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

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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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JP
Japan
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layer
inp
semiconductor laser
liquid phase
current
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JP19262291A
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Inventor
Takashi Murakami
隆志 村上
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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