JPH0232584A - 多波長集積化半導体レーザの製造方法 - Google Patents
多波長集積化半導体レーザの製造方法Info
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- JPH0232584A JPH0232584A JP18241288A JP18241288A JPH0232584A JP H0232584 A JPH0232584 A JP H0232584A JP 18241288 A JP18241288 A JP 18241288A JP 18241288 A JP18241288 A JP 18241288A JP H0232584 A JPH0232584 A JP H0232584A
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Landscapes
- 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〕
高密度波長多重光通信光源あるいは書き換え可能型光デ
ィスクピックアップに使用する多波長集積化半導体レー
ザの製造方法に関する。
ィスクピックアップに使用する多波長集積化半導体レー
ザの製造方法に関する。
従来、1984年秋季、第45回反応物理会学術講演会
、講演予稿集、講演番号12p−R−14に記載され、
第2図に示すように回折格子201の周期を複数のレー
ザ素子で変化させることにより各レーザ素子の発振波長
を変えていた。
、講演予稿集、講演番号12p−R−14に記載され、
第2図に示すように回折格子201の周期を複数のレー
ザ素子で変化させることにより各レーザ素子の発振波長
を変えていた。
しかし、従来の多波長集積化半導体レーザ分布帰還型レ
ーザを使用していた。すなわち結晶内に作り付けた回折
格子により、利得スペクトル幅の範囲内で1つの波長の
光が選択的に反射されて単−縦モード発振をしていた1
回折格子はホログラフィック露光法を用いて製作されて
いたが、集光レンズ、ビームスプリッタ、ミラー等の光
学系の調整及び適切な照射角を設定するなどの手間がか
かるという問題点を有していた。
ーザを使用していた。すなわち結晶内に作り付けた回折
格子により、利得スペクトル幅の範囲内で1つの波長の
光が選択的に反射されて単−縦モード発振をしていた1
回折格子はホログラフィック露光法を用いて製作されて
いたが、集光レンズ、ビームスプリッタ、ミラー等の光
学系の調整及び適切な照射角を設定するなどの手間がか
かるという問題点を有していた。
そこで本発明は従来のこのような問題点を解決するため
、回折格子を作り込まなくても発振波長の異なるレーザ
素子を集積化できることを目的としている。
、回折格子を作り込まなくても発振波長の異なるレーザ
素子を集積化できることを目的としている。
上記問題点を解決するために、本発明の多波長集積化半
導体レーザの製造方法は、半導体基板上にバッファ層を
形成する工程と、前記バヅファ層上に下側クラッド層を
形成する工程と、前記クラッド層上に量子井戸層よりな
る活性層を、前記量子井戸層のウェル層形成時に強度が
ストライプ状に相異なる光を照射しながら形成する工程
と、前記活性層上に上側クラッド層を形成する工程と、
前記上側クラッド層上にコンタクト層を形成する工程と
からなることを特徴とする。
導体レーザの製造方法は、半導体基板上にバッファ層を
形成する工程と、前記バヅファ層上に下側クラッド層を
形成する工程と、前記クラッド層上に量子井戸層よりな
る活性層を、前記量子井戸層のウェル層形成時に強度が
ストライプ状に相異なる光を照射しながら形成する工程
と、前記活性層上に上側クラッド層を形成する工程と、
前記上側クラッド層上にコンタクト層を形成する工程と
からなることを特徴とする。
本発明の作用を述べれば、強度がストライプ状に相異な
る光を照射し、原料ガスの分解反応あるいは表面反応の
度合を半導体レーザアレイ装置に含まれる複数の半導体
レーザ素子の量子井戸活性層中のウェル層形成時に相互
に変えて、エピタキシャル成長し、ウェル層層厚を相互
に変えることにより、発振波長の異なる多波長集積化半
導体レーザを作製することができる。
る光を照射し、原料ガスの分解反応あるいは表面反応の
度合を半導体レーザアレイ装置に含まれる複数の半導体
レーザ素子の量子井戸活性層中のウェル層形成時に相互
に変えて、エピタキシャル成長し、ウェル層層厚を相互
に変えることにより、発振波長の異なる多波長集積化半
導体レーザを作製することができる。
簡単に言及すれば、量子井戸層に含まれるウェル層層厚
を各半導体レーザ素子間で変化させ、ウェル層中での電
子の存在できるエネルギーレベルを変化させることで、
異なる発振波長をもつ集積化半導体レーザを作製するこ
とが可能となる。ここでウェル層層厚を変化させるため
に、各半導体レーザ素子に強度の異なる光照射を用いた
。
を各半導体レーザ素子間で変化させ、ウェル層中での電
子の存在できるエネルギーレベルを変化させることで、
異なる発振波長をもつ集積化半導体レーザを作製するこ
とが可能となる。ここでウェル層層厚を変化させるため
に、各半導体レーザ素子に強度の異なる光照射を用いた
。
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は本発明の実施例を製造工程順に示す断面図である。
図は本発明の実施例を製造工程順に示す断面図である。
まず第1図(a)のごとくn型GaAs基板101上に
、有機金属気相成長法(以下MOCVD法と略す)によ
り、層厚0.5μmのn型GaAsバッファ層102、
層厚1.5μmのn型Aj as Gao、s AS下
側クラッド層103を順次形成する。
、有機金属気相成長法(以下MOCVD法と略す)によ
り、層厚0.5μmのn型GaAsバッファ層102、
層厚1.5μmのn型Aj as Gao、s AS下
側クラッド層103を順次形成する。
次いで、第1図(b)のごとくストライプ状にアルゴン
レーザの透過強度が、周期的に変わるフィルターマスク
105を用い、GaAs基板1゜1に垂直にアルゴンレ
ーザを照射しながら量子井戸で形成される活性層104
.114.124.134を同時にM OCV D法で
形成する。但し、量子井戸のウェル層形成時にのみアル
ゴンレーザを照射し、バリア層形成時には照射しないも
のとする。後で、フィルターマスク105及び光MOC
VD法について詳細に記述することとする。
レーザの透過強度が、周期的に変わるフィルターマスク
105を用い、GaAs基板1゜1に垂直にアルゴンレ
ーザを照射しながら量子井戸で形成される活性層104
.114.124.134を同時にM OCV D法で
形成する。但し、量子井戸のウェル層形成時にのみアル
ゴンレーザを照射し、バリア層形成時には照射しないも
のとする。後で、フィルターマスク105及び光MOC
VD法について詳細に記述することとする。
次に第1図(C)のごとく、アルゴンレーザの照射を停
止し、ひき続きMOCVD法により活性層104.11
4.124.134上に層厚1゜5、czmのP型A
j o、 s G a o、 s A S上側クラッド
NJ106、層厚0.5μmのP型GaAsコンタクト
層107を順次形成する。
止し、ひき続きMOCVD法により活性層104.11
4.124.134上に層厚1゜5、czmのP型A
j o、 s G a o、 s A S上側クラッド
NJ106、層厚0.5μmのP型GaAsコンタクト
層107を順次形成する。
次に第1図(d)のごとく、上に記述した工程で積層さ
れた基板をMOCVD炉より取り出し、蒸着によりn側
型f!108及びρ側電極109を形成する。
れた基板をMOCVD炉より取り出し、蒸着によりn側
型f!108及びρ側電極109を形成する。
最後に第1図(e)のごとく、各々の活性層、すなわち
各々の半導体レーザ素子が独立に駆動できるように分離
溝を形成し、多波長集積化半導体レーザが出来上がる。
各々の半導体レーザ素子が独立に駆動できるように分離
溝を形成し、多波長集積化半導体レーザが出来上がる。
第3図は、多重量子井戸活性層のA」の組成比分布を示
す、第3図(a)(b)(c)(d)は、それぞれ第1
図104.114.124.134の活性層に対応する
。バリア層301は、層厚50AのAJ O,4G a
o6A s層、302.303.304.305はGa
AsウェルI―であり、それぞれ層厚が100A、60
人、50A、40人となっている。
す、第3図(a)(b)(c)(d)は、それぞれ第1
図104.114.124.134の活性層に対応する
。バリア層301は、層厚50AのAJ O,4G a
o6A s層、302.303.304.305はGa
AsウェルI―であり、それぞれ層厚が100A、60
人、50A、40人となっている。
アルゴンレーザを使った光MOCVD法について説明す
る。■族原料にトリメチルガリウム(TMG)を、V族
原料にアルシン(AsH3)を用いたMOCVD法にお
いてアルゴンレーザをGaAs基板に照射しながら成長
すると、照射しない場合と比べてGaAsエピタキシャ
ル層層厚が大きくなることがよく知られている。
る。■族原料にトリメチルガリウム(TMG)を、V族
原料にアルシン(AsH3)を用いたMOCVD法にお
いてアルゴンレーザをGaAs基板に照射しながら成長
すると、照射しない場合と比べてGaAsエピタキシャ
ル層層厚が大きくなることがよく知られている。
第4図に光MOCVD法の装置図を示す、原料ガスTM
G、トリメチルアルミニウム(TMA)、AsH3は原
料ガス導入管401より反応管4゜2に供給され、排カ
ス管403より排気される。
G、トリメチルアルミニウム(TMA)、AsH3は原
料ガス導入管401より反応管4゜2に供給され、排カ
ス管403より排気される。
反応管402は二重構造になっており、−排上の原料ガ
ス導入管401は水素のみが流れる。GaAs基板40
4は、高周波コイル405によりサセプタ406を誘導
加熱することにより加熱される力釈反応管402内部か
らの汚染を防ぐために冷却水を冷却水管407に流す。
ス導入管401は水素のみが流れる。GaAs基板40
4は、高周波コイル405によりサセプタ406を誘導
加熱することにより加熱される力釈反応管402内部か
らの汚染を防ぐために冷却水を冷却水管407に流す。
アルゴンレーザ本体408から発振したアルゴンレーザ
はミラー409で反射し、フィルターマスク410を通
してGaAs基板404に照射される。
はミラー409で反射し、フィルターマスク410を通
してGaAs基板404に照射される。
第5図に本実施例に使用したフィルターマスクを示す。
フィルターマスク上にはストライプ状のフィルターが形
成されており、フィルターA301、フィルター850
2、フィルター0503、フィルターD504が周期的
に並んでいる。アルゴンレーザのフィルター透過率は、
上記の順に大きくなっており、フィルターA301、フ
ィルター8502、フィルター0503、フィルターD
504を透過したアルゴンレーザは第3図に示すGaA
sウェル層302.303.304.305を成長する
時にパルス状にそれぞれ照射される。
成されており、フィルターA301、フィルター850
2、フィルター0503、フィルターD504が周期的
に並んでいる。アルゴンレーザのフィルター透過率は、
上記の順に大きくなっており、フィルターA301、フ
ィルター8502、フィルター0503、フィルターD
504を透過したアルゴンレーザは第3図に示すGaA
sウェル層302.303.304.305を成長する
時にパルス状にそれぞれ照射される。
成長温度、V族原料と■族原料の供給比、フィルター透
過率を適切に設定することによりGaAsウェル層層厚
を調整することができる。
過率を適切に設定することによりGaAsウェル層層厚
を調整することができる。
次に第2の実施例を第6図に示す製造工程図に基づいて
説明する。まず第1図(a)〜(d)に示したのと同様
の製造方法にてn型GaAs基板601上に、光を用い
たMOCVD法によりn型GaAsバッファ層602、
n型Aj o、Gao、sAsクラッド層603、量子
井戸構造にて構成されるGaAs活性NJ604.61
4.624.634、p型A−G o、s Gao、s
As7918層606、p型GaAsコンタクト層6
07を連続して積層する。この状態で第6図(a)であ
る。
説明する。まず第1図(a)〜(d)に示したのと同様
の製造方法にてn型GaAs基板601上に、光を用い
たMOCVD法によりn型GaAsバッファ層602、
n型Aj o、Gao、sAsクラッド層603、量子
井戸構造にて構成されるGaAs活性NJ604.61
4.624.634、p型A−G o、s Gao、s
As7918層606、p型GaAsコンタクト層6
07を連続して積層する。この状態で第6図(a)であ
る。
更に引続きMOCVDによりp型A1゜、Gao、sA
sクラッド層606、p型GaAsコンタクト層610
を形成し、第5図(a)の様な積層構造ができる0次に
普通のフォトリソグラフィー工程により第5図(b)の
様に逆メサリプストライプ状に残るようエツチングし、
エツチング部を第5図(c)の様にノンドープZn5e
層610で埋め込んだ後、全体の厚さが100μmとな
るようn型GaAs基板601裏面を研磨し、n型Ga
As基板601側にN i / A u G e /
A uを蒸着及びアロインクしn側電極608を、p型
GaAsコンタクト層607側にA u Z n /
A uを蒸着及びアロイングしn側電極609を形成す
る。
sクラッド層606、p型GaAsコンタクト層610
を形成し、第5図(a)の様な積層構造ができる0次に
普通のフォトリソグラフィー工程により第5図(b)の
様に逆メサリプストライプ状に残るようエツチングし、
エツチング部を第5図(c)の様にノンドープZn5e
層610で埋め込んだ後、全体の厚さが100μmとな
るようn型GaAs基板601裏面を研磨し、n型Ga
As基板601側にN i / A u G e /
A uを蒸着及びアロインクしn側電極608を、p型
GaAsコンタクト層607側にA u Z n /
A uを蒸着及びアロイングしn側電極609を形成す
る。
最後に各半導体レーザ素子間を第6図(d)に示すよう
にエツチングし、各半導体レーザ素子を分離し独立に駆
動できるようにする。
にエツチングし、各半導体レーザ素子を分離し独立に駆
動できるようにする。
実施例では、複数の半導体レーザ素子で活性層ウェル層
層厚のみを変化されたが、バリア層の組成もそれに加え
て変化させてもよいし、多重量子井戸活性層での実施例
をあげたが単一量子井戸活性層でもよい。
層厚のみを変化されたが、バリア層の組成もそれに加え
て変化させてもよいし、多重量子井戸活性層での実施例
をあげたが単一量子井戸活性層でもよい。
また、実施例ではアルゴンレーザを用いた光気相成長法
を用いて説明したが、ヘリウムネオンレーザやエキシマ
レーザ等の池の光源を用いてもよい。
を用いて説明したが、ヘリウムネオンレーザやエキシマ
レーザ等の池の光源を用いてもよい。
更に実施例ではAjGaAs/GaAs系半導体レーザ
で説明したが、Ga I nAs P/ I nP系や
All GaI nP/GaAs系半導体レーザ等他の
し−v族化合物半導体よりなる材料であってもよいし、
4波長集積化半導体レーザで説明したが、もちろん5波
長以上でも集積化することができるし、2.3波長でも
よい。
で説明したが、Ga I nAs P/ I nP系や
All GaI nP/GaAs系半導体レーザ等他の
し−v族化合物半導体よりなる材料であってもよいし、
4波長集積化半導体レーザで説明したが、もちろん5波
長以上でも集積化することができるし、2.3波長でも
よい。
本発明は、以上説明したように回折格子を作り込まなく
とも、複数の半導体レーザ素子の活性層形成時に光を照
射するという簡単な工程により、複数の半導体レーザ素
子の活性層ウェル層層厚を相互に変え、多波長集積化半
導体レーザを従来より易く製造することができ、更に回
折格子を作製する時に必要となるフォトリソ工程を必要
とせず、工程か簡単な上、フォトリソ工程を通すことに
よる結晶の汚染がなく、又回折格子の変わりにレーザ共
振器としてへき開面によるファプリー・ペロー共振器を
用いることにより、光の損失が少なくなりしきい値電流
の低下、微分量子効率の増大等、レーザの特性が良好と
なり、更に量子井戸活性層を用いることにより、スペク
トル幅が狭くなる等の多大な効果を有する。
とも、複数の半導体レーザ素子の活性層形成時に光を照
射するという簡単な工程により、複数の半導体レーザ素
子の活性層ウェル層層厚を相互に変え、多波長集積化半
導体レーザを従来より易く製造することができ、更に回
折格子を作製する時に必要となるフォトリソ工程を必要
とせず、工程か簡単な上、フォトリソ工程を通すことに
よる結晶の汚染がなく、又回折格子の変わりにレーザ共
振器としてへき開面によるファプリー・ペロー共振器を
用いることにより、光の損失が少なくなりしきい値電流
の低下、微分量子効率の増大等、レーザの特性が良好と
なり、更に量子井戸活性層を用いることにより、スペク
トル幅が狭くなる等の多大な効果を有する。
第1図<a)(b)(c)(d)(eンは本発明の多波
長集積化半導体レーザの製造工程断面図であり、第2図
は従来の多波長集積化半導体レーザの断面斜視図であり
、第3図(a)、(b)、(c)、(d)は本発明の多
波長集積化半導体レーザの活性層の成長方向のAJI組
成比分布図であり、第4図は本発明にかかる光MOCV
D法の装置図であり、第5図は本発明にかかるフィルタ
ーマスクの正面図であり、第6図<a)(b)(c)(
d)は本発明の多波長集積化半導体レーザの製造工程断
面図である。 101.601=n型GaAs基板 102.602−−n型GaAsバッファ層103.6
03−−n型AJ GaAsクラッ104. 614. 105. 106. 107. 108. 109. 201 ・ 301 ・ 302. 401 ・ 402 ・ 403 ・ 404 ・ 405 ・ ド層 114.124.134.604. 624.634 ・・・活性層 410・・フィルターマスク 606−−p型Aj GaAsクラッ ド層 607・・p型GaAsコンタクト 層 608・・n1FI電極 609・・ρ側電極 ・・・・・回折格子 ・・・・・AJGaAsバリア層 303.304.305 ・・GaAsウェル層 ・・・・原料ガス導入管 ・・・・・反応管 ・・・・・排ガス管 ・・・・・GaAs基板 ・・・・・高周波コイル 406 ・ ・ 407 ・ ・ 408・・ 409 ・ ・ 501 ・ ・ 502 ・ ・ 503 ・ 504 ・ ・ 610 ・ ・ ・サセプタ ・冷却水管 ・アルゴンレーザ本体 ゛ミツ− ・フィルターA ・フィルターB ・フィルターC ・フィルターD ・Zn5e層 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社
長集積化半導体レーザの製造工程断面図であり、第2図
は従来の多波長集積化半導体レーザの断面斜視図であり
、第3図(a)、(b)、(c)、(d)は本発明の多
波長集積化半導体レーザの活性層の成長方向のAJI組
成比分布図であり、第4図は本発明にかかる光MOCV
D法の装置図であり、第5図は本発明にかかるフィルタ
ーマスクの正面図であり、第6図<a)(b)(c)(
d)は本発明の多波長集積化半導体レーザの製造工程断
面図である。 101.601=n型GaAs基板 102.602−−n型GaAsバッファ層103.6
03−−n型AJ GaAsクラッ104. 614. 105. 106. 107. 108. 109. 201 ・ 301 ・ 302. 401 ・ 402 ・ 403 ・ 404 ・ 405 ・ ド層 114.124.134.604. 624.634 ・・・活性層 410・・フィルターマスク 606−−p型Aj GaAsクラッ ド層 607・・p型GaAsコンタクト 層 608・・n1FI電極 609・・ρ側電極 ・・・・・回折格子 ・・・・・AJGaAsバリア層 303.304.305 ・・GaAsウェル層 ・・・・原料ガス導入管 ・・・・・反応管 ・・・・・排ガス管 ・・・・・GaAs基板 ・・・・・高周波コイル 406 ・ ・ 407 ・ ・ 408・・ 409 ・ ・ 501 ・ ・ 502 ・ ・ 503 ・ 504 ・ ・ 610 ・ ・ ・サセプタ ・冷却水管 ・アルゴンレーザ本体 ゛ミツ− ・フィルターA ・フィルターB ・フィルターC ・フィルターD ・Zn5e層 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- 半導体基板上にバッファ層を形成する工程と、前記バッ
ファ層上に下側クラッド層を形成する工程と、前記クラ
ッド層上に量子井戸層よりなる活性層を、前記量子井戸
層のウェル層形成時に強度がストライプ状に相異なる光
を照射しながら形成する工程と、前記活性層上に上側ク
ラッド層を形成する工程と、前記上側クラッド層上にコ
ンタクト層を形成する工程とからなることを特徴とする
多波長集積化半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18241288A JPH0232584A (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 多波長集積化半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18241288A JPH0232584A (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 多波長集積化半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0232584A true JPH0232584A (ja) | 1990-02-02 |
Family
ID=16117838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18241288A Pending JPH0232584A (ja) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | 多波長集積化半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0232584A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030018596A (ko) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | 현대자동차주식회사 | 프레임리스 도어구조 |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP18241288A patent/JPH0232584A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030018596A (ko) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | 현대자동차주식회사 | 프레임리스 도어구조 |
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