JPH0665236B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH0665236B2 JPH0665236B2 JP60073932A JP7393285A JPH0665236B2 JP H0665236 B2 JPH0665236 B2 JP H0665236B2 JP 60073932 A JP60073932 A JP 60073932A JP 7393285 A JP7393285 A JP 7393285A JP H0665236 B2 JPH0665236 B2 JP H0665236B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は発振光モード安定性、高光出力および低閾値
電流で動作する埋め込みヘテロ構造を有する半導体レー
ザ（BHレーザ）素子や半導体波路等を製造する方法に関
する。
電流で動作する埋め込みヘテロ構造を有する半導体レー
ザ（BHレーザ）素子や半導体波路等を製造する方法に関
する。
（従来技術とその問題点） BHレーザは光導波方向に沿って棒状活性領域の周囲を活
性領域の禁制帯幅より広く、かつ屈折率が小さな半導体
結晶で囲んだ構造を有し、注入キャリアおよび導波光の
両者の閉じ込めにおいてきわめて優れている。このため
BHレーザは低閾値電流で動作し、発振光のモード安定
性、放射ビームの等方性に優れている。しかし、BHレー
ザは棒状活性領域断面すなわち、光導波方向に直角な活
性領域断面積（導波面と呼ぶ）が小さく、高い光出力を
得ることが困難であった。
性領域の禁制帯幅より広く、かつ屈折率が小さな半導体
結晶で囲んだ構造を有し、注入キャリアおよび導波光の
両者の閉じ込めにおいてきわめて優れている。このため
BHレーザは低閾値電流で動作し、発振光のモード安定
性、放射ビームの等方性に優れている。しかし、BHレー
ザは棒状活性領域断面すなわち、光導波方向に直角な活
性領域断面積（導波面と呼ぶ）が小さく、高い光出力を
得ることが困難であった。
このため高い光出力が得られるBHレーザが茅根氏らによ
り提案された。（第26回応用物理学関係連合講演会講演
予稿集1979年（昭和54年）春季171ページ講演番号27a−
Ｗ−８参照）この構造を第４図の断面図に示す。ｎ形Ga
As基板11上にｎ形AlｐGa１−ｐAsクラッド層12、AlｙGa
１−ｙAsガイド層13、AlxGa１−ｘAs活性層14、Ｐ形Al
ｇGa１−ｇAsクラッド層15およびｎ形AlｚGa１−ｚAsク
ラッド層16が構成されたものである。各層のAl組成の間
にはｘ＜ｙ＜ｐｇｚなる関係をもたせるならば、Al
xGa１−ｘAs活性層14中に注入キャリアが閉じこもり、
導波光はAlxGa１−ｘAs活性層14のみならず、AlｙGa
１−ｙAsガイド層13にも広がり、上記二つの層13および
14中を導波されるため、導波面積が広くなったことに応
じて高い光出力でのレーザ動作が可能となった。従っ
て、第４図に示したBHレーザは、従来の半導体レーザに
は見られない高品質のレーザ諸特性と同時に高い光出力
動作をも可能とした。しかし、第４図に示したBHレーザ
が優れた特性を示すにもかかわらず、従来のBHレーザ、
すなわちAlｙGa１−ｙAsガイド層13を有しないBHレーザ
に較べて閾値電流が高くなる欠点を有する。これは従来
形のAlｙGa１−ｙAsガイド層13を有しないBHレーザで
は、キャリアおよび光の両者が共にAlxGa１−ｘAs活性
層14中に閉じ込もり低い閾値電流において容易にレーザ
利得が生じるためである。一方、第４図に示したAlｙGa
１−ｙAsガイド層13を有する構造では、キャリアはAlxG
a１−ｘAs活性層14中に閉じ込もるが、光はAlｙGa
１−ｙAsガイド層13中に広がるため、第１近似的には、
この光の閉じ込め領域が広がる分だけレーザ利得は生じ
にくく、AlxGa１−ｘAs活性層14へのキャリア注入量を
増加して利得を得る必要があり、閾値電流が増大すると
いう欠点がつきまとう。閾値電流の値について概略を示
すならば、ガイドAlｙGa１−ｙAs層13を有しないBHレー
ザでは、10mA以下の閾値電流が得られる一方、第４図に
示したAlｙGa１−ｙAsガイド層13を有するBHレーザでは
約20〜30mAあるいは、それ以上の閾値電流となる。動作
電流の低下はBHレーザのヒート・シング技術をきわめて
容易にし、動作温度が下げられる結果、半導体レーザの
温度特性の向上がはかられることは言うに及ばず、半導
体レーザの信頼性の向上にもつながるものである。
り提案された。（第26回応用物理学関係連合講演会講演
予稿集1979年（昭和54年）春季171ページ講演番号27a−
Ｗ−８参照）この構造を第４図の断面図に示す。ｎ形Ga
As基板11上にｎ形AlｐGa１−ｐAsクラッド層12、AlｙGa
１−ｙAsガイド層13、AlxGa１−ｘAs活性層14、Ｐ形Al
ｇGa１−ｇAsクラッド層15およびｎ形AlｚGa１−ｚAsク
ラッド層16が構成されたものである。各層のAl組成の間
にはｘ＜ｙ＜ｐｇｚなる関係をもたせるならば、Al
xGa１−ｘAs活性層14中に注入キャリアが閉じこもり、
導波光はAlxGa１−ｘAs活性層14のみならず、AlｙGa
１−ｙAsガイド層13にも広がり、上記二つの層13および
14中を導波されるため、導波面積が広くなったことに応
じて高い光出力でのレーザ動作が可能となった。従っ
て、第４図に示したBHレーザは、従来の半導体レーザに
は見られない高品質のレーザ諸特性と同時に高い光出力
動作をも可能とした。しかし、第４図に示したBHレーザ
が優れた特性を示すにもかかわらず、従来のBHレーザ、
すなわちAlｙGa１−ｙAsガイド層13を有しないBHレーザ
に較べて閾値電流が高くなる欠点を有する。これは従来
形のAlｙGa１−ｙAsガイド層13を有しないBHレーザで
は、キャリアおよび光の両者が共にAlxGa１−ｘAs活性
層14中に閉じ込もり低い閾値電流において容易にレーザ
利得が生じるためである。一方、第４図に示したAlｙGa
１−ｙAsガイド層13を有する構造では、キャリアはAlxG
a１−ｘAs活性層14中に閉じ込もるが、光はAlｙGa
１−ｙAsガイド層13中に広がるため、第１近似的には、
この光の閉じ込め領域が広がる分だけレーザ利得は生じ
にくく、AlxGa１−ｘAs活性層14へのキャリア注入量を
増加して利得を得る必要があり、閾値電流が増大すると
いう欠点がつきまとう。閾値電流の値について概略を示
すならば、ガイドAlｙGa１−ｙAs層13を有しないBHレー
ザでは、10mA以下の閾値電流が得られる一方、第４図に
示したAlｙGa１−ｙAsガイド層13を有するBHレーザでは
約20〜30mAあるいは、それ以上の閾値電流となる。動作
電流の低下はBHレーザのヒート・シング技術をきわめて
容易にし、動作温度が下げられる結果、半導体レーザの
温度特性の向上がはかられることは言うに及ばず、半導
体レーザの信頼性の向上にもつながるものである。
また従来のBHレーザの製造方法は、極めて簡略化したAl
GaAs化合物半導体から成る例について示せば、第５図
(a)は、ｎ形GaAs基板11上にｎ形AlａGa１−ａAsクラッ
ド層12、GaAs活性層131、AlｂGa１−ｂAlガイド層141、
Ｐ形AlＣGa１−ｃAsクラッド層15を連続エピタキシャル
成長により多層ヘテロ構造を作り、その後エッチン工程
で第５図(b)に示すようなメサ形ストライプ構造を作
り、さらにエピタキシャル成長によりｎ形AlｄGa１−ｄ
Asクラッド層16を成長し第５図(c)の構造を作り出して
いるが、これでは一連のエピタキシャル成長をエッチン
グ工程をはさみ最低２回行う必要があり、第１のエピタ
キシャル成長のメサ・エッチング工程ではメサ・エッチ
ング側壁を含んだエッチング面の不純物等による汚染、
さらに第２のエピタキシャル高温過程による第１のエピ
タキシャル結晶層の熱劣化等が生じるためBHレーザの特
性の低下および劣化の原因、さらには製作再現性の悪い
主原因となっていた。またレーザだけでなく光導波路を
作成する場合でも製造プロセス上同じような問題があっ
た。
GaAs化合物半導体から成る例について示せば、第５図
(a)は、ｎ形GaAs基板11上にｎ形AlａGa１−ａAsクラッ
ド層12、GaAs活性層131、AlｂGa１−ｂAlガイド層141、
Ｐ形AlＣGa１−ｃAsクラッド層15を連続エピタキシャル
成長により多層ヘテロ構造を作り、その後エッチン工程
で第５図(b)に示すようなメサ形ストライプ構造を作
り、さらにエピタキシャル成長によりｎ形AlｄGa１−ｄ
Asクラッド層16を成長し第５図(c)の構造を作り出して
いるが、これでは一連のエピタキシャル成長をエッチン
グ工程をはさみ最低２回行う必要があり、第１のエピタ
キシャル成長のメサ・エッチング工程ではメサ・エッチ
ング側壁を含んだエッチング面の不純物等による汚染、
さらに第２のエピタキシャル高温過程による第１のエピ
タキシャル結晶層の熱劣化等が生じるためBHレーザの特
性の低下および劣化の原因、さらには製作再現性の悪い
主原因となっていた。またレーザだけでなく光導波路を
作成する場合でも製造プロセス上同じような問題があっ
た。
（発明の目的） 本発明の目的は低い閾値電流で動作し、発振光モードの
安定した高い光出力が得なれしかも共振器端面の光学損
傷が生じにくいBHレーザや光導波路等を製造するとき、
エピタキシャル成長を１回の工程のみで行うことがで
き、かつエッチング工程を必要としない製造方法を提供
することにある。
安定した高い光出力が得なれしかも共振器端面の光学損
傷が生じにくいBHレーザや光導波路等を製造するとき、
エピタキシャル成長を１回の工程のみで行うことがで
き、かつエッチング工程を必要としない製造方法を提供
することにある。
（発明の構成） 本発明の骨子は、エピタキシャル成長を１回の工程のみ
で行うことができ、かつエッチング工程を必要としない
BHレーザや光導波路等の製造方法、すなわち実効的禁制
帯幅Eg1を有する超格子層とその上に実効的禁制帯幅Eg2
を有する超格子層を重ねた２層構造（ただし、Eg1＜E
g2）を、前記両超格子層よりも禁制帯幅大なる結晶層で
はさみ込んだ４層構造を少なくとも有する半導体結晶ウ
エハ上方よりウエハ面内の一部領域に、前記両超格子層
をはさみ込んだ両結晶層の禁制帯幅より小さくかつEg2
より大きな光子エネルギーを持つレーザによる出力強度
変調照射を行い、照射部の超格子層を制御良く混晶化に
導くことを特徴とする半導体素子の製造方法である。
で行うことができ、かつエッチング工程を必要としない
BHレーザや光導波路等の製造方法、すなわち実効的禁制
帯幅Eg1を有する超格子層とその上に実効的禁制帯幅Eg2
を有する超格子層を重ねた２層構造（ただし、Eg1＜E
g2）を、前記両超格子層よりも禁制帯幅大なる結晶層で
はさみ込んだ４層構造を少なくとも有する半導体結晶ウ
エハ上方よりウエハ面内の一部領域に、前記両超格子層
をはさみ込んだ両結晶層の禁制帯幅より小さくかつEg2
より大きな光子エネルギーを持つレーザによる出力強度
変調照射を行い、照射部の超格子層を制御良く混晶化に
導くことを特徴とする半導体素子の製造方法である。
（構成の詳細な説明） 本発明を説明するための半導体結晶の極めて簡略化した
構造の断面図を第１図に示す。
構造の断面図を第１図に示す。
第１図で11は半導体結晶を成長させるための半導体結晶
基板である。
基板である。
AlGaAs系化合物半導体から成る例について示せば、11は
ｎ形GaAs基板、12は禁制帯幅Eg3なるｎ形AlGaAs層、13
は実効的禁制帯幅Eg1なるAlAs／GaAs超格子層、14は実
効的禁制帯幅Eg2なるAlAs／GaAs超格子層、15は禁制帯
幅Eg4なるｐ形AlGaAs層である。
ｎ形GaAs基板、12は禁制帯幅Eg3なるｎ形AlGaAs層、13
は実効的禁制帯幅Eg1なるAlAs／GaAs超格子層、14は実
効的禁制帯幅Eg2なるAlAs／GaAs超格子層、15は禁制帯
幅Eg4なるｐ形AlGaAs層である。
禁制帯幅の関係は、Eg1とEg4はEg2よりも大きいことを
特徴とする。
特徴とする。
次に本発明の製造方法により、BHレーザ光導波路等を製
造するための半導体結晶の極めて簡略化した代表的製造
工程を第２図に示す。
造するための半導体結晶の極めて簡略化した代表的製造
工程を第２図に示す。
第２図で(a)は、第１図で示した半導体結晶をななめ前
方から見た図である。この構造のエピタキシャル基板
は、Molecular Beam Epitaxy（MBE）法やMetalorgani
c Chemica Vapor Deposution（MOCVD）法などで容易
に得ることができる。
方から見た図である。この構造のエピタキシャル基板
は、Molecular Beam Epitaxy（MBE）法やMetalorgani
c Chemica Vapor Deposution（MOCVD）法などで容易
に得ることができる。
AlGaAs系化合物半導体から成る例について示せば、11は
ｎ形GaAs基板、12は禁制帯幅Eg3なるｎ形AlGaAsクラッ
ド層、13は実効的禁制帯幅Eg1なるAlAs／GaAs超格子活
性層、14は実効的禁制帯幅Eg2なるAlAs／GaAs超格子ガ
イド層、15は禁制帯幅Eg4なるｐ形AlGaAsクラッド層で
ある。
ｎ形GaAs基板、12は禁制帯幅Eg3なるｎ形AlGaAsクラッ
ド層、13は実効的禁制帯幅Eg1なるAlAs／GaAs超格子活
性層、14は実効的禁制帯幅Eg2なるAlAs／GaAs超格子ガ
イド層、15は禁制帯幅Eg4なるｐ形AlGaAsクラッド層で
ある。
禁制帯幅の関係はEg1≦Eg4であり、ただし、両超格子層
を挾むAlGaAsクラッド層の禁制帯幅Eg3とEg4はEg2より
も大きい。
を挾むAlGaAsクラッド層の禁制帯幅Eg3とEg4はEg2より
も大きい。
次に、第２図(b)は、光導波路またはレーザのストライ
プ構造をなす部分を製造する概念を示す。
プ構造をなす部分を製造する概念を示す。
エピタキシャル面上方よりエピタキシャル基板に垂直に
ストライプ領域Ｂを除く両側のＡの部分をレーザ光Ｌで
アニールしている状態を示している。
ストライプ領域Ｂを除く両側のＡの部分をレーザ光Ｌで
アニールしている状態を示している。
このレーザ光Ｌの光子エネルギーＥＬは、ｐ形AlGaAsク
ラッド層15の禁制帯幅のエネルギーEg4より小さく、AlA
s／GaAs超格子ガイド層14の禁制帯幅のエネルギーEg2の
間にEg2＜ＥＬ＜Eg4の関係があり、かつレーザ光の全出
力光はAlAs／GaAs超格子層13とAlAs／GaAs超格子ガイド
層14を合金化し、AlGaAs化合物半導体層16とするに十分
かつ適当なものとする。
ラッド層15の禁制帯幅のエネルギーEg4より小さく、AlA
s／GaAs超格子ガイド層14の禁制帯幅のエネルギーEg2の
間にEg2＜ＥＬ＜Eg4の関係があり、かつレーザ光の全出
力光はAlAs／GaAs超格子層13とAlAs／GaAs超格子ガイド
層14を合金化し、AlGaAs化合物半導体層16とするに十分
かつ適当なものとする。
第２図(c)は、ストライプ領域Ｂを除いてレーザ光によ
るアニールが完了したエピタキシャル基板を示してお
り、BHレーザや導波路が完成している。
るアニールが完了したエピタキシャル基板を示してお
り、BHレーザや導波路が完成している。
引き続いて今度は、ストライプ領域Ｂに、前記の光子エ
ネルギーを持つレーザによる本発明であるところの変調
照射を行い、照射部下のAlAs／GaAs超格子ガイド層14の
計画的に制御良の混晶化に導く様子を第２図(c)に示
す。
ネルギーを持つレーザによる本発明であるところの変調
照射を行い、照射部下のAlAs／GaAs超格子ガイド層14の
計画的に制御良の混晶化に導く様子を第２図(c)に示
す。
ストライプ状のＢ領域の手前(0)より奥(l)に向うｘ方向
（黒い矢印の方向）に沿って、前記のレーザ光を第２図
で(e)が示す。
（黒い矢印の方向）に沿って、前記のレーザ光を第２図
で(e)が示す。
レーザ光強度ＩＬの分布（ＩＬ−ｘ）を持つような強度
変調をかけて、レーザ光照射によるアニールを行う。
変調をかけて、レーザ光照射によるアニールを行う。
レーザ光強度の分布を第２図で(e)のように強度変調照
射する方法としては、一定の光出力のレーザ光をＯ−ｌ
間で掃引速度は一定として、レーザ光強度そのものを変
調する方法などが考えられるが、いずれの方法にても、
計画的に制御良く照射下のAlAs／GaAs超格子ガイド層14
を混晶化に導くことは可能である。
射する方法としては、一定の光出力のレーザ光をＯ−ｌ
間で掃引速度は一定として、レーザ光強度そのものを変
調する方法などが考えられるが、いずれの方法にても、
計画的に制御良く照射下のAlAs／GaAs超格子ガイド層14
を混晶化に導くことは可能である。
第２図で(d)はレーザ光によるアニールがすべて完了し
たエピタキシャル基板を示しており、BHレーザや導波路
が完成している。
たエピタキシャル基板を示しており、BHレーザや導波路
が完成している。
また、第２図で(f)は端面より離れた内部での断面図、
同じく(g)は共振器端面近傍での断面図を示すものであ
り、(f)および(g)の違いは、AlAs／GaAs超格子ガイド層
14の厚みにあり、(f)では薄く、(g)では厚くなってい
る。
同じく(g)は共振器端面近傍での断面図を示すものであ
り、(f)および(g)の違いは、AlAs／GaAs超格子ガイド層
14の厚みにあり、(f)では薄く、(g)では厚くなってい
る。
第２図の(f)と(g)で、レーザ動作時の発振光の強度分布
を示したように、(g)図に示した端面近傍ではAlAs／GaA
s超格子ガイド層14とAlAs／GaAs超格子活性層13に広が
って大きなビーム径となっている一方(f)ではAlAs／GaA
s超格子ガイド層14が薄いために光はせまい領域に閉じ
こもっており、さらにAlAs／GaAs超格子活性層14がない
構造では光はAlAs／GaAs超格子活性層13中に、ほぼ完全
に閉じこめられる。
を示したように、(g)図に示した端面近傍ではAlAs／GaA
s超格子ガイド層14とAlAs／GaAs超格子活性層13に広が
って大きなビーム径となっている一方(f)ではAlAs／GaA
s超格子ガイド層14が薄いために光はせまい領域に閉じ
こもっており、さらにAlAs／GaAs超格子活性層14がない
構造では光はAlAs／GaAs超格子活性層13中に、ほぼ完全
に閉じこめられる。
すなわち、第２図(d)の構造では共振器長方向の大部分
で、光はほぼAlAs／GaAs超格子活性層13中を導波するた
めに、低いキャリア注入でレーザ動作を開始する。しか
も、光の放出端である共振器鏡面で厚いAlAs／GaAs超格
子ガイド層14があり、導波光のスポット径が広がり、こ
の結果、共振器鏡面レーザ光放出端面での光のパワー密
度が下がり、いわゆる共振器端面における光学損傷が生
じにくく、高い光出力での動作が可能となる。さらに上
記利点を有す素子は１回のエピタキシャル工程と、レー
ザ照射工程のみで作成できる為、従来法に比較して各エ
ピタキシャル層の熱履歴が少なく、したがって熱劣化が
少なく、しかも、エッチング工程を必要としない為、汚
染による劣化がない。
で、光はほぼAlAs／GaAs超格子活性層13中を導波するた
めに、低いキャリア注入でレーザ動作を開始する。しか
も、光の放出端である共振器鏡面で厚いAlAs／GaAs超格
子ガイド層14があり、導波光のスポット径が広がり、こ
の結果、共振器鏡面レーザ光放出端面での光のパワー密
度が下がり、いわゆる共振器端面における光学損傷が生
じにくく、高い光出力での動作が可能となる。さらに上
記利点を有す素子は１回のエピタキシャル工程と、レー
ザ照射工程のみで作成できる為、従来法に比較して各エ
ピタキシャル層の熱履歴が少なく、したがって熱劣化が
少なく、しかも、エッチング工程を必要としない為、汚
染による劣化がない。
（実施例） 第３図は実施例として、本発明の方法で製作したBHレー
ザの外観の概念図(a)と、その光放出端面近傍での断面
図(b)と共振器上で共振器長方向での断面図(c)を示す。
ザの外観の概念図(a)と、その光放出端面近傍での断面
図(b)と共振器上で共振器長方向での断面図(c)を示す。
まず、第２図の(a)と同等のエピタキシャル基板をMBE法
により成長させ、その後Chemical Vapor Deposition
（CVD）法によりSiO2層17を形成した。
により成長させ、その後Chemical Vapor Deposition
（CVD）法によりSiO2層17を形成した。
すなわち、Siをドープしたｎ形GaAs基板11上にSiを1018
cm-3ドープしたｎ形Alo,37Ga0,63Asクラッド層12を2.0
μｍ成長し、引き続いてAlAs26Å、を３×1017cm-3ドー
プしたGaAs4Åから成るｎ形超格子を14周期、厚さ0.1μ
ｍ成長し、（ｎ形AlAs／GaAs超格子活性層13）その上に
AlAs13Å、Siを３×1017cm-3ドープしたGaAs22Åから成
るｎ形超格子を29周期、厚さ約0.1μｍ成長し、（ｎ形A
lAs／GaAs超格子ガイド層14）、最後にBeを５×1017cm
-3ドープしたｐ形Al0.37Ga0.63Asクラッド層15を厚さ約
1.5μｍ成長し、その後CVD法でSiO2層17を厚さ約0.2μ
ｍ形成した。
cm-3ドープしたｎ形Alo,37Ga0,63Asクラッド層12を2.0
μｍ成長し、引き続いてAlAs26Å、を３×1017cm-3ドー
プしたGaAs4Åから成るｎ形超格子を14周期、厚さ0.1μ
ｍ成長し、（ｎ形AlAs／GaAs超格子活性層13）その上に
AlAs13Å、Siを３×1017cm-3ドープしたGaAs22Åから成
るｎ形超格子を29周期、厚さ約0.1μｍ成長し、（ｎ形A
lAs／GaAs超格子ガイド層14）、最後にBeを５×1017cm
-3ドープしたｐ形Al0.37Ga0.63Asクラッド層15を厚さ約
1.5μｍ成長し、その後CVD法でSiO2層17を厚さ約0.2μ
ｍ形成した。
次に第２図の(b)と同様にストライプ領域Ｂを除く、す
なわち同図でＡの部かを波長2943Å、出力4Wのルビーレ
ーザでアニールした。
なわち同図でＡの部かを波長2943Å、出力4Wのルビーレ
ーザでアニールした。
レーザ光によるアニールは、途中で何度かレーザ光の出
力を弱め、合金化が進んだAlGaAs化合物半導体層16から
のPL法による観測でその発光（PL）が1.8eV程度のエネ
ルギーを持つ波長になった時に終了とした。この発光は
Alの組成比で0.3に相当し、超格子が完全には混晶化し
ていないことを示しているが、キャリアの閉じ込めには
十分である。またストライプ領域Ａの幅は20μｍとし
た。
力を弱め、合金化が進んだAlGaAs化合物半導体層16から
のPL法による観測でその発光（PL）が1.8eV程度のエネ
ルギーを持つ波長になった時に終了とした。この発光は
Alの組成比で0.3に相当し、超格子が完全には混晶化し
ていないことを示しているが、キャリアの閉じ込めには
十分である。またストライプ領域Ａの幅は20μｍとし
た。
こうして完成したウエハのストライプ領域Ａの上部より
本発明の方法に従い同じレーザ光を用いただし、照射時
間はストライプ領域の中央部分で先のレーザアニール時
間の半分程度とし、200μｍ長のキャビテイ両端で照射
時間０となる三角形状の時間設定で掃引した。
本発明の方法に従い同じレーザ光を用いただし、照射時
間はストライプ領域の中央部分で先のレーザアニール時
間の半分程度とし、200μｍ長のキャビテイ両端で照射
時間０となる三角形状の時間設定で掃引した。
こうして完成したウエハのストライプド領域の上部のみ
を通常のリングラフィ法でSiO2層17取り除き、その後表
裏のオーミックコンタクト18,19を取り、適当な大きさ
にヘキ開し、BHレーザ素子とした。完成したBHレーザは
閾値電流20mA以下で発振し、また基本モード、直流動作
での発振出力が30mW程度のBHレーザが再現性良く得られ
る。
を通常のリングラフィ法でSiO2層17取り除き、その後表
裏のオーミックコンタクト18,19を取り、適当な大きさ
にヘキ開し、BHレーザ素子とした。完成したBHレーザは
閾値電流20mA以下で発振し、また基本モード、直流動作
での発振出力が30mW程度のBHレーザが再現性良く得られ
る。
以上、実施例においてはAlGaAs化合物から成るダブルヘ
テロBHレーザについて述べたが、本発明の半導体素子の
製造方法は、他の材料たとえばInP−InGaAsP系にも適用
できることはもちろんである。また、実施例においてｎ
形とある所をｐ形に、ｐ形とある所をｎ形と変えた構造
においても本発明によりBHレーザが達成できることは明
らかである。
テロBHレーザについて述べたが、本発明の半導体素子の
製造方法は、他の材料たとえばInP−InGaAsP系にも適用
できることはもちろんである。また、実施例においてｎ
形とある所をｐ形に、ｐ形とある所をｎ形と変えた構造
においても本発明によりBHレーザが達成できることは明
らかである。
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、１回の連続エピタキシ
ャル成長に引き続いて、レーザ光により計画的に制御良
くアニールするのみでよい為、エッチングで側壁を露出
したときなどに生じる外部からの不純物による汚染やた
び重なるエピタキシャル高温過程による結晶層の熱劣化
等による特性の低下や劣化の心配もなく極めて容易に、
低閾値電流で動作し、しかも共振器端面の光学損傷が生
じにくく、高い光出力のBHレーザや光導波路等を製造で
きることがわかる。
ャル成長に引き続いて、レーザ光により計画的に制御良
くアニールするのみでよい為、エッチングで側壁を露出
したときなどに生じる外部からの不純物による汚染やた
び重なるエピタキシャル高温過程による結晶層の熱劣化
等による特性の低下や劣化の心配もなく極めて容易に、
低閾値電流で動作し、しかも共振器端面の光学損傷が生
じにくく、高い光出力のBHレーザや光導波路等を製造で
きることがわかる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明を説明するための半導体結晶の断面
図、第２図(a)〜(d)は本発明によるBHレーザの主要な工
程での斜視図、(e)はレーザ光強度の分布図、(f)、(g)
は断面図、第３図(a)は実施例としてAlGaAs化合物半導
体から成るBHレーザの斜視図、(b)、(c)はこのBHレーザ
の断面図、第４図は従来形BHレーザの断面図、第５図
(a)〜(c)は従来形BHレーザの主要な工程での基板の断面
図である。 11……ｎ形GaAs基板 12……ｎ形AlGaAsクラッド層 13……ｎ形AlAs／GaAs超格子活性層、または同等の禁制
帯幅、屈折率を持つｎ形AlGaAs活性層 14……ｎ形AlAs／GaAs超格子ガイド層、または同等の禁
制帯幅、屈折率を持つｎ形AlGaAsガイド層 15……ｐ形AlGaAsクラッド層 16……ｎ形のレーザ光によりアニールされた超格子層、
または同等の禁制帯幅、屈折率を持つｎ形AlGaAsクラッ
ド層 17……SiO2層 18,19……オーミックコンタクト層 Ａ……ウエハ真上から見た場合のストライプ領域を除く
領域 Ｂ……ウエハ真上から見た場合のストライプ領域
図、第２図(a)〜(d)は本発明によるBHレーザの主要な工
程での斜視図、(e)はレーザ光強度の分布図、(f)、(g)
は断面図、第３図(a)は実施例としてAlGaAs化合物半導
体から成るBHレーザの斜視図、(b)、(c)はこのBHレーザ
の断面図、第４図は従来形BHレーザの断面図、第５図
(a)〜(c)は従来形BHレーザの主要な工程での基板の断面
図である。 11……ｎ形GaAs基板 12……ｎ形AlGaAsクラッド層 13……ｎ形AlAs／GaAs超格子活性層、または同等の禁制
帯幅、屈折率を持つｎ形AlGaAs活性層 14……ｎ形AlAs／GaAs超格子ガイド層、または同等の禁
制帯幅、屈折率を持つｎ形AlGaAsガイド層 15……ｐ形AlGaAsクラッド層 16……ｎ形のレーザ光によりアニールされた超格子層、
または同等の禁制帯幅、屈折率を持つｎ形AlGaAsクラッ
ド層 17……SiO2層 18,19……オーミックコンタクト層 Ａ……ウエハ真上から見た場合のストライプ領域を除く
領域 Ｂ……ウエハ真上から見た場合のストライプ領域
Claims (1)
- 【請求項１】実効的禁制帯幅Eg1を有する超格子層とそ
の上に実効的禁制帯幅Eg2を有する超格子層を重ねた２
層構造（ただし、Eg1＜Eg2）を、前記両超格子層よりも
禁制帯幅大なる結晶層ではさみ込んだ４層構造を少なく
とも有する半導体結晶ウエハ上方よりウエハ面内の一部
領域に、前記超格子層をはさみ込んだ両結晶層の禁制帯
幅より小さくかつEg2より大きな光子エネルギーを持つ
レーザーによる出力強度変調照射を行い、照射部の超格
子層を制御良く混晶化に導くことを特徴とする半導体素
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073932A JPH0665236B2 (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073932A JPH0665236B2 (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231792A JPS61231792A (ja) | 1986-10-16 |
| JPH0665236B2 true JPH0665236B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=13532390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073932A Expired - Fee Related JPH0665236B2 (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665236B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491073B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-05-24 | 한국과학기술연구원 | ＡｌＧａＡｓ 삽입층에 의한 ＩｎＧａＡｓ 양자점의방사파장 조정방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035591A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 高性能半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP60073932A patent/JPH0665236B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61231792A (ja) | 1986-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |