JPS5921084A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザ装置の製造方法

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JPS5921084A
JPS5921084A JP13027982A JP13027982A JPS5921084A JP S5921084 A JPS5921084 A JP S5921084A JP 13027982 A JP13027982 A JP 13027982A JP 13027982 A JP13027982 A JP 13027982A JP S5921084 A JPS5921084 A JP S5921084A
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尚男 中島
Keisuke Kobayashi
啓介 小林
Nozomi Watanabe
望 渡辺
Masato Yamashita
正人 山下
Tadashi Fukuzawa
董 福沢
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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    • H01SDEVICES 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 1.、この発明は活性領域を量子井戸型層で棺成しまた
単一モード半導体レーザ装置に関する。
−]−; ・−51従来、単一モード半導体レーザ装置は活性類−
の周囲が禁制帯幅の大きな半導体によって囲まれた埋込
み形へテロ構造がとられている。この埋込み形へテロ構
造レーザ装置は2回の液相−ユー 成長法とメサエッチングを用いて製造されている。即チ
、第1同目の液相成長でダブルへテロ構造結晶が作られ
、この結晶を化学エツチングでメサ・ストライブ状にし
た後、第2回目の液相成長によりこのメサ・ストライブ
が禁制帯幅の大きい半導体によって埋込捷れる。このよ
うに従来の埋込み形へテロ構造レーザ装置は製造工程が
煩雑でストライブの幅の制御がむずがしく、製品の歩留
りが悪かった。
この発明の目的は従来の埋込み形へテロ構造半導体レー
ザ装置を敗勢し、製造が容易で再現性の優れた埋込み形
へテロ構造半導体レーザ装rρを提伊、する。
このため本発明のレーザ装置に於ては活性領域を組成の
異なる二種の化合物半導体極薄膜を交互に三層以上積み
升ねた量子井戸型層で構成し、上記の積層状活性領域の
」1下を上記数子井戸型層を構成する二種の半導体の平
均組成よシも大きな組成を有する化合物半導体で構成し
、上記活性領域の左右は量子井戸型層に一唾鉛を拡散し
て二種の半導体の平均組成の半導体ア構盛する。このよ
うに構成した平均組成の半一体の、屈折率は活性i域の
屈折率よりも小さ lll’に1 って1光の横方向へ
の閉込めを行う。従って、亜鉛の□拡散処理のみで量子
井戸型層□を活性領炒とした゛□埋込み形ダブルへテロ
構造半′導体レーザ装置が容易に製造できることになる
。量子井戸型層を活性領域とした半導体レーザ装置nは
温度依存性が少く、また積み重ねる半導体の層の厚さを
変)え、3により発振波長、変5いう特性、有しておシ
、本発明も上述のα口き特性を備え長手導体し−ザ装償
と々る。
以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。
第1図は本発明による半導体レーザ装置の製造過程の一
実施例を示し、GaA++  等の半絶縁性基板結晶l
の上に酸素をドープして半絶縁性としたGa 1−エA
t□A8層コをエピタキシャル成長法によシ形成する。
この半絶縁性層−の上には厚さが′50〜100 A 
の組成の異なる二つの化合物±導体極薄膜5.6を交互
に三層以上積み重ねだ量子井戸型層と呼ばれている多重
積層3を形□・成イる。この多l゛積層3はレーザ装置
の活性領域として用いられ、GaAm、 Qal−、A
t、A、、 GaA、sl−。
’P、、、 GaA、s、−,8b3c、 In、−、
Ga、AsyPl−y等の2元系、3元系或は4元系の
組成の罪なる二つの化合物半導体により構成される。
半紗縁層−の上に所定の段数の半導体極薄膜多弁積層が
形成しだら、その上に更に半絶縁性のG a 、−xk
L工As層すをエピタキシャル成長法で形成する。
上述の半絶縁層ス、Qとなる化合物半導体は多重積層3
.を、構成する二種C)化合物半導体の平均組成呈シも
大きな組成を有する化合物半導体を用いる。例えば多重
積層がG16.6AL0.4A11 ’!:GaA++
  の二種の半導体で構成された場合は平均m戊とは1
t の全体に対すふ含有率を意味し、二種の半導体の厚
さ及び層数が同じ場合は0.2となるので、半絶縁N2
2グとなる半導体はMが少くとも0.2以上含んだもの
、例えばS − Ga  AtAsを用いる。そして、上部の半絶縁層ダ
をp型としたら、下部の半絶縁層コIdn型となるよう
に上下互に逆の導電型の半導体を用いる。このように多
重積層の平均組成よシも大:きな組成を有する化合物半
導体を活性領域の上下に設けることによシ、両者□め屈
折率の斧によって摘性領域に誘起された光は上下方向よ
シは外部へ漏れることがない。    □ 次に第1図に示すように半絶縁層ダの上面には5102
膜を付着し、活性領□域とな暮中央部分以まで達するよ
うに拡散する(第2図−画線部分)この亜鉛の拡散は横
方向にも起るのでその点を考慮して81O3膜の幅・を
決□定する。□二つの異った半導体!、6としてGaA
’mとGa(,4,At6.4A膳か積層された場合、
亜鉛の拡□散さ゛れたmli奄”6− Gao4Ato4A11 となシ、中央の亜鉛の拡散さ
れない多重積層は活性領塘テとして作用する(第2図)
このように活性領域デの左右の領域の半導体どの組成を
積層を構成している2つの半導体の平均組成とすること
により、屈折率が活性領域よυも小さくなシ、光の横方
向の閉込めを行い、活性領域埋込み形ダブルへテロ構造
となる。
このおと、5i02膜を除失し、半絶縁層yの亜鉛の拡
散領域上には正の金属電極10を、亜鉛の拡散されてい
ない領域上には負の金属電極//をそれぞれ設け、この
ようにして構成された多層体の両端面を垂直に伸開して
反射面とすることによシtJ2図に示す如き半導体レー
ザ装置となる。
上述の如く本発明による半導体レーザ装置はijl子井
戸・型層を活性領域としているため、量子′秤戸型層に
よる特性を備え2、製造法に於ては液lト; 、相成長の如を複雑な工程を必要とせず、亜鉛の拡散処
理のみであるので、活性領域の幅のバラツキが生じるこ
とかく再現性良く単一モードの−7− 半導体り、/−ザ装置が得らtする。
次に本発明の半導体レーザ装置の製造の一例を説明する
と、比抵抗10Ω1の半絶縁性G a A !12×1
Dcn、  のGtAm !をそtlぞれ50 A の
厚さで交互に1111者を4層、後者をj′層、分子線
エピタキシャル法で成長させる。最后に半導体多重積層
3の1−にn i:、 Gao、7At、、As @ 
(Snドープ、キャリヤ濃度t7X10  市 )を分
子線エピタキシャル法で1.5μmの厚さで成長させた
。次いでこのn型半導体@lの上面にCVD法により8
102を2[100Aの厚さで付着し、ホトリソグラフ
ィ法で中央に6μm[1]の帯状のマスクが形成するよ
うにし、他は除失した。帯の間隙は200 pmでおっ
た。この5io2膜をマスクとして約80DCの亜鉛を
閉管法で深さ2μm拡散した。
2つの半導体で構成さねた多重積層の亜鉛が拡散された
領域どの組成はGa o、8Ato、Asで6p、活性
領域と【〜て働く宋拡針領峻Ol@ ij’ 2μmで
あった。この後、5i02  膜を除宍17、止の電極
とし、て亜鉛拡敷領域十にCr1000 A 、 Au
 500 Aから成る金110を、負の1極と[2て亜
鉛が拡散さねていかい領域にAuG@NI  合金膜l
/をそれぞれ真空蒸着法で付着(2、とのようにしで得
られた帯状のf14i層体會垂的に襞間して反射面とし
長さ600μm、巾200μm厚さ約4μmの半導体レ
ーザ装置が得られた。
この様にして得られた半導体レーザ装pH7本即−モー
ドであシ、閾値電流け5mAで発振波長は78[]OA
であった。閾値電流はaxpT/T。
(Tけ温度、Toは定数)で表わされるが、通′宮の半
導体レーザ装置ではToは140C附近であるが、本レ
ーザ装置はToは約280 r:′  で温度依存性が
少かいことを示し5た。
尚、活性領域を構成する二押の半導体G& o、6At
o、4A@とGaA sのうち、GaA m層の厚さの
みを720OAとなった。
9−
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体レーザ装置1の製造過程を
示す説明同、 第2図は本発明によるレーザ装置の斜視図。 図中、/ &:i−基板結晶、コ、4を幻:半絶縁層5
、?は多重積層、デは活性領域、10.//は璽極會示
す。 M許i:tl、願人  工業技術院長  んへ威−第1
図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2元系、3元系または4元糸の組成の異なった二種の化
    合物半導体極薄膜を交互に三層以上積み重ねて構成した
    積層状活性領域の上下を該活性領域を構成する二種の半
    導体の平均組成よりも大きな組成を有する化合物半導体
    で構成し、該活性領域の左右を該活性領域を構成する二
    種の半導体の平均組成の半導体で構成することを特徴と
    する半導体レーザ装置。
JP13027982A 1982-07-28 1982-07-28 半導体レ−ザ装置の製造方法 Expired JPS5944797B2 (ja)

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