JPH01228188A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置及びその製造方法

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JPH01228188A
JPH01228188A JP5580188A JP5580188A JPH01228188A JP H01228188 A JPH01228188 A JP H01228188A JP 5580188 A JP5580188 A JP 5580188A JP 5580188 A JP5580188 A JP 5580188A JP H01228188 A JPH01228188 A JP H01228188A
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JP
Japan
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diffraction grating
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groove
compound semiconductor
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JP5580188A
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Hajime Imai
元 今井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2237Buried stripe structure with a non-planar active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/24Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 分布帰還形レーザの構造及び製造方法の改良に関し、 簡単且つ容易に実施し得る工程により、必要な各種の層
を形成する際の熱ダメージを受ける回数を減少させるこ
とが可能な半導体発光装置及びその製造方法の提供を目
的とし、 表面に回折格子を有する第1通電型の化合物半導体基板
の表面に形成した溝内、及び前記回折格子の表面に、分
断された第2導電型のハンドギャツブが前記第1導電型
の化合物半導体基板よりも狭く、活性層よりも広い化合
物半導体層、第2導電型の化合物半導体層及び第1導電
型の化合物半導体層を備え、その表面に活性層、クラッ
ド層及び電極層を具備する構造を有するよう構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体発光装置及びその製造方法に係り、特
に分布帰還形レーザの構造及び製造方法の改良に関する
ものである。
単一波長で発振する半導体レーザは、長距離。
大容量光伝送システムにおいては不可欠な部品である。
現状では分布帰還形(DFB)レーザは単一波長で発振
する半導体レーザとして有望視され、開発が進んでいる
しかし回折格子を内蔵しているため、従来の半導体レー
ザの製造方法と比較すると成長回数が増加している。そ
のため、各成長工程で半導体結晶基板に与える熱ダメー
ジが大きくなり、半導体レーザの信頼度が損なわれてい
る。
以上のような状況から、成長回数を減少することが可能
な半導体発光装置及びその製造方法が要望されている。
〔従来の技術〕
従来の半導体発光装置の製造方法を化合物半導体基板が
n型1nP基板の場合について第2図により工程順に説
明する。
先ず第2図(a)に示すように、n型1nPi板11の
表面にリソグラフィー技術により回折格子11aを形成
する。
次に液相成長法により、第2図(b)に示すようにこの
回折格子11aの表面に、n型1nGaAs P層12
、活性層となるInGaAs P N 15及びp型l
nP層16を順次積層して形成する。
この工程における予備加熱により、回折格子11aが熱
ダメージを受けている。
次いで全面に酸化膜を形成し、リソグラフィー技術によ
り活性層を形成する領域以外の酸化膜を除去して酸化膜
18を形成し、メサエッチングを行って第2図(C)に
示すような形状にする。
その後第2図(d)に示すように、液相成長法によりp
型1nP層13及びn型1nP層14をメサエッチング
面に順次積層して形成する。
この工程においても予備加熱により、メサエッチング面
が熱ダメージを受けている。
最後にp型InP層16の表面の酸化膜18を除去し、
その表面の全面に液相成長法により第2図telに示す
ように、クラッド層となるp型1nP層16及び電極層
となるp型1nGaAs P層17を順次積層して形成
する。
この際には予備加熱により、p型InP層16及びn型
1nP層14の表面が熱ダメージを受けている。
このように、第2図(b)、第2図(d)、第2図(e
)に示すような三面の液相成長法により各層を形成する
ので、その都度予備加熱により熱ダメージを受けている
〔発明が解決しようとする課題〕
以上説明の従来の半導体発光装置の製造においては、三
面の液相成長法により必要な各種の層を形成する処理を
行っているので、下地となる層はその各々の処理の際の
予備加熱により熱ダメージを受けているという問題点が
あった。
本発明は以上のような状況から簡単且つ容易に実施し得
る工程により、必要な各種の層を形成する際の熱ダメー
ジを受ける回数を減少させることが可能な半導体発光装
置及びその製造方法の提供を目的としたものである。
(課題を解決するための手段〕 上記問題点は、表面に回折格子を有する第1専電型の化
合物半導体基板の表面に形成した溝内、及び前記回折格
子の表面に、分断された第24電型のバンドギャップが
前記第1導電型の化合物半導体基板よりも狭く、活性層
よりも広い化合物半導体層、第2導電型の化合物半導体
層及び第1導電型の化合物半導体層を備え、その表面に
活性層、クラッド層及び電極層を具備する構造を有する
本発明による半導体発光装置及びその製造方法によって
解決される。
〔作用〕
即ち本発明においては、表面に回折格子を有する第1導
電型の化合物半導体基板の表面に溝を形成し、この溝内
及びこの回折格子の表面に、分断された第2導電型のバ
ンドギャップが前記第1導電型の化合物半導体基板より
も狭く、活性層よりも広い化合物半導体層、第2導電型
の化合物半導体層及び第1導電型の化合物半導体層を順
次積層して形成した後、更にその表面に活性層、クラッ
ド層及び電極層を順次積層して形成するので、液相成長
法により各層を形成する際に下地の層が受ける熱ダメー
ジの回数を一回にすることが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を、化合物半導体基板がn型1
nP基板の場合につき第1図について工程順に説明する
先ず第1図(a)に示すように、表面に回折格子1aを
形成したn型1nP基板1の表面に、ストライブ幅に相
当する幅1〜2μm、深さ3〜4μmの溝lbを形成す
る。この溝1bの形成はマスクを用いるリソグラフィー
技術により行う。
この溝1bの断面形状は、上記のU形でもV形でも良い
が、この溝1bの深さは、次工程で溝lb内に形成する
InGaAs P層5の高さが回折格子1aの位置と等
しくなるように定めることが重要である。
次に第1図(b)に示すように膜厚2,000人のp型
InGaAs P層2、膜厚5.000人のp型1nP
層3及び膜厚1μmのn型1nP層4を順次積層して形
成する。
この際n型1nP基板1に溝1bを設けているので溝l
b内に形成される層は、その膜厚が回折格子1aの表面
に形成される層の膜厚の約二倍となり、回折格子la上
に形成される層とは、完全に分断して形成される。
次いで第1図(C)に示すように、膜厚i、ooo人の
活性層となるInGaAs P層5、膜厚1μmのクラ
ッド層となるp型1nP層6及び膜厚5.000人の電
極層となるp型1nGaAs P層7を順次積層して形
成する。
このように回折格子1aを設けたn型1nP基板1の表
面に溝1bを形成し、この溝lb内と回折格子1aの表
面にp型1nGaAs P層2、p型1nP層3及びn
型1nP層4を順次積層し、更にその表面に活性層とな
るInGaAs P層5、p型1nP層6及びp型1n
GaAsP層7を順次積層して形成するので、溝lb内
壁と回折格子1aの表面が一回だけ熱ダメージを受ける
のみで、熱ダメージによる障害の発生を大幅に減少させ
ることが可能となる。
本実施例は、従来の回折格子を活性層の真下に設ける構
造と比較すると、回折格子と活性層中の光の結合がし難
(なるため、活性層の幅を狭くして光のガイドを弱める
ことが必要である。
通常、活性層の幅を1〜2μmとすると、光は両側へ1
〜2μm広がるため好都合である。又、回折格子を形成
した位置を活性層の高さに合わせることも重要である。
活性層の厚さが1 、000人の場合には光の垂直方向
へのしみ出しは約1μmなので、活性層の厚さを1 、
000人程介与しておくと好都合である。
この結果、結合係数にと活性層と回折格子1aとの距離
りとの積、KLO値が、0.5〜1.0となるので、単
一波長発振の安定条件として課せられる0、7〜1.0
のKLO値を達成することが可能となる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれば極めて容
易に実施し得る工程により、唯一回の熱ダメージを受け
るだけで必要とする各層を形成することができ、活性層
が直接熱ダメージを受けないので、熱ダメージによる障
害の発生を防止することが可能であり、KLO値も単一
波長発振の安定条件として課せられる値を達成すること
が可能となる等の利点があり、著しい経済的及び、信頼
性向上の効果が期待でき工業的には極めて有用なもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例を工程順に示す側断面図
、 第2図は従来の半導体発光装置の製造を工程順に示す側
断面図、である。 図において、 1はn型1nP基牟反、 1aは回折格子、 1bは溝、 2はp型1nGaAs P層、 3はp型1nP層、 4はn型1nP層、 5はInGaAs P層、 6はp型1nP層、 7はp型TnGaAs P層、を示す。 tal  溝(lb)の形成 11  p型+nGaAs P H(2) 、 p型I
n P I”i (3)及びn型1nPF(4)の形成
jcl  InGaAs P層<s)、p型In P 
FJ (6)及びp型1nGaAs P FJ (7)
の形成本発明による一実施例を工程順に示す側断面図?
! 1 図 fat  回折格子(la)の形成 ibl  n型1++GaAs P R(12) 、 
1nGaAs P FJ (15)及びp型In P 
Fi (+6a)の形成fcl  m化11ffi (
18)の形成及びメサエッチング従来の半導体発光装置
の製造方法を工程順に示す口笛2図 +dl  p型InP層(13)及びn型In P F
j (14) ノ形成[ p型InP層(16)及びp型1nGaAs P層(1
7)の形成来の半導体発光装置の製造方法を工程順に示
す図第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面に回折格子(1a)を有する第1導電型の化
    合物半導体基板(1)の表面に形成した溝(1b)内、
    及び前記回折格子(1a)の表面に、分断された第2導
    電型のバンドギャップが前記第1導電型の化合物半導体
    基板(1)よりも狭く、活性層よりも広い化合物半導体
    層(2)、第2導電型の化合物半導体層(3)及び第1
    導電型の化合物半導体層(4)を備え、その表面に活性
    層(5)、クラッド層(6)及び電極層(7)を具備す
    る構造を有することを特徴とする半導体発光装置。
  2. (2)表面に回折格子(1a)を有する第1導電型の化
    合物半導体基板(1)の表面に溝(1b)を形成する工
    程と、 該溝(1b)内及び前記回折格子(1a)の表面に第2
    導電型のバンドギャップが前記第1導電型の化合物半導
    体基板(1)よりも狭く、活性層よりも広い化合物半導
    体層(2)、第2導電型の化合物半導体層(3)及び第
    1導電型の化合物半導体層(4)を順次積層して形成す
    る工程と、 活性層(5)、クラッド層(6)及び電極層(7)を順
    次積層して形成する工程と、 を含む請求項1記載の半導体発光装置の製造方法。
JP5580188A 1988-03-08 1988-03-08 半導体発光装置及びその製造方法 Pending JPH01228188A (ja)

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