JPH04180686A - ウィンドウ構造半導体レーザの製造方法 - Google Patents
ウィンドウ構造半導体レーザの製造方法Info
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- JPH04180686A JPH04180686A JP30958790A JP30958790A JPH04180686A JP H04180686 A JPH04180686 A JP H04180686A JP 30958790 A JP30958790 A JP 30958790A JP 30958790 A JP30958790 A JP 30958790A JP H04180686 A JPH04180686 A JP H04180686A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高出力動作に適するウィンドウ構造半導体レー
ザの製造方法に関する。
ザの製造方法に関する。
半導体レーザは光通信・光情報処理用光源等に広く用い
られている。光情報処理用光源に用いられる短波長系半
導体レーザにはキャタストロフィクオプティ力ルダメー
ジ（ＣＯＤ）と呼ばれる端面破壊が起こり、高出力動作
上の大きな問題があり、種々のウィンドウ構造半導体レ
ーザが研究開発及び試作されている。
られている。光情報処理用光源に用いられる短波長系半
導体レーザにはキャタストロフィクオプティ力ルダメー
ジ（ＣＯＤ）と呼ばれる端面破壊が起こり、高出力動作
上の大きな問題があり、種々のウィンドウ構造半導体レ
ーザが研究開発及び試作されている。
ウィンドウ構造半導体レーザの単純な概念図を第３図に
示す、レーザ共振器端面６０の近傍６１には、活性層よ
りバンドギャップの大きな材料を配し、光の吸収を押え
るものである。その最も単純な構成は端面近傍において
活性層４０を消失させることである。しかしながら、一
般には活性層を部分的に消失させるには一様に形成され
た活性層を部分的に除去するアロセスや、除去後にバン
ドギャップの大きな半導体層を付加する等の複雑な製造
プロセスを必要とする。このため、−様に作製した活性
層のバンドギャップを部分的に高める製造プロセス等が
その解決策としてとられてもいる。しかしながら、活性
層をエピタキシャル成長する際に部分的かつ自動的に消
失する工程を確立すれば容易に第３図に記載されたウィ
ンドウ構造を形成でき、除去等の製造プロセスを必要と
しなくなる０本発明の目的は、レーザ共振器端面近傍に
おける活性層の消失を、活性層のエピタキシャル成長工
程で行なえるようにしたウィンドウ構造半導体レーザの
製造方法を提供することにある。
示す、レーザ共振器端面６０の近傍６１には、活性層よ
りバンドギャップの大きな材料を配し、光の吸収を押え
るものである。その最も単純な構成は端面近傍において
活性層４０を消失させることである。しかしながら、一
般には活性層を部分的に消失させるには一様に形成され
た活性層を部分的に除去するアロセスや、除去後にバン
ドギャップの大きな半導体層を付加する等の複雑な製造
プロセスを必要とする。このため、−様に作製した活性
層のバンドギャップを部分的に高める製造プロセス等が
その解決策としてとられてもいる。しかしながら、活性
層をエピタキシャル成長する際に部分的かつ自動的に消
失する工程を確立すれば容易に第３図に記載されたウィ
ンドウ構造を形成でき、除去等の製造プロセスを必要と
しなくなる０本発明の目的は、レーザ共振器端面近傍に
おける活性層の消失を、活性層のエピタキシャル成長工
程で行なえるようにしたウィンドウ構造半導体レーザの
製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するための本発明のウィンドウ構造半導
体レーザの製造方法は、２つの選択エピタキシャル成長
用のマスクにより挟まれたストライプ状の窓領域がスト
ライプ方向で幅が周期的に異なる形状のマスクパターン
が形成された半導体ウェハ上に、有機金属気相成長法ま
たは分子線エピタキシ、ガスソース分子線エピタキシ法
あるいはケミカルビームエピタキシ法等により活性層を
含む半導体レーザの多層へテロ構造をエピタキシャル成
長することにより、前記活性層を前記ストライプ状の窓
領域内で周期的に存在・消失せしめ、前記活性層が消失
した部分において、レーザ共振器端面を形成することを
特徴とする６また、選択エピタキシャル成長を行なう際
選択エピタキシャル用のマスクパターン上に多結晶が析
出し、上記手段に障害が生じる場合においては、エピタ
キシャル成長に用いる原料ガス中にハロゲン元素を含む
ガス及び原料を付加し、上記手段が有効に幅広く応用で
きるようにする手段をも与えるものである。
体レーザの製造方法は、２つの選択エピタキシャル成長
用のマスクにより挟まれたストライプ状の窓領域がスト
ライプ方向で幅が周期的に異なる形状のマスクパターン
が形成された半導体ウェハ上に、有機金属気相成長法ま
たは分子線エピタキシ、ガスソース分子線エピタキシ法
あるいはケミカルビームエピタキシ法等により活性層を
含む半導体レーザの多層へテロ構造をエピタキシャル成
長することにより、前記活性層を前記ストライプ状の窓
領域内で周期的に存在・消失せしめ、前記活性層が消失
した部分において、レーザ共振器端面を形成することを
特徴とする６また、選択エピタキシャル成長を行なう際
選択エピタキシャル用のマスクパターン上に多結晶が析
出し、上記手段に障害が生じる場合においては、エピタ
キシャル成長に用いる原料ガス中にハロゲン元素を含む
ガス及び原料を付加し、上記手段が有効に幅広く応用で
きるようにする手段をも与えるものである。
本発明の作用を第２図を用いて説明する。選択エピタキ
シャル成長においては、成長層の形状はある面方位によ
り決まる特徴を呈する。第２図は（００１）ウェハ１０
上に（１１０）方向に長いストライプ状の窓領域２０ａ
をもつマスク２ｏを用いて選択エピタキシャル成長した
ときの様子を示す。窓領域の２０ａの幅により、ある厚
さのエピタキシャル層を形成した場合、厚さに差が生じ
る、幅が狭いときには三角形状の成長が行なわれ、その
状態で成長は停止する。−万福が広い時にはまた台形形
状にあり、さらに、その上にエピタキシャル成長が可能
である。当然成長を続ければ同様に三角形状をなし成長
が停止する。三角形状と台形形状が混存する状況下で活
性層を成長すれば、第２図に示すように台形形状のメサ
上には活性層が存在し、三角形状のメサ上には活性層は
エピタキシャル成長しない、この状況をレーザの共振器
方向に生じさせるものが本発明の根本的な手段である。
シャル成長においては、成長層の形状はある面方位によ
り決まる特徴を呈する。第２図は（００１）ウェハ１０
上に（１１０）方向に長いストライプ状の窓領域２０ａ
をもつマスク２ｏを用いて選択エピタキシャル成長した
ときの様子を示す。窓領域の２０ａの幅により、ある厚
さのエピタキシャル層を形成した場合、厚さに差が生じ
る、幅が狭いときには三角形状の成長が行なわれ、その
状態で成長は停止する。−万福が広い時にはまた台形形
状にあり、さらに、その上にエピタキシャル成長が可能
である。当然成長を続ければ同様に三角形状をなし成長
が停止する。三角形状と台形形状が混存する状況下で活
性層を成長すれば、第２図に示すように台形形状のメサ
上には活性層が存在し、三角形状のメサ上には活性層は
エピタキシャル成長しない、この状況をレーザの共振器
方向に生じさせるものが本発明の根本的な手段である。
第１図を用いてさらに説明していく。半導体ウェハ１０
上には選択エピタキシャル用マスク２０により形成され
た幅が周期的に変化するマスクパターンが形成されてい
る（第１図（ａ））。Ａの領域は幅がせまく、Ｂの領域
で広くなっている。
上には選択エピタキシャル用マスク２０により形成され
た幅が周期的に変化するマスクパターンが形成されてい
る（第１図（ａ））。Ａの領域は幅がせまく、Ｂの領域
で広くなっている。
このマスク上に選択エピタキシャル成長すると、エピタ
キシャル成長層３０は、第１図（ｂ）に示すように、幅
のせまいＡ領域では三角形状に、Ｂ領域では台形状にな
る。この状況下で活性層をエピタキシャル成長すればＢ
領域にのみ活性層が存在する。さらに活性層上にエピタ
キシャル成長をした後に選択エピタキシャル用マスクを
除去し、−様にエピタキシャル成長層をウェハ全体に形
成すれば、第３図に示したウィンドウ構造半導体レーザ
が作製される。当然、共振器端面はＡの領域でへき開に
より形成する。
キシャル成長層３０は、第１図（ｂ）に示すように、幅
のせまいＡ領域では三角形状に、Ｂ領域では台形状にな
る。この状況下で活性層をエピタキシャル成長すればＢ
領域にのみ活性層が存在する。さらに活性層上にエピタ
キシャル成長をした後に選択エピタキシャル用マスクを
除去し、−様にエピタキシャル成長層をウェハ全体に形
成すれば、第３図に示したウィンドウ構造半導体レーザ
が作製される。当然、共振器端面はＡの領域でへき開に
より形成する。
〔実施例〕
以下実施例を用いて説明する。ＧａＡｓウェハエ０上に
、最初に、第１図（ａ）に示すように、選択エピタキシ
ャル用マスク２０を５ｉ０２で形成した。窓領域幅は、
狭いＡの領域ては２μｍ、Ｂの領域では５μｍとした。
、最初に、第１図（ａ）に示すように、選択エピタキシ
ャル用マスク２０を５ｉ０２で形成した。窓領域幅は、
狭いＡの領域ては２μｍ、Ｂの領域では５μｍとした。
このウェハ上にＧａＯ，５ｒ ｎｏ、５ Ｐでなる厚さ
１．５μｍのｎ型のクラッド層、 Ｇ ａｐ、ｇ７Ｉ
ｎＯ，１３Ａ Ｓ Ｏ，７５Ｐ Ｏ，２５でなる厚さ８
００Ａの活性層、Ｇａ（、，５Ｉｎ（、，５ＰでなるＰ
型のクラッド層、ＧａＡｓでなる厚さ０．３μｍのキャ
ップ層を形成した、このときＡ領域ではｎ型のクラッド
層を成長した時点で三角形状を呈し、活性層はＡ領域か
ら消失した。さらに選択エピタキシャル用マスクを除去
後、ｎ型のＧａ（、，５Ｉ ｎＯ，５Ｐでなる層とＰ型
ＧａＡｓでなる層を一様に積層し、Ｚｎ拡散により電流
注入領域を決定した。
１．５μｍのｎ型のクラッド層、 Ｇ ａｐ、ｇ７Ｉ
ｎＯ，１３Ａ Ｓ Ｏ，７５Ｐ Ｏ，２５でなる厚さ８
００Ａの活性層、Ｇａ（、，５Ｉｎ（、，５ＰでなるＰ
型のクラッド層、ＧａＡｓでなる厚さ０．３μｍのキャ
ップ層を形成した、このときＡ領域ではｎ型のクラッド
層を成長した時点で三角形状を呈し、活性層はＡ領域か
ら消失した。さらに選択エピタキシャル用マスクを除去
後、ｎ型のＧａ（、，５Ｉ ｎＯ，５Ｐでなる層とＰ型
ＧａＡｓでなる層を一様に積層し、Ｚｎ拡散により電流
注入領域を決定した。
上記のエピタキシャル成長は減圧７０Ｔｏｒｒでの有機
金属気相成長法により行った。上述の材料系はＧａＡｓ
に格子整合するＩｎＧａＡｓＰ系である。しかしながら
ＧａＡｓ上のＡｌＧａＡｓ系によるレーザには選択エピ
タキシャル用マスク上に多結晶が析出するため、７０Ｔ
ｏ ｒ ｒの減圧有機金属気相成長法では所望の形状が
得られない。そこでＡ Ｉ ＧａＡｓ系のレーザに対し
ては以下の実施方法によってウィンドウ構造レーザを試
作した。
金属気相成長法により行った。上述の材料系はＧａＡｓ
に格子整合するＩｎＧａＡｓＰ系である。しかしながら
ＧａＡｓ上のＡｌＧａＡｓ系によるレーザには選択エピ
タキシャル用マスク上に多結晶が析出するため、７０Ｔ
ｏ ｒ ｒの減圧有機金属気相成長法では所望の形状が
得られない。そこでＡ Ｉ ＧａＡｓ系のレーザに対し
ては以下の実施方法によってウィンドウ構造レーザを試
作した。
半導体ウェハ１０としてはＧａＡｓ基板上にＧａｏ、ｓ
ｒ ｎＯ，５Ｐか一様に成長されたエピタキシャル成
長ウェハを用いた。マスクのパターンの形成に関しては
前述と同じである。選択エピタキシャル用マスクを形成
した半導体ウェハ上にＡ Ｉ （１，４Ｇ ａ Ｏ，６
Ａ Ｓでなる厚さ１．５μｍのｎ型クラッド層、ＧａＡ
ｓでなる厚さ８００への活性層、Ａ Ｉ（、，４Ｇａ□
、６ Ａｓでなる厚さ１．ｔｚｍのＰ型のクラッド層、
ＧａＡｓでなる厚さ０．３μｍのキャップ層を形成した
。この結晶成長の工程においては少量のＨ２で希釈した
ＨＣβガスを原料ガスとともに反応管に導入した。これ
により７０ Ｔ ｏ ｒ ｒの減圧有機金属気相成長法
によっても選択エピタキシャル用マスク上への多結晶析
出が防げ、所望の形状が得られるようになった６選択エ
ピタキシャル用マスクを除去後、ｎ型のＡ １０．４０
ａｏ、６ Ａｓでなる層とＰ型のＧａＡｓでなる層を一
様に積層し、ＩｎＧａＡｓＰ／ＧａＡｓレーザの実施例
のときと同様にＺｎ拡散により電流注入領域を制限し半
導体レーザとした。
ｒ ｎＯ，５Ｐか一様に成長されたエピタキシャル成
長ウェハを用いた。マスクのパターンの形成に関しては
前述と同じである。選択エピタキシャル用マスクを形成
した半導体ウェハ上にＡ Ｉ （１，４Ｇ ａ Ｏ，６
Ａ Ｓでなる厚さ１．５μｍのｎ型クラッド層、ＧａＡ
ｓでなる厚さ８００への活性層、Ａ Ｉ（、，４Ｇａ□
、６ Ａｓでなる厚さ１．ｔｚｍのＰ型のクラッド層、
ＧａＡｓでなる厚さ０．３μｍのキャップ層を形成した
。この結晶成長の工程においては少量のＨ２で希釈した
ＨＣβガスを原料ガスとともに反応管に導入した。これ
により７０ Ｔ ｏ ｒ ｒの減圧有機金属気相成長法
によっても選択エピタキシャル用マスク上への多結晶析
出が防げ、所望の形状が得られるようになった６選択エ
ピタキシャル用マスクを除去後、ｎ型のＡ １０．４０
ａｏ、６ Ａｓでなる層とＰ型のＧａＡｓでなる層を一
様に積層し、ＩｎＧａＡｓＰ／ＧａＡｓレーザの実施例
のときと同様にＺｎ拡散により電流注入領域を制限し半
導体レーザとした。
本実施例では半導体レーザの多層膜へテロ構造のエピタ
キシャル成長は有機金属気相成長法を用いたが、分子線
エピタキシ法（ＭＢＥ）、ガスソース分子線エピタキシ
ャル法、あるいはケミカルビームエピタキシ法を用いて
もよい。
キシャル成長は有機金属気相成長法を用いたが、分子線
エピタキシ法（ＭＢＥ）、ガスソース分子線エピタキシ
ャル法、あるいはケミカルビームエピタキシ法を用いて
もよい。
以上説明したように、エピタキシャル成長中に活性層を
周期的に存損消失せしめることが容易にでき、第３図に
記載される最も単純なウィンドウ構造半導体レーザを工
程数を少なくして作製できる。
周期的に存損消失せしめることが容易にでき、第３図に
記載される最も単純なウィンドウ構造半導体レーザを工
程数を少なくして作製できる。
第１図は本発明の製造方法の簡単な説明図、第２図は本
発明の作用を表わす簡単な説明図、第３図はウィンドウ
構造半導体レーザの単純な概念図である。 １０・・・半導体ウェハ、２０・・・選択エピタキシャ
ル用マスク、３０．５０・・・エピタキシャル層、４０
・・・活性層である。
発明の作用を表わす簡単な説明図、第３図はウィンドウ
構造半導体レーザの単純な概念図である。 １０・・・半導体ウェハ、２０・・・選択エピタキシャ
ル用マスク、３０．５０・・・エピタキシャル層、４０
・・・活性層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ストライプ状の開口部（窓領域）がストライプ長手
方向で幅が周期的に異なるパターンを有する選択エピタ
キシャル用マスクを半導体ウェハ上に形成する工程と、
ウェハ上の１層目の半導体層の断面形状が、幅の狭い窓
領域で三角形、幅の広い窓領域で台形状となるようエピ
タキシャル成長し、さらに続いて台形状半導体層上に活
性層を含む多層構造を積層する選択エピタキシャル成長
工程と、前記選択エピタキシャル用マスクを除去した後
、再度エピタキシャル成長し、前記活性層を含む半導体
層を埋め込む工程と、前記幅の狭い窓領域部分で個々の
チップに分離する工程とを少くとも備えたことを特徴と
するウィンドウ構造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、
前記選択エピタキシャル成長工程を、ハロゲン元素を含
むガス、あるいはハロゲン元素を分子に含む有機原料を
添加あるいは使用した有機金属気相成長法により行うこ
とを特徴とするウィンドウ構造半導体レーザの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30958790A JP2669142B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | ウィンドウ構造半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30958790A JP2669142B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | ウィンドウ構造半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04180686A true JPH04180686A (ja) | 1992-06-26 |
| JP2669142B2 JP2669142B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17994832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30958790A Expired - Fee Related JP2669142B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | ウィンドウ構造半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669142B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07226566A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Nec Corp | 量子井戸半導体レーザおよびその製造方法 |
| US5574742A (en) * | 1994-05-31 | 1996-11-12 | Lucent Technologies Inc. | Tapered beam expander waveguide integrated with a diode laser |
| US6736895B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-05-18 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Silicon crystallization method |
| KR100491990B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2005-05-30 | 가부시끼가이샤 도시바 | 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크 |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP30958790A patent/JP2669142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07226566A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Nec Corp | 量子井戸半導体レーザおよびその製造方法 |
| US5574742A (en) * | 1994-05-31 | 1996-11-12 | Lucent Technologies Inc. | Tapered beam expander waveguide integrated with a diode laser |
| US5720893A (en) * | 1994-05-31 | 1998-02-24 | Lucent Technologies Inc. | Tapered beam expander waveguide integrated with a diode lasesr |
| US6736895B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-05-18 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Silicon crystallization method |
| KR100558678B1 (ko) * | 2001-06-01 | 2006-03-10 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 폴리실리콘 결정화방법 |
| US7193240B2 (en) | 2001-06-01 | 2007-03-20 | L.G.Philips Lcd Co., Ltd. | Sequential lateral solidification mask with stripe-shaped portions for transmitting laser light |
| KR100491990B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2005-05-30 | 가부시끼가이샤 도시바 | 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2669142B2 (ja) | 1997-10-27 |
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