JPH02114583A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH02114583A JPH02114583A JP26735888A JP26735888A JPH02114583A JP H02114583 A JPH02114583 A JP H02114583A JP 26735888 A JP26735888 A JP 26735888A JP 26735888 A JP26735888 A JP 26735888A JP H02114583 A JPH02114583 A JP H02114583A
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- 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〕
この発明は、電子素子との集積に適し、かつ動作電流の
小さい半導体レーザの製造方法に関するものである。
小さい半導体レーザの製造方法に関するものである。
電子素子との集積に適した半導体レーザとして、従来、
第3図にその断面図を示す構造のものが知られている。
第3図にその断面図を示す構造のものが知られている。
この半導体レーザは、半絶縁性GaAs、ii;板1の
上に、p −A I G a A s第1クラッド層2
、活性層となる多重量子井戸(MultiQuantu
a+ Well、 M Q W )層(MQW活性層)
3、n−AjGaAs第2クラッド層4、n −G a
A s層(コンタクト層)14を順次形成し、その後
、亜鉛(Zn)を選択的に拡散し、ストライブ状のn型
領域を残すようにp型拡散領域8を形成する。さらに、
p −n接合が表面に現れる部分のn −G aAs層
13を選択的にエツチングしてnおよびpそれぞれの表
面に電極11,12を形成したものである。
上に、p −A I G a A s第1クラッド層2
、活性層となる多重量子井戸(MultiQuantu
a+ Well、 M Q W )層(MQW活性層)
3、n−AjGaAs第2クラッド層4、n −G a
A s層(コンタクト層)14を順次形成し、その後
、亜鉛(Zn)を選択的に拡散し、ストライブ状のn型
領域を残すようにp型拡散領域8を形成する。さらに、
p −n接合が表面に現れる部分のn −G aAs層
13を選択的にエツチングしてnおよびpそれぞれの表
面に電極11,12を形成したものである。
このようにすると、活性層のMQW層3はZ口拡数部分
が無秩序化し、丁度平均的な組成のAlGaAs層にな
ることが知られており、いわゆる埋め込み型のレーザ構
造となる。
が無秩序化し、丁度平均的な組成のAlGaAs層にな
ることが知られており、いわゆる埋め込み型のレーザ構
造となる。
次に動作について説明する。
このような構造では活性領域(MQW層3の無秩序化さ
れていない部分)9の周辺のp −n接合およびその上
部のn −A I G a A sと両側の拡散部分の
間に形成される2種類のp −n接合を持つことになる
。前者のp −n接合は後者に比べて拡散電位が低いた
めnp P画電極11,12間に電圧を印加すると、電
流は拡散電位の低い活性層周辺のp −n接合に流れキ
ャリヤは活性領域9に注入する。活性領域9は四辺を屈
折率の低いAlGaAs層で囲まれているため、光の導
波路となり幅を十分に狭くできれば安定な単一モードで
発振し、かつ低閾値が得られる。また、npP電極11
.12がp −n双方とも同一主面上に形成できるため
集積化に適している。
れていない部分)9の周辺のp −n接合およびその上
部のn −A I G a A sと両側の拡散部分の
間に形成される2種類のp −n接合を持つことになる
。前者のp −n接合は後者に比べて拡散電位が低いた
めnp P画電極11,12間に電圧を印加すると、電
流は拡散電位の低い活性層周辺のp −n接合に流れキ
ャリヤは活性領域9に注入する。活性領域9は四辺を屈
折率の低いAlGaAs層で囲まれているため、光の導
波路となり幅を十分に狭くできれば安定な単一モードで
発振し、かつ低閾値が得られる。また、npP電極11
.12がp −n双方とも同一主面上に形成できるため
集積化に適している。
第3図の構造では、電流が活性領域9に有効に注入され
るが、活性層とまわりのAlGaAs層得るためには幅
を、2μm以下と極めて狭くしなければならず、低い接
触抵抗を有するn電極11をその上に形成することは、
極めて困難であった。
るが、活性層とまわりのAlGaAs層得るためには幅
を、2μm以下と極めて狭くしなければならず、低い接
触抵抗を有するn電極11をその上に形成することは、
極めて困難であった。
また、電極の形成がいわゆるセルフアラインメント方式
でないため、n型拡散領域8の間に幅の狭いn電極パタ
ーンを作ることは写真製版が難しく、作業能率がきわめ
て悪かった。
でないため、n型拡散領域8の間に幅の狭いn電極パタ
ーンを作ることは写真製版が難しく、作業能率がきわめ
て悪かった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、活性層幅は狭く、セルフアラインメント方
式で電極を形成する半導体レーザの製造方法を得ること
を目的とする。
れたもので、活性層幅は狭く、セルフアラインメント方
式で電極を形成する半導体レーザの製造方法を得ること
を目的とする。
この発明に係る半導体レーザの製造方法は、半絶縁性基
板上に量子井戸層からなる活性層と、この活性層を上下
からはさむ第1および第2クラッド層が形成され、第2
クラッド層上に不純物の拡散源となる不純物を含む被膜
を形成し、この被膜から、不純物の拡散を行い活性層の
一部を選択的に無秩序化する工程と、被膜を選択成長マ
スクとし、第2クラッド層上にこの第2クラッド層と同
じ導電型の層を選択成長する工程と、選択成長された層
上に電極を形成する工程とからなるものである。
板上に量子井戸層からなる活性層と、この活性層を上下
からはさむ第1および第2クラッド層が形成され、第2
クラッド層上に不純物の拡散源となる不純物を含む被膜
を形成し、この被膜から、不純物の拡散を行い活性層の
一部を選択的に無秩序化する工程と、被膜を選択成長マ
スクとし、第2クラッド層上にこの第2クラッド層と同
じ導電型の層を選択成長する工程と、選択成長された層
上に電極を形成する工程とからなるものである。
この発明においては、不純物導入に対して拡散源となる
とともに、この拡散源は、選択成長時のマスクとして働
き、高度な写真製版技術を駆使することなく、所望の半
導体レーザを実現する。
とともに、この拡散源は、選択成長時のマスクとして働
き、高度な写真製版技術を駆使することなく、所望の半
導体レーザを実現する。
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第1図(a) (b)はこの発明の一実施例を示す
半導体レーザの製造工程を説明するための断面図である
。第1図において、第3図と同一符号は同じものを示し
、5はn型不純物の拡散源となるZnO膜、6は前記Z
nO膜5を保護するためのSin、膜、10は前記n
−A I G a A s第2クラッド層4の上に選択
的に成長されたn −A lGaAs層である。
半導体レーザの製造工程を説明するための断面図である
。第1図において、第3図と同一符号は同じものを示し
、5はn型不純物の拡散源となるZnO膜、6は前記Z
nO膜5を保護するためのSin、膜、10は前記n
−A I G a A s第2クラッド層4の上に選択
的に成長されたn −A lGaAs層である。
半絶縁性GaAs基板1上に気相成長法あるいは分子線
成長法などによってp −A I G a A s第1
クラッド層2.MQW活性層3.n−AJGaAs第2
クラッド層4を成長する。MQW活性層3は、p型、n
型、アンドープ(軽いnまたはp)のいずれでもよい。
成長法などによってp −A I G a A s第1
クラッド層2.MQW活性層3.n−AJGaAs第2
クラッド層4を成長する。MQW活性層3は、p型、n
型、アンドープ(軽いnまたはp)のいずれでもよい。
ここでは便宜上n型で説明する。
両クラッド層2および4のklQ晶比は0.3から0.
8程度が適当であるが、これに限定されるものではなく
、比較的任意に選んでもよい。つづいて、n −A I
G a A s第2クラッド層4の主面上に気相成長
法あるいはスパッタ法によりドープトオキサイドである
ZnO膜5およびこのZnO膜5を保護する5ift膜
6を形成する。なお、5IO2膜6がある方が高い濃度
のZn拡散が可能となるが、Sin、膜は必ずしも必要
ではなく、省略することも可能である。ZnO膜5およ
びSiO□膜6の各々の膜厚ば、500オンゲス)、ロ
ーム程度が適当である。次に、通常の写真製版法および
化学エツチング法などを用いてSiO□膜6およびZn
O膜5に幅10μm程度のストライブ状の窓7を形成す
る。必要に応じてn −A I G a A s第2ク
ラッド層4の表面保護の目的でSi3N4などの誘電体
膜(図示せず)、てこのストライプ状の窓7を覆っても
よい。ストライブ状の窓7をもつこのウェハを窒素雰囲
気あるいは窒素と水素の混合雰囲気で、例えば700℃
、数時間保持するとZnO膜5からZnのいわゆる固相
拡散が起こりp型拡散領域8が形成される。MQW層で
形成されている活性層(MQW活性層)3は、この不純
物拡散に伴ってGaAsとAlGaAsの混ざり込みが
生じ、組成が平均化されたAlGaAs層となる(MQ
Wの無秩序化と呼ぶ)。
8程度が適当であるが、これに限定されるものではなく
、比較的任意に選んでもよい。つづいて、n −A I
G a A s第2クラッド層4の主面上に気相成長
法あるいはスパッタ法によりドープトオキサイドである
ZnO膜5およびこのZnO膜5を保護する5ift膜
6を形成する。なお、5IO2膜6がある方が高い濃度
のZn拡散が可能となるが、Sin、膜は必ずしも必要
ではなく、省略することも可能である。ZnO膜5およ
びSiO□膜6の各々の膜厚ば、500オンゲス)、ロ
ーム程度が適当である。次に、通常の写真製版法および
化学エツチング法などを用いてSiO□膜6およびZn
O膜5に幅10μm程度のストライブ状の窓7を形成す
る。必要に応じてn −A I G a A s第2ク
ラッド層4の表面保護の目的でSi3N4などの誘電体
膜(図示せず)、てこのストライプ状の窓7を覆っても
よい。ストライブ状の窓7をもつこのウェハを窒素雰囲
気あるいは窒素と水素の混合雰囲気で、例えば700℃
、数時間保持するとZnO膜5からZnのいわゆる固相
拡散が起こりp型拡散領域8が形成される。MQW層で
形成されている活性層(MQW活性層)3は、この不純
物拡散に伴ってGaAsとAlGaAsの混ざり込みが
生じ、組成が平均化されたAlGaAs層となる(MQ
Wの無秩序化と呼ぶ)。
ストライブ状の窓7の下でp型に反転されない領域は、
MQWのまま残り活性領域9を形成する。ストライブ状
の窓7の幅を10μmにしておいても拡散時に拡散領域
は成長層に平行に横方向にも広がるため、活性領域9の
幅は拡散時間を制御することにより容易に基本モード発
振に必要な2μm以下にすることができる。拡散後、S
in。
MQWのまま残り活性領域9を形成する。ストライブ状
の窓7の幅を10μmにしておいても拡散時に拡散領域
は成長層に平行に横方向にも広がるため、活性領域9の
幅は拡散時間を制御することにより容易に基本モード発
振に必要な2μm以下にすることができる。拡散後、S
in。
膜6およびZnO膜5を選択成長マスクとし、液相成長
法あるいはMOCVD法により、n−AlGaAs層1
0を成長する。膜のないストライブ状の窓7部分ではn
−At’GaAs第2クラッド層4上に単結晶が成長す
る。ストライブ状の窓7の近くでは、成長が横から進み
、やは9単結晶が得られる。ストライブ状の窓7から離
れた部分の5iOz膜6上では、多結晶の析出がみられ
ろがこの発明では、電極形成用にこの成長層を用いるた
め問題はない。第1図においては選択成長されたn −
A I G a A s層10は、ストライブ状の窓7
近傍に限定されるように模式的に示しているが、通常の
成長ではS i Ot W46上全面上およぶ。この場
合は、写真製版法と化学エツチング法を用いてストライ
ブ状の窓7近傍以外の不要な成長層を除去すればよい。
法あるいはMOCVD法により、n−AlGaAs層1
0を成長する。膜のないストライブ状の窓7部分ではn
−At’GaAs第2クラッド層4上に単結晶が成長す
る。ストライブ状の窓7の近くでは、成長が横から進み
、やは9単結晶が得られる。ストライブ状の窓7から離
れた部分の5iOz膜6上では、多結晶の析出がみられ
ろがこの発明では、電極形成用にこの成長層を用いるた
め問題はない。第1図においては選択成長されたn −
A I G a A s層10は、ストライブ状の窓7
近傍に限定されるように模式的に示しているが、通常の
成長ではS i Ot W46上全面上およぶ。この場
合は、写真製版法と化学エツチング法を用いてストライ
ブ状の窓7近傍以外の不要な成長層を除去すればよい。
また、この選択成長層のAl混晶比はn −A I G
a A s第2クラッド層4のAl混晶比と同程度か
それ以上にしておくことが望ましい。選択成長後、真空
蒸着法等によりNi/AuGeなどによりn電極11を
形成する。p電極12はストライブ状の窓7からやや離
れたところにSiO□膜6およびZ n Oy、5の一
部を除去し、Au/Zu等の金属により形成すればよい
。
a A s第2クラッド層4のAl混晶比と同程度か
それ以上にしておくことが望ましい。選択成長後、真空
蒸着法等によりNi/AuGeなどによりn電極11を
形成する。p電極12はストライブ状の窓7からやや離
れたところにSiO□膜6およびZ n Oy、5の一
部を除去し、Au/Zu等の金属により形成すればよい
。
以上のようにして形成されたこの発明による半導体レー
ザの動作は、p電極12が正になるように電圧を印加す
ると、従来例と同じ原理によって活性領域9でレーザ発
振が起こる。選択成長によるn −A I G a A
s層10と不純物が拡散されてp型に反転したAlG
aAsとの間にできるpn接合は、活性領域9とn −
A I G a A s第2クラッド層4の間にできた
p −n接合より拡散電位が高いため、この接合を流れ
る電流はほとんど無視でき、しきい値電流を増加させる
ことはない。
ザの動作は、p電極12が正になるように電圧を印加す
ると、従来例と同じ原理によって活性領域9でレーザ発
振が起こる。選択成長によるn −A I G a A
s層10と不純物が拡散されてp型に反転したAlG
aAsとの間にできるpn接合は、活性領域9とn −
A I G a A s第2クラッド層4の間にできた
p −n接合より拡散電位が高いため、この接合を流れ
る電流はほとんど無視でき、しきい値電流を増加させる
ことはない。
上記のようにこの発明によれば、従来例に比へ活性領域
9の幅は、n電極11の幅とは無関係に狭くできろため
、基本モード発振が容易に得られるとともに、しきい値
電流も1+nA程度にまで低減することができる。n電
極11の形成のための選択成長は、拡散源として用いた
マスクをそのまま用いているため、改めて写真製版を行
うことなく完全にストライブ状の窓7部分に一致させて
成長層を得ることができる。この方式は従来とは異なり
セルファライン方式であるため、これまでに見られたよ
うな写真製版時の高度な位置合オ)せ技術を必要としな
い。また、n、p電極11,12は同一主面側に形成さ
れ、他の電子回路との集積に適する半導体レーザが得ら
れる。
9の幅は、n電極11の幅とは無関係に狭くできろため
、基本モード発振が容易に得られるとともに、しきい値
電流も1+nA程度にまで低減することができる。n電
極11の形成のための選択成長は、拡散源として用いた
マスクをそのまま用いているため、改めて写真製版を行
うことなく完全にストライブ状の窓7部分に一致させて
成長層を得ることができる。この方式は従来とは異なり
セルファライン方式であるため、これまでに見られたよ
うな写真製版時の高度な位置合オ)せ技術を必要としな
い。また、n、p電極11,12は同一主面側に形成さ
れ、他の電子回路との集積に適する半導体レーザが得ら
れる。
なお、上記実施例におけろ説明では、選択成長膜として
n −A I G a A s層1oのみを示したが、
さらに、電極と半導体の接触抵抗を下げるために、第2
図に示すように、n −A I G a A s層1o
の上にローGaAs層13を成長させてもよい。
n −A I G a A s層1oのみを示したが、
さらに、電極と半導体の接触抵抗を下げるために、第2
図に示すように、n −A I G a A s層1o
の上にローGaAs層13を成長させてもよい。
また、上記実施例では活性層を多重量子井戸としたが、
必ずしも多重である必要はなく単層の量子井戸であって
もよい。また、活性層を挾み込んだp−At’GaAs
第1クラッド層2およびn−AlGaAs第2クラ・ソ
ド層4のAl混晶比は各層内で一定である必要はなく、
いわゆる厚みによって混晶比をかえるグレーデッド型で
あってもよい。さらに、この実施例ではGaAs系の半
導体レーザについて説明したが、InP等の他の材料の
半導体レーザに適用できることは明らかである。
必ずしも多重である必要はなく単層の量子井戸であって
もよい。また、活性層を挾み込んだp−At’GaAs
第1クラッド層2およびn−AlGaAs第2クラ・ソ
ド層4のAl混晶比は各層内で一定である必要はなく、
いわゆる厚みによって混晶比をかえるグレーデッド型で
あってもよい。さらに、この実施例ではGaAs系の半
導体レーザについて説明したが、InP等の他の材料の
半導体レーザに適用できることは明らかである。
以上説明したようにこの発明は、半絶縁性基板上に量子
井戸層からなる活性層と、この活性層を上下からはさむ
第1および第2クラッド層が形成され、第2クラッド層
上に不純物の拡散源となる不純物を含む被膜を形成し、
この被膜から、不純物の拡散を行い活性層の一部を選択
的に無秩序化する工程と、被膜を選択成長マスクとし、
第2クラッド層上にこの第2クラッド層と同じ導電型の
層を選択成長する工程と、選択成長された層上に電極を
形成する工程とを含むので、電極形成するための選択成
長は、拡散源として用いたマスクをそのまま利用するこ
とができ、写真製版工程を用いる必要がなく、セルファ
ラインに幅の狭いストライブ状の窓に完全に一致させた
電極形成のための選択成長を行うことができ、高性能で
、かつ集積化に適した半導体レーザが得られる効果があ
る。
井戸層からなる活性層と、この活性層を上下からはさむ
第1および第2クラッド層が形成され、第2クラッド層
上に不純物の拡散源となる不純物を含む被膜を形成し、
この被膜から、不純物の拡散を行い活性層の一部を選択
的に無秩序化する工程と、被膜を選択成長マスクとし、
第2クラッド層上にこの第2クラッド層と同じ導電型の
層を選択成長する工程と、選択成長された層上に電極を
形成する工程とを含むので、電極形成するための選択成
長は、拡散源として用いたマスクをそのまま利用するこ
とができ、写真製版工程を用いる必要がなく、セルファ
ラインに幅の狭いストライブ状の窓に完全に一致させた
電極形成のための選択成長を行うことができ、高性能で
、かつ集積化に適した半導体レーザが得られる効果があ
る。
第1図、第2図はこの発明の一実施例による半導体レー
ザの製造方法を説明するための断面図、第3図は従来の
半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である
。 図において、1は半絶縁性GaAs基板、2はp −A
I G a A s第1クラッド層、3はMQW活性
層、4はn−AlGaAs第2クラッド層、5はZnO
膜、6は5in2膜、7はストライブ状の窓、8はp型
拡散領域、9は活性領域、10はn −A I G a
A s層、11はn電極、12はp電極、13はn−
GaAs層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 (外2名)第1図 第2図 第3図 ]ン p奄極 手続補正書(自発) 平成 恭 年 月 日 補正の対象 図面 6 。 補正の内容 図面全部 (第1図〜第3図) を別紙のように補 正する。 以 上 3、補正をする者 代表者 士 IL智 岐 守 哉 4、代 理 人 第 図 第 図 第 図 pEi極
ザの製造方法を説明するための断面図、第3図は従来の
半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である
。 図において、1は半絶縁性GaAs基板、2はp −A
I G a A s第1クラッド層、3はMQW活性
層、4はn−AlGaAs第2クラッド層、5はZnO
膜、6は5in2膜、7はストライブ状の窓、8はp型
拡散領域、9は活性領域、10はn −A I G a
A s層、11はn電極、12はp電極、13はn−
GaAs層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 (外2名)第1図 第2図 第3図 ]ン p奄極 手続補正書(自発) 平成 恭 年 月 日 補正の対象 図面 6 。 補正の内容 図面全部 (第1図〜第3図) を別紙のように補 正する。 以 上 3、補正をする者 代表者 士 IL智 岐 守 哉 4、代 理 人 第 図 第 図 第 図 pEi極
Claims (1)
- 半絶縁性基板上に量子井戸層からなる活性層と、この活
性層を上下からはさむ第1および第2クラッド層が形成
され、前記第2クラッド層上に不純物の拡散源となる不
純物を含む被膜を形成し、この被膜から、不純物の拡散
を行い前記活性層の一部を選択的に無秩序化する工程と
、前記被膜を選択成長マスクとし、前記第2クラッド層
上にこの第2クラッド層と同じ導電型の層を選択成長す
る工程と、前記選択成長された層上に電極を形成する工
程とを含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26735888A JPH02114583A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26735888A JPH02114583A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02114583A true JPH02114583A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17443711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26735888A Pending JPH02114583A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02114583A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05152671A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
DE112011101776T5 (de) | 2010-05-25 | 2013-03-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Aufhängungslenker-Halterungsstruktur |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP26735888A patent/JPH02114583A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05152671A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
DE112011101776T5 (de) | 2010-05-25 | 2013-03-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Aufhängungslenker-Halterungsstruktur |
DE112011101776B4 (de) * | 2010-05-25 | 2015-12-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Aufhängungslenker-Halterungsstruktur |
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