JP2002064239A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子の製造方法Info
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- JP2002064239A JP2002064239A JP2001085210A JP2001085210A JP2002064239A JP 2002064239 A JP2002064239 A JP 2002064239A JP 2001085210 A JP2001085210 A JP 2001085210A JP 2001085210 A JP2001085210 A JP 2001085210A JP 2002064239 A JP2002064239 A JP 2002064239A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＯＤの発生が抑制されている半導体レーザ
素子を製造する方法を提供する。 【解決手段】 半導体材料から成る積層構造の上面およ
び下面のそれぞれに電極を形成したのち、積層構造を劈
開して共振器の端面を形成し、ついで、共振器の端面に
化合物半導体をエピタキシャル結晶成長させる半導体レ
ーザ素子の製造方法において、劈開および前記エピタキ
シャル結晶成長の作業は、いずれも、酸素と水分の低濃
度雰囲気中、具体的には１ppmより低い濃度下で行われ
る半導体レーザ素子の製造方法。
素子を製造する方法を提供する。 【解決手段】 半導体材料から成る積層構造の上面およ
び下面のそれぞれに電極を形成したのち、積層構造を劈
開して共振器の端面を形成し、ついで、共振器の端面に
化合物半導体をエピタキシャル結晶成長させる半導体レ
ーザ素子の製造方法において、劈開および前記エピタキ
シャル結晶成長の作業は、いずれも、酸素と水分の低濃
度雰囲気中、具体的には１ppmより低い濃度下で行われ
る半導体レーザ素子の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ素子の
製造方法に関し、更に詳しくは、瞬時光学損傷（catast
rophic optical damage：ＣＯＤ）が抑制されている半
導体レーザ素子を製造する方法に関する。
製造方法に関し、更に詳しくは、瞬時光学損傷（catast
rophic optical damage：ＣＯＤ）が抑制されている半
導体レーザ素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ素子は、通常、次のように
して製造されている。まず、例えばｎ−ＧａＡｓから成
る半導体基板の上に、ＭＯＣＶＤ法のようなエピタキシ
ャル結晶成長法で、例えばｎ−ＡｌＧａＡｓから成る下
部クラッド層、例えばノンドープＡｌＧａＡｓから成る
下部光閉じ込め層、例えばＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓから
成る多重量子井戸構造の活性層、例えばノンドープＡｌ
ＧａＡｓから成る上部光閉じ込め層、例えばｐ−ＡｌＧ
ａＡｓから成る上部光閉じ込め層、および例えばｐ−Ｇ
ａＡｓから成るキャップ層をこの順序で積層してスラブ
状の積層構造を製造する。
して製造されている。まず、例えばｎ−ＧａＡｓから成
る半導体基板の上に、ＭＯＣＶＤ法のようなエピタキシ
ャル結晶成長法で、例えばｎ−ＡｌＧａＡｓから成る下
部クラッド層、例えばノンドープＡｌＧａＡｓから成る
下部光閉じ込め層、例えばＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓから
成る多重量子井戸構造の活性層、例えばノンドープＡｌ
ＧａＡｓから成る上部光閉じ込め層、例えばｐ−ＡｌＧ
ａＡｓから成る上部光閉じ込め層、および例えばｐ−Ｇ
ａＡｓから成るキャップ層をこの順序で積層してスラブ
状の積層構造を製造する。
【０００３】ついで、この積層構造の上面を例えばリッ
ジ形状にしたのち、その上に例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを
蒸着して前記キャップ層とオーミック接合する上部電極
（ｐ型電極）を形成し、また半導体基板の裏面には例え
ばＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着して下部電極（ｎ型電極）
を形成する。そして、この積層構造に対しては、所定の
共振器長となるような劈開が行われて共振器の端面が形
成され、通常は、一方の端面に低反射膜を、他方の端面
に高反射膜を窒化けい素のような誘電体材料で形成して
目的とするレーザ素子が製造される。
ジ形状にしたのち、その上に例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを
蒸着して前記キャップ層とオーミック接合する上部電極
（ｐ型電極）を形成し、また半導体基板の裏面には例え
ばＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを蒸着して下部電極（ｎ型電極）
を形成する。そして、この積層構造に対しては、所定の
共振器長となるような劈開が行われて共振器の端面が形
成され、通常は、一方の端面に低反射膜を、他方の端面
に高反射膜を窒化けい素のような誘電体材料で形成して
目的とするレーザ素子が製造される。
【０００４】ところで、光通信システムの分野、光ディ
スクなどの光情報記録の分野、レーザプリンタやレーザ
加工の分野、固体レーザ励起用の分野、またはＳＨＧの
ような波長変換の光源の分野などの分野においては、従
来から高出力の半導体レーザ素子が用いられている。そ
して、近年では、この半導体レーザ素子に対する高出力
化への要求は日増しに強まっている。
スクなどの光情報記録の分野、レーザプリンタやレーザ
加工の分野、固体レーザ励起用の分野、またはＳＨＧの
ような波長変換の光源の分野などの分野においては、従
来から高出力の半導体レーザ素子が用いられている。そ
して、近年では、この半導体レーザ素子に対する高出力
化への要求は日増しに強まっている。
【０００５】例えば光通信システムの分野では、１９９
０年代の初頭に実用化されたエルビウムドープドファイ
バ（ＥＤＦ）を用いて成る光増幅器（ＥＤＦＡ）の場
合、実用化の当初では、その励起光源用の半導体レーザ
素子に対する要求出力は高々数十mW程度であった。しか
しながら、最近の波長分割多重（ＷＤＭ）技術などの飛
躍的な進展に伴い、現在では優に１００mWを超える高出
力が要求されている。しかも同時に、そのような高出力
で１００万時間程度駆動するという駆動信頼性も要求さ
れている。
０年代の初頭に実用化されたエルビウムドープドファイ
バ（ＥＤＦ）を用いて成る光増幅器（ＥＤＦＡ）の場
合、実用化の当初では、その励起光源用の半導体レーザ
素子に対する要求出力は高々数十mW程度であった。しか
しながら、最近の波長分割多重（ＷＤＭ）技術などの飛
躍的な進展に伴い、現在では優に１００mWを超える高出
力が要求されている。しかも同時に、そのような高出力
で１００万時間程度駆動するという駆動信頼性も要求さ
れている。
【０００６】ところで、半導体レーザ素子の高出力化を
制限する因子のうち、最も重要な因子は、共振器の端面
における瞬時光学損傷（ＣＯＤ）である。このＣＯＤ
は、共振器の端面における光吸収→端面の温度上昇→端
面における活性層を構成する半導体材料のバンドギャッ
プの縮小→光吸収量の増大という一連の過程の反復に基
づく正の帰還によって生ずる。
制限する因子のうち、最も重要な因子は、共振器の端面
における瞬時光学損傷（ＣＯＤ）である。このＣＯＤ
は、共振器の端面における光吸収→端面の温度上昇→端
面における活性層を構成する半導体材料のバンドギャッ
プの縮小→光吸収量の増大という一連の過程の反復に基
づく正の帰還によって生ずる。
【０００７】このようなＣＯＤの発生を抑制するための
最も効果的な方策は、共振器の端面に、活性層を構成す
る半導体材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料
をエピタキシャル結晶成長させることである。例えば、
特開平８−３２１６７号公報には、前記した積層構造に
上部電極と下部電極を形成したのち全体を劈開し、その
劈開面に上記した端面成長を行うような方法が開示され
ている。したがって、この方法の場合には、端面成長さ
せる半導体材料は、既に形成されている電極の上にも成
膜されていくので、端面成長に用いた半導体材料と電極
の間で異常な反応が起こらないような低温環境下で端面
成長を進めることが必要となる。
最も効果的な方策は、共振器の端面に、活性層を構成す
る半導体材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料
をエピタキシャル結晶成長させることである。例えば、
特開平８−３２１６７号公報には、前記した積層構造に
上部電極と下部電極を形成したのち全体を劈開し、その
劈開面に上記した端面成長を行うような方法が開示され
ている。したがって、この方法の場合には、端面成長さ
せる半導体材料は、既に形成されている電極の上にも成
膜されていくので、端面成長に用いた半導体材料と電極
の間で異常な反応が起こらないような低温環境下で端面
成長を進めることが必要となる。
【０００８】ところで、積層構造の例えば活性層がＡｌ
を含む半導体材料で構成されている場合、Ａｌは酸化さ
れやすい材料であるため、積層構造を劈開して次の端面
成長の作業に入る極めて短い時間のうちに、当該劈開面
が大気中の酸素や水分を吸着して、これら酸素や水分が
活性なＡｌと反応することにより、劈開面には非常に強
固なＡｌ酸化物の膜が形成される。
を含む半導体材料で構成されている場合、Ａｌは酸化さ
れやすい材料であるため、積層構造を劈開して次の端面
成長の作業に入る極めて短い時間のうちに、当該劈開面
が大気中の酸素や水分を吸着して、これら酸素や水分が
活性なＡｌと反応することにより、劈開面には非常に強
固なＡｌ酸化物の膜が形成される。
【０００９】そして、この状態で上記した低温環境下に
おける端面成長を行うと、半導体材料の低温のエピタキ
シャル結晶成長であるため異常成長が起こり、その結
果、端面には欠陥を多く含んだエピタキシャル結晶成長
層が形成されやすく、この成長層でかえって新たな光吸
収が起こるという問題が生ずる。このような問題は、劈
開面の酸化膜を除去することによって解消することがで
きることがある。一般に、例えば半導体基板の酸化膜除
去で行われているように、適度な温度下でキャリアガス
などを酸化膜に接触させてその還元作用により酸化膜の
除去を行うことができる。そして、その温度以上の成長
温度では当該基板の表面は清浄であるため、そこにエピ
タキシャル結晶成長法で形成した半導体層の品質は確保
されることになる。
おける端面成長を行うと、半導体材料の低温のエピタキ
シャル結晶成長であるため異常成長が起こり、その結
果、端面には欠陥を多く含んだエピタキシャル結晶成長
層が形成されやすく、この成長層でかえって新たな光吸
収が起こるという問題が生ずる。このような問題は、劈
開面の酸化膜を除去することによって解消することがで
きることがある。一般に、例えば半導体基板の酸化膜除
去で行われているように、適度な温度下でキャリアガス
などを酸化膜に接触させてその還元作用により酸化膜の
除去を行うことができる。そして、その温度以上の成長
温度では当該基板の表面は清浄であるため、そこにエピ
タキシャル結晶成長法で形成した半導体層の品質は確保
されることになる。
【００１０】しかしながら、端面成長の場合は、低温下
でエピタキシャル結晶成長が行われるため、その温度よ
り低い温度で上記した酸化膜の除去を行おうとしても酸
化膜の除去を期待することはできないという問題があ
る。
でエピタキシャル結晶成長が行われるため、その温度よ
り低い温度で上記した酸化膜の除去を行おうとしても酸
化膜の除去を期待することはできないという問題があ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電極付きの
積層構造の劈開面に化合物半導体を低温エピタキシャル
結晶成長させてＣＯＤが抑制されている半導体レーザ素
子を製造する際の上記した問題を解決し、高出力でかつ
長寿命の半導体レーザ素子を製造する方法の提供を目的
とする。
積層構造の劈開面に化合物半導体を低温エピタキシャル
結晶成長させてＣＯＤが抑制されている半導体レーザ素
子を製造する際の上記した問題を解決し、高出力でかつ
長寿命の半導体レーザ素子を製造する方法の提供を目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】高品質の端面成長膜を形
成する場合には、まず酸素や水分による劈開面の酸化を
防止することが必要になるが、そのためには、劈開作業
時の作業雰囲気を低酸素濃度雰囲気にすることが必要で
ある。その場合の理想的な作業雰囲気は真空である。
成する場合には、まず酸素や水分による劈開面の酸化を
防止することが必要になるが、そのためには、劈開作業
時の作業雰囲気を低酸素濃度雰囲気にすることが必要で
ある。その場合の理想的な作業雰囲気は真空である。
【００１３】作業雰囲気を真空にすることで低酸素雰囲
気に制御することは容易ではある。しかしながら、本発
明者は、むしろ作業雰囲気を不活性ガスを用いて常圧に
する方が、同じ酸素分圧の場合には、劈開面が劈開と同
時に前記不活性ガスで覆われて、当該劈開面の酸化速度
が低下する、すなわち酸化膜の形成は抑制されるのでは
ないかとの着想を抱いた。
気に制御することは容易ではある。しかしながら、本発
明者は、むしろ作業雰囲気を不活性ガスを用いて常圧に
する方が、同じ酸素分圧の場合には、劈開面が劈開と同
時に前記不活性ガスで覆われて、当該劈開面の酸化速度
が低下する、すなわち酸化膜の形成は抑制されるのでは
ないかとの着想を抱いた。
【００１４】この着想に基づき、発明者は、実際に劈開
時の作業雰囲気を制御して劈開を行ったのちそこに端面
成長膜を形成し、その膜の品質を、真空中で行った劈開
面に形成した端面成長膜の品質と比較したところ、略同
等であるとの事実を見出し、本発明を開発するに至っ
た。すなわち、本発明の半導体レーザ素子の製造方法
は、半導体材料から成る積層構造の上面および下面のそ
れぞれに電極を形成したのち、前記積層構造を劈開して
共振器の端面を形成し、ついで、前記共振器の端面に化
合物半導体をエピタキシャル結晶成長させる半導体レー
ザ素子の製造方法において、前記劈開および前記エピタ
キシャル結晶成長の作業は、いずれも、酸素と水分の低
濃度雰囲気中で行われることを特徴とする。
時の作業雰囲気を制御して劈開を行ったのちそこに端面
成長膜を形成し、その膜の品質を、真空中で行った劈開
面に形成した端面成長膜の品質と比較したところ、略同
等であるとの事実を見出し、本発明を開発するに至っ
た。すなわち、本発明の半導体レーザ素子の製造方法
は、半導体材料から成る積層構造の上面および下面のそ
れぞれに電極を形成したのち、前記積層構造を劈開して
共振器の端面を形成し、ついで、前記共振器の端面に化
合物半導体をエピタキシャル結晶成長させる半導体レー
ザ素子の製造方法において、前記劈開および前記エピタ
キシャル結晶成長の作業は、いずれも、酸素と水分の低
濃度雰囲気中で行われることを特徴とする。
【００１５】とくに、前記酸素と水分の濃度が、いずれ
も、１ppmより低い値である半導体レーザ素子の製造方
法が提供される。
も、１ppmより低い値である半導体レーザ素子の製造方
法が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明においては、まず、結晶成
長室でＭＯＣＶＤ法のようなエピタキシャル結晶成長法
を適用して所定の半導体基板の上に、前記した下部クラ
ッド層、下部光閉じ込め層、活性層、上部光閉じ込め
層、上部クラッド層、およびキャップ層を順次積層し、
レーザ発振機能を備えたスラブ状の積層構造が形成され
る。ついで、この積層構造の上面を必要に応じてリッジ
形状に加工し、また基板の裏面を研磨し、それぞれの上
に上部電極と下部電極を形成する。
長室でＭＯＣＶＤ法のようなエピタキシャル結晶成長法
を適用して所定の半導体基板の上に、前記した下部クラ
ッド層、下部光閉じ込め層、活性層、上部光閉じ込め
層、上部クラッド層、およびキャップ層を順次積層し、
レーザ発振機能を備えたスラブ状の積層構造が形成され
る。ついで、この積層構造の上面を必要に応じてリッジ
形状に加工し、また基板の裏面を研磨し、それぞれの上
に上部電極と下部電極を形成する。
【００１７】その後、この積層構造に対して設計目的の
共振器長に劈開を行ってレーザ素子のバーを製造し、続
いて、表出した劈開面（共振器端面）に化合物半導体の
エピタキシャル結晶成長が行われる。本発明において
は、この劈開作業は次のような劈開室で行われる。すな
わち、劈開室には、Ｎ2（窒素）、Ａｒ（アルゴン）の
ような不活性ガスが例えば循環型純化装置を用いて常時
満たされている。そして、この作業雰囲気における酸素
と水分は、いずれも、１ppmより低い濃度に設定されて
いることが好ましい。この酸素と水分の濃度が１ppmよ
り高い場合には、例えば積層構造を構成する半導体材料
がＡｌＧａＡｓやＡｌＧａＩｎＰの場合のように、酸素
との結合が強いＡｌを含んでいると、劈開面は急速に酸
化されてしまうからである。
共振器長に劈開を行ってレーザ素子のバーを製造し、続
いて、表出した劈開面（共振器端面）に化合物半導体の
エピタキシャル結晶成長が行われる。本発明において
は、この劈開作業は次のような劈開室で行われる。すな
わち、劈開室には、Ｎ2（窒素）、Ａｒ（アルゴン）の
ような不活性ガスが例えば循環型純化装置を用いて常時
満たされている。そして、この作業雰囲気における酸素
と水分は、いずれも、１ppmより低い濃度に設定されて
いることが好ましい。この酸素と水分の濃度が１ppmよ
り高い場合には、例えば積層構造を構成する半導体材料
がＡｌＧａＡｓやＡｌＧａＩｎＰの場合のように、酸素
との結合が強いＡｌを含んでいると、劈開面は急速に酸
化されてしまうからである。
【００１８】なお、上記した劈開作業は、その作業雰囲
気が上記した雰囲気に保持されていれば、グローボック
ス化して人の作業で行ってもよく、また機械化された劈
開装置を用いて行ってもよい。劈開作業が終了したレー
ザ素子のバーは、次に、上記した劈開室に連結されてい
る結晶成長室に搬送され、そこで、劈開面に対するエピ
タキシャル結晶成長が行われる。
気が上記した雰囲気に保持されていれば、グローボック
ス化して人の作業で行ってもよく、また機械化された劈
開装置を用いて行ってもよい。劈開作業が終了したレー
ザ素子のバーは、次に、上記した劈開室に連結されてい
る結晶成長室に搬送され、そこで、劈開面に対するエピ
タキシャル結晶成長が行われる。
【００１９】このとき、結晶成長室は当然のこと、劈開
室と結晶成長室との連結経路は、いずれも、前記した酸
素と水分の低濃度雰囲気に設定される。搬送中における
劈開面の酸化を防止するためである。エピタキシャル結
晶成長は、例えばＭＯＣＶＤ法や分子線エピタキシャル
成長法などを適用して行えばよい。
室と結晶成長室との連結経路は、いずれも、前記した酸
素と水分の低濃度雰囲気に設定される。搬送中における
劈開面の酸化を防止するためである。エピタキシャル結
晶成長は、例えばＭＯＣＶＤ法や分子線エピタキシャル
成長法などを適用して行えばよい。
【００２０】このときの端面成長に用いる化合物半導体
としては、比較的低い成長温度であっても良質な膜の形
成が可能である例えばＩｎＧａＰ，ＩｎＧａＡｓＰ，Ｇ
ａＡｓのようなＡｌを含まないものであることが好まし
い。このようにして、共振器の端面には端面成長膜が形
成される。劈開は上記した作業雰囲気で行われるため、
劈開面の酸化は抑制されている。したがって、エピタキ
シャル結晶成長法で形成された端面成長膜は、欠陥の少
ない高品質の膜になっている。
としては、比較的低い成長温度であっても良質な膜の形
成が可能である例えばＩｎＧａＰ，ＩｎＧａＡｓＰ，Ｇ
ａＡｓのようなＡｌを含まないものであることが好まし
い。このようにして、共振器の端面には端面成長膜が形
成される。劈開は上記した作業雰囲気で行われるため、
劈開面の酸化は抑制されている。したがって、エピタキ
シャル結晶成長法で形成された端面成長膜は、欠陥の少
ない高品質の膜になっている。
【００２１】
【実施例】図１で示した積層構造を次のようにして製造
した。まず、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１の上に、ｎ−
ＡｌＧａＡｓから成る厚み３μｍの下部クラッド層２、
ノンドープのＡｌＧａＡｓから成る厚み３０nmの下部光
閉じ込め層３、ノンドープＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓから
成り、格子不整合系の多重量子井戸構造から成る厚み７
nmの活性層４、ノンドープＡｌＧａＡｓから成る厚み３
０nmの上部光閉じ込め層５、ｐ−ＡｌＧａＡｓから成る
厚み２μｍの上部クラッド層６、およびｐ−ＧａＡｓか
ら成るキャップ層７を順次積層してスラブ状の積層構造
を製造し、ついで、キャップ層７にフォトリソグラフィ
ーとエッチングを行って表面をリッジ形状に加工した。
した。まず、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１の上に、ｎ−
ＡｌＧａＡｓから成る厚み３μｍの下部クラッド層２、
ノンドープのＡｌＧａＡｓから成る厚み３０nmの下部光
閉じ込め層３、ノンドープＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓから
成り、格子不整合系の多重量子井戸構造から成る厚み７
nmの活性層４、ノンドープＡｌＧａＡｓから成る厚み３
０nmの上部光閉じ込め層５、ｐ−ＡｌＧａＡｓから成る
厚み２μｍの上部クラッド層６、およびｐ−ＧａＡｓか
ら成るキャップ層７を順次積層してスラブ状の積層構造
を製造し、ついで、キャップ層７にフォトリソグラフィ
ーとエッチングを行って表面をリッジ形状に加工した。
【００２２】ついで、全面にＳｉ3Ｎ4から成る保護膜８
を成膜したのち、リッジ頂部の部分をエッチング除去し
てキャップ層７を表出せしめ、更にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを
順次蒸着して上部電極９を形成し、更に基板１の裏面を
研磨したのちそこにＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを順次蒸着して
下部電極１０を形成した。この積層構造を、循環するＡ
ｒが充満し、酸素濃度が２０ppb、水分濃度が２０ppbに
管理されている劈開室に入れ、そこで劈開を行った。
を成膜したのち、リッジ頂部の部分をエッチング除去し
てキャップ層７を表出せしめ、更にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを
順次蒸着して上部電極９を形成し、更に基板１の裏面を
研磨したのちそこにＡｕＧｅＮｉ／Ａｕを順次蒸着して
下部電極１０を形成した。この積層構造を、循環するＡ
ｒが充満し、酸素濃度が２０ppb、水分濃度が２０ppbに
管理されている劈開室に入れ、そこで劈開を行った。
【００２３】ついで、結晶成長室に搬送し、温度４００
℃でＩｎＧａＰのエピタキシャル結晶成長を行って、劈
開面に端面成長膜を形成した。得られたレーザ素子の端
面成長層と劈開面近傍に対し、２次イオン質量分光分析
（ＳＩＭＳ）を行った。その結果を図２に示した。な
お、比較のために、劈開作業を酸素濃度が２ppm、水分
濃度が２ppmの作業雰囲気で行ったことを除いては実施
例１と同様にしてレーザ素子を製造し、そのＳＩＭＳも
同様にして測定した。その結果を図３に示す。
℃でＩｎＧａＰのエピタキシャル結晶成長を行って、劈
開面に端面成長膜を形成した。得られたレーザ素子の端
面成長層と劈開面近傍に対し、２次イオン質量分光分析
（ＳＩＭＳ）を行った。その結果を図２に示した。な
お、比較のために、劈開作業を酸素濃度が２ppm、水分
濃度が２ppmの作業雰囲気で行ったことを除いては実施
例１と同様にしてレーザ素子を製造し、そのＳＩＭＳも
同様にして測定した。その結果を図３に示す。
【００２４】図２と図３を対比して明らかなように、実
施例のレーザ素子は、比較例に比べて、劈開面（共振器
端面）近傍における酸素量が著しく減少している。すな
わち、劈開室の酸素濃度と水分濃度を低濃度にしたこと
の効果は歴然としている。また、温度２５℃の環境下
で、実験例のレーザ素子と比較例のレーザ素子をいずれ
も光出力３００mWで発振させ、そのときのＭＴＴＦ（Me
an Time to Failure）を測定した。
施例のレーザ素子は、比較例に比べて、劈開面（共振器
端面）近傍における酸素量が著しく減少している。すな
わち、劈開室の酸素濃度と水分濃度を低濃度にしたこと
の効果は歴然としている。また、温度２５℃の環境下
で、実験例のレーザ素子と比較例のレーザ素子をいずれ
も光出力３００mWで発振させ、そのときのＭＴＴＦ（Me
an Time to Failure）を測定した。
【００２５】実施例のレーザ素子の場合は５×１０7hr
であり、比較例のレーザ素子の場合は１×１０7hrであ
った。このことから明らかなように、実施例のレーザ素
子はＣＯＤの抑制効果が優れていて、使用寿命は長く、
その駆動信頼性は高い。
であり、比較例のレーザ素子の場合は１×１０7hrであ
った。このことから明らかなように、実施例のレーザ素
子はＣＯＤの抑制効果が優れていて、使用寿命は長く、
その駆動信頼性は高い。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、劈開時の端面酸化は抑制されるので、そこ
に成膜される端面成長膜も高品質となり、その結果、Ｃ
ＯＤの発生が抑制されたレーザ素子を製造することがで
きる。
法によれば、劈開時の端面酸化は抑制されるので、そこ
に成膜される端面成長膜も高品質となり、その結果、Ｃ
ＯＤの発生が抑制されたレーザ素子を製造することがで
きる。
【図１】劈開前の半導体材料の積層構造を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】実施例素子のＳＩＭＳ測定結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】比較例素子のＳＩＭＳ測定結果を示すグラフで
ある。
ある。
１ 半導体基板（ｎ−ＧａＡｓ） ２ 下部クラッド層（ｎ−ＡｌＧａＡｓ） ３ 下部光閉じ込め層（ノンドープＡｌＧａＡｓ） ４ 活性層（ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓの多重量子井
戸構造） ５ 上部光閉じ込め層（ノンドープＡｌＧａＡｓ） ６ 上部クラッド層（ｐ−ＡｌＧａＡｓ） ７ キャップ（ｐ−ＧａＡｓ） ８ 保護膜（Ｓｉ3Ｎ4） ９ 上部電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ） １０ 下部電極（ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ）
戸構造） ５ 上部光閉じ込め層（ノンドープＡｌＧａＡｓ） ６ 上部クラッド層（ｐ−ＡｌＧａＡｓ） ７ キャップ（ｐ−ＧａＡｓ） ８ 保護膜（Ｓｉ3Ｎ4） ９ 上部電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ） １０ 下部電極（ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ）
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体材料から成る積層構造の上面およ
び下面のそれぞれに電極を形成したのち、前記積層構造
を劈開して共振器の端面を形成し、ついで、前記共振器
の端面に化合物半導体をエピタキシャル結晶成長させる
半導体レーザ素子の製造方法において、 前記劈開および前記エピタキシャル結晶成長の作業は、
いずれも、酸素と水分の低濃度雰囲気中で行われること
を特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記酸素と水分の濃度が、いずれも、１
ppmより低い値である請求項１の半導体レーザ素子の製
造方法。 - 【請求項３】 前記積層構造を形成する全部の層または
一部の層にはＡｌ元素が含有されている請求項１または
２の半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記共振器の端面へのエピタキシャル結
晶成長に用いる化合物半導体がＩｎＧａＰである請求項
１〜３のいずれかの半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001085210A JP2002064239A (ja) | 2000-06-08 | 2001-03-23 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000172065 | 2000-06-08 | ||
| JP2000-172065 | 2000-06-08 | ||
| JP2001085210A JP2002064239A (ja) | 2000-06-08 | 2001-03-23 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002064239A true JP2002064239A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=26593558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001085210A Pending JP2002064239A (ja) | 2000-06-08 | 2001-03-23 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002064239A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03101183A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体レーザ・ダイオード及びそのミラー・パツシベーシヨン方法 |
| JPH03285381A (ja) * | 1990-04-02 | 1991-12-16 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JPH06283821A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Fujitsu Ltd | 劈開装置およびそれを有する皮膜成長装置および劈開端面への皮膜成長方法 |
| JPH07235722A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ |
| JPH09186396A (ja) * | 1996-01-05 | 1997-07-15 | Nec Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001085210A patent/JP2002064239A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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