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JPS61120487A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

Info

Publication number
JPS61120487A
JPS61120487A JP24064784A JP24064784A JPS61120487A JP S61120487 A JPS61120487 A JP S61120487A JP 24064784 A JP24064784 A JP 24064784A JP 24064784 A JP24064784 A JP 24064784A JP S61120487 A JPS61120487 A JP S61120487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
semiconductor
laser device
refractive index
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.)
Pending
Application number
JP24064784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Uomi
魚見 和久
Shinichi Nakatsuka
慎一 中塚
Yuichi Ono
小野 佑一
Takashi Kajimura
梶村 俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP24064784A priority Critical patent/JPS61120487A/en
Publication of JPS61120487A publication Critical patent/JPS61120487A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体レーザ装置に係)、特に有機金属気相
成長法(MOCVD法)、分子線エビタ午シー(MBE
法)等の非平、衡な成長機構を有する結晶成長法を用い
て作製する半導体レーザ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to semiconductor laser devices), particularly metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and molecular beam deposition (MBE).
The present invention relates to a semiconductor laser device manufactured using a crystal growth method having a non-equilibrium and balanced growth mechanism such as the method (method).

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体V−ザにおいては、その内部の発振モードを安定
化させる横モード制御機構が不可決である。液相成長法
を用いて製作する半導体レーザでは、基板に溝ストライ
プを設は液相成長法に特有な成長機構を利用して活性層
を平担に構成するC f3 p (Channeled
 5ubstrata planer)  v −ザが
実用化されている。しかし、MOCVD法、MBE法等
の非平衡な成長機構を有する結晶成長法を用いて同様の
溝ストライプ付基板に成長を行うと、基板の形状を保存
して成長を行う特有な成長機構のため活性層がおれ曲が
り、C8Pレーザと同等の光導波効果は期待できず、か
つ、おれ曲がった活性層部において結晶欠陥が発生し信
頼性が低下する。従って活性層まで平担に成長を行った
後、活性層の上部の成長層において横モード制御機構を
設ける構造が考えられ、その−例を第1図に示す。この
レーザ構造はJ、J、Coleman等によってApp
目ed Physics Letters、1980゜
vol、37,262頁に開示されている。
In the semiconductor V-zer, a transverse mode control mechanism for stabilizing the internal oscillation mode is not available. In semiconductor lasers manufactured using the liquid phase epitaxy method, groove stripes are formed on the substrate, and C f3 p (Channeled
5ubstrata planer) v-the has been put into practical use. However, when a crystal growth method with a non-equilibrium growth mechanism such as MOCVD or MBE is used to grow on a similar substrate with groove stripes, a unique growth mechanism that maintains the shape of the substrate and grows. The active layer is bent, and an optical waveguide effect equivalent to that of a C8P laser cannot be expected, and crystal defects occur in the bent active layer, reducing reliability. Therefore, a structure in which a transverse mode control mechanism is provided in the grown layer above the active layer after flat growth up to the active layer is considered, an example of which is shown in FIG. This laser structure was described in App by J. J. Coleman et al.
ed Physics Letters, vol. 1980, p. 37, 262.

このレーザの製造方法はn−GtIAS基板1上Kn−
GaAsバッファ層2.n−GaAlAsクラット層3
、活性層4、I)−GaAIAS  クラット層5、n
−QaAs電流狭窄層6を順次MOCvD法によ)成長
した後、V−ザ発振を行う上部の電流狭窄層6を7オト
リソグ2フイと化学エツチングにより除去し、次に、p
−GaA1人Sクラッド層7、p−GaAs−871層
8を順次MOCVD法により成長する。次にn電極9、
p電極10を形成する。この構造では、電流狭窄層6に
よ)、電流は発光領域に集中して流れ、かつ、電流狭窄
層6の光吸収に二)基本横モードが実現される。しかし
、この構造においてはその溝形成プロセスに大きな欠点
がある。溝形成のエツチングに必要な条件は、電流狭窄
層6を完全に除去し、9−GaAlAsクラッド層50
表面が露出したらすぐにエツチングを停止することであ
る。このためには、人tのモル比が多いほどエツチング
レートが低下する選択エツチング液が適している。これ
を満たすエツチング液にはアンモニア液と過酸化水素の
混合液がある。
The manufacturing method of this laser is as follows:
GaAs buffer layer 2. n-GaAlAs crat layer 3
, active layer 4, I)-GaAIAS crat layer 5, n
- After the QaAs current confinement layer 6 is sequentially grown (by the MOCvD method), the upper current confinement layer 6 that performs V-laser oscillation is removed by seven etching layers and chemical etching, and then p
A -GaAs cladding layer 7 and a p-GaAs-871 layer 8 are sequentially grown by MOCVD. Next, the n-electrode 9,
A p-electrode 10 is formed. In this structure, the current constriction layer 6 causes current to flow concentrated in the light emitting region, and 2) the fundamental transverse mode is realized in the light absorption of the current confinement layer 6. However, this structure has a major drawback in its groove formation process. The conditions necessary for etching to form a groove are to completely remove the current confinement layer 6 and remove the 9-GaAlAs cladding layer 50.
Etching should be stopped as soon as the surface is exposed. For this purpose, a selective etching solution is suitable, in which the etching rate decreases as the molar ratio of t increases. An etching solution that satisfies this requirement is a mixed solution of ammonia solution and hydrogen peroxide.

しかし、htのモル比の多いほどエツチングレートが遅
いということは、Atが酸化して表面にA40.が形成
されてエツチングレートが低下すると説明されている。
However, the higher the molar ratio of ht, the slower the etching rate, which means that At is oxidized and A40. is formed and the etching rate decreases.

この酸化物(A40g >の上に2回目の成長が行われ
るとその成長界面(p−GaAIAS層5とPGaAt
As層7の間)に異常成長が生じあるいは結晶欠陥の導
入により、素子特性が悪化するという欠点がある。
When the second growth is performed on this oxide (A40g), the growth interface (p-GaAIAS layer 5 and PGaAt
There is a drawback that device characteristics deteriorate due to abnormal growth or introduction of crystal defects between the As layers 7).

さらに電流狭窄層6の光吸収を利用して横モード制御を
行っているため、内部損失が増大し、電気・光変換効率
が悪くなるという欠点がある。
Furthermore, since transverse mode control is performed using light absorption in the current confinement layer 6, there is a drawback that internal loss increases and electricity-to-light conversion efficiency deteriorates.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、MOCvD法、MBE法等の非平衡な
成長機構を有する結晶成長法を用いて作製する半導体レ
ーザ装置の横モード制御機構を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a transverse mode control mechanism for a semiconductor laser device manufactured using a crystal growth method having a non-equilibrium growth mechanism such as MOCvD method or MBE method.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上述したように、MOCvD法、MBE法を用いて製作
する従来の半導体レーザにおいては、活性層のおれ曲が
9、第2回目の成長時の異常成長あるいは結晶欠陥導入
という問題点があった。従って、半導体レーザの各成長
層を平担に製作し、しかも横モード制御機構を有する素
子構造を考案する必要があった。本発明は、そのような
V−ザ構造に関するものである。第2図を用いて本発明
の詳細な説明する。第2図は本発明の一例であるGaA
s−GaAtAs系半導体レーザの断面構造を示したも
のである。この構造は、n−GaAS基板1上にrl−
()aAsAsバラ2フ、n  ()al−x klx
 Asクラッド層11、アンドープGal + F A
A、 As活性層12、p−Gat−gAt、Asクラ
ッド層13、n −Gat + II At@ As電
流狭窄・光反射層14を順次設け、次に発光領域に相当
する部分のn−Ga1−@AAAs層14を選択除去し
、溝ストライプを形成した後、f’  G al −v
 Atv A sクラッド層15.1)−GaASキャ
ップ層8を順次設けた後、電極9.10を形成した構成
である。ここで各層のA40モル此の関係はy<xS 
Z、v(uとなるように設定することがボイ/トである
As described above, conventional semiconductor lasers manufactured using the MOCvD method and the MBE method have problems such as folding of the active layer9, abnormal growth during the second growth, or introduction of crystal defects. Therefore, it was necessary to devise a device structure in which each growth layer of a semiconductor laser is made flat and has a transverse mode control mechanism. The present invention relates to such a V-za structure. The present invention will be explained in detail using FIG. FIG. 2 shows GaA which is an example of the present invention.
This figure shows a cross-sectional structure of an s-GaAtAs semiconductor laser. This structure has rl-
()aAsAs rose 2f, n ()al-x klx
As cladding layer 11, undoped Gal + FA
A, As active layer 12, p-Gat-gAt, As cladding layer 13, n-Gat + II At@As current confinement/light reflection layer 14 are sequentially provided, and then n-Ga1- is formed in the portion corresponding to the light emitting region. @After selectively removing the AAAs layer 14 and forming trench stripes, f' Gal -v
This is a structure in which an ATVAs cladding layer 15.1) and a GaAS cap layer 8 are sequentially provided, and then an electrode 9.10 is formed. Here, A40 mole of each layer This relationship is y<xS
Setting it so that Z, v(u) is a void.

この時、p G a[1A4Asクラッド層13の膜厚
を適切に薄く(〜0,5μm以下)設定すると、溝スト
ライプ領域外では活性層12で発光した光がp Ga1
−iA4Asクラッド層13t−とおりぬけ、n  G
a1−w人を門人S層14に到達する。この結果、溝ス
トライプ領域外での光波は、n −Gas −m A4
 As層14の低い屈折率を感じ、溝ストライプ領域内
に比べて実効的に屈折率が低下する。この屈折率差によ
り、゛横モードは安定に導波される。さらに、溝ストラ
イプ領域外では、p−Ga1−s人ムAsクラッド層1
3とn  Qa、−、M一層14の間のp−n逆接合に
より電流狭窄層が形成されるので、電流注入は溝ストラ
イプ内に集中する。この屈折率導波路と電流狭窄機構に
より、高出力動作時にもその横モードは安定化する。
At this time, if the thickness of the p Ga[1A4As cladding layer 13 is set appropriately thin (~0.5 μm or less), the light emitted from the active layer 12 outside the groove stripe region becomes p Ga1
-iA4As cladding layer 13t- through, n G
A1-w people reach the disciple S layer 14. As a result, the light wave outside the groove stripe region is n -Gas -m A4
The low refractive index of the As layer 14 is felt, and the refractive index is effectively lower than that in the groove stripe region. Due to this refractive index difference, the transverse mode is stably guided. Furthermore, outside the groove stripe region, the p-Ga1-s layer As cladding layer 1
A current confinement layer is formed by the p-n inverse junction between the 3 and nQa,-,M layers 14, so that the current injection is concentrated within the trench stripes. This refractive index waveguide and current confinement mechanism stabilize the transverse mode even during high-power operation.

さらに、この構造における屈折率導波は、複素屈折率の
実部のみで実現されたものなの里内部損失は少なく、電
気・光変換効率が大きくなる。
Furthermore, since the refractive index waveguide in this structure is realized only using the real part of the complex refractive index, the internal loss is small and the electrical-to-optical conversion efficiency is high.

次に製作上の観点から本発明を考えてみる。Next, consider the invention from a manufacturing standpoint.

溝ストライプを形成する場合、n−Ga1−、ルムM層
14を完全に除去し、かつ、p G”+−5A4As層
130表面でエツチングを停止することが重要である。
When forming groove stripes, it is important to completely remove the n-Ga1-, lume M layer 14 and to stop etching at the surface of the pG''+-5A4As layer 130.

本発明の場合、z(uに設定しであるので、Atのモル
比が小さいほどエツチングレートが遅い選択エツチング
液を適用できる。これを満九すエツチング液は7ツ酸あ
るいはその水溶液である。このエツチング液は、Atの
モル比が0.15異なるとそのエツチングv−トは10
倍程度異なり、十分な選択比がある。従って溝ストライ
プのエツチングをp −Gat + * Al6 As
層13の表面で停止することができるので、プロセス制
御が簡単になる。さらに1溝ストライプのエツチングは
、Atのモル比の小さいIで停、止するので、その表面
にはA408等の酸化膜形成はなく、第1図の構造で問
題のあった2回目の成長時の異常成長等は生ぜず、良好
な素子特性を得ることができる。
In the case of the present invention, since z(u) is set, a selective etching solution with a lower etching rate can be applied as the molar ratio of At is smaller. An etching solution that satisfies this is hetamine acid or an aqueous solution thereof. This etching solution has an etching v-t of 10 when the molar ratio of At differs by 0.15.
There is a sufficient selection ratio. Therefore, the groove stripe etching is performed as p −Gat + *Al6 As
Being able to stop at the surface of layer 13 simplifies process control. Furthermore, since the etching of one groove stripe stops at I, which has a small molar ratio of At, no oxide film such as A408 is formed on the surface. No abnormal growth occurs, and good device characteristics can be obtained.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を第2図および第3図を用いて説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.

実施例1 第2図は、本発明も0aAZ人3系半導体レーザに適用
した場合のV−ザ装置の断面図である。第2図に示すご
とくこの構造は、n−QaAs基板1上にn−QaA、
sバッファ層(厚さ0.5 p m ) 2、n−Ga
1−xAzxAsクラッド層(厚さ1.5μm) 11
、アンドープGa1−FAtFA$活性層(厚さ0.0
6μm)12、p−Gat−gAtmAsクラッド層(
厚さ0.2μm)13、n −Ga 1− m 、Lt
* A ’電流狭窄・光反射層14(厚さ0.6μm)
を順次成長させる。ここでy=0.14 、 x=z=
0.45. u=0.60に設定した。このwafer
上にフォトリングラフィにより、窓幅4μmのホトレジ
ストマスクを形成し、これをマスクにして、フッ酸系エ
ツチング液(HF : H20= 1 : 10 )に
より、n−Gao、4kto、s As層14を選択的
に除去する。この時、このエツチング液によるn−()
a、、4.α。−5As層14のエツチングV−)は約
1μm/IIGIでらるが、一方、pGao、 s s
 Ato、a s As層13のエツチングV−)は0
.O1μm/1trix程度でめシその選択比は100
倍程度あるので、エツチングは、pGao、s s A
16.4SAS層130表面テ停止スル。
Embodiment 1 FIG. 2 is a sectional view of a V-za device in which the present invention is also applied to an OaAZ 3-system semiconductor laser. As shown in FIG. 2, this structure consists of n-QaA,
s buffer layer (thickness 0.5 pm) 2, n-Ga
1-xAzxAs cladding layer (thickness 1.5μm) 11
, undoped Ga1-FAtFA$ active layer (thickness 0.0
6 μm) 12, p-Gat-gAtmAs cladding layer (
thickness 0.2 μm) 13, n-Ga 1-m, Lt
*A' Current confinement/light reflection layer 14 (thickness 0.6 μm)
grow sequentially. Here y=0.14, x=z=
0.45. It was set to u=0.60. This wafer
A photoresist mask with a window width of 4 μm is formed on top by photolithography, and using this as a mask, the n-Gao, 4KTO, sAs layer 14 is etched using a hydrofluoric acid etching solution (HF:H20=1:10). Selectively remove. At this time, n-() due to this etching solution
a,,4. α. -5As layer 14 etching V-) is approximately 1 μm/IIGI, while pGao, s s
Ato, as Etching V-) of the As layer 13 is 0
.. The selectivity is about 100 at O1μm/1trix.
Since it is about twice as large, the etching is pGao, s s A
16.4 SAS layer 130 surface test stop.

この後、p−Gat−vAleA8 クラッド層(厚さ
1.5μm)15、p−GaAsキャップ層(厚さ0.
3μm)8を順次設けた後、電極9.10を形成し、共
振器長300μmにへきかいした。ここでV=0.45
に設定した。以上が本実施例の構成であシ、以下本実施
例の動作の説明をする。
After this, a p-Gat-vAleA8 cladding layer (thickness 1.5 μm) 15 and a p-GaAs cap layer (thickness 0.5 μm) are formed.
3 μm) 8 were successively provided, electrodes 9 and 10 were formed, and the resonator was cut to a resonator length of 300 μm. Here V=0.45
It was set to The above is the configuration of this embodiment, and the operation of this embodiment will be explained below.

溝ストライプ領域外では、活性層12で発生した光は、
0.2μmと薄い9  Gao、s 5Ato、4sA
s層13をとおシぬけ、低屈折率を有するn −Gao
、n Ato 、s As 層14に到達する。この結
果、溝ストライプ領域外での光波はn  Gao、4A
to、aAs層14の低い屈折率を感じ、溝ストライプ
領域内に比べて実効的に屈折率が低下する。この屈折率
差は10−3〜10″z程度あるので、横モードは安定
に導波される。さらに溝ストライプ領域外では、p G
ao、4A4.sAsAlB12  Gao、ssA4
atAs層14の間p −n逆接合により電流狭窄層が
形成されるので電流注入は溝ストライプ内に集中する。
Outside the groove stripe region, the light generated in the active layer 12 is
9 Gao,s 5Ato, 4sA as thin as 0.2μm
n-Gao which passes through the s layer 13 and has a low refractive index.
, n Ato , s As reaches the layer 14. As a result, the light wave outside the groove stripe region is n Gao,4A
To, the low refractive index of the aAs layer 14 is felt, and the refractive index is effectively lower than in the groove stripe region. Since this refractive index difference is about 10-3 to 10''z, the transverse mode is stably guided.Furthermore, outside the groove stripe region, p G
ao, 4A4. sAsAlB12 Gao, ssA4
Since a current confinement layer is formed by the p-n reverse junction between the atAs layers 14, current injection is concentrated within the groove stripes.

本実施例においては、波長780nmで発振し、しきい
値電流25 m A 、光出力50mwcwまで基本横
モードで発振する素子を再現よく得ることができた。さ
らに、2回目の成長開始界面での異常成長、結晶欠陥を
生成しないため、信頼性も向上し、70C40mW一定
光出力の加速寿命試験において10000時間の長寿命
を得た。
In this example, an element that oscillated at a wavelength of 780 nm, a threshold current of 25 mA, and an optical output of 50 mwcw in the fundamental transverse mode could be obtained with good reproducibility. Furthermore, since abnormal growth and crystal defects are not generated at the second growth initiation interface, reliability is improved, and a long life of 10,000 hours was obtained in an accelerated life test with a constant light output of 70C and 40 mW.

実施例2 第3図は、本発明の異なる実施例の断面図であるうこの
実施例の構成は、n−GaAs基板1上にn−GaAS
バッファ層(厚さQ、5μm)2、n−Gat + x
 AムA3クラッド層(厚さL5μff1)11、アン
ドープGat−yAt、As活性層(厚さ0.06μm
)12、p−Ga1−ahムAsクラッド層(厚さ0.
2μm)13、”  G at −s kt、A s電
流狭窄・光反射層(厚さ0.6pm)14、n−GaA
s選択エッチマスク層(厚さ0.2μm以下)16を順
次成長させる。ここでy=0.14. x=z=0.4
5. u=0.60に設定した。このwa f e r
上にフォトリソグラフィにより、窓1嘔4μmのホトフ
シストマスクを形成し、これをマスクにして、リン酸系
エツチング液ににより、レジストパターンをn−GaA
S層16に転写した後、レジストを除去するうこの後、
実施例1と同様に7ツ酸系エツチヤントでn  Gao
、4^t6,6μm層14を選択的に除去し、残シの層
を成長する。
Embodiment 2 FIG. 3 is a sectional view of a different embodiment of the present invention.
Buffer layer (thickness Q, 5 μm) 2, n-Gat + x
A3 cladding layer (thickness L5μff1) 11, undoped Gat-yAt, As active layer (thickness 0.06μm)
) 12, p-Ga1-ah film As cladding layer (thickness 0.
2 μm) 13, “G at -skt, As current confinement/light reflection layer (thickness 0.6 pm) 14, n-GaA
An s-selective etch mask layer (thickness of 0.2 μm or less) 16 is sequentially grown. Here y=0.14. x=z=0.4
5. It was set to u=0.60. This wafer
A photolithographic mask with a window of 1 mm and 4 μm was formed on the top by photolithography, and using this as a mask, the resist pattern was etched with n-GaA using a phosphoric acid etching solution.
After transferring to the S layer 16 and removing the resist,
In the same manner as in Example 1, n Gao
, 4^t6, 6 μm layer 14 is selectively removed and the remaining layer is grown.

本実施例の動作は実施例1と全く同様である。The operation of this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment.

本実施例が実施例1よシ秀れている点は、2回目の成長
時に溝ストライプ領域外では、酸化しゃすいGaAtA
sが表面に出ていないことである。
The advantage of this example over Example 1 is that during the second growth, GaAtA, which is less likely to oxidize, is removed outside the groove stripe region.
s does not appear on the surface.

本実施例においては、実施例1と同様の特性が得られた
In this example, characteristics similar to those in Example 1 were obtained.

なお本発明は実施例に示した波長0.78μm前後に限
らず、波長0.68〜Q、139μmのGaAtAS系
半導体V−ザ装置で、室温連続発振できる全範囲にわた
り同様の結果が得られた。本発明による半導体V−ザ装
置はGaAtAs  系以外のV−ザ材料、例えばIn
GaASP系やIn()aP系の材料に対しても同様に
適用できる。またV−ザの構造としては上記各実施例で
示した3層導波路を基本にするものに限らず、活性層の
片側に隣接して光ガイド層を設けるLOC構造や、活性
層の両側にそれぞれ隣接して光ガイド層を設ける8CH
構造およびこれらの光ガイド層の屈折率および禁制帯幅
が膜厚方向に分布しているGRI N −8CH槽構造
に対しても同様に適用することができる。さらに活性層
が量子井戸構造をしているものに対しても有効であシ、
また上記各実施例において導電形を食べて反対にした構
造(pをnに、nt−pに置換えた構造)においても同
様の結果が得られた。
It should be noted that the present invention is not limited to the wavelength of around 0.78 μm as shown in the example, but similar results were obtained over the entire range in which continuous oscillation at room temperature is possible using a GaAtAS-based semiconductor V-za device with a wavelength of 0.68 to Q and 139 μm. . The semiconductor V-za device according to the present invention may be made of a V-za material other than GaAtAs, such as In.
The present invention can be similarly applied to GaASP-based and In()aP-based materials. In addition, the structure of the V-Z is not limited to the one based on the three-layer waveguide shown in each of the above embodiments, but also the LOC structure in which a light guide layer is provided adjacent to one side of the active layer, and the LOC structure in which a light guide layer is provided adjacent to one side of the active layer. 8CH with a light guide layer adjacent to each other
The present invention can be similarly applied to the GRI N-8CH tank structure in which the refractive index and forbidden band width of the optical guide layer are distributed in the film thickness direction. Furthermore, it is also effective for those whose active layer has a quantum well structure.
Similar results were also obtained in a structure in which the conductivity types were reversed in each of the above embodiments (a structure in which p was replaced with n and nt-p).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、MOCvD法やMBE法等の非平衡な
成長機構を有する結晶成長法を用いて半導体レーザを製
作する時、従来の横モード制御機構の欠点でめった2回
目の成長開始界面での異常成長、結晶欠陥を除去するこ
とができるので、素子特性の向上、特に信頼性の向上の
効果がある。さらに溝ストライプ形成時には、表面に酸
化膜を形成しない選択エツチング波を導入でき、プロセ
ス制御が楽になる。その結果、波長78Qnmにおいて
光出力5Qmwまで横基本モードを得、平均寿命も光出
力40mwcw、70Cにおいて10000時間以上で
あった。従って本発明は、横モード安定化と高信頼性の
半導体V−ザを実現することに相当効果があることが明
らかになった。
According to the present invention, when manufacturing a semiconductor laser using a crystal growth method having a non-equilibrium growth mechanism such as MOCvD method or MBE method, due to the shortcomings of the conventional transverse mode control mechanism, the second growth start interface rarely occurs. Abnormal growth and crystal defects can be removed, which has the effect of improving device characteristics, especially reliability. Furthermore, when forming groove stripes, a selective etching wave that does not form an oxide film on the surface can be introduced, making process control easier. As a result, a transverse fundamental mode with an optical output of 5 Qmw was obtained at a wavelength of 78 Qnm, and the average life was over 10,000 hours at an optical output of 40 mwcw and 70C. Therefore, it has become clear that the present invention is quite effective in achieving transverse mode stabilization and a highly reliable semiconductor V-za.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の横モード制御型V−ザの構成を示す断面
図、第2図は本発明による横モード制御型レーザの一実
施例の構成を示す断面図、第3図は本発明による他の一
実施例の構成を示す断面図である。 1−−−n−GakS基板、2 ・” n −Ga A
S/<ツファ層、3・・・n−GaAtAsクラッド層
、4・・・活性層、5・・・p−GaAtASクラッド
層、6 ・n −GaAS It電流狭窄層7−p−G
aAtAsクラッド層、s−p −GaASキャップ層
、9・・・n電極、10・・・p電極、11− n  
Gao、 5 s Ato、45 Asクラッド層、1
2・・・アンドープGao 、a s Ato、 l 
4 As活性層、130.。 9−Gao、s s kLo−45As  クラッド層
、14−nGao、a Ato、6 As電流狭窄・光
波反射層、15−I)  Gao −s s Ato、
45 Asクラッド層、16 ・fl茗1図 ¥r、  z  躬
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a conventional transverse mode control type V-zer, FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the transverse mode control type laser according to the present invention, and FIG. 3 is a cross sectional view showing the configuration of a transverse mode control type laser according to the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of another embodiment. 1---n-GakS substrate, 2.''n-Ga A
S/<Tuffa layer, 3...n-GaAtAs cladding layer, 4...active layer, 5...p-GaAtAS cladding layer, 6.n-GaAS It current confinement layer 7-p-G
aAtAs cladding layer, sp-GaAS cap layer, 9...n electrode, 10...p electrode, 11-n
Gao, 5s Ato, 45 As cladding layer, 1
2...Undoped Gao, as Ato, l
4 As active layer, 130. . 9-Gao, s kLo-45As cladding layer, 14-nGao, a Ato, 6 As current confinement/light wave reflection layer, 15-I) Gao -s s Ato,
45 As cladding layer, 16 ・fl茗1fig¥r, z 躬

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1導電型の第1半導体領域上に、少なくとも第1
導電型の第2半導体層、該第2半導体層よりも屈折率が
大きく且禁制帯幅の小さい第3半導体層、該第3半導体
層よりも屈折率が小さく且禁制帯幅の大きな第2導電型
の第4半導体層、上記第3及び第4半導体層よりも屈折
率が小さく且禁制帯幅の大きな第1導電型の第5半導体
層を順次設けた後、上記第5半導体層を食刻するが上記
第4半導体層を食刻しにくい食刻法により上記第5半導
体層を食刻し上記第4半導体層が露出する溝ストライプ
を設け、次に上記溝ストライプを有する上記第4及び第
5半導体層の上に、少なくとも上記第5半導体層よりも
禁制帯の小さく且屈折率の大きな第2導電型の第6半導
体層を設けたことを特徴とする半導体レーザ装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置にお
いて、上記第5半導体層まで順次設けた後、食刻を行う
前に、上記第3半導体層よりも屈折率が大きく禁制帯幅
の小さな第1導電型の第7半導体層を設けた後、次に食
刻法により溝ストライプを形成し、その際上記第7半導
体層の除去には非選択食刻法を用い、その後は第1項記
載と同一であることを特徴とする半導体レーザ装置。 3、特許請求の範囲第1項または第2項に記載の半導体
レーザ装置において、第3半導体層が1層以上の厚さ5
Åないし300Åの量子井戸層から形成されることを特
徴とする半導体レーザ装置。 4、特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の
半導体レーザ装置において、レーザ発振を行うストライ
プを2本以上有することを特徴とする半導体レーザ装置
[Claims] 1. On the first semiconductor region of the first conductivity type, at least the first
a second semiconductor layer of a conductivity type, a third semiconductor layer having a larger refractive index and a smaller forbidden band width than the second semiconductor layer, a second conductive layer having a smaller refractive index and a larger forbidden band width than the third semiconductor layer; After sequentially forming a fourth semiconductor layer of a first conductivity type and a fifth semiconductor layer of a first conductivity type having a smaller refractive index and a larger forbidden band width than the third and fourth semiconductor layers, the fifth semiconductor layer is etched. However, the fifth semiconductor layer is etched using an etching method that makes it difficult to etch the fourth semiconductor layer to provide groove stripes in which the fourth semiconductor layer is exposed, and then the fourth and third semiconductor layers having the groove stripes are etched. 5. A semiconductor laser device characterized in that a sixth semiconductor layer of a second conductivity type having a smaller forbidden band and a larger refractive index than at least the fifth semiconductor layer is provided on the fifth semiconductor layer. 2. In the semiconductor laser device according to claim 1, after the fifth semiconductor layer is sequentially provided and before etching, a semiconductor laser having a larger refractive index and a smaller forbidden band width than the third semiconductor layer is formed. After providing the seventh semiconductor layer of the first conductivity type, groove stripes are then formed by an etching method, in which a non-selective etching method is used to remove the seventh semiconductor layer; A semiconductor laser device characterized by being the same as described above. 3. In the semiconductor laser device according to claim 1 or 2, the third semiconductor layer has a thickness of one layer or more.
A semiconductor laser device characterized in that it is formed from a quantum well layer with a thickness of Å to 300 Å. 4. A semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has two or more stripes for laser oscillation.
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