JPH0195584A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は半導体レーザの製造方法に関する。

（ロ）　従来の技術 現在、レーザ光の可視光（６００ｎｍ帯）化を目指して
ＧａＡｊ！ＩｎＰ系材料からなる生材料レーザの開発が
進められている。

上記ＧａＡｆｆｉＩｎＰ系材料は、Ａｌの偏析係数が大
きいため、ＬＰＥＣ液相エピタキシ〜ル成長）法では均
一な組成の層を形成することは困難であり、またＧａＡ
ｊ！ＩｎＰ系材料からなる生材料曲形状となる場合、斯
る湾曲部分で結晶の劣化が生じるという問題があった。

そこで、従来は特開昭６２−２００７８５号公報に開示
されているように、平坦な基板表面にＭＯＣＶＤ（有機
金属気相成長）法によりＧａＡｊｉＩｎＰ系材料からな
る層材料長させ、この種半導体レーザを作成していた。

第３図（ａ）〜（ｆ）は上記公報に開示された製造方法
を示す。

第３図（３）は第１工程を示し、−主面が（１００）面
のｎ型ＧａＡｓ基板（１１）上に、第１バッファ層（１
２）、第２バツデア（１３）、第１グラツド層（１４）
、活性層（１５）、第２クラッド層（１６）、第３クラ
ッド層（１７）、第４クラツドＪｉｍ（１８）、第１コ
ンタクト層（１９）、第２フンタクト層（２０）ＩＭＯ
ＣＶＤ法ｔｒテ順次積層すると共に第２フンタクト層（
２０）上略中央に紙面垂直方向に延在する膜厚０，１μ
ｍの５ｉＯ８膜（２１）を形成する。尚、上記各成長層
（１２）〜（２０）の組成、キャリア濃度及び層厚は下
表１のとおりである。

以下余白 第３図（ｂ）は第２工程を示し、ＳｔＯ＊膜（２１）を
マスクとして、第２フンタクト層（２０）を選択的にエ
ツチングし、メサストライプ状とする。

第３図（Ｃ）は第３工程を示し、上記メサストライプ状
の第２フンタクト層（２０）をマスクとして、第１フン
タクト層（１９）及び第４クラッド層（１８）を選択的
にエツチングする。

第３図（ｄ）は第４工程を示し、第２コンタクト層（２
０）を更にエツチングすることにより、メサストライプ
の幅を狭くする。

第３図（ｅ）は第５工程を示し、Ｓ　ｔ　Ｏ，膜（２１
）をマスクとして、第３、第４クラッド層（１７）（１
８）及び第１、第２フンタクト層（１９）（２０）の露
出面に、キャリア濃度５Ｘ１０”ａｍ−’のｎ型ＧａＡ
ｓからなる層厚０．５μｍの電流阻止層（２２）をＭＯ
ＣＶＤ法にて成長させる。

第３図（ｆ’）は最終工程を示し、５ｉｆｔ膜（２１）
を除去した後、ＭＯＣＶＤ法によりキャリア濃度５Ｘ１
０”ｃｍｉのｐ型ＧａＡｓからなる層厚３５ｍの第３フ
ンタクト層（２３）を成長させる。

その後、第３コンタクト層（２３）上にＡ　ｕ　／　Ｚ
　ｎからなる第１電極（２４）を、又基板（１１）裏面
にＡｕ／　Ｇ　ｅからなる第２電極（２５）を夫々被着
することにより第４図に示す如き半導体レーザが完成す
る。

斯る半導体レーザにおいて、第１、第２電極（２４）（
２５）間に順方向バイアスを印加すると、電流は電流阻
止層（２２）により狭窄きれ第２コンタクト層（２０）
直下の活性層（１５）中に集中することとなるので、高
効率でレーザ光を出力できる。

また、ＧａＡＲｒｎＰ系材料からなる各層（１３）〜（
１９）は平坦面上に形成されるため、湾曲による結晶劣
化は生じない。

（ハ）　発明が解決しようとする問題煮熱るに、既述し
たように従来の方法では計３回のエツチング工程が必要
であるため工程が繁雑となり、また、−旦活性層（１５
）を成長させた後再度の成長工程を必要とするため、斯
る再度の成長時に活性層（１５）に熱的ダメージを与え
るという問題があった。

（ニ）　問題点を解決するための手段 本発明は斯る点に鑑みてなきれたもので、その構成的特
徴は、一導電型の基板の一主面上に実質的に高抵抗とな
る電流狭窄層を成長する第１工程、上記電流狭窄層表面
より上記基板に達する深さの溝を形成する第２工程、上
記電流狭窄層及び溝上に上記基板と同導電型でかつ表面
が平坦な電流通路層を液相エピタキシャル成長法で成長
させる第３工程、上記電流通路層上にＧａＡｆｆｉｌｎ
Ｐ系材料からなるレーザ発振層を有機金属気相成長法で
成長させる第４工程を備えたことにある。

（ホ）　作用 斯る方法によれば、ＧａＡｊ！　Ｉ　ｎＰ系材料からな
るＶＳＩＳ型の半導体レーザを形成できる。

（へ）　実施例 第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例を示す工程別断
面図である。以下、斯る図面に基づいて本実施例を説明
する。

第１図（ａ）は第１工程を示し、ｐ型ＧａＡｓ基板（１
）上にキャリア濃度が１〜２ＸＩＯ’−ＴＩ−”（７）
ｎ型ＧａＡｓからなる層厚１〜１．５μｍの電流狭窄層
（２）を成長させる。斯る成長はＭＯＣＶＤ法、ＬＰＥ
法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル成長）法部の周知の
成長法により行なえる。

第１図（ｂ）は第２工程を示し、電流狭窄層（２）表面
より基板（１）に達する深きを有し、紙面垂直方向に延
在する７字溝（３）を基板（１）の中央に形成する。尚
、斯る溝（３）の形成は、例えばＨ，ＰＯ２：　ＣＨｓ
ＯＨ：　Ｈｇ０−３　：　１　：　１のエツｆング液を
用いてエツチングすることにより行なう。

第１図（ｃ）は第３工程を示し、電流狭窄層（２）及び
溝（３）上に表面が平坦な電流通路層（４）を形成する
。斯る電流通路層（４）はキャリア濃度が〜Ｉ　Ｘ　１
０”ｃｍ−３のｐ型ＧａＡｓもしくはｐ型Ｇａｔ−ｘＡ
Ｉ／、ｘＡｓ（ｘ≦０．１）からなる、また斯る電流通
路Ｍ（４）は溝付基板上に形成され、かつその表面を平
坦としなければならないためＬＰＥ法により形成する。

第１図（ｄ）は最終工程を示し、電流通路層（４）上に
、第１クラッド層（５）、活性層（６）、第２クランド
層（７）からなる発振層（８）及びキャップ層（９）を
ＭＯＣＶＤ法にて順次連続的に積層すると共に上記キャ
ップ層（９）上及び基板（１）裏面にオーミック性の第
１・第２電極（１０ａ）（ＬＯｂ）を形成する。尚、上
記各成長層（５）〜（７）及び（９）の組成、キャリア
濃度及び層厚は下表２のとおりである。

以下余白 斯る半導体レーザにおいて、第１・第２電極（１０ａ）
（１０ｂ）間に順方向バイアスを印加すると、電流は電
流狭窄層（２）で狭窄され、溝（３）直上の活性層（６
）中に集中するので、高効率でレーザ光を出力できる。

また、斯る半導体レーザでは、ＧａＡＮＩｎＰ系材料か
らな系材層（５）〜（７）は平坦面上に形成されるため
、層の湾曲による結晶劣化は生じない。

更に、本実施例の方法では、エツチング工程は１回で良
いため工程が従来に較べて簡素化でき、かつ活性層（６
）の成長後に再度のエピタキシャル成長工程がないため
、活性層（６）の熱的劣化は生じない。

第２図は、本実施例方法により作成された半導体レーザ
の寿命特性Ａと第４図に示した従来の半導体レーザの寿
命特性Ｂとを調べた実験結果を示す、尚、斯る実験は、
室温で３ｍＷの連続発振を行なった際の駆動電流の経時
変化を調べたものである。

第２図より明らかな如く、本実施例方法により作成され
た半導体レーザでは５００時間程度連続発振を行なった
際でも駆動電流はほんとんど変化しなかったのに対し、
従来の半導体レーザでは発振開始直後から駆動電流の上
昇が見られた。

これは、本実施例方法では、上述した如く半導体レーザ
作成時に活性層の熱的劣化が生じないためであると考え
られる。

（ト）　発明の効果 本発明方法によれば、半導体レーザ作成時の活性層の熱
的劣化を防止できるため、長寿命化が図れると共にエツ
チング工程も１回で済むので製造工程の簡素化も図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例を示す工程別
断面図、第２図は寿命特性を示す特性図、第３図（ａ）
〜（ｒ）は従来例を示す工程別断面図、第４図は第３図
（ａ）〜（ｆ’）の工程により製造きれた半導体レーザ
を示す断面図である。 （１）・・・基板、（２）・・・電流狭窄層、く３）・
・・溝、（４）・・・電流通路層、（８）・・・発振層
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一導電型の基板の一主面上に実質的に高抵抗とな
   る電流狭窄層を成長する第１工程、上記電流狭窄層表面
   より上記基板に達する深さの溝を形成する第２工程、上
   記電流狭窄層及び溝上に上記基板と同導電型でかつ表面
   が平坦な電流通路層を液相エピタキシャル成長法で成長
   させる第３工程、上記電流通路層上にＧａＡｌＩｎＰ系
   材料からなるレーザ発振層を有機金属気相成長法で成長
   させる第４工程を備えたことを特徴とする半導体レーザ
   の製造方法。