JPS58110086A - 半導体レ−ザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS58110086A JPS58110086A JP21223781A JP21223781A JPS58110086A JP S58110086 A JPS58110086 A JP S58110086A JP 21223781 A JP21223781 A JP 21223781A JP 21223781 A JP21223781 A JP 21223781A JP S58110086 A JPS58110086 A JP S58110086A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- substrate
- cladding layer
- conductivity type
- 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.)
- Pending
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
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体レーザ及びその製造方法に関するもの
である。
である。
半導体レーザ・ダイオードとしては、N型およびP型の
半導体層がある順序で重ねられ、その内部の一定領域だ
けにおいてコヒーレント光の発振が行なわれるようなス
トライプ状半導体レーザ構造が従来より汎く知られてい
る。このようなストライプ状構造とする目的は、所定の
発振モード以外のレーザ光の発生を防止すること、およ
びレーザ光と電流を活性領域に集中させてレーザ発振を
おこしやすくすることにある。このようなストライプ構
造を実現するためkで従来から埋込み型半導体レーザ装
置が用いられている。
半導体層がある順序で重ねられ、その内部の一定領域だ
けにおいてコヒーレント光の発振が行なわれるようなス
トライプ状半導体レーザ構造が従来より汎く知られてい
る。このようなストライプ状構造とする目的は、所定の
発振モード以外のレーザ光の発生を防止すること、およ
びレーザ光と電流を活性領域に集中させてレーザ発振を
おこしやすくすることにある。このようなストライプ構
造を実現するためkで従来から埋込み型半導体レーザ装
置が用いられている。
それらは例えば第1図に示すようなものである。
第1図(a)は従来より知られている通常の埋込み型半
導体レーザの断面図である。レーザ作用を行なう活性領
域(5)に電流および光を効果的に集中させるために、
活性領域の両側をN−1nP埋込み層(8)でトリ力こ
み、さらに5i02非晶質絶縁膜(2)を用いてちょう
ど活性領域の真上にあるコンタクト層(3)の部分だけ
から電流が注入されるようにしている5、このような構
造は次のような工程にて実現される2ま11回のエピタ
キシャル成長によって、基板(7)上全面に第1クラッ
ド層であるN−InP層(6)、I n +、−XGa
xAsy P t−1活性層(5)、第2クラッド層で
あるP−1nP層(4)、およびP−In 1−5CI
Gax’ Asy’ p、、+ :1ンタクト層(3
)を順次成長させる(第1図建))。
導体レーザの断面図である。レーザ作用を行なう活性領
域(5)に電流および光を効果的に集中させるために、
活性領域の両側をN−1nP埋込み層(8)でトリ力こ
み、さらに5i02非晶質絶縁膜(2)を用いてちょう
ど活性領域の真上にあるコンタクト層(3)の部分だけ
から電流が注入されるようにしている5、このような構
造は次のような工程にて実現される2ま11回のエピタ
キシャル成長によって、基板(7)上全面に第1クラッ
ド層であるN−InP層(6)、I n +、−XGa
xAsy P t−1活性層(5)、第2クラッド層で
あるP−1nP層(4)、およびP−In 1−5CI
Gax’ Asy’ p、、+ :1ンタクト層(3
)を順次成長させる(第1図建))。
次いで化学的気相堆積法(Chemical Vapo
r Deposit ion法以下CVD法と記す。)
等によりSi 02非晶質絶縁膜(2)を形成した上で
フォトリングラフィ法により必要なストライプ部分にフ
ォトレジスト膜01を作製し、この後化学エツチング法
を用いて不要部分を除く (第1図(C))。これより
フォトレジスト膜αQをとり除き第2回目のエピタキシ
ャル成長によってN (P)型InP埋込み層8を形成
する(第1図(d))。つづいて活性層直上の5i02
非晶質絶縁膜(2)を化学エツチング法でとり除き、そ
の後あらためて全面にSi0g非晶質絶縁膜(2)を形
成し、再びフォト・リングラフィ法および化学エツチン
グ法を用いて活性層直上以外の部分にSing非晶質絶
縁II (2)をのこす。このとき、活性層直上の部分
のみ5i02膜をとり除かなければ効果的な電流集中が
行5− なわれないことから、きわめて精密かつ困難なマスクあ
わせ作業が必要である。最後にPおよびNの電極(1)
およびω)をそれぞれ真空蒸着法等によりとりつけて合
金化して第1図(a)の半導体レーザを完成する。
r Deposit ion法以下CVD法と記す。)
等によりSi 02非晶質絶縁膜(2)を形成した上で
フォトリングラフィ法により必要なストライプ部分にフ
ォトレジスト膜01を作製し、この後化学エツチング法
を用いて不要部分を除く (第1図(C))。これより
フォトレジスト膜αQをとり除き第2回目のエピタキシ
ャル成長によってN (P)型InP埋込み層8を形成
する(第1図(d))。つづいて活性層直上の5i02
非晶質絶縁膜(2)を化学エツチング法でとり除き、そ
の後あらためて全面にSi0g非晶質絶縁膜(2)を形
成し、再びフォト・リングラフィ法および化学エツチン
グ法を用いて活性層直上以外の部分にSing非晶質絶
縁II (2)をのこす。このとき、活性層直上の部分
のみ5i02膜をとり除かなければ効果的な電流集中が
行5− なわれないことから、きわめて精密かつ困難なマスクあ
わせ作業が必要である。最後にPおよびNの電極(1)
およびω)をそれぞれ真空蒸着法等によりとりつけて合
金化して第1図(a)の半導体レーザを完成する。
この形式のレーザ構造では以上のようにエピタキシャル
成長が2度必要であり、しかもはんざつなフォトリソグ
ラフィの工程がふくまれてる。
成長が2度必要であり、しかもはんざつなフォトリソグ
ラフィの工程がふくまれてる。
次に1回のエピタキシャル成長で得られるように改良し
た埋込み型レーザについてを第2図に示す。
た埋込み型レーザについてを第2図に示す。
第2図(a)はこの種のレーザの構造の断面図である。
図中の番号の材質は第1図(a)の番号の示す材質と同
じものである。
じものである。
このレーザを作製するには次のようにする。まずInP
基板(7)にP型不純物を拡散し電流制限層(II)を
形成する(第2図(b))。次にフォト・リングラフィ
法および化学エツチング法によってV型のストライプ状
溝@を形成する(第2図(C))。このLに順次必要な
層のエピタキシャル成長を行なって−〇− 最後に電極層を積層させて第2図(a)のような断面を
もつレーザを構成する。
基板(7)にP型不純物を拡散し電流制限層(II)を
形成する(第2図(b))。次にフォト・リングラフィ
法および化学エツチング法によってV型のストライプ状
溝@を形成する(第2図(C))。このLに順次必要な
層のエピタキシャル成長を行なって−〇− 最後に電極層を積層させて第2図(a)のような断面を
もつレーザを構成する。
」1記のV型のストライプ状溝(ハ)上にエピタキシャ
ル成長を行う時、第2図(a)の5に示すような凹型活
性層(5)は電流制限層αυにちょうどかこまれる位置
に作らなければ効果がないが、これを行なうにはN−I
nP第1活性層(6)を形成する場合に、きわめて精密
かつ困難な位置制御が必要であり、またこのような成長
層は第2図(C)で示したV型溝@の大きさに強く左右
され、特定の幅と方向をもつ場合にのみ形成可能となる
ので設計に自由度が許されず、したがって光パワー向上
や最適効率を実現する上での障害となる。
ル成長を行う時、第2図(a)の5に示すような凹型活
性層(5)は電流制限層αυにちょうどかこまれる位置
に作らなければ効果がないが、これを行なうにはN−I
nP第1活性層(6)を形成する場合に、きわめて精密
かつ困難な位置制御が必要であり、またこのような成長
層は第2図(C)で示したV型溝@の大きさに強く左右
され、特定の幅と方向をもつ場合にのみ形成可能となる
ので設計に自由度が許されず、したがって光パワー向上
や最適効率を実現する上での障害となる。
以上述べたように、埋込み構造の半導体レーザ装置では
、(イ)通常の埋込み構造レーザを作製する場合には2
回のエピタキシャル成長が必要であり生産性の上できわ
めて不利であり、(ロ)また1回のエピタキシャル成長
で形成しうるように変形を加えた埋込み型レーザも発表
されているが通常のエピタキシャル成長にくらべて基板
および成長層に対して要求される成長技術がきわめて困
難なものであるため、容易に量産しえないという欠陥が
あった。
、(イ)通常の埋込み構造レーザを作製する場合には2
回のエピタキシャル成長が必要であり生産性の上できわ
めて不利であり、(ロ)また1回のエピタキシャル成長
で形成しうるように変形を加えた埋込み型レーザも発表
されているが通常のエピタキシャル成長にくらべて基板
および成長層に対して要求される成長技術がきわめて困
難なものであるため、容易に量産しえないという欠陥が
あった。
本発明は、半導体レーザ装置におけるこのような欠陥を
排除し、きわめて容易に量産しうる構造の埋込み型半導
体レーザを提供することにある。
排除し、きわめて容易に量産しうる構造の埋込み型半導
体レーザを提供することにある。
以下本発明について説明する。
本発明の半導体レーザは第1の伝導型をもつ゛ト導体基
板上に絶縁材料からなる薄膜を構成し、これにストライ
プ状の窓構造を設けることにより前記半導体基板をこの
部分のみ露出し、さらに露出部分上に第1の伝導型をも
つ第1クラッド層、゛第1あるいは第2の伝導型をも活
性層、第2の伝導型をもつ第2のクラッド層および第2
の伝導型をもつコンタクト層をこの順序で積層して構成
されることを特徴としている。
板上に絶縁材料からなる薄膜を構成し、これにストライ
プ状の窓構造を設けることにより前記半導体基板をこの
部分のみ露出し、さらに露出部分上に第1の伝導型をも
つ第1クラッド層、゛第1あるいは第2の伝導型をも活
性層、第2の伝導型をもつ第2のクラッド層および第2
の伝導型をもつコンタクト層をこの順序で積層して構成
されることを特徴としている。
その−例は第3図6)に示す如きもので、半導体基板(
7)上に非晶質絶縁膜を設け、その上に順次第1クラッ
ド層(6)、活性層(5)、第2クラッド層(4)、コ
ンタクト層(8)を設けてあゆ、両側に電極(1)pL
び(9)を設けたものである。
7)上に非晶質絶縁膜を設け、その上に順次第1クラッ
ド層(6)、活性層(5)、第2クラッド層(4)、コ
ンタクト層(8)を設けてあゆ、両側に電極(1)pL
び(9)を設けたものである。
本発明の構造の半導体レーザにおいては、従来の次のよ
うな欠陥を解消するものである。即ち、(イ)第1図の
場合のような2回の工゛ビタキシャル成長や精密なマス
ク合わせ工程は必要ではなく、(ロ)また第2図に示し
たような名人芸的な第1クラッド層の形状制御は不必要
であり、活性層を形成するためのストライプの形状や大
きさに対する制限もない。
うな欠陥を解消するものである。即ち、(イ)第1図の
場合のような2回の工゛ビタキシャル成長や精密なマス
ク合わせ工程は必要ではなく、(ロ)また第2図に示し
たような名人芸的な第1クラッド層の形状制御は不必要
であり、活性層を形成するためのストライプの形状や大
きさに対する制限もない。
次に本発明の半導体のレーザの製造方法の一例を説明す
る。
る。
まずN型InP基板(7)上にCVD法等によりSi
02(またはS i3 N) 、 AfflBOB等で
もよい)非晶質絶縁材料薄膜(2)を形成する(第3図
(b))。つづいてフォト・リソグラフィ法および化学
エツチング法により必要なストライプ部のみ基板半導体
を露出0する(第3図(C))。次にこの基板にエピタ
キシャル成長を行なうと基板露出部分0埠のみにエピタ
キシャル単結晶層が成長するが、N型第1クラッド層(
6)、I n l−X Gax Asy P 1−y活
性層(5)、P型第2クラツ9− ド層(4)、およびP型I n I−X’ Gax’
ASY’ ”−y’層(3)を順次成長すれば所要のス
トライプ状埋込み構造が得られる。
02(またはS i3 N) 、 AfflBOB等で
もよい)非晶質絶縁材料薄膜(2)を形成する(第3図
(b))。つづいてフォト・リソグラフィ法および化学
エツチング法により必要なストライプ部のみ基板半導体
を露出0する(第3図(C))。次にこの基板にエピタ
キシャル成長を行なうと基板露出部分0埠のみにエピタ
キシャル単結晶層が成長するが、N型第1クラッド層(
6)、I n l−X Gax Asy P 1−y活
性層(5)、P型第2クラツ9− ド層(4)、およびP型I n I−X’ Gax’
ASY’ ”−y’層(3)を順次成長すれば所要のス
トライプ状埋込み構造が得られる。
最後にP型および兇型電極(3,9)を真空蒸着等を行
なってとりつけ、合金化すれば第3図(a)に示すよう
な本発明のレーザ素子が完成する。
なってとりつけ、合金化すれば第3図(a)に示すよう
な本発明のレーザ素子が完成する。
上述の製造工程中で活性層は露出部α1の直上に成長す
ることから、スマク層として用いた5i02非晶質絶縁
層(2)は自動的に電流制限層に使用できる。
ることから、スマク層として用いた5i02非晶質絶縁
層(2)は自動的に電流制限層に使用できる。
さらに第1クラッド層(6)は特に厚さに対する制御は
必要ではないので成長は容易である。
必要ではないので成長は容易である。
なお、これまではInGaAsP混晶系レーザ素子を例
として説明を加えたがGaAノAs混晶系等、他の半導
体混晶を用いた素子に応用できることはもちろんである
。
として説明を加えたがGaAノAs混晶系等、他の半導
体混晶を用いた素子に応用できることはもちろんである
。
以上説明してきたように、本発明のレーザ素f・とする
ことにより製造工程がきわめて簡単となり高性能の埋込
み型半導体レーザ素子を安価に提供することにきわめて
有効である。
ことにより製造工程がきわめて簡単となり高性能の埋込
み型半導体レーザ素子を安価に提供することにきわめて
有効である。
一1〇−
第1図は、従来の埋込み型半導体レーザの構造(a)と
その製造工程(b)、 (C)、 (d)を示す。第2
図はやや改良された、−回エビタキシャル成長型の構造
(a)と製造工程Φ)、(C)を示す。第8図は、本発
明による製造工程のきわめて簡単な半導体レーザ素子の
構造(a)とその製造工程(b)、(c)を示す。 図中 1・・・・・Au−Cr−P電極2・・・・5i
02非晶質絶縁膜 3・・・・・・P−■n1−xIGaxfAsytPl
=ylコンタクト層4・・・・・・P−InP第2クラ
ッド層5−−・In1.−5(GazASyPx−y活
性層6・・・・・N−InP第1クラッド層7・・・・
・・N−1nP基板 8・・・・・・N−1nPうめ込み層 9− Au−Ge−N1−N電極 10・・・・・・フォト・レジスト膜 11・・・・・・P−1nP電流制限層12・・・・・
・V型ストライプ状溝 13・・・・・・基板露出部 11− 71図 (b) (C) 芳2図 (b) (C) 73図
その製造工程(b)、 (C)、 (d)を示す。第2
図はやや改良された、−回エビタキシャル成長型の構造
(a)と製造工程Φ)、(C)を示す。第8図は、本発
明による製造工程のきわめて簡単な半導体レーザ素子の
構造(a)とその製造工程(b)、(c)を示す。 図中 1・・・・・Au−Cr−P電極2・・・・5i
02非晶質絶縁膜 3・・・・・・P−■n1−xIGaxfAsytPl
=ylコンタクト層4・・・・・・P−InP第2クラ
ッド層5−−・In1.−5(GazASyPx−y活
性層6・・・・・N−InP第1クラッド層7・・・・
・・N−1nP基板 8・・・・・・N−1nPうめ込み層 9− Au−Ge−N1−N電極 10・・・・・・フォト・レジスト膜 11・・・・・・P−1nP電流制限層12・・・・・
・V型ストライプ状溝 13・・・・・・基板露出部 11− 71図 (b) (C) 芳2図 (b) (C) 73図
Claims (6)
- (1)第1の伝導型の半導体基板上にストライプ状の窓
構造をもつ絶縁薄膜材料を設け、前記窓上に第1伝導型
のクラッド層、第1若しくは第2伝導型の活性層、第2
伝導型のクラッド層、第2伝導型のコンタクト層を順次
設け、前記半導体基板上及び前記コンタクト層にそれぞ
れ電極を設けたことを特徴とする半導体レーザ。 - (2)N型1nP基板上にストライプ状の窓構造をもつ
非晶質絶縁材料を設け、前記窓上にNJJInP第1ク
ラッド層、N型若しくはP型In1−xGaxAsyP
l−y活性層、P型1nP第2クラッド層、P型”1−
’X’Gax’ Asy’ PI−yl:lンタクト層
を順次設け、前記N型InP基板上にN電極を、前記P
型Ifll−5(’ caX’ Asy’Plj’
上にP電極を設けた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。 - (3)P型1nP基板上にストライプ状の窓構造をもつ
非晶質絶縁材料を設け、前記窓上にP型1nP第1クラ
ッド層、P製着しくはN型I nl−5(Gax As
yP l −y活性層、N型1nP第2クラッド層、N
型111 X’ Gax’Asy’ P l−y’コン
タクト層を順次設け、前記P型1nP基板上にP電極を
、前記N型1nl−5C’ Gaz’ Asy’ pl
vI上にN電極を設けた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。 - (4)第1の伝導型をもつ半導体基板上に、非晶質絶縁
材料からなる薄膜を積層し、これにストライプ状の窓構
造を設けることにより前記半導体基板をこの部分のみ露
出し、さらに露出部分上に第1の伝導型をもつ第1クラ
ツF層、第1あるいは第2の伝導型をもつ活性層、第2
の伝導型をもつ第2のクラッド層および第2の伝導型を
もつコンタクト層を順次積層し、しかる後に前記半導体
基板上及び前記コンタクト層上に電極を積層して作製す
ることを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - (5)N型1nP基板上に酸化シリコン、窒化シリコン
、酸化アルミニウム等非晶質絶縁性材料からなる薄膜を
積層し、これにストライプ状の窓構造を設けることによ
りNInP基板をこの部分のみ露出し、さらに露出部分
上にN型InP第1クラッド層、N若しくはP型I n
l−X GaxA ay Pl−y活性層、P型In
P第2クラッド層、P型In I−X’ Ga)(’
Asy+ P1yコンタクト層を順次エピタキシャル成
長させることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
半導体レーザの製造方法。 - (6)P型1nP基板上に酸化シリコン、窒化シリコン
、酸化アルミニウム等非晶質絶性薄膜を積層しこれにス
トライプ状の窓構造を設けることによりP型1nP基板
をこの部分のみ露出し、さらに露出部分上にP型InP
第1クラッド層、N若しくはPΦ 型In+IGaxAyP1.活性層、N型1nP第2ク
ラッド層、N型1nl−、ctGax′AyPl−y!
コンタクト層を順次エピタキシャル成長させることを
特徴とする特許請求の範囲第4項記載の半導体レーザの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21223781A JPS58110086A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21223781A JPS58110086A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58110086A true JPS58110086A (ja) | 1983-06-30 |
Family
ID=16619230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21223781A Pending JPS58110086A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58110086A (ja) |
-
1981
- 1981-12-24 JP JP21223781A patent/JPS58110086A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4932033A (en) | Semiconductor laser having a lateral p-n junction utilizing inclined surface and method of manufacturing same | |
US5665612A (en) | Method for fabricating a planar buried heterostructure laser diode | |
JPH04397B2 (ja) | ||
JPH0770508B2 (ja) | デバイスの製造方法 | |
JPH05327112A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
US5805628A (en) | Semiconductor laser | |
JPH0552676B2 (ja) | ||
JPH077232A (ja) | 光半導体装置 | |
JPS58110086A (ja) | 半導体レ−ザ及びその製造方法 | |
JP3047049B2 (ja) | 埋込み構造半導体レーザの製造方法 | |
US5360763A (en) | Method for fabricating an optical semiconductor device | |
JPS6119186A (ja) | 二波長モノリシツク半導体レ−ザアレイの製造方法 | |
JPS6021586A (ja) | 化合物半導体装置 | |
JP2626570B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
JPS5834988A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
JPH01215087A (ja) | 半導体発光素子 | |
JPS6361793B2 (ja) | ||
JPS61204993A (ja) | 半導体発光装置 | |
JPH01305586A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
KR100239498B1 (ko) | 반도체 레이저 다이오드 제조방법 | |
JPH0479275A (ja) | 端面発光ダイオード | |
JPS6316692A (ja) | 分布帰還形半導体レ−ザ | |
JPS6094783A (ja) | 半導体発光装置及び製造方法 | |
JPH0521891A (ja) | 埋込み構造半導体レーザの製造方法 | |
JPS60201684A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |