JPS63302587A - 半導体レ−ザ装置 - 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 本発明は光通信用、民生用および産業機器用光源として
用いられる半導体レーザ装置に関するものである。

従来の技術 ′ｌｄ子機オニ、光学機器のコヒーレント光源として、
半導体レーザに要求される重要な性能の１つに単−横モ
ード発掘が上げられる。これを実現するには、レーザ光
が伝播する活性領域付近にレーザ素子中を流れる電流を
集中するようにその拡がりを抑制し、かつ光を閉じ込め
る必要がある。このような要求を満す半導体レーザとし
てストライプ型レーザがある。これらのストライプ型レ
ーザのうち最もしきい値が低く、安定な単−横モード発
振するレーザとしては第３図に示すような埋め込みメト
ライプ型半導体レーザがよく知られている。

上記埋め込み型レーザは、まずｎ型Ｇ＆ムＳ基板１２上
にｎ型ム１ＧａＡｓクラッド層１３、ＧａＡＳ活性層１
４、ｐ型ムｌ　Ｇａ　Ａｓクラッド層１５を成長させ、
化学エツチングにより幅３μｍ程度の活性領域を残し、
他の部分を除去し、その後再び結晶。

成長を行なってｎ型Ａ３ＧａＡｓ埋め込み層１６を形成
し、′１Ｅ流ストライプ形成のため５１０２嘆１７を作
りｎ　１ｌＪｌｌ’％樺１１、ｐＩｊ、ＩＩ　’（１１
ｉ　１ｓを形成して１乍製される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、低しきい値、安定な単−基本横モード発
振、円形に近いビーム等の特徴を有する埋め込み型レー
ザを作製するには、（１）結晶成長が２回も必要であり
、活性領域が大気中にさらされて酸化や汚染の可能性が
ある。（巧２〜３μｍ程度の幅の狭いストライプ状活性
領域を再現性よく形成するのが困雉であるといった欠点
があった。

本発明は上記欠点に鑑み、１回の結晶成長により幅の狭
い活性領域が再現性よく形成できる埋め込み型半導体レ
ーザ装置を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、−導′１に型基板のストライプ状凸部上に活性層
を含む二重ヘテロ構造を含む多層薄膜が形成され、前記
凸部の両側面においても少くとも前記活性層直上の薄膜
層までは積層方向に前記凸部上と同一の順序で多層薄膜
が独立に形成され。

さらに前記凸部の両側の多層薄膜直上に前記基板と同一
導電型の層を含む多層薄膜が、前記凸部上の多層薄膜の
両側面の一部に接して形成され、前記凸部の両側の基板
と同一導電型の層および、前記凸部の最上層に接して前
記−導電型基板と反対の導電型層が設けられて構成され
ている。

作用 この構成によれば、凸部を設けた基板上にＭＯＣＶＤ法
などにより結晶成長を行なうと、最初は凸部上と凸部両
側とでは独立に成長を始め、かつ凸部上の成長は凸部両
端から（１１１）面が現われ、凸部上には三角形の領域
が形成される１、そして（１１１）面上には結晶成長は
起こらないため、凸部両側の成長層が凸部上に成長した
三角形領域を埋め込むような成長が起こる、この原理に
より凸部の幅よりも狭い活性領域が再現性よく形成でき
、凸部上てのみストライプ状の電流注入領域が１回の結
晶成長で得られることになる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図を示すものである。第１図において、１はｎ型Ｇ
ａ　Ａ！１基板、２はｎ型ＧａＡ３バッフ１層、３はｎ
型ムＪ　ｙ　Ｇ’Ｌ　１−ｙ　Ａｓクラッド層、４はＡ
ｌ　Ｘ　Ｇａ　１−　Ｘ　Ａ！！活性層、５はｐ型ム’
７Ｇａ＋−ｙ　Ａｓクラッド層、６はｎ型ムｊ！２Ｇａ
４．ムＳバリア層、７はｐ型ム７！ＧａＡｇクラッド層
、８はｐ型ＧａＡｇｙ　　　ｔ−ｙ コンタクト層、９はｎｆｌＵ電憧、１ｏはｐ側′直極で
ある。

次にこの半導体レーザ装置の具体的な作製方法について
以下に説明する。

まず第２図に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１（１００
）面上にフォトレジスト１１を塗布し、（０１１）方向
にのびたストライプの形状に残す。

（第２図（ＩＬＩ　）次に７オトレジスト１１をフスク
としテＨ２ＳＯ４系エッチャント（１Ｈ２ｓｏ４：８Ｈ
２ｏ２：８　Ｈ２Ｏ）によりＧａＡｓ基板１の化学エツ
チングを行ない、高さ２．２μｍ幅５μｍの逆メサ状リ
ッジを形成する（第２図（ｂ））。次に上記リッジを有
する基板上にＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＧａＡＳバッフ
ァ層２（リッジ上での厚さ０．５μｍ）、ｎ型Ａ＃、５
Ｇａ、　Ａｓクラッド層３（厚さ１．２μｍ）、Ａｌｘ
Ｇａ　、　−ｘ　ＡＳ活性層４（Ｘ≧ｏ　、ｘ（ｙ厚さ
０．１μｍ）、り聖人’［１５ＧＩＬｆＬ７ムＳクラッ
ド層５（厚さ１．０μｍ）を順次成長する。この状態で
、リッジ上にはりッジ端から（１１１）Ｂ面が現われて
三角形状の孤立したダブルヘテロ領域が形成される。

続けてｎ型ム４．８Ｇ＆。２ムＳバリア層６（平坦部で
の厚さ０．５　、ｃｘｍ　）、ｐ聖人’ＣＬ５　”ｃＬ
７ムＳクラッド層７（厚さｏ、Ｓμｍ）、ｐ型Ｇ＆ムＳ
コンタクト層８（厚さＯ，Ｓμｍ）を成長する。最後に
ｎ側°准樺９、ｐ制電ｆＭ１０を形成する。

以上のように構成された半導体レーザ装置の特徴につい
て述べる。まず、基板１上にリッジを設けたことにより
、幅の狭い活性領域が容易に形成でき、さらに１回の結
晶成長により埋め込み型レーザの作製が行なえる。また
通常ストライプ状の電流注入領域の形成には、結晶成長
後のＺｎ拡散等の複雑な工程が必要であったが本発明で
は、１回の結晶成長でストライプ状の電流注入領域が形
成されるため、結晶成長後に新たにストライプ状電流注
入領域形成工程が不要となる。この結果、３０ｍムのし
きい値電流で単−基本横モード発振する半導体レーザ装
置が得られた。

なお、本実施例ではＧ＆ムＳ、ム／ＧＩＬＡ！！系半導
体レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系
を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザについて
も同様に本発明を適用することができる。また、導電性
基板にはｐ型基板を用いてもよい。さらに結晶成長には
実施例ではＭＯＣＶＤ法を用いたが、ＭＢＫ法を用いて
もよい。又、活性層の上側の三角形部分及び活性層の下
側領域の少なくとも一方を同一導電型で多層構造にして
もよい。

発明の効果 以上のように本発明は、逆メサ状凸部を有する基板（１
００）面上にＭＯＣＶＤ等により結晶成長を行なうこと
で、従来２回の結晶成長が必要であった埋み込み型レー
ザが１回の結晶成長により作製できる。さらにストライ
プ状の電流注入領域の形成には、従来結晶成長後にＺｎ
拡散等の工程が必要であったが、本発明により結晶成長
中に凸部上にのみストライプ状の電流注入領域を形成す
ることができ、新たな工程が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図、第２図は本発明の一実施例における半導体レー
ザ装置の作製過程を示す断面図、第３図は従来の半導体
レーザ装置の断面図である。 １・・・・・・ｎ型Ｇａ　Ａｓ基板、２・・・・−・ｎ
型ＧａＡｓバッフ１層、３・・・・・・ｎ型Ａｌ　、　
Ｇａ　、−ｙＡｓクラッド層、４・・・・・ム２ｘＧａ
１−ｘＡＳ活性層、６・・・・・・ｐ型）、７１ｙＧａ
　、　−ｙＡｓクラッド層、６・・・・・・ｎ聖人βｚ
Ｇａ＋−ｚＡｓバリア層、７・・・・・・ｐ里人１ｙＧ
ａ、−ｙＡｓクラッド層、８・・・・・・ｐ型ＧＩＬＡ
Ｓコンタクト層、９・・・・・・ｎ側電極、１ｏ・・・
・・・ｐ側電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名７−
−−η型ＧスＡｓ基板 ２−−−　　ｎＮ６ａＡｓｔ＜ツ７ｙ）＠３−−−７７
型ＡｌＧａＡｓクラッド１４−一一ノリドーブＡＪＮｍ
Ａｓ治桟層５−Ｐ型ＡｌＧａＡｓグラット層 ６−−−　ｎ型Ａｌ　ｆｅｒｎ　ＡＳ　ハＩＪ　５’４
’ｌ−Ｐ型Ａノロａ　Ａｓ　り−ｙッＦ、、１Ｂ　−−
−Ｐ’！！ＧａＡｓコ＞９”　トＲｑ−−−７１便ＩＬ
師 １０−Ｐ側電極 第１Ｎ ２−−−　ｎ　’ｌ　ｃｒａＡｓ晃板 ／７−−−フオトレジスト・ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ストライプ状凸部を有する一導電型基板上に活性層を含
   む二重ヘテロ構造から成る多層薄膜が、少なくとも前記
   活性層直上の薄膜層までは積層方向に同一の順序で多層
   薄膜が前記凸部上および前記凸部の両側面上に独立に構
   成され、さらに前記凸部の両側の多層薄膜直上に前記基
   板と同一導電型を含む多層薄膜が前記凸部上の多層薄膜
   の両側面に接して形成され、前記基板と同一導電型の層
   および、前記凸部の最上層に接して前記基板と反対導電
   型の層が形成されていることを特徴とする半導体レーザ
   装置。