JP3171307B2 - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3171307B2 JP3171307B2 JP15934295A JP15934295A JP3171307B2 JP 3171307 B2 JP3171307 B2 JP 3171307B2 JP 15934295 A JP15934295 A JP 15934295A JP 15934295 A JP15934295 A JP 15934295A JP 3171307 B2 JP3171307 B2 JP 3171307B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- slope
- angle
- active layer
- laser device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2238—Buried stripe structure with a terraced structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/14—Semiconductor lasers with special structural design for lasing in a specific polarisation mode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3077—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure plane dependent doping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34326—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ装置に関
し、特に埋め込み構造を用いない斜面発光型半導体レー
ザ装置に関する。
し、特に埋め込み構造を用いない斜面発光型半導体レー
ザ装置に関する。
【０００２】近年、０．６μｍ帯の可視光半導体レーザ
が、ＰＯＳ、光ディスク装置、レーザプリンタ等の光情
報処理装置の高性能化を実現できる光源として大いに期
待されている。
が、ＰＯＳ、光ディスク装置、レーザプリンタ等の光情
報処理装置の高性能化を実現できる光源として大いに期
待されている。
【０００３】
【従来の技術】従来用いられている典型的な半導体レー
ザ装置は、活性層を含むエピタキシャル積層をメサエッ
チして活性層の横方向寸法を確定し、その後メサ側面を
低屈折率媒質で埋め込む埋め込み構造を採用している。
ザ装置は、活性層を含むエピタキシャル積層をメサエッ
チして活性層の横方向寸法を確定し、その後メサ側面を
低屈折率媒質で埋め込む埋め込み構造を採用している。
【０００４】０．６μｍ帯の可視光半導体レーザとし
て、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザが期待されている。
ＡｌＧａＩｎＰ系材料はＡｌの制御性の点から、有機金
属化学気相エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）もしくは
分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）で成長する必要が
ある。これらの成長法によれば、Ａｌを含む層の上にＡ
ｌを含む層を成長することは表面酸化の防止が困難な点
から非常に困難である。従って、横モード制御のための
屈折率変化をＡｌを含む材料を埋め込むことによって形
成することは困難である。
て、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザが期待されている。
ＡｌＧａＩｎＰ系材料はＡｌの制御性の点から、有機金
属化学気相エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）もしくは
分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）で成長する必要が
ある。これらの成長法によれば、Ａｌを含む層の上にＡ
ｌを含む層を成長することは表面酸化の防止が困難な点
から非常に困難である。従って、横モード制御のための
屈折率変化をＡｌを含む材料を埋め込むことによって形
成することは困難である。
【０００５】また、０．６μｍ帯可視光半導体レーザ
は、低価格で低閾値電流、高出力の特性が要求されてい
る。さらに、キンクレベルが高く、効率が大きく、低消
費電力であり、遠視野像および近視野像が単峰性であ
り、非点収差が小さい等、ビーム特性が高安定であるこ
とが望まれる。
は、低価格で低閾値電流、高出力の特性が要求されてい
る。さらに、キンクレベルが高く、効率が大きく、低消
費電力であり、遠視野像および近視野像が単峰性であ
り、非点収差が小さい等、ビーム特性が高安定であるこ
とが望まれる。
【０００６】ＭＯＶＰＥ１回（一連）の成長で、半導体
レーザ装置を作製することができれば、ＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザ装置を低価格で作製することができる。
１回の成長でレーザ構造を形成することのできる種々の
提案がなされている。
レーザ装置を作製することができれば、ＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザ装置を低価格で作製することができる。
１回の成長でレーザ構造を形成することのできる種々の
提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１回
のＭＯＶＰＥ成長でレーザ構造を形成することのできる
半導体レーザ装置を提供することである。
のＭＯＶＰＥ成長でレーザ構造を形成することのできる
半導体レーザ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、表面に（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは
７＜ｎの実数）が表出した上側平坦面及び下側平坦面
と、前記上側及び下側平坦面を接続し、（ｍ１１）Ａ面
（ｍは２≦ｍ≦７の実数）が表出した斜面を持つＩＩＩ
−Ｖ化合物半導体の段差基板と、前記段差基板の表面上
に、かつ表面に沿うように形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の下側クラッド層と、前記下側クラッド層の上
に直接形成され、（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面
（ｎは７＜ｎの実数）が表出した２つの平坦面と、前記
２つの平坦面を接続し、（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦
７の実数）が表出した斜面を持つ活性層と、前記活性層
の上に直接形成され、前記平坦面に沿う領域のうち一部
の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体の上側クラッド層とを有し、前記上側クラッド層
において、前記上側平坦面に沿う領域と前記活性層の斜
面に沿う領域との境界と、前記活性層の斜面とのなす角
度、もしくは前記下側クラッド層において、前記上側平
坦面に沿う領域と前記活性層の斜面に沿う領域との境界
の延長と、前記活性層の斜面とのなす角度をθとしたと
き、前記下側クラッド層及び上側クラッド層の少なくと
も一方のクラッド層のうち、前記活性層側の少なくとも
一部の第１の厚さ領域における前記角度θと、前記一方
のクラッド層のうち、前記第１の厚さ領域以外の第２の
厚さ領域における前記角度θとが異なる半導体レーザ装
置が提供される。
と、表面に（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは
７＜ｎの実数）が表出した上側平坦面及び下側平坦面
と、前記上側及び下側平坦面を接続し、（ｍ１１）Ａ面
（ｍは２≦ｍ≦７の実数）が表出した斜面を持つＩＩＩ
−Ｖ化合物半導体の段差基板と、前記段差基板の表面上
に、かつ表面に沿うように形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の下側クラッド層と、前記下側クラッド層の上
に直接形成され、（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面
（ｎは７＜ｎの実数）が表出した２つの平坦面と、前記
２つの平坦面を接続し、（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦
７の実数）が表出した斜面を持つ活性層と、前記活性層
の上に直接形成され、前記平坦面に沿う領域のうち一部
の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体の上側クラッド層とを有し、前記上側クラッド層
において、前記上側平坦面に沿う領域と前記活性層の斜
面に沿う領域との境界と、前記活性層の斜面とのなす角
度、もしくは前記下側クラッド層において、前記上側平
坦面に沿う領域と前記活性層の斜面に沿う領域との境界
の延長と、前記活性層の斜面とのなす角度をθとしたと
き、前記下側クラッド層及び上側クラッド層の少なくと
も一方のクラッド層のうち、前記活性層側の少なくとも
一部の第１の厚さ領域における前記角度θと、前記一方
のクラッド層のうち、前記第１の厚さ領域以外の第２の
厚さ領域における前記角度θとが異なる半導体レーザ装
置が提供される。
【０００９】本発明の他の観点によると、前記第１の厚
さ領域における前記角度θを、ほぼ９０度とした半導体
レーザ装置が提供される。本発明の他の観点によると、
前記一方のクラッド層の前記第１の厚さ領域における前
記角度θが、前記一方のクラッド層の前記第２の厚さ領
域における前記角度θよりも大きい半導体レーザ装置が
提供される。
さ領域における前記角度θを、ほぼ９０度とした半導体
レーザ装置が提供される。本発明の他の観点によると、
前記一方のクラッド層の前記第１の厚さ領域における前
記角度θが、前記一方のクラッド層の前記第２の厚さ領
域における前記角度θよりも大きい半導体レーザ装置が
提供される。
【００１０】本発明の他の観点によると、表面に（１０
０）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が
表出した上側平坦面及び下側平坦面と、前記上側及び下
側平坦面を接続し、（ｍ１１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の
実数）が表出した斜面を持つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の
段差基板を準備する工程と、前記段差基板の上に、有機
金属気相エピタキシャル成長により、該段差基板の表面
に沿うようにＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の下側クラッド
層を形成する工程と、前記下側クラッド層の上に直接接
するように、（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎ
は７＜ｎの実数）が表出した２つの平坦面と、前記２つ
の平坦面を接続し、（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の
実数）が表出した斜面を持つ活性層を形成する工程と、
前記活性層の上に直接接するように、有機金属気相エピ
タキシャル成長により、前記平坦面に沿う領域のうち一
部の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の上側クラッド層を形成する工程とを含み、前
記下側クラッド層を形成する工程と上側クラッド層を形
成する工程のうち少なくとも一方の工程が、第１のＶ／
ＩＩＩ比でソースガスを供給してＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を成長させる第１工程と、その後、前記第１のＶ／
ＩＩＩ比とは異なる第２のＶ／ＩＩＩ比でソースガスを
供給してＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる第２工
程とを含む半導体レーザ装置の製造方法が提供される。
０）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が
表出した上側平坦面及び下側平坦面と、前記上側及び下
側平坦面を接続し、（ｍ１１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の
実数）が表出した斜面を持つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の
段差基板を準備する工程と、前記段差基板の上に、有機
金属気相エピタキシャル成長により、該段差基板の表面
に沿うようにＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の下側クラッド
層を形成する工程と、前記下側クラッド層の上に直接接
するように、（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎ
は７＜ｎの実数）が表出した２つの平坦面と、前記２つ
の平坦面を接続し、（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の
実数）が表出した斜面を持つ活性層を形成する工程と、
前記活性層の上に直接接するように、有機金属気相エピ
タキシャル成長により、前記平坦面に沿う領域のうち一
部の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の上側クラッド層を形成する工程とを含み、前
記下側クラッド層を形成する工程と上側クラッド層を形
成する工程のうち少なくとも一方の工程が、第１のＶ／
ＩＩＩ比でソースガスを供給してＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を成長させる第１工程と、その後、前記第１のＶ／
ＩＩＩ比とは異なる第２のＶ／ＩＩＩ比でソースガスを
供給してＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる第２工
程とを含む半導体レーザ装置の製造方法が提供される。
【００１１】本発明の他の観点によると、表面に（１０
０）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が
表出した上側平坦面及び下側平坦面と、前記上側及び下
側平坦面を接続し、（ｍ１１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の
実数）が表出した斜面を持つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の
段差基板と、前記段差基板の上に、該段差基板の表面に
沿うように形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からな
る下側クラッド層と、前記下側クラッド層の上に直接形
成され、（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７
＜ｎの実数）が表出した２つの平坦面と、前記２つの平
坦面を接続し、（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の実
数）が表出した斜面を持つ活性層と、前記活性層の上に
直接形成され、前記平坦面に沿う領域のうち一部の厚さ
領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
からなる上側クラッド層とを有し、前記下側クラッド層
と上側クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層
が、前記活性層に平行に配置された歪を有する層を含む
半導体レーザ装置が提供される。
０）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が
表出した上側平坦面及び下側平坦面と、前記上側及び下
側平坦面を接続し、（ｍ１１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の
実数）が表出した斜面を持つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の
段差基板と、前記段差基板の上に、該段差基板の表面に
沿うように形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からな
る下側クラッド層と、前記下側クラッド層の上に直接形
成され、（１００）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７
＜ｎの実数）が表出した２つの平坦面と、前記２つの平
坦面を接続し、（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の実
数）が表出した斜面を持つ活性層と、前記活性層の上に
直接形成され、前記平坦面に沿う領域のうち一部の厚さ
領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
からなる上側クラッド層とを有し、前記下側クラッド層
と上側クラッド層のうち少なくとも一方のクラッド層
が、前記活性層に平行に配置された歪を有する層を含む
半導体レーザ装置が提供される。
【００１２】
【作用】クラッド層において、平坦面に沿う領域と斜面
に沿う領域との境界と活性層の斜面とのなす角度を、９
０度からずらすことにより、キャリアが活性層の斜面部
の上側もしくは下側に集中して注入されるようになる。
キャリアが活性層の斜面部の上側もしくは下側の一方に
集中することにより、キャリアが集中した部分で安定的
に発光する。従って、発光領域を安定させることができ
る。
に沿う領域との境界と活性層の斜面とのなす角度を、９
０度からずらすことにより、キャリアが活性層の斜面部
の上側もしくは下側に集中して注入されるようになる。
キャリアが活性層の斜面部の上側もしくは下側の一方に
集中することにより、キャリアが集中した部分で安定的
に発光する。従って、発光領域を安定させることができ
る。
【００１３】斜面発光型半導体レーザ装置の光強度分布
は、活性層の斜面部にほぼ平行な長軸を有する楕円形状
になる。また、レーザ光の偏光方向は、活性層近傍のク
ラッド層において、平坦面に沿う領域と斜面に沿う領域
との境界と斜面とのなす角度によって変化する。この角
度をほぼ９０度とすることにより、偏光方向を光強度分
布の長軸方向に沿わせることができる。
は、活性層の斜面部にほぼ平行な長軸を有する楕円形状
になる。また、レーザ光の偏光方向は、活性層近傍のク
ラッド層において、平坦面に沿う領域と斜面に沿う領域
との境界と斜面とのなす角度によって変化する。この角
度をほぼ９０度とすることにより、偏光方向を光強度分
布の長軸方向に沿わせることができる。
【００１４】平坦面に沿う領域と斜面に沿う領域との境
界と斜面とのなす角度は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成
長時のＶ／ＩＩＩ比を変えることにより、制御すること
ができる。
界と斜面とのなす角度は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成
長時のＶ／ＩＩＩ比を変えることにより、制御すること
ができる。
【００１５】活性層に平行に、歪を有する層を挿入する
ことにより、偏光方向と光強度分布の長軸方向とのずれ
角を小さくすることができる。
ことにより、偏光方向と光強度分布の長軸方向とのずれ
角を小さくすることができる。
【００１６】
【実施例】本発明の理解を容易にするため、本発明者ら
の先の提案から説明する。図１は、本発明者らの先の提
案（特願平４−２５０２８０号）による斜面発光型半導
体レーザ装置を示す。ｎ型ＧａＡｓ基板１は、（１０
０）主面を有し、段差部の斜面には（３１１）Ａ面等が
表出している。ＧａＡｓ基板１の上には、ｎ型ＧａＡｓ
バッファ層２が形成され、その上にｎ型ＧａＩｎＰ中間
層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４が形成されてい
る。ＧａＩｎＰ中間層３は、ＧａＡｓバッファ層２とＡ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４の中間のバンドギャップを有
し、ヘテロ界面による電位障壁を緩和する。
の先の提案から説明する。図１は、本発明者らの先の提
案（特願平４−２５０２８０号）による斜面発光型半導
体レーザ装置を示す。ｎ型ＧａＡｓ基板１は、（１０
０）主面を有し、段差部の斜面には（３１１）Ａ面等が
表出している。ＧａＡｓ基板１の上には、ｎ型ＧａＡｓ
バッファ層２が形成され、その上にｎ型ＧａＩｎＰ中間
層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４が形成されてい
る。ＧａＩｎＰ中間層３は、ＧａＡｓバッファ層２とＡ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４の中間のバンドギャップを有
し、ヘテロ界面による電位障壁を緩和する。
【００１７】ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４の上に多
重量子井戸（ＭＱＷ）活性層５が形成されている。活性
層５はノンドープであり、下地結晶の形状にならって平
坦部と斜面部とを有する。活性層５は、ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層６、７、及び８の積層構造によって覆われ
る。活性層斜面部に電流が流れると、発光性再結合が行
われ、光が発生する。この光は、活性層のストライプ状
斜面部を往復するが、横方向に広がろうとすると上下ク
ラッド層中に浸入してしまう。クラッド層は活性層より
も屈折率が低いため、レーザ光の分布は横方向で斜面部
内に制限される。このようにして、横方向の光とじ込め
が行われる。
重量子井戸（ＭＱＷ）活性層５が形成されている。活性
層５はノンドープであり、下地結晶の形状にならって平
坦部と斜面部とを有する。活性層５は、ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層６、７、及び８の積層構造によって覆われ
る。活性層斜面部に電流が流れると、発光性再結合が行
われ、光が発生する。この光は、活性層のストライプ状
斜面部を往復するが、横方向に広がろうとすると上下ク
ラッド層中に浸入してしまう。クラッド層は活性層より
も屈折率が低いため、レーザ光の分布は横方向で斜面部
内に制限される。このようにして、横方向の光とじ込め
が行われる。
【００１８】ｐ型第１クラッド層６の上には、ｐ型領域
とｎ型領域を有するＡｌＧａＩｎＰ層７が形成されてい
る。このＡｌＧａＩｎＰ層７には、図２に示すように、
ＳｅとＺｎの両型不純物がドープされている。ｎ型不純
物であるＳｅは、●で示すように（１００）面で取込ま
れ率が高く、（３１１）Ａ面に向うにしたがって取込ま
れ率が低下する。ｐ型不純物Ｚｎは、○で示すように
（３１１）Ａ面で取込まれ率が高く、（１００）面に向
って取込まれ率が低下する。従って、ＳｅとＺｎをドー
プしたＡｌＧａＩｎＰ層７においては、面方位によって
両不純物の取込まれ率が異なり、結果として■と□で示
されるようなキャリア濃度を示す。すなわち、（１０
０）平坦面においてはｎ型となり、（３１１）Ａ面近傍
の面においてはｐ型となる。
とｎ型領域を有するＡｌＧａＩｎＰ層７が形成されてい
る。このＡｌＧａＩｎＰ層７には、図２に示すように、
ＳｅとＺｎの両型不純物がドープされている。ｎ型不純
物であるＳｅは、●で示すように（１００）面で取込ま
れ率が高く、（３１１）Ａ面に向うにしたがって取込ま
れ率が低下する。ｐ型不純物Ｚｎは、○で示すように
（３１１）Ａ面で取込まれ率が高く、（１００）面に向
って取込まれ率が低下する。従って、ＳｅとＺｎをドー
プしたＡｌＧａＩｎＰ層７においては、面方位によって
両不純物の取込まれ率が異なり、結果として■と□で示
されるようなキャリア濃度を示す。すなわち、（１０
０）平坦面においてはｎ型となり、（３１１）Ａ面近傍
の面においてはｐ型となる。
【００１９】従って、図１の構成に示すようにＡｌＧａ
ＩｎＰ層７は、斜面部ではｐ型の第２クラッド層７ａと
なり、平坦部ではｎ型の電流ブロック層７ｂとなる。Ａ
ｌＧａＩｎＰ層７の上には、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第３ク
ラッド層８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層９、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層１０が積層されている。
ＩｎＰ層７は、斜面部ではｐ型の第２クラッド層７ａと
なり、平坦部ではｎ型の電流ブロック層７ｂとなる。Ａ
ｌＧａＩｎＰ層７の上には、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第３ク
ラッド層８、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層９、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層１０が積層されている。
【００２０】バッファ層２からコンタクト層１０までの
積層は、一連のＭＯＶＰＥ成長によって形成される。こ
のようにして、１回のＭＯＶＰＥ成長によって０．６μ
ｍ帯半導体レーザ構造を作成することができる。
積層は、一連のＭＯＶＰＥ成長によって形成される。こ
のようにして、１回のＭＯＶＰＥ成長によって０．６μ
ｍ帯半導体レーザ構造を作成することができる。
【００２１】この斜面発光型レーザ装置は低非点収差で
あるが、斜面の幅を約３μｍ程度として形成すると、斜
面全体で発光しにくい。斜面の上側もしくは下側で発光
し、かつ上側部分に局在していた光分布が下側部分に移
り、下側部分に局在していた光分布が上側部分に移るよ
うな現象が生じる。すなわち、発光領域が不安定であ
る。
あるが、斜面の幅を約３μｍ程度として形成すると、斜
面全体で発光しにくい。斜面の上側もしくは下側で発光
し、かつ上側部分に局在していた光分布が下側部分に移
り、下側部分に局在していた光分布が上側部分に移るよ
うな現象が生じる。すなわち、発光領域が不安定であ
る。
【００２２】以下、発光領域が不安定な原因を検討す
る。図３（Ａ）に示すように、ｎ型半導体基板１１１が
平坦部と斜面部とを有し、その上にｎ型下側クラッド層
１１２、活性層１１３、上側ｐ型クラッド層１１４が形
成されているとする。
る。図３（Ａ）に示すように、ｎ型半導体基板１１１が
平坦部と斜面部とを有し、その上にｎ型下側クラッド層
１１２、活性層１１３、上側ｐ型クラッド層１１４が形
成されているとする。
【００２３】上側ｐ型クラッド層１１４は、成長の進行
と共に平坦部と斜面部との境界を図中左側に次第に移し
ている。この上側クラッド層１１４の平坦部において
は、ｐ型不純物とｎ型不純物の取込確率の差により、中
間にｎ型電流ブロック層１１５が形成されている。
と共に平坦部と斜面部との境界を図中左側に次第に移し
ている。この上側クラッド層１１４の平坦部において
は、ｐ型不純物とｎ型不純物の取込確率の差により、中
間にｎ型電流ブロック層１１５が形成されている。
【００２４】したがって、活性層１１３の斜面部ＢＦに
上側から進入するキャリアは、上側クラッド層１１４の
上面の斜面部ＤＧから注入されると考えることができ
る。もし、ＤＧの中点Ｃから活性層の斜面部に下した垂
線の足Ｅが活性層斜面部ＢＦの中点Ａと一致していれ
ば、活性層１１３の斜面部において、上半分ＡＦで発光
する確率と下半分ＢＡで発光する確率とは等しい。
上側から進入するキャリアは、上側クラッド層１１４の
上面の斜面部ＤＧから注入されると考えることができ
る。もし、ＤＧの中点Ｃから活性層の斜面部に下した垂
線の足Ｅが活性層斜面部ＢＦの中点Ａと一致していれ
ば、活性層１１３の斜面部において、上半分ＡＦで発光
する確率と下半分ＢＡで発光する確率とは等しい。
【００２５】キャリア供給源が斜面ＤＧに一様に分布せ
ず、斜面ＤＧの左半分もしくは右半分に偏って分布する
と、キャリア供給源の分布に対応して活性層１１３の斜
面ＢＦの左半分もしくは右半分で発光する確率が高くな
る。このため、発光領域が不安定になると考えられる。
ず、斜面ＤＧの左半分もしくは右半分に偏って分布する
と、キャリア供給源の分布に対応して活性層１１３の斜
面ＢＦの左半分もしくは右半分で発光する確率が高くな
る。このため、発光領域が不安定になると考えられる。
【００２６】図３（Ｂ）は、発明者が特開平７−６６４
９５号に開示した発光領域を安定化させるための半導体
レーザ素子の構成を概略的に示す。ストライプ状斜面部
を有する半導体基板１１１の表面上に、下側クラッド層
１１２、活性層１１３、上側クラッド層１１４が連続的
にエピタキシャル成長されている。また、上側クラッド
層１１４の中間においては、平坦部に逆導電型の電流ブ
ロック層１１５が形成されている。電流ブロック層１１
５に挟まれた中間の領域を、実質的にキャリアが流れる
領域と考え、キャリアが上側から活性層に進入する領域
をＢ’Ｆ’Ｇ’Ｄ’とする。
９５号に開示した発光領域を安定化させるための半導体
レーザ素子の構成を概略的に示す。ストライプ状斜面部
を有する半導体基板１１１の表面上に、下側クラッド層
１１２、活性層１１３、上側クラッド層１１４が連続的
にエピタキシャル成長されている。また、上側クラッド
層１１４の中間においては、平坦部に逆導電型の電流ブ
ロック層１１５が形成されている。電流ブロック層１１
５に挟まれた中間の領域を、実質的にキャリアが流れる
領域と考え、キャリアが上側から活性層に進入する領域
をＢ’Ｆ’Ｇ’Ｄ’とする。
【００２７】斜面上でのエピタキシャル成長速度が平坦
部上でのエピタキシャル成長速度よりも速い場合、エピ
タキシャル層の上面の斜面部Ｄ’Ｇ’の中点Ｃ’から活
性層に下した垂線の足Ｅ’は、活性層の斜面部Ｂ’Ｆ’
の中点Ａ’よりも下側に配置されることになる。従っ
て、図３（Ｂ）のような構成を実現し、上側から活性層
にキャリアを供給すると、これらのキャリアは活性層の
下側部分に集中して注入され、活性層の斜面部の下側が
安定な発光領域となる。
部上でのエピタキシャル成長速度よりも速い場合、エピ
タキシャル層の上面の斜面部Ｄ’Ｇ’の中点Ｃ’から活
性層に下した垂線の足Ｅ’は、活性層の斜面部Ｂ’Ｆ’
の中点Ａ’よりも下側に配置されることになる。従っ
て、図３（Ｂ）のような構成を実現し、上側から活性層
にキャリアを供給すると、これらのキャリアは活性層の
下側部分に集中して注入され、活性層の斜面部の下側が
安定な発光領域となる。
【００２８】図３（Ｂ）に示すような断面形状を有する
積層構造を得るためには、クラッド層の斜面部上の厚さ
（または成長速度）と平坦部上の厚さ（または成長速
度）の比を適当な値に選択すればよい。
積層構造を得るためには、クラッド層の斜面部上の厚さ
（または成長速度）と平坦部上の厚さ（または成長速
度）の比を適当な値に選択すればよい。
【００２９】図４は、斜面部上と平坦部上との膜厚比
（斜平比）Ｒの成長温度依存性を（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの場合を例にとって示す。縦軸に平坦部
での厚さｔ２に対する斜面部での厚さｔ１の比Ｒ＝ｔ１
／ｔ２を示し、横軸に成長温度を℃で示す。
（斜平比）Ｒの成長温度依存性を（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの場合を例にとって示す。縦軸に平坦部
での厚さｔ２に対する斜面部での厚さｔ１の比Ｒ＝ｔ１
／ｔ２を示し、横軸に成長温度を℃で示す。
【００３０】曲線Ｒ１は、Ｖ／ＩＩＩ比αが３３０の場
合を示し、曲線Ｒ２はＶ／ＩＩＩ比αが１８０の場合を
示す。なお、平坦部としては、（１００）面から６°オ
フした面をとり、斜面部として（４１１）Ａ面をとった
場合を示す。
合を示し、曲線Ｒ２はＶ／ＩＩＩ比αが１８０の場合を
示す。なお、平坦部としては、（１００）面から６°オ
フした面をとり、斜面部として（４１１）Ａ面をとった
場合を示す。
【００３１】図に示すように、膜厚比Ｒは、温度の上昇
と共に低下し、α＝１８０の場合には約７１５℃よりも
低温部分で１以上、高温部分で１以下となる。α＝３３
０の場合には、６９０〜７３０の温度範囲においては、
Ｒ＞１であり、温度の上昇と共にＲは約１．７から約
１．１に低下する。
と共に低下し、α＝１８０の場合には約７１５℃よりも
低温部分で１以上、高温部分で１以下となる。α＝３３
０の場合には、６９０〜７３０の温度範囲においては、
Ｒ＞１であり、温度の上昇と共にＲは約１．７から約
１．１に低下する。
【００３２】このことから、成長温度もしくはＶ／ＩＩ
Ｉ比を適当に選択することにより、所望の斜平比Ｒを得
られることがわかる。図３（Ａ）もしくは図３（Ｂ）に
示す半導体レーザ装置の遠視野像は単峰性であるが、近
視野像が双峰性もしくは非対称形状になる場合がある。
発明者は、活性層１１３の平坦部の延長と斜面部とのな
す角度を１２度よりも小さくするか、または活性層１１
３の斜面部ＢＦもしくはＢ’Ｆ’の幅を２．５μｍより
も小さくすることにより、単峰性の近視野像を得ること
ができることを、特願平５−３３７５４１号に開示し
た。
Ｉ比を適当に選択することにより、所望の斜平比Ｒを得
られることがわかる。図３（Ａ）もしくは図３（Ｂ）に
示す半導体レーザ装置の遠視野像は単峰性であるが、近
視野像が双峰性もしくは非対称形状になる場合がある。
発明者は、活性層１１３の平坦部の延長と斜面部とのな
す角度を１２度よりも小さくするか、または活性層１１
３の斜面部ＢＦもしくはＢ’Ｆ’の幅を２．５μｍより
も小さくすることにより、単峰性の近視野像を得ること
ができることを、特願平５−３３７５４１号に開示し
た。
【００３３】このようにして、発光領域が安定し、かつ
単峰性の近視野像を有する半導体レーザ装置を得ること
が可能になる。図３（Ｂ）に示す構成の半導体レーザ装
置を作製してレーザ発光特性を調査したところ、レーザ
光の電界ベクトル方向（偏光方向）と活性層とが平行に
ならず、ある角度を有することがわかった。
単峰性の近視野像を有する半導体レーザ装置を得ること
が可能になる。図３（Ｂ）に示す構成の半導体レーザ装
置を作製してレーザ発光特性を調査したところ、レーザ
光の電界ベクトル方向（偏光方向）と活性層とが平行に
ならず、ある角度を有することがわかった。
【００３４】図５は、斜面発光型レーザ装置の光分布と
偏光方向を示す。ストライプ状斜面部を有する半導体基
板１１１の表面上に、下側クラッド層１１２、活性層１
１３、上側クラッド層１１４、コンタクト層１１８が連
続的にエピタキシャル成長されている。また、上側クラ
ッド層１１４の中間においては、平坦部に逆導電型の電
流ブロック層１１５が形成されている。
偏光方向を示す。ストライプ状斜面部を有する半導体基
板１１１の表面上に、下側クラッド層１１２、活性層１
１３、上側クラッド層１１４、コンタクト層１１８が連
続的にエピタキシャル成長されている。また、上側クラ
ッド層１１４の中間においては、平坦部に逆導電型の電
流ブロック層１１５が形成されている。
【００３５】レーザ光は、活性層１１３の斜面部近傍に
楕円１１６で示す領域に分布している。光強度分布１１
６の長軸は活性層に平行である。これに対し、レーザ光
の偏光方向は、矢印１１７で示すように活性層の斜面部
と角度θ2 をなす方向を向く。すなわち、レーザ光の偏
光方向が光強度分布の長軸方向からずれた方向になる。
このようなレーザ光源は、光磁気ディスク装置のように
レーザ光の偏光方向の旋回を利用するような装置の光源
としては不向きである。光強度分布の長軸方向と偏光方
向とを一致させることが望まれる。
楕円１１６で示す領域に分布している。光強度分布１１
６の長軸は活性層に平行である。これに対し、レーザ光
の偏光方向は、矢印１１７で示すように活性層の斜面部
と角度θ2 をなす方向を向く。すなわち、レーザ光の偏
光方向が光強度分布の長軸方向からずれた方向になる。
このようなレーザ光源は、光磁気ディスク装置のように
レーザ光の偏光方向の旋回を利用するような装置の光源
としては不向きである。光強度分布の長軸方向と偏光方
向とを一致させることが望まれる。
【００３６】発明者は、偏光方向と活性層の斜面部との
なす角θ2 が、図の破線で示す斜面部と上側平坦部との
境界線と活性層の斜面部とのなす角θ1 の大きさに依存
することを見いだした。
なす角θ2 が、図の破線で示す斜面部と上側平坦部との
境界線と活性層の斜面部とのなす角θ1 の大きさに依存
することを見いだした。
【００３７】図６は、偏光方向と活性層とのなす角θ2
の角度θ1 依存性を示す。横軸は斜面部と上側平坦部と
の境界線と活性層の斜面部とのなす角θ1 、縦軸は偏光
方向と活性層の斜面部とのなす角θ2 を、共に単位
「度」で表す。
の角度θ1 依存性を示す。横軸は斜面部と上側平坦部と
の境界線と活性層の斜面部とのなす角θ1 、縦軸は偏光
方向と活性層の斜面部とのなす角θ2 を、共に単位
「度」で表す。
【００３８】角度θ1 が６０度のとき、角度θ2 が約＋
１５度になり、角度θ1 が増加するに従って、角度θ2
が減少する。角度θ1 が約９０度のときに角度θ2 がほ
ぼ０度、すなわち偏光方向と活性層の斜面部とがほぼ平
行になる。
１５度になり、角度θ1 が増加するに従って、角度θ2
が減少する。角度θ1 が約９０度のときに角度θ2 がほ
ぼ０度、すなわち偏光方向と活性層の斜面部とがほぼ平
行になる。
【００３９】図５及び図６では、上側平坦部と斜面部と
の境界線と斜面とのなす角に着目して説明した。斜面部
と平坦部との２本の境界線が相互に平行である場合に
は、一方の境界線のみに着目すればよいが、これらは厳
密には平行にならない。上側平坦部と斜面部との境界線
と斜面とのなす角度と、下側平坦部と斜面部との境界線
と斜面の延長とのなす角度とが、２０度以上異なる場合
もある。この場合、一方の境界線と斜面とのなす角が約
９０度になるようにするか、もしくは２つの角度の平均
がほぼ９０度になるようにすればよい。
の境界線と斜面とのなす角に着目して説明した。斜面部
と平坦部との２本の境界線が相互に平行である場合に
は、一方の境界線のみに着目すればよいが、これらは厳
密には平行にならない。上側平坦部と斜面部との境界線
と斜面とのなす角度と、下側平坦部と斜面部との境界線
と斜面の延長とのなす角度とが、２０度以上異なる場合
もある。この場合、一方の境界線と斜面とのなす角が約
９０度になるようにするか、もしくは２つの角度の平均
がほぼ９０度になるようにすればよい。
【００４０】図６で説明したように、境界線と斜面との
なす角を約９０度とすることにより、偏光方向と活性層
斜面部とのなす角を小さくすることができる。ただし、
境界線と斜面とのなす角を９０度とすると、図３（Ａ）
で説明したように発光領域が不安定になったり近視野像
の単峰性が悪化する。さらに、図１に示すＧａＡｓコン
タクト層１０に直径約１μｍ程度のピット状の欠陥が多
くなる。ピット状欠陥はレーザ装置の寿命を短くする。
なす角を約９０度とすることにより、偏光方向と活性層
斜面部とのなす角を小さくすることができる。ただし、
境界線と斜面とのなす角を９０度とすると、図３（Ａ）
で説明したように発光領域が不安定になったり近視野像
の単峰性が悪化する。さらに、図１に示すＧａＡｓコン
タクト層１０に直径約１μｍ程度のピット状の欠陥が多
くなる。ピット状欠陥はレーザ装置の寿命を短くする。
【００４１】図７は、ＧａＡｓコンタクト層の下側に成
長されているクラッド層のＶ／ＩＩＩ比とピット状欠陥
密度との関係を示す。横軸はＶ／ＩＩＩ比を表し、縦軸
はピット状欠陥密度を単位ｃｍ-2で表す。
長されているクラッド層のＶ／ＩＩＩ比とピット状欠陥
密度との関係を示す。横軸はＶ／ＩＩＩ比を表し、縦軸
はピット状欠陥密度を単位ｃｍ-2で表す。
【００４２】ピット状欠陥密度は、Ｖ／ＩＩＩ比が約１
３０のときに約１０7 ｃｍ-2であり、Ｖ／ＩＩＩ比を増
加させると欠陥密度は減少する。Ｖ／ＩＩＩ比を２５０
以上とすればピット状欠陥密度は１０5 ｃｍ-2以下にな
り、実用上問題ない程度まで減少する。ＧａＡｓコンタ
クト層を成長する前のＡｌＧａＩｎＰクラッド層成長時
のＶ／ＩＩＩ比を２５０以上とすることにより、ピット
状欠陥が増加するという問題を解決することができる。
３０のときに約１０7 ｃｍ-2であり、Ｖ／ＩＩＩ比を増
加させると欠陥密度は減少する。Ｖ／ＩＩＩ比を２５０
以上とすればピット状欠陥密度は１０5 ｃｍ-2以下にな
り、実用上問題ない程度まで減少する。ＧａＡｓコンタ
クト層を成長する前のＡｌＧａＩｎＰクラッド層成長時
のＶ／ＩＩＩ比を２５０以上とすることにより、ピット
状欠陥が増加するという問題を解決することができる。
【００４３】また、活性層近傍のみを図３（Ａ）のよう
に境界線と斜面とのなす角がほぼ９０度になるような構
造とし、その上下の層を図３（Ｂ）のように斜面部の膜
厚が平坦部の膜厚よりも厚い構造とすることによって、
発光領域の不安定性及び近視野像の単峰性の悪化といっ
た問題を解決できることがわかった。これは、偏光方向
が主に活性層近傍の層構造によって決まり、発光領域及
び近視野像形状は活性層近傍のみではなくもっと広範囲
の層構造の影響を受けるためと考えられる。
に境界線と斜面とのなす角がほぼ９０度になるような構
造とし、その上下の層を図３（Ｂ）のように斜面部の膜
厚が平坦部の膜厚よりも厚い構造とすることによって、
発光領域の不安定性及び近視野像の単峰性の悪化といっ
た問題を解決できることがわかった。これは、偏光方向
が主に活性層近傍の層構造によって決まり、発光領域及
び近視野像形状は活性層近傍のみではなくもっと広範囲
の層構造の影響を受けるためと考えられる。
【００４４】図８（Ａ）は、上記考察に基づいた構造を
有する第１の実施例による半導体レーザ装置を示す。以
下、第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を
説明する。
有する第１の実施例による半導体レーザ装置を示す。以
下、第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を
説明する。
【００４５】Ｓｉがドープされてキャリア濃度４×１０
18ｃｍ-3のｎ型とされ、（１００）面から（１１１）Ａ
面に向って６度オフした主面を有するＧａＡｓ基板を準
備する。このｎ型ＧａＡｓ基板の表面上に、幅１５０μ
ｍ、間隔１５０μｍで［０１−１］方向に延在するホト
レジストパターンを形成する。
18ｃｍ-3のｎ型とされ、（１００）面から（１１１）Ａ
面に向って６度オフした主面を有するＧａＡｓ基板を準
備する。このｎ型ＧａＡｓ基板の表面上に、幅１５０μ
ｍ、間隔１５０μｍで［０１−１］方向に延在するホト
レジストパターンを形成する。
【００４６】ホトレジストパターンをエッチングマスク
として、基板の主面と斜面とのなす角度が約１４度程度
になるようにＨＦ系溶液によって基板表面を約０．５μ
ｍの深さまでエッチングする。この場合の斜面の面方位
はほぼ（４１１）Ａ面である。その後、ホトレジストパ
ターンを除去する。このようにして、上側平坦面（元の
基板表面）と下側平坦面、及び両平坦面を接続する斜面
を有するｎ型ＧａＡｓ段差基板を得る。
として、基板の主面と斜面とのなす角度が約１４度程度
になるようにＨＦ系溶液によって基板表面を約０．５μ
ｍの深さまでエッチングする。この場合の斜面の面方位
はほぼ（４１１）Ａ面である。その後、ホトレジストパ
ターンを除去する。このようにして、上側平坦面（元の
基板表面）と下側平坦面、及び両平坦面を接続する斜面
を有するｎ型ＧａＡｓ段差基板を得る。
【００４７】斜面を有する段差基板２０上にｎ型バッフ
ァ層２１を形成する。バッファ層２１は、ＧａＡｓ層と
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層との２層構造である。まず、ＭＯ
ＶＰＥで厚さ１．５μｍ、ｎ型キャリア濃度５×１０17
ｃｍ-3のＧａＡｓ層を成長させる。使用するソースガス
は、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）とアルシン（ＡｓＨ
3 ）、ドーパントはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比は１００、成長温度は６７０℃、成長速度は１μｍ
／時である。
ァ層２１を形成する。バッファ層２１は、ＧａＡｓ層と
Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層との２層構造である。まず、ＭＯ
ＶＰＥで厚さ１．５μｍ、ｎ型キャリア濃度５×１０17
ｃｍ-3のＧａＡｓ層を成長させる。使用するソースガス
は、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）とアルシン（ＡｓＨ
3 ）、ドーパントはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比は１００、成長温度は６７０℃、成長速度は１μｍ
／時である。
【００４８】なお、成長圧力は５０ｔｏｒｒ、ソースガ
スの総流量は８ｓｌｍ、成長効率は約８００μｍ／ｍｏ
ｌ、キャリアガスは水素である。これらの条件は、バッ
ファ層２１の上にＭＯＶＰＥで成長させる各層に関して
共通である。
スの総流量は８ｓｌｍ、成長効率は約８００μｍ／ｍｏ
ｌ、キャリアガスは水素である。これらの条件は、バッ
ファ層２１の上にＭＯＶＰＥで成長させる各層に関して
共通である。
【００４９】次に、成長温度を６７０℃から７１０℃ま
で緩やかに変化させ、厚さ０．１μｍ、ｎ型キャリア濃
度約１×１０18ｃｍ-3のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層を成長さ
せる。使用するソースガスは、トリエチルガリウム（Ｔ
ＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、フォスフィ
ン（ＰＨ3 ）、ドーパントはＳｉ2 Ｈ6 、Ｖ／ＩＩＩ比
は５００、成長速度は１μｍ／時である。
で緩やかに変化させ、厚さ０．１μｍ、ｎ型キャリア濃
度約１×１０18ｃｍ-3のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層を成長さ
せる。使用するソースガスは、トリエチルガリウム（Ｔ
ＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、フォスフィ
ン（ＰＨ3 ）、ドーパントはＳｉ2 Ｈ6 、Ｖ／ＩＩＩ比
は５００、成長速度は１μｍ／時である。
【００５０】次に、厚さ１．５μｍ、ｎ型キャリア濃度
５×１０17ｃｍ-3のｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２２を成長させる。使用するソースガ
スはトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ＴＥＧ、ＴＭ
Ｉ、ＰＨ3 、ドーパントはＳｉ2 Ｈ6 、Ｖ／ＩＩＩ比は
３３０、成長温度は７１０℃、成長速度は２μｍ／時で
ある。上記条件で成長させると、図４に示すグラフから
膜厚比Ｒが約１．３になるため、クラッド層２２の斜面
部が徐々に下側平坦部に移動するように成長する。
５×１０17ｃｍ-3のｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２２を成長させる。使用するソースガ
スはトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ＴＥＧ、ＴＭ
Ｉ、ＰＨ3 、ドーパントはＳｉ2 Ｈ6 、Ｖ／ＩＩＩ比は
３３０、成長温度は７１０℃、成長速度は２μｍ／時で
ある。上記条件で成長させると、図４に示すグラフから
膜厚比Ｒが約１．３になるため、クラッド層２２の斜面
部が徐々に下側平坦部に移動するように成長する。
【００５１】次に、厚さ０．５μｍ、ｎ型キャリア濃度
５×１０17ｃｍ-3のｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２３を成長させる。ソースガスのＶ／
ＩＩＩ比は１６０であり、その他の条件はＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層２２の成長条件と同様である。成長温度を
７１０℃、Ｖ／ＩＩＩ比を１６０とすると、クラッド層
２２は、その斜面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ垂
直になるように成長する。
５×１０17ｃｍ-3のｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２３を成長させる。ソースガスのＶ／
ＩＩＩ比は１６０であり、その他の条件はＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層２２の成長条件と同様である。成長温度を
７１０℃、Ｖ／ＩＩＩ比を１６０とすると、クラッド層
２２は、その斜面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ垂
直になるように成長する。
【００５２】次に、ＭＱＷ活性層２４を成長させる。Ｍ
ＱＷ活性層２４は、図８（Ｂ）に示すように（Ａｌ0.4
Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐで形成されるガイド（バリ
ア）層４５ａと、Ｇａ0.44Ｉｎ0.56Ａｓ0.08Ｐ0.92で形
成される量子井戸層４５ｂの交互積層で形成される。量
子井戸層は、約１％の歪みを有する。ガイド層は、厚さ
５ｎｍで４層、量子井戸層は厚さ６ｎｍで３層成長させ
る。ガイド層成長時のＶ／ＩＩＩ比は４００、量子井戸
層成長時のＶ／ＩＩＩ比は５００であり、共に成長温度
は７１０℃、成長速度は１μｍ／時である。
ＱＷ活性層２４は、図８（Ｂ）に示すように（Ａｌ0.4
Ｇａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐで形成されるガイド（バリ
ア）層４５ａと、Ｇａ0.44Ｉｎ0.56Ａｓ0.08Ｐ0.92で形
成される量子井戸層４５ｂの交互積層で形成される。量
子井戸層は、約１％の歪みを有する。ガイド層は、厚さ
５ｎｍで４層、量子井戸層は厚さ６ｎｍで３層成長させ
る。ガイド層成長時のＶ／ＩＩＩ比は４００、量子井戸
層成長時のＶ／ＩＩＩ比は５００であり、共に成長温度
は７１０℃、成長速度は１μｍ／時である。
【００５３】活性層２４の上に厚さ０．１μｍのｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのクラッド層２５
を成長させる。使用するソースガスは、ＴＭＡ、ＴＥ
Ｇ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、ドーパントはジメチル亜鉛（ＤＭ
Ｚｎ）、Ｖ／ＩＩＩ比は１６０、成長温度は７１０℃、
成長速度は２μｍ／時である。ドーピング条件は、ｐ型
キャリア濃度が、斜面部において６×１０17ｃｍ-3、平
坦部において１×１０17ｃｍ-3になるようにする。
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐのクラッド層２５
を成長させる。使用するソースガスは、ＴＭＡ、ＴＥ
Ｇ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、ドーパントはジメチル亜鉛（ＤＭ
Ｚｎ）、Ｖ／ＩＩＩ比は１６０、成長温度は７１０℃、
成長速度は２μｍ／時である。ドーピング条件は、ｐ型
キャリア濃度が、斜面部において６×１０17ｃｍ-3、平
坦部において１×１０17ｃｍ-3になるようにする。
【００５４】次に、（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐのクラッド兼ブロック層２６を成長させる。使用する
ソースガスは、ＴＭＡ、ＴＥＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、Ｖ／
ＩＩＩ比は１６０、成長温度は７１０℃、成長速度は２
μｍ／時である。また、ｐ型ドーパントとしてＤＭＺ
ｎ、ｎ型ドーパントとしてＨ2 Ｓを交互にドーピングす
ることによって５ｎｍずつ３０周期成長させ、全体で
０．３０μｍの層厚にする。Ｓのドーピングの面方位依
存性は、図２に示すＳｅのそれよりも大きい。
Ｐのクラッド兼ブロック層２６を成長させる。使用する
ソースガスは、ＴＭＡ、ＴＥＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、Ｖ／
ＩＩＩ比は１６０、成長温度は７１０℃、成長速度は２
μｍ／時である。また、ｐ型ドーパントとしてＤＭＺ
ｎ、ｎ型ドーパントとしてＨ2 Ｓを交互にドーピングす
ることによって５ｎｍずつ３０周期成長させ、全体で
０．３０μｍの層厚にする。Ｓのドーピングの面方位依
存性は、図２に示すＳｅのそれよりも大きい。
【００５５】ドーピング条件は、Ｚｎをドープしたｐ型
薄層の斜面部分のｐ型キャリア濃度が約１．２×１０18
ｃｍ-3、平坦部のｐ型キャリア濃度が約２×１０17ｃｍ
-3になり、Ｓをドープしたｎ型薄層の斜面部のｎ型キャ
リア濃度が約１×１０17ｃｍ -3、平坦部のｎ型キャリア
濃度が約８×１０17ｃｍ-3になる条件とする。従って、
平坦部ではｐ- 型層とｎ+ 型層とが積層され、斜面部で
は、ｐ+ 型層とｎ- 型層とが積層される。
薄層の斜面部分のｐ型キャリア濃度が約１．２×１０18
ｃｍ-3、平坦部のｐ型キャリア濃度が約２×１０17ｃｍ
-3になり、Ｓをドープしたｎ型薄層の斜面部のｎ型キャ
リア濃度が約１×１０17ｃｍ -3、平坦部のｎ型キャリア
濃度が約８×１０17ｃｍ-3になる条件とする。従って、
平坦部ではｐ- 型層とｎ+ 型層とが積層され、斜面部で
は、ｐ+ 型層とｎ- 型層とが積層される。
【００５６】斜面部では、Ｚｎドープ層のＺｎ濃度が高
いためＺｎの拡散が生じ、Ｓドープのｎ- 層にも広が
る。このため、斜面部におけるｐ型キャリア濃度はＺｎ
拡散前のキャリア濃度の約半分の約６×１０17ｃｍ-3に
なる。Ｓをドープしたｎ型薄層の斜面部のｎ型キャリア
濃度が約１×１０17ｃｍ-3であるため、クラッド兼ブロ
ック層２６の斜面部２６ａはｐ型になる。また、クラッ
ド兼ブロック層２６の平坦部２６ｂはｎ型になり、電流
ブロック層として作用する。
いためＺｎの拡散が生じ、Ｓドープのｎ- 層にも広が
る。このため、斜面部におけるｐ型キャリア濃度はＺｎ
拡散前のキャリア濃度の約半分の約６×１０17ｃｍ-3に
なる。Ｓをドープしたｎ型薄層の斜面部のｎ型キャリア
濃度が約１×１０17ｃｍ-3であるため、クラッド兼ブロ
ック層２６の斜面部２６ａはｐ型になる。また、クラッ
ド兼ブロック層２６の平坦部２６ｂはｎ型になり、電流
ブロック層として作用する。
【００５７】なお、クラッド兼ブロック層２６をｐ型不
純物とｎ型不純物の交互ドーピングによって形成する場
合を説明したが、ｎ型とｐ型の両不純物を同時にドープ
してもよい。この場合には、ｐ型不純物、ｎ型不純物は
それぞれ平坦部、斜面部で均一に分布するが、補償の結
果平坦部はｎ型となり、斜面部はｐ型となる。なお、ｐ
型不純物としてＣｄを用いればＺｎを用いる場合よりも
強い面方位依存性を得ることができる。
純物とｎ型不純物の交互ドーピングによって形成する場
合を説明したが、ｎ型とｐ型の両不純物を同時にドープ
してもよい。この場合には、ｐ型不純物、ｎ型不純物は
それぞれ平坦部、斜面部で均一に分布するが、補償の結
果平坦部はｎ型となり、斜面部はｐ型となる。なお、ｐ
型不純物としてＣｄを用いればＺｎを用いる場合よりも
強い面方位依存性を得ることができる。
【００５８】クラッド兼ブロック層２６の上に、厚さ
０．１μｍのｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層２７を成長させる。使用するソースガスは、
ＴＭＡ、ＴＥＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、ドーパントはＤＭＺ
ｎ、Ｖ／ＩＩＩ比は１６０、成長温度は７１０℃、成長
速度は２μｍ／時である。ドーピング条件は、ｐ型キャ
リア濃度が斜面部において約６×１０17ｃｍ-3、平坦部
において約１×１０17ｃｍ-3になるようにする。
０．１μｍのｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層２７を成長させる。使用するソースガスは、
ＴＭＡ、ＴＥＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、ドーパントはＤＭＺ
ｎ、Ｖ／ＩＩＩ比は１６０、成長温度は７１０℃、成長
速度は２μｍ／時である。ドーピング条件は、ｐ型キャ
リア濃度が斜面部において約６×１０17ｃｍ-3、平坦部
において約１×１０17ｃｍ-3になるようにする。
【００５９】クラッド層２５から２７までの各層の成長
温度は７１０℃、成長時のＶ／ＩＩＩ比は約１６０であ
るため、斜面部と平坦部との境界線は、斜面にほぼ垂直
になる。
温度は７１０℃、成長時のＶ／ＩＩＩ比は約１６０であ
るため、斜面部と平坦部との境界線は、斜面にほぼ垂直
になる。
【００６０】ｐ型クラッド層２７の上に、厚さ約１．５
μｍの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層
２８を成長させる。使用するソースガスはＴＭＡ、ＴＥ
Ｇ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、ドーパントはＤＭＺｎ、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比は３３０、成長温度は７１０℃、成長速度は２μｍ
／時である。上記条件で成長させると、図４に示すグラ
フから膜厚比Ｒが約１．３になるため、クラッド層２２
の斜面部が徐々に下側平坦部に移動するように成長す
る。なお、ドーピング条件は、斜面部におけるｐ型キャ
リア濃度が平坦部におけるそれよりも高くなるように、
例えば斜面部において６×１０17ｃｍ-3、平坦部におい
て１×１０17ｃｍ-3となるようにする。
μｍの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層
２８を成長させる。使用するソースガスはＴＭＡ、ＴＥ
Ｇ、ＴＭＩ、ＰＨ3 、ドーパントはＤＭＺｎ、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比は３３０、成長温度は７１０℃、成長速度は２μｍ
／時である。上記条件で成長させると、図４に示すグラ
フから膜厚比Ｒが約１．３になるため、クラッド層２２
の斜面部が徐々に下側平坦部に移動するように成長す
る。なお、ドーピング条件は、斜面部におけるｐ型キャ
リア濃度が平坦部におけるそれよりも高くなるように、
例えば斜面部において６×１０17ｃｍ-3、平坦部におい
て１×１０17ｃｍ-3となるようにする。
【００６１】このように、斜面部におけるキャリア濃度
を平坦部におけるそれよりも高くすることにより、好適
な電流通路を形成することができる。次に、厚さ約０．
１μｍのｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ中間層２９を、成長温
度を７１０℃から６７０℃まで緩やかに降下させながら
成長させる。使用するソースガスはＴＥＧ、ＴＭＩ、Ｐ
Ｈ3 、Ｖ／ＩＩＩ比は５００、ドーパントはＤＭＺｎ、
成長速度は１μｍ／時である。ドーピング条件は、ｐ型
キャリア濃度が斜面部において１×１０18ｃｍ-3になる
ようにする。
を平坦部におけるそれよりも高くすることにより、好適
な電流通路を形成することができる。次に、厚さ約０．
１μｍのｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ中間層２９を、成長温
度を７１０℃から６７０℃まで緩やかに降下させながら
成長させる。使用するソースガスはＴＥＧ、ＴＭＩ、Ｐ
Ｈ3 、Ｖ／ＩＩＩ比は５００、ドーパントはＤＭＺｎ、
成長速度は１μｍ／時である。ドーピング条件は、ｐ型
キャリア濃度が斜面部において１×１０18ｃｍ-3になる
ようにする。
【００６２】最後に、厚さ５μｍ、斜面部分のｐ型キャ
リア濃度約２×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓコンタクト
層３０を成長させる。使用するソースガスは、ＴＭＧ、
ＡｓＨ3 、Ｖ／ＩＩＩ比は１００、ドーパントはＤＭＺ
ｎ、成長温度は６７０℃、成長速度は１μｍ／時であ
る。
リア濃度約２×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓコンタクト
層３０を成長させる。使用するソースガスは、ＴＭＧ、
ＡｓＨ3 、Ｖ／ＩＩＩ比は１００、ドーパントはＤＭＺ
ｎ、成長温度は６７０℃、成長速度は１μｍ／時であ
る。
【００６３】以上説明した一連のＭＯＶＰＥによる成長
の後、半導体基板を成長装置から取り出し、少なくとも
ｐ型領域を切断する溝を作成して例えば１００μｍ幅で
素子分離し、ｎ型ＧａＡｓ基板２０の裏面にｎ側電極と
してＡｕ層、Ｇｅ層、Ａｕ層の積層を蒸着により堆積
し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０の上にｐ側電極とし
てＡｕＺｎ層とＡｕ層を蒸着により堆積させる。その
後、例えば幅３００μｍ、長さ７００μｍのチップに劈
開し、ｐ側領域を上側に配置してヒートシンクにボンデ
ィングする。なお、ｎ型クラッド層にＳｉをドーピング
しているのは、斜面部のｎ型濃度を平坦部と比べて低く
したくないためである。また、ｐ型クラッド層のドーパ
ントとしてＣｄを用いれば、さらに抵抗率を低減させる
ことができる。
の後、半導体基板を成長装置から取り出し、少なくとも
ｐ型領域を切断する溝を作成して例えば１００μｍ幅で
素子分離し、ｎ型ＧａＡｓ基板２０の裏面にｎ側電極と
してＡｕ層、Ｇｅ層、Ａｕ層の積層を蒸着により堆積
し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０の上にｐ側電極とし
てＡｕＺｎ層とＡｕ層を蒸着により堆積させる。その
後、例えば幅３００μｍ、長さ７００μｍのチップに劈
開し、ｐ側領域を上側に配置してヒートシンクにボンデ
ィングする。なお、ｎ型クラッド層にＳｉをドーピング
しているのは、斜面部のｎ型濃度を平坦部と比べて低く
したくないためである。また、ｐ型クラッド層のドーパ
ントとしてＣｄを用いれば、さらに抵抗率を低減させる
ことができる。
【００６４】図８に示す半導体レーザ装置は、活性層２
４近傍のクラッド層２３、２５、２６及び２７におい
て、斜面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ垂直な構造
を有するため、図６で説明したように偏光方向が活性層
斜面部にほぼ沿う。また、クラッド層２２及び２８にお
いては、図３（Ｂ）で説明した構造と同様に、成長とと
もに斜面部が徐々に下側平坦部に移動する構造を有す
る。このため、発光領域が安定し、かつ単峰性の近視野
像を得るような構造とすることが可能になる。なお、斜
面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ垂直な構造を有す
る層の厚さは、活性層の上側及び下側のそれぞれにおい
て１μｍ以下であることが好ましい。
４近傍のクラッド層２３、２５、２６及び２７におい
て、斜面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ垂直な構造
を有するため、図６で説明したように偏光方向が活性層
斜面部にほぼ沿う。また、クラッド層２２及び２８にお
いては、図３（Ｂ）で説明した構造と同様に、成長とと
もに斜面部が徐々に下側平坦部に移動する構造を有す
る。このため、発光領域が安定し、かつ単峰性の近視野
像を得るような構造とすることが可能になる。なお、斜
面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ垂直な構造を有す
る層の厚さは、活性層の上側及び下側のそれぞれにおい
て１μｍ以下であることが好ましい。
【００６５】図８では、斜面部と平坦部との境界線が斜
面に垂直な構造を有する活性層近傍の複数の層２４〜２
７を挟む上下のクラッド層２２、２８成長時のＶ／ＩＩ
Ｉ比を大きくして、斜面部が成長とともに徐々に下側平
坦部に移動するようにクラッド層を成長させた場合を説
明したが、逆にＶ／ＩＩＩ比を小さくして斜面部が成長
とともに徐々に上側平坦部に移動するように成長させて
もよい。
面に垂直な構造を有する活性層近傍の複数の層２４〜２
７を挟む上下のクラッド層２２、２８成長時のＶ／ＩＩ
Ｉ比を大きくして、斜面部が成長とともに徐々に下側平
坦部に移動するようにクラッド層を成長させた場合を説
明したが、逆にＶ／ＩＩＩ比を小さくして斜面部が成長
とともに徐々に上側平坦部に移動するように成長させて
もよい。
【００６６】図９は、活性層近傍のクラッド層を挟む上
下の層の成長時のＶ／ＩＩＩ比を小さくして、斜面部が
成長とともに徐々に上側平坦部に移動するようにクラッ
ド層を形成させた第２の実施例による半導体レーザ装置
を示す。
下の層の成長時のＶ／ＩＩＩ比を小さくして、斜面部が
成長とともに徐々に上側平坦部に移動するようにクラッ
ド層を形成させた第２の実施例による半導体レーザ装置
を示す。
【００６７】ＧａＩｎＡｓＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層との
積層からなるＭＱＷ活性層４５を、上側から厚さ０．２
μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４６と厚さ０．２
μｍのＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブロック層４７の２層
で、下側から厚さ０．４μｍのｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層４４で挟み込んでいる。クラッド層４４、４６及
びクラッド兼ブロック層４７は、成長時のＶ／ＩＩＩ比
を１６０とし、斜面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ
垂直になる条件で形成されている。クラッド兼ブロック
層４７は、斜面部においてｐ型、平坦部においてｎ型に
なる条件で形成され電流狭窄層として作用する。
積層からなるＭＱＷ活性層４５を、上側から厚さ０．２
μｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４６と厚さ０．２
μｍのＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブロック層４７の２層
で、下側から厚さ０．４μｍのｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層４４で挟み込んでいる。クラッド層４４、４６及
びクラッド兼ブロック層４７は、成長時のＶ／ＩＩＩ比
を１６０とし、斜面部と平坦部との境界線が斜面にほぼ
垂直になる条件で形成されている。クラッド兼ブロック
層４７は、斜面部においてｐ型、平坦部においてｎ型に
なる条件で形成され電流狭窄層として作用する。
【００６８】この積層構造のさらに上下を、厚さ１μｍ
のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４８とｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４３で挟み込んでいる。クラッド層４３
及び４８は、成長時のＶ／ＩＩＩ比を約１００とし、斜
面部が成長とともに徐々に上側平坦部に移動する条件で
形成されている。
のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４８とｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４３で挟み込んでいる。クラッド層４３
及び４８は、成長時のＶ／ＩＩＩ比を約１００とし、斜
面部が成長とともに徐々に上側平坦部に移動する条件で
形成されている。
【００６９】クラッド層４３から４８までの積層構造の
上下を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４９とｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層４２で挟み込んでいる。クラッド
層４２及び４９は、成長時のＶ／ＩＩＩ比を３３０と
し、斜面部が成長とともに徐々に下側平坦部に移動する
条件で形成されている。
上下を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４９とｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層４２で挟み込んでいる。クラッド
層４２及び４９は、成長時のＶ／ＩＩＩ比を３３０と
し、斜面部が成長とともに徐々に下側平坦部に移動する
条件で形成されている。
【００７０】クラッド層４２から４９までの積層構造
が、段差を有するｎ型ＧａＡｓ基板４０の上に成長した
ｎ型バッファ層４１の上に形成されている。クラッド層
４９の表面上には、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層５０及びｐ型
ＧａＡｓコンタクト層５１がこの順番に積層されてい
る。
が、段差を有するｎ型ＧａＡｓ基板４０の上に成長した
ｎ型バッファ層４１の上に形成されている。クラッド層
４９の表面上には、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層５０及びｐ型
ＧａＡｓコンタクト層５１がこの順番に積層されてい
る。
【００７１】図９に示すように、活性層４５の近傍のク
ラッド層４４からクラッド兼ブロック層４７までの積層
構造においては、斜面部と平坦部の境界線が斜面にほぼ
垂直になっているため、偏光方向が活性層の斜面部にほ
ぼ沿うと考えられる。また、クラッド層４４からクラッ
ド兼ブロック層４７までの積層構造の上下を、成長とと
もに徐々に上側平坦部に移動する構造のクラッド層４３
及び４８で挟み込んでいるため、キャリアが活性層の中
心付近に集まり、発光領域を安定させ、近視野像を単峰
性にすることができるであろう。
ラッド層４４からクラッド兼ブロック層４７までの積層
構造においては、斜面部と平坦部の境界線が斜面にほぼ
垂直になっているため、偏光方向が活性層の斜面部にほ
ぼ沿うと考えられる。また、クラッド層４４からクラッ
ド兼ブロック層４７までの積層構造の上下を、成長とと
もに徐々に上側平坦部に移動する構造のクラッド層４３
及び４８で挟み込んでいるため、キャリアが活性層の中
心付近に集まり、発光領域を安定させ、近視野像を単峰
性にすることができるであろう。
【００７２】ただし、クラッド層４３及び４８成長時の
Ｖ／ＩＩＩ比が２５０よりも小さいため、図７に示すよ
うにピット状欠陥密度が多くなるという問題がある。ピ
ット状欠陥の発生を抑制するために、クラッド４３から
４８までの積層構造を、Ｖ／ＩＩＩ比を２５０よりも大
きくして成長させたクラッド層４２及び４９で挟み込む
構造とすることが好ましい。
Ｖ／ＩＩＩ比が２５０よりも小さいため、図７に示すよ
うにピット状欠陥密度が多くなるという問題がある。ピ
ット状欠陥の発生を抑制するために、クラッド４３から
４８までの積層構造を、Ｖ／ＩＩＩ比を２５０よりも大
きくして成長させたクラッド層４２及び４９で挟み込む
構造とすることが好ましい。
【００７３】上記第１及び第２の実施例による半導体レ
ーザ装置を、クラッド層成長時のＶ／ＩＩＩ比を種々変
化させて作製し、発光特性を測定したところ、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比と閾値電流との間に相関関係があることを見いだし
た。
ーザ装置を、クラッド層成長時のＶ／ＩＩＩ比を種々変
化させて作製し、発光特性を測定したところ、Ｖ／ＩＩ
Ｉ比と閾値電流との間に相関関係があることを見いだし
た。
【００７４】図１０は、Ｖ／ＩＩＩ比と閾値電流との関
係を示す。横軸はクラッド層成長時のＶ／ＩＩＩ比を表
し、縦軸は閾値電流を単位ｍＡで表す。クラッド層成長
時のＶ／ＩＩＩ比が３３０のとき、閾値電流は約２９〜
３３ｍＡであり、Ｖ／ＩＩＩ比を減少させると閾値電流
も減少する。Ｖ／ＩＩＩ比を１００まで減少させると、
閾値電流は約２３ｍＡになる。図１０から、クラッド層
成長時のＶ／ＩＩＩ比を小さくすることにより閾値電流
を低減できることがわかる。例えば、閾値電流を３０ｍ
Ａもしくは２５ｍＡ以下にするためには、それぞれＶ／
ＩＩＩ比を２５０もしくは１５０以下にすればよい。
係を示す。横軸はクラッド層成長時のＶ／ＩＩＩ比を表
し、縦軸は閾値電流を単位ｍＡで表す。クラッド層成長
時のＶ／ＩＩＩ比が３３０のとき、閾値電流は約２９〜
３３ｍＡであり、Ｖ／ＩＩＩ比を減少させると閾値電流
も減少する。Ｖ／ＩＩＩ比を１００まで減少させると、
閾値電流は約２３ｍＡになる。図１０から、クラッド層
成長時のＶ／ＩＩＩ比を小さくすることにより閾値電流
を低減できることがわかる。例えば、閾値電流を３０ｍ
Ａもしくは２５ｍＡ以下にするためには、それぞれＶ／
ＩＩＩ比を２５０もしくは１５０以下にすればよい。
【００７５】図１１は、クラッド層成長時のＶ／ＩＩＩ
比を小さくし、閾値電流を低減させることを主目的とし
た第３の実施例による半導体レーザ装置を示す。ＧａＩ
ｎＡｓＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層との積層からなる歪ＭＱ
Ｗ活性層６４の上下を、厚さ０．１μｍのｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６５と厚さ０．１μｍのｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６３で挟み込んでいる。クラッド層６
３及び６５は、Ｖ／ＩＩＩ比を１１０として成長させた
層であり、成長とともに斜面部が徐々に上側平坦部に移
動する構造とされている。
比を小さくし、閾値電流を低減させることを主目的とし
た第３の実施例による半導体レーザ装置を示す。ＧａＩ
ｎＡｓＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層との積層からなる歪ＭＱ
Ｗ活性層６４の上下を、厚さ０．１μｍのｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６５と厚さ０．１μｍのｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６３で挟み込んでいる。クラッド層６
３及び６５は、Ｖ／ＩＩＩ比を１１０として成長させた
層であり、成長とともに斜面部が徐々に上側平坦部に移
動する構造とされている。
【００７６】クラッド層６３から６５までの積層構造
を、上側からｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６６、Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド兼ブロック層６７及びｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６８の３層で、下側からｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６２で挟み込んでいる。クラッド兼ブ
ロック層６７の斜面部６７ａはｐ型、平坦部６７ｂはｎ
型とされており、電流狭窄層として作用する。クラッド
層６２、６６、６８及びクラッド兼ブロック層６７は、
成長とともに斜面部が下側平坦部に徐々に移動するよう
にＶ／ＩＩＩ比を大きくして成長させた層である。
を、上側からｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６６、Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド兼ブロック層６７及びｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６８の３層で、下側からｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層６２で挟み込んでいる。クラッド兼ブ
ロック層６７の斜面部６７ａはｐ型、平坦部６７ｂはｎ
型とされており、電流狭窄層として作用する。クラッド
層６２、６６、６８及びクラッド兼ブロック層６７は、
成長とともに斜面部が下側平坦部に徐々に移動するよう
にＶ／ＩＩＩ比を大きくして成長させた層である。
【００７７】クラッド層６２から６８までの積層構造
が、段差を有するｎ型ＧａＡｓ基板６０の上に成長した
ｎ型バッファ層６１の上に形成されている。クラッド層
６８の表面上には、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層６９及びｐ型
ＧａＡｓコンタクト層７０がこの順番に積層されてい
る。
が、段差を有するｎ型ＧａＡｓ基板６０の上に成長した
ｎ型バッファ層６１の上に形成されている。クラッド層
６８の表面上には、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層６９及びｐ型
ＧａＡｓコンタクト層７０がこの順番に積層されてい
る。
【００７８】図１１に示す半導体レーザ装置では、活性
層６４に直接接するクラッド層６３及び６５を、Ｖ／Ｉ
ＩＩ比を１１０として成長させているため、図１０から
閾値電流を２３ｍＡ程度まで小さくすることができるで
あろう。ただし、活性層の近傍のクラッド層６３及び６
５において、斜面部と平坦部との境界線が斜面に対して
垂直にならないため、偏光方向が活性層６４の斜面部に
沿うか問題となる。
層６４に直接接するクラッド層６３及び６５を、Ｖ／Ｉ
ＩＩ比を１１０として成長させているため、図１０から
閾値電流を２３ｍＡ程度まで小さくすることができるで
あろう。ただし、活性層の近傍のクラッド層６３及び６
５において、斜面部と平坦部との境界線が斜面に対して
垂直にならないため、偏光方向が活性層６４の斜面部に
沿うか問題となる。
【００７９】クラッド層６３及び６５の厚さを薄くして
おくと、偏光方向はクラッド層６３及び６５よりもさら
に外側のクラッド層の影響を受けるようになると考えら
れる。クラッド層６３及び６５と、その外側のクラッド
層６２及び６６〜６８とは、偏光方向を相互に逆方向に
回転させる作用をする。従って、クラッド層６３及び６
５の膜厚、各クラッド層における斜面部と平坦部との境
界線の傾き等を調整して偏光方向を回転させる作用を打
ち消すようにすることにより、偏光方向が活性層の斜面
部に沿うようにすることが可能になると期待される。偏
光方向を回転させる作用を十分打ち消すためには、クラ
ッド層６３及び６５の厚さを０．２μｍ以下とすること
が好ましいであろう。
おくと、偏光方向はクラッド層６３及び６５よりもさら
に外側のクラッド層の影響を受けるようになると考えら
れる。クラッド層６３及び６５と、その外側のクラッド
層６２及び６６〜６８とは、偏光方向を相互に逆方向に
回転させる作用をする。従って、クラッド層６３及び６
５の膜厚、各クラッド層における斜面部と平坦部との境
界線の傾き等を調整して偏光方向を回転させる作用を打
ち消すようにすることにより、偏光方向が活性層の斜面
部に沿うようにすることが可能になると期待される。偏
光方向を回転させる作用を十分打ち消すためには、クラ
ッド層６３及び６５の厚さを０．２μｍ以下とすること
が好ましいであろう。
【００８０】なお、半導体レーザ装置を偏光方向に依存
しない用途に使用する場合には、クラッド層６３及び６
５の成長時のＶ／ＩＩＩ比をできるだけ小さくすること
により、閾値電流の小さい半導体レーザ装置を得ること
が可能になる。
しない用途に使用する場合には、クラッド層６３及び６
５の成長時のＶ／ＩＩＩ比をできるだけ小さくすること
により、閾値電流の小さい半導体レーザ装置を得ること
が可能になる。
【００８１】次に、図１２を参照して第４の実施例につ
いて説明する。発明者は、図３（Ｂ）に示す構造の半導
体レーザ装置の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観
察したところ、斜面部と平坦部との境界近傍領域に歪が
発生していることを見いだした。この歪が偏光方向を回
転させる一つの原因になっていると考えられる。偏光方
向は、歪が延在する方向に対して垂直の方向を向くよう
に回転していることがわかった。活性層に平行な歪層を
積極的に形成することによって、斜面部と平坦部との境
界近傍の歪による影響を相対的に小さくできると考えら
れる。
いて説明する。発明者は、図３（Ｂ）に示す構造の半導
体レーザ装置の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観
察したところ、斜面部と平坦部との境界近傍領域に歪が
発生していることを見いだした。この歪が偏光方向を回
転させる一つの原因になっていると考えられる。偏光方
向は、歪が延在する方向に対して垂直の方向を向くよう
に回転していることがわかった。活性層に平行な歪層を
積極的に形成することによって、斜面部と平坦部との境
界近傍の歪による影響を相対的に小さくできると考えら
れる。
【００８２】図１２は、活性層に平行な歪層を形成した
第４の実施例による半導体レーザ装置を示す。ＧａＩｎ
ＡｓＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層の積層からなる歪ＭＱＷ活
性層８５を、上下から厚さ５０ｎｍのｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ歪クラッド層８６及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド
層８４で挟み込んでいる。さらにその上下から、厚さ５
０ｎｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層８７及びｎ型
ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層８３で挟み込んでいる。
第４の実施例による半導体レーザ装置を示す。ＧａＩｎ
ＡｓＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層の積層からなる歪ＭＱＷ活
性層８５を、上下から厚さ５０ｎｍのｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ歪クラッド層８６及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド
層８４で挟み込んでいる。さらにその上下から、厚さ５
０ｎｍのｐ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層８７及びｎ型
ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層８３で挟み込んでいる。
【００８３】歪クラッド層８３から８７までの積層構造
が、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８２の上に形成され
ている。クラッド層８２は、ｎ型ＧａＡｓ段差基板８０
の上に成長したｎ型バッファ層８１の上に形成されてい
る。
が、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８２の上に形成され
ている。クラッド層８２は、ｎ型ＧａＡｓ段差基板８０
の上に成長したｎ型バッファ層８１の上に形成されてい
る。
【００８４】クラッド層８２は、ソースガスとしてＴＭ
Ａ、ＴＥＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 を用い、成長温度７１０
℃、Ｖ／ＩＩＩ比４００、成長速度２μｍ／時の条件で
厚さ１．５μｍになるように成長させた。なお、Ｓｉ2
Ｈ6 をドーパントとして用い、ｎ型キャリア濃度が５×
１０17ｃｍ-3になるように形成されている。
Ａ、ＴＥＧ、ＴＭＩ、ＰＨ3 を用い、成長温度７１０
℃、Ｖ／ＩＩＩ比４００、成長速度２μｍ／時の条件で
厚さ１．５μｍになるように成長させた。なお、Ｓｉ2
Ｈ6 をドーパントとして用い、ｎ型キャリア濃度が５×
１０17ｃｍ-3になるように形成されている。
【００８５】クラッド層８３及び８７は、クラッド層８
２よりもＩｎ組成を多くすることにより、０．３％の縮
み歪が発生するように形成されている。クラッド層８４
及び８６は、クラッド層８２よりもＩｎ組成を少なくす
ることにより、０．３％の伸び歪が発生するように形成
されている。
２よりもＩｎ組成を多くすることにより、０．３％の縮
み歪が発生するように形成されている。クラッド層８４
及び８６は、クラッド層８２よりもＩｎ組成を少なくす
ることにより、０．３％の伸び歪が発生するように形成
されている。
【００８６】クラッド層８７の上に、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層８８、ＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブロック
層８９、及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層９０がこの
順番に形成されている。クラッド層８８、９０、及びク
ラッド兼ブロック層８９は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層８
１に格子整合しており、歪は発生していない。クラッド
兼ブロック層８９は、ＺｎとＳとを交互ドーピングし
て、斜面部８９ａにおいてｐ型、平坦部８９ｂにおいて
ｎ型になるように形成されている。
Ｐクラッド層８８、ＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブロック
層８９、及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層９０がこの
順番に形成されている。クラッド層８８、９０、及びク
ラッド兼ブロック層８９は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層８
１に格子整合しており、歪は発生していない。クラッド
兼ブロック層８９は、ＺｎとＳとを交互ドーピングし
て、斜面部８９ａにおいてｐ型、平坦部８９ｂにおいて
ｎ型になるように形成されている。
【００８７】クラッド層９０の表面上に、ｐ型ＧａＩｎ
Ｐ中間層９１及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層９２が積層
されている。このように、活性層８５の上下に歪クラッ
ド層８３、８４、８６及び８７を挿入することにより、
斜面部と平坦部との境界近傍領域にのみ歪が局在する場
合に比べて、偏光方向の斜面からのずれ角を小さくする
ことができる。なお、歪クラッド層８３、８４、８６及
び８７の屈折率変動は、歪がない場合に比べて無視でき
る大きさであるため、光分布は歪クラッド層を挿入した
ことによりほとんど影響を受けないと考えられる。
Ｐ中間層９１及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層９２が積層
されている。このように、活性層８５の上下に歪クラッ
ド層８３、８４、８６及び８７を挿入することにより、
斜面部と平坦部との境界近傍領域にのみ歪が局在する場
合に比べて、偏光方向の斜面からのずれ角を小さくする
ことができる。なお、歪クラッド層８３、８４、８６及
び８７の屈折率変動は、歪がない場合に比べて無視でき
る大きさであるため、光分布は歪クラッド層を挿入した
ことによりほとんど影響を受けないと考えられる。
【００８８】また、伸び歪を有する層と縮み歪を有する
層とを交互に積層することにより、歪量の絶対量を大き
くすることなく比較的厚い歪層を形成することができ
る。なお、偏光方向の斜面からのずれ角を小さくする効
果を得るためには、歪量を０．１％以上とすることが好
ましい。
層とを交互に積層することにより、歪量の絶対量を大き
くすることなく比較的厚い歪層を形成することができ
る。なお、偏光方向の斜面からのずれ角を小さくする効
果を得るためには、歪量を０．１％以上とすることが好
ましい。
【００８９】図１３は、上記第４の実施例を図８（Ａ）
に示す第１の実施例と組み合わせた第５の実施例による
半導体レーザ装置を示す。図８（Ａ）に示すクラッド層
２３をクラッド層２３ａと２３ｂとに分離し、その間に
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層１００を挿入してい
る。また、クラッド層２５をクラッド層２５ａと２５ｂ
とに分離し、その間にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層
１０１を挿入している。その他の構成は、図８（Ａ）に
示す半導体レーザ装置と同様である。クラッド層１００
及び１０１は、例えば０．５％の伸び歪を有する。
に示す第１の実施例と組み合わせた第５の実施例による
半導体レーザ装置を示す。図８（Ａ）に示すクラッド層
２３をクラッド層２３ａと２３ｂとに分離し、その間に
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層１００を挿入してい
る。また、クラッド層２５をクラッド層２５ａと２５ｂ
とに分離し、その間にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層
１０１を挿入している。その他の構成は、図８（Ａ）に
示す半導体レーザ装置と同様である。クラッド層１００
及び１０１は、例えば０．５％の伸び歪を有する。
【００９０】このように、第１の実施例と第４の実施例
とを組み合わせることにより、偏光方向の斜面方向から
のずれ角をより小さくすることができるであろう。ま
た、図９に示す第２の実施例もしくは図１１に示す第３
の実施例と第４の実施例とを組み合わせても、同様の効
果が期待できるであろう。
とを組み合わせることにより、偏光方向の斜面方向から
のずれ角をより小さくすることができるであろう。ま
た、図９に示す第２の実施例もしくは図１１に示す第３
の実施例と第４の実施例とを組み合わせても、同様の効
果が期待できるであろう。
【００９１】上記実施例では、ＧａＡｓ段差基板として
平坦面が（１００）面から（１１１）Ａ面に向かって６
度オフした面であり、斜面が（４１１）Ａ面である場合
を説明したが、不純物の取込確率の異なる他の組み合わ
せの面を使用してもよい。例えば、平坦面の面方位が
（１００）面もしくは（ｎ１１）Ａ面（７＜ｎ，ｎは実
数）であり、斜面の面方位が（ｎ’１１）Ａ面（２≦
ｎ’≦７，ｎ’は実数）である段差基板を用いてもよ
い。なお、斜面の面方位が（ｎ’１１）Ａ面（２≦ｎ’
≦７，ｎ’は実数）である段差基板上にＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体をエピタキシャル成長させると、斜面部の成
長表面には（ｎ”１１）Ａ面（３≦ｎ”≦７，ｎ”は実
数）が現れる。
平坦面が（１００）面から（１１１）Ａ面に向かって６
度オフした面であり、斜面が（４１１）Ａ面である場合
を説明したが、不純物の取込確率の異なる他の組み合わ
せの面を使用してもよい。例えば、平坦面の面方位が
（１００）面もしくは（ｎ１１）Ａ面（７＜ｎ，ｎは実
数）であり、斜面の面方位が（ｎ’１１）Ａ面（２≦
ｎ’≦７，ｎ’は実数）である段差基板を用いてもよ
い。なお、斜面の面方位が（ｎ’１１）Ａ面（２≦ｎ’
≦７，ｎ’は実数）である段差基板上にＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体をエピタキシャル成長させると、斜面部の成
長表面には（ｎ”１１）Ａ面（３≦ｎ”≦７，ｎ”は実
数）が現れる。
【００９２】また、上記実施例では、平坦部と斜面部と
の境界線と斜面との角度を、活性層の上側のクラッド層
と下側のクラッド層の両方に関して制御する場合を説明
したが、いずれか一方のクラッド層についてのみ制御し
てもよい。また、歪クラッド層を、上側のクラッド層と
下側のクラッド層のいずれか一方のクラッド層にのみ挿
入してもよい。
の境界線と斜面との角度を、活性層の上側のクラッド層
と下側のクラッド層の両方に関して制御する場合を説明
したが、いずれか一方のクラッド層についてのみ制御し
てもよい。また、歪クラッド層を、上側のクラッド層と
下側のクラッド層のいずれか一方のクラッド層にのみ挿
入してもよい。
【００９３】以上、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体
レーザ装置の実施例について説明したが、同様の現象は
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に広く認められるものと考え
られる。従って、本発明は他の材料系にも適用可能であ
る。
レーザ装置の実施例について説明したが、同様の現象は
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に広く認められるものと考え
られる。従って、本発明は他の材料系にも適用可能であ
る。
【００９４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光領域の安定性、及び近視野像の単峰性を維持しつ
つ、偏光方向と近視野像の長軸とのずれ角が比較的小さ
い斜面発光型半導体レーザ装置を提供することができ
る。
発光領域の安定性、及び近視野像の単峰性を維持しつ
つ、偏光方向と近視野像の長軸とのずれ角が比較的小さ
い斜面発光型半導体レーザ装置を提供することができ
る。
【図１】本発明者らの先の提案による半導体レーザ装置
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】ドーピングの面方位依存性を示すグラフであ
る。
る。
【図３】発光領域の安定性を解析するための斜面発光型
半導体レーザ装置の概略断面図である。
半導体レーザ装置の概略断面図である。
【図４】段差基板上の成長層の膜厚比の成長温度依存性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】斜面発光型半導体レーザ装置の光強度分布と偏
光方向を示すためのレーザ装置の断面図である。
光方向を示すためのレーザ装置の断面図である。
【図６】斜面発光型半導体レーザ装置において、斜面部
と平坦部との境界線と斜面とのなす角θ1 と、偏光方向
と斜面とのなす角θ2 との関係を示すグラフである。
と平坦部との境界線と斜面とのなす角θ1 と、偏光方向
と斜面とのなす角θ2 との関係を示すグラフである。
【図７】段差基板上に成長させたＧａＡｓ層表面のピッ
ト状欠陥密度のＶ／ＩＩＩ比依存性を示すグラフであ
る。
ト状欠陥密度のＶ／ＩＩＩ比依存性を示すグラフであ
る。
【図８】第１の実施例による斜面発光型半導体レーザ装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図９】第２の実施例による斜面発光型半導体レーザ装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図１０】閾値電流のＶ／ＩＩＩ比依存性を示すグラフ
である。
である。
【図１１】第３の実施例による斜面発光型半導体レーザ
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図１２】第４の実施例による斜面発光型半導体レーザ
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図１３】第５の実施例による斜面発光型半導体レーザ
装置の断面図である。
装置の断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型ＧａＩｎＰ中間層 ４ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５ ＭＱＷ活性層 ６、８ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７ ＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブロック層 ９ ｐ型ＧａＩｎＰ中間層 １０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ２０、４０、６０、８０ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２１、４１、６１、８１ ｎ型バッファ層 ２２、２３、４２、４３、４４、６２、６３、８２ ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２４、４５、６４、８５ ＭＱＷ活性層 ２５、２７、２８、４６、４８、４９６５、６６、６
８、８８、９０ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２６、４７、６７、８９ ＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブ
ロック層 ２９、５０、６９、９１ ｐ型ＧａＩｎＰ中間層 ３０、５１、７０、９２ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ８３、８４、１００ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層 ８６、８７、１０１ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２４、４５、６４、８５ ＭＱＷ活性層 ２５、２７、２８、４６、４８、４９６５、６６、６
８、８８、９０ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ２６、４７、６７、８９ ＡｌＧａＩｎＰクラッド兼ブ
ロック層 ２９、５０、６９、９１ ｐ型ＧａＩｎＰ中間層 ３０、５１、７０、９２ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ８３、８４、１００ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層 ８６、８７、１０１ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ歪クラッド層
Claims (18)
- 【請求項１】 表面に（１００）面あるいは（ｎ１１）
Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が表出した上側平坦面及び下
側平坦面と、前記上側及び下側平坦面を接続し、（ｍ１
１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の実数）が表出した斜面を持
つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の段差基板と、 前記段差基板の表面上に、かつ表面に沿うように形成さ
れたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の下側クラッド層と、 前記下側クラッド層の上に直接形成され、（１００）面
あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が表出し
た２つの平坦面と、前記２つの平坦面を接続し、（ｋ１
１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の実数）が表出した斜面を持
つ活性層と、 前記活性層の上に直接形成され、前記平坦面に沿う領域
のうち一部の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の上側クラッド層とを有し、 前記上側クラッド層において、前記上側平坦面に沿う領
域と前記活性層の斜面に沿う領域との境界と、前記活性
層の斜面とのなす角度、もしくは前記下側クラッド層に
おいて、前記上側平坦面に沿う領域と前記活性層の斜面
に沿う領域との境界の延長と、前記活性層の斜面とのな
す角度をθとしたとき、前記下側クラッド層及び上側ク
ラッド層の少なくとも一方のクラッド層のうち、前記活
性層側の少なくとも一部の第１の厚さ領域における前記
角度θと、前記一方のクラッド層のうち、前記第１の厚
さ領域以外の第２の厚さ領域における前記角度θとが異
なる半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記第１の厚さ領域における前記角度θ
が、ほぼ９０度である請求項１に記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 前記上側クラッド層において、前記下側
平坦面に沿う領域と前記活性層の斜面に沿う領域との境
界の延長と、前記活性層の斜面とのなす角度、もしくは
前記下側クラッド層において、前記下側平坦面に沿う領
域と前記活性層の斜面に沿う領域との境界と、前記活性
層の斜面とのなす角度をφとしたとき、前記第１の厚さ
領域における前記角度θと前記角度φとの平均がほぼ９
０度である請求項１に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記上側クラッド層において、前記下側
平坦面に沿う領域と前記活性層の斜面に沿う領域との境
界の延長と、前記活性層の斜面とのなす角度、もしくは
前記下側クラッド層において、前記下側平坦面に沿う領
域と前記活性層の斜面に沿う領域との境界と、前記活性
層の斜面とのなす角度をφとしたとき、前記第１の厚さ
領域における前記角度φが、ほぼ９０度である請求項１
に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記一方のクラッド層の前記第１の厚さ
領域の厚さが１μｍ以下である請求項１〜４のいずれか
に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記一方のクラッド層の前記第１の厚さ
領域における前記角度θが、前記一方のクラッド層の前
記第２の厚さ領域における前記角度θよりも大きい請求
項１〜５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記第２の厚さ領域のうち前記第１の厚
さ領域側の一部の厚さ領域における前記角度θが、前記
第１の厚さ領域における前記角度θよりも大きく、 前記第２の厚さ領域のうち前記一部の厚さ領域以外の他
の厚さ領域の少なくとも一部における前記角度θが、前
記第１の厚さ領域における前記角度θよりも小さい請求
項１〜５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 前記一方のクラッド層の前記第１の厚さ
領域における前記角度θが９０度よりも大きく、前記一
方のクラッド層の前記第２の厚さ領域における前記角度
θが９０度よりも小さい請求項１に記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項９】 前記一方のクラッド層の前記第１の厚さ
領域の厚さが０．２μｍ以下である請求項８に記載の半
導体レーザ装置。 - 【請求項１０】 前記一方のクラッド層の前記第１の厚
さ領域が、前記活性層に平行に配置された歪を有する層
を含む請求項１〜９のいずれかに記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項１１】 前記歪を有する層の歪量は、０．１％
以上である請求項１０に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１２】 前記歪を有する層が、伸び歪を有する
層と縮み歪を有する層との積層構造を含む請求項１０ま
たは１１に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１３】 表面に（１００）面あるいは（ｎ１
１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が表出した上側平坦面及
び下側平坦面と、前記上側及び下側平坦面を接続し、
（ｍ１１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の実数）が表出した斜
面を持つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の段差基板を準備する
工程と、 前記段差基板の上に、有機金属気相エピタキシャル成長
により、該段差基板の表面に沿うようにＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の下側クラッド層を形成する工程と、 前記下側クラッド層の上に直接接するように、（１０
０）面あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が
表出した２つの平坦面と、前記２つの平坦面を接続し、
（ｋ１１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の実数）が表出した斜
面を持つ活性層を形成する工程と、 前記活性層の上に直接接するように、有機金属気相エピ
タキシャル成長により、前記平坦面に沿う領域のうち一
部の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の上側クラッド層を形成する工程とを含み、 前記下側クラッド層を形成する工程と上側クラッド層を
形成する工程のうち少なくとも一方の工程が、 第１のＶ／ＩＩＩ比でソースガスを供給してＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体を成長させる第１工程と、 その後、前記第１のＶ／ＩＩＩ比とは異なる第２のＶ／
ＩＩＩ比でソースガスを供給してＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を成長させる第２工程とを含む半導体レーザ装置の
製造方法。 - 【請求項１４】 前記一方の工程のうち、前記第１工程
が前記活性層に直接接する層を形成する工程であり、 前記第１のＶ／ＩＩＩ比が前記第２のＶ／ＩＩＩ比より
も小さい請求項１３に記載の半導体レーザ装置の製造方
法。 - 【請求項１５】 前記一方の工程が、 前記第１工程と第２工程との間に、前記第１のＶ／ＩＩ
Ｉ比よりも小さい第３のＶ／ＩＩＩ比でソースガスを供
給してＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる工程を含
む請求項１４に記載の半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１６】 表面に（１００）面あるいは（ｎ１
１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が表出した上側平坦面及
び下側平坦面と、前記上側及び下側平坦面を接続し、
（ｍ１１）Ａ面（ｍは２≦ｍ≦７の実数）が表出した斜
面を持つＩＩＩ−Ｖ化合物半導体の段差基板と、 前記段差基板の上に、該段差基板の表面に沿うように形
成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる下側クラッ
ド層と、 前記下側クラッド層の上に直接形成され、（１００）面
あるいは（ｎ１１）Ａ面（ｎは７＜ｎの実数）が表出し
た２つの平坦面と、前記２つの平坦面を接続し、（ｋ１
１）Ａ面（ｋは３≦ｋ≦７の実数）が表出した斜面を持
つ活性層と、 前記活性層の上に直接形成され、前記平坦面に沿う領域
のうち一部の厚さ領域に電流ブロック層を含むＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体からなる上側クラッド層とを有し、 前記下側クラッド層と上側クラッド層のうち少なくとも
一方のクラッド層が、前記活性層に平行に配置された歪
を有する層を含む半導体レーザ装置。 - 【請求項１７】 前記歪を有する層の歪量は、０．１％
以上である請求項１６に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１８】 前記歪を有する層が、伸び歪を有する
層と縮み歪を有する層との積層構造を含む請求項１６ま
たは１７に記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15934295A JP3171307B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| US08/659,830 US5862166A (en) | 1995-06-26 | 1996-06-07 | Semiconductor laser with light emitting slant plane and method of manufacturing the same |
| FR9607677A FR2736765B1 (fr) | 1995-06-26 | 1996-06-20 | Laser a semiconducteur ayant un plan incline d'emission de lumiere et son procede de fabrication |
| KR1019960023318A KR100227993B1 (ko) | 1995-06-26 | 1996-06-24 | 반도체 레이저장치 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15934295A JP3171307B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098411A JPH098411A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3171307B2 true JP3171307B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15691750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15934295A Expired - Lifetime JP3171307B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5862166A (ja) |
| JP (1) | JP3171307B2 (ja) |
| KR (1) | KR100227993B1 (ja) |
| FR (1) | FR2736765B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5787104A (en) * | 1995-01-19 | 1998-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting element and method for fabricating the same |
| FR2784243B1 (fr) * | 1998-10-02 | 2000-11-24 | Cit Alcatel | Amplificateur optique en semi-conducteur |
| US6239454B1 (en) * | 1999-05-10 | 2001-05-29 | Lucent Technologies Inc. | Net strain reduction in integrated laser-modulator |
| JP3679010B2 (ja) * | 2001-01-18 | 2005-08-03 | ユーディナデバイス株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US6778575B2 (en) * | 2001-03-22 | 2004-08-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | AlGaInP-based high-output red semiconductor laser device |
| JP2003133642A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-05-09 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子及び光電子装置 |
| EP1309050A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-07 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Laser device and method therefor |
| TWI252599B (en) * | 2004-04-27 | 2006-04-01 | Showa Denko Kk | N-type group III nitride semiconductor layered structure |
| WO2010124110A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | American Dental Association Foundation | Dual-phase calcium phosphate cement composition |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68920853T2 (de) * | 1988-11-28 | 1995-05-24 | Fujitsu Ltd | Verfahren für das Wachstum von epitaxialen Schichten. |
| US4984242A (en) * | 1989-09-18 | 1991-01-08 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | GaAs/AlGaAs heterostructure laser containing indium |
| EP0533197A3 (en) * | 1991-09-20 | 1993-11-03 | Fujitsu Ltd | Stripe laser diode having an improved efficiency for current confinement |
| JP2945546B2 (ja) * | 1991-09-20 | 1999-09-06 | 富士通株式会社 | ストライプレーザダイオードおよびその製造方法 |
| JPH05167187A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-07-02 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH065976A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-14 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JP2956869B2 (ja) * | 1993-08-30 | 1999-10-04 | 富士通株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP3246634B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2002-01-15 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| JP3157671B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2001-04-16 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ装置と製造方法 |
| JP2970797B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1999-11-02 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| US5646953A (en) * | 1994-04-06 | 1997-07-08 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser device |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15934295A patent/JP3171307B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-07 US US08/659,830 patent/US5862166A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-20 FR FR9607677A patent/FR2736765B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-24 KR KR1019960023318A patent/KR100227993B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100227993B1 (ko) | 1999-11-01 |
| FR2736765B1 (fr) | 2001-02-16 |
| FR2736765A1 (fr) | 1997-01-17 |
| US5862166A (en) | 1999-01-19 |
| JPH098411A (ja) | 1997-01-10 |
| KR970004195A (ko) | 1997-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3171307B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JPH05291686A (ja) | 半導体レーザ | |
| US5270246A (en) | Manufacturing method of semiconductor multi-layer film and semiconductor laser | |
| JP2000277867A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2003133647A (ja) | 半導体素子およびその作製方法 | |
| JP3889896B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2956869B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP2001217505A (ja) | 半導体光素子及びその作製方法、並びにＡｌ系化合物半導体層の選択成長法 | |
| US6501090B2 (en) | Semiconductor laser and method of manufacturing the same | |
| JP3157671B2 (ja) | 半導体レーザ装置と製造方法 | |
| JP2970797B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JP2751699B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3246634B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3865827B2 (ja) | 斜面発光型半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2780625B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2000277865A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH08125285A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH1126884A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2830813B2 (ja) | 自励発振型半導体レーザの製造方法 | |
| JP3767621B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH05175607A (ja) | 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 | |
| JP2001358408A (ja) | 半導体光デバイス装置及びその製造方法 | |
| JP2005260277A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH1093188A (ja) | 斜面発光型半導体レーザ装置 | |
| JPH06260720A (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010306 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080323 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090323 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100323 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100323 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110323 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110323 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120323 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130323 Year of fee payment: 12 |