JPH07162077A - 半導体レーザ装置とその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置とその製造方法Info
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- JPH07162077A JPH07162077A JP30451493A JP30451493A JPH07162077A JP H07162077 A JPH07162077 A JP H07162077A JP 30451493 A JP30451493 A JP 30451493A JP 30451493 A JP30451493 A JP 30451493A JP H07162077 A JPH07162077 A JP H07162077A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体発光装置、特に短波長帯の
レーザ素子のレーザ出力の端面破壊レベル低減化に関
し、元の結晶の端面付近の組成を変化させた場合に、格
子不整合に起因する転位がレーザ端面から入らない方法
を提案する。 【構成】 レーザ１がＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰ
からなるクラッド層３と、砒素組成の小さなＧａＩｎＡ
ｓＰからなる活性層４とで構成され、且つ、レーザ１の
片側または両側の端面1aが、砒素組成の小さなＧａＩｎ
ＡｓＰまたはＧａＩｎＰからなるこのクラッド層３で構
成される。
レーザ素子のレーザ出力の端面破壊レベル低減化に関
し、元の結晶の端面付近の組成を変化させた場合に、格
子不整合に起因する転位がレーザ端面から入らない方法
を提案する。 【構成】 レーザ１がＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰ
からなるクラッド層３と、砒素組成の小さなＧａＩｎＡ
ｓＰからなる活性層４とで構成され、且つ、レーザ１の
片側または両側の端面1aが、砒素組成の小さなＧａＩｎ
ＡｓＰまたはＧａＩｎＰからなるこのクラッド層３で構
成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光装置に係
り、特に短波長帯のレーザ素子のＣＯＤ（Cata-strophi
c optical damage) 低減化に関する。
り、特に短波長帯のレーザ素子のＣＯＤ（Cata-strophi
c optical damage) 低減化に関する。
【０００２】近年、光磁気ディスク装置などでは短波長
でハイパワーのレーザ素子が要求されており、これに対
応する半導体レーザ装置の構造ならびに製造方法の開発
が必要となる。
でハイパワーのレーザ素子が要求されており、これに対
応する半導体レーザ装置の構造ならびに製造方法の開発
が必要となる。
【０００３】
【従来の技術】図６、図７は可視光レーザの端面窒化処
理あるいは燐化処理による従来例の説明図である。
理あるいは燐化処理による従来例の説明図である。
【０００４】31はレーザ、32はＧａＡｓ基板、33はＡｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、34はＧａＩｎＰ活性層、35はＡ
ｌＧａＩｎＰクラッド層、37はＧａＡｓキャップ層、38
はＰ（燐）Ｎ（窒素）置換領域、41はレーザ、42はＧａ
Ａｓ基板、43はＡｌＧａＡｓクラッド層、44はＡｌＧａ
Ａｓ活性層、45はＡｌＧａＡｓクラッド層、47はＧａＡ
ｓコンタクト層、48はＡｓからＰへの置換領域である。
従来から短波長の半導体素子はＧａＡｓ基板32に格子
整合される半導体化合物材料、例えばＧａＡｓ、ＡｌＧ
ａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ等で構成される
が、これらの材料によって構成されるレーザ素子の高出
力動作の制限を与える因子として、端面部分の劣化（Ｃ
ＯＤ）があり、問題となっていた。
ＧａＩｎＰクラッド層、34はＧａＩｎＰ活性層、35はＡ
ｌＧａＩｎＰクラッド層、37はＧａＡｓキャップ層、38
はＰ（燐）Ｎ（窒素）置換領域、41はレーザ、42はＧａ
Ａｓ基板、43はＡｌＧａＡｓクラッド層、44はＡｌＧａ
Ａｓ活性層、45はＡｌＧａＡｓクラッド層、47はＧａＡ
ｓコンタクト層、48はＡｓからＰへの置換領域である。
従来から短波長の半導体素子はＧａＡｓ基板32に格子
整合される半導体化合物材料、例えばＧａＡｓ、ＡｌＧ
ａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ等で構成される
が、これらの材料によって構成されるレーザ素子の高出
力動作の制限を与える因子として、端面部分の劣化（Ｃ
ＯＤ）があり、問題となっていた。
【０００５】これを防ぐために、絶縁膜での端面コー
ティング、端面への光集中を少なくすることや、端
面部分での光吸収を少なくすること、硫化物処理によ
る表面順位の安定化、端面部分の活性層を高バンドギ
ャップ化（ウインド構造にする) 事などが提案されてい
る。
ティング、端面への光集中を少なくすることや、端
面部分での光吸収を少なくすること、硫化物処理によ
る表面順位の安定化、端面部分の活性層を高バンドギ
ャップ化（ウインド構造にする) 事などが提案されてい
る。
【０００６】この中で、は比較的実現しやすいが、そ
の効果は充分でない。その他の構造のうち、は非常に
効果があるが、その作成方法が困難であるため、簡単な
方法での構造を得る手段が要請されていた。
の効果は充分でない。その他の構造のうち、は非常に
効果があるが、その作成方法が困難であるため、簡単な
方法での構造を得る手段が要請されていた。
【０００７】その方法として、図６に示すように、Ｇａ
ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰのレーザ31の劈開端面31a を窒
化して、劈開端面31a の組成をＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩ
ｎＮに変え、ＰとＮの置換領域38を形成することによっ
てＣＯＤレベルを高めるという手段が提案されている。
（特開平３−８９５８５号公報）また、図７に示すよう
に、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系レーザ41の端面41a を燐
化して、端面41a の組成をＧａＰ、ＡｌＧａＰに変え、
ＡｓからＰへの置換領域48を形成することによってＣＯ
Ｄレベルを高めるという手段も提案されている。（特開
平−１３１０８２号公報）
ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰのレーザ31の劈開端面31a を窒
化して、劈開端面31a の組成をＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩ
ｎＮに変え、ＰとＮの置換領域38を形成することによっ
てＣＯＤレベルを高めるという手段が提案されている。
（特開平３−８９５８５号公報）また、図７に示すよう
に、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系レーザ41の端面41a を燐
化して、端面41a の組成をＧａＰ、ＡｌＧａＰに変え、
ＡｓからＰへの置換領域48を形成することによってＣＯ
Ｄレベルを高めるという手段も提案されている。（特開
平−１３１０８２号公報）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のレー
ザ端面を窒化する方法や燐化する方法は、レーザ端面の
バンドギャップを大きくし、ＣＯＤレベルの向上には効
果があるが、窒化や燐化によって得られたＧａＩｎＮ、
ＡｌＧａＩｎＮやＧａＰ、ＡｌＧａＰは、基板の格子定
数との不整合率が大きく、窒化や燐化と同時に格子不整
合が生じ、レーザ端面付近に高密度転位による結晶内部
欠陥が発生してしまうという問題がある。
ザ端面を窒化する方法や燐化する方法は、レーザ端面の
バンドギャップを大きくし、ＣＯＤレベルの向上には効
果があるが、窒化や燐化によって得られたＧａＩｎＮ、
ＡｌＧａＩｎＮやＧａＰ、ＡｌＧａＰは、基板の格子定
数との不整合率が大きく、窒化や燐化と同時に格子不整
合が生じ、レーザ端面付近に高密度転位による結晶内部
欠陥が発生してしまうという問題がある。
【０００９】特に、ＧａＡｓ系やＡｌＧａＩｎＰ系など
の可視光レーザの活性層では、転位が非発光再結合中心
として働き、転位線はダークラインになることが知られ
ている。このため、窒化や燐化によるウインド化で生成
した欠陥によって光吸収やキャリアの再結合等がおこ
り、端面のＣＯＤレベルを低くしてしまうといった問題
があった。
の可視光レーザの活性層では、転位が非発光再結合中心
として働き、転位線はダークラインになることが知られ
ている。このため、窒化や燐化によるウインド化で生成
した欠陥によって光吸収やキャリアの再結合等がおこ
り、端面のＣＯＤレベルを低くしてしまうといった問題
があった。
【００１０】本発明では、元の結晶の端面付近の組成を
変化させた場合に、格子不整合に起因する転位がレーザ
端面から入らない方法を提案する。
変化させた場合に、格子不整合に起因する転位がレーザ
端面から入らない方法を提案する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図において、１はレーザ、２はｎ−ＧａＡｓ
基板、３はｎ−クラッド層、４は活性層、５はｐ−クラ
ッド層、６はｎ−ブロック層、７はコンタクト層、８は
ウインド領域である。
図である。図において、１はレーザ、２はｎ−ＧａＡｓ
基板、３はｎ−クラッド層、４は活性層、５はｐ−クラ
ッド層、６はｎ−ブロック層、７はコンタクト層、８は
ウインド領域である。
【００１２】転位が入らないようなウインド構造を得る
ためには、レーザ１のクラッド層３をＧａＡｓ基板２に
格子整合するＡｓを含まない組成の化合物半導体層、例
えばＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰで構成し、かつ活
性層４を、ＡｓがすべてＰに置換されても転位が入らな
いようなＡｓ組成の小さな、従って、圧縮歪の小さなＧ
ａＩｎＡｓＰで構成し、レーザ１の端面1aのみを活性層
４よりもＡｓ組成の小さな、ＧａＩｎＡｓＰまたは、Ｇ
ａＩｎＰにすれば良い。
ためには、レーザ１のクラッド層３をＧａＡｓ基板２に
格子整合するＡｓを含まない組成の化合物半導体層、例
えばＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰで構成し、かつ活
性層４を、ＡｓがすべてＰに置換されても転位が入らな
いようなＡｓ組成の小さな、従って、圧縮歪の小さなＧ
ａＩｎＡｓＰで構成し、レーザ１の端面1aのみを活性層
４よりもＡｓ組成の小さな、ＧａＩｎＡｓＰまたは、Ｇ
ａＩｎＰにすれば良い。
【００１３】上記の構造はレーザ１のクラッド層３をＧ
ａＡｓ基板に格子整合するＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩ
ｎＰなどのＡｓを含まない組成で構成し、且つ、活性層
４をＡｓがすべてＰに置換されても転位が入らないよう
なＡｓ組成の小さな、圧縮歪の小さなＧａＩｎＡｓＰで
構成し、表面からＶ族空格子を領域選択的に導入するこ
とによって、領域選択的にブロック層６と活性層４間と
で、ＡｓとＰを相互拡散させることによって得ることが
できる。
ａＡｓ基板に格子整合するＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩ
ｎＰなどのＡｓを含まない組成で構成し、且つ、活性層
４をＡｓがすべてＰに置換されても転位が入らないよう
なＡｓ組成の小さな、圧縮歪の小さなＧａＩｎＡｓＰで
構成し、表面からＶ族空格子を領域選択的に導入するこ
とによって、領域選択的にブロック層６と活性層４間と
で、ＡｓとＰを相互拡散させることによって得ることが
できる。
【００１４】また、その他にも、上記の構造は、レーザ
１のクラッド層３をＧａＡｓ基板２に格子整合するＡｌ
ＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰなどのＡｓを含まない組成
で構成し、かつ活性層４をＡｓがすべてＰに置換されて
も転位が入らないようなＡｓ組成の小さな、従って圧縮
歪の小さなＧａＩｎＡｓＰで構成し、Ｐ雰囲気中の熱ア
ニールで、端面付近のＡｓをＰに置換して活性層４の組
成を燐化によって燐リッチにすることによって得ること
ができる。
１のクラッド層３をＧａＡｓ基板２に格子整合するＡｌ
ＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰなどのＡｓを含まない組成
で構成し、かつ活性層４をＡｓがすべてＰに置換されて
も転位が入らないようなＡｓ組成の小さな、従って圧縮
歪の小さなＧａＩｎＡｓＰで構成し、Ｐ雰囲気中の熱ア
ニールで、端面付近のＡｓをＰに置換して活性層４の組
成を燐化によって燐リッチにすることによって得ること
ができる。
【００１５】更に、その他の方法として、レーザ１のク
ラッド層３をＧａＡｓ基板２に格子整合するＡｌＧａＩ
ｎＰまたはＧａＩｎＰなどの、Ａｓを含まない組成で構
成し、かつ活性層４をＡｓがすべてＰに置換されても転
位が入らないようなＡｓ組成の小さな、従って圧縮歪の
小さなＧａＩｎＡｓＰで構成し、燐雰囲気中でレーザ発
振させることによってレーザ１の端面1aの発光部付近の
みを選択的に加熱し、端面1a付近のＡｓをＰに置換して
活性層４の組成を燐化によってＰリッチにすることによ
っても得ることができる。
ラッド層３をＧａＡｓ基板２に格子整合するＡｌＧａＩ
ｎＰまたはＧａＩｎＰなどの、Ａｓを含まない組成で構
成し、かつ活性層４をＡｓがすべてＰに置換されても転
位が入らないようなＡｓ組成の小さな、従って圧縮歪の
小さなＧａＩｎＡｓＰで構成し、燐雰囲気中でレーザ発
振させることによってレーザ１の端面1aの発光部付近の
みを選択的に加熱し、端面1a付近のＡｓをＰに置換して
活性層４の組成を燐化によってＰリッチにすることによ
っても得ることができる。
【００１６】
【作用】クラッド層を構成する結晶のＶ族組成がＰだけ
であれば、燐化などによってこれらの層は影響を受けな
い。また活性層をＡｓがすべてＰに置換されても転位が
入らないようなＡｓ組成の小さな、従って圧縮歪の小さ
なＧａＩｎＡｓＰで構成すれば、端面をすべて燐化して
も当然転位が入らなくなる。
であれば、燐化などによってこれらの層は影響を受けな
い。また活性層をＡｓがすべてＰに置換されても転位が
入らないようなＡｓ組成の小さな、従って圧縮歪の小さ
なＧａＩｎＡｓＰで構成すれば、端面をすべて燐化して
も当然転位が入らなくなる。
【００１７】また作成方法として、活性層領域を、Ａｌ
ＧａＩｎＰをバリアとしてＧａＩｎＡｓＰをウェルとす
る構造で構成し、表面からＶ族空格子を領域選択的に導
入することによって、領域選択的にＡｓとＰを相互拡散
させる。
ＧａＩｎＰをバリアとしてＧａＩｎＡｓＰをウェルとす
る構造で構成し、表面からＶ族空格子を領域選択的に導
入することによって、領域選択的にＡｓとＰを相互拡散
させる。
【００１８】この事によって、ウェルの組成がＰリッチ
になり、領域選択的にバンドギャップが大きな領域が作
成できる。このような選択的な拡散は、ウエハサイズで
出来るため量産性に富んでいる。
になり、領域選択的にバンドギャップが大きな領域が作
成できる。このような選択的な拡散は、ウエハサイズで
出来るため量産性に富んでいる。
【００１９】また、端面のバンドギャップを大きくする
ことによって、簡単にウインド構造を得ることができ、
端面部分での光吸収が減少するため、ＣＯＤ破壊レベル
が向上する。また、活性層を燐化することは、活性層に
引っ張り歪を与えることになるが、ＩｎＧａＡｓＰ活性
層が最初から圧縮側に歪んでいれば、Ｐ拡散によって歪
み量（エネルギ）が緩和するので転位が入り難い。また
歪みエネルギも小さくできるので容易に拡散させること
ができる。
ことによって、簡単にウインド構造を得ることができ、
端面部分での光吸収が減少するため、ＣＯＤ破壊レベル
が向上する。また、活性層を燐化することは、活性層に
引っ張り歪を与えることになるが、ＩｎＧａＡｓＰ活性
層が最初から圧縮側に歪んでいれば、Ｐ拡散によって歪
み量（エネルギ）が緩和するので転位が入り難い。また
歪みエネルギも小さくできるので容易に拡散させること
ができる。
【００２０】レーザ素子をＰ雰囲気中で熱アニールする
ことで、端面付近のＧａＩｎＡｓＰ活性層の組成をＧａ
ＩｎＰに近ずけ、端面のバンドギャップを大きくするこ
とによって、簡単にウインド構造を得ることができる。
ウインド構造にすることによって、端面部分での光吸収
が減るため、ＣＯＤ破壊レベルが向上する。この場合、
クラッド層の組成がＡｓを含まないＰだけのＶ族で形成
されていれば、活性層の周辺の組成は変化しない。した
がって、活性層に隣接するクラッド層にダメージを与え
ないように、燐化できるという利点がある。
ことで、端面付近のＧａＩｎＡｓＰ活性層の組成をＧａ
ＩｎＰに近ずけ、端面のバンドギャップを大きくするこ
とによって、簡単にウインド構造を得ることができる。
ウインド構造にすることによって、端面部分での光吸収
が減るため、ＣＯＤ破壊レベルが向上する。この場合、
クラッド層の組成がＡｓを含まないＰだけのＶ族で形成
されていれば、活性層の周辺の組成は変化しない。した
がって、活性層に隣接するクラッド層にダメージを与え
ないように、燐化できるという利点がある。
【００２１】また、活性層を燐化することは、活性層に
引っ張り歪みを与えることになる。したがって、ＧａＡ
ｓ等をＰ化すると、少ない燐化量で歪みに起因する欠陥
が生じてしまう。これに対して、ＩｎＧａＡｓＰのＡｓ
組成の小さい場合は、完全に燐化されてもその歪み量は
微量であるので、燐化によるダメージを少なくでき、理
想的なウィンド構造ができる。ＩｎＧａＡｓＰ活性層
が、最初から圧縮側に歪んでいれば、燐化量を大きくし
てもダメージが入りにくいという利点もある。
引っ張り歪みを与えることになる。したがって、ＧａＡ
ｓ等をＰ化すると、少ない燐化量で歪みに起因する欠陥
が生じてしまう。これに対して、ＩｎＧａＡｓＰのＡｓ
組成の小さい場合は、完全に燐化されてもその歪み量は
微量であるので、燐化によるダメージを少なくでき、理
想的なウィンド構造ができる。ＩｎＧａＡｓＰ活性層
が、最初から圧縮側に歪んでいれば、燐化量を大きくし
てもダメージが入りにくいという利点もある。
【００２２】また、Ｐ雰囲気中で、レーザを発振させる
と、レーザ端面が発熱することによって発光部分のみを
選択的に燐化することができる。これは、熱アニールを
用いた場合に可視光レーザの端面以外でもＡｓ−Ｐの相
互拡散が起こることを防止できるという利点がある。
と、レーザ端面が発熱することによって発光部分のみを
選択的に燐化することができる。これは、熱アニールを
用いた場合に可視光レーザの端面以外でもＡｓ−Ｐの相
互拡散が起こることを防止できるという利点がある。
【００２３】
【実施例】図１は本発明の原理説明図兼本発明の第１の
実施例の模式斜視図、図２〜図４は本発明の相互拡散を
用いた実施例の説明図、図５は本発明の可視光レーザの
端面燐化処理による実施例の説明図である。
実施例の模式斜視図、図２〜図４は本発明の相互拡散を
用いた実施例の説明図、図５は本発明の可視光レーザの
端面燐化処理による実施例の説明図である。
【００２４】図において、１はレーザ、２はｎ−ＧａＡ
ｓ基板、３はｎ−クラッド層、４は活性層、５はｐ−ク
ラッド層、６はｎ−ブロック層、７はコンタクト層、８
はウインド領域、11はレーザ、12はｎ−ＧａＡｓ基板、
13はｎ−ＡｌＧａＩｎＰｎクラッド層、14はＧａＩｎＰ
活性層、15はｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、16はＡｌ
ＧａＩｎＰ電流ブロック層、17はＧａＡｓコンタクト
層、18はＡｌＧａＩｎＰリモート接合層、19はSiO2マス
ク、21はレーザ、21a はレーザ端面、22はｎ−ＧａＡｓ
基板、23はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、24はｐ−Ｇ
ａＩｎＡｓＰを井戸とするＭＱＷ活性層、25はｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、27はｐ−ＧａＡｓコンタクト
層、28はＰリッチ領域、30ａはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕコンタ
クト電極、30ｂはＡｕＧｅコンタクト電極である。
ｓ基板、３はｎ−クラッド層、４は活性層、５はｐ−ク
ラッド層、６はｎ−ブロック層、７はコンタクト層、８
はウインド領域、11はレーザ、12はｎ−ＧａＡｓ基板、
13はｎ−ＡｌＧａＩｎＰｎクラッド層、14はＧａＩｎＰ
活性層、15はｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、16はＡｌ
ＧａＩｎＰ電流ブロック層、17はＧａＡｓコンタクト
層、18はＡｌＧａＩｎＰリモート接合層、19はSiO2マス
ク、21はレーザ、21a はレーザ端面、22はｎ−ＧａＡｓ
基板、23はｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、24はｐ−Ｇ
ａＩｎＡｓＰを井戸とするＭＱＷ活性層、25はｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層、27はｐ−ＧａＡｓコンタクト
層、28はＰリッチ領域、30ａはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕコンタ
クト電極、30ｂはＡｕＧｅコンタクト電極である。
【００２５】本発明の第１の実施例の模式斜視図を図１
に示す。レーザ素子として斜面発光型のレーザを用いて
いるが、その他リッジ型でも同様の効果がある。クラッ
ド層３が（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐであり、
活性層４はＭＱＷ構造で、井戸は、Ｇａ0.45Ｉｎ0.55Ａ
ｓ0.14Ｐ0.86の厚さ４５Åの４層構成。クラッド層の両
側にある図示しないガイド層、バリア層は（Ａｌ 0.4 Ｇ
ａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの厚さ５０Åである。
に示す。レーザ素子として斜面発光型のレーザを用いて
いるが、その他リッジ型でも同様の効果がある。クラッ
ド層３が（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐであり、
活性層４はＭＱＷ構造で、井戸は、Ｇａ0.45Ｉｎ0.55Ａ
ｓ0.14Ｐ0.86の厚さ４５Åの４層構成。クラッド層の両
側にある図示しないガイド層、バリア層は（Ａｌ 0.4 Ｇ
ａ0.6 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐの厚さ５０Åである。
【００２６】ＰＬ波長は約６８８ｎｍ、歪み量は１％の
圧縮歪み量である。ＧａＡｓ基板２は（１００）面から
（１１１）Ａ面方向に６度オフしたものであり、自然超
格子は無くなっている。レーザの共振器長は８００μｍ
であり、そのうち片側の端面１ａにウインド領域８が作
成されており、ＡＲ（アンチリフレクト）コーティング
されている。
圧縮歪み量である。ＧａＡｓ基板２は（１００）面から
（１１１）Ａ面方向に６度オフしたものであり、自然超
格子は無くなっている。レーザの共振器長は８００μｍ
であり、そのうち片側の端面１ａにウインド領域８が作
成されており、ＡＲ（アンチリフレクト）コーティング
されている。
【００２７】ウインド領域８は端面１ａから約２０μｍ
の領域で作成されており、この部分の量子井戸はほぼＧ
ａ0.45Ｉｎ0.55Ｐの組成に近く、ＰＬ波長は約６４０ｎ
ｍと短波長化している。また、この時の歪み量は約０．
５％の圧縮歪みであり、ウインド領域の歪み量は緩和さ
れているため、格子不整合に起因した欠陥は存在しな
い。
の領域で作成されており、この部分の量子井戸はほぼＧ
ａ0.45Ｉｎ0.55Ｐの組成に近く、ＰＬ波長は約６４０ｎ
ｍと短波長化している。また、この時の歪み量は約０．
５％の圧縮歪みであり、ウインド領域の歪み量は緩和さ
れているため、格子不整合に起因した欠陥は存在しな
い。
【００２８】本発明の第２、第３の実施例を図２〜図４
に示す。レーザ11の素子構造は図２に示すような斜面発
光型である。このレーザ11のｎ−ＧａＡｓコンタクト層
17にSiO2マスク19をかけ、レーザ端面部分になるところ
のSiO2マスク19を図３に示すように除去する。
に示す。レーザ11の素子構造は図２に示すような斜面発
光型である。このレーザ11のｎ−ＧａＡｓコンタクト層
17にSiO2マスク19をかけ、レーザ端面部分になるところ
のSiO2マスク19を図３に示すように除去する。
【００２９】図ではレーザ固体のみの部分だけを示して
いるが、ウエハ全面で同時にプロセスされている。そし
て、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層17を図４に示すように、
エッチングによって除去する。次に、ＭＯＶＰＥ装置に
入れ、水素雰囲気中でホスフィンを１０ｃｃを流しなが
ら６００℃に加熱することによって、ｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層17の露出した部分からＰが抜けるため空格
子をSiO2マスク19以外の部分に発生させることができ
る。
いるが、ウエハ全面で同時にプロセスされている。そし
て、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層17を図４に示すように、
エッチングによって除去する。次に、ＭＯＶＰＥ装置に
入れ、水素雰囲気中でホスフィンを１０ｃｃを流しなが
ら６００℃に加熱することによって、ｐ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層17の露出した部分からＰが抜けるため空格
子をSiO2マスク19以外の部分に発生させることができ
る。
【００３０】ここでホスフィンを流すのは、過剰に空格
子を発生させないためであり、加熱によって適量の空格
子がＧａＩｎＰ活性層14まで到達する。これにより、活
性層14ではＡｓとＰとの相互拡散が起こり、領域選択的
にＰリッチなＧａＩｎＰ活性層14が実現できる。このあ
と、ホスフィン流量を上げて、表面部分に多量に発生し
ている空格子を消滅させてＭＯＶＰＥ装置から取り出
す。
子を発生させないためであり、加熱によって適量の空格
子がＧａＩｎＰ活性層14まで到達する。これにより、活
性層14ではＡｓとＰとの相互拡散が起こり、領域選択的
にＰリッチなＧａＩｎＰ活性層14が実現できる。このあ
と、ホスフィン流量を上げて、表面部分に多量に発生し
ている空格子を消滅させてＭＯＶＰＥ装置から取り出
す。
【００３１】このあと、ＡｕＺｎ／Ａｕによるｐ側コン
タクト電極と、ＡｕＧｅ／Ａｕによるｎ側コンタクト電
極を付け、レーザアレイに劈開した。そして、アレイを
チップへと分解し、ヒートシンクへボンディングした。
尚、空格子の作成方法として、Ｐや水素などのイオンを
注入する方法がある。この方法では表面ばかりでなく、
クラッド層中にも空格子が生成できるという利点があ
る。
タクト電極と、ＡｕＧｅ／Ａｕによるｎ側コンタクト電
極を付け、レーザアレイに劈開した。そして、アレイを
チップへと分解し、ヒートシンクへボンディングした。
尚、空格子の作成方法として、Ｐや水素などのイオンを
注入する方法がある。この方法では表面ばかりでなく、
クラッド層中にも空格子が生成できるという利点があ
る。
【００３２】本発明の第４の実施例を図５に示す。この
レーザ素子は、ｐ側電極としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕコンタ
クト電極30a を用いている。この理由は、熱アニールに
よってＡｕが活性層にまで拡散するのを防ぐため、高融
点金属のＴｉを用いた電極構成になっている。
レーザ素子は、ｐ側電極としてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕコンタ
クト電極30a を用いている。この理由は、熱アニールに
よってＡｕが活性層にまで拡散するのを防ぐため、高融
点金属のＴｉを用いた電極構成になっている。
【００３３】これに対して、ｎ側電極はＡｕＧｅコンタ
クト電極30b を用いており、熱アニールでＡｕが拡散し
てしまうが、ｎ−ＧａＡｓ基板22側のＧａＡｓ層が２０
０μｍ程度と厚いため、ＭＱＷ活性層24までＡｕは拡散
しない。
クト電極30b を用いており、熱アニールでＡｕが拡散し
てしまうが、ｎ−ＧａＡｓ基板22側のＧａＡｓ層が２０
０μｍ程度と厚いため、ＭＱＷ活性層24までＡｕは拡散
しない。
【００３４】以上のように、電極まで付けた状態で劈開
を行い、先ずレーザ端面21a のみが現れたレーザアレイ
を作成する。そして、アニール装置内でターシャリブチ
ルホスフィン（ＴＢＰ）を１０ｃｃ／ｍｉｎで供給しな
がら、圧力５０Ｔｏｒｒ、温度２５０℃で１０分間アニ
ールした。このアレイのレーザ端面21a の部分の活性層
24は燐化されたＰリッチ領域28となり、特に、レーザ端
面21a の表面部分は、ＧａＩｎＰになる。
を行い、先ずレーザ端面21a のみが現れたレーザアレイ
を作成する。そして、アニール装置内でターシャリブチ
ルホスフィン（ＴＢＰ）を１０ｃｃ／ｍｉｎで供給しな
がら、圧力５０Ｔｏｒｒ、温度２５０℃で１０分間アニ
ールした。このアレイのレーザ端面21a の部分の活性層
24は燐化されたＰリッチ領域28となり、特に、レーザ端
面21a の表面部分は、ＧａＩｎＰになる。
【００３５】以上のように燐化したのち表面の安定化も
かねて、SiO2による端面コーティングを行った。そし
て、アレイをチップへと分解し、ヒートシンクへボンデ
ィングした。
かねて、SiO2による端面コーティングを行った。そし
て、アレイをチップへと分解し、ヒートシンクへボンデ
ィングした。
【００３６】以上の燐化処理は低温で行わなければなら
ないが、低温で燐化させる手段としては、プラズマ中で
の燐化や、光化学反応を使う燐化も考えられる。本発明
の第５の実施例を説明する。
ないが、低温で燐化させる手段としては、プラズマ中で
の燐化や、光化学反応を使う燐化も考えられる。本発明
の第５の実施例を説明する。
【００３７】レーザ21はｐ側コンタクト電極としてＴｉ
／Ｐｔ／Ａｕ30a を用いている。ｎ側コンタクト電極は
ＡｕＧｅ30b を用いている。以上のようにコンタクト電
極まで付けた状態で、劈開を行い、先ずレーザ端面21a
のみが現れたレーザアレイを作成する。そして、アニー
ル装置内でホスフィン或いはＴＢＰを１０ｃｃ／ｍｉｎ
で供給しながら、圧力７６０Ｔｏｒｒ、１０分間、アレ
イ状態で上下から電流を流し、レーザ発振させた。この
アレイの端面部分では発光部分が選択的に発熱するの
で、活性層は燐化され、特に、端面の発熱が大きい部分
の表面部分はＧａ 0.55Ｉｎ0.45Ｐになる。
／Ｐｔ／Ａｕ30a を用いている。ｎ側コンタクト電極は
ＡｕＧｅ30b を用いている。以上のようにコンタクト電
極まで付けた状態で、劈開を行い、先ずレーザ端面21a
のみが現れたレーザアレイを作成する。そして、アニー
ル装置内でホスフィン或いはＴＢＰを１０ｃｃ／ｍｉｎ
で供給しながら、圧力７６０Ｔｏｒｒ、１０分間、アレ
イ状態で上下から電流を流し、レーザ発振させた。この
アレイの端面部分では発光部分が選択的に発熱するの
で、活性層は燐化され、特に、端面の発熱が大きい部分
の表面部分はＧａ 0.55Ｉｎ0.45Ｐになる。
【００３８】以上のように燐化したのち、表面の安定化
もかねて、SiO2による端面コーティングを行った。そし
て、アレイをチップへと分解し、ヒートシンクへボンデ
ィングした。
もかねて、SiO2による端面コーティングを行った。そし
て、アレイをチップへと分解し、ヒートシンクへボンデ
ィングした。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ素子の端面を燐化することによって、ＣＯＤレベ
ルが高く、寿命の長い半導体レーザ装置の開発に寄与す
るところが大きい。
レーザ素子の端面を燐化することによって、ＣＯＤレベ
ルが高く、寿命の長い半導体レーザ装置の開発に寄与す
るところが大きい。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 本発明の相互拡散を用いた実施例の説明図
（その１）
（その１）
【図３】 本発明の相互拡散を用いた実施例の説明図
（その２）
（その２）
【図４】 本発明の相互拡散を用いた実施例の説明図
（その３）
（その３）
【図５】 本発明の可視光レーザの端面燐化処理による
実施例の説明図
実施例の説明図
【図６】 可視光レーザの端面窒化処理による従来例の
説明図
説明図
【図７】 可視光レーザの端面燐化処理による従来例の
説明図
説明図
１ レーザ ２ ｎ−ＧａＡｓ基板 ３ ｎ−クラッド層 ４ 活性層 ５ ｐ−クラッド層 ６ ｎ−ブロック層 ７ コンタクト層 ８ ウインド領域 11 レーザ 12 ｎ−ＧａＡｓ基板 13 ｎ−ＡｌＧａＩｎＰｎクラッド層 14 ＧａＩｎＰ活性層 15 ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 16 ＡｌＧａＩｎＰ電流ブロック層 17 ＧａＡｓコンタクト層 18 ＡｌＧａＩｎＰリモート接合層 19 SiO2マスク、21はレーザ 21a はレーザ端面 22 ｎ−ＧａＡｓ基板 23 ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 24 ｐ−ＧａＩｎＡｓＰを井戸とするＭＱＷ活性層 25 ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 27 ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 28 Ｐリッチ領域 30ａ Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕコンタクト電極 30ｂ ＡｕＧｅコンタクト電極
Claims (5)
- 【請求項１】 ＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰからな
るクラッド層(3) と、ＧａＩｎＡｓＰからなる活性層
(4) と、レーザ(1) の片側、または両側の端面(1a)が、
ＧａＩｎＡｓＰ又はＧａＩｎＰからなることを特徴とす
る半導体レーザ装置。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体レーザ装置であっ
て、活性層(4) をＧａＩｎＡｓＰで形成し、ＧａＩｎＡ
ｓＰ又はＧａＩｎＰからなる端面(1a)を前記クラッド層
(3) のＰと、該活性層(4) のＡｓとの領域選択相互拡散
により形成することを特徴とする半導体レーザ装置の製
造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の半導体レーザ装置であっ
て、前記ＰとＡｓの前記領域選択相互拡散はホスフィン
又はアルシン雰囲気中の熱アニールで得られることを特
徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項４】請求項１記載の半導体レーザ装置であっ
て、レーザ(1) を燐雰囲気中または有機Ｖ族化合物雰囲
気中で加熱して、前記端面(1a)のみをＡｓ−Ｐ置換する
ことを特徴とする請求項２、或いは請求項３記載の半導
体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項５】請求項１記載の半導体レーザ装置であっ
て、前記該レーザ(1) を燐雰囲気中または有機Ｖ族化合
物雰囲気中でレーザ発振し、該レーザ(1) の前記端面(1
a)の発光部分のみを選択的に加熱して、該レーザ(1) の
該端面(1a)のみをＡｓ−Ｐ置換することを特徴とする請
求項２、或いは請求項３記半導体レーザ装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30451493A JPH07162077A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30451493A JPH07162077A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162077A true JPH07162077A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=17933954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30451493A Withdrawn JPH07162077A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07162077A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11233896A (ja) * | 1997-12-11 | 1999-08-27 | Mitsubishi Chemical Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP30451493A patent/JPH07162077A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11233896A (ja) * | 1997-12-11 | 1999-08-27 | Mitsubishi Chemical Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010206 |