JPH053375A - Semiconductor laser and its manufacture - Google Patents

Semiconductor laser and its manufacture

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JPH053375A
JPH053375A JP24210291A JP24210291A JPH053375A JP H053375 A JPH053375 A JP H053375A JP 24210291 A JP24210291 A JP 24210291A JP 24210291 A JP24210291 A JP 24210291A JP H053375 A JPH053375 A JP H053375A
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JP
Japan
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layer
epitaxial growth
active layer
crystal
mesa
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JP24210291A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironobu Narui
啓修 成井
Shoji Hirata
照二 平田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH053375A publication Critical patent/JPH053375A/en
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a semiconductor laser having a highly reliable quantum well thin-wire structure at high reproducibility by constituting an active layer on the top of a layer which is epitaxially grown on a mesa projection. CONSTITUTION:After an epitaxially grown layer 10 having a triangular cross section surrounded by {111} B crystal faces is formed on a mesa projection 2 elongated in <011> crystal axis direction and the top section 10a of the layer 10 is formed, the epitaxial growth is stopped and the partial pressure of compound semiconductor layer constituting elements contained in the gaseous starting material for epitaxial growth is lowered. Thereafter, an active layer 4 is formed on the top 10a of the layer 10 by raising the partial pressure of the elements and performing epitaxial growth on the mesa projection 2. Therefore, oxidation, mixture of impurities, etc., of the active layer can be prevented and, at the same time, a precise quantum well thin-wire structure can be surely formed with high accuracy beyond the etching accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置とそ
の製造方法、特に量子細線構造を有する半導体レーザと
その製造方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device and its manufacturing method, and more particularly to a semiconductor laser having a quantum wire structure and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザの低しきい値電流化をはか
るために、量子井戸構造が適用されつつある。
2. Description of the Related Art Quantum well structures are being applied to lower the threshold current of semiconductor lasers.

【0003】この量子井戸構造は、活性層の厚さを数十
nm以下程度に極めて薄くすることによりヘテロ接合に
よってポテンシャル井戸を形成する構造で、この構造を
適用した半導体レーザはバルク結晶による半導体レーザ
に比して特異な光学特性を示すことが知られており、例
えばスペクトル線幅の狭小化や低しきい値電流化をはか
ることができる。そしてこの場合、活性層の厚さと共に
幅、又は幅及び長さを数十nm程度の微小な構造とする
ことによって、量子井戸細線構造又は量子井戸箱構造と
して、2次元及び3次元的なポテンシャル井戸を形成す
ることにより、更に特性を高めることが望まれている。
This quantum well structure is a structure in which a potential well is formed by a heterojunction by making the thickness of the active layer extremely thin to several tens of nm or less. The semiconductor laser to which this structure is applied is a bulk semiconductor laser. It is known that it exhibits unique optical characteristics as compared with, and it is possible to narrow the spectral line width and lower the threshold current, for example. In this case, the width or width and length together with the thickness of the active layer is set to a small structure of about several tens of nm to form a two-dimensional and three-dimensional potential as a quantum well wire structure or a quantum well box structure. It is desired to further improve the characteristics by forming a well.

【0004】上述したような量子井戸構造部を有する半
導体レーザの製法の一例を図7A〜Dの略線的拡大斜視
図に示す。この場合、活性層の幅及び厚みが量子井戸構
造とされて2次元的な構成とした量子井戸細線構造の例
を示す。
An example of a method of manufacturing a semiconductor laser having a quantum well structure as described above is shown in schematic linear enlarged perspective views of FIGS. In this case, an example of a quantum well thin wire structure having a two-dimensional structure in which the width and thickness of the active layer are a quantum well structure is shown.

【0005】図7Aに示すように、第1導電型例えばn
型のGaAsより成る半導体基体21上に第1導電型の
クラッド層22、量子井戸構造の活性層23、第2導電
型例えばp型の第1のクラッド層24を順次例えばMO
CVD(有機金属による化学的気相成長)法によりエピ
タキシャル成長する。
As shown in FIG. 7A, the first conductivity type, for example, n
On the semiconductor substrate 21 made of GaAs of the second type, a clad layer 22 of the first conductivity type, an active layer 23 of a quantum well structure, and a first clad layer 24 of the second conductivity type, for example, p-type, are sequentially formed, for example, by MO.
Epitaxial growth is performed by the CVD (Chemical Vapor Deposition with Organic Metal) method.

【0006】次に図7Bに示すように、このp型の第1
のクラッド層24上に所要のパターンのフォトレジスト
25をフォトレジストの塗布、パターン露光、現像によ
って形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, this p-type first
A photoresist 25 having a desired pattern is formed on the clad layer 24 by coating the photoresist, exposing the pattern, and developing.

【0007】この場合のパターンは量子井戸細線構造を
形成するため所要の幅及びピッチのストライプ状のパタ
ーンとするが、量子井戸箱構造を形成する場合は所要の
幅及び長さを有する方形状パターンとする。
The pattern in this case is a stripe pattern having a required width and pitch for forming a quantum well thin wire structure. However, when forming a quantum well box structure, a rectangular pattern having a required width and length is used. And

【0008】そして図7Cに示すようにフォトレジスト
25をマスクとしてRIE(反応性イオンエッチング)
等の異方性エッチングを行い、p型の第1のクラッド層
24及び活性層23をパターニングする。
Then, as shown in FIG. 7C, RIE (reactive ion etching) is performed using the photoresist 25 as a mask.
Is anisotropically etched to pattern the p-type first cladding layer 24 and the active layer 23.

【0009】次に図7Dに示すように、第2導電型例え
ばp型の第2のクラッド層26を全面的にMOCVD法
等により被着形成して、破線図示の量子井戸細線構造の
活性層23を有する半導体レーザを得ることができる。
Next, as shown in FIG. 7D, a second clad layer 26 of the second conductivity type, for example, p type, is deposited over the entire surface by MOCVD or the like, and the active layer having the quantum well thin line structure shown by the broken line is formed. A semiconductor laser having 23 can be obtained.

【0010】しかしながら、このような方法による場合
図7Cに示すエッチング工程において、活性層23が露
出するために酸化されたり、不純物が取り込まれたりし
て特性の劣化を招く恐れがある。また、図7Bで説明し
たフォトレジスト25の形成において、パターンのゆら
ぎが生じ、このゆらぎによってエッチングの不安定性に
より活性層23の例えばストライプパターンに凹凸が生
じ、量子井戸細線レーザとしての機能が損なわれる場合
があった。
However, in the case of such a method, in the etching process shown in FIG. 7C, the active layer 23 is exposed, so that the active layer 23 may be oxidized or impurities may be taken in to deteriorate the characteristics. Further, in the formation of the photoresist 25 described with reference to FIG. 7B, fluctuations in the pattern occur, and due to the instability of etching, unevenness occurs in the stripe pattern of the active layer 23, for example, and the function as the quantum well thin line laser is impaired. There were cases.

【0011】また、上述したような量子効果を得るため
にはエッチングパターンの幅及び長さを数nm〜数十n
m程度とする必要があり、エッチングによって形成する
ことが実際上困難であった。
In order to obtain the quantum effect as described above, the width and length of the etching pattern are set to several nm to several tens n.
It was necessary to set the thickness to about m, and it was practically difficult to form it by etching.

【0012】このような問題を解決する方法としては、
例えば特開昭63−94696号公開公報にその一例が
報告されている。この例では、図8にその一例の略線的
拡大断面図を示すように、{100}面またはそれと等
価な結晶面を有するジンクブレンド型結晶より成る基板
31の表面に、〈011〉方向に延びたストライプ状リ
ッジ32いわゆるメサ突起が例えばその高さ及び幅等の
寸法形状を適切に選定して形成し、この上に例えばn型
のAlx Ga1-xAs層等より成る第1のクラッド層3
3をエピタキシャル成長する。このようにリッジ32の
寸法形状や、結晶軸に対する方向性を適切に選定する
と、リッジ32上での成長結晶が(111)面を出して
成長するため、第1のクラッド層33は(111)結晶
面を有して断面三角形を成して形成される。このため、
この第1のクラッド層33の結晶成長を、その頂部35
が形成される直前で中止し、第1のクラッド層33の上
面上に例えばノンドープのAly Ga1-y As層より成
る障壁層及びAlz Ga1-z Asより成る井戸層が積層
された量子井戸構造の活性層34を、例えばx>y>z
として交互に成長させ、頂部35を形成する。そして引
き続き例えばp型のAlx Ga1-x As等より成る第2
のクラッド層36をエピタキシャル成長し、更にこの上
にp型GaAs等より成るキャップ層37を形成し、S
iO2 等より成る絶縁層38を被着した後フォトリソグ
ラフィ等の適用により即ちフォトレジストの塗布、パタ
ーン露光、現像した後RIE等の異方性エッチングを行
なって所要のパターンにパターニングして窓38Cを形
成し、この窓38C内を覆ってp側のオーミック電極形
成用の電極層39Aを被着し、更に基板31の裏面にn
側のオーミック電極形成用の電極層39Bを被着して量
子井戸細線構造の活性層34を有する半導体レーザを得
ることができる。
As a method for solving such a problem,
For example, an example thereof is reported in JP-A-63-94696. In this example, as shown in FIG. 8 as an enlarged schematic cross-sectional view of the example, the surface of a substrate 31 made of a zinc blend type crystal having a {100} plane or a crystal plane equivalent thereto has a <011> direction. The extended stripe-shaped ridge 32, a so-called mesa protrusion, is formed by appropriately selecting the dimension and shape such as the height and width thereof, and is formed on the first ridge 32, which is made of, for example, an n-type Al x Ga 1 -x As layer. Clad layer 3
3 is epitaxially grown. As described above, when the size and shape of the ridge 32 and the directionality with respect to the crystal axis are appropriately selected, the grown crystal on the ridge 32 grows out on the (111) plane, so that the first cladding layer 33 has the (111) plane. It has a crystal plane and a triangular cross section. For this reason,
The crystal growth of the first cladding layer 33 is controlled by the top 35
Is stopped immediately before the formation of the barrier layer, and a barrier layer made of, for example, an undoped Al y Ga 1-y As layer and a well layer made of Al z Ga 1-z As are stacked on the upper surface of the first cladding layer 33. The active layer 34 having the quantum well structure is formed by, for example, x>y> z
Alternately grow to form the top 35. Then, a second layer made of, for example, p-type Al x Ga 1-x As etc.
Of the clad layer 36 is epitaxially grown, and a cap layer 37 made of p-type GaAs or the like is further formed on the clad layer 36.
After depositing the insulating layer 38 made of iO 2 or the like, application of photolithography or the like, that is, application of photoresist, pattern exposure, and development, and then anisotropic etching such as RIE to perform patterning into a desired pattern to form a window 38C. Is formed, and an electrode layer 39A for forming a p-side ohmic electrode is deposited so as to cover the inside of the window 38C, and n is formed on the back surface of the substrate 31.
A semiconductor laser having an active layer 34 having a quantum well wire structure can be obtained by depositing an electrode layer 39B for forming an ohmic electrode on the side.

【0013】しかしながら、このように断面三角形領域
の頂部35に10nm程度の幅を残して第1のクラッド
層33を形成することは難しく、再現性よく高精度に均
一の特性を有する量子井戸構造の活性層34を形成する
ことができない場合があり、特性の劣化、生産性の劣化
を招来する恐れがあった。
However, it is difficult to form the first cladding layer 33 leaving a width of about 10 nm on the top portion 35 of the triangular area in the cross section as described above, and it is possible to obtain a quantum well structure having uniform characteristics with good reproducibility and high precision. In some cases, the active layer 34 cannot be formed, which may lead to deterioration in characteristics and productivity.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、信頼性の高
い量子井戸細線構造を有する半導体レーザを、再現性良
く作製する製造方法を提供し、また利得の大なる半導体
レーザを得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor laser having a highly reliable quantum well wire structure with good reproducibility, and to obtain a semiconductor laser having a large gain. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明半導体レーザの製
造方法の一例を図1A〜C及び図2A及びBの製造工程
図に示す。
An example of a method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention is shown in the manufacturing process diagrams of FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A and 2B.

【0016】本発明は、〈011〉結晶軸方向に延びた
メサ突起2が形成された{100}結晶面を有する半導
体基体1の主面1A上に、化合物半導体層を順次エピタ
キシャル成長し、メサ突起2上のエピタキシャル成長層
10の頂部10Aに活性層4を構成する半導体レーザの
製造方法において、図1Bに示すように、このメサ突起
2上に{111}B結晶面で囲まれた断面三角形領域を
有するエピタキシャル成長層10を形成し、エピタキシ
ャル成長層10の頂部10Aを形成した後にエピタキシ
ャル成長を中止し、エピタキシャル成長材料ガス中の化
合物半導体層を構成する元素成分圧を下げ、図2Aに示
すように、再びこの元素成分圧を上げてメサ突起2上の
エピタキシャル成長を行なってエピタキシャル成長層1
0の頂部10Aに活性層4を形成する。
According to the present invention, a compound semiconductor layer is sequentially epitaxially grown on a main surface 1A of a semiconductor substrate 1 having a {100} crystal face in which a mesa protrusion 2 extending in the <011> crystal axis direction is formed, and a mesa protrusion is formed. In the method of manufacturing the semiconductor laser in which the active layer 4 is formed on the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 on 2, the triangular region of the cross section surrounded by the {111} B crystal plane is formed on the mesa protrusion 2 as shown in FIG. 1B. The epitaxial growth layer 10 having the above is formed, and after the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 is formed, the epitaxial growth is stopped, and the pressure of the elemental constituent of the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas is lowered, and as shown in FIG. The component pressure is raised to perform epitaxial growth on the mesa protrusions 2 to form the epitaxial growth layer 1
The active layer 4 is formed on the top portion 10A of 0.

【0017】他の本発明による半導体レーザの一例の略
線的拡大断面図を図3に示す。他の本発明は、図3に示
すように、〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起2が
形成された{100}結晶面を有する半導体基体1の主
面1A上に、化合物半導体層が順次エピタキシャル成長
され、少なくともメサ突起2上の{111}B結晶面で
囲まれた断面三角形領域を有するエピタキシャル成長層
10が形成された半導体レーザにおいて、この断面三角
形領域の頂部10Aから〈011〉結晶軸方向に延びる
複数の量子細線構造の活性層14a〜14dが{10
0}結晶面即ち主面1Aに垂直な方向、この場合図3に
おいて上方向に並んで形成されて成る。
FIG. 3 shows a schematic enlarged cross-sectional view of an example of another semiconductor laser according to the present invention. According to another aspect of the present invention, as shown in FIG. 3, a compound semiconductor layer is formed on a main surface 1A of a semiconductor substrate 1 having a {100} crystal plane in which a mesa protrusion 2 extending in a <011> crystal axis direction is formed. In a semiconductor laser in which an epitaxial growth layer 10 having a triangular cross-sectional area surrounded by at least {111} B crystal planes on the mesa protrusions 2 is formed by sequential epitaxial growth, the top portion 10A of the triangular cross-sectional area extends from the <011> crystal axis direction. A plurality of quantum wire structure active layers 14a to 14d extending to {10.
0} crystal plane, that is, in the direction perpendicular to the main surface 1A, in this case, in the upper direction in FIG.

【0018】また他の本発明による半導体レーザの製造
方法の一例の工程図を図4〜図6に示す。他の本発明製
造方法は図4Aに示すように、〈011〉結晶軸方向に
延びたメサ突起2が形成された{100}結晶面を有す
る半導体基体1の主面1S上に、図4Bに示すように、
化合物半導体層を順次エピタキシャル成長し、少なくと
も上記メサ突起上の{111}B結晶面で囲まれた断面
三角形領域を有するエピタキシャル成長層10を形成
し、図4Cに示すように、エピタキシャル成長層10の
頂部10Aが形成された後にエピタキシャル成長を中止
し、エピタキシャル材料ガス中の化合物半導体層を構成
する元素成分圧を下げ、図5Aに示すように、再びこの
元素成分圧を上げてメサ突起2上のエピタキシャル成長
を行ってエピタキシャル成長層10の頂部10Aに活性
層4aを形成する。
4 to 6 are process diagrams of another example of the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention. As shown in FIG. 4A, another manufacturing method according to the present invention is performed on the main surface 1S of the semiconductor substrate 1 having the {100} crystal plane in which the mesa protrusions 2 extending in the <011> crystal axis direction are formed, and in FIG. As shown
Compound semiconductor layers are sequentially epitaxially grown to form an epitaxial growth layer 10 having at least a triangular region of a cross section surrounded by {111} B crystal planes on the mesa protrusions, and as shown in FIG. 4C, the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 is After the formation, the epitaxial growth is stopped, the pressure of the elemental constituent of the compound semiconductor layer in the epitaxial material gas is lowered, and as shown in FIG. 5A, the pressure of the elemental constituent is raised again to perform the epitaxial growth on the mesa protrusion 2. The active layer 4a is formed on the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10.

【0019】そしてこの後、図5Bに示すように、頂部
10Aに活性層4aが形成された{111}B結晶面で
囲まれた断面三角形領域を覆うように形状を保持しなが
ら化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、
図5Cに示すように、エピタキシャル成長を中止しエピ
タキシャル成長材料ガス中の化合物半導体層を構成する
元素成分圧を下げる工程と、図6Aに示すように、再び
元素成分圧を上げてメサ突起2上のエピタキシャル成長
を行ってこのエピタキシャル成長層10の断面三角形領
域の頂部10Aに活性層4b、4cを形成する工程とを
少なくとも一回以上繰り返す。
Then, as shown in FIG. 5B, the compound semiconductor layer is formed while maintaining the shape so as to cover the triangular area of the cross section surrounded by the {111} B crystal planes in which the active layer 4a is formed on the top portion 10A. A step of epitaxial growth,
As shown in FIG. 5C, the step of stopping the epitaxial growth to lower the pressure of the elemental component forming the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas, and as shown in FIG. 6A, increasing the pressure of the elemental component again to perform the epitaxial growth on the mesa protrusions 2. And the step of forming the active layers 4b and 4c on the top portion 10A of the cross-sectional triangular region of the epitaxial growth layer 10 is repeated at least once.

【0020】[0020]

【作用】上述したように、本発明半導体レーザの製造方
法によれば、〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起2
が形成された{100}結晶面を有する半導体基体1の
主面1S上に、化合物半導体層をエピタキシャル成長す
るものであるが、通常の即ちメチル系MOCVD法によ
りエピタキシャル成長する場合、一旦メサ突起2の縁部
から{111}B結晶面が生じると、この{111}B
結晶面上ではメチル系エピタキシャル成長が生じにくい
ことから、メサ突起2上において化合物半導体は自然発
生的に{111}B結晶面により囲まれた断面三角形領
域として、メサ溝内の化合物半導体とは互いに分断して
形成される。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the mesa protrusion 2 extending in the <011> crystal axis direction.
The compound semiconductor layer is epitaxially grown on the main surface 1S of the semiconductor substrate 1 having the {100} crystal plane in which the mesa protrusions 2 are once grown. When a {111} B crystal plane is generated from the
Since methyl-based epitaxial growth does not easily occur on the crystal plane, the compound semiconductor on the mesa protrusion 2 spontaneously forms a triangular region of a cross section surrounded by the {111} B crystal plane, and is separated from the compound semiconductor in the mesa groove. Formed.

【0021】そして本発明においてはこのようにしてメ
サ突起2上に{111}B結晶面を有するエピタキシャ
ル成長層10を形成してこのエピタキシャル成長層10
の頂部10Aが形成された後にエピタキシャル成長を一
旦中止して、エピタキシャル成長材料ガス中の化合物半
導体層を構成する元素成分圧を下げるものであるが、こ
のようにエピタキシャル成長材料ガス中のある元素成分
圧を下げると、この成分元素が外部に蒸発して即ちアニ
ール効果が生じ、この成分元素によって構成される部分
が削られることとなる。
In the present invention, the epitaxial growth layer 10 having the {111} B crystal plane is thus formed on the mesa protrusion 2 and the epitaxial growth layer 10 is formed.
The epitaxial growth is temporarily stopped after the top portion 10A of the film is formed, and the pressure of the elemental component forming the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas is lowered. Thus, the pressure of a certain elemental component in the epitaxial growth material gas is lowered. Then, this component element evaporates to the outside, that is, an annealing effect occurs, and the portion constituted by this component element is scraped.

【0022】従って、{111}B結晶面で囲まれた化
合物半導体層をエピタキシャル成長した後、この結晶面
を構成する元素成分圧を下げると、エピタキシャル成長
層10の表面即ち{111}B結晶面が削られることと
なり、図1Cに示すように、この{111}B結晶面の
交叉する領域では特にこの元素が両側から蒸発してエピ
タキシャル成長層10の頂部10Aが削られて、頂面1
0Sが形成される。
Therefore, when the compound semiconductor layer surrounded by the {111} B crystal planes is epitaxially grown and then the pressure of the elemental constituents of the crystal planes is lowered, the surface of the epitaxial growth layer 10, that is, the {111} B crystal planes are removed. As shown in FIG. 1C, in the region where the {111} B crystal planes intersect, this element is evaporated particularly from both sides, and the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 is scraped off.
0S is formed.

【0023】この頂面10Sの幅は、その成分圧を下げ
た時間即ちアニール時間やこのときの圧力等の調整によ
って、例えば10nm程度の微細な幅をもって精度よく
制御することができることから、再びこの元素成分圧を
上げてこの頂面10S上に量子井戸構造の活性層4をエ
ピタキシャル成長させることによって、{111}B面
によって挟みこまれた活性層4が形成され、その厚さは
例えば10nm程度となって、結局幅及び厚さが例えば
10nm程度とされた量子井戸細線構造の活性層4を形
成することができる。
The width of the top surface 10S can be accurately controlled with a fine width of, for example, about 10 nm by adjusting the time for reducing the component pressure, that is, the annealing time and the pressure at this time. The active layer 4 having a quantum well structure is epitaxially grown on the top surface 10S by increasing the elemental component pressure to form the active layer 4 sandwiched by {111} B planes, and the thickness thereof is, for example, about 10 nm. As a result, the active layer 4 having a quantum well thin wire structure having a width and a thickness of, for example, about 10 nm can be formed.

【0024】また本発明半導体レーザは、図3に示すよ
うに、〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起2が形成
された{100}結晶面を有する半導体基体1の主面1
A上に、化合物半導体層が順次エピタキシャル成長さ
れ、少なくともメサ突起2上の{111}B結晶面で囲
まれた断面三角形領域を有するエピタキシャル成長層1
0が形成された半導体レーザにおいて、この断面三角形
領域の頂部10Aから〈011〉結晶軸方向に延びる複
数の量子細線構造の活性層14a〜14dが{100}
結晶面に垂直な方向に並んで形成されて成り、多層の量
子細線構造を採るため、利得を増大化することができ
る。
The semiconductor laser of the present invention, as shown in FIG. 3, has a major surface 1 of a semiconductor substrate 1 having a {100} crystal plane in which a mesa protrusion 2 extending in the <011> crystal axis direction is formed.
A compound semiconductor layer is sequentially epitaxially grown on A, and an epitaxial growth layer 1 having at least a triangular region of a cross section surrounded by {111} B crystal planes on the mesa protrusion 2 is formed.
In the semiconductor laser in which 0 is formed, the active layers 14a to 14d having a plurality of quantum wire structures extending in the <011> crystal axis direction from the apex 10A of the triangular region of the cross section are {100}.
Since the layers are formed in a direction perpendicular to the crystal plane and have a multilayer quantum wire structure, the gain can be increased.

【0025】またこのような構成とする場合、各活性層
14a〜14dが、それぞれ成長時に自然発生的に生じ
る{111}B結晶面によってその横方向端面が構成さ
れるため、良好な結晶性を有することから、信頼性の向
上をはかることができる。
Further, in the case of such a structure, the active layers 14a to 14d have good crystallinity because their lateral end faces are constituted by {111} B crystal planes which spontaneously occur during growth. Since it has, reliability can be improved.

【0026】また他の本発明製造方法では、図4Aに示
すように、〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起2が
形成された{100}結晶面を有する半導体基体1の主
面1S上に、図4Bに示すように、化合物半導体層を順
次エピタキシャル成長し、少なくとも上記メサ突起上の
{111}B結晶面で囲まれた断面三角形領域を有する
エピタキシャル成長層10を形成し、図4Cに示すよう
に、エピタキシャル成長層10の頂部10Aが形成され
た後にエピタキシャル成長を中止し、エピタキシャル材
料ガス中の化合物半導体層を構成する元素成分圧を下
げ、図5Aに示すように、再びこの元素成分圧を上げて
メサ突起2上のエピタキシャル成長を行ってエピタキシ
ャル成長層10の頂部10Aに活性層4aを形成するこ
とによって、一の本発明製造方法と同様に、元素成分圧
を下げた時間即ちアニール時間やその圧力の制御によっ
て頂部10Aに形成した活性層4aの幅及び厚さを10
nm程度の微細な構造として精度よく制御することがで
きることから、〈011〉結晶軸方向に延びる量子細線
構造の活性層4aを確実に再現性良く得ることができ
る。
According to another manufacturing method of the present invention, as shown in FIG. 4A, on the main surface 1S of the semiconductor substrate 1 having the {100} crystal plane in which the mesa protrusion 2 extending in the <011> crystal axis direction is formed. 4B, a compound semiconductor layer is sequentially epitaxially grown to form an epitaxial growth layer 10 having at least a triangular region of a cross section surrounded by {111} B crystal planes on the mesa protrusion, and as shown in FIG. 4C. Then, after the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 is formed, the epitaxial growth is stopped, the pressure of the elemental constituents of the compound semiconductor layer in the epitaxial material gas is lowered, and the pressure of the elemental constituents is raised again as shown in FIG. 5A. The active layer 4a is formed on the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 by performing the epitaxial growth on the mesa protrusion 2 to form one book. Like the bright manufacturing method, the width and thickness of time lowering the elemental component pressure i.e. annealing time and the active layer 4a formed in the top portion 10A under the control of the pressure 10
Since it can be precisely controlled as a fine structure of about nm, the active layer 4a having the quantum wire structure extending in the <011> crystal axis direction can be reliably obtained with good reproducibility.

【0027】そしてこの後、図5Bに示すように、頂部
10Aに活性層4aが形成された{111}B結晶面で
囲まれた断面三角形領域を覆うように形状を保持しなが
ら化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程を有
するものであるが、このように{111}B上のエピタ
キシャル成長は、例えばトリエチルガリウム、トリエチ
ルアルミニウム等のエチル系原料を用いたMOCVD法
によって行うことができる。
After that, as shown in FIG. 5B, the compound semiconductor layer is formed while maintaining the shape so as to cover the triangular area of the cross section surrounded by the {111} B crystal plane in which the active layer 4a is formed on the top portion 10A. Although it has a step of performing epitaxial growth, the epitaxial growth on {111} B can be performed by the MOCVD method using an ethyl-based raw material such as triethylgallium and triethylaluminum.

【0028】そして更に図5Cに示すように、エピタキ
シャル成長を中止しエピタキシャル成長材料ガス中の化
合物半導体層を構成する元素成分圧を下げる工程と、図
6Aに示すように、再び元素成分圧を上げてメサ突起2
上のエピタキシャル成長を行ってこのエピタキシャル成
長層10の断面三角形領域の頂部10Aに活性層4b、
4cを形成する工程とを少なくとも一回以上繰り返すこ
とによって、上述の活性層4aと同様に、幅及び厚さを
10nm程度の微細な構造とした複数の活性層4b、4
c‥‥を確実に再現性良く形成することができることと
なる。
Further, as shown in FIG. 5C, the step of stopping the epitaxial growth to lower the pressure of the elemental component constituting the compound semiconductor layer in the epitaxially grown material gas, and as shown in FIG. Protrusion 2
By performing the above epitaxial growth, the active layer 4b is formed on the top portion 10A of the cross-sectional triangular region of the epitaxial growth layer 10.
By repeating the step of forming 4c at least once, a plurality of active layers 4b, 4 having a fine structure with a width and thickness of about 10 nm are formed in the same manner as the above-mentioned active layer 4a.
It is possible to reliably form c ... Reproducibly.

【0029】このような製造方法による場合、従来方法
のように活性層を横切ってエッチングを行うことがない
ため、活性層の酸化や不純物の混入等を回避することが
できると共に、エッチング精度を越えた微細な量子井戸
細線構造を精度よくかつ確実に形成することができる。
According to such a manufacturing method, since etching is not performed across the active layer as in the conventional method, it is possible to avoid oxidation of the active layer, contamination of impurities, etc., and to exceed the etching accuracy. It is possible to accurately and reliably form a fine quantum well thin wire structure.

【0030】[0030]

【実施例】実施例1 以下、図1A〜図1C及び図2A〜図2Bを参照して、
本発明半導体レーザの製造方法の一例を詳細に説明す
る。
EXAMPLES Example 1 Hereinafter, referring to FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A to 2B,
An example of the method for manufacturing the semiconductor laser of the present invention will be described in detail.

【0031】この場合AlGaAs系のIII-V族化合物
半導体レーザを得る場合で、先ず第1導電型例えばn型
のGaAsより成る半導体基体1を用意する。この半導
体基体1は、その主面1Aが{100}面の例えば(1
00)結晶面を有して成り、この主面1A上に例えば幅
3μm程度の幅Wをもって〈011〉方向例えば〔01
1〕方向即ち図1において紙面に直交する方向に延長す
るメサ突起2を形成する。
In this case, when obtaining an AlGaAs III-V compound semiconductor laser, first, a semiconductor substrate 1 made of GaAs of the first conductivity type, for example, n-type, is prepared. This semiconductor substrate 1 has, for example, (1
00) having a crystal plane, and having a width W of, for example, about 3 μm on the main surface 1A in the <011> direction, for example, [011].
1] forming a mesa protrusion 2 extending in a direction, that is, a direction orthogonal to the paper surface in FIG.

【0032】このメサ突起2の形成方法は、図示しない
が所要の幅Wを有し〔011〕方向に延長するエッチン
グマスクを、例えばフォトレジストの塗布、パターン露
光、現像した後RIE等の異方性エッチングによって形
成し、これをマスクとして主面1A側から例えば硫酸系
エッチング液のH2 SO4とH2 2 とH2 Oが3:
1:1の割合で混合されたエッチング液による結晶学的
エッチングを行なって形成する。
The method of forming the mesa protrusions 2 is not illustrated, but an etching mask having a required width W and extending in the [011] direction is formed by anisotropic coating such as RIE after photoresist coating, pattern exposure, and development. formed by gender etching, which H 2 SO 4 from the main surface 1A side for example sulfuric acid etchant as a mask and H 2 O 2 and H 2 O 3:
It is formed by performing crystallographic etching with an etching solution mixed at a ratio of 1: 1.

【0033】そして図1Bに示すように、このメサ突起
2上を含んで全面的に第1導電型例えばn型のAlx
1-x Asより成るクラッド層3を例えばx=0.45
としてメチル系MOCVD法によりエピタキシャル成長
する。この場合メサ突起2上において主面1Aと約55
°を成す(111)B即ち(111)As結晶面より成
る斜面10Cが自然発生的に生じると、この(111)
B結晶面上ではエピタキシャル成長が生じにくいことか
ら、第1導電型のクラッド層3は、半導体基体1のメサ
溝2A内とメサ突起2上とで選択的に互いに他と分断し
て形成されることとなる。そしてこのメサ突起2上の第
1導電型のクラッド層3より成るエピタキシャル成長層
10は、その両斜面10Cが交叉するまでエピタキシャ
ル成長を続けると、この交叉した部分即ち図1の紙面に
直交する〔011〕方向に延長する稜線を頂部10Aと
する断面三角形状に形成される。
As shown in FIG. 1B, the entire surface including the mesa protrusion 2 is of the first conductivity type, for example, n type Al x G.
The cladding layer 3 made of a 1-x As is, for example, x = 0.45.
As a result, epitaxial growth is performed by the methyl-based MOCVD method. In this case, the main surface 1A and the 55
When a slope (10C) composed of a (111) B crystal face, that is, a (111) As crystal plane, which occurs at an angle of 0 °, occurs spontaneously,
Since epitaxial growth does not easily occur on the B crystal plane, the first conductivity type cladding layer 3 is selectively formed in the mesa groove 2A of the semiconductor substrate 1 and on the mesa protrusion 2 so as to be separated from each other. Becomes When the epitaxial growth layer 10 formed of the first conductivity type cladding layer 3 on the mesa protrusion 2 continues to grow epitaxially until both slopes 10C thereof intersect, the intersecting portion, that is, the plane perpendicular to the plane of FIG. 1 [011]. The ridge line extending in the direction is formed into a triangular shape with a top portion 10A.

【0034】そしてこのエピタキシャル成長を一旦中止
した後、エピタキシャル成長材料ガス中の化合物半導体
層を構成する元素成分圧、即ちこの場合例えばV族元素
のAsの圧力を下げると、エピタキシャル成長層10の
(111)B結晶面より成る斜面10Cの表面にAs原
子が露出していること、更にこのAsの蒸気圧がGaに
比して高いことから、頂部10A上を含めてAsが徐々
に外部へ蒸発していくため、図1Cに示すようにエピタ
キシャル成長層10の頂部10Aが削られて頂面10S
が形成される。これはAs圧を下げることによりアニー
ルしたと同様の効果を得るものである。この場合低下さ
せたAs圧、その保持時間等を調整することにより、頂
面10Sの幅を10nm程度として形成する。
After the epitaxial growth is once stopped, the pressure of the elemental constituents of the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas, that is, the pressure of, for example, the group V element As in this case, is lowered. Since As atoms are exposed on the surface of the slope 10C composed of crystal faces, and since the vapor pressure of As is higher than that of Ga, As gradually evaporates to the outside including the top 10A. Therefore, as shown in FIG. 1C, the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 is removed and the top surface 10S is removed.
Is formed. This has the same effect as annealing by lowering the As pressure. In this case, the width of the top surface 10S is set to about 10 nm by adjusting the lowered As pressure, the holding time thereof, and the like.

【0035】そして再びV族元素成分圧即ちAs圧を上
げて、図2Aに示すように、エピタキシャル成長層10
の頂面10S上に活性層4を形成する。この活性層4
は、例えばGaAsとAly Ga1-y Asとの積層によ
る量子井戸構造としてy<xとして連続してエピタキシ
ャル成長する。この場合においても、(111)B結晶
面上ではエピタキシャル成長が生じにくいので、この活
性層4はメサ突起2上とメサ溝2A上とで互いに他と分
断して形成される。
Then, the group V element component pressure, that is, the As pressure is raised again, and as shown in FIG. 2A, the epitaxial growth layer 10 is formed.
The active layer 4 is formed on the top surface 10S. This active layer 4
Is a quantum well structure formed by stacking, for example, GaAs and Al y Ga 1-y As, and is continuously epitaxially grown with y <x. Even in this case, since the epitaxial growth does not easily occur on the (111) B crystal plane, the active layer 4 is formed on the mesa protrusion 2 and the mesa groove 2A so as to be separated from each other.

【0036】このような構成とすることにより、幅方向
と厚み方向に量子井戸構造とされたいわゆる量子井戸細
線構造の活性層4を得ることができる。
With this structure, it is possible to obtain the active layer 4 having a so-called quantum well thin wire structure having a quantum well structure in the width direction and the thickness direction.

【0037】そして次に図2Bに示すように、第2導電
型例えばp型のAlx Ga1-x As等よりなる第1のク
ラッド層5と、例えばn型のAlx Ga1-x As等より
成る電流ブロック層6、第2導電型例えばp型のAlx
Ga1-x As等より成る第2のクラッド層7、p型のG
aAs等より成るキャップ層8を順次メチル系MOCV
D法等によりエピタキシャル成長する。このとき第2導
電型の第1のクラッド層5及び電流ブロック層6の厚さ
を適切に選定することにより、第2導電型の第2のクラ
ッド層7が活性層4の斜面10Cに臨む両端面に接する
ように、即ちこのp型のクラッド層7が活性層4を全面
的に覆うように成す。またメサ突起2上のエピタキシャ
ル成長層10の斜面10C上では、初期においてはエピ
タキシャル成長が生じないが、成長の進行によりこのエ
ピタキシャル成長層10の頂部10A上に(111)B
結晶面以外の結晶面が生じてくると、斜面10C上を含
んで全面に成長される。従ってこれら各層7及び8は全
面的に成長される。
Then, as shown in FIG. 2B, the first clad layer 5 of the second conductivity type, for example, p-type Al x Ga 1-x As or the like, and the n-type Al x Ga 1-x As, for example, are used. A current blocking layer 6 made of, for example, a second conductivity type, for example, p type Al x
The second cladding layer 7 made of Ga 1-x As or the like, p-type G
The cap layer 8 made of aAs or the like is sequentially formed into a methyl-based MOCV.
Epitaxial growth is performed by the D method or the like. At this time, by appropriately selecting the thicknesses of the first conductivity type first cladding layer 5 and the current blocking layer 6, both ends of the second conductivity type second cladding layer 7 facing the sloped surface 10C of the active layer 4. The p-type cladding layer 7 is formed so as to be in contact with the surface, that is, the p-type cladding layer 7 entirely covers the active layer 4. Further, on the slope 10C of the epitaxial growth layer 10 on the mesa protrusion 2, no epitaxial growth occurs in the initial stage, but as the growth progresses, (111) B on the top 10A of the epitaxial growth layer 10.
When a crystal plane other than the crystal plane is generated, the entire surface including the slope 10C is grown. Therefore, each of these layers 7 and 8 is entirely grown.

【0038】この後図示しないがキャップ層8上と、半
導体基体1の裏面に電極をそれぞれオーミックに被着し
て、量子井戸細線構造を有する半導体レーザを得ること
ができる。
Thereafter, although not shown, electrodes are ohmic-deposited on the cap layer 8 and on the back surface of the semiconductor substrate 1, respectively, to obtain a semiconductor laser having a quantum well thin wire structure.

【0039】ここに、各層3、4、5、6、7及び8は
一連のMOCVD法によってその供給する原料ガスを切
り換えることによって1作業即ち1回の結晶成長で形成
し得るため、従来方法のように活性層端面の汚染、劣化
を伴うことなく量子細線構造の活性層を有する半導体レ
ーザを得ることができる。また元素成分圧の制御即ちア
ニール時間等の制御によって、簡単に精度良く量子細線
構造を得ることができ、半導体レーザの信頼性の向上を
はかることができる。
Here, each of the layers 3, 4, 5, 6, 7 and 8 can be formed by one operation, that is, one-time crystal growth by switching the source gas to be supplied by a series of MOCVD methods. As described above, a semiconductor laser having an active layer having a quantum wire structure can be obtained without causing contamination or deterioration of the end face of the active layer. Further, the quantum wire structure can be easily and accurately obtained by controlling the element component pressure, that is, the annealing time, etc., and the reliability of the semiconductor laser can be improved.

【0040】実施例2 次に、他の本発明による半導体レーザの一例を図3を参
照して詳細に説明する。図3において、図2Bに対応す
る部分には同一符号を付して示す。1は例えばn型のA
lGaより成る半導体基体で、その{100}結晶面例
えば(100)結晶面より成る主面1A上に、〈01
1〉結晶軸方向の例えば〔011〕結晶軸方向に延びる
メサ突起2が形成されて成り、この上に全面的にn型の
GaAs等より成るバッファ層12、n型のAlx Ga
1-x As等より成る第1導電型の第1のクラッド層3a
が、例えばx=0.45としてエピタキシャル成長され
て、メサ突起2上において断面三角形領域のエピタキシ
ャル成長層10が構成される。そしてこの頂部10Aに
例えば幅30nm、厚さ10nm程度の量子細線構造の
例えばGaAsより成る活性層4aが〔011〕結晶軸
方向に延長して設けられ、更にこの活性層4aの上に積
層して、第1導電型の第2のクラッド層3bが断面三角
形領域のエピタキシャル成長層10を全面的に覆うよう
にエピタキシャル成長されて形成され、その頂部に同様
に量子細線構造のGaAs等より成る活性層4bが設け
られて成り、同様に第1導電型の第3のクラッド層3c
及び量子細線構造の活性層4c、第1導電型の第4のク
ラッド層3d及び量子細線構造の活性層4dが積層形成
されて成る。このようにして、断面三角形領域のエピタ
キシャル成長層10の頂部10Aから(100)結晶面
に垂直な方向に、複数の量子細線構造の〔011〕結晶
軸方向に延びる活性層14a、14b、14c及び14
dが並んで形成される。
Embodiment 2 Next, an example of another semiconductor laser according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG. 2B are designated by the same reference numerals. 1 is, for example, n-type A
In a semiconductor substrate made of 1Ga, a {100} crystal plane, for example, a main surface 1A made of a (100) crystal plane,
1) A mesa protrusion 2 extending in the [011] crystal axis direction in the crystal axis direction is formed, and a buffer layer 12 made of n type GaAs or the like, and an n type Al x Ga layer are formed on the mesa protrusion 2.
First conductivity type first cladding layer 3a made of 1-x As or the like
However, it is epitaxially grown with x = 0.45, for example, and the epitaxial growth layer 10 having a triangular region in cross section is formed on the mesa protrusion 2. An active layer 4a of, for example, GaAs having a quantum wire structure with a width of about 30 nm and a thickness of about 10 nm is provided on the top portion 10A so as to extend in the [011] crystal axis direction, and is further laminated on the active layer 4a. , The second clad layer 3b of the first conductivity type is epitaxially grown so as to entirely cover the epitaxial growth layer 10 in the triangular region in cross section, and the active layer 4b made of GaAs or the like having the quantum wire structure is also formed on the top thereof. The third clad layer 3c of the first conductivity type is also provided.
And an active layer 4c having a quantum wire structure, a fourth clad layer 3d of the first conductivity type, and an active layer 4d having a quantum wire structure. In this way, the active layers 14a, 14b, 14c and 14 extending in the [011] crystal axis direction of the plurality of quantum wire structures in the direction perpendicular to the (100) crystal plane from the top 10A of the epitaxial growth layer 10 in the triangular region in cross section.
d are formed side by side.

【0041】そしてこのように積層された最外側のクラ
ッド層、この場合第4のクラッド層3dの両斜面の中腹
程度にまで達するp型のAlx Ga1-x As等より成る
第2導電型の第1のクラッド層5が、メサ溝2A内上に
のみ、即ち断面三角形のエピタキシャル成長層10の形
状を保持することなくエピタキシャル成長されて成り、
更にこの上にn型のAlx Ga1-x As等より成る電流
ブロック層6が、エピタキシャル成長層10上に形成さ
れた複数の活性層14a〜14dのほぼ両側即ち図3に
おいて左右を挟み込むように設けられる。そしてこの上
にp型のAlx Ga1-x As等より成る第2導電型の第
2のクラッド層7が、メサ突起2上の各化合物半導体
層、即ちエピタキシャル成長層10上の積層された断面
三角形領域を覆うように全面的にエピタキシャル成長さ
れ、更にこの上にp型のGaAs等より成るキャップ層
8が被着形成されて、本発明半導体レーザが構成され
る。
The outermost clad layer thus laminated, in this case, a second conductivity type made of p-type Al x Ga 1 -x As or the like reaching the middle of both slopes of the fourth clad layer 3d. The first cladding layer 5 is epitaxially grown only inside the mesa groove 2A, that is, without maintaining the shape of the epitaxial growth layer 10 having a triangular cross section,
Further, a current blocking layer 6 made of n-type Al x Ga 1 -x As or the like is further sandwiched on both sides of the plurality of active layers 14a to 14d formed on the epitaxial growth layer 10, that is, the left and right sides in FIG. It is provided. Then, a second conductivity type second cladding layer 7 made of p-type Al x Ga 1 -x As or the like is laminated on each of the compound semiconductor layers on the mesa protrusions 2, that is, on the epitaxial growth layer 10. The semiconductor laser of the present invention is constructed by epitaxially growing the entire surface so as to cover the triangular region, and further forming a cap layer 8 made of p-type GaAs or the like on the epitaxial layer.

【0042】このように、複数の量子細線構造の活性層
14a〜14dを設けることによって、その利得の増大
化をはかることができる。しかも、各活性層14a〜1
4dが後述するように、上述の実施例1において説明し
た半導体レーザと同様に、従来の製造方法によらずに即
ち活性層を横切ってエッチングを行うことなく形成し得
るため、活性層の酸化や不純物の混入等を回避すること
ができると共に、エッチング精度を越えた微細な量子井
戸細線構造の複数の活性層を得ることができ、高い信頼
性を得ることができる。
As described above, the gain can be increased by providing the active layers 14a to 14d having a plurality of quantum wire structures. Moreover, each active layer 14a-1
As will be described later in 4d, similarly to the semiconductor laser described in the above-described first embodiment, since it can be formed without using the conventional manufacturing method, that is, without performing etching across the active layer, oxidation of the active layer or It is possible to avoid mixing of impurities and the like, and it is possible to obtain a plurality of active layers having a fine quantum well fine wire structure that exceeds etching accuracy, and it is possible to obtain high reliability.

【0043】実施例3 次に、他の本発明による製造方法の一例を図4〜図6を
参照して詳細に説明する。図4〜図6において、図1及
び図2に対応する部分には同一符号を付して示この場合
においても、AlGaAs系のIII-V族半導体レーザを
得る場合で、実施例2において説明した本発明半導体レ
ーザを得る場合を示す。
Embodiment 3 Next, an example of another manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and also in this case, the case of obtaining an AlGaAs III-V group semiconductor laser has been described in the second embodiment. The case of obtaining the semiconductor laser of the present invention will be described.

【0044】先ず図4Aに示すように、第1導電型例え
ばn型のGaAs等より成る半導体基体1を用意する。
この半導体基体1は、その主面1Aが{100}結晶面
の例えば(100)結晶面より成り、その主面1A上
に、例えば幅3μm程度の幅Wをもって〈011〉結晶
軸方向の例えば〔011〕結晶軸方向、即ち図4の紙面
に直交する方向に延長するメサ突起2を形成する。
First, as shown in FIG. 4A, a semiconductor substrate 1 made of a first conductivity type, for example, n-type GaAs or the like is prepared.
The main surface 1A of the semiconductor substrate 1 is, for example, a (100) crystal plane of a {100} crystal plane, and the main surface 1A has a width W of, for example, about 3 μm on the <011> crystal axis direction. 011] Form the mesa protrusions 2 extending in the crystal axis direction, that is, in the direction orthogonal to the paper surface of FIG.

【0045】このメサ突起2の形成方法は、実施例1で
説明した製造方法と同様に、フォトリソグラフィ等の適
用によって、結晶学的エッチング又はRIE(反応性イ
オンエッチング)等の異方性エッチングを行って形成す
る。
The method of forming the mesa protrusion 2 is similar to the manufacturing method described in the first embodiment, by applying photolithography or the like, anisotropic etching such as crystallographic etching or RIE (reactive ion etching) is performed. Go and form.

【0046】そして図4Bに示すように、この上に例え
ばn型のGaAs等より成るバッファ層12と、第1導
電型例えばn型のAlx Ga1-x Asより成る第1のク
ラッド層3aとを、例えばx=0.45として通常の即
ちメチル系MOCVD法によりエピタキシャル成長す
る。このとき、実施例1において説明した例と同様に、
メサ突起2の縁部から{111}B結晶面より成る斜面
10Cが一旦成長すると、この部分においてはメチル系
MOCVD法による成長が生じにくいため、メサ突起2
上においてはこの両斜面10Cによって挟まれて溝2A
内の化合物半導体層とは分断して形成される。そしてそ
の成長を、両斜面10Cが交叉する位置まで行って、メ
サ突起2上に断面三角形領域のエピタキシャル成長層1
0を形成する。10Aはこのエピタキシャル成長層10
の、〔011〕結晶軸方向に延長する稜線即ち頂部を示
す。
Then, as shown in FIG. 4B, a buffer layer 12 made of, for example, n-type GaAs or the like, and a first cladding layer 3a made of Al x Ga 1 -x As of the first conductivity type, for example, n-type, are formed thereon. And x are made to be, for example, x = 0.45, and are epitaxially grown by a usual or methyl-based MOCVD method. At this time, similarly to the example described in the first embodiment,
Once the inclined surface 10C composed of {111} B crystal planes grows from the edge of the mesa protrusion 2, the growth by the methyl-based MOCVD method is hard to occur in this portion, so the mesa protrusion 2
Above, the groove 2A is sandwiched between these slopes 10C.
It is formed separately from the compound semiconductor layer inside. Then, the growth is performed to a position where both slopes 10C intersect, and the epitaxial growth layer 1 having a triangular area in cross section is formed on the mesa protrusion 2.
Form 0. 10A is this epitaxial growth layer 10
Of the ridge line, that is, the apex extending in the [011] crystal axis direction.

【0047】次に、このエピタキシャル成長を一旦中止
した後、エピタキシャル成長材料ガス中の化合物半導体
層を構成する元素成分圧、即ちこの場合Asの圧力を下
げると、エピタキシャル成長層10の(111)B結晶
面より成る斜面10Cの表面を構成するAs原子が、頂
部10A上を含めて徐々に外部へ蒸発して即ちアニール
効果が生じて、図4Cに示すように、エピタキシャル成
長層10の頂部10Aが削られて頂面10Sが形成され
る。この例においても実施例1と同様に、AsがGaに
比して蒸気圧が高いことを利用したものである。そして
この低下させたAs圧、その保持時間即ちアニール時間
等を調整することにより、頂面10Sの幅wa を30n
m程度として形成する。
Next, after the epitaxial growth is once stopped, the pressure of the elemental constituent of the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas, that is, the pressure of As in this case, is lowered. As atoms forming the surface of the inclined surface 10C gradually evaporate to the outside including the top 10A, that is, an annealing effect occurs, and the top 10A of the epitaxial growth layer 10 is removed as shown in FIG. 4C. The surface 10S is formed. In this example, as in Example 1, the vapor pressure of As is higher than that of Ga. And this reduction is not the As pressure, by adjusting the retention time i.e. the annealing time and the like, 30n width w a of the top surface 10S
It is formed as about m.

【0048】そして再びV族元素成分圧即ちAs圧を上
げて、図5Aに示すように、エピタキシャル成長層10
の頂面10S上に第1の活性層4aを形成する。この第
1の活性層4aは、例えばGaAsとAly Ga1-y
sとの積層による量子井戸構造として、y<x、即ちこ
の場合y<0.45として連続してメチル系MOCVD
法によりエピタキシャル成長する。この場合において
も、(111)B結晶面より成る斜面10C上ではエピ
タキシャル成長が生じにくいので、この活性層はメサ突
起2上とメサ溝2A上とで互いに他と分断して形成さ
れ、両斜面10Cが交叉するまでその成長を行って、厚
さhを10nm程度として形成する。この場合、その幅
a 及び厚さhは、上述の元素成分圧低下時間即ちアニ
ール時間によって制御することができる。
Then, the group V element component pressure, that is, the As pressure is raised again, and as shown in FIG.
The first active layer 4a is formed on the top surface 10S of the. The first active layer 4a is made of, for example, GaAs and Al y Ga 1-y A.
As a quantum well structure by stacking with s, y <x, that is, y <0.45 in this case, is continuously provided by a methyl-based MOCVD.
Epitaxially grown by the method. Even in this case, since the epitaxial growth does not easily occur on the slope 10C composed of the (111) B crystal plane, this active layer is formed separately from the other on the mesa protrusion 2 and the mesa groove 2A. Are grown until they intersect, and the thickness h is formed to be about 10 nm. In this case, the width w a and the thickness h can be controlled by the above-described element component pressure reduction time, that is, the annealing time.

【0049】次に、図5Bに示すように、第1の活性層
4aを形成したエピタキシャル成長層10上を覆って全
面的に、第2導電型の例えばp型のAlx Ga1-x As
より成る第2のクラッド層3bを例えば厚さtを10n
m程度としてエピタキシャル成長する。この第2のクラ
ッド層3bは、例えばエチル系材料のトリエチルガリウ
ム、トリエチルアルミニウム、アルシンを用いたエチル
系MOCVD法によってエピタキシャル成長する。エチ
ル系材料を用いると{111}B結晶面上でもエピタキ
シャル成長するため、この第2のクラッド層3bを(1
11)B結晶面より成る斜面10C上に他部と同様にエ
ピタキシャル成長することができる。つまりこのp型の
第2のクラッド層3bは、断面三角形のエピタキシャル
成長層10の形状を保持しながら、即ち(111)B結
晶面より成る斜面10Cを構成しながら成長することと
なる。
Next, as shown in FIG. 5B, a second conductivity type Al x Ga 1 -x As of the second conductivity type, for example, p type Al x Ga 1 -x As is entirely covered so as to cover the epitaxial growth layer 10 on which the first active layer 4a is formed.
The second clad layer 3b made of, for example, a thickness t of 10 n
Epitaxial growth is performed with a thickness of about m. The second cladding layer 3b is epitaxially grown by an ethyl-based MOCVD method using an ethyl-based material such as triethylgallium, triethylaluminum, and arsine. If an ethyl-based material is used, epitaxial growth also occurs on the {111} B crystal plane, so that the second cladding layer 3b is formed by (1
11) Epitaxial growth can be performed on the inclined surface 10C composed of the B crystal plane in the same manner as other portions. That is, the p-type second cladding layer 3b grows while maintaining the shape of the epitaxial growth layer 10 having a triangular cross section, that is, forming the slope 10C composed of the (111) B crystal plane.

【0050】そして第2のクラッド層3bのエピタキシ
ャル成長を一旦中止した後、エピタキシャル成長材料ガ
ス中の化合物半導体層を構成する元素成分圧、即ちこの
場合Asの圧力を下げ、(111)B結晶面より成る斜
面10Cの表面を構成するAs原子を徐々に外部へ蒸発
させて即ちアニール効果を生じさせ、図5Cに示すよう
に、第2導電型の第2のクラッド層の頂部を削って頂面
10Sを形成する。この場合においてもその低下させた
As圧、保持時間即ちアニール時間等を調整することに
より、頂面10Sの幅wa を30nm程度として形成す
る。
Then, after the epitaxial growth of the second cladding layer 3b is once stopped, the pressure of the elemental constituents of the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas, that is, the pressure of As in this case, is lowered to form the (111) B crystal plane. As atoms forming the surface of the inclined surface 10C are gradually evaporated to the outside, that is, an annealing effect is generated, and as shown in FIG. 5C, the top surface of the second conductivity type second clad layer is ground to remove the top surface 10S. Form. As pressure is also reduced its in this case, by adjusting the retention time i.e. the annealing time and the like, to form the width w a of the top surface 10S as about 30 nm.

【0051】そして再びV族元素成分圧即ちAs圧を上
げて、図6Aに示すように、第2導電型の第2のクラッ
ド層3bの頂面10S上に第2の活性層4bを形成す
る。この第2の活性層4bは再びメチル系MOCVD法
によって、第1の活性層4aと同様に例えばGaAsと
Aly Ga1-y Asとの積層による量子井戸構造、例え
ばy<0.45としてエピタキシャル成長する。このと
き活性層4bは、メチル系MOCVD法とすることよっ
て、上述の活性層4aと同様に、メサ突起2上とメサ溝
2A上とで互いに他と分断して形成され、両斜面10C
が交叉するまでその成長を行って、厚さhを10nm程
度として形成する。この場合においてもその幅wa 及び
厚さhは、上述の元素成分圧を低下する時間即ちアニー
ル時間等の調整によって制御することができる。
Then, the group V element component pressure, that is, As pressure is increased again to form the second active layer 4b on the top surface 10S of the second conductivity type second cladding layer 3b as shown in FIG. 6A. . The second active layer 4b is epitaxially grown again by the methyl MOCVD method, similarly to the first active layer 4a, with a quantum well structure by stacking GaAs and Al y Ga 1-y As, for example, y <0.45. To do. At this time, since the active layer 4b is formed by the methyl MOCVD method, like the above-described active layer 4a, the active layer 4b is formed on the mesa protrusion 2 and the mesa groove 2A so as to be separated from each other.
Are grown until they intersect, and the thickness h is formed to be about 10 nm. Also in this case, the width w a and the thickness h can be controlled by adjusting the time for lowering the above-mentioned elemental component pressure, that is, the annealing time.

【0052】そしてこの後、上述した図5B〜C、図6
Aにおいて説明したエピタキシャル成長工程を繰り返す
ことによって、この第2の活性層4b上に、断面三角形
の第2導電型の第3のクラッド層3cとその頂部に第3
の量子細線構造の活性層4aを形成し、更にその上に断
面三角形の第2導電型の第4のクラッド層3dとその頂
部に第4の活性層4dとを形成することができる。この
場合4層のクラッド層3a〜3dと、その各頂部に(1
00)結晶面に垂直な方向に4層積層されて成る〔01
1〕結晶軸方向に延長する量子細線構造の活性層4a〜
4dが並んで形成されたエピタキシャル成長層40を得
ることができる。
After this, the above-mentioned FIGS.
By repeating the epitaxial growth step described in A, the third clad layer 3c of the second conductivity type having a triangular cross section and the third clad layer 3c on the top thereof are formed on the second active layer 4b.
It is possible to form the active layer 4a having the quantum wire structure, and further to form the second conductive type fourth clad layer 3d having a triangular cross-section on it and the fourth active layer 4d on the top thereof. In this case, four clad layers 3a to 3d and (1
00) Four layers are laminated in the direction perpendicular to the crystal plane [01
1] Active layer 4a having a quantum wire structure extending in the crystal axis direction
It is possible to obtain the epitaxial growth layer 40 in which 4d are formed side by side.

【0053】このとき各活性層4c及び4dの幅及び厚
さの制御は、上述の活性層4a及び4bと同様に、元素
成分圧を下げる時間即ちアニール時間等を調整して行う
ことができる。
At this time, the width and thickness of each active layer 4c and 4d can be controlled by adjusting the time for lowering the element component pressure, that is, the annealing time, as in the case of the above-mentioned active layers 4a and 4b.

【0054】そして図6Bに示すように、第2導電型例
えばp型のAlx Ga1-x Asよりなる第1のクラッド
層5と、例えばn型のAlx Ga1-x Asより成る電流
ブロック層6、第2導電型例えばp型のAlx Ga1-x
Asより成る第2のクラッド層7、p型のGaAs等よ
り成るキャップ層8を順次メチル系MOCVD法等によ
り例えばx=0.45として、エピタキシャル成長す
る。このとき第2導電型の第1のクラッド層5及び電流
ブロック層6の厚さを適切に選定することにより、第2
導電型の第2のクラッド層7が第4の活性層4dの斜面
10Cに臨む両端面に接するように、即ち全面的に覆う
ように成す。このときエピタキシャル成長層40の斜面
10C上では、初期においてはエピタキシャル成長が生
じないが、成長の進行によりこのエピタキシャル成長層
40の頂部上に(111)B結晶面以外の結晶面が生じ
てくると、斜面10C上を含んで全面に成長される。従
ってこれら第2導電型の第2のクラッド層7及びキャッ
プ層8は全面的に成長される。
As shown in FIG. 6B, the first clad layer 5 of the second conductivity type, eg, p-type Al x Ga 1-x As, and the current of, eg, n-type Al x Ga 1-x As. Block layer 6, second conductivity type, eg p-type Al x Ga 1-x
The second clad layer 7 made of As and the cap layer 8 made of p-type GaAs or the like are sequentially epitaxially grown by, for example, x = 0.45 by the methyl MOCVD method or the like. At this time, by appropriately selecting the thicknesses of the first conductivity type first cladding layer 5 and the current blocking layer 6,
The conductive second clad layer 7 is formed so as to be in contact with both end surfaces of the fourth active layer 4d facing the slope 10C, that is, to cover the entire surface. At this time, the epitaxial growth does not occur on the slope 10C of the epitaxial growth layer 40 in the initial stage, but if a crystal plane other than the (111) B crystal plane occurs on the top of the epitaxial growth layer 40 due to the progress of the growth, the slope 10C Grown all over, including the top. Therefore, the second clad layer 7 and the cap layer 8 of the second conductivity type are entirely grown.

【0055】そしてこの後図示しないがキャップ層8上
と、半導体基体1の裏面に電極をそれぞれオーミックに
被着して、複数の量子細線構造を有する半導体レーザを
得ることができる。
Then, although not shown, electrodes are ohmic-deposited on the cap layer 8 and on the back surface of the semiconductor substrate 1, respectively, to obtain a semiconductor laser having a plurality of quantum wire structures.

【0056】この場合も、各層3a〜3d、4a〜4
d、5、6、7及び8は一連のMOCVD法によってそ
の供給する原料ガスを切り換えることによって1作業即
ち1回の結晶成長で形成し得るため、従来方法のように
活性層端面の汚染、劣化を伴うことなく量子細線構造の
活性層を有する半導体レーザを得ることができる。また
元素成分圧制御即ちアニールによって、簡単に精度良く
複数の量子細線構造を形成することができ、このような
半導体レーザの信頼性の向上をはかることができる。
Also in this case, each of the layers 3a to 3d, 4a to 4
d, 5, 6, 7 and 8 can be formed by one operation, that is, one-time crystal growth by switching the source gas to be supplied by a series of MOCVD methods. A semiconductor laser having an active layer having a quantum wire structure can be obtained without being accompanied by the above. Further, a plurality of quantum wire structures can be easily and accurately formed by controlling the element component pressure, that is, annealing, and the reliability of such a semiconductor laser can be improved.

【0057】尚、上述の実施例3においては、量子細線
構造の活性層を4本設ける場合について説明したが、こ
れに限ることなく例えば5層以上の量子細線構造とする
こともできる。
In the third embodiment described above, the case where four active layers having a quantum wire structure are provided has been described, but the present invention is not limited to this, and a quantum wire structure having, for example, five layers or more may be used.

【0058】また、本発明装置及び製造方法は、上述の
実施例に限ることなく、例えばInGaAsP系材料を
用いたり、各層の導電型を図示とは反対の導電型とする
こともでき、また必要に応じて活性層4に近接してガイ
ド層等を連続MOCVD法により形成する等、種々の構
成及び製造方法を採ることができる。
Further, the device and the manufacturing method of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments, and it is possible to use, for example, an InGaAsP-based material, and the conductivity type of each layer may be a conductivity type opposite to that shown in the drawings, and it is also necessary. Accordingly, various configurations and manufacturing methods can be adopted, such as forming a guide layer and the like in the vicinity of the active layer 4 by a continuous MOCVD method.

【0059】[0059]

【発明の効果】上述したように、本発明半導体レーザの
製造方法によれば、メサ突起2上のエピタキシャル成長
層10の頂部10Aにおいて、そのエピタキシャル成長
材料ガス中の化合物半導体層を構成する元素成分圧を下
げることにより、この部分の元素を蒸発させて幅が例え
ば10nm程度の幅狭の頂面10Sを確実に形成するこ
とができ、この頂面10S上に微細な幅をもって精度よ
く量子井戸構造の活性層4をエピタキシャル成長させる
ことによって、量子井戸細線構造の活性層4を有する半
導体レーザを確実に精度良く形成することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, at the top portion 10A of the epitaxial growth layer 10 on the mesa protrusion 2, the pressure of the elemental component forming the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas is adjusted. By lowering it, it is possible to evaporate the elements in this portion and to reliably form the narrow top surface 10S having a width of, for example, about 10 nm, and the activity of the quantum well structure can be accurately formed on the top surface 10S with a fine width. By epitaxially growing the layer 4, a semiconductor laser having the active layer 4 having a quantum well thin wire structure can be reliably formed with high accuracy.

【0060】このような製造方法による場合、従来方法
のように活性層を横切ってエッチングを行うことがない
ため、活性層の酸化や不純物の混入等を回避することが
できると共に、エッチング精度を越えた微細な量子井戸
細線構造を精度良くかつ確実に形成することができ、半
導体レーザの信頼性の向上及び生産性の向上をはかるこ
とができる。
According to such a manufacturing method, since etching is not performed across the active layer as in the conventional method, it is possible to avoid oxidation of the active layer, mixing of impurities, etc., and to exceed the etching accuracy. It is possible to accurately and reliably form a fine quantum well thin wire structure, and it is possible to improve the reliability and productivity of the semiconductor laser.

【0061】また本発明半導体レーザによれば、複数の
量子細線構造の活性層を設けるため、利得の増大化をは
かることできると共に、各活性層が自然発生的に生じる
{111}B結晶面によってその横方向の端面が構成さ
れる構造を採るため、信頼性の向上をはかることができ
る。
Further, according to the semiconductor laser of the present invention, since the active layers having a plurality of quantum wire structures are provided, the gain can be increased, and each active layer is formed by the spontaneously generated {111} B crystal planes. Since the structure in which the end face in the lateral direction is configured is adopted, the reliability can be improved.

【0062】更に他の本発明による半導体レーザの製造
方法では、上述の製造方法と同様に、元素成分圧を下げ
ることによって量子細線構造の活性層を確実に精度よく
形成することができると共に、その活性層を複数個設け
ることによって、利得のより大なる半導体レーザを得る
ことができる。
In still another semiconductor laser manufacturing method according to the present invention, similarly to the above-described manufacturing method, the active layer having the quantum wire structure can be formed with high accuracy and reliability by reducing the elemental component pressure. By providing a plurality of active layers, a semiconductor laser having a larger gain can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明半導体レーザの製造方法の一例を示す製
造工程図である。
FIG. 1 is a manufacturing process chart showing an example of a method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図2】本発明半導体レーザの製造方法の一例を示す製
造工程図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram showing an example of a method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図3】本発明半導体レーザの一例の略線的拡大断面図
である。
FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of an example of a semiconductor laser of the present invention.

【図4】本発明半導体レーザの製造方法の一例を示す製
造工程図である。
FIG. 4 is a manufacturing process chart showing an example of a method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図5】本発明半導体レーザの製造方法の一例を示す製
造工程図である。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram showing an example of a method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図6】本発明半導体レーザの製造方法の一例を示す製
造工程図である。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram showing an example of a method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図7】従来の量子井戸細線構造半導体レーザの製法を
示す工程図である。
FIG. 7 is a process chart showing a method of manufacturing a conventional quantum well wire structure semiconductor laser.

【図8】従来の半導体レーザの一例の略線的拡大断面図
である。
FIG. 8 is a schematic linear enlarged sectional view of an example of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基体 2 メサ突起 3 第1導電型のクラッド層 3a 第1導電型の第1のクラッド層 3b 第1導電型の第2のクラッド層 3c 第1導電型の第3のクラッド層 3d 第1導電型の第4のクラッド層 4 活性層 4a 第1の活性層 4b 第2の活性層 4c 第3の活性層 4d 第4の活性層 5 第2導電型の第1のクラッド層 6 電流ブロック層 7 第2導電型の第2のクラッド層 8 キャップ層 10 エピタキシャル成長層 10A 頂部 10C 斜面 10S 頂面 40 エピタキシャル成長層 1 Semiconductor substrate 2 Mesa protrusion 3 First conductivity type cladding layer 3a First clad layer of first conductivity type 3b Second clad layer of first conductivity type 3c Third clad layer of first conductivity type 3d Fourth clad layer of first conductivity type 4 Active layer 4a First active layer 4b Second active layer 4c Third active layer 4d Fourth active layer 5 First conductivity type first cladding layer 6 Current blocking layer 7 Second clad layer of the second conductivity type 8 Cap layer 10 Epitaxial growth layer 10A top 10C slope 10S top surface 40 Epitaxial growth layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起
が形成された{100}結晶面を有する半導体基体の主
面上に、化合物半導体層を順次エピタキシャル成長し、
上記メサ突起上のエピタキシャル成長層の頂部に活性層
を構成する半導体レーザの製造方法において、上記メサ
突起上に{111}B結晶面で囲まれた断面三角形領域
を有するエピタキシャル成長層を形成し、該エピタキシ
ャル成長層の頂部が形成された後にエピタキシャル成長
を中止し、エピタキシャル成長材料ガス中の上記化合物
半導体層を構成する元素成分圧を下げ、再び該元素成分
圧を上げて上記メサ突起上のエピタキシャル成長を行っ
て上記エピタキシャル成長層の頂部に活性層を形成する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
1. A compound semiconductor layer is sequentially epitaxially grown on a main surface of a semiconductor substrate having a {100} crystal plane in which a mesa protrusion extending in the <011> crystal axis direction is formed,
In the method of manufacturing a semiconductor laser in which an active layer is formed on the top of an epitaxial growth layer on the mesa protrusion, an epitaxial growth layer having a triangular region cross section surrounded by {111} B crystal planes is formed on the mesa protrusion, and the epitaxial growth is performed. After the top of the layer is formed, the epitaxial growth is stopped, the pressure of the elemental constituent of the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas is lowered, and the pressure of the elemental constituent is raised again to carry out the epitaxial growth on the mesa protrusion to perform the epitaxial growth. A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising forming an active layer on the top of the layer.
【請求項2】 〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起
が形成された{100}結晶面を有する半導体基体の主
面上に、化合物半導体層が順次エピタキシャル成長さ
れ、少なくとも上記メサ突起上の{111}B結晶面で
囲まれた断面三角形領域を有するエピタキシャル成長層
が形成された半導体レーザにおいて、上記断面三角形領
域の頂部から〈011〉結晶軸方向に延びる複数の量子
細線構造活性層が{100}結晶面に垂直な方向に並ん
で形成されて成ることを特徴とする半導体レーザ。
2. A compound semiconductor layer is sequentially epitaxially grown on a main surface of a semiconductor substrate having a {100} crystal plane in which a mesa protrusion extending in the <011> crystal axis direction is formed. In a semiconductor laser in which an epitaxial growth layer having a triangular region having a cross section surrounded by 111} B crystal planes is formed, a plurality of quantum wire active layers extending in the <011> crystal axis direction from the top of the triangular region having the cross section are {100}. A semiconductor laser characterized by being formed side by side in a direction perpendicular to a crystal plane.
【請求項3】 〈011〉結晶軸方向に延びたメサ突起
が形成された{100}結晶面を有する半導体基体の主
面上に、化合物半導体層を順次エピタキシャル成長し、
少なくとも上記メサ突起上の{111}B結晶面で囲ま
れた断面三角形領域を有するエピタキシャル成長層を形
成し、該エピタキシャル成長層の頂部が形成された後に
エピタキシャル成長を中止し、エピタキシャル材料ガス
中の上記化合物半導体層を構成する元素成分圧を下げ、
再び該元素成分圧を上げて上記メサ突起上のエピタキシ
ャル成長を行って上記エピタキシャル成長層の頂部に活
性層を形成した後、上記頂部に上記活性層が形成された
{111}B結晶面で囲まれた断面三角形領域を覆うよ
うに形状を保持しながら化合物半導体層をエピタキシャ
ル成長させる工程と、エピタキシャル成長を中止しエピ
タキシャル成長材料ガス中の上記化合物半導体層を構成
する元素成分圧を下げる工程と、再び該元素成分圧を上
げて上記メサ突起上のエピタキシャル成長を行って上記
エピタキシャル成長層の断面三角形領域の頂部に活性層
を形成する工程とを少なくとも一回以上繰り返すことを
特徴とする半導体レーザの製造方法。
3. A compound semiconductor layer is sequentially epitaxially grown on a main surface of a semiconductor substrate having a {100} crystal plane in which a mesa protrusion extending in a <011> crystal axis direction is formed,
An epitaxial growth layer having at least a triangular region of a cross section surrounded by {111} B crystal planes on the mesa protrusions is formed, epitaxial growth is stopped after the top of the epitaxial growth layer is formed, and the compound semiconductor in the epitaxial material gas is formed. The pressure of the elemental constituents of the layers is lowered,
The elemental component pressure is increased again to perform epitaxial growth on the mesa protrusions to form an active layer on the top of the epitaxial growth layer, and then the active layer is formed on the top and surrounded by a {111} B crystal plane. A step of epitaxially growing the compound semiconductor layer while maintaining the shape so as to cover the triangular area in the cross section; a step of stopping the epitaxial growth and lowering the elemental component pressure of the compound semiconductor layer in the epitaxial growth material gas; And a step of performing epitaxial growth on the mesa protrusion to form an active layer on the top of the triangular region of the cross section of the epitaxial growth layer are repeated at least one or more times.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202349A (en) * 1993-12-14 1995-08-04 Korea Electron Telecommun Manufacture of quantum thin wire laser diode using molecular beam diffraction of mbe material crystal growth

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