JPS595688A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS595688A JPS595688A JP11418782A JP11418782A JPS595688A JP S595688 A JPS595688 A JP S595688A JP 11418782 A JP11418782 A JP 11418782A JP 11418782 A JP11418782 A JP 11418782A JP S595688 A JPS595688 A JP S595688A
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- mesa stripe
- layer
- stripe
- etching
- mesa
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-
- 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
- H01S5/22—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
不発明は活性層の周囲を活性層よシもエネルギーギヤ、
プが大きく、屈折率が小さな半導体材料で埋め込んだ埋
め込みへテロ構造の半導体レーザ、特に電流ブロック層
が適切に形成され、製造歩留Ｄｔ−向上させた半導体レ
ーザＶｃ関する。
プが大きく、屈折率が小さな半導体材料で埋め込んだ埋
め込みへテロ構造の半導体レーザ、特に電流ブロック層
が適切に形成され、製造歩留Ｄｔ−向上させた半導体レ
ーザＶｃ関する。
化された発振横モード、高温動作可能などの優れた特性
を有しているため、元ファイバ通信用光源として注目を
集めている。Ｘ願の発明者らは、特願昭５６−１６６６
６６によＬ ２本のほぼ平行ｆＪ：、溝と、これら溝に
よって挾まれて形成されたＢＨ−ＬＤｔ−出願した。こ
のＢＨ−ＬＤは、発光再結合する活性層を含むメサスト
ライプの周囲で確実に電流プロ、り層ができるので、温
度特性に優れ、種々の基板処理過程でのダメージ金受け
ることが少なく、製造歩留りもよいという特徴ｔｉして
いる。しかし、この構造のＢ）Ｉ−ＬＤは、メサストラ
イプを挾んでいる溝の両脇の部分でｎ−ＩｎＰ電流プロ
、り層が滑らかに成長せずに途切れてしまうことがあシ
、それによって特性のバラツキを招くという欠点があっ
た。
を有しているため、元ファイバ通信用光源として注目を
集めている。Ｘ願の発明者らは、特願昭５６−１６６６
６６によＬ ２本のほぼ平行ｆＪ：、溝と、これら溝に
よって挾まれて形成されたＢＨ−ＬＤｔ−出願した。こ
のＢＨ−ＬＤは、発光再結合する活性層を含むメサスト
ライプの周囲で確実に電流プロ、り層ができるので、温
度特性に優れ、種々の基板処理過程でのダメージ金受け
ることが少なく、製造歩留りもよいという特徴ｔｉして
いる。しかし、この構造のＢ）Ｉ−ＬＤは、メサストラ
イプを挾んでいる溝の両脇の部分でｎ−ＩｎＰ電流プロ
、り層が滑らかに成長せずに途切れてしまうことがあシ
、それによって特性のバラツキを招くという欠点があっ
た。
また、この欠点を防ぐためにＰ−ＩｎＰ亀流ブロック層
、ｎ−ＩｎＰ電流プロヴク層を共に厚く成長させると、
ｎ−ＪロＰ電流ブロック層が発光再結合する活性層を゛
含むメサストライプの上部を憶ってしまうという欠点が
あった。
、ｎ−ＩｎＰ電流プロヴク層を共に厚く成長させると、
ｎ−ＪロＰ電流ブロック層が発光再結合する活性層を゛
含むメサストライプの上部を憶ってしまうという欠点が
あった。
、本発明の目的は、これらの欠点を除去し、特性バラツ
キが少なく製造歩留りの向上させた半導体レーザ（ＢＨ
−ＬＤ ）ｋＴＭ供することにある。
キが少なく製造歩留りの向上させた半導体レーザ（ＢＨ
−ＬＤ ）ｋＴＭ供することにある。
本発明による半導体レーザ（ＢＨ−ＬＤ）の構成は、半
導体基板上に少くとも活性層を含む半導体多層膜を積層
させた多層膜構造半導体ウェファに前記活性層よりも深
く形成された２本の十竹な隣によって挾１れたメサスト
ライプ全形成し、このメサストライプを埋め込み成長し
て構成びれる埋め込みへテロ構造の半導体レーザにてお
いて、前記メサストライプ部が前記溝の両τ刊の多層膜
部分よりも畠く形成したこと全特徴としている。
導体基板上に少くとも活性層を含む半導体多層膜を積層
させた多層膜構造半導体ウェファに前記活性層よりも深
く形成された２本の十竹な隣によって挾１れたメサスト
ライプ全形成し、このメサストライプを埋め込み成長し
て構成びれる埋め込みへテロ構造の半導体レーザにてお
いて、前記メサストライプ部が前記溝の両τ刊の多層膜
部分よりも畠く形成したこと全特徴としている。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図（ａ） ｒ （ｂ） 、（ｃ）は本発明の実施
例の製造工程順に示した断面図である。この実施例は、
まず、第１ ｖ（ａ）に消すように、（１００）ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１に〈０１１ン方向に平行に幅１５μｍ、高さ
１μｍのメサストライプ２７に形成する。これは通常の
フォトリソグラフィと化学エツチングとを用いればよい
。例えばポジタイプのレジストを用いて４ＨＣ１＋Ｈ２
０の混合エツチング液を用い３°０でエツチングする。
例の製造工程順に示した断面図である。この実施例は、
まず、第１ ｖ（ａ）に消すように、（１００）ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１に〈０１１ン方向に平行に幅１５μｍ、高さ
１μｍのメサストライプ２７に形成する。これは通常の
フォトリソグラフィと化学エツチングとを用いればよい
。例えばポジタイプのレジストを用いて４ＨＣ１＋Ｈ２
０の混合エツチング液を用い３°０でエツチングする。
このようにメサストライプ２を形成したＩｎＰ基板上に
エピタキシャル成長法により、ｎ−１ｎｐバッファ層３
、発光波長１．３μｍＶＣ相轟するノンドープエｎ０．
７２ Ｑａｏ、２８ Ａ８０．６１ Ｐｏ、３９
活性層４、Ｐ−ＩｎＰｎチクド層５を順次積層させる。
エピタキシャル成長法により、ｎ−１ｎｐバッファ層３
、発光波長１．３μｍＶＣ相轟するノンドープエｎ０．
７２ Ｑａｏ、２８ Ａ８０．６１ Ｐｏ、３９
活性層４、Ｐ−ＩｎＰｎチクド層５を順次積層させる。
この際各層の厚さはそれぞれ０．５μｍ、０．１５μｍ
、１μｍ 程度とすればよい。この程度の厚さに積層さ
せると元のＩｎＰ基板上に形成されたメサストライプ２
の形状がほぼそのままエピタキシャル成長層表面に再現
され、このメサストライプ２の上部ではＩＨｏ、７２
（、ａｏ、２８ Ａ８０．６１ Ｐｏ、３９活性
層４が他の部分に比べて１μｍ程度高く形成されること
になる。最終層のＰ−Ｉ ｎＰクラ、ド層５も同様であ
シ、その表面はメサストライプ２上肺においてのみ約１
μｍ高くなっている〇 このようにして得られた多層膜構造半導体ウェファに第
１図（ｂ）に示し７′ｊ様に、２本のエツチングｇ６．
７とそれらによって挾まれ、発光再結合する活性層を含
むメサストライプ８１に形成する。これらエツチング溝
６，７は幅ｌＯμｒｎ ｌ深さ２μｍ程度、メサストラ
イプ８は幅２μｍとすればよい。
、１μｍ 程度とすればよい。この程度の厚さに積層さ
せると元のＩｎＰ基板上に形成されたメサストライプ２
の形状がほぼそのままエピタキシャル成長層表面に再現
され、このメサストライプ２の上部ではＩＨｏ、７２
（、ａｏ、２８ Ａ８０．６１ Ｐｏ、３９活性
層４が他の部分に比べて１μｍ程度高く形成されること
になる。最終層のＰ−Ｉ ｎＰクラ、ド層５も同様であ
シ、その表面はメサストライプ２上肺においてのみ約１
μｍ高くなっている〇 このようにして得られた多層膜構造半導体ウェファに第
１図（ｂ）に示し７′ｊ様に、２本のエツチングｇ６．
７とそれらによって挾まれ、発光再結合する活性層を含
むメサストライプ８１に形成する。これらエツチング溝
６，７は幅ｌＯμｒｎ ｌ深さ２μｍ程度、メサストラ
イプ８は幅２μｍとすればよい。
この発光再結合する活性＋ｍを含むメサストライプ８は
基板ｌ上のメサストライプ２のほぼ中央に位置し、それ
に平行になるように形成される。すると発光再結合する
活性層を含むメサストライプ８が周囲の部分に比べて１
μｍ高く形成されることになる。溝のエツチングは臭素
（Ｂｒ）の体積比０．２チのＢｒメタノール混合エツチ
ング液を用い３°Ｃで２分間行う。
基板ｌ上のメサストライプ２のほぼ中央に位置し、それ
に平行になるように形成される。すると発光再結合する
活性層を含むメサストライプ８が周囲の部分に比べて１
μｍ高く形成されることになる。溝のエツチングは臭素
（Ｂｒ）の体積比０．２チのＢｒメタノール混合エツチ
ング液を用い３°Ｃで２分間行う。
次に、第１図（ｃ）に示すように、埋め込み成長、電極
形成を行なう。Ｐ−Ｉ ｎＰ電流プロ、ツク層９、ｎ−
ＩｎＰ１１Ｅ流ブロック層１０１にいずれもメサストラ
イプ８の上面を除いて、またＰ−ＩｎＰ埋め込み層１１
．発光波長１．３μｍのｐ −ＩｎＯ，７２Ｇａ−０，
２８Ａ ８０．６１ ｐ ０．３９ 電極層１２を全面
にわたって積層させる。この埋め込み成長の段階では、
メサストライプ８がその周囲の部分よりも１μｍ高く形
成されているので、Ｐ−ＩｎＰｔ流ブロック層９、ｎ−
ＩｎＰｔ流プロ、り層１０がメサストライプ８ｔ−覆う
ようＶｃｙｔ層することがなくなり、同時にエツチング
溝の両脇でも途切れることなく滑らかに成長できる。す
なわち、電流ブロック層の形成が従来のものと比べてさ
らに容易となシ、シたがってＢＨ−ＬＤの製造歩留りが
大幅に向上する。
形成を行なう。Ｐ−Ｉ ｎＰ電流プロ、ツク層９、ｎ−
ＩｎＰ１１Ｅ流ブロック層１０１にいずれもメサストラ
イプ８の上面を除いて、またＰ−ＩｎＰ埋め込み層１１
．発光波長１．３μｍのｐ −ＩｎＯ，７２Ｇａ−０，
２８Ａ ８０．６１ ｐ ０．３９ 電極層１２を全面
にわたって積層させる。この埋め込み成長の段階では、
メサストライプ８がその周囲の部分よりも１μｍ高く形
成されているので、Ｐ−ＩｎＰｔ流ブロック層９、ｎ−
ＩｎＰｔ流プロ、り層１０がメサストライプ８ｔ−覆う
ようＶｃｙｔ層することがなくなり、同時にエツチング
溝の両脇でも途切れることなく滑らかに成長できる。す
なわち、電流ブロック層の形成が従来のものと比べてさ
らに容易となシ、シたがってＢＨ−ＬＤの製造歩留りが
大幅に向上する。
最後にＰ形オーミ、り電極１３およびｎ形オーミ、り電
極１４を形成してＢＨ−ＬＤを得ることができる。
極１４を形成してＢＨ−ＬＤを得ることができる。
このように得られたＢＨ−ＬＤは、室温でのＣＷ発振し
きい値電流１０〜２０ ｍＡ％微分量子効率５０〜６０
％、室温付近での特性温［Ｔｏが８０に程度ときわめて
再現性が良かった〇 なお、本実施例においては、ｎ−ＩｎＰ基板上の上１ｃ
ｎ−ＩｎＰバツフア層３を積層した後に活性唐金積層さ
せたが、メサストライプ２含有するｎ−ＩｎＰ基板上に
直接活性層を成長させてもよい。
きい値電流１０〜２０ ｍＡ％微分量子効率５０〜６０
％、室温付近での特性温［Ｔｏが８０に程度ときわめて
再現性が良かった〇 なお、本実施例においては、ｎ−ＩｎＰ基板上の上１ｃ
ｎ−ＩｎＰバツフア層３を積層した後に活性唐金積層さ
せたが、メサストライプ２含有するｎ−ＩｎＰ基板上に
直接活性層を成長させてもよい。
また、本実施例において、２回の工、チング工程にいず
れもウェットな化学エツチングを用いたが、リアクティ
ブ・イオン・エツチング法等のドライ・プロセスによる
エツチングを用いることも出来る。さらに、不実施例で
はＩｎｐを基板とし、Ｉｎ１−ｘ ＧａｘｌＡｓｙＰｌ
−ｙ ｆ活性層とする波長１μｍ帯の発ｙｔ、素子を示
したが、牛導体材料としてこれらに限定されるものでは
ない。
れもウェットな化学エツチングを用いたが、リアクティ
ブ・イオン・エツチング法等のドライ・プロセスによる
エツチングを用いることも出来る。さらに、不実施例で
はＩｎｐを基板とし、Ｉｎ１−ｘ ＧａｘｌＡｓｙＰｌ
−ｙ ｆ活性層とする波長１μｍ帯の発ｙｔ、素子を示
したが、牛導体材料としてこれらに限定されるものでは
ない。
Ｘ実施例の特徴は、活性層を含む半導体多層膜ウェファ
をエツチングしメサストライプ？形成した後、埋め込み
成長を行なうＢＨ−ＬＤにおいて、埋め込み成長前の半
導体多層膜ウェファの活性層をメサストライプ部汁のみ
を他の部５１１）−よりも高く形成したことにある。こ
のためメサストライプ自身もその周囲の部分ンこ比べて
高く形成することができ、鴇、流プロ、り層の形成が容
易となる。すなわち、ｔＲブロックｊ−はメサストライ
プ上面？覆うことなく、シかもエツチング溝の両脇部分
で途切れることなく滑らかに成長させることが出来る。
をエツチングしメサストライプ？形成した後、埋め込み
成長を行なうＢＨ−ＬＤにおいて、埋め込み成長前の半
導体多層膜ウェファの活性層をメサストライプ部汁のみ
を他の部５１１）−よりも高く形成したことにある。こ
のためメサストライプ自身もその周囲の部分ンこ比べて
高く形成することができ、鴇、流プロ、り層の形成が容
易となる。すなわち、ｔＲブロックｊ−はメサストライ
プ上面？覆うことなく、シかもエツチング溝の両脇部分
で途切れることなく滑らかに成長させることが出来る。
このためＢＨ−ＬＤにおける電流プロ、ツク層の出来不
出来に起因する％注のバラツキが減少し、その製造歩留
力を太幅に向上させることが出来るＯ第２図（ａ） 、
（ｂ） 、 （ｃ）は本発明の第２の実施例の製造工
程順に示した断面図である。まず、第２図（ａ）に示し
た様に、（１００）ｎ−ＩｎＰ 基板２１上にｎ−Ｉｎ
Ｐバッファ層２２１発光波長１．５５μｙｒ＋ＶＣ相当
するノンドープｉＨＯ，ＢＳ＋ Ｑａｏ、４１ Ａ４０
．９０ｐ０．１０ 活性層２３、発光波長１．３μｍ
に相当するＰ−Ｉｎｏｙｙｚ Ｇａｏ、ｘｓ Ａ８
Ｇ、６１ ｐｏ、ａｅ メルトバック防止層２４、Ｐ
−ＩｎＰクラッド層２５を順次積層させる。ここでＩＨ
ｏ、５９ ＧＢｏ、４１ Ａ８０．９０ｐｏ、ｔｏ活
性層３は厚さ０．１５μｍ、Ｐ−Ｉｎ０．７２ Ｇａ−
０，２８Ａｇｏ、ｓｔ ｐｏ、３９ メルトバ、り
防止層２４は厚さ０．３ μｍ、Ｐ−ＩｎＰクラッド層
２５は厚さｌμｘ程度とする。このように積層された多
層膜構造半導体ウェファに＜０１１＞方向に平行に幅１
５μｍ程度のエツチングマスク２６を形成し、このエツ
チングマスク２６で覆った部分以外のｐ−ＩｎＰクラ、
ド層２５を選択エツチングにより除去する。
出来に起因する％注のバラツキが減少し、その製造歩留
力を太幅に向上させることが出来るＯ第２図（ａ） 、
（ｂ） 、 （ｃ）は本発明の第２の実施例の製造工
程順に示した断面図である。まず、第２図（ａ）に示し
た様に、（１００）ｎ−ＩｎＰ 基板２１上にｎ−Ｉｎ
Ｐバッファ層２２１発光波長１．５５μｙｒ＋ＶＣ相当
するノンドープｉＨＯ，ＢＳ＋ Ｑａｏ、４１ Ａ４０
．９０ｐ０．１０ 活性層２３、発光波長１．３μｍ
に相当するＰ−Ｉｎｏｙｙｚ Ｇａｏ、ｘｓ Ａ８
Ｇ、６１ ｐｏ、ａｅ メルトバック防止層２４、Ｐ
−ＩｎＰクラッド層２５を順次積層させる。ここでＩＨ
ｏ、５９ ＧＢｏ、４１ Ａ８０．９０ｐｏ、ｔｏ活
性層３は厚さ０．１５μｍ、Ｐ−Ｉｎ０．７２ Ｇａ−
０，２８Ａｇｏ、ｓｔ ｐｏ、３９ メルトバ、り
防止層２４は厚さ０．３ μｍ、Ｐ−ＩｎＰクラッド層
２５は厚さｌμｘ程度とする。このように積層された多
層膜構造半導体ウェファに＜０１１＞方向に平行に幅１
５μｍ程度のエツチングマスク２６を形成し、このエツ
チングマスク２６で覆った部分以外のｐ−ＩｎＰクラ、
ド層２５を選択エツチングにより除去する。
この選択エツチングとしてはＩｎＰのエツチング液であ
るＨＣＬ系のエツチング液を用いればよい。
るＨＣＬ系のエツチング液を用いればよい。
例えば、４ＨＣ１−４−Ｈ２Ｏの混合エツチング液を用
いて３℃、１分間エツチングすることにより工。
いて３℃、１分間エツチングすることにより工。
チングマスク２６のない個所のＰ−ＩｎＰクラッド層２
５を工、チオ７できる。この際ｐ−Ｉｎｏ７ｚＧａＯ，
２８Ａ８０．６ｉ ｐｏ、３９ メルトバック防止
層２４は全くエツチングされず、この２つの半導体層の
界面でエツチング會停止させることができる。
５を工、チオ７できる。この際ｐ−Ｉｎｏ７ｚＧａＯ，
２８Ａ８０．６ｉ ｐｏ、３９ メルトバック防止
層２４は全くエツチングされず、この２つの半導体層の
界面でエツチング會停止させることができる。
次に、第２図（ｂ）に示した様に、エツチング縛および
メサストライプの形成を行なう。まず、幅２μｍのメサ
ストライプ２９は、先にエツチングマスク２６で覆った
ｐ−ＩｎＰクラッド鳩２５の残っている部分に形成され
、またエツチングＮ２７，２８は幅ｌＯμｍ程度とし、
メサストライプ９から離れた両側にはｐ−ＩｎＰクラッ
ド層２５が残らない様にする。これは活性層２３よりも
深くエツチングする必要があるが、Ｂｒメタノール糸の
エツチング液を用いて容易に再現性よくエツチングでき
る。例えば、５０ｃｃのメチルアルコールにＢｒＯ，１
ｃｃｋ混合した混合エツチング液を用いて、３°０３分
間でエツチングできる。
メサストライプの形成を行なう。まず、幅２μｍのメサ
ストライプ２９は、先にエツチングマスク２６で覆った
ｐ−ＩｎＰクラッド鳩２５の残っている部分に形成され
、またエツチングＮ２７，２８は幅ｌＯμｍ程度とし、
メサストライプ９から離れた両側にはｐ−ＩｎＰクラッ
ド層２５が残らない様にする。これは活性層２３よりも
深くエツチングする必要があるが、Ｂｒメタノール糸の
エツチング液を用いて容易に再現性よくエツチングでき
る。例えば、５０ｃｃのメチルアルコールにＢｒＯ，１
ｃｃｋ混合した混合エツチング液を用いて、３°０３分
間でエツチングできる。
最後に、第２図（ｃ）に示した降に、埋め込与成長、電
極形成を行う。埋め込み成長においてはｐ−ＩｎＰ電流
ブロック層２１０、ｎ−ＩｎＰ％流プロ、り層２１１を
、いずれもメサストライプ２９の上面を扱わない様に積
層させ、さら１ｃｐ−ＩｎＰ埋め込み４２１２発光波長
１．３μｍＶＣ相当するｐ−Ｉｎｏ、ｙ２Ｇａｏ、ｚａ
−Ａ８０．６１ Ｐｏ、３９ 電極ｍ２１３’に
全面１ｃ ２）ｒｃ りて積層させる。この除１ｃｐ−
ＩｎＰ電流ブロック層２１０およびｎ−１ｎＰｔｎＰｔ
ツブロック１’（ｒメサストライプ２９の上面のみを除
いて積層させる。これは特願昭５６−１６６６６ｆｌ：
詳述している。ｉｎメルト中にＩｎＰソースが浮かんで
いる２相溶液法を用いることにより容易に、かつ再現性
よくできる。次に、ｐ形オーミ１．り性電極２１４およ
びｎ形オーミック性竜極２１５’に形成してＢＨ−ＬＤ
ｆｔ得ることが出来る。
極形成を行う。埋め込み成長においてはｐ−ＩｎＰ電流
ブロック層２１０、ｎ−ＩｎＰ％流プロ、り層２１１を
、いずれもメサストライプ２９の上面を扱わない様に積
層させ、さら１ｃｐ−ＩｎＰ埋め込み４２１２発光波長
１．３μｍＶＣ相当するｐ−Ｉｎｏ、ｙ２Ｇａｏ、ｚａ
−Ａ８０．６１ Ｐｏ、３９ 電極ｍ２１３’に
全面１ｃ ２）ｒｃ りて積層させる。この除１ｃｐ−
ＩｎＰ電流ブロック層２１０およびｎ−１ｎＰｔｎＰｔ
ツブロック１’（ｒメサストライプ２９の上面のみを除
いて積層させる。これは特願昭５６−１６６６６ｆｌ：
詳述している。ｉｎメルト中にＩｎＰソースが浮かんで
いる２相溶液法を用いることにより容易に、かつ再現性
よくできる。次に、ｐ形オーミ１．り性電極２１４およ
びｎ形オーミック性竜極２１５’に形成してＢＨ−ＬＤ
ｆｔ得ることが出来る。
この第２の実施例においては、メサストライプ２９のみ
が厚さ１μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層２５を含んでおり
、エツチング２７．２８の両９１１１の部分に比べてメ
サストライプ２９が１μｍだけ高く形成されている０こ
のようにメサストライプ２９がその周囲よりも１μｍだ
け高く形成されるようにするためＩｃはｐ−Ｉｎｏ、ｙ
２ＧａＯ，２ｓ Ａｓｏ、ｓｔ Ｐｏ、３９メルト
バック防止層２４が必要であシ、このメルトバック防止
層が形成されているため選択エツチングが大きな役割を
果している。埋み込み成長においては、メサストライプ
部が溝両側の多層膜部分（メルトバ、り防止層が形成さ
れた部分）よりも突出しているため２つの電流ブロック
層がメサストライプ２９の上面を憶わず、しかもエツチ
ング溝２７．２８の両側で途切れずなめらかに成長させ
ることができる。すなわち、選択エツチングを用いてメ
サストライプ２９のみをその周囲よりも１μｍだけ高く
形成させることによシ、埋め込み成長時の電流プロ、り
層形成におけるトレランスが大幅に向上し、ＢＨ−ＬＤ
の特性の再現性を良くシ、その製造歩留９を大幅に同上
できる。
が厚さ１μｍのｐ−ＩｎＰクラッド層２５を含んでおり
、エツチング２７．２８の両９１１１の部分に比べてメ
サストライプ２９が１μｍだけ高く形成されている０こ
のようにメサストライプ２９がその周囲よりも１μｍだ
け高く形成されるようにするためＩｃはｐ−Ｉｎｏ、ｙ
２ＧａＯ，２ｓ Ａｓｏ、ｓｔ Ｐｏ、３９メルト
バック防止層２４が必要であシ、このメルトバック防止
層が形成されているため選択エツチングが大きな役割を
果している。埋み込み成長においては、メサストライプ
部が溝両側の多層膜部分（メルトバ、り防止層が形成さ
れた部分）よりも突出しているため２つの電流ブロック
層がメサストライプ２９の上面を憶わず、しかもエツチ
ング溝２７．２８の両側で途切れずなめらかに成長させ
ることができる。すなわち、選択エツチングを用いてメ
サストライプ２９のみをその周囲よりも１μｍだけ高く
形成させることによシ、埋め込み成長時の電流プロ、り
層形成におけるトレランスが大幅に向上し、ＢＨ−ＬＤ
の特性の再現性を良くシ、その製造歩留９を大幅に同上
できる。
第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第３の実施例であ
る分布帰還型埋め込みへテロレーザ（１）ＦＢ−ＢＨＬ
Ｄ）の共振軸に垂直な方向での断面図およびその共振軸
に平行な方向の断面図である。このＤＦＢ−ＢＨＬＤを
得るには、まず（１００）ｎ−ＩｎＰ基板１１ｃ回折格
子３２２ｔ−形成する。この回折格子３２２はＤＦＢモ
ードの共振軸方向が（０１１） と平行にくシ返せれ
るものとし、活性層中の発振波長のｌ／２の整数倍のピ
ッチであればよい。例えば、Ｈｅ−Ｃｄガスレーザのレ
ーザ干渉法と通常の化学エツチング法とを用いて、ピ、
チ０．４０μｍ、深さ０．１２μｍの回折格子を作成で
きる。この様な回折格子３２２を形成したｎ−ＩｎＰ基
板３１上に、発光波長１．０５μｍＶＣ相当するＨ−ｉ
ｎｏ、８９ ＱＢｏ、１１ ＡＢｏ、２４ｐ０．７
６光ガイド層３２３を厚さ０．３μｍ９発光波長１．３
μｍ１ｌｃ相当するノンドープエｆｉ０．７２ ＱｉＯ
，！ｌＡ３０．６１ ｐＯ，Ｂ＠ 活性層３２４を厚さ
Ｏ，１μｍ、第２の半導体層であるｐ−ＩｎＰクラ、ド
層３２５を厚さ０，８μｍ １発元波長１．２μｍに相
当するｐ−１Ｑ０．７ｇ１ ＱｌＯ，２２Ａｇ３．４
８ ｐｏ、１１層３２６を厚さ０．８μｍで順次積層
させる。このようにして得た多層膜構造半導体ウェファ
に、第２の実施例と同＠にメサストライプとなる部分の
周辺の幅１５μｍのストライプのみを残してｐ−Ｉｎｏ
、ｙ！ｌ Ｇａ −０，２２Ａｇ３．４８ Ｐｏ、
６＋！層３２６を工、チオ７する。
る分布帰還型埋め込みへテロレーザ（１）ＦＢ−ＢＨＬ
Ｄ）の共振軸に垂直な方向での断面図およびその共振軸
に平行な方向の断面図である。このＤＦＢ−ＢＨＬＤを
得るには、まず（１００）ｎ−ＩｎＰ基板１１ｃ回折格
子３２２ｔ−形成する。この回折格子３２２はＤＦＢモ
ードの共振軸方向が（０１１） と平行にくシ返せれ
るものとし、活性層中の発振波長のｌ／２の整数倍のピ
ッチであればよい。例えば、Ｈｅ−Ｃｄガスレーザのレ
ーザ干渉法と通常の化学エツチング法とを用いて、ピ、
チ０．４０μｍ、深さ０．１２μｍの回折格子を作成で
きる。この様な回折格子３２２を形成したｎ−ＩｎＰ基
板３１上に、発光波長１．０５μｍＶＣ相当するＨ−ｉ
ｎｏ、８９ ＱＢｏ、１１ ＡＢｏ、２４ｐ０．７
６光ガイド層３２３を厚さ０．３μｍ９発光波長１．３
μｍ１ｌｃ相当するノンドープエｆｉ０．７２ ＱｉＯ
，！ｌＡ３０．６１ ｐＯ，Ｂ＠ 活性層３２４を厚さ
Ｏ，１μｍ、第２の半導体層であるｐ−ＩｎＰクラ、ド
層３２５を厚さ０，８μｍ １発元波長１．２μｍに相
当するｐ−１Ｑ０．７ｇ１ ＱｌＯ，２２Ａｇ３．４
８ ｐｏ、１１層３２６を厚さ０．８μｍで順次積層
させる。このようにして得た多層膜構造半導体ウェファ
に、第２の実施例と同＠にメサストライプとなる部分の
周辺の幅１５μｍのストライプのみを残してｐ−Ｉｎｏ
、ｙ！ｌ Ｇａ −０，２２Ａｇ３．４８ Ｐｏ、
６＋！層３２６を工、チオ７する。
これも選択エツチングによりｐ−ＩｎＰクラ、ド層３２
５の上面でエツチングを止めることができる。
５の上面でエツチングを止めることができる。
例えば、硫酸系の混合工、チャント５Ｈ１ＳＯ４十Ｈ２
０ｘ ＋ ＨｚＯを用いて４０ ’０１分間のエツチン
グを行う。次に同様に（０１１）方向に平行な２本のエ
ツチング溝３７．３８およびメサストライプ３９を形成
する。この際第２の実施例と同様にメサストライプ３９
のみがｐ−１ｎｏ、７ｓ Ｇａｏ、ｚｚ Ａｓｏ、４ｓ
ｐ０．６２層３２６を含んでいる様にエツチングを行う
。最後に埋め込み成長を行ないｐ−ＩｎＰｔ流プロ、り
層３１０．ｎ−ＩｎＰ ｉｔ流ブｏツク層３１１をいず
れもメサストライプ９上面のみを除いて、さらにｐ−Ｉ
ｎＰ埋め込み層３１２１発元波長１．３μｍに相当する
ｐ−ＪＨｏ、ｙｓ ＧａＯ，２８Ａｇ３．６１ Ｐ
ｏ、３９電極層３１３を全面にわたって順次積層させる
０この第３の実施例においても、メサストライプ３９の
みがエツチング溝３７．３８の両脇の部分に比べてｐ−
Ｉｎｏ、ｙｓ Ｇａｏ、ｚｚ Ａｇ３．４８ Ｐｏ
、５２の厚み分（０，８μｍ）だけ高く形成されている
ので電流ブロック層の形成が容易になシ、製造歩留りが
大幅に改善される。さらに、ファプリ・ベロー共振モー
ドが現われない様にするために少なくとも一方の端面か
らの反射を防ぐために、一部非注入領域を形成するか、
端面の反射を着るしく低下させている。この実施例では
、図示の様に、片方の端面３２７を傾斜させてエツチン
グすることにより、片端面からのレーザ光の反射を無く
している。
０ｘ ＋ ＨｚＯを用いて４０ ’０１分間のエツチン
グを行う。次に同様に（０１１）方向に平行な２本のエ
ツチング溝３７．３８およびメサストライプ３９を形成
する。この際第２の実施例と同様にメサストライプ３９
のみがｐ−１ｎｏ、７ｓ Ｇａｏ、ｚｚ Ａｓｏ、４ｓ
ｐ０．６２層３２６を含んでいる様にエツチングを行う
。最後に埋め込み成長を行ないｐ−ＩｎＰｔ流プロ、り
層３１０．ｎ−ＩｎＰ ｉｔ流ブｏツク層３１１をいず
れもメサストライプ９上面のみを除いて、さらにｐ−Ｉ
ｎＰ埋め込み層３１２１発元波長１．３μｍに相当する
ｐ−ＪＨｏ、ｙｓ ＧａＯ，２８Ａｇ３．６１ Ｐ
ｏ、３９電極層３１３を全面にわたって順次積層させる
０この第３の実施例においても、メサストライプ３９の
みがエツチング溝３７．３８の両脇の部分に比べてｐ−
Ｉｎｏ、ｙｓ Ｇａｏ、ｚｚ Ａｇ３．４８ Ｐｏ
、５２の厚み分（０，８μｍ）だけ高く形成されている
ので電流ブロック層の形成が容易になシ、製造歩留りが
大幅に改善される。さらに、ファプリ・ベロー共振モー
ドが現われない様にするために少なくとも一方の端面か
らの反射を防ぐために、一部非注入領域を形成するか、
端面の反射を着るしく低下させている。この実施例では
、図示の様に、片方の端面３２７を傾斜させてエツチン
グすることにより、片端面からのレーザ光の反射を無く
している。
このように作られたＤＦＢ−ＢＨＬＤは、室温における
ＣＷ発振しきい値電流４０ｍＡ＊微分量子効率４０％、
ＤＦＢモードの波長温度依存性が０．８入／ｄｅｇと小
さく、再現性よく得られる。この第３の実施例において
も、メサストライプ３９のみが厚さ０．８μｍのｐ−Ｉ
ｎｏ７ｇ Ｑｌｏ、２２ ＡｓＯ，４８Ｐｏ、５２層
３２６ｔ″有しているので、埋め込み成長のトレランス
が大きくなり、２つの電流プロ、り層がメサストライプ
９の上面を覆うことなく、シかもエツチング溝３７，３
８の両脇で途切れるように成長させることが容易となり
、製造の歩留υが大幅に向上する。
ＣＷ発振しきい値電流４０ｍＡ＊微分量子効率４０％、
ＤＦＢモードの波長温度依存性が０．８入／ｄｅｇと小
さく、再現性よく得られる。この第３の実施例において
も、メサストライプ３９のみが厚さ０．８μｍのｐ−Ｉ
ｎｏ７ｇ Ｑｌｏ、２２ ＡｓＯ，４８Ｐｏ、５２層
３２６ｔ″有しているので、埋め込み成長のトレランス
が大きくなり、２つの電流プロ、り層がメサストライプ
９の上面を覆うことなく、シかもエツチング溝３７，３
８の両脇で途切れるように成長させることが容易となり
、製造の歩留υが大幅に向上する。
なお、本実施例は、ＩｎＰ基板とＩ ｎｌ−Ｘ Ｇａｘ
−Ａｓｙｐｌ−ｙｍ性層とによる波長１μｍ帝の光半導
体素子を示したが、用いる半導体材料はこれに限定する
ものではない。また、第３の実施例において、７アブリ
ペローモードを除くために、片方の端面を斜めにエツチ
ングしたが、ｎ型！極層に注入領域のみＰ型不純物の拡
散を行なう方法や、片方の端面付近のみエツチング溝の
幅を狭くして、この部分でのみ電流ブロック層がメサス
トライプをおおうように成長させて非注入領域を形成す
る等の方法も利用できる。また、実施例においてはｐ−
ＪｎＰ 、ｎ−ＩｎＰの２つの１流ブロック層を積層さ
せたが、メサエッチング後の半導体ウェファにあらかじ
め、メサストライプ以外に不純物拡散 ４゜を行なっ
て一層だけの電流ブロック層を積層させてもよい。さら
に、実施例においては、ＢＨ−ＬＤ。
−Ａｓｙｐｌ−ｙｍ性層とによる波長１μｍ帝の光半導
体素子を示したが、用いる半導体材料はこれに限定する
ものではない。また、第３の実施例において、７アブリ
ペローモードを除くために、片方の端面を斜めにエツチ
ングしたが、ｎ型！極層に注入領域のみＰ型不純物の拡
散を行なう方法や、片方の端面付近のみエツチング溝の
幅を狭くして、この部分でのみ電流ブロック層がメサス
トライプをおおうように成長させて非注入領域を形成す
る等の方法も利用できる。また、実施例においてはｐ−
ＪｎＰ 、ｎ−ＩｎＰの２つの１流ブロック層を積層さ
せたが、メサエッチング後の半導体ウェファにあらかじ
め、メサストライプ以外に不純物拡散 ４゜を行なっ
て一層だけの電流ブロック層を積層させてもよい。さら
に、実施例においては、ＢＨ−ＬＤ。
ＤＦＢ−ＢＨＬＤの２柚類の半導体レーザを示したが、
この様なりＨ−ＬＤを基本素子とした光双安定素子、あ
るいはＢＨ−ＬＤとＰＤ 、 ＦＥＴ等をモノリシック
に組み合わせた複合型光半導体素子にも当然適用可能で
ある。
この様なりＨ−ＬＤを基本素子とした光双安定素子、あ
るいはＢＨ−ＬＤとＰＤ 、 ＦＥＴ等をモノリシック
に組み合わせた複合型光半導体素子にも当然適用可能で
ある。
実施例２，３の特徴は、埋め込み成長前の半導体ウェフ
ァにおいてメサストライプのみが所望の半導体層を有し
ておシ、エツチング溝の両わきの部分と比べて、その半
導体層の厚さ分だけ、メサストライプが高く形成されて
いるために、埋め込み成長時に、電流プロ、り層がメサ
上面を積りことなく、シかも同時［２つのエツチング溝
の両脇の部分で途切れて成長するということがなくなシ
、電流ブロック層成長のトレランスが大幅に向上し、Ｂ
Ｈ−ＬＤにおける特性の再現性、製造歩留りが大きく改
善される。
ァにおいてメサストライプのみが所望の半導体層を有し
ておシ、エツチング溝の両わきの部分と比べて、その半
導体層の厚さ分だけ、メサストライプが高く形成されて
いるために、埋め込み成長時に、電流プロ、り層がメサ
上面を積りことなく、シかも同時［２つのエツチング溝
の両脇の部分で途切れて成長するということがなくなシ
、電流ブロック層成長のトレランスが大幅に向上し、Ｂ
Ｈ−ＬＤにおける特性の再現性、製造歩留りが大きく改
善される。
Claims (1)
- 半導体基板上に少なくとも＃５注層を含む半導体多層膜
を積層させた多層膜構造半導体ウェファに、前記活性層
よシも深く形成された２本の平行な溝によって挾まれた
メサストライプを形成し、このメチストライブを埋め込
み成長して構成される埋め込みへテロ構造の半導体レー
ザにおいて、前記メサストライプ部を前記溝の両側の多
層膜部分よシも亮く形成したことを特徴とする半導体レ
ーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11418782A JPS595688A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11418782A JPS595688A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595688A true JPS595688A (ja) | 1984-01-12 |
Family
ID=14631370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11418782A Pending JPS595688A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595688A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177989A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-04 | Nec Corp | 半導体レ−ザダイオ−ド |
| JPS62230078A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Nec Corp | 埋込み型半導体レ−ザ素子 |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP11418782A patent/JPS595688A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177989A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-04 | Nec Corp | 半導体レ−ザダイオ−ド |
| JPS62230078A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Nec Corp | 埋込み型半導体レ−ザ素子 |
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