JPH0263183A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- JPH0263183A JPH0263183A JP21431288A JP21431288A JPH0263183A JP H0263183 A JPH0263183 A JP H0263183A JP 21431288 A JP21431288 A JP 21431288A JP 21431288 A JP21431288 A JP 21431288A JP H0263183 A JPH0263183 A JP H0263183A
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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】
〔産業上の利用分骨〕
この発明は半導体レーザ装置に関するものである。
従来の半導体レーザ装置を第３図に断面図として示す。
図中、（１）は例丸ばＳｉなどのドナーを高濃度にドー
プしたｎ型ＧａＡｓ基板、（２）はｎ型ＧａＡｓ基板（
１）上に例えばＭＯＣＶＤなどの方法で成長されたｎ型
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ第１クラッド層、（３）は下クラ
ッド層（２）上に成長されたＡｌｙＧａ１−ｙ Ａｓ活
性層、（４）は下クラッド層（２）、活性層（３）と共
にダブルへテロ接合を形成するｐ型Ａｌ ｚＧａ １−
ｚＡｓ上クラッド層、（５）は上クラッド層（４）上に
成長されたｎ型ＧａＡｓ！流ブロック層、（６）は電流
ブロック層（５）にストライプ状に加工形成された電流
通路用の溝、（７）は電流ブロック層（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ＭＯＣＶＤなどの方法で成長されたｐ型Ａ
ｌ ｚＧａ １−ｚ Ａｓキャップ層、（８）はキャッ
プ層（７）上に順次成長されたｐ型Ｇａ Ａｓコンタク
ト層、（９ａ）。
プしたｎ型ＧａＡｓ基板、（２）はｎ型ＧａＡｓ基板（
１）上に例えばＭＯＣＶＤなどの方法で成長されたｎ型
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ第１クラッド層、（３）は下クラ
ッド層（２）上に成長されたＡｌｙＧａ１−ｙ Ａｓ活
性層、（４）は下クラッド層（２）、活性層（３）と共
にダブルへテロ接合を形成するｐ型Ａｌ ｚＧａ １−
ｚＡｓ上クラッド層、（５）は上クラッド層（４）上に
成長されたｎ型ＧａＡｓ！流ブロック層、（６）は電流
ブロック層（５）にストライプ状に加工形成された電流
通路用の溝、（７）は電流ブロック層（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ＭＯＣＶＤなどの方法で成長されたｐ型Ａ
ｌ ｚＧａ １−ｚ Ａｓキャップ層、（８）はキャッ
プ層（７）上に順次成長されたｐ型Ｇａ Ａｓコンタク
ト層、（９ａ）。
（９ｂ）はそれぞれコンタクト層（８）、ｎ型ＧａＡｓ
基板（１）にオーミック接触する例えばＡｕＧｅ 、
Ｎｉ 、 Ａｕなどを主材料とする電極である。
基板（１）にオーミック接触する例えばＡｕＧｅ 、
Ｎｉ 、 Ａｕなどを主材料とする電極である。
次に動作について説明する。電極（９ａ） 、 （９ｂ
）間に順方向電圧を印加すれば活性層（３）を含むＰＮ
接合に順方向電流が流れる。この時、電流は電流ブロッ
ク層（５）のため電流通路用の溝（６）のみを流れ、活
性層（３）へ局所的な電流注入が生じ、又、下クラッド
層（２）、活性層（３）、上クラッド層（４）とで形成
されたダブルへテロ接合により、注入キャリアの反転分
布が生じ、フォトンの誘導放出によりレーザ発振を行う
。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効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。
）間に順方向電圧を印加すれば活性層（３）を含むＰＮ
接合に順方向電流が流れる。この時、電流は電流ブロッ
ク層（５）のため電流通路用の溝（６）のみを流れ、活
性層（３）へ局所的な電流注入が生じ、又、下クラッド
層（２）、活性層（３）、上クラッド層（４）とで形成
されたダブルへテロ接合により、注入キャリアの反転分
布が生じ、フォトンの誘導放出によりレーザ発振を行う
。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効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以上の様に構
成されているため、製造方法としてはＧａＡｓ基板上に
下クラッド層、活性層、トクラッド層、電流ブロック層
を順次積層する第１エピタキシヤル成長工程と、電流ブ
ロック層に上クラッド層を露呈せしめるストライプ状の
電流通路用の溝を形成する工程と、電流ブロック層、電
流通路用の溝とにキャップ層、コンタクト層を順次積層
する第２のエピタキシャル成長の工程が生じるが、電流
通路用の溝の部分で上クラッド層が露出しており、第２
のエピタキシャル成長の工程においてはキヤ２．プ層を
成長するためには、ＭＯＣＶＤ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
が電流通路用の溝の部分に露出している上クラッド層の
酸化の影響である事が知られている。さらに、ＭＯＣＶ
Ｄなどの方法で第２のエピタキシャル成長を行えたとし
ても、上クラッド層の酸化層は界面中に存在するか、又
は、結晶性の悪化を招く事が容易に考えられ、レーザ動
作中に発生する光のエネルギーの吸収、即ち、フォトン
の吸収、ヒートスポットの発生に伴う結晶欠陥の増大が
生じ、信頼性の悪化を招くという問題点を有していた。
成されているため、製造方法としてはＧａＡｓ基板上に
下クラッド層、活性層、トクラッド層、電流ブロック層
を順次積層する第１エピタキシヤル成長工程と、電流ブ
ロック層に上クラッド層を露呈せしめるストライプ状の
電流通路用の溝を形成する工程と、電流ブロック層、電
流通路用の溝とにキャップ層、コンタクト層を順次積層
する第２のエピタキシャル成長の工程が生じるが、電流
通路用の溝の部分で上クラッド層が露出しており、第２
のエピタキシャル成長の工程においてはキヤ２．プ層を
成長するためには、ＭＯＣＶＤ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
が電流通路用の溝の部分に露出している上クラッド層の
酸化の影響である事が知られている。さらに、ＭＯＣＶ
Ｄなどの方法で第２のエピタキシャル成長を行えたとし
ても、上クラッド層の酸化層は界面中に存在するか、又
は、結晶性の悪化を招く事が容易に考えられ、レーザ動
作中に発生する光のエネルギーの吸収、即ち、フォトン
の吸収、ヒートスポットの発生に伴う結晶欠陥の増大が
生じ、信頼性の悪化を招くという問題点を有していた。
この発明は上記の様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て信頼性を向上させると
共に製造歩留りの向上、コストダウンを図る事を目的と
する。
もので、第２のエピタキシャル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て信頼性を向上させると
共に製造歩留りの向上、コストダウンを図る事を目的と
する。
この発明に係る半導体レーザ装置はブロック、囮と第２
の上クラッド層の間にＧａ Ａｓメルトバック層を挿入
したものである。
の上クラッド層の間にＧａ Ａｓメルトバック層を挿入
したものである。
この発明に係る半導体レーザ装置及びその製造方法は電
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層を薄膜状に残し、上クラッド層
を大気中に露出する事なく、次のキャップ層を成長する
時、液相エピタキシャル法で酸化防止用のＧａＡｓ層を
メルトバックにより除去する事により、再成長界面での
結晶性を向上させ信頼性の向上を実現するものである。
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層を薄膜状に残し、上クラッド層
を大気中に露出する事なく、次のキャップ層を成長する
時、液相エピタキシャル法で酸化防止用のＧａＡｓ層を
メルトバックにより除去する事により、再成長界面での
結晶性を向上させ信頼性の向上を実現するものである。
以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。第
１図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置の断
面図である。なお、図中前記従来のものと同一符号を付
しであるので説明は省略する。
１図はこの発明の一実施例である半導体レーザ装置の断
面図である。なお、図中前記従来のものと同一符号を付
しであるので説明は省略する。
図において、０１は上クラッド層（４）上に順次積層さ
れたＧａＡｓエツチングストッパ層、０すはＧａ Ａｓ
エツチングストッパ層ａＱ上に積層されたｎ型Ａ１ｐＧ
ａ＋−ｐＡｓ電流ブロック層、（６）はＧａ Ａｓエツ
チングストッパ１α１、電流ブロック層αつに加工形成
された電流通路用の！Ｌ（７）は液相エピタキシャル成
長の方法で形成されたｐ型Ａ１ｚＧａ＋−ｚＡｓキャッ
プ層である。
れたＧａＡｓエツチングストッパ層、０すはＧａ Ａｓ
エツチングストッパ層ａＱ上に積層されたｎ型Ａ１ｐＧ
ａ＋−ｐＡｓ電流ブロック層、（６）はＧａ Ａｓエツ
チングストッパ１α１、電流ブロック層αつに加工形成
された電流通路用の！Ｌ（７）は液相エピタキシャル成
長の方法で形成されたｐ型Ａ１ｚＧａ＋−ｚＡｓキャッ
プ層である。
次に動作について説明する。この様な半導体レーザ装置
においても前記従来のものと同様に、電極（９ａ）、
（９ｂ）間に順方向電圧を加えれば同様の原理で、安定
な横モードでレーザ発振する。そしてこの発明のＧａ
Ａｓエツチングストッパ層０Ｑおよびｎ型ＡｌｐＧａ＋
−ｐＡｓ ’Ｒ流ブロック／Ｉ（＋１）により、上クラ
ッド層（４）を大気中に露出させることなくキャツプ層
（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る事ができる。
においても前記従来のものと同様に、電極（９ａ）、
（９ｂ）間に順方向電圧を加えれば同様の原理で、安定
な横モードでレーザ発振する。そしてこの発明のＧａ
Ａｓエツチングストッパ層０Ｑおよびｎ型ＡｌｐＧａ＋
−ｐＡｓ ’Ｒ流ブロック／Ｉ（＋１）により、上クラ
ッド層（４）を大気中に露出させることなくキャツプ層
（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る事ができる。
次に、この発明の半導体レーザ装置の製造方法を第２図
の各工程図に基づいて説明する。
の各工程図に基づいて説明する。
第１回目の結晶成長でｎ型ＧａＡｓ基板（１）上に、ｎ
型ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓＡｓチク９２１層）、ＡｌｙＧ
ａ Ｉ−ｙＡｓ活性層（３）、ｐ型ＡｌｚＧａｘ−ｚＡ
ｓ上クラッド層（４）、ＧａＡｓエツチングストッパ層
００．ｎ型ＡＩｐＧａ＋−ｐＡｓ電流ブロック層Ｑｊ）
の各層をエピタキシャル成長させた後（第２図（ｂ））
、電流通路用の溝（６）を形成するため、それ以外の部
分をレジストで保護し、・選択性のあるエツチング液（
例えばＫ１−１．）を用いて、ｎ型ＡｌｐＧａ １−ｐ
Ａｓ電流ブロック層（ロ）の一部をエツチングする（
第２図（Ｃ））。このとき、ＫＩ−Ｌ液のエツチング速
度はＡｌＧａＡｓで大きく、Ｇａ Ａｓで小さいため、
ＧａＡｓエツチングストッパ層αＯでエツチングをスト
ップさせることは容易にできる。レジスト除去後、全面
にＧａＡｓメルトバック層＠をＭＯＣＶＤ等の気相成長
法でエピタキシャル成長する（第２図（ｄ））。
型ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓＡｓチク９２１層）、ＡｌｙＧ
ａ Ｉ−ｙＡｓ活性層（３）、ｐ型ＡｌｚＧａｘ−ｚＡ
ｓ上クラッド層（４）、ＧａＡｓエツチングストッパ層
００．ｎ型ＡＩｐＧａ＋−ｐＡｓ電流ブロック層Ｑｊ）
の各層をエピタキシャル成長させた後（第２図（ｂ））
、電流通路用の溝（６）を形成するため、それ以外の部
分をレジストで保護し、・選択性のあるエツチング液（
例えばＫ１−１．）を用いて、ｎ型ＡｌｐＧａ １−ｐ
Ａｓ電流ブロック層（ロ）の一部をエツチングする（
第２図（Ｃ））。このとき、ＫＩ−Ｌ液のエツチング速
度はＡｌＧａＡｓで大きく、Ｇａ Ａｓで小さいため、
ＧａＡｓエツチングストッパ層αＯでエツチングをスト
ップさせることは容易にできる。レジスト除去後、全面
にＧａＡｓメルトバック層＠をＭＯＣＶＤ等の気相成長
法でエピタキシャル成長する（第２図（ｄ））。
次に、液相エピタキシャル成長装置内で、未飽和もしく
は飽和状態のＧａ ＡｓもしくはＧａ −ＡＩ−Ａｓ系
メルトにより、ＧａＡｓメルトバック層（６）及び電流
通路用の溝（６）の底部に存在するＧａＡｓエツチング
ストッパ層αＱをメルトバックにより除去しく第２図（
ｅ））、引続き、液相エピタキシャル成長でｐ型Ａ１ｚ
Ｇａｔ−ｚＡｓキャンプ層（７）とｐ型Ｇａ Ａｓコン
タクト層（８）を形成する。
は飽和状態のＧａ ＡｓもしくはＧａ −ＡＩ−Ａｓ系
メルトにより、ＧａＡｓメルトバック層（６）及び電流
通路用の溝（６）の底部に存在するＧａＡｓエツチング
ストッパ層αＱをメルトバックにより除去しく第２図（
ｅ））、引続き、液相エピタキシャル成長でｐ型Ａ１ｚ
Ｇａｔ−ｚＡｓキャンプ層（７）とｐ型Ｇａ Ａｓコン
タクト層（８）を形成する。
以上のようにこの発明によれば、電流ブロック層をＡＩ
ＧａＡｓとしたため電流通路用の溝の形状の制御性が
向上し、さらに第２回目のエピタキシャル成長でＧａＡ
ｓメルトバック層を成長するため、第３回目のエピタキ
シャル成長において、液相エピタキシャル法でＡｌＧａ
Ａｓ上にエピタキシャル成長することができる。
ＧａＡｓとしたため電流通路用の溝の形状の制御性が
向上し、さらに第２回目のエピタキシャル成長でＧａＡ
ｓメルトバック層を成長するため、第３回目のエピタキ
シャル成長において、液相エピタキシャル法でＡｌＧａ
Ａｓ上にエピタキシャル成長することができる。
第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザ装置の
断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図の各製造工程を
示す断面図、第３図は従来の半導体レーザ装置を示す断
面図である。 図において、（］ンはｎ型ＧａＡｓ基板、（２〉はｎ型
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓＡｓチク９２１層３）はＡＩｙＧ
ａｔ−ｙＡｓ活性層、（４）はｐ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡ
ｓ上クラッド層、（６）は電流通路用の溝、（７）はｐ
型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓキャップ層、（８）はｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層、（９ａ） 、 （９ｂ）はオーミッ
ク電極、ＱＱはＧａ Ａｓエツチングストッパ層、αυ
はｎ型ＡｌｐＧａｌ−ｐＡｓ電流ブロック層、（２）は
Ｇａ Ａｓメルトバック層を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図の各製造工程を
示す断面図、第３図は従来の半導体レーザ装置を示す断
面図である。 図において、（］ンはｎ型ＧａＡｓ基板、（２〉はｎ型
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓＡｓチク９２１層３）はＡＩｙＧ
ａｔ−ｙＡｓ活性層、（４）はｐ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡ
ｓ上クラッド層、（６）は電流通路用の溝、（７）はｐ
型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓキャップ層、（８）はｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層、（９ａ） 、 （９ｂ）はオーミッ
ク電極、ＱＱはＧａ Ａｓエツチングストッパ層、αυ
はｎ型ＡｌｐＧａｌ−ｐＡｓ電流ブロック層、（２）は
Ｇａ Ａｓメルトバック層を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）第１の導電型を有するＧａＡｓ半導体基板とこの
ＧａＡｓ半導体基板上に順次積層された第１の導電型を
有するＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ第１クラッド層、
Ａｌ＿ｙＧａ＿１＿−＿ｙＡｓ活性層、第２の導電型を
有するＡｌ＿ｚＧａ＿１＿−＿ｚＡｓ第２クラッド層、
ＧａＡｓエッチングストッパ層、第１の導電型を有する
Ａｌ＿ｐＧａ＿１＿−＿ｐＡｓ電流ブロック層と、前記
第２クラッド層が露呈すべく、前記Ａｌ＿ｐＧａ＿１＿
−＿ｐＡｓ電流ブロック層、前記ＧａＡｓエッチングス
トッパ層の各層を貫通する形で、ストライプ状に形成さ
れた電流通路用の溝と、前記電流通路用の溝部分で、前
記Ａｌ＿ｚＧａ＿１＿−＿ｚＡｓ第２クラッド層と電気
的に接触すべく、前記電流通路用の溝及び前記Ａｌ＿ｐ
Ｇａ＿１＿−＿ｐＡｓ電流ブロック層上に形成された第
２の導電型を有するＡｌ＿ｕＧａ＿１＿−＿ｕＡｓキャ
ップ層と前記キャップ層上に形成された第２の導電型を
有するＧａＡｓコンタクト層と、前記ＧａＡｓ半導体基
板及び前記コンタクト層にそれぞれオーミック接触する
電極とを有する半導体レーザ装置。 - （２）第１回目の結晶成長で第１の導電型を有するＧａ
Ａｓ基板上に第１の導電型を有するＡｌ＿ｘＧａ＿１＿
−＿ｘＡｓ第１クラッド層とＡｌ＿ｙＧａ＿１＿−＿ｙ
Ａｓ活性層と第２の導電型を有するＡｌ＿ｚＧａ＿１＿
−＿ｚＡｓ第２クラッド層とＧａＡｓエッチングストッ
パ層と第１の導電型を有するＡｌ＿ｐＧａ＿１＿−＿ｐ
Ａｓ電流ブロック層を順次エピタキシャル成長する工程
と、上記電流阻止層をストライプ状にエッチングする工
程と、上記ストライプ溝及び上記電流ブロック層上にＧ
ａＡｓメルトバック層をエピタキシャル成長する工程と
液相エピタキシャル成長装置内で未飽和もしくは飽和状
態のＧａＡｓもしくは、Ｇａ−Ａｌ−Ａｓ系メルトによ
り上記ＧａＡｓメルトバック層及びＧａＡｓエッチング
ストッパ層をメルトバック除去する工程と、前工程に引
き続き同一装置内で液相エピタキシャル成長によりスト
ライプ状溝部を埋め込むように第２の導電型を有するＡ
ｌ＿ｕＧａ＿１＿−＿ｕＡｓキャップ層と第２の導電型
を有するＧａＡｓを順次エピタキシャル成長工程より構
成された半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21431288A JPH0263183A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21431288A JPH0263183A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263183A true JPH0263183A (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=16653662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21431288A Pending JPH0263183A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0263183A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
| EP0477013A2 (en) * | 1990-09-20 | 1992-03-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor laser |
-
1988
- 1988-08-29 JP JP21431288A patent/JPH0263183A/ja active Pending
Cited By (3)
| 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 |
| EP0477013A2 (en) * | 1990-09-20 | 1992-03-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor laser |
| US5210767A (en) * | 1990-09-20 | 1993-05-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser |
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