JPH02202085A - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPH02202085A JPH02202085A JP2167489A JP2167489A JPH02202085A JP H02202085 A JPH02202085 A JP H02202085A JP 2167489 A JP2167489 A JP 2167489A JP 2167489 A JP2167489 A JP 2167489A JP H02202085 A JPH02202085 A JP H02202085A
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/2205—Structure 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 comprising special burying or current confinement layers
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- H01S5/221—Structure 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 comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials containing aluminium
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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。
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、半導体レーザ装置に係り、特に■−■族化
合物半導体レーザ装置の製造方法に関するものである。
合物半導体レーザ装置の製造方法に関するものである。
従来のこの種の半導体レーザ装置を第４図に断面図とし
て示す。この図において、１は、例えばＳｉなどのドナ
ーを高濃度にドープしたｎ型ＧａＡｓ半導体基板、２は
この半導体基板１上に、例火ばＭＯ−ＣＶＤなどの方法
で成長されたｎ型ＡｌＸＧａ１−、Ａｓ下クラッド層、
３はこの下クラッド層２上に成長されたＡｌｙＧａ□−
ｙＡＳ活性層。
て示す。この図において、１は、例えばＳｉなどのドナ
ーを高濃度にドープしたｎ型ＧａＡｓ半導体基板、２は
この半導体基板１上に、例火ばＭＯ−ＣＶＤなどの方法
で成長されたｎ型ＡｌＸＧａ１−、Ａｓ下クラッド層、
３はこの下クラッド層２上に成長されたＡｌｙＧａ□−
ｙＡＳ活性層。
４は前記下クラッド層２．活性層３とともにダブルテヘ
ロ接合を形成する、例えばＺｎなどのアクセプタをドー
プしたρ型Ａ ｌ ｚＧ ａ 、、Ａ ｓ下クラッド層
、５はこの上クラッド層４上に成長されたｎ型Ａ ｌ
、Ｇ ａ １−ｐＡ ｓ電流ブロック層、６はこのｌＥ
ｍブロック層５にストライプ状に加工形成されたＴｉ流
通路用の溝、７は前記電流ブロック層５上に、電流通路
用の溝６で上クラッド層４と電気的に接触すべく、例え
ばＭＯ−ＣＶＤなどの方法で成長されたρ型Ａ ｌ 、
Ｇ ａ 、、Ａ ｓキャップ層、８はこのキャップ層７
上に成長されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層、９ａ、９ｂ
はそれぞれ前記コンタクト層８．半導体基板１上にオー
ミック接触する、例え（ｆＡｕＧｅ、Ｎ ｉ、Ａｕなど
を主材材とするｐｐ ｎ電極である。
ロ接合を形成する、例えばＺｎなどのアクセプタをドー
プしたρ型Ａ ｌ ｚＧ ａ 、、Ａ ｓ下クラッド層
、５はこの上クラッド層４上に成長されたｎ型Ａ ｌ
、Ｇ ａ １−ｐＡ ｓ電流ブロック層、６はこのｌＥ
ｍブロック層５にストライプ状に加工形成されたＴｉ流
通路用の溝、７は前記電流ブロック層５上に、電流通路
用の溝６で上クラッド層４と電気的に接触すべく、例え
ばＭＯ−ＣＶＤなどの方法で成長されたρ型Ａ ｌ 、
Ｇ ａ 、、Ａ ｓキャップ層、８はこのキャップ層７
上に成長されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層、９ａ、９ｂ
はそれぞれ前記コンタクト層８．半導体基板１上にオー
ミック接触する、例え（ｆＡｕＧｅ、Ｎ ｉ、Ａｕなど
を主材材とするｐｐ ｎ電極である。
次に動作について説明する。
ｐｐ ｎ電極９ａ、９ｂ間に順方向電圧を印加すると、
活性層３を含むｐｎ接合に順方向電界が生じ電流が流れ
る。この時、電流は電流ブロック層５と、上クラッド層
４との間で生じる空乏層のなめ、電流通路用の溝６の部
分を選択的に流れ、活性層３へ局所的な電流注入が生じ
、また、下クラッド層２．活性層３．上クラッド層４で
形成されるグブルテヘロ接合により、注入キャリヤの反
転部分が生じ、フォトンの誘導放出を行い、レーザ発振
を行う。さらに活性層３からしみ出した光の、電流ブロ
ック層５とキャップ層７への光の吸収量の違いから生じ
る横方向の実行的な屈折率分布によって横モードの安定
で、キンクの少ないレーザ発振特性が得られる。
活性層３を含むｐｎ接合に順方向電界が生じ電流が流れ
る。この時、電流は電流ブロック層５と、上クラッド層
４との間で生じる空乏層のなめ、電流通路用の溝６の部
分を選択的に流れ、活性層３へ局所的な電流注入が生じ
、また、下クラッド層２．活性層３．上クラッド層４で
形成されるグブルテヘロ接合により、注入キャリヤの反
転部分が生じ、フォトンの誘導放出を行い、レーザ発振
を行う。さらに活性層３からしみ出した光の、電流ブロ
ック層５とキャップ層７への光の吸収量の違いから生じ
る横方向の実行的な屈折率分布によって横モードの安定
で、キンクの少ないレーザ発振特性が得られる。
しかしながら、従来の半導体レーザ装置は、製造方法と
して、半導体基板１上に下クラッド層２゜活性層３．上
クラッド層４．電流ブロック層５を順次積層する第１の
エピタキシャル結晶成長工程と、電流ブロック層５をス
トライプ状に加工形成し、上クラッド層４の表面を露呈
せしめる電流通路用の溝６の形成工程と、電流ブロック
層５および電流通路用の溝６上にキャップ層７．コンタ
クト層８を順次積層する第２のエピタキシャル結晶成長
工程が必要となるが、電流通路用の溝６の部分で、上ク
ラッド層４の表面が露出しており、第２のエピタキシャ
ル結晶成長工程において、キャップ層７を成長させるた
めには、ＭＯ−ＣＶＤなどの気相成長法などを用いなけ
れば成長できないという制約があり、この原因が、電流
通路用の溝６の部分に露出している上クラ・ソド層４の
表面の酸化の影響であることが知られている。さらに、
ＭＯ−ＣＶＤなとの方法で、第２のエピタキシャル結晶
成長を行えたとしても、上クラッド層４の酸化層は界面
中に存在するか、または結晶性の悪化を招くことが容易
に考えられ、レーザ動作中に発生する光のエネルギーの
吸収、すなわちフォトンの吸収、ヒートスポット の増大が生じ、信頼性の悪化を招くなどの問題点を有し
ていた。
して、半導体基板１上に下クラッド層２゜活性層３．上
クラッド層４．電流ブロック層５を順次積層する第１の
エピタキシャル結晶成長工程と、電流ブロック層５をス
トライプ状に加工形成し、上クラッド層４の表面を露呈
せしめる電流通路用の溝６の形成工程と、電流ブロック
層５および電流通路用の溝６上にキャップ層７．コンタ
クト層８を順次積層する第２のエピタキシャル結晶成長
工程が必要となるが、電流通路用の溝６の部分で、上ク
ラッド層４の表面が露出しており、第２のエピタキシャ
ル結晶成長工程において、キャップ層７を成長させるた
めには、ＭＯ−ＣＶＤなどの気相成長法などを用いなけ
れば成長できないという制約があり、この原因が、電流
通路用の溝６の部分に露出している上クラ・ソド層４の
表面の酸化の影響であることが知られている。さらに、
ＭＯ−ＣＶＤなとの方法で、第２のエピタキシャル結晶
成長を行えたとしても、上クラッド層４の酸化層は界面
中に存在するか、または結晶性の悪化を招くことが容易
に考えられ、レーザ動作中に発生する光のエネルギーの
吸収、すなわちフォトンの吸収、ヒートスポット の増大が生じ、信頼性の悪化を招くなどの問題点を有し
ていた。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、第２のエピタキシャル結晶成長工程の再成
長界面の酸化を解消し、結晶性を向上させ、かつ信頼性
を向上させるとともに、製造歩留りの向上、およびコス
トダウンを図った半導体レーザ装置の製造方法を得ろこ
とを目的とする。
れたもので、第２のエピタキシャル結晶成長工程の再成
長界面の酸化を解消し、結晶性を向上させ、かつ信頼性
を向上させるとともに、製造歩留りの向上、およびコス
トダウンを図った半導体レーザ装置の製造方法を得ろこ
とを目的とする。
この発明に係る請求項（１）に記載の半導体レーザ装置
の製造方法は、第１のエピタキシャル結晶成長工程にお
いて成長された第１導電型のＡＩ。
の製造方法は、第１のエピタキシャル結晶成長工程にお
いて成長された第１導電型のＡＩ。
Ｇａ１−、Ａｓ電流ブロック層に加工形成された電流通
路用の溝の底部に、酸化防止用のＧａＡｓ層をｒ４膜状
に残し、第２導電型のＡ Ｉ 、Ｇ ａ□−ｚＡｓ上ク
ラッドｌ―を大気中に露出することなく、次の第２導電
型のＡｌｚＧａｔ−Ａｓキャップ層を成長する時、液相
エピタキシャル法でメル）・バックさせて酸化防止用の
ＧａＡｓ層だけを除去し、その後、順次第２導電型のＡ
ｌ ｚ Ｇ ａ□−、Ａｓキャップ層層温第２導電型
ＧａＡｓコンタクト層を形成するものである。
路用の溝の底部に、酸化防止用のＧａＡｓ層をｒ４膜状
に残し、第２導電型のＡ Ｉ 、Ｇ ａ□−ｚＡｓ上ク
ラッドｌ―を大気中に露出することなく、次の第２導電
型のＡｌｚＧａｔ−Ａｓキャップ層を成長する時、液相
エピタキシャル法でメル）・バックさせて酸化防止用の
ＧａＡｓ層だけを除去し、その後、順次第２導電型のＡ
ｌ ｚ Ｇ ａ□−、Ａｓキャップ層層温第２導電型
ＧａＡｓコンタクト層を形成するものである。
また、この発明の請求項（２）に記載の半導体レーザ装
置の製造方法は、請求項（１）に加え、電流通路用の溝
以外の領域に存在する第２導電型のＧａＡｓエツチング
ストッパ層より第２導電型のドーパントを直下の第１導
電型のＡｊＸＧ、ａニーＸＡＳ下クラッド層半ばまで第
２導電型に反転するまでオートドーピングにより拡散す
るものである。
置の製造方法は、請求項（１）に加え、電流通路用の溝
以外の領域に存在する第２導電型のＧａＡｓエツチング
ストッパ層より第２導電型のドーパントを直下の第１導
電型のＡｊＸＧ、ａニーＸＡＳ下クラッド層半ばまで第
２導電型に反転するまでオートドーピングにより拡散す
るものである。
この発明の請求項（１）に記載の発明においては、電流
通路用の溝のエツチング時に残しておいたＧａＡｓエツ
チングストッパ層をメルトバックさせて電流通路用の溝
の部分のＡ Ｉ 、Ｇ ａ １−ｔＡ ｓ上クラッド層
表面を、ＡＩ、Ｇａｔ、Ａｓキャップ層成長の際に露出
させ、その上に前記キャップ層、コンタクト層を順次成
長させることから、上クラッド層表面が酸化されること
がなくなる。
通路用の溝のエツチング時に残しておいたＧａＡｓエツ
チングストッパ層をメルトバックさせて電流通路用の溝
の部分のＡ Ｉ 、Ｇ ａ １−ｔＡ ｓ上クラッド層
表面を、ＡＩ、Ｇａｔ、Ａｓキャップ層成長の際に露出
させ、その上に前記キャップ層、コンタクト層を順次成
長させることから、上クラッド層表面が酸化されること
がなくなる。
また、この発明の請求項（２）に記載の発明においては
、請求項（１）に加え、電流通路用の溝以外の領域に存
在するＧａＡｓエツチングストッパ層より、第２導電型
のＡｊｘ Ｇａ□□Ａｓ下クラッド層りばまで第２導電
型に反転するまでオートドーピングにより拡散すること
から、再成長界面の結晶性が向上し、電流は効率よく電
流通路用の溝に集中して流れる。
、請求項（１）に加え、電流通路用の溝以外の領域に存
在するＧａＡｓエツチングストッパ層より、第２導電型
のＡｊｘ Ｇａ□□Ａｓ下クラッド層りばまで第２導電
型に反転するまでオートドーピングにより拡散すること
から、再成長界面の結晶性が向上し、電流は効率よく電
流通路用の溝に集中して流れる。
以下、乙の発明の一実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例による半導体レーザ装
置の断面図である。この図において、第４図と同一符号
は同一部分を示し、１０は前記上クラッド層４上に積層
されたｐ型ＧａＡｓエツチングストッパＪＦｉｌ、１１
は前記エツチングストッパ層１０上に積層されたｎ型Ａ
ｔ’、Ｇａ１−、Ａｓ電流ブロック層、１２は前記電流
ブロックＩ＃１１上に積層されたｎ型Ｇ ａ Ａ ｓメ
ルトバック層である。
置の断面図である。この図において、第４図と同一符号
は同一部分を示し、１０は前記上クラッド層４上に積層
されたｐ型ＧａＡｓエツチングストッパＪＦｉｌ、１１
は前記エツチングストッパ層１０上に積層されたｎ型Ａ
ｔ’、Ｇａ１−、Ａｓ電流ブロック層、１２は前記電流
ブロックＩ＃１１上に積層されたｎ型Ｇ ａ Ａ ｓメ
ルトバック層である。
次に第１の実施例の半導体レーザ装置の製造方法につい
て説明する。
て説明する。
第１図において、まず、半導体基板１上に下クラッド層
２．活性層３．上クラッド層４を順次エピタキシャル成
長した後、上クラッド層４上にエツチングストッパ層１
０．電流ブロック層１１゜およびメルトバック層１２を
順次エピタキシャル成長する。その後、エツチングスト
ッパ層１０を残したままｆｌｌジブロック層１１メルト
バック層１２を除去してストライプ状に電流通路用のｆ
ｔＩｔ６を形成する。この電流通路用の＠６の形成方法
を以下にさらに詳しく説明する。
２．活性層３．上クラッド層４を順次エピタキシャル成
長した後、上クラッド層４上にエツチングストッパ層１
０．電流ブロック層１１゜およびメルトバック層１２を
順次エピタキシャル成長する。その後、エツチングスト
ッパ層１０を残したままｆｌｌジブロック層１１メルト
バック層１２を除去してストライプ状に電流通路用のｆ
ｔＩｔ６を形成する。この電流通路用の＠６の形成方法
を以下にさらに詳しく説明する。
すなわち、メルトバック層１２は、主成分はＧａＡｓで
あり、溝加工に用いるエッチャントとじては、たとえば
Ｎ Ｈ４０Ｈ： Ｈ２０，＝ １ ： ３０ 。
あり、溝加工に用いるエッチャントとじては、たとえば
Ｎ Ｈ４０Ｈ： Ｈ２０，＝ １ ： ３０ 。
１０℃や、酒石酌： Ｈ，Ｏ，＝５： １，２０℃な
ど（以下ＧａＡｓエッチャントと称す）が考えられ、Ｇ
ａＡｓのエツチングレートに対して、ＡＪＡＧａｌ−、
Ａｓ（４’≧０．４）のエツチングレートが２桁程度小
ざいという特徴を持つ。また、電流ブロック層１１は、
主成分はｋｌＬＧａｌ−ＨＡｓであり、溝加工に用いる
エッチャントとしては、例えばＫｌ： Ｉ２： Ｈ２
０＝３４５ｊ １９５： ３００（重量比） Ｒ
Ｔなど（以下Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ −ｚ ｙチヤン
トと称す）が考えられ、Ａ／７Ｇａ１−ＩＡｓ（１≧０
．４）のエツチングレートに対して、ＧａＡｓエツチン
グレートが２桁程度小さいという特徴を持つ。この処明
において、ｌ≧０．４、すなわち、ｐ≧０．４であるこ
とにより、上述のエッチャントを用いて、上述のエピタ
キシャル層を、順次選択的にエツチングしてゆくことが
可能となる。
ど（以下ＧａＡｓエッチャントと称す）が考えられ、Ｇ
ａＡｓのエツチングレートに対して、ＡＪＡＧａｌ−、
Ａｓ（４’≧０．４）のエツチングレートが２桁程度小
ざいという特徴を持つ。また、電流ブロック層１１は、
主成分はｋｌＬＧａｌ−ＨＡｓであり、溝加工に用いる
エッチャントとしては、例えばＫｌ： Ｉ２： Ｈ２
０＝３４５ｊ １９５： ３００（重量比） Ｒ
Ｔなど（以下Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ −ｚ ｙチヤン
トと称す）が考えられ、Ａ／７Ｇａ１−ＩＡｓ（１≧０
．４）のエツチングレートに対して、ＧａＡｓエツチン
グレートが２桁程度小さいという特徴を持つ。この処明
において、ｌ≧０．４、すなわち、ｐ≧０．４であるこ
とにより、上述のエッチャントを用いて、上述のエピタ
キシャル層を、順次選択的にエツチングしてゆくことが
可能となる。
すなわち、電流通路用の溝６を形成したい領域にレジス
トを用いてストライプ状に写真製版した後、上述のＧａ
Ａｓエッチャントと、Ａｔ’ＧａＡｓｚ・ソチャントを
用いて、順次この順でエツチングすることにより、非常
に再現性よくエツチングストッパ層１０を残した状態で
、すなわち、上クラッド層４の表面が露出しない状態で
エツチングを完了することができる。
トを用いてストライプ状に写真製版した後、上述のＧａ
Ａｓエッチャントと、Ａｔ’ＧａＡｓｚ・ソチャントを
用いて、順次この順でエツチングすることにより、非常
に再現性よくエツチングストッパ層１０を残した状態で
、すなわち、上クラッド層４の表面が露出しない状態で
エツチングを完了することができる。
液相エピタキシャル成長法などを用いて、上述の溝加工
の完了したウェハに次のエピタキシャル成長を行う時、
液相エピタキシャル装置内でキャップ層７のメルトの可
飽和度を、やや未飽和の状態でＧａＡｓ、もしくはＧ
ａ −Ａ Ｉ −Ａ ｓ系、ｊ ルトによりメルト接触
を行い、しかる後に成長温度を下げて、可飽和の状態で
結晶成長することにより、上述の溝加工時に残しておい
たエッチングスＩ・ツバ層１０をメルトバックさせて、
上クラッド層４をキャップ層７の成長の際に露出させ、
その上にキャップ層７を成長させ、さらにその上にコン
ククト層８を成長することで、この発明の構造を再現性
良（得ることができる。
の完了したウェハに次のエピタキシャル成長を行う時、
液相エピタキシャル装置内でキャップ層７のメルトの可
飽和度を、やや未飽和の状態でＧａＡｓ、もしくはＧ
ａ −Ａ Ｉ −Ａ ｓ系、ｊ ルトによりメルト接触
を行い、しかる後に成長温度を下げて、可飽和の状態で
結晶成長することにより、上述の溝加工時に残しておい
たエッチングスＩ・ツバ層１０をメルトバックさせて、
上クラッド層４をキャップ層７の成長の際に露出させ、
その上にキャップ層７を成長させ、さらにその上にコン
ククト層８を成長することで、この発明の構造を再現性
良（得ることができる。
さらに、Ａｊａ Ｇａ、４ Ａｓ （ｊ≧０．４）の方
がＧａＡｓに比べ、８倍程度、メルトバック速度が小さ
いことが知られているため、この発明のように、Ａｌｐ
Ｇａ１−ＬＡｓ （ｐ≧０．４）を主成分とする電流
ブロック層１１はメルトバックされに＜＜、形状を保持
しやすいため、再現性が良く、高歩留りで製造できる。
がＧａＡｓに比べ、８倍程度、メルトバック速度が小さ
いことが知られているため、この発明のように、Ａｌｐ
Ｇａ１−ＬＡｓ （ｐ≧０．４）を主成分とする電流
ブロック層１１はメルトバックされに＜＜、形状を保持
しやすいため、再現性が良く、高歩留りで製造できる。
ここで、エツチングストッパ１９１０．ｔｌｒＡブロッ
ク層１１．およびメルトバック層１２の各層の厚みを、
それぞれｄ、 ｄ２．ｄ、として、ｆＳｌ＊ブロッ
ク層１１のＧａに対するＡＩの混晶比をｐとし、 ０くｄ１≦０．３ ／１７ ｍ ０．３ μｎ≦ｄ２ ≦２μｍ ０．１ μｍ ≦ｄ３ ≦０．４μｒｎｐ）０．４ とした時、ｄ８の値ｉｅＯ，３μｍよりも厚くすれば、
キャップ層７の可飽和度を下げて溝内のエツチングスト
ッパ層１０をメルトバックする場合に難しく、また、ｄ
ｚ＋ｄ３の値を３μｍよりも大きく゛した場合にも同様
に難しくなる。これは未飽和メルトが接触した部分で、
局所的に可飽和度が増大し、しかる後に拡散輸送によっ
て熱平衡に達するのに時間がかかるためであり、あまり
長時間未飽和メルトを接触させろと、メルトが接触した
部分で、結晶の不均一な表面状態となりやすいためであ
る。
ク層１１．およびメルトバック層１２の各層の厚みを、
それぞれｄ、 ｄ２．ｄ、として、ｆＳｌ＊ブロッ
ク層１１のＧａに対するＡＩの混晶比をｐとし、 ０くｄ１≦０．３ ／１７ ｍ ０．３ μｎ≦ｄ２ ≦２μｍ ０．１ μｍ ≦ｄ３ ≦０．４μｒｎｐ）０．４ とした時、ｄ８の値ｉｅＯ，３μｍよりも厚くすれば、
キャップ層７の可飽和度を下げて溝内のエツチングスト
ッパ層１０をメルトバックする場合に難しく、また、ｄ
ｚ＋ｄ３の値を３μｍよりも大きく゛した場合にも同様
に難しくなる。これは未飽和メルトが接触した部分で、
局所的に可飽和度が増大し、しかる後に拡散輸送によっ
て熱平衡に達するのに時間がかかるためであり、あまり
長時間未飽和メルトを接触させろと、メルトが接触した
部分で、結晶の不均一な表面状態となりやすいためであ
る。
第２図は上述の説明をグラフにして示したものであり、
ｄ、が厚いほど、また、ｄ２＋ｄｓが厚いほど上クラッ
ド層４を露出させるのに時間がかかることがわかる。ま
た、ｄ２の値は、溝内のみに選択的に電流注入を起こさ
せるために最低でも０．３μｍは必要で、少数キャリア
の拡散長よりも短くすると、電流ブロック層１１として
の効果がなくなり、ターンオンしてレーザ動作しなくな
る。
ｄ、が厚いほど、また、ｄ２＋ｄｓが厚いほど上クラッ
ド層４を露出させるのに時間がかかることがわかる。ま
た、ｄ２の値は、溝内のみに選択的に電流注入を起こさ
せるために最低でも０．３μｍは必要で、少数キャリア
の拡散長よりも短くすると、電流ブロック層１１として
の効果がなくなり、ターンオンしてレーザ動作しなくな
る。
また、ｄ３の値を０．１μｍよりも小さくすると、表向
からの酸化層が電流ブロック層１１の表向に達してしま
い、エピタキシャル成長しなくなる恐れがある。
からの酸化層が電流ブロック層１１の表向に達してしま
い、エピタキシャル成長しなくなる恐れがある。
第３図はこの発明の第２の実施例による半導体レーザ装
置を示す断面図である。この図で、第１図と同一符号は
同じものを示し、１３は前記上・ソチングストツパ層１
０直下の下クラッド層２の半ばまでエッチングス！・ツ
バ層１０に高濃度にドーピングされたドーパントが拡散
されたｐ反転領域である。以上、この製造方法について
説明する。
置を示す断面図である。この図で、第１図と同一符号は
同じものを示し、１３は前記上・ソチングストツパ層１
０直下の下クラッド層２の半ばまでエッチングス！・ツ
バ層１０に高濃度にドーピングされたドーパントが拡散
されたｐ反転領域である。以上、この製造方法について
説明する。
第３図において、第１図の実施例と相違するところは、
エツチングストッパ層１０を高濃度にドーピングしてお
くことにより第２の結晶濃度の際、オートドーピングに
よりエツチングストッパ層１０より下側に下クラッド層
２の半ばまでｐ型ドーパントが拡散され、導電型がｐ反
転したｐ反転領域１３が形成される点であり、その他は
第１図と同様に形成される。
エツチングストッパ層１０を高濃度にドーピングしてお
くことにより第２の結晶濃度の際、オートドーピングに
よりエツチングストッパ層１０より下側に下クラッド層
２の半ばまでｐ型ドーパントが拡散され、導電型がｐ反
転したｐ反転領域１３が形成される点であり、その他は
第１図と同様に形成される。
上記の液相エピタキシャル成長においては、７００℃で
３０分間程度ウェハを保持することにヨリ、エッチング
スＩ・ツバ層１０のｐ型ドーパントが下クラッド層２ま
で拡散し、いわゆるオートドーピングが生じる。このオ
ートドーピングを下クラッド層２まで確実に達するよう
にするため、エツチングストッパ層１０は１０”／ｃｃ
まで高濃度にドーピングしておく。このオートドーピン
グによリードクラッド層２内の０．３μｍ以上の領域に
わたってｐ型ドーパントが拡散されて導電型がｐ反転し
た２反転領域１３が形成される。
３０分間程度ウェハを保持することにヨリ、エッチング
スＩ・ツバ層１０のｐ型ドーパントが下クラッド層２ま
で拡散し、いわゆるオートドーピングが生じる。このオ
ートドーピングを下クラッド層２まで確実に達するよう
にするため、エツチングストッパ層１０は１０”／ｃｃ
まで高濃度にドーピングしておく。このオートドーピン
グによリードクラッド層２内の０．３μｍ以上の領域に
わたってｐ型ドーパントが拡散されて導電型がｐ反転し
た２反転領域１３が形成される。
次に動作について説明する。
Ｐｐ ｎ電極９ａ、９ｂ間に順方向電圧を加えると、上
述したのと同様な原理で安定な横モードでＬ・−ザ発振
するが、ｐ型数散フロントがストライプ中央以外で下ク
ラッド層２中にあるため、ストライプ内外のｐ −ｎ接
合間の拡散電位に差が生じ、電流は効率よく電流通路用
の溝６の中央に流れろようになる。また、上クラッド層
４を大気中に露出せずにキャップ層７を成長できるため
、再成長界面の結晶性が向上し、信頼性の高い半導体レ
ーザ装置を得ろことができる。
述したのと同様な原理で安定な横モードでＬ・−ザ発振
するが、ｐ型数散フロントがストライプ中央以外で下ク
ラッド層２中にあるため、ストライプ内外のｐ −ｎ接
合間の拡散電位に差が生じ、電流は効率よく電流通路用
の溝６の中央に流れろようになる。また、上クラッド層
４を大気中に露出せずにキャップ層７を成長できるため
、再成長界面の結晶性が向上し、信頼性の高い半導体レ
ーザ装置を得ろことができる。
なお、上記各実施例では、半導体基板１の導電型をｎ型
として示したが、反対導電型のｐ型にしても良く、以下
、各半導体層もそれぞれお反対導電型にしたものでもよ
い。
として示したが、反対導電型のｐ型にしても良く、以下
、各半導体層もそれぞれお反対導電型にしたものでもよ
い。
以上説明したようにこの発明の請求項（１）に記載の発
明は、第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に第１導電型
のＡｊＸＧａｌ−Ａｓ下クラッド層。
明は、第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に第１導電型
のＡｊＸＧａｌ−Ａｓ下クラッド層。
ＡｊｙＧａ、−ｙＡｓ活性層、第２導電型のＡｌｚＧａ
ｔ−ｚＡｓ上クラッド層、第２導電型のＧａＡｓエツチ
ングストッパ層、第１ 導電型のＡｌｚＧａ１−Ａｓ電
流ブロック層、第１４電型のＧａＡｓメルトバック層を
順次エピタキシャル成長する工程と、第２導電型のＡ
Ｉ 、Ｇ ａ 、、Ａ ｓ下クラッド層が露出すべく、
第２導電型のＧａＡｓエツチングストッパ層、第１導電
型のＡ Ｉ 、Ｇ ａ □−、Ａ ｓ電流ブロック層、
第１導電型のＧａＡｓメルトバック層の各層を貫通する
形でストライプ状にエツチングして電流通路用の溝を形
成する工程と、電流通路用の溝部分で、第２導電型のＡ
ｌアＧａ１−アＡｓ上クラッド層と電気的に接触すべく
、電流通路用の溝および第１導電型のＧａＡｓメルトバ
ック層上に主面が平坦となるように第２導電型のＡ ｌ
ｔ Ｇ ａ ｒ−ｚ Ａ ３キャップ層、第２導電型
のＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル成長する
工程とを含むようにしたので、ＧａＡｓエツチングスト
ッパ層を残した状態、すなわち、上クラッド層表面を大
気中に露出しない状態でキャップ層を結晶成長すること
ができ、この結晶成長中に上クラッド層表面を露出する
ことで再成長界面の結晶性が向上し、信頼性が向上する
とともに、電流ブロック層と、ＧａＡＳエツチングスト
ッパ層ヲ選択的にエツチングすることができ、ストライ
プ状の溝の加工の再現性が向上し、さらに、ＡＩ。
ｔ−ｚＡｓ上クラッド層、第２導電型のＧａＡｓエツチ
ングストッパ層、第１ 導電型のＡｌｚＧａ１−Ａｓ電
流ブロック層、第１４電型のＧａＡｓメルトバック層を
順次エピタキシャル成長する工程と、第２導電型のＡ
Ｉ 、Ｇ ａ 、、Ａ ｓ下クラッド層が露出すべく、
第２導電型のＧａＡｓエツチングストッパ層、第１導電
型のＡ Ｉ 、Ｇ ａ □−、Ａ ｓ電流ブロック層、
第１導電型のＧａＡｓメルトバック層の各層を貫通する
形でストライプ状にエツチングして電流通路用の溝を形
成する工程と、電流通路用の溝部分で、第２導電型のＡ
ｌアＧａ１−アＡｓ上クラッド層と電気的に接触すべく
、電流通路用の溝および第１導電型のＧａＡｓメルトバ
ック層上に主面が平坦となるように第２導電型のＡ ｌ
ｔ Ｇ ａ ｒ−ｚ Ａ ３キャップ層、第２導電型
のＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル成長する
工程とを含むようにしたので、ＧａＡｓエツチングスト
ッパ層を残した状態、すなわち、上クラッド層表面を大
気中に露出しない状態でキャップ層を結晶成長すること
ができ、この結晶成長中に上クラッド層表面を露出する
ことで再成長界面の結晶性が向上し、信頼性が向上する
とともに、電流ブロック層と、ＧａＡＳエツチングスト
ッパ層ヲ選択的にエツチングすることができ、ストライ
プ状の溝の加工の再現性が向上し、さらに、ＡＩ。
Ｇａ１．、− Ａｓ （ｐ≧０．４）を、電流ブロ
ック層の主成分とする乙とで、キャップ層を形成する時
の電流ブロック層に対するメルトバック速度が抑制でき
、再現性よく、かつ信頼性の高い半導体レーザ装置を得
ることができる。
ック層の主成分とする乙とで、キャップ層を形成する時
の電流ブロック層に対するメルトバック速度が抑制でき
、再現性よく、かつ信頼性の高い半導体レーザ装置を得
ることができる。
また、この発明の請求項（２）に記載の発明は、上記請
求項（１）に記載の発明に加え、電流通路用の溝以外の
場所に存在する高濃度にドーピングした第２導電型のＧ
ａＡｓエツチングストッパ層より第２導電型のドーパン
トを直下の第１導電型のＡｌＸＧａ５−ｘＡｓ下クラり
ド層半ばまで第２導電型に反転するまでオートドーピン
グにより拡散するようにしたので、拡散フロントがスト
ライプ部中央以外でＡＩ、Ｇａ□−Ｘ Ａ ｓ下クラッ
ド層中にあるため、ストライプ部内外のｐｎ接合間の拡
散電位に差が生じ、電流は効率よく電流通路用の溝に流
れ、再現性よく、かつ再成長界面の結晶性が向上するこ
とから、信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる利点
がある。
求項（１）に記載の発明に加え、電流通路用の溝以外の
場所に存在する高濃度にドーピングした第２導電型のＧ
ａＡｓエツチングストッパ層より第２導電型のドーパン
トを直下の第１導電型のＡｌＸＧａ５−ｘＡｓ下クラり
ド層半ばまで第２導電型に反転するまでオートドーピン
グにより拡散するようにしたので、拡散フロントがスト
ライプ部中央以外でＡＩ、Ｇａ□−Ｘ Ａ ｓ下クラッ
ド層中にあるため、ストライプ部内外のｐｎ接合間の拡
散電位に差が生じ、電流は効率よく電流通路用の溝に流
れ、再現性よく、かつ再成長界面の結晶性が向上するこ
とから、信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる利点
がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による半導体レーザ装
置の断面図、第２図は各層の厚みとメルドパツクと時間
との関係を示す図、第β図はこのである。 図において、１は半導体基板、２は下クラッド層、３は
活性層、４は上クラッド層、６は電流通路用の溝、７は
キャップ層、８はコンタクト層、９ａ、９ｂはｐｐ ｎ
電極、１０は工ｙチンゲストツバ層、１１は電流ブロッ
ク層、１２はメルトバック層、１３は２反転領域である
。 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 図 （ｈ、ｄ２．ｄ３の厚みとメルトバック２°メルトノＮ
”−／り漕 ｐ灰転傾城？ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 平成 ２年 ４月１０日 ６ 。 補正の内容
置の断面図、第２図は各層の厚みとメルドパツクと時間
との関係を示す図、第β図はこのである。 図において、１は半導体基板、２は下クラッド層、３は
活性層、４は上クラッド層、６は電流通路用の溝、７は
キャップ層、８はコンタクト層、９ａ、９ｂはｐｐ ｎ
電極、１０は工ｙチンゲストツバ層、１１は電流ブロッ
ク層、１２はメルトバック層、１３は２反転領域である
。 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 図 （ｈ、ｄ２．ｄ３の厚みとメルトバック２°メルトノＮ
”−／り漕 ｐ灰転傾城？ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 平成 ２年 ４月１０日 ６ 。 補正の内容
Claims (2)
- （１）第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に第１導電型
のＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ下クラッド層、Ａｌ＿
ｙＧａ＿１＿−＿ｙＡｓ活性層、第２導電型のＡｌ＿ｚ
Ｇａ＿１＿−＿ｚＡｓ上クラッド層、第２導電型のＧａ
Ａｓエッチングストッパ層、第１導電型のＡｌ＿ｐＧａ
＿１＿−＿ｐＡｓ電流ブロック層、第１導電型のＧａＡ
ｓメルトバック層を順次エピタキシャル成長する工程と
、前記第２導電型のＡｌ＿ｚＧａ＿１＿−＿ｚＡｓ上ク
ラッド層が露出すべく、前記第２導電型のＧａＡｓエッ
チングストッパ層、第１導電型のＡｌ＿ｐＧａ＿１＿−
＿ｐＡｓ電流ブロック層、第１導電型のＧａＡｓメルト
バック層の各層を貫通する形でストライプ状にエッチン
グして電流通路用の溝を形成する工程と、前記電流通路
用の溝部分で、前記第２導電型のＡｌ＿ｚＧａ＿１＿−
＿ｚＡｓ上クラッド層と電気的に接触すべく、前記電流
通路用の溝および前記第１導電型のＧａＡｓメルトバッ
ク層上に主面が平坦となるように第２導電型のＡｌ＿ｚ
Ｇａ＿１＿−＿ｚＡｓキャップ層、第２導電型のＧａＡ
ｓコンタクト層を順次エピタキシャル成長する工程とを
含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - （２）第１導電型のＧａＡｓ半導体基板上に第１導電型
のＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ下クラッド層、Ａｌ＿
ｙＧａ＿１＿−＿ｙＡｓ活性層、第２導電型のＡｌ＿ｚ
Ｇａ＿１＿−＿ｚＡｓ上クラッド層、第２導電型のＧａ
Ａｓエッチングストッパ層、第１導電型のＡｌ＿ｐＧａ
＿１＿−＿ｐＡｓ電流ブロック層、第１導電型のＧａＡ
ｓメルトバック層を順次エピタキシャル成長する工程と
、前記第２導電型のＡｌ＿ｚＧａ＿１＿−＿ｚＡｓ上ク
ラッド層が露出すべく、前記第２導電型のＧａＡｓエッ
チングストッパ層、第１導電型のＡｌ＿ｐＧｎ＿１＿−
＿ｐＡｓ電流ブロック層、第１導電型のＧａＡｓメルト
バック層の各層を貫通する形でストライプ状にエッチン
グして電流通路用の溝を形成する工程と、前記電流通路
用の溝部分で、前記第２導電型のＡｌ＿ｚＧａ＿１＿−
＿ｚＡｓ上クラッド層と電気的に接触すべく、前記電流
通路用の溝および前記第１導電型のＧａＡｓメルトバッ
ク層上に主面が平坦となるように第２導電型のＡｌ＿ｚ
Ｇａ＿１＿−＿ｚＡｓキャップ層、第２導電型のＧａＡ
ｓコンタクト層を順次エピタキシャル成長する工程と、
前記電流通路用の溝以外の領域に存在する前記第２導電
型のＧａＡｓエッチングストッパ層より第２導電型のド
ーパントを直下の前記第１導電型のＡｌ＿ｘＧａ＿１＿
−＿ｘＡｓ下クラッド層半ばまで第２導電型に反転する
までオートドーピングにより拡散する工程とからなるこ
とを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167489A JPH02202085A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167489A JPH02202085A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202085A true JPH02202085A (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=12061600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2167489A Pending JPH02202085A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02202085A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03296290A (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JPH04116994A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US5303255A (en) * | 1990-09-10 | 1994-04-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Distributed feedback semiconductor laser device and a method of producing the same |
| US5361271A (en) * | 1992-09-14 | 1994-11-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2167489A patent/JPH02202085A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03296290A (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JPH04116994A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US5303255A (en) * | 1990-09-10 | 1994-04-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Distributed feedback semiconductor laser device and a method of producing the same |
| US5361271A (en) * | 1992-09-14 | 1994-11-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
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