JPS58161390A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPS58161390A JPS58161390A JP4422882A JP4422882A JPS58161390A JP S58161390 A JPS58161390 A JP S58161390A JP 4422882 A JP4422882 A JP 4422882A JP 4422882 A JP4422882 A JP 4422882A JP S58161390 A JPS58161390 A JP S58161390A
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- Japan
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- crystal layer
- crystal
- stripe
- light emitting
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- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
- 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
-
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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素子の製造方法に係り、特に同一
の化合物半導体基板上に発振波長の異なる複数のメサス
トライプ発光領域を一体的にそなえた半導体レーザ素子
の製造方法に関するものである。
の化合物半導体基板上に発振波長の異なる複数のメサス
トライプ発光領域を一体的にそなえた半導体レーザ素子
の製造方法に関するものである。
（ｂ） 技術の背景
エネルギーギャップの狭い鉛−ｆ ｌｙＶ （ＰｂＴｅ
）、鉛−ｆＪ、 −ｆ ＩＶ ／ｌ／ （ＰＩ）ｉ
＝７’５ｎ−ＱＴｅ ）あるいは鉛−錫一セレン（Ｐｂ
ｊ ＝’７Ｓｎ、’ｙ：’Ｓｅ ）等からなる化合物半
導体レーザ素子は、その材料の各組成比を適当に選択し
て構成することによりレーザ光の発振波長を６μｍ〜８
０μｍの赤外波長領域に設定することができ、ＣＯ）等
の共鳴吸収波長が含まれるので大気汚染ガヌモニタ装置
の光源として用いられている。
）、鉛−ｆＪ、 −ｆ ＩＶ ／ｌ／ （ＰＩ）ｉ
＝７’５ｎ−ＱＴｅ ）あるいは鉛−錫一セレン（Ｐｂ
ｊ ＝’７Ｓｎ、’ｙ：’Ｓｅ ）等からなる化合物半
導体レーザ素子は、その材料の各組成比を適当に選択し
て構成することによりレーザ光の発振波長を６μｍ〜８
０μｍの赤外波長領域に設定することができ、ＣＯ）等
の共鳴吸収波長が含まれるので大気汚染ガヌモニタ装置
の光源として用いられている。
（ｂ） 従来技術と問題点
従来この種の化合物半導体レーザ素子は、第１図に示す
ように液相エピタキシャル成長法によつのＰｂＴｅ基板
ｌ上に、該基板ｌに添加したタリウム（Ｔｌ）、紙と異
なるＴ４量を添加したＰ導電型のＰｂＴｅからなる第１
の結晶層であるバッファ層２を形成し、該バッファ層２
上に同じ＜ Ｔｎ ’Ｉｋ添加したＰ導電型のＰ柘−＜
Ｓｎ、ｚＴｅからなる第２の結晶層である活性層３が形
成されている。さらにこの活性層８上には例えばインジ
ウム（Ｉｎ）を添加したｎ導電型のＰｂＴｅからなる第
３の結晶層、即ちトップ層４が形成され、このように積
層された結晶ウェハ表面に前記バッファ層２に達する深
さのストライプ状の溝５を所定間隔で並行に複数本設け
てメサストライプ発光領域６を形成し、さらに前記結晶
ウェハ表面に、メサストライプの頂面を除いて選択的に
酸化絶縁膜７が形成されている。
ように液相エピタキシャル成長法によつのＰｂＴｅ基板
ｌ上に、該基板ｌに添加したタリウム（Ｔｌ）、紙と異
なるＴ４量を添加したＰ導電型のＰｂＴｅからなる第１
の結晶層であるバッファ層２を形成し、該バッファ層２
上に同じ＜ Ｔｎ ’Ｉｋ添加したＰ導電型のＰ柘−＜
Ｓｎ、ｚＴｅからなる第２の結晶層である活性層３が形
成されている。さらにこの活性層８上には例えばインジ
ウム（Ｉｎ）を添加したｎ導電型のＰｂＴｅからなる第
３の結晶層、即ちトップ層４が形成され、このように積
層された結晶ウェハ表面に前記バッファ層２に達する深
さのストライプ状の溝５を所定間隔で並行に複数本設け
てメサストライプ発光領域６を形成し、さらに前記結晶
ウェハ表面に、メサストライプの頂面を除いて選択的に
酸化絶縁膜７が形成されている。
そして前記絶縁膜７を含むウニ八表面及び裏面に、それ
ぞれＡｕ−Ｐｔからなる電極層８．９が形成され、かか
るレーザ素子の手前側の面ｌＯとその反対側の而１１は
、前記結晶ウェハの骨間によって反射鏡面が得られてい
る。そして当該側反射面の間に、レーザ素子に電流を注
入することにより生じた光子を反復反射してレーザ発振
を生ぜしめ、その一部の光をレーザ光として取出すよう
に構成している。
ぞれＡｕ−Ｐｔからなる電極層８．９が形成され、かか
るレーザ素子の手前側の面ｌＯとその反対側の而１１は
、前記結晶ウェハの骨間によって反射鏡面が得られてい
る。そして当該側反射面の間に、レーザ素子に電流を注
入することにより生じた光子を反復反射してレーザ発振
を生ぜしめ、その一部の光をレーザ光として取出すよう
に構成している。
ところで上述の如き構成の従来の化合物半導体レーザ素
子においては、１つの発振波長のレーザ光しか取り出せ
ず、また該素子の動作温度あるいは動作電流を変化させ
ることによってその発振波長を大約１〜２μｍの範囲で
僅かに可変できる程度で大きく変化させることはできな
いつしたがって、例えば波長が６μｍ−１４μｍの長波
長帯域にガス固有の吸収帯を有するＳＯ２，ＮＨ３，０
２，ＮＯ２等のガス計測用装置に前記半導体レーザ素子
を組み込む場合に、上記波長帯域に対応するそれぞれ発
振波長の異なる複数のレーザ素子を組み合せて実装する
といった方法がとられ、このため、その実装構造が大き
くなると共に煩雑化する問題があった。
子においては、１つの発振波長のレーザ光しか取り出せ
ず、また該素子の動作温度あるいは動作電流を変化させ
ることによってその発振波長を大約１〜２μｍの範囲で
僅かに可変できる程度で大きく変化させることはできな
いつしたがって、例えば波長が６μｍ−１４μｍの長波
長帯域にガス固有の吸収帯を有するＳＯ２，ＮＨ３，０
２，ＮＯ２等のガス計測用装置に前記半導体レーザ素子
を組み込む場合に、上記波長帯域に対応するそれぞれ発
振波長の異なる複数のレーザ素子を組み合せて実装する
といった方法がとられ、このため、その実装構造が大き
くなると共に煩雑化する問題があった。
そこで１つのレーザ素子によってそのレーザ光の発振波
長を広範囲に可変できる波長可変型のレーザ素子の出現
が要望されていた。
長を広範囲に可変できる波長可変型のレーザ素子の出現
が要望されていた。
（Ｃ）発明の目的
本発明は上記従来の実情に鑑み、従来のレーザ素子より
もそのレーザ光の発振波長を広範囲に可変し得る新規な
半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
もそのレーザ光の発振波長を広範囲に可変し得る新規な
半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
０）発明の構成
上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザの製造
方法は、鉛化合物半導体基板上に形成された該基板と同
導電型の鉛化合物半導体からなる第１の結晶層を介して
所定の結晶組成を有する鉛化合物半導体からなる第２の
結晶層を形成し、次いで該第２の結晶層を前記第１の結
晶層に達する複数のヌトラ、イブ状の溝によって所定間
隔に分離し、該各ストライプ状の溝内に前記第２の結晶
層と異なる結晶組成の鉛化合物半導体からなる第３の結
晶層を形成した後、前記第２及び第３の結晶層上の全面
に第１の結晶層と逆導電型の鉛化合物半導体からなる第
４の結晶層を形成し、さらに該第４の結晶層上に前記第
２の結晶層と第８の結晶層との各境界線に沿って前記第
１の結晶層に達すイブ発光領域を形成することを特徴と
するものである。
方法は、鉛化合物半導体基板上に形成された該基板と同
導電型の鉛化合物半導体からなる第１の結晶層を介して
所定の結晶組成を有する鉛化合物半導体からなる第２の
結晶層を形成し、次いで該第２の結晶層を前記第１の結
晶層に達する複数のヌトラ、イブ状の溝によって所定間
隔に分離し、該各ストライプ状の溝内に前記第２の結晶
層と異なる結晶組成の鉛化合物半導体からなる第３の結
晶層を形成した後、前記第２及び第３の結晶層上の全面
に第１の結晶層と逆導電型の鉛化合物半導体からなる第
４の結晶層を形成し、さらに該第４の結晶層上に前記第
２の結晶層と第８の結晶層との各境界線に沿って前記第
１の結晶層に達すイブ発光領域を形成することを特徴と
するものである。
（θ）発明の実施例
以下図面を用いて本発明に係る製造方法の一実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
まず第２図に示すように例えばタリウム（ＴＩ）原子を
添加したＰ導電型のＰｂＴｅ基板２１上に、液相エピタ
キシャル結晶成長法によって該基板２１に添加されたタ
リウムＣＴＩ）量と異なるＴＩ量が添加されたＰ導電型
のｐｌ）ＴＩ９からなる第１の結晶層２２（以下バッフ
ァ層と呼ぶ）及び同じ＜Ｔｌを添加されたＰ導電型の例
えばＰｂＯ，９４Ｓｎ０．０６Ｔｅの結晶組成を有する
第２の結晶層２８（以下Ａ活性層と呼ぶ）を順に形成す
る。次いで該Ａ活性層２８を第８図に示すように選択エ
ツチング工程により前記バッファ層２２に達する複数の
ストライプ状の分離溝２４ｔｌ−形成することによって
所定間隔に分離する。そして該分離溝２４内に、前記Ａ
活性層２８と結晶組成の異なるＰ導電型の例えば晶層２
５（以下Ｂ活性層と呼ぶ）を第４図に示すように形成し
た後、前記ストライブ溝２４内以外の部分に位置する前
記Ｂ活性層２５を研摩及びフォトエツチング等によって
除去せしめ前記Ａ活性層２３とＢ活性Ｎ２５の表面を第
５図に示すように同一平滑面にする。次いでかかる同一
平滑面上に例えばインジウム（Ｉｎ）を添加したｎ導電
型のＰｂＴｅからなる第４の結晶層２６（以下トップ層
と呼ぶ）を形成する。しかる後前記トップ層２６の表面
に第６図に示すように前記各Ａ活性層２３とＢ活性層２
５との境界に沿い、かつ前記バッファ層２２に達する深
さにストライブ溝２７を並行して設けることにより、そ
れぞれ発振波長の異なる２種のメサストライプ発光領域
、即ちメサストライプ形状のＡ発光領域２８と８発光領
域２９とが交互に複数配列した形に形成される。
添加したＰ導電型のＰｂＴｅ基板２１上に、液相エピタ
キシャル結晶成長法によって該基板２１に添加されたタ
リウムＣＴＩ）量と異なるＴＩ量が添加されたＰ導電型
のｐｌ）ＴＩ９からなる第１の結晶層２２（以下バッフ
ァ層と呼ぶ）及び同じ＜Ｔｌを添加されたＰ導電型の例
えばＰｂＯ，９４Ｓｎ０．０６Ｔｅの結晶組成を有する
第２の結晶層２８（以下Ａ活性層と呼ぶ）を順に形成す
る。次いで該Ａ活性層２８を第８図に示すように選択エ
ツチング工程により前記バッファ層２２に達する複数の
ストライプ状の分離溝２４ｔｌ−形成することによって
所定間隔に分離する。そして該分離溝２４内に、前記Ａ
活性層２８と結晶組成の異なるＰ導電型の例えば晶層２
５（以下Ｂ活性層と呼ぶ）を第４図に示すように形成し
た後、前記ストライブ溝２４内以外の部分に位置する前
記Ｂ活性層２５を研摩及びフォトエツチング等によって
除去せしめ前記Ａ活性層２３とＢ活性Ｎ２５の表面を第
５図に示すように同一平滑面にする。次いでかかる同一
平滑面上に例えばインジウム（Ｉｎ）を添加したｎ導電
型のＰｂＴｅからなる第４の結晶層２６（以下トップ層
と呼ぶ）を形成する。しかる後前記トップ層２６の表面
に第６図に示すように前記各Ａ活性層２３とＢ活性層２
５との境界に沿い、かつ前記バッファ層２２に達する深
さにストライブ溝２７を並行して設けることにより、そ
れぞれ発振波長の異なる２種のメサストライプ発光領域
、即ちメサストライプ形状のＡ発光領域２８と８発光領
域２９とが交互に複数配列した形に形成される。
しかしてかかる結晶ウェハの裏面及び各トップ層２６の
表面にそれぞれ金電極層３０．３１を設けた後、該結晶
ウェハを各ストライプ発光領域２８、。
表面にそれぞれ金電極層３０．３１を設けた後、該結晶
ウェハを各ストライプ発光領域２８、。
、ｌこ
２９に直角に所定寸法禰幅でバー状に譬開して該（］Ｅ
Ｊ開面をレーザ素子の共振反射鏡面とする、またこのバ
ー状のレーザ素子アレーをａ −ａ’及びｂ−ｂ′ライ
ンにそって切開分離すれば、第７図に示すように、中心
にＡメサストライプ発光領域２８と、その両側にＢメサ
ストライプ発光領域２９が構成されたマルチストライプ
構造の所望とする半導体レーザ素子が得られる。
Ｊ開面をレーザ素子の共振反射鏡面とする、またこのバ
ー状のレーザ素子アレーをａ −ａ’及びｂ−ｂ′ライ
ンにそって切開分離すれば、第７図に示すように、中心
にＡメサストライプ発光領域２８と、その両側にＢメサ
ストライプ発光領域２９が構成されたマルチストライプ
構造の所望とする半導体レーザ素子が得られる。
即ち、かかる半導体レーザ素子は、７？’Ｋから２０°
にの動作温度において、Ａメサストライプ発光領域２８
より発振するレーザ光の発振波長が例えば７〜８μ〃ｚ
に可変でき、またＢメサストライプ発光領域２９より発
振するレーザ光の発振波長が例えば８〜９．３μｍに可
変できる等、■チップのレーザ素子によりレーザ光の発
振波長を広範囲に可変して用いることが可能となる。勿
論上記素子構造は、中心に８７１７４１発光領域２９と
、その両側にＡストライ１発光領域２８を配設した構成
としてもよい。さらに本製造方法により、Ａ％Ｂ。
にの動作温度において、Ａメサストライプ発光領域２８
より発振するレーザ光の発振波長が例えば７〜８μ〃ｚ
に可変でき、またＢメサストライプ発光領域２９より発
振するレーザ光の発振波長が例えば８〜９．３μｍに可
変できる等、■チップのレーザ素子によりレーザ光の発
振波長を広範囲に可変して用いることが可能となる。勿
論上記素子構造は、中心に８７１７４１発光領域２９と
、その両側にＡストライ１発光領域２８を配設した構成
としてもよい。さらに本製造方法により、Ａ％Ｂ。
Ｃとそれぞれ発振波長の異なる複数個の発光領域をマル
チメサストライプ構造に構成したレーザ素子を得ること
も可能である。
チメサストライプ構造に構成したレーザ素子を得ること
も可能である。
（ｆ′）発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明に係る半導体レー
ザの製造方法によれば、レーザ光の発振波長を広範囲に
可変して用いることができる波長可変レーザ素子を容易
に得ることができる利点を有し、本製造方法によって得
られた半導体レーザ素子を赤外波長領域の高分解能分光
装置あるいは、大気汚染ガヌ計測装置等に用いて極めて
有利である。
ザの製造方法によれば、レーザ光の発振波長を広範囲に
可変して用いることができる波長可変レーザ素子を容易
に得ることができる利点を有し、本製造方法によって得
られた半導体レーザ素子を赤外波長領域の高分解能分光
装置あるいは、大気汚染ガヌ計測装置等に用いて極めて
有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のメサストライプ型化合物半導体レーザ素
子を説明する斜視図、第２図〜第７図は本発明に係る半
導体レーザ素子の製造方法の一実施例を工程順に説明す
る断面図である。 図において２１＆；ｔＰ導電型のＰｂＴｅ基板、２２は
バッファ層、２３はＡ活性層、２４は分離溝、２５はＢ
活性層、２６はトップ層、２７はストライブ溝、２８は
Ａメサストライプ発光領域、２９極層を示す。 第１図 第２図 第３図 第４Ｖｌ！Ｊ 第５図 第６図 第７図
子を説明する斜視図、第２図〜第７図は本発明に係る半
導体レーザ素子の製造方法の一実施例を工程順に説明す
る断面図である。 図において２１＆；ｔＰ導電型のＰｂＴｅ基板、２２は
バッファ層、２３はＡ活性層、２４は分離溝、２５はＢ
活性層、２６はトップ層、２７はストライブ溝、２８は
Ａメサストライプ発光領域、２９極層を示す。 第１図 第２図 第３図 第４Ｖｌ！Ｊ 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- 化合物半導体基板上にバッファ層となる第１の結晶層を
介して活性層となる所定組成の第２の結晶層を形成し、
次いで該第２の結晶層を前記第１の結晶層に達する複数
のストライプ状の溝によって所定間隔に分離し、該各ス
トライプ状の溝内に前記第２の結晶層とは異なる結晶組
成の活性層となる第３の結晶層を形成した後、前記第２
及び第３の結晶層よりなる活性層上にトップ層となる第
４の結晶層を形成し、さらに該第４の結晶層上から前記
第２の結晶層と第３の結晶層との各境界線に沿って前記
第１の結晶層に達する深さのストライプ溝を設けて発振
波長特性の異なる複数のメサストライプ発光領域を形成
することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4422882A JPS58161390A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4422882A JPS58161390A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161390A true JPS58161390A (ja) | 1983-09-24 |
Family
ID=12685677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4422882A Pending JPS58161390A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161390A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0156014A2 (de) * | 1984-03-27 | 1985-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Laserdioden-Array |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP4422882A patent/JPS58161390A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0156014A2 (de) * | 1984-03-27 | 1985-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Laserdioden-Array |
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