JPS6112090A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPS6112090A JPS6112090A JP13095284A JP13095284A JPS6112090A JP S6112090 A JPS6112090 A JP S6112090A JP 13095284 A JP13095284 A JP 13095284A JP 13095284 A JP13095284 A JP 13095284A JP S6112090 A JPS6112090 A JP S6112090A
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Classifications
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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
-
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- 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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- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
-
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- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明はＡｂａＡｓ系材料を用い、窓領域を有した半
導体レーザ素子の製造方法に関するものであるＯ （従来の技術） 従来の窓領域を有する半導体レーザ素子は例えばＡｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ４２ （
５） （１９８３−３−１）Ｐ２Ｏ３−４０８に開示さ
れている。この文献のｐｔｇ、１（ａ）を第２図として
示し、この図により従来の製造方法を説明する。
導体レーザ素子の製造方法に関するものであるＯ （従来の技術） 従来の窓領域を有する半導体レーザ素子は例えばＡｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ４２ （
５） （１９８３−３−１）Ｐ２Ｏ３−４０８に開示さ
れている。この文献のｐｔｇ、１（ａ）を第２図として
示し、この図により従来の製造方法を説明する。
まず、ｐ−ＧａＡｓ基板２ノ上にｎ−ＧａＡｓからなる
電流狭窄層２２を形成した後、はぼ中央部にストライプ
状の溝２３を形成する。この後ｐ −ＡＺｙＧａ １−
ｙＡ ’第１クラッド層２４、ｐ−ＡｊｘＧａ 、−Ｘ
Ａｓ活性層２５、ｎ−ＡｔｙＧａ、−ｙＡｓ第２クラッ
ド層２６、ｎ−ＧａＡｓキャップ層２７を順次エピタキ
シャル成長させる。最後に、キャップ層２７上にＡｕ−
Ｇｅ−Ｎｉ電極２８を、ｐ−ＧａＡｓ基板１の電流狭窄
層２２とは反対側にＡｕ−Ｚｎ電極２９をそれぞれ形成
して半導体レーザ素子を完成する。
電流狭窄層２２を形成した後、はぼ中央部にストライプ
状の溝２３を形成する。この後ｐ −ＡＺｙＧａ １−
ｙＡ ’第１クラッド層２４、ｐ−ＡｊｘＧａ 、−Ｘ
Ａｓ活性層２５、ｎ−ＡｔｙＧａ、−ｙＡｓ第２クラッ
ド層２６、ｎ−ＧａＡｓキャップ層２７を順次エピタキ
シャル成長させる。最後に、キャップ層２７上にＡｕ−
Ｇｅ−Ｎｉ電極２８を、ｐ−ＧａＡｓ基板１の電流狭窄
層２２とは反対側にＡｕ−Ｚｎ電極２９をそれぞれ形成
して半導体レーザ素子を完成する。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、電流狭窄層２２上の第１クラッド層２４
および活性層２５は非常に短い時間で成長してしまうた
め、これらの層２４．２５の厚みを成長時間の制御によ
って薄く再現性良く成長させるのは著しく困難であると
いう欠点があった。
および活性層２５は非常に短い時間で成長してしまうた
め、これらの層２４．２５の厚みを成長時間の制御によ
って薄く再現性良く成長させるのは著しく困難であると
いう欠点があった。
この発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑み、非常に
薄い層厚の第１クラッド層および活性層を簡単かつ容易
に、しかも再現性よく成長させることが出来る−ように
した半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある
。
薄い層厚の第１クラッド層および活性層を簡単かつ容易
に、しかも再現性よく成長させることが出来る−ように
した半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある
。
（問題点を解決するだめの手段）
この発明では半導体基板上にメサストライプを形成し、
このメサストライプを含む半導体基板上に第１クラッド
層、活性層、第２クラ、ラド層を順次形成することを特
徴とする。
このメサストライプを含む半導体基板上に第１クラッド
層、活性層、第２クラ、ラド層を順次形成することを特
徴とする。
（作用）
上述したメサストライプ上では液相エピタキシャル成長
速度が遅くなるため、メサの幅や内部ストライプの幅を
制御することによって第１クラッド層、活性層などの薄
膜の厚さを容易に制御できる。
速度が遅くなるため、メサの幅や内部ストライプの幅を
制御することによって第１クラッド層、活性層などの薄
膜の厚さを容易に制御できる。
（実施例）
第１図はこの発明の一実施例の工程断面図である。以下
、この第１図にそって説明する。まず第１図（、）に示
すように、ｐ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面の（０１
１）あるいは（０１１）方向に幅ＷＩ〜１５μｍ１．長
さＬＩ〜２００μｍ、高さｄＩ〜１．５μｍのメサスト
ライプＩＡを形成する。次に第１図（ｂ）に示すように
、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２を液相エビタギシャル成長
によってｄ２〜２．５μｍ堆積させる。電流狭窄層２の
キャリア濃度４×１０１８Ｃｒｎ−３以上とすることに
よって、発振光によって生じる少数キャリアの拡散を防
ぎ、電流狭窄の機能を十分に果すことになる。
、この第１図にそって説明する。まず第１図（、）に示
すように、ｐ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面の（０１
１）あるいは（０１１）方向に幅ＷＩ〜１５μｍ１．長
さＬＩ〜２００μｍ、高さｄＩ〜１．５μｍのメサスト
ライプＩＡを形成する。次に第１図（ｂ）に示すように
、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層２を液相エビタギシャル成長
によってｄ２〜２．５μｍ堆積させる。電流狭窄層２の
キャリア濃度４×１０１８Ｃｒｎ−３以上とすることに
よって、発振光によって生じる少数キャリアの拡散を防
ぎ、電流狭窄の機能を十分に果すことになる。
次に、第１図（ｃ）に示すように通常のリソグラフィー
技術を用いて、チャンネル−幅Ｗ、〜４μｍ１長さ５２
〜１０８ｍとＷ３〜６μｍ、長さ５１〜２００８ｍの溝
をメサストライプの中央にもつ高さ１．５μｍのリッヂ
２Ａを形成する。この場合、長さＬ厘の部分で’ｐ ｍ
ＧａＡｓ基板１が露出する。狭いチャンネルの部分では
ｐ型ＧａＡｓ基板が露出しないようにする。リッヂ上の
長さＷ２〜１７μｍ ％ Ｗ ４〜１５μｍとする。こ
れらの寸法は、用途によって最適なものを選ぶ。次に第
１図（ｄ）に示すように、２回目の液相エピタキシャル
成長によって、ｐ型ＡｔｘＧａ１−ＸＡｓクラッド層３
、ｐ型ＡｔｙＧａ、−ｙＡｓ活性層４、ｎ型Ａ７．Ｇａ
１−２Ａｓクラッド層５、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層
６を堆積させる。幅の狭いメサ上では液相成長の速度が
極端に遅くなるので、ｐ型クラッド層３及び活性層４の
厚みを非常に薄く再現性よく制御できる。Ａｔの組成は
ｚ 〉ｘ ：＞ ｙとする。
技術を用いて、チャンネル−幅Ｗ、〜４μｍ１長さ５２
〜１０８ｍとＷ３〜６μｍ、長さ５１〜２００８ｍの溝
をメサストライプの中央にもつ高さ１．５μｍのリッヂ
２Ａを形成する。この場合、長さＬ厘の部分で’ｐ ｍ
ＧａＡｓ基板１が露出する。狭いチャンネルの部分では
ｐ型ＧａＡｓ基板が露出しないようにする。リッヂ上の
長さＷ２〜１７μｍ ％ Ｗ ４〜１５μｍとする。こ
れらの寸法は、用途によって最適なものを選ぶ。次に第
１図（ｄ）に示すように、２回目の液相エピタキシャル
成長によって、ｐ型ＡｔｘＧａ１−ＸＡｓクラッド層３
、ｐ型ＡｔｙＧａ、−ｙＡｓ活性層４、ｎ型Ａ７．Ｇａ
１−２Ａｓクラッド層５、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層
６を堆積させる。幅の狭いメサ上では液相成長の速度が
極端に遅くなるので、ｐ型クラッド層３及び活性層４の
厚みを非常に薄く再現性よく制御できる。Ａｔの組成は
ｚ 〉ｘ ：＞ ｙとする。
チャンネル幅Ｗ３〜６μｍでは活性層４が湾曲し、Ｗ１
〜４μｍでは活性層が平坦となるようにｐ型クラッド層
３の厚みを調整する。湾曲部では成長速度が速いためＡ
ｔが取９込まれにくいのでバンドギャップが平坦部と較
べて〜５０ ｍｅＶはど狭くなる。
〜４μｍでは活性層が平坦となるようにｐ型クラッド層
３の厚みを調整する。湾曲部では成長速度が速いためＡ
ｔが取９込まれにくいのでバンドギャップが平坦部と較
べて〜５０ ｍｅＶはど狭くなる。
最後にｎ側電極７、ｐ側電極８を蒸着によって形成する
。
。
次に、この素子の動作原理を説明する。第１図（ｄ）に
おいて素子のｎ＠０電極７を接地し、ｐ側電極８に正電
圧を加えることによって、電流は電流狭窄層２によって
制限され、湾曲した活性層４に流れる。湾曲した活性層
４の中央部の膜厚が厚いので、活性層４に一種のリブ型
光導波機構を持った光の閉じ込めが行なわれる。電流狭
窄層２に近接した活性層４で発振する光は電流狭窄層２
で吸収されるので、この部分の実効屈折率−が下がり横
方向にも光が閉じ込められ、高出力まで横基本モード発
振が得られ、メサ上のｐ型クラッド層３が非常に薄くで
きる（〜０．２μｍ）ので、発振しきい値電流も小さく
なる。Ａｔの組成をＺ ＞ Ｘとして電流狭窄層２の側
に光をもれやすくしておくと上述の理由よシ、高出力ま
での横基本モード発振の確保が容易となる。端面近傍の
チャンネル内の活性層４の平坦部は、湾曲部のバンドギ
ヤツプよりも広いので光の導波路としての役割を果たす
。この部分の下には電流狭窄層２が存在するので電流が
流れにりく、電流が活性層４の湾曲部に有効に流れるよ
うになっている。
おいて素子のｎ＠０電極７を接地し、ｐ側電極８に正電
圧を加えることによって、電流は電流狭窄層２によって
制限され、湾曲した活性層４に流れる。湾曲した活性層
４の中央部の膜厚が厚いので、活性層４に一種のリブ型
光導波機構を持った光の閉じ込めが行なわれる。電流狭
窄層２に近接した活性層４で発振する光は電流狭窄層２
で吸収されるので、この部分の実効屈折率−が下がり横
方向にも光が閉じ込められ、高出力まで横基本モード発
振が得られ、メサ上のｐ型クラッド層３が非常に薄くで
きる（〜０．２μｍ）ので、発振しきい値電流も小さく
なる。Ａｔの組成をＺ ＞ Ｘとして電流狭窄層２の側
に光をもれやすくしておくと上述の理由よシ、高出力ま
での横基本モード発振の確保が容易となる。端面近傍の
チャンネル内の活性層４の平坦部は、湾曲部のバンドギ
ヤツプよりも広いので光の導波路としての役割を果たす
。この部分の下には電流狭窄層２が存在するので電流が
流れにりく、電流が活性層４の湾曲部に有効に流れるよ
うになっている。
（発明の効果）
この発明は以上説明したように、メサの上では液相エピ
タキシャル成長が遅くなるので、非常に薄い膜厚を再現
性よく形成できるという利点がある。この結果、電流狭
窄層の上のｐ型りラッド層を薄膜できるので、電流狭窄
が良好に行なわれ低しきい値での発振が得られる。発振
光出射端面の部分に窓領域が形成され、この領域には電
流が流れにくいようなっておシ、電流の閉じ込めが良好
となる。
タキシャル成長が遅くなるので、非常に薄い膜厚を再現
性よく形成できるという利点がある。この結果、電流狭
窄層の上のｐ型りラッド層を薄膜できるので、電流狭窄
が良好に行なわれ低しきい値での発振が得られる。発振
光出射端面の部分に窓領域が形成され、この領域には電
流が流れにくいようなっておシ、電流の閉じ込めが良好
となる。
以上のような利点があるので、この発明はレーザービー
ムプリンタ、ディジタル・オーディオディスク、光デイ
スクメモリなどの光源として利用できる。
ムプリンタ、ディジタル・オーディオディスク、光デイ
スクメモリなどの光源として利用できる。
第１図は本発明の一実施例の工程断面図、第２図は従来
の半導体レーザ素子の断面図である。 １・・・ｐ型ＧａＡｓ基板、ＩＡ・・メサストライプ、
２・・・ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、２Ａ・・・リッヂ、
３・・・ｐ型ＡｌｘＧａ １−ＸＡ ｓクラッド層、４
− ｐ型ＡｔｙＧａ１．−ｙＡＳ活性層、５・・・ｎ型
Ａ ｔ２Ｇ ａ １− 、Ａ ｓクラッド層、６・・・
ｎ型ＧａＡｓコンタクト層、７・・・ｎ側電極、８・・
・ｐ側電極。
の半導体レーザ素子の断面図である。 １・・・ｐ型ＧａＡｓ基板、ＩＡ・・メサストライプ、
２・・・ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、２Ａ・・・リッヂ、
３・・・ｐ型ＡｌｘＧａ １−ＸＡ ｓクラッド層、４
− ｐ型ＡｔｙＧａ１．−ｙＡＳ活性層、５・・・ｎ型
Ａ ｔ２Ｇ ａ １− 、Ａ ｓクラッド層、６・・・
ｎ型ＧａＡｓコンタクト層、７・・・ｎ側電極、８・・
・ｐ側電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上に電流狭窄層、第１クラッド層、活性層、
第２クラッド層を順次形成する半導体レーザ素子の製造
方法において、 前記半導体基板に凸型のメサストライプを形成する工程
と、このメサストライプが形成された基板上に電流狭窄
層をエピタキシャル成長する工程と、この電流狭窄層に
リッヂを設ける工程とを有したことを特徴とする半導体
レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13095284A JPS6112090A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13095284A JPS6112090A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6112090A true JPS6112090A (ja) | 1986-01-20 |
Family
ID=15046478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13095284A Pending JPS6112090A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6112090A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0489864U (ja) * | 1990-08-08 | 1992-08-05 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13095284A patent/JPS6112090A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0489864U (ja) * | 1990-08-08 | 1992-08-05 |
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