JPH1070338A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子の製造方法Info
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- JPH1070338A JPH1070338A JP21289697A JP21289697A JPH1070338A JP H1070338 A JPH1070338 A JP H1070338A JP 21289697 A JP21289697 A JP 21289697A JP 21289697 A JP21289697 A JP 21289697A JP H1070338 A JPH1070338 A JP H1070338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振器端面に窓層を有する半導体レーザ素子
であって、活性層のある共振器端面上に成長する窓層の
モロホロジーを良好なものとする。 【解決手段】 （００１）基板上に活性層を含む積層構
造を形成した半導体レーザを内部構造とし、その（１１
０）共振器端面に、活性層より禁制帯幅の大きな半導体
層を気相成長法によって窓層を形成する構造の半導体レ
ーザ素子の製造方法であって、該窓層形成時に、該（０
０１）積層構造成長面上に誘電体膜を形成し、該（１１
０）共振器端面への該窓層の成長速度よりも該（００
１）積層構造成長面上の該誘電体膜ヘの成長速度を遅く
することにより、該積層構造成長面と該共振器端面との
角部における異常成長を抑制したことを特徴とするもの
である。
であって、活性層のある共振器端面上に成長する窓層の
モロホロジーを良好なものとする。 【解決手段】 （００１）基板上に活性層を含む積層構
造を形成した半導体レーザを内部構造とし、その（１１
０）共振器端面に、活性層より禁制帯幅の大きな半導体
層を気相成長法によって窓層を形成する構造の半導体レ
ーザ素子の製造方法であって、該窓層形成時に、該（０
０１）積層構造成長面上に誘電体膜を形成し、該（１１
０）共振器端面への該窓層の成長速度よりも該（００
１）積層構造成長面上の該誘電体膜ヘの成長速度を遅く
することにより、該積層構造成長面と該共振器端面との
角部における異常成長を抑制したことを特徴とするもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高出力半導体レーザ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置、レーザプリンタ装置等
の光源として半導体レーザが幅広く利用されている。そ
の場合、光ディスク装置、レーザプリンタ装置の高性能
化のためには、半導体レーザの高出力化、高信頼性が要
求される。
の光源として半導体レーザが幅広く利用されている。そ
の場合、光ディスク装置、レーザプリンタ装置の高性能
化のためには、半導体レーザの高出力化、高信頼性が要
求される。
【０００３】ＡｌＧａＡｓ系材料を用いた半導体レーザ
は、３０ｍＷから４０ｍＷの高出力が得られるため、現
在各装置に利用されている。しかし、半導体レーザを更
に高出力で動作させると、共振器端面で劣化が生じる。
それは、光出射端面で表面準位を介した非発光再結合が
起こり、局部的に発熱が生じることに起因する。端面温
度が上昇すると、その発熱により端面部の禁制帯幅が縮
小して、光吸収が増し、その光吸収により発生したキャ
リアが表面準位を介して非発光再結合するため、端面温
度はさらに上昇する。この過程が繰り返されると、端面
が溶融して劣化が生じる。これを改善する方法として、
出射端面にレーザの活性層よりも大きな禁制帯幅を有す
る半導体結晶を成長する構造が種々の機関から提案され
ている。
は、３０ｍＷから４０ｍＷの高出力が得られるため、現
在各装置に利用されている。しかし、半導体レーザを更
に高出力で動作させると、共振器端面で劣化が生じる。
それは、光出射端面で表面準位を介した非発光再結合が
起こり、局部的に発熱が生じることに起因する。端面温
度が上昇すると、その発熱により端面部の禁制帯幅が縮
小して、光吸収が増し、その光吸収により発生したキャ
リアが表面準位を介して非発光再結合するため、端面温
度はさらに上昇する。この過程が繰り返されると、端面
が溶融して劣化が生じる。これを改善する方法として、
出射端面にレーザの活性層よりも大きな禁制帯幅を有す
る半導体結晶を成長する構造が種々の機関から提案され
ている。
【０００４】その一例として端面成長窓型レーザを示
す。内部の半導体レーザは、ＧａＡｓ基板上に液相成長
法または気相成長法などの公知の成長法を用いてＧａＡ
ｓ活性層またはＡｌＧａＡｓ活性層を含む積層構造を形
成したもので、ここでは、活性層を含む積層構造内にダ
ブルヘテロ構造を有するＶＳＩＳレーザ（V-channeledS
ubstrate Inner Stripe Laser:Appl. Phys. Lett., 40,
372(1982)）を示した（図１４）。窓層再成長方法とし
て、半導体レーザウエハに共振器端面を形成し、ＭＯＣ
ＶＤ装置のサセプタ上に、積層構造成長面側を上向きに
して、基板側を下向きにしてセットし、共振器端面上
に、活性層（ＡｌXＧａ1-XＡｓ層）よりも禁制帯幅の大
きいノンドーブＡｌZＧａ1-ZＡｓ層（Ｚ＞Ｘ）を再成長
し、端面再成長窓型レーザを作製する。
す。内部の半導体レーザは、ＧａＡｓ基板上に液相成長
法または気相成長法などの公知の成長法を用いてＧａＡ
ｓ活性層またはＡｌＧａＡｓ活性層を含む積層構造を形
成したもので、ここでは、活性層を含む積層構造内にダ
ブルヘテロ構造を有するＶＳＩＳレーザ（V-channeledS
ubstrate Inner Stripe Laser:Appl. Phys. Lett., 40,
372(1982)）を示した（図１４）。窓層再成長方法とし
て、半導体レーザウエハに共振器端面を形成し、ＭＯＣ
ＶＤ装置のサセプタ上に、積層構造成長面側を上向きに
して、基板側を下向きにしてセットし、共振器端面上
に、活性層（ＡｌXＧａ1-XＡｓ層）よりも禁制帯幅の大
きいノンドーブＡｌZＧａ1-ZＡｓ層（Ｚ＞Ｘ）を再成長
し、端面再成長窓型レーザを作製する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１５に示すように、
再成長ウエハの基板側を下向きに積層構造成長面側を上
向きにしてサセプタ上にセットし、ＭＯＣＶＤ法によっ
て、共振器端面（１１０）面１０７上に窓層（ＡｌZＧ
ａ1-ZＡｓ層）１２０を再成長する時、目的とする共振
器端面（１１０）面１０７上への成長と共に、積層構造
成長面（００１）面１０８上への窓層（積層構造成長面
上成長）１２２の成長が行われるため、２つの窓層１２
０と１２２との成長が重なり合う共振器端面と積層構造
成長面との角部で欠陥を多く含む異常成長１２３が起こ
る。このため、図１５、１６に示すように共振器端面の
活性層位置が、窓層の異常成長領域１２３にあたる端面
再成長窓型レーザが出来る。このような半導体レーザで
は、出射光に対して、散乱ロスや横モードの乱れ等が、
発生することとなる。また、これの素子化においては、
積層構造成長面（００１）面上にもノンドーブＡｌZＧ
ａ1-ZＡｓ層が成長しているので、これを電極付け前に
取り去る必要があるが、共振器端面（１１０）面上に成
長しているＡｌZＧａ1-ZＡｓ層を取らずに、積層構造成
長面１０８上に成長しているＡｌZＧａ1-ZＡｓ層を取り
去るには、複雑な工程を要する。
再成長ウエハの基板側を下向きに積層構造成長面側を上
向きにしてサセプタ上にセットし、ＭＯＣＶＤ法によっ
て、共振器端面（１１０）面１０７上に窓層（ＡｌZＧ
ａ1-ZＡｓ層）１２０を再成長する時、目的とする共振
器端面（１１０）面１０７上への成長と共に、積層構造
成長面（００１）面１０８上への窓層（積層構造成長面
上成長）１２２の成長が行われるため、２つの窓層１２
０と１２２との成長が重なり合う共振器端面と積層構造
成長面との角部で欠陥を多く含む異常成長１２３が起こ
る。このため、図１５、１６に示すように共振器端面の
活性層位置が、窓層の異常成長領域１２３にあたる端面
再成長窓型レーザが出来る。このような半導体レーザで
は、出射光に対して、散乱ロスや横モードの乱れ等が、
発生することとなる。また、これの素子化においては、
積層構造成長面（００１）面上にもノンドーブＡｌZＧ
ａ1-ZＡｓ層が成長しているので、これを電極付け前に
取り去る必要があるが、共振器端面（１１０）面上に成
長しているＡｌZＧａ1-ZＡｓ層を取らずに、積層構造成
長面１０８上に成長しているＡｌZＧａ1-ZＡｓ層を取り
去るには、複雑な工程を要する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
半導体レーザ素子の製造方法は、（００１）基板上に活
性層を含む積層構造を形成した半導体レーザを内部構造
とし、その（１１０）共振器端面に、活性層より禁制帯
幅の大きな半導体層を気相成長法によって窓層を形成す
る構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、該窓層
形成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電体膜を
形成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成長速度
よりも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体膜ヘの
成長速度を遅くすることにより、該積層構造成長面と該
共振器端面との角部における異常成長を抑制したことを
特徴とするものである。
半導体レーザ素子の製造方法は、（００１）基板上に活
性層を含む積層構造を形成した半導体レーザを内部構造
とし、その（１１０）共振器端面に、活性層より禁制帯
幅の大きな半導体層を気相成長法によって窓層を形成す
る構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、該窓層
形成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電体膜を
形成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成長速度
よりも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体膜ヘの
成長速度を遅くすることにより、該積層構造成長面と該
共振器端面との角部における異常成長を抑制したことを
特徴とするものである。
【０００７】また、本発明の請求項２記載の半導体レー
ザ素子の製造方法は、前記誘電体膜がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3又はＳｉＮ（窒化シリコン）から成ることを特徴とす
るものである。
ザ素子の製造方法は、前記誘電体膜がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3又はＳｉＮ（窒化シリコン）から成ることを特徴とす
るものである。
【０００８】さらに、本発明の請求項３記載の半導体レ
ーザ素子の製造方法は、前記共振器端面の形成に、ヘき
開法、ドライエッチング法または化学エッチング法を用
いることを特徴とするものである。
ーザ素子の製造方法は、前記共振器端面の形成に、ヘき
開法、ドライエッチング法または化学エッチング法を用
いることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態より
なる第１の例について述べる。図１は本発明の製造方法
により得られる半導体レーザ素子の実施例を示す。本実
施例ではＶＳＩＳレーザを内部構造とし、その共振器端
面上に窓層を再成長する工程を述べる。ＶＳＩＳレーザ
を内部構造とする点は、従来例で示したものと同じであ
り、そのＶＳＩＳレーザの構造は図１４に示す。まず、
内部ストライプ型レーザであるＶＳＩＳレーザの形成に
ついて簡単に脱明し、その後、本発明の窓層再成長に関
する製造方法について述べる。ｐ−ＧａＡｓ基板１００
上に、ＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法で、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層１０１を成長し、基板１００に達するス
トライプ状のＶ溝１０２をホトリソグラフィ法と化学エ
ッチングによって形成する。次にＬＰＥ法でｐ−Ａｌ
0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層１０３とＶ溝１０２を平坦
に埋めるように成長し、ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性
層１０４、ｎ−Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層１０
５、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層１０６を順次成長する。
以上により内部構造となるＶＳＩＳレーザを作製する
（図１４）。
なる第１の例について述べる。図１は本発明の製造方法
により得られる半導体レーザ素子の実施例を示す。本実
施例ではＶＳＩＳレーザを内部構造とし、その共振器端
面上に窓層を再成長する工程を述べる。ＶＳＩＳレーザ
を内部構造とする点は、従来例で示したものと同じであ
り、そのＶＳＩＳレーザの構造は図１４に示す。まず、
内部ストライプ型レーザであるＶＳＩＳレーザの形成に
ついて簡単に脱明し、その後、本発明の窓層再成長に関
する製造方法について述べる。ｐ−ＧａＡｓ基板１００
上に、ＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法で、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層１０１を成長し、基板１００に達するス
トライプ状のＶ溝１０２をホトリソグラフィ法と化学エ
ッチングによって形成する。次にＬＰＥ法でｐ−Ａｌ
0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層１０３とＶ溝１０２を平坦
に埋めるように成長し、ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ活性
層１０４、ｎ−Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層１０
５、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層１０６を順次成長する。
以上により内部構造となるＶＳＩＳレーザを作製する
（図１４）。
【００１０】次に、本発明の窓層の再成長方法について
述べる。内部構造となるＶＳＩＳレーザウエハに、へき
開法により共振器端面１０７を形成し、その端面上に有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、キャリア濃
度１０17ｃｍ-3以下の高抵抗Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層１２
０を成長する。この時、本発明では図２に示すように、
ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に、積層構造成長面側を下
向きにしサセプタと密着させてセットし、窓層の再成長
を行う。積層構造成長面上は、サセプタと密着しており
窓層が成長することはなく、共振器端面上に成長する１
２０と基板表面に成長する１２１の両層のみの成長とな
る。これら両層が重なり合う基板角部では、欠陥が多数
発生するような異常成長１２３が起こるが、活性層のあ
る共振器端面はこの位置より離れているので異常成長の
影響を受けず、この活性層上の共振器端面上の再成長窓
層の表面モホロジーは良好なものとなる。ＭＯＣＶＤ法
による窓層再成長後、基板上に成長した窓層Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓの除去を行う。その方法としては研磨もしく
は化学エッチングにより行う（図３）。ダブルヘテロ層
成長面側の表面は、サセプタと密着していたため窓層は
成長していないので除去の工程は不要である。（もしく
は、極微少のため硫酸系エッチャント（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2
０2：Ｈ2Ｏ＝５：１０：１００）等で簡単に除去でき
る。）その後、ｐ−ＧａＡｓ基板１００側とｎ−ＧａＡ
ｓコンタクト層１０６側の表面にｐ型電極１４０とｎ型
電極１４１を形成する。共振器端面上に成長した窓層
（Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層）の上にＡｌ2０3等の端面保護
膜１４２、１４２’を形成し端面反射率を制御する（図
４）。
述べる。内部構造となるＶＳＩＳレーザウエハに、へき
開法により共振器端面１０７を形成し、その端面上に有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、キャリア濃
度１０17ｃｍ-3以下の高抵抗Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層１２
０を成長する。この時、本発明では図２に示すように、
ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に、積層構造成長面側を下
向きにしサセプタと密着させてセットし、窓層の再成長
を行う。積層構造成長面上は、サセプタと密着しており
窓層が成長することはなく、共振器端面上に成長する１
２０と基板表面に成長する１２１の両層のみの成長とな
る。これら両層が重なり合う基板角部では、欠陥が多数
発生するような異常成長１２３が起こるが、活性層のあ
る共振器端面はこの位置より離れているので異常成長の
影響を受けず、この活性層上の共振器端面上の再成長窓
層の表面モホロジーは良好なものとなる。ＭＯＣＶＤ法
による窓層再成長後、基板上に成長した窓層Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓの除去を行う。その方法としては研磨もしく
は化学エッチングにより行う（図３）。ダブルヘテロ層
成長面側の表面は、サセプタと密着していたため窓層は
成長していないので除去の工程は不要である。（もしく
は、極微少のため硫酸系エッチャント（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2
０2：Ｈ2Ｏ＝５：１０：１００）等で簡単に除去でき
る。）その後、ｐ−ＧａＡｓ基板１００側とｎ−ＧａＡ
ｓコンタクト層１０６側の表面にｐ型電極１４０とｎ型
電極１４１を形成する。共振器端面上に成長した窓層
（Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層）の上にＡｌ2０3等の端面保護
膜１４２、１４２’を形成し端面反射率を制御する（図
４）。
【００１１】以上のように窓層成長法を改善することに
よって、発振領域のある出射端面での窓層の結晶性が向
上し、鏡面となったため、従来、活性層の窓層に発生す
る欠陥によって生じていた横モードの乱れを無くすこと
ができた。従来の窓層成長法によるＦＦＰ（far-field
pattern）の水平モードと本実施例窓層成長法でのＦＦ
Ｐ水平モードを図５、６に示す。
よって、発振領域のある出射端面での窓層の結晶性が向
上し、鏡面となったため、従来、活性層の窓層に発生す
る欠陥によって生じていた横モードの乱れを無くすこと
ができた。従来の窓層成長法によるＦＦＰ（far-field
pattern）の水平モードと本実施例窓層成長法でのＦＦ
Ｐ水平モードを図５、６に示す。
【００１２】図７に、本発明の一実施の形態よりなる第
２の例を示す。積層構造成長面上への窓層となる半導体
層の成長を抑制するために成長防止治具１３１を積層構
造成長面上に乗せることによって、活性層のある共振器
端面上に成長する窓層１２０の表面モホロジーを良好な
ものとする。
２の例を示す。積層構造成長面上への窓層となる半導体
層の成長を抑制するために成長防止治具１３１を積層構
造成長面上に乗せることによって、活性層のある共振器
端面上に成長する窓層１２０の表面モホロジーを良好な
ものとする。
【００１３】図８〜１０に、本発明の一実施の形態より
なる第３の例を示す。へき開面を出した共振器長幅のバ
ー状ウエハ（レーザーバー）１０９を固定用治具１３２
で固定し窓層の成長を行う。積層構造成長面は固定用治
具と密着させる、もしくは、成長防止治具１３１と密着
させて、積層構造成長面上への窓層成長を抑える。固定
用治具及び先の成長防止治具の材料としては、カーボ
ン、ＰＢＮ、石英、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＰのいずれで
もよく、また、そのいくつかの組み合わせを使用すれば
良い。
なる第３の例を示す。へき開面を出した共振器長幅のバ
ー状ウエハ（レーザーバー）１０９を固定用治具１３２
で固定し窓層の成長を行う。積層構造成長面は固定用治
具と密着させる、もしくは、成長防止治具１３１と密着
させて、積層構造成長面上への窓層成長を抑える。固定
用治具及び先の成長防止治具の材料としては、カーボ
ン、ＰＢＮ、石英、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＰのいずれで
もよく、また、そのいくつかの組み合わせを使用すれば
良い。
【００１４】図１１に、本発明の一実施の形態よりなる
第４の例を示す。レーザーバー１０９を複数個重ね合わ
せることによって、積層構造成長面上の窓層の成長を抑
える。図１１では、サセプタ１３０上に、レーザーバー
１０９を直接置く方法を示したが、固定用治具に取り付
けても良い。
第４の例を示す。レーザーバー１０９を複数個重ね合わ
せることによって、積層構造成長面上の窓層の成長を抑
える。図１１では、サセプタ１３０上に、レーザーバー
１０９を直接置く方法を示したが、固定用治具に取り付
けても良い。
【００１５】図１２に、本発明の一実施の形態よりなる
第５の例を示す。今までの実施例では、成長防止治具や
固定用治具、サセプタを積層構造成長面に密着させる方
法を示したが、図１２に示すように、積層構造成長面１
０８と成長防止治具１３１とが密着していなくとも、十
分近接していれば、ＭＯＣＶＤ法では積層構造成長面上
に原料ガスが流れにくくなる。そのため積層構造成長面
上の窓層１２２の成長が、共振器端面上の窓層１２０の
成長と比較して十分小さくなり、角部の異常成長１２３
は少なくなる。よって異常成長は活性層上に達すること
なく、活性層のある共振器端面上のモホロジーは良好な
ものとなる。
第５の例を示す。今までの実施例では、成長防止治具や
固定用治具、サセプタを積層構造成長面に密着させる方
法を示したが、図１２に示すように、積層構造成長面１
０８と成長防止治具１３１とが密着していなくとも、十
分近接していれば、ＭＯＣＶＤ法では積層構造成長面上
に原料ガスが流れにくくなる。そのため積層構造成長面
上の窓層１２２の成長が、共振器端面上の窓層１２０の
成長と比較して十分小さくなり、角部の異常成長１２３
は少なくなる。よって異常成長は活性層上に達すること
なく、活性層のある共振器端面上のモホロジーは良好な
ものとなる。
【００１６】図１３に、本発明の一実施の形態よりなる
第６の例を示す。積層構造成長面上にＳｉＯ2１３３も
しくはＡｌ2０3、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の成長防止
膜を形成し、積層構造成長面上への窓層となる半導体層
の成長を無くし、共振器端面上の窓層のモホロジーを良
好なものとする。窓層成長後、成長防止膜を選択的に除
去し、その後電極形成、素子化を行えば、ＦＦＰの乱れ
のない高出力半導体レーザが得られる。
第６の例を示す。積層構造成長面上にＳｉＯ2１３３も
しくはＡｌ2０3、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の成長防止
膜を形成し、積層構造成長面上への窓層となる半導体層
の成長を無くし、共振器端面上の窓層のモホロジーを良
好なものとする。窓層成長後、成長防止膜を選択的に除
去し、その後電極形成、素子化を行えば、ＦＦＰの乱れ
のない高出力半導体レーザが得られる。
【００１７】このように、図１３に示す第６の例の半導
体レーザ素子の製造方法では、（００１）基板上に活性
層を含む積層構造を形成した半導体レーザを内部構造と
し、その（１１０）共振器端面に、活性層より禁制帯幅
の大きな半導体層を気相成長法によって窓層を形成する
構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、該窓層形
成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電体膜を形
成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成長速度よ
りも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体膜ヘの成
長速度を遅くすることにより、該積層構造成長面と該共
振器端面との角部における異常成長を抑制したことを特
徴とするものである。また、本発明の半導体レーザ素子
の製造方法における共振器端面の形成には、ヘき開法、
ドライエッチング法または化学エッチング法が用いられ
る。
体レーザ素子の製造方法では、（００１）基板上に活性
層を含む積層構造を形成した半導体レーザを内部構造と
し、その（１１０）共振器端面に、活性層より禁制帯幅
の大きな半導体層を気相成長法によって窓層を形成する
構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、該窓層形
成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電体膜を形
成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成長速度よ
りも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体膜ヘの成
長速度を遅くすることにより、該積層構造成長面と該共
振器端面との角部における異常成長を抑制したことを特
徴とするものである。また、本発明の半導体レーザ素子
の製造方法における共振器端面の形成には、ヘき開法、
ドライエッチング法または化学エッチング法が用いられ
る。
【００１８】以上の実施例では、内部構造としてＶＳＩ
Ｓレーザについて述ベたが、それ以外の共振器型のレー
ザにおいても同様の効果が得られる。また、活性層がダ
ブルヘテロ構造の場合について述べたが量子井戸構造等
他の構造でも良い。共振器端面の形成方法としてへき開
法以外のドライエッチング法及び化学エッチング法でも
良い。本実施例における半導体レーザはＧａＡｓあるい
は、ＡｌＧａＡｓ活性層を含む積層構造の共振器端面上
へ活性層よりも禁制帯幅の大きなＡｌＧａＡｓ半導体層
を成長する場合を示したが、半導体レーザはＩｎＧａＡ
ｌＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系などの他の材料であっても良
く、また共振器端面上の成長する半導体層も活性層より
も禁制帯幅が大きい材料であれば、ＩｎＧａＡｌＰ系、
ＩｎＧａＡｓＰ系などの他の材料であっても良い。さら
に共振器端面上の再成長法として、ＭＯＣＶＤ法以外の
気相成長法であるＭＢＥ法、ＡＬＥ法、ＭＯＭＢＥ法等
の他の方法を使用してもよい。
Ｓレーザについて述ベたが、それ以外の共振器型のレー
ザにおいても同様の効果が得られる。また、活性層がダ
ブルヘテロ構造の場合について述べたが量子井戸構造等
他の構造でも良い。共振器端面の形成方法としてへき開
法以外のドライエッチング法及び化学エッチング法でも
良い。本実施例における半導体レーザはＧａＡｓあるい
は、ＡｌＧａＡｓ活性層を含む積層構造の共振器端面上
へ活性層よりも禁制帯幅の大きなＡｌＧａＡｓ半導体層
を成長する場合を示したが、半導体レーザはＩｎＧａＡ
ｌＰ系、ＩｎＧａＡｓＰ系などの他の材料であっても良
く、また共振器端面上の成長する半導体層も活性層より
も禁制帯幅が大きい材料であれば、ＩｎＧａＡｌＰ系、
ＩｎＧａＡｓＰ系などの他の材料であっても良い。さら
に共振器端面上の再成長法として、ＭＯＣＶＤ法以外の
気相成長法であるＭＢＥ法、ＡＬＥ法、ＭＯＭＢＥ法等
の他の方法を使用してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
半導体レーザ素子の製造方法によれば、（００１）基板
上に活性層を含む積層構造を形成した半導体レーザを内
部構造とし、その（１１０）共振器端面に、活性層より
禁制帯幅の大きな半導体層を気相成長法によって窓層を
形成する構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、
該窓層形成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電
体膜を形成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成
長速度よりも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体
膜ヘの成長速度を遅くすることにより、該積層構造成長
面と該共振器端面との角部における異常成長を抑制した
ことを特徴とするものであり、共振器端面上の窓層のモ
ホロジーを良好なものとすることができる。窓層成長
後、成長防止膜を選択的に除去し、その後電極形成、素
子化を行えば、ＦＦＰの乱れのない高出力半導体レーザ
を得ることができる。
半導体レーザ素子の製造方法によれば、（００１）基板
上に活性層を含む積層構造を形成した半導体レーザを内
部構造とし、その（１１０）共振器端面に、活性層より
禁制帯幅の大きな半導体層を気相成長法によって窓層を
形成する構造の半導体レーザ素子の製造方法であって、
該窓層形成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電
体膜を形成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成
長速度よりも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体
膜ヘの成長速度を遅くすることにより、該積層構造成長
面と該共振器端面との角部における異常成長を抑制した
ことを特徴とするものであり、共振器端面上の窓層のモ
ホロジーを良好なものとすることができる。窓層成長
後、成長防止膜を選択的に除去し、その後電極形成、素
子化を行えば、ＦＦＰの乱れのない高出力半導体レーザ
を得ることができる。
【００２０】また、本発明の請求項２記載の半導体レー
ザ素子の製造方法によれば、前記誘電体膜がＳｉＯ2、
Ａｌ2Ｏ3又はＳｉＮ（窒化シリコン）から成ることを特
徴とするものであり、前記積層構造成長面と前記共振器
端面との角部における異常成長を確実に抑制することが
できる。また、これらの材料は半導体の前半工程におい
てよく使用される材料であり、取り扱いが容易で且つ取
り扱いに熟知している。
ザ素子の製造方法によれば、前記誘電体膜がＳｉＯ2、
Ａｌ2Ｏ3又はＳｉＮ（窒化シリコン）から成ることを特
徴とするものであり、前記積層構造成長面と前記共振器
端面との角部における異常成長を確実に抑制することが
できる。また、これらの材料は半導体の前半工程におい
てよく使用される材料であり、取り扱いが容易で且つ取
り扱いに熟知している。
【００２１】さらに、本発明の請求項３記載の半導体レ
ーザ素子の製造方法によれば、前記共振器端面の形成
に、ヘき開法、ドライエッチング法または化学エッチン
グ法を用いることを特徴とするものであり、特性の優れ
た共振器端面を容易に作ることができる。
ーザ素子の製造方法によれば、前記共振器端面の形成
に、ヘき開法、ドライエッチング法または化学エッチン
グ法を用いることを特徴とするものであり、特性の優れ
た共振器端面を容易に作ることができる。
【００２２】従って、本発明の半導体レーザは、共振器
端面に活性層より禁制帯幅の大きなＡｌＧａＡｓ半導体
層を成長し窓層とする端面成長窓型レーザであり、角部
での異常成長１２３を抑制して、活性層のある共振器端
面上に成長する窓層のモホロジーを良好なものとするこ
とができる。このことから、窓層を通る出射光に対する
散乱ロスや横モードの乱れ等を無くすことができ、ビー
ム形状の整った発振効率の高い高出力半導体レーザが得
られる。
端面に活性層より禁制帯幅の大きなＡｌＧａＡｓ半導体
層を成長し窓層とする端面成長窓型レーザであり、角部
での異常成長１２３を抑制して、活性層のある共振器端
面上に成長する窓層のモホロジーを良好なものとするこ
とができる。このことから、窓層を通る出射光に対する
散乱ロスや横モードの乱れ等を無くすことができ、ビー
ム形状の整った発振効率の高い高出力半導体レーザが得
られる。
【図１】本発明の端面窓型半導体レーザ素子の実施例の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本第１実施例の窓層成長時のＶ溝内共振器方向
断面図である。
断面図である。
【図３】本第１実施例の素子化工程のＶ溝内共振器方向
断面図である。
断面図である。
【図４】本第１実施例によって作成した素子のＶ溝内共
振器方向断面図である。
振器方向断面図である。
【図５】従来窓層成長層によるレーザのＦＦＰ水平モー
ド図である。
ド図である。
【図６】本実施例成長層によるレーザのＦＦＰ水平モー
ド図である。
ド図である。
【図７】本第２実施例による窓層再成長ウエハのＶ溝内
共振器方向断面図である。
共振器方向断面図である。
【図８】本第３実施例によるレーザーバー固定用治具の
斜視図である。
斜視図である。
【図９】本第３実施例による窓層再成長ウエハのＶ溝内
共振器方向断面図である。
共振器方向断面図である。
【図１０】レーザーバー固定用治具全体図である。
【図１１】本第４実施例による窓層再成長時のＶ溝内共
振器方向断面図である。
振器方向断面図である。
【図１２】本第５実施例による窓層再成長時のＶ溝内共
振器方向断面図である。
振器方向断面図である。
【図１３】本第６実施例による窓層再成長時のＶ溝内共
振器方向断面図である。
振器方向断面図である。
【図１４】ＶＳＩＳレーザウエハ斜視図である。
【図１５】従来例の窓層成長時のＶ溝内共振器方向断面
図である。
図である。
【図１６】従来成長方法での端面窓型半導体レーザ素子
の斜視図である。
の斜視図である。
１００ ｐ−ＧａＡｓ基板 １０１ 電流阻止層 ｎ−ＧａＡｓ １０２ Ｖ溝 １０３ クラッド層 ｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓ（Ｙ＝
０．４５） １０４ 活性層 ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝
０．１５） １０５ クラッド層 ｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓ（Ｙ＝
０．４５） １０６ コンタクト層 ｎ−ＧａＡｓ １０７ 共振器端面 １０８ 積層構造成長面 １０９ レーザーバー １１０ 積層構造部 １２０ 窓層（共振器端面上成長） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １２１ 窓層（基板上成長） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １２２ 窓層（積層構造成長面上成長） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １２３ 窓層（角部成長異常領域） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １３０ サセプタ １３１ 成長防止治具 １３２ レーザーバー固定用治具 １３３ ＳｉＯ2膜 １４０ ｐ型電極 １４１ ｎ型電極 １４２，１４２’ 端面保護膜
０．４５） １０４ 活性層 ｐ−ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝
０．１５） １０５ クラッド層 ｐ−ＡｌYＧａ1-YＡｓ（Ｙ＝
０．４５） １０６ コンタクト層 ｎ−ＧａＡｓ １０７ 共振器端面 １０８ 積層構造成長面 １０９ レーザーバー １１０ 積層構造部 １２０ 窓層（共振器端面上成長） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １２１ 窓層（基板上成長） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １２２ 窓層（積層構造成長面上成長） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １２３ 窓層（角部成長異常領域） ＡｌZＧａ1-Z
Ａｓ（Ｚ＝０．５０） １３０ サセプタ １３１ 成長防止治具 １３２ レーザーバー固定用治具 １３３ ＳｉＯ2膜 １４０ ｐ型電極 １４１ ｎ型電極 １４２，１４２’ 端面保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹岡 忠士 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山本 三郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 （００１）基板上に活性層を含む積層構
造を形成した半導体レーザを内部構造とし、その（１１
０）共振器端面に、活性層より禁制帯幅の大きな半導体
層を気相成長法によって窓層を形成する構造の半導体レ
ーザ素子の製造方法において、 該窓層形成時に、該（００１）積層構造成長面上に誘電
体膜を形成し、該（１１０）共振器端面への該窓層の成
長速度よりも該（００１）積層構造成長面上の該誘電体
膜ヘの成長速度を遅くすることにより、該積層構造成長
面と該共振器端面との角部における異常成長を抑制した
ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記誘電体膜がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3又は
ＳｉＮ（窒化シリコン）から成ることを特徴とする請求
項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記共振器端面の形成に、ヘき開法、ド
ライエッチング法または化学エッチング法を用いること
を特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21289697A JP3234799B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21289697A JP3234799B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402956A Division JP2736173B2 (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070338A true JPH1070338A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3234799B2 JP3234799B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=16630072
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21289697A Expired - Fee Related JP3234799B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3234799B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036771A1 (fr) * | 2001-10-26 | 2003-05-01 | Ammono Sp.Zo.O. | Laser a semi-conducteurs a base de nitrure et procede de production de ce laser |
| US6656615B2 (en) | 2001-06-06 | 2003-12-02 | Nichia Corporation | Bulk monocrystalline gallium nitride |
| US7081162B2 (en) | 2001-06-06 | 2006-07-25 | Nichia Corporation | Method of manufacturing bulk single crystal of gallium nitride |
| US7132730B2 (en) | 2001-10-26 | 2006-11-07 | Ammono Sp. Z.O.O. | Bulk nitride mono-crystal including substrate for epitaxy |
| US7335262B2 (en) | 2002-05-17 | 2008-02-26 | Ammono Sp. Z O.O. | Apparatus for obtaining a bulk single crystal using supercritical ammonia |
| EP1962395A2 (en) | 2007-02-26 | 2008-08-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| JP2008205171A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2008227002A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| US7646798B2 (en) | 2006-12-28 | 2010-01-12 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7668218B2 (en) | 2007-02-20 | 2010-02-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7701995B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-04-20 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP21289697A patent/JP3234799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US7252712B2 (en) | 2001-06-06 | 2007-08-07 | Ammono Sp. Z O.O. | Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride |
| US6656615B2 (en) | 2001-06-06 | 2003-12-02 | Nichia Corporation | Bulk monocrystalline gallium nitride |
| US7422633B2 (en) | 2001-06-06 | 2008-09-09 | Ammono Sp. Zo. O. | Method of forming gallium-containing nitride bulk single crystal on heterogeneous substrate |
| US7081162B2 (en) | 2001-06-06 | 2006-07-25 | Nichia Corporation | Method of manufacturing bulk single crystal of gallium nitride |
| US7374615B2 (en) | 2001-06-06 | 2008-05-20 | Ammono.Sp.Zo.O | Method and equipment for manufacturing aluminum nitride bulk single crystal |
| US7160388B2 (en) | 2001-06-06 | 2007-01-09 | Nichia Corporation | Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride |
| US7420261B2 (en) | 2001-10-26 | 2008-09-02 | Ammono Sp. Z O.O. | Bulk nitride mono-crystal including substrate for epitaxy |
| US7057211B2 (en) | 2001-10-26 | 2006-06-06 | Ammono Sp. Zo.O | Nitride semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
| US7132730B2 (en) | 2001-10-26 | 2006-11-07 | Ammono Sp. Z.O.O. | Bulk nitride mono-crystal including substrate for epitaxy |
| WO2003036771A1 (fr) * | 2001-10-26 | 2003-05-01 | Ammono Sp.Zo.O. | Laser a semi-conducteurs a base de nitrure et procede de production de ce laser |
| US7335262B2 (en) | 2002-05-17 | 2008-02-26 | Ammono Sp. Z O.O. | Apparatus for obtaining a bulk single crystal using supercritical ammonia |
| US7646798B2 (en) | 2006-12-28 | 2010-01-12 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7668218B2 (en) | 2007-02-20 | 2010-02-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| JP2008205171A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| EP2086076A2 (en) | 2007-02-26 | 2009-08-05 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| EP1962395A2 (en) | 2007-02-26 | 2008-08-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7764722B2 (en) | 2007-02-26 | 2010-07-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| JP2008227002A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| US7701995B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-04-20 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US8102891B2 (en) | 2007-07-06 | 2012-01-24 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
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