JPS60258988A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JPS60258988A JPS60258988A JP11447384A JP11447384A JPS60258988A JP S60258988 A JPS60258988 A JP S60258988A JP 11447384 A JP11447384 A JP 11447384A JP 11447384 A JP11447384 A JP 11447384A JP S60258988 A JPS60258988 A JP S60258988A
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- JP
- Japan
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- substrate
- layer
- type gaas
- epitaxial growth
- ion implantation
- Prior art date
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- Pending
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- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
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- 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
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、光フアイバ通信、ディジタル・オーディオ・
ディスク、ビデオディスク等のコヒーレント光源をはじ
め、各種電子機器、光学機器の光源として、近年急速に
用途が拡大し、需要の高まっている半導体レーザ装置の
製造方法に関するものである。
ディスク、ビデオディスク等のコヒーレント光源をはじ
め、各種電子機器、光学機器の光源として、近年急速に
用途が拡大し、需要の高まっている半導体レーザ装置の
製造方法に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
電子機器、光学機器のコヒーレント光源として半導体レ
ーザに要求される重要な性能の１つに単一スポットでの
発振、すなわち、単−横モード発振があげられる。これ
を実現するためには、活性領域付近に半導体レーザ素子
中を流れる電流の拡がシを抑制し、かつ、光を閉じ込め
る必要がある。
ーザに要求される重要な性能の１つに単一スポットでの
発振、すなわち、単−横モード発振があげられる。これ
を実現するためには、活性領域付近に半導体レーザ素子
中を流れる電流の拡がシを抑制し、かつ、光を閉じ込め
る必要がある。
このような半導体レーザば、ストライプ型半導体レーザ
と一般には呼ばれている。
と一般には呼ばれている。
比較的簡単なストライプ化の方法としては、電流狭さく
だけによる方法がある。具体的には、プレーナ型半導体
レーザに、プロトン照射を施したもの、ｚｎ拡散を施し
たもの、酸化膜などの絶縁膜を形成したものが挙げられ
る。これらの方法にはそれぞれ重大な欠点がある。プロ
トン照射を施すと、プロトン照射時に、半導体レーザの
各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザの特性を
損う事がある。Ｚｎ拡散型の場合、７００〜８５０℃と
いうような高温で処理を行なう事が多く、ｚｎ等のドー
ノ９／トの結晶中の移動が起こったり、ｐ／ｎ接合が設
計通り形成するのが難しいという問題がある。酸化膜な
どの絶縁膜による方法は、前記２つの方法と比べ、作製
された半導体レーザ中での電流狭さくが弱いという欠点
がある。
だけによる方法がある。具体的には、プレーナ型半導体
レーザに、プロトン照射を施したもの、ｚｎ拡散を施し
たもの、酸化膜などの絶縁膜を形成したものが挙げられ
る。これらの方法にはそれぞれ重大な欠点がある。プロ
トン照射を施すと、プロトン照射時に、半導体レーザの
各層の一部の結晶が損傷を受け、半導体レーザの特性を
損う事がある。Ｚｎ拡散型の場合、７００〜８５０℃と
いうような高温で処理を行なう事が多く、ｚｎ等のドー
ノ９／トの結晶中の移動が起こったり、ｐ／ｎ接合が設
計通り形成するのが難しいという問題がある。酸化膜な
どの絶縁膜による方法は、前記２つの方法と比べ、作製
された半導体レーザ中での電流狭さくが弱いという欠点
がある。
ｉ （発明の目的）
本発明は上記欠点に鑑み、内部につくりっけの電流狭さ
く用ストライプを有する構造を持つ半導体レーザ装置の
製造方法を提供するものである。
く用ストライプを有する構造を持つ半導体レーザ装置の
製造方法を提供するものである。
（発明の構成）
この目的を達成するために、本発明の半導体レーザ装置
の製造方法は、四部丑たは凸部を有する導電性基板上に
、前記四部または凸部の高さよりも小さい膜厚で、前記
基板とは逆の導電性を示す薄膜層をイオン注入法によシ
形成し、これを電流狭さく用ストライプとして用い、加
えて、前記薄膜上に二重へテロ構造を含む多層薄膜をエ
ピタキシャル成長法により形成することより構成される
。
の製造方法は、四部丑たは凸部を有する導電性基板上に
、前記四部または凸部の高さよりも小さい膜厚で、前記
基板とは逆の導電性を示す薄膜層をイオン注入法によシ
形成し、これを電流狭さく用ストライプとして用い、加
えて、前記薄膜上に二重へテロ構造を含む多層薄膜をエ
ピタキシャル成長法により形成することより構成される
。
この構成によりストライプ型半導体レーザを作製し、低
しきい電流値動作、単−横モード発振を実現するもので
ある。
しきい電流値動作、単−横モード発振を実現するもので
ある。
（実施例の説明）
本発明の半導体レーザ装置の製造方法についてその実施
例を添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
例を添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
一例として、導電性基板にｐ型ＧａＡｓ基板を用いる。
ｐ型ＧａＡｓ基板１０の（１００）面上にフオ） ＩＪ
ソグラフィによシ、深さ１．５μｍの段差を設ける。こ
の時、段差の段面形状は、第１図又は第２図のようにな
る。
ソグラフィによシ、深さ１．５μｍの段差を設ける。こ
の時、段差の段面形状は、第１図又は第２図のようにな
る。
次にイオン注入法により、ｐ型ＧａＡｓ基板１０（キャ
リア濃度〜１０１８ｆｆｉ−３）の表面１９よりｎ型の
不純物（例えば、５１２０＋）を６００ ｋｅＶの加速
電圧により注入し、１μｍの厚さのｎ型ＧａＡｓ層１１
（キャリア濃度〜５Ｘ１０ｍ）を形成する。イオン注入
後にはＡｓＨ３雰囲気で８００℃、２０分のキャップレ
スアニールを行なう。この場合、第１図。
リア濃度〜１０１８ｆｆｉ−３）の表面１９よりｎ型の
不純物（例えば、５１２０＋）を６００ ｋｅＶの加速
電圧により注入し、１μｍの厚さのｎ型ＧａＡｓ層１１
（キャリア濃度〜５Ｘ１０ｍ）を形成する。イオン注入
後にはＡｓＨ３雰囲気で８００℃、２０分のキャップレ
スアニールを行なう。この場合、第１図。
第２図に示すように、基板上の四部又は凸部側面には、
ｎ型ＧａＡｓ層１１が形成されない領域が存在する。
ｎ型ＧａＡｓ層１１が形成されない領域が存在する。
第１図、又は第２図に示される、イオン注入し、アニー
ル処理した後の基板を用い、この基板上にエピタキシャ
ル成長を行なう。ここでは、その−例として有機金属気
相エピタキシャル成長法（通常ＭＱＣＶＤ法）を用いる
。
ル処理した後の基板を用い、この基板上にエピタキシャ
ル成長を行なう。ここでは、その−例として有機金属気
相エピタキシャル成長法（通常ＭＱＣＶＤ法）を用いる
。
成長条件の一例として成長速度２μｍ／ｌＩ＠、成長温
度７７０℃、全Ｇａｓ流量５１／分、■族元素に対する
■族元素のモル比は４０として、以下の各層の（５） 成長を順次行なう。すなわち、第３図を参照して、イオ
ン注入された基板上に、ｐ型ＧａＡｓ基板ｌＯと同じ程
度のキャリア濃度をもつｎ型ＧａＡｓ層１２及びｎ型Ｇ
ａＡｓ層２１を０．５ Ｉ’ｍ ％ ｐ型Ｇａ １−Ｘ
ＡｔｘＡｓクラッド層１３を１．５ Ｊｉｍ 、 Ｇａ
１−ｙＡＺｙＡｓ活性層１４（０≦ｙ（ｘ）を０．０８
μｍ、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｔｘＡＳクラッド層１５を１．
２μｍ、ｎ型ＧａＡａキーｙツブ層１６をを作製して電
流を流すと、電流は溝形成部の上部付近にだけ流れ、電
流狭さくを実現する。これはｎ型ＧａＡｓ層１１又はｎ
型ＧａＡｓ層２０が基板ｌＯとｐ ／ ｎ接合を形成す
るためで、上記ｎ型ＧａＡｓ層１１には電流が流れない
。この結果、低しきい電流動作で単−横モード発振する
半導体レーザ装置が得られた。しきい電流値が最も低く
なったのは、同一ウェハのチップの平均で４０ｍＡ程度
で、この時の溝幅の値は、３〜１０μｍ１溝の深さは１
〜２μｍであった。
度７７０℃、全Ｇａｓ流量５１／分、■族元素に対する
■族元素のモル比は４０として、以下の各層の（５） 成長を順次行なう。すなわち、第３図を参照して、イオ
ン注入された基板上に、ｐ型ＧａＡｓ基板ｌＯと同じ程
度のキャリア濃度をもつｎ型ＧａＡｓ層１２及びｎ型Ｇ
ａＡｓ層２１を０．５ Ｉ’ｍ ％ ｐ型Ｇａ １−Ｘ
ＡｔｘＡｓクラッド層１３を１．５ Ｊｉｍ 、 Ｇａ
１−ｙＡＺｙＡｓ活性層１４（０≦ｙ（ｘ）を０．０８
μｍ、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｔｘＡＳクラッド層１５を１．
２μｍ、ｎ型ＧａＡａキーｙツブ層１６をを作製して電
流を流すと、電流は溝形成部の上部付近にだけ流れ、電
流狭さくを実現する。これはｎ型ＧａＡｓ層１１又はｎ
型ＧａＡｓ層２０が基板ｌＯとｐ ／ ｎ接合を形成す
るためで、上記ｎ型ＧａＡｓ層１１には電流が流れない
。この結果、低しきい電流動作で単−横モード発振する
半導体レーザ装置が得られた。しきい電流値が最も低く
なったのは、同一ウェハのチップの平均で４０ｍＡ程度
で、この時の溝幅の値は、３〜１０μｍ１溝の深さは１
〜２μｍであった。
第２の実施例として、第４図のように、導電性（６）
基板上に凸部を形成して、同様に半導体レーザ装置を作
製したところ、同様の結果が得られた。
製したところ、同様の結果が得られた。
なお、本実施例では、エピタキシャル成長法にＭＯＣＶ
Ｄ法を用いたが、他のエピタキシャル成長法、即チ、液
相エピタキシャル法、気相エピタキシャル法、分子線エ
ピタキシャル法などを用いても同様の結果が得られる。
Ｄ法を用いたが、他のエピタキシャル成長法、即チ、液
相エピタキシャル法、気相エピタキシャル法、分子線エ
ピタキシャル法などを用いても同様の結果が得られる。
また、本実施例では、ＧａＡｓ系、ＧａＡｔＡｓ系半導
体レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系
を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザについて
も、同様に本発明を適用できる。
体レーザについて述べたが、ＩｎＰ系や他の多元混晶系
を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザについて
も、同様に本発明を適用できる。
さらに、導電性基板にｎ型基板を用いてもよい。
（発明の効果）
本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、低しきい電流
値で単−横モード発振する半導体レーザをイオン注入法
とエピタキシャル成長法により、容易に歩留９良く得る
ことを可能とするものであ１ リ、その実用的効果は著
しい。
値で単−横モード発振する半導体レーザをイオン注入法
とエピタキシャル成長法により、容易に歩留９良く得る
ことを可能とするものであ１ リ、その実用的効果は著
しい。
第、１図、第２図は、それぞれ四部および凸部を形成し
た基板の断面及びイオン注入により形成された結晶層を
示す図、第３図、第４図は、本発明により実現可能な半
導体レーザ装置の実施例を示す図である。 １０ ・ｐ型ＧａＡｓ基板 １１．２０・・・ｎ型ＧａＡｓ層（イオン注入法にょ多
形成）１２ 、２ ］・ｐ型ＧａＡｓバッファ層１３
、１．７ ・ｐ型ＧａＡ７Ａｓクラッド層１４ 、１８
− ＧａＡｔＡｓ活性層 １５・・・ｎ型ＧａＡ７Ａｓクラッド層１６・・・ｎ型
ＧａＡｓキャップ層 １９・・・イオン注入前のｐ型ＧａＡｓ基板表面。 第１図 第２図 第３図 第４図
た基板の断面及びイオン注入により形成された結晶層を
示す図、第３図、第４図は、本発明により実現可能な半
導体レーザ装置の実施例を示す図である。 １０ ・ｐ型ＧａＡｓ基板 １１．２０・・・ｎ型ＧａＡｓ層（イオン注入法にょ多
形成）１２ 、２ ］・ｐ型ＧａＡｓバッファ層１３
、１．７ ・ｐ型ＧａＡ７Ａｓクラッド層１４ 、１８
− ＧａＡｔＡｓ活性層 １５・・・ｎ型ＧａＡ７Ａｓクラッド層１６・・・ｎ型
ＧａＡｓキャップ層 １９・・・イオン注入前のｐ型ＧａＡｓ基板表面。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (5)
- （１）凹部または凸部を有する導電性基板上に、前記凹
部または凸部の高さよりも小さい膜厚で前記基板とは逆
の導電型を示す薄膜層をイオン注入法により形成し、前
記薄膜層上に二重へテロ構造を含む多層薄膜をエピタキ
シャル成長法によ多形成することを特徴とする半導体レ
ーザ装置の製造方法。 - （２） エピタキシャル成長法に液相エピタキシャル成
長法を用いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の半導体レーザ装置の製造方法。 - （３） エピタキシャル成長法に有機金属気相エピタキ
シャル成長法を用いることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の半導体レーザ装置の製造方法。 - （４） エピタキシャル成長法に気相成長方法を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導
体レーザ装置の製造方法。 - （５）エピタキシャル成長法に分子線エピタキシャル成
長方法を用いることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11447384A JPS60258988A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11447384A JPS60258988A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258988A true JPS60258988A (ja) | 1985-12-20 |
Family
ID=14638611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11447384A Pending JPS60258988A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60258988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750184A (en) * | 1986-06-27 | 1988-06-07 | Mitsubishi Denki K.K. | Semiconductor laser device of refractive index guide type |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP11447384A patent/JPS60258988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750184A (en) * | 1986-06-27 | 1988-06-07 | Mitsubishi Denki K.K. | Semiconductor laser device of refractive index guide type |
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