JPH09199809A - レーザ面の作成方法および装置 - Google Patents
レーザ面の作成方法および装置Info
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0282—Passivation layers or treatments
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価な面の作成方法を実現し、過度に低い酸
素分圧を得る必要なしに充分に低い酸素割合を得るため
に、充分に速く不動態化材料の堆積が可能な不動態化方
法を選択し、最良の結果が得られる操作条件を定義す
る。 【解決手段】 １．レーザ面を開ける操作と、 ２．１０-7ないし１０-8ｍｂａｒ程度の圧力の容器中に
入れた前記レーザ面に、パルスレーザの照射によりクリ
ーニング段階を施す操作と、 ３．同じパルスレーザを使用して、レーザアブラッショ
ンと呼ばれる方法によってケイ素Ｓｉまたは窒化ガリウ
ムＧａＮの堆積により、前記面に、２ないし２０オング
ストロームの厚さが得られるまで、パッシベーション操
作を施す操作とを含むことを特徴とするＩＩＩ−ＩＶ族
を主成分とするレーザ、とりわけＧａＡｓ／ＧａＡｌＡ
ｓポンプレーザ面の作成方法。
素分圧を得る必要なしに充分に低い酸素割合を得るため
に、充分に速く不動態化材料の堆積が可能な不動態化方
法を選択し、最良の結果が得られる操作条件を定義す
る。 【解決手段】 １．レーザ面を開ける操作と、 ２．１０-7ないし１０-8ｍｂａｒ程度の圧力の容器中に
入れた前記レーザ面に、パルスレーザの照射によりクリ
ーニング段階を施す操作と、 ３．同じパルスレーザを使用して、レーザアブラッショ
ンと呼ばれる方法によってケイ素Ｓｉまたは窒化ガリウ
ムＧａＮの堆積により、前記面に、２ないし２０オング
ストロームの厚さが得られるまで、パッシベーション操
作を施す操作とを含むことを特徴とするＩＩＩ−ＩＶ族
を主成分とするレーザ、とりわけＧａＡｓ／ＧａＡｌＡ
ｓポンプレーザ面の作成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＩＩ−ＩＶ族化
合物を主成分とするレーザ、より詳細には０．９８μｍ
のＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓポンプレーザ面の作成に関す
る。以下にこの例について非限定的な例として説明す
る。
合物を主成分とするレーザ、より詳細には０．９８μｍ
のＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓポンプレーザ面の作成に関す
る。以下にこの例について非限定的な例として説明す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓレーザの寿命
は、面の突然かつ非可逆な劣化によって大きく制限され
る。この現象の原因は、一連の出来事、特に、面の欠陥
を含む区域上での坦体の再結合、坦体の再結合によって
生じる加熱の結果として発生するこれら区域内の禁止帯
域幅の減少、さらに帯域幅の減少の結果としてレーザが
発する放射の光学的吸収量の増加が発生する過程によ
る。これらの現象により、レーザ面が加速度的に加熱さ
れ、最終的にレーザ面が非可逆的に破壊される。この破
壊は、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）と呼ば
れる。
は、面の突然かつ非可逆な劣化によって大きく制限され
る。この現象の原因は、一連の出来事、特に、面の欠陥
を含む区域上での坦体の再結合、坦体の再結合によって
生じる加熱の結果として発生するこれら区域内の禁止帯
域幅の減少、さらに帯域幅の減少の結果としてレーザが
発する放射の光学的吸収量の増加が発生する過程によ
る。これらの現象により、レーザ面が加速度的に加熱さ
れ、最終的にレーザ面が非可逆的に破壊される。この破
壊は、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）と呼ば
れる。
【０００３】この破壊は、特にフクダ・ミツオ、オカヤ
ス・マサノブ、テンミョウ・ジロウ、およびナカノ・ジ
ュンイチの論文「Degradation Behavior of 0.98um Str
ained Quantum In Well GaAs/AlGaAs Lasers Under Hig
h Power Operation」、ＩＥＥＥ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、第３０
巻、第２号、１９９４年２月、４７１〜４７６ページに
おいて詳細に観察され研究されている。
ス・マサノブ、テンミョウ・ジロウ、およびナカノ・ジ
ュンイチの論文「Degradation Behavior of 0.98um Str
ained Quantum In Well GaAs/AlGaAs Lasers Under Hig
h Power Operation」、ＩＥＥＥ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、第３０
巻、第２号、１９９４年２月、４７１〜４７６ページに
おいて詳細に観察され研究されている。
【０００４】従って、提起された問題のうちの一つは、
レーザ面上での坦体の再結合を最小にすることである。
この再結合は、面の製造に関わる技術的段階の途中およ
び後に形成する酸化物の存在によって促進される。
レーザ面上での坦体の再結合を最小にすることである。
この再結合は、面の製造に関わる技術的段階の途中およ
び後に形成する酸化物の存在によって促進される。
【０００５】特に欧州特許Ａ−０４１６１９０号では、
酸化を最小にするため、超真空（１０-12ｍｂａｒ程
度）下の劈開によりレーザ面をつくり、パッシベーショ
ン膜の堆積を行う方法が提案された。
酸化を最小にするため、超真空（１０-12ｍｂａｒ程
度）下の劈開によりレーザ面をつくり、パッシベーショ
ン膜の堆積を行う方法が提案された。
【０００６】この方法の実施には大きな投資が必要であ
るため、製造費が高くなる。
るため、製造費が高くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、安価な面の作成方法を実現することである。
は、安価な面の作成方法を実現することである。
【０００８】ケイ素を熱で蒸着させることによりパッシ
ベーション膜をつくる方法が提案されている。この蒸着
技術は、５ないし１０オングストローム程度のパッシベ
ーション膜を得るのに例えば１時間程度というように、
極めて長い時間を必要とするという欠点を有する。さら
に、この技術におけるケイ素の原子は、到達時のエネル
ギーが低いため付着が芳しくない。最後に、この技術に
おいては、ケイ素と同時に酸素が付着するのを防止する
ために、きわめて低い酸素分圧で操作を行う必要があ
る。ケイ素原子１０００個に対し酸素原子が一つである
ような付着を得ようとする場合、１０-12ｍｂａｒ以下
まで酸素分圧を下げる必要があることが計算により得ら
れているが、このようなことは実施不可能であり、再
度、前記に言及したような困難が生じる。
ベーション膜をつくる方法が提案されている。この蒸着
技術は、５ないし１０オングストローム程度のパッシベ
ーション膜を得るのに例えば１時間程度というように、
極めて長い時間を必要とするという欠点を有する。さら
に、この技術におけるケイ素の原子は、到達時のエネル
ギーが低いため付着が芳しくない。最後に、この技術に
おいては、ケイ素と同時に酸素が付着するのを防止する
ために、きわめて低い酸素分圧で操作を行う必要があ
る。ケイ素原子１０００個に対し酸素原子が一つである
ような付着を得ようとする場合、１０-12ｍｂａｒ以下
まで酸素分圧を下げる必要があることが計算により得ら
れているが、このようなことは実施不可能であり、再
度、前記に言及したような困難が生じる。
【０００９】本発明の第二の目的は、過度に低い酸素分
圧を得る必要なしに充分に低い酸素割合を得るために、
充分に速くパッシベーション材料の堆積が可能なパッシ
ベーション方法を選択することである。
圧を得る必要なしに充分に低い酸素割合を得るために、
充分に速くパッシベーション材料の堆積が可能なパッシ
ベーション方法を選択することである。
【００１０】Gabgyu Lim、Jaeho Lee、Gueorugi Parkお
よびTaeil Timによる論文「Novel technique for fabri
cating Non Absorbing Mirror Laser」、XIV IEE Semic
onductor Laser Conferencem 19-23、１９９４年９月に
は、劈開されたばかりのレーザ面をアニールによって処
理するためのエキシマレーザの使用が記載されている。
この文書は、面の処理エネルギーについては言及してい
ない。
よびTaeil Timによる論文「Novel technique for fabri
cating Non Absorbing Mirror Laser」、XIV IEE Semic
onductor Laser Conferencem 19-23、１９９４年９月に
は、劈開されたばかりのレーザ面をアニールによって処
理するためのエキシマレーザの使用が記載されている。
この文書は、面の処理エネルギーについては言及してい
ない。
【００１１】本発明の第三の目的は、最良の結果が得ら
れる操作条件を定義することである。
れる操作条件を定義することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、 １．レーザ面を開ける操作と、 ２．１０-7ないし１０-8ｍｂａｒ程度の圧力の容器中に
入れた前記レーザ面に、パルスレーザの照射によりクリ
ーニング段階を施す操作と、 ３．同じパルスレーザを使用して、レーザアブラッショ
ンと呼ばれる方法によってケイ素Ｓｉまたは窒化ガリウ
ムＧａＮの堆積により、前記面に、２ないし２０オング
ストロームの厚さが得られるまで、パッシベーションを
施す操作とを含むことを特徴とするＩＩＩ−ＩＶ族を主
成分とするレーザ面の作成方法を対象とする。
入れた前記レーザ面に、パルスレーザの照射によりクリ
ーニング段階を施す操作と、 ３．同じパルスレーザを使用して、レーザアブラッショ
ンと呼ばれる方法によってケイ素Ｓｉまたは窒化ガリウ
ムＧａＮの堆積により、前記面に、２ないし２０オング
ストロームの厚さが得られるまで、パッシベーションを
施す操作とを含むことを特徴とするＩＩＩ−ＩＶ族を主
成分とするレーザ面の作成方法を対象とする。
【００１３】操作２は操作１と同じ容器内で行うと有利
である。
である。
【００１４】堆積が窒化ガリウムである場合に、この堆
積は、ＥＣＲプラズマの生成をともなう窒素雰囲気内の
液体ガリウムターゲットのレーザアブラッションによっ
て行われる。
積は、ＥＣＲプラズマの生成をともなう窒素雰囲気内の
液体ガリウムターゲットのレーザアブラッションによっ
て行われる。
【００１５】本発明の別の特徴によれば、炭素ＤＬＣ、
炭化ケイ素ＳｉＣ、あるいは窒化ケイ素Ｓｉ3Ｎ4など、
処理すべきレーザの波長は通すが酸素は通さず、１ない
し５Ｊ／ｃｍ2のフルエンスで動作する同一のパルスレ
ーザによってつくられる皮膜を、数十オングストローム
の厚さが得られるまで前記面に追加堆積させる。
炭化ケイ素ＳｉＣ、あるいは窒化ケイ素Ｓｉ3Ｎ4など、
処理すべきレーザの波長は通すが酸素は通さず、１ない
し５Ｊ／ｃｍ2のフルエンスで動作する同一のパルスレ
ーザによってつくられる皮膜を、数十オングストローム
の厚さが得られるまで前記面に追加堆積させる。
【００１６】前記の追加的堆積はエッチング操作の容器
と同じ容器内で行うと有利である。
と同じ容器内で行うと有利である。
【００１７】本方法の特定の実施態様においては、パル
スレーザは、１０ないし１００Ｈｚのレートにおいて継
続時間が１０ないし３０ナノ秒のパルスで動作するエキ
シマレーザである。
スレーザは、１０ないし１００Ｈｚのレートにおいて継
続時間が１０ないし３０ナノ秒のパルスで動作するエキ
シマレーザである。
【００１８】変形態様においては、パルスレーザは、１
０ないし１００Ｈｚのレートにおいて継続時間が４ない
し６ナノ秒のパルスで動作するネオジムドープＹＡＧレ
ーザである。
０ないし１００Ｈｚのレートにおいて継続時間が４ない
し６ナノ秒のパルスで動作するネオジムドープＹＡＧレ
ーザである。
【００１９】処理すべきレーザが０．９８μｍのＧａＡ
ｓ／ＧＡＡｓＡｌポンプレーザである場合、エッチング
操作時のレーザのフルエンスは７０ないし１２０ｍＪ／
ｃｍ2である。
ｓ／ＧＡＡｓＡｌポンプレーザである場合、エッチング
操作時のレーザのフルエンスは７０ないし１２０ｍＪ／
ｃｍ2である。
【００２０】パッシベーション操作時のレーザのフルエ
ンスは１ないし５Ｊ／ｃｍ2である。
ンスは１ないし５Ｊ／ｃｍ2である。
【００２１】本発明の別の特徴によれば、パッシベーシ
ョン段階の前に、脈動エキシマレーザを使用して、塩素
または臭素雰囲気下で追加のクリーニング段階が行われ
る。
ョン段階の前に、脈動エキシマレーザを使用して、塩素
または臭素雰囲気下で追加のクリーニング段階が行われ
る。
【００２２】雰囲気が塩素雰囲気である場合、圧力は１
０-5ｍｂａｒ程度である。
０-5ｍｂａｒ程度である。
【００２３】その場合、レーザのフルエンスは８０ｍｊ
／ｃｍ2程度である。
／ｃｍ2程度である。
【００２４】本発明はまた、 − 内部において１０-7ないし１０-8の圧力が維持さ
れ、処理されるべきレーザ面が切削されたレーザ格子用
の支持体と、支持体の旋回を可能にする手段と、レーザ
アブラッション技術によって処理すべき少なくとも一つ
のターゲット支持体とを特に含み、更にレーザ光線の通
過用の少なくとも一つの光学窓を備える容器と、 − 前記容器の外側において、フルエンス、発射レー
ト、および処理すべきレーザ面上またはターゲット上の
ビームの向きを調整する手段を具備するレーザとを含む
ことを特徴とする本方法を実施するための装置も対象と
する。
れ、処理されるべきレーザ面が切削されたレーザ格子用
の支持体と、支持体の旋回を可能にする手段と、レーザ
アブラッション技術によって処理すべき少なくとも一つ
のターゲット支持体とを特に含み、更にレーザ光線の通
過用の少なくとも一つの光学窓を備える容器と、 − 前記容器の外側において、フルエンス、発射レー
ト、および処理すべきレーザ面上またはターゲット上の
ビームの向きを調整する手段を具備するレーザとを含む
ことを特徴とする本方法を実施するための装置も対象と
する。
【００２５】本方法を、それを実施するための装置の概
要を示す添付図を参照して説明する。
要を示す添付図を参照して説明する。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明によれば、表面を処理すべ
きレーザの格子（ロッド）は容器１に挿入される。
きレーザの格子（ロッド）は容器１に挿入される。
【００２７】面は、例えば調整雰囲気（例えば窒素な
ど、酸化しない雰囲気）下の劈開、あるいは化学的また
は機械的な総合技術により、０．９８μｍのＧａＡｓ／
ＧａＡｌＡｓレーザ格子にあらかじめ開かれている。一
般的に、例えば、それぞれ第一および第二面を含む１５
ないし２５のレーザを含む格子を処理する。第一面は同
時に処理され、次に第二面が同時に処理される。
ど、酸化しない雰囲気）下の劈開、あるいは化学的また
は機械的な総合技術により、０．９８μｍのＧａＡｓ／
ＧａＡｌＡｓレーザ格子にあらかじめ開かれている。一
般的に、例えば、それぞれ第一および第二面を含む１５
ないし２５のレーザを含む格子を処理する。第一面は同
時に処理され、次に第二面が同時に処理される。
【００２８】図において参照番号２を付した処理すべき
格子は支持体３上に設置される。レーザ面２Ａおよび２
Ｂは連続して処理され、この目的のために、支持体３
は、本方法の実行時希望する角度に従って支持体を旋回
させることができる図示しない手段を具備する。図中で
はこの手段は単に曲線の矢印で示してある。
格子は支持体３上に設置される。レーザ面２Ａおよび２
Ｂは連続して処理され、この目的のために、支持体３
は、本方法の実行時希望する角度に従って支持体を旋回
させることができる図示しない手段を具備する。図中で
はこの手段は単に曲線の矢印で示してある。
【００２９】容器は、容器内に真空を発生し例えば１０
-7ないし１０-8ｍｂａｒ程度の残留真空を維持するため
の手段を具備する。
-7ないし１０-8ｍｂａｒ程度の残留真空を維持するため
の手段を具備する。
【００３０】容器は、レーザアブラッション操作を実施
するためのターゲットを設置することができる少なくと
も一つの別の固定支持体４を含む。
するためのターゲットを設置することができる少なくと
も一つの別の固定支持体４を含む。
【００３１】容器の少なくとも一部分は、外部のレーザ
の放射に対して透明な材質でできている。図中ではこの
部分に１Ａの参照番号が付してある。
の放射に対して透明な材質でできている。図中ではこの
部分に１Ａの参照番号が付してある。
【００３２】容器の外側には、本発明の処理方法に使用
するレーザ５が配設される。レーザは、フルエンス、発
射レート、および、処理すべきレーザ面、あるいはレー
ザアブラッションの場合ターゲットにそのビームが到達
するよう、向きを調整する手段を具備する。
するレーザ５が配設される。レーザは、フルエンス、発
射レート、および、処理すべきレーザ面、あるいはレー
ザアブラッションの場合ターゲットにそのビームが到達
するよう、向きを調整する手段を具備する。
【００３３】本発明の方法は以下の通りである。処理す
べきレーザをその支持体上に設置した後、その面上の酸
化物膜を取り除き、また吸収される可能性のあるあらゆ
る汚染物質を排除するため、即ち、クリーニングのため
にパルスレーザの放射によりレーザ面を照射する。
べきレーザをその支持体上に設置した後、その面上の酸
化物膜を取り除き、また吸収される可能性のあるあらゆ
る汚染物質を排除するため、即ち、クリーニングのため
にパルスレーザの放射によりレーザ面を照射する。
【００３４】パルスレーザは例えば、３５６、３０８、
２４８または１９３ナノメートルの波長で動作するエキ
シマ型である。
２４８または１９３ナノメートルの波長で動作するエキ
シマ型である。
【００３５】その場合のパルスの継続時間は３０ナノ秒
程度である。
程度である。
【００３６】変形態様においては、パルスレーザは、２
６６ナノメートルの波長が得られるネオジムドープ４重
ＹＡＧ型であり、この場合、パルスの継続時間は４ない
し６ナノ秒程度である。
６６ナノメートルの波長が得られるネオジムドープ４重
ＹＡＧ型であり、この場合、パルスの継続時間は４ない
し６ナノ秒程度である。
【００３７】どちらの場合も、本発明によれば、レーザ
のフルエンスの領域は７０ないし１２０ｍＪ／ｃｍ2で
ある。
のフルエンスの領域は７０ないし１２０ｍＪ／ｃｍ2で
ある。
【００３８】使用するレーザおよび選択するフルエンス
によって異なる発射数は、レートが１０ないし１００Ｈ
ｚの場合、１０００ないし２００００である。
によって異なる発射数は、レートが１０ないし１００Ｈ
ｚの場合、１０００ないし２００００である。
【００３９】レーザビームの幅によって、複数のレーザ
格子を同時に処理することが可能であることに注意すべ
きである。
格子を同時に処理することが可能であることに注意すべ
きである。
【００４０】本方法の第二段階は、エッチングされた面
上にパッシベーション材料を堆積させることから成る。
パッシベーション材料はケイ素が好ましいが、窒化ガリ
ウムＧａＮを使用することもできる。
上にパッシベーション材料を堆積させることから成る。
パッシベーション材料はケイ素が好ましいが、窒化ガリ
ウムＧａＮを使用することもできる。
【００４１】有利には、このパッシベーション堆積は、
クリーニングに使用した容器と同じ容器内で行う。その
結果何らの取り扱いが必要でなく、処理コストの軽減に
寄与する。
クリーニングに使用した容器と同じ容器内で行う。その
結果何らの取り扱いが必要でなく、処理コストの軽減に
寄与する。
【００４２】本発明によれば、パッシベーション材料
は、レーザアブラッション（パルスレーザデポジッショ
ン（ＰＬＤ））と呼ばれる方法を使用して作成する。
は、レーザアブラッション（パルスレーザデポジッショ
ン（ＰＬＤ））と呼ばれる方法を使用して作成する。
【００４３】本発明の方法の一特徴によれば、エッチン
グ用のレーザと同じレーザ５を使用し、処理すべきレー
ザ２は、ターゲット４に対向するよう適切な方向が決め
られる。
グ用のレーザと同じレーザ５を使用し、処理すべきレー
ザ２は、ターゲット４に対向するよう適切な方向が決め
られる。
【００４４】ケイ素によるパッシベーションのために、
ターゲット上にケイ素のペレット６を付着させる。処理
用レーザ５はターゲットの方向を向くよう調節され、レ
ーザのフルエンスおよび発射数が調節される。
ターゲット上にケイ素のペレット６を付着させる。処理
用レーザ５はターゲットの方向を向くよう調節され、レ
ーザのフルエンスおよび発射数が調節される。
【００４５】今回はフルエンス条件は１ないし５Ｊ／ｃ
ｍ2である。２ないし２０オングストロームの厚さの堆
積を得るには数回の発射で十分である。
ｍ2である。２ないし２０オングストロームの厚さの堆
積を得るには数回の発射で十分である。
【００４６】堆積させる材質がケイ素である場合、処理
が短時間であるため、容器内の酸素分圧は比較的高い
（１０-8ないし１０-10ｍｂａｒ）にもかかわらず、処
理すべき面に到達する酸素原子の数はきわめて少ない。
が短時間であるため、容器内の酸素分圧は比較的高い
（１０-8ないし１０-10ｍｂａｒ）にもかかわらず、処
理すべき面に到達する酸素原子の数はきわめて少ない。
【００４７】堆積させる材質が窒化ガリウムである場
合、液体ガリウムをターゲット上に置き、容器を１０-3
ないし１０-1ｍｂａｒの窒素分圧を有する窒素雰囲気下
に置くことにより、堆積を実施するのが好ましく、パッ
シベーション膜内に簡単に取り込まれる窒素原子を発生
させるためには、堆積区域内でＥＣＲプラズマが発生す
ることが好ましい。
合、液体ガリウムをターゲット上に置き、容器を１０-3
ないし１０-1ｍｂａｒの窒素分圧を有する窒素雰囲気下
に置くことにより、堆積を実施するのが好ましく、パッ
シベーション膜内に簡単に取り込まれる窒素原子を発生
させるためには、堆積区域内でＥＣＲプラズマが発生す
ることが好ましい。
【００４８】この処理は、前記に説明したパッシベーシ
ョン処理を受けた面に、炭素ＤＬＣ、炭化ケイ素Ｓｉ
Ｃ、あるいは窒化ケイ素Ｓｉ3Ｎ4など、０．９８μｍの
波長は通すが酸素は通さない厚さ数十オングストローム
の材質を堆積させることから成る操作によって終了す
る。
ョン処理を受けた面に、炭素ＤＬＣ、炭化ケイ素Ｓｉ
Ｃ、あるいは窒化ケイ素Ｓｉ3Ｎ4など、０．９８μｍの
波長は通すが酸素は通さない厚さ数十オングストローム
の材質を堆積させることから成る操作によって終了す
る。
【００４９】パッシベーション層がケイ素である場合に
はこの操作は必須である。一方、パッシベーション層が
窒化ガリウムＧａＮである場合にはこの操作は任意であ
る。
はこの操作は必須である。一方、パッシベーション層が
窒化ガリウムＧａＮである場合にはこの操作は任意であ
る。
【００５０】この目的のためにレーザアブラッション法
を使用する。炭素ＤＬＣの堆積を行う場合、熱分解炭素
のターゲットを支持体４上に設置し、炭化ケイ素の堆積
を行う場合は、炭化ケイ素のターゲットを支持体４上に
設置し、窒化ケイ素の堆積を行う場合は、ケイ素のター
ゲットを支持体４上に設置し、容器１内に低圧窒素雰囲
気をつくり、原子状態の窒素が存在することにより窒素
の取り込みを促進するＥＣＲプラズマを発生させる。
を使用する。炭素ＤＬＣの堆積を行う場合、熱分解炭素
のターゲットを支持体４上に設置し、炭化ケイ素の堆積
を行う場合は、炭化ケイ素のターゲットを支持体４上に
設置し、窒化ケイ素の堆積を行う場合は、ケイ素のター
ゲットを支持体４上に設置し、容器１内に低圧窒素雰囲
気をつくり、原子状態の窒素が存在することにより窒素
の取り込みを促進するＥＣＲプラズマを発生させる。
【００５１】レーザ５を適切に調節し、そのフルエンス
を１ないし５Ｊ／ｃｍ2に調節する。数十オングストロ
ームである所望の厚さを得るには数十分で充分である。
を１ないし５Ｊ／ｃｍ2に調節する。数十オングストロ
ームである所望の厚さを得るには数十分で充分である。
【００５２】処理はここでも前回と同じ容器内で行うこ
とが好ましい。
とが好ましい。
【００５３】レーザによる面のクリーニングにより、レ
ーザによる照射中、特に、ヒ素を主成分とする化合物の
放出が原因で、面の表面状態が悪化することがあること
が観察された。本発明によれば、パッシベーション段階
の前に、紫外線レーザの支援を受けて、塩素または臭素
を使用してＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ面のクリーニングに
より、表面を再生する段階が行われるようになってい
る。紫外線レーザによる照射の役割は、レーザパルス間
に形成される塩化物（例えばＧａＣｌ3、ＡｌＣｌx）の
化学的脱離を引き起こすことである。例えば、面は、１
０-5ないし１０-1ｍｂａｒの塩素圧力で紫外線パルスレ
ーザによって照射される。レーザのフルエンスは５．１
０5ないし５．１０6Ｗ／ｃｍ2である。この方法により
表面は正規組成をもち、鏡のように平滑になり、これに
より、表面はパッシベーション段階のための準備ができ
た状態になる。
ーザによる照射中、特に、ヒ素を主成分とする化合物の
放出が原因で、面の表面状態が悪化することがあること
が観察された。本発明によれば、パッシベーション段階
の前に、紫外線レーザの支援を受けて、塩素または臭素
を使用してＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ面のクリーニングに
より、表面を再生する段階が行われるようになってい
る。紫外線レーザによる照射の役割は、レーザパルス間
に形成される塩化物（例えばＧａＣｌ3、ＡｌＣｌx）の
化学的脱離を引き起こすことである。例えば、面は、１
０-5ないし１０-1ｍｂａｒの塩素圧力で紫外線パルスレ
ーザによって照射される。レーザのフルエンスは５．１
０5ないし５．１０6Ｗ／ｃｍ2である。この方法により
表面は正規組成をもち、鏡のように平滑になり、これに
より、表面はパッシベーション段階のための準備ができ
た状態になる。
【００５４】ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓレーザ面は少なく
とも９９％のＡｌＧａＡｓから成る。前記の段階でＡｌ
ＧａＡｓの除去を行うのはこのためであり、ＡｌＧａＡ
ｓの除去レートはＧａＡｓの除去レートよりも高い。
とも９９％のＡｌＧａＡｓから成る。前記の段階でＡｌ
ＧａＡｓの除去を行うのはこのためであり、ＡｌＧａＡ
ｓの除去レートはＧａＡｓの除去レートよりも高い。
【００５５】例えばレーザはＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキ
シマレーザとすることができる。塩素の圧力は１０-5ｍ
ｂａｒである。試料はおおむね８０ｍＪ／ｃｍ2（３．
１０6Ｗ／ｃｍ2）のレーザフルエンスで照射され、周波
数は１０Ｈｚである。このような条件においては、この
段階の継続時間はほぼ１分である。
シマレーザとすることができる。塩素の圧力は１０-5ｍ
ｂａｒである。試料はおおむね８０ｍＪ／ｃｍ2（３．
１０6Ｗ／ｃｍ2）のレーザフルエンスで照射され、周波
数は１０Ｈｚである。このような条件においては、この
段階の継続時間はほぼ１分である。
【００５６】本発明の方法により、ポンプレーザの動作
時間は大幅に増加した。本方法は簡単に工業化すること
ができ、ポンプレーザについて非常に低いコストを実現
することができる。
時間は大幅に増加した。本方法は簡単に工業化すること
ができ、ポンプレーザについて非常に低いコストを実現
することができる。
【００５７】本発明は、詳細に説明した例に限定される
ものではなく、ＩＩＩ−ＩＶ族化合物を主成分とするあ
らゆるレーザに適用される。当業者であれば本文書の教
示に則り、特性パラメータを調節することができよう。
ものではなく、ＩＩＩ−ＩＶ族化合物を主成分とするあ
らゆるレーザに適用される。当業者であれば本文書の教
示に則り、特性パラメータを調節することができよう。
【図１】本発明による方法を実施するための装置の概要
を示す図。
を示す図。
１ 容器 １Ａ 光学窓 ２ 格子 ２Ａ レーザ面 ２Ｂ レーザ面 ３ 支持体 ４ 固定支持体 ５ レーザ ６ ペレット
フロントページの続き (72)発明者 ドミニク・ボコン−ジボ フランス国、75017・パリ、ブウルバー ル・マレシエルブ・132 (72)発明者 シルベヌ・ケルブフ フランス国、94260・フレスネ、アブニ ユ・ドウ・ラ・リベルテ・69
Claims (13)
- 【請求項１】 １．レーザ面を開く操作と、 ２．１０-7ないし１０-8ｍｂａｒ程度の圧力の容器中に
入れた前記レーザ面に、パルスレーザの照射によりクリ
ーニング段階を施す操作と、 ３．同じパルスレーザを使用して、レーザアブラッショ
ンと呼ばれる方法によってケイ素Ｓｉまたは窒化ガリウ
ムＧａＮの堆積により、前記面に、２ないし２０オング
ストロームの厚さが得られるまで、パッシベーション操
作を施す操作とを含むことを特徴とするＩＩＩ−ＩＶ族
を主成分とするレーザ面の作成方法。 - 【請求項２】 操作２が操作１と同じ容器内で行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 堆積が窒化ガリウムである場合に、この
堆積が、ＥＣＲプラズマの生成をともなう窒素雰囲気内
の液体ガリウムターゲットのレーザアブラッションによ
って行われることを特徴とする請求項１または２に記載
の方法。 - 【請求項４】 炭素ＤＬＣ、炭化ケイ素ＳｉＣ、あるい
は窒化ケイ素Ｓｉ3Ｎ4など、処理すべきレーザの波長は
通すが酸素は通さず、１ないし５Ｊ／ｃｍ2のフルエン
スで動作する同一のパルスレーザによってつくられる皮
膜を、数十オングストロームの厚さが得られるまで前記
面に追加堆積させることを特徴とする請求項１から３の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記の追加堆積がクリーニング操作の容
器と同じ容器内で行われることを特徴とする請求項４に
記載の方法。 - 【請求項６】 パルスレーザが、１０ないし１００Ｈｚ
のレートにおいて継続時間が１０ないし３０ナノ秒のパ
ルス動作するエキシマレーザであることを特徴とする請
求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 パルスレーザが、１０ないし１００Ｈｚ
のレートにおいて継続時間が４ないし６ナノ秒のパルス
で動作するネオジムドープＹＡＧレーザであることを特
徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 処理されるレーザが０．９８μｍのＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓＡｌポンプレーザである場合、クリーニ
ング操作時のレーザのフルエンスが７０ないし１２０ｍ
Ｊ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１から７のい
ずれか一項に記載のレーザ面の作成方法。 - 【請求項９】 不動態化操作時のレーザのフルエンスが
１ないし５Ｊ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項８
に記載の方法。 - 【請求項１０】 不動態化段階の前に、脈動エキシマレ
ーザを使用して、塩素または臭素雰囲気下で追加のクリ
ーニング段階が行われることを特徴とする請求項１から
９のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１１】 雰囲気が、圧力が１０-5ｍｂａｒ程度
の塩素雰囲気であることを特徴とする請求項１０に記載
の方法。 - 【請求項１２】 レーザのフルエンスが８０ｍｊ／ｃｍ
2程度であることを特徴とする請求項１０または１１に
記載の方法。 - 【請求項１３】 内部において１０-7ないし１０-8ｍｂ
ａｒの圧力が維持され、処理されるべきレーザ面（２
Ａ、２Ｂ）が切削されたレーザ格子（２）用の支持体
（３）と、支持体の旋回を可能にする手段と、レーザア
ブラッション技術によって処理すべき少なくとも一つの
ターゲット支持体（４）とを特に含み、更に、レーザ光
線の通過用の少なくとも一つの光学窓（１Ａ）を備える
容器（１）と、 前記容器の外側において、フルエンス、発射レート、お
よび処理すべきレーザ面上またはターゲット上のビーム
の向きを調整する手段を具備するレーザ（５）とを含む
ことを特徴とする請求項１から１２に記載の方法を実施
するための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9515397A FR2742926B1 (fr) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Procede et dispositif de preparation de faces de laser |
| FR9515397 | 1995-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199809A true JPH09199809A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=9485884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8331193A Pending JPH09199809A (ja) | 1995-12-22 | 1996-12-11 | レーザ面の作成方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5780120A (ja) |
| EP (1) | EP0783191B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09199809A (ja) |
| DE (1) | DE69607450T2 (ja) |
| FR (1) | FR2742926B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69835216T2 (de) | 1997-07-25 | 2007-05-31 | Nichia Corp., Anan | Halbleitervorrichtung aus einer nitridverbindung |
| EP0898345A3 (en) * | 1997-08-13 | 2004-01-02 | Mitsubishi Chemical Corporation | Compound semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
| WO1999033267A2 (en) * | 1997-12-22 | 1999-07-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Output timebase corrector |
| DE19802298C2 (de) * | 1998-01-22 | 2000-11-23 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Erzielung funktioneller Metall-, Keramik- oder Keramik/Metall-Schichten auf der Innenwand von Hohlkörpern |
| JP3814432B2 (ja) * | 1998-12-04 | 2006-08-30 | 三菱化学株式会社 | 化合物半導体発光素子 |
| JP3770014B2 (ja) | 1999-02-09 | 2006-04-26 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
| WO2000052796A1 (fr) | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Nichia Corporation | Element de laser semiconducteur au nitrure |
| US7112545B1 (en) * | 1999-09-10 | 2006-09-26 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Passivation of material using ultra-fast pulsed laser |
| US6744796B1 (en) | 2000-03-30 | 2004-06-01 | Triquint Technology Holding Co. | Passivated optical device and method of forming the same |
| JP4275405B2 (ja) * | 2000-08-22 | 2009-06-10 | 三井化学株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| US6734111B2 (en) * | 2001-08-09 | 2004-05-11 | Comlase Ab | Method to GaAs based lasers and a GaAs based laser |
| US6812152B2 (en) * | 2001-08-09 | 2004-11-02 | Comlase Ab | Method to obtain contamination free laser mirrors and passivation of these |
| JP4006226B2 (ja) * | 2001-11-26 | 2007-11-14 | キヤノン株式会社 | 光学素子の製造方法、光学素子、露光装置及びデバイス製造方法及びデバイス |
| US7767272B2 (en) * | 2007-05-25 | 2010-08-03 | Imra America, Inc. | Method of producing compound nanorods and thin films |
| DE102007062050B4 (de) | 2007-09-28 | 2019-06-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser und Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers |
| TWI362769B (en) | 2008-05-09 | 2012-04-21 | Univ Nat Chiao Tung | Light emitting device and fabrication method therefor |
| DE102009054912A1 (de) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | M2K-Laser Gmbh | Hochleistungs-Diodenlaser und Verfahren zum Herstellen eines Hochleistungs-Diodenlasers |
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|---|---|---|---|---|
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| US4987007A (en) * | 1988-04-18 | 1991-01-22 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for producing a layer of material from a laser ion source |
| EP0416190B1 (en) * | 1989-09-07 | 1994-06-01 | International Business Machines Corporation | Method for mirror passivation of semiconductor laser diodes |
| JPH05311429A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-11-22 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
| JP3255469B2 (ja) * | 1992-11-30 | 2002-02-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ薄膜形成装置 |
-
1995
- 1995-12-22 FR FR9515397A patent/FR2742926B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-11 JP JP8331193A patent/JPH09199809A/ja active Pending
- 1996-12-18 US US08/769,137 patent/US5780120A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-19 DE DE69607450T patent/DE69607450T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-19 EP EP96402817A patent/EP0783191B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| DE69607450D1 (de) | 2000-05-04 |
| FR2742926A1 (fr) | 1997-06-27 |
| US5780120A (en) | 1998-07-14 |
| EP0783191A1 (fr) | 1997-07-09 |
| FR2742926B1 (fr) | 1998-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051130 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060425 |