JPH02156590A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光デイスク用光源等に用いられる高出力半導体
レーザの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、不純物を導入することにより量子井戸構造が
無秩序化されることが知られているが、これを利用した
量子井戸構造を有するウィンドウストライプ半導体レー
ザの製造方法の一例がジャパニーズ・ジャーナル・オブ
・アプライドフィジックス（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐ
ｈｙｓ　）の１９８５年、第２４巻、Ｌ６４７頁に報告
されている。この半導体レーザの製造方法においては第
２図（ａ）（ｂ）に示すようにｐ型ＧａＡｓ基板１０上
にｐ型クラッド層４を約３μｍとｐ型ガイド層１１を約
０．１μｍと、ＧａＡｓ量子井戸層とＡ、Ｒ６２Ｇａｏ
、ａＡｓバリア層とからなる量子井戸活性層３と厚さ約
０．１μｒｎのｎ型ガイド層１２と厚さ約１μｍのｎ型
クラッド層２と厚さ約１μｍのＧａＡｓキャップ層５と
をそれぞれ順次形成し、その後長方形状マスクを用いて
Ｚｎ拡散をｐ型クラッド層４まで行い不純物導入領域７
を形成し、量子井戸活性層３を選択的に無秩序化して埋
め込み構造及びウィンドウ領域８（第２図（ｂ））を形
成する。次に、上記長方形状マスクに合わせてＳｉ○２
ストライプ電極を形成し、Ｚｎ拡散を施こした部分をへ
き関することによりウィンドウ構造半導体レーザが完成
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述した従来の半導体レーザの製造方法で
は、ウィンドウ領域の長さはへき開によって決るので約
１０μｍ必要となる。ところがウィンドウ領域はＺｎ拡
散のために正孔濃度が高く自由キャリア吸収が大きいた
め、ウィンドウ領域が１０μｍもあると閾値電流が上昇
し微分量子効率低減するという問題点があった。また、
へき開のバラツキのためにウィンドウ領域の長さの制御
性が悪いという問題点があった。

本発明の目的は、ウィンドウ領域が短くかつ制御性よく
形成出来る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〕

本発明の製造方法は、第１のクラッド層、少くとも１つ
の量子井戸を含む量子井戸活性層、第２のクラッド層を
少くとも順次積層した積層構造体を形成する工程と、前
記積層構造体の最上層上に矩形状のマスクを形成する工
程と、前記積層構造体に不純物を導入して前記量子井戸
活性層の一部を無秩序化する工程と、前記積層構造体の
前記マスクに覆われていない部分を少くとも前記第１ク
ラッド層の深さまで除去する工程とを少くとも備えてい
る構成になっている。

〔作用〕

拡散工程と共振器面形成工程とに同一のマスクを用いる
ことにより、ウィンドウ領域を制御性良く形成出来る。

しかも、マスクにおおわれた領域の拡散範囲は数μｍで
あるのでウィンドウ領域の長さを短くできる。このため
、この領域における吸収損失が少くレーザ特性の劣化を
まねかずにウィンドウ構造半導体レーザを製造すること
が出来る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）。

（ｄ）は本発明の詳細な説明するための半導体レーザの
斜視図及び部分断面図である。

まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に第１のクラッド層として
不純物濃度が１〜３　Ｘ　１０１８ｃｍ−’でＡ、Ｒ組
成比Ｘが０．５〜０．７であるＡ　Ｉ　Ｘ　Ｇ　ａ　１
−ｘＡｓからなるｎ型クラッド層２を約１μｍ形成する
。次にこのｎ型クラッド層２の上に不純物濃度が約Ｉ　
Ｘ　１０１７ｃｍ−３でｎ型のＡ　ＩＩ　０．３　Ｇ　
ａ　Ｏ，７Ａｓ閉じ込め層約１０００Ａと厚さ約１００
ＡのＧａＡｓ量子井戸層と不純物濃度が約Ｉ　Ｘ　１０
１７Ｃ１ｌ−３でｐ型のＡｆｆ閉込め層約１０００Ａと
の積層構造からなる量子井戸活性層３を形成する。この
量子井戸活性層３の上に第２のクラッド層として不純物
濃度が１〜３　Ｘ　１０１８ｃｍ−’でＡＪ組成比Ｘが
０．５〜０．７であるＡ　ｊ’　＋１　Ｇ　ａ　ｌ−ｘ
　Ａ　ｓからなるｎ型クラッド層４を約１μｍ形成する
。このｎ型クラッド層４の上に不純物濃度が約１×１０
１１０ｌ９’でｐ型のＧａＡｓキャップ層５を約１００
０〜５０００Ａ形成する。これまでの工程は成長室にお
いて分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により行う。次に
成長したキャップ層全面に５ｉ０２膜を厚さ３０００Ａ
〜５ｏｏｏＡ形成する。このＳ　ｉ　０２膜をフォトリ
ングラフィ法により幅約２〜１０μｍ、長さ約１００〜
３００μｍの長方形状に加工してストライプマスク６を
形成する。その後不純物としてＺｎをｎ型クラッド層２
に達するまで拡散し、不純物導入領域７を形成する（第
１図（ａ））。

この時Ｚｎはストライプマスク６の内側にも約０．５〜
１μｍ（最大でも拡散深さと同じ長さ程度）拡散するの
でストライプマスク６の長手方向の断面は第１図（ｂ）
のようになる。ここで不純物導入領域７の部分の量子井
戸活性層３は無秩序化し混晶となるので量子井戸活性層
３の禁制帯幅より大きくなり、発振光に対して透明にな
るのでウィンドウ領域８が形成される。また、ストライ
プの横方向でも量子井戸活性層３は無秩序化し混晶とな
るのでストライプ状の埋め込み構造が形成される。その
後ストライプマスク６をそのままマスフとして用い、Ｃ
β２プラズマにより反応性イオンビームエツチング（Ｒ
ＩＢＥ＞法により不純物導入領域７の下側まで基板に垂
直にエツチングし、共振器端面９を形成する（第１図（
ｃ）（ｄ）〉。このときのエツチングマスクは不純物導
入領域７を形成する際に用いたストライプマスク６であ
るので上記工程をセルファラインに行え、また、ライ・
ンドウ領域８の長さは拡散によって決まるので制御性よ
くウィンドウ領域８を形成することが出来る。しかも、
ウィンドウ領域８の長さは最大でも拡散深さ（約２μｍ
）程度であるので、この領域での自由キャリア吸収はほ
とんど無視出来、レーザ特性の劣化は起こらない、その
後ストライプマスク６を除去し、再びＳｉＯ２膜を形成
し、ストライプ状にＳ　ｉ　０２膜を除去して開口部を
形成する。最後にＳｉＯ□膜の開口部にＣｒ　／　Ａ　
ｕから成るｐ側電極を形成し、基板裏面研磨後ＡｕＧｅ
Ｎｉ／ＡｕＮｉから成るｎ側電極を基板に形成し、半導
体レーザを完成する。

上記実施例において、ストライプ構造はＺｎ拡散による
無秩序化を用いた埋め込み構造としたが、これに限らず
他のストライプ構造、例えばＳｉ○２ストライブ構造、
プレーナストライプ構造などにおいても本発明は適用で
きる。

上記実施例において不純物種はＺｎとしたが、これにか
ぎらず例えばＳｉ等の不純物でも本発明は適用でいる。

また上記実施例において量子井戸活性層は単一量子井戸
としたがこれにかぎらず多重量子井戸であっても本発明
は適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればウィンドウ領域を
制御性良く形成することができる。またウィンドウ領域
における吸収損失が少くレーザ特性の劣化をまねかずに
ウィンドウ構造半導体レーザを製造することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ＞、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の一実
施例を説明するための半導体レーザの斜視図及び部分断
面図、第２図（ａ）、（ｂ）は従来の製造方法による半
導体レーザの斜視図及び部分断面図である。 図中、１・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、２・・・ｎ型クラッ
ド層、３・・・量子井戸活性層、４・・・ｐ型クラッド
層、５・・・ＧａＡｓキャップ層、６・・・ストライプ
マスク、７・・・不純物導入領域、８・・・ウィンドウ
領域、９・・・共振器端面、１０・・・ｐ型ＧａＡｓ基
板、１１・・・ｐ型ガイド層、１２・・・ｎ型ガイド層
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のクラッド層、少くとも１つの量子井戸を含む量子
   井戸活性層、第２のクラッド層を少くとも順次積層した
   積層構造体を形成する工程と、前記積層構造体の最上層
   上に矩形状のマスクを形成する工程と、前記積層構造体
   に不純物を導入して前記量子井戸活性層の一部を無秩序
   化する工程と、前記積層構造体の前記マスクに覆われて
   いない部分を少くとも前記第１クラッド層の深さまで除
   去する工程とを少くとも備えていることを特徴とする半
   導体レーザの製造方法。