JPH084176B2 - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JPH084176B2 JPH084176B2 JP62062945A JP6294587A JPH084176B2 JP H084176 B2 JPH084176 B2 JP H084176B2 JP 62062945 A JP62062945 A JP 62062945A JP 6294587 A JP6294587 A JP 6294587A JP H084176 B2 JPH084176 B2 JP H084176B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光ファイバ通信や光計測システム、あるいは
光ディスクなどの光情報処理に必要とされる半導体レー
ザ装置の製造方法に関するものであり、特に、信号の多
重化や多機能化に必要とされるモノリシックな複数波長
半導体レーザ装置の製造方法に関する。
光ディスクなどの光情報処理に必要とされる半導体レー
ザ装置の製造方法に関するものであり、特に、信号の多
重化や多機能化に必要とされるモノリシックな複数波長
半導体レーザ装置の製造方法に関する。
従来の技術 半導体レーザは光ファイバ通信や光ディスクなどを中
心として実用化の段階に入り、大量生産の時代に入って
きた。研究開発はさらに高性能化に向けられている。そ
の１つの方向として複数波長の半導体レーザアレイが要
望されている。従来提案されているものとしては波長の
異なる半導体レーザチップを別々に作製し、同一サブマ
ウント上に並べてボンディングし、モジュールとして２
波長レーザとしたものや、同一基板上で同一なエピタキ
シャル成長を行ない、注入キャリアが再結合し光を放出
する活性層は同一組成，同一膜厚であるが波長を決定す
る回折格子の周期をレーザごとにかえて波長を少しづつ
シフトさせた複数波長DFBレーザアレイが提案されてい
る。しかし、このレーザは５波で波長間隔が50Å程度で
あり、多重度として多くとれるが波長の分離方法に困難
さを残す。
心として実用化の段階に入り、大量生産の時代に入って
きた。研究開発はさらに高性能化に向けられている。そ
の１つの方向として複数波長の半導体レーザアレイが要
望されている。従来提案されているものとしては波長の
異なる半導体レーザチップを別々に作製し、同一サブマ
ウント上に並べてボンディングし、モジュールとして２
波長レーザとしたものや、同一基板上で同一なエピタキ
シャル成長を行ない、注入キャリアが再結合し光を放出
する活性層は同一組成，同一膜厚であるが波長を決定す
る回折格子の周期をレーザごとにかえて波長を少しづつ
シフトさせた複数波長DFBレーザアレイが提案されてい
る。しかし、このレーザは５波で波長間隔が50Å程度で
あり、多重度として多くとれるが波長の分離方法に困難
さを残す。
第４図に他の２波長レーザの例の断面構造を示す。断
差を有するGaAs基板20上にAlGaAsクラッド層21,AlGaAs
活性層22,AlGaAsクラッド層23を順次成長させてレーザ
構造としたものである。断差直上の活性層25は膜厚は厚
くAl組成は少ないのに対して平坦部の膜厚は薄くAl組成
が高いものが成長する。従って、分離層26,電極27を設
けレーザ構造としたときには段差上のレーザは平坦部を
活性層とした時に比べてより長波長のレーザ光を発する
ものである。
差を有するGaAs基板20上にAlGaAsクラッド層21,AlGaAs
活性層22,AlGaAsクラッド層23を順次成長させてレーザ
構造としたものである。断差直上の活性層25は膜厚は厚
くAl組成は少ないのに対して平坦部の膜厚は薄くAl組成
が高いものが成長する。従って、分離層26,電極27を設
けレーザ構造としたときには段差上のレーザは平坦部を
活性層とした時に比べてより長波長のレーザ光を発する
ものである。
しかるに、この場合も、発光されるレーザ光の波長間
隔が狭く、任意の波長差に制御するのは困難である。
隔が狭く、任意の波長差に制御するのは困難である。
発明が解決しようとする問題点 このように従来においては、波長間隔を広く、かつ任
意に制御することが困難なものであった。
意に制御することが困難なものであった。
そこで本発明は波長間隔を広くなおかつ任意に設定で
きるとともに、作製上の最も重要な工程であるエピタキ
シャル成長の回数をできるだけ少なくしようとするもの
である。
きるとともに、作製上の最も重要な工程であるエピタキ
シャル成長の回数をできるだけ少なくしようとするもの
である。
問題点を解決するための手段 本発明はAlGaAs,InGaAsP,InGaP,AlGaInPを活性層とす
る半導体レーザのうち少なくとも２波長以上を並べるレ
ーザアレイ構成において、レーザ活性層部の埋込み層を
AlGaInPあるいはAlInPの共通層にしようとするものであ
る。これにより、同一基体上に任意のレーザを設定でき
るとともに埋込み層は１回の成長ですべてのレーザに共
通に行なえるようにしたものである。
る半導体レーザのうち少なくとも２波長以上を並べるレ
ーザアレイ構成において、レーザ活性層部の埋込み層を
AlGaInPあるいはAlInPの共通層にしようとするものであ
る。これにより、同一基体上に任意のレーザを設定でき
るとともに埋込み層は１回の成長ですべてのレーザに共
通に行なえるようにしたものである。
すなわち、本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
GaAs基板上に、GaAsと格子整合するAlGaAs（GaAsを含
む）あるいはInGaAsPあるいはAlGaInP（InGaPを含む）
を、注入キャリアが再結合し光を発生する活性領域とす
るダブルヘテロ接合を波長の異なる光が発生するように
複数個配置する工程と、前記活性領域の水平方向のスト
ライプ状の埋込みをGaAsと格子整合するAlGaInP（AlIn
P,InGaPを含む）あるいはInGaAsP層で同時に行う工程と
を備えてなるものである。
GaAs基板上に、GaAsと格子整合するAlGaAs（GaAsを含
む）あるいはInGaAsPあるいはAlGaInP（InGaPを含む）
を、注入キャリアが再結合し光を発生する活性領域とす
るダブルヘテロ接合を波長の異なる光が発生するように
複数個配置する工程と、前記活性領域の水平方向のスト
ライプ状の埋込みをGaAsと格子整合するAlGaInP（AlIn
P,InGaPを含む）あるいはInGaAsP層で同時に行う工程と
を備えてなるものである。
作用 本発明は、レーザとなる材料、組成の適当な組み合わ
せを選択することにより、同一基体上に複数異なるレー
ザを容易に形成できる。基体と格子定数を合わせ、バン
ドギャップが大きい物質にて埋込みクラッド層を共通に
行なうことで、良質な半導体レーザを作成することが可
能となる。
せを選択することにより、同一基体上に複数異なるレー
ザを容易に形成できる。基体と格子定数を合わせ、バン
ドギャップが大きい物質にて埋込みクラッド層を共通に
行なうことで、良質な半導体レーザを作成することが可
能となる。
実施例 第１図は本特許の実施例の斜視図を示す。GaAs基板１
上に埋込み型半導体レーザ２個がモノリシックに１チッ
プに構成されている。第１の半導体レーザ13はGaAlAs系
で発振波長λ１＝800nm,第２の半導体レーザ14はInGaAs
P系でλ２＝700nmである。第１図のレーザの製造工程を
第２図に断面構造で示し、第３図にその組成をAlP−GaP
−InP系、GaP−InP−InAs−GaAs系、GaAs−InAs−AlAs
系を３相図で示す。第３図においてＡ−Ｂ−Ｃ−ＤはGa
Asと格子整合のとれた組成を示し、A,B,……Ｉは各点で
の組成を示す。
上に埋込み型半導体レーザ２個がモノリシックに１チッ
プに構成されている。第１の半導体レーザ13はGaAlAs系
で発振波長λ１＝800nm,第２の半導体レーザ14はInGaAs
P系でλ２＝700nmである。第１図のレーザの製造工程を
第２図に断面構造で示し、第３図にその組成をAlP−GaP
−InP系、GaP−InP−InAs−GaAs系、GaAs−InAs−AlAs
系を３相図で示す。第３図においてＡ−Ｂ−Ｃ−ＤはGa
Asと格子整合のとれた組成を示し、A,B,……Ｉは各点で
の組成を示す。
第２の製造工程にそってその製法を示す。
ｎ−GaAs基板上にGaを溶媒とする液相成長法にてAlGaAs
クラッド層２（組成Ｅ）、AlGaAs活性層３（Ｆ）,AlGaA
sクラッド層４（Ｅ）を順次成長させる（第２図
（ａ））。次に成長層の一部にSiO2マスク15を形成し、
成長層の一部をエッチングにて除去する（第２図
（ｂ））。エッチングされた基板はマスクを残したまま
In溶媒による液相成長法にてＰ−InGaAsP層をエッチン
グ除去した部分にエピタキシャル成長する。ｎ−InGaP
クラッド層５（Ｂ）、InGaAsP活性層６（Ｇ）、Ｐ−InG
aPクラッド層７（Ｂ）を順次成長させる（第２図
（ｃ））。成長させたエピタキシャル層を第２図（ｄ）
のようにストライプ状にメサエッチングを施す。16,17
はSiO2マスクを示す。メサ上にエッチングされたウエハ
は液相成長法にてＰ−InGaP埋込み層8,n−InGaP埋込み
層９を順次成長させる。（第２図（ｅ））。さらに、各
素子間を分離エッチングを入れることによって各レーザ
を分離する（第２図（ｆ））。これを各電極を施すこと
によって第１斜視図に示されるような２波長モノリシッ
クアレイレーザが構成される。
クラッド層２（組成Ｅ）、AlGaAs活性層３（Ｆ）,AlGaA
sクラッド層４（Ｅ）を順次成長させる（第２図
（ａ））。次に成長層の一部にSiO2マスク15を形成し、
成長層の一部をエッチングにて除去する（第２図
（ｂ））。エッチングされた基板はマスクを残したまま
In溶媒による液相成長法にてＰ−InGaAsP層をエッチン
グ除去した部分にエピタキシャル成長する。ｎ−InGaP
クラッド層５（Ｂ）、InGaAsP活性層６（Ｇ）、Ｐ−InG
aPクラッド層７（Ｂ）を順次成長させる（第２図
（ｃ））。成長させたエピタキシャル層を第２図（ｄ）
のようにストライプ状にメサエッチングを施す。16,17
はSiO2マスクを示す。メサ上にエッチングされたウエハ
は液相成長法にてＰ−InGaP埋込み層8,n−InGaP埋込み
層９を順次成長させる。（第２図（ｅ））。さらに、各
素子間を分離エッチングを入れることによって各レーザ
を分離する（第２図（ｆ））。これを各電極を施すこと
によって第１斜視図に示されるような２波長モノリシッ
クアレイレーザが構成される。
このように３回のエピタキシャル成長工程で２波長レ
ーザが構成できる。第３図に示すように、組成と成分を
うまく選択することにより成分元素の異なるあるいは組
成の異なる層をレーザ活性部として用い、なおかつ、格
子整合のとれた状態で両レーザのクラッド層を同時に構
成することが可能となる。このような構成によって、Al
GaAs系レーザとInGaAsP系レーザが同一基板上に構成さ
れ、λ１＝800nm,λ２＝700nmと波長間隔を大きくとっ
た２波長レーザが可能となった。
ーザが構成できる。第３図に示すように、組成と成分を
うまく選択することにより成分元素の異なるあるいは組
成の異なる層をレーザ活性部として用い、なおかつ、格
子整合のとれた状態で両レーザのクラッド層を同時に構
成することが可能となる。このような構成によって、Al
GaAs系レーザとInGaAsP系レーザが同一基板上に構成さ
れ、λ１＝800nm,λ２＝700nmと波長間隔を大きくとっ
た２波長レーザが可能となった。
第２の実施例として、第２図（ｂ）に示すようにAlGa
As系成長を同様に行ない、第２図（ｃ）の第２回目のエ
ピタキシャル成長を有機金属気相成長法を用いてｎ−Al
GaInPクラッド層５（Ｈ）、AlGaInP活性層６（Ｉ）、Ｐ
−AlGaInPクラッド層７（Ｈ）を形成する。有機金属と
しては（CH3）3Al,（CH3）3In,（CH3）3GaおよびPH3がH
2をキャリアガスとして用いられる。さらにMO−CVD法を
用いて、埋込み層としてＰ−AlGaInP8（Ｈ）、ｎ−AlGa
InP9（Ｈ）を形成することにより、格子整合をくずすこ
となく第２図（ｆ）の構造が可能となる。このように、
同一基板上にAlGaAsレーザとAlGaInPレーザが同一クラ
ッドで構成でき、波長600nm帯レーザと700〜800nm帯レ
ーザを集積化することが可能となる。
As系成長を同様に行ない、第２図（ｃ）の第２回目のエ
ピタキシャル成長を有機金属気相成長法を用いてｎ−Al
GaInPクラッド層５（Ｈ）、AlGaInP活性層６（Ｉ）、Ｐ
−AlGaInPクラッド層７（Ｈ）を形成する。有機金属と
しては（CH3）3Al,（CH3）3In,（CH3）3GaおよびPH3がH
2をキャリアガスとして用いられる。さらにMO−CVD法を
用いて、埋込み層としてＰ−AlGaInP8（Ｈ）、ｎ−AlGa
InP9（Ｈ）を形成することにより、格子整合をくずすこ
となく第２図（ｆ）の構造が可能となる。このように、
同一基板上にAlGaAsレーザとAlGaInPレーザが同一クラ
ッドで構成でき、波長600nm帯レーザと700〜800nm帯レ
ーザを集積化することが可能となる。
また、同様にAlGaInPレーザとInGaAsPレーザのモノリ
シック集積化も可能であるほか同じ成分元素を有するレ
ーザでも組成をかえることによって異なる波長のレーザ
の集積化が可能となる。２波長のみならず、３波長以上
においても同様に構成できることは言うまでもない。
シック集積化も可能であるほか同じ成分元素を有するレ
ーザでも組成をかえることによって異なる波長のレーザ
の集積化が可能となる。２波長のみならず、３波長以上
においても同様に構成できることは言うまでもない。
発明の効果 このように本発明によれば、GaAs基板上に、AlGaAs
系,InGaAsP系,AlGaInP系の活性層を有する任意の波長で
任意の組み合せによる複数波長レーザがモノリシックに
構成が容易に実現可能となる。さらに、これらのレーザ
はレーザ活性層の横方向の埋込み層を同一の組成のAlGa
InP（AlInP,InGaPを含む）あるいはInGaAsP層で形成す
ることが可能となり、埋込みエピタキシャル工程を少な
くすることが可能となる。
系,InGaAsP系,AlGaInP系の活性層を有する任意の波長で
任意の組み合せによる複数波長レーザがモノリシックに
構成が容易に実現可能となる。さらに、これらのレーザ
はレーザ活性層の横方向の埋込み層を同一の組成のAlGa
InP（AlInP,InGaPを含む）あるいはInGaAsP層で形成す
ることが可能となり、埋込みエピタキシャル工程を少な
くすることが可能となる。
用途面からみても、光ディスク読み出し等小さいスポ
ットに絞る必要のあるものは短波長側レーザを使用し、
消去のようなハイパワーが必要な時は波長側のAlGaAs系
を使う等の使い分けが可能となる。
ットに絞る必要のあるものは短波長側レーザを使用し、
消去のようなハイパワーが必要な時は波長側のAlGaAs系
を使う等の使い分けが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の方法により得られた複数波
長アレイレーザの斜視図、第２図は第１図の複数波長ア
レイレーザ製造方法を説明するための工程断面図、第３
図はInP−GaP−GaAs−InP,AlP−InP−GaP,AlAs−GaAs−
InAsの相図、第４図は従来の方法により得られた２波長
レーザアレイの断面図である。 １……GaAs基板、２…AlGaAsクラッド層、３……AlGaAs
活性層、４……AlGaAsクラッド層、５……ｎ−InGaPク
ラッド層、６……InGaAs活性層、８……Ｐ−InGaP埋込
み層、９……ｎ−InGaP埋込み層、13……第１の半導体
レーザ、14……第２の半導体レーザ。
長アレイレーザの斜視図、第２図は第１図の複数波長ア
レイレーザ製造方法を説明するための工程断面図、第３
図はInP−GaP−GaAs−InP,AlP−InP−GaP,AlAs−GaAs−
InAsの相図、第４図は従来の方法により得られた２波長
レーザアレイの断面図である。 １……GaAs基板、２…AlGaAsクラッド層、３……AlGaAs
活性層、４……AlGaAsクラッド層、５……ｎ−InGaPク
ラッド層、６……InGaAs活性層、８……Ｐ−InGaP埋込
み層、９……ｎ−InGaP埋込み層、13……第１の半導体
レーザ、14……第２の半導体レーザ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 智昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 雄谷 順 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山本 博昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−227089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124489（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】GaAs基板上に、GaAsと格子整合するAlGaAs
あるいはInGaAsPあるいはAlGaInPを、注入キャリアが再
結合し光を発生する活性領域とするダブルヘテロ接合を
波長の異なる光が発生するように複数個配置する工程
と、前記活性領域の水平方向のストライプ状の埋込みを
GaAsと格子整合するAlGaInPあるいはInGaAsP層で同時に
行う工程とを備えてなる半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62062945A JPH084176B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62062945A JPH084176B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228791A JPS63228791A (ja) | 1988-09-22 |
| JPH084176B2 true JPH084176B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=13214951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62062945A Expired - Fee Related JPH084176B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084176B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1007282A3 (nl) * | 1993-07-12 | 1995-05-09 | Philips Electronics Nv | Opto-electronische halfgeleiderinrichting met een array van halfgeleiderdiodelasers en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| JP2001244569A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Sony Corp | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62062945A patent/JPH084176B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63228791A (ja) | 1988-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |