JP3206059B2 - 半導体レーザの製造方法およびその製造方法にて得られる半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザの製造方法およびその製造方法にて得られる半導体レーザInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの構造およ
びその製造方法に関する。
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザは、図３に
示すような構造の素子がある。図３に示した従来の半導
体レーザは、電流通路を設けるための凸部Ｔを有するＰ
型ＩｎＰ基板１上の凸部Ｔおよび平坦部上にＰ型ＩｎＰ
クラッド層２，ＩｎＧａＡｓＰ活性層３，Ｎ型ＩｎＰク
ラッド層４を順次形成したのち、上記Ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層４のうちの凸部Ｔを除く表面ＦにＰ型ＩｎＰブロッ
ク層５を形成し、さらに上記Ｎ型ＩｎＰクラッド層４の
うちの凸部Ｔ表面と、上記Ｐ型ＩｎＰブロック層５の表
面を覆ってＮ型ＩｎＰ層６とＮ型ＩｎＧａＡｓＰキャッ
プ層７を順次形成した構造を有していた。したがってＰ
側電極８より注入された電流は、Ｐ型ＩｎＰ基板１を経
てＰ型ＩｎＰ基板１の凸部Ｔ上に形成されたＰ型ＩｎＰ
クラッド層２，ＩｎＧａＡｓＰ活性層３，Ｎ型ＩｎＰク
ラッド層４を通り、Ｎ型ＩｎＰ層６，Ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層７，さらにＮ側電極９へと流れることとな
る。
示すような構造の素子がある。図３に示した従来の半導
体レーザは、電流通路を設けるための凸部Ｔを有するＰ
型ＩｎＰ基板１上の凸部Ｔおよび平坦部上にＰ型ＩｎＰ
クラッド層２，ＩｎＧａＡｓＰ活性層３，Ｎ型ＩｎＰク
ラッド層４を順次形成したのち、上記Ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層４のうちの凸部Ｔを除く表面ＦにＰ型ＩｎＰブロッ
ク層５を形成し、さらに上記Ｎ型ＩｎＰクラッド層４の
うちの凸部Ｔ表面と、上記Ｐ型ＩｎＰブロック層５の表
面を覆ってＮ型ＩｎＰ層６とＮ型ＩｎＧａＡｓＰキャッ
プ層７を順次形成した構造を有していた。したがってＰ
側電極８より注入された電流は、Ｐ型ＩｎＰ基板１を経
てＰ型ＩｎＰ基板１の凸部Ｔ上に形成されたＰ型ＩｎＰ
クラッド層２，ＩｎＧａＡｓＰ活性層３，Ｎ型ＩｎＰク
ラッド層４を通り、Ｎ型ＩｎＰ層６，Ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層７，さらにＮ側電極９へと流れることとな
る。
【０００３】ここで上記従来素子の各エピタキシャル成
長層は、液相エピタキシャル成長法（以下ＬＰＥと略
す）によって形成されており、このためＰ型ＩｎＰブロ
ック層５を凸部Ｔ上には成長しないように凸部Ｔ上以外
の表面に選択的に形成することが可能であった。このよ
うに従来素子は、１回のエピタキシャル成長によって埋
め込み型半導体レーザを形成できる特徴を有していた。
長層は、液相エピタキシャル成長法（以下ＬＰＥと略
す）によって形成されており、このためＰ型ＩｎＰブロ
ック層５を凸部Ｔ上には成長しないように凸部Ｔ上以外
の表面に選択的に形成することが可能であった。このよ
うに従来素子は、１回のエピタキシャル成長によって埋
め込み型半導体レーザを形成できる特徴を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来素
子は凸部Ｔ上にエピタキシャル層を形成する際、ＬＰＥ
法の性質として凸部Ｔ側面部の成長速度が頂上部のそれ
よりも速く、したがって凸部Ｔ上方の溶液の溶質が希薄
となり、凸部Ｔ上へ成長層を形成するのに必要な過飽和
度が不足する現象が起こる。
子は凸部Ｔ上にエピタキシャル層を形成する際、ＬＰＥ
法の性質として凸部Ｔ側面部の成長速度が頂上部のそれ
よりも速く、したがって凸部Ｔ上方の溶液の溶質が希薄
となり、凸部Ｔ上へ成長層を形成するのに必要な過飽和
度が不足する現象が起こる。
【０００５】これを防ぐため、溶液はかなり高い過飽和
度に設定して凸部Ｔ上へエピタキシャル成長を行ってい
たが、しばしば溶液内で溶質の核が析出して、溶液の過
飽和度が低下し、凸部Ｔの頂上部へ成長層を形成できな
くなる事故が起き、その製造歩留りはすこぶる低いとい
う欠点があった。
度に設定して凸部Ｔ上へエピタキシャル成長を行ってい
たが、しばしば溶液内で溶質の核が析出して、溶液の過
飽和度が低下し、凸部Ｔの頂上部へ成長層を形成できな
くなる事故が起き、その製造歩留りはすこぶる低いとい
う欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法によっ
た半導体レーザは、従来素子と同様に凸部を有する化合
物半導体基板上のうちの凸部および平坦部上に、上記化
合物半導体基板と同じ導電型のクラッド層および活性層
さらに上記化合物半導体基板と反対の導電型のクラッド
層を有し、さらに上記化合物半導体基板と反対の導電型
のクラッド層のうちの凸部側面の一部を除く表面に形成
された化合物半導体基板と同じ導電型のブロック層と、
このブロック層と前記の化合物半導体基板と反対の導電
型のクラッド層のうち凸部側面を覆って形成された化合
物半導体基板と反対の導電型の化合物半導体層とを少な
くとも有している。
た半導体レーザは、従来素子と同様に凸部を有する化合
物半導体基板上のうちの凸部および平坦部上に、上記化
合物半導体基板と同じ導電型のクラッド層および活性層
さらに上記化合物半導体基板と反対の導電型のクラッド
層を有し、さらに上記化合物半導体基板と反対の導電型
のクラッド層のうちの凸部側面の一部を除く表面に形成
された化合物半導体基板と同じ導電型のブロック層と、
このブロック層と前記の化合物半導体基板と反対の導電
型のクラッド層のうち凸部側面を覆って形成された化合
物半導体基板と反対の導電型の化合物半導体層とを少な
くとも有している。
【０００７】また、本発明の製造方法は、従来素子と同
様に凸部を有する化合物半導体基板上のうちの凸部上に
形成される上記化合物半導体基板と同じ導電型のクラッ
ド層および活性層、上記化合物半導体基板と反対の導電
型のクラッド層、上記化合物半導体基板と同じ導電型の
ブロック層を断面で見て台形状積層体となるようにＭＯ
ＶＰＥ法によって形成する点に特徴がある。
様に凸部を有する化合物半導体基板上のうちの凸部上に
形成される上記化合物半導体基板と同じ導電型のクラッ
ド層および活性層、上記化合物半導体基板と反対の導電
型のクラッド層、上記化合物半導体基板と同じ導電型の
ブロック層を断面で見て台形状積層体となるようにＭＯ
ＶＰＥ法によって形成する点に特徴がある。
【０００８】
【作用】上記本発明の製造方法によった半導体レーザ
は、従来素子同様１回のエピタキシャル成長によって埋
め込み型半導体レーザを作成できる構造および製法であ
るが、各エピタキシャル層はＭＯＶＰＥ法によって形成
されるため、凸部上への成長も容易であり、その製造歩
留りも従来より大幅に改善できる。
は、従来素子同様１回のエピタキシャル成長によって埋
め込み型半導体レーザを作成できる構造および製法であ
るが、各エピタキシャル層はＭＯＶＰＥ法によって形成
されるため、凸部上への成長も容易であり、その製造歩
留りも従来より大幅に改善できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す半導体レーザの断面
図の一部である。図において、１はＰ型ＩｎＰ基板，２
はＰ型ＩｎＰクラッド層，３はＩｎＧａＡｓＰ活性層，
４はＮ型ＩｎＰクラッド層，５はＰ型ＩｎＰブロック
層，６はＮ型ＩｎＰ層，７はＮ型ＩｎＧａＡｓＰキャッ
プ層，８はＰ側電極，９はＮ側電極である。上記各エピ
タキシャル層はＭＯＶＰＥ法によって１回の成長で形成
される。
る。図１は本発明の一実施例を示す半導体レーザの断面
図の一部である。図において、１はＰ型ＩｎＰ基板，２
はＰ型ＩｎＰクラッド層，３はＩｎＧａＡｓＰ活性層，
４はＮ型ＩｎＰクラッド層，５はＰ型ＩｎＰブロック
層，６はＮ型ＩｎＰ層，７はＮ型ＩｎＧａＡｓＰキャッ
プ層，８はＰ側電極，９はＮ側電極である。上記各エピ
タキシャル層はＭＯＶＰＥ法によって１回の成長で形成
される。
【００１０】従って、凸部上面と凸部側面あるいは平坦
部上面との成長速度に著しい差があるＬＰＥ法に比べ、
凸部上面にも平坦部上に近い成長速度でエピタキシャル
層を形成できるＭＯＶＰＥ法によってエピタキシャル層
を形成するため、従来の欠点を改善し、安定した製造歩
留りで製造できる利点を有している。ここで図１に示す
各エピタキシャル層は主原料としてＧａ（Ｃ２Ｈ５）３
，Ｉｎ（Ｃ２ Ｈ５）３，ＰＨ３ およびＡｓＨ３ ガス
を用い、成長温度６００℃で成長を施した。
部上面との成長速度に著しい差があるＬＰＥ法に比べ、
凸部上面にも平坦部上に近い成長速度でエピタキシャル
層を形成できるＭＯＶＰＥ法によってエピタキシャル層
を形成するため、従来の欠点を改善し、安定した製造歩
留りで製造できる利点を有している。ここで図１に示す
各エピタキシャル層は主原料としてＧａ（Ｃ２Ｈ５）３
，Ｉｎ（Ｃ２ Ｈ５）３，ＰＨ３ およびＡｓＨ３ ガス
を用い、成長温度６００℃で成長を施した。
【００１１】なお、凸部上と平坦部上に選択的にエピタ
キシャル成長を施せるＬＰＥ法と違い凸部上に平坦部上
と同様のエピタキシャル層が形成されるＭＯＶＰＥ法に
よって素子を形成するため、従来素子と違い図１に示す
ように凸部Ｔ上方にＰ型ＩｎＰブロック層５を形成する
こととなるが、Ｐ側電極８よりＰ型ＩｎＰ基板１へ注入
された電流は凸部Ｔ上のＰ型ＩｎＰクラッド層２，Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層３，Ｎ型ＩｎＰクラッド層４を経てＮ
型ＩｎＰ層６，Ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層７，Ｎ側
電極９へと流れるため、素子の動作には全く支障はな
い。
キシャル成長を施せるＬＰＥ法と違い凸部上に平坦部上
と同様のエピタキシャル層が形成されるＭＯＶＰＥ法に
よって素子を形成するため、従来素子と違い図１に示す
ように凸部Ｔ上方にＰ型ＩｎＰブロック層５を形成する
こととなるが、Ｐ側電極８よりＰ型ＩｎＰ基板１へ注入
された電流は凸部Ｔ上のＰ型ＩｎＰクラッド層２，Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層３，Ｎ型ＩｎＰクラッド層４を経てＮ
型ＩｎＰ層６，Ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層７，Ｎ側
電極９へと流れるため、素子の動作には全く支障はな
い。
【００１２】また、本発明の方法によった半導体レーザ
は、凸部Ｔ上では図１に示した通り、Ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２，ＩｎＧａＡｓＰ層３，Ｎ型ＩｎＰクラッド層
４，Ｐ型ＩｎＰブロック層５は、断面で見て台形状積層
体を形成している点に特徴がある。
は、凸部Ｔ上では図１に示した通り、Ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２，ＩｎＧａＡｓＰ層３，Ｎ型ＩｎＰクラッド層
４，Ｐ型ＩｎＰブロック層５は、断面で見て台形状積層
体を形成している点に特徴がある。
【００１３】
【実施例２】図２は本発明の第２実施例の断面図であ
る。１１はＮ型ＩｎＰ基板，１２はＮ型ＩｎＰクラッド
層，１３はＩｎＧａＡｓＰ活性層，１４はＰ型ＩｎＰク
ラッド層，１５はＮ型ＩｎＰブロック層，１６はＰ型Ｉ
ｎＰ層，１７はＰ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層，１８は
Ｎ側電極，１９はＰ側電極である。この実施例は、第１
の実施例に対し基板の導電型を反対にしたため、図２に
示すようにＰ型ＩｎＰクラッド層１４は凸部上と平坦部
上のエピタキシャル層が接続した構造となっている。
る。１１はＮ型ＩｎＰ基板，１２はＮ型ＩｎＰクラッド
層，１３はＩｎＧａＡｓＰ活性層，１４はＰ型ＩｎＰク
ラッド層，１５はＮ型ＩｎＰブロック層，１６はＰ型Ｉ
ｎＰ層，１７はＰ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層，１８は
Ｎ側電極，１９はＰ側電極である。この実施例は、第１
の実施例に対し基板の導電型を反対にしたため、図２に
示すようにＰ型ＩｎＰクラッド層１４は凸部上と平坦部
上のエピタキシャル層が接続した構造となっている。
【００１４】すなわち、第２の実施例では図２における
凸部Ｔ上の活性層１３でキャリアの再結合によって発生
した光のうちＮ型ＩｎＰ基板１１にしみ出した光は同Ｎ
型ＩｎＰ基板１１でわずかに吸収を受け減衰するが、そ
の減衰する程度は第１の実施例の素子におけるＰ型Ｉｎ
Ｐ基板に比べ減衰量が非常に小さいという特徴を有して
いる。
凸部Ｔ上の活性層１３でキャリアの再結合によって発生
した光のうちＮ型ＩｎＰ基板１１にしみ出した光は同Ｎ
型ＩｎＰ基板１１でわずかに吸収を受け減衰するが、そ
の減衰する程度は第１の実施例の素子におけるＰ型Ｉｎ
Ｐ基板に比べ減衰量が非常に小さいという特徴を有して
いる。
【００１５】このことは、図１に示す第１の実施例の素
子においてＰ型ＩｎＰ基板１は素子抵抗を小さくするた
め、高濃度となっている点およびＰ型であるという点
で、レーザ発振時にＰ型ＩｎＰ基板１にしみ出してきた
光を吸収して減衰させてしまうので、素子の外部微分量
子効率が若干悪化する欠点があるが、本第２実施例はこ
の欠点を改善したものである。従って、Ｐ側電極１９か
らＰ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１７へ注入された電流
はＰ型ＩｎＰ層１６，Ｐ型ＩｎＰクラッド層１４を経て
凸部Ｔ上のＩｎＧａＡｓＰ活性層１３およびＮ型ＩｎＰ
クラッド層１２を通り、Ｎ型ＩｎＰ基板１１，さらにＮ
側電極１８へと流れることとなる。
子においてＰ型ＩｎＰ基板１は素子抵抗を小さくするた
め、高濃度となっている点およびＰ型であるという点
で、レーザ発振時にＰ型ＩｎＰ基板１にしみ出してきた
光を吸収して減衰させてしまうので、素子の外部微分量
子効率が若干悪化する欠点があるが、本第２実施例はこ
の欠点を改善したものである。従って、Ｐ側電極１９か
らＰ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１７へ注入された電流
はＰ型ＩｎＰ層１６，Ｐ型ＩｎＰクラッド層１４を経て
凸部Ｔ上のＩｎＧａＡｓＰ活性層１３およびＮ型ＩｎＰ
クラッド層１２を通り、Ｎ型ＩｎＰ基板１１，さらにＮ
側電極１８へと流れることとなる。
【００１６】ここで上述の凸部Ｔ上のＮ型ＩｎＰクラッ
ド層１２，ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３，Ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層１４，Ｎ型ＩｎＰブロック層１５を断面で見て台
形状積層体となるように第１の実施例同様、ＭＯＶＰＥ
法によって形成されるため、第１の実施例と同様の効果
を有している。
ド層１２，ＩｎＧａＡｓＰ活性層１３，Ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層１４，Ｎ型ＩｎＰブロック層１５を断面で見て台
形状積層体となるように第１の実施例同様、ＭＯＶＰＥ
法によって形成されるため、第１の実施例と同様の効果
を有している。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は凸部上と
平坦部上にほぼ同じ程度の成長速度でエピタキシャル成
長を施すことができ、凸部上へのエピタキシャル成長も
容易にできるＭＯＶＰＥ法により、凸部を有する化合物
半導体基板のうちの凸部上および平坦部上に活性層を含
むダブルヘテロ接合体を有するエピタキシャル成長を施
すことにより、高い製造歩留りで埋め込み型半導体レー
ザを製作できる効果がある。
平坦部上にほぼ同じ程度の成長速度でエピタキシャル成
長を施すことができ、凸部上へのエピタキシャル成長も
容易にできるＭＯＶＰＥ法により、凸部を有する化合物
半導体基板のうちの凸部上および平坦部上に活性層を含
むダブルヘテロ接合体を有するエピタキシャル成長を施
すことにより、高い製造歩留りで埋め込み型半導体レー
ザを製作できる効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す半導体レーザの
断面図
断面図
【図２】 第２の実施例を示す半導体レーザの断面図
【図３】 従来の半導体レーザの断面図
２ 一導電型のクラッド層（Ｐ型ＩｎＰクラッド層） ３，１３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ４ 他導電型クラッド層（Ｎ型ＩｎＰクラッド層） ５ Ｐ型ＩｎＰブロック層 ６ Ｎ型ＩｎＰ層 ７ Ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 １２ 一導電型のクラッド層（Ｎ型ＩｎＰクラッド層） １４ 他導電型クラッド層（Ｎ型ＩｎＰクラッド層） １６ Ｐ型ＩｎＰ層 １７ Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
Claims (3)
- 【請求項１】表面に凸部および平坦部を設けた一導電型
化合物半導体基板のその表面上に、一導電型のクラッド
層，活性層を形成し、その後他導電型のクラッド層，ブ
ロック層を形成する半導体レーザダイオードの製造工程
において、上記一導電型のクラッド層，活性層，他導電
型のクラッド層，ブロック層を断面で見て台形状積層体
となるようにＭＯＶＰＥ法により形成することを特徴と
する半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】表面に凸部および平坦部を設けた一導電型
化合物半導体基板のその表面上に、一導電型のクラッド
層，活性層を形成し、その後他導電型のクラッド層，ブ
ロック層を形成する半導体レーザダイオードの製造工程
において、上記一導電型のクラッド層，活性層，他導電
型のクラッド層，ブロック層をＭＯＶＰＥ法により形成
する製造方法にて製造される半導体レーザに関して、一
導電型化合物半導体基板の凸部上の一導電型のクラッド
層，活性層，他導電型のクラッド層，ブロック層が、断
面で見て台形状積層体となっていることを特徴とする半
導体レーザ。 - 【請求項３】請求項２に記載の半導体レーザについて、
凸部上の他導電型クラッド層と平坦部上の他導電型クラ
ッド層が接続されていることを特徴とする半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34069591A JP3206059B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 半導体レーザの製造方法およびその製造方法にて得られる半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34069591A JP3206059B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 半導体レーザの製造方法およびその製造方法にて得られる半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175595A JPH05175595A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3206059B2 true JP3206059B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18339430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34069591A Expired - Fee Related JP3206059B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 半導体レーザの製造方法およびその製造方法にて得られる半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206059B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34069591A patent/JP3206059B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05175595A (ja) | 1993-07-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |