JPH0575213A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0575213A JPH0575213A JP23666891A JP23666891A JPH0575213A JP H0575213 A JPH0575213 A JP H0575213A JP 23666891 A JP23666891 A JP 23666891A JP 23666891 A JP23666891 A JP 23666891A JP H0575213 A JPH0575213 A JP H0575213A
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- Japan
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- semiconductor laser
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- mesa portion
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製造過程でストライプ状メサ部形成後の表面に
生成される酸化膜を除去し、結晶性のよい電流阻止層を
埋め込む。 【構成】半導体レーザ素子を製造する過程において、選
択エッチングでストライプ状メサ部を形成した後、硫化
アンモニュウム溶液を用いて表面処理を行ない、メサ部
表面に生ずる酸化膜を除去して安定な表面を得、その後
に選択エピタキシャル成長させた電流阻止層を埋め込む
ことにより、結晶性のよい良質の電流阻止層を均一に、
再現性よく形成することができる。
生成される酸化膜を除去し、結晶性のよい電流阻止層を
埋め込む。 【構成】半導体レーザ素子を製造する過程において、選
択エッチングでストライプ状メサ部を形成した後、硫化
アンモニュウム溶液を用いて表面処理を行ない、メサ部
表面に生ずる酸化膜を除去して安定な表面を得、その後
に選択エピタキシャル成長させた電流阻止層を埋め込む
ことにより、結晶性のよい良質の電流阻止層を均一に、
再現性よく形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ素子を製造
する方法に関する。
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体レーザ素子は、コンパク
トディスクやビデオディスク等の光源として利用される
ので、素子の構造は光の損失と無駄な再結合をできるだ
け少なくするために、特定の領域に光エネルギーおよび
注入電流を閉じ込めること、さらに１μｍオーダーの微
小スポットに光を絞り込む必要があり、素子の活性層に
平行な方向の光の閉じ込め、即ち横モード発振の制御可
能な構造を有する。実際にはこれらの構造条件を満たす
リッジ埋め込み型の半導体レーザ素子が有効であること
が知られている。
トディスクやビデオディスク等の光源として利用される
ので、素子の構造は光の損失と無駄な再結合をできるだ
け少なくするために、特定の領域に光エネルギーおよび
注入電流を閉じ込めること、さらに１μｍオーダーの微
小スポットに光を絞り込む必要があり、素子の活性層に
平行な方向の光の閉じ込め、即ち横モード発振の制御可
能な構造を有する。実際にはこれらの構造条件を満たす
リッジ埋め込み型の半導体レーザ素子が有効であること
が知られている。
【０００３】図２はこのリッジ埋め込み型の半導体レー
ザ素子の構造を示す模式断面図である。図２のようにこ
の素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−ＧａＡｓバッ
ファー層２，ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３，Ａｌ
ＧａＡｓ活性層４，ｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層
５，がこの順に形成されており、第２クラッド層５とオ
ーミックコンタクト層６に形成されたストライプ状メサ
部のレーザ光進行方向と平行な両側面を電流阻止層７で
埋め込んである。この電流阻止層７は光の吸収層の役割
を持っており、第２クラッド層５上のメサ部の正面から
見た幅を適切に選ぶことにより、素子の安定な横モード
発振を可能とし、さらに電流阻止層７が活性層４の発光
領域に近いため、電流が活性層４の一部に集中して流
れ、発振しきい値電流を低減させることができるもので
ある。
ザ素子の構造を示す模式断面図である。図２のようにこ
の素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−ＧａＡｓバッ
ファー層２，ｎ−ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３，Ａｌ
ＧａＡｓ活性層４，ｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層
５，がこの順に形成されており、第２クラッド層５とオ
ーミックコンタクト層６に形成されたストライプ状メサ
部のレーザ光進行方向と平行な両側面を電流阻止層７で
埋め込んである。この電流阻止層７は光の吸収層の役割
を持っており、第２クラッド層５上のメサ部の正面から
見た幅を適切に選ぶことにより、素子の安定な横モード
発振を可能とし、さらに電流阻止層７が活性層４の発光
領域に近いため、電流が活性層４の一部に集中して流
れ、発振しきい値電流を低減させることができるもので
ある。
【０００４】このようなリッジ埋め込み型の半導体レー
ザ素子は、通常次のようにして製造される。図１（ａ）
〜（ｄ）はその主な工程順を示したものであり、図２と
共通部分を同一符号で表わしてある。まずｎ−ＧａＡｓ
基板１上に、減圧ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）
を用いてｎ−ＧａＡｓバッファー層２，ｎ−ＡｌＧａＡ
ｓ第１クラッド層３，ＡｌＧａＡｓ活性層４，ｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ第２クラッド層５，ｐ−ＧａＡｓオーミックコ
ンタクト層６を順次成長させた後、この積層体の上面に
ＳｉＯ2 膜８のマスクを形成する［図１（ａ）］。
ザ素子は、通常次のようにして製造される。図１（ａ）
〜（ｄ）はその主な工程順を示したものであり、図２と
共通部分を同一符号で表わしてある。まずｎ−ＧａＡｓ
基板１上に、減圧ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）
を用いてｎ−ＧａＡｓバッファー層２，ｎ−ＡｌＧａＡ
ｓ第１クラッド層３，ＡｌＧａＡｓ活性層４，ｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ第２クラッド層５，ｐ−ＧａＡｓオーミックコ
ンタクト層６を順次成長させた後、この積層体の上面に
ＳｉＯ2 膜８のマスクを形成する［図１（ａ）］。
【０００５】次に、ＳｉＯ2 膜８をマスクとして、ｐ−
ＧａＡｓオーミックコンタクト層６およびｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ第２クラッド層５の途中まで、硫酸と過酸化水素水
と水からなるＳＨエッチング液を用いて選択エッチング
を行ない、厚さｈだけｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層
５を残して、ｐ−ＧａＡｓオーミックコンタクト層６を
含むストライプ状メサ部９を形成する［図１（ｂ）］。
ＧａＡｓオーミックコンタクト層６およびｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ第２クラッド層５の途中まで、硫酸と過酸化水素水
と水からなるＳＨエッチング液を用いて選択エッチング
を行ない、厚さｈだけｐ−ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層
５を残して、ｐ−ＧａＡｓオーミックコンタクト層６を
含むストライプ状メサ部９を形成する［図１（ｂ）］。
【０００６】次いでＳｉＯ2 膜８を選択成長用マスクと
し、減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて選択エピタキシャル成長
により、ＳｉＯ2 膜７の付着している部分を除き、ｎ−
ＧａＡｓをメサ部９に埋め込み、メサ部９の両側に電流
阻止層７を形成する［図１（ｃ）］。
し、減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて選択エピタキシャル成長
により、ＳｉＯ2 膜７の付着している部分を除き、ｎ−
ＧａＡｓをメサ部９に埋め込み、メサ部９の両側に電流
阻止層７を形成する［図１（ｃ）］。
【０００７】そして、ＳｉＯ2 膜８を除去した後、ｐ型
電極１０およびｎ型電極１１を形成することにより、図
２に示した構造を持つ半導体レーザ素子が得られる［図
１（ｄ）］。
電極１０およびｎ型電極１１を形成することにより、図
２に示した構造を持つ半導体レーザ素子が得られる［図
１（ｄ）］。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の方法に
より半導体レーザ素子を製造するとき、次のような問題
がある。それは、この構造の半導体レーザ素子は、上述
のように電流阻止層７を形成する際、減圧ＭＯＣＶＤ法
を用いた選択エピタキシャル成長により、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ第２クラッド層５の上にＧａＡｓを結晶成長させね
ばならないが、このとき、ＡｌＧａＡｓは非常に酸化さ
れやすい物質であるから、とくに選択エッチング後の表
面には、かなりの酸化膜が生成されているのが観察され
る。したがって、選択エッチング後の表面に直接選択エ
ピタキシャル成長を行なうと、電流阻止層７に酸化物に
起因する欠陥が多量に発生して、良質の電流阻止層７を
形成することができなくなる。結晶性の良い電流阻止層
７を形成することは、無効電流を抑制しストライプ状の
メサ部９のみに効率よく電流を流すために、また組み立
て後の素子の表面から効率よく熱を逃がすためにも、非
常に重要である。
より半導体レーザ素子を製造するとき、次のような問題
がある。それは、この構造の半導体レーザ素子は、上述
のように電流阻止層７を形成する際、減圧ＭＯＣＶＤ法
を用いた選択エピタキシャル成長により、ｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ第２クラッド層５の上にＧａＡｓを結晶成長させね
ばならないが、このとき、ＡｌＧａＡｓは非常に酸化さ
れやすい物質であるから、とくに選択エッチング後の表
面には、かなりの酸化膜が生成されているのが観察され
る。したがって、選択エッチング後の表面に直接選択エ
ピタキシャル成長を行なうと、電流阻止層７に酸化物に
起因する欠陥が多量に発生して、良質の電流阻止層７を
形成することができなくなる。結晶性の良い電流阻止層
７を形成することは、無効電流を抑制しストライプ状の
メサ部９のみに効率よく電流を流すために、また組み立
て後の素子の表面から効率よく熱を逃がすためにも、非
常に重要である。
【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、選択エピタキシャル成長を行なう
際、硫化アンモニュウム溶液を用いた表面処理を行なっ
て、表面酸化物を除去することにより、結晶性の良い電
流阻止層が得られるる半導体レーザ素子の製造方法を提
供することにある。
あり、その目的は、選択エピタキシャル成長を行なう
際、硫化アンモニュウム溶液を用いた表面処理を行なっ
て、表面酸化物を除去することにより、結晶性の良い電
流阻止層が得られるる半導体レーザ素子の製造方法を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は半導体レーザ素子を製造する過程におい
て、選択エッチングによりストライプ状メサ部を形成し
た後、硫化アンモニュウム溶液を用いて表面処理を行な
い、その後に選択エピタキシャル成長により電流阻止層
を埋め込む工程を加えるものである。
めに、本発明は半導体レーザ素子を製造する過程におい
て、選択エッチングによりストライプ状メサ部を形成し
た後、硫化アンモニュウム溶液を用いて表面処理を行な
い、その後に選択エピタキシャル成長により電流阻止層
を埋め込む工程を加えるものである。
【００１１】
【作用】本発明は以上の方法を用いることにより、凸形
のストライプ状メサ部表面に生ずる酸化膜を除去して安
定な表面が得られるので、、続いてこのメサ部に埋め込
まれる電流阻止層は、酸化膜に起因する結晶欠陥がなく
なり、結晶性のよい良質の電流阻止層を均一に、再現性
よく形成することができる。
のストライプ状メサ部表面に生ずる酸化膜を除去して安
定な表面が得られるので、、続いてこのメサ部に埋め込
まれる電流阻止層は、酸化膜に起因する結晶欠陥がなく
なり、結晶性のよい良質の電流阻止層を均一に、再現性
よく形成することができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明を実施例に基づき説明する。本発
明の方法により得られる半導体レーザ素子の構造は、図
２に示すものと同じであるから図示を省き、また本発明
の方法に関わる製造工程も基本的には図１と同じである
から、ここでも図１（ａ）〜（ｄ）を参照して述べる。
本発明の方法が従来と異なる点は、図１（ｂ）の工程終
了後、図１（ｃ）の工程に移る過程にある。即ち、スト
ライプ状メサ部９を形成した時点で、メサ部９の表面は
酸化された状態にあるので、本発明はここで硫化アンモ
ニュウム溶液による表面処理を施して、そこに生成され
ている酸化膜を取り除き、メサ部９の安定な表面状態を
得るための工程をとり入れていることである。
明の方法により得られる半導体レーザ素子の構造は、図
２に示すものと同じであるから図示を省き、また本発明
の方法に関わる製造工程も基本的には図１と同じである
から、ここでも図１（ａ）〜（ｄ）を参照して述べる。
本発明の方法が従来と異なる点は、図１（ｂ）の工程終
了後、図１（ｃ）の工程に移る過程にある。即ち、スト
ライプ状メサ部９を形成した時点で、メサ部９の表面は
酸化された状態にあるので、本発明はここで硫化アンモ
ニュウム溶液による表面処理を施して、そこに生成され
ている酸化膜を取り除き、メサ部９の安定な表面状態を
得るための工程をとり入れていることである。
【００１３】硫化アンモニュウム溶液はＧａＡｓおよび
ＡｌＧａＡｓの酸化物を溶かす性質を持っており、また
硫化アンモニュウム溶液に含まれるＳ（サルファー）原
子は、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓ表面で単原子層の安定な
結合をつくり、表面の欠陥準位を減らす効果を有するも
のである。本発明に用いる硫化アンモニュウム溶液中の
Ｓ濃度は０．５〜２％とするのがよい。それは酸化膜は
エッチングするが、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓ自体はエッ
チングされないＳ濃度として、０．５％以上が必要であ
り、Ｓ濃度が増して２％以上になるとＧａＡｓやＡｌＧ
ａＡｓ自体もエッチングされるようになるからである。
このＳ濃度範囲で硫化アンモニュウム溶液中に５分間浸
せきした後、超純水で１０分間洗浄する。
ＡｌＧａＡｓの酸化物を溶かす性質を持っており、また
硫化アンモニュウム溶液に含まれるＳ（サルファー）原
子は、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓ表面で単原子層の安定な
結合をつくり、表面の欠陥準位を減らす効果を有するも
のである。本発明に用いる硫化アンモニュウム溶液中の
Ｓ濃度は０．５〜２％とするのがよい。それは酸化膜は
エッチングするが、ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓ自体はエッ
チングされないＳ濃度として、０．５％以上が必要であ
り、Ｓ濃度が増して２％以上になるとＧａＡｓやＡｌＧ
ａＡｓ自体もエッチングされるようになるからである。
このＳ濃度範囲で硫化アンモニュウム溶液中に５分間浸
せきした後、超純水で１０分間洗浄する。
【００１４】その後、図１（ｃ）以降の工程に入ること
は前に述べた通りである。かくして形成された電流阻止
層７は、上記の硫化アンモニュウム処理を行なうことに
よって、従来のこの処理を行なわない場合に比べて、格
段に結晶性の改善がみられた。なお、本発明の方法は、
上に述べた各積層膜と逆導電型を持つ構造の半導体レー
ザ素子についても同様の効果を得ることができる。
は前に述べた通りである。かくして形成された電流阻止
層７は、上記の硫化アンモニュウム処理を行なうことに
よって、従来のこの処理を行なわない場合に比べて、格
段に結晶性の改善がみられた。なお、本発明の方法は、
上に述べた各積層膜と逆導電型を持つ構造の半導体レー
ザ素子についても同様の効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は半導体レーザ素子を製造するに
当たり、実施例で述べたように、選択エッチングを行な
って形成した凸形のストライプ状メサ部の表面に生ずる
酸化膜を、硫化アンモニュウム溶液を用いて除去する工
程をとり入れたために、その後に選択成長によりメサ部
に埋め込む電流阻止層は、酸化膜の悪影響を受けること
なく、良好な結晶性を持つ電流阻止層が再現性よく形成
されるので、得られる半導体レーザ素子は均一な優れた
特性を示すようになる。
当たり、実施例で述べたように、選択エッチングを行な
って形成した凸形のストライプ状メサ部の表面に生ずる
酸化膜を、硫化アンモニュウム溶液を用いて除去する工
程をとり入れたために、その後に選択成長によりメサ部
に埋め込む電流阻止層は、酸化膜の悪影響を受けること
なく、良好な結晶性を持つ電流阻止層が再現性よく形成
されるので、得られる半導体レーザ素子は均一な優れた
特性を示すようになる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は半導体レーザ素子の製造工程
図
図
【図２】半導体レーザ素子の模式断面図
１ 基板 ２ バッファー層 ３ 第１クラッド層 ４ 活性層 ５ 第２クラッド層 ６ オーミックコンタクト層 ７ 電流阻止層 ８ ＳｉＯ2 膜 ９ メサ部 １０ ｐ型電極 １１ ｎ型電極
Claims (2)
- 【請求項１】一導電型半導体基板の一主面上に一導電型
のＡｌＧａＡｓ第１クラッド層，活性層，逆導電型のＡ
ｌＧａＡｓ第２クラッド層，オーミックコンタクト層を
備え、前記第２クラッド層と前記コンタクト層で形成し
た凸形のストライプ状メサ部に一導電型の電流阻止層を
埋め込んだ半導体レーザ素子の製造方法であって、選択
エッチングにより前記メサ部を形成した後、硫化アンモ
ニュウム溶液を用いて表面処理を行ない、引き続き選択
エピタキシャル成長により前記電流阻止層を埋め込む工
程を含むことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方
法。 - 【請求項２】請求項１記載の製造方法において、硫化ア
ンモニュウム溶液のＳ濃度を０．５〜２％とすることを
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 |
|---|---|---|---|
| JP23666891A JPH0575213A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23666891A JPH0575213A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575213A true JPH0575213A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17004020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23666891A Pending JPH0575213A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0575213A (ja) |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP23666891A patent/JPH0575213A/ja active Pending
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