JPH0579194B2 - - Google Patents
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- JPH0579194B2 JPH0579194B2 JP62164467A JP16446787A JPH0579194B2 JP H0579194 B2 JPH0579194 B2 JP H0579194B2 JP 62164467 A JP62164467 A JP 62164467A JP 16446787 A JP16446787 A JP 16446787A JP H0579194 B2 JPH0579194 B2 JP H0579194B2
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- grooves
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は安定な動作特性を有する半導体レーザ
アレイ素子を歩留まりよく得るための製造方法に
関するものである。
アレイ素子を歩留まりよく得るための製造方法に
関するものである。
＜従来の技術＞
半導体レーザの高出力化が進むに従つて半導体
レーザアレイが注目されているが、その成長方法
としては従来より主に分子線エピタキシヤル
（MBE）成長法、有機金属気相エピタキシヤル
（MOCVD）成長法、液相エピタキシヤル
（LPE）成長法の３方法が用いられている。
レーザアレイが注目されているが、その成長方法
としては従来より主に分子線エピタキシヤル
（MBE）成長法、有機金属気相エピタキシヤル
（MOCVD）成長法、液相エピタキシヤル
（LPE）成長法の３方法が用いられている。
その中でLPE法により作製された半導体レー
アレイ素子の一例としては、Matsumotoにより
Journal of Applied Physics、Vol58(7)、P2783
−2785（1985）にて報告された３フイラメント素
子が挙げられる。この素子はＶ−channeled
Substrate Iuner Stripe（VSIS）構造を応用した
ものであるがその一例として第３図に10フイラメ
ント素子の作製工程を示す。ｐ−GaAs基板３０
１上にｎ−Al0.1Ga0.9As電流狭窄層３０２を0.7μ
ｍ、ｎ−GaAs表面保護層３０３を0.1μｍ成長さ
せる（第３図ａ）。次に幅4μｍ、深さ0.9μｍの溝
３２０を周期5μｍで10本形成する。この溝３２
０は電流狭窄層３０２と表面保護層３０３を貫通
し、基板３０１に到達している。この溝形成方法
としてはホトリソグラフイ技術とエツチング技術
が適用される（第３図ｂ）。次にこのウエハーを
基板としてｐ−Al0.4As0.5Asクラツド層３０４を
溝の存在しない部分で0.3μｍ、ｎ−GaAsコンタ
クト層３０７を1.5μｍ連続的に成長させる。この
ときの成長法としては液相エピタキシヤル法が用
いられる（第３図ｃ）。このようにして作製され
た半導体レーザアレイ素子はｐ−クラツド層３０
４により溝部３２０を完全に埋めきることができ
ないため活性層３０５が湾曲してしまうという現
象が生じる。
アレイ素子の一例としては、Matsumotoにより
Journal of Applied Physics、Vol58(7)、P2783
−2785（1985）にて報告された３フイラメント素
子が挙げられる。この素子はＶ−channeled
Substrate Iuner Stripe（VSIS）構造を応用した
ものであるがその一例として第３図に10フイラメ
ント素子の作製工程を示す。ｐ−GaAs基板３０
１上にｎ−Al0.1Ga0.9As電流狭窄層３０２を0.7μ
ｍ、ｎ−GaAs表面保護層３０３を0.1μｍ成長さ
せる（第３図ａ）。次に幅4μｍ、深さ0.9μｍの溝
３２０を周期5μｍで10本形成する。この溝３２
０は電流狭窄層３０２と表面保護層３０３を貫通
し、基板３０１に到達している。この溝形成方法
としてはホトリソグラフイ技術とエツチング技術
が適用される（第３図ｂ）。次にこのウエハーを
基板としてｐ−Al0.4As0.5Asクラツド層３０４を
溝の存在しない部分で0.3μｍ、ｎ−GaAsコンタ
クト層３０７を1.5μｍ連続的に成長させる。この
ときの成長法としては液相エピタキシヤル法が用
いられる（第３図ｃ）。このようにして作製され
た半導体レーザアレイ素子はｐ−クラツド層３０
４により溝部３２０を完全に埋めきることができ
ないため活性層３０５が湾曲してしまうという現
象が生じる。
この様に活性層が湾曲した素子では各フイラメ
ント間の光の結合が弱くなり、個々のフイラメン
トで個別に発振が生じあるいは一個のフイラメン
トのみが発振し、全てのフイラメントが光結合し
た状態で均一に発振させることはできない。
ント間の光の結合が弱くなり、個々のフイラメン
トで個別に発振が生じあるいは一個のフイラメン
トのみが発振し、全てのフイラメントが光結合し
た状態で均一に発振させることはできない。
また、これらの問題を解決する方法として、基
板全面に上述の溝を周期的に形成し平担で均一な
活性層を得る方法が提案されているが、電流閉じ
込め構造として、基板上にリツジ・ガイド
（Ridge Guide）構造等を適用した場合（第４
図）、溝が全面に存在するための電流の横への洩
れにより所望のフイラメント以外の左右のフイラ
メントからの発振が起こり、また発振には至らな
くても所望のモードに何らかの影響を与える。
板全面に上述の溝を周期的に形成し平担で均一な
活性層を得る方法が提案されているが、電流閉じ
込め構造として、基板上にリツジ・ガイド
（Ridge Guide）構造等を適用した場合（第４
図）、溝が全面に存在するための電流の横への洩
れにより所望のフイラメント以外の左右のフイラ
メントからの発振が起こり、また発振には至らな
くても所望のモードに何らかの影響を与える。
＜発明の目的＞
本発明は上述の問題点を解決し、フイラメント
数に制限されず平坦で均一な薄い活性層を持ち特
性の良い半導体レーザアレイ素子を歩留りよく得
るためのLPE法を用いたレーザアレイ素子の作
製方法を提供することを目的としている。
数に制限されず平坦で均一な薄い活性層を持ち特
性の良い半導体レーザアレイ素子を歩留りよく得
るためのLPE法を用いたレーザアレイ素子の作
製方法を提供することを目的としている。
＜実施例＞
以下、本発明の一実施例として半導体レーザ素
子の作製工程を第１図に示す。
子の作製工程を第１図に示す。
ｐ−GaAs基板１０１上にｎ−Al0.1Ga0.9As第
１電流狭窄層１０２を0.7μｍ、ｎ−GaAs表面保
護層１０３を0.1μｍ成長させる（第１図ａ）。
１電流狭窄層１０２を0.7μｍ、ｎ−GaAs表面保
護層１０３を0.1μｍ成長させる（第１図ａ）。
この基板上に幅4μｍ、深さ1.0μｍ、周期5μｍの
所望のフイラメント数の溝１２０をホトリソグラ
フイ技術とエツチング技術を用いて形成するが、
その両脇には溝１２０の共振器方向とは違う方向
の溝（少なくとも10°以上の角度をもつことが望
ましい）、例えば溝１２０が順メサ方向の場合に
は、ほぼ垂直方向の逆メサ方向の溝１２１を同様
の方法で形成し、基板全面にこの異なる方向の溝
をくり返し形成する。最後に、従来例と同様にｐ
−Al0.4Ga0.6Asクラツド層１０４を溝外で0.25μ
ｍ、Al0.1Ga0.9As活性層１０５を0.08μｍ、ｎ−
Al0.4Ga0.6Asクラツド層１０６を1.2μｍ、ｎ−
GaAsコンタクト層１０７を1.5μｍ連続的にLPE
より成長させる。このとき、電流狭窄層１０２は
Al0.1Ga0.9AsからなつているのでLPE成長中のメ
ルトバツクは防止できる。この場合、溝１２０，
１２１は基板全面に存在するので溝１２１の幅、
深さ、ピツチを制御すればＰ−クラツド層１０４
の成長はどの部分でも均一におこる。
所望のフイラメント数の溝１２０をホトリソグラ
フイ技術とエツチング技術を用いて形成するが、
その両脇には溝１２０の共振器方向とは違う方向
の溝（少なくとも10°以上の角度をもつことが望
ましい）、例えば溝１２０が順メサ方向の場合に
は、ほぼ垂直方向の逆メサ方向の溝１２１を同様
の方法で形成し、基板全面にこの異なる方向の溝
をくり返し形成する。最後に、従来例と同様にｐ
−Al0.4Ga0.6Asクラツド層１０４を溝外で0.25μ
ｍ、Al0.1Ga0.9As活性層１０５を0.08μｍ、ｎ−
Al0.4Ga0.6Asクラツド層１０６を1.2μｍ、ｎ−
GaAsコンタクト層１０７を1.5μｍ連続的にLPE
より成長させる。このとき、電流狭窄層１０２は
Al0.1Ga0.9AsからなつているのでLPE成長中のメ
ルトバツクは防止できる。この場合、溝１２０，
１２１は基板全面に存在するので溝１２１の幅、
深さ、ピツチを制御すればＰ−クラツド層１０４
の成長はどの部分でも均一におこる。
したがつて、従来例で述べたような活性層の湾
曲や途切れはなくなり、薄くて平坦かつ均一な活
性層１０５が得られた。
曲や途切れはなくなり、薄くて平坦かつ均一な活
性層１０５が得られた。
第１図ｃにはリツジ・ガイド（Ridge guide）
構造を適用した場合を示すがｎ−GaAs層１０
７、ｎ−クラツド層１０６を所望の溝以外の溝上
でエツチングし、SiO2やSi3N4などの絶縁膜１３
０で覆う構造である。この様にすれば所望のフイ
ラメント以外では共振器方向が異なるため端面で
の反射が抑制され、発振の惧れがなくまた所望の
モードへのカツプリングも防ぐことができる。ま
た全面に同方向に周期的に溝を形成した場合と違
つて電流狭窄のためのリツジガイド構造を形成す
るときに、エツチングに際してマスク合わせの精
度が非常に緩和される。
構造を適用した場合を示すがｎ−GaAs層１０
７、ｎ−クラツド層１０６を所望の溝以外の溝上
でエツチングし、SiO2やSi3N4などの絶縁膜１３
０で覆う構造である。この様にすれば所望のフイ
ラメント以外では共振器方向が異なるため端面で
の反射が抑制され、発振の惧れがなくまた所望の
モードへのカツプリングも防ぐことができる。ま
た全面に同方向に周期的に溝を形成した場合と違
つて電流狭窄のためのリツジガイド構造を形成す
るときに、エツチングに際してマスク合わせの精
度が非常に緩和される。
以上の実施例で示したように、本発明を適用す
ることとにより再現性良く平坦で均一な活性層を
有するVSIS型半導体レーザアレイの均一な光結
合を実現する上で重要な事項であり、延いては安
定な特性を有する素子の作製を可能ならしめるも
のである。
ることとにより再現性良く平坦で均一な活性層を
有するVSIS型半導体レーザアレイの均一な光結
合を実現する上で重要な事項であり、延いては安
定な特性を有する素子の作製を可能ならしめるも
のである。
上記実施例はリツジガイド構造を採用したが、
他の電流注入領域の構造としては以下のような構
成が考えられる。各々についての素子構造を第２
図ａ，ｂ，ｃに示すが、それぞれの部分の符号２
０１，２０２，…は１０１，１０２…に対応する
４０１，４０２，…も同様）。
他の電流注入領域の構造としては以下のような構
成が考えられる。各々についての素子構造を第２
図ａ，ｂ，ｃに示すが、それぞれの部分の符号２
０１，２０２，…は１０１，１０２…に対応する
４０１，４０２，…も同様）。
第２図ａにはプロント打ち込み構造を示す。た
だし、２４１はｎ−AlGaAs第１埋め込み層、２
４２はｐ−AlGaAs第２埋め込み層、２４３はｐ
−GaAs第３埋め込み層を示している。
だし、２４１はｎ−AlGaAs第１埋め込み層、２
４２はｐ−AlGaAs第２埋め込み層、２４３はｐ
−GaAs第３埋め込み層を示している。
第２図ｂにはプロトン打ち込み構造を示す。た
だし、２５０はプロトン打ち込みにより半絶縁性
化した領域を示している。
だし、２５０はプロトン打ち込みにより半絶縁性
化した領域を示している。
第２図ｃには最初に基板に形成したリツジによ
り全溝のうち電流を注入する溝列を規定した構造
を示す。基板上にエツチングを行なうことにより
メサを形成し、ｎ−GaAs第１電流狭窄層２６０
を表面が平坦になるまで成長させ、その後全面エ
ツチングすることによりメサの高さで表面が平坦
となる様にする。続いて前実施例と同様にｎ−
Al0.1Ga0.7As第２電流狭窄層２０２、ｎ−GaAs
表面保護層２０３を延長させ、同様の溝列を形成
した後、２０３〜２０７を成長する。このように
すると電流は溝がｐ基板２０１に到達した部分に
しか注入されないので、発光はメサ上の部分にの
み限定される。
り全溝のうち電流を注入する溝列を規定した構造
を示す。基板上にエツチングを行なうことにより
メサを形成し、ｎ−GaAs第１電流狭窄層２６０
を表面が平坦になるまで成長させ、その後全面エ
ツチングすることによりメサの高さで表面が平坦
となる様にする。続いて前実施例と同様にｎ−
Al0.1Ga0.7As第２電流狭窄層２０２、ｎ−GaAs
表面保護層２０３を延長させ、同様の溝列を形成
した後、２０３〜２０７を成長する。このように
すると電流は溝がｐ基板２０１に到達した部分に
しか注入されないので、発光はメサ上の部分にの
み限定される。
これら以外の電流閉じ込め構造を適用した場合
にも同様の効果が期待できることは云うまでもな
い。
にも同様の効果が期待できることは云うまでもな
い。
また溝列の形状を示す他の実施例としてその上
から見たウエハー上の一部分を示す。第５図ａ，
ｂの様に、所望のフイラメントの共振器方向とあ
る角度をもつ溝を形成することにより、均一で平
坦な活性層を成長でき、安定な光モードを得るこ
とができる。また第５図ｃのように少なくとも２
方向以上をもつ溝を形成しても同様の効果が得ら
れ、これら以外の共振器方向以外の方向をもつ溝
の形成でも同様の効果が得られるのは云うまでも
ないが、10度以上の角度をもつことが望ましい。
また次の場合にも本発明の効果は期待できる。
から見たウエハー上の一部分を示す。第５図ａ，
ｂの様に、所望のフイラメントの共振器方向とあ
る角度をもつ溝を形成することにより、均一で平
坦な活性層を成長でき、安定な光モードを得るこ
とができる。また第５図ｃのように少なくとも２
方向以上をもつ溝を形成しても同様の効果が得ら
れ、これら以外の共振器方向以外の方向をもつ溝
の形成でも同様の効果が得られるのは云うまでも
ないが、10度以上の角度をもつことが望ましい。
また次の場合にも本発明の効果は期待できる。
(I) 即ち、電流狭窄層１０２と電流保護層１０３
（同様に２０２と２０３）の２層が反対の導電
型の場合 (J) 全ての導電型が逆の場合 (K) １０２と１０３（同様に２０２と２０３）以
外の導電型が逆の場合 (L) 溝列がその一部に対称分岐を有する形状の場
合 (M) 溝を埋め込む以外の成長をLPE以外の成長
法を利用した場合
（同様に２０２と２０３）の２層が反対の導電
型の場合 (J) 全ての導電型が逆の場合 (K) １０２と１０３（同様に２０２と２０３）以
外の導電型が逆の場合 (L) 溝列がその一部に対称分岐を有する形状の場
合 (M) 溝を埋め込む以外の成長をLPE以外の成長
法を利用した場合
１０１……ｐ−GaAs基板、１０２……電流狭
窄層、１０３……表面保護層、１０４……ｐ−ク
ラツド層、１０５……活性層、１０６……ｎ−ク
ラツド層、１０７……コンタクト層 第１図乃至第５図はそれぞれ半導体レーザアレ
イ素子の要部構成図である。
窄層、１０３……表面保護層、１０４……ｐ−ク
ラツド層、１０５……活性層、１０６……ｎ−ク
ラツド層、１０７……コンタクト層 第１図乃至第５図はそれぞれ半導体レーザアレ
イ素子の要部構成図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上又は半導体ウエハー上に、一定
周期もしくは異なる周期の第１の溝列、及び該第
１溝列の領域外両脇に第１溝列とは異なる方向に
第２の溝列を形成する工程と、前記第１、第２溝
列上に液相成長法により第１導電型の第１クラツ
ド層と、該第１クラツド層より禁制帯幅は小さく
屈折率は大きい活性層と、第２導電型で前記活性
層より禁制帯幅は大きく屈折率は小さい第２クラ
ツド層を含む半導体結晶層を連続的に成長させる
工程と、電流注入領域を前記第１、第２溝列の内
の中央側の第１溝列に設定することにより前記第
１溝列のみをレーザ発光部とする工程とを有する
ことを特徴とする半導体レーザアレイ素子の製造
方法。 ２ 前記第１溝列と前記第２溝列とは少なくとも
10°以上の角度を持たせてな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アレイ
素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16446787A JPS648689A (en) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Semiconductor laser array element and manufacture thereof |
| US07/195,742 US4903274A (en) | 1987-05-19 | 1988-05-18 | Semiconductor laser array device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16446787A JPS648689A (en) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Semiconductor laser array element and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS648689A JPS648689A (en) | 1989-01-12 |
| JPH0579194B2 true JPH0579194B2 (ja) | 1993-11-01 |
Family
ID=15793734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16446787A Granted JPS648689A (en) | 1987-05-19 | 1987-06-30 | Semiconductor laser array element and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS648689A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69031401T2 (de) * | 1989-04-28 | 1998-03-19 | Sharp Kk | Halbleiterlaser, Halbleiter-Wafer und Verfahren zur Herstellung derselben |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016484A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ |
-
1987
- 1987-06-30 JP JP16446787A patent/JPS648689A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016484A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648689A (en) | 1989-01-12 |
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