JPH0513876A - 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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- JPH0513876A JPH0513876A JP19261591A JP19261591A JPH0513876A JP H0513876 A JPH0513876 A JP H0513876A JP 19261591 A JP19261591 A JP 19261591A JP 19261591 A JP19261591 A JP 19261591A JP H0513876 A JPH0513876 A JP H0513876A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高出力動作可能な埋込型半導体レーザ構造を
再現性良く得ることができる製造方法を提供する。 【構成】 1回目の結晶成長工程で、n−InP上クラ
ッド層4上にn−AlGaInAs層を成長させ、この
n−AlGaInAs層を埋込成長の際の選択成長マス
クとして利用する。
再現性良く得ることができる製造方法を提供する。 【構成】 1回目の結晶成長工程で、n−InP上クラ
ッド層4上にn−AlGaInAs層を成長させ、この
n−AlGaInAs層を埋込成長の際の選択成長マス
クとして利用する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は埋込型半導体レーザの
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の埋込型半導体レーザの一例
を示す断面図であり、図において1はp−InP基板、
2はp−InP下クラッド層で層厚は2μm、3はアン
ドープInGaAsP活性層で、層厚0.13μm,幅
1.3μm、4はn−InP上クラッド層で層厚2.0
μm、6はp−InP埋込層、7はn−InP電流ブロ
ック層、8はp−InP電流ブロック層、9はn−In
P層、10はn−InGaAsPコンタクト層、11は
p側電極、12はn側電極、13はリークパス(漏れ電
流通路)である。なお、図2において、該半導体レーザ
の幅は300μm、厚みは110μm,奥行きは900
μmである。
を示す断面図であり、図において1はp−InP基板、
2はp−InP下クラッド層で層厚は2μm、3はアン
ドープInGaAsP活性層で、層厚0.13μm,幅
1.3μm、4はn−InP上クラッド層で層厚2.0
μm、6はp−InP埋込層、7はn−InP電流ブロ
ック層、8はp−InP電流ブロック層、9はn−In
P層、10はn−InGaAsPコンタクト層、11は
p側電極、12はn側電極、13はリークパス(漏れ電
流通路)である。なお、図2において、該半導体レーザ
の幅は300μm、厚みは110μm,奥行きは900
μmである。
【0003】次に、この半導体レーザの製造フローにつ
いて説明する。図3は図2に示した埋込型半導体レーザ
の製造工程を示した断面図である。まず、図3(a) に示
すように、p−InP基板1上にp−InP下クラッド
層2,アンドープInGaAsP活性層3,n−InP
上クラッド層4を結晶成長させる。この結晶成長方法
は、液相成長法(LPE)でも有機金属気相成長法(M
OCVD)でも良い。続いて、エッチングにより図3
(b) に示すようなメサ構造を形成する。この時のアンド
ープInGaAsP活性層3の幅は1.3μm程度であ
る。次に、液相成長法によりp−InP埋込層6,n−
InP電流ブロック層7,p−InP電流ブロック層
8,n−InP層9,n−InGaAsPコンタクト層
10を連続成長させる。この液相成長の際に成長条件
(各層に対応する各融液の過飽和度の調整,及び成長時
間の調整)をうまく選ぶことによって、図3(c) に示す
ように、p−InP埋込層6,n−InP電流ブロック
層7,p−InP電流ブロック層8はメサの側面にのみ
成長してメサの上には成長せず、n−InP層9,n−
InGaAsPコンタクト層10はメサの上に成長する
ようにできるが、これは液相成長法のみによって可能
で、他の結晶成長方法では不可能である。次に、電極1
1,12を蒸着して図3(d) に示した構造ができあが
る。
いて説明する。図3は図2に示した埋込型半導体レーザ
の製造工程を示した断面図である。まず、図3(a) に示
すように、p−InP基板1上にp−InP下クラッド
層2,アンドープInGaAsP活性層3,n−InP
上クラッド層4を結晶成長させる。この結晶成長方法
は、液相成長法(LPE)でも有機金属気相成長法(M
OCVD)でも良い。続いて、エッチングにより図3
(b) に示すようなメサ構造を形成する。この時のアンド
ープInGaAsP活性層3の幅は1.3μm程度であ
る。次に、液相成長法によりp−InP埋込層6,n−
InP電流ブロック層7,p−InP電流ブロック層
8,n−InP層9,n−InGaAsPコンタクト層
10を連続成長させる。この液相成長の際に成長条件
(各層に対応する各融液の過飽和度の調整,及び成長時
間の調整)をうまく選ぶことによって、図3(c) に示す
ように、p−InP埋込層6,n−InP電流ブロック
層7,p−InP電流ブロック層8はメサの側面にのみ
成長してメサの上には成長せず、n−InP層9,n−
InGaAsPコンタクト層10はメサの上に成長する
ようにできるが、これは液相成長法のみによって可能
で、他の結晶成長方法では不可能である。次に、電極1
1,12を蒸着して図3(d) に示した構造ができあが
る。
【0004】次に動作について説明する。p側電極11
とn側電極12の間に順方向電圧を印加する。この時、
n−InP電流ブロック層7とp−InP電流ブロック
層8より形成されるpn接合は逆バイアスとなるので、
この接合部を通って流れる電流はほとんどない。従っ
て、電流の大部分はアンドープInGaAsP活性層3
とリークパス13を流れる。アンドープInGaAsP
活性層3と上下クラッド層4,2はいわゆるダブルヘテ
ロ接合をなしているので、アンドープInGaAsP活
性層3に注入された電流は効率良く光に変換され、レー
ザ発振が生じる。一方、リークパス13を通る電流は発
光に寄与しない漏れ電流となる。半導体レーザの高出力
動作を可能とするには、リークパス13を狭くし、この
ような漏れ電流を減らして電流をアンドープInGaA
sP活性層3に集中させる必要があるが、リークパス1
3を狭くしすぎて、n−InP電流ブロック層7がn−
InP上クラッド層4に接してしまうと、電流はn−I
nP上クラッド層4,アンドープInGaAsP活性層
3,p−InP下クラッド層2を通るよりも抵抗の小さ
い、n−InP上クラッド層4,n−InP電流ブロッ
ク層7,p−InP埋込層6を通りやすくなるので、同
時にn−InP電流ブロック層7とn−InP上クラッ
ド層4が接しないようにする必要があった。
とn側電極12の間に順方向電圧を印加する。この時、
n−InP電流ブロック層7とp−InP電流ブロック
層8より形成されるpn接合は逆バイアスとなるので、
この接合部を通って流れる電流はほとんどない。従っ
て、電流の大部分はアンドープInGaAsP活性層3
とリークパス13を流れる。アンドープInGaAsP
活性層3と上下クラッド層4,2はいわゆるダブルヘテ
ロ接合をなしているので、アンドープInGaAsP活
性層3に注入された電流は効率良く光に変換され、レー
ザ発振が生じる。一方、リークパス13を通る電流は発
光に寄与しない漏れ電流となる。半導体レーザの高出力
動作を可能とするには、リークパス13を狭くし、この
ような漏れ電流を減らして電流をアンドープInGaA
sP活性層3に集中させる必要があるが、リークパス1
3を狭くしすぎて、n−InP電流ブロック層7がn−
InP上クラッド層4に接してしまうと、電流はn−I
nP上クラッド層4,アンドープInGaAsP活性層
3,p−InP下クラッド層2を通るよりも抵抗の小さ
い、n−InP上クラッド層4,n−InP電流ブロッ
ク層7,p−InP埋込層6を通りやすくなるので、同
時にn−InP電流ブロック層7とn−InP上クラッ
ド層4が接しないようにする必要があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザは
以上のように構成されているので、埋込成長の際、p−
InP埋込層6,n−InP電流ブロック層7,p−I
nP電流ブロック層8の3層はメサ側面にのみ成長して
メサ上に成長しないように、またn−InP層9,n−
InGaAsPコンタクト層10はメサ上に成長するよ
うに成長条件を選ぶことが必要で、また同時に、リーク
パス13を狭く、かつ、n−InP電流ブロック層7と
n−InP上クラッド層4が接しないようにする必要が
あった。これらの条件をすべて満たすことは極めて難し
く、再現性良く所定の構造を得ることは困難であるとい
う問題点があった。不良モードとしては、p−InP埋
込層6がメサ上にも成長してしまう場合(図4)、メル
トバックが生じてメサが溶けてなくなる場合、リークパ
ス13が広すぎる場合が多い。
以上のように構成されているので、埋込成長の際、p−
InP埋込層6,n−InP電流ブロック層7,p−I
nP電流ブロック層8の3層はメサ側面にのみ成長して
メサ上に成長しないように、またn−InP層9,n−
InGaAsPコンタクト層10はメサ上に成長するよ
うに成長条件を選ぶことが必要で、また同時に、リーク
パス13を狭く、かつ、n−InP電流ブロック層7と
n−InP上クラッド層4が接しないようにする必要が
あった。これらの条件をすべて満たすことは極めて難し
く、再現性良く所定の構造を得ることは困難であるとい
う問題点があった。不良モードとしては、p−InP埋
込層6がメサ上にも成長してしまう場合(図4)、メル
トバックが生じてメサが溶けてなくなる場合、リークパ
ス13が広すぎる場合が多い。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高出力の可能な半導体レーザ構
造を再現性良く得ることのできる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
ためになされたもので、高出力の可能な半導体レーザ構
造を再現性良く得ることのできる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザの製造方法は、1回目の結晶成長工程で、n−In
P上クラッド層上にn−AlGaInAs層を0.1μ
m程度成長させ、このn−AlGaInAs層を埋込成
長の際の選択成長マスクとして利用するものである。
ーザの製造方法は、1回目の結晶成長工程で、n−In
P上クラッド層上にn−AlGaInAs層を0.1μ
m程度成長させ、このn−AlGaInAs層を埋込成
長の際の選択成長マスクとして利用するものである。
【0008】
【作用】この発明の製造方法では、n−AlGaInA
s層上には結晶成長が生じにくいので、p−InP埋込
層,n−InP電流ブロック層,p−InP電流ブロッ
ク層の3層の液相成長の際に、この成長条件を従来の方
法のように限定することなく、比較的容易に(広い成長
条件範囲で)メサ側面のみに成長させることができる。
従って、電流をアンドープInGaAsP活性相に集中
でき、リークパス制御のための成長条件の調整も容易と
なり、高出力の半導体レーザを再現性良く得られる。
s層上には結晶成長が生じにくいので、p−InP埋込
層,n−InP電流ブロック層,p−InP電流ブロッ
ク層の3層の液相成長の際に、この成長条件を従来の方
法のように限定することなく、比較的容易に(広い成長
条件範囲で)メサ側面のみに成長させることができる。
従って、電流をアンドープInGaAsP活性相に集中
でき、リークパス制御のための成長条件の調整も容易と
なり、高出力の半導体レーザを再現性良く得られる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による半導体レーザの
製造工程を示した断面図である。図1(a) 〜(f) におい
て、1はp−InP基板、2はp−InP下クラッド
層、3はアンドープInGaAsP活性層、4はn−I
nP上クラッド層、5はn−AlGaInAs選択成長
マスク層、6はp−InP埋込層、7はn−InP電流
ブロック層、8はp−InP電流ブロック層、9はn−
InP層、10はn−InGaAsPコンタクト層、1
1はp側電極、12はn側電極である。
する。図1はこの発明の一実施例による半導体レーザの
製造工程を示した断面図である。図1(a) 〜(f) におい
て、1はp−InP基板、2はp−InP下クラッド
層、3はアンドープInGaAsP活性層、4はn−I
nP上クラッド層、5はn−AlGaInAs選択成長
マスク層、6はp−InP埋込層、7はn−InP電流
ブロック層、8はp−InP電流ブロック層、9はn−
InP層、10はn−InGaAsPコンタクト層、1
1はp側電極、12はn側電極である。
【0010】次に製造方法について説明する。まず、図
1(a) に示すように、p−InP基板1上にp−InP
下クラッド層2,InGaAsP活性層3,n−InP
上クラッド層4,n−AlGaInAs選択成長マスク
層5を連続成長させる。ここで、AlGaInAsは、
図5に示すように組成をうまく選ぶことにより、InP
と格子整合させることが可能である。続いて、レジスト
を塗布し、パターニングした後、レジストをマスクとし
てp−InP下クラッド層2,アンドープInGaAs
P活性層3,n−InP上クラッド層4,n−AlGa
InAs選択成長マスク層5の各層をブロムメタノール
でエッチングし、メサを形成する(図1(b))。
1(a) に示すように、p−InP基板1上にp−InP
下クラッド層2,InGaAsP活性層3,n−InP
上クラッド層4,n−AlGaInAs選択成長マスク
層5を連続成長させる。ここで、AlGaInAsは、
図5に示すように組成をうまく選ぶことにより、InP
と格子整合させることが可能である。続いて、レジスト
を塗布し、パターニングした後、レジストをマスクとし
てp−InP下クラッド層2,アンドープInGaAs
P活性層3,n−InP上クラッド層4,n−AlGa
InAs選択成長マスク層5の各層をブロムメタノール
でエッチングし、メサを形成する(図1(b))。
【0011】次に、液相成長により、p−InP埋込層
6,n−InP電流ブロック層7,p−InP電流ブロ
ック層8の各層を成長させる。この時、n−AlGaI
nAs選択成長マスク層5の上には成長が生じない。こ
れはAlGaInAs選択成長マスク層5中のAlが極
めて酸化されやすく、空気中に放置するだけで表面に酸
化膜が形成されているためである。従って、p−InP
埋込層6,n−InP電流ブロック層7,p−InP電
流ブロック層8の各層はメサ上には成長せず、メサ側面
にのみ成長し、図1(c) に示すような形状になる。さら
に、エッチングによりn−AlGaInAs選択成長マ
スク層5を除去し、図1(d) のような形状にする。次
に、この上にn−InP層9,n−InGaAsP層1
0を連続成長させて図1(e) に示した構造にする。最後
に電極11,12を蒸着して図1(f) に示した構造が完
成する。
6,n−InP電流ブロック層7,p−InP電流ブロ
ック層8の各層を成長させる。この時、n−AlGaI
nAs選択成長マスク層5の上には成長が生じない。こ
れはAlGaInAs選択成長マスク層5中のAlが極
めて酸化されやすく、空気中に放置するだけで表面に酸
化膜が形成されているためである。従って、p−InP
埋込層6,n−InP電流ブロック層7,p−InP電
流ブロック層8の各層はメサ上には成長せず、メサ側面
にのみ成長し、図1(c) に示すような形状になる。さら
に、エッチングによりn−AlGaInAs選択成長マ
スク層5を除去し、図1(d) のような形状にする。次
に、この上にn−InP層9,n−InGaAsP層1
0を連続成長させて図1(e) に示した構造にする。最後
に電極11,12を蒸着して図1(f) に示した構造が完
成する。
【0012】なお、本半導体レーザの動作は従来例と同
じである。本実施例の製造方法においては、従来の製造
フローではp−InP埋込層6,n−InP電流ブロッ
ク層7,p−InP電流ブロック層8,n−InP層
9、n−InGaAsPコンタクト層10の各層を連続
成長していたのに対し、p−InP埋込層6,n−In
P電流ブロック層7,p−InP電流ブロック層8と、
n−InP層9、n−InGaAsPコンタクト層10
の2回に分けて結晶成長を行うので、その工程数は従来
に比し1つ増えるが、その際の成長条件を従来のように
限定することなく、容易に所定の構造を再現性良く得る
ことができる。
じである。本実施例の製造方法においては、従来の製造
フローではp−InP埋込層6,n−InP電流ブロッ
ク層7,p−InP電流ブロック層8,n−InP層
9、n−InGaAsPコンタクト層10の各層を連続
成長していたのに対し、p−InP埋込層6,n−In
P電流ブロック層7,p−InP電流ブロック層8と、
n−InP層9、n−InGaAsPコンタクト層10
の2回に分けて結晶成長を行うので、その工程数は従来
に比し1つ増えるが、その際の成長条件を従来のように
限定することなく、容易に所定の構造を再現性良く得る
ことができる。
【0013】なお、上記実施例では選択成長マスクとし
てAlGaInAsを用いたが、これはSiO2 やSi
3 N4 を使用することもできる。ただしこの場合、p−
InP下クラッド層2,アンドープInGaAsP活性
層3,n−InP上クラッド層4の各層を同一装置内で
連続して膜形成することはできず、別の成膜装置に移し
て膜形成をする必要がある。
てAlGaInAsを用いたが、これはSiO2 やSi
3 N4 を使用することもできる。ただしこの場合、p−
InP下クラッド層2,アンドープInGaAsP活性
層3,n−InP上クラッド層4の各層を同一装置内で
連続して膜形成することはできず、別の成膜装置に移し
て膜形成をする必要がある。
【0014】また、上記実施例ではp−InP基板を用
いた半導体レーザについて説明したが、本発明はn−I
nP基板を用いた半導体レーザにも同様に適用できる。
いた半導体レーザについて説明したが、本発明はn−I
nP基板を用いた半導体レーザにも同様に適用できる。
【0015】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Al
GaInAs層を電流ブロック層の埋込成長のときの選
択成長マスク層として利用したことにより、埋込成長の
際の成長条件を限定することなく、また再現性良く高出
力動作の可能な半導体レーザが容易に得られる。
GaInAs層を電流ブロック層の埋込成長のときの選
択成長マスク層として利用したことにより、埋込成長の
際の成長条件を限定することなく、また再現性良く高出
力動作の可能な半導体レーザが容易に得られる。
【図1】この発明の一実施例による半導体レーザの製造
フロー図である。
フロー図である。
【図2】従来の半導体レーザの断面構造図である。
【図3】従来の半導体レーザの製造フロー図である。
【図4】従来の製造方法で生じやすい不良の一例を示す
断面構造図である。
断面構造図である。
【図5】InPと格子整合するAlGaInAsの組成
範囲を示す図である。
範囲を示す図である。
1 p−InP基板 2 p−InP下クラッド層 3 アンドープInGaAsP活性層 4 n−InP上クラッド層 5 n−AlGaInAs選択成長マスク層 6 p−InP埋込層 7 n−InP電流ブロック層 8 p−InP電流ブロック層 9 n−InP層 10 n−InGaAsPコンタクト層 11 p側電極 12 n側電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 InPを基板とし、InPをクラッド層
とする埋込型半導体レーザを製造する方法において、 InP上クラッド層上にAlGaInAs層を連続成長
させた後、InP下クラッド層,活性層,InP上クラ
ッド層,前記AlGaInAs層をエッチングしてメサ
を形成する工程と、 該AlGaInAs層を選択成長マスクとして、液相成
長による埋込成長を行う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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19261591A JPH0513876A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19261591A JPH0513876A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0513876A true JPH0513876A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16294210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19261591A Pending JPH0513876A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0513876A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1024565A2 (en) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Nec Corporation | Method for fabricating a semiconductor optical device |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP19261591A patent/JPH0513876A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1024565A2 (en) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Nec Corporation | Method for fabricating a semiconductor optical device |
EP1024565A3 (en) * | 1999-01-26 | 2000-11-22 | Nec Corporation | Method for fabricating a semiconductor optical device |
US6261855B1 (en) | 1999-01-26 | 2001-07-17 | Nec Corporation | Method for fabricating a semiconductor optical device |
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