(57)【要約】  【課題】  歩留まりの向上、製造コストの低減をすることができる赤外レーザ光を出力するレーザダイオードチップ、該レーザダイオードチップを備えたレーザダイオード及びレーザダイオードチップの製造方法を提供する。  【解決手段】  ｐ−ＧａＡｓキャップ層６及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５のレーザダイオードチップの中央部を挟んでへき開面に平行な横方向両側部分は、エッチングにより切り出され、ＡｌＧａＡｓ活性層４の端面であるへき開面から見たｐ−ＧａＡｓキャップ層６及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５の形状は、山状にしてある。切り出された部分には、液体酸化膜を焼成した酸化膜からなる電流狭窄層７、７を設ける。【選択図】      図１
2006253232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくともｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層、及びｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層をこの順で積層したレーザダイオードチップにおいて、
積層方向に略垂直な方向の前記第２クラッド層の中央部を間にして液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層を対設してあることを特徴とするレーザダイオードチップ。
【請求項２】
前記電流狭窄層の厚みは、
前記中央部から離れるに応じて大きくしてあることを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオードチップ。
【請求項３】
前記電流狭窄層は、
積層方向に略垂直な方向の前記第１クラッド層の中央部を間にして対設してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザダイオードチップ。
【請求項４】
前記活性層は、
量子井戸層と量子障壁層とを交互に積層した多重量子井戸層であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザダイオードチップ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザダイオードチップを備えることを特徴とするレーザダイオード。
【請求項６】
基板上に少なくともｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層、及びｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層をこの順で積層したレーザダイオードチップの製造方法において、
積層方向に略垂直な方向の前記第２クラッド層の中央部を覆うための絶縁膜を形成し、
該絶縁膜で覆われていない前記第２クラッド層の一部をエッチングにより除去し、
該エッチングにより露出した半導体層及び前記絶縁膜に液体酸化膜を塗布し、
塗布した液体酸化膜を焼成し、
焼成された酸化膜を前記絶縁膜が露出するまでエッチングして平坦化し、
露出した絶縁膜をエッチングして除去することを特徴とするレーザダイオードチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＡｓ系半導体基板を用い、赤外のレーザ光を出力するレーザダイオードチップ、該レーザダイオードチップを備えたレーザダイオード、及びレーザダイオードチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル信号に変換された音声、画像などのデータの記録に光ディスクが使用されるようになった。例えば、ＣＤでは、データの書き込み、読み出しには、波長が７８０ｎｍ（赤外）のレーザ光を出力するレーザダイオードチップを備えたレーザダイオードが使用されている。
【０００３】
赤外のレーザ光を出力するレーザダイオードチップは、ｎ型ＧａＡｓ系半導体基板に、ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層をｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体及びｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体のクラッド層で挟んだ構造をなし、ｎ型ＧａＡｓ系半導体基板表面にｎ電極を、ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体層に積層したｐ型ＧａＡｓキャップ層表面にｐ電極を設けている。電極間に電圧を印加して、活性層に電流を流すことにより、活性層中で結合する電子及びホール（キャリア）の働きで波長が７８０ｎｍのレーザ光を活性層の端面であるへき開面より放出する。
【０００４】
レーザ光を効率よく発振させるためには、活性層の空間的に限定された領域である活性領域にのみ電流を集中させるとともに、電子とホールとが結合して発生した光を活性領域に閉じ込める必要があり、このためのレーザダイオードチップの構造には、大きくわけて利得導波型構造と屈折率導波型構造の二つの構造がある。
【０００５】
利得導波型構造は、例えば、イオンインプランテーションを行うことにより、ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体のクラッド層に抵抗値変化を起こし高抵抗値を有する絶縁層を形成し、電流を流す領域を限定するようにしたものである。電極間に電圧を印加した場合、電流が流れる領域のみが光利得を生じるとともに、電流により等価的に屈折率が高くなり、活性化された領域は光導波路の効果を持ち、光を閉じ込めることができる。しかし、活性領域は電流の流れで決められるため、電流の拡散効果などで活性領域が広がり、活性領域の境界が不安定である。このため、レーザ発振を開始する閾値電流が大きく、また、非点隔差が大きいなどの欠点がある。
【０００６】
一方、屈折率導波型構造は、ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体のクラッド層及びＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層の積層方向に垂直な横方向の両側を縦にエッチングで切り出し、その両側にＡｌＧａＡｓ系半導体層又はＧａＡｓ半導体層をエピタキシャル成長法により再度結晶成長させて電流狭窄層を形成する。これにより、活性領域を限定するものである。活性領域が物理的に限定されるため、光は強く閉じ込められ、閾値電流が小さくなるとともに、非点隔差も利得導波型構造に比べて小さくなる。
【０００７】
図５は従来の結晶成長によるレーザダイオードチップの製造プロセスを示す説明図である。エピタキシャル結晶成長法により所定の層構造になるように異なる結晶を成長させたウエハ５０を結晶成長炉から取り出し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、気相成長）により成長表面に絶縁膜５１を形成する（図５（ａ））。絶縁膜５１表面にフォトレジスト５２を塗布し、マスクを重ねて露光し、感光した部分を薬液で除去する（図５（ｂ））。
【０００８】
ドライエッチイングにより、感光しなかった部分を除いて絶縁膜５１を除去する（図５（ｃ））。さらにエッチングにより、クラッド層の両側部分を切り出す（図５（ｄ））。クラッド層の両側部分が切り出されたウエハ５０を再度結晶成長炉に入れて、ＡｌＧａＡｓ系半導体、又はＧａＡｓ系半導体などの結晶５３を層状に成長させる（図５（ｅ））。絶縁膜５１が露出するまでｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体、又はｎ型ＧａＡｓ系半導体などの結晶５３をエッチングして取り除き（図５（ｆ））、露出した絶縁膜５１をエッチングして除去する（図５（ｇ））。これにより、クラッド層、活性層と異なる半導体結晶による電流狭窄層５３を結晶成長させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の方法にあっては、電流狭窄層を形成するために、２度に亘って結晶成長プロセスを繰り返す必要があり、その分製造コストが高くなる。また、結晶成長プロセスでは、精密な層厚制御が必要となり、製品の歩留まりに影響を与えるため、結晶成長プロセスを繰り返すことにより、製造されたレーザダイオードチップの歩留まりが低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、積層方向に略垂直な方向のｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体のクラッド層の中央部（ストライプ）を間にして液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層を対設することにより、レーザ発振を開始する閾値電流を小さくし、非点隔差を小さくしつつ、２度の結晶成長プロセスを不要にして、従来よりも歩留まりを向上させ、製造コストを低減することができる赤外レーザ光を出力するレーザダイオードチップ、該レーザダイオードチップを備えたレーザダイオード及びレーザダイオードチップの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記電流狭窄層の厚みは、前記ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体のクラッド層の中央部（ストライプ）から離れるに応じて大きくしてあることにより、光とキャリアを閉じ込めることができる赤外レーザ光を出力するレーザダイオードチップ、該レーザダイオードチップを備えたレーザダイオードを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、前記電流狭窄層を、ｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体のクラッド層の中央部（ストライプ）を間にして対設することにより、レーザダイオードチップの縦方向及び横方向にダブルヘテロ構造を構成し、効率の良い赤外レーザ光を出力するレーザダイオードチップ、該レーザダイオードチップを備えたレーザダイオードを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、前記ＡｌＧａＡｓ系半導体層は、量子井戸層と量子障壁層とを交互に積層した多重量子井戸層であることにより、高出力の赤外レーザ光を出力するレーザダイオードチップ、該レーザダイオードチップを備えたレーザダイオードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１発明に係るレーザダイオードチップは、基板上に少なくともｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層、及びｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層をこの順で積層したレーザダイオードチップにおいて、積層方向に略垂直な方向の前記第２クラッド層の中央部を間にして液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層を対設してあることを特徴とする。
【００１５】
第２発明に係るレーザダイオードチップは、第１発明において、前記電流狭窄層の厚みは、前記中央部から離れるに応じて大きくしてあることを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係るレーザダイオードチップは、第１発明又は第２発明において、前記電流狭窄層は、積層方向に略垂直な方向の前記第１クラッド層の中央部を間にして対設してあることを特徴とする。
【００１７】
第４発明に係るレーザダイオードチップは、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記活性層は、量子井戸層と量子障壁層とを交互に積層した多重量子井戸層であることを特徴とする。
【００１８】
第５発明に係るレーザダイオードは、第１発明乃至第４発明のいずれかに記載のレーザダイオードチップを備えることを特徴とする。
【００１９】
第６発明に係るレーザダイオードチップの製造方法は、基板上に少なくともｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層、及びｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層をこの順で積層したレーザダイオードチップの製造方法において、積層方向に略垂直な方向の前記第２クラッド層の中央部を覆うための絶縁膜を形成し、該絶縁膜で覆われていない前記第２クラッド層の一部をエッチングにより除去し、該エッチングにより露出した半導体層及び前記絶縁膜に液体酸化膜を塗布し、塗布した液体酸化膜を焼成し、焼成された酸化膜を前記絶縁膜が露出するまでエッチングして平坦化し、露出した絶縁膜をエッチングして除去することを特徴とする。
【００２０】
第１発明にあっては、ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層の活性領域は、液体酸化膜を焼成した電流狭窄層により物理的に限定され、光、キャリアを前記活性領域に閉じ込める。
【００２１】
第２発明にあっては、前記電流狭窄層の厚みは、積層方向に略垂直な方向の前記ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層の中央部（ストライプ）から離れるに応じて大きくしてある。これにより、前記クラッド層と同等以下の屈折率を有する電流狭窄層を設けて、レーザダイオードチップにダブルヘテロ構造を形成する。
【００２２】
第３発明にあっては、前記電流狭窄層を前記ｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第１クラッド層の中央部（ストライプ）を間にして対設する。これにより、レーザダイオードチップの縦方向及び横方向にダブルヘテロ構造を構成し、キャリアと光とを活性領域にさらに効率良く閉じ込める。
【００２３】
第４発明にあっては、前記ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層は、１００Å以下の極薄膜からなる量子井戸層と量子障壁層とを交互に積層した多重量子井戸層である。これにより、活性層に閉じ込められたキャリアは、エネルギー帯（バンド）から、該エネルギー帯より大きい離散的なエネルギー準位（サブレベル）を持つようになり、キャリアの遷移は、これらのサブレベル間で生じるため、発光のエネルギーは大きくなり、光の増幅が強くなり、より効率の良いレーザ発振をする。
【００２４】
第５発明にあっては、レーザダイオードは、第１発明乃至第４発明のいずれかのレーザダイオードチップを備える。
【００２５】
第６発明にあっては、ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層の中央部（ストライプ）を覆うための絶縁膜を形成する。該絶縁膜で覆われていない前記第２クラッド層の一部をエッチングにより除去する。これにより、電流狭窄層を設けるための空間的構造を形成する。前記エッチングにより露出した半導体層及び絶縁膜に液体酸化膜を塗布し、塗布した液体酸化膜を焼成する。これにより、結晶成長に代えて、前記第２クラッド層の中央部を間にして液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層を埋め込む。焼成された酸化膜を前記絶縁膜が露出するまでエッチングして平坦化し、露出した絶縁膜をエッチングして除去する。これにより、前記第２クラッド層の中央部を間にして酸化膜による電流狭窄層を形成する。
【発明の効果】
【００２６】
第１発明及び第６発明にあっては、クラッド層であるｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体層の中央部を間にして液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層を対設することにより、活性層の活性領域を物理的に限定する電流狭窄層を結晶成長に代えて設けることができ、レーザ発振を開始する閾値電流を小さくし、非点隔差を小さくしつつ、２度の結晶成長プロセスを不要にして、従来よりも歩留まりを向上させ、製造コストを低減することができる。
【００２７】
また、クラッド層の切り出し部分の深さが深い場合には、例えば、気相成長などにより酸化膜を形成することにより電流狭窄層を設けることは不可能であったのに比較して、電流狭窄層を設けるために液体酸化膜を用いるため、エッチングで切り出したクラッド層の切り出し面の形状、切り出し部分の深さ又は寸法によらず、容易に電流狭窄層を設けることができ、電流狭窄層を所望の構造に形成することができ、レーザダイオードの所望の特性に合わせた構造を容易に実現することができる。
【００２８】
第２発明にあっては、前記電流狭窄層の厚みは、前記ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第２クラッド層の中央部から離れるに応じて大きくしてあることにより、レーザダイオードチップにダブルヘテロ構造を形成して、レーザ光とキャリアを閉じ込めることができる。
【００２９】
第３発明にあっては、前記電流狭窄層を、前記ｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体の第１クラッド層の中央部を間にして対設することにより、光出力の効率を向上することができる。
【００３０】
第４発明にあっては、前記ＡｌＧａＡｓ系半導体の活性層は、量子井戸層と量子障壁層とを交互に積層した多重量子井戸層であることにより、高出力の赤外レーザ光を出力することができる。
【００３１】
第５発明にあっては、第１発明乃至第４発明のいずれかのレーザダイオードチップを備えることにより、レーザ発振を開始する閾値電流を小さくし、非点隔差を小さくしつつ、２度の結晶成長プロセスを不要にして、従来よりも歩留まりを向上させ、製造コストを低減する。また、レーザ光とキャリアを閉じ込めることができ、さらに、高出力の赤外レーザ光を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
実施の形態１
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るレーザダイオードチップの構造を示す模式図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ系半導体の結晶からなるｎ−ＧａＡｓ基板である。ｎ−ＧａＡｓ基板１は、例えば、幅（横）が約２５０μｍ、厚さ（縦）が約１００μｍ、長さが約３００μｍの直方体状をしている。
【００３３】
ｎ−ＧａＡｓ基板１上には、例えば、厚さが約０．５μｍのｎ型ＧａＡｓ系半導体結晶からなるｎ−ＧａＡｓバッファ層２、厚さが約０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなるｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３、厚さが約０．０６μｍのＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなるＡｌＧａＡｓ活性層４、厚さが約０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなるｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５、厚さが約０．５μｍのｐ型ＧａＡｓ系半導体結晶からなるｐ−ＧａＡｓキャップ層６を、この順にエピタキシャル結晶成長法により積層してある。なお、図１において、レーザダイオードチップの構造を分かり易くするために、各層の厚さを強調しているが、ｎ−ＧａＡｓ基板１を除く層は、数μｍ以下の厚みである。
【００３４】
ｐ−ＧａＡｓキャップ層６及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５のレーザダイオードチップの中央部（ストライプ）を挟んでへき開面に平行な横方向両側部分は、エッチングにより切り出され、ＡｌＧａＡｓ活性層４の端面であるへき開面から見たｐ−ＧａＡｓキャップ層６及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５の形状は、山状にしてある。切り出された部分には、液体酸化膜を焼成した酸化膜からなる電流狭窄層７、７を設けてある。これにより、電流狭窄層７、７を、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５の積層方向に垂直な方向の中央部を間にして対設する。ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３、及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５と同等以下の屈折率を持つ電流狭窄層７、７を設けて、レーザダイオードチップにダブルヘテロ構造を形成してある。電流狭窄層７、７、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層６の表面には、ｐ電極８を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の表面には、ｎ電極９を形成してある。
【００３５】
レーザダイオードチップは、ｐ電極８、及びｎ電極９間に順方向電流を流すことにより動作させる。ｐ電極８を介してＡｌＧａＡｓ活性層４に流れる電流は、電流狭窄層７、７により限定され、ＡｌＧａＡｓ活性層４の限定された領域（活性領域）に閉じ込められる。電流で注入されたキャリア（電子、及びホール）は活性領域中に集中し、キャリアの結合により生じる光を、屈折率が小さいｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５で屈折率のより大きいＡｌＧａＡｓ活性層４を挟み込むダブルヘテロ構造により活性領域の中に閉じ込める。順方向電流を増加し、閾値電流を超えると、レーザ発振になり、７８０ｎｍの波長を有するレーザ光をへき界面より取り出すことができる。
【００３６】
図２は本発明に係るレーザダイオードチップの製造プロセスを示す説明図である。ｎ−ＧａＡｓ基板上にｎ−ＧａＡｓバッファ層、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、ＡｌＧａＡｓ活性層、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層を、この順にエピタキシャル結晶成長法により積層したウエハ５０を結晶成長炉から取り出し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、気相成長）により成長表面に絶縁膜５１（例えば、幅寸法は３〜４μｍ程度）を形成する（図２（ａ））。絶縁膜５１表面にフォトレジスト５２を塗布し、マスクを重ねて露光し、感光した部分を薬液で除去する（図２（ｂ））。
【００３７】
ドライエッチイングにより、感光しなかった部分を除いて絶縁膜５１を除去する（図２（ｃ））。さらにエッチングにより、ｐ−ＧａＡｓキャップ層及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の中央部を残して、両側部分を切り出す（図２（ｄ））。なお、切り出し部分は、中央部から外側に向かって徐々に深く切り出すことができる。ｐ−ＧａＡｓキャップ層及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の両側部分が切り出されたウエハ５０に液体酸化膜５４（例えば、酸化ケイ素を主成分とする塗布液）を所望の厚みで、かつ絶縁膜５１を覆って塗布し、その後焼成する（例えば、８０℃、１５０℃、２００℃で約１分間、その後４００℃で約３０分間焼成する）（図２（ｅ））。
【００３８】
絶縁膜５１が露出するまで焼成後の酸化膜７をエッチングして取り除くとともに、表面を平坦化し（図２（ｆ））、露出した絶縁膜５１をエッチングして除去する（図２（ｇ））。これにより、半導体結晶による結晶成長に代えて、液体酸化膜５４を焼成してなる電流狭窄層７を形成する。
【００３９】
電流狭窄層７を形成したウエハ５０の表面にｐ電極となる金属の膜を形成するとともに、基板の裏面にもｎ電極となる金属の膜を形成する。金属膜が形成されたウエハを個々のレーザダイオードチップに切断し、光の共振器を形成する２つの端面は、相互に平行で平坦な平面（へき開面）にする。レーザダイオードチップをパッケージにマウントし、電流を流すためのワイヤをボンディングすることによりレーザダイオードを製造する。
【００４０】
以上説明したように、キャリア、光の閉じ込めを行うための電流狭窄層を、従来のエピタキシャル結晶成長に代えて、液体酸化膜を用いてｐ−ＧａＡｓキャップ層及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の中央部（ストライプ）を挟んで設けることにより、従来、２度のエピタキシャル結晶成長プロセスを要していたレーザダイオードチップの製造を、１度だけのエピタキシャル結晶成長プロセスですることができ、エピタキシャル結晶成長プロセスに起因する歩留まりを向上することができるとともに、製造プロセスの手間を省き、製造コストを低減することができる。また、電流狭窄層をｐ−ＧａＡｓキャップ層及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層に物理的に設けることにより、レーザ発振を開始する閾値電流が大きくなるという欠点、また、非点隔差が大きいという欠点もない。
【００４１】
上述の実施の形態で、レーザダイオードチップの基板の大きさ、各半導体層の厚みは一例であって、これに限定されるものではない。また、ＡｌＧａＡｓ系半導体、ＧａＡｓ系半導体の各元素の組成は、所望の組成にすることができることはいうまでもない。
【００４２】
実施の形態２
実施の形態１においては、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６の両横の部分をエッチングで取り除き、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５の両横の上側の一部分をエッチングで取り除き、取り除いた部分に電流狭窄層を設けるものであったが、電流狭窄層の構造は、これに限定されるものではない。
【００４３】
図３は電流狭窄層７の構造を示す模式図である。図３（ａ）に示すように、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５の両横の部分をエッチングで取り除くとともに、ＡｌＧａＡｓ活性層４の両横の上側の一部分をエッチングで取り除く。レーザダイオードチップの横方向外側に向かって、取り除く部分の縦方向の寸法は大きくしてある。取り除いた部分に液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層７、７を設けてある。
【００４４】
また、図３（ｂ）に示すように、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５、及びＡｌＧａＡｓ活性層４の両横の部分をエッチングで取り除くとともに、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３の両横の上側の一部分をエッチングで取り除く。レーザダイオードチップの横方向外側に向かって、取り除く部分の縦方向の寸法は大きくしてある。液体酸化膜を焼成してなる電流狭窄層７、７を取り除いた部分に設けてある。これにより、レーザダイオードチップの縦方向及び横方向にダブルヘテロ構造とすることもできる。これにより、さらに効率の良いレーザダイオードチップを製造することが可能となる。
【００４５】
実施の形態３
上述の実施の形態１、２においては、ＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなる活性層を用いる構成であり、レーザ光出力が数ｍＷから数十ｍＷ程度の赤外のレーザ光を出力するレーザダイオードチップであったが、さらに百ｍＷから数百ｍＷ程度の高出力の赤外のレーザ光を出力するレーザダイオードチップに適用することも可能である。
【００４６】
図４は本発明に係る高出力型のレーザダイオードチップの構造を示す模式図である。図において、１１は１００Å以下の極薄膜であってＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなる量子井戸層と、１００Å以下の極薄膜であってＧａＡｓ系半導体結晶からなる量子障壁層とを、交互に複数積層し、厚さが約５００ÅのＭＱＷ（Multi-quantum Well、多重量子井戸層）活性層である。ＭＱＷ活性層１１を挟んで上側には、光を閉じ込めるためのｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなるｐ−ＡｌＧａＡｓウェーブガイド層１２、下側には、ｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体結晶からなるｎ−ＡｌＧａＡｓウェーブガイド層１０を設けてある。なお、実施の形態１と同様の箇所は、同一符号を付し、説明を省略する。
【００４７】
ｐ−ＧａＡｓキャップ層６の両横の部分をエッチングで取り除き、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５の両横の上側の一部分をエッチングで取り除き、取り除いた部分に電流狭窄層７、７を設けてある。レーザダイオードチップの横方向外側に向かって、電流狭窄層７、７の縦方向の寸法は大きくしてある。
【００４８】
これにより、ＭＱＷ活性層１１に閉じ込められたキャリアは、該エネルギー帯より大きい離散的なエネルギー準位（サブレベル）を持つようになり、キャリアの遷移は、これらのサブレベル間で生じるため、発光のエネルギーは大きくなり、光の増幅が強くなり、低電流でレーザ発振が可能となり、高出力のレーザ光を出力することができる。
【００４９】
上述の実施の形態１、２、３においては、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層５、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層３は、１層構造であったが、これに限定されるものではなく、半導体結晶の組成を変更した複数のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層及びｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層を設ける構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るレーザダイオードチップの構造を示す模式図である。
【図２】本発明に係るレーザダイオードチップの製造プロセスを示す説明図である。
【図３】電流狭窄層の構造を示す模式図である。
【図４】本発明に係る高出力型のレーザダイオードチップの構造を示す模式図である。
【図５】従来の結晶成長によるレーザダイオードチップの製造プロセスを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ｎ−ＧａＡｓ基板
２  ｎ−ＧａＡｓバッファ層
３  ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
４  ＡｌＧａＡｓ活性層
５  ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
６  ｐ−ＧａＡｓキャップ層
７  電流狭窄層
８  ｐ電極
９  ｎ電極
１０  ｎ−ＡｌＧａＡｓウェーブガイド層
１１  ＭＱＷ活性層
１２  ｐ−ＡｌＧａＡｓウェーブガイド層
【図１】
2006253232.tif 000003
【図２】
2006253232.tif 000004
【図３】
2006253232.tif 000005
【図４】
2006253232.tif 000006
【図５】
2006253232.tif 000007