JP2687495B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JP2687495B2 JP2687495B2 JP27365088A JP27365088A JP2687495B2 JP 2687495 B2 JP2687495 B2 JP 2687495B2 JP 27365088 A JP27365088 A JP 27365088A JP 27365088 A JP27365088 A JP 27365088A JP 2687495 B2 JP2687495 B2 JP 2687495B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザ端面（レーザ共振器面）におい
て活性層をもたない、いわゆるウィンドウ構造半導体レ
ーザの製造法に関するものである。
て活性層をもたない、いわゆるウィンドウ構造半導体レ
ーザの製造法に関するものである。
従来のファブリ・ペロー型レーザでは光の出射する端
面まで活性層が存在するため端面近傍において、表面再
結合と光出力が強いことによりキャリアが失われる。こ
のため端面近傍の活性層ではキャリアの反転分布が少な
いか反転に至らない。そこで半導体レーザを高出力動作
させる場合、活性層の端面近傍では強い光吸収が起こ
り、それによる温度上昇によりバンド幅が狭くなり更に
光吸収が強く起こるという悪循環により端面（レーザ共
振器面）が破壊される。
面まで活性層が存在するため端面近傍において、表面再
結合と光出力が強いことによりキャリアが失われる。こ
のため端面近傍の活性層ではキャリアの反転分布が少な
いか反転に至らない。そこで半導体レーザを高出力動作
させる場合、活性層の端面近傍では強い光吸収が起こ
り、それによる温度上昇によりバンド幅が狭くなり更に
光吸収が強く起こるという悪循環により端面（レーザ共
振器面）が破壊される。
一方、この端面破壊を避けるために、所謂ウィンドウ
構造の半導体レーザが作製されている。代表的なものと
して端面近傍の活性層をエッチングにより取り除いた
後、埋め込み成長を行うことにより、端面での活性層に
よる光吸収を除去した高出力動作を可能にするものであ
り、特に端面破壊の影響の大きいAlGaAs系の半導体レー
ザに用いられる。
構造の半導体レーザが作製されている。代表的なものと
して端面近傍の活性層をエッチングにより取り除いた
後、埋め込み成長を行うことにより、端面での活性層に
よる光吸収を除去した高出力動作を可能にするものであ
り、特に端面破壊の影響の大きいAlGaAs系の半導体レー
ザに用いられる。
以上述べた構造においては高出力動作は可能になるも
のの、活性層を取り除いた後に埋め込みのための結晶成
長を行う必要があり、通常のレーザ作製に比べて結晶成
長の回数が１回余分に必要となり、生産性が劣る。
のの、活性層を取り除いた後に埋め込みのための結晶成
長を行う必要があり、通常のレーザ作製に比べて結晶成
長の回数が１回余分に必要となり、生産性が劣る。
本発明の目的は、従来２回の結晶成長を必要としたウ
ィンドウ構造を１回の結晶成長で作製する方法を提供す
ることにある。
ィンドウ構造を１回の結晶成長で作製する方法を提供す
ることにある。
本発明の製造方法は、（100）面あるいは（100）面か
ら数度傾いた結晶面を表面とするGaAs基板に、メサ幅が
周期的に変化するストライプ状のメサ構造を形成する工
程と、前記メサが形成された基板上にAlXGa1-XAsでなる
第１のクラッド層，第２のクラッド層，活性層，第３の
クラッド層，およびキャップ層をこの順に有機金属気相
成長法により積層する工程と、前記ストライプ状のメサ
に垂直なレーザ共振器面をメサ幅が狭い部分において形
成する工程とを含み、かつ前記有機金属気相成長により
積層を行なう工程においてメサ幅の狭いストライプ状の
メサ上部では第２のクラッド層積層終了までに（100）
面を消失せしめ、幅が狭いメサ上部では活性層をもたな
いように積層することを特徴とする構成になっている。
ら数度傾いた結晶面を表面とするGaAs基板に、メサ幅が
周期的に変化するストライプ状のメサ構造を形成する工
程と、前記メサが形成された基板上にAlXGa1-XAsでなる
第１のクラッド層，第２のクラッド層，活性層，第３の
クラッド層，およびキャップ層をこの順に有機金属気相
成長法により積層する工程と、前記ストライプ状のメサ
に垂直なレーザ共振器面をメサ幅が狭い部分において形
成する工程とを含み、かつ前記有機金属気相成長により
積層を行なう工程においてメサ幅の狭いストライプ状の
メサ上部では第２のクラッド層積層終了までに（100）
面を消失せしめ、幅が狭いメサ上部では活性層をもたな
いように積層することを特徴とする構成になっている。
本発明においては、有機金属気相成長法によりAlGaAs
（111）Ｂ面への結晶成長が起こりにくいことを利用し
ており、第２図に示すように〔110〕方向に伸びるスト
ライプ状のメサ40上への結晶成長は（111）Ｂ面への成
長が起こりにくいことにより、メサ上部（100）面の幅
が段々狭くなり、ついには（100）面が消失してメサ上
の結晶成長が停止する。はじめに幅が狭かったメサ上で
は幅の広いメサより結晶成長が早く終わるので、幅の狭
いメサ上への成長が停止した後に活性層１を成長させる
ことにより、幅の広いメサ上には活性層が成長する一
方、幅の狭いメサ上には活性層が成長せず、この領域を
レーザの端面にすることによりウィンドウ構造レーザが
得られる。
（111）Ｂ面への結晶成長が起こりにくいことを利用し
ており、第２図に示すように〔110〕方向に伸びるスト
ライプ状のメサ40上への結晶成長は（111）Ｂ面への成
長が起こりにくいことにより、メサ上部（100）面の幅
が段々狭くなり、ついには（100）面が消失してメサ上
の結晶成長が停止する。はじめに幅が狭かったメサ上で
は幅の広いメサより結晶成長が早く終わるので、幅の狭
いメサ上への成長が停止した後に活性層１を成長させる
ことにより、幅の広いメサ上には活性層が成長する一
方、幅の狭いメサ上には活性層が成長せず、この領域を
レーザの端面にすることによりウィンドウ構造レーザが
得られる。
第１図はこの発明のよる製造方法の一実施例を説明す
るための工程を示す半導体レーザの要部断面図であり、
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はレーザ端面における断面
図，（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）はレーザ中央部における
断面図である。GaAs基板10の表面全体を絶縁膜で被覆
し、フォトリソグラフィ技術により〔110〕方向に伸び
るストライプ部を残してその他の部分を除去してストラ
イプ状の絶縁膜30を形成する（第１図（ａ），
（ｅ））。このストライプの幅を５μｍとし、300μｍ
おきに幅が２μｍになる領域を長さ10μｍほど設ける。
アンモニア系のエッチング液により基板10を0.6μｍの
深さエッチングしてストライプ状のメサ40を形成する
（第１図（ｂ），（ｆ））。絶縁膜取り除いた後、有機
金属気相成長法によりｎ型バッファ層５を0.2μm,n型Al
0.7Ga0.3Asクラッド層２を１μm,n型Al0.3Ga0.7Asクラ
ッド層３を0.3μm,Al0.15Ga0.85As活性層１を0.1μm,P
型Al0.7Ga0.3Asクラッド層４を0.8μｍ、Ｐ型GaAs層６
を1.1μｍ、ｎ型GaAs層７を1.5μｍ積層する（第１図
（ｃ），（ｇ））。このとき、第１図（ｃ），（ｇ）に
示すように、幅の狭いメサ上の成長はｎ型Al0.3Ga0.7As
クラッド層３の成長中に終止する。一方、幅の広いメサ
上の成長はｎ型GaAs層の成長中に終止する。この後、幅
の狭いメサも幅の広いメサも、メサの下から成長してき
た層により埋め込まれ、成長層の厚さは同程度となる。
次に成長層の表面を絶縁膜で被覆し、幅の広いメサの上
に開口部を形成した後、Znを拡散して、Zn拡散領域20を
表面から深さ１μｍ程の深さまで形成してｎ型GaAsをＰ
型に反転させる。この後、絶縁膜を除去し、TiとPTとAu
でなる電極50を形成した。半導体基板10側にも電極50を
形成した。メサ幅の狭い領域を端面にするようにへき開
して半導体レーザを得る（第１図（ｄ），（ｈ））。
るための工程を示す半導体レーザの要部断面図であり、
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はレーザ端面における断面
図，（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）はレーザ中央部における
断面図である。GaAs基板10の表面全体を絶縁膜で被覆
し、フォトリソグラフィ技術により〔110〕方向に伸び
るストライプ部を残してその他の部分を除去してストラ
イプ状の絶縁膜30を形成する（第１図（ａ），
（ｅ））。このストライプの幅を５μｍとし、300μｍ
おきに幅が２μｍになる領域を長さ10μｍほど設ける。
アンモニア系のエッチング液により基板10を0.6μｍの
深さエッチングしてストライプ状のメサ40を形成する
（第１図（ｂ），（ｆ））。絶縁膜取り除いた後、有機
金属気相成長法によりｎ型バッファ層５を0.2μm,n型Al
0.7Ga0.3Asクラッド層２を１μm,n型Al0.3Ga0.7Asクラ
ッド層３を0.3μm,Al0.15Ga0.85As活性層１を0.1μm,P
型Al0.7Ga0.3Asクラッド層４を0.8μｍ、Ｐ型GaAs層６
を1.1μｍ、ｎ型GaAs層７を1.5μｍ積層する（第１図
（ｃ），（ｇ））。このとき、第１図（ｃ），（ｇ）に
示すように、幅の狭いメサ上の成長はｎ型Al0.3Ga0.7As
クラッド層３の成長中に終止する。一方、幅の広いメサ
上の成長はｎ型GaAs層の成長中に終止する。この後、幅
の狭いメサも幅の広いメサも、メサの下から成長してき
た層により埋め込まれ、成長層の厚さは同程度となる。
次に成長層の表面を絶縁膜で被覆し、幅の広いメサの上
に開口部を形成した後、Znを拡散して、Zn拡散領域20を
表面から深さ１μｍ程の深さまで形成してｎ型GaAsをＰ
型に反転させる。この後、絶縁膜を除去し、TiとPTとAu
でなる電極50を形成した。半導体基板10側にも電極50を
形成した。メサ幅の狭い領域を端面にするようにへき開
して半導体レーザを得る（第１図（ｄ），（ｈ））。
以上詳述したように、この発明の方法によればウィン
ドウ構造の半導体レーザを１回の結晶成長で作製するこ
とができる。また通常２回以上の結晶成長を必要とする
場合も、結晶成長回数を増やすことなくウィンドウ構造
化が可能で、生産性の向上が計れる。
ドウ構造の半導体レーザを１回の結晶成長で作製するこ
とができる。また通常２回以上の結晶成長を必要とする
場合も、結晶成長回数を増やすことなくウィンドウ構造
化が可能で、生産性の向上が計れる。
第１図は本発明の半導体レーザの製造工程を示す、半導
体レーザの断面図。第２図は、本発明の半導体レーザの
特徴である端面近傍で活性層を除去したことを示す図で
ある。 １は活性層、2,3,4はクラッド層、５はバッファ層、６
はキャップ層、７はブロック層、10は半導体基板、20は
Zn拡散領域、30は絶縁膜、40はメサ、50は電極。
体レーザの断面図。第２図は、本発明の半導体レーザの
特徴である端面近傍で活性層を除去したことを示す図で
ある。 １は活性層、2,3,4はクラッド層、５はバッファ層、６
はキャップ層、７はブロック層、10は半導体基板、20は
Zn拡散領域、30は絶縁膜、40はメサ、50は電極。
Claims (1)
- 【請求項１】（100）面あるいは（100）面から数度傾い
た結晶面を表面とするGaAs基板に、レーザ端面近傍で幅
が狭くなっているストライプ状メサ構造を形成する工程
と、前記メサが形成された基板上にAlGaAsでなる第１の
クラッド層、第２のクラッド層、活性層、第３のクラッ
ド層、およびキャップ層をこの順に有機金属気相成長法
により積層する工程と、前記ストライプ状のメサに垂直
なレーザ共振器面をメサ幅が狭い部分において形成する
工程とを含み、かつ前記有機金属気相成長により積層を
行う工程においてメサ幅の狭いストライプ状のメサ上部
では第２のクラッド層積層終了までに（100）面を消失
せしめ、幅が狭いメサ上部では活性層を持たないように
積層することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27365088A JP2687495B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27365088A JP2687495B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119285A JPH02119285A (ja) | 1990-05-07 |
| JP2687495B2 true JP2687495B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=17530641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27365088A Expired - Lifetime JP2687495B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687495B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2799372B2 (ja) * | 1991-03-28 | 1998-09-17 | 光技術研究開発株式会社 | 量子細線レーザ及びその製造方法 |
| JP2814906B2 (ja) * | 1993-01-07 | 1998-10-27 | 日本電気株式会社 | 光半導体素子およびその製造方法 |
| US6445723B1 (en) | 1998-05-18 | 2002-09-03 | Jds Uniphase Corporation | Laser source with submicron aperture |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP27365088A patent/JP2687495B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02119285A (ja) | 1990-05-07 |
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