JPS6377185A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体レーザの製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 現在、半導体レーザはＶＤ（ビデオディスク）、ＣＤ（
コンパクトディスク）、文書ファイル等の光源として広
く普及しつつある。

このような半導体レーザに要求きれる特性としては単一
モード発振、高真円率が挙げられる。これらの特性を満
足させるレーザとしては活性層の両側を活性層より光屈
折率が小なる】で埋込む、いわゆる埋込み型の半導体レ
ーザが提案きれている。

第２図は、特公昭５９−４３８３９号公報で提案された
この種レーザを示し、（ＩＯＱ）面を鏡面仕上げしたｎ
型ＧａＡｓ基板（１）上にはその中央部にストライプ状
のｎ型Ｇａ＋−ＸＡｌＸＡｓ（０＜　ｘ＜　１）からな
る第１クラツド！（２）、ノンドープＧａ１−ＪｌｙＡ
ｓ（０≦Ｙ＜１、ｙ＜ｘ）からなる活性層〈３）及びｐ
型Ｇａ　ｌ−ｘＡｌ、Ａｓからなる第２クラツド贋（４
）が順次猜層され、また上記各層の両側には上記各層を
埋込むようにノンドープＧａ＋−ｚＡ１ｚＡｓ（０＜　
２＜　１、Ｚ＞　Ｙ）からなる埋込層（５）が積Ｎ啓れ
ている。斯る埋込Ｆｆｊ（５）表面にはＡｌｔｏｓ膜（
６）とケイリン酸ガラス膜（７）とからなる電流狭窄Ｊ
＋１（８）が形成されている。また、基板（１）の裏面
にはＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金電極（９）が形成され、上記
電流狭窄届（８）及び第２グランド暦（４）表面にはＡ
ｕ−Ｃｒ合金電極（１０）が形成きれている。

斯る半導体レーザでは活性層（３）の水平方向の光の閉
じ込めが埋込層（４）により良好に行われるため上記各
特性を満足することが可能である。

（ハ）発明が解決しようとする問題煮 熱るに、上記半導体レーザでは第１クラツド漕（２）、
活性層（３）及び第２クラッド層く４）を構成する各層
を基板（１）上に一旦形成した後、各層をエツチングに
より第２図に示す如きストライブ状となし、その後上記
エツチング除去部分に埋込層（４）を形成するものであ
る。従って、上記ストライプ状の活性層（３）の両側が
上記エツチング時に空気に晒されるため、酸化による劣
化を招くと共に、上記埋込層（４）形成時の熱的影響に
より活性！（３）がダメージを受けしきい値’を流が６
０＋ｎＡ以上と高くなるという問題があった。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は斯る問題点に鑑みてなされたもので、その構成
的特徴は、互いに平行に延在する１対のＧａ＋−ｚＡ１
□Ａｓ（ｏ＜　Ｚ＜　１）からなり垂直壁の面方位が（
１００）面以外となるストライブ領域が形成されたＧａ
Ａｓ基板の一主面上にＧａ＋−ｘＡｌｘＡ９（０＜　Ｘ
＜　１）からなる第１クラツド暦、Ｇａ＋−ＹＡＩＹＡ
９（０≦Ｙ＜１．Ｙ＜Ｘ、ｙ＜ｚ）からなる活性層、Ｇ
ａ、−、Ａｌ□Ａｓからなる第２クラッド着を分子線エ
ピタキシャル成長法を用いて順次積着することにある。

（ホ）　作用 斯る方法によれば、活性層の側面が空気に晒されたり、
熱的な影響を受けることはない。

（へ）実施例 第１図（ａ　）（ｂ　）は本発明の実施例を示す工程別
断面図である。

まず、第１図（ａ）に示す如く、−主面が（１００）面
であるｎ型ＧａＡｓ基板（１１）上に４μｍの間隔をお
いて紙面垂直方向に互いに平行に延在する１対のストラ
イブ領域（１２）を形成する。

斯る形成は、基板（１１）上全面にｐ型Ｇａａ、ｔＡｌ
ｏ、＊Ａｓからなる層を液相成長法、気相成長法等の周
知の成長法により約１μｍ成長させ、その後、フッ酸を
用いて上記ストライブ領域（１２）以外のｐ型Ｇａｏ　
、　ｚＡｌｅ　、　ｓＡｓ層をエツチング除去すること
により行なえる。尚このとき形成されたストライブ領域
（１２）の垂直壁（１２ａ）の面方位は（１１０）とな
る。

次いで、第１図（ｂ）に示す如く、基板（１１）上にキ
ャリアａ度２×ｔｏ１７ｃ＋ｎ−ｓのｎ型Ｇａｏ、ｔＡ
ｌｅ、ｓＡ５からなる第１クラツドＮ　（１３）、キャ
リア濃度１×ｌＱ１７ｃｍ−’のノンドープＧａ＊、５
Ａ１ｏ、＋Ａｓからなる活性！（１４）、キャリア濃Ｆ
！！５　Ｘ　１０”　ｃｍ−３のｐ型Ｇａ、、。

Ａ、１６　、　＋Ａｓからなる第２クラツドｊｉ（１５
）及びキャリア濃度３×１０宜８Ｃｍ”’のｐ型ＧａＡ
ｓからなるキャップ層〈１６）を順次分子線エピタキシ
へ・ル成長法（ＭＢＥ＞により積層する。尚、上記各成
長層の成長条件は周知であるので説明を省略する。

また、上記各Ｊｕｌ（１３）〜（１６）はその最大層厚
が夫々、１．０μｍ、　０．１μｍ、　１．０μｍ、０
．３μｍとなるように形成される。

更にこのようにして形成啓れた各層（１３）〜（１６）
の１厚は基板中央部では夫々上述の最大層厚となってい
るが、ストライブ領域（１２）近傍では各層共に上記最
大層厚の半分以下の層厚となっている。これは、上述し
たエツチング時にストライブ領域（１２）表面にＡ１酸
化膜が生じると共に垂直壁（１２ｇ）の面方位が結晶成
長に不適な（１１０）となっているためである。

従って、活性層（１４）の水平方向（紙面左右方向）の
形状は両側において屈曲した形状となり、活性Ｎ　０４
）の水平な平坦部分（１４ａ）（図中、斜線で明示）は
四方が活性層（１４）よりバンドキルツブエネルギーが
犬でかつ光屈折率が小の第１、第２クラッド層（１３）
（１５＞により囲繞されることとなる。

またこのときストライブ領域（１２）上にも上記各＞１
（１３）〜（１６）を構成する各材料からなる居（１３
ａ）〜（１６ａ）が成長するが、斯る各層（１３ａ）〜
（１６ａ）は上述したＡ１酸化膜の影響により結晶性の
悪い高抵抗層となる。

而して、キャップ層〈１６）表面及び基板（１１〉裏面
にオーミック性の第１、第２電極（１７）（１８）を形
成し、断る電極間に順方向バイアスを印加すると、正孔
及び電子が活性層（１４）の平坦部分（１４ａ）に集中
し、斯る部分で再結合光を生じると共に斯る光は平坦部
分（１４ａ）に良好に閉じ込められることとなるので、
従来の埋込み型半導体レーザと同様に、単一モード発振
、高真円率の緒特性を示すこととなる。また、本実施例
装置ではしきい値電流が５０μｍＡと従来に較べて１０
ｍＡ程度低くなる。

尚、本実施例ではストライプ領域（１２）をｐ型Ｇａｏ
、＊Ａ１゜、Ａｓで構成したが、実質的にはエツチング
工程時に自然にＡ１１ｌ化膜が発生するようなＡ１組成
比を有するＧａＡｌＡｓであれば良い、また、垂直壁（
１２ａ）の面方位も（１１０）に限られるわけではなく
、結晶成長に適する（１００）面以外であれば良い。

（ト）発明の効果 本発明によれば、上下左右方向の四方をバンドキャップ
エネルギーが大でかつ、光屈折率が／Ｊ％なる層で囲繞
された活性層を有する埋込みを半導体レーザを活性層表
面を空気に晒さず、かつ活性層自身に熱的影響を与える
ことなく形成できるので、低しきい値、電流、単一モー
ド発振、高真円率の半導体レーザが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の実施例を示す工程別断面
図、第２図は従来例を説明するための断面図である。 （１１）・・・ＧａＡｓ基板、（１２）・・・ストライ
ブ領域、（１２ａ）・・・垂直壁、（１３）・・・第１
クラッド層、〈１４）・・・活性層、（１５）・・・第
２クラツド暦。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｇａ＿１＿−＿ＺＡｌ＿ＺＡｓ（０＜Ｚ＜１）か
   らなり垂直壁の面方位が（１００）面以外となる１対の
   ストライプ領域をＧａＡｓ基板の一主面上に互いに平行
   に離隔して形成し、次いで上記１対のストライプ領域内
   にある。上記基板の一主面上にＧａ＿１＿−＿ＸＡｌ＿
   ＸＡｓ（０＜Ｘ＜１）からなる第１クラッド層、Ｇａ＿
   １＿−＿ＹＡｌ＿ＹＡｓ（０≦Ｙ、１、Ｙ＜Ｘ、Ｙ＜Ｚ
   ）からなる活性層、Ｇａ＿１＿−＿ＸＡｌ＿ＸＡｓから
   なる第２クラッド層を分子線エピタキシャル成長法を用
   いて順次積層することを特徴とする半導体レーザの製造
   方法。