JPS60217689A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents

半導体発光素子の製造方法

Info

Publication number
JPS60217689A
JPS60217689A JP59072952A JP7295284A JPS60217689A JP S60217689 A JPS60217689 A JP S60217689A JP 59072952 A JP59072952 A JP 59072952A JP 7295284 A JP7295284 A JP 7295284A JP S60217689 A JPS60217689 A JP S60217689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
groove
semiconductor light
epitaxial growth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59072952A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Imanaka
今仲 行一
Takeshi Kamijo
健 上條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP59072952A priority Critical patent/JPS60217689A/ja
Publication of JPS60217689A publication Critical patent/JPS60217689A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • 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
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2232Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
    • H01S5/2234Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
    • 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
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2237Buried stripe structure with a non-planar active layer

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は半導体発光素子の製造方法、特に有機金属エピ
タキシャル成長法を結晶成長を行う半導体発光素子の製
造方法に関する。
(背景技術の説明) 先ず、この発明の説明に入る前に、従来例としてV溝型
半導体レーザの製造方法につき第3図を参照して簡単に
説明する。この図はレーザの共振器を形成する骨間面ま
たは骨間面と平行な断面を表わしているが、図が複雑と
なるのを回避するため、断面を表わすハツチングは省略
して示しである。尚、典型例として、Ga1nAaP 
/ InP半導体レーザにつき説明する。
第3図に示すように、(100)面方位のn−InP基
板基板用意し、この基板lを成長炉に入れ、基板の上側
表面la上にP −1nP電流狭窄層(プロ・ンク層と
もいう)2を液相エピタキシャル成長させ、然る後、成
長炉から基板を取り出し、所望のエツチングマスクを用
いて通常のフォトリングラフィ手法によりこの電流狭窄
層2から基板l中に達するV溝3を(011)方向に形
成する。次に、溝3が形成された基板lを再び成長炉に
入れ、第3図に示すように、n −1nP第一クラ・ン
ド層4、GaInAsP活性層5及びp −1nP第二
クランド層6を夫々連続的に成長させている。その後、
このクラッド層6上及び基板lの下側面1bに夫々電極
7及び8を被着形成する。
このようにして形成されたレーザ素子は、上側電極7か
も注入された電流が活性層5F再結合発光し誘導放出を
引き起し、レーザ発振する。この場合、電流狭窄層2は
逆バイアスとなるため低電流動作時には電流狭窄層2の
無い部分、すなわち、V溝3の中のみを電流が流れ、■
溝3内の活性層のみが発振に寄与する。
(解決すべき問題点) しかしながら、この従来の製造方法によると、第3図に
示すように、第一クランド層4は溝3の外部の電流狭窄
層2の上側及び溝3内の底の部分に4a及び4bで夫々
示すように成長し、活性層5はこれら層部分4a、4b
上に58及び5bで夫々示すように成長する。従って、
溝の外と内での第一クラッド層部分4aと4bとの間及
び活性層部分5aと5bとの間で夫々不連続が生じ、特
に、活性層部分5bが電流狭窄層2の表面2aよりも下
側の溝内に形成されてしまうため、その上側の第二クラ
ッド層6がこれと同一の導電型のブロック層3や反対導
電型の基板1と直接接触してしまい、これがため、図中
矢印!で示すように、第二クラツド層6→電流狭窄層2
→基板lの電流漏洩経路が形成されてしまう。このため
、低注入時には問題はないが、高注入時にはこの電流漏
洩経路を経て注入電流がリークして発振効率が悪化する
欠点があった。或いは又、高注入時には、電流阻止とし
て供すべき層が破壊されて第二ラッド層6→活性層5→
第−クラッド層4→電流狭窄層2→基板1の電流漏洩経
路の漏れ電流が増大し、出力飽和が起るという欠点があ
った。
(発明の目的) 従って、本発明の目的は高電流注入時に電流漏洩経路が
形成されず、高出力で動作する構造の半導体発光素子の
製造方法を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、本発明によ半導体発光素子
の製造方法によれば、 半導体基板上に電流狭窄層を形成した後、第一クラッド
層、活性層及び第二クラッド層を順次に被着して内部電
流狭窄型の半導体発光素子を製造するに当り、 この基板上に有機金属気相エピタキシャル成長法で高抵
抗層を成長させる工程と、 この高抵抗層を電流狭窄層として作用させるためこの高
抵抗層に前述の基板に達する深さの溝をエツチングする
工程と、 然る後、前述の第一クラッド層、活性層及び第二クラッ
ド層を有機金属気相エピタキシャル成長法で順次に成長
させる工程とを有する ことを特徴とする。
(実施例の説明) 以下、第1図及び第2図(A)〜(D)を参照して本発
明による半導体発光素子の製造方法を一例としてGa 
1nAsP半導体レーザ素子につき説明する。
第1図はこの発明により製造されたGa1nAsP半導
体レーザ素子及び第2図(A)〜(D’)は本発明の製
造方法を説明するための製造工程図であって、夫々各製
造段階におけるレーザ素子部分をその男開面またはこの
剪開面と平行な断面としてそれぞれ拡大して示す路線図
である。また、これら図が複雑化するのを回避するため
、断面を表わすハツチングを図中省略して示しである。
また、レーザ素子の各構成成分の形状、配置、寸法等は
正確に表わしておらず、本発明を理解出来る程度におい
て概略的に示しであるにすぎない。
第1図において、11は(100)面方位を有するP−
Inp基板、12は有機金属気相エピタキシャル成長法
で被着され電流狭窄層である高抵抗層としてのドーピン
グされていない半絶縁性NJx Gat−z As層、
13はこの半絶縁性AQxGaxAS層!2に形成した
溝、14p −1np第一クラッド層、15はGa1n
AsP活性層、18はn−1np第二クラッド層、17
はn側電極及び18はp側電極であり、これら層14.
15゜16も有機金属気相エピタキシャル成長法で被着
された層である。
次に、この発明の製造方法につき説明する。
先ず、第2図(a)に示すように、p −1nP基板1
1を用意する。次いで、この基板11を有機金属気相エ
ピタキシャル成長炉に入れ、この基板11の上側表面1
1aの全面上に高抵抗層としての半絶縁性AQxGa 
!As層12を有機金属気相エピタキシャル成長法(N
O−CVD法)で厚み約lp、tnに成長させる。この
場合、この半絶縁性層x Ga1−xAs N12の組
成比Xを、この層12のエネルギーギャップがInP基
板11及び後の工程でこの層12の上側に直接成長させ
るInρ第一クラッド層のエネルギーギャップよりも大
きくなり、がっ、その屈折率が後の工程で形成されるG
a1nAsP活性層の屈折率よりも小さくなるように、
選定する。そして、この有機金属気相エピタキシャル成
長法に結晶成長させると、この半絶縁性AQx Ga1
−xAs N12を高純度で、しかも、下側の基板II
と格子不整合状態で結晶成長させることが出来る。この
場合、この有機金属気相エピタキシャル成長の条件は所
要に応じて好適な条件を設定することが出来る。
次に、第2図(B)に示すように、マスクを用いてこの
半絶縁性Mx Gtst−zAsAs層ノ、レーザ発振
に関連した位置にエツチングを行い、(011)又は(
OTI)方向でかっ#AW =’3 p−m以下で、し
がも、深さが基板11に達する溝13を形成する。この
溝13を、その断面形状をV字状とが逆台形状とが矩形
状とかとしてストライプ状に設ける。この溝13の形成
によって、基板11の露出面11cが現われ、この溝の
両側に半絶縁性AQI Gaz−xAs fi12が残
存してこれ6残存した半絶縁性AQx Gaz−xAs
 N12が電流狭窄層として供することとなる。
次に、このような溝付半絶縁性AQI Gaz−xAs
As層を有する基板11を有機金属気相エピタキシャル
成長炉に入れて二回目の結晶成長を行って、第2図(C
)に示すように、p−fnP第一クラりド層14、Ga
 InAsP活性層15及びn −1nP第二クラッド
層1Bを夫々順次に連続して結晶成長させる。この場合
、この有機金属気相エピタキシャル成長の条件は所要に
応じて好適な条件を設定することが出来る。この二回目
の結晶成長も有機金属気相エピタキシャル成長法である
ので、これら各層14、!5.16の溝13の部分の領
域14a、15a、leaはこの溝13の形状と相似形
で成長する。この場合、各層14.15及び16の厚さ
を例えば0.5 pm、0.i p、m及び3#LL1
として、第二クラッド層16を他の二層よりも充分厚く
成長させることによって、この第二クラッド層18の表
面を平担面18bとして形成する。
続いて、第2図(ロ)に示すように、この第二クラッド
層16の平担面IEla上にn側電極17を及び基板1
1の下側面11b上にp側電極18をそれぞれ通常の方
法で被着形成し、この製造工程を完了する。
このように有機金属気相成長法を用いて各層12.14
.15.16を結晶成長させると、電流狭窄層として供
する半絶縁性Mx Gaz−xAs jij12と基板
11及び上側の第一クラ・ンド層14とのそれぞれの界
面は格子不整合となって、電流狭窄層12が著しく高抵
抗となるので、注入電流を溝13に対応する各層の領域
14a 、 15a 、 If!aのみを経て流すこと
が出来。
さらに、溝13の部分に対応する第一クラッド層14、
活性層15及び第二クラッド層16の部分が溝13の形
状に相似して基板側に屈曲した凹んだ形状で成長させる
ことが出来るので、レーザ発振を活性層15のこの屈曲
して基板11に接近した領域15a(図中斜線を付して
示す)でのみ行わせることが出来る。また、この場合、
活性層15を溝13に合せて凹んだ形として形成出来る
ので、発光の際、光を斜線を施した領域15a内に良好
に閉じ込めることが出来、しかも、溝幅を31L11以
下とし得るので、横基本モードで発振させることが出来
る。
又、この電流狭窄層12はこの層12を挟む基板11及
び第一クラッド層目と比較してエネルギーキャップが大
きいので、高電流注入時においても、電流阻止層を導通
させることはなく、これがため、電流漏洩経路の漏れ電
流の増大を防ぎ、出力飽和が起ることがない。
又、この電流狭窄層12の屈折率を活性層!5の屈折率
よりも小さく選定しであるので、活性層15から漏れ出
た光を良好に屈折率導波させることが出来る。
さらに、この発明の方法で半導体発光素子を製造すると
、従来の様な電流漏洩経路は形成されないので、注入電
流のリークの恐れがなく、従って、発振効率を高く維持
出来る。
尚、この発明は上述した実施例のみに限定されるもので
はないこと明らかである。例えば、活性層15の厚さを
厚くすれば、半導体発光素子を発光タイオードとして形
成することが出来る。
又、上述した溝の形状をストライブ状としないで、基板
表面側を平面的に見た時、円形状の丸穴形状に溝をエツ
チングし、然る後、所要の層を結晶成長させることによ
り、面発光形のレーザとか発光タイオードを形成するこ
とが出来る。
上述した実施例では基板をn−1nPとしたが。
これをp −1nPとすることも出来る。この場合、当
然のこと−から、これに対応して各エピタキシャル層の
導電型を反転させる。
また、本発明によれば、他の半導体材料を使用すること
も出来る。
(発明の効果) 上述したところから明らかのように1本発明の半導体発
光素子の製造方法によれば、有機金属気相エピタキシャ
ル成長法を用いて電流狭窄層之して供する高抵抗層及び
ダブルへテロ接合構造を形成する層を成長させると共に
、高抵抗層のエネルギーギャップをこれと下側で接触す
る基板及び上側で接触する第一クラッド層のエネルギー
ギヤツブよ−りも大きく選定しであるので、この従来の
製造方法で得られた構造の半導体発光素子とは異なり漏
洩電流の発生が極めて少なく、出力飽和も無く、高出力
で作動する発光素子を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の半導体発光素子の製造方法の説明に
供する略図的断面図、 第2図(A)〜(D)はこの発明の半導体発光素子の製
造方法の一実施例を説明するだめの各製造段階での形成
状態を夫々拡大して略図的に示す製造工程図、 第3図は従来の半導体発光素子を示す断面図である。 l、!l・・・基板、la、lla・・・(基板の)上
側表面1b、llb・・・(基板の)下側面 2・・・電流狭窄層、 2a・・・(電流狭窄層の)表
面3・・・V溝、 4.14・・・第一クラッド層4a
・・・(構外の)第一クラッド層部分4b・・・(溝内
の)第一クラッド層部分、5.15・・・活性層、 5a・・・(構外の)活性層部分、 5b・・・(溝内の)活性層部分。 6.16・・・第二クラッド層、 7.8.1?、 18・・・電極、 +1c・・・(基板の)露出面、 14a・・・(溝部分の)第一クラッド層の領域、15
a・・・(溝部分の)活性層の領域、16a・・・(溝
部分の)第二クラッド層の領域。 I6b・・・(第二クラッド層の)平担面。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第1図 第2図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に電流狭窄層を形成した後。 第一クラッド層、活性層及び第二クラッド層を順次に被
    着して内部電流狭窄型の半導体発光素子を製造するに当
    り、 前記基板上に有機金属気相エピタキシャル成長法で高抵
    抗層を成長させる工程と、 該高抵抗層を電流狭窄層として作用させるため該高抵抗
    層に前記基板に達する深さの溝をエツチングする工程と
    、 然る後、前記第一クラッド層、活性層及び第二クラッド
    層を有機金属気相エピタキシャル成長法で順次に成長さ
    せる工程とを有する ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体発光素子の製造
    方法において、前記基板をInP基板とし、前記高抵抗
    層を半絶縁性AQxGal−xAS層とし、その組成比
    Xを該NJxGat−xAs層のエネルギーキャップが
    該AQ xGaz−xAs層と下側において接触する前
    記基板のエネルギーギャップ及び前記M窯Ga1−KA
    s層と上側において接触する前記第一゛クラッド層のエ
    ネルギーキャブよりも大きくかつ前記N菫(PI−xA
    s層の屈折率が前記活性層の屈折率よりも小さくなるよ
    うに、選定したことを特徴とする半導体発光素子の製造
    方法。
JP59072952A 1984-04-13 1984-04-13 半導体発光素子の製造方法 Pending JPS60217689A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59072952A JPS60217689A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 半導体発光素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59072952A JPS60217689A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 半導体発光素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60217689A true JPS60217689A (ja) 1985-10-31

Family

ID=13504225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59072952A Pending JPS60217689A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 半導体発光素子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60217689A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6388886A (ja) * 1986-10-01 1988-04-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
EP0270361A2 (en) * 1986-12-02 1988-06-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha A method of producing a semiconductor laser
NL8802011A (nl) * 1987-08-19 1989-03-16 Mitsubishi Electric Corp Een halfgeleiderlaserinrichting.
JPH0276285A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 量子井戸型半導体レーザ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6388886A (ja) * 1986-10-01 1988-04-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
EP0270361A2 (en) * 1986-12-02 1988-06-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha A method of producing a semiconductor laser
US4829023A (en) * 1986-12-02 1989-05-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of producing a semiconductor laser
NL8802011A (nl) * 1987-08-19 1989-03-16 Mitsubishi Electric Corp Een halfgeleiderlaserinrichting.
JPH0276285A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 量子井戸型半導体レーザ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4883771A (en) Method of making and separating semiconductor lasers
JPS6318877B2 (ja)
US4429397A (en) Buried heterostructure laser diode
JPS60217689A (ja) 半導体発光素子の製造方法
US4377865A (en) Semiconductor laser
JPS61210689A (ja) 半導体レ−ザの構造及び製造方法
JPH0552676B2 (ja)
JPH0530315B2 (ja)
JPS60167488A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPH037153B2 (ja)
JPS59198786A (ja) 分布帰還型半導体レ−ザ
JPS5864085A (ja) 半導体レ−ザおよびその製造方法
JPS63129683A (ja) 埋め込み構造半導体レ−ザの製造方法
JPS6354234B2 (ja)
JPS61242091A (ja) 半導体発光素子
JPS6373682A (ja) 半導体レ−ザ
JPS5834988A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPS6318874B2 (ja)
JPS6258679B2 (ja)
JPH0680868B2 (ja) 半導体レーザ素子
JPS59168687A (ja) 半導体レ−ザ及びその製造方法
JPH0260077B2 (ja)
JPS6353718B2 (ja)
JPS6241437B2 (ja)
JPH04120788A (ja) 半導体レーザ装置