JPH09246665A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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- JPH09246665A JPH09246665A JP5313496A JP5313496A JPH09246665A JP H09246665 A JPH09246665 A JP H09246665A JP 5313496 A JP5313496 A JP 5313496A JP 5313496 A JP5313496 A JP 5313496A JP H09246665 A JPH09246665 A JP H09246665A
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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
- H01S5/20—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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
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Abstract
層の一部をエッチングによって逆メサ形状のリッジに形
成する際、リッジ部側壁に(111) 面が露出しないように
する。 【解決手段】 n-GaAs基板1上にn-InGaP クラッド層
2、GaAsバリヤ層3、InGaAsウェル層4、GaAsバリヤ層
5、p-InGaP クラッド層6、p-GaAsエッチングストップ
層7、p-InGaP クラッド層8、p-GaAsキャップ層9を連
続成長し、絶縁膜をマスクとして、p-GaAsキャップ層9
およびp-InGaP クラッド層8を順次選択エッチングす
る。この際、p-GaAsキャップ層9のエッチングには硝酸
を用い、P-InGaP クラッド層8のエッチングには塩酸と
酢酸の混合酸を用いて、逆メサ形状のリッジをその両側
面がリッジ長さ方向に垂直な面において凹面状となるよ
うに形成する。
Description
に、上面に逆メサ状のリッジを有する半導体レーザの層
構造およびその製造方法に関するものである。
および医療等の分野における光源として半導体発光装置
が用いられており、単一波長の高出力の光ビームを得る
試みが種々なされている。
する半導体レーザにおいて、そのビーム品質の向上を図
ることは情報・画像処理の高機能化に有効である。そし
てそれを実現する一方策としてレーザの単一横モード化
が考えられている。従来この単一横モード化を果たすた
めには、発光層となる活性層を含んだ半導体多層構造を
絶縁膜等をマスクとして活性層手前までエッチングして
リッジを形成した後、電流阻止層を再成長して一部の領
域にのみ電流を注入することにより横モード制御を行っ
ていた。
にその作製の点においても非常に重要なパラメータとな
っている。例えば、このリッジが図3に示すような順メ
サ形状(順テーパの台形状)8の場合、電流の通る半導
体層領域が発光領域部よりも狭くなってしまうために素
子抵抗が大きくなってしまうことが欠点であった。
4に示すような逆メサ形状(逆テーパの台形状)8とす
ることにより素子抵抗を低減することが考えられた。
ッジはそれ自身を作製することは容易であるが、通常の
液層エッチングにより逆メサを形成すると、側面に結晶
の(111) 面が露出したリッジが形成されてしまうため、
次に再成長により半導体層を埋め込むことが困難であっ
た。この(111) 面への結晶成長は非常に難しいことが知
られており、通常の方法で結晶成長を行うとリッジ部側
面へほとんど成長しないという結果になってしまい、そ
のため再現性高く高歩留まりで素子を作製することが困
難となっていた。
あって、リッジ部側面への(111) 面の露出を防ぎ、逆メ
サ形状の結晶成長をさせやすいリッジを作製し、単一横
モードレーザを高歩留まりで提供することを目的とす
る。
は、第一導電型半導体基板上に少なくとも第一導電型ク
ラッド層、活性層および第二導電型クラッド層がこの順
に形成され、前記第二導電型クラッド層の一部に逆メサ
状のリッジが形成され、このリッジの両脇に第一導電型
電流阻止層が形成されている半導体レーザにおいて、前
記リッジの両側面が該リッジの長さ方向に垂直な面内に
おいて凹面状に湾曲していることを特徴とするものであ
る。
合物半導体からなることが好ましく、さらに、前記第一
導電型電流阻止層が半絶縁性半導体により形成されてい
ることが好ましい。
導電型半導体基板上に少なくとも第一導電型クラッド
層、活性層および第二導電型クラッド層をこの順に形成
する工程と、前記第二導電型クラッド層上に絶縁膜を選
択的にストライプ状に形成する工程と、該絶縁膜をマス
クとして第二導電型クラッド層の一部をエッチングして
逆メサ状のリッジを形成する工程と、このリッジの両脇
部に第一導電型電流阻止層を形成する工程を含む半導体
レーザの製造方法において、前記リッジの両側面を該リ
ッジの長さ方向に垂直な面内において凹面状に湾曲させ
て形成する工程を含むことを特徴とするものである。
は、前記第一導電型半導体基板としてIII−V族化合物
半導体基板を用いることが好ましく、さらに、前記第一
導電型電流阻止層を半絶縁性半導体により形成すること
が好ましい。
、AlGaInP およびGaP からなる群から選ばれる半導体
化合物から形成されており、前記第二導電型クラッド層
の一部をエッチングして前記リッジを形成する工程にお
いて、そのエッチング溶液として塩酸と少なくとも一種
類の塩酸以外の酸を含む混合酸を用いることが好まし
く、前記塩酸以外の酸として酢酸あるいはリン酸を用い
ることが好ましい。
リッジの両側面を該リッジの長さ方向に垂直な面内にお
いて凹面状に湾曲させて形成することにより、この側面
にランダムな面方位が現れるようにしてリッジ側面にお
ける再結晶成長を容易に行うことができるようにしたも
のである。
うのは導電機構が互いに異なるものであることを明らか
にするために用いており、例えば、第一導電型がn型に
対応する場合、第二導電型はp型に対応することを意味
する。
の両側面を該リッジの長さ方向に垂直な面内のおいて凹
面状に湾曲させた逆メサ形状に形成することにより、側
面にランダムな面方位が現れるようにして、再結晶成長
の難しい (111)面の露出を防ぎ、再結晶成長を容易に行
うことができる。
、AlGaInP およびGaP からなる群から選ばれる半導体
化合物から形成されている際、この第二導電型クラッド
層をエッチングしてリッジを形成する工程において、エ
ッチング溶液として塩酸と酢酸の混合酸または塩酸とリ
ン酸の混合酸を用いることにより、リッジを前記凹面状
に湾曲させた逆メサ形状に形成することができる。
状にすることにより、再結晶成長が容易となり、単一横
モードレーザを高歩留まりで提供することが可能とな
る。
の形態について説明する。
半導体レーザの層構造を示す断面図であり、図2はその
製造過程を示す図である(図2においては図1と同等の
符号は省略した)。
aPクラッド層(第一導電型クラッド層)2、GaAsバリヤ
層3、InGaAsウェル層4、GaAsバリヤ層5、p-InGaP ク
ラッド層(第二導電型クラッド層)6、p-GaAsエッチン
グストップ層7、p-InGaP クラッド層(第二導電型クラ
ッド層)8およびp-GaAsキャップ層9を連続成長させ
る。
ャップ層9上に選択的にストライプ状に形成する。スト
ライプの方位は、<011> 方向に平行とする。そしてこの
絶縁膜12をマスクとしてp-GaAsキャップ層9、p-InGaP
クラッド層8を順次選択エッチングする(図2
(a))。この際、p-GaAsキャップ層のエッチングには
硝酸を用い、p-InGaP クラッド層のエッチングにはモル
比1:1の塩酸と酢酸の混合酸を用いる。この混合酸は
InGaP のみを選択的にエッチングし、リッジ形成の際に
逆メサを形成し、かつそのリッジ両側面を該リッジの長
さ方向に垂直な面において凹面状に湾曲させる効果があ
る。
阻止層10、p-GaAsキャップ層11を成長し(図2
(b))、絶縁膜を除去した後、p側、n側に電極を形
成して半導体レーザを作製する。
ッド層8を塩酸と酢酸との混合酸でエッチングすること
により、(111) 面の露出を抑えた凹面状に湾曲した逆メ
サリッジを形成することができる。
ヤ層等を形成する化合物半導体を以下の組成の半導体を
用いて構成することもできる。
バリヤ層3、InGaP ウェル層4、AlGaInP バリヤ層5、
p-AlGaInP クラッド層6、p-GaAsエッチングストップ層
7、p-AlGaInP クラッド層8およびp-GaAsキャップ層9
とする。この場合、エッチングマスクとして用いられる
絶縁膜12としてSiNxを用い、p-GaAsキャップ層9のエッ
チングには硝酸を、p-AlGaInP クラッド層8のエッチン
グにはモル比1:1の塩酸とリン酸の混合酸を用いる。
この混合酸はAlGaInP のみを選択的にエッチングし、か
つリッジ形成の際に逆メサを形成し、かつそのリッジ両
側面を該リッジの長さ方向に垂直な面において凹面状に
湾曲させる効果がある。なお、電流阻止層10、キャップ
層11にはそれぞれ、n-GaAs、p-GaAsを用いる。
塩酸とリン酸との混合酸でエッチングすることにより、
(111) 面の露出を抑えた凹面状に湾曲した逆メサリッジ
を形成することができる。
体レーザにおいてはそのリッジ両側面を該リッジの長さ
方向に垂直な面において凹面状に湾曲した逆メサ形状に
形成することにより、側面にランダムな面方位が現れる
ようにして、再結晶成長の難しい (111)面の露出を防
ぎ、再結晶成長を容易に行うことができる。
図
チング過程を説明する概略図
レーザの断面概略図
体レーザの断面概略図
Claims (9)
- 【請求項1】 第一導電型半導体基板上に少なくとも第
一導電型クラッド層、活性層および第二導電型クラッド
層がこの順に形成され、前記第二導電型クラッド層の一
部に逆メサ状のリッジが形成され、このリッジの両脇に
第一導電型電流阻止層が形成されている半導体レーザに
おいて、 前記リッジの両側面が該リッジの長さ方向に垂直な面内
において凹面状に湾曲していることを特徴とする半導体
レーザ。 - 【請求項2】 前記第一導電型半導体基板がIII−V族
化合物半導体からなることを特徴とする請求項1記載の
半導体レーザ。 - 【請求項3】 前記第一導電型電流阻止層が半絶縁性半
導体により形成されていることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の半導体レーザ。 - 【請求項4】 第一導電型半導体基板上に少なくとも第
一導電型クラッド層、活性層および第二導電型クラッド
層をこの順に形成する工程と、前記第二導電型クラッド
層上に絶縁膜を選択的にストライプ状に形成する工程
と、該絶縁膜をマスクとして第二導電型クラッド層の一
部をエッチングして逆メサ状のリッジを形成する工程
と、このリッジの両脇部に第一導電型電流阻止層を形成
する工程を含む半導体レーザの製造方法において、 前記リッジの両側面を該リッジの長さ方向に垂直な面内
において凹面状に湾曲させて形成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。 - 【請求項5】 前記第一導電型半導体基板としてIII−
V族化合物半導体基板を用いることを特徴とする請求項
4記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項6】 前記第一導電型電流阻止層を半絶縁性半
導体により形成することを特徴とする請求項4または5
記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項7】 前記第二導電型クラッド層がInGaP 、Al
GaInP およびGaP からなる群から選ばれる半導体化合物
から形成されており、 前記第二導電型クラッド層の一部をエッチングして前記
リッジを形成する工程において、そのエッチング溶液と
して塩酸と少なくとも一種類の塩酸以外の酸を含む混合
酸を用いることを特徴とした請求項4から6いずれか記
載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項8】 前記塩酸以外の酸が酢酸であることを特
徴とする請求項7記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項9】 前記塩酸以外の酸がリン酸であることを
特徴とする請求項7記載の半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (3)
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JP5313496A JPH09246665A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
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US09/009,726 US5963786A (en) | 1996-03-11 | 1998-01-21 | Method of making semiconductor laser with inverted mesa shaped ridge with cervical surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5313496A JPH09246665A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09246665A true JPH09246665A (ja) | 1997-09-19 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5313496A Pending JPH09246665A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (2)
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US (2) | US5974067A (ja) |
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Families Citing this family (2)
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JPH0936474A (ja) * | 1995-07-14 | 1997-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
JPH0964452A (ja) * | 1995-08-18 | 1997-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置,及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP5313496A patent/JPH09246665A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-11 US US08/815,083 patent/US5974067A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-21 US US09/009,726 patent/US5963786A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Written amendment |
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