JPS6159888A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6159888A JPS6159888A JP18196584A JP18196584A JPS6159888A JP S6159888 A JPS6159888 A JP S6159888A JP 18196584 A JP18196584 A JP 18196584A JP 18196584 A JP18196584 A JP 18196584A JP S6159888 A JPS6159888 A JP S6159888A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置及び製造方法に関する。特に、
横モード制御型半導体レーザにおいて、大きなウェーハ
を使用して製造することができ、しかも、その大きなウ
ェーハの全面に均質な素子を製造することができ、製造
歩留りのすぐれた半導体レーザ及び製造方法に関する。
横モード制御型半導体レーザにおいて、大きなウェーハ
を使用して製造することができ、しかも、その大きなウ
ェーハの全面に均質な素子を製造することができ、製造
歩留りのすぐれた半導体レーザ及び製造方法に関する。
（従来の技術）
半導体レーザは１通常所望の基礎吸収端波長を有する半
導体の薄層よりなる活性層を挟んで。
導体の薄層よりなる活性層を挟んで。
キャリヤと光とをこの活性層に封じ込めるようにａｇ）
（？＋Ｆ幅を大さく屈折率を小さく選択された半導体の
層よりなるクラッド層を設け、一方のクラッド層に接し
、光軸にそうストライプ状領域のみが上記各層と同一心
電型でありその他の領域は反対導電型である半導体の層
よりなるキャップ層を設けてなるが、レーザとして機能
しうる最小の電流（しきい値電流という、）をできるだ
け小さくするためには活性層の光軸にそう幅を極力細く
することが望ましく、また、レーザを通信手段、信号発
生手段等として使用する場合、横モードが単一で安定し
ていることが望ましいので、横モードを制御することが
望ましい、そのためには光軸の幅を極力細くすることが
望ましい。
（？＋Ｆ幅を大さく屈折率を小さく選択された半導体の
層よりなるクラッド層を設け、一方のクラッド層に接し
、光軸にそうストライプ状領域のみが上記各層と同一心
電型でありその他の領域は反対導電型である半導体の層
よりなるキャップ層を設けてなるが、レーザとして機能
しうる最小の電流（しきい値電流という、）をできるだ
け小さくするためには活性層の光軸にそう幅を極力細く
することが望ましく、また、レーザを通信手段、信号発
生手段等として使用する場合、横モードが単一で安定し
ていることが望ましいので、横モードを制御することが
望ましい、そのためには光軸の幅を極力細くすることが
望ましい。
そこで、半導体レーザにおいては、活性層が光軸にそう
幅の狭い領域においてのみ機能することとすることを目
的として、活性層の形状とその製造方法とについて多く
の開発努力がなされてきた。
幅の狭い領域においてのみ機能することとすることを目
的として、活性層の形状とその製造方法とについて多く
の開発努力がなされてきた。
上記の目的を達成するために開発された従来技術に係る
横モード＋１３制御型半導体レーザに、活性層を光軸に
そう輻の狭いストライプ状（埋め込みＶ溝）としたり、
光軸にそう幅の狭い凸状帯としたりした物がある０本発
明は、光軸にそう幅の狭い凸状イ１）よりなる活性層を
右する横モード１７制御型半導体レーザの改良である。
横モード＋１３制御型半導体レーザに、活性層を光軸に
そう輻の狭いストライプ状（埋め込みＶ溝）としたり、
光軸にそう幅の狭い凸状帯としたりした物がある０本発
明は、光軸にそう幅の狭い凸状イ１）よりなる活性層を
右する横モード１７制御型半導体レーザの改良である。
光軸にそう幅の狭い凸状帯よりなる活性層を有す為横モ
ード制御Ｊｌ型半導体レーザは、まず基板に幅の狭いス
トライプ状凸状帯を形成し、その上に下部クラッド層、
活性層、上部クラッド層。
ード制御Ｊｌ型半導体レーザは、まず基板に幅の狭いス
トライプ状凸状帯を形成し、その上に下部クラッド層、
活性層、上部クラッド層。
キャップ層を、一工程をもって順次形成するが、これら
の層を気相成長法を使用して形成すると、さきに形成さ
れたストライプ状凸状帯の縁部を起点としてグラフト成
長と呼ばれる線状の欠陥が成長し、レーザの寿命を短縮
する等の悪影響が避は難いので、液相成長法が使用され
ることが一般である。
の層を気相成長法を使用して形成すると、さきに形成さ
れたストライプ状凸状帯の縁部を起点としてグラフト成
長と呼ばれる線状の欠陥が成長し、レーザの寿命を短縮
する等の悪影響が避は難いので、液相成長法が使用され
ることが一般である。
ところが、液相成長法を使用してなす場合は。
大きなウェーハを使用することが困難であり、しかも、
ウェーハの全面に均一に層形成をなすことが必ずしも容
易ではないという欠点がある。そこで、大きなウェーハ
の使用が可能であり必然的に高い生産能率を実現するこ
とが可能である気相成長状を使用して、しかも、全面に
均」な層形成をなすことができ、結果的にすぐれた製造
歩留りを可能にする半導体発光装置及び製造方法の開発
が望まれていた。
ウェーハの全面に均一に層形成をなすことが必ずしも容
易ではないという欠点がある。そこで、大きなウェーハ
の使用が可能であり必然的に高い生産能率を実現するこ
とが可能である気相成長状を使用して、しかも、全面に
均」な層形成をなすことができ、結果的にすぐれた製造
歩留りを可能にする半導体発光装置及び製造方法の開発
が望まれていた。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は、この要請にこたえて、大きなウェーハの使用
が可能であり必然的に高い１生産能率を実現することが
可能である気相成長法を使用して、しかも、全面に均一
な層形成をなすことができ。
が可能であり必然的に高い１生産能率を実現することが
可能である気相成長法を使用して、しかも、全面に均一
な層形成をなすことができ。
結果的にすぐれた製造歩留りを可能にする半導体発光装
置及び製造方法を提供するものであり、その手段は、表
面がなめらかな曲面をなし幅□の狭い凸状帯が光軸にそ
って形成されたｌ導電型の半導体基板上に、１導電型の
第１のクラッド層が前記基板の表面形状とお−むね同一
の形状に形成され、活性層が前記第１のクラッド層の表
面形状とお−むね同一の形状に形成され１反対導電型の
第２のクラッド層が前記活性層の表面形状とお一〇ね同
一の形状に形成され、前記凸状帯に対応する帯状領域が
反対導電型であり他の領域は１導電型であるキャップ層
が形成されてなる半導体発光装置と、ｌ導電型の半導体
基板の（１００）面上に。
置及び製造方法を提供するものであり、その手段は、表
面がなめらかな曲面をなし幅□の狭い凸状帯が光軸にそ
って形成されたｌ導電型の半導体基板上に、１導電型の
第１のクラッド層が前記基板の表面形状とお−むね同一
の形状に形成され、活性層が前記第１のクラッド層の表
面形状とお−むね同一の形状に形成され１反対導電型の
第２のクラッド層が前記活性層の表面形状とお一〇ね同
一の形状に形成され、前記凸状帯に対応する帯状領域が
反対導電型であり他の領域は１導電型であるキャップ層
が形成されてなる半導体発光装置と、ｌ導電型の半導体
基板の（１００）面上に。
その＜ ０１１＞方向に、幅の狭い帯状のエツチング用
マスクを形成し、該基板をエツチングして表面がなめら
かな曲面をなし幅の狭い凸状帯を形成し、該凸状帯を有
する基板上に、気相成長法を使用して、ｌ導電型の第１
のクラッド層と活性層と１反対導電型の第２のクラッド
層とを順次形成し、前記凸状帯に対応する帯状領域が反
対導１！型であり他の領域はｌ導電型であるキャップ層
を形成する工程を有する半導体発光装置の製造方法と上
りなる・ 〔作用〕 従来技術に係る横モード制御型半導体レーザの製造方法
に大きなウェーハの使用が困難な液相成長法が使用され
ていた理由は、表面に１に線を有する凸状帯が形成され
た基板上に気相成長法を使用してクラッド層や活性層を
形成すると、グラフト成長が発生して線状の欠陥が形成
されるからである。そこで、グラフト成長が発生しない
条件を満足すれば気相成長法を使用しうるはずである。
マスクを形成し、該基板をエツチングして表面がなめら
かな曲面をなし幅の狭い凸状帯を形成し、該凸状帯を有
する基板上に、気相成長法を使用して、ｌ導電型の第１
のクラッド層と活性層と１反対導電型の第２のクラッド
層とを順次形成し、前記凸状帯に対応する帯状領域が反
対導１！型であり他の領域はｌ導電型であるキャップ層
を形成する工程を有する半導体発光装置の製造方法と上
りなる・ 〔作用〕 従来技術に係る横モード制御型半導体レーザの製造方法
に大きなウェーハの使用が困難な液相成長法が使用され
ていた理由は、表面に１に線を有する凸状帯が形成され
た基板上に気相成長法を使用してクラッド層や活性層を
形成すると、グラフト成長が発生して線状の欠陥が形成
されるからである。そこで、グラフト成長が発生しない
条件を満足すれば気相成長法を使用しうるはずである。
気相成長法を使用した場合グラフト成長が発生しない条
件は、凸状帯の表面がなめらかな曲面であることである
。
件は、凸状帯の表面がなめらかな曲面であることである
。
ところで、ガリウムヒ素基板の（１００）面上に、その
（ＯＩＬ＞ 方向に、９；？状のエツチングマスクを形
成して、このエツチングマスクを使用して、低濃度に過
酸化水素を含む硫酸と過酸化水素との混合液をエッチャ
ントとしてケミカルエッチすると、当初は上部の幅が大
きく下部の幅が小さい逆台型にエッチされるが、エツチ
ングの進行とともに、表面がなめらかな凸状帯が形成さ
れることが明らかになったので、この新規な方法を使用
して、表面のなめらかな曲面をなす凸状帯を光軸に平行
に形成し、その上に、メタルオーガニックＣＶＤ法等の
気相成長法を使用して、所望の層構造（一般には、下部
クラッド層、活性層、上部クラッド層等の組み合わせ）
を基板の表面の形状とお一〇ね同一の形状に形成するこ
ととしたものである。
（ＯＩＬ＞ 方向に、９；？状のエツチングマスクを形
成して、このエツチングマスクを使用して、低濃度に過
酸化水素を含む硫酸と過酸化水素との混合液をエッチャ
ントとしてケミカルエッチすると、当初は上部の幅が大
きく下部の幅が小さい逆台型にエッチされるが、エツチ
ングの進行とともに、表面がなめらかな凸状帯が形成さ
れることが明らかになったので、この新規な方法を使用
して、表面のなめらかな曲面をなす凸状帯を光軸に平行
に形成し、その上に、メタルオーガニックＣＶＤ法等の
気相成長法を使用して、所望の層構造（一般には、下部
クラッド層、活性層、上部クラッド層等の組み合わせ）
を基板の表面の形状とお一〇ね同一の形状に形成するこ
ととしたものである。
スティンエッチをなした後３，０００倍程度のＳＥＭを
もって観察した結果によれば、このように形成した層構
成において、少なくとも下部クラッド層と活性層との層
形状は基板の表面形状とはゾ同一であり、グラフト成長
は全く発生しないことが明らかである。
もって観察した結果によれば、このように形成した層構
成において、少なくとも下部クラッド層と活性層との層
形状は基板の表面形状とはゾ同一であり、グラフト成長
は全く発生しないことが明らかである。
以下、図面を参照しつ諷、本発明の一実施例に係る横モ
ード制御型半導体レーザとその製造方法についてさらに
説明する。
ード制御型半導体レーザとその製造方法についてさらに
説明する。
第２図参照
ＩＱ１８ａｍ−３程度にｎ型の不純物を含み厚さが数百
ルーのｎ型ガリウムヒ素基板ｌの（１０Ｇ）面上に、Ｃ
ＶＤ法を使用して二酸化シリコン層２を２．０００人程
鹿の厚さに形成し、フォトリソグラフィー法を使用して
、上記の二酸化シリコン居２を（Ｏｌｌ＞方向に延びる
幅２〜１０ル■の帯状に成形する。
ルーのｎ型ガリウムヒ素基板ｌの（１０Ｇ）面上に、Ｃ
ＶＤ法を使用して二酸化シリコン層２を２．０００人程
鹿の厚さに形成し、フォトリソグラフィー法を使用して
、上記の二酸化シリコン居２を（Ｏｌｌ＞方向に延びる
幅２〜１０ル■の帯状に成形する。
第３図参照
上記帯状の二酸化シリコン層２をエツチングマスクとし
て、低濃度に過酸化水玄を含む硫酸と過酸化水素との混
合液をエッチャントとしてガリウムヒ素基板ｌをケミカ
ルエッチする。エツチングの当初は逆台型となるが、エ
ツチングの進行とともに表面がなめらかな曲面をなしく
０１１＞方向に延びる凸状ｒ４Ｆ １°が形成する。
て、低濃度に過酸化水玄を含む硫酸と過酸化水素との混
合液をエッチャントとしてガリウムヒ素基板ｌをケミカ
ルエッチする。エツチングの当初は逆台型となるが、エ
ツチングの進行とともに表面がなめらかな曲面をなしく
０１１＞方向に延びる凸状ｒ４Ｆ １°が形成する。
第４図参照
上記工程でエツチングマスクとして使用した二酸化シリ
コン層２を溶解除去した後、メタルオーガニックＣＶＤ
法を使用して、５ Ｘ １ｏ１７ａ−−ａ程度にｎ型不
純物を含み厚さが１．５Ｂｍ程度のアルミニウムガリウ
ムヒ素層（下部クラッド層）３と。
コン層２を溶解除去した後、メタルオーガニックＣＶＤ
法を使用して、５ Ｘ １ｏ１７ａ−−ａ程度にｎ型不
純物を含み厚さが１．５Ｂｍ程度のアルミニウムガリウ
ムヒ素層（下部クラッド層）３と。
一３５ＸＩＱ 程度にｐ型またはｎ型の不純物を含み
厚さが Ｏ，ｌｐｍ程度のガリウムヒ素層（活性層）４
と、５ＸＩＯｃｍ 程度にｐ型不純物を含み厚さがｌ
〜 １．２ｐｍ程度のアルミニウムガリウムヒ素層（上
部クラッド層）５と、５Ｘ１０ｃｍ 程度にｎ型不純
物を含み厚さが１ルｍ程度のガリウムヒ素層（キャップ
層）６とを、つＣけて形成する。この気相成品工程にお
いては、グラフト成長は発生しない、基板ｌ」−にＷｊ
成されている凸状帯の表面がなめらかな曲面だからであ
る。ｔた、気相成長法であるから、大きなウェーハを使
用することができ、その大きなウェーへの全面に均一な
層を形成することができる。
厚さが Ｏ，ｌｐｍ程度のガリウムヒ素層（活性層）４
と、５ＸＩＯｃｍ 程度にｐ型不純物を含み厚さがｌ
〜 １．２ｐｍ程度のアルミニウムガリウムヒ素層（上
部クラッド層）５と、５Ｘ１０ｃｍ 程度にｎ型不純
物を含み厚さが１ルｍ程度のガリウムヒ素層（キャップ
層）６とを、つＣけて形成する。この気相成品工程にお
いては、グラフト成長は発生しない、基板ｌ」−にＷｊ
成されている凸状帯の表面がなめらかな曲面だからであ
る。ｔた、気相成長法であるから、大きなウェーハを使
用することができ、その大きなウェーへの全面に均一な
層を形成することができる。
第５Ｉ２参照
ＣＶＤ法を使用して二酸化シリコン居７を２．０００人
程鹿の厚さに形成した後、フォトリングラフイー法を使
用して、上記の二酸化シリコン層７を上記の凸状帯に対
応する領域から輻ｌＯト■程度のスリット状に除去して
スリット状開口８を形成し、このスリット状開口８を有
する二酸化シリコン層７をマスクとしてｐ型不純物例え
ば亜鉛を拡散して、キャップＰ！１６の凸状帯１′に対
応する領域をｐ型に転換する。゛その後、拡散マスクと
して使用した二酸化シリコン層７を除去する。
程鹿の厚さに形成した後、フォトリングラフイー法を使
用して、上記の二酸化シリコン層７を上記の凸状帯に対
応する領域から輻ｌＯト■程度のスリット状に除去して
スリット状開口８を形成し、このスリット状開口８を有
する二酸化シリコン層７をマスクとしてｐ型不純物例え
ば亜鉛を拡散して、キャップＰ！１６の凸状帯１′に対
応する領域をｐ型に転換する。゛その後、拡散マスクと
して使用した二酸化シリコン層７を除去する。
第１図参照
キャップ層６上に、チタン層と、白金層と、金層を順次
形成して、これらの積層体よりなる正電極９を形成し、
ノ、（板ｌの下面に金・ゲルマニウム層と金層とを順次
形成して、これらの債層体よりなる負電極１０を形成す
る。
形成して、これらの積層体よりなる正電極９を形成し、
ノ、（板ｌの下面に金・ゲルマニウム層と金層とを順次
形成して、これらの債層体よりなる負電極１０を形成す
る。
以上の工程をもって製造された横モード制御型半導体レ
ーザは、大きなウェーハの使用が可能であるメタルオー
ガニックＣＶＤ法を使用して製造されたにもか翫わらず
、グラフト成長にもとづく線状の欠陥がなく、特性が良
好であり寿命が長い。
ーザは、大きなウェーハの使用が可能であるメタルオー
ガニックＣＶＤ法を使用して製造されたにもか翫わらず
、グラフト成長にもとづく線状の欠陥がなく、特性が良
好であり寿命が長い。
以上説明せるとおり、大さなウェーへの使用が可能であ
り必然的に高い生産能率を実現することが可能である気
相成長法を使用して、しかも、全面に均一な層形成をな
すことができ、結果的にすぐれた製造歩留りを可能にす
る半導体発光装置及び製造方法を提供することができる
。
り必然的に高い生産能率を実現することが可能である気
相成長法を使用して、しかも、全面に均一な層形成をな
すことができ、結果的にすぐれた製造歩留りを可能にす
る半導体発光装置及び製造方法を提供することができる
。
第１図は、本発明の一実施例に係る横モード制ｔＪｌｌ
型半導体レーザの概念的構成図である。第２〜５図は本
発明の一実施例に係る横モード制御型半導体レーザの主
要製造工程完了後のノ１（板断面図である。 １・・・ｎ型ガリウムヒ素基板、 １゛ ・９拳凸状
帯、 ２・・・二酸化シリコン層、 ３慟・・アル
ミニウムガリウムヒ素層（下部クラッド層）。 ４・＠φガリウムヒ素層（活性層）、 ５令・・アル
ミニウムガリウムヒ素層（上部クラッド層）、６・・・
ガリウムヒ素層（キャップ層）、７・・・二酸化シリコ
ン層、 ８争 ・ ・開口。 ９・・・正電極、 １０−争・負電極、、Ｊ４、−第１
１ｆｆｉ 第２図 第３図
型半導体レーザの概念的構成図である。第２〜５図は本
発明の一実施例に係る横モード制御型半導体レーザの主
要製造工程完了後のノ１（板断面図である。 １・・・ｎ型ガリウムヒ素基板、 １゛ ・９拳凸状
帯、 ２・・・二酸化シリコン層、 ３慟・・アル
ミニウムガリウムヒ素層（下部クラッド層）。 ４・＠φガリウムヒ素層（活性層）、 ５令・・アル
ミニウムガリウムヒ素層（上部クラッド層）、６・・・
ガリウムヒ素層（キャップ層）、７・・・二酸化シリコ
ン層、 ８争 ・ ・開口。 ９・・・正電極、 １０−争・負電極、、Ｊ４、−第１
１ｆｆｉ 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）表面がなめらかな曲面をなし幅の狭い凸状帯が光
軸にそって形成された１導電型の半導体基板上に、１導
電型の第１のクラッド層が前記基板の表面形状とおゝむ
ね同一の形状に形成され、活性層が前記第１のクラッド
層の表面形状とおゝむね同一の形状に形成され、反対導
電型の第２のクラッド層が前記活性層の表面形状とおゝ
むね同一の形状に形成され、前記凸状帯に対応する帯状
領域が反対導電型であり他の領域は１導電型であるキャ
ップ層が形成されてなる半導体発光装置。 - （２）１導電型の半導体基板の（１００）面上に、その
〈０１１〉方向に、幅の狭い帯状のエッチング用マスク
を形成し、該基板をエッチングして表面がなめらかな曲
面をなし幅の狭い凸状帯を形成し、該凸状帯を有する基
板上に、気相成長法を使用して、１導電型の第１のクラ
ッド層と活性層と、反対導電型の第２のクラッド層とを
順次形成し、前記凸状帯に対応する帯状領域が反対導電
型であり他の領域は１導電型であるキャップ層を形成す
る工程を有する半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18196584A JPS6159888A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18196584A JPS6159888A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6159888A true JPS6159888A (ja) | 1986-03-27 |
Family
ID=16109962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18196584A Pending JPS6159888A (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6159888A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6347843B1 (en) | 1998-04-22 | 2002-02-19 | Denso Corporation | Pump equipment and method for assembling same |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP18196584A patent/JPS6159888A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6347843B1 (en) | 1998-04-22 | 2002-02-19 | Denso Corporation | Pump equipment and method for assembling same |
| US6592191B2 (en) | 1998-04-22 | 2003-07-15 | Denso Corporation | Pump equipment and method for assembling same |
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