JP2840833B2 - 半導体レーザーの製造方法 - Google Patents
半導体レーザーの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー、
特に、例えばＡｌＧａＡｓ系化合物半導体による埋込ヘ
テロ接合型（以下ＢＨ型という）の半導体レーザーの製
造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体レーザーとしては種々のものが提
案されているが、その中でＢＨ型半導体レーザーは、縦
横共にその活性層を、これに比し屈折率が小さく禁止帯
幅の大きいクラッド層によって完全に包囲した構造を採
るものであり、典型的且つ理想的な単一モードレーザ構
造の１つとして知られている（例えば特開昭５０−１１
９５８４号公報参照）。そして、近年このＢＨ型半導体
レーザーにおいて光導波路と電流狭搾層とを設けて円形
に近い微小スポットで低しきい値電流Ｉthを有し、高出
力のレーザーが得られることの報告もある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが上述したよう
なＢＨ型半導体レーザーにおいて、特に電流狭搾層を設
けて電流の集中を行いしきい値電流Ｉthの改善を行う構
造とする場合、その製造に当たっては、特殊のエッチン
グ作業を必要とし、また２度以上の液相エピタキシャル
を行うなどその製造工程は煩雑で、これに伴って均一の
特性のものを再現性良く、また高歩留りをもって製造で
きないなどの問題点があった。本発明は、ＢＨ型構造を
採り、且つ電流狭搾層を具備し、しかも上述した問題点
を解決できるようにした半導体レーザーの製造方法を提
供するものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、（１００）結
晶面を主面としてこの主面に凹凸が形成された化合物半
導体基板を用意し、この凹凸が形成された主面上に、Ｍ
ＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vopour Depositio
n）法によって、第１導電型の第１のクラッド層と、活
性層と、第２導電型の第２のクラッド層とを、凸部上と
凹部上とにそれぞれ分断し、凸部上の第１のクラッド
層、活性層、および第２のクラッド層とが断面三角形状
になるように形成する工程と、更に、凸部上の断面三角
形状の上記第１のクラッド層、活性層、および第２のク
ラッド層上および上記凹部上の上記第１のクラッド層、
活性層、および第２のクラッド層上を覆って半導体層を
形成する工程とを採って、断面三角形状の上記第１のク
ラッド層、活性層および第２のクラッド層が、頂点が閉
じた形状を有し、かつ、その斜面は、（１１１）結晶面
からなる構成を有する半導体レーザーを得る。 【０００５】本発明によれば、凸部上に形成された活性
層は、断面三角形内に形成した第１第２及び第３のクラ
ッド層更に、この断面三角形を覆って形成したクラッド
層によって包囲されたＢＨ構造を有するものであり、か
つこの活性層の両側は（１１１）結晶面による斜面によ
って構成され、ここに生じる大きなビルトインポテンシ
ャルによって電流の阻止がなされる。 【０００６】 【発明の実施の形態】本発明は、半導体レーザー、特に
ＢＨ型半導体レーザーの製造において、ＭＯＣＶＤ（Me
tal Organic Chemical Vopour Deposition）によるエピ
タキシャル技術における成長速度の結晶面方位依存性を
巧みに利用して確実にして均一な特性を有する半導体レ
ーザーを歩留り良く製造することができるようにする。 【０００７】先ず図１を参照して本発明によって製造す
る半導体レーザーを説明する。１は第１導電型例えばｎ
型の化合物半導体基板で、この基板１は、その１主面が
（１００）結晶面を有し、この主面に凹凸面が形成され
てストライプ状（図示の例では紙面と直交する方向に延
びるストライプ）に凸部すなわちメサ、ないしは凹部す
なわちメサ溝が形成されて成る。そして、この基板１の
凸部上に、少なくとも第１導電型の第１のクラッド層２
と、活性層４と、第２導電型の第２のクラッド層５とに
よって形成された頂点が閉じた形状の断面三角形をな
し、かつその斜面２ａが（１１１）Ｂより成る半導体部
１０が形成され、この断面三角形の半導体部１０を覆う
例えばクラッド層の一部を構成する第３のクラッド層１
５による半導体層１１が形成される。 【０００８】この半導体レーザーを得る本発明構造方法
においては、上述した凹凸面を有する基板１の１主面上
に順次ＭＯＣＶＤによって連続的に第１導電型例えばｎ
型の第１のクラッド層２と、必要に応じて設けられる光
導波層３と、低不純物ないしはアンドープの活性層４
と、第２の導電型例えばｐ型の第２のクラッド層５と、
これと同導電型のキャップ層６と、第１導電型の補助電
流狭搾層７との各半導体層がエピタキシャル成長する。
ここに第１及び第２のクラッド層２及び５は、活性層３
に比して、禁止帯幅が大、すなわち屈折率が小なる半導
体層とする。 【０００９】そして、この場合、下地の基板１の凹凸の
形状、その結晶方位との関係等を設定して置くことによ
ってこの凹凸の存在によって、第２のクラッド層２に、
（１１１）Ｂ結晶面による側壁斜面２ａが、メサの両側
において、これを挟み込むように、このストライプ状の
メサの延長方向に沿って伸びて生じるようにする。 【００１０】この（１１１）Ｂ面は、この面におけるエ
ピタキシャル成長速度が、（１００）結晶面等の他の結
晶面に比し、数十分の１以下程度にも低いことから、一
旦この（１１１）Ｂ面が生じると、この面に他の結晶面
による成長が進行して来るまで、この（１１１）Ｂ結晶
面に関してその結晶成長が見掛上停止する。したがっ
て、これの上に形成された光導波層３及び活性層４は、
この斜面２ａの存在によって、これの上には殆ど成長さ
れず、メサ上とメサ溝内とに夫々分離して形成される。
そして、これの上にエピタキシャル成長させる第２のク
ラッド層５によって両側壁斜面２ａによって挟み込ま
れ、かつ両斜面２ａの上縁が互いに突き合わされた断面
三角形の、第１のクラッド層２、光導波層３、活性層
４、第２のクラッド層５とが、他部と分断されて形成さ
れた断面三角形の半導体部１０が構成される。そして、
この第２のクラッド層５上に、上述の断面三角形の半導
体部１０を覆って第２導電型の第３のクラッド層１５に
よる半導体層１１が形成される。 【００１１】そして、補助電流狭搾層７の一部に欠除部
７ａを設け、この欠除部７ａ内を含んで狭搾層７上に一
方の電極８を被着して、この電極８を欠除部７ａを通じ
てキャップ層６にオーミックに連結する。狭搾層７の欠
除部７ａは、今、基板１のメサ上において発振領域、す
なわち共振空洞を形成する場合は、ストライプ状のメサ
上に形成されたストライプ状の活性層４に沿って対向す
る部分に、ストライプ状に形成する。 【００１２】９は基板１の裏面に設けられた他方の電極
である。 【００１３】このようにして形成した半導体レーザー
は、基板１の凸部例えばメサ上に形成された活性層４
が、第１第２及び第３のクラッド層２，５，１５によっ
て包囲されたＢＨ構造を有するものであり、この活性層
４の両側は（１１１）Ｂ結晶面による斜面２ａにおいて
構成され、ここに生じる大きなビルトインポテンシャル
によって電流の阻止がなされる。つまり、メサ上のスト
ライプ状の活性層４を挟んでその両側の斜面２ａに第１
のクラッド層２と第２及び第３のクラッド層５及び１５
間の接合による電流狭搾層が形成されるので、これによ
ってメサ上の活性層４に電流が集中することになる。そ
して、この構造においては、動作領域（共振領域）とな
るメサ上の活性層４の両側位置が電流狭搾層を形成する
斜面２ａと同一の結晶面、すなわち（１１１）Ｂの同一
結晶面上に形成されるので、両者は良好に一致するもの
である。すなわち、動作領域となる活性層４と電流狭搾
層とは自動的に整合、すなわちセルファラインする。 【００１４】また、上部の電極８下に補助電流狭搾層７
を設けるときは、メサ溝底部における不要部分の活性層
４に電流が流れ込むことを効果的に阻止できる。 【００１５】また、本発明においては、断面三角形の半
導体部１０を形成すること、そしてこの半導体層１０を
覆って例えば第３のクラッド層１５による半導体層１１
が形成されていることにより、表面に急峻な段差が発生
せずになだらかな平坦に近い面として形成されることに
より、これの上に形成される各層例えばキャップ層、補
助電流狭搾層、電極等の形成を、安定かつ容易に形成す
ることができ、したがって信頼性の高い半導体レーザー
を形成できるものである。 【００１６】図２及び図３を参照して本発明製造方法の
一例を、製造工程順に詳細に説明する。この例ではＡｌ
ＧａＡｓ系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体レーザーを得る
場合で、先ず図２Ａに示すように、例えばｎ型のＧａＡ
ｓより成るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板１を設ける。
この基板１はその１主面１ａが、（１００）結晶面を有
して成る。この基板１の主面１ａ上に所要の幅Ｗをもっ
て、ストライプ状のエッチングマスク１１を選択的に形
成する。このマスク１１は周知の技術、例えばフォトレ
ジスト膜の塗布、パターン露光、現像の各処理によって
形成し得る。この場合、紙面に沿う面が（０１１）結晶
面に選ばれマスク１１のストライプの延長方向は、この
面と直交する方向に選ばれる。 【００１７】次に、基板１に対し、その面１ａ側から例
えば燐酸系エッチング液によってエッチングを行う。こ
のようにすると、マスク１１によって覆われていない部
分からエッチングが進行し、図２Ｂに示すように両側に
（１１１）Ａ面による壁面を有するストライプ状のメサ
即ち凸部１２を形成するメサエッチングが行われ、主面
１ａに凹凸面が形成される。 【００１８】次に、図２Ｃに示すように、エッチングマ
スク１１を除去し、基板１の凹凸面上に、ＭＯＣＶＤ法
によってｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓより成る第１のクラッ
ド層２をエピタキシャル成長する。この場合、このエピ
タキシャル成長が或る程度進行すると、（１００）結晶
面に対してすなわちメサ１２の上面に対しての角度θが
約５５°をなす（１１１）Ｂ結晶面より成る斜面２ａが
メサ１２を挟んでその両側に自然発生的に生じて来る。
そして、このような（１１１）Ｂ面による斜面２ａが存
在している状態で第１のクラッド層２のエピタキシャル
成長を停止する。 【００１９】続いて、連続ＭＯＣＶＤによって、すなわ
ち、原料ガスの切り換えを行ってメサ１２上の断面台形
をなす第２のクラッド層２上を含んでこれの上に、図３
Ａに示すように、必要に応じて光導波層３をエピタキシ
ャル成長し、これの上にＡｌy Ｇａ1-y Ａｓより成る活
性層４をエピタキシャル成長する。この場合、斜面２ａ
の（１１１）Ｂ結晶面にはＭＯＣＶＤによるエピタキシ
ャル成長が生じにくいので、光導波層３と活性層４とは
この斜面２ａ上には実質的に殆ど成長せずに、メサ１２
上とその両側のメサ溝の底面にのみ選択的に互いに分断
して形成することができる。 【００２０】次に基板１上にｐ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ
より成る第２のクラッド層５をＭＯＣＶＤによってエピ
タキシャル成長させる。この場合、図３Ｂに示すよう
に、第２のクラッド層５の成長に伴って斜面２ａが上方
に延び、遂には両斜面２ａが上縁で突き合わせられて頂
点が閉じ、両斜面２ａによって挟み込まれた、第１のク
ラッド層２、光導波層３、活性層４、第２のクラッド層
５が積層されてなる断面三角形の半導体部１０が、メサ
即ち凸部１２上に、他部と劃成されて形成される。続い
て、第３のクラッド層１５をエピタキシャル成長する。
この場合、このクラッド層１５もしくは５がメサ溝の底
面に対するエピタキシャル成長によって、斜面２ａとの
突き合わせ部ｃに（１１１）Ｂ以外の結晶面が発生して
くると、此処にエピタキシャル成長がなされ、このエピ
タキシャル成長の進行に伴って図３Ｃに示すように、第
３のクラッド層１５が、斜面２ａ上を含んで、上述の断
面三角形の半導体部上を跨いでこれを覆う半導体層１１
として全面的にエピタキシャル成長される。 【００２１】このようにして全面的に形成された第３の
クラッド層１５による半導体層１１上に、順次ＭＯＣＶ
Ｄによってｐ型の例えばＧａＡｓより成る高不純物濃度
のキャップ層６と、これとは異なる導電型のｎ型のＡｌ
z Ｇａ1-z Ａｓより成る補助電流狭搾層７を形成する。
そして、補助電流狭搾層７に選択的にエッチングを行っ
て、図３Ｄに示すように、メサ１２上において、このメ
サ１２の延長方向に沿ってこの層７の一部を排除してキ
ャップ層６の一部を外部に露呈させる欠除部７ａを形成
する。 【００２２】次に、この欠除部７ａ内を含んで補助電流
狭搾層７上に第１の電極８を、また基板１の裏面に第２
の電極９を夫々オーミックに被着して図１で説明した本
発明による半導体レーザーを得る。 【００２３】尚、ここに各層２〜５，１５，６，６は一
連のＭＯＣＶＤによってその供給する原料ガスを切り換
えることによって１作業として形成し得るものである。 【００２４】また、第１、第２及び第３のクラッド層
２，５及び１５の組成Ａｌx Ｇａ1-xＡｓと活性層４の
組成Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓとはｘ＞ｙに選ばれる。 【００２５】また、光導波層３は活性層４に比しＡｌ濃
度を大きくしたすなわち禁止帯幅を大にしたＡｌＧａＡ
ｓ層によって形成し得るが、或る場合はこの光導波層３
を具備しない半導体レーザーに本発明を適用することも
できる。 【００２６】また、図に示した例においては、第１のク
ラッド層２がメサ１２上に比較的幅広の断面台形状を形
成している状態で動作領域となる活性層３の形成を行っ
た場合であるが、メサ１２の幅を選定すると共に第１の
クラッド層２の厚さ、したがってメサ１２上における第
２のクラッド層５の厚さを選定することによって台形部
の上面幅が小となる状態で活性層４の形成を行うことに
よって確実に所定の細い幅の共振領域を形成することが
できる。 【００２７】尚、上述した例においては、メサ１２が頂
部に向かって広がる断面形状とした場合であるが、これ
とは逆に裾広がりの台形状のメサとすることもできる
し、メサ溝を中央に形成し、このメサ溝内の活性層によ
って動作領域、すなわち共振領域を形成することもでき
る。 【００２８】 【発明の効果】上述したように、本発明によれば動作領
域となる活性層がクラッド層２，５及び１５によって包
み込まれたＢＨ型の屈折率ガイド型の構造とされること
によってしきい値電流Ｉthの低い半導体レーザーを得る
ことができ、またこのＢＨ型半導体レーザーにおいて電
流狭搾層が設けられるものであるが、動作領域となる活
性層と電流狭搾層との位置関係を整合することができる
こと、またこの活性層の幅を任意に狭小に且つ一度のエ
ピタキシャル成長で確実に製造できること、更に第２の
クラッド層５によって斜面２ａによって挟み込んだ断面
三角形の半導体部１０を形成しこれの上を覆って半導体
層１１を形成して表面に急峻な段差が発生せずになだら
かな平坦に近い面としたことにより、これの上に形成さ
れる各層例えばキャップ層、補助電流狭搾層、電極等の
形成を、安定かつ容易に形成することができ、均一の特
性を有する半導体レーザーを再現性良く、高い歩留りを
もって得ることができる。
特に、例えばＡｌＧａＡｓ系化合物半導体による埋込ヘ
テロ接合型（以下ＢＨ型という）の半導体レーザーの製
造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体レーザーとしては種々のものが提
案されているが、その中でＢＨ型半導体レーザーは、縦
横共にその活性層を、これに比し屈折率が小さく禁止帯
幅の大きいクラッド層によって完全に包囲した構造を採
るものであり、典型的且つ理想的な単一モードレーザ構
造の１つとして知られている（例えば特開昭５０−１１
９５８４号公報参照）。そして、近年このＢＨ型半導体
レーザーにおいて光導波路と電流狭搾層とを設けて円形
に近い微小スポットで低しきい値電流Ｉthを有し、高出
力のレーザーが得られることの報告もある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが上述したよう
なＢＨ型半導体レーザーにおいて、特に電流狭搾層を設
けて電流の集中を行いしきい値電流Ｉthの改善を行う構
造とする場合、その製造に当たっては、特殊のエッチン
グ作業を必要とし、また２度以上の液相エピタキシャル
を行うなどその製造工程は煩雑で、これに伴って均一の
特性のものを再現性良く、また高歩留りをもって製造で
きないなどの問題点があった。本発明は、ＢＨ型構造を
採り、且つ電流狭搾層を具備し、しかも上述した問題点
を解決できるようにした半導体レーザーの製造方法を提
供するものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、（１００）結
晶面を主面としてこの主面に凹凸が形成された化合物半
導体基板を用意し、この凹凸が形成された主面上に、Ｍ
ＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vopour Depositio
n）法によって、第１導電型の第１のクラッド層と、活
性層と、第２導電型の第２のクラッド層とを、凸部上と
凹部上とにそれぞれ分断し、凸部上の第１のクラッド
層、活性層、および第２のクラッド層とが断面三角形状
になるように形成する工程と、更に、凸部上の断面三角
形状の上記第１のクラッド層、活性層、および第２のク
ラッド層上および上記凹部上の上記第１のクラッド層、
活性層、および第２のクラッド層上を覆って半導体層を
形成する工程とを採って、断面三角形状の上記第１のク
ラッド層、活性層および第２のクラッド層が、頂点が閉
じた形状を有し、かつ、その斜面は、（１１１）結晶面
からなる構成を有する半導体レーザーを得る。 【０００５】本発明によれば、凸部上に形成された活性
層は、断面三角形内に形成した第１第２及び第３のクラ
ッド層更に、この断面三角形を覆って形成したクラッド
層によって包囲されたＢＨ構造を有するものであり、か
つこの活性層の両側は（１１１）結晶面による斜面によ
って構成され、ここに生じる大きなビルトインポテンシ
ャルによって電流の阻止がなされる。 【０００６】 【発明の実施の形態】本発明は、半導体レーザー、特に
ＢＨ型半導体レーザーの製造において、ＭＯＣＶＤ（Me
tal Organic Chemical Vopour Deposition）によるエピ
タキシャル技術における成長速度の結晶面方位依存性を
巧みに利用して確実にして均一な特性を有する半導体レ
ーザーを歩留り良く製造することができるようにする。 【０００７】先ず図１を参照して本発明によって製造す
る半導体レーザーを説明する。１は第１導電型例えばｎ
型の化合物半導体基板で、この基板１は、その１主面が
（１００）結晶面を有し、この主面に凹凸面が形成され
てストライプ状（図示の例では紙面と直交する方向に延
びるストライプ）に凸部すなわちメサ、ないしは凹部す
なわちメサ溝が形成されて成る。そして、この基板１の
凸部上に、少なくとも第１導電型の第１のクラッド層２
と、活性層４と、第２導電型の第２のクラッド層５とに
よって形成された頂点が閉じた形状の断面三角形をな
し、かつその斜面２ａが（１１１）Ｂより成る半導体部
１０が形成され、この断面三角形の半導体部１０を覆う
例えばクラッド層の一部を構成する第３のクラッド層１
５による半導体層１１が形成される。 【０００８】この半導体レーザーを得る本発明構造方法
においては、上述した凹凸面を有する基板１の１主面上
に順次ＭＯＣＶＤによって連続的に第１導電型例えばｎ
型の第１のクラッド層２と、必要に応じて設けられる光
導波層３と、低不純物ないしはアンドープの活性層４
と、第２の導電型例えばｐ型の第２のクラッド層５と、
これと同導電型のキャップ層６と、第１導電型の補助電
流狭搾層７との各半導体層がエピタキシャル成長する。
ここに第１及び第２のクラッド層２及び５は、活性層３
に比して、禁止帯幅が大、すなわち屈折率が小なる半導
体層とする。 【０００９】そして、この場合、下地の基板１の凹凸の
形状、その結晶方位との関係等を設定して置くことによ
ってこの凹凸の存在によって、第２のクラッド層２に、
（１１１）Ｂ結晶面による側壁斜面２ａが、メサの両側
において、これを挟み込むように、このストライプ状の
メサの延長方向に沿って伸びて生じるようにする。 【００１０】この（１１１）Ｂ面は、この面におけるエ
ピタキシャル成長速度が、（１００）結晶面等の他の結
晶面に比し、数十分の１以下程度にも低いことから、一
旦この（１１１）Ｂ面が生じると、この面に他の結晶面
による成長が進行して来るまで、この（１１１）Ｂ結晶
面に関してその結晶成長が見掛上停止する。したがっ
て、これの上に形成された光導波層３及び活性層４は、
この斜面２ａの存在によって、これの上には殆ど成長さ
れず、メサ上とメサ溝内とに夫々分離して形成される。
そして、これの上にエピタキシャル成長させる第２のク
ラッド層５によって両側壁斜面２ａによって挟み込ま
れ、かつ両斜面２ａの上縁が互いに突き合わされた断面
三角形の、第１のクラッド層２、光導波層３、活性層
４、第２のクラッド層５とが、他部と分断されて形成さ
れた断面三角形の半導体部１０が構成される。そして、
この第２のクラッド層５上に、上述の断面三角形の半導
体部１０を覆って第２導電型の第３のクラッド層１５に
よる半導体層１１が形成される。 【００１１】そして、補助電流狭搾層７の一部に欠除部
７ａを設け、この欠除部７ａ内を含んで狭搾層７上に一
方の電極８を被着して、この電極８を欠除部７ａを通じ
てキャップ層６にオーミックに連結する。狭搾層７の欠
除部７ａは、今、基板１のメサ上において発振領域、す
なわち共振空洞を形成する場合は、ストライプ状のメサ
上に形成されたストライプ状の活性層４に沿って対向す
る部分に、ストライプ状に形成する。 【００１２】９は基板１の裏面に設けられた他方の電極
である。 【００１３】このようにして形成した半導体レーザー
は、基板１の凸部例えばメサ上に形成された活性層４
が、第１第２及び第３のクラッド層２，５，１５によっ
て包囲されたＢＨ構造を有するものであり、この活性層
４の両側は（１１１）Ｂ結晶面による斜面２ａにおいて
構成され、ここに生じる大きなビルトインポテンシャル
によって電流の阻止がなされる。つまり、メサ上のスト
ライプ状の活性層４を挟んでその両側の斜面２ａに第１
のクラッド層２と第２及び第３のクラッド層５及び１５
間の接合による電流狭搾層が形成されるので、これによ
ってメサ上の活性層４に電流が集中することになる。そ
して、この構造においては、動作領域（共振領域）とな
るメサ上の活性層４の両側位置が電流狭搾層を形成する
斜面２ａと同一の結晶面、すなわち（１１１）Ｂの同一
結晶面上に形成されるので、両者は良好に一致するもの
である。すなわち、動作領域となる活性層４と電流狭搾
層とは自動的に整合、すなわちセルファラインする。 【００１４】また、上部の電極８下に補助電流狭搾層７
を設けるときは、メサ溝底部における不要部分の活性層
４に電流が流れ込むことを効果的に阻止できる。 【００１５】また、本発明においては、断面三角形の半
導体部１０を形成すること、そしてこの半導体層１０を
覆って例えば第３のクラッド層１５による半導体層１１
が形成されていることにより、表面に急峻な段差が発生
せずになだらかな平坦に近い面として形成されることに
より、これの上に形成される各層例えばキャップ層、補
助電流狭搾層、電極等の形成を、安定かつ容易に形成す
ることができ、したがって信頼性の高い半導体レーザー
を形成できるものである。 【００１６】図２及び図３を参照して本発明製造方法の
一例を、製造工程順に詳細に説明する。この例ではＡｌ
ＧａＡｓ系のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体レーザーを得る
場合で、先ず図２Ａに示すように、例えばｎ型のＧａＡ
ｓより成るＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板１を設ける。
この基板１はその１主面１ａが、（１００）結晶面を有
して成る。この基板１の主面１ａ上に所要の幅Ｗをもっ
て、ストライプ状のエッチングマスク１１を選択的に形
成する。このマスク１１は周知の技術、例えばフォトレ
ジスト膜の塗布、パターン露光、現像の各処理によって
形成し得る。この場合、紙面に沿う面が（０１１）結晶
面に選ばれマスク１１のストライプの延長方向は、この
面と直交する方向に選ばれる。 【００１７】次に、基板１に対し、その面１ａ側から例
えば燐酸系エッチング液によってエッチングを行う。こ
のようにすると、マスク１１によって覆われていない部
分からエッチングが進行し、図２Ｂに示すように両側に
（１１１）Ａ面による壁面を有するストライプ状のメサ
即ち凸部１２を形成するメサエッチングが行われ、主面
１ａに凹凸面が形成される。 【００１８】次に、図２Ｃに示すように、エッチングマ
スク１１を除去し、基板１の凹凸面上に、ＭＯＣＶＤ法
によってｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓより成る第１のクラッ
ド層２をエピタキシャル成長する。この場合、このエピ
タキシャル成長が或る程度進行すると、（１００）結晶
面に対してすなわちメサ１２の上面に対しての角度θが
約５５°をなす（１１１）Ｂ結晶面より成る斜面２ａが
メサ１２を挟んでその両側に自然発生的に生じて来る。
そして、このような（１１１）Ｂ面による斜面２ａが存
在している状態で第１のクラッド層２のエピタキシャル
成長を停止する。 【００１９】続いて、連続ＭＯＣＶＤによって、すなわ
ち、原料ガスの切り換えを行ってメサ１２上の断面台形
をなす第２のクラッド層２上を含んでこれの上に、図３
Ａに示すように、必要に応じて光導波層３をエピタキシ
ャル成長し、これの上にＡｌy Ｇａ1-y Ａｓより成る活
性層４をエピタキシャル成長する。この場合、斜面２ａ
の（１１１）Ｂ結晶面にはＭＯＣＶＤによるエピタキシ
ャル成長が生じにくいので、光導波層３と活性層４とは
この斜面２ａ上には実質的に殆ど成長せずに、メサ１２
上とその両側のメサ溝の底面にのみ選択的に互いに分断
して形成することができる。 【００２０】次に基板１上にｐ型のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ
より成る第２のクラッド層５をＭＯＣＶＤによってエピ
タキシャル成長させる。この場合、図３Ｂに示すよう
に、第２のクラッド層５の成長に伴って斜面２ａが上方
に延び、遂には両斜面２ａが上縁で突き合わせられて頂
点が閉じ、両斜面２ａによって挟み込まれた、第１のク
ラッド層２、光導波層３、活性層４、第２のクラッド層
５が積層されてなる断面三角形の半導体部１０が、メサ
即ち凸部１２上に、他部と劃成されて形成される。続い
て、第３のクラッド層１５をエピタキシャル成長する。
この場合、このクラッド層１５もしくは５がメサ溝の底
面に対するエピタキシャル成長によって、斜面２ａとの
突き合わせ部ｃに（１１１）Ｂ以外の結晶面が発生して
くると、此処にエピタキシャル成長がなされ、このエピ
タキシャル成長の進行に伴って図３Ｃに示すように、第
３のクラッド層１５が、斜面２ａ上を含んで、上述の断
面三角形の半導体部上を跨いでこれを覆う半導体層１１
として全面的にエピタキシャル成長される。 【００２１】このようにして全面的に形成された第３の
クラッド層１５による半導体層１１上に、順次ＭＯＣＶ
Ｄによってｐ型の例えばＧａＡｓより成る高不純物濃度
のキャップ層６と、これとは異なる導電型のｎ型のＡｌ
z Ｇａ1-z Ａｓより成る補助電流狭搾層７を形成する。
そして、補助電流狭搾層７に選択的にエッチングを行っ
て、図３Ｄに示すように、メサ１２上において、このメ
サ１２の延長方向に沿ってこの層７の一部を排除してキ
ャップ層６の一部を外部に露呈させる欠除部７ａを形成
する。 【００２２】次に、この欠除部７ａ内を含んで補助電流
狭搾層７上に第１の電極８を、また基板１の裏面に第２
の電極９を夫々オーミックに被着して図１で説明した本
発明による半導体レーザーを得る。 【００２３】尚、ここに各層２〜５，１５，６，６は一
連のＭＯＣＶＤによってその供給する原料ガスを切り換
えることによって１作業として形成し得るものである。 【００２４】また、第１、第２及び第３のクラッド層
２，５及び１５の組成Ａｌx Ｇａ1-xＡｓと活性層４の
組成Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓとはｘ＞ｙに選ばれる。 【００２５】また、光導波層３は活性層４に比しＡｌ濃
度を大きくしたすなわち禁止帯幅を大にしたＡｌＧａＡ
ｓ層によって形成し得るが、或る場合はこの光導波層３
を具備しない半導体レーザーに本発明を適用することも
できる。 【００２６】また、図に示した例においては、第１のク
ラッド層２がメサ１２上に比較的幅広の断面台形状を形
成している状態で動作領域となる活性層３の形成を行っ
た場合であるが、メサ１２の幅を選定すると共に第１の
クラッド層２の厚さ、したがってメサ１２上における第
２のクラッド層５の厚さを選定することによって台形部
の上面幅が小となる状態で活性層４の形成を行うことに
よって確実に所定の細い幅の共振領域を形成することが
できる。 【００２７】尚、上述した例においては、メサ１２が頂
部に向かって広がる断面形状とした場合であるが、これ
とは逆に裾広がりの台形状のメサとすることもできる
し、メサ溝を中央に形成し、このメサ溝内の活性層によ
って動作領域、すなわち共振領域を形成することもでき
る。 【００２８】 【発明の効果】上述したように、本発明によれば動作領
域となる活性層がクラッド層２，５及び１５によって包
み込まれたＢＨ型の屈折率ガイド型の構造とされること
によってしきい値電流Ｉthの低い半導体レーザーを得る
ことができ、またこのＢＨ型半導体レーザーにおいて電
流狭搾層が設けられるものであるが、動作領域となる活
性層と電流狭搾層との位置関係を整合することができる
こと、またこの活性層の幅を任意に狭小に且つ一度のエ
ピタキシャル成長で確実に製造できること、更に第２の
クラッド層５によって斜面２ａによって挟み込んだ断面
三角形の半導体部１０を形成しこれの上を覆って半導体
層１１を形成して表面に急峻な段差が発生せずになだら
かな平坦に近い面としたことにより、これの上に形成さ
れる各層例えばキャップ層、補助電流狭搾層、電極等の
形成を、安定かつ容易に形成することができ、均一の特
性を有する半導体レーザーを再現性良く、高い歩留りを
もって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明製造方法によって得られる半導体レーザ
ーの一例の略線的拡大断面図である。 【図２】本発明製造方法の一例の工程図である。 【図３】本発明製造方法の一例の工程図である。 【符号の説明】 １‥‥化合物半導体基板、２‥‥第１のクラッド層、２
ａ‥‥その斜面、３‥‥光導波層、４‥‥活性層、５‥
‥第２のクラッド層、１５‥‥第３のクラッド層、６‥
‥キャップ層、７‥‥補助電流狭搾層、８，９‥‥電
極、１２‥‥メサ（凸部）、１０‥‥断面三角形の半導
体部、１１‥‥半導体層
ーの一例の略線的拡大断面図である。 【図２】本発明製造方法の一例の工程図である。 【図３】本発明製造方法の一例の工程図である。 【符号の説明】 １‥‥化合物半導体基板、２‥‥第１のクラッド層、２
ａ‥‥その斜面、３‥‥光導波層、４‥‥活性層、５‥
‥第２のクラッド層、１５‥‥第３のクラッド層、６‥
‥キャップ層、７‥‥補助電流狭搾層、８，９‥‥電
極、１２‥‥メサ（凸部）、１０‥‥断面三角形の半導
体部、１１‥‥半導体層
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(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
H01S 3/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．（１００）結晶面を主面とし該主面に凹凸が形成さ
れた化合物半導体基板上に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organi
c Chemical Vopour Deposition）により、少なくとも第
１導電型の第１のクラッド層と、活性層と、第２導電型
の第２のクラッド層とを、上記凹凸の凸部上と凹部上と
にそれぞれ分断し、上記凸部上の上記第１のクラッド
層、活性層および第２のクラッド層とが断面三角形状に
なるよう形成する工程と、 上記凸部上の断面三角形状の上記第１のクラッド層、活
性層、および第２のクラッド層上および上記凹部上の上
記第１のクラッド層、活性層、および第２のクラッド層
上を覆って半導体層を形成する工程とを有し、 上記断面三角形状の上記第１のクラッド層、活性層およ
び第２のクラッド層は頂点が閉じた状態を有し、かつ、
上記断面三角形状の斜面が（１１１）結晶面からなるこ
とを特徴とする半導体レーザーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15857897A JP2840833B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 半導体レーザーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15857897A JP2840833B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 半導体レーザーの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60022989A Division JP2716693B2 (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 半導体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056239A JPH1056239A (ja) | 1998-02-24 |
| JP2840833B2 true JP2840833B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=15674760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15857897A Expired - Lifetime JP2840833B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 半導体レーザーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2840833B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5024008B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2012-09-12 | ソニー株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| WO2015198377A1 (ja) | 2014-06-23 | 2015-12-30 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ光源及び半導体レーザ光源の製造方法 |
-
1997
- 1997-06-16 JP JP15857897A patent/JP2840833B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1056239A (ja) | 1998-02-24 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |