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JP4617546B2 - Array-type broad stripe semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め基板に形成した凹凸を利用して各層を形成したアレイ型ブロードストライプ半導体レーザおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
出力が数十W以上の半導体レーザは、レーザディスプレイ、レーザ加工、高調波発生等に用いる光源として近年開発が進んでいる。特に、複数の発光部を並べた構成となるアレイ型のブロードストライプレーザは、高出力光を出射できる光源として期待がもたれている。
【0003】
図10は従来のアレイ型半導体レーザを説明する模式図である。このアレイ型半導体レーザは、複数の発光領域の全体にわたり、n型クラッド層51、活性層52、p型クラッド層53およびp型コンタクト層54を順に形成し、発光領域以外のp型コンタクト層54にイオン注入を行って電流抑制層55を形成する。これにより、電流抑制層55以外の部分に電流が注入され、それに対応する複数の発光領域からレーザ光が出射されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなアレイ型半導体レーザでは、各発光領域を構成する活性層がつながっていることから、いずれかの発光領域で発生した欠陥(劣化による欠陥等)が<100>方向に沿って活性層面内で成長し、隣の発光領域まで転移してしまう。これは、電流非注入であるはずの活性層内非活性領域を欠陥が簡単に通過してしまうのが原因であり、活性層内での電流拡散や隣接の活性層光出力による光励起が増殖エネルギー源となっているものと推測される。これにより、各発光領域の劣化を早め、信頼性の低下を招くという問題が生じる。
【0005】
そこで、図11に示すように、電流抑制層の位置から活性層に達するエッチングを形成し、各発光領域の活性層52を分離したアレイ型半導体レーザが考えられている。これにより、いずれかの発光領域で発生した欠陥が活性層52を通して隣の発光領域に至ることがなくなる。
【0006】
しかし、このような構造では、欠陥の転移は抑制できるものの、エッチングによって活性層52界面(端部が露出する部分)が発生し、ここを新たな起点として欠陥の転移が起こるという問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明のアレイ型ブロードストライプ半導体レーザは、凸領域と凹領域とが隣接して形成されると共に凸領域が一定のピッチで複数設けられ、凸領域の幅が10μm〜100μmである第1導電型の基板と、基板の凸領域に、第1導電型のクラッド層、活性層、第2導電型のクラッド層の順に形成される機能層と、基板の凹領域に、機能層と同じ構成で、その凹領域を埋めるよう形成される埋め込み層と、機能層および埋め込み層の上に形成される第2導電型の第1コンタクト層と、埋め込み層上に形成された第1コンタクト層の上で少なくとも活性層の端部全域にわたり接するよう形成される第1導電型の電流ブロック層とを備えている。
【0008】
このような本発明では、凸領域上に機能層が形成され、その機能層における活性層の端部に電流ブロック層が接するように形成されているため、欠陥の発生や転移を抑制することができるようになる。
【0009】
また、本発明のアレイ型ブロードストライプ半導体レーザの製造方法は、第1導電型の基板に凸領域と凹領域とを隣接して形成すると共に凸領域を一定のピッチで複数設け、凸領域の幅を10μm〜100μmとする工程と、基板に第1導電型のクラッド層、活性層、第2導電型のクラッド層を順に積層し、凸領域上に機能層、凹領域内に埋め込み層を同時に構成する工程と、機能層および埋め込み層の上に第2導電型の第1コンタクト層を形成する工程と、第1コンタクト層の上に第1導電型の電流ブロック層を形成し、埋め込み層上に形成された第1コンタクト層の上において、その電流ブロック層が少なくとも活性層の端部全域にわたり接する状態にする工程と、電流ブロック層の上に第2導電型の第2コンタクト層を形成する工程と、凸領域上で第1コンタクト層より上に形成された層を除去する工程とを備えている。
【0010】
このような本発明では、凸領域に機能層を形成し、これと同時に凹領域内に埋め込み層を形成し、その後に形成する電流ブロック層で機能層の活性層端部を囲むことができる。これにより、結晶成長炉で連続して各層を形成して活性層端部を囲むように構成でき、欠陥の発生や転移を抑制することができるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る半導体レーザを説明する模式断面図である。すなわち、この半導体レーザ1は、凸領域10aと凹領域10bとが隣接して形成されたn型の基板10と、この基板10の凸領域10aに、n型クラッド層21、活性層22、p型クラッド層23の順に形成される機能層20と、基板1の凹領域10bに機能層20と同じ構成で凹領域10bを埋めるよう形成される埋め込み層30と、埋め込み層30上および機能層20上に形成されるn型の第1コンタクト層11と、埋め込み層30上の第1コンタクト層11上で、少なくとも活性層22の端部全域にわたり接するよう形成されるn型の電流ブロック層12と、電流ブロック層12上に形成されるp型の第2コンタクト層13とを備えている。
【0012】
基板10は、例えばn型のGaAs系、AlGaInP系、GaN系、InGaAs系、InP系が用いられる。なお、本実施形態では、(100)面を持つGaAs系の基板1を用いるものとする。この基板10の表面には、例えばウェットエッチングによって<011>方向の凸領域10aと凹領域10bとのストライプが形成されている。凸領域10aの高さ(凹領域10bの深さ)は約3μm〜4μm、凸領域10aの図中横方向に沿った幅は約10μm〜100μmとなる。
【0013】
n型クラッド層21は、Al0.4Ga0.2Asから構成され、2μm厚で形成される。また、活性層22は、ノンドープのAl0.12Ga0.88Asから構成され、0.05μm厚で形成される。さらに、p型クラッド層23は、Al0.4Ga0.6Asから構成され、2μm厚で形成される。このn型クラッド層21、活性層22、p型クラッド層23の3層によって凸領域10a上に発光のための機能層20が構成される。また、この3層の厚さと凹領域10bの深さとがほぼ等しく設定されており、3層を形成することで凹領域10bは埋め込み層30によって埋まる状態となる。
【0014】
埋め込み層30の上に形成されるp型の第1コンタクト層11は、GaAsから構成され、0.3μm以上の厚さで形成される。n型の電流ブロック層12は、Al0.5Ga0.5Asから構成され、0.5μm厚で形成される。なお、図示する電流ブロック層12は、第1コンタクト層11上に形成される高さ調整用のダミー層を含むものとする。これにより、凸領域10a上に形成された機能層20の活性層22における端部がn型の電流ブロック層12で囲まれる状態となる。
【0015】
また、n型の電流ブロック層12の上には必要に応じてp型の高さ調整層(図示せず)を設け、その上にp型の第2コンタクト層13が形成される。p型の第2コンタクト層13は、GaAsから構成され、0.5μm厚で形成される。
【0016】
このような構成から成る本実施形態の半導体レーザ1では、機能層20上の第1コンタクト層11と基板10の裏面とに電極を形成し、機能層20へ電流を注入する。この際、凹領域10bについてはn型クラッド層21、p型クラッド層23、n型の電流ブロック層12およびp型の第2コンタクト層13によってnpnp型のサイリスタが構成され、電流は流れない状態となる。これにより、機能層20の活性層22のバンドギャップに対応する波長のレーザ光が出射される。
【0017】
特に、本実施形態では、凸領域10aの幅を10μm〜100μm程度にすることで、ブロードストライプの機能層20を構成でき、幅広のレーザ光を出射できるようになる。しかも、複数の機能層20を設けて各々からレーザ光を出射することにより、高出力レーザ光を出射できることになる。
【0018】
また、このような半導体レーザ1では、機能層20および埋め込み層30を同一工程で製造でき、しかも、これら機能層20および埋め込み層30の成膜から連続して第1コンタクト層11、電流ブロック層12等の上層を形成できるため、活性層22の端部が製造途中で露出することがなくなり、活性層22の端部での欠陥発生を抑制できるようになる。
【0019】
また、本実施形態の半導体レーザ1は、基板10に凸領域10aと凹領域10bとが隣接するストライプを複数形成することにより、複数の凸領域10a上に各々機能層20を形成でき、アレイ型の半導体レーザ1を容易に構成できる。この際、先に説明したように、活性層22の端部が電流ブロック層12で囲まれているため、隣接する活性層22への欠陥の転移を的確に防止できることになる。
【0020】
次に、本実施形態に係る半導体レーザ1の製造方法を説明する。先ず、図2に示すように、n型GaAsから成る基板10を用い、その(100)面より成る主面にフォトレジストを塗布し、ストライプ状にパターニングして、<011>方向にウェットエッチングを施し、凸領域10aと凹領域10bとを交互に形成する。
【0021】
ここで、ウェットエッチングとしては、硫酸系のH2SO4とH22とH20とが3:1:1の割合で混合されたエッチング液による結晶学的エッチングを行う。このエッチングにより、凸領域10aの幅を10μm〜100μm、凹領域10bの幅を200μm、深さを3μm〜4μmにする。
【0022】
次に、図3に示すように、凸領域10aおよび凹領域10bが形成された基板10の(100)面に有機金属気相成長法(以下、「MOCVD」と言う。)によって第1導電型、例えばn型のAl0.4Ga0.6Asから成るn型クラッド層21を厚さ2μm形成する。
【0023】
この際、凸領域10a上に形成されるn型クラッド層21の側壁21aは、基板10の主面に対して約55°の角度で成す(111)B結晶面が自然発生的に生じる。この(111)B結晶面ではエピタキシャル成長が生じにくいことから、凸領域10a上と凹領域10b内とでn型クラッド層21が分断して形成されることになる。
【0024】
次に、図4に示すように、n型クラッド層21の上にノンドープの活性層22を例えばMOCVDによって形成する。活性層22としては、Al0.12Ga0.88Asの組成で、例えば0.05μm厚で形成する。
【0025】
次いで、図5に示すように、この活性層22上に第2導電型、例えばp型のAl0.4Ga0.6Asから成るn型クラッド層21を厚さ2μm形成する。これにより、基板10の凸領域10a上にn型クラッド層21、活性層22、p型クラッド層23から成る機能層20が構成され、基板10の凹領域10b内に機能層20と同じ構成から成る埋め込み層30が構成される。なお、この埋め込み層30によって、凹領域10b内がほぼ埋まる状態となる。
【0026】
次に、図6に示すように、p型クラッド層23の上に第2導電型である例えばp型の第1コンタクト層11を形成する。第1コンタクト層11は、例えばGaAsから成り、0.3μm程度形成する。
【0027】
その後、図7に示すように、第1コンタクト層11の上に第1導電型である例えばn型の電流ブロック層12を形成する。n型の電流ブロック層12は、Al0.5Ga0.5Asから構成され、2.5μm厚で形成される。これにより、凸領域10a上に形成された機能層20の活性層22における端部22aがn型の電流ブロック層12で囲まれる状態となる。
【0028】
次に、図8に示すように、電流ブロック層12の上に第2導電型である例えばp型の第2コンタクト層13を形成する。ここで、凹領域10b上に形成する第2コンタクト層12の高さと、凸領域10a上に形成されている第1コンタクト層11の高さとを合わせるため、電流ブロック層12と第2コンタクト層13との間に図示しない高さ調整層(例えば、第2導電型のAl0.4Ga0.6As)を設けてもよい。
【0029】
そして、図9に示すように、基板10の凸領域10a上に突出して形成された電流ブロック層12および第2コンタクト層13をエッチングし、凸領域10a上の第1コンタクト層11が露出するようにする。
【0030】
また、この後、第1コンタクト層11上にp側電極(図示せず)、基板10の裏面にn側電極(図示せず)を形成する。その後、基板10を所定の大きさに劈開し、本実施形態の半導体レーザ1が完成する。
【0031】
このような半導体レーザ1の製造方法では、各層の形成を一連のMOCVDによってその供給ガスを切り替えることで1作業すなわち1回の結晶成長で製造することができる。つまり、MOCVDのチャンバ内を大気解放することなく、各層を各々形成できるようになる。
【0032】
これにより、活性層22の端部22aを大気にさらすことなく電流ブロック層12で囲むことができ、しかも、隣の機能層20における活性層22と電流ブロック層によって分離できるようになるため、欠陥の発生や転移を抑制できるようになる。
【0033】
なお、本実施形態では、図面の関係上、2つの凸領域10a上に各々機能層20を形成した例を示したが、本発明はこれに限定されず、3つ以上の凸領域に各々機能層を設けるようにしてもよい。1つの凸領域上に1つの機能層を形成してもよい。
【0034】
さらに、本実施形態では、第1導電型をn型、第2導電型をp型として説明したが、反対であってもよい。つまり、n型のGaAsから成る基板10を用いる例を示したが、p型のGaAsから成る基板を用いるようにしてもよい。このp型のGaAsから成る基板を用いるメリットは、電流リークが少ないこと、Seドーパントを後でドープするため、Se分布の急峻性がよくなり、信頼性が向上する点である。
【0035】
また、基板10としては、GaAs以外であっても、例えばAlGaInP系、GaN系、InGaAs系、InP系の半導体レーザに適した材料であれば適用可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、複数の機能層を備えているアレイ型ブロードストライプ半導体レーザでも、各機能層の活性層が独立しているため、欠陥の転移が発生せず、信頼性を向上させることが可能となる。しかも、活性層の端部が電流ブロック層で囲まれているため、ここからの欠陥発生を抑制できるようになる。また、一度の結晶成長で製造できることから、製造工程を簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る半導体レーザを説明する模式断面図である。
【図2】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その1)である。
【図3】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その2)である。
【図4】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その3)である。
【図5】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その4)である。
【図6】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その5)である。
【図7】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その6)である。
【図8】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その7)である。
【図9】本実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する模式断面図(その8)である。
【図10】従来例を説明する模式断面図(その1)である。
【図11】従来例を説明する模式断面図(その2)である。
【符号の説明】
1…半導体レーザ、10…基板、10a…凸領域、10b…凹領域、11…第1コンタクト層、12…電流ブロック層、13…第2コンタクト層、20…機能層、21…n型クラッド層、22…活性層、23…p型クラッド層、30…埋め込み層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an array-type broad stripe semiconductor laser in which each layer is formed using unevenness previously formed on a substrate and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, semiconductor lasers having an output of several tens of watts or more have been developed as light sources used for laser display, laser processing, harmonic generation, and the like. In particular, an array type broad stripe laser having a configuration in which a plurality of light emitting portions are arranged is expected as a light source capable of emitting high-power light.
[0003]
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a conventional array type semiconductor laser. In this array type semiconductor laser, an n-type cladding layer 51, an active layer 52, a p-type cladding layer 53, and a p-type contact layer 54 are sequentially formed over a plurality of light emitting regions, and a p-type contact layer 54 other than the light emitting region is formed. The current suppression layer 55 is formed by performing ion implantation. As a result, a current is injected into a portion other than the current suppression layer 55, and laser light is emitted from a plurality of light emitting regions corresponding thereto.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an array type semiconductor laser, since the active layers constituting each light emitting region are connected, defects (such as defects due to deterioration) generated in any light emitting region are activated along the <100> direction. It grows in the layer plane and transitions to the adjacent light emitting region. This is because defects easily pass through the inactive region in the active layer, which should be non-injection of current, and photoexcitation due to current diffusion in the active layer and light output of the adjacent active layer is a growth energy. Presumed to be the source. As a result, there arises a problem that the deterioration of each light emitting region is accelerated and the reliability is lowered.
[0005]
Thus, as shown in FIG. 11, an array type semiconductor laser is considered in which etching reaching the active layer from the position of the current suppressing layer is formed, and the active layer 52 in each light emitting region is separated. Thereby, defects generated in any one of the light emitting regions do not reach the adjacent light emitting region through the active layer 52.
[0006]
However, in such a structure, although defect transfer can be suppressed, there is a problem that the interface of the active layer 52 (a portion where the end is exposed) is generated by etching, and defect transfer occurs from this point as a new starting point.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve such problems. That is, the array-type broad stripe semiconductor laser of the present invention, Rutotomoni convex area and the convex area and a concave area is formed adjacent are provided a plurality at a constant pitch, the width of the first convex area is 10μm~100μm The same structure as the functional layer in the conductive type substrate, the functional layer formed in the convex region of the substrate in the order of the first conductive type cladding layer, the active layer, and the second conductive type cladding layer, and the concave region of the substrate The buried layer formed to fill the concave region, the first contact layer of the second conductivity type formed on the functional layer and the buried layer, and the first contact layer formed on the buried layer And a current block layer of the first conductivity type formed so as to be in contact with at least the entire end portion of the active layer.
[0008]
In the present invention, since the functional layer is formed on the convex region and the current blocking layer is in contact with the end portion of the active layer in the functional layer, the generation and transfer of defects can be suppressed. become able to.
[0009]
Further, the method of manufacturing the array type broad stripe semiconductor laser of the present invention, a plurality of Rutotomoni convex area at a predetermined pitch to form adjacent the convex area and a concave area on a first conductive type substrate, the protruding area A step of setting the width to 10 μm to 100 μm, a first conductive type cladding layer, an active layer, and a second conductive type cladding layer are sequentially laminated on the substrate, and a functional layer is formed on the convex region and a buried layer is formed in the concave region simultaneously. A step of forming, a step of forming a first contact layer of the second conductivity type on the functional layer and the buried layer, a current blocking layer of the first conductivity type on the first contact layer, and A step of bringing the current blocking layer into contact with at least the entire end portion of the active layer on the first contact layer formed on the first contact layer; and forming a second contact layer of the second conductivity type on the current blocking layer. Process, And a step of removing a layer formed above the first contact layer on the convex region.
[0010]
In the present invention, the functional layer is formed in the convex region, and at the same time, the buried layer is formed in the concave region, and the end portion of the active layer of the functional layer can be surrounded by the current blocking layer formed thereafter. As a result, each layer can be formed continuously in the crystal growth furnace so as to surround the end portion of the active layer, and the generation and transfer of defects can be suppressed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor laser according to the present embodiment. That is, the semiconductor laser 1 includes an n-type substrate 10 in which a convex region 10a and a concave region 10b are formed adjacent to each other, and an n-type clad layer 21, an active layer 22, p in the convex region 10a of the substrate 10. The functional layer 20 formed in the order of the mold cladding layer 23, the buried layer 30 formed so as to fill the concave region 10 b in the concave region 10 b of the substrate 1 with the same configuration as the functional layer 20, and the buried layer 30 and the functional layer 20 An n-type first contact layer 11 formed thereon, and an n-type current blocking layer 12 formed on and in contact with at least the entire end portion of the active layer 22 on the first contact layer 11 on the buried layer 30; A p-type second contact layer 13 formed on the current blocking layer 12.
[0012]
For the substrate 10, for example, n-type GaAs, AlGaInP, GaN, InGaAs, or InP is used. In the present embodiment, a GaAs substrate 1 having a (100) plane is used. On the surface of the substrate 10, stripes of convex regions 10a and concave regions 10b in the <011> direction are formed by wet etching, for example. The height of the convex region 10a (depth of the concave region 10b) is about 3 μm to 4 μm, and the width of the convex region 10a along the horizontal direction in the drawing is about 10 μm to 100 μm.
[0013]
The n-type cladding layer 21 is made of Al 0.4 Ga 0.2 As and has a thickness of 2 μm. The active layer 22 is made of non-doped Al 0.12 Ga 0.88 As and has a thickness of 0.05 μm. Further, the p-type cladding layer 23 is made of Al 0.4 Ga 0.6 As and is formed with a thickness of 2 μm. The n-type cladding layer 21, the active layer 22, and the p-type cladding layer 23 constitute a functional layer 20 for light emission on the convex region 10a. Further, the thickness of the three layers and the depth of the recessed region 10b are set to be substantially equal, and the recessed region 10b is filled with the embedded layer 30 by forming the three layers.
[0014]
The p-type first contact layer 11 formed on the buried layer 30 is made of GaAs and has a thickness of 0.3 μm or more. The n-type current blocking layer 12 is made of Al 0.5 Ga 0.5 As and is formed with a thickness of 0.5 μm. The illustrated current blocking layer 12 includes a height adjusting dummy layer formed on the first contact layer 11. As a result, the end portion of the active layer 22 of the functional layer 20 formed on the convex region 10 a is surrounded by the n-type current blocking layer 12.
[0015]
A p-type height adjusting layer (not shown) is provided on the n-type current blocking layer 12 as necessary, and the p-type second contact layer 13 is formed thereon. The p-type second contact layer 13 is made of GaAs and has a thickness of 0.5 μm.
[0016]
In the semiconductor laser 1 of this embodiment having such a configuration, electrodes are formed on the first contact layer 11 on the functional layer 20 and the back surface of the substrate 10, and current is injected into the functional layer 20. At this time, in the recessed region 10b, the npnp type thyristor is configured by the n-type cladding layer 21, the p-type cladding layer 23, the n-type current blocking layer 12 and the p-type second contact layer 13, and no current flows. It becomes. Thereby, a laser beam having a wavelength corresponding to the band gap of the active layer 22 of the functional layer 20 is emitted.
[0017]
In particular, in the present embodiment, by setting the width of the convex region 10a to about 10 μm to 100 μm, the broad stripe functional layer 20 can be configured, and a wide laser beam can be emitted. In addition, by providing a plurality of functional layers 20 and emitting laser light from each, high-power laser light can be emitted.
[0018]
In such a semiconductor laser 1, the functional layer 20 and the buried layer 30 can be manufactured in the same process, and the first contact layer 11 and the current blocking layer are continuously formed from the formation of the functional layer 20 and the buried layer 30. Since an upper layer such as 12 can be formed, the end of the active layer 22 is not exposed during the manufacturing process, and the generation of defects at the end of the active layer 22 can be suppressed.
[0019]
Further, in the semiconductor laser 1 of the present embodiment, the functional layer 20 can be formed on each of the plurality of convex regions 10a by forming a plurality of stripes in which the convex regions 10a and the concave regions 10b are adjacent to each other on the substrate 10. The semiconductor laser 1 can be easily configured. At this time, as described above, since the end portion of the active layer 22 is surrounded by the current blocking layer 12, the transfer of defects to the adjacent active layer 22 can be accurately prevented.
[0020]
Next, a method for manufacturing the semiconductor laser 1 according to this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2, using a substrate 10 made of n-type GaAs, a photoresist is applied to the main surface made of the (100) plane, patterned in a stripe shape, and wet etched in the <011> direction. The convex regions 10a and the concave regions 10b are alternately formed.
[0021]
Here, as the wet etching, crystallographic etching is performed with an etching solution in which sulfuric acid-based H 2 SO 4 , H 2 0 2, and H 2 0 are mixed at a ratio of 3: 1: 1. By this etching, the width of the convex region 10a is 10 μm to 100 μm, the width of the concave region 10b is 200 μm, and the depth is 3 μm to 4 μm.
[0022]
Next, as shown in FIG. 3, the first conductivity type is formed on the (100) surface of the substrate 10 on which the convex regions 10a and the concave regions 10b are formed by metal organic chemical vapor deposition (hereinafter referred to as “MOCVD”). For example, an n-type cladding layer 21 made of, for example, n-type Al 0.4 Ga 0.6 As is formed to a thickness of 2 μm.
[0023]
At this time, on the side wall 21a of the n-type cladding layer 21 formed on the convex region 10a, a (111) B crystal plane formed at an angle of about 55 ° with respect to the main surface of the substrate 10 occurs spontaneously. Since this (111) B crystal plane hardly causes epitaxial growth, the n-type cladding layer 21 is divided and formed on the convex region 10a and in the concave region 10b.
[0024]
Next, as shown in FIG. 4, a non-doped active layer 22 is formed on the n-type cladding layer 21 by, for example, MOCVD. The active layer 22 is formed with a composition of Al 0.12 Ga 0.88 As and a thickness of 0.05 μm, for example.
[0025]
Next, as shown in FIG. 5, an n-type cladding layer 21 made of a second conductivity type, for example, p-type Al 0.4 Ga 0.6 As, is formed on the active layer 22 to a thickness of 2 μm. As a result, the functional layer 20 including the n-type cladding layer 21, the active layer 22, and the p-type cladding layer 23 is formed on the convex region 10a of the substrate 10, and the functional layer 20 is configured in the concave region 10b of the substrate 10 from the same configuration. A buried layer 30 is formed. Note that the recessed layer 10b is substantially filled with the buried layer 30.
[0026]
Next, as shown in FIG. 6, for example, a p-type first contact layer 11 of the second conductivity type is formed on the p-type cladding layer 23. The first contact layer 11 is made of, for example, GaAs and is formed with a thickness of about 0.3 μm.
[0027]
Thereafter, as shown in FIG. 7, for example, an n-type current blocking layer 12 of the first conductivity type is formed on the first contact layer 11. The n-type current blocking layer 12 is made of Al 0.5 Ga 0.5 As and is formed with a thickness of 2.5 μm. As a result, the end portion 22a of the active layer 22 of the functional layer 20 formed on the convex region 10a is surrounded by the n-type current blocking layer 12.
[0028]
Next, as shown in FIG. 8, for example, a p-type second contact layer 13 of the second conductivity type is formed on the current blocking layer 12. Here, in order to match the height of the second contact layer 12 formed on the concave region 10b with the height of the first contact layer 11 formed on the convex region 10a, the current blocking layer 12 and the second contact layer 13 are aligned. A height adjusting layer (for example, Al 0.4 Ga 0.6 As of the second conductivity type) not shown may be provided between the two.
[0029]
Then, as shown in FIG. 9, the current blocking layer 12 and the second contact layer 13 that are formed to protrude on the convex region 10a of the substrate 10 are etched so that the first contact layer 11 on the convex region 10a is exposed. To.
[0030]
Thereafter, a p-side electrode (not shown) is formed on the first contact layer 11, and an n-side electrode (not shown) is formed on the back surface of the substrate 10. Thereafter, the substrate 10 is cleaved to a predetermined size, and the semiconductor laser 1 of this embodiment is completed.
[0031]
In such a manufacturing method of the semiconductor laser 1, each layer can be formed by one operation, that is, one crystal growth by switching the supply gas by a series of MOCVD. That is, each layer can be formed without releasing the atmosphere in the MOCVD chamber.
[0032]
As a result, the end 22a of the active layer 22 can be surrounded by the current blocking layer 12 without being exposed to the atmosphere, and can be separated by the active layer 22 and the current blocking layer in the adjacent functional layer 20. Generation and metastasis can be suppressed.
[0033]
In the present embodiment, the example in which the functional layer 20 is formed on each of the two convex regions 10a has been shown in relation to the drawings. However, the present invention is not limited to this, and each of the functional layers 20 functions on three or more convex regions. A layer may be provided. One functional layer may be formed on one convex region.
[0034]
Furthermore, in the present embodiment, the first conductivity type has been described as n-type and the second conductivity type as p-type, but the opposite may be possible. That is, although the example using the substrate 10 made of n-type GaAs has been shown, a substrate made of p-type GaAs may be used. Advantages of using this p-type GaAs substrate are that there is less current leakage and that Se dopant is doped later, so that the steepness of Se distribution is improved and the reliability is improved.
[0035]
Further, the substrate 10 may be any material other than GaAs as long as it is a material suitable for an AlGaInP-based, GaN-based, InGaAs-based, or InP-based semiconductor laser.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects. That is, even in an array type broad stripe semiconductor laser having a plurality of functional layers, since the active layer of each functional layer is independent, defect transfer does not occur, and reliability can be improved. In addition, since the end portion of the active layer is surrounded by the current blocking layer, generation of defects from here can be suppressed. Moreover, since it can manufacture by one crystal growth, it becomes possible to simplify a manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor laser according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (No. 1) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (No. 2) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (No. 3) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view (No. 4) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view (No. 5) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view (No. 6) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view (No. 7) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view (No. 8) for explaining the method of manufacturing a semiconductor laser according to the embodiment.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view (part 1) illustrating a conventional example.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view (part 2) for explaining a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 10 ... Substrate, 10a ... Convex region, 10b ... Concave region, 11 ... 1st contact layer, 12 ... Current block layer, 13 ... 2nd contact layer, 20 ... Functional layer, 21 ... N-type clad layer , 22 ... active layer, 23 ... p-type cladding layer, 30 ... buried layer

Claims (5)

凸領域と凹領域とが隣接して形成されると共に前記凸領域が一定のピッチで複数設けられ、前記凸領域の幅が10μm〜100μmである第1導電型の基板と、
前記基板の凸領域に、第1導電型のクラッド層、活性層、第2導電型のクラッド層の順に形成される機能層と、
前記基板の凹領域に、前記機能層と同じ構成で、その凹領域を埋めるよう形成される埋め込み層と、
前記機能層および前記埋め込み層の上に形成される第2導電型の第1コンタクト層と、
前記埋め込み層上に形成された第1コンタクト層の上で少なくとも前記活性層の端部全域にわたり接するよう形成される第1導電型の電流ブロック層と
を備えるアレイ型ブロードストライプ半導体レーザ。
Rutotomoni the convex region and the convex area and a concave area is formed adjacent are provided a plurality at a constant pitch, a substrate of a first conductivity type the width of the convex area is 10 m - 100 m,
A functional layer formed in the order of a first conductivity type cladding layer, an active layer, and a second conductivity type cladding layer on the convex region of the substrate;
In the concave region of the substrate, the buried layer formed to fill the concave region with the same configuration as the functional layer,
A first contact layer of a second conductivity type formed on the functional layer and the buried layer;
At least the active layer array broad stripe semiconductors lasers Ru and a first conductivity type current blocking layer formed so as to be in contact over the end the whole area of on the first contact layer formed on the buried layer.
前記電流ブロック層上には、前記機能層上の第1コンタクト層とほぼ同じ位置に、第2導電型の第2コンタクト層が形成されてい
求項1記載のアレイ型ブロードストライプ半導体レーザ。
It said current blocking layer is substantially the same position as the first contact layer on the functional layer, that has second contact layer of the second conductivity type is formed
Array-type broad stripe semiconductor laser Motomeko 1 wherein.
前記電流ブロック層と前記第2コンタクト層との間に高さ調整層が設けられてい
求項2記載のアレイ型ブロードストライプ半導体レーザ。
Height adjustment layer that are disposed between the second contact layer and said current blocking layer
Array-type broad stripe semiconductor laser Motomeko 2 wherein.
前記基板はGaAs系基板であ
求項1記載のアレイ型ブロードストライプ半導体レーザ。
Wherein the substrate is Ru GaAs-based substrate Der
Array-type broad stripe semiconductor laser Motomeko 1 wherein.
第1導電型の基板に凸領域と凹領域とを隣接して形成すると共に前記凸領域を一定のピッチで複数設け、前記凸領域の幅を10μm〜100μmとする工程と、
前記基板に第1導電型のクラッド層、活性層、第2導電型のクラッド層を順に積層し、前記凸領域上に機能層、前記凹領域内に埋め込み層を同時に構成する工程と、
前記機能層および前記埋め込み層の上に第2導電型の第1コンタクト層を形成する工程と、
前記第1コンタクト層の上に第1導電型の電流ブロック層を形成し、前記埋め込み層上に形成された第1コンタクト層の上において、前記電流ブロック層が少なくとも前記活性層の端部全域にわたり接する状態にする工程と、
前記電流ブロック層の上に第2導電型の第2コンタクト層を形成する工程と、
前記凸領域上で前記第1コンタクト層より上に形成された層を除去する工程と
を備えるアレイ型ブロードストライプ半導体レーザの製造方法。
A step of the 10μm~100μm plurality, the width of the convex area in Rutotomoni the convex region a constant pitch to form adjacent the convex area and a concave area on a first conductive type substrate,
Laminating a first conductive type cladding layer, an active layer, and a second conductive type cladding layer on the substrate in order, and simultaneously forming a functional layer on the convex region and an embedded layer in the concave region;
Forming a first contact layer of the second conductivity type on the functional layer and the buried layer,
Said current blocking layer of the first conductivity type formed on the first contact layer, in the top of the first contact layer formed on the buried layer, the current blocking layer over the ends entire area of at least the active layer A process of making contact,
Forming a second conductivity type second contact layer on the current blocking layer;
Method for producing an array-type broad stripe semiconductors lasers Ru and a step of removing the layer formed above the first contact layer on the convex region.
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