JPH0353581A - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPH0353581A JPH0353581A JP18954989A JP18954989A JPH0353581A JP H0353581 A JPH0353581 A JP H0353581A JP 18954989 A JP18954989 A JP 18954989A JP 18954989 A JP18954989 A JP 18954989A JP H0353581 A JPH0353581 A JP H0353581A
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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)
本発明は単一横モードで発゛録するA I G aIn
P系の半導体レーザ装置の製造方法に関する.(従来の
技術) 最近、有機金属熱分解法(以後MOVPEと略す》によ
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
IGaInP系の半導体レーザ装置として、第3図に示
すような#4nが報告されている(Extended
Abstracts of the 18th Con
ference on Solid State De
vices and Materials,Toky0
.1988.DD.153 − 156).このjfR
遣は従来、次のような工程で作られる.即ち、第1回目
の成長でn型GaAs基板1上に、n型(AlosG
ao.< ) o.s I no.s Pクラッド層2
、Gao.s I no.s P活性層3、p型(AI
(1.GEho.* ) o.s I no.s Pク
ラッド層4、を順次形成する.その後、フォトリングラ
フィにょりSinsをマスクとして、メサストライプを
形成する.そしてS l otマスクをつけたまま、第
2回目の成長を行い、エッチングしたところをn型Ga
As層6で埋め込む.次にS I O 2マスクを除去
しp側全面に電極が形成できるように第3回目の戒長で
P型GaAsコンタクト層8を成長ずる. このようなS造においては、電流はn型GaAs層6に
よりブロックされメサストライプ部にのみ注入される.
また、メサストライプ形成のエッチングのときに、メサ
ストライ1部以外のp型クラッド層の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みにまでエッチングするのでn型Ga
As層6のある部分では、このn型GaAs層6に光が
吸収されメサストライプ部にのみ光は導波される.この
ようにこのI造では、電流狭窄R横と光導波機構が同時
に作り付けられる. (発明が解決しようとする課題) 上述の従来の製造方法により得られる第3図の梢遺では
、モードの安定に光の吸収を用いているために、メサス
トライプ両脇で光の波面が遅れてしまい、非点収差が大
きくなってしまうという問題がある. 本発明の14的は、上述の問題点を解決し、MOVPE
法による非点収差の小さい横モード制御横造のAIGa
InP系半導体レーザ装置の製造方法を提供することに
ある. (課題を解決するための手段) 前述の課題を解決するために本発明による半導体レーザ
装置の製造方法では、第1導電型G aAs基板上に、
活性層およびこの活性層をはさみ前記活性層よりも屈折
率の小さいクラッド層からなる(A lm Ga+−g
) o.s I no.s P (0≦x≦1》系
のダブルヘテロII mを形成する工程と、前記ダブル
ヘテロ構造上に第2導電型のGaAs系半導体層を形成
する工程と、前記第2導電型のG a A.s系半導体
層上にストライプ状の絶縁体層を形成する工程と、前記
第2導電型のGaAs系半導体層を前記ストライプ状の
絶縁体層をマスクとして、エッチング後の前記第2導電
型のGaAs系半導体層の端とストライプ状の絶縁体層
のマスクの端との距離が、第2導電型のGaAs系半導
体層と上側のクラッド層の厚みの和より大きくなるよう
にエッチングする工程と、前記ダブルヘテロ構造の下側
のクラッド層の途中までこれをエッチングしてメサ状の
ストライプを形成する工程と、前記ストライプ状の絶縁
体層を選択マスクとして有機金属熱分解気相或長法で第
1導電型GaAsまたはGaInPをメサ状のストライ
プ以外の部分へ形成する工程と、前記−ストライプ状の
絶縁体眉を除去し第2導電型で活性層よりも屈折率の小
さい(A I K Ga+−x ) o.s I no
.s P層を形戊する工程を含む. (作用) AIGaInP系の場合、液相成長法では成長が困龍で
、MOVPE法でもS i 0 2などをマスクとした
選択成長は困難である。そこで本発明ではダブルヘテロ
構造を形成した後に絶縁体膜を選択成長のマスクとし、
このマスクの両端が大きく突き出たようになるメサスト
ライプを形戚ずる.こうすることによりマスクの影にな
る部分には原料ガスが到達できずメサ以外の部分にのみ
電流狭窄層を自己整合的に形成できる.そしてマスクを
除去した後に、活性層よりも屈折率の小さい(A l
z Ga+−* ) o.s I no.s P層を形
成すれば活性層の両端もこの層で埋め込まれ実屈折型の
レーザ横遣が実現でき弁点収差の小さなレーザが得られ
る. (実施例) 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する.第1図は
本発明により得られる半導体レーザ装置の一実施例を示
すレーザチツプの断面図であり、第2図(a)〜(d)
は本発明によるレーサ装置の一実施例を示す製造工程図
である. まず一回目の減圧MOVPEによる成長で、n型GaA
s基板1上に、n型(A I 0.6 Gao.< )
o.s I no.s P層2、Gao.s I no
% P活性噌3、P型(A I o.h G &o.
< ) o.s I no.s Pクラッド層4、p型
GaAsキャップ層5を順次形成する,成長条件は、例
えば温度700℃、圧力70’l”orr、V/1 1
1=200、キャリアガス(H1)の全流量151/
minとする.原料としては、トリメチルインジウム(
’I’MI:(CHs )3 In) }リエチルガ
リウム(TEG : (CI Hs )x Ga) 、
}’リメチルアルミニウム(TMA : ( CHs
) s A 1 ) 、アルシン(AsH,)、ホスフ
イン(PH3)、n型ドーパント:セレン化水素(H−
t Se ) 、P型ドーパント:ジメチルジンク(D
MZ :(CH3 ) x Z n )が用いられる.
こうして或長したウエハにフォトリングラフイにより幅
7μmのストライプ状のS i O 2マスク9を形成
する(第2図<a)).次に、このSto2マスク9を
用いてp型GaAs’rヤツプ層5を例えば幅3μmに
なるまで選択的にメサ状にエッチングし、引き続いて、
n型( A I o. G ao.< ) o.sI
no.s Pl2、G ao.s I n o.q P
活性層3.p型(A I o.a G&o4) o.s
I no.s PクラッドM4をn型(A l o.
6 G ao.4) o.s I n。.P層2の途中
までエッチングする(第2図(b)).ここで、p型G
a A s ’r ヤツ7層5のエッチング幅3μm
は、エッチング後のp型GaAsキャップ層5の端とス
トライプ状のSiOzWA9のマスクの端との距離が、
p型GaAsキャップ層5と上側のクラッド層4の厚み
の和より大きくなるように選定されたものである.その
後S i O 2マスク9をつけたまま減圧MOVPH
により二回目の或長を行いn型GaAs層6を形成する
(第2図(c)).そしてS I O 2マスク9を除
去した後に、減圧MOVPEにより三回目の成長を行い
p型(A I o. 6Gao.4) o.s I n
o.s Pj!lめ込み層7、p型GaAsコンタクト
層8を形成する.最後に、P + n両電極を形成して
キャビティ長250μmにへき関し、個々のチップに分
離する.以上の工程により得られた半導体レーザ装置の
断面図が第1図に示され、本半導体レーザ装置の非点収
差は2μm以下であることが実験的に確認された.この
値は従来方法による半導体レーザ装置の非点収差5〜1
0μmと比較して大幅に改善されていることがわかる. 以上述べた実施例では、活性層を特定の組戒としたが、
これらは本発明の要件を満たす範囲で、活性層は制作す
るレーザ装置に要求される発振波長要件を満たす組成や
量子井戸にすればよく、クラッド層組戒は用いる活性層
組戒に対して光とキャリアの閉じ込めが十分にできる組
成を選べばよい.また、レーザ装置に要求される特性に
よりSCHIl造にするなどクラッド層をより多層化す
ることもできる. (発明の効果) 以上説明したように本発明による半導体レーザ装置の製
造方法に基づけば非点収差の小さい半導体レーザを得る
ことができる.
P系の半導体レーザ装置の製造方法に関する.(従来の
技術) 最近、有機金属熱分解法(以後MOVPEと略す》によ
る結晶成長により形成された単一横モードで発振するA
IGaInP系の半導体レーザ装置として、第3図に示
すような#4nが報告されている(Extended
Abstracts of the 18th Con
ference on Solid State De
vices and Materials,Toky0
.1988.DD.153 − 156).このjfR
遣は従来、次のような工程で作られる.即ち、第1回目
の成長でn型GaAs基板1上に、n型(AlosG
ao.< ) o.s I no.s Pクラッド層2
、Gao.s I no.s P活性層3、p型(AI
(1.GEho.* ) o.s I no.s Pク
ラッド層4、を順次形成する.その後、フォトリングラ
フィにょりSinsをマスクとして、メサストライプを
形成する.そしてS l otマスクをつけたまま、第
2回目の成長を行い、エッチングしたところをn型Ga
As層6で埋め込む.次にS I O 2マスクを除去
しp側全面に電極が形成できるように第3回目の戒長で
P型GaAsコンタクト層8を成長ずる. このようなS造においては、電流はn型GaAs層6に
よりブロックされメサストライプ部にのみ注入される.
また、メサストライプ形成のエッチングのときに、メサ
ストライ1部以外のp型クラッド層の厚みを光の閉じ込
めには不十分な厚みにまでエッチングするのでn型Ga
As層6のある部分では、このn型GaAs層6に光が
吸収されメサストライプ部にのみ光は導波される.この
ようにこのI造では、電流狭窄R横と光導波機構が同時
に作り付けられる. (発明が解決しようとする課題) 上述の従来の製造方法により得られる第3図の梢遺では
、モードの安定に光の吸収を用いているために、メサス
トライプ両脇で光の波面が遅れてしまい、非点収差が大
きくなってしまうという問題がある. 本発明の14的は、上述の問題点を解決し、MOVPE
法による非点収差の小さい横モード制御横造のAIGa
InP系半導体レーザ装置の製造方法を提供することに
ある. (課題を解決するための手段) 前述の課題を解決するために本発明による半導体レーザ
装置の製造方法では、第1導電型G aAs基板上に、
活性層およびこの活性層をはさみ前記活性層よりも屈折
率の小さいクラッド層からなる(A lm Ga+−g
) o.s I no.s P (0≦x≦1》系
のダブルヘテロII mを形成する工程と、前記ダブル
ヘテロ構造上に第2導電型のGaAs系半導体層を形成
する工程と、前記第2導電型のG a A.s系半導体
層上にストライプ状の絶縁体層を形成する工程と、前記
第2導電型のGaAs系半導体層を前記ストライプ状の
絶縁体層をマスクとして、エッチング後の前記第2導電
型のGaAs系半導体層の端とストライプ状の絶縁体層
のマスクの端との距離が、第2導電型のGaAs系半導
体層と上側のクラッド層の厚みの和より大きくなるよう
にエッチングする工程と、前記ダブルヘテロ構造の下側
のクラッド層の途中までこれをエッチングしてメサ状の
ストライプを形成する工程と、前記ストライプ状の絶縁
体層を選択マスクとして有機金属熱分解気相或長法で第
1導電型GaAsまたはGaInPをメサ状のストライ
プ以外の部分へ形成する工程と、前記−ストライプ状の
絶縁体眉を除去し第2導電型で活性層よりも屈折率の小
さい(A I K Ga+−x ) o.s I no
.s P層を形戊する工程を含む. (作用) AIGaInP系の場合、液相成長法では成長が困龍で
、MOVPE法でもS i 0 2などをマスクとした
選択成長は困難である。そこで本発明ではダブルヘテロ
構造を形成した後に絶縁体膜を選択成長のマスクとし、
このマスクの両端が大きく突き出たようになるメサスト
ライプを形戚ずる.こうすることによりマスクの影にな
る部分には原料ガスが到達できずメサ以外の部分にのみ
電流狭窄層を自己整合的に形成できる.そしてマスクを
除去した後に、活性層よりも屈折率の小さい(A l
z Ga+−* ) o.s I no.s P層を形
成すれば活性層の両端もこの層で埋め込まれ実屈折型の
レーザ横遣が実現でき弁点収差の小さなレーザが得られ
る. (実施例) 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する.第1図は
本発明により得られる半導体レーザ装置の一実施例を示
すレーザチツプの断面図であり、第2図(a)〜(d)
は本発明によるレーサ装置の一実施例を示す製造工程図
である. まず一回目の減圧MOVPEによる成長で、n型GaA
s基板1上に、n型(A I 0.6 Gao.< )
o.s I no.s P層2、Gao.s I no
% P活性噌3、P型(A I o.h G &o.
< ) o.s I no.s Pクラッド層4、p型
GaAsキャップ層5を順次形成する,成長条件は、例
えば温度700℃、圧力70’l”orr、V/1 1
1=200、キャリアガス(H1)の全流量151/
minとする.原料としては、トリメチルインジウム(
’I’MI:(CHs )3 In) }リエチルガ
リウム(TEG : (CI Hs )x Ga) 、
}’リメチルアルミニウム(TMA : ( CHs
) s A 1 ) 、アルシン(AsH,)、ホスフ
イン(PH3)、n型ドーパント:セレン化水素(H−
t Se ) 、P型ドーパント:ジメチルジンク(D
MZ :(CH3 ) x Z n )が用いられる.
こうして或長したウエハにフォトリングラフイにより幅
7μmのストライプ状のS i O 2マスク9を形成
する(第2図<a)).次に、このSto2マスク9を
用いてp型GaAs’rヤツプ層5を例えば幅3μmに
なるまで選択的にメサ状にエッチングし、引き続いて、
n型( A I o. G ao.< ) o.sI
no.s Pl2、G ao.s I n o.q P
活性層3.p型(A I o.a G&o4) o.s
I no.s PクラッドM4をn型(A l o.
6 G ao.4) o.s I n。.P層2の途中
までエッチングする(第2図(b)).ここで、p型G
a A s ’r ヤツ7層5のエッチング幅3μm
は、エッチング後のp型GaAsキャップ層5の端とス
トライプ状のSiOzWA9のマスクの端との距離が、
p型GaAsキャップ層5と上側のクラッド層4の厚み
の和より大きくなるように選定されたものである.その
後S i O 2マスク9をつけたまま減圧MOVPH
により二回目の或長を行いn型GaAs層6を形成する
(第2図(c)).そしてS I O 2マスク9を除
去した後に、減圧MOVPEにより三回目の成長を行い
p型(A I o. 6Gao.4) o.s I n
o.s Pj!lめ込み層7、p型GaAsコンタクト
層8を形成する.最後に、P + n両電極を形成して
キャビティ長250μmにへき関し、個々のチップに分
離する.以上の工程により得られた半導体レーザ装置の
断面図が第1図に示され、本半導体レーザ装置の非点収
差は2μm以下であることが実験的に確認された.この
値は従来方法による半導体レーザ装置の非点収差5〜1
0μmと比較して大幅に改善されていることがわかる. 以上述べた実施例では、活性層を特定の組戒としたが、
これらは本発明の要件を満たす範囲で、活性層は制作す
るレーザ装置に要求される発振波長要件を満たす組成や
量子井戸にすればよく、クラッド層組戒は用いる活性層
組戒に対して光とキャリアの閉じ込めが十分にできる組
成を選べばよい.また、レーザ装置に要求される特性に
よりSCHIl造にするなどクラッド層をより多層化す
ることもできる. (発明の効果) 以上説明したように本発明による半導体レーザ装置の製
造方法に基づけば非点収差の小さい半導体レーザを得る
ことができる.
第1図は本発明により得られる半導体レーザ装置の一実
施例を示す断面図、第2図(a)〜(d)は本発明の制
作工程を示す断面図、第3図は従来の半尋体レーザ装置
の例を示す断面図である.1 −−− n型GaAs基
板、2−n型(AI.,aG ao.* ) o.s
I no.g Pクラッド層、3・・・G ao.s
I no.s P活性層、4 ・p型(AI0.4Ga
o,) o.s I no.i Pクラッド層、5−P
型GaAsキャップ層、6−n型GaAs層、7 ・p
型(A l o.a G ao.a ) o.s I
no.s P埋め込み層、8・・・p型GaAsコンタ
クト層、9・・・st021模,
施例を示す断面図、第2図(a)〜(d)は本発明の制
作工程を示す断面図、第3図は従来の半尋体レーザ装置
の例を示す断面図である.1 −−− n型GaAs基
板、2−n型(AI.,aG ao.* ) o.s
I no.g Pクラッド層、3・・・G ao.s
I no.s P活性層、4 ・p型(AI0.4Ga
o,) o.s I no.i Pクラッド層、5−P
型GaAsキャップ層、6−n型GaAs層、7 ・p
型(A l o.a G ao.a ) o.s I
no.s P埋め込み層、8・・・p型GaAsコンタ
クト層、9・・・st021模,
Claims (1)
- 第1導電型GaAs基板上に、活性層およびこの活性
層をはさみ前記活性層よりも屈折率の小さいクラッド層
からなる(Al_xGa_1_−_x)_0_._51
n_0_._5P(0≦x≦1)系のダブルヘテロ構造
を形成する工程と、前記ダブルヘテロ構造上に第2導電
型のGaAs系半導体層を形成する工程と、前記第2導
電型のGaAs系半導体層上にストライプ状の絶縁体層
を形成する工程と、前記第2導電型のGaAs系半導体
層を前記ストライプ状の絶縁体層をマスクとして、エッ
チング後の前記第2導電型のGaAs系半導体層の端と
ストライプ状の絶縁体層のマスクの端との距離が、第2
導電型のGaAs系半導体層と上側のクラッド層の厚み
の和より大きくなるようにエッチングする工程と、前記
ダブルヘテロ構造の下側のクラッド層の途中までこれを
エッチングしてメサ状のストライプを形成する工程と、
前記ストライプ状の絶縁体層を選択マスクとして有機金
属熱分解気相成長法で第1導電型GaAsまたはGaI
nPをメサ状のストライプ以外の部分へ形成する工程と
、前記ストライプ状の絶縁体層を除去し第2導電型で活
性層よりも屈折率の小さい(Al_xGa_1_−_x
)_0_._5In_0_._5P層を形成する工程を
含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18954989A JPH0353581A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18954989A JPH0353581A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353581A true JPH0353581A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16243179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18954989A Pending JPH0353581A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0353581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6733607B2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-05-11 | Harris Corporation | Embedded hermetic cavity formation in low temperature cofired ceramic |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP18954989A patent/JPH0353581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6733607B2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-05-11 | Harris Corporation | Embedded hermetic cavity formation in low temperature cofired ceramic |
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