JPS5994484A - 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
- Publication number
- JPS5994484A JPS5994484A JP20356982A JP20356982A JPS5994484A JP S5994484 A JPS5994484 A JP S5994484A JP 20356982 A JP20356982 A JP 20356982A JP 20356982 A JP20356982 A JP 20356982A JP S5994484 A JPS5994484 A JP S5994484A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- diffusion
- mask
- semiconductor laser
- 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.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分ｔｆｔ ］
この発明は半導体レーザ装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
半導体レーザ装置は、光通信用光源又は光デイスク用光
源等として広範囲に利用されるに到った。
源等として広範囲に利用されるに到った。
これ等用途に適応させるためこの半導体レーザ装置では
、峙に横モードを如何にして制御するかということが問
題にされている。このための制御方式として多くの手段
が知られている。例えばｎ型基板に気相成長されたｎｆ
ｉ積層体５二選択的に亜鉛Ｚｎをマスク拡散することで
横方向の寛流狭搾とレーザ発振の横モード制御を行うこ
とは良く採用されていることである。この方式はプレナ
技術纏二従うものであるため、基板Ｉ：エッチング技術
により形成した凹凸を備えるか或いは活性層を埋め込ま
れた形の半導体レーザとは異なり、生産性を著しく良好
Ｃ二している。
、峙に横モードを如何にして制御するかということが問
題にされている。このための制御方式として多くの手段
が知られている。例えばｎ型基板に気相成長されたｎｆ
ｉ積層体５二選択的に亜鉛Ｚｎをマスク拡散することで
横方向の寛流狭搾とレーザ発振の横モード制御を行うこ
とは良く採用されていることである。この方式はプレナ
技術纏二従うものであるため、基板Ｉ：エッチング技術
により形成した凹凸を備えるか或いは活性層を埋め込ま
れた形の半導体レーザとは異なり、生産性を著しく良好
Ｃ二している。
マスク拡散することによって横モード制御を行う場合、
１〜２μｍの程度≦二深く、又３〜５μｍ程贋に幅狭い
拡散を施すことが必袂であるが、 Ｚｎを用いてこのよ
うな拡散を行うことは困難である。
１〜２μｍの程度≦二深く、又３〜５μｍ程贋に幅狭い
拡散を施すことが必袂であるが、 Ｚｎを用いてこのよ
うな拡散を行うことは困難である。
マスクとして用いられる酸化ケイ素８１０ｇ膜は、この
程度に深いＺｎ拡散を行う間高温にさらされることｇ二
より、拡散マスク機能を失い、 Ｚｎを開孔周縁からマ
スク下方に滲みこむようＣ二拡散させる。従ってこのマ
スクはＺｎ拡散領域を所定幅に制御出来なくする。又例
えば砒化アルミニウムガリウムＧ４ＡｊＡ６を基体とし
て用いる半導体レーザにあっては、マスクの５ｉ０２
Ｍは基体と反応する欠点さえ数えられる。Ｚｎ拡散を５
１０２膜マスクのもとで行ってからマ、ネ；ノ・な除去
してみると、マスク下゛にあった基体結晶表面が荒らさ
れていることが認められるので鼠る。
程度に深いＺｎ拡散を行う間高温にさらされることｇ二
より、拡散マスク機能を失い、 Ｚｎを開孔周縁からマ
スク下方に滲みこむようＣ二拡散させる。従ってこのマ
スクはＺｎ拡散領域を所定幅に制御出来なくする。又例
えば砒化アルミニウムガリウムＧ４ＡｊＡ６を基体とし
て用いる半導体レーザにあっては、マスクの５ｉ０２
Ｍは基体と反応する欠点さえ数えられる。Ｚｎ拡散を５
１０２膜マスクのもとで行ってからマ、ネ；ノ・な除去
してみると、マスク下゛にあった基体結晶表面が荒らさ
れていることが認められるので鼠る。
［発明の目的］
この発明はこのような欠点を除きＺｎ拡散を選択的ｌ二
させる工程ｌ二係る改良された半導体レーザ装置製造方
法を提供するＣ二ある。
させる工程ｌ二係る改良された半導体レーザ装置製造方
法を提供するＣ二ある。
［発明の概要］
即ちこの発明はｎ型半導体基板結晶上にｎｕ活性層を含
んで気相成長される積層を、表面層に亜鉛添加ｐ中型キ
ャップ層をおくように形成し、このキャップ層をメサス
トライプ状に残置する様孟二エツチングし、この状態で
熱処理を施し亜鉛を拡散させて活性層を横切るｐ型領域
を形成する工程を含む半導体レーザ装置の製造方法Ｃ二
ある。
んで気相成長される積層を、表面層に亜鉛添加ｐ中型キ
ャップ層をおくように形成し、このキャップ層をメサス
トライプ状に残置する様孟二エツチングし、この状態で
熱処理を施し亜鉛を拡散させて活性層を横切るｐ型領域
を形成する工程を含む半導体レーザ装置の製造方法Ｃ二
ある。
このようなこの発明でＺｎ拡散は、マスクを開孔した窓
から選択的Ｃ二拡散させるＺｎ原子の気相拡散ｌ二よる
ものでないためｌ二、拡散用マスクを不要ｇ二する。Ｚ
ｎ拡散源はこの発明ではＺｎを含んだ固相をなしている
。又この拡散源は、拡散される基板結晶に格子整合する
結晶として適用される。史にこの拡散源は高温≦二保持
されるとき、Ｚｎを同相拡散によって基板結晶に臨加さ
せるものである。
から選択的Ｃ二拡散させるＺｎ原子の気相拡散ｌ二よる
ものでないためｌ二、拡散用マスクを不要ｇ二する。Ｚ
ｎ拡散源はこの発明ではＺｎを含んだ固相をなしている
。又この拡散源は、拡散される基板結晶に格子整合する
結晶として適用される。史にこの拡散源は高温≦二保持
されるとき、Ｚｎを同相拡散によって基板結晶に臨加さ
せるものである。
［発明の実施例］
以下この発明の実施例方法５二ついて述べる。
（１）第１図はこの例で形成された（）＋ｚＡＪＡ６半
導体レーザ装置の、又第２図イ乃至ハはこの例で製造工
程順に得られる第１図装置の生成品の、何れも斜視図で
ある。
導体レーザ装置の、又第２図イ乃至ハはこの例で製造工
程順に得られる第１図装置の生成品の、何れも斜視図で
ある。
まず第２図イで、ｎ梨Ｇａ ＡＢ基板（１）上にｎ型Ｇ
ａＯ，５５ＡｉＯ，４５Ａ８クラッド層（２）、ｎ ｍ
（）ａＯ，８５ＡＪＯ，１５”ｌ’活性層（８）、ｎ
型ＧａＯ，５５Ａ”Ｑ、４５Ａ８クラツド海（４）、Ｚ
ｎ添加ｐ十型ＧａＡＢキャップ層（拍を形成する。但し
キャップ層（ｄ）は、結晶成長中にＺｎを添加して形成
して良く、或いはｐ型ＧαＡＢキャップ層若しく ｉＪ
：ｎ型ＧａＡＥｌキャップ層を結晶成長させて後ＺｎＡ
３アンプル中で熱処理すること５二よってＺｎ拡散を行
いｐ＋型Ｇ（ＺＡＳ層（５）を形成しても良い。Ｚｎの
拡散濃度は１ Ｘ １０１９ｅｓ−８以上とすることが
望ましい。
ａＯ，５５ＡｉＯ，４５Ａ８クラッド層（２）、ｎ ｍ
（）ａＯ，８５ＡＪＯ，１５”ｌ’活性層（８）、ｎ
型ＧａＯ，５５Ａ”Ｑ、４５Ａ８クラツド海（４）、Ｚ
ｎ添加ｐ十型ＧａＡＢキャップ層（拍を形成する。但し
キャップ層（ｄ）は、結晶成長中にＺｎを添加して形成
して良く、或いはｐ型ＧαＡＢキャップ層若しく ｉＪ
：ｎ型ＧａＡＥｌキャップ層を結晶成長させて後ＺｎＡ
３アンプル中で熱処理すること５二よってＺｎ拡散を行
いｐ＋型Ｇ（ＺＡＳ層（５）を形成しても良い。Ｚｎの
拡散濃度は１ Ｘ １０１９ｅｓ−８以上とすることが
望ましい。
次に第２図口で、ｐ生型ＧａＡＢキャップ層（５）をス
トライブ状直二残すようＣニエッチングする。ストライ
プ幅は約３μｍである。
トライブ状直二残すようＣニエッチングする。ストライ
プ幅は約３μｍである。
この状態のま＼アルシンＡ３Ｈ８ガス雰囲気中で８００
℃３時間熱処理する。この処理Ｃ二よりｐ生温ＧａＡ（
３キヤツプ＃ｆ二含まれているＺｎはキャップ層（５）
の下方層に約１μｍ拡散する。第２図ハに示すように拡
散の先端が活性層（８）をｌ”Ｌソ槓切る時点でＺｎ拡
散を終了させる。
℃３時間熱処理する。この処理Ｃ二よりｐ生温ＧａＡ（
３キヤツプ＃ｆ二含まれているＺｎはキャップ層（５）
の下方層に約１μｍ拡散する。第２図ハに示すように拡
散の先端が活性層（８）をｌ”Ｌソ槓切る時点でＺｎ拡
散を終了させる。
以後リン酸−エチレングリコール液を電解液とする陽極
酸化法ｇ二より結晶表面に陽極酸化膜を約曳 し、基板（１）及び、ｐ ’ｅ＜ ＧａＡＢコンタクト
層（５）上の酸化膜を除去する選択エツチングを行う。
酸化法ｇ二より結晶表面に陽極酸化膜を約曳 し、基板（１）及び、ｐ ’ｅ＜ ＧａＡＢコンタクト
層（５）上の酸化膜を除去する選択エツチングを行う。
〜
ｎ １Ｇ、（１６，５５Ａ１．０．４Ｆ、Ａ６層（４）
の陽極酸化膜のみを選択的に残したｐ型領域表面≦ニク
四ム金属を５０ＯＸ１．金を６００ Ｘ ＪＧ空蒸着し
てｐ副領域電極（９）を形成し、ついで−１ｎ型領域表
面に金−ゲルマニウム（３％）、合金を１μｍ１金を１
μｍＪ＠次真空蒸着しｎ型領域電極（ト）を形成する。
の陽極酸化膜のみを選択的に残したｐ型領域表面≦ニク
四ム金属を５０ＯＸ１．金を６００ Ｘ ＪＧ空蒸着し
てｐ副領域電極（９）を形成し、ついで−１ｎ型領域表
面に金−ゲルマニウム（３％）、合金を１μｍ１金を１
μｍＪ＠次真空蒸着しｎ型領域電極（ト）を形成する。
このあと最終的にニウェハを切りランド層（４）上に残
された陽極酸化膜（６ｚ）、（６ｂ）は絶縁膜として機
能しｓ Ｚｎ拡散領域外に延長されているｐ副領域電
極から結晶中へ電流が注入されるのを阻止する役目を遂
す。
された陽極酸化膜（６ｚ）、（６ｂ）は絶縁膜として機
能しｓ Ｚｎ拡散領域外に延長されているｐ副領域電
極から結晶中へ電流が注入されるのを阻止する役目を遂
す。
このようにして行われるＺｎ拡散は、 ｓ土ｏ２マス
クを存在させず、従って殆ど応力がない状態で拡散する
ため、均一に、再現性良好に拡散層を形成させる。そし
て拡散先端形状をきれいな弓状にする。このため活性層
に於ける拡散の幅を３〜４μｍｌ二制御することが出来
る。
クを存在させず、従って殆ど応力がない状態で拡散する
ため、均一に、再現性良好に拡散層を形成させる。そし
て拡散先端形状をきれいな弓状にする。このため活性層
に於ける拡散の幅を３〜４μｍｌ二制御することが出来
る。
この結果形成される第１図レーザ装置は、横モードを良
く制御され、安定な最低次横モードを得させる。遠視野
像のプロファイルもはｙ′Ｊｆウス形にして、利得ガイ
ドレーザＣ二往々見られる遠視野像分布両翼のピークを
殆ど存在させない。
く制御され、安定な最低次横モードを得させる。遠視野
像のプロファイルもはｙ′Ｊｆウス形にして、利得ガイ
ドレーザＣ二往々見られる遠視野像分布両翼のピークを
殆ど存在させない。
尚この例ではＡＢＨ３ガス雰囲気でＺｎの固相拡散゛を
行っているが、 ａａｈ８板状結晶体によりカハーシて
水素雰囲気に代え拡散しても同様にＡｓの離脱を防ぐこ
とが出来る。
行っているが、 ａａｈ８板状結晶体によりカハーシて
水素雰囲気に代え拡散しても同様にＡｓの離脱を防ぐこ
とが出来る。
（２）この例で形成されたＧａＡｓ半導体レーザ装置の
斜視図を第３図≦二示す。表面が第１図例装置の表面と
異り平坦である特徴を持っている。
斜視図を第３図≦二示す。表面が第１図例装置の表面と
異り平坦である特徴を持っている。
このように形成されるためにこの例ではｎ型ＧａＡＢ基
板（１）上Ｃｎ型ＧａＯ，５６Ａ−’０．４５Ａ８クラ
ッド層（２）、ｎ型Ｇａｏ、５ｓＡＪｏ、１５Ａｓ ｇ
性層（８）、 ｎ型Ｇ（Ｚ□、５５ＡＪＱ、４５Ａｓク
ラッド層（４）、ｎ型ＧＩＺＡ８キャップ層（７）、ｐ
＋型Ｇａｇ、７ＡＪ−ｏ、ＢＡｓ不純物源層−図示され
ていない−を気相成長Ｃ二よりまず積層する。
板（１）上Ｃｎ型ＧａＯ，５６Ａ−’０．４５Ａ８クラ
ッド層（２）、ｎ型Ｇａｏ、５ｓＡＪｏ、１５Ａｓ ｇ
性層（８）、 ｎ型Ｇ（Ｚ□、５５ＡＪＱ、４５Ａｓク
ラッド層（４）、ｎ型ＧＩＺＡ８キャップ層（７）、ｐ
＋型Ｇａｇ、７ＡＪ−ｏ、ＢＡｓ不純物源層−図示され
ていない−を気相成長Ｃ二よりまず積層する。
次にＺｎが高ｆｋ贋に添加されている不純物源層をスト
ライプ状に残すよう（ニエッチングを施し、ついでアル
シン雰囲気中で熱処理して下方層にＺｎを拡散させる。
ライプ状に残すよう（ニエッチングを施し、ついでアル
シン雰囲気中で熱処理して下方層にＺｎを拡散させる。
このあと、不純物源層のみを選択的にエツチングして除
去するために、フッ酸過酸化水素系蝕刻液を適用してメ
サ状Ｃ二突出したストライプ状域をとり除く。この結果
第３図のようＣ二表面が平坦となる。
去するために、フッ酸過酸化水素系蝕刻液を適用してメ
サ状Ｃ二突出したストライプ状域をとり除く。この結果
第３図のようＣ二表面が平坦となる。
この例では以後ｐ型領域表面にＺｎ拡散領域上で窓領域
が設けられた５１０２膜（８ａ）、（８ｂ）を電流狭搾
用絶縁展としておくことになる。
が設けられた５１０２膜（８ａ）、（８ｂ）を電流狭搾
用絶縁展としておくことになる。
各側に明らかなようにこの発明Ｃ二あっては、Ｚｎを高
濫度に添加した結晶層を不純物源として固相拡散により
ｐ型領域を深く形成させると共に、この間、結晶積層体
表面には、Ａｓの離脱を防止するための蒸着膜体な適用
しない。この画点以外で例えば半導体レーザ装置の層構
造など谷側から変史されてさし支えない。又ＧａＡＢ半
導体レーザ装置に限らず、Ａ、又はＰを含む他の化合物
半導体レーザ装置を対象として実施してよい。
濫度に添加した結晶層を不純物源として固相拡散により
ｐ型領域を深く形成させると共に、この間、結晶積層体
表面には、Ａｓの離脱を防止するための蒸着膜体な適用
しない。この画点以外で例えば半導体レーザ装置の層構
造など谷側から変史されてさし支えない。又ＧａＡＢ半
導体レーザ装置に限らず、Ａ、又はＰを含む他の化合物
半導体レーザ装置を対象として実施してよい。
［発明の効果］
このようなこの発明≦二よれば、選択拡散にマスクを用
いず、従ってマスク性能低下ｉ二由来する拡散領域拡大
を招来しないから幅狭く、且つ深いＺｎ拡散を制御性良
好ｌ二させることが出来、横モード制御を良好にした半
導体レーザ装置を再現性よく実現させ、拡散中響二結晶
を損傷することがないためレーザ寿命を延長する。
いず、従ってマスク性能低下ｉ二由来する拡散領域拡大
を招来しないから幅狭く、且つ深いＺｎ拡散を制御性良
好ｌ二させることが出来、横モード制御を良好にした半
導体レーザ装置を再現性よく実現させ、拡散中響二結晶
を損傷することがないためレーザ寿命を延長する。
第１図は実施例製造方法で形成される半導体レーザ装置
の斜視図、第２図イ、口、ノ・は第１図装置の製造工程
順に得られる生成品の何れも斜視図、第３図は他の実施
例方法で形成される半導体レーザ装置の斜視図である。 各図で （１）・・・ｎ型（Ｊａｍｓ基板 （２） −ｎ型Ｇ（Ｚｏ、ｓｓ ｋｌｏ、４６ Ａｓク
ラッド層（３） −ｎ型Ｇａｏ、ｓｙ ＡｌＯ，１６Ａ
ｓ活性層（４１−ｎ型Ｇ（Ｌｏ、ｎ ｋ１６．、Ａｓク
ラッド層（５）・・・ｐ＋型Ｇａｋｓキャップ層（力・
・・ｎ型ＧａＡｓキャップ層 （９）・・・ｐ型領域電極 α呻・・・ｎ型領域電極 代理人 弁理士 井 上 −男 第 ２ 悶 第３図
の斜視図、第２図イ、口、ノ・は第１図装置の製造工程
順に得られる生成品の何れも斜視図、第３図は他の実施
例方法で形成される半導体レーザ装置の斜視図である。 各図で （１）・・・ｎ型（Ｊａｍｓ基板 （２） −ｎ型Ｇ（Ｚｏ、ｓｓ ｋｌｏ、４６ Ａｓク
ラッド層（３） −ｎ型Ｇａｏ、ｓｙ ＡｌＯ，１６Ａ
ｓ活性層（４１−ｎ型Ｇ（Ｌｏ、ｎ ｋ１６．、Ａｓク
ラッド層（５）・・・ｐ＋型Ｇａｋｓキャップ層（力・
・・ｎ型ＧａＡｓキャップ層 （９）・・・ｐ型領域電極 α呻・・・ｎ型領域電極 代理人 弁理士 井 上 −男 第 ２ 悶 第３図
Claims (1)
- ｎ型半導体基板結晶上にｎ型活性層を含んで気相成長さ
れるｏｒ ）ｒＩを、表面層Ｃ二亜鉛添加ｐ十型キャッ
プ層をおくようｉ二形成し、このキャップ層をメサスト
ライプ状５二残置する様にエツチングし、この状態で熱
処理を施し亜鉛を拡散させて活性層を横切るｐ型領域を
形成する工程を含むことを特徴とする半導体レーザ装置
の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20356982A JPS5994484A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20356982A JPS5994484A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994484A true JPS5994484A (ja) | 1984-05-31 |
Family
ID=16476294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20356982A Pending JPS5994484A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994484A (ja) |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP20356982A patent/JPS5994484A/ja active Pending
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