JPH0427184A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH0427184A JPH0427184A JP13189490A JP13189490A JPH0427184A JP H0427184 A JPH0427184 A JP H0427184A JP 13189490 A JP13189490 A JP 13189490A JP 13189490 A JP13189490 A JP 13189490A JP H0427184 A JPH0427184 A JP H0427184A
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- Japan
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- layer
- semiconductor laser
- cladding layer
- etching
- etching stop
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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〕
本発明はＭＧａｌｎＰ系半導体レーザ素子のエツチング
ストップ層に関する。
ストップ層に関する。
単一横モードで発振するＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザ素子として第１図に示す構造を有するものが知られて
いる。第１図はＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子の
正面からみた模式断面図であり、第１図のようにこの素
子はＧａＡｓ基板ｌの上に第１クラッド層２．活性層３
．第２クラッド層４．エツチングストップ層５．第３ク
ラッド層６．コンタクト層７がこの順に形成されており
、第３クラッド層６とコンタクト層７に形成されたスト
ライブ状メサ部のレーザ光進行方向と平行な両側面を電
流狭窄層８で埋め込んである。この電流狭窄Ｎ８は光の
吸収層の役割を持っており，エッチングストップ層５上
の第３クラフト層６の正面から見た幅を適切に選ぶこと
により素子の安定な横モード発振を可能とし、さらに電
流が活性層３の一部に集中して流れ、発振しきい値電流
を低減させることができるものである。
ザ素子として第１図に示す構造を有するものが知られて
いる。第１図はＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子の
正面からみた模式断面図であり、第１図のようにこの素
子はＧａＡｓ基板ｌの上に第１クラッド層２．活性層３
．第２クラッド層４．エツチングストップ層５．第３ク
ラッド層６．コンタクト層７がこの順に形成されており
、第３クラッド層６とコンタクト層７に形成されたスト
ライブ状メサ部のレーザ光進行方向と平行な両側面を電
流狭窄層８で埋め込んである。この電流狭窄Ｎ８は光の
吸収層の役割を持っており，エッチングストップ層５上
の第３クラフト層６の正面から見た幅を適切に選ぶこと
により素子の安定な横モード発振を可能とし、さらに電
流が活性層３の一部に集中して流れ、発振しきい値電流
を低減させることができるものである。
このような半導体レーザ素子は高出力化に適した構造を
持っており、通常衣のようにして製造される。第２図１
ａ１〜（ｄ）はその主な工程順を示したものであり、第
１図と共通部分を同一符号で表わしである。まず基板１
（ｎ−ＧａＡｓ＋厚さ３００＃ｌｌ、キ中リア濃度
２ Ｘ １０”／ｃｄ）上に、減圧ＭＯＣＶＤ法（有機
金属気相成長法）を用いて第１クラフト層２（ｎ−（＾
ｌｏ、 Ｊａｏ、ｓ）ａ、５ｌｎｏ、 ＳＰ＋厚さ１４
．キャリア濃度５Ｘ１０’フ／ｄ〕、活性層３ （ｐ
−ｃａＯ，５Ｉｎｏ、 ｓＰ＋ 厚さ６．１ｕｍ）＋
第２クラッドＪｌｌ ４ （ｐ−（Ａｆ ＠、 ｔＧａ
ｏ、 ｓ）ｏ、 ｓｌｎ＋＋、ｓＰ＋厚さ０．３ｎ、キ
ャリア濃度１×１０”／ｃｄ） 、 エツチングスト
ップＮ５ ［ｐ−（ｋｌｏ、ｔＧａｏ、 ９）Ｉｌ、
５ｌｎｏ、ｓＰ＋厚さ４０Ａ、キャリア濃度１×１０
”／ｃｄ） 、第３クラッドＮ ６ （ｐ−（Ａｆ ｏ
、 ｔＧａｏ、 ｓ）ｏ、 ５１ｎｏ、ｓＰ＋ 厚さ０
．８７＋１１．キャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”／ｃｄ） 。
持っており、通常衣のようにして製造される。第２図１
ａ１〜（ｄ）はその主な工程順を示したものであり、第
１図と共通部分を同一符号で表わしである。まず基板１
（ｎ−ＧａＡｓ＋厚さ３００＃ｌｌ、キ中リア濃度
２ Ｘ １０”／ｃｄ）上に、減圧ＭＯＣＶＤ法（有機
金属気相成長法）を用いて第１クラフト層２（ｎ−（＾
ｌｏ、 Ｊａｏ、ｓ）ａ、５ｌｎｏ、 ＳＰ＋厚さ１４
．キャリア濃度５Ｘ１０’フ／ｄ〕、活性層３ （ｐ
−ｃａＯ，５Ｉｎｏ、 ｓＰ＋ 厚さ６．１ｕｍ）＋
第２クラッドＪｌｌ ４ （ｐ−（Ａｆ ＠、 ｔＧａ
ｏ、 ｓ）ｏ、 ｓｌｎ＋＋、ｓＰ＋厚さ０．３ｎ、キ
ャリア濃度１×１０”／ｃｄ） 、 エツチングスト
ップＮ５ ［ｐ−（ｋｌｏ、ｔＧａｏ、 ９）Ｉｌ、
５ｌｎｏ、ｓＰ＋厚さ４０Ａ、キャリア濃度１×１０
”／ｃｄ） 、第３クラッドＮ ６ （ｐ−（Ａｆ ｏ
、 ｔＧａｏ、 ｓ）ｏ、 ５１ｎｏ、ｓＰ＋ 厚さ０
．８７＋１１．キャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”／ｃｄ） 。
コンタクト層７ （ｐ−ＧａＡｓ＋厚さ０．５ｕ、キ
ャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”／ａＪ）を順次成長させる〔第
２図ｔｎｌ）。
ャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”／ａＪ）を順次成長させる〔第
２図ｔｎｌ）。
次にこの積層体の上面全面にＳｉｎｇ膜９をスバンタに
より付着させ、フォトレジストを塗布してバターニング
し、幅５−のＳＩＯ□膜９をストライブ状に形成してレ
ジストを除去した後、５ｔｏｚ＃９をマスクとして、は
じめに燐酸系エツチング液を用いてコンタクト１１７を
メサ状にエツチングし、続いて塩酸系エツチング液によ
り第３クラッド層６もメサ状にエツチングしてストライ
プ状メサ部を形成する〔第２図Ｃｂ１）。
より付着させ、フォトレジストを塗布してバターニング
し、幅５−のＳＩＯ□膜９をストライブ状に形成してレ
ジストを除去した後、５ｔｏｚ＃９をマスクとして、は
じめに燐酸系エツチング液を用いてコンタクト１１７を
メサ状にエツチングし、続いて塩酸系エツチング液によ
り第３クラッド層６もメサ状にエツチングしてストライ
プ状メサ部を形成する〔第２図Ｃｂ１）。
次いでＳｈｏｗ膜９を付着させたまま、再度減圧ＭＯＣ
ＶＤ法を用いてｉ流狭窄Ｎ８ （ｎ−ＧａＡｓ、キャ
リア濃度１ ｘｌＯ”／ａｄ）をメサ部の両側に選択成
長させる〔第２図（Ｃ）〕。そしてＳｉｎｇ膜９を除去
し、さらにＭＯＣＶＤ法を用いてｐコンタクト層を３μ
再成長させ、始めのコンタクト層７と一体となるように
コンタクト層を形成して第１図に示した半導体レーザ素
子を得ることができる〔第２図ｆｄｌ）。
ＶＤ法を用いてｉ流狭窄Ｎ８ （ｎ−ＧａＡｓ、キャ
リア濃度１ ｘｌＯ”／ａｄ）をメサ部の両側に選択成
長させる〔第２図（Ｃ）〕。そしてＳｉｎｇ膜９を除去
し、さらにＭＯＣＶＤ法を用いてｐコンタクト層を３μ
再成長させ、始めのコンタクト層７と一体となるように
コンタクト層を形成して第１図に示した半導体レーザ素
子を得ることができる〔第２図ｆｄｌ）。
しかしながら、以上の方法によりｕＧａＴｎＰ系の半導
体レーザ素子を製造するとき次のような問題がある。そ
れは第２図山）の過程で電流狭窄層８を形成する領域を
エツチングする際，エッチングストップＮ５と第３クラ
ッド層６のエツチング速度比が小さく、第３クラッド層
６を所定の位置で停止させるのが難しいことである。第
３クラッド層６をエツチングストップ層５より活性層３
側に近い方でエツチングを停止させると、電流狭窄層８
の光の吸収が大きくなって素子特性の劣化を招き、これ
とは反対にエツチングストップ層５よりコンタクト層７
側に近い方でエツチングを停止させると、素子の安定な
横モード発振を得難くなる。
体レーザ素子を製造するとき次のような問題がある。そ
れは第２図山）の過程で電流狭窄層８を形成する領域を
エツチングする際，エッチングストップＮ５と第３クラ
ッド層６のエツチング速度比が小さく、第３クラッド層
６を所定の位置で停止させるのが難しいことである。第
３クラッド層６をエツチングストップ層５より活性層３
側に近い方でエツチングを停止させると、電流狭窄層８
の光の吸収が大きくなって素子特性の劣化を招き、これ
とは反対にエツチングストップ層５よりコンタクト層７
側に近い方でエツチングを停止させると、素子の安定な
横モード発振を得難くなる。
実際に塩酸系のエツチング液を用いて、直径２インチの
ＧａＡｓウェハ上に、第２図（ａｌのように積層膜を形
成してエツチングを行ない、その積層膜の断面をＳＥＭ
を用いて観察し，エッチングストップ層５でエツチング
が停止しているかどうかの確認を行なった結果は、ウェ
ハ全面の５２％の部分がエツチングストップ層５で停止
しておらず、所定の位置でエツチングが停止しているの
は４８％に過ぎない。このように、従来のＩＶＧａｌｎ
Ｐ系の半導体レーザ素子は製造歩留まりが低いという問
題を持っている。
ＧａＡｓウェハ上に、第２図（ａｌのように積層膜を形
成してエツチングを行ない、その積層膜の断面をＳＥＭ
を用いて観察し，エッチングストップ層５でエツチング
が停止しているかどうかの確認を行なった結果は、ウェ
ハ全面の５２％の部分がエツチングストップ層５で停止
しておらず、所定の位置でエツチングが停止しているの
は４８％に過ぎない。このように、従来のＩＶＧａｌｎ
Ｐ系の半導体レーザ素子は製造歩留まりが低いという問
題を持っている。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的はエツチングによって第３クラッド層を所定の位置に
停止させることが可能なエツチングストップ層を有し、
高い歩留まりが得られるＡＪＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザ素子を提供することにある。
的はエツチングによって第３クラッド層を所定の位置に
停止させることが可能なエツチングストップ層を有し、
高い歩留まりが得られるＡＪＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザ素子を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明のｕＧａｌｎＰ系
の半導体レーザ素子は、エツチング液（ンプ層をＡｊｌ
ＩＧａ＋−ｘ Ａｓ （ｘ≧０．４）として形成したも
のである。
の半導体レーザ素子は、エツチング液（ンプ層をＡｊｌ
ＩＧａ＋−ｘ Ａｓ （ｘ≧０．４）として形成したも
のである。
本発明のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子は以上の
構成とすることにより、第３クラッド層とエツチングス
トップ層とのエツチング速度比が大きくなり、エツチン
グの際に第３クラッド層を所定の位置に停止させること
が可能であり、しかもエツチングストップ層のｋｌ＆Ｉ
ｌ成を０，４以上としたために、レーザ光を吸収する損
失は、従来のエツチングストップ層と同程度を維持し、
良好な特性を持つＡｆＧａｌｎＰ系半導体レーザ素子を
歩留まりよく得ることができる。
構成とすることにより、第３クラッド層とエツチングス
トップ層とのエツチング速度比が大きくなり、エツチン
グの際に第３クラッド層を所定の位置に停止させること
が可能であり、しかもエツチングストップ層のｋｌ＆Ｉ
ｌ成を０，４以上としたために、レーザ光を吸収する損
失は、従来のエツチングストップ層と同程度を維持し、
良好な特性を持つＡｆＧａｌｎＰ系半導体レーザ素子を
歩留まりよく得ることができる。
（実施例〕
以下本発明を実施例に基づき説明する。
本発明のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子は，エッ
チングストップ層５を従来のＩＶＧａｌｎＰからＭ、ｌ
Ｇａ、−ｘＡｓ （ｘ≧０．４）に組成を変更したのみ
であり、素子構成は基本的に第１図のものと同じである
。
チングストップ層５を従来のＩＶＧａｌｎＰからＭ、ｌ
Ｇａ、−ｘＡｓ （ｘ≧０．４）に組成を変更したのみ
であり、素子構成は基本的に第１図のものと同じである
。
また、製造方法も第２図（ａｌ〜＋ｄ＋に示したのと基
本的に同じであるから、ここでは素子の構成を示す模式
断面図と製造工程図およびこれらの説明を省略する。
本的に同じであるから、ここでは素子の構成を示す模式
断面図と製造工程図およびこれらの説明を省略する。
実際にエツチングストップ層５をｐ型ｋ１６．４５Ｇａ
ｓ、 ５ｓＡｓとし、第２図ｔａ＋、 （ｂｌで説明し
たように、ＭＯＣＶＤ法を用い、２インチウェハ上にエ
ピタキシャル成長を行なった後、塩酸系エツチング液に
よるエツチングを施して、その積層膜の断面をＳＥＭで
観察した結果、ウェハ全面のエツチングストップＮ５で
エツチングが停止しているのを確認することができた。
ｓ、 ５ｓＡｓとし、第２図ｔａ＋、 （ｂｌで説明し
たように、ＭＯＣＶＤ法を用い、２インチウェハ上にエ
ピタキシャル成長を行なった後、塩酸系エツチング液に
よるエツチングを施して、その積層膜の断面をＳＥＭで
観察した結果、ウェハ全面のエツチングストップＮ５で
エツチングが停止しているのを確認することができた。
これは従来に比べて倍以上歩留まりが向上したことにな
る。゛これは塩酸系エツチング液は第３クラッド層６で
ある（Ａ７６． ｑＧａｏ、 ｓ）。、ＳＩｎ、、、Ｐ
を０．１μ／分でエツチングするのに対し、Ａ７ ａ、
４ｓＧａａ、 ８８ＡＳのエツチングストップ１ｅｔ
ｓは塩酸系エツチング液ではエツチングされないからで
ある。
る。゛これは塩酸系エツチング液は第３クラッド層６で
ある（Ａ７６． ｑＧａｏ、 ｓ）。、ＳＩｎ、、、Ｐ
を０．１μ／分でエツチングするのに対し、Ａ７ ａ、
４ｓＧａａ、 ８８ＡＳのエツチングストップ１ｅｔ
ｓは塩酸系エツチング液ではエツチングされないからで
ある。
次にこのようにして得られた本発明の半導体レーザ素子
の特性を従来素子の特性と比較したが、従来素子の良好
な特性を有するものと変りなく、安定な縦モード発振を
示し、横モード発振および発振しきい値電流なども良好
な値を得ることができた。
の特性を従来素子の特性と比較したが、従来素子の良好
な特性を有するものと変りなく、安定な縦モード発振を
示し、横モード発振および発振しきい値電流なども良好
な値を得ることができた。
以上述べてきたように、本発明のＡＪＧａｌｎＰ系半導
体レーザ素子は、良好な素子特性を損なうことなく製造
歩留まりを大幅に向上させることができる。
体レーザ素子は、良好な素子特性を損なうことなく製造
歩留まりを大幅に向上させることができる。
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子は、従来エツチング
ストップ層に、ｐ−（Ａ７ ｓ、 ＋Ｇａ＊、 ＊）ｏ
、 ｓ Ｉｎ・、 ５ＰＡｊ ＩｎＰを用いており，エ
ッチングストップ層と第３クラッド層とのエツチング速
度比が小さく、第３クラッド層を所定の位置にストップ
エツチングすることが難しかったが、本発明では実施例
で述べた如く，エッチングストップ層にＭゆ、 ４Ｓｃ
ａ＠、 ｓｓ＾Ｓを用いたことにより，エッチングスト
ップ層と第３クラッド層とのエツチング速度比が大きく
、第３クラッド層を所定の位置にストップエツチングす
ることが容易となることから、従来の良特性レベルの素
子を再現性よく、しかも極めて高い歩留まりのもとに得
ることが可能となった。
ストップ層に、ｐ−（Ａ７ ｓ、 ＋Ｇａ＊、 ＊）ｏ
、 ｓ Ｉｎ・、 ５ＰＡｊ ＩｎＰを用いており，エ
ッチングストップ層と第３クラッド層とのエツチング速
度比が小さく、第３クラッド層を所定の位置にストップ
エツチングすることが難しかったが、本発明では実施例
で述べた如く，エッチングストップ層にＭゆ、 ４Ｓｃ
ａ＠、 ｓｓ＾Ｓを用いたことにより，エッチングスト
ップ層と第３クラッド層とのエツチング速度比が大きく
、第３クラッド層を所定の位置にストップエツチングす
ることが容易となることから、従来の良特性レベルの素
子を再現性よく、しかも極めて高い歩留まりのもとに得
ることが可能となった。
第１図はＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子の模式断面
図、第２図１ａ１〜（ｄ）は同じくその製造工程図であ
る。 １；基板、２：第１クラッド層、３：活性層、４：第２
クラッド層、５：エツチングストップ層、６：第３クラ
ッド層、７：コンタクト層、８：電ｉｌ１図
図、第２図１ａ１〜（ｄ）は同じくその製造工程図であ
る。 １；基板、２：第１クラッド層、３：活性層、４：第２
クラッド層、５：エツチングストップ層、６：第３クラ
ッド層、７：コンタクト層、８：電ｉｌ１図
Claims (1)
- １）半導体基板の一主面上に順次形成された第１クラッ
ド層，活性層，第２クラッド層，エッチングストップ層
，第３クラッド層およびコンタクト層を有し、前記第３
クラッド層のメサ部と前記コンタクト層の一部が突出し
て接触する領域のレーザ光進行方向と平行な両側面に、
前記第３クラッド層とは逆導電型の電流狭窄層を埋め込
んだＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子であって、前
記エッチングストップ層としてＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿
ｘＡｓ（ｘ≧０．４）を用いたことを特徴とする半導体
レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189490A JPH0427184A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189490A JPH0427184A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0427184A true JPH0427184A (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15068642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13189490A Pending JPH0427184A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0427184A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06209141A (ja) * | 1992-11-05 | 1994-07-26 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体リッジ導波路構造およびその製造方法 |
| US6631148B1 (en) | 1999-03-03 | 2003-10-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser and a manufacturing method for the same |
| US7479467B2 (en) | 2003-11-21 | 2009-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High thermally conductive aluminum nitride sintered product |
| CN102401573A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-04-04 | 大连易世达新能源发展股份有限公司 | 一种用于水泥窑旁路放风烟气余热发电的取风系统 |
| US8893892B2 (en) | 2005-12-07 | 2014-11-25 | Taiheiyo Cement Corporation | Apparatus and method for removing unburned carbon from fly ash |
| US9399598B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-07-26 | Taiheiyo Cement Corporation | Method for removal of radioactive cesium and facility therefor |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP13189490A patent/JPH0427184A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06209141A (ja) * | 1992-11-05 | 1994-07-26 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体リッジ導波路構造およびその製造方法 |
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| CN102401573A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-04-04 | 大连易世达新能源发展股份有限公司 | 一种用于水泥窑旁路放风烟气余热发电的取风系统 |
| US9399598B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-07-26 | Taiheiyo Cement Corporation | Method for removal of radioactive cesium and facility therefor |
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