JPH0137873B2 - - Google Patents
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- JPH0137873B2 JPH0137873B2 JP24107184A JP24107184A JPH0137873B2 JP H0137873 B2 JPH0137873 B2 JP H0137873B2 JP 24107184 A JP24107184 A JP 24107184A JP 24107184 A JP24107184 A JP 24107184A JP H0137873 B2 JPH0137873 B2 JP H0137873B2
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- Japan
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- layer
- semiconductor substrate
- light absorption
- growth
- upper cladding
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 11
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、半導体レーザの製造方法に係り、
特に、MBE装置でもつて製造されるAlGaAs系
半導体レーザの製造方法に関する。
特に、MBE装置でもつて製造されるAlGaAs系
半導体レーザの製造方法に関する。
(ロ) 従来技術
この種半導体レーザの製造方法において、例え
ば２回のMBE成長工程を必要とする構造の半導
体レーザを製造する場合を以下説明すると共に、
その問題点を指摘する。
ば２回のMBE成長工程を必要とする構造の半導
体レーザを製造する場合を以下説明すると共に、
その問題点を指摘する。
まず、１回目のMBE成長工程で第１成長層を
形成した後、MBE装置から半導体基板を取り出
し、ホトエツチング工程にて第１上部クラツド層
まで達する深さで、かつ、所定の幅のストライプ
溝を形成する。このホトエツチング工程を行つた
ことに伴い、前記エツチングした部分（第１上部
クラツド層の表面）に酸化物等の不純物が直接付
着するから、この不純物を所定の方法にて蒸発さ
せる。しかる後、２回目のMBE成長工程で第２
成長層を積層させる。
形成した後、MBE装置から半導体基板を取り出
し、ホトエツチング工程にて第１上部クラツド層
まで達する深さで、かつ、所定の幅のストライプ
溝を形成する。このホトエツチング工程を行つた
ことに伴い、前記エツチングした部分（第１上部
クラツド層の表面）に酸化物等の不純物が直接付
着するから、この不純物を所定の方法にて蒸発さ
せる。しかる後、２回目のMBE成長工程で第２
成長層を積層させる。
しかして、前記不純物を蒸発させる工程におい
て、第１上部クラツド層のAl組成が0.4以上であ
る場合、前記酸化物等の不純物は蒸発されにくく
なる。そのため、第２の成長工程にて形成される
第２成長層の積層状態が劣化し、この部分を電流
が流れなくなるという問題を生じる。一方、前記
第１上部クラツド層のAl組成を0.4以下にすれば、
第２成長層の積層状態は比較的良好となるが、そ
の反面、光閉じ込め効率が低下するという問題を
生じる。これらのことに基づいて、従来方法では
電気的性質および光学的性質の良好な半導体レー
ザを製造するのが困難である。
て、第１上部クラツド層のAl組成が0.4以上であ
る場合、前記酸化物等の不純物は蒸発されにくく
なる。そのため、第２の成長工程にて形成される
第２成長層の積層状態が劣化し、この部分を電流
が流れなくなるという問題を生じる。一方、前記
第１上部クラツド層のAl組成を0.4以下にすれば、
第２成長層の積層状態は比較的良好となるが、そ
の反面、光閉じ込め効率が低下するという問題を
生じる。これらのことに基づいて、従来方法では
電気的性質および光学的性質の良好な半導体レー
ザを製造するのが困難である。
(ハ) 目 的
この発明は、第１上部クラツド層のAl組成の
値に関係なく第２成長層の積層状態を良好とし、
電気的性質および光学的性質が良好な半導体レー
ザを容易に製造できる半導体レーザの製造方法を
提供することを目的としている。
値に関係なく第２成長層の積層状態を良好とし、
電気的性質および光学的性質が良好な半導体レー
ザを容易に製造できる半導体レーザの製造方法を
提供することを目的としている。
(ニ) 構 成
この発明に係る半導体レーザの製造方法の特徴
とするところは、第１の成長工程にて第１成長層
を形成し、次にエツチング工程において光吸収層
を適宜に残すような深さでエツチングして第１上
部クラツド層が露出しないようなストライプ溝を
形成し、前記残余の光吸収層および第１成長層の
最上層である表面保護層の一部又は全部をサーマ
ルクリーニング工程にて蒸発させ、第２の成長工
程にて第２成長層を形成したことにある。
とするところは、第１の成長工程にて第１成長層
を形成し、次にエツチング工程において光吸収層
を適宜に残すような深さでエツチングして第１上
部クラツド層が露出しないようなストライプ溝を
形成し、前記残余の光吸収層および第１成長層の
最上層である表面保護層の一部又は全部をサーマ
ルクリーニング工程にて蒸発させ、第２の成長工
程にて第２成長層を形成したことにある。
(ホ) 実施例
第１図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図である。
法の一実施例を示す説明図である。
(a) 図示しないMBE装置内に装着したＮ型の
GaAsからなる半導体基板１０を所定の方法に
て加熱する。蒸発源にそれぞれ収納された原料
物質を分子線の形で蒸発させる。この原料等を
図外の質量分析計でモニターすると共に図外の
コンピユータで蒸発源の温度やシヤツタを制御
することにより、Ｎ型AlXGa1-XAsからなる下
部クラツド層２１（Al組成Ｘ＝0.55）と、AlX
Ga1-XAsからなる活性層２２（Al組成Ｘ＝
0.12）と、Ｐ型AlXGa1-XAsからなる第１上部
クラツド層２３（Al組成Ｘ＝0.55）と、Ｎ型
GaAsからなる光吸収層２４と、Ｎ型AlXGa1-X
Asからなる蒸発防止層２５（Al組成ｘ＝0.35）
と、ノンドープGaAsからなる表面保護層２６
とを順次積層させることにより第１成長層２０
を形成する（第１の成長工程）。
GaAsからなる半導体基板１０を所定の方法に
て加熱する。蒸発源にそれぞれ収納された原料
物質を分子線の形で蒸発させる。この原料等を
図外の質量分析計でモニターすると共に図外の
コンピユータで蒸発源の温度やシヤツタを制御
することにより、Ｎ型AlXGa1-XAsからなる下
部クラツド層２１（Al組成Ｘ＝0.55）と、AlX
Ga1-XAsからなる活性層２２（Al組成Ｘ＝
0.12）と、Ｐ型AlXGa1-XAsからなる第１上部
クラツド層２３（Al組成Ｘ＝0.55）と、Ｎ型
GaAsからなる光吸収層２４と、Ｎ型AlXGa1-X
Asからなる蒸発防止層２５（Al組成ｘ＝0.35）
と、ノンドープGaAsからなる表面保護層２６
とを順次積層させることにより第１成長層２０
を形成する（第１の成長工程）。
(b) 第１成長層２０が形成された半導体基板１０
をMBE装置から外部に取り出した後、半導体
基板１０の裏面をラツピングする。次に、ホト
レジスト塗布・露光・現像工程を経てストライ
プ溝を形成すべき部分以外の表面保護層２６を
ホトレジスト６０で覆う。このホトレジスト６
０をマスクとして光吸収層２４が適宜に（例え
ば1000Å程度）残るような深さまで表面保護層
２６と蒸発防止層２５と光吸収層２４とをそれ
ぞれ選択エツチングしてストライプ溝３０を形
成する（エツチング工程）。なお、本実施例で
はホトリソグラフイ技術が用いられる。
をMBE装置から外部に取り出した後、半導体
基板１０の裏面をラツピングする。次に、ホト
レジスト塗布・露光・現像工程を経てストライ
プ溝を形成すべき部分以外の表面保護層２６を
ホトレジスト６０で覆う。このホトレジスト６
０をマスクとして光吸収層２４が適宜に（例え
ば1000Å程度）残るような深さまで表面保護層
２６と蒸発防止層２５と光吸収層２４とをそれ
ぞれ選択エツチングしてストライプ溝３０を形
成する（エツチング工程）。なお、本実施例で
はホトリソグラフイ技術が用いられる。
(c) 前記ホトレジスト６０を除去した半導体基板
１０を有機洗浄する。その後、前記半導体基板
１０を再度MBE装置内に装着する。ここで、
半導体基板１０に砒素分子線を当てながら半導
体基板１０を約740℃で加熱する。このまま約
20分間行うことにより前記エツチング工程にて
付着した不純物等を蒸発させ、さらに前記残余
の光吸収層２４および表面保護層２６の一部又
は全部を蒸発させる（サーマルクリーニング工
程）。尚、これによりストライプ溝上の第１上
部クラツド層２３の表面が露出されるが、
MBE装置内で行われているため不純物等が付
着する心配はない。
１０を有機洗浄する。その後、前記半導体基板
１０を再度MBE装置内に装着する。ここで、
半導体基板１０に砒素分子線を当てながら半導
体基板１０を約740℃で加熱する。このまま約
20分間行うことにより前記エツチング工程にて
付着した不純物等を蒸発させ、さらに前記残余
の光吸収層２４および表面保護層２６の一部又
は全部を蒸発させる（サーマルクリーニング工
程）。尚、これによりストライプ溝上の第１上
部クラツド層２３の表面が露出されるが、
MBE装置内で行われているため不純物等が付
着する心配はない。
(d) (c)の工程の状態において半導体基板１０の温
度を約600℃に設定し、(a)工程と同様の方法で
もつてＰ型AlYGa1-YAsからなる第２上部クラ
ツド層４１（Al組成Ｙ＝0.35）と、P+型GaAs
からなるキヤツプ層４２とを順次積層すること
により第２成長層４０を形成する（第２の成長
工程）。以下、通常の半導体レーザの製造方法
と同様にＰ型電極５０、Ｎ型電極５１とを形成
する。
度を約600℃に設定し、(a)工程と同様の方法で
もつてＰ型AlYGa1-YAsからなる第２上部クラ
ツド層４１（Al組成Ｙ＝0.35）と、P+型GaAs
からなるキヤツプ層４２とを順次積層すること
により第２成長層４０を形成する（第２の成長
工程）。以下、通常の半導体レーザの製造方法
と同様にＰ型電極５０、Ｎ型電極５１とを形成
する。
第２図はAlGaAsおよびGaAsにおける温度と
蒸発速度との関係を示す説明図であり、図によれ
ば温度を上昇させるとAlGaAs（第１上部クラツ
ド層２３）はほとんど蒸発しないが、GaAs（光
吸収層２４）は温度上昇に伴つて蒸発速度が速く
なる。つまり、GaAsを蒸発させる場合において
下方にあるAlGaAsへの影響はほとんどないと言
える。
蒸発速度との関係を示す説明図であり、図によれ
ば温度を上昇させるとAlGaAs（第１上部クラツ
ド層２３）はほとんど蒸発しないが、GaAs（光
吸収層２４）は温度上昇に伴つて蒸発速度が速く
なる。つまり、GaAsを蒸発させる場合において
下方にあるAlGaAsへの影響はほとんどないと言
える。
本実施例において下部クラツド層２１と第１上
部クラツド層２３とのAl組成を0.55にしたから、
前記下部クラツド層２１と第１上部クラツド層２
３との光閉じ込め効果を向上させることができ
る。
部クラツド層２３とのAl組成を0.55にしたから、
前記下部クラツド層２１と第１上部クラツド層２
３との光閉じ込め効果を向上させることができ
る。
尚、上記実施例において、AlXGa1-XAsおよび
AlYGa1-YAsからなる各層のAl組成をそれぞれ記
しているが、この発明はこれに限定されず、適宜
に変更できることは勿論である。
AlYGa1-YAsからなる各層のAl組成をそれぞれ記
しているが、この発明はこれに限定されず、適宜
に変更できることは勿論である。
さらに、上記表面保護層２６、残余の光吸収層
２４のGaAsで半導体基板の表面全体にパシベー
シヨン効果を持たせてAlXGa1-XAsの上にAlY
Ga1-YAsを再成長させる上記方法は、半導体レー
ザを製造する場合に限定されず、他の半導体素子
にも応用できることは勿論である。
２４のGaAsで半導体基板の表面全体にパシベー
シヨン効果を持たせてAlXGa1-XAsの上にAlY
Ga1-YAsを再成長させる上記方法は、半導体レー
ザを製造する場合に限定されず、他の半導体素子
にも応用できることは勿論である。
(ヘ) 効 果
この発明は、エツチング工程にて形成したスト
ライプ溝の上部に残した光吸収層と、第１成長層
の最上層である表面保護層とで半導体基板の表面
全体にパシベーシヨン効果を持たせているから、
エツチング工程において第１上部クラツド層と蒸
発防止層との表面に不純物が直接付着するのを防
止できる。しかも、サーマルクリーニング工程に
おいても前記残余の光吸収層および表面保護層の
一部又は全部を蒸発させることにより半導体基板
の表面全体を清浄になすため、第１上部クラツド
層のAl組成の値に関係なく第２成長層の積層状
態を良好にすることができる。
ライプ溝の上部に残した光吸収層と、第１成長層
の最上層である表面保護層とで半導体基板の表面
全体にパシベーシヨン効果を持たせているから、
エツチング工程において第１上部クラツド層と蒸
発防止層との表面に不純物が直接付着するのを防
止できる。しかも、サーマルクリーニング工程に
おいても前記残余の光吸収層および表面保護層の
一部又は全部を蒸発させることにより半導体基板
の表面全体を清浄になすため、第１上部クラツド
層のAl組成の値に関係なく第２成長層の積層状
態を良好にすることができる。
従つて、この発明は特別高精度な技術を必要と
せず、しかも工程数を増やす必要もないという著
大な効果を奏する。即ち、電気的性質および光学
的性質の良好な半導体レーザを容易に製造するこ
とを可能とした。
せず、しかも工程数を増やす必要もないという著
大な効果を奏する。即ち、電気的性質および光学
的性質の良好な半導体レーザを容易に製造するこ
とを可能とした。
第１図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図、第２図はAlGaAsお
よびGaAsの温度と蒸発速度との関係を示す説明
図である。 １０……半導体基板、２０……第１成長層、２
１……下部クラツド層、２２……活性層、２３…
…第１上部クラツド層、２４……光吸収層、２５
……蒸発防止層、２６……表面保護層、３０……
ストライプ溝、４０……第２成長層、４１……第
２上部クラツド層、４２……キヤツプ層。
法の一実施例を示す説明図、第２図はAlGaAsお
よびGaAsの温度と蒸発速度との関係を示す説明
図である。 １０……半導体基板、２０……第１成長層、２
１……下部クラツド層、２２……活性層、２３…
…第１上部クラツド層、２４……光吸収層、２５
……蒸発防止層、２６……表面保護層、３０……
ストライプ溝、４０……第２成長層、４１……第
２上部クラツド層、４２……キヤツプ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ MBE装置でもつて製造されるAlGaAs系半
導体レーザの製造方法において、 下部クラツド層と、活性層と、第１上部クラツ
ド層と、GaAsからなる光吸収層と、蒸発防止層
と、GaAsからなる表面保護層とを半導体基板の
表面に順次積層する第１の成長工程と、 前記光吸収層を適宜に残すような深さおよび所
望の幅のストライプ溝を形成するエツチング工程
と、 前記ストライプ溝が形成された半導体基板を再
度成長室内に導入し、前記半導体基板を加熱しな
がら前記半導体基板を砒素でもつて衝撃しつつ、
前記残余の光吸収層および前記半導体基板の最上
層である表面保護層の一部又は全部を蒸発させる
サーマルクリーニング工程と、 前記サーマルクリーニングされた半導体基板の
表面に第２上部クラツド層と、キヤツプ層とを順
次積層する第２の成長工程とを具備したことを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP24107184A JPS61119090A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24107184A JPS61119090A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61119090A JPS61119090A (ja) | 1986-06-06 |
| JPH0137873B2 true JPH0137873B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=17068862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24107184A Granted JPS61119090A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61119090A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61289621A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 分子線エピタキシヤル成長方法 |
| JP2717016B2 (ja) * | 1990-03-19 | 1998-02-18 | シャープ株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1984
- 1984-11-14 JP JP24107184A patent/JPS61119090A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61119090A (ja) | 1986-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |