JP2500588B2 - 半導体レ―ザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レ―ザおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクメモリの記
録・読み取り光源に用いられる可視光半導体レーザの構
造および製造方法に関する。
録・読み取り光源に用いられる可視光半導体レーザの構
造および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、光情報処理装置用の光
源として利用されており、各種構造の半導体レーザが提
案されている。従来の可視光２ビーム半導体レーザの一
例として、特開平１−２４３４９０に提案されているも
のがあり、これについて以下説明する。この２ビームア
レイ半導体レーザは図７に示すような断面構造を有して
いる。ｎ型ＧａＡｓ（１００）基板１上にＳｉＯ2 絶縁
膜をつけ、パターニングしてＧａＡｓ基板１のエッチン
グマスクを形成する。次に、硫酸系溶液でＧａＡｓ基板
１をエッチングすることにより（１１１）面を有する順
メサ形状の段差を４〜５μｍ設ける。段差を設けた基板
上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２（厚さ０．５μｍ）、
ｎ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層３
（厚さ１．５μｍ，ｘ＝０．５），アンドープ（Ａｌy
Ｇａ1-y ）0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層４（厚さ０．０７μ
ｍ，ｙ＝０），ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.51Ｉｎ0.49Ｐ
クラッド層５（厚さ１．０μｍ，ｘ＝０．５），ｎ−Ｇ
ａＡｓキャップ層６（厚さ０．２μｍ）を順次有機金属
気相成長法で成長する。活性層４の成長条件は、成長温
度７００℃、Ｖ族元素とＩＩＩ族元素の原料流量比６０
０である。このあと、ＳｉＮ絶縁膜をマスクとしてＺｎ
拡散を行い、２つのＺｎ拡散ストライプ領域７（深さ
０．６〜０．７μｍ，ストライプ幅４〜５μｍ）を形成
する。次に、ｐ電極８を蒸着し、２つのストライプを分
離し、ｎ電極９を蒸着する。ストライプの分離距離は３
０〜５０μｍが適当であるとしている。このようにして
従来例の半導体レーザが得られる。この従来例の半導体
レーザは、発振波長が約６５５ｎｍと約６８５ｎｍの２
つのビームを放出し、光出力は４０ｍＷであった。
源として利用されており、各種構造の半導体レーザが提
案されている。従来の可視光２ビーム半導体レーザの一
例として、特開平１−２４３４９０に提案されているも
のがあり、これについて以下説明する。この２ビームア
レイ半導体レーザは図７に示すような断面構造を有して
いる。ｎ型ＧａＡｓ（１００）基板１上にＳｉＯ2 絶縁
膜をつけ、パターニングしてＧａＡｓ基板１のエッチン
グマスクを形成する。次に、硫酸系溶液でＧａＡｓ基板
１をエッチングすることにより（１１１）面を有する順
メサ形状の段差を４〜５μｍ設ける。段差を設けた基板
上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２（厚さ０．５μｍ）、
ｎ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.51Ｉｎ0.49Ｐクラッド層３
（厚さ１．５μｍ，ｘ＝０．５），アンドープ（Ａｌy
Ｇａ1-y ）0.51Ｉｎ0.49Ｐ活性層４（厚さ０．０７μ
ｍ，ｙ＝０），ｐ−（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.51Ｉｎ0.49Ｐ
クラッド層５（厚さ１．０μｍ，ｘ＝０．５），ｎ−Ｇ
ａＡｓキャップ層６（厚さ０．２μｍ）を順次有機金属
気相成長法で成長する。活性層４の成長条件は、成長温
度７００℃、Ｖ族元素とＩＩＩ族元素の原料流量比６０
０である。このあと、ＳｉＮ絶縁膜をマスクとしてＺｎ
拡散を行い、２つのＺｎ拡散ストライプ領域７（深さ
０．６〜０．７μｍ，ストライプ幅４〜５μｍ）を形成
する。次に、ｐ電極８を蒸着し、２つのストライプを分
離し、ｎ電極９を蒸着する。ストライプの分離距離は３
０〜５０μｍが適当であるとしている。このようにして
従来例の半導体レーザが得られる。この従来例の半導体
レーザは、発振波長が約６５５ｎｍと約６８５ｎｍの２
つのビームを放出し、光出力は４０ｍＷであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の２ビームア
レイ半導体レーザでは、キャリア注入経路の形成をＺｎ
拡散によって行なっているので、次のような問題が考え
られる。ｐ−クラッド層５のキャリア濃度についての記
述はないが、図７に示したような利得導波型レーザにお
けるｐ−クラッド層のキャリア濃度は、３〜５×１０17
ｃｍ-3が一般的であり、また、Ｚｎ拡散ストライプ領域
７のキャリア濃度についても具体的記述がないが、ｐ電
極とのオーミックコンタクトを得ることから約１×１０
19ｃｍ-3は必要と考えられる。
レイ半導体レーザでは、キャリア注入経路の形成をＺｎ
拡散によって行なっているので、次のような問題が考え
られる。ｐ−クラッド層５のキャリア濃度についての記
述はないが、図７に示したような利得導波型レーザにお
けるｐ−クラッド層のキャリア濃度は、３〜５×１０17
ｃｍ-3が一般的であり、また、Ｚｎ拡散ストライプ領域
７のキャリア濃度についても具体的記述がないが、ｐ電
極とのオーミックコンタクトを得ることから約１×１０
19ｃｍ-3は必要と考えられる。
【０００４】このようなＡｌＧａＩｎＰ結晶への高濃度
拡散により、結晶成長によりドーピングしたｐ−クラッ
ド層５のドーパントのうちＺｎ拡散ストライプ領域７直
下のドーパントが拡散ストライプ領域７とは反対方向の
活性層に拡散する現象が生じる。そして、活性層がクラ
ッド層よりもＡｌが少ないもしくは含まない組成なの
で、ドーパントの拡散速度は、クラッド層より活性層の
方が遅くなり、この活性層に拡散したドーパントは、活
性層内でパイルアップ状態となり、実質上高濃度状態に
なる。この結果、従来例の半導体レーザの（１００）面
上の秩序配列構造の活性層は、無秩序配列構造化し（１
１１）面の半導体レーザとの波長差が当初の意図した通
りに得られなくなるという問題がある。
拡散により、結晶成長によりドーピングしたｐ−クラッ
ド層５のドーパントのうちＺｎ拡散ストライプ領域７直
下のドーパントが拡散ストライプ領域７とは反対方向の
活性層に拡散する現象が生じる。そして、活性層がクラ
ッド層よりもＡｌが少ないもしくは含まない組成なの
で、ドーパントの拡散速度は、クラッド層より活性層の
方が遅くなり、この活性層に拡散したドーパントは、活
性層内でパイルアップ状態となり、実質上高濃度状態に
なる。この結果、従来例の半導体レーザの（１００）面
上の秩序配列構造の活性層は、無秩序配列構造化し（１
１１）面の半導体レーザとの波長差が当初の意図した通
りに得られなくなるという問題がある。
【０００５】またドーピングあるいは拡散によって、無
秩序配列構造となった半導体結晶のフォトルミネセンス
あるいは電流注入による発光強度は、無秩序配列化前の
秩序配列構造と比較し１／１０以下となる。発光強度の
低下は、ドーパントや拡散原子が、非発光再結合中心を
形成するためである。したがって、発光強度の低下した
活性層を有する半導体レーザでは、十分な信頼性を得る
ことは困難である。もう一つ、従来例の半導体レーザで
は、秩序配列構造と無秩序配列構造で構成されているの
で、発振波長の組合せの自由度がないという難点があ
る。
秩序配列構造となった半導体結晶のフォトルミネセンス
あるいは電流注入による発光強度は、無秩序配列化前の
秩序配列構造と比較し１／１０以下となる。発光強度の
低下は、ドーパントや拡散原子が、非発光再結合中心を
形成するためである。したがって、発光強度の低下した
活性層を有する半導体レーザでは、十分な信頼性を得る
ことは困難である。もう一つ、従来例の半導体レーザで
は、秩序配列構造と無秩序配列構造で構成されているの
で、発振波長の組合せの自由度がないという難点があ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、キャリア注入経路の形成に電流阻止層を設け、発振
波長の組合せ自由度を高めるため、互いに同じかまたは
角度を有するメサ斜面に発光領域を備えている。
は、キャリア注入経路の形成に電流阻止層を設け、発振
波長の組合せ自由度を高めるため、互いに同じかまたは
角度を有するメサ斜面に発光領域を備えている。
【０００７】また、半導体レーザの信頼性を得るため本
発明の半導体レーザのダブルヘテロ構造の成長温度を、
ＧａＡｓ（１００）基板に格子整合するＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ半導体結晶のバンドギャップ・エネルギーが極小
となる温度±１０℃の範囲とする。
発明の半導体レーザのダブルヘテロ構造の成長温度を、
ＧａＡｓ（１００）基板に格子整合するＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ半導体結晶のバンドギャップ・エネルギーが極小
となる温度±１０℃の範囲とする。
【０００８】
【作用】（１００）面から（０１１）面方向の角度をθ
としたとき、各θの角度のＧａＡｓ基板上にＧａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐ半導体結晶を成長したときのバンドギャップエ
ネルギーは、図３のように変化することから、メサ斜面
に発光領域を設ければ、メサ斜面の角度に応じた発振波
長の半導体レーザが得られる。
としたとき、各θの角度のＧａＡｓ基板上にＧａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐ半導体結晶を成長したときのバンドギャップエ
ネルギーは、図３のように変化することから、メサ斜面
に発光領域を設ければ、メサ斜面の角度に応じた発振波
長の半導体レーザが得られる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の半導体レーザの正面
図であり、図２はその製造工程を示す断面図である。こ
の半導体レーザの製造に当たっては、図２（ａ）に示す
ようにｎ型ＧａＡｓ（１００）基板１上にフォトレジス
タ法により［０−１１］方向にエッチングマスクとなる
レジスト１３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
にアンモニアー過酸化水素系エッチャントでＧａＡｓ基
板１をエッチングすることにより（１００）面から４５
度の角度を有する順メサ形状の段差を５μｍ設ける。
る。図１は本発明の第１の実施例の半導体レーザの正面
図であり、図２はその製造工程を示す断面図である。こ
の半導体レーザの製造に当たっては、図２（ａ）に示す
ようにｎ型ＧａＡｓ（１００）基板１上にフォトレジス
タ法により［０−１１］方向にエッチングマスクとなる
レジスト１３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
にアンモニアー過酸化水素系エッチャントでＧａＡｓ基
板１をエッチングすることにより（１００）面から４５
度の角度を有する順メサ形状の段差を５μｍ設ける。
【００１０】続けて、１回目の結晶成長を有機金属気相
成長（以下ＭＯ−ＶＰＥ）法により成長温度６５０℃、
成長圧力７５Ｔｏｒｒの条件下で行う。この成長温度の
選択は、ＧａＡｓ（１００）基板に格子整合するＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのバンドギャップエネルギーが極小とな
る温度としてある。この１回目の成長により図２（ｃ）
に示す積層構造を得る。積層構造は、Ｓｉドープｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層２（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）
を０．３μｍ、Ｓｉドープｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３（キャリア濃度５×１０17
ｃｍ-3）を１μｍ、アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性
層４を０．０６μｍ、Ｚｎドープｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ
0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５（キャリア濃度３．
５×１０17ｃｍ-3）を０．８μｍ、Ｚｎドープｐ−Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層１０（キャリア濃度１
×１０18ｃｍ-3）を０．８μｍ、Ｓｉドープｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層１１（キャリア濃度２×１０-3）を０．７
μｍ順次成長したものである。
成長（以下ＭＯ−ＶＰＥ）法により成長温度６５０℃、
成長圧力７５Ｔｏｒｒの条件下で行う。この成長温度の
選択は、ＧａＡｓ（１００）基板に格子整合するＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのバンドギャップエネルギーが極小とな
る温度としてある。この１回目の成長により図２（ｃ）
に示す積層構造を得る。積層構造は、Ｓｉドープｎ−Ｇ
ａＡｓバッファ層２（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）
を０．３μｍ、Ｓｉドープｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３（キャリア濃度５×１０17
ｃｍ-3）を１μｍ、アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性
層４を０．０６μｍ、Ｚｎドープｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ
0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５（キャリア濃度３．
５×１０17ｃｍ-3）を０．８μｍ、Ｚｎドープｐ−Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層１０（キャリア濃度１
×１０18ｃｍ-3）を０．８μｍ、Ｓｉドープｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層１１（キャリア濃度２×１０-3）を０．７
μｍ順次成長したものである。
【００１１】次に、図２（ｄ）に示すように、フォトレ
ジスト法によりｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１をリン酸系
エッチャントにより、ヘテロバッファ層１０に達するま
でエッチングする。Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ
層１０は、リン酸系エッチャントに対してエッチング速
度が極めて遅いので、ヘテロバッファ層１０で事実上エ
ッチングが停止した状態となる。レジストを除去した
後、２回目の結晶成長をＭＯ−ＶＰＥ法により成長温度
６５０℃、成長圧力７５Ｔｏｒｒ、成長速度６μｍ／ｈ
以上の条件で図２（ｅ）示すように全面にＺｎドープｐ
−ＧａＡｓキャップ層１２（キャリア濃度２×１０19ｃ
ｍ-3）を３μｍ成長する。この２回目の成長速度はｐ−
クラッド層５から活性層４へのＺｎの拡散を少なくする
ためできるだけ速い方が良い。この後、ｐ電極８および
ｎ電極９を形成し、各斜面のレーザを独立に駆動するよ
うにするために、図２（ｆ）に示すようにレジスト１３
をｐ電極８の表面に設け、ドライエッチングによりｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層１１に達する分離溝を形成し、本発
明の第１の実施例の半導体レーザ図２（ｇ）が得られ
る。
ジスト法によりｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１をリン酸系
エッチャントにより、ヘテロバッファ層１０に達するま
でエッチングする。Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ
層１０は、リン酸系エッチャントに対してエッチング速
度が極めて遅いので、ヘテロバッファ層１０で事実上エ
ッチングが停止した状態となる。レジストを除去した
後、２回目の結晶成長をＭＯ−ＶＰＥ法により成長温度
６５０℃、成長圧力７５Ｔｏｒｒ、成長速度６μｍ／ｈ
以上の条件で図２（ｅ）示すように全面にＺｎドープｐ
−ＧａＡｓキャップ層１２（キャリア濃度２×１０19ｃ
ｍ-3）を３μｍ成長する。この２回目の成長速度はｐ−
クラッド層５から活性層４へのＺｎの拡散を少なくする
ためできるだけ速い方が良い。この後、ｐ電極８および
ｎ電極９を形成し、各斜面のレーザを独立に駆動するよ
うにするために、図２（ｆ）に示すようにレジスト１３
をｐ電極８の表面に設け、ドライエッチングによりｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層１１に達する分離溝を形成し、本発
明の第１の実施例の半導体レーザ図２（ｇ）が得られ
る。
【００１２】本実施例の半導体レーザの特性は、それぞ
れの発振波長が６５６ｎｍ、発振閾値が８５ｍＡ、最高
光出力が２０ｍＷであった。本実施例の半導体レーザは
利得導波形のレーザである。このときのキャビティ長は
３００μｍである。
れの発振波長が６５６ｎｍ、発振閾値が８５ｍＡ、最高
光出力が２０ｍＷであった。本実施例の半導体レーザは
利得導波形のレーザである。このときのキャビティ長は
３００μｍである。
【００１３】本発明の第２の実施例を図４に示し、その
製造工程を図５に示す。この半導体レーザの製造に当た
っては図５（ａ）、（ｂ）までは第１の実施例と同じで
ある。続いて図５（ｃ）に示すように１回目の結晶成長
ではヘテロバッファ層１０まで成長する。成長条件は第
１の実施例と同様である。次に、図５（ｄ）に示すよう
にエッチングマスク兼選択成長用マスクとなるＳｉＯ2
膜を０．２μｍ全面に成膜し、フォトレジスト法により
メサ斜面にＳｉＯ2 膜１４膜をストライプ状に形成し、
硫酸系エッチャントによりｐ−クラッド層５を０．２５
μｍ残すエッチングを行い図５（ｅ）に示す形状を得
る。
製造工程を図５に示す。この半導体レーザの製造に当た
っては図５（ａ）、（ｂ）までは第１の実施例と同じで
ある。続いて図５（ｃ）に示すように１回目の結晶成長
ではヘテロバッファ層１０まで成長する。成長条件は第
１の実施例と同様である。次に、図５（ｄ）に示すよう
にエッチングマスク兼選択成長用マスクとなるＳｉＯ2
膜を０．２μｍ全面に成膜し、フォトレジスト法により
メサ斜面にＳｉＯ2 膜１４膜をストライプ状に形成し、
硫酸系エッチャントによりｐ−クラッド層５を０．２５
μｍ残すエッチングを行い図５（ｅ）に示す形状を得
る。
【００１４】続いて、２回目の結晶成長をＭＯ−ＶＰＥ
法により成長温度６５０℃、成長圧力８５Ｔｏｒｒ、成
長速度３μｍ／ｈの条件下で、Ｓｉドープｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層１１（キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3）を
０．７μｍ成長し、図５（ｆ）の構造を得る。そして、
ＳｉＯ2 膜を除去した後、３回目の結晶成長をＭＯ−Ｖ
ＰＥ法により行い、図５（ｇ）に示すように全面にＺｎ
ドープｐ−ＧａＡｓキャップ層１２（キャリア濃度２×
１０19ｃｍ-3）を３μｍ成長する。成長条件は第の実施
例と同じである。この後、電極８，９を形成し、各斜面
のレーザを独立に駆動するために、ｎ−ＧａＡｓ電流阻
止層１１に達する分離溝をドライエッチングにて形成
し、本発明の第２の実施例の半導体レーザ図５（ｈ）が
得られる。
法により成長温度６５０℃、成長圧力８５Ｔｏｒｒ、成
長速度３μｍ／ｈの条件下で、Ｓｉドープｎ−ＧａＡｓ
電流阻止層１１（キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3）を
０．７μｍ成長し、図５（ｆ）の構造を得る。そして、
ＳｉＯ2 膜を除去した後、３回目の結晶成長をＭＯ−Ｖ
ＰＥ法により行い、図５（ｇ）に示すように全面にＺｎ
ドープｐ−ＧａＡｓキャップ層１２（キャリア濃度２×
１０19ｃｍ-3）を３μｍ成長する。成長条件は第の実施
例と同じである。この後、電極８，９を形成し、各斜面
のレーザを独立に駆動するために、ｎ−ＧａＡｓ電流阻
止層１１に達する分離溝をドライエッチングにて形成
し、本発明の第２の実施例の半導体レーザ図５（ｈ）が
得られる。
【００１５】本実施例の半導体レーザの特性は、それぞ
れの発振波長６５７ｎｍ、発振閾値が５０ｍＡ、最高光
出力が３０ｍＷであった。本実施例の半導体レーザは屈
折率導波形のレーザである。このときキャビティ長は３
５０μｍである。
れの発振波長６５７ｎｍ、発振閾値が５０ｍＡ、最高光
出力が３０ｍＷであった。本実施例の半導体レーザは屈
折率導波形のレーザである。このときキャビティ長は３
５０μｍである。
【００１６】本発明の第３の実施例について説明する。
図６はメサ角度の異なるメサ斜面を得るための製造工程
を示す断面図である。まず、図６（ａ）に示すようにｎ
−ＧａＡｓ基板１上にレジスト１３をエッチングマスク
として形成し、片側のメサをリン酸系エッチング液によ
りエッチングを行う。このエッチングにより図６（ｂ）
に示すように（１１１）面が得られる。続いて図６
（ｃ）に示すようにもう一方のメサを形成するためにレ
ジスト１３′によるエッチングマスクを形成し、アンモ
ニアー過酸化水素系エッチング液により図６（ｄ）に示
すように角度１０度のメサを形成する。
図６はメサ角度の異なるメサ斜面を得るための製造工程
を示す断面図である。まず、図６（ａ）に示すようにｎ
−ＧａＡｓ基板１上にレジスト１３をエッチングマスク
として形成し、片側のメサをリン酸系エッチング液によ
りエッチングを行う。このエッチングにより図６（ｂ）
に示すように（１１１）面が得られる。続いて図６
（ｃ）に示すようにもう一方のメサを形成するためにレ
ジスト１３′によるエッチングマスクを形成し、アンモ
ニアー過酸化水素系エッチング液により図６（ｄ）に示
すように角度１０度のメサを形成する。
【００１７】このメサ形成の後の結晶成長工程は第１の
実施例または第２の実施例と同様に行なう。これによっ
て、得られる半導体レーザの特性は（１１１）面のメサ
斜面では６５６ｎｍ、角度１０度のメサ斜面では６６０
ｎｍの発振波長がそれぞれ得られた。
実施例または第２の実施例と同様に行なう。これによっ
て、得られる半導体レーザの特性は（１１１）面のメサ
斜面では６５６ｎｍ、角度１０度のメサ斜面では６６０
ｎｍの発振波長がそれぞれ得られた。
【００１８】なお、第１の実施例から第３の実施例ま
で、活性層をＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐしたが、Ｇａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐと（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（０〈ｘ≦
１）による多重量子井戸構造を用いても良く、またｐ−
クラッド層に多重量子障壁構造を用いてもよいことは言
うまでもない。また、ダブルヘテロ構造を形成する際の
成長温度はＧａＡｓ基板に格子整合するＧａＩｎＰ結晶
のバンドギャップエネルギーが極小となる温度±１０°
の範囲内であればよい。
で、活性層をＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐしたが、Ｇａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐと（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（０〈ｘ≦
１）による多重量子井戸構造を用いても良く、またｐ−
クラッド層に多重量子障壁構造を用いてもよいことは言
うまでもない。また、ダブルヘテロ構造を形成する際の
成長温度はＧａＡｓ基板に格子整合するＧａＩｎＰ結晶
のバンドギャップエネルギーが極小となる温度±１０°
の範囲内であればよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
一のＧａＡｓ基板上に発振波長が同じか又は発振波長が
異なる２ビームの半導体レーザが得られる。波長の選択
は、エッチングによるメサ角度の設定により、Ｇａ0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ活性層の場合６５６ｎｍ〜６８０ｎｍまで可
能となる。また、本発明においては、拡散ストライプ代
りに電流阻止層によりキャリア注入経路を形成したので
ｐ−クラッド層から活性層へのドーパントの拡散は、２
回目以降の結晶成長時に生じるわずかな量に押えられる
ので、秩序配列構造の無秩序配列化は生じない。従っ
て、ドーピングや拡散によって生ずる発光強度の低下も
なく、半導体レーザの信頼性も確保できる。例えば、第
１の実施例の半導体レーザでは、ケース温度５０℃、光
出力５ｍＷの定光出力動作試験では２０００時間まで故
障の発生はなかった。
一のＧａＡｓ基板上に発振波長が同じか又は発振波長が
異なる２ビームの半導体レーザが得られる。波長の選択
は、エッチングによるメサ角度の設定により、Ｇａ0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ活性層の場合６５６ｎｍ〜６８０ｎｍまで可
能となる。また、本発明においては、拡散ストライプ代
りに電流阻止層によりキャリア注入経路を形成したので
ｐ−クラッド層から活性層へのドーパントの拡散は、２
回目以降の結晶成長時に生じるわずかな量に押えられる
ので、秩序配列構造の無秩序配列化は生じない。従っ
て、ドーピングや拡散によって生ずる発光強度の低下も
なく、半導体レーザの信頼性も確保できる。例えば、第
１の実施例の半導体レーザでは、ケース温度５０℃、光
出力５ｍＷの定光出力動作試験では２０００時間まで故
障の発生はなかった。
【図１】本発明の第１の実施例の半導体レーザの断面図
である。
である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第１の実施例の半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係るＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの（１００）
面から（０１１）面方向にＧａＡｓ基板の面方位が変化
したときのバンドギャップエネルギーを示す図である。
面から（０１１）面方向にＧａＡｓ基板の面方位が変化
したときのバンドギャップエネルギーを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の半導体レーザの断面図
である。
である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は本発明の第２の実施例の半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第３の実施例の半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図７】従来の半導体レーザを示す断面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 ４ アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ５ Ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 ＩｎＰクラッド層 ６ ｎ−ＧａＡｓキャップ層 ７ Ｚｎ拡散ストライプ領域 ８ ｐ電極 ９ ｎ電極 １０ Ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層 １１ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １２ Ｐ−ＧａＡｓキャップ層 １３，１３′ レジスト １４ ＳｉＯ2 酸化膜
ド層 ４ アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ５ Ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 ＩｎＰクラッド層 ６ ｎ−ＧａＡｓキャップ層 ７ Ｚｎ拡散ストライプ領域 ８ ｐ電極 ９ ｎ電極 １０ Ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層 １１ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １２ Ｐ−ＧａＡｓキャップ層 １３，１３′ レジスト １４ ＳｉＯ2 酸化膜
Claims (2)
- 【請求項１】 （１００）面から（０１１）面方向にａ
度（０≦ａ≦９０）の面および（０−１−１）面方向に
６度（０≦ｂ≦９０）の面を有する［０−１１］方向の
メサストライプを形成したｎ型ＧａＡｓ基板上に、（Ａ
ｌx Ｇａ1-x）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ半導体結晶（０≦ｘ≦
１）で構成されるｎ型クラッド層、発光領域となる活性
層、ｐ型クラッド層およびヘテロバッファ層を順次積層
したダブルヘテロ構造を有し、前記ｐ型クラッド層また
はヘテロバッファ層に隣接してｎ型の電流阻止半導体層
を有し、前記メサストライプが有する２つの面の活性層
から、それぞれレーザ光が放射されることを特徴とする
半導体レーザ。 - 【請求項２】 ｎ型ＧａＡｓ基板上にメサストライプを
形成する工程と、この表面に有機金属気相成長法によっ
て（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ結晶で構成される
ｎ型クラッド層、発光領域となる活性層、ｐ型クラッド
層およびヘテロバッファ層を順次積層してダブルヘテロ
構造を形成する工程と、前記ｐ型クラッド層またはヘテ
ロバッファ層に隣接してｎ型の電流阻止層を設ける工程
とを有し、前記ダブルヘテロ構造を形成する際の成長温
度は、ＧａＡｓ基板に格子整合するＧａＩｎＰ結晶のバ
ンドギャップエネルギーが極小となる近傍の温度範囲で
行なう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 |
|---|---|---|---|
| JP10163193A JP2500588B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体レ―ザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10163193A JP2500588B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体レ―ザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314840A JPH06314840A (ja) | 1994-11-08 |
| JP2500588B2 true JP2500588B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=14305751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10163193A Expired - Fee Related JP2500588B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体レ―ザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500588B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP10163193A patent/JP2500588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06314840A (ja) | 1994-11-08 |
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|---|---|---|---|
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