JPH01166590A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
- Publication number
- JPH01166590A JPH01166590A JP32410787A JP32410787A JPH01166590A JP H01166590 A JPH01166590 A JP H01166590A JP 32410787 A JP32410787 A JP 32410787A JP 32410787 A JP32410787 A JP 32410787A JP H01166590 A JPH01166590 A JP H01166590A
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- JP
- Japan
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- layer
- semiconductor laser
- superlattice
- doped
- quantum well
- Prior art date
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- Pending
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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。
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、化合物半導体を用いて形成する半導体レーザ
の製造方法にかかる。
の製造方法にかかる。
従来の半導体レーザは、第６図に示すごとく数ＡのＧａ
ＡｓとＧａＡ Ｑ Ａｓの積層した量子井戸祷造の活性
層およびこれをはさんで設けた禁制帯幅の広い導電性の
異なるＧａＡ Ｑ Ａｓを基本構造とし、不純物拡散な
どにより量子井戸活性層を混晶化させ。
ＡｓとＧａＡ Ｑ Ａｓの積層した量子井戸祷造の活性
層およびこれをはさんで設けた禁制帯幅の広い導電性の
異なるＧａＡ Ｑ Ａｓを基本構造とし、不純物拡散な
どにより量子井戸活性層を混晶化させ。
混晶化による活性層の屈折率や吸収係数の変化を利用し
て導波路の形成や、レーザ端面の透明化を行うものであ
った。
て導波路の形成や、レーザ端面の透明化を行うものであ
った。
上記従来の半導体レーザにおいては、不純物拡散の濃度
が制御できず非常に高い不純物濃度の層ができるため、
窓層の光損失やリーク電流が起ることや不純物拡散の深
さの制御性に限界が有り生産性が悪いなどの問題があっ
た。
が制御できず非常に高い不純物濃度の層ができるため、
窓層の光損失やリーク電流が起ることや不純物拡散の深
さの制御性に限界が有り生産性が悪いなどの問題があっ
た。
本発明の目的は上記問題点が解決することにある。
上記問題を解決するため本発明では結晶成長の段階で予
め形成しておいた不純物高濃度添加層を拡散源として利
用して従来技術と同様の結果を生む半導体レーザの構造
及び作製方法を発明した。
め形成しておいた不純物高濃度添加層を拡散源として利
用して従来技術と同様の結果を生む半導体レーザの構造
及び作製方法を発明した。
本発明によれば、不純物濃度の制御が容易な工ピタキシ
ャル成長層を拡散源に利用できるので、１０ ”ｃｍ−
”程度の光吸収が小さく接合逆特性が良好な層を得るこ
とができる。このため上記従来構造の欠点が大幅に改善
された。
ャル成長層を拡散源に利用できるので、１０ ”ｃｍ−
”程度の光吸収が小さく接合逆特性が良好な層を得るこ
とができる。このため上記従来構造の欠点が大幅に改善
された。
以下図に従い本発明の詳細な説明する。
実施例１
本発明の実施例１図および第２図に従い説明する０本構
造は、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）（Ｓｉドープ、ｎ＝２Ｘ
１０”δｃｍ″″Ｍ）上にＭＯＣＶＤ法に゛よりｎ−Ｇ
ａｏ、ａＡ Ｑｏ、ｂＡ ｓクラッド層（２）（Ｓｅ
ドープ、ｎ ＝ １．５ Ｘ １０１８ｃ＋ａ−”）
＊’ ｆｆｋ子井戸構造活性層（３） ［Ｇ ａ
Ａ ｓウェル層（９）： ６０Ａ ＧａＡＱＡｓバリア
層（１０） ： ３０λコ、ｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ
ｏ、ａＡ ｓクラッド層（４）（Ｍｇドープ、ｐ ＝
Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−”） 、 ｎ−Ｇ’ａ Ａ ｓ
光吸収層（−５）（Ｓｅドープ、 ｎ ＝ ４ Ｘ １
０ ”ｃｍ−”）を成長した後１通常のホトリソグラフ
技術を用いてストライプ状にぬけた５ｉＯｚパターンを
形成しりアクティブイオンエッチによりｎ −Ｇ ａ
Ａ ｓ光吸収層（５）を選択的に除去し、再度のホトリ
ソグラフによりレーザ端面付近のｐ − Ｇ ａ Ｏ，ＦＩＡ Ｑ Ｏ，ＦＩＡ ｓクラッド層（
４）を約０．２ｐｍとし、ｐ −Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ
ｏ、ｓＡ ｓ層（６）（Ｚｎドープ、ｐ＝５Ｘ１０１
ｇｃｍ−３）、ｐ−Ｇ ａ ｏ、ＦＩＡ Ｑ ｏ、ｓＡ
ｓ層（７）（Ｚｎドープ、Ｐ＝１×１０１’ｃｎ＋−
’） 、ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層（８）（Ｚｎ
ドープ、ｐ ＝ ５ Ｘ １０ ”ｃｓ＋−”）の３層
よりなる埋込成長を行ない、さらに、結晶成長炉中で９
００℃、３分のアニールをおこなたものである。
造は、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）（Ｓｉドープ、ｎ＝２Ｘ
１０”δｃｍ″″Ｍ）上にＭＯＣＶＤ法に゛よりｎ−Ｇ
ａｏ、ａＡ Ｑｏ、ｂＡ ｓクラッド層（２）（Ｓｅ
ドープ、ｎ ＝ １．５ Ｘ １０１８ｃ＋ａ−”）
＊’ ｆｆｋ子井戸構造活性層（３） ［Ｇ ａ
Ａ ｓウェル層（９）： ６０Ａ ＧａＡＱＡｓバリア
層（１０） ： ３０λコ、ｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ
ｏ、ａＡ ｓクラッド層（４）（Ｍｇドープ、ｐ ＝
Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−”） 、 ｎ−Ｇ’ａ Ａ ｓ
光吸収層（−５）（Ｓｅドープ、 ｎ ＝ ４ Ｘ １
０ ”ｃｍ−”）を成長した後１通常のホトリソグラフ
技術を用いてストライプ状にぬけた５ｉＯｚパターンを
形成しりアクティブイオンエッチによりｎ −Ｇ ａ
Ａ ｓ光吸収層（５）を選択的に除去し、再度のホトリ
ソグラフによりレーザ端面付近のｐ − Ｇ ａ Ｏ，ＦＩＡ Ｑ Ｏ，ＦＩＡ ｓクラッド層（
４）を約０．２ｐｍとし、ｐ −Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ
ｏ、ｓＡ ｓ層（６）（Ｚｎドープ、ｐ＝５Ｘ１０１
ｇｃｍ−３）、ｐ−Ｇ ａ ｏ、ＦＩＡ Ｑ ｏ、ｓＡ
ｓ層（７）（Ｚｎドープ、Ｐ＝１×１０１’ｃｎ＋−
’） 、ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層（８）（Ｚｎ
ドープ、ｐ ＝ ５ Ｘ １０ ”ｃｓ＋−”）の３層
よりなる埋込成長を行ない、さらに、結晶成長炉中で９
００℃、３分のアニールをおこなたものである。
このような工程を経て形成されたレーザストライプの横
方向及び縦方向の断面構造はそれぞれ第１図及び第２図
のようになった。この構造の基本的導波機構はいわゆる
自己整合型レーザと同様であるが、レーザ端面において
Ｚ’ｎ拡散層が活性層を通過しているため、この部分の
量子井戸構造が破壊され、禁制帯幅が広くなリレーザ光
にたいし端面が透明となる。このため、端面の光吸収に
よる端面構造の上昇が原因となって起る端面劣化現象が
抑制され、信頼性の良好な高出力半導体レーザが形成で
きる。
方向及び縦方向の断面構造はそれぞれ第１図及び第２図
のようになった。この構造の基本的導波機構はいわゆる
自己整合型レーザと同様であるが、レーザ端面において
Ｚ’ｎ拡散層が活性層を通過しているため、この部分の
量子井戸構造が破壊され、禁制帯幅が広くなリレーザ光
にたいし端面が透明となる。このため、端面の光吸収に
よる端面構造の上昇が原因となって起る端面劣化現象が
抑制され、信頼性の良好な高出力半導体レーザが形成で
きる。
実施例２
本発明の実施例２を第３図および第４図により説明する
＋＋ｎ−ＧａＡｓ基板（１）上にＭＯＣＶＤ法によりｎ
−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓクラッド層（
２）、量子井戸構造活性層（３） 、 ｐ −Ｇ ａ
ｏ、ａＡ Ｑ ｏ、ａＡ ｓクラッド層（４）、ｎ−Ｇ
ａＡｓ光吸収層（５）を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状の５ｉｎｓパターンを形
成しりアクティブイオンエッチによりｎ −Ｇ ａ Ａ
ｓ光吸収層（５）を選択的に除去し、さらに再度のホ
トリソグラフ工程をへてｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｉｔ
ｏ、ｓＡ ｓクラッド層（４）をレンズ状の構造（１１
）がストライプに沿って繰り返す第３図のような形状で
約０．３μｍエツチングした０次にｐ ＋ −Ｇ ａ
ｏ、ｌＩＡ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓ層（６） 、ｐ −Ｇ
ａ ｏ＊ＢＡ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓ層（７） 、ｐ −Ｇ
ａ Ａ ｓキャップ層（８）の３層よりなる埋込成長
を行い、第４図のように構造とした。各層のドーパント
及びキャリア濃度は実施例１と同様にした０次に、この
構造をＭＯＣＶＤ装置内でＡｓ圧をかけながら９００℃
で６０分熱処理を加えた。この結果ｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓ
Ａ Ｑ ｏ、ａＡ ｓ Ｍ（６）中のＺｎが再拡散し量
子井戸構造活性層（３）を混晶化する。混晶化した量子
井戸と混晶化しない量子井戸の屈折率の違いによりレン
ズが形成される。
＋＋ｎ−ＧａＡｓ基板（１）上にＭＯＣＶＤ法によりｎ
−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓクラッド層（
２）、量子井戸構造活性層（３） 、 ｐ −Ｇ ａ
ｏ、ａＡ Ｑ ｏ、ａＡ ｓクラッド層（４）、ｎ−Ｇ
ａＡｓ光吸収層（５）を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いてストライプ状の５ｉｎｓパターンを形
成しりアクティブイオンエッチによりｎ −Ｇ ａ Ａ
ｓ光吸収層（５）を選択的に除去し、さらに再度のホ
トリソグラフ工程をへてｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｉｔ
ｏ、ｓＡ ｓクラッド層（４）をレンズ状の構造（１１
）がストライプに沿って繰り返す第３図のような形状で
約０．３μｍエツチングした０次にｐ ＋ −Ｇ ａ
ｏ、ｌＩＡ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓ層（６） 、ｐ −Ｇ
ａ ｏ＊ＢＡ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓ層（７） 、ｐ −Ｇ
ａ Ａ ｓキャップ層（８）の３層よりなる埋込成長
を行い、第４図のように構造とした。各層のドーパント
及びキャリア濃度は実施例１と同様にした０次に、この
構造をＭＯＣＶＤ装置内でＡｓ圧をかけながら９００℃
で６０分熱処理を加えた。この結果ｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓ
Ａ Ｑ ｏ、ａＡ ｓ Ｍ（６）中のＺｎが再拡散し量
子井戸構造活性層（３）を混晶化する。混晶化した量子
井戸と混晶化しない量子井戸の屈折率の違いによりレン
ズが形成される。
しかも、実施例の場合にはレンズ部分の活性層に光吸収
が無くホールバーニングが起きたときに、レンズ部分と
レンズ以外の部分の屈折率差がより大きくなりホールバ
ーニング防止効果が強化されるためレンズの曲率をより
小さくでき、通常のレーザ特性としても有利になる。レ
ンズの曲率半径をＲ２１５μｍレンズの距離をｄ＝１０
μｍとしたところストライプ幅１０μｍの°素子で光出
力２００ｍＷまで安定な横基本モードで発振する半導体
レーザが得られた。
が無くホールバーニングが起きたときに、レンズ部分と
レンズ以外の部分の屈折率差がより大きくなりホールバ
ーニング防止効果が強化されるためレンズの曲率をより
小さくでき、通常のレーザ特性としても有利になる。レ
ンズの曲率半径をＲ２１５μｍレンズの距離をｄ＝１０
μｍとしたところストライプ幅１０μｍの°素子で光出
力２００ｍＷまで安定な横基本モードで発振する半導体
レーザが得られた。
実施例３
本発明の実施例３を第３図および第５図により説明する
。ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板（１）上にＭＯＣＶＤ法に
よりｎ −Ｇ ａ ｏ、６Ａ Ｑ ｏ、ａＡ ｓクラッ
ド層（２）、量子井戸構造活性層（３）、ｐ −Ｇａｏ
、ａＡ １１ ｏ、ｎＡｓクラッド層（４） 、ｎ−Ｇ
ａＡｓ光吸収層（５）を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いて並行して設けた２本のストライプ状の
５ｉＯｚパターンを形成しりアクティブイオンエッチに
よストライプのみｐ −Ｇ ａ ｏ、ＩＩＡ Ｑ ｏ、
ＩＳＡ ｓクラッド層（４）を約０．３μｍエツチング
した。次にｐ ＋ Ｇ ａ ｏ、ａＡ Ｑ Ｏ，ＲＡ
８層（６） 、ｐ −Ｇａｏ、５ＡＱｏ、ｒ＋ＡｓＭ
（７） 、Ｐ ＧａＡｓキャップ層゛（８）の３層よ
りなる埋込成長を行い、第３図のような構造とした。各
層のドーパント及びキャリア濃度は実施例１と同様にし
た。次に、この構造をＭＯＣＶＤ装置内でＡｓ圧をかけ
ながら９００℃で６０分熱処理を加えた。この結果ｐ
−Ｇ ａ Ｏ，ＦＩＡ Ｑ Ｏ，ＦＩＡ ８層（６）中
のＺｎが再拡散し量子井戸構造活性層（３）を混晶化す
る。この結果第５図に示すように、混晶化した量子井戸
と混晶化しない量子井戸の禁制帯幅の違いにより２本の
ストライプの発光波長が異なるため同一基板上に波長の
異なるレーザを集積することができた。
。ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板（１）上にＭＯＣＶＤ法に
よりｎ −Ｇ ａ ｏ、６Ａ Ｑ ｏ、ａＡ ｓクラッ
ド層（２）、量子井戸構造活性層（３）、ｐ −Ｇａｏ
、ａＡ １１ ｏ、ｎＡｓクラッド層（４） 、ｎ−Ｇ
ａＡｓ光吸収層（５）を成長した後、通常のホトリソグ
ラフ技術を用いて並行して設けた２本のストライプ状の
５ｉＯｚパターンを形成しりアクティブイオンエッチに
よストライプのみｐ −Ｇ ａ ｏ、ＩＩＡ Ｑ ｏ、
ＩＳＡ ｓクラッド層（４）を約０．３μｍエツチング
した。次にｐ ＋ Ｇ ａ ｏ、ａＡ Ｑ Ｏ，ＲＡ
８層（６） 、ｐ −Ｇａｏ、５ＡＱｏ、ｒ＋ＡｓＭ
（７） 、Ｐ ＧａＡｓキャップ層゛（８）の３層よ
りなる埋込成長を行い、第３図のような構造とした。各
層のドーパント及びキャリア濃度は実施例１と同様にし
た。次に、この構造をＭＯＣＶＤ装置内でＡｓ圧をかけ
ながら９００℃で６０分熱処理を加えた。この結果ｐ
−Ｇ ａ Ｏ，ＦＩＡ Ｑ Ｏ，ＦＩＡ ８層（６）中
のＺｎが再拡散し量子井戸構造活性層（３）を混晶化す
る。この結果第５図に示すように、混晶化した量子井戸
と混晶化しない量子井戸の禁制帯幅の違いにより２本の
ストライプの発光波長が異なるため同一基板上に波長の
異なるレーザを集積することができた。
本発明によれば、窓層の光損失やリーク電流の少ない、
特性の良好なしかも生産性の高い半導体レーザを提供で
きる。
特性の良好なしかも生産性の高い半導体レーザを提供で
きる。
第１図は本発明の実施例１の半導体レーザの断面構造図
、第２図は本発明の実施例１の半導体レーザのストライ
プ方向の断面構造図、第３図はレンズ状の構造図、第４
図は本発明の実施例２の半導体レーザの断面構造図、第
５図は本発明の実施例３の半導体レーザの断面構造図、
第６図は従来の半導体レーザの構造図である。 １− ｎ −Ｇｒ＋Ａｓ基板、２− ｎ −Ｇａｏ、ａ
Ａ Ｑ ｏ、ｎＡｓクラッド層、３・・・量子井戸構造
活性層、４・・・ｐ−Ｇ ａ ｏ、ａＡ Ｑ ｏ、ａＡ
ｓクラッド層、５− ｎ −ＧａＡｓ光吸収層、６−
ｐ＋ Ｇａｏ、５ＡＱｏ、ａＡｓ層、７ ・ｐ−Ｇ ａ
ｏ、ＩＩＡ Ｑ ｏ、ａＡ ｓ層、ｓ−ｐ ＧａＡ
ｓ層、９− Ｇ ａ Ａ ｓウェル層、 １０− Ｇ
ａｏ、ｓＡ Ｑ ｏ、ｚＡｓバリア層、１１・・・レン
ズ状の構造、１２・・・Ｚｎ拡散領域、１３・・・レー
ザストライプ、１４・・・ｐ−富 １ 図 第 Ｚ 図 第 ３ 図 罵 ４ 図 第 ５ 図 遁 〆 図
、第２図は本発明の実施例１の半導体レーザのストライ
プ方向の断面構造図、第３図はレンズ状の構造図、第４
図は本発明の実施例２の半導体レーザの断面構造図、第
５図は本発明の実施例３の半導体レーザの断面構造図、
第６図は従来の半導体レーザの構造図である。 １− ｎ −Ｇｒ＋Ａｓ基板、２− ｎ −Ｇａｏ、ａ
Ａ Ｑ ｏ、ｎＡｓクラッド層、３・・・量子井戸構造
活性層、４・・・ｐ−Ｇ ａ ｏ、ａＡ Ｑ ｏ、ａＡ
ｓクラッド層、５− ｎ −ＧａＡｓ光吸収層、６−
ｐ＋ Ｇａｏ、５ＡＱｏ、ａＡｓ層、７ ・ｐ−Ｇ ａ
ｏ、ＩＩＡ Ｑ ｏ、ａＡ ｓ層、ｓ−ｐ ＧａＡ
ｓ層、９− Ｇ ａ Ａ ｓウェル層、 １０− Ｇ
ａｏ、ｓＡ Ｑ ｏ、ｚＡｓバリア層、１１・・・レン
ズ状の構造、１２・・・Ｚｎ拡散領域、１３・・・レー
ザストライプ、１４・・・ｐ−富 １ 図 第 Ｚ 図 第 ３ 図 罵 ４ 図 第 ５ 図 遁 〆 図
Claims (1)
- １、厚さが数百Å以下の異なる組成の半導体層を１周期
以上積層した超格子層を少なくとも有し、該超格子の少
なくとも一部に近接して容易に拡散する不純物を添加し
た層を設け、該不純物添加層からの不純物の拡散による
超格子の混晶化を利用して、超格子層に所望の屈折率又
は禁制帯幅の分布をあたえることを特徴とする半導体レ
ーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32410787A JPH01166590A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32410787A JPH01166590A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166590A true JPH01166590A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18162239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32410787A Pending JPH01166590A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02184990A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-19 | Omron Tateisi Electron Co | 紙幣処理装置 |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP32410787A patent/JPH01166590A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02184990A (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-19 | Omron Tateisi Electron Co | 紙幣処理装置 |
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