JPH0656910B2 - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は低雑音特性，低発振閾値を有する半導体レーザ
素子及びその製造方法に関する。

（従来の技術） ビデオディスクプレーヤ等の分野で使用される半導体レ
ーザには，極めて低雑音であることが要求される。この
ような低雑音特性の要求に対して，自励発振現象を利用
した半導体レーザ素子がしばしば用いられる。自励発振
現象を利用すれば，発振スペクトルがマルチ縦モード化
する。さらに各縦モードのスペクトル幅が広くなり，低
雑音特性が得られる。このような自励発振半導体レーザ
素子に関する提案がいくつかなされている（例えば，林
他，信学技報ＭＷ８４−２４，Ｐ．６５（１９８４），
構造が若干異るものとして，鈴木他，信学技報ＯＱＥ８
４−５７，Ｐ．３９（１９８４））。

第６図に従来の自励発振半導体レーザ素子の一例を示
す。この半導体レーザ素子はＶＳＩＶ（Ｖ−channeled
Substrate Inner Stripe）構造を有する。ｐ−ＧａＡｓ
基板４１上にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４２が形成され，
その表面から基板４１に達するＶ字溝５０が形成されて
いる。その上方にｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４３，Ａ
ｌＧａＡｓ活性層４４，ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４
５，ｎ−ＧａＡｓキャップ層４６がエピタキシャル成長
によって形成され，更にｎ側電極４７，ｐ側電極４８が
設けられている。自励発振現象は電流狭窄のためのＶ字
溝５０の両外側のクラッド層４３の層厚ｄを大きくして
屈折率導波機構を弱め，発光スポットを大きくすること
によって起こされる。しかしこのような半導体レーザ素
子では光の分布が大きくなること，およびこれによって
電流阻止層４２による光吸収が大きくなることにより，
発振閾値電流が大きくなってしまうという欠点がある。
第６図の半導体レーザ素子の発振閾値電流は約50ｍＡで
あり，大きな値となっている。また，この半導体レーザ
では屈折率導波機構が弱いため，非点隔差が大きくなる
という欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 発振閾値電流を低減するために，活性層を量子井戸構造
にすることが考えられる。量子井戸構造は通常層厚制御
性の良いＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法又はＭＯ
ＣＶＤ（Metalorganic chemical）Vapor Deposition）
法によって形成される。ところが第６図の半導体レーザ
素子は液相成長法によって形成されるが，この液相成長
法を用いると成長層厚の制御性が悪いので，量子井戸活
性層のように薄い層を形成することは困難である。

この問題点を回避するため，ＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法に
よって量子井戸構造を形成した後に電流狭窄構造を形成
することが考えられる。第５図にその一例を示す。ｎ−
ＧａＡｓ基板２１上にＭＢＥ法によりｎ−ＧａＡｓバッ
ファ層２２，ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２３，ＡｌＧ
ａＡｓ傾斜屈折率型光ガイド層２４，ＡｌＧａＡｓ多重
量子井戸活性層２５，ＡｌＧａＡｓ傾斜屈折率型光ガイ
ド層２６，ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２７，ｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層２８を連続的に形成する。傾斜屈折率型
光ガイド層２４及び２６のＡｌ混晶比は活性層に遠い方
から近い方へ向って徐々に小さくなっている。次にフォ
トリソグラフィとリアクティブイオンビームエッチング
法を用いてストライプ状のリッジ部３２（幅Ｗ_３＝２．
５μｍ）を形成し，ＳｉＮｘ絶縁膜２９を形成する。そ
の後に，ｐ側電極３０及びｎ側電極３１を設ける。

この半導体レーザ素子でも，リッジ部３２の両外側に於
ける光ガイド層２６及びクラッド層２７の層厚ｄが大き
いので，電流注入路３２の存在する領域とその両外側の
電流注入路３２の存在しない領域との間の等価屈折率差
が小さい。そのため，自励発振による低雑音特性が得ら
れる。そして活性層が量子井戸構造を有するため，ま
た，電流阻止層が存在しないため，レーザ光の吸収が小
さく発振閾値電流の低減が可能である。しかし，この半
導体レーザ素子では第６図の半導体レーザ素子と同様に
屈折率導波機構が弱いため，レーザ光の特性はやはり利
得導波機構によるレーザ光の特性に近い。そのため非点
隔差が非常に大きく，30μｍ以上となっている。

非点隔差を小さくするために第４図に示すような半導体
レーザ素子が考えられる。この半導体レーザ素子は第５
図に示す半導体レーザ素子と同様の積層構造を有してい
るが，リッジ部３２の両外側に於いて一方の出射端面近
傍領域での光ガイド層２６及びクラッド層２７の層厚ｄ
_ｔは，出射端面近傍以外の領域の光ガイド層２６及びク
ラッド層２７の層厚ｄよりも薄くなっている。第４図
(a)及び(b)はそれぞれ出射端面近傍以外の領域及び出射
端面近傍の領域における断面図である。このような構造
により，出射端面近傍以外の領域では第５図の半導体レ
ーザ素子と同様に屈折率導波機構が弱くなって自励発振
が起こる。一方，出射端面近傍の領域ではリッジ部３２
の存在する領域とそれ以外の領域との間の等価屈折率差
が大きいので屈折率導波機構が強くなる。そのため非点
隔差を小さくすることができる。

このように，出射端面の近傍領域とそれ以外の領域と
で，リッジ部３２の外側のクラッド層２７の厚さを変え
ると非点隔差を小さくすることができるが，このような
形状を形成する上での問題点がある。以下にリッジ部３
２の形成工程を示す。ｎ−ＧａＡｓ基板２１上にＭＢＥ
法によりｎ−ＧａＡｓバッファ層２２，ｎ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２３，ＡｌＧａＡｓ傾斜屈折率型光ガイド
層２４，ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層２５，ＡｌＧ
ａＡｓ傾斜屈折率型光ガイド層２６，ｐ−ＡｌＧａＡｓ
クラッド層２７，ｐ−ＧａＡｓキャップ層２８を連続的
に形成した。次にフォトリソグラフィ法により，第８図
に示す幅Ｗ_３のストライプ状のレジストマスクを平行に
多数形成する。各ストライプ間のピッチは，製造する半
導体レーザ素子の幅Ｗに相当する。その後，リアクティ
ブイオンビームエッチング法により，リッジ部以外の領
域のエッチングを行い，リッジ部を形成する。エッチン
グは，光ガイド層２６及びクラッド層２７の残厚ｄが
０．５５μｍとなるまで行う。次にレジストマスクを除
き，新たに上述のリッジ部と，リッジ部以外の領域で出
射端面以外の領域となる部分とにレジストマスクを形成
する。第４図(b)に示す構造を有する出射端面近傍の領
域の共振方向の奥行をＤ，共振器長をＬとすると，第８
図に斜線で示すようにレジストマスクは上述のストライ
プ状のリッジ部と，リッジ部の間の長さ２Ｌ−２Ｄの領
域に形成される。長さ２Ｌ−２Ｄの領域のストライプ方
向のピッチは２Ｌである。この後，リアクティブイオン
ビームエッチング法によりエッチングを，光ガイド層２
６及びクラッド層２７の残厚ｄ_ｔが０．２５μｍとなる
まで行う。

レジストマスクをこのような形状に正確に形成するに
は，レジスクマスクを形成するためのフォトマスクの位
置を厳密に合わせなければならない。特に出射端面近傍
領域のリッジ部となる部分に形成されるレジストマスク
には高度の位置精度が要求される。この位置合わせが正
確に行われないと，リッジ部の形状が乱れ，半導体レー
ザの特性が低下し，歩留りも低くなる。このようにフォ
トマスクの位置合わせは高精度で行う必要があるので非
常に面倒な工程となっている。

本発明の目的は，低雑音特性，低発振閾値電流を有し，
非点隔差が小さく，しかも製造が容易な構造を有する半
導体レーザ素子及び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素子は，半導体基板上に，第１の
クラッド層と活性層と第２のクラッド層とキャップ層と
を有する積層構造，及び該キャップ層と該第２のクラッ
ド層とを含んで形成されたリッジ部を備え，少なくとも
一方の端面の近傍領域に於ける該リッジ部の外側での該
活性層の該第２のクラッド層側の界面から該第２のクラ
ッド層の表面までの厚さｄ_１，該リッジ部の内部での該
キャップ層の厚さｃ_１，及び該リッジ部の内側での該活
性層の該第２のクラッド層側の界面から該第２のクラッ
ド層の該活性層とは反対側の界面までの厚さｌ_１，並び
に該端面の近傍領域以外の領域に於ける該リッジ部の外
側での該活性層の該第２のクラッド層側の界面から該第
２のクラッド層の表面までの厚さｄ_０，該リッジ部の内
部での該キャップ層の厚さｃ_０，及び該リッジ部の内側
での該活性層の該第２のクラッド層側の界面から該第２
のクラッド層の該活性層とは反対側の界面までの厚さｌ
_０が， ｄ_０＞ｄ_１， ｃ_０＞Ｃ_１，及び ｌ_０＝ｌ_１ の関係をみたしており，そのことにより上記目的が達成
される。また，前記厚さｄ_０及びｄ_１を ０．２μｍ≦ｄ_０≦０．８μｍ ０．１μｍ≦ｄ_１≦０．５μｍ とすることもでき，さらに，前記厚さｃ_１を ｃ_１＝０ とすることもできる。

そして本発明の半導体レーザ素子の製造方法は，半導体
基板上に第１のクラッド層，活性層，第２のクラッド
層，及びキャップ層を積層する工程，該積層構造のキャ
ップ層をエッチングしてストライプ状の溝を形成する工
程，該溝に直交するストライプ状領域以外の領域を該第
２のクラッド層に達するまでエッチングしてリッジ部を
形成する工程，並びに該溝の中央の該リッジ部のストラ
イプ方向に垂直な面，及び該ストライプ状領域以外の領
域の該ストライプの方向に平行で該基板に垂直な面で分
割する工程を包含し，そのことによっても上記目的が達
成される。

また，半導体基板上に第１のクラッド層，活性層，第２
のクラッド層，及びキャップ層を積層する工程，該積層
構造のキャップ層をエッチングして平面視矩形状の凹所
を形成する工程，該矩形凹所の対向する一組の辺に直交
し，該辺の長さと実質的に等しい幅の第１のストライプ
状領域に於いて，該辺の中央部を通って該辺に直交し，
該辺の長さより短い幅の第２のストライプ状領域以外の
領域を該第２のクラッド層に達するまでエッチングして
リッジ部を形成する工程，並びに該凹所の中央の該リッ
ジ部のストライプ方向に垂直な面，及び該第１のストラ
イプ状領域以外の領域の該ストライプ方向に平行で該基
板に垂直な面で分割する工程を包含する製造方法とする
こともできる。

（実施例） 本発明を実施例について以下に説明する。

第１図は本発明の半導体レーザ素子の一実施例を示す断
面図である。第１図(a)及び(b)はそれぞれ出射端面近傍
以外の領域，及び出射端面近傍領域に於ける断面図であ
る。以下製造工程に従って説明する。ＭＢＥ法によりｎ
−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２（厚さ
１μｍ），ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３（厚さ１．２
μｍ），ＡｌＧａＡｓ傾斜屈折率型光ガイド層４（厚さ
０．２μｍ），ＡｌＧａＡｓ単一量子井戸活性層５（厚
さ７０Å），ＡｌＧａＡｓ傾斜屈折率型光ガイド層６
（厚さ０．２μｍ），ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層７
（厚さ１．２μｍ），ｐ−ＧａＡｓキャップ層８（厚さ
ｃ_ｏ＝０．５μｍ）を連続的に形成した。傾斜屈折率型
光ガイド層４及び６のＡｌ混晶比は活性層５に遠い方か
ら近い方へ向って徐々に小さくなっている。

次にリッジ部を形成するためのエッチングを行った。第
２図(a)は前述の積層工程が終了した段階を示す断面図
である。第１図(b)に示す構造を有する一方の端面近傍
の領域の端面からの奥行をＤ_１（＝２０μｍ），半導体
レーザ素子の共振器長をＬ（＝２５０μｍ）とする。ま
ず，幅２Ｌ−２Ｄ_１のストライプ状のレジストマスクを
ピッチ２Ｌで形成した。その後，リアクティブイオンビ
ームエッチング法によりエッチングを行い，幅２Ｄ
_１（＝４０μｍ），深さｃ（＝０．３μｍ）のストライ
プ状溝１４を形成した。第２図(b)は溝１４のストライ
プ方向に垂直な断面図である。キャップ層８の層厚は
０．４μｍであるので，溝１４はキャップ層８内に形成
される。次に，レジストマスクを除去した後，溝１４に
直角の方向で溝１４のほぼ中央に，幅Ｗ_１（＝２μｍ）
のストライプ状のレジストマスクをピッチＷ（＝３００
μｍ）で形成した。このレジストマスクの幅Ｗ_１は後に
形成されるリッジ部１２の幅に相当する。ピッチＷは作
製する半導体レーザ素子の幅である。このレジストマス
クの形成には，第４図の半導体レーザ素子の製造時のよ
うに，厳密な位置合わせは不要である。

次にリアクティブイオンビームエッチング法により，ク
ラッド層７に達する深さのエッチングを行う。このエッ
チングにより，リッジ部１２が形成される。第２図(c)
及び(d)は，それぞれこのエッチングが行われた後のリ
ッジ部１２及びリッジ部１２以外の領域の断面図であ
る。次にレジストマスクを除去した後，プラズマＣＶＤ
法によりＳｉＮｘ絶縁膜９を形成した。再びフォトリソ
グラフィ等を用いてリッジ部１２の上部平坦部に存在す
るＳｉＮｘ絶縁膜を除去した。ウェハ全体の厚さが約１
００μｍになるまで基板１を研磨し，ｐ側電極１０及び
ｎ側電極１１を形成した。次に劈開法などにより，長さ
をＬとするチップに分割した。分割は第２図(c)及び(d)
の破線で示すように，溝１４及び長さ２Ｌ−２Ｄ_１の領
域の中央で行なった。このようにして製造された半導体
レーザ素子では，長さＤ_１の領域が出射端面近傍の領域
に，長さＬ−Ｄ_１の領域が出射端面近傍以外の領域とな
る。

上述の製造方法では端面近傍の領域のエッチングを行っ
た後，リッジ部２の形成のためのエッチングを行った
が、逆にリッジ部をエッチングによって先に形成した
後，端面近傍領域をさらにエッチングして製造すること
もできる。以下にその製造方法を示す。第２図(a)に示
す積層構造を前述と同じ工程で作製した後，幅Ｗ_１（＝
２μｍ）のストライプ状のレジストマスクをピッチＷ
（＝３００μｍ）で作製した。幅Ｗ_１は後に形成される
リッジ部１２の幅に相当する。Ｗは作製する半導体レー
ザ素子の幅である。次にリアクティブイオンビームエッ
チング法により，クラッド層７に達するエッチングを行
い，ストライプ状のリッジ部１２を形成した。レジスト
マスクを除去した後，リッジ部１２に対して直交する幅
２Ｌ−２Ｄ_１のストライプ状の領域にレジストマスクを
ピッチ２Ｌで形成した。レジストマスクが形成されない
領域は後に端面近傍の領域となる。この領域のリッジ部
の上面はキャップ層８，リッジ部以外の領域の上面はク
ラッド層７である。次に，リアクティブイオンビームエ
ッチング法により，エッチングを行った。このとき，リ
ッジ部ではキャップ層８のみがエッチングされ，リッジ
部以外の領域ではクラッド層７のみがエッチングされ
る。次に，レジストマスクを除去した後，前述と同様の
工程によって第１図の半導体レーザ素子が得られる。

上述のように，リッジ部１２以外の領域で且つ出射端面
近傍の領域は２回のエッチングが行われることになる。
そのためリッジ部１２以外の領域に於いて，出射端面近
傍の領域での光ガイド層６及びクラッド層７の厚さｄ_１
及び出射端面近傍以外の領域での光ガイド層６及びクラ
ッド層７の厚さｄ_０は，ｄ_０＞ｄ_１となる。本実施例で
は厚さｄ_０＝０．５５μｍ，厚さｄ_１＝０．２５μｍで
あった。リッジ部１２の出射端面近傍以外の領域は，全
くエッチングされないので，この領域のキャップ層８の
厚さはｃ_０（＝０．５μｍ）のままである。出射端面の
近傍領域でのキャップ層８の厚さｃ_１は最初のキャップ
層８の厚さｃ_０と溝１４の深さｃとの差，即ち，ｃ_１＝
ｃ_０−ｃで与えられる。ｃ_０＝０．５μｍ，ｃ＝０．３
μｍであるからｃ_１＝０．２μｍである。また，リッジ
部１２の内側に於いてはクラッド層７はエッチングされ
ないので，出射端面近傍に於けるクラッド層７の厚さｌ
_１及び出射端面近傍以外の領域に於けるクラッド層７の
厚さｌ_０は等しい。

本実施例の半導体レーザ素子の出射端面近傍領域以外の
領域ではリッジ部１２の外側での光ガイド層６及びクラ
ッド層７の層厚ｄ_０＝０．５５μｍであり，大きく設定
されているので，リッジ部１２の存在する領域とその両
外側のリッジ部１２の存在しない領域との間の等価屈折
率の差が小さくなっている。そのため屈折率導波機構が
弱くなって光の分布幅は広がる。リッジ部１２の幅Ｗ_１
は光の分布より小さくなるように設定されているので，
活性層５での利得の得られる幅よりも光の分布の方が大
きくなる。このようにして自励発振が起る。

出射端面の近傍領域ではリッジ部１２の外側での光ガイ
ド層６及びクラッド層７の層厚ｄ_１が小さいので，リッ
ジ部１２の存在する領域とその両外側のリッジ部１２の
存在しない領域との間の等価屈折率の差が大きくなって
いる。等価屈折率が大きくなると屈折率導波機構が強く
なるので非点隔差を小さくすることができる。

またこの半導体レーザ素子では活性層５が量子井戸構造
を有しているので発振閾値電流が低減されている。

本実施例の半導体レーザ素子の非点隔差は１０μｍ以下
であり，発振閾値電流は１５〜２０ｍＡであった。

また，前述のように本実施例の半導体レーザの製造方法
では，出射端面近傍の領域のエッチングと，リッジ部１
２を形成するためのエッチングとが別々に行われる。そ
のため，第４図の半導体レーザ素子を製造する場合のよ
うに，レジストマスク形成のためのフォトマスクの面倒
な位置合わせを行う必要がない。

第３図は本発明の半導体レーザ素子の第２の実施例を示
す図である。第３図(a)及び(b)はそれぞれ出射端面近傍
以外の領域及び出射端面近傍の領域に於ける断面図であ
る。本実施例では，リッジ部１２の両側に２本の溝１３
を形成し，溝の深さを変えることによって，クラッド層
７の層厚の異なる部分を形成した。溝１３のさらに外側
の部分は除去されずに残されている。さらに，両方の端
面近傍領域で第３図(b)に示す構造となるように２つの
溝１３の深さを大きくした。そして端面近傍領域では，
キャップ層８はすべて除去されている。以下，本実施例
を製造工程に従って説明する。ＭＢＥ法によりｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層２，ｎ−ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層３，ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層
１５（井戸層…厚さ１００Å，層数５，バリア層…厚さ
３５Å，層数４），ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層７（厚
さ１．２μｍ），ｐ−ＧａＡｓキャップ層８（厚さｃ_０
＝０．３μｍ）を連続的に形成した。本実施例では活性
層は多重量子井戸構造を有し，光ガイド層を伴っていな
い。溝１３及びリッジ部１２を次のようにして形成し
た。第３図(b)に示す構造を有する端面近傍の領域の端
面から奥行をＤ_１（＝２０μｍ），半導体レーザ素子の
共振器長をＬ（＝２５０μｍ）とする。また，第３図
(a)および(b)に示すように，２つの溝１３，１３および
リッジ部１２が形成される領域の幅をＷ₂（＝３０μ
ｍ），レーザ素子の幅をＷ（＝３００μｍ）とする。こ
こで，第３図および後述の第７図に示される幅Ｗ₂のス
トライプ状領域は，請求項３でいう第１のストライプ状
領域に対応し，第３図および第７図で示される後述の幅
Ｗ₁の領域は，請求項３でいう第２のストライプ状領域
に対応している。第７図は本実施例の半導体レーザ素子
が製造される様子を示す図である。まず，マトリクス状
に点在する幅Ｗ_２，奥行２Ｄ_１の多数の矩形の領域を除
いてフォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成
した。各矩形の幅方向のピッチはＷ，奥行方向のピッチ
はＬである。次に，ウェットエッチング法によりＧａＡ
ｓのみを選択的にエッチングして，矩形領域のキャップ
層８をすべて除去した。選択的エッチングの手法を用い
れば，エッチングの条件を厳密にコントロールする必要
がなくなるので，製造工程の管理が容易になる。次にレ
ジストマスクを除去し，第７図に斜線で示すように，奥
行方向に並んだ矩形のそれぞれの列の上の幅Ｗ_１（＝
２．５μｍ）のストライプ状領域，及び上記の矩形のそ
れぞれの列の間のストライプ状領域にフォトリソグラフ
ィ法によりレジストマスクを形成した。

矩形の列上のレジストマスクは各矩形の幅Ｗ_２の辺のほ
ぼ中央に形成される。これら２つのストライプ状のレジ
ストマスク形成時のフォトマスクの位置合わせは，第４
図の半導体レーザ素子の製造時のように高い精度を必要
としない。次にリアクティブイオンビームエッチング法
により，クラッド層７に達するエッチングを行い，溝１
３を形成した。各矩形の領域ではキャップ層８が存在し
ないので溝１３は，第３図(b)に示すように，クラッド
層７の残厚ｄ_１＝０．２５μｍとなるように形成され
る。また矩形以外の領域ではキャップ層８が存在するの
で，溝１３は第３図(a)に示すようにクラッド層７の残
厚ｄ_０＝０．５５μｍとなるように形成される。次にレ
ジストマスクを除去した後，ＳｉＮｘ絶縁膜９を全面に
形成した。再びフォトリソグラフィ法等を用いてリッジ
部１２の上部平坦部のＳｉＮｘ絶縁膜を除去した。さら
にｐ側電極１０，ｎ側電極１１を形成した。矩形の奥行
２Ｄ_１の中央の面及びリッジ部１２の間の中央の面で劈
開し，半導体レーザ素子を得た。

上述の製造方法では端面近傍の領域のエッチングを行っ
た後，リッジ部１２の形成のためのエッチングを行った
が，逆に，リッジ部形成のためのエッチングを行った後
に，端面近傍の領域のエッチングを行って製造すること
もできる。以下に，その製造工程を説明する。後に溝１
３となる２本一組のストライプ状の領域を除く領域にレ
ジストマスクを形成した。２本のストライプ領域の各組
のピッチＷは（＝３００μｍ）である。次にリアクティ
ブイオンビームエッチング法により，クラッド層７に達
するまでエッチングを行った。このときクラッド層７の
残厚ｄ_０が０．５５μｍとなるように２つの溝１３，１
３を形成した。２つの溝１３，１３の間にはリッジ部１
２が形成される。次にレジストマスクを除き，第７図に
示すマトリクス状に配された幅Ｗ_２奥行２Ｄ_１の平面視
矩形の領域を除く部分にレジストマスクを形成した。こ
の矩形の奥行方向の対向する一組の辺は，２つの溝１
３，１３のそれぞれのリッジ部１２とは反対側の辺に一
致している。このマトリクス状の矩形以外の部分に形成
されるレジストマスクを形成するためのフォトマスク
は，前述の製造方法の場合と同様に厳密な位置合せは不
要である。次にリアクティブイオンビームエッチング法
又はウエットエッチング法により，エッチングを行っ
た。この矩形の領域内に於いて，エッチングはリッジ部
１２の領域ではキャップ層が全て除去されるまで行わ
れ，同時に溝１３，１３の領域ではクラッド層７の残厚
ｄ_１が０．２５μｍとなるまで行われる。次にレジスト
マスクを除去した後，前述と同様の工程によって第３図
の半導体レーザ素子を得た。

本実施例の半導体レーザ素子では，溝１３が形成される
ことによってリッジ部１２が形成され，溝１３の外側の
領域はエッチングされずに残されている。このような形
状にすることにより基板１側とは逆の面をマウント面と
することが可能となる。このようにマウントすることに
より，放熱特性が良くなり，出力特性や信頼性が改善さ
れる。

本実施例の半導体レーザ素子の非点隔差は２〜８μｍで
あり，発振閾値電流は１５〜２０ｍＡであった。

（発明の効果） 本発明の半導体レーザ素子は低発振閾値電流，低雑音特
性を有し，非点融差が小さく，しかも製造が容易な構造
を有しているので，ビデオディスクプレーヤ等の光源と
して適している。また本発明の製造方法を用いれば容易
に上記の半導体レーザ素子を製造でき，自励発振の生ず
る素子の歩留りが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)は本発明の半導体レーザ素子の第１の実施例
の出射端面近傍以外の領域の断面図，第１図(b)は出射
端面近傍の領域の断面図，第２図(a)〜(d)は第１図の実
施例の製造途中の段階を示す図，第３図は本発明の他の
実施例の断面図，第４図(a)及び(b)は改良例の出射端面
近傍以外の領域及び出射端面近傍の領域の断面図，第５
図は他の改良例の断面図，第６図は従来の自励発振半導
体レーザ素子の断面図，第７図は第３図の実施例の製造
途中の段階を示す平面図，第８図は第４図の改良例の製
造途中の段階を示す平面図である。 １，２１，……ｎ−ＧａＡｓ基板，３，２３……ｎ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層，４，６，２４，２６……ＡｌＧ
ａＡｓ傾斜屈折率型光ガイド層，５，２５……量子井戸
活性層，７，２７……ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層，
８，２８……キャップ層，１２，３２，……リッジ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細田 昌宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 高橋 向星 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 早川 利郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板上に，第１のクラッド層と活性
   層と第２のクラッド層とキャップ層とを有する積層構
   造，及び該キャップ層と該第２のクラッド層とを含んで
   形成されたリッジ部を備え，少なくとも一方の端面の近
   傍領域に於ける 該リッジ部の外側での該活性層の該第２のクラッド層側
   の界面から該第２のクラッド層の表面までの厚さｄ_１， 該リッジ部の内部での該キャップ層の厚さｃ_１，及び 該リッジ部の内側での該活性層の該第２のクラッド層側
   の界面から該第２のクラッド層の該活性層とは反対側の
   界面までの厚さｌ_１， 並びに該端面の近傍領域以外の領域に於ける 該リッジ部の外側での該活性層の該第２のクラッド層側
   の界面から該第２のクラッド層の表面までの厚さｄ_０， 該リッジ部の内部での該キャップ層の厚さｃ_０，及び 該リッジ部の内側での該活性層の該第２のクラッド層側
   の界面から該第２のクラッド層の該活性層とは反対側の
   界面までの厚さｌ_０ が， ｄ_０＞ｄ_１， ｃ_０＞Ｃ_１，及び ｌ_０＝ｌ_１ の関係をみたす半導体レーザ素子。
2. 【請求項２】半導体基板上に第１のクラッド層，活性
   層，第２のクラッド層，及びキャップ層を積層する工
   程， 該積層構造のキャップ層をエッチングしてストライプ状
   の溝を形成する工程， 該溝に直交するストライプ状領域以外の領域を該第２の
   クラッド層に達するまでエッチングしてリッジ部を形成
   する工程，並びに 該溝の中央の該リッジ部のストライプ方向に垂直な面，
   及び該ストライプ状領域以外の領域の該ストライプの方
   向に平行で該基板に垂直な面で分割する工程， を包含する，半導体レーザ素子の製造方法。
3. 【請求項３】半導体基板上に第１のクラッド層，活性
   層，第２のクラッド層，及びキャップ層を積層する工
   程， 該積層構造のキャップ層をエッチングして平面視矩形状
   の凹所を形成する工程， 該矩形凹所の対向する一組の辺に直交し，該辺の長さと
   実質的に等しい幅の第１のストライプ状領域に於いて，
   該辺の中央部を通って該辺に直交し，該辺の長さより短
   い幅の第２のストライプ状領域以外の領域を該第２のク
   ラッド層に達するまでエッチングしてリッジ部を形成す
   る工程，並びに 該凹所の中央の該リッジ部のストライプ方向に垂直な
   面，及び該第１のストライプ状領域以外の領域の該スト
   ライプ方向に平行で該基板に垂直な面で分割する工程， を包含する，半導体レーザ素子の製造方法。