JPS60152087A - 多重量子井戸半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
多重量子井戸半導体レ−ザの製造方法Info
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- JPS60152087A JPS60152087A JP749084A JP749084A JPS60152087A JP S60152087 A JPS60152087 A JP S60152087A JP 749084 A JP749084 A JP 749084A JP 749084 A JP749084 A JP 749084A JP S60152087 A JPS60152087 A JP S60152087A
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- Japan
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- semiconductor laser
- quantum well
- ions
- active layer
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
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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】
（技術分野）
本発明は新規な構成を有する多重量子井戸半導体レーザ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
（従来技術）
近°年、光エレクトロニクスデバイスおよび／ステムの
応用の高度化を反映して、半導体レーザに対する要求も
複雑化し多様の度を加え−Ｃいる。〃・かる半導体レー
ザに要求される代表的な性能としては、しきい値電流が
低く、その温度依存性が小さく、シかも製作容易である
ことでめった。最近、多重量子井戸半導体レーザがほぼ
このよつな要ｎｌｊを満たすものである仁とが判明した
ため、各＃ｉ１１の方法によシ埋め込み構造を形成した
かかる１う導体レーザが使用に供されるに至っている。
応用の高度化を反映して、半導体レーザに対する要求も
複雑化し多様の度を加え−Ｃいる。〃・かる半導体レー
ザに要求される代表的な性能としては、しきい値電流が
低く、その温度依存性が小さく、シかも製作容易である
ことでめった。最近、多重量子井戸半導体レーザがほぼ
このよつな要ｎｌｊを満たすものである仁とが判明した
ため、各＃ｉ１１の方法によシ埋め込み構造を形成した
かかる１う導体レーザが使用に供されるに至っている。
従来の製作方法は、選択的工、ナングによりストライプ
）ｔμを孤立せしめた上回成長により埋め込み構造乞・
イυるか、あるいは表面よりストライプ部以外の部分に
Ｚｎ拡散を行って周知の相互拡散による一１’ ＩＩＱ
化を行ない埋め込み構造′ｌｃ得るなどの手段によるも
のであった。しかし、これらの方法のうち、前者におい
ては工程が複雑であるため良品率が低下するなどの不利
が避けられず、後者においてはＺｎの横方向拡散のため
ストライプ構造を再現性良く得るのが容易でないなどの
欠点を有していた。
）ｔμを孤立せしめた上回成長により埋め込み構造乞・
イυるか、あるいは表面よりストライプ部以外の部分に
Ｚｎ拡散を行って周知の相互拡散による一１’ ＩＩＱ
化を行ない埋め込み構造′ｌｃ得るなどの手段によるも
のであった。しかし、これらの方法のうち、前者におい
ては工程が複雑であるため良品率が低下するなどの不利
が避けられず、後者においてはＺｎの横方向拡散のため
ストライプ構造を再現性良く得るのが容易でないなどの
欠点を有していた。
（発明の目的）
本発明の目的は、このような欠点を除去し、しきい値特
性、温度特性ともにすぐれ、良好なモード特性を有する
半導体レーザを、再現性よくしかも比較的簡単なプロセ
スによって実現する半導体レーザの製作方法を提供する
ことにある。
性、温度特性ともにすぐれ、良好なモード特性を有する
半導体レーザを、再現性よくしかも比較的簡単なプロセ
スによって実現する半導体レーザの製作方法を提供する
ことにある。
（発明の構成）
本発明の構成は、半導体基板上にノクツファ層。
活性層およびクラ、ド層を浸成し、前記活性層を多重量
子井戸構造とした多重量子井戸半導体レーザの製造方法
において、前記クラッド層上にストライプ状のマスクを
設け、そのクラッド層上面から均一に加速された面密度
１０〜１２ ｃｍ−２のＢｅイオンを注入し、加熱して
アニールを行うことにより前記活性層全相互拡散して埋
込み構造を形成することを％徴とする。
子井戸構造とした多重量子井戸半導体レーザの製造方法
において、前記クラッド層上にストライプ状のマスクを
設け、そのクラッド層上面から均一に加速された面密度
１０〜１２ ｃｍ−２のＢｅイオンを注入し、加熱して
アニールを行うことにより前記活性層全相互拡散して埋
込み構造を形成することを％徴とする。
（実施例）
以下図面によｐ本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例によシ製作された半導体レーザ
の断面図である。この図に示すごとく、Ｎ型ＧａＡｓ結
晶基板１上に、周知のＶＰＪＭＢＥ。
の断面図である。この図に示すごとく、Ｎ型ＧａＡｓ結
晶基板１上に、周知のＶＰＪＭＢＥ。
ＭＯＯＶＤ等のエピタキシアル的結晶成長法により。
厚さ３μｍのバッファ一層２．厚さ約１μｍ１７）Ｆ部
りラ、ド層３．１００ＸのＧａ Ａｓからなる触子井戸
部６層と５０Ｘの０ａｏ３．Ａｔｏ、７Ａｓ ５層から
なる多重量子井戸構造をもつ活性層４．厚さ約１μｍの
上部クラッド層５を逐次形成した後、ストライプを形成
する部分にマスク用の光レジスト層６金作り、上部より
高速に加速したＦ３ｅイオンを注入する。この注入の深
さはＢｅ注大層の先端が活性層４より深く達している仁
とが必要である。このようにして形成されたＢｅ注入層
７は、５００℃以Ｆの温度でアニールを行なうと、Ｂｅ
原子がほぼ均一に分布したＰ型層（７）を作９、同時に
多＠量子井戸１１り造をもつ活性層はすみやかな相互波
′＃、ヲ行うため、組成を平均化でき、 ＧａＡｔＡＳ
のほぼ均一な組成をもつ混晶が形成される結果、キャリ
アおよび光に対する有効な閉じ込め効果を起しうる半導
体レーザを作成することが可能となる。
りラ、ド層３．１００ＸのＧａ Ａｓからなる触子井戸
部６層と５０Ｘの０ａｏ３．Ａｔｏ、７Ａｓ ５層から
なる多重量子井戸構造をもつ活性層４．厚さ約１μｍの
上部クラッド層５を逐次形成した後、ストライプを形成
する部分にマスク用の光レジスト層６金作り、上部より
高速に加速したＦ３ｅイオンを注入する。この注入の深
さはＢｅ注大層の先端が活性層４より深く達している仁
とが必要である。このようにして形成されたＢｅ注入層
７は、５００℃以Ｆの温度でアニールを行なうと、Ｂｅ
原子がほぼ均一に分布したＰ型層（７）を作９、同時に
多＠量子井戸１１り造をもつ活性層はすみやかな相互波
′＃、ヲ行うため、組成を平均化でき、 ＧａＡｔＡＳ
のほぼ均一な組成をもつ混晶が形成される結果、キャリ
アおよび光に対する有効な閉じ込め効果を起しうる半導
体レーザを作成することが可能となる。
とのＢｅイオンの注入を有効に行ない閉じ込め構造を実
現するためには、Ｂｅイオンの飛程が活性層に達するこ
とが必要であるが、通常の場合、上部クラ、ド層５の厚
さは１乃至２μｍ以上と大きく、Ｂｅイオンの飛程を越
えている場合が多い。この問題を解決し７深い注入層を
実現するためには、Ｂｅイオンの注入の前又は後に、よ
り大なる飛程を有するプロトンの注入を行ない、しかる
のちアニールを行なえばよい。第２図はこの関係の説明
する特性図であり、１５０ｋｅ’Ｖの加速電圧を使用し
てＢｅイオンを単独注入した場合、アニール前および後
のＢｅ原子の分布は、それぞれ曲線１１および１２で示
すことができるが、おなしエネルギーでプロトン注入を
行った場合は、アニール後に、曲線１３で示すように、
より深いＰ型層を形成することが可能となる。この相互
拡散効果を有効に行うためには、Ｂｅに関しては１０〜
１２ｄ２以上の面密度。
現するためには、Ｂｅイオンの飛程が活性層に達するこ
とが必要であるが、通常の場合、上部クラ、ド層５の厚
さは１乃至２μｍ以上と大きく、Ｂｅイオンの飛程を越
えている場合が多い。この問題を解決し７深い注入層を
実現するためには、Ｂｅイオンの注入の前又は後に、よ
り大なる飛程を有するプロトンの注入を行ない、しかる
のちアニールを行なえばよい。第２図はこの関係の説明
する特性図であり、１５０ｋｅ’Ｖの加速電圧を使用し
てＢｅイオンを単独注入した場合、アニール前および後
のＢｅ原子の分布は、それぞれ曲線１１および１２で示
すことができるが、おなしエネルギーでプロトン注入を
行った場合は、アニール後に、曲線１３で示すように、
より深いＰ型層を形成することが可能となる。この相互
拡散効果を有効に行うためには、Ｂｅに関しては１０〜
１２ｄ２以上の面密度。
プロトンに対しては１０〜１３ｄ２以上の面密度全必要
とする。
とする。
（発明の効果）
次に本発明の効果について説明を行う。従来のｚｎ拡散
法においては、Ｚｎの拡散とＡｔ、 Ｏａのａ互拡散を
有効に行うために、たとえば６５０°Ｃ以上の温度によ
る加熱を必要とし、その際活性層の部分においてもある
程度の相互拡散を引き起こし、多重量子井戸半導体レー
ザとしての効果を減殺する傾向があった。これに対し本
発明によれば、イオン注入後の相互拡散が有効に行われ
、しかもＢｅ。
法においては、Ｚｎの拡散とＡｔ、 Ｏａのａ互拡散を
有効に行うために、たとえば６５０°Ｃ以上の温度によ
る加熱を必要とし、その際活性層の部分においてもある
程度の相互拡散を引き起こし、多重量子井戸半導体レー
ザとしての効果を減殺する傾向があった。これに対し本
発明によれば、イオン注入後の相互拡散が有効に行われ
、しかもＢｅ。
プロトンともに比較的低温でアニールを行うことができ
るため、６００℃以下の温度で処理を行うことが出来、
活性層部分の変化を最小限にとどめる事が可能となる。
るため、６００℃以下の温度で処理を行うことが出来、
活性層部分の変化を最小限にとどめる事が可能となる。
また、プロトンあるいはＩＪｃのみの単独注入によって
は、それぞれＰ型層が形成されないため電流局限が可能
でなく注入層１ｊｄ ／）’小さい関係からも不利を免
かれ得ない。このｌｌｅに代わってＭｇ１ｃイオン注入
のために使用Ｊ−ることも６丁能であるが、飛程が小さ
くしかもＢｅのようにプロトンの分布に対応した分布を
実現することができないため効果は期待できない。
は、それぞれＰ型層が形成されないため電流局限が可能
でなく注入層１ｊｄ ／）’小さい関係からも不利を免
かれ得ない。このｌｌｅに代わってＭｇ１ｃイオン注入
のために使用Ｊ−ることも６丁能であるが、飛程が小さ
くしかもＢｅのようにプロトンの分布に対応した分布を
実現することができないため効果は期待できない。
なお、この実施例においては、 ＧａＡｓおよびＱ ａ
ＡｔＡ ｓ ３元系混晶について説明を行ったが、同様
の効果はＩｎＰおよびＩ ｎＧａＡｓＰ ４元系混晶に
ついても実現しうる。
ＡｔＡ ｓ ３元系混晶について説明を行ったが、同様
の効果はＩｎＰおよびＩ ｎＧａＡｓＰ ４元系混晶に
ついても実現しうる。
第１図は本発明の実施例によシ製作された半導体レーザ
の断面図、第２図は第１図のＢｅ注大の深さを示す特性
図である。図において １・・・・・・ＧａＡｓ結晶基板、２・・・・・・バッ
ファ層、３・・・・・・下部クラッド層、４・・・・・
・多：ｆｆ１ｆｆｉ子井戸構造をもつ活性層、５・・・
・・上部クラッド層、６・・・・・・光しＣストのマス
ク、７・・・・・・Ｂｅ注入層、１１，１２゜１３・・
・・・・特性曲線 である。 第月ン１ 表ｉ、ｉソの５袋さくミク「Ｉンノ
の断面図、第２図は第１図のＢｅ注大の深さを示す特性
図である。図において １・・・・・・ＧａＡｓ結晶基板、２・・・・・・バッ
ファ層、３・・・・・・下部クラッド層、４・・・・・
・多：ｆｆ１ｆｆｉ子井戸構造をもつ活性層、５・・・
・・上部クラッド層、６・・・・・・光しＣストのマス
ク、７・・・・・・Ｂｅ注入層、１１，１２゜１３・・
・・・・特性曲線 である。 第月ン１ 表ｉ、ｉソの５袋さくミク「Ｉンノ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体基板上にバッファ層、多重量子井戸構造の活
性層およびクラッド層を形成した多重量子井戸半導体レ
ーザの製造方法において、前記クラ、ド層上にストライ
プ状のマスク全般け、そのクラッド層上面から均一に加
速された面密度ｌＯ〜１２ｄ２のＢｅイオン全注入し、
加熱してアニールを行うことにより前記活性層を相互拡
散して埋込み構造を形成することを特徴とする多重量子
井戸半導体レーザの製造方法。 ２）埋込み構造形成工程がクラッド層上面から面密度１
０〜１３ｄ２でプロトンを注入する工程を含む特許請求
の範囲第１項記載の多重量子井戸半導体レーザの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP749084A JPS60152087A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 多重量子井戸半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP749084A JPS60152087A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 多重量子井戸半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152087A true JPS60152087A (ja) | 1985-08-10 |
Family
ID=11667204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP749084A Pending JPS60152087A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 多重量子井戸半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031735A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Honeywell, Inc. | Bandgap isolated light emitter |
-
1984
- 1984-01-19 JP JP749084A patent/JPS60152087A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031735A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Honeywell, Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| US6064683A (en) * | 1997-12-12 | 2000-05-16 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| EP1315216A2 (en) * | 1997-12-12 | 2003-05-28 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
| EP1315216A3 (en) * | 1997-12-12 | 2003-10-22 | Honeywell Inc. | Bandgap isolated light emitter |
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