JPS59229889A - 半導体レ−ザ製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ製造方法Info
- Publication number
- JPS59229889A JPS59229889A JP58104261A JP10426183A JPS59229889A JP S59229889 A JPS59229889 A JP S59229889A JP 58104261 A JP58104261 A JP 58104261A JP 10426183 A JP10426183 A JP 10426183A JP S59229889 A JPS59229889 A JP S59229889A
- Authority
- JP
- Japan
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- layer
- diffraction grating
- gainasp
- inp
- substrate
- 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.)
- Granted
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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、特に化合物半導体を用いた分
布帰還型半導体レーザの製造方法に関する。
布帰還型半導体レーザの製造方法に関する。
近年、光伝送用光源として従来のファブリペロ−型半導
体レーザに代わり、分布帰還型半導体レーザ（以下ＤＦ
Ｂレーザと略記する）が開発されている。そして、ＤＦ
Ｂレーザの低しきい値化及び横モード制御を目指した構
造として埋め込み構造、すなわち活性層をストライプ状
にメサエッチングした後埋め込み層を形成する方法によ
シ、室温連続発振が可能となっている。
体レーザに代わり、分布帰還型半導体レーザ（以下ＤＦ
Ｂレーザと略記する）が開発されている。そして、ＤＦ
Ｂレーザの低しきい値化及び横モード制御を目指した構
造として埋め込み構造、すなわち活性層をストライプ状
にメサエッチングした後埋め込み層を形成する方法によ
シ、室温連続発振が可能となっている。
しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
がありた。すなわち、ＤＦＢレーザを作成する場合、微
細な回折格子の付いた半導体基板上に結晶成長を行う必
要があるが、成長温此が高いと回折格子が消失するので
、成長温度を低く （５９０℃以下）にしなければなら
ない。
がありた。すなわち、ＤＦＢレーザを作成する場合、微
細な回折格子の付いた半導体基板上に結晶成長を行う必
要があるが、成長温此が高いと回折格子が消失するので
、成長温度を低く （５９０℃以下）にしなければなら
ない。
成長温度が低いと成長層、特に■−■族半導体からなる
活性層の結晶性が悪くなシ、これが低しきい値を妨ける
要因となっている。また、電流の（＋Ｍれを防止するた
めに電流阻止層の位置制御を高精度に行う必要があるが
、その制御は極めて困難であった。
活性層の結晶性が悪くなシ、これが低しきい値を妨ける
要因となっている。また、電流の（＋Ｍれを防止するた
めに電流阻止層の位置制御を高精度に行う必要があるが
、その制御は極めて困難であった。
本発明の目的は、回折格子全消失させることなく活性層
を高温で形成することができ、低しきい値化及び単−横
モード発振をはかシ得る半導体レーザの製造方法を提供
することにらる。
を高温で形成することができ、低しきい値化及び単−横
モード発振をはかシ得る半導体レーザの製造方法を提供
することにらる。
本発明の骨子は、第１の結晶成長工程において光導波路
層及び電流阻止層を形成し、エラ、チングによって溝を
形成したのち、第２の結晶成長工程において活性層を含
むヘテロ接合構造を形成することにある。
層及び電流阻止層を形成し、エラ、チングによって溝を
形成したのち、第２の結晶成長工程において活性層を含
むヘテロ接合構造を形成することにある。
すなわち本発明は、ｍ−ｖ族化合物半導体からなる半導
体レーザの製造方法において、第１導電屋の化合物半導
体基板上に所定周期の回折格子を形成したのち、基板上
に第１導電型の光導波路層及び第２導電型の電流阻止層
を順次成長形成し、次いで上記電流阻止層の一部を上記
光導波路層に至る深さまでエツチングして直線状の溝部
を形成し、しかるのち上記に出した光導波路層及び上記
電流阻止層上に第１導ｒ５．型のバッファ層１発光領域
となる活性層及び第２導電型のクラッド層を順次成長形
成するようにした方法である。
体レーザの製造方法において、第１導電屋の化合物半導
体基板上に所定周期の回折格子を形成したのち、基板上
に第１導電型の光導波路層及び第２導電型の電流阻止層
を順次成長形成し、次いで上記電流阻止層の一部を上記
光導波路層に至る深さまでエツチングして直線状の溝部
を形成し、しかるのち上記に出した光導波路層及び上記
電流阻止層上に第１導ｒ５．型のバッファ層１発光領域
となる活性層及び第２導電型のクラッド層を順次成長形
成するようにした方法である。
本発明によれば、最初の結晶成長工程により回折格子上
に形成された光導波路層上に、次の結晶成長工程で活性
層を含むヘテロ接合構造を形成できるので、回折格子の
消失や変形を招くことなく活性層を高温で成長形成する
ことができる。このため、活性層の結晶性が良好なもの
となシ、発振しきい値電流を小さくすることができる。
に形成された光導波路層上に、次の結晶成長工程で活性
層を含むヘテロ接合構造を形成できるので、回折格子の
消失や変形を招くことなく活性層を高温で成長形成する
ことができる。このため、活性層の結晶性が良好なもの
となシ、発振しきい値電流を小さくすることができる。
また、最初の結晶成長工程で電流阻止層を形成するので
、糸子完成前の早い時期に電流阻止層の良否を判定する
ことができ、これにより素子製造コストの低減をはかシ
得る等の利点がある。
、糸子完成前の早い時期に電流阻止層の良否を判定する
ことができ、これにより素子製造コストの低減をはかシ
得る等の利点がある。
第１図乃至第５図は本発明の一実施例に係わるＤＦＢレ
ーザ製造工程を示す斜視図である。まず、第１図に示す
如く面方位（１００）のｎ−ＩｎＰ基板１上に、周期２
０００ （久〕、深さｔｏｏｏ〔Ｘ〕の回折格子２（ｉ
−（０１１）方向と平行に形成した。
ーザ製造工程を示す斜視図である。まず、第１図に示す
如く面方位（１００）のｎ−ＩｎＰ基板１上に、周期２
０００ （久〕、深さｔｏｏｏ〔Ｘ〕の回折格子２（ｉ
−（０１１）方向と平行に形成した。
なお、この回折格子２の形成には、周知の２元束干渉法
及び化掌エツチング法を用いた。次いで、第２図に示す
如（ｎ −ＩｎＰ基板１上にバンドギャップ１．１５
［μｍ〕のｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層（光導波１ｉ’ｆｒ
）ｔ） ３ 、 ｐ −ＩｎＰ層（電流阻止層）４及び
バンドギャップ１．１５［：μｔｉ：］のｎ −ＧａＩ
ｎＡｓＰ層（マスク層）５ヲ１−次エビタキンヤル成長
させた。このとき、成長温度は６００［］以下に保ｊ守
した。
及び化掌エツチング法を用いた。次いで、第２図に示す
如（ｎ −ＩｎＰ基板１上にバンドギャップ１．１５
［μｍ〕のｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層（光導波１ｉ’ｆｒ
）ｔ） ３ 、 ｐ −ＩｎＰ層（電流阻止層）４及び
バンドギャップ１．１５［：μｔｉ：］のｎ −ＧａＩ
ｎＡｓＰ層（マスク層）５ヲ１−次エビタキンヤル成長
させた。このとき、成長温度は６００［］以下に保ｊ守
した。
次に、＜０１１＞方向と平行に幅３〔μｍ〕の溝を形成
するために、図示しないマスク及びＨ２ＳＯ４系エッチ
ャントを用い第３図に示す如（ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層
５を選択エツチングした。このとき、Ｈ２ＳＯ４糸エツ
チヤントはＩｎＰを殆どエツチングしないので、ｎ −
ＧａＩｎＡｓＰ層５のみ金谷易にエツチングすることが
できた。次いで、ＨＣ７糸エッチャントを用い、第４図
に示ず如（ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ Ｊ偏５をマスクとし
てｐ −ＩｎＰ層４を選択エツチングした。このとき、
ＨＣ７系エッチャントはＩｎＰのみエツチングしｎ −
ＧａＩｎＡｓＰ ｆエツチングしないので、ｎ −Ｇａ
ＩｎＡｓＰ ＠ ３のところでエツチングが停止するこ
とになる。
するために、図示しないマスク及びＨ２ＳＯ４系エッチ
ャントを用い第３図に示す如（ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層
５を選択エツチングした。このとき、Ｈ２ＳＯ４糸エツ
チヤントはＩｎＰを殆どエツチングしないので、ｎ −
ＧａＩｎＡｓＰ層５のみ金谷易にエツチングすることが
できた。次いで、ＨＣ７糸エッチャントを用い、第４図
に示ず如（ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ Ｊ偏５をマスクとし
てｐ −ＩｎＰ層４を選択エツチングした。このとき、
ＨＣ７系エッチャントはＩｎＰのみエツチングしｎ −
ＧａＩｎＡｓＰ ｆエツチングしないので、ｎ −Ｇａ
ＩｎＡｓＰ ＠ ３のところでエツチングが停止するこ
とになる。
次に、再度の結晶成長によシ第５図に示す如（ｎ −Ｉ
ｎＰｉ （バッファ層）６．バンドギャップ１．ａ［μ
ｍ：］のリンドープＧａＩｎＡｓＰ層（活性層）７ 、
ｐ −ＩｎＰ （クラッド層）８及びバンドギャップ１
．１５（μｔｔｉ）のｐ −ＧａＩｎＡｓＰ層（キャッ
プ層）９を順次エピタキシャル成長させた。このとき、
成長温度は約６５０［ｔ、ｌとした。ｎ −ＩｎＰ層６
を成長させる際、溝め側面には比較的厚く成長するが底
面では厚くならないため、活性層であるＧａＩｎＡｓＰ
Ｊ９ｄ ７と光導波路層であるｎ−ＧａＩｎＡｓＰＩ
ｆＩ３との距離が大きくなる等の不都合はない。
ｎＰｉ （バッファ層）６．バンドギャップ１．ａ［μ
ｍ：］のリンドープＧａＩｎＡｓＰ層（活性層）７ 、
ｐ −ＩｎＰ （クラッド層）８及びバンドギャップ１
．１５（μｔｔｉ）のｐ −ＧａＩｎＡｓＰ層（キャッ
プ層）９を順次エピタキシャル成長させた。このとき、
成長温度は約６５０［ｔ、ｌとした。ｎ −ＩｎＰ層６
を成長させる際、溝め側面には比較的厚く成長するが底
面では厚くならないため、活性層であるＧａＩｎＡｓＰ
Ｊ９ｄ ７と光導波路層であるｎ−ＧａＩｎＡｓＰＩ
ｆＩ３との距離が大きくなる等の不都合はない。
したがって、電流注入によシ活性層７で発生した光が光
導波路層３全通して回折格子２によシ分布帰還がかがシ
、安定したＤＦＢ発振が可能となる。これ以降は、通常
の工程によシミ極付は等を行うことによって、ＤＦＢレ
ーザが完成することになる。
導波路層３全通して回折格子２によシ分布帰還がかがシ
、安定したＤＦＢ発振が可能となる。これ以降は、通常
の工程によシミ極付は等を行うことによって、ＤＦＢレ
ーザが完成することになる。
かくして作製されたＤＦＢレーザは、溝の部分の外側に
おいては逆バイアス接合となるため、溝部内の活性層７
にのみ′電流を注入することができる。しかも、回折格
子２を消失することなく活性層７を高温で成長形成でき
るので、活性層７の結晶性を良好なものとすることがで
きる。
おいては逆バイアス接合となるため、溝部内の活性層７
にのみ′電流を注入することができる。しかも、回折格
子２を消失することなく活性層７を高温で成長形成でき
るので、活性層７の結晶性を良好なものとすることがで
きる。
これにより、発振しきい値電流を１０［：ｍＡ］まで小
さくすることが可能になった。また、溝の幅を制御する
ことによって、単−横モード発振も十分可能であった。
さくすることが可能になった。また、溝の幅を制御する
ことによって、単−横モード発振も十分可能であった。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記溝の幅２回折格子の周期及び深さ等は
、仕様に応じて適宜定めればよい。また、半導体材料と
してはＩ ｎＰ／ＧａＩｎＡｓＰ系に限るものではなく
、ＧａＡｓ ／ ＧａＡｌＡｓ系その他各穆の■−■族
化合物半導体を用いることが可能である。さらに、基板
及び各成長層の導電型は実施例と逆にしてもよい。また
、回折格子の配列方向及び溝の形成方向は何ら実施例に
限定されるものではなく、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、棹々変形して実施
することができる。
い。例えば、前記溝の幅２回折格子の周期及び深さ等は
、仕様に応じて適宜定めればよい。また、半導体材料と
してはＩ ｎＰ／ＧａＩｎＡｓＰ系に限るものではなく
、ＧａＡｓ ／ ＧａＡｌＡｓ系その他各穆の■−■族
化合物半導体を用いることが可能である。さらに、基板
及び各成長層の導電型は実施例と逆にしてもよい。また
、回折格子の配列方向及び溝の形成方向は何ら実施例に
限定されるものではなく、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、棹々変形して実施
することができる。
第１図乃至第５図は本発明の一実施例に係わるＤＦＢレ
ーザ製造工程を示す斜視図である。 １・・・ｎ −ＩｎＰ基板（化合物半導体基板）２・・
・回折格子、３− ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層（プ°Ｃ導
波路Ｊ＠）、４− ｐ−ＩｎＰ層（電流阻止層）、５
・−ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層、６＝・ｎ −ＩｎＰ層（
バッファ層） 、７ ・・・ＧａＩｎＡｓＰ層（活性層
）、８・・・ｐｉ −ＩｎＰ層（クラッド層）、９ ＝
−ｉ” −ＧａＩｎＡｓＰ層（キャラｆ層）。 第４図 第５図
ーザ製造工程を示す斜視図である。 １・・・ｎ −ＩｎＰ基板（化合物半導体基板）２・・
・回折格子、３− ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層（プ°Ｃ導
波路Ｊ＠）、４− ｐ−ＩｎＰ層（電流阻止層）、５
・−ｎ −ＧａＩｎＡｓＰ層、６＝・ｎ −ＩｎＰ層（
バッファ層） 、７ ・・・ＧａＩｎＡｓＰ層（活性層
）、８・・・ｐｉ −ＩｎＰ層（クラッド層）、９ ＝
−ｉ” −ＧａＩｎＡｓＰ層（キャラｆ層）。 第４図 第５図
Claims (2)
- （１）１０−Ｖ族化合物半導体からなる半導体レーザを
製造する方法において、第１導電型の化合物半導体基板
上に所定周期の回折格子を形成する工程と、次いで上記
基板上に第１導電型のブｆＪ’ｆ、波路層及び第２導電
型の電流阻止層を順次成長形成する工程と、上記電流阻
止層の一部を上記光導波路層に至る深さまでエツチング
して直腺状の前部全形成する工程と、次いで上記露出し
た光導波路層及び前記電流阻止層上に第１導電型のバッ
ファ層、発光領域となる活性層及び第２ｓ’ｔ＜整のク
ラッド層を１１次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ザの製造方法。 - （２）前記基板の上面は（１００）面であシ、前記回折
格子は（０１１）方向と平行に形成され、かつ前記溝部
は＜０１１＞方向と平行に形成されるものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104261A JPS59229889A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 半導体レ−ザ製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104261A JPS59229889A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 半導体レ−ザ製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229889A true JPS59229889A (ja) | 1984-12-24 |
| JPS6351558B2 JPS6351558B2 (ja) | 1988-10-14 |
Family
ID=14375983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104261A Granted JPS59229889A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 半導体レ−ザ製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59229889A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902644A (en) * | 1986-03-28 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
| US5079185A (en) * | 1989-04-06 | 1992-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser |
| US5147825A (en) * | 1988-08-26 | 1992-09-15 | Bell Telephone Laboratories, Inc. | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP58104261A patent/JPS59229889A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902644A (en) * | 1986-03-28 | 1990-02-20 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Preservation of surface features on semiconductor surfaces |
| US5147825A (en) * | 1988-08-26 | 1992-09-15 | Bell Telephone Laboratories, Inc. | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
| US5288659A (en) * | 1988-08-26 | 1994-02-22 | At&T Bell Laboratories | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
| US5079185A (en) * | 1989-04-06 | 1992-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6351558B2 (ja) | 1988-10-14 |
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