JPH0316288A - 半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子およびその製造方法Info
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- JPH0316288A JPH0316288A JP14961489A JP14961489A JPH0316288A JP H0316288 A JPH0316288 A JP H0316288A JP 14961489 A JP14961489 A JP 14961489A JP 14961489 A JP14961489 A JP 14961489A JP H0316288 A JPH0316288 A JP H0316288A
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- semiconductor laser
- laser device
- diffraction grating
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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〕
本発明はプラスチックファイバ光通信用光源として利用
できるＡｆｉＧａＩｎＰ半導体レーザおよびその製造方
法に関する。
できるＡｆｉＧａＩｎＰ半導体レーザおよびその製造方
法に関する。
従来、０．６μｍ帯プラスチックファイバ光通信用光源
に適した縦単一モード分布帰還型レーザとしては，例え
ば電子通信学会技術研究報告会ＯＱＥ８７〜１７２ｐｐ
２３−３０或はジャパニーズ ジャーナル オブ アプ
ライド フイジツクス、（Ｊｐｎ Ｊ． Ａｐｐｌ．
ｐｈｙｓ）第２８巻、第１号（１ ９ ８ ９）第Ｌ１
０２〜１０４頁において論じられている． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、分布帰還型半導体レーザにおいて回折
格子形成をエッチング加工によって行つているため、回
折格子形状がエツチャントやエッチング加工条件に大き
く依存し、制御が難しい。
に適した縦単一モード分布帰還型レーザとしては，例え
ば電子通信学会技術研究報告会ＯＱＥ８７〜１７２ｐｐ
２３−３０或はジャパニーズ ジャーナル オブ アプ
ライド フイジツクス、（Ｊｐｎ Ｊ． Ａｐｐｌ．
ｐｈｙｓ）第２８巻、第１号（１ ９ ８ ９）第Ｌ１
０２〜１０４頁において論じられている． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、分布帰還型半導体レーザにおいて回折
格子形成をエッチング加工によって行つているため、回
折格子形状がエツチャントやエッチング加工条件に大き
く依存し、制御が難しい。
また、回折格子を形成した後、液相成長法によって、埋
め込み成長をさせているために、メルトバツクによって
回折格子形状が変形するという問題を生じる可能性が大
きい。
め込み成長をさせているために、メルトバツクによって
回折格子形状が変形するという問題を生じる可能性が大
きい。
本発明は結晶成長条件によってのみ回折格子形状が形成
され、かつ埋め込み戒長時に回折格子形状が変形しない
ようにした分布ｍ還型半導体レーザ素子およびその製造
方法を提供することにある。
され、かつ埋め込み戒長時に回折格子形状が変形しない
ようにした分布ｍ還型半導体レーザ素子およびその製造
方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明においては、気相戒
民法における選択成長という技術的手段を用いる。すな
わち、気相成長法ではＳ ｉ Ｏｚ，ＳｉＮ等の絶縁膜
が１０μｉｎ程度以下の幅であれば、成長中絶縁膜上に
付着した気相分子がそのまま反応できず、拡散により半
導体結晶の鱒出した部分へ移動してそこで反応して結晶
成長する。ホトリソグラフイーにより回折格子形成のた
めパターニングされた絶縁膜を残しておき、気相成長法
による再ｄ長を行えば，絶縁膜のない部分に選択的に結
品成長させることができ、回折格子を精度良く形成する
ことができる。
民法における選択成長という技術的手段を用いる。すな
わち、気相成長法ではＳ ｉ Ｏｚ，ＳｉＮ等の絶縁膜
が１０μｉｎ程度以下の幅であれば、成長中絶縁膜上に
付着した気相分子がそのまま反応できず、拡散により半
導体結晶の鱒出した部分へ移動してそこで反応して結晶
成長する。ホトリソグラフイーにより回折格子形成のた
めパターニングされた絶縁膜を残しておき、気相成長法
による再ｄ長を行えば，絶縁膜のない部分に選択的に結
品成長させることができ、回折格子を精度良く形成する
ことができる。
また、回折格子によろレーザ光の吸収は、回折格子を形
成する層の結鮎成長条件を配慮し、回折格子形成層のバ
ンドギャップを活性層より大きくすることにより避ける
ことが可能である。
成する層の結鮎成長条件を配慮し、回折格子形成層のバ
ンドギャップを活性層より大きくすることにより避ける
ことが可能である。
本発明では目的を達成するため気相成長法における選択
成長という技術的手段を用いているが、これを用いてＡ
ＩＧａＩｎ［’分布帰還型レーザの回折格子が問題なく
形成されることを以下に説明する。
成長という技術的手段を用いているが、これを用いてＡ
ＩＧａＩｎ［’分布帰還型レーザの回折格子が問題なく
形成されることを以下に説明する。
第３図に本発明による回折格子を作製する工楳を示す。
半導体基板上上に、Ｗ２から磨５までによって形成され
るダブルへテロ接合構造を、有機金属気相成長法により
エビタキシャル成長した後、第３図（ａ）のようにＳｉ
Ｏｚ等の絶縁膜ｌ３を蒸着し、その上に２次或は３次の
回折格子を作製するため ２光束干渉露光法によりパタ
ーニングを施されたレジストマスク１４を形成する，次
に、第３図（ｂ）のようにこのレジストをマスクとして
絶縁膜１３をエッチング加工し、第３図（ｃ）のように
，有機金肩気相成長法（ＭＯＣＶＤ）法によってｐ−Ｇ
ａ０．５１Ｉ ｎ０．４９Ｐｍを選択成長ずる．この
たき、ｐ−Ｇ ａｏ．８Ａ Ｉ ｎｏ．ａｅＰ層は絶縁
膜マスク上にはエビタキシャル成長せず，パターニング
された絶ｌＩＩｔｓマスク間に台形状にエビタキシャル
威長ずる．この形状はＭＯＣＶＤ法の成長温度やＶ族元
索と■族元素の流量比及び成長時間等の結晶成長条件に
太き《依存するが，結晶威長条件を適切に設定して選択
成長させれば再現性良く同じ形状の回折格子を形成する
ことができる．この後、絶縁膜マスクをエッチング除去
して屈折率の低いクラツド層（図示略）で埋め込むこと
により回折格子導波層一が作製される． ここで、注意するべきこととして回折格子が形成される
ｐ − Ｇ ａ Ｏ．５１ Ｉ ｎ ｏｍａｓＰ層によ
って活性層（Ａ ｆｆｉｙＧ ａｔ−ｙ）ｏ．ｓｚＩ
ｎｏ．ａ＊Ｐのレーザ光が吸収キ１リないようにするた
め、Ｐ−Ｇ ａ ｏ．ａｚＩ ｎ ｏ＊ａｅＰ層のバン
ドギャップエネルギーをレーザ光発振エネルギーよりも
大きくしなければならない．気相成長法で成長されたＡ
ｇＧａＩｎＰ混晶の結晶構造は基本構造であるＺｎＳ構
造の上にいわゆる副格子に秩序構造を形成し、これに関
連しかつ成長温度やドーピングする不純物濃度によって
もバンドギャップエネルギーが変化することが知られて
いる．このことを考慮して、ｐ−Ｇａｏ．ｓｚＩ ｎ０
．４９Ｐｍに対しても最もバンドギャップが大きくなる
ようにする．すなわち、成長温度や不純物ドーピング濃
度及びＶ族元索とＩＩＩ族元素の比を適切に設定すれば
、秩序構造を生じない液相成長法による本来のＧ ａ
Ｏ．８！ Ｉ ｎ ０．４１１ Ｐ混晶のバンドギャッ
プである．約１．９３ｅＶ に固定できる．一方、（Ａ
ＱｙＧ ａｉ一ｙ）ｏ．ｓｉＩ ｎ０．４９Ｐ活性磨
に対してはこのｐ −Ｇ ａｏ．ｓｚｌ ｎ０．４９Ｐ
春のバンドギャップを超えないように、ｈｉ．長温度、
Ｖ族元索と■族元素の比及びＡＱ組或（０≦ｙ＜０．１
）を適切に設定する．このことにより，活性層のレーザ
光が回折格子ｐ−Ｇ ａｏ．ａｚＩ ｎ０．４９Ｐ層に
よって光吸収を受けないようにできる。
るダブルへテロ接合構造を、有機金属気相成長法により
エビタキシャル成長した後、第３図（ａ）のようにＳｉ
Ｏｚ等の絶縁膜ｌ３を蒸着し、その上に２次或は３次の
回折格子を作製するため ２光束干渉露光法によりパタ
ーニングを施されたレジストマスク１４を形成する，次
に、第３図（ｂ）のようにこのレジストをマスクとして
絶縁膜１３をエッチング加工し、第３図（ｃ）のように
，有機金肩気相成長法（ＭＯＣＶＤ）法によってｐ−Ｇ
ａ０．５１Ｉ ｎ０．４９Ｐｍを選択成長ずる．この
たき、ｐ−Ｇ ａｏ．８Ａ Ｉ ｎｏ．ａｅＰ層は絶縁
膜マスク上にはエビタキシャル成長せず，パターニング
された絶ｌＩＩｔｓマスク間に台形状にエビタキシャル
威長ずる．この形状はＭＯＣＶＤ法の成長温度やＶ族元
索と■族元素の流量比及び成長時間等の結晶成長条件に
太き《依存するが，結晶威長条件を適切に設定して選択
成長させれば再現性良く同じ形状の回折格子を形成する
ことができる．この後、絶縁膜マスクをエッチング除去
して屈折率の低いクラツド層（図示略）で埋め込むこと
により回折格子導波層一が作製される． ここで、注意するべきこととして回折格子が形成される
ｐ − Ｇ ａ Ｏ．５１ Ｉ ｎ ｏｍａｓＰ層によ
って活性層（Ａ ｆｆｉｙＧ ａｔ−ｙ）ｏ．ｓｚＩ
ｎｏ．ａ＊Ｐのレーザ光が吸収キ１リないようにするた
め、Ｐ−Ｇ ａ ｏ．ａｚＩ ｎ ｏ＊ａｅＰ層のバン
ドギャップエネルギーをレーザ光発振エネルギーよりも
大きくしなければならない．気相成長法で成長されたＡ
ｇＧａＩｎＰ混晶の結晶構造は基本構造であるＺｎＳ構
造の上にいわゆる副格子に秩序構造を形成し、これに関
連しかつ成長温度やドーピングする不純物濃度によって
もバンドギャップエネルギーが変化することが知られて
いる．このことを考慮して、ｐ−Ｇａｏ．ｓｚＩ ｎ０
．４９Ｐｍに対しても最もバンドギャップが大きくなる
ようにする．すなわち、成長温度や不純物ドーピング濃
度及びＶ族元索とＩＩＩ族元素の比を適切に設定すれば
、秩序構造を生じない液相成長法による本来のＧ ａ
Ｏ．８！ Ｉ ｎ ０．４１１ Ｐ混晶のバンドギャッ
プである．約１．９３ｅＶ に固定できる．一方、（Ａ
ＱｙＧ ａｉ一ｙ）ｏ．ｓｉＩ ｎ０．４９Ｐ活性磨
に対してはこのｐ −Ｇ ａｏ．ｓｚｌ ｎ０．４９Ｐ
春のバンドギャップを超えないように、ｈｉ．長温度、
Ｖ族元索と■族元素の比及びＡＱ組或（０≦ｙ＜０．１
）を適切に設定する．このことにより，活性層のレーザ
光が回折格子ｐ−Ｇ ａｏ．ａｚＩ ｎ０．４９Ｐ層に
よって光吸収を受けないようにできる。
実施例ｌ
以下，本発明の一実施例を第１，２および３図により説
明する。まず、第１一においてｎ −ＧａＡｓ（００１
）基板１上に、ｎ−ＧａＡｓバツファ層２（厚さ０．５
μｍ ｎｏ＝＝ＩＸｌｏ”ａｍ−’）ｎ−（ＡｌｘＧ
ａ１−ｘＧａｔ−ｘ）０．５１Ｉ ｎ０．４９Ｐクラツ
ド，ｖ３（厚さ ０．８ 〜 １．０ μ ｍ，
ｎｏ”： Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ 五７ｃ１ｌ−δ，
Ｘ＝０．６）．アンドープ（Ａ Ｑ ｙＧａｔ−ｙ）ｏ
＊ａｔＩｎｏａ４ＩＰ活性層４（厚さ０．０４〜０．０
８ａｍ，Ｏ≦−ｙ＜０ ． １ ） ｐ Ｐ − （Ａ
Ｑ ｘＧａｚ−ｘ）０．５１Ｉｎｏ．ａｅＰクラツド
層５ （厚さ０．２〜０．４ μｍ． ｎ＾＝＝ ７
Ｘ １ ０１７備−６，Ｘ＝０．６）を順次ＭＯＣｖ
Ｄ法によってエビタキシャル成長ずる。次に、第３図（
ａ）に示すように、絶縁膜としてＳｉｎｓ膜１３（厚さ
０．１〜０．２μｍ）を蒸着し、ホトレジストを塗布し
てＨ ｓ − Ｃ ｄレーザ（波長３２５ｎｍ）を用い
て光束干渉露光法によりレジストに周期ビツチＡ實２８
０〜２９０ｎｍのパターニングを行う．レーザ光波長に
対して３次の回折バターニングを施したレジスト１４を
マスクにしてＳｉｎｓ膜１３を弗酸溶液を用いてエッチ
ングし、第３＠（ｂ）に示すＳｉＯｚ膜の回折格子パタ
ーンを得る。
明する。まず、第１一においてｎ −ＧａＡｓ（００１
）基板１上に、ｎ−ＧａＡｓバツファ層２（厚さ０．５
μｍ ｎｏ＝＝ＩＸｌｏ”ａｍ−’）ｎ−（ＡｌｘＧ
ａ１−ｘＧａｔ−ｘ）０．５１Ｉ ｎ０．４９Ｐクラツ
ド，ｖ３（厚さ ０．８ 〜 １．０ μ ｍ，
ｎｏ”： Ｉ Ｘ Ｉ Ｏ 五７ｃ１ｌ−δ，
Ｘ＝０．６）．アンドープ（Ａ Ｑ ｙＧａｔ−ｙ）ｏ
＊ａｔＩｎｏａ４ＩＰ活性層４（厚さ０．０４〜０．０
８ａｍ，Ｏ≦−ｙ＜０ ． １ ） ｐ Ｐ − （Ａ
Ｑ ｘＧａｚ−ｘ）０．５１Ｉｎｏ．ａｅＰクラツド
層５ （厚さ０．２〜０．４ μｍ． ｎ＾＝＝ ７
Ｘ １ ０１７備−６，Ｘ＝０．６）を順次ＭＯＣｖ
Ｄ法によってエビタキシャル成長ずる。次に、第３図（
ａ）に示すように、絶縁膜としてＳｉｎｓ膜１３（厚さ
０．１〜０．２μｍ）を蒸着し、ホトレジストを塗布し
てＨ ｓ − Ｃ ｄレーザ（波長３２５ｎｍ）を用い
て光束干渉露光法によりレジストに周期ビツチＡ實２８
０〜２９０ｎｍのパターニングを行う．レーザ光波長に
対して３次の回折バターニングを施したレジスト１４を
マスクにしてＳｉｎｓ膜１３を弗酸溶液を用いてエッチ
ングし、第３＠（ｂ）に示すＳｉＯｚ膜の回折格子パタ
ーンを得る。
次に、ＭＯＣＶＤ法によりｐ −Ｇａｏ．ｓｔＩｎｏ．
ａｅＰ層６（厚さｇ＝６０〜１２０ｎｍ．ｎ＾＝ｌＸ１
０五ａ〜ｌ Ｘ １ ０ ｉＬＤａｍ−”）を選択成長
することにより回折格子を第３図（Ｑ）のような台形状
に周期的に形戒する。この後、ＳｉＯｚｌｌｌ３をエッ
チング除去し，ｐ − （Ａ ｆ；ｉ ｘＧ ａ ｌ−
Ｘ）Ｏｓ５１ Ｉ ｎ ０．４１ＪＰクラツド層７（厚
さ０．５〜０．８μｍ，ｎ＾＝７Ｘ１０ｉ７Ｃｌ１″″
”ｚ Ｘ＝０．６）ｐ ｐ−Ｇａｏ．８ｘＩ ｎｏ．ａ
ｅＰ層８（厚さ０．０５〜０．１μｍ，ｎ＾＝１〜３Ｘ
１０１δ０−δ）．ｐ−ＧａＡｓＮ９ （厚さ１．０
〜２．０μｍ＋ ｎＡ＝５Ｘ１０エａ〜５Ｘ１０１９ｃ
ｍ＋″″８）をＭＯＣＶＤ法により埋込成長する． ホトリソグラフイーによりレジストマスクを形成して第
１図に示されるリツジ導波路構造をエツチνグにより作
製する。さらに、ＳｉＯｚ等の絶緻膜を蒸着し、ホトリ
ソグラフィーによりリツジストライプ中央部にだけスト
ライプ状の穴をあけ、電流狭窄となる絶縁Ｐｒｊ１０を
形成する．そして、ｐ電極１１およびｎ電極１２を蒸着
し、へき開スクライブして素子の形に切り出す． 本実施例によると、回折格子の形状をエッチング加工に
依ることなく結品成長条件によってのみ決定することが
できる．素子特性は，ストライプ幅を３〜６μｍの最適
範囲とすることにより、閾値電流２０〜３０ｍＡ，光出
力３０〜４０ｍＷまで基本横モードでかつ縦単一モード
の安定なレーザ発振を得た． さらに、回折格子ホトリソグラフィーの技術により中央
部で位相をλ／４分だけずらせたλ／４シフト回折格子
を作製することにより、１０ＧＨｚ以上の高速変調時に
おいても動的縦単一モードを実現できた． 実施例２ 本発明の他実施例を以下に第４図を用いて説明ゝオる．
実施例１と同様に素子を作製するが、ｐ 一Ｇａｏ．ｓ
ｔＩ ｎ０．４９Ｐ層の回折格子を形成した後に、Ｐ
− Ａ ４１ ｚＧ ａ ｓ−ｚＡ ｓクラツドｐ／Ｉ
１５（厚さ０．５〜０．９ μｍ，ｎ＾＝７〜９ Ｘ
１ ０ｌ７Ｃ！ｌ−’、０．６＜２≦ｊ Ｌ ｐ −
Ｇ ａ Ａ ａコンタクト層９（厚さ１．０〜２．０μ
ｍ）をＭＯＣＶ［）法により埋め込む．本実施例の如く
、ｐ − （Ａ ｍ ｘＧａｚ−ｘ）ｏ．ａｉＩｎｏ．
４＠Ｐ層より屈折率の小さいｐ Ａ ｊ！ ｚＧ ａ
ｘ−ｚＡ ｓ層で埋め込んだ方が，ｐ−Ｇ ａ０．５
１Ｉ ｎｏ．ａｇＰｌｌの回折格子との間により大きな
屈折率差を設けることになるので、電界分布が活性Ｍに
より大きな割合で分布し，導波されることになる。この
ため，より高効率で横モードの安定なレーザ発振を得る
ことができる． 〔発明の効果〕 本発明によると、ＡＩＧａＩｎＰ半導体レーザにおいて
分布帰還型構造が作製できるので，プラスチックファイ
バ通信用或は計測用光源として適切な動的縦単一モード
の半導体レーザ特性を提供できる効果がある．また、回
折格子形成にはエッチング加工を用いていないので回折
格子形状はエツチング条件に依らず、均一性の高い気相
成長法の選択成長により作製するため精度及び周期性の
良好な回折格子が実現できる。
ａｅＰ層６（厚さｇ＝６０〜１２０ｎｍ．ｎ＾＝ｌＸ１
０五ａ〜ｌ Ｘ １ ０ ｉＬＤａｍ−”）を選択成長
することにより回折格子を第３図（Ｑ）のような台形状
に周期的に形戒する。この後、ＳｉＯｚｌｌｌ３をエッ
チング除去し，ｐ − （Ａ ｆ；ｉ ｘＧ ａ ｌ−
Ｘ）Ｏｓ５１ Ｉ ｎ ０．４１ＪＰクラツド層７（厚
さ０．５〜０．８μｍ，ｎ＾＝７Ｘ１０ｉ７Ｃｌ１″″
”ｚ Ｘ＝０．６）ｐ ｐ−Ｇａｏ．８ｘＩ ｎｏ．ａ
ｅＰ層８（厚さ０．０５〜０．１μｍ，ｎ＾＝１〜３Ｘ
１０１δ０−δ）．ｐ−ＧａＡｓＮ９ （厚さ１．０
〜２．０μｍ＋ ｎＡ＝５Ｘ１０エａ〜５Ｘ１０１９ｃ
ｍ＋″″８）をＭＯＣＶＤ法により埋込成長する． ホトリソグラフイーによりレジストマスクを形成して第
１図に示されるリツジ導波路構造をエツチνグにより作
製する。さらに、ＳｉＯｚ等の絶緻膜を蒸着し、ホトリ
ソグラフィーによりリツジストライプ中央部にだけスト
ライプ状の穴をあけ、電流狭窄となる絶縁Ｐｒｊ１０を
形成する．そして、ｐ電極１１およびｎ電極１２を蒸着
し、へき開スクライブして素子の形に切り出す． 本実施例によると、回折格子の形状をエッチング加工に
依ることなく結品成長条件によってのみ決定することが
できる．素子特性は，ストライプ幅を３〜６μｍの最適
範囲とすることにより、閾値電流２０〜３０ｍＡ，光出
力３０〜４０ｍＷまで基本横モードでかつ縦単一モード
の安定なレーザ発振を得た． さらに、回折格子ホトリソグラフィーの技術により中央
部で位相をλ／４分だけずらせたλ／４シフト回折格子
を作製することにより、１０ＧＨｚ以上の高速変調時に
おいても動的縦単一モードを実現できた． 実施例２ 本発明の他実施例を以下に第４図を用いて説明ゝオる．
実施例１と同様に素子を作製するが、ｐ 一Ｇａｏ．ｓ
ｔＩ ｎ０．４９Ｐ層の回折格子を形成した後に、Ｐ
− Ａ ４１ ｚＧ ａ ｓ−ｚＡ ｓクラツドｐ／Ｉ
１５（厚さ０．５〜０．９ μｍ，ｎ＾＝７〜９ Ｘ
１ ０ｌ７Ｃ！ｌ−’、０．６＜２≦ｊ Ｌ ｐ −
Ｇ ａ Ａ ａコンタクト層９（厚さ１．０〜２．０μ
ｍ）をＭＯＣＶ［）法により埋め込む．本実施例の如く
、ｐ − （Ａ ｍ ｘＧａｚ−ｘ）ｏ．ａｉＩｎｏ．
４＠Ｐ層より屈折率の小さいｐ Ａ ｊ！ ｚＧ ａ
ｘ−ｚＡ ｓ層で埋め込んだ方が，ｐ−Ｇ ａ０．５
１Ｉ ｎｏ．ａｇＰｌｌの回折格子との間により大きな
屈折率差を設けることになるので、電界分布が活性Ｍに
より大きな割合で分布し，導波されることになる。この
ため，より高効率で横モードの安定なレーザ発振を得る
ことができる． 〔発明の効果〕 本発明によると、ＡＩＧａＩｎＰ半導体レーザにおいて
分布帰還型構造が作製できるので，プラスチックファイ
バ通信用或は計測用光源として適切な動的縦単一モード
の半導体レーザ特性を提供できる効果がある．また、回
折格子形成にはエッチング加工を用いていないので回折
格子形状はエツチング条件に依らず、均一性の高い気相
成長法の選択成長により作製するため精度及び周期性の
良好な回折格子が実現できる。
また、本発明による素子では，閾値電流２０〜３ＱｍＡ
，光出力３０〜４０ｍＷまで縦単一モード発振を得た．
さらに、ホトリソグラフィーによりλ／４シフト回折格
子を形成することにより、最高１０ＧＨｚの高速変調時
においても動的に縦単一モード発振を実現することが可
能であった．
，光出力３０〜４０ｍＷまで縦単一モード発振を得た．
さらに、ホトリソグラフィーによりλ／４シフト回折格
子を形成することにより、最高１０ＧＨｚの高速変調時
においても動的に縦単一モード発振を実現することが可
能であった．
第１図は本発明の一実施例のレーザ索子の縦断面図，第
２図は第１図の素子のＡ−Ａ’線断面図、第３図は本発
明の一実施例になる素子製造プロセスを示す断面図、第
４図は本発明の他の実施例のレーザ素子の縦断面図であ
る． １ − ｎ − Ｇ ａ Ａ ｓ基板．２−ｎ−ＧａＡ
ｓバツファ層、３ − ｎ 一（Ａ Ｑ ｘＧ ａ ｌ
−ｘ）Ｏａａ１ Ｉ ｎ０．４９Ｐクラッド層、４ …
（Ａ Ｑ ｙＧ ａ ｌ−ｙ）Ｏａｓｔ Ｉ ｎｏ．４
ｅＰ活性Ｈ． ５ − Ｐ −（Ａ ４１ ＸＧ ａ
ｔ−ｘ）ｏ．ａｚ Ｉ ｎ０．４９Ｐク、，ラツド層、
６−ｐ −Ｇ ａｏ．ｓｚＩ ｎｏ．ａｅＰ層回折格子
、７ − ｐ 一（．Ａ Ｑ ＸＧ ａ ｌ−ｘ）ｏ．
ａｘ Ｉ ｎ０．４９Ｐクラツド層． ８−ｐ−Ｇ ａ
ｏ．ｓｔＩ ｎ０．４９Ｐ層、９ ・ｐ一Ｇ ａ Ａ
ｓコンタクト層、１０・・・ＳｉＯｚ絶縁膜、１１・・
・ｐ電極，１２・・・ｎ電極、１３・・・Ｓ ｉ Ｏｘ
絶縁膜、１ ４−・・レジスト、１ ５ − Ａ ｎ
ｚ Ｇ ａ １−Ｚ Ａ Ｓ層． 第 図 ８ ２ 図 第５図（０−） 第 ３閃（ｂ＞ ↓
２図は第１図の素子のＡ−Ａ’線断面図、第３図は本発
明の一実施例になる素子製造プロセスを示す断面図、第
４図は本発明の他の実施例のレーザ素子の縦断面図であ
る． １ − ｎ − Ｇ ａ Ａ ｓ基板．２−ｎ−ＧａＡ
ｓバツファ層、３ − ｎ 一（Ａ Ｑ ｘＧ ａ ｌ
−ｘ）Ｏａａ１ Ｉ ｎ０．４９Ｐクラッド層、４ …
（Ａ Ｑ ｙＧ ａ ｌ−ｙ）Ｏａｓｔ Ｉ ｎｏ．４
ｅＰ活性Ｈ． ５ − Ｐ −（Ａ ４１ ＸＧ ａ
ｔ−ｘ）ｏ．ａｚ Ｉ ｎ０．４９Ｐク、，ラツド層、
６−ｐ −Ｇ ａｏ．ｓｚＩ ｎｏ．ａｅＰ層回折格子
、７ − ｐ 一（．Ａ Ｑ ＸＧ ａ ｌ−ｘ）ｏ．
ａｘ Ｉ ｎ０．４９Ｐクラツド層． ８−ｐ−Ｇ ａ
ｏ．ｓｔＩ ｎ０．４９Ｐ層、９ ・ｐ一Ｇ ａ Ａ
ｓコンタクト層、１０・・・ＳｉＯｚ絶縁膜、１１・・
・ｐ電極，１２・・・ｎ電極、１３・・・Ｓ ｉ Ｏｘ
絶縁膜、１ ４−・・レジスト、１ ５ − Ａ ｎ
ｚ Ｇ ａ １−Ｚ Ａ Ｓ層． 第 図 ８ ２ 図 第５図（０−） 第 ３閃（ｂ＞ ↓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に形成された、バンドギャップの小さ
な半導体結晶層からなる活性層と上記活性層の上下に形
成されたバンドギャップの大きい半導体結晶からなる光
導波層と、上記光導波層上に有機金属気相成長法で形成
された回折格子を有することを特徴とする半導体レーザ
素子。 ２、半導体基板上にバンドギャップの小さな半導体結晶
で形成される活性層とその上下のバンドギャップの大き
い半導体結晶で形成される光導波層とを設け、上部光導
波層においてパターニングされた絶縁膜マスクを形成し
かつ有機金属気相成長法を用いて選択成長により回折格
子形状を形成することにより構成されることを特徴とす
る分布帰還型の半導体レーザ素子の製造方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ素子にお
いて、上記光導波層を（Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘ）＿
０＿．＿５＿ｉＩｎ＿０＿．＿４＿９Ｐ（０＜ｘ≦１）
混晶及び活性層を（Ａｌ＿ｙＧａ＿１＿−＿ｙ）０．５
１Ｉｎ＿０＿．＿４＿９Ｐ（０≦ｙ＜ｘ≦１）混晶とし
、回折格子を形成する層をＧａ＿０＿．＿５＿１Ｉｎ＿
０＿．＿４＿９Ｐ混晶とすることを特徴とする半導体レ
ーザ素子。 ４、特許請求の範囲第１項もしくは第３項記載の半導体
レーザ素子において、上記回折格子を形成するＧａ＿０
＿．＿５＿１Ｉｎ＿０＿．＿４＿９Ｐ混晶に対してドー
ピングする不純物の濃度を１×１０＾１＾■〜１×１０
＾１＾■ｃｍ＾−＾３の範囲で設定したことを特徴とす
る半導体レーザ素子。 ５、特許請求の範囲第１項、第３項ないし第４項のいず
れかに記載の半導体レーザ素子を製造する方法において
、上記活性層の成長温度を６２０〜６８０℃の範囲とし
、回折格子を形成する混晶の成長温度を５８０〜６２０
℃の範囲或は６８０〜７２０℃の範囲としたことを特徴
とする半導体レーザ素子の製造方法。 ６、特許請求の範囲第１項、第３項ないし第４項のいず
れかに記載の半導体レーザ素子を製造する方法において
、上記有機金属気相成長法の成長条件のうち、Ｖ族元素
とIII族元素の流量比を活性層成長時には１５０〜４０
０とし回折格子層成長時には５０〜１５０の範囲とする
ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 ７、特許請求の範囲第１項、第３項乃至第４項のいずれ
かに記載の半導体レーザ素子において、用いる半導体基
板の面方位を（００１）面方位とし、傾角θを０≦θ≦
５゜の範囲としたことを特徴とする半導体レーザ素子。 ８、特許請求の範囲第１項、第３項、第４項、第７項の
いずれかに記載の半導体レーザ素子において、上記回折
格子を下部光導波層内、つまり活性層に対して基板側に
設けたことを特徴とする半導体レーザ素子。 ９、特許請求の範囲第１項、第３項、第４項、第７項の
いずれかに記載の半導体レーザ素子を製造する方法にお
いて、気相成長法の条件を常圧或は減圧下とし、原子層
レベルで制御可能な原子層エピタキシー（ＡＬＥ）法に
よつて結晶成長させたことを特徴とする半導体レーザ素
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14961489A JPH0316288A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14961489A JPH0316288A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316288A true JPH0316288A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=15479060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14961489A Pending JPH0316288A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0316288A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518955A (en) * | 1994-02-08 | 1996-05-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating quantum wire |
| US6072812A (en) * | 1997-08-01 | 2000-06-06 | Lucent Technologies Inc. | Distributed feedback laser with loss coupling |
| JP2004104073A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-04-02 | Renesas Technology Corp | 半導体レーザ素子及びその製造方法、並びに半導体レーザ装置 |
| US8731018B2 (en) | 2011-01-27 | 2014-05-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser |
| JP2023136068A (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体デバイス及び半導体デバイスの製造方法 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP14961489A patent/JPH0316288A/ja active Pending
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| JP2023136068A (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体デバイス及び半導体デバイスの製造方法 |
| US12488988B2 (en) | 2022-03-16 | 2025-12-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
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