JP2001015851A - Semiconductor laser device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor laser device and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
及びその作製方法に関し、更に詳細には、サージ耐圧が
高く、安定して動作する、取扱いの容易な半導体レーザ
素子及びその作製方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor laser device which has a high surge withstand voltage, operates stably, and is easy to handle, and a method of manufacturing the same. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザ素子のレーザ特性には、評
価すべき因子が種々あるものの、エネルギー効率或いは
電流効率は、評価すべき因子のうちで重要なものの一つ
として認識されている。そこで、エネルギー効率化を図
るために、従来から、種々の電流狭窄構造、電流閉じ込
め構造、或いは光閉じ込め構造が、半導体レーザ素子の
ダブルヘテロ(DH)接合積層構造内にその一部として
形成されていて、電流狭窄効果、電流閉じ込め効果、又
は光閉じ込め効果が高い積層構造ほど、エネルギー効率
が高く、好ましいレーザ共振器構造と評価されている。2. Description of the Related Art Although there are various factors to be evaluated in the laser characteristics of a semiconductor laser device, energy efficiency or current efficiency is recognized as one of the important factors to be evaluated. Therefore, in order to improve energy efficiency, various current confinement structures, current confinement structures, or optical confinement structures have conventionally been formed as part of a double hetero (DH) junction stacked structure of a semiconductor laser device. Therefore, a laminated structure having a higher current confinement effect, current confinement effect, or light confinement effect has higher energy efficiency and is evaluated as a preferable laser resonator structure.
【0003】ここで、図9から図11を参照して、エネ
ルギー効率を高くする従来の基本的構造を説明する。従
来の第1の構造の半導体レーザ素子10は、電流注入領
域以外の領域の上部クラッド層にイオン注入して、その
表層を絶縁化領域に転化したエネルギー効率化構造を備
えた半導体レーザ素子である。半導体レーザ10は、図
9に示すように、n型化合物半導体基板11上に、順
次、エピタキシャル成長させた、n型バッファ層12、
n型クラッド層13、活性層14、p型クラッド層1
5、及びp型キャップ層16の積層構造を備えている。Here, a conventional basic structure for improving energy efficiency will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. The conventional semiconductor laser device 10 having the first structure is a semiconductor laser device having an energy efficiency structure in which ions are implanted into an upper cladding layer in a region other than the current injection region and the surface layer is converted into an insulating region. . As shown in FIG. 9, the semiconductor laser 10 includes an n-type buffer layer 12, which is epitaxially grown on an n-type compound semiconductor substrate 11 sequentially.
n-type cladding layer 13, active layer 14, p-type cladding layer 1
5 and a p-type cap layer 16.
【0004】積層構造の中央のp型クラッド層15の上
層及びp型コンタクト16は、電流注入領域として、レ
ーザ共振器構造の両端面を結ぶストライプ状に形成され
ている。電流注入領域を除く領域のp型クラッド層15
の上層は、プロトン(H)等のイオンのイオン注入によ
り、電気抵抗が高い絶縁化領域17に転化され、更に、
絶縁膜18が絶縁化領域17上に成膜されている。p側
電極19として、Ti/Pt/Auの多層金属膜が、キ
ャップ層16上及び絶縁膜18上に形成され、キャップ
層16とオーミック接触している。また、基板11の裏
面には、n側電極20として、AuGe/Ni/Auの
多層金属膜が形成されている。[0004] The upper layer of the p-type cladding layer 15 and the p-type contact 16 at the center of the laminated structure are formed in a stripe shape connecting both end faces of the laser resonator structure as a current injection region. The p-type cladding layer 15 in a region excluding the current injection region
Is converted into an insulating region 17 having high electric resistance by ion implantation of ions such as protons (H).
An insulating film 18 is formed on the insulating region 17. As the p-side electrode 19, a multilayer metal film of Ti / Pt / Au is formed on the cap layer 16 and the insulating film 18, and is in ohmic contact with the cap layer 16. On the back surface of the substrate 11, a multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed as the n-side electrode 20.
【0005】従来の第2の構造の半導体レーザ素子22
は、電流注入領域としてリッジ状ストライプを有し、そ
の領域以外の領域には絶縁膜を有するエネルギー効率化
構造を備えた半導体レーザ素子である。半導体レーザ素
子22は、図10に示すように、n型化合物半導体基板
23上に、順次、エピタキシャル成長させた、n型バッ
ファ層24、n型クラッド層25、活性層26、p型ク
ラッド層27、及びp型キャップ層28の積層構造を備
えている。積層構造の中央のp型クラッド層27の上層
及びp型コンタクト28は、電流注入領域として、レー
ザ共振器構造の両端面を結ぶリッジ状ストライプに形成
されている。電流注入領域を除く領域のp型クラッド層
27上には、リッジ状ストライプを埋め込むように、絶
縁膜29が形成されている。p側電極30として、Ti
/Pt/Auの多層金属膜が、p型キャップ層28上及
び絶縁膜29上に形成され、p型キャップ層28とオー
ミック接触している。また、基板23の裏面には、n側
電極31として、AuGe/Ni/Auの多層金属膜が
形成されている。Conventional semiconductor laser device 22 of second structure
Is a semiconductor laser device having an energy efficiency structure having a ridge-shaped stripe as a current injection region and an insulating film in a region other than that region. As shown in FIG. 10, the semiconductor laser element 22 includes an n-type buffer layer 24, an n-type cladding layer 25, an active layer 26, a p-type cladding layer 27, which are sequentially epitaxially grown on an n-type compound semiconductor substrate 23. And a stacked structure of a p-type cap layer 28. The upper layer of the p-type clad layer 27 and the p-type contact 28 at the center of the laminated structure are formed as ridge-shaped stripes connecting both end faces of the laser resonator structure as current injection regions. An insulating film 29 is formed on the p-type cladding layer 27 in a region other than the current injection region so as to bury the ridge-shaped stripe. Ti as the p-side electrode 30
A / Pt / Au multilayer metal film is formed on the p-type cap layer 28 and the insulating film 29, and is in ohmic contact with the p-type cap layer 28. On the back surface of the substrate 23, a multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed as the n-side electrode 31.
【0006】従来の第3の構造の半導体レーザ素子34
は、電流注入領域としてリッジ状ストライプを有し、そ
の領域以外の領域にはpn接合による電流ブロック層を
有するエネルギー効率化構造を備えた半導体レーザ素子
である。半導体レーザ素子34は、図11に示すよう
に、n型化合物半導体基板35上に、順次、エピタキシ
ャル成長させた、n型バッファ層36、n型クラッド層
37、活性層38、及びp型クラッド層39の積層構造
を備えている。積層構造の中央のp型クラッド層39の
上部は、レーザ共振器構造の両端面を結ぶリッジ状スト
ライプに加工され、リッジ状ストライプの両側は、pn
接合による電流ブロック層40として機能する、例えば
n型GaAs層によって埋め込まれている。ストライプ
のp型クラッド層39及び電流ブロック層40上には、
p型キャップ層41が形成されている。p側電極42と
して、Ti/Pt/Auの多層金属膜が、キャップ層4
1上に形成され、キャップ層41とオーミック接触して
いる。また、基板34の裏面には、n側電極43とし
て、AuGe/Ni/Auの多層金属膜が、形成されて
いる。A conventional semiconductor laser device having a third structure 34
Is a semiconductor laser device having an energy efficiency structure having a ridge-shaped stripe as a current injection region and a current block layer formed by a pn junction in a region other than the region. As shown in FIG. 11, the semiconductor laser device 34 is composed of an n-type buffer layer 36, an n-type cladding layer 37, an active layer 38, and a p-type cladding layer 39 which are sequentially epitaxially grown on an n-type compound semiconductor substrate 35. Is provided. The upper part of the p-type cladding layer 39 at the center of the laminated structure is processed into a ridge-shaped stripe connecting both end faces of the laser resonator structure.
It is buried with, for example, an n-type GaAs layer that functions as a current blocking layer 40 by junction. On the striped p-type cladding layer 39 and the current blocking layer 40,
A p-type cap layer 41 is formed. As the p-side electrode 42, a multilayer metal film of Ti / Pt / Au is used as the cap layer 4.
1 and is in ohmic contact with the cap layer 41. On the back surface of the substrate 34, a multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed as the n-side electrode 43.
【0007】図9から図11にそれぞれ示した、第1か
ら第3のエネルギー効率化構造を有する半導体レーザ素
子は、電流狭窄、電流閉じ込め、或いは光閉じ込めの効
果が高く、一般的には、エネルギー効率が高い優れたレ
ーザ共振器構造として評価されている。The semiconductor laser devices having the first to third energy efficiency structures shown in FIGS. 9 to 11, respectively, have high effects of current confinement, current confinement, or light confinement. It is evaluated as an excellent laser resonator structure with high efficiency.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、電流注入の際
の電流狭窄効果、電流閉じ込め効果、或いは光閉じ込め
効果が高いということは、換言すれば、レーザ共振器構
造のストライプ中にエネルギーが集中し易いということ
である。従って、種々の不測の要因により、外部から、
大きな電流が、突然、レーザ共振器構造に流れる現象
(以下、サージと言う)が生じた際には、一気にストラ
イプに電流が集中し、その結果、光がストライプ下の活
性層領域に集中することになって、レーザ共振器構造の
端面破壊、或いは瞬時光学損傷等の現象が起こり易くな
る。更に言えば、ストライプ外では、絶縁膜化、絶縁膜
形成、電流ブロック層形成等により、強力に電流を阻止
するため、基本的に、サージ等の際、電流が一層ストラ
イプに集中し易くなっている。However, the fact that the current confinement effect, current confinement effect, or light confinement effect at the time of current injection is high means that energy is concentrated in the stripe of the laser resonator structure. It is easy. Therefore, due to various unexpected factors,
When a phenomenon in which a large current suddenly flows through the laser resonator structure (hereinafter referred to as a surge) occurs, the current is concentrated on the stripe at a stretch, and as a result, light is concentrated on the active layer region below the stripe. Thus, phenomena such as end face destruction of the laser resonator structure or instantaneous optical damage are likely to occur. Furthermore, outside the stripe, the current is strongly blocked by forming an insulating film, forming an insulating film, forming a current blocking layer, and the like. I have.
【0009】すなわち、電流狭窄、電流閉じ込め、或い
は光閉じ込めの効果が高い構造を備えた半導体レーザ素
子は、一面では、サージ耐圧が低く、静電気や電気/電
子回路等に起因するサージの対策が必要になるので、動
作安定性の低い、取扱い難い半導体レーザレーザである
と言える。一方、横モード単一化、低動作電流化、高出
力化等を図るためには、電流狭窄や電流/光閉じ込めを
行うことが必要であって、さもないと、例えば、光ディ
スク装置の光ピックアップ用半導体レーザ、或いはレー
ザプリンタ用の半導体レーザ等として通常求められるレ
ーザ特性を満足することができない。従って、レーザ共
振器の電流狭窄構造や閉じ込め構造は、基本的に必要な
構造であって、大幅に変えることはできない。That is, a semiconductor laser device having a structure with a high effect of current confinement, current confinement, or light confinement has a low surge withstand voltage on one side, and it is necessary to take measures against static electricity and surge caused by electric / electronic circuits. Therefore, it can be said that the semiconductor laser laser has low operation stability and is difficult to handle. On the other hand, in order to achieve a single transverse mode, a low operating current, a high output, and the like, it is necessary to perform current confinement and current / light confinement. Otherwise, for example, an optical pickup of an optical disk device Laser characteristics usually required for semiconductor lasers for laser printers or semiconductor lasers for laser printers cannot be satisfied. Therefore, the current confinement structure and the confinement structure of the laser resonator are basically necessary structures and cannot be largely changed.
【0010】以上の説明から判るように、電流狭窄効
果、電流閉じ込め効果、光閉じ込め効果等を有するエネ
ルギー効率化構造を備えることと、サージ耐圧を高くす
ることの双方を満足する半導体レーザ素子が、従来の半
導体レーザ素子には見当たらなかった。そこで、本発明
の目的は、このような問題を解決し、電流狭窄効果、電
流閉じ込め効果、光閉じ込め効果等を有するエネルギー
効率化構造を有し、しかもサージ耐圧が高く、取扱い易
い半導体レーザ素子を提供することである。As can be seen from the above description, a semiconductor laser device that satisfies both the provision of an energy efficiency structure having a current confinement effect, a current confinement effect, a light confinement effect, and the like, and a high surge withstand voltage is provided. It was not found in a conventional semiconductor laser device. Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem and provide a semiconductor laser device having an energy efficiency structure having a current confinement effect, a current confinement effect, a light confinement effect, etc., and having a high surge withstand voltage and being easy to handle. To provide.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体レーザ素子は、化合物半導体の
積層構造上に設けられた、金属膜からなる電極が、積層
構造の最上層とオーミック接触する第1の電極部と、積
層構造のキャリア濃度の低い層とショットキー接触する
第2の電極部とから構成されていることを特徴としてい
る。In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to the present invention is characterized in that an electrode made of a metal film provided on a laminated structure of a compound semiconductor is formed on the uppermost layer of the laminated structure. It is characterized by comprising a first electrode portion that makes ohmic contact and a second electrode portion that makes Schottky contact with a layer having a low carrier concentration of a laminated structure.
【0012】本発明は、半導体レーザを構成する化合物
半導体層の組成に制約無く適用でき、例えばAlGaI
nP系、AlGaAs系、GaInAsP系、AlGa
InAs系、ZnSe系、GaN系等の様々な化合物半
導体層の積層構造に適用できる。第1の電極部がオーミ
ック接触する最上層、及び第2の電極部がショットキー
接触する層の導電型は、p型でもn型でも良い。但し、
両者の導電型は同じ導電型であることが望ましいが、シ
ョットキー接触する層は濃度低いi層(intrins
ic層)であってもかまわまい。また、本発明の電極
は、半導体レーザ素子のp側電極でもn側電極でも良
く、金属膜の組成にも制約は無く、例えばp側電極とし
ては従来のTi/Pt/Auの多層金属膜を好適に使用
することができる。The present invention can be applied to the composition of a compound semiconductor layer constituting a semiconductor laser without any limitation.
nP, AlGaAs, GaInAsP, AlGa
The present invention can be applied to a stacked structure of various compound semiconductor layers such as InAs, ZnSe, and GaN. The conductivity type of the uppermost layer where the first electrode portion makes ohmic contact and the conductivity type of the layer where the second electrode portion makes Schottky contact may be p-type or n-type. However,
It is desirable that both conductivity types be the same conductivity type, but the layer that makes Schottky contact is an i-layer (intrins) having a low concentration.
ic layer). Further, the electrode of the present invention may be a p-side electrode or an n-side electrode of a semiconductor laser device, and there is no restriction on the composition of the metal film. For example, a conventional Ti / Pt / Au multilayer metal film is used as the p-side electrode. It can be suitably used.
【0013】本発明に係る半導体レーザ素子では、以上
の構成により、オーミック接触している第1の電極部と
ショットキー接触している第2の電極部とは、直流電流
を流す際の電圧差が大きく、しかもショットキー接触し
ている第2の電極領域が電流阻止機能を有するので、通
常のレーザ動作時(直流電流駆動時)には、第2の電極
部から電流が注入されることはなく、オーミック接触し
ている第1の電極部からのみ電流注入領域(ストライプ
部)に電流が注入される。従って、良好な電流狭窄効果
を示す。一方、不測のサージ電圧(電流)等が印加され
たサージ時には、ショットキー接触している第2の電極
からも、電流が通るようになり、電流がストライプ部に
集中し難くなり、従って光もストライプ下の活性層領域
に集中し難くなる。よって、サージ時の端面破壊等が生
じない。サージ時は、例えば周波数の高い電流(電圧)
が印加された場合と同等であり、ショットキー接触領域
は、高周波成分を通し易いコンデンサのような働きで、
高周波電流が通り易い状態になる。即ち、本発明に係る
半導体レーザ素子は、サージ耐圧が高くなるので、動作
が安定した、取扱いが容易な半導体レーザ素子であると
評価できる。In the semiconductor laser device according to the present invention, with the above configuration, the first electrode portion in ohmic contact and the second electrode portion in Schottky contact have a voltage difference when a DC current flows. Is large, and the second electrode region in Schottky contact has a current blocking function. Therefore, during normal laser operation (during direct current driving), current is not injected from the second electrode portion. Instead, a current is injected into the current injection region (stripe portion) only from the first electrode portion in ohmic contact. Therefore, a good current confinement effect is exhibited. On the other hand, when an unexpected surge voltage (current) or the like is applied, the current also flows from the second electrode in Schottky contact, and the current hardly concentrates on the stripe portion. It is difficult to concentrate on the active layer region below the stripe. Therefore, no destruction of the end face at the time of surge occurs. During a surge, for example, a high-frequency current (voltage)
Is applied, and the Schottky contact area acts like a capacitor that easily passes high frequency components.
A state in which high-frequency current easily passes is obtained. That is, since the semiconductor laser device according to the present invention has a high surge withstand voltage, it can be evaluated that the semiconductor laser device has stable operation and is easy to handle.
【0014】本発明の好適な実施態様では、第1の電極
部が、積層構造に形成されたリッジ状ストライプの最上
層として設けられたキャリア濃度の高いキャップ層上に
形成され、第2の電極部が、ストライプ横にストライプ
に沿って設けられたキャップ層よりキャリア濃度の低い
上部クラッド層上に形成されている。例えば、本態様で
は、キャップ層のキャリア濃度は、1×1019cm-1以
上程度が好ましく、一方、上部クラッド層のキャリア濃
度は、5×1017cm-1以上2×1018cm-1以下程度
の範囲が好ましい。In a preferred embodiment of the present invention, the first electrode portion is formed on a cap layer having a high carrier concentration provided as an uppermost layer of the ridge-shaped stripe formed in the laminated structure, and the second electrode portion is formed. The portion is formed on the upper clad layer having a lower carrier concentration than the cap layer provided along the stripe along the stripe. For example, in this embodiment, the carrier concentration of the cap layer is preferably about 1 × 10 19 cm −1 or more, while the carrier concentration of the upper cladding layer is 5 × 10 17 cm −1 or more and 2 × 10 18 cm −1. The following range is preferable.
【0015】リッジ状ストライプの高さには制約はな
い。例えばストライプのリッジ高さが低いゲインガイド
型レーザでも、ストライプのリッジ高さが高く、レーザ
光に対する屈折率差が十分に大きくなる位置までエッチ
ングされたインデックスガイド型レーザでも、逆に、レ
ーザ光に対する屈折率差が小さいか、或いはそれほど大
きくないように、ストライプのリッジ高さを調節したパ
ルセーション型レーザでも良い。There is no restriction on the height of the ridge-shaped stripe. For example, a gain guide type laser having a low stripe ridge height, an index guide type laser etched to a position where a stripe ridge height is high and a refractive index difference with respect to laser light is sufficiently large, and conversely, A pulsation type laser in which the ridge height of the stripe is adjusted so that the difference in the refractive index is small or not so large may be used.
【0016】本発明の好適な実施態様では、リッジ状ス
トライプの両端部は、ストライプ幅がストライプの中央
部からレーザ共振器構造の端面に向かって縮小している
テーパ状に形成されている。これにより、ストライプ内
部の電流密度を下げることができるので、一層サージ耐
圧が高くなる。特に、ストライプ形状の設計が重要なゲ
インガイド型レーザに好適に適用できる。In a preferred embodiment of the present invention, both ends of the ridge-shaped stripe are formed in a tapered shape in which the stripe width is reduced from the center of the stripe toward the end face of the laser resonator structure. As a result, the current density inside the stripe can be reduced, so that the surge withstand voltage is further increased. In particular, the present invention can be suitably applied to a gain guide type laser in which a stripe shape design is important.
【0017】また、本発明の別の好適な実施態様では、
リッジ状ストライプの両端部は、ストライプ幅がストラ
イプの中央部からレーザ共振器構造の端面に向かって拡
大しているフレアー状に形成されている。これにより、
レーザ共振器構造の端面光密度を下げることができるの
で、より一層サージ耐圧が高くなる。特に、電流閉じ込
めおよび光閉じ込めの高い高効率インデックスガイド型
レーザ等には、好適に適用できる。In another preferred embodiment of the present invention,
Both ends of the ridge-shaped stripe are formed in a flare shape in which the stripe width increases from the center of the stripe toward the end face of the laser resonator structure. This allows
Since the end face light density of the laser resonator structure can be reduced, the surge withstand voltage can be further increased. In particular, the present invention can be suitably applied to a high-efficiency index guide type laser having high current confinement and high light confinement.
【0018】本発明で、電極の構成は、第1の電極部及
び第2の電極部を有する限り、制約は無く、例えば金属
膜からなる電極が、第1の電極部及び第2の電極部に加
えて、上部クラッド層上に絶縁膜を介して配置されてい
る第3の電極部を第2の電極部横に備えていても良い。
このような電極構造は、ストライプ面を実装基板に向け
て半導体レーザ素子を実装基板に実装する際、第1の電
極部と第3の電極部がレーザ基板からほぼ同じ高さにあ
るので、実装が容易になる。また、金属膜からなる電極
が、金属膜からなる電極が、第1の電極部及び第2の電
極部に加えて、絶縁膜を介してキャップ層上に形成され
ている第4の電極部を第2の電極部横に隣接する領域に
備えていても良い。このような電極構造は、ストライプ
面を実装基板に向けて半導体レーザ素子を実装基板に実
装する際、第1の電極部と第3の電極部がレーザ基板か
らほぼ同じ高さにあるので、実装が容易になる。In the present invention, the structure of the electrode is not limited as long as it has the first electrode portion and the second electrode portion. For example, the electrode made of a metal film may be replaced with the first electrode portion and the second electrode portion. In addition, a third electrode portion disposed on the upper cladding layer via an insulating film may be provided beside the second electrode portion.
In such an electrode structure, when the semiconductor laser element is mounted on the mounting substrate with the stripe surface facing the mounting substrate, the first electrode portion and the third electrode portion are substantially at the same height from the laser substrate. Becomes easier. In addition, the electrode made of a metal film may be a fourth electrode portion formed on a cap layer via an insulating film in addition to the first electrode portion and the second electrode portion. It may be provided in a region adjacent to the side of the second electrode portion. In such an electrode structure, when the semiconductor laser element is mounted on the mounting substrate with the stripe surface facing the mounting substrate, the first electrode portion and the third electrode portion are substantially at the same height from the laser substrate. Becomes easier.
【0019】上述した半導体レーザ素子を作製する際に
適用する、本発明に係る半導体レーザ素子の作製方法
(以下、第1の発明方法と言う)は、最上層としてキャ
リア濃度の高いキャップ層を有する積層構造を化合物半
導体基板上に形成する工程と、積層構造をエッチングし
て、少なくともキャップ層をリッジ状ストライプに形成
すると共にストライプ横に上部クラッド層を露出させる
エッチング工程と、キャップ層上及び露出している上部
クラッド層上に金属膜からなる電極を形成する工程とを
備えていることを特徴としている。The method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (hereinafter referred to as the first invention method) applied when manufacturing the above-described semiconductor laser device has a cap layer having a high carrier concentration as the uppermost layer. Forming a stacked structure on the compound semiconductor substrate, etching the stacked structure to form at least a cap layer in a ridge-shaped stripe and exposing the upper cladding layer beside the stripe, and Forming an electrode made of a metal film on the upper clad layer described above.
【0020】上述した第3の電極部を有する半導体レー
ザ素子を作製する際に適用する、本発明に係る半導体レ
ーザ素子の別の作製方法(以下、第2の発明方法と言
う)は、最上層としてキャリア濃度の高いキャップ層を
有する積層構造を化合物半導体基板上に形成する工程
と、積層構造をエッチングして、少なくともキャップ層
をリッジ状ストライプに形成すると共にストライプ横に
上部クラッド層を露出させるエッチング工程と、ストラ
イプ横に沿った上部クラッド層領域を除いて、露出して
いる上部クラッド層上に絶縁膜を形成する工程と、キャ
ップ層上、露出している上部クラッド層上及び絶縁膜上
に金属膜からなる電極を形成する工程とを備えているこ
とを特徴としている。Another method for fabricating a semiconductor laser device according to the present invention (hereinafter referred to as a second invention method) applied to fabricating a semiconductor laser device having the above-mentioned third electrode portion is described in the uppermost layer. Forming a laminated structure having a cap layer having a high carrier concentration on a compound semiconductor substrate, and etching the laminated structure to form at least the cap layer in a ridge-like stripe and to expose an upper cladding layer beside the stripe. Forming an insulating film on the exposed upper cladding layer, excluding the upper cladding layer region along the stripe side, and forming the insulating film on the cap layer, on the exposed upper cladding layer and on the insulating film. Forming an electrode made of a metal film.
【0021】上述した第4の電極部を有する半導体レー
ザ素子を作製する際に適用する、本発明に係る半導体レ
ーザ素子の別の作製方法(以下、第3の発明方法と言
う)は、最上層としてキャリア濃度の高いキャップ層を
有する積層構造を化合物半導体基板上に形成する工程
と、レーザ共振器構造の両端面を結ぶ線に直交する方向
の縁部を除いて、積層構造をエッチングして、少なくと
もキャップ層をリッジ状ストライプに形成すると共にス
トライプ横に沿った領域に上部クラッド層を露出させる
工程と、ストライプ上及び露出した上部クラッド層上を
除く領域に絶縁膜を形成する工程と、キャップ層上、露
出している上部クラッド層及び絶縁膜上に金属膜からな
る電極を形成する工程とを備えていることを特徴として
いる。Another method for fabricating a semiconductor laser device according to the present invention (hereinafter referred to as a third invention method) applied to fabricating a semiconductor laser device having the above-mentioned fourth electrode portion is described in the uppermost layer. As a step of forming a laminated structure having a cap layer with a high carrier concentration on a compound semiconductor substrate, and excluding an edge in a direction perpendicular to a line connecting both end faces of the laser resonator structure, etching the laminated structure, Forming at least a cap layer in a ridge-like stripe and exposing the upper cladding layer in a region along the side of the stripe; forming an insulating film in a region except on the stripe and on the exposed upper cladding layer; Forming an electrode made of a metal film on the exposed upper cladding layer and the insulating film.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、実
施形態例に基づいて本発明をより詳細に説明する。半導体レーザ素子の実施形態例1 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の実施
形態の一例であって、図1は本実施形態例の半導体レー
ザ素子の構成を示す断面図である。本実施形態例の半導
体レーザ素子50は、図1に示すように、n型GaAs
基板51上に、順次、エピタキシャル成長させた、n型
GaInPバッファ層52、n型AlGaInPクラッ
ド層53、GaInPの多重量子井戸構造(MQW)か
らなる活性層54、p型AlGaInPクラッド層5
5、p型Ga InP中間層56、及びp型GaAsキャ
ップ層57の積層構造を備えている。p型クラッド層5
5の上部、p型Ga InP中間層56及びp型GaAs
キャップ層57は、レーザ共振器構造の両端面を結ぶリ
ッジ状ストライプ構造(以下、簡単にストライプ部とい
う)58として形成され、積層構造の電流注入領域とな
っている。更に、p側電極59として、p型クラッド層
55上からp型キャップ層57上を延在し、次いでp型
クラッド層55上に達する、p型キャップ層57を跨が
った形状のTi/Pt/Auの多層金属膜が形成されて
いる。また、基板51の裏面には、n側電極60とし
て、AuGe/Ni/Auの多層金属膜が形成されてい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings based on embodiments. Embodiment 1 This embodiment of the semiconductor laser device, an example embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention, FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor laser device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device 50 of this embodiment is an n-type GaAs
An n-type GaInP buffer layer 52, an n-type AlGaInP cladding layer 53, an active layer 54 having a multiple quantum well structure (MQW) of GaInP, and a p-type AlGaInP cladding layer 5 are sequentially epitaxially grown on a substrate 51.
5, a stacked structure of a p-type Ga InP intermediate layer 56 and a p-type GaAs cap layer 57 is provided. p-type cladding layer 5
5, p-type Ga InP intermediate layer 56 and p-type GaAs
The cap layer 57 is formed as a ridge-like stripe structure (hereinafter simply referred to as a stripe portion) 58 connecting both end faces of the laser resonator structure, and serves as a current injection region of a laminated structure. Furthermore, as the p-side electrode 59, a Ti / Ti / Pt-type electrode extending over the p-type cladding layer 55 and then reaching the p-type cladding layer 55 and having a shape extending over the p-type cap layer 57. A multilayer metal film of Pt / Au is formed. On the back surface of the substrate 51, a multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed as the n-side electrode 60.
【0023】本実施形態例の半導体レーザ素子50で
は、p側電極59が、オーミック接触している第1の電
極部59aと、ショットキー接触している第2の電極部
59bとから構成されている。第1の電極部59aは、
電流注入領域となるストライプ部58の最上層として形
成されたキャリア濃度の高いp型GaAs層キャップ層
72とオーミック接触している。一方、ストライプ部5
8を除く領域では、第2の電極部59bが、キャリア濃
度の低いp型クラッド層55に接触していて、オーミッ
ク接触とはならずショットキー接触となっている。In the semiconductor laser device 50 of this embodiment, the p-side electrode 59 is composed of a first electrode portion 59a in ohmic contact and a second electrode portion 59b in Schottky contact. I have. The first electrode portion 59a is
It is in ohmic contact with the p-type GaAs layer cap layer 72 having a high carrier concentration and formed as the uppermost layer of the stripe portion 58 serving as a current injection region. On the other hand, the stripe portion 5
In regions other than 8, the second electrode portion 59b is in contact with the p-type clad layer 55 having a low carrier concentration, and is not in ohmic contact but is in Schottky contact.
【0024】以上の電極構成では、オーミック接触とシ
ョットキー接触との電位バリアの差によって、一定の電
圧以下では、第1の電極部59aからのみ電流注入さ
れ、一定の電圧以上では、第1の電極部59a及び第2
の電極部59bの双方から電流注入される。即ち、通常
のレーザ動作時(直流電流駆動時)は、オーミック接触
しているストライプ部(電流注入領域)58にのみ電流
が注入でき、高い電流効率を示す良好なレーザ特性で動
作する。一方、不測のサージ電圧(電流)等が印加した
際には、ショットキー接触領域でも、電流が通るように
なり、電流がストライプ部に集中し難くなって、光もス
トライプ部直下の領域の活性層54に集中し難くなる。
例えば高電圧で周波数の高い電流(電圧)が印加された
場合は、ショットキー接触領域は、高周波成分を通し易
いコンデンサのような働きで、高周波電流が通り易い状
態になる。すなわち、半導体レーザ素子のサージ耐圧が
高くなることになるので、取扱いの容易な動作安定性の
高い半導体レーザ素子となる。In the above electrode configuration, due to the difference in potential barrier between the ohmic contact and the Schottky contact, a current is injected only from the first electrode portion 59a at a certain voltage or less, and a first current at a certain voltage or more. The electrode part 59a and the second
Current is injected from both electrode portions 59b. That is, during normal laser operation (during direct current drive), current can be injected only into the ohmic contact stripe portion (current injection region) 58, and the device operates with good laser characteristics showing high current efficiency. On the other hand, when an unexpected surge voltage (current) or the like is applied, even in the Schottky contact region, the current flows, making it difficult for the current to concentrate on the stripe portion, and causing light to activate in the region immediately below the stripe portion. It becomes difficult to concentrate on the layer 54.
For example, when a high-voltage and high-frequency current (voltage) is applied, the Schottky contact region works like a capacitor that easily allows high-frequency components to pass through, so that a high-frequency current is easily passed. That is, since the surge withstand voltage of the semiconductor laser device is increased, the semiconductor laser device is easy to handle and has high operation stability.
【0025】また、本実施形態例では、ストライプ部5
8が絶縁膜等で埋め込まれていないので、応力がストラ
イプ部58に作用し難いので、動作信頼性も優れてい
る。なお、本実施形態例では、ストライプ部58外のp
型クラッド層55のエッチング深さを浅くした、ゲイン
ガイド型レーザを想定しているが、エッチング深さの制
御によって、インデックスガイド型レーザや、パルセー
ション型レーザ等にも適用することができる。例えば、
エッチング深さを十分に深くして、レーザ光に対する屈
折率差が十分に大きくなる位置までエッチングすれば、
インデックスガイド型レーザを作製することができる。
また、レーザ光に対する屈折率差が小さいか、或いはそ
れほど大きくないように、エッチング深さに制御すれ
ば、活性層の構造にも考慮を払う必要があるものの、パ
ルセーション型レーザが得られる。尚、これらの型の半
導体レーザ素子は、極く一般的な共振器設計で容易に実
現が可能である。In this embodiment, the stripe portion 5
Since 8 is not buried with an insulating film or the like, stress is unlikely to act on the stripe portion 58, and thus the operation reliability is excellent. In this embodiment, p outside the stripe portion 58
Although a gain guide type laser in which the etching depth of the mold cladding layer 55 is made shallow is assumed, the present invention can be applied to an index guide type laser, a pulsation type laser or the like by controlling the etching depth. For example,
If the etching depth is made sufficiently deep and etched to a position where the refractive index difference with respect to the laser beam becomes sufficiently large,
An index guide type laser can be manufactured.
If the etching depth is controlled so that the difference in the refractive index with respect to the laser beam is small or not so large, a pulsation laser can be obtained although the structure of the active layer needs to be taken into consideration. It should be noted that these types of semiconductor laser devices can be easily realized with an extremely general resonator design.
【0026】半導体レーザ素子の形成方法の実施形態例
1 本実施形態例は、第1の発明方法に係る半導体レーザ素
子の作製方法を上述の半導体レーザ素子50の作製に適
用した実施形態の一例であって、図2(a)から(c)
は本実施形態例の方法で半導体レーザ素子を作製した際
の工程毎の断面図である。先ず、図2(a)に示すよう
に、MOCVD法等のエピタキシャル成長法により、n
型GaAs基板51上に、順次、n型GaInPバッフ
ァ層52、n型AlGaInPクラッド層53、GaI
nPの多重量子井戸構造(MQW)からなる活性層5
4、p型AlGaInPクラッド層55、p型GaIn
P中間層56、及びp型GaAsキャップ層57をエピ
タキシャル成長させ、半導体レーザの積層構造を形成す
る。 Embodiment of a method for forming a semiconductor laser device
One embodiment is an example of an embodiment in which the method for fabricating a semiconductor laser device according to the first invention method is applied to the fabrication of the semiconductor laser device 50 described above, and FIGS.
FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views for respective steps when a semiconductor laser device is manufactured by the method of the embodiment. First, as shown in FIG. 2A, n is formed by an epitaxial growth method such as a MOCVD method.
An n-type GaInP buffer layer 52, an n-type AlGaInP cladding layer 53, and a GaI
Active layer 5 composed of nP multiple quantum well structure (MQW)
4, p-type AlGaInP cladding layer 55, p-type GaIn
The P intermediate layer 56 and the p-type GaAs cap layer 57 are epitaxially grown to form a laminated structure of the semiconductor laser.
【0027】次いで、図2(b)に示すように、ウエッ
トエッチング法により、p型キャップ層57、p型Ga
InP中間層56、及びp型クラッド層55の上層をエ
ッチングして、p型クラッド層55の上層、p型GaI
nP中間層56、及びp型キャップ層57からなるスト
ライプ部58を形成すると共にストライプ部58の両側
にp型クラッド層55を露出させる。本実施形態例で
は、ストライプの形状は、図2(c)に示すように、ス
トライプ幅が一定なストレート形状になっている。Next, as shown in FIG. 2B, the p-type cap layer 57 and the p-type Ga
By etching the upper layer of the InP intermediate layer 56 and the p-type clad layer 55, the upper layer of the p-type clad layer 55 and the p-type GaI
The stripe portion 58 including the nP intermediate layer 56 and the p-type cap layer 57 is formed, and the p-type cladding layer 55 is exposed on both sides of the stripe portion 58. In this embodiment, the stripe shape is a straight shape with a constant stripe width, as shown in FIG.
【0028】次に、基板全面にTi/Pt/Auの多層
金属膜を蒸着させ、p型クラッド層55上からストライ
プ部58上を経てp型クラッド層55上に跨がった形状
になるように、多層金属膜をエッチングしてp側電極5
9を形成し、更に基板51の裏面にAuGe/Ni/A
uの多層金属膜を成膜し、パターニングしてn側電極6
0を形成する。これにより、図1に示す半導体レーザ素
子50を作製することができる。Next, a multilayer metal film of Ti / Pt / Au is vapor-deposited on the entire surface of the substrate so as to extend over the p-type cladding layer 55 from above the p-type cladding layer 55 through the stripe portion 58. Then, the p-side electrode 5 is etched by etching the multilayer metal film.
9 is further formed, and AuGe / Ni / A
u multilayer metal film is formed and patterned to form an n-side electrode 6.
0 is formed. Thus, the semiconductor laser device 50 shown in FIG. 1 can be manufactured.
【0029】本実施形態例の方法によれば、上述のよう
に、極めて簡便なプロセスで半導体レーザ素子50を作
製することができ、従って、製品歩留り及び製造コスト
等の点でも、従来の半導体レーザ素子の作製方法に比べ
て有利である。According to the method of the present embodiment, as described above, the semiconductor laser device 50 can be manufactured by an extremely simple process. Therefore, the conventional semiconductor laser device can be manufactured in terms of product yield and manufacturing cost. This is advantageous as compared with a method for manufacturing an element.
【0030】実施形態例1の半導体レーザ素子の改変例
1 本改変例は、実施形態例1の半導体レーザ素子50の改
変例であって、図3(a)及び(b)は、それぞれ、本
改変例の半導体レーザ素子の斜視図及び上面図である。
本改変例の半導体レーザ素子62では、実施形態例1の
半導体レーザ素子50のストライプ部58のスレートな
形状に代えて、ストライプ部63が、図3(a)及び
(b)に示すように、ストレートな形状の中央部63a
と、ストライプ部68の両端部にそれぞれ設けられ、ス
トライプの幅が中央部63aから先端に向かって縮小す
るテーパ部63bとを有する。本改変例の半導体レーザ
素子62は、横モード設計と絡めて、ストライプ部73
の両端部をテーパ部63bにすることにより、ストライ
プ内部の電流密度を下げることができるので、実施形態
例1の半導体レーザ素子50に比べてより一層サージ耐
圧を高くすることができる。特に、ストライプ形状の設
計が重要なゲインガイド型レーザに好適に適用できる。
改変例1の構造は、実施形態例1の作製プロセスを基本
的に変えることなく、容易に実現できる、実施形態例1
と同様にシンプルな構造であると言える。 Modification of the semiconductor laser device of the first embodiment
One modified example is a modified example of the semiconductor laser device 50 of the first embodiment, and FIGS. 3A and 3B are a perspective view and a top view of the semiconductor laser device of the modified example, respectively. .
In the semiconductor laser device 62 of this modification, instead of the slate shape of the stripe portion 58 of the semiconductor laser device 50 of the first embodiment, a stripe portion 63 is formed as shown in FIGS. 3A and 3B. Central part 63a with straight shape
And tapered portions 63b provided at both end portions of the stripe portion 68, the width of the stripe being reduced from the central portion 63a toward the front end. The semiconductor laser device 62 of this modification example has a stripe portion 73
Since the current density inside the stripe can be reduced by forming the tapered portions 63b at both ends, the surge withstand voltage can be further increased as compared with the semiconductor laser device 50 of the first embodiment. In particular, the present invention can be suitably applied to a gain guide type laser in which a stripe shape design is important.
The structure of the first modification can be easily realized without basically changing the manufacturing process of the first embodiment.
It can be said that the structure is as simple as.
【0031】実施形態例1の半導体レーザ素子の改変例
2 本改変例は、実施形態例1の半導体レーザ素子50の改
変例であって、図4(a)及び(b)は、それぞれ、本
改変例の半導体レーザ素子の斜視図及び上面図である。
本改変例の半導体レーザ素子64では、実施形態例1の
半導体レーザ素子50のストライプ部58のスレートな
形状に代えて、ストライプ部65が、図4(a)及び
(b)に示すように、ストレートな形状の中央部65a
と、ストライプ部65の両端部にそれぞれ設けられ、ス
トライプの幅が中央部65aから先端に向かって拡大す
るフレアー部65bとを有する。本改変例の半導体レー
ザ素子64は、横モード設計や端面光密度設計と絡め
て、ストライプ部65の両端部をフレア部65bにする
ことにより、レーザ共振器構造の端面光密度を下げるこ
とができるので、実施形態例1の半導体レーザ素子50
に比べて、より一層サージ耐圧を高くすることができ
る。特に、電流閉じ込め及び光閉じ込めの高い高効率イ
ンデックスガイド型レーザ等には、好適に適用できる。
改変例2の構造は、実施形態例1の作製プロセスを基本
的に変えることなく、容易に実現できる、実施形態例1
と同様にシンプルな構造であると言える。 Modification of the semiconductor laser device of Embodiment 1
The two modifications are modifications of the semiconductor laser device 50 of the first embodiment, and FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a top view of the semiconductor laser device of the modification, respectively. .
In the semiconductor laser device 64 of this modification, instead of the slate shape of the stripe portion 58 of the semiconductor laser device 50 of the first embodiment, a stripe portion 65 is formed as shown in FIGS. 4A and 4B. Central part 65a with straight shape
And flare portions 65b provided at both end portions of the stripe portion 65, and the width of the stripe increases from the central portion 65a toward the front end. In the semiconductor laser element 64 of this modification, the end face light density of the laser resonator structure can be reduced by forming the both ends of the stripe portion 65 into flared portions 65b in connection with the transverse mode design and the end face light density design. Therefore, the semiconductor laser device 50 of the first embodiment
The surge withstand voltage can be further increased as compared with. In particular, the present invention can be suitably applied to a high-efficiency index guide type laser having high current confinement and light confinement.
The structure of the first modification can be easily realized without basically changing the manufacturing process of the first embodiment.
It can be said that the structure is as simple as.
【0032】半導体レーザ素子の実施形態例2 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の実施
形態の別の例であって、図5は本実施形態例の半導体レ
ーザ素子の構成を示す断面図である。本実施形態例の半
導体レーザ素子68は、図5に示すように、n型GaA
s基板69上に、順次、エピタキシャル成長させた、n
型GaInPバッファ層70、n型AlGaInPクラ
ッド層71、GaInPの多重量子井戸構造(MQW)
からなる活性層72、p型AlGaInPクラッド層7
3、p型Ga InP中間層74、及びp型GaAsキャ
ップ層75の積層構造を備えている。 Second Embodiment of Semiconductor Laser Device This embodiment is another example of the embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, and FIG. 5 shows the configuration of the semiconductor laser device of this embodiment. It is sectional drawing. As shown in FIG. 5, the semiconductor laser element 68 of the present embodiment is an n-type GaAs
n sequentially grown epitaxially on the s-substrate 69
-Type GaInP buffer layer 70, n-type AlGaInP cladding layer 71, GaInP multiple quantum well structure (MQW)
Active layer 72 made of p-type AlGaInP clad layer 7
3, a stacked structure of a p-type Ga InP intermediate layer 74 and a p-type GaAs cap layer 75.
【0033】積層構造の中央部では、p型クラッド層7
3の上部、p型中間層74及びp型キャップ層75は、
ストライプ部76として形成され、積層構造の電流注入
領域となっている。ストライプ部76の両側のストライ
プ部76に沿った領域では、p型クラッド層73が露出
しており、p型クラッド層73の露出領域の外側領域で
は、絶縁膜、例えばSiO2 膜77がp型クラッド層7
3上に成膜されている。そして、SiO2 膜77、p型
クラッド層73、及びストライプ部76をを覆って、T
i/Pt/Auの多層金属膜が、p側電極78として形
成されている。また、基板69の裏面には、n側電極7
9として、AuGe/Ni/Auの多層金属膜が形成さ
れている。At the center of the laminated structure, the p-type cladding layer 7
3, the p-type intermediate layer 74 and the p-type cap layer 75
It is formed as a stripe portion 76 and serves as a current injection region of a laminated structure. The p-type cladding layer 73 is exposed in a region along the stripe portion 76 on both sides of the stripe portion 76, and in a region outside the exposed region of the p-type cladding layer 73, the insulating film, for example, the SiO 2 film 77 is p-type. Clad layer 7
3 is formed. Then, covering the SiO 2 film 77, the p-type cladding layer 73, and the stripe portion 76,
An i / Pt / Au multilayer metal film is formed as the p-side electrode 78. On the back surface of the substrate 69, an n-side electrode 7 is provided.
As No. 9, a multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed.
【0034】本実施形態例の半導体レーザ素子68で
は、p側電極78が、オーミック接触している第1の電
極部78aと、ショットキー接触している第2の電極部
78bと、SiO2 膜77上の第3の電極部78cとか
ら構成されている。第1の電極部78aは、電流注入領
域となるストライプ部76の最上層として形成されたキ
ャリア濃度の高いp型GaAs層キャップ層75とオー
ミック接触している。一方、ストライプ部76の両側の
領域では、第2の電極部78bが、キャリア濃度の低い
p型クラッド層73に接触していて、オーミック接触と
はならずショットキー接触となっている。In the semiconductor laser device 68 of this embodiment, the p-side electrode 78 has the first electrode portion 78a in ohmic contact, the second electrode portion 78b in Schottky contact, and the SiO 2 film. 77 and a third electrode portion 78c on the substrate 77. The first electrode portion 78a is in ohmic contact with the p-type GaAs layer cap layer 75 having a high carrier concentration and formed as the uppermost layer of the stripe portion 76 serving as a current injection region. On the other hand, in the regions on both sides of the stripe portion 76, the second electrode portion 78b is in contact with the p-type cladding layer 73 having a low carrier concentration, and is not in ohmic contact but is in Schottky contact.
【0035】よって、本実施形態例の半導体レーザ素子
68では、実施形態例1の半導体レーザ素子50と同様
に、電位バリアの差によって、通常のレーザ動作時に
は、オーミック接触している電流注入領域にだけに電流
を注入することができ、電流狭窄が行われる。また、p
側電極78とショットキー接触している領域の存在によ
って、実施形態例1の半導体レーザ素子50と同様に、
高いサージ耐圧を有する構造となっている。Therefore, in the semiconductor laser device 68 of the present embodiment, similarly to the semiconductor laser device 50 of the first embodiment, due to the difference in the potential barrier, the current injection region which is in ohmic contact during normal laser operation is operated. Current can be injected only into the current, and current constriction is performed. Also, p
Due to the presence of the region in Schottky contact with the side electrode 78, similar to the semiconductor laser device 50 of the first embodiment,
The structure has a high surge withstand voltage.
【0036】実施形態例1とは異なり、本実施形態例
は、ストライプ部76の両側に絶縁膜77が形成されて
いて、p側電極78が、オーミック接触している第1の
電極部78a及びショットキー接触している第2の電極
部78bに加えて、更に絶縁膜77上に第3の電極部7
8cを有する。これにより、本実施形態例では、第3の
電極部78cが、ストライプ部76の第1の電極部78
aとほぼ同じ高さになっているので、ストライプ面で半
田接合して実装基板にマウントするような際に、ストラ
イプ部76に無用の力が作用し難くなり、組立安定性や
信頼性の向上等が期待できる。なお、本実施形態例で
も、実施形態例1の改変例1及び2と同様に、何らプロ
セスを変えることなく、ストライプ部76の両端部をテ
ーパ状及びフレアー状にすることができる。Unlike the first embodiment, in the present embodiment, an insulating film 77 is formed on both sides of the stripe portion 76, and the first electrode portion 78a and the first electrode portion 78a in which the p-side electrode 78 makes ohmic contact are formed. In addition to the second electrode portion 78b in Schottky contact, the third electrode portion 7 is further formed on the insulating film 77.
8c. Accordingly, in the present embodiment, the third electrode portion 78c is connected to the first electrode portion 78 of the stripe portion 76.
Since the height is almost the same as the height a, it is difficult for unnecessary force to act on the stripe portion 76 when soldering is performed on the stripe surface and mounted on the mounting board, and assembling stability and reliability are improved. Etc. can be expected. In this embodiment, as in the first and second modifications of the first embodiment, both ends of the stripe portion 76 can be tapered and flared without changing the process.
【0037】半導体レーザ素子の作製方法の実施形態例
2 本実施形態例は、第2の発明方法に係る半導体レーザ素
子の作製方法を上述の半導体レーザ素子68に適用した
実施形態の一例であって、図6(a)から(c)は、そ
れぞれ、本実施形態例の方法で半導体レーザ素子を作製
した際の工程毎の断面図である。本実施形態例では、先
ず、図6(a)に示すように、MOCVD法等のエピタ
キシャル成長法により、n型GaAs基板69上に、順
次、n型GaInPバッファ層70、n型AlGaIn
Pクラッド層71、GaInPの多重量子井戸構造(M
QW)からなる活性層72、p型AlGaInPクラッ
ド層73、p型GaInP中間層74、及びp型GaA
sキャップ層75をエピタキシャル成長させ、半導体レ
ーザの積層構造を形成する。 Embodiment of a method for manufacturing a semiconductor laser device
The second embodiment is an example of an embodiment in which the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the second invention method is applied to the above-described semiconductor laser device 68. FIGS. FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views for respective steps when a semiconductor laser device is manufactured by the method of the embodiment. In this embodiment, first, as shown in FIG. 6A, an n-type GaInP buffer layer 70 and an n-type AlGaIn are sequentially formed on an n-type GaAs substrate 69 by an epitaxial growth method such as a MOCVD method.
P cladding layer 71, GaInP multiple quantum well structure (M
QW) active layer 72, p-type AlGaInP cladding layer 73, p-type GaInP intermediate layer 74, and p-type GaAs
The s cap layer 75 is epitaxially grown to form a laminated structure of the semiconductor laser.
【0038】次いで、図6(b)に示すように、ウエッ
トエッチング法により、p型キャップ層75、p型Ga
InP中間層74、及びp型クラッド層73の上層をエ
ッチングして、p型クラッド層73の上層、p型GaI
nP中間層74、及びp型キャップ層75からなるスト
ライプ部76を形成すると共にストライプ部76の両側
にp型クラッド層73を露出させる。本実施形態例で
は、ストライプ部76は、ストライプ幅が一定なストレ
ート形状になっている。Next, as shown in FIG. 6B, the p-type cap layer 75 and the p-type Ga
The upper layer of the p-type clad layer 73 and the p-type GaI
The stripe portion 76 including the nP intermediate layer 74 and the p-type cap layer 75 is formed, and the p-type cladding layer 73 is exposed on both sides of the stripe portion 76. In the present embodiment, the stripe portion 76 has a straight shape with a constant stripe width.
【0039】次に、基板全面にSiO2 膜を成膜し、ス
トライプ部76上のp型キャップ層75、及びストライ
プ部76の両側にストライプ部76に沿ってp型クラッ
ド層73を露出させ、かつストライプ部76から離隔し
た領域にSiO2 膜77を形成するように、パターニン
グする。次いで、基板全面にTi/Pt/Auの多層金
属膜を蒸着させ、SiO2 膜77上からp型クラッド層
73上、ストライプ部76上、及びp型クラッド層73
を経てSiO2 膜77上に達するように、多層金属膜を
エッチングしてp側電極78を形成し、更に基板69の
裏面にAuGe/Ni/Auの多層金属膜を成膜し、パ
ターニングしてn側電極79を形成する。これにより、
図5に示す半導体レーザ素子68を作製することができ
る。Next, an SiO 2 film is formed on the entire surface of the substrate, and the p-type cap layer 75 on the stripe portion 76 and the p-type cladding layer 73 on both sides of the stripe portion 76 are exposed along the stripe portion 76. In addition, patterning is performed so that the SiO 2 film 77 is formed in a region separated from the stripe portion 76. Next, a multilayer metal film of Ti / Pt / Au is deposited on the entire surface of the substrate, and from the SiO 2 film 77 on the p-type cladding layer 73, on the stripe portion 76, and on the p-type cladding layer 73.
The p-side electrode 78 is formed by etching the multi-layered metal film so as to reach the SiO 2 film 77 through the above step, and a multi-layered metal film of AuGe / Ni / Au is formed on the back surface of the substrate 69 and patterned. An n-side electrode 79 is formed. This allows
The semiconductor laser device 68 shown in FIG. 5 can be manufactured.
【0040】半導体レーザ素子の実施形態例3 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の実施
形態の更に別の例であって、図7は本実施形態例の半導
体レーザ素子の構成を示す断面図である。本実施形態例
の半導体レーザ素子80は、図7に示すように、n型G
aAs基板81上に、順次、エピタキシャル成長させ
た、n型GaInPバッファ層82、n型AlGaIn
Pクラッド層83、GaInPの多重量子井戸構造(M
QW)からなる活性層84、p型AlGaInPクラッ
ド層85、p型Ga InP中間層86、及びp型GaA
sキャップ層87の積層構造を備えている。 Third Embodiment of Semiconductor Laser Device This embodiment is still another example of the embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention, and FIG. 7 shows the configuration of the semiconductor laser device of this embodiment. FIG. As shown in FIG. 7, the semiconductor laser device 80 of the present embodiment has an n-type G
An n-type GaInP buffer layer 82 and an n-type AlGaIn are sequentially epitaxially grown on an aAs substrate 81.
P cladding layer 83, multiple quantum well structure of GaInP (M
QW) active layer 84, p-type AlGaInP cladding layer 85, p-type Ga InP intermediate layer 86, and p-type GaAs
The s cap layer 87 has a laminated structure.
【0041】積層構造の中央部では、p型クラッド層8
5の上部、p型中間層86及びp型キャップ層87は、
ストライプ部88として形成され、積層構造の電流注入
領域となっている。また、ストライプ部88の両側のス
トライプ部88から離隔した領域には同じ構造のメサ部
89が形成されていて、メサ部89のp型キャップ層8
7上及び側壁には、絶縁膜、例えばSiO2 膜90が成
膜されている。ストライプ部88とメサ部89との間で
は、p型クラッド層85がストライプ部88に沿って露
出している。そして、SiO2 膜90、p型クラッド層
85、及びストライプ部88をを覆ってTi/Pt/A
uの多層金属膜が、p側電極91として形成されてい
る。また、基板81の裏面には、n側電極92として、
AuGe/Ni/Auの多層金属膜が形成されている。In the center of the laminated structure, the p-type cladding layer 8
5, the p-type intermediate layer 86 and the p-type cap layer 87
It is formed as a stripe portion 88 and serves as a current injection region of a laminated structure. A mesa 89 having the same structure is formed in a region separated from the stripe 88 on both sides of the stripe 88, and the p-type cap layer 8 of the mesa 89 is formed.
An insulating film, for example, an SiO 2 film 90 is formed on the top and the side walls. Between the stripe portion 88 and the mesa portion 89, the p-type cladding layer 85 is exposed along the stripe portion 88. Then, Ti / Pt / A covering the SiO 2 film 90, the p-type cladding layer 85, and the stripe portion 88.
A multilayer metal film of u is formed as a p-side electrode 91. Also, on the back surface of the substrate 81, as an n-side electrode 92,
A multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed.
【0042】本実施形態例の半導体レーザ素子80で
は、p側電極91が、オーミック接触している第1の電
極部91aと、ショットキー接触している第2の電極部
91bと、SiO2 膜90上の第4の電極部91cとか
ら構成されている。第1の電極部91aは、電流注入領
域となるストライプ部88の最上層として形成されたキ
ャリア濃度の高いp型GaAs層キャップ層87とオー
ミック接触している。一方、ストライプ部88とメサ部
89との間の領域では、第2の電極部91bが、キャリ
ア濃度の低いp型クラッド層85に接触しているので、
オーミック接触とはならずショットキー接触となってい
る。In the semiconductor laser device 80 of this embodiment, the p-side electrode 91 has the first electrode portion 91a in ohmic contact, the second electrode portion 91b in Schottky contact, and the SiO 2 film. And a fourth electrode portion 91c on the upper electrode 90. The first electrode portion 91a is in ohmic contact with the p-type GaAs layer cap layer 87 having a high carrier concentration and formed as the uppermost layer of the stripe portion 88 serving as a current injection region. On the other hand, in the region between the stripe portion 88 and the mesa portion 89, the second electrode portion 91b is in contact with the p-type cladding layer 85 having a low carrier concentration.
It is not an ohmic contact but a Schottky contact.
【0043】よって、本実施形態例の半導体レーザ素子
80では、実施形態例1の半導体レーザ素子50と同様
に、電位バリアの差によって、通常のレーザ動作時に
は、オーミック接触している電流注入領域にだけに電流
を注入することができ、電流狭窄が行われる。また、p
側電極91とショットキー接触している領域の存在によ
って、実施形態例1の半導体レーザ素子50と同様に、
高いサージ耐圧を有する構造となっている。なお、本実
施形態例でも、実施形態例1の改変例1及び2と同様
に、何らプロセスを変えることなく、ストライプ部76
の両端部をテーパ状及びフレアー状にすることができ
る。Therefore, in the semiconductor laser device 80 of the present embodiment, similarly to the semiconductor laser device 50 of the first embodiment, due to the difference in the potential barrier, the current injection region that is in ohmic contact during normal laser operation is operated. Current can be injected only into the current, and current constriction is performed. Also, p
Due to the existence of the region in Schottky contact with the side electrode 91, as in the case of the semiconductor laser device 50 of the first embodiment,
The structure has a high surge withstand voltage. Note that, in the present embodiment, similarly to the first and second modifications of the first embodiment, the stripe portions 76 are not changed without any process.
Can be tapered and flared at both ends.
【0044】更には、本実施形態例では、ストライプ部
88の両側にメサ部89が形成されていて、ストライプ
部89とほぼ同じ高さになっているので、実施形態例2
と同様に、ストライプ面で半田接合して実装基板にマウ
ントするような際に、ストライプ部88に無用の力が作
用し難くなり、組立安定性や信頼性の向上等が期待でき
る。尚、本実施形態例は、エッチング深さが深い場合、
即ちストライプ部88の高さが高い場合でも、絶縁膜9
0の膜厚を調整することにより、ストライプ部88の外
側の高さをストライプ部88と同じ高さに形成すること
が、実施形態例2よりも容易である。Further, in the present embodiment, the mesa portions 89 are formed on both sides of the stripe portion 88 and are substantially the same height as the stripe portion 89.
Similarly to the above, when soldering is performed on the stripe surface and mounted on the mounting substrate, unnecessary force hardly acts on the stripe portion 88, and improvement in assembly stability and reliability can be expected. In this embodiment, when the etching depth is deep,
That is, even when the height of the stripe portion 88 is high, the insulating film 9
By adjusting the film thickness of 0, it is easier to form the outer height of the stripe portion 88 at the same height as the stripe portion 88 than in the second embodiment.
【0045】半導体レーザ素子の作製方法の実施形態例
3 本実施形態例は、第3の発明方法に係る半導体レーザ素
子の作製方法を上述の半導体レーザ素子80に適用した
実施形態の一例であって、図8(a)から(c)は本実
施形態例の方法で半導体レーザ素子を作製した際の工程
毎の断面図である。本実施形態例では、先ず、図8
(a)に示すように、MOCVD法等のエピタキシャル
成長法により、n型GaAs基板81上に、順次、n型
GaInPバッファ層82、n型AlGaInPクラッ
ド層83、GaInPの多重量子井戸構造(MQW)か
らなる活性層84、p型AlGaInPクラッド層8
5、p型GaInP中間層86、及びp型GaAsキャ
ップ層87をエピタキシャル成長させ、半導体レーザの
積層構造を形成する。 Embodiment of a method for manufacturing a semiconductor laser device
The third embodiment is an example of an embodiment in which the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the third invention method is applied to the above-described semiconductor laser device 80. FIGS. 8A to 8C show this embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view for each step when a semiconductor laser element is manufactured by the method of the embodiment. In this embodiment, first, FIG.
As shown in FIG. 1A, an n-type GaInP buffer layer 82, an n-type AlGaInP cladding layer 83, and a multiple quantum well structure (MQW) of GaInP are sequentially formed on an n-type GaAs substrate 81 by an epitaxial growth method such as the MOCVD method. Active layer 84, p-type AlGaInP cladding layer 8
5. The p-type GaInP intermediate layer 86 and the p-type GaAs cap layer 87 are epitaxially grown to form a stacked structure of the semiconductor laser.
【0046】次いで、図8(b)に示すように、ウエッ
トエッチング法により、p型キャップ層87、p型Ga
InP中間層86、及びp型クラッド層85の上層をエ
ッチングして、p型クラッド層85の上層、p型GaI
nP中間層86、及びp型キャップ層87からなるスト
ライプ部88、及びストライプ部88の両側に離隔して
同じ層構造のメサ部89A、Bを形成すると共にストラ
イプ部88とメサ部89A、Bとの間にp型クラッド層
85を露出させる。本実施形態例では、ストライプ部8
8は、ストライプ幅が一定なストレート形状になってい
る。Next, as shown in FIG. 8B, the p-type cap layer 87 and the p-type Ga
By etching the upper layer of the InP intermediate layer 86 and the p-type clad layer 85, the upper layer of the p-type clad layer 85, the p-type GaI
A stripe portion 88 composed of an nP intermediate layer 86 and a p-type cap layer 87, and mesas 89A and 89B having the same layer structure formed on both sides of the stripe 88 are formed. During this time, the p-type cladding layer 85 is exposed. In the present embodiment, the stripe portion 8
8 has a straight shape with a constant stripe width.
【0047】次に、基板全面にSiO2 膜を成膜し、パ
ターニングして、メサ部89のp型キャップ層87上及
び側壁にSiO2 膜90を形成する。次いで、基板全面
にTi/Pt/Auの多層金属膜を蒸着させ、メサ部8
9AのSiO2 膜90上からp型クラッド層85上、ス
トライプ部88上、及びp型クラッド層85上を経てメ
サ部89bのSiO2 膜90上に達するように、多層金
属膜をエッチングしてp側電極91を形成し、更に基板
81の裏面にAuGe/Ni/Auの多層金属膜を成膜
し、パターニングしてn側電極92を形成する。これに
より、図7に示す半導体レーザ素子80を作製すること
ができる。Next, an SiO 2 film is formed on the entire surface of the substrate and patterned to form an SiO 2 film 90 on the p-type cap layer 87 of the mesa 89 and on the side walls. Next, a multilayer metal film of Ti / Pt / Au is deposited on the entire surface of the substrate, and the mesa unit 8 is formed.
The multi-layered metal film is etched so as to reach the SiO 2 film 90 of the mesa portion 89b from the 9A SiO 2 film 90 through the p-type cladding layer 85, the stripe portion 88, and the p-type cladding layer 85. A p-side electrode 91 is formed, and a multilayer metal film of AuGe / Ni / Au is formed on the back surface of the substrate 81, and is patterned to form an n-side electrode 92. Thus, the semiconductor laser device 80 shown in FIG. 7 can be manufactured.
【0048】半導体レーザ素子及びその作製方法の実施
形態例1から実施形態例3の説明では、AlGaInP
系の半導体レーザ素子を例に取って説明しているが、本
発明は、AlGaAs系、GaInAsP系、AlGa
InAs系、ZnSe系、GaN系等の様々な組成系の
半導体レーザ素子にも容易に適用できる。また、本発明
の要旨を逸脱しない限り、実施形態例とは異なる様々な
レーザ構造及びその作製方法に本発明を適用することが
できる。In the description of the first to third embodiments of the semiconductor laser device and the method of manufacturing the same, AlGaInP
The present invention has been described by taking an example of a semiconductor laser device of the AlGas type, the GaInAsP type, and the AlGas type.
The present invention can be easily applied to semiconductor laser devices of various composition systems such as InAs, ZnSe, and GaN. Further, the present invention can be applied to various laser structures different from those of the embodiment and a manufacturing method thereof without departing from the gist of the present invention.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザの積層構
造上に設けられた、金属膜からなる電極を、積層構造の
最上層とオーミック接触する第1の電極部と、積層構造
のキャリア濃度の低い層とショットキー接触する第2の
電極部とから構成することにより、以下の効果を奏す
る。オーミック接触している第1の電極部とショットキ
ー接触している第2の電極部とは、直流電流を流す際の
電圧差が大きいため、通常のレーザ動作時(直流電流駆
動時)は、オーミック接触している第1の電極部にのみ
電流が流れて、電流狭窄効果の大きな良好なレーザ特性
で動作する。一方、不測のサージ等が印加した際に、シ
ョットキー接触する第2の電極部からも電流が注入され
るので、電流がストライプ部に集中し難くなる。すなわ
ち、半導体レーザ素子のサージ耐圧が高くなり、取扱い
の容易な動作安定性の高いレーザとなる。例えば、周波
数の高い電流(電圧)が印加されたサージ時は、第2の
電極部は高周波成分を通しやすいコンデンサのような働
きで、高周波電流が通り易くなる。更には、ストライプ
部の端部形状をテーパ状にしたり、フレアー状にしたり
することにより、サージ耐圧をより一層高くすることが
できる。また、本発明方法は、少ないプロセス工程数で
本発明に係る半導体レーザ素子を作製する方法を実現し
ており、素子構造およびプロセスが簡単なので、製品歩
留りおよび製造コスト等の点で従来のものに比べて優れ
ている。According to the present invention, an electrode made of a metal film, which is provided on a laminated structure of a semiconductor laser, has a first electrode portion in ohmic contact with the uppermost layer of the laminated structure, and a carrier concentration of the laminated structure. The following effects can be obtained by using the low electrode layer and the second electrode portion in Schottky contact. Since the voltage difference between the first electrode portion in ohmic contact and the second electrode portion in Schottky contact when a DC current flows is large, during normal laser operation (during DC current driving), Current flows only in the first electrode portion in ohmic contact, and the device operates with good laser characteristics with a large current confinement effect. On the other hand, when an unexpected surge or the like is applied, current is also injected from the second electrode portion that makes Schottky contact, so that it is difficult for the current to concentrate on the stripe portion. That is, the surge withstand voltage of the semiconductor laser element is increased, and the laser is easy to handle and has high operation stability. For example, at the time of a surge in which a high-frequency current (voltage) is applied, the second electrode portion functions like a capacitor that easily passes a high-frequency component, and the high-frequency current easily passes. Furthermore, the surge withstand voltage can be further increased by making the end portion of the stripe portion tapered or flared. In addition, the method of the present invention realizes a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention with a small number of process steps, and has a simple device structure and process. It is better than that.
【図1】実施形態例1の半導体レーザ素子の構成を示す
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor laser device according to a first embodiment.
【図2】図2(a)から(c)は実施形態例1の方法で
半導体レーザ素子を作製した際の工程毎の断面図であ
る。FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views for respective steps when a semiconductor laser device is manufactured by the method of the first embodiment.
【図3】図3(a)及び(b)は、それぞれ、改変例1
の半導体レーザ素子の斜視図及び上面図である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) show Modification Example 1, respectively.
3 is a perspective view and a top view of the semiconductor laser device of FIG.
【図4】図4(a)及び(b)は、それぞれ、改変例2
の半導体レーザ素子の斜視図及び上面図である。FIGS. 4 (a) and (b) show modified example 2 respectively.
3 is a perspective view and a top view of the semiconductor laser device of FIG.
【図5】実施形態例2の半導体レーザ素子の構成を示す
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor laser device according to a second embodiment.
【図6】図6(a)から(c)は、それぞれ、実施形態
例2の方法で半導体レーザ素子を作製した際の工程毎の
断面図である。FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views for respective steps when a semiconductor laser device is manufactured by the method of the second embodiment.
【図7】実施形態例3の半導体レーザ素子の構成を示す
断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor laser device according to a third embodiment.
【図8】図8(a)から(c)は、それぞれ、実施形態
例3の方法で半導体レーザ素子を作製した際の工程毎の
断面図である。FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views of respective steps when a semiconductor laser device is manufactured by the method of Embodiment 3;
【図9】従来の第1の構造の半導体レーザ素子の構成を
示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor laser device having a first structure.
【図10】従来の第2の構造の半導体レーザ素子の構成
を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor laser device having a second structure.
【図11】従来の第3の構造の半導体レーザ素子の構成
を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor laser device having a third structure.
10……従来の第1の構造の半導体レーザ素子、11…
…n型化合物半導体基板、12……n型バッファ層、1
3……n型クラッド層、14……活性層、15……p型
クラッド層、16……p型キャップ層、17……絶縁化
領域、18……絶縁膜、19……p側電極、20……n
側電極、22……従来の第2の構造の半導体レーザ素
子、23……n型化合物半導体基板、24……n型バッ
ファ層、25……n型クラッド層、26……活性層、2
7……p型クラッド層、28……p型キャップ層、29
……絶縁膜、30……p側電極、31……n側電極、3
4……従来の第3の構造の半導体レーザ素子、35……
n型化合物半導体基板、36……n型バッファ層、37
……n型クラッド層、38……活性層、39……p型ク
ラッド層、40……電流ブロック層、41……p型キャ
ップ層、42……p側電極、43……n側電極、50…
…実施形態例1の半導体レーザ素子、51……n型Ga
As基板、52……n型GaInPバッファ層、53…
…n型AlGaInPクラッド層、54……GaInP
の多重量子井戸構造(MQW)からなる活性層、55…
…p型AlGaInPクラッド層、56……p型Ga I
nP中間層、57……p型GaAsキャップ層、58…
…ストライプ部、59……p側電極、59a……第1の
電極部、59b……第2の電極部、60……n側電極、
62……改変例1の半導体レーザ素子、63……ストラ
イプ部、63a……中央部、63b……テーパ部、64
……改変例2の半導体レーザ素子、65……ストライプ
部、65a……中央部、65b……フレアー部、68…
…実施形態例2の半導体レーザ素子、69……n型Ga
As基板、70……n型GaInPバッファ層、71…
…n型AlGaInPクラッド層、72……GaInP
の多重量子井戸構造(MQW)からなる活性層、73…
…p型AlGaInPクラッド層、74……p型Ga I
nP中間層、75……p型GaAsキャップ層、76…
…ストライプ部、77……SiO2 膜、78……p側電
極、78a……第1の電極部、78b……第2の電極
部、78c……第3の電極部、79……n側電極、80
……実施形態例3の半導体レーザ素子、81……n型G
aAs基板、82……n型GaInPバッファ層、83
……n型AlGaInPクラッド層、84……GaIn
Pの多重量子井戸構造(MQW)からなる活性層、85
……p型AlGaInPクラッド層、86……p型Ga
InP中間層、87……p型GaAsキャップ層、88
……ストライプ部、89……メサ部、90……SiO2
膜、91……p側電極、91a……第1の電極部、91
b……第2の電極部、91c……第4の電極部、92…
…n側電極。10: a conventional semiconductor laser device having the first structure, 11:
... n-type compound semiconductor substrate, 12 ... n-type buffer layer, 1
3 ... n-type cladding layer, 14 ... active layer, 15 ... p-type cladding layer, 16 ... p-type cap layer, 17 ... insulating region, 18 ... insulating film, 19 ... p-side electrode, 20 …… n
Side electrode, 22: conventional semiconductor laser device of second structure, 23: n-type compound semiconductor substrate, 24: n-type buffer layer, 25: n-type cladding layer, 26: active layer, 2
7 p-type cladding layer, 28 p-type cap layer, 29
... Insulating film, 30 p-side electrode, 31 n-side electrode, 3
4 ... the conventional semiconductor laser device having the third structure, 35 ...
n-type compound semiconductor substrate, 36... n-type buffer layer, 37
... n-type cladding layer, 38 ... active layer, 39 ... p-type cladding layer, 40 ... current blocking layer, 41 ... p-type cap layer, 42 ... p-side electrode, 43 ... n-side electrode, 50 ...
... the semiconductor laser device of the first embodiment, 51 ... n-type Ga
As substrate, 52... N-type GaInP buffer layer, 53.
... n-type AlGaInP cladding layer, 54 ... GaInP
, An active layer comprising a multiple quantum well structure (MQW) of
... p-type AlGaInP cladding layer, 56 ... p-type GaI
nP intermediate layer, 57 ... p-type GaAs cap layer, 58 ...
... Stripe portion, 59 ... p-side electrode, 59a ... first electrode portion, 59b ... second electrode portion, 60 ... n-side electrode
62: semiconductor laser element of Modification 1; 63: stripe portion; 63a: central portion; 63b: taper portion;
... Semiconductor laser element of Modification 2 65, Stripe portion 65a Central portion 65b Flare portion 68
... The semiconductor laser device of the second embodiment, 69... N-type Ga
As substrate, 70... N-type GaInP buffer layer, 71.
... n-type AlGaInP cladding layer, 72 ... GaInP
, An active layer consisting of a multiple quantum well structure (MQW)
... p-type AlGaInP cladding layer, 74 ... p-type GaI
nP intermediate layer, 75 ... p-type GaAs cap layer, 76 ...
... stripe portion, 77 ...... SiO 2 film, 78 ...... p-side electrode, 78a ...... first electrode portion, 78b ...... second electrode portion, 78c ...... third electrode portions, 79 ...... n-side Electrode, 80
... The semiconductor laser device of Embodiment 3 81, n-type G
aAs substrate, 82... n-type GaInP buffer layer, 83
... N-type AlGaInP cladding layer, 84.
Active layer composed of P multiple quantum well structure (MQW), 85
... P-type AlGaInP cladding layer, 86 p-type Ga
InP intermediate layer, 87 p-type GaAs cap layer, 88
...... Stripe part, 89 ... Mesa part, 90 ... SiO 2
Film, 91... P-side electrode, 91 a.
b... second electrode portion, 91 c... fourth electrode portion, 92.
... n-side electrode.
Claims (9)
た、金属膜からなる電極が、積層構造の最上層とオーミ
ック接触する第1の電極部と、積層構造のキャリア濃度
の低い層とショットキー接触する第2の電極部とから構
成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。An electrode comprising a metal film provided on a layered structure of a compound semiconductor has a first electrode portion in ohmic contact with an uppermost layer of the layered structure; And a second electrode portion in contact with the semiconductor laser device.
リッジ状ストライプの最上層として設けられたキャリア
濃度の高いキャップ層上に形成され、第2の電極部が、
ストライプ横にストライプに沿って設けられたキャップ
層よりキャリア濃度の低い上部クラッド層上に形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ
素子。A first electrode portion formed on a cap layer having a high carrier concentration provided as an uppermost layer of the ridge-shaped stripe formed in the laminated structure;
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is formed on an upper clad layer having a lower carrier concentration than a cap layer provided along the stripe along the stripe.
イプ幅がストライプの中央部からレーザ共振器構造の端
面に向かって縮小しているテーパ状に形成されているこ
とを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ素子。3. The ridge-shaped stripe according to claim 2, wherein both end portions of the ridge-shaped stripe are formed in a tapered shape in which a stripe width is reduced from a center portion of the stripe toward an end face of the laser resonator structure. 14. The semiconductor laser device according to claim 1.
イプ幅がストライプの中央部からレーザ共振器構造の端
面に向かって拡大しているフレアー状に形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ素子。4. The ridge-shaped stripe according to claim 2, wherein both end portions of the ridge-shaped stripe are formed in a flare shape in which the stripe width increases from the center of the stripe toward the end face of the laser resonator structure. 14. The semiconductor laser device according to claim 1.
び第2の電極部に加えて、上部クラッド層上に絶縁膜を
介して配置されている第3の電極部を第2の電極部横に
備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半
導体レーザ素子。5. An electrode made of a metal film includes a third electrode portion disposed on an upper clad layer via an insulating film in addition to the first electrode portion and the second electrode portion. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is provided beside the electrode portion.
び第2の電極部に加えて、絶縁膜を介してキャップ層上
に形成されている第4の電極部を第2の電極部横に隣接
する領域に備えていることを特徴とする請求項2に記載
の半導体レーザ素子。6. An electrode made of a metal film includes a first electrode portion and a second electrode portion, and a fourth electrode portion formed on a cap layer with an insulating film interposed between the first electrode portion and the second electrode portion. 3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the semiconductor laser device is provided in a region adjacent to the side of the part.
プ層を有する積層構造を化合物半導体基板上に形成する
工程と、 積層構造をエッチングして、少なくともキャップ層をリ
ッジ状ストライプに形成すると共にストライプ横に上部
クラッド層を露出させるエッチング工程と、 キャップ層上、及び露出している上部クラッド層上に金
属膜からなる電極を形成する工程とを備えていることを
特徴とする半導体レーザ素子の作製方法。7. A step of forming a stacked structure having a cap layer having a high carrier concentration as a top layer on a compound semiconductor substrate, and etching the stacked structure to form at least the cap layer in a ridge-like stripe and at the same time beside the stripe. A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising: an etching step of exposing an upper clad layer; and a step of forming an electrode made of a metal film on the cap layer and on the exposed upper clad layer.
プ層を有する積層構造を化合物半導体基板上に形成する
工程と、 積層構造をエッチングして、少なくともキャップ層をリ
ッジ状ストライプに形成すると共にストライプ横に上部
クラッド層を露出させるエッチング工程と、 ストライプ横に沿った上部クラッド層領域を除いて、露
出している上部クラッド層上に絶縁膜を形成する工程
と、 キャップ層上、露出している上部クラッド層上、及び絶
縁膜上に金属膜からなる電極を形成する工程とを備えて
いることを特徴とする半導体レーザ素子の作製方法。8. A step of forming a laminated structure having a cap layer having a high carrier concentration as the uppermost layer on a compound semiconductor substrate, and etching the laminated structure to form at least the cap layer in a ridge-like stripe and to form a horizontal stripe. An etching step of exposing the upper cladding layer, a step of forming an insulating film on the exposed upper cladding layer except for an upper cladding layer region along the side of the stripe, and a step of exposing the upper cladding on the cap layer Forming an electrode made of a metal film on the layer and on the insulating film.
プ層を有する積層構造を化合物半導体基板上に形成する
工程と、 レーザ共振器構造の両端面を結ぶ線に直交する方向の縁
部を除いて、積層構造をエッチングして、少なくともキ
ャップ層をリッジ状ストライプに形成すると共にストラ
イプ横に沿った領域に上部クラッド層を露出させる工程
と、 ストライプ上及び露出した上部クラッド層上を除く領域
に絶縁膜を形成する工程と、 キャップ層上、露出している上部クラッド層、及び絶縁
膜上に金属膜からなる電極を形成する工程とを備えてい
ることを特徴とする半導体レーザ素子の作製方法。9. A method of forming a stacked structure having a cap layer having a high carrier concentration as a top layer on a compound semiconductor substrate, and excluding an edge in a direction perpendicular to a line connecting both end faces of the laser resonator structure. Etching the laminated structure to form at least a cap layer in a ridge-like stripe and exposing the upper cladding layer in a region along the stripe side; and forming an insulating film in a region except on the stripe and the exposed upper cladding layer. A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising: a forming step; and a step of forming an electrode made of a metal film on a cap layer, an exposed upper cladding layer, and an insulating film.
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