JPH03156989A - 半導体レーザとその製造方法 - Google Patents
半導体レーザとその製造方法Info
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- JPH03156989A JPH03156989A JP29700989A JP29700989A JPH03156989A JP H03156989 A JPH03156989 A JP H03156989A JP 29700989 A JP29700989 A JP 29700989A JP 29700989 A JP29700989 A JP 29700989A JP H03156989 A JPH03156989 A JP H03156989A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
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、単一横モードで発振する非点収差の小さいA
IGaInP系の半導体レーザおよびその製造方法に関
する。
IGaInP系の半導体レーザおよびその製造方法に関
する。
(従来の技術)
最近、有機金属熱分解法(以後MOVPEと略す)によ
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
IGaInP系の半導体レーザとして、第3図に示すよ
うな構造が報告されている(エレクトロニクス・レター
ズ(Electronics 1etters、 19
87,23.pp、 938−939))。この構造は
第一回目の成長でn型GaAs基板1上に、n型(A1
0.6GaO,4)0.5In0.5Pクラッド層2、
Ga□、5In。、5P活性層3、p型(Alo、6G
ao、4)o、aIno、5層下部クラッド層4、p型
Ga□、5In□、5層層5、p型(Alo、BGa□
、2)0.5In0.5層上部クラット層8、p型Ga
Asキャップ層9を順次形成する。次にフォトリソグラ
フィーによりSiO2をマスクとしてエツチングにより
メサストライプを形成する。P型Gao、5In□、5
層層5はこのエツチング時のエツチングストップ層であ
る。そして5i02マスクをつけたまま、第二回目の成
長を行いエツチングしたところをn型GaAsブロック
層1oで埋め込む。次に5i02マスクを除去し、p側
全面に電極が形成できるように第三回目の成長でp型G
aAsコンタクト層11を成長する。
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
IGaInP系の半導体レーザとして、第3図に示すよ
うな構造が報告されている(エレクトロニクス・レター
ズ(Electronics 1etters、 19
87,23.pp、 938−939))。この構造は
第一回目の成長でn型GaAs基板1上に、n型(A1
0.6GaO,4)0.5In0.5Pクラッド層2、
Ga□、5In。、5P活性層3、p型(Alo、6G
ao、4)o、aIno、5層下部クラッド層4、p型
Ga□、5In□、5層層5、p型(Alo、BGa□
、2)0.5In0.5層上部クラット層8、p型Ga
Asキャップ層9を順次形成する。次にフォトリソグラ
フィーによりSiO2をマスクとしてエツチングにより
メサストライプを形成する。P型Gao、5In□、5
層層5はこのエツチング時のエツチングストップ層であ
る。そして5i02マスクをつけたまま、第二回目の成
長を行いエツチングしたところをn型GaAsブロック
層1oで埋め込む。次に5i02マスクを除去し、p側
全面に電極が形成できるように第三回目の成長でp型G
aAsコンタクト層11を成長する。
この構造により電流はn型GaAs層1o、によりブロ
ックされメサストライプ部にのみ注入される。
ックされメサストライプ部にのみ注入される。
また、メサストライプ形成のエツチングのときに、メサ
ストライプ部以外のp型クラッド層の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みまでエツチングするのでn型GaA
s層1oのある部分では、このn型GaAs層10に光
が吸収され、メサストライプ部にのみ光は導波される。
ストライプ部以外のp型クラッド層の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みまでエツチングするのでn型GaA
s層1oのある部分では、このn型GaAs層10に光
が吸収され、メサストライプ部にのみ光は導波される。
このようにこの構造では、電流狭窄機構と光導波機構が
同時に作り付けられる。
同時に作り付けられる。
(発明が解決しようとする課題)
上述の第3図の構造では、モードの安定に光の吸収を用
いかつ横方向の実効屈折率差がステップ状についている
ために、メサストライプ両脇で光の波面が遅れてしまい
、非点収差が1011m以上と大きくなってしまうとい
う問題があり、実用上の障害となっている。
いかつ横方向の実効屈折率差がステップ状についている
ために、メサストライプ両脇で光の波面が遅れてしまい
、非点収差が1011m以上と大きくなってしまうとい
う問題があり、実用上の障害となっている。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、非点収差の小
さい横モード制御構造のAIGaInP系半導体レーザ
とその製造方法を提供することにある。
さい横モード制御構造のAIGaInP系半導体レーザ
とそ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)
本発明の半導体レーザは第一導電型基板上に、活性層と
、この活性層をはさみ活性層よりも屈折率の小さなクラ
ッド層とからなるダブルヘテロ構造が形成され、前記活
性層の上側に隣接した第二導電型のクラッド層は層厚が
一様であり、このクラッド層の上部に、活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがって幅が狭い少なくとも2層を備
えるストライプ状のメサ構造を有し、前記メサ構造の側
面部にエネルギーギャップが活性層と同じかもしくは小
さくかつ第一導電型もしくは高抵抗である半導体層を有
することを特徴とする。
、この活性層をはさみ活性層よりも屈折率の小さなクラ
ッド層とからなるダブルヘテロ構造が形成され、前記活
性層の上側に隣接した第二導電型のクラッド層は層厚が
一様であり、このクラッド層の上部に、活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがって幅が狭い少なくとも2層を備
えるストライプ状のメサ構造を有し、前記メサ構造の側
面部にエネルギーギャップが活性層と同じかもしくは小
さくかつ第一導電型もしくは高抵抗である半導体層を有
することを特徴とする。
また本発明の半導体レーザの製造方法は第一導電型基板
上に、活性層と、この活性層をはさみ活性層よりも屈折
率の小さなクラッド層からなるダブルヘテロ構造を形成
する工程と、前記活性層の上部に前記活性層よりエネル
ギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性層
から離れるにしたがってエツチングレートが速い少なく
とも2層からなる第二導電型の半導体層を形成する工程
とこの半導体層上にストライプ状の誘電体膜を形成しこ
の誘電体膜を用いて前記活性層の上部の前記第二導電型
の半導体層をエツチングし階段状のストライプ状のメサ
構造を形成する工程と、このメサ構造の両側面にエネル
ギーギャップが活性層と同じかもしくは小さくかつ第一
導電型もしくは高抵抗である半導体層を形成する工程を
有することを特徴とする。
上に、活性層と、この活性層をはさみ活性層よりも屈折
率の小さなクラッド層からなるダブルヘテロ構造を形成
する工程と、前記活性層の上部に前記活性層よりエネル
ギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性層
から離れるにしたがってエツチングレートが速い少なく
とも2層からなる第二導電型の半導体層を形成する工程
とこの半導体層上にストライプ状の誘電体膜を形成しこ
の誘電体膜を用いて前記活性層の上部の前記第二導電型
の半導体層をエツチングし階段状のストライプ状のメサ
構造を形成する工程と、このメサ構造の両側面にエネル
ギーギャップが活性層と同じかもしくは小さくかつ第一
導電型もしくは高抵抗である半導体層を形成する工程を
有することを特徴とする。
本発明による別の半導体レーザは請求項1の半導体レー
ザにおいて活性層よりエネルギーギャップが大きくかつ
屈折率が小さく、前記活性層から離れるにしたがって幅
が狭い少なくとも2層を備えるストライプ状のメサ構造
の代わりに活性層よりエネルギーギャップが大きくかつ
屈折率が小さく、前記活性層から離れるにしたがって幅
が狭くしかもエネルギーギャップが連続して変化してい
る層を備えるストライプ状状のメサ構造を有しているこ
とを特徴とする。
ザにおいて活性層よりエネルギーギャップが大きくかつ
屈折率が小さく、前記活性層から離れるにしたがって幅
が狭い少なくとも2層を備えるストライプ状のメサ構造
の代わりに活性層よりエネルギーギャップが大きくかつ
屈折率が小さく、前記活性層から離れるにしたがって幅
が狭くしかもエネルギーギャップが連続して変化してい
る層を備えるストライプ状状のメサ構造を有しているこ
とを特徴とする。
(作用)
ストライプ状のメサ部と、それ以外の部分に光の吸収層
を活性層近傍に配置し、横方向の実効屈折率差をつけて
横モードを制御する半導体レーザでは、その横方向の実
効屈折率差カフ−段のステップ状についていると非点収
差が大きく、これが数段のステップ状または徐々に変化
しているグレーディト状であれば非点収差は小さくなる
ことが知られている。本発明の構造は横方向の実効屈折
率差を、少なくとも二段階以上のステップ状にして、又
はグレーディトにして、非点収差を小さくしている。
を活性層近傍に配置し、横方向の実効屈折率差をつけて
横モードを制御する半導体レーザでは、その横方向の実
効屈折率差カフ−段のステップ状についていると非点収
差が大きく、これが数段のステップ状または徐々に変化
しているグレーディト状であれば非点収差は小さくなる
ことが知られている。本発明の構造は横方向の実効屈折
率差を、少なくとも二段階以上のステップ状にして、又
はグレーディトにして、非点収差を小さくしている。
また本発明による半導体レーザとその製造方法を用いれ
ば以下の作用により、上述の非点収差の小さい半導体レ
ーザが自己整合的で少ない工程で再現良く製作できる。
ば以下の作用により、上述の非点収差の小さい半導体レ
ーザが自己整合的で少ない工程で再現良く製作できる。
本発明の請求項1及び2の構造と製造方法では、第一導
電型基板上に、活性層と、この活性層をはさみ活性層よ
りも屈折率の小さなクラッド層を形成し、前記活性層の
上側の第二導電型のクラッド層の上部に活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがってエツチングレートが速い少な
くとも2層からなる第二導電型半導体層を形成する工程
と、この第二導電型半導体層上にストライプ状の誘電体
膜を形成する工程と、この誘電体膜を用いて前記活性層
の上部の前記第二導電型半導体層をエツチングし、スト
ライプ状のメサ構造を形成する工程において、まずその
第二導電型半導体層の最も上側の半導体層がメサ状にエ
ツチングされる。次に最も上側の半導体層よりもエツチ
ング速度の遅い次の半導体層に達すると深さ方向へのエ
ツチング速度は遅くなる。この間に上部のメサ状となっ
ている前記最も上側の半導体層はサイドエツチングによ
りその幅が狭くなる。このようにして上部のメサ状の半
導体層はその下の半導体層よりも狭い幅のメサ状にエツ
チングされる。こうしてメサストライプの形状は階段状
となる。そしてこの階段状のメサの両脇をエネルギーギ
ャップが活性層と同じか又は小さくかつ第一導電型もし
くは高抵抗である半導体層で埋め込む。こうして得られ
る構造では実効屈折率が階段状の数段のステップになる
ので上述の非点収差の小さい半導体レーザが自己整合的
で少ない工程で製作できる。
電型基板上に、活性層と、この活性層をはさみ活性層よ
りも屈折率の小さなクラッド層を形成し、前記活性層の
上側の第二導電型のクラッド層の上部に活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがってエツチングレートが速い少な
くとも2層からなる第二導電型半導体層を形成する工程
と、この第二導電型半導体層上にストライプ状の誘電体
膜を形成する工程と、この誘電体膜を用いて前記活性層
の上部の前記第二導電型半導体層をエツチングし、スト
ライプ状のメサ構造を形成する工程において、まずその
第二導電型半導体層の最も上側の半導体層がメサ状にエ
ツチングされる。次に最も上側の半導体層よりもエツチ
ング速度の遅い次の半導体層に達すると深さ方向へのエ
ツチング速度は遅くなる。この間に上部のメサ状となっ
ている前記最も上側の半導体層はサイドエツチングによ
りその幅が狭くなる。このようにして上部のメサ状の半
導体層はその下の半導体層よりも狭い幅のメサ状にエツ
チングされる。こうしてメサストライプの形状は階段状
となる。そしてこの階段状のメサの両脇をエネルギーギ
ャップが活性層と同じか又は小さくかつ第一導電型もし
くは高抵抗である半導体層で埋め込む。こうして得られ
る構造では実効屈折率が階段状の数段のステップになる
ので上述の非点収差の小さい半導体レーザが自己整合的
で少ない工程で製作できる。
また本発明の請求項3の半導体レーザではメサ構造を構
成する半導体層の中にエネルギーギャップが連続的に変
化している半導体層、いいかえると基板と格子整合し、
連続的に組成が変化している化合物の半導体層を入れる
ことにより、メサエッチング時に活性層から離れるにし
たがって幅が徐々に狭くなり、なめらかな順メサ形状が
得られる。こうして実効屈折率差がグレーディトになり
、非点収差を小さくできる。
成する半導体層の中にエネルギーギャップが連続的に変
化している半導体層、いいかえると基板と格子整合し、
連続的に組成が変化している化合物の半導体層を入れる
ことにより、メサエッチング時に活性層から離れるにし
たがって幅が徐々に狭くなり、なめらかな順メサ形状が
得られる。こうして実効屈折率差がグレーディトになり
、非点収差を小さくできる。
(実施例)
本発明の第一の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の半導体レーザ装置の一実施例を示すレ
ーザの断面図であり、第2図(a)〜(Dはその工程図
である。
ーザの断面図であり、第2図(a)〜(Dはその工程図
である。
まず−回目の減圧MOVPEによる成長で、n型GaA
s基板1(Siドープ;n=2X1018cm−3)上
に、基板と格子整合させて、n型(Alo、6Gao、
4)o、5Ino、5Pクラツド層2(n=5X101
7cm−3;厚みlpm)、Gao、5In0.5P活
性層3(アンドープ1厚み0.1pm)、p型(A10
.4Ga0.6)0.5In□、5P下部クラッド層4
(p=5X1017cm−3;厚み0.3pm)、p型
Gag、5In0.5P層5、p型(Alo、4Gao
、6)o、5Ino、5P層6(p=5X1017cm
−3;厚み0.1pm) 、p型(Alo、6Gao、
4)o、5Ino、5P層7 (p=5X1017cm
a、厚み0.1pm)、p型(Alo、BGao、2
) 0.5Ing、5P上部クラッド層8(p=5×1
017cm−3;厚み0.8pm)、p型GaAsキャ
ップ層9を順次形成した。成長条件は、温度700°C
1圧カフ0Torr、 V/III=200、キャリヤ
ガス(H2)の全流量15(/minとした。厚相・と
じては、トリメチルインジウム(TMI:(CH3)3
In)、トリエチルガリウム(9) (10) (TEG:(C2H5)3Ga)、トリメチルアルミニ
ウム(TMA:(CH3)3A1)、アルシン(AsH
s)、ホスフィン(pI(3)、n型ドーパント:セレ
ン化水素(H2Se)、p型ドーパント:シクロペンタ
ヂエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いた。こうし
て成長したウェハにフォトリソグラフィにより幅9pm
のストライブ状の5i02マスクを形成した(第2図(
a))。次にこの5i02マスクを用いてリン酸系のエ
ツチング液によりp型GaAsキャップ層9をメサ状に
エツチングした(第3図(b))。つづいて塩酸系のエ
ツチング液により、p型(Alo、5Gao、2)o、
5Irlo、5P上部クラッド層8、p型(A10.6
Ga0.4)0.5In0.5P層7、p型(AIo、
4GHQ、6)0.5In0.5P層6をメサ状にエツ
チングした(第2図(c、 d))。このときエツチン
グレートはA1が多い程早いのでこのエツチングレート
の差により第2図(cXd)に示すようにp型AIGa
InP層6.7.8はそれぞれ幅が異なり、階段状の形
状となる。つぎにp型 (Alo、5Gao、2)o、5In□、5P上部のク
ラッド層8のサイドエツチングで幅広となったp型Ga
Asギャップ層9をノン酸系のエツチング液によりp型 (Alo、5Gao、2)o、5■no、5P上部クラ
ッド層8と同じ幅にエツチングした。つぎに5i02マ
スクをつけたまま減圧MOVPEにより二回目の成長を
行いn型GaAs層10を形成した(第2図(e))。
s基板1(Siドープ;n=2X1018cm−3)上
に、基板と格子整合させて、n型(Alo、6Gao、
4)o、5Ino、5Pクラツド層2(n=5X101
7cm−3;厚みlpm)、Gao、5In0.5P活
性層3(アンドープ1厚み0.1pm)、p型(A10
.4Ga0.6)0.5In□、5P下部クラッド層4
(p=5X1017cm−3;厚み0.3pm)、p型
Gag、5In0.5P層5、p型(Alo、4Gao
、6)o、5Ino、5P層6(p=5X1017cm
−3;厚み0.1pm) 、p型(Alo、6Gao、
4)o、5Ino、5P層7 (p=5X1017cm
a、厚み0.1pm)、p型(Alo、BGao、2
) 0.5Ing、5P上部クラッド層8(p=5×1
017cm−3;厚み0.8pm)、p型GaAsキャ
ップ層9を順次形成した。成長条件は、温度700°C
1圧カフ0Torr、 V/III=200、キャリヤ
ガス(H2)の全流量15(/minとした。厚相・と
じては、トリメチルインジウム(TMI:(CH3)3
In)、トリエチルガリウム(9) (10) (TEG:(C2H5)3Ga)、トリメチルアルミニ
ウム(TMA:(CH3)3A1)、アルシン(AsH
s)、ホスフィン(pI(3)、n型ドーパント:セレ
ン化水素(H2Se)、p型ドーパント:シクロペンタ
ヂエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いた。こうし
て成長したウェハにフォトリソグラフィにより幅9pm
のストライブ状の5i02マスクを形成した(第2図(
a))。次にこの5i02マスクを用いてリン酸系のエ
ツチング液によりp型GaAsキャップ層9をメサ状に
エツチングした(第3図(b))。つづいて塩酸系のエ
ツチング液により、p型(Alo、5Gao、2)o、
5Irlo、5P上部クラッド層8、p型(A10.6
Ga0.4)0.5In0.5P層7、p型(AIo、
4GHQ、6)0.5In0.5P層6をメサ状にエツ
チングした(第2図(c、 d))。このときエツチン
グレートはA1が多い程早いのでこのエツチングレート
の差により第2図(cXd)に示すようにp型AIGa
InP層6.7.8はそれぞれ幅が異なり、階段状の形
状となる。つぎにp型 (Alo、5Gao、2)o、5In□、5P上部のク
ラッド層8のサイドエツチングで幅広となったp型Ga
Asギャップ層9をノン酸系のエツチング液によりp型 (Alo、5Gao、2)o、5■no、5P上部クラ
ッド層8と同じ幅にエツチングした。つぎに5i02マ
スクをつけたまま減圧MOVPEにより二回目の成長を
行いn型GaAs層10を形成した(第2図(e))。
そして5i02マスクを除去した後に、減圧MOVPE
により三回目の成長を行いp型GaAsコンタクト層1
1を形成した(第2図(0)。最後にp、n両電極(図
には示していない)を形成してキャビティ長300pm
にへき開し、個々のチップに分離した。
により三回目の成長を行いp型GaAsコンタクト層1
1を形成した(第2図(0)。最後にp、n両電極(図
には示していない)を形成してキャビティ長300pm
にへき開し、個々のチップに分離した。
最終的に出来上がった構造ではp型
(Alo、5Gao、2)o、5In□、5P 1部ク
ラッド層8のメサ幅は4Pm、p型(A10.40a0
.6)0.5In0.5P層6のメサ幅は811mとな
った。メサ幅4pmの第3図で示した従来構造のレーザ
が12層m程度の非点収差を持つのに比べ、本発明のこ
の実施例のレーザの非点収差は511m以下であった。
ラッド層8のメサ幅は4Pm、p型(A10.40a0
.6)0.5In0.5P層6のメサ幅は811mとな
った。メサ幅4pmの第3図で示した従来構造のレーザ
が12層m程度の非点収差を持つのに比べ、本発明のこ
の実施例のレーザの非点収差は511m以下であった。
この第一の実施例においてエツチング速度の異なる層で
あるP型AIGaInP層6.7.8の各組成、層厚や
層の数(ここでは3)は−例である。用いるエツチング
液の組成、エツチング速度や実効屈折率差と所望の非点
収差を考えて、エツチング速(11) (12) 度の異なる層の組成、層厚、層数を最適化すればよい。
あるP型AIGaInP層6.7.8の各組成、層厚や
層の数(ここでは3)は−例である。用いるエツチング
液の組成、エツチング速度や実効屈折率差と所望の非点
収差を考えて、エツチング速(11) (12) 度の異なる層の組成、層厚、層数を最適化すればよい。
このように本発明では活性層上部のストライブ状のメサ
となる半導体層をエツチング速度の異なる2層以上から
構成しているので、メサ形成時に自動的に横方向の実効
屈折率差が2段階以上のステップになり、非点収差を容
易にかつ著しく改善できた。
となる半導体層をエツチング速度の異なる2層以上から
構成しているので、メサ形成時に自動的に横方向の実効
屈折率差が2段階以上のステップになり、非点収差を容
易にかつ著しく改善できた。
またエツチング速度の異なる層の厚さを薄くしく例えば
0.05層m)層数を多層(例えば10層)とし、各層
の組成をわずかずつ変化させる(例えば活性層から離れ
るに従ってAIGaInPのAIの組成を0.4から0
.8まで徐々に変化させて10段階とする)ことにより
、エツチングした時、階段状のステップが細かくなり、
なめらかなスロープ状の形状となる。この場合も同様の
効果が得られる。
0.05層m)層数を多層(例えば10層)とし、各層
の組成をわずかずつ変化させる(例えば活性層から離れ
るに従ってAIGaInPのAIの組成を0.4から0
.8まで徐々に変化させて10段階とする)ことにより
、エツチングした時、階段状のステップが細かくなり、
なめらかなスロープ状の形状となる。この場合も同様の
効果が得られる。
本発明の半導体レーザの第二の実施例を第4図の構造新
面図を用いて述べる。製造方法についてまず述べる。減
圧MOVPE法によりn型GaAs基板1上に格子整合
させてn型AIGaInPクラッド層2、GaInP活
性層3、p型AIGaInP下部クラッド層4、p型G
aInPエツチングストップ層5を形成するところまで
は第一の実施例と同じである。続いて層厚1pmのp型
(AlxGaIX)0.5In0.5P層13、p型G
aAsキャップ層を格子整合させて順に形成する。ここ
でp型AIGaInP層13は活性層3から離れるにし
たがって組成がx = 0.4から0.8まで連続して
変化している。これはエネルギーギャップがx=0.4
から0.8になるにつれ大きくなることになる。このA
IGaInP層13の成長方法は成長中に成長原料ガス
の流量を徐々に変えれば良く、−例としてトリエチルガ
リウムとトリメチルアルミニウムからのガスの流量比を
徐々に変化させれば良い。
面図を用いて述べる。製造方法についてまず述べる。減
圧MOVPE法によりn型GaAs基板1上に格子整合
させてn型AIGaInPクラッド層2、GaInP活
性層3、p型AIGaInP下部クラッド層4、p型G
aInPエツチングストップ層5を形成するところまで
は第一の実施例と同じである。続いて層厚1pmのp型
(AlxGaIX)0.5In0.5P層13、p型G
aAsキャップ層を格子整合させて順に形成する。ここ
でp型AIGaInP層13は活性層3から離れるにし
たがって組成がx = 0.4から0.8まで連続して
変化している。これはエネルギーギャップがx=0.4
から0.8になるにつれ大きくなることになる。このA
IGaInP層13の成長方法は成長中に成長原料ガス
の流量を徐々に変えれば良く、−例としてトリエチルガ
リウムとトリメチルアルミニウムからのガスの流量比を
徐々に変化させれば良い。
次に第一の実施例と同様にしてストライブ状の5i02
マスクを形成しそれをエツチングマスクとしてリン酸系
エツチング液でp型GaAsキャップ層をメサ状にする
。次に塩酸系エツチング液でp型AIGaInP層13
をエツチングする。塩酸を含むエツチング液では(Al
xGa1 x)0.5InO,5PはA1組組成が大き
い程エツチングレートが大きいのでAIGaInP層1
3は活(13) (14) 性層3から離れるに従って幅が徐々になめらかに狭くな
る形状となる。次に第一の実施例と同様の方法で、n型
GaAsブロック層10とp型GaAsコンタクト層1
1を形成して第4図で示した構造の半導体レーザを得る
。
マスクを形成しそれをエツチングマスクとしてリン酸系
エツチング液でp型GaAsキャップ層をメサ状にする
。次に塩酸系エツチング液でp型AIGaInP層13
をエツチングする。塩酸を含むエツチング液では(Al
xGa1 x)0.5InO,5PはA1組組成が大き
い程エツチングレートが大きいのでAIGaInP層1
3は活(13) (14) 性層3から離れるに従って幅が徐々になめらかに狭くな
る形状となる。次に第一の実施例と同様の方法で、n型
GaAsブロック層10とp型GaAsコンタクト層1
1を形成して第4図で示した構造の半導体レーザを得る
。
この第二の実施例の半導体レーザではp型AIGaIn
P層13が順メサ形状で幅が徐々になめらかに変化して
いる。このように幅を制御することにより横方向の実効
屈折率差がグレーディト(徐々になめらかに変化してい
ること)に形成されているので非点収差を5pm以下と
小さくできる。ここではAIGaInP層13のA1層
組成を0.4から0.8まで変化させたが、これに限る
必要はなく使用するエツチング液の組成によるエツチン
グ速度や所望の実効屈折率の大きさを考えて最適化すれ
ば良い。
P層13が順メサ形状で幅が徐々になめらかに変化して
いる。このように幅を制御することにより横方向の実効
屈折率差がグレーディト(徐々になめらかに変化してい
ること)に形成されているので非点収差を5pm以下と
小さくできる。ここではAIGaInP層13のA1層
組成を0.4から0.8まで変化させたが、これに限る
必要はなく使用するエツチング液の組成によるエツチン
グ速度や所望の実効屈折率の大きさを考えて最適化すれ
ば良い。
以上述べた実施例では、活性層、クラッド層の組成を指
定したが、活性層組成は製作するレーザ装置に要求され
る発振波長要件を満たす組成、材料、もしくは量子井戸
にすればよく、クラッド層組成は用いる活性層組成に対
して光とキャリヤの閉じ込めが十分にできる組成、材料
を選べばよい。またレーザに要求される特性によりSC
H構造にするなどクラッド層をより多層化することもで
きる。上述の実施例ではn型GaAsを電流狭窄と光吸
収をさせる層に用いたが、この層は高抵抗層でも良く、
またGaInPなど本発明の要件を満たすものであれば
良い。p型GaInP層5はエツチングストップ層で必
要に応じて用いればよく、薄膜例えば40人の厚さでよ
い。
定したが、活性層組成は製作するレーザ装置に要求され
る発振波長要件を満たす組成、材料、もしくは量子井戸
にすればよく、クラッド層組成は用いる活性層組成に対
して光とキャリヤの閉じ込めが十分にできる組成、材料
を選べばよい。またレーザに要求される特性によりSC
H構造にするなどクラッド層をより多層化することもで
きる。上述の実施例ではn型GaAsを電流狭窄と光吸
収をさせる層に用いたが、この層は高抵抗層でも良く、
またGaInPなど本発明の要件を満たすものであれば
良い。p型GaInP層5はエツチングストップ層で必
要に応じて用いればよく、薄膜例えば40人の厚さでよ
い。
(発明の効果)
このように本発明により、非点収差の小さい単−横モー
ドAIGaInP半導体レーザが自己整合的で少ない工
程で製作できる。
ドAIGaInP半導体レーザが自己整合的で少ない工
程で製作できる。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図(a)
〜(0は本発明の製作工程を示す断面図、第3図は従来
の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。第4図は
第2の実施例の半導体レーザの断面図である。 (15) (16) 図において、1はn型GaAs基板、2はn型(Alo
、6Gao、4)o、5Ino、5Pクラッド層、3は
Gao、5Ino、5P活性層、4はp型(Alo、4
Gao、6)o、5Ino、5P下部クラッド層、5は
p型Ga0.5In4.5P工ツチングストツプ層、6
はp 型(A10.4Gao、6)0.5In□、5P
層 、7 はp 型(AiO,6Ga0.4)0.
5In0.5 P層8はp型(A10.BGa□、2)
0.5In0.5P上部クラッド層、9はp型GaAs
キャップ層、1oはn型GaAsブロック層、11はp
型GaAsコンタクト層、12は8i02膜、13はp
型AIGaInP層。
〜(0は本発明の製作工程を示す断面図、第3図は従来
の半導体レーザ装置の例を示す断面図である。第4図は
第2の実施例の半導体レーザの断面図である。 (15) (16) 図において、1はn型GaAs基板、2はn型(Alo
、6Gao、4)o、5Ino、5Pクラッド層、3は
Gao、5Ino、5P活性層、4はp型(Alo、4
Gao、6)o、5Ino、5P下部クラッド層、5は
p型Ga0.5In4.5P工ツチングストツプ層、6
はp 型(A10.4Gao、6)0.5In□、5P
層 、7 はp 型(AiO,6Ga0.4)0.
5In0.5 P層8はp型(A10.BGa□、2)
0.5In0.5P上部クラッド層、9はp型GaAs
キャップ層、1oはn型GaAsブロック層、11はp
型GaAsコンタクト層、12は8i02膜、13はp
型AIGaInP層。
Claims (3)
- (1)第一導電型基板上に、活性層と、この活性層をは
さみ活性層よりも屈折率の小さなクラッド層とからなる
ダブルヘテロ構造が形成され、前記活性層の上側に隣接
した第二導電型のクラッド層の上部に、活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがって幅が狭い少なくとも2層を備
えるストライプ状のメサ構造を有し、前記メサ構造の側
面部にエネルギーギャップが活性層と同じかもしくは小
さくかつ第一導電型もしくは高抵抗である半導体層を有
することを特徴とする半導体レーザ。 - (2)第一導電型基板上に、活性層と、この活性層をは
さみ活性層よりも屈折率の小さなクラッド層からなるダ
ブルヘテロ構造を形成する工程と、前記活性層の上部に
前記活性層よりエネルギーギャップが大きくかつ屈折率
が小さく、前記活性層から離れるにしたがってエッチン
グレートが速い少なくとも2層からなる第二導電型の半
導体層を形成する工程とこの半導体層上にストライプ状
の誘電体膜を形成し、この誘電体膜を用いて前記活性層
の上部の前記第二導電型の半導体層をエッチングし階段
状のストライプ状のメサ構造を形成する工程と、このメ
サ構造の両側面にエネルギーギャップが活性層と同じか
もしくは小さくかつ第一導電型もしくは高抵抗である半
導体層を形成する工程を有することを特徴とする半導体
レーザの製造方法。 - (3)請求項1の半導体レーザにおいて活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがって幅が狭い少なくとも2層を備
えるストライプ状のメサ構造の代わりに活性層よりエネ
ルギーギャップが大きくかつ屈折率が小さく、前記活性
層から離れるにしたがって幅が狭くしかもエネルギーギ
ャップが連続して変化している層を備えるストライプ状
のメサ構造を有していることを特徴とする半導体レーザ
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1297009A JP2550725B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 半導体レーザとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1297009A JP2550725B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 半導体レーザとその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03156989A true JPH03156989A (ja) | 1991-07-04 |
JP2550725B2 JP2550725B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=17841069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1297009A Expired - Fee Related JP2550725B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 半導体レーザとその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2550725B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5786234A (en) * | 1995-10-17 | 1998-07-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser |
JP2005012044A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Sony Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
WO2014068814A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置およびその製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS599990U (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-21 | スズキ株式会社 | オ−トバイのラジエタ−兼マフラカバ− |
JPH01209777A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子の製作方法 |
-
1989
- 1989-11-14 JP JP1297009A patent/JP2550725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS599990U (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-21 | スズキ株式会社 | オ−トバイのラジエタ−兼マフラカバ− |
JPH01209777A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子の製作方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5786234A (en) * | 1995-10-17 | 1998-07-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser |
JP2005012044A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Sony Corp | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
WO2014068814A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置およびその製造方法 |
US9276379B2 (en) | 2012-10-31 | 2016-03-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same |
Also Published As
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---|---|
JP2550725B2 (ja) | 1996-11-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |