JPS60113983A - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置およびその製造方法

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JPS60113983A
JPS60113983A JP22268683A JP22268683A JPS60113983A JP S60113983 A JPS60113983 A JP S60113983A JP 22268683 A JP22268683 A JP 22268683A JP 22268683 A JP22268683 A JP 22268683A JP S60113983 A JPS60113983 A JP S60113983A
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JP
Japan
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single crystal
crystal thin
thin film
film
emitting device
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JP22268683A
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English (en)
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Hideyo Higuchi
樋口 英世
Kenji Ikeda
健志 池田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0281Coatings made of semiconductor materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0282Passivation layers or treatments
    • H01S5/0283Optically inactive coating on the facet, e.g. half-wave coating

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  • Electromagnetism (AREA)
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体発光装置およびその製造方法に関する
ものである。
〔従来技術〕
いわゆる、DAD(Didital Audio Di
sk ) 。
VD (Video Disk )などの信号読取りと
が、光通信に使用される半導体レーザ(以下単にレーザ
と呼ぶ)には高い信頼性が要求されておシ、一般にこれ
らの用途にはAtGaAs系レーザ(短波長レーザ)が
適用されているのであるが、この種のレーザの場合、現
段階にあってはレーザチップの発光部端面がへき開面に
よっていて、この端面には表面再結合中心が分布してい
るために、レーザ光を吸収し易くて発熱(または溶解)
による劣化を生じ、この端面劣化を原因とする故障が極
めて多い現況にある。
しかしてこの端面劣化を改善させる手段とじては、従来
からへき開面を保護膜で覆う(pass 1va−ti
on )とか、端面近傍でのバンドギャップを広けて(
窓構造)光の吸収を少なくするなどの方法がある。
第1図はこの従来例での前者passivation構
造を模式的に示す断面図である。この第1図において、
符号10はレーザチップ、11はその発光端面(へき開
面)、12は保護膜passivation膜)、13
はリードワイヤ、14はヒートシンクである。ここで前
記保乃膜12としては、通常、1/2波長の厚みをもつ
5t3N4膜が用いられておシ、この膜は300%以上
の高温でプラズマCVD法によシ形成され、波長8 、
300X付近における5i3Na膜の屈折率は約1.9
であるから、1/2波長の厚さは約2,200Xと々シ
、この程度の膜厚での成膜時間は約1時間である。そし
てこの構成のレーザでは、保護膜13の形成によシ、表
面再結合中心が減少して端面劣化に起因する故障を排除
できるのであるが、一方この保護膜13の膜質を一定に
すること、および膜厚を正確に制御するのが困難であシ
、この膜質、膜厚を一定にし得ないと屈折率がゆらいで
成膜後のレーザ端面反射率が不安定になって、しきい値
電流が上昇したり、著しい場合には保護膜13に穴がで
きて、保獲機能を果さ々くなる惧れすらあった。
壕だ第2図(a) 、 (b)は前記従来例での後者窓
構造によるTJSレーザを模式的に示す斜面および部分
断面図である。これらの第2図(a) 、 (b)にお
いても、符号10はレーザチップ、11はその発光端面
(へき開面)、16はクランク部、17は活性層、18
は正電極、19は負電極、20はレーザ出射光であり、
前記クランク部16の長さは約10μmである。そして
この構成のTJSレーザでは、いわゆるZnのp拡散層
21がチップ端面にまで達していないために、クランク
部16の活性層がn″−型のままで、この部分のバンド
ギャップは内部よりも大きくなって、レーザ光の吸収が
少なくなシ、端面劣化が減少するのであるが、クランク
部16の長さが約10μmと短かいことから、へき開面
の位置を正確に出すのがむずかしく、Z−p+拡散パタ
ーンも複雑になるなどの、その製作上に高度の技術を必
要とするものであった。
〔発明の概要〕
この発明は従来のこのようが欠点に鑑み、レーザチップ
のへき開端面に単結晶薄膜を形成させることによシ、製
作が容易で端面劣化の力い高信頼性の半導体発光装置お
よびその製造方法を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明に係る半導体発光装置およびその製造方法
の実施例につき、第3図(a) 、 (b)を参照して
詳細に説明する。
第3図(a) 、 (b)はこの発明の各別の実施例を
適用したレーザチップをそれぞれ模式的に表わしたもの
で、まず第3図(a)実施例において、符号31はAj
GaAs系レーザチップ、32はそのへき開端面、33
はこのへき開端面32にMOCVD法(有機金属気相成
長法)によシ成長させた1/2波長の膜厚(波長8,3
00Xに対し、1,480X;屈折率2,8)をもつZ
n5eの単結晶薄膜である。
ここで前記Zn5eはGaAsと格子間隔が近く、DE
Zn(ジエチル亜鉛)とH2Se(セレン化水素)とを
数百度で反応させることによシ、へき開端面32上に容
易に成長できると共に、このZn5eのバンドギヤ7プ
は約2.58e■(遷移波長4.800X)とGa A
 Bのバンドギャップ約1.4eVに比較して大きいの
で、I/−ザ端面での光の吸収を防止できるのである。
また製造方法としてのMOCVD法(有機金属気相成長
法)は、膜厚制御性がよいため(数+A)、1/2波長
の膜厚を容易に実現でき、その成膜後もチップ端面の反
射率が殆んど変化せず、しかも形成される単結晶薄膜は
CVD膜に比較するとき、成膜の均一性がよくて膜質が
安定し、レーザ端面保護機能を充分に果し得るのであり
、この方法に対して液相成長では、メルトバックによシ
へき開端面が荒れるために、同端面上に単結晶薄膜を成
長させるのは原理的に困難である。
また以上の第3図(a)実施例はZn5eの1/2波長
膜厚の場合であるが、同1/4波長膜厚の場合に無反射
膜(GaAsに対して反射率約14係)を実現できるも
のであシ、かつまたこのZn5eO1/4波長膜厚の単
結晶薄膜上に、さらにAAGaAsの1/4波長膜厚の
高抵抗単結晶薄膜をMOCVD法によシ成長させれば、
これらの2層単結晶薄膜構造によりGaAsに対して約
47%の反射率を実現できるのであって、この場合の構
成態様を第3図(b)に示しである。すなわち、同図中
、34はZn5eの1/4波長膜厚の単結晶薄膜、35
はAtGaAsの1/4波長膜厚の高抵抗単結晶薄膜で
ある。
そして前記高抵抗AtGaAsはTMAt ()リメチ
ルアルミニウム)、TMGa ()リメチルガリウム)
 + Ashs (アルシン)に微小の02 (酸素)
を加えて反応させることにより容易に成長できるもので
あり、またMOCVD法によれば、1/′4波長のZn
5e単結晶薄膜、1/4波長の高抵抗AtGaAs単結
晶薄膜を順次何層にも亘って成長させることが可能であ
り、その層数に応じて種々の端面反射率を実現できるの
である。
なお、前記実施例においては、チップ坦体の端面(へき
開面)に単結晶薄膜を成長させる場合について述べたが
、バー状態でへき開面に単結晶薄膜を成長させることも
でき、この方法においては単結晶薄膜付チップの量産が
容易になる。−また前記実施例においては、Zn5eと
高抵抗AtGaAsの単結晶薄膜を形成する場合につい
て述べたが、Zn5eO代りにGaPを用いても同様に
単層または多層膜を実現できるもので、とのGaPにつ
いてもその格子間隔がGaAsに近く、かつバンドギャ
ップが2.24eVと大きくてGaAsの保駿膜に適し
ており、しかも屈折率が約3.4でZ n S eよシ
も大きいために、とのGaPを高抵抗AtGaAsの1
/4波長単結晶薄級と組み合わせて多層膜を形成させれ
ば、その端面保蔽を兼ねてここでも種々の端面反射率を
実現できるのである。さらに発振波長が12〜1.51
の長波長帯レーザはInGaAsP系結晶で構成されて
いるが、このレーザに対する保護膜とし7ては、高抵抗
InPの単結晶薄膜を用いることによシ、前記Zn5e
に関して述べたのと同様な作用効果が得られる。すなわ
ち、この長波長帯レーザにおいては活性層がInGaA
gPから在っていて、そのバンドギャップがInPに比
較して小さいからである。そしてこの高抵抗InPの単
結晶薄膜はC。
(コバルト)をドープすることにょシ容易に実現できる
のである。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、レーザチップの
へき開端面に高品質の単結晶薄膜を形成させたから、製
作が容易で端面劣化のない高信頼性の半導体発光装置1
tを得ることができ、しかもその多層膜形成によシ、信
頼性を低下させずにレーザ端面反射率を種々に変化させ
得るなどの特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図(a) 、 (b)は従来例による
各別の半導体発光装置の概要を模式的に示す断面図。 斜面および部分断面図、第3図(a) 、 (b)はこ
の発明に係る半導体発光装置の各別の実施例による概要
をそれぞれ模式的に示す断面図である。 31・・愉・V −f チップ、32Φ・・拳ヘキ開端
面、33・・・・Zn5eの1/2波長膜厚の単結晶薄
膜、34・φ會・Zn5eの1/4波長膜厚の単結晶薄
膜、35e・・−AtGaAsの1/4波長膜厚の高抵
抗単結晶薄膜。 代理人 大岩増雄 特許庁長官殿 1 事件の表示 特願昭58−222686号2 発明
ノ名称 半導体発光装置およびその製造方法:3 補正
をする各 (1)明細書第3頁第8行〜9行のr Pa5siva
tlon膜)」をr (Pa5sivation膜)」
と補正する。 (2)同書第3頁第12行の「%」を「℃」と補正する
。 (3)同1第3頁第17行の[13]を「12」と補正
する。 (4)同書第3頁第19行の「13」を「12」と補正
する。 (5)同書第3頁第12のr 13 Jを「12」と補
正する。 (6)同書第4頁第20行のrz−p重拡散」をrZn
−P+重拡散と補正する。 (7)同書第6頁第10行の「A」を「X」と補正する
。 (8)同書第7頁第12行の「微小」を1−微少」と補
正する。 (9)同書第7頁第19行の1チップ坦体」を「チップ
単体」と補正する。 00)同書第8頁第15行のI−1,51jをrl、5
5jと補正する。 (Ill 図面の第2図(a)を別紙の通シ補正する。 以上 簡2図 (G)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)へき開端面を有する半導体発光装置において、前
    記へき開端面に単結晶薄膜を単層もしくは多層に亘って
    形成したことを特徴とすと半導体発光装置。
  2. (2)単結晶薄膜がZn5e の単結晶薄膜の単層膜で
    あるf1テ許請求の範囲第1項記載の半導体発光装置。
  3. (3)単結晶薄膜がGaPの単結晶薄膜の単層膜である
    特許請求の範囲第1項記載の半導体発光装置。
  4. (4)単結晶薄膜が高抵抗InPの単結晶薄膜の単層膜
    である特許請求の範囲第1項記載の半導体発光装置。
  5. (5)単結晶薄膜がZn5eの単結晶薄膜と高抵抗、I
    kzGaAsの単結晶薄膜との多層膜である肪許誼求の
    範囲第1項記載の半導体発光装置。
  6. (6)へき開端面を有する半導体発光装置において、前
    記へき開端面にMOCVD 法(有機金属気相成長法)
    によシ単結晶薄膜を成畏させることを特徴とする半導体
    発光装置の製造方法
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