JPH10223978A

JPH10223978A - 半導体レーザおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10223978A
Application number: JP33404297A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Horie; 秀善堀江; Hirotaka Oota; 弘貴太田; Toshinari Fujimori; 俊成藤森
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高出力、長寿命で、無効電流によるロス等の
問題のない半導体レーザを、工業的有利に提供する。【解決手段】半導体基板上に第一導電型クラッド層、
量子井戸を含む活性層および第二導電型クラッド層を有
する半導体レーザにおいて、共振器を形成する少なくと
も一つの端面に２５ｅＶ以上３００ｅＶ以下のエネルギ
ーを有するＡｒ、Ｎ₂等のプラズマを当該端面側から照
射してなる半導体レーザ、並びに半導体基板上に第一導
電型クラッド層、量子井戸を含む活性層および第二導電
型クラッド層を有する半導体レーザの製造方法におい
て、該半導体基板上に該第一導電型クラッド層、量子井
戸を含む活性層および第二導電型クラッド層を形成した
後、共振器を形成する少なくとも一つの端面に２５ｅＶ
以上３００ｅＶ以下のエネルギーを有するＡｒ、Ｎ₂等
のプラズマを当該端面側から照射することを特徴とする
半導体レーザの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関す
るものである。本発明のレーザは光ファイバー増幅器用
励起光源、光情報処理用の光源等の、高出力、長寿命の
両立を要求される用途に好適に利用される。

【０００２】

【従来の技術】近年における光情報処理技術、光通信技
術の進展には目ざましい物がある。例えば、光磁気ディ
スクによる高密度記録、光ファイバーネットワークによ
る双方向通信と枚挙に暇がない。例えば、通信分野にお
いては、今後のマルチメディア時代に本格的に対応する
大容量の光ファイバー伝送路とともに、その伝送方式に
対する柔軟性を持つ信号増幅用のアンプとして、Ｅｒ³⁺
等の希土類をドープした光ファイバー増幅器（ＥＤＦ
Ａ）の研究が各方面で盛んに行なわれている。そして、
ＥＤＦＡのコンポーネントとして不可欠な要素である、
高効率な励起光源用の半導体レーザの発明が待たれてい
る。

【０００３】ＥＤＦＡ応用に供することのできる励起光
源の発振波長は原理的に３種類存在し、８００ｎｍ、９
８０ｎｍ、１４８０ｎｍである。このうち増幅器の特性
から見れば９８０ｎｍでの励起が、利得、ノイズ等を考
慮すると最も望ましいことが知られている。このような
９８０ｎｍの発振波長を有するレーザは励起光源として
高出力であることと長寿命であるという相反する特性を
満足することを望まれている。さらにこの近傍の波長、
たとえば８９０−１２００ｎｍにおいてはＳＨＧ光源、
レーザプリンタ用の熱源としての要求もあり、その他種
々の応用面においても高出力で信頼性の高いレーザの開
発がまたれている。

【０００４】例えば、この帯域では５０−１００ｍＷ程
度の光出力において２年程度の連続使用に耐える半導体
レーザが開発されているが、より高い光出力における動
作では急速な劣化がおこり、信頼性は不十分である。こ
の原因のひとつは、非常に高い光密度にさらされるレー
ザ光の出射端面の劣化に起因するものである。ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ系ＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｌＰ系の半導
体レーザでもよく知られているように、レーザ端面近傍
には多数の表面準位が存在するが、これらの準位がレー
ザ光を吸収するため、一般的に端面近傍の温度はレーザ
内部の温度よりも高くなり、この温度上昇がさらに端面
近傍のバンドギャップを狭くし、さらにレーザ光を吸収
しやすくするといった正帰還がおきると説明されてい
る。この現象は瞬時に大電流を流した際に観測される端
面破壊いわゆるＣＯＤ(catastrophic Ｏptical Ｄamag
e)、また長期に通電試験した際のＣＯＤレベルの低下に
伴う素子の突然劣化として多くの半導体レーザ素子にお
いて共通の問題となっている。

【０００５】これらの現象に対する対策としては、端面
近傍の活性層領域のバンドギャップを発振波長に対して
透明になるようにし、前述の端面近傍での光吸収をおさ
える方法が種々提案されている。これらの構造のレーザ
は一般に窓構造レーザあるいはＮＡＭ(non Ａbsorbing
Ｍirror)構造レーザと呼ばれており、高出力を必要とす
る際には非常に効果的である。

【０００６】窓構造の作成には種々の方法、たとえば、
レーザ端面に発光波長に対して透明な半導体材料をエピ
タキシャル成長させる方法や、ＺｎあるいはＳｉ等をレ
ーザの端面近傍の活性層に不純物として意図的に拡散さ
せ、無秩序化させる種々の方法等が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザ端面に
発光波長に対して透明な半導体材料をエピタキシャル成
長させる方法では、レーザをいわゆるバーの状態にして
端面へのエピタキシャル成長を行うために、この後に行
う電極工程が非常に煩雑なものとなってしまう。Ｚｎあ
るいはＳｉ等をレーザの端面近傍の活性層に不純物とし
て意図的に拡散させ、無秩序化させる方法の場合は、一
般にこの拡散はレーザ素子のエピタキシャル方向から基
板方向に向かって行われるため、拡散深さの制御性、ま
た共振器方向に対する横方向拡散の制御性に問題があり
安定した作成は難しい。また拡散を行った領域での抵抗
の低下に伴う無効電流の発生がレーザのしきい値電流や
駆動電流を増加させる等の問題があった。

【０００８】本発明はかかる課題を解決するためにおこ
なわれたもので、その目的は、簡便な方法で作製可能
な、無効電流等の無い、高性能の窓構造を有する半導体
レーザを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、最適化された範囲の
エネルギーを持つプラズマを端面側から照射して当該端
面を処理すると、不純物を拡散する場合の様な拡散深さ
の制御性や共振器方向に対する横方向拡散の制御性の問
題なく、また、端面にエピタキシャル成長を行う場合の
様に電極形成が困難になるといった問題もなく、容易に
端面を透明化でき、しかも端面近傍の抵抗が下がって無
効電流が流れるといった問題もなく、ひいては、高出
力、長寿命を両立させた半導体レーザとなし得ることを
見出し、本発明に到達した。

【００１０】すなわち、本発明の要旨は、半導体基板上
に第一導電型クラッド層、量子井戸を含む活性層および
第二導電型クラッド層を有する半導体レーザにおいて、
共振器を形成する少なくとも一つの端面に２５ｅＶ以上
３００ｅＶ以下のエネルギーを有するプラズマを当該端
面側から照射してなることを特徴とする半導体レーザお
よび半導体基板上に第一導電型クラッド層、量子井戸を
含む活性層および第二導電型クラッド層を有する半導体
レーザの製造方法において、該半導体基板上に該第一導
電型クラッド層、量子井戸を含む活性層および第二導電
型クラッド層を形成した後、共振器を形成する少なくと
も一つの端面に２５ｅＶ以上３００ｅＶ以下のエネルギ
ーを有するプラズマを当該端面側から照射することを特
徴とする半導体レーザの製造方法に存する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明半導体レーザは、半導体基板上に第一導電型
クラッド層、量子井戸構造を有する活性層および第二導
電型クラッド層を有し、端面を共振器構造として利用す
る半導体レーザであれば、その構造の詳細は特に限定さ
れないが、以下に、具体的構造の一例として、屈折率導
波機構を有し、第二導電型クラッド層が第一、第二の二
層に分かれ、第二導電型第二クラッド層と電流ブロック
層とで電流注入領域を形成する構造の半導体レーザにつ
いて説明する。その様な半導体レーザは、光通信に用い
られる光ファイバー増幅器用の励起光源として望まれ
る、活性層にＩｎＧａＡｓ量子井戸を含む発振波長９８
０ｎｍ近傍、即ち、９００〜１２００ｎｍ、より好まし
くは９００〜１１００ｎｍのレーザの構造として好まし
い。

【００１２】図２は、本発明の半導体レーザにおけるエ
ピタキシャル構造の一例としてグルーブ型の半導体レー
ザを構成した模式的一例である。本発明の半導体レーザ
において、半導体基板としては、通常、所謂III−Ｖ族
化合物単結晶基板（ウエハ）が使用される。III−Ｖ族
化合物単結晶基板は、周期律表の第IIIb族元素と第Ｖb
族元素との化合物のバルク結晶から切り出して得られ
る。ウエハの材料としては、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ
等の群から、目的とする波長、活性層の材料、望まれる
光出力等によって適宜選択される。活性層にＩｎＧａＡ
ｓ量子井戸を含む場合は、特にＧａＡｓが好適に使用さ
れる。

【００１３】バッファ層（２）は、基板バルク結晶の不
完全性を緩和し、結晶軸を同一にしたエピタキシャル薄
膜の形成を容易にするために設けることが好ましい。バ
ッファ層（２）は、基板（１）と同一の化合物で構成す
るのが好ましく、活性層にＩｎＧａＡｓ量子井戸を含
み、ＧａＡｓ基板が用いられた場合は、通常、ＧａＡｓ
が使用される。

【００１４】第一導電型クラッド層（３）は、例えば、
活性層（４）の平均的屈折率より小さな屈折率を有する
材料で構成され、バッファ層（２）としてＧａＡｓを使
用した場合は、通常、ＡｌＧａＡｓ系材料（Ａｌ_VＧａ
_1-VＡｓ）またはＩｎ_0.49Ｇａ_0.51Ｐが使用される。Ａ
ｌＧａＡｓ系材料については、その混晶比は、屈折率が
上記の条件を満足する様に適宜選択される。

【００１５】活性層（４）の構造としては、量子井戸を
有する構造であり、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二重
量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子（ＭＱＷ）構造等を
適宜採用することができる。そして、量子井戸構造に
は、通常、光ガイド層が併用され、必要に応じて量子井
戸の分離のために障壁層が併用される。活性層の構造と
しては、量子井戸の両側に光ガイド層を設けた構造（Ｓ
ＣＨ構造）、光ガイド層の組成を徐々に変化させること
により屈折率を連続的に変化させた構造（ＧＲＩＮ−Ｓ
ＣＨ構造）等を採用することが出来る。ただし、活性層
全体の厚さに対して量子井戸の厚さが薄い程、端面処理
の効果が顕著になる傾向がある。

【００１６】活性層（４）の材料および構造は、目的と
する発光波長や出力などによって、適宜選択される。少
なくともＩｎまたはＧａを含む材料は、自然超格子を形
成する傾向があり、この観点から、この種の材料は、成
膜条件によっては秩序化しやすいということもできる。
このためプラズマ照射による無秩序化の効果が大きい。
また、自然超格子を形成しない様な材料によって構成さ
れる量子井戸構造の場合にも、障壁層と量子井戸層のミ
キシングを引起こすことができるから、プラズマ照射の
効果は十分に期待できる。具体的には、ＧａＡｓ材料、
ＡｌＧａＡｓ系材料、ＩｎＧａＡｓ系材料、ＩｎＧａＡ
ｓＰ系材料、ＩｎＧａＡｌＰ系材料等が挙げられ、好ま
しくはＩｎおよびＧａを含む材料、最も好ましくは、Ｉ
ｎ_qＧａ₁ _-qＡｓ（０＜ｑ＜１）の様なＩｎ、Ｇａおよび
Ａｓを含む材料からなる活性層を有する９８０ｎｍ近
傍、即ち、８９０〜１２００ｎｍ程度の発光波長の半導
体レーザに対して好適に作用する。また、障壁層の組成
としては、Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ（０≦ｘ≦１）が好まし
い。

【００１７】第二導電型第一クラッド層（５）は、活性
層（４）の平均的屈折率よりも小さな屈折率を有する材
料で構成される。そして、第二導電型第一クラッド層
（５）の屈折率と、第一導電型クラッド層（３）のそれ
とは通常同一とされる。従って、第二導電型第一クラッ
ド層（５）の材料としては、第一導電型クラッド層
（３）と同様の材料が使用され、その混晶比は、第一導
電型クラッド層（３）と通常同一とされる。

【００１８】図２には、二種類のエッチング阻止層およ
びキャップ層が記載されているが、これらの層は、本発
明の好ましい態様において採用され、電流注入領域分の
作り込みを精密かつ容易に行うのに有効である。第二エ
ッチング阻止層（６）は、Ａｌ_aＧａ_1-aＡｓ（０≦ａ≦
１）材料にて構成されるが通常はＧａＡｓが好適に使用
される。これはＭＯＣＶＤ法等で第二導電型第二クラッ
ド層等を再成長させる際に結晶性よく積層することがで
きるためである。第二エッチング阻止層（６）の厚さは
通常２ｎｍ以上が好ましい。

【００１９】第一エッチング阻止層（７）は、Ｉｎ_bＧ
ａ_1-bＰ（０≦ｂ≦１）で表される層が好適であり、Ｇ
ａＡｓを基板として使用した際は、通常歪みのない系で
ｂ＝０．４５が用いられる。第一エッチング阻止層の厚
さは通常５ｎｍ以上であり、好ましくは１０ｎｍ以上で
ある。５ｎｍ未満であると、膜厚の乱れ等により、エッ
チングを阻止することができなくなってしまう可能性が
ある。一方膜厚によっては歪み系を用いることもでき、
ｂ＝０、ｂ＝１等を用いることも可能である。

【００２０】キャップ層（１０）は、第１回目成長にお
いて電流ブロック層（９）の保護層として用いられると
同時に第二導電型第二クラッド層（８）の成長を容易に
するために用いられ、素子構造を得る前に、一部または
全て除去される。電流ブロック層（９）としては、文字
通り電流をブロックして実質的に流さないことが必要で
あるので、その導電型は第一導電型クラッド層（３）と
同一かあるいはアンドープとすることが好ましく、ま
た、通常第二導電型第一クラッド層（５）と同様の材料
からなる第二導電型第二クラッド層（８）より屈折率が
小さいことが好ましい。通常、電流ブロック層（９）は
Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ（０＜ｚ≦１）からなり、したがって
混晶比としては第二導電型第二クラッド層（８）がＡｌ
_vＧａ_1-vＡｓ材料の場合はｚ≧ｖ、Ｉｎ_0.49Ｇａ_0.51Ｐ
の場合にはｘ＜０．４５かつｚ＞０．５になることが好
ましい。また、上述の障壁層との関係では、ｘ＜ｖ≦ｚ
とすることが好ましい。

【００２１】第二導電型第二クラッド層（８）上には電
極の接触抵抗率を下げるため等の目的でコンタクト層
（１１）を設けるのが好ましい。コンタクト層（１１）
は、通常、ＧａＡｓ材料にて構成される。この層は通常
電極との接触抵抗率を低くするためにキャリア濃度を他
の層より高くすることが行われる。また、通常、バッフ
ァ層（２）の厚さは０．１〜１μｍ、第一導電型クラッ
ド層（３）の厚さは０．５〜３μｍ、活性層（４）を構
成する量子井戸、光ガイド層および障壁層は、各層１層
当たり０．０００２〜０．２μｍ、第二導電型第一クラ
ッド層（５）の厚さは０．０５〜０．４μｍ第導電型第
二クラッド層（８）の厚さは０．５〜３μｍ、キャップ
層（１０）の厚さは０．００５〜０．５μｍ、電流ブロ
ック層（９）の厚さは０．３〜２μｍ、コンタクト層の
厚さは０．３〜１０μｍの範囲から選択される。

【００２２】図２に示す半導体発光素子は、さらに電極
（１２）、（１３）を形成して構成される。電極（１
２）は、ｐ型の場合、コンタクト層（１１）表面に例え
ばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを順次に蒸着した後、アロイ処理す
ることによって形成される。一方、電極（１３）は、基
板（１）の表面に形成され、ｎ型電極の場合、基板
（１）表面に例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを順次に蒸着
した後、アロイ処理することによって形成される。

【００２３】その上に、電極を形成して完成されたウエ
ハは、劈開してレーザーバーに分割し、真空中で共振器
を形成する少なくとも１つの端面に、最適化されたエネ
ルギーのプラズマを照射する。本発明では、この様に、
電極形成後に端面処理する、即ち、端面を露出させるた
めの劈開前のウエハに電極を形成することができるの
で、例えば、端面に半導体層を形成して透明化する場合
と比べ、劈開後のレーザーバーのひとつひとつに電極を
形成するという煩雑な工程が不要となるので製造上も有
利である。

【００２４】照射するプラズマは、Ａｒプラズマ等の１
８族元素のプラズマまたはＮ₂プラズマが好ましい。照
射するＡｒプラズマのエネルギーは２５ｅＶ以上３００
ｅＶ以下とする。２５ｅＶ未満だとＡｒプラズマ照射の
効果が小さく、レーザの長期間にわたる定格出力動作下
での突然劣化の問題が解決できない。エネルギーが３０
０ｅＶを越えると、無秩序化が激しく起こりすぎるの
で、かえってレーザの破壊が容易に起こり、初期特性に
おける最大出力の低下につながる。また、このとき、プ
ラズマ照射の好ましい条件は、電流密度で１μＡ／ｃｍ
²〜１ｍＡ／ｃｍ²、時間は１５秒〜３０分である。

【００２５】端面には、引き続き、非対称コーティング
を行うこともできる。通常、光を取り出す前端面には単
層のＡｌＯ_x膜、ＳｉＯ_x膜、ＳｉＮ_x膜等を成膜して低
反射面とし、後端面にはＡｌＯ_x／α−Ｓｉ、ＳｉＯ_x／
ＴｉＯ_x等を複数層成膜して高反射面とすることが行わ
れる。このとき、好ましい反射率は前端面側で０．５〜
２０％、より好ましくは２〜１０％、後端面側で５０〜
９８％、より好ましくは８５〜９５％である。本発明に
おいては、かかる端面の非対称コーティングを、プラズ
マ照射に引き続き、真空を破らずに行うことが好まし
い。端面非対称コーティングされたレーザーバーは、チ
ップ単位に分割され、レーザーダイオード（ＬＤ）とし
て利用される。

【００２６】図１は、本発明半導体レーザの斜視図であ
る。端面とその近傍の領域１５が、プラズマ照射によっ
て形成された高抵抗領域であり、これによって端面近傍
の量子井戸は無秩序化されている。このため両端面近傍
はレーザの発振波長において透明化されている。また斜
線部分においては、各層がプラズマに曝されることによ
りキャリアが不活性化されて高抵抗化されており、電流
が流れにくいため両端面において電流非注入となってお
り無効電流等による素子の特性の低下が少ない。

【００２７】本発明の半導体レーザは、半導体基板上に
第一導電型クラッド層、量子井戸を含む活性層および第
二導電型クラッド層を有する半導体レーザにおいて、共
振器を形成する少なくとも一つの端面に２５ｅＶ以上３
００ｅＶ以下のエネルギーを有するプラズマを当該端面
側から照射してなることを特徴とし、それにより半導体
基板、第一導電型クラッド層、量子井戸を含む活性層お
よび第二導電型クラッド層の当該端面近傍に高抵抗領域
が形成され、即ち、かかる領域は、同一層内で隣接する
プラズマ照射の影響がない部分よりも抵抗が高く、量子
井戸を含む活性層の当該端面近傍の高抵抗化領域は無秩
序化されることとなるが、この様な半導体レーザは、い
わゆる窓構造を非常に簡便に、安定して作製でき、しか
も、同時に高抵抗領域を作製することで無効電流等の問
題も生じないので、高出力で長寿命な半導体レーザダイ
オードを容易に実現できる。

【００２８】なお、以上の説明は、屈折率導波機構を有
するグルーブ型の半導体レーザにかかわるものだが、本
発明は、リッジ型の半導体レーザ、利得導波型機構を有
するレーザ等その構成にかかわらず、本願特許請求の範
囲に記載した特徴を備える限り、いかなる半導体レーザ
にも同様に適用できる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り、下記実施
例により限定されるものではない。（実施例１）図２に示すグルーブ型のレーザ素子を以下
の通り製造した。

【００３０】キャリア濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型Ｇａ
Ａｓ基板（１）上に、ＭＢＥ法にて、バッファ層（２）
として１μｍの厚さのキャリア濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3の
ｎ型ＧａＡｓ層、第一導電型クラッド層（３）として２
μｍの厚さのキャリア濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型Ａｌ
_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ層、次いで、厚さ２４ｎｍのアンドー
プＧａＡｓ光ガイド層、厚さ６ｎｍのアンドープＩｎ
_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ量子井戸層、厚さ１０ｎｍのアンドー
プＧａＡｓ障壁層、厚さ６ｎｍのアンドープＩｎ _0.2Ｇ
ａ_0.8Ａｓ量子井戸層および厚さ２４ｎｍのアンドープ
ＧａＡｓ光ガイド層を順次積層してなる二重量子井戸
（ＤＱＷ）構造を有する活性層（４）、第二導電型第一
クラッド層（５）として厚さ０．１μｍ、キャリア濃度
１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型Ａｌ_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ層、第２
エッチング阻止層（６）として厚さ１０ｎｍ、キャリア
濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型ＧａＡｓ層、第１エッチン
グ阻止層（７）として厚さ２０ｎｍ、キャリア濃度５×
１０¹⁷ｃｍ^-3のｎ型Ｉｎ_0.49Ｇａ_0.51Ｐ層、電流ブロ
ック層（９）として厚さ０．５μｍ、キャリア濃度５×
１０¹⁷ｃｍ^-3のｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ層、キャップ層
（１０）として厚さ１０ｎｍ、キャリア濃度１×１０¹⁸
ｃｍ^-3のｎ型ＧａＡｓ層、を順次積層した。

【００３１】次に、最上層の電流注入領域分を除く部分
に窒化シリコンのマスクを設けた。この場合に、窒化シ
リコンマスクの開口部の幅は１．５μｍとした。第１エ
ッチング阻止層をエッチングストップ層としてエッチン
グを行い、電流注入領域部分のキャップ層（１０）と電
流ブロック層（９）を除去した。この時用いたエッチャ
ントは、硫酸（９８ｗｔ％）、過酸化水素（３０ｗｔ％
水溶液）及び水を体積比で１：１：５で混合したものを
用い、２５℃で３０秒間行った。

【００３２】次いでＨＦ（４９％）とＮＨ₄Ｆ（４０
％）を１：６で混合したエッチング液に２分３０秒間浸
漬して窒化シリコン層を除去し、更に第２エッチング阻
止層をエッチングストップ層として、電流注入領域部分
の第１エッチング阻止層をエッチング除去した（図
７）。この時用いたエッチャントは、塩酸（３５ｗｔ
％）と水を２：１に混合したものであり、温度は２５
℃、時間は２分間とした。

【００３３】この後、ＭＯＣＶＤ法にて第二導電型第二
クラッド層（８）としてキャリア濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3
のｐ型Ａｌ_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ層を埋め込み部分（電流注
入領域部分）で２μｍの厚さになるよう成長させ、最後
に電極との良好な接触を保つためのコンタクト層（１
１）として、厚さ３μｍ、キャリア濃度１×１０¹⁹ｃｍ
^-3のｐ型ＧａＡｓ層を成長させレーザ素子を形成した。
このレーザ素子の電流注入領域の幅Ｗ、即ち、第二導電
型第二クラッド層の、第二導電型第一クラッド層との界
面における幅は、２．２μｍであった。

【００３４】次に、ｐ側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを、ｎ側に
ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを順次蒸着した後、４００℃、５
分間アロイを行なって電極を形成した後に、レーザをい
わゆるバーの状態にし真空中で両端面に平均のエネルギ
ーとして１００ｅＶ、イオン電流密度として２０μＡ/
ｃｍ²のＡｒプラズマを３分間ずつ照射した。この後に
Ａｒプラズマ処理の際の真空を破らずに、引き続き、前
端面に１層のアルミナを、後端面にアルミナ／非晶質シ
リコン／アルミナ／非晶質シリコンの４層を成膜し、５
％／９０％の非対称コーティングを行なった。その結果
得られた素子の初期の電流光出力特性を図３に示す。２
５℃における閾値電流は２１ｍＡであった。また、２０
０ｍＷ出力、７０℃におけるＡＰＣモードでの寿命試験
結果を図４に示す。さらに、作製した素子の一つを透過
型の電子顕微鏡で観察するためのサンプルに加工し、そ
の端面近傍の活性層付近と、バルクの様子を比較した。
この結果、Ａｒプラズマが照射された端面近傍におい
て、活性層付近の結晶性が崩れ、無秩序化が起こってい
ることが確認された。（比較例１）Ａｒプラズマ照射を行わなかった以外は、
実施例１と全く同様にした。初期の電流光出力特性を図
５に示す。２５℃における閾値電流は２１ｍＡであっ
た。また、２００ｍＷ出力、７０℃におけるＡＰＣモー
ドでの寿命試験結果を図６に示す。（比較例２）照射するＡｒプラズマのエネルギーを２０
ｅＶとした以外、実施例１と全く同様にした。初期の電
流光出力特性を図７に示す。２５℃における閾値電流は
２１ｍＡであった。また、２００ｍＷ出力、７０℃にお
けるＡＰＣモードでの寿命試験結果を図８に示す。（比較例３）照射するＡｒプラズマのエネルギーを６０
０ｅＶとした以外、実施例１と全く同様にした。初期の
電流光出力特性を図９に示す。２５℃における閾値電流
は２３ｍＡであった。また、図９に示す様に、初期に２
００ｍＷ出力に達しないため、寿命試験ができなかっ
た。（実施例２）レーザーバーの両端面に、Ａｒプラズマを
３分間照射するかわりに、Ｎ₂プラズマを２分間照射し
た以外、前記実施例１と全く同様にした。その結果得ら
れた素子の初期の電流光出力特性を図１０に示す。２５
℃における閾値電流は２１ｍＡであった。また、２００
ｍＷ出力、７０℃におけるＡＰＣモードでの寿命試験結
果を図１１に示す。さらに、作製した素子の一つを透過
型の電子顕微鏡で観察するためのサンプルに加工し、そ
の端面近傍の活性層付近と、バルクの様子を比較した。
この結果、Ｎ₂プラズマが照射された端面近傍におい
て、活性層付近の結晶性が崩れ、無秩序化が起こってい
ることが確認された。

【００３５】

【発明の効果】本発明の半導体レーザは、量子井戸を含
む活性層の端面近傍が適度に無秩序化されるとともに高
抵抗化され、かつ半導体基板、第一導電型クラッド層、
第二導電型クラッド層の端面近傍が高抵抗化されている
ので、無効電流によるロス等の問題なく、高出力、長寿
命である等優れた特性を有する。本発明の半導体レーザ
の製造方法は、共振器を形成する少なくともひとつの端
面に特定エネルギー範囲のプラズマを照射するという簡
便な方法で、無効電流によるロス等の問題のない、高出
力、長寿命の半導体レーザを容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体レーザの斜視図である。

【図２】本発明実施例の半導体レーザの共振器方向から
見た断面説明図である。

【図３】本発明実施例１の半導体レーザの電流光出力特
性を示すグラフである。

【図４】本発明実施例１の半導体レーザの２００ｍＷ出
力、７０℃におけるＡＰＣモードでの寿命試験の結果を
示すグラフである。

【図５】比較例１の半導体レーザの初期の電流光出力特
性を示すグラフである。

【図６】比較例１の半導体レーザの２００ｍＷ出力、７
０℃におけるＡＰＣモードでの寿命試験の結果を示すグ
ラフである。

【図７】比較例２の半導体レーザの初期の電流光出力特
性を示すグラフである。

【図８】比較例２の半導体レーザの２００ｍＷ出力、７
０℃におけるＡＰＣモードでの寿命試験の結果を示すグ
ラフである。

【図９】比較例３の半導体レーザの初期の電流光出力特
性を示すグラフである。

【図１０】本発明実施例２の半導体レーザの電流光出力
特性を示すグラフである。

【図１１】本発明実施例２の半導体レーザの２００ｍＷ
出力、７０℃におけるＡＰＣモードでの寿命試験の結果
を示すグラフである。

【符号の説明】

１：半導体基板２：バッファ層３：第一導電型クラ
ッド層４：活性層５：第二導電型第一クラッド層６：第二エッチング阻
止層７：第１エッチング阻止層８：第二導電型第二
クラッド層９：電流ブロック層１０：キャップ層
１１：コンタクト層１２：電極１３：電極１４：
破壊１５：高抵抗化領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に第一導電型クラッド層、
量子井戸を含む活性層および第二導電型クラッド層を有
する半導体レーザにおいて、共振器を形成する少なくと
も一つの端面に２５ｅＶ以上３００ｅＶ以下のエネルギ
ーを有するプラズマを当該端面側から照射してなること
を特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】量子井戸を含む活性層の端面近傍が無秩
序化されていることを特徴とする請求項１記載の半導体
レーザ。
【請求項３】半導体基板がＧａＡｓ基板であり、活性
層が、元素としてＩｎまたはＧａを含むことを特徴とす
る請求項１または２記載の半導体レーザ。
【請求項４】プラズマが、１８族元素のプラズマまた
はＮ₂プラズマであることを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項５】半導体基板上に第一導電型クラッド層、
量子井戸を含む活性層および第二導電型クラッド層を有
する半導体レーザの製造方法において、該半導体基板上
に該第一導電型クラッド層、量子井戸を含む活性層およ
び第二導電型クラッド層を形成した後、共振器を形成す
る少なくとも一つの端面に２５ｅＶ以上３００ｅＶ以下
のエネルギーを有するプラズマを当該端面側から照射す
ることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項６】プラズマが１８族元素のプラズマまたは
Ｎ₂プラズマであることを特徴とする請求項５記載の半
導体レーザの製造方法。
【請求項７】プラズマ照射後、引き続き真空を破らず
に、端面に反射防止膜および／または高反射膜を形成す
ることを特徴とするクレーム５または６記載の半導体レ
ーザの製造方法。