JP2863677B2 - Semiconductor laser and method of manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor laser and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザとその
製造方法に関し、特に、リッジ導波型半導体レーザとそ
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a ridge waveguide type semiconductor laser and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、リッジにより光導波路を形成する
リッジ導波型半導体レーザの高出力化,長寿命化等の高
性能化への要求が高まっている。これらの要求に伴い、
リッジ導波型半導体レーザの製造時の各層の層厚(寸
法)を、より高精度に制御できる技術が望まれており、
例えば、活性層上の上クラッド層のリッジ残し厚みの層
厚のバラツキは光の閉じ込め効果に大きな影響を及ぼす
ため、このリッジ残し厚みを高精度に制御できる技術の
確立が強く望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for higher performance such as higher output and longer life of a ridge waveguide semiconductor laser in which an optical waveguide is formed by ridges. With these demands,
There is a demand for a technique that can control the layer thickness (dimension) of each layer at the time of manufacturing a ridge waveguide type semiconductor laser with higher accuracy.
For example, variations in the thickness of the remaining ridge of the upper cladding layer on the active layer greatly affect the light confinement effect. Therefore, it is strongly desired to establish a technique capable of controlling the thickness of the remaining ridge with high accuracy.
【0003】図9は、このようなリッジ残し厚みを高精
度に制御できるリッジ導波型半導体レーザの製造工程を
示す工程別断面図であり、図において、51はn−Ga
As基板、52はn−Al0.5 Ga0.5 As下クラッド
層、53はp−AlGaAs活性層、54はp−Al0.
5 Ga0.5 As第1上クラッド層、55はp−Al0.65
Ga0.35Asエッチングストッパ層、57はp−Al0.
5 Ga0.5 第2上クラッド層、58はp−GaAs第1
キャップ層、59はSiO2 膜、60はn−GaAs電
流阻止層、61はp−GaAs第2キャップ層である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a ridge waveguide type semiconductor laser capable of controlling the remaining ridge thickness with high precision. In the drawing, reference numeral 51 denotes n-Ga.
As substrate , 52 is an n-Al0.5 Ga0.5 As lower cladding layer, 53 is a p-AlGaAs active layer, 54 is p-Al0.
5 Ga0.5 As first upper cladding layer, 55 is p-Al0.65
Ga 0.35 As etching stopper layer, 57 is p-AlO.
5 Ga0.5 second upper cladding layer, 58 is p-GaAs first
A cap layer, 59 is an SiO2 film, 60 is an n-GaAs current blocking layer, and 61 is a p-GaAs second cap layer.
【0004】以下、製造工程を説明する。先ず、図9
(a) に示すように、図示しないn−GaAs基板51上
にn−Al0.5 Ga0.5 As下クラッド層52,p−A
lGaAs活性層53,p−Al0.5 Ga0.5 As第1
上クラッド層54,p−Al0.65Ga0.35Asエッチン
グストッパ層55,p−Al0.5 Ga0.5 As第2上ク
ラッド層57,p−GaAs第1キャップ層58をMO
CVD法により順次エピタキシャル成長させて、各層を
所定の層厚に形成した後、その上部にSiO2 膜を形成
し、通常の写真製版,エッチング技術を用いてストライ
プ状にパターニングされたSiO2 膜59を形成する。
次に、図9(b) に示すように、該SiO2 膜59をマス
クとして、酒石酸と過酸化水素水の混合液でウエットエ
ッチングを行うことにより、上記p−Al0.5 Ga0.5
As第2上クラッド層57,p−GaAs第1キャップ
層58をエッチングし、逆メサ状のリッジを形成する。
この時、p−Al0.5 Ga0.5 As第2上クラッド層5
7はエッチングされるが、Al組成が0.65のp−A
l0.65Ga0.35Asエッチングストッパ層55はエッチ
ングされず、ウェットエッチングはp−Aly Ga1-y
Asエッチングストッパ層55で完全に停止するため、
リッジ残し厚み、即ち、p−Al0.5 Ga1-0.5 As第
1上クラッド層54とp−Al0.65Ga0.35Asエッチ
ングストッパ層55の厚みの合計を、例えば、0.2〜
0.3μm程度に制御することができる。そして、この
後、図9(c)に示すように、n−GaAs電流阻止層6
0及びp−GaAs第2キャップ層61をMOCVD法
によって上記p−Al0.65Ga0.35Asエッチングスト
ッパ層55上にエピタキシャル成長することによってリ
ッジの両脇を埋め込み、AlGaAsリッジ導波型半導
体レーザの基本構造が完成する。そして、この後、上記
SiO2 膜59をCHF3 ガスとO2 ガスを用いたプラ
ズマエッチングによって除去し、リッジ及びp−GaA
s第2キャップ層61の上面にわたって、図示しないp
−GaAsコンタクト層をエピタキシャル成長し、該p
−GaAsコンタクト層の上面にp側電極,n−GaA
s基板の裏面にn側電極を形成すると、AlGaAsリ
ッジ導波型半導体レーザが完成する。Hereinafter, the manufacturing process will be described. First, figure9
(a), an n-GaAs substrate (not shown)51Up
To n-Al0.5 Ga0.5 As lower cladding layer 52, p-A
lGaAs active layer 53, p-Al0.5 Ga0.5 As first
Upper cladding layer 54, p-Al0.65Ga0.35As etchin
Stopper layer 55, p-Al0.5 Ga0.5 As
The lad layer 57 and the p-GaAs first cap layer 58 are
Each layer is epitaxially grown by CVD method,
After forming to a predetermined thickness, a SiO2 film is formed on top of it
And strip using standard photoengraving and etching techniques.
Then, an SiO2 film 59 patterned in a step shape is formed.
Then figure9As shown in (b), the SiO2 film 59 is masked.
Wet with a mixture of tartaric acid and aqueous hydrogen peroxide.
By performing the etching, the above p-Al0.5 Ga0.5
As second upper cladding layer 57, p-GaAs first cap
The layer 58 is etched to form an inverted mesa ridge.
At this time, the p-Al0.5 Ga0.5 As second upper cladding layer 5
7 is etched, but p-A having an Al composition of 0.65 is used.
10.65 Ga0.35 As etching stopper layer 55 is etched
Is not etched, and the wet etching is p-Aly Ga1-y
In order to completely stop at the As etching stopper layer 55,
Remaining ridge thickness, that is, p-Al0.5 Ga1-0.5 As
1. Upper cladding layer 54 and p-Al0.65Ga0.35As etch
The total thickness of the stopping stopper layer 55 is, for example, 0.2 to
It can be controlled to about 0.3 μm. And this
Later, figure9As shown in (c), the n-GaAs current blocking layer 6
MOCVD method for the 0 and p-GaAs second cap layers 61
The p-Al0.65Ga0.35As etching strike
By epitaxial growth on the top layer 55.
Buried on both sides of the ridge, AlGaAs ridge waveguide semiconductor
The basic structure of the body laser is completed. And after this,
The SiO2 film 59 is made of plastic using CHF3 gas and O2 gas.
Ridge and p-GaAs
s (not shown) over the upper surface of the second cap layer 61.
A GaAs contact layer is epitaxially grown;
P-side electrode, n-GaAs on the upper surface of the -GaAs contact layer
When an n-side electrode is formed on the back surface of the s substrate,
The edge guided semiconductor laser is completed.
【0005】尚、上記工程では、リッジの両脇をn−G
aAs電流阻止層60及びp−GaAs第2キャップ層
61で埋め込み、この後、これらリッジとp−GaAs
第2キャップ層61の上面にp−GaAsコンタクト層
を形成するようにしたが、リッジの両脇をn−GaAs
電流阻止層60のみで埋み込み、この後、これらリッジ
とn−GaAs電流阻止層60の上面にp−GaAsコ
ンタクト層を形成し、p側及びn側電極を形成するよう
にしてもよく、また、リッジの両脇をn−GaAs電流
阻止層60のみで埋み込み、この後、該n−GaAs電
流阻止層60にp形ドーパントを拡散して、該n−Ga
As電流阻止層60の上層部をp形層にし、p側及びn
側電極を形成するようにしてもよい。In the above process, both sides of the ridge are n-G
The ridge and the p-GaAs are buried with the aAs current blocking layer 60 and the p-GaAs second cap layer 61.
Although the p-GaAs contact layer is formed on the upper surface of the second cap layer 61, both sides of the ridge are n-GaAs.
Embedding may be performed only with the current blocking layer 60, and thereafter, the ridge and the p-GaAs contact layer may be formed on the upper surface of the n-GaAs current blocking layer 60, and the p-side and n-side electrodes may be formed. Further, both sides of the ridge are buried only with the n-GaAs current blocking layer 60, and thereafter, a p-type dopant is diffused into the n-GaAs current blocking layer 60 to form the n-GaAs current blocking layer 60.
The upper layer of the As current blocking layer 60 is a p-type layer,
A side electrode may be formed.
【0006】また、上記工程において、リッジ残し厚み
を0.2〜0.3μm程度に制御するのは、リッジ直下
のp−AlGaAs活性層53内で発生する光が、該p
−AlGaAs活性層53に沿って水平方向に広がろう
とするのをリッジ内(リッジ直下の領域内)に閉じ込め
るためであり、この閉じ込め効果は、p−Al0.5 Ga
1-0.5 As第1上クラッド層54を含む上記リッジ残し
厚みが0.2〜0.3μmの時に最も優れる。In the above process, the thickness of the remaining ridge is controlled to about 0.2 to 0.3 μm because the light generated in the p-AlGaAs active layer 53 immediately below the ridge is
The reason for confinement in the ridge (in the region immediately below the ridge) is to confine the horizontal spread along the AlGaAs active layer 53 to p-Al0.5 Ga.
It is most excellent when the above-mentioned ridge remaining thickness including the 1-0.5 As first upper cladding layer 54 is 0.2 to 0.3 μm.
【0007】次に、上記製造工程においてAlGaAs
クラッド層52,54,57のAl組成比を0.5と
し、p−AlGaAsエッチングストッパ層55のAl
組成比を0.65としている理由を説明する。Next, in the above manufacturing process, AlGaAs
The Al composition ratio of the cladding layers 52, 54, and 57 is set to 0.5, and the Al composition ratio of the p-AlGaAs etching stopper layer 55 is set to 0.5.
The reason why the composition ratio is set to 0.65 will be described.
【0008】一般に、AlGaAsレーザは、光ディス
ク装置等に用いられることが多く、この場合、発振波長
は800nm(エネルギに換算して1.55eV)前後
に設定される。そして、半導体レーザでは、活性層に注
入されるキャリアが活性層を挟むクラッド層に漏れ出な
いように設計する必要があり、AlGaAsレーザの場
合、活性層からの発振波長に相当するエネルギーより、
0.3eVかそれ以上大きなバンドギャップを有するク
ラッド層で活性層を挟まなければならず、上記のよう
に、発振波長を800nm前後に設定する場合は、クラ
ッド層には1.95eV以上のバンドギャップエネルギ
ーを有するAlGaAs層を用いる。このため、このよ
うな半導体レーザにおいて、クラッド層のバンドギャッ
プエネルギーを1.95eV以上にするには、Alx G
a1-x Asクラッド層のAl組成比x(以下、単にAl
組成比とする。)を0.42以上にする必要がある。反
面、このAl組成比をあまり大きくし過ぎると、屈折率
は単調に小さくなり、活性層の閉じ込めが大きくなり過
ぎて、高出力動作時に高光密度のためにレーザ端面を劣
化させるという不具合を発生し、従って、これら2つの
点から、AlGaAsクラッド層の組成比は0.5前後
(0.45〜0.6の範囲)にするのが好ましく、図3
に示した半導体レーザではこのAl組成比を0.5に設
定している。In general, AlGaAs lasers are often used in optical disk devices and the like. In this case, the oscillation wavelength is set to about 800 nm (1.55 eV in terms of energy). In a semiconductor laser, it is necessary to design so that carriers injected into the active layer do not leak into a clad layer sandwiching the active layer. In the case of an AlGaAs laser, the energy is higher than the energy corresponding to the oscillation wavelength from the active layer.
The active layer must be sandwiched between cladding layers having a band gap of 0.3 eV or more. As described above, when the oscillation wavelength is set to around 800 nm, the cladding layer has a band of 1.95 eV or more. An AlGaAs layer having a gap energy is used. For this reason, in such a semiconductor laser, in order to make the band gap energy of the cladding layer 1.95 eV or more, Al x G
a1-x Al composition ratio x of the As cladding layer (hereinafter simply referred to as Al
The composition ratio is used. ) Needs to be 0.42 or more. On the other hand, if the Al composition ratio is too large, the refractive index decreases monotonously, the confinement of the active layer becomes too large, and the laser end face is deteriorated due to the high light density during high-power operation. Therefore, from these two points, it is preferable that the composition ratio of the AlGaAs cladding layer is about 0.5 (range of 0.45 to 0.6).
In this case, the Al composition ratio is set to 0.5.
【0009】一方、このようにAl組成比が0.5に設
定されたp−AlGaAs第1上クラッド層54上に形
成されるp−AlGaAsエッチングストッパ層55の
Al組成比が、このp−AlGaAs第1上クラッド層
54のAl組成比より低くなると、光の閉じ込め係数が
低下してしまい、垂直方向のレーザビームの広がりの半
値全角(θ⊥)が大きくなり、レーザ特性を著しく低下
させてしまう。このため、このp−AlGaAsエッチ
ングストッパ層55のAl組成比はp−AlGaAs第
1上クラッド層54のAl組成比(=0.5)より大き
くすることが好ましく、また、上記のように酒石酸と過
酸化水素の混合液によってp−AlGaAs第2上クラ
ッド層57をエッチングしてリッジを形成し、このエッ
チングの進行をこのp−AlGaAsエッチングストッ
パ層55で完全に停止させるためには、p−AlGaA
s第2上クラッド層57のAl組成比を0.6以下に、
p−AlGaAsエッチングストッパ層5aのAl組成
比を0.6より大きくする必要があり、従って、以上の
点から上記図3に示したリッジ導波型半導体レーザで
は、p−AlGaAsエッチングストッパ層55のAl
組成比を0.65にしている。On the other hand, the Al composition ratio of the p-AlGaAs etching stopper layer 55 formed on the p-AlGaAs first upper cladding layer 54 in which the Al composition ratio is set to 0.5 is the same as that of the p-AlGaAs. If the Al composition ratio of the first upper cladding layer 54 is lower than that, the light confinement coefficient decreases, the full width at half maximum (θ⊥) of the spread of the laser beam in the vertical direction increases, and the laser characteristics deteriorate significantly. . For this reason, it is preferable that the Al composition ratio of the p-AlGaAs etching stopper layer 55 be larger than the Al composition ratio (= 0.5) of the p-AlGaAs first upper cladding layer 54. In order to form a ridge by etching the p-AlGaAs second upper cladding layer 57 with a mixed solution of hydrogen peroxide, and to stop the progress of this etching completely with the p-AlGaAs etching stopper layer 55, it is necessary to use p-AlGaAs.
the Al composition ratio of the second upper cladding layer 57 to 0.6 or less,
It is necessary to make the Al composition ratio of the p-AlGaAs etching stopper layer 5a larger than 0.6. Therefore, in the ridge waveguide type semiconductor laser shown in FIG. Al
The composition ratio is set to 0.65.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のリッ
ジ導波型半導体レーザの製造工程では、リッジを形成す
る際、上記のように、酒石酸と過酸化水素との混合液を
エッチング液とするウエットエッチングを用い、p−A
lGaAsエッチングストッパ層55のAl組成比を
0.6より大きくすることで、このp−AlGaAsエ
ッチングストッパ層55でエッチングを完全に停止させ
て、リッジ残し厚みを高精度に制御している。しかしな
がら、ウエットエッチングが施されたAlGaAs層は
酸化されやすく、特に、AlGaAs層はそのAl組成
が大きくなればなるほど、酸化の程度が強くなることか
ら、リッジ形成後、Al組成比を0.6より大きくした
p−AlGaAsエッチングストッパ層55上にn−G
aAs電流阻止層60を再成長すると、該n−GaAs
電流阻止層60の結晶品質が低下してしまい(例えば、
表面欠陥が106 個/cm2 以上になって表面モホロジ
ィーが極めて低下する。)、その結果、得られる半導体
レーザは、その動作中に結晶欠陥を通って流れる無効電
流が時間とともに増加するようになり、レーザの信頼性
が低下してしまうという問題点があった。By the way, in the conventional manufacturing process of a ridge waveguide type semiconductor laser, when a ridge is formed, as described above, a wet liquid using a mixed solution of tartaric acid and hydrogen peroxide as an etching solution is used. Using etching, pA
By making the Al composition ratio of the lGaAs etching stopper layer 55 larger than 0.6, the etching is completely stopped by the p-AlGaAs etching stopper layer 55, and the thickness of the ridge remaining is controlled with high precision. However, the wet-etched AlGaAs layer is easily oxidized. In particular, since the AlGaAs layer has a higher degree of oxidation as its Al composition becomes larger, the Al composition ratio after the ridge formation becomes 0.6 or more. N-G is formed on the enlarged p-AlGaAs etching stopper layer 55.
When the aAs current blocking layer 60 is regrown, the n-GaAs
The crystal quality of the current blocking layer 60 deteriorates (for example,
When the number of surface defects becomes 10 6 / cm 2 or more, the surface morphology is extremely reduced. As a result, the resulting semiconductor laser has a problem that the reactive current flowing through the crystal defect during its operation increases with time, and the reliability of the laser decreases.
【0011】また、上記p−AlGaAsエッチングス
トッパ層55は、上述したようにリッジ残し厚みを高精
度に制御するためには必要ではあるものの、このような
Al組成比が0.6より大きいp−AlGaAsエッチ
ングストッパ層55がリッジの直下の活性層53の近傍
に配置されると、レーザの各層に対する垂直方向の屈折
率分布が図11(a) に示すように非対象になることか
ら、発振するレーザ光の強度分布がp−AlGaAsエ
ッチングストッパ層55側に裾を引くような分布にな
り、レンズでレーザ光を集光する場合、集光しにくくな
るという問題点があった。Although the p-AlGaAs etching stopper layer 55 is necessary to control the ridge remaining thickness with high precision as described above, such a p-AlGaAs etching stopper layer 55 When the AlGaAs etching stopper layer 55 is disposed near the active layer 53 immediately below the ridge, the laser oscillates because the refractive index distribution in the vertical direction with respect to each layer of the laser becomes asymmetric as shown in FIG. The intensity distribution of the laser light is such that the bottom of the laser light is distributed toward the p-AlGaAs etching stopper layer 55 side, and when the laser light is condensed by the lens, there is a problem that it is difficult to condense the laser light.
【0012】一方、図10は、上述した従来のリッジ導
波型半導体レーザの製造工程において、ストライプ状の
SiO2 膜59の幅を広く形成して、その幅が10μm
以上になるようにリッジを形成し、この状態でリッジの
両脇にn−GaAs電流阻止層60をエピタキシャル成
長して、リッジの両脇を埋め込んだ状態を示した断面図
であり、この図にみられるように、10μm以上の広幅
に形成されたリッジの両脇に選択的に新たな半導体層を
エピタキシャル成長する場合は、リッジ上の上面にある
広幅のストライプ状のSiO2 膜59上にも半導体の多
結晶膜60aが形成されることになり、後の工程におい
てこのストライプ状のSiO2 膜59を除去する際、こ
の多結晶膜の影響でSiO2 膜59を完全に除去するこ
とができなくなり、所望のレーザ構造を制御性及び再現
性良く形成することができなくなるという問題点があっ
た。On the other hand, FIG. 10 shows that the width of the stripe-shaped SiO 2 film 59 is increased to 10 μm in the above-mentioned conventional ridge waveguide type semiconductor laser manufacturing process.
A ridge is formed as described above, and in this state, an n-GaAs current blocking layer 60 is epitaxially grown on both sides of the ridge to bury the both sides of the ridge. When a new semiconductor layer is selectively epitaxially grown on both sides of a ridge having a width of 10 μm or more, a large amount of semiconductor is also formed on the wide stripe SiO2 film 59 on the upper surface of the ridge. A crystalline film 60a is formed, and when removing the stripe-shaped SiO2 film 59 in a later step, the SiO2 film 59 cannot be completely removed due to the influence of the polycrystalline film. There is a problem that the structure cannot be formed with good controllability and reproducibility.
【0013】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、リッジ残し厚みが所定の厚みに
調整されるとともに、リッジ両脇の再成長層における結
晶欠陥が低減し、且つ、発振するレーザ光の強度分布に
おける対称性が向上した半導体レーザとこれを再現性よ
く製造できる製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. The thickness of the ridge is adjusted to a predetermined thickness, the crystal defects in the regrown layers on both sides of the ridge are reduced, and It is another object of the present invention to provide a semiconductor laser having improved symmetry in the intensity distribution of oscillating laser light and a manufacturing method capable of manufacturing the semiconductor laser with good reproducibility.
【0014】更に、この発明の他の目的は、その幅が1
0μm以上の広幅のリッジを形成し、該リッジの両脇に
半導体エピタキシャル層を埋め込み成長する際に用いら
れるリッジ上に配設されるストライプ状のマスクを完全
に除去でき、所望のレーザ構造を制御性良く形成するこ
とができる半導体レーザの製造方法を提供することを目
的とする。Further, another object of the present invention is that the width is one.
A wide ridge of 0 μm or more is formed, and a stripe-shaped mask disposed on the ridge used for burying and growing a semiconductor epitaxial layer on both sides of the ridge can be completely removed to control a desired laser structure. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor laser that can be formed with good performance.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザは、半導体基板上に順次積層され、Al組成比が
0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成された下クラ
ッド層、活性層及び第1の上クラッド層を有する積層構
造と、この積層構造の表面上に配設され、第1の上クラ
ッド層よりも薄いGaAs薄層と、このGaAs薄層上
の一部に光の導波方向に延在するストライプ状に配設さ
れ、Al組成比が0.6を超えかつ第1の上クラッド層
よりも薄いAlGaAs薄層と、このAlGaAs薄層
の上に、ストライプに沿ってリッジ状に配設され、 A
l組成比が0.6以下のAlGaAsで構成された第2
の上クラッド層と、この第2の上クラッド層の両側を埋
め込むようにGaAs薄層上に配設された電流阻止層
と、を備えたものである。 A semiconductor laser according to the present invention is provided.
Are sequentially laminated on a semiconductor substrate, and the Al composition ratio is
Lower claddings each composed of 0.6 or less AlGaAs
Laminated structure having a pad layer, an active layer and a first upper cladding layer
And a first upper cladding disposed on the surface of the laminated structure.
A GaAs thin layer thinner than the pad layer and the GaAs thin layer
Is arranged in a stripe shape extending in the light waveguide direction
And the Al composition ratio exceeds 0.6 and the first upper cladding layer
Thinner AlGaAs layer and the thinner AlGaAs layer
Is arranged in a ridge shape along a stripe on
The second is made of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less.
Buried both sides of the upper cladding layer and the second upper cladding layer.
Current blocking layer disposed on GaAs thin layer so as to be embedded
And with.
【0016】また、半導体基板上に順次積層され、Al
組成比が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成され
た下クラッド層、活性層及び第1の上クラッド層を有す
る積層構造と、この積層構造の表面上に配設され、Ga
Asを除きAl組成比が0.3未満でかつ第1の上クラ
ッド層よりも薄い第1のAlGaAs薄層と、この第1
のAlGaAs薄層上の一部に光の導波方向に延在する
ストライプ状に配設され、Al組成比が0.6を超えか
つ第1の上クラッド層よりも薄い第2のAlGaAs薄
層と、この第2のAlGaAs薄層の上に、ストライプ
に沿ってリッジ状に配設され、 Al組成比が0.6以
下のAlGaAsで構成された第2の上クラッド層と、
この第2の上クラッド層の両側を埋め込むように第1の
AlGaAs薄層上に配設された電流阻止層と、を備え
たものである。 Also, Al is sequentially laminated on a semiconductor substrate.
Each is composed of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less.
Having a lower clad layer, an active layer and a first upper clad layer
A stacked structure, and Ga on the surface of the stacked structure.
Except for As, the Al composition ratio is less than 0.3
A first thin AlGaAs layer that is thinner than the
Extending partly on the thin AlGaAs layer in the light guiding direction
Arranged in stripes and Al composition ratio exceeds 0.6
Second AlGaAs thinner than the first upper cladding layer
Layer and a stripe on top of this second AlGaAs thin layer.
Are arranged in a ridge along with the Al composition ratio of 0.6 or less.
A second upper cladding layer made of AlGaAs below;
The first upper cladding layer is buried on both sides of the first
A current blocking layer disposed on the AlGaAs thin layer.
It is a thing.
【0017】さらに、第1の上クラッド層とGaAs薄
層または第1のAlGaAs薄層との層厚の合計を0.
2〜0.3μmとしたものである。また、半導体基板上
に順次積層され、Al組成比が0.6以下のAlGaA
sでそれぞれ構成された下クラッド層及び活性層を有す
る積層構造と、この積層構造の表面上に配設され、 A
l組成比が0.6以下のAlGaAsで構成され、一部
が光の導波方向に延びるリッジ状に突出してなる突出部
とこの突出部の両側で平坦に延在し活性層を覆う平坦部
とを有する第1の上クラッド層と、この第1の上クラッ
ド層の突出部の頂部を覆って配設された、 Al組成比
が0.6を超えかつ第1の上クラッド層よりも薄いAl
GaAs薄層と、このAlGaAs薄層を介して第1の
上クラッド層の突出部上に配設され、 Al組成比が
0.6以下のAlGaAsで構成された第2の上クラッ
ド層と、この第2の上クラッド層と第1の上クラッド層
の突出部を埋め込むように第1の上クラッド層の平坦部
上に配設された電流阻止層と、を備えたものである。 Further, the first upper cladding layer and the GaAs thin
The sum of the thickness of the first layer and the first AlGaAs thin layer is set to 0.
The thickness was 2 to 0.3 μm. Also on a semiconductor substrate
AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less
with lower cladding layer and active layer respectively composed of
A laminate structure disposed on a surface of the laminate structure;
1 composed of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less,
Protrusions that protrude in a ridge shape that extends in the light waveguide direction
And a flat portion extending flat on both sides of the protrusion and covering the active layer.
A first upper cladding layer having
Al composition ratio disposed over the top of the protrusion of the metal layer
Exceeds 0.6 and is thinner than the first upper cladding layer.
A thin GaAs layer and a first
It is disposed on the protrusion of the upper cladding layer, and the Al composition ratio is
A second upper cladding made of AlGaAs of 0.6 or less.
Layer, the second upper cladding layer and the first upper cladding layer
Flat portion of the first upper cladding layer so as to bury the protrusion of
And a current blocking layer disposed thereon.
【0018】またこの発明に係る半導体レーザの製造方
法は、半導体基板上にAl組成比が0.6以下のAlG
aAsでそれぞれ構成された下クラッド層、活性層、お
よび第1の上クラッド層を順次積層し、さらにAl組成
比が0.3未満の第1のAlGaAs薄層、 Al組成
比が0.6を超える第2のAlGaAs薄層、及びAl
組成比が0.6以下のAlGaAsの第2の上クラッド
層を順次積層する第1の工程と、第2の上クラッド層の
表面上にストライプ状の絶縁膜を形成し、この絶縁膜を
マスクとして、有機酸と過酸化水素とを混合したエッチ
ング液を用いて第2のAlGaAs薄層が露呈するまで
エッチングし、ストライプ状のリッジを形成する第2の
工程と、第2の工程で露呈した第2のAlGaAs薄層
を除去し、第1のAlGaAs薄層を露呈させる第3の
工程と、リッジの両側を埋め込むように第1のAlGa
As薄層の上に電流阻止層を形成する第4の工程と、を
含むものである。さらに、第3の工程において、第2の
AlGaAs薄層の除去をフッ酸系のエッチング液を用
いたウエットエッチングによって行うものである。 Also, a method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention.
In the method, an AlG composition having an Al composition ratio of 0.6 or less
The lower cladding layer, the active layer, and the
And the first upper cladding layer are sequentially laminated,
A first AlGaAs thin layer having a ratio of less than 0.3, Al composition
A second thin AlGaAs layer having a ratio greater than 0.6, and Al
Second upper cladding of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less
A first step of sequentially stacking layers, and a second
A striped insulating film is formed on the surface, and this insulating film is
Etch mixed organic acid and hydrogen peroxide as mask
Until the second AlGaAs thin layer is exposed using the plating solution
Etching to form a striped ridge
Process and a second AlGaAs thin layer exposed in the second process
To expose a first thin layer of AlGaAs.
Process and first AlGa so as to bury both sides of the ridge.
Forming a current blocking layer on the As thin layer;
Including. Further, in the third step, the second
Removal of thin AlGaAs layer using hydrofluoric acid based etchant
This is performed by wet etching.
【0019】またさらに、第1の工程で形成する第2の
AlGaAs薄層のAl組成比を0.8以上とするとと
もに第3の工程の第2のAlGaAs薄層の除去を煮沸
した塩酸をエッチング液とするウエットエッチングによ
って行うものである。また、半導体基板上にAl組成比
が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成された下ク
ラッド層、活性層、および第1の上クラッド層を順次積
層し、さらにAl組成比が0.6を超えるAlGaAs
薄層、及びAl組成比が0.6以下のAlGaAsの第
2の上クラッド層を順次積層する第1の工程と、第2の
上クラッド層の表面上にストライプ状の絶縁膜を形成
し、この絶縁膜をマスクとして、有機酸と過酸化水素と
を混合したエッチング液を用いてAlGaAs薄層が露
呈するまでエッチングし、ストライプ状のリッジを形成
する第2の工程と、AlGaAsに対して選択性の少な
いエッチング液を用いて AlGaAs薄層を除去する
とともに連続して第1の上クラッド層の一部を除去しリ
ッジの両側の第1の上クラッド層の活性層からの厚みを
所定の寸法に形成する第3の工程と、第3の工程の後
に、リッジの両側を埋め込むように第1の上クラッド層
の上に電流阻止層を形成する第4の工程と、を含むもの
である。 Further, the second step formed in the first step
When the Al composition ratio of the AlGaAs thin layer is set to 0.8 or more,
First, the removal of the second AlGaAs thin layer in the third step is boiled.
Wet etching using hydrochloric acid
It is what you do. Also, the Al composition ratio on the semiconductor substrate
Is made of AlGaAs of 0.6 or less, respectively.
A lad layer, an active layer, and a first upper cladding layer
AlGaAs having an Al composition ratio of more than 0.6
The thin layer and the AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less
A first step of sequentially laminating two upper cladding layers;
Forming a striped insulating film on the surface of the upper cladding layer
Then, using this insulating film as a mask, an organic acid and hydrogen peroxide
A thin AlGaAs layer is exposed using an etching solution mixed with
Etch until it forms, forming a striped ridge
And a second step of reducing the selectivity to AlGaAs.
The thin AlGaAs layer using a new etchant
And a part of the first upper cladding layer is continuously removed and
The thickness of the first upper cladding layer on both sides of the edge from the active layer.
A third step of forming to predetermined dimensions, and after the third step
A first upper cladding layer so as to bury both sides of the ridge.
Forming a current blocking layer on the substrate.
It is.
【0020】[0020]
【作用】この発明に係る半導体レーザにおいては、Al
組成比が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成され
た下クラッド層、活性層及び第1の上クラッド層を有す
る積層構造と、この積層構造の表面上に配設され、第1
の上クラッド層よりも薄いGaAs薄層と、このGaA
s薄層上の一部に光の導波方向に延在するストライプ状
に配設され、Al組成比が0.6を超えかつ第1の上ク
ラッド層よりも薄いAlGaAs薄層と、このAlGa
As薄層の上に、ストライプに沿ってリッジ状に配設さ
れ、 Al組成比が0.6以下のAlGaAsで構成さ
れた第2の上クラッド層と、この第2の上クラッド層の
両側を埋め込むようにGaAs薄層上に配設された電流
阻止層と、を備えているので、電流阻止層の結晶品質が
良好になり、漏れ電流の減少を図ることができる。 In the semiconductor laser according to the present invention, Al
Each is composed of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less.
Having a lower clad layer, an active layer and a first upper clad layer
And a first layer disposed on a surface of the first layer and having a first structure.
And a GaAs thin layer thinner than the upper cladding layer.
Stripe extending in the direction of light propagation on a part of s thin layer
In which the Al composition ratio exceeds 0.6 and the first
An AlGaAs thin layer thinner than the lad layer;
Arranged in a ridge along a stripe on a thin As layer
Composed of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less.
A second upper cladding layer,
Current placed on GaAs thin layer to bury both sides
And the blocking layer, the crystal quality of the current blocking layer
Thus, the leakage current can be reduced.
【0021】また、Al組成比が0.6以下のAlGa
Asでそれぞれ構成された下クラッド層、活性層及び第
1の上クラッド層を有する積層構造と、この積層構造の
表面上に配設され、GaAsを除きAl組成比が0.3
未満でかつ第1の上クラッド層よりも薄い第1のAlG
aAs薄層と、この第1のAlGaAs薄層上の一部に
光の導波方向に延在するストライプ状に配設され、Al
組成比が0.6を超えかつ第1の上クラッド層よりも薄
い第2のAlGaAs薄層と、この第2のAlGaAs
薄層の上に、ストライプに沿ってリッジ状に配設され、
Al組成比が0.6以下のAlGaAsで構成された
第2の上クラッド層と、この第2の上クラッド層の両側
を埋め込むように第1のAlGaAs薄層上に配設され
た電流阻止層と、を備えているので、電流阻止層の結晶
品質が良好になり、漏れ電流の減少を図ることができ
る。 Further , AlGa having an Al composition ratio of 0.6 or less is used.
The lower cladding layer, the active layer, and the
(1) a laminated structure having an upper clad layer;
It is disposed on the surface and has an Al composition ratio of 0.3 except for GaAs.
First AlG that is less than and thinner than the first upper cladding layer
a thin layer of aAs and a part of the first thin layer of AlGaAs.
Arranged in a stripe shape extending in the light waveguide direction,
Composition ratio exceeds 0.6 and thinner than the first upper cladding layer
A second thin AlGaAs layer and the second AlGaAs
On a thin layer, it is arranged in a ridge along the stripe,
It was composed of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less.
A second upper cladding layer and both sides of the second upper cladding layer
Embedded on the first AlGaAs thin layer so as to embed
And a current blocking layer,
The quality is good and the leakage current can be reduced.
You.
【0022】さらに、第1の上クラッド層とGaAs薄
層または第1のAlGaAs薄層との層厚の合計を0.
2〜0.3μmとしたので、光の閉じ込め効果が良好に
なる。また、Al組成比が0.6以下のAlGaAsで
それぞれ構成された下クラッド層及び活性層を有する積
層構造と、この積層構造の表面上に配設され、 Al組
成比が0.6以下のAlGaAsで構成され、一部が光
の導波方向に延びるリッジ状に突出してなる突出部とこ
の突出部の両側で平坦に延在し活性層を覆う平坦部とを
有する第1の上クラッド層と、この第1の上クラッド層
の突出部の頂部を覆って配設された、 Al組成比が
0.6を超えかつ第1の上クラッド層よりも薄いAlG
aAs薄層と、このAlGaAs薄層を介して第1の上
クラッド層の突出部上に配設され、 Al組成比が0.
6以下のAlGaAsで構成された第2の上クラッド層
と、この第2の上クラッド層と第1の上クラッド層の突
出部を埋め込むように第1の上クラッド層の平坦部上に
配設された電流阻止層と、を備えたので、第1の上クラ
ッド層の平坦部の厚みが精度よく調整でき、光閉じ込め
効果に優れかつ再現性よく形成できる。 Further, the first upper cladding layer and the GaAs thin
The sum of the thickness of the first layer and the first AlGaAs thin layer is set to 0.
2 to 0.3 μm, good light confinement effect
Become . Further, in AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less,
Product with lower cladding layer and active layer respectively configured
A layer structure and an Al group disposed on the surface of the laminated structure;
It is composed of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less, and a part of the light is
A ridge that extends in the waveguide direction
And a flat portion that extends flat on both sides of the projecting portion and covers the active layer.
Having a first upper cladding layer, and the first upper cladding layer
Al covering the top of the protrusion of
AlG exceeding 0.6 and thinner than the first upper cladding layer
a thin layer of aAs and a first upper layer through the thin layer of AlGaAs.
It is disposed on the protrusion of the cladding layer and has an Al composition ratio of 0.
A second upper cladding layer composed of 6 or less AlGaAs
Between the second upper cladding layer and the first upper cladding layer.
On the flat portion of the first upper cladding layer so as to bury the protrusion.
And a current blocking layer disposed therein.
The thickness of the flat part of the pad layer can be adjusted with high accuracy, and light confinement
Excellent effect and good reproducibility.
【0023】またこの発明に係る半導体レーザの製造方
法においては、半導体基板上にAl組成比が0.6以下
のAlGaAsでそれぞれ構成された下クラッド層、活
性層、および第1の上クラッド層を順次積層し、さらに
Al組成比が0.3未満の第1のAlGaAs薄層、
Al組成比が0.6を超える第2のAlGaAs薄層、
及びAl組成比が0.6以下のAlGaAsの第2の上
クラッド層を順次積層する第1の工程と、第2の上クラ
ッド層の表面上にストライプ状の絶縁膜を形成し、この
絶縁膜をマスクとして、有機酸と過酸化水素とを混合し
たエッチング液を用いて第2のAlGaAs薄層が露呈
するまでエッチングし、ストライプ状のリッジを形成す
る第2の工程と、第2の工程で露呈した第2のAlGa
As薄層を除去し、第1のAlGaAs薄層を露呈させ
る第3の工程と、リッジの両側を埋め込むように第1の
AlGaAs薄層の上に電流阻止層を形成する第4の工
程と、を含むので、第1のAlGaAs薄層を露呈させ
る第3の工程において第1のAlGaAs薄層の酸化の
程度を少なくでき、結晶品質の良好な電流阻止層を形成
することができる。さらに、第3の工程において、第2
のAlGaAs薄層の除去をフッ酸系のエッチング液を
用いたウエットエッチングによって行うので、第1のA
lGaAs薄層と第2のAlGaAs薄層との間の高い
エッチング選択性の下で、第1のAlGaAs薄層の厚
みを精度よく残して、第2のAlGaAs薄層を除去す
ることができる。 Also, a method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention.
In the method, the Al composition ratio on the semiconductor substrate is 0.6 or less
Lower cladding layer composed of AlGaAs
An active layer and a first upper cladding layer,
A first AlGaAs thin layer having an Al composition ratio of less than 0.3,
A second AlGaAs thin layer having an Al composition ratio exceeding 0.6,
And the second upper part of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less.
A first step of sequentially laminating a cladding layer, and a second upper cladding layer.
A stripe-shaped insulating film is formed on the surface of the pad layer.
Mix the organic acid and hydrogen peroxide using the insulating film as a mask.
Second AlGaAs thin layer is exposed using the etching solution
To form a stripe-shaped ridge.
A second step, and a second AlGa exposed in the second step.
Removing the As thin layer and exposing the first AlGaAs thin layer
And a first step to bury both sides of the ridge.
Fourth process for forming a current blocking layer on a thin AlGaAs layer
And exposing the first AlGaAs thin layer.
In the third step, oxidation of the first AlGaAs thin layer is performed.
Forming a current blocking layer with good crystal quality
can do. Further, in the third step, the second
Removal of AlGaAs thin layer using hydrofluoric acid based etchant
Since the first etching is performed by wet etching used,
high between the IGaAs thin layer and the second AlGaAs thin layer
Under etch selectivity, the thickness of the first thin AlGaAs layer
The second AlGaAs thin layer is removed while leaving only the
Can be
【0024】またさらに、第1の工程で形成する第2の
AlGaAs薄層のAl組成比を0.8以上とするとと
もに第3の工程の第2のAlGaAs薄層の除去を煮沸
した塩酸をエッチング液とするウエットエッチングによ
って行うので、第1のAlGaAs薄層と第2のAlG
aAs薄層との間の高いエッチング選択性の下で、第1
のAlGaAs薄層の厚みを精度よく残して、第2のA
lGaAs薄層を除去することができる。また、Al組
成比が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成された
下クラッド層、活性層、および第1の上クラッド層を順
次積層し、さらにAl組成比が0.6を超えるAlGa
As薄層、及びAl組成比が0.6以下のAlGaAs
の第2の上クラッド層を順次積層する第1の工程と、第
2の上クラッド層の表面上にストライプ状の絶縁膜を形
成し、この絶縁膜をマスクとして、有機酸と過酸化水素
とを混合したエッチング液を用いてAlGaAs薄層が
露呈するまでエッチングし、ストライプ状のリッジを形
成する第2の工程と、AlGaAsに対して選択性の少
ないエッチング液を用いて AlGaAs薄層を除去す
るとともに連続して第1の上クラッド層の一部を除去し
リッジの両側の第1の上クラッド層の活性層からの厚み
を所定の寸法に形成する第3の工程と、第3の工程の後
に、リッジの両側を埋め込むように第1の上クラッド層
の上に電流阻止層を形成する第4の工程と、を含むの
で、リッジの両側の第1の上クラッド層の活性層からの
厚みを精度よくかつ再現性よく形成することができる。 Furthermore, the second step formed in the first step
When the Al composition ratio of the AlGaAs thin layer is set to 0.8 or more,
First, the removal of the second AlGaAs thin layer in the third step is boiled.
Wet etching using hydrochloric acid
Therefore, the first AlGaAs thin layer and the second AlG
Under high etch selectivity with a thin layer of aAs, the first
The thickness of the AlGaAs thin layer of the second A
The thin lGaAs layer can be removed. Also, Al group
It was composed of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less.
The lower cladding layer, the active layer, and the first upper cladding layer
AlGa in which the Al composition ratio exceeds 0.6
As thin layer and AlGaAs with Al composition ratio of 0.6 or less
A first step of sequentially laminating a second upper cladding layer of
2 Form a striped insulating film on the surface of the upper cladding layer.
Using this insulating film as a mask, with an organic acid and hydrogen peroxide
A thin AlGaAs layer is formed using an etchant mixed with
Etch until exposed, forming a striped ridge
The second step to be performed and the low selectivity to AlGaAs.
The thin AlGaAs layer using a clean etchant
And removing part of the first upper cladding layer continuously.
Thickness of first upper cladding layer on both sides of ridge from active layer
After the third step of forming a predetermined size
A first upper cladding layer so as to bury both sides of the ridge.
A fourth step of forming a current blocking layer thereon.
From the active layer of the first upper cladding layer on both sides of the ridge.
The thickness can be formed with high accuracy and high reproducibility.
【0025】[0025]
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 (実施例1)図1は、この発明の第1の実施例によるリ
ッジ導波型半導体レーザの構造を示す断面図であり、図
2はこのリッジ導波型半導体レーザの製造工程を示す工
程別断面図である。これらの図において、1はn−Ga
As層、2はAl組成比が0.45〜0.6の範囲にあ
るn−AlGaAs下クラッド層、3はAl組成比が
0.2以下のp−AlGaAs活性層、4はAl組成比
が0.45〜0.6の範囲にあるp−AlGaAs第1
上クラッド層、5はAl組成比が0.6より大きいp−
AlGaAs第2エッチングストッパ層、6はp−Ga
As第1エッチングストッパ層、7はAl組成比が0.
45〜0.6の範囲にあるp−AlGaAs第2上クラ
ッド層、8はp−GaAs第1キャップ層、9はSiO
2 膜、10はn−GaAs電流阻止層、11はp−Ga
As第2キャップ層、12はp−GaAsコンタクト
層、13はn−GaAs基板である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. (Embodiment 1) FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a ridge waveguide semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing. In these figures, 1 is n-Ga
As layer 2, lower cladding layer of n-AlGaAs having an Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6, p-AlGaAs active layer having an Al composition ratio of 0.2 or less, 4 and Al composition ratio of 4 P-AlGaAs first in the range of 0.45 to 0.6
The upper cladding layer 5 has an Al composition ratio of p-
AlGaAs second etching stopper layer, 6 is p-Ga
As first etching stopper layer 7 has an Al composition ratio of 0.1.
P-AlGaAs second upper cladding layer in the range of 45 to 0.6, 8 is a p-GaAs first cap layer, 9 is SiO
2 film, 10 is an n-GaAs current blocking layer, 11 is p-Ga
An As second cap layer, 12 is a p-GaAs contact layer, and 13 is an n-GaAs substrate.
【0026】以下、製造工程を説明する。先ず、図2
(a) に示すように、図示しないn−GaAs基板上にバ
ッファ層としてのn−GaAs層1,Al組成比が0.
45〜0.6の範囲にあるn−AlGaAs下クラッド
層2,Al組成比が0.2以下のp−AlGaAs活性
層3,Al組成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−
AlGaAs第1上クラッド層4,p−GaAs第1エ
ッチングストッパ層6,Al組成比が0.6より大きい
p−AlGaAs第2エッチングストッパ層5,Al組
成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−AlGaAs
第2上クラッド層7,p−GaAs第1キャップ層8を
この順にMOCVD法により、それぞれの層が所定の層
厚となるようにエピタキシャル成長し、この後、上記p
−GaAs第1キャップ層8の上面にSiO2 膜を成膜
した後、通常の写真製版,エッチング技術によりストラ
イプ状のSiO2 膜9を形成する。尚、この際、p−A
lGaAs第2エッチングストッパ層5の層厚を200
オングストロームとし、p−GaAs第1エッチングス
トッパ層6の層厚を40オングストロームとし、該p−
GaAs第1エッチングストッパ層6の層厚とAl組成
比が0.45〜0.6の範囲にあるp−AlGaAs第
1上クラッド層4の層厚との合計を0.2〜0.3μm
にした。Hereinafter, the manufacturing process will be described. First, FIG.
As shown in FIG. 1A, an n-GaAs layer 1 serving as a buffer layer is formed on an n-GaAs substrate (not shown).
N-AlGaAs lower cladding layer in the range of 45 to 0.6, p-AlGaAs active layer with an Al composition ratio of 0.2 or less, p-AlGaAs in the range of 0.45 to 0.6.
AlGaAs first upper cladding layer 4, p-GaAs first etching stopper layer 6, p-AlGaAs second etching stopper layer 5 with Al composition ratio greater than 0.6, Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6 P-AlGaAs
The second upper cladding layer 7 and the p-GaAs first cap layer 8 are epitaxially grown in this order by MOCVD so that the respective layers have a predetermined layer thickness.
After a SiO2 film is formed on the upper surface of the first GaAs cap layer 8, a stripe-shaped SiO2 film 9 is formed by ordinary photolithography and etching techniques. In this case, pA
The thickness of the lGaAs second etching stopper layer 5 is set to 200
Angstrom, and the layer thickness of the p-GaAs first etching stopper layer 6 is 40 angstrom.
The sum of the layer thickness of the GaAs first etching stopper layer 6 and the layer thickness of the p-AlGaAs first upper cladding layer 4 having an Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6 is 0.2 to 0.3 μm.
I made it.
【0027】次に、図2(b) に示すように、上記SiO
2 膜9をマスクとし、酒石酸と過酸化水素の混合液から
なるエッチング液を用いて、p−GaAs第1キャップ
層8,p−Alz Ga1-z As第2上クラッド層7をエ
ッチングして、リッジを形成する。尚、この際のエッチ
ングは、Al組成比が0.45〜0.6のp−AlGa
As第2上クラッド層7をエッチングした後、Al組成
比が0.6より大きいp−AlGaAs第2エッチング
ストッパ層5で完全に停止する。Next, as shown in FIG.
2 Using the film 9 as a mask, the p-GaAs first cap layer 8 and the p-AlzGa1-zAs second upper cladding layer 7 are etched using an etching solution composed of a mixture of tartaric acid and hydrogen peroxide. Form a ridge. The etching at this time is performed by p-AlGa having an Al composition ratio of 0.45 to 0.6.
After the etching of the As second upper cladding layer 7, the etching is completely stopped by the p-AlGaAs second etching stopper layer 5 in which the Al composition ratio is larger than 0.6.
【0028】次に、図2(c) に示すように、リッジの両
脇に露出した上記p−AlGaAs第2エッチングスト
ッパ層5に対して、HFとH2 Oの混合液からなるエッ
チング液を用いたウエットエッチングを施して、該p−
AlGaAs第2エッチングストッパ層5を除去し、p
−GaAs第1エッチングストッパ層6の表面を露出さ
せる。尚、ここで用いるHFとH2 Oの混合液はGaA
sに対してはほとんどエッチング性を示さないため、p
−AlGaAs第2エッチングストッパ層5のみが除去
され、また、一般にフッ酸系のエッチング液はSiO2
に対してもエッチング作用を持っているが、例えば、H
F:H2 O=1:10の混合比のエッチング液を用いる
と、Al組成比が0.6より大きいAlGaAsのエッ
チングレートは、SiO2 のそれより10倍程度大きい
ため、SiO2 膜9もほとんどエッチングされることな
く、p−Aly Ga1-y As第2エッチングストッパ層
5のみを除去することができる。Next, as shown in FIG. 2C, an etching solution composed of a mixture of HF and H 2 O is applied to the p-AlGaAs second etching stopper layer 5 exposed on both sides of the ridge. The wet etching is performed, and the p-
The AlGaAs second etching stopper layer 5 is removed, and p
-Exposing the surface of the GaAs first etching stopper layer 6. The mixture of HF and H2 O used here was GaAs.
Since hardly any etching property is exhibited for s, p
-Only the AlGaAs second etching stopper layer 5 is removed, and the hydrofluoric acid based etching solution is generally SiO2
Has an etching action, for example, H
When an etching solution having a mixing ratio of F: H2 O = 1: 10 is used, the etching rate of AlGaAs having an Al composition ratio larger than 0.6 is about 10 times higher than that of SiO2, so that the SiO2 film 9 is also almost etched. Without removing, only the p-Aly Ga1-y As second etching stopper layer 5 can be removed.
【0029】次に、図2(d) に示すように、上記工程に
より表面露出したp−GaAs第1エッチングストッパ
層6上にn−GaAs電流阻止層10及びp−GaAs
第2キャップ層11をこの順にMOCVD法によりエピ
タキシャル成長する。Next, as shown in FIG. 2 (d), the n-GaAs current blocking layer 10 and the p-GaAs
The second cap layer 11 is epitaxially grown in this order by MOCVD.
【0030】この後、上記SiO2 膜9をCHF3 ガス
とO2 ガスを用いたプラズマエッチングによって除去
し、さらに、p−GaAsコンタクト層12をMOCV
D法によりエピタキシャル成長し、更に、p側電極とn
側電極をそれぞれ形成すると、図1に示したリッジ導波
型の半導体レーザが完成する。Thereafter, the SiO2 film 9 is removed by plasma etching using CHF3 gas and O2 gas, and the p-GaAs contact layer 12 is removed by MOCV.
The epitaxial growth is performed by the D method, and the p-side electrode and n
When the side electrodes are formed, the ridge waveguide type semiconductor laser shown in FIG. 1 is completed.
【0031】このような本実施例の半導体レーザの製造
工程では、Al組成比が0.6より大きいp−AlGa
As第2エッチングストッパ層5で、リッジ形成時のエ
ッチング反応が完全に停止し、リッジ残し厚みは、p−
AlGaAs第1上クラッド層4とp−GaAs第1エ
ッチングストッパ層6をエピタキシャル成長する際のこ
れらの層の層厚により決定されるため、リッジ残し厚み
を所定の厚みに精度よく調整することができる。また、
n−GaAs電流阻止層10を、ウエットエッチングに
よる酸化の程度が小さいp−GaAs第1エッチングス
トッパ層6上に形成するため、該n−GaAs電流阻止
層10の結晶品質は良好となり、従来、、表面欠陥密度
が106 個/cm2 以上であったのを、103 個/cm
2 程度にまで軽減することができる。In the manufacturing process of the semiconductor laser according to the present embodiment, p-AlGa having an Al composition ratio of more than 0.6 is used.
In the As second etching stopper layer 5, the etching reaction at the time of ridge formation is completely stopped, and the remaining ridge thickness is p-
Since the AlGaAs first upper cladding layer 4 and the p-GaAs first etching stopper layer 6 are determined by the layer thicknesses of these layers when they are epitaxially grown, the remaining ridge thickness can be accurately adjusted to a predetermined thickness. Also,
Since the n-GaAs current blocking layer 10 is formed on the p-GaAs first etching stopper layer 6 having a small degree of oxidation by wet etching, the crystal quality of the n-GaAs current blocking layer 10 is improved. The fact that the surface defect density was 10 6 / cm 2 or more was changed to 10 3 / cm
It can be reduced to about 2 .
【0032】そして、このような製造工程によって得ら
れる半導体レーザは、リッジの両脇のリッジ残し厚み、
即ち、p−AlGaAs第1上クラッド層4とp−Ga
As第1エッチングストッパ層6のトータルの層厚が
0.2〜0.3μmに調整されることから、光閉じ込め
効果に優れ、また、n−GaAs電流阻止層10の結晶
品質が良好になることから、漏れ電流の増大が抑制さ
れ、しかも、n−AlGaAs下クラッド層2とp−A
lGaAs第1上クラッド層4のAl組成比が0.45
〜0.6の範囲にあることから、発光損失の増大やレー
ザ端面の劣化も抑制され、発振波長が800nm前後の
高性能のリッジ導波型半導体レーザとなる。The semiconductor laser obtained by such a manufacturing process has a ridge-remaining thickness on both sides of the ridge,
That is, the p-AlGaAs first upper cladding layer 4 and the p-Ga
Since the total thickness of the As first etching stopper layer 6 is adjusted to 0.2 to 0.3 μm, the light confinement effect is excellent, and the crystal quality of the n-GaAs current blocking layer 10 is improved. Therefore, the increase of the leakage current is suppressed, and the lower cladding layer 2 of n-AlGaAs and p-A
The Al composition ratio of the first upper cladding layer 4 is 0.45.
Since it is in the range of about 0.6, an increase in light emission loss and deterioration of the laser end face are suppressed, and a high-performance ridge waveguide semiconductor laser having an oscillation wavelength of about 800 nm is obtained.
【0033】また、図11(c) に示すように、p−Ga
As第1エッチングストッパ層6の屈折率は、Al組成
比が0.3以下のp−AlGaAs活性層3のそれより
大きく、Al組成比が0.6より大きいp−AlGaA
s第2エッチングストッパ層5の屈折率は、Al組成比
が0.3以下のp−AlGaAs活性層3のそれより小
さく、これら2つのエッチングストッパ層によるレーザ
光ビームに対する屈折率の効果は、互いに相殺し合い、
その結果、Al組成比が0.6より大きいp−AlGa
Asエッチングストッパ層のみを設けた従来の半導体レ
ーザに比べ、レーザ光ビームの強度分布における非対称
性が改善される。As shown in FIG. 11C, p-Ga
The refractive index of the As first etching stopper layer 6 is greater than that of the p-AlGaAs active layer 3 having an Al composition ratio of 0.3 or less, and p-AlGaAs having an Al composition ratio of greater than 0.6.
The refractive index of the s-second etching stopper layer 5 is smaller than that of the p-AlGaAs active layer 3 having an Al composition ratio of 0.3 or less. Offset each other,
As a result, p-AlGa having an Al composition ratio of more than 0.6
Asymmetry in the intensity distribution of the laser light beam is improved as compared with a conventional semiconductor laser provided only with an As etching stopper layer.
【0034】(実施例2)次に、第2の実施例による半
導体レーザの製造工程を説明する。この実施例の半導体
レーザの製造工程は、図2に示した第1の実施例の半導
体レーザの製造工程と基本的に同じであり、即ち、この
実施例では、p−AlGaAs第2エッチングストッパ
層5のAl組成比を0.8より大きくし、図2(c)に示
すリッジ形成後に露出したp−AlGaAs第2エッチ
ングストッパ層5の除去工程を、煮沸した塩酸をエッチ
ング液とするウエットエッチングによって行い、この
後、上記第1の実施例と同様に、露出したp−GaAs
第1エッチングストッパ層6上にn−GaAs電流阻止
層10を再成長するようにしたものである。尚、上記煮
沸した塩酸はAl組成比が0.8より大きいAlGaA
s結晶層をエッチングし、GaAs結晶層をエッチング
しないため、p−GaAs第1エッチングストッパ層6
はエッチングされることなく表面露出する。(Embodiment 2) Next, a manufacturing process of a semiconductor laser according to a second embodiment will be described. The manufacturing process of the semiconductor laser of this embodiment is basically the same as the manufacturing process of the semiconductor laser of the first embodiment shown in FIG. 2, that is, in this embodiment, the p-AlGaAs second etching stopper layer The Al removal ratio of the p-AlGaAs second etching stopper layer 5 exposed after the formation of the ridge shown in FIG. 2 (c) is increased by wet etching using boiling hydrochloric acid as an etchant. After that, similarly to the first embodiment, the exposed p-GaAs
The n-GaAs current blocking layer 10 is regrown on the first etching stopper layer 6. The boiled hydrochloric acid has an Al composition ratio of AlGaAs larger than 0.8.
Since the s crystal layer is etched and the GaAs crystal layer is not etched, the p-GaAs first etching stopper layer 6 is formed.
Are exposed on the surface without being etched.
【0035】このような本実施例の半導体レーザの製造
工程では、p−AlGaAs第2エッチングストッパ層
5のAl組成比を0.8より大きくし、リッジ形成後に
このp−AlGaAs第2エッチングストッパ層5を煮
沸した塩酸をエッチング液とするウエットエッチングに
よって選択的に除去するようにしたので、リッジの両脇
にp−GaAs第1エッチングストッパ層6を表面露出
させることができ、この上に成長するn−GaAs電流
阻止層10の結晶品質が良好になる。また、上記第1の
実施例と同様に、エピタキシャル成長時のp−AlGa
As第1上クラッド層4とp−GaAs第1エッチング
ストッパ層6の層厚により、リッジ残し厚みを所定の層
厚、例えば、0.2〜0.3μmに高精度に制御するこ
とができる。In the manufacturing process of the semiconductor laser according to the present embodiment, the Al composition ratio of the p-AlGaAs second etching stopper layer 5 is set to be larger than 0.8, and after the ridge is formed, the p-AlGaAs second etching stopper layer 5 is formed. 5 is selectively removed by wet etching using hydrochloric acid boiled as an etching solution, so that the p-GaAs first etching stopper layer 6 can be exposed on both sides of the ridge and exposed on the ridge, and grow thereon. The crystal quality of the n-GaAs current blocking layer 10 is improved. Further, similarly to the first embodiment, p-AlGa during epitaxial growth is used.
Depending on the thickness of the As first upper cladding layer 4 and the p-GaAs first etching stopper layer 6, the remaining ridge thickness can be controlled with high precision to a predetermined layer thickness, for example, 0.2 to 0.3 μm.
【0036】そして、このような製造工程により得られ
る半導体レーザは、上記第1の実施例の半導体レーザと
同様に、光閉じ込め効果に優れるとともに、発光損失の
増大やレーザ端面の劣化が防止され、しかも、漏れ電流
の増大が抑制された、発振波長が800nm前後の高性
能のリッジ導波型半導体レーザとなる。また、リッジ内
には上記第1の実施例の半導体レーザと同様に、リッジ
内の上クラッド層上にはp−GaAs第1エッチングス
トッパ層とAl組成が0.8より大きいp−AlGaA
s第2エッチングストッパ層が配設されることになり、
レーザ光ビームの強度分布における非対称性も改善され
る。The semiconductor laser obtained by such a manufacturing process has an excellent light confinement effect as well as an increase in light emission loss and deterioration of the laser end face, similarly to the semiconductor laser of the first embodiment. In addition, a high-performance ridge waveguide semiconductor laser with an oscillation wavelength of about 800 nm, in which an increase in leakage current is suppressed, is provided. In the ridge, as in the case of the semiconductor laser of the first embodiment, the p-GaAs first etching stopper layer and the p-AlGaAs having an Al composition larger than 0.8 are formed on the upper cladding layer in the ridge.
s A second etching stopper layer is provided,
The asymmetry in the intensity distribution of the laser light beam is also improved.
【0037】(実施例3)次に、第3の実施例による半
導体レーザの製造工程を説明する。この実施例の半導体
レーザの製造工程は、図2に示した上記第1,第2の実
施例の半導体レーザの製造工程と基本的に同じであり、
即ち、この実施例では、表面露出したp−GaAs第1
エッチングストッパ層6上に直接n−GaAs電流阻止
層10を再成長させず、一旦、このp−GaAs第1エ
ッチングストッパ層6の表面を煮沸した過酸化水素水に
20分〜60分程度浸漬し、この後、n−GaAs電流
阻止層10を再成長させたものである。尚、この浸漬工
程によってp−GaAs第1エッチングストッパ層6の
表面は清浄化され、該表面に熱的に弱い酸化膜が形成さ
れ、この後、n−GaAs電流阻止層10を結晶成長す
ると、結晶成長時の昇温過程でこの酸化膜が除去され、
清浄化されたGaAs面上にn−GaAs電流阻止層1
0を成長することができる。(Embodiment 3) Next, a manufacturing process of a semiconductor laser according to a third embodiment will be described. The manufacturing process of the semiconductor laser of this embodiment is basically the same as the manufacturing process of the semiconductor laser of the first and second embodiments shown in FIG.
That is, in this embodiment, the surface-exposed p-GaAs first
Without re-growing the n-GaAs current blocking layer 10 directly on the etching stopper layer 6, the surface of the p-GaAs first etching stopper layer 6 is immersed in a boiled hydrogen peroxide solution for about 20 to 60 minutes. Thereafter, the n-GaAs current blocking layer 10 is grown again. By the dipping step, the surface of the p-GaAs first etching stopper layer 6 is cleaned, and a thermally weak oxide film is formed on the surface. After that, when the n-GaAs current blocking layer 10 is crystal-grown, This oxide film is removed during the temperature rise process during crystal growth,
N-GaAs current blocking layer 1 on the cleaned GaAs surface
0 can grow.
【0038】このような本実施例の半導体レーザの製造
工程では、リッジ形成後に表面露出したp−GaAs第
1エッチングストッパ層6の表面を煮沸した過酸化水素
水に一定時間浸漬し、この後、n−GaAs電流阻止層
10を再成長するので、清浄化したp−GaAs第1エ
ッチングストッパ層6上にn−GaAs電流阻止層10
をエピタキシャル成長することができ、n−GaAs電
流阻止層10の結晶品質が一層向上し、漏れ電流の増大
が上記第1,第2の実施例に比べて一層抑制された半導
体レーザを得ることができる。In the manufacturing process of the semiconductor laser according to this embodiment, the surface of the p-GaAs first etching stopper layer 6 exposed on the surface after the formation of the ridge is immersed in a boiled hydrogen peroxide solution for a certain period of time. Since the n-GaAs current blocking layer 10 is regrown, the n-GaAs current blocking layer 10 is formed on the cleaned p-GaAs first etching stopper layer 6.
Can be epitaxially grown, the crystal quality of the n-GaAs current blocking layer 10 can be further improved, and a semiconductor laser in which an increase in leakage current is further suppressed as compared with the first and second embodiments can be obtained. .
【0039】尚、上記第1〜第3の実施例では、p−G
aAs第1エッチングストッパ層6の厚みを40オング
ストロームにして、この層のバンドギャップエネルギー
Egを活性層で発生するレーザ光のエネルギーより大き
くして、発光損失の増大を防止しているが、p−GaA
s第1エッチングストッパ層6の厚みが60オングスト
ローム以下であれば同様の効果が得られる。In the first to third embodiments, p-G
The thickness of the aAs first etching stopper layer 6 is set to 40 angstroms, and the band gap energy Eg of this layer is made larger than the energy of laser light generated in the active layer to prevent an increase in light emission loss. GaAs
The same effect can be obtained if the thickness of the first etching stopper layer 6 is 60 Å or less.
【0040】また、上記第1〜第3の実施例では、p−
AlGaAs第2エッチングストッパ層5をp−GaA
s第1エッチングストッパ層6上から選択的にエッチン
グ除去する際に用いるエッチング液として、フッ酸と水
との混合液を用いたが、フッ酸と過酸化水素の混合液や
塩酸をエッチング液として用いてもよい。In the first to third embodiments, p-
AlGaAs second etching stopper layer 5 is made of p-GaAs.
s A mixed solution of hydrofluoric acid and water was used as an etchant used for selective etching removal from the first etching stopper layer 6, but a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide or hydrochloric acid was used as an etchant. May be used.
【0041】また、上記第1〜第3の実施例では、Al
組成比が0.45〜0.6のp−AlGaAs第1上ク
ラッド層4上にp−GaAs第1エッチングストッパ層
6を形成しているが、該p−GaAs第1エッチングス
トッパ層6の代わりに、n−GaAs電流阻止層10の
結晶品質を低下させない範囲でAlを含む、即ち、Al
組成比が0.3より小さいp−AlGaAs層を形成し
ても同様の効果を得ることができる。In the first to third embodiments, Al
The p-GaAs first etching stopper layer 6 is formed on the p-AlGaAs first upper cladding layer 4 having a composition ratio of 0.45 to 0.6, but instead of the p-GaAs first etching stopper layer 6. Contains Al in a range that does not degrade the crystal quality of the n-GaAs current blocking layer 10, that is, Al
The same effect can be obtained by forming a p-AlGaAs layer having a composition ratio smaller than 0.3.
【0042】また、上記第1〜第3の実施例では、Al
GaAs層からなる活性層を用いたが、GaAs層から
なる活性層や、GaAsとAlGaAsの多重量子井戸
構造からなる活性層を用いてもよい。In the first to third embodiments, Al
Although the active layer composed of the GaAs layer is used, an active layer composed of a GaAs layer or an active layer composed of a multiple quantum well structure of GaAs and AlGaAs may be used.
【0043】(実施例4)図3はこの発明の第4の実施
例による半導体レーザの構造を示す断面図であり、図4
はこの図4に示す半導体レーザの製造工程を示す工程別
断面図である。これらの図において、図1,2と同一符
号は同一または相当する部分を示し、3aはGaAs層
とAl組成比が0.2以下のAlGaAs層との多重量
子井戸構造(MQW構造)からなる活性層、12aはp
−GaAsコンタクト層、13はn−GaAs電流阻止
層10の上層部分に、p型ドーパントであるZn元素が
拡散されて形成されたZn拡散層である。(Embodiment 4) FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a step of a manufacturing step of the semiconductor laser shown in FIG. 4. In these figures, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same or corresponding parts, and reference numeral 3a denotes an activity formed of a multiple quantum well structure (MQW structure) of a GaAs layer and an AlGaAs layer having an Al composition ratio of 0.2 or less. Layer, 12a is p
The -GaAs contact layer 13 is a Zn diffusion layer formed by diffusing Zn as a p-type dopant in the upper layer of the n-GaAs current blocking layer 10.
【0044】以下、製造工程を説明する。先ず、n−G
aAs半導体基板13上に、Al組成比が0.45〜
0.6の範囲にあるn−AlGaAs下クラッド層2,
GaAs層とAl組成比が0.2以下のAlGaAs層
との多重量子井戸構造(MQW構造)からなる活性層3
a,Al組成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−A
lGaAs第1上クラッド層4,Al組成比が0.6よ
り大きいp−AlGaAsエッチングストッパ層5,A
l組成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−AlGa
As第2上クラッド層7,p−GaAsコンタクト層1
2aをこの順にMOCVD法により順次エピタキシャル
成長する。尚、この際、上記Al組成比が0.45〜
0.6の範囲にあるp−AlGaAs第1上クラッド層
4の厚みを0.4〜0.5μmの範囲に調整する。次
に、図4(a) に示すように、ストライプ状のSiO2 膜
9をマスクにして、酒石酸と過酸化水素の混合液からな
るエッチング液を用いて、p−GaAsコンタクト層1
2a,p−AlGaAs第2上クラッド層7をエッチン
グ除去し、Al組成比が0.6より大きいp−AlGa
Asエッチングストッパ層5を露出させ、続いて、硫酸
系のエッチング液を用いて、このp−AlGaAsエッ
チングストッパ層5をエッチング除去し、Al組成比が
0.45〜0.6の範囲にあるp−AlGaAs第1上
クラッド層4を所定厚み分だけエッチング除去し、p−
AlGaAs第1上クラッド層4を活性層3a上に0.
2〜0.3μmの厚みだけ残してリッジを形成する。こ
こで、上記酒石酸と過酸化水素の混合液からなるエッチ
ング液は、上記第1〜第3の実施例で説明したように、
Al組成比が0.45〜0.6のAlGaAsに対して
はエッチング性を示し、Al組成比が0.6より大きい
AlGaAsに対してはエッチング性を示さない。ま
た、上記硫酸系のエッチング液は、AlGaAsのAl
組成比に選択性を示すことなく、AlGaAsをエッチ
ングする。次に、リッジの両脇に露出したAl組成比が
0.45〜0.6の範囲にあるp−AlGaAs第1上
クラッド層4上に、n−GaAs電流阻止層10をMO
CVD法によりエピタキシャル成長し、この後、ストラ
イプ状のSiO2 膜9をマスクとして、図4(b) に示す
ように、上記n−GaAs電流阻止層10に対してp型
ドーパントであるZn元素を拡散して、該n−GaAs
電流阻止層10の上層部分にZn拡散層13を形成した
後、CHF3 ガスとO2 ガスを用いたプラズマエッチン
グにより、ストライプ状のSiO2膜9を除去し、次い
で、n側電極とp側電極をそれぞれ形成すると、図3に
示したリッジ導波型の半導体レーザが完成する。Hereinafter, the manufacturing process will be described. First, nG
On the aAs semiconductor substrate 13, the Al composition ratio is 0.45 to
N-AlGaAs lower cladding layer 2 in the range of 0.6
Active layer 3 having a multiple quantum well structure (MQW structure) of a GaAs layer and an AlGaAs layer having an Al composition ratio of 0.2 or less.
a, p-A having an Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6
lGaAs first upper cladding layer 4, p-AlGaAs etching stopper layer 5, Al composition ratio greater than 0.6
l-p-AlGa having a composition ratio in the range of 0.45 to 0.6
As second upper cladding layer 7, p-GaAs contact layer 1
2a is sequentially epitaxially grown by MOCVD in this order. In this case, the Al composition ratio was 0.45 to
The thickness of the p-AlGaAs first upper cladding layer 4 in the range of 0.6 is adjusted to the range of 0.4 to 0.5 μm. Next, as shown in FIG. 4A, the p-GaAs contact layer 1 is formed by using the striped SiO2 film 9 as a mask and an etching solution comprising a mixed solution of tartaric acid and hydrogen peroxide.
2a, p-AlGaAs second upper cladding layer 7 is removed by etching, and the p-AlGa
The p-AlGaAs etching stopper layer 5 is etched away by using a sulfuric acid-based etching solution to expose the As etching stopper layer 5, and the p-AlGaAs etching stopper layer 5 has an Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6. -The AlGaAs first upper cladding layer 4 is etched away by a predetermined thickness, and p-
An AlGaAs first upper cladding layer 4 is formed on the active layer 3a in a thickness of 0.1 mm.
A ridge is formed leaving a thickness of 2 to 0.3 μm. Here, as described in the first to third embodiments, the etching solution composed of a mixture of tartaric acid and hydrogen peroxide is used as described above.
Etching is exhibited for AlGaAs having an Al composition ratio of 0.45 to 0.6, and is not exhibited for AlGaAs having an Al composition ratio of greater than 0.6. The sulfuric acid-based etchant is AlGaAs of AlGaAs.
The AlGaAs is etched without showing a selectivity in the composition ratio. Next, an n-GaAs current blocking layer 10 is formed on the p-AlGaAs first upper cladding layer 4 having an Al composition ratio of 0.45 to 0.6 exposed on both sides of the ridge.
4 (b), Zn is diffused into the n-GaAs current blocking layer 10 by diffusing Zn as a p-type dopant into the n-GaAs current blocking layer 10 using the SiO2 film 9 in the form of a stripe as a mask. And the n-GaAs
After the Zn diffusion layer 13 is formed in the upper layer of the current blocking layer 10, the striped SiO2 film 9 is removed by plasma etching using CHF3 gas and O2 gas. When formed, the ridge waveguide type semiconductor laser shown in FIG. 3 is completed.
【0045】このような本実施例の半導体レーザの製造
工程では、リッジ形成時、Al組成比が0.6より大き
いp−AlGaAsエッチングストッパ層5で一旦エッ
チングを停止させ、このp−AlGaAsエッチングス
トッパ層5からのエッチング量、即ち、p−AlGaA
sエッチングストッパ層5とp−AlGaAs第1上ク
ラッド層4とをエッチングするエッチング量によって、
リッジ残し厚み(p−AlGaAs第1上クラッド層4
の残し厚み)を調整するようにしたので、リッジ残し厚
みが、0.2〜0.3μmに精度良く調整された光閉じ
込め効果に優れたレーザ構造を再現性良く形成すること
ができる。また、リッジ残し厚みが0.2〜0.3μm
のレーザ構造を得る場合も、上記p−AlGaAs第1
上クラッド層4を、0.3μmより大きい膜厚(ここで
は、0.4〜0.5μm)に形成することができ、その
結果、図11(b) に示すように、リッジ内における活性
層3aとAl組成比が0.6より大きいp−AlGaA
sエッチングストッパ層5の間隔を従来に比べて拡が
り、活性層3aの屈折率に比べてその屈折率が小さいp
−AlGaAsエッチングストッパ層5の屈折率が、活
性層3aからの距離に対して指数関数的な効果を及ぼす
ようになり、レーザ光ビームの強度分布の非対称性を改
善することができる。また、n−GaAs電流阻止層1
0は、従来のようにAl組成比が0.6以上のウエット
エッチングによって強い酸化を受けたp−AlGaAs
第2エッチングストッパ層5の上面に形成されず、Al
組成比が0.45〜0.6の酸化の程度が小さいp−A
lGaAs第1上クラッド層4上に形成されるので、例
えば、Al組成比が0.5の場合、その表面欠陥密度は
104 個/cm2 程度になり、従来に比べて表面欠陥の
少ない良好な結晶品質に形成することができ(従来の表
面欠陥密度は106 個/cm2 以上)、漏れ電流の増大
が抑制されたレーザ構造を得ることができる。In the manufacturing process of the semiconductor laser according to this embodiment, when the ridge is formed, the etching is temporarily stopped by the p-AlGaAs etching stopper layer 5 having an Al composition ratio larger than 0.6, and the p-AlGaAs etching stopper is stopped. The amount of etching from layer 5, ie, p-AlGaAs
The amount of etching of the s etching stopper layer 5 and the p-AlGaAs first upper cladding layer 4 depends on the amount of etching.
Remaining ridge thickness (p-AlGaAs first upper cladding layer 4
(Remaining thickness) is adjusted, so that a laser structure having an excellent light confinement effect and having a ridge remaining thickness accurately adjusted to 0.2 to 0.3 μm can be formed with good reproducibility. In addition, the ridge remaining thickness is 0.2 to 0.3 μm
In the case of obtaining the laser structure of p-AlGaAs,
The upper cladding layer 4 can be formed to a thickness larger than 0.3 μm (here, 0.4 to 0.5 μm), and as a result, as shown in FIG. P-AlGaAs having an Al composition ratio of more than 0.6 to 3a
The interval between the s etching stopper layers 5 is increased as compared with the prior art, and the refractive index of the active layer 3a is smaller than that of the active layer 3a.
-The refractive index of the AlGaAs etching stopper layer 5 has an exponential effect on the distance from the active layer 3a, and the asymmetry of the intensity distribution of the laser light beam can be improved. Further, the n-GaAs current blocking layer 1
0 is p-AlGaAs which has been strongly oxidized by wet etching with an Al composition ratio of 0.6 or more as in the prior art.
Not formed on the upper surface of the second etching stopper layer 5,
P-A having a composition ratio of 0.45 to 0.6 and a small degree of oxidation
Since it is formed on the lGaAs first upper cladding layer 4, for example, when the Al composition ratio is 0.5, the surface defect density is about 10 4 / cm 2 , and the surface defect density is smaller than the conventional one. It is possible to obtain a laser structure which can be formed with high crystal quality (conventional surface defect density is 10 6 / cm 2 or more) and an increase in leakage current is suppressed.
【0046】従って、このような製造工程で得られる本
実施例の半導体レーザは、上記実施例の半導体レーザと
同様に、光閉じ込め効果に優れ、発光損失の増大やレー
ザ端面の劣化が防止され、しかも、漏れ電流の増大が抑
制された、発振波長が800nm前後の高性能のリッジ
導波型半導体レーザとなる。Accordingly, the semiconductor laser of the present embodiment obtained by such a manufacturing process has an excellent light confinement effect and prevents an increase in light emission loss and deterioration of the laser end face, similarly to the semiconductor laser of the above embodiment. In addition, a high-performance ridge waveguide semiconductor laser with an oscillation wavelength of about 800 nm, in which an increase in leakage current is suppressed, is provided.
【0047】尚、上記第1〜第4の実施例では、リッジ
形成時のエッチング液として酒石酸と過酸化水素水との
混合液を用いたが、クエン酸やマレイン酸などの他の有
機酸と過酸化水素水との混合液を用いてもよい。In the first to fourth embodiments, a mixed solution of tartaric acid and aqueous hydrogen peroxide is used as an etching solution for forming the ridge. However, the mixed solution is not compatible with other organic acids such as citric acid and maleic acid. A mixed solution with hydrogen peroxide solution may be used.
【0048】また、上記第1〜第3の実施例では、リッ
ジ形成後、リッジの両脇をn−GaAs電流阻止層10
とp−GaAs第2キャップ層で埋め込んだ後、p−G
aAsコンタクト層12をエピタキシャル成長したが、
リッジの両脇をn−GaAs電流阻止層10のみで埋め
込んだ後、p−GaAsコンタクト層12をエピタキシ
ャル成長してもよく、また、上記第4の実施例と同様
に、リッジの両脇をn−GaAs電流阻止層10のみで
埋め込んだ後、該n−GaAs電流阻止層10にp型ド
ーパントを拡散して、該n−GaAs電流阻止層10の
上層部にp型拡散層を形成してもよい。In the first to third embodiments, after forming the ridge, the n-GaAs current blocking layer 10 is formed on both sides of the ridge.
And buried with a p-GaAs second cap layer, then p-G
Although the aAs contact layer 12 was epitaxially grown,
After embedding both sides of the ridge with only the n-GaAs current blocking layer 10, the p-GaAs contact layer 12 may be epitaxially grown. Also, as in the fourth embodiment, both sides of the ridge are n-type. After embedding with only the GaAs current blocking layer 10, a p-type dopant may be diffused into the n-GaAs current blocking layer 10 to form a p-type diffusion layer in the upper layer of the n-GaAs current blocking layer 10. .
【0049】(実施例5)図5は、この発明の第5の実
施例による半導体レーザの構造を示す断面図であり、図
6はこの図5に示す半導体レーザの製造工程を示す工程
別断面図である。これらの図において、図1,2と同一
符号は同一または相当する部分を示し、3bはアンドー
プGaAs活性層、4aはp−AlGaAs上クラッド
層、5aはAl組成比が0.3以上のp−AlGaAs
エッチングストッパ層、8aはp−GaAsキャップ
層、9a,9bはSiO2 膜、10aはn−GaAs電
流阻止層10と同様の結晶組成からなるn−GaAs
層、15はレジスト膜である。(Embodiment 5) FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor laser shown in FIG. FIG. In these figures, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same or corresponding parts, 3b denotes an undoped GaAs active layer, 4a denotes a p-AlGaAs upper cladding layer, 5a denotes a p-type layer having an Al composition ratio of 0.3 or more. AlGaAs
An etching stopper layer, 8a is a p-GaAs cap layer, 9a and 9b are SiO2 films, 10a is n-GaAs having the same crystal composition as the n-GaAs current blocking layer 10.
The layer 15 is a resist film.
【0050】以下、製造工程を説明する。先ず、図6
(a) に示すように、n−GaAs(100)基板40上
にn−AlGaAs下クラッド層2,アンドープGaA
s活性層3b,p−AlGaAs上クラッド層4a,p
−GaAsキャップ層8a,p−AlGaAsエッチン
グストッパ層5aを、この順にそれぞれの層が所定の層
厚となるようにMOCVD法等により順次エピタキシャ
ル成長する。次いで、図6(b) に示すように、上記p−
GaAsキャップ層8aの上面にSiO2 膜を成膜し、
通常の写真製版,エッチング技術によりその幅が10μ
m以上の〈011〉方向に延びるストライプ状のSiO
2 膜9aを形成し、該SiO2 膜9aをマスクとし、A
l組成比が0.3以上のp−AlGaAsエッチングス
トッパ層5a,p−GaAsキャップ層8aをエッチン
グ除去し、p−AlGaAs上クラッド層4aの所定厚
みだけエッチング除去してリッジを形成する。次に、図
6(c) に示すように、通常の写真製版とエッチング技術
を用いて、その幅が10μm以上のストライプ状のSi
O2 膜9aをその両側端部が所定幅だけ残るように、そ
の内側部分を除去して、リッジの上面の端部に細幅のS
iO2 膜9bを形成した後、図6(d) に示すように、該
SiO2 膜9bをマスクにして、MOCVD法等によ
り、上記リッジ形成により露出したリッジの両脇のp−
AlGaAs上クラッド層4a上に、n−GaAs電流
阻止層10をエピタキシャル成長させる。この際、Si
O2 膜9aのエッチングにより露出した上記p−AlG
aAsエッチングストッパ層5a上にも、n−GaAs
電流阻止層10と同様の結晶組成からなるn−GaAs
層10aが形成される。次に、図6(e) に示すように、
リッジの両脇に形成されたn−GaAs電流阻止層10
の上面と、リッジ上のSiO2 膜9bのn−GaAs電
流阻止層10に近接する部分の上面を覆うように、レジ
スト膜15を形成し、次に、図6(f) に示すように、該
レジスト膜15をマスクにして上記p−AlGaAsエ
ッチングストッパ層5a上に形成されたn−GaAs層
10aを、例えば、アンモニアと過酸化水素の混合液を
エッチング液として用いたウエットエッチングにより除
去する。この際、アンモニアと過酸化水素の混合液は、
Al組成比が0.3以上のp−AlGaAsエッチング
ストッパ層5aに対してはエッチング性を示さず、n−
GaAs電流阻止層10の同様の結晶組成からなるn−
GaAs10aのみが除去される。次に、レジスト膜1
5を所定の溶剤により溶解除去し、更に、SiO2 膜9
bを、CHF3 ガスとO2 ガスとを用いたプラズマエッ
チングにより除去した後、図6(g) に示すように、p−
GaAsコンタクト層12をMOCVD法等によりエピ
タシキャル成長し、次いで、図示しないp側電極とn側
電極を形成すると、図5に示す半導体レーザが完成す
る。Hereinafter, the manufacturing process will be described. First, FIG.
As shown in (a), an n-AlGaAs lower cladding layer 2 and an undoped GaAs are formed on an n-GaAs (100) substrate 40.
s active layer 3b, p-AlGaAs upper cladding layer 4a, p
The -GaAs cap layer 8a and the p-AlGaAs etching stopper layer 5a are epitaxially grown in this order by MOCVD or the like so that each layer has a predetermined thickness. Next, as shown in FIG.
Forming a SiO2 film on the upper surface of the GaAs cap layer 8a;
The width is 10μ by ordinary photoengraving and etching technology
m or more stripe-shaped SiO extending in the <011> direction
2 film 9a is formed, and using the SiO2 film 9a as a mask,
The p-AlGaAs etching stopper layer 5a and the p-GaAs cap layer 8a having a composition ratio of 0.3 or more are etched and removed, and the p-AlGaAs upper cladding layer 4a is etched and removed by a predetermined thickness to form a ridge. Next, as shown in FIG. 6 (c), a stripe-shaped Si having a width of 10 μm or more is formed by using ordinary photolithography and etching techniques.
The inner portion of the O2 film 9a is removed so that both side edges thereof remain at a predetermined width, and a narrow S film is formed on the edge of the upper surface of the ridge.
After forming the iO2 film 9b, as shown in FIG. 6 (d), using the SiO2 film 9b as a mask, the p-sides on both sides of the ridge exposed by the ridge formation are formed by MOCVD or the like.
An n-GaAs current blocking layer 10 is epitaxially grown on the AlGaAs upper cladding layer 4a. At this time, Si
The above p-AlG exposed by etching the O2 film 9a.
n-GaAs is also formed on the aAs etching stopper layer 5a.
N-GaAs having the same crystal composition as the current blocking layer 10
The layer 10a is formed. Next, as shown in FIG.
N-GaAs current blocking layers 10 formed on both sides of the ridge
Then, a resist film 15 is formed so as to cover the upper surface of the ridge and the upper surface of the portion of the SiO2 film 9b on the ridge adjacent to the n-GaAs current blocking layer 10, and then, as shown in FIG. Using the resist film 15 as a mask, the n-GaAs layer 10a formed on the p-AlGaAs etching stopper layer 5a is removed by, for example, wet etching using a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide as an etching solution. At this time, the mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide
The p-AlGaAs etching stopper layer 5a having an Al composition ratio of 0.3 or more does not exhibit etching properties, and n-
The n-type GaAs current blocking layer 10 having the same crystal composition
Only the GaAs 10a is removed. Next, the resist film 1
5 is dissolved and removed with a predetermined solvent.
After b was removed by plasma etching using CHF3 gas and O2 gas, as shown in FIG.
When the GaAs contact layer 12 is epitaxially grown by MOCVD or the like, and then a p-side electrode and an n-side electrode (not shown) are formed, the semiconductor laser shown in FIG. 5 is completed.
【0051】このような本実施例の半導体レーザの製造
工程では、予め、p−GaAsキャップ層8aの上面
に、リッジの両脇に形成されるn−GaAs電流阻止層
10に対してエッチング性を示すアンモニアと過酸化水
素の混合液からなるエッチング液に対して、被エッチン
グ性を示さないAl組成比が0.3以上のp−AlGa
Asエッチングストッパ層5aを形成しておき、その幅
が10μm以上の広幅のリッジを形成する際に用いたS
iO2 膜9aの内側部分を、リッジ形成後に除去して、
細幅のSiO2 膜9bをリッジの両側端部に残した状態
で、上記n−GaAs電流阻止層10をエピタキシャル
成長するようにしたので、このn−GaAs電流阻止層
10の成長時、上記細幅のSiO2 膜9b上に半導体層
(n−GaAs層)は形成されず、広幅のリッジの最上
層にあるAl組成比が0.3以上のp−AlGaAsエ
ッチングストッパ層5a上にのみ、上述したアンモニア
と過酸化水素の混合液からなるエッチング液にて選択的
に除去され得るn−GaAs電流阻止層10と同様の結
晶組成からなるn−GaAs層10aが形成されること
になり、従って、このn−GaAs層10aを上記アン
モニアと過酸化水素の混合液からなるエッチング液で除
去し、上記SiO2 膜9bをプラズマエッチンクによっ
て除去することにより、その幅が10μm以上の広幅の
リッジ上から絶縁膜を完全に除去でき、所望のレーザ構
造を備えた半導体レーザを再現性良く形成することがで
きる。In the manufacturing process of the semiconductor laser according to the present embodiment, the n-GaAs current blocking layer 10 formed on both sides of the ridge is etched on the upper surface of the p-GaAs cap layer 8a in advance. P-AlGa having an Al composition ratio not exhibiting etchability of 0.3 or more with respect to an etchant comprising a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide shown in FIG.
An As etching stopper layer 5a is formed beforehand, and the width of the S used for forming a wide ridge having a width of 10 μm or more is formed.
The inner portion of the iO2 film 9a is removed after forming the ridge,
Since the n-GaAs current blocking layer 10 is epitaxially grown while the narrow SiO2 film 9b is left on both side edges of the ridge, the narrow width of the n-GaAs current blocking layer 10 is increased during the growth of the n-GaAs current blocking layer 10. No semiconductor layer (n-GaAs layer) is formed on the SiO2 film 9b, and only the above-described ammonia and the ammonia are formed only on the p-AlGaAs etching stopper layer 5a having an Al composition ratio of 0.3 or more in the uppermost layer of the wide ridge. An n-GaAs layer 10a having a crystal composition similar to that of the n-GaAs current blocking layer 10 which can be selectively removed with an etching solution comprising a mixed solution of hydrogen peroxide is formed. The GaAs layer 10a is removed with an etching solution comprising a mixture of ammonia and hydrogen peroxide, and the SiO2 film 9b is removed by plasma etching. Can its width completely removing the insulating film from the above wide ridge 10 [mu] m, for good reproducibility forming a semiconductor laser with a desired laser structure.
【0052】(実施例6)図7は、この発明の第5の実
施例による半導体レーザの構造を示す断面図であり、図
8はこの図7に示す半導体レーザの製造工程を示す工程
別断面図である。これらの図において、図1,2,6及
び7と同一符号は同一または相当する部分を示し、9
c,15aはレジスト膜である。(Embodiment 6) FIG. 7 is a sectional view showing a structure of a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor laser shown in FIG. FIG. In these figures, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, 6, and 7 indicate the same or corresponding parts, and 9
c and 15a are resist films.
【0053】以下、製造工程を説明する。先ず、上記第
5の実施例と同様に、図8(a) に示すように、n−Ga
As(100)基板40上にn−AlGaAs下クラッ
ド層2,アンドープGaAs活性層3b,p−AlGa
As上クラッド層4a,p−GaAsキャップ層8a,
Al組成比が0.3以上のp−AlGaAsエッチング
ストッパ層5aを、この順にそれぞれの層が所定の層厚
となるようにMOCVD法等により順次エピタキシャル
成長する。次いで、図8(b) に示すように、上記p−G
aAsキャップ層8aの上面に、通常の写真製版により
その幅が10μm 以上の〈011〉方向に延びるストラ
イプ状のレジスト膜9cを形成し、該レジスト膜9cを
マスクとし、Al組成比が0.3以上のp−AlGaA
sエッチングストッパ層5a,p−GaAsキャップ層
8aをエッチング除去し、p−AlGaAs上クラッド
層4aを所定厚みだけエッチング除去してリッジを形成
する。次に、図8(c) に示すように、上記レジスト膜9
cを除去した後、n−GaAs基板40の全面に対し
て、MOCVD法等によりn−GaAs層をエピタキシ
ャル成長すると、図8(d)に示すように、リッジの両脇
のp−AlGaAs上クラッド層4a上にn−GaAs
電流阻止層10が形成され、リッジの上面のp−AlG
aAsエッチングストッパ層5a上に上記n−GaAs
電流阻止層10と同様の結晶組成からなるn−GaAs
層10aが形成される。次に、図8(e) に示すように、
リッジ上のn−GaAs層10aの両側端部とリッジの
両脇に形成されたn−GaAs電流阻止層10の上面を
覆うように、通常の写真製版技術によりレジスト膜15
aを形成し、該レジスト膜15aをマスクにしてn−G
aAs層10aを、アンモニアと過酸化水素の混合液を
エッチング液として用いたウエットエッチングにより除
去し、この後、レジスト膜15aを所定の溶剤により溶
解除去すると、図8(f)に示すように、リッジの上面両
端部にのみ、角状のn−GaAs層10bが残存する状
態になる。尚、ここで、レジスト膜15aをリッジ上の
n−GaAs膜10aの両側端部を覆うように配設する
のは、アンモニアと過酸化水素の混合液をエッチング液
として用いたウェットエッチングにより、リッジの両側
に形成されたn−GaAs電流阻止層10のリッジに近
接する部分が除去されないように、このn−GaAs電
流阻止層10のリッジに近接する部分を確実に覆うため
である。また、上記アンモニアと過酸化水素の混合液
は、Al組成比が0.3以上のp−AlGaAsエッチ
ングストッパ層5aに対してはエッチング性を示さず、
n−GaAs10aのみをエッチング除去する。次に、
図8(g) に示すように、p−GaAsコンタクト層12
をMOCVD法等によりエピタキシャル成長し、次い
で、n側電極とp側電極を形成すると、上記図7に示し
た半導体レーザが完成する。尚、上記工程では、リッジ
の上面両端部に角状のn−GaAs層10bが残存した
状態で、半導体レーザが完成するが、このn−GaAs
層10bはレーザの動作特性には悪影響を与えない。Hereinafter, the manufacturing process will be described. First, similarly to the fifth embodiment, as shown in FIG.
The as (100) substrate 40 n-AlGaAs lower cladding layer 2 on the undoped GaAs active layer 3b, p-AlGa
As upper cladding layer 4a, p-GaAs cap layer 8a,
A p-AlGaAs etching stopper layer 5a having an Al composition ratio of 0.3 or more is epitaxially grown by MOCVD or the like so that each layer has a predetermined thickness in this order. Next, as shown in FIG.
A stripe-shaped resist film 9c having a width of 10 μm or more and extending in the <011> direction is formed on the upper surface of the aAs cap layer 8a by ordinary photoengraving. Using the resist film 9c as a mask, the Al composition ratio is 0.3. The above p-AlGaAs
The s etching stopper layer 5a and the p-GaAs cap layer 8a are removed by etching, and the p-AlGaAs upper cladding layer 4a is removed by etching to a predetermined thickness to form a ridge. Next, as shown in FIG.
After removing c, an n-GaAs layer is epitaxially grown on the entire surface of the n-GaAs substrate 40 by MOCVD or the like, as shown in FIG. 8D, the p-AlGaAs upper cladding layer on both sides of the ridge. N-GaAs on 4a
A current blocking layer 10 is formed, and p-AlG on the upper surface of the ridge is formed.
The above n-GaAs is formed on the aAs etching stopper layer 5a.
Or similar crystal composition as the current blocking layer 10 Rana Ru n-GaAs
The layer 10a is formed. Next, as shown in FIG.
The resist film 15 is formed by a normal photolithography technique so as to cover both side edges of the n-GaAs layer 10a on the ridge and the upper surface of the n-GaAs current blocking layer 10 formed on both sides of the ridge.
is formed, and n-G is formed using the resist film 15a as a mask.
When the aAs layer 10a is removed by wet etching using a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide as an etchant, and then the resist film 15a is dissolved and removed with a predetermined solvent, as shown in FIG. Only at both ends of the upper surface of the ridge, the angular n-GaAs layer 10b remains. Here, the resist film 15a is provided so as to cover both end portions of the n-GaAs film 10a on the ridge by wet etching using a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide as an etching solution. This is to ensure that the portion of the n-GaAs current blocking layer 10 adjacent to the ridge formed on both sides of the n-GaAs current blocking layer 10 is not removed so that the portion of the n-GaAs current blocking layer 10 adjacent to the ridge is not removed. In addition, the mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide does not exhibit etching properties with respect to the p-AlGaAs etching stopper layer 5a having an Al composition ratio of 0.3 or more,
Only the n-GaAs 10a is removed by etching. next,
As shown in FIG. 8 (g), the p-GaAs contact layer 12
Is epitaxially grown by MOCVD or the like, and then an n-side electrode and a p-side electrode are formed, whereby the semiconductor laser shown in FIG. 7 is completed. In the above process, the semiconductor laser is completed with the square n-GaAs layers 10b remaining at both ends of the upper surface of the ridge.
Layer 10b does not adversely affect the operating characteristics of the laser.
【0054】このような本実施例の半導体レーザの製造
工程では、予め、p−GaAsキャップ層8aの上面
に、リッジの両脇に形成されるn−GaAs電流阻止層
10に対してエッチング性を示すアンモニアと過酸化水
素の混合液からなるエッチング液に対して、被エッチン
グ性を示さないAl組成比が0.3以上のp−AlGa
Asエッチングストッパ層5aを形成しておき、その幅
が10μm以上の広幅のリッジを形成する際に用いたレ
ジスト膜15aを、リッジ形成後に完全に除去しし、こ
の状態で、n−GaAs層をエピタキシャル成長して、
リッジの両脇にn−GaAs電流阻止層10を形成する
ようにしたので、このn−GaAs電流阻止層10と同
時に形成される、リッジのAl組成比が0.3以上のp
−AlGaAsエッチングストッパ層5a上に形成され
るn−GaAs層10aは、上記アンモニアと過酸化水
素の混合液からなるエッチング液で選択的に除去するこ
とができ、リッジ上にレジスト膜を残すことなく、所定
のレーザ構造を備えた半導体レーザを再現性良く形成す
ることができる。In the manufacturing process of the semiconductor laser according to this embodiment, the n-GaAs current blocking layer 10 formed on both sides of the ridge is etched on the upper surface of the p-GaAs cap layer 8a in advance. P-AlGa having an Al composition ratio not exhibiting etchability of 0.3 or more with respect to an etchant comprising a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide shown in FIG.
After forming the As etching stopper layer 5a, the resist film 15a used for forming a wide ridge having a width of 10 μm or more is completely removed after the formation of the ridge, and in this state, the n-GaAs layer is removed. Epitaxial growth,
Since the n-GaAs current blocking layer 10 is formed on both sides of the ridge, a p-type layer formed simultaneously with the n-GaAs current blocking layer 10 and having a ridge Al composition ratio of 0.3 or more is formed.
-The n-GaAs layer 10a formed on the AlGaAs etching stopper layer 5a can be selectively removed with an etching solution comprising a mixture of ammonia and hydrogen peroxide without leaving a resist film on the ridge. A semiconductor laser having a predetermined laser structure can be formed with good reproducibility.
【0055】尚、上記第5,第6の実施例では、Al組
成比が0.3以上のp−AlGaAsエッチングストッ
パ層5aを用い、リッジ上に形成されたn−GaAs層
10aを除去するエッチング液としてアンモニアと過酸
化水素の混合液を用いたが、エッチングストッパ層とし
てp−GaInp層を用い、リッジ上に形成されたn−
GaAs層10aを除去するエッチング液として塩酸を
用いても同様の効果を得ることができる。In the fifth and sixth embodiments, the p-AlGaAs etching stopper layer 5a having an Al composition ratio of 0.3 or more is used to remove the n-GaAs layer 10a formed on the ridge. Although a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide was used as a liquid, a p-GaInp layer was used as an etching stopper layer, and an n-
The same effect can be obtained by using hydrochloric acid as an etchant for removing the GaAs layer 10a.
【0056】また、上記第5の実施例におけるストライ
プ状のSiO2 膜9a及び上記第6の実施例におけるス
トライプ状のレジスト膜9cを〈011〉方向に形成し
たが、これらを〈0/11〉方向に形成しても同様の効
果を得ることができる。[0056] Also, the fifth embodiment has formed the stripe-like resist film 9c in SiO2 film 9a and the sixth embodiment of stripes <011> direction in the example, these <0/11> direction The same effect can be obtained by forming the same.
【0057】また、上記第5,第6の実施例では、p−
AlGaAsエッチングストッパ層5aをリッジ上に残
したまま半導体レーザを完成させたが、リッジ上に形成
されたn−GaAs層10aを除去した後、フッ酸系の
エッチング液等のp−AlGaAsエッチングストッパ
層5aをエッチングするが、p−GaAsキャップ層8
aに対してエッチング性を示さないエッチング液で、p
−AlGaAsエッチングストッパ層5aをエッチング
除去してもよい。In the fifth and sixth embodiments, p-
The semiconductor laser was completed while leaving the AlGaAs etching stopper layer 5a on the ridge, but after removing the n-GaAs layer 10a formed on the ridge, a p-AlGaAs etching stopper layer such as a hydrofluoric acid-based etching solution was used. 5a is etched, but the p-GaAs cap layer 8 is etched.
An etchant that does not exhibit etchability with respect to a.
-AlGaAs etching stopper layer 5a may be removed by etching.
【0058】また、上記第5の実施例では、リッジ上に
形成されたn−GaAs層10aを除去する際のマスク
として、レジスト膜15を用いたが、該レジスト膜15
の代わりにSiO2 膜等の絶縁膜を用いてもよく、この
場合は、n−GaAs層10aを除去した後、該SiO
2 膜等の絶縁膜をリッジ上のSiO2 膜9bととともに
エッチング除去することができる。In the fifth embodiment, the resist film 15 is used as a mask for removing the n-GaAs layer 10a formed on the ridge.
Alternatively, an insulating film such as a SiO2 film may be used. In this case, after removing the n-GaAs layer 10a,
The insulating film such as the film 2 can be removed by etching together with the SiO2 film 9b on the ridge.
【0059】また、上記第6の実施例では、リッジ形成
時のマスクとしてレジスト膜9cを用いたが、該レジス
ト膜9cに代えてSiO2 膜等の絶縁膜を用いてもよ
く、また、リッジ上に形成されたn−GaAs層10a
を除去する際のマスクとしてレジスト膜15aを用いた
が、該レジスト膜15の代わりにSiO2 膜等の絶縁膜
を用いてもよい。In the sixth embodiment, the resist film 9c is used as a mask for forming the ridge. However, an insulating film such as a SiO2 film may be used instead of the resist film 9c. N-GaAs layer 10a formed in
Although the resist film 15a is used as a mask for removing the resist film 15, an insulating film such as a SiO2 film may be used instead of the resist film 15.
【0060】また、上記第5,第6の実施例では、活性
層にAlGaAs系材料を用いた半導体レーザについて
説明したが、この発明は、活性層にInGaAsP系材
料,InGaAs系材料,AlGaInP系材料を用い
た半導体レーザにも適用できることは言うまでもなく、
この場合、活性層にInGaAsP系材料,InGaA
s系材料を用いた半導体レーザでは、リッジ上に形成す
るエッチングストッパ層としてInGaAsP層を、該
InGaAsP層に対してエッチング性を示さないエッ
チング液として塩酸等が用いられ、また、活性層にAl
GaInP系材料を用いた半導体レーザでは、リッジ上
に形成するエッチングストッパ層としてAlGaAs層
を、該AlGaAs層に対してエッチング性を示さない
エッチング液としてアンモニアと過酸化水素の混合液が
用いられる。In the fifth and sixth embodiments, a semiconductor laser using an AlGaAs-based material for the active layer has been described. However, the present invention relates to an InGaAsP-based material, an InGaAs-based material, and an AlGaInP-based material for the active layer. Needless to say, it can be applied to a semiconductor laser using
In this case, the active layer is made of InGaAsP-based material, InGaAs.
In a semiconductor laser using an s-based material, an InGaAsP layer is used as an etching stopper layer formed on a ridge, hydrochloric acid or the like is used as an etchant having no etching property with respect to the InGaAsP layer, and an Al layer is used as an active layer.
In a semiconductor laser using a GaInP-based material, an AlGaAs layer is used as an etching stopper layer formed on a ridge, and a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide is used as an etchant having no etching property with respect to the AlGaAs layer.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体レ
ーザによれば、Al組成比が0.6以下のAlGaAs
でそれぞれ構成された下クラッド層、活性層及び第1の
上クラッド層を有する積層構造と、この積層構造の表面
上に配設され、第1の上クラッド層よりも薄いGaAs
薄層と、このGaAs薄層上の一部に光の導波方向に延
在するストライプ状に配設され、Al組成比が0.6を
超えかつ第1の上クラッド層よりも薄いAlGaAs薄
層と、このAlGaAs薄層の上に、ストライプに沿っ
てリッジ状に配設され、 Al組成比が0.6以下のA
lGaAsで構成された第2の上クラッド層と、この第
2の上クラッド層の両側を埋め込むようにGaAs薄層
上に配設された電流阻止層と、を備えているので、電流
阻止層の結晶品質が良好になり、漏れ電流の減少を図る
ことができるから、発光損失の少ない高性能な半導体レ
ーザを構成できる。 As described above, the semiconductor laser according to the present invention is provided.
According to chromatography The, AlGaAs Al composition ratio of 0.6 or less
The lower cladding layer, the active layer and the first
Laminated structure having upper clad layer and surface of this laminated structure
GaAs disposed above and thinner than the first upper cladding layer
A thin layer and a part of the GaAs thin layer extend in the light guiding direction.
And the Al composition ratio is 0.6
AlGaAs thinner that exceeds and is thinner than the first upper cladding layer
Layer and on top of this AlGaAs thin layer, along the stripe
A in which the Al composition ratio is 0.6 or less
a second upper cladding layer made of 1GaAs,
2 GaAs thin layer so as to bury both sides of the upper cladding layer
And a current blocking layer disposed thereon.
The crystal quality of the blocking layer is improved and the leakage current is reduced.
High performance semiconductor laser with low light emission loss
User can be configured.
【0062】また、Al組成比が0.6以下のAlGa
Asでそれぞれ構成された下クラッド層、活性層及び第
1の上クラッド層を有する積層構造と、この積層構造の
表面上に配設され、GaAsを除きAl組成比が0.3
未満でかつ第1の上クラッド層よりも薄い第1のAlG
aAs薄層と、この第1のAlGaAs薄層上の一部に
光の導波方向に延在するストライプ状に配設され、Al
組成比が0.6を超えかつ第1の上クラッド層よりも薄
い第2のAlGaAs薄層と、この第2のAlGaAs
薄層の上に、ストライプに沿ってリッジ状に配設され、
Al組成比が0.6以下のAlGaAsで構成された
第2の上クラッド層と、この第2の上クラッド層の両側
を埋め込むように第1のAlGaAs薄層上に配設され
た電流阻止層と、を備えているので、電流阻止層の結晶
品質が良好になり、漏れ電流の減少を図ることができる
から、発光損失の少ない高性能な半導体レーザを構成で
きる。 Further , AlGa having an Al composition ratio of 0.6 or less is used.
The lower cladding layer, the active layer, and the
(1) a laminated structure having an upper clad layer;
It is disposed on the surface and has an Al composition ratio of 0.3 except for GaAs.
First AlG that is less than and thinner than the first upper cladding layer
a thin layer of aAs and a part of the first thin layer of AlGaAs.
Arranged in a stripe shape extending in the light waveguide direction,
Composition ratio exceeds 0.6 and thinner than the first upper cladding layer
A second thin AlGaAs layer and the second AlGaAs
On a thin layer, it is arranged in a ridge along the stripe,
It was composed of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less.
A second upper cladding layer and both sides of the second upper cladding layer
Embedded on the first AlGaAs thin layer so as to embed
And a current blocking layer,
Good quality and reduced leakage current
From high-performance semiconductor lasers with low emission loss
Wear.
【0063】さらに、第1の上クラッド層とGaAs薄
層または第1のAlGaAs薄層との層厚の合計を0.
2〜0.3μmとしたので、光の閉じ込め効果が良好に
なり、レーザ端面の劣化の少ない高性能な半導体レーザ
を構成できる。 また、Al組成比が0.6以下のAlG
aAsでそれぞれ構成された下クラッド層及び活性層を
有する積層構造と、この積層構造の表面上に配設され、
Al組成比が0.6以下のAlGaAsで構成され、
一部が光の導波方向に延びるリッジ状に突出してなる突
出部とこの突出部の両側で平坦に延在し活性層を覆う平
坦部とを有する第1の上クラッド層と、この第1の上ク
ラッド層の突出部の頂部を覆って配設された、 Al組
成比が0.6を超えかつ第1の上クラッド層よりも薄い
AlGaAs薄層と、このAlGaAs薄層を介して第
1の上クラッド層の突出部上に配設され、 Al組成比
が0.6以下のAlGaAsで構成された第2の上クラ
ッド層と、この第2の上クラッド層と第1の上クラッド
層の突出部を埋め込むように第1の上クラッド層の平坦
部上に配設された電流阻止層と、を備えたので、第1の
上クラッド層の平坦部の厚みが精度よく調整でき、光閉
じ込め効果に優れかつ再現性よく形成できるから、レー
ザ端面の劣化の少なく、安価で信頼性の高い高性能な半
導体レーザを構成できる。 Further, the first upper cladding layer and the GaAs thin
The sum of the thickness of the first layer and the first AlGaAs thin layer is set to 0.
2 to 0.3 μm, good light confinement effect
High-performance semiconductor laser with less deterioration of the laser end face
Can be configured. AlG having an Al composition ratio of 0.6 or less
The lower cladding layer and the active layer each composed of aAs
A laminated structure having, disposed on the surface of the laminated structure,
It is composed of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less,
Partially projecting ridges extending in the direction of light propagation
A flat portion extending flat on both sides of the protrusion and the protrusion to cover the active layer.
A first upper cladding layer having a base portion;
Al group disposed over the top of the protrusion of the lad layer
The composition ratio exceeds 0.6 and is thinner than the first upper cladding layer
An AlGaAs thin layer, and a second AlGaAs thin layer
1, disposed on the protrusion of the upper cladding layer, and the Al composition ratio
Is a second upper cladding made of AlGaAs of 0.6 or less.
Layer, the second upper cladding layer and the first upper cladding layer.
Planarization of the first upper cladding layer so as to bury the protrusion of the layer
And a current blocking layer disposed on the portion.
The thickness of the flat part of the upper cladding layer can be precisely adjusted,
Because it can be formed with excellent retraction effect and good reproducibility,
Inexpensive, reliable, high-performance
A conductor laser can be configured.
【0064】またこの発明に係る半導体レーザの製造方
法によれば、半導体基板上にAl組成比が0.6以下の
AlGaAsでそれぞれ構成された下クラッド層、活性
層、および第1の上クラッド層を順次積層し、さらにA
l組成比が0.3未満の第1のAlGaAs薄層、 A
l組成比が0.6を超える第2のAlGaAs薄層、及
びAl組成比が0.6以下のAlGaAsの第2の上ク
ラッド層を順次積層する第1の工程と、第2の上クラッ
ド層の表面上にストライプ状の絶縁膜を形成し、この絶
縁膜をマスクとして、有機酸と過酸化水素とを混合した
エッチング液を用いて第2のAlGaAs薄層が露呈す
るまでエッチングし、ストライプ状のリッジを形成する
第2の工程と、第2の工程で露呈した第2のAlGaA
s薄層を除去し、第1のAlGaAs薄層を露呈させる
第3の工程と、リッジの両側を埋め込むように第1のA
lGaAs薄層の上に電流阻止層を形成する第4の工程
と、を含むので、第1のAlGaAs薄層を露呈させる
第3の工程において第1のAlGaAs薄層の酸化の程
度を少なくでき、結晶品質の良好な電流阻止層を形成す
ることができるから、発光損失の少ない高性能な半導体
レーザを容易に製造することができる。さらに、第3の
工程において、第2のAlGaAs薄層の除去をフッ酸
系のエッチング液を用いたウエットエッチングによって
行うので、第1のAlGaAs薄層と第2のAlGaA
s薄層との間の高いエッチング選択性の下で、第1のA
lGaAs薄層の厚みを精度よく残して、第2のAlG
aAs薄層を除去することができ、レーザ端面の劣化の
少ない高性能な半導体レーザを容易に製造することがで
きる。 Also, a method of manufacturing a semiconductor laser according to the present invention.
According to the method, the Al composition ratio is 0.6 or less on the semiconductor substrate.
Lower cladding layer composed of AlGaAs, active
Layer and a first upper cladding layer,
a first AlGaAs thin layer having a composition ratio of less than 0.3;
a second AlGaAs thin layer having a composition ratio of more than 0.6;
And a second overcoat of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less.
A first step of sequentially stacking the lad layers, and a second upper cladding.
Forming a striped insulating film on the surface of the
Organic acid and hydrogen peroxide were mixed using the edge film as a mask
Exposing second AlGaAs thin layer using etchant
To form a striped ridge
The second step and the second AlGaAs exposed in the second step
s thin layer is removed, exposing the first AlGaAs thin layer
A third step, and the first A is buried on both sides of the ridge.
Fourth Step of Forming a Current Blocking Layer on the lGaAs Thin Layer
And exposing the first AlGaAs thin layer.
In the third step, the degree of oxidation of the first thin AlGaAs layer is reduced.
To form a current blocking layer with good crystal quality.
High performance semiconductor with low light emission loss
Lasers can be easily manufactured. In addition, the third
In the step, the removal of the second AlGaAs thin layer is performed using hydrofluoric acid.
Wet etching with a system-based etchant
The first AlGaAs thin layer and the second AlGaAs
under high etch selectivity between the first A
By leaving the thickness of the lGaAs thin layer accurately, the second AlG
aAs thin layer can be removed and laser end face degradation
It is easy to manufacture few high-performance semiconductor lasers.
Wear.
【0065】またさらに、第1の工程で形成する第2の
AlGaAs薄層のAl組成比を0.8以上とするとと
もに第3の工程の第2のAlGaAs薄層の除去を煮沸
した塩酸をエッチング液とするウエットエッチングによ
って行うので、第1のAlGaAs薄層と第2のAlG
aAs薄層との間の高いエッチング選択性の下で、第1
のAlGaAs薄層の厚みを精度よく残して、第2のA
lGaAs薄層を除去することができ、レーザ端面の劣
化の少ない高性能な半導体レーザを容易に製造すること
ができる。また、Al組成比が0.6以下のAlGaA
sでそれぞれ構成された下クラッド層、活性層、および
第1の上クラッド層を順次積層し、さらにAl組成比が
0.6を超えるAlGaAs薄層、及びAl組成比が
0.6以下のAlGaAsの第2の上クラッド層を順次
積層する第1の工程と、第2の上クラッド層の表面上に
ストライプ状の絶縁膜を形成し、この絶縁膜をマスクと
して、有機酸と過酸化水素とを混合したエッチング液を
用いてAlGaAs薄層が露呈するまでエッチングし、
ストライプ状のリッジを形成する第2の工程と、AlG
aAsに対して選択性の少ないエッチング液を用いて
AlGaAs薄層を除去するとともに連続して第1の上
クラッド層の一部を除去しリッジの両側の第1の上クラ
ッド層の活性層からの厚みを所定の寸法に形成する第3
の工程と、第3の工程の後に、リッジの両側を埋め込む
ように第1の上クラッド層の上に電流阻止層を形成する
第4の工程と、を含むので、リッジの両側の第1の上ク
ラッド層の活性層からの厚みを精度よくかつ再現性よく
形成することができ、レーザ端面の劣化が少なく、信頼
性の高い半導体レーザを歩留りよく製造することができ
る。 Further, the second step formed in the first step
When the Al composition ratio of the AlGaAs thin layer is set to 0.8 or more,
First, the removal of the second AlGaAs thin layer in the third step is boiled.
Wet etching using hydrochloric acid
Therefore, the first AlGaAs thin layer and the second AlG
Under high etch selectivity with a thin layer of aAs, the first
The thickness of the AlGaAs thin layer of the second A
The thin layer of lGaAs can be removed, and the laser end face is inferior.
Easy production of high performance semiconductor lasers
Can be. AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less
s, a lower cladding layer, an active layer, and
The first upper cladding layer is sequentially laminated, and the Al composition ratio is further increased.
AlGaAs thin layer exceeding 0.6 and Al composition ratio
0.6 second or less AlGaAs second upper cladding layer
A first step of laminating and a second step on the surface of the upper cladding layer
Form a striped insulating film and use this insulating film as a mask.
And etchant mixed with organic acid and hydrogen peroxide
Etching until a thin layer of AlGaAs is exposed using
A second step of forming a stripe-shaped ridge;
Using an etchant with low selectivity to aAs
The thin AlGaAs layer is removed and the first upper layer is continuously formed.
A part of the cladding layer is removed and the first upper cladding on both sides of the ridge is formed.
A third step of forming the pad layer from the active layer to a predetermined size.
Burying both sides of the ridge after the step and the third step
Current blocking layer on first upper cladding layer
And a fourth step, so that the first overhang on both sides of the ridge is provided.
Accurate and reproducible thickness of the lad layer from the active layer
Can be formed, laser end face is less deteriorated and reliable
Semiconductor laser with high yield
You.
【図1】この発明の第1の実施例によるリッジ導波型半
導体レーザの構造を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a ridge waveguide type semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すリッジ導波型半導体レーザの製造工
程を示す工程別断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing the ridge waveguide type semiconductor laser shown in FIG.
【図3】この発明の第4の実施例によるリッジ導波型半
導体レーザの構造を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a structure of a ridge waveguide type semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.
【図4】図3に示すリッジ導波型半導体レーザの製造工
程を示す工程別断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing the ridge waveguide semiconductor laser shown in FIG.
【図5】この発明の第5の実施例によるリッジ導波型半
導体レーザの構造を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a ridge waveguide type semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】図5に示すリッジ導波型半導体レーザの製造工
程を示す工程別断面図である。6A to 6C are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the ridge waveguide semiconductor laser shown in FIG.
【図7】この発明の第6の実施例によるリッジ導波型半
導体レーザの構造を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a structure of a ridge waveguide type semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.
【図8】図7に示すリッジ導波型半導体レーザの製造工
程を示す工程別断面図である。8 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing the ridge waveguide semiconductor laser shown in FIG. 7;
【図9】従来のリッジ導波型半導体レーザの製造工程を
示す工程別断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing a conventional ridge waveguide semiconductor laser.
【図10】従来のリッジ導波型半導体レーザの製造工程
内の一工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing one step in a manufacturing process of a conventional ridge waveguide semiconductor laser.
【図11】この発明の第1の実施例及び第4の実施例の
リッジ導波型半導体レーザと従来のリッジ導波型半導体
レーザにおける、活性層及び活性層の周囲の層の屈折率
とレーザ光ビームの強度分布との関係を示す図である。FIG. 11 shows the refractive index and the laser of the active layer and the layers surrounding the active layer in the ridge waveguide semiconductor lasers according to the first and fourth embodiments of the present invention and the conventional ridge waveguide semiconductor laser. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship with a light beam intensity distribution.
1 n−GaAs層 2 Al組成比が0.45〜0.6の範囲にあるn−
AlGaAs下クラッド層 3 Al組成比が0.2以下のp−AlGaAs活性
層 3a GaAsとAl組成比が0.2以下のAlGaA
sとの多重量子井戸構造からなる活性層 3b アンドープGaAs活性層 4 Al組成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−
AlGaAs第1上クラッド層 4a Al組成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−
AlGaAs上クラッド層 5 Al組成比が0.6より大きいp−AlGaAs
第1エッチングストッパ層 5a Al組成比が0.6より大きいp−AlGaAs
エッチングストッパ層6 p−GaAs第2エッチン
グストッパ層 7 Al組成比が0.45〜0.6の範囲にあるp−
AlGaAs第2上クラッド層 8 p−GaAs第1キャップ層 8a p−GaAsキャップ層 9,9a,9b SiO2 膜 9c,15,15a レジスト膜 10 n−GaAs電流阻止層 10a,10b n−GaAs層 11 p−GaAs第2キャップ層 12 p−GaAsコンタクト層 12a p−GaAsコンタクト層 13 Zn拡散層 20 p側電極 30 n側電極 40 n−GaAs基板 51 n−GaAs層 52 Al組成比が0.5のn−AlGaAs下クラッ
ド層 53 p−AlGaAs活性層 54 Al組成比が0.5のp−AlGaAs第1上ク
ラッド層 55 Al組成比が0.65のp−AlGaAsエッチ
ングストッパ層 57 Al組成比が0.5のp−AlGaAs第2上ク
ラッド層 58 p−GaAs第1キャップ層 59 SiO2 膜 60 n−GaAs電流阻止層 60a 多結晶膜 61 p−GaAs第2キャップ層1 n-GaAs layer 2 n- with Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6
AlGaAs lower cladding layer 3 p-AlGaAs active layer 3a having an Al composition ratio of 0.2 or less AlGaAs having an Al composition ratio of 0.2 or less
active layer having a multiple quantum well structure with s 3b undoped GaAs active layer 4 p- with an Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6
AlGaAs first upper cladding layer 4a p- with Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6
AlGaAs upper cladding layer 5 p-AlGaAs with Al composition ratio larger than 0.6
First etching stopper layer 5a p-AlGaAs with Al composition ratio larger than 0.6
Etching stopper layer 6 p-GaAs Second etching stopper layer 7 p- with Al composition ratio in the range of 0.45 to 0.6
AlGaAs second upper cladding layer 8 p-GaAs first cap layer 8a p-GaAs cap layer 9, 9a, 9b SiO2 film 9c, 15, 15a resist film 10 n-GaAs current blocking layer 10a, 10b n-GaAs layer 11p -GaAs second cap layer 12 p-GaAs contact layer 12a p-GaAs contact layer 13 Zn diffusion layer 20 p-side electrode 30 n-side electrode 40 n-GaAs substrate 51 n-GaAs layer 52 n with an Al composition ratio of 0.5 -AlGaAs lower cladding layer 53 p-AlGaAs active layer 54 p-AlGaAs first upper cladding layer 55 with an Al composition ratio of 0.5 p-AlGaAs etching stopper layer 57 with an Al composition ratio of 0.65 An Al composition ratio of 0. 5 p-AlGaAs second upper cladding layer 58 p-GaAs first cap layer 59 iO2 film 60 n-GaAs current blocking layer 60a polycrystalline film 61 p-GaAs second cap layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杵築 弘隆 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電 機株式会社 光・マイクロ波デバイス研 究所内 (72)発明者 三井 興太郎 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電 機株式会社 光・マイクロ波デバイス研 究所内 (56)参考文献 特開 平5−335681(JP,A) 特開 平4−356990(JP,A) 特開 平3−49289(JP,A) 特開 平1−304793(JP,A) 特開 平3−296290(JP,A) 特開 平3−222385(JP,A) 特開 平1−236676(JP,A) 特開 平2−42791(JP,A) 特開 平4−245490(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hirotaka Kitsuki 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Co., Ltd. Optical and Microwave Device Research Laboratory (72) Inventor Kotaro Mitsui 4-chome, Mizuhara, Itami-shi, Hyogo No. 1 Mitsubishi Electric Corp. Optical and Microwave Devices Laboratory (56) References JP-A-5-335681 (JP, A) JP-A-4-356990 (JP, A) JP-A-3-49289 (JP) JP-A-1-304793 (JP, A) JP-A-3-296290 (JP, A) JP-A-3-222385 (JP, A) JP-A-1-236676 (JP, A) 2-42791 (JP, A) JP-A-4-245490 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01S 3/18
Claims (8)
比が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成された下
クラッド層、活性層及び第1の上クラッド層を有する積
層構造と、 この積層構造の表面上に配設され、上記第1の上クラッ
ド層よりも薄いGaAs薄層と、 このGaAs薄層上の一部に光の導波方向に延在するス
トライプ状に配設され、Al組成比が0.6を超えかつ
上記第1の上クラッド層よりも薄いAlGaAs薄層
と、 このAlGaAs薄層の上に、前記ストライプに沿って
リッジ状に配設され、 Al組成比が0.6以下のAlGaAsで構成された第
2の上クラッド層と、 この第2の上クラッド層の両側を埋め込むように上記G
aAs薄層上に配設された電流阻止層と、 を備えた 半導体レーザ。An Al composition is sequentially laminated on a semiconductor substrate.
The lower part made of AlGaAs having a ratio of 0.6 or less, respectively.
A product having a cladding layer, an active layer and a first upper cladding layer
A layer structure; and a first upper cladding disposed on a surface of the laminated structure.
A GaAs thin layer thinner than the doped layer, and a part extending on the GaAs thin layer extending in the light guiding direction.
Arranged in triplicate, Al composition ratio exceeds 0.6 and
AlGaAs thin layer thinner than the first upper cladding layer
On the thin AlGaAs layer, along the stripe
A ridge-shaped AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less is arranged in a ridge shape .
2 and the above G so as to embed both sides of the second upper cladding layer.
semiconductor laser and a current blocking layer disposed aAs thin layer.
比が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成された下
クラッド層、活性層及び第1の上クラッド層を有する積
層構造と、 この積層構造の表面上に配設され、GaAsを除きAl
組成比が0.3未満でかつ上記第1の上クラッド層より
も薄い第1のAlGaAs薄層と、 この第1のAlGaAs薄層上の一部に光の導波方向に
延在するストライプ状に配設され、Al組成比が0.6
を超えかつ上記第1の上クラッド層よりも薄い第2のA
lGaAs薄層と、 この第2のAlGaAs薄層の上に、前記ストライプに
沿ってリッジ状に配設され、 Al組成比が0.6以下
のAlGaAsで構成された第2の上クラッド層と、 この第2の上クラッド層の両側を埋め込むように上記第
1のAlGaAs薄層上に配設された電流阻止層と、 を備えた 半導体レーザ。2. An Al composition which is sequentially laminated on a semiconductor substrate.
The lower part made of AlGaAs having a ratio of 0.6 or less, respectively.
A product having a cladding layer, an active layer and a first upper cladding layer
A layered structure and an Al layer disposed on the surface of the layered structure except for GaAs.
The composition ratio is less than 0.3 and the first upper clad layer
A thin first AlGaAs thin layer, and a part of the first AlGaAs thin layer in a light guiding direction.
It is arranged in an extended stripe shape, and the Al composition ratio is 0.6
And a second A that is thinner than the first upper cladding layer
On the thin layer of lGaAs and on the second thin layer of AlGaAs, the stripe
Along the ridge, the Al composition ratio is 0.6 or less
A second upper cladding layer made of AlGaAs, and the second upper cladding layer so as to embed both sides of the second upper cladding layer.
Semiconductor laser and a current blocking layer disposed on one of the AlGaAs thin layer.
は第1のAlGaAs薄層との層厚の合計が0.2〜
0.3μmであることを特徴とする請求項1又は2に記
載の半導体レーザ。3. A GaAs thin layer and a first upper cladding layer.
Means that the total thickness of the first AlGaAs thin layer is 0.2 to 0.2
3. The method according to claim 1, wherein the thickness is 0.3 μm.
The semiconductor laser of the mounting.
比が0.6以下のAlGaAsでそれぞれ構成された下
クラッド層及び活性層を有する積層構造と、 この積層構造の表面上に配設され、 Al組成比が0.
6以下のAlGaAsで構成され、一部が光の導波方向
に延びるリッジ状に突出してなる突出部とこの突出部の
両側で平坦に延在し上記活性層を覆う平坦部とを有する
第1の上クラッド層と、 この第1の上クラッド層の上記突出部の頂部を覆って配
設された、Al組成比が0.6を超えかつ上記第1の上
クラッド層よりも薄いAlGaAs薄層と、 このAlGaAs薄層を介して第1の上クラッド層の上
記突出部上に配設され、Al組成比が0.6以下のAl
GaAsで構成された第2の上クラッド層と、 この第2の上クラッド層と第1の上クラッド層の上記突
出部を埋め込むように上記第1の上クラッド層の平坦部
上に配設された電流阻止層と、 を備えた半導体レーザ。 4. An Al composition which is sequentially laminated on a semiconductor substrate.
The lower part made of AlGaAs having a ratio of 0.6 or less, respectively.
A layered structure having a cladding layer and an active layer, and disposed on the surface of the layered structure;
It is composed of 6 or less AlGaAs, and a part of it is in the waveguide direction of light.
Of the ridge extending in the shape of a ridge
A flat portion extending flat on both sides and covering the active layer
A first upper cladding layer; and a first upper cladding layer disposed over the top of the protrusion.
Provided that the Al composition ratio exceeds 0.6 and the first
An AlGaAs thin layer thinner than the cladding layer, and
Al is disposed on the protruding portion and has an Al composition ratio of 0.6 or less.
A second upper cladding layer made of GaAs, and the protrusions of the second upper cladding layer and the first upper cladding layer.
A flat portion of the first upper cladding layer so as to bury the protrusion.
And a current blocking layer disposed thereon .
のAlGaAsでそれぞれ構成された下クラッド層、活
性層、および第1の上クラッド層を順次積層し、さらに
Al組成比が0.3未満の第1のAlGaAs薄層、A
l組成比が0.6を超える第2のAlGaAs薄層、及
びAl組成比が0.6以下のAlGaAsの第2の上ク
ラッド層を順次積層する第1の工程と、 第2の上クラッド層の表面上にストライプ状の絶縁膜を
形成し、この絶縁膜をマスクとして、有機酸と過酸化水
素とを混合したエッチング液を用いて第2のAlGaA
s薄層が露呈するまでエッチングし、ストライプ状のリ
ッジを形成する第2の工程と、 第2の工程で露呈した第2のAlGaAs薄層を除去
し、第1のAlGaAs薄層を露呈させる第3の工程
と、 リッジの両側を埋め込むように第1のAlGaAs薄層
の上に電流阻止層を形成する第4の工程と、 を含む 半導体レーザの製造方法。5. An Al composition ratio of 0.6 or less on a semiconductor substrate.
Lower cladding layer composed of AlGaAs
An active layer and a first upper cladding layer,
A first AlGaAs thin layer having an Al composition ratio of less than 0.3, A
a second AlGaAs thin layer having a composition ratio of more than 0.6;
And a second overcoat of AlGaAs having an Al composition ratio of 0.6 or less.
A first step of sequentially stacking a lad layer, and forming a stripe-shaped insulating film on the surface of the second upper cladding layer.
Then, using this insulating film as a mask, an organic acid and
Second AlGaAs using an etching solution mixed with silicon
s Etch until the thin layer is exposed
A second step of forming an edge, and removing the second AlGaAs thin layer exposed in the second step.
A third step of exposing the first AlGaAs thin layer
And a first AlGaAs thin layer so as to bury both sides of the ridge.
The method of manufacturing a semiconductor laser comprising a fourth step, the forming a current blocking layer on top of.
s薄層の除去をフッ酸系のエッチング液を用いたウエッ
トエッチングによって行うことを特徴とする請求項4記
載の半導体レーザの製造方法。6. In a third step, a second AlGaAs is formed.
Remove the thin layer by using a hydrofluoric acid-based etchant.
5. The method according to claim 4, wherein the etching is performed by etching.
Manufacturing method of the semiconductor laser described above.
s薄層のAl組成比を0.8以上とするとともに第3の
工程の第2のAlGaAs薄層の除去を煮沸した塩酸を
エッチング液とするウエットエッチングによって行うこ
とを特徴とする請求項4記載の半導体レーザの製造方
法。 7. A second AlGaAs formed in a first step.
The Al composition ratio of the s thin layer is set to 0.8 or more and the third
The removal of the second thin layer of AlGaAs in the process
This should be performed by wet etching using an etchant.
5. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 4, wherein
Law.
のAlGaAsでそれぞれ構成された下クラッド層、活
性層、および第1の上クラッド層を順次積層し、さらに
Al組成比が0.6を超えるAlGaAs薄層、及びA
l組成比が0.6以下のAlGaAsの第2の上クラッ
ド層を順次積層する第1の工程と、 第2の上クラッド層の表面上にストライプ状の絶縁膜を
形成し、この絶縁膜をマスクとして、有機酸と過酸化水
素とを混合したエッチング液を用いてAlGaAs薄層
が露呈するまでエッチングし、ストライプ状のリッジを
形成する第2の工程と、 AlGaAsに対して選択性の少ないエッチング液を用
いて AlGaAs薄層を除去するとともに連続して第
1の上クラッド層の一部を除去しリッジの両側の第1の
上クラッド層の活性層からの厚みを所定の寸法に形成す
る第3の工程と、 第3の工程の後に、リッジの両側を埋め込むように第1
の上クラッド層の上に電流阻止層を形成する第4の工程
と、 を含む 半導体レーザの製造方法。8. An Al composition ratio of 0.6 or less on a semiconductor substrate.
Lower cladding layer composed of AlGaAs
An active layer and a first upper cladding layer,
An AlGaAs thin layer having an Al composition ratio of more than 0.6;
1 The second upper cladding of AlGaAs having a composition ratio of 0.6 or less.
A first step of sequentially laminating the gate layers, and forming a stripe-shaped insulating film on the surface of the second upper cladding layer.
Then, using this insulating film as a mask, an organic acid and
AlGaAs thin layer using an etching solution mixed with silicon
Until the ridges are exposed.
A second step of forming, and using an etching solution having low selectivity to AlGaAs.
To remove the thin layer of AlGaAs and continuously
1 to remove the upper cladding layer and remove the first
The thickness of the upper cladding layer from the active layer is
A third step, and after the third step, the first step is performed so as to bury both sides of the ridge.
Fourth step of forming a current blocking layer on the upper cladding layer
And a method of manufacturing a semiconductor laser including :
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6135492 | 1992-02-13 | ||
JP4-61354 | 1992-02-13 |
Publications (2)
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