JPS6120384A - Semiconductor laser and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser and manufacture thereof

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Publication number
JPS6120384A
JPS6120384A JP14123784A JP14123784A JPS6120384A JP S6120384 A JPS6120384 A JP S6120384A JP 14123784 A JP14123784 A JP 14123784A JP 14123784 A JP14123784 A JP 14123784A JP S6120384 A JPS6120384 A JP S6120384A
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JP
Japan
Prior art keywords
active layer
semiconductor laser
layer
substrate
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP14123784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Tanaka
田中 治夫
Masahito Mushigami
雅人 虫上
Hayamizu Fukada
深田 速水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
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Publication of JPS6120384A publication Critical patent/JPS6120384A/en
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To contrive the end-surface deterioration of a laser resonator in the state of high output, by a method wherein stepwise differences larger than the film thickness of an active layer are formed at both ends of the active layer, thus making the composition of a layer located at the laser resonator end- surface larger than that of said active layer. CONSTITUTION:The stepwise differences 11' levelled down from a substrate 10 are formed at both its ends in the direction cleavage: the center part is of the form of a rise in projection. Each of layers laminated on the surface of this substate is of the same form as that of said substrate 10. Since the composition of the active layer 21 is AlYGa1-YAs and that of the upper clad layer is AlXGa1-Y As, use of the above-mentioned semiconductor laser 1 makes a clad layer 22 located at both end-surfaces of the active layer 21 in the presence of the stepwise differences 11' and therefore yields a substantial aluminum composition of X. Besides, the composition ratio is: X>Y, therefore, the band gap of the laser resonator end-surface comes to enlarge. In other words, the light absorption in this part decreases, thereby inhibiting the heat developing in the end surface in the state of high output.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、GaAlAs系の半導体レーザおよびその
製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a GaAlAs semiconductor laser and a method for manufacturing the same.

(ロ)従来技術 最近、GaAlAs系の半導体レーザを高出力化するに
つれて、自己のパワーによりレーザ共振器端面を破壊す
るという問題を生しる傾向にある。その対策として以下
のような方法が考えられている。
(b) Prior Art Recently, as GaAlAs-based semiconductor lasers have been made to have higher output, they tend to have the problem of destroying the laser resonator end face due to their own power. The following methods are being considered as countermeasures.

■ 半導体レーザの光出力側のへき開面を無反射化にす
ると共に、これと反対側のへき開面を高反射化にする方
法。
■ A method of making the cleavage plane on the optical output side of a semiconductor laser non-reflective and making the cleavage plane on the opposite side highly reflective.

■ 活性層の膜厚を極度に薄くすることにより、活性層
から光をしみださせて端面光密度を低下させる方法。
■ A method of reducing the edge light density by making the active layer extremely thin so that light seeps out of the active layer.

上述した二つの方法によると、高出力時におけるレーザ
共振器の端面破壊を防止するには確かに有効である。し
かしながら、これに伴って以下のような問題を生じる。
The two methods described above are certainly effective in preventing the end face of the laser resonator from being destroyed at high output. However, this causes the following problems.

■の方法では、レーザウェハをへき関した後にへき開面
を加工する関係上、その取り扱いが非常に困難である。
In method (2), the cleavage plane is processed after the laser wafer is cleaved, which makes it very difficult to handle.

そのため、加工技術が極めて高度になるという問題を生
じる。
Therefore, a problem arises in that the processing technology becomes extremely sophisticated.

一方、■の方法では、活性層を薄くしたことによって、
どうしても光学的特性が変化することとなる。さらに、
その製造技術が比較的困難であるという問題を生じる。
On the other hand, in method (■), by making the active layer thinner,
The optical characteristics inevitably change. moreover,
The problem arises that the manufacturing technology is relatively difficult.

(ハ)目的 第一の発明は、高出力時におけるレーザ共振器の端面劣
化を緩和することのできる半導体レーザを提供すること
を目的としている。
(c) Objective The first object of the invention is to provide a semiconductor laser that can alleviate end face deterioration of a laser resonator at high output.

第二の発明は、製造工程中における取扱いの煩わしさを
なくすと共に、加工技術が比較的簡単である半導体レー
ザの製造方法を提供することを目的としている。
The second invention aims to provide a method for manufacturing a semiconductor laser which eliminates the troublesome handling during the manufacturing process and which requires relatively simple processing techniques.

(ニ)構成 第一の発明に係る半導体レーザは、活性層の両端部に該
活性層の膜厚よりも大きな段差部を形成することにより
、レーザ共振器端面に位置する層の組成を前記活性層の
組成よりも大きくしたことを特徴としている。
(D) Structure The semiconductor laser according to the first invention has step portions that are larger than the film thickness of the active layer at both ends of the active layer, so that the composition of the layer located at the end face of the laser resonator is adjusted to the active layer. It is characterized by being larger than the composition of the layer.

第二の発明に係る半導体レーザの製造方法は、半導体基
板のへき開ずべき方向に沿って溝部を形成し、この基板
の表面に、下部クラ、ト層と、活性層と、上部クラット
層とをそれぞれ積層し、前記溝部に沿ってそれぞれへき
開して各素子を分離することにより、活性層の両端部に
段差部を形成することを特徴としている。
A method for manufacturing a semiconductor laser according to the second invention includes forming a groove along the direction in which a semiconductor substrate is to be cleaved, and forming a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer on the surface of the substrate. The active layer is characterized in that step portions are formed at both ends of the active layer by stacking the layers and separating the devices by cleaving them along the grooves.

(ホ)実施例 第二■光所 第1図は第一・の発明に係る半導体レーザの一実施例を
示す斜視図である。
(e) Embodiment 2. Optical location FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the semiconductor laser according to the first invention.

同図において、1は半導体レーザ、10はN型のGaA
s基板、20はN型のAl x Gap−xAsよりな
る下部クラッド層、21は^l y Ga1−yAsよ
りなる活性層、22はP型のAlXGa1−xAsより
なる上部クラッド層、23はP+十型のAI)(Gal
−×へSよりなるキャップ層、24はストライブ状に窓
開けされた絶縁膜、30はP型のストライプ電極、31
はN型電極をそれぞれ示している。
In the figure, 1 is a semiconductor laser, 10 is an N-type GaA
s substrate, 20 is a lower cladding layer made of N-type Al x Gap-xAs, 21 is an active layer made of ^ly Ga1-yAs, 22 is an upper cladding layer made of P-type Al Type AI) (Gal
-× to cap layer made of S, 24 is an insulating film with stripe-shaped windows, 30 is a P-type stripe electrode, 31
indicate N-type electrodes, respectively.

詳しくは、前記基板10の両端部に該基板より下がる段
差部11’がへき開方向に形成されており、ちょうど中
央部が凸状に隆起した形状になっている。また、この基
板表面に積層されている各層も前記基板10と同様な形
状になっている。尚、前記段差部11“と隆起部との差
は、上部クラッド層22の膜厚よりも小さく、活性W1
21の膜厚よりも大きくしている。
Specifically, stepped portions 11' are formed at both ends of the substrate 10 in the direction of cleavage, and the stepped portions 11' are protruded in a convex shape at the center. Furthermore, each layer laminated on the surface of this substrate also has the same shape as the substrate 10. Note that the difference between the stepped portion 11'' and the raised portion is smaller than the film thickness of the upper cladding layer 22, and the active W1
The film thickness is made larger than that of No. 21.

そして、上述した半導体レーザ1によると、前記段差部
11“によって活性層21の両端面におけるアルミニウ
ム組成は実質的に×となっている。ここでは、組成比X
>Yとしているため、レーザ共振器端面のバンドギャッ
プが広がることとなる。
According to the semiconductor laser 1 described above, the aluminum composition on both end faces of the active layer 21 is substantially x due to the stepped portion 11''.
>Y, the bandgap of the laser resonator end face is widened.

即ち、この部分における光の吸収が低下することにより
、高出力時におけるレーザ共振器端面に発生する熱を抑
えることができる。
That is, by reducing light absorption in this portion, it is possible to suppress heat generated at the end face of the laser resonator during high output.

策二q衾匪 第2図は第1図に示した半導体レーザの製造方法の一実
施例の説明図を示しており、第1図へ−へ°断面を表し
ている。尚、第1図と同一部分は同一符合で示している
Figure 2 shows an explanatory view of one embodiment of the method for manufacturing the semiconductor laser shown in Figure 1, and shows a cross-section from Figure 1 to Figure 1. Note that the same parts as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals.

tdl  半導体基板10をへき開すべき部分以外の基
板10表面をホトレジスト40で覆う。このホトレジス
ト40をマスクとして適宜な深さまでプラスマエノチン
グすることにより、凹状の溝部11を形成する。
tdl The surface of the semiconductor substrate 10 other than the portion to be cleaved is covered with a photoresist 40. Using this photoresist 40 as a mask, plasma etching is performed to an appropriate depth to form a concave groove 11.

(b)前記ホトレジスト40を除去した基板10の表面
に、下部クラット層20と、活性層21と、上部クラッ
ト層22と、キャンプ層23とを例えばMBIE装置で
もって連続して成長させる。
(b) On the surface of the substrate 10 from which the photoresist 40 has been removed, a lower crat layer 20, an active layer 21, an upper crat layer 22, and a camp layer 23 are successively grown using, for example, an MBIE apparatus.

[C1前記成長させたキャップ層23の表面に絶縁膜2
4を被着させる。
[C1 An insulating film 2 is formed on the surface of the cap layer 23 grown above.
4.

tdl  P型電極30のコンタクトホールを開口ずべ
き部分以外の基板表面をホトレジスト(図示せず)で覆
う。このホトレジストをマスクとして前記絶縁膜24を
選択エツチングする(図示せず)。しかる後、通常の半
導体レーザの製造方法と同様に各電極を形成する。
tdl The surface of the substrate other than the portion where the contact hole of the P-type electrode 30 is to be opened is covered with photoresist (not shown). Using this photoresist as a mask, the insulating film 24 is selectively etched (not shown). Thereafter, each electrode is formed in the same manner as in a normal semiconductor laser manufacturing method.

(e)  前記基板に形成された溝部11の基板端部に
おいて、例えば、ダイヤモンドカッター等で溝部11と
同方向に傷を入れる。そして、この(1k(へき開綿)
に外力を加えて溝部11に沿った方向にへき関すること
により、基板10およびこの表面に積層された各層のへ
き開面近傍に、それぞれ段差部1ビ(下方に下が慕段差
)が形成される。さらに、前記へき関されたものを各素
子ごとに分離して半導体レーザを形成する。
(e) At the substrate end of the groove 11 formed in the substrate, a scratch is made in the same direction as the groove 11 using, for example, a diamond cutter. And this (1k (cleaved cotton)
By applying an external force to cleave in the direction along the groove portion 11, a step portion 1B (the bottom is a step) is formed in the vicinity of the cleavage plane of the substrate 10 and each layer laminated on this surface. . Furthermore, the separated parts are separated into individual elements to form a semiconductor laser.

尚、上述した第二の発明の実施例の溝部11の幅は、へ
き開綿が前記溝部11の低部に納まる幅とするのが好ま
しい。
The width of the groove 11 in the second embodiment of the invention described above is preferably such that the cleaved cotton can fit in the lower part of the groove 11.

また、上述の第一および第二の発明の実施例において、
活性Ffi21の両端部に形成した段差部11゜は、該
活性層21よりも下方に下がる段差に限定されず、活性
層21よりも上方に上がる段差であってもよい。この場
合、へき開面の基板10の溝部11が凸状の隆起部とな
り、隆起部が凹状の溝部となるように製造することとな
る。
Furthermore, in the embodiments of the first and second inventions described above,
The step portions 11° formed at both ends of the active FFI 21 are not limited to steps that go down below the active layer 21, but may be steps that go up above the active layer 21. In this case, the grooves 11 of the substrate 10 on the cleavage plane are manufactured to be convex raised portions, and the raised portions are manufactured to be concave grooved portions.

(へ)効果 第一の発明は、活性層の両端部に該活性層の膜厚よりも
大きな段差部を形成し、レーザ共振器端面の組成比を活
性層の組成比よりも大きくしているから、この端面部分
のハンドギヤ・ノブが広がるため、光の吸収率が大幅に
低下する。従って、この部分に発生する熱を抑えること
ができる結果、高出力時における端面劣化を緩和するこ
とができる。
(f) Effect The first invention forms step portions larger than the film thickness of the active layer at both ends of the active layer, and makes the composition ratio of the laser resonator end face larger than the composition ratio of the active layer. Since the hand gear knob at this end portion widens, the light absorption rate decreases significantly. Therefore, heat generated in this portion can be suppressed, and as a result, end face deterioration during high output can be alleviated.

第二の発明によれば、前記レーザ共振器端面の段差部は
、へき関する前の基板に形成されるため、製造上の煩わ
しさおよび困難性が伴わない。また、特殊な技術を必要
とせず、従来からの技術工程を用いて上述のような半導
体レーザを形成することができる。
According to the second aspect of the invention, the step portion of the laser resonator end face is formed on the substrate before it is separated, so that there is no trouble or difficulty in manufacturing. Further, the semiconductor laser described above can be formed using conventional technical processes without requiring any special technology.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第一の発明に係る半導体レーザの一実施例を示
す斜視図、第2図は第1図に示した半導体レーザの製造
方法の一実施例の説明図である。 1 ・・・半導体レーザ、10・・・半導体基板、lト
・・溝部、II“・・・段差部、20・・・下部クラッ
ト層、21・・・活性層、22・・・上部クラッド層。 特許出1卯人     ローム株式会社代理人  弁理
士  大 西 孝 治 tJ1図
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the semiconductor laser according to the first invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of the method for manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor laser, 10... Semiconductor substrate, L... Groove portion, II''... Step portion, 20... Lower cladding layer, 21... Active layer, 22... Upper cladding layer .Patent Issue 1 Uto ROHM Co., Ltd. Agent Patent Attorney Takaharu Onishi tJ1 Diagram

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ダブルヘテロ接合構造を有する半導体レーザにお
いて、Al_XGa_1_−_XAsからなる下部クラ
ッド層と、Al_YGa_1_−_YAsからなる活性
層と、Al_XGa_1_−_xAsからなる上部クラ
ッド層とを具備し、前記組成比をX>Yとし、かつ、前
記活性層の両端部に該活性層の膜厚よりも大きな段差部
を形成したことを特徴とする半導体レーザ。
(1) A semiconductor laser having a double heterojunction structure includes a lower cladding layer made of Al_XGa_1_-_XAs, an active layer made of Al_YGa_1_-_YAs, and an upper cladding layer made of Al_XGa_1_-_xAs, and the composition ratio is set to >Y, and step portions larger than the thickness of the active layer are formed at both ends of the active layer.
(2)ダブルヘテロ接合構造を有する半導体レーザの製
造方法において、 半導体基板のへき開すべき方向に沿って溝部を形成する
工程と、 前記溝部が形成された基板の表面に、Al_XGa_1
_−_XAsからなる下部クラッド層と、Al_YGa
_1_−_YAsからなる活性層と、Al_XGa_1
_−_XAsからなる上部クラッド層とをそれぞれ積層
する工程と、 前記溝部に沿ってそれぞれへき開して各素子を分離する
ことにより、前記活性層の両端部に該活性層の膜厚より
も大きな段差部を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の製造方法。
(2) A method for manufacturing a semiconductor laser having a double heterojunction structure, including the step of forming a groove along the direction in which the semiconductor substrate is to be cleaved, and the step of forming an Al_XGa_1 on the surface of the substrate in which the groove is formed.
_-_ lower cladding layer made of XAs and Al_YGa
_1_-_active layer made of YAs and Al_XGa_1
By stacking an upper cladding layer made of ____XAs and separating each element by cleaving along the groove, a step larger than the thickness of the active layer is formed at both ends of the active layer. 1. A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising the step of forming a portion.
JP14123784A 1984-07-07 1984-07-07 Semiconductor laser and manufacture thereof Pending JPS6120384A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58216486A (en) * 1982-06-10 1983-12-16 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Semiconductor laser and manufacture thereof
JPS5948972A (en) * 1982-09-13 1984-03-21 Nec Corp Semiconductor laser

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