JPH02194585A - 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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JPH02194585A
JPH02194585A JP1368289A JP1368289A JPH02194585A JP H02194585 A JPH02194585 A JP H02194585A JP 1368289 A JP1368289 A JP 1368289A JP 1368289 A JP1368289 A JP 1368289A JP H02194585 A JPH02194585 A JP H02194585A
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light absorption
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semiconductor substrate
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Hajime Sakiyama
崎山 肇
Haruo Tanaka
田中 治夫
Masahito Mushigami
雅人 虫上
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、MBE装置を用いて製造されるAlGaA
s系半導体レーザの製造方法に関する。
(ロ)従来の技術 第3図(A)、第3図(B)、第3図(C)及び第3図
(D)は、従来の半導体レーザの製造方法を示す工程説
明図である。
この半導体レーザの製造方法は、MBE装置を使用し、
2回のMBE成長を行うことで半導体レーザを形成して
いる。
第3図(A)は、半導体基板1に第1の成長層を形成す
る工程を示している。MBE (モレキュラービームエ
ピタキシー)装置内に装着したN型のGaAsからなる
半導体基Filを加熱し、蒸発源にそれぞれ入れられた
原料物質や不純物を分子線の形で蒸発させ、N型A1.
 Ga、−にAsからなる下部りランド層21、八lX
’Ga、−,’ Asから成る活性層22、P型AIX
 Ga1−x Asから成る第1の上部クラッド層23
、N型GaAsから成る光吸収W124、N型AIX”
Ga、、、X″Asから成る蒸発防止層25を、半導体
基板1表面に順次積層して第1の成長層2を成形する。
次に第3図(B)は、第1の成長層2にストライプ溝を
形成するホトエツチング工程を示している。上記第1の
成長層2を形成した半導体基板1を、MBE装置から取
り出し、ストライプ溝3を形成する部分以外の蒸発防止
rr425をホトレジスト6で覆う。このホトレジス[
・6をマスクとして光吸収層24が適宜残るように、蒸
発防止層25と光吸収層24どをエツチングして所望幅
のストライプ溝3を形成する。
更に、第3図(C)は、ストライプ溝の形成により前記
残された光吸収層を蒸発させる再蒸発工程を示している
。ホトレジスト6を除去した半導体、j、(板(第1の
成長層2を形成した基板)1を有機洗浄する。その後、
半導体基板1を再変MBE装置内に装着する。ここで、
半導体基板1にAs分子線を当てながら半導体基板】を
加熱し、半導体基板10表面に付着している酸化物等の
不純物と、前記残された光吸収層24とを蒸発さ廿る。
これにより、光吸収層24も選択的に蒸発されるため、
第1の上部クラッド層23の表面が露出する。
第3図(D)は、半導体基板1に第2の成長層4を形成
する工程を示している。上記不純物及び残された光吸収
層24が蒸発された半導体基板1の表面に、P型Aly
 Ga、−v Asから成る第2の上部クラッド層41
と、P“型GaAsから成るキャップ層42とを順次積
層し、第2の成長層4を形成する。そして、半導体基板
1の裏面にN型電極1a、キャンプ層42の表面にP聖
堂t’Th42aを設ける。
かくして得られた半導体レーザは、キャリアーの注入に
より反転分布(誘導放出)が生じ、Pri接合でコヒー
レントな光が誘導放射される。
(ハ)発明が解決しようとする課題 従来の゛1′、導体レーザの製造方法では、ストライプ
溝部において、P型である第1の上部クラッド1i23
と、P型である第2の1一部クラッド層41とが接面す
るように形成される。従って、P聖堂Ji 42 a側
から第2の成長層、1及び第1の成長層2を介してN聖
堂極la側へ電)・在を流す時、電流はストライプ゛;
苺3、つまり5文いi苫部を通じてPれることとなる。
このため、狭幅のストライプ溝3によって狭′窄された
電流が、第1の上部クラッド層23に到達した時、つま
り狭幅のストライプ溝3を脱した時、電流の−・部が第
1の上部クラッドr呵235こおいて横方向(N聖堂楕
に対し平行方向)・・・広がり無効電流となる結果、し
きい値電流が高くなる不利がある。このため、従来方法
では、しきい値電流が低く電;奇、効率の良い半導体レ
ーザを製造することが困難であった。。
この発明は、上記課題を解消させ、しきい値電流が低く
電流効率のよい半導体レーザを得る製造方法を13供す
ることを[]的とする。
(ニ)課題を解決するための手段及び作用この゛1′:
導体レーザの製造方法は、MICE装置を(F ITI
L、て製造される半導体レーザの製造方法であって、 ゛l′−導体基板の表面に、下部クラッド層、活性層、
第1の」一部クラッド層、N型若しくはアンドープ層、
光吸収層及び蒸発防止層を順次積層して第1の成長層を
形成する工程と、 この第1の成長層に対し、任意幅で前記光吸収層を残す
ような深さのストライプ溝を形成するホトエツチング工
程と、 i?I記光吸光吸収層トライプ溝対応部分に対し、P型
ドー・バントとなり得るイオンを注入するイオン注入工
程と、 前記ストライプ溝が形成された半導体基板の表面に付着
した不純物及び残された光吸収層を蒸発させる再蒸発工
程と、 前記光吸収層が蒸発された半導体基板の表面に、第2の
−1一部クラッド層とキャップ1日とを順次積層して第
2の成U層を形成する工程とから成る。
このような工程から成る半導体レーザの製造方法では、
ストライプ溝において、P型の第1の上部クラッド層と
P型の第2の上部クラッド層との間に、N型若しくはア
ンドープ層が介在することとなる。そして、このN型若
しくはアンドープ層のP型ドーパントイオン注入部が、
P型の第2の上部クラッド層と接面することとなる。
従って、いまキャップ層表面に形成したP型室極側から
、半導体基板裏面に形成したN型電極側へ電流を流す時
、電流はストライプ溝、つまり狭い溝部を通じて流れる
こととなる。狭幅のストラ、イブ溝によって狭窄された
電流は、N型若しくはアンドープ層において、狭窄状態
から脱し、N型若しくはアンドープ層内で、横方向(電
極に対し平行方向)へ広がろうとする。しかし、この層
はN型若しくはアンドープの層であり、P型の第2のL
部りラッド層とは導体パターンが異なる。
従って、横方向への広がりを防止する。このため、電流
はN型若しくはアンドープ層に形成されたP型イオン注
入部を通じて、P型である第1の上部クラッド層へと流
れることとなり、無効電流の発生が大幅に低減される。
従って、しきい値電流が低くなり電流効率の高い半導体
レーザが得られる。
(ホ)実施例 第1図(A)、第1図(B)、第1図(]及び第1図(
D)は、この発明に係る半導体レーザの製造方法を示す
工程説明図である。
この半導体レーザの製造方法は、MBE装置(図示せず
)を使用し、2回のMBE成長を行うことで半導体レー
ザを形成している。
第1図(A)は、半導体基板1に第1の成長層を形成す
る工程を示している。MBE (モレキュラービームエ
ピタキシー)装置内に装着したN型のGaAsからなる
半導体基板lを加熱し、蒸発源にそれぞれ入れられた原
料物質や不純物を分子線の形で蒸発させ、N型Alx 
Ga1−XAsからなる下部クラッド層21、AIDB
’Gap−x’Asから成る活性[22、P型AIX 
Gat−x Asから成る第1の上部クラッド層23、
及びN型若しくはアンドープRIJ 23 a 、更に
N型GaAsから成る光吸収層24、N型AIX″Ga
、−XAsから成る蒸発防止層25を、半導体基板1表
面に順次積層して第1の成長層2を形成させる。
次に第1図(B)は、第1の成長層2にストライプ溝を
形成するホトエツチング工程と、この発明の特徴である
イオン注入工程とを示している。
−に記第1の成長層2を形成した半導体基板1を、MB
E装置から取り出し、ストライプ溝3を形成する部分以
外の蒸発防止層25をホトレジスト6で覆う。このホト
レジスト6をマスクとして光吸収層24を若干(100
0人程度程度すように、蒸発防止層25と光吸収層24
とをエツチングして所望幅のストライプ溝3を形成する
この状態において、ストライプ溝3の底部に若干残され
た光吸収層24の下には、N型層(若しくはアンドープ
JW)23aが臨出している。更に、この状態(ホトレ
ジスト6を備えた状態)で、ストライプ溝3に対し、P
型ドーパントとなり得るイオン、例えばZnイオン、B
eイオン、或いはMgイオン(実施例ではZnイオン)
を注入する。
この注入作業は、イオン源、イオン加速器、tit分M
器、ビーム走査系及びターゲット・チェンジャーから成
るイオン注入装置(図示せず)を用いて行う。つまり、
イオン源で発生させたZnイオンはレンズ系で加速され
、収束して偏向用電磁石によるfffi分離器に入る。
ここで、イオンは偏向されて走査系に入る。そして、イ
オンはN型層(若しくはアンドープ層)23a表面に衝
突し注入される。これにより、N型層(又はアンドープ
り23aのストライプ溝3対応部分に、P型上−パント
イオン注入部5が形成される。
このイオン注入工程は、実施例では2回に分LJて実施
する。注入されたイオンは、N型層23aの原子と衝突
を繰り返しつつエネルギを失って停止するので、結晶面
とイオンの衝突の方向によってイオンが停止する深さが
異なる。1回の注入作業では深さ方向に対し所定の濃度
分布が得られない虞れがあるが、本実施例では2回に分
けてイオン注入作業を実行し〔第2図の破線■、破線■
〕、深さ方向に対するイオン濃度が所定の分布となるよ
うに図っている〔第2図の実線〕。
更に、第1図(C)は、ストライプ溝3の形成により前
記残された光吸収層を蒸発させる再蒸発工程を示してい
る。ホI・レジスト6を除去した半導体基板(第1の成
長層2を形成した基板)1を有機洗浄する。その後、半
導体基板1を再度MBE父置内に装着する。ここで、半
導体基板1にAS分子線を当てながら半導体基板1を加
熱し、半導体基板10表面に付着している酸化物等の不
純物と前記残された光吸収層を蒸発さQ・る。これによ
り、ストライプ澗3底部にP型ドーパントイオン注入部
5表面が露出する。
第1図(D)は、半導体基板1に第2の成長層4を形成
する工程を示している。上記不純物及び残された光吸収
層24が蒸発された半導体基板1の表面に、P型Al、
 Ga、−y Asから成る第2の上部クラッド層41
と、P゛型GaAsから成るキャンプ層42とを順次積
層し、第2の成長層4を形成する。そして、″+導体基
板1の裏面にN型電極1a、キヤ・・ブ層t2の表面に
P型電極42aを設ける。
このような製造方法によって得られる半導体レーザは、
ストライプ溝において、P型の第1のL部りランド層2
3と、P型の第2の上部クラッド層4】との間に、N型
層(若しくはアンドープ層)23aが介在することとな
る。そして、このN型層23aのP型ドーパントイオン
注入部5が、P型の第2の−L部クりッド層41と接面
することとなる。
これにより、P型電極42a側からN型電極1a (!
!lへ、つまり垂直方向へ電流を流す時、電流はストラ
イプ溝3、つまり狭い溝部を通じて流れることとなる。
狭幅のストライプ溝3によって狭窄された電流は、N型
層(若しくはアンドープH)23aにおいて、狭窄状態
から脱し、N型層(アンドープrrIi)23a内で横
方向(電tlila、42aに対し平行方向)へ広がろ
うとする。しかし、この層23aはN型若しくはアンド
ープの層であり、P型の第2の上部クラッド層41とは
導体パターンが異なる。従って、横方向への広がりを防
1トする。このため、電流はN型層(アンドープ層)2
3aに形成されたP型イオン注入部5を通じて、P型で
ある第1の上部クラッド層23へと流れることとなり、
無効電流の発生が大幅に低減される。
従って、しきい値電流が低く電流効率の高い1(導体レ
ーザが得られる。
(へ)発明の効果 以」−のように、この発明の半導体レーザ製造方法では
、第1の上部クラッド層上にN型若しくはアンドープI
を設け、このN型若しくはアンドープ層のストライプ溝
対応部分に、P型ドーパント上なり得る・イオンを注入
する二七、としたから、ストライプ溝によって狭窄され
た電流の一部が、N1ヤI層によって横力同一・の広が
りが防止され、目、・−)P型ドーパユ・トイオン注入
部を通して第1の上部クラッド層へスムーズに流れる。
従って、この5:、1遣方法により無効電滓、が大幅に
低減され、しきい(J電)・すが低い゛16導体り、・
−ザが得られる等、発明目的を達成した優れた効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、第1しTh(B)、第1図(C)ルび第
を図(rl)は、実施例′P導体レし1Fの製造工程を
示す説明図であり、第1し1(A)は第1の成格治をV
F6成する説明図、第1L21(B)はストライ?”、
’lt六のTf′3成および「型ドーバントイオシ注入
部を形成する説明図、第1図(C)は再蒸発工程を示す
説明図、第1図(f))は第2の成長層を形成する説明
図、第2図は、2回に分けて行うイオン注入の深さと濃
度の関係を示す説明図、第3図(A)、第3図(B)、
第3図(C)、第3図(D)は、従、東の半導体レーザ
の製造工程を示す説明図であり、第3図(A)は第1の
成長層を形成する説明図、第3図(B)はホ[・エッヂ
ング工程を示す説明図、第3図(C)は再蒸発工程を示
す説明図、第3図(I))は第2の成長層を形成する説
明図である。 1:半導体基板、    2:第1の成長層、;3;ス
トライプ溝 5:)3型ドーパ〉′トイオン注入部、23:第1の上
部クラッド層、 23a:N型層(若(5くはアンドープ層)。 特許出f+fi人        ローノ、株式会社代
理人    弁理士   中 村 茂 信第 図 第 図 第 ? 図 (已′¥的 λ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)MBE装置を使用して製造される半導体レーザの
    製造方法であって、 半導体基板の表面に、下部クラッド層、活性層、第1の
    上部クラッド層、N型若しくはアンドープ層、光吸収層
    及び蒸発防止層を順次積層して第1の成長層を形成する
    工程と、 この第1の成長層に対し、任意幅で前記光吸収層を残す
    ような深さのストライプ溝を形成するホトエッチング工
    程と、 前記光吸収層のストライプ溝対応部分に対し、P型ドー
    パントとなり得るイオンを注入するイオン注入工程と、 前記ストライプ溝が形成された半導体基板の表面に付着
    した不純物及び前記残された光吸収層を蒸発させる再蒸
    発工程と、 前記光吸収層が蒸発された半導体基板の表面に、第2の
    上部クラッド層とキャップ層とを順次積層して第2の成
    長層を形成する工程とから成る半導体レーザの製造方法
JP1013682A 1989-01-23 1989-01-23 半導体レーザの製造方法 Expired - Fee Related JPH0654826B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0729825A (ja) * 1993-07-08 1995-01-31 Nec Corp 半導体基板とその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142987A (ja) * 1984-08-06 1986-03-01 Rohm Co Ltd 半導体レ−ザの製造方法
JPS63222489A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Rohm Co Ltd 半導体レ−ザの製造方法

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