JPH01120084A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH01120084A
JPH01120084A JP62277602A JP27760287A JPH01120084A JP H01120084 A JPH01120084 A JP H01120084A JP 62277602 A JP62277602 A JP 62277602A JP 27760287 A JP27760287 A JP 27760287A JP H01120084 A JPH01120084 A JP H01120084A
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JP
Japan
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layer
conductivity type
crystal growth
groove
clad layer
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Pending
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JP62277602A
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English (en)
Inventor
Masaya Mannou
萬濃 正也
Mototsugu Ogura
基次 小倉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、情報の光通信あるいは光消去・記録・再生な
どに用いることのできる単一横モード短波長半導体レー
ザの製造方法に関する。
従来の技術 近年、ディジタル拳オーディオ会ディスク、光デイヌク
ファイル、レーザプリンター等の情報処理装置用光源と
して、例えば第3図に示すような構造の0.8μr4i
 AI G a A s系半導体レーザが実用化されて
いる。一方、さらに高性能化を目指すためA7GaIn
P  系半導体レーザやA I G a A S系量子
井戸型半導体レーザに代表される0、871m〜0.7
71m帯短波長短波長半導ザが強く要望されている。
以下、第3図の従来の横モードを制御した0、871m
帯jJGaAs  系半導体レーザについて説明する。
1は凹溝2を設けたn−GaAs基板、12はn−Al
yGa1.、Asクラッド層、13はノンドープA l
 y G a 1−y A s活性層(y’<y)、1
4はp −A l y G a 1−y A sクラッ
ド層、8はn−GaAsキャップ層、9はZn拡散層、
10.11はそれぞれ” r P側電極である。以上の
ような構造は液相成長法(以下、LPE法)により形成
され、n−AlyGa 1−、Asり2ラド層12上面
において平坦化されている。この構造において、電流は
Zn拡散層9によりロ溝12内しか流れず、凹溝12上
の活性層が発光することになる。レーザ発振した光の一
部はクラッド層にしみ出し、n −GaAs基板1の凹
溝外部で吸収され、その結果、横方向に実効的な屈折率
差がつき、光は閉じ込められることにな)横モード制御
が行われていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、更に短波長の半導体レーザ例えばAIG
aInP系半導体レー系中導体レーザ a A s系量
子井戸型半導体レーザにこの構造を適用する場合、他の
材料系に比べて結晶成長するうえで種々の制約があシ、
形成困難であった。
つまシ前者は熱力学的制限から、後者は膜厚の制御性の
観点から従来一般に用いられているLPE法では形成困
難である。また、熱非平衡状態下での成長法である有機
金属気相成長法(以下、MovPE法)や分子線成長法
(以下、MBE法)は溝埋め成長しにくい等の欠点があ
シ、例えば、第3図のようなLPE法でしばしば行われ
るような、基板に溝を形成し、この溝が埋まるようにダ
ブルへテロ構造を積層し、溝の両側での基板による光吸
収により実効的な光ガイドを形成するタイプの半導体レ
ーザには適用しにくい。
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を除去し、横モ
ードの単一性に優れた短波長レーザの製造方法を提供す
ることにある。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の技術的手段はLP
E法によりあらかじめ凹溝を設けたG a A s基板
上に活性層となる材料より禁制帯幅が大きく屈折率の小
さい第1のAl工G a 1− XA sクラッド層金
その上面で平坦になるよう形成し、さらにそのA〜G 
a i −yA s  層が酸化されないようG a 
zI n 1−zP酸化防止層(z −0,5)を形成
、しかる後にMOVPE法もしくはMBE法により第2
のクラッド層を含む所定のダブルへテロ構造を積層する
ものである。この場合、第1のAlGaAs  クラッ
ド層は凹溝部で少なくとも第2のクラッド層との積層に
より活性層への光閉じ込め全行い、門構外部ではG a
 A s基板が光吸収層として働くのに十分な厚さに選
定する。
作  用 本発明においては、短波長半導体レーザの横モードを制
御するため、溝埋め成長が可能なLPE法により凹溝上
に表面が平坦になるよう第1のA11xGa 1−xA
s  クラッド層とその表面酸化防止のためG a 2
I n 1−zP層を成長する工程と、その上にMOV
PE法もしくはMBE法により第2のクラッド層を含む
ダブルへテロ構造を再成長する工程によ多構成されたも
のであ夛、第1のAl工Ga1−xAII クラッド層
のAIAa組成比組成比色くても再成長界面および再成
長層の結晶性を損うことはなく、しかも基板側のクラッ
ド層は凹溝部で第1および第2のクラッド層の積層によ
り十分光閉じ込めが行われ、凹溝外部でG a A s
基板が光吸収層として働くようにしたことによって単−
横モードの短波長レーザを実現することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明を実施した場合の概略断面図、第2図は
主要な製造過程を示す工程図である。
まず、第2図Aに示すようにn −G a A s基板
1上には通常のフォトリングラフィ及び化学エツチング
によりロ溝2を形成する。凹溝の深さと幅はそれぞれ1
 、#m 、 5 Itmである。次に第2図Bに示す
ようにLPE法により第1のクラッド層としてn  A
lo、7 G a o、 5A 8層3.酸化防止層と
してn G a o、 s I n o、 s P 4
を順次成長させる。この時、n−Alo、7Ga、As
層3は表面が平坦であシ、その膜厚は凹溝2部で1.2
71m、凹溝2外部で0.2 It m 。
n −G a o、 s I n o、 s P層4の
膜厚は50Aである。
LPE法゛による第1の結晶成長工程の後ただちにMO
VPE法によりPH3雰囲気中で10分間のサーマルク
リーニングに続き第2のクラッド層としてn All 
l]、2 G a o、 !、 I n o、5P層5
.活性層としてノンドープG a o、s I n o
、s P層6.さらに逆導電型のクラッド層としてp#
o、2Gao、3In。、5P 層7゜キャップ層とし
てn−GaAs 層8を順次成長させる。この時、再成
長界面は良好であシ、再成長層の結晶性には何ら問題は
ない。
それぞれの層の膜厚は0.171m 、 0.171m
 、 11trn 、 1/1mである。
この表面上よυ選択的に亜鉛(Zn)を拡散し、Zn拡
散層9がp−Alo、2Ga o、3In 0.5”層
6に達するようにする。次いでn側電極1o及びp側電
極11を被着させ、その後、へき開マウント、パッケー
ジングを行う。
MOVPE法で形成した活性層G a o、s I n
 o、s P層6の禁制帯幅は1.85e、Vであシ、
第1のA710.7 Ga cLsAsクラッド層3お
よび第2のAlo、2(ja O,3I n o、s 
Pクラッド層5の禁制帯幅はともに2.1 eV  以
上あシ上記の膜厚において十分に光の閉じ込めが達成さ
れている。Ga(、,51n。、5P酸化防止層4は十
分薄く、しかもLPE法により形成されたもので禁制帯
幅は1.9eV あり光吸収はおこらず、特性上はとん
ど問題とならない。
尚、以上の説明において第2の結晶成長工程でAlGa
InP系ダブルへテロ構造を形成する場合について示し
たが、A 73 G a A s 系でもよく、更には
量子井戸構造の活性層であっても適用されるのは言うま
でもない。
また、本発明はp−GaAs基板上に上記実施例とは反
対の導電型の各層を形成する場合や更にG a A s
基板上には凹溝部で貫通された反対導電型電流狭窄層が
設けられていても良い。
発明の効果 上述したように本発明によれば、凹溝ケ利用した単一横
モードの短波長半導体レーザが容易に得られ、実用上効
果は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の半導体レーザの断面図、第
2図は実施例の半導体レーザの製造工程全工程順に示し
た断面図、第3図は従来による横モードを制御した半導
体レーザの断面図である。 1・・・・・・−n−GaAs基板、2・・・・・・凹
溝、3・・・・・・第1のn −All 、Ga 、 
−xAs層クラッド層、4・・印・n Gao、sIn
。、5醸化防止層、6・・・・・・第2のn−A10.
2G”0.3”0.5Pクラツド層、6・・自・・ノン
ドープG a o、s I n o、s P活性層、7
 ・・・・・・p−Al1 o、2Ga O,s I 
n o、s Pクラッド層、8・・・・・・n −G 
a A sキャンプ層、9・・・・・・Zn拡散層、1
o・・・・・・n側電極、11・・・・・・p側電極、
12・・・・・・n−AlyGa1−yAAlラッド層
、13・・・・・・ノンドープA l yG a 1 
弓A s活性層、14・・・・・・p−AlGalGa
八ツクラッ ド層人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名/ 
−−−n −Q−a−As基才反 ?−凹糞 3−一一第 / Q n−AJlty7Ga−o3As
クラッド層4− 几−らo、slル05β醗化訪止層S
−’@ 2のn−−Al6.2 (7a、a、、31n
nsβクラフト16−−−ノンドーブCrcLo、s 
L?La、sF ’/古性、屑7−−− F−A1.o
、z (rra31fLa、sβクラット贋β′−n−
Qa−As千タップ層 9−・−27拡散1 / −= n−craAs基板 2−一一回溝 3−−− 第1 ty> rt−ALo、7(:ra、
o、aハS7う・・ノド眉4−几−眞σ51xθ5F酸
化坊止贋 s−12/1yt−ハフ0.2Qa−o、3ko、sP
クラツド贋6− ノンドープCta−o、s IfLo
、sP 5tsa層/2−−−ルーバLy(tαt−y
Asクラッド層13−  ノンドープALy’眞l−グ
丸石樺1/4−−− P−AJ−7cra−t−IAs
 7 ラッド1第 3 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも溝を有する第1導電型GaAs基板上
    に液相成長法により前記溝を埋めかつ平坦な上面を有す
    るような、活性層よりも禁制帯幅が大きく屈折率が小さ
    い第1導電型Al_xGa_1_−_xAs層からなる
    第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に第1導
    電型Ga_zIn_1_−_zP酸化防止層(z〜0.
    5)を順次形成する第1の結晶成長工程と、前記Ga_
    zIn_1_−_zP酸化防止層上に少なくとも第1導
    電型の第2のクラッド層、活性層、及び第2導電型のク
    ラッド層とを順次形成する第2の結晶成長工程を含む半
    導体レーザの製造方法。
  2. (2)第2の結晶成長工程が有機金属気相成長法もしく
    は分子線成長法などの熱非平衡状態での結晶成長法によ
    り形成される特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ
    の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02305486A (ja) * 1989-05-19 1990-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02305486A (ja) * 1989-05-19 1990-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置の製造方法

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