JPH04237183A - 歪み量子井戸レーザ - Google Patents
歪み量子井戸レーザInfo
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- JPH04237183A JPH04237183A JP580991A JP580991A JPH04237183A JP H04237183 A JPH04237183 A JP H04237183A JP 580991 A JP580991 A JP 580991A JP 580991 A JP580991 A JP 580991A JP H04237183 A JPH04237183 A JP H04237183A
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 15
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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、化合物半導体の光・電
子デバイスの高性能化に大きく寄与する歪み量子井戸レ
ーザの製造方法に関するものである。２種類のバンドギ
ャップの違う半導体から構成され、エネルギーギャップ
が大きい半導体によって他方の半導体が包み込まれ、活
性層となる量子井戸が基板と格子定数が異なり歪むこと
を特徴とした歪み量子井戸レーザに関するものである。
子デバイスの高性能化に大きく寄与する歪み量子井戸レ
ーザの製造方法に関するものである。２種類のバンドギ
ャップの違う半導体から構成され、エネルギーギャップ
が大きい半導体によって他方の半導体が包み込まれ、活
性層となる量子井戸が基板と格子定数が異なり歪むこと
を特徴とした歪み量子井戸レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば Ａ．Ｌａｓｓｏｎ，Ｓ．Ｆｏｒｏｕｈａｒ，Ｊ．Ｃｏｄ
ｙ ａｎｄ Ｒ．Ｊ．Ｌａｎｇ：「９８０ｎｍで発
振する高信頼性狭ストライプ・プッシュドモーフィック
・単一量子井戸レーザの高出力動作」（Ｈｉｇｈ−Ｐｏ
ｗｅｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｌ
ｙ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｎａｒｒｏｗ Ｓｔｒｉ
ｐｅＰｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ Ｓｉｎｇｌｅ
Ｑｕａｎｔｕｍ ＷｅｌｌＬａｓｅｒｓ Ｅｍｉｔ
ｔｉｎｇ ａｔ ９８０ ｎｍ）ＩＥＥＥ Ｐ
ＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴ
ＴＥＲＳ ＶＯＬ．２，Ｎｏ．５，ＭＡＹ，１９９０
年 Ｐ．３０７−３０９に記載されるものがあった。
例えば Ａ．Ｌａｓｓｏｎ，Ｓ．Ｆｏｒｏｕｈａｒ，Ｊ．Ｃｏｄ
ｙ ａｎｄ Ｒ．Ｊ．Ｌａｎｇ：「９８０ｎｍで発
振する高信頼性狭ストライプ・プッシュドモーフィック
・単一量子井戸レーザの高出力動作」（Ｈｉｇｈ−Ｐｏ
ｗｅｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｌ
ｙ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｎａｒｒｏｗ Ｓｔｒｉ
ｐｅＰｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ Ｓｉｎｇｌｅ
Ｑｕａｎｔｕｍ ＷｅｌｌＬａｓｅｒｓ Ｅｍｉｔ
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ＴＥＲＳ ＶＯＬ．２，Ｎｏ．５，ＭＡＹ，１９９０
年 Ｐ．３０７−３０９に記載されるものがあった。
【０００３】図２はかかる従来の分子線エピタキシャル
成長ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩ
Ｎ−ＳＣＨ ＳＱＷの組成プロファイル及び層厚を示
す図、図３はかかる歪み量子井戸レーザの断面図である
。 これらの図に示すように、この種の歪み量子井戸レーザ
の製造方法としては、分子線エピタキシャル成長によっ
て、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層２、ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Ｇｒａｔｅ
ｄ ＩｎｄｅｘＳｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅ
ｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒａｃｔｕｒｅ）＋Ｉｎ
ＧａＡｓ ＳＱＷ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌ）層３、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層５を積層した後、３μｍ程度
のストライプの領域を残し、屈折率導波機構を形成する
ため、活性層近傍までドライエッチングあるいは化学エ
ッチングでｐ−ＧａＡｓコンタクト層５、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層４の大部分を除去し、リッジ構造を形成
し、その後、絶縁膜６を用い電流狭窄を行っていた。
成長ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩ
Ｎ−ＳＣＨ ＳＱＷの組成プロファイル及び層厚を示
す図、図３はかかる歪み量子井戸レーザの断面図である
。 これらの図に示すように、この種の歪み量子井戸レーザ
の製造方法としては、分子線エピタキシャル成長によっ
て、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層２、ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Ｇｒａｔｅ
ｄ ＩｎｄｅｘＳｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅ
ｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒａｃｔｕｒｅ）＋Ｉｎ
ＧａＡｓ ＳＱＷ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌ）層３、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層４、
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層５を積層した後、３μｍ程度
のストライプの領域を残し、屈折率導波機構を形成する
ため、活性層近傍までドライエッチングあるいは化学エ
ッチングでｐ−ＧａＡｓコンタクト層５、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層４の大部分を除去し、リッジ構造を形成
し、その後、絶縁膜６を用い電流狭窄を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の歪み量子井戸レーザの製造方法では、基板と格
子整合しないＩｎＧａＡｓを全面に成長しており、発振
波長を長くする時、転位を発生させないで成長できる限
界に近い厚みの活性層を必要とするので、製造プロセス
中や高出力発振時にストレスに起因する欠陥が生じ易く
、レーザ素子が劣化するという欠点があった。
た従来の歪み量子井戸レーザの製造方法では、基板と格
子整合しないＩｎＧａＡｓを全面に成長しており、発振
波長を長くする時、転位を発生させないで成長できる限
界に近い厚みの活性層を必要とするので、製造プロセス
中や高出力発振時にストレスに起因する欠陥が生じ易く
、レーザ素子が劣化するという欠点があった。
【０００５】本発明は、以上に述べた活性層の全面にか
かったストレスが素子を劣化させるという問題点を除去
し、特性の向上を図り、信頼性の高い歪み量子井戸レー
ザを提供することを目的としている。
かったストレスが素子を劣化させるという問題点を除去
し、特性の向上を図り、信頼性の高い歪み量子井戸レー
ザを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、歪み量子井戸レーザにおいて、逆メサ構
造の段差付き基板と、該段差付き基板上に分子線エピタ
キシャル成長法により形成される活性層とを具備し、前
記基板の段差により活性層のつながりを断ち、発光領域
近傍の活性層にかかるストレスの許容度を大きくするよ
うにしたものである。
成するために、歪み量子井戸レーザにおいて、逆メサ構
造の段差付き基板と、該段差付き基板上に分子線エピタ
キシャル成長法により形成される活性層とを具備し、前
記基板の段差により活性層のつながりを断ち、発光領域
近傍の活性層にかかるストレスの許容度を大きくするよ
うにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明は、上記したように、分子線エピタキシ
ャル成長装置を用いて、逆メサの段差付き基板上に半導
体レーザ構造を形成し、段差により活性層のつながりを
断ち、発振領域近傍にかかるストレスの許容度を増大さ
せることができる。従って、従来のように、活性層の全
面にかかるストレスにより、素子を劣化させることはな
くなり、信頼性の高い歪み量子井戸レーザを得ることが
できる。
ャル成長装置を用いて、逆メサの段差付き基板上に半導
体レーザ構造を形成し、段差により活性層のつながりを
断ち、発振領域近傍にかかるストレスの許容度を増大さ
せることができる。従って、従来のように、活性層の全
面にかかるストレスにより、素子を劣化させることはな
くなり、信頼性の高い歪み量子井戸レーザを得ることが
できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の実施例を示す歪み量子井戸レ
ーザの製造工程断面図である。まず、図１（ａ）に示す
ように、分子線エピタキシャル成長により、通常のリソ
グラフィ技術と化学エッチングにより、＜０１１＞方向
に、幅１０μｍ程度のストライプに逆メサの段差付きｎ
−ＧａＡｓ（１００）基板１１上に、ｎ−ＧａＡｓバッ
ファ層１２（０．５μｍ程度）、ｎ−ＡｌＸ Ｇａ１−
Ｘ Ａｓクラッド層１３（約１μｍ）、ＡｌＹ Ｇａ１
−Ｙ Ａｓ光導波層１４（約１００ｎｍ）、ＩｎＶ Ｇ
ａ１−Ｖ Ａｓ量子井戸活性層１５、ＡｌＹ Ｇａ１−
Ｙ Ａｓ光導波層１６（約１００ｎｍ）、ｐ−ＡｌＸ
Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層１７（約１μｍ）、ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層１８（約０．５μｍ）を積層する。
説明する。図１は本発明の実施例を示す歪み量子井戸レ
ーザの製造工程断面図である。まず、図１（ａ）に示す
ように、分子線エピタキシャル成長により、通常のリソ
グラフィ技術と化学エッチングにより、＜０１１＞方向
に、幅１０μｍ程度のストライプに逆メサの段差付きｎ
−ＧａＡｓ（１００）基板１１上に、ｎ−ＧａＡｓバッ
ファ層１２（０．５μｍ程度）、ｎ−ＡｌＸ Ｇａ１−
Ｘ Ａｓクラッド層１３（約１μｍ）、ＡｌＹ Ｇａ１
−Ｙ Ａｓ光導波層１４（約１００ｎｍ）、ＩｎＶ Ｇ
ａ１−Ｖ Ａｓ量子井戸活性層１５、ＡｌＹ Ｇａ１−
Ｙ Ａｓ光導波層１６（約１００ｎｍ）、ｐ−ＡｌＸ
Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層１７（約１μｍ）、ｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層１８（約０．５μｍ）を積層する。
【０００９】設定された発振波長で、閾値電流を最小に
するという条件で、ＩｎＶ Ｇａ１−Ｖ Ａｓ量子井戸
活性層１５の厚みと組成が決まる。ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ
Ａｓ光導波層１４、１６の組成は、活性層でＹ〜０．
２程度とし、ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層でＹ
＝Ｘとなるように直線的に変化させる。次に、図１（ｂ
）に示すように、通常のリソグラフィ技術とドライエッ
チング技術を用いて逆メサの上の中央部に約３μｍ程度
の幅のストライプを＜０１１＞方向に形成し、ストライ
プ領域以外の領域をエッチングし、リッジ構造を形成す
る。このエッチング深さは、ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ Ａｓ
光導波層１４に到達せず、かつ、屈折率導波機構が作り
付けられるようにする。絶縁膜１９を形成し、通常のリ
ソグラフィ技術を用いて、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１
８上の絶縁膜を取り除き、ｐ側電極２０を形成する。次
に、裏面にｎ側電極２１を形成し、ドライエッチングあ
るいは、へき開によって、レーザ端面を形成する。
するという条件で、ＩｎＶ Ｇａ１−Ｖ Ａｓ量子井戸
活性層１５の厚みと組成が決まる。ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ
Ａｓ光導波層１４、１６の組成は、活性層でＹ〜０．
２程度とし、ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層でＹ
＝Ｘとなるように直線的に変化させる。次に、図１（ｂ
）に示すように、通常のリソグラフィ技術とドライエッ
チング技術を用いて逆メサの上の中央部に約３μｍ程度
の幅のストライプを＜０１１＞方向に形成し、ストライ
プ領域以外の領域をエッチングし、リッジ構造を形成す
る。このエッチング深さは、ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ Ａｓ
光導波層１４に到達せず、かつ、屈折率導波機構が作り
付けられるようにする。絶縁膜１９を形成し、通常のリ
ソグラフィ技術を用いて、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１
８上の絶縁膜を取り除き、ｐ側電極２０を形成する。次
に、裏面にｎ側電極２１を形成し、ドライエッチングあ
るいは、へき開によって、レーザ端面を形成する。
【００１０】上記した実施例では、ｎ−ＧａＡｓ基板上
での成長について説明を行ったが、不純物の選択によっ
て、ｐ−ＧａＡｓ基板上でも構わない。また、逆メサ上
以外のエピタキシャル成長領域もエッチングにより、取
り除いてもよい。更に、ＧａＳｂ基板上へのＩｎＧａＳ
ｂ量子井戸レーザ、ＧａＰ基板上へのＧａＩｎＰ量子井
戸レーザの形成等についても応用できる。
での成長について説明を行ったが、不純物の選択によっ
て、ｐ−ＧａＡｓ基板上でも構わない。また、逆メサ上
以外のエピタキシャル成長領域もエッチングにより、取
り除いてもよい。更に、ＧａＳｂ基板上へのＩｎＧａＳ
ｂ量子井戸レーザ、ＧａＰ基板上へのＧａＩｎＰ量子井
戸レーザの形成等についても応用できる。
【００１１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、逆メサ構造の段差付き
基板上に活性層を成長させることによって、段差により
活性層のつながりを断ち、製造工程及びレーザ発振時に
生じるストレスに対して許容度の大きい歪み量子井戸を
活性層とする半導体レーザを作製することにより、信頼
性の高い歪み量子井戸半導体レーザを得ることができる
。そして、本発明は、超高速な光情報処理及び通信等の
広い分野に適用することができる。
基板上に活性層を成長させることによって、段差により
活性層のつながりを断ち、製造工程及びレーザ発振時に
生じるストレスに対して許容度の大きい歪み量子井戸を
活性層とする半導体レーザを作製することにより、信頼
性の高い歪み量子井戸半導体レーザを得ることができる
。そして、本発明は、超高速な光情報処理及び通信等の
広い分野に適用することができる。
【図１】本発明の実施例を示す歪み量子井戸レーザの製
造工程断面図である。
造工程断面図である。
【図２】従来の分子線エピタキシャル成長ＩｎＧａＡｓ
／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ Ｓ
ＱＷの組成プロファイル及び層厚を示す図である。
／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ Ｓ
ＱＷの組成プロファイル及び層厚を示す図である。
【図３】従来の歪み量子井戸レーザの断面図である。
１１ 逆メサの段差付きｎ−ＧａＡｓ（１００）
基板１２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １３ ｎ−ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層
１４ ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ Ａｓ光導波層１５
ＩｎＶ Ｇａ１−Ｖ Ａｓ量子井戸活性層１６
ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ Ａｓ光導波層１７
ｐ−ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層１８
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１９ 絶縁膜 ２０ ｐ側電極 ２１ ｎ側電極
基板１２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 １３ ｎ−ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層
１４ ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ Ａｓ光導波層１５
ＩｎＶ Ｇａ１−Ｖ Ａｓ量子井戸活性層１６
ＡｌＹ Ｇａ１−Ｙ Ａｓ光導波層１７
ｐ−ＡｌＸ Ｇａ１−Ｘ Ａｓクラッド層１８
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１９ 絶縁膜 ２０ ｐ側電極 ２１ ｎ側電極
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）逆メサ構造の段差付き基板と、（ｂ
）該段差付き基板上に分子線エピタキシャル成長法によ
り形成される活性層とを具備し、 （ｃ）前記基板の段差により活性層のつながりを断ち、
発光領域近傍の活性層にかかるストレスの許容度を大き
くすることを特徴とする歪み量子井戸レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP580991A JPH04237183A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 歪み量子井戸レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP580991A JPH04237183A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 歪み量子井戸レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237183A true JPH04237183A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11621413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP580991A Withdrawn JPH04237183A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 歪み量子井戸レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04237183A (ja) |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP580991A patent/JPH04237183A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |