JPH03159289A - Manufacture of semiconductor laser - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
例えばGaInP/Aj!GaInP系のようなダブル
へテロ接合の半導体レーザの製造方法に関し、
簡単な工程により横モード制御構造を形成することがで
きる半導体レーザの製造方法を提供することを目的とし
、
互いの原子半径が実質的に異なる元素が同時に表出する
結晶表面を有する化合物半導体基板上に1回の気相成長
によって活性層を形成し、前記活性層を自然超格子状態
にする工程と、前記活性層の自然超格子状態を選択的に
破壊して無秩序化し、ストライプ状の自然超格子状態が
残された活性層を形成する工程とを含むように構成する
。[Detailed Description of the Invention] [Summary] For example, GaInP/Aj! Regarding a method for manufacturing a double heterojunction semiconductor laser such as a GaInP-based semiconductor laser, the purpose of this invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor laser that can form a transverse mode control structure through simple steps. forming an active layer by one-time vapor phase growth on a compound semiconductor substrate having a crystal surface in which different elements are exposed at the same time, and bringing the active layer into a natural superlattice state; The lattice state is selectively destroyed and disordered to form an active layer in which a striped natural superlattice state remains.
[産業上の利用分野]
本発明は例えばGa I nP/AJ!GaI nP系
のようなダブルへテロ接合の半導体レーザの製造方法に
関する。[Industrial Application Field] The present invention is applicable to, for example, Ga I nP/AJ! The present invention relates to a method for manufacturing a double heterojunction semiconductor laser such as a GaI nP type semiconductor laser.
0.6μm帯のレーザ光を発光するGaInP/AlG
aInP系半導体レーザは、高密度記憶が可能なレーザ
ディスクやレーザプリンタに用いられ、さらにプラスチ
ックファイバを用いた光通信用への応用が期待されてい
る。GaInP/AlG that emits laser light in the 0.6 μm band
AlnP semiconductor lasers are used in laser disks and laser printers capable of high-density storage, and are expected to be applied to optical communications using plastic fibers.
[従来の技術]
従来のAJGaInP系の半導体レーザにおいて、レー
ザ光の光軸に垂直な方向である横モードを制御するため
にリッジ型構造が採用されている。[Prior Art] In a conventional AJGaInP semiconductor laser, a ridge-type structure is employed to control a transverse mode in a direction perpendicular to the optical axis of laser light.
従来のリッジ型構造の半導体レーザを第15図に示す。FIG. 15 shows a conventional semiconductor laser having a ridge type structure.
n−GaAs基板100上にn−GaAsのバッファ層
102を介してn−AJGaInPのクラッド層104
が形成されている。クラッド層104上にGaInPの
活性層106が形成され、この活性層106上にp−A
lGaInPのクラッド層108が形成されている。こ
のクラ・ラド層108上に、ストライプ形状のp−Aj
GaAsのクラッド層110が形成されて横モード制
御が行われる。p−AjGaAsのクラッド層110上
にp −G a A sのコンタクト層112.5ix
N4層113を介してT i / P t / A u
の電極層114が形成されている。n−GaAs基板1
00下面にはA u G e / A uの電極層11
6が形成されている。An n-AJGaInP cladding layer 104 is formed on an n-GaAs substrate 100 via an n-GaAs buffer layer 102.
is formed. A GaInP active layer 106 is formed on the cladding layer 104, and a p-A layer is formed on this active layer 106.
A cladding layer 108 of lGaInP is formed. On this CLA layer 108, a stripe-shaped p-Aj
A GaAs cladding layer 110 is formed to perform transverse mode control. A contact layer 112.5ix of p-GaAs is formed on the cladding layer 110 of p-AjGaAs.
T i / P t / A u via the N4 layer 113
An electrode layer 114 is formed. n-GaAs substrate 1
On the bottom surface of 00 is an electrode layer 11 of A u G e / A u
6 is formed.
このリッジ型半導体レーザでは、活性層106の中央の
ストライプ形状の領域の屈折率を大きくすることにより
レーザ光の横モード制御が行われている。In this ridge-type semiconductor laser, the transverse mode of the laser beam is controlled by increasing the refractive index of the central stripe-shaped region of the active layer 106.
第16図の半導体レーザは、リッジ型構造をGaAsで
埋め込んだ再成長型半導体レーザである。The semiconductor laser shown in FIG. 16 is a regrowth type semiconductor laser in which a ridge type structure is buried with GaAs.
GaAs基板120上にn−GaAsのバッファ層12
2を介してn (Ajo、aGao、t)aIno、
sPの第1クラッド層124、n−(Aj o、b G
ao、a ) o、s I no、s Pの第2クラ・
ラド層126が形成されている。第2クラッド層126
上に(AJ o、 +sG a o、ms) o、s
I n o、s Pの活性層128が形成され、この活
性層128上にP(AJ o、a Gao、< ) o
、s I no、s Pの第2クラッド層130が形成
されている。第2クラッド層130上には、(Ajo、
+5Gao、ss) a、s I n。、、Pのエツチ
ングストッパ層132を介して、ストライプ形状のP
(Ajo、s Gao、* ) o、5Ino、sP
の第1クラッド層134が形成されている。この第1ク
ラッド層134はn−GaAsの埋込層136により埋
め込まれている。第1クラッド層134及び埋込層13
6上には、p−caAsのコンタクト層138.140
を弄してTi / P t / A uの電極層142
が形成され、GaAs基板120下面にはAuGeNi
の電極層144が形成されている。An n-GaAs buffer layer 12 is formed on a GaAs substrate 120.
2 through n (Ajo, aGao, t) aIno,
sP first cladding layer 124, n-(Aj o, b G
ao, a) o, s I no, s P's second club.
A Rad layer 126 is formed. Second cladding layer 126
On top (AJ o, +sG ao, ms) o, s
An active layer 128 of I no, s P is formed on this active layer 128, and P(AJ o, a Gao, < ) o
, s I no, s P are formed. On the second cladding layer 130, (Ajo,
+5 Gao, ss) a, s I n. ,, P in a stripe shape through the etching stopper layer 132 of P.
(Ajo, s Gao, *) o, 5Ino, sP
A first cladding layer 134 is formed. This first cladding layer 134 is buried by a buried layer 136 of n-GaAs. First cladding layer 134 and buried layer 13
6, a p-caAs contact layer 138.140
The Ti/Pt/Au electrode layer 142 is
is formed, and AuGeNi is formed on the lower surface of the GaAs substrate 120.
An electrode layer 144 is formed.
この再成長型半導体レーザでは、活性層128の周辺領
域のレーザ光の吸収を大きくすることによりレーザ光の
横モード制御が行われている。In this regrown semiconductor laser, the transverse mode of the laser beam is controlled by increasing the absorption of the laser beam in the peripheral region of the active layer 128.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、リッジ型半導体レーザでは、リッジ型構
造が形成された上面が凹凸となるため、半導体レーザを
上下反転させてボンディングするため歪みが入り、信頼
性に欠けるという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in ridge type semiconductor lasers, the top surface on which the ridge type structure is formed is uneven, and the semiconductor laser is bonded upside down, which causes distortion and lacks reliability. There was a problem.
また、再成長型半導体レーザでは、半導体層を2回成長
させるため、製造工程が複雑となるという問題があった
。Furthermore, in the regrowth type semiconductor laser, the semiconductor layer is grown twice, which makes the manufacturing process complicated.
本発明の目的は、簡単な工程により横モード制御構造を
形成することができる半導体レーザの製造方法を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor laser that can form a transverse mode control structure through simple steps.
[課題を解決するための手段]
例えばGaAs基板上に例えばGaInP又はAlGa
InPをMOCVD法により結晶成長させる場合、基板
を例えば(100)面とし、温度等の成長条件を制御す
ると■族原子が規則的に配列する自然超格子が形成され
ることが知られている。この現象については、五明明子
、鈴木黴、飯島澄男:rGalnPのバンドギャップエ
ネルギー異常と自然超格子」、応用物理、第58巻第9
号(1989)pp1360〜1367、に記載されて
いる。[Means for solving the problem] For example, GaInP or AlGa on a GaAs substrate.
It is known that when crystal-growing InP by the MOCVD method, a natural superlattice in which group (2) atoms are regularly arranged is formed by using a (100)-plane substrate and controlling growth conditions such as temperature. Regarding this phenomenon, see Akiko Gomei, Kou Suzuki, and Sumio Iijima: "Band gap energy anomaly and natural superlattice of rGalnP", Applied Physics, Vol. 58, No. 9.
No. (1989) pp. 1360-1367.
本発明は、この自然超格子状態に不純物の添加等を行な
うと無秩序化するという知見に基づいている。自然超格
子状態は無秩序化され、混晶状態よりもバンドギャップ
が小さく屈折率が大きいため、自然超格子状態となるよ
うに形成された半導体層を部分的に無秩序化してバンド
ギャップ及び屈折率を部分的に変化させることにより半
導体レーザの横モード制御を行うことができる。The present invention is based on the knowledge that when impurities are added to this natural superlattice state, it becomes disordered. The natural superlattice state is disordered and has a smaller bandgap and higher refractive index than the mixed crystal state, so the semiconductor layer formed to be in the natural superlattice state is partially disordered to increase the bandgap and refractive index. Transverse mode control of the semiconductor laser can be performed by partially changing the value.
したがって、本発明の目的は互いの原子半径が実質的に
異なる元素が同時に表出する結晶表面を有する化合物半
導体基板上に1回の気相成長によって活性層を形成し、
前記活性層を自然超格子状態にする工程と、前記活性層
の自然超格子状態を選択的に破壊して無゛秩序化し、ス
トライブ状の自然超格子状態が残された活性層を形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体レーザの製造方
法によって達成される。Therefore, an object of the present invention is to form an active layer by one-time vapor phase growth on a compound semiconductor substrate having a crystal surface in which elements having substantially different atomic radii are simultaneously exposed;
a step of bringing the active layer into a natural superlattice state, and selectively destroying the natural superlattice state of the active layer to make it disordered to form an active layer in which a striped natural superlattice state remains. This is achieved by a semiconductor laser manufacturing method characterized by including the steps of:
[作用]
本発明によれば、活性層を自然超格子状態とし、選択的
に無秩序化することにより、横モード制御された半導体
レーザを極めて簡単に製造することができる。[Operation] According to the present invention, by bringing the active layer into a natural superlattice state and selectively disordering it, a semiconductor laser with transverse mode control can be manufactured very easily.
[実施例]
本発明の第1の実施例による半導体レーザを第1図を用
いて説明する。[Example] A semiconductor laser according to a first example of the present invention will be described with reference to FIG.
n−GaAs基板10上に、1μm厚のn(Ajo、s
Gao、t ) o、s I no、s Pのクラッ
ド層12が形成され、クラッド層12上には0.1μm
厚のGa I nPの活性層14が形成されている。活
性層14上には1μm厚のP (AJo、7Gao、
i ) o、s I no、s Pのクラッド層16が
形成されている。クラッド層16上には、0.1μm厚
のp−GaInPのバッファ層18を介して厚さ0.5
μm厚のp−GaAsのコンタクト層20が形成され、
このコンタクト層2o上にAu/ Z n / A u
の電極層22が形成され、n−GaAs基板10下面に
はA u G e / A uのt@層24が形成され
ている。On the n-GaAs substrate 10, a 1 μm thick n(Ajo,s
A cladding layer 12 of Gao, t ) o, s I no, s P is formed, and a 0.1 μm thick layer is formed on the cladding layer 12.
A thick active layer 14 of Ga I nP is formed. On the active layer 14, 1 μm thick P (AJo, 7Gao,
i) A cladding layer 16 of o, sIno, and sP is formed. A layer with a thickness of 0.5 μm is formed on the cladding layer 16 via a buffer layer 18 of p-GaInP with a thickness of 0.1 μm.
A μm thick p-GaAs contact layer 20 is formed,
Au/Zn/Au on this contact layer 2o
An electrode layer 22 is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 10, and a t@ layer 24 of AuGe/Au is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 10.
本実施例においては、クラッド層12、活性層14、ク
ラッド層16及びバッファ層18の真中のストライプ形
状の領域は原子が規則的に配列した自然超格子状態であ
り、斜線にハツチングされた周囲領域は自然超格子状態
が破壊されて無秩序化されている。前述のように自然超
格子領域は混晶状態よりもバンドギャップが小さく屈折
率が大きい、したがって、活性層14の中央の自然超格
子状態の領域が、周囲の無秩序化領域より屈折率が大き
いため横モード制御された活性領域14aとなる。In this embodiment, the stripe-shaped region in the middle of the cladding layer 12, active layer 14, cladding layer 16, and buffer layer 18 is in a natural superlattice state in which atoms are regularly arranged, and the surrounding region hatched with diagonal lines The natural superlattice state is destroyed and becomes disordered. As mentioned above, the natural superlattice region has a smaller band gap and a higher refractive index than the mixed crystal state. Therefore, the natural superlattice state region in the center of the active layer 14 has a larger refractive index than the surrounding disordered region. The active region 14a is controlled in transverse mode.
このように本実施例によれば自然超格子状態になるよう
に形成した活性層を無秩序化するだけで活性領域を形成
できるので、横モード制御された半導体レーザを極めて
簡単に製造することができる。In this way, according to this embodiment, the active region can be formed simply by disordering the active layer formed to have a natural superlattice state, so it is possible to manufacture a semiconductor laser with transverse mode control extremely easily. .
なお、上記実施例では、クラッド層12、活性層14、
クラッド層16、バッファ層18及びコンタクト層20
全てが自然超格子状態であったが、活性層14以外は混
晶状態であってもよい。In addition, in the above embodiment, the cladding layer 12, the active layer 14,
Cladding layer 16, buffer layer 18 and contact layer 20
Although all of the layers were in a natural superlattice state, the layers other than the active layer 14 may be in a mixed crystal state.
次に、本発明の第2の実施例による半導体レーザの製造
方法を第2図を用いて説明する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、(100)面のn−GaAs基板10(又は(Z
oo)面から15°まで傾けたGaAs基板でもよい)
上に、MOCVD法により約650℃の成長温度で1μ
m厚のn (Ajo、1Gaa7) o、s I n
o、s Pのクラッド層12.0゜1、um厚のGaI
nPの活性層14.1μm厚のp −(AjO,7Ga
(1,s ) o、s I no、i Pのクラッド層
16.0.1.czm厚のp−GaInPのバッファ層
18.0.5μm厚のp−GaAsのコンタクト層20
を順次成長させる。First, a (100) plane n-GaAs substrate 10 (or (Z
oo) A GaAs substrate tilted up to 15 degrees from the plane may also be used)
On top, 1 μm was grown at a growth temperature of about 650°C by MOCVD method.
m thickness n (Ajo, 1Gaa7) o, s I n
o,s P cladding layer 12.0°1, um thick GaI
nP active layer 14.1 μm thick p-(AjO,7Ga
(1, s ) o, s I no, i P cladding layer 16.0.1. czm thick p-GaInP buffer layer 18.0.5 μm thick p-GaAs contact layer 20
grow sequentially.
成長ガスとしては、リン源としてフォスフインガス、イ
ンジウム源としてトリメチルインジウム、ガリウム源と
してトリエチルガリウム、アルミニウム源としてトリメ
チルアルミニウムが使用される。As the growth gas, phosphine gas is used as a phosphorus source, trimethylindium as an indium source, triethylgallium as a gallium source, and trimethylaluminum as an aluminum source.
GaAs基板を<100)とし、成長温度を約650℃
とすることにより、成長した各層が自然超格子状態とな
る(第2図(a))。The GaAs substrate is <100) and the growth temperature is approximately 650°C.
By doing so, each grown layer becomes in a natural superlattice state (FIG. 2(a)).
次に、コンタクト層20の中央に幅4μmのストライプ
形状であるS i O2のマスク層26を形成する。続
いて、Z n A s 2を利用して約600℃で表面
から不純物であるZnを拡散する。すると、マスク層2
6によりマスクされていない表面からZnが内部に拡散
し、斜線でハツチングされた領域の自然超格子状態が破
壊されて無秩序化される。活性層14についても周辺領
域が無秩序化され、中央に屈折率の高い活性領域14a
が形成される(第2図(b))。Next, a mask layer 26 of SiO2 having a stripe shape with a width of 4 μm is formed at the center of the contact layer 20. Subsequently, Zn, which is an impurity, is diffused from the surface at about 600° C. using Z n As 2 . Then, mask layer 2
6, Zn diffuses into the interior from the unmasked surface, and the natural superlattice state in the hatched region is destroyed and disordered. The peripheral region of the active layer 14 is also disordered, and the active region 14a with a high refractive index is located in the center.
is formed (Fig. 2(b)).
次に、マスク層26を除去し、コンタクト層20上にA
u / Z n / A uの電極7122を形成し
、n −G a A s基板10下面にA u G e
/ A uの電極層24を形成して半導体レーザを完
成する(第2図(C))。Next, the mask layer 26 is removed and the A layer is placed on the contact layer 20.
U/Zn/Au electrodes 7122 are formed, and AuGe is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 10.
/Au electrode layer 24 is formed to complete the semiconductor laser (FIG. 2(C)).
このように本実施例の製造方法によれば表面からZnを
拡散するだけで簡単に横モード制御することができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the transverse mode can be easily controlled by simply diffusing Zn from the surface.
次に、本発明の第3の実施例による半導体レーザの製造
方法を第3図を用いて説明する。第2図と同一の構成要
素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、不純物をイオン注入した後、活性化アニー
ルを行う点に特徴がある。This embodiment is characterized in that activation annealing is performed after impurity ion implantation.
まず、n−GaAs基板10上に自然超格子状態のクラ
ッド層12、活性層14、クラッド層16、バッファ層
18、コンタクト層20を順次成長したく第3図(a)
)後、中央のストライプ形状の領域の周辺にZnをイオ
ン注入する。その後、加熱してイオン注入したZnを活
性化する活性化アニール処理を行うと、斜線でハツチン
グされたイオン注入領域の自然超格子状態が破壊され無
秩序化される(第3図(b))、その後、電極層22及
び電極層24を形成して半導体レーザを完成する(第3
図(C))。First, a cladding layer 12, an active layer 14, a cladding layer 16, a buffer layer 18, and a contact layer 20 in a natural superlattice state are sequentially grown on an n-GaAs substrate 10 as shown in FIG. 3(a).
) After that, Zn ions are implanted around the central stripe-shaped region. After that, when activation annealing treatment is performed to activate the ion-implanted Zn by heating, the natural superlattice state of the ion-implanted region hatched with diagonal lines is destroyed and disordered (Fig. 3(b)). Thereafter, the electrode layer 22 and the electrode layer 24 are formed to complete the semiconductor laser (third
Figure (C)).
このように本実施例では不純物をイオン注入することに
より無秩序化するようにしているので、無秩序化領域を
、横方向に拡がりの少ない垂直形状にすることができる
。したがって、活性層の活性領域を所望の幅に形成する
ことができる。As described above, in this embodiment, disorder is created by implanting impurity ions, so that the disordered region can be formed into a vertical shape with little lateral spread. Therefore, the active region of the active layer can be formed to have a desired width.
次に、本発明の第4の実施例による半導体レーザの製造
方法を第4図を用いて説明する。第2図と同一の構成要
素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、高濃度不純物層から不純物を拡散する点に
特徴がある。This embodiment is characterized in that impurities are diffused from a high concentration impurity layer.
まず、n−GaAs基板l基板l目上超格子状態のクラ
ッド層12、活性層14、クラッド層16、バッファ層
18を順次成長させる。続いて、バッファ層18上に、
0.5μm厚でストライプ形状の領域が開けられたp
” −G a A sの高濃度不純物層28を形成し、
バッファ層18及び高濃度不純物層28上に、1μm厚
のp−GaAsのコンタクト層20を形成する(第4図
(a))。First, the cladding layer 12, the active layer 14, the cladding layer 16, and the buffer layer 18 in a superlattice state are sequentially grown on an n-GaAs substrate. Subsequently, on the buffer layer 18,
0.5 μm thick p with stripe-shaped area
”-G a As high concentration impurity layer 28 is formed,
A contact layer 20 of p-GaAs having a thickness of 1 μm is formed on the buffer layer 18 and the high concentration impurity layer 28 (FIG. 4(a)).
次に、加熱すると高濃度不純物層28がら不純物が拡散
し、斜線でハツチングされた領域の自然超格子状態が破
壊されて無秩序化される(第4図(b))。Next, when heated, the impurity diffuses through the high concentration impurity layer 28, and the natural superlattice state in the hatched region is destroyed and disordered (FIG. 4(b)).
次に、電極層22及び電極層24を形成して半導体レー
ザを完成する(第4図(C))。Next, an electrode layer 22 and an electrode layer 24 are formed to complete the semiconductor laser (FIG. 4(C)).
このように本実施例の製造方法によれば、高濃度不純物
層からの不純物拡散により自然超格子状態を破壊して無
秩序かすることができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the natural superlattice state can be destroyed and disordered by impurity diffusion from the high concentration impurity layer.
(a))。(a)).
次に、コンタクト層20の中央にストライプ形状のマス
ク層26を形成し、ZnAs2を拡散源として約600
℃で表面から不純物であるZnを拡散する。すると、マ
スク層26でマスクされていない表面からZnが内部に
拡散するが、第2図の場合と異なり、斜線でハツチング
された拡がりの少ない垂直形状となる。これは、第2ク
ラッド層30のAjの組成が0.7〜0.4と、表面か
ら離れるほど拡散し易くなるように変化しているためで
ある0組成変化がない場合の拡散形状を参考のため破線
で示す(第5図(b))。Next, a stripe-shaped mask layer 26 is formed in the center of the contact layer 20, and about 60
Zn, which is an impurity, is diffused from the surface at ℃. Then, Zn diffuses inside from the surface not masked by the mask layer 26, but unlike the case in FIG. 2, it becomes a vertical shape with less spread as shown by diagonal lines. This is because the composition of Aj of the second cladding layer 30 changes from 0.7 to 0.4, which makes it easier to diffuse as the distance from the surface increases. This is indicated by a broken line (Fig. 5(b)).
次に、マスク層26を除去し、電極層22及び電極層2
4を形成して半導体レーザを完成する(第5図(C))
。Next, the mask layer 26 is removed, and the electrode layer 22 and the electrode layer 2 are removed.
4 to complete the semiconductor laser (Fig. 5(C))
.
このように本実施例の製造方法によれば、第2クラッド
層の組成を変化させることにより拡散形状を制御して、
活性領域幅を狭く制御することができる。 次に、本発
明の第5の実施例による半導体レーザの製造方法を第5
図を用いて説明する。As described above, according to the manufacturing method of this example, the diffusion shape is controlled by changing the composition of the second cladding layer, and
The active region width can be controlled narrowly. Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
This will be explained using figures.
第2図と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を
省略する。Components that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、クラッド層の組成を変化させて拡散形状を
制御する点に特徴がある。This embodiment is characterized in that the diffusion shape is controlled by changing the composition of the cladding layer.
まず、n−GaAs基板lO上に、n−(AjO,7G
ao、s ) I nPのクラッド層12、’GaIn
Pの活性層14、p (An O,7Gao、i )
InPのクラッド層16を順次形成する。このクラッ
ド層16上に組成が変化するp−AJlxGal−xA
s (x=0.4〜0.7)の第2クラッド層30を形
成し、その第2クラッド層30上にpGaAsのコンタ
クト層20を形成する(第5図(a))。First, n-(AjO,7G
ao, s) I nP cladding layer 12, 'GaIn
Active layer 14 of P, p (AnO,7Gao,i)
A cladding layer 16 of InP is sequentially formed. p-AJlxGal-xA whose composition changes on this cladding layer 16
A second cladding layer 30 of s (x=0.4 to 0.7) is formed, and a pGaAs contact layer 20 is formed on the second cladding layer 30 (FIG. 5(a)).
次に、コンタクト層20の中央にストライブ形状のマス
ク層26を形成し、Z n A S 2を拡散源として
約600℃で表面から不純物であるZnを拡散する。す
ると、マスク層26でマスクされていない表面からZn
が内部に拡散するが、第2図の場合と異なり、斜線でハ
ツチングされた拡がりの少ない垂直形状となる。これは
、第2クラッド層30のAjの組成が0.7〜0.4と
、表面から離れるほど拡散し易くなるように変化してい
るためである0組成変化がない場合の拡散形状を参考の
ため破線で示す(第5図(b))。Next, a stripe-shaped mask layer 26 is formed in the center of the contact layer 20, and Zn, which is an impurity, is diffused from the surface at about 600° C. using ZnA S 2 as a diffusion source. Then, Zn is removed from the surface not masked by the mask layer 26.
is diffused inside, but unlike the case in FIG. 2, it becomes a vertical shape with less spread as shown by diagonal lines. This is because the composition of Aj of the second cladding layer 30 changes from 0.7 to 0.4, which makes it easier to diffuse as the distance from the surface increases. This is indicated by a broken line (Fig. 5(b)).
次に、マスク層26を除去し、電極層22及び電極層2
4を形成して半導体レーザを完成する(第5図(C))
。Next, the mask layer 26 is removed, and the electrode layer 22 and the electrode layer 2 are removed.
4 to complete the semiconductor laser (Fig. 5(C))
.
このように本実施例の製造方法によれば、第2クラッド
層の組成を変化させることにより拡散形状を制御して、
活性領域幅を狭く制御することができる。As described above, according to the manufacturing method of this example, the diffusion shape is controlled by changing the composition of the second cladding layer, and
The active region width can be controlled narrowly.
次に、本発明の第6の実施例による半導体レーザの製造
方法を第6図を用いて説明する。第2図と同一の構成要
素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、素子部分をメサ形状に加工して、メサ型構
造の素子側面から不純物を拡散するようにしている点に
特徴がある。This embodiment is characterized in that the element portion is processed into a mesa shape so that impurities are diffused from the side surface of the element having a mesa structure.
まず、n−GaAs基板10上に、自然超格子状態のn
(AJ O,7Gao、s ) I n Pのクラ
ッド層12、GaInPの活性層14、p−(Ana、
yGa66.)InPのクラッド層16、p−caIn
Pのバッファ層18、p−GaAsのコンタクト層20
を順次成長させる(第6図(a))。First, on the n-GaAs substrate 10, a natural superlattice state of n
(AJ O,7Gao,s) InP cladding layer 12, GaInP active layer 14, p-(Ana,
yGa66. ) InP cladding layer 16, p-caIn
P buffer layer 18, p-GaAs contact layer 20
are grown sequentially (Fig. 6(a)).
次に、コンタクト層20上にS i O2のマスク層3
2を形成し、このマスク層32をマスクとして素子側面
をエツチングしてメサ型にし、このメサ型の側面からZ
nを拡散する。すると、Znが横方向から拡散されて、
斜線でハツチングされた領域の自然超格子状態が破壊さ
れて無秩序化される(第6図(b))。Next, a mask layer 3 of SiO2 is formed on the contact layer 20.
2 is formed, and using this mask layer 32 as a mask, the side surface of the element is etched to form a mesa shape, and from the side surface of this mesa shape, Z
Diffuse n. Then, Zn is diffused from the lateral direction,
The natural superlattice state in the hatched region is destroyed and disordered (FIG. 6(b)).
その後、電極層22及び電極層24を形成して半導体レ
ーザを完成する(第6図(C))。Thereafter, an electrode layer 22 and an electrode layer 24 are formed to complete the semiconductor laser (FIG. 6(C)).
このように本実施例ではメサ型に成形した後不鈍物を拡
散して無秩序化するようにしているので、活性層の活性
領域を所望の幅に形成することができる。As described above, in this embodiment, after forming into a mesa shape, the inert substance is diffused to make the structure disordered, so that the active region of the active layer can be formed to have a desired width.
次に、本発明の第7の実施例による半導体レーザの製造
方法を第7図を用いて説明する。第2図と同一の構成要
素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、局所的に加熱することにより自然超格子状
態を破壊しようとする点を特徴とする。This embodiment is characterized in that the natural superlattice state is attempted to be destroyed by locally heating.
まず、n−GaAs基板10上に、自然超格子状態のn
(Aja、s Gaa、s ) I nPのクラッ
ド層12、GaInPの活性層14、p−(Ajo、s
Gaoう)I nPのクラッド層16、p−GaIn
Pのバッファ層18を順次成長させる(第6図(a))
、バッファ層18上にはストライプ形状の領域が開けら
れたn−GaAsの不純物層21を形成した後、全面に
p−GaAsのコンタクト層20を形成して、電流狭窄
構造を形成する(第7図(a))。First, on the n-GaAs substrate 10, a natural superlattice state of n
(Aja,s Gaa,s) InP cladding layer 12, GaInP active layer 14, p-(Ajo,s
Gao) I nP cladding layer 16, p-GaIn
Sequential growth of P buffer layer 18 (FIG. 6(a))
After forming an n-GaAs impurity layer 21 with striped regions on the buffer layer 18, a p-GaAs contact layer 20 is formed on the entire surface to form a current confinement structure (seventh step). Figure (a)).
次に、レーザビーム又は電子ビームを局所的に照射する
ことにより加熱して自然超格子状態を破壊する。斜線に
ハツチングされた領域は自然超格子状態が破壊されて無
秩序化される(第7図(b))。Next, the natural superlattice state is destroyed by heating by locally irradiating with a laser beam or an electron beam. In the hatched region, the natural superlattice state is destroyed and disordered (FIG. 7(b)).
次に、電極層22及び電極層24を形成して半導体レー
ザを完成する(第7図(C))。Next, an electrode layer 22 and an electrode layer 24 are formed to complete the semiconductor laser (FIG. 7(C)).
このように本実施例によれば外部からレーザビームまた
は電子ビームを局所的に照射するだけで自然超格子状態
を破壊して無秩序化できる。As described above, according to this embodiment, the natural superlattice state can be destroyed and disordered simply by locally irradiating the laser beam or electron beam from the outside.
なお、第7の実施例ではコンタクト層まで形成後に局所
的に加熱したが、クラッド層形成中に局所的に加熱して
自然超格子状態を破壊して無秩序化してもよい。In the seventh embodiment, the contact layer was locally heated after being formed, but the natural superlattice state may be destroyed and disordered by locally heating during the formation of the cladding layer.
次に、本発明の第8の実施例による半導体レーザの製造
方法を第8図を用いて説明する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例はp型層とn型層を上下逆転させて形成するも
のである。In this embodiment, the p-type layer and the n-type layer are formed upside down.
まず、p−GaAs基板40上に、MOCVD法により
自然超格子状態が形成される成長温度でp−GaInP
のバッファ層41、p (Ajo。First, p-GaInP is grown on a p-GaAs substrate 40 by MOCVD at a growth temperature at which a natural superlattice state is formed.
buffer layer 41, p (Ajo.
? Gao、i )I nPのクラッド層42、GaI
nPの活性層43、n −(Aja、7Gao、i )
I nPのクラッド層44、n−GaAsのコンタク
ト層45を順次成長させる(第8図(a))。? Gao, i) I nP cladding layer 42, GaI
nP active layer 43, n − (Aja, 7Gao, i)
A cladding layer 44 of InP and a contact layer 45 of n-GaAs are sequentially grown (FIG. 8(a)).
次に、コンタクト層45の中央に幅4μmのストライプ
形状であるS i 02のマスク層46を形成する。続
いて、ZnAs2を拡散源として約600℃で表面から
不純物であるZnを拡散する。Next, a mask layer 46 of S i 02 having a stripe shape with a width of 4 μm is formed at the center of the contact layer 45 . Subsequently, Zn, which is an impurity, is diffused from the surface at about 600° C. using ZnAs2 as a diffusion source.
すると、マスク層46によりマスクされていない表面か
らZnが内部に拡散し、斜線でハツチングされた領域の
自然超格子状態が破壊されて無秩序化される。活性層4
3についても周辺領域が無秩序化され、中央に屈折率の
低い活性領域43aが形成される(第8図(b))。Then, Zn diffuses inside from the surface not masked by the mask layer 46, and the natural superlattice state in the hatched area is destroyed and disordered. active layer 4
3, the peripheral region is also disordered, and an active region 43a with a low refractive index is formed in the center (FIG. 8(b)).
次に、コンタクト層45がストライプ形状になるように
エツチング成形する。続いて、S i O2層47を形
成し、コンタクト層45上のS i O2層47を開口
し、全面にA u G e / A uの電極層48を
形成する。また、p −G a A s基板40の下面
にもA u / Z n / A uの電極層49を形
成する(第8図(C))。Next, the contact layer 45 is formed by etching into a stripe shape. Subsequently, a SiO2 layer 47 is formed, an opening is made in the SiO2 layer 47 on the contact layer 45, and an electrode layer 48 of AuGe/Au is formed on the entire surface. Further, an electrode layer 49 of Au/Zn/Au is also formed on the lower surface of the p-GaAs substrate 40 (FIG. 8(C)).
このように本実施例の製造方法によれば、p型層とn型
層を上下逆転させた半導体レーザに対しても表面からZ
nを拡散するだけで簡単に横モード制御することができ
る。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, even for a semiconductor laser in which the p-type layer and the n-type layer are upside down, the Z
Transverse mode control can be easily performed by simply diffusing n.
本発明の第9の実施例による半導体レーザを第9図を用
いて説明する。A semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention will be explained using FIG. 9.
p−GaAs基板50上に、O,1μm厚のp−GaI
nPのバッファ層52を介して1μm厚のp (Aj
o、s Gao、s ) I nPのクラ・ラド層5
4が形成され、クラッド層54上には0.1μm厚のG
aInPの活性層56が形成されて%I)る。On the p-GaAs substrate 50, O, 1 μm thick p-GaI
1 μm thick p (Aj
o, s Gao, s ) InP Cla-Rad layer 5
4 is formed, and a 0.1 μm thick G layer is formed on the cladding layer 54.
An active layer 56 of aInP is formed.
活性層56上にはlum厚のn (Ajo、sGa。On the active layer 56 is a lum-thick n (Ajo, sGa.
、)InPのクラッド層58が形成されて0る。, ) A cladding layer 58 of InP is formed.
クラッド層58上には、500人厚0n−GaASのバ
ッファ層60を介して1μm厚のn−GaAsのコンタ
クト層62が形成され、このコンタクト層62上にA
u G e / A uの電極層64が形成され、p−
GaAs基板50下面にはA u / Zn/Auの電
極層66が形成されている。A contact layer 62 of n-GaAs with a thickness of 1 μm is formed on the cladding layer 58 via a buffer layer 60 of n-GaAs with a thickness of 500 nm.
An electrode layer 64 of uGe/Au is formed, and p-
An A u /Zn/Au electrode layer 66 is formed on the lower surface of the GaAs substrate 50 .
本実施例においては、少なくともクラ・ツド層58の真
中のストライプ形状の領域が自然超格子状態であり、斜
線にハツチングされたクラツド層58上部の周辺領域は
自然超格子状態が破壊されて無秩序化されている。前述
のように自然超格子領域は混晶状態よりもバンドギャッ
プが小さく屈折率が大きい、したがって、クラッド層5
8の中央の自然超格子状態の領域が周囲の無秩序化領域
より吸収損失及び屈折率が低く、その自然超格子状態の
領域下部の活性層56が横モード制御された活性領域5
6aとなる。In this embodiment, at least the stripe-shaped region in the center of the cladding layer 58 is in a natural superlattice state, and the surrounding area above the cladding layer 58, which is hatched with diagonal lines, is disordered due to the destruction of the natural superlattice state. has been done. As mentioned above, the natural superlattice region has a smaller band gap and a higher refractive index than the mixed crystal state, so the cladding layer 5
The region in the natural superlattice state at the center of the active region 5 has lower absorption loss and refractive index than the surrounding disordered region, and the active layer 56 below the region in the natural superlattice state is the active region 5 in which the transverse mode is controlled.
It becomes 6a.
このように本実施例によれば自然超格子状態になるよう
に形成したクラッド層を無秩序化するだけで活性領域を
形成できるので、横モード制御された半導体レーザを極
めて簡単に製造することができる。In this way, according to this embodiment, the active region can be formed simply by disordering the cladding layer formed to have a natural superlattice state, so it is possible to manufacture a semiconductor laser with transverse mode control extremely easily. .
なお、上記実施例では、バッファ層52、クラッド層5
4、活性層56、クラッド層58、バッファ層60全て
が自然超格子状態であったが、クラッド層58以外は混
晶状態であってもよい。Note that in the above embodiment, the buffer layer 52 and the cladding layer 5
4. Although the active layer 56, cladding layer 58, and buffer layer 60 were all in a natural superlattice state, the layers other than the cladding layer 58 may be in a mixed crystal state.
次に、本発明の第10の実施例による半導体レーザの製
造方法を第10図を用いて説明する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
if、p −G a A s 基11i 50上ニ、M
OCVD法により約650’Cの成長温度で0.1μm
厚のp−GaInPのバッファ層52.1μm厚(7)
P(Ajo、s Gaa、s )I nPのクラッド層
54.0゜1μm厚のGaInPの活性層56.1μm
厚のn (Ajo、s Gao、s ) I nPの
クラッド層58.500人厚0n−GaAsのバッファ
層60を順次成長させる。成長温度が約650’Cなの
で、成長した各層が自然超格子状態となる(第10図(
a))。if, p -G a As group 11i 50 above, M
0.1μm at a growth temperature of about 650'C by OCVD method
Thick p-GaInP buffer layer 52.1 μm thick (7)
P(Ajo, s Gaa, s ) InP cladding layer 54.0° 1 μm thick GaInP active layer 56.1 μm
A cladding layer of n(Ajo,sGao,s)InP with a thickness of 58.500 and a buffer layer of n-GaAs with a thickness of 0n-GaAs are sequentially grown. Since the growth temperature is approximately 650'C, each layer grown is in a natural superlattice state (Fig. 10 (
a)).
次に、バッファ層6oの中央に幅4μmのストライプ形
状である5in2のマスク層68を形成する。続いて、
Z n A S 2を拡散源として約6゜0℃で表面が
ら不純物であるZnを拡散する。すると、マスク層68
によりマスクされていない表面からZnがバッファ層6
o及びクラツド層58内部に拡散し、斜線でハツチング
された領域の自然超格子状態が破壊されて無秩序化され
る(第10図(b))、これにより、クラッド層58の
中央の自然超格子状態の領域が周囲の無秩序化領域より
吸収損失及び屈折率が低くなり、その自然超格子状態の
領域下部の活性層56が横モード制御された活性領域5
6aとなる。Next, a 5in2 mask layer 68 having a stripe shape with a width of 4 μm is formed at the center of the buffer layer 6o. continue,
Zn, which is an impurity, is diffused from the surface at about 6°0° C. using ZnA S 2 as a diffusion source. Then, the mask layer 68
Zn from the surface not masked by the buffer layer 6
o and diffuses into the cladding layer 58, and the natural superlattice state in the hatched area is destroyed and disordered (FIG. 10(b)). As a result, the natural superlattice state in the center of the cladding layer 58 is The absorption loss and refractive index of the state region are lower than the surrounding disordered region, and the active layer 56 under the region of the natural superlattice state is an active region 5 in which the transverse mode is controlled.
It becomes 6a.
次に、マスク層68を除去し、再びMOCVD法により
1μm厚のn−GaAsのコンタクト層62を成長させ
る(第10図(C))。Next, the mask layer 68 is removed, and a 1 μm thick n-GaAs contact layer 62 is grown again by MOCVD (FIG. 10C).
次に、コンタクト層60上にA u G e / A
uの電極層64を形成し、n−GaAs基板5o下面に
A u / Z n / A uの電極層66を形成し
て半導体レーザを完成する(第10図(d))。Next, A u G e /A is formed on the contact layer 60.
Then, an electrode layer 64 of Au/Zn/Au is formed on the lower surface of the n-GaAs substrate 5o to complete the semiconductor laser (FIG. 10(d)).
このように本実施例の製造方法によれば表面からZnを
拡散するだけで簡単に活性層の横モードを制御すること
ができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the transverse mode of the active layer can be easily controlled simply by diffusing Zn from the surface.
次に、本発明の第11の実施例による半導体レーザの製
造方法を第11図を用いて説明する。第10図と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 10 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、不純物をイオン注入した後、活性化アニー
ルを行うことにより不純物を導入する点に特徴がある。This embodiment is characterized in that the impurity is introduced by performing activation annealing after ion-implanting the impurity.
まず、P GaAs基板5o上に自然超格子状態のバ
ッファ層52、クラッド層54、活性層56、クラッド
層58、バッファ層6oを順次成長した(第11図(a
))後、中央のストライプ形状の領域の周辺にZnをイ
オン注入する。その後、加熱してイオン注入したZnを
活性化する活性化アニール処理を行うと、斜線でハツチ
ングされたイオン注入領域の自然超格子状態が破壊され
無秩序化される(第11図(b))、その後、コンタク
ト層62を成長させ(第11図(C))、を極層64及
び電極層66を形成して半導体レーザを完成する(第1
1図(d))。First, a buffer layer 52, a cladding layer 54, an active layer 56, a cladding layer 58, and a buffer layer 6o in a natural superlattice state were sequentially grown on a P GaAs substrate 5o (see FIG. 11(a).
)) After that, Zn ions are implanted around the central stripe-shaped region. After that, when activation annealing treatment is performed to activate the ion-implanted Zn by heating, the natural superlattice state of the ion-implanted region hatched with diagonal lines is destroyed and disordered (Fig. 11(b)). Thereafter, a contact layer 62 is grown (FIG. 11(C)), and a pole layer 64 and an electrode layer 66 are formed to complete the semiconductor laser (the first
Figure 1 (d)).
このように本実施例では不純物をイオン注入することに
より無秩序化するようにしているので、無秩序化領域を
、横方向に拡がりの少ない垂直形状にすることができる
。したがって、活性層の活性領域を所望の幅に形成する
ことができる。As described above, in this embodiment, disorder is created by implanting impurity ions, so that the disordered region can be formed into a vertical shape with little lateral spread. Therefore, the active region of the active layer can be formed to have a desired width.
次に、本発明の第12の実施例による半導体レーザの製
造方法を第12図を用いて説明する。第10図と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 10 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、高濃度不純物層から不純物を拡散する点に
特徴がある。This embodiment is characterized in that impurities are diffused from a high concentration impurity layer.
まず、p−GaAs基板50上に自然超格子状態のバッ
ファ層52、クラッド層54、活性層56、クラッド層
58、バッファ層60を順次成長させる。続いて、バッ
ファ層60上゛に、0.5μm厚でストライブ形状の領
域が開けられたp+1−GaAsの高濃度不純物層70
を形成し、バッファ層60及び高濃度不純物層70上に
、1μm厚のn−GaAsのコンタクト層62を形成す
る(第12図(a))。First, a buffer layer 52, a cladding layer 54, an active layer 56, a cladding layer 58, and a buffer layer 60 in a natural superlattice state are sequentially grown on a p-GaAs substrate 50. Next, on the buffer layer 60, a p+1-GaAs high concentration impurity layer 70 is formed with a stripe-shaped region having a thickness of 0.5 μm.
A 1 μm thick n-GaAs contact layer 62 is formed on the buffer layer 60 and the high concentration impurity layer 70 (FIG. 12(a)).
次に、加熱すると高濃度不純物7170から不純物が拡
散し、斜線でハツチングされた領域の自然超格子状態が
破壊されて無秩序化される(第12図(b))。Next, when heated, impurities from the high concentration impurity 7170 are diffused, and the natural superlattice state in the hatched region is destroyed and disordered (FIG. 12(b)).
次に、′f!jhf!層64及び電極層66を形成して
半導体レーザを完成する(第12図(C))。Next, 'f! jhf! A layer 64 and an electrode layer 66 are formed to complete the semiconductor laser (FIG. 12(C)).
このように本実施例の製造方法によれば、高濃度不純物
層からの不純物拡散により自然超格子状態を破壊して無
秩序がすることができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the natural superlattice state can be destroyed by impurity diffusion from the high concentration impurity layer to create disorder.
次に、本発明の第13の実施例による半導体レーザの製
造方法を第13図を用いて説明する。第1O図と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 1O are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例ではクラッド層の組成を変化させて拡散形状を
制御するようにしている。In this embodiment, the diffusion shape is controlled by changing the composition of the cladding layer.
まず、p−GaAs基板5o上に自然超格子状態のバッ
ファ層52、クラッド層54、活性層56を順次形成す
る。この活性層16上に組成が変化するn−Aj xG
al−x I nP (x=0.4〜0.7)のクラッ
ド層58を形成し、その第クラッド層58上にn−Ga
Asのコンタクト層62を形成する(第13図(a))
。First, a buffer layer 52, a cladding layer 54, and an active layer 56 in a natural superlattice state are sequentially formed on a p-GaAs substrate 5o. n-Aj xG whose composition changes on this active layer 16
A cladding layer 58 of al-x I nP (x=0.4 to 0.7) is formed, and n-Ga is formed on the cladding layer 58.
Form a contact layer 62 of As (FIG. 13(a))
.
次に、コンタクト層60の中央にストライプ形状のマス
ク層68を形成し、ZnAs2を拡散源として約600
℃で表面がら不純物であるZnを拡散する。すると、マ
スク層68によりマスクされていない表面からZnが内
部に拡散するが、第10図の場合と異なり、斜線でハツ
チングされた拡がりの少ない垂直形状となる。これは、
クラッド層58のAjの組成が0.4〜0.7と、表面
から離れるほど拡散し易くなるように変化しているため
である0組成変化がない場合の拡散形状を参考のため破
線で示す(第13図(b))。Next, a stripe-shaped mask layer 68 is formed in the center of the contact layer 60, and about 600 nm is formed using ZnAs2 as a diffusion source.
Zn, which is an impurity, is diffused from the surface at a temperature of .degree. Then, Zn diffuses into the interior from the surface not masked by the mask layer 68, but unlike the case in FIG. 10, it becomes a vertical shape with less spread as shown by diagonal lines. this is,
This is because the composition of Aj of the cladding layer 58 changes from 0.4 to 0.7, so that the farther from the surface it is, the easier it is to diffuse.0 The diffusion shape when there is no composition change is shown by a broken line for reference. (Figure 13(b)).
次に、マスク層68を除去し、電極層64及び電極16
6を形成して半導体レーザを完成する(第13図(C)
)。Next, the mask layer 68 is removed, and the electrode layer 64 and the electrode 16 are removed.
6 to complete the semiconductor laser (Fig. 13(C)
).
このように本実施例の製造方法によれば、クラッド層の
組成を変化させることにより拡散形状を制御して、活性
領域幅を狭く制御することができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, by changing the composition of the cladding layer, the diffusion shape can be controlled and the active region width can be controlled to be narrow.
次に、本発明の第14の実施例による半導体レーザの製
造方法を第14図を用いて説明する。第10図と同一の
構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Components that are the same as those in FIG. 10 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
本実施例は、素子部分をメサ形状に加工して、メサ型構
造の側面から不純物を拡散するようにしている。In this embodiment, the element portion is processed into a mesa shape so that impurities are diffused from the side surfaces of the mesa structure.
まず、p−GaAs基板50上に自然超格子状態のバッ
ファ層52、クラッド層54、活性層56を順次成長さ
せる。さらに活性層56上に自然超格子状態の厚いn
−(Aj o、s Gao、s ) I nPのクラッ
ド層58と、コンタクトのための薄いp−GaAsのコ
ンタクト層60を順次成長させる(第14図(a))。First, a buffer layer 52, a cladding layer 54, and an active layer 56 in a natural superlattice state are sequentially grown on a p-GaAs substrate 50. Furthermore, a thick n layer with a natural superlattice state is formed on the active layer 56.
-(Ajo, s Gao, s ) A cladding layer 58 of InP and a thin p-GaAs contact layer 60 for contact are grown in sequence (FIG. 14(a)).
次に、コンタクト層60上にS i O2のマスク層7
2を形成し、このマスク層72をマスクとして素子側面
をエツチングしてメサ型にし、このメサ型の側面からZ
nを拡散する。すると、Znが横方向から拡散されて、
斜線でハツチングされた領域の自然超格子状態が破壊さ
れて無秩序化される(第14図(b))。Next, a mask layer 7 of SiO2 is formed on the contact layer 60.
2 is formed, and using this mask layer 72 as a mask, the side surface of the element is etched to form a mesa shape, and from the side surface of this mesa shape, Z
Diffuse n. Then, Zn is diffused from the lateral direction,
The natural superlattice state in the hatched region is destroyed and disordered (FIG. 14(b)).
その後、電極層64及び電極層66を形成して半導体レ
ーザを完成する(第14図(C))。Thereafter, an electrode layer 64 and an electrode layer 66 are formed to complete the semiconductor laser (FIG. 14(C)).
このように本実施例ではメサ型に成形した後不純物を拡
散して無秩序化するようにしているので、活性層の活性
領域を所望の幅に形成することができる。As described above, in this embodiment, after forming into a mesa shape, impurities are diffused to make the structure disordered, so that the active region of the active layer can be formed to have a desired width.
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications are possible.
例えば、上記実施例ではZnを導入して自然超格子状態
を破壊して無秩序化したが、Zn以外のP型不純物を導
入してもよい。また、上記実施例のp型層n型層を逆に
してn型不純物を導入するようにしてもよい。For example, in the above embodiment, Zn was introduced to destroy the natural superlattice state and make it disordered, but a P-type impurity other than Zn may be introduced. Furthermore, the p-type layer and n-type layer of the above embodiment may be reversed and n-type impurities may be introduced.
また、自然超格子を形成しうる基板としては、GaAs
基板に限られるものではなく、原子半径が実質的に異な
る元素が同時に表面に存在していれば良い0例えば、G
aに対してI n、As、P、sbから選ばれた元素を
含む結晶(GaIn、GaAs、GaP、Ga5b)
、又は、Inに対してGa、Aj、As、P、Sbから
運ばれた元素を含む結晶(I nGa、I nAj 、
I nAs、■nP、I n5b)を基板として面方位
を選べばよい。In addition, GaAs is a substrate that can form a natural superlattice.
It is not limited to the substrate, as long as elements with substantially different atomic radii are present on the surface at the same time. For example, G
A crystal containing an element selected from In, As, P, and sb for a (GaIn, GaAs, GaP, Ga5b)
, or a crystal containing elements carried from Ga, Aj, As, P, Sb to In (InGa, InAj,
The surface orientation can be selected using InAs, ■nP, In5b) as a substrate.
[発明の効果]
以上の通り、本発明によれば横モード制御された半導体
レーザを極めて簡単に製造することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a semiconductor laser with transverse mode control can be manufactured extremely easily.
第1図は本発明の第1の実施例による半導体レーザの断
面図、
第2図は本発明の第2の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第3図は本発明の第3の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第4図は本発明の第4の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第5図は本発明の第5の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第6図は本発明の第6の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第7図は本発明の第7の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第8図は本発明の第8の実施例による半導体レーザの製
造方法の工程図、
第9図は本発明の第9の実施例による半導体レーザの断
面図、
第10図は本発明の第10の実施例による半導体レーザ
の製造方法の工程図、
第11図は本発明の第11の実施例による半導体レーザ
の製造方法の工程図、
第12図は本発明の第12の実施例による半導体レーザ
の製造方法の工程図、
第13図は本発明の第13の実施例による半導体レーザ
の製造方法の工程図、
第14図は本発明の第14の実施例による半導体レーザ
の製造方法の工程図、
第15図は従来の半導体レーザの断面図、第16図は従
来の半導体レーザの断面図である。
図において、
10・・−n−GaAs基板
12・・・クラッド層
(n−(Aj a、s Gao、y ) o、s
I no、s P )14−・・活性層(GaI
nP)
14a・・・活性領域
16・・・クラッド層
(P (AjO,7Gao、i ) o、s I n
o、s P)18・・・バッファ層(p−GaInP)
20−・・コンタクト層<p GaAs)21−・・
不純物層(n−GaAs)
22・・・電極層(A u / Z n / A u
)24−・・電極層(A u G e / A u )
26・・・マスク層(S i 02)
28−・・高濃度不純物層(p”−GaAs)30・・
・第2クラッド層
(p−Aj xGal−xAs (x= 0.4−0.
7 ))32・・・マスク層(Sin2)
40・−p−GaAs基板
41 ・・・バッファ層(P−GaInP)42・・・
クラッド層
(p −(AjO,? Cra6.1 ) I nP)
43・・・活性層(GaInP)
43a・・・活性領域
44・・・クラッド層
(n (Aj(1,7Gao、5 ) I n
P )45−・・コンタクト層(n−GaAs)46・
・・マスク層(SiO□)
47・・・8102層
48・・・電極層(A u G e / A u )4
9 ・・・電極層(A u / Z n / A u
)50− p −G a A s基板
52 ・・・バッファ層(p−GalnP)54・・・
クラッド層
(P (Aj o、s Gao、s ) I nP
)56・・・活性層(GalnP)
56a・・・活性領域
58・・・クラッド層
(n (An o、s Gao、s )
I nP)60−・・バッファ層(n−GaA
s)62 ・:7ンタクト層(n−GaAs)64−・
・電極層(AuGe/Au)
66−・・電極層(A u / Z n / A u
>68・・・マスク層(Si02)
70・・・高濃度不純物層(P” GaAs)72・
・・マスク層(SiOz)
100−・−n −G a A s基板102 ・・・
バッファ層(n−GaAs)104−・・クラッド層(
n−AjGaI nP)106 ・・・活性層(GaI
nP)
108−・・クラッド層(Aj Gal nP)110
・・・クラッド層(p−AjGaAs >112 ・
・・コンタクト層(p−GaAs)113・・・S i
s N 4層
114 ・・・電極層(T L / P t / A
u )116 ・・・電極層(AuGe/Au)120
−GaAs基板
122−・・バッファ層(n−GaAs)124・・・
第1クラッド層
(n (Ajo、* Gao、2) o、s I n
o、s P)126・・・第2クラッド層
(n” (Aj O,4Gao、a ) o、s I
no、s P )128・・・活性層
(Ajo、+5Gao、ms) o、s I no、s
P )130・・・第2クラッド層
(p −(Aj6.4 Gao、4) o、s
I no、s P)132・・・エツチングストッパ
層
(Ajo、+sG ao、ss) o、s I no、
s P )134・・・第1クラッド層FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention. 6 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a seventh embodiment of the present invention. , FIG. 8 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to an eighth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a 11th embodiment of the present invention; FIG. 12 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a 12th embodiment of the present invention FIG. 13 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a thirteenth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a process diagram of a method for manufacturing a semiconductor laser according to a fourteenth embodiment of the present invention. FIG. 15 is a sectional view of a conventional semiconductor laser, and FIG. 16 is a sectional view of a conventional semiconductor laser. In the figure, 10...-n-GaAs substrate 12... cladding layer (n-(Aj a, s Gao, y) o, s
I no, s P )14-...Active layer (GaI
nP) 14a... Active region 16... Cladding layer (P (AjO,7Gao,i) o, s I n
o, s P) 18... Buffer layer (p-GaInP)
20-...Contact layer<p GaAs)21-...
Impurity layer (n-GaAs) 22... Electrode layer (A u / Z n / A u
) 24-... Electrode layer (A u G e / A u )
26...Mask layer (S i 02) 28-... High concentration impurity layer (p''-GaAs) 30...
- Second cladding layer (p-Aj xGal-xAs (x=0.4-0.
7)) 32...Mask layer (Sin2) 40...-p-GaAs substrate 41...Buffer layer (P-GaInP) 42...
Cladding layer (p-(AjO,?Cra6.1) I nP)
43... Active layer (GaInP) 43a... Active region 44... Clad layer (n (Aj(1,7Gao, 5) I n
P ) 45--Contact layer (n-GaAs) 46-
...Mask layer (SiO□) 47...8102 layer 48...Electrode layer (A u G e / A u ) 4
9... Electrode layer (A u / Z n / A u
)50-p-GaAs substrate 52...Buffer layer (p-GalnP) 54...
Cladding layer (P (Aj o, s Gao, s ) I nP
) 56... Active layer (GalnP) 56a... Active region 58... Cladding layer (n (Ano, s Gao, s)
InP) 60--Buffer layer (n-GaA
s) 62 ・:7 contact layer (n-GaAs) 64-・
- Electrode layer (AuGe/Au) 66-... Electrode layer (A u / Z n / A u
>68...Mask layer (Si02) 70...High concentration impurity layer (P" GaAs) 72.
...Mask layer (SiOz) 100--n-GaAs substrate 102...
Buffer layer (n-GaAs) 104--Clad layer (
n-AjGaI nP) 106...Active layer (GaI
nP) 108-...Clad layer (Aj Gal nP) 110
...Clad layer (p-AjGaAs >112 ・
...Contact layer (p-GaAs) 113...S i
s N 4 layer 114 ... Electrode layer (T L / P t / A
u) 116... Electrode layer (AuGe/Au) 120
-GaAs substrate 122--Buffer layer (n-GaAs) 124...
First cladding layer (n (Ajo, *Gao, 2) o, s I n
o, s P) 126...Second cladding layer (n'' (Aj O, 4Gao, a) o, s I
no, s P ) 128...Active layer (Ajo, +5 Gao, ms) o, s I no, s
P)130...Second cladding layer (p-(Aj6.4 Gao, 4) o, s
I no, s P) 132... Etching stopper layer (Ajo, +sG ao, ss) o, s I no,
s P )134...first cladding layer
Claims (1)
する結晶表面を有する化合物半導体基板上に1回の気相
成長によって活性層を形成し、前記活性層を自然超格子
状態にする工程と、前記活性層の自然超格子状態を選択
的に破壊して無秩序化し、ストライプ状の自然超格子状
態が残された活性層を形成する工程と を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 2、請求項1記載の半導体レーザの製造方法において、 前記基板が[100]方向に0〜15゜傾いた(100
)面のGaAs基板であり、前記活性層がGaInPか
らなり、かつ、前記活性層がAlGaInPよりなるク
ラッド層によって上下で挟まれていることを特徴とする
半導体装置の製造方法。 3、請求項1又は2記載の半導体レーザの製造方法にお
いて、 前記無秩序化工程は、ストライプ形状のマスク層をマス
クとして不純物を拡散することにより、自然超格子状態
を破壊することを特徴とする半導体レーザの製造方法。 4、請求項1又は2記載の半導体レーザの製造方法にお
いて、 前記無秩序化工程は、不純物をイオン注入した後、活性
化アニールすることにより、自然超格子状態を破壊する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 5、請求項1又は2記載の半導体レーザの製造方法にお
いて、 前記無秩序化工程は、レーザビーム又は電子ビームを局
所的に照射することにより、自然超格子状態を破壊する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。[Claims] 1. An active layer is formed by one-time vapor phase growth on a compound semiconductor substrate having a crystal surface in which elements having substantially different atomic radii are simultaneously exposed, and the active layer is grown naturally. The active layer is characterized by comprising a step of bringing the active layer into a superlattice state, and a step of selectively destroying the natural superlattice state of the active layer to disorder it, and forming an active layer in which a striped natural superlattice state remains. A method for manufacturing a semiconductor laser. 2. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the substrate is tilted by 0 to 15 degrees in the [100] direction (100
) surface GaAs substrate, the active layer is made of GaInP, and the active layer is sandwiched between upper and lower cladding layers made of AlGaInP. 3. The semiconductor laser manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the disordering step destroys the natural superlattice state by diffusing impurities using a striped mask layer as a mask. Laser manufacturing method. 4. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1 or 2, wherein the disordering step involves destroying the natural superlattice state by ion-implanting impurities and then performing activation annealing. manufacturing method. 5. The semiconductor laser manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the disordering step destroys the natural superlattice state by locally irradiating a laser beam or an electron beam. manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29916389A JPH03159289A (en) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | Manufacture of semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29916389A JPH03159289A (en) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | Manufacture of semiconductor laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03159289A true JPH03159289A (en) | 1991-07-09 |
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ID=17868948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29916389A Pending JPH03159289A (en) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | Manufacture of semiconductor laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03159289A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03208388A (en) * | 1990-01-09 | 1991-09-11 | Nec Corp | Semiconductor laser, manufacture thereof and diffusion of impurity |
JPH0555704A (en) * | 1991-08-26 | 1993-03-05 | Nec Corp | Plane emission semiconductor laser, its array, plane emission led, its array & plane emission pnpn element |
JPH05152671A (en) * | 1991-07-16 | 1993-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor laser |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP29916389A patent/JPH03159289A/en active Pending
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