JPH0519837B2 - - Google Patents
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- JPH0519837B2 JPH0519837B2 JP725585A JP725585A JPH0519837B2 JP H0519837 B2 JPH0519837 B2 JP H0519837B2 JP 725585 A JP725585 A JP 725585A JP 725585 A JP725585 A JP 725585A JP H0519837 B2 JPH0519837 B2 JP H0519837B2
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- semiconductor laser
- upper cladding
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Landscapes
- Weting (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
この発明はMBE装置でもつて製造される
AlGaAs系半導体レーザの製造方法に系り、特に
２回の成長工程を必要とする構造の半導体レーザ
を製造する方法に関する。 (ロ) 従来技術 ２回のMBE成長工程を必要とする構造の半導
体レーザを製造する方法を以下説明すると共にそ
の問題点を指摘する。 まず、１回目のMBE成長工程で第１成長層を
基板の表面に積層した後、MBE装置から基板を
取り出し、エツチング工程にて第１上部クラツド
層まで達するストライプ溝を形成する。このエツ
チング工程を行つたことに伴い、前記エツチング
した部分に酸化物等の不純物が直接付着するか
ら、この不純物を所定の方法にて蒸発させる。し
かる後、２回目のMBE成長工程で第２成長層を
積層させる。 しかして、前記不純物を蒸発させる工程におい
て、第１上部クラツド層のA1組成が0.4以上の場
合、前記不純物は蒸発されにくくなる。そのため
第２成長層の積層状態が劣化し、この部分を電流
が流れなくなるという問題を生じる。一方第１上
部クラツド層のA1組成を0.4以下にすれば、第２
成長層の積層状態は良好となる反面、光閉じ込め
効率が低下するとう問題を生じる。 上記問題点を解決するために、本件出願人は特
願昭59−165334号を提案している。それは、エツ
チング工程においてストライプ溝を形成するとき
に電流阻止層を適宜残して不純物が第１上部クラ
ツド層の表面に直接付着しないようにさせ、次い
で、前記不純物および残余の電流阻止層を蒸発さ
せて第２成長層を形成するようにしたものであ
る。 ここで、前記電流阻止層を薄く残した方がサー
マルクリーニング工程において下記の不具合が生
じないことがわかつた。しかし実際には前記電流
阻止層を薄く残すことは非常に困難であり、薄く
するにも限界がある。電流阻止層が厚く残つた場
合にサーマルクリーニング工程を行うと、残した
電流阻止層を蒸発するまでにエツチング工程にて
電流阻止層の露出した部分が蒸発されてストライ
プ溝が変形してしまう。そのため、第２の成長工
程で第２成長層を積層すればストライプ溝の変形
部と第２成長層との間に空洞ができ、レーザ特性
が劣化してしまうという問題が生じる場合があつ
た。 (ハ) 目的 この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、電気的性質および光学的性質が良好な
半導体レーザを簡便な工程で製造することがで
き、その際に生じる不具合を防止しうる半導体レ
ーザの製造方法を提供することを目的としてい
る。 (ニ) 構成 この発明に係る半導体レーザの製造方法の特徴
とする処は、下部クラツド層と、活性層と、第１
上部クラツド層と、サーマルクリーニングによつ
て電流阻止層の露出部の蒸発を最小限に抑えうる
膜厚に設定したＰ型GaAsからなる保護層と、Ｎ
型GaAsからなる電流阻止層と、Ｎ型AlGaAsか
らなる蒸発防止層とで構成される第１成長層を基
板表面に積層する第１の成長工程と、 光照射下でＮ≫Ｐなるエツチングレートを有す
る溶液でもつて前記蒸発防止層および電流阻止層
をレーザ共振器波長に沿つてストライプ状に選択
エツチングするエツチング工程と、 前記エツチング工程によつて付着した不純物お
よび前記表面がストライプ状に露出された保護層
を蒸発させることにより、第１上部クラツド層ま
で達する深さのストライプ溝を形成するサーマル
クリーニング工程と、 前記ストライプ溝が形成された基板にＰ型
AlGaAsよりなる第２上部クラツド層とキヤツプ
層とで構成される第２成長層を積層する第２の成
長工程とを具備したことにある。 (ホ) 実施例 第１図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図である。 (a) 図示しないMBE装置内に装着したＮ型の
GaAsからなる基板１０を所定の方法にて加熱
する。蒸発源にそれぞれ収納された原料物質や
不純物を分子線の形で蒸発させる。この原料等
を図示しない質量分析計でモニターし、図示し
ないコンピユータで蒸発源の温度やシヤツタを
制御することにより、Ｎ型A1xGa1-xAs（A1組
成ｘ＝0.55）からなる下部クラツド層２１と、
AlxGa1-xAsAl組成ｘ＝0.12）からなる活性層
２２と、Ｐ型AlxGa1-xAs（A1組成ｘ＝0.55）
からなる第１上部クラツド層２３と、Ｐ型
GaAsからなる保護層２４と、Ｎ型GaAsから
なる電流阻止層２５、Ｎ型A1xGa1-xAs（A1組
成ｘ＝0.12）からなる蒸発防止層２６とで構成
する第１成長層２０を基板１０の表面に積層さ
せる（第１の成長工程）。なお、前記保護層２
４の膜厚は、後工程のサーマルクリーニング工
程にて電流阻止層２５の露出部２５′の蒸発を
最小限に抑えうる膜厚とし、本実施例では50〜
500Å程度に設定している。 (b) 前記第１成長層２０が積層された基板１０を
MBE装置から外部に取り出した後、基板１０
の裏面をラツピングする。次に、ストライプ溝
を形成すべき部分以外の蒸発防止層２６をホト
レジスト５０で覆う。このホトレジスト５０を
マスクにした基板１０を例えばハロゲンランプ
等の光照射下でＮ≫Ｐなるエツチンググレート
を有する溶液６０に浸漬し、蒸発防止層２６、
電流阻止層２５をレーザ共振器波長に沿つてス
トライプ状に選択エツチングする（エツチング
工程）。前記溶液６０は、１，２−ジハイドロ
キシベンゼン−３，５−ジスルホニツク酸、２
ナトリウム塩
AlGaAs系半導体レーザの製造方法に系り、特に
２回の成長工程を必要とする構造の半導体レーザ
を製造する方法に関する。 (ロ) 従来技術 ２回のMBE成長工程を必要とする構造の半導
体レーザを製造する方法を以下説明すると共にそ
の問題点を指摘する。 まず、１回目のMBE成長工程で第１成長層を
基板の表面に積層した後、MBE装置から基板を
取り出し、エツチング工程にて第１上部クラツド
層まで達するストライプ溝を形成する。このエツ
チング工程を行つたことに伴い、前記エツチング
した部分に酸化物等の不純物が直接付着するか
ら、この不純物を所定の方法にて蒸発させる。し
かる後、２回目のMBE成長工程で第２成長層を
積層させる。 しかして、前記不純物を蒸発させる工程におい
て、第１上部クラツド層のA1組成が0.4以上の場
合、前記不純物は蒸発されにくくなる。そのため
第２成長層の積層状態が劣化し、この部分を電流
が流れなくなるという問題を生じる。一方第１上
部クラツド層のA1組成を0.4以下にすれば、第２
成長層の積層状態は良好となる反面、光閉じ込め
効率が低下するとう問題を生じる。 上記問題点を解決するために、本件出願人は特
願昭59−165334号を提案している。それは、エツ
チング工程においてストライプ溝を形成するとき
に電流阻止層を適宜残して不純物が第１上部クラ
ツド層の表面に直接付着しないようにさせ、次い
で、前記不純物および残余の電流阻止層を蒸発さ
せて第２成長層を形成するようにしたものであ
る。 ここで、前記電流阻止層を薄く残した方がサー
マルクリーニング工程において下記の不具合が生
じないことがわかつた。しかし実際には前記電流
阻止層を薄く残すことは非常に困難であり、薄く
するにも限界がある。電流阻止層が厚く残つた場
合にサーマルクリーニング工程を行うと、残した
電流阻止層を蒸発するまでにエツチング工程にて
電流阻止層の露出した部分が蒸発されてストライ
プ溝が変形してしまう。そのため、第２の成長工
程で第２成長層を積層すればストライプ溝の変形
部と第２成長層との間に空洞ができ、レーザ特性
が劣化してしまうという問題が生じる場合があつ
た。 (ハ) 目的 この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、電気的性質および光学的性質が良好な
半導体レーザを簡便な工程で製造することがで
き、その際に生じる不具合を防止しうる半導体レ
ーザの製造方法を提供することを目的としてい
る。 (ニ) 構成 この発明に係る半導体レーザの製造方法の特徴
とする処は、下部クラツド層と、活性層と、第１
上部クラツド層と、サーマルクリーニングによつ
て電流阻止層の露出部の蒸発を最小限に抑えうる
膜厚に設定したＰ型GaAsからなる保護層と、Ｎ
型GaAsからなる電流阻止層と、Ｎ型AlGaAsか
らなる蒸発防止層とで構成される第１成長層を基
板表面に積層する第１の成長工程と、 光照射下でＮ≫Ｐなるエツチングレートを有す
る溶液でもつて前記蒸発防止層および電流阻止層
をレーザ共振器波長に沿つてストライプ状に選択
エツチングするエツチング工程と、 前記エツチング工程によつて付着した不純物お
よび前記表面がストライプ状に露出された保護層
を蒸発させることにより、第１上部クラツド層ま
で達する深さのストライプ溝を形成するサーマル
クリーニング工程と、 前記ストライプ溝が形成された基板にＰ型
AlGaAsよりなる第２上部クラツド層とキヤツプ
層とで構成される第２成長層を積層する第２の成
長工程とを具備したことにある。 (ホ) 実施例 第１図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図である。 (a) 図示しないMBE装置内に装着したＮ型の
GaAsからなる基板１０を所定の方法にて加熱
する。蒸発源にそれぞれ収納された原料物質や
不純物を分子線の形で蒸発させる。この原料等
を図示しない質量分析計でモニターし、図示し
ないコンピユータで蒸発源の温度やシヤツタを
制御することにより、Ｎ型A1xGa1-xAs（A1組
成ｘ＝0.55）からなる下部クラツド層２１と、
AlxGa1-xAsAl組成ｘ＝0.12）からなる活性層
２２と、Ｐ型AlxGa1-xAs（A1組成ｘ＝0.55）
からなる第１上部クラツド層２３と、Ｐ型
GaAsからなる保護層２４と、Ｎ型GaAsから
なる電流阻止層２５、Ｎ型A1xGa1-xAs（A1組
成ｘ＝0.12）からなる蒸発防止層２６とで構成
する第１成長層２０を基板１０の表面に積層さ
せる（第１の成長工程）。なお、前記保護層２
４の膜厚は、後工程のサーマルクリーニング工
程にて電流阻止層２５の露出部２５′の蒸発を
最小限に抑えうる膜厚とし、本実施例では50〜
500Å程度に設定している。 (b) 前記第１成長層２０が積層された基板１０を
MBE装置から外部に取り出した後、基板１０
の裏面をラツピングする。次に、ストライプ溝
を形成すべき部分以外の蒸発防止層２６をホト
レジスト５０で覆う。このホトレジスト５０を
マスクにした基板１０を例えばハロゲンランプ
等の光照射下でＮ≫Ｐなるエツチンググレート
を有する溶液６０に浸漬し、蒸発防止層２６、
電流阻止層２５をレーザ共振器波長に沿つてス
トライプ状に選択エツチングする（エツチング
工程）。前記溶液６０は、１，２−ジハイドロ
キシベンゼン−３，５−ジスルホニツク酸、２
ナトリウム塩
【式】の水溶液である。
(c) 前記ホトレジスト５０を除去した基板１０を
有機洗浄する。その後、前記基板１０を再度
MBE装置内に装着する。ここで、基板１０に
砒素分子線を当てながら基板１０を約720℃以
上で加熱することにより、エツチング工程にお
いて付着した酸化物等の不純物と前記表面がス
トライプ状に露出された保護層２４とを蒸発さ
せる。これにより第１上部クラツド層２３まで
達する深さのストライプ溝３０を形成する（サ
ーマルクリーニング工程）。図中破線で示す部
分は蒸発したところを示している。但し、電流
阻止層２５の露出部２５′の蒸発は最小限に抑
えられる。 (d) (c)工程の状態で基板１０の温度を約600℃に
して、(a)工程と同様の方法にてＰ型AlYGa1-Y
As（Al組成Ｙ＝0.55）からなる第２上部クラツ
ド層４１と、P+型GaAsからなるキヤツプ層４
２とで構成する第２成長層４０を積層する（第
２の成長工程）。 以下、通常の半導体レーザの製造方法と同様に
してＰ型電極、Ｎ極電極をそれぞれ形成する。 しかして、上記保護層２４の薄膜ｄと電流阻止
層２５の蒸発度合との関係を第２図に示してい
る。同図ａは膜厚ｄを薄くした場合、同図ｂは膜
厚ｄを厚くした場合をそれぞれ示している。即
ち、ａの場合には電流阻止層２５がまり蒸発せ
ず、ｂの場合には深さ方向へ蒸発しにくくなり、
ストライプ溝３０の幅方向へ蒸発して電流阻止層
２５の露出部２５′が大きく蒸発されていること
がわかる。この状態で第２成長層を積層すれば空
洞ができることは言うまでもない。なお、第３図
からわかるように蒸発防止層２６はAlGaAsより
なるため殆ど蒸発しない。 尚、上述した実施例において、AlXGa1-XAsお
よびAlYGa1-YAsからなる各層のAl組成をそれぞ
れ記しているが、適宜に変更できることは勿論で
ある。上記実施例では、下部クラツド層２１と第
１上部クラツド層２３とのAl組成を0.55にしたか
ら、前記下部クラツド層２１と第１上部クラツド
層２３との光閉じ込め効果を向上させることがで
きる。 (ヘ) 効果 この発明は、サーマルクリーニング工程におい
て電流阻止層の露出部の蒸発を最小限に抑える膜
厚に設定したＰ型GaAsよりなる保護層を第１の
成長工程で積層しておき、エツチング工程におい
てＮ≫Ｐなるエツチングレートを有する溶液を用
いてＮ型AlGaAsよりなる蒸発防止層とＮ型
GaAsよりなる電流阻止層とをストライプ状に選
択エツチングし、前記エツチング工程によつて表
面がストライプ状に露出した保護層で第１上部ク
ラツド層にパシベーシヨン効果を持たせ、サーマ
ルクリーニング工程にて前記保護層を蒸発させて
いる。即ち、サーマルクリーニング工程を行つて
も電流阻止層の露出部の蒸発量を少なくできるの
でストライプ溝の変形を最小限に抑えることがで
きる。 従つてこの発明によれば、特別困難な技術を用
いず該第１上部クラツド層の表面を清浄となし、
第２成長層の積層状態を良好にさせると共にその
際における不具合を防止している。その結果、電
気的性質および光学的性質の良好な半導体レーザ
を提供するができる。
有機洗浄する。その後、前記基板１０を再度
MBE装置内に装着する。ここで、基板１０に
砒素分子線を当てながら基板１０を約720℃以
上で加熱することにより、エツチング工程にお
いて付着した酸化物等の不純物と前記表面がス
トライプ状に露出された保護層２４とを蒸発さ
せる。これにより第１上部クラツド層２３まで
達する深さのストライプ溝３０を形成する（サ
ーマルクリーニング工程）。図中破線で示す部
分は蒸発したところを示している。但し、電流
阻止層２５の露出部２５′の蒸発は最小限に抑
えられる。 (d) (c)工程の状態で基板１０の温度を約600℃に
して、(a)工程と同様の方法にてＰ型AlYGa1-Y
As（Al組成Ｙ＝0.55）からなる第２上部クラツ
ド層４１と、P+型GaAsからなるキヤツプ層４
２とで構成する第２成長層４０を積層する（第
２の成長工程）。 以下、通常の半導体レーザの製造方法と同様に
してＰ型電極、Ｎ極電極をそれぞれ形成する。 しかして、上記保護層２４の薄膜ｄと電流阻止
層２５の蒸発度合との関係を第２図に示してい
る。同図ａは膜厚ｄを薄くした場合、同図ｂは膜
厚ｄを厚くした場合をそれぞれ示している。即
ち、ａの場合には電流阻止層２５がまり蒸発せ
ず、ｂの場合には深さ方向へ蒸発しにくくなり、
ストライプ溝３０の幅方向へ蒸発して電流阻止層
２５の露出部２５′が大きく蒸発されていること
がわかる。この状態で第２成長層を積層すれば空
洞ができることは言うまでもない。なお、第３図
からわかるように蒸発防止層２６はAlGaAsより
なるため殆ど蒸発しない。 尚、上述した実施例において、AlXGa1-XAsお
よびAlYGa1-YAsからなる各層のAl組成をそれぞ
れ記しているが、適宜に変更できることは勿論で
ある。上記実施例では、下部クラツド層２１と第
１上部クラツド層２３とのAl組成を0.55にしたか
ら、前記下部クラツド層２１と第１上部クラツド
層２３との光閉じ込め効果を向上させることがで
きる。 (ヘ) 効果 この発明は、サーマルクリーニング工程におい
て電流阻止層の露出部の蒸発を最小限に抑える膜
厚に設定したＰ型GaAsよりなる保護層を第１の
成長工程で積層しておき、エツチング工程におい
てＮ≫Ｐなるエツチングレートを有する溶液を用
いてＮ型AlGaAsよりなる蒸発防止層とＮ型
GaAsよりなる電流阻止層とをストライプ状に選
択エツチングし、前記エツチング工程によつて表
面がストライプ状に露出した保護層で第１上部ク
ラツド層にパシベーシヨン効果を持たせ、サーマ
ルクリーニング工程にて前記保護層を蒸発させて
いる。即ち、サーマルクリーニング工程を行つて
も電流阻止層の露出部の蒸発量を少なくできるの
でストライプ溝の変形を最小限に抑えることがで
きる。 従つてこの発明によれば、特別困難な技術を用
いず該第１上部クラツド層の表面を清浄となし、
第２成長層の積層状態を良好にさせると共にその
際における不具合を防止している。その結果、電
気的性質および光学的性質の良好な半導体レーザ
を提供するができる。
第１図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図、第２図は保護層の膜
厚と電流阻止層の蒸発度合との関係を示す説明
図、第３図はGaAsおよびAlGaAsの温度と蒸発
速度との関係を示す説明図である。 １０……基板、２０……第１成長層、２１……
下部クラツド層、２２……活性層、２３……第１
上部クラツド層、２４……保護層、２５……電流
阻止層、２５′……露出部、２６……蒸発防止層、
３０，３１……ストライプ溝、４０……第２成長
層、４１……第２上部クラツド層、４２……キヤ
ツプ層。
法の一実施例を示す説明図、第２図は保護層の膜
厚と電流阻止層の蒸発度合との関係を示す説明
図、第３図はGaAsおよびAlGaAsの温度と蒸発
速度との関係を示す説明図である。 １０……基板、２０……第１成長層、２１……
下部クラツド層、２２……活性層、２３……第１
上部クラツド層、２４……保護層、２５……電流
阻止層、２５′……露出部、２６……蒸発防止層、
３０，３１……ストライプ溝、４０……第２成長
層、４１……第２上部クラツド層、４２……キヤ
ツプ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下層クラツド層と、活性層と、第１上部クラ
ツド層と、サーマルクリーニングによつて電流阻
止層の露出部の蒸発を最小限に抑えうる膜厚に設
定したＰ型GaAsからなる保護層と、Ｎ型GaAs
からなる電流阻止層と、Ｎ型AlGaAsからなる蒸
発防止層とで構成される第１成長層を基板表面に
積層する第１の成長工程と、 光照射下で、Ｎ≫Ｐなるエツチングレートを有
する溶液でもつて前記蒸発防止層および電流阻止
層をレーザ共振器波長に沿つてストライプ状に選
択エツチングするエツチング工程と、 前記エツチング工程によつて付着した不純物お
よび前記表面がストライプ状に露出された保護層
を蒸発させることにより、第１上部クラツド層ま
で達する深さのストライプ溝を形成するサーマル
クリーニング工程と、 前記ストライプ溝が形成された基板にＰ型
AlGaAsよりなる第２上部クラツド層とキヤツプ
層とで構成される第２成長層を積層する第２の成
長工程とを具備したことを特徴とする半導体レー
ザの製造方法。 ２ 前記溶液は、１，２−Dihydroxybenzene−
３，５−disulfonic acid，2Na salt（１，２−ジ
ハイドロキシベンゼン−３，５−ジスルホニツク
酸、２ナトリウム塩） 【式】の水溶液であり、 光照射下において前記溶液にエツチングすべき基
板を浸漬して使用されるものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP725585A JPS61166090A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP725585A JPS61166090A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61166090A JPS61166090A (ja) | 1986-07-26 |
| JPH0519837B2 true JPH0519837B2 (ja) | 1993-03-17 |
Family
ID=11660919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP725585A Granted JPS61166090A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61166090A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MY104857A (en) * | 1989-01-24 | 1994-06-30 | Rohm Co Ltd | Semiconductor lasers |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP725585A patent/JPS61166090A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61166090A (ja) | 1986-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |