JP2946781B2 - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

Info

Publication number
JP2946781B2
JP2946781B2 JP3139891A JP3139891A JP2946781B2 JP 2946781 B2 JP2946781 B2 JP 2946781B2 JP 3139891 A JP3139891 A JP 3139891A JP 3139891 A JP3139891 A JP 3139891A JP 2946781 B2 JP2946781 B2 JP 2946781B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor laser
conductivity type
mesa
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 - Fee Related
Application number
JP3139891A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0613694A (ja
Inventor
英夫 川野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP3139891A priority Critical patent/JP2946781B2/ja
Publication of JPH0613694A publication Critical patent/JPH0613694A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2946781B2 publication Critical patent/JP2946781B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、POS、FAシステム等の
バ−コ−ドリ−ダ用又はレ−ザプリンタ−等の光源用半
導体レ−ザに関し、特に高出力で横モ−ド制御が可能で
あり、発振波長が680nm以下のAlGaInP系可視
光半導体レ−ザの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の横モ−ド制御型のAlGaInP
系可視光半導体レ−ザの一例は、昭和61年秋季応用物理
学会予稿集の第165頁に報告されている。
【0003】従来の上記半導体レ−ザを図3(a)、(b)に
基づいて説明すると、図3(a)は、従来の横モ−ド制御
型のAlGaInP系可視光半導体レ−ザの構造を示す
斜視図であり、図3(b)は、図3(a)のE-E線断面図であ
る。図3(a)、(b)中、1はn−GaAs基板であり、こ
の基板1上にn−GaAsバッファ−層2が形成されて
いる。そして、このバッファ−層2上にはn−AlGa
InPクラッド層3、GaInP活性層4、p−AlG
aInPクラッド層5、p−GaInPキャップ層6、
n−GaAs電流阻止層7及びp−GaAsコンタクト
層8からなるダブルヘテロ接合構造が形成されている。
【0004】この構造を有する半導体レ−ザ用結晶は、
通常、MOVPE法によつて製造されるが、段差を形成した
基板上にAlGaInP層を積層することは、技術的に
困難なため、図3(a)に示すように、GaInP活性層
4上に段差を有したp−AlGaInPクラッド層5を
形成し、この段差部にn−GaAs電流阻止層7を形成
することにより、自己整合的に電流狭窄と光導波作用が
なされる。
【0005】ここで、図3(a)、(b)の従来構造の半導体
レ−ザについて、その製造工程を簡単に述べると、ま
ず、1回目のMOVPE成長によってn−GaAsバッファ
−層2からp−GaInPキャップ層6までの5層構造
を順次形成する。続いて、キャップ層6上に写真蝕刻法
により幅5μmのSiO2膜を用いたストライプ状のマ
スクを形成し、p−AlGaInPクラッド層5の途中
までエッチングして、ストライプ状のメサ部を形成す
る。
【0006】次いで、2回目のMOVPE成長によって、ス
トライプ状のSiO2膜マスクを除くメサ部にn−Ga
As電流阻止層7を選択的に形成する。その後 、Si
2膜マスクを除去した後3回目のMOVPE成長によって全
面にp−GaAsコンタクト層8を成長形成し、コンタ
クト層8上にp側電極9、n−GaAs基板1上にn側
電極10を形成することにより、図3(a)、(b)に示す構
造のレ−ザ素子が完成される。
【0007】この構造では、電流狭窄は、n−GaAs
電流阻止層7により行なわれる。また、p−GaInP
キャップ層6は、p−AlGaInPクラッド層5とp
−GaAsコンタクト層8とのバンド不連続により生ず
る電気抵抗の増大を防ぐ役割を有しており(例えば、昭
和62年度秋季応用物理学会予稿集、P.765 講演番号19
a−ZR−6)、そして、図3(b)に示すように、共振器方
向両端面まで形成されている。
【0008】一方、横モ−ド制御は、段差を有したp−
AlGaInPクラッド層5のメサ両側部で n−Ga
As電流阻止層7により光吸収ロスが生じるため、メサ
両側に屈折率分布が形成されることにより行なわれる。
【0009】
【発明が解決しょうとする課題】近年、基本横モ−ドで
発振し、高出力動作を実現できるAlGaInP系可視
光半導体レ−ザの要求が高まっている。しかしながら、
前述のような従来の屈折率ガイド型半導体レ−ザでは、
p−GaInPキャップ層6が共振器方向両端面まで形
成されているために(図3参照)、電流注入により活性
領域(GaInP活性層4)内の温度が上昇し、更に、
この活性領域の端面においては、レ−ザ光が端面で吸収
されるために発熱が生じ、端面の温度が上昇し、光学損
傷が生じ易く、端面破壊出力が低下し、高出力動作が困
難となる。
【0010】本発明は、このような問題点を解決し、活
性領域端面の温度上昇を低減した高出力動作が可能なA
lGaInP系半導体レ−ザを提供することを目的とす
るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レ−ザ
は、共振器端面近傍に電流非注入領域を設け、電流注入
による共振器端面部の温度上昇を低減し、端面破壊出力
を高め、高出力動作を可能とするものである。
【0012】即ち、本発明は、半導体基板上に形成した
ダブルヘテロ接合構造部が(AlXGa1-X0.5In0.5
P系からなる半導体レ−ザにおいて、少なくとも活性層
が第1導電型の第1クラッド層と第2導電型のストライ
プ状メサ形状を有した第2クラッド層とで挟まれ、上記
ストライプ状メサ側部及び外部に第1導電型で活性層よ
り屈折率の大きい半導体層を具備し、共振器端部近傍を
除く第2グラッド層ストライプ状メサ上面のみに第2導
電型のGa0.5In0.5P層を具備し、共振器両端面近傍
の前記第2導電型のGa 0.5 In 0.5 P層を除去すること
により形成される電流非注入領域の幅が5μm乃至10
μmであることを特徴とする半導体レ−ザである。
【0013】
【作用】本発明において、共振器端面近傍のみp−Ga
InPキャップ層を除去した構成にすることにより、p
−AlGaInPクラッド層とp−GaAsコンタクト
層とのバンド不連続接合が形成され、電気抵抗が増大す
るため電流非注入領域となる作用が生ずる。
【0014】この電流非注入領域の幅は、少なくとも5
μmであれば、本発明の効果を損なうことはないが、好
ましくは、その上限が10μmである。
【0015】
【実施例】次に、図1(a)〜(d)及び図2(a)、(b)に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図1(a)〜(d)は、本発明
の一実施例を示す図であり、図2(a)、(b)は、本発明の
他の実施例を示す図である。
【0016】(実施例1)図1(a)は、本発明の一実施
例の半導体レ−ザの構造を示す斜視図であり、図1
(b)、(c)及び(d)は、各々図1(a)に示すA-A線断面図、B
-B線断面図及びC-C線断面図である。
【0017】まず、原料としてメタル系3族有機金属
(トリメチルインジウム、トリエチルガリウム、トリメ
チルアルミニウム)と5族水素化物(PH3、AsH3
とを用いた減圧下でのMOVPE法により、面方位(100)のn
−GaAs基板11(n濃度2×1018cm-3)上に、厚
さ0.5μmのn−GaAsバッファ−層12(n濃度1
× 1017cm-3)、厚さ1μmのn−(Al0.6
0.40.5In0.5Pクラッド層13(n濃度5×1017
cm-3)、厚さ0.06μmのGa0.5In0.5P活性層1
4、厚さ 1μmのp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5
Pクラッド層15(p濃度3×1017cm-3)、厚さ0.1
μmのp−Ga0.5In0.5Pキャップ層16(p濃度1
×1018cm-3)を、順次成長してダブルヘテロウェハ−
を形成する。
【0018】続いて、キャップ層16上に写真蝕刻法に
より、幅5μm、長さ280μmの長方形状のSiO2膜を
形成する。次いで、HCl系のエッチング液を用いて、
幅5μm、長さ280μmの長方形状のSiO2膜領域を除
く部分のp−Ga0.5In0.5Pキャップ層16のみを選
択的にエッチング除去する。次に、2回目の写真蝕刻法
により、1回目の長方形状のSiO2膜上に、幅5μmの
ストライプ状のSiO2膜を形成する。
【0019】そこで、H2SO4系のエッチング液を用い
て、図1(c)、(d)に示すように、p−(Al0.6
0.40.5In0.5Pクラッド層15の途中までエッチ
ングし、ストライプ状メサ部の両側のクラッド層15の
厚さを0.2〜0.3μmとなるように制御する。
【0020】これにより、1回目の 長方形状のSiO2
膜下は、図1(d)に示すように、p−Ga0.5In0.5
キャップ層16が最上層となるメサ部、2回目のストラ
イプ状のSiO2膜下のうち 長方形状のSiO2膜を除
くメサ部の最上層は、図1(c)に示すように、p−(A
0.6Ga0.40.5In0.50.5クラッド層15が設け
られる。また、長方形状のSiO2膜の長手方向が共振
器方向であり、長さ280μmの長方形状のSiO2膜が30
0μmのピッチで配置されている。
【0021】次に、2回目のMOVPE成長によって、スト
ライプ状のSiO2膜マスクを除くメサ部に、厚さ0.6μ
m(平坦部)のn−GaAs電流阻止層17(n濃度1
×101 8cm-3)を選択的に成長形成する。その後、Si
2膜マスクを除去した後3回目のMOVPE成長によって、
全表面に厚さ3μmのp−GaAsコンタクト層18
(p濃度5×1018cm-3)を成長形成し、コンタクト層
18上にp側電極19、n−GaAs基板11上にn側
電極20を形成することによって、本発明のレ−ザ用ウ
エハ−が完成する。
【0022】ここで、図1(b)に示すように、B-B断面領
域には、p−Ga0.5In0.5Pキャップ層16が形成さ
れていないため、p−GaAsコンタクト層18とp−
(Al0.6Ga0.40.5In0.50.5クラッド層15と
の接合が形成され、バンド不連続による電気抵抗増大と
なり、電流非注入領域となる。また、この領域は共振器
両端面から10μm(図中、X)共振器内部まで形成され
ており、電流注入による端面近傍の発熱の影響を低減で
き、高出力動作が可能となる。また、この実施例では、
電流非注入領域の幅X:10μmの場合であるが、10μ
m≧X≧5μmであれば、本発明の効果を損なうことは
ない。
【0023】(実施例2)図2(a)は、本発明の他の実
施例の半導体レ−ザの構造を示す斜視図であり、図2
(b)は、図2(a)のD-D線断面図である。
【0024】MOVPE法によるダベルヘテロ構造の成長
は、前述の実施例1と同じ方法で行なう。この実施例で
は、1回目のMOVPE成長により活性層14上に、厚さ0.2
〜0.3μmのp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラ
ッド層15を成長形成した後、厚さ40オングストローム
のp−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層21(p濃度
3×1017cm-3)を成長形成し、更に、上記クラッド
層15を厚さ0.7μm形成している点で前 述の実施例1
と異なる。
【0025】この実施例では、エッチング停止層21が
形成されていることにより、ストライプ状メサ部の両側
のクラッド層15の厚さをエッチングにより制御性良く
形成できる利点を有している。ここで、エッチング停止
層21厚さは、発振光に対して吸収を受けないようにす
るために、40オングストロームと薄く形成する必要があ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共振器両端面近傍の第2導電型のGa0.5In0.5P層
(p−Ga0.5In0.5Pキャップ層16)を除去するこ
とにより、電流非注入領域が形成され、レ−ザ発振の
際、端面近傍の発熱が低減でき、高出力動作が可能とな
り、通常、3〜5mWの定格出力であるのに対して約3倍
の10〜15mWの高出力動作が実現できる効果が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の一実施例の半導体レ−ザ
の構造を示す斜視図であり、図1(b)、(c)及び(d)は、
各々図1(a)に示すA-A線断面図、B-B線断面図及びC-C線
断面図である。
【図2】図2(a)は、本発明の他の実施例の半導体レ−
ザの構造を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のD-
D線断面図である。
【図3】図3(a)は、従来の横モ−ド制御型のAlGa
InP系可視光半導体レ−ザの構造を示す斜視図であ
り、図3(b)は、図3(a)のE-E線断面図である。
【符号の説明】
1、11…n−GaAs基板 2、12…n−GaAsバッファ−層 3…………n−AlGaInPクラッド層 4…………GaInP活性層 5…………p−AlGaInPクラッド層 6…………p−AlGaInPキャップ層 7、17…n−GaAs電流阻止層 8、18…p−GaAsコンタクト層 9、19…p側電極 10、20…n側電極 13…………n−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラ
ッド層 14…………Ga0.5In0.5P活性層 15…………p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラ
ッド層 16…………p−Ga0.5In0.5Pキャップ層 21…………p−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に形成したダブルヘテロ接合
    構造部が(AlXGa1-X0.5In0.5P系からなる半導
    体レ−ザにおいて、少なくとも活性層が第1導電型の第
    1クラッド層と第2導電型のストライプ状メサ形状を有
    した第2クラッド層とで挟まれ、上記ストライプ状メサ
    側部及び外部に第1導電型で活性層より屈折率の大きい
    半導体層を具備し、共振器端部近傍を除く第2グラッド
    層ストライプ状メサ上面のみに第2導電型のGa0.5
    0.5P層を具備し、共振器両端面近傍の前記第2導電
    型のGa 0.5 In 0.5 P層を除去することにより形成され
    る電流非注入領域の幅が5μm乃至10μmであること
    を特徴とする半導体レ−ザ。
  2. 【請求項2】第2導電型のストライプ状メサ形状を有し
    た第2クラッド層は、その層の間にエッチング停止層が
    形成されてなる請求項1記載の半導体レ−ザ。
JP3139891A 1991-02-01 1991-02-01 半導体レーザ Expired - Fee Related JP2946781B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3139891A JP2946781B2 (ja) 1991-02-01 1991-02-01 半導体レーザ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3139891A JP2946781B2 (ja) 1991-02-01 1991-02-01 半導体レーザ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0613694A JPH0613694A (ja) 1994-01-21
JP2946781B2 true JP2946781B2 (ja) 1999-09-06

Family

ID=12330157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3139891A Expired - Fee Related JP2946781B2 (ja) 1991-02-01 1991-02-01 半導体レーザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2946781B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08330669A (ja) * 1995-06-05 1996-12-13 Nec Corp 半導体レーザ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0613694A (ja) 1994-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2778178B2 (ja) 半導体レーザ
US6888870B2 (en) Semiconductor laser and method for manufacturing the same
US6333946B1 (en) Semiconductor laser device and process for manufacturing the same
JP3326283B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP2946781B2 (ja) 半導体レーザ
JP2792177B2 (ja) 半導体レーザ
JP3133579B2 (ja) 半導体レーザ素子
JPH05211372A (ja) 半導体レーザの製造方法
JP3109481B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP3472739B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH06188513A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JP2000294877A (ja) 高出力半導体レーザ及びその製造方法
JP4117557B2 (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP2794743B2 (ja) 量子井戸型半導体レーザ素子
JP3078553B2 (ja) 半導体レーザ装置及びその製造方法
JP3328933B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2001332811A (ja) 半導体レーザ素子、及び、その製造方法
JPH09129967A (ja) 半導体レーザ
JP3403180B2 (ja) 半導体レーザ
JP4024319B2 (ja) 半導体発光装置
JPH0575204A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JPH0537070A (ja) 分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法
JP2003060312A (ja) 半導体レーザ素子
JPH04127595A (ja) 半導体レーザ
JPH0730188A (ja) 半導体レーザ素子

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070702

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees