JPH0634427B2 - Semiconductor laser manufacturing method - Google Patents
Semiconductor laser manufacturing methodInfo
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- JPH0634427B2 JPH0634427B2 JP27115287A JP27115287A JPH0634427B2 JP H0634427 B2 JPH0634427 B2 JP H0634427B2 JP 27115287 A JP27115287 A JP 27115287A JP 27115287 A JP27115287 A JP 27115287A JP H0634427 B2 JPH0634427 B2 JP H0634427B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、可視光帯(600nm帯)に発光波長を有する
AlGaInP系半導体レーザの製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an AlGaInP-based semiconductor laser having an emission wavelength in the visible light band (600 nm band).
(従来の技術) AlGaInP系可視光半導体レーザは、ここ数年来活
発に研究が行われ、間もなく実用化されようとしてい
る。AlGaInP系半導体レーザの最大の用途の一つ
として、光ディスクがあるが、光ディスクのヘッドとし
て用いるには、半導体レーザ自身の持つ非点収差を小さ
くする必要がある。この非点収差を小さくする方法とし
ては、AlGaAs系半導体レーザの研究より、横モー
ド制御の方法を利得(あるいは損失)導波型から屈折率
導波型とすればよいことが知られているが、現在の所、
AlGaInP系半導体レーザにおいて、屈折率導波型
レーザの報告例はない。従って、ここでは、従来技術と
して、AlGaAs系半導体レーザの横モード制御構造
より類推可能なAlGaInP系屈曲率導波型レーザ、
及び、本願発明者の発明になる特願昭62-189839号のA
lGaIP系屈折率導波型レーザを取り上げる。(Prior Art) AlGaInP-based visible light semiconductor lasers have been actively researched for several years and are about to be put to practical use soon. One of the largest uses of the AlGaInP-based semiconductor laser is an optical disc, but in order to use it as an optical disc head, it is necessary to reduce the astigmatism of the semiconductor laser itself. As a method of reducing this astigmatism, it is known from research on AlGaAs semiconductor lasers that the method of transverse mode control may be changed from a gain (or loss) waveguide type to a refractive index waveguide type. , Currently,
There is no reported example of a refractive index guided laser in an AlGaInP semiconductor laser. Therefore, here, as a conventional technique, an AlGaInP-based bending-index waveguide laser, which can be analogized from a lateral mode control structure of an AlGaAs-based semiconductor laser,
And A of Japanese Patent Application No. 62-189839, which is the invention of the present inventor.
The lGaIP-based index-guided laser is taken up.
まず、第3図および第4図に、AlGaAs系横モード
制御レーザから類推されるAlGaInP系屈折率導波
型レーザを示す。第3図は、通常、有機金属熱分解気相
成長法(以下、MOVPE 法と略記。)で作製される自己
整合型レーザで、中央の電流注入部分のみブロック層4
を除去した後、全面にクラッド層3′を積層し、電流注
入路を形成するレーザで、第4図は、第3図と逆に、電
流注入部分以外のクラッド層3を部分的に薄くした後、
ブロック層4を埋込むレーザである。第3図、第4図に
おいて、プロック層4は、電流注入部分を構成するAl
GaInPよりもAl組成の大きなAlGaInPまた
はAlInPとし、電流注入部分と、非励起領域(ブロ
ック層の部分)との間に実屈折率差をつけている。ま
た、第4図の構造では、ブロック層4をGaAsとした
損失導波型レーザで室温連続発振が報告されている〔文
献:ExfendedAbstracts of the 18th Conference onSol
id State Derices and Materials、Tokyo、1986、PP、153-
156〕。しかしながら、第3図および第4図の構造レー
ザは、以下に述べるような構造上あるいは作製上の問題
点を有している。First, FIG. 3 and FIG. 4 show an AlGaInP-based index-guided laser which is inferred from an AlGaAs-based transverse mode control laser. FIG. 3 shows a self-aligned laser that is usually manufactured by metalorganic pyrolysis vapor phase epitaxy (hereinafter abbreviated as MOVPE method).
After removing the clad layer 3, a clad layer 3 ′ is laminated on the entire surface to form a current injection path. In FIG. 4, contrary to FIG. 3, the clad layer 3 other than the current injection part is partially thinned. rear,
This is a laser for embedding the block layer 4. In FIGS. 3 and 4, the block layer 4 is made of Al forming a current injection portion.
AlGaInP or AlInP having an Al composition larger than that of GaInP is used, and a difference in actual refractive index is provided between the current injection portion and the non-excitation region (block layer portion). Further, in the structure of FIG. 4, room temperature continuous oscillation has been reported in a loss-guided laser in which the block layer 4 is GaAs [Reference: Exfended Abstracts of the 18th Conference on Sol.
id State Derices and Materials, Tokyo, 1986, PP, 153-
156]. However, the structural lasers shown in FIGS. 3 and 4 have the following structural or fabrication problems.
まず、第3図のレーザであるが、この構造の最大の問題
点は、電流注入部分でのクラッド層3とクラッド層3′
の再成長界面での問題である。すなわち、第3図のレー
ザの作製時において、高Al組成のクラッド層3が大気
中に露出され、酸化を受けるから、その上に積層するク
ラッド層3′の積層不備、結晶品質の低下あるいは再成
長界面の高抵抗化が問題となる。また、この再成長界面
は、活性層のごく近傍に位置し、レーザ発振時に高光密
度となるので、再成長界面に多数導入された欠陥はこの
レーザの信頼性を著しく悪化させてしまう。また、第4
図のレーザについてはブロック層4となるAlGaIn
PあるいはAlInPを再成長する際に以下のような問
題がある。すなわち、第4図において、ブロック層4と
なるAlGaInPまたはAlInPをMOVPE法の選択
エピタキシャル成長で積層する場合、選択マスクとなる
誘電体膜への多結晶塊の析出は、AlGaInPのAl
組成の増加と共に急激に増大するから、選択埋込みは非
常に困難となる。First, regarding the laser shown in FIG. 3, the biggest problem with this structure is that the cladding layer 3 and the cladding layer 3'at the current injection portion.
This is a problem at the regrowth interface. That is, when the laser shown in FIG. 3 is produced, the cladding layer 3 having a high Al composition is exposed to the atmosphere and is oxidized. High resistance at the growth interface poses a problem. Further, since this regrowth interface is located very close to the active layer and has a high optical density during laser oscillation, many defects introduced into the regrowth interface significantly deteriorate the reliability of this laser. Also, the fourth
For the laser shown in the figure, the AlGaIn layer to be the block layer 4
There are the following problems when re-growing P or AlInP. That is, in FIG. 4, when AlGaInP or AlInP to be the block layer 4 is stacked by selective epitaxial growth by the MOVPE method, the deposition of polycrystalline lumps on the dielectric film to be the selective mask is
Selective embedding becomes very difficult because it increases rapidly with increasing composition.
次に、上記第3図および第4図のレーザの問題点を解決
する構造として、前掲の特願昭62-189839号のレーザを
第5図に示す。まず、このレーザの構造を説明する。G
aAs(100)基板6上に(011)方向のメサ10を形成
し、次に、このメサ10上にGaAsでなるバッファ層7
を積層する。この時、成長レートの面方位依存性のた
め、メサ10上に、積層したGaAsの側面は(111)B
面を保持し、最終的には三角形の形状でメサ10上の成長
が終了することが知られている〔文献:S61秋 応用物
理学会講演会予稿集27P-T-14、PP、160〕。次に、この
(111)B面を側面に有するGaAsメサ上に、AlG
aInPまたはAlInPでなるクラッド層2、GaI
nPでなる活性層1、AlGaInPまたはAlInP
でなるクラッド層3、基板6と同じ導電型のGaAsで
なる電流ブロック層4を、順次にMOVPE法で成長し、ダ
ブルヘテロ構造を形成する。この時、メサ側面への積層
に着目すると、ケラッド層2,3となるAlGaInP
では、(111)B面のメサ側面と、(100)面のメサ上面
およびメサ底面は、同等の成長レートで成長する。これ
は、AlGaAs系の積層の様子と大きく異なってい
る。AlGaAs系の場合には、底面からの這い上がり
により、メサ側面が(111)B面からある程度のずれを
生じてからのみ、側面への成長が開始される。一方、活
性層1となるGaInPでは(111)B面への成長レー
トが、(100)面への成長レートに比べ極端に遅い。従
って、まずGaAsでなるバッファ層7を積層すること
により、側面に(111)B面を有する新たなメサ構造を
形成し、その後、GaInPを活性層1とするダブルヘ
テロ構造を積層することにより、メサ上部で、GaIn
P活性層1がAlGaInPまたはAlInPクラッド
層2,3で埋込まれた、埋込みヘテロ(BH)構造の半
導体レーザが形成される。そして、最後に、Zn拡散に
よる導電型の反転を利用して、電流注入路を形成する。
第5図のレーザは、AlGaInP系材料のMOVPE成長
における面方位依存性を巧みに利用して作製される屈曲
率導波型半導体レーザで、第3図、第4図のレーザで問
題となっていた、高Al組成層の酸化、積層不備等の問
題が改善されている。Next, as a structure for solving the problems of the lasers shown in FIGS. 3 and 4, the laser of Japanese Patent Application No. 62-189839 mentioned above is shown in FIG. First, the structure of this laser will be described. G
The mesa 10 in the (011) direction is formed on the aAs (100) substrate 6, and then the buffer layer 7 made of GaAs is formed on the mesa 10.
Are stacked. At this time, since the growth rate depends on the plane orientation, the side surface of the stacked GaAs on the mesa 10 is (111) B.
It is known that the surface is retained, and eventually the growth on the mesa 10 ends in a triangular shape [Reference: S61 Autumn Proceedings of the Japan Society of Applied Physics 27P-T-14, PP, 160]. Next, on the GaAs mesa having the (111) B surface on its side surface, AlG
clad layer 2 made of aInP or AlInP, GaI
nP active layer 1, AlGaInP or AlInP
Then, the clad layer 3 and the current blocking layer 4 made of GaAs of the same conductivity type as the substrate 6 are sequentially grown by the MOVPE method to form a double hetero structure. At this time, paying attention to the stacking on the side surface of the mesa, the AlGaInP to be the kerad layers 2 and 3 is formed.
Then, the mesa side surface of the (111) B plane and the mesa top surface and the mesa bottom surface of the (100) plane grow at the same growth rate. This is very different from the state of stacking of AlGaAs series. In the case of the AlGaAs system, the growth to the side surface starts only after the mesa side surface is displaced to some extent from the (111) B surface due to the creeping up from the bottom surface. On the other hand, in GaInP which is the active layer 1, the growth rate on the (111) B plane is extremely slower than the growth rate on the (100) plane. Therefore, by first laminating the buffer layer 7 made of GaAs, a new mesa structure having the (111) B plane on the side surface is formed, and then by laminating the double hetero structure having GaInP as the active layer 1, GaIn at the top of the mesa
A semiconductor laser having a buried hetero (BH) structure is formed in which the P active layer 1 is buried with AlGaInP or AlInP cladding layers 2 and 3. Then, finally, the current injection path is formed by utilizing the inversion of the conductivity type by Zn diffusion.
The laser shown in FIG. 5 is a bending-index waveguide type semiconductor laser that is manufactured by skillfully utilizing the plane orientation dependence in MOVPE growth of AlGaInP-based material, which is a problem in the lasers shown in FIGS. 3 and 4. In addition, problems such as oxidation of the high Al composition layer and defective stacking have been improved.
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、反面、第5図のレーザは以下の問題点を
有している。まず、第1点として、第5図の構造では、
電流注入機構として、Zn拡散によるキャップ層の導電
型の反転を利用しているから、ダブルヘテロ構造形成後
の電流注入路形成工程が複雑となる。また、Zn拡散用
の窓明け工程におけるマスクずれによる特性劣化が生じ
やすく、特に高次モード励起によるキンクレベルの低
下、しきい値電流の上昇、ひいては、歩留まり低下、信
頼性悪化が懸念される。第2点としては、第5図の構造
では、ダブルヘテロ構造形成後に、Zn拡散という高温
加熱工程を有するから、Zn拡散時における不純物の相
互拡散、活性層1の結晶品質の低下等が問題となる。ま
た、第3点として、第5図のレーザ構造は、GaAs基
板6に形成したメサ10上にダブルヘテロ構造を形成する
から、最終形状として、GaInP活性層1を有するメ
サ上部が、メサ外部の平坦部に比べ、大きく突起してし
まうから、ヒートシンクに、接合を下にして組立てた際
に、大きなストレスを受け、信頼性への悪影響が懸念さ
れる。(Problems to be Solved by the Invention) However, on the other hand, the laser of FIG. 5 has the following problems. First, as a first point, in the structure of FIG.
Since the inversion of the conductivity type of the cap layer by Zn diffusion is used as the current injection mechanism, the step of forming the current injection path after forming the double hetero structure becomes complicated. In addition, characteristic deterioration is likely to occur due to mask misalignment in the Zn diffusion window opening process, and in particular, there is a concern that the kink level may decrease due to higher-order mode excitation, the threshold current may increase, and the yield may decrease and the reliability may deteriorate. The second point is that the structure of FIG. 5 has a high temperature heating step of Zn diffusion after the formation of the double hetero structure, so that there are problems such as mutual diffusion of impurities during Zn diffusion and deterioration of the crystal quality of the active layer 1. Become. Further, as a third point, in the laser structure of FIG. 5, a double hetero structure is formed on the mesa 10 formed on the GaAs substrate 6, so that the final shape is such that the upper part of the mesa having the GaInP active layer 1 is outside the mesa. Since the protrusions are larger than those in the flat portion, when the heat sink is assembled with the joint facing downward, a large stress is exerted, which may adversely affect the reliability.
そこで、本発明の目的は、上記の諸問題を解決し、作製
容易で、再現性、均一性が高く、融着ストレスの少ない
高品質、高信頼のAlGaInP系屈折率導波型半導体
レーザの製造方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to manufacture a high-quality, highly reliable AlGaInP-based index-guided semiconductor laser that is easy to manufacture, has high reproducibility and uniformity, and has little fusion stress. To provide a method.
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本発明が提供する半導体
レーザの製造方法は、GaAs(100)基板上に、(01
1)方向の平行な2本の溝を、エッチングにより形成す
る工程と、前記2本の溝の間に形成されるメサの上面以
外の全面に、LPE法によりGaAsでなる電流ブロッ
ク層を被覆する工程と、MOVPE法により、GaAsでな
るバッファ層を前記電流ブロック層付きの前記基板上に
積層する工程と、AlGaInPまたはAlInPでな
る第1のクラッド層を全面に積層する工程と、前記第1
のクラッド層より禁制帯幅の小さいGaInPでなる活
性層をメサ上面と溝底面と、これらメサ及び溝以外の平
坦部とに互いに分離して積層する工程と、前記活性層よ
り禁制帯幅の大きなAlGaInPまたはAlInPで
なる第2のクラッド層を全面に積層する工程と、GaA
sでなるキャップ層を前記第2のクラド層上に積層する
工程とをこの順に含むことを特徴とする。(Means for Solving Problems) A method for manufacturing a semiconductor laser provided by the present invention in order to solve the above-mentioned problems is described in (01) on a GaAs (100) substrate.
1) The step of forming two grooves parallel to each other by etching, and the entire surface except the upper surface of the mesa formed between the two grooves is covered with a current blocking layer made of GaAs by the LPE method. A step of stacking a buffer layer made of GaAs on the substrate with the current blocking layer by MOVPE, a step of stacking a first cladding layer made of AlGaInP or AlInP on the entire surface, and
Of the active layer made of GaInP having a smaller forbidden band width than the clad layer on the top surface of the mesa, the bottom surface of the groove, and the flat portions other than the mesa and the groove, and laminating the active layer with a forbidden band width larger than that of the active layer. A step of laminating a second cladding layer made of AlGaInP or AlInP on the entire surface, and GaA
laminating a cap layer made of s on the second clad layer in this order.
(作用) 本発明の一実施例の方法により製造された屈折率導波型
AlGaInP系半導体レーザの断面図を第2図に、そ
の実施例の製造方法の工程図を第1図にそれぞれ示す。
本発明の半導体レーザの製造方法の特徴としては、第5
図のレーザがダブルヘテロ構造形成後に、Zn拡散によ
るキャップ層の導電型の反転を利用して電流注入路を形
成するのに対し、本発明の第1図の製造方法では、ダブ
ルヘテロ構造形成前に、LPE法の埋込み成長の特性を
巧みに利用し、基板に形成した2本の平行な溝の間の、
メサの上面以外の全面を、選択的に、GaAsでなる電
流ブロック層で埋込み、自己整合的に電流注入炉を形成
することができる〔文献:I.Mito etali:‘Double chan
nel planar buriedheterostructire laser diode with
effective current confinement'、Electron.Lett.,198
2,18,PP.953-954〕しかも、第1図のレーザでは、第5
図のレーザの異なり、メサの外側にもメサと同じ高さか
又はそれ以上の高さの平坦部を有するから、接合を下に
して融着した際の融着した際の融着ストレスが第5図の
レーザに比べ大幅に緩和される。(Operation) FIG. 2 shows a cross-sectional view of a refractive index guided AlGaInP based semiconductor laser manufactured by the method of one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a process drawing of the manufacturing method of the embodiment.
The fifth feature of the semiconductor laser manufacturing method of the present invention is as follows.
The laser shown in the figure forms a current injection path by utilizing the inversion of the conductivity type of the cap layer by Zn diffusion after the formation of the double hetero structure. In addition, by taking advantage of the buried growth characteristics of the LPE method, between two parallel grooves formed in the substrate,
It is possible to selectively bury the entire surface except the upper surface of the mesa with a current blocking layer made of GaAs to form a current injection furnace in a self-aligned manner [Reference: I. Mito etali: 'Double chan
nel planar buried heterostructire laser diode with
effective current confinement ', Electron. Lett., 198
2,18, PP.953-954] Moreover, in the laser of FIG.
Different from the laser shown in the drawing, since the flat portion having the same height as or higher than the mesa is also provided on the outer side of the mesa, the fusion stress at the time of fusion with the bonding down is the fifth. It is significantly reduced compared to the laser in the figure.
まず、第1図および第2図を参照して本発明の半導体レ
ーザ製造方法を説明する。GaAs(100)基板6上
に、(011)方向の平行な2本の溝を形成する〔第1図
(a)〕。次に、この2本の溝を有するGaAs基板6
を液相成長炉に導入し、GaAsでなる電流ブロック層
4を形成する〔第1図(b)〕。この時、2本の溝の深
さを十部深くし、メサの幅を十分挟くしておけば、LP
E成長の特徴として、メサの上面以外の部分だけを選択
的にGaAsブロック層で被覆することが可能である。First, the semiconductor laser manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Two parallel grooves in the (011) direction are formed on the GaAs (100) substrate 6 [FIG. 1 (a)]. Next, the GaAs substrate 6 having these two grooves
Is introduced into a liquid phase growth reactor to form a current blocking layer 4 made of GaAs [FIG. 1 (b)]. At this time, if the depth of the two grooves is deepened by 10 parts and the width of the mesa is sufficiently narrowed, LP
As a characteristic of the E growth, it is possible to selectively cover only the portion other than the upper surface of the mesa with the GaAs block layer.
次に、ブロック層4付きのGaAs基板を、MOVPE成長
装置に導入し、第5図のレーザと同様に、バッファ層7
を含むダブルヘテロ構造をMOVPE法により形成する。ま
ず、前記基板上に、GaAsでなるバッファ層7を積層
する〔第1図(c)〕。この時、メサ上に積層したGa
Asの側面は、(111)B面を保持している。次に、こ
の(111)B面を側面に有するGaAsメサ上に、Al
GaInPまたはAlInPでなるクラッド層2、Ga
InPでなる活性層1〔第1図(d)〕、AlGaIn
PまたはAlInPでなるクラッド層3、GaAsでな
るキャップ層5〔第1図(e)〕、を積層し、ダフルヘ
テロ構造を形成する。〔第2図〕。Next, the GaAs substrate with the block layer 4 was introduced into the MOVPE growth apparatus, and the buffer layer 7 was formed in the same manner as the laser of FIG.
A double heterostructure including is formed by the MOVPE method. First, the buffer layer 7 made of GaAs is laminated on the substrate [FIG. 1 (c)]. At this time, Ga stacked on the mesa
The side surface of As holds the (111) B surface. Next, on the GaAs mesa having the (111) B surface on its side surface, Al
GaInP or AlInP clad layer 2, Ga
Active layer 1 made of InP [Fig. 1 (d)], AlGaIn
A clad layer 3 made of P or AlInP and a cap layer 5 made of GaAs [FIG. 1 (e)] are laminated to form a duffle heterostructure. [Fig. 2].
上述の製造方法では、AlGaInP系材料の特徴とし
てクラッド層2,3となるAlGaInPまたはAlI
nPは、(111)B面のメサ側面上へも(100)面上とほ
ぼ等しい成長レートで積層するのに対し、活性層1とな
るGaInPは(111)B面へは、ほとんど積層しない
から、MOVPE成長するだけでBH構造が作製される。In the above-described manufacturing method, the characteristic of the AlGaInP-based material is that AlGaInP or AlI to be the cladding layers 2 and 3 is formed.
nP is deposited on the mesa side surface of the (111) B plane at a growth rate almost equal to that on the (100) plane, whereas GaInP as the active layer 1 is hardly deposited on the (111) B plane. , MOVPE growth produces a BH structure.
このことは、クラッド層となるAlGaAs層と活性層
となるGaAs層が、ともに、(111)B面のメサ側面
には積層しないAlGaAs系のBHレーザ〔文献:S
61秋 応用物理学会講演会予稿集27P-T-14、PP160]とは
異なっている。以上に本発明の半導体レーザの製造方法
を説明した。This means that the AlGaAs layer serving as the clad layer and the GaAs layer serving as the active layer are not laminated on the mesa side surface of the (111) B plane [B: S laser [Reference: S
61 Autumn, Proceedings of the Japan Society of Applied Physics 27P-T-14, PP160]. The method of manufacturing the semiconductor laser of the present invention has been described above.
本発明の半導体レーザの製造方法によれば、第5図の従
来構造のレーザでの三つの問題点が解決される。まず第
1点は、第5図の構造では、電流注入路の形成にZn拡
散という複雑な工程を必要としたが、第1図のレーザで
は、液相成長炉に導入し、GaAs層の成長を行うだけ
でよい。また、第5図のレーザでは、Zn拡散用の窓明
け工程におけるマスクずれに起因するキングベルの低
下、しきい値電流の上昇、あるいは歩留まり低下、信頼
性悪化といった問題があったが、第1図のレーザでは、
LPE成長の特性を利用し、自己整合的にブロック層の
形成を行うから、マスクずれの問題はなく、均一性およ
び再現性良く電流注入路が形成される。また、第2点と
して、第5図のレーザではダブルヘテロ構造形成後に、
Zn拡散という高温加熱工程を有するから、Zn拡散時
における不純物の相互拡散、活性層の結晶品質の低下が
心配されたが、第1図のレーザでは、ダブルヘテロ構造
形成前に、既に、電流狭窄のためのブロック層の成長を
行っているから、高温処理によるダブルヘテロ構造の結
晶品質の低下等は起らない。第3点としては、第5図の
レーザ構造は、GaInP活性層を有するメサ上部がメ
サ外部の平坦部に比べ大きく突起しているから、接合を
下にして組立てた際、大きな融着セトレスを受けるとい
う問題があったが、第1図のレーザでは、メサ外部に、
メサ部と同等かそれ以上の高さの平坦部を有しているか
ら、接合を下にして組立てた際の融着ストレスは第5図
のレーザに比べ大幅に緩和されている。According to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the three problems in the laser having the conventional structure shown in FIG. 5 are solved. First of all, in the structure of FIG. 5, the complicated process of Zn diffusion was required to form the current injection path in the structure of FIG. 5, but in the laser of FIG. 1, it was introduced into the liquid phase growth reactor to grow the GaAs layer. All you have to do is Further, the laser of FIG. 5 has problems such as a decrease in kingbell, an increase in threshold current, a decrease in yield, and a deterioration in reliability due to a mask shift in the window opening process for Zn diffusion. With the laser of
Since the block layer is formed in a self-aligned manner by utilizing the characteristics of LPE growth, there is no problem of mask misalignment and the current injection path is formed with good uniformity and reproducibility. As a second point, in the laser of FIG. 5, after the double hetero structure is formed,
Since there is a high temperature heating step called Zn diffusion, there was a concern about mutual diffusion of impurities during Zn diffusion and deterioration of the crystal quality of the active layer. However, in the laser of FIG. Since the block layer is grown for this purpose, the deterioration of the crystal quality of the double hetero structure due to the high temperature treatment does not occur. Thirdly, in the laser structure shown in FIG. 5, the upper part of the mesa having the GaInP active layer is projected larger than the flat part outside the mesa, so that a large fusion-bonding settle can be obtained when assembled with the joint down. There was a problem of receiving it, but in the laser of Figure 1, outside the mesa,
Since the flat portion has a height equal to or higher than that of the mesa portion, the fusion stress when assembled with the joint down is remarkably reduced as compared with the laser of FIG.
(実施例) 以下、本発明のレーザ製造方法を、実施例を挙げてさら
に詳しく説明する。本実施例のレーザ製作工程図を第1
図に示す。この実施例の方法では、まず、P形Znドー
プGAs(100)基板6上に、(011)方向の平行な溝を
形成した。溝の深さは4.0μmとした。次に、基板6
を液相成長炉に導入し、メサ上面以外の全面にSeドー
プGaAsでなる電流ブロック層4を積層した。電流ブ
ロック層4の厚さは、溝外部の平坦部で、0.8μmと
した。次に、ブロック層4付きのGaAs基板6を、MO
VPE装置に導入した。そして、70Torrの減圧MOVPE法によ
り、前記基板上に、厚さ2.5μmのZnドープGaA
sでなるバッファ層7を積層し、メサ側面に(111)B
面を有する新たなメサを形成した後、厚さ1.0μmの
Znドープ(Al0.4Ga0.6)0.5In0.5
Pでなるクラッド層2、厚さ0.1μmのノンドープG
a0.5In0.5Pでなる活性層1、厚さ1.0μm
のSeドープ(Al0.4Ga0.6)0.5In
0.5Pでなるクラッド層3、厚さ1.0μmのSeド
ープGaAsでなるキャップ層5をこの順に積層した。
以上が、本発明のレーザ製造方法の実施例である。(Example) Hereinafter, the laser manufacturing method of the present invention will be described in more detail with reference to examples. The first is a laser manufacturing process diagram of the present embodiment.
Shown in the figure. In the method of this example, first, parallel grooves in the (011) direction were formed on the P-type Zn-doped GAs (100) substrate 6. The depth of the groove was 4.0 μm. Next, the substrate 6
Was introduced into a liquid phase growth reactor, and a current block layer 4 made of Se-doped GaAs was laminated on the entire surface except the upper surface of the mesa. The thickness of the current blocking layer 4 was 0.8 μm in the flat portion outside the groove. Next, the GaAs substrate 6 with the block layer 4 is attached to the MO
Installed in VPE equipment. Then, a Zn-doped GaA film having a thickness of 2.5 μm was formed on the substrate by a low pressure MOVPE method of 70 Torr.
The buffer layer 7 made of s is laminated and (111) B is formed on the side surface of the mesa.
After forming a new mesa having a surface, Zn-doped (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 having a thickness of 1.0 μm is formed.
C cladding layer 2 made of P, 0.1 μm thick non-doped G
a 0.5 In 0.5 P active layer 1, thickness 1.0 μm
Se-doped (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In
A cladding layer 3 made of 0.5 P and a cap layer 5 made of Se-doped GaAs having a thickness of 1.0 μm were laminated in this order.
The above is the embodiment of the laser manufacturing method of the present invention.
(発明の効果) 以上に述べた様に、本発明のレーザ製造方法では、1回
のMOVPE成長で屈曲率導波型レーザが得られるAlGa
InP系半導体レーザの製造方法に、MOVE成長に先立ち
LPE法の特性を生かしたブロック層の選択成長を導入
することにより自己整合的に電流注入路を形成し、さら
に、平行な2本の溝を有する基板を用いることにより、
融着ストレスを大幅に改善した。そこで、本発明の方法
を採用することにより、高品質、高信頼のAlGaIn
P系屈曲率導波型半導体レーザが再現性よく容易に製造
できる。(Effects of the Invention) As described above, in the laser manufacturing method of the present invention, a refractive index guided laser can be obtained by a single MOVPE growth.
A current injection path is formed in a self-aligned manner by introducing selective growth of a block layer, which makes use of the characteristics of the LPE method, prior to MOVE growth into the method of manufacturing an InP-based semiconductor laser, and further, two parallel grooves are formed. By using the substrate that has
Significantly improved fusion stress. Therefore, by adopting the method of the present invention, high quality and high reliability of AlGaIn
It is possible to easily manufacture a P-based bending-waveguide semiconductor laser with good reproducibility.
第1図は本発明の一実施例により屈折率導波型半導体レ
ーザを製造する工程を示す図、第2図は第1図実施例に
より製造された半導体レーザを示す模式的な断面図、第
3図および第4図はAlGaAs系レーザから類推され
る従来型屈折率導波型半導体レーザの模式的な断面図、
第5図はMOVPE法により形成される従来の屈折率導波型
半導体レーザを模式的に示す断面図である。 1……活性層、2,3,3′……クラッド層、4……電
流ブロック層(第1図、第2図および第5図ではGaA
s、第3図および第4図では電流注入部分のAlGaI
nPよりもAl組成の大きいAlGaInPまたはAl
InP)、5……キャップ層、6……GaAs基板、7
……バッファ層、8……Zn拡散領域。FIG. 1 is a diagram showing a process of manufacturing a refractive index guided semiconductor laser according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing a semiconductor laser manufactured according to the embodiment of FIG. FIGS. 3 and 4 are schematic cross-sectional views of a conventional index-guided semiconductor laser, which is inferred from an AlGaAs laser.
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a conventional index guided semiconductor laser formed by the MOVPE method. 1 ... Active layer, 2, 3, 3 '... Cladding layer, 4 ... Current blocking layer (GaA in FIGS. 1, 2 and 5)
s, in FIGS. 3 and 4, AlGaI in the current injection portion
AlGaInP or Al whose Al composition is larger than nP
InP), 5 ... cap layer, 6 ... GaAs substrate, 7
...... Buffer layer, 8 ...... Zn diffusion region.
Claims (1)
平行な2本の溝をエッチングにより形成する工程と、前
記2本の溝の間に形成されるメサの上面以外の全面に、
液相成長法により、GaAsでなる電流ブロック層を被
覆する工程と、有機金属熱分解気相成長法により、Ga
Asでなるバッファ層を前記電流ブロック層付きの前記
基板上に積層する工程と、AlGaInPまたはAlI
nPでなる第1のクラッド層を全面に積層する工程と、
前記第1のクラッド層より禁制帯幅の小さいGaInP
でなる活性層をメサ上面と溝底面と、これらメサ及び溝
以外の平坦部とに互いに分離して積層する工程と、前記
活性層より禁制帯幅の大きなAlGaInPまたはAl
InPでなる第2のクラッド層を全面に積層する工程
と、GaAsでなるキャップ層を前記第2のクラッド層
上に積層する工程とをこの順に含むことを特徴とする半
導体レーザの製造方法。1. A process of forming two parallel grooves in the (011) direction on a GaAs (100) substrate by etching, and the entire surface other than the upper surface of the mesa formed between the two grooves. ,
The step of coating the current blocking layer made of GaAs by the liquid phase epitaxy method and the Ga by the organometallic pyrolysis vapor phase epitaxy method.
Stacking a buffer layer of As on the substrate with the current blocking layer, and AlGaInP or AlI
a step of laminating a first clad layer made of nP on the entire surface,
GaInP having a band gap smaller than that of the first cladding layer
A step of stacking an active layer consisting of the above on the top surface of the mesa, the bottom surface of the groove, and the flat portion other than the mesa and the groove separately from each other;
A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising a step of laminating a second clad layer made of InP on the entire surface and a step of laminating a cap layer made of GaAs on the second clad layer in this order.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27115287A JPH0634427B2 (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Semiconductor laser manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27115287A JPH0634427B2 (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Semiconductor laser manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01111396A JPH01111396A (en) | 1989-04-28 |
JPH0634427B2 true JPH0634427B2 (en) | 1994-05-02 |
Family
ID=17496057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27115287A Expired - Lifetime JPH0634427B2 (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Semiconductor laser manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0634427B2 (en) |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP27115287A patent/JPH0634427B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01111396A (en) | 1989-04-28 |
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