JPH0629619A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH0629619A JPH0629619A JP18497092A JP18497092A JPH0629619A JP H0629619 A JPH0629619 A JP H0629619A JP 18497092 A JP18497092 A JP 18497092A JP 18497092 A JP18497092 A JP 18497092A JP H0629619 A JPH0629619 A JP H0629619A
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- thin film
- semiconductor thin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザの製造方法にあって、半導体薄
膜の１回の成長にてレーザ構造を得ることを目的とす
る。 【構成】 Ｖ溝を有する段差基板上に有機金属分子線エ
ピタキシャル法あるいは有機金属気相成長法を用いて半
導体薄膜を成長させたことにより、グレーティング構造
及びその後の薄膜成長レーザ構造を一回の成長にて可能
となる。
膜の１回の成長にてレーザ構造を得ることを目的とす
る。 【構成】 Ｖ溝を有する段差基板上に有機金属分子線エ
ピタキシャル法あるいは有機金属気相成長法を用いて半
導体薄膜を成長させたことにより、グレーティング構造
及びその後の薄膜成長レーザ構造を一回の成長にて可能
となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板結晶上での
１回の半導体膜成長にてレーザ構造を形成した半導体レ
ーザの製造方法に関する。
１回の半導体膜成長にてレーザ構造を形成した半導体レ
ーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】最近における半導体デバイス
の高度化、高機能化に伴い、その作製プロセスは複雑化
の一途をたどり、このため作製プロセスの簡素化が望ま
れるようになってきた。
の高度化、高機能化に伴い、その作製プロセスは複雑化
の一途をたどり、このため作製プロセスの簡素化が望ま
れるようになってきた。
【０００３】発光素子としての分布帰還型レーザにおい
ても、その製造に当っては、たとえばアプライド フィ
ズックス レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ）５９巻（１９９１年）２３７５頁にある
ように、平坦な半導体基板上に一度半導体薄膜を成長
し、その半導体薄膜を大気にさらし複雑なホトリソグラ
フィ工程を用いてその半導体薄膜をエッチングすること
によって分布帰還型レーザのグレーティングを作製し、
そして、このグレーティング上に再度半導体薄膜を成長
することで分布帰還型レーザ構造を形成していた。
ても、その製造に当っては、たとえばアプライド フィ
ズックス レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ）５９巻（１９９１年）２３７５頁にある
ように、平坦な半導体基板上に一度半導体薄膜を成長
し、その半導体薄膜を大気にさらし複雑なホトリソグラ
フィ工程を用いてその半導体薄膜をエッチングすること
によって分布帰還型レーザのグレーティングを作製し、
そして、このグレーティング上に再度半導体薄膜を成長
することで分布帰還型レーザ構造を形成していた。
【０００４】しかしながら、かかる従来の方法にあって
は、半導体薄膜の成長を２回行なう必要があること、エ
ッチングを用いてグレーティングを作製するとき半導体
薄膜を劣化させてしまうこと、更に、この劣化した半導
体薄膜上に再成長した半導体薄膜はその品質が悪くなる
おそれがあること、という問題を生じている。
は、半導体薄膜の成長を２回行なう必要があること、エ
ッチングを用いてグレーティングを作製するとき半導体
薄膜を劣化させてしまうこと、更に、この劣化した半導
体薄膜上に再成長した半導体薄膜はその品質が悪くなる
おそれがあること、という問題を生じている。
【０００５】本発明は、上述の問題に鑑み半導体薄膜の
成長を１回で済ませ、エッチングによる劣化や品質の悪
化を除くようにした半導体レーザの製造方法の提供を目
的とする。
成長を１回で済ませ、エッチングによる劣化や品質の悪
化を除くようにした半導体レーザの製造方法の提供を目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、半導体基板上にレーザを形成する方法におい
て、上記半導体基板の平らな結晶表面にグレーティング
ピッチに応じたＶ溝を有する段差基板を用い、この段差
基板上に有機金属分子線エピタキシャル法あるいは有機
金属気相成長法を適用することを特徴とする。
発明は、半導体基板上にレーザを形成する方法におい
て、上記半導体基板の平らな結晶表面にグレーティング
ピッチに応じたＶ溝を有する段差基板を用い、この段差
基板上に有機金属分子線エピタキシャル法あるいは有機
金属気相成長法を適用することを特徴とする。
【０００７】
【作用】グレーティングピッチに応じた溝ピッチを有す
る段差基板を用いて有機金属分子線エピタキシャル法あ
るいは有機金属気相成長法を適用することにより、基板
表面状態の違いによる成長速度を異ならしめ、つまり半
導体薄膜の原料として有機金属を用いて三角形断面を形
成することとしたため、グレーティングの形成及びレー
ザ構造を１回の成長にて形成できた。
る段差基板を用いて有機金属分子線エピタキシャル法あ
るいは有機金属気相成長法を適用することにより、基板
表面状態の違いによる成長速度を異ならしめ、つまり半
導体薄膜の原料として有機金属を用いて三角形断面を形
成することとしたため、グレーティングの形成及びレー
ザ構造を１回の成長にて形成できた。
【０００８】
【実施例】ここで、図１（ａ）〜（ｄ）により本発明の
実施例を説明する。本実施例では、図１（ａ）にて示す
ようにグレーティングピッチに応じたピッチで形成され
たＶ字形の溝１ａを有する段差のある半導体基板結晶上
に、有機金属分子線エピタキシャル法あるいは有機金属
気相成長法を用いて多元系半導体薄膜２あるいは多元系
半導体薄膜を含む超格子層を形成すると、図１（ｂ）に
示すように段差表面の平らな部分と溝の側壁部分とでは
多元系半導体薄膜の成長速度は平らな部分の方が溝の側
壁部分にくらべ大きいため、断面形状が三角形となるグ
レーティング構造が形成される。そしてグレーティング
形成後、続けて図１（ｂ）にて示す如く成長した半導体
薄膜と異なる膜組成をもつ半導体薄膜３を成長すると平
らな部分がないため今度は図１（ｃ）に示すようにＶ字
形溝の上に優先的に半導体薄膜が形成されてグレーティ
ングが半導体薄膜で埋め込まれる。そしてさらに半導体
薄膜成長を続け、図１（ｄ）に示すようにガイド層４、
活性層５、ガイド層６、Ｐ型クラッド層７、Ｐ型コンタ
クト層８、を形成することができ１回の半導体薄膜成長
で分布帰還型レーザのレーザ構造が作製できる。
実施例を説明する。本実施例では、図１（ａ）にて示す
ようにグレーティングピッチに応じたピッチで形成され
たＶ字形の溝１ａを有する段差のある半導体基板結晶上
に、有機金属分子線エピタキシャル法あるいは有機金属
気相成長法を用いて多元系半導体薄膜２あるいは多元系
半導体薄膜を含む超格子層を形成すると、図１（ｂ）に
示すように段差表面の平らな部分と溝の側壁部分とでは
多元系半導体薄膜の成長速度は平らな部分の方が溝の側
壁部分にくらべ大きいため、断面形状が三角形となるグ
レーティング構造が形成される。そしてグレーティング
形成後、続けて図１（ｂ）にて示す如く成長した半導体
薄膜と異なる膜組成をもつ半導体薄膜３を成長すると平
らな部分がないため今度は図１（ｃ）に示すようにＶ字
形溝の上に優先的に半導体薄膜が形成されてグレーティ
ングが半導体薄膜で埋め込まれる。そしてさらに半導体
薄膜成長を続け、図１（ｄ）に示すようにガイド層４、
活性層５、ガイド層６、Ｐ型クラッド層７、Ｐ型コンタ
クト層８、を形成することができ１回の半導体薄膜成長
で分布帰還型レーザのレーザ構造が作製できる。
【０００９】ここにおいて、半導体基板１の平らな部分
と側壁で成長速度が異なるのは基板表面状態の違いによ
るもので、平らな部分の上に形成された多元系半導体薄
膜あるいは多元系半導体薄膜２を含む超格子層の断面形
状が三角形となるのは面方位（１００）の結晶表面上に
て半導体薄膜の原料に有機金属を用いた時に見られる現
象である。Ｖ字形溝１ａを持つ段差基板１上に多元系半
導体薄膜を含む超格子層を形成する場合、多元系半導体
薄膜の膜厚と組成を変えることでグレーティングの形状
や屈折率を容易に制御することができる。またＶ字型溝
の底は正確にＶ字型でなくともＶ溝の底に形成される半
導体薄膜の厚さが素子作製に支障がない厚さ以内となる
程度に平らであってもかまわない。
と側壁で成長速度が異なるのは基板表面状態の違いによ
るもので、平らな部分の上に形成された多元系半導体薄
膜あるいは多元系半導体薄膜２を含む超格子層の断面形
状が三角形となるのは面方位（１００）の結晶表面上に
て半導体薄膜の原料に有機金属を用いた時に見られる現
象である。Ｖ字形溝１ａを持つ段差基板１上に多元系半
導体薄膜を含む超格子層を形成する場合、多元系半導体
薄膜の膜厚と組成を変えることでグレーティングの形状
や屈折率を容易に制御することができる。またＶ字型溝
の底は正確にＶ字型でなくともＶ溝の底に形成される半
導体薄膜の厚さが素子作製に支障がない厚さ以内となる
程度に平らであってもかまわない。
【００１０】＜具体例１＞１２００Åピッチで形成され
たＶ字形の溝を有するｎ型ＩｎＰ結晶の段差基板上に、
有機金属分子線エピタキシ装置を用いて、基板温度を５
１０℃としてＩＩＩ族原料にトリエチルガリウムとトリ
メチルインジウム、Ｖ族原料に熱分解したアルシンとフ
ォスフィンを用いて、３元混晶のＩｎＧａＡｓ膜を成長
してグレーティングを形成し、次にＩｎＰ膜を成長し、
グレーティングを埋め込んだ後、ＩｎＧａＡｓＰ膜（バ
ンドギャップ波長λｇ＝1.０５μｍ）のガイド層を１０
００Å、６周期のＩｎＧａＡｓ（５０Å）／ＩｎＧａＡ
ｓＰ（λｇ＝1.３μｍ、１００Å）の多重量子井戸活性
層、ＩｎＧａＡｓＰガイド層（λｇ＝1.０５μｍ、１０
００Å）、Ｐ型ＩｎＰクラッド層（１．５μｍ）とＰ型
ＩｎＧａＡｓコンタクト層（１０００Å）を１回の成長
で形成した。その結果、分布帰還型レーザ構造が作製で
きた。
たＶ字形の溝を有するｎ型ＩｎＰ結晶の段差基板上に、
有機金属分子線エピタキシ装置を用いて、基板温度を５
１０℃としてＩＩＩ族原料にトリエチルガリウムとトリ
メチルインジウム、Ｖ族原料に熱分解したアルシンとフ
ォスフィンを用いて、３元混晶のＩｎＧａＡｓ膜を成長
してグレーティングを形成し、次にＩｎＰ膜を成長し、
グレーティングを埋め込んだ後、ＩｎＧａＡｓＰ膜（バ
ンドギャップ波長λｇ＝1.０５μｍ）のガイド層を１０
００Å、６周期のＩｎＧａＡｓ（５０Å）／ＩｎＧａＡ
ｓＰ（λｇ＝1.３μｍ、１００Å）の多重量子井戸活性
層、ＩｎＧａＡｓＰガイド層（λｇ＝1.０５μｍ、１０
００Å）、Ｐ型ＩｎＰクラッド層（１．５μｍ）とＰ型
ＩｎＧａＡｓコンタクト層（１０００Å）を１回の成長
で形成した。その結果、分布帰還型レーザ構造が作製で
きた。
【００１１】＜具体例２＞２４００ÅピッチのＶ字形の
溝を有するｎ型ＩｎＰ結晶の段差基板上に、有機金属気
相成長装置を用いて、基板温度６００℃でＩＩＩ族原料
にトリエチルガリウムとトリメチルインジウム、Ｖ族原
料にアルシンとフォスフィンを用いて、４元混晶のＩｎ
ＧａＡｓＰ膜（λｇ＝1.５μｍ）を成長してグレーティ
ングを形成し、次にＩｎＰ膜でグレーティングを埋め込
んだ後、ＩｎＧａＡｓＰ膜（λｇ＝1.０５μｍ）のガイ
ド層を１０００Å、６周期のＩｎＧａＡｓ（４０Å）／
ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝1.３μｍ、１００Å）の多重量
子井戸活性層、ＩｎＧａＡｓＰガイド層（λｇ＝1.０５
μｍ、１０００Å）、Ｐ型ＩｎＰクラッド層（１．５μ
ｍ）とＰ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層（１０００Å）を
１回の成長で形成した。その結果、分布帰還型レーザ構
造が作製できた。
溝を有するｎ型ＩｎＰ結晶の段差基板上に、有機金属気
相成長装置を用いて、基板温度６００℃でＩＩＩ族原料
にトリエチルガリウムとトリメチルインジウム、Ｖ族原
料にアルシンとフォスフィンを用いて、４元混晶のＩｎ
ＧａＡｓＰ膜（λｇ＝1.５μｍ）を成長してグレーティ
ングを形成し、次にＩｎＰ膜でグレーティングを埋め込
んだ後、ＩｎＧａＡｓＰ膜（λｇ＝1.０５μｍ）のガイ
ド層を１０００Å、６周期のＩｎＧａＡｓ（４０Å）／
ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝1.３μｍ、１００Å）の多重量
子井戸活性層、ＩｎＧａＡｓＰガイド層（λｇ＝1.０５
μｍ、１０００Å）、Ｐ型ＩｎＰクラッド層（１．５μ
ｍ）とＰ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層（１０００Å）を
１回の成長で形成した。その結果、分布帰還型レーザ構
造が作製できた。
【００１２】＜具体例３＞１２００ÅピッチのＶ字形の
溝を有するｎ型ＩｎＰ結晶の段差基板上に、有機金属分
子線エピタキシ装置を用いて、基板温度５１０℃でＩＩ
Ｉ族原料にトリエチルガリウムとトリメチルインジウ
ム、Ｖ族原料に熱分解したアルシンとフォスフィンを用
いて、ＩｎＰ膜を障壁層とし３元混晶のＩｎＧａＡｓ膜
を井戸層とした超格子層を成長してグレーティングを形
成し、次にＩｎＰ膜でグレーティングを埋め込んだ後、
ＩｎＧａＡｓＰ膜（λｇ＝1.０５μｍ）のガイド層を１
０００Å、１０周期のＩｎＧａＡｓ（４５Å）／ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λｇ＝1.３μｍ、１２０Å）の多重量子井戸
活性層、ＩｎＧａＡｓＰガイド層（λｇ＝1.０５μｍ、
１０００Å）、Ｐ型ＩｎＰクラッド層（１．５μｍ）と
Ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層（１０００Å）を１回の
成長で形成した。その結果、分布帰還型レーザ構造が作
製できた。
溝を有するｎ型ＩｎＰ結晶の段差基板上に、有機金属分
子線エピタキシ装置を用いて、基板温度５１０℃でＩＩ
Ｉ族原料にトリエチルガリウムとトリメチルインジウ
ム、Ｖ族原料に熱分解したアルシンとフォスフィンを用
いて、ＩｎＰ膜を障壁層とし３元混晶のＩｎＧａＡｓ膜
を井戸層とした超格子層を成長してグレーティングを形
成し、次にＩｎＰ膜でグレーティングを埋め込んだ後、
ＩｎＧａＡｓＰ膜（λｇ＝1.０５μｍ）のガイド層を１
０００Å、１０周期のＩｎＧａＡｓ（４５Å）／ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λｇ＝1.３μｍ、１２０Å）の多重量子井戸
活性層、ＩｎＧａＡｓＰガイド層（λｇ＝1.０５μｍ、
１０００Å）、Ｐ型ＩｎＰクラッド層（１．５μｍ）と
Ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層（１０００Å）を１回の
成長で形成した。その結果、分布帰還型レーザ構造が作
製できた。
【００１３】以上はＩｎＰ膜、ＩｎＧａＡｓ膜とＩｎＧ
ａＡｓＰ膜についての具体例であるが、原料に有機金属
を用いたＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体全般
についても同様な効果が期待されることは言うまでもな
い。
ａＡｓＰ膜についての具体例であるが、原料に有機金属
を用いたＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体全般
についても同様な効果が期待されることは言うまでもな
い。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、分
布帰還型レーザのレーザ構造を１回の半導体薄膜成長で
形成でき、よって従来の薄膜劣化や品質の悪化もなくな
る。また、分布帰還型レーザを光・電子集積回路（ＯＥ
ＩＣ）のような高機能な半導体デバイスに応用する場合
や利得結合型分布帰還型レーザ、分布反射型レーザの作
製においても有効である。
布帰還型レーザのレーザ構造を１回の半導体薄膜成長で
形成でき、よって従来の薄膜劣化や品質の悪化もなくな
る。また、分布帰還型レーザを光・電子集積回路（ＯＥ
ＩＣ）のような高機能な半導体デバイスに応用する場合
や利得結合型分布帰還型レーザ、分布反射型レーザの作
製においても有効である。
【図１】レーザ構造の製造工程を示す図であって、
（ａ）段差基板、（ｂ）多元系半導体薄膜を成長してグ
レーティングを形成したもの、（ｃ）（ｂ）に続けて半
導体薄膜を成長しグレーティングを埋め込んだ時の膜構
造、（ｄ）レーザ構造を形成した膜構造である。
（ａ）段差基板、（ｂ）多元系半導体薄膜を成長してグ
レーティングを形成したもの、（ｃ）（ｂ）に続けて半
導体薄膜を成長しグレーティングを埋め込んだ時の膜構
造、（ｄ）レーザ構造を形成した膜構造である。
１ 半導体基板（段差基板） １ａ 溝 ２ 多元系半導体薄膜 ３ 半導体薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 英雄 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上にレーザを形成する方法に
おいて、 上記半導体基板の平らな結晶表面にグレーティングピッ
チに応じたＶ溝を有する段差基板を用い、 この段差基板上に有機金属分子線エピタキシャル法ある
いは有機金属気相成長法を適用することを特徴とする半
導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18497092A JPH0629619A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18497092A JPH0629619A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629619A true JPH0629619A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16162543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18497092A Withdrawn JPH0629619A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165829A (en) * | 1997-12-17 | 2000-12-26 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Thin film transistor and fabrication method therefor |
| US6747313B1 (en) | 1997-12-17 | 2004-06-08 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Thin film transistor |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP18497092A patent/JPH0629619A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165829A (en) * | 1997-12-17 | 2000-12-26 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Thin film transistor and fabrication method therefor |
| US6747313B1 (en) | 1997-12-17 | 2004-06-08 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Thin film transistor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |