JP2003142774A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
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- JP2003142774A JP2003142774A JP2001341049A JP2001341049A JP2003142774A JP 2003142774 A JP2003142774 A JP 2003142774A JP 2001341049 A JP2001341049 A JP 2001341049A JP 2001341049 A JP2001341049 A JP 2001341049A JP 2003142774 A JP2003142774 A JP 2003142774A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窓領域の半導体層の抵抗率を増加させて、窓
領域内部に注入される無効電流を抑制し、素子の特性、
信頼性を向上させる。 【解決手段】 第一導電型半導体基板１０１上に形成さ
れた、第一導電型クラッド層１０２、活性層１０３、第
二導電型クラッド層１０４、第一導電型電流ブロック
層、第二導電型埋込層、および第二導電型コンタクト層
を含む積層構造を備え、積層構造の光出射端面に不純物
ドープにより窓領域１１０が形成されるとともに、第二
導電型コンタクト層が窓領域の直上の領域を除いて配置
されたキャリア非注入構造を有する。
領域内部に注入される無効電流を抑制し、素子の特性、
信頼性を向上させる。 【解決手段】 第一導電型半導体基板１０１上に形成さ
れた、第一導電型クラッド層１０２、活性層１０３、第
二導電型クラッド層１０４、第一導電型電流ブロック
層、第二導電型埋込層、および第二導電型コンタクト層
を含む積層構造を備え、積層構造の光出射端面に不純物
ドープにより窓領域１１０が形成されるとともに、第二
導電型コンタクト層が窓領域の直上の領域を除いて配置
されたキャリア非注入構造を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
及びその製造方法に関し、特に光出射端面に発振光に対
して吸収を少なくした不純物ドープ窓構造を有した半導
体レーザ装置及びその製造方法に関するものである。
及びその製造方法に関し、特に光出射端面に発振光に対
して吸収を少なくした不純物ドープ窓構造を有した半導
体レーザ装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置において、その高出力
化は光出射端面の光損傷（ＣＯＤ：Catastrophic Optic
al Damage）によって制限される。この端面破壊は、端
面での不純物順位に起因するリーク電流と、そのリーク
電流による発熱、その熱によるバンドギャップの縮小、
そのバンドギャップの縮小による光吸収の増大、さらに
その光吸収による発熱が正帰還となり急速に端面が破壊
することで発生する。
化は光出射端面の光損傷（ＣＯＤ：Catastrophic Optic
al Damage）によって制限される。この端面破壊は、端
面での不純物順位に起因するリーク電流と、そのリーク
電流による発熱、その熱によるバンドギャップの縮小、
そのバンドギャップの縮小による光吸収の増大、さらに
その光吸収による発熱が正帰還となり急速に端面が破壊
することで発生する。
【０００３】これを解決する方法として、例えば米津ら
は、IEEE J. quantum Elec., QE-15(8), 775-781, 1979
において、端面でのバンドギャップを拡大し、レーザの
発振波長に対して透明化することで、端面破壊を抑制す
る方法を報告している。
は、IEEE J. quantum Elec., QE-15(8), 775-781, 1979
において、端面でのバンドギャップを拡大し、レーザの
発振波長に対して透明化することで、端面破壊を抑制す
る方法を報告している。
【０００４】端面でのバンドギャップを広げる方法とし
ては、ZnやSi等の不純物を、蒸着やイオン注入とその後
の熱処理により活性層領域に拡散させ、活性層を無秩序
化する方法が一般的に知られている（例えば特開平３−
１１６７９５号公報参照）。
ては、ZnやSi等の不純物を、蒸着やイオン注入とその後
の熱処理により活性層領域に拡散させ、活性層を無秩序
化する方法が一般的に知られている（例えば特開平３−
１１６７９５号公報参照）。
【０００５】しかし窓構造の作製には、上記の活性層の
無秩序化のみでは十分ではない。無秩序化した活性層へ
のキャリアの注入を抑制する必要がある。不純物注入領
域（窓領域）では不純物拡散により結晶が乱れている場
合が多いため、窓領域へのキャリア注入により、欠陥に
よって発生した順位間での発光や発熱が発生し、端面破
壊につながる例や、半導体レーザ素子自体がリークする
問題があるためである。
無秩序化のみでは十分ではない。無秩序化した活性層へ
のキャリアの注入を抑制する必要がある。不純物注入領
域（窓領域）では不純物拡散により結晶が乱れている場
合が多いため、窓領域へのキャリア注入により、欠陥に
よって発生した順位間での発光や発熱が発生し、端面破
壊につながる例や、半導体レーザ素子自体がリークする
問題があるためである。
【０００６】無秩序化した活性層へのキャリアの注入を
抑制する構造（キャリア非注入構造）として、一般的に
リッジ型導波路を有する半導体レーザ装置では、窓領域
（不純物注入領域）の直上のリッジ部を電流ブロック層
で被覆する構成を採用している。図９に、従来のキャリ
ア非注入構造を有する半導体レーザ装置の斜視図とその
縦断面図を示す。Ｘ−Ｘ'がリッジ型ストライプ部の出
射端面に垂直な方向の断面図、Ｙ−Ｙ'がリッジ型スト
ライプ部以外の出射端面に垂直な方向の断面図である。
本レーザ装置は、第一導電型半導体基板９０１、第一導
電型クラッド層９０２、活性層９０３、第二導電型クラ
ッド層９０４、第一導電型電流ブロック層９０５、第二
導電型埋込層９０６、第二導電型コンタクト層９０７の
積層構造を有する。基板９０１の裏面に第１電極９０
８、コンタクト層９０７の表面に第２電極９０９が形成
されている。光出射端面には、窓領域（不純物注入領
域）９１０が設けられている。キャリア非注入構造は、
Ｘ−Ｘ'断面図に示すように、ストライプ部において、
不純物拡散領域の直上に電流ブロック層９０５を選択的
に形成して構成されている。
抑制する構造（キャリア非注入構造）として、一般的に
リッジ型導波路を有する半導体レーザ装置では、窓領域
（不純物注入領域）の直上のリッジ部を電流ブロック層
で被覆する構成を採用している。図９に、従来のキャリ
ア非注入構造を有する半導体レーザ装置の斜視図とその
縦断面図を示す。Ｘ−Ｘ'がリッジ型ストライプ部の出
射端面に垂直な方向の断面図、Ｙ−Ｙ'がリッジ型スト
ライプ部以外の出射端面に垂直な方向の断面図である。
本レーザ装置は、第一導電型半導体基板９０１、第一導
電型クラッド層９０２、活性層９０３、第二導電型クラ
ッド層９０４、第一導電型電流ブロック層９０５、第二
導電型埋込層９０６、第二導電型コンタクト層９０７の
積層構造を有する。基板９０１の裏面に第１電極９０
８、コンタクト層９０７の表面に第２電極９０９が形成
されている。光出射端面には、窓領域（不純物注入領
域）９１０が設けられている。キャリア非注入構造は、
Ｘ−Ｘ'断面図に示すように、ストライプ部において、
不純物拡散領域の直上に電流ブロック層９０５を選択的
に形成して構成されている。
【０００７】図９に示す本構造のレーザ装置をジャンク
ションダウンで組み立てた場合の構成と、窓領域におけ
るキャリアの流れを、図１０に模式的に示す。レーザ素
子はエピ面を下にして半田等の接着剤９１１でサブマウ
ント９１２に固定される。第１電極９０８とサブマウン
ト９１２間に電圧を印加し、半導体レーザ装置を順方向
にバイアスすることで活性層９０３へキャリアが注入さ
れる。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ部を拡大した図
であり、窓領域が拡大して示される。同図には、本レー
ザ装置に順方向バイアスを印加した場合のキャリアの流
れが模式的に示される。このように窓領域に形成した電
流ブロック層９０５により、不純物注入領域９１０への
キャリアの注入を抑制することができる。
ションダウンで組み立てた場合の構成と、窓領域におけ
るキャリアの流れを、図１０に模式的に示す。レーザ素
子はエピ面を下にして半田等の接着剤９１１でサブマウ
ント９１２に固定される。第１電極９０８とサブマウン
ト９１２間に電圧を印加し、半導体レーザ装置を順方向
にバイアスすることで活性層９０３へキャリアが注入さ
れる。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ部を拡大した図
であり、窓領域が拡大して示される。同図には、本レー
ザ装置に順方向バイアスを印加した場合のキャリアの流
れが模式的に示される。このように窓領域に形成した電
流ブロック層９０５により、不純物注入領域９１０への
キャリアの注入を抑制することができる。
【０００８】しかしこの構成では、作製プロセスの安定
性と複雑化に配慮して、窓領域へのキャリアの注入を抑
制する電流ブロック層９０５と、リッジ部以外の電流ブ
ロック層９０５とが同一の層となる場合が多い。
性と複雑化に配慮して、窓領域へのキャリアの注入を抑
制する電流ブロック層９０５と、リッジ部以外の電流ブ
ロック層９０５とが同一の層となる場合が多い。
【０００９】図１１に、従来のキャリア非注入構造を有
する半導体レーザ装置の横断面を示す。図１１（ａ）の
斜視図におけるＳ−Ｓ'断面、すなわち窓領域の出射端
面に平行な方向における断面を図１１（ｂ）に示す。Ｔ
−Ｔ'断面、すなわち窓領域以外（利得領域）の出射端
面に平行な方向の断面を図１１（ｃ）に示す。である。
Ｓ−Ｓ'断面図に示すように、窓領域ではリッジ部の直
上に電流ブロック層９０５が形成されるため、活性層９
０３に垂直な方向の光分布が、窓領域と利得領域で異な
る構成となる。そのため、窓領域と利得領域の界面で導
波光の散乱ロスが発生し、特性が悪化する。また、光出
射端面部で屈折率の高い電流ブロック層９０５がリッジ
部上に形成されることにより、素子の垂直広がり角が大
きくなる課題や、電流ブロック層９０５がレーザの発振
波長に対して吸収を持つ材料で構成される場合には、大
きなロスを生じ、動作電流の増大に起因する特性劣化に
も繋がる。
する半導体レーザ装置の横断面を示す。図１１（ａ）の
斜視図におけるＳ−Ｓ'断面、すなわち窓領域の出射端
面に平行な方向における断面を図１１（ｂ）に示す。Ｔ
−Ｔ'断面、すなわち窓領域以外（利得領域）の出射端
面に平行な方向の断面を図１１（ｃ）に示す。である。
Ｓ−Ｓ'断面図に示すように、窓領域ではリッジ部の直
上に電流ブロック層９０５が形成されるため、活性層９
０３に垂直な方向の光分布が、窓領域と利得領域で異な
る構成となる。そのため、窓領域と利得領域の界面で導
波光の散乱ロスが発生し、特性が悪化する。また、光出
射端面部で屈折率の高い電流ブロック層９０５がリッジ
部上に形成されることにより、素子の垂直広がり角が大
きくなる課題や、電流ブロック層９０５がレーザの発振
波長に対して吸収を持つ材料で構成される場合には、大
きなロスを生じ、動作電流の増大に起因する特性劣化に
も繋がる。
【００１０】次に、従来のキャリア非注入構造を有する
半導体レーザ装置の製造方法の一例について、図１２を
用いて説明する。図１２（ａ）に示すように、第一導電
型基板９０１上に第一導電型クラッド層９０２、活性層
９０３、第二導電型クラッド層９０４の順に結晶成長さ
せて、端面部に選択的に不純物注入領域９１０を形成す
る。次に第二導電型クラッド層９０４をエッチングし、
リッジ部９１３を形成する（図１２（ｂ））。次に図１
２（ｃ）に示すように、リッジ部９１３上に、ＳｉＯ2
等の誘電体膜からなる選択成長用のマスク９１４をパタ
ーン形成する。続いて、第一導電型電流ブロック層９０
５を選択成長させて（図１２（ｄ））、マスク９１４を
除去した後に、図１２（ｅ）に示すように、第二導電型
埋込層９０６と第二導電型コンタクト層９０７をこの順
番に結晶成長させる。最後に図１２（ｆ）に示すよう
に、素子表面及び裏面に各々の導電型にオーミック接合
する第１電極９０８、第２電極９０９を形成する。この
ように従来の構成では、窓領域に選択的に電流ブロック
層９０５を形成するため、電流ブロック層９０５の形成
時のプロセスが複雑化する課題や、再成長界面に起因す
る欠陥発生等が懸念される。
半導体レーザ装置の製造方法の一例について、図１２を
用いて説明する。図１２（ａ）に示すように、第一導電
型基板９０１上に第一導電型クラッド層９０２、活性層
９０３、第二導電型クラッド層９０４の順に結晶成長さ
せて、端面部に選択的に不純物注入領域９１０を形成す
る。次に第二導電型クラッド層９０４をエッチングし、
リッジ部９１３を形成する（図１２（ｂ））。次に図１
２（ｃ）に示すように、リッジ部９１３上に、ＳｉＯ2
等の誘電体膜からなる選択成長用のマスク９１４をパタ
ーン形成する。続いて、第一導電型電流ブロック層９０
５を選択成長させて（図１２（ｄ））、マスク９１４を
除去した後に、図１２（ｅ）に示すように、第二導電型
埋込層９０６と第二導電型コンタクト層９０７をこの順
番に結晶成長させる。最後に図１２（ｆ）に示すよう
に、素子表面及び裏面に各々の導電型にオーミック接合
する第１電極９０８、第２電極９０９を形成する。この
ように従来の構成では、窓領域に選択的に電流ブロック
層９０５を形成するため、電流ブロック層９０５の形成
時のプロセスが複雑化する課題や、再成長界面に起因す
る欠陥発生等が懸念される。
【００１１】これに対して特開平８−２４２０３３号公
報には、リッジ型半導体レーザにおいて、窓領域直上の
リッジ部を第二クラッド層と同一の組成からなる電流ブ
ロック層で被覆し、活性層と垂直な方法の光分布を窓領
域と利得領域で等しくすることで、垂直拡がり角の小さ
い低アスペクト比のレーザ素子を得る方法が記載されて
いる。更には電流ブロック層をレーザの発振波長に対し
て吸収の少ない材料で構成することで、同時に動作電流
の増大も抑制できると考えられる。しかし、そのような
構成の場合、前記従来の製造方法と比較して、結晶成長
回数が更に増え、作製プロセスが複雑化するため、再成
長界面に起因する欠陥の発生等の問題や、製造コストが
高くなる課題がある。
報には、リッジ型半導体レーザにおいて、窓領域直上の
リッジ部を第二クラッド層と同一の組成からなる電流ブ
ロック層で被覆し、活性層と垂直な方法の光分布を窓領
域と利得領域で等しくすることで、垂直拡がり角の小さ
い低アスペクト比のレーザ素子を得る方法が記載されて
いる。更には電流ブロック層をレーザの発振波長に対し
て吸収の少ない材料で構成することで、同時に動作電流
の増大も抑制できると考えられる。しかし、そのような
構成の場合、前記従来の製造方法と比較して、結晶成長
回数が更に増え、作製プロセスが複雑化するため、再成
長界面に起因する欠陥の発生等の問題や、製造コストが
高くなる課題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
活性層無秩序化領域にキャリア非注入構造を作製する方
法は、工程上あるいは信頼性上、コスト上最適ではな
く、それに起因するレーザ特性の劣化が課題であった。
活性層無秩序化領域にキャリア非注入構造を作製する方
法は、工程上あるいは信頼性上、コスト上最適ではな
く、それに起因するレーザ特性の劣化が課題であった。
【００１３】本発明は、窓構造を簡略に作製でき、かつ
特性劣化のない信頼性の高い半導体レーザ装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
特性劣化のない信頼性の高い半導体レーザ装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決する手段】上記課題を解決するために、本
発明の半導体レーザ装置は、第一導電型半導体基板上に
形成された、第一導電型クラッド層、活性層、第二導電
型クラッド層、第一導電型電流ブロック層、第二導電型
埋込層、および第二導電型コンタクト層を含む積層構造
を備え、前記積層構造の光出射端面に不純物ドープによ
り窓領域が形成されるとともに、前記第二導電型コンタ
クト層が前記窓領域の直上の領域を除いて配置されたキ
ャリア非注入構造を有する。
発明の半導体レーザ装置は、第一導電型半導体基板上に
形成された、第一導電型クラッド層、活性層、第二導電
型クラッド層、第一導電型電流ブロック層、第二導電型
埋込層、および第二導電型コンタクト層を含む積層構造
を備え、前記積層構造の光出射端面に不純物ドープによ
り窓領域が形成されるとともに、前記第二導電型コンタ
クト層が前記窓領域の直上の領域を除いて配置されたキ
ャリア非注入構造を有する。
【００１５】このように、窓領域上の低抵抗のコンタク
ト層が除去された構造により、窓領域の半導体層の抵抗
率を増加させることができる。従って、窓領域内部に注
入される無効電流が抑制され、素子の特性、信頼性を向
上させることができる。また、従来構造とは異なり、ス
トライプ部の上部には電流ブロック層を設けずに、窓領
域と利得領域の導波路構造を同じ構成とすることができ
る。それにより、窓領域と利得領域界面での光のカップ
リンクロスが抑制され、垂直拡がり角の調整がより容易
となる。
ト層が除去された構造により、窓領域の半導体層の抵抗
率を増加させることができる。従って、窓領域内部に注
入される無効電流が抑制され、素子の特性、信頼性を向
上させることができる。また、従来構造とは異なり、ス
トライプ部の上部には電流ブロック層を設けずに、窓領
域と利得領域の導波路構造を同じ構成とすることができ
る。それにより、窓領域と利得領域界面での光のカップ
リンクロスが抑制され、垂直拡がり角の調整がより容易
となる。
【００１６】上記構成において、前記電流ブロック層
が、ストライプ部の上部を除く領域に形成されているこ
とが好ましい。
が、ストライプ部の上部を除く領域に形成されているこ
とが好ましい。
【００１７】また、前記窓領域の光出射端面からの距離
をａ、前記第二導電型第二クラッド層表面から前記活性
層までの距離をｂとしたとき、前記第二導電型コンタク
ト層側面の光出射端面からの距離ｃが、ｃ＞ａ＋２ｂを
満たす範囲にあることが好ましい。
をａ、前記第二導電型第二クラッド層表面から前記活性
層までの距離をｂとしたとき、前記第二導電型コンタク
ト層側面の光出射端面からの距離ｃが、ｃ＞ａ＋２ｂを
満たす範囲にあることが好ましい。
【００１８】また、前記不純物として、ＩＩ族元素、Ｉ
Ｖ族元素または不活性ガスのいずれかまたは複数を用い
ることができる。
Ｖ族元素または不活性ガスのいずれかまたは複数を用い
ることができる。
【００１９】また好ましくは、前記コンタクト層及び前
記第二導電型埋込層の露出した表面が絶縁膜で覆われて
いる構成とする。その場合前記絶縁膜は、端面コート膜
であることが好ましい。
記第二導電型埋込層の露出した表面が絶縁膜で覆われて
いる構成とする。その場合前記絶縁膜は、端面コート膜
であることが好ましい。
【００２０】また、前記コンタクト層及び前記第二導電
型埋込層の露出した表面が、イオン注入により高抵抗化
されている構成としてもよい。その場合、前記イオン注
入するイオン種として、水素、酸素、窒素、ヘリウム、
またはアルゴンを用いることができる。
型埋込層の露出した表面が、イオン注入により高抵抗化
されている構成としてもよい。その場合、前記イオン注
入するイオン種として、水素、酸素、窒素、ヘリウム、
またはアルゴンを用いることができる。
【００２１】前記第二導電型埋込層のキャリア濃度は１
×１０18ｃｍ-3以下、前記第二導電型コンタクト層のキ
ャリア濃度は１×１０19ｃｍ-3以上であることが好まし
い。
×１０18ｃｍ-3以下、前記第二導電型コンタクト層のキ
ャリア濃度は１×１０19ｃｍ-3以上であることが好まし
い。
【００２２】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
第一導電型半導体基板上に、少なくとも第一導電型クラ
ッド層、活性層、及び第二導電型クラッド層をこの順に
積層する工程と、形成された積層構造の光出射端面に不
純物ドープによる窓領域を形成する工程と、前記第二導
電型クラッド層を所定の深さまでエッチングしてリッジ
型導波路構造を形成する工程と、第一導電型電流ブロッ
ク層を選択成長する工程と、第二導電型埋込層、および
第二導電型コンタクト層をこの順に積層する工程と、前
記窓領域の直上の前記第二導電型コンタクト層を選択的
に除去する工程と、前記コンタクト層及び前記第二導電
型第二クラッド層の露出した表面に絶縁膜を形成する工
程とを有する。この製造方法は、リッジ型導波路構造を
有する半導体レーザ装置に適用される。
第一導電型半導体基板上に、少なくとも第一導電型クラ
ッド層、活性層、及び第二導電型クラッド層をこの順に
積層する工程と、形成された積層構造の光出射端面に不
純物ドープによる窓領域を形成する工程と、前記第二導
電型クラッド層を所定の深さまでエッチングしてリッジ
型導波路構造を形成する工程と、第一導電型電流ブロッ
ク層を選択成長する工程と、第二導電型埋込層、および
第二導電型コンタクト層をこの順に積層する工程と、前
記窓領域の直上の前記第二導電型コンタクト層を選択的
に除去する工程と、前記コンタクト層及び前記第二導電
型第二クラッド層の露出した表面に絶縁膜を形成する工
程とを有する。この製造方法は、リッジ型導波路構造を
有する半導体レーザ装置に適用される。
【００２３】一方、溝型導波路構造を有する半導体レー
ザ装置の製造方法は、第一導電型半導体基板上に、少な
くとも第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラ
ッド層、および第一導電型電流ブロック層をこの順に積
層する工程と、形成された積層構造の光出射端面に不純
物ドープによる窓領域を形成する工程と、前記第一導電
型電流ブロック層をエッチングして溝型導波路構造を形
成する工程と、第二導電型埋込層、および第二導電型コ
ンタクト層をこの順に積層する工程と、前記窓領域の直
上の前記第二導電型コンタクト層を選択的に除去する工
程と、前記コンタクト層及び前記第二導電型第二クラッ
ド層の露出した表面に絶縁膜を形成する工程とを有す
る。
ザ装置の製造方法は、第一導電型半導体基板上に、少な
くとも第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラ
ッド層、および第一導電型電流ブロック層をこの順に積
層する工程と、形成された積層構造の光出射端面に不純
物ドープによる窓領域を形成する工程と、前記第一導電
型電流ブロック層をエッチングして溝型導波路構造を形
成する工程と、第二導電型埋込層、および第二導電型コ
ンタクト層をこの順に積層する工程と、前記窓領域の直
上の前記第二導電型コンタクト層を選択的に除去する工
程と、前記コンタクト層及び前記第二導電型第二クラッ
ド層の露出した表面に絶縁膜を形成する工程とを有す
る。
【００２４】前記コンタクト層及び前記第二導電型第二
クラッド層の露出した表面を、イオン注入により高抵抗
化する工程を有する製造方法も有効である。
クラッド層の露出した表面を、イオン注入により高抵抗
化する工程を有する製造方法も有効である。
【００２５】また、前記第二導電型コンタクト層の除去
工程において、前記第二導電型コンタクト層の上に形成
された第二導電型電極をマスクとしてエッチングする製
造方法、前記絶縁膜の形成工程を、端面コート膜の形成
工程と同一の工程により行う製造方法、あるいは、前記
イオン注入工程を、前記第二導電型電極をマスクとして
行う製造方法は、製造工程の簡素化に極めて有効であ
り、更に望ましい。
工程において、前記第二導電型コンタクト層の上に形成
された第二導電型電極をマスクとしてエッチングする製
造方法、前記絶縁膜の形成工程を、端面コート膜の形成
工程と同一の工程により行う製造方法、あるいは、前記
イオン注入工程を、前記第二導電型電極をマスクとして
行う製造方法は、製造工程の簡素化に極めて有効であ
り、更に望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１に、実施の
形態１における半導体レーザ装置の構造を示す。第一導
電型半導体基板１０１上に、第一導電型クラッド層１０
２、活性層１０３、第二導電型クラッド層１０４、第一
導電型電流ブロック層１０５、第二導電型埋込層１０
６、第二導電型コンタクト層１０７がこの順に積層され
ている。電流ブロック層１０５は、リッジ部１１１上に
は形成されていない。半導体素子の光出射端面には、不
純物ドープによる窓領域１１０が設けられている。窓領
域１１０の直上には、第二導電型コンタクト層１０７が
形成されず、後退領域となっている。第一導電型半導体
基板１０１の裏面には第１電極１０８が、コンタクト層
１０７の表面には第２電極１０９が形成されている。
形態１における半導体レーザ装置の構造を示す。第一導
電型半導体基板１０１上に、第一導電型クラッド層１０
２、活性層１０３、第二導電型クラッド層１０４、第一
導電型電流ブロック層１０５、第二導電型埋込層１０
６、第二導電型コンタクト層１０７がこの順に積層され
ている。電流ブロック層１０５は、リッジ部１１１上に
は形成されていない。半導体素子の光出射端面には、不
純物ドープによる窓領域１１０が設けられている。窓領
域１１０の直上には、第二導電型コンタクト層１０７が
形成されず、後退領域となっている。第一導電型半導体
基板１０１の裏面には第１電極１０８が、コンタクト層
１０７の表面には第２電極１０９が形成されている。
【００２７】このように、窓領域１１０上の低抵抗のコ
ンタクト層１０７が除去された構造により、窓領域１１
０の半導体層の抵抗率を増加させることができる。従っ
て、窓領域１１０内部に注入される無効電流が抑制さ
れ、素子の特性、信頼性を向上させることができる。し
かも、従来構造とは異なり、窓領域１１０と利得領域の
導波路構造が同じ構成となるため、窓領域１１０と利得
領域界面での光のカップリンクロスが無く、垂直拡がり
角の調整もより容易となる。
ンタクト層１０７が除去された構造により、窓領域１１
０の半導体層の抵抗率を増加させることができる。従っ
て、窓領域１１０内部に注入される無効電流が抑制さ
れ、素子の特性、信頼性を向上させることができる。し
かも、従来構造とは異なり、窓領域１１０と利得領域の
導波路構造が同じ構成となるため、窓領域１１０と利得
領域界面での光のカップリンクロスが無く、垂直拡がり
角の調整もより容易となる。
【００２８】尚、窓領域１１０直上の第二導電型埋込層
１０６については、光分布に影響しなければ、一部形成
されていなくても構わない。
１０６については、光分布に影響しなければ、一部形成
されていなくても構わない。
【００２９】図２に、第二導電型コンタクト層１０７の
後退領域および窓領域１１０等の寸法関係について示
す。図２（ａ）は図１（ｂ）と同一の図であり、図２
（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ部の拡大図である。窓
領域１１０の光出射端面からの距離をａ、第二導電型第
二クラッド層１０６表面から活性層１０３までの距離を
ｂとしたとき、第二導電型コンタクト層１０７側面の光
出射端面からの距離cが、ｃ＞ａ＋２ｂを満たすことが
望ましい。
後退領域および窓領域１１０等の寸法関係について示
す。図２（ａ）は図１（ｂ）と同一の図であり、図２
（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ部の拡大図である。窓
領域１１０の光出射端面からの距離をａ、第二導電型第
二クラッド層１０６表面から活性層１０３までの距離を
ｂとしたとき、第二導電型コンタクト層１０７側面の光
出射端面からの距離cが、ｃ＞ａ＋２ｂを満たすことが
望ましい。
【００３０】さらに、第二導電型埋込層１０６のキャリ
ア濃度が１×１０18ｃｍ-3以下であり、第二導電型コン
タクト層１０７のキャリア濃度が１×１０19ｃｍ-3以上
であることが望ましい。
ア濃度が１×１０18ｃｍ-3以下であり、第二導電型コン
タクト層１０７のキャリア濃度が１×１０19ｃｍ-3以上
であることが望ましい。
【００３１】図３に、コンタクト層３０７を窓領域１１
０直上に形成したレーザ装置をジャンクションダウンで
組み立てた場合の構成と、窓領域１１０近傍のキャリア
の流れを模式的に示す。図３（ａ）は全体の図であり、
図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ部（窓領域１１０
近傍）の拡大図である。レーザ素子はエピ面を下にして
半田等の接着剤３１１でサブマウント３１２に固定され
る。図３（ｂ）に、本レーザ素子に順方向バイアスを印
加した場合のキャリアの流れを模式的に示す。このよう
にコンタクト層３０７が窓領域１１０の直上に残留して
いる場合は、低抵抗（高濃度ドーピング）のコンタクト
層３０７内をキャリアが横方向にも十分拡散し、窓領域
１１０へキャリアが注入される。この結果、キャリア非
注入構造は不安定になる。
０直上に形成したレーザ装置をジャンクションダウンで
組み立てた場合の構成と、窓領域１１０近傍のキャリア
の流れを模式的に示す。図３（ａ）は全体の図であり、
図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ部（窓領域１１０
近傍）の拡大図である。レーザ素子はエピ面を下にして
半田等の接着剤３１１でサブマウント３１２に固定され
る。図３（ｂ）に、本レーザ素子に順方向バイアスを印
加した場合のキャリアの流れを模式的に示す。このよう
にコンタクト層３０７が窓領域１１０の直上に残留して
いる場合は、低抵抗（高濃度ドーピング）のコンタクト
層３０７内をキャリアが横方向にも十分拡散し、窓領域
１１０へキャリアが注入される。この結果、キャリア非
注入構造は不安定になる。
【００３２】低抵抗（高濃度ドーピング）のコンタクト
層３０７を完全に除去した場合でも、埋込層１０６内を
端面方法へとキャリアは拡散するが、上記のように窓領
域１１０の深さ、コンタクト層３０７のエッチング領域
の長さ、及び埋込層１０６表面から活性層１０３までの
距離と、埋込層１０６及びコンタクト層３０７のキャリ
ア濃度を最適化することで、キャリア非注入構造を安定
形成できる。
層３０７を完全に除去した場合でも、埋込層１０６内を
端面方法へとキャリアは拡散するが、上記のように窓領
域１１０の深さ、コンタクト層３０７のエッチング領域
の長さ、及び埋込層１０６表面から活性層１０３までの
距離と、埋込層１０６及びコンタクト層３０７のキャリ
ア濃度を最適化することで、キャリア非注入構造を安定
形成できる。
【００３３】（実施の形態２）図４は、実施の形態２に
おける半導体レーザ装置の構造を示す。基本的な層構造
は実施の形態１と同様であり、同一の要素には同一の番
号を付して説明する。図４（ａ）は、レーザ素子をエピ
面を下にして半田等の接着剤４１１でサブマウン４１２
に固定した状態を示す。図４（ｂ）および図４（ｃ）
は、図４（ａ）における窓領域近傍すなわちＣ部を拡大
した図である。両図には、レーザ素子に順方向バイアス
を印加した場合のキャリアの流れが、矢印で模式的に示
される。
おける半導体レーザ装置の構造を示す。基本的な層構造
は実施の形態１と同様であり、同一の要素には同一の番
号を付して説明する。図４（ａ）は、レーザ素子をエピ
面を下にして半田等の接着剤４１１でサブマウン４１２
に固定した状態を示す。図４（ｂ）および図４（ｃ）
は、図４（ａ）における窓領域近傍すなわちＣ部を拡大
した図である。両図には、レーザ素子に順方向バイアス
を印加した場合のキャリアの流れが、矢印で模式的に示
される。
【００３４】本実施の形態においては、窓領域１１０直
上（図４では直下）のコンタクト層１０７が除去されて
いる。
上（図４では直下）のコンタクト層１０７が除去されて
いる。
【００３５】図４（ｂ）に示すように、窓領域１１０の
コンタクト層１０７を除去することにより露出した埋込
層１０６の表面とコンタクト層１０７側面等が、絶縁膜
４１３で被覆されている。それにより、ジャンクション
ダウンで組み立てた際に、半田等の接着剤４１１が上記
露出面に接触した場合でも、窓領域１１０へのキャリア
注入が抑制できる。従って、露出したコンタクト層１０
７側面及び第二導電型埋込層１０６の表面が絶縁膜で覆
われていることは、キャリア非注入構造の安定形成に効
果的である。また、絶縁膜４１３が、端面コート膜と同
一であれば、工程の簡素化が実現でき、更に望ましい。
コンタクト層１０７を除去することにより露出した埋込
層１０６の表面とコンタクト層１０７側面等が、絶縁膜
４１３で被覆されている。それにより、ジャンクション
ダウンで組み立てた際に、半田等の接着剤４１１が上記
露出面に接触した場合でも、窓領域１１０へのキャリア
注入が抑制できる。従って、露出したコンタクト層１０
７側面及び第二導電型埋込層１０６の表面が絶縁膜で覆
われていることは、キャリア非注入構造の安定形成に効
果的である。また、絶縁膜４１３が、端面コート膜と同
一であれば、工程の簡素化が実現でき、更に望ましい。
【００３６】図４（ｃ）に示す態様では、窓領域１１０
のコンタクト層１０７を除去することにより露出した埋
込層１０６の表面とコンタクト層１０７側面に、イオン
注入により高抵抗層４１４が形成されている。それによ
り、ジャンクションダウンで組み立てた際に、半田等の
接着剤４１１が上記露出面に接触した場合でも、窓領域
１１０へのキャリア注入が抑制できる。従って、露出し
たコンタクト層１０７側面及び第二導電型埋込層１０６
表面にイオン注入を行い高抵抗化することも、キャリア
非注入構造の安定形成に効果的である。
のコンタクト層１０７を除去することにより露出した埋
込層１０６の表面とコンタクト層１０７側面に、イオン
注入により高抵抗層４１４が形成されている。それによ
り、ジャンクションダウンで組み立てた際に、半田等の
接着剤４１１が上記露出面に接触した場合でも、窓領域
１１０へのキャリア注入が抑制できる。従って、露出し
たコンタクト層１０７側面及び第二導電型埋込層１０６
表面にイオン注入を行い高抵抗化することも、キャリア
非注入構造の安定形成に効果的である。
【００３７】イオン注入に用いるイオン種は、水素（プ
ロトン）、酸素、窒素、ヘリウム、アルゴンのいずれか
または複数であることが望ましい。
ロトン）、酸素、窒素、ヘリウム、アルゴンのいずれか
または複数であることが望ましい。
【００３８】また、絶縁膜４１３とイオン注入による高
抵抗層４１４を同時に形成しても構わない。
抵抗層４１４を同時に形成しても構わない。
【００３９】（実施の形態３）以下に、AlGaAs系赤外レ
ーザの場合を例として、本発明の実施の形態についてよ
り詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態３にお
ける半導体レーザ装置の製造工程を示す斜視図である。
ーザの場合を例として、本発明の実施の形態についてよ
り詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態３にお
ける半導体レーザ装置の製造工程を示す斜視図である。
【００４０】本実施形態において製造される半導体レー
ザ装置は、図５（ｅ）に示される構造を有する。ｎ型Ga
As基板５０１上に、有機金属気相成長法（MOCVD法）に
より、ｎ型GaAsバッファ層５０２、ｎ型Al0.55Ga0.45As
クラッド層５０３、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層
５０４、活性層５０５、Al0.3Ga0.7As光ガイド層５０
６、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層５０７、ｎ型Al0.62
Ga0.38As電流ブロック層５１４、ｐ型GaAs埋込層５０
８、ｐ型GaAsコンタクト層５０９が順次積層されてい
る。光ガイド層５０４、活性層５０５および光ガイド層
５０６の積層によりSCH構造が構成されている。装置の
共振器長方向の中央部には、リッジ型のストライプ部５
１０が形成されている。
ザ装置は、図５（ｅ）に示される構造を有する。ｎ型Ga
As基板５０１上に、有機金属気相成長法（MOCVD法）に
より、ｎ型GaAsバッファ層５０２、ｎ型Al0.55Ga0.45As
クラッド層５０３、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層
５０４、活性層５０５、Al0.3Ga0.7As光ガイド層５０
６、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層５０７、ｎ型Al0.62
Ga0.38As電流ブロック層５１４、ｐ型GaAs埋込層５０
８、ｐ型GaAsコンタクト層５０９が順次積層されてい
る。光ガイド層５０４、活性層５０５および光ガイド層
５０６の積層によりSCH構造が構成されている。装置の
共振器長方向の中央部には、リッジ型のストライプ部５
１０が形成されている。
【００４１】出射端面（斜視図右前面）には、不純物
（例えばSi）を注入、拡散することにより端面のエネル
ギーギャップを内部より大きくした、発振するレーザ光
に対して透明な構造である窓領域５１１が形成されてい
る。GaAsコンタクト層５０９は、窓領域５１１の直上の
み除去されて、その上にはｐ側電極５１２が形成されて
いる。ｎ型GaAs基板５０１の裏面には、ｎ側電極５１３
が形成されている。
（例えばSi）を注入、拡散することにより端面のエネル
ギーギャップを内部より大きくした、発振するレーザ光
に対して透明な構造である窓領域５１１が形成されてい
る。GaAsコンタクト層５０９は、窓領域５１１の直上の
み除去されて、その上にはｐ側電極５１２が形成されて
いる。ｎ型GaAs基板５０１の裏面には、ｎ側電極５１３
が形成されている。
【００４２】次に、本実施の形態における半導体レーザ
装置の製造方法の工程について、図５を参照しながら説
明する。
装置の製造方法の工程について、図５を参照しながら説
明する。
【００４３】まず図５（ａ）に示すように、ｎ型GaAs基
板５０１（Siドープ２×１０18ｃｍ -3）上に、MOCVD法
により、ｎ型GaAsバッファー層５０２（Siドープ１×１
０18ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、ｎ型Al0.55Ga0.45Asク
ラッド層５０３（Siドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚２．
５μｍ）、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層５０４
（膜厚０．０３μｍ）、アンドープGaAs活性層５０５
（膜厚８ｎｍ）、Al0.3Ga0 .7As光ガイド層５０６（膜厚
０．０３μｍ）、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層５０７
（Znドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚１．１μｍ）を積層
し、結晶層を形成する。この際に、出射端面（斜視図右
前面）の活性層５０５内に不純物を注入、拡散させて、
窓領域５１１を形成する。不純物としては、例えばSiや
Znを用いる。不純物注入領域は、出射端面から例えば２
５μｍの深さとする。
板５０１（Siドープ２×１０18ｃｍ -3）上に、MOCVD法
により、ｎ型GaAsバッファー層５０２（Siドープ１×１
０18ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、ｎ型Al0.55Ga0.45Asク
ラッド層５０３（Siドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚２．
５μｍ）、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層５０４
（膜厚０．０３μｍ）、アンドープGaAs活性層５０５
（膜厚８ｎｍ）、Al0.3Ga0 .7As光ガイド層５０６（膜厚
０．０３μｍ）、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層５０７
（Znドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚１．１μｍ）を積層
し、結晶層を形成する。この際に、出射端面（斜視図右
前面）の活性層５０５内に不純物を注入、拡散させて、
窓領域５１１を形成する。不純物としては、例えばSiや
Znを用いる。不純物注入領域は、出射端面から例えば２
５μｍの深さとする。
【００４４】次に図５（ｂ）に示すように、上記結晶層
上層の上面にSiO2膜５１５（０．３μｍ厚）を成膜し、
フォトリソグラフ工程とエッチングによりストライプ状
に形成する。それをマスクとして、ｐ型Al0.55Ga0.45As
クラッド層５０７を、酒石酸系エッチング液で所定の深
さまでエッチングして、リッジ型のストライプ部５１０
を形成する。このストライプの幅は、１〜２５０μｍ程
度にする。
上層の上面にSiO2膜５１５（０．３μｍ厚）を成膜し、
フォトリソグラフ工程とエッチングによりストライプ状
に形成する。それをマスクとして、ｐ型Al0.55Ga0.45As
クラッド層５０７を、酒石酸系エッチング液で所定の深
さまでエッチングして、リッジ型のストライプ部５１０
を形成する。このストライプの幅は、１〜２５０μｍ程
度にする。
【００４５】続いて図５（ｃ）に示すように、ｎ型Al
0.62Ga0.38As電流ブロック層５１４（Siドープ１×１０
18ｃｍ-3、膜厚１μｍ）を、SiO2膜５１５をマスクとし
て選択成長させた後、SiO2膜５１５を除去する。
0.62Ga0.38As電流ブロック層５１４（Siドープ１×１０
18ｃｍ-3、膜厚１μｍ）を、SiO2膜５１５をマスクとし
て選択成長させた後、SiO2膜５１５を除去する。
【００４６】続いて図５（ｄ）に示すように、ｐ型Al
0.56Ga0.44As埋込層５０８（Znドープ７×１０17ｃ
ｍ-3、膜厚１．５μｍ）、ｐ型GaAsコンタクト層５０９
（Znドープ２×１０19ｃｍ-3、膜厚２．５μｍ）をMOCV
D法により形成する。
0.56Ga0.44As埋込層５０８（Znドープ７×１０17ｃ
ｍ-3、膜厚１．５μｍ）、ｐ型GaAsコンタクト層５０９
（Znドープ２×１０19ｃｍ-3、膜厚２．５μｍ）をMOCV
D法により形成する。
【００４７】次に図５（ｅ）に示すように、コンタクト
層５０９上面に、ｐ側電極５１２としてTi/Auをこの順
に成膜する。更にフォトリソグラフ工程により、窓領域
５１１の直上部が開口したレジストパターンを形成し、
ヨード系エッチング液によりAu層を、フッ酸系エッチン
グ液によりTi層を除去する。更にTi層をマスクとして、
酒石酸系エッチング液にて窓領域５１１直上のｐ型GaAs
コンタクト層５０９を除去する。このときのｐ型GaAsコ
ンタクト層５０９のエッチング領域は、出射端面から例
えば３５μｍとする。
層５０９上面に、ｐ側電極５１２としてTi/Auをこの順
に成膜する。更にフォトリソグラフ工程により、窓領域
５１１の直上部が開口したレジストパターンを形成し、
ヨード系エッチング液によりAu層を、フッ酸系エッチン
グ液によりTi層を除去する。更にTi層をマスクとして、
酒石酸系エッチング液にて窓領域５１１直上のｐ型GaAs
コンタクト層５０９を除去する。このときのｐ型GaAsコ
ンタクト層５０９のエッチング領域は、出射端面から例
えば３５μｍとする。
【００４８】次に、GaAs基板５０１の裏面を研磨し、１
００μｍ程度の厚さにした後、研磨面にｎ側電極５１３
として、AuGe/Ni/Auをこの順に成膜する。その後、４０
０℃でアロイを行いオーミック電極とする。
００μｍ程度の厚さにした後、研磨面にｎ側電極５１３
として、AuGe/Ni/Auをこの順に成膜する。その後、４０
０℃でアロイを行いオーミック電極とする。
【００４９】次に、窓領域５１１でへき開することで、
図５（ｅ）に示すような半導体レーザ装置が得られる。
図５（ｅ）に示すような半導体レーザ装置が得られる。
【００５０】以上のようにして得られたレーザ素子の両
端面を、図６に示すように誘電体膜でコーティングし、
光共振器を形成し完成させる。例えばへき開したバー状
のレーザ素子６０１をSi製のスペーサー６０２により挟
み、両端面を誘電体膜でコーティングする処理を行う。
端面を、図６に示すように誘電体膜でコーティングし、
光共振器を形成し完成させる。例えばへき開したバー状
のレーザ素子６０１をSi製のスペーサー６０２により挟
み、両端面を誘電体膜でコーティングする処理を行う。
【００５１】図６（ａ）は一般的な端面コートの例を示
す。この場合、端面コート膜形成材料６０３は、レーザ
素子６０１の端面にほぼ垂直方向から入射する。これに
対して図６（ｂ）に示すように、図５の工程で除去した
コンタクト層５０９側が端面コート膜で被覆され易いよ
うに、入射方向を傾ける成膜方法がより有効である。傾
斜角度は大きいほど、絶縁効果は大きいが、傾斜角度が
大き過ぎるとレーザ素子端面部のコート膜厚が薄くな
り、反射率を制御できなくなる。従って、傾斜角度はで
きる限り小さいほうが良い。例えばＲＦまたはＥＣＲス
パッター装置を用いれば、成膜時のコート膜の回り込み
効果が期待できるため、傾斜角度は小さく設定できる。
このように端面コート膜によりｐ型GaAsコンタクト層５
０９のエッチング領域の絶縁を行うことにより、ジャン
クションダウン組み立ての場合でもより安定したキャリ
ア非注入構造を、より簡便に形成できる。
す。この場合、端面コート膜形成材料６０３は、レーザ
素子６０１の端面にほぼ垂直方向から入射する。これに
対して図６（ｂ）に示すように、図５の工程で除去した
コンタクト層５０９側が端面コート膜で被覆され易いよ
うに、入射方向を傾ける成膜方法がより有効である。傾
斜角度は大きいほど、絶縁効果は大きいが、傾斜角度が
大き過ぎるとレーザ素子端面部のコート膜厚が薄くな
り、反射率を制御できなくなる。従って、傾斜角度はで
きる限り小さいほうが良い。例えばＲＦまたはＥＣＲス
パッター装置を用いれば、成膜時のコート膜の回り込み
効果が期待できるため、傾斜角度は小さく設定できる。
このように端面コート膜によりｐ型GaAsコンタクト層５
０９のエッチング領域の絶縁を行うことにより、ジャン
クションダウン組み立ての場合でもより安定したキャリ
ア非注入構造を、より簡便に形成できる。
【００５２】上記の製造方法により作製された半導体レ
ーザ装置は、端面での光吸収が小さく、ＣＯＤするまで
の光出力が大きい。更に、窓領域へのキャリア注入が抑
制されるため、素子の信頼性や製造上の歩留まりも高
い。
ーザ装置は、端面での光吸収が小さく、ＣＯＤするまで
の光出力が大きい。更に、窓領域へのキャリア注入が抑
制されるため、素子の信頼性や製造上の歩留まりも高
い。
【００５３】本実施の形態の技術は、AlGaInP系赤色レ
ーザ、AlGaInN系青色レーザにも適用可能である。
ーザ、AlGaInN系青色レーザにも適用可能である。
【００５４】（実施の形態４）図７は、本発明の実施の
形態４における半導体レーザの製造工程を示す斜視図で
ある。本実施形態において製造される半導体レーザ装置
は、図７（ｄ）に示される構造を有する。ｎ型GaAs基板
７０１上に、有機金属気相成長法（MOCVD法）によりｎ
型GaAsバッファ層７０２、ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラッド
層７０３、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層７０４、
活性層７０５、Al0.3Ga0.7As光ガイド層７０６、ｐ型Al
0.55Ga0.45Asクラッド層７０７、ｐ型GaAsエッチストッ
プ層７０８、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層７０
９、ｐ型Al0.56Ga0.44As埋込層 ７１０、ｐ型GaAsコン
タクト層７１１が順次積層されている。光ガイド層７０
４、活性層７０５および光ガイド層７０６の積層により
SCH構造が構成されている。装置の共振器長方向の中央
部には、溝型のストライプ部７１２が形成されている。
形態４における半導体レーザの製造工程を示す斜視図で
ある。本実施形態において製造される半導体レーザ装置
は、図７（ｄ）に示される構造を有する。ｎ型GaAs基板
７０１上に、有機金属気相成長法（MOCVD法）によりｎ
型GaAsバッファ層７０２、ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラッド
層７０３、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層７０４、
活性層７０５、Al0.3Ga0.7As光ガイド層７０６、ｐ型Al
0.55Ga0.45Asクラッド層７０７、ｐ型GaAsエッチストッ
プ層７０８、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層７０
９、ｐ型Al0.56Ga0.44As埋込層 ７１０、ｐ型GaAsコン
タクト層７１１が順次積層されている。光ガイド層７０
４、活性層７０５および光ガイド層７０６の積層により
SCH構造が構成されている。装置の共振器長方向の中央
部には、溝型のストライプ部７１２が形成されている。
【００５５】出射端面（斜視図右前面）には、不純物
（例えばSi）を注入、拡散することにより端面のエネル
ギーギャップを内部より大きくした、発振するレーザ光
に対して透明な窓領域７１３が形成されている。GaAsコ
ンタクト層７１１は、窓領域７１３直上のみ除去されて
おり、その上にはｐ側電極７１４が形成されている。ｎ
型GaAs基板７０１の裏面には、ｎ側電極７１５が形成さ
れている。
（例えばSi）を注入、拡散することにより端面のエネル
ギーギャップを内部より大きくした、発振するレーザ光
に対して透明な窓領域７１３が形成されている。GaAsコ
ンタクト層７１１は、窓領域７１３直上のみ除去されて
おり、その上にはｐ側電極７１４が形成されている。ｎ
型GaAs基板７０１の裏面には、ｎ側電極７１５が形成さ
れている。
【００５６】次に、本実施の形態における半導体レーザ
装置の製造方法について、図７を参照しながら説明す
る。
装置の製造方法について、図７を参照しながら説明す
る。
【００５７】まず図７（ａ）に示すように、ｎ型GaAs基
板７０１（Siドープ２×１０18ｃｍ -3）上にMOCVD法に
より、ｎ型GaAsバッファー層７０２（Siドープ１×１０
18ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラ
ッド層７０３（Siドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚２．５
μｍ）、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層７０４（膜
厚０．０３μｍ）、アンドープGaAs活性層７０５（膜厚
８ｎｍ）、Al0.3Ga0.7As光ガイド層（膜厚０．０３μ
ｍ）７０６、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層７０７（Zn
ドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．１μｍ）、ｐ型GaAs
エッチストップ層７０８（Znドープ７×１０17ｃｍ-3、
膜厚２ｎｍ）、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層７０
９（Ｓｉドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．７μｍ）を
積層し、結晶層を形成する。この際に、出射端面（斜視
図右前面）の活性層７０５内に不純物を注入、拡散させ
て、窓領域７１３を形成する。不純物としては、例えば
SiやZnを用いる。不純物注入領域は、出射端面から例え
ば２５μｍとする。
板７０１（Siドープ２×１０18ｃｍ -3）上にMOCVD法に
より、ｎ型GaAsバッファー層７０２（Siドープ１×１０
18ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラ
ッド層７０３（Siドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚２．５
μｍ）、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層７０４（膜
厚０．０３μｍ）、アンドープGaAs活性層７０５（膜厚
８ｎｍ）、Al0.3Ga0.7As光ガイド層（膜厚０．０３μ
ｍ）７０６、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層７０７（Zn
ドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．１μｍ）、ｐ型GaAs
エッチストップ層７０８（Znドープ７×１０17ｃｍ-3、
膜厚２ｎｍ）、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層７０
９（Ｓｉドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．７μｍ）を
積層し、結晶層を形成する。この際に、出射端面（斜視
図右前面）の活性層７０５内に不純物を注入、拡散させ
て、窓領域７１３を形成する。不純物としては、例えば
SiやZnを用いる。不純物注入領域は、出射端面から例え
ば２５μｍとする。
【００５８】上記結晶層上面にフォトリソグラフ工程に
よりストライプ状の開口部を有するマスクを形成し、図
７（ｂ）に示すように、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロッ
ク層７０９をフッ酸系エッチング液でｐ型GaAsエッチス
トップ層７０８までエッチングして、溝型のストライプ
部７１２を形成する。このときストライプ幅は１〜２５
０μｍ程度にする。
よりストライプ状の開口部を有するマスクを形成し、図
７（ｂ）に示すように、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロッ
ク層７０９をフッ酸系エッチング液でｐ型GaAsエッチス
トップ層７０８までエッチングして、溝型のストライプ
部７１２を形成する。このときストライプ幅は１〜２５
０μｍ程度にする。
【００５９】続いて図７（ｃ）に示すように、ｐ型Al
0.56Ga0.44As埋込層 ７１０（Znドープ７×１０17ｃｍ
-3、膜厚２．５μｍ）、ｐ型GaAsコンタクト層７１１
（Znドープ２×１０19ｃｍ-3、膜厚２．５μｍ）をMOCV
D法により形成する。
0.56Ga0.44As埋込層 ７１０（Znドープ７×１０17ｃｍ
-3、膜厚２．５μｍ）、ｐ型GaAsコンタクト層７１１
（Znドープ２×１０19ｃｍ-3、膜厚２．５μｍ）をMOCV
D法により形成する。
【００６０】次に、上記結晶層上面に、ｐ側電極７１４
としてTi/Auをこの順に成膜する。更にフォトリソグラ
フ工程により、窓領域７１３の直上部が開口したレジス
トパターンを形成し、ヨード系エッチング液によりAu層
を、フッ酸系エッチング液によりTi層を除去する。次に
Ti層をマスクとして、酒石酸系エッチング液により窓領
域７１３直上のｐ型GaAsコンタクト層７１１を除去す
る。このときのｐ型GaAsコンタクト層７１１のエッチン
グ領域は、出射端面から例えば３５μｍとする。
としてTi/Auをこの順に成膜する。更にフォトリソグラ
フ工程により、窓領域７１３の直上部が開口したレジス
トパターンを形成し、ヨード系エッチング液によりAu層
を、フッ酸系エッチング液によりTi層を除去する。次に
Ti層をマスクとして、酒石酸系エッチング液により窓領
域７１３直上のｐ型GaAsコンタクト層７１１を除去す
る。このときのｐ型GaAsコンタクト層７１１のエッチン
グ領域は、出射端面から例えば３５μｍとする。
【００６１】次に、GaAs基板７０１の裏面を研磨し、１
００μｍ程度の厚さにした後、研磨面にｎ側電極７１５
としてAuGe/Ni/Auをこの順に成膜する。その後、４００
℃でアロイを行いオーミック電極とする。
００μｍ程度の厚さにした後、研磨面にｎ側電極７１５
としてAuGe/Ni/Auをこの順に成膜する。その後、４００
℃でアロイを行いオーミック電極とする。
【００６２】次に、不純物注入領域でへき開すること
で、図７（ｄ）に示すような半導体レーザ装置が得られ
る。更に図６に示したように、へき開したバー状のレー
ザ素子の両端面を誘電体膜でコーティングし、光共振器
を形成し完成させる。
で、図７（ｄ）に示すような半導体レーザ装置が得られ
る。更に図６に示したように、へき開したバー状のレー
ザ素子の両端面を誘電体膜でコーティングし、光共振器
を形成し完成させる。
【００６３】上記の製造方法により作製された半導体レ
ーザ装置は、端面での光吸収が小さく、ＣＯＤするまで
の光出力が大きく、かつ、不純物注入領域へのキャリア
注入が抑制されるため、素子の信頼性や製造上の歩留ま
りも高い。
ーザ装置は、端面での光吸収が小さく、ＣＯＤするまで
の光出力が大きく、かつ、不純物注入領域へのキャリア
注入が抑制されるため、素子の信頼性や製造上の歩留ま
りも高い。
【００６４】また、結晶成長回数がリッジ型導波路構造
と比較して１回少ないため、工程の簡素化と低コスト化
を実現できる。
と比較して１回少ないため、工程の簡素化と低コスト化
を実現できる。
【００６５】本実施の形態の技術は、AlGaInP系赤色レ
ーザ、AlGaInN系青色レーザにも適用可能である。
ーザ、AlGaInN系青色レーザにも適用可能である。
【００６６】（実施の形態５）図８は、本発明の実施の
形態５における半導体レーザの製造工程を示す斜視図で
ある。本実施形態において製造される半導体レーザ装置
は、図８（ｅ）に示す構造を有する。ｎ型GaAs基板８０
１上に、有機金属気相成長法（MOCVD法）により、ｎ型G
aAsバッファ層８０２、ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層
８０３、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層８０４、活
性層８０５、Al0.3Ga0.7As光ガイド層８０６、ｐ型Al
0.55Ga0.45Asクラッド層８０７、ｐ型GaAsエッチストッ
プ層８０８、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層８０
９、ｐ型Al0.56Ga0.44As埋込層 ８１０、ｐ型GaAsコン
タクト層８１１が順次積層されている。光ガイド層８０
４、活性層８０５および光ガイド層８０６の積層により
SCH構造が構成されている。装置の共振器長方向の中央
部には、溝型のストライプ部８１２が形成されている。
形態５における半導体レーザの製造工程を示す斜視図で
ある。本実施形態において製造される半導体レーザ装置
は、図８（ｅ）に示す構造を有する。ｎ型GaAs基板８０
１上に、有機金属気相成長法（MOCVD法）により、ｎ型G
aAsバッファ層８０２、ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層
８０３、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層８０４、活
性層８０５、Al0.3Ga0.7As光ガイド層８０６、ｐ型Al
0.55Ga0.45Asクラッド層８０７、ｐ型GaAsエッチストッ
プ層８０８、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層８０
９、ｐ型Al0.56Ga0.44As埋込層 ８１０、ｐ型GaAsコン
タクト層８１１が順次積層されている。光ガイド層８０
４、活性層８０５および光ガイド層８０６の積層により
SCH構造が構成されている。装置の共振器長方向の中央
部には、溝型のストライプ部８１２が形成されている。
【００６７】出射端面（斜視図右前面）には、不純物
（例えばＳｉ）を注入、拡散することにより端面のエネ
ルギーギャップを内部より大きくして、発振するレーザ
光に対して透明な窓領域８１３が形成されている。GaAs
コンタクト層８１１は、窓領域８１３直上のみ除去され
ており、その上面にはｐ側電極８１４が形成されてい
る。ｎ型GaAs基板８０１の裏面には、ｎ側電極８１５が
形成されている。埋込層８１０の、ｐ型電極８１４で被
覆されていない表面及びコンタクト層８１１の端面に
は、イオン注入（例えばＨ）により高抵抗化領域８１５
が形成されている。
（例えばＳｉ）を注入、拡散することにより端面のエネ
ルギーギャップを内部より大きくして、発振するレーザ
光に対して透明な窓領域８１３が形成されている。GaAs
コンタクト層８１１は、窓領域８１３直上のみ除去され
ており、その上面にはｐ側電極８１４が形成されてい
る。ｎ型GaAs基板８０１の裏面には、ｎ側電極８１５が
形成されている。埋込層８１０の、ｐ型電極８１４で被
覆されていない表面及びコンタクト層８１１の端面に
は、イオン注入（例えばＨ）により高抵抗化領域８１５
が形成されている。
【００６８】次に、本実施の形態による半導体レーザ装
置の製造方法について、図８を参照しながら説明する。
置の製造方法について、図８を参照しながら説明する。
【００６９】まず図８（ａ）に示すように、ｎ型GaAs基
板８０１（Siドープ２×１０18ｃｍ -3）上に、MOCVD法
により、ｎ型GaAsバッファー層８０２（Siドープ１×１
０18ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、ｎ型Al0.55Ga0.45Asク
ラッド層８０３（Siドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚２．
５μｍ）、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層８０４
（膜厚０．０３μｍ）、アンドープGaAs活性層８０５
（膜厚８ｎｍ）、Al0.3Ga0 .7As光ガイド層（膜厚０．０
３μｍ）８０６、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層８０７
（Znドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．１μｍ）、ｐ型
GaAsエッチストップ層８０８（Znドープ７×１０17ｃｍ
-3、膜厚２ｎｍ）、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層
８０９（Ｓｉドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．７μ
ｍ）を積層し、結晶層を形成する。この際に、出射端面
（斜視図右前面）の活性層８０５内に不純物を注入、拡
散して窓領域８１３を形成する。不純物としては、例え
ばSiやZnを用いる。不純物注入領域は、出射端面から例
えば２５μｍとする。
板８０１（Siドープ２×１０18ｃｍ -3）上に、MOCVD法
により、ｎ型GaAsバッファー層８０２（Siドープ１×１
０18ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、ｎ型Al0.55Ga0.45Asク
ラッド層８０３（Siドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚２．
５μｍ）、アンドープAl0.3Ga0.7As光ガイド層８０４
（膜厚０．０３μｍ）、アンドープGaAs活性層８０５
（膜厚８ｎｍ）、Al0.3Ga0 .7As光ガイド層（膜厚０．０
３μｍ）８０６、ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド層８０７
（Znドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．１μｍ）、ｐ型
GaAsエッチストップ層８０８（Znドープ７×１０17ｃｍ
-3、膜厚２ｎｍ）、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層
８０９（Ｓｉドープ１×１０18ｃｍ-3、膜厚０．７μ
ｍ）を積層し、結晶層を形成する。この際に、出射端面
（斜視図右前面）の活性層８０５内に不純物を注入、拡
散して窓領域８１３を形成する。不純物としては、例え
ばSiやZnを用いる。不純物注入領域は、出射端面から例
えば２５μｍとする。
【００７０】上記結晶層上面に、フォトリソグラフ工程
によりストライプ状の開口部を有するマスクを形成し、
図８（ｂ）に示すように、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロ
ック層８０９を、フッ酸系エッチング液でｐ型GaAsエッ
チストップ層８０８までエッチングして、溝型のストラ
イプ部８１２を形成する。このときストライプ幅は１〜
２５０μｍ程度にする。
によりストライプ状の開口部を有するマスクを形成し、
図８（ｂ）に示すように、ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロ
ック層８０９を、フッ酸系エッチング液でｐ型GaAsエッ
チストップ層８０８までエッチングして、溝型のストラ
イプ部８１２を形成する。このときストライプ幅は１〜
２５０μｍ程度にする。
【００７１】続いて図８（ｃ）に示すように、ｐ型Al
0.56Ga0.44As埋込層 ８１０（Znドープ７×１０17ｃｍ
-3、膜厚２．５μｍ）、ｐ型GaAsコンタクト層８１１
（Znドープ２×１０19ｃｍ-3、膜厚２．５μｍ）をMOCV
D法により形成する。
0.56Ga0.44As埋込層 ８１０（Znドープ７×１０17ｃｍ
-3、膜厚２．５μｍ）、ｐ型GaAsコンタクト層８１１
（Znドープ２×１０19ｃｍ-3、膜厚２．５μｍ）をMOCV
D法により形成する。
【００７２】次に図８(d)に示すように、上記結晶層上
面に、ｐ側電極８１４としてTi/Auをこの順に成膜す
る。更にフォトリソグラフ工程により窓領域８１３の直
上部が開口したレジストパターンを形成し、ヨード系エ
ッチング液でAu層を、フッ酸系エッチング液によりTi層
を除去する。次にTi層をマスクとして、酒石酸系エッチ
ング液により窓領域８１３直上のｐ型GaAsコンタクト層
８１１を除去する。このときのｐ型GaAsコンタクト層８
１１のエッチング領域は、出射端面から例えば３５μｍ
とする。
面に、ｐ側電極８１４としてTi/Auをこの順に成膜す
る。更にフォトリソグラフ工程により窓領域８１３の直
上部が開口したレジストパターンを形成し、ヨード系エ
ッチング液でAu層を、フッ酸系エッチング液によりTi層
を除去する。次にTi層をマスクとして、酒石酸系エッチ
ング液により窓領域８１３直上のｐ型GaAsコンタクト層
８１１を除去する。このときのｐ型GaAsコンタクト層８
１１のエッチング領域は、出射端面から例えば３５μｍ
とする。
【００７３】次に、ｐ側電極８１４をマスクとして、Ｈ
（プロトン）イオンを埋込層８１０表面と、コンタクト
層８１１の端面に注入し、高抵抗化する。このときの注
入条件は、加速電圧５０ｋｅＶ以上、ドーズ量１×１０
15ｃｍ-2以上とする。
（プロトン）イオンを埋込層８１０表面と、コンタクト
層８１１の端面に注入し、高抵抗化する。このときの注
入条件は、加速電圧５０ｋｅＶ以上、ドーズ量１×１０
15ｃｍ-2以上とする。
【００７４】次に、GaAs基板８０１の裏面を研磨し１０
０μｍ程度の厚さにした後、研磨面にｎ側電極８１５と
して、AuGe/Ni/Auをこの順に成膜する。その後、４００
℃でアロイを行いオーミック電極とする。
０μｍ程度の厚さにした後、研磨面にｎ側電極８１５と
して、AuGe/Ni/Auをこの順に成膜する。その後、４００
℃でアロイを行いオーミック電極とする。
【００７５】次に、不純物注入領域でへき開すること
で、図８（ｅ）に示すような半導体レーザ装置が得られ
る。更に図６に示すように、例えばへき開したバー状の
レーザ素子の両端面を誘電体膜でコーティングし、光共
振器を形成し完成させる。
で、図８（ｅ）に示すような半導体レーザ装置が得られ
る。更に図６に示すように、例えばへき開したバー状の
レーザ素子の両端面を誘電体膜でコーティングし、光共
振器を形成し完成させる。
【００７６】上記の製造方法により作製された半導体レ
ーザ装置は、端面での光吸収が小さく、ＣＯＤするまで
の光出力が大きく、かつ、不純物注入領域へのキャリア
注入が抑制されるため、素子の信頼性や製造上の歩留ま
りも高い。
ーザ装置は、端面での光吸収が小さく、ＣＯＤするまで
の光出力が大きく、かつ、不純物注入領域へのキャリア
注入が抑制されるため、素子の信頼性や製造上の歩留ま
りも高い。
【００７７】また、結晶成長回数がリッジ型導波路構造
と比較して１回少ないため、工程の簡素化と低コスト化
が実現できる。
と比較して１回少ないため、工程の簡素化と低コスト化
が実現できる。
【００７８】本発明は、以上の実施の形態において示さ
れたAlGaAs系赤外レーザに限らず、AlGaInP系赤色レー
ザ、AlGaInN系青色レーザにも適用可能である。
れたAlGaAs系赤外レーザに限らず、AlGaInP系赤色レー
ザ、AlGaInN系青色レーザにも適用可能である。
【００７９】
【発明の効果】本発明の半導体レーザ素子によれば、窓
構造を有する半導体レーザにおいて、窓領域上の低抵抗
のコンタクト層が除去された構造とすることにより、窓
領域の半導体層の抵抗率を増加させることができる。従
って、窓領域内部に注入される無効電流が抑制され、素
子の特性、信頼性を向上させることができる。
構造を有する半導体レーザにおいて、窓領域上の低抵抗
のコンタクト層が除去された構造とすることにより、窓
領域の半導体層の抵抗率を増加させることができる。従
って、窓領域内部に注入される無効電流が抑制され、素
子の特性、信頼性を向上させることができる。
【００８０】また、従来構造とは異なり、窓領域と利得
領域の導波路構造を同じ構成とすることができるため、
窓領域と利得領域界面での光のカップリンクロスが無
く、垂直拡がり角の調整もより容易となる。
領域の導波路構造を同じ構成とすることができるため、
窓領域と利得領域界面での光のカップリンクロスが無
く、垂直拡がり角の調整もより容易となる。
【００８１】また、窓領域の表面に絶縁膜を形成するこ
とにより、素子をジャンクションダウンで組み立てた場
合でも、半田等の接着剤の接触による窓領域への電流注
入を抑制できる。
とにより、素子をジャンクションダウンで組み立てた場
合でも、半田等の接着剤の接触による窓領域への電流注
入を抑制できる。
【００８２】本発明の半導体レーザの製造方法によれ
ば、窓領域の電流ブロック層形成が不要になるため、電
流ブロック層成長時のプロセスが簡素化できる。従っ
て、再成長界面に起因する欠陥発生を抑制でき、かつ作
製工程も削減できる。
ば、窓領域の電流ブロック層形成が不要になるため、電
流ブロック層成長時のプロセスが簡素化できる。従っ
て、再成長界面に起因する欠陥発生を抑制でき、かつ作
製工程も削減できる。
【００８３】また、窓領域表面の絶縁膜を端面コート膜
と同一とすることで、工程数を増やすことなく、より安
定したキャリア非注入構造を安価に形成できる。
と同一とすることで、工程数を増やすことなく、より安
定したキャリア非注入構造を安価に形成できる。
【図１】 （ａ）は本発明の実施の形態１における半導
体レーザ装置の斜視図、（ｂ）および（ｃ）はその断面
図
体レーザ装置の斜視図、（ｂ）および（ｃ）はその断面
図
【図２】 図１の半導体レーザ装置の要部寸法の条件を
示す図であり、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）は要部の
拡大図
示す図であり、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）は要部の
拡大図
【図３】 本発明の半導体レーザ装置の一例を組立てた
状態におけるキャリアの流れを示す図であり、（ａ）は
全体の断面図、（ｂ）はその要部の拡大図
状態におけるキャリアの流れを示す図であり、（ａ）は
全体の断面図、（ｂ）はその要部の拡大図
【図４】 実施の形態２における半導体レーザ装置を組
立てた状態におけるキャリアの流れを示す図であり、
（ａ）は全体の断面図、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ異
なる例の要部の拡大図
立てた状態におけるキャリアの流れを示す図であり、
（ａ）は全体の断面図、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ異
なる例の要部の拡大図
【図５】 実施の形態３における半導体レーザ装置の製
造方法の工程を示す斜視図
造方法の工程を示す斜視図
【図６】 本発明の実施の形態における端面コート工程
を説明するための断面図
を説明するための断面図
【図７】 実施の形態４における半導体レーザ装置の製
造方法の工程を示す斜視図
造方法の工程を示す斜視図
【図８】 実施の形態５における半導体レーザ装置の製
造方法の工程を示す斜視図
造方法の工程を示す斜視図
【図９】 従来例のキャリア非注入構造を有する半導体
レーザ装置を示す図であり、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）および（ｃ）は断面図
レーザ装置を示す図であり、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）および（ｃ）は断面図
【図１０】 図９の半導体レーザ装置を組立てた状態に
おけるキャリアの流れを示す図であり、（ａ）は全体の
断面図、（ｂ）はその要部拡大図
おけるキャリアの流れを示す図であり、（ａ）は全体の
断面図、（ｂ）はその要部拡大図
【図１１】 図９の半導体レーザ装置について他の部分
の構造を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）および（ｃ）は断面図
の構造を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）および（ｃ）は断面図
【図１２】 図９の半導体レーザ装置の製造方法を示す
斜視図
斜視図
１０１、９０１ 第一導電型半導体基板
１０２、９０２ 第一導電型クラッド層
１０３、９０３ 活性層
１０４、９０４ 第二導電型クラッド層
１０５、９０５ 第一導電型電流ブロック層
１０６、９０６ 第二導電型埋込層
１０７、３０７、９０７ 第二導電型コンタクト層
１０８、９０８ 第１電極
１０９、９０９ 第２電極
１１０、９１０ 窓領域
１１１、９１３ リッジ部
３１１、４１１、９１１ 接着剤
３１２、４１２、９１２ サブマウント
４１３ 絶縁膜
４１４ 高抵抗層
５０１、７０１、８０１ ｎ型GaAs基板
５０２、７０２、８０２ ｎ型GaAsバッファ層
５０３、７０３、８０３ ｎ型Al0.55Ga0.45Asクラッド
層 ５０４、７０４、８０４ アンドープAl0.3Ga0.7As光ガ
イド層 ５０５、７０５、８０５ 活性層 ５０６、７０６、８０６ Al0.3Ga0.7As光ガイド層 ５０７、７０７、８０７ ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド
層 ５０８ ｐ型GaAs埋込層 ５０９、７１１、８１１ ｐ型GaAsコンタクト層 ５１０、７１２、８１２ ストライプ部 ５１１、７１３、８１３ 窓領域 ５１２、７１４、８１４ ｐ側電極 ５１３、７１５、８１５ ｎ側電極 ５１４、８０９ ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層 ５１５ SiO2膜 ７０８、８０８ ｐ型GaAsエッチストップ層 ７０９ ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層 ７１０、８１０ ｐ型Al0.56Ga0.44As埋込層 ８１５ 高抵抗化領域
層 ５０４、７０４、８０４ アンドープAl0.3Ga0.7As光ガ
イド層 ５０５、７０５、８０５ 活性層 ５０６、７０６、８０６ Al0.3Ga0.7As光ガイド層 ５０７、７０７、８０７ ｐ型Al0.55Ga0.45Asクラッド
層 ５０８ ｐ型GaAs埋込層 ５０９、７１１、８１１ ｐ型GaAsコンタクト層 ５１０、７１２、８１２ ストライプ部 ５１１、７１３、８１３ 窓領域 ５１２、７１４、８１４ ｐ側電極 ５１３、７１５、８１５ ｎ側電極 ５１４、８０９ ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層 ５１５ SiO2膜 ７０８、８０８ ｐ型GaAsエッチストップ層 ７０９ ｎ型Al0.62Ga0.38As電流ブロック層 ７１０、８１０ ｐ型Al0.56Ga0.44As埋込層 ８１５ 高抵抗化領域
フロントページの続き
(72)発明者 河田 敏也
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 足立 秀人
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 4K029 AA04 CA10
5F045 AA04 AB10 AB17 AC07 AF04
AF05 BB16 CA12 DA53 DA54
DA63 DA64
5F073 AA08 AA13 AA46 AA53 AA83
AA87 CA04 CB02 CB07 CB19
CB22 DA05 DA14 DA23 DA32
DA33 EA28
Claims (16)
- 【請求項１】 第一導電型半導体基板上に形成された、
第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド
層、第一導電型電流ブロック層、第二導電型埋込層、お
よび第二導電型コンタクト層を含む積層構造を備え、前
記積層構造の光出射端面に不純物ドープにより窓領域が
形成されるとともに、前記第二導電型コンタクト層が前
記窓領域の直上の領域を除いて配置されたキャリア非注
入構造を有することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記電流ブロック層が、ストライプ部の
上部を除く領域に形成されていることを特徴とする請求
項１に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記窓領域の光出射端面からの距離を
ａ、前記第二導電型第二クラッド層表面から前記活性層
までの距離をｂとしたとき、前記第二導電型コンタクト
層側面の光出射端面からの距離ｃが、ｃ＞ａ＋２ｂを満
たす範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記不純物がＩＩ族元素、ＩＶ族元素ま
たは不活性ガスのいずれかまたは複数からなることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項５】 前記コンタクト層及び前記第二導電型埋
込層の露出した表面が絶縁膜で覆われていることを特徴
とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レー
ザ装置。 - 【請求項６】 前記絶縁膜が、端面コート膜であること
を特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記コンタクト層及び前記第二導電型埋
込層の露出した表面が、イオン注入により高抵抗化され
ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 前記イオン注入するイオン種が、水素、
酸素、窒素、ヘリウム、またはアルゴンであることを特
徴とする請求項７に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記第二導電型埋込層のキャリア濃度が
１×１０18ｃｍ-3以下であり、前記第二導電型コンタク
ト層のキャリア濃度が１×１０19ｃｍ-3以上であること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項１０】 第一導電型半導体基板上に、少なくと
も第一導電型クラッド層、活性層、及び第二導電型クラ
ッド層をこの順に積層する工程と、形成された積層構造
の光出射端面に不純物ドープによる窓領域を形成する工
程と、前記第二導電型クラッド層を所定の深さまでエッ
チングしてリッジ型導波路構造を形成する工程と、第一
導電型電流ブロック層を選択成長する工程と、第二導電
型埋込層、および第二導電型コンタクト層をこの順に積
層する工程と、前記窓領域の直上の前記第二導電型コン
タクト層を選択的に除去する工程と、前記コンタクト層
及び前記第二導電型第二クラッド層の露出した表面に絶
縁膜を形成する工程とを有することを特徴とする半導体
レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１１】 第一導電型半導体基板上に、少なくと
も第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド
層、および第一導電型電流ブロック層をこの順に積層す
る工程と、形成された積層構造の光出射端面に不純物ド
ープによる窓領域を形成する工程と、前記第一導電型電
流ブロック層をエッチングして溝型導波路構造を形成す
る工程と、第二導電型埋込層、および第二導電型コンタ
クト層をこの順に積層する工程と、前記窓領域の直上の
前記第二導電型コンタクト層を選択的に除去する工程
と、前記コンタクト層及び前記第二導電型第二クラッド
層の露出した表面に絶縁膜を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１２】 第一導電型半導体基板上に、少なくと
も第一導電型クラッド層、活性層、及び第二導電型クラ
ッド層をこの順に積層する工程と、形成された積層構造
の光出射端面に不純物ドープによる窓領域を形成する工
程と、前記第二導電型クラッド層を所定の深さまでエッ
チングしてリッジ型導波路構造を形成する工程と、第一
導電型電流ブロック層を選択成長する工程と、第二導電
型埋込層、および第二導電型コンタクト層をこの順に積
層する工程と、前記窓領域の直上の前記第二導電型コン
タクト層を選択的に除去する工程と、前記コンタクト層
及び前記第二導電型第二クラッド層の露出した表面をイ
オン注入により高抵抗化する工程とを有することを特徴
とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１３】 第一導電型半導体基板上に、少なくと
も第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド
層、および第一導電型電流ブロック層をこの順に積層す
る工程と、形成された積層構造の光出射端面に不純物ド
ープによる窓領域を形成する工程と、前記第一導電型電
流ブロック層をエッチングして溝型導波路構造を形成す
る工程と、第二導電型埋込層、および第二導電型コンタ
クト層をこの順に積層する工程と、前記窓領域の直上の
前記第二導電型コンタクト層を選択的に除去する工程
と、前記コンタクト層及び前記第二導電型第二クラッド
層の露出した表面をイオン注入により高抵抗化する工程
とを有することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。 - 【請求項１４】 前記第二導電型コンタクト層の除去工
程において、前記第二導電型コンタクト層の上に形成さ
れた第二導電型電極をマスクとしてエッチングを行うこ
とを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載
の半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１５】 前記絶縁膜の形成工程が、端面コート
膜の形成工程と同一の工程により行われることを特徴と
する請求項１０または１１に記載の半導体レーザ装置の
製造方法。 - 【請求項１６】 前記イオン注入工程を、前記第二導電
型コンタクト層の上に形成された第二導電型電極をマス
クとして行うことを特徴とする請求項１２または１３に
記載の半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001341049A JP2003142774A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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| JP2001341049A JP2003142774A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2007264647A Division JP2008022043A (ja) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP2003142774A true JP2003142774A (ja) | 2003-05-16 |
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| JP2001341049A Pending JP2003142774A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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