JPH0658987B2 - 半導体レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその製造方法Info
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- JPH0658987B2 JPH0658987B2 JP20019587A JP20019587A JPH0658987B2 JP H0658987 B2 JPH0658987 B2 JP H0658987B2 JP 20019587 A JP20019587 A JP 20019587A JP 20019587 A JP20019587 A JP 20019587A JP H0658987 B2 JPH0658987 B2 JP H0658987B2
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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（〜0.6μｍ帯）で発振するGaInP/AlG
aInP半導体レーザの横モード制御構造と製造方法に関す
るものである。
aInP半導体レーザの横モード制御構造と製造方法に関す
るものである。
GaInP/AlGaInP半導体レーザは、0.68μｍ帯での室温連
続発振以来、急速に開発が進んでおり、現在では数千時
間という高信頼化が得られ、実用化の可能性が一気に高
まった。これに伴い、コンパクト・ディスク，光ディス
ク，ビデオ・ディスク，ＰＯＳといった光情報処理，プ
ラスティック・ファイバ用光源として光通信、また物理
計測等の多種多様な産業分野からの期待、要求も増大し
つつある。それと同時に、GaInP/AlGaInP半導体レーザ
の横モードについても、高品質化が望まれている。特
に、ビデオ・ディスクのようなアナログ処理では、低雑
音レーザが必要とされているし、また、光通信の分野で
は、スペクトルの単一性が必要とされる。この要求を満
たす横モード制御構造としては、屈折率導波型、例え
ば、埋込みヘテロ構造（以下、ＢＨ構造と略記）のよう
なものが最適であろう。そして、また、GaInP/AlGaInP
可視光レーザの市場の大半が民需用であることを考え合
わせると、単に屈折率導波型であるのみならず、その構
造は、作製容易，高歩留り，高信頼性を兼ね備えている
必要がある。
続発振以来、急速に開発が進んでおり、現在では数千時
間という高信頼化が得られ、実用化の可能性が一気に高
まった。これに伴い、コンパクト・ディスク，光ディス
ク，ビデオ・ディスク，ＰＯＳといった光情報処理，プ
ラスティック・ファイバ用光源として光通信、また物理
計測等の多種多様な産業分野からの期待、要求も増大し
つつある。それと同時に、GaInP/AlGaInP半導体レーザ
の横モードについても、高品質化が望まれている。特
に、ビデオ・ディスクのようなアナログ処理では、低雑
音レーザが必要とされているし、また、光通信の分野で
は、スペクトルの単一性が必要とされる。この要求を満
たす横モード制御構造としては、屈折率導波型、例え
ば、埋込みヘテロ構造（以下、ＢＨ構造と略記）のよう
なものが最適であろう。そして、また、GaInP/AlGaInP
可視光レーザの市場の大半が民需用であることを考え合
わせると、単に屈折率導波型であるのみならず、その構
造は、作製容易，高歩留り，高信頼性を兼ね備えている
必要がある。
ここでは、屈折率ガイド型の半導体レーザを中心に話を
進める。現在までの所、GaInP/AlGaInP半導体レーザの
横モード制御構造として、屈折率ガイド型のものはほと
んど報告されていないため、従来のGaAs/AlGaAs半導体
レーザの屈折率導波機構より容易に類堆される第３図お
よび第４図の構造の半導体レーザについて、その問題点
を指摘していく。
進める。現在までの所、GaInP/AlGaInP半導体レーザの
横モード制御構造として、屈折率ガイド型のものはほと
んど報告されていないため、従来のGaAs/AlGaAs半導体
レーザの屈折率導波機構より容易に類堆される第３図お
よび第４図の構造の半導体レーザについて、その問題点
を指摘していく。
まず、第３図の構造を説明する。第３図は、GaAs/AlGaA
s半導体では、通常、ＭＯＶＰＥ法で作製されるセルフ
・アライン型レーザである。第３図では電流ブロック層
を電流注入部のAlGaInPよりもＡｌ組成の大きいAlGaIn
P、またはAlInPとし、実屈折率差がつくようにしてい
る。この構造の最大の問題点は、現状のGaAs/AlGaAsセ
ルフ・アライン型レーザでの問題と同様に、電流注入部
でのクラッド層３とクラッド層３′の再成長界面にあ
る。第３図の製造過程において、高Ａｌ組成であるクラ
ッド層３の表面が大気中に露出され酸化を受けるため、
その上に積層するクラッド層３′の積層不備や結晶品質
の劣化、あるいは、クラッド層３とクラッド層３′の界
面での高抵抗化等が問題となる。また、クラッド層３と
クラッド層３′の界面は、活性層にごく近いため、レー
ザ発振時に光密度が高く、また、電流注入路でもあるの
で、界面に多数存在する欠陥は、このレーザの劣化を早
め、信頼性が得られないことも懸念される。
s半導体では、通常、ＭＯＶＰＥ法で作製されるセルフ
・アライン型レーザである。第３図では電流ブロック層
を電流注入部のAlGaInPよりもＡｌ組成の大きいAlGaIn
P、またはAlInPとし、実屈折率差がつくようにしてい
る。この構造の最大の問題点は、現状のGaAs/AlGaAsセ
ルフ・アライン型レーザでの問題と同様に、電流注入部
でのクラッド層３とクラッド層３′の再成長界面にあ
る。第３図の製造過程において、高Ａｌ組成であるクラ
ッド層３の表面が大気中に露出され酸化を受けるため、
その上に積層するクラッド層３′の積層不備や結晶品質
の劣化、あるいは、クラッド層３とクラッド層３′の界
面での高抵抗化等が問題となる。また、クラッド層３と
クラッド層３′の界面は、活性層にごく近いため、レー
ザ発振時に光密度が高く、また、電流注入路でもあるの
で、界面に多数存在する欠陥は、このレーザの劣化を早
め、信頼性が得られないことも懸念される。
次に、第４図の横モード制御構造について説明する。第
４図は、クラッド層３を部分的に薄くすることによりメ
サを形成し、そのメサを基板と同じ導電型の半導体で埋
込むことにより、電流狭窄をする構造である。この構造
では、電流ブロック層４をＧａＡｓとしたロス・ガイド
型の半導体レーザで室温連続発振が報告されている〔参
考文献：Extended Abstracts of the 18th Conference
on Solid State Devices and Materials,Tokyo 1986,P
P.153-156、または、S.61秋・応用物理学会講演会予稿
集２８ａ−Ｔ−６，PP.165〕。第４図の構造は、この電
流ブロック層４を、メサを構成するAlGaInPよりもＡｌ
組成の大きなAlGaInP、または、AlInPとし、屈折率ガイ
ド型のレーザを作製しようというものである。しかしな
がら、この電流ブロック層４をAlGaInP、または、AlInP
とした場合には、第４図のような形状を作製するのに、
成長上の問題がある。すなわち、第４図のAlGaInP、ま
たは、AlInPの埋込みを、ＭＯＶＰＥ法の選択エビタキ
シャル成長法を用いて行う場合、選択マスク上への多結
晶塊の析出は、（AlxGa1-x)yIn1-yPのＸの増加と共に、
急激に増大し、レーザ作製上の大きな障害となってい
る。
４図は、クラッド層３を部分的に薄くすることによりメ
サを形成し、そのメサを基板と同じ導電型の半導体で埋
込むことにより、電流狭窄をする構造である。この構造
では、電流ブロック層４をＧａＡｓとしたロス・ガイド
型の半導体レーザで室温連続発振が報告されている〔参
考文献：Extended Abstracts of the 18th Conference
on Solid State Devices and Materials,Tokyo 1986,P
P.153-156、または、S.61秋・応用物理学会講演会予稿
集２８ａ−Ｔ−６，PP.165〕。第４図の構造は、この電
流ブロック層４を、メサを構成するAlGaInPよりもＡｌ
組成の大きなAlGaInP、または、AlInPとし、屈折率ガイ
ド型のレーザを作製しようというものである。しかしな
がら、この電流ブロック層４をAlGaInP、または、AlInP
とした場合には、第４図のような形状を作製するのに、
成長上の問題がある。すなわち、第４図のAlGaInP、ま
たは、AlInPの埋込みを、ＭＯＶＰＥ法の選択エビタキ
シャル成長法を用いて行う場合、選択マスク上への多結
晶塊の析出は、（AlxGa1-x)yIn1-yPのＸの増加と共に、
急激に増大し、レーザ作製上の大きな障害となってい
る。
また、第３図および第４図の構造の素子の問題点を解決
する構造として、本発明者が特許出願中のレーザ構造を
第５図に示す。まず、第５図の構造を説明する。GaAs(1
00)基板６上に、（０１１）方向のメサを形成する。次
に、このメサ上にＧａＡｓよりなるバッファ層７を積層
する。この時、メサ上に積層したＧａＡｓの側面は、
（１１１）Ｂ面を保持し、最終的に三角形の形状でメサ
上の成長が終了することが知られている〔参考文献：Ｓ
６１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、AlGaInPまたはAlInPであるクラ
ッド層２，GaInPよりなる活性層１，AlGaInPまたはAlIn
Pよりなるクラッド層３，基板と同じ導電型のＧａＡｓ
よりなる電流ブロック層４を順次ＭＯＶＰＥ成長したダ
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、クラッド層となるAlGaInPまたはAlInPで
は、（１１１）Ｂ面のメサ側面と、（１００）面のメサ
上面および底面は同等のレートで成長する。これは、Ga
As/AlGaAsと大きく異なる。GaAs/AlGaAsの場合は、底面
からの成長の這い上がりにおり、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、活性層となるGaInPでは、（１
１１）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よりなるバ
ッファ層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、その上に、ＧａＩｎ
Ｐを活性層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ＧａＩｎＰ活性層がAlGaInPまたはＡｌ
ＩｎＰクラッド層で埋込まれた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、電流注入路を作製する。
する構造として、本発明者が特許出願中のレーザ構造を
第５図に示す。まず、第５図の構造を説明する。GaAs(1
00)基板６上に、（０１１）方向のメサを形成する。次
に、このメサ上にＧａＡｓよりなるバッファ層７を積層
する。この時、メサ上に積層したＧａＡｓの側面は、
（１１１）Ｂ面を保持し、最終的に三角形の形状でメサ
上の成長が終了することが知られている〔参考文献：Ｓ
６１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、AlGaInPまたはAlInPであるクラ
ッド層２，GaInPよりなる活性層１，AlGaInPまたはAlIn
Pよりなるクラッド層３，基板と同じ導電型のＧａＡｓ
よりなる電流ブロック層４を順次ＭＯＶＰＥ成長したダ
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、クラッド層となるAlGaInPまたはAlInPで
は、（１１１）Ｂ面のメサ側面と、（１００）面のメサ
上面および底面は同等のレートで成長する。これは、Ga
As/AlGaAsと大きく異なる。GaAs/AlGaAsの場合は、底面
からの成長の這い上がりにおり、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、活性層となるGaInPでは、（１
１１）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よりなるバ
ッファ層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、その上に、ＧａＩｎ
Ｐを活性層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ＧａＩｎＰ活性層がAlGaInPまたはＡｌ
ＩｎＰクラッド層で埋込まれた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、電流注入路を作製する。
第５図の構造は、GaInP/AlGaInP半導体結晶のＭＯＶＰ
Ｅ成長特性を巧みに利用したものであり、屈折率ガイド
型の半導体レーザを１回のＭＯＶＰＥ法で製作できるた
め、第３図，第４図のレーザ構造に比べ、高Ａｌ組成層
の酸化によるAlGaInP結晶品質の低下，積層不備、ある
いは、信頼性の悪化の問題が軽減されている。しかしな
がら、反面、電流注入機構としては、第５図の構造は、
以下のような問題点を有する。すなわち、第５図の構造
ではＺｎ拡散による電流ブロック層の導電型の反転を利
用しているため、Ｚｎの拡散のための窓開け工程が複雑
であり、また、Ｚｎ拡散部とメサとのマスクずれによる
しきい値電流値の上昇，遠視野像の非対称化，高次モー
ド励起によるキンク・レベルの低下等があり、歩留まり
を低下させる原因となる。また、実装時、熱放散効率を
上げるため接合を下にしてヒートシンクに融着する際に
も、第５図の構造では、融着時のストレスがすべて１本
のメサにかかるため、融着ストレスによる活性層への転
移の導入、ひいては信頼性への影響が懸念される。
Ｅ成長特性を巧みに利用したものであり、屈折率ガイド
型の半導体レーザを１回のＭＯＶＰＥ法で製作できるた
め、第３図，第４図のレーザ構造に比べ、高Ａｌ組成層
の酸化によるAlGaInP結晶品質の低下，積層不備、ある
いは、信頼性の悪化の問題が軽減されている。しかしな
がら、反面、電流注入機構としては、第５図の構造は、
以下のような問題点を有する。すなわち、第５図の構造
ではＺｎ拡散による電流ブロック層の導電型の反転を利
用しているため、Ｚｎの拡散のための窓開け工程が複雑
であり、また、Ｚｎ拡散部とメサとのマスクずれによる
しきい値電流値の上昇，遠視野像の非対称化，高次モー
ド励起によるキンク・レベルの低下等があり、歩留まり
を低下させる原因となる。また、実装時、熱放散効率を
上げるため接合を下にしてヒートシンクに融着する際に
も、第５図の構造では、融着時のストレスがすべて１本
のメサにかかるため、融着ストレスによる活性層への転
移の導入、ひいては信頼性への影響が懸念される。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、作製
容易で、高歩留り，高信頼性を有する屈折率導波型のGa
InP/AlGaInP半導体レーザを提供することにある。
容易で、高歩留り，高信頼性を有する屈折率導波型のGa
InP/AlGaInP半導体レーザを提供することにある。
本発明の半導体レーザは、ＧａＡｓ（１００）基板上
に、（０１１）方向のメサを有し、このメサ基板上にＧ
ａＡｓよりなるバッファ層を有し、バッファ層上に、活
性層より禁制帯幅が大きくメサ上面とメサ底面とを連結
積層したAlGaInPまたはＡｌＩｎＰのクラッド層で、メ
サ上面とメサ底面とを分離積層したＧａＩｎＰの活性層
を挟み込んだダブルヘテロ構造を含む多層ヘテロ構造を
有し、さらに、多層ヘテロ構造の表面をGaAsのメルトバ
ック防止層で被覆し、メルトバック防止層で被覆後のメ
サ側面および底面をＧａＡｓの電流ブロック層で被覆
し、メルトバック防止層で被覆後のメサ上面および電流
ブロック層の表面をＧａＡｓのキャップ層により表面が
平面となるように被覆したことを特徴とする。また本発
明の製造方法は、前記メサをエッチングにより形成する
工程と、前記メサ基板上にバッファ層と、ダブルヘテロ
構造を含む多層ヘテロ構造と、メルトバック防止層をＭ
ＯＶＰＥ法により積層する工程と、電流ブロック層とキ
ャップ層をＬＰＥ法により積層し表面が平面となるよう
にする工程をこの順に含むことを特徴とする。
に、（０１１）方向のメサを有し、このメサ基板上にＧ
ａＡｓよりなるバッファ層を有し、バッファ層上に、活
性層より禁制帯幅が大きくメサ上面とメサ底面とを連結
積層したAlGaInPまたはＡｌＩｎＰのクラッド層で、メ
サ上面とメサ底面とを分離積層したＧａＩｎＰの活性層
を挟み込んだダブルヘテロ構造を含む多層ヘテロ構造を
有し、さらに、多層ヘテロ構造の表面をGaAsのメルトバ
ック防止層で被覆し、メルトバック防止層で被覆後のメ
サ側面および底面をＧａＡｓの電流ブロック層で被覆
し、メルトバック防止層で被覆後のメサ上面および電流
ブロック層の表面をＧａＡｓのキャップ層により表面が
平面となるように被覆したことを特徴とする。また本発
明の製造方法は、前記メサをエッチングにより形成する
工程と、前記メサ基板上にバッファ層と、ダブルヘテロ
構造を含む多層ヘテロ構造と、メルトバック防止層をＭ
ＯＶＰＥ法により積層する工程と、電流ブロック層とキ
ャップ層をＬＰＥ法により積層し表面が平面となるよう
にする工程をこの順に含むことを特徴とする。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の屈折率導波型GaInP/AlGaInP半導体レ
ーザの一実施例の断面図を示し、第２図(a)〜(f)はその
製造工程図を示す。まず、第２図を用いて、本発明のレ
ーザ構造の製造工程を説明する。ＧａＡｓ（１００）基
板１上に、（０１１）方向のメサを形成する〔第２図
(a)〕。次に、このメサ上にＧａＡｓのバッファ層７を
積層する〔第２図(b)〕。この時、メサ上に積層したＧ
ａＡｓ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、AlGa
InPまたはAlInPのクラッド層２，ＧａＩｎＰの活性層１
〔第２図(c)〕、AlGaInPまたはＡｌＩｎＰのクラッド層
３，ＧａＡｓのメルトバック防止層８を順次MOVPE法に
より積層し、ダブルヘテロ構造を形成する〔第２図
(d)〕。この時、GaInP/AlGaInP半導体のＭＯＶＰＥ成長
の特徴として、クラッド層となるAlGaInPまたはAlInP
は、(111)Ｂ面のメサ側面上へも、（１００）面上とほ
ぼ同等の成長レートで積層するのに対し、活性層となる
ＧａＩｎＰは、（１１１）Ｂ面上へはほとんど積層しな
いため、１回のＭＯＶＰＥ成長によりＢＨ構造が作製さ
れる。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GaAs/AlGaAs系のメサ上のＢＨ構造とは異
なっている。
ーザの一実施例の断面図を示し、第２図(a)〜(f)はその
製造工程図を示す。まず、第２図を用いて、本発明のレ
ーザ構造の製造工程を説明する。ＧａＡｓ（１００）基
板１上に、（０１１）方向のメサを形成する〔第２図
(a)〕。次に、このメサ上にＧａＡｓのバッファ層７を
積層する〔第２図(b)〕。この時、メサ上に積層したＧ
ａＡｓ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、AlGa
InPまたはAlInPのクラッド層２，ＧａＩｎＰの活性層１
〔第２図(c)〕、AlGaInPまたはＡｌＩｎＰのクラッド層
３，ＧａＡｓのメルトバック防止層８を順次MOVPE法に
より積層し、ダブルヘテロ構造を形成する〔第２図
(d)〕。この時、GaInP/AlGaInP半導体のＭＯＶＰＥ成長
の特徴として、クラッド層となるAlGaInPまたはAlInP
は、(111)Ｂ面のメサ側面上へも、（１００）面上とほ
ぼ同等の成長レートで積層するのに対し、活性層となる
ＧａＩｎＰは、（１１１）Ｂ面上へはほとんど積層しな
いため、１回のＭＯＶＰＥ成長によりＢＨ構造が作製さ
れる。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GaAs/AlGaAs系のメサ上のＢＨ構造とは異
なっている。
ここまでのＤＨ構造は、第５図とほぼ同様であるが、本
発明では、電流注入方法として以下のレーザ構造を用い
る。すなわち、前記メルトバック防止層８までＭＯＶＰ
Ｅ法で積層したＤＨウエハーを液相成長炉に導入し、Ｌ
ＰＥ法によりGaAsの電流ブロック層４〔第２図(e)〕、
およびGaAsのキャップ層５を積層し〔第２図(f)〕、第
１図に示す本発明の屈折率ガイド構造を形成する。この
時、メサの高さは２μｍ以上と十分高いため、ＬＰＥ法
の特徴を生かし、メサ上面には積層が起こらない条件
で、メサ側面およびメサ底面をGaAs電流ブロック層で被
覆することは十分に可能である。
発明では、電流注入方法として以下のレーザ構造を用い
る。すなわち、前記メルトバック防止層８までＭＯＶＰ
Ｅ法で積層したＤＨウエハーを液相成長炉に導入し、Ｌ
ＰＥ法によりGaAsの電流ブロック層４〔第２図(e)〕、
およびGaAsのキャップ層５を積層し〔第２図(f)〕、第
１図に示す本発明の屈折率ガイド構造を形成する。この
時、メサの高さは２μｍ以上と十分高いため、ＬＰＥ法
の特徴を生かし、メサ上面には積層が起こらない条件
で、メサ側面およびメサ底面をGaAs電流ブロック層で被
覆することは十分に可能である。
以下、本発明について具体例を用いてさらに詳しく説明
する。ｎ形ＳｉドーブGaAs（１００）基板上に、H2SO4
とH2O2とH2Oの混合液によるエッチングで、（０１１）
方向のメサを形成する。メサの高さは3.0μｍとした。
次に、ＭＯＶＰＥ法により、このメサ基板上に厚さ2.5
μｍのＳｅドーブＧａＡｓのバッファ層を積層し、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Ｓｅドーブ（Al0.4Ga0.6)0.5In0.5P
のクラッド層、厚さ0.1μｍのノンドーブGa0.5In0.5Pの
活性層、厚さ1.0μｍのＺｎドーブ（Al0.4Ga0.6)0.5In
0.5Pのクラッド層、厚さ0.5μｍのＺｎドーブGaAsのメ
ルトバック防止層をこの順に積層し、GaInP/AlGaInPダ
ブルヘテロ構造を形成した。そして、次に、電流注入路
形成のため、ＬＰＥ法により、メサ側面およびメサ底面
を厚さ2.0μｍのＳｅドーブＧａＡｓの電流ブロック層
で被覆し、最後に、厚さ1.0μｍのＺｎドーブＧａＡｓ
のキャップ層を全面に被覆し、本発明のレーザ構造を形
成した。
する。ｎ形ＳｉドーブGaAs（１００）基板上に、H2SO4
とH2O2とH2Oの混合液によるエッチングで、（０１１）
方向のメサを形成する。メサの高さは3.0μｍとした。
次に、ＭＯＶＰＥ法により、このメサ基板上に厚さ2.5
μｍのＳｅドーブＧａＡｓのバッファ層を積層し、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Ｓｅドーブ（Al0.4Ga0.6)0.5In0.5P
のクラッド層、厚さ0.1μｍのノンドーブGa0.5In0.5Pの
活性層、厚さ1.0μｍのＺｎドーブ（Al0.4Ga0.6)0.5In
0.5Pのクラッド層、厚さ0.5μｍのＺｎドーブGaAsのメ
ルトバック防止層をこの順に積層し、GaInP/AlGaInPダ
ブルヘテロ構造を形成した。そして、次に、電流注入路
形成のため、ＬＰＥ法により、メサ側面およびメサ底面
を厚さ2.0μｍのＳｅドーブＧａＡｓの電流ブロック層
で被覆し、最後に、厚さ1.0μｍのＺｎドーブＧａＡｓ
のキャップ層を全面に被覆し、本発明のレーザ構造を形
成した。
上記の半導体レーザでは、１回のＭＯＶＰＥ成長で屈折
率ガイド構造を製作できるという利点を有するGaInP/Al
GaInP半導体レーザにおいて、ＬＰＥ法によって、電流
ブロック層、およびキャップ層を積層し、電流注入路を
形成することにより、マスクずれによる特性劣化，歩留
り低下の問題を解決し、作製容易で高歩留りの屈折率ガ
イドレーザが得られた。また、本発明の構造では、最終
形状がプレーナ型を有するため、融着ストレスによる信
頼性悪化の問題が解決され、高信頼性が得られる。
率ガイド構造を製作できるという利点を有するGaInP/Al
GaInP半導体レーザにおいて、ＬＰＥ法によって、電流
ブロック層、およびキャップ層を積層し、電流注入路を
形成することにより、マスクずれによる特性劣化，歩留
り低下の問題を解決し、作製容易で高歩留りの屈折率ガ
イドレーザが得られた。また、本発明の構造では、最終
形状がプレーナ型を有するため、融着ストレスによる信
頼性悪化の問題が解決され、高信頼性が得られる。
本発明の方法によれば、前述の第５図の構造のレーザの
ように窓開け工程でのマスクずれによる特性低下，歩留
り低下は起こらず、ウエハー全面にわたって自己整合的
に電流ブロック層を埋込むことができる。しかも、この
工程は、窓開け等のフォトレジスト工程を含まないた
め、非常に簡単に行うことができ、本工程でＬＰＥ法に
より積層する半導体層は、ＧａＡｓ層のみであるため、
ＬＰＥ成長条件は大変ゆるく、歩留まりが大きく向上す
る。さらに、本発明のレーザ構造の最終的な形状はプレ
ーナ型となっており、熱放散のためのヒートシンクへの
融着の際のストレスが１本のメサにかかることなく、活
性層への転移の導入、あるいは、信頼性への悪影響は除
外される。本発明のレーザ構造、および製造方法を用い
ることにより、１回のＭＯＶＰＥ成長で作製される屈折
率ガイド型GaInP/AlGaInP半導体レーザにおいて、さら
に、作製容易で、高歩留り，高信頼性が得られる。
ように窓開け工程でのマスクずれによる特性低下，歩留
り低下は起こらず、ウエハー全面にわたって自己整合的
に電流ブロック層を埋込むことができる。しかも、この
工程は、窓開け等のフォトレジスト工程を含まないた
め、非常に簡単に行うことができ、本工程でＬＰＥ法に
より積層する半導体層は、ＧａＡｓ層のみであるため、
ＬＰＥ成長条件は大変ゆるく、歩留まりが大きく向上す
る。さらに、本発明のレーザ構造の最終的な形状はプレ
ーナ型となっており、熱放散のためのヒートシンクへの
融着の際のストレスが１本のメサにかかることなく、活
性層への転移の導入、あるいは、信頼性への悪影響は除
外される。本発明のレーザ構造、および製造方法を用い
ることにより、１回のＭＯＶＰＥ成長で作製される屈折
率ガイド型GaInP/AlGaInP半導体レーザにおいて、さら
に、作製容易で、高歩留り，高信頼性が得られる。
第１図は、本発明の屈折率ガイド型半導体レーザの一実
施例の断面図、第２図(a)〜(f)は、本発明のレーザの製
造工程図、第３図および第４図は、従来のGaAs/AlGaAs
レーザより類堆される屈折率ガイド型レーザの断面図、
第５図は、本発明者が特許出願手続中の屈折率ガイド型
レーザの断面図である。 １……活性層、２，３，３′……クラッド層、４……電
流ブロック層、５……キャップ層、６……ＧａＡｓ基
板、７……バッファ層、８……メルトバック防止層、９
……Ｚｎ拡散領域。
施例の断面図、第２図(a)〜(f)は、本発明のレーザの製
造工程図、第３図および第４図は、従来のGaAs/AlGaAs
レーザより類堆される屈折率ガイド型レーザの断面図、
第５図は、本発明者が特許出願手続中の屈折率ガイド型
レーザの断面図である。 １……活性層、２，３，３′……クラッド層、４……電
流ブロック層、５……キャップ層、６……ＧａＡｓ基
板、７……バッファ層、８……メルトバック防止層、９
……Ｚｎ拡散領域。
Claims (2)
- 【請求項１】GaAs(100)基板上に、(011)方向のメサを有
し、前記メサ基板上にGaAsよりなるバッファ層を有し、
前記バッファ層上に、活性層より禁制帯幅が大きく、メ
サ上面とメサ底面とを連結積層したAlGaInPまたはAlInP
よりなるクラッド層で、メサ上面とメサ底面とを分離積
層したGaInPよりなる活性層を挟み込んだダブルヘテロ
構造を含む多層ヘテロ構造を有し、さらに、前記多層ヘ
テロ構造の表面をGaAsよりなるメルトバック防止層で被
覆し、前記メルトバック防止層で被覆後のメサの側面お
よび底面をGaAsでなる電流ブロック層で被覆し、前記メ
ルトバック防止層で被覆後のメサの上面および前記電流
ブロック層の表面をGaAsのキャップ層により表面が平面
となるように被覆したことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】GaAs(100)基板上に、(011)方向のメサをエ
ッチングにより形成する工程と、前記メサ基板上に、有
機金属熱分解気相成長法（以下MOVPE法と略記）によ
り、GaAsのバッファ層を積層する工程と、活性層より禁
制帯幅の大きいAlGaInPまたはAlInPの第１のクラッド層
をメサ上面、底面および側面に積層する工程と、GaInP
の活性層をメサ上面と底面に分離積層する工程と、第２
のクラッド層をメサ上面、底面、および側面に積層する
工程と、液相成長法（以下LPE法と略記）により、メサ
側面および底面をGaAsの電流ブロック層で被覆する工程
と、メサ上面および前記ブロック層の表面をGaAsのキャ
ップ層により表面が平面となるように被覆する工程を含
む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 |
|---|---|---|---|
| JP20019587A JPH0658987B2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20019587A JPH0658987B2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6442886A JPS6442886A (en) | 1989-02-15 |
| JPH0658987B2 true JPH0658987B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=16420382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20019587A Expired - Lifetime JPH0658987B2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658987B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2565024B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1996-12-18 | 住友金属工業株式会社 | 半導体治具用炭化珪素粉末の製造方法 |
-
1987
- 1987-08-10 JP JP20019587A patent/JPH0658987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6442886A (en) | 1989-02-15 |
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