JPS5946113B2 - 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
- JPS5946113B2 JPS5946113B2 JP50021003A JP2100375A JPS5946113B2 JP S5946113 B2 JPS5946113 B2 JP S5946113B2 JP 50021003 A JP50021003 A JP 50021003A JP 2100375 A JP2100375 A JP 2100375A JP S5946113 B2 JPS5946113 B2 JP S5946113B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
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- semiconductor laser
- laser device
- type
- forming
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- 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.)
- Expired
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダブルヘテロ構造半導体レーザ素子の構造に関
するものである。
するものである。
ダブルヘテロ構造半導体レーザ素子の従来の構造として
は、林等によつてジャーナル・オブ・アプライド・フィ
ジックス（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ
ｉｃｓ）第４２巻、５号、１９２９頁、１９７１年に報
告されている構造がある。
は、林等によつてジャーナル・オブ・アプライド・フィ
ジックス（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ
ｉｃｓ）第４２巻、５号、１９２９頁、１９７１年に報
告されている構造がある。
この構造は第１図に示される様なものである。ｎ形Ｇａ
Ａｓ基板結晶１１上にｎ形Ｇａｌ−ｘＡｌｘ層（０＜ｘ
く１）１２、ｐ形ＧａＡｓ層１３、ｐ形Ｇａｌ−ｘＡｌ
ｘＡｓ層（０＜ｘ＜１）１４およびｐ形ＧａＡｓ１５を
成長させたダブルヘテロ構造結晶の両面にオーム接触用
金属１６、１７を両面につけ、結晶を臂開し、光共振器
を形成した構造の半導体レーザ素子である。この素子は
光共振器を形成している２つの臂開面において、レーザ
光の反射があるために損傷が起る。この損傷はレーザ光
の出力がある値（〜２×１０６Ｗ／Ｃｄ）以上になると
急激に起るが、この値以下の光出力においても長時間連
続動作を行うと、徐々に損傷が起る。このため、半導体
レーザ素子の寿命が短くなる。したがつて、本発明の目
的は上記の従来構造の半導体レーザ素子の欠点をなくし
、寿命の長い半導体レーザ素子を得ることにある。
Ａｓ基板結晶１１上にｎ形Ｇａｌ−ｘＡｌｘ層（０＜ｘ
く１）１２、ｐ形ＧａＡｓ層１３、ｐ形Ｇａｌ−ｘＡｌ
ｘＡｓ層（０＜ｘ＜１）１４およびｐ形ＧａＡｓ１５を
成長させたダブルヘテロ構造結晶の両面にオーム接触用
金属１６、１７を両面につけ、結晶を臂開し、光共振器
を形成した構造の半導体レーザ素子である。この素子は
光共振器を形成している２つの臂開面において、レーザ
光の反射があるために損傷が起る。この損傷はレーザ光
の出力がある値（〜２×１０６Ｗ／Ｃｄ）以上になると
急激に起るが、この値以下の光出力においても長時間連
続動作を行うと、徐々に損傷が起る。このため、半導体
レーザ素子の寿命が短くなる。したがつて、本発明の目
的は上記の従来構造の半導体レーザ素子の欠点をなくし
、寿命の長い半導体レーザ素子を得ることにある。
以下、本発明を実施例によつて詳細に説明する。
本発明による半導体レーザ素子の製作は第２図に示され
る手順によつて行う。Ｔｅを添加した、不純物濃度１×
１０１８Ｃ７ｒＬ−３のｎ形ＧａＡｓ基本結晶２１上に
液相エピタキシャル成長法により、ｎ形Ｇａｏ、７Ａｌ
ｏ、３Ａｓ層２２を５μ、ｎあるいはｐ形ＧａＡｓ層２
３を０．３μ、ｐ形Ｇａｏ、７Ａｌｏ、３Ａｓ層２４を
１．５μおよびｐ形ＧａＡｓ層２５を成長させる。
る手順によつて行う。Ｔｅを添加した、不純物濃度１×
１０１８Ｃ７ｒＬ−３のｎ形ＧａＡｓ基本結晶２１上に
液相エピタキシャル成長法により、ｎ形Ｇａｏ、７Ａｌ
ｏ、３Ａｓ層２２を５μ、ｎあるいはｐ形ＧａＡｓ層２
３を０．３μ、ｐ形Ｇａｏ、７Ａｌｏ、３Ａｓ層２４を
１．５μおよびｐ形ＧａＡｓ層２５を成長させる。
この様にしてできた結晶は第２図ａに示す。上記液相エ
ピタキシャル成長法は通常のスライド・ボート法であり
、４つの異なつた成分、不純物を含む溶液に基板結晶を
順次接触させて成長させるものである。それぞれの層の
成長に用いた溶液の成分は以下の通りである。溶液Ｉ（
ｎ形Ｇａ０７Ａｌｏ、３Ａｓ層成長用）■Ｇａ：４ｇ）
ＧａＡｓ：２００７ｎｙ、、Ａｌ：５７ｎ９、、Ｓｎ：
３０Ｗｌ９、溶液巨ｎ形Ｇａｏ、７Ａｌｏ、３Ａｓ層成
長用）■Ｇａ： ４ｇＮＧａＡｓ：３００〜、Ｇｅ：０
または２０即、溶液（ｐ形ＧａＯ．７ＡｌＯ．３Ａｓ層
成長用）；Ｇａ：４ｇｓＧａＡｓ：２００η、Ａｌ：
５〜、ＧＣ：４０ＴＩ１９、溶液（ｐ形ＧａＡｓ層成長
用）； Ｇａ；４ｇ．．ＧａＡｓ：３００η、Ｇｅ：４０即、成
長は水素雰囲気中で行われ、温度ははじめ、８２５℃で
あり、その後冷却速度１′（１１／Ｍｉｎで降温する。
ピタキシャル成長法は通常のスライド・ボート法であり
、４つの異なつた成分、不純物を含む溶液に基板結晶を
順次接触させて成長させるものである。それぞれの層の
成長に用いた溶液の成分は以下の通りである。溶液Ｉ（
ｎ形Ｇａ０７Ａｌｏ、３Ａｓ層成長用）■Ｇａ：４ｇ）
ＧａＡｓ：２００７ｎｙ、、Ａｌ：５７ｎ９、、Ｓｎ：
３０Ｗｌ９、溶液巨ｎ形Ｇａｏ、７Ａｌｏ、３Ａｓ層成
長用）■Ｇａ： ４ｇＮＧａＡｓ：３００〜、Ｇｅ：０
または２０即、溶液（ｐ形ＧａＯ．７ＡｌＯ．３Ａｓ層
成長用）；Ｇａ：４ｇｓＧａＡｓ：２００η、Ａｌ：
５〜、ＧＣ：４０ＴＩ１９、溶液（ｐ形ＧａＡｓ層成長
用）； Ｇａ；４ｇ．．ＧａＡｓ：３００η、Ｇｅ：４０即、成
長は水素雰囲気中で行われ、温度ははじめ、８２５℃で
あり、その後冷却速度１′（１１／Ｍｉｎで降温する。
８２０℃になつた時、溶液１（５ＧａＡｓ基板結晶を接
触させて、ｎ形ＧａＯ．７ＡｌＯ．３Ａｓ層を成長させ
る。
触させて、ｎ形ＧａＯ．７ＡｌＯ．３Ａｓ層を成長させ
る。
８１０℃の温度になつた時、溶液と１０秒間、その後溶
液と１２０秒間、さらに溶液と１５０秒間接触させて、
それぞれの成長層を成長させる。
液と１２０秒間、さらに溶液と１５０秒間接触させて、
それぞれの成長層を成長させる。
この様にして成長したダブルヘテロ構造結晶表面上にケ
ミカル・ベーパー・デイポジシヨン（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＶａｐＯｒＤｅｐＯｓｉｔｉＯｎ）法により、ＳｉＯ２
絶縁膜を５０００人の厚さに付着する。
ミカル・ベーパー・デイポジシヨン（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＶａｐＯｒＤｅｐＯｓｉｔｉＯｎ）法により、ＳｉＯ２
絶縁膜を５０００人の厚さに付着する。
付着温度は４００℃である。上記ＳｉＯ２絶縁膜上にフ
オトレジスト膜を塗布し、これをマスクとしてＳｉＯ２
絶縁膜を巾２０μの帯状にＨＦ溶液で除去する。残つた
ＳｉＯ２絶縁膜をマスクとして、液相成長層を硫酸系の
化学エツチ液（硫酸：過酸化水素水：水＝４：１：１）
で第２図ｂに示す様に除去する。化学エツチ後、残つて
いるＳｉＯ２膜はそのままにして、液相成長を行い、第
２図ｃに示す様にｐ形ＧａＯ．７Ａ！。．３ＡＳ層２８
で成長層を除去した部分を埋める。この液相成長に用い
る溶液の成分、不純物は前述した溶液と同じである。ま
た成長温度は８２０゜Ｃであり、令却速度は１℃／Ｍｉ
ｎｌである。以上の方法で作つた、第２図ｃに示される
構造の結晶の両面に金属を蒸着して電極を付ける。すな
わち、成長層側にはＡｕＺｎ合金（Ｚｎ：１０％）を蒸
着し、基板結晶側にはＡｕＳｎ合金（Ｓｎ：２０７０）
を蒸着し、４５０１０分間、水素中で合金をして、オー
ム接触用電極２６，２Ｔを付ける。その後、第２図ｄの
ＡＡおよびＢ−Ｂで臂開して第３図に示す形の半導体レ
ーザ素子を作成する。第３図においては、３１はｎ形Ｇ
ａＡｓ結晶、３２はｎ形Ｇａｌ−ＸＡｌｘＡｓ層（０＜
Ｘく１）、３３はｎ又はｐ形Ｇａｌ−，Ｍ，Ａｓ層（０
＜．ｙ＜ｘ）、３４はｐ形Ｇａｌ−ＸＭｘＡｓ層（０〈
Ｘく１）、３５はｐ形ＧａＡｓ層、３６，３７は電極、
３８はＧａｌ−２Ａ１２Ａｓ層（ｙ＜ｚ〈１）である。
オトレジスト膜を塗布し、これをマスクとしてＳｉＯ２
絶縁膜を巾２０μの帯状にＨＦ溶液で除去する。残つた
ＳｉＯ２絶縁膜をマスクとして、液相成長層を硫酸系の
化学エツチ液（硫酸：過酸化水素水：水＝４：１：１）
で第２図ｂに示す様に除去する。化学エツチ後、残つて
いるＳｉＯ２膜はそのままにして、液相成長を行い、第
２図ｃに示す様にｐ形ＧａＯ．７Ａ！。．３ＡＳ層２８
で成長層を除去した部分を埋める。この液相成長に用い
る溶液の成分、不純物は前述した溶液と同じである。ま
た成長温度は８２０゜Ｃであり、令却速度は１℃／Ｍｉ
ｎｌである。以上の方法で作つた、第２図ｃに示される
構造の結晶の両面に金属を蒸着して電極を付ける。すな
わち、成長層側にはＡｕＺｎ合金（Ｚｎ：１０％）を蒸
着し、基板結晶側にはＡｕＳｎ合金（Ｓｎ：２０７０）
を蒸着し、４５０１０分間、水素中で合金をして、オー
ム接触用電極２６，２Ｔを付ける。その後、第２図ｄの
ＡＡおよびＢ−Ｂで臂開して第３図に示す形の半導体レ
ーザ素子を作成する。第３図においては、３１はｎ形Ｇ
ａＡｓ結晶、３２はｎ形Ｇａｌ−ＸＡｌｘＡｓ層（０＜
Ｘく１）、３３はｎ又はｐ形Ｇａｌ−，Ｍ，Ａｓ層（０
＜．ｙ＜ｘ）、３４はｐ形Ｇａｌ−ＸＭｘＡｓ層（０〈
Ｘく１）、３５はｐ形ＧａＡｓ層、３６，３７は電極、
３８はＧａｌ−２Ａ１２Ａｓ層（ｙ＜ｚ〈１）である。
この襞面が反射面となり、光共振器を構成し、レーザ発
振が起る。第１図に示される従来の形の半導体レーザに
おいては、活性領域である２つのＧａ，−ＸＡｌｘＡｓ
層（０＜ｘく１）にはさまれたｐ形ＧａＡｓ層は臂開面
に露出している。
振が起る。第１図に示される従来の形の半導体レーザに
おいては、活性領域である２つのＧａ，−ＸＡｌｘＡｓ
層（０＜ｘく１）にはさまれたｐ形ＧａＡｓ層は臂開面
に露出している。
この臂開面においては非発光中心が多数あるため電子、
正孔は蓄積されず、光を増巾せず、むしろ光を吸収する
。このため、臂開面において光の損傷がはげしくなる。
一方、第３図に示される本発明の構造の半導体レーザ素
子はＧａ，−２Ａ１２Ａｓ層（ｙ＜ｚく１）３８で覆わ
れており、この層の外面が臂開面となつている。Ｇａｌ
−ＺＡｌｚＡｌｚＡｓ（ｙ＜ｚ〈１）とＧａｌ−，Ａｌ
，Ａｓ（０＜ｙ＜ｚ）とは格子定数が非常に良く一致し
ているため両者の界面において非発光中心はほとんどな
く、電子、正孔が充分蓄積し、この界面領域においても
光は吸収せず増巾する。また、Ｇａｌ−２Ａ１ｚＡｓ層
はＧａｌ−，ＡｌｙＡｓ層より禁制帯巾が大きいので、
ＧａＡｓ層で発振した光に対してＧａ，−２Ａ１２Ａｓ
層は透明であり、ここで光の吸収は起らない。以上の理
由により、本発明による半導体レーザ素子は、光の損傷
に対して強い。事実、従来の半導体素子は２Ｘ１０６Ｗ
／ＣＴｉｌの出力の光で急激に損傷を受け、１０５Ｗ／
Ｃ７ｉの出力の光では寿命が約１万時間と短い。
正孔は蓄積されず、光を増巾せず、むしろ光を吸収する
。このため、臂開面において光の損傷がはげしくなる。
一方、第３図に示される本発明の構造の半導体レーザ素
子はＧａ，−２Ａ１２Ａｓ層（ｙ＜ｚく１）３８で覆わ
れており、この層の外面が臂開面となつている。Ｇａｌ
−ＺＡｌｚＡｌｚＡｓ（ｙ＜ｚ〈１）とＧａｌ−，Ａｌ
，Ａｓ（０＜ｙ＜ｚ）とは格子定数が非常に良く一致し
ているため両者の界面において非発光中心はほとんどな
く、電子、正孔が充分蓄積し、この界面領域においても
光は吸収せず増巾する。また、Ｇａｌ−２Ａ１ｚＡｓ層
はＧａｌ−，ＡｌｙＡｓ層より禁制帯巾が大きいので、
ＧａＡｓ層で発振した光に対してＧａ，−２Ａ１２Ａｓ
層は透明であり、ここで光の吸収は起らない。以上の理
由により、本発明による半導体レーザ素子は、光の損傷
に対して強い。事実、従来の半導体素子は２Ｘ１０６Ｗ
／ＣＴｉｌの出力の光で急激に損傷を受け、１０５Ｗ／
Ｃ７ｉの出力の光では寿命が約１万時間と短い。
一方、本発明の半導体レーザ素子は９×１０６Ｗ眉の出
力の光で急激な損傷を受け、光出力１０５哉佃で寿命は
６万時間であつた。この様に本発明の半導体レーザ素子
は光損傷、寿命において大巾に改善された。
力の光で急激な損傷を受け、光出力１０５哉佃で寿命は
６万時間であつた。この様に本発明の半導体レーザ素子
は光損傷、寿命において大巾に改善された。
第１図は従来の半導体レーザ素子の構造を示すものであ
り、第２図は本発明の半導体レーザ素子の製作工程を示
す一例である。
り、第２図は本発明の半導体レーザ素子の製作工程を示
す一例である。
Claims (1)
- １ 所定の半導体基板に活性領域を含む半導体層を積層
する工程、積層された該半導体層に少なくとも活性領域
に達する溝を相対して形成する工程、該溝中に前記活性
領域とは異なる組成で且当該レーザ発光に対し透明な半
導体層を形成する工程、溝中に形成された相対する半導
体層領域内の所望位置で相対する劈開面を形成し光共振
器用の反射面を形成する工程を有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 |
|---|---|---|---|
| JP50021003A JPS5946113B2 (ja) | 1975-02-21 | 1975-02-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP50021003A JPS5946113B2 (ja) | 1975-02-21 | 1975-02-21 | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15749384A Division JPS6063982A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5197390A JPS5197390A (ja) | 1976-08-26 |
| JPS5946113B2 true JPS5946113B2 (ja) | 1984-11-10 |
Family
ID=12042899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50021003A Expired JPS5946113B2 (ja) | 1975-02-21 | 1975-02-21 | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946113B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53129989A (en) * | 1977-04-19 | 1978-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS54993A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser unit |
| JPS5753669U (ja) * | 1981-08-13 | 1982-03-29 | ||
| JPS5844787A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS58225677A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-27 | Agency Of Ind Science & Technol | 高出力半導体レ−ザ装置 |
| JPS59220985A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-12 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS63124486A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3579055A (en) * | 1968-08-05 | 1971-05-18 | Bell & Howell Co | Semiconductor laser device and method for it{3 s fabrication |
| JPS4866980A (ja) * | 1971-12-17 | 1973-09-13 |
-
1975
- 1975-02-21 JP JP50021003A patent/JPS5946113B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3579055A (en) * | 1968-08-05 | 1971-05-18 | Bell & Howell Co | Semiconductor laser device and method for it{3 s fabrication |
| JPS4866980A (ja) * | 1971-12-17 | 1973-09-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5197390A (ja) | 1976-08-26 |
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