JPS6372174A - 埋め込み型半導体レ−ザ素子及びその製造方法 - Google Patents
埋め込み型半導体レ−ザ素子及びその製造方法Info
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- JPS6372174A JPS6372174A JP21581486A JP21581486A JPS6372174A JP S6372174 A JPS6372174 A JP S6372174A JP 21581486 A JP21581486 A JP 21581486A JP 21581486 A JP21581486 A JP 21581486A JP S6372174 A JPS6372174 A JP S6372174A
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- 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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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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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】
〔発を月の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は光通信用レーザ光を発振可能な、特に高周波特
性に優れた埋め込み型半導体レーザ素子に関する。
性に優れた埋め込み型半導体レーザ素子に関する。
（従来の技術）
埋め込み型半導体レーザ素子は発損閾箆が低い発撮横モ
ードが安定である等の特徴を有し、各種の構造が提案さ
れている。それらの電流狭搾構造を分類すると３種類に
大別することができる。、第１に埋め込み層にｐｎ逆接
合を用いる方法、第２に埋め込み層にｐｎ順接合Ｐ用い
る方法、灯３に埋め込み層に高抵抗】を用いる方法であ
る。それぞれの方法の特徴としてｗ、ｐｎ逆接合を用い
る方法は底流閉じ込め効果に優れ、光出力の直像性。
ードが安定である等の特徴を有し、各種の構造が提案さ
れている。それらの電流狭搾構造を分類すると３種類に
大別することができる。、第１に埋め込み層にｐｎ逆接
合を用いる方法、第２に埋め込み層にｐｎ順接合Ｐ用い
る方法、灯３に埋め込み層に高抵抗】を用いる方法であ
る。それぞれの方法の特徴としてｗ、ｐｎ逆接合を用い
る方法は底流閉じ込め効果に優れ、光出力の直像性。
高出力特性、高＠発振特性が良好であり％ｐｎｌ員接合
分用いる方法に製造方法が簡単で発振しきい陳電流の低
しきい恒化が容易である。また、高抵抗ｒａを用いる方
法は寄生容量や動作漏れ電流の抑制効果に優れ、高速変
調特性、光出力の直線性が良好である。
分用いる方法に製造方法が簡単で発振しきい陳電流の低
しきい恒化が容易である。また、高抵抗ｒａを用いる方
法は寄生容量や動作漏れ電流の抑制効果に優れ、高速変
調特性、光出力の直線性が良好である。
一方これらの方法の問題点は、高抵抗層を用いる場合は
、高抵抗種晶の成長再現性が乏しく、結果として素子の
再現性が低い、ｐｎ順接合を用いる方法は漏れ電流の素
子バイアス依存性が大きく光出力の直線性、高出力特性
で劣っている。また。
、高抵抗種晶の成長再現性が乏しく、結果として素子の
再現性が低い、ｐｎ順接合を用いる方法は漏れ電流の素
子バイアス依存性が大きく光出力の直線性、高出力特性
で劣っている。また。
ｐｎ逆接合を用いる方法ではその製法上埋め込み逆接合
の面積を小さくすることが難しく、そのため寄生容量が
大きくなり高速変調特性に劣る欠点を有している。これ
らの利点、欠点を考はして考えると、総合的にはｐｎ逆
接合を用いた埋め込み方法が優れているが−ｙｆ、通信
用″Ｊ′を源として高速変調特性の改善が望まれている
。
の面積を小さくすることが難しく、そのため寄生容量が
大きくなり高速変調特性に劣る欠点を有している。これ
らの利点、欠点を考はして考えると、総合的にはｐｎ逆
接合を用いた埋め込み方法が優れているが−ｙｆ、通信
用″Ｊ′を源として高速変調特性の改善が望まれている
。
以下ｐ （１１狐方向接合を用いる方法とｐｎ逆接合を
用いる方法について、具体的な例会図面を用いて特に高
速変調特性を中心に説明しでいく。ここではＧａＩｎＡ
ｓＰ／ＩｎＰ系の材料２例にとることにする。
用いる方法について、具体的な例会図面を用いて特に高
速変調特性を中心に説明しでいく。ここではＧａＩｎＡ
ｓＰ／ＩｎＰ系の材料２例にとることにする。
第４図はｐｎ＠接合を用いた埋め込み型半導体レーザの
例であり、マストランスポートレーザ（例えばＹ 、
Ｈｉｒａｙａｍ ｅｔ ａｔ 、Ｉｎ５ｔ Ｐｈｙｓ、
Ｃｏｎｆ。
例であり、マストランスポートレーザ（例えばＹ 、
Ｈｉｒａｙａｍ ｅｔ ａｔ 、Ｉｎ５ｔ Ｐｈｙｓ、
Ｃｏｎｆ。
Ｓｅｒ Ｎｏ、７９ ： Ｃｈａｐｔｅｒ ３．−Ｐａ
ｐｅｒ ｐｒｅｓｎｔｅｄ ａｔ Ｉｎｔ８ｙｍｐ、
ＧａＡｓ ａｎｄ Ｒｅ１ａｔｅｄ Ｃｏｍｐｏｕｎ
ｄｓ＋Ｋａｒｕｌｚａｗａ。
ｐｅｒ ｐｒｅｓｎｔｅｄ ａｔ Ｉｎｔ８ｙｍｐ、
ＧａＡｓ ａｎｄ Ｒｅ１ａｔｅｄ Ｃｏｍｐｏｕｎ
ｄｓ＋Ｋａｒｕｌｚａｗａ。
Ｊａｐａｎ、 １９８５．Ｐ１７５）ｅ呼ばれる構造で
ある。
ある。
（Ｍａｓ、ｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ １ａｓｅｒ 、
１９下ＭＴレーザと記す）この構造は通常の二重へテロ
１造を形成した後メサエッチングによりＧ ａ 工ｎＡ
Ｓ Ｐ活性層を露出させ、その後還択エツチングによ
り幅約１μｍの活性、１３を形成する。そしてマストラ
ンスポート法と呼（ばれる結晶変形、又く法晶成長法に
より活性層を除去した後の窒隙％ＩｎＰ結晶で埋め込む
ものである。ＧａＩｎＡｓＰ活、主層３の横はｐ形Ｉｎ
Ｐ７とｎ形ＩｎＰ２のχ合であり＊ｐｎ！＠接合となっ
ているが、ＩｎＰホモ接合とＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ
ヘテロ接合との拡ｆ！ｉＣ電位差により電流侠搾を行う
ことができる。こ７） Ｍ Ｔレーザハ型造方法が簡単
であるだけでなく、Ｆ＆好な埋め込み界面が得られるた
め、非常に低い電流でＤレーザ発振が可能である。また
、マストランスポート工程の時間的別間により埋め込み
接合面積を非常に小さく形成することができ、寄生容量
を極力減らすことができる。
１９下ＭＴレーザと記す）この構造は通常の二重へテロ
１造を形成した後メサエッチングによりＧ ａ 工ｎＡ
Ｓ Ｐ活性層を露出させ、その後還択エツチングによ
り幅約１μｍの活性、１３を形成する。そしてマストラ
ンスポート法と呼（ばれる結晶変形、又く法晶成長法に
より活性層を除去した後の窒隙％ＩｎＰ結晶で埋め込む
ものである。ＧａＩｎＡｓＰ活、主層３の横はｐ形Ｉｎ
Ｐ７とｎ形ＩｎＰ２のχ合であり＊ｐｎ！＠接合となっ
ているが、ＩｎＰホモ接合とＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ
ヘテロ接合との拡ｆ！ｉＣ電位差により電流侠搾を行う
ことができる。こ７） Ｍ Ｔレーザハ型造方法が簡単
であるだけでなく、Ｆ＆好な埋め込み界面が得られるた
め、非常に低い電流でＤレーザ発振が可能である。また
、マストランスポート工程の時間的別間により埋め込み
接合面積を非常に小さく形成することができ、寄生容量
を極力減らすことができる。
そのため高速変調特性の向上が比較的容易である。
例えばこのＭＴレーザと製造方法は鶏なるがほぼ同じ構
成の半導体レーザでは変調用波数がＩＱ ＧＨ２以上の
ものも報告されている。（例えばＣ，Ｂ。
成の半導体レーザでは変調用波数がＩＱ ＧＨ２以上の
ものも報告されている。（例えばＣ，Ｂ。
Ｓｕ ｅｔ ａｌ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、
４６（Ｌ） ｔ１５Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９８５ 、
ｐ３４４ ） Ｌかし、こＤようなｐｎ＠接合を用
いた埋め込み型半導体レーザでは前記したように埋め込
み接合を流れる電流が素子バイアスによって活性層２流
れる電流と同様に増加するため高出力動作が難しい。
４６（Ｌ） ｔ１５Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９８５ 、
ｐ３４４ ） Ｌかし、こＤようなｐｎ＠接合を用
いた埋め込み型半導体レーザでは前記したように埋め込
み接合を流れる電流が素子バイアスによって活性層２流
れる電流と同様に増加するため高出力動作が難しい。
耳５図はｐｎ逆痰合を用いた埋め込み型半導体Ｌ／−サ
Ｑ例ｆ６ ！ｌ） Ｄ Ｃ−Ｐ ［’３ Ｈ（Ｄｏｕｂ
ｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）’１ａｎａｒ Ｂｕｒｉｅｄ
Ｈｅｔｅｒｏ ） ｖ−ザと呼ばれる構造である。（例
えば水戸性昭和５７年度電子通信学会全国大会、光およ
びａ子エレクトロニクスＡＯ予稿集８５７）この構造げ
二重へテロ構造ウェハに２つの溝を設け、その間に狭ま
れた活性領域上以外に、こｐｎ逆接合による埋め込み結
晶成長をさせたものである。２つの湾に挟まれた部分以
外はｎｐｎｐ接合となっており、電流集中効果が高い。
Ｑ例ｆ６ ！ｌ） Ｄ Ｃ−Ｐ ［’３ Ｈ（Ｄｏｕｂ
ｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）’１ａｎａｒ Ｂｕｒｉｅｄ
Ｈｅｔｅｒｏ ） ｖ−ザと呼ばれる構造である。（例
えば水戸性昭和５７年度電子通信学会全国大会、光およ
びａ子エレクトロニクスＡＯ予稿集８５７）この構造げ
二重へテロ構造ウェハに２つの溝を設け、その間に狭ま
れた活性領域上以外に、こｐｎ逆接合による埋め込み結
晶成長をさせたものである。２つの湾に挟まれた部分以
外はｎｐｎｐ接合となっており、電流集中効果が高い。
この構造では５ＱｍＷμ上の連続出力も可能であり。
高温での発振特性も優れている。
しかし、このようなｐｎ逆接合を用いた構造では少くと
も２ｔｌ！μ上の埋め込み結晶成長が必要であり、その
ため埋め込み接合を微小領域に限定することが醜しい。
も２ｔｌ！μ上の埋め込み結晶成長が必要であり、その
ため埋め込み接合を微小領域に限定することが醜しい。
そのため埋め込み接合部での寄生容量を小さくすること
は難しく、変調特性の向上に障害となるものでめった。
は難しく、変調特性の向上に障害となるものでめった。
この構造によって得られる変調周波数は数ｍＷ出力のと
き２ＧＨ２程度であ！１．活性領域の両横をエツチング
して３０μｍ程度のメサとした場合でも４ＧＨｚ 程
度である。（例えば西本他 昭和６０年秋季、第４６回
応用物理学会学術講演会、講演予稿集２ｐ−Ｎ−１１，
９２０６） （発明が解決しようとする問題点） 前記したようにｐｎ逆接合を用いた従来の半導体レーザ
では高出力特性等に優れるがしかし高速変調特性の向上
が難しいという問題があった。その解決のために埋め込
み層をメサエッチングする方法が考えられるが、メサ幅
を非常に狭く（例えば１０μｍ程度）するとメサ上部で
の電極のコンタクト抵抗とメサ部分での結晶の抵抗が上
昇し。
き２ＧＨ２程度であ！１．活性領域の両横をエツチング
して３０μｍ程度のメサとした場合でも４ＧＨｚ 程
度である。（例えば西本他 昭和６０年秋季、第４６回
応用物理学会学術講演会、講演予稿集２ｐ−Ｎ−１１，
９２０６） （発明が解決しようとする問題点） 前記したようにｐｎ逆接合を用いた従来の半導体レーザ
では高出力特性等に優れるがしかし高速変調特性の向上
が難しいという問題があった。その解決のために埋め込
み層をメサエッチングする方法が考えられるが、メサ幅
を非常に狭く（例えば１０μｍ程度）するとメサ上部で
の電極のコンタクト抵抗とメサ部分での結晶の抵抗が上
昇し。
温度特性の劣化が問題となる。
本発明はこのような従来技術の問題を考慮し、ｐｎ逆接
合による埋め込み構造であっても適度に広い電極面積を
有しながら埋め込み接合面積を狭くでき、高速′ＲｐＡ
特性に優れた半導体レーザ素子の提供を目的としている
。
合による埋め込み構造であっても適度に広い電極面積を
有しながら埋め込み接合面積を狭くでき、高速′ＲｐＡ
特性に優れた半導体レーザ素子の提供を目的としている
。
（問題点を解決するための手段）
本発明にかかる半導体レーザ素子は半導体基板上に成長
させた活性層に製法上２つの＠能ｅ持たせている。即ち
、活性１＠ Ｅ ２つの溝により３つの領域に分離して
２つの溝に挟まれ上領域の活性層にレーザー発振を起こ
させる活性領域とし、他の２つの領域の活性層は埋め込
み結晶成長の際のスペーサとして用い、最終的に除去す
るものであ７ＳＧそのため、活性層を結晶成長させ九半
導体基板に２つの溝を設け、その後２つの溝に挟まれた
メサ上にｔ工ｐｎ逆接合が形成されな論様にｐｎ逆接合
を含む哩め込み結晶成長を行い、しがる後電極フンタク
ト部を十分広く設けた幅広いメサとなるように２つの溝
の外側をメサエッチングする。そしてメサエッチングに
よって２つの溝の外側の活性ＰＪを露出させて、活性層
の選択エツチングを行うものである。
させた活性層に製法上２つの＠能ｅ持たせている。即ち
、活性１＠ Ｅ ２つの溝により３つの領域に分離して
２つの溝に挟まれ上領域の活性層にレーザー発振を起こ
させる活性領域とし、他の２つの領域の活性層は埋め込
み結晶成長の際のスペーサとして用い、最終的に除去す
るものであ７ＳＧそのため、活性層を結晶成長させ九半
導体基板に２つの溝を設け、その後２つの溝に挟まれた
メサ上にｔ工ｐｎ逆接合が形成されな論様にｐｎ逆接合
を含む哩め込み結晶成長を行い、しがる後電極フンタク
ト部を十分広く設けた幅広いメサとなるように２つの溝
の外側をメサエッチングする。そしてメサエッチングに
よって２つの溝の外側の活性ＰＪを露出させて、活性層
の選択エツチングを行うものである。
（作用）
本発明によれば、２つの溝の作目の活性層が除去される
ためｐｎ逆喚むの面積は実質的に２つの溝の陽に制限さ
れる。しかもそのうえ、活性層と除去する領喧上の面ｆ
Ｉは符に制限を受けず、オーミックコンタ・クトｂ抵抗
を十分下げ得る面！″ｊｌに設定することができる。セ
してまｔ、埋め込み＠滅にはｐｎ粧接会を含む九め１元
出力の直線性がよく。
ためｐｎ逆喚むの面積は実質的に２つの溝の陽に制限さ
れる。しかもそのうえ、活性層と除去する領喧上の面ｆ
Ｉは符に制限を受けず、オーミックコンタ・クトｂ抵抗
を十分下げ得る面！″ｊｌに設定することができる。セ
してまｔ、埋め込み＠滅にはｐｎ粧接会を含む九め１元
出力の直線性がよく。
光出力特性Ｏ向上が可能である。
こうして杢発明喋ｐｎ逆接合を埋め迅み塁半導体レーザ
の特徴２本質的に失うことなく、寄生容量の低減化が可
能であり、高速変調特性を高めることが可能となる。
の特徴２本質的に失うことなく、寄生容量の低減化が可
能であり、高速変調特性を高めることが可能となる。
（実施例）
以下図面を用いて本発明実施例を述べていく。
ｆｆ１１図は本発明実施例を示す構成断面図である。
ｎ形ＩｎＰ基板１上にｎ形ＩｎＰバッファー層２５Ｇａ
ＩｎＡｓＰ活性層３． ｐ形ＩｎＰクラッド層４を形成
し、２つの溝によって活性層を特定領域に制限？、ｐ形
ＧａＩｎＡｓＰオーミックコンタク）ｊ傷８が形成され
、図に示すように２つの溝の間のメサ上にはｎ形ＩｎＰ
’［ｉ閉じ込めｌｉｔ’！形成しない。そして２つの溝
の外側で活性ｒｉｉ３とほぼ同一の高さの部分にあった
活性層は除去しである。このように構成することにエフ
、２つの溝挟まれたＧａＩｎＡｓＰ活性！ｉｉ３には電
極１０及び１２に加えられるバイアスによりて電流が注
入され、それ以外の部分にはｐｎ逆バイアスによりて電
流がｍｌＪ 鐸される。待に２つの溝の外側は空隙の存
在により電流は流れない。またｐｎ逆接合の実質的な面
積は２つの溝の幅で決定されていることがわかる。図か
らもわかるようにｐｎ逆接合の面積に比し、電極１ｏの
接触面積は広くとることができ、オーミックコンタクト
の抵抗はそれほど上昇させずに済む。この接触面積はｐ
ｎ逆接合面積に比してかなり広く形成することが可能で
ある。２つの溝の幅は後述する製法上の制限によりそれ
ぞれ約６μｍ程度である。従ってｐｎ逆接合面積は約１
２μｍの幅となｔ）、前記した従来例の３０μｍに比し
半分以下の値とすることができる。また、電極接触面積
は幅にして３０μｍ以上にすることは容易であり従来技
術に比べてオーミックコンタクトｅ上昇させてしまう心
配にない。こうしてｐｎ逆接倉の面積を低減して高速変
調特性を向上させることが可能となる。
ＩｎＡｓＰ活性層３． ｐ形ＩｎＰクラッド層４を形成
し、２つの溝によって活性層を特定領域に制限？、ｐ形
ＧａＩｎＡｓＰオーミックコンタク）ｊ傷８が形成され
、図に示すように２つの溝の間のメサ上にはｎ形ＩｎＰ
’［ｉ閉じ込めｌｉｔ’！形成しない。そして２つの溝
の外側で活性ｒｉｉ３とほぼ同一の高さの部分にあった
活性層は除去しである。このように構成することにエフ
、２つの溝挟まれたＧａＩｎＡｓＰ活性！ｉｉ３には電
極１０及び１２に加えられるバイアスによりて電流が注
入され、それ以外の部分にはｐｎ逆バイアスによりて電
流がｍｌＪ 鐸される。待に２つの溝の外側は空隙の存
在により電流は流れない。またｐｎ逆接合の実質的な面
積は２つの溝の幅で決定されていることがわかる。図か
らもわかるようにｐｎ逆接合の面積に比し、電極１ｏの
接触面積は広くとることができ、オーミックコンタクト
の抵抗はそれほど上昇させずに済む。この接触面積はｐ
ｎ逆接合面積に比してかなり広く形成することが可能で
ある。２つの溝の幅は後述する製法上の制限によりそれ
ぞれ約６μｍ程度である。従ってｐｎ逆接合面積は約１
２μｍの幅となｔ）、前記した従来例の３０μｍに比し
半分以下の値とすることができる。また、電極接触面積
は幅にして３０μｍ以上にすることは容易であり従来技
術に比べてオーミックコンタクトｅ上昇させてしまう心
配にない。こうしてｐｎ逆接倉の面積を低減して高速変
調特性を向上させることが可能となる。
第２図に、第１図で示した２つの溝の外側の活性層を除
去した空隙に低誘電率の絶縁体３６光填した本発明実施
例である。絶縁体３としては例えば熱硬化性高分子であ
るポリイミド樹脂を用いる。
去した空隙に低誘電率の絶縁体３６光填した本発明実施
例である。絶縁体３としては例えば熱硬化性高分子であ
るポリイミド樹脂を用いる。
充填方法としては熱硬化前のポリイミド樹脂をスピンコ
ーティング法により塗布し、約３５０℃の熱硬化処理を
行う。ポリイミド樹脂の固有抵抗率は１０”−ΩＣｆｆ
１程度であり、また比誘電率は３．５程度であり充填材
としては十分な特性である。
ーティング法により塗布し、約３５０℃の熱硬化処理を
行う。ポリイミド樹脂の固有抵抗率は１０”−ΩＣｆｆ
１程度であり、また比誘電率は３．５程度であり充填材
としては十分な特性である。
第３図は本発明実施例に関する埋め込み型半導体レーザ
の製造過程を示す構成断面図群である。
の製造過程を示す構成断面図群である。
本発Ｆ！Ａは、以下の様な工程により実施することがで
きる。
きる。
まず、ｎ形ＩｎＰ基板１上にｎ形ＩｎＰバッファー層２
（約３μｍ厚）、 ＧａＩｎＡｓＰ活性層３（１，３ｐ
ｍ組成、ｏ、ｔｓμｍ厚）％ ｐ形ＩｎＰ４（０，２μ
ｍ厚）の３層を成長させる。（第３図（ａ））次に（ｂ
）に示すように活性層３を分離するような２つの溝を設
ける。溝の幅はそれぞれ約６μｍで、溝の間のメサの幅
は約１μｍとなるように形成する。
（約３μｍ厚）、 ＧａＩｎＡｓＰ活性層３（１，３ｐ
ｍ組成、ｏ、ｔｓμｍ厚）％ ｐ形ＩｎＰ４（０，２μ
ｍ厚）の３層を成長させる。（第３図（ａ））次に（ｂ
）に示すように活性層３を分離するような２つの溝を設
ける。溝の幅はそれぞれ約６μｍで、溝の間のメサの幅
は約１μｍとなるように形成する。
このときのエツチング例としては以下の様に行う。まず
フォトレジストによる２つの溝のパターンを形処し、臭
素士メタノール溶液で約０．５μｍの深さのエツチング
と行う。次に塩酸士燐酸（１：１）のエツチング液で１
０秒間エツチングし。
フォトレジストによる２つの溝のパターンを形処し、臭
素士メタノール溶液で約０．５μｍの深さのエツチング
と行う。次に塩酸士燐酸（１：１）のエツチング液で１
０秒間エツチングし。
ＩｎＰのみ深くエツチングする。しかる後再度臭素士メ
タノール溶液（０，５ｗｔチ）で１０〜１５秒間エツチ
ングする。（第３図（ｂ））次に液相結晶成長法に、！
：りｐ形ＩｎＰブロック層５ （０，５μｍ厚）、ｎ形
ＩｎＰｉｉ流閉じ込め層６ （０，５μｍ厚）、ｐ形Ｉ
ｎＰ埋め込み層７（３μｍ厚）及びｐ形ＧａＩｎＡｓＰ
オーミックコンタクト層８（１，１５μｍ組成、０．５
μｍ厚）の埋め込み結晶成長を行う。このとき２つの溝
及び溝に挟まれたノナ上では成長膜厚が図のように変化
してメサ上部にはｐ形ＩｎＰブロック層５とｎ形ＩｎＰ
電流閉じ込め層６はほとん゛ど成長しない。
タノール溶液（０，５ｗｔチ）で１０〜１５秒間エツチ
ングする。（第３図（ｂ））次に液相結晶成長法に、！
：りｐ形ＩｎＰブロック層５ （０，５μｍ厚）、ｎ形
ＩｎＰｉｉ流閉じ込め層６ （０，５μｍ厚）、ｐ形Ｉ
ｎＰ埋め込み層７（３μｍ厚）及びｐ形ＧａＩｎＡｓＰ
オーミックコンタクト層８（１，１５μｍ組成、０．５
μｍ厚）の埋め込み結晶成長を行う。このとき２つの溝
及び溝に挟まれたノナ上では成長膜厚が図のように変化
してメサ上部にはｐ形ＩｎＰブロック層５とｎ形ＩｎＰ
電流閉じ込め層６はほとん゛ど成長しない。
（第３図（Ｃ））そしてオーミックコンタクトｒａＢ上
にＳｉｎ、膜を約３０００Ａ形成し、オーミックコン形
ＩｎＰ埋め込み層７が４出するまでメサエッチング２行
い、続いて塩酸士燐酸（１：１）溶液で活性層３が露出
するまでエツチングを続ける。このとき塩酸のエツチン
グ選択性によりメサエッチングは活性層までで自動的に
停止する。（第３図（ｄ））しかる後硫酸士過酸化水素
水＋水（４：１：１）のエツチング液でＧａＩｎＡｓＰ
層の選択エツチングを行い、活性層３の溝の外側領域を
除去する。（嘉３図（ｅ））このときＧａＩｎＡｓＰオ
ーミックコンタクト層８もエツチングされるが１組成の
差によりその量は非常に小さい。この後、絶縁層及び電
極を形成することにより、第１図又は第２図の実施例会
実現することができる。電極材料としては例えばｎ １
ｌｌｌｌ （［２） ＩｃはＡｕＧｅ ｔ ｐ＠（１０
）にはＡｕＺｎ及びコンタクト膜（１１）としてＡｕ−
Ｃｒを用いれば良ｒ、ＡｕＺｎのようなアロイ型の電極
の場合熱処理を必要とするが、その際熱処理による歪が
メサ部にかかることがある。そのような対策としてアロ
イ型′ＷＬ極の場合第３図（ｄ）の段階で電極７だけ先
に形成しておく方法を用いても良い。
にＳｉｎ、膜を約３０００Ａ形成し、オーミックコン形
ＩｎＰ埋め込み層７が４出するまでメサエッチング２行
い、続いて塩酸士燐酸（１：１）溶液で活性層３が露出
するまでエツチングを続ける。このとき塩酸のエツチン
グ選択性によりメサエッチングは活性層までで自動的に
停止する。（第３図（ｄ））しかる後硫酸士過酸化水素
水＋水（４：１：１）のエツチング液でＧａＩｎＡｓＰ
層の選択エツチングを行い、活性層３の溝の外側領域を
除去する。（嘉３図（ｅ））このときＧａＩｎＡｓＰオ
ーミックコンタクト層８もエツチングされるが１組成の
差によりその量は非常に小さい。この後、絶縁層及び電
極を形成することにより、第１図又は第２図の実施例会
実現することができる。電極材料としては例えばｎ １
ｌｌｌｌ （［２） ＩｃはＡｕＧｅ ｔ ｐ＠（１０
）にはＡｕＺｎ及びコンタクト膜（１１）としてＡｕ−
Ｃｒを用いれば良ｒ、ＡｕＺｎのようなアロイ型の電極
の場合熱処理を必要とするが、その際熱処理による歪が
メサ部にかかることがある。そのような対策としてアロ
イ型′ＷＬ極の場合第３図（ｄ）の段階で電極７だけ先
に形成しておく方法を用いても良い。
以上説明してきたように本発明によればｐｎ逆接合を用
いた埋め込み構造でありながら埋め込み接合の面積を小
さく限定することができ、また。
いた埋め込み構造でありながら埋め込み接合の面積を小
さく限定することができ、また。
ｐｎ逆接合を弔いｔ埋め込み構造の特質を本質的に失な
わないため電流−光出力特性に優れ、更に高速変調特性
の良い埋め込み型半導体レーザを得ることができる。
わないため電流−光出力特性に優れ、更に高速変調特性
の良い埋め込み型半導体レーザを得ることができる。
第１図、第２図は本発明による埋め込み型半導体レーザ
素子の構成断面図、第３図は本発明による埋め込み型半
導体レーザ素子の製造過程ｅ示す工程図、第４図、第５
図は埋め込み型半導体レーザ素子の従来例を示す構成断
面図である。 １．２．６＝−ｎ形Ｉｎｋ、３−ＧａＩｎＡ５Ｐ活性層
、４ 、５ 、７ ・ｐ形Ｉｎｋ、 ８−ＧａＩｎＡ
５Ｐオーミックコンタクト層、９，１４・・、ＳｉＯ，
，１０・・ＡｕＺｎ電極、１１ ・＝Ａｕ Ｃｒｔａ
、１２ ・ＡｕＧｅ電極、１３・・・絶縁材料。 代理人 弁理士 則 近 ！ｚ、佑 同 竹 花 喜久男 第 １ 図 第 ２ 図 （ａ） ｆｉｓ図
素子の構成断面図、第３図は本発明による埋め込み型半
導体レーザ素子の製造過程ｅ示す工程図、第４図、第５
図は埋め込み型半導体レーザ素子の従来例を示す構成断
面図である。 １．２．６＝−ｎ形Ｉｎｋ、３−ＧａＩｎＡ５Ｐ活性層
、４ 、５ 、７ ・ｐ形Ｉｎｋ、 ８−ＧａＩｎＡ
５Ｐオーミックコンタクト層、９，１４・・、ＳｉＯ，
，１０・・ＡｕＺｎ電極、１１ ・＝Ａｕ Ｃｒｔａ
、１２ ・ＡｕＧｅ電極、１３・・・絶縁材料。 代理人 弁理士 則 近 ！ｚ、佑 同 竹 花 喜久男 第 １ 図 第 ２ 図 （ａ） ｆｉｓ図
Claims (3)
- （１）半導体基板の上に第１導電形のバッファー層と、
活性層と第２導電形のクラッド層の少なくとも３層が順
次積層された多層膜基板の表面に少くとも前記活性層を
突き抜ける深さの互いに平行な２本の溝が形成された多
層膜半導体メサ基板の上に、第２導伝型の電流ブロック
層と、前記２本の溝に挟まれて形成されたメサ領域の上
方部のみを除いて積層される第１導電形の電流閉じ込め
層と、更に全面を覆って積層される第２導伝形の埋め込
み層の少くとも３層が形成されており前記メサ領域の内
部に含まれる活性層が発光領域となる埋め込み型半導体
レーザ素子において、前記２本の溝より外側の活性層を
除去してなることを特徴とする埋め込み型半導体レーザ
素子。 - （２）２本の溝より外側の活性層を除去した領域には誘
電率の低い絶縁体が充填されてなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の埋め込み型半導体レーザ素子
。 - （３）半導体基板の上に第１導電形のバッファー層と活
性層と第２導電形のクラッド層の少くとも３層を順次結
晶成長させる工程と、該結晶成長された半導体基板の表
面に少くとも前記活性層を突き抜ける深さで互いに平行
な２本の溝を形成する工程と、しかる後少くとも第２導
電形電流ブロック層の結晶成長と前記２本の溝に挟まれ
て形成されたメサ領域の上方部を除いて第１導電形電流
閉じ込め層を件成する結晶成長と全面を覆うように第２
導電形埋め込み層を形成する結晶成長とを連続して行う
工程と、前記２本の溝及びそれに挟まれたメサ領域とを
含包して且つオーミックコンタクト抵抗を十分低くでき
る広さの電極形成領域を設定しそれよりも外側の部分に
おいて少くとも前記活性層に達するメサエッチングを施
す工程と、しかる後少くとも該メサエッチング領域から
前記２本の溝の外側までの活性層を除去する工程とを具
備してなることを特徴とする埋め込み型半導体レーザ素
子の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21581486A JPS6372174A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 埋め込み型半導体レ−ザ素子及びその製造方法 |
| US07/095,114 US4870468A (en) | 1986-09-12 | 1987-09-11 | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same |
| EP87308096A EP0260909B1 (en) | 1986-09-12 | 1987-09-14 | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same |
| DE8787308096T DE3782704T2 (de) | 1986-09-12 | 1987-09-14 | Licht emittierende halbleitervorrichtung und verfahren zu deren herstellung. |
| US07/382,345 US4958202A (en) | 1986-09-12 | 1989-07-20 | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21581486A JPS6372174A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | 埋め込み型半導体レ−ザ素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372174A true JPS6372174A (ja) | 1988-04-01 |
Family
ID=16678696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21581486A Pending JPS6372174A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-16 | 埋め込み型半導体レ−ザ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6372174A (ja) |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP21581486A patent/JPS6372174A/ja active Pending
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