JPS6062174A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザの製造方法Info
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- JPS6062174A JPS6062174A JP17014183A JP17014183A JPS6062174A JP S6062174 A JPS6062174 A JP S6062174A JP 17014183 A JP17014183 A JP 17014183A JP 17014183 A JP17014183 A JP 17014183A JP S6062174 A JPS6062174 A JP S6062174A
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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
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
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】
（発明の技術分野）
本発明はＩｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＰ半導体レーザを液
相エピタキシャル成長法を用いて製造する方法に関する
。
相エピタキシャル成長法を用いて製造する方法に関する
。
（従来技術の説明）
先ず、本発明に説明に入る前に、液相エピタキシャル成
長法を用いた従来の１ｎＧａＡｓＰ ／ １ｎＰ半導体
レーザの製造方法につき第１図を参照して説明する。
長法を用いた従来の１ｎＧａＡｓＰ ／ １ｎＰ半導体
レーザの製造方法につき第１図を参照して説明する。
従来においては、第１図に示すように、基板表面が（１
００）面であるｎ −１ｎＰ基板１を用意し、この基板
１を液相エピタキシャル成長炉に入れ、この基板１の上
側表面ｌａ上に第一クラッド層であるｎ −ＩｎＰ層２
、活性層である１ｎＧａＡｓＰ層３、第二クラット層で
あるｐ −Ｉｒ＋Ｐ層４、キャップ層であるｎ −Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層５の４層を順次に液相エピタキシャル成長
させる。次いで、このキャンプ層５の表面５ａ上に、例
えば、醇化膜（５ｉ０２）６を被着し、通常のフォトリ
ン手法により、この醇化膜６にストライブ上の窓７を開
け、この窓７を利用して電流狭窄と横モード安定化用の
Ｚｎ拡散層８を第二クランド層４中に至るまで形成して
いる。然る後この拡散層８と醇化膜６上及び基板１の下
側面１ｂ及び第二クラット層４上に夫々十及び−のオー
ミック電極９及び１０を夫々形成するようにしている。
００）面であるｎ −１ｎＰ基板１を用意し、この基板
１を液相エピタキシャル成長炉に入れ、この基板１の上
側表面ｌａ上に第一クラッド層であるｎ −ＩｎＰ層２
、活性層である１ｎＧａＡｓＰ層３、第二クラット層で
あるｐ −Ｉｒ＋Ｐ層４、キャップ層であるｎ −Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層５の４層を順次に液相エピタキシャル成長
させる。次いで、このキャンプ層５の表面５ａ上に、例
えば、醇化膜（５ｉ０２）６を被着し、通常のフォトリ
ン手法により、この醇化膜６にストライブ上の窓７を開
け、この窓７を利用して電流狭窄と横モード安定化用の
Ｚｎ拡散層８を第二クランド層４中に至るまで形成して
いる。然る後この拡散層８と醇化膜６上及び基板１の下
側面１ｂ及び第二クラット層４上に夫々十及び−のオー
ミック電極９及び１０を夫々形成するようにしている。
この素子は利得率導波構造である。
この従来の製造方法によれば、上述した通り、電流狭窄
と構モード安定化とのためにＺｎ拡散を用いているが、
その拡散の深さを制御することが困難であるため、製造
された素子間で拡散深さのバラツキが多く、また、この
素子は利得率導波構造であるため、横モードの安定性が
充分に得られなかった。
と構モード安定化とのためにＺｎ拡散を用いているが、
その拡散の深さを制御することが困難であるため、製造
された素子間で拡散深さのバラツキが多く、また、この
素子は利得率導波構造であるため、横モードの安定性が
充分に得られなかった。
また、この従来の方法では、電流狭窄と横モード安定用
のＺｎ拡散層を液相エピタキシャル成長工程外の別の拡
散工程で形成するので製造工程が複雑で、時間が掛り１
、シかも、製造歩留が悪いという欠点があった。
のＺｎ拡散層を液相エピタキシャル成長工程外の別の拡
散工程で形成するので製造工程が複雑で、時間が掛り１
、シかも、製造歩留が悪いという欠点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去するため
、−回の連続した液相エピタキシャル成長で電流狭窄層
と、横モード安定化のための光ガイド層とを有する屈折
率導波構造の半導体レーザを製造する方法を提供するに
ある。
、−回の連続した液相エピタキシャル成長で電流狭窄層
と、横モード安定化のための光ガイド層とを有する屈折
率導波構造の半導体レーザを製造する方法を提供するに
ある。
（発明の構成）
この目的の達成を図るため、本発明によれば、１、ｎＧ
ａＡｓＰ ／ ＩｎＰ半導体レーザの各層を一回の液相
エピタキシャル成長法を用いて順次に連続成長させる工
程中に、ＩｎＰ基板の結晶面に対するＩｎＰの選択成長
性を利用して電流狭窄層の形成し及び結晶面に対するＩ
ｎＧａＡｓＰの結晶成長速度の差を利用して光ガイド層
の形成することを特徴とする。
ａＡｓＰ ／ ＩｎＰ半導体レーザの各層を一回の液相
エピタキシャル成長法を用いて順次に連続成長させる工
程中に、ＩｎＰ基板の結晶面に対するＩｎＰの選択成長
性を利用して電流狭窄層の形成し及び結晶面に対するＩ
ｎＧａＡｓＰの結晶成長速度の差を利用して光ガイド層
の形成することを特徴とする。
（実施例の説明）
以下、第２図（ａ）〜Ｕ）及び第３図を参照しながら本
発明の半導体レーザの製造方法の一実施例につき説明す
る。
発明の半導体レーザの製造方法の一実施例につき説明す
る。
第２図は半導体レーザの製造段階での状態をレーザの襞
間面またはこの襞間面と平行な面での断面で夫々示す製
造工程図であり、第３図はこのレーザに使用する基板の
製造途中における状態を説明するだめの斜視図である。
間面またはこの襞間面と平行な面での断面で夫々示す製
造工程図であり、第３図はこのレーザに使用する基板の
製造途中における状態を説明するだめの斜視図である。
これらの図において、各構成成分の寸法、形状などは本
発明の構成が理解出来る程度に概略的に示しであるにす
ぎない。また、図中、断面を表わすハツチングを省略し
て示しである。
発明の構成が理解出来る程度に概略的に示しであるにす
ぎない。また、図中、断面を表わすハツチングを省略し
て示しである。
先ず、第２図（ａ）に示すように、ｐ −１ｎＰ基板１
１を用意する。この基板１１の上側前面１１ａを（１０
０）面とする。次ぎに、第２図（ｂ）に示すように、基
板表面１１ａ上に、エツチングマスク層として供する、
例えば、 Ｓ ｉ０２等のような膜１２を形成し、次い
で、第２図（Ｃ）に示すよこのエツチングマスク層１２
に通常のフォトリングラフィ手法によって、幅約２ｇｒ
ｎ程度のストライプ窓１３をく０１１〉方向に延在する
ように開け、この窓１３を介して、基板１１の露出した
表面１１ａをブロムメタノール（Ｂｒ２−ＣＨ３０）１
）でエツチングする。このエツチングによって、第２図
（ｄ）に示すように、凹型の溝１４を形成する。次に、
第２図（ｅ）に示すように、このエンチングマスク層１
２を除去する。
１を用意する。この基板１１の上側前面１１ａを（１０
０）面とする。次ぎに、第２図（ｂ）に示すように、基
板表面１１ａ上に、エツチングマスク層として供する、
例えば、 Ｓ ｉ０２等のような膜１２を形成し、次い
で、第２図（Ｃ）に示すよこのエツチングマスク層１２
に通常のフォトリングラフィ手法によって、幅約２ｇｒ
ｎ程度のストライプ窓１３をく０１１〉方向に延在する
ように開け、この窓１３を介して、基板１１の露出した
表面１１ａをブロムメタノール（Ｂｒ２−ＣＨ３０）１
）でエツチングする。このエツチングによって、第２図
（ｄ）に示すように、凹型の溝１４を形成する。次に、
第２図（ｅ）に示すように、このエンチングマスク層１
２を除去する。
尚、この状態におけるこの溝１４の様子を第３図に斜視
図で示す。この溝の側面１４ａは（１１１） Ａ面と成
り、この溝１４の断面形状は図示のようなほぼ底面）４
１）がやや盛上った状態となっていてもよく、また、更
にエツチングを進めて底面１４ｂを実質的に有しないよ
うな、断面がほぼＶ字状の溝としても良いし、他の形状
であっても良い。いずれの場合であっても、この底面１
４ｂの幅はＩｎＰが成長しない程度の幅に押えておく必
要がある。
図で示す。この溝の側面１４ａは（１１１） Ａ面と成
り、この溝１４の断面形状は図示のようなほぼ底面）４
１）がやや盛上った状態となっていてもよく、また、更
にエツチングを進めて底面１４ｂを実質的に有しないよ
うな、断面がほぼＶ字状の溝としても良いし、他の形状
であっても良い。いずれの場合であっても、この底面１
４ｂの幅はＩｎＰが成長しない程度の幅に押えておく必
要がある。
次ぎに、この溝１４が形成された基板１１を液相エピタ
キシャル成長炉に入れ、第２図（ｆ）〜（ｉ）に示すよ
うに、−回の液相エピタキシャル成長法で各レーザ層を
順次に連続的に成長させる。すなわち、電流狭窄層（電
流ブロック層）となるべきｎ−ＩｎＰ Ｍ１５ （第２
図（ｆ） ） 、光ガイド層であるＰ−ＩｎＧａＡｓＰ
層１６（第２図１６） ） 、活性層であるＩｎＧａＡ
ｓＰ層１７（第２図１７））及びクラッド層テするｎ
−１ｎＰ層１８（第２図（１））を−回の液相エピタキ
シャル成長で順次に連続成長さ、せる。
キシャル成長炉に入れ、第２図（ｆ）〜（ｉ）に示すよ
うに、−回の液相エピタキシャル成長法で各レーザ層を
順次に連続的に成長させる。すなわち、電流狭窄層（電
流ブロック層）となるべきｎ−ＩｎＰ Ｍ１５ （第２
図（ｆ） ） 、光ガイド層であるＰ−ＩｎＧａＡｓＰ
層１６（第２図１６） ） 、活性層であるＩｎＧａＡ
ｓＰ層１７（第２図１７））及びクラッド層テするｎ
−１ｎＰ層１８（第２図（１））を−回の液相エピタキ
シャル成長で順次に連続成長さ、せる。
この連続エピタキシャル成長の際、ｎ −１ｎＰ層１５
は結晶成長速度の面方位依存性により基板１１の表面１
１ａ上にのみ成長する。つまり基板１１の表面である（
４００）面上ではｎ−１ｎＰの結晶は成長するが、溝１
４の底辺１４ｂが基板１１の表面１１ａに比べて充分狭
く、また、溝１４内、すなわち、（１１１）Ａ面である
側面１４ａ上での成長速度が著しく遅いので、溶！夜の
過飽和度に見合った成長時間を選定することにより、第
２図（ｆ）に示すように、実質的に基板１１の表面１１
ａ上にのみｎ −１ｎＰが成長し、溝１４内には全く成
長しないように、選択成長させることかできる。続いて
、このｎ −１ｎＰ層１５及び溝１４上にｐ −ＩｎＧ
ａＡｓＰ光ガイド層１６を成長させる。この場合、Ｉｎ
ＧａＡｓＰの結晶成長速度の１ｍ方位依存性により、ｒ
ｎＧａＡｓＰの結晶はｉ＋１！１４の側面１４ａである
（１１１） Ａ面上で速く成長し、先に成長させたｎ
−１ｎＰ層１５上では遅く成長するので、溶液の過飽和
度に見合った成長ｕ４ｊ間を選定することにより、第２
図（ｇ）に示す如く、このｐ−ＩｎＧａＡｓＰは溝外の
ｎ −１ｎＰ層１５Ｊ−では１．’７ ＜成長し−ｉ＋
１＞１４内ではこのｐ −ＩｎＧａＡｓＰ テ埋めつく
されて厚く成長する。
は結晶成長速度の面方位依存性により基板１１の表面１
１ａ上にのみ成長する。つまり基板１１の表面である（
４００）面上ではｎ−１ｎＰの結晶は成長するが、溝１
４の底辺１４ｂが基板１１の表面１１ａに比べて充分狭
く、また、溝１４内、すなわち、（１１１）Ａ面である
側面１４ａ上での成長速度が著しく遅いので、溶！夜の
過飽和度に見合った成長時間を選定することにより、第
２図（ｆ）に示すように、実質的に基板１１の表面１１
ａ上にのみｎ −１ｎＰが成長し、溝１４内には全く成
長しないように、選択成長させることかできる。続いて
、このｎ −１ｎＰ層１５及び溝１４上にｐ −ＩｎＧ
ａＡｓＰ光ガイド層１６を成長させる。この場合、Ｉｎ
ＧａＡｓＰの結晶成長速度の１ｍ方位依存性により、ｒ
ｎＧａＡｓＰの結晶はｉ＋１！１４の側面１４ａである
（１１１） Ａ面上で速く成長し、先に成長させたｎ
−１ｎＰ層１５上では遅く成長するので、溶液の過飽和
度に見合った成長ｕ４ｊ間を選定することにより、第２
図（ｇ）に示す如く、このｐ−ＩｎＧａＡｓＰは溝外の
ｎ −１ｎＰ層１５Ｊ−では１．’７ ＜成長し−ｉ＋
１＞１４内ではこのｐ −ＩｎＧａＡｓＰ テ埋めつく
されて厚く成長する。
このようにして、各液相エピタキシャル成長層を基板１
１上に形成した後１例えば、これら層を有する基板を成
長炉から取り出し、第２１Ｊ（Ｄに示すように、クラ、
ｌ’ ）’！２１８の表面１８ａ」−に及び基板１】
の下側表ｉｍ＋１ｂ上に夫々オーミンク電極１９及び２
０を被着形成する。
１上に形成した後１例えば、これら層を有する基板を成
長炉から取り出し、第２１Ｊ（Ｄに示すように、クラ、
ｌ’ ）’！２１８の表面１８ａ」−に及び基板１】
の下側表ｉｍ＋１ｂ上に夫々オーミンク電極１９及び２
０を被着形成する。
このようにして得られた半導体レーザの両電極１９及び
２０間に適切な電圧を印加して注入電流を流すと、ｎ
−’ＩｎＰ Ｍ２Ｓが電流狭窄層として作用し、これが
ため、電流は溝部分にのみ集中して流れ、横モード閉込
めも可能と成り、光力イト層１８によリレーザ光は溝内
部に閉込められ水平横モードの安定化が図られる。また
、この構造では、基板が一方のクラット層として作用す
る。
２０間に適切な電圧を印加して注入電流を流すと、ｎ
−’ＩｎＰ Ｍ２Ｓが電流狭窄層として作用し、これが
ため、電流は溝部分にのみ集中して流れ、横モード閉込
めも可能と成り、光力イト層１８によリレーザ光は溝内
部に閉込められ水平横モードの安定化が図られる。また
、この構造では、基板が一方のクラット層として作用す
る。
（発明の効果）
上述した本発明の判導体レーザの製造方法によれは、一
旦、基板を成長炉中に入れた後、この基板をその上側に
所要の各レーザ層の全てがエピタキシャル成長し終るま
で成長炉の外へ取り出ないという、−回の液相エピタキ
シャル成長工程において、ＩｎＰの選択エピタキシャル
成長を利用して電流狭窄層を形成し及びＧａ１ｎＡｓＰ
の結晶成長速度の差を利用して横モートの安定化のため
の光ガイド層を形成する。従って、本発明の方法では、
従来のように液相エピタキシャル成長工程以外のＺｎ拡
散工程を必要とせずに、電流狭窄層と、横モート安定化
のための光ガイド層とを有した、低しきい値電流で発振
しかつ安定な横モード発振し得る屈折率導波構造の半導
体レーザを製造することが出来る。しかも、この方法に
よれば、製造が簡単で、時間が掛らず、製造歩留りかよ
いという利点かある。
旦、基板を成長炉中に入れた後、この基板をその上側に
所要の各レーザ層の全てがエピタキシャル成長し終るま
で成長炉の外へ取り出ないという、−回の液相エピタキ
シャル成長工程において、ＩｎＰの選択エピタキシャル
成長を利用して電流狭窄層を形成し及びＧａ１ｎＡｓＰ
の結晶成長速度の差を利用して横モートの安定化のため
の光ガイド層を形成する。従って、本発明の方法では、
従来のように液相エピタキシャル成長工程以外のＺｎ拡
散工程を必要とせずに、電流狭窄層と、横モート安定化
のための光ガイド層とを有した、低しきい値電流で発振
しかつ安定な横モード発振し得る屈折率導波構造の半導
体レーザを製造することが出来る。しかも、この方法に
よれば、製造が簡単で、時間が掛らず、製造歩留りかよ
いという利点かある。
上述した実施例では、基板としてｐ −１ｎＰ基板を用
いたが、ｎ −ＩｎＰ 基板を使用、してもよいこと勿
論であり、その場合には各エビクキシャル層の導電型を
これに対応させて反転させるだけで、前述した方法で製
−造することができる。
いたが、ｎ −ＩｎＰ 基板を使用、してもよいこと勿
論であり、その場合には各エビクキシャル層の導電型を
これに対応させて反転させるだけで、前述した方法で製
−造することができる。
第１図は従来の電流狭窄層及び横モード安定化のための
Ｚｎ拡散層を有する利得導波構造の半導体レーザの製造
方法を説明するための断面図、第２図（ａ）〜（」）は
本発明の半導体レーザの製造方法一実施例を説明するだ
めの製造工程図である。 第３図は本発明により製造されるべき半導体レーザー使
用される基板の製造途中における状態を説明するための
略図的斜視図である。 １、】ト・・基板、 １ａ、ｌｌａ・・・基板の上側表
面ｌｂ、ｌｌｂ・・・基板の下側表面 ２・・・第一クラッド層 ３、Ｉ７・・・活性層、４・・・第二クラ、膜層５・・
・キャップ層、５ａ・・・キャップ層の表面６・・・醇
化膜層、 ７・・・スＩ・ライブ状の窓８・・・Ｚｎ拡
散層、 ９，１０．１！３．２０・・・オーミック電極
１２・・・エツチングマスク層 １３・・・ストライブ窓、１４・・・溝＋４ａ・・・溝
の側面、 １４ｂ・・・溝の底面】５・・・電ＪＩｔ狭
窄層、】６・・・光力イト層１８・・・クラ、膜層、１
８ａ・・・クラツ［・層の表面。 第１図 第２図 第２図 第２図
Ｚｎ拡散層を有する利得導波構造の半導体レーザの製造
方法を説明するための断面図、第２図（ａ）〜（」）は
本発明の半導体レーザの製造方法一実施例を説明するだ
めの製造工程図である。 第３図は本発明により製造されるべき半導体レーザー使
用される基板の製造途中における状態を説明するための
略図的斜視図である。 １、】ト・・基板、 １ａ、ｌｌａ・・・基板の上側表
面ｌｂ、ｌｌｂ・・・基板の下側表面 ２・・・第一クラッド層 ３、Ｉ７・・・活性層、４・・・第二クラ、膜層５・・
・キャップ層、５ａ・・・キャップ層の表面６・・・醇
化膜層、 ７・・・スＩ・ライブ状の窓８・・・Ｚｎ拡
散層、 ９，１０．１！３．２０・・・オーミック電極
１２・・・エツチングマスク層 １３・・・ストライブ窓、１４・・・溝＋４ａ・・・溝
の側面、 １４ｂ・・・溝の底面】５・・・電ＪＩｔ狭
窄層、】６・・・光力イト層１８・・・クラ、膜層、１
８ａ・・・クラツ［・層の表面。 第１図 第２図 第２図 第２図
Claims (1)
- ＩｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＰ半導体レーザを液相エピタ
キシャル成長法を用いて製造するに当り、ＩｎＰ基板の
（１００）面から（１１１）Ａ面を側面とする溝を形成
する工程と、該１ｎＰ基板の（１００）面と（１１１）
Ａ面とに対するＩｎＰの選択成長性を利用した電流狭
窄層の形成及び前記（１００）面と（１１１） Ａ面と
に対するＩｎＧａＡｓＰの結晶成長速度の差を利用した
光ガイド層の形成を一回の液相エピタキシャル成長で連
続して行う工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17014183A JPS6062174A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17014183A JPS6062174A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6062174A true JPS6062174A (ja) | 1985-04-10 |
| JPS6355230B2 JPS6355230B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=15899423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17014183A Granted JPS6062174A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6062174A (ja) |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP17014183A patent/JPS6062174A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355230B2 (ja) | 1988-11-01 |
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