JP2685800B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP2685800B2 JP2685800B2 JP63114750A JP11475088A JP2685800B2 JP 2685800 B2 JP2685800 B2 JP 2685800B2 JP 63114750 A JP63114750 A JP 63114750A JP 11475088 A JP11475088 A JP 11475088A JP 2685800 B2 JP2685800 B2 JP 2685800B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- laser device
- current blocking
- gaas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電流狭窄効果と光電波効果を有する半導体
レーザに係わり、特に有機金属を用いた化学気相成長法
（以下MOCVD法と略記する）による製造に適した半導体
レーザ装置及びその製造方法に関する。
レーザに係わり、特に有機金属を用いた化学気相成長法
（以下MOCVD法と略記する）による製造に適した半導体
レーザ装置及びその製造方法に関する。
（従来の技術） 本発明者等は、MOCVD法により形成したInGaAlPGaAsを
利用した単一の基本横モードを有する半導体レーザの研
究を行ってきたが、その結果従来試みられてきたストラ
イプ状凸部を有する上記クラッド層及びこの両側に電流
阻止層を有す構造の素子では十分な信頼性を有する素子
を歩留りよく作成することが困難であることが判明し
た。これは電流阻止層内で電流リークが生じレーザ発振
しないことに基づくものである。従来、電流阻止層のＮ
型ドーパントとしてSeを用いていたが、この電流阻止層
中のSeが活性層上部のｐクラッド層中に拡散し、pn反転
を起こし、さらに活性層下部のｎクラッド層中まで拡散
していることがわかった。その結果、電流阻止部の電流
ブロック効果が劣化し、電流がこの部分の流れ、レーザ
発振が困難になっていた。
利用した単一の基本横モードを有する半導体レーザの研
究を行ってきたが、その結果従来試みられてきたストラ
イプ状凸部を有する上記クラッド層及びこの両側に電流
阻止層を有す構造の素子では十分な信頼性を有する素子
を歩留りよく作成することが困難であることが判明し
た。これは電流阻止層内で電流リークが生じレーザ発振
しないことに基づくものである。従来、電流阻止層のＮ
型ドーパントとしてSeを用いていたが、この電流阻止層
中のSeが活性層上部のｐクラッド層中に拡散し、pn反転
を起こし、さらに活性層下部のｎクラッド層中まで拡散
していることがわかった。その結果、電流阻止部の電流
ブロック効果が劣化し、電流がこの部分の流れ、レーザ
発振が困難になっていた。
以上のようにドーパントとしてSeを用いた電流阻止層
を有する従来の半導体レーザ装置では問題があり、信頼
性向上、歩留り向上のために電流阻止層における何らか
の対策が必要であった。
を有する従来の半導体レーザ装置では問題があり、信頼
性向上、歩留り向上のために電流阻止層における何らか
の対策が必要であった。
（発明が解決しようとする課題） 上記のように従来装置では、ブロック層中のSeの拡散
によりブロック効果の劣化という問題があった。また従
来装置では、電流阻止層がパンチスルーを起こし、電流
ブロック効果を示さず、レーザ発振しないものがあり歩
留り低下という問題があった。
によりブロック効果の劣化という問題があった。また従
来装置では、電流阻止層がパンチスルーを起こし、電流
ブロック効果を示さず、レーザ発振しないものがあり歩
留り低下という問題があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、電流狭窄構造の信頼性向上を図り得
る半導体レーザ装置を提供することにある。また、本発
明の他の目的は、上記目的を達成する半導体レーザ装置
の製造方法を提供することにある。
的とするところは、電流狭窄構造の信頼性向上を図り得
る半導体レーザ装置を提供することにある。また、本発
明の他の目的は、上記目的を達成する半導体レーザ装置
の製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 第１の発明の骨子は、電流狭窄構造作製のための再成
長層である電流阻止層のドーパントとして、拡散定数の
小さいシリコン（Si）を用いることにある。
長層である電流阻止層のドーパントとして、拡散定数の
小さいシリコン（Si）を用いることにある。
即ち第１の発明は、第１導電型半導体基板上に、第１
導電型クラッド層、活性層及びストライプ状凸部を有し
た第２導電型クラッド層からなるダブルヘテロ接合構造
部を形成し、さらに上記凸部の周辺に電流阻止層を形成
し、第２導電型クラッド層及び電流阻止層上に第２導電
型コンタクト層を形成し、電流狭窄と光電波を同時に行
う半導体レーザ装置において、電流阻止層のドーパント
として拡散定数の小さいSiを用いるようにしたものであ
る。
導電型クラッド層、活性層及びストライプ状凸部を有し
た第２導電型クラッド層からなるダブルヘテロ接合構造
部を形成し、さらに上記凸部の周辺に電流阻止層を形成
し、第２導電型クラッド層及び電流阻止層上に第２導電
型コンタクト層を形成し、電流狭窄と光電波を同時に行
う半導体レーザ装置において、電流阻止層のドーパント
として拡散定数の小さいSiを用いるようにしたものであ
る。
次に、第２の発明の骨子は、電流阻止層の層厚をパン
チスルーを起こさない厚さに設定することにある。すな
わち、第３の発明は、第１の発明における電流阻止層の
層厚を、ドーパントに関係なく、0.7μｍ以上とし、且
つ第２導電型クラッド層のストライプ状凸部の両側に形
成されるこの電流阻止層の平坦部上面の位置が、クラッ
ド層のストライプ状凸部の上面の位置から1.5μｍ以内
にあるように設定するものである。
チスルーを起こさない厚さに設定することにある。すな
わち、第３の発明は、第１の発明における電流阻止層の
層厚を、ドーパントに関係なく、0.7μｍ以上とし、且
つ第２導電型クラッド層のストライプ状凸部の両側に形
成されるこの電流阻止層の平坦部上面の位置が、クラッ
ド層のストライプ状凸部の上面の位置から1.5μｍ以内
にあるように設定するものである。
（作用） 第１の発明によれば、電流狭窄部において、電流阻止
層中のドーパントが第２導電型クラッド層中に拡散し
て、電流狭窄効果を著るしく劣化させることを防ぐこと
ができ、再現性良く高効率の半導体レーザ装置を得るこ
とができる。
層中のドーパントが第２導電型クラッド層中に拡散し
て、電流狭窄効果を著るしく劣化させることを防ぐこと
ができ、再現性良く高効率の半導体レーザ装置を得るこ
とができる。
第２の発明によれば、電流狭窄部において、電流阻止
層がパンチスルーして、電流狭窄効果を著るしく劣化さ
せることを防ぐことができ、再現性良く高効率の半導体
レーザ装置を得ることができる。
層がパンチスルーして、電流狭窄効果を著るしく劣化さ
せることを防ぐことができ、再現性良く高効率の半導体
レーザ装置を得ることができる。
（実施例） 以下、第１及び第２の発明の実施例を図面を用いて説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概
略構造を示す断面図である。図中11は、ｎ−GaAs基板で
あり、この基板11上にはｎ−GaAsバッファ層12及びｎ−
InGaPバッファ層13が形成されている。バッファ層13上
には、ｎ−InGaAlPクラッド層14、InGaP活性層15及びＰ
−InGaAlPクラッド層16、17、18からなるダブルヘテロ
接合構造部が形成されている。ここでクラッド層17は低
Al組成もしくはInGaP層であり、後述のエッチング停止
層として作用する。また、クラッド層18はストライプ状
に加工されており、これによりＰクラッド層にストライ
プ状リプが形成されている。クラッド層18上にはＰ−In
GaAlPコンタクト層19及びＰ−GaAsコンタクト層20が形
成されている。ダブルヘテロ接合構造部及びコンタクト
層20の側面には、第１の発明によるSiドープによるｎ−
GaAs電流阻止層21が形成されている。コンタクト層20及
び電流阻止層21上には、Ｐ−GaAsコンタクト層22が形成
されている。そして、コンタクト層22の上面に金属電極
23が被着され、基板11の下面に金属電極24が被着されて
いる。
略構造を示す断面図である。図中11は、ｎ−GaAs基板で
あり、この基板11上にはｎ−GaAsバッファ層12及びｎ−
InGaPバッファ層13が形成されている。バッファ層13上
には、ｎ−InGaAlPクラッド層14、InGaP活性層15及びＰ
−InGaAlPクラッド層16、17、18からなるダブルヘテロ
接合構造部が形成されている。ここでクラッド層17は低
Al組成もしくはInGaP層であり、後述のエッチング停止
層として作用する。また、クラッド層18はストライプ状
に加工されており、これによりＰクラッド層にストライ
プ状リプが形成されている。クラッド層18上にはＰ−In
GaAlPコンタクト層19及びＰ−GaAsコンタクト層20が形
成されている。ダブルヘテロ接合構造部及びコンタクト
層20の側面には、第１の発明によるSiドープによるｎ−
GaAs電流阻止層21が形成されている。コンタクト層20及
び電流阻止層21上には、Ｐ−GaAsコンタクト層22が形成
されている。そして、コンタクト層22の上面に金属電極
23が被着され、基板11の下面に金属電極24が被着されて
いる。
この構造では、電流狭窄はコンタクト層20と電流阻止
層21により行われ、光電波はストライプ状のメサに形成
されたクラッド層18により行われる。なお、バッファ層
13はGaAs上に形成するInGaAlP系結晶の品質向上のため
に形成している。また、コンタクト層（中間コンタクト
層）19は、クラッド層18とコンタクト層20との間の電気
抵抗の低減を目的とするものであり、コンタクト層20よ
りもバンドギャップが大きく、且つクラッド層18よりも
バンドギヤップが小さいものであれば良い。さらに、中
間コンタクト層19のバンドギヤップをクラッド層18及び
コンタクト層20に接する部分でこれらと同様にし、クラ
ッド層18からコンタクト層20まで徐々に変化させるよう
にしても良い。
層21により行われ、光電波はストライプ状のメサに形成
されたクラッド層18により行われる。なお、バッファ層
13はGaAs上に形成するInGaAlP系結晶の品質向上のため
に形成している。また、コンタクト層（中間コンタクト
層）19は、クラッド層18とコンタクト層20との間の電気
抵抗の低減を目的とするものであり、コンタクト層20よ
りもバンドギャップが大きく、且つクラッド層18よりも
バンドギヤップが小さいものであれば良い。さらに、中
間コンタクト層19のバンドギヤップをクラッド層18及び
コンタクト層20に接する部分でこれらと同様にし、クラ
ッド層18からコンタクト層20まで徐々に変化させるよう
にしても良い。
次に、上記構成の半導体レーザの製造方法について説
明する。
明する。
第２図（ａ）〜（ｆ）は実施例レーザの製造工程を示
す断面図である。まず、原料としてメチル系III族有機
金属（トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、ト
リメチルアルミニウム）と、Ｖ族水素化物（アルシン、
ホスフィン）とを使用した大気圧未満の圧力下でのMOCV
D法により、第２図（ａ）に示す如く面方位（100）のｎ
−GaAs基板11（Siドープ、３×1018cm-3）上に厚さ0.5
〔μｍ〕のｎ−GaAs第１バッファ層12（SiないしはSeド
ープ、３×1018cm-3）厚さ0.5〔μｍ〕のｎ−InGaP第２
バッファ層13（SiないしはSeドープ、３×1018cm-3）、
厚さ0.8〔μｍ〕のｎ−In0.5Ga0.15Al0.35P第１クラッ
ド層14（SiないしはSeドープ、１×1018cm-3）、厚さ0.
06〔μｍ〕のIn0.5Ga0.5P活性層15、厚さ0.2〔μｍ〕の
Ｐ−In0.5Ga0.15Al0.35P第２クラッド層16（Znないしは
Mgドープ、２×1018cm-3）、エッチング停止層として作
用する厚さ50〔Å〕のＰ−InGaP第３クラッド層17（Zn
ないしはMgドープ、２×1018cm-3）厚さ0.6〔μｍ〕の
Ｐ−In0.5Ga0.15Al0.35P第４クラッド層18（Znないしは
Mgドープ、２×1018cm-3）、中間コンタクト層として厚
さ0.05〔μｍ〕のＰ−InGaP第１コンタクト層1.9〔Znな
いしはMgドープ、２×1018cm-3）及び厚さ0.5〔μｍ〕
のＰ−GaAs第２コンタクト層20（ZnないしはMgドープ、
２×1018cm-3）を順次成長してダブルヘテロウエハを形
成した。続いて、第２コンタクト層20上に、シランガス
の熱分解と写真蝕刻により幅５〔μｍ〕、厚さ0.1〔μ
ｍ〕のストライプ状にSiO2膜26を形成した。
す断面図である。まず、原料としてメチル系III族有機
金属（トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、ト
リメチルアルミニウム）と、Ｖ族水素化物（アルシン、
ホスフィン）とを使用した大気圧未満の圧力下でのMOCV
D法により、第２図（ａ）に示す如く面方位（100）のｎ
−GaAs基板11（Siドープ、３×1018cm-3）上に厚さ0.5
〔μｍ〕のｎ−GaAs第１バッファ層12（SiないしはSeド
ープ、３×1018cm-3）厚さ0.5〔μｍ〕のｎ−InGaP第２
バッファ層13（SiないしはSeドープ、３×1018cm-3）、
厚さ0.8〔μｍ〕のｎ−In0.5Ga0.15Al0.35P第１クラッ
ド層14（SiないしはSeドープ、１×1018cm-3）、厚さ0.
06〔μｍ〕のIn0.5Ga0.5P活性層15、厚さ0.2〔μｍ〕の
Ｐ−In0.5Ga0.15Al0.35P第２クラッド層16（Znないしは
Mgドープ、２×1018cm-3）、エッチング停止層として作
用する厚さ50〔Å〕のＰ−InGaP第３クラッド層17（Zn
ないしはMgドープ、２×1018cm-3）厚さ0.6〔μｍ〕の
Ｐ−In0.5Ga0.15Al0.35P第４クラッド層18（Znないしは
Mgドープ、２×1018cm-3）、中間コンタクト層として厚
さ0.05〔μｍ〕のＰ−InGaP第１コンタクト層1.9〔Znな
いしはMgドープ、２×1018cm-3）及び厚さ0.5〔μｍ〕
のＰ−GaAs第２コンタクト層20（ZnないしはMgドープ、
２×1018cm-3）を順次成長してダブルヘテロウエハを形
成した。続いて、第２コンタクト層20上に、シランガス
の熱分解と写真蝕刻により幅５〔μｍ〕、厚さ0.1〔μ
ｍ〕のストライプ状にSiO2膜26を形成した。
次いで、第２回（ｂ）に示す如く、SiO2膜26をマスク
として用い、GaAsの選択エッチャントにより第２コンタ
クト層20をエッチングして第１コンタクト層19を露出さ
せ、幅３〔μｍ〕のGaAsのストライプ状メサ27を形成し
た。
として用い、GaAsの選択エッチャントにより第２コンタ
クト層20をエッチングして第１コンタクト層19を露出さ
せ、幅３〔μｍ〕のGaAsのストライプ状メサ27を形成し
た。
次いで、第２図Ｃに示す如く、GaAsストライプ状メサ
27をマスクとして用い、第１コンタクト層19をエッチン
グし、続いて、InGaAlPの選択エッチャントにより、第
３クラッド層17が露出するまで第４クラッド層18をエッ
チングして、ストライプ状メサ28を形成した。
27をマスクとして用い、第１コンタクト層19をエッチン
グし、続いて、InGaAlPの選択エッチャントにより、第
３クラッド層17が露出するまで第４クラッド層18をエッ
チングして、ストライプ状メサ28を形成した。
このウエハをGaAsの選択エッチャントにて処理するこ
とにより、第２コンタクト層20をエッチングしてその幅
を狭くし、第２図（ｄ）に示す形状のストライプ状メサ
29を形成した。なお、GaAsの選択エッチャントは、28％
アンモニア水、35％過酸化水素水及び水を1:30:9の割合
いで混合したものであり、20〔℃〕にて使用した。ま
た、InGaAlPの選択エッチャントは硫酸或いは燐酸であ
り、40〜130〔℃〕の温度にて使用した。
とにより、第２コンタクト層20をエッチングしてその幅
を狭くし、第２図（ｄ）に示す形状のストライプ状メサ
29を形成した。なお、GaAsの選択エッチャントは、28％
アンモニア水、35％過酸化水素水及び水を1:30:9の割合
いで混合したものであり、20〔℃〕にて使用した。ま
た、InGaAlPの選択エッチャントは硫酸或いは燐酸であ
り、40〜130〔℃〕の温度にて使用した。
次いで、トリメチルガリウムとアルシンを原料として
使用した減圧下でのMOCVD法により、ドーピングガスと
してシラン（SiH4）を用い第２図（ｅ）に示す如くｎ−
GaAs電流阻止層21（Siドープ、３×1018cm-3）を厚さ1.
0〔μｍ〕成長させる。Siのドーピングは、水素ベース
中にSiH4が100ppm存在する混合ガスを使用し、この混合
ガスを反応炉中に75cc/minの流量で加えることにより行
っている。この場合ｎ−GaAs電流阻止層21は、３μm/H
の成長速度で形成する。このとき、成長は希釈ホスフィ
ンガスを導入しつつ700〔℃〕まで昇温した後、ホスフ
ィンガス流をアルシンガス流に切り換え、１秒或いは２
〜３秒間待機した後、トリメチルガリウム有機金属ガス
を導入することにより行った。その結果、前記SiO2膜26
上にはGaAsの成長は全く見られず、第２図（ｅ）に示す
断面形状のウエハが得られた。
使用した減圧下でのMOCVD法により、ドーピングガスと
してシラン（SiH4）を用い第２図（ｅ）に示す如くｎ−
GaAs電流阻止層21（Siドープ、３×1018cm-3）を厚さ1.
0〔μｍ〕成長させる。Siのドーピングは、水素ベース
中にSiH4が100ppm存在する混合ガスを使用し、この混合
ガスを反応炉中に75cc/minの流量で加えることにより行
っている。この場合ｎ−GaAs電流阻止層21は、３μm/H
の成長速度で形成する。このとき、成長は希釈ホスフィ
ンガスを導入しつつ700〔℃〕まで昇温した後、ホスフ
ィンガス流をアルシンガス流に切り換え、１秒或いは２
〜３秒間待機した後、トリメチルガリウム有機金属ガス
を導入することにより行った。その結果、前記SiO2膜26
上にはGaAsの成長は全く見られず、第２図（ｅ）に示す
断面形状のウエハが得られた。
次いで、SiO2膜26を除去した後、第２図（ｆ）に示す
如く、MOCVD法により全面にＰ−GaAs第３コンタクト層2
2（ZnもしくはMgドープ、５×1018cm-3）を厚さ1.5〔μ
ｍ〕成長した。その後、通常の電極付け工程により、第
３コンタクト層22上にAu/Zn電極23を、基板11の下面にA
u/Ge電極24を被着することによって、前記第１図に示す
構造のレーザ用ウエハを得た。
如く、MOCVD法により全面にＰ−GaAs第３コンタクト層2
2（ZnもしくはMgドープ、５×1018cm-3）を厚さ1.5〔μ
ｍ〕成長した。その後、通常の電極付け工程により、第
３コンタクト層22上にAu/Zn電極23を、基板11の下面にA
u/Ge電極24を被着することによって、前記第１図に示す
構造のレーザ用ウエハを得た。
かくして得られたウエハをへき開して、電子顕微鏡に
よりシリコンの拡散を調べたところシリコンの拡散は認
められなかった。このウエハを使用して、共振器長250
〔μｍ〕のレーザ素子を作成したところ、Seの場合問題
となっていたリーク電流がおさえられ、しきい値電流60
〔mA〕、微分量子効率片面当り20〔％〕と良好な特性を
持つ素子が再現性良く得られるようになった。また、光
出力は駆動電流に従って20〔mW〕以上まで直線的に増大
し、キンクのない良好な電流−光出力特性を示してお
り、遠視野像、近視野像共に単峰であり、良好なモード
制御特性をも示している。
よりシリコンの拡散を調べたところシリコンの拡散は認
められなかった。このウエハを使用して、共振器長250
〔μｍ〕のレーザ素子を作成したところ、Seの場合問題
となっていたリーク電流がおさえられ、しきい値電流60
〔mA〕、微分量子効率片面当り20〔％〕と良好な特性を
持つ素子が再現性良く得られるようになった。また、光
出力は駆動電流に従って20〔mW〕以上まで直線的に増大
し、キンクのない良好な電流−光出力特性を示してお
り、遠視野像、近視野像共に単峰であり、良好なモード
制御特性をも示している。
本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例ではＰ−InGaAlP第４クラッド層をエッチン
グしてストライプ状リブを形成した後、Ｐ−GaAs第２コ
ンタクト層を再エッチングしているが、この再エッチン
グ工程は必ずしも必要でない。また、Ｐ−InGaAlP、IGP
からなる第２〜第４クラッド層は、単一の層で形成する
ことも可能である。さらに、ｎ−InGaPバッファ層は必
ずしも用いなくてもよい。また、電流阻止層へのシリコ
ンのドーピング濃度は３×1018〔cm-3〕に限るわけでは
なく、１×1018〔cm-3〕乃至５×1018〔cm-3〕であれ
ば、良好な特性が得られる。
い。実施例ではＰ−InGaAlP第４クラッド層をエッチン
グしてストライプ状リブを形成した後、Ｐ−GaAs第２コ
ンタクト層を再エッチングしているが、この再エッチン
グ工程は必ずしも必要でない。また、Ｐ−InGaAlP、IGP
からなる第２〜第４クラッド層は、単一の層で形成する
ことも可能である。さらに、ｎ−InGaPバッファ層は必
ずしも用いなくてもよい。また、電流阻止層へのシリコ
ンのドーピング濃度は３×1018〔cm-3〕に限るわけでは
なく、１×1018〔cm-3〕乃至５×1018〔cm-3〕であれ
ば、良好な特性が得られる。
次に、第２の発明であるが、これは、第１図における
ｎ−GaAs電流阻止層21の層厚を、ドーパントに関係な
く、0.7μｍ以上とし、且つ第４クラッド層18のストラ
イプ状凸部の底部両側に形成されるこの電流阻止層の平
坦部上面の位置が、第４クラッド層18のストライプ状凸
部の上面の位置から1.5μｍ以内にあるように設定する
ことにある。
ｎ−GaAs電流阻止層21の層厚を、ドーパントに関係な
く、0.7μｍ以上とし、且つ第４クラッド層18のストラ
イプ状凸部の底部両側に形成されるこの電流阻止層の平
坦部上面の位置が、第４クラッド層18のストライプ状凸
部の上面の位置から1.5μｍ以内にあるように設定する
ことにある。
かくして得られたウエハをへき開して、共振器長250
〔μｍ〕のレーザ素子を作製したところ、しきい値電流
60〔mA〕、微分量子効率片面当り20〔％〕と良好な特性
を持つ素子が再現性良く得られるようになった。この場
合、パンチスルーにより電流狭窄効果が損われている素
子は認められなかった。
〔μｍ〕のレーザ素子を作製したところ、しきい値電流
60〔mA〕、微分量子効率片面当り20〔％〕と良好な特性
を持つ素子が再現性良く得られるようになった。この場
合、パンチスルーにより電流狭窄効果が損われている素
子は認められなかった。
この電流阻止層の層厚は、ドーピング濃度が１×1018
〔cm-3〕乃至５×1018〔cm-3〕の範囲では、0.7〔μ
ｍ〕以上であれば、パンチスルーが起こらないことが確
認された。尚、この場合、0.5〔μｍ〕の層厚でｎ−GaA
s電流阻止層21を形成したところ、パンチスルーが起こ
り、動作しない素子が多数発生した。また、この電流阻
止層21は、第４クラッド層18のストライプ状凸部の底部
両側に形成される電流阻止層21の平坦部上面の位置が、
第４クラッド層18のストライプ状凸部の上面の位置から
1.5μｍ以内になるように配置、形成する必要がある。
この場合、電流阻止層21の平坦部上面の位置が、この1.
5μｍを越えると、第４クラッド層18のストライプ状凸
部上に覆い被されるように電流阻止層21が大きく成長し
てしまう。このような異常な成長が発生すると、コンタ
クト層の成長がストライプ上で不規則になり、平坦にス
トライプ構造を埋め込むことが難しくなり、ひいては歩
留りを低下させる要因となる。そこで、電流阻止層の層
厚さは、ストライプ状凸部の高さを1.5μｍを越えない
ようにする必要がある。
〔cm-3〕乃至５×1018〔cm-3〕の範囲では、0.7〔μ
ｍ〕以上であれば、パンチスルーが起こらないことが確
認された。尚、この場合、0.5〔μｍ〕の層厚でｎ−GaA
s電流阻止層21を形成したところ、パンチスルーが起こ
り、動作しない素子が多数発生した。また、この電流阻
止層21は、第４クラッド層18のストライプ状凸部の底部
両側に形成される電流阻止層21の平坦部上面の位置が、
第４クラッド層18のストライプ状凸部の上面の位置から
1.5μｍ以内になるように配置、形成する必要がある。
この場合、電流阻止層21の平坦部上面の位置が、この1.
5μｍを越えると、第４クラッド層18のストライプ状凸
部上に覆い被されるように電流阻止層21が大きく成長し
てしまう。このような異常な成長が発生すると、コンタ
クト層の成長がストライプ上で不規則になり、平坦にス
トライプ構造を埋め込むことが難しくなり、ひいては歩
留りを低下させる要因となる。そこで、電流阻止層の層
厚さは、ストライプ状凸部の高さを1.5μｍを越えない
ようにする必要がある。
次に、第１及び第２の発明の他の実施例を、第３図に
示す半導体レーザ装置の構造図を参照して説明する。こ
の半導体レーザ装置は、第１図に示す半導体レーザ装置
において、ｎ−GaAsバッファ層12上に、ｎ−InGaPバッ
ファ層を介さずに直接ｎ−InGaAlPクラッド層14を設
け、またＰ−InGaAlPコンタクト層19上には、Ｐ−GaAs
コンタクト層20は形成せずにｎ−GaAs電流阻止層21を選
択的に形成し、これらＰ−InGaAlPコンタクト層19及び
ｎ−GaAs電流阻止層21上には、電流23とのコンタクトを
取るＰ−GaAsコンタクト層22が形成されている。
示す半導体レーザ装置の構造図を参照して説明する。こ
の半導体レーザ装置は、第１図に示す半導体レーザ装置
において、ｎ−GaAsバッファ層12上に、ｎ−InGaPバッ
ファ層を介さずに直接ｎ−InGaAlPクラッド層14を設
け、またＰ−InGaAlPコンタクト層19上には、Ｐ−GaAs
コンタクト層20は形成せずにｎ−GaAs電流阻止層21を選
択的に形成し、これらＰ−InGaAlPコンタクト層19及び
ｎ−GaAs電流阻止層21上には、電流23とのコンタクトを
取るＰ−GaAsコンタクト層22が形成されている。
このような構造の半導体レーザ装置においても、単一
の基本横モードを有するレーザ発振を得ることができ
る。上記第１及び第２発明は、この第３図の半導体レー
ザ装置においても有効であり、ｎ−GaAs電流阻止層21の
層厚及び平坦部上面の位置を規定することにより、上記
と同様の効果を奏する。
の基本横モードを有するレーザ発振を得ることができ
る。上記第１及び第２発明は、この第３図の半導体レー
ザ装置においても有効であり、ｎ−GaAs電流阻止層21の
層厚及び平坦部上面の位置を規定することにより、上記
と同様の効果を奏する。
また、本発明は実施例で述べた以外の材料を利用した
レーザにも同様に適用することができる。例えば、GaAs
を基板としたGaAlAs,InGaAsP或いはInPを基板としたInG
aAlAs,InGaAsPを使用したレーザ等が考えられる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。
レーザにも同様に適用することができる。例えば、GaAs
を基板としたGaAlAs,InGaAsP或いはInPを基板としたInG
aAlAs,InGaAsPを使用したレーザ等が考えられる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。
以上第１の発明によれば、電流阻止層中のドーパント
がＰ−クラッド層中を拡散してブロック効果を劣化させ
ることがないので、特にInGaAlP系材料を使用した電流
狭窄効果と光導波効果を有する半導体レーザを再現性良
く、歩留り良く作製することができる。
がＰ−クラッド層中を拡散してブロック効果を劣化させ
ることがないので、特にInGaAlP系材料を使用した電流
狭窄効果と光導波効果を有する半導体レーザを再現性良
く、歩留り良く作製することができる。
また、第２の発明によれば、電流阻止層のパンチスル
ーを防ぐことができ、素子特性の向上並びに再現性の向
上をはかることができ、歩留り良く半導体レーザを作製
することが可能になる。
ーを防ぐことができ、素子特性の向上並びに再現性の向
上をはかることができ、歩留り良く半導体レーザを作製
することが可能になる。
第１図は、本発明の一実施例に係わる半導体レーザの素
子構造を示す断面図、第２図は第１図の実施例レーザの
製造工程を示す断面図、第３図は他の実施例レーザの素
子構造を示す断面図である。 11……ｎ−GaAs基板、 12……ｎ−GaAsバッファ層、 13……ｎ−InGaPバッファ層、 14……ｎ−InGaAlPクラッド層（第１導電型クラッド
層）、 15……InGaP活性層、 16、17、18……Ｐ−InGaAlPクラッド層（第２導電型ク
ラッド層）、 19……Ｐ−InGaAlPコンタクト層、 20,22……Ｐ−GaAsコンタクト層、 21……ｎ−GaAs電流阻止層、 23,24……電極， 26……SiO2膜。
子構造を示す断面図、第２図は第１図の実施例レーザの
製造工程を示す断面図、第３図は他の実施例レーザの素
子構造を示す断面図である。 11……ｎ−GaAs基板、 12……ｎ−GaAsバッファ層、 13……ｎ−InGaPバッファ層、 14……ｎ−InGaAlPクラッド層（第１導電型クラッド
層）、 15……InGaP活性層、 16、17、18……Ｐ−InGaAlPクラッド層（第２導電型ク
ラッド層）、 19……Ｐ−InGaAlPコンタクト層、 20,22……Ｐ−GaAsコンタクト層、 21……ｎ−GaAs電流阻止層、 23,24……電極， 26……SiO2膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国分 義弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝総合研究所内 (72)発明者 大場 康夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−43387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−171185（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に設けられた第１導電型のクラッド層、活性層及び
ストライプ状の凸部を有した第２導電型のクラッド層か
らなるダブルヘテロ接合構造部と、このダブルヘテロ接
合構造部上に前記第２導電型クラッド層の凸部の少なく
とも一部を除いて形成され、不純物としてSiがドープさ
れ、その不純物濃度が１×1018［cm-3］乃至５×10
18［cm-3］の範囲にあり、しかも厚さが0.7μｍ以上で
あって、且つ前記第２導電型クラッド層の凸部の高さか
ら1.5μｍを越えない平坦部の高さをもつ電流阻止層
と、前記第２導電型クラッド層及び前記電流阻止層上に
形成された第２導電型コンタクト層とを具備してなるこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】前記電流阻止層の不純物濃度は、１×1018
〔cm-3〕乃至３×1018〔cm-3〕の範囲にあることを特徴
とする請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】前記半導体基板及びコンタクト層はGaAsで
あり、前記ダブルヘテロ接合構造部はInxGa1−ｘ−yAly
P（０≦Ｘ≦1,0≦ｙ≦１）系であることを特徴とする請
求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】前記第２導電型クラッド層中にInx′Ga1−
ｘ′−ｙ′Aly′Ｐ（０≦Ｘ′≦1,0≦ｙ′≦1,y′≦
ｙ）層を挿入しエッチング停止層として用いることを特
徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】前記コンタクト層と第２導電型クラッド層
との間に該コンタクト層よりもバンドギャップが大き
く、該クラッド層よりもバンドギャップが小さい少なく
とも一層の第２導電型の中間コンタクト層を設けてなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114750A JP2685800B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 半導体レーザ装置 |
| DE68918884T DE68918884T2 (de) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Halbleiterlaser-Vorrichtung. |
| US07/323,400 US4893313A (en) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Semiconductor laser device which has a double-hetero structure having an optimal layer thickness |
| EP89302466A EP0333418B1 (en) | 1988-03-14 | 1989-03-14 | Semiconductor laser device |
| US07/439,428 US5036521A (en) | 1988-03-14 | 1989-11-21 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114750A JP2685800B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286482A JPH01286482A (ja) | 1989-11-17 |
| JP2685800B2 true JP2685800B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=14645741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63114750A Expired - Lifetime JP2685800B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-05-13 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685800B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04106991A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-08 | Nec Corp | 半導体レーザ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61171185A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JP2555282B2 (ja) * | 1986-08-08 | 1996-11-20 | 株式会社東芝 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63114750A patent/JP2685800B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01286482A (ja) | 1989-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0259026B1 (en) | Double-heterostructure semiconductor laser with mesa stripe waveguide | |
| EP0234955B1 (en) | Semiconductor laser with mesa stripe waveguide structure and manufacturing method thereof | |
| JP2555282B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
| JPH09116222A (ja) | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ | |
| KR0153585B1 (ko) | 메사 스트라이프 구조를 가진 반도체 레이저 및 그의 제조방법 | |
| EP0264225A2 (en) | A semiconductor laser device and a method for the production of the same | |
| JP2647076B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JPH0815228B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
| JP2822868B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2685800B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US4783425A (en) | Fabrication process of semiconductor lasers | |
| JP2865160B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2519879B2 (ja) | 半導体レ―ザ装置及びその製造方法 | |
| JPH10242563A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JPH07283482A (ja) | 半導体レーザ装置及びその作製方法 | |
| JP3143105B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP3205589B2 (ja) | 半導体薄膜の成長方法 | |
| JP2554192B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3005998B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3200507B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH09321388A (ja) | 構造基板の製造方法 | |
| JPH11284276A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2685776B2 (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP2001094197A (ja) | 自励発振型半導体レーザ | |
| JPH05259570A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070815 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 11 |