JP2708796B2 - 多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法 - Google Patents
多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法Info
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- JP2708796B2 JP2708796B2 JP17987888A JP17987888A JP2708796B2 JP 2708796 B2 JP2708796 B2 JP 2708796B2 JP 17987888 A JP17987888 A JP 17987888A JP 17987888 A JP17987888 A JP 17987888A JP 2708796 B2 JP2708796 B2 JP 2708796B2
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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、発振波長，発振モード等の発振特性が異な
る複数の半導体レーザ素子を同一基板上に集積化してな
る多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法に関する
ものである。
る複数の半導体レーザ素子を同一基板上に集積化してな
る多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法に関する
ものである。
光ディスク用の光源として用いられる半導体レーザの
高出力化，多機能化が望まれており、１チップ内に高出
力で記録書込み，消去に有用な半導体レーザ素子と、低
雑音にて読取りに有用な半導体レーザ素子とを集積化す
ることが求められている。また多重通信等の分野にあっ
ても、波長を異にする複数の半導体レーザ素子を同一基
板上に集積化することが望まれている。
高出力化，多機能化が望まれており、１チップ内に高出
力で記録書込み，消去に有用な半導体レーザ素子と、低
雑音にて読取りに有用な半導体レーザ素子とを集積化す
ることが求められている。また多重通信等の分野にあっ
ても、波長を異にする複数の半導体レーザ素子を同一基
板上に集積化することが望まれている。
このような波長を異にする複数の半導体レーザ素子の
集積化の例としては、特開昭61-8983号公報，特開昭61-
8984号公報に開示されたものが公知である。特開昭61-8
983号公報に開示された半導体レーザの製造方法にあっ
ては、MBE（分子線エピタキシ）法またはMOCVD（有機金
属気相成長）法を用いて基板に幅が異なる２種のリッジ
ストライプを形成した後に同一の膜厚の電流ブロック層
を形成し、次いで狭いリッジストライプ中央部と広いリ
ッジストライプのリッジ端とにメサ溝ストライプを形成
し、この上に通常のLPE（液相エピタキシ）法を用いて
第１クラッド層，活性層，第２クラッド層，コンタクト
層を成長させることを特徴としている。そしてこのよう
にして製造された半導体レーザでは、リッジ端の半導体
レーザ素子では長波長になり、リッジ中央部の半導体レ
ーザ素子では短波長になり、２種の波長のレーザ光を出
射することができる。
集積化の例としては、特開昭61-8983号公報，特開昭61-
8984号公報に開示されたものが公知である。特開昭61-8
983号公報に開示された半導体レーザの製造方法にあっ
ては、MBE（分子線エピタキシ）法またはMOCVD（有機金
属気相成長）法を用いて基板に幅が異なる２種のリッジ
ストライプを形成した後に同一の膜厚の電流ブロック層
を形成し、次いで狭いリッジストライプ中央部と広いリ
ッジストライプのリッジ端とにメサ溝ストライプを形成
し、この上に通常のLPE（液相エピタキシ）法を用いて
第１クラッド層，活性層，第２クラッド層，コンタクト
層を成長させることを特徴としている。そしてこのよう
にして製造された半導体レーザでは、リッジ端の半導体
レーザ素子では長波長になり、リッジ中央部の半導体レ
ーザ素子では短波長になり、２種の波長のレーザ光を出
射することができる。
特開昭61-8984号公報に開示された半導体レーザの製
造方法は、上述の特開昭61-8983号公報に開示された方
法において、電流ブロック層をLPE法にて成長させるこ
とが異なるだけである。
造方法は、上述の特開昭61-8983号公報に開示された方
法において、電流ブロック層をLPE法にて成長させるこ
とが異なるだけである。
また高出力な半導体レーザ素子と低雑音の半導体レー
ザ素子とを同一基板に集積化した例としては、IEEE JOU
RNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE-23,NO.6,JUNE 19
87,p898〜902に開示されたものが公知である。この半導
体レーザは、端面コーティングによって高出力用レーザ
素子と低雑音用レーザ素子とを作り分けようとするもの
であり、具体的には高出力用は前面がλ/4Al2Ｏ3，後面
がλ/4Al2Ｏ3，λ4Siのコーティングにて４％‐75％の
反射率とし、高出力用は前後面ともにλ/4Al2Ｏ3，λ4S
iのコーティングにて75％の反射率としていることを特
徴としている。
ザ素子とを同一基板に集積化した例としては、IEEE JOU
RNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE-23,NO.6,JUNE 19
87,p898〜902に開示されたものが公知である。この半導
体レーザは、端面コーティングによって高出力用レーザ
素子と低雑音用レーザ素子とを作り分けようとするもの
であり、具体的には高出力用は前面がλ/4Al2Ｏ3，後面
がλ/4Al2Ｏ3，λ4Siのコーティングにて４％‐75％の
反射率とし、高出力用は前後面ともにλ/4Al2Ｏ3，λ4S
iのコーティングにて75％の反射率としていることを特
徴としている。
ところが上述したような各製造方法には夫々以下に述
べるような難点がある。
べるような難点がある。
まず特開昭61-8983号公報に開示された方法では、成
長法としてMBE法またはMOCVD法を用いるので、結晶性が
悪く、発振しきい値が上昇する等の難点がある。
長法としてMBE法またはMOCVD法を用いるので、結晶性が
悪く、発振しきい値が上昇する等の難点がある。
また特開昭61-8984号公報に開示された方法では、成
長法としてLPE法を用いるので結晶性は良好であるが、
リッジ形成後に一度平担にエピタキシャル成長させるの
で、リッジ位置がそのままでは不明となり、メサ溝スト
ライプを所定の位置に形成することが困難であるという
難点がある。なおこの難点は前述の特開昭61-8983号公
報に開示された方法にも存在する。
長法としてLPE法を用いるので結晶性は良好であるが、
リッジ形成後に一度平担にエピタキシャル成長させるの
で、リッジ位置がそのままでは不明となり、メサ溝スト
ライプを所定の位置に形成することが困難であるという
難点がある。なおこの難点は前述の特開昭61-8983号公
報に開示された方法にも存在する。
更に端面コーティングを変化させる方法では、レーザ
素子毎に端面コーティングを変えるので成長後のプロセ
ス工程、特に端面コーティング工程後に部分的にフォト
エッチング工程を用いて膜を取り除く工程が困難であっ
て歩留りが低いという難点がある。
素子毎に端面コーティングを変えるので成長後のプロセ
ス工程、特に端面コーティング工程後に部分的にフォト
エッチング工程を用いて膜を取り除く工程が困難であっ
て歩留りが低いという難点がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、す
べての成長法にLPE法を用い、リッジの中央から適長離
れた位置に形成したメサ溝ストライプに第１のクラッド
層のリッジ端（第１クラッド層及び活性層の傾斜部）を
位置させることにより、波長，発振モード等の特性が異
なる複数の半導体レーザ素子を１チップに集積化した半
導体レーザを製造でき、しかもその歩留りは高い多機能
マルチビーム半導体レーザの製造方法を提供することを
目的とする。
べての成長法にLPE法を用い、リッジの中央から適長離
れた位置に形成したメサ溝ストライプに第１のクラッド
層のリッジ端（第１クラッド層及び活性層の傾斜部）を
位置させることにより、波長，発振モード等の特性が異
なる複数の半導体レーザ素子を１チップに集積化した半
導体レーザを製造でき、しかもその歩留りは高い多機能
マルチビーム半導体レーザの製造方法を提供することを
目的とする。
本発明に係る多機能マルチビーム半導体レーザの製造
方法は、同一基板上に発振特性が異なる複数の半導体レ
ーザ素子を集積化してなる多機能マルチビーム半導体レ
ーザの製造方法において、基板上に電流ブロック層を形
成する工程と、該電流ブロック層にストライプ状にリッ
ジを形成する工程と、該リッジ及びリッジが形成されて
いない電流ブロック層を平担部にストライプ状にメサ溝
を前記リッジに平行的に形成する工程と、該メサ溝を含
む前記電流ブロック層上面に第１クラッド層，活性層，
第２クラッド層及びキャップ層を、第１クラッド層のリ
ッジ端が前記電流ブロック層の平担部に形成したメサ溝
上に位置するように、順次液相エピタキシャル成長させ
る工程と、前記リッジに形成したメサ溝と前記電流ブロ
ック層の平担部に形成したメサ溝との間に、前記基板に
到達する分離溝を形成して複数の半導体レーザ素子に分
離する工程とを有することを特徴とする。
方法は、同一基板上に発振特性が異なる複数の半導体レ
ーザ素子を集積化してなる多機能マルチビーム半導体レ
ーザの製造方法において、基板上に電流ブロック層を形
成する工程と、該電流ブロック層にストライプ状にリッ
ジを形成する工程と、該リッジ及びリッジが形成されて
いない電流ブロック層を平担部にストライプ状にメサ溝
を前記リッジに平行的に形成する工程と、該メサ溝を含
む前記電流ブロック層上面に第１クラッド層，活性層，
第２クラッド層及びキャップ層を、第１クラッド層のリ
ッジ端が前記電流ブロック層の平担部に形成したメサ溝
上に位置するように、順次液相エピタキシャル成長させ
る工程と、前記リッジに形成したメサ溝と前記電流ブロ
ック層の平担部に形成したメサ溝との間に、前記基板に
到達する分離溝を形成して複数の半導体レーザ素子に分
離する工程とを有することを特徴とする。
本発明に係る製造方法にて製造した半導体レーザで
は、リッジ上の半導体レーザ素子は第１クラッド層及び
活性層は薄いので、波長は短くなり、発振モードはシン
グルモードとなる。またリッジ端上の半導体レーザ素子
は第１クラッド層及び活性層は厚いので、波長は長くな
り、発振モードはマルチモードとなって自励発振であ
る。
は、リッジ上の半導体レーザ素子は第１クラッド層及び
活性層は薄いので、波長は短くなり、発振モードはシン
グルモードとなる。またリッジ端上の半導体レーザ素子
は第１クラッド層及び活性層は厚いので、波長は長くな
り、発振モードはマルチモードとなって自励発振であ
る。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明に係る多機能マルチビーム半導体レー
ザの製造方法の工程を示す模式図である。まずｐ型GaAs
基板１上に、LPE法を用いてｎ−GaAs層を厚さ1.3μｍだ
け成長させて電流ブロック層２を形成した後、該電流ブ
ロック層２に幅50μm,高さ0.7μｍのリッジストライプ2
1を、そのストライプ方向が〈011〉の順メサ方向になる
ように形成する。次いでリッジストライプ21の中央と、
これより100μｍ離隔した位置とに、幅3.0μm,深さ1.7
μｍのメサ溝ストライプ22,22を形成する（第１図
（ａ））。
ザの製造方法の工程を示す模式図である。まずｐ型GaAs
基板１上に、LPE法を用いてｎ−GaAs層を厚さ1.3μｍだ
け成長させて電流ブロック層２を形成した後、該電流ブ
ロック層２に幅50μm,高さ0.7μｍのリッジストライプ2
1を、そのストライプ方向が〈011〉の順メサ方向になる
ように形成する。次いでリッジストライプ21の中央と、
これより100μｍ離隔した位置とに、幅3.0μm,深さ1.7
μｍのメサ溝ストライプ22,22を形成する（第１図
（ａ））。
次いでLPE法を用いて、AlGaAs層からなる第１クラッ
ド層3,AlGaAs層からなる活性層4,AlGaAs層からなる第２
クラッド層５及びGaAs層からなるキャップ層６をこの順
に連続して成長させる（第１図（ｂ））。この際の成長
条件は、最初の成長温度を820℃とし、この温度から冷
却速度0.5℃／分にて、第１クラッド層3,活性層4,第２
クラッド層5,キャップ層６の成長時間を夫々90秒,0.5
秒,900秒,600秒とする。またこの際の第１クラッド層３
成長時の過飽和温度は2.75℃である。この第１クラッド
層３の成長によって、第１クラッド層３のリッジ端はリ
ッジ中央から、100μｍ離隔した位置に設けられたメサ
溝ストライプ22上にくることになる。
ド層3,AlGaAs層からなる活性層4,AlGaAs層からなる第２
クラッド層５及びGaAs層からなるキャップ層６をこの順
に連続して成長させる（第１図（ｂ））。この際の成長
条件は、最初の成長温度を820℃とし、この温度から冷
却速度0.5℃／分にて、第１クラッド層3,活性層4,第２
クラッド層5,キャップ層６の成長時間を夫々90秒,0.5
秒,900秒,600秒とする。またこの際の第１クラッド層３
成長時の過飽和温度は2.75℃である。この第１クラッド
層３の成長によって、第１クラッド層３のリッジ端はリ
ッジ中央から、100μｍ離隔した位置に設けられたメサ
溝ストライプ22上にくることになる。
第１クラッド層３のリッジ端は、成長時間が一定の場
合、リッジ高さと過飽和度とによって決定される。第２
図は第１クラッド層３の成長時間を90秒とした場合の、
過飽和度（℃）とリッジ中央から第１クラッド層３のリ
ッジ端までの距離（μｍ）との関係を示すグラフであ
り、図中（ａ）はリッジ高さが0.7μｍの場合を、図中
（ａ）はリッジ高さが1.5μｍの場合を夫々示す。本実
施例ではリッジ高さが0.7μｍであるので、過飽和度を
2.75℃と設定することにより、リッジ中央から100μｍ
離隔したメサ溝ストライプ22上に、第１クラッド層３の
リッジ端を位置させることができる（第２図参照）。
合、リッジ高さと過飽和度とによって決定される。第２
図は第１クラッド層３の成長時間を90秒とした場合の、
過飽和度（℃）とリッジ中央から第１クラッド層３のリ
ッジ端までの距離（μｍ）との関係を示すグラフであ
り、図中（ａ）はリッジ高さが0.7μｍの場合を、図中
（ａ）はリッジ高さが1.5μｍの場合を夫々示す。本実
施例ではリッジ高さが0.7μｍであるので、過飽和度を
2.75℃と設定することにより、リッジ中央から100μｍ
離隔したメサ溝ストライプ22上に、第１クラッド層３の
リッジ端を位置させることができる（第２図参照）。
最後にｐ型電極7,n型電極８を蒸着した後、エッチン
グによって、メサ溝ストライプ22,22の中間の部分にｎ
型電極８側からGaAs基板１に達する分離溝９を形成し
て、両半導体レーザ素子に分離する（第１図（ｃ））。
グによって、メサ溝ストライプ22,22の中間の部分にｎ
型電極８側からGaAs基板１に達する分離溝９を形成し
て、両半導体レーザ素子に分離する（第１図（ｃ））。
以上のようにして得られた半導体レーザにおいて、リ
ッジストライプ21上の半導体レーザ素子は活性層４が薄
いのでシングルの短波長モードとなり、第１クラッド層
３のリッジ端の半導体レーザ素子は活性層４が厚いので
マルチの長波長モードとなる。そして両者の波長の差は
約50nm程度である。
ッジストライプ21上の半導体レーザ素子は活性層４が薄
いのでシングルの短波長モードとなり、第１クラッド層
３のリッジ端の半導体レーザ素子は活性層４が厚いので
マルチの長波長モードとなる。そして両者の波長の差は
約50nm程度である。
なお本実施例では特性が異なる２ビームの半導体レー
ザを製造する場合について説明したが、これに限らず３
ビーム以上の半導体レーザを製造する場合についても同
様に行なえることは勿論である。
ザを製造する場合について説明したが、これに限らず３
ビーム以上の半導体レーザを製造する場合についても同
様に行なえることは勿論である。
以上詳述した如く本発明では、基板に一様に形成した
電流ブロック層にリッジを形成した後、このリッジとこ
のリッジから適長離れた部分とにメサ溝を形成し、リッ
ジから適長離れた部分のメサ溝上に第１クラッド層のリ
ッジ端が位置するように各層を成長させることにより、
簡単な製造工程にて、波長，発振モードが異なる複数の
半導体レーザ素子を同一基板上に有する半導体レーザを
製造することができる。
電流ブロック層にリッジを形成した後、このリッジとこ
のリッジから適長離れた部分とにメサ溝を形成し、リッ
ジから適長離れた部分のメサ溝上に第１クラッド層のリ
ッジ端が位置するように各層を成長させることにより、
簡単な製造工程にて、波長，発振モードが異なる複数の
半導体レーザ素子を同一基板上に有する半導体レーザを
製造することができる。
従って本発明では容易に多機能マルチビーム半導体レ
ーザを製造できるので、歩留りは向上し、量産効果によ
って製品コストの低減化を図ることができる。
ーザを製造できるので、歩留りは向上し、量産効果によ
って製品コストの低減化を図ることができる。
第１図は本発明の多機能マルチビーム半導体レーザの製
造方法の工程を示す模式的断面図、第２図は過飽和度と
第１クラッド層リッジ端の位置との関係を示すグラフで
ある。 １……GaAs基板、２……電流ブロック層、３……第１ク
ラッド層、４……活性層、５……第２クラッド層、６…
…キャップ層、９……分離溝、21……リッジストライ
プ、22……メサ溝ストライプ
造方法の工程を示す模式的断面図、第２図は過飽和度と
第１クラッド層リッジ端の位置との関係を示すグラフで
ある。 １……GaAs基板、２……電流ブロック層、３……第１ク
ラッド層、４……活性層、５……第２クラッド層、６…
…キャップ層、９……分離溝、21……リッジストライ
プ、22……メサ溝ストライプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−79791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−8984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−8983（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101985（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−117082（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−115367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−153386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−19186（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】同一基板上に発振特性が異なる複数の半導
体レーザ素子を集積化してなる多機能マルチビーム半導
体レーザの製造方法において、 基板上に電流ブロック層を形成する工程と、 該電流ブロック層にストライプ状にリッジを形成する工
程と、 該リッジ及びリッジが形成されていない電流ブロック層
を平担部にストライプ状にメサ溝を前記リッジに平行的
に形成する工程と、 該メサ溝を含む前記電流ブロック層上面に第１クラッド
層，活性層，第２クラッド層及びキャップ層を、第１ク
ラッド層のリッジ端が前記電流ブロック層の平担部に形
成したメサ溝上に位置するように、順次液相エピタキシ
ャル成長させる工程と、 前記リッジに形成したメサ溝と前記電流ブロック層の平
担部に形成したメサ溝との間に、前記基板に到達する分
離溝を形成して複数の半導体レーザ素子に分離する工程
と を有することを特徴とする多機能マルチビーム半導体レ
ーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17987888A JP2708796B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17987888A JP2708796B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228988A JPH0228988A (ja) | 1990-01-31 |
| JP2708796B2 true JP2708796B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=16073480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17987888A Expired - Fee Related JP2708796B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 多機能マルチビーム半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708796B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4296643B2 (ja) | 1999-07-30 | 2009-07-15 | アイシン精機株式会社 | シートバックロック装置 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP17987888A patent/JP2708796B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0228988A (ja) | 1990-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |