JPS5976492A - 半導体レ−ザ−装置 - Google Patents
半導体レ−ザ−装置Info
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- JPS5976492A JPS5976492A JP17421283A JP17421283A JPS5976492A JP S5976492 A JPS5976492 A JP S5976492A JP 17421283 A JP17421283 A JP 17421283A JP 17421283 A JP17421283 A JP 17421283A JP S5976492 A JPS5976492 A JP S5976492A
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- semiconductor laser
- surface layer
- etching
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- 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
-
- 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
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は埋込みへテロ構造を有する半導体レーザー装置
に関するものである。
に関するものである。
従来のｔｉｔ −ｖ族化合物半導体発光素子は、ＧａＡ
３などの活性領域（発光などに直接寄与する領域）が組
成を異とする他の化合物半導体、例えば（） ａ Ａ
Ｉ Ａ ｓに上下左右を取り囲まれて構成されている。
３などの活性領域（発光などに直接寄与する領域）が組
成を異とする他の化合物半導体、例えば（） ａ Ａ
Ｉ Ａ ｓに上下左右を取り囲まれて構成されている。
Ｃ）ａＡｓの屈折率が（）ａＡ７１Ａｓのそれに比しで
大きい値をもつので光をＣＪａＡｓ中に閉じ込めること
ができ、光の導波路として用いることができる。一般に
このような構造を埋込みへテロ構造と呼ばれる０ 実際の製作に当っては、（）ａＡｓ基板上にＣ）ａＡｇ
Ａｓお工びＱａＡｓを液相エピタキンヤル法により成長
させ、上記エピタキシャル成長層に対し、基板に達する
メサエッチングを行い、ついでＵａＡＩＡｓ層を成長さ
せて埋込みへテロ構造を得でいる。
大きい値をもつので光をＣＪａＡｓ中に閉じ込めること
ができ、光の導波路として用いることができる。一般に
このような構造を埋込みへテロ構造と呼ばれる０ 実際の製作に当っては、（）ａＡｓ基板上にＣ）ａＡｇ
Ａｓお工びＱａＡｓを液相エピタキンヤル法により成長
させ、上記エピタキシャル成長層に対し、基板に達する
メサエッチングを行い、ついでＵａＡＩＡｓ層を成長さ
せて埋込みへテロ構造を得でいる。
しかし、最近、材料の加工性、強度性の点から必ずしも
（） ａ Ａ ｇを基礎とした化合物半導体発光素子は
得策でなく、それらに優るＩｎＰ系化合物半導体を基礎
とする方向に移行してきでいる。
（） ａ Ａ ｇを基礎とした化合物半導体発光素子は
得策でなく、それらに優るＩｎＰ系化合物半導体を基礎
とする方向に移行してきでいる。
しかしｌｎＰ系の化合物半導体は一般に加工の際のエツ
チング加工に未だ難点がある。例えば、逆メサ構造にお
けるＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐで形成された表面層を
所定の形状に形成する際、このｌ ｎ ＧａＡｓＰのエ
ツチング面方位依存性が１ｎＰのそれと著しく異なるた
め、第２図に示すような形状となり、活性領域層の横幅
を規定値に押えることが困難となる欠点があった。
チング加工に未だ難点がある。例えば、逆メサ構造にお
けるＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐで形成された表面層を
所定の形状に形成する際、このｌ ｎ ＧａＡｓＰのエ
ツチング面方位依存性が１ｎＰのそれと著しく異なるた
め、第２図に示すような形状となり、活性領域層の横幅
を規定値に押えることが困難となる欠点があった。
本発明の目的は上記欠点を排して、加工が容易で特性の
良好な半導体レーザー装置を提供することにある。
良好な半導体レーザー装置を提供することにある。
上記目的を達成するだめの本発明の趣旨とする点は、半
導体レーザーの表面層の化合物半導体をＩ ｎ １−、
ＧａｘＡ ｓ 、 Ｐ ｒ−、Ｔ Ｏ≦ｙ≦０．５７
．０≦Ｘ〈１の組成に形成し、ハロゲンのアルコールｉ
ｔでメサエッチを行うことを特徴とする。
導体レーザーの表面層の化合物半導体をＩ ｎ １−、
ＧａｘＡ ｓ 、 Ｐ ｒ−、Ｔ Ｏ≦ｙ≦０．５７
．０≦Ｘ〈１の組成に形成し、ハロゲンのアルコールｉ
ｔでメサエッチを行うことを特徴とする。
上記構成によると、光閉じ込め層（クラッド層とも別称
）ＩｎＰ上に形成されでいる上記表面層は、ＩｎＰと組
成が異なっているにも拘わらず、Ｂｒ−メタノール系の
エツチング液で加工した場合に、同じエツチング速度で
エツチングされることが実験的に確かめられた。
）ＩｎＰ上に形成されでいる上記表面層は、ＩｎＰと組
成が異なっているにも拘わらず、Ｂｒ−メタノール系の
エツチング液で加工した場合に、同じエツチング速度で
エツチングされることが実験的に確かめられた。
ハロゲンのアルコール溶液としでは、８ｒ−メタノール
が好適である。Ｂｒは容量比で１０％以下、特に０１％
ないし５％が実用的に特に好ましい。■２−メタノール
等も用いることができる。
が好適である。Ｂｒは容量比で１０％以下、特に０１％
ないし５％が実用的に特に好ましい。■２−メタノール
等も用いることができる。
エツチング時の溶液温度は１０″Ｃ〜３０″Ｃを用いる
。本発明によって逆メサエッチが特定の面だけ過剰にエ
ッチされたり、サイドエツチングさることなく正しく所
望のパターンに精度よく加工することができ、良好な電
気特性の半導体レーザー装置を実現することを得た。以
下具体的実施例を用いて詳述する。
。本発明によって逆メサエッチが特定の面だけ過剰にエ
ッチされたり、サイドエツチングさることなく正しく所
望のパターンに精度よく加工することができ、良好な電
気特性の半導体レーザー装置を実現することを得た。以
下具体的実施例を用いて詳述する。
Ｉｎ（）ａＡｓＰ−１ｎＰ系の半導体レーザーは０．９
μｍから１６μｍの波長領域で動作し、光ファイバーの
低伝送損失帯域を力？く−することから光通信用光源と
して脚光を浴びている。
μｍから１６μｍの波長領域で動作し、光ファイバーの
低伝送損失帯域を力？く−することから光通信用光源と
して脚光を浴びている。
光通信用光源としては、発掘モードの安定制御を目的と
して種々の構造を持つ半導体レーザーが考案されている
内で、横基本モード完像の可能な埋込みへテロ構造レー
ザーは有望な素子である。
して種々の構造を持つ半導体レーザーが考案されている
内で、横基本モード完像の可能な埋込みへテロ構造レー
ザーは有望な素子である。
上述のｌ ｎＧａＡｓＰ−１ｎＰ系レーザーは第１−ａ
図に示すように、１ｎＰ基板１上に成長させた活性層３
（’ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ 、ｏ＜ｘ＜１−
ＸＩ、１−ｙ １ 、０（ｙ＜１ ）光閉じ込め層２（ＩｎＰ）、及び
電極との電気的接触を良くするだめの表面層４（１ｎＧ
ａＡｓＰ）により構成される。ところで埋込みへテロ構
造レーザーは第１、− ＩＣＪ図に示す構造を有する０
この構造を製造するには第１−ｔａ）図に示した多層成
長層からエツチングによって逆メサ構造を形成しく第１
−＋ｂ１図）、さらに埋込み成長を施すことにより作成
される。逆メサ構造は基本横モード発振に必要な活性層
横幅２μｍ以下を達成する際に不欠可な構造である。逆
メサ構造の作製は、多層成長後に所定形状の酸化物のス
トライプを表面に形成し、エツチング速度が面方位依存
性を有するようなエツチング液を用いて化学エッチする
ことで得られる。ＩｎＧａＡｓＰ系の組成を次のような
組成範囲に限定することにより、化学エツチングによる
エツチング速度及び面方位依存性がＩｎＰのそれと殆ど
変らなくなり、第１−ｆｂ１図に示すような良好な逆メ
サ構造を再現性良く形成することができる。
図に示すように、１ｎＰ基板１上に成長させた活性層３
（’ｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ 、ｏ＜ｘ＜１−
ＸＩ、１−ｙ １ 、０（ｙ＜１ ）光閉じ込め層２（ＩｎＰ）、及び
電極との電気的接触を良くするだめの表面層４（１ｎＧ
ａＡｓＰ）により構成される。ところで埋込みへテロ構
造レーザーは第１、− ＩＣＪ図に示す構造を有する０
この構造を製造するには第１−ｔａ）図に示した多層成
長層からエツチングによって逆メサ構造を形成しく第１
−＋ｂ１図）、さらに埋込み成長を施すことにより作成
される。逆メサ構造は基本横モード発振に必要な活性層
横幅２μｍ以下を達成する際に不欠可な構造である。逆
メサ構造の作製は、多層成長後に所定形状の酸化物のス
トライプを表面に形成し、エツチング速度が面方位依存
性を有するようなエツチング液を用いて化学エッチする
ことで得られる。ＩｎＧａＡｓＰ系の組成を次のような
組成範囲に限定することにより、化学エツチングによる
エツチング速度及び面方位依存性がＩｎＰのそれと殆ど
変らなくなり、第１−ｆｂ１図に示すような良好な逆メ
サ構造を再現性良く形成することができる。
１、 ｉｎ、−、ＩＣ）ａ、Ａｓ、Ｐ、−、に化学エ
ツチングにより逆メサを形成する場合にはこの組成範囲
が、Ｑ（ｙく０．５７なるものを用いる。
ツチングにより逆メサを形成する場合にはこの組成範囲
が、Ｑ（ｙく０．５７なるものを用いる。
２、 Ｉｎ、−、Ｄａ、Ａｓ、Ｐ、、を表面層とする
系において、化学エツチングにより表面層を通して逆メ
サを形成する場合には表面層の組成範囲が０（ｙく０．
５７なるものを用いる０３、上記に於いて特にＩｎＰに
格子整合するＩｎ ＝、 （）ａ ｘＡｓ 、 Ｐ 、
−、には組成にＸ−０，１８９４ｙ／（０，４１８４−
ｏ、ｏｉ３ｏｙ）なる関係が知られているが、上記組成
中の組成範囲がＯ＜ ｙ ＜０１５７．かつ上式を満た
すものを用いる。
系において、化学エツチングにより表面層を通して逆メ
サを形成する場合には表面層の組成範囲が０（ｙく０．
５７なるものを用いる０３、上記に於いて特にＩｎＰに
格子整合するＩｎ ＝、 （）ａ ｘＡｓ 、 Ｐ 、
−、には組成にＸ−０，１８９４ｙ／（０，４１８４−
ｏ、ｏｉ３ｏｙ）なる関係が知られているが、上記組成
中の組成範囲がＯ＜ ｙ ＜０１５７．かつ上式を満た
すものを用いる。
実施例
１ ｒ；Ｐ−１ｎＧａＡｓＰ埋込み型−＼テロ構造レー
ザーを作製するに際し、Ｂｒ−メタノール１％溶液を用
いて、化学エツチングを行い、（１１１）Ｂ面を残すこ
とによシ逆メサを形成した。ｌｎＰ基板１上に、第１の
クラッド層１ｎＰ２を２〜５／ｊｍ 活性層Ｉｎ、−
、＋（）ａ、ＩＡｓ、Ｐ、、３ （ｘ＝０．２６ 、
ｙ＝Ｑ、５７ ）を０．３μｍ、第２のクラッド層１１
１Ｐ２’を２．５μｍ、更に表面層４としてＩｎ、−。
ザーを作製するに際し、Ｂｒ−メタノール１％溶液を用
いて、化学エツチングを行い、（１１１）Ｂ面を残すこ
とによシ逆メサを形成した。ｌｎＰ基板１上に、第１の
クラッド層１ｎＰ２を２〜５／ｊｍ 活性層Ｉｎ、−
、＋（）ａ、ＩＡｓ、Ｐ、、３ （ｘ＝０．２６ 、
ｙ＝Ｑ、５７ ）を０．３μｍ、第２のクラッド層１１
１Ｐ２’を２．５μｍ、更に表面層４としてＩｎ、−。
Ｇａ 、 Ａ ｓ 、 Ｐ １− 、 （ｘ＝０．１
６ ＊ ｙ ＝０．３６ ）を０．５μｍ１通常の液相
エピタキシャル成長法で形成する。ＭＩ図（ａ）に示す
通シである。この表面層４の上部にＳｉＯ２膜５を厚さ
１．０μｍ、ストライプ幅５０μｍに形成する。５ｉ０
２ ｍは通常の法で形成すれば良い。酸化膜（Ｓｉ０２
．ＰＳＧ）ストライプ５の巾を５．０μｍに選ぶことに
より、活性層３の巾を再現性良く２０μｍにすることが
出来る。エツチング後の状態は第１図（ｂ）に示した通
シである。エツチング条件は、以上の条件の下では、２
０°０５分間である。次いで、上記逆メサを形成したの
ち、埋込領域のクラツド層１ｎＰ２’金通常の液相エピ
タキシャル法で形成する。次いで、上記クラッド層２／
上に１ ｎ ｏ、ｔ ４ Ｇ ａ Ｏ，ｚ ６Ａ８０．
７５ Ｐｏ、４ Ｂを通常の液相エピタキシャル法で形
成する。第１図（ｃ）に示す通りである。次いで上記表
面層４および４′ に通常の手段でＳｉＯ□ 膜を１μ
形成し、ストライプ状の窓を形成したのちＣｒ−Ａｕな
どの金属電極を上記窓に対応させて形成し、半導体レー
ザーを形成する。
６ ＊ ｙ ＝０．３６ ）を０．５μｍ１通常の液相
エピタキシャル成長法で形成する。ＭＩ図（ａ）に示す
通シである。この表面層４の上部にＳｉＯ２膜５を厚さ
１．０μｍ、ストライプ幅５０μｍに形成する。５ｉ０
２ ｍは通常の法で形成すれば良い。酸化膜（Ｓｉ０２
．ＰＳＧ）ストライプ５の巾を５．０μｍに選ぶことに
より、活性層３の巾を再現性良く２０μｍにすることが
出来る。エツチング後の状態は第１図（ｂ）に示した通
シである。エツチング条件は、以上の条件の下では、２
０°０５分間である。次いで、上記逆メサを形成したの
ち、埋込領域のクラツド層１ｎＰ２’金通常の液相エピ
タキシャル法で形成する。次いで、上記クラッド層２／
上に１ ｎ ｏ、ｔ ４ Ｇ ａ Ｏ，ｚ ６Ａ８０．
７５ Ｐｏ、４ Ｂを通常の液相エピタキシャル法で形
成する。第１図（ｃ）に示す通りである。次いで上記表
面層４および４′ に通常の手段でＳｉＯ□ 膜を１μ
形成し、ストライプ状の窓を形成したのちＣｒ−Ａｕな
どの金属電極を上記窓に対応させて形成し、半導体レー
ザーを形成する。
上述の表面層４の組成がＸ＝０．２６ 、 ｙ＝０．５
７或いはＸ＝０．０４５ 、ｙ＝Ｑ、ｌＯの場合にも同
様に行うことが可能であった。
７或いはＸ＝０．０４５ 、ｙ＝Ｑ、ｌＯの場合にも同
様に行うことが可能であった。
また、実施例では、活性層として１ｎ（）ａＡｓＰクラ
ッド層としてＩｎＰＱ用いたが、これに限定されること
なく、所定のバンドギャップが得られるように材料また
は材料の組成比を選択すｎば、活性層、クラッド層共に
ＬｎＧａＡｓＰ系材料を用い系材溝体レーザー、または
クラッド層に１ｎ（Ｊ ａ Ａ ｓ Ｐ糸材料、活性層
にＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ糸材料を用いた半導体レーザ
ーの製造に轟つでも、上述のエツチング技術を用いるこ
とができる。
ッド層としてＩｎＰＱ用いたが、これに限定されること
なく、所定のバンドギャップが得られるように材料また
は材料の組成比を選択すｎば、活性層、クラッド層共に
ＬｎＧａＡｓＰ系材料を用い系材溝体レーザー、または
クラッド層に１ｎ（Ｊ ａ Ａ ｓ Ｐ糸材料、活性層
にＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ糸材料を用いた半導体レーザ
ーの製造に轟つでも、上述のエツチング技術を用いるこ
とができる。
以上の実施例においては、埋込みへテロ構造のレーザー
についてのみ述べたが、これに限らすとも逆メサ、その
他のメサを形成する際に本発明が適用さ扛ることは云う
までもない。また、レーザーに限らず広く発光素子のよ
うな化合物半導体であってエツチングを必要とするもの
に対しても本発明が適用されることは当業者であ扛ば容
易に類推しつるであろう。
についてのみ述べたが、これに限らすとも逆メサ、その
他のメサを形成する際に本発明が適用さ扛ることは云う
までもない。また、レーザーに限らず広く発光素子のよ
うな化合物半導体であってエツチングを必要とするもの
に対しても本発明が適用されることは当業者であ扛ば容
易に類推しつるであろう。
第１図は本発明の一実施例としての埋込みへテロ構造レ
ーザーの断面図、第２図は従来の半導体レーザーのスト
ライプ領域断面図である。 １・・・基板、２・・・光閉じ込め層、３・・・活性層
、４・・・表面層、５・・・酸化膜ストライプ。 代理人 弁理士 高 橋 明 夫 第１頁の続き ０発 明 者 平尾元尚 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 中村通油 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
ーザーの断面図、第２図は従来の半導体レーザーのスト
ライプ領域断面図である。 １・・・基板、２・・・光閉じ込め層、３・・・活性層
、４・・・表面層、５・・・酸化膜ストライプ。 代理人 弁理士 高 橋 明 夫 第１頁の続き ０発 明 者 平尾元尚 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 中村通油 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化合物半導体基板と、該基板の上部に成長により形成さ
れた該基板と同導電型の光閉じ込め第１層と、核層上に
成長により形成された活性領域層と、該領域層上に成長
により形成された上記基板と異導電型の光閉じ込め第２
層と、上記第２層上に成長により形成された上記基板と
異導電型の表面層と、上記表面層より深いメサエッチン
グを行ったのち残存する半導体積層領域の側面を囲んで
光閉じ込め第３層からなる半導体レーザー装置において
、上記表面層が Ｉｎ＝、（）ａ、Ａｓ、Ｐ、−。 （但し、Ｏ≦ｙ≦０．５７） で表わされる組成の化合物半導体で形成されてなること
を特徴とする半導体レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17421283A JPS5976492A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17421283A JPS5976492A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ−装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5976492A true JPS5976492A (ja) | 1984-05-01 |
| JPH0212036B2 JPH0212036B2 (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=15974682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17421283A Granted JPS5976492A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 半導体レ−ザ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5976492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000041249A1 (fr) * | 1998-12-28 | 2000-07-13 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Diode electroluminescente et son procede de fabrication |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329685A (en) * | 1976-08-31 | 1978-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo semiconductor device |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP17421283A patent/JPS5976492A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329685A (en) * | 1976-08-31 | 1978-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo semiconductor device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000041249A1 (fr) * | 1998-12-28 | 2000-07-13 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Diode electroluminescente et son procede de fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0212036B2 (ja) | 1990-03-16 |
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