JPH0212036B2 - - Google Patents
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- JPH0212036B2 JPH0212036B2 JP58174212A JP17421283A JPH0212036B2 JP H0212036 B2 JPH0212036 B2 JP H0212036B2 JP 58174212 A JP58174212 A JP 58174212A JP 17421283 A JP17421283 A JP 17421283A JP H0212036 B2 JPH0212036 B2 JP H0212036B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- layer
- laser device
- manufacturing
- etching
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/20—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S5/20—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Weting (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は埋込みヘテロ構造を有する半導体レー
ザー装置の製造方法に関するものである。
ザー装置の製造方法に関するものである。
従来の−族化合物半導体発光素子は、
GaAsなどの活性領域（発光などに直接寄与する
領域）が組成を異とする他の化合物半導体、例え
ばGaAlAsに上下左右を取り囲まれて構成されて
いる。GaAsの屈折率がGaAlAsのそれに比して
大きい値をもつので光をGaAs中に閉じ込めるこ
とができ、光の導波路として用いることができ
る。一般にこのような構造を埋込みヘテロ構造と
呼ばれる。
GaAsなどの活性領域（発光などに直接寄与する
領域）が組成を異とする他の化合物半導体、例え
ばGaAlAsに上下左右を取り囲まれて構成されて
いる。GaAsの屈折率がGaAlAsのそれに比して
大きい値をもつので光をGaAs中に閉じ込めるこ
とができ、光の導波路として用いることができ
る。一般にこのような構造を埋込みヘテロ構造と
呼ばれる。
実際の製作に当つては、GaAs基板上に
GaAlAsおよびGaAsを液相エピタキシヤル法に
より成長させ、上記エピタキシヤル成長層に対
し、基板に達するメサエツチングを行い、ついで
GaAlAs層を成長させて埋込みヘテロ構造を得て
いる。
GaAlAsおよびGaAsを液相エピタキシヤル法に
より成長させ、上記エピタキシヤル成長層に対
し、基板に達するメサエツチングを行い、ついで
GaAlAs層を成長させて埋込みヘテロ構造を得て
いる。
しかし、最近、材料の加工性、強度性の点から
必ずしもGaAsを基礎とした化合物半導体発光素
子は得策でなく、それらに優るInP系化合物半導
体を基礎とする方向に移行してきている。
必ずしもGaAsを基礎とした化合物半導体発光素
子は得策でなく、それらに優るInP系化合物半導
体を基礎とする方向に移行してきている。
しかしInP系の化合物半導体は一般に加工の際
のエツチング加工に未だ難点がある。例えば、逆
メサ構造におけるInGaAsPで形成された表面層
を所定の形状に形成する際、このInGaAsPのエ
ツチング面方位依存性がInPのそれと著しく異な
るため、第２図に示すような形状となり、活性領
域層の横幅を規定値に押えることが困難となる欠
点があつた。
のエツチング加工に未だ難点がある。例えば、逆
メサ構造におけるInGaAsPで形成された表面層
を所定の形状に形成する際、このInGaAsPのエ
ツチング面方位依存性がInPのそれと著しく異な
るため、第２図に示すような形状となり、活性領
域層の横幅を規定値に押えることが困難となる欠
点があつた。
本発明の目的は上記欠点を排して、加工が容易
で特性の良好な半導体レーザー装置を得ることが
できる半導体レーザー装置の製造方法を提供する
ことにある。
で特性の良好な半導体レーザー装置を得ることが
できる半導体レーザー装置の製造方法を提供する
ことにある。
上記目的を達成するための本発明の趣旨とする
点は、半導体レーザーの表面層の化合物半導体を
In1-xGaxAsyP1-y、０≦ｙ≦0.57、０≦ｘ＜１の
組成に形成し、ハロゲンのアルコール溶液でメサ
エツチを行うことを特徴とする。
点は、半導体レーザーの表面層の化合物半導体を
In1-xGaxAsyP1-y、０≦ｙ≦0.57、０≦ｘ＜１の
組成に形成し、ハロゲンのアルコール溶液でメサ
エツチを行うことを特徴とする。
上記構成によると、光閉じ込め層（クラツド層
とも別称）InP上に形成されている上記表面層
は、InPと組成が異なつているにも拘わらず、Br
−メタノール系のエツチング液で加工した場合
に、同じエツチング速度でエツチングされること
が実験的に確かめられた。
とも別称）InP上に形成されている上記表面層
は、InPと組成が異なつているにも拘わらず、Br
−メタノール系のエツチング液で加工した場合
に、同じエツチング速度でエツチングされること
が実験的に確かめられた。
ハロゲンのアルコール溶液としては、Br−メ
タノールが好適である。Brは容量比で10％以下、
特に0.1％ないし５％が実用的に特に好ましい。
I2−メタノール等も用いることができる。エツチ
ング時の溶液温度は10℃〜30℃を用いる。本発明
によつて逆メサエツチが特定の面だけ過剰にエツ
チされたり、サイドエツチングさることなく正し
く所望のパターンに精度よく加工することがで
き、良好な電気特性の半導体レーザー装置を実現
することを得た。以下具体的実施例を用いて詳述
する。
タノールが好適である。Brは容量比で10％以下、
特に0.1％ないし５％が実用的に特に好ましい。
I2−メタノール等も用いることができる。エツチ
ング時の溶液温度は10℃〜30℃を用いる。本発明
によつて逆メサエツチが特定の面だけ過剰にエツ
チされたり、サイドエツチングさることなく正し
く所望のパターンに精度よく加工することがで
き、良好な電気特性の半導体レーザー装置を実現
することを得た。以下具体的実施例を用いて詳述
する。
InGaAsP−InP系の半導体レーザーは0.9μｍか
ら1.6μｍの波長領域で動作し、光フアイバーの低
伝送損失帯域をカバーすることから光通信用光源
として脚光を浴びている。
ら1.6μｍの波長領域で動作し、光フアイバーの低
伝送損失帯域をカバーすることから光通信用光源
として脚光を浴びている。
光通信用光源としては、発振モードの安定制御
を目的として種々の構造を持つ半導体レーザーが
考案されている内で、横基本モード発振の可能な
埋込みヘテロ構造レーザーは有望な素子である。
を目的として種々の構造を持つ半導体レーザーが
考案されている内で、横基本モード発振の可能な
埋込みヘテロ構造レーザーは有望な素子である。
上述のInGaAsP−InP系レーザーは第１−ａ図
に示すように、InP基板１上に成長させた活性層
３（In1-xGaxAsyP1-y、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）
光閉じ込め層２（InP）、及び電極との電気的接
触を良くするための表面層４（InGaAsP）によ
り構成される。ところで埋込みヘテロ構造レーザ
ーは第１−ｃ図に示す構造を有する。この構造を
製造するには第１−ａ図に示した多層成長層から
エツチングによつて逆メサ構造を形成し（第１−
ｂ図）、さらに埋込み成長を施すことにより作成
される。逆メサ構造は基本横モード発振に必要な
活性層横幅2μｍ以下を達成する際に不欠可な構
造である。逆メサ構造の作製は、多層成長後に所
定形状の酸化物のストライプを表面に形成し、エ
ツチング速度が面方位依存性を有するようなエツ
チング液を用いて化学エツチすることで得られ
る。InGaAsP系の組成を次のような組成範囲に
限定することにより、化学エツチングによるエツ
チング速度及び面方位依存性がInPのそれと殆ど
変らなくなり、第１−ｂ図に示すような良好な逆
メサ構造を再現性良く形成することができる。
に示すように、InP基板１上に成長させた活性層
３（In1-xGaxAsyP1-y、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）
光閉じ込め層２（InP）、及び電極との電気的接
触を良くするための表面層４（InGaAsP）によ
り構成される。ところで埋込みヘテロ構造レーザ
ーは第１−ｃ図に示す構造を有する。この構造を
製造するには第１−ａ図に示した多層成長層から
エツチングによつて逆メサ構造を形成し（第１−
ｂ図）、さらに埋込み成長を施すことにより作成
される。逆メサ構造は基本横モード発振に必要な
活性層横幅2μｍ以下を達成する際に不欠可な構
造である。逆メサ構造の作製は、多層成長後に所
定形状の酸化物のストライプを表面に形成し、エ
ツチング速度が面方位依存性を有するようなエツ
チング液を用いて化学エツチすることで得られ
る。InGaAsP系の組成を次のような組成範囲に
限定することにより、化学エツチングによるエツ
チング速度及び面方位依存性がInPのそれと殆ど
変らなくなり、第１−ｂ図に示すような良好な逆
メサ構造を再現性良く形成することができる。
１ In1-xGaxAsyP1-yに化学エツチングにより逆
メサを形成する場合にはこの組成範囲が、０＜
ｙ0.57なるものを用いる。
メサを形成する場合にはこの組成範囲が、０＜
ｙ0.57なるものを用いる。
２ In1-xGaxAsyP1-yを表面層とする系において、
化学エツチングにより表面層を通して逆メサを
形成する場合には表面層の組成範囲が０＜ｙ
0.57なるものを用いる。
化学エツチングにより表面層を通して逆メサを
形成する場合には表面層の組成範囲が０＜ｙ
0.57なるものを用いる。
３ 上記に於いて特にInPに格子整合するIn1-x
GaxAsyP1-yには組成にｘ＝0.1894y／（0.4184
−0.0130y）なる関係が知られているが、上記
組成中の組成範囲が０＜ｙ0.57、かつ上式を
満たすものを用いる。
GaxAsyP1-yには組成にｘ＝0.1894y／（0.4184
−0.0130y）なる関係が知られているが、上記
組成中の組成範囲が０＜ｙ0.57、かつ上式を
満たすものを用いる。
実施例
InP−InGaAsP埋込み型ヘテロ構造レーザーを
作製するに際し、Br−メタノール１％溶液を用
いて、化学エツチングを行い、（111）Ｂ面を残す
ことにより逆メサを形成した。InP基板１上に、
第１のクラツド層InP２を２〜5μｍ、活性層In1-x
GaxAsyP1-y３（ｘ＝0.26、ｙ＝0.57）を0.3μｍ、
第２のクラツド層InP２′を2.5μｍ、更に表面層４
としてIn1-xGaxAsyP1-y（ｘ＝0.16、ｙ＝0.36）を
0.5μｍ、通常の液相エピタキシヤル成長法で形成
する。第１図ａに示す通りである。この表面層４
の上部にSiO2膜５を厚さ1.0μｍ、ストライプ幅
5.0μｍに形成する。SiO2膜は通常の法で形成すれ
ば良い。酸化膜（SiO2、PSG）ストライプ５の
巾を5.0μｍに選ぶことにより、活性層３の巾を再
現性良く2.0μｍにすることが出来る。エツチング
後の状態は第１図ｂに示した通りである。エツチ
ング条件は、以上の条件の下では、20℃５分間で
ある。次いで、上記逆メサを形成したのち、埋込
領域のクラツド層InP２′を通常の液相エピタキ
シヤル法で形成する。次いで、上記クラツド層
２′上にIn0.74Ga0.26As0.75P0.43を通常の液相エピタ
キシヤル法で形成する。第１図ｃに示す通りであ
る。次いで上記表面層４および４′に通常の手段
でSiO2膜を1μ形成し、ストライプ状の窓を形成
したのちCr−Auなどの金属電極を上記窓に対応
させて形成し、半導体レーザーを形成する。
作製するに際し、Br−メタノール１％溶液を用
いて、化学エツチングを行い、（111）Ｂ面を残す
ことにより逆メサを形成した。InP基板１上に、
第１のクラツド層InP２を２〜5μｍ、活性層In1-x
GaxAsyP1-y３（ｘ＝0.26、ｙ＝0.57）を0.3μｍ、
第２のクラツド層InP２′を2.5μｍ、更に表面層４
としてIn1-xGaxAsyP1-y（ｘ＝0.16、ｙ＝0.36）を
0.5μｍ、通常の液相エピタキシヤル成長法で形成
する。第１図ａに示す通りである。この表面層４
の上部にSiO2膜５を厚さ1.0μｍ、ストライプ幅
5.0μｍに形成する。SiO2膜は通常の法で形成すれ
ば良い。酸化膜（SiO2、PSG）ストライプ５の
巾を5.0μｍに選ぶことにより、活性層３の巾を再
現性良く2.0μｍにすることが出来る。エツチング
後の状態は第１図ｂに示した通りである。エツチ
ング条件は、以上の条件の下では、20℃５分間で
ある。次いで、上記逆メサを形成したのち、埋込
領域のクラツド層InP２′を通常の液相エピタキ
シヤル法で形成する。次いで、上記クラツド層
２′上にIn0.74Ga0.26As0.75P0.43を通常の液相エピタ
キシヤル法で形成する。第１図ｃに示す通りであ
る。次いで上記表面層４および４′に通常の手段
でSiO2膜を1μ形成し、ストライプ状の窓を形成
したのちCr−Auなどの金属電極を上記窓に対応
させて形成し、半導体レーザーを形成する。
上述の表面層４の組成がｘ＝0.26、ｙ＝0.57或
いはｘ＝0.045、ｙ＝0.10の場合にも同様に行う
ことが可能であつた。
いはｘ＝0.045、ｙ＝0.10の場合にも同様に行う
ことが可能であつた。
また、実施例では、活性層としてInGaAsPク
ラツド層としてInPを用いたが、これに限定され
ることなく、所定のバンドギヤツプが得られるよ
うに材料または材料の組成比を選定すれば、活性
層、クラツド層共にInGaAsP系材料を用いた半
導体レーザー、またはクラツド層にInGaAsP系
材料、活性層にInGaAs系材料を用いた半導体レ
ーザーの製造に当つても、上述のエツチング技術
を用いることができる。
ラツド層としてInPを用いたが、これに限定され
ることなく、所定のバンドギヤツプが得られるよ
うに材料または材料の組成比を選定すれば、活性
層、クラツド層共にInGaAsP系材料を用いた半
導体レーザー、またはクラツド層にInGaAsP系
材料、活性層にInGaAs系材料を用いた半導体レ
ーザーの製造に当つても、上述のエツチング技術
を用いることができる。
以上の実施例においては、埋込みヘテロ構造の
レーザーについてのみ述べたが、これに限らずと
も逆メサ、その他のメサを形成する際に本発明が
適用されることは云うまでもない。また、レーザ
ーに限らず広く発光素子のような化合物半導体で
あつてエツチングを必要とするものに対しても本
発明が適用されることは当業者であれば容易に類
推しうるであろう。
レーザーについてのみ述べたが、これに限らずと
も逆メサ、その他のメサを形成する際に本発明が
適用されることは云うまでもない。また、レーザ
ーに限らず広く発光素子のような化合物半導体で
あつてエツチングを必要とするものに対しても本
発明が適用されることは当業者であれば容易に類
推しうるであろう。
第１図は本発明に係る半導体レーザー装置の製
造方法の実施例を説明するための図、第２図は従
来の方法により製造した半導体レーザー装置の断
面図を示す。 １……基板、２……光閉じ込め層、３……活性
層、４……表面層、５……酸化膜ストライプ。
造方法の実施例を説明するための図、第２図は従
来の方法により製造した半導体レーザー装置の断
面図を示す。 １……基板、２……光閉じ込め層、３……活性
層、４……表面層、５……酸化膜ストライプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 以下の工程を有することを特徴とする半導体
レーザー装置の製造方法。 (1) 化合物半導体基板上に、この化合物半導体基
板と同導電型の第１の半導体層と、活性領域層
と、上記化合物半導体基板と異導電型でかつ
InPよりなる第２の半導体層とを有する半導体
積層構造を上記順序で成長する第１の工程。 (2) 上記半導体積層構造上に上記化合物半導体基
板と異導電型でかつIn1-xGaxAsyP1-y（但し、
０＜ｙ0.57、０＜ｘ1.0）よりなる半導体
表面層を成長する第２の工程。 (3) 上記半導体積層構造及び上記半導体表面層の
一部分をBrを容量比で10％以下含むアルコー
ル溶液を用いて化学エツチをし、上記第２の半
導体層及び半導体表面層を含むストライプ状の
逆メサ型半導体積層領域を形成して、該半導体
積層領域に含まれる上前活性領域層の幅を決定
する第３の工程。 (4) 上記ストライプ状半導体層領域の側面を囲ん
で第３の半導体層を成長する第４の工程。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ
ー装置の製造方法において、前記化学エツチは前
記ハロゲンのアルコール溶液の温度が10℃〜30℃
の範囲で行なう半導体レーザー装置の製造方法。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の半導体レーザ
ー装置の製造方法において、前記アルコール溶液
はBr−メタノールである半導体レーザー装置の
製造方法。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の半導体レーザ
ー装置の製造方法において、前記Br−メタノー
ルは容量比で0.1％ないし５％のBrを含有する半
導体レーザー装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17421283A JPS5976492A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17421283A JPS5976492A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ−装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5976492A JPS5976492A (ja) | 1984-05-01 |
| JPH0212036B2 true JPH0212036B2 (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=15974682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17421283A Granted JPS5976492A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5976492A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3531722B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2004-05-31 | 信越半導体株式会社 | 発光ダイオードの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329685A (en) * | 1976-08-31 | 1978-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo semiconductor device |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP17421283A patent/JPS5976492A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5976492A (ja) | 1984-05-01 |
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