JPH04216691A - 半導体レーザ装置とその製法 - Google Patents
半導体レーザ装置とその製法Info
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- H01S5/2205—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 comprising special burying or current confinement layers
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- H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置とそ
の製法に係わり、特に基板に対して垂直に光を出射する
いわゆる面発光半導体レーザ装置とその製法に係わる。
の製法に係わり、特に基板に対して垂直に光を出射する
いわゆる面発光半導体レーザ装置とその製法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ装置は、基板上に半
導体層を形成して光出力端面において劈開して共振器を
形成し、基板に対して平行にレーザ光を出射するもので
あり、１次元アレイ化は可能であるが、２次元アレイ化
は不可能とされている。
導体層を形成して光出力端面において劈開して共振器を
形成し、基板に対して平行にレーザ光を出射するもので
あり、１次元アレイ化は可能であるが、２次元アレイ化
は不可能とされている。
【０００３】これに対して、基板に対し垂直に光を出射
するいわゆる面発光半導体レーザは、その構成上２次元
アレイ化が容易である。また劈開面を用いないため端面
劣化による最大出力の制限がなく、高出力化をはかるこ
とができる。更に、個々の半導体素子に切り出さなくて
もウェーハの状態で特性評価を行うことができるという
利点を有する。
するいわゆる面発光半導体レーザは、その構成上２次元
アレイ化が容易である。また劈開面を用いないため端面
劣化による最大出力の制限がなく、高出力化をはかるこ
とができる。更に、個々の半導体素子に切り出さなくて
もウェーハの状態で特性評価を行うことができるという
利点を有する。
【０００４】このような面発光半導体レーザ装置として
は、例えば月刊セミコンダクター・ワールド（Ｓｅｍｉ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ）の第１３１頁〜第
１３５頁に詳細な説明が記載されている。
は、例えば月刊セミコンダクター・ワールド（Ｓｅｍｉ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ）の第１３１頁〜第
１３５頁に詳細な説明が記載されている。
【０００５】しかしながら、従来の面発光半導体レーザ
装置では、その製造工程において、エッチングと、２回
〜３回の結晶成長を行って埋込み構造を得ているため、
製造工程が複雑で、歩留りの低下を招いている。また、
このような埋込み構造ではエッチングの際に、埋込み領
域の周辺界面がＯ２ 等との化学的反応や物理的損傷に
よって結晶欠陥が生じる場合があり、出射レーザ光のニ
アフィールドパターンが崩れる等の問題が生じて高集積
度化を行うことが難しいという問題があった。
装置では、その製造工程において、エッチングと、２回
〜３回の結晶成長を行って埋込み構造を得ているため、
製造工程が複雑で、歩留りの低下を招いている。また、
このような埋込み構造ではエッチングの際に、埋込み領
域の周辺界面がＯ２ 等との化学的反応や物理的損傷に
よって結晶欠陥が生じる場合があり、出射レーザ光のニ
アフィールドパターンが崩れる等の問題が生じて高集積
度化を行うことが難しいという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな面発光半導体レーザ装置において、特性の向上をは
かり、また製法の簡単化及び確実化をはかって生産性の
向上をはかる。
うな面発光半導体レーザ装置において、特性の向上をは
かり、また製法の簡単化及び確実化をはかって生産性の
向上をはかる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザ装置の一例の略線的拡大断面図を図１に示す。本発明
は、化合物半導体基板１の｛１１１｝Ａ面１Ａ上に、辺
２ａ，２ｂ，２ｃが特定方向の向きを有する平面正三角
形のメサ突起２を有し、少なくともこのメサ突起２上に
、有機金属気相成長法で順次形成した化合物半導体層を
有する。
ザ装置の一例の略線的拡大断面図を図１に示す。本発明
は、化合物半導体基板１の｛１１１｝Ａ面１Ａ上に、辺
２ａ，２ｂ，２ｃが特定方向の向きを有する平面正三角
形のメサ突起２を有し、少なくともこのメサ突起２上に
、有機金属気相成長法で順次形成した化合物半導体層を
有する。
【０００８】また他の本発明は、化合物半導体基板１の
｛１１１｝Ａ面１Ａ上に、辺２ａ，２ｂ，２ｃが特定方
向の向きを有する平面正三角形のメサ突起２を形成し、
この基板１Ａ上に活性層６を含む化合物半導体層を有機
金属気相成長法で順次積層形成し、このとき生じるメサ
突起２上の｛１１１｝Ｂ面で囲まれた化合物半導体積層
部１０の活性層６を発光領域とする。
｛１１１｝Ａ面１Ａ上に、辺２ａ，２ｂ，２ｃが特定方
向の向きを有する平面正三角形のメサ突起２を形成し、
この基板１Ａ上に活性層６を含む化合物半導体層を有機
金属気相成長法で順次積層形成し、このとき生じるメサ
突起２上の｛１１１｝Ｂ面で囲まれた化合物半導体積層
部１０の活性層６を発光領域とする。
【０００９】
【作用】上述したように本発明半導体レーザ装置では化
合物半導体基板の｛１１１｝Ａ面上に特定の向きの三辺
を有する平面正三角形のメサ突起２を形成するものであ
るが、図２に要部の略線的拡大上面図を示すように、こ
のメサ突起２の辺を特定の結晶軸方向に選定して形成し
、図３に要部の斜視図を示すように、このメサ突起２上
に有機金属気相成長（以下ＭＯＣＶＤという）法で化合
物半導体層をエピタキシャル成長すると、それぞれ辺２
ａ，２ｂ，２ｃに沿って面１Ａと約７１°の角度を成す
｛１１１｝Ｂ面より成る斜面１０ａ，１０ｂ，１０ｃが
自然発生的に生じ、この｛１１１｝Ｂ面より成る正四面
体構造の化合物半導体層が形成される。
合物半導体基板の｛１１１｝Ａ面上に特定の向きの三辺
を有する平面正三角形のメサ突起２を形成するものであ
るが、図２に要部の略線的拡大上面図を示すように、こ
のメサ突起２の辺を特定の結晶軸方向に選定して形成し
、図３に要部の斜視図を示すように、このメサ突起２上
に有機金属気相成長（以下ＭＯＣＶＤという）法で化合
物半導体層をエピタキシャル成長すると、それぞれ辺２
ａ，２ｂ，２ｃに沿って面１Ａと約７１°の角度を成す
｛１１１｝Ｂ面より成る斜面１０ａ，１０ｂ，１０ｃが
自然発生的に生じ、この｛１１１｝Ｂ面より成る正四面
体構造の化合物半導体層が形成される。
【００１０】これは、このような｛１１１｝Ｂ結晶面が
一旦自然発生的に生じると、この｛１１１｝Ｂ面上では
、特にメチル系ＭＯＣＶＤ法による場合はエピタキシャ
ル成長が生じにくいことに因るものである。このためメ
サ突起２上の活性層６は、メサ突起２上とメサ溝内とで
互いに他と分断して形成されることとなり、活性層端面
のエッチング等を行うことなく自然発生的に斜面１０ａ
，１０ｂ，１０ｃによって三方を囲まれた活性層６を得
ることができる。
一旦自然発生的に生じると、この｛１１１｝Ｂ面上では
、特にメチル系ＭＯＣＶＤ法による場合はエピタキシャ
ル成長が生じにくいことに因るものである。このためメ
サ突起２上の活性層６は、メサ突起２上とメサ溝内とで
互いに他と分断して形成されることとなり、活性層端面
のエッチング等を行うことなく自然発生的に斜面１０ａ
，１０ｂ，１０ｃによって三方を囲まれた活性層６を得
ることができる。
【００１１】従って、このような正四面体構造の化合物
半導体積層部１０内に活性層６を設けてこの活性層６か
ら、化合物半導体基板１の面１Ａに対して直交する方向
にレーザ光Ｌを発光する、面発光型の半導体レーザ装置
を得ることができる。
半導体積層部１０内に活性層６を設けてこの活性層６か
ら、化合物半導体基板１の面１Ａに対して直交する方向
にレーザ光Ｌを発光する、面発光型の半導体レーザ装置
を得ることができる。
【００１２】このようにして形成される面発光型の半導
体レーザ装置は、上述したように１回のエピタキシャル
成長によって形成することができるため、製法の簡単化
及び確実化をはかって生産性の向上をはかることができ
ると共に、エッチングの際にＯ２ 等との化学的反応や
物理的損傷によって生じる埋込み領域の周辺界面の結晶
欠陥の発生を回避して、発光効率等の特性の向上、信頼
性の向上をはかり、出射レーザ光のニアフィールドパタ
ーンを改善することができる。更に、このような正三角
形のメサ突起２を２次元的に配列することによって、活
性層６によるレーザ発光部が高密度に２次元的に配列さ
れて成る２次元アレイ型半導体レーザ装置を得ることが
できる。
体レーザ装置は、上述したように１回のエピタキシャル
成長によって形成することができるため、製法の簡単化
及び確実化をはかって生産性の向上をはかることができ
ると共に、エッチングの際にＯ２ 等との化学的反応や
物理的損傷によって生じる埋込み領域の周辺界面の結晶
欠陥の発生を回避して、発光効率等の特性の向上、信頼
性の向上をはかり、出射レーザ光のニアフィールドパタ
ーンを改善することができる。更に、このような正三角
形のメサ突起２を２次元的に配列することによって、活
性層６によるレーザ発光部が高密度に２次元的に配列さ
れて成る２次元アレイ型半導体レーザ装置を得ることが
できる。
【００１３】
【実施例】以下本発明半導体レーザ装置の一例を、図１
〜図３及び図４Ａ〜Ｃの製造工程図を参照して詳細に説
明する。この例ではＡｌＧａＡｓ系のＩＩＩ−Ｖ族化合
物による面発光型の半導体レーザ装置の例で、図４Ａに
おいて１は例えばｎ型のＧａＡｓ等より成る化合物半導
体基板で、これの｛１１１｝Ａ面例えば（１１１）Ａ面
より成る面１Ａ上にメサ突起２を形成する。
〜図３及び図４Ａ〜Ｃの製造工程図を参照して詳細に説
明する。この例ではＡｌＧａＡｓ系のＩＩＩ−Ｖ族化合
物による面発光型の半導体レーザ装置の例で、図４Ａに
おいて１は例えばｎ型のＧａＡｓ等より成る化合物半導
体基板で、これの｛１１１｝Ａ面例えば（１１１）Ａ面
より成る面１Ａ上にメサ突起２を形成する。
【００１４】このメサ突起２は図２に示すように、平面
正三角形とし、その三角形の各辺２ａ，２ｂ，２ｃが特
定の向きを成すように形成する。即ちこの場合それぞれ
辺２ａが
正三角形とし、その三角形の各辺２ａ，２ｂ，２ｃが特
定の向きを成すように形成する。即ちこの場合それぞれ
辺２ａが
【外１】
結晶軸方向、辺２ｂが
【外２】
結晶軸方向、辺２ｃが
【外３】
結晶軸方向に平行な向きに選定される。またこの三角形
の向きは、２図の紙面において上部の頂点即ち辺２ａ及
び２ｃの交叉する頂点を２Ｔとすると、辺２ｂから頂点
２Ｔに向かう、矢印ｋで示す方向を
の向きは、２図の紙面において上部の頂点即ち辺２ａ及
び２ｃの交叉する頂点を２Ｔとすると、辺２ｂから頂点
２Ｔに向かう、矢印ｋで示す方向を
【外４】
結晶軸方向に選定する。
【００１５】このような方向に各辺２ａ，２ｂ，２ｃを
有する正三角形のメサ突起２の形成方法は、辺２ｂが紙
面に沿う方向の断面図を図４Ａに示すように、例えばフ
ォトリソグラフィの適用によりフォトレジストの塗布、
パターン露光、現像を行ってパターニングされたフォト
レジスト等より成るエッチングマスク２１を、化合物半
導体基板１の面１Ａ上に形成した後、このエッチングマ
スク２１をマスクとして、化合物半導体基板１を硫酸系
の例えばＨ２ ＳＯ４とＨ２ Ｏ２ とＨ２ Ｏとが３
：１：１の割合で混合されたエッチング液による結晶学
的エッチングすることによって形成する。
有する正三角形のメサ突起２の形成方法は、辺２ｂが紙
面に沿う方向の断面図を図４Ａに示すように、例えばフ
ォトリソグラフィの適用によりフォトレジストの塗布、
パターン露光、現像を行ってパターニングされたフォト
レジスト等より成るエッチングマスク２１を、化合物半
導体基板１の面１Ａ上に形成した後、このエッチングマ
スク２１をマスクとして、化合物半導体基板１を硫酸系
の例えばＨ２ ＳＯ４とＨ２ Ｏ２ とＨ２ Ｏとが３
：１：１の割合で混合されたエッチング液による結晶学
的エッチングすることによって形成する。
【００１６】そして図４Ｂに示すように、このメサ突起
２上を含んで全面的にメチル系ＭＯＣＶＤ法により化合
物半導体層をエピタキシャル成長する。即ち例えばｎ型
のＡｌＧａＡｓ等より成る第１導電型の第１のクラッド
層３、ＡｌＧａＡｓ系即ちＡｌＡｓ／ＧａＡｓ等の積層
によるブラッグ反射層４、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓ等
より成る第１導電型の第２のクラッド層５、ＧａＡｓ等
より成る活性層６、例えばｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成
る第２導電型の第１のクラッド層７、例えばＡｌＧａＡ
ｓ系のブラッグ反射層８、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成
る第２導電型の第２のクラッド層９を順次エピタキシャ
ル成長する。
２上を含んで全面的にメチル系ＭＯＣＶＤ法により化合
物半導体層をエピタキシャル成長する。即ち例えばｎ型
のＡｌＧａＡｓ等より成る第１導電型の第１のクラッド
層３、ＡｌＧａＡｓ系即ちＡｌＡｓ／ＧａＡｓ等の積層
によるブラッグ反射層４、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓ等
より成る第１導電型の第２のクラッド層５、ＧａＡｓ等
より成る活性層６、例えばｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成
る第２導電型の第１のクラッド層７、例えばＡｌＧａＡ
ｓ系のブラッグ反射層８、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成
る第２導電型の第２のクラッド層９を順次エピタキシャ
ル成長する。
【００１７】このときメサ突起２上では、図３に示すよ
うに、それぞれ辺２ａ，２ｂ，２ｃに沿って面１Ａと約
７１°を成す｛１１１｝Ｂ結晶面が自然発生的に生じる
と、この｛１１１｝Ｂ結晶面上ではメチル系ＭＯＣＶＤ
法によるエピタキシャル成長が生じにくいため、図４Ｂ
に示すように各化合物半導体層３、４、５、６、７、８
、９はメサ突起２上とメサ溝内とで互いに他と分断して
形成される。そしてメサ突起２上では底面となる面１Ａ
と、｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面１０ａ，１０ｂ，
１０ｃとより構成され、ｐ型の第２のクラッド層９をエ
ピタキシャル成長途中で、各斜面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃが交叉するように、各層の厚さを選定し、正四面体の
化合物半導体積層部１０を形成する。
うに、それぞれ辺２ａ，２ｂ，２ｃに沿って面１Ａと約
７１°を成す｛１１１｝Ｂ結晶面が自然発生的に生じる
と、この｛１１１｝Ｂ結晶面上ではメチル系ＭＯＣＶＤ
法によるエピタキシャル成長が生じにくいため、図４Ｂ
に示すように各化合物半導体層３、４、５、６、７、８
、９はメサ突起２上とメサ溝内とで互いに他と分断して
形成される。そしてメサ突起２上では底面となる面１Ａ
と、｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面１０ａ，１０ｂ，
１０ｃとより構成され、ｐ型の第２のクラッド層９をエ
ピタキシャル成長途中で、各斜面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃが交叉するように、各層の厚さを選定し、正四面体の
化合物半導体積層部１０を形成する。
【００１８】またこのときｐ型の第２のクラッド層９の
厚さを適切に選定することにより、メサ溝内のこのｐ型
のクラッド層９の上面が、メサ突起２上のｎ型の第２の
クラッド層５の途中位置に来るようにし、このｐ型の第
２のクラッド層９上に続いてｎ型のＡｌＧａＡｓ等より
成る電流ブロック層１１をエピタキシャル成長し、この
ｎ型電流ブロック層１１がメサ突起２上の活性層６の斜
面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ上の端面を覆うように形成す
る。
厚さを適切に選定することにより、メサ溝内のこのｐ型
のクラッド層９の上面が、メサ突起２上のｎ型の第２の
クラッド層５の途中位置に来るようにし、このｐ型の第
２のクラッド層９上に続いてｎ型のＡｌＧａＡｓ等より
成る電流ブロック層１１をエピタキシャル成長し、この
ｎ型電流ブロック層１１がメサ突起２上の活性層６の斜
面１０ａ，１０ｂ，１０ｃ上の端面を覆うように形成す
る。
【００１９】そして図４Ｃに示すように、この電流ブロ
ック層１１の上に第２導電型例えばｐ型のＡｌＧａＡｓ
等より成る第３のクラッド層１２を、比較的厚くエピタ
キシャル成長する。この場合、初期においては｛１１１
｝Ｂ結晶面上ではエピタキシャル成長が生じないが、各
斜面１０ａ，１０ｂ，１０ｃの衝き合わせ部に｛１１１
｝Ｂ結晶面以外の面が発生してくることにより、全面的
にエピタキシャル成長されることとなる。そしてこの上
に第２導電型例えばｐ型のＧａＡｓ等より成るキャップ
層１３をエピタキシャル成長し、これの上にＴｉ−Ｐｔ
−Ａｕ等より成る金属層を蒸着した後選択的に例えばフ
ォトリソグラフィの適用によりパターニングして電極層
１４を形成する。そして図１に示すように化合物半導体
基板１の裏面にＡｕＧｅ−Ｎｉ−Ａｕ等より成る金属層
を積層した後アロイ化してｎ型の電極層１５を形成して
、化合物半導体積層部１０の頂部から電極層１４側に向
かってレーザ光Ｌを発光する埋込みヘテロ型かつ分布反
射型の面発光半導体レーザ装置を得ることができる。
ック層１１の上に第２導電型例えばｐ型のＡｌＧａＡｓ
等より成る第３のクラッド層１２を、比較的厚くエピタ
キシャル成長する。この場合、初期においては｛１１１
｝Ｂ結晶面上ではエピタキシャル成長が生じないが、各
斜面１０ａ，１０ｂ，１０ｃの衝き合わせ部に｛１１１
｝Ｂ結晶面以外の面が発生してくることにより、全面的
にエピタキシャル成長されることとなる。そしてこの上
に第２導電型例えばｐ型のＧａＡｓ等より成るキャップ
層１３をエピタキシャル成長し、これの上にＴｉ−Ｐｔ
−Ａｕ等より成る金属層を蒸着した後選択的に例えばフ
ォトリソグラフィの適用によりパターニングして電極層
１４を形成する。そして図１に示すように化合物半導体
基板１の裏面にＡｕＧｅ−Ｎｉ−Ａｕ等より成る金属層
を積層した後アロイ化してｎ型の電極層１５を形成して
、化合物半導体積層部１０の頂部から電極層１４側に向
かってレーザ光Ｌを発光する埋込みヘテロ型かつ分布反
射型の面発光半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２０】このようにして形成される半導体レーザ装
置は、上述したように１回のエピタキシャル成長によっ
て形成することができるため、製法の簡単化及び確実化
をはかって生産性の向上をはかることができると共に、
エッチングの際にＯ２ 等との化学的反応や物理的損傷
によって生じる埋込み領域の周辺界面の結晶欠陥の発生
を回避して、発光効率等の特性の向上、信頼性の向上を
はかり、出射レーザ光のニアフィールドパターンを改善
することができる。更に、このような正三角形のメサ突
起２を２次元的に配列することによって、活性層６によ
るレーザ発光部が高密度に２次元的に配列されて成る２
次元アレイ型半導体レーザ装置を得ることができる。
置は、上述したように１回のエピタキシャル成長によっ
て形成することができるため、製法の簡単化及び確実化
をはかって生産性の向上をはかることができると共に、
エッチングの際にＯ２ 等との化学的反応や物理的損傷
によって生じる埋込み領域の周辺界面の結晶欠陥の発生
を回避して、発光効率等の特性の向上、信頼性の向上を
はかり、出射レーザ光のニアフィールドパターンを改善
することができる。更に、このような正三角形のメサ突
起２を２次元的に配列することによって、活性層６によ
るレーザ発光部が高密度に２次元的に配列されて成る２
次元アレイ型半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２１】尚、本発明半導体レーザ装置は上述の構成
に限るものではなく、その他種々の構成とすることがで
きる。
に限るものではなく、その他種々の構成とすることがで
きる。
【００２２】即ち例えば図５に示すように、ｎ型のＧａ
Ａｓ等より成る化合物半導体基板１の｛１１１｝Ａ面例
えば（１１１）Ａ面より成る主面１Ａ上に、図２で説明
した上述の例と同方向に辺２ａ，２ｂ，２ｃを有するメ
サ突起２を形成する。そしてこのメサ突起２上に順次ｎ
型のＡｌＧａＡｓ等より成る第１導電型の第１のクラッ
ド層３、ＡｌＧａＡｓ系等のブラッグ反射層５、ＧａＡ
ｓ等より成る活性層６、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る
第２導電型の第１のクラッド層７及びｎ型のＡｌＧａＡ
ｓ等より成る電流ブロック層１１を順次エピタキシャル
成長する。
Ａｓ等より成る化合物半導体基板１の｛１１１｝Ａ面例
えば（１１１）Ａ面より成る主面１Ａ上に、図２で説明
した上述の例と同方向に辺２ａ，２ｂ，２ｃを有するメ
サ突起２を形成する。そしてこのメサ突起２上に順次ｎ
型のＡｌＧａＡｓ等より成る第１導電型の第１のクラッ
ド層３、ＡｌＧａＡｓ系等のブラッグ反射層５、ＧａＡ
ｓ等より成る活性層６、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る
第２導電型の第１のクラッド層７及びｎ型のＡｌＧａＡ
ｓ等より成る電流ブロック層１１を順次エピタキシャル
成長する。
【００２３】この場合、上述の例と同様に、メサ突起２
上では｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面１０ａ，１０ｂ
，１０ｃによって正四面体を成す化合物半導体積層部１
０が形成され、また各層の厚さを適切に選定することに
より、第２導電型の第１のクラッド層７のエピタキシャ
ル成長途中でメサ突起２上の斜面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃが交叉し、かつメサ溝内の第２導電型の第１のクラッ
ド層７の上面がメサ突起２上の第１導電型の第２のクラ
ッド層５の途中位置に達するように成して、この上の電
流ブロック層１１がメサ突起２上の活性層６の各斜面１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ上の端面に接するようになされる
。
上では｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面１０ａ，１０ｂ
，１０ｃによって正四面体を成す化合物半導体積層部１
０が形成され、また各層の厚さを適切に選定することに
より、第２導電型の第１のクラッド層７のエピタキシャ
ル成長途中でメサ突起２上の斜面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃが交叉し、かつメサ溝内の第２導電型の第１のクラッ
ド層７の上面がメサ突起２上の第１導電型の第２のクラ
ッド層５の途中位置に達するように成して、この上の電
流ブロック層１１がメサ突起２上の活性層６の各斜面１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ上の端面に接するようになされる
。
【００２４】そしてこの電流ブロック層１１上にｐ型の
ＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の第２のクラッド層
１７を全面的にエピタキシャル成長し、この上面にＳｉ
Ｏ２ 、ＳｉＮ及びＴｉＯ２ 等より成る誘電体層を被
着した後、化合物半導体積層部１０の上部に位置するよ
うに選択的にフォトリソグラフィ等の適用によりパター
ニングして誘電体多層反射膜１８を形成して、化合物半
導体積層部１０内の活性層６から、この誘電体多層反射
膜１８を通してレーザ光Ｌを発光する埋込みヘテロ型で
分布反射型の面発光半導体レーザ装置を得ることができ
る。
ＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の第２のクラッド層
１７を全面的にエピタキシャル成長し、この上面にＳｉ
Ｏ２ 、ＳｉＮ及びＴｉＯ２ 等より成る誘電体層を被
着した後、化合物半導体積層部１０の上部に位置するよ
うに選択的にフォトリソグラフィ等の適用によりパター
ニングして誘電体多層反射膜１８を形成して、化合物半
導体積層部１０内の活性層６から、この誘電体多層反射
膜１８を通してレーザ光Ｌを発光する埋込みヘテロ型で
分布反射型の面発光半導体レーザ装置を得ることができ
る。
【００２５】また例えば図６に示すように、ｎ型のＧａ
Ａｓ等より成る化合物半導体基板１の｛１１１｝Ａ面例
えば（１１１）Ａ面より成る主面１Ａ上に、上述の例と
同方向に辺２ａ，２ｂ，２ｃを有するメサ突起２を形成
し、このメサ突起２上に順次ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より
成る第１導電型の第１のクラッド層３、ＧａＡｓ等より
成る活性層６、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電
型の第１のクラッド層７、ＡｌＧａＡｓ系等のブラッグ
反射層８、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の
第２のクラッド層９及びｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る
電流ブロック層１１を順次エピタキシャル成長する。
Ａｓ等より成る化合物半導体基板１の｛１１１｝Ａ面例
えば（１１１）Ａ面より成る主面１Ａ上に、上述の例と
同方向に辺２ａ，２ｂ，２ｃを有するメサ突起２を形成
し、このメサ突起２上に順次ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より
成る第１導電型の第１のクラッド層３、ＧａＡｓ等より
成る活性層６、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電
型の第１のクラッド層７、ＡｌＧａＡｓ系等のブラッグ
反射層８、ｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の
第２のクラッド層９及びｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る
電流ブロック層１１を順次エピタキシャル成長する。
【００２６】この場合、上述の例と同様に、メサ突起２
上では｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面１０ａ，１０ｂ
，１０ｃによって正四面体を成す化合物半導体積層部１
０が形成され、また各層の厚さを適切に選定することに
より、第２導電型の第２のクラッド層９のエピタキシャ
ル成長途中でメサ突起２上の斜面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃが交叉し、かつメサ溝内の第２導電型の第２のクラッ
ド層９の上面がメサ突起２上の第１導電型の第２のクラ
ッド層５の途中位置に達するように成して、電流ブロッ
ク層１１がメサ突起２上の活性層６の各斜面１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ上の端面に接するようになされる。
上では｛１１１｝Ｂ結晶面より成る斜面１０ａ，１０ｂ
，１０ｃによって正四面体を成す化合物半導体積層部１
０が形成され、また各層の厚さを適切に選定することに
より、第２導電型の第２のクラッド層９のエピタキシャ
ル成長途中でメサ突起２上の斜面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃが交叉し、かつメサ溝内の第２導電型の第２のクラッ
ド層９の上面がメサ突起２上の第１導電型の第２のクラ
ッド層５の途中位置に達するように成して、電流ブロッ
ク層１１がメサ突起２上の活性層６の各斜面１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ上の端面に接するようになされる。
【００２７】そしてこの電流ブロック層１１上にｐ型の
ＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の第３のクラッド層
１２を全面的にエピタキシャル成長した後、化合物半導
体基板１の裏面１Ｂからメサ突起２上の第１導電型の第
１のクラッド層３に達するように溝１９を選択的エッチ
ングによって形成する。この場合基板１をＧａＡｓとし
、第１導電型の第１のクラッド層３をＡｌＧａＡｓとし
たので、選択性よくエッチングすることができる。そし
てこの溝１９内に第１導電型の第１のクラッド層上にＳ
ｉＯ２ 、ＳｉＮ及びＴｉＯ２ 等の積層された誘電体
多層反射膜１８を被着して、化合物半導体積層部１０内
の活性層６から、この誘電体多層反射膜１８を通してレ
ーザ光Ｌを発光する埋込みヘテロ型で分布反射型の面発
光半導体レーザ装置を得ることができる。
ＡｌＧａＡｓ等より成る第２導電型の第３のクラッド層
１２を全面的にエピタキシャル成長した後、化合物半導
体基板１の裏面１Ｂからメサ突起２上の第１導電型の第
１のクラッド層３に達するように溝１９を選択的エッチ
ングによって形成する。この場合基板１をＧａＡｓとし
、第１導電型の第１のクラッド層３をＡｌＧａＡｓとし
たので、選択性よくエッチングすることができる。そし
てこの溝１９内に第１導電型の第１のクラッド層上にＳ
ｉＯ２ 、ＳｉＮ及びＴｉＯ２ 等の積層された誘電体
多層反射膜１８を被着して、化合物半導体積層部１０内
の活性層６から、この誘電体多層反射膜１８を通してレ
ーザ光Ｌを発光する埋込みヘテロ型で分布反射型の面発
光半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２８】この場合、図６に示す例と同様の構成によ
り、活性層６の組成を例えばＩｎＧａＡｓ等により形成
するときは、その発光波長がＧａＡｓより成る基板１に
対して透過性を有するため、上述した溝１９の堀り込み
深さを小として、ＧａＡｓ基板１が残留する構成として
もよい。
り、活性層６の組成を例えばＩｎＧａＡｓ等により形成
するときは、その発光波長がＧａＡｓより成る基板１に
対して透過性を有するため、上述した溝１９の堀り込み
深さを小として、ＧａＡｓ基板１が残留する構成として
もよい。
【００２９】図５及び図６の各例ともに、１回のエピタ
キシャル成長によって形成することができるため、製法
の簡単化及び確実化をはかって生産性の向上をはかるこ
とができると共に、エッチングの際にＯ２ 等との化学
的反応や物理的損傷によって生じる埋込み領域の周辺界
面の結晶欠陥の発生を回避して、発光効率等の特性の向
上、信頼性の向上をはかり、出射レーザ光のニアフィー
ルドパターンを改善することができる。更に、このよう
な正三角形のメサ突起２を２次元的に配列することによ
って、活性層６によるレーザ発光部が高密度に２次元的
に配列されて成る２次元アレイ型半導体レーザ装置を得
ることができる。
キシャル成長によって形成することができるため、製法
の簡単化及び確実化をはかって生産性の向上をはかるこ
とができると共に、エッチングの際にＯ２ 等との化学
的反応や物理的損傷によって生じる埋込み領域の周辺界
面の結晶欠陥の発生を回避して、発光効率等の特性の向
上、信頼性の向上をはかり、出射レーザ光のニアフィー
ルドパターンを改善することができる。更に、このよう
な正三角形のメサ突起２を２次元的に配列することによ
って、活性層６によるレーザ発光部が高密度に２次元的
に配列されて成る２次元アレイ型半導体レーザ装置を得
ることができる。
【００３０】尚、上述の各例ともに、各層の導電型は図
示とは反対の導電型とすることができ、また本発明構成
を逸脱しない範囲で、この他種々の構成を採り得る。
示とは反対の導電型とすることができ、また本発明構成
を逸脱しない範囲で、この他種々の構成を採り得る。
【００３１】
【発明の効果】上述したように、本発明半導体レーザ装
置によれば、１回のエピタキシャル成長によって形成す
ることができるため、製法の簡単化及び確実化をはかっ
て生産性の向上をはかることができると共に、エッチン
グの際にＯ２ 等との化学的反応や物理的損傷によって
生じる埋込み領域の周辺界面の結晶欠陥の発生を回避し
て、発光効率等の特性の向上、信頼性の向上をはかり、
出射レーザ光のニアフィールドパターンを改善すること
ができる。更に、このような正三角形のメサ突起２を２
次元的に配列することによって、活性層６によるレーザ
発光部が高密度に２次元的に配列されて成る２次元アレ
イ型半導体レーザ装置を得ることができる。
置によれば、１回のエピタキシャル成長によって形成す
ることができるため、製法の簡単化及び確実化をはかっ
て生産性の向上をはかることができると共に、エッチン
グの際にＯ２ 等との化学的反応や物理的損傷によって
生じる埋込み領域の周辺界面の結晶欠陥の発生を回避し
て、発光効率等の特性の向上、信頼性の向上をはかり、
出射レーザ光のニアフィールドパターンを改善すること
ができる。更に、このような正三角形のメサ突起２を２
次元的に配列することによって、活性層６によるレーザ
発光部が高密度に２次元的に配列されて成る２次元アレ
イ型半導体レーザ装置を得ることができる。
【図１】本発明半導体レーザ装置の一例の略線的拡大断
面図である。
面図である。
【図２】本発明半導体レーザ装置の一例の要部の略線的
拡大上面図である。
拡大上面図である。
【図３】本発明半導体レーザ装置の一例の要部の略線的
拡大斜視図である。
拡大斜視図である。
【図４】本発明半導体レーザ装置の製法の一例を示す製
造工程図である。
造工程図である。
【図５】本発明半導体レーザ装置の他の例の略線的拡大
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明半導体レーザ装置の他の例の略線的拡大
断面図である。
断面図である。
１ 化合物半導体基板
１Ａ 面
２ メサ突起
２ａ，２ｂ，２ｃ 辺
２Ｔ 頂点
３ 第１導電型の第１のクラッド層
４ ブラッグ反射層
５ 第１導電型の第２のクラッド層
６ 活性層
７ 第２導電型の第１のクラッド層
８ ブラッグ反射層
９ 第２導電型の第２のクラッド層
１０ 化合物半導体積層部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 斜面
１１ 電流ブロック層
１２ 第２導電型の第３のクラッド層１３ キャッ
プ層 １４ 電極層 １５ 電極層 １７ 第２導電型の第２のクラッド層１８ 誘電体
多層反射膜 １９ 溝 １Ｂ 裏面
プ層 １４ 電極層 １５ 電極層 １７ 第２導電型の第２のクラッド層１８ 誘電体
多層反射膜 １９ 溝 １Ｂ 裏面
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物半導体基板の｛１１１｝Ａ面上
に、辺が特定方向の向きを有する平面正三角形のメサ突
起を有し、少なくとも上記メサ突起上に、有機金属気相
成長法で順次形成した化合物半導体層を有することを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 化合物半導体基板の｛１１１｝Ａ面上
に、辺が特定方向の向きを有する平面正三角形のメサ突
起を形成し、上記基板上に活性層を含む化合物半導体層
を有機金属気相成長法で順次積層形成し、このとき生じ
る上記メサ突起上の｛１１１｝Ｂ面で囲まれた化合物半
導体積層部の活性層を発光領域とすることを特徴とする
半導体レーザ装置の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411137A JPH04216691A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 半導体レーザ装置とその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2411137A JPH04216691A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 半導体レーザ装置とその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216691A true JPH04216691A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=18520183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2411137A Pending JPH04216691A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 半導体レーザ装置とその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04216691A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971463A3 (en) * | 1998-07-10 | 2001-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Ring cavity laser |
| JP2002050829A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| GB2387024A (en) * | 2002-01-25 | 2003-10-01 | Arima Optoelectronic | Vcsel |
| EP0874425A3 (en) * | 1997-04-25 | 2004-01-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Ring cavity type surface emitting semiconductor laser and fabrication method thereof |
| WO2022091890A1 (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | ソニーグループ株式会社 | 面発光レーザおよび面発光レーザアレイ |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2411137A patent/JPH04216691A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0874425A3 (en) * | 1997-04-25 | 2004-01-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Ring cavity type surface emitting semiconductor laser and fabrication method thereof |
| EP0971463A3 (en) * | 1998-07-10 | 2001-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Ring cavity laser |
| US6282226B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Ring cavity laser |
| JP2002050829A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| GB2387024A (en) * | 2002-01-25 | 2003-10-01 | Arima Optoelectronic | Vcsel |
| WO2022091890A1 (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | ソニーグループ株式会社 | 面発光レーザおよび面発光レーザアレイ |
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