JPH03206677A - 半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子およびその製造方法Info
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- JPH03206677A JPH03206677A JP98890A JP98890A JPH03206677A JP H03206677 A JPH03206677 A JP H03206677A JP 98890 A JP98890 A JP 98890A JP 98890 A JP98890 A JP 98890A JP H03206677 A JPH03206677 A JP H03206677A
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- 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）
この発明は、長距離光通信用の半導体レーザ素子および
その製造方法に関するものである．（従来の技術） 従来、この種の半導体レーザ素子はｒｌ．５ｎ帯λ／４
シフｌ−ＤＦＢレーザの特性評価」電子情報通信学会総
合全国大会（昭和６２年）８７２，Ｐ４３４に開示され
るものがあり．ＩｎＰ基板上に回折格子をもつ埋め込み
型の半導体レーザである．第３図（ａ）はこの半導体レ
ーザの構造を示す一部を切欠して断面した斜視図であり
、また、第３図（ｂ）は第３図（ａ）における円Ａの部
分の位相シフ｝ ＳＲ域の拡大図である。
その製造方法に関するものである．（従来の技術） 従来、この種の半導体レーザ素子はｒｌ．５ｎ帯λ／４
シフｌ−ＤＦＢレーザの特性評価」電子情報通信学会総
合全国大会（昭和６２年）８７２，Ｐ４３４に開示され
るものがあり．ＩｎＰ基板上に回折格子をもつ埋め込み
型の半導体レーザである．第３図（ａ）はこの半導体レ
ーザの構造を示す一部を切欠して断面した斜視図であり
、また、第３図（ｂ）は第３図（ａ）における円Ａの部
分の位相シフ｝ ＳＲ域の拡大図である。
この第３図（ａ），第３図０））の両図において、１は
Ｐ側電極、２はＳｉｎ．絶縁膜、３と５はＰ− １ｎＰ
ブロック層、４はｎ− １ｎＰブロック層、６はｎ−１
ｎＰ基板、７はｎ側電極、８はＰ− １ｎＰクラソド層
、９はＰＩｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層、ｌＯは
ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１ｌはｎ−１ｎＧａＡｓＰガイ
ド層、１２は回折格子である。
Ｐ側電極、２はＳｉｎ．絶縁膜、３と５はＰ− １ｎＰ
ブロック層、４はｎ− １ｎＰブロック層、６はｎ−１
ｎＰ基板、７はｎ側電極、８はＰ− １ｎＰクラソド層
、９はＰＩｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層、ｌＯは
ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１ｌはｎ−１ｎＧａＡｓＰガイ
ド層、１２は回折格子である。
次に製造工程の手順について説明する。
まず回折格子１２を形成したＮ−１ｎＰ基板６上に、液
層エビタキシャル成長法により、Ｎ−１ｎＧａＡｓＰガ
イド層１ １ 、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１ ０ 、Ｐ−
１ｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層９．Ｐ−１ｎＰク
ラッド層８を結晶或長させ、ダブルへテロ構造を形成す
る。
層エビタキシャル成長法により、Ｎ−１ｎＧａＡｓＰガ
イド層１ １ 、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１ ０ 、Ｐ−
１ｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層９．Ｐ−１ｎＰク
ラッド層８を結晶或長させ、ダブルへテロ構造を形成す
る。
プロムメタノールエッチャントによりＳｉＪなどの酸化
薄膜をマスクとして上記１ｎＧａＡｓＰ活性層１０の幅
が１．５〜２．０−になるようにウエットエソチングし
、メサストライプを形成する。
薄膜をマスクとして上記１ｎＧａＡｓＰ活性層１０の幅
が１．５〜２．０−になるようにウエットエソチングし
、メサストライプを形成する。
メサストライプ形成後、再び液相エビタキシャル成長法
により、Ｐ−１ｎＰブロックＪｉ ５ 、ｎ−１ｎＰブ
ロック層４を形成した後． Ｐ− １ｎＰブロック層３
を形成する。
により、Ｐ−１ｎＰブロックＪｉ ５ 、ｎ−１ｎＰブ
ロック層４を形成した後． Ｐ− １ｎＰブロック層３
を形成する。
？らに、このＰ−１ｎＰブロック層３上にＳｉＯ■絶縁
膜２を介してＰ＠電極ｌを形成するとともに．ｎ−１ｎ
Ｐ基板６の下面にｎ側電極７を形成する。
膜２を介してＰ＠電極ｌを形成するとともに．ｎ−１ｎ
Ｐ基板６の下面にｎ側電極７を形成する。
このような構造とすることで、注入された順方向電流は
、ｎ− １ｎＰブロック層４とＰ− ｒｎＰブロック層
５の界面でＮ−Ｐ逆バイアスとなるので、メサ部以外で
は流れず、メサ部に集中する。
、ｎ− １ｎＰブロック層４とＰ− ｒｎＰブロック層
５の界面でＮ−Ｐ逆バイアスとなるので、メサ部以外で
は流れず、メサ部に集中する。
すなわち、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１０があるメサ部に電
流が集中するので、レーザ発振闇値は低下し、かつｆｎ
ＧａＡｓＰ活性層１０の屈折率はその両側のＰ− １ｎ
Ｐブロック層５ ．ｎ−１ｎＰブロック層４より大きい
ので、光の閉し込めも行なえるものである。
流が集中するので、レーザ発振闇値は低下し、かつｆｎ
ＧａＡｓＰ活性層１０の屈折率はその両側のＰ− １ｎ
Ｐブロック層５ ．ｎ−１ｎＰブロック層４より大きい
ので、光の閉し込めも行なえるものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記構戒の半導体レーザでは、ｌｎＧａ
ＡｓＰ活性層ｌＯの幅を規制するために、ウエットエッ
チングによりメサストライプを形成しているので、エッ
チング液の経時変化や、液温度の不安定性により、スト
ライプ幅や深さのバラッキが大きく、再現性や、歩留り
が悪いという問題点があった。
ＡｓＰ活性層ｌＯの幅を規制するために、ウエットエッ
チングによりメサストライプを形成しているので、エッ
チング液の経時変化や、液温度の不安定性により、スト
ライプ幅や深さのバラッキが大きく、再現性や、歩留り
が悪いという問題点があった。
また、２回目の埋め込み威長時に、Ｐ− ＩｎＰブロフ
ク層５がＰ− １ｎＰクラッド層８とつながってしまい
、リークパスを形成し、光出力、温度特性に悪影響をお
よぼすという問題点があった。
ク層５がＰ− １ｎＰクラッド層８とつながってしまい
、リークパスを形成し、光出力、温度特性に悪影響をお
よぼすという問題点があった。
本発明の請求項１の発明は、前記従来技術が持っている
問題点のうち、Ｐ− １ｎＰブロック層とＰ− １ｎＰ
クラッド層とのリークバスによる素子特性に悪影響を及
ぼすという問題点について解決した半導体レーザ素子を
提供するものである。
問題点のうち、Ｐ− １ｎＰブロック層とＰ− １ｎＰ
クラッド層とのリークバスによる素子特性に悪影響を及
ぼすという問題点について解決した半導体レーザ素子を
提供するものである。
また、請求項２の発明は前記従来技術が持っている問題
点のうち、エソチンダ液の不安定性によるメサストライ
プの再現性および歩留りが悪いという問題点について解
決した半導体レーザ素子の製造方法を提供するものであ
る。
点のうち、エソチンダ液の不安定性によるメサストライ
プの再現性および歩留りが悪いという問題点について解
決した半導体レーザ素子の製造方法を提供するものであ
る。
（課題を解決するための手段）
請求項ｌの発明は前記問題点を解決するために、半導体
レーザ素子において、半導体基板に形成した半絶縁性あ
るいは半導体の逆バイアスを用いた電流ブロック層に形
成したストライプ状の電流通路と、この電流通路と直交
する方向に形成した回折格子とを設けたものである。
レーザ素子において、半導体基板に形成した半絶縁性あ
るいは半導体の逆バイアスを用いた電流ブロック層に形
成したストライプ状の電流通路と、この電流通路と直交
する方向に形成した回折格子とを設けたものである。
また、請求項２の発明は前記問題点を解央するために、
半導体レーザ素子の製造方法において、半導体基板上に
気相成長法により半絶縁性あるいは半導体の逆バイアス
を用いて電流ブロック層を或長させる工程と、この電流
ブロック層にストライプを形成して不純物を拡散するこ
とにより電流通路を形成する工程と、三光束干渉露光法
およびウェットエッチングにより電流通路と直交する方
向に回折格子を形成する工程とを導入したものである。
半導体レーザ素子の製造方法において、半導体基板上に
気相成長法により半絶縁性あるいは半導体の逆バイアス
を用いて電流ブロック層を或長させる工程と、この電流
ブロック層にストライプを形成して不純物を拡散するこ
とにより電流通路を形成する工程と、三光束干渉露光法
およびウェットエッチングにより電流通路と直交する方
向に回折格子を形成する工程とを導入したものである。
（作 用）
請求項１の発明によれば、以上のように、半導体レーザ
素子を構威したので、半導体レーザ素子に電流を供給す
ることにより、不純物拡散によって形成された電流通路
にのみ電流が集中して流れ、内部電流狭搾型の半導体レ
ーザ素子となり、したがって、前記問題点が解決できる
。
素子を構威したので、半導体レーザ素子に電流を供給す
ることにより、不純物拡散によって形成された電流通路
にのみ電流が集中して流れ、内部電流狭搾型の半導体レ
ーザ素子となり、したがって、前記問題点が解決できる
。
また、請求項２の発明によれば、半導体レーザ素子の製
造方法において、以上のような工程を導人したので、半
導体基板上に気相成長により半絶縁性あるいは半導体の
逆バイアスを用いて形成した電流ブロック層にストライ
プの形成後、不純物を拡散し、電流通路を形成した後、
二光束干渉露光法とウェットエッチングにより、電流通
路に対して直交する方向に電流ブロック層が形成でき、
したがって、前記問題点を除去できる。
造方法において、以上のような工程を導人したので、半
導体基板上に気相成長により半絶縁性あるいは半導体の
逆バイアスを用いて形成した電流ブロック層にストライ
プの形成後、不純物を拡散し、電流通路を形成した後、
二光束干渉露光法とウェットエッチングにより、電流通
路に対して直交する方向に電流ブロック層が形成でき、
したがって、前記問題点を除去できる。
（実施例）
以下、この発明の半導体レーザ素子およびその製造方法
の実施例について図面に基づき説明する．第１図はこの
発明の半導体レーザ素子の斜視図であり、第２図（ａ）
〜第２図（ｅ）はその製造工程を説明するための工程断
面図である。
の実施例について図面に基づき説明する．第１図はこの
発明の半導体レーザ素子の斜視図であり、第２図（ａ）
〜第２図（ｅ）はその製造工程を説明するための工程断
面図である。
まず、第２図より、製造工程から説明する。第２図（ａ
）に示すように、Ｐ− １ｎＰ基板２１上に有機金属気
相成長法などの気相成長により、半絶縁性のＩｎＰある
いは半導体の逆バイアスを用いた電流ブロック層２２を
厚さ２〜３−ほど、エビタキシャル或長ずる。
）に示すように、Ｐ− １ｎＰ基板２１上に有機金属気
相成長法などの気相成長により、半絶縁性のＩｎＰある
いは半導体の逆バイアスを用いた電流ブロック層２２を
厚さ２〜３−ほど、エビタキシャル或長ずる。
次に、第２図中）に示すように、電流ブロック層？２上
にＳｉＯ■なとの酸化膜２３を形成した後、ホトリソエ
ッチングにより、幅２．０〜１． ５ ｎのストライプ
２４を逆メサ方向に形成する。
にＳｉＯ■なとの酸化膜２３を形成した後、ホトリソエ
ッチングにより、幅２．０〜１． ５ ｎのストライプ
２４を逆メサ方向に形成する。
その後、熱拡散もしくはイオン注入法などの不純物拡散
によりＺｎなとのＰ型になる不純物をこのストライプ２
４に拡散し、電流通路２５を形成する。
によりＺｎなとのＰ型になる不純物をこのストライプ２
４に拡散し、電流通路２５を形成する。
この不純物の拡散後、第２図（ｃ）に示すように、酸化
膜２３を除去した後に、三光束干渉露光法およびウェッ
トエンチングにより、電流通路２５に直交する方向に回
折格子２６を形成する。
膜２３を除去した後に、三光束干渉露光法およびウェッ
トエンチングにより、電流通路２５に直交する方向に回
折格子２６を形成する。
この回折格子２６のピッチは発振波長１．３ｎの場合に
約２０２０人、１．５５ｎの場合に２４００人である。
約２０２０人、１．５５ｎの場合に２４００人である。
回折格子２６の形成後、液相エビタキシャル或長法によ
り、第２図（ｄ）に示すように． Ｐ− ＩｎＧａＡｓ
Ｐガイド層２ ７ 、Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層２ ８
、ｎ−１ｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層２ ９
、ｎ−１ｎＰクラッド層３０、ｎｉｎＧａＡｓＰコンタ
クト層３１を順次結晶成長させて結晶層３４を形成する
． 最後に、第２図（ｅ）に示すように、ｎ− １ｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層３１上にＰ側電極３２を形成するとと
もに、Ｐ− Ｉｎ半導体基板２１の下面にｎ側電極３３
を形成する．かくして、第１図に示すごとき半導体レー
ザ素子３５が製造される。
り、第２図（ｄ）に示すように． Ｐ− ＩｎＧａＡｓ
Ｐガイド層２ ７ 、Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ活性層２ ８
、ｎ−１ｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層２ ９
、ｎ−１ｎＰクラッド層３０、ｎｉｎＧａＡｓＰコンタ
クト層３１を順次結晶成長させて結晶層３４を形成する
． 最後に、第２図（ｅ）に示すように、ｎ− １ｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層３１上にＰ側電極３２を形成するとと
もに、Ｐ− Ｉｎ半導体基板２１の下面にｎ側電極３３
を形成する．かくして、第１図に示すごとき半導体レー
ザ素子３５が製造される。
以上のようにして製造した半導体レーザ素子３５に順方
向電流を供給すると、不純物の拡散によって形成された
電流通路部２５のみに電流が集中するいわゆる内部電流
狭搾型の半導体レーザ素子となり、ウェットエッチング
などによって形成される従来の埋込み型に比べ、製造方
法が容易で、歩留りのよい素子を提供できるとともに、
従来例におけるブロック層とクラッド層の接触によるリ
ークパスの形成を防止できることになる。
向電流を供給すると、不純物の拡散によって形成された
電流通路部２５のみに電流が集中するいわゆる内部電流
狭搾型の半導体レーザ素子となり、ウェットエッチング
などによって形成される従来の埋込み型に比べ、製造方
法が容易で、歩留りのよい素子を提供できるとともに、
従来例におけるブロック層とクラッド層の接触によるリ
ークパスの形成を防止できることになる。
（発明の効果）
以上、詳細に説一明したように請求項ｌの発明によれば
、半導体基板上の電流ブロック層にストライプを形成し
て不純物を拡散して電流通路を形成するとともに、電流
通路に対して直交方向に回折格子を設けたので、通′常
のウエットエッチングと埋込み威長によって形成される
埋込み型半導体レーザ素子に比べ、エッチングによるメ
サ形状の不安定性とブロック層とクラッド層の接触によ
るリークバスを防止できるとともに、低閾値で高光出力
が得られ、しかも温度特性の向上が期待できる。
、半導体基板上の電流ブロック層にストライプを形成し
て不純物を拡散して電流通路を形成するとともに、電流
通路に対して直交方向に回折格子を設けたので、通′常
のウエットエッチングと埋込み威長によって形成される
埋込み型半導体レーザ素子に比べ、エッチングによるメ
サ形状の不安定性とブロック層とクラッド層の接触によ
るリークバスを防止できるとともに、低閾値で高光出力
が得られ、しかも温度特性の向上が期待できる。
また、請求項２の発明によれば、半導体基板上の電流ブ
ロック層にストライブを形成した後、不純物を拡散する
ことにより電流通路を形成し、この電流通路に対して直
交方向に二光束露光法をウエットエッチングにより、回
折格子を形成した後、結晶層を形成するようにしたので
、製造が容易で、歩留りの向上が期待できる。
ロック層にストライブを形成した後、不純物を拡散する
ことにより電流通路を形成し、この電流通路に対して直
交方向に二光束露光法をウエットエッチングにより、回
折格子を形成した後、結晶層を形成するようにしたので
、製造が容易で、歩留りの向上が期待できる。
第１図は・この発明の半導体レーザ素子の一実施例の斜
視図、第２図（ａ）ないし第２図（ｅ）はこの発明の半
導体レーザ素子の製造方法を説明するための工程断面図
、第３図（ａ）は従来の半導体レーザ素子の製造方法を
説明するための従来の半導体レーザ素子の一部断面斜視
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の円Ａの部分の拡大図
である。 ２１・・・Ｐ− Ｉｎ半導体基板、２２・・・電流ブロ
ック層、２３・・・酸化膜、２４・・・ストライブ、２
５・・・電流通路、２６・・・回折格子、２ ７ −Ｐ
−１ｎＧａＡｓＰ ， ２ ８ −Ｐ−１ｎＧａＡｓＰ
， ２ ９ −ｎ−１ｎＧａＡｓＰ ３ ０−ｎ
−１ｎＰクラフド層、３１・・・ｎ− ＴｎＧａＡｓＰ
コンタクト層、３４・・・結晶層、３５・・・半導体レ
ーザ素子。 ｒ’ｌｃ来ｆ）レーナ′二】乙細束斗ネ見図第 ３ 図
ｔｏノ ８ 第 ３ 図（ｂノ
視図、第２図（ａ）ないし第２図（ｅ）はこの発明の半
導体レーザ素子の製造方法を説明するための工程断面図
、第３図（ａ）は従来の半導体レーザ素子の製造方法を
説明するための従来の半導体レーザ素子の一部断面斜視
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の円Ａの部分の拡大図
である。 ２１・・・Ｐ− Ｉｎ半導体基板、２２・・・電流ブロ
ック層、２３・・・酸化膜、２４・・・ストライブ、２
５・・・電流通路、２６・・・回折格子、２ ７ −Ｐ
−１ｎＧａＡｓＰ ， ２ ８ −Ｐ−１ｎＧａＡｓＰ
， ２ ９ −ｎ−１ｎＧａＡｓＰ ３ ０−ｎ
−１ｎＰクラフド層、３１・・・ｎ− ＴｎＧａＡｓＰ
コンタクト層、３４・・・結晶層、３５・・・半導体レ
ーザ素子。 ｒ’ｌｃ来ｆ）レーナ′二】乙細束斗ネ見図第 ３ 図
ｔｏノ ８ 第 ３ 図（ｂノ
Claims (2)
- （１）（ａ）半導体基板上に形成された半絶縁性あるい
は半導体の逆バイアスを用いた電流ブロック層と、 （ｂ）この電流ブロック層に形成されたストライプに不
純物を拡散して形成した電流通路と、 （ｃ）この電流通路に対して直交方向に上記電流ブロッ
ク層に形成した回折格子と、 （ｄ）上記電流通路上および上記回折格子上に形成され
た結晶層と、 よりなる半導体レーザ素子。 - （２）（ａ）半導体基板上に気相成長により半絶縁性ま
たは半導体の逆バイアスを用いて電流ブロック層を形成
する工程と、 （ｂ）この電流ブロック層にストライプを形成して不純
物を拡散することにより電流通路を形成する工程と、 （ｃ）上記電流ブロック層において二光束露光法および
ウェットエッチングにより上記電流通路に対して直交方
向に回折格子を形成する工程と、 （ｄ）上記回折格子の形成後エピタキシャル成長法によ
り結晶層を形成する工程と、 よりなる半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP98890A JP2849423B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP98890A JP2849423B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206677A true JPH03206677A (ja) | 1991-09-10 |
| JP2849423B2 JP2849423B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=11488980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP98890A Expired - Lifetime JP2849423B2 (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849423B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003524901A (ja) * | 2000-02-24 | 2003-08-19 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電磁線を放出するための半導体構造素子およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-01-09 JP JP98890A patent/JP2849423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003524901A (ja) * | 2000-02-24 | 2003-08-19 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電磁線を放出するための半導体構造素子およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2849423B2 (ja) | 1999-01-20 |
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