JPH05152681A - 半導体レーザーの製造方法 - Google Patents
半導体レーザーの製造方法Info
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- JPH05152681A JPH05152681A JP34217091A JP34217091A JPH05152681A JP H05152681 A JPH05152681 A JP H05152681A JP 34217091 A JP34217091 A JP 34217091A JP 34217091 A JP34217091 A JP 34217091A JP H05152681 A JPH05152681 A JP H05152681A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザー発振の際の光の散乱損失を極めて小
さくすることにより低しきい値電流化を図る。 【構成】 ［０１１］方向に延びるメサ状凸部１ａを主
面に有する（１００）面方位のｎ型GaAs基板１上にｎ型
GaAs層をエピタキシャル成長させた後、ｐ型AlGaAs層３
及びｎ型AlGaAs層４をそれらの積層方向に少なくとも一
つのサイリスタ構造が形成されるように交互にエピタキ
シャル成長させる。次に、メサ状凸部１ａの上の三角柱
状のｎ型GaAs層を選択的にエッチング除去する。この
後、ｎ型AlGaAsクラッド層５、活性層６、ｐ型AlGaAsク
ラッド層７及びｐ型GaAsキャップ層８を順次エピタキシ
ャル成長させることにより、三角柱状のｎ型GaAs層の除
去により形成された溝の内部にレーザー構造を形成す
る。
さくすることにより低しきい値電流化を図る。 【構成】 ［０１１］方向に延びるメサ状凸部１ａを主
面に有する（１００）面方位のｎ型GaAs基板１上にｎ型
GaAs層をエピタキシャル成長させた後、ｐ型AlGaAs層３
及びｎ型AlGaAs層４をそれらの積層方向に少なくとも一
つのサイリスタ構造が形成されるように交互にエピタキ
シャル成長させる。次に、メサ状凸部１ａの上の三角柱
状のｎ型GaAs層を選択的にエッチング除去する。この
後、ｎ型AlGaAsクラッド層５、活性層６、ｐ型AlGaAsク
ラッド層７及びｐ型GaAsキャップ層８を順次エピタキシ
ャル成長させることにより、三角柱状のｎ型GaAs層の除
去により形成された溝の内部にレーザー構造を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザーの製
造方法に関し、特に、いわゆる内部ストライプ構造を有
する半導体レーザーに適用して好適なものである。
造方法に関し、特に、いわゆる内部ストライプ構造を有
する半導体レーザーに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、特願平２−２００８３号に
おいて、低しきい値電流でかつ光出力−電流特性の直線
性が良好な埋め込み構造の半導体レーザーの製造方法を
提案した。その概要を説明すると次の通りである。
おいて、低しきい値電流でかつ光出力−電流特性の直線
性が良好な埋め込み構造の半導体レーザーの製造方法を
提案した。その概要を説明すると次の通りである。
【０００３】すなわち、この半導体レーザーの製造方法
においては、図１０に示すように、（１００）面方位の
ｎ型GaAs基板１０１上にｐ型AlGaAs層１０２をエピタキ
シャル成長させた後、このｐ型AlGaAs層１０２及びｎ型
GaAs基板１０１の所定部分をウエットエッチングにより
エッチング除去して［０１１］方向に延びるストライプ
状の溝１０３を形成する。この後、ｎ型AlGaAsクラッド
層１０４、活性層１０５、ｐ型AlGaAsクラッド層１０６
及びｐ型GaAsキャップ層１０７を順次エピタキシャル成
長させる。これによって、ストライプ状の溝１０３内に
埋め込まれた構造の、ｎ型AlGaAsクラッド層１０４、活
性層１０５及びｐ型AlGaAsクラッド層１０６から成るレ
ーザー共振器が形成される。
においては、図１０に示すように、（１００）面方位の
ｎ型GaAs基板１０１上にｐ型AlGaAs層１０２をエピタキ
シャル成長させた後、このｐ型AlGaAs層１０２及びｎ型
GaAs基板１０１の所定部分をウエットエッチングにより
エッチング除去して［０１１］方向に延びるストライプ
状の溝１０３を形成する。この後、ｎ型AlGaAsクラッド
層１０４、活性層１０５、ｐ型AlGaAsクラッド層１０６
及びｐ型GaAsキャップ層１０７を順次エピタキシャル成
長させる。これによって、ストライプ状の溝１０３内に
埋め込まれた構造の、ｎ型AlGaAsクラッド層１０４、活
性層１０５及びｐ型AlGaAsクラッド層１０６から成るレ
ーザー共振器が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の特願平２−２０
０８３号において提案された半導体レーザーの製造方法
においては、実際にストライプ状の溝１０３をエッチン
グにより形成した場合、このエッチングやエッチング時
に用いられるマスクのゆらぎなどによって、図１１に示
すように、溝１０３の両側面などに共振器長方向の凹凸
が形成されてしまう。この結果、この溝１０３内に埋め
込まれた活性層１０５の両側面などにも同様な共振器長
方向の凹凸が形成されることから、レーザー発振の際の
光の散乱損失が増加し、しきい値電流が増加してしまう
という問題があった。
０８３号において提案された半導体レーザーの製造方法
においては、実際にストライプ状の溝１０３をエッチン
グにより形成した場合、このエッチングやエッチング時
に用いられるマスクのゆらぎなどによって、図１１に示
すように、溝１０３の両側面などに共振器長方向の凹凸
が形成されてしまう。この結果、この溝１０３内に埋め
込まれた活性層１０５の両側面などにも同様な共振器長
方向の凹凸が形成されることから、レーザー発振の際の
光の散乱損失が増加し、しきい値電流が増加してしまう
という問題があった。
【０００５】従って、この発明の目的は、レーザー発振
の際の共振器長方向の光の散乱損失を極めて小さくする
ことができることにより低しきい値電流化を図ることが
できる半導体レーザーを製造することができる半導体レ
ーザーの製造方法を提供することにある。
の際の共振器長方向の光の散乱損失を極めて小さくする
ことができることにより低しきい値電流化を図ることが
できる半導体レーザーを製造することができる半導体レ
ーザーの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の半導体レーザーの製造方法は、〈０１
１〉方向に延びるメサ状凸部（１ａ）をその主面に有す
る｛１００｝面方位の化合物半導体基板（１）上に第１
の化合物半導体層（２）をエピタキシャル成長させる工
程と、化合物半導体基板（１）上に、互いに導電型の異
なる第２の化合物半導体層（３）及び第３の化合物半導
体層（４）を、それらの積層方向に少なくとも一つのサ
イリスタ構造が形成され、かつ化合物半導体基板（１）
のメサ状凸部（１ａ）の上にエピタキシャル成長された
第１の化合物半導体層（２）の少なくとも上部が露出す
るように交互にエピタキシャル成長させる工程と、化合
物半導体基板（１）のメサ状凸部（１ａ）の上にエピタ
キシャル成長された第１の化合物半導体層（２）を選択
的にエッチング除去する工程と、化合物半導体基板
（１）上に第１導電型の第１のクラッド層（５）、活性
層（６）及び第２導電型の第２のクラッド層（６）を順
次エピタキシャル成長させる工程とを具備する。
に、この発明の半導体レーザーの製造方法は、〈０１
１〉方向に延びるメサ状凸部（１ａ）をその主面に有す
る｛１００｝面方位の化合物半導体基板（１）上に第１
の化合物半導体層（２）をエピタキシャル成長させる工
程と、化合物半導体基板（１）上に、互いに導電型の異
なる第２の化合物半導体層（３）及び第３の化合物半導
体層（４）を、それらの積層方向に少なくとも一つのサ
イリスタ構造が形成され、かつ化合物半導体基板（１）
のメサ状凸部（１ａ）の上にエピタキシャル成長された
第１の化合物半導体層（２）の少なくとも上部が露出す
るように交互にエピタキシャル成長させる工程と、化合
物半導体基板（１）のメサ状凸部（１ａ）の上にエピタ
キシャル成長された第１の化合物半導体層（２）を選択
的にエッチング除去する工程と、化合物半導体基板
（１）上に第１導電型の第１のクラッド層（５）、活性
層（６）及び第２導電型の第２のクラッド層（６）を順
次エピタキシャル成長させる工程とを具備する。
【０００７】
【作用】上述のように構成されたこの発明の半導体レー
ザーの製造方法によれば、〈０１１〉方向に延びるメサ
状凸部（１ａ）をその主面に有する｛１００｝面方位の
化合物半導体基板（１）上に第１の化合物半導体層
（２）をエピタキシャル成長させると、メサ状凸部（１
ａ）の上では、第１の化合物半導体層（２）は、三角柱
状にエピタキシャル成長させることができる。この三角
柱状の第１の化合物半導体層（２）の両斜面は、いずれ
も完全に平坦な｛１１１｝Ｂ面となる。次に、第２の化
合物半導体層（３）及び第３の化合物半導体層（４）を
交互にエピタキシャル成長させると、これらの第２の化
合物半導体層（３）及び第３の化合物半導体層（４）の
三角柱状の第１の化合物半導体層（２）の両斜面に接す
る面は、いずれも完全に平坦な｛１１１｝Ａ面となる。
従って、次に、この三角柱状の第１の化合物半導体層
（２）を選択的にエッチング除去すると、この三角柱状
の第１の化合物半導体層（２）の除去により形成された
溝の両側面は、いずれも完全に平坦な｛１１１｝Ａ面と
なる。ここで、｛１１１｝Ｂ面における「Ｂ面」及び
｛１１１｝Ａ面における「Ａ面」とは、それぞれ、閃亜
鉛鉱型結晶構造を有するIII−Ｖ族化合物半導体またはI
I−ＶI 族化合物半導体におけるＶ族元素またはＶI 族
元素の原子が配列している結晶面及びIII族元素またはI
I族元素の原子が配列している結晶面のことをいう。
ザーの製造方法によれば、〈０１１〉方向に延びるメサ
状凸部（１ａ）をその主面に有する｛１００｝面方位の
化合物半導体基板（１）上に第１の化合物半導体層
（２）をエピタキシャル成長させると、メサ状凸部（１
ａ）の上では、第１の化合物半導体層（２）は、三角柱
状にエピタキシャル成長させることができる。この三角
柱状の第１の化合物半導体層（２）の両斜面は、いずれ
も完全に平坦な｛１１１｝Ｂ面となる。次に、第２の化
合物半導体層（３）及び第３の化合物半導体層（４）を
交互にエピタキシャル成長させると、これらの第２の化
合物半導体層（３）及び第３の化合物半導体層（４）の
三角柱状の第１の化合物半導体層（２）の両斜面に接す
る面は、いずれも完全に平坦な｛１１１｝Ａ面となる。
従って、次に、この三角柱状の第１の化合物半導体層
（２）を選択的にエッチング除去すると、この三角柱状
の第１の化合物半導体層（２）の除去により形成された
溝の両側面は、いずれも完全に平坦な｛１１１｝Ａ面と
なる。ここで、｛１１１｝Ｂ面における「Ｂ面」及び
｛１１１｝Ａ面における「Ａ面」とは、それぞれ、閃亜
鉛鉱型結晶構造を有するIII−Ｖ族化合物半導体またはI
I−ＶI 族化合物半導体におけるＶ族元素またはＶI 族
元素の原子が配列している結晶面及びIII族元素またはI
I族元素の原子が配列している結晶面のことをいう。
【０００８】次に、化合物半導体基板（１）上に第１の
クラッド層（５）をエピタキシャル成長させると、三角
柱状の第１の化合物半導体層（２）の除去により形成さ
れた溝の内部の第１のクラッド層（５）の表面に、｛１
００｝面が現れるとともに、その両側に｛１００｝面に
垂直な｛０１１｝面が現れる。この場合、三角柱状の第
１の化合物半導体層（２）の除去により形成された溝の
両側面はいずれも完全に平坦な｛１１１｝Ａ面であるた
め、この｛０１１｝面から成る表面は完全に平坦とな
る。この後、活性層（６）をエピタキシャル成長させる
と、三角柱状の第１の化合物半導体層（２）の除去によ
り形成された溝の内部の第１のクラッド層（５）の互い
に対向する一対の｛０１１｝面の間の部分に活性層
（６）が埋め込まれる。この一対の｛０１１｝面はいず
れも完全に平坦であるため、これらの間の部分に埋め込
まれる活性層（６）の両側面もまた完全に平坦となる。
これによって、レーザー発振の際の共振器長方向の光の
散乱損失を極めて小さくすることができるので、低しき
い値電流化を図ることができる。
クラッド層（５）をエピタキシャル成長させると、三角
柱状の第１の化合物半導体層（２）の除去により形成さ
れた溝の内部の第１のクラッド層（５）の表面に、｛１
００｝面が現れるとともに、その両側に｛１００｝面に
垂直な｛０１１｝面が現れる。この場合、三角柱状の第
１の化合物半導体層（２）の除去により形成された溝の
両側面はいずれも完全に平坦な｛１１１｝Ａ面であるた
め、この｛０１１｝面から成る表面は完全に平坦とな
る。この後、活性層（６）をエピタキシャル成長させる
と、三角柱状の第１の化合物半導体層（２）の除去によ
り形成された溝の内部の第１のクラッド層（５）の互い
に対向する一対の｛０１１｝面の間の部分に活性層
（６）が埋め込まれる。この一対の｛０１１｝面はいず
れも完全に平坦であるため、これらの間の部分に埋め込
まれる活性層（６）の両側面もまた完全に平坦となる。
これによって、レーザー発振の際の共振器長方向の光の
散乱損失を極めて小さくすることができるので、低しき
い値電流化を図ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、実施例の全図において、同一
の部分には同一の符号を付す。図１〜図７はこの発明の
第１実施例による半導体レーザーの製造方法を工程順に
示す。この第１実施例においては、図１に示すように、
まず、例えば（１００）面方位のｎ型GaAs基板１の主面
に例えば［０１１］方向に延びるストライプ状の順メサ
状凸部１ａをエッチングにより形成する。
しながら説明する。なお、実施例の全図において、同一
の部分には同一の符号を付す。図１〜図７はこの発明の
第１実施例による半導体レーザーの製造方法を工程順に
示す。この第１実施例においては、図１に示すように、
まず、例えば（１００）面方位のｎ型GaAs基板１の主面
に例えば［０１１］方向に延びるストライプ状の順メサ
状凸部１ａをエッチングにより形成する。
【００１０】次に、図２に示すように、有機金属化学気
相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、この順メサ状凸部１ａ
が主面に形成されたｎ型GaAs基板１上に例えばｎ型GaAs
層２をエピタキシャル成長させる。このエピタキシャル
成長においては、ストライプ状の順メサ状凸部１ａの上
では、ｎ型GaAs層２は、三角柱状にエピタキシャル成長
される。順メサ状凸部１ａの上にエピタキシャル成長さ
れたこの三角柱状のｎ型GaAs層２の両斜面は、それぞれ
（１−１１）Ｂ面（As面）及び（１１−１）Ｂ面により
形成され、いずれも完全に平坦な面である。
相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、この順メサ状凸部１ａ
が主面に形成されたｎ型GaAs基板１上に例えばｎ型GaAs
層２をエピタキシャル成長させる。このエピタキシャル
成長においては、ストライプ状の順メサ状凸部１ａの上
では、ｎ型GaAs層２は、三角柱状にエピタキシャル成長
される。順メサ状凸部１ａの上にエピタキシャル成長さ
れたこの三角柱状のｎ型GaAs層２の両斜面は、それぞれ
（１−１１）Ｂ面（As面）及び（１１−１）Ｂ面により
形成され、いずれも完全に平坦な面である。
【００１１】次に、図３に示すように、ＭＯＣＶＤ法に
より、ｎ型GaAs基板１上に例えばｐ型AlGaAs層３及びｎ
型AlGaAs層４を交互にエピタキシャル成長させる。これ
らのｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４の層数は、これ
らのｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４によりそれらの
積層方向に少なくとも一つのｐｎｐｎサイリスタ構造が
形成されるように選ばれる。また、順メサ状凸部１ａの
上の三角柱状のｎ型GaAs層２の少なくとも上部は、これ
らのｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４により覆われず
に露出するようにする。この場合、これらのｐ型AlGaAs
層３及びｎ型AlGaAs層４の、順メサ状凸部１ａの上の三
角柱状のｎ型GaAs層２の両斜面に接している面は、それ
ぞれ（１−１１）Ａ面（Ga面）及び（１１−１）Ａ面か
ら成り、いずれも完全に平坦な面である。
より、ｎ型GaAs基板１上に例えばｐ型AlGaAs層３及びｎ
型AlGaAs層４を交互にエピタキシャル成長させる。これ
らのｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４の層数は、これ
らのｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４によりそれらの
積層方向に少なくとも一つのｐｎｐｎサイリスタ構造が
形成されるように選ばれる。また、順メサ状凸部１ａの
上の三角柱状のｎ型GaAs層２の少なくとも上部は、これ
らのｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４により覆われず
に露出するようにする。この場合、これらのｐ型AlGaAs
層３及びｎ型AlGaAs層４の、順メサ状凸部１ａの上の三
角柱状のｎ型GaAs層２の両斜面に接している面は、それ
ぞれ（１−１１）Ａ面（Ga面）及び（１１−１）Ａ面か
ら成り、いずれも完全に平坦な面である。
【００１２】次に、図４に示すように、順メサ状凸部１
ａの上の三角柱状のｎ型GaAs層２だけを選択的にエッチ
ング除去する。この選択エッチングは、例えばＮＨ4 Ｏ
ＨとＨ2 Ｏ2 とを１対３０の割合で混合したアンモニア
過水をエッチング液として用いたウエットエッチングに
より行う。このようなアンモニア過水をエッチング液と
して用いたウエットエッチングにおいては、例えば液温
が４℃の場合、AlGaAsのエッチング速度に対するGaAsの
エッチング速度の比（選択比）として６程度が得られる
ので、ｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４がエッチング
されるのを抑えつつｎ型GaAs層２を選択的にエッチング
除去することができる。
ａの上の三角柱状のｎ型GaAs層２だけを選択的にエッチ
ング除去する。この選択エッチングは、例えばＮＨ4 Ｏ
ＨとＨ2 Ｏ2 とを１対３０の割合で混合したアンモニア
過水をエッチング液として用いたウエットエッチングに
より行う。このようなアンモニア過水をエッチング液と
して用いたウエットエッチングにおいては、例えば液温
が４℃の場合、AlGaAsのエッチング速度に対するGaAsの
エッチング速度の比（選択比）として６程度が得られる
ので、ｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４がエッチング
されるのを抑えつつｎ型GaAs層２を選択的にエッチング
除去することができる。
【００１３】次に、図５に示すように、ＭＯＣＶＤ法に
より、ｎ型AlGaAsクラッド層５をエピタキシャル成長さ
せる。このエピタキシャル成長においては、三角柱状の
ｎ型GaAs層２の除去により形成された溝の内部にｎ型Al
GaAsクラッド層５がエピタキシャル成長されるととも
に、この順メサ状凸部１ａの両側のｐ型AlGaAs層３上に
もｎ型AlGaAsクラッド層５が順メサ状凸部１ａの上のｎ
型AlGaAsクラッド層５と分離された状態でエピタキシャ
ル成長される。この場合、三角柱状のｎ型GaAs層２の除
去により形成された溝の内部にエピタキシャル成長され
たｎ型AlGaAsクラッド層５の表面には、基板表面に平行
な（１００）面が現れるとともに、その両側に基板表面
に垂直な（０１−１）面が現れる。また、この場合、三
角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成された溝の両側
面は、（１−１１）Ａ面及び（１１−１）Ａ面から成る
完全に平坦な面であるため、この溝内にエピタキシャル
成長されたｎ型AlGaAsクラッド層５に現れた（０１−
１）面から成る表面も完全に平坦である。
より、ｎ型AlGaAsクラッド層５をエピタキシャル成長さ
せる。このエピタキシャル成長においては、三角柱状の
ｎ型GaAs層２の除去により形成された溝の内部にｎ型Al
GaAsクラッド層５がエピタキシャル成長されるととも
に、この順メサ状凸部１ａの両側のｐ型AlGaAs層３上に
もｎ型AlGaAsクラッド層５が順メサ状凸部１ａの上のｎ
型AlGaAsクラッド層５と分離された状態でエピタキシャ
ル成長される。この場合、三角柱状のｎ型GaAs層２の除
去により形成された溝の内部にエピタキシャル成長され
たｎ型AlGaAsクラッド層５の表面には、基板表面に平行
な（１００）面が現れるとともに、その両側に基板表面
に垂直な（０１−１）面が現れる。また、この場合、三
角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成された溝の両側
面は、（１−１１）Ａ面及び（１１−１）Ａ面から成る
完全に平坦な面であるため、この溝内にエピタキシャル
成長されたｎ型AlGaAsクラッド層５に現れた（０１−
１）面から成る表面も完全に平坦である。
【００１４】次に、ＭＯＣＶＤ法により、活性層６、ｐ
型AlGaAsクラッド層７及びｐ型GaAsキャップ層８を順次
エピタキシャル成長させる。このエピタキシャル成長に
おいては、三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成さ
れた溝の内部のｎ型AlGaAsクラッド層５の表面の互いに
対向する一対の（０１−１）面の間の部分に埋め込まれ
た状態で活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型Ga
Asキャップ層８がエピタキシャル成長されるとともに、
順メサ状凸部１ａの両側のｎ型AlGaAsクラッド層５の上
にも活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型GaAsキ
ャップ層８が三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成
された溝の内部の活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及
びｐ型GaAsキャップ層８と分離された状態でエピタキシ
ャル成長される。この場合、三角柱状のｎ型GaAs層２の
除去により形成された溝の内部のｎ型AlGaAsクラッド層
５の表面に現れた完全に平坦な（０１−１）面に接して
いる、活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型GaAs
キャップ層８の両側面も完全に平坦である。
型AlGaAsクラッド層７及びｐ型GaAsキャップ層８を順次
エピタキシャル成長させる。このエピタキシャル成長に
おいては、三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成さ
れた溝の内部のｎ型AlGaAsクラッド層５の表面の互いに
対向する一対の（０１−１）面の間の部分に埋め込まれ
た状態で活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型Ga
Asキャップ層８がエピタキシャル成長されるとともに、
順メサ状凸部１ａの両側のｎ型AlGaAsクラッド層５の上
にも活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型GaAsキ
ャップ層８が三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成
された溝の内部の活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及
びｐ型GaAsキャップ層８と分離された状態でエピタキシ
ャル成長される。この場合、三角柱状のｎ型GaAs層２の
除去により形成された溝の内部のｎ型AlGaAsクラッド層
５の表面に現れた完全に平坦な（０１−１）面に接して
いる、活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型GaAs
キャップ層８の両側面も完全に平坦である。
【００１５】上述の三角柱状のｎ型GaAs層２の除去によ
り形成された溝の内部に埋め込まれたｎ型AlGaAsクラッ
ド層５、活性層６及びｐ型AlGaAsクラッド層７により、
ＤＨ構造のレーザー共振器が形成される。次に、図６に
示すように、順メサ状凸部１ａの両側のｎ型AlGaAsクラ
ッド層５、活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型
GaAsキャップ層８の間の部分をレジスト９により埋め
る。
り形成された溝の内部に埋め込まれたｎ型AlGaAsクラッ
ド層５、活性層６及びｐ型AlGaAsクラッド層７により、
ＤＨ構造のレーザー共振器が形成される。次に、図６に
示すように、順メサ状凸部１ａの両側のｎ型AlGaAsクラ
ッド層５、活性層６、ｐ型AlGaAsクラッド層７及びｐ型
GaAsキャップ層８の間の部分をレジスト９により埋め
る。
【００１６】次に、このレジスト９をマスクとしてｐ型
GaAsキャップ層８、ｐ型AlGaAsクラッド層７、活性層６
及びｎ型AlGaAsクラッド層５を順次エッチング除去す
る。次に、このレジスト９を除去した後、図７に示すよ
うに、ｎ型GaAs基板１の表面及び裏面にｐ側の電極１０
及びｎ側の電極１１をそれぞれ形成して、目的とする半
導体レーザーを完成させる。
GaAsキャップ層８、ｐ型AlGaAsクラッド層７、活性層６
及びｎ型AlGaAsクラッド層５を順次エッチング除去す
る。次に、このレジスト９を除去した後、図７に示すよ
うに、ｎ型GaAs基板１の表面及び裏面にｐ側の電極１０
及びｎ側の電極１１をそれぞれ形成して、目的とする半
導体レーザーを完成させる。
【００１７】このようにして製造されるこの第１実施例
による半導体レーザーにおいては、レーザー発振を起こ
させるために電極１０及び電極１１の間に流される電流
は、順メサ状凸部１ａの両側の部分では交互に積層され
たｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４により形成された
ｐｎｐｎサイリスタ構造の働きによって電流が流れない
ので、三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成された
溝の内部に埋め込まれた活性層６の部分に集中する。
による半導体レーザーにおいては、レーザー発振を起こ
させるために電極１０及び電極１１の間に流される電流
は、順メサ状凸部１ａの両側の部分では交互に積層され
たｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４により形成された
ｐｎｐｎサイリスタ構造の働きによって電流が流れない
ので、三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成された
溝の内部に埋め込まれた活性層６の部分に集中する。
【００１８】以上のように、この第１実施例によれば、
三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成される溝の内
部に埋め込まれる活性層６の両側面を完全に平坦とする
ことができるので、レーザー発振の際の共振器長方向の
光の散乱損失を極めて小さくすることができ、これによ
って低しきい値電流化を図ることができる。
三角柱状のｎ型GaAs層２の除去により形成される溝の内
部に埋め込まれる活性層６の両側面を完全に平坦とする
ことができるので、レーザー発振の際の共振器長方向の
光の散乱損失を極めて小さくすることができ、これによ
って低しきい値電流化を図ることができる。
【００１９】また、レーザー共振器の活性層６の幅は、
順メサ状凸部１ａの両側に交互にエピタキシャル成長さ
れるｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４のうち最上層の
ものの順メサ状凸部１ａの上面からの高さにより決ま
り、この高さが大きいほど小さくなるので、この高さを
十分に大きくすることにより、活性層６の幅を十分に小
さくすることができる。これによって、より一層の低し
きい値電流化を図ることができる。
順メサ状凸部１ａの両側に交互にエピタキシャル成長さ
れるｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４のうち最上層の
ものの順メサ状凸部１ａの上面からの高さにより決ま
り、この高さが大きいほど小さくなるので、この高さを
十分に大きくすることにより、活性層６の幅を十分に小
さくすることができる。これによって、より一層の低し
きい値電流化を図ることができる。
【００２０】なお、低しきい値電流の半導体レーザーと
してＳＤＨ（Separated Double Hetero)レーザー（
「電子材料」（工業調査会、１９９０年１２月号）第９
５頁〜第９９頁、特開平２−６５２８８号公報）が知
られているが、この第１実施例による半導体レーザー
は、このＳＤＨレーザーよりも低しきい値電流とするこ
とができる。これは、この第１実施例による半導体レー
ザーにおいては、ＳＤＨレーザーよりも活性層５の幅を
小さくすることができること、ＳＤＨレーザーの場合に
はレーザー共振器が形成されるメサ状凸部の両側の部分
にも活性層が形成されていることに起因する無効電流
（リーク電流）が存在するのに対し、この第１実施例に
よる半導体レーザーにおいては活性層６は順メサ状凸部
１ａの上にしか形成されていないためにこの無効電流が
極めて小さいことなどによる。
してＳＤＨ（Separated Double Hetero)レーザー（
「電子材料」（工業調査会、１９９０年１２月号）第９
５頁〜第９９頁、特開平２−６５２８８号公報）が知
られているが、この第１実施例による半導体レーザー
は、このＳＤＨレーザーよりも低しきい値電流とするこ
とができる。これは、この第１実施例による半導体レー
ザーにおいては、ＳＤＨレーザーよりも活性層５の幅を
小さくすることができること、ＳＤＨレーザーの場合に
はレーザー共振器が形成されるメサ状凸部の両側の部分
にも活性層が形成されていることに起因する無効電流
（リーク電流）が存在するのに対し、この第１実施例に
よる半導体レーザーにおいては活性層６は順メサ状凸部
１ａの上にしか形成されていないためにこの無効電流が
極めて小さいことなどによる。
【００２１】上述の第１実施例において、順メサ状凸部
１ａの上の三角柱状のｎ型GaAs層２を選択エッチングに
より除去する場合、この順メサ状凸部１ａもｎ型GaAsか
ら成るため、この順メサ状凸部１ａの上面が露出した時
点でエッチングを制御性良く停止することは必ずしも容
易でない。そこで、次に、この問題を解決した第２実施
例による半導体レーザーの製造方法について説明する。
１ａの上の三角柱状のｎ型GaAs層２を選択エッチングに
より除去する場合、この順メサ状凸部１ａもｎ型GaAsか
ら成るため、この順メサ状凸部１ａの上面が露出した時
点でエッチングを制御性良く停止することは必ずしも容
易でない。そこで、次に、この問題を解決した第２実施
例による半導体レーザーの製造方法について説明する。
【００２２】すなわち、この第２実施例においては、図
８に示すように、ｎ型GaAs基板１の主面に順メサ状凸部
１ａを形成した後、ＭＯＣＶＤ法により、このｎ型GaAs
基板１上に例えばｎ型AlGaAs層１２をエピタキシャル成
長させる。この後、第１実施例の図２及び図３に関連し
て説明したと同様な工程を実行する。すなわち、ｎ型Ga
As層２、ｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４をエピタキ
シャル成長させた後、順メサ状凸部１ａの上のｎ型AlGa
As層１２の上の三角柱状のｎ型GaAs層２を上述の第１実
施例において用いたと同様なアンモニア過水をエッチン
グ液として用いたウエットエッチングにより選択的にエ
ッチング除去する。このエッチング後の状態を図９に示
す。
８に示すように、ｎ型GaAs基板１の主面に順メサ状凸部
１ａを形成した後、ＭＯＣＶＤ法により、このｎ型GaAs
基板１上に例えばｎ型AlGaAs層１２をエピタキシャル成
長させる。この後、第１実施例の図２及び図３に関連し
て説明したと同様な工程を実行する。すなわち、ｎ型Ga
As層２、ｐ型AlGaAs層３及びｎ型AlGaAs層４をエピタキ
シャル成長させた後、順メサ状凸部１ａの上のｎ型AlGa
As層１２の上の三角柱状のｎ型GaAs層２を上述の第１実
施例において用いたと同様なアンモニア過水をエッチン
グ液として用いたウエットエッチングにより選択的にエ
ッチング除去する。このエッチング後の状態を図９に示
す。
【００２３】この選択エッチングにおいては、三角柱状
のｎ型GaAs層２の下地がｎ型AlGaAs層１２であることか
ら、この三角柱状のｎ型GaAs層２のエッチングが終了し
て下地のｎ型AlGaAs層１２が露出した時点でエッチング
が自動的に停止する。この後、第１実施例の図５、図６
及び図７に関連して説明したと同様な工程を実行して、
目的とする半導体レーザーを完成させる。
のｎ型GaAs層２の下地がｎ型AlGaAs層１２であることか
ら、この三角柱状のｎ型GaAs層２のエッチングが終了し
て下地のｎ型AlGaAs層１２が露出した時点でエッチング
が自動的に停止する。この後、第１実施例の図５、図６
及び図７に関連して説明したと同様な工程を実行して、
目的とする半導体レーザーを完成させる。
【００２４】この第２実施例によれば、第１実施例と同
様な利点に加えて、順メサ状凸部１ａの上の三角柱状の
ｎ型GaAs層２のエッチングの際にｎ型AlGaAs層１２がエ
ッチングストッパーとして働くことによりこのエッチン
グを高い制御性で行うことができるという利点を得るこ
とができる。
様な利点に加えて、順メサ状凸部１ａの上の三角柱状の
ｎ型GaAs層２のエッチングの際にｎ型AlGaAs層１２がエ
ッチングストッパーとして働くことによりこのエッチン
グを高い制御性で行うことができるという利点を得るこ
とができる。
【００２５】以上、この発明の実施例につき具体的に説
明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるもの
ではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。例えば、上述の第１実施例及び第２実施例
においては、ｎ型GaAs基板１の主面に順メサ状凸部１ａ
を形成しているが、この順メサ状凸部１ａの代わりに、
逆メサ状凸部を形成しても、上述の第１実施例及び第２
実施例と同様な効果を得ることができる。
明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるもの
ではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。例えば、上述の第１実施例及び第２実施例
においては、ｎ型GaAs基板１の主面に順メサ状凸部１ａ
を形成しているが、この順メサ状凸部１ａの代わりに、
逆メサ状凸部を形成しても、上述の第１実施例及び第２
実施例と同様な効果を得ることができる。
【００２６】また、上述の第１実施例及び第２実施例に
おいては、ｎ型GaAs基板１を用いているが、このｎ型Ga
As基板１の代わりに、ｐ型GaAs基板を用いることも可能
である。この場合には、このｐ型GaAs基板上にエピタキ
シャル成長される各層の導電型は上述の第１実施例及び
第２実施例と逆にする。さらに、上述の第１実施例及び
第２実施例においては、この発明をAlGaAs／GaAs半導体
レーザーの製造に適用した場合について説明したが、こ
の発明は、AlGaAs／GaAs以外の半導体ヘテロ構造を用い
た半導体レーザーの製造に適用することも可能である。
おいては、ｎ型GaAs基板１を用いているが、このｎ型Ga
As基板１の代わりに、ｐ型GaAs基板を用いることも可能
である。この場合には、このｐ型GaAs基板上にエピタキ
シャル成長される各層の導電型は上述の第１実施例及び
第２実施例と逆にする。さらに、上述の第１実施例及び
第２実施例においては、この発明をAlGaAs／GaAs半導体
レーザーの製造に適用した場合について説明したが、こ
の発明は、AlGaAs／GaAs以外の半導体ヘテロ構造を用い
た半導体レーザーの製造に適用することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
レーザー発振の際の共振器長方向の光の散乱損失を極め
て小さくすることができることにより、低しきい値電流
化を図ることができる。
レーザー発振の際の共振器長方向の光の散乱損失を極め
て小さくすることができることにより、低しきい値電流
化を図ることができる。
【図１】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図２】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図３】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図５】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図６】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図７】この発明の第１実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図８】この発明の第２実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図９】この発明の第２実施例による半導体レーザーの
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】特願平２−２００８３号において本出願人が
提案した半導体レーザーの製造方法を説明するための断
面図である。
提案した半導体レーザーの製造方法を説明するための断
面図である。
【図１１】特願平２−２００８３号において本出願人が
提案した半導体レーザーの製造方法の問題点を説明する
ための斜視図である。
提案した半導体レーザーの製造方法の問題点を説明する
ための斜視図である。
１ ｎ型GaAs基板 １ａ 順メサ状凸部 ２ ｎ型GaAs層 ３ ｐ型AlGaAs層 ４ ｎ型AlGaAs層 ５ ｎ型AlGaAsクラッド層 ６ 活性層 ７ ｐ型AlGaAsクラッド層 ８ ｐ型GaAsキャップ層
Claims (1)
- 【請求項１】 〈０１１〉方向に延びるメサ状凸部をそ
の主面に有する｛１００｝面方位の化合物半導体基板上
に第１の化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工
程と、 上記化合物半導体基板上に、互いに導電型の異なる第２
の化合物半導体層及び第３の化合物半導体層を、それら
の積層方向に少なくとも一つのサイリスタ構造が形成さ
れ、かつ上記化合物半導体基板の上記メサ状凸部の上に
エピタキシャル成長された上記第１の化合物半導体層の
少なくとも上部が露出するように交互にエピタキシャル
成長させる工程と、 上記化合物半導体基板の上記メサ状凸部の上にエピタキ
シャル成長された上記第１の化合物半導体層を選択的に
エッチング除去する工程と、 上記化合物半導体基板上に第１導電型の第１のクラッド
層、活性層及び第２導電型の第２のクラッド層を順次エ
ピタキシャル成長させる工程とを具備する半導体レーザ
ーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34217091A JPH05152681A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体レーザーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34217091A JPH05152681A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体レーザーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152681A true JPH05152681A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18351667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34217091A Pending JPH05152681A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体レーザーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152681A (ja) |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP34217091A patent/JPH05152681A/ja active Pending
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