JPH04369882A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH04369882A JPH04369882A JP14614491A JP14614491A JPH04369882A JP H04369882 A JPH04369882 A JP H04369882A JP 14614491 A JP14614491 A JP 14614491A JP 14614491 A JP14614491 A JP 14614491A JP H04369882 A JPH04369882 A JP H04369882A
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- Japan
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- stripe groove
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Links
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
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- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 7
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液相成長法を用いる半導
体レーザの製造方法に関する。
体レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザの構造の１つに、図
２に示すＶＳＩＳ（Ｖ−ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ ｉｎｎｅｒ ｌａｓｅｒ）レーザがあり、
例えばＪｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ，５３（１１），１９８２，Ｐ．７２２４〜７２３４
に記載されている。
２に示すＶＳＩＳ（Ｖ−ｃｈａｎｎｅｌｅｄ ｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ ｉｎｎｅｒ ｌａｓｅｒ）レーザがあり、
例えばＪｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ，５３（１１），１９８２，Ｐ．７２２４〜７２３４
に記載されている。
【０００３】斯る半導体レーザは以下のように製造され
る。
る。
【０００４】先ず、ｐ型ＧａＡｓからなる基板（１）上
にｎ型ＧａＡｓからなるブロック層（２）が積層される
とともに、斯るブロック層（２）に基板（１）まで達す
る深さのストライプ溝（３）がエッチング形成される。
にｎ型ＧａＡｓからなるブロック層（２）が積層される
とともに、斯るブロック層（２）に基板（１）まで達す
る深さのストライプ溝（３）がエッチング形成される。
【０００５】次に、ストライプ溝（３）内を含んで、ブ
ロック層（２）上に、ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓからな
るｐ型クラッド層（４）、アンドープＡｌｘＧａ１−ｘ
Ａｓ（ｘ＜ｙ）からなる活性層（５）、ｎ型ＡｌｙＧａ
１−ｙＡｓからなるｎ型クラッド層（６）、ｎ型ＧａＡ
ｓからなるキャップ層（７）が、順次液相成長される。
ロック層（２）上に、ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓからな
るｐ型クラッド層（４）、アンドープＡｌｘＧａ１−ｘ
Ａｓ（ｘ＜ｙ）からなる活性層（５）、ｎ型ＡｌｙＧａ
１−ｙＡｓからなるｎ型クラッド層（６）、ｎ型ＧａＡ
ｓからなるキャップ層（７）が、順次液相成長される。
【０００６】最後に、キャップ層（７）上にｎ側電極（
８）、基板（１）裏面にｐ側電極（９）が夫々形成され
る。
８）、基板（１）裏面にｐ側電極（９）が夫々形成され
る。
【０００７】実際の製造においては、上述のように、基
体ウェハ上に各層及び電極を形成した後、斯る基体ウェ
ハを分割することによって、図２に示される半導体レー
ザを１枚の基体ウェハから複数個得ている。
体ウェハ上に各層及び電極を形成した後、斯る基体ウェ
ハを分割することによって、図２に示される半導体レー
ザを１枚の基体ウェハから複数個得ている。
【０００８】近年、基体ウェハを大型化して半導体レー
ザの量産性を向上させることが行われている。この場合
、均一で良質な半導体層の液相成長のため、基体ウェハ
と原料メルトとのぬれ性を良くする意味で、通常８００
℃程度で行われている液相成長温度をさらに高くする必
要がある。
ザの量産性を向上させることが行われている。この場合
、均一で良質な半導体層の液相成長のため、基体ウェハ
と原料メルトとのぬれ性を良くする意味で、通常８００
℃程度で行われている液相成長温度をさらに高くする必
要がある。
【０００９】そこで、ストライプ溝（３）が形成された
ブロック層（２）上に、例えば８２０℃以上でｐ型クラ
ッド層（４）を液相成長すると、斯る成長時に、ブロッ
ク層（２）の表面、特にストライプ溝（３）から離れた
平坦部分が熱的にエッチングされ、最終的には図２に示
すように、ストライプ溝（３）の両側の肩の部分（図中
Ａ）が盛り上がった形状となる。このため、この上に形
成されるｐ型クラッド層（４）は肩部Ａ上で薄くなる。
ブロック層（２）上に、例えば８２０℃以上でｐ型クラ
ッド層（４）を液相成長すると、斯る成長時に、ブロッ
ク層（２）の表面、特にストライプ溝（３）から離れた
平坦部分が熱的にエッチングされ、最終的には図２に示
すように、ストライプ溝（３）の両側の肩の部分（図中
Ａ）が盛り上がった形状となる。このため、この上に形
成されるｐ型クラッド層（４）は肩部Ａ上で薄くなる。
【００１０】このように、ブロック層（２）に肩部Ａに
盛り上がりが形成された半導体レーザでは、活性層（５
）で生じたレーザ光が肩部Ａ上のｐ型クラッド層（４）
の薄くなった部分から多く滲みだし、ブロック層（２）
の肩部Ａで吸収される。このため、この肩部Ａで局所的
に発熱が大きくなり、斯る発熱により肩部Ａ直上の活性
層（５）部分が熱的に劣化しやすくなる。このことは、
特に高出力用のレーザにおいて、素子寿命を低下させる
大きな原因となっていた。
盛り上がりが形成された半導体レーザでは、活性層（５
）で生じたレーザ光が肩部Ａ上のｐ型クラッド層（４）
の薄くなった部分から多く滲みだし、ブロック層（２）
の肩部Ａで吸収される。このため、この肩部Ａで局所的
に発熱が大きくなり、斯る発熱により肩部Ａ直上の活性
層（５）部分が熱的に劣化しやすくなる。このことは、
特に高出力用のレーザにおいて、素子寿命を低下させる
大きな原因となっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、ス
トライプ溝の肩部の盛り上がりを防止し、高出力動作時
においても、肩部の盛り上がりに起因する熱劣化を起こ
すことがなく、素子寿命の長い半導体レーザの製造方法
を提供するものである。
トライプ溝の肩部の盛り上がりを防止し、高出力動作時
においても、肩部の盛り上がりに起因する熱劣化を起こ
すことがなく、素子寿命の長い半導体レーザの製造方法
を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、一導電型の基板上に形成された逆導電型の
ブロック層に、上記基板まで達する深さを有する主スト
ライプ溝と、該主ストライプ溝から夫々３．５〜８μｍ
離隔して上記主ストライプ溝の両側に平行に配され、上
記基板まで達しない深さを有する２本の副ストライプ溝
を形成した後、上記主ストライプ溝内及び上記副ストラ
イプ溝内を含んで、上記ブロック層上に活性層を含む発
振層を液相成長することを特徴とする。
決するため、一導電型の基板上に形成された逆導電型の
ブロック層に、上記基板まで達する深さを有する主スト
ライプ溝と、該主ストライプ溝から夫々３．５〜８μｍ
離隔して上記主ストライプ溝の両側に平行に配され、上
記基板まで達しない深さを有する２本の副ストライプ溝
を形成した後、上記主ストライプ溝内及び上記副ストラ
イプ溝内を含んで、上記ブロック層上に活性層を含む発
振層を液相成長することを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明方法によれば、ブロック層に、主ストラ
イプ溝から１〜６μｍ離隔して、これと平行に副ストラ
イプ溝を形成することによって、この上に半導体層を液
相成長した際、主ストライプ溝と副ストライプ溝の間の
平坦部は熱的にエッチングにされ、主ストライプ溝方向
へわずかに下る傾斜が形成される。
イプ溝から１〜６μｍ離隔して、これと平行に副ストラ
イプ溝を形成することによって、この上に半導体層を液
相成長した際、主ストライプ溝と副ストライプ溝の間の
平坦部は熱的にエッチングにされ、主ストライプ溝方向
へわずかに下る傾斜が形成される。
【００１４】
【実施例】図１（ａ）〜（ｃ）を参照して本発明の一実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００１５】図１（ａ）は第１の工程を示し、ｐ型Ｇａ
Ａｓからなる基板（１）上に厚さ１．１μｍのｎ型Ｇａ
Ａｓからなるブロック層（２）が積層された基体ウェハ
（１０）を準備し、ブロック層（２）に、レーザ共振器
方向（図面垂直方向）に延在する、幅２．８μｍ、深さ
１．６μｍの主ストライプ溝（３ａ）、及び主ストライ
プ溝（３ａ）の両側に夫々５μｍ離して平行に延在する
、幅１．６μｍ、深さ０．８μｍの副ストライプ溝（３
ｂ）（３ｂ）をエッチング形成する。
Ａｓからなる基板（１）上に厚さ１．１μｍのｎ型Ｇａ
Ａｓからなるブロック層（２）が積層された基体ウェハ
（１０）を準備し、ブロック層（２）に、レーザ共振器
方向（図面垂直方向）に延在する、幅２．８μｍ、深さ
１．６μｍの主ストライプ溝（３ａ）、及び主ストライ
プ溝（３ａ）の両側に夫々５μｍ離して平行に延在する
、幅１．６μｍ、深さ０．８μｍの副ストライプ溝（３
ｂ）（３ｂ）をエッチング形成する。
【００１６】斯るエッチングは、主ストライプ溝（３ａ
）と副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）を別々に行う。即
ち、先ず周知のフォトリソ技術を用い、溝中心の間隔を
１０μｍとして副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）を形成
した後、再度フォトリソ技術を用いて、その中央に主ス
トライプ溝（３ａ）を形成する。具体的には、エッチャ
ントとして、リン酸：過酸化水素：メタノール＝１：１
：２からなる混合液を用い、副ストライプ溝（３ｂ）（
３ｂ）形成のエッチング時間を１１秒、主ストライプ溝
（３ａ）形成時のエッチング時間を２４秒とした。
）と副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）を別々に行う。即
ち、先ず周知のフォトリソ技術を用い、溝中心の間隔を
１０μｍとして副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）を形成
した後、再度フォトリソ技術を用いて、その中央に主ス
トライプ溝（３ａ）を形成する。具体的には、エッチャ
ントとして、リン酸：過酸化水素：メタノール＝１：１
：２からなる混合液を用い、副ストライプ溝（３ｂ）（
３ｂ）形成のエッチング時間を１１秒、主ストライプ溝
（３ａ）形成時のエッチング時間を２４秒とした。
【００１７】図１（ｂ）は第２の工程を示し、溝が形成
されたブロック層（２）上に、周知の液相成長方法を用
いて、層厚０．３５μｍのｐ型ＡｌＧａＡｓからなるｐ
型クラッド層（４）、層厚０．０６μｍのアンドープＡ
ｌＧａＡｓからなる活性層（５）、層厚２．５μｍのｎ
型ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層（６）、層厚３
．５μｍのｎ型ＧａＡｓからなるキャップ層（７）を順
次液相成長する。
されたブロック層（２）上に、周知の液相成長方法を用
いて、層厚０．３５μｍのｐ型ＡｌＧａＡｓからなるｐ
型クラッド層（４）、層厚０．０６μｍのアンドープＡ
ｌＧａＡｓからなる活性層（５）、層厚２．５μｍのｎ
型ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層（６）、層厚３
．５μｍのｎ型ＧａＡｓからなるキャップ層（７）を順
次液相成長する。
【００１８】この液相成長では、成長開始温度を８２０
℃、冷却速度を０．５℃／ｍｉｎとして、ｐ型クラッド
層（４）を８０秒間、活性層（５）を１秒間、ｎ型クラ
ッド層（６）を１７分間、キャップ層（７）を１５分間
成長させた。
℃、冷却速度を０．５℃／ｍｉｎとして、ｐ型クラッド
層（４）を８０秒間、活性層（５）を１秒間、ｎ型クラ
ッド層（６）を１７分間、キャップ層（７）を１５分間
成長させた。
【００１９】このとき、特にｐ型クラッド層（４）の液
相成長時に、ブロック層（２）表面の平坦部は熱的にエ
ッチングされ、図１（ｂ）に示すように、主ストライプ
溝（３ａ）と副ストライプ溝（３ｂ）との間には主スト
ライプ溝（３ａ）の方向にわずかに下る傾斜が形成され
る。即ち、本実施例においては、主ストライプ溝（３ａ
）の肩部に盛り上がりは形成されない。
相成長時に、ブロック層（２）表面の平坦部は熱的にエ
ッチングされ、図１（ｂ）に示すように、主ストライプ
溝（３ａ）と副ストライプ溝（３ｂ）との間には主スト
ライプ溝（３ａ）の方向にわずかに下る傾斜が形成され
る。即ち、本実施例においては、主ストライプ溝（３ａ
）の肩部に盛り上がりは形成されない。
【００２０】図１（ｃ）は第３の工程を示し、キャップ
層（７）上にｎ側電極（８）、基板（１）裏面にｐ側電
極（９）を夫々形成する。
層（７）上にｎ側電極（８）、基板（１）裏面にｐ側電
極（９）を夫々形成する。
【００２１】このようにして製造された半導体レーザの
共振器長を６００μｍとし、レーザ共振器端面の前後面
に反射率が夫々４％、８０％の反射膜を形成して、周囲
温度５０℃における１００ｍＷ動作時の平均故障時間を
調べたところ、副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）を形成
しないこと以外は本実施例と同じ条件で製造した比較装
置の平均故障時間が２００時間程度であったのに対し、
本実施例装置の平均故障時間は２０００時間であった。 これは、本実施例装置では、主ストライプ溝（３ａ）の
肩部に盛り上がりが形成されないため、この上に十分な
厚さのｐ型クラッド層（４）が形成でき、レーザ光の不
所望な滲みだしによる局所的な発熱が生じないからであ
る。
共振器長を６００μｍとし、レーザ共振器端面の前後面
に反射率が夫々４％、８０％の反射膜を形成して、周囲
温度５０℃における１００ｍＷ動作時の平均故障時間を
調べたところ、副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）を形成
しないこと以外は本実施例と同じ条件で製造した比較装
置の平均故障時間が２００時間程度であったのに対し、
本実施例装置の平均故障時間は２０００時間であった。 これは、本実施例装置では、主ストライプ溝（３ａ）の
肩部に盛り上がりが形成されないため、この上に十分な
厚さのｐ型クラッド層（４）が形成でき、レーザ光の不
所望な滲みだしによる局所的な発熱が生じないからであ
る。
【００２２】以上、本実施例では、ｐ型クラッド層（４
）の成長開始温度を８２０℃としたが、８２０℃以上で
も肩部の盛り上がりは形成されないことが確認された。 但し、成長開始温度を高くすると、基体と原料メルトと
のぬれ性は改善されるが、高すぎると成長層の結晶性が
損なわれるため、成長開始温度は８２０〜８５０℃程度
が好ましい。
）の成長開始温度を８２０℃としたが、８２０℃以上で
も肩部の盛り上がりは形成されないことが確認された。 但し、成長開始温度を高くすると、基体と原料メルトと
のぬれ性は改善されるが、高すぎると成長層の結晶性が
損なわれるため、成長開始温度は８２０〜８５０℃程度
が好ましい。
【００２３】また、本実施例では、第１の工程において
、副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）の中心間の距離を１
０μｍ、主ストライプ溝（３ａ）の幅を２．８μｍ、副
ストライプ溝（３ｂ）の幅を１．４μｍ、即ち主ストラ
イプ溝（３ａ）と副ストライプ溝（３ｂ）との距離（２
つの溝の間に形成される平坦部の幅）を２．８μｍとし
たが、主ストライプ溝（３ａ）と副ストライプ溝（３ｂ
）との距離は１〜６μｍであれば本実施例と同様の効果
が得られ、主ストライプ溝（３ａ）の肩部に盛り上がり
は形成されない。
、副ストライプ溝（３ｂ）（３ｂ）の中心間の距離を１
０μｍ、主ストライプ溝（３ａ）の幅を２．８μｍ、副
ストライプ溝（３ｂ）の幅を１．４μｍ、即ち主ストラ
イプ溝（３ａ）と副ストライプ溝（３ｂ）との距離（２
つの溝の間に形成される平坦部の幅）を２．８μｍとし
たが、主ストライプ溝（３ａ）と副ストライプ溝（３ｂ
）との距離は１〜６μｍであれば本実施例と同様の効果
が得られ、主ストライプ溝（３ａ）の肩部に盛り上がり
は形成されない。
【００２４】即ち、主ストライプ溝（３ａ）と副ストラ
イプ溝（３ｂ）との距離が６μｍより大きくなると、主
ストライプ溝（３ａ）の肩部の盛り上がりが生じ、１μ
ｍより小さくなると、主ストライプ溝（３ａ）と副スト
ライプ溝（３ｂ）との間の平坦部が熱的にエッチング除
去され、主ストライプ溝（３ａ）と副ストライプ溝（３
ｂ）（３ｂ）とが１つの溝になるため、実質的に導波路
幅が広がり、レーザ光の横モードが不安定になるからで
ある。
イプ溝（３ｂ）との距離が６μｍより大きくなると、主
ストライプ溝（３ａ）の肩部の盛り上がりが生じ、１μ
ｍより小さくなると、主ストライプ溝（３ａ）と副スト
ライプ溝（３ｂ）との間の平坦部が熱的にエッチング除
去され、主ストライプ溝（３ａ）と副ストライプ溝（３
ｂ）（３ｂ）とが１つの溝になるため、実質的に導波路
幅が広がり、レーザ光の横モードが不安定になるからで
ある。
【００２５】
【発明の効果】本発明方法によれば、ブロック層に、主
ストライプ溝から１〜６μｍ離隔して、これと平行に副
ストライプ溝を形成することによって、この上に半導体
層を液相成長した際、主ストライプ溝と副ストライプ溝
の間に主ストライプ溝方向へわずかに下る傾斜が形成さ
れ、主ストライプ溝の肩部に盛り上がりが生じない。従
って、この上に形成されるクラッド層の層厚がこの部分
で薄くなることはなくなるので、レーザ光の不所望な滲
みだしによる局所的な発熱が抑えられ、半導体レーザの
寿命が向上する。
ストライプ溝から１〜６μｍ離隔して、これと平行に副
ストライプ溝を形成することによって、この上に半導体
層を液相成長した際、主ストライプ溝と副ストライプ溝
の間に主ストライプ溝方向へわずかに下る傾斜が形成さ
れ、主ストライプ溝の肩部に盛り上がりが生じない。従
って、この上に形成されるクラッド層の層厚がこの部分
で薄くなることはなくなるので、レーザ光の不所望な滲
みだしによる局所的な発熱が抑えられ、半導体レーザの
寿命が向上する。
【図１】本発明方法の一実施例を示す工程別断面図であ
る。
る。
【図２】従来装置を示す断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 一導電型の基板上に形成された逆導電
型のブロック層に、上記基板まで達する深さを有する主
ストライプ溝と、該主ストライプ溝から夫々１〜６μｍ
離隔して上記主ストライプ溝の両側に平行に配され、上
記基板まで達しない深さを有する２本の副ストライプ溝
を形成した後、上記主ストライプ溝内及び上記副ストラ
イプ溝内を含んで、上記ブロック層上に活性層を含む発
振層を液相成長することを特徴とする半導体レーザの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14614491A JPH04369882A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14614491A JPH04369882A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369882A true JPH04369882A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15401139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14614491A Pending JPH04369882A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369882A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5516723A (en) * | 1993-06-04 | 1996-05-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device capable of having good stability in fundamental mode of oscillation, decreasing current leakage, and lowering oscillation threshold limit, and method of making the same |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP14614491A patent/JPH04369882A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5516723A (en) * | 1993-06-04 | 1996-05-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device capable of having good stability in fundamental mode of oscillation, decreasing current leakage, and lowering oscillation threshold limit, and method of making the same |
| US5717709A (en) * | 1993-06-04 | 1998-02-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device capable of having good stability in fundamental mode of oscillation, decreasing current leakage, and lowering oscillation threshold limit, and method of making the same |
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