JPH01293686A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH01293686A JPH01293686A JP12532088A JP12532088A JPH01293686A JP H01293686 A JPH01293686 A JP H01293686A JP 12532088 A JP12532088 A JP 12532088A JP 12532088 A JP12532088 A JP 12532088A JP H01293686 A JPH01293686 A JP H01293686A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mesa
- layer
- active layer
- type
- grown
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 9
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高出力で安定して動作する半導体レーザ素子
を生産性良く製造する方法に関する。
を生産性良く製造する方法に関する。
（従来の技術）
従来、第４８回応用物理学会学術講演会１８ａ−Ｚ Ｒ
−８（１９８７）に記載されているような半導体レーザ
素子が知られている。これは第５図のように端面部及び
共振器横方向への電流注入を制限するためにＧａＡｓ基
板１０１上にメサを形成し、それを液相エピタキシャル
成長法によって伝導型の異なるＧａＡｓ膜１０２で完全
に埋め込んだ後、再度エツチングを行い先に形成した基
板のメサの上部を露出させることによりレーザ端面部及
び共振器の横方向で電流注入を制限する構造を形成する
、その後に再度液相エピタキシャル成長法により活性層
１０４とその上のクラッド層１０５と再成長促進層１０
６まで成長した後、端面部の活性層をエツチングによっ
て取り除き、今度はその上から有機金属気相成長により
端面を活性層よりエネルギーギャップの大きなＡ１組成
０．４１のＡρＧａＡｓ１０７で埋め込んでいる。この
ような構造の採用により、端面には活性層が直接露出せ
ず、しかも発光端面が活性層で発生する光に対して透明
な窓構造になり高出力動作が可能になっている。
−８（１９８７）に記載されているような半導体レーザ
素子が知られている。これは第５図のように端面部及び
共振器横方向への電流注入を制限するためにＧａＡｓ基
板１０１上にメサを形成し、それを液相エピタキシャル
成長法によって伝導型の異なるＧａＡｓ膜１０２で完全
に埋め込んだ後、再度エツチングを行い先に形成した基
板のメサの上部を露出させることによりレーザ端面部及
び共振器の横方向で電流注入を制限する構造を形成する
、その後に再度液相エピタキシャル成長法により活性層
１０４とその上のクラッド層１０５と再成長促進層１０
６まで成長した後、端面部の活性層をエツチングによっ
て取り除き、今度はその上から有機金属気相成長により
端面を活性層よりエネルギーギャップの大きなＡ１組成
０．４１のＡρＧａＡｓ１０７で埋め込んでいる。この
ような構造の採用により、端面には活性層が直接露出せ
ず、しかも発光端面が活性層で発生する光に対して透明
な窓構造になり高出力動作が可能になっている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上述の従来の方法では、レーザ素子が完成
するために３回のエツチングと結晶成長を行わなければ
ならないから、ＩＩＩｇＪ性、生産性が悪い、さらに活
性層を取り除くためのエツチングを行う際に活性層の断
面が大気にさらされて酸化され、あるいは汚染されるか
ら、再成長界面における結晶性が悪く、完成した素子の
信頼性が低下する。また液相エピタキシャル成長と有機
金属気相成長という全く異なる成長法を組み合わせて素
子を形成するから、各成長装置の条件を共に抑える必要
がありやはり生産性、歩留まりの点で問題があるという
欠点があった。
するために３回のエツチングと結晶成長を行わなければ
ならないから、ＩＩＩｇＪ性、生産性が悪い、さらに活
性層を取り除くためのエツチングを行う際に活性層の断
面が大気にさらされて酸化され、あるいは汚染されるか
ら、再成長界面における結晶性が悪く、完成した素子の
信頼性が低下する。また液相エピタキシャル成長と有機
金属気相成長という全く異なる成長法を組み合わせて素
子を形成するから、各成長装置の条件を共に抑える必要
がありやはり生産性、歩留まりの点で問題があるという
欠点があった。
本発明の目的は、連続した１回の結晶成長によって、レ
ーザ端面で活性層を露出させることなく、活性層で発光
する光に対して透明なエネルギーギャップの大きな半導
体層の窓を設け、同時に端面部及び共振器横方向に電流
注入を制限した構造の半導体レーザ素子を高い生産性と
歩留まりで製造する方法を提供することにある。
ーザ端面で活性層を露出させることなく、活性層で発光
する光に対して透明なエネルギーギャップの大きな半導
体層の窓を設け、同時に端面部及び共振器横方向に電流
注入を制限した構造の半導体レーザ素子を高い生産性と
歩留まりで製造する方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
前述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、
面方位（１００）ＧａＡｓ基板上に＜ＯＴＴ＞方向に平
行なメサを形成し、該メサ側面においてメサ底部より成
長する活性層が、該メサ上部から成長し該活性層よりエ
ネルギーギャップの大きな半導体層に接するように、有
機金属気相成長法により段差成長させてレーザ構造を形
成し、該メサの長手方向両端からそれぞれわずかに外側
の位置において共振器端面を形成することを特徴とする
半導体レーザ素子の製造方法である。
面方位（１００）ＧａＡｓ基板上に＜ＯＴＴ＞方向に平
行なメサを形成し、該メサ側面においてメサ底部より成
長する活性層が、該メサ上部から成長し該活性層よりエ
ネルギーギャップの大きな半導体層に接するように、有
機金属気相成長法により段差成長させてレーザ構造を形
成し、該メサの長手方向両端からそれぞれわずかに外側
の位置において共振器端面を形成することを特徴とする
半導体レーザ素子の製造方法である。
（作用）
第４図のように面方位（１００）ＧａＡｓ基板１１上の
＜ ＯＴ Ｄ方向に形成したメサに有機金属気相成長法
によりＧ ａ Ａ ｓまたはＡρＧａＡｓの成長を行う
と、メサ側面には（１１１）面が露出しそこで方向の成
長速度が著しく低下するから、メサ上では台形状に成長
が進む、そこでメサ側面においてメサ上部とメサ底部か
ら成長してきた半導体層１２．１３が（１１１）面を境
に段差を生じる０本発明は、この段差成長によってメサ
底部から成長した活性層がメサ側面においてメサ上部に
成長した活性層よりエネルギーギャップの大きな半導体
層と接し、このメサ底部をレーザ共振器端面とすること
によりレーザ光出射端面で活性層からのレーザ発振光に
対して透明な窓を設けることができ、端面での光吸収お
よび温度上昇をなくし高出力まで安定して動作すること
ができる半導体レーザ素子を提供することができる。
＜ ＯＴ Ｄ方向に形成したメサに有機金属気相成長法
によりＧ ａ Ａ ｓまたはＡρＧａＡｓの成長を行う
と、メサ側面には（１１１）面が露出しそこで方向の成
長速度が著しく低下するから、メサ上では台形状に成長
が進む、そこでメサ側面においてメサ上部とメサ底部か
ら成長してきた半導体層１２．１３が（１１１）面を境
に段差を生じる０本発明は、この段差成長によってメサ
底部から成長した活性層がメサ側面においてメサ上部に
成長した活性層よりエネルギーギャップの大きな半導体
層と接し、このメサ底部をレーザ共振器端面とすること
によりレーザ光出射端面で活性層からのレーザ発振光に
対して透明な窓を設けることができ、端面での光吸収お
よび温度上昇をなくし高出力まで安定して動作すること
ができる半導体レーザ素子を提供することができる。
また、あらかじめＱａＡｓ基板の上に伝導型の異なるＧ
ａＡｓ薄膜を形成しておきこれにメサの清を形成するこ
とにより端面部での電流注入を押え端面部の温度上昇を
なくすると同時に、共振器横方向の電流狭窄を行いレー
ザ発信の横モードの制御を行うことができる。
ａＡｓ薄膜を形成しておきこれにメサの清を形成するこ
とにより端面部での電流注入を押え端面部の温度上昇を
なくすると同時に、共振器横方向の電流狭窄を行いレー
ザ発信の横モードの制御を行うことができる。
（実施例）
次に実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明する。
第１図は本発明の一実施例により製造した半導体レーザ
素子を長手方向に切断して示す断面図、第２図は第１図
の素子を長手方向の中央部で長手方向に直交する面で切
断して示す断面図、第３図はその実施例の方法で形成さ
れる中間製品を示す部分切断斜視図である。
素子を長手方向に切断して示す断面図、第２図は第１図
の素子を長手方向の中央部で長手方向に直交する面で切
断して示す断面図、第３図はその実施例の方法で形成さ
れる中間製品を示す部分切断斜視図である。
この実施例の製造方法においては、まず面方位（１００
） ｐ型ＧａＡｓ基板１上に有機金属気相成長法により
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２を厚さ０．８１ｍ−様に
形成する。これに第３図のようにエツチングにより＜
ＯＴ 丁＞方向にメサ底部での長さ５ＩＪＩ＋、幅２５
０１ＪＩＩ、深さが１四の溝を形成する。
） ｐ型ＧａＡｓ基板１上に有機金属気相成長法により
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層２を厚さ０．８１ｍ−様に
形成する。これに第３図のようにエツチングにより＜
ＯＴ 丁＞方向にメサ底部での長さ５ＩＪＩ＋、幅２５
０１ＪＩＩ、深さが１四の溝を形成する。
この上から有機金属気相成長によりｐ型ＧａＡｓバッフ
ァー層３を０．２ｕｆｆｉ、ｐ型ＡρＧａＡｓクラッド
層４ （、Ｉ１組成０．３５＞を１．５四、Ａｊ！ Ｇ
ａＡｓ活性層５（Ａρ組成０．０８）を０，１四、ｎ型
ＡρＧ ａ Ａ ｓクラッド層６ （Ａ！Ｊ組成０．３
５）を１０、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層７を０．３１こ
の順に続けて形成する。この成長後では第１図に示すよ
うにメサ底部の活性層がメサ側面でＰ型ＡρＧａＡｓク
ラッド層と接し、このＡρ組成０．３５のＡ！ＪＧａＡ
ｓ層４は、Ａρ組成０，０８の活性層５よりエネルギー
ギ・ヤップが大きいから、メサ底部の活性層で発生した
レーザ発振光は容易にこのメサ上部のクラッド層を透過
する。
ァー層３を０．２ｕｆｆｉ、ｐ型ＡρＧａＡｓクラッド
層４ （、Ｉ１組成０．３５＞を１．５四、Ａｊ！ Ｇ
ａＡｓ活性層５（Ａρ組成０．０８）を０，１四、ｎ型
ＡρＧ ａ Ａ ｓクラッド層６ （Ａ！Ｊ組成０．３
５）を１０、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層７を０．３１こ
の順に続けて形成する。この成長後では第１図に示すよ
うにメサ底部の活性層がメサ側面でＰ型ＡρＧａＡｓク
ラッド層と接し、このＡρ組成０．３５のＡ！ＪＧａＡ
ｓ層４は、Ａρ組成０，０８の活性層５よりエネルギー
ギ・ヤップが大きいから、メサ底部の活性層で発生した
レーザ発振光は容易にこのメサ上部のクラッド層を透過
する。
完成した素子の上下両半導体面に電極８を形成し、これ
をメサ端部からそれぞれ２０四離れたメサ上部で両端を
へきかいし、レーザ共振器を形成すると第１図のように
両共振器端面では活性層が露出せず、レーザ発振光に対
しては透明な窓構造が形成され、しかも端面部では電流
ブロック層２によって注入されないレーザ素子が完成す
る。
をメサ端部からそれぞれ２０四離れたメサ上部で両端を
へきかいし、レーザ共振器を形成すると第１図のように
両共振器端面では活性層が露出せず、レーザ発振光に対
しては透明な窓構造が形成され、しかも端面部では電流
ブロック層２によって注入されないレーザ素子が完成す
る。
また同時に第２図に示すようにレーザ共振器の横方向で
も、電流ブロック層２により横方向の電流注入が制限さ
れ発振時に安定した横モードを保つことができる。もち
ろん以上の半導体層は伝導型のｐとｎが逆でもかまわな
い。
も、電流ブロック層２により横方向の電流注入が制限さ
れ発振時に安定した横モードを保つことができる。もち
ろん以上の半導体層は伝導型のｐとｎが逆でもかまわな
い。
（発明の効果）
以上に詳しく説明したように、本発明の方法により高出
力で安定して動作する半導体レーザ素子を生産性良く製
造することができる。
力で安定して動作する半導体レーザ素子を生産性良く製
造することができる。
第１図は本発明の一実施例により製造された半導体レー
ザ素子を共振器軸方向に切断して示す断面図、第２図は
第１図の素子を共振器軸の中央部において共振器軸に直
交する面で切断して示す断面図、第３図はその実施例の
製造方法において中間工程で形成される半導体構造を示
す部分切断斜視図、第４図は本発明の製造方法の原理を
説明するために示す半導体積層構造の断面図、第５図（
ａ）は従来の方法で製造した半導体レーザ素子を示す斜
視図、第５図（ｂ）は同図（ａ）の素子を共振器軸方向
に切断して示す斜視図、第５図（ｃ）同図（ａ）の素子
を共振器軸に直交する面で切断して示す断面図である。 １−ｐ型ＧａＡｓ基板、２−ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層、３・・・Ｐ型ＧａＡｓバッファ層、４・・・ｐ型Ａ
ｕＧａＡｓクラヅド層（Ａｕ組成０．３５）、５−Ａρ
ＧａＡｓ活性層（Ａρ組成０．０８＞ 、６−・・ｎ型
ＡｊｌＧａＡｓクラッド層（Ａρ組成０．３５）、７・
・・ｎ型ＧａＡｓコンタクト層、８・・・ｐｎ電極、１
ｌ−−−ＧａＡｓ基板、１２．１３−・・半導体層（Ｇ
ａＡｓＯｒ ＡρＧａＡｓ ） 、１０１−Ｐ型Ｇａ
Ａｓ基板、１０２・・・ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、
１０３・・・Ｐ型ＡρＧａＡｓクラッド層（Ａｕ組成０
．４１） 、１０４−−−Ａ Ａ ＧａＡ ｓ活性層（
Ａρ組成０．０８） 、１０５−・・ｎ型ＡｆＪＧａＡ
ｓクラッド層（Ａｕ組成０．４１）、１０６−−− ｎ
型Ａｊ！ＧａＡｓ再成長促進層（Ａｕ組成０．１５）
、１０７−ｎ型ＡρＧａＡｓうめ込み層（へρ組成０．
４１） 、１０８ ｎ型ＧａＡｓコンタクト層、１０９
−ｐ ｎ電極、１１０−・ｎ型Ａ４２ＧａＡｓ光導波層
（Ａ！Ｊ組成０．３１） 。 第１図 第２図
ザ素子を共振器軸方向に切断して示す断面図、第２図は
第１図の素子を共振器軸の中央部において共振器軸に直
交する面で切断して示す断面図、第３図はその実施例の
製造方法において中間工程で形成される半導体構造を示
す部分切断斜視図、第４図は本発明の製造方法の原理を
説明するために示す半導体積層構造の断面図、第５図（
ａ）は従来の方法で製造した半導体レーザ素子を示す斜
視図、第５図（ｂ）は同図（ａ）の素子を共振器軸方向
に切断して示す斜視図、第５図（ｃ）同図（ａ）の素子
を共振器軸に直交する面で切断して示す断面図である。 １−ｐ型ＧａＡｓ基板、２−ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層、３・・・Ｐ型ＧａＡｓバッファ層、４・・・ｐ型Ａ
ｕＧａＡｓクラヅド層（Ａｕ組成０．３５）、５−Ａρ
ＧａＡｓ活性層（Ａρ組成０．０８＞ 、６−・・ｎ型
ＡｊｌＧａＡｓクラッド層（Ａρ組成０．３５）、７・
・・ｎ型ＧａＡｓコンタクト層、８・・・ｐｎ電極、１
ｌ−−−ＧａＡｓ基板、１２．１３−・・半導体層（Ｇ
ａＡｓＯｒ ＡρＧａＡｓ ） 、１０１−Ｐ型Ｇａ
Ａｓ基板、１０２・・・ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、
１０３・・・Ｐ型ＡρＧａＡｓクラッド層（Ａｕ組成０
．４１） 、１０４−−−Ａ Ａ ＧａＡ ｓ活性層（
Ａρ組成０．０８） 、１０５−・・ｎ型ＡｆＪＧａＡ
ｓクラッド層（Ａｕ組成０．４１）、１０６−−− ｎ
型Ａｊ！ＧａＡｓ再成長促進層（Ａｕ組成０．１５）
、１０７−ｎ型ＡρＧａＡｓうめ込み層（へρ組成０．
４１） 、１０８ ｎ型ＧａＡｓコンタクト層、１０９
−ｐ ｎ電極、１１０−・ｎ型Ａ４２ＧａＡｓ光導波層
（Ａ！Ｊ組成０．３１） 。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、面方位（１００）ＧａＡｓ基板上に＜０＠１＠＠１
＠＞方向に平行なメサを形成し、該メサ側面に おいて該メサ底部から成長する活性層が、該メサ上部か
ら成長し該活性層よりエネルギーギャップの大きな半導
体層に接するように、有機金属気相成長法により段差成
長させて レーザ構造を形成し、該メサの長手方向両端からそれぞ
れわずかに外側の位置において共振器端面を形成するこ
とを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 ２、あらかじめ前記ＧａＡｓ基板上に伝導型の異なるＧ
ａＡｓ薄膜を一様に成長しておき、前記メサを形成する
際に部分的に該ＧａＡｓ基板が露出するように該メサの
形にエッチングを行なうことにより、前記共振器端面部
および横方向において電流注入を制限する構造を形成す
ることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12532088A JPH01293686A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12532088A JPH01293686A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01293686A true JPH01293686A (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=14907193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12532088A Pending JPH01293686A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01293686A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5345092A (en) * | 1991-01-18 | 1994-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting diode including active layer having first and second active regions |
| JP2008066647A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-05-23 JP JP12532088A patent/JPH01293686A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5345092A (en) * | 1991-01-18 | 1994-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting diode including active layer having first and second active regions |
| JP2008066647A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5541950A (en) | Semiconductor laser including groove having variable dimensions | |
| US4883771A (en) | Method of making and separating semiconductor lasers | |
| JPH02288288A (ja) | 埋め込みヘテロ構造レーザダイオードの製造方法 | |
| JPH01293686A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JPH0552676B2 (ja) | ||
| JPS6355877B2 (ja) | ||
| JP2687495B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH03238813A (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
| JPH037153B2 (ja) | ||
| JPH1174624A (ja) | レーザダイオード及びその製造方法 | |
| JPS6351558B2 (ja) | ||
| JPH07312462A (ja) | 面発光レーザダイオードの製造方法，及び面発光レーザダイオード | |
| JP3446343B2 (ja) | Ｖ溝構造を有する半導体発光装置 | |
| JP2804533B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP3446344B2 (ja) | Ｖ溝構造を有する半導体発光装置 | |
| JP2525776B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS5834988A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JPH04186687A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2810518B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JPH04326786A (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JPH01215087A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPS62281384A (ja) | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 | |
| JPH05235477A (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
| JPS5864084A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH0574217B2 (ja) |