semiconductor laser
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active layer
laser
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Takashi Murakami
隆志 村上
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Abstract

PURPOSE:To reduce the thickness of an active layer near the end face of a laser resonator thinner than that of an active layer in the resonator by partly forming an SiO2 film or an Si3N4 film, and forming an AlGaAs multilayer film by a reduced pressure organic metal vapor growing method thereon. CONSTITUTION:When AlxGa1-xAs layers 2, 4 and a GaAs layer 5 are grown by a reduced pressure organic metal vapor growing method on a GaAs substrate 1 formed partly with an SiO2 film 9 and an Si3N4 film, the layers 2, 4 and 5 are grown on the substrate 1, but not grown on the film 9 and the Si3N4 film. Thus, the quantities of the Ga, Al, As which contribute to the growth are increased on the substrate 1 slightly separated from the film 9 or the Si3N4 film ss compared with the substrate 1 sufficiently separated from the film 9 or the Si3N4 film. Thus, the growing velocity is accelerated, and the thickness of the layer 3 can be reduced near the end face, and increased in a laser chip.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は半導体レーザに関し、特に減圧有機金属気相
成長法(減圧MOCVD法)を用いて形成された反動体
レーザに対する高出力化および狭放射ビーム化に関する
ものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to semiconductor lasers, and in particular to high output and narrow emission lasers for reaction lasers formed using low pressure metal organic chemical vapor deposition (low pressure MOCVD). It is related to beam formation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は例えば特開公60−192379号に示された
従来の半導体レーザをを示す一部分解斜視図であって、
説明を容易にする為に、レーザ共振端面部とレーザ内部
とに分けて示している。図において、1はP−GaAs
基)反、2はP−A]xGal−xAsクラッド層、3
はP−へ1yGal−yAs活性層、4はn−へlxG
a1−xAsクラッド層、5はn−GaAsコンタクト
層、6は共振器端面付近のみに設けられて、共振器方向
に延びるリッジである。なお、3aはリッジ6上に成長
した活性層、3bはレーザチップの内部に形成された活
性層である。
FIG. 5 is a partially exploded perspective view showing a conventional semiconductor laser disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-192379.
For ease of explanation, the laser resonant end face portion and the inside of the laser are shown separately. In the figure, 1 is P-GaAs
group) anti, 2 is P-A]xGal-xAs cladding layer, 3
is 1yGal-yAs active layer to P-, 4 is lxG to n-
a1-xAs cladding layer, 5 an n-GaAs contact layer, and 6 a ridge provided only near the resonator end face and extending in the direction of the resonator. Note that 3a is an active layer grown on the ridge 6, and 3b is an active layer formed inside the laser chip.

このように構成された半導体レーザは、リッジ6が形成
されたP−GaAs基板1の上に、液相成長法(LPE
法)によって、P−AlxGal−xAsクラッド層2
、 P−AlyGal−yAs活性層3 、 n−Al
x Ga1−xAsクラッド層4.n−GaAsコンタ
クト層5を順次成長させる。ここで、液相成長法では、
リッジ6の上での成長速度が平坦なP−GaAsi板l
の上でに成長速度よりも遅くなる。このために、レーザ
端面部におけるリッジ上の活性層3aは、レーザチップ
内部の活性層3bよりも薄くなり、このことがこの半導
体レーザの特徴である。通常の半導体レーザは、活性層
の厚みが共振器方向に一定であり、狭放射ベームおよび
高出力動作を可能にするために、活性層を一様に薄くし
て行くと、ゲインの低下によって闇値が上昇したり、寿
命が短く成ったりする。このために、第5図に示す半導
体レーザにおいては、レーザ端面部の活性層のみを薄<
シて、狭放射ビームおよび高出力動作を可能にすると共
に、発振闇値に大きく影響するレーザチップ内部におけ
る活性層の厚みをやや厚めにして、発振闇値の増大を制
御している。また、このようにレーザチップ内部におけ
る活性層をやや厚めにすることによって、長寿命化をも
図っている。
The semiconductor laser configured in this way is manufactured by applying liquid phase epitaxy (LPE) on the P-GaAs substrate 1 on which the ridge 6 is formed.
P-AlxGal-xAs cladding layer 2
, P-AlyGal-yAs active layer 3, n-Al
x Ga1-xAs cladding layer 4. An n-GaAs contact layer 5 is sequentially grown. Here, in the liquid phase growth method,
P-GaAsi plate with flat growth rate on ridge 6
The growth rate will be slower than the above. For this reason, the active layer 3a on the ridge at the laser end face is thinner than the active layer 3b inside the laser chip, which is a feature of this semiconductor laser. In a typical semiconductor laser, the thickness of the active layer is constant in the direction of the cavity, and when the active layer is uniformly thinned to enable narrow emission beams and high-power operation, the gain decreases and the thickness decreases. The value may increase or the lifespan may be shortened. For this reason, in the semiconductor laser shown in FIG. 5, only the active layer at the laser end face is thinned.
In addition to enabling a narrow radiation beam and high-output operation, the active layer inside the laser chip, which greatly affects the oscillation darkness value, is made slightly thicker to control the increase in the oscillation darkness value. Furthermore, by making the active layer inside the laser chip a little thicker, a longer life is also achieved.

第6図は、特開昭60−192379号に示される従来
の他の例を示す分解斜視図であっ°ζ、第5図と同一部
分は同記号を用いて示しである。同図において、7はn
−GaAS電流ブロック層、8はn−GaAS電流ブロ
ック層7を貫通する溝である。なお、P−へIxGal
−xAsクラッド層2. P−AlyGal−yAs活
性層3、n−八lx Ga1−xAsクラ・ンド層4 
、  n−GaAsコンタクト層5は、液相成長法を用
いてP−GaAs基板1の上に順次成長させる。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing another conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-192379. The same parts as in FIG. 5 are indicated using the same symbols. In the same figure, 7 is n
-GaAS current blocking layer 8 is a groove penetrating the n-GaAS current blocking layer 7; In addition, IxGal to P-
-xAs cladding layer 2. P-AlyGal-yAs active layer 3, n-8lx Ga1-xAs cluster layer 4
, the n-GaAs contact layer 5 is sequentially grown on the P-GaAs substrate 1 using a liquid phase growth method.

このように構成された半導体レーザは、第5図において
示した半導体レーザと同様に、活性層の厚みをレーザ端
面部においてのみ薄くして、狭放射ビーム、高出力動作
、低発振闇値および長寿命化を可能としている。また、
溝8を設けることによって、所謂ロスガイドの横モード
制御機構を構成して、安定した横モード発振が行えるよ
うにしている。
Similar to the semiconductor laser shown in FIG. 5, the semiconductor laser constructed in this manner has an active layer that is thinner only at the laser end facets, and has a narrow emission beam, high output operation, low oscillation darkness value, and long wavelength. This makes it possible to extend the lifespan. Also,
By providing the groove 8, a so-called loss guide transverse mode control mechanism is configured, and stable transverse mode oscillation can be performed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の半導体レーザは以上説明したように、レーザ端面
の活性層のみを薄くしてレーザ内部における活性層の厚
みを適度に保つために、液相成長法におけるリッジ上の
成長速度が平坦部分の成長速度よりも遅いことを利用し
て形成している。しかし、大面積のウェハーを使用する
ことが出来、かつ膜厚コントロールの精度も優れた減圧
有機金属気相成長法(MOCVD法)によって各層を成
長させる場合には、リッジ上の成長速度も平坦部分の成
長速度も同じであるために、活性層をレーザ端面部分に
おいてのみ薄くすることが出来ず、これに伴って係る構
成による半導体レーザが得られなくなる問題点を有して
いる。
As explained above, in conventional semiconductor lasers, in order to maintain an appropriate thickness of the active layer inside the laser by thinning only the active layer on the laser end face, the growth rate on the ridge in the liquid phase growth method is lower than the growth rate on the flat part. It is formed by taking advantage of the fact that it is slower than the speed. However, when growing each layer by low-pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), which allows the use of large-area wafers and has excellent film thickness control accuracy, the growth rate on the ridge is also flat. Since the growth rate is also the same, the active layer cannot be made thin only at the laser end face portion, and this poses the problem that a semiconductor laser with such a configuration cannot be obtained.

この発明は、係る問題点を解消するためになされたもの
で、減圧有機金属気相成長法を使用して製造しても、レ
ーザ端面部付近のみの活性層の厚みのみを適当な厚さと
することにより、狭放射ビーム、高出力動作、低閾値お
よび長寿命の半導体レーザを得ることを目的とする。
This invention was made to solve this problem, and even when manufactured using the low pressure organometallic vapor phase epitaxy method, the active layer can be made to have an appropriate thickness only in the vicinity of the laser end face. Thereby, the aim is to obtain a semiconductor laser with a narrow radiation beam, high power operation, low threshold and long lifetime.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る半導体レーザは、レーザチップの内部に
、部分的に5in2膜あるいは5iJa膜を形成したも
のである。
The semiconductor laser according to the present invention has a 5in2 film or a 5iJa film partially formed inside a laser chip.

〔作用〕[Effect]

この発明における半導体レーザは、部分的にSiO□膜
および5iJ4膜を形成したGaAs基板上に、減圧有
機金属気相成長法によってAlxGa1−xAs層およ
びGaAx層を成長させると、GaAs基板上にはAl
xGa1−xAs層およびGaAx層が成長するが、S
iO2膜および5iJ4膜上には成長しない。また、減
圧有機金属気相成長法では、ガス状態で供給されるトリ
メチルガリウム(TMG)、)リメチルアルミニウム(
TMA)、アルミン(ASH3)が基板付近において分
解し、これが化学反応を起こして基板上にエピタキャシ
ャル成長するわけであるが、基板上のSiO□膜あるい
はSi3N4膜上で分解したTMG。
In the semiconductor laser of the present invention, when an AlxGa1-xAs layer and a GaAx layer are grown by low pressure organometallic vapor phase epitaxy on a GaAs substrate on which a SiO□ film and a 5iJ4 film are partially formed, an Al
The xGa1-xAs and GaAx layers grow, but the S
It does not grow on iO2 and 5iJ4 films. In addition, in low-pressure organometallic vapor phase epitaxy, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (), which is supplied in a gaseous state,
TMA) and aluminum (ASH3) decompose near the substrate, which causes a chemical reaction and grows epitaxially on the substrate.

TMAyAsH,は、SiO2膜あるいはSi3N、膜
上ではエビタキャシャル成長せずに、Sto、膜あるい
はSiJa膜上を拡散してGaAsが露出している部分
まで移動し、そこでエビタキャシャル成長する。
TMAyAsH does not undergo evitacashal growth on the SiO2 film or Si3N film, but diffuses over the Sto film or SiJa film to the exposed portion of GaAs, where it grows evitacashally.

このために、SiO2膜あるいはSi3N、膜から十分
に離れたGaAs基板上よりも、SiO2膜あるいはS
i3N4膜から僅かに離れたGaAs基板上では、成長
に寄与するGa + A s + AsO量が多くなり
、これに伴って成長速度が早くなる。この成長速度の差
を利用して、活性層の厚みを端面付近では薄く、レーザ
チップの内部では厚めにすることが可能になるものであ
る。
For this reason, the SiO2 film or Si3N film is more likely to be
On the GaAs substrate slightly away from the i3N4 film, the amount of Ga + As + AsO that contributes to growth increases, and the growth rate increases accordingly. Utilizing this difference in growth rate, it becomes possible to make the active layer thinner near the end face and thicker inside the laser chip.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明による半導体レーザを示す分解斜視図であ
って、第5図および第6図と同一部分は同記号を用いて
示しである。同図において、9は平坦なP−GaAs基
板1上の一部分のみに設けられた540g膜である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
This figure is an exploded perspective view showing a semiconductor laser according to the present invention, and the same parts as in FIGS. 5 and 6 are indicated using the same symbols. In the figure, reference numeral 9 denotes a 540 g film provided only on a portion of the flat P-GaAs substrate 1.

このように構成された半導体レーザは、まず第2図に示
すP−GaAs基板1の表面に減圧有機金属気相成長法
を使用して、P−^1xGal−xAsクラッド層2゜
P−へ]yGal−yAs活性JW3.n−Alx G
a1−xAsクラッド層4.n−GaAsコンタクト層
5を順次成長させる。
The semiconductor laser constructed in this way is manufactured by first forming a P-^1xGal-xAs cladding layer 2゜P-] on the surface of the P-GaAs substrate 1 shown in Fig. 2 using a low-pressure organometallic vapor phase epitaxy method. yGal-yAs activity JW3. n-Alx G
a1-xAs cladding layer 4. An n-GaAs contact layer 5 is sequentially grown.

ここで、530g膜9は第2図に示すように、レーザチ
ップの内部に2個所形成されることによって、その間に
一定幅のストライプ部10を設けている。
Here, as shown in FIG. 2, the 530g film 9 is formed at two locations inside the laser chip, thereby providing a stripe portion 10 of a constant width between them.

従って、ストライプ部10には、P−GaAs基板1の
表面が露出していることになる。
Therefore, the surface of the P-GaAs substrate 1 is exposed in the stripe portion 10.

次に、このP−GaAs基板1上へ減圧有機金属気相成
長法を使用して、P−AlxGal−xAsクラッド層
2゜P−へ1yGal−yAs活性層3. n−Alx
 Ga1−xAsクラッド層4 、  n−GaAsコ
ンタクト層5を順次成長させると、5iOz膜9の上に
は成長せず、P−GaAs基板1が露出している部分の
みに成長することになる。また、SiO□膜9上で分解
したTMC,TMAは、SiO2膜9上では消費されな
いので、Sing膜9上を拡散してストライプ部10等
のSiO□膜9が切れた部分に達する。従って、ストラ
イプ部10には、レーザチップ端面付近よりも多くのG
a、AIを供給されることになり、これに伴ってレーザ
チップ内部のストライプ部10の各層の厚みは、レーザ
チップ端面付近における各層の厚みよりも厚くなって、
第1図において示した構造を有する半導体レーザが得ら
れることになる。
Next, on this P-GaAs substrate 1, a P-AlxGal-xAs cladding layer 2°P- is deposited onto a 1yGal-yAs active layer 3. n-Alx
When the Ga1-xAs cladding layer 4 and the n-GaAs contact layer 5 are grown in sequence, they do not grow on the 5iOz film 9, but only on the exposed portion of the P-GaAs substrate 1. Furthermore, since TMC and TMA decomposed on the SiO□ film 9 are not consumed on the SiO2 film 9, they diffuse on the Sing film 9 and reach the cut portions of the SiO□ film 9, such as the stripe portion 10. Therefore, there is more G in the stripe portion 10 than in the vicinity of the end face of the laser chip.
a. AI is supplied, and as a result, the thickness of each layer of the stripe section 10 inside the laser chip becomes thicker than the thickness of each layer near the end face of the laser chip.
A semiconductor laser having the structure shown in FIG. 1 is obtained.

そして、このように構成された半導体レーザは、レーザ
チップ端面部でのみ活性層が薄くなることから、狭放射
ビーム、高出力動作、低閾値および長寿命化が得られる
ことになる。このことを詳しく説明すると、次のように
なる。
In a semiconductor laser configured in this manner, the active layer is thinned only at the end face portion of the laser chip, so that a narrow radiation beam, high output operation, low threshold value, and long life can be obtained. This will be explained in detail as follows.

レーザ共振器長は250μmであり、SiO2膜9は両
端面からそれぞれ15μm離れたチップ内に形成される
。また、ストライブ部100幅は10μである。また、
レーザの発振闇値電流は、ストライプ部IO上に形成さ
れる活性N3bの膜厚によって略決定され、この活性層
の膜厚が0.1μm程度の時に発振闇値電流が最低とな
る。
The laser cavity length is 250 μm, and the SiO2 film 9 is formed within the chip at a distance of 15 μm from both end faces. Further, the width of the stripe portion 100 is 10μ. Also,
The oscillation dark value current of the laser is approximately determined by the film thickness of the active N3b formed on the stripe portion IO, and the oscillation dark value current is the lowest when the film thickness of this active layer is about 0.1 μm.

一方、レーザ共振器端面付近の活性層の膜厚が薄くなる
と、活性層3aからクラットN2,4へしみ出す光が増
して、端面での発光スポットが大きくなる。この結果、
活性層3aからクラッド層2.4へしみ出す光が増して
、レーザ端面における光密度が低減し、端面破壊が生じ
にくくなって、高出力動作が可能になる。また、端面に
おける発光スポットが大きくなると、放射ビームが狭く
なる。例えば、端面における活性層の膜厚が0.1 μ
mの時は、放射ビームの接合に垂直な方向の半値全角は
40°程度であるが、0.03μmの時には、16°程
度に狭くなる。従って、共振器内部における活性J’i
3bの膜厚を0.1μmに設定し、共振器付近における
活性N3 aの膜厚を0.03μmに設定すると、低閾
値でしかも狭放射ビーム、高出力の半導体レーザが得ら
れることになる。
On the other hand, when the thickness of the active layer near the laser resonator end face becomes thinner, the amount of light seeping out from the active layer 3a to the cruts N2, 4 increases, and the light emitting spot at the end face becomes larger. As a result,
The amount of light seeping out from the active layer 3a to the cladding layer 2.4 increases, the light density at the laser end face is reduced, end face breakage becomes less likely to occur, and high output operation becomes possible. Also, the larger the emission spot at the end face, the narrower the radiation beam. For example, if the thickness of the active layer at the end face is 0.1μ
When m, the full angle at half maximum in the direction perpendicular to the junction of the radiation beams is about 40°, but when it is 0.03 μm, it narrows to about 16°. Therefore, the activity J'i inside the resonator
By setting the film thickness of 3b to 0.1 μm and setting the film thickness of active N3a near the resonator to 0.03 μm, a semiconductor laser with a low threshold, narrow emission beam, and high output can be obtained.

第3図は、この発明による半導体レーザの他の実施例を
示す斜視図であって、特に横モード制御機構を有する半
導体レーザに適用した場合を示すものである。以下、第
4図(a、)〜(d)に示す工程図を用いて、その製造
方法を説明する。
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the semiconductor laser according to the present invention, particularly when applied to a semiconductor laser having a transverse mode control mechanism. Hereinafter, the manufacturing method will be explained using the process diagrams shown in FIGS. 4(a,) to (d).

先ず、第4図(a)に示すように、P−GaAs基板1
上にn−GaAS電流ブロック層7を形成し、さらにこ
のP−GaAs基板1上のレーザ共振器内部となる部分
にSiO□膜9を形成する。
First, as shown in FIG. 4(a), a P-GaAs substrate 1 is
An n-GaAS current blocking layer 7 is formed thereon, and a SiO□ film 9 is further formed on the P-GaAs substrate 1 in a portion that will become the inside of the laser resonator.

次に、第4図(b)に示すように、レジスト11を塗布
した後、写真製版工程を経て第2図に示したストライプ
部10を形成しようとする部分のレジスト11のみを除
去する。
Next, as shown in FIG. 4(b), after applying a resist 11, only the portion of the resist 11 where the striped portion 10 shown in FIG. 2 is to be formed is removed through a photolithography process.

次に、CF、を用いたドライエツチングにより、第4図
(C)に示すように、ストライプ形成部分のSiO□膜
9を除去する。
Next, by dry etching using CF, the SiO□ film 9 in the stripe forming portion is removed, as shown in FIG. 4(C).

次に、レジスト11をマスクとして、ウェットエツチン
グ処理を行うことによって、第4図(d)に示す溝8を
形成する。
Next, using the resist 11 as a mask, a wet etching process is performed to form the groove 8 shown in FIG. 4(d).

次に、レジスト11を除去した後、この溝付基板上へ減
圧有機金属気相成長法を用いて、P−AlxGal−x
Asクラッド層2 、 P−AlyGal−yAs活性
層3.n−Alx Ga1−xAsクラッド層4 、 
 n−GaAsコンタクト層5を順次形成することによ
って、第3図に示した構造を有する半導体レーザが得ら
れる。
Next, after removing the resist 11, P-AlxGal-x
As cladding layer 2, P-AlyGal-yAs active layer 3. n-Alx Ga1-xAs cladding layer 4,
By sequentially forming n-GaAs contact layers 5, a semiconductor laser having the structure shown in FIG. 3 can be obtained.

つまり、このようにして形成された半導体レーザは、溝
8の形状を反映して活性層が屈曲したものとなる。ここ
で、活性層3a、3bの左右は、活性層よりも屈折率が
小さいクラッド層2によって囲まれているために、光導
波機構が形成されて、横モードを制御することが可能に
なる。また、この半導体レーザにおいても、5iOz膜
9の影響を受けて、共振器端面部の活性層3bが、共振
器内部の活性層3bよりも薄くなることから、狭放射ビ
ーム、高出力動作、低閾値および長寿命化が図れること
になる。この発明における半導体レーザは、部分的にS
iO□膜および5i3Nn膜を形成したGaAs基板上
に、減圧有機金属気相成長法によってAlxGa1− 
xAs層およびGaAx層を成長させると、GaAs基
板上にはAlxGa1−xAs層およびGaAx層が成
長するが、5iOi膜およびSi3N4膜上には成長し
ない。また、減圧有機金属気相成長法では、ガス状態で
供給されるトリメチルガリウム(TMG)、I−リメチ
ルアルミニウム(TMA)、アルミン(A s H,)
が基板付近において分解し、これが化学反応を起こして
基板上にエビタキャシャル成長するわけであるが、基板
上の5t(h膜あるいは5iJL膜上で分解したTMG
、TMAyAs Hsは、SiO2膜あるいは5iJ4
膜上ではエビタキャシャル成長せずに、SiO□膜ある
いはSi:+Nn膜上を拡散してGaAsが露出してい
る部分まで移動し、そこでエビタキャシャル成長する。
In other words, in the semiconductor laser thus formed, the active layer is bent to reflect the shape of the groove 8. Here, since the left and right sides of the active layers 3a and 3b are surrounded by the cladding layer 2 having a smaller refractive index than the active layer, an optical waveguide mechanism is formed and it becomes possible to control the transverse mode. Also, in this semiconductor laser, the active layer 3b at the end face of the cavity becomes thinner than the active layer 3b inside the cavity due to the effect of the 5iOz film 9, resulting in a narrow radiation beam, high output operation, and low The threshold value and lifespan can be increased. The semiconductor laser in this invention is partially S
On the GaAs substrate on which the iO□ film and 5i3Nn film were formed, AlxGa1-
When the xAs layer and the GaAx layer are grown, the AlxGa1-xAs layer and the GaAx layer grow on the GaAs substrate, but not on the 5iOi film and the Si3N4 film. In addition, in the low-pressure organometallic vapor phase epitaxy method, trimethylgallium (TMG), I-limethylaluminum (TMA), and aluminium (A s H,) are supplied in a gaseous state.
is decomposed near the substrate, and this causes a chemical reaction to cause Evitacashal growth on the substrate.
, TMAyAs Hs is a SiO2 film or 5iJ4
Evitacashal growth does not occur on the film, but rather it diffuses over the SiO□ film or Si:+Nn film to the exposed portion of GaAs, where it undergoes evitacashal growth.

このために、SiO□膜あるいは5iJn膜から十分に
離れたGaAs基板上よりも、5iO1膜あるいは5i
Jn膜から僅かに離れたGaAs基板上では、成長に寄
与するGa+At+Asの量が多くなり、これに伴って
成長速度が早くなる。この成長速度の差を利用して、活
性層の厚みを端面付近では薄く、レーザチップの内部で
は厚めにすることが可能になるものである。
For this reason, the 5iO1 film or 5iJn film is
On the GaAs substrate slightly away from the Jn film, the amount of Ga+At+As that contributes to growth increases, and the growth rate increases accordingly. Utilizing this difference in growth rate, it becomes possible to make the active layer thinner near the end face and thicker inside the laser chip.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したよう゛に、この発明によればレーザ共振器
内部に部分的に5iOt膜あるいは5iJ4膜を形成し
、その上に減圧有機金属気相成長法によって、AlGa
As多層膜を形成したものであるために、レーザ共振器
端面付近の活性層をレーザ共振器内部の活性層よりも容
易に薄くすることが出来、これに伴って狭放射ビーム、
高出力動作、低閾値および長寿命の半導体レーザが得ら
れる効果がある。
As explained above, according to the present invention, a 5iOt film or a 5iJ4 film is partially formed inside a laser resonator, and AlGa
Since the As multilayer film is formed, the active layer near the end face of the laser resonator can be easily made thinner than the active layer inside the laser resonator.
The effect is that a semiconductor laser with high output operation, low threshold value and long life can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による半導体レーザの一部
分解斜視図、第2図は第1図に示す半導体レーザの基板
部分を示す斜視図、第3図はこの発明による半導体レー
ザの他の実施例を示す一部分解斜視図、第4図(a)〜
(d)は第3図に示す半導体レーザの製造工程を示す工
程図、第5図および第6図は従来の半導体レーザを示す
斜視図である。 1はP−GaAs基板、2はP−AlxGal−xAs
クラッド層、3はP−AlyGal−yAs活性層、3
a、3bは活性層、4はn−Alx Ga1−xAsク
ラッド層、5はyl −GaAsコンタクト層、6はリ
ッジ、7はn−GaAS電流ブロック層、8は溝、9は
SiO□膜、10はストライプ部、11はレジスト。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 \l’jlr%”)  71】す1 才2図 才4図 手続補正書(自発) j’FI?ゞ8”           爵1、事件の
表示   特願昭 62−100602号2、発明の名
称 半導体レーザ 3、補正をする者 5、?Ifi正の対象 (1)明細書全文 6、補正の内容 (1)明細書全文を別紙のとおり補正する。 7、添付書類 (1)補正後の明細書の全文を記載した書面 1通明 
   細    書 1、発明の名称 半導体レーザ 2、特許請求の範囲 (])  GaAs基板上にクラッド層、活性層、クラ
ッド層、コンタクト層が順次形成されてレーザ光を放射
する半導体レーザにおいて、前記GaAs基板上■1/
−−ザ共振器内部に、SiO□膜あるいはS i s 
N a 膜が光の導波方向に沿うストライプ部を残して
形成されていることを特徴とする半導体レーザ。 (2)  G a A s基板上に形成されたSiO□
膜あるいは5iJ4膜の上には、減圧有機金属気相成長
法によりAlGaAs多層膜が形成されていないことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ。 (3)  レーザ共振器面付近に形成されたA 1yG
a 1− yAs活性層は、SiO□膜あるいは5iJ
4膜に挟まれたストライプ部の上に形成されたAI、G
a+−yAs活性層よりも薄いことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の半導体レーザ。 (4)減圧有機金属気相成長法を使用して成長層を形成
することにより、GaAs基板上に部分的に形成される
SiO□膜あるいは5iJa膜付近のGaAs基板上に
形成される成長層を前記SiO□膜あるいはSt :I
N4膜から十分に離れたGaAs基板上に形成された成
長層よりも厚くしたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の半導体レーザ。 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体レーザに関し、特に減圧有機金属気相
成長法(:$i圧MOCVD法)を用いて形成された半
導体レーザに対する高出力化および狭放射ビーム化に関
するものである。 〔従来の技術〕 第5図は例えば特開昭60−192379号に示された
従来の半導体レーザをを示す一部分解斜視図であって、
説明を容易にする為に、レーザ共振端面部とレーザ内部
とに分けて示している。図において、1はP−GaAs
基板、2はP、−A 1 xGa 、 −、tAsクラ
ッド層、3はP−Al、Ga1−yAs活性層、4はn
−Al。 Ga l −11A5クラッド層、5はn−GaAsコ
ンタクト層、6は共振器端面付近のみに設けられて、共
振器方向に延びるリッジである。なお、3aはリッジ6
上に成長した活性層、3bはレーザチップの内部に形成
された活性層である。 このように構成された半導体レーザは、リッジ6が形成
されたP−GaAs基板1の上に、液相成長法(LPE
法)によって、P−A1.Ga、yAsクラッド層2、
 P−AI、Ga、−yAs活性層3. n−A1.G
a、−yAsクラッド層4.1−GaAsコンタクト層
5を順次成長させる。 ここで、液相成長法では、リッジ6の上での成長速度が
平坦なP−GaAs基板1の上での成長速度よりも遅く
なる。このために、レーザ端面部におけるリッジ上の活
性層3aは、レーザチップ内部の活性層3bよりも薄く
なり、このことがこの半導体レーザの特徴である。通常
の半導体レーザは、活性層の厚みが共振器方向に一定で
あり、狭放射ビームおよび高出力動作を可能にするため
に、活性層を一様に薄くして行くと、ゲインの低下によ
って闇値が上昇したり、寿命が短く成ったりする。 このために、第5図に示す半導体レーザにおいては、レ
ーザ端面部の活性層のみを薄くして、狭放射ビームおよ
び高出力動作を可能にすると共に、発振闇値に大きく影
響するレーザチップ内部における活性層の厚みをやや厚
めにして、発振闇値の増大を制御している。また、この
ようにレーザチップ内部における活性層をやや厚めにす
ることによって、長寿命化をも図っている。 第6図は、特開昭60−192379号に示される従来
の他の例を示す分解斜視図であって、第5図と同一部分
は同記号を用いて示しである。同図において、7はn−
GaAs電流ブロック層、8はn−GaAs電流ブロッ
ク層7を貫通する溝である。なお、P−A1.Ga1−
yAsクラッド層2 、 P−AI、Ga、−、^S活
性層3、n−^1xGa、−yAsクラッド@ 4 、
 n−GaAsコンタクト層5は、液相成長法を用いて
P−GaAs基板1の上に順次成長させる。 このように構成された半導体レーザは、第5図において
示した半導体レーザと同様に、活性層の厚みをレーザ端
面部においてのみ薄くして、狭放射ビーム、高出力動作
、低発振闇値および長寿命化を可能としている。また、
溝8を設けることによって、所謂ロスガイドの横モード
制御機構を構成して、安定した横モ」ド発振が行えるよ
うにしている。 〔発明が、解決しようとする問題点〕 従来の半導体レーザは以上説明したように、レーザ端面
の活性層のみを薄<シてレーザ内部における活性層の厚
みを適度に保つために、液相成長法におけるリッジ上の
成長速度が平坦部分の成長速度よりも遅いことを利用し
て形成している。しかし、大面積のウェハーを使用する
ことが出来、かつ膜厚コントロールの精度も優れた減圧
有機金属気相成長法(MOCVD法)によって各層を成
長させる場合には、リッジ上の成長速度も平坦部分の成
長速度も同じであるために、活性層をレーザ端面部分に
おいてのみ薄くすることが出来ず、これに伴って係る構
成に・よる半導体レーザが得られなくなる問題点を有し
ている。 この発明は、係る問題点を解消するためになされたもの
で、減圧有機金属気相成長法を使用して製造しても、レ
ーザ端面部付近のみの活性層の厚みのみを適当な厚さと
することにより、狭放射ビーム、高出力動作、低閾値お
よび長寿命の半導体レーザを得ることを目的とする。 〔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は、レーザチップの内部に
、部分的に5iOz膜あるいは5iJ4膜を形成したも
のである。 〔作用〕 この発明における半導体レーザは、部分的にSiO2膜
および5iJa膜を形成したGaAs基板上に、減圧有
機金属気相成長法によってAlxGa+−Js層および
GaAs層を成長させると、GaAs基板上にはAlx
Ga+−XA3層およびGaAs層が成長するが、Si
O2膜および5iJa膜上には成長しない。また、減圧
有機金属気相成長法では、ガス状態で供給されるトリメ
チルガリウム(TMG)、)リメチルアルミニウム(T
MA)、アルシン(^5H3)が基板付近において分解
し、これが化学反応を起こして基板上にエピタキシャル
成長するわけであるが、基板上の5in2膜あるいはS
i3N4膜上で分解したTMG、TMAyAsHsは、
SiO□膜あるいは5i3NJll上ではエピタキシャ
ル成長せずに、SiO□膜あるいはSi3N4膜上を拡
散してGaAsが露出している部分まで移動し、そこで
エピタキシャル成長する。このために、Sin、膜ある
いはSi、N、膜から十分に離れたGaAs基板上より
も、SiO□膜あるいは5iJ4膜から僅かに離れたG
aAs基板上では、成長に寄与するGa、AIyAsO
量が多くなり、これに伴って成長速度が早くなる。この
成長速度の差を利用して、活性層の厚みを端面付近では
薄く、レーザチップの内部では厚めにすることが可能に
なるものである。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明による半導体レーザを示す分解斜視図であ
って、第5図および第6図と同一部分は同記号を用いて
示しである。同図において、9は平坦なP−GaAs基
板1上の一部分のみに設けられたSiO□膜である。 このように構成された半導体レーザは、まず第2図に示
すP−GaAs基板1の表面に減圧有機金属気相成長法
を使用して、P−AlxGa+−xAsAsクラッド層
2−A1yGa+−yAs活性層3 、 n−AlxG
a+−yAsクラッド層4、 n−GaAsコンタクト
層5を順次成長させる。ここで、Sin、膜9は第2図
に示すように、レーザチップの内部に2個所形成される
ことによって、その間に一定幅のストライプ部10を設
けている。 従って、ストライプ部10には、P−GaAs基板1の
表面が露出していることになる。 次に、このP−GaAs基板1上へ減圧有機金属気相成
長法を使用して、P−A1.Ga、、、yAsクラッド
層2゜P−A1yGa+−yAs活性層3.n−八1 
xGa l −yAsクラッド層4 、 n−GaAs
コンタクトN5を順次成長させると、SiO□膜9の上
には成長せず、P−GaAs基板1が露出している部分
のみに成長することになる。また、SiO□膜9上で分
解したTMG、TMAは、SiO□膜9上では消費され
ないので、SiO□膜9上を拡散してストライブ部10
等のSiO□膜9が切れた部分に達する。従って、スト
ライプ部10には、レーザチップ端面付近よりも多くの
Ga、 AIを供給されることになり、これに伴ってレ
ーザチップ内部のストライプ部10の各層の厚みは、レ
ーザチップ端面付近における各層の厚みよりも厚くなっ
て、第1図において示した構造を有する半導体レーザが
得られることになる。 そして、このように構成された半導体レーザは、レーザ
チップ端面部でのみ活性層が薄(なることから、狭放射
ビーム、高出力動作、低閾値および長寿命化が得られる
ことになる。このことを詳しく説明すると、次のように
なる。 レーザ共振器長は250μmであり、SiO□膜9は両
端面からそれぞれ15μm離れたチップ内に形成される
。また、ストライプ部10の幅は10μmである。また
、レーザの発振闇値電流は、ストライプ部10上に形成
される活性N3bの膜厚によって略決定され、この活性
層のll*厚が0.1μm程度の時に発振闇値電流が最
低となる。 一方、レーザ共振器端面付近の活性層の膜厚が薄くなる
と、活性N3 aからクラット層2.4へしみ出す光が
増して、端面での発光スポットが大きくなる。この結果
、活性N3 aからクラッド層2.4へしみ出す光が増
して、レーザ端面における光密度が低減し、端面破壊が
生じにくくなって、高出力動作が可能になる。また、端
面における発光スポットが大きくなると、放射ビームが
狭くなる。例えば、端面における活性層の膜厚が0.1
 μmの時は、放射ビームの接合に垂直な方向の半値全
角はA06程度であるが、0.03μmの時には、16
°程度に狭くなる。従って、共振器内部における活性層
3bの膜厚を0.1μmに設定し、共振器付近における
活性層3aの膜厚を0.03μmに設定すると、低閾値
でしかも狭放射ビーム、高出力の半導体レーザが得られ
ることになる。 第3図は、この発明による半導体レーザの他の実施例を
示す斜視図であって、特に横モード制御機構を有する半
導体レーザに適用した場合を示すものである。以下、第
4図(a)〜(d)に示す工程図を用いて、その製造方
法を説明する。 先ず、第4図(a)に示すように、P−GaAs基板1
上にn−GaAs電流ブロック層7を形成し、さらにこ
のP−GaAs基板1上のレーザ共振器内部となる部分
に5i(h膜9を形成する。 次に、第4図(b)に示すように、レジスト11を塗布
した後、写真製版工程を経て第2図に示したストライプ
部10を形成しようとする部分のレジスト11のみを除
去する。 次に、CF4を用いたドライエツチングにより、第4図
(c)に示すように、ストライプ形成部分の5402膜
9を除去する。 次に、レジスト11をマスクとして、ウェットエツチン
グ処理を行うことによって、第4図(d)に示す溝8を
形成する。 次に、レジスト11を除去した後、この溝付基板上へ減
圧有機金属気相成長法を用いて、P−Al。 Ga+−XASAsクラッド層4 P−AI、Ga、−
yAs活性層3゜n−A1.Ga1−yAsクラッド層
4. n−GaAsコンタクト層5を順次形成すること
によって、第3図に示した構造を有する半導体レーザが
得られる。 つまり、このようにして形成された半導体レーザは、溝
8の形状を反映して活性層が屈曲したものとなる。ここ
で、活性層3a、3bの左右は、活性層よりも屈折率が
小さいクラッドN2によって囲まれているために、光導
波機構が形成されて、横モードを制御することが可能に
なる。また、この半導体レーザにおいても、SiO2膜
9の影響を受けて、共振器端面部の活性層3bが、共振
器内部の活性層3bよりも薄くなることから、狭放射ビ
ーム、高出力動作、低閾値および長寿命化が図れること
になる。この発明における半導体レーザは、部分的にS
iO2膜および5iJ4膜を形成したGaAs基板上に
、減圧有機金属気相成長法によってA1.Ga1−。 AsJiおよびGaAs層を成長させると、GaAs基
板上に 、はAlxGa+−xAs層およびGaAx層
が成長するが、SiO2膜および5iJ4膜上には成長
しない。また、減圧有機金属気相成長法では、ガス状態
で供給されるトリメチルガリウム(TMG)、)リメチ
ルアルミニウム(TMA)、アルシン(AsHi)が基
板付近において分解し、これが化学反応を起こして基板
上にエピタキシャル成長するわけであるが、基板上のS
iO□膜あるいはSi3N4膜上で分解したTMG。 T M A 、 AsH3は、5iOz膜あるいはSi
3N、膜上ではエピタキシャル成長せずに、SiO□膜
あるいはSi3N4膜上を拡散してGaAsが露出して
いる部分まで移動し、そこでエピタキシャル成長する。 このために、SiO□膜あるいはSi3N4膜から十分
に離れたGaAs基板上よりも、SiO□膜あるいは5
iJ4膜から僅かに離れたGaAs基板上では、成長に
寄与するGa、AIyAsO量が多くなり、これに伴っ
て成長速度が早くなる。この成長速度の差を利用して、
活性層の厚みを端面付近では薄く、レーザチップの内部
では厚めにすることが可能になるものである。 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によればレーザ共振器内
部に部分的に5iOz膜あるいはSi:lN4膜を形成
し、その上に減圧有機金属気相成長法によって、AlG
aAs多層膜を形成したものであるために、レーザ共振
器端面付近の活性層をレーザ共振器内部の活性層よりも
容易に薄くすることが出来、これに伴って狭放射ビーム
、高出力動作、低閾値および長寿命の半導体レーザが得
られる効果がある。 4、図面の簡単な説明 第1図はこの発明の一実施例による半導体レーザの一部
分解斜視図、第2図は第1図に示す半導体レーザの基板
部分を示す斜視図、第3図はこの発明による半導体レー
ザの他の実施例を示す一部分解斜視図、第4図(a)〜
(d)は第3図に示す半導体レーザの製造工程を示す工
程図、第5図および第6図は従来の半導体レーザを示す
斜視図である。 1はP−GaAs基板、2はP−^1xGa、−XAs
クラッド層、3はP−AI、Ga+−yAs活性層、3
a、3bは活性層、4はn−AlxGa1−XAsクラ
ッド層、5はn−GaAsコンタクト層、6はリッジ、
7はn−GaAs電流ブロック層、8は溝、9はSiO
□膜、10はストライプ部、11はレジスト。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a substrate portion of the semiconductor laser shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of another semiconductor laser according to the present invention. Partially exploded perspective view showing the embodiment, FIG. 4(a) -
(d) is a process diagram showing the manufacturing process of the semiconductor laser shown in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are perspective views showing the conventional semiconductor laser. 1 is P-GaAs substrate, 2 is P-AlxGal-xAs
cladding layer, 3 is P-AlyGal-yAs active layer, 3
a, 3b are active layers, 4 is n-Alx Ga1-xAs cladding layer, 5 is yl-GaAs contact layer, 6 is ridge, 7 is n-GaAS current blocking layer, 8 is groove, 9 is SiO□ film, 10 1 is a stripe portion, and 11 is a resist. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. \l'jlr%") 71] S1 2nd figure 4th figure Procedural amendment (voluntary) 3. Person who makes corrections 5.? Ifi is correct (1) Full text of the specification 6. Contents of amendment (1) The full text of the specification is amended as shown in the attached sheet. 7. Attached documents (1) Document containing the entire text of the amended specification: 1 copy
Specification 1, Name of the Invention Semiconductor Laser 2, Claims (]) A semiconductor laser in which a cladding layer, an active layer, a cladding layer, and a contact layer are sequentially formed on a GaAs substrate and emits laser light, wherein the GaAs substrate Top■1/
--SiO□ film or SiS inside the resonator
A semiconductor laser characterized in that the Na film is formed leaving a stripe portion along the waveguide direction of light. (2) SiO□ formed on GaAs substrate
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein no AlGaAs multilayer film is formed on the film or the 5iJ4 film by low pressure organometallic vapor phase epitaxy. (3) A1yG formed near the laser cavity surface
a1-yAs active layer is SiO□ film or 5iJ
AI and G formed on the stripe section sandwiched between the four films.
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is thinner than the a+-yAs active layer. (4) By forming the growth layer using low pressure organometallic vapor phase epitaxy, the growth layer formed on the GaAs substrate near the SiO□ film partially formed on the GaAs substrate or the 5iJa film can be grown. The SiO□ film or St:I
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the layer is thicker than a growth layer formed on a GaAs substrate sufficiently distant from the N4 film. 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] This invention relates to a semiconductor laser, and in particular to a semiconductor laser formed using a low-pressure metal organic chemical vapor deposition method ($i-pressure MOCVD method) to increase the output power and This is related to narrowing the radiation beam. [Prior Art] FIG. 5 is a partially exploded perspective view showing a conventional semiconductor laser disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 192379/1982.
For ease of explanation, the laser resonant end face portion and the inside of the laser are shown separately. In the figure, 1 is P-GaAs
Substrate, 2 is P, -A1xGa, -, tAs cladding layer, 3 is P-Al, Ga1-yAs active layer, 4 is n
-Al. A Gal-11A5 cladding layer, 5 is an n-GaAs contact layer, and 6 is a ridge provided only near the end face of the resonator and extending in the direction of the resonator. Note that 3a is ridge 6
The active layer 3b grown on top is an active layer formed inside the laser chip. The semiconductor laser configured in this way is manufactured by applying liquid phase epitaxy (LPE) on the P-GaAs substrate 1 on which the ridge 6 is formed.
P-A1. Ga, yAs cladding layer 2,
P-AI, Ga, -yAs active layer 3. n-A1. G
a, -yAs cladding layer 4.1-GaAs contact layer 5 are sequentially grown. Here, in the liquid phase growth method, the growth rate on the ridge 6 is slower than the growth rate on the flat P-GaAs substrate 1. For this reason, the active layer 3a on the ridge at the laser end face is thinner than the active layer 3b inside the laser chip, which is a feature of this semiconductor laser. In a typical semiconductor laser, the thickness of the active layer is constant in the direction of the cavity, and when the active layer is uniformly thinned to enable narrow emission beam and high-power operation, the gain decreases and the thickness decreases. The value may increase or the lifespan may be shortened. For this purpose, in the semiconductor laser shown in FIG. 5, only the active layer at the laser end face is thinned to enable a narrow emission beam and high-output operation. The active layer is made slightly thicker to control the increase in the oscillation darkness value. Furthermore, by making the active layer inside the laser chip a little thicker, a longer life is also achieved. FIG. 6 is an exploded perspective view showing another conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-192379, in which the same parts as in FIG. 5 are indicated using the same symbols. In the same figure, 7 is n-
The GaAs current blocking layer 8 is a groove penetrating the n-GaAs current blocking layer 7. In addition, P-A1. Ga1-
yAs cladding layer 2, P-AI, Ga, -,^S active layer 3, n-^1xGa, -yAs cladding@4,
The n-GaAs contact layer 5 is sequentially grown on the P-GaAs substrate 1 using a liquid phase growth method. Similar to the semiconductor laser shown in FIG. 5, the semiconductor laser constructed in this manner has an active layer that is thinner only at the laser end facets, and has a narrow emission beam, high output operation, low oscillation darkness value, and long wavelength. This makes it possible to extend the lifespan. Also,
By providing the groove 8, a so-called loss guide transverse mode control mechanism is configured, and stable transverse mode oscillation can be performed. [Problems to be Solved by the Invention] As explained above, conventional semiconductor lasers use liquid phase growth in order to thin only the active layer at the laser end face and maintain an appropriate thickness of the active layer inside the laser. It is formed by taking advantage of the fact that the growth rate on the ridge in the method is slower than the growth rate on the flat part. However, when growing each layer by low-pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), which allows the use of large-area wafers and has excellent film thickness control accuracy, the growth rate on the ridge is also flat. Since the growth rate is also the same, the active layer cannot be made thinner only at the end face portion of the laser, resulting in the problem that a semiconductor laser with such a configuration cannot be obtained. This invention was made to solve this problem, and even when manufactured using the low pressure organometallic vapor phase epitaxy method, the active layer can be made to have an appropriate thickness only in the vicinity of the laser end face. Thereby, the aim is to obtain a semiconductor laser with a narrow radiation beam, high power operation, low threshold and long lifetime. [Means for Solving the Problems] A semiconductor laser according to the present invention has a 5iOz film or a 5iJ4 film partially formed inside a laser chip. [Function] In the semiconductor laser of the present invention, an AlxGa+-Js layer and a GaAs layer are grown on a GaAs substrate on which a SiO2 film and a 5iJa film are partially formed by low-pressure organometallic vapor phase epitaxy. is Alx
Ga+-XA3 layer and GaAs layer grow, but Si
It does not grow on O2 and 5iJa films. In addition, in the low pressure organometallic vapor phase epitaxy method, trimethylgallium (TMG) and trimethylaluminum (TMG), which are supplied in a gaseous state, are used.
MA), arsine (^5H3) decomposes near the substrate, which causes a chemical reaction and grows epitaxially on the substrate.
TMG and TMAyAsHs decomposed on the i3N4 membrane are
It does not grow epitaxially on the SiO□ film or 5i3NJll, but diffuses over the SiO□ film or Si3N4 film to the exposed portion of GaAs, where it grows epitaxially. For this reason, it is better to place a GaAs substrate slightly away from the SiO□ film or 5iJ4 film than to place it on a GaAs substrate that is sufficiently far away from the Si, N, or Si film.
On the aAs substrate, Ga, AIyAsO, which contributes to growth
The amount increases, and the growth rate increases accordingly. Utilizing this difference in growth rate, it becomes possible to make the active layer thinner near the end face and thicker inside the laser chip. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. 1st
This figure is an exploded perspective view showing a semiconductor laser according to the present invention, and the same parts as in FIGS. 5 and 6 are indicated using the same symbols. In the figure, reference numeral 9 denotes a SiO□ film provided only on a portion of the flat P-GaAs substrate 1. The semiconductor laser constructed in this way is manufactured by first forming a P-AlxGa+-xAs cladding layer 2-A1yGa+-yAs active layer on the surface of a P-GaAs substrate 1 shown in FIG. 3, n-AlxG
An a+-yAs cladding layer 4 and an n-GaAs contact layer 5 are grown in sequence. Here, as shown in FIG. 2, the Sin film 9 is formed at two locations inside the laser chip, thereby providing a striped portion 10 of a constant width between them. Therefore, the surface of the P-GaAs substrate 1 is exposed in the stripe portion 10. Next, on this P-GaAs substrate 1, P-A1. Ga,...,yAs cladding layer 2°P-A1yGa+-yAs active layer 3. n-81
xGal-yAs cladding layer 4, n-GaAs
If the contact N5 is grown in sequence, it will not grow on the SiO□ film 9, but will grow only on the exposed portion of the P-GaAs substrate 1. In addition, since TMG and TMA decomposed on the SiO□ film 9 are not consumed on the SiO□ film 9, they are diffused on the SiO□ film 9 to form the stripe portion 10.
etc. reaches the cut portion of the SiO□ film 9. Therefore, more Ga and AI are supplied to the stripe section 10 than near the end surface of the laser chip, and as a result, the thickness of each layer of the stripe section 10 inside the laser chip becomes smaller than that of each layer near the end surface of the laser chip. This results in a semiconductor laser having the structure shown in FIG. 1. A semiconductor laser configured in this manner has a thin active layer only at the end face of the laser chip, which results in a narrow radiation beam, high output operation, low threshold value, and long life. The details are as follows: The laser resonator length is 250 μm, and the SiO□ film 9 is formed in the chip at a distance of 15 μm from both end faces.Furthermore, the width of the stripe portion 10 is 10 μm. Further, the oscillation dark value current of the laser is approximately determined by the film thickness of the active N3b formed on the stripe portion 10, and the oscillation dark value current is the lowest when the ll*thickness of this active layer is about 0.1 μm. On the other hand, when the thickness of the active layer near the end face of the laser cavity becomes thinner, the light seeping out from the active N3 a to the crat layer 2.4 increases, and the light emitting spot at the end face becomes larger.As a result, the active N3 The light seeping into the cladding layer 2.4 from a increases, the light density at the laser end face decreases, end face breakage becomes less likely to occur, and high output operation becomes possible.Furthermore, as the light emitting spot at the end face becomes larger, The radiation beam becomes narrower, for example if the active layer thickness at the end face is 0.1
When the diameter is 0.03 μm, the full width at half maximum in the direction perpendicular to the junction of the radiation beam is approximately A06, but when the diameter is 0.03 μm, it is 16
It becomes narrower by about °. Therefore, if the thickness of the active layer 3b inside the resonator is set to 0.1 μm and the thickness of the active layer 3a near the resonator is set to 0.03 μm, it is possible to achieve a low threshold, a narrow radiation beam, and a high output semiconductor. You will get a laser. FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the semiconductor laser according to the present invention, particularly when applied to a semiconductor laser having a transverse mode control mechanism. Hereinafter, the manufacturing method will be explained using the process diagrams shown in FIGS. 4(a) to 4(d). First, as shown in FIG. 4(a), a P-GaAs substrate 1 is
An n-GaAs current blocking layer 7 is formed on the P-GaAs substrate 1, and a 5i (h film 9) is formed on the P-GaAs substrate 1 in a portion that will become the inside of the laser resonator. After applying the resist 11 as shown in FIG. 2, only the portion of the resist 11 where the stripe portion 10 shown in FIG. As shown in FIG. 4(c), the 5402 film 9 in the stripe forming portion is removed. Next, using the resist 11 as a mask, a wet etching process is performed to form the groove 8 shown in FIG. 4(d). Next, after removing the resist 11, a P-Al.
yAs active layer 3°n-A1. Ga1-yAs cladding layer 4. By sequentially forming n-GaAs contact layers 5, a semiconductor laser having the structure shown in FIG. 3 can be obtained. In other words, in the semiconductor laser thus formed, the active layer is bent to reflect the shape of the groove 8. Here, since the left and right sides of the active layers 3a and 3b are surrounded by the cladding N2 having a smaller refractive index than the active layer, an optical waveguide mechanism is formed and it becomes possible to control the transverse mode. In addition, in this semiconductor laser as well, the active layer 3b at the end face of the cavity becomes thinner than the active layer 3b inside the cavity due to the influence of the SiO2 film 9, resulting in a narrow radiation beam, high output operation, and low The threshold value and lifespan can be increased. The semiconductor laser in this invention is partially S
A1. Ga1-. When AsJi and GaAs layers are grown, AlxGa+-xAs and GaAx layers are grown on the GaAs substrate, but not on the SiO2 and 5iJ4 films. In addition, in the low-pressure organometallic vapor phase epitaxy method, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), and arsine (AsHi), which are supplied in a gaseous state, decompose near the substrate, causing a chemical reaction that causes a chemical reaction to occur on the substrate. However, the S on the substrate grows epitaxially.
TMG decomposed on iO□ film or Si3N4 film. TMA, AsH3 is a 5iOz film or Si
3N does not grow epitaxially on the film, but diffuses over the SiO□ film or Si3N4 film to the exposed portion of GaAs, where it grows epitaxially. For this reason, the SiO□ film or the 5
On the GaAs substrate slightly away from the iJ4 film, the amount of Ga and AIyAsO contributing to growth increases, and the growth rate increases accordingly. Taking advantage of this difference in growth rate,
This makes it possible to make the active layer thinner near the end face and thicker inside the laser chip. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a 5iOz film or a Si:lN4 film is partially formed inside a laser resonator, and AlG
Since the aAs multilayer film is formed, the active layer near the end face of the laser resonator can be easily made thinner than the active layer inside the laser resonator, resulting in a narrow radiation beam, high output operation, This has the effect of providing a semiconductor laser with a low threshold value and long life. 4. Brief Description of the Drawings FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the substrate portion of the semiconductor laser shown in FIG. 1, and FIG. Partially exploded perspective views showing other embodiments of the semiconductor laser according to the invention, FIG. 4(a)-
(d) is a process diagram showing the manufacturing process of the semiconductor laser shown in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are perspective views showing the conventional semiconductor laser. 1 is P-GaAs substrate, 2 is P-^1xGa, -XAs
Cladding layer, 3 is P-AI, Ga+-yAs active layer, 3
a, 3b are active layers, 4 is an n-AlxGa1-XAs cladding layer, 5 is an n-GaAs contact layer, 6 is a ridge,
7 is n-GaAs current blocking layer, 8 is groove, 9 is SiO
□ film, 10 is a stripe portion, 11 is a resist. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)GaAs基板上にクラッド層、活性層、クラッド
層、コンタクト層が順次形成されてレーザ光を放射する
半導体レーザにおいて、前記GaAs基板上のレーザ共
振器端面付近およびレーザ共振器内部に、SiO_2膜
あるいはSi_3N_4膜が光の導波方向に沿うストラ
イプ部を残して形成されていることを特徴とする半導体
レーザ。
(1) In a semiconductor laser that emits laser light by sequentially forming a cladding layer, an active layer, a cladding layer, and a contact layer on a GaAs substrate, SiO_2 A semiconductor laser characterized in that a film or a Si_3N_4 film is formed leaving a stripe portion along the waveguide direction of light.
(2)GaAs基板上に形成されたSiO_2膜あるい
はSi_3N_4膜の上には、減圧有機金属気相成長法
によりAiGaAs多層膜が形成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ。
(2) An AiGaAs multilayer film is formed on the SiO_2 film or the Si_3N_4 film formed on the GaAs substrate by low pressure organometallic vapor phase epitaxy. semiconductor laser.
(3)レーザ共振端面部付近に形成されたAl_yGa
_1_−_yAs活性層は、SiO_2膜あるいはSi
_3N_4膜に挟まれたストライプ部の上に形成された
Al_yGa_1_−_yAs活性層よりも薄いことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ。
(3) Al_yGa formed near the laser resonant end facet
_1_-_yAs active layer is a SiO_2 film or Si
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is thinner than the Al_yGa_1_-_yAs active layer formed on the stripe portion sandwiched between the _3N_4 films.
(4)減圧有機金属気相成長法を使用して成長層を形成
することにより、GaAs基板上に部分的に形成される
SiO_2膜あるいはSi_3N_4膜付近のGaAs
基板上に形成される成長層を前記SiO_2膜あるいは
Si_3N_4膜から十分に離れたGaAs基板上に形
成された成長層よりも厚くしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の半導体レーザ。
(4) GaAs near the SiO_2 film or Si_3N_4 film partially formed on the GaAs substrate by forming a growth layer using low pressure organometallic vapor phase epitaxy.
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the growth layer formed on the substrate is made thicker than the growth layer formed on the GaAs substrate sufficiently distant from the SiO_2 film or the Si_3N_4 film.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01321677A (en) * 1988-06-23 1989-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type semiconductor optical element and manufacture thereof
JPH07131108A (en) * 1993-11-02 1995-05-19 Nec Corp Semiconductor laser
US6018539A (en) * 1997-01-10 2000-01-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser and method of fabricating semiconductor laser

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58159388A (en) * 1982-03-18 1983-09-21 Toshiba Corp Semiconductor laser device
JPS6279686A (en) * 1985-10-03 1987-04-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor laser and manufacture of the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58159388A (en) * 1982-03-18 1983-09-21 Toshiba Corp Semiconductor laser device
JPS6279686A (en) * 1985-10-03 1987-04-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor laser and manufacture of the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01321677A (en) * 1988-06-23 1989-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type semiconductor optical element and manufacture thereof
JPH07131108A (en) * 1993-11-02 1995-05-19 Nec Corp Semiconductor laser
JP2555954B2 (en) * 1993-11-02 1996-11-20 日本電気株式会社 Semiconductor laser
US6018539A (en) * 1997-01-10 2000-01-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser and method of fabricating semiconductor laser

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