JPS6068685A - 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
埋め込み型半導体レ−ザの製造方法Info
- Publication number
- JPS6068685A JPS6068685A JP17627183A JP17627183A JPS6068685A JP S6068685 A JPS6068685 A JP S6068685A JP 17627183 A JP17627183 A JP 17627183A JP 17627183 A JP17627183 A JP 17627183A JP S6068685 A JPS6068685 A JP S6068685A
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- Japan
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- mesa
- inp
- mask
- layer
- etched
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- 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
- H01S5/22—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Electromagnetism (AREA)
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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。
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、半導体レーザの製造方法に係シ、特にＩｎＰ
系の埋め込み型半導体レーザの製造方法に関する。
系の埋め込み型半導体レーザの製造方法に関する。
近時、横モード制御を施こした半導体レーザの１つとし
て埋め込み構造を備えた半導体レーザが開発されている
。なかでも逆メサを形成しこれを埋め込んだ構造はよく
用いられている。ＩｎＰ系の半導体レーザでは逆メサの
形成に通常ブロムメタノール系のエツチング液が用いら
れ、逆メサの形状が第１図の如くになるのは周知の事実
である。
て埋め込み構造を備えた半導体レーザが開発されている
。なかでも逆メサを形成しこれを埋め込んだ構造はよく
用いられている。ＩｎＰ系の半導体レーザでは逆メサの
形成に通常ブロムメタノール系のエツチング液が用いら
れ、逆メサの形状が第１図の如くになるのは周知の事実
である。
逆メサを形成した基板にＰ−１，ｎＰ層（４） 、 Ｎ
、−■ｎ Ｐ層（５）を順次、結晶成長させＩｎＰのＰ
Ｎ逆接合を利用し電流を活性層へきようさくすることが
できる。
、−■ｎ Ｐ層（５）を順次、結晶成長させＩｎＰのＰ
Ｎ逆接合を利用し電流を活性層へきようさくすることが
できる。
このため低しきい値のレーザを得ることができるが必ず
しも再現性のよい方法ではない。その理由の１つとして
第２図に矢印で示す様な電流のリークがある。ＩｎＰの
ＰＮ接合の位置を活性層のほぼ真横にすればこのリーク
は防ぐことができるが接合の位置な制御するのは結晶成
長上非常に困難である。また活性層の真横に接合を形成
できたとしてもＰ−ＩｎＰ層（４）の厚さはメサの形か
ら必然的に非常にうすくなシこのため逆バイアス時のブ
レークダウン電圧が低くなってしまう。そのため電流を
完全に活性層に集中させることができずその結果として
しきい値が高くなったシ、高出力が出せないといった欠
点があった。
しも再現性のよい方法ではない。その理由の１つとして
第２図に矢印で示す様な電流のリークがある。ＩｎＰの
ＰＮ接合の位置を活性層のほぼ真横にすればこのリーク
は防ぐことができるが接合の位置な制御するのは結晶成
長上非常に困難である。また活性層の真横に接合を形成
できたとしてもＰ−ＩｎＰ層（４）の厚さはメサの形か
ら必然的に非常にうすくなシこのため逆バイアス時のブ
レークダウン電圧が低くなってしまう。そのため電流を
完全に活性層に集中させることができずその結果として
しきい値が高くなったシ、高出力が出せないといった欠
点があった。
本発明の目的は、電流リークを少なくし、十分る。
本発明の骨子は、２種類のエツチング液を用いて深いメ
サを形成しこれを埋め込むことによシミ流す−クを低減
することにある。すなわち本発明は埋め込み型Ｉｎｋ／
ＧａＩｎＡｓＰ系の半導体レーザの製造において活性層
を含む基板にメサを形成する際、第１のエツチング液と
してブロム系のエツチング液を用いて活性層に届く深さ
までエツチングして逆メサを形成した後、さらに第２の
エツチング液であるＨＣｌ 系のエツチング液を用いて
逆メサのくびれよシ下部のみをさらにエツチングするこ
とによシ深いメサを形成し、このメサの形成された基板
にＰ−ＩｎＰ、Ｎ−ＩｎＰ 等を結晶成長するようにし
たものである。
サを形成しこれを埋め込むことによシミ流す−クを低減
することにある。すなわち本発明は埋め込み型Ｉｎｋ／
ＧａＩｎＡｓＰ系の半導体レーザの製造において活性層
を含む基板にメサを形成する際、第１のエツチング液と
してブロム系のエツチング液を用いて活性層に届く深さ
までエツチングして逆メサを形成した後、さらに第２の
エツチング液であるＨＣｌ 系のエツチング液を用いて
逆メサのくびれよシ下部のみをさらにエツチングするこ
とによシ深いメサを形成し、このメサの形成された基板
にＰ−ＩｎＰ、Ｎ−ＩｎＰ 等を結晶成長するようにし
たものである。
本発明によれば深い逆メサを得ることができる。
このため埋め込み層であるＰ−ＩｎＰ層の厚さを十分に
とることができ、ブレークダウン電圧を高めることがで
きる。また埋め込み層の接合の位置が再現性よく活性層
の真横にくるため電流リークを低減し、効率のよい電流
きようさくが行なえる。
とることができ、ブレークダウン電圧を高めることがで
きる。また埋め込み層の接合の位置が再現性よく活性層
の真横にくるため電流リークを低減し、効率のよい電流
きようさくが行なえる。
その結果として低しきい値、高出力のレーザを再現性よ
く得ることが可能となった。
く得ることが可能となった。
まず第３図（ａ）に示す如くＩ ｎ Ｐ／Ｇａ Ｉ ｎ
Ａ ｓＰ／ＩｎＰ（１）乃至（３）からなるダブルへテ
ロ構造の（１００）基板上に５ｉｎ２膜を形成し、レジ
ストをマスクとしてフッ化アンモンでＳ ｉ Ｏ２をエ
ツチングしく０１１〉方向に幅６μｍのＳｉｎ、ストラ
イプを形成した。
Ａ ｓＰ／ＩｎＰ（１）乃至（３）からなるダブルへテ
ロ構造の（１００）基板上に５ｉｎ２膜を形成し、レジ
ストをマスクとしてフッ化アンモンでＳ ｉ Ｏ２をエ
ツチングしく０１１〉方向に幅６μｍのＳｉｎ、ストラ
イプを形成した。
この５ｉｎｓストライプをマスクとして基板（１）乃至
（３１ヲ０．２ ％ブロムメタノールで５分間エツチン
グし逆メサを形成した。メサの両側の深さは約４μｍで
あった。次いでＨＣｚ ： Ｈ３ＰＯ４＝１ ： １
を用いて１５秒間化学エツチングを行ない第３図（ｂ）
に示す形状のメサを形成した。メサの両側の深さは約７
μｍａｔですることができ、かつ四元層（活性層（１）
）がマスクとして働くためメサのくびれよ）上部はほと
んど変形しなかった。次に液相結晶成長法を用いてこの
メサを形成した基板上にＰ−ＩｎＰ層（４） 、 Ｎ
−Ｉ ｎＰ ）０ （５）を順次成長させた。この範囲
の条件下では第４図に示すように再現性よ（ＩｎＰのＰ
Ｎ接合がメサのくびれの部分、す々わち活性層の真横に
位置することがわかった。例えばＰ−Ｉｎ ＰＪｍ（４
１、Ｎ−ＩｎＰ層（５）ノ成長時間としてそれぞれ４０
秒ずつに選べばよかった。Ｐ−ＩｎＰ層の厚さは約４μ
ｎ１と厚いためバンチスルーによる降伏は起こシにくい
。址だ接合の位置が活性層の真横にするため電流リーク
はほとんど皆無である。全面電極をつけ、へき開によシ
レーザ素子を作成してその特性を調べたところ約２０ｍ
Ａのしきい値で室温ＣＷ発振を得ることができた。また
光出力も５０ｍＷと高かった。ウェーッ・間によるしき
い値のばらつきも小さくいずれのウェー・・からも低し
きい値のレーザを得ることができた。
（３１ヲ０．２ ％ブロムメタノールで５分間エツチン
グし逆メサを形成した。メサの両側の深さは約４μｍで
あった。次いでＨＣｚ ： Ｈ３ＰＯ４＝１ ： １
を用いて１５秒間化学エツチングを行ない第３図（ｂ）
に示す形状のメサを形成した。メサの両側の深さは約７
μｍａｔですることができ、かつ四元層（活性層（１）
）がマスクとして働くためメサのくびれよ）上部はほと
んど変形しなかった。次に液相結晶成長法を用いてこの
メサを形成した基板上にＰ−ＩｎＰ層（４） 、 Ｎ
−Ｉ ｎＰ ）０ （５）を順次成長させた。この範囲
の条件下では第４図に示すように再現性よ（ＩｎＰのＰ
Ｎ接合がメサのくびれの部分、す々わち活性層の真横に
位置することがわかった。例えばＰ−Ｉｎ ＰＪｍ（４
１、Ｎ−ＩｎＰ層（５）ノ成長時間としてそれぞれ４０
秒ずつに選べばよかった。Ｐ−ＩｎＰ層の厚さは約４μ
ｎ１と厚いためバンチスルーによる降伏は起こシにくい
。址だ接合の位置が活性層の真横にするため電流リーク
はほとんど皆無である。全面電極をつけ、へき開によシ
レーザ素子を作成してその特性を調べたところ約２０ｍ
Ａのしきい値で室温ＣＷ発振を得ることができた。また
光出力も５０ｍＷと高かった。ウェーッ・間によるしき
い値のばらつきも小さくいずれのウェー・・からも低し
きい値のレーザを得ることができた。
なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、拙々変形して実施す
ることができる。例えば活性層のみでなく光導波路層を
も含む基板のメサ形成も同様にしてできる。またエッチ
ャントの混合比率も上述した例に限らすＢｒ−メタノー
ルの場合体積化でＢｒが０．１％〜１％、 ＨＣｔ：
Ｈ，３Ｐ ０４ ノ場合１：０．５から１：３程度が適
当であった。
く、その要旨を逸脱しない範囲で、拙々変形して実施す
ることができる。例えば活性層のみでなく光導波路層を
も含む基板のメサ形成も同様にしてできる。またエッチ
ャントの混合比率も上述した例に限らすＢｒ−メタノー
ルの場合体積化でＢｒが０．１％〜１％、 ＨＣｔ：
Ｈ，３Ｐ ０４ ノ場合１：０．５から１：３程度が適
当であった。
第１図は従来のメサの形状を示す断面図、第２図は従来
のレーザの電流リークを示す断面図、第３図は本発明の
一実施例に係わるメサ形状の工程を示す断面図、第４図
は第３図に示したメサを埋め込んだ様子を示す断面図で
ある。 １−Ｇａ Ｉ ｎＡｓ Ｐ 活性層 ２・・・Ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３・・・Ｎ−ＩｎＰクラッド層 ４・・・Ｐ −Ｉ ｎ Ｐ埋め込み層 ５・・Ｎ−ＩｎＰ埋め込み層
のレーザの電流リークを示す断面図、第３図は本発明の
一実施例に係わるメサ形状の工程を示す断面図、第４図
は第３図に示したメサを埋め込んだ様子を示す断面図で
ある。 １−Ｇａ Ｉ ｎＡｓ Ｐ 活性層 ２・・・Ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３・・・Ｎ−ＩｎＰクラッド層 ４・・・Ｐ −Ｉ ｎ Ｐ埋め込み層 ５・・Ｎ−ＩｎＰ埋め込み層
Claims (1)
- 発光領域がＧａＩｎＡｓＰ ４元混晶からなるＩｎＰ基
板を用いてＰＮ接合を含むＧａ ＩｎＡｓＰ／ＩｎＰウ
ェーハのメサ構造を有する埋め込み型半導体レーザを製
造する際に、エツチングマスクとしてウェー７１上にＳ
ｉ０２．８４３Ｎ、等の膜を形成する工程と、前記マ
スクをストライプ状にエツチングする工程と、Ｂｒ−メ
タノールによって活性発光領域を含む層までをメサエッ
チングする工程と、ＨＣｔとＨ３Ｐ Ｏ，との混合液に
よシさらにエツチングを行う工程と、エツチングされた
溝内にＩｎＰを含む層を結晶成長させる工程とからなる
ことを特徴とする相４壬；埋め込み型半導体レーザの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627183A JPS6068685A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627183A JPS6068685A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068685A true JPS6068685A (ja) | 1985-04-19 |
Family
ID=16010648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17627183A Pending JPS6068685A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6068685A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372177A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
| US4948753A (en) * | 1984-03-27 | 1990-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing stripe-structure semiconductor laser |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17627183A patent/JPS6068685A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4948753A (en) * | 1984-03-27 | 1990-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing stripe-structure semiconductor laser |
| JPS6372177A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
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