JPH07154025A - 半導体レーザ装置及びその製法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製法Info
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- JPH07154025A JPH07154025A JP29983693A JP29983693A JPH07154025A JP H07154025 A JPH07154025 A JP H07154025A JP 29983693 A JP29983693 A JP 29983693A JP 29983693 A JP29983693 A JP 29983693A JP H07154025 A JPH07154025 A JP H07154025A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 不純物拡散工程における転位発生量を従来よ
り減らすことで、転位を媒介とする漏れ電流を防止す
る。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＡｌＩｎＰクラ
ッド層４を形成し、このｎ−ＡｌＩｎＰクラッド層４上
に活性層６を形成し、この活性層６上にｐ−ＡｌＩｎＰ
クラッド層８を形成し、このクラッド層８上にｐ−Ｇａ
ＩｎＰ／ＡｌＩｎＰ超格子層２１を形成し、この超格子
層２１上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を形成し、こ
のコンタクト層１０をストライプ状に整形し、超格子層
２１表面上部から不純物拡散による無秩序化処理を行う
ことにより拡散領域間に導波路を形成する。
り減らすことで、転位を媒介とする漏れ電流を防止す
る。 【構成】 ｎ−ＧａＡｓ基板１上にｎ−ＡｌＩｎＰクラ
ッド層４を形成し、このｎ−ＡｌＩｎＰクラッド層４上
に活性層６を形成し、この活性層６上にｐ−ＡｌＩｎＰ
クラッド層８を形成し、このクラッド層８上にｐ−Ｇａ
ＩｎＰ／ＡｌＩｎＰ超格子層２１を形成し、この超格子
層２１上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を形成し、こ
のコンタクト層１０をストライプ状に整形し、超格子層
２１表面上部から不純物拡散による無秩序化処理を行う
ことにより拡散領域間に導波路を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理等に利用さ
れる半導体レーザに関するものである。
れる半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】不純物拡散による無秩序化技術（ＩＩＬ
Ｄ：Ｉｍｐｕｒｉｔｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｙｅｒ
Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ）を利用した半導体レーザとし
ては、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス，
Ｖｏｌ．５７，５３４５頁（１９８５）などに報告され
ている。この技術は、再成長を必要としないプレーナ構
造の屈折率導波型レーザで、低しきい値、高効率を達成
している。また、用いられている結晶層はＡｌＧａＡｓ
系結晶だけで構成されており、上記ＩＩＬＤにより原子
の移動が発生しても、格子不整合による転位は発生しな
い。
Ｄ：Ｉｍｐｕｒｉｔｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｙｅｒ
Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ）を利用した半導体レーザとし
ては、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス，
Ｖｏｌ．５７，５３４５頁（１９８５）などに報告され
ている。この技術は、再成長を必要としないプレーナ構
造の屈折率導波型レーザで、低しきい値、高効率を達成
している。また、用いられている結晶層はＡｌＧａＡｓ
系結晶だけで構成されており、上記ＩＩＬＤにより原子
の移動が発生しても、格子不整合による転位は発生しな
い。
【０００３】一方、赤色半導体レーザには、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系結晶が用いられる。ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザに、ＩＩＬＤ技術を利用した報告としては、ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィジックス，Ｖｏｌ．６２，
４８２頁（１９８９）がある。しかし、この報告にある
レーザには、作製中、特にＳｉ拡散中に発生した転位が
多くレーザ特性は悪い。
ｎＰ系結晶が用いられる。ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザに、ＩＩＬＤ技術を利用した報告としては、ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィジックス，Ｖｏｌ．６２，
４８２頁（１９８９）がある。しかし、この報告にある
レーザには、作製中、特にＳｉ拡散中に発生した転位が
多くレーザ特性は悪い。
【０００４】さらに、このＳｉ拡散中に発生する転位量
を減らし、ＩＩＬＤ技術を利用した屈折率導波路型半導
体赤色半導体レーザとして、本出願人により特願平４−
２０６４６４号として出願された出願明細書に記載のも
のがある。これは、ＡｌＧａＡｓ系結晶層とＡｌＧａＩ
ｎＰ系結晶層との界面では、不純物の拡散後に容易に転
位が発生するので、不純物を拡散させる領域にＡｌＧａ
Ａｓ系結晶層とＡｌＧａＩｎＰ系結晶層の接合がないよ
うにしたレーザ構造を提案したものである。
を減らし、ＩＩＬＤ技術を利用した屈折率導波路型半導
体赤色半導体レーザとして、本出願人により特願平４−
２０６４６４号として出願された出願明細書に記載のも
のがある。これは、ＡｌＧａＡｓ系結晶層とＡｌＧａＩ
ｎＰ系結晶層との界面では、不純物の拡散後に容易に転
位が発生するので、不純物を拡散させる領域にＡｌＧａ
Ａｓ系結晶層とＡｌＧａＩｎＰ系結晶層の接合がないよ
うにしたレーザ構造を提案したものである。
【０００５】上記先願で提案されてるレーザ構造を図４
〜図６を用いて説明する。
〜図６を用いて説明する。
【０００６】先ず図４（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ
（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖ
ａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、下からｎ
−ＧａＡｓ基板１（Ｓｉドープ：ｎ〜１×１０18ｃ
ｍ-3）、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２（ｎ〜１×１０18ｃ
ｍ-3；厚さ〜０．２μｍ）、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層
３（ｎ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．２μｍ）、ｎ−
ＡｌＩｎＰ下部クラッド層４（ｎ〜１×１０18ｃｍ-3；
厚さ〜０．９μｍ）、アンドープド（ｕｎｄｏｐｅｄ）
−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層５（厚さ〜０．０９μ
ｍ）、アンドープド−ＧａＩｎＰ活性層６（厚さ〜１０
０Å）、アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層７
（厚さ〜０．０９μｍ）、ｐ−ＡｌＩｎＰ上部クラッド
層８（ｐ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．８μｍ）、ｐ
−ＧａＩｎＰバッファ層９（ｐ〜１×１０18ｃｍ-3；厚
さ〜０．１μｍ）、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０（ｐ
〜１×１０19ｃｍ-3；厚さ〜０．４μｍ）を順次形成す
る。
（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖ
ａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、下からｎ
−ＧａＡｓ基板１（Ｓｉドープ：ｎ〜１×１０18ｃ
ｍ-3）、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２（ｎ〜１×１０18ｃ
ｍ-3；厚さ〜０．２μｍ）、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層
３（ｎ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．２μｍ）、ｎ−
ＡｌＩｎＰ下部クラッド層４（ｎ〜１×１０18ｃｍ-3；
厚さ〜０．９μｍ）、アンドープド（ｕｎｄｏｐｅｄ）
−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層５（厚さ〜０．０９μ
ｍ）、アンドープド−ＧａＩｎＰ活性層６（厚さ〜１０
０Å）、アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層７
（厚さ〜０．０９μｍ）、ｐ−ＡｌＩｎＰ上部クラッド
層８（ｐ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．８μｍ）、ｐ
−ＧａＩｎＰバッファ層９（ｐ〜１×１０18ｃｍ-3；厚
さ〜０．１μｍ）、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０（ｐ
〜１×１０19ｃｍ-3；厚さ〜０．４μｍ）を順次形成す
る。
【０００７】その上にフォトリソグラフィ工程により、
図４（ａ）に示すようにストライプ状のレジスト１１を
形成する。
図４（ａ）に示すようにストライプ状のレジスト１１を
形成する。
【０００８】その後、このレジスト１１をマスクとし
て、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ＝１：２：１００に
よりｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を図４（ｂ）に示す
ようにエッチングする。上記エッチング液は、ＧａＩｎ
Ｐ結晶に対してＧａＡｓ結晶を選択的にエッチングする
ので、エッチング時間を長くすればＧａＡｓ層のサイド
エッチが進み、レジスト１１のオーバーハングは大きく
なっていく。
て、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ＝１：２：１００に
よりｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を図４（ｂ）に示す
ようにエッチングする。上記エッチング液は、ＧａＩｎ
Ｐ結晶に対してＧａＡｓ結晶を選択的にエッチングする
ので、エッチング時間を長くすればＧａＡｓ層のサイド
エッチが進み、レジスト１１のオーバーハングは大きく
なっていく。
【０００９】次工程図５（ａ）で蒸着されるＳｉのエッ
ジとＧａＡｓのエッジとの距離Ｌを１．０μｍとしたい
時には、このオーバーハング（片側）も１．０μｍとす
ればよい。
ジとＧａＡｓのエッジとの距離Ｌを１．０μｍとしたい
時には、このオーバーハング（片側）も１．０μｍとす
ればよい。
【００１０】次に、ＥＢ（ｅｌｅｃｒｔｏｎ ｂｅａ
ｍ）蒸着器によりＳｉ１２を１００Å図５（ａ）に示す
ように蒸着する。
ｍ）蒸着器によりＳｉ１２を１００Å図５（ａ）に示す
ように蒸着する。
【００１１】更に、レジストによるリフトオフ工程で、
レジスト上のＳｉを取り除いたのちに、スパッタリング
により、ＳｉＯ2 １３を３００Åを積層した後、石英管
の中に少量のリンとともに真空封じし、８５０°Ｃで熱
処理すると、図５（ｂ）に示すようにＳｉが結晶中に拡
散し、拡散した領域１４は無秩序化し、水平方向の導波
路が形成される。本実施例では、光閉じ込め層は、Ｓｉ
層から約１μｍの深さにあるので、Ｓｉの深さ方向の拡
散が約１μｍになるように熱処理時間を調節する。この
時、Ｓｉの拡散は水平方向にも進むが、Ｓｉ層のエッジ
とＧａＡｓ層のエッジの間隔Ｌを上記図５（ａ）に説明
した方法で離しておけば、Ｓｉ拡散はＧａＡｓとＧａＩ
ｎＰの接合面１５には到達しない。通常、水平方向に
も、深さ方向と同等のＳｉ拡散が発生するので、本実施
例では、図５（ａ）に示した工程でＬ≒１．２μｍとす
れば良い。
レジスト上のＳｉを取り除いたのちに、スパッタリング
により、ＳｉＯ2 １３を３００Åを積層した後、石英管
の中に少量のリンとともに真空封じし、８５０°Ｃで熱
処理すると、図５（ｂ）に示すようにＳｉが結晶中に拡
散し、拡散した領域１４は無秩序化し、水平方向の導波
路が形成される。本実施例では、光閉じ込め層は、Ｓｉ
層から約１μｍの深さにあるので、Ｓｉの深さ方向の拡
散が約１μｍになるように熱処理時間を調節する。この
時、Ｓｉの拡散は水平方向にも進むが、Ｓｉ層のエッジ
とＧａＡｓ層のエッジの間隔Ｌを上記図５（ａ）に説明
した方法で離しておけば、Ｓｉ拡散はＧａＡｓとＧａＩ
ｎＰの接合面１５には到達しない。通常、水平方向に
も、深さ方向と同等のＳｉ拡散が発生するので、本実施
例では、図５（ａ）に示した工程でＬ≒１．２μｍとす
れば良い。
【００１２】次に、ＳｉＯ2 膜に、フォトリソグラフィ
工程とエッチングにより図６に示すように、コンタクト
用の穴をあける。
工程とエッチングにより図６に示すように、コンタクト
用の穴をあける。
【００１３】その後、通常の半導体レーザ作製プロセス
と同様、ｎ−ＧａＡｓ基板１を１００μｍ程度の厚さま
で研磨してからｐ側電極及びｎ側電極を蒸着し、劈開に
よって長さ３００μｍ程度のファブリペロー型共振器を
形成する。チップはヒートシンクにマウントし、リード
線を取り付けて完成する。
と同様、ｎ−ＧａＡｓ基板１を１００μｍ程度の厚さま
で研磨してからｐ側電極及びｎ側電極を蒸着し、劈開に
よって長さ３００μｍ程度のファブリペロー型共振器を
形成する。チップはヒートシンクにマウントし、リード
線を取り付けて完成する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記先願で提案された
構造を採用することで、転位発生量を減らすことができ
た。しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系結晶の場合不純物拡散工
程において、ＡｌもしくはＧａとＩｎの比を一定に保っ
ておくことは難しく、図７に示すよう不純物拡散工程中
に、Ｓｉ拡散領域１４のなかの一部分１６（ｐ−ＧａＩ
ｎＰバッファ層９とｐ−ＡｌＩｎＰクラッド層８の一
部）に転位が発生していた。結晶のなかのＩＩＩ族であ
るＩｎ、Ａｌ、Ｇａの不純物拡散工程における移動速度
がそれぞれ異なり、それが原因でＩｎとＡｌx Ｇａ1-x
の比率が１：１からずれることにより、ＧａＡｓとの格
子整合がとれなくなるからである。
構造を採用することで、転位発生量を減らすことができ
た。しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系結晶の場合不純物拡散工
程において、ＡｌもしくはＧａとＩｎの比を一定に保っ
ておくことは難しく、図７に示すよう不純物拡散工程中
に、Ｓｉ拡散領域１４のなかの一部分１６（ｐ−ＧａＩ
ｎＰバッファ層９とｐ−ＡｌＩｎＰクラッド層８の一
部）に転位が発生していた。結晶のなかのＩＩＩ族であ
るＩｎ、Ａｌ、Ｇａの不純物拡散工程における移動速度
がそれぞれ異なり、それが原因でＩｎとＡｌx Ｇａ1-x
の比率が１：１からずれることにより、ＧａＡｓとの格
子整合がとれなくなるからである。
【００１５】上記の転位がｐｎ接合部１７に到達する
と、転位を媒介とする漏れ電流が増加し、しきい電流値
の増加や効率の低下を引き起こす。
と、転位を媒介とする漏れ電流が増加し、しきい電流値
の増加や効率の低下を引き起こす。
【００１６】そこで、本発明の目的は、不純物拡散工程
における転位発生量を従来より減らすことで、転位を媒
介とする漏れ電流を防止する方法を提供するものであ
る。
における転位発生量を従来より減らすことで、転位を媒
介とする漏れ電流を防止する方法を提供するものであ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、第１導電型半導体基板上に形成された第１導電型
半導体クラッド層と、この第１導電型半導体クラッド層
上に形成された活性層と、この活性層上に形成された第
２導電型半導体クラッド層と、この第２導電型半導体ク
ラッド層上に形成された第２導電型半導体からなる超格
子層と、この超格子層上に形成された第２導電型半導体
からなるストライプ状のコンタクト層とを備えているこ
とを特徴とする。
置は、第１導電型半導体基板上に形成された第１導電型
半導体クラッド層と、この第１導電型半導体クラッド層
上に形成された活性層と、この活性層上に形成された第
２導電型半導体クラッド層と、この第２導電型半導体ク
ラッド層上に形成された第２導電型半導体からなる超格
子層と、この超格子層上に形成された第２導電型半導体
からなるストライプ状のコンタクト層とを備えているこ
とを特徴とする。
【００１８】また、本発明の半導体レーザ装置の製法
は、第１導電型半導体基板上に第１導電型半導体クラッ
ド層を形成し、この第１導電型半導体クラッド層上に活
性層を形成し、この活性層上に第２導電型半導体クラッ
ド層を形成し、この第２導電型半導体クラッド層上に第
２導電型半導体からなる超格子層を形成し、この超格子
層上に第２導電型半導体からなるコンタクト層を形成
し、このコンタクト層をストライプ状に整形し、前記超
格子層表面上部から不純物拡散による無秩序化処理を行
うことにより、拡散領域間に導波路を形成する。
は、第１導電型半導体基板上に第１導電型半導体クラッ
ド層を形成し、この第１導電型半導体クラッド層上に活
性層を形成し、この活性層上に第２導電型半導体クラッ
ド層を形成し、この第２導電型半導体クラッド層上に第
２導電型半導体からなる超格子層を形成し、この超格子
層上に第２導電型半導体からなるコンタクト層を形成
し、このコンタクト層をストライプ状に整形し、前記超
格子層表面上部から不純物拡散による無秩序化処理を行
うことにより、拡散領域間に導波路を形成する。
【００１９】
【作用】ＡｌＧａＩｎＰ系結晶の超格子層の上部表面か
ら不純物拡散を行なうことで、不純物拡散工程中に発生
する転位を削減することができるという実験事実を得
た。これは、超格子層ではバルク結晶に比べて、不純物
拡散中に発生する格子不整合による歪みが緩和されやす
いことによると考えられる。具体的には、不純物拡散工
程中に、ＩｎとＡｌx Ｇａ1-x の比率が１：１から多少
ずれても、超格子層のなかでは、それによる発生する格
子歪みを緩和することができ、転位の発生をおさえるこ
とができるからと考えられる。
ら不純物拡散を行なうことで、不純物拡散工程中に発生
する転位を削減することができるという実験事実を得
た。これは、超格子層ではバルク結晶に比べて、不純物
拡散中に発生する格子不整合による歪みが緩和されやす
いことによると考えられる。具体的には、不純物拡散工
程中に、ＩｎとＡｌx Ｇａ1-x の比率が１：１から多少
ずれても、超格子層のなかでは、それによる発生する格
子歪みを緩和することができ、転位の発生をおさえるこ
とができるからと考えられる。
【００２０】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は、本発明による半導体レーザの作製工程を示
す。
る。図１は、本発明による半導体レーザの作製工程を示
す。
【００２１】先ず図１（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ
法により、下からｎ−ＧａＡｓ基板１（Ｓｉドープ：ｎ
〜１×１０18ｃｍ-3）、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２（ｎ
〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．２μｍ）、ｎ−ＧａＩ
ｎＰバッファ層３（ｎ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．
２μｍ）、ｎ−ＡｌＩｎＰ下部クラッド層４（ｎ〜１×
１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．９μｍ）、アンドープド−Ａ
ｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層５（厚さ〜０．０９μｍ）、
アンドープド−ＧａＩｎＰ活性層６（厚さ〜１００
Å）、アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層７
（厚さ〜０．０９μｍ）、ｐ−ＡｌＩｎＰ上部クラッド
層８（ｐ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．８μｍ）、超
格子層２１、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０（ｐ〜１×
１０１９ｃｍ-3；厚さ〜０．４μｍ）を順次形成する。
上記超格子層２１は、ｐ〜３×１０18ｃｍ-3の濃度で、
５００Å以下の厚みのｐ−ＧａＩｎＰ層と５００Å以下
のＡｌＩｎＰ層を、ＧａＩｎＰが上側となるように、交
互に１〜１０周期繰り返して積層したものであり、全厚
さは０．１〜０．５μｍである。
法により、下からｎ−ＧａＡｓ基板１（Ｓｉドープ：ｎ
〜１×１０18ｃｍ-3）、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２（ｎ
〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．２μｍ）、ｎ−ＧａＩ
ｎＰバッファ層３（ｎ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．
２μｍ）、ｎ−ＡｌＩｎＰ下部クラッド層４（ｎ〜１×
１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．９μｍ）、アンドープド−Ａ
ｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層５（厚さ〜０．０９μｍ）、
アンドープド−ＧａＩｎＰ活性層６（厚さ〜１００
Å）、アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層７
（厚さ〜０．０９μｍ）、ｐ−ＡｌＩｎＰ上部クラッド
層８（ｐ〜１×１０18ｃｍ-3；厚さ〜０．８μｍ）、超
格子層２１、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０（ｐ〜１×
１０１９ｃｍ-3；厚さ〜０．４μｍ）を順次形成する。
上記超格子層２１は、ｐ〜３×１０18ｃｍ-3の濃度で、
５００Å以下の厚みのｐ−ＧａＩｎＰ層と５００Å以下
のＡｌＩｎＰ層を、ＧａＩｎＰが上側となるように、交
互に１〜１０周期繰り返して積層したものであり、全厚
さは０．１〜０．５μｍである。
【００２２】更に、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０の上
にフォトリソグラフィ工程により、図１（ａ）に示すよ
うにストライプ状のレジスト１１を形成する。
にフォトリソグラフィ工程により、図１（ａ）に示すよ
うにストライプ状のレジスト１１を形成する。
【００２３】その後、このレジスト１１をマスクとし
て、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ＝１：２：１００に
よりｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を図１（ｂ）に示す
ようにエッチングする。上記エッチング液はＩｎＧａＰ
結晶に対して、ＧａＡｓ結晶を選択的にエッチングする
ので、エッチング時間を長くすればＧａＡｓ層のサイド
エッチが進み、レジストのオーバーハングは大きくなっ
ていく。次工程図２（ａ）で蒸着されるＳｉのエッジと
ＧａＡｓのエッジとの距離Ｌを１．０μｍとしたい時に
は、このオーバーハング（片側）も１．０μｍとすれば
よい。
て、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ＝１：２：１００に
よりｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０を図１（ｂ）に示す
ようにエッチングする。上記エッチング液はＩｎＧａＰ
結晶に対して、ＧａＡｓ結晶を選択的にエッチングする
ので、エッチング時間を長くすればＧａＡｓ層のサイド
エッチが進み、レジストのオーバーハングは大きくなっ
ていく。次工程図２（ａ）で蒸着されるＳｉのエッジと
ＧａＡｓのエッジとの距離Ｌを１．０μｍとしたい時に
は、このオーバーハング（片側）も１．０μｍとすれば
よい。
【００２４】次に、ＥＢ蒸着器によりＳｉ１２を１００
Å厚で図２（ａ）に示すように蒸着する。
Å厚で図２（ａ）に示すように蒸着する。
【００２５】更に、レジストによるリフトオフ工程で、
レジスト１１上のＳｉを取り除いたのちに、スパッタリ
ングにより、ＳｉＯ2 １３を３００Åを積層した後、石
英管の中に少量のリンとともに真空封じし、８５０°Ｃ
で熱処理すると、図２（ｂ）に示すようにＳｉが結晶中
に拡散し、拡散した領域１４は無秩序化し、水平方向の
導波路が形成される。本実施例では、光閉じ込め層は、
Ｓｉ層から約１μｍの深さにあるので、Ｓｉの深さ方向
の拡散が約１μｍになるように熱処理時間を調節する。
この時、Ｓｉの拡散は水平方向にも進むが、Ｓｉ層のエ
ッジとＧａＡｓ層のエッジの間隔Ｌを上記図２（ａ）に
説明した方法で離しておけば、Ｓｉ拡散はＧａＡｓとＩ
ｎＧａＰの接合面１５には到達しない。通常、水平方向
にも、深さ方向と同等のＳｉ拡散が発生するので、本実
施例では、図２（ａ）に示した工程でＬ≒１．２μｍと
すれば良い。
レジスト１１上のＳｉを取り除いたのちに、スパッタリ
ングにより、ＳｉＯ2 １３を３００Åを積層した後、石
英管の中に少量のリンとともに真空封じし、８５０°Ｃ
で熱処理すると、図２（ｂ）に示すようにＳｉが結晶中
に拡散し、拡散した領域１４は無秩序化し、水平方向の
導波路が形成される。本実施例では、光閉じ込め層は、
Ｓｉ層から約１μｍの深さにあるので、Ｓｉの深さ方向
の拡散が約１μｍになるように熱処理時間を調節する。
この時、Ｓｉの拡散は水平方向にも進むが、Ｓｉ層のエ
ッジとＧａＡｓ層のエッジの間隔Ｌを上記図２（ａ）に
説明した方法で離しておけば、Ｓｉ拡散はＧａＡｓとＩ
ｎＧａＰの接合面１５には到達しない。通常、水平方向
にも、深さ方向と同等のＳｉ拡散が発生するので、本実
施例では、図２（ａ）に示した工程でＬ≒１．２μｍと
すれば良い。
【００２６】このＳｉ拡散の際には、ＩｎとＡｌx Ｇａ
1-x の比を１：１に維持しておく必要があるが、実際に
は１：１からずれることがあり、このずれが転位の発生
を招くことがある。ここで本実施例では、超格子層の上
部表面から不純物拡散を行っており、超格子層はバルク
結晶に比べて不純物拡散中に発生する格子不整合による
歪が緩和されやすいので、ＩｎとＡｌx Ｇａ1-x の比が
１：１から多少ずれても格子歪の発生が防止され転位の
発生が抑えられる。
1-x の比を１：１に維持しておく必要があるが、実際に
は１：１からずれることがあり、このずれが転位の発生
を招くことがある。ここで本実施例では、超格子層の上
部表面から不純物拡散を行っており、超格子層はバルク
結晶に比べて不純物拡散中に発生する格子不整合による
歪が緩和されやすいので、ＩｎとＡｌx Ｇａ1-x の比が
１：１から多少ずれても格子歪の発生が防止され転位の
発生が抑えられる。
【００２７】次に、ＳｉＯ2 膜１３に、フォトリソグラ
フィ工程とエッチングにより図３に示すように、コンタ
クト用の穴をあける。
フィ工程とエッチングにより図３に示すように、コンタ
クト用の穴をあける。
【００２８】その後、通常の半導体レーザ作製プロセス
と同様、ｎ−ＧａＡｓ基板１を１００μｍ程度の厚さま
で研磨してからｐ側電極及びｎ側電極を蒸着し、劈開に
よって長さ３００μｍ程度のファブリペロー型共振器を
形成する。チップはヒートシンクにマウントし、リード
線を取り付けて完成する。
と同様、ｎ−ＧａＡｓ基板１を１００μｍ程度の厚さま
で研磨してからｐ側電極及びｎ側電極を蒸着し、劈開に
よって長さ３００μｍ程度のファブリペロー型共振器を
形成する。チップはヒートシンクにマウントし、リード
線を取り付けて完成する。
【００２９】以上の実施例においては、ＳｉをＩＩＬＤ
技術に利用したが、Ｇｅ，Ｚｎ，Ｓｅ，Ｍｇ等の不純物
を用いても良い。
技術に利用したが、Ｇｅ，Ｚｎ，Ｓｅ，Ｍｇ等の不純物
を用いても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は超格子層
をクラッド層上部に設け、その上から不純物拡散を行う
ことにより、無秩序化技術により導波路を形成して転位
発生が極めて少ないＡｌＧａＩｎＰ系のプレーナ構造屈
折率導波型レーザを得ることができる。本発明のレーザ
は、転位発生が極めて少ないことから、低しきい電流
値、高効率、低非点隔差などの良好な特性を達成するこ
とができる。
をクラッド層上部に設け、その上から不純物拡散を行う
ことにより、無秩序化技術により導波路を形成して転位
発生が極めて少ないＡｌＧａＩｎＰ系のプレーナ構造屈
折率導波型レーザを得ることができる。本発明のレーザ
は、転位発生が極めて少ないことから、低しきい電流
値、高効率、低非点隔差などの良好な特性を達成するこ
とができる。
【図１】 本発明による半導体レーザの作製工程の第１
の部分を示した断面模式図である。
の部分を示した断面模式図である。
【図２】 本発明による半導体レーザの作製工程の第２
の部分を示した断面模式図である。
の部分を示した断面模式図である。
【図３】 本発明による半導体レーザの作製工程の第３
の部分を示した断面模式図である。
の部分を示した断面模式図である。
【図４】 従来例による半導体レーザの作製工程の第１
の部分を示した断面模式図である。
の部分を示した断面模式図である。
【図５】 従来例による半導体レーザの作製工程の第２
の部分を示した断面模式図である。
の部分を示した断面模式図である。
【図６】 従来例による半導体レーザの作製工程の第３
の部分を示した断面模式図である。
の部分を示した断面模式図である。
【図７】 従来例による半導体レーザの不都合を説明す
るための断面模式図である。
るための断面模式図である。
１…ｎ−ＧａＡｓ基板、２…ｎ−ＧａＡｓバッファ層、
３…ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層、４…ｎ−ＡｌＩｎＰ下
部クラッド層、５…アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉
じ込め層、６…アンドープド−ＧａＩｎＰ活性層、７…
アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層、８…ｐ−
ＡｌＩｎＰ上部クラッド層、９…ｐ−ＧａＩｎＰバッフ
ァ層、１０…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１１…レジス
ト、１２…Ｓｉ、１３…ＳｉＯ2 、１４…Ｓｉ拡散領
域、１５…ＧａＡｓとＩｎＧａＰの接合面、１６…転位
発生領域、１７…接合部、２１…ｐ−ＧａＩｎＰ／Ａｌ
ＩｎＰ超格子層
３…ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層、４…ｎ−ＡｌＩｎＰ下
部クラッド層、５…アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉
じ込め層、６…アンドープド−ＧａＩｎＰ活性層、７…
アンドープド−ＡｌＧａＩｎＰ光閉じ込め層、８…ｐ−
ＡｌＩｎＰ上部クラッド層、９…ｐ−ＧａＩｎＰバッフ
ァ層、１０…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１１…レジス
ト、１２…Ｓｉ、１３…ＳｉＯ2 、１４…Ｓｉ拡散領
域、１５…ＧａＡｓとＩｎＧａＰの接合面、１６…転位
発生領域、１７…接合部、２１…ｐ−ＧａＩｎＰ／Ａｌ
ＩｎＰ超格子層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乙間 広己 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社所内 (72)発明者 布施 マリオ 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社所内 (72)発明者 瀬古 保次 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社所内
Claims (3)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板上に形成された第
１導電型半導体クラッド層と、 この第１導電型半導体クラッド層上に形成された活性層
と、 この活性層上に形成された第２導電型半導体クラッド層
と、 この第２導電型半導体クラッド層上に形成された第２導
電型半導体からなる超格子層と、 この超格子層上に形成された第２導電型半導体からなる
ストライプ状のコンタクト層とを備えていることを特徴
とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記第１導電型半導体基板はｎ型ＧａＡ
ｓ結晶基板であり、前記第１導電型半導体クラッド層は
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ系結晶であり、前記活性層はノンド
ープＡｌＧａＩｎＰ系結晶であり、前記第２導電型半導
体クラッド層はｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系結晶であり、前記
超格子層はｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系結晶であり、前記コン
タクト層はｐ型ＧａＡｓ結晶であることを特徴とする請
求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 第１導電型半導体基板上に第１導電型半
導体クラッド層を形成し、 この第１導電型半導体クラッド層上に活性層を形成し、 この活性層上に第２導電型半導体クラッド層を形成し、 この第２導電型半導体クラッド層上に第２導電型半導体
からなる超格子層を形成し、 この超格子層上に第２導電型半導体からなるコンタクト
層を形成し、 このコンタクト層をストライプ状に整形し、 前記超格子層表面上部から不純物拡散による無秩序化処
理を行うことにより、 拡散領域間に導波路を形成する半導体レーザ装置の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29983693A JPH07154025A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体レーザ装置及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29983693A JPH07154025A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体レーザ装置及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154025A true JPH07154025A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=17877520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29983693A Pending JPH07154025A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 半導体レーザ装置及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07154025A (ja) |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP29983693A patent/JPH07154025A/ja active Pending
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