JPH01239984A - 半導体レーザダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザダイオードおよびその製造方法Info
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- JPH01239984A JPH01239984A JP6763688A JP6763688A JPH01239984A JP H01239984 A JPH01239984 A JP H01239984A JP 6763688 A JP6763688 A JP 6763688A JP 6763688 A JP6763688 A JP 6763688A JP H01239984 A JPH01239984 A JP H01239984A
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- laser diode
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
- H01S2301/173—The laser chip comprising special buffer layers, e.g. dislocation prevention or reduction
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
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- H01S5/18347—Mesa comprising active layer
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2218—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties
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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、光・電子集積回路（ＯＥＩＧ）に搭載される
ストライプレーザダイオードや面発光レーザダイオード
アレイ等低しきい値と同時に高い歩留りを必要とする半
導体レーザダイオードおよびぞの製造方法に関するもの
である。
ストライプレーザダイオードや面発光レーザダイオード
アレイ等低しきい値と同時に高い歩留りを必要とする半
導体レーザダイオードおよびぞの製造方法に関するもの
である。
レーザダイオードの低しきい値化のためには、埋め込み
構造をとることが必要である。例えば、現在ある最も低
しきい値のストライプレーザダイオードはに、 Ｙ、
Ｌａｕ等によって、Ａｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬ
ｅｔｔｅｒｓ−５２，ｐ８８ （１９８８）に発表され
たものである。
構造をとることが必要である。例えば、現在ある最も低
しきい値のストライプレーザダイオードはに、 Ｙ、
Ｌａｕ等によって、Ａｐｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬ
ｅｔｔｅｒｓ−５２，ｐ８８ （１９８８）に発表され
たものである。
このレーザダイオードは、次のような工程によって製作
された。まず、ＧＲＩＮ−３ＣＩＩ （Ｇｒａｄｅｄ
Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ−３ｅｐａｒａｔｅ
Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｔｌｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃ
ｔｕｒｅ）ＣＭ、Ｇｅ）Ａｓレーザ構造をＭＢＥ法によ
って成長する。次に、この試料を必要な部分だけ残して
エツチングし、続＜＃ＧａＡｓの再成長によって埋め込
む、最後に、端面を高反射率誘電体多層膜でコーティン
グし完成する。この構造によって、しきい値０．５５１
１Ａの室温連続発振が達成された。
された。まず、ＧＲＩＮ−３ＣＩＩ （Ｇｒａｄｅｄ
Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ−３ｅｐａｒａｔｅ
Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｔｌｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃ
ｔｕｒｅ）ＣＭ、Ｇｅ）Ａｓレーザ構造をＭＢＥ法によ
って成長する。次に、この試料を必要な部分だけ残して
エツチングし、続＜＃ＧａＡｓの再成長によって埋め込
む、最後に、端面を高反射率誘電体多層膜でコーティン
グし完成する。この構造によって、しきい値０．５５１
１Ａの室温連続発振が達成された。
上記のレーザダイオードを０ＥＩＣに搭載しようとする
と、埋め込みのため再成長を必要とする点が欠点となる
。０ＥＩＣのように多くの素子を集積する回路では、歩
留りの低下が重大な問題となるが、埋め込み層の再成長
はこの歩留りを低下させる。
と、埋め込みのため再成長を必要とする点が欠点となる
。０ＥＩＣのように多くの素子を集積する回路では、歩
留りの低下が重大な問題となるが、埋め込み層の再成長
はこの歩留りを低下させる。
同じことば面発光レーザダイオードアレイにもいえ、多
くの素子を集積する面発光レーザダイオードアレイには
、現在ある埋め込み型面発光レーザダイオードは不向き
である。
くの素子を集積する面発光レーザダイオードアレイには
、現在ある埋め込み型面発光レーザダイオードは不向き
である。
本発明の目的は、このような問題点を解決するために、
同時に二重へテロ接合と埋め込み層を成長することがで
きる半導体レーザダイオードおよびその製造方法を提供
とすることである。
同時に二重へテロ接合と埋め込み層を成長することがで
きる半導体レーザダイオードおよびその製造方法を提供
とすることである。
本発明の半導体レーザダイオードは、半導体基板表面上
に５ＬＯｚ 、／Ｖ Ｇ ａ Ａ Ｓの酸化膜等の薄膜
を設けてなる半導体のエピタキシャル成長が困難な第１
の領域と、上記薄膜を設けない半導体のエピタキシャル
成長が可能な第２の領域とを形成し、上記第１の領域へ
多結晶半導体層を、上記第２の領域上へエピタキシャル
半導体による量子井戸レーザ構造を形成し、上記量子井
戸レーザ構造を上記多結晶半導体層に埋め込／νでなる
ことを特徴とするものである。
に５ＬＯｚ 、／Ｖ Ｇ ａ Ａ Ｓの酸化膜等の薄膜
を設けてなる半導体のエピタキシャル成長が困難な第１
の領域と、上記薄膜を設けない半導体のエピタキシャル
成長が可能な第２の領域とを形成し、上記第１の領域へ
多結晶半導体層を、上記第２の領域上へエピタキシャル
半導体による量子井戸レーザ構造を形成し、上記量子井
戸レーザ構造を上記多結晶半導体層に埋め込／νでなる
ことを特徴とするものである。
また、本発明の半導体レーザダイオードの製造方法は、
半導体基板表面上に上述した第１．第２の領域を形成し
、上記第１の領域上に多結晶半導体層を形成すると同時
に、上記第２の領域上に半導体をエピタキシャル成長さ
せることにより量子井戸レーザ構造を形成し、上記量子
井戸レーザ構造を上記多結晶半導体層に埋め込んで作製
することを特徴とするものである。
半導体基板表面上に上述した第１．第２の領域を形成し
、上記第１の領域上に多結晶半導体層を形成すると同時
に、上記第２の領域上に半導体をエピタキシャル成長さ
せることにより量子井戸レーザ構造を形成し、上記量子
井戸レーザ構造を上記多結晶半導体層に埋め込んで作製
することを特徴とするものである。
本発明について詳細に説明すると、本発明は、第１図の
ように、量子井戸を活性層とする二重へテロ接合１（量
子井戸レーザ構造）を多結晶２（多結晶半導体層）によ
って埋め込むことであり、この構造によって同時に二重
へテロ接合１と埋め込み層となる多結晶２が形成できる
という効果が生じる。多結晶２はいくつかの方法で成長
できるが、以下にＳｉ Ｏ２膜を使った場合に例をあげ
て、このレーザダイオードの詳細を説明する。半導体基
板３上に、５ＬＯ２膜４（薄膜）を堆積し、二重へテロ
接合とする場所だけこの膜を除去して、分子線エピタキ
シ１ｚル（ＭＢＥ）成長を行なう。すると、基板表面が
現われている所はエピタキシ１アル成長が行なわれるが
、Ｓｉ Ｏ２を堆積した上には多結晶２が成長する。こ
の多結晶２は、抵抗率が高クシかも量子井戸活性層５よ
り屈折率が低くなるという特徴を持っている。従って、
第１図に示した構造の量子弁戸レーザダイオードは電流
閉じ込めと光導波という埋め込み型レーザダイオードに
必要な２つの条件を満たすことができる。上の説明から
明らかなように、この構造をつくるためには１回のＭＢ
Ｅ成長が十分であり、再成長を必要としない。
ように、量子井戸を活性層とする二重へテロ接合１（量
子井戸レーザ構造）を多結晶２（多結晶半導体層）によ
って埋め込むことであり、この構造によって同時に二重
へテロ接合１と埋め込み層となる多結晶２が形成できる
という効果が生じる。多結晶２はいくつかの方法で成長
できるが、以下にＳｉ Ｏ２膜を使った場合に例をあげ
て、このレーザダイオードの詳細を説明する。半導体基
板３上に、５ＬＯ２膜４（薄膜）を堆積し、二重へテロ
接合とする場所だけこの膜を除去して、分子線エピタキ
シ１ｚル（ＭＢＥ）成長を行なう。すると、基板表面が
現われている所はエピタキシ１アル成長が行なわれるが
、Ｓｉ Ｏ２を堆積した上には多結晶２が成長する。こ
の多結晶２は、抵抗率が高クシかも量子井戸活性層５よ
り屈折率が低くなるという特徴を持っている。従って、
第１図に示した構造の量子弁戸レーザダイオードは電流
閉じ込めと光導波という埋め込み型レーザダイオードに
必要な２つの条件を満たすことができる。上の説明から
明らかなように、この構造をつくるためには１回のＭＢ
Ｅ成長が十分であり、再成長を必要としない。
多結晶が高抵抗となるのは、キャリアが結晶粒界に存在
するトラップに捕獲されるためである。
するトラップに捕獲されるためである。
また、屈折率が量子井戸活性層より低くなるのは、次の
ような理由による。第２図は第１図で円形に囲んだ量子
井戸活性層５と多結晶２が接した部分６の拡大図を示し
たものである。多結配属は表面が平坦でないため、第２
図のような凹凸をもった量子井戸８が成長する。この時
、９で示されたにうな基板表面に対して傾いた部分には
、分子線が斜めに入射するため、エピタキシャル成長し
たら１子弁戸５に比べて薄い量子井戸が成長する。量子
井戸は、量子井戸幅が薄くなるに従って、屈折率が小さ
くなることが知れている。従って、９で示された部分の
屈折率はエピタキシャル成長した量子井戸５より小さく
なっている。これに対して、平坦な部分の量子井戸１０
の井戸幅はエピタキシセル成長した量子井戸５と同じた
めに、屈折率はエピタキシャル成長した量子井戸５と同
じになる。
ような理由による。第２図は第１図で円形に囲んだ量子
井戸活性層５と多結晶２が接した部分６の拡大図を示し
たものである。多結配属は表面が平坦でないため、第２
図のような凹凸をもった量子井戸８が成長する。この時
、９で示されたにうな基板表面に対して傾いた部分には
、分子線が斜めに入射するため、エピタキシャル成長し
たら１子弁戸５に比べて薄い量子井戸が成長する。量子
井戸は、量子井戸幅が薄くなるに従って、屈折率が小さ
くなることが知れている。従って、９で示された部分の
屈折率はエピタキシャル成長した量子井戸５より小さく
なっている。これに対して、平坦な部分の量子井戸１０
の井戸幅はエピタキシセル成長した量子井戸５と同じた
めに、屈折率はエピタキシャル成長した量子井戸５と同
じになる。
この多結晶のグレンサイズは、数百〜数千式と小さいた
め、光は傾いて成長した部分と平坦な部分の屈折率の平
均値をとる。このため、多結晶部分の屈折率はエピタキ
シャル層より小さくなる。例えば、井戸幅が５０人のム
１子井戸を成長し、多結晶の表面積が１割大きくなった
場合には、屈折率は３Ｘ１０−２だけ低下する。これは
、光を導波するのに十分な値である。
め、光は傾いて成長した部分と平坦な部分の屈折率の平
均値をとる。このため、多結晶部分の屈折率はエピタキ
シャル層より小さくなる。例えば、井戸幅が５０人のム
１子井戸を成長し、多結晶の表面積が１割大きくなった
場合には、屈折率は３Ｘ１０−２だけ低下する。これは
、光を導波するのに十分な値である。
本発明と従来技術の差異は、既に述べてきたことで明ら
かなように、二重へテロ接合と同時に成長した多結晶層
によって、電流狭窄と光導波を行なう点である。
かなように、二重へテロ接合と同時に成長した多結晶層
によって、電流狭窄と光導波を行なう点である。
（実施例１）
第３図は、多結晶によって埋め込んだストライプレーザ
ダイオードの概略図である。このレーザダイオードは、
次のにうな工程によって作られた。
ダイオードの概略図である。このレーザダイオードは、
次のにうな工程によって作られた。
まず、ＳｉドープＧａＡＳ基板を１」２８０４ ：
Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ（＝５：１：１）混合液で表面をエツ
チングし、この上に気相成長法によって５ｉ０２膜１１
をｉ ｏｏｏ人堆積する。フォトリソグラフィー技術と
フッ化水素酸のエツチングによって、レーザ構造とする
部分の５ＬＯ２膜１１をストライブ状に除去した後、塩
酸水溶液によって表面を洗浄する。次に、この基板上に
ＭＢＥ法によって量子井戸レーザ構造１２の成長を行な
う。このＭＢＥ成長によって、Ｓｉ Ｏ２膜１１を除去
した部分にはレーザ構造１２が、ＳｉＯ２上には多結晶
１３が成長する。レーザ構造は基板側より、ＳＬドープ
ＧａＡＳバッファー層１４（厚さ０．３μｍ、キャリア
濃度１Ｘ１０”ｃｍ−３）、ＳｉドープＡＪｏ、４Ｇ
ａＯ，ＧＡＳクラッド層１５（厚さ１．０μｍ、キャリ
ア濃度ｌＸ１０”ｃｍ−３＞、ノンドープＭＯ，１５Ｑ
ａ０．８５Ａｓ光導波層１７（厚さ０．１μＴｒＬ）、
／＞ドープＧａＡＳ／Ｍ Ｇａ ＡＳＳＯ２
１５０，８５ 徂岱子井戸活性層１６〈重子井戸幅５０人、障壁層幅５
０人１周朋５）、ノンドープＡＪｏ、１ｓ Ｇａ。８５
ＡＳ光導波層１７（厚さ０．１μＴｒＬ）、Ｂｅドープ
７ＶＯ，４Ｇａ ｏ６ＡＳクラッド層１８（厚さ１．０
μｍ、キャリア濃度ｌＸ１０１８ｃｍ−３）、Ｂｅドー
プキャップ層１９（厚さ０．３μｍ、キャリア濃度１×
１０１９ｃｍ−３）、の７層よりなっている。 次に、
Ｃｒ−ＡＩｊ ｐコンタクト２０とＡ ｕ Ｇ ｅ
ＮＬｎコンタクト２１を形成し、Ｒ後にこの試料をへき
開し、レーザ端面を形成する。
Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ（＝５：１：１）混合液で表面をエツ
チングし、この上に気相成長法によって５ｉ０２膜１１
をｉ ｏｏｏ人堆積する。フォトリソグラフィー技術と
フッ化水素酸のエツチングによって、レーザ構造とする
部分の５ＬＯ２膜１１をストライブ状に除去した後、塩
酸水溶液によって表面を洗浄する。次に、この基板上に
ＭＢＥ法によって量子井戸レーザ構造１２の成長を行な
う。このＭＢＥ成長によって、Ｓｉ Ｏ２膜１１を除去
した部分にはレーザ構造１２が、ＳｉＯ２上には多結晶
１３が成長する。レーザ構造は基板側より、ＳＬドープ
ＧａＡＳバッファー層１４（厚さ０．３μｍ、キャリア
濃度１Ｘ１０”ｃｍ−３）、ＳｉドープＡＪｏ、４Ｇ
ａＯ，ＧＡＳクラッド層１５（厚さ１．０μｍ、キャリ
ア濃度ｌＸ１０”ｃｍ−３＞、ノンドープＭＯ，１５Ｑ
ａ０．８５Ａｓ光導波層１７（厚さ０．１μＴｒＬ）、
／＞ドープＧａＡＳ／Ｍ Ｇａ ＡＳＳＯ２
１５０，８５ 徂岱子井戸活性層１６〈重子井戸幅５０人、障壁層幅５
０人１周朋５）、ノンドープＡＪｏ、１ｓ Ｇａ。８５
ＡＳ光導波層１７（厚さ０．１μＴｒＬ）、Ｂｅドープ
７ＶＯ，４Ｇａ ｏ６ＡＳクラッド層１８（厚さ１．０
μｍ、キャリア濃度ｌＸ１０１８ｃｍ−３）、Ｂｅドー
プキャップ層１９（厚さ０．３μｍ、キャリア濃度１×
１０１９ｃｍ−３）、の７層よりなっている。 次に、
Ｃｒ−ＡＩｊ ｐコンタクト２０とＡ ｕ Ｇ ｅ
ＮＬｎコンタクト２１を形成し、Ｒ後にこの試料をへき
開し、レーザ端面を形成する。
以上の工程より明らかなように、結晶成長は１回であり
、レーザダイオードの歩留りは高かった。
、レーザダイオードの歩留りは高かった。
このレーザダイオードは、多結晶部分が１０６Ω・ｃｍ
ど高抵抗であるために電流の狭窄が完全に行なわれる。
ど高抵抗であるために電流の狭窄が完全に行なわれる。
また、ω子月戸活性層に対応する部分の多結晶の屈折率
が、活性層より約３Ｘ１０−２程度小さくなるので光の
閉じ込めも行なわれる。このため電流狭窄と光の閉じ込
めとが同時に起こり、低しきい値の埋め込みレー（アダ
イオードが製作できた。
が、活性層より約３Ｘ１０−２程度小さくなるので光の
閉じ込めも行なわれる。このため電流狭窄と光の閉じ込
めとが同時に起こり、低しきい値の埋め込みレー（アダ
イオードが製作できた。
（実施例２）
第４図は多結晶によって埋め込んだ面発光ダイオードの
製作工程を示したものである。このレーザダイオードは
、次のような工程によって作られた。まず、第４図（ａ
）に示すように、Ｓ、ドープＧａＡｓ２２上に、Ｓしバ
ッファー層２３（厚さ０゜３μ面、キャリア淵度１Ｘ１
０１８Ｃ「３）、Ｓｉドープ” ０．３”ａＯ，７ＡＳ
層２４（厚さ０．１μ犯キャリア濃度１×１０１８ｃ「
３）、ノンドープＧａＡｓ保護層２５（厚さ０．０１μ
ｍ）を有機金属気相成長法又はＭＢＥ法によって成長す
る。フォトリソグラフィ技術とＧａＡＳの選択エツチン
グによって、ＧａＡｓキャップ層２５を、直径５μｍの
円形のドツト２６の部分だけを残してエツチングする（
第４図（ｂ）参照）。このとき、露出した／ＶＧａＡＳ
部分が、多結晶を成長させる役目を果たす。これは、空
気との接触によってＡｌＧａＡｓの表面が酸化され、こ
の後に述べるＭＢＥ成長の加熱処理に対して、この＃Ｇ
ａＡＳＷ化物が安定であるために、その上へのエピタキ
シャル成長が妨げられるからである（この実施例では、
この／ＶＧａＡｓＭ化物の層がエピタキシャル成長を妨
げるａ膜となる）。次に、この試料をＭＢＥ装置に入れ
、Ａｓビームを当てながら７５０℃で加熱し、表面に残
された円形のＧａＡＳドツト２６を蒸発させる。この上
に、第４図（Ｃ）に示すように、ＳＬドープ” ０．３
Ｇａ□、７ＡＳクラッド層２７（厚さ２．５μｍ、キャ
リア濃度１Ｘ１０′８ｕ＋−３’） 、Ｂ ｅドープＧ
ａＡｓ／＃ ＧａＯ，１５０，８５ ＡＳ多重量子井戸活性層２８（量子井戸幅５０人。
製作工程を示したものである。このレーザダイオードは
、次のような工程によって作られた。まず、第４図（ａ
）に示すように、Ｓ、ドープＧａＡｓ２２上に、Ｓしバ
ッファー層２３（厚さ０゜３μ面、キャリア淵度１Ｘ１
０１８Ｃ「３）、Ｓｉドープ” ０．３”ａＯ，７ＡＳ
層２４（厚さ０．１μ犯キャリア濃度１×１０１８ｃ「
３）、ノンドープＧａＡｓ保護層２５（厚さ０．０１μ
ｍ）を有機金属気相成長法又はＭＢＥ法によって成長す
る。フォトリソグラフィ技術とＧａＡＳの選択エツチン
グによって、ＧａＡｓキャップ層２５を、直径５μｍの
円形のドツト２６の部分だけを残してエツチングする（
第４図（ｂ）参照）。このとき、露出した／ＶＧａＡＳ
部分が、多結晶を成長させる役目を果たす。これは、空
気との接触によってＡｌＧａＡｓの表面が酸化され、こ
の後に述べるＭＢＥ成長の加熱処理に対して、この＃Ｇ
ａＡＳＷ化物が安定であるために、その上へのエピタキ
シャル成長が妨げられるからである（この実施例では、
この／ＶＧａＡｓＭ化物の層がエピタキシャル成長を妨
げるａ膜となる）。次に、この試料をＭＢＥ装置に入れ
、Ａｓビームを当てながら７５０℃で加熱し、表面に残
された円形のＧａＡＳドツト２６を蒸発させる。この上
に、第４図（Ｃ）に示すように、ＳＬドープ” ０．３
Ｇａ□、７ＡＳクラッド層２７（厚さ２．５μｍ、キャ
リア濃度１Ｘ１０′８ｕ＋−３’） 、Ｂ ｅドープＧ
ａＡｓ／＃ ＧａＯ，１５０，８５ ＡＳ多重量子井戸活性層２８（量子井戸幅５０人。
障壁層幅５０人１周期３００．キャリア濃度１×１０Ｉ
７ｃ「３）、ＢｅドープＭ ｏ、３Ｇ ａ ｏ、７Ａ
Ｓクラッド層２９（厚さ２．５μｍ、キャリア濃度１×
１０１８ｃｍ−３）、ＢｅドープＭ０．１”、ａ □１
ｇＡＳキャップ層３０（厚さ０．２μｍ、キャリア濃度
ＩＸ１０ＩｌＸ１０ｌ９をＭＢＥ成長する。この成長に
よって、ＧａＡｓのドツト２６があった部分だけにレー
ザ構造が成長し、他の部分は多結晶３１となる。次に成
長表面に５Ｌ３Ｎ４膜を堆積し、フォトリックラフイ技
術によって、レーデ部分の上に直径３μｍの５Ｌ３Ｎ４
の円が残るようにエツチングし、その上にＡｕ／Ｚｎを
蒸着する。５Ｌ３Ｎ３膜が円形に残された部分は、反射
鏡３２として働き、残りの部分はｎコンタクト３３とし
て機能する（第４図（ｄ）参照）。また、ＨＣｊ：ＣＨ
３ＣＯ０Ｈ：Ｈ２０２（＝１ ：２： １）ｆ１合液テ
レーザ構造の下にあるＧａＡｓ基板を除去し、Ａｕ／５
Ｌ３Ｎ４反射＃１３４とｎコンタクト３５を形成する。
７ｃ「３）、ＢｅドープＭ ｏ、３Ｇ ａ ｏ、７Ａ
Ｓクラッド層２９（厚さ２．５μｍ、キャリア濃度１×
１０１８ｃｍ−３）、ＢｅドープＭ０．１”、ａ □１
ｇＡＳキャップ層３０（厚さ０．２μｍ、キャリア濃度
ＩＸ１０ＩｌＸ１０ｌ９をＭＢＥ成長する。この成長に
よって、ＧａＡｓのドツト２６があった部分だけにレー
ザ構造が成長し、他の部分は多結晶３１となる。次に成
長表面に５Ｌ３Ｎ４膜を堆積し、フォトリックラフイ技
術によって、レーデ部分の上に直径３μｍの５Ｌ３Ｎ４
の円が残るようにエツチングし、その上にＡｕ／Ｚｎを
蒸着する。５Ｌ３Ｎ３膜が円形に残された部分は、反射
鏡３２として働き、残りの部分はｎコンタクト３３とし
て機能する（第４図（ｄ）参照）。また、ＨＣｊ：ＣＨ
３ＣＯ０Ｈ：Ｈ２０２（＝１ ：２： １）ｆ１合液テ
レーザ構造の下にあるＧａＡｓ基板を除去し、Ａｕ／５
Ｌ３Ｎ４反射＃１３４とｎコンタクト３５を形成する。
（第４図（ｅ）参照）。この面発光レーザダイオードは
、第５図に示すように、基板側を上にして、ヒートシン
ク３７にマウントし、基板側よリレーザ光３６を取り出
す。
、第５図に示すように、基板側を上にして、ヒートシン
ク３７にマウントし、基板側よリレーザ光３６を取り出
す。
この工程には、２回のＭＢＥ成長が含まれるが、レーザ
構造の埋め込みというような複雑な工程を必要としない
ので、歩留りは高い。また、電流狭窄が完全に行なわれ
るのでしきい値も低い。
構造の埋め込みというような複雑な工程を必要としない
ので、歩留りは高い。また、電流狭窄が完全に行なわれ
るのでしきい値も低い。
実施例１．２では、多結晶を成長させるために、Ｓｉ
０２またはＡｌＧａＡｓを用いたが、これ以外にもＳＬ
３ Ｎ４ 、ｆｉＪ２０３、Ｓｉも用いることができる
。
０２またはＡｌＧａＡｓを用いたが、これ以外にもＳＬ
３ Ｎ４ 、ｆｉＪ２０３、Ｓｉも用いることができる
。
以上、説明したように本発明のレーザダイオードは、埋
め込み層とレーザ構造を同時に成長することができる。
め込み層とレーザ構造を同時に成長することができる。
このため、低しきい値でしかも歩留りの高いという特徴
を持っている。これは、０ＥＩＣや面発光レーザアレイ
に用いる上で重要な利点である。
を持っている。これは、０ＥＩＣや面発光レーザアレイ
に用いる上で重要な利点である。
また、本発明によるレーザダイオードの製造方法によれ
ば、従来の方法に比べて製造工程が減るので製品のコス
トダウンを図ることができる。
ば、従来の方法に比べて製造工程が減るので製品のコス
トダウンを図ることができる。
第１図は本発明によるｍ子弁戸レーザダイオードの概略
構成図、第２図は第１図の要部の拡大図、第３図は本発
明の一実施例として示したｍ子弁戸ストライプレーザダ
イオードの概略構成図、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明
の別の実施例として示した多結晶埋め込み面発光レーザ
ダイオードの製作工程図、第５図は第４図（ａ）〜（ｅ
）に示す多結晶埋め込み面発光レーザダイオードの完成
図である。 １・・・１子弁戸レーザ構造、２・・・多結晶半導体層
、３・・・半導体基板、４・・・薄膜。 Ｘ２＋ 第４図
構成図、第２図は第１図の要部の拡大図、第３図は本発
明の一実施例として示したｍ子弁戸ストライプレーザダ
イオードの概略構成図、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明
の別の実施例として示した多結晶埋め込み面発光レーザ
ダイオードの製作工程図、第５図は第４図（ａ）〜（ｅ
）に示す多結晶埋め込み面発光レーザダイオードの完成
図である。 １・・・１子弁戸レーザ構造、２・・・多結晶半導体層
、３・・・半導体基板、４・・・薄膜。 Ｘ２＋ 第４図
Claims (2)
- （１）埋め込み型半導体レーザダイオードにおいて、半
導体基板表面上にＳｉＯ＿２、ＡｌＧａＡｓの酸化膜等
の薄膜を設けてなる半導体のエピタキシャル成長が困難
な第１の領域と、上記薄膜を設けない半導体のエピタキ
シャル成長が可能な第２の領域とが形成され、上記第１
の領域へ多結晶半導体層が、上記第２の領域上へエピタ
キシャル半導体による量子井戸レーザ構造が形成され、
上記量子井戸レーザ構造が上記多結晶半導体層に埋め込
まれていることを特徴とする半導体レーザダイオード。 - （２）埋め込み型半導体レーザダイオードの製造方法に
おいて、半導体基板表面上にＳｉＯ＿２、ＡｌＧａＡｓ
の酸化膜等の薄膜を設けてなる半導体のエピタキシャル
成長が困難な第１の領域と、上記薄膜を設けない半導体
のエピタキシャル成長が可能な第２の領域とを形成し、
上記第１の領域上に多結晶半導体層を形成すると同時に
上記第２の領域上に半導体をエピタキシャル成長させる
ことにより量子井戸レーザ構造を形成し、上記量子井戸
レーザ構造を上記多結晶半導体層に埋め込んで作製する
ことを特徴とする半導体レーザダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6763688A JPH01239984A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体レーザダイオードおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6763688A JPH01239984A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体レーザダイオードおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239984A true JPH01239984A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13350679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6763688A Pending JPH01239984A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体レーザダイオードおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239984A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018641A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| WO1999018640A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| JP2023012226A (ja) * | 2021-07-13 | 2023-01-25 | ウシオ電機株式会社 | 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6763688A patent/JPH01239984A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999018641A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| WO1999018640A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Seiko Epson Corporation | Surface light emitting laser and method of production thereof |
| US6266356B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-07-24 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting laser and method of fabrication thereof |
| US6594296B1 (en) | 1997-10-08 | 2003-07-15 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting laser and method of fabrication thereof |
| US6720197B2 (en) | 1997-10-08 | 2004-04-13 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitted laser and method of fabrication thereof |
| JP2023012226A (ja) * | 2021-07-13 | 2023-01-25 | ウシオ電機株式会社 | 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法 |
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