JPH08204285A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH08204285A JPH08204285A JP2893395A JP2893395A JPH08204285A JP H08204285 A JPH08204285 A JP H08204285A JP 2893395 A JP2893395 A JP 2893395A JP 2893395 A JP2893395 A JP 2893395A JP H08204285 A JPH08204285 A JP H08204285A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導波路内外の屈折率差の制御性を改善し、か
つ水平横モード歩留りを向上することを可能とした半導
体レーザ及びその製造方法を得る。 【構成】 光導波路の一部をメサストライプとして構成
するリッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライ
プ10の下層にエッチングバッファ層7が設けられると
ともに、メサストライプの両側にはエッチングバッファ
層7と同じ屈折率を有する電流ブロック層11を有す
る。メサストライプを形成する際のエッチングにおいて
エッチングバッファ層7の厚さに相当する許容エッチン
グ深さ領域が得られ、屈折率差の制御性が改善される。
また、メサストライプの両側のエッチングバッファ層と
同じ屈折率の電流ブロック層11により導波路側部の実
効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路
の損失が低減され、水平横モード出力歩留りが向上され
る。
つ水平横モード歩留りを向上することを可能とした半導
体レーザ及びその製造方法を得る。 【構成】 光導波路の一部をメサストライプとして構成
するリッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライ
プ10の下層にエッチングバッファ層7が設けられると
ともに、メサストライプの両側にはエッチングバッファ
層7と同じ屈折率を有する電流ブロック層11を有す
る。メサストライプを形成する際のエッチングにおいて
エッチングバッファ層7の厚さに相当する許容エッチン
グ深さ領域が得られ、屈折率差の制御性が改善される。
また、メサストライプの両側のエッチングバッファ層と
同じ屈折率の電流ブロック層11により導波路側部の実
効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路
の損失が低減され、水平横モード出力歩留りが向上され
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリッジ導波型半導体レー
ザに関し、特にメサストライプ埋込型の半導体レーザと
その製造方法に関する。
ザに関し、特にメサストライプ埋込型の半導体レーザと
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、光閉じ込めを導波路内外の実屈
折率差によって行う屈折率導波型の半導体レーザまたは
光導波路においては、水平方向の光の横モードは導波路
の幅と導波路内外の実効的な屈折率の差に大きく依存す
ることが知られている。図3はリッジ導波構造を採用し
た半導体レーザの一例である。この種の半導体レーザは
例えば特開平2−262388号公報に記載されてい
る。
折率差によって行う屈折率導波型の半導体レーザまたは
光導波路においては、水平方向の光の横モードは導波路
の幅と導波路内外の実効的な屈折率の差に大きく依存す
ることが知られている。図3はリッジ導波構造を採用し
た半導体レーザの一例である。この種の半導体レーザは
例えば特開平2−262388号公報に記載されてい
る。
【0003】図4において、n−GaAs基板21上に
n−(Al0.5 Ga0.5 )0.51In0.49Pクラッド層2
2、Ga0.5 In0.5 P活性層23、p−(Al0.5 G
a0.5 )0.51In0.49Pクラッド層24、n−GaAs
キャップ層25が積層形成され、このクラッド層24の
膜厚上部がメサストライプ状に形成されている。このメ
サストライプ26の両側には屈折率の低いp−GaAs
ブロック層27が形成され、その上にp−GaAsコン
タクト層28が形成される。29はAuGeNi電極、
30はTiPtAu電極である。
n−(Al0.5 Ga0.5 )0.51In0.49Pクラッド層2
2、Ga0.5 In0.5 P活性層23、p−(Al0.5 G
a0.5 )0.51In0.49Pクラッド層24、n−GaAs
キャップ層25が積層形成され、このクラッド層24の
膜厚上部がメサストライプ状に形成されている。このメ
サストライプ26の両側には屈折率の低いp−GaAs
ブロック層27が形成され、その上にp−GaAsコン
タクト層28が形成される。29はAuGeNi電極、
30はTiPtAu電極である。
【0004】このようなリッジ導波構造では、水平方向
の光閉じ込めを担う光導波路はエッチングによりメサス
トライプ26を形成しているため、導波路側部の実効的
屈折率はエッチングの深さD1、即ちクラッド層の残り
厚さD2に大きく依存する。このため、導波路内外の実
効的屈折率の差を高精度に制御するためには、このメサ
ストライプ作製時のエッチング深さ分布と、ダブルヘテ
ロ構造を構成する際の第1回の結晶成長のp−(Al
0.5 Ga0.5 )0.51In0.49P層24とp型GaAsキ
ャップ層25の層厚分布を高精度に制御する必要があ
る。
の光閉じ込めを担う光導波路はエッチングによりメサス
トライプ26を形成しているため、導波路側部の実効的
屈折率はエッチングの深さD1、即ちクラッド層の残り
厚さD2に大きく依存する。このため、導波路内外の実
効的屈折率の差を高精度に制御するためには、このメサ
ストライプ作製時のエッチング深さ分布と、ダブルヘテ
ロ構造を構成する際の第1回の結晶成長のp−(Al
0.5 Ga0.5 )0.51In0.49P層24とp型GaAsキ
ャップ層25の層厚分布を高精度に制御する必要があ
る。
【0005】この場合、要求されるメサストライプの寸
法を得るために、通常では時間制御によるウェットエッ
チングやドライエッチングが行われるが、ウェハの全面
にわたって適切なエッチング深さを得ることは極めて困
難である。また、エッチング時には横方向からのエッチ
ングも同時に進行されるため、横方向の寸法を高精度に
制御することも困難である。更に、エッチングされた面
の平滑性が不十分である場合にも、横モードの制御性が
損なわれ、素子の良品歩留りが低下されることになる。
法を得るために、通常では時間制御によるウェットエッ
チングやドライエッチングが行われるが、ウェハの全面
にわたって適切なエッチング深さを得ることは極めて困
難である。また、エッチング時には横方向からのエッチ
ングも同時に進行されるため、横方向の寸法を高精度に
制御することも困難である。更に、エッチングされた面
の平滑性が不十分である場合にも、横モードの制御性が
損なわれ、素子の良品歩留りが低下されることになる。
【0006】このようなことから、従来では図5に示す
半導体レーザが提案されている。これは、特願昭62−
151824号で提案されているものであり、活性層上
のクラッド層を、下部クラッド層と上部クラッド層とで
構成し、かつ両クラッド層の間にエッチングストッパ層
を介挿したものである。そして、上部クラッド層にメサ
ストライプを構成したものである。
半導体レーザが提案されている。これは、特願昭62−
151824号で提案されているものであり、活性層上
のクラッド層を、下部クラッド層と上部クラッド層とで
構成し、かつ両クラッド層の間にエッチングストッパ層
を介挿したものである。そして、上部クラッド層にメサ
ストライプを構成したものである。
【0007】例えば、n−GaAs基板31にn−(A
l0.5 Ga0.5 )0.51In0.49Pクラッド層32、Ga
0.5 In0.5 P活性層33、p−(Al0.5 Ga0.5 )
0.51In0.49P下部クラッド層34、p−GaInPエ
ッチングストッパ層35、p−(Al0.5 Ga0.5 )
0.51In0.49P上部クラッド層36、p−GaAsキャ
ップ層37を形成し、キャップ層37と上部クラッド層
36をエッチングしてメサストライプ38を形成する。
このとき、エッチングストッパ層35が上部クラッド層
36のエッチングを停止させる。しかる後、n−GaA
s電流ブロック層39、p−GaAsコンタクト層40
を形成する。41はAuGiNi電極、42はTiPt
Au電極である。
l0.5 Ga0.5 )0.51In0.49Pクラッド層32、Ga
0.5 In0.5 P活性層33、p−(Al0.5 Ga0.5 )
0.51In0.49P下部クラッド層34、p−GaInPエ
ッチングストッパ層35、p−(Al0.5 Ga0.5 )
0.51In0.49P上部クラッド層36、p−GaAsキャ
ップ層37を形成し、キャップ層37と上部クラッド層
36をエッチングしてメサストライプ38を形成する。
このとき、エッチングストッパ層35が上部クラッド層
36のエッチングを停止させる。しかる後、n−GaA
s電流ブロック層39、p−GaAsコンタクト層40
を形成する。41はAuGiNi電極、42はTiPt
Au電極である。
【0008】即ち、クラッド層に(Alx Ga1-x A
s)w In1-w P(W〜0.51)を用い、xに0.4
以上の差がある場合に、塩酸系のエッチング液によりx
が大きい組成の結晶をxの小さ組成の結晶に比べ30倍
以上速くウェットエッチングされることを利用し、塩酸
系ウェットエッチングにおいてxの組成の小さな結晶を
エッチングストッパ層に用いてロット間で特性のばらつ
の小さな素子を再現性よく得ることができる。
s)w In1-w P(W〜0.51)を用い、xに0.4
以上の差がある場合に、塩酸系のエッチング液によりx
が大きい組成の結晶をxの小さ組成の結晶に比べ30倍
以上速くウェットエッチングされることを利用し、塩酸
系ウェットエッチングにおいてxの組成の小さな結晶を
エッチングストッパ層に用いてロット間で特性のばらつ
の小さな素子を再現性よく得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この図5の構成では、
メサストライプを作製する際のエッチングの深さの制御
性が向上されるが、エッチングされた面の平滑性につい
ては改善されておらず、この点での横モードの制御性が
向上されるまでには至っておらず、したがって所望のレ
ーザ特性を満たす半導体レーザを高歩留りで作製するこ
とが難しいという問題がある。また、前記したxに依存
するエッチング速度の条件を満たす適切な素材とエッチ
ング液との組み合わせが得られない場合にはこの技術を
適用することができず、したがって適用する素材が限ら
れてしまい、前記歩留りを向上する上での障害になると
いう問題がある。
メサストライプを作製する際のエッチングの深さの制御
性が向上されるが、エッチングされた面の平滑性につい
ては改善されておらず、この点での横モードの制御性が
向上されるまでには至っておらず、したがって所望のレ
ーザ特性を満たす半導体レーザを高歩留りで作製するこ
とが難しいという問題がある。また、前記したxに依存
するエッチング速度の条件を満たす適切な素材とエッチ
ング液との組み合わせが得られない場合にはこの技術を
適用することができず、したがって適用する素材が限ら
れてしまい、前記歩留りを向上する上での障害になると
いう問題がある。
【0010】
【発明の目的】本発明の目的は、導波路内外の屈折率差
の制御性を改善するとともに、光導波路方向の平滑性を
改善し、所望のレーザ特性を得て水平横モード歩留りを
向上することを可能とした半導体レーザ及びその製造方
法を提供することにある。
の制御性を改善するとともに、光導波路方向の平滑性を
改善し、所望のレーザ特性を得て水平横モード歩留りを
向上することを可能とした半導体レーザ及びその製造方
法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、光導波路の一部をメサストライプとして構成するリ
ッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるとともに、メサ
ストライプの両側にはエッチングバッファ層と同じ屈折
率を有する電流ブロック層を有することを特徴とする。
は、光導波路の一部をメサストライプとして構成するリ
ッジ導波型半導体レーザにおいて、メサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるとともに、メサ
ストライプの両側にはエッチングバッファ層と同じ屈折
率を有する電流ブロック層を有することを特徴とする。
【0012】例えば、本発明の半導体レーザは、第1導
電型のGaAs基板上に、第1導電型のAlGaAsク
ラッド層、第1導電型AlGaAs光ガイド層、InG
aAs/GaAs二重量子井戸活性層、第2導電型のA
lGaAs光ガイド層、第2導電型のAlGaAs下部
クラッド層、第2導電型のAlGaAsエッチングバッ
ファ層、第2導電型のAlGaAs上部クラッド層、第
2導電型のGaAsキャップ層、第2導電型のコンタク
ト層を有し、メサストライプの両側に第1導電型のAl
GaAs低屈折率電流ブロック層と第1導電型のGaA
s電流ブロック層の積層構造が形成された構成とされ
る。
電型のGaAs基板上に、第1導電型のAlGaAsク
ラッド層、第1導電型AlGaAs光ガイド層、InG
aAs/GaAs二重量子井戸活性層、第2導電型のA
lGaAs光ガイド層、第2導電型のAlGaAs下部
クラッド層、第2導電型のAlGaAsエッチングバッ
ファ層、第2導電型のAlGaAs上部クラッド層、第
2導電型のGaAsキャップ層、第2導電型のコンタク
ト層を有し、メサストライプの両側に第1導電型のAl
GaAs低屈折率電流ブロック層と第1導電型のGaA
s電流ブロック層の積層構造が形成された構成とされ
る。
【0013】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、半導体基板上にクラッド層、光ガイド層、活性層、
光ガイド層、下部クラッド層、エッチングバッファ層、
上部クラッド層、キャップ層を順次積層する工程と、前
記エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層とし
て前記キャップ層と上部クラッド層をエッチングしてメ
サストライプを形成する工程と、前記メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層か
らなる電流ブロック層を形成する工程と、前記キャップ
層及び電流ブロック層上にわたってコンタクト層を形成
する工程とを含んでいる。
は、半導体基板上にクラッド層、光ガイド層、活性層、
光ガイド層、下部クラッド層、エッチングバッファ層、
上部クラッド層、キャップ層を順次積層する工程と、前
記エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層とし
て前記キャップ層と上部クラッド層をエッチングしてメ
サストライプを形成する工程と、前記メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層か
らなる電流ブロック層を形成する工程と、前記キャップ
層及び電流ブロック層上にわたってコンタクト層を形成
する工程とを含んでいる。
【0014】
【作用】メサストライプを形成するためのエッチングに
際しては、エッチングバッファ層の厚さに相当する許容
エッチング深さ領域が得られ、メラストライプの作製時
における制御性が改善される。また、メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の電流ブロッ
ク層を設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界
面ではなく、成長時の組成切替え界面となり、導波路側
部の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、
導波路の損失が低減される。これにより、水平横モード
出力歩留りが向上される。
際しては、エッチングバッファ層の厚さに相当する許容
エッチング深さ領域が得られ、メラストライプの作製時
における制御性が改善される。また、メサストライプの
両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率の電流ブロッ
ク層を設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界
面ではなく、成長時の組成切替え界面となり、導波路側
部の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上され、
導波路の損失が低減される。これにより、水平横モード
出力歩留りが向上される。
【0015】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の半導体レーザの一実施例の断面図
である。面方位(001)のn型GaAs基板1の上
に、n型Al0.33Ga0.67Asクラッド層2、n型Al
0.2 Ga0.8 As光ガイド層3、In0.24Ga0Z76As
/GaAs二重量子井戸活性層4、p型Al0.2 Ga
0.8 As光ガイド層5、p型Al0.33Ga0.67As下部
クラッド層6、p型Al0.45Ga0.55Asエッチングバ
ッファ層7、p型Al0.33Ga0.67As上部クラッド層
8、p型GaAsキャップ層9、p型GaAsコンタク
ト層13が形成される。そして、前記キャップ層9と上
部クラッド層8及びエッチングバッファ層7の一部は選
択エッチングされてメサストライプ10が形成されてお
り、このメサストライプの両側にはエッチングバッファ
層と同じ屈折率を有するn型Al0.45Ga0.55As低屈
折率電流ブロック層11とn型GaAs電流ブロック層
12が介挿されている。なお、GaAs基板1の裏面に
はAuGiNi電極15が、コンタクト層13の表面に
はTiPtAu電極14がそれぞれ形成されている。
する。図1は本発明の半導体レーザの一実施例の断面図
である。面方位(001)のn型GaAs基板1の上
に、n型Al0.33Ga0.67Asクラッド層2、n型Al
0.2 Ga0.8 As光ガイド層3、In0.24Ga0Z76As
/GaAs二重量子井戸活性層4、p型Al0.2 Ga
0.8 As光ガイド層5、p型Al0.33Ga0.67As下部
クラッド層6、p型Al0.45Ga0.55Asエッチングバ
ッファ層7、p型Al0.33Ga0.67As上部クラッド層
8、p型GaAsキャップ層9、p型GaAsコンタク
ト層13が形成される。そして、前記キャップ層9と上
部クラッド層8及びエッチングバッファ層7の一部は選
択エッチングされてメサストライプ10が形成されてお
り、このメサストライプの両側にはエッチングバッファ
層と同じ屈折率を有するn型Al0.45Ga0.55As低屈
折率電流ブロック層11とn型GaAs電流ブロック層
12が介挿されている。なお、GaAs基板1の裏面に
はAuGiNi電極15が、コンタクト層13の表面に
はTiPtAu電極14がそれぞれ形成されている。
【0016】図2は図1の半導体レーザを製造工程順に
示す断面図である。先ず、図2(a)のように、常圧M
OVPE(有機金属気相結晶成長)法により、n型Ga
As基板1の上に2.0μmの厚さに1×1017cm-3
の濃度でSi(珪素)を添加したn型Al0.33Ga0.67
Asクラッド層2を成長し、その上に40nmの厚さに
1×1017cm-3の濃度でSiを添加したn型Al0.2
Ga0.8 As光ガイド層3を成長し、その上に井戸厚6
nmでバリア厚5nmのIn0.24Ga0Z76As/GaA
s二重量子井戸活性層4を形成する。
示す断面図である。先ず、図2(a)のように、常圧M
OVPE(有機金属気相結晶成長)法により、n型Ga
As基板1の上に2.0μmの厚さに1×1017cm-3
の濃度でSi(珪素)を添加したn型Al0.33Ga0.67
Asクラッド層2を成長し、その上に40nmの厚さに
1×1017cm-3の濃度でSiを添加したn型Al0.2
Ga0.8 As光ガイド層3を成長し、その上に井戸厚6
nmでバリア厚5nmのIn0.24Ga0Z76As/GaA
s二重量子井戸活性層4を形成する。
【0017】更に、その上に0.2μmの厚さにp型A
l0.2 Ga0.8 As光ガイド層5を形成し、更に0.2
μmの厚さのp型Al0.33Ga0.67As下部クラッド層
6、0.2μmの厚さのp型Al0.45Ga0.55Asエッ
チングバッファ層7、1.5μmの圧さのp型Al0.33
Ga0.67As上部クラッド層8、及び0.5μmの厚さ
のp型GaAsキャップ層9をそれぞれ形成する。これ
らの各層5,6,7,8,9はいずれも、1×1018c
m-3の濃度でMg(マグネシウム)を添加している。
l0.2 Ga0.8 As光ガイド層5を形成し、更に0.2
μmの厚さのp型Al0.33Ga0.67As下部クラッド層
6、0.2μmの厚さのp型Al0.45Ga0.55Asエッ
チングバッファ層7、1.5μmの圧さのp型Al0.33
Ga0.67As上部クラッド層8、及び0.5μmの厚さ
のp型GaAsキャップ層9をそれぞれ形成する。これ
らの各層5,6,7,8,9はいずれも、1×1018c
m-3の濃度でMg(マグネシウム)を添加している。
【0018】次いで、図2(b)のように、導波路とな
る領域上にSiO2 マスクMをストライプ状に選択形成
する。そして、図2(c)のように、これをマスクとし
てウェットエッチング、またはドライエッチング、或い
は両エッチングを併用して前記エッチングバッファ層7
に達するまでエッチングし、メサストライプ10を形成
する。この実施例ではエッチングの深さは2.109±
0.1μmである。
る領域上にSiO2 マスクMをストライプ状に選択形成
する。そして、図2(c)のように、これをマスクとし
てウェットエッチング、またはドライエッチング、或い
は両エッチングを併用して前記エッチングバッファ層7
に達するまでエッチングし、メサストライプ10を形成
する。この実施例ではエッチングの深さは2.109±
0.1μmである。
【0019】次に、図2(d)のように、選択成長技術
を用いてメサストライプ10の両側に、エッチングバッ
ファ層7と等しい屈折率を有するn型Al0.45Ga0.55
As低屈折率電流ブロック層11を1.6μmの厚さに
形成する。また、その上に0.5μmの厚さにn型Ga
As電流ブロック層12を積層する。これら両電流ブロ
ック層11,12はそれぞれ1×1017cm-3の濃度で
Siを添加している。
を用いてメサストライプ10の両側に、エッチングバッ
ファ層7と等しい屈折率を有するn型Al0.45Ga0.55
As低屈折率電流ブロック層11を1.6μmの厚さに
形成する。また、その上に0.5μmの厚さにn型Ga
As電流ブロック層12を積層する。これら両電流ブロ
ック層11,12はそれぞれ1×1017cm-3の濃度で
Siを添加している。
【0020】しかる後、図2(e)のように、SiO2
マスクMをバッファードフッ素酸により除去し、その上
に図1に示したように、0.5μmの厚さで1×1018
cm-3の濃度でMgを添加したp型GaAsコンタクト
層13を形成する。更に、スパッタ法により表面にTi
(チタニウム)、Pt(白金)、Au(金)の順序で金
属膜を積層形成して電極14を形成する。また、GaA
s基板1の裏面を研磨して80μmの厚さにした後に、
裏面にAu、Ge(ゲルマニウム)、Ni(ニッケル)
の順序で金属膜を積層形成して電極15を形成する。
マスクMをバッファードフッ素酸により除去し、その上
に図1に示したように、0.5μmの厚さで1×1018
cm-3の濃度でMgを添加したp型GaAsコンタクト
層13を形成する。更に、スパッタ法により表面にTi
(チタニウム)、Pt(白金)、Au(金)の順序で金
属膜を積層形成して電極14を形成する。また、GaA
s基板1の裏面を研磨して80μmの厚さにした後に、
裏面にAu、Ge(ゲルマニウム)、Ni(ニッケル)
の順序で金属膜を積層形成して電極15を形成する。
【0021】この構成の半導体レーザでは、そのメサス
トライプ10を形成するためのエッチングに際し、従来
では図3(a)のように、最適屈折率差領域に対して許
容エッチング深さ領域の範囲内でエッチングを制御する
必要があるが、本発明では図3(b)のように、エッチ
ングバッファ層7の厚さに相当する許容エッチング深さ
領域が得られ、メラストライプの作製時における制御性
が改善される。本実施例ではエッチングバッファ層7の
厚さは0.2μmとしているため、この厚さに相当する
深さ領域でエッチング深さが許容されることになる。そ
して、この許容エッチング深さ領域にわたっては、水平
方向の等価屈折率差が4×10-3と均一となり、光屈折
率差の制御性のよいリッジ導波型半導体レーザを作製す
ることが容易となる。
トライプ10を形成するためのエッチングに際し、従来
では図3(a)のように、最適屈折率差領域に対して許
容エッチング深さ領域の範囲内でエッチングを制御する
必要があるが、本発明では図3(b)のように、エッチ
ングバッファ層7の厚さに相当する許容エッチング深さ
領域が得られ、メラストライプの作製時における制御性
が改善される。本実施例ではエッチングバッファ層7の
厚さは0.2μmとしているため、この厚さに相当する
深さ領域でエッチング深さが許容されることになる。そ
して、この許容エッチング深さ領域にわたっては、水平
方向の等価屈折率差が4×10-3と均一となり、光屈折
率差の制御性のよいリッジ導波型半導体レーザを作製す
ることが容易となる。
【0022】また、メサストライプ10の両側にエッチ
ングバッファ層7と同じ屈折率の電流ブロック層11を
設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界面では
なく、成長時の組成切替え界面となるため、導波路側部
の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上される。
この結果、導波路の損失が5.1/cmから2.3/c
mに低減されたことが本発明者により確認された。
ングバッファ層7と同じ屈折率の電流ブロック層11を
設けることで、屈折率の変化する界面が再成長界面では
なく、成長時の組成切替え界面となるため、導波路側部
の実効的屈折率の光導波路方向の平滑性が向上される。
この結果、導波路の損失が5.1/cmから2.3/c
mに低減されたことが本発明者により確認された。
【0023】これらの効果により、従来構造に比較し
て、水平横モード出力歩留りが向上される。実験の結
果、3.5μm幅の導波路を有する素子において、基本
的なレーザ特性を満足する素子の中で基本横モード出力
が100mW以上である素子が、60%から100%に
改善された。
て、水平横モード出力歩留りが向上される。実験の結
果、3.5μm幅の導波路を有する素子において、基本
的なレーザ特性を満足する素子の中で基本横モード出力
が100mW以上である素子が、60%から100%に
改善された。
【0024】
【課題を解決するための手段】以上説明したように本発
明は、リッジ導波型半導体レーザのメサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるので、メサスト
ライプを形成するためのエッチングに際しては、エッチ
ングバッファ層の厚さに相当する許容エッチング深さ領
域が得られ、メラストライプの作製時における光屈折率
差の制御性が改善される。また、メサストライプの両側
にはエッチングバッファ層と同じ屈折率を有する電流ブ
ロック層が設けられるので、導波路側部の実効的屈折率
の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路の損失が低
減される。これにより、水平横モード出力歩留りが向上
されるという効果が得られる。
明は、リッジ導波型半導体レーザのメサストライプの下
層にエッチングバッファ層が設けられるので、メサスト
ライプを形成するためのエッチングに際しては、エッチ
ングバッファ層の厚さに相当する許容エッチング深さ領
域が得られ、メラストライプの作製時における光屈折率
差の制御性が改善される。また、メサストライプの両側
にはエッチングバッファ層と同じ屈折率を有する電流ブ
ロック層が設けられるので、導波路側部の実効的屈折率
の光導波路方向の平滑性が向上され、導波路の損失が低
減される。これにより、水平横モード出力歩留りが向上
されるという効果が得られる。
【0025】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、活性層上に設けたクラッド層を下部クラッド層、エ
ッチングバッファ層、上部クラッド層で構成した後に、
エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層として
メサストライプを形成し、その後メサストライプの両側
にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層からな
る電流ブロック層を形成しているので、前記した水平横
モード出力歩留りが向上された半導体レーザを作製する
ことが可能とされる。
は、活性層上に設けたクラッド層を下部クラッド層、エ
ッチングバッファ層、上部クラッド層で構成した後に、
エッチングバッファ層をエッチングのストッパ層として
メサストライプを形成し、その後メサストライプの両側
にエッチングバッファ層と同じ屈折率の半導体層からな
る電流ブロック層を形成しているので、前記した水平横
モード出力歩留りが向上された半導体レーザを作製する
ことが可能とされる。
【図1】本発明の半導体レーザの一実施例の断面図であ
る。
る。
【図2】図1の半導体レーザを製造工程順に示す断面図
である。
である。
【図3】本発明と従来の許容エッチング深さを比較して
示す図である。
示す図である。
【図4】従来の半導体レーザの一例の断面図である。
【図5】従来の改良された半導体レーザの一例の断面図
である。
である。
1 n型GaAs基板 2 n型Al0.33Ga0.67Asクラッド層 3 n型Al0.2 Ga0.8 As光ガイド層 4 In0.24Ga0Z76As/GaAs二重量子井戸活性
層 5 p型Al0.2 Ga0.8 As光ガイド層 6 p型Al0.33Ga0.67As下部クラッド層 7 p型Al0.45Ga0.55Asエッチングバッファ層 8 p型Al0.33Ga0.67As上部クラッド層 9 p型GaAsキャップ層 10 メサストライプ 11 n型Al0.45Ga0.55As低屈折率電流ブロック
層 12 n型GaAs電流ブロック層 13 p型GaAsコンタクト層 14,15 電極
層 5 p型Al0.2 Ga0.8 As光ガイド層 6 p型Al0.33Ga0.67As下部クラッド層 7 p型Al0.45Ga0.55Asエッチングバッファ層 8 p型Al0.33Ga0.67As上部クラッド層 9 p型GaAsキャップ層 10 メサストライプ 11 n型Al0.45Ga0.55As低屈折率電流ブロック
層 12 n型GaAs電流ブロック層 13 p型GaAsコンタクト層 14,15 電極
Claims (4)
- 【請求項1】 光導波路の一部をメサストライプとして
構成するリッジ導波型半導体レーザにおいて、前記メサ
ストライプの下層にエッチングバッファ層が設けられる
とともに、前記メサストライプの両側には前記エッチン
グバッファ層と同じ屈折率を有する電流ブロック層を有
することを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項2】 半導体基板上にクラッド層、光ガイド
層、活性層、光ガイド層、クラッド層、キャップ層を積
層形成する半導体レーザにおいて、前記活性層より上層
のクラッド層を下部クラッド層と上部クラッド層とで構
成し、これら上下のクラッド層間にエッチングバッファ
層を有し、かつ前記キャップ層と上部クラッド層とがメ
サストライプとして構成され、このメサストライプの両
側に電流ブロック層が形成されてなる請求項1の半導体
レーザ。 - 【請求項3】 第1導電型のGaAs基板上に、第1導
電型のAlGaAsクラッド層、第1導電型AlGaA
s光ガイド層、InGaAs/GaAs二重量子井戸活
性層、第2導電型のAlGaAs光ガイド層、第2導電
型のAlGaAs下部クラッド層、第2導電型のAlG
aAsエッチングバッファ層、第2導電型のAlGaA
s上部クラッド層、第2導電型のGaAsキャップ層、
第2導電型のコンタクト層を有し、メサストライプの両
側に第1導電型のAlGaAs低屈折率電流ブロック層
と第1導電型のGaAs電流ブロック層の積層構造が形
成されてなる請求項2の半導体レーザ。 - 【請求項4】 半導体基板上にクラッド層、光ガイド
層、活性層、光ガイド層、下部クラッド層、エッチング
バッファ層、上部クラッド層、キャップ層を順次積層す
る工程と、前記エッチングバッファ層をエッチングのス
トッパ層として前記キャップ層と上部クラッド層をエッ
チングしてメサストライプを形成する工程と、前記メサ
ストライプの両側にエッチングバッファ層と同じ屈折率
の半導体層からなる電流ブロック層を形成する工程と、
前記キャップ層及び電流ブロック層上にわたってコンタ
クト層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2893395A JPH08204285A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2893395A JPH08204285A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08204285A true JPH08204285A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=12262208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2893395A Pending JPH08204285A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08204285A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6461884B1 (en) * | 2001-01-05 | 2002-10-08 | Manijeh Razeghi | Diode laser |
KR100362862B1 (ko) * | 1997-03-27 | 2002-12-11 | 샤프 가부시키가이샤 | 화합물 반도체 레이저 |
EP1289084A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-05 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser device |
KR100493638B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
JP2008071803A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 化合物混晶半導体発光装置。 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04150087A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光半導体レーザ装置 |
JPH05304336A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-11-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
JPH07142808A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
JPH0846283A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP2893395A patent/JPH08204285A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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JP2008071803A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 化合物混晶半導体発光装置。 |
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