JP2525788B2 - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JP2525788B2 JP2525788B2 JP62009029A JP902987A JP2525788B2 JP 2525788 B2 JP2525788 B2 JP 2525788B2 JP 62009029 A JP62009029 A JP 62009029A JP 902987 A JP902987 A JP 902987A JP 2525788 B2 JP2525788 B2 JP 2525788B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電流狭窄効果と光導波効果を有するInGaAlP
系半導体レーザ装置に係わり、特に有機金属を用いた化
学気層成長法（以下MOCVD法と略す）による半導体レー
ザ装置の製造方法に関する。
系半導体レーザ装置に係わり、特に有機金属を用いた化
学気層成長法（以下MOCVD法と略す）による半導体レー
ザ装置の製造方法に関する。
（従来の技術） 近年、MOCVD法の結晶成長技術の向上に伴い、He−Ne
レーザと同程度の発振波長が得られるInGaAlP化合物半
導体を使用した半導体レーザが作られるようになってき
ている（NIKKEI MICRODEVICES 1985年11月号）。
レーザと同程度の発振波長が得られるInGaAlP化合物半
導体を使用した半導体レーザが作られるようになってき
ている（NIKKEI MICRODEVICES 1985年11月号）。
ところで、これらの半導体レーザを、近年注目されて
いるところのビデオディスクやレーザプリンターの光源
として使用する場合、解決しなければならない問題があ
った。すなわち、光の損失とむだな再結合を最小とする
ため、特定領域に光エネルギー及び注入電流を閉じ込め
る構造に加え、１μｍオーダの微少スポットに絞り込む
必要があるため半導体レーザの活性層に平行方向の光の
閉じ込める。すなわち横モードの制御が必要であった。
そこで、本発明者等は、これらの条件を満たすレーザ構
造として、リッジ埋め込み型のレーザを作製し基本横モ
ード発振することを確認した〔第33回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集4pk−ｋ−14p−173）。
いるところのビデオディスクやレーザプリンターの光源
として使用する場合、解決しなければならない問題があ
った。すなわち、光の損失とむだな再結合を最小とする
ため、特定領域に光エネルギー及び注入電流を閉じ込め
る構造に加え、１μｍオーダの微少スポットに絞り込む
必要があるため半導体レーザの活性層に平行方向の光の
閉じ込める。すなわち横モードの制御が必要であった。
そこで、本発明者等は、これらの条件を満たすレーザ構
造として、リッジ埋め込み型のレーザを作製し基本横モ
ード発振することを確認した〔第33回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集4pk−ｋ−14p−173）。
まず、このリッジ埋め込み型のレーザの概略断面を図
1dに示し、この構造及び製法について図2abcdをもちい
て簡単に説明する。このリッジ埋め込み型のレーザは、
ｎ−GaAs半導体基板（１）上にｎ−GaAsバッファー層
（２）及びｎ−InGaPバッファー層（３）、ｎ−InGaAlP
クラッド層（４）、InGaP活性層（５）、ｐ−InGaAlPク
ラッド層（６）、ｐ−GaAsオーミックコンタクト層
（７）を順次形成したのち、SiO2（８）をマスクにｐ−
GaAsオーミックコンタクト層をSHエッチング液（硫酸８
＋過酸化水素水１＋水１の混合液）によりエッチングし
ストライプ状のメサを形成し、次いでこれをマスクに熱
硫酸を用いて選択エッチングによりｐ−InGaAlPクラッ
ドの途中までエッチングし、厚さｈだけｐ−InGaAlPク
ラッド層を残し、ｐ−GaAsオーミックコンタクト層を含
むストライプ状のメサ（９）を形成する。次いで、SiO2
（８）を選択成長用マスクとして減圧MOCVD法を用いた
選択成長（応用物理学会結晶工学分科会、第２回結晶工
学シンポジウム講演集p11（1985））によりSiO2マスク
のある部分を除きｎ−GaAs（10）で埋め込む。次にSiO2
マスクを除去後ｐ型電極（11）及びｎ型電極（12）を形
成して完成する。ところで、この構造のレーザは図2bに
示したストライプ状のメサの幅及びｐ−InGaAlPクラッ
ド層の厚さｈによって特性は大きく変化してしまうた
め、このメサの幅及び厚さｈを精度良く制御すること
は、プロセス上重要なこととなっている。また選択成長
の際ｎ−GaAs層を結晶性良く成長させることはｎ−GaAs
層を通って流れる無効電流を抑えストライプ状のメサ部
のみに電流を効率良く流す為にも、またマウントした際
に表面からの熱を効率良く逃がす為にも重要なこととな
っている。ところが従来の製法ではｐ−InGaAlPクラッ
ド層の厚さｈの制御はエッチングの時間で行っていたた
めにその制御は非常に困難であった。厚さｈのの制御を
時間で行なう場合ウエハーの場所によっては既に所望の
厚みｈが得られているにもかかわらず他の場所ではまだ
所望の厚みに達していないことがあった。またｐ−InGa
AlPクラッド層をエッチングしたのちこれを減圧MOCVD法
を用いた選択埋め込み成長でｎ−GaAsで埋め込む訳であ
るが、この時InGaAlPすなわちAlを含む層であるため酸
化が起こり、その上のｎ−GaAs（10）の成長がうまくい
かないという問題があった。
1dに示し、この構造及び製法について図2abcdをもちい
て簡単に説明する。このリッジ埋め込み型のレーザは、
ｎ−GaAs半導体基板（１）上にｎ−GaAsバッファー層
（２）及びｎ−InGaPバッファー層（３）、ｎ−InGaAlP
クラッド層（４）、InGaP活性層（５）、ｐ−InGaAlPク
ラッド層（６）、ｐ−GaAsオーミックコンタクト層
（７）を順次形成したのち、SiO2（８）をマスクにｐ−
GaAsオーミックコンタクト層をSHエッチング液（硫酸８
＋過酸化水素水１＋水１の混合液）によりエッチングし
ストライプ状のメサを形成し、次いでこれをマスクに熱
硫酸を用いて選択エッチングによりｐ−InGaAlPクラッ
ドの途中までエッチングし、厚さｈだけｐ−InGaAlPク
ラッド層を残し、ｐ−GaAsオーミックコンタクト層を含
むストライプ状のメサ（９）を形成する。次いで、SiO2
（８）を選択成長用マスクとして減圧MOCVD法を用いた
選択成長（応用物理学会結晶工学分科会、第２回結晶工
学シンポジウム講演集p11（1985））によりSiO2マスク
のある部分を除きｎ−GaAs（10）で埋め込む。次にSiO2
マスクを除去後ｐ型電極（11）及びｎ型電極（12）を形
成して完成する。ところで、この構造のレーザは図2bに
示したストライプ状のメサの幅及びｐ−InGaAlPクラッ
ド層の厚さｈによって特性は大きく変化してしまうた
め、このメサの幅及び厚さｈを精度良く制御すること
は、プロセス上重要なこととなっている。また選択成長
の際ｎ−GaAs層を結晶性良く成長させることはｎ−GaAs
層を通って流れる無効電流を抑えストライプ状のメサ部
のみに電流を効率良く流す為にも、またマウントした際
に表面からの熱を効率良く逃がす為にも重要なこととな
っている。ところが従来の製法ではｐ−InGaAlPクラッ
ド層の厚さｈの制御はエッチングの時間で行っていたた
めにその制御は非常に困難であった。厚さｈのの制御を
時間で行なう場合ウエハーの場所によっては既に所望の
厚みｈが得られているにもかかわらず他の場所ではまだ
所望の厚みに達していないことがあった。またｐ−InGa
AlPクラッド層をエッチングしたのちこれを減圧MOCVD法
を用いた選択埋め込み成長でｎ−GaAsで埋め込む訳であ
るが、この時InGaAlPすなわちAlを含む層であるため酸
化が起こり、その上のｎ−GaAs（10）の成長がうまくい
かないという問題があった。
（発明が解決しようとする問題点） 以上、述べたようにストライプ幅及びｈを精度良く作
製することが必要であり、かつエッチング後のリッジ両
側の結晶表面上に良好なｎ−GaAs層を形成することが必
要であった。
製することが必要であり、かつエッチング後のリッジ両
側の結晶表面上に良好なｎ−GaAs層を形成することが必
要であった。
本発明は、これらの問題についてなされたものでスト
ライプ幅及びｈを精度良く、作製することが可能であ
り、かつエッチング後の表面に良好なｎ−GaAs層を形成
することが可能である優れた半導体レーザの製造方法を
提供するものである。
ライプ幅及びｈを精度良く、作製することが可能であ
り、かつエッチング後の表面に良好なｎ−GaAs層を形成
することが可能である優れた半導体レーザの製造方法を
提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 上記したストライプ幅及びｈを精度良くエッチングす
る手段として予めリッジを形成するｐ−InGaAlPクラッ
ド層の中間にInGaP層を設けInGaAlPとInGaPの選択エッ
チング液である熱硫酸でエッチングする。
る手段として予めリッジを形成するｐ−InGaAlPクラッ
ド層の中間にInGaP層を設けInGaAlPとInGaPの選択エッ
チング液である熱硫酸でエッチングする。
（作用） ｐ−InGaAlPクラッド層の中間にInGaP層を設けること
により所望のストライプ幅及びｈを得ることができ、か
つ結晶性の良好な再成長結晶を得ることができる。
により所望のストライプ幅及びｈを得ることができ、か
つ結晶性の良好な再成長結晶を得ることができる。
（実 施 例） 本発明による実施例を図1abcdを用いて以下具体的に
説明する。
説明する。
第１図（ｄ）は本発明の一実施例に係わる半導体レー
ザ装置の概略構造を第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）は上記レーザの製造工程を示す図である。まず第
１図（ａ）に示すようにｎ−GaAs半導体基板（１）上
に、ｎ−GaAsバッファー層（２）及びｎ−InGaPバッフ
ァー層（３）、ｎ−InGaAlPクラッド層（４）、InGaP活
性層（５）、第一のｐ−InGaAlPクラッド層（13）を成
長後、次いでエッチングストッパー及び成長容易層とし
てｐ−InGap（14）を約0.01μｍ、次いで所望の値すな
わちｈだけ第二のｐ−InGaAlPクラッド層（15）を、ｐ
−GaAsオーミックコンタクト層（６）を順次形成した、
次いでSiO2（８）をマスクにｐ−GaAsオーミックコンタ
クト層をSHエッチング液（硫酸８＋過酸化水素水１＋水
１の混合液）によりエッチングし、ストライプ状のメサ
を形成する。次いでInGaP及びGaAsとInGaAlPとの選択性
に優れた熱硫酸を用いてエッチングストッパー及び成長
容易層としてのｐ−InGaP層に達するまでエッチングを
行いストライプ状のメサを形成した。この時、熱硫酸は
InGaPをエッチングしないためInGaP層がウエハー全体に
渡って露出するまでエッチングを行うことができ所望の
ｈを得ることができた。次いで、このSiO2を選択成長用
マスクとして減圧MOCVD法を用いた選択成長によりSiO2
マスクのある部分を除きｎ−GaAs（10）で埋め込む。こ
の時InGaPはInGaAlPと異なりAlを含まないためエッチン
グ後大気に曝しても表面の酸化が少なくその上に再成長
をおこなっも問題がなく、この実施例でもその表面がIn
GaAlPである場合に比較して格段に結晶性の改善が見ら
れた。次にSiO2マスクを除去したのちｐ型電極（11）及
びｎ型電極（12）を形成して完成した。
ザ装置の概略構造を第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）は上記レーザの製造工程を示す図である。まず第
１図（ａ）に示すようにｎ−GaAs半導体基板（１）上
に、ｎ−GaAsバッファー層（２）及びｎ−InGaPバッフ
ァー層（３）、ｎ−InGaAlPクラッド層（４）、InGaP活
性層（５）、第一のｐ−InGaAlPクラッド層（13）を成
長後、次いでエッチングストッパー及び成長容易層とし
てｐ−InGap（14）を約0.01μｍ、次いで所望の値すな
わちｈだけ第二のｐ−InGaAlPクラッド層（15）を、ｐ
−GaAsオーミックコンタクト層（６）を順次形成した、
次いでSiO2（８）をマスクにｐ−GaAsオーミックコンタ
クト層をSHエッチング液（硫酸８＋過酸化水素水１＋水
１の混合液）によりエッチングし、ストライプ状のメサ
を形成する。次いでInGaP及びGaAsとInGaAlPとの選択性
に優れた熱硫酸を用いてエッチングストッパー及び成長
容易層としてのｐ−InGaP層に達するまでエッチングを
行いストライプ状のメサを形成した。この時、熱硫酸は
InGaPをエッチングしないためInGaP層がウエハー全体に
渡って露出するまでエッチングを行うことができ所望の
ｈを得ることができた。次いで、このSiO2を選択成長用
マスクとして減圧MOCVD法を用いた選択成長によりSiO2
マスクのある部分を除きｎ−GaAs（10）で埋め込む。こ
の時InGaPはInGaAlPと異なりAlを含まないためエッチン
グ後大気に曝しても表面の酸化が少なくその上に再成長
をおこなっも問題がなく、この実施例でもその表面がIn
GaAlPである場合に比較して格段に結晶性の改善が見ら
れた。次にSiO2マスクを除去したのちｐ型電極（11）及
びｎ型電極（12）を形成して完成した。
本実施例によればエッチングによるｈの均一性は格段
に向上しまた再成長後の表面状態及び結晶性が格段に向
上し特性の向上が見られた。また、エッチングストッパ
ー及び成長容易層としてのｐ−InGaP層は約0.01μｍと
薄くて良いためリッジ部にガイドされる光のモードには
何等影響することはなかった。
に向上しまた再成長後の表面状態及び結晶性が格段に向
上し特性の向上が見られた。また、エッチングストッパ
ー及び成長容易層としてのｐ−InGaP層は約0.01μｍと
薄くて良いためリッジ部にガイドされる光のモードには
何等影響することはなかった。
以上のように本発明によればｈの均一性は格段に向上
しまた再成長後の表面状態及び結晶性が格段に向上し特
性の向上が見られる。
しまた再成長後の表面状態及び結晶性が格段に向上し特
性の向上が見られる。
第１図は本発明によりリッジ埋め込み型レーザの構造及
び製造方法を示す図、第２図は従来例を示す図である。 １……GaAs基板 ２……ｎ−GaAsバッファー層 ３……ｎ−InGaPバッファー層 ４……ｎ−InGaAlPクラッド層 ５……InGaP活性層 ６……ｐ−InGaAlPクラッド層 ７……ｐ−GaAsオーミックコンタクト層 ８……SiO2マスク ９……ストライプ状メサ（リッジ） 10……ｎ−GaAs、11……ｐ型電極 12……ｎ型電極 13……第１のInGaAlPクラッド層 14……ストッパー及び成長容易層としてのInGaP層 15……第２のストッパー及び成長容易層としてのInGaP
層
び製造方法を示す図、第２図は従来例を示す図である。 １……GaAs基板 ２……ｎ−GaAsバッファー層 ３……ｎ−InGaPバッファー層 ４……ｎ−InGaAlPクラッド層 ５……InGaP活性層 ６……ｐ−InGaAlPクラッド層 ７……ｐ−GaAsオーミックコンタクト層 ８……SiO2マスク ９……ストライプ状メサ（リッジ） 10……ｎ−GaAs、11……ｐ型電極 12……ｎ型電極 13……第１のInGaAlPクラッド層 14……ストッパー及び成長容易層としてのInGaP層 15……第２のストッパー及び成長容易層としてのInGaP
層
フロントページの続き (72)発明者 山本 基幸 川崎市幸区小向東芝町１ 株式会社東芝 総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−200786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−17586（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−166586（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】第一導電型半導体基板上に、第一導電型の
InGaAlPクラッド層、活性層、第二導電型のInGaAlP又は
InAlPクラッド層、オーミックコンタクト層を順次形成
後、前記第二導電型のInGaAlP又はInAlPクラッド層の途
中まで選択エッチングを行い、凸状のストライプを形成
し、次いで凸状のストライプ部を除き電流阻止層を形成
してなる半導体レーザ装置の製造方法を於て、該クラッ
ド層の凸部の形成には熱硫酸を用いることを特徴とする
半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62009029A JP2525788B2 (ja) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62009029A JP2525788B2 (ja) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63178574A JPS63178574A (ja) | 1988-07-22 |
| JP2525788B2 true JP2525788B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=11709227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62009029A Expired - Fee Related JP2525788B2 (ja) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525788B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804714B2 (ja) * | 1988-09-29 | 1998-09-30 | 三洋電機株式会社 | 可視光半導体レーザ装置の製造方法 |
| JPH0682887B2 (ja) * | 1988-09-29 | 1994-10-19 | 三洋電機株式会社 | 可視光半導体レーザ装置及び化合物半導体結晶の成長方法 |
| US5264389A (en) * | 1988-09-29 | 1993-11-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor laser device |
| JPH02228089A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Omron Tateisi Electron Co | リッジ導波路型半導体レーザ |
| CA2028899C (en) * | 1989-10-31 | 1997-03-04 | Teturo Ijichi | Semiconductor laser elements and method for the production thereof |
| JPH07112093B2 (ja) * | 1990-01-12 | 1995-11-29 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP4938507B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2012-05-23 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザ素子、光ディスク装置 |
-
1987
- 1987-01-20 JP JP62009029A patent/JP2525788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63178574A (ja) | 1988-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |