JPS60258986A - 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
- JPS60258986A JPS60258986A JP59114471A JP11447184A JPS60258986A JP S60258986 A JPS60258986 A JP S60258986A JP 59114471 A JP59114471 A JP 59114471A JP 11447184 A JP11447184 A JP 11447184A JP S60258986 A JPS60258986 A JP S60258986A
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- Japan
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- layer
- substrate
- type
- type gaas
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Classifications
-
- 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
- H01S5/22—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 having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2238—Buried stripe structure with a terraced structure
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、近年、民生用及び産業用の各種電子機器・電
気機器用光源として、用途が急速に拡大している半導体
レーザ装置の製造方法に関するものである。
気機器用光源として、用途が急速に拡大している半導体
レーザ装置の製造方法に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
電子機器、光学機器のコヒーレント光源として半導体レ
ーザに要求される重要な性能の１つに、単一スポットで
の発振、すなわち、単−横モード発振があげられる。こ
れを実現するためには、活性領域付近で、半導体レーザ
素子中を流れる電流の拡がりを抑制し、かつ、光を閉じ
込める必要がある。このような半導体レーザは、ストラ
イプ型半導体レーザと一般には呼ばれている。
ーザに要求される重要な性能の１つに、単一スポットで
の発振、すなわち、単−横モード発振があげられる。こ
れを実現するためには、活性領域付近で、半導体レーザ
素子中を流れる電流の拡がりを抑制し、かつ、光を閉じ
込める必要がある。このような半導体レーザは、ストラ
イプ型半導体レーザと一般には呼ばれている。
比較的簡単なストライプ化の方法としては、電流狭さく
だけによる方法がある。
だけによる方法がある。
具体的には、プレーナ型半導体レーザにプロトン照射を
施したもの、Ｚｎ拡散を施したもの、酸化膜などの絶縁
膜を形成したものが挙げられる。これらの方法にはそれ
ぞれ重大な欠点がある。す々わち、プロトン照射を施す
と、プロトン照射時に、半導体レーザの各層の一部の結
晶が損傷を受け、半導体レーザの特性を損う事がある。
施したもの、Ｚｎ拡散を施したもの、酸化膜などの絶縁
膜を形成したものが挙げられる。これらの方法にはそれ
ぞれ重大な欠点がある。す々わち、プロトン照射を施す
と、プロトン照射時に、半導体レーザの各層の一部の結
晶が損傷を受け、半導体レーザの特性を損う事がある。
また、Ｚｎ拡散型の場合、７００〜８５０℃というよう
な高温で処理を行なう事が多く、Ｚｎ等のドーパントの
結晶中での移動が起こり、ストライプ化は、可能である
が、狭ストライプ化が難しい。酸化膜などの絶縁膜によ
る方法は、前記二つの方法と比べて作製された半導体レ
ーザ中での電流狭さくの効果が弱いという欠点がある。
な高温で処理を行なう事が多く、Ｚｎ等のドーパントの
結晶中での移動が起こり、ストライプ化は、可能である
が、狭ストライプ化が難しい。酸化膜などの絶縁膜によ
る方法は、前記二つの方法と比べて作製された半導体レ
ーザ中での電流狭さくの効果が弱いという欠点がある。
（発明の目的）
本発明は上記欠点に鑑み、基板上に電流制限層を設け、
前記電流制限層上に二重へテロ構造を含む多層薄膜を構
成して、前記電流制限層により、内部に狭ストライプ構
造を形成し、低しきい値で基本横モードで発振する半導
体レーザ装置を実現する半導体レーザ装置の製造方法を
提供するものである。
前記電流制限層上に二重へテロ構造を含む多層薄膜を構
成して、前記電流制限層により、内部に狭ストライプ構
造を形成し、低しきい値で基本横モードで発振する半導
体レーザ装置を実現する半導体レーザ装置の製造方法を
提供するものである。
（発明の構成）
この目的を達成するために本発明の半導体レーザ装置の
製造方法は、段差を有する導電性基板表面に、前記基板
とは逆の導電型を示す薄膜層をイオン注入法で形成し、
前記薄膜層の一部を除去したのち、 ＬＰＥ法（液相エ
ピタキシャル法）により二重へテロ構造を含む多層薄膜
を形成することにより構成される。この構成により、内
部に電流狭さく用のストライプ構造を有し、基本横モー
ド発振、低しきい値動作の半導体レーザ装置を容易に作
製することができる。
製造方法は、段差を有する導電性基板表面に、前記基板
とは逆の導電型を示す薄膜層をイオン注入法で形成し、
前記薄膜層の一部を除去したのち、 ＬＰＥ法（液相エ
ピタキシャル法）により二重へテロ構造を含む多層薄膜
を形成することにより構成される。この構成により、内
部に電流狭さく用のストライプ構造を有し、基本横モー
ド発振、低しきい値動作の半導体レーザ装置を容易に作
製することができる。
（３）
（実施例の説明）
本発明の一実施例について、図面を参照しながら具体的
に説明する。
に説明する。
一例として、導電性基板にｐ型ＧａＡｓ基板を用いる。
ｐ型ＧａＡｓ基板１０の（１００）面上に、フォトリソ
グラフィによシ段差を設ける。この時、段差の断面形状
は第１図又は第２図のように々る。
グラフィによシ段差を設ける。この時、段差の断面形状
は第１図又は第２図のように々る。
次にイオン注入法により、ｐ型ＧａＡ ｓ基板１０（キ
ャリア濃度〜１０１８ｃＩｒＬ−３）の表面２０より、
ｎの 静株純物（例えばｓ ｉ２０ ＋ ）を６００ ｋｅＶ
の加速電圧により注入し、１μｍの厚さのｎ型ＧａＡｓ
層１１（キャリア濃度〜５×１０ｃＩｒＬ）を形成する
。イオン注入後には、Ａｓ馬雰囲気で８００℃、２０分
のキャップレスアニールを行なった。この場合、第１図
では、段差傾斜部には、ｎ型ＧａＡｓ層］１のない部分
がある。第２図の場合は第１図と異なり、表面ｎ型Ｇａ
Ａｓ層１１のない部分はない。第２図の場合、フォトレ
ジストを表面２０に塗布し、段差上部の面上にフォトレ
ジスト膜２２を第２図のように残す。Ｈ２ＳＯ４系のエ
ツチング液によシエッチングし、（４） 第２図の破線で示す面２１が出るようにする。このこと
によシ、第１図と同様に、段差傾斜部に、ｎ型ＧａＡｓ
層１１のない部分を形成できる。この後、フォトレジス
ト膜２２を除去し、基板表面を清浄化した後、ＬＰＥ法
により結晶成長を行なう。第１図の場合は、イオン注入
し、アニール処理した基板をそのまま用い、ＬＰＥ法に
より結晶成長を行なう。成長温度８５０℃、過飽和度７
℃、０，５℃／分のＣｏｏｌｉｎｇ Ｒａｔｅにより結
晶成長を行なった。第１図の表面２０又は第２図のエツ
チング処理後表面２１上に、ｐ型Ｇａ１．−ｘＡｔＸＡ
Ｓクラッド層１２ 、 Ｇａ、 −ｙＡＬｙＡｓ活性層
１３（０≦ｙ＜ｘ ）、ｎ型Ｇａ１、ＡｔＸ八８へラッ
ド層１４、ｎ型ＧａＡｓ層１５を形成し、成長表面が平
坦となるようにする。ｐ型ＧａＡｓ基板１０とｎ型Ｇａ
Ａｓ層１５の両方に電極を作製し、電流を流すと、ｐ型
ＧａＡｓ基板１０からｐ型Ｇａ Ｈ−、ＡｔｘＡｓ層１
２へは、第３図に示す幅Ｗで電流が注入され、電流狭さ
くが実現する。これは、ｎ型ＧａＡｓ層１１が、ｐ型Ｇ
ａ 、−ＸＡｔｘＡｓクラッド層１２とｐ ／ ｎ接合
を形成し、電性注入時には、ｐ／ｎ接合が逆方（５） 向バイアスとなるためである。この結果、Ｗ＝２μｍで
しきい値電流が２０ ｍＡである低しきい値の半導体レ
ーザ装置が得られた。この時、同時に単−横モード発振
も実現できた。
ャリア濃度〜１０１８ｃＩｒＬ−３）の表面２０より、
ｎの 静株純物（例えばｓ ｉ２０ ＋ ）を６００ ｋｅＶ
の加速電圧により注入し、１μｍの厚さのｎ型ＧａＡｓ
層１１（キャリア濃度〜５×１０ｃＩｒＬ）を形成する
。イオン注入後には、Ａｓ馬雰囲気で８００℃、２０分
のキャップレスアニールを行なった。この場合、第１図
では、段差傾斜部には、ｎ型ＧａＡｓ層］１のない部分
がある。第２図の場合は第１図と異なり、表面ｎ型Ｇａ
Ａｓ層１１のない部分はない。第２図の場合、フォトレ
ジストを表面２０に塗布し、段差上部の面上にフォトレ
ジスト膜２２を第２図のように残す。Ｈ２ＳＯ４系のエ
ツチング液によシエッチングし、（４） 第２図の破線で示す面２１が出るようにする。このこと
によシ、第１図と同様に、段差傾斜部に、ｎ型ＧａＡｓ
層１１のない部分を形成できる。この後、フォトレジス
ト膜２２を除去し、基板表面を清浄化した後、ＬＰＥ法
により結晶成長を行なう。第１図の場合は、イオン注入
し、アニール処理した基板をそのまま用い、ＬＰＥ法に
より結晶成長を行なう。成長温度８５０℃、過飽和度７
℃、０，５℃／分のＣｏｏｌｉｎｇ Ｒａｔｅにより結
晶成長を行なった。第１図の表面２０又は第２図のエツ
チング処理後表面２１上に、ｐ型Ｇａ１．−ｘＡｔＸＡ
Ｓクラッド層１２ 、 Ｇａ、 −ｙＡＬｙＡｓ活性層
１３（０≦ｙ＜ｘ ）、ｎ型Ｇａ１、ＡｔＸ八８へラッ
ド層１４、ｎ型ＧａＡｓ層１５を形成し、成長表面が平
坦となるようにする。ｐ型ＧａＡｓ基板１０とｎ型Ｇａ
Ａｓ層１５の両方に電極を作製し、電流を流すと、ｐ型
ＧａＡｓ基板１０からｐ型Ｇａ Ｈ−、ＡｔｘＡｓ層１
２へは、第３図に示す幅Ｗで電流が注入され、電流狭さ
くが実現する。これは、ｎ型ＧａＡｓ層１１が、ｐ型Ｇ
ａ 、−ＸＡｔｘＡｓクラッド層１２とｐ ／ ｎ接合
を形成し、電性注入時には、ｐ／ｎ接合が逆方（５） 向バイアスとなるためである。この結果、Ｗ＝２μｍで
しきい値電流が２０ ｍＡである低しきい値の半導体レ
ーザ装置が得られた。この時、同時に単−横モード発振
も実現できた。
ｋお、本実施例では、ＧａＡｓ系、 ＧａＡｔＡｓ系半
導体レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶
系を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザ装置に
ついても同様に本発明を適用できる。
導体レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶
系を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザ装置に
ついても同様に本発明を適用できる。
（発明の効果）
本発明は、低しきい値で単−横モード発振する半導体レ
ーザ装置の製造方法を与えるものであって、その実用的
効果は著しい。
ーザ装置の製造方法を与えるものであって、その実用的
効果は著しい。
第１図は、逆メサ基板上への本実施例で示したイオン注
入法による薄膜形成後の断面を示す図、第２図は、順メ
サ基板を用いた場合の、イオン注入法による薄膜形成後
の断面と、内部ストライプの形成方法を示す図、第３図
は、本発明を適用して作製した半導体レーザ装置の一例
を示す図である。 （６） １０ ・ｐ型ＧａＡｓ基板、１１− ｎ型ＧａＡｓ層、
１２”’ｐ型ＧａＡｔＡｓクラッド層、］ ３− Ｇａ
ＡＡＡｓ活性層、１４− ｎ型ＧａＡ７Ａｓクラッド層
、１５− ｎ型ＧａＡｓ層、２０・・・段差を有する基
板の表面、２１・・・ＬＰＥ法を行なう前の基板面、Ｗ
・・・注入電流ストライプ幅。 也 （７） 第１図 第２図 ２
入法による薄膜形成後の断面を示す図、第２図は、順メ
サ基板を用いた場合の、イオン注入法による薄膜形成後
の断面と、内部ストライプの形成方法を示す図、第３図
は、本発明を適用して作製した半導体レーザ装置の一例
を示す図である。 （６） １０ ・ｐ型ＧａＡｓ基板、１１− ｎ型ＧａＡｓ層、
１２”’ｐ型ＧａＡｔＡｓクラッド層、］ ３− Ｇａ
ＡＡＡｓ活性層、１４− ｎ型ＧａＡ７Ａｓクラッド層
、１５− ｎ型ＧａＡｓ層、２０・・・段差を有する基
板の表面、２１・・・ＬＰＥ法を行なう前の基板面、Ｗ
・・・注入電流ストライプ幅。 也 （７） 第１図 第２図 ２
Claims (1)
- 段差を有する半導体基板表面に、前記基板とは逆の導電
型を示す薄膜層をイオン注入法により形成し、ＬＰＥ法
（液相エピタキシャル法）により、二重へテロ構造を含
む多層薄膜を形成する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 |
|---|---|---|---|
| JP59114471A JPS60258986A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114471A JPS60258986A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258986A true JPS60258986A (ja) | 1985-12-20 |
Family
ID=14638562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114471A Pending JPS60258986A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60258986A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2693047A1 (fr) * | 1992-06-24 | 1993-12-31 | Fujitsu Ltd | Laser à semi-conducteur à hétérostructure et son procédé de fabrication. |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP59114471A patent/JPS60258986A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2693047A1 (fr) * | 1992-06-24 | 1993-12-31 | Fujitsu Ltd | Laser à semi-conducteur à hétérostructure et son procédé de fabrication. |
| US5336635A (en) * | 1992-06-24 | 1994-08-09 | Fujitsu Limited | Manufacturing method of semiconductor laser of patterned-substrate type |
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