JPH0682886B2 - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0682886B2 JPH0682886B2 JP59116515A JP11651584A JPH0682886B2 JP H0682886 B2 JPH0682886 B2 JP H0682886B2 JP 59116515 A JP59116515 A JP 59116515A JP 11651584 A JP11651584 A JP 11651584A JP H0682886 B2 JPH0682886 B2 JP H0682886B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- substrate
- laser device
- stripe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は横モードを安定化した半導体レーザ装置の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
横モードを安定化した従来の半導体レーザ装置の例を第
１図に示す。第１図に示す従来例は、ストライプ状に他
の部分より高くなった領域を有するように、ｎ−GaAs基
板１上に、ｎ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層２、Ga0・86Al
0・14As活性層３、ｐ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層４、ｐ
−GaAsキャップ層５を結晶成長させ、上記多層膜を、通
常の酸化物をマスクとして用いたホトレジスト工程によ
りストライプ状に残してエッチングしたのち、エッチン
グした部分を、GaAs層上と（GaAl）As層上との液相成長
の選択性を利用してｐ−Ga0・55Al0・45As層６およびｎ−
Ga0・55Al0・45As層７で両側から埋込み、さらにｐ−GaAs
キャップ層８を設けたものである。しかし、このような
構造の場合は、埋込み成長の不良が歩留りを低下させる
ことと、結晶成長を２回繰返さなければならないという
欠点があった。
１図に示す。第１図に示す従来例は、ストライプ状に他
の部分より高くなった領域を有するように、ｎ−GaAs基
板１上に、ｎ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層２、Ga0・86Al
0・14As活性層３、ｐ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層４、ｐ
−GaAsキャップ層５を結晶成長させ、上記多層膜を、通
常の酸化物をマスクとして用いたホトレジスト工程によ
りストライプ状に残してエッチングしたのち、エッチン
グした部分を、GaAs層上と（GaAl）As層上との液相成長
の選択性を利用してｐ−Ga0・55Al0・45As層６およびｎ−
Ga0・55Al0・45As層７で両側から埋込み、さらにｐ−GaAs
キャップ層８を設けたものである。しかし、このような
構造の場合は、埋込み成長の不良が歩留りを低下させる
ことと、結晶成長を２回繰返さなければならないという
欠点があった。
本発明はGaAs基板上の＜110＞方向に設けたストライプ
上における熱非平衡状態での結晶成長の形状を利用し
て、１回の結晶成長で形成でき、かつ漏れ電流が少な
く、発振モードが高光出力まで安定な横基本モード動作
をする半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
上における熱非平衡状態での結晶成長の形状を利用し
て、１回の結晶成長で形成でき、かつ漏れ電流が少な
く、発振モードが高光出力まで安定な横基本モード動作
をする半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
上記目的を達成するために本発明による半導体レーザ装
置の製造方法は、半導体基板に他の部分より高くかつ＜
110＞方向に延びたストライプ状領域を形成する工程
と、上記ストライプ状領域を有する半導体基板上に熱非
平衡状態での結晶成長により、少なくとも第１の半導体
層よりなる基板側クラッド層、第２の半導体よりなる活
性層、上記第１半導体層とは逆導電型の第３の半導体層
よりなる上方クラッド層によりダブルヘテロ構造を形成
する工程を有し、上記熱非平衡結晶成長の面選択性によ
り、上記基板側クラッド層の＜110＞方向の断面形状を
台形上に形成し、上記台形状の基板側活性層の斜辺によ
って、上記ストライプ状領域の活性層をその他の部分に
形成される活性層から実質的に分離することにより、１
回の結晶成長で形成でき、漏れ電流が少なく、発振モー
ドが高光出力まで安定な横基本モード動作をする半導体
レーザ装置を得るようにしたものである。
置の製造方法は、半導体基板に他の部分より高くかつ＜
110＞方向に延びたストライプ状領域を形成する工程
と、上記ストライプ状領域を有する半導体基板上に熱非
平衡状態での結晶成長により、少なくとも第１の半導体
層よりなる基板側クラッド層、第２の半導体よりなる活
性層、上記第１半導体層とは逆導電型の第３の半導体層
よりなる上方クラッド層によりダブルヘテロ構造を形成
する工程を有し、上記熱非平衡結晶成長の面選択性によ
り、上記基板側クラッド層の＜110＞方向の断面形状を
台形上に形成し、上記台形状の基板側活性層の斜辺によ
って、上記ストライプ状領域の活性層をその他の部分に
形成される活性層から実質的に分離することにより、１
回の結晶成長で形成でき、漏れ電流が少なく、発振モー
ドが高光出力まで安定な横基本モード動作をする半導体
レーザ装置を得るようにしたものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。第２図
は結晶成長の面選択性を示すためｐ−GaAsとｎ−GaAsを
交互に結晶成長した試料の断面を示す図で、第３図は本
発明による半導体レーザ装置の一実施例を示す断面図で
ある。第２図は熱非平衡状態の結晶成長法の一つである
MOCVD法によって＜110＞方向に凸状のストライプを設け
た基板上に、同じくMOCVD法を用いて形成した多層膜の
断面を示している。第２図に示すように、（110）方向
に設けたマスクを通して、エッチング速度が面方位依存
性が強いりん酸系などのエッチング液を用いてエッチン
グを行うと、図示のように逆台形状の断面を有するスト
ライプが得られる。MOCVD法による結晶成長は（111）面
の結晶速度が遅いため、上記ストライプ上に台形状の段
差を生じる。
は結晶成長の面選択性を示すためｐ−GaAsとｎ−GaAsを
交互に結晶成長した試料の断面を示す図で、第３図は本
発明による半導体レーザ装置の一実施例を示す断面図で
ある。第２図は熱非平衡状態の結晶成長法の一つである
MOCVD法によって＜110＞方向に凸状のストライプを設け
た基板上に、同じくMOCVD法を用いて形成した多層膜の
断面を示している。第２図に示すように、（110）方向
に設けたマスクを通して、エッチング速度が面方位依存
性が強いりん酸系などのエッチング液を用いてエッチン
グを行うと、図示のように逆台形状の断面を有するスト
ライプが得られる。MOCVD法による結晶成長は（111）面
の結晶速度が遅いため、上記ストライプ上に台形状の段
差を生じる。
第３図に示す実施例はｎ−GaAs基板９上に＜110＞方向
に幅５μｍ、厚さ0.5μｍの絶縁物マスクを設け、りん
酸系のエッチング液によりエッチングして逆台形のスト
ライプ状に他の部分より高くなった領域を形成したの
ち、上記酸化物マスクをそのまま用いてZnを拡散しZn拡
散層10を設けるか、または上記絶縁物をマスクとして逆
台形のストライプ以外の基板表面の領域だけに、例えば
GaAsを選択成長させて基板と逆導電形の層を設け、その
後、ｎ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層11（２μｍ、ｎ＝５
×1017cm-3）、GaAlAs活性層12（0.06μｍ）、ｐ−Ga
0・55Al0・45Asクラッド層13（２μｍ、ｐ＝３×1017c
m-3）、ｐ−Ga0・4Al0・6層14、ｐ−GaAsキャップ層15
（0.5μｍ、Ｐ＝１×1018cm-3）をMOCVD法で両側に順次
積層して設けたものである。このような構造ではｎ形の
基板９とクラツド層11とに挟まれたｐ形のZn拡散層10ま
たは基板と逆導電形の形成層のために、電流は上記スト
ライプの内部だけを流れる。また、ストライプ内部とス
トライプ外部との活性層12の段差により実効屈折率の差
を生じ、レーザ光が上記ストライプ内を導波する。また
このような構造においては段差部の結晶成長速度が遅い
ため、段差部における活性層12の成長は0.01μｍ程度に
なり、その他の部分に較べて薄くなり、励起されない活
性層による光吸収が起らず、ストライプ外部へのキャリ
アの漏れだしが少ないため、大光出力の半導体レーザ装
置を得ることができる。本実施例による半導体レーザ装
置は、しきい値電流40mA、発振波長780nmで室温連続発
振し、光出力50mWまで安定な横基本モード動作を行っ
た。
に幅５μｍ、厚さ0.5μｍの絶縁物マスクを設け、りん
酸系のエッチング液によりエッチングして逆台形のスト
ライプ状に他の部分より高くなった領域を形成したの
ち、上記酸化物マスクをそのまま用いてZnを拡散しZn拡
散層10を設けるか、または上記絶縁物をマスクとして逆
台形のストライプ以外の基板表面の領域だけに、例えば
GaAsを選択成長させて基板と逆導電形の層を設け、その
後、ｎ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層11（２μｍ、ｎ＝５
×1017cm-3）、GaAlAs活性層12（0.06μｍ）、ｐ−Ga
0・55Al0・45Asクラッド層13（２μｍ、ｐ＝３×1017c
m-3）、ｐ−Ga0・4Al0・6層14、ｐ−GaAsキャップ層15
（0.5μｍ、Ｐ＝１×1018cm-3）をMOCVD法で両側に順次
積層して設けたものである。このような構造ではｎ形の
基板９とクラツド層11とに挟まれたｐ形のZn拡散層10ま
たは基板と逆導電形の形成層のために、電流は上記スト
ライプの内部だけを流れる。また、ストライプ内部とス
トライプ外部との活性層12の段差により実効屈折率の差
を生じ、レーザ光が上記ストライプ内を導波する。また
このような構造においては段差部の結晶成長速度が遅い
ため、段差部における活性層12の成長は0.01μｍ程度に
なり、その他の部分に較べて薄くなり、励起されない活
性層による光吸収が起らず、ストライプ外部へのキャリ
アの漏れだしが少ないため、大光出力の半導体レーザ装
置を得ることができる。本実施例による半導体レーザ装
置は、しきい値電流40mA、発振波長780nmで室温連続発
振し、光出力50mWまで安定な横基本モード動作を行っ
た。
上記実施例は逆メサ状のストライプを有する基板にダブ
ルヘテロ構造の積層膜を形成する熱非平衡状態での結晶
成長方法として、有機金属気相エピタキシャル法（MOCV
D法）を用いたが、他の熱非平衡状態での結晶成長方
法、すなわち分子ビームエピタキシャル法（MBE法）あ
るいは気相成長法（VPE法）を用いても、同様の効果を
得ることができる。
ルヘテロ構造の積層膜を形成する熱非平衡状態での結晶
成長方法として、有機金属気相エピタキシャル法（MOCV
D法）を用いたが、他の熱非平衡状態での結晶成長方
法、すなわち分子ビームエピタキシャル法（MBE法）あ
るいは気相成長法（VPE法）を用いても、同様の効果を
得ることができる。
上記のように本発明による半導体半導体レーザ装置の製
造方法は、半導体基板に他の部分より高くかつ＜110＞
方向に延びたストライプ状領域を形成する工程と、上記
ストライプ状領域を有する半導体基板上に熱非平衡状態
での結晶成長により、少なくとも第１の半導体層よりな
る基板側クラッド層、第２の半導体よりなる活性層、上
記第１半導体層とは逆導電型の第３の半導体層よりなる
上方クラッド層によりダブルヘテロ構造を形成する工程
を有し、上記熱非平衡結晶成長の面選択性により、上記
基板側クラッド層の＜110＞方向の断面形状を台形上に
形成し、上記台形状の基板側活性層の斜辺によって、上
記ストライプ状領域の活性層をその他の部分に形成され
る活性層から実質的に分離することにより、上記ストラ
イプ上における熱非平衡状態での結晶成長の形状を利用
して、従来２回の結晶成長工程を経て形成していた構造
を１回の結晶成長で形成することができ、漏れ電流が少
なく、発振モードが高光出力まで安定な横モード動作を
行う半導体レーザ装置を得ることができる。
造方法は、半導体基板に他の部分より高くかつ＜110＞
方向に延びたストライプ状領域を形成する工程と、上記
ストライプ状領域を有する半導体基板上に熱非平衡状態
での結晶成長により、少なくとも第１の半導体層よりな
る基板側クラッド層、第２の半導体よりなる活性層、上
記第１半導体層とは逆導電型の第３の半導体層よりなる
上方クラッド層によりダブルヘテロ構造を形成する工程
を有し、上記熱非平衡結晶成長の面選択性により、上記
基板側クラッド層の＜110＞方向の断面形状を台形上に
形成し、上記台形状の基板側活性層の斜辺によって、上
記ストライプ状領域の活性層をその他の部分に形成され
る活性層から実質的に分離することにより、上記ストラ
イプ上における熱非平衡状態での結晶成長の形状を利用
して、従来２回の結晶成長工程を経て形成していた構造
を１回の結晶成長で形成することができ、漏れ電流が少
なく、発振モードが高光出力まで安定な横モード動作を
行う半導体レーザ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は従来の高出力半導体レーザ装置の断面図、第２
図はMOCVD法により＜110＞方向リッジ上に成長した結晶
の段面形状を示す模式図、第３図は本発明による半導体
レーザ装置の断面図である。 ９…半導体基板 10…Zn拡散層 11…ｎ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層 12…GaAlAs活性層 13…ｐ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層
図はMOCVD法により＜110＞方向リッジ上に成長した結晶
の段面形状を示す模式図、第３図は本発明による半導体
レーザ装置の断面図である。 ９…半導体基板 10…Zn拡散層 11…ｎ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層 12…GaAlAs活性層 13…ｐ−Ga0・55Al0・45Asクラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶村 俊 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−11621（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】半導体基板に他の部分より高くかつ＜110
＞方向に延びたストライプ状領域を形成する工程と、上
記ストライプ状領域を有する半導体基板上に熱非平衡状
態での結晶成長により、少なくとも第１の半導体層より
なる基板側クラッド層、第２の半導体よりなる活性層、
上記第１半導体層とは逆導電型の第３の半導体層よりな
る上方クラッド層によりダブルヘテロ構造を形成する工
程を有し、上記熱非平衡結晶成長の面選択性により、上
記基板側クラッド層の＜110＞方向の断面形状を台形上
に形成し、上記台形状の基板側活性層の斜辺によって、
上記ストライプ状領域の活性層をその他の部分に形成さ
れる活性層から実質的に分離することを特徴とする半導
体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項２】上記ダブルヘテロ構造を形成する工程に先
立ち、上記ストライプ状領域を形成する工程に用いたマ
スクをそのまま用いて、上記半導体基板の他の部分の表
面に上記半導体基板と逆導電型の層を形成する工程を有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項３】上記逆導電型の層の形成はZn拡散により行
うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体
レーザ装置の製造方法。 - 【請求項４】上記逆導電型の層の形成は選択成長により
行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導
体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59116515A JPH0682886B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59116515A JPH0682886B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60261184A JPS60261184A (ja) | 1985-12-24 |
| JPH0682886B2 true JPH0682886B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=14689050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59116515A Expired - Lifetime JPH0682886B2 (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682886B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2716693B2 (ja) * | 1985-02-08 | 1998-02-18 | ソニー株式会社 | 半導体レーザー |
| JPH04120788A (ja) * | 1990-09-11 | 1992-04-21 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH04236468A (ja) * | 1991-01-18 | 1992-08-25 | Toshiba Corp | 光通信用発光ダイオ−ド素子 |
| DE102015104206A1 (de) * | 2015-03-20 | 2016-09-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserdiode |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5911621A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-21 | Toshiba Corp | ホットエア−発生装置のエア−混合燃焼用ガス及びエア−発生装置 |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP59116515A patent/JPH0682886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60261184A (ja) | 1985-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4503540A (en) | Phase-locked semiconductor laser device | |
| JP2815769B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2659937B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH0682886B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| US4592062A (en) | (VSIS) semiconductor laser with reduced compressive stress | |
| JPS589592B2 (ja) | 半導体発光装置の製造方法 | |
| JP3108183B2 (ja) | 半導体レーザ素子とその製造方法 | |
| JP2542570B2 (ja) | 光集積素子の製造方法 | |
| JPS63269593A (ja) | 半導体レ−ザ装置とその製造方法 | |
| JPH03104292A (ja) | 半導体レーザ | |
| KR100363240B1 (ko) | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법 | |
| JP3229085B2 (ja) | 半導体レーザ装置，及びその製造方法 | |
| JP2672872B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2685499B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2528877B2 (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH0437598B2 (ja) | ||
| JPH084180B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JPS6132587A (ja) | 半導体レ−ザおよびその製造方法 | |
| JPH07131110A (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| KR100289728B1 (ko) | 반도체레이저소자및그제조방법 | |
| JP2538258B2 (ja) | 半導体レ―ザ | |
| JP2804533B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH06216470A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2611486B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JPH06120615A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |