JP3258990B2 - 半導体レーザ装置及び結晶成長方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及び結晶成長方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、１度の結晶成長
で電流通路部と電流狭窄部が形成できる半導体レーザ装
置、及び部分的に異なる導電型のものが１度の結晶成長
で形成される結晶成長方法に関する。
で電流通路部と電流狭窄部が形成できる半導体レーザ装
置、及び部分的に異なる導電型のものが１度の結晶成長
で形成される結晶成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電流狭窄部を有する半導体レーザ
装置としては、特開昭６２−２００７８６号公報（国際
特許分類Ｈ０１Ｓ ３／１８）に開示されている。
装置としては、特開昭６２−２００７８６号公報（国際
特許分類Ｈ０１Ｓ ３／１８）に開示されている。
【０００３】図１３は、電流狭窄部を有する従来の屈折
率導波型半導体レーザ装置を示している。
率導波型半導体レーザ装置を示している。
【０００４】図１３において、３１はｎ−ＧａＡｓ基
板、３２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、３３はｎ−(ＡｌY
Ｇａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、３４はアンドープ(ＡｌXＧ
ａ1-X)ＩｎＰ活性層、３５はｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰ
クラッド層、３６はｎ−ＧａＡｓブロック層、３７はｐ
−ＧａＡｓコンタクト層である。また、ｎ−ＧａＡｓ基
板３１の裏面とｐ−ＧａＡｓコンタクト層３７上には夫
々電極が形成されるが、図１３では図示していない。
板、３２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、３３はｎ−(ＡｌY
Ｇａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、３４はアンドープ(ＡｌXＧ
ａ1-X)ＩｎＰ活性層、３５はｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰ
クラッド層、３６はｎ−ＧａＡｓブロック層、３７はｐ
−ＧａＡｓコンタクト層である。また、ｎ−ＧａＡｓ基
板３１の裏面とｐ−ＧａＡｓコンタクト層３７上には夫
々電極が形成されるが、図１３では図示していない。
【０００５】この半導体レーザ装置は、次のようにして
製造される。
製造される。
【０００６】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板３１上に、ｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層３２、ｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラ
ッド層３３、アンドープ(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性層３
４、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層３５を積層す
ることにより、ダブルへテロ構造のウエハを形成する。
ａＡｓバッファ層３２、ｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラ
ッド層３３、アンドープ(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性層３
４、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層３５を積層す
ることにより、ダブルへテロ構造のウエハを形成する。
【０００７】次に、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド
層３５上にストライプ状にＳｉＯ2膜を形成し、ＳｉＯ2
膜をマスクとしてｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層
３５をエッチングしてメサ２１を形成する。
層３５上にストライプ状にＳｉＯ2膜を形成し、ＳｉＯ2
膜をマスクとしてｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層
３５をエッチングしてメサ２１を形成する。
【０００８】そして、ＳｉＯ2膜を残したまま、ｎ−Ｇ
ａＡｓブロック層３６を選択成長させる。
ａＡｓブロック層３６を選択成長させる。
【０００９】その後、エッチングによつて、ＳｉＯ2膜
を除去し、全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層３７を形成
する。
を除去し、全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層３７を形成
する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体レー
ザ装置を製造するには、ウエハを大気中にさらす２回の
プロセス工程と、３回の結晶成長工程が必要である。
ザ装置を製造するには、ウエハを大気中にさらす２回の
プロセス工程と、３回の結晶成長工程が必要である。
【００１１】しかしながら、上記方法では、ウエハを大
気中にさらすプロセス工程が２回もあるので、素子、結
晶性等の劣化を招きやすいという問題があった。また、
ｎ−ＧａＡｓブロック層３６とｐ−ＧａＡｓコンタクト
層３７を別々に成長させているため、昇温中のＡｓの脱
離等に伴う劣化の危険性に２回さらさなければならない
という問題がある。さらに、工程数が多いため、製造に
長時間を要するという問題があった。
気中にさらすプロセス工程が２回もあるので、素子、結
晶性等の劣化を招きやすいという問題があった。また、
ｎ−ＧａＡｓブロック層３６とｐ−ＧａＡｓコンタクト
層３７を別々に成長させているため、昇温中のＡｓの脱
離等に伴う劣化の危険性に２回さらさなければならない
という問題がある。さらに、工程数が多いため、製造に
長時間を要するという問題があった。
【００１２】この発明は、製造工程の簡略化が図れる結
晶成長方法と上記問題を解消した半導体レーザ装置を提
供することをその課題とする。
晶成長方法と上記問題を解消した半導体レーザ装置を提
供することをその課題とする。
【００１３】また、この発明は、ｐ型クラッド層のキャ
リア濃度を増加でき、しきい値電流の低減、最高出力、
最高発振温度の向上が図れる半導体レーザ装置を提供す
ることを課題とする。
リア濃度を増加でき、しきい値電流の低減、最高出力、
最高発振温度の向上が図れる半導体レーザ装置を提供す
ることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、平坦面と傾斜面とが形成されたＡｌＧａＩｎＰ又
はＧａＩｎＰからなる半導体上にｎ型ドーパントとｐ型
ドーパントとの両方を含む半導体層が形成され、前記ｎ
型ドーパントはＳｅであり、前記半導体層は、前記平坦
面上では前記ｎ型ドーパントのキャリア濃度が前記ｐ型
ドーパントのキャリア濃度よりも大きくｎ型の電流ブロ
ック層となり、前記傾斜面上では前記ｐ型ドーパントの
キャリア濃度が前記ｎ型ドーパントのキャリア濃度より
も大きくｐ型の電流通路層となることを特徴とする。
置は、平坦面と傾斜面とが形成されたＡｌＧａＩｎＰ又
はＧａＩｎＰからなる半導体上にｎ型ドーパントとｐ型
ドーパントとの両方を含む半導体層が形成され、前記ｎ
型ドーパントはＳｅであり、前記半導体層は、前記平坦
面上では前記ｎ型ドーパントのキャリア濃度が前記ｐ型
ドーパントのキャリア濃度よりも大きくｎ型の電流ブロ
ック層となり、前記傾斜面上では前記ｐ型ドーパントの
キャリア濃度が前記ｎ型ドーパントのキャリア濃度より
も大きくｐ型の電流通路層となることを特徴とする。
【００１５】本発明の半導体レーザ装置は、平坦面と傾
斜面とが形成されたＧａＡｓからなる半導体上にｎ型ド
ーパントとｐ型ドーパントとの両方を含む半導体層が形
成され、前記ｎ型ドーパントはＳｅであり、前記半導体
層は、前記平坦面上では前記ｎ型ドーパントのキャリア
濃度が前記ｐ型ドーパントのキャリア濃度よりも大きく
ｎ型の電流ブロック層となり、前記傾斜面上では前記ｐ
型ドーパントのキャリア濃度が前記ｎ型ドーパントのキ
ャリア濃度よりも大きくｐ型の電流通路層となることを
特徴とする。
斜面とが形成されたＧａＡｓからなる半導体上にｎ型ド
ーパントとｐ型ドーパントとの両方を含む半導体層が形
成され、前記ｎ型ドーパントはＳｅであり、前記半導体
層は、前記平坦面上では前記ｎ型ドーパントのキャリア
濃度が前記ｐ型ドーパントのキャリア濃度よりも大きく
ｎ型の電流ブロック層となり、前記傾斜面上では前記ｐ
型ドーパントのキャリア濃度が前記ｎ型ドーパントのキ
ャリア濃度よりも大きくｐ型の電流通路層となることを
特徴とする。
【００１６】また、本発明の半導体レーザ装置は、前記
ｐ型ドーパントがＺｎ又はＭｇであることを特徴とす
る。
ｐ型ドーパントがＺｎ又はＭｇであることを特徴とす
る。
【００１７】また、本発明の半導体レーザ装置は、前記
平坦面は（１００）面から＜０１１＞方向への傾斜角が
２．５°以下の面であり、前記傾斜面は（１００）面か
ら＜０１１＞方向への傾斜角が２．５°以上の面である
ことを特徴とする。
平坦面は（１００）面から＜０１１＞方向への傾斜角が
２．５°以下の面であり、前記傾斜面は（１００）面か
ら＜０１１＞方向への傾斜角が２．５°以上の面である
ことを特徴とする。
【００１８】また、本発明の半導体レーザ装置は、上記
半導体の傾斜面がレーザ共振器の中央部に設けられ、上
記半導体の平坦面は端面近傍に設けられていることを特
徴とする。
半導体の傾斜面がレーザ共振器の中央部に設けられ、上
記半導体の平坦面は端面近傍に設けられていることを特
徴とする。
【００１９】本発明の結晶成長方法は、平坦面と傾斜面
とが形成されたＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる
半導体上にｎ型ドーパントとしてのＳｅとｐ型ドーパン
トとの両方を同時に用いて結晶を成長させることによ
り、前記平坦面上にｎ型層を、前記傾斜面上にｐ型層を
形成することを特徴とする。
とが形成されたＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる
半導体上にｎ型ドーパントとしてのＳｅとｐ型ドーパン
トとの両方を同時に用いて結晶を成長させることによ
り、前記平坦面上にｎ型層を、前記傾斜面上にｐ型層を
形成することを特徴とする。
【００２０】本発明の結晶成長方法は、平坦面と傾斜面
とが形成されたＧａＡｓからなる半導体上にｎ型ドーパ
ントとしてのＳｅとｐ型ドーパントとの両方を同時に用
いて結晶を成長させることにより、前記平坦面上にｎ型
層を、前記傾斜面上にｐ型層を形成することを特徴とす
る。
とが形成されたＧａＡｓからなる半導体上にｎ型ドーパ
ントとしてのＳｅとｐ型ドーパントとの両方を同時に用
いて結晶を成長させることにより、前記平坦面上にｎ型
層を、前記傾斜面上にｐ型層を形成することを特徴とす
る。
【００２１】また、本発明の結晶成長方法は、前記ｐ型
ドーパントがＺｎ又はＭｇであることを特徴とする。
ドーパントがＺｎ又はＭｇであることを特徴とする。
【００２２】更に、本発明の結晶成長方法は、前記平坦
面は（１００）面から＜０１１＞方向への傾斜角が２．
５°以下の面であり、前記傾斜面は（１００）面から＜
０１１＞方向への傾斜角が２．５°以上の面であること
を特徴とする。
面は（１００）面から＜０１１＞方向への傾斜角が２．
５°以下の面であり、前記傾斜面は（１００）面から＜
０１１＞方向への傾斜角が２．５°以上の面であること
を特徴とする。
【００２３】本発明者等は、ドーパントとしてＺｎ又は
Ｍｇを用いた場合にはキャリア濃度は半導体層の傾斜角
θに依存せず、ドーパントとしてＳｅを用いた場合には
キャリア濃度は半導体層の傾斜角θに大きく依存するこ
とを見出した。その結果、たとえば、傾斜角θが２０°
以上のストライプ状メサを有するクラッド層上に、ｎ型
ドーパントＳｅおよびｐ型ドーパントＺｎ又はＭｇをＧ
ａＡｓに同時に流入させてＧａＡｓ層を成長させると、
クラツド層の平坦部上にｎ型でキャリア濃度１×１０18
ｃｍ-3のＧａＡｓ層が得られ、メサの傾斜面上にはｐ型
でキャリア濃度１×１０18ｃｍ-3のＧａＡｓ層が得られ
る。つまり、１回の結晶成長によって、クラッド層の平
坦部上にｎ型ＧａＡｓブロック層が得られ、メサの傾斜
面上にｐ型ＧａＡｓ電流通路層が得られる。
Ｍｇを用いた場合にはキャリア濃度は半導体層の傾斜角
θに依存せず、ドーパントとしてＳｅを用いた場合には
キャリア濃度は半導体層の傾斜角θに大きく依存するこ
とを見出した。その結果、たとえば、傾斜角θが２０°
以上のストライプ状メサを有するクラッド層上に、ｎ型
ドーパントＳｅおよびｐ型ドーパントＺｎ又はＭｇをＧ
ａＡｓに同時に流入させてＧａＡｓ層を成長させると、
クラツド層の平坦部上にｎ型でキャリア濃度１×１０18
ｃｍ-3のＧａＡｓ層が得られ、メサの傾斜面上にはｐ型
でキャリア濃度１×１０18ｃｍ-3のＧａＡｓ層が得られ
る。つまり、１回の結晶成長によって、クラッド層の平
坦部上にｎ型ＧａＡｓブロック層が得られ、メサの傾斜
面上にｐ型ＧａＡｓ電流通路層が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して、こ
の発明の実施例について説明する。
の発明の実施例について説明する。
【００２５】上述したように、本発明者等は、結晶成長
時に導入するドーパントと半導体層表面に形成した傾斜
面との関係を鋭意検討した結果、ドーパントの種類によ
り、半導体層に形成した傾斜角に応じてキャリア濃度に
依存する場合としない場合が有ることを見出した。この
発明は斯る知見に基づいてなされたものである。
時に導入するドーパントと半導体層表面に形成した傾斜
面との関係を鋭意検討した結果、ドーパントの種類によ
り、半導体層に形成した傾斜角に応じてキャリア濃度に
依存する場合としない場合が有ることを見出した。この
発明は斯る知見に基づいてなされたものである。
【００２６】まず、ドーパントの種類と半導体層に形成
した傾斜角に応じたキャリア濃度の関係について、図５
及び図６を参照して説明する。
した傾斜角に応じたキャリア濃度の関係について、図５
及び図６を参照して説明する。
【００２７】図５の直線Ａは、ｐ型ドーパントＺｎを面
方位（１００）のＧａＡｓ基板に流入させて、基板表面
に形成したメサの傾斜面（傾斜方向は<０１１>方向）上
にＧａＡｓ層を成長させた場合において、メサ２１の傾
斜角θ（図７参照）に対するｐ型ドーパントＺｎのキャ
リア濃度の関係を示している。図５の直線Ｂは、ｎ型ド
ーパントＳｅを同様にＧａＡｓ基板に流入させてメサの
傾斜面上にＧａＡｓ層を成長させた場合において、メサ
の傾斜角θに対するｎ型ドーパントＳｅのキャリア濃度
の関係を示している。
方位（１００）のＧａＡｓ基板に流入させて、基板表面
に形成したメサの傾斜面（傾斜方向は<０１１>方向）上
にＧａＡｓ層を成長させた場合において、メサ２１の傾
斜角θ（図７参照）に対するｐ型ドーパントＺｎのキャ
リア濃度の関係を示している。図５の直線Ｂは、ｎ型ド
ーパントＳｅを同様にＧａＡｓ基板に流入させてメサの
傾斜面上にＧａＡｓ層を成長させた場合において、メサ
の傾斜角θに対するｎ型ドーパントＳｅのキャリア濃度
の関係を示している。
【００２８】図５では、結晶成長法として周知のＭＯＣ
ＶＤ法（有機金属化学的気相法）を用い、結晶成長温度
６００℃、Ｖ族ガスの供給量に対するＳｅのドーピング
量Ｓｅ／Ｖ＝８．０×１０-6、III族ガスの供給量に対
するＺｎのドーピング量Ｚｎ／III＝２．０×１０-3と
した。
ＶＤ法（有機金属化学的気相法）を用い、結晶成長温度
６００℃、Ｖ族ガスの供給量に対するＳｅのドーピング
量Ｓｅ／Ｖ＝８．０×１０-6、III族ガスの供給量に対
するＺｎのドーピング量Ｚｎ／III＝２．０×１０-3と
した。
【００２９】図５から、ドーパントとしてＺｎを用いた
場合にはキャリア濃度はメサの傾斜角θに依存せず、ド
ーパントとしてＳｅを用いた場合にはキャリア濃度はメ
サの傾斜角θに大きく依存することがわかる。即ち、異
なる結晶成長面においては、ドーパントとしてＳｅを用
いた場合、基板成長面の（１００）面からの傾斜角が大
きいほどキャリア濃度が低くなる。
場合にはキャリア濃度はメサの傾斜角θに依存せず、ド
ーパントとしてＳｅを用いた場合にはキャリア濃度はメ
サの傾斜角θに大きく依存することがわかる。即ち、異
なる結晶成長面においては、ドーパントとしてＳｅを用
いた場合、基板成長面の（１００）面からの傾斜角が大
きいほどキャリア濃度が低くなる。
【００３０】図６は、図５と同じ成長条件で、ｎ型ドー
パントＳｅおよびｐ型ドーパントＺｎをＧａＡｓに同時
に流入させてメサの傾斜面上にＧａＡｓ層を成長させた
場合において、メサ２０の傾斜角θに対するドーパント
のキャリア濃度の関係を示している。
パントＳｅおよびｐ型ドーパントＺｎをＧａＡｓに同時
に流入させてメサの傾斜面上にＧａＡｓ層を成長させた
場合において、メサ２０の傾斜角θに対するドーパント
のキャリア濃度の関係を示している。
【００３１】図６から、ｎ型ドーパントＳｅおよびｐ型
ドーパントＺｎをＧａＡｓに同時に流入させた場合に
は、メサの傾斜角θが２．５°以下でＧａＡｓ層がｎ型
になり、メサの傾斜角θが２．５°以上でＧａＡｓ層が
ｐ型になることが分かる。
ドーパントＺｎをＧａＡｓに同時に流入させた場合に
は、メサの傾斜角θが２．５°以下でＧａＡｓ層がｎ型
になり、メサの傾斜角θが２．５°以上でＧａＡｓ層が
ｐ型になることが分かる。
【００３２】したがって、この発明の実施例は、たとえ
ば、傾斜角θが２０°以上のストライプ状メサを有する
クラッド層上に、図５と同じ成長条件でｎ型ドーパント
Ｓｅおよびｐ型ドーパントＺｎをＧａＡｓに同時に流入
させてＧａＡｓ層を成長させると、クラッド層の平坦部
上にｎ型でキャリア濃度１×１０18ｃｍ-3のＧａＡｓ層
が得られ、メサの傾斜面上にはｐ型でキャリア濃度１×
１０18ｃｍ-3のＧａＡｓ層が得られる。
ば、傾斜角θが２０°以上のストライプ状メサを有する
クラッド層上に、図５と同じ成長条件でｎ型ドーパント
Ｓｅおよびｐ型ドーパントＺｎをＧａＡｓに同時に流入
させてＧａＡｓ層を成長させると、クラッド層の平坦部
上にｎ型でキャリア濃度１×１０18ｃｍ-3のＧａＡｓ層
が得られ、メサの傾斜面上にはｐ型でキャリア濃度１×
１０18ｃｍ-3のＧａＡｓ層が得られる。
【００３３】つまり、１回の結晶成長によって、クラッ
ド層の平坦部上にｎ型ＧａＡｓブロック層が得られ、メ
サの傾斜面上にｐ型ＧａＡｓ電流通路層が得られる。
ド層の平坦部上にｎ型ＧａＡｓブロック層が得られ、メ
サの傾斜面上にｐ型ＧａＡｓ電流通路層が得られる。
【００３４】以下、この発明の実施例につき図１〜図４
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３５】図１は、この発明の第１実施例を示してい
る。
る。
【００３６】図１において、１は面方位（１００）のｎ
−ＧａＡｓ基板、２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、３はｎ
−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、４はアンドープ
(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性層、５はｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)
ＩｎＰクラッド層、６はｎ−ＧａＡｓブロック層、７は
ｐ−ＧａＡｓ電流通路層、８はｐ−ＧａＡｓコンタクト
層である。また、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面とｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層８上には夫々電極が形成されるが、図
１では省略している。
−ＧａＡｓ基板、２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、３はｎ
−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、４はアンドープ
(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性層、５はｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)
ＩｎＰクラッド層、６はｎ−ＧａＡｓブロック層、７は
ｐ−ＧａＡｓ電流通路層、８はｐ−ＧａＡｓコンタクト
層である。また、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面とｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層８上には夫々電極が形成されるが、図
１では省略している。
【００３７】この半導体レーザ装置は、次のようにして
製造される。
製造される。
【００３８】まず、周知のＭＯＣＶＤ法を用いて、面方
位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層２、ｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層
３、アンドープ(ＡｌXＧａ1-X)Ｉｎｐ活性層４、ｐ−
(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５を積層することによ
り、ダブルへテロ構造のウエハを形成する。かかるダブ
ルヘテロ構造の成長温度は６５０〜６８０℃である。
位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓ
バッファ層２、ｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層
３、アンドープ(ＡｌXＧａ1-X)Ｉｎｐ活性層４、ｐ−
(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５を積層することによ
り、ダブルへテロ構造のウエハを形成する。かかるダブ
ルヘテロ構造の成長温度は６５０〜６８０℃である。
【００３９】次に、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド
層５上にストライプ状にＳｉＯ2膜を形成し、ＳｉＯ2膜
をマスクとしてｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５
を〈０１１バー〉方向へメサエッチングして横断面台形
のメサ２１を形成する。メサ２１の傾斜角θ（傾斜方向
は<０１１>方向となる）は２０°以上である。
層５上にストライプ状にＳｉＯ2膜を形成し、ＳｉＯ2膜
をマスクとしてｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５
を〈０１１バー〉方向へメサエッチングして横断面台形
のメサ２１を形成する。メサ２１の傾斜角θ（傾斜方向
は<０１１>方向となる）は２０°以上である。
【００４０】次に、ＳｉＯ2膜を除去し、ｎ−ＧａＡｓ
ブロック層６、ｐ−ＧａＡｓ電流通路層７およびｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層８を次に述べるようにして、ＭＯＣ
ＶＤ法を用いた１回の結晶成長によって形成する。
ブロック層６、ｐ−ＧａＡｓ電流通路層７およびｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層８を次に述べるようにして、ＭＯＣ
ＶＤ法を用いた１回の結晶成長によって形成する。
【００４１】この結晶成長工程における成長プログラム
が図２に示されている。この結晶成長工程においては、
まず、最初の１０分間は、ＺｎとＳｅとを同時に流し
て、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５上にＧａＡ
ｓ結晶を成長させる。結晶成長温度５８０〜６００℃、
Ｖ族ガスの供給量に対するＳｅのドーピング量Ｓｅ／Ｖ
＝８．０×１０-6、III族ガスの供給量に対するＺｎの
ドーピング量Ｚｎ／III＝２．０×１０-3である。
が図２に示されている。この結晶成長工程においては、
まず、最初の１０分間は、ＺｎとＳｅとを同時に流し
て、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５上にＧａＡ
ｓ結晶を成長させる。結晶成長温度５８０〜６００℃、
Ｖ族ガスの供給量に対するＳｅのドーピング量Ｓｅ／Ｖ
＝８．０×１０-6、III族ガスの供給量に対するＺｎの
ドーピング量Ｚｎ／III＝２．０×１０-3である。
【００４２】すると、（１００）面となるｐ−(ＡｌYＧ
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５のメサ２１の両側の平坦部上
およびメサ２１の上面の平坦部上にはｎ−ＧａＡｓブロ
ック層６が、（１００）面から２０°以上傾斜した面と
なるメサの傾斜面上にはｐ−ＧａＡｓ電流通路層７が形
成される。
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５のメサ２１の両側の平坦部上
およびメサ２１の上面の平坦部上にはｎ−ＧａＡｓブロ
ック層６が、（１００）面から２０°以上傾斜した面と
なるメサの傾斜面上にはｐ−ＧａＡｓ電流通路層７が形
成される。
【００４３】最初の１０分間が経過すると、Ｓｅの供給
を停止し、Ｚｎの流量を増加させる（キャリア濃度５×
１０18ｃｍ-3程度）。この場合のIII族ガスの供給量に
対するＺｎのドーピング量Ｚｎ／III ＝８．０×１０-3
である。これにより、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８が形
成される。ｐ型のドーパントとしてＺｎの代わりにＭｇ
を用いてもよい。
を停止し、Ｚｎの流量を増加させる（キャリア濃度５×
１０18ｃｍ-3程度）。この場合のIII族ガスの供給量に
対するＺｎのドーピング量Ｚｎ／III ＝８．０×１０-3
である。これにより、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８が形
成される。ｐ型のドーパントとしてＺｎの代わりにＭｇ
を用いてもよい。
【００４４】ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置にお
いては、ｐ型のキャリア濃度が上げられないため、ｐ型
クラッド層の比抵抗が高いという欠点がある。しかしな
がら、上記図１の半導体レーザ装置では、メサの上部か
ら電流を注入する従来の半導体レーザ装置に比べ、活性
層までの距離が短くなり、直列抵抗を大幅に下げること
ができる。また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との接触
面積も大きくなることから、順方向動作電圧ＶFを低く
できる。このため、素子からの発熱を低減でき、長寿
命、高出力化が図れる。
いては、ｐ型のキャリア濃度が上げられないため、ｐ型
クラッド層の比抵抗が高いという欠点がある。しかしな
がら、上記図１の半導体レーザ装置では、メサの上部か
ら電流を注入する従来の半導体レーザ装置に比べ、活性
層までの距離が短くなり、直列抵抗を大幅に下げること
ができる。また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との接触
面積も大きくなることから、順方向動作電圧ＶFを低く
できる。このため、素子からの発熱を低減でき、長寿
命、高出力化が図れる。
【００４５】上記実施例では、メサ２１の横断面形状は
台形であるが、図３に示すようにメサ２１の横断面形状
を三角形にしてもよい。図３において、図１に対応する
部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
台形であるが、図３に示すようにメサ２１の横断面形状
を三角形にしてもよい。図３において、図１に対応する
部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４６】図４はこの発明の第２実施例を示してい
る。
る。
【００４７】この半導体レーザ装置は、ＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザ装置であり、図中、１１はｐ−ＧａＡｓ基
板、１２はｐ−ＧａＡｓ電流通路層、１３はｎ−ＧａＡ
ｓブロック層、１４はｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド
層、１５はアンドープＡｌXＧａ1-XＡｓ活性層、１６は
ｎ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド層、１７はｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層である。
半導体レーザ装置であり、図中、１１はｐ−ＧａＡｓ基
板、１２はｐ−ＧａＡｓ電流通路層、１３はｎ−ＧａＡ
ｓブロック層、１４はｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド
層、１５はアンドープＡｌXＧａ1-XＡｓ活性層、１６は
ｎ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド層、１７はｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層である。
【００４８】この半導体レーザ装置は、次のようにして
製造される。
製造される。
【００４９】まず、ｐ−ＧａＡｓ基板１上にＶ溝２２を
形成する。このＶ溝２２は、<０１１バー>方向に設けら
れている。
形成する。このＶ溝２２は、<０１１バー>方向に設けら
れている。
【００５０】次に、ｐ−ＧａＡｓ基板１１上に、ｐ−Ｇ
ａＡｓ電流通路層１２およびｎ−ＧａＡｓブロック層１
３、ｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド層１４、アンドープ
Ａｌ XＧａ1-XＡｓ活性層１５、ｎ−ＡｌYＧａ1-YＡｓク
ラッド層１６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７を順次積
層する。
ａＡｓ電流通路層１２およびｎ−ＧａＡｓブロック層１
３、ｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド層１４、アンドープ
Ａｌ XＧａ1-XＡｓ活性層１５、ｎ−ＡｌYＧａ1-YＡｓク
ラッド層１６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７を順次積
層する。
【００５１】ｐ−ＧａＡｓ電流通路層１２およびｎ−Ｇ
ａＡｓブロック層１３の形成は、図１の半導体レーザ装
置のｎ−ＧａＡｓブロック層６およびｐ−ＧａＡｓ電流
通路層７を形成する場合と同様に、ＺｎとＳｅとを同時
に流して、ｐ−ＧａＡｓ基板１上にＧａＡｓ結晶を成長
させることにより行われる。この様にすることにより、
ｐ−ＧａＡｓ基板１上の平坦部上及びＶ溝２２内の平坦
部上にｎ−ＧａＡｓブロック層１３が、Ｖ溝２２の傾斜
面上にｐ−ＧａＡｓ電流通路層１２が形成される。
ａＡｓブロック層１３の形成は、図１の半導体レーザ装
置のｎ−ＧａＡｓブロック層６およびｐ−ＧａＡｓ電流
通路層７を形成する場合と同様に、ＺｎとＳｅとを同時
に流して、ｐ−ＧａＡｓ基板１上にＧａＡｓ結晶を成長
させることにより行われる。この様にすることにより、
ｐ−ＧａＡｓ基板１上の平坦部上及びＶ溝２２内の平坦
部上にｎ−ＧａＡｓブロック層１３が、Ｖ溝２２の傾斜
面上にｐ−ＧａＡｓ電流通路層１２が形成される。
【００５２】この様にして形成されたｐ−ＧａＡｓ電流
通路層１２およびｎ−ＧａＡｓブロック層１３上に続け
てｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド層１４、アンドープＡ
ｌXＧａ1-XＡｓ活性層１５、ｎ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラ
ッド層１６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７を順次形成
することにより、１回の結晶成長工程で電流狭窄部とダ
ブルヘテロ構造とを同時に形成できる。
通路層１２およびｎ−ＧａＡｓブロック層１３上に続け
てｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラッド層１４、アンドープＡ
ｌXＧａ1-XＡｓ活性層１５、ｎ−ＡｌYＧａ1-YＡｓクラ
ッド層１６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７を順次形成
することにより、１回の結晶成長工程で電流狭窄部とダ
ブルヘテロ構造とを同時に形成できる。
【００５３】尚、上述した実施例においては、<０１１
バー>方向にメサ、又はＶ溝を形成しているが、<０１１
>方向に逆メサ、又は溝を形成した場合、即ち傾斜方向
を<０１１バー>とした場合においても同様に、１回の結
晶成長工程で電流狭窄部を形成することができる。
バー>方向にメサ、又はＶ溝を形成しているが、<０１１
>方向に逆メサ、又は溝を形成した場合、即ち傾斜方向
を<０１１バー>とした場合においても同様に、１回の結
晶成長工程で電流狭窄部を形成することができる。
【００５４】また、本発明は、共振器端面に電流非注入
領域を有する端面非注入型半導体レーザにも適用でき
る。
領域を有する端面非注入型半導体レーザにも適用でき
る。
【００５５】図７は、本発明を端面非注入型半導体レー
ザに適用した第３の実施例の一製造過程を示し、４１は
面方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板、４２はｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層、４３はｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラ
ッド層、４４はアンドープ(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性
層、４５はｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、４６
はｐ−ＧａＩｎＰ層、４７はｐ−ＧａＡｓ層である。
ザに適用した第３の実施例の一製造過程を示し、４１は
面方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板、４２はｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層、４３はｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラ
ッド層、４４はアンドープ(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性
層、４５はｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、４６
はｐ−ＧａＩｎＰ層、４７はｐ−ＧａＡｓ層である。
【００５６】ｐ−ＧａＩｎＰ層４６は、ｐ−(ＡｌYＧａ
1-Y)ＩｎＰクラッド層４５とｐ−ＧａＡｓ層４７間のヘ
テロバリヤを緩衝するバッファ層となる。もちろん、図
１、図３及び図４の実施例においても、ＡｌＧａＩｎＰ
層とＧａＡｓ層との間にＧａＩｎＰ層を設けても良い。
1-Y)ＩｎＰクラッド層４５とｐ−ＧａＡｓ層４７間のヘ
テロバリヤを緩衝するバッファ層となる。もちろん、図
１、図３及び図４の実施例においても、ＡｌＧａＩｎＰ
層とＧａＡｓ層との間にＧａＩｎＰ層を設けても良い。
【００５７】ｎ−ＧａＡｓバッファ層４２乃至ｐ−Ｇａ
Ａｓ層４７はＭＯＣＶＤ法にて連続的に形成された後、
周知のフォトリソ技術を用いて、ｐ−ＧａＡｓ層４７、
ｐ−ＧａＩｎＰ層４６及びｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰク
ラッド層４５を夫々選択的にエッチング形成する。
Ａｓ層４７はＭＯＣＶＤ法にて連続的に形成された後、
周知のフォトリソ技術を用いて、ｐ−ＧａＡｓ層４７、
ｐ−ＧａＩｎＰ層４６及びｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰク
ラッド層４５を夫々選択的にエッチング形成する。
【００５８】本実施例では、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰ
クラッド層４５を<０１１>方向にエッチングして逆メサ
２３を形成し、ｐ−ＧａＩｎＰ層４６、ｐ−ＧａＡｓ層
４７を逆メサ２３上以外の部分と逆メサ２３上でその端
面近傍の部分とを除去すると共に、ｐ−ＧａＡｓ層４７
表面を平坦部を有さない凹凸状に形成している。ｐ−Ｇ
ａＡｓ層４７に形成される凹凸の傾斜方向は<０１１バ
ー>方向である。
クラッド層４５を<０１１>方向にエッチングして逆メサ
２３を形成し、ｐ−ＧａＩｎＰ層４６、ｐ−ＧａＡｓ層
４７を逆メサ２３上以外の部分と逆メサ２３上でその端
面近傍の部分とを除去すると共に、ｐ−ＧａＡｓ層４７
表面を平坦部を有さない凹凸状に形成している。ｐ−Ｇ
ａＡｓ層４７に形成される凹凸の傾斜方向は<０１１バ
ー>方向である。
【００５９】また、ｐ−ＧａＡｓ層４７の選択エッチン
グには硫酸系エッチング液が用いられ、ｐ−ＧａＩｎＰ
層４６及びｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層４５の
選択エッチングには臭化水素酸が用いられる。
グには硫酸系エッチング液が用いられ、ｐ−ＧａＩｎＰ
層４６及びｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層４５の
選択エッチングには臭化水素酸が用いられる。
【００６０】本実施例は、図７の状態において、ｐ−
(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層４５上及びｐ−ＧａＡ
ｓ層４７上に、第１実施例と同様に図２の成長プログラ
ムにてＧａＡｓ結晶を形成すると、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)
ＩｎＰクラッド層４５の平坦部、即ち逆メサ２３上の端
面近傍及び逆メサ２３以外の部分の上にはｎ−ＧａＡｓ
ブロック層が形成され、傾斜面のみで構成されるｐ−Ｇ
ａＡｓ層４７上にはｐ−ＧａＡｓ電流通路層が形成さ
れ、これらの上にはｐ−ＧａＡｓコンタクト層が形成さ
れる。
(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層４５上及びｐ−ＧａＡ
ｓ層４７上に、第１実施例と同様に図２の成長プログラ
ムにてＧａＡｓ結晶を形成すると、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)
ＩｎＰクラッド層４５の平坦部、即ち逆メサ２３上の端
面近傍及び逆メサ２３以外の部分の上にはｎ−ＧａＡｓ
ブロック層が形成され、傾斜面のみで構成されるｐ−Ｇ
ａＡｓ層４７上にはｐ−ＧａＡｓ電流通路層が形成さ
れ、これらの上にはｐ−ＧａＡｓコンタクト層が形成さ
れる。
【００６１】また、本実施例では、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)
ＩｎＰクラッド層４５の逆メサ２３側部の傾斜面上にも
ｐ−ＧａＡｓ電流通路層が形成されるが、その間にはｐ
−ＧａＩｎＰ層４６が設けられていないので、逆メサ２
３上のｐ−ＧａＡｓ層４７とｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰ
クラッド層４５との間に比べて大きなヘテロバリヤが存
在し、電流は流れにくい。従って、端面近傍は電流非注
入領域となる。
ＩｎＰクラッド層４５の逆メサ２３側部の傾斜面上にも
ｐ−ＧａＡｓ電流通路層が形成されるが、その間にはｐ
−ＧａＩｎＰ層４６が設けられていないので、逆メサ２
３上のｐ−ＧａＡｓ層４７とｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰ
クラッド層４５との間に比べて大きなヘテロバリヤが存
在し、電流は流れにくい。従って、端面近傍は電流非注
入領域となる。
【００６２】本実施例において、活性層、クラッド層の
Ａｌ組成比を夫々Ｘ＝０、Ｙ＝０．７とし、共振器長を
５００μｍ、共振器端面に設ける反射膜の反射率を前後
面夫々８％、８０％として端面非注入型半導体レーザ装
置を作製した。その室温での電流−光出力特性を図８に
示す。図に示すように、発振しきい値は８０ｍＡで、最
高出力は１００ｍＷである。また、発振波長は６７５ｎ
ｍで単一横モードであった。
Ａｌ組成比を夫々Ｘ＝０、Ｙ＝０．７とし、共振器長を
５００μｍ、共振器端面に設ける反射膜の反射率を前後
面夫々８％、８０％として端面非注入型半導体レーザ装
置を作製した。その室温での電流−光出力特性を図８に
示す。図に示すように、発振しきい値は８０ｍＡで、最
高出力は１００ｍＷである。また、発振波長は６７５ｎ
ｍで単一横モードであった。
【００６３】図９は第３実施例において、ｐ−(ＡｌYＧ
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層４５を<０１１バー>方向にエッ
チングして、メサ２１を形成した変形例の一製造過程を
示す。図９において、図７に対応する部分には同じ符号
を付してその説明を省略する。かかる変形例においても
第３実施例と同様に、端面非注入型半導体レーザ装置が
製造できる。
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層４５を<０１１バー>方向にエッ
チングして、メサ２１を形成した変形例の一製造過程を
示す。図９において、図７に対応する部分には同じ符号
を付してその説明を省略する。かかる変形例においても
第３実施例と同様に、端面非注入型半導体レーザ装置が
製造できる。
【００６４】また、本発明者らは、従来のＡｌＧａＩｎ
Ｐ系の半導体レーザ装置においてｐ型のキャリア濃度が
上げられなかった点について鋭意探求し、ダブルヘテロ
構造を形成する際に、ｐ型クラッド層上に連続してｎ型
ＧａＡｓ層を成長すると、ｐ型クラッド層のドーパント
の活性化率が略１００％になり、キャリア濃度９×１０
17ｃｍ-3程度まで得られることを見出した。従来、ｐ型
クラッド層上に連続してｐ型ＧａＡｓ層を成長したもの
はあったが、この場合、ｐ型クラッド層のドーパントの
活性化率は５０％程度で、キャリア濃度はせいぜい３×
１０17ｃｍ-3程度のものしか得られない。
Ｐ系の半導体レーザ装置においてｐ型のキャリア濃度が
上げられなかった点について鋭意探求し、ダブルヘテロ
構造を形成する際に、ｐ型クラッド層上に連続してｎ型
ＧａＡｓ層を成長すると、ｐ型クラッド層のドーパント
の活性化率が略１００％になり、キャリア濃度９×１０
17ｃｍ-3程度まで得られることを見出した。従来、ｐ型
クラッド層上に連続してｐ型ＧａＡｓ層を成長したもの
はあったが、この場合、ｐ型クラッド層のドーパントの
活性化率は５０％程度で、キャリア濃度はせいぜい３×
１０17ｃｍ-3程度のものしか得られない。
【００６５】図１０は斯る点に鑑みなされた本発明の第
４実施例を示す。
４実施例を示す。
【００６６】図において、５１は面方位（１００）のｎ
−ＧａＡｓ基板、５２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、５３
はｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、５４はアンド
ープ(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性層、５５はｐ−(ＡｌYＧ
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、５６はｎ−ＧａＡｓ層、５７
はｐ−ＧａＩｎＰ層、５８はｎ−ＧａＡｓブロック層、
５９はｐ−ＧａＡｓ電流通路層、６０はｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層である。本実施例においても、ｎ−ＧａＡｓ
基板５１裏面とｐ−ＧａＡｓコンタクト層６０上に形成
される電極は図示していない。
−ＧａＡｓ基板、５２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、５３
はｎ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、５４はアンド
ープ(ＡｌXＧａ1-X)ＩｎＰ活性層、５５はｐ−(ＡｌYＧ
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層、５６はｎ−ＧａＡｓ層、５７
はｐ−ＧａＩｎＰ層、５８はｎ−ＧａＡｓブロック層、
５９はｐ−ＧａＡｓ電流通路層、６０はｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層である。本実施例においても、ｎ−ＧａＡｓ
基板５１裏面とｐ−ＧａＡｓコンタクト層６０上に形成
される電極は図示していない。
【００６７】本実施例では、先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板５
１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層５２、ｎ−(ＡｌYＧａ
1-Y)ＩｎＰクラッド層５３、アンドープ(ＡｌXＧａ1-X)
ＩｎＰ活性層５４、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド
層５５、ｎ−ＧａＡｓ層５６をＭＯＣＶＤ法で連続的に
成長する。
１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層５２、ｎ−(ＡｌYＧａ
1-Y)ＩｎＰクラッド層５３、アンドープ(ＡｌXＧａ1-X)
ＩｎＰ活性層５４、ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド
層５５、ｎ−ＧａＡｓ層５６をＭＯＣＶＤ法で連続的に
成長する。
【００６８】次に、フォトリソ技術を用いて、ｎ−Ｇａ
Ａｓ層５６及びｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５
５を<０１１>方向にストライプ状の逆メサ２３を形成す
る。
Ａｓ層５６及びｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５
５を<０１１>方向にストライプ状の逆メサ２３を形成す
る。
【００６９】そして、この上にｐ−ＧａＩｎＰ層５７を
成長した後、連続的に、第１実施例と同様に図２の成長
プログラムに従って、ｎ−ＧａＡｓブロック層５８、ｐ
−ＧａＡｓ電流通路層５９及びｐ−ＧａＡｓコンタクト
層６０を成長する。
成長した後、連続的に、第１実施例と同様に図２の成長
プログラムに従って、ｎ−ＧａＡｓブロック層５８、ｐ
−ＧａＡｓ電流通路層５９及びｐ−ＧａＡｓコンタクト
層６０を成長する。
【００７０】本実施例によれば、逆メサ２３の側部が電
流通路となり、逆メサ２３上に逆バイアスとなるｎ−Ｇ
ａＡｓ層５６が存在しても電流通路が確保できるので、
ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５５上に連続して
ｎ−ＧａＡｓ層５６が成長でき、その結果ｐ−(ＡｌYＧ
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５５のキャリア濃度を高くする
ことができる。
流通路となり、逆メサ２３上に逆バイアスとなるｎ−Ｇ
ａＡｓ層５６が存在しても電流通路が確保できるので、
ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５５上に連続して
ｎ−ＧａＡｓ層５６が成長でき、その結果ｐ−(ＡｌYＧ
ａ1-Y)ＩｎＰクラッド層５５のキャリア濃度を高くする
ことができる。
【００７１】本実施例において、活性層、クラッド層の
Ａｌ組成比を夫々Ｘ＝０、Ｙ＝０．７とし、共振器長を
４００μｍ、共振器端面に設ける反射膜の反射率を前後
面共に３０％として半導体レーザ装置を作製した。その
室温での電流−光出力特性を図１１に実線にて示す。ま
た、活性層のＡｌ組成比を変化させ発振波長を変えたと
きの最高発振温度の特性を図１２に実線にて示す。比較
のため、図１３に示す従来装置の各特性を図１１、図１
２に破線にて併記する。
Ａｌ組成比を夫々Ｘ＝０、Ｙ＝０．７とし、共振器長を
４００μｍ、共振器端面に設ける反射膜の反射率を前後
面共に３０％として半導体レーザ装置を作製した。その
室温での電流−光出力特性を図１１に実線にて示す。ま
た、活性層のＡｌ組成比を変化させ発振波長を変えたと
きの最高発振温度の特性を図１２に実線にて示す。比較
のため、図１３に示す従来装置の各特性を図１１、図１
２に破線にて併記する。
【００７２】尚、本実施例のｐ型クラッド層のキャリア
濃度は９×１０17ｃｍ-3であり、従来装置のｐ型クラッ
ド層のキャリア濃度は３×１０17ｃｍ-3であった。
濃度は９×１０17ｃｍ-3であり、従来装置のｐ型クラッ
ド層のキャリア濃度は３×１０17ｃｍ-3であった。
【００７３】図１１、図１２から明らかなように、本実
施例では、ｐ型クラッド層の比抵抗が小さくなるため、
キャリアの注入効率が向上し、最高出力の増大が計れ
る。さらに、活性層への電流閉じ込め効果が向上するた
め、キャリアのオーバーフローが抑制され、しきい値電
流の低減、最高発振温度の向上が計れる。
施例では、ｐ型クラッド層の比抵抗が小さくなるため、
キャリアの注入効率が向上し、最高出力の増大が計れ
る。さらに、活性層への電流閉じ込め効果が向上するた
め、キャリアのオーバーフローが抑制され、しきい値電
流の低減、最高発振温度の向上が計れる。
【００７４】以上の実施例においては、平坦面を（１０
０）面としたが、（１００）面から傾斜した面を主面と
した基板を用いて平坦面を（１００）面から傾斜した面
としても、傾斜面が平坦面に対して（１００）面からよ
り傾斜していれば、本発明を適用し得る。即ち、平坦部
においてｎ導電型を呈するようにｎ型不純物の供給量を
適宜選択することによって、平坦面と傾斜面とで導電型
を異ならしめることができる。
０）面としたが、（１００）面から傾斜した面を主面と
した基板を用いて平坦面を（１００）面から傾斜した面
としても、傾斜面が平坦面に対して（１００）面からよ
り傾斜していれば、本発明を適用し得る。即ち、平坦部
においてｎ導電型を呈するようにｎ型不純物の供給量を
適宜選択することによって、平坦面と傾斜面とで導電型
を異ならしめることができる。
【００７５】
【発明の効果】この発明によれば、製造工程の簡略化が
図れ、信頼性の高い半導体レーザ装置及び端面非注入型
半導体レーザ装置を得ることができる。
図れ、信頼性の高い半導体レーザ装置及び端面非注入型
半導体レーザ装置を得ることができる。
【００７６】また、この発明によれば、ｐ型クラッド層
のキャリア濃度を高くすることができ、しきい値電流の
低減、最高出力、最高発振温度の向上を図ることができ
る。
のキャリア濃度を高くすることができ、しきい値電流の
低減、最高出力、最高発振温度の向上を図ることができ
る。
【図１】この発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１の半導体レーザ装置における主要製造工程
の成長プログラムを示すグラフである。
の成長プログラムを示すグラフである。
【図３】この発明の第１実施例の変形例を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】この発明の第２実施例を示す断面図である。
【図５】ｐ型ドーパントＺｎまたはｎ型ドーパントＳｅ
をＧａＡｓに流入させてメサの傾斜面上にＧａＡｓ層を
成長させた場合において、メサの傾斜角に対するドーパ
ントのキャリア濃度の関係を示すグラフである。
をＧａＡｓに流入させてメサの傾斜面上にＧａＡｓ層を
成長させた場合において、メサの傾斜角に対するドーパ
ントのキャリア濃度の関係を示すグラフである。
【図６】ｎ型ドーパントＳｅおよびｐ型ドーパントＺｎ
をＧａＡｓに同時に流入させてメサの傾斜面上にＧａＡ
ｓ層を成長させた場合において、メサの傾斜角に対する
ドーパントのキャリア濃度の関係を示すグラフである。
をＧａＡｓに同時に流入させてメサの傾斜面上にＧａＡ
ｓ層を成長させた場合において、メサの傾斜角に対する
ドーパントのキャリア濃度の関係を示すグラフである。
【図７】この発明の第３実施例の一製造過程を示す斜視
図である。
図である。
【図８】この発明の第３実施例の電流−光出力特性を示
す特性図である。
す特性図である。
【図９】この発明の第３実施例の変形例の一製造過程を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１０】この発明の第４実施例を示す断面図である。
【図１１】この発明の第４実施例及び従来装置の電流−
光出力特性を示す特性図である。
光出力特性を示す特性図である。
【図１２】この発明の第４実施例及び従来装置の最高発
振温度特性を示す特性図である。
振温度特性を示す特性図である。
【図１３】従来例を示す断面図である。
５ ｐ−(ＡｌYＧａ1-Y)ＩｎＰクラッド層 ６ ｎ−ＧａＡｓブロック層 ７ ｐ−ＧａＡｓ電流通路層 １１ ｐ−ＧａＡｓ基板 １２ ｐ−ＧａＡｓ電流通路層 １３ ｎ−ＧａＡｓブロック層 ２１ メサ ２２ Ｖ溝
フロントページの続き (72)発明者 廣山 良治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 松川 健一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−159783（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63304（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，米 国，56［17］，ｐ．1691−1693 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｗｔｈ，米国, 113［１／２］，ｐ．127−130 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｗｔｈ，米国, 107［１−４］，ｐ．772−778 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (9)
- 【請求項１】 平坦面と傾斜面とが形成されたＡｌＧａ
ＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる半導体上にｎ型ドーパン
トとｐ型ドーパントとの両方を含む半導体層が形成さ
れ、前記ｎ型ドーパントはＳｅであり、前記半導体層
は、前記平坦面上では前記ｎ型ドーパントのキャリア濃
度が前記ｐ型ドーパントのキャリア濃度よりも大きくｎ
型の電流ブロック層となり、前記傾斜面上では前記ｐ型
ドーパントのキャリア濃度が前記ｎ型ドーパントのキャ
リア濃度よりも大きくｐ型の電流通路層となることを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 平坦面と傾斜面とが形成されたＧａＡｓ
からなる半導体上にｎ型ドーパントとｐ型ドーパントと
の両方を含む半導体層が形成され、前記ｎ型ドーパント
はＳｅであり、前記半導体層は、前記平坦面上では前記
ｎ型ドーパントのキャリア濃度が前記ｐ型ドーパントの
キャリア濃度よりも大きくｎ型の電流ブロック層とな
り、前記傾斜面上では前記ｐ型ドーパントのキャリア濃
度が前記ｎ型ドーパントのキャリア濃度よりも大きくｐ
型の電流通路層となることを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 前記ｐ型ドーパントがＺｎ又はＭｇであ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項４】 前記平坦面は（１００）面から＜０１１
＞方向への傾斜角が２．５°以下の面であり、前記傾斜
面は（１００）面から＜０１１＞方向への傾斜角が２．
５°以上の面であることを特徴とする請求項１、２又は
３記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 上記半導体の傾斜面はレーザ共振器の中
央部に設けられ、上記半導体の平坦面は端面近傍に設け
られていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記
載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 平坦面と傾斜面とが形成されたＡｌＧａ
ＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる半導体上にｎ型ドーパン
トとしてのＳｅとｐ型ドーパントとの両方を同時に用い
て結晶を成長させることにより、前記平坦面上にｎ型層
を、前記傾斜面上にｐ型層を形成することを特徴とする
結晶成長方法。 - 【請求項７】 平坦面と傾斜面とが形成されたＧａＡｓ
からなる半導体上に ｎ型ドーパントとしてのＳｅとｐ型
ドーパントとの両方を同時に用いて結晶を成長させるこ
とにより、前記平坦面上にｎ型層を、前記傾斜面上にｐ
型層を形成することを特徴とする結晶成長方法。 - 【請求項８】 前記ｐ型ドーパントがＺｎ又はＭｇであ
ることを特徴とする請求項６又は７記載の結晶成長方
法。 - 【請求項９】 前記平坦面は（１００）面から＜０１１
＞方向への傾斜角が２．５°以下の面であり、前記傾斜
面は（１００）面から＜０１１＞方向への傾斜角が２．
５°以上の面であることを特徴とする請求項６、７又は
８記載の結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29416999A JP3258990B2 (ja) | 1991-02-15 | 1999-10-15 | 半導体レーザ装置及び結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4417491 | 1991-02-15 | ||
| JP3-44174 | 1991-02-15 | ||
| JP29416999A JP3258990B2 (ja) | 1991-02-15 | 1999-10-15 | 半導体レーザ装置及び結晶成長方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027951A Division JP3071021B2 (ja) | 1991-02-15 | 1992-02-14 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000091697A JP2000091697A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3258990B2 true JP3258990B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=26384029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29416999A Expired - Fee Related JP3258990B2 (ja) | 1991-02-15 | 1999-10-15 | 半導体レーザ装置及び結晶成長方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3258990B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158403A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザダイオード |
-
1999
- 1999-10-15 JP JP29416999A patent/JP3258990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，米国，５６［１７］，ｐ．１６９１−１６９３ |
| Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｗｔｈ，米国，１０７［１−４］，ｐ．７７２−７７８ |
| Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｗｔｈ，米国，１１３［１／２］，ｐ．１２７−１３０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000091697A (ja) | 2000-03-31 |
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