JPS60147188A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPS60147188A JPS60147188A JP311084A JP311084A JPS60147188A JP S60147188 A JPS60147188 A JP S60147188A JP 311084 A JP311084 A JP 311084A JP 311084 A JP311084 A JP 311084A JP S60147188 A JPS60147188 A JP S60147188A
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- semiconductor laser
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- 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
- H01S5/2205—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 comprising special burying or current confinement layers
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- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
Landscapes
- 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】
（発明の技術分野）
この発明はタプルへテロ接合半導体レーザ素子の製造方
法に関する。
法に関する。
（技術的背景）
従来、ダブルへテロ構造の半導体レーザ素子においては
、低しきい値発振、低電流駆動を得るために、電流狭窄
層（電流阻止層ともいう）を形成して発振部以外へ流れ
る無効電流を低減する方法や、屈折率導波型構造として
形成し、て発振モードの安定化を図る方法が提案、実行
されてきた。
、低しきい値発振、低電流駆動を得るために、電流狭窄
層（電流阻止層ともいう）を形成して発振部以外へ流れ
る無効電流を低減する方法や、屈折率導波型構造として
形成し、て発振モードの安定化を図る方法が提案、実行
されてきた。
先ず、この発明の説明に先だち、これらの方法を組み合
わせた従来の半導体レーザ素子の一例を、第１図を参照
して説明する。
わせた従来の半導体レーザ素子の一例を、第１図を参照
して説明する。
第１図は従来素子の断面構造を示す図で、ｌはｐ −Ｇ
ａＡｓ基板であって、この基板１の上面１ａにｔ−Ｇａ
Ａｇ電流狭窄層２、ｐ−ＧａＡ！ＩＡｓ下側クラッド層
３りｐ−ＧａＡＱＡｓ活性層４、ｎ−ＧａＡｌ１Ａｓ上
側クラッド層５．ｎ−（ｉａＡｓキャップ層６が順次に
形成されていて、このキャンプ層６上にｎ側電極７、そ
して基板ｌの下面１ｂにｐ側電極８が夫々形成されてい
る。
ａＡｓ基板であって、この基板１の上面１ａにｔ−Ｇａ
Ａｇ電流狭窄層２、ｐ−ＧａＡ！ＩＡｓ下側クラッド層
３りｐ−ＧａＡＱＡｓ活性層４、ｎ−ＧａＡｌ１Ａｓ上
側クラッド層５．ｎ−（ｉａＡｓキャップ層６が順次に
形成されていて、このキャンプ層６上にｎ側電極７、そ
して基板ｌの下面１ｂにｐ側電極８が夫々形成されてい
る。
この素子における内部電流狭窄の方法としては、ストラ
イプ部で発光した光を高不純物濃度となっているイーＧ
ａＡｓ電流狭窄Ｍ２で吸収して、その内部にキャリアが
発生するが、これらキャリアの拡散距離が短いのでこの
層が導通しないことを利用する方法と、さらに、ｒＩ″
−ＧａＡｓ電流狭窄層２を、ｐ−ＧａＡｓ基板ｌとは逆
バイアスにする方法がある。−かし、１１” −ＧａＡ
ｓ電流狭窄層２のキャリア濃度は３Ｘ１０ｃｍ３以上（
文献： 「日経エレクトロニクスＪ９−３．第２０８〜
２３８頁、 ＋９８２）となっているため、この電流狭
窄Ｍ２の結晶性が悪化しており、ひいては、続いて成長
される各エピタキシャル層３〜θの結晶性も悪くなると
いう欠点を有している。
イプ部で発光した光を高不純物濃度となっているイーＧ
ａＡｓ電流狭窄Ｍ２で吸収して、その内部にキャリアが
発生するが、これらキャリアの拡散距離が短いのでこの
層が導通しないことを利用する方法と、さらに、ｒＩ″
−ＧａＡｓ電流狭窄層２を、ｐ−ＧａＡｓ基板ｌとは逆
バイアスにする方法がある。−かし、１１” −ＧａＡ
ｓ電流狭窄層２のキャリア濃度は３Ｘ１０ｃｍ３以上（
文献： 「日経エレクトロニクスＪ９−３．第２０８〜
２３８頁、 ＋９８２）となっているため、この電流狭
窄Ｍ２の結晶性が悪化しており、ひいては、続いて成長
される各エピタキシャル層３〜θの結晶性も悪くなると
いう欠点を有している。
さらに、結晶成長においても、活性層の形状を確保する
ために液相エピタキシャル成長を用いるが、成長速度の
面依存性を反映するために安定した曲率を有する活性層
形状の再現性が悪く、そのため、素子の特性が悪かった
り、個々の素子の特性にパテツキがあったりする欠点が
ある。
ために液相エピタキシャル成長を用いるが、成長速度の
面依存性を反映するために安定した曲率を有する活性層
形状の再現性が悪く、そのため、素子の特性が悪かった
り、個々の素子の特性にパテツキがあったりする欠点が
ある。
（発明の目的）
この発明の目的！±上述した従来の欠点を生じることの
ない半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある
。
ない半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある
。
（発明のＭ４威）
この目的の達成を図るため５この発明の半導体レーザ素
子の製造方法によれば、基板に高抵抗層を成長させ、−
この高抵抗層に対しエツチングを行うことにより溝を形
成してこの溝により前述の基板を露出させ、この溝及び
この基板の露出面上にダブルへテロ構造を形成する複数
個あ層を順次に等史的に又はほぼ等史的に成長させるこ
とを特徴とする。
子の製造方法によれば、基板に高抵抗層を成長させ、−
この高抵抗層に対しエツチングを行うことにより溝を形
成してこの溝により前述の基板を露出させ、この溝及び
この基板の露出面上にダブルへテロ構造を形成する複数
個あ層を順次に等史的に又はほぼ等史的に成長させるこ
とを特徴とする。
（実施例の説明）
以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第２図（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の詳細な説明するだめ
の製造工程図で、各図（Ａ）〜（Ｄ）は主要製造段階で
の素子の状態を断面図で示しである。
の製造工程図で、各図（Ａ）〜（Ｄ）は主要製造段階で
の素子の状態を断面図で示しである。
この実施例では、先ず、ｐ −ＧａＡｓ基板を用いたＧ
ａＡ９Ａｓ半導体レーザ素子の製造方法につき説明する
。
ａＡ９Ａｓ半導体レーザ素子の製造方法につき説明する
。
先ず、第２図（Ａ）に示すように、基板１０としてＰ
−ＧａＡｓ基板を用意し、この基板１０の上面１０ａに
“高抵抗層１１を一様に成長させる。この高抵抗層１
１をＧａＡｓ層（又はＧａＭＡｓ層）とする。この高抵
抗層＋１の成長をいかなる成長法を用いて行っても良い
が、この層１１をアンドープ層として形成しその好適な
比抵抗値を１０７Ω・ａｍ程度とすることが望ましいの
で、有機金属気相成長法によって高補償材ネ４を成長さ
せるのが好都合である。又、結晶性を悪化させない程度
の補償不純物をドープしても良い。
−ＧａＡｓ基板を用意し、この基板１０の上面１０ａに
“高抵抗層１１を一様に成長させる。この高抵抗層１
１をＧａＡｓ層（又はＧａＭＡｓ層）とする。この高抵
抗層＋１の成長をいかなる成長法を用いて行っても良い
が、この層１１をアンドープ層として形成しその好適な
比抵抗値を１０７Ω・ａｍ程度とすることが望ましいの
で、有機金属気相成長法によって高補償材ネ４を成長さ
せるのが好都合である。又、結晶性を悪化させない程度
の補償不純物をドープしても良い。
次に、第２図（Ｂ）に示すように、この高抵抗層１１に
溝１１ａを形成する。この溝１１ａは基板ＩＯにまで達
していることが必要であり、若干基板１０の内部に達し
ていてもがま烏ない。この基板１０の露出面を１０ｂで
示す。この１ｉｌｉｌｌａのエツチングを、イオンビー
ムエツチング、反応性イオンエツチング等の各種のドラ
イエツチングで行っても良いし、或いは、Ｈ２ＳＯ４Ｈ
２’０２’ Ｈｚ Ｏ系溶液等を用いたウェットエンチ
ングで行っても良い、いずれの場合にも、この溝＋１ａ
のエツチング面を、続いて行うエビタキシャル成長に耐
える品質の結晶性を有する面として、確保することが必
要である。
溝１１ａを形成する。この溝１１ａは基板ＩＯにまで達
していることが必要であり、若干基板１０の内部に達し
ていてもがま烏ない。この基板１０の露出面を１０ｂで
示す。この１ｉｌｉｌｌａのエツチングを、イオンビー
ムエツチング、反応性イオンエツチング等の各種のドラ
イエツチングで行っても良いし、或いは、Ｈ２ＳＯ４Ｈ
２’０２’ Ｈｚ Ｏ系溶液等を用いたウェットエンチ
ングで行っても良い、いずれの場合にも、この溝＋１ａ
のエツチング面を、続いて行うエビタキシャル成長に耐
える品質の結晶性を有する面として、確保することが必
要である。
次いで、第２図（Ｇ、）に示すように、この溝付き小官
（に↓にμ目ホ寡Ｍ、ｆｔせ楊Ｉｎ本φ目４需１４−１
−紳 Ｉプルへテロ接合を構成するために必要な各層を
順次に等史的に又はほぼ等史的に成長させる。等方的成
長とは、成長速度の結晶面依存性がないか或いはほとん
ど無視出来る成長のことをいう。これら層を、例えば、
基板側から下側クラッド層１２とし°てのｐ−ＧａｇＪ
Ａｓ層、活性層１３としてのｐ−ＧａＡｓ基板層、上側
クラッドＲ１４としてのｎ−ＧａＮ）Ａｓ７ｆｌとする
ことが出来る。ま苑、この際、これら層の成長は各成長
面ともほとんど等しい成長速度を有するものとする。こ
れら層の成長方法は、特に特産されないが、有機金属気
相成長法が好適であり、この方法によれば、通常の成長
条件でも等史的に成長し、均一の又はほぼ均一の厚みの
層が得られる。
（に↓にμ目ホ寡Ｍ、ｆｔせ楊Ｉｎ本φ目４需１４−１
−紳 Ｉプルへテロ接合を構成するために必要な各層を
順次に等史的に又はほぼ等史的に成長させる。等方的成
長とは、成長速度の結晶面依存性がないか或いはほとん
ど無視出来る成長のことをいう。これら層を、例えば、
基板側から下側クラッド層１２とし°てのｐ−ＧａｇＪ
Ａｓ層、活性層１３としてのｐ−ＧａＡｓ基板層、上側
クラッドＲ１４としてのｎ−ＧａＮ）Ａｓ７ｆｌとする
ことが出来る。ま苑、この際、これら層の成長は各成長
面ともほとんど等しい成長速度を有するものとする。こ
れら層の成長方法は、特に特産されないが、有機金属気
相成長法が好適であり、この方法によれば、通常の成長
条件でも等史的に成長し、均一の又はほぼ均一の厚みの
層が得られる。
この気相成長の結果、第２図（Ｃ）に示すように、溝付
き高抵抗層Ｈの面及び露出面に沿い、かつ、これら面に
平行な、ダブルへテロ構造を構成する各層が得られる。
き高抵抗層Ｈの面及び露出面に沿い、かつ、これら面に
平行な、ダブルへテロ構造を構成する各層が得られる。
次に、第２図（１１）に示すように、上側及び下側オー
ム性電極１６及び１７を被着形成するが、上側り−ｙ
−、ＫＭ＃ Ｉ−Ｌ、−Ｍｈ赫１１４１＋５＃ｆｆ（Ｎ
す 雷碧ｔ、 ｌｋ ４１ｋ 勝１３の中央部に効率的
に供給することが出来るように構成するのが好適で′あ
る。
ム性電極１６及び１７を被着形成するが、上側り−ｙ
−、ＫＭ＃ Ｉ−Ｌ、−Ｍｈ赫１１４１＋５＃ｆｆ（Ｎ
す 雷碧ｔ、 ｌｋ ４１ｋ 勝１３の中央部に効率的
に供給することが出来るように構成するのが好適で′あ
る。
次に、このよにして製造された半導体レーザ素子につき
簡単に説明する。
簡単に説明する。
この素子の構造においては、ダブルへテロ構造を構成し
ている下側クラット層１２、活性層１３及びＪ−側クラ
ント層１４の各層は、第２図（Ｄ）からも明らかなよう
に、高抵抗層１１の溝１１ａの面に対して等史的、或い
は、はとんど等史的に形成されてい・る。特に、活性層
１．３は基板１０の基板面である上面１０ａにほぼ平行
な活性層部分１３ａと、高抵抗層１１の溝１１ａの側面
に平行な高抵抗層部分＋３ｂとからなっている。そして
、このような構造の素子において、」−１側電極１Ｂを
接地し、下側電極１７に正電位を印加して電流を注入す
ると、高抵抗層１１には電流が流れないので、電流の大
半は活性層１３の基板１０の基板面１０ａに平行な中央
の部分に集中して流れるので、電流狭窄作用が確実に行
われることとなる。そして、この実効的な活性層は四方
を屈折率差をもったクラッド層１２及び１４によって囲
まれる屈折率導波路として振舞うことが出来る。
ている下側クラット層１２、活性層１３及びＪ−側クラ
ント層１４の各層は、第２図（Ｄ）からも明らかなよう
に、高抵抗層１１の溝１１ａの面に対して等史的、或い
は、はとんど等史的に形成されてい・る。特に、活性層
１．３は基板１０の基板面である上面１０ａにほぼ平行
な活性層部分１３ａと、高抵抗層１１の溝１１ａの側面
に平行な高抵抗層部分＋３ｂとからなっている。そして
、このような構造の素子において、」−１側電極１Ｂを
接地し、下側電極１７に正電位を印加して電流を注入す
ると、高抵抗層１１には電流が流れないので、電流の大
半は活性層１３の基板１０の基板面１０ａに平行な中央
の部分に集中して流れるので、電流狭窄作用が確実に行
われることとなる。そして、この実効的な活性層は四方
を屈折率差をもったクラッド層１２及び１４によって囲
まれる屈折率導波路として振舞うことが出来る。
以上、ｐ−ＧａＡｓ基板を用いたＧａＡＱＡｓ半導体レ
ーザ素子につき説明したが、この伝導型を反転した構造
とすることも出来るし、さらに、他の材料系においても
上述した方法を適用することが出来る。例えば、ＧａＡ
ｓ基板を用いる場合には、ＧａＡｓ（又は、ＧａＡＱＡ
ｓ）の高抵抗層を具えたＡＱＩｎＧａＰタプルへテロ構
造とすることが出来る。又、ＩｎＰ基板を用いた場合に
は、１ｎＧａＡｓＰ／ ＩｎＰタプルへテロ構造とし、
抵抗層としてＩｎＰを用い、これにＦｅ。
ーザ素子につき説明したが、この伝導型を反転した構造
とすることも出来るし、さらに、他の材料系においても
上述した方法を適用することが出来る。例えば、ＧａＡ
ｓ基板を用いる場合には、ＧａＡｓ（又は、ＧａＡＱＡ
ｓ）の高抵抗層を具えたＡＱＩｎＧａＰタプルへテロ構
造とすることが出来る。又、ＩｎＰ基板を用いた場合に
は、１ｎＧａＡｓＰ／ ＩｎＰタプルへテロ構造とし、
抵抗層としてＩｎＰを用い、これにＦｅ。
Ｇｏ、Ｖ等の補償不純物をドープすることにより、この
高抵抗層を形成することが出来る。
高抵抗層を形成することが出来る。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明による半
導体レーザ素子の製造方法によれば、電流阻止層として
高抵抗層を用°゛て°゛るため・従来 ｒの高濃度不純
物層を用いた場合と比較して、タプルヘテロ構造を構成
するエピタキシャル層の結晶性が著しく良くなるという
利点がある。
導体レーザ素子の製造方法によれば、電流阻止層として
高抵抗層を用°゛て°゛るため・従来 ｒの高濃度不純
物層を用いた場合と比較して、タプルヘテロ構造を構成
するエピタキシャル層の結晶性が著しく良くなるという
利点がある。
さらに、等史的なエピタキシャル成長法を用いるため、
ダブルへテロ構造を構成する各層を安定した形状に形成
出来ると共に、再現性良く成長させることが出来、従っ
て、前述の優れた結晶性と（７１せて、特性の優れたレ
ーザ素子を製造゛することが出来ることはもとより１個
々の素子の特性にバラツキが生しないように製造出来る
という利点がある。それ故、この発明は半導体レーザ素
子一般の構造の製造法として使用して好適である。
ダブルへテロ構造を構成する各層を安定した形状に形成
出来ると共に、再現性良く成長させることが出来、従っ
て、前述の優れた結晶性と（７１せて、特性の優れたレ
ーザ素子を製造゛することが出来ることはもとより１個
々の素子の特性にバラツキが生しないように製造出来る
という利点がある。それ故、この発明は半導体レーザ素
子一般の構造の製造法として使用して好適である。
尚、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもので
はないこと明ら、かである、。例えば、各層℃成長法と
して有機金属気相成長法を説明したが、分子線エピタキ
シャル（ＭＢＥ）法を用いることも可能である。
はないこと明ら、かである、。例えば、各層℃成長法と
して有機金属気相成長法を説明したが、分子線エピタキ
シャル（ＭＢＥ）法を用いることも可能である。
さらに、」−述した高抵抗層の比抵抗値の好適値として
１０７Ωａｃｍ程度としたが、この値に限定されるもの
ではなく、一般的には１０５〜！０９Ω争Ｃｍ程度の範
囲内の値を選定しても、電流狭窄の目的を達成すること
が出来る。
１０７Ωａｃｍ程度としたが、この値に限定されるもの
ではなく、一般的には１０５〜！０９Ω争Ｃｍ程度の範
囲内の値を選定しても、電流狭窄の目的を達成すること
が出来る。
また、高抵抗層の溝の形状は１図示例では側面が傾斜し
た逆台形状となっているが、他の形状であっても良く、
例えば、側面は基板面に対して垂直となっていても何ら
差支えない。
た逆台形状となっているが、他の形状であっても良く、
例えば、側面は基板面に対して垂直となっていても何ら
差支えない。
第１図は従来の半導体レーザ素子の製造方法の説明に供
する断面図、 第２図（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の半導体レーザ素子の
製造方法を説明するための製造工程図である。 １０・・・基板、 ］Ｏａ・・・（基板の）上面］Ｏｂ
・・・（基板の）′Ｉ＠出面 １０ｃ・・・（基板の）下面 １１・・・高抵抗層、 ｌｌａ・・・（高抵抗層の）溝
１２・・・下側クラ・ンド層、１３・・・活性層１３ａ
・・・基板面に平行な活性層部分１３ｂ・・・高抵抗層
の溝の側面に平行な活性層部分１４・・・」二側クララ
ｉ・層、１５・・・絶縁膜１６・・・上側オーム性電極 １７・・・下側オーム性電極。 第１図 第２図 第２図
する断面図、 第２図（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の半導体レーザ素子の
製造方法を説明するための製造工程図である。 １０・・・基板、 ］Ｏａ・・・（基板の）上面］Ｏｂ
・・・（基板の）′Ｉ＠出面 １０ｃ・・・（基板の）下面 １１・・・高抵抗層、 ｌｌａ・・・（高抵抗層の）溝
１２・・・下側クラ・ンド層、１３・・・活性層１３ａ
・・・基板面に平行な活性層部分１３ｂ・・・高抵抗層
の溝の側面に平行な活性層部分１４・・・」二側クララ
ｉ・層、１５・・・絶縁膜１６・・・上側オーム性電極 １７・・・下側オーム性電極。 第１図 第２図 第２図
Claims (1)
- タプルへテロ４ｉ１Ｊｆｆｉの半導体レーザ素子を製造
するに当り、基板に高抵抗層を成長させ、該高抵抗層に
対しエツチングを行うことによし溝を形成して畝溝によ
り前記基板を露出させ、畝溝及び前記基板の露出面上に
ダブルへテロ構造を形成する複数個の層をｊ順次に等方
的に又はほぼ等方的に成長させることを特徴とする半導
体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP311084A JPS60147188A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP311084A JPS60147188A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147188A true JPS60147188A (ja) | 1985-08-03 |
Family
ID=11548208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP311084A Pending JPS60147188A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147188A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5897393A (en) * | 1995-08-24 | 1999-04-27 | Haftmann; Johannes | Plug-in connector assembly for ribbon cables |
| US5921808A (en) * | 1995-04-05 | 1999-07-13 | Haftmann; Johannes | Ribbon cable plug-in connector |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP311084A patent/JPS60147188A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5921808A (en) * | 1995-04-05 | 1999-07-13 | Haftmann; Johannes | Ribbon cable plug-in connector |
| US5897393A (en) * | 1995-08-24 | 1999-04-27 | Haftmann; Johannes | Plug-in connector assembly for ribbon cables |
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