JPH0744307B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
- Publication number
- JPH0744307B2 JPH0744307B2 JP60008202A JP820285A JPH0744307B2 JP H0744307 B2 JPH0744307 B2 JP H0744307B2 JP 60008202 A JP60008202 A JP 60008202A JP 820285 A JP820285 A JP 820285A JP H0744307 B2 JPH0744307 B2 JP H0744307B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- growth
- conductivity type
- gaas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、２回のMBE成長工程を必要とするAlGaAs系
ダブルヘテロ接合構造の半導体レーザの製造方法に関す
る。
ダブルヘテロ接合構造の半導体レーザの製造方法に関す
る。
（ロ）従来技術 ２回のMBE成長工程を必要とする構造の半導体レーザを
製造する方法を以下説明すると供にその問題点を指摘す
る。
製造する方法を以下説明すると供にその問題点を指摘す
る。
まず、１回目のMBE成長工程で第１成長層を基板の表面
に積層した後、MBE装置から基板を取り出し、エッチン
グ工程にて第１上部クラッド層まで達するストライプ溝
を形成する。このエッチング工程を行ったことに伴い、
前記エッチングした部分に酸化物等の不純物が直接付着
するから、この不純物を所定の方法にて蒸発させる。し
かる後、２回目のMBE成長工程で第２成長層を積層させ
る。
に積層した後、MBE装置から基板を取り出し、エッチン
グ工程にて第１上部クラッド層まで達するストライプ溝
を形成する。このエッチング工程を行ったことに伴い、
前記エッチングした部分に酸化物等の不純物が直接付着
するから、この不純物を所定の方法にて蒸発させる。し
かる後、２回目のMBE成長工程で第２成長層を積層させ
る。
しかして、前記不純物を蒸発させる工程において、第１
上部クラッド層のAl組成が0.4以上の場合、前記不純物
は蒸発されにくくなる。そのため第２成長層の積層状態
が劣化し、この部分を電流が流れなくなるという問題を
生じる。一方第１上部クラッド層のAl組成を0.4以下に
すれば、第２成長層の積層状態は良好となる反面、光閉
じ込め効率が低下するという問題を生じる。
上部クラッド層のAl組成が0.4以上の場合、前記不純物
は蒸発されにくくなる。そのため第２成長層の積層状態
が劣化し、この部分を電流が流れなくなるという問題を
生じる。一方第１上部クラッド層のAl組成を0.4以下に
すれば、第２成長層の積層状態は良好となる反面、光閉
じ込め効率が低下するという問題を生じる。
（ハ）目的 この発明は、上記の如く特性を有する半導体レーザの形
状を再現性良くしかも容易に製造せしめると共に、製造
歩留りを向上しうる半導体レーザの製造方法を提供する
ことを目的としている。
状を再現性良くしかも容易に製造せしめると共に、製造
歩留りを向上しうる半導体レーザの製造方法を提供する
ことを目的としている。
（ニ）構成 この発明に係る半導体レーザの製造方法は一方の導電型
GaAsからなる基板の表面に、前記基板と同導電型のAlGa
As下部クラッド層と、AlXGa1-XAsからなる活性層と、前
記基板と反対導電型のAlGaAsからなる第１上部クラッド
層と、量子効果により前記活性層と同等又はそれ以上の
バンドギャップを持つ膜厚に設定され且つ前記基板と反
対導電型のGaAsからなる保護層と、前記基板と同導電型
のAlGaAsからなる電流制限層とで構成される第１成長層
を積層する第１の成長工程と、AlGaAs》GaAsなるエッチ
ングレートを有する溶液でもって前記電流制限層のみを
選択エッチングすることにより、前記保護層の表面が露
出される深さで且つ基板側に向かって幅狭となるテーパ
面を有するストライプ溝を形成するエッチング工程と、
前記ストライプ溝が形成された第１成長層に砒素分子線
を当てながら加熱温度および時間はGaAsからなる保護層
が蒸発しないような条件で該基板を加熱することによ
り、前記エッチング工程によって付着した不純物を蒸発
させるサーマルクリーニング工程と、前記サーマルクリ
ーニングされた第１成長層の上部に前記基板と反対導電
型のAlGaAsからなる第２上部クラッド層と、オーミック
コンタクトを良好にするためのキャップ層とで構成され
る第２成長層を積層する第２の成長工程を具備したこと
を特徴としている。
GaAsからなる基板の表面に、前記基板と同導電型のAlGa
As下部クラッド層と、AlXGa1-XAsからなる活性層と、前
記基板と反対導電型のAlGaAsからなる第１上部クラッド
層と、量子効果により前記活性層と同等又はそれ以上の
バンドギャップを持つ膜厚に設定され且つ前記基板と反
対導電型のGaAsからなる保護層と、前記基板と同導電型
のAlGaAsからなる電流制限層とで構成される第１成長層
を積層する第１の成長工程と、AlGaAs》GaAsなるエッチ
ングレートを有する溶液でもって前記電流制限層のみを
選択エッチングすることにより、前記保護層の表面が露
出される深さで且つ基板側に向かって幅狭となるテーパ
面を有するストライプ溝を形成するエッチング工程と、
前記ストライプ溝が形成された第１成長層に砒素分子線
を当てながら加熱温度および時間はGaAsからなる保護層
が蒸発しないような条件で該基板を加熱することによ
り、前記エッチング工程によって付着した不純物を蒸発
させるサーマルクリーニング工程と、前記サーマルクリ
ーニングされた第１成長層の上部に前記基板と反対導電
型のAlGaAsからなる第２上部クラッド層と、オーミック
コンタクトを良好にするためのキャップ層とで構成され
る第２成長層を積層する第２の成長工程を具備したこと
を特徴としている。
（ホ）実施例 第１図はこの発明に係る半導体レーザの一実施例を示す
斜視図である。同図において、１は半導体レーザであ
り、1a、1bはファブリペロー反射面を示している。10は
Ｎ型GaAsからなる基板、21はＮ型AlXGa1-XAs（Al組成Ｘ
＝0.55）からなる下部クラッド層と、22はAlXGa1-XAs
（Al組成Ｘ＝0.12）からなる活性層と、23はＰ型AlXGa
1-XAs（Al組成Ｘ＝0.55）からなる第１上部クラッド
層、24はＰ型GaAsからなる保護層、25はＮ型AlXGa1-XAs
（Al組成Ｘ＝0.55）からなる電流制限層、41はＰ型AlYG
a1-YAs（Al組成Ｙ＝0.55）からなる第２上部クラッド
層、42はP+型GaAsからなるキャップ層、50はＰ型電極、
51はＮ電極をそれぞれ示している。なお前記保護層24
は、量子効果により活性層22と同等又はそれ以上のバン
ドキャップを持つ膜厚に設定されている。
斜視図である。同図において、１は半導体レーザであ
り、1a、1bはファブリペロー反射面を示している。10は
Ｎ型GaAsからなる基板、21はＮ型AlXGa1-XAs（Al組成Ｘ
＝0.55）からなる下部クラッド層と、22はAlXGa1-XAs
（Al組成Ｘ＝0.12）からなる活性層と、23はＰ型AlXGa
1-XAs（Al組成Ｘ＝0.55）からなる第１上部クラッド
層、24はＰ型GaAsからなる保護層、25はＮ型AlXGa1-XAs
（Al組成Ｘ＝0.55）からなる電流制限層、41はＰ型AlYG
a1-YAs（Al組成Ｙ＝0.55）からなる第２上部クラッド
層、42はP+型GaAsからなるキャップ層、50はＰ型電極、
51はＮ電極をそれぞれ示している。なお前記保護層24
は、量子効果により活性層22と同等又はそれ以上のバン
ドキャップを持つ膜厚に設定されている。
詳しくは、前記下部クラッド層21と活性層22と第１上部
クラッド層23と保護層24と電流制限層25とで第１成長層
20が構成されている。この第１成長層20には、保護層24
の表面が露出される深さで且つ基板10側に向かって幅狭
となるテーパ面31を有するストライプ溝30が半導体レー
ザ１のレーザ共振器波長に沿って形成されている。そし
て前記第２上部クラッド層41とキャップ層42とで第２成
長層40が構成されている。この第２成長層40は、前記ス
トライプ溝30の形状に対応して陥没する形状で第１成長
層20の上部に積層されている。
クラッド層23と保護層24と電流制限層25とで第１成長層
20が構成されている。この第１成長層20には、保護層24
の表面が露出される深さで且つ基板10側に向かって幅狭
となるテーパ面31を有するストライプ溝30が半導体レー
ザ１のレーザ共振器波長に沿って形成されている。そし
て前記第２上部クラッド層41とキャップ層42とで第２成
長層40が構成されている。この第２成長層40は、前記ス
トライプ溝30の形状に対応して陥没する形状で第１成長
層20の上部に積層されている。
しかして、上記の如き半導体レーザ１のストライプ溝30
の中央のバンド構造は第２図のようになる。第２図にお
いてＡは伝導帯、Ｂは禁止帯、Ｃは価電子帯をそれぞれ
示しており、同図によれば、量子効果により保護層24の
バンドギャップは活性層22よりも広くなっていることが
わかる。
の中央のバンド構造は第２図のようになる。第２図にお
いてＡは伝導帯、Ｂは禁止帯、Ｃは価電子帯をそれぞれ
示しており、同図によれば、量子効果により保護層24の
バンドギャップは活性層22よりも広くなっていることが
わかる。
第３図はこの発明に係る半導体レーザの製造方法を説明
するための参考図であり、以下同図を参考に説明する。
するための参考図であり、以下同図を参考に説明する。
（ａ） 図示しないMBE装置内に装着した基板10を所定
の方法にて加熱する。蒸発源にそれぞれ収納された原料
物質や不純物を分子線の形で蒸発させる。この原料等を
図示しない質量分析計でモニターし、図示しないコンピ
ュータで蒸発源の温度やシャッタを制御することによ
り、第１成長層20を積層させる（第１の成長工程）。な
お、保護層24の膜厚は30〜40Å程度に設定されているも
のとする。
の方法にて加熱する。蒸発源にそれぞれ収納された原料
物質や不純物を分子線の形で蒸発させる。この原料等を
図示しない質量分析計でモニターし、図示しないコンピ
ュータで蒸発源の温度やシャッタを制御することによ
り、第１成長層20を積層させる（第１の成長工程）。な
お、保護層24の膜厚は30〜40Å程度に設定されているも
のとする。
（ｂ） 前記第１成長層20が積層された基板10をMBE装
置から外部に取り出した後、基板10の裏面をラッピング
する。次に、ストライプ溝を形成すべき部分以外の電流
制限層25をホトレジスト60で覆う。このホトレジスト60
をマスクにした基板10をAlGaAs≫GaAsなるエッチングレ
ートを有する溶液（例えばHCl等）に浸漬して電流制限
層25を選択エッチングすることにより、保護層24の表面
が露出される深さで且つ基板側に向かって幅狭となるテ
ーパ面を有するストライプ溝30を第１成長層20に形成す
る（エッチング工程）。
置から外部に取り出した後、基板10の裏面をラッピング
する。次に、ストライプ溝を形成すべき部分以外の電流
制限層25をホトレジスト60で覆う。このホトレジスト60
をマスクにした基板10をAlGaAs≫GaAsなるエッチングレ
ートを有する溶液（例えばHCl等）に浸漬して電流制限
層25を選択エッチングすることにより、保護層24の表面
が露出される深さで且つ基板側に向かって幅狭となるテ
ーパ面を有するストライプ溝30を第１成長層20に形成す
る（エッチング工程）。
（ｃ）前記ホトレジスト60を除去した基板10を有機洗浄
し、前記基板10を再度MBE装置内に装着する。ここで、
基板10に砒素分子線を当てながら基板10を加熱すること
により、エッチング工程において付着した酸化物等の不
純物を蒸発させる（サーマルクリーニング工程）。
し、前記基板10を再度MBE装置内に装着する。ここで、
基板10に砒素分子線を当てながら基板10を加熱すること
により、エッチング工程において付着した酸化物等の不
純物を蒸発させる（サーマルクリーニング工程）。
このサーマルクリーニング工程における基板の温度とGa
Asの蒸発速度との関係を表１に示す。なお、表１の中段
には、各基板温度における蒸発速度を（μm/h）の単位
で表しており、表１の下段には、前記蒸発速度を（Å/s
ec）の単位に換算した値を表している。
Asの蒸発速度との関係を表１に示す。なお、表１の中段
には、各基板温度における蒸発速度を（μm/h）の単位
で表しており、表１の下段には、前記蒸発速度を（Å/s
ec）の単位に換算した値を表している。
前記サーマルクリーニング工程の加熱温度及び時間は、
30〜40Å程度の膜厚を有する保護層24が蒸発しないこと
を条件として、表１に基づいて設定される。
30〜40Å程度の膜厚を有する保護層24が蒸発しないこと
を条件として、表１に基づいて設定される。
（ｄ）（ｃ）工程の状態で基板10の温度を約600℃にし
て、（ａ）工程と同様の方法にて第２成長層40を第１成
長層20の上部に積層する（第２の成長工程）。
て、（ａ）工程と同様の方法にて第２成長層40を第１成
長層20の上部に積層する（第２の成長工程）。
以下、通常の半導体レーザの製造方法と同様にしてＰ型
電極、Ｎ型電極をそれぞれ形成する。
電極、Ｎ型電極をそれぞれ形成する。
なお、上記実施例において、AlXGa1-XAsおよびAlYGa1-Y
Asからなる各層のAl組成をそれぞれ記しているが、適宜
に変更できることは勿論である。但し上記実施例のよう
なAl組成の場合には下部クラッド層21と第１上部クラッ
ド層23との光閉じ込め効果によって活性層22内にて効率
よく発光することができる。更に、上記実施例において
全ての導電型を逆転することも可能である。
Asからなる各層のAl組成をそれぞれ記しているが、適宜
に変更できることは勿論である。但し上記実施例のよう
なAl組成の場合には下部クラッド層21と第１上部クラッ
ド層23との光閉じ込め効果によって活性層22内にて効率
よく発光することができる。更に、上記実施例において
全ての導電型を逆転することも可能である。
（ヘ）効果 この発明は上記詳説したように、エッチング工程で保護
層のみを選択的に残して、第１上部クラッド層にパシベ
ーション効果を持たせることにより、第１上部クラッド
層の表面に不純物を直接付着させず、比較的簡単なサー
マルクリーニングで前記不純物を蒸発させているから、
第１上部クラッド層のAl組成に関係なく第２成長層の積
層状態を良好にすることができる。即ち、この発明によ
れば、上記の如く特性を有する半導体レーザの形状を再
現性良くしかも容易に製造することができる。その結
果、製造歩留りを向上させることができる。
層のみを選択的に残して、第１上部クラッド層にパシベ
ーション効果を持たせることにより、第１上部クラッド
層の表面に不純物を直接付着させず、比較的簡単なサー
マルクリーニングで前記不純物を蒸発させているから、
第１上部クラッド層のAl組成に関係なく第２成長層の積
層状態を良好にすることができる。即ち、この発明によ
れば、上記の如く特性を有する半導体レーザの形状を再
現性良くしかも容易に製造することができる。その結
果、製造歩留りを向上させることができる。
第１図はこの発明に係る半導体レーザの一実施例を示す
斜視図、第２図は第１図に示す半導体レーザ１のバンド
構造を示す説明図、第３図はこの発明に係る半導体レー
ザの製造方法の一実施例を説明するための参考図であ
る。 10……基板、20……第１成長層、21……下部クラッド
層、22……活性層、23……第１上部クラッド層、24……
保護層、25……電流制限層、30……ストライプ溝、31…
…テーパ面、40……第２成長層、41……第２上部クラッ
ド層、42……キャップ層。
斜視図、第２図は第１図に示す半導体レーザ１のバンド
構造を示す説明図、第３図はこの発明に係る半導体レー
ザの製造方法の一実施例を説明するための参考図であ
る。 10……基板、20……第１成長層、21……下部クラッド
層、22……活性層、23……第１上部クラッド層、24……
保護層、25……電流制限層、30……ストライプ溝、31…
…テーパ面、40……第２成長層、41……第２上部クラッ
ド層、42……キャップ層。
Claims (1)
- 【請求項１】一方の導電型のGaAsからなる基板の表面
に、前記基板と同導電型のAlGaAs下部クラッド層と、Al
XGa1-XAsからなる活性層と、前記基板と反対導電型のAl
GaAsからなる第１上部クラッド層と、量子効果により前
記活性層と同等叉はそれ以上のバンドギャップを持つ膜
厚に設定され且つ前記基板と反対導電型のGaAsからなる
保護層と、前記基板と同導電型のAlGaAsからなる電流制
限層とで構成される第１成長層を積層する第１の成長工
程と、 AlGaAs》GaAsなるエッチングレートを有する溶液でもっ
て前記電流制限層のみを選択エッチングすることによ
り、前記保護層の表面が露出される深さで且つ基板側に
向かって幅狭となるテーパ面を有するストライプ溝を形
成するエッチング工程と、 前記ストライプ溝が形成された第１成長層に砒素分子線
を当てながら加熱温度および時間はGaAsからなる保護層
が蒸発しないような条件で該基板を加熱することによ
り、前記エッチング工程によって付着した不純物を蒸発
させるサーマルクリーニング工程と、 前記サーマルクリーニングされた第１成長層の上部に前
記基板と反対導電型のAlGaAsからなる第２上部クラッド
層と、オーミックコンタクトを良好にするためのキャッ
プ層とで構成される第２成長層を積層する第２の成長工
程とを具備したことを特徴とする半導体レーザの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008202A JPH0744307B2 (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008202A JPH0744307B2 (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61168284A JPS61168284A (ja) | 1986-07-29 |
| JPH0744307B2 true JPH0744307B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=11686675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60008202A Expired - Lifetime JPH0744307B2 (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744307B2 (ja) |
-
1985
- 1985-01-18 JP JP60008202A patent/JPH0744307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＡｐｐｌＰｈｙｏＬｅｔｌ３７，１，Ａｕｇａｓｔ，１９８０，第２６２頁〜第２６３頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61168284A (ja) | 1986-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3459003B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US4759025A (en) | Window structure semiconductor laser | |
| JPH0632331B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JPH0426232B2 (ja) | ||
| JPH08264906A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH0137870B2 (ja) | ||
| JPH07263800A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH0740618B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH06112592A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP2817515B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP3143105B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPH0572118B2 (ja) | ||
| JPS64835B2 (ja) | ||
| JPH0629618A (ja) | マルチビーム半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPS61168284A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3084051B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2855887B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH084180B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JPH11354880A (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPS6244440B2 (ja) | ||
| JPH0479157B2 (ja) | ||
| JPH0697589A (ja) | 半導体レーザアレイ素子とその製造方法 | |
| JPH0533550B2 (ja) | ||
| JPH0519837B2 (ja) | ||
| JPH0239106B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |