JPH02105489A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH02105489A
JPH02105489A JP25872988A JP25872988A JPH02105489A JP H02105489 A JPH02105489 A JP H02105489A JP 25872988 A JP25872988 A JP 25872988A JP 25872988 A JP25872988 A JP 25872988A JP H02105489 A JPH02105489 A JP H02105489A
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JP
Japan
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layer
active layer
mesa stripe
inp
semiconductor laser
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JP25872988A
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Masayuki Yamaguchi
山口 昌幸
Hideki Asano
英樹 浅野
Yasuo Shinohara
篠原 庸雄
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NEC Corp
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NEC Corp
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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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped 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
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    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
    • H01S5/2277Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] 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】 〔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し、特に高効率で
動作する1nGaAs P/ In P系の半導体レー
ザの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
近年光フアイバ通信は光源である半導体レーザの高性能
化と伝送媒体である光ファイバの低損失化の進展により
急速にその実用化が進んだ。特に、石英系光ファイバの
最低損失波長帯である1、55μm帯で発振する!oG
aAsP/InP系の分布帰還型半導体レーザ(DFB
  LD)の開発は、光フアイバ通信の長距離大容量化
の進展に拍車をかけた。DFB  LDとは、光を発す
る活性層の近傍に回折格子が埋め込まれており、この回
折格子の波長選択性を利用して単一軸モードで発振する
ことを特徴としている。この単一スペクトル特性は、長
距離大容量伝送時の光ファイバの分散による波形劣化を
軽減できる利点を有している。
ところで、InGaAsP/InP系DFB  LDで
は、発振閾値電流を小さく抑えるために、素子内部にス
トライプ状活性層と、この活性層に効果的に電流注入を
行うための電流狭窄構造とを有した、謂ゆる埋め込みへ
テロ構造が一般に採用さてえいる。第4図(a)に埋め
込みへテロ構造DFBLDの一例として、発振波長1.
55μm帯のダブルチャンネル・プレーナ・ベリラドへ
テロ構造(DC−PBH構造)DFB  LDの構造図
を示す (M、Kitamura  Ital、IEE
E  J、Lightwave  Teak、。
vol、LT−2,PPj63−369.1984) 
、回折格子12が形成されたn −1nP基板1.その
上に形成された波長組成1.15μmのn −InGa
AsPガイド層2.波長組成1.55μmのInGaA
sP活性層3.波長組成1.3μmのp −11GaA
sPアンチメルトバック層4.p−rnPクラッド層5
からなる多層構造半導体に、活性層3よりも深い2本の
溝13と、それによって挟まれたメサストライプ14が
形成されており、このメサストライプ14の上部を除い
て、p−InPブロック層(電流狭窄層)6とn−1n
PブロックM7が、更に全面にp −InP埋め込み層
8 、 p ” −1nGaAsPキャップ層9が積層
された構造を成している。各半導体層は、過飽度3〜7
°Cの過飽和溶液を用いたツーフェーズ液相エピタキシ
ャル成長法CLPE法〉により結晶成長される。アンチ
メルトバック層4の役目は、LPE法により波長組成1
.55μmのInGaAsP活性層3の上に直接InP
クラッド層5を成長すると、活性層3がメルトバックし
てしまい、注入キャリアの非発光再結合過程が増大する
ため、これを防止することである。キャップ層9の上及
び基板1の下には、それぞれ電流注入のための電極10
.11が形成されている。このDFB  LDは波長1
.55μm帯に限らず、波長1.3μm帯においても約
15mA程度の低閾値で発振する。
〔発明が解決しようとする課題〕
長距離光フアイバ通信においては、信号光を長距離に伝
送するために電流−光変換効率の高い半導体レーザが要
求される6例えば、波長1.55帯で400 M b 
/ sで1100kの無中継伝送を実現しようとした場
合、光源には0.2 W/A以上の電流−光変換効率が
要求される。ところが、上述のD C−P B H構造
DFB  LDでは、波長1jμm帯の素子であれば変
換効率0.27W/Aの高効率動作が得られているが、
1.55μm帯では平均で0.15W/Aと変換効率は
低いものであった。この波長の異なる同一構造のDFB
  LDのデバイスの基本定数を評価したところ、素子
内部の損失係数が、波長1.3μm帯の20cm−’に
比べ、波長1.55μm帯では40cm−’と約2倍大
きいことが判明した。更に、1.55μm帯にはおいて
は、メサストライプ14内の活性層3の側面が、第4図
(b>に示す如く、p −1nPブロック層6をLPE
成長する際のメルトバックにより凹凸形状をなしており
、これが散乱損失の原因となって損失係数を大きくして
いることが判った。即ち、波長1.55μm帯の埋め込
みへテロ構造DFB  LDでは、メサストライプ14
をInPからなる半導体でLPE埋め込み成長する際の
活性層3側面のメルトバックが散乱損失の原因となり、
電流−光変換効率が低いという問題があった。
本発明の目的は、活性層3の側面のメルトバックを軽減
し、散乱損失が小さく、高い電流−光変換効率が得られ
るInGaAsP活性層3系の半導体レーザの製造方法
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体レーザの製造方法は、半導体基板上
に、少くとも光を発する活性層と、その上に前記活性層
よりもバンドギャップの大きなりラッド層とを形成する
工程と、ストライプ状の領域を除いて、少くとも前記ク
ラッド層及び活性層を除去することにより、ストライプ
状活性層を含むメサストライプを形成する工程と、前記
メサストライプの側面を液相エピタキシャル成長法によ
り前記活性層よりもバンドギャップの大きな電流狭窄層
で埋め込む工程とを含む埋め込み型半導体レーザの製造
方法において、前記液相エピタキシャル成長に用いる電
流狭窄層用混合溶液の過飽和度を10℃以上としたこと
を特徴としている。
〔実施例1〕 以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図に本発明の第1の実施例である半導体レーザの製
造方法を示す。レーザ構造は従来で示したものと同じ波
長1.55μmのDC−PBH構造DFB  LDであ
る。まず、周期2400人の回折格子12を干渉露光法
によりn −1nP基板1に形成した後、その上に波長
組成1.15μmのn−InGaAsPガイド層2.波
長組成1.55μmのInGaAsP活性層3.波長組
成IAμmのp −InGaAsPアンチメルトバック
14.p−InPクラッド層5をそれぞれ厚さ0.1 
p m 、 0.1 μm 、 0.02μm 。
0.8μrnの順にツフエーズLPE成長する(第1図
(a))。それぞれの層に対する混合溶液の過飽和度は
5℃程度である。続いて、第1図(b)に示す如く、活
性層3よりも深い2本の溝13とそれによって挟まれる
メサスI・ライプ14をエツチングにより形成する。溝
13の幅は6μm、メサストライプ14の幅は1.5μ
mである。次に、メサストライプ14の上部を除いてp
 −1nPブロック層(電流狭窄層)6−、n−InP
ブロック層7を、そして全面にp −InP埋め込み層
8.p+InGaAsPキャップ層9をそれぞれ溝13
より外側の平坦部における厚さが0.5μm、1μm、
  1μm、1μmとなる様にLPE成長する(第1図
(C))。この時、p −1nPブロック層6に対して
は、スーパクールLPE法を適用し、混合溶液の過飽和
度を18℃とした。その他の層に関してはラフニーズ法
を適用し、過飽和度は5〜7℃とした。p−InPブロ
ック層6の成長開始温度は600℃である。最後にp+
−1nGaAsキャップ層9の上及びn −InP基板
1の下に電極10.11を形成する(第1図(d))。
こうして得られた1、55μm帯DC−PBH構造DF
B  LDでは、p −1nPブロック層(電流狭窄層
)6成長時の混合溶液の過飽和度が18℃と高いため、
活性層3の側面のメルトバックが生じていない、第1図
(d)には活性層3近傍の拡大図を示したが、活性層3
はメサストライプ14形成後の台形型を維持しており、
且つメルトバックによる凹凸は観測されなかった。発振
閾値電流は13 rn Aと低く、電流−光変換効率と
して、0.205 W/Aと従来よりも高い値を得た。
第2図には実験的に得られた1、55μm帯DCPBH
構造DFB  LDのp −1nPブロック層(電流狭
窄層)6の混合溶液の過飽和度で電流−光変換効率との
関係を示す。過飽和度が10°Cを越えるあたりから活
性層3側面のメルトバック防止効果が現れ、電流−光変
換効率は上昇した。
従って、本発明による半導体レーザの製造方法は、活性
層3の側面を埋め込むInP基板1上の過飽和度が10
℃以上であれば有効である。
〔実施例2〕 第3図に本発明の第2の実施例である半導体レーザの製
造方法を示す。第3図にその製造方法を示した半導体レ
ーザは、発振波長1.55μmのフラット・ベリラドへ
テロ構造(FBHyi造)DFB  LDである。第3
図(a)においては、回折格子12が形成されたInP
基板1上に実施例1と同じく、活性層3を含む多層半導
体層をL P E法により形成する。続いて第3図(b
)では、メサストライプ14の領域を除いて、活性層3
よりも深くエツチングする。この時、エツチングマスク
として5fOz膜21を用いることにより、メサストラ
イプ14の側面が逆メサ形状となる様にする。
メサストライプ14の幅は2μmである。第3図(c)
において、メサストライプ14を形成する時に用いた5
i02膜21を残したまま、p−1nPブロック層6及
びn −InPブロック層7をそれぞれ厚さ1.5 μ
m、 l )trrlの順にLPE成長する。p−In
Pブロック層6は過飽和度18°Cの混合溶液を用いた
スーパークールLPE法を適用し、n −rnPブロッ
ク層7に対しては過飽和度7°CのツーフェーズLPE
法とした。続いて第3図(d)において、5i02膜2
1を除去した後、p −1nP埋め込み層8 、 p 
” −InGaAsPキャップ層9をLPE成長する。
更にP ”  InGaAsPキャップ層9の上部及び
n −1nP基板1の下に電極10.11を形成する。
こうして得られた1、55μm帯FBH−DFB  L
Dにおいても活性M3の側面のメルトバックは軽減され
、0.20W/Aの高効率動作を得ることができた。
以上、本発明の実施例においては、DC−PBHIII
造及びFBH構造の1.55μm帯DFB  LDの例
を示したが、本発明による半導体レーザの製造方法はメ
サストライプ14を有する他の構造の埋め込み型半導体
レーザにも有効である。更にDFBレーザに限らず、フ
ァブリペロ型半導体レーザにおいても有効である。
〔発明の効果〕
本発明による半導体レーザの製造方法によれば、高効率
な光フアイバ通信用半導体レーザを提供することができ
る。更に、活性層3の側面のメルトバック防止により、
素子内部の散乱を低減することができ、これにより、レ
ーザ光の放射パターンがなめらかな単峰形状となるなめ
、本発明の製造方法によって製作した半導体レーザでは
光ファイバとの結合効率が極めて高いという利点も有し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第3図は本発明による第1.第2の実施例で
ある半導体レーザの製造方法を説明する図であり、第2
図は活性層側面を埋めるInP層に対するLPE成長時
の混合溶液過飽和度と半導体レーザの電流−光変換効率
の関係を示した図で、第4図は従来の製造方法により作
製した半導体レーザの構造図である。 1−−− n −1nP基板、2 ・・−n −1nG
aAsPガイド層、3−InGaAsP活性層、4 ・
−p −1nGaAsPアンチメルトバック層、5・・
・p −1nPクラッド層、6・・・p −1nPブロ
ック層、7・・・n −InPブロック層、8 ・−p
 −1nP埋め込み層、9 ・= p ” −InGa
AsPキャップ層、10.11・・電極、12・・・回
折格子、13・・・溝、14・・・メサストライプ、2
1・・・SiO膜。 代理人 弁理士  内 原  晋 扁1図 rtj、) とめ 第4図 ″′″″−込7

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に、少くとも光を発する活性層と、その上
    に前記活性層よりもバンドギャップの大きなりラット層
    を形成する工程と、ストライプ状の領域を残して、少く
    とも前記クラッド層及び活性層を除去することにより、
    ストライプ状活性層を含むメサストライプを形成する工
    程と、前記メサストライプの側面を液相エピタキシャル
    成長法により前記活性層よりもバンドギャップの大きな
    電流狭窄層で埋め込む工程とを含む埋め込み型半導体レ
    ーザの製造方法において、前記電流狭窄層は、過飽和度
    が10℃以上の混合溶液を用いた液相エピタキシャル成
    長法により形成することを特徴とする半導体レーザの製
    造方法。
JP25872988A 1988-10-13 1988-10-13 半導体レーザの製造方法 Pending JPH02105489A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5543355A (en) * 1994-04-18 1996-08-06 Nec Corporation Method for manufacturing semiconductor laser device having current blocking layers
US7824725B2 (en) 2007-03-30 2010-11-02 The Coca-Cola Company Methods for extending the shelf life of partially solidified flowable compositions

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5543355A (en) * 1994-04-18 1996-08-06 Nec Corporation Method for manufacturing semiconductor laser device having current blocking layers
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