JPS6212179A - 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
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- JPS6212179A JPS6212179A JP15009385A JP15009385A JPS6212179A JP S6212179 A JPS6212179 A JP S6212179A JP 15009385 A JP15009385 A JP 15009385A JP 15009385 A JP15009385 A JP 15009385A JP S6212179 A JPS6212179 A JP S6212179A
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- layer
- quantum well
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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】
〔概要〕
本発明は、多波長集積半導体レーザのような半導体発光
装置及びその製造方法に於いて、半導体基板（或いは層
）上に形成されたメサと、該メサの平坦部及び斜面部に
同一の層として形成され且つ厚みを異にする活性層とを
備えるように、そして、前記メサは半導体基板（或いは
層）をエツチングして形成され、また、前記活性層は分
子線エピタキシャル成長で形成されるようにすることに
依り、領域に依って膜厚を異にする活性層を制御された
状態で１回の成長で実現させ多波長集積半導体レーザを
容易に得られるようにしたものである。
装置及びその製造方法に於いて、半導体基板（或いは層
）上に形成されたメサと、該メサの平坦部及び斜面部に
同一の層として形成され且つ厚みを異にする活性層とを
備えるように、そして、前記メサは半導体基板（或いは
層）をエツチングして形成され、また、前記活性層は分
子線エピタキシャル成長で形成されるようにすることに
依り、領域に依って膜厚を異にする活性層を制御された
状態で１回の成長で実現させ多波長集積半導体レーザを
容易に得られるようにしたものである。
本発明は、同一基板上に形成された発振波長を異にする
複数の半導体レーザを有する半導体発光装置及びその製
造方法に関する。
複数の半導体レーザを有する半導体発光装置及びその製
造方法に関する。
一般に、波長多重光通信に用いる半導体レーザとしては
、それぞれのレーザに於けるスペクトルの単一性が良好
であること、また、波長間隔が広いこと等が必要とされ
ている。
、それぞれのレーザに於けるスペクトルの単一性が良好
であること、また、波長間隔が広いこと等が必要とされ
ている。
従来、この種のレーザを製造するには、■ 選択成長法
を適用することに依り、各発振波長のレーザについて成
長等を行う。
を適用することに依り、各発振波長のレーザについて成
長等を行う。
■ レーザに分布帰還（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｅｅ
ｄｂａｃｋ：ＤＦＢ）型構造を採用し、回折格子のピッ
チ、活性層厚などを制御して発振波長の制御を行う。
ｄｂａｃｋ：ＤＦＢ）型構造を採用し、回折格子のピッ
チ、活性層厚などを制御して発振波長の制御を行う。
等、二つの技術が知られ、特に、前記■の技術は、波長
制御が容易であることから研究が活発に行われ、現在、
５波長同時室温連続発振させた例が報告されている。
制御が容易であることから研究が活発に行われ、現在、
５波長同時室温連続発振させた例が報告されている。
前記■の技術では、レーザ層の成長を２回以上も実施す
る必要があるから、プロセス数が増加することは勿論、
製造歩留りが低下する旨の欠点がある。
る必要があるから、プロセス数が増加することは勿論、
製造歩留りが低下する旨の欠点がある。
前記■の技術では、回折格子のピンチを変更する為には
、複雑且つ調整困難な露光装置を必要とし、また、再現
性に乏しい旨の欠点がある。
、複雑且つ調整困難な露光装置を必要とし、また、再現
性に乏しい旨の欠点がある。
本発明は、極めて簡単な技術を適用することに依り、同
一基板上に活性層の膜厚を異にする、従って、発振波長
を異にする複数の量子井戸型レーザを同時に形成するこ
とが容易に可能であるようにする。
一基板上に活性層の膜厚を異にする、従って、発振波長
を異にする複数の量子井戸型レーザを同時に形成するこ
とが容易に可能であるようにする。
本発明では、基板上にメサを形成し、その上に分子線エ
ピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍ ｅ
ｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法を適用して半導体結晶層を成
長させた場合、メサの平坦部と斜面部とでは層厚が相違
することから、その半導体結晶層を量子井戸型レーザに
於ける量子井戸構造の活性層として利用し、−同一基板
上に発振波長を異にする複数のレーザを一度に作成する
ことが基本になっている。
ピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍ ｅ
ｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法を適用して半導体結晶層を成
長させた場合、メサの平坦部と斜面部とでは層厚が相違
することから、その半導体結晶層を量子井戸型レーザに
於ける量子井戸構造の活性層として利用し、−同一基板
上に発振波長を異にする複数のレーザを一度に作成する
ことが基本になっている。
第１図は本発明の詳細な説明する為の工程要所に於ける
半導体基板の要部切断正面図を表している。
半導体基板の要部切断正面図を表している。
図に於いて、■はＧａＡｓ基板、ＩＡはメサ、２はＧａ
Ａｓ （或いは／ｌ！ＧａＡｓ）層をそれぞれ示してい
る。
Ａｓ （或いは／ｌ！ＧａＡｓ）層をそれぞれ示してい
る。
次に、第１図を参照しつつ工程の概略を説明する。
ｆａ） 通常のフォト・リソグラフィ技術を適用する
ことに依り、ＧａＡｓ基板１のメサ・エツチングを行っ
てメサＩＡを形成する。
ことに依り、ＧａＡｓ基板１のメサ・エツチングを行っ
てメサＩＡを形成する。
この場合、メサＩＡのメサ角θ１は４５＠とする。
（ｂ１ＭＢＥ法を適用することに依り、全面にＧａＡｓ
層２を成長させる。
層２を成長させる。
ＭＢＥ法でＧａＡｓ層２を成長させる際、その成長速度
は、成長面に対する分子線の入射角θに依って変化する
。即ち、θ＝０で成長速度は最大である。
は、成長面に対する分子線の入射角θに依って変化する
。即ち、θ＝０で成長速度は最大である。
前記したようにメサＩＡのメサ角θｌは４５″であるか
ら、メサＩＡの傾斜部への分子線の入射角も４５″とな
る。
ら、メサＩＡの傾斜部への分子線の入射角も４５″とな
る。
ここで、メサＩＡの平坦部に於けるＧａＡｓＮ２の厚み
をｔｌ、傾斜部に於けるそれをｔ２とすると、 ｔ２＝ｏ、７ｔｌ＝ｔｌＣＯＳ ４５゜なる関係がある
。
をｔｌ、傾斜部に於けるそれをｔ２とすると、 ｔ２＝ｏ、７ｔｌ＝ｔｌＣＯＳ ４５゜なる関係がある
。
このように、メサＩＡを有するＧａＡｓ基板１に対しＭ
ＢＥ法を適用してＧａＡｓ層２を成長させた場合、メサ
ＩＡの平坦部では厚（、且つ、傾斜部では薄くなる。
ＢＥ法を適用してＧａＡｓ層２を成長させた場合、メサ
ＩＡの平坦部では厚（、且つ、傾斜部では薄くなる。
そこで、この原理に依り量子井戸型レーザに於ける量子
井戸構造の活性層を形成すると、その活性層はメサの平
坦部と傾斜部とでは厚みが相違するから、それを利用す
れば発振波長を異にする複数の量子井戸型レーザが同一
基板上に集積化されて同時に形成することができる。
井戸構造の活性層を形成すると、その活性層はメサの平
坦部と傾斜部とでは厚みが相違するから、それを利用す
れば発振波長を異にする複数の量子井戸型レーザが同一
基板上に集積化されて同時に形成することができる。
第２図は量子井戸型レーザに於ける量子井戸層厚Ｌ２と
発振波長λとの関係を表す線図である。
発振波長λとの関係を表す線図である。
図に於いては、横軸に量子井戸層厚Ｌ２を、また、縦軸
に発振波長λをそれぞれ採っである。
に発振波長λをそれぞれ採っである。
図から判るように、量子井戸層、即ち、活性層が厚くな
るほど発振波長は長くなる。
るほど発振波長は長くなる。
前記したようなところから、本発明では、半導体基板（
或いは層）をエツチングしてメサを形成し、そのメサの
上に活性層を分子線エピタキシャル成長させるようにし
ている。
或いは層）をエツチングしてメサを形成し、そのメサの
上に活性層を分子線エピタキシャル成長させるようにし
ている。
これに依り、メサ上に同一の層として形成された活性層
は、そのメサに於ける平坦部に形成されたものは厚く、
また、斜面部に形成されたものは薄くなり、量子井戸型
レーザとして完成させた場合、それ等の発振波長は異な
ったものとなる。
は、そのメサに於ける平坦部に形成されたものは厚く、
また、斜面部に形成されたものは薄くなり、量子井戸型
レーザとして完成させた場合、それ等の発振波長は異な
ったものとなる。
第３図は本発明一実施例の要部切断正面図を表している
。
。
図に於いて、３はｎ＋型ＱａＡｓ基板、３Ａはメサ、４
はｎ＋型ＧａＡｓバッファ層、５はｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層、６はノン・ドープ多重量子井戸（ｍｕｌｔｉ
ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）活性層、７はｐ
型ＡＪＧａＡｓクラッド層、８はｐ＋型ＧａＡｓコンタ
クト層、９はｐ側電極をそれぞれ示している。
はｎ＋型ＧａＡｓバッファ層、５はｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層、６はノン・ドープ多重量子井戸（ｍｕｌｔｉ
ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）活性層、７はｐ
型ＡＪＧａＡｓクラッド層、８はｐ＋型ＧａＡｓコンタ
クト層、９はｐ側電極をそれぞれ示している。
前記各層の主なデータを例示すると次の通りである。
■ ｎ＋型ＧａＡｓバッファ層４
不純物濃度：３Ｘ１０１９（備−３〕
厚み二〜３．５ 〔μｍ〕
■ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラツド層５
不純物濃度： ２ Ｘ １０ ” （ｃｍ−”）厚み
二〜１．５〔μｍ〕 ■ ｐ型ＡｌｌＧａＡｓクランド層７ 不純物濃度？ ’ｌ Ｘ Ｉ Ｑ１０（ａｉ−’）厚み
：〜１．５〔μｍ〕 ■ ｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層８ 厚み：〜１．０〔μｍ〕 ■ ｐ側電極９ 材料： Ａ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕ図示されたメ
サ３Ａの平坦部及び傾斜部に形成されている量子井戸型
レーザに於ける各半導体結晶層をＭＢＥ法で成長させた
場合、それ等の厚みを対比すると互いに相違しているが
、両方とも前記データの範囲に入っている。尚、活性層
を除く他の各半導体結晶層の厚みを平坦部及び傾斜部に
於いて略同−にする技法に関しては後述する。
二〜１．５〔μｍ〕 ■ ｐ型ＡｌｌＧａＡｓクランド層７ 不純物濃度？ ’ｌ Ｘ Ｉ Ｑ１０（ａｉ−’）厚み
：〜１．５〔μｍ〕 ■ ｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層８ 厚み：〜１．０〔μｍ〕 ■ ｐ側電極９ 材料： Ａ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕ図示されたメ
サ３Ａの平坦部及び傾斜部に形成されている量子井戸型
レーザに於ける各半導体結晶層をＭＢＥ法で成長させた
場合、それ等の厚みを対比すると互いに相違しているが
、両方とも前記データの範囲に入っている。尚、活性層
を除く他の各半導体結晶層の厚みを平坦部及び傾斜部に
於いて略同−にする技法に関しては後述する。
さて、本発明に於いては、活性層が重要であるから、前
記実施例に於けるノン・ドープＭＱＷ活性層６に関して
詳細に説明する。
記実施例に於けるノン・ドープＭＱＷ活性層６に関して
詳細に説明する。
第４図は第３図に示したノン・ドープＭＱＷ活性層６を
具体的に表した要部切断正面図であり、第３図に関して
説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
具体的に表した要部切断正面図であり、第３図に関して
説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
図に於いて、６Ａはノン・ドープＧａＡｓウェル層、６
Ｂは同じくノン・ドープＡＡ’工Ｇ ａ 、−ＸＡｓ
（ｘ＝０．１８）バリヤ層、Ｌ２はウェル層６Ａの厚
み、Ｌｍはバリヤ層６Ｂの厚みをそれぞれ示している。
Ｂは同じくノン・ドープＡＡ’工Ｇ ａ 、−ＸＡｓ
（ｘ＝０．１８）バリヤ層、Ｌ２はウェル層６Ａの厚
み、Ｌｍはバリヤ層６Ｂの厚みをそれぞれ示している。
、 図から判るように、ＭＱＷ活性層６はウェル層６Ａ
が５層、バリヤ層６Ｂが４層の超格子で構成されている
。
が５層、バリヤ層６Ｂが４層の超格子で構成されている
。
第３図に見られる実施例のメサ角θ１を２５゜とした場
合、メサ３Ａの平坦部及び傾斜部に於ける成長速度の差
は１０〔％〕程度になり、平坦部に於けるウェル層６Ａ
に厚みＬ２を６０ 〔人〕とすると、斜面部に於けるそ
れは５４〔人〕となるので、これより発振波長λを求め
ると、Ｌ２＝６０（人〕ではλ＝８４７．５ （ｎｍ）
Ｌ、＝５４Ｃ人〕ではλ＝８４３．０ （ｎｍ）が得ら
れる。尚、この場合に於けるバリヤ層６Ｂの厚みり、は
平坦部に於いて３５〔人〕、傾斜部で３１Ｃ人〕である
。
合、メサ３Ａの平坦部及び傾斜部に於ける成長速度の差
は１０〔％〕程度になり、平坦部に於けるウェル層６Ａ
に厚みＬ２を６０ 〔人〕とすると、斜面部に於けるそ
れは５４〔人〕となるので、これより発振波長λを求め
ると、Ｌ２＝６０（人〕ではλ＝８４７．５ （ｎｍ）
Ｌ、＝５４Ｃ人〕ではλ＝８４３．０ （ｎｍ）が得ら
れる。尚、この場合に於けるバリヤ層６Ｂの厚みり、は
平坦部に於いて３５〔人〕、傾斜部で３１Ｃ人〕である
。
前記の結果を表に纏めると次の通りである。
第５図は前記のようにして製造した多波長集積化量子井
戸型レーザと光ファイバとを結合する場合を解説する為
の要部斜面図である。
戸型レーザと光ファイバとを結合する場合を解説する為
の要部斜面図である。
図に於いて、１１は半導体基板のメサ、１２゜１３．１
４は発振波長を異にする量子井戸型レーザ、１５．１６
．１７は光ファイバをそれぞれ示している。
４は発振波長を異にする量子井戸型レーザ、１５．１６
．１７は光ファイバをそれぞれ示している。
図から明らかなように、レーザ１２の出力光は光ファイ
バ１５に、また、レーザ１３の出力光は光ファイバ１６
に、更にまた、レーザ１４の出力光は光ファイバ１７に
それぞれ入射されて伝送される。
バ１５に、また、レーザ１３の出力光は光ファイバ１６
に、更にまた、レーザ１４の出力光は光ファイバ１７に
それぞれ入射されて伝送される。
第６図は多波長集積化量子井戸型レーザを高密度化して
特にその全幅を狭くした実施例を表す要部斜面図であり
、第５図に関して説明した部分と同部分は同記号で指示
しである。
特にその全幅を狭くした実施例を表す要部斜面図であり
、第５図に関して説明した部分と同部分は同記号で指示
しである。
この実施例では、集積化されたレーザの全幅が３０〔μ
ｍ〕以下となるようにしてあり、このような構成にする
と、集積化されたレーザ１２乃至１４の全ての出力光を
１本の光ファイバ１５に入射して伝送することができ、
従って、特別な光導波路を用いることなく波長多重光通
信が可能となる。
ｍ〕以下となるようにしてあり、このような構成にする
と、集積化されたレーザ１２乃至１４の全ての出力光を
１本の光ファイバ１５に入射して伝送することができ、
従って、特別な光導波路を用いることなく波長多重光通
信が可能となる。
前記説明したところから明らかであるが、前記量子井戸
型レーザに於いて、ＭＱＷ活性層に於けるウェル層の厚
みＬ２を更に薄く、或いは、メサ角θｌを大にすれば発
振波長の差を大きくすることができる。
型レーザに於いて、ＭＱＷ活性層に於けるウェル層の厚
みＬ２を更に薄く、或いは、メサ角θｌを大にすれば発
振波長の差を大きくすることができる。
第７図は発振波長を異にする更に多数の量子井戸型レー
ザを集積化した場合の要部切断正面図を表している。
ザを集積化した場合の要部切断正面図を表している。
図に於いて、１８は基板、１８Ａ、１８Ｂ・・・・は基
板１８に形成されたメサ、１９Ａ、１９Ｂ・・・・はそ
れぞれ発振波長を異にする量子井戸型レーザ、θＩＡ、
θＩＢ・・・・はメサ角をそれぞれ示している。
板１８に形成されたメサ、１９Ａ、１９Ｂ・・・・はそ
れぞれ発振波長を異にする量子井戸型レーザ、θＩＡ、
θＩＢ・・・・はメサ角をそれぞれ示している。
この実施例では、メサ角がθＩＡ＞θＩＢ＞・・・・・
になっている為、量子井戸型レーザ１９Ａ、１９Ｂ・・
・・に於ける活性層厚が逆比例して薄くなり、従って、
発振波長λは短くなっている。
になっている為、量子井戸型レーザ１９Ａ、１９Ｂ・・
・・に於ける活性層厚が逆比例して薄くなり、従って、
発振波長λは短くなっている。
ところで、前記何れの実施例に於いても、メサ角θｌを
種々と変化させることに依り、層厚を異にする活性層を
得るようにしているが、メサ角θ１が同一であっても、
分子線の入射方向を適宜に選択することに依り、少なく
とも３種類の層厚を有する活性層を得ることが可能であ
り、これにメサ角θ１の変化を組み合わせると、第７図
に見られる実施例のようにメサ角θ１の変化のみに依存
する場合に比較するとかなり多種類の層厚を有する活性
層が一度の成長で得られるものである。
種々と変化させることに依り、層厚を異にする活性層を
得るようにしているが、メサ角θ１が同一であっても、
分子線の入射方向を適宜に選択することに依り、少なく
とも３種類の層厚を有する活性層を得ることが可能であ
り、これにメサ角θ１の変化を組み合わせると、第７図
に見られる実施例のようにメサ角θ１の変化のみに依存
する場合に比較するとかなり多種類の層厚を有する活性
層が一度の成長で得られるものである。
第８図（Ａ）及び（Ｂ）はメサ角θ１が同じである二つ
のメサを利用して層厚を異にする３種類の半導体結晶層
を１回の成長で作成する場合を説明する為の半導体発光
装置の要部切断正面図を、また、第９図はこの場合に用
いるＭＢＥ装置の要部説明図を表し、以下、これ等の図
を参照しつつ工程を説明する。
のメサを利用して層厚を異にする３種類の半導体結晶層
を１回の成長で作成する場合を説明する為の半導体発光
装置の要部切断正面図を、また、第９図はこの場合に用
いるＭＢＥ装置の要部説明図を表し、以下、これ等の図
を参照しつつ工程を説明する。
第８図（Ａ）及び第９図参照
（ａｌ 通常のフォト・リソグラフィ技術を適用する
ことに依り、ＧａＡｓ基板２０をエツチングしてメサ２
０Ａを形成する。
ことに依り、ＧａＡｓ基板２０をエツチングしてメサ２
０Ａを形成する。
この場合、ＧａＡｓ基板２０として、主表面の面指数が
（１００）であるものを選択し、エッチャントとしてｌ
Ｈ２ＳＯ４＋８Ｈ２０２＋ｌＨ２Ｏ混合液を用いた。
（１００）であるものを選択し、エッチャントとしてｌ
Ｈ２ＳＯ４＋８Ｈ２０２＋ｌＨ２Ｏ混合液を用いた。
このときのデータを例示すると次の通りである。
メサ角θ１：４５’
メサ２ＯＡの間隔Ｌｌ ： ２０ Ｃｐｍ〕メサ２０Ａ
の高さＬ２ ： ８ （μｍ）（ｂ） 前記のように
加工したＧａＡｓ基板２０を第５図に見られるＭＢＥ装
置に装着する。
の高さＬ２ ： ８ （μｍ）（ｂ） 前記のように
加工したＧａＡｓ基板２０を第５図に見られるＭＢＥ装
置に装着する。
図示されたＭＢＥ装置では、基板ホルダ２２が、それに
ＧａＡｓ基板２０を装着した際、そのＧａＡｓ基板２０
に対する分子線の入射角θ３が６０”となるように傾斜
して設置され、また、分子線はシャッタ２３乃至２５を
介しそれぞれ対応するＧａ用分子線セル２６、Ａｓ用分
子線セル２７、Ａｌ用分子線セル２８がらＧａＡｓ基板
２０に入射するようになっている。
ＧａＡｓ基板２０を装着した際、そのＧａＡｓ基板２０
に対する分子線の入射角θ３が６０”となるように傾斜
して設置され、また、分子線はシャッタ２３乃至２５を
介しそれぞれ対応するＧａ用分子線セル２６、Ａｓ用分
子線セル２７、Ａｌ用分子線セル２８がらＧａＡｓ基板
２０に入射するようになっている。
第８図（Ｂ）参照
（Ｃ１前記のような状態でＧａＡｓ基板２ｏにＡＮＧａ
Ａｓ ２１を成長させると、その領域によって、５１＝
１ ［ｎｍ） 、５２＝６ （ｎｍ） 、５３＝１２
．５ （ｎｍ）となり、３種類の層厚を制御された状
態で得ることができる。
Ａｓ ２１を成長させると、その領域によって、５１＝
１ ［ｎｍ） 、５２＝６ （ｎｍ） 、５３＝１２
．５ （ｎｍ）となり、３種類の層厚を制御された状
態で得ることができる。
このようにして得たＡｌＧａＡｓ層２１を活性層として
利用すると、発振波長を異にする３種類の量子井戸型レ
ーザが容易に得られる。
利用すると、発振波長を異にする３種類の量子井戸型レ
ーザが容易に得られる。
この場合の発振波長と活性層厚との関係を纏めると次表
のようになる。
のようになる。
第１Ｏ図は前記のようにして作成した量子井戸型レーザ
を光ファイバに結合する場合を例示する為の要部斜面図
であり、第８図に関して説明した部分と同部分は同記号
で指示しである。尚、該第では、レーザの一部のみを表
し、クラッド層など一部を省略しである。
を光ファイバに結合する場合を例示する為の要部斜面図
であり、第８図に関して説明した部分と同部分は同記号
で指示しである。尚、該第では、レーザの一部のみを表
し、クラッド層など一部を省略しである。
図に於いて、２９は光ファイバ、３０は７３５（ｎ ｍ
）のレーザ光、３１は８４５のレーザ光、３２は８７
５のレーザ光をそれぞれ示している。
）のレーザ光、３１は８４５のレーザ光、３２は８７
５のレーザ光をそれぞれ示している。
図から判るように、前記のようにして作成した量子井戸
型レーザに１本の光ファイバを結合することによって３
波長の信号を同時に且つ容易に伝送することが可能であ
る。
型レーザに１本の光ファイバを結合することによって３
波長の信号を同時に且つ容易に伝送することが可能であ
る。
さて、このような量子井戸型レーザを形成するには、活
性層の厚みを変えるだけで良く、その活性層上に積層さ
れるクラッド層やコンタクト層は層厚差がないようにす
る方が好ましい。然しなから、それらの層は活性層の成
長に引き続いて形成されるので、通常であれば、活性層
と同様に層厚に差がある領域が形成されてしまう。
性層の厚みを変えるだけで良く、その活性層上に積層さ
れるクラッド層やコンタクト層は層厚差がないようにす
る方が好ましい。然しなから、それらの層は活性層の成
長に引き続いて形成されるので、通常であれば、活性層
と同様に層厚に差がある領域が形成されてしまう。
それを解消するには第１１図に見られるような工程を採
ると良い。
ると良い。
第１１図（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明を実施して多波長集
積レーザを製造する場合を解説する為の基板ホルダなど
を表す要部説明図であり、第８図及び第９図に関して説
明した部分と同部分は同記号で指示しである。以下、各
図を参照しつつ製造工程を説明する。
積レーザを製造する場合を解説する為の基板ホルダなど
を表す要部説明図であり、第８図及び第９図に関して説
明した部分と同部分は同記号で指示しである。以下、各
図を参照しつつ製造工程を説明する。
第１１図（Ａ）参照
（ａ） 第８図に関して説明したように加工したＧａ
Ａｓ基板２０を基板ホルダ２２に装着する。
Ａｓ基板２０を基板ホルダ２２に装着する。
（ｂ） 基板ホルダ２２を矢印で示しであるように回
転させつつＭＢＥを実施する。
転させつつＭＢＥを実施する。
分子線はＧａＡｓ基板２０の主表面に対して６０°の角
度をなして入射させる。
度をなして入射させる。
ここでは、ｎ＋型ＧａＡｓバッファ層とｎ＋型Ａ １ｏ
、ｚ Ｇ ａＯ，？ Ａ ｓクラッド層とを成長させる
。
、ｚ Ｇ ａＯ，？ Ａ ｓクラッド層とを成長させる
。
この場合のデータは、
■ ｎ＋型ＧａＡｓバッファ層
不純物濃度： Ｉ Ｘ １０１８ （ａｍ−’）厚み
＝３〔μｍ〕 ■ ｎ＋型Ａｌ＋１．３ Ｇａ６．７ Ａｓクラッド層
、 不純物濃度： ｌ Ｘ Ｉ Ｑ” （ａｍ−３）厚
み：３〔μｍ〕 である。
＝３〔μｍ〕 ■ ｎ＋型Ａｌ＋１．３ Ｇａ６．７ Ａｓクラッド層
、 不純物濃度： ｌ Ｘ Ｉ Ｑ” （ａｍ−３）厚
み：３〔μｍ〕 である。
第１１図（Ｂ）及び（Ｃ）参照
（ｃｌＧａＡｓ基板２０に於けるメサ・ストライプ２０
Ｂが分子線と垂直をなすような向きに基板ホルダ２２を
停止させ、その状態でノン・ドー１ ７．。ａ Ａ
Ｓ Ｕ’ｋＮ＆ｔｉ、□ヤ。
Ｂが分子線と垂直をなすような向きに基板ホルダ２２を
停止させ、その状態でノン・ドー１ ７．。ａ Ａ
Ｓ Ｕ’ｋＮ＆ｔｉ、□ヤ。
第１１図（Ｄ）参照
Ｔｄ） 再び基板ホルダ２２を矢印で示しであるよう
に回転させながらＭＢＥを実施する。
に回転させながらＭＢＥを実施する。
これに依り、ｐ＋型Ａ６ｏ、ｓ Ｇａｏ、、Ａｓクラッ
ド層及びｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層を成長させる。
ド層及びｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層を成長させる。
このときのデータは、
■ ｐ＋型Ａｊ！＋１．３ Ｇａ６．ｑ Ａｓクラッド
層不純物濃度： Ｉ Ｘ １０ Ｉ８（ａｍ−”）厚み
：３〔μｍ〕 ■ ｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層 不純物濃度： Ｉ Ｘ １０Ｉ８（Ｃｍ−３）厚み７０
．３Ｃμｍ〕 である。
層不純物濃度： Ｉ Ｘ １０ Ｉ８（ａｍ−”）厚み
：３〔μｍ〕 ■ ｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層 不純物濃度： Ｉ Ｘ １０Ｉ８（Ｃｍ−３）厚み７０
．３Ｃμｍ〕 である。
このようにして形成した各半導体結晶層は、平坦部や傾
斜部で活性層の厚みのみが相違し、他のクラッド層など
の厚みは略等しくすることができる。
斜部で活性層の厚みのみが相違し、他のクラッド層など
の厚みは略等しくすることができる。
この後、通常の技法を適用して絶縁膜、電極等を形成し
て完成する。
て完成する。
第１２図は前記のようにして作成した多波長集積レーザ
の要部切断正面図を表し、第８図乃至第１１図に関して
説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
の要部切断正面図を表し、第８図乃至第１１図に関して
説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
図に於いて、３３はｎ＋型ＧａＡｓバッファ層、３４は
ｎ＋型Ａｌｏ、ｘ Ｇａｏ、ｒ Ａｓクラッド層、３５
はｐ４″型Ａｌｏ、ｓ Ｇａｏ、ｒ Ａｓクラッド層、
３６はｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層、３７は５ｉ０２か
らなる絶縁膜、３８はｎ側電極、３９乃至４１はｐ側電
極、４２は素子間分離溝をそれぞれ示している。
ｎ＋型Ａｌｏ、ｘ Ｇａｏ、ｒ Ａｓクラッド層、３５
はｐ４″型Ａｌｏ、ｓ Ｇａｏ、ｒ Ａｓクラッド層、
３６はｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層、３７は５ｉ０２か
らなる絶縁膜、３８はｎ側電極、３９乃至４１はｐ側電
極、４２は素子間分離溝をそれぞれ示している。
尚、絶縁膜３７の厚みは３０００ （人〕程度、また、
ｎ側電極３８はＡｕ／Ａｕ−Ｇｏを、ｐ側電極３９乃至
４１はＡ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕを用いることが
できる。また、素子間分離溝４２は、例えば反応性エツ
チング法或いは反応性イオン・エツチング法などを適用
して形成することができる。
ｎ側電極３８はＡｕ／Ａｕ−Ｇｏを、ｐ側電極３９乃至
４１はＡ ｕ ／ Ｚ ｎ ／ Ａ ｕを用いることが
できる。また、素子間分離溝４２は、例えば反応性エツ
チング法或いは反応性イオン・エツチング法などを適用
して形成することができる。
この実施例に光ファイバを結合する際には、第１０図の
説明と同様にして行うことができる。
説明と同様にして行うことができる。
本発明に依る半導体発光装置及びその製造方法では、半
導体基板（或いは層）をエツチングしてメサを形成し且
つその平坦部と傾斜部とに厚みを異にする活性層を１回
のＭＢＥで成長させることに依り、発振波長が異なるレ
ーザを容易に集積化して製造することが可能である。
導体基板（或いは層）をエツチングしてメサを形成し且
つその平坦部と傾斜部とに厚みを異にする活性層を１回
のＭＢＥで成長させることに依り、発振波長が異なるレ
ーザを容易に集積化して製造することが可能である。
第１図は原理を説明する為の工程要所に於ける半導体基
板の要部切断正面図、第２図は量子井戸型レーザの量子
井戸層厚対発振波長の関係を示す線図、第３図は本発明
一実施例の要部切断正面−１第４図はノン・ドープＭＱ
Ｗ活性層の要部切断正面図、第５図は多波長集積化量子
井戸型レーザと光ファイバとを結合する場合を説明する
為の要部斜面図、第６図は同じく多波長集積化量子井戸
型レーザと光ファイバとを結合する場合を説明する為の
要部斜面図、第７図はより多数の量子井戸型レーザを集
積化した実施例の要部切断正面図、第８図（Ａ）及び（
Ｂ）はメサ角が同一である二つのメサを利用して３種類
の層厚を有する半導体結晶膜を成長させる場合を説明す
る為の半導体発光装置の要部切断正面図、第９図は第８
図に見られるようにして結晶成長させる場合に用いるＭ
ＢＥ装置の要部説明図、第１０図は第８図及び第９図に
関して説明されたようにして製造した量子井戸型レーザ
と光ファイバとを結合する場合を例示する要部斜面図、
第１１図（Ａ）乃至（Ｄ）は活性層のみの厚みを領域に
依って変化させて成長し且つ他の層の厚みを同一に成長
させる為の工程を解説する要部説明図、第１２図は第１
１図に関して説明した工程で作成された半導体発光装置
の要部切断正面図をそれぞれ表している。 、 図に於いて、■はＧａＡｓ基板、ＩＡはメサ、２は
ＧａＡｓ （或いはＡｌ１ＧａＡ５）層、３はｎ＋型Ｇ
ａＡｓ基板、３Ａはメサ、４はｎ＋型ＧａＡｓバッファ
層、５はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、６はノン・ドー
プＭＱＷ活性層、７はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、８
はｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層、９はｐ側電極をそれぞ
れ示している。 分子線 分子線 原理を説明する為の半導体基板の要部切断側面図第１図 量子井戸層厚Ｌｚ（ｎｍ） 童子井戸層厚と児振波長との関係を示す線図活性層の要
部切断正面図 第４図 第５図 第６図 実施例の要部切断正面図 第７図 第８図 ＡＩ Ｇａ Ａｓ 第９図
板の要部切断正面図、第２図は量子井戸型レーザの量子
井戸層厚対発振波長の関係を示す線図、第３図は本発明
一実施例の要部切断正面−１第４図はノン・ドープＭＱ
Ｗ活性層の要部切断正面図、第５図は多波長集積化量子
井戸型レーザと光ファイバとを結合する場合を説明する
為の要部斜面図、第６図は同じく多波長集積化量子井戸
型レーザと光ファイバとを結合する場合を説明する為の
要部斜面図、第７図はより多数の量子井戸型レーザを集
積化した実施例の要部切断正面図、第８図（Ａ）及び（
Ｂ）はメサ角が同一である二つのメサを利用して３種類
の層厚を有する半導体結晶膜を成長させる場合を説明す
る為の半導体発光装置の要部切断正面図、第９図は第８
図に見られるようにして結晶成長させる場合に用いるＭ
ＢＥ装置の要部説明図、第１０図は第８図及び第９図に
関して説明されたようにして製造した量子井戸型レーザ
と光ファイバとを結合する場合を例示する要部斜面図、
第１１図（Ａ）乃至（Ｄ）は活性層のみの厚みを領域に
依って変化させて成長し且つ他の層の厚みを同一に成長
させる為の工程を解説する要部説明図、第１２図は第１
１図に関して説明した工程で作成された半導体発光装置
の要部切断正面図をそれぞれ表している。 、 図に於いて、■はＧａＡｓ基板、ＩＡはメサ、２は
ＧａＡｓ （或いはＡｌ１ＧａＡ５）層、３はｎ＋型Ｇ
ａＡｓ基板、３Ａはメサ、４はｎ＋型ＧａＡｓバッファ
層、５はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、６はノン・ドー
プＭＱＷ活性層、７はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、８
はｐ＋型ＧａＡｓコンタクト層、９はｐ側電極をそれぞ
れ示している。 分子線 分子線 原理を説明する為の半導体基板の要部切断側面図第１図 量子井戸層厚Ｌｚ（ｎｍ） 童子井戸層厚と児振波長との関係を示す線図活性層の要
部切断正面図 第４図 第５図 第６図 実施例の要部切断正面図 第７図 第８図 ＡＩ Ｇａ Ａｓ 第９図
Claims (2)
- （１）半導体基板（或いは層）上に形成されたメサと、 該メサの平坦部及び斜面部に同一の層として形成され且
つ厚みを異にする活性層と を備えてなることを特徴とする半導体発光装置。 - （２）半導体基板（或いは層）をエッチングして形成し
たメサの平坦部及び傾斜部に厚みを異にする活性層を同
時に分子線エピタキシャル成長させる工程 が含まれてなることを特徴とする半導体発光装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15009385A JPS6212179A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP15009385A JPS6212179A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6212179A true JPS6212179A (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=15489356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15009385A Pending JPS6212179A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6212179A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01155675A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-19 | Canon Inc | 半導体レーザー装置 |
| US5070511A (en) * | 1987-11-09 | 1991-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Laser arrangement having at least one laser resonator and a passive resonator coupled thereto |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP15009385A patent/JPS6212179A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5070511A (en) * | 1987-11-09 | 1991-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Laser arrangement having at least one laser resonator and a passive resonator coupled thereto |
| JPH01155675A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-19 | Canon Inc | 半導体レーザー装置 |
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