JP2605478B2 - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JP2605478B2 JP2605478B2 JP2286517A JP28651790A JP2605478B2 JP 2605478 B2 JP2605478 B2 JP 2605478B2 JP 2286517 A JP2286517 A JP 2286517A JP 28651790 A JP28651790 A JP 28651790A JP 2605478 B2 JP2605478 B2 JP 2605478B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、量子井戸構造の活性層を有する半導体レ
ーザ装置の製造方法に関するものである。
ーザ装置の製造方法に関するものである。
第３図は従来のいわゆるリッジ型の半導体レーザ装置
を示す断面図であり、この図において、１はｎ型の（以
下、ｎ−と略す）GaAs基板（なお、以下ではGaAs基板は
単に基板という。他のものについても繰り返し用いる場
合には同様とする。）、２はこの基板１上に設けられた
ｎ−Al0.5Ga0.5As第１クラッド層、３は前記第１クラッ
ド層２上に設けられたｐ型（以下、ｐ−と略す）のAl
0.15Ga0.85As活性層、、４はこの活性層３上に設けられ
たストライプ状の凸部11を有するｐ−Al0.5Ga0.5As第２
クラッド層、５はこの第２クラッド層４のストライプ状
の凸部11上に設けられたｐ−GaAsコンタクト層、６は前
記第２クラッド層４のストライプ状の凸部11上面以外の
領域に設けられたSiO2絶縁膜、７はｐ側電極、８はｎ側
電極であり、9,10は電流経路を示す。
を示す断面図であり、この図において、１はｎ型の（以
下、ｎ−と略す）GaAs基板（なお、以下ではGaAs基板は
単に基板という。他のものについても繰り返し用いる場
合には同様とする。）、２はこの基板１上に設けられた
ｎ−Al0.5Ga0.5As第１クラッド層、３は前記第１クラッ
ド層２上に設けられたｐ型（以下、ｐ−と略す）のAl
0.15Ga0.85As活性層、、４はこの活性層３上に設けられ
たストライプ状の凸部11を有するｐ−Al0.5Ga0.5As第２
クラッド層、５はこの第２クラッド層４のストライプ状
の凸部11上に設けられたｐ−GaAsコンタクト層、６は前
記第２クラッド層４のストライプ状の凸部11上面以外の
領域に設けられたSiO2絶縁膜、７はｐ側電極、８はｎ側
電極であり、9,10は電流経路を示す。
次に、動作について説明する。
ｐ側電極７とｎ側電極８の間に、ｐ側電極７が正とな
るようなバイアスを印加する。両電極7,8間にSiO2絶縁
膜６が存在する領域には電流は流れず、第２クラッド層
４に形成されたストライプ状の凸部11を通ってのみ電流
が流れる。その電流経路は、図中９および10で示してあ
る。電流が流れることにより、活性層３に注入されたキ
ャリアは再結合して光を輻射する。注入するキャリアを
増していくと誘導輻射が始まり、レーザ発振に至る。レ
ーザ光は装置の上下方向では活性層３と第１クラッド層
２および第２クラッド層４の間の実屈折率差により閉じ
込められる。また、装置の横方向においては、注入キャ
リアの空間的分布による利得分布により閉じ込められ
る。この利得分布はストライプ状の凸部11下部で利得が
大きく、そこから離れるに従って急激に小さくなるよう
に分布している。
るようなバイアスを印加する。両電極7,8間にSiO2絶縁
膜６が存在する領域には電流は流れず、第２クラッド層
４に形成されたストライプ状の凸部11を通ってのみ電流
が流れる。その電流経路は、図中９および10で示してあ
る。電流が流れることにより、活性層３に注入されたキ
ャリアは再結合して光を輻射する。注入するキャリアを
増していくと誘導輻射が始まり、レーザ発振に至る。レ
ーザ光は装置の上下方向では活性層３と第１クラッド層
２および第２クラッド層４の間の実屈折率差により閉じ
込められる。また、装置の横方向においては、注入キャ
リアの空間的分布による利得分布により閉じ込められ
る。この利得分布はストライプ状の凸部11下部で利得が
大きく、そこから離れるに従って急激に小さくなるよう
に分布している。
従来の半導体レーザ装置は以上のように構成されてい
るので、注入された電流のうちレーザ発振に寄与する電
流は、第３図中の電流経路９をたどるもののみであり、
電流経路10をたどる電流は無効電流となる。例えば、第
２クラッド層４の抵抗率を0.05Ωcm,ストライプ状の凸
部11以外の厚さを0.25μm,ストライプ状の凸部11の幅を
3.5μm,共振器長を400μｍとして発振に必要な全電流を
50mAとすると、そのうち無効電流は約20mAとなる。実に
40％もの無効電流が存在する。
るので、注入された電流のうちレーザ発振に寄与する電
流は、第３図中の電流経路９をたどるもののみであり、
電流経路10をたどる電流は無効電流となる。例えば、第
２クラッド層４の抵抗率を0.05Ωcm,ストライプ状の凸
部11以外の厚さを0.25μm,ストライプ状の凸部11の幅を
3.5μm,共振器長を400μｍとして発振に必要な全電流を
50mAとすると、そのうち無効電流は約20mAとなる。実に
40％もの無効電流が存在する。
また、上記無効電流をなくすために、第４図に示すよ
うな活性層３をストライプ状の凸部11内に形成した半導
体レーザ装置も提案されているが、この構造において
は、レーザ光が半導体−絶縁膜の界面にも存在するた
め、そこで、発熱が生じ、装置の信頼性が悪いという問
題点があった。
うな活性層３をストライプ状の凸部11内に形成した半導
体レーザ装置も提案されているが、この構造において
は、レーザ光が半導体−絶縁膜の界面にも存在するた
め、そこで、発熱が生じ、装置の信頼性が悪いという問
題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、信頼性の高い半導体レーザ装置を簡便に
製造しうる半導体レーザ装置の製造方法を得ることを目
的とする。
されたもので、信頼性の高い半導体レーザ装置を簡便に
製造しうる半導体レーザ装置の製造方法を得ることを目
的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、コン
タクト層上に形成されたシリコン窒化膜をエッチングマ
スクとして第１クラッド層のなかばまでエッチングを施
し、その後、ウエハ全面にシリコン酸化膜を形成して熱
処理することにより、シリコン酸化膜に接した量子井戸
構造よりなる活性層を無秩序化するものである。
タクト層上に形成されたシリコン窒化膜をエッチングマ
スクとして第１クラッド層のなかばまでエッチングを施
し、その後、ウエハ全面にシリコン酸化膜を形成して熱
処理することにより、シリコン酸化膜に接した量子井戸
構造よりなる活性層を無秩序化するものである。
この発明におけるシリコン酸化膜は、熱処理によりGa
空格子点を結晶内に誘起して、量子井戸構造を無秩序化
する。
空格子点を結晶内に誘起して、量子井戸構造を無秩序化
する。
〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の半導体レーザ装置の製造方法によ
って得られた半導体レーザ装置の断面を示す図であり、
この図において、１はｎ−GaAs基板、２はこの基板１上
に設けられたストライプ状の凸部11を有するｎ−Al0.5G
a0.5As第１クラッド層、３はこの第１クラッド層２のス
トライプ状の凸部11内に設けられた量子井戸構造を有す
るｐ−Al0.15Ga0.85As活性層であり、側面部近傍は無秩
序化、すなわち混晶化された領域（以下、無秩序化領域
という）12となっている。４は前記量子井戸構造を有す
る活性層３上に設けられたｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッ
ド層、５はこの第２クラッド層４上に設けられたｐ−Ga
Asコンタクト層、６はこのコンタクト層５上部を除いた
ウエハ全面に設けられたSiO2絶縁膜、７はｐ側電極、８
はｎ側電極であり、９は電流経路を示している。
って得られた半導体レーザ装置の断面を示す図であり、
この図において、１はｎ−GaAs基板、２はこの基板１上
に設けられたストライプ状の凸部11を有するｎ−Al0.5G
a0.5As第１クラッド層、３はこの第１クラッド層２のス
トライプ状の凸部11内に設けられた量子井戸構造を有す
るｐ−Al0.15Ga0.85As活性層であり、側面部近傍は無秩
序化、すなわち混晶化された領域（以下、無秩序化領域
という）12となっている。４は前記量子井戸構造を有す
る活性層３上に設けられたｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッ
ド層、５はこの第２クラッド層４上に設けられたｐ−Ga
Asコンタクト層、６はこのコンタクト層５上部を除いた
ウエハ全面に設けられたSiO2絶縁膜、７はｐ側電極、８
はｎ側電極であり、９は電流経路を示している。
次に、動作について説明する。
ｐ側電極７とｎ側電極８の間にｐ側電極７が正となる
ようにバイアスを印加する。電流は両電極7,8間にSiO2
絶縁膜６が介在する領域には流れず、ストライプ状の凸
部11にのみ選択的に流れる。また、このストライプ状の
凸部11内においても、活性層３の側面部近傍の無秩序化
領域12におけるpn接合の拡散電位は無秩序化されていな
い領域のそれよりも大きいために、無秩序化領域12には
電流は流れない。９は電流が流れる電流経路を示す。電
流が流れることにより、活性層３に注入されたキャリア
は再結合して光を輻射する。注入電流レベルを増加させ
ていくと、誘導輻射がはじまり、レーザ発振にいたる。
レーザ光は装置の上下方向では活性層３と第１クラッド
層２および第２クラッド層４の間の実屈折率差により閉
じ込められる。また、装置の横方向においては、活性層
３のうち無秩序化されていない領域の屈折率が無秩序化
領域12のそれよりも大きいことにより、無秩序化されて
いない領域内あるいはその近傍に閉じ込められる。した
がって、電流が選択的に注入される領域と、レーザ光が
閉じ込められる領域とはほぼ一致する。また、レーザ光
は半導体−絶縁体の界面、すなわち、無秩序化領域12と
SiO2絶縁膜６の界面には存在せずに、そこでの発熱も生
じない。
ようにバイアスを印加する。電流は両電極7,8間にSiO2
絶縁膜６が介在する領域には流れず、ストライプ状の凸
部11にのみ選択的に流れる。また、このストライプ状の
凸部11内においても、活性層３の側面部近傍の無秩序化
領域12におけるpn接合の拡散電位は無秩序化されていな
い領域のそれよりも大きいために、無秩序化領域12には
電流は流れない。９は電流が流れる電流経路を示す。電
流が流れることにより、活性層３に注入されたキャリア
は再結合して光を輻射する。注入電流レベルを増加させ
ていくと、誘導輻射がはじまり、レーザ発振にいたる。
レーザ光は装置の上下方向では活性層３と第１クラッド
層２および第２クラッド層４の間の実屈折率差により閉
じ込められる。また、装置の横方向においては、活性層
３のうち無秩序化されていない領域の屈折率が無秩序化
領域12のそれよりも大きいことにより、無秩序化されて
いない領域内あるいはその近傍に閉じ込められる。した
がって、電流が選択的に注入される領域と、レーザ光が
閉じ込められる領域とはほぼ一致する。また、レーザ光
は半導体−絶縁体の界面、すなわち、無秩序化領域12と
SiO2絶縁膜６の界面には存在せずに、そこでの発熱も生
じない。
次に、この発明の半導体レーザ装置の製造方法を第２
図（ａ）〜（ｅ）について説明する。第２図において、
13はストライプ状のシリコン窒化膜であり、その他は第
１図と同じものである。
図（ａ）〜（ｅ）について説明する。第２図において、
13はストライプ状のシリコン窒化膜であり、その他は第
１図と同じものである。
まず、基板１上に第１クラッド層2,量子井戸構造を有
する活性層3,第２クラッド層4,およびコンタクト層５を
順次エピタキシャル成長する（第２図（ａ））。次に、
コンタクト層５上にストライプ状のシリコン窒化膜13を
形成する（第２図（ｂ））。このシリコン窒化膜13をエ
ッチングマスクとして第１クラッド層２のなかばまでエ
ッチングすることによりストライプ状の凸部11を形成す
る（第２図（ｃ））。次に、電子ビーム蒸着装置などに
よりウエハ全面にSiO2絶縁膜６を形成する（第２図
（ｄ））。次に、熱処理することにより、SiO2絶縁膜６
に接した結晶中にGaの空格子点を誘起する。量子井戸構
造を有する活性層３中に誘起されたGaの空格子点は量子
井戸構造を無秩序化する。すなわち、無秩序化領域12が
形成される（第２図（ｅ））。次に、シリコン窒化膜13
を用いてストライプ状の凸部11上に形成されているSiO2
絶縁膜６をリフトオフし、ｐ側電極７およびｎ側電極８
を形成して第１図に示す半導体レーザ装置を得る。
する活性層3,第２クラッド層4,およびコンタクト層５を
順次エピタキシャル成長する（第２図（ａ））。次に、
コンタクト層５上にストライプ状のシリコン窒化膜13を
形成する（第２図（ｂ））。このシリコン窒化膜13をエ
ッチングマスクとして第１クラッド層２のなかばまでエ
ッチングすることによりストライプ状の凸部11を形成す
る（第２図（ｃ））。次に、電子ビーム蒸着装置などに
よりウエハ全面にSiO2絶縁膜６を形成する（第２図
（ｄ））。次に、熱処理することにより、SiO2絶縁膜６
に接した結晶中にGaの空格子点を誘起する。量子井戸構
造を有する活性層３中に誘起されたGaの空格子点は量子
井戸構造を無秩序化する。すなわち、無秩序化領域12が
形成される（第２図（ｅ））。次に、シリコン窒化膜13
を用いてストライプ状の凸部11上に形成されているSiO2
絶縁膜６をリフトオフし、ｐ側電極７およびｎ側電極８
を形成して第１図に示す半導体レーザ装置を得る。
以上説明したように、この発明によれば、コンタクト
層上に形成されたストライプ状のシリコン窒化膜をエッ
チングマスクとして第１クラッド層のなかばまでエッチ
ングを施し、その後、ウエハ全面にシリコン酸化膜を形
成して熱処理することにより、シリコン酸化膜に接した
量子井戸構造よりなる活性層を無秩序化するので、高信
頼性の半導体レーザ装置を簡便に製造することができる
効果がある。
層上に形成されたストライプ状のシリコン窒化膜をエッ
チングマスクとして第１クラッド層のなかばまでエッチ
ングを施し、その後、ウエハ全面にシリコン酸化膜を形
成して熱処理することにより、シリコン酸化膜に接した
量子井戸構造よりなる活性層を無秩序化するので、高信
頼性の半導体レーザ装置を簡便に製造することができる
効果がある。
第１図はこの発明の半導体レーザ装置の製造方法により
得られた半導体レーザ装置を示す断面図、第２図はこの
発明の一実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示
す工程断面図、第３図および第４図は従来の半導体レー
ザ装置を示す断面図である。 図において、１はｎ−GaAs基板、２はｎ−Al0.5Ga0.5As
第１クラッド層、３はｐ−Al0.15Ga0.85As活性層、４は
ｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層、５はｐ−GaAsコンタ
クト層、６はSiO2絶縁膜、12は無秩序化領域、13はスト
ライプ状のシリコン窒化膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
得られた半導体レーザ装置を示す断面図、第２図はこの
発明の一実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示
す工程断面図、第３図および第４図は従来の半導体レー
ザ装置を示す断面図である。 図において、１はｎ−GaAs基板、２はｎ−Al0.5Ga0.5As
第１クラッド層、３はｐ−Al0.15Ga0.85As活性層、４は
ｐ−Al0.5Ga0.5As第２クラッド層、５はｐ−GaAsコンタ
クト層、６はSiO2絶縁膜、12は無秩序化領域、13はスト
ライプ状のシリコン窒化膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】第１の導電型の半導体基板上に、第１の導
電型の第１クラッド層，量子井戸構造よりなる活性層，
第２の導電型の第２クラッド層，第２の導電型のコンタ
クト層を順次エピタキシャル成長する工程と、前記コン
タクト層上にストライプ状のシリコン窒化膜をエッチン
グマスクとして前記第１クラッド層のなかばまでエッチ
ングする工程と、このエッチングの終了したウエハ全面
にシリコン酸化膜を形成する工程と、このシリコン酸化
膜が全面に形成されたウエハを熱処理することにより、
前記シリコン酸化膜に接した量子井戸構造よりなる活性
層を無秩序化する工程とを有す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 |
|---|---|---|---|
| JP2286517A JP2605478B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286517A JP2605478B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04159789A JPH04159789A (ja) | 1992-06-02 |
| JP2605478B2 true JP2605478B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17705435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2286517A Expired - Lifetime JP2605478B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605478B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63153878A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-27 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
| JPS63153877A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-27 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
| JPH02159785A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-19 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
-
1990
- 1990-10-23 JP JP2286517A patent/JP2605478B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04159789A (ja) | 1992-06-02 |
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