JPS59129486A - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPS59129486A JPS59129486A JP58004457A JP445783A JPS59129486A JP S59129486 A JPS59129486 A JP S59129486A JP 58004457 A JP58004457 A JP 58004457A JP 445783 A JP445783 A JP 445783A JP S59129486 A JPS59129486 A JP S59129486A
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- optical waveguide
- semiconductor
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- waveguide layer
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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
-
- H—ELECTRICITY
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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
-
- 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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法の改良に
係わシ、特にＡｔを構成元素として含む■−■族半導体
材料を用いた半導体レーザ装置及びその製造方法に関す
る。
係わシ、特にＡｔを構成元素として含む■−■族半導体
材料を用いた半導体レーザ装置及びその製造方法に関す
る。
近時、ｍ−ｖ族系半導体材料を用いて室温連続発振を可
能とした各種の化合物半導体レーザが開発されている。
能とした各種の化合物半導体レーザが開発されている。
この種の半導体レーザにおいて、安定な基本横モード発
振及び非点収差のないレーザビームを得るために作シ付
は導波路構造によって横モードを制御することは、半導
体レーザの応用範囲を拡げる上で極めて重要な技術であ
る。このような作シ付は導波路構造を有する半導体レー
ザの１つとして、第１図に示す如きリブ導波路型レーザ
が知られている。なお、図中１は半導体基板、２は第１
クラッド層、３は活性層、４は第２クラッド層、５はオ
ーミックコンタクト層、６は電流狭窄のための絶縁層、
７，８は電極、９は拡散層を示している。
振及び非点収差のないレーザビームを得るために作シ付
は導波路構造によって横モードを制御することは、半導
体レーザの応用範囲を拡げる上で極めて重要な技術であ
る。このような作シ付は導波路構造を有する半導体レー
ザの１つとして、第１図に示す如きリブ導波路型レーザ
が知られている。なお、図中１は半導体基板、２は第１
クラッド層、３は活性層、４は第２クラッド層、５はオ
ーミックコンタクト層、６は電流狭窄のための絶縁層、
７，８は電極、９は拡散層を示している。
このレーザは、活性層３の上面に凸部（リブ）？ａを設
けることによシ屈折率変什を牛じさせ、これによって光
導波路を形成したものである。
けることによシ屈折率変什を牛じさせ、これによって光
導波路を形成したものである。
そして、リブ３ａの幅Ｗ１高さＨ１段差ΔＨ及び各層の
組成を変える・ことによシ、所望の横モードを実現する
ことができる。しかし、上記の構造ではリブ導波路部と
他の部分との屈折率差Δｎが段差ΔＨの増加に伴い極め
て急激に増加するため、基本横モード発振を得るには、
例えばΔＨ≦５００ （１：）と言う厳しい作製条件が
要求される（文献Ｔ、Ｐ、ＬＥＥｅｔａｌ：ＩＦＪＥＪ
、ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−１１、４３
２（１９７５））。このため、その製造が極めて困難で
あった。
組成を変える・ことによシ、所望の横モードを実現する
ことができる。しかし、上記の構造ではリブ導波路部と
他の部分との屈折率差Δｎが段差ΔＨの増加に伴い極め
て急激に増加するため、基本横モード発振を得るには、
例えばΔＨ≦５００ （１：）と言う厳しい作製条件が
要求される（文献Ｔ、Ｐ、ＬＥＥｅｔａｌ：ＩＦＪＥＪ
、ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−１１、４３
２（１９７５））。このため、その製造が極めて困難で
あった。
そこで最近、上記間＠を解決するものとして、第２図に
示す如く活性層３より屈折率が小さく、かつクラッド層
４よシ屈折率の大きい光導波路層１０を活性層３に接し
て設け、この光導波路層１０にリブ１０ｔｈを形成した
半導体レーザが提案されている。このレーーザでは、基
本横モード発振を得るための作製条件が、例えばΔＨ≦
０．２〔μｍ〕と比較的緩くなシ、その製造も容易とな
る。また、基本横モード発振が得易いだけでなく、活性
層３と垂直な方向のビーム放射角を小さくでき、大きな
光出力が得られる等の利点を持つ。
示す如く活性層３より屈折率が小さく、かつクラッド層
４よシ屈折率の大きい光導波路層１０を活性層３に接し
て設け、この光導波路層１０にリブ１０ｔｈを形成した
半導体レーザが提案されている。このレーーザでは、基
本横モード発振を得るための作製条件が、例えばΔＨ≦
０．２〔μｍ〕と比較的緩くなシ、その製造も容易とな
る。また、基本横モード発振が得易いだけでなく、活性
層３と垂直な方向のビーム放射角を小さくでき、大きな
光出力が得られる等の利点を持つ。
しかし々から、この種のレーザでは、前記光導波路層１
０としてＡｔＸＧａ１−ｘＡＩＩ、ＡｔＸＧａ、−ｘＡ
８Ｐ及びＩ ｎ ｙ （ＡＬｘ Ｇ ａ １□ ｘ）
、□ ｙｐ等のＡｔを構成元素として含む材料を用いた
場合、前ｎ１第２図の構造を実現することは困難であっ
た。す々わち、第２図の構造を実現するには、光導波路
層１０までの結晶成長を行ったのち、エツチング等によ
シ光導波路層１０にリブ１０ａを形成し、その上に第２
クラッド層４及びオーミックコンタクト層５の結晶成長
を行う必要がある。これを、従来の液相成長（ＬＰＥ）
法で行う場合、Ａｔを含む光導波路層１０の表面に前記
エツチング等の工程で酸化層が形成されるため、さらに
一旦大気にさらされ九Ａｔを含む光導波路層の表面に酸
化層が形成されるためこの上に形成すべきクラッド層４
の結晶成長が困難となる。特に、■族の構成元素中のＡ
ｔの割合Ｘがｘ ＞ ０．１の化合物半導体層上への上
記条件下での結晶成長は、従来端んど不可能と考えられ
ている（文献Ｉ ＥＥＥＪｏｕｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｅ１ｅ’ｃｔｒｏｎｊｃｓ＋ Ｖｏｌ ＊ Ｑ
Ｅ −１５。
０としてＡｔＸＧａ１−ｘＡＩＩ、ＡｔＸＧａ、−ｘＡ
８Ｐ及びＩ ｎ ｙ （ＡＬｘ Ｇ ａ １□ ｘ）
、□ ｙｐ等のＡｔを構成元素として含む材料を用いた
場合、前ｎ１第２図の構造を実現することは困難であっ
た。す々わち、第２図の構造を実現するには、光導波路
層１０までの結晶成長を行ったのち、エツチング等によ
シ光導波路層１０にリブ１０ａを形成し、その上に第２
クラッド層４及びオーミックコンタクト層５の結晶成長
を行う必要がある。これを、従来の液相成長（ＬＰＥ）
法で行う場合、Ａｔを含む光導波路層１０の表面に前記
エツチング等の工程で酸化層が形成されるため、さらに
一旦大気にさらされ九Ａｔを含む光導波路層の表面に酸
化層が形成されるためこの上に形成すべきクラッド層４
の結晶成長が困難となる。特に、■族の構成元素中のＡ
ｔの割合Ｘがｘ ＞ ０．１の化合物半導体層上への上
記条件下での結晶成長は、従来端んど不可能と考えられ
ている（文献Ｉ ＥＥＥＪｏｕｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｅ１ｅ’ｃｔｒｏｎｊｃｓ＋ Ｖｏｌ ＊ Ｑ
Ｅ −１５。
Ａ ６ 、 Ｊｕｎｅ（１９７９）、Ｐ２Ｓ５ ）。こ
のため、第２図に示す構造のレーザは、ＩｎＧａＡｓＰ
系等のＡｔを含まない材料のみで実現でき、Ａｔを含む
材料に関しては実現困難であると考えられていた。
のため、第２図に示す構造のレーザは、ＩｎＧａＡｓＰ
系等のＡｔを含まない材料のみで実現でき、Ａｔを含む
材料に関しては実現困難であると考えられていた。
５−
〔発明の目的〕
本発明の目的は、Ａｔを棋成材料として含む光導波路層
にリブを形成し、その上へのクラッド層の結晶成長を可
能にしてリブ導波路が！レーザを実現でき、私モード制
御の容易什をはかり得る半導体レーザ装置を提供するこ
とにある。
にリブを形成し、その上へのクラッド層の結晶成長を可
能にしてリブ導波路が！レーザを実現でき、私モード制
御の容易什をはかり得る半導体レーザ装置を提供するこ
とにある。
また、本発明の他の目的は、上記装置を容易に製造し得
る半導体レーザ装置の製造方法を提供することにある。
る半導体レーザ装置の製造方法を提供することにある。
本発明の骨子は、リブを形成された光導波路層上への結
晶成長に際し、有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法
と略記する）若しくは分子線エピタキシー法（以下ＭＲ
Ｅ法と略記する）を用いることにある。
晶成長に際し、有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法
と略記する）若しくは分子線エピタキシー法（以下ＭＲ
Ｅ法と略記する）を用いることにある。
すなわち、従来のＬＰＥ法は熱平衡状態で結晶成長が進
行するのに対して、ＭＯＣＶＤ法及びＬＰＥ法では、非
熱平衡条件の下で結晶成長が進行するため、極端な場合
は格子定数の異なる基板の上や単結晶でない基板の上に
も結晶成長が起と６− り得る。ＭＯＣＶＤ法及びＭＢＥ法のこのような特徴を
利用することによｆｉ、ＬＰＥ法では困難な材料の上へ
のエピタキシャル成長が可能であると考えられる。そし
て、本発明者等の鋭意研究によれば、ＭＯＣＶＤ法若し
くはＭＢＥ法を用いることによシ、リブが形成されたＡ
ｔを構成元素として含む光導波路層上に、良好々結晶成
長を行い得ることが確認された。
行するのに対して、ＭＯＣＶＤ法及びＬＰＥ法では、非
熱平衡条件の下で結晶成長が進行するため、極端な場合
は格子定数の異なる基板の上や単結晶でない基板の上に
も結晶成長が起と６− り得る。ＭＯＣＶＤ法及びＭＢＥ法のこのような特徴を
利用することによｆｉ、ＬＰＥ法では困難な材料の上へ
のエピタキシャル成長が可能であると考えられる。そし
て、本発明者等の鋭意研究によれば、ＭＯＣＶＤ法若し
くはＭＢＥ法を用いることによシ、リブが形成されたＡ
ｔを構成元素として含む光導波路層上に、良好々結晶成
長を行い得ることが確認された。
本発明はこのような点に着目し、絶縁物若しくは■−■
族半導体からなる基板上に、それぞれｌ１ｌ−ｖ族半導
体からなる第１クラッド層、活性層、光導波路層及び第
２クラッド層を順次積層形成し、かつ光導波路層にスト
ライプ状の凸部を形成してなる半導体レーザ装置におい
て、上記光導波路層としてＡｔを含む■−■族化合物半
導体材料を用い、かつ■族の構成元素中のＡｔの割合Ｘ
をｘ ） ０．１にしたものである。
族半導体からなる基板上に、それぞれｌ１ｌ−ｖ族半導
体からなる第１クラッド層、活性層、光導波路層及び第
２クラッド層を順次積層形成し、かつ光導波路層にスト
ライプ状の凸部を形成してなる半導体レーザ装置におい
て、上記光導波路層としてＡｔを含む■−■族化合物半
導体材料を用い、かつ■族の構成元素中のＡｔの割合Ｘ
をｘ ） ０．１にしたものである。
また本発明は、上記構造の半導体レーザ装置を製造する
に際し、基板上に第１クラッド層、活性層及び光導波路
層を順次成長形成したのち、光導波路層を選択エツチン
グしてストライプ状の凸部を形成し、しかるのちＭＯＣ
ＶＤ法若しくはＭＢＥ法を用い光導波路層上に第２クラ
ッド層を成長形成するようにした方法である。
に際し、基板上に第１クラッド層、活性層及び光導波路
層を順次成長形成したのち、光導波路層を選択エツチン
グしてストライプ状の凸部を形成し、しかるのちＭＯＣ
ＶＤ法若しくはＭＢＥ法を用い光導波路層上に第２クラ
ッド層を成長形成するようにした方法である。
本発明によれば、Ａｔ’ｉ構成元素として含む光導波路
層を用いる場合にあっても、前記第２図に示す如きリブ
導波路型の半導体レーザを実現することができ、横モー
ド制御の容易化をはかシ得る。また、Ａｔを含む材料を
用いていることから、レーデ発振波長を短波長側に制御
することができ、最近特に注目されているビデオ・ディ
スクやＤＡＤ （デジタル・オーディオ・ディスク）等
の読み取シ用光源として極めて有効である。
層を用いる場合にあっても、前記第２図に示す如きリブ
導波路型の半導体レーザを実現することができ、横モー
ド制御の容易化をはかシ得る。また、Ａｔを含む材料を
用いていることから、レーデ発振波長を短波長側に制御
することができ、最近特に注目されているビデオ・ディ
スクやＤＡＤ （デジタル・オーディオ・ディスク）等
の読み取シ用光源として極めて有効である。
第３図（、）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例に係わる
半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
まず、第３図（、）に示す如（Ｎ−ＧａＡｇ基板１上に
、Ｎ ”−ＡＺｏ４５Ｇａｏ、５ｓＡ８ ！ （第１ク
ラッド層）２、アンドープＡｔｏ、、５Ｇｏ、８５Ａ１
１層（活性層）３及びＰ −Ａｔｏ、３５”ｏ、６５
Ａｓ層（光導波路層）ｉｏをＬＰＥ法によシ上記順に成
長形成する。次いで、フォトレジスト等をマスクとして
用い、第３図（ｂ）に示す如く光導波路層１０を選択エ
ツチングし、該層１０の表面にストライプ状の凸部（リ
ブ）１θａを形成する。なお、このエツチングに際して
は、ＣＨ３０Ｈ、Ｈ３ＰＯ４，Ｈ２Ｏ２（体積比３：１
：１）等を用いることができる。
、Ｎ ”−ＡＺｏ４５Ｇａｏ、５ｓＡ８ ！ （第１ク
ラッド層）２、アンドープＡｔｏ、、５Ｇｏ、８５Ａ１
１層（活性層）３及びＰ −Ａｔｏ、３５”ｏ、６５
Ａｓ層（光導波路層）ｉｏをＬＰＥ法によシ上記順に成
長形成する。次いで、フォトレジスト等をマスクとして
用い、第３図（ｂ）に示す如く光導波路層１０を選択エ
ツチングし、該層１０の表面にストライプ状の凸部（リ
ブ）１θａを形成する。なお、このエツチングに際して
は、ＣＨ３０Ｈ、Ｈ３ＰＯ４，Ｈ２Ｏ２（体積比３：１
：１）等を用いることができる。
次に、ＭＯＣＶＤ法若しくはＭＢＥ法を用い、第３図（
ｃ）に示す如く光導波路層１ｏ上にＰ −ＡＬｏ、４５
Ｇａ ｏ、５Ｂ Ａ １１層（第２クラツＰ層）４及
びＰ−ＧａＡｓ層（オーミックコンタクト層）５を順次
成長形成する。ここで、ＭＯＣＶＤ法を用いた場合の詳
細を述べる。まず、前記第記第３図（ｂ）に示す状態の
試料を十分に脱脂洗浄したのち、希ＨＣ１等によって表
面の酸化層を除去し直ちに反応炉に入れる。結晶成長温
度は７５ｏ〔℃〕とし、原料としてはトリメチルガリウ
ム（（ＣＨ，）、 Ｇａ）、トリメチルアルミニウム（
（ＣＨ３）５Ａｔ）及びアルタ９− ７ （ＡｓＨ３）を′用いた。Ｐ型ドーノクントにはジ
エチルジンク（Ｃ２Ｈｓ ） ２ Ｚ ｎを用いた。ま
た、原料ガス中のＩＩ族元素（Ｇａ 、 ｋＡ）と■族
元素（Ａｓ）とのモル比は［：Ａｓ）／ ［Ｇａ 十Ａ
４） ＝ ２０ とした。このような条件下でＭＯＣ
ＶＤ法を実施したところ、光導波路層１０上に良好な結
晶成長を行うことができた。
ｃ）に示す如く光導波路層１ｏ上にＰ −ＡＬｏ、４５
Ｇａ ｏ、５Ｂ Ａ １１層（第２クラツＰ層）４及
びＰ−ＧａＡｓ層（オーミックコンタクト層）５を順次
成長形成する。ここで、ＭＯＣＶＤ法を用いた場合の詳
細を述べる。まず、前記第記第３図（ｂ）に示す状態の
試料を十分に脱脂洗浄したのち、希ＨＣ１等によって表
面の酸化層を除去し直ちに反応炉に入れる。結晶成長温
度は７５ｏ〔℃〕とし、原料としてはトリメチルガリウ
ム（（ＣＨ，）、 Ｇａ）、トリメチルアルミニウム（
（ＣＨ３）５Ａｔ）及びアルタ９− ７ （ＡｓＨ３）を′用いた。Ｐ型ドーノクントにはジ
エチルジンク（Ｃ２Ｈｓ ） ２ Ｚ ｎを用いた。ま
た、原料ガス中のＩＩ族元素（Ｇａ 、 ｋＡ）と■族
元素（Ａｓ）とのモル比は［：Ａｓ）／ ［Ｇａ 十Ａ
４） ＝ ２０ とした。このような条件下でＭＯＣ
ＶＤ法を実施したところ、光導波路層１０上に良好な結
晶成長を行うことができた。
次に、第３図（ｃ）に示す状態の試料に電流狭窄のため
のＳ ｔ Ｏ２膜（絶縁層）６、Ｃｒ／Ａｕ電極７゜８
及びＺｎ拡散層９を形成することによって、前記第２図
に示す構造の半導体レーザが作製されることになる。な
お、上記Ｚｎ拡散層９の形成に際しては、Ａｔ２０ ｓ
を拡散のマスクとして用いた。
のＳ ｔ Ｏ２膜（絶縁層）６、Ｃｒ／Ａｕ電極７゜８
及びＺｎ拡散層９を形成することによって、前記第２図
に示す構造の半導体レーザが作製されることになる。な
お、上記Ｚｎ拡散層９の形成に際しては、Ａｔ２０ ｓ
を拡散のマスクとして用いた。
また、基板及び各層の厚さり、不純物濃度Ｎは次のよう
に設定した。基板１ではＷ＝Ｓ Ｏ（μｍｌ）＋ＮＤ＝
ＩＸ１０ ［側 〕、第１クラッド層２ではＬ＝１〔
μｙｙ＋：］ 、ＮＤ＝３Ｘ１０ ［儂 〕、活性層
３ではＬ ＝ ０．１２ 〔ｔｉｍ〕、光導波路層１０
ではＬ＝０．５〔μｍ〕、ＮＡ；５×１０１７〔ｃＩｎ
−３〕、第２クラッド層４ではＬ＝１〔μｍ〕＆ＮＡ＝
５×１０１７〔ｃｍ５〕、オー１０− ミックコンタクト層５ではＬ＝０．５［μ？Ｍ’）ＩＮ
Ａ＝ＩＸ１０ （ｃｍ 〕とした。また、光導波路
層１０のリブ１０ａの段差はΔＨ＝ ０．２ Ｃμｍ〕
、リブの幅はＷ＝３〔μｍ〕とした。
に設定した。基板１ではＷ＝Ｓ Ｏ（μｍｌ）＋ＮＤ＝
ＩＸ１０ ［側 〕、第１クラッド層２ではＬ＝１〔
μｙｙ＋：］ 、ＮＤ＝３Ｘ１０ ［儂 〕、活性層
３ではＬ ＝ ０．１２ 〔ｔｉｍ〕、光導波路層１０
ではＬ＝０．５〔μｍ〕、ＮＡ；５×１０１７〔ｃＩｎ
−３〕、第２クラッド層４ではＬ＝１〔μｍ〕＆ＮＡ＝
５×１０１７〔ｃｍ５〕、オー１０− ミックコンタクト層５ではＬ＝０．５［μ？Ｍ’）ＩＮ
Ａ＝ＩＸ１０ （ｃｍ 〕とした。また、光導波路
層１０のリブ１０ａの段差はΔＨ＝ ０．２ Ｃμｍ〕
、リブの幅はＷ＝３〔μｍ〕とした。
かくして作製された半導体レーザは、光導波路層１０に
設けたリブ１０ｇによ多安定した基本横モード発振を達
成することができ、またＡｔを構成材料として含むこと
から、発振波長を比較的短波長側に制御することができ
る。このため、ビデオディスクやＤＡＤ等の信号読み取
シ用光源として用いるのに極めて有効である。脣た活性
層３にリブを設けるのではなく、光導波路層１０にリブ
１０ａを設けているので、リブ１０ａの段差ΔＨを比較
的緩い条件（ΔＨ≦０．２μｍ）で形成することができ
、その製造が容易である。
設けたリブ１０ｇによ多安定した基本横モード発振を達
成することができ、またＡｔを構成材料として含むこと
から、発振波長を比較的短波長側に制御することができ
る。このため、ビデオディスクやＤＡＤ等の信号読み取
シ用光源として用いるのに極めて有効である。脣た活性
層３にリブを設けるのではなく、光導波路層１０にリブ
１０ａを設けているので、リブ１０ａの段差ΔＨを比較
的緩い条件（ΔＨ≦０．２μｍ）で形成することができ
、その製造が容易である。
さらに、活性層３が露出しないので、発光領域に欠陥が
導入される可能性を少なくし得る等の利点もある。
導入される可能性を少なくし得る等の利点もある。
第４図は第２の実施例に係わる半導体レーザの概略構成
を示す斜視図である。なお、第２図及び第３図（ａ）〜
（ｃ）と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説
１明は省略する。この実施例が先に説明した実施例と異
々る点は、前記５１０２膜６の代りに拡散層を用いて電
流狭窄構造を実現したことにある。すなわち、先の実施
例と同様に第３図（ａ）に示す如く基板１上に第１クラ
ッド層２、活性層３及び光導波路層１０を成長形成した
のち、第５図（ａ）に示す如く光導波路層１０上にＺｎ
を高濃度に添加（Ｐ＞ｌＸｌ０ ａｍ ）したＰ
−ＧａＡｓ （Ｚｎ拡散層）１ノを成長形成する。その
後、Ｚｎ拡散層１１及び光導波路層１θヲ選択エツチン
グして第５図（ｂ）に示す如きリブ構造を形成する。次
いで、第５図（Ｃ）に示す如くＮ −ＡＺｏ、４ｓ Ｇ
ａｏ、ｓｓ Ａ３層（第３クラッド層）１ｖ２、前記第
２クラッド層４及びオーミックコンタクト層５をＭＯＣ
ＶＤ法によりＪＩＩ次成長形成する。ここで、Ｎ型のド
ーパントにはセレン化水素（Ｈ２Ｓ ｅ ）を用いた。
を示す斜視図である。なお、第２図及び第３図（ａ）〜
（ｃ）と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説
１明は省略する。この実施例が先に説明した実施例と異
々る点は、前記５１０２膜６の代りに拡散層を用いて電
流狭窄構造を実現したことにある。すなわち、先の実施
例と同様に第３図（ａ）に示す如く基板１上に第１クラ
ッド層２、活性層３及び光導波路層１０を成長形成した
のち、第５図（ａ）に示す如く光導波路層１０上にＺｎ
を高濃度に添加（Ｐ＞ｌＸｌ０ ａｍ ）したＰ
−ＧａＡｓ （Ｚｎ拡散層）１ノを成長形成する。その
後、Ｚｎ拡散層１１及び光導波路層１θヲ選択エツチン
グして第５図（ｂ）に示す如きリブ構造を形成する。次
いで、第５図（Ｃ）に示す如くＮ −ＡＺｏ、４ｓ Ｇ
ａｏ、ｓｓ Ａ３層（第３クラッド層）１ｖ２、前記第
２クラッド層４及びオーミックコンタクト層５をＭＯＣ
ＶＤ法によりＪＩＩ次成長形成する。ここで、Ｎ型のド
ーパントにはセレン化水素（Ｈ２Ｓ ｅ ）を用いた。
捷だ、第３クラッド層１２の厚さＬ及び不純物濃度Ｎは
、Ｌ＝０．５［μｍ〕ｒＮＤ＝３×１０ 〔朗 〕とし
た。
、Ｌ＝０．５［μｍ〕ｒＮＤ＝３×１０ 〔朗 〕とし
た。
次いで、９００〔℃〕において４時間程度熱処理を行い
、Ｚｎ拡散層１１よＦ） Ｚｎを拡散させリブ上の第３
クラッド層１２をＰ型に変換する。
、Ｚｎ拡散層１１よＦ） Ｚｎを拡散させリブ上の第３
クラッド層１２をＰ型に変換する。
ここで、上記Ｚｎ拡散による拡散領域１３の不純物濃度
はＮＡ＝ＩＸ１０ ［、〕であった。この後は、第５
図（ｃ）の試料の両面に電極７，８を被着することによ
シ、第４図に示す構造の半導体レーザが作製されること
になる。
はＮＡ＝ＩＸ１０ ［、〕であった。この後は、第５
図（ｃ）の試料の両面に電極７，８を被着することによ
シ、第４図に示す構造の半導体レーザが作製されること
になる。
かくして作製された半導体レーザは、拡散領域１３が電
流狭窄構造として作用することになシ、活性層３の発光
領域をストライプ状に規定することができる。このため
、先の第１の実施例と同様の効果を奏するのは勿論、電
流狭窄構造としての５１０２膜６を必要とせず、その製
造がよシ容易化される。また、Ｚｎ拡散に際しては光導
波路層１０よシＡｔを多く含む第３クラッド層１２の方
が拡散し易いので、拡散領域１３を活性層３に達するこ
となく第２クラッド層４に達するよう容易に形成するこ
とができる。
流狭窄構造として作用することになシ、活性層３の発光
領域をストライプ状に規定することができる。このため
、先の第１の実施例と同様の効果を奏するのは勿論、電
流狭窄構造としての５１０２膜６を必要とせず、その製
造がよシ容易化される。また、Ｚｎ拡散に際しては光導
波路層１０よシＡｔを多く含む第３クラッド層１２の方
が拡散し易いので、拡散領域１３を活性層３に達するこ
となく第２クラッド層４に達するよう容易に形成するこ
とができる。
第６図及び第７図はそれぞれ第３の実施例に１３−
係わる半導体レーザの概略構造を示す斜視図である。こ
の実施例は、光導波路層の一部に高抵抗層若しくは拡散
層を形成して、電流狭窄を行うようにしたものである。
の実施例は、光導波路層の一部に高抵抗層若しくは拡散
層を形成して、電流狭窄を行うようにしたものである。
第６図に示す半導体レーザでは、先の第１の実施例と同
様に基板１上に第１クラッド層２、活性層３及び光導波
路層１０を成長形成し、さらに光導波路層１０にリブ１
０ｍを形成した前記第３図（ｂ）の状態で、リブ１０ａ
以外の部分に酸素をイオン注入してイオン注入層１４を
形成する。このとき、イオン注入層１４が活性層３まで
達しないようにする。その後、先の第１の実施例と同様
にＭＯＣＶＤ法を用い第２クラッド層４及びオーミック
コンタクト層５を成長形成し、さらに電極７，８を被着
することによって作製される。ここでＳ ＭＯＣＶＤ法
における結晶成長温度を７５０〔℃〕以下の低温とする
ことで、イオン注入層１４の低抵抗化を防止でき、電流
狭窄のための高抵抗層を形成することが可能となる。
様に基板１上に第１クラッド層２、活性層３及び光導波
路層１０を成長形成し、さらに光導波路層１０にリブ１
０ｍを形成した前記第３図（ｂ）の状態で、リブ１０ａ
以外の部分に酸素をイオン注入してイオン注入層１４を
形成する。このとき、イオン注入層１４が活性層３まで
達しないようにする。その後、先の第１の実施例と同様
にＭＯＣＶＤ法を用い第２クラッド層４及びオーミック
コンタクト層５を成長形成し、さらに電極７，８を被着
することによって作製される。ここでＳ ＭＯＣＶＤ法
における結晶成長温度を７５０〔℃〕以下の低温とする
ことで、イオン注入層１４の低抵抗化を防止でき、電流
狭窄のための高抵抗層を形成することが可能となる。
また、第７図に示す半導体レーザでは、まず１４−
第８図（ａ）に示す如＜ Ｐ −ＧａＡｓ基板２１上に
Ｐ −Ａｔｏ、４５Ｇａ（、，５５Ａｓ層（第１クラッ
ド層）２２、アンドープＡｌｏ、１５ ＧａＯ，８５Ａ
ｓ層（活性層）２３及びＮ ”” ｋｔｔ３．３．Ｇ＆
ｏ、６ｓ Ａｓ層（光導波路層）３０をＬＰＥ法によシ
順次成長形成する。次いで、光導波路層３０を選択エツ
チングし第３図（ｂ）に示す如くリブ３０ｍを形成する
。その後、リブ３０ａの上部を除く光導波路層３０の表
面にＺｎ拡散を行い、Ｚｎ拡散層３４を形成する。この
とき、Ｚｎ拡散層３４が活性層２３にまで達しないよう
にする。次いで、 ＭＯＣＶＤ法若しくはＭＢＥ法を用
い、第８図（ｃ）に示す如＜ Ｎ−ＡＺｏ、４ｓ Ｇ
ａｏ、ｓｓ Ａｓ層（第２クラッド層）２４及びＮ−Ｇ
ａＡｓ層（オーミックコンタクト層）２５を順次成長形
成する。その後、電極２７．２８を被着形成することに
よって、第７図に示す構造が実現される。
Ｐ −Ａｔｏ、４５Ｇａ（、，５５Ａｓ層（第１クラッ
ド層）２２、アンドープＡｌｏ、１５ ＧａＯ，８５Ａ
ｓ層（活性層）２３及びＮ ”” ｋｔｔ３．３．Ｇ＆
ｏ、６ｓ Ａｓ層（光導波路層）３０をＬＰＥ法によシ
順次成長形成する。次いで、光導波路層３０を選択エツ
チングし第３図（ｂ）に示す如くリブ３０ｍを形成する
。その後、リブ３０ａの上部を除く光導波路層３０の表
面にＺｎ拡散を行い、Ｚｎ拡散層３４を形成する。この
とき、Ｚｎ拡散層３４が活性層２３にまで達しないよう
にする。次いで、 ＭＯＣＶＤ法若しくはＭＢＥ法を用
い、第８図（ｃ）に示す如＜ Ｎ−ＡＺｏ、４ｓ Ｇ
ａｏ、ｓｓ Ａｓ層（第２クラッド層）２４及びＮ−Ｇ
ａＡｓ層（オーミックコンタクト層）２５を順次成長形
成する。その後、電極２７．２８を被着形成することに
よって、第７図に示す構造が実現される。
かくして作製された第６図及び第７図に示す半導体レー
ザは、イオン注入層１４若しくはＺｎ拡散層３４が電流
狭窄構造として作用することになる。したがって、先の
第２の実施例と同様の効果が得られる。
ザは、イオン注入層１４若しくはＺｎ拡散層３４が電流
狭窄構造として作用することになる。したがって、先の
第２の実施例と同様の効果が得られる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えは、前記光導波路層の構成材料としてはＡｔ
ｘＧａ １−ｘ Ａｓ系に限定されるものではなく、Ａ
ｔＸＧ ａ １−ｘＡ ｓ Ｐ系や■ｎｙ（ＡｔｘＧａ
ｌ−ｘ）１−ｙＰ系等を用いてもよい、要は、Ａｔを構
成元素として含む■−■族半導体で、特に■族の構成元
素中のＡｔの割合Ｘがｘ ） ０．１のものに適用する
ことができる。また、実施例では第１クラッド層、活性
層及び光導波路層をＬＰＥ法で成長形成したが、これら
の層をもＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法で成長形成するように
してもよい。さらに、基板として■−■族半導体の代り
に、サファイア等の絶縁物を用いることも可能である。
ない。例えは、前記光導波路層の構成材料としてはＡｔ
ｘＧａ １−ｘ Ａｓ系に限定されるものではなく、Ａ
ｔＸＧ ａ １−ｘＡ ｓ Ｐ系や■ｎｙ（ＡｔｘＧａ
ｌ−ｘ）１−ｙＰ系等を用いてもよい、要は、Ａｔを構
成元素として含む■−■族半導体で、特に■族の構成元
素中のＡｔの割合Ｘがｘ ） ０．１のものに適用する
ことができる。また、実施例では第１クラッド層、活性
層及び光導波路層をＬＰＥ法で成長形成したが、これら
の層をもＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法で成長形成するように
してもよい。さらに、基板として■−■族半導体の代り
に、サファイア等の絶縁物を用いることも可能である。
また、基板及び各層の厚さＬや不純物濃度等の条件は、
仕様に応じて適宜変更可能である。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
仕様に応じて適宜変更可能である。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
第１図及び第２図はそれぞれ従来のリブ導波路型半導体
レーザの概略構造を示す斜視図、第３図（ａ）〜（ｃ）
は本発明の第１の実施例に係わる半導体レーザの製造工
程を示す断面図、第４図は第２の実施例に係わる半導体
レーザの概略構造を示す斜視図、第５図（、）〜（ｃ）
は上記第２の実施例を説明するための工程断面図、第６
図及び第７図はそれぞれ第３の実施例に係わる半導体レ
ーザの概略構造を示す斜視図、第８図（、）〜（ｃ）は
上記第７図の半導体レーザを説明するための工程断面図
である。 １．２１・・・基板、２．２２・・・第１クラッド層、
３．２３・・・活性層、４．２４・・・第２クラッド層
、５．２５・・・オーミックコンタクト層、６・・・絶
縁層、ｖ、ｓ、２７．２８・・・電極、１０．３０・・
・光導波路層、１０ａ 、３０ａ・・・リブ、１１゜３
４・・・Ｚｎ拡散層、１２・・・第３クラッド層、１３
・・・拡散領域、１４・・・イオン注入層（高抵抗層）
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦１７− 第１図 第２図 １０ａ 第３図 第４図 ＠５図 １ 第６図 第７図
レーザの概略構造を示す斜視図、第３図（ａ）〜（ｃ）
は本発明の第１の実施例に係わる半導体レーザの製造工
程を示す断面図、第４図は第２の実施例に係わる半導体
レーザの概略構造を示す斜視図、第５図（、）〜（ｃ）
は上記第２の実施例を説明するための工程断面図、第６
図及び第７図はそれぞれ第３の実施例に係わる半導体レ
ーザの概略構造を示す斜視図、第８図（、）〜（ｃ）は
上記第７図の半導体レーザを説明するための工程断面図
である。 １．２１・・・基板、２．２２・・・第１クラッド層、
３．２３・・・活性層、４．２４・・・第２クラッド層
、５．２５・・・オーミックコンタクト層、６・・・絶
縁層、ｖ、ｓ、２７．２８・・・電極、１０．３０・・
・光導波路層、１０ａ 、３０ａ・・・リブ、１１゜３
４・・・Ｚｎ拡散層、１２・・・第３クラッド層、１３
・・・拡散領域、１４・・・イオン注入層（高抵抗層）
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦１７− 第１図 第２図 １０ａ 第３図 第４図 ＠５図 １ 第６図 第７図
Claims (3)
- （１）絶縁物若しくは■−■族半導体からなる基板上に
、それぞれ■−■族半導体から々る少なくとも第１クラ
ッド層、活性層、光導波路層及び第２クラッド層を順次
積層形成し、かつ上記光導波路層にストライプ状の凸部
を形成してなる半導体レーザ装置において、前記光導波
路層はその■族の構成元素中のＡｔの割合Ｘがｘ ）
０．１であることを特徴とする半導体レーザ装置。 - （２）前記光導波路層は、ＡｚｘＧａｌ−、Ａｓ系、Ａ
ｔ Ｇａ ＡｓＰ系或はＩｎｙ（ＡｔｘＧａｌ−ｘ）
、−ｙＰ系の材ｘ １−ｘ 料からなるものである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装置。 - （３）絶縁物若しくは■−■族半導体からなる基板上に
それぞれ■−■族半導体からなる第１クラッド層及び活
性層を順次成長形成する工程と、上記活性層重にＡｔを
構成元素として含む■−Ｖ族半導体から々る光導波路層
を成長形成する工程と、上記光導波路層を選択エツチン
グして該層にストライプ状の凸部を形成する工程と、次
いで有機金属気相成長法或いは分子層■エビタシー法を
用い上記光導波路層上に■−■族半搏体からなる第２ク
ラッド層を成長形成する工程とを具備したことを特徴と
する半導体レーデ装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004457A JPS59129486A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| DE8484300214T DE3484825D1 (de) | 1983-01-14 | 1984-01-13 | Halbleiterlaser-vorrichtung und verfahren zu deren herstellung. |
| US06/570,301 US4647953A (en) | 1983-01-14 | 1984-01-13 | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
| EP84300214A EP0114109B1 (en) | 1983-01-14 | 1984-01-13 | Semiconductor laser device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004457A JPS59129486A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59129486A true JPS59129486A (ja) | 1984-07-25 |
| JPH021387B2 JPH021387B2 (ja) | 1990-01-11 |
Family
ID=11584673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58004457A Granted JPS59129486A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647953A (ja) |
| EP (1) | EP0114109B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59129486A (ja) |
| DE (1) | DE3484825D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174382A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0157555B1 (en) * | 1984-03-27 | 1990-10-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A semiconductor laser and a method of producing the same |
| JP2716693B2 (ja) * | 1985-02-08 | 1998-02-18 | ソニー株式会社 | 半導体レーザー |
| GB8516853D0 (en) * | 1985-07-03 | 1985-08-07 | British Telecomm | Manufacture of semiconductor structures |
| JPS62130581A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザの製造方法 |
| FR2596529B1 (fr) * | 1986-03-28 | 1988-05-13 | Thomson Csf | Guide d'onde optique en materiau semiconducteur, laser appliquant ce guide d'onde et procede de realisation |
| EP0259026B1 (en) * | 1986-08-08 | 1994-04-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Double-heterostructure semiconductor laser with mesa stripe waveguide |
| US4821278A (en) * | 1987-04-02 | 1989-04-11 | Trw Inc. | Inverted channel substrate planar semiconductor laser |
| JPS63265485A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Sony Corp | 半導体レ−ザ |
| US4956682A (en) * | 1987-04-28 | 1990-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optoelectronic integrated circuit |
| JPH0646669B2 (ja) * | 1987-07-28 | 1994-06-15 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
| US4941025A (en) * | 1987-12-30 | 1990-07-10 | Bell Communications Research, Inc. | Quantum well semiconductor structures for infrared and submillimeter light sources |
| US4884112A (en) * | 1988-03-18 | 1989-11-28 | The United States Of America As Repressented By The Secretary Of The Air Force | Silicon light-emitting diode with integral optical waveguide |
| KR960014732B1 (ko) * | 1992-12-22 | 1996-10-19 | 양승택 | Rwg형 반도체 레이저장치 및 제조방법 |
| WO2000052796A1 (fr) * | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Nichia Corporation | Element de laser semiconducteur au nitrure |
| US6839369B2 (en) * | 2001-06-26 | 2005-01-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Surface emitting semiconductor laser device |
| US7380761B2 (en) * | 2006-09-28 | 2008-06-03 | Motorola, Inc. | Mounting and alignment bracket assembly for communication equipment |
Citations (2)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4190813A (en) * | 1977-12-28 | 1980-02-26 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Strip buried heterostructure laser |
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| US4366568A (en) * | 1979-12-20 | 1982-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Semiconductor laser |
| JPS5791581A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-07 | Sharp Corp | Semiconductor laser element and manufacture therefor |
| JPS586191A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-13 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS5980984A (ja) * | 1982-11-01 | 1984-05-10 | Hitachi Ltd | 面発光分布帰還形半導体レ−ザ素子 |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP58004457A patent/JPS59129486A/ja active Granted
-
1984
- 1984-01-13 US US06/570,301 patent/US4647953A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-01-13 DE DE8484300214T patent/DE3484825D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-01-13 EP EP84300214A patent/EP0114109B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS526093A (en) * | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Hitachi Ltd | Production method of semiconductor device |
| JPS5766685A (en) * | 1980-06-03 | 1982-04-22 | Nec Corp | Rib structure semiconductor laser |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6174382A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH021387B2 (ja) | 1990-01-11 |
| DE3484825D1 (de) | 1991-08-29 |
| US4647953A (en) | 1987-03-03 |
| EP0114109A2 (en) | 1984-07-25 |
| EP0114109A3 (en) | 1987-05-06 |
| EP0114109B1 (en) | 1991-07-24 |
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