JPS60260185A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザの製造方法Info
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- JPS60260185A JPS60260185A JP11685584A JP11685584A JPS60260185A JP S60260185 A JPS60260185 A JP S60260185A JP 11685584 A JP11685584 A JP 11685584A JP 11685584 A JP11685584 A JP 11685584A JP S60260185 A JPS60260185 A JP S60260185A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cladding layer
- semiconductor laser
- film thickness
- substrate
- 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.)
- Granted
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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
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、基板の表面に分子線の形で材料を入射してエ
ピタキシャル成長させる分子線エピタキシャル成長法に
より半導体レー苺を製造する方法に関する。
ピタキシャル成長させる分子線エピタキシャル成長法に
より半導体レー苺を製造する方法に関する。
（ロ）従来技術
一般に、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）により
形成される半導体レーザの場合、第一のクラッド層、活
性層、第二のクラ・ノド層等をそれぞれ同−献度でエピ
タキシャル成長させており、その光学的特性は、活性層
の両面近傍のクラ・ノド層に依存されている。
形成される半導体レーザの場合、第一のクラッド層、活
性層、第二のクラ・ノド層等をそれぞれ同−献度でエピ
タキシャル成長させており、その光学的特性は、活性層
の両面近傍のクラ・ノド層に依存されている。
しかして、前記第一および第二のクラ・ノド層は、高い
アルミニウム組成のＧａＡｌＡｓ （例えば、ＡＩ ＞
０゜３）が用いられる関係上、このエピタキシャルの成
長温度によって各々の光学的結晶性が異なる。
アルミニウム組成のＧａＡｌＡｓ （例えば、ＡＩ ＞
０゜３）が用いられる関係上、このエピタキシャルの成
長温度によって各々の光学的結晶性が異なる。
例えば、この成長温度を低温（〜６００°Ｃ程度）で分
子線エピタキシャル成長させた場合、前記第一、および
第二のクラッド層の面状態（活性層との界面）は平坦に
なるが、その反面、前記両クラッド層の光学的結晶性が
悪いという問題を生じる。また、高温（〜７００℃程度
）で分子線エピタキシャル成長させた場合、両クラッド
層の光学的結晶性は良くなるが、その反面、第一および
第二のクラッド層の面状態（活性層との界面）が悪く、
しかも高温ではＧａが再蒸発するため、前記第一および
第二のクラット層の膜厚を制御するのが非常に困難であ
るという問題を生じる。
子線エピタキシャル成長させた場合、前記第一、および
第二のクラッド層の面状態（活性層との界面）は平坦に
なるが、その反面、前記両クラッド層の光学的結晶性が
悪いという問題を生じる。また、高温（〜７００℃程度
）で分子線エピタキシャル成長させた場合、両クラッド
層の光学的結晶性は良くなるが、その反面、第一および
第二のクラッド層の面状態（活性層との界面）が悪く、
しかも高温ではＧａが再蒸発するため、前記第一および
第二のクラット層の膜厚を制御するのが非常に困難であ
るという問題を生じる。
即ち、従来からの半導体レーザの製造方法では、その発
光効率を向上させることは困難である。
光効率を向上させることは困難である。
（ハ）目的
本発明は、第一および第二のクラッド層の面状態（活性
層との界面）を平坦にし、しかも前記両クラッド層の光
学的結晶性を良好にすることにより、発光効率を向上し
うる半導体レーザの製造方法を提供することを目的とし
ている。
層との界面）を平坦にし、しかも前記両クラッド層の光
学的結晶性を良好にすることにより、発光効率を向上し
うる半導体レーザの製造方法を提供することを目的とし
ている。
（ニ）構成
本発明に係る半導体レーザの製造方法は、基板の表面に
分子線の形で材料を入射してエピタキシャル成長させる
分子線エピタキシャル成長法により半導体レーザを製造
する方法であって、適宜な膜厚になるまで比較的低温で
エピタキシャル成長させて基板の表面に第一の下部クラ
ッド層を形成し、所望の膜厚を越すと比較的高温でエピ
タキシャル成長させることにより、比較的薄い第一の上
部クラッド層を形成する工程と、比較的高温でエピタキ
シャル成長させて、前記第一の上部クラッド層の表面に
適宜な膜厚の活性層を形成する工程と、 比較的高温でエピタキシャル成長させて前記活性層の表
面に比較的薄い第二の下部クラッド層を形成し、所定の
膜厚を越すと比較的低温でエピタキシャル成長させるこ
とにより、第二の上部クラッド層を形成する工程とを具
備したことを特徴とする。
分子線の形で材料を入射してエピタキシャル成長させる
分子線エピタキシャル成長法により半導体レーザを製造
する方法であって、適宜な膜厚になるまで比較的低温で
エピタキシャル成長させて基板の表面に第一の下部クラ
ッド層を形成し、所望の膜厚を越すと比較的高温でエピ
タキシャル成長させることにより、比較的薄い第一の上
部クラッド層を形成する工程と、比較的高温でエピタキ
シャル成長させて、前記第一の上部クラッド層の表面に
適宜な膜厚の活性層を形成する工程と、 比較的高温でエピタキシャル成長させて前記活性層の表
面に比較的薄い第二の下部クラッド層を形成し、所定の
膜厚を越すと比較的低温でエピタキシャル成長させるこ
とにより、第二の上部クラッド層を形成する工程とを具
備したことを特徴とする。
（ホ）実施例
第１図は本発明に係る半導体レーザの製造方法の一実施
例を略示した断面説明図であり、同図に従って以下説明
する。
例を略示した断面説明図であり、同図に従って以下説明
する。
ｆａｌ Ｎ型のＧａＡｓ基板１０（例えば、面方位１０
０の基板）を有機洗浄した後、例えば、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ
，０２：Ｈ２０＝５：１：ｔの混合液でエツチングし、
Ｎ２ブローで乾燥後、モリブデン製の基板ホルダに溶融
したＩｎでイ］りつけ、成長室へ導入する。このＮ型の
ＧａＡｓ基板１０に、Ａｓ分子線をあてながら基板の温
度を上げ、前記ＧａＡｓ基板１０からＧａが再蒸発を始
める程度（約７００℃〜７５０℃）まで上昇し、前記基
板１０の吸着不純物（特に酸化物、炭化物等）を飛ばす
と同時に基板ホルダの吸着不純物を飛ばす（時間は２０
〜３０分間）。次に前記基板１０の温度を６００℃に下
げてＡｌｘＧａ１−）＜＾Ｓ（例えば、Ｎ型Ｓｉ或いは
Ｓｎドープキャリア濃度Ｃ１Ｃ−〜３×１０１７ｃｍ−
３、ＡＩ組成ｘ＝〜０．３から０．７）を適宜な膜厚（
約２μｍ）になるまで成長させることにより、第一の下
部クラッド層２０を形成する。
０の基板）を有機洗浄した後、例えば、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ
，０２：Ｈ２０＝５：１：ｔの混合液でエツチングし、
Ｎ２ブローで乾燥後、モリブデン製の基板ホルダに溶融
したＩｎでイ］りつけ、成長室へ導入する。このＮ型の
ＧａＡｓ基板１０に、Ａｓ分子線をあてながら基板の温
度を上げ、前記ＧａＡｓ基板１０からＧａが再蒸発を始
める程度（約７００℃〜７５０℃）まで上昇し、前記基
板１０の吸着不純物（特に酸化物、炭化物等）を飛ばす
と同時に基板ホルダの吸着不純物を飛ばす（時間は２０
〜３０分間）。次に前記基板１０の温度を６００℃に下
げてＡｌｘＧａ１−）＜＾Ｓ（例えば、Ｎ型Ｓｉ或いは
Ｓｎドープキャリア濃度Ｃ１Ｃ−〜３×１０１７ｃｍ−
３、ＡＩ組成ｘ＝〜０．３から０．７）を適宜な膜厚（
約２μｍ）になるまで成長させることにより、第一の下
部クラッド層２０を形成する。
（ｂｌ 前記基板１０を７００°Ｃ〜７２０℃の高温に
する。
する。
そして、ＡｌｘＧａ１−ｘ＾Ｓ（例えば、Ｎ型Ｓｉ或い
はＳｎドープキャリア濃度Ｃ−Ｃ−〜３ Ｘ１０１７ｃ
ｍ−３）を適宜な膜厚（約２０００〜３０００限度度）
になるまで成長させることにより第一の上部クラッド’
ｌＮ２０ａを形成し、八１ Ｙ Ｇａｐ−ｙＡｓ （ノ
ンドープ、ＡＩ組組成−×−０，３）を１０００人〜１
５００人になるまで成長させることにより活性Ｎ３０を
形成し、Ａｌ ｘ Ｇａト×Ａｓ （例えば、Ｐ型Ｂｅ
ドープキャリア濃度Ｃ，Ｃ−〜３Ｘ１０１７ｃｍ−３）
を２０００人〜３０００人になるまで成長させることに
より第二の下部クラッドＩＷ４０ａを形成する。尚、前
記活性層３０は電子とホールが再結合し光を発光する層
である。
はＳｎドープキャリア濃度Ｃ−Ｃ−〜３ Ｘ１０１７ｃ
ｍ−３）を適宜な膜厚（約２０００〜３０００限度度）
になるまで成長させることにより第一の上部クラッド’
ｌＮ２０ａを形成し、八１ Ｙ Ｇａｐ−ｙＡｓ （ノ
ンドープ、ＡＩ組組成−×−０，３）を１０００人〜１
５００人になるまで成長させることにより活性Ｎ３０を
形成し、Ａｌ ｘ Ｇａト×Ａｓ （例えば、Ｐ型Ｂｅ
ドープキャリア濃度Ｃ，Ｃ−〜３Ｘ１０１７ｃｍ−３）
を２０００人〜３０００人になるまで成長させることに
より第二の下部クラッドＩＷ４０ａを形成する。尚、前
記活性層３０は電子とホールが再結合し光を発光する層
である。
（Ｃ１前記基板１０を低温（例えば、約６００℃）にし
て、ＡＩ ＸＧａ１−ＸＡｓ （例えば、Ｐ型Ｂｅドー
プキャリア濃度Ｃ０Ｃ−〜３×１０１７ｃｍ−３）を約
２μｍになるまで成長させることにより、第二の上部ク
ラッド層４０を形成する。
て、ＡＩ ＸＧａ１−ＸＡｓ （例えば、Ｐ型Ｂｅドー
プキャリア濃度Ｃ０Ｃ−〜３×１０１７ｃｍ−３）を約
２μｍになるまで成長させることにより、第二の上部ク
ラッド層４０を形成する。
（ｄ） 前記第二の上部クラッド層４０の表面に電極と
オーミックコンタクトをとるためのＧａＡｓ （４列え
ば、Ｐ型Ｂｅドープキャリア濃度Ｃ９Ｃ−〜１×１０１
′１ｃｍ−３）を３０００人になるまで成長させること
により、キャップ層５０を形成する。次に、このキャッ
プ層５００表面にストライプ状のホ）・レジスト６０が
パターニングされる。
オーミックコンタクトをとるためのＧａＡｓ （４列え
ば、Ｐ型Ｂｅドープキャリア濃度Ｃ９Ｃ−〜１×１０１
′１ｃｍ−３）を３０００人になるまで成長させること
により、キャップ層５０を形成する。次に、このキャッ
プ層５００表面にストライプ状のホ）・レジスト６０が
パターニングされる。
（ｅ）前記ホトレジスト６０をマスクとして、キャップ
層５０を選択エツチングする。次に選択エツチングされ
た基板表面に、例えば窒化珪素膜等の絶縁膜７０が気相
成長される。
層５０を選択エツチングする。次に選択エツチングされ
た基板表面に、例えば窒化珪素膜等の絶縁膜７０が気相
成長される。
（ｆ）電極コンタクト用の窓開けをするために、ホトレ
ジストをパターニングした後、絶縁１１ｕ７０を選択エ
ツチングする。次に窓開けされた基板１０の表面には例
えばＴｉ、Ａｕ等の表電極８０が、基板１０の裏面には
例えばＡｕ−Ｇｅ等の裏電極８１がそれぞれ蒸着形成さ
れる。
ジストをパターニングした後、絶縁１１ｕ７０を選択エ
ツチングする。次に窓開けされた基板１０の表面には例
えばＴｉ、Ａｕ等の表電極８０が、基板１０の裏面には
例えばＡｕ−Ｇｅ等の裏電極８１がそれぞれ蒸着形成さ
れる。
しかして、ＭＢＥ装置でＡｌＧａＡｓ系を成長する場合
、基板１０の温度が７００°Ｃ〜７２０°Ｃの高温では
、この非発光結合中心の少ない光学的特性の良い結晶を
成長させることができる。また、この程度の高温ならば
、八１組成がｘ ＞０．３の場合、成長膜厚が１μｍ以
上になるとその面状態が凸凹となるが、１μｍ以下であ
れば面状態を平坦にすることができる。即ち、第一の上
部クラッド層２０ａおよび第二の活性層クランド層４０
ａの面状態（活性層３０との界面）を平坦にすることが
できる。
、基板１０の温度が７００°Ｃ〜７２０°Ｃの高温では
、この非発光結合中心の少ない光学的特性の良い結晶を
成長させることができる。また、この程度の高温ならば
、八１組成がｘ ＞０．３の場合、成長膜厚が１μｍ以
上になるとその面状態が凸凹となるが、１μｍ以下であ
れば面状態を平坦にすることができる。即ち、第一の上
部クラッド層２０ａおよび第二の活性層クランド層４０
ａの面状態（活性層３０との界面）を平坦にすることが
できる。
尚、上述の実施例のうち（ａ）〜（ｄ）までの工程は、
ＭＢＥ装置でもって連続して形成されている。
ＭＢＥ装置でもって連続して形成されている。
また、上述した実施例では、ストライプ構造半導体レー
ザを例４として説明しているが、本発明はこれに限定さ
れず、上述の（ｄ）〜（ｆ）までの工程は、種々なスト
ライプ構造半導体レーザによって適宜な方法が用いられ
ることはいうまでもない。
ザを例４として説明しているが、本発明はこれに限定さ
れず、上述の（ｄ）〜（ｆ）までの工程は、種々なスト
ライプ構造半導体レーザによって適宜な方法が用いられ
ることはいうまでもない。
さらに、上述の実施例で活性層３０の膜厚を５０００人
〜１μｍｌこすれば、このまま発光ダイオードとして使
用が可能となる。
〜１μｍｌこすれば、このまま発光ダイオードとして使
用が可能となる。
（へ）効果
本発明は、上述したように基板の表面に第一の下部クラ
ッド層を、最初に適宜な膜厚になるまで比較的低温でエ
ピタキシャル成長させて、所望の膜厚を越すと比較的薄
い第一の上部クラッド層を、比較的高温でエピタキシャ
ル成長させて、その後、この第一の上部クラッド層の表
面に活性層を比較的高温でエピタキシャル成長させて、
次に、前記活性層の表面に比較的薄い第二の下部クラ・
ノド層を比較的高温でエピタキシャル成長させて、所定
の膜厚を越すと第二の上部クラッド層を、比較的低温で
エピタキシャル成長させている。
ッド層を、最初に適宜な膜厚になるまで比較的低温でエ
ピタキシャル成長させて、所望の膜厚を越すと比較的薄
い第一の上部クラッド層を、比較的高温でエピタキシャ
ル成長させて、その後、この第一の上部クラッド層の表
面に活性層を比較的高温でエピタキシャル成長させて、
次に、前記活性層の表面に比較的薄い第二の下部クラ・
ノド層を比較的高温でエピタキシャル成長させて、所定
の膜厚を越すと第二の上部クラッド層を、比較的低温で
エピタキシャル成長させている。
従って、本発明によれば、第一の上部クラッド層および
第二の下部クラッド層の面状態（活性層との界面）を平
坦にし、しかも前記両クラッド層の光学的結晶性を良好
にすることができる。そのため、半導体レーザの発光効
率を容易に向上させることができる。
第二の下部クラッド層の面状態（活性層との界面）を平
坦にし、しかも前記両クラッド層の光学的結晶性を良好
にすることができる。そのため、半導体レーザの発光効
率を容易に向上させることができる。
第１図は本発明に係る半導体レーザの製造方法の一実施
例を略示した断面説明図である。 １０・・・半導体基板、２０・・・第一の下部クラッド
層、２０ａ ・・・第一の上部クラッド層、３０・・・
活性層、４０・・・第二の上部クラ・ノド層、４０ａ
・・・第二の下部クラッド層。 第１図 −３９０−
例を略示した断面説明図である。 １０・・・半導体基板、２０・・・第一の下部クラッド
層、２０ａ ・・・第一の上部クラッド層、３０・・・
活性層、４０・・・第二の上部クラ・ノド層、４０ａ
・・・第二の下部クラッド層。 第１図 −３９０−
Claims (1)
- （１）基板の表面に分子線の形で材料を入射してエピタ
キシャル成長させる分子線エピタキシャル成長法により
半導体レーザを製造する方法において、 適宜な膜厚になるまで比較的低温でエピタキシャル成長
させて基板の表面に第一の下部クラッド層を形成し、所
望の膜厚を越すと比較的高温でエピタキシャル成長させ
ることにより、比較的薄い第一の上部クラッド層を形成
する工程と、比較的高温でエピタキシャル成長させて、
前記第一の上部クラッド層の表面に適宜な膜厚の活性層
を形成する工程と、 比較的高温でエピタキシャル成長させて前記活性層の表
面に比較的薄い第二の下部クラッド層を形成し、所定の
膜厚を越すと比較的低温でエピタキシャル成長させるこ
とにより、第二の上部クラッド層を形成する工程とを具
備したことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11685584A JPS60260185A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11685584A JPS60260185A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260185A true JPS60260185A (ja) | 1985-12-23 |
| JPS64834B2 JPS64834B2 (ja) | 1989-01-09 |
Family
ID=14697292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11685584A Granted JPS60260185A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260185A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0348941A2 (en) * | 1988-06-29 | 1990-01-03 | Nec Corporation | Semiconductor laser device |
| US5376581A (en) * | 1992-09-11 | 1994-12-27 | Mitsubishi Kasei Corporation | Fabrication of semiconductor laser elements |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP11685584A patent/JPS60260185A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0348941A2 (en) * | 1988-06-29 | 1990-01-03 | Nec Corporation | Semiconductor laser device |
| US5376581A (en) * | 1992-09-11 | 1994-12-27 | Mitsubishi Kasei Corporation | Fabrication of semiconductor laser elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64834B2 (ja) | 1989-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |