JPH0633223B2 - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は液相エピタキシャル成長方法に関する。

(ロ)従来の技術 現在、ＣＤ（コンパクトディスク）やＶＤ（ビデオディ
スク）用の光源として半導体レーザが利用されている。

この種レーザの一例としては第２図に示す如く電子通信
学会技術研究報告Ｖｏｌ，８４，Ｎｏ．９５，Ｐ３１〜
Ｐ３８（１９８４）で提案されたＢＳＩＳ（Broad chan
neled Substrate Inner Stripe）型の半導体レーザがあ
る。

第２図中、(1)はｐ型ＧａＡｓからなる基板、(2)はｎ型
ＧａＡｓからなる電流狭窄層であり、該狭窄層は上記基
板(1)上に積層されると共にその表面より基板表面に到
達する溝が形成されている。また斯る溝は上部が幅広部
となり、下部が幅狭部となる階段上となっている。(3)
は上記狭窄層(2)上に積層された第１クラッド層であ
り、該クラッド層はｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ（０＜Ｘ
＜１）からなる。また、斯るクラッド層はその表面が平
担であり、かつ上記溝上部以外の層厚は0.1μｍ程度で
ある。(4)は上記第１クラッド層(3)上に積層された活性
層であり、該活性層はノンドープＧａ１−ｙＡｌｙＡｓ
（０≦Ｙ＜Ｘ）からなり、その層厚は0.1μｍ以下であ
る(5)は上記活性層(4)上に積層された第２クラッド層で
あり、該クラッド層はｎ型Ｇａ１−ｘＡＩｘＡｓからな
り、その層厚は約１μｍである。(6)は上記第２クラッ
ド層(5)上に積層されたキャップ層であり、該キャップ
層はｎ型ＧａＡｓからなり、その層厚は0.5〜１μｍで
ある。

斯る構成の半導体レーザでは非点収差が小さく、更にＣ
Ｄ、ＶＤ等の光源として採用したときには雑音特性が小
さくなる。

(ハ)発明が解決しようとする問題点 然るに上記溝は電流狭窄層(2)形成後、まず基板(1)に達
する幅狭の第１溝(7)をエッチングにより形成し（第３
図(a)）、その後基板(1)に達しない深さを有する幅広の
第２溝(8)をエッチング形成し、階段状とするため、そ
の歩留りが悪い。その理由は第２溝(8)を形成する際に
上記諸特性を良好になすために上記第２溝(8)の底部直
下の狭窄層(2)の層厚は0.1μｍ以下の精度で制御されな
ければならず、このような制御は非常に難しいためであ
る。

また、上記溝形成後第１クラッド層(3)を液相エピタキ
シャル成長させる際にメルトバックにより上記溝の角部
がダレてしまい溝形状が変形するという問題も生じてい
る。

(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は斯る問題点に鑑みてなされたものでその構成的
特徴はＧａＡｓ基板上にＧａＡｌＡｓからなる第１層及
びＧａＡｓからなる第２層を順次積層すると共に上記積
層層表面より上記基板に達する階段状の溝を形成した
後、過飽和度２℃以上の成長用メルトで上記基板表面を
覆い所望の成長層を成長せしめることにある。

(ホ)作用 斯る構成では第１層の存在により第２層の選択エッチン
グが可能となると共に溝のダレを防止できる。

(ヘ)実施例 第１図は本発明の一実施例を示す工程別断面図である。

第１図(a)は第１工程を示し、ｐ型ＧａＡｓ基板(11)上
にｎ型Ｇａ0.75Ａｌ0.25Ａｓからなる第１層(12)及びｎ
型ＧａＡｓからなる第２層(13)を順次積層する。尚、上
記第１層(12)及び第２層(13)の層厚は夫々0.3μｍ程度
及び0.8μｍ程度である。

第１図(b)は第２工程を示し、上記第２層表面より基板
(11)に達する第１の溝(14)を形成する。斯る溝形成はＧ
ａＡｓ及びＧａＡｌＡｓのいずれに対しても選択性のな
い例えばＨ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝３：１：１の
エッチング液を用いて行なえ、その断面形状は表面開孔
幅ｗの逆三角形となる。

第１図(c)は第３工程を示し、上記第２層(13)表面より
第１層(12)に達し、上記第１の溝(4)より開孔幅Ｗが大
なる逆台形状の第２の溝(15)を形成する。斯る溝形状は
ＧａＡｓに対してエッチング力が大でかつＧａＡｌＡｓ
に対してエッチング力が小なる例えばＮＨ_４ＯＨ：Ｈ_２
Ｏ_２＝２０：１のエッチング液を用いてエッチングする
ことにより形成できる。

第１図(d)は第４工程を示し、上記第２層(13)表面にｐ
型Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓからなる第１クラッド層(16)を液
相エピタキシャル成長法を用いて形成する。斯る形成に
あたって、上記第１クラッド層(16)形成用メルトは基板
との接触時に少なくとも２℃以上の過飽和度に保持され
ることにより上記溝部のダレを防止できる。尚、上記第
１クラッド層(16)は平担な表面を有し、かつ溝直上以外
の層厚は0.1μｍ程度となるように形成される。

第１図(e)は最終工程を示し、上記第１クラッド層(16)
上にノンドープＧａ0.85Ａｌ0.15Ａｓからなる活性層(1
7)、ｎ型Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ａｓからなる第２クラッド層(1
8)及びｎ型ＧａＡｓからなるキャップ層(19)を順次エピ
タキシャル成長する。斯る成長は液相、気相、分子線等
周知のエピタキシャル成長方法を用いて行なえる。ま
た、上記各成長層(17)〜(19)の層厚は夫々0.05μｍ、１
μｍ、0.5μｍである。

このようにして作製された半導体レーザは第２図の従来
装置と同様に非点収差が少なく、かつＣＤ．ＶＤ等の光
源として採用したときには雑音特性を低く抑えることが
できる。

(ト)発明の効果 本発明によれば、第１層と第２層とがその組成を異とす
るため、幅広の溝を形成する際第２層のみを選択的にエ
ッチング可能なエッチング液を用いることにより第１層
がエッチング阻止層として働き所望深さに段部を有する
溝が形成できる。また、第２層直上に積層されるエピタ
キシャル層を形成する際に過飽和度が２℃以上のメルト
を用いて液相エピタキシャル成長を行なうので、上記溝
においてダレを生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)〜(e)は本発明の実施例を示す工程別断面図、
第２図は従来例を示す断面図、第３図(a)(b)は従来の溝
の形成方法を説明するための工程別断面図である。 (11)……基板、(12)……第１層、(13)……第２層、(14)
(15)……第１・第２溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＧａＡｓ基板上にＧａＡＡｓからなる第
   １層及びＧａＡｓからなる第２層を順次積層すると共に
   上記積層層表面より上記基板に達する階段状の溝を形成
   した後、過飽和度２℃以上の成長用メルトで上記基板表
   面を覆い所望の成長層を成長せしめることを特徴とする
   液相エピタキシャル成長方法。