JPH098401A - Semiconductor laser with precisely defined active layer region width and method for fabricating semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser with precisely defined active layer region width and method for fabricating semiconductor laser

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JPH098401A
JPH098401A JP17546695A JP17546695A JPH098401A JP H098401 A JPH098401 A JP H098401A JP 17546695 A JP17546695 A JP 17546695A JP 17546695 A JP17546695 A JP 17546695A JP H098401 A JPH098401 A JP H098401A
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layer
semiconductor
semiconductor layer
semiconductor laser
laser
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Seiichi Miyazawa
誠一 宮澤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】発振領域の精度、再現性が良く、同時に電流狭
窄構造をも作成できる半導体レーザの作製法およびその
製法に適した構造を持つ半導体レーザを提供する。 【構成】選択成長法を用いて下地層3と異なる極性を持
った薄い層5を導入して、半導体レーザの活性領域幅の
正確な規定と、電流狭窄および光の閉じ込めを実現す
る。薄い層5上および露出した下地層3上には、下地層
3と同じ極性の半導体層6が連続形成される。この半導
体層6上に連続形成される活性層7は、電流集中領域に
対応した部分11が横方向において薄い層5に挟まれる
様に積層される。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a method of manufacturing a semiconductor laser which has a high precision and reproducibility of an oscillation region and can simultaneously form a current confinement structure, and a semiconductor laser having a structure suitable for the manufacturing method. A thin layer 5 having a polarity different from that of the underlayer 3 is introduced by using the selective growth method to realize accurate definition of the active region width of the semiconductor laser, current confinement and light confinement. A semiconductor layer 6 having the same polarity as that of the underlayer 3 is continuously formed on the thin layer 5 and the exposed underlayer 3. The active layer 7 continuously formed on the semiconductor layer 6 is laminated so that the portion 11 corresponding to the current concentration region is laterally sandwiched by the thin layers 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は歩留まりの良い波長安定
半導体レーザ及びその作製法に関わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength-stable semiconductor laser having a good yield and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来技術】半導体レーザは光通信の主要構成部品とし
て精力的に検討されている。この構造の代表的なものと
しては、BH(Buried Heterostruc
ture)型レーザが挙げられる。BHレーザ構造は、
電流および光の閉じ込めに優れ、高効率のレーザ構造で
ある。図5、図6および図7をもって説明する。図5は
従来例を示した図で、BH型の半導体レーザの構造図で
ある。図6および図7(a)、(b)、(c)は工程図
である。図6および図7を用いて作製法を説明してい
く。
2. Description of the Related Art Semiconductor lasers have been vigorously studied as a main component of optical communication. A typical example of this structure is BH (Buried Heterostrucc).
a) type laser. The BH laser structure is
It is a highly efficient laser structure with excellent current and light confinement. This will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG. 5 shows a conventional example, and is a structural diagram of a BH type semiconductor laser. FIGS. 6 and 7A, 7B, and 7C are process drawings. A manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0003】図5において、101は基板であるところ
のn−GaAsである。この上に、102に示したクラ
ッド層であるn−AIGaAsを1.5μmほど成長し
ている。続いて、103の活性層であるアンドープGa
Asを0.1μm成長している。更に、l04の上部ク
ラッド層であるp−AlGaAsを2μm程度成長し
て、レーザの全体を一旦成長し、1回目の成長を終了す
る。この成長膜を、レーザ発振領域を制限する目的と電
流狭窄を図るために、液状エッチングかまたはドライエ
ッチングでエッチングして、図7(a)に示し‐た様に
成長膜を加工する。エッチングを行なう為に上部クラッ
ド層104上に110に示したSiO2等に代表される
マスクを形成する。エッチングにより残される幅は、3
μm以下が望ましく、102のクラッドに達するまでエ
ッチングを行なう。この例では、エッチング深さは約
2.3μmである。この後、図7(b)に示したよう
に、105の電流ブロツク層であるp―AIGaAsを
形成する。そして最後に、図7(c)に示した、106
の上部クラツド層であるn−AlGaAsを形成してレ
ーザ作製は終了する。最後に、SiO2を除去する。こ
の様に作製されたBHレーザは、電流ブロック層105
があるため活性領域103への電流閉じ込めも良く、ま
た106の上部クラッド層を再成長していることによる
光閉じ込めも良好であり、比較的良好な特性を持つ。
In FIG. 5, 101 is n-GaAs which is a substrate. On this, n-AIGaAs, which is the cladding layer shown by 102, is grown to a thickness of about 1.5 μm. Then, undoped Ga which is the active layer of 103
As is grown by 0.1 μm. Further, p-AlGaAs, which is the upper cladding layer of 104, is grown to about 2 μm, the entire laser is once grown, and the first growth is completed. This growth film is etched by liquid etching or dry etching in order to limit the laser oscillation region and to constrict the current, and the growth film is processed as shown in FIG. 7A. A mask represented by 110 such as SiO 2 is formed on the upper clad layer 104 for etching. The width left by etching is 3
It is desirable that the thickness is less than μm, and etching is performed until the clad 102 is reached. In this example, the etching depth is about 2.3 μm. Thereafter, as shown in FIG. 7B, p-AIGaAs, which is the current block layer 105, is formed. Finally, 106 shown in FIG.
The laser fabrication is completed by forming the upper cladding layer of n-AlGaAs. Finally, SiO 2 is removed. The BH laser manufactured as described above is provided with the current blocking layer 105.
Therefore, current confinement in the active region 103 is good, and light confinement due to regrowth of the upper clad layer 106 is also good, which is a relatively good characteristic.

【0004】しかしながら、このレーザ構造は作製上次
の様な問題点を抱えている。図7(a)において、エッ
チングにより発振領域である凸部を作製しているが、こ
の底面の幅109がエッチング条件により大きく変わ
る。ウエットエッチング、ドライエッチングの何れにお
いても縦方向のみではなく横方向へもエッチングが進
む。この結果、エッチングが縦方向に進むに比例してエ
ッチングの形状が変化してくる。この例では、マスク1
10で規定した幅5.3μmが徐々に狭くなり底面の幅
109では2μmとかなり細くなった。
However, this laser structure has the following problems in manufacturing. In FIG. 7A, a convex portion that is an oscillation region is formed by etching, but the width 109 of this bottom surface greatly changes depending on etching conditions. In both wet etching and dry etching, etching proceeds not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. As a result, the etching shape changes in proportion to the progress of the etching in the vertical direction. In this example, mask 1
The width of 5.3 μm defined by 10 was gradually narrowed, and the width 109 of the bottom was considerably narrowed to 2 μm.

【0005】また、以上の例と90度異なった面方位で
エッチングして凸部を設けると、裾が広がつた台形がで
きる。この様に、エッチング法を用いるとマスクの幅が
そのまま活性層付近での幅になるとは限らない。つま
り、作製条件により活性領域103の幅が変化すること
を意味しており、レーザ駆動時の横モードの制御やしき
い電流の不安定性等が発生しやすくなり、歩留まりの低
下等をも招く。特に広い面積に渡り均等にエッチングす
ることは、面内での温度分布、エツチング液の濃度分布
が原因となり、不可能に近い。
Further, if a convex portion is formed by etching in a plane orientation different from the above example by 90 degrees, a trapezoid with a wide hem can be formed. Thus, when the etching method is used, the width of the mask does not always become the width near the active layer. In other words, this means that the width of the active region 103 changes depending on the manufacturing conditions, so that control of the lateral mode during laser driving, instability of the threshold current, and the like are likely to occur, leading to a decrease in yield and the like. Particularly, uniform etching over a wide area is almost impossible because of the temperature distribution in the surface and the concentration distribution of the etching liquid.

【0006】サイドエッチング量は表面からのエッチン
グ深さと比例関係にあり、エッチングする深さを小さく
すれば横方向のエッチング量も低下し、エッチング幅の
変化を考慮しなくてもよくなる。しかしながら、レーザ
光を縦方向で閉じ込めようとした場合は、少なくともク
ラッドが1.5μm以上あることが望ましく、あまり薄
くすることはレーザ特性に悪影響を与える。よって、サ
イドエッチングによる凸部幅の減少或は増加は、再現性
良く上記BH型のレーザを作製するためには避けられな
い本質的な問題となる。
The side etching amount is proportional to the etching depth from the surface, and if the etching depth is reduced, the lateral etching amount also decreases, and it is not necessary to consider the change in the etching width. However, when the laser light is to be confined in the vertical direction, it is preferable that the clad has a thickness of at least 1.5 μm, and making the thickness too thin adversely affects the laser characteristics. Therefore, the decrease or increase in the width of the convex portion due to the side etching becomes an essential problem that cannot be avoided in order to produce the BH type laser with good reproducibility.

【0007】この他、横方向(サイド)エッチングの速
度が、先に述べた基板温度、エッチング液の組成の面内
濃度分布のみではなく、エッチングされる膜の膜構成
(ここではAlの組成)、また110に示したマスクの
面積とそれ以外の露出しているエッチング膜の面積比等
によっても変化する。これらのことから、2μm以上の
厚みをエッチングして活性領域を再現性良く作製するこ
とは困難で、安定的な作製法が望まれている。
In addition to the above, the lateral etching rate is not limited to the substrate temperature and the in-plane concentration distribution of the composition of the etching solution described above, but the film constitution of the film to be etched (Al composition here). Further, it also varies depending on the area ratio of the mask shown at 110 and the area ratio of the exposed etching film other than that. For these reasons, it is difficult to etch the active region to a thickness of 2 μm or more with good reproducibility, and a stable fabrication method is desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとしている課題】以上述べた様に、
エッチングにより作成される凸部の幅がエッチングする
膜厚、エッチングの条件、下地膜の組成等により大きく
変化する為、発振領域を再現性良く作成することが困難
である。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above,
Since the width of the convex portion formed by etching greatly changes depending on the film thickness to be etched, the etching conditions, the composition of the base film, etc., it is difficult to form the oscillation region with good reproducibility.

【0009】従って、本発明の目的は、エッチングを使
用せず、面内分布、堆積速度等の制御性の格段に良い成
長法を使用することにより、発振領域の精度、再現性が
良く、同時に電流狭窄構造をも作成できる半導体レーザ
の作製法およびその製法に適した構造を持つ半導体レー
ザを提供するものである。
Therefore, an object of the present invention is to use a growth method which is remarkably good in controllability of in-plane distribution, deposition rate and the like without using etching. The present invention provides a method for producing a semiconductor laser capable of producing a current confinement structure and a semiconductor laser having a structure suitable for the production method.

【0010】[0010]

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為の本
発明の半導体レーザ作製法は、活性層を該活性層よりバ
ンドギャップの大きな層で鋏んでなる半導体レーザの作
製法において、第一の導電型を有する第一の半導体層上
に、該レーザの電流注入領域を避けて、第二の導電型を
有する第二の半導体層を選択的に形成する工程と、該第
二の導電型を有する第二の半導体層上および該露出した
第一の半導体層上に第一の導電型を有する第三の半導体
層を連続形成して積層する工程と、第三の半導体層上に
連続形成される活性層の形成において、電流集中領域に
対応した部分の活性層が横方向において該第二の半導体
層に挟まれる様に作製する工程とを含んでなることを特
徴とする。
The semiconductor laser manufacturing method of the present invention for achieving the above object is a method for manufacturing a semiconductor laser in which an active layer is scissored with a layer having a bandgap larger than that of the active layer. Selectively forming a second semiconductor layer having the second conductivity type on the first semiconductor layer having the conductivity type while avoiding the current injection region of the laser, and the second conductivity type. Continuously forming and stacking a third semiconductor layer having a first conductivity type on the second semiconductor layer having the above and the exposed first semiconductor layer, and continuously forming on the third semiconductor layer. The formation of the active layer includes a step of forming the active layer in a portion corresponding to the current concentration region so as to be laterally sandwiched by the second semiconductor layer.

【0011】また、上記目的を達成する為の本発明の半
導体レーザは、活性層を該活性層よりバンドギャップの
大きな層で鋏んでなる半導体レーザにおいて、第一の導
電型を有する第一の半導体層上に、該レーザの電流注入
領域を避けて、選択的に形成された第二の導電型を有す
る第二の半導体層、該第二の導電型を有する第二の半導
体層上および該露出した第一の半導体層上に連続形成し
て積層された第一の導電型を有する第三の半導体層、お
よび該第三の半導体層全面上に連続形成され、電流集中
領域に対応した部分が該第二の半導体層に挟まれる様に
該第一の半導体層側に落ち込んでいる活性層を含んでな
ることを特徴とする。
Further, the semiconductor laser of the present invention for achieving the above object is a semiconductor laser in which an active layer is scissored by a layer having a band gap larger than that of the active layer, and a first semiconductor having a first conductivity type. A second semiconductor layer having a second conductivity type selectively formed on the layer, avoiding a current injection region of the laser, a second semiconductor layer having the second conductivity type, and the exposure The third semiconductor layer having the first conductivity type that is continuously formed and laminated on the first semiconductor layer and the portion that is continuously formed on the entire surface of the third semiconductor layer and corresponds to the current concentration region It is characterized in that it includes an active layer that is depressed toward the first semiconductor layer so as to be sandwiched between the second semiconductor layers.

【0012】より具体的には、第二の半導体層の膜厚が
0.5μm以下である。少なくとも半導体レーザの半導
体層にV族元素AsまたはP(リン)を含んでいる。半
導体成長法がMBE法、または、一部または、全部がガ
ス状の供給原料により半導体層を形成する方法である。
また、第二の半導体層を選択的に形成する工程はグレー
ティング上に行なわれる。
More specifically, the film thickness of the second semiconductor layer is 0.5 μm or less. At least the semiconductor layer of the semiconductor laser contains the group V element As or P (phosphorus). The semiconductor growth method is the MBE method, or a method of forming a semiconductor layer from a partially or entirely gaseous raw material.
The step of selectively forming the second semiconductor layer is performed on the grating.

【0013】本発明の方法では、絶縁膜たとえばSiO
2上には半導体膜が成長しにくく半導体膜上では成長す
るという特性、所謂選択成長を利用してレーザを作製す
る。本発明に使用される成長法の成長速度は、0.ln
m/sからlnm/sと比較的ゆっくりしているため、
制御性が良く、さらに成長膜厚を制限することにより横
方向の成長が制限でき、所望の幅を持った発振領域を設
定できる点にある。また、該活性層幅を決定する半導体
層を用いて、同時に電流の狭窄および光の閉じ込めを実
現した構成となっている。
In the method of the present invention, an insulating film such as SiO 2 is used.
A laser is manufactured by utilizing the characteristic that the semiconductor film does not easily grow on the semiconductor film 2 and grows on the semiconductor film, that is, so-called selective growth. The growth rate of the growth method used in the present invention is 0. ln
Since it is relatively slow from m / s to 1 nm / s,
Controllability is good, and further, lateral growth can be restricted by limiting the growth film thickness, and an oscillation region having a desired width can be set. Further, the semiconductor layer that determines the width of the active layer is used to simultaneously confine the current and confine the light.

【0014】[0014]

【実施例1】本発明の成長法を用いた半導体レーザの作
製法の第1の実施例を、図1をもって示す。1は、基板
であるところのn−GaAsである。2は、バッファ層
であるSiドープGaAs(厚さ0.5μm)である。
3は、クラッド層であるSiドープAIGaAs(厚さ
l.0μm)である。この時点で成長を一旦停止する
(図1(a))。この停止した成長膜上に、4で示した
絶縁層であるSiO2を膜厚10Onmで形成する。こ
の、SiO2絶縁層4の幅は、3μmとしている(図1
(b))。ここで、III族にトリエチルガリウム、ト
リメチルアルミニウム、V族にアルシンを使用した有機
金属成長法においてAlGaAs膜を選択成長する。基
板温度は600°Cとし、AIGaAsの成長速度は、
0.5μm/hとなっている。この条件下で、5に示し
た電流狭窄も兼ねたBeドープAIGaAsを0.3μ
m成長した。膜厚を0.3μmにした理由としては、選
択成長膜を厚くすると徐々に成長膜がSiO2膜4から
遠ざかる横方向の引っ込み成長が観測されるからであ
る。lμm積層した場合、横方向の引っ込みは約0.7
μm程度となる。ここでは、0.3μm成長したため横
方向に0.21μmづつ引っ込み、活性層幅は3.4μ
m程度に制限できた。よって、SiO2で覆われた層4
の幅がほぼ変化なく保たれたまま成長が終了する(図1
(c))。この後、SiO2膜4はウエットエッチング
等で取り除かれる。取り除いた形を図2(a)に示す。
Example 1 A first example of a method of manufacturing a semiconductor laser using the growth method of the present invention is shown in FIG. 1 is n-GaAs which is a substrate. Reference numeral 2 is Si-doped GaAs (thickness 0.5 μm) which is a buffer layer.
3 is Si-doped AIGaAs (thickness 1.0 μm) which is a clad layer. At this point, the growth is temporarily stopped (Fig. 1 (a)). On this stopped growth film, SiO 2 which is an insulating layer shown by 4 is formed to a film thickness of 10 nm. The width of the SiO 2 insulating layer 4 is 3 μm (see FIG. 1).
(B)). Here, an AlGaAs film is selectively grown by an organic metal growth method using triethylgallium and trimethylaluminum as the group III and arsine as the group V. The substrate temperature is 600 ° C., and the growth rate of AIGaAs is
It is 0.5 μm / h. Under this condition, the Be-doped AIGaAs which also functions as the current constriction shown in 5 is 0.3 μm.
m has grown. The reason for setting the film thickness to 0.3 μm is that when the selective growth film is made thicker, lateral growth of the growth film is observed, which gradually separates from the SiO 2 film 4. When stacking 1 μm, the lateral retraction is about 0.7
It is about μm. Here, since the film has grown by 0.3 μm, it is recessed by 0.21 μm in the lateral direction, and the active layer width is 3.4 μm.
I was able to limit it to about m. Therefore, the layer 4 covered with SiO 2
Growth ends while the width of the
(C)). After that, the SiO 2 film 4 is removed by wet etching or the like. The removed shape is shown in FIG.

【0015】この後、レーザの活性層等の上部層を形成
する。図2(b)において、電流狭窄層5を成長し終え
た後に、まず6に示す下部クラッド層の残りを0.15
μm成長する。下部クラッド層6は、電流の中央部への
集中を良くする為に、とぎれることなく連続形成されて
いる。続いて、7の活性層であるアンドープGaAsを
0.1μm形成した。更に、8の上部クラッド層である
BeドープAIGaAsをl.5μm成長し、最後にB
eドープGaAs9を0.5μm成長して成長を終わ
る。5の電流ブロック層がある領域では、垂直方向で、
6のn‐AlGaAsと5のp―AIGaAsと3のn
−AIGaAsでNPNが形成されるため、電流は流れ
ず、電流は中央部に集中し符号10で示す様に流れる。
Thereafter, an upper layer such as a laser active layer is formed. In FIG. 2B, after the growth of the current confinement layer 5 is completed, the remaining lower clad layer 6 shown in FIG.
It grows by μm. The lower cladding layer 6 is continuously formed without interruption in order to improve the concentration of the current in the central portion. Subsequently, 0.1 μm of undoped GaAs, which is the active layer of 7, was formed. Furthermore, the Be-doped AIGaAs which is the upper clad layer of 8 is 5 μm growth, and finally B
The growth is completed by growing e-doped GaAs 9 by 0.5 μm. In the area with the current blocking layer of 5, in the vertical direction,
6 n-AlGaAs, 5 p-AIGaAs and 3 n
-Since the NPN is formed of AIGaAs, the current does not flow, but the current concentrates in the central portion and flows as indicated by reference numeral 10.

【0016】この成長法の特徴は、SiO2層4により
規定された領域には電流ブロック層5の成長が起こらな
いため、SiO2マスク4を精度良く形成しておけば、
電流の流れる活性層領域11の幅の正確なレーザを作製
することができる。電流の閉じ込めは電流ブロック層5
があるために可能になり、また中央の活性層領域11の
両サイドに電流ブロック層5のAlGaAsがあるた
め、屈折率が中央で大きくなって光が中央に閉じ込めら
れる。こうして、精度の良い活性層7を実現すると共
に、電流の閉じ込めと光の閉じ込めを同時に実現する構
成となっている。このレーザのもう一つの特徴として
は、電流ブロック層5の組成を選択することにより活性
層7の積層方向と横方向で同等の屈折率差を形成するこ
とができ、近視野像が丸いビームを得ることが可能とな
る。この様に、選択成長を応用することにより、活性層
領域11を正確に作製すると同時に、電流閉じ込め、光
閉じ込めに優れた特性をもったレーザを作製できる。本
実施例の半導体レーザはファブリ−ペロ型レーザとして
動作する。
The characteristic of this growth method is that since the current block layer 5 does not grow in the region defined by the SiO 2 layer 4, if the SiO 2 mask 4 is formed with high precision,
A laser having an accurate width of the active layer region 11 in which a current flows can be manufactured. Current confinement is achieved by the current blocking layer 5
Since there is AlGaAs of the current blocking layer 5 on both sides of the central active layer region 11, the refractive index becomes large at the center and the light is confined in the center. In this way, the active layer 7 with high accuracy is realized, and at the same time, the confinement of current and the confinement of light are realized. Another feature of this laser is that by selecting the composition of the current blocking layer 5, the same refractive index difference can be formed in the laminating direction and the lateral direction of the active layer 7, and a near-field image with a round beam can be formed. It becomes possible to obtain. As described above, by applying the selective growth, the active layer region 11 can be accurately manufactured, and at the same time, a laser having excellent characteristics of current confinement and light confinement can be manufactured. The semiconductor laser of this embodiment operates as a Fabry-Perot type laser.

【0017】選択成長法としてはもう一つの方法があ
る。即ち、符号5で示した周辺部分にSiO2膜を設置
し、符号4に対応した部分に最初に電流注入部を形成す
る方法である。この方法もBHタイプの‐レーザの作成
法である。しかし、細い領域にlμm以上の厚さで成長
すると、多くの場合、基板に対して斜めのファセットが
発生し、成長した断面形状が三角形であったり、台形状
に変化したりする。よって、垂直な面を持った凸部を得
ることは困難であり、工程上、電流注入領域をあらかじ
め形成しておくことは、安定にレーザを作製する上で適
切な成長法ではない。よって、本方法では、電流注入領
域を後で形成することとしている。
There is another method as the selective growth method. That is, this is a method in which a SiO 2 film is provided in the peripheral portion indicated by reference numeral 5 and a current injection portion is first formed in the portion corresponding to reference numeral 4. This method is also a method for producing a BH type laser. However, when growing in a thin region with a thickness of 1 μm or more, in many cases, oblique facets are generated with respect to the substrate, and the grown cross-sectional shape is triangular or changes to a trapezoid. Therefore, it is difficult to obtain a convex portion having a vertical surface, and forming a current injection region in advance is not an appropriate growth method for stable laser production in the process. Therefore, in this method, the current injection region is formed later.

【0018】本成長法における基板の面方位依存につい
て記述する。本方法では、上に示したように5の電流狭
窄層を薄くすることに注意を払っている。この結果、4
の領域に接する5の成長層のエッジには、ファセットが
発生しにくく、また発生したとしても再成長に支障のな
い程度の大きさになる。この点においても、5の電流狭
窄層を薄くすることは重要である。
The dependence of the plane orientation of the substrate in this growth method will be described. In this method, care is taken to thin the current confinement layer of 5, as indicated above. As a result, 4
Facets are less likely to be generated at the edges of the growth layer 5 in contact with the region of No. 1, and even if they occur, the size is such that regrowth is not hindered. Also in this respect, it is important to thin the current confinement layer of 5.

【0019】[0019]

【実施例2】図3は第2の実施例について説明したもの
である。本実施例の第1の実施例との違いは、クレーテ
ィングを有するレーザ構造になっていることである。2
1は基板であるところのn−InPである。この上に2
2、23のSiドープInPを0.5μm、1.5μm
ずつ成長している。この後、層23上に干渉露光法を用
いて24のグレーティングを作製する。その周期は24
0nmとしている。次に、選択成長をするためにSiN
4を形成した。図3(c)において、24はグレーティ
ングを示している。このグレーティング24上に誘電体
層であるSiN425を形成した。誘電体層25の幅は
2.5μmである。
[Embodiment 2] FIG. 3 illustrates the second embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment is that the laser structure has a grating. Two
1 is n-InP which is a substrate. 2 on this
2, 23 Si-doped InP 0.5 μm, 1.5 μm
They are growing one by one. After that, 24 gratings are formed on the layer 23 using the interference exposure method. The cycle is 24
It is set to 0 nm. Next, SiN is used for selective growth.
Formed 4 . In FIG. 3C, reference numeral 24 denotes a grating. SiN 4 25, which is a dielectric layer, was formed on this grating 24. The width of the dielectric layer 25 is 2.5 μm.

【0020】図4(a)において、この誘電体層25を
用いて、26のBeドープInPの選択成長を行つてい
る。BeドープInP層26の層厚は0.5μmとして
いる。ここで、層26を一面に成長し、成長後にエッチ
ングで抜く方法が考えられるが、この時、下地のグレー
ティング24まで荒らしてしまうことが多々あり、グレ
ーティングがある場合はエッチング法は適した方法では
ない。この点でも選択成長法は優位な方法である。
In FIG. 4A, using this dielectric layer 25, selective growth of 26 Be-doped InP is carried out. The layer thickness of the Be-doped InP layer 26 is 0.5 μm. Here, a method of growing the layer 26 on the entire surface and etching it out after the growth is conceivable. However, at this time, the underlying grating 24 is often roughened. If there is a grating, the etching method is not a suitable method. Absent. Also in this respect, the selective growth method is the dominant method.

【0021】層26を選択成長した後、誘電体膜25を
除去後(ここで使われるエッチャントではグレーティン
グ24までは荒らされない)、この上に活性層、上部ク
ラッド層を成長していく。27は光閉じ込め層であるS
iドープInGaAsPであり、1.15μm帯の波長
に合うように形成している。28は活性層である多重量
子井戸層である。この構成は、In0.53Ga0.47Asの
活性層(厚さ5nm)と波長1.3μm帯に一致するア
ンドープInGaAsPのバリア(厚さ200nm)と
の組み合わせを5周期形成して成っている。29は、上
部クラッド層であるBeドープInPで1.5μm厚と
した。そして、最後に、30のBeドープInGaAs
Pを形成して終了する。電流の閉じ込めは、第1の実施
例で説明したと同様に、n領域中に層26のp領域があ
るためNPNが形成され電流が中央に集中する。また、
光についても、中央の部分の活性層28はInP26に
両サイドが挟まれ、InPの方が屈折率が低いため光が
中央に閉じ込められる。また、両サイドの層26があり
光ガイド層27があるためグレーティング部24にも光
が広がり、グレーティング24の影響を受ける。光は符
号31に示す様に広がり、波長選択レーザとなる。
After the layer 26 is selectively grown, the dielectric film 25 is removed (the etchant used here does not damage the grating 24), and an active layer and an upper clad layer are grown thereon. 27 is an optical confinement layer S
It is i-doped InGaAsP and is formed to match the wavelength of the 1.15 μm band. 28 is a multiple quantum well layer which is an active layer. This structure is formed by forming five cycles of a combination of an active layer of In 0.53 Ga 0.47 As (thickness: 5 nm) and a barrier of undoped InGaAsP (thickness: 200 nm) matching the wavelength band of 1.3 μm. Reference numeral 29 is Be-doped InP which is an upper clad layer and has a thickness of 1.5 μm. And finally, 30 Be-doped InGaAs
Form P and end. As for the current confinement, since the p region of the layer 26 exists in the n region, the NPN is formed and the current is concentrated in the center, as in the case of the first embodiment. Also,
Regarding light, the active layer 28 in the central portion is sandwiched by InP 26 on both sides, and the light is confined in the center because InP has a lower refractive index. Further, since there are the layers 26 on both sides and the light guide layer 27, the light also spreads to the grating portion 24 and is affected by the grating 24. The light spreads as indicated by reference numeral 31 and becomes a wavelength selective laser.

【0022】以上説明したように、電流狭窄する領域を
誘電体層で覆い選択成長法を用いて半導体膜を積層する
ことにより、成長下地層および再成長層にダメージを与
えることなく、発光領域幅の再現性がよく、電流閉じ込
め、光閉じ込め効果を持った分布帰還型(DFB)半導
体レーザを作製することができる。
As described above, by covering the region where the current is confined with the dielectric layer and stacking the semiconductor films by the selective growth method, the growth underlayer and the regrowth layer are not damaged, and the width of the light emitting region is reduced. It is possible to fabricate a distributed feedback (DFB) semiconductor laser having good reproducibility and current confinement and light confinement effects.

【0023】ここで、層26の高さは0.5μm程度と
しているが、層26があまり高いと成長した膜にファセ
ットが発生し活性領域の制御が困難であったり、層26
底面付近の成長がうまくいかず成長した膜に欠陥が入り
やすい(例えば、底面の角部に小さな空洞や組成含有率
が違うものが形成される)。よって、25に示した電流
注入幅にもよるが、層26の高さは0.5μm以下が望
ましい。尚、本実施例を実現する成長法としては、ガス
ソースMBE、CBE、MOCVD法等が代表的な方法
である。これらの成長方法は、成長中に成長速度のモニ
ターが可能で、エッチング法の様にエッチング速度にば
らつきがなく、0.lnm/sから1Onm/s程度の
速度で成長速度の制御が可能となっている。
Here, the height of the layer 26 is set to about 0.5 μm, but if the layer 26 is too high, facets are generated in the grown film, and it is difficult to control the active region.
Growth near the bottom does not work well and defects are likely to occur in the grown film (for example, small cavities or those having different composition contents are formed at the corners of the bottom). Therefore, although depending on the current injection width indicated by 25, the height of the layer 26 is preferably 0.5 μm or less. Incidentally, gas source MBE, CBE, MOCVD and the like are typical growth methods for realizing the present embodiment. With these growth methods, the growth rate can be monitored during the growth, and there is no variation in the etching rate as in the etching method. The growth rate can be controlled at a rate of about 1 nm / s to 10 nm / s.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、例
えば、選択成長を用い電流注入領域を避け、下地とは導
電型の異なる薄い膜を積層することにより、半導体レー
ザの発振領域を正確に規定するとともに、電流狭窄、光
の閉じ込めを実現することができる。また、エッチング
法を用いた電流注入領域の形成に比較して、下地層にダ
メージを与えることなくレーザが作製でき、DFBレー
ザの作製等には適したレーザ作製法を実現することがで
きる。
As described above, according to the present invention, for example, selective growth is used to avoid a current injection region, and a thin film having a conductivity type different from that of a base is laminated to thereby increase an oscillation region of a semiconductor laser. It is possible to precisely define the current and confine the current and confine the light. Further, compared with the formation of the current injection region using the etching method, the laser can be manufactured without damaging the underlayer, and the laser manufacturing method suitable for manufacturing the DFB laser can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例の工程説明図。FIG. 1 is a process explanatory diagram of a first embodiment.

【図2】第1の実施例の工程説明図。FIG. 2 is a process explanatory view of the first embodiment.

【図3】第2の実施例の工程説明図。FIG. 3 is a process explanatory view of the second embodiment.

【図4】第2の実施例の工程説明図。FIG. 4 is a process explanatory diagram of the second embodiment.

【図5】従来例の説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a conventional example.

【図6】従来例の工程説明図。FIG. 6 is a process explanatory diagram of a conventional example.

【図7】従来例の工程説明図。FIG. 7 is a process explanatory view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21 基板 2 バッファ層 3 クラッド層 4 SiO2絶縁層 5、26 電流狭窄層 6 下部クラッド層の残り部 7、28 活性層 8、29 上部クラッド層 9 BeドープGaAs 11 中央の活性層領域 22、23 SiドープInP層 24 グレーティング 25 誘電体層 27 光閉じ込め層 30 BeドープInGaAsP1, 21 Substrate 2 Buffer layer 3 Cladding layer 4 SiO 2 Insulating layer 5, 26 Current constriction layer 6 Remaining lower clad layer 7, 28 Active layer 8, 29 Upper clad layer 9 Be-doped GaAs 11 Central active layer region 22 , 23 Si-doped InP layer 24 Grating 25 Dielectric layer 27 Optical confinement layer 30 Be-doped InGaAsP

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】活性層を該活性層よりバンドギャップの大
きな層で鋏んでなる半導体レーザの作製法において、第
一の導電型を有する第一の半導体層上に、該レーザの電
流注入領域を避けて、第二の導電型を有する第二の半導
体層を選択的に形成する工程と、該第二の導電型を有す
る第二の半導体層上および該露出した第一の半導体層上
に第一の導電型を有する第三の半導体層を連続形成して
積層する工程と、第三の半導体層上に連続形成される活
性層の形成において、電流集中領域に対応した部分の活
性層が横方向において該第二の半導体層に挟まれる様に
作製する工程とを含んでなる半導体レーザ作製法。
1. A method of manufacturing a semiconductor laser comprising an active layer and a layer having a bandgap larger than that of the active layer, wherein a current injection region of the laser is provided on a first semiconductor layer having a first conductivity type. Avoiding the step of selectively forming a second semiconductor layer having the second conductivity type, and forming a second semiconductor layer on the second semiconductor layer having the second conductivity type and on the exposed first semiconductor layer. In the step of continuously forming and stacking the third semiconductor layer having one conductivity type and the formation of the active layer continuously formed on the third semiconductor layer, the portion of the active layer corresponding to the current concentration region is formed horizontally. And a step of manufacturing the semiconductor laser so that the semiconductor laser is sandwiched between the second semiconductor layers in the direction.
【請求項2】該第二の半導体層の膜厚が0.5μm以下
である請求項1記載の半導体レーザ作製法。
2. The method for producing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the film thickness of the second semiconductor layer is 0.5 μm or less.
【請求項3】少なくとも該半導体レーザの半導体層にV
族元素AsまたはP(リン)を含んでいる請求項1記載
の半導体レーザ作製法。
3. V in at least the semiconductor layer of the semiconductor laser
The method for producing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser contains a group element As or P (phosphorus).
【請求項4】半導体成長法がMBE法である請求項3記
載の半導体レーザ作製法。
4. The method for producing a semiconductor laser according to claim 3, wherein the semiconductor growth method is an MBE method.
【請求項5】半導体成長法において、一部または、全部
がガス状の供給原料により半導体層を形成する請求項3
記載の半導体レーザ作製法。
5. The semiconductor growth method according to claim 3, wherein the semiconductor layer is formed from a feed material which is partially or wholly gaseous.
The method for producing a semiconductor laser described.
【請求項6】該第二の半導体層を選択的に形成する工程
はグレーティング上に行なわれる請求項1記載の半導体
レーザ作製法。
6. The method for producing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the step of selectively forming the second semiconductor layer is performed on a grating.
【請求項7】活性層を該活性層よりバンドギャップの大
きな層で鋏んでなる半導体レーザにおいて、第一の導電
型を有する第一の半導体層上に、該レーザの電流注入領
域を避けて、選択的に形成された第二の導電型を有する
第二の半導体層、該第二の導電型を有する第二の半導体
層上および該露出した第一の半導体層上に連続形成して
積層された第一の導電型を有する第三の半導体層、およ
び該第三の半導体層全面上に連続形成され、電流集中領
域に対応した部分が該第二の半導体層に挟まれる様に該
第一の半導体層側に落ち込んでいる活性層を含んでなる
半導体レーザ。
7. A semiconductor laser in which an active layer is scissored with a layer having a bandgap larger than that of the active layer, and a current injection region of the laser is avoided on a first semiconductor layer having a first conductivity type. A selectively formed second semiconductor layer having the second conductivity type, a second semiconductor layer having the second conductivity type, and the exposed first semiconductor layer are continuously formed and laminated. And a third semiconductor layer having a first conductivity type, and the first semiconductor layer continuously formed on the entire surface of the third semiconductor layer such that a portion corresponding to a current concentration region is sandwiched by the second semiconductor layer. A semiconductor laser including an active layer that is depressed toward the semiconductor layer side of the.
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