JP2706316B2 - 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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- JP2706316B2 JP2706316B2 JP1127087A JP12708789A JP2706316B2 JP 2706316 B2 JP2706316 B2 JP 2706316B2 JP 1127087 A JP1127087 A JP 1127087A JP 12708789 A JP12708789 A JP 12708789A JP 2706316 B2 JP2706316 B2 JP 2706316B2
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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、半導体レーザ装置の製造方法に関するも
のである。
のである。
近年、AlGaAs系可視半導体レーザ装置は、コンパクト
ディスクやレーザディスクなどの光学ディスクに対する
記録・再生用の光源などとして急速に需要が拡大してき
ている。このような要求を満たすべく、各種の構造を有
する半導体レーザ装置が研究・開発され実用化されてき
ている。
ディスクやレーザディスクなどの光学ディスクに対する
記録・再生用の光源などとして急速に需要が拡大してき
ている。このような要求を満たすべく、各種の構造を有
する半導体レーザ装置が研究・開発され実用化されてき
ている。
半導体レーザ装置では、発振効率の向上などの観点か
ら、注入電流の拡がりを抑制して電流が注入される活性
領域を制限する必要があり、前記活性領域をストライプ
状に制限したストライプ構造のものが従来より用いられ
ている。前記ストライプ構造には種々のものが提案され
ており、それらの中で結晶の内部に電流狭窄のためのス
トライプを設けた内部ストライプ構造の半導体レーザ装
置では、活性領域の極近傍で電流狭窄を行うので電流の
拡がりを充分に抑えることができ、したがって低閾値電
流でのレーザ発振を実現することが可能である。
ら、注入電流の拡がりを抑制して電流が注入される活性
領域を制限する必要があり、前記活性領域をストライプ
状に制限したストライプ構造のものが従来より用いられ
ている。前記ストライプ構造には種々のものが提案され
ており、それらの中で結晶の内部に電流狭窄のためのス
トライプを設けた内部ストライプ構造の半導体レーザ装
置では、活性領域の極近傍で電流狭窄を行うので電流の
拡がりを充分に抑えることができ、したがって低閾値電
流でのレーザ発振を実現することが可能である。
第２図には、上述のような内部ストライプ構造を有す
る半導体レーザ装置の構造が示されている。この半導体
レーザ装置は、ｎ−GaAs基板１表面に順に、ｎ−GaAsバ
ッファ層２、ｎ−AlyGa1-yAsクラッド層３、AlxGa1-xAs
活性層４、ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５、ｎ−GaAs電流
ブロッキング層７、およびｐ−GaAsキャップ層８が積層
されて構成されている。９はｐ型オーミック電極であ
り、10はｎ型オーミック電極である。
る半導体レーザ装置の構造が示されている。この半導体
レーザ装置は、ｎ−GaAs基板１表面に順に、ｎ−GaAsバ
ッファ層２、ｎ−AlyGa1-yAsクラッド層３、AlxGa1-xAs
活性層４、ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５、ｎ−GaAs電流
ブロッキング層７、およびｐ−GaAsキャップ層８が積層
されて構成されている。９はｐ型オーミック電極であ
り、10はｎ型オーミック電極である。
次にこの半導体レーザ装置の製造方法を説明する。先
ずｎ−GaAs基板１表面に順に、ｎ−GaAsバッファ層２、
ｎ−AlyGa1-yAsクラッド層３、AlxGa1-xAs活性層４、お
よびｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５を結晶成長させた後、
このｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５をメサ形状にエッチン
グする。次に、ｎ−GaAs電流ブロッキング層７を結晶成
長させた後、大気中に取り出してｎ−GaAs電流ブロッキ
ング層７をストライプ状に化学エッチングして、第２図
の紙面に垂直な方向に延びるストライプ部11を形成し
て、このストライプ部11でｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５
を露出させる。
ずｎ−GaAs基板１表面に順に、ｎ−GaAsバッファ層２、
ｎ−AlyGa1-yAsクラッド層３、AlxGa1-xAs活性層４、お
よびｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５を結晶成長させた後、
このｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５をメサ形状にエッチン
グする。次に、ｎ−GaAs電流ブロッキング層７を結晶成
長させた後、大気中に取り出してｎ−GaAs電流ブロッキ
ング層７をストライプ状に化学エッチングして、第２図
の紙面に垂直な方向に延びるストライプ部11を形成し
て、このストライプ部11でｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５
を露出させる。
化学エッチング後、水洗および乾燥を行い、この後に
ｐ−GaAsキャップ層８を成長させ、最後にオーミック電
極9,10を形成する。
ｐ−GaAsキャップ層８を成長させ、最後にオーミック電
極9,10を形成する。
このようにして作製された半導体レーザ装置では、ス
トライプ部11以外の部分では、ｐ−GaAsキャップ層８、
ｎ−GaAs電流ブロッキング層７、ｐ−AlyGa1-yAsクラッ
ド層５の順でｐ−ｎ−ｐ接合が形成されているため電流
がほとんど流れず、ストライプ部11直下の領域のみに効
率良く電流が注入され、このようにしてストライプ部11
近傍の活性領域に集中的にキャリヤが注入されるので、
低閾値電流でのレーザ発振が可能となる。
トライプ部11以外の部分では、ｐ−GaAsキャップ層８、
ｎ−GaAs電流ブロッキング層７、ｐ−AlyGa1-yAsクラッ
ド層５の順でｐ−ｎ−ｐ接合が形成されているため電流
がほとんど流れず、ストライプ部11直下の領域のみに効
率良く電流が注入され、このようにしてストライプ部11
近傍の活性領域に集中的にキャリヤが注入されるので、
低閾値電流でのレーザ発振が可能となる。
上述のような半導体レーザ装置の製造方法において
は、ｎ−GaAs電流ブロッキング層７に化学エッチングを
施してストライプ部11を形成した直後にはｐ−AlyGa1-y
Asクラッド層５が露出している。しかしながらこのｐ−
AlyGa1-yAsクラッド層５は化学的に非常に活性であるた
め、このストライプ部11から露出するｐ−AlyGa1-yAsク
ラッド層５表面には、ｐ−GaAsキャップ層８の形成前
に、大気中の酸素との反応により酸化膜が形成されてし
まう。このためこの酸化膜上に成長させられるｐ−GaAs
キャップ層８などは、その結晶性が著しく悪化し、さら
にｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５とｐ−GaAsキャップ層８
との界面に高抵抗層が形成されることになり、半導体レ
ーザ装置の直列抵抗が著しく大きくなるという問題があ
った。
は、ｎ−GaAs電流ブロッキング層７に化学エッチングを
施してストライプ部11を形成した直後にはｐ−AlyGa1-y
Asクラッド層５が露出している。しかしながらこのｐ−
AlyGa1-yAsクラッド層５は化学的に非常に活性であるた
め、このストライプ部11から露出するｐ−AlyGa1-yAsク
ラッド層５表面には、ｐ−GaAsキャップ層８の形成前
に、大気中の酸素との反応により酸化膜が形成されてし
まう。このためこの酸化膜上に成長させられるｐ−GaAs
キャップ層８などは、その結晶性が著しく悪化し、さら
にｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５とｐ−GaAsキャップ層８
との界面に高抵抗層が形成されることになり、半導体レ
ーザ装置の直列抵抗が著しく大きくなるという問題があ
った。
この発明の目的は、結晶性が改善されるとともに、直
列抵抗が低減される半導体装置の製造方法を提供するこ
とである。
列抵抗が低減される半導体装置の製造方法を提供するこ
とである。
この発明の半導体レーザ装置の製造方法は、アルミニ
ウムを含む第１の半導体層上に気相成長法により表面保
護層を形成し、前記表面保護層を含む第１の半導体層を
メサ形状に化学エッチングし、この化学エッチングによ
り露出した前記第１の半導体層上、およびこの第１の半
導体層上に残された前記表面保護層上に電流ブロッキン
グ層を形成し、前記表面保護層上の電流ブロッキング層
に溝状のストライプ部を形成し、前記電流ブロッキング
層上に前記表面保護層と同一の材料からなる第２の半導
体層を形成するものである。
ウムを含む第１の半導体層上に気相成長法により表面保
護層を形成し、前記表面保護層を含む第１の半導体層を
メサ形状に化学エッチングし、この化学エッチングによ
り露出した前記第１の半導体層上、およびこの第１の半
導体層上に残された前記表面保護層上に電流ブロッキン
グ層を形成し、前記表面保護層上の電流ブロッキング層
に溝状のストライプ部を形成し、前記電流ブロッキング
層上に前記表面保護層と同一の材料からなる第２の半導
体層を形成するものである。
この発明の構成によれば、Alを組成に含む活性な第１
の半導体層の形成の後に、この第１の半導体層の表面を
保護する表面保護層が連続して形成され、この状態で大
気中に取り出されるので、前記第１の半導体層表面に酸
化膜が形成されたりすることを防ぐことができる。しか
も、前記表面保護層は第１の半導体層上に形成すべき第
２の半導体層と同一材料からなり、この表面保護層表面
に酸化膜が形成されることはない。このため、前記表面
保護層上に形成されることになる第２の半導体層は良好
な結晶性を有することができ、さらに第１および第２の
半導体層間に高い抵抗値を有する酸化膜が介在すること
なはい。
の半導体層の形成の後に、この第１の半導体層の表面を
保護する表面保護層が連続して形成され、この状態で大
気中に取り出されるので、前記第１の半導体層表面に酸
化膜が形成されたりすることを防ぐことができる。しか
も、前記表面保護層は第１の半導体層上に形成すべき第
２の半導体層と同一材料からなり、この表面保護層表面
に酸化膜が形成されることはない。このため、前記表面
保護層上に形成されることになる第２の半導体層は良好
な結晶性を有することができ、さらに第１および第２の
半導体層間に高い抵抗値を有する酸化膜が介在すること
なはい。
第１図はこの発明の一実施例の半導体レーザ装置の製
造方法を説明するための断面図である。この第１図にお
いて、前述の第２図に示された各部と同等の部分には同
一の参照符号を付して示す。
造方法を説明するための断面図である。この第１図にお
いて、前述の第２図に示された各部と同等の部分には同
一の参照符号を付して示す。
以下、この実施例の半導体レーザ装置の製造方法につ
いて説明する。先ず第１図（１）に示すように、ｎ−Ga
As（100）基板１上に0.5μｍのｎ−GaAsバッファ層２、
1.0μｍのｎ−AlyGa1-yAsクラッド層３、0.08μｍのAlx
Ga1-xAs活性層４、第１の半導体層である1.0μｍのｐ−
AlyGa1-yAsクラッド層５、0.01μｍのｐ−GaAs表面保護
層６をMOCVD法により順次成長させる。
いて説明する。先ず第１図（１）に示すように、ｎ−Ga
As（100）基板１上に0.5μｍのｎ−GaAsバッファ層２、
1.0μｍのｎ−AlyGa1-yAsクラッド層３、0.08μｍのAlx
Ga1-xAs活性層４、第１の半導体層である1.0μｍのｐ−
AlyGa1-yAsクラッド層５、0.01μｍのｐ−GaAs表面保護
層６をMOCVD法により順次成長させる。
次に、半導体レーザ装置を大気中に取り出し、第１図
（２）に示すように、ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５およ
びｐ−GaAs表面保護層６を幅５μm,高さ0.8μｍのメサ
形状に化学エッチングする。このとき、化学エッチング
により露出したｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５の表面は酸
化されるが、この部分はレーザ発振に寄与する部分では
ないので、レーザ発振には何ら支障はない。
（２）に示すように、ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５およ
びｐ−GaAs表面保護層６を幅５μm,高さ0.8μｍのメサ
形状に化学エッチングする。このとき、化学エッチング
により露出したｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５の表面は酸
化されるが、この部分はレーザ発振に寄与する部分では
ないので、レーザ発振には何ら支障はない。
続いて第１図（３）に示すように、0.5μｍのｎ−GaA
s電流ブロッキング層７を結晶成長させる。
s電流ブロッキング層７を結晶成長させる。
次に第１図（４）に示すように、ｎ−GaAs電流ブロッ
キング層７のメサ形状部の上部のみを表面から0.45μｍ
だけ化学エッチングしてストライプ部11を形成する。
キング層７のメサ形状部の上部のみを表面から0.45μｍ
だけ化学エッチングしてストライプ部11を形成する。
最後に第１図（５）に示すように第２の半導体層であ
る0.5μｍのｐ−GaAsキャップ層８を結晶成長し、さら
にｐ型のオーミック電極９及びｎ型のオーミック電極10
を形成する。
る0.5μｍのｐ−GaAsキャップ層８を結晶成長し、さら
にｐ型のオーミック電極９及びｎ型のオーミック電極10
を形成する。
このような製造方法によれば、化学エッチングを施し
た直後（第１図（２））の基板表面において電流経路と
なるべきメサ形状部の上部は、ｐ−GaAsキャップ層８と
同一材料からなる薄いｐ−GaAs表面保護層６に覆われて
おり、したがってこの部分はほとんど酸化されない。し
たがってストライプ部11上に形成されるｎ−GaAs電流ブ
ロッキング層７、ｐ−GaAsキャップ層８などの結晶性を
良好なものとすることができる。ｐ−GaAs表面保護層６
はAlを組成に含まず、したがって化学的に活性ではない
ので、その表面に高抵抗層が形成されたりすることはな
い。
た直後（第１図（２））の基板表面において電流経路と
なるべきメサ形状部の上部は、ｐ−GaAsキャップ層８と
同一材料からなる薄いｐ−GaAs表面保護層６に覆われて
おり、したがってこの部分はほとんど酸化されない。し
たがってストライプ部11上に形成されるｎ−GaAs電流ブ
ロッキング層７、ｐ−GaAsキャップ層８などの結晶性を
良好なものとすることができる。ｐ−GaAs表面保護層６
はAlを組成に含まず、したがって化学的に活性ではない
ので、その表面に高抵抗層が形成されたりすることはな
い。
しかもｐ−GaAsキャップ層８を結晶成長する過程で、
このｐ−GaAsキャップ層８からのｐ型ドーパントZnの熱
拡散が生じ、メサ形状部の上部に薄く残したｎ−GaAs電
流ブロッキング層７は、ｐ型に改質される。このため、
ストライプ部11において、ｐ−ｎ−ｐ接合が形成される
ことはない。
このｐ−GaAsキャップ層８からのｐ型ドーパントZnの熱
拡散が生じ、メサ形状部の上部に薄く残したｎ−GaAs電
流ブロッキング層７は、ｐ型に改質される。このため、
ストライプ部11において、ｐ−ｎ−ｐ接合が形成される
ことはない。
このようにして、上述のようにして作製された半導体
レーザ装置では、その結晶性が良好であるとともに直列
抵抗が非常に小さくなる。本件発明者らの実験によれ
ば、この実験例に基づいて製造した内部ストライプ型半
導体レーザ装置（共振器長250μｍ）の順方向電流10mA
時における直列抵抗は130Ωであり、従来技術に基づい
て製造したものの等条件下での直列抵抗180〜200Ωをは
るかに下回るものであった。
レーザ装置では、その結晶性が良好であるとともに直列
抵抗が非常に小さくなる。本件発明者らの実験によれ
ば、この実験例に基づいて製造した内部ストライプ型半
導体レーザ装置（共振器長250μｍ）の順方向電流10mA
時における直列抵抗は130Ωであり、従来技術に基づい
て製造したものの等条件下での直列抵抗180〜200Ωをは
るかに下回るものであった。
前述の実施例では、ｎ−GaAs電流ブロッキング層７を
エッチングしてストライプ部11を形成する際に、このｎ
−GaAs電流ブロッキング層７においてそのｐ−GaAs表面
保護層６上の部分を薄く残すようにしたが、前記ストラ
イプ部11の形成の際には、このストライプ部11からｐ−
GaAs表面保護層６を露出させるようにしてもよい。
エッチングしてストライプ部11を形成する際に、このｎ
−GaAs電流ブロッキング層７においてそのｐ−GaAs表面
保護層６上の部分を薄く残すようにしたが、前記ストラ
イプ部11の形成の際には、このストライプ部11からｐ−
GaAs表面保護層６を露出させるようにしてもよい。
また、ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層５およびこのｐ−Al
yGa1-yAsクラッド層５上に残されたｐ−GaAs表面保護層
６上にｎ−GaAs電流ブロッキング層７を形成し、その
後、ｐ−GaAs表面保護層６上のｎ−GaAs電流ブロッキン
グ層７に溝状のストライプ部11を形成することにより、
煩雑な公定を有する選択成長の方法を用いずに、ｎ−Ga
As電流ブロッキング層７を形成、加工することができ
る。
yGa1-yAsクラッド層５上に残されたｐ−GaAs表面保護層
６上にｎ−GaAs電流ブロッキング層７を形成し、その
後、ｐ−GaAs表面保護層６上のｎ−GaAs電流ブロッキン
グ層７に溝状のストライプ部11を形成することにより、
煩雑な公定を有する選択成長の方法を用いずに、ｎ−Ga
As電流ブロッキング層７を形成、加工することができ
る。
なお、この発明はGaAs/AlGaAs系の半導体レーザ装置
に限らず、Alを含むあらゆる化合物半導体により製造さ
れる半導体装置に対して広く適用することができるもの
である。
に限らず、Alを含むあらゆる化合物半導体により製造さ
れる半導体装置に対して広く適用することができるもの
である。
この発明の半導体装置の製造方法によれば、Alを組成
に含む活性な第１の半導体層の形成の後に、この第１の
半導体層の表面を保護する表面保護層が連続して形成さ
れ、この状態で大気中に取り出されるので、前記第１の
半導体層表面に酸化膜が形成されたりすることを防ぐこ
とができる。しかも、前記表面保護層は第１の半導体層
上に形成すべき第２の半導体層と同一材料からなり、こ
の表面保護層表面には酸化膜が形成されることはない。
このため、前記表面保護層上に形成されることになる第
２の半導体層は良好な結晶性を有することができ、表面
保護層と第２の半導体層の間の電位障壁がなく、さらに
第１および第２の半導体層間に高い抵抗値を有する酸化
膜が介在することがない。したがって、半導体レーザ装
置の動作電圧および直列抵抗を低減することができる。
に含む活性な第１の半導体層の形成の後に、この第１の
半導体層の表面を保護する表面保護層が連続して形成さ
れ、この状態で大気中に取り出されるので、前記第１の
半導体層表面に酸化膜が形成されたりすることを防ぐこ
とができる。しかも、前記表面保護層は第１の半導体層
上に形成すべき第２の半導体層と同一材料からなり、こ
の表面保護層表面には酸化膜が形成されることはない。
このため、前記表面保護層上に形成されることになる第
２の半導体層は良好な結晶性を有することができ、表面
保護層と第２の半導体層の間の電位障壁がなく、さらに
第１および第２の半導体層間に高い抵抗値を有する酸化
膜が介在することがない。したがって、半導体レーザ装
置の動作電圧および直列抵抗を低減することができる。
また、第１の半導体層およびこの第１の半導体層上に
残された表面保護層上に電流ブロッキング層を形成し、
その後、表面保護層上の電流ブロッキング層に溝状のス
トライプ部を形成することにより、煩雑な工程を有する
選択成長の方法を用いずに、電流ブロッキング層を形
成、加工することができる。
残された表面保護層上に電流ブロッキング層を形成し、
その後、表面保護層上の電流ブロッキング層に溝状のス
トライプ部を形成することにより、煩雑な工程を有する
選択成長の方法を用いずに、電流ブロッキング層を形
成、加工することができる。
第１図はこの発明の一実施例の半導体装置の製造方法を
説明するための断面図、第２図は従来から用いられてい
る半導体レーザ装置の基本的な構成を示す断面図であ
る。 ５……ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層（第１の半導体層）、
６……ｐ−GaAs表面保護層、７……ｎ−GaAs電流ブロッ
キング層、８……ｐ−GaAsキャップ層（第２の半導体
層）
説明するための断面図、第２図は従来から用いられてい
る半導体レーザ装置の基本的な構成を示す断面図であ
る。 ５……ｐ−AlyGa1-yAsクラッド層（第１の半導体層）、
６……ｐ−GaAs表面保護層、７……ｎ−GaAs電流ブロッ
キング層、８……ｐ−GaAsキャップ層（第２の半導体
層）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−78290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−200785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314883（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウムを含む第１の半導体層上に気
相成長法により表面保護層を形成し、前記表面保護層を
含む第１の半導体層をメサ形状に化学エッチングし、化
学エッチングにより露出した前記第１の半導体層上、お
よびこの第１の半導体層上に残された前記表面保護層上
に電流ブロッキング層を形成し、前記表面保護層上の電
流ブロッキング層に溝状のストライプ部を形成し、前記
電流ブロッキング層上に前記表面保護層と同一の材料か
らなる第２の半導体層を形成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 |
|---|---|---|---|
| JP1127087A JP2706316B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1127087A JP2706316B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02305486A JPH02305486A (ja) | 1990-12-19 |
| JP2706316B2 true JP2706316B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=14951261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1127087A Expired - Fee Related JP2706316B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706316B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000244063A (ja) | 1999-02-19 | 2000-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP2002094181A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Sony Corp | 半導体レーザ素子及びその作製方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647584A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor laser |
| JPS6459983A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor laser |
| JPH0195583A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Sharp Corp | 埋め込み型半導体レーザ素子 |
| JPH01120084A (ja) * | 1987-11-02 | 1989-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザの製造方法 |
| JP2723924B2 (ja) * | 1988-09-14 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体レーザ素子 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP1127087A patent/JP2706316B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02305486A (ja) | 1990-12-19 |
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