JPS601883A - 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザ装置及びその製造方法

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JPS601883A
JPS601883A JP11036883A JP11036883A JPS601883A JP S601883 A JPS601883 A JP S601883A JP 11036883 A JP11036883 A JP 11036883A JP 11036883 A JP11036883 A JP 11036883A JP S601883 A JPS601883 A JP S601883A
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substrate
semiconductor
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laser device
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JP11036883A
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Masasue Okajima
岡島 正季
Yuhei Muto
武藤 雄平
Naoto Mogi
茂木 直人
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法の改良に
関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、光通信用光源や光ディスク用光淵として、各錘の
半導体レーザが床机に利用されるようになっている。こ
うした応用のための半導体レーザには、横モードの制御
と同時に、低価格に生産できる量産性の優れた構造が必
要とされる。横モードの制御及び量産性に優れた構造の
半稈゛L体レーザとしては、所謂自己整合型の半導体レ
ーザが知られている。このレーザは、横モード制御と発
光領域への電流狭窄とが1つの工程で同時に実現できる
ので、製造工程数が少なく、その低価格化をはかる上で
極めて有利である。
一方、イ1↑幾金Fjif−用いた気相成長法(Met
al−Organic Chemical Vapor
 Deposition法、以下MOCVD法と略記す
る)は、大きな面積にわたって均質な薄膜結晶の成長が
可能であるため、量産性に優れた半導体レーザの74造
方法として注目されている。しかし、MOCVI)法は
従来の液相成長法(T、1quld Phase Ep
ltaxy法、以下LPFi法と略記する)とは結晶成
長機構が異なるため、LPE法で作られてきた半導体レ
ーザの横モード制御構造がMOCVD法では実現困難な
場合がある。
このため、MOCvD法の特徴に合った横モード制御構
造を有する半導体レーザの開発が望まれている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、MOCVD法によって実現の可能な、
量産性に優れた自己整合型の半導体レーザ装置及びその
製造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、ストライプ状の溝を有し、かつこの溝
と垂直方向に(100)而から傾けた面方位を持つ基板
上に、MOCVD法によってダブルへテロ接合構造を形
成することにある。
溝の上への結晶成長として本発明者等が各種実験′fr
、重ねた結果、下地基板表面の面方位を(100)而か
ら傾けることによって、溝上部に形成される結晶層、例
えば活性層に段差が生じ、かつその部分に安定な横モー
ド制御に必要な屈折率差を生じるに十分な膜厚増加が生
じるのが判った。また、木発明者等のさらなる鋭意研究
によれば、上記活性層に生じる段差及び膜厚増加現象は
、基板表面の面方位の(100)面からの傾きや結晶成
長の条件等によって異なることが判明した。したがって
、上記手法を用い基板表面の面方位及び結晶成長条f(
等を適切に選択すれば、LIjE法は勿論のことMOC
VD法によっても前述した自己整合型の半導体レーザの
実現が可能になる。
なお、基板表面の面方位の(ioo)而からの傾きは、
結晶成長条件にもよるが2〜5〔度〕の範囲が段差や膜
厚等の観1点から最も良好であったが、上記傾きが0.
5〔展〕以上であれば段差や膜厚等に対し十分な良好な
結果が得られた。
本発明はこのような点に着目し、閃亜鉛鉱型結晶構造を
有する化合物半導体基板と、この基板上に形成されたス
トライプ状の溝、或いは基板上に設けられ該溝が形成さ
れた電流狭窄層と、活性層をクラッド層で挾んでなシ上
記基板及び電流狭窄層上に成長形成されたベテロ接合構
造部とを具備した半導体レーザ装置において、上記基板
の表面の面方位を前記溝のストライプ方向を軸心としく
100)面よ、j70.5度以上傾けるようにしたもの
である。
また本発明は上記構造の半導体レーデ1製造するに際し
、閃亜鉛鉱型結晶構造を有しその主面が(100)[1
iiより0.5度以上傾けられた化合物半導体基板上に
基板結晶の(100)方向と直交する方向にストライプ
状の溝を形成するか、或いは基板上に電流狭窄層を成長
形成したのちこの電流狭窄層を基板に至る深さまで選択
エツチングして上記溝を形成し、次いで全+?iiに少
なくとも第1クラッド層、活性層及び第2クラ、ド層を
順次成長形成するようにした方法である・ 〔発明の効果〕 本発明によれば、貴所に適したMOCVD法を用いても
横モード制御に優れた自己整合型の半導体レーザを容易
に作製すること75Zできる。このに極めて有効である
。また、ストライプ状の溝?:電流狭窄層に形成してい
るので、横モード制御宿造と電流狭窄構造と葡1工程で
同時に実現でき、製造工程が大幅に簡略化され、生産性
の向上をはかり得る。この点からも戴産化及びローコス
ト化に有効である。さらに、MOCvD法を用いて各種
結晶成長層を形成できるので、均質な簿膜結晶の成長が
可能となり、半導体レーデの信頼性向上をはかシ得る。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す斜視図、第2図は上記レーザの製造工程を示
す斜視図である。
まず、第2図(−)に示す如<(100)面より(01
1)方向に2度傾いた面方位を有するp −GaAs 
′4@、1上に、MOCVD法によりn−GaAs層(
電流狭窄層)、2ft、1 (μm〕程度の厚さにエピ
タキシャル成長する。この結晶成長には、必ずしもMO
CVD法金用いる必要はないが、大面積にわたシ厚さの
均一性の良い薄膜結晶が得られるMOCVD法が有利で
ある。次いで、第2図Φ)に示す如くフォトレノスト(
図示せず)をマスクとして電流狭窄層2を選択エツチン
グし、<011>方向に基板1に達するストライプ状の
溝2at−形成する。このエツチングは、例えばCH3
0H1I(3PO4,H20□(体積比3:1:1)%
のエツチング液を用いて行なうことができる。
次に、上記基板上にMOCVD法によって、p−”o、
55AtO,45”層(クラッド層)3、アンドープ0
110.135AZ、 15A11層(活性層)4、n
 −Ga。、□Aへ45”1?1i(クラッド層)5、
及びn −GaAs層(コンタク)M)6’t、順次エ
ピタキシャル成長させる。この場合、第2図(b)の状
態の基板は十分に脱脂況浄を行なった後、HCI等によ
って表面の自然酸化層を除去し、直ちに反応炉に入れる
。原料には、トリメチルガリウム((CH,)3GIL
 )、トリメチルアルミニウム(’ (CHρ3At)
、アルシンガス(AsH3)を用い、p型ドー・平/ト
としてノエチルジンク((C2H5)2zn)、n型ド
ーノやントとしてセレン化水素ガス(H2Se ) ′
f:用いた。成長温度750〔℃〕、原料ガス中のIl
l族元素(Ga。
ht )とV族元素のモル比が、[:AI!]/([G
a ]+[:A/り)=20の条件で結晶成長を行lλ
ったところ、基板に設けた心の幅を3(tsn ] 、
(@さを1〔μm′3.クラブゝ層3の厚さを2 (t
an :]としたとき、活性層4には第1図に示したよ
うな段差が生じた6さらに、コンタクト層6上に、オー
ミック電極としてAu −Ge / A、u 7乞・、
基板1の1面にはオーミック電極としてAn −Zn 
/ Au 8 ?]l−形成すれば、第1図に示した構
造の半導体レーザ装置が得られる。
かくして製造された半導体レーザは、第1図からも判る
ように溝2aの上部で段差を有し、かつその膜厚が他の
部分に比して大幅に厚くなっている。このため、光の閉
じ込み効果が犬となり、安定した横モード制御全行なう
?二とができる。また、各結晶層2.〜,7をMO(:
VD法で形成しているので、結晶層2.〜,7の膜質の
均一化をはかυ得、これによシ半導体L・−ザの信頼性
向上をはかシ得る。さらに、電流狭窄層2に形成したス
トライゾ状の溝2aにょシミ流狭孕4−>X造と柘モー
ドiii!I御宿造とを1工程で同時に実現することが
できる。したかっ−c1半導体レーザの星産化及びロー
コスト化に極めて有効である。
なお、本発明は上述した契施例に限定されるものでOi
ない。例えば、1iiJ記ダブルへテロ接合構造の他の
例として第3図に示す如く、活性層4とクラッド層5と
の間にn −Gao、65Ato、35AR層(ブ0ガ
イド層)11を設けてもよい。この場合レーザ光は光ガ
イド層1ノにILりがってガイドされるため、共振器端
面におりるモードサイズが大きくなる。これにより、共
振器端面における光恒度と光吸収が小さくなシ、端間破
壊が起りにくく、大きな光出力が得られる。しかも、活
性層と垂面方向のビーム放射角を小さくできるため、等
方面なビームが得やすい等の利点がある。
また、実hi例ではGaAlAs系の旧料金用いたが、
この代りに、IHGaA*P系、AZGAAJP系或い
はInA7GaP系等を用いても良く、材料は特に限定
六九ない。さらに、各結晶層の形成は必ずしもMOCV
D法に限るものではなく、通帛のi、Pg汐4−用いる
ことも可能である。また、:友板岩!IIiの(100
)而からの傾き角は2 +Hh4 vc限るものでd、
なく、0.5度以上(好ましくit2〜5度)であれば
よい。また、電流1狭窄層ケ用いることなくノル板表面
にヌトライグ状の溝全形成し、このりミ板上にペテD接
合rtg造部を設けることもFii能である。その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す斜視図、第2図は上記1/−デのJM造工程
を示す斜視図、第3図は変形例を示す斜視図、である。 1− p −GnAs基板、2− n −G汽へF市、
流狭2ν層、J =・p −”0.55A40.45A
9クラッド層、4・・・アンドーゾGao85Ato1
5A!+活性層、5 ”・n −Glin、5へL n
 4sAl’1クラッド層、6・・・n GaAsコン
タクト層、7・・・Au −Go / Auオーミック
’a4私B −4u−Zn /Auオーミックtit極
、1ノ・・・n −CJ & 0.65 AZo3s 
A !!光ガイド層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武彦 弔21”、1 第3図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 表面にストライプ状のY14が形成された閃亜
    鉛鉱型結晶構造を有する化合物半導体基板と、活性層を
    クラッド層で挾んでなシ上記基板上に成長形成されたヘ
    テロ接合構造部とを具備し、前記基板の表面の面方位は
    前記溝のストライプ方向を軸心としくtoe)面よ90
    .5度以上傾けられたものであることを特徴とする半導
    体レーザ装置。
  2. (2) 閃亜鉛鉱型結晶構造を有する化合物半導体基板
    と、この基板上に設けられかつストライプ状の溝が形成
    された低流狭窄1曽と、活性層をクラ、ド層で挾んでな
    シ上記基板及び電流狭窄層上に成長形成されたヘテロ接
    合構造部とを具備し、前記基板の表面の面方位は前記溝
    のストライプ方向を軸心としく100)面よ90.5度
    以上傾けられたものであることを特徴とする半導体レー
    ザ装置。
  3. (3) 前記電流狭窄層は、前記基板と逆導電型の半導
    体層或いは品抵抗の半導体層からなるものであること′
    t−特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体レー
    ザ装置。
  4. (4) 閃亜鉛鉱型結晶構造を有しその主面が(100
    )面よ!00.5度以上傾けられた化合物半導体基板上
    に基板結晶の(100)方向と直交する方向にストライ
    プ状の溝を形成する工程と、次いで全面に少なくとも第
    1クラッド層、活性層及び第2クラッド層を順次成長形
    成する工程とを具備したことを特徴とする半導体レーザ
    装置の製造方法。
  5. (5)前記活性層、第1及び第2のクラ、ド層を成長形
    +jMする方法として、有俄金属気相成長法を用いたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の半導体レー
    ザ装置の製造方法。
  6. (6) 閃亜鉛鉱型結晶構造を有しその主面が(100
    )面よシ0.5度以上傾けられた化合物半導体基板上に
    電流狭窄rfI?:成長形成する工程と、上記電流狭窄
    層を前記基板に至る深さまで選択エツチングし基板結晶
    の(100)方向と直交する方向にストライプ状の溝を
    形成する工程と、次いで全面に少なくとも第1クラッド
    層、活性層及び第2クラッド層を順次成長形成する工程
    とを具備したことを特徴とする半導体レーデ装置の製造
    方法。
  7. (7) 前記電流狭窄層として、前記基板と逆導電型の
    半導体層或いは高抵抗の半導体層を用いたことを特徴と
    する特許請求の範囲第6項記載の半導体レーザ装置の製
    造方法。
  8. (8) 前記電流狭窄層、活性層、第1及び第2のクラ
    ッド層を成長形成する方法として、有機金属気相成長法
    を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    半導体レーザ装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006328949A (ja) * 2006-08-04 2006-12-07 Ykk Ap株式会社 水切り及びその水切りを備えた窓

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