JPH0513877A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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- JPH0513877A JPH0513877A JP19262291A JP19262291A JPH0513877A JP H0513877 A JPH0513877 A JP H0513877A JP 19262291 A JP19262291 A JP 19262291A JP 19262291 A JP19262291 A JP 19262291A JP H0513877 A JPH0513877 A JP H0513877A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 InP系埋込型半導体レーザの漏れ電流を低
減し、高出力半導体レーザを得る。 【構成】 InP下クラッド層中にAlGaInAs液
相成長ストッパ層を挿入する。 【効果】 電流ブロック層の精密な位置制御が可能とな
り、リークパスを狭くして漏れ電流を低減できる。
減し、高出力半導体レーザを得る。 【構成】 InP下クラッド層中にAlGaInAs液
相成長ストッパ層を挿入する。 【効果】 電流ブロック層の精密な位置制御が可能とな
り、リークパスを狭くして漏れ電流を低減できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザおよびそ
の製造方法に関し、特に埋込型長波長半導体レーザの漏
れ電流制御に関するものである。
の製造方法に関し、特に埋込型長波長半導体レーザの漏
れ電流制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の埋込型長波長半導体レーザ
の構造を示す断面図であり、図において、1はp−In
P基板、2はp−InP下クラッド層で、厚みは2.0
μm、5はアンドープInGaAsP活性層で、幅は
1.3μm,厚みは0.13μm、6はn−InP上ク
ラッド層で、厚みは2.0μm、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−I
nP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p−InP埋込
層、14はリークパス(漏れ電流通路)である。なお、
図4において、該半導体レーザの幅は300μm,厚み
は110μm,奥行きは900μmである。
の構造を示す断面図であり、図において、1はp−In
P基板、2はp−InP下クラッド層で、厚みは2.0
μm、5はアンドープInGaAsP活性層で、幅は
1.3μm,厚みは0.13μm、6はn−InP上ク
ラッド層で、厚みは2.0μm、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−I
nP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p−InP埋込
層、14はリークパス(漏れ電流通路)である。なお、
図4において、該半導体レーザの幅は300μm,厚み
は110μm,奥行きは900μm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5は図4に示した半導体レーザの製造
工程を示した断面図である。まず、図5(a)に示すよう
に、p−InP基板1上へp−InP下クラッド層2,
アンドープInGaAsP活性層5,n−InP上クラ
ッド層6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(MOCV
D)でも良い。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ブロムメタノールを
用いてエッチングを行い、その後、レジストを除去して
図5(b) に示すメサ構造を形成する。この時のアンドー
プInGaAsP活性層5の幅は1.3μm前後であ
る。次に、液相成長法によりp−InP埋込層13,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
をうまく選ぶと(実際には各層に対応する各融液の過飽
和度の調整,成長時間の調整)、図5(c) に示すよう
に、p−InP埋込層13,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。これは液相成長法のみによって可能で、
有機金属気相成長法等の他の結晶成長方法では不可能で
ある。次に、蒸着により、p側電極11,n側電極12
を形成して図5(d) に示した構造ができあがる。
いて説明する。図5は図4に示した半導体レーザの製造
工程を示した断面図である。まず、図5(a)に示すよう
に、p−InP基板1上へp−InP下クラッド層2,
アンドープInGaAsP活性層5,n−InP上クラ
ッド層6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(MOCV
D)でも良い。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ブロムメタノールを
用いてエッチングを行い、その後、レジストを除去して
図5(b) に示すメサ構造を形成する。この時のアンドー
プInGaAsP活性層5の幅は1.3μm前後であ
る。次に、液相成長法によりp−InP埋込層13,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
をうまく選ぶと(実際には各層に対応する各融液の過飽
和度の調整,成長時間の調整)、図5(c) に示すよう
に、p−InP埋込層13,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。これは液相成長法のみによって可能で、
有機金属気相成長法等の他の結晶成長方法では不可能で
ある。次に、蒸着により、p側電極11,n側電極12
を形成して図5(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1
1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
5とリークパス14を流れる。アンドープInGaAs
P活性層5と上下クラッド層6,2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5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14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14の幅を狭くし、
このような漏れ電流を減らして電流をアンドープInG
aAsP活性層5に集中させる必要があるが、リークパ
ス14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6に接してしまうと電流はn−I
nP上クラッド層6,アンドープInGaAsP活性層
5,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6,n−InP電流ブロック
層7,p−InP埋込層13を通りやすくなる。
1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
5とリークパス14を流れる。アンドープInGaAs
P活性層5と上下クラッド層6,2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5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14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14の幅を狭くし、
このような漏れ電流を減らして電流をアンドープInG
aAsP活性層5に集中させる必要があるが、リークパ
ス14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6に接してしまうと電流はn−I
nP上クラッド層6,アンドープInGaAsP活性層
5,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6,n−InP電流ブロック
層7,p−InP埋込層13を通りやすくなる。
【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、高出力化を図るには
リークパス14を狭くし、しかもn−InP上クラッド
層6とn−InP電流ブロック層7が接しないようにす
る必要があった。しかし、液相成長法でリークパス14
を精密に制御することは非常に難しく、ウェハ内でのバ
ラツキ,ウェハ間のバラツキが大きいので、歩留が良く
高出力動作の可能な半導体レーザを作製することは困難
であるという問題点があった。
以上のように構成されているので、高出力化を図るには
リークパス14を狭くし、しかもn−InP上クラッド
層6とn−InP電流ブロック層7が接しないようにす
る必要があった。しかし、液相成長法でリークパス14
を精密に制御することは非常に難しく、ウェハ内でのバ
ラツキ,ウェハ間のバラツキが大きいので、歩留が良く
高出力動作の可能な半導体レーザを作製することは困難
であるという問題点があった。
【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、歩留が良く高出力動作の可能な
半導体レーザを得ることを目的としており、さらにこの
半導体レーザに適した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、歩留が良く高出力動作の可能な
半導体レーザを得ることを目的としており、さらにこの
半導体レーザに適した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
ーザは、下クラッド層中にAlGaInAs液相成長ス
トッパ層を設けたものである。
ーザは、下クラッド層中にAlGaInAs液相成長ス
トッパ層を設けたものである。
【0008】さらにこの発明に係る半導体レーザの製造
方法は、前記AlGaInAs液相成長ストッパ層を、
電流ブロック層の液相成長の際の液相成長ストッッパ層
として用いるものである。
方法は、前記AlGaInAs液相成長ストッパ層を、
電流ブロック層の液相成長の際の液相成長ストッッパ層
として用いるものである。
【0009】
【作用】この発明における液相成長ストッパ層はAlG
aInAsより構成され、液相成長工程において、n−
InP電流ブロック層の成長をストップさせる。また、
この構造ではリークパスは活性層とAlGaInAs液
相成長ストッパ層の間隔となるが、この間隔は1回目の
結晶成長時に精密に制御することが可能であり、歩留良
くリークパスの狭い高出力半導体レーザを得ることがで
きる。
aInAsより構成され、液相成長工程において、n−
InP電流ブロック層の成長をストップさせる。また、
この構造ではリークパスは活性層とAlGaInAs液
相成長ストッパ層の間隔となるが、この間隔は1回目の
結晶成長時に精密に制御することが可能であり、歩留良
くリークパスの狭い高出力半導体レーザを得ることがで
きる。
【0010】
【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
構造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、3はp−AlGa
InAs液相成長ストッパ層、4はp−InP第2下ク
ラッド層、5はアンドープInGaAsP活性層、6は
n−InP上クラッド層、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、11はp
側電極、12はn側電極、14はリークパスである。
する。図1はこの発明の一実施例による半導体レーザの
構造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、3はp−AlGa
InAs液相成長ストッパ層、4はp−InP第2下ク
ラッド層、5はアンドープInGaAsP活性層、6は
n−InP上クラッド層、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、11はp
側電極、12はn側電極、14はリークパスである。
【0011】次に、この半導体レーザの製造フローにつ
いて述べる。まず、図2(a) に示すように、p−InP
基板1上にp−InP下クラッド層2,p−AlGaI
nAs液相成長ストッパ層3,p−InP第2下クラッ
ド層4,アンドープInGaAsP活性層5,n−In
P上クラッド層6を連続して成長させる。なお、AlG
aInAsは組成をうまく選ぶとInPと格子整合可能
である。続いて、ブロムメタノールを用いて図2(b) に
示すようなメサ構造を形成する。
いて述べる。まず、図2(a) に示すように、p−InP
基板1上にp−InP下クラッド層2,p−AlGaI
nAs液相成長ストッパ層3,p−InP第2下クラッ
ド層4,アンドープInGaAsP活性層5,n−In
P上クラッド層6を連続して成長させる。なお、AlG
aInAsは組成をうまく選ぶとInPと格子整合可能
である。続いて、ブロムメタノールを用いて図2(b) に
示すようなメサ構造を形成する。
【0012】次に、図2(c)に示すように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
層を液相成長させる。この際まず、n−InP電流ブロ
ック層7を成長させるが、液相成長の特徴として、メサ
側面の上部、即ちn−InP上クラッド層6側面あたり
への成長速度は遅く、メサ側面の下部、即ちp−InP
下クラッド層2側面、及び平坦なn−InP基板1上へ
の成長速度は速い。従って、一般的には図3(a) に示す
ように成長初期ではメサ側面の上部にはn−InP電流
ブロック層7が薄く成長するだけである。しかし、成長
時間を増しても図3(b) に示すように、n−InP電流
ブロック層7のメサ側面の上部での成長は進まず、メサ
側面の下部において成長しているn−InP電流ブロッ
ク層7の膜厚が増すだけである。さらに、成長条件を適
当に選ぶとn−InP電流ブロック層7はメサ側面の上
部にはほとんど成長しない。
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
層を液相成長させる。この際まず、n−InP電流ブロ
ック層7を成長させるが、液相成長の特徴として、メサ
側面の上部、即ちn−InP上クラッド層6側面あたり
への成長速度は遅く、メサ側面の下部、即ちp−InP
下クラッド層2側面、及び平坦なn−InP基板1上へ
の成長速度は速い。従って、一般的には図3(a) に示す
ように成長初期ではメサ側面の上部にはn−InP電流
ブロック層7が薄く成長するだけである。しかし、成長
時間を増しても図3(b) に示すように、n−InP電流
ブロック層7のメサ側面の上部での成長は進まず、メサ
側面の下部において成長しているn−InP電流ブロッ
ク層7の膜厚が増すだけである。さらに、成長条件を適
当に選ぶとn−InP電流ブロック層7はメサ側面の上
部にはほとんど成長しない。
【0013】ところで、p−AlGaInAs液相成長
ストッパ層3の側面は、メサ形成終了後、空気にさらさ
れて表面が酸化されている(Alを含む材料は極めて酸
化されやすく、空中に放置させるだけで表面が酸化す
る)。酸化された表面にはn−InP電流ブロック層7
は極めて成長しにくく、n−InP電流ブロック層7が
メサ下部から成長してきてp−AlGaInAs液相成
長ストッパ層3に達すると、このp−AlGaInAs
液相成長ストッパ層3より上へは伸びないで、メサから
離れた平坦なn−InP基板1から成長してきた層の厚
みのみが増す。成長時間が長くなると、p−AlGaI
nAs液相成長ストッパ層3の側面より上部にもn−I
nP電流ブロック層7が成長して、時間とともにその成
長は伸びる。しかし、ある一定の時間はn−InP電流
ブロック層7の位置は、p−AlGaInAs液相成長
ストッパ層3の側面より下部の位置に固定される。この
ようなストッパ層の効果によって、n−InP電流ブロ
ック層7の成長時間を適度な値に設定すると、n−In
P基板1上から成長してきたn−InP電流ブロック層
7の位置は再現性良くp−AlGaInAs液相成長ス
トッパ層3を挟んで上部および下部にもってこれる。次
に蒸着によりp側電極11,n側電極12を形成する
と、図2(d)に示した半導体レーザが完成する。
ストッパ層3の側面は、メサ形成終了後、空気にさらさ
れて表面が酸化されている(Alを含む材料は極めて酸
化されやすく、空中に放置させるだけで表面が酸化す
る)。酸化された表面にはn−InP電流ブロック層7
は極めて成長しにくく、n−InP電流ブロック層7が
メサ下部から成長してきてp−AlGaInAs液相成
長ストッパ層3に達すると、このp−AlGaInAs
液相成長ストッパ層3より上へは伸びないで、メサから
離れた平坦なn−InP基板1から成長してきた層の厚
みのみが増す。成長時間が長くなると、p−AlGaI
nAs液相成長ストッパ層3の側面より上部にもn−I
nP電流ブロック層7が成長して、時間とともにその成
長は伸びる。しかし、ある一定の時間はn−InP電流
ブロック層7の位置は、p−AlGaInAs液相成長
ストッパ層3の側面より下部の位置に固定される。この
ようなストッパ層の効果によって、n−InP電流ブロ
ック層7の成長時間を適度な値に設定すると、n−In
P基板1上から成長してきたn−InP電流ブロック層
7の位置は再現性良くp−AlGaInAs液相成長ス
トッパ層3を挟んで上部および下部にもってこれる。次
に蒸着によりp側電極11,n側電極12を形成する
と、図2(d)に示した半導体レーザが完成する。
【0014】次に動作について説明する。電極11,1
2間に順方向電圧をかけると、n−InP電流ブロック
層7とp−InP電流ブロック層8より構成されるpn
接合は逆バイアスとなり、電流は流れず、アンドープI
nGaAsP活性層5及びリークパス14を通る。この
場合のリークパス14の膜厚はp−InP第2下クラッ
ド層4の厚みに相当し、有機金属気相成長法を用いれ
ば、このリークパス14の膜厚を精密に制御できる。従
って、p−InP第2下クラッド層厚を狭くすることに
より、リーク電流を減らして半導体レーザの高出力化が
図れる。
2間に順方向電圧をかけると、n−InP電流ブロック
層7とp−InP電流ブロック層8より構成されるpn
接合は逆バイアスとなり、電流は流れず、アンドープI
nGaAsP活性層5及びリークパス14を通る。この
場合のリークパス14の膜厚はp−InP第2下クラッ
ド層4の厚みに相当し、有機金属気相成長法を用いれ
ば、このリークパス14の膜厚を精密に制御できる。従
って、p−InP第2下クラッド層厚を狭くすることに
より、リーク電流を減らして半導体レーザの高出力化が
図れる。
【0015】なお、上記実施例では、p−InPを基板
とした半導体レーザを例にあげて説明したが、n−In
Pを基板とした埋込型半導体レーザでも同様の効果が期
待できる。
とした半導体レーザを例にあげて説明したが、n−In
Pを基板とした埋込型半導体レーザでも同様の効果が期
待できる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
レーザおよびその製造方法によれば、AlGaInAs
液相成長ストッパ層を下クラッド層中に挿入したことに
より、液相成長の際の電流ブロック層の液相成長を制御
するようにしたので、リークパス幅の精密な制御が可能
となり、漏れ電流を減らして高出力化が図れるという効
果がある。
レーザおよびその製造方法によれば、AlGaInAs
液相成長ストッパ層を下クラッド層中に挿入したことに
より、液相成長の際の電流ブロック層の液相成長を制御
するようにしたので、リークパス幅の精密な制御が可能
となり、漏れ電流を減らして高出力化が図れるという効
果がある。
【図1】本発明の一実施例による半導体レーザの断面構
造図である。
造図である。
【図2】本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。
ロー図である。
【図3】電流ブロック層の成長過程を示す図である。
【図4】従来の半導体レーザの断面構造図である。
【図5】従来の半導体レーザの製造フロー図である。
1 p−InP基板
2 p−InP下クラッド層
3 p−AlGaInAs液相成長ストッパ層
4 p−InP第2下クラッド層
5 アンドープInGaAsP活性層
6 n−InP上クラッド層
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
14 リークパス
Claims (2)
- 【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において、 下クラッド層は、InPと格子整合するAlGaInA
s層をその層中に有することを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項2】 InPを基板とし、InPをクラッド層
とし、かつ下クラッド層はAlGaInAs層をその層
中に有する埋込型半導体レーザを製造する方法におい
て、 AlGaInAs層を電流ブロック層の液相成長の際の
液相成長ストッパ層として用い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 |
---|---|---|---|
JP19262291A JPH0513877A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19262291A JPH0513877A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0513877A true JPH0513877A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16294320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19262291A Pending JPH0513877A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0513877A (ja) |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP19262291A patent/JPH0513877A/ja active Pending
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