JPS59198785A - 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS59198785A JPS59198785A JP7326883A JP7326883A JPS59198785A JP S59198785 A JPS59198785 A JP S59198785A JP 7326883 A JP7326883 A JP 7326883A JP 7326883 A JP7326883 A JP 7326883A JP S59198785 A JPS59198785 A JP S59198785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation region
- stripe
- semiconductor laser
- deposited
- wafer
- 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
- H01S5/2054—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
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素子の構造およびその製造方法に
関するものである。
関するものである。
半導体レーザ素子は光通信用および民生光応用機器用と
して床机な用途が考えられるが、光通信用としては高信
頼性、民生用としては安価であること、また双方共に電
流−光出力の高効率変換が求めされる。
して床机な用途が考えられるが、光通信用としては高信
頼性、民生用としては安価であること、また双方共に電
流−光出力の高効率変換が求めされる。
ここで従来の半導体レーザ素子の構造の一例の略図を第
１図に示す。第１図は上記半導体レーザ素子の発振領域
に直交した断面図であシ、ｎ型半導体基板１１の上にｎ
型クラッド層１２、所望の発振波長に応じた禁制帯巾を
有するｐ型活性層１３、ｐ型クラッド層１４、及びｎ型
キャップ層１５が順次形成されているダブルへテロ接合
構造の例である。ｎ型及びｐ凝りラッド層１２及び１４
は活性層１３よシも大きな禁制帯巾を有している。さら
にｎ型キャップ層１５の表面よシ、断面に直交する方向
にストライプ状にｐ型不純物が選択拡散され、その拡散
層１６がｐ型クラッド層１４の内部にまで形成されてい
る。記号１７はＳ ｉ０２絶線膜を示し、電極金属膜１
８が選択拡散層１６とその近傍でのみ接するようにパタ
ーンニングされている。
１図に示す。第１図は上記半導体レーザ素子の発振領域
に直交した断面図であシ、ｎ型半導体基板１１の上にｎ
型クラッド層１２、所望の発振波長に応じた禁制帯巾を
有するｐ型活性層１３、ｐ型クラッド層１４、及びｎ型
キャップ層１５が順次形成されているダブルへテロ接合
構造の例である。ｎ型及びｐ凝りラッド層１２及び１４
は活性層１３よシも大きな禁制帯巾を有している。さら
にｎ型キャップ層１５の表面よシ、断面に直交する方向
にストライプ状にｐ型不純物が選択拡散され、その拡散
層１６がｐ型クラッド層１４の内部にまで形成されてい
る。記号１７はＳ ｉ０２絶線膜を示し、電極金属膜１
８が選択拡散層１６とその近傍でのみ接するようにパタ
ーンニングされている。
この構造に於いては、電流は電極金属膜１８を通シ、選
択拡散層１６から注入され、１６と同じ導電型を有する
ｐ型クラッド層１３を通過して活性層１２に到るが、こ
の時、活性層中の所望の領域１９に集中しているため、
この領域１９がレーザ発振領域となる。
択拡散層１６から注入され、１６と同じ導電型を有する
ｐ型クラッド層１３を通過して活性層１２に到るが、こ
の時、活性層中の所望の領域１９に集中しているため、
この領域１９がレーザ発振領域となる。
上記構造を有する半導体素子がレーザ発振をするために
は、ストライプ方向と直交するペレットの２側面が少な
くとも、領域↓９の端面では鏡面である必要があシ、そ
の鏡面はウェリーを骨間することによって得られる。襞
間の後、各ストライプ間で切シ離しをして１個のペレッ
トが形成される。この例による半導体レーザ素子におい
て、上記電流経路以外に漏れ電流あるいは逆方向電流の
経路が生じる可能性がある。その経路とは、１つはペレ
ット分離の際に半導体ペレットの側ｍＡ（第１図）に歪
みが導入され、ｐ型活性層１３とｎ型クラッド層１２に
よシ形成されていたｐ−ｎ接合はペレット側面Ａ中に於
て破壊され、良好な整流性を維持し得す、その結果選択
拡散層１６よシ注入された電流がｐ型クラッド層１４中
を経てペレット側面に流れ込む経路であり、もう１つは
やはシペレット分離の際に側面Ａ中に傷、段差等が生じ
、電極１８を下にして装着する際の導電性接着剤がそれ
等に沿って、ｐ−ｎ接合面を越えて側面Ａに付着して生
ずる経路である。これら電流経路の発生は素子の順方向
および逆方向の電圧−電流特性、また、電流−光出力特
性を著しく低下させる事になる。
は、ストライプ方向と直交するペレットの２側面が少な
くとも、領域↓９の端面では鏡面である必要があシ、そ
の鏡面はウェリーを骨間することによって得られる。襞
間の後、各ストライプ間で切シ離しをして１個のペレッ
トが形成される。この例による半導体レーザ素子におい
て、上記電流経路以外に漏れ電流あるいは逆方向電流の
経路が生じる可能性がある。その経路とは、１つはペレ
ット分離の際に半導体ペレットの側ｍＡ（第１図）に歪
みが導入され、ｐ型活性層１３とｎ型クラッド層１２に
よシ形成されていたｐ−ｎ接合はペレット側面Ａ中に於
て破壊され、良好な整流性を維持し得す、その結果選択
拡散層１６よシ注入された電流がｐ型クラッド層１４中
を経てペレット側面に流れ込む経路であり、もう１つは
やはシペレット分離の際に側面Ａ中に傷、段差等が生じ
、電極１８を下にして装着する際の導電性接着剤がそれ
等に沿って、ｐ−ｎ接合面を越えて側面Ａに付着して生
ずる経路である。これら電流経路の発生は素子の順方向
および逆方向の電圧−電流特性、また、電流−光出力特
性を著しく低下させる事になる。
第２図は上記の改良対策となるペレットの断面図である
。図中記号１１〜１９及びＡは第１図に於て説明したも
のと同じ半導体の各部を示す。記号２１はペレットの側
面の１部とその上の金属膜を化学エツチングによシ除去
した部分を示す。
。図中記号１１〜１９及びＡは第１図に於て説明したも
のと同じ半導体の各部を示す。記号２１はペレットの側
面の１部とその上の金属膜を化学エツチングによシ除去
した部分を示す。
この構造に於ては、ｐ型活性層１３とｎ型クラッド層１
２によシ形成されているｐ−ｎ接合部はその露呈面がペ
レット側面Ａから離れておシ、且つ、絶縁膜によって被
われているために、電流経路発生を防止し得る。
２によシ形成されているｐ−ｎ接合部はその露呈面がペ
レット側面Ａから離れておシ、且つ、絶縁膜によって被
われているために、電流経路発生を防止し得る。
しかしながら、上記のような構造の半導体素子には下記
のような欠点が残る。第１に、ｐ−ｎ接合面露呈部が被
膜されたとはいえ、未だペレット側面近傍に存在し、ペ
レットの分離加工の際、およびそれ以降の製造工程にお
けるベレット取扱いの際に側面よシ破損を受ける等、側
面での電流経路発生を完全に回避した状態にはないこと
である。
のような欠点が残る。第１に、ｐ−ｎ接合面露呈部が被
膜されたとはいえ、未だペレット側面近傍に存在し、ペ
レットの分離加工の際、およびそれ以降の製造工程にお
けるベレット取扱いの際に側面よシ破損を受ける等、側
面での電流経路発生を完全に回避した状態にはないこと
である。
第２に金属膜絶縁膜はペレット分離の都合上除去部分中
央で分離されている必要があシ、その為のホトレジスト
工程が必要となること。第３に、そのホトレジスト工程
およびペレット分離工程を容易にするためと、ｐ−ｎ接
合露呈部をペレット側面からなるべく遠ざけるために、
除去部分巾は広い方が必要となシ、一方適当なペレット
装着強度を得るだめの電極面積も必要であシ、双方を満
足させるためには、ペレット内に発振領域以外の部分が
多く存在することになり、ウェイト全体のペレット収量
を低下させることになることである。
央で分離されている必要があシ、その為のホトレジスト
工程が必要となること。第３に、そのホトレジスト工程
およびペレット分離工程を容易にするためと、ｐ−ｎ接
合露呈部をペレット側面からなるべく遠ざけるために、
除去部分巾は広い方が必要となシ、一方適当なペレット
装着強度を得るだめの電極面積も必要であシ、双方を満
足させるためには、ペレット内に発振領域以外の部分が
多く存在することになり、ウェイト全体のペレット収量
を低下させることになることである。
第３図に従来の半導体レーザ素子の構造の他の一例を示
す。記号１１〜１４．１８．１９およびＡは第１図に於
て説明したものと同じ半導体の各部分を示す。記号３１
はｐ型キャップ層であり、その表面はオーミック接触の
ために適当な深さにｐ型不純物が拡散されている。記号
３２はプロトン照射によυ形成された高抵抗層であり、
これによシミ流経路を規定し、同時に発振領域１９も構
造的に形成している。
す。記号１１〜１４．１８．１９およびＡは第１図に於
て説明したものと同じ半導体の各部分を示す。記号３１
はｐ型キャップ層であり、その表面はオーミック接触の
ために適当な深さにｐ型不純物が拡散されている。記号
３２はプロトン照射によυ形成された高抵抗層であり、
これによシミ流経路を規定し、同時に発振領域１９も構
造的に形成している。
この構造に於ては、実効的なｐ−ｎ接合面は発振領域端
面を除いて素子の内部に存在し、側面Ａが工程中に破損
を受けだとしてもｐ −ｎ接合が壊れる事はなく、側面
での電流経路はほぼ完全に回避されている。しかも高抵
抗層３２の巾が広いため、上記利点を保持したままペレ
ットの分離加工はかなりの自由度を有する。ペレット収
量も損なわない。
面を除いて素子の内部に存在し、側面Ａが工程中に破損
を受けだとしてもｐ −ｎ接合が壊れる事はなく、側面
での電流経路はほぼ完全に回避されている。しかも高抵
抗層３２の巾が広いため、上記利点を保持したままペレ
ットの分離加工はかなりの自由度を有する。ペレット収
量も損なわない。
しかしながら、この構造の半導体レーザ素子は次の欠点
がある。第１には活性層１３内での発振領域界面にプロ
トン照射による結晶欠陥が多数存在し、そこから発生す
るダークライン欠陥によって素子の寿命は著しく短いも
のであること。第２には、プロトン照射領域は光学的吸
収係数も高くなるため、これを処理前のレベルまで戻す
ために適当なアニールを施さねばならぬことである。特
に第１の欠点は通信用素子としての信頼度を得るために
は、致命的な欠点であると言える。
がある。第１には活性層１３内での発振領域界面にプロ
トン照射による結晶欠陥が多数存在し、そこから発生す
るダークライン欠陥によって素子の寿命は著しく短いも
のであること。第２には、プロトン照射領域は光学的吸
収係数も高くなるため、これを処理前のレベルまで戻す
ために適当なアニールを施さねばならぬことである。特
に第１の欠点は通信用素子としての信頼度を得るために
は、致命的な欠点であると言える。
本発明は側面での電流経路の発生を防ぎ、且つ従来方法
の欠点を解決し得る高信頼度の半導体レーザ素子の構造
およびその製造法を提供することを目的とする。
の欠点を解決し得る高信頼度の半導体レーザ素子の構造
およびその製造法を提供することを目的とする。
以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第４図は本発明の一実施例を示す断面図である。
図中、記号１１〜１９及び３２、Ａは前述と同じ半導体
の各部を示す。プロトン照射高抵抗層３２が発振領域１
９と離れておシ、且つ、側面Ａを含み深さはｐ−ｎ接合
面を越えていることが本発明の特徴となるところである
。即ち、第３図の構造では高抵抗層３２は導波路の形成
に関与していたが、その為に素子の劣化を招いた。本発
明に於ては、高抵抗層３２は側面保獲、ｐ−ｎ接合面露
呈防護に寄与し、導波路とは離れている。これによシ側
面での電流経路の発生はほぼ完全に回避でき且つ、高抵
抗層形成による信頼度劣下をも回避できる。
の各部を示す。プロトン照射高抵抗層３２が発振領域１
９と離れておシ、且つ、側面Ａを含み深さはｐ−ｎ接合
面を越えていることが本発明の特徴となるところである
。即ち、第３図の構造では高抵抗層３２は導波路の形成
に関与していたが、その為に素子の劣化を招いた。本発
明に於ては、高抵抗層３２は側面保獲、ｐ−ｎ接合面露
呈防護に寄与し、導波路とは離れている。これによシ側
面での電流経路の発生はほぼ完全に回避でき且つ、高抵
抗層形成による信頼度劣下をも回避できる。
本発明による半導体レーザ素子の製造工程を順を追って
説明する。第５図に示しだものは、結晶成長およびｐ型
不純物選択拡散の完了した状態のウェハーである。ここ
で、すてに導波構造は完成しているわけである。このウ
ェハーにプロトン照射のマスクと力る金属（例えばＣｒ
Ａｕ）をホトレジスト工程、リフト・オフ工程と組み合
わせて蒸着し、第６図のように、発振領域のストライプ
を中心にその直上の表面にストライプ巾よりも広くスト
ライプ状に残るようにする。（記号６１）この時プロト
ン照射層３２と発振領域１９との距離は少くとも１５μ
以上必要である。次にプロトン照射を行い、 ｐ−ｎ接
合面を越える深さにまで達するように高抵抗層３２を形
成する。（第７図）ここでは、この高抵抗層３２は側面
保獲の目的のため、第３図の例のようなアニール工程は
必要とはしない。その後、マスク用金属６１を除去し、
マウント用電極１８を蒸着する。（第８図）次いで基板
を研磨して所要の厚さに仕上げ、裏面にボンディング用
の電極を蒸着してウェハーを完成させる。最後に、発振
領域と直角にウェハーを骨間したのち、高抵抗層３２中
央でペレットを分離する。（第９図）この分離は平担な
電極表面を機械的に分断すればよく、量産化にあたって
その自由度の大きさが貢献するところは多大である。
説明する。第５図に示しだものは、結晶成長およびｐ型
不純物選択拡散の完了した状態のウェハーである。ここ
で、すてに導波構造は完成しているわけである。このウ
ェハーにプロトン照射のマスクと力る金属（例えばＣｒ
Ａｕ）をホトレジスト工程、リフト・オフ工程と組み合
わせて蒸着し、第６図のように、発振領域のストライプ
を中心にその直上の表面にストライプ巾よりも広くスト
ライプ状に残るようにする。（記号６１）この時プロト
ン照射層３２と発振領域１９との距離は少くとも１５μ
以上必要である。次にプロトン照射を行い、 ｐ−ｎ接
合面を越える深さにまで達するように高抵抗層３２を形
成する。（第７図）ここでは、この高抵抗層３２は側面
保獲の目的のため、第３図の例のようなアニール工程は
必要とはしない。その後、マスク用金属６１を除去し、
マウント用電極１８を蒸着する。（第８図）次いで基板
を研磨して所要の厚さに仕上げ、裏面にボンディング用
の電極を蒸着してウェハーを完成させる。最後に、発振
領域と直角にウェハーを骨間したのち、高抵抗層３２中
央でペレットを分離する。（第９図）この分離は平担な
電極表面を機械的に分断すればよく、量産化にあたって
その自由度の大きさが貢献するところは多大である。
なお、説明の都合上、本明細に於ては、ｎ型半導体基板
を用いたプレー＋ストライプ構造のダブルベルヘテロ接
合型半導体レーザ素子を例としてあげたが、半導体基板
の導電型にかかわらず、また、他の導波機構を有するも
のでも広く本発明の思想が適用できることは言うまでも
ない。
を用いたプレー＋ストライプ構造のダブルベルヘテロ接
合型半導体レーザ素子を例としてあげたが、半導体基板
の導電型にかかわらず、また、他の導波機構を有するも
のでも広く本発明の思想が適用できることは言うまでも
ない。
第１図は半導体レーザ素子の従来の構造の一実施例を示
す断面図。第２図は第１図の構造の改良対策を施した従
来の一実施例を示す断面図。第３図は従来の半導体レー
ザ素子構造の他の実施例を示す断面図。第４図は本発明
の一実施例を示す断面図。第５図〜第９図は本発明の製
法工程を示す斜視図。 １１・・・・・・ｎ型半導体基板、１２・・・・・・ｎ
型クラッド層、１３・・・・・・ｐ型活性層、１４・・
・・・・ｐ型クラッド層、１５・・・・・・ｎ型キャッ
プ層、１６・・・・・・ｐ型選択拡散層、１７・・・・
・・絶縁膜、１８・・・・・・電極金属膜、１９・・・
・・・レーザ発振領域、Ａ・・・・・・素子側面、２１
・・・・・・半導体ペレット側面の一部を除去した部分
、３１・・・・・・ｎ型キャップ層、３２・・・・・・
プロトン照射による高抵抗層、６１・・・・・・プロト
ン照射マスク用メタルパターン。
す断面図。第２図は第１図の構造の改良対策を施した従
来の一実施例を示す断面図。第３図は従来の半導体レー
ザ素子構造の他の実施例を示す断面図。第４図は本発明
の一実施例を示す断面図。第５図〜第９図は本発明の製
法工程を示す斜視図。 １１・・・・・・ｎ型半導体基板、１２・・・・・・ｎ
型クラッド層、１３・・・・・・ｐ型活性層、１４・・
・・・・ｐ型クラッド層、１５・・・・・・ｎ型キャッ
プ層、１６・・・・・・ｐ型選択拡散層、１７・・・・
・・絶縁膜、１８・・・・・・電極金属膜、１９・・・
・・・レーザ発振領域、Ａ・・・・・・素子側面、２１
・・・・・・半導体ペレット側面の一部を除去した部分
、３１・・・・・・ｎ型キャップ層、３２・・・・・・
プロトン照射による高抵抗層、６１・・・・・・プロト
ン照射マスク用メタルパターン。
Claims (2)
- （１）ストライプ状発振領域を有する半導体レーザ素子
において、該発振領域を形成する導波構造部分と接触し
ない不活性領域が結晶成長表面よりｐ ｎ接合面を越
える深さにまで、高抵抗層で形成されていることを特徴
とする半導体レーザ素子。 - （２） 導波構造部分およびその周辺領域の直上にあ
たる結晶成長表面を被膜する工程と、続いて該主面よシ
プロトン照射によｐ ｐ −ｎ接合面を越える深さにま
で高抵抗層を形成する工程と７アプリーペロ共振器の反
射面を形成した後に、前記高抵抗層のほぼ中央で隣接素
子を分離する工程とを含む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 |
|---|---|---|---|
| JP7326883A JPS59198785A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326883A JPS59198785A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198785A true JPS59198785A (ja) | 1984-11-10 |
Family
ID=13513246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7326883A Pending JPS59198785A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198785A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677634A (en) * | 1984-04-12 | 1987-06-30 | U.S. Philips Corporation | Double heterojunction semiconductor laser having improved high-frequency characteristics |
| US5394425A (en) * | 1993-02-25 | 1995-02-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor laser device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4979781A (ja) * | 1972-12-08 | 1974-08-01 |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP7326883A patent/JPS59198785A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4979781A (ja) * | 1972-12-08 | 1974-08-01 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677634A (en) * | 1984-04-12 | 1987-06-30 | U.S. Philips Corporation | Double heterojunction semiconductor laser having improved high-frequency characteristics |
| US5394425A (en) * | 1993-02-25 | 1995-02-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor laser device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060043405A1 (en) | Nitride-based compound semiconductor light emitting device | |
| US4161701A (en) | Semiconductor laser | |
| US6864514B2 (en) | Light emitting diode | |
| KR100203307B1 (ko) | 레이저 다이오드의 제조방법 | |
| JPH10335696A (ja) | 発光ダイオードアレイ | |
| GB2156585A (en) | Light-emitting device electrode | |
| JP2000124540A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2005235798A (ja) | 発光ダイオード用エピタキシャルウェハ及び発光ダイオード | |
| JPS59198785A (ja) | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 | |
| US5949808A (en) | Semiconductor laser and method for producing the same | |
| JP4139321B2 (ja) | 発光ダイオードの製造方法 | |
| JPS6174382A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
| JPH0444285A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH02114675A (ja) | 半導体発光素子ならびにその製造方法 | |
| JPS59208885A (ja) | 半導体レ−ザ素子の製造方法 | |
| JP2961191B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JPH02256287A (ja) | 半導体発光装置およびその使用方法 | |
| JPS61131583A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JPS62279684A (ja) | 面発光ダイオ−ド | |
| KR100366697B1 (ko) | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조 방법 | |
| JPS59231885A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPS61194886A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JP2000077717A (ja) | 半導体発光素子とその製造方法 | |
| JPH0377391A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS604276A (ja) | 発光素子 |