JPH0138390B2 - - Google Patents
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- JPH0138390B2 JPH0138390B2 JP7667885A JP7667885A JPH0138390B2 JP H0138390 B2 JPH0138390 B2 JP H0138390B2 JP 7667885 A JP7667885 A JP 7667885A JP 7667885 A JP7667885 A JP 7667885A JP H0138390 B2 JPH0138390 B2 JP H0138390B2
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、AlGaAs系材料を用いた横モード
制御半導体レーザ素子の製造法に関する。
制御半導体レーザ素子の製造法に関する。
（従来の技術）
従来の横モード制御半導体レーザ素子の一例
は、第４図に示すようにｎ型GaAs基板１上にｎ
型AlzGa1-zAsクラツド層２、ｐ型AlwGa1-wAs活
性層３、ｐ型AlxGa1-xAs光導波層４、ｎ型GaAs
電流狭窄層５、ｐ型AlyGa1-yAsクラツド層６、
ｐ型GaAsコンタクト層７を積層して構成される。
は、第４図に示すようにｎ型GaAs基板１上にｎ
型AlzGa1-zAsクラツド層２、ｐ型AlwGa1-wAs活
性層３、ｐ型AlxGa1-xAs光導波層４、ｎ型GaAs
電流狭窄層５、ｐ型AlyGa1-yAsクラツド層６、
ｐ型GaAsコンタクト層７を積層して構成される。
（発明が解決しようとする問題点）
以上の横モード制御半導体レーザ素子を有機金
属気相エピタキシヤル（OMVPE）成長法により
製造する場合にはｎ型GaAs基板１上にｎ型Alz
Ga1-zAsクラツド層２、ｐ型AlwGa1-wAs活性層
３、ｐ型AlxGa1-xAs光導電波層４、ｎ型GaAs電
流狭窄層５を積層し、次に電流狭窄層５を選択的
にエツチングしてｐ型AlxGa1-xAs光導波層４を
露出させた後、電流狭窄層５及びエツチングによ
り露出した光導電波層４上にｐ型AlyGa1-yAsク
ラツド層６、ｐ型GaAsコンタクト層７を積層す
る方法が採用されている。
属気相エピタキシヤル（OMVPE）成長法により
製造する場合にはｎ型GaAs基板１上にｎ型Alz
Ga1-zAsクラツド層２、ｐ型AlwGa1-wAs活性層
３、ｐ型AlxGa1-xAs光導電波層４、ｎ型GaAs電
流狭窄層５を積層し、次に電流狭窄層５を選択的
にエツチングしてｐ型AlxGa1-xAs光導波層４を
露出させた後、電流狭窄層５及びエツチングによ
り露出した光導電波層４上にｐ型AlyGa1-yAsク
ラツド層６、ｐ型GaAsコンタクト層７を積層す
る方法が採用されている。
即ち、所謂２回のOMVPE成長による製造法が
採用されているが、この場合光導波層４をエツチ
ングにより部分的に大気中に晒らした後、この上
にｐ型AlyGa1-yAsクラツド層６を積層するため、
光導波層４とクラツド層６との界面に酸化により
高抵抗な部分が出来易いという欠点がある。
採用されているが、この場合光導波層４をエツチ
ングにより部分的に大気中に晒らした後、この上
にｐ型AlyGa1-yAsクラツド層６を積層するため、
光導波層４とクラツド層６との界面に酸化により
高抵抗な部分が出来易いという欠点がある。
また第４図に示すような横モード制御半導体レ
ーザ素子を分子線エピタキシヤル（MBE）成長
法により製造する場合にはｐ型AlxGa1-xAs光導
波層４上にGaAs層の薄膜を形成してからｎ型Ga
As電流狭窄層５を積層し、その後上記GaAsの薄
膜を残して電流狭窄層５をエツチングして、次の
成長時に高温にしてAs圧下でGaAsの薄膜を蒸発
させてｐ型AlyGa1-yAsクラツド層６を積層する
方法が採用されている。
ーザ素子を分子線エピタキシヤル（MBE）成長
法により製造する場合にはｐ型AlxGa1-xAs光導
波層４上にGaAs層の薄膜を形成してからｎ型Ga
As電流狭窄層５を積層し、その後上記GaAsの薄
膜を残して電流狭窄層５をエツチングして、次の
成長時に高温にしてAs圧下でGaAsの薄膜を蒸発
させてｐ型AlyGa1-yAsクラツド層６を積層する
方法が採用されている。
この方法は２回のエピタキシヤル成長により横
モード制御半導体レーザ素子を製造することにお
いては上記OMVPE成長法と変わりがないが、光
導電波層４は次の成長時までGaAs薄膜で被覆さ
れているため、光導電波層４とクラツド層６との
界面に高低抗な部分が残ることは少ない。
モード制御半導体レーザ素子を製造することにお
いては上記OMVPE成長法と変わりがないが、光
導電波層４は次の成長時までGaAs薄膜で被覆さ
れているため、光導電波層４とクラツド層６との
界面に高低抗な部分が残ることは少ない。
しかし、この方法では、GaAsの薄膜を高温
（750℃）短時間（〜10分）で蒸発させるので、基
板温度の精密な温度コントロール及びこの薄膜の
厚み制御が必要となる。また、下地のAlxGa1-x
Asのｘが0.4よりも大きい時には、下地の酸化に
よる高抵抗層ができるという欠点が生じるので、
発振波長の短波長化（740nｍ以下）が困難とな
る。
（750℃）短時間（〜10分）で蒸発させるので、基
板温度の精密な温度コントロール及びこの薄膜の
厚み制御が必要となる。また、下地のAlxGa1-x
Asのｘが0.4よりも大きい時には、下地の酸化に
よる高抵抗層ができるという欠点が生じるので、
発振波長の短波長化（740nｍ以下）が困難とな
る。
この発明の目的は、AlGaAs系材料を用い、２
回のエピタキシヤル成長により例えば横モード制
御内部ストライプ半導体レーザ素子を製造するに
際して生ずる以上のような問題点を解決すること
にある。
回のエピタキシヤル成長により例えば横モード制
御内部ストライプ半導体レーザ素子を製造するに
際して生ずる以上のような問題点を解決すること
にある。
（問題点を解決するための手段）
この目的のために、この発明では以上のように
内部に光導波層、電流狭窄層、クラツド層の積層
を有するAlGaAs系材料を用いた半導体レーザに
おいて、上記光導波層上に被覆層を形成して該被
覆層上に電流狭窄層を成長させ、更に該電流狭窄
層を選択的にエツチングし、次にエツチング部分
の被覆層を通常の成長温度で蒸発させてからクラ
ツド層を成長させるようにして上記半導体レーザ
を製造する方法を提案するものである。
内部に光導波層、電流狭窄層、クラツド層の積層
を有するAlGaAs系材料を用いた半導体レーザに
おいて、上記光導波層上に被覆層を形成して該被
覆層上に電流狭窄層を成長させ、更に該電流狭窄
層を選択的にエツチングし、次にエツチング部分
の被覆層を通常の成長温度で蒸発させてからクラ
ツド層を成長させるようにして上記半導体レーザ
を製造する方法を提案するものである。
ここで、被覆層に適する物質としてはGaAsが
成長できる最低温度（450℃）以上で光導波層上
に約100Å程度の厚みの被覆層を成長させること
ができ、且つ通常の成長温度（約650℃）で蒸発
させることができることが好ましく、具体的には
InAs、InP、InSb等のIn系化合物の１種又は２種
以上を使用する。
成長できる最低温度（450℃）以上で光導波層上
に約100Å程度の厚みの被覆層を成長させること
ができ、且つ通常の成長温度（約650℃）で蒸発
させることができることが好ましく、具体的には
InAs、InP、InSb等のIn系化合物の１種又は２種
以上を使用する。
（発明の効果）
以上要するに、この発明によれば光導波層上に
形成した被覆層を残して電流狭窄層をエツチング
し、次にエツチング部分の被覆層を通常の成長温
度で蒸発させてからクラツド層を成長させるた
め、光導波層を次のクラツド層成長までの間大気
中に晒らさないで済み、したがつて光導波層とク
ラツド層との界面に高抵抗部分が生成することが
ない。
形成した被覆層を残して電流狭窄層をエツチング
し、次にエツチング部分の被覆層を通常の成長温
度で蒸発させてからクラツド層を成長させるた
め、光導波層を次のクラツド層成長までの間大気
中に晒らさないで済み、したがつて光導波層とク
ラツド層との界面に高抵抗部分が生成することが
ない。
また、被覆層は通常の成長温度で蒸発させてか
らクラツド層を成長させているため、高温によつ
て活性層の量子井戸構造が破壊されることなく、
したがつてこの発明により得られる半導体レーザ
素子は低動作電流、高出力までの横基本モード発
振でき、しかも雑音特性が良好であるため、デイ
ジタルオーデイオデイスク、光デイスクメモリ、
レーザービームプリンター等の光源として最適で
ある。
らクラツド層を成長させているため、高温によつ
て活性層の量子井戸構造が破壊されることなく、
したがつてこの発明により得られる半導体レーザ
素子は低動作電流、高出力までの横基本モード発
振でき、しかも雑音特性が良好であるため、デイ
ジタルオーデイオデイスク、光デイスクメモリ、
レーザービームプリンター等の光源として最適で
ある。
（実施例）
以下、この発明を図示の実施例に基いて説明す
る。
る。
実施例 １
第１図は、この発明の製造工程の一例を示すも
ので、ｎ型GaAs基板１の（001）面の上には、第
１図ａに示すようにMBE或いはOMVPE成長法
等によつてｎ型GaAsバツフア層８、ｎ型Alx
Ga1-xAs／GaAs多重量子井戸バツフア層９、ｎ
型AlxGa1-xAsクラツド層１０、ｐ型AlyGa1-yAs
活性層１１、ｐ型AlzGa1-xAs光導波層１２、被
覆層１３、ｎ型GaAs電流狭窄層１４を積層する。
ので、ｎ型GaAs基板１の（001）面の上には、第
１図ａに示すようにMBE或いはOMVPE成長法
等によつてｎ型GaAsバツフア層８、ｎ型Alx
Ga1-xAs／GaAs多重量子井戸バツフア層９、ｎ
型AlxGa1-xAsクラツド層１０、ｐ型AlyGa1-yAs
活性層１１、ｐ型AlzGa1-xAs光導波層１２、被
覆層１３、ｎ型GaAs電流狭窄層１４を積層する。
なお、Alの組成は用途によつて異なるが、ｘ
＞ｚ＞ｙのように定める。
＞ｚ＞ｙのように定める。
多重量子井戸バツフア層９はOMVPE成長法で
は省略してもよく、活性層１１はアンドープの多
重量子井戸（MQW）、単一量子井戸（SQW）い
ずれでもよい。
は省略してもよく、活性層１１はアンドープの多
重量子井戸（MQW）、単一量子井戸（SQW）い
ずれでもよい。
被覆層１３はInAsを用いて光導波層１２上に
温度450℃程度で約100Å成長させて形成する。
温度450℃程度で約100Å成長させて形成する。
またｎ型GaAs電流狭窄層１４は、発振光によ
つて励起される少数キヤリアの拡散を防ぐため
に、キヤリア濃度を３×1018cm-3以上、厚みを約
1μｍとするとともに、横モード制御のためにｐ
型AlzGa1-zAs光導波層１２の厚みを薄くして
（例えば0.3μｍ程度）、電流狭窄層１４による横方
向の有効屈折率を減少させるようにしてある。
つて励起される少数キヤリアの拡散を防ぐため
に、キヤリア濃度を３×1018cm-3以上、厚みを約
1μｍとするとともに、横モード制御のためにｐ
型AlzGa1-zAs光導波層１２の厚みを薄くして
（例えば0.3μｍ程度）、電流狭窄層１４による横方
向の有効屈折率を減少させるようにしてある。
なお、被覆層１３上にエツチングストツプ層と
してGe、Si等を薄く積層してもよい。
してGe、Si等を薄く積層してもよい。
次に、第１図ｂに示すように電流狭窄層１４の
（110）方向に選択エツチングにより溝１５を形成
する。
（110）方向に選択エツチングにより溝１５を形成
する。
なお溝１５はその幅を横モード制御に必要な広
さ（〜3μｍ）とし、被覆層１３を露出させる。
さ（〜3μｍ）とし、被覆層１３を露出させる。
最後に第１図ｃに示すように、成長前にAs圧
を加えながら温度600℃で被覆層１３を蒸発させ
てからｐ型AlxGa1-xAsクラツド層１６、ｐ型Ga
Asコンタクト層１７を成長させ、次にｐ側電極
１８、ｎ側電極１９を蒸着によつて形成する。
を加えながら温度600℃で被覆層１３を蒸発させ
てからｐ型AlxGa1-xAsクラツド層１６、ｐ型Ga
Asコンタクト層１７を成長させ、次にｐ側電極
１８、ｎ側電極１９を蒸着によつて形成する。
このようにして製造された半導体レーザ素子は
ｐ側電極１８を接地してｎ側電極１９に負電圧を
加えることによつて電流はｎ型GaAs電流狭窄層
１４によつて狭窄され、活性層１１に注入され
る。溝１５の直下で発振した光はｎ型GaAs電流
狭窄層１４に吸収され、接合面に平行方向に屈折
率差がつき、高出力までの横基本モード発振が確
保できる。
ｐ側電極１８を接地してｎ側電極１９に負電圧を
加えることによつて電流はｎ型GaAs電流狭窄層
１４によつて狭窄され、活性層１１に注入され
る。溝１５の直下で発振した光はｎ型GaAs電流
狭窄層１４に吸収され、接合面に平行方向に屈折
率差がつき、高出力までの横基本モード発振が確
保できる。
実施例 ２
第２図は、この発明により製造された他の半導
体レーザ素子を示すもので、ｎ型GaAs基板１の
（001）面上にMBE或いはOMVPE成長法等によ
つてｎ型GaAsバツフア層８、ｎ型AlxGa1-xAs／
GaAs多重量子井戸バツフア層９、ｎ型AlxGa1-x
Asクラツド層１０、ｎ型光導波層１２ａ（厚み
0.3μｍ）、アンドープ単一量子井戸或いはアンド
ープ多重量子井戸活性層１１ａ、ｐ型光導波層１
２ｂ（厚み0.3μｍ）、被覆層１３（厚み〜100Å）、
ｎ型GaAs電流狭窄層１４を積層する。
体レーザ素子を示すもので、ｎ型GaAs基板１の
（001）面上にMBE或いはOMVPE成長法等によ
つてｎ型GaAsバツフア層８、ｎ型AlxGa1-xAs／
GaAs多重量子井戸バツフア層９、ｎ型AlxGa1-x
Asクラツド層１０、ｎ型光導波層１２ａ（厚み
0.3μｍ）、アンドープ単一量子井戸或いはアンド
ープ多重量子井戸活性層１１ａ、ｐ型光導波層１
２ｂ（厚み0.3μｍ）、被覆層１３（厚み〜100Å）、
ｎ型GaAs電流狭窄層１４を積層する。
この場合、ｎ型乃至ｐ型光導波層１２ａ，１２
ｂは第３図に示すように光及び電流の閉じ込みを
良好に行なわせるために、Alの組成を活性層１
１ａに向けて徐々に減少させる構造としてある。
ｂは第３図に示すように光及び電流の閉じ込みを
良好に行なわせるために、Alの組成を活性層１
１ａに向けて徐々に減少させる構造としてある。
なお、ｎ型乃至ｐ型光導波層１２ａ，１２ｂに
おける最低のAl組成ｘ、及び活性層１１ａにお
ける多重量子井戸の数、バリヤーのAl組成や厚
み、井戸の厚み及びAlの組成等は用途によつて
最低の閾値電流で発振するように設定してある。
また被覆層１３は実施例１と同様にIn化合物を使
用して形成する。
おける最低のAl組成ｘ、及び活性層１１ａにお
ける多重量子井戸の数、バリヤーのAl組成や厚
み、井戸の厚み及びAlの組成等は用途によつて
最低の閾値電流で発振するように設定してある。
また被覆層１３は実施例１と同様にIn化合物を使
用して形成する。
次にｎ型GaAs電流狭窄層１４に選択エツチン
グによつて溝１５を形成し、被覆層１３を露出さ
せる。最後に成長前にAs圧を加えながら温度650
℃で被覆層１３を蒸発させてからｐ型AlxGa1-x
Asクラツド層１６、ｐ型GaAsコンタクト層１７
を成長させ、次にｐ側電極１８、ｎ側電極１９を
蒸着によつて形成する。
グによつて溝１５を形成し、被覆層１３を露出さ
せる。最後に成長前にAs圧を加えながら温度650
℃で被覆層１３を蒸発させてからｐ型AlxGa1-x
Asクラツド層１６、ｐ型GaAsコンタクト層１７
を成長させ、次にｐ側電極１８、ｎ側電極１９を
蒸着によつて形成する。
このようにして製造された半導体レーザ素子は
実施例１と同様にして動作させることができる。
実施例１と同様にして動作させることができる。
第１図は、この発明の製造工程の一例を示すも
ので、第１図ａは第１回目のエピタキシヤル成長
工程を示す図、第１図ｂは電流狭窄層に選択エツ
チングにより溝を作成する工程を示す図、第１図
ｃは第２回目のエピタキシヤル成長と電極付けの
工程を示す図、第２図はこの発明により製造され
た他の半導体レーザ素子の斜視図、第３図は同上
の半導体レーザ素子の内層におけるAl含有量の
関係を示す図、第４図は従来の方法により製造さ
れた半導体レーザ素子の一例を示す斜視図であ
る。 図中、１２，１２ａ，１２ｂは光導波層、１３
は被覆層、１４は電流狭窄層、１５は溝、１６は
クラツド層。
ので、第１図ａは第１回目のエピタキシヤル成長
工程を示す図、第１図ｂは電流狭窄層に選択エツ
チングにより溝を作成する工程を示す図、第１図
ｃは第２回目のエピタキシヤル成長と電極付けの
工程を示す図、第２図はこの発明により製造され
た他の半導体レーザ素子の斜視図、第３図は同上
の半導体レーザ素子の内層におけるAl含有量の
関係を示す図、第４図は従来の方法により製造さ
れた半導体レーザ素子の一例を示す斜視図であ
る。 図中、１２，１２ａ，１２ｂは光導波層、１３
は被覆層、１４は電流狭窄層、１５は溝、１６は
クラツド層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部に光導波層、電流狭窄層、クラツド層の
積層を有するAlGaAs系材料を用いた半導体レー
ザの製造法において、 上記光導電波層上に被覆層を形成して該被覆層
上に電流狭窄層を成長させ、更に該電流狭窄層を
選択的にエツチングし、次にエツチング部分の被
覆層を通常の成長温度で蒸発させてからクラツド
層を成長させるようにしたことを特徴とする半導
体レーザの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7667885A JPS61236185A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7667885A JPS61236185A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61236185A JPS61236185A (ja) | 1986-10-21 |
| JPH0138390B2 true JPH0138390B2 (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=13612088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7667885A Granted JPS61236185A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61236185A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5146295A (en) * | 1988-03-29 | 1992-09-08 | Omron Tateisi Electronic Co. | Semiconductor light emitting device having a superlattice buffer layer |
| JP2910251B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1999-06-23 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| JPH04245417A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Sharp Corp | 化合物半導体層の形成方法 |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP7667885A patent/JPS61236185A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61236185A (ja) | 1986-10-21 |
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