JPS6031286A - 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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- JPS6031286A JPS6031286A JP14033083A JP14033083A JPS6031286A JP S6031286 A JPS6031286 A JP S6031286A JP 14033083 A JP14033083 A JP 14033083A JP 14033083 A JP14033083 A JP 14033083A JP S6031286 A JPS6031286 A JP S6031286A
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- Japan
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- layer
- gaas
- semiconductor laser
- grown
- stripe
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
-
- 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
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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】
産業上の利用分野
本発明は、ディジタル・オーディオ・ディスクやビデオ
・ディスク等のコヒーレント光源を始めとして、各種電
子機器の光のとして、用いられる半導体レーザ装置の製
造方法に関するものである。
・ディスク等のコヒーレント光源を始めとして、各種電
子機器の光のとして、用いられ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
電子機器の光源として、半導体レーザに要求されるもの
の１つとして、単一スポットでの発振、すなわち、単−
横モード発振がある。これを実現するためには、活性領
域付近に、光と電流を閉じ込める必要がある。光の閉じ
込めに関しては、まずダブルへテロ構造で活性層をはさ
み、それと垂直な方向にも、屈折率差を設ける方法があ
る。
の１つとして、単一スポットでの発振、すなわち、単−
横モード発振がある。これを実現するためには、活性領
域付近に、光と電流を閉じ込める必要がある。光の閉じ
込めに関しては、まずダブルへテロ構造で活性層をはさ
み、それと垂直な方向にも、屈折率差を設ける方法があ
る。
電流の閉じ込めに関しては、まず、二重へテロ構造で活
性層をはさみ、半導体中の電子のエネルギー／＜ンドの
構造により閉じ込め、さらに、二重へテロ構造と垂直な
方向では、活性領域付近にのみ電流が流れる様に、スト
ライプ状の電流制限領域を設けるのが通常の方法である
。
性層をはさみ、半導体中の電子のエネルギー／＜ンドの
構造により閉じ込め、さらに、二重へテロ構造と垂直な
方向では、活性領域付近にのみ電流が流れる様に、スト
ライプ状の電流制限領域を設けるのが通常の方法である
。
第１図ａ、ｂ、ｃに、従来の代表的なストライプレーザ
を示す。これらの図において、１０はｎ −ＧａＡ ｓ
基板、１１はｎ−ＡＪｘＧａｌ、Ａｓ層、１２はＡ、！
、Ｇａ１．Ａｓ層（活性層）、１３はｐ−Ａ４ｘＧａ１
−ｘＡｓ層、１４はｐ −Ｇ ａＡ ｓキヤツプ層、１
６は活性領域、１６はストライプ部、１７はｎ −Ｇ
ａＡ ｓ層（電流制限層）、２１はプロトン照射した高
抵抗領域、２２はＺｎを拡散した領域、２３は８１０２
などの絶縁膜である。ａは、ｐ −Ｇ ａＡ ｓギヤ２
１層１４の上から、プロトンを照射する事により、スト
ライブ部１６を形成したレーザである。ｂは、ｐ−Ａ％
Ｇ ａｌ、、Ａ ｓ層１３上に、ｎ−ＧａＡｓ層１７を
成長し、ｎ −Ｇ ａＡ ｓ層１７上から、Ｚｎを拡散
する事により、ストライプ部１６を形成した、Ｚｎ拡散
形ストライプ構造レーザである。Ｃは、ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層１４上に、Ｓ １０２膜２３等を設誇る事によ
り、ストライプ部１６を形成したレーザである。
を示す。これらの図において、１０はｎ −ＧａＡ ｓ
基板、１１はｎ−ＡＪｘＧａｌ、Ａｓ層、１２はＡ、！
、Ｇａ１．Ａｓ層（活性層）、１３はｐ−Ａ４ｘＧａ１
−ｘＡｓ層、１４はｐ −Ｇ ａＡ ｓキヤツプ層、１
６は活性領域、１６はストライプ部、１７はｎ −Ｇ
ａＡ ｓ層（電流制限層）、２１はプロトン照射した高
抵抗領域、２２はＺｎを拡散した領域、２３は８１０２
などの絶縁膜である。ａは、ｐ −Ｇ ａＡ ｓギヤ２
１層１４の上から、プロトンを照射する事により、スト
ライブ部１６を形成したレーザである。ｂは、ｐ−Ａ％
Ｇ ａｌ、、Ａ ｓ層１３上に、ｎ−ＧａＡｓ層１７を
成長し、ｎ −Ｇ ａＡ ｓ層１７上から、Ｚｎを拡散
する事により、ストライプ部１６を形成した、Ｚｎ拡散
形ストライプ構造レーザである。Ｃは、ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層１４上に、Ｓ １０２膜２３等を設誇る事によ
り、ストライプ部１６を形成したレーザである。
第１図のａ −ｃは何れもストライプ１６により、電流
が流れる領域を制限し、半導体レーザの発振しきい値を
低減するとともに、活性層ＡＪ、アＧａ１−ｙＡｓ層１
層中２中発振領域（以下、活性領域１６とする）を制限
して、高次横干−ドの発振を抑え、単−横モード発振が
実現される。
が流れる領域を制限し、半導体レーザの発振しきい値を
低減するとともに、活性層ＡＪ、アＧａ１−ｙＡｓ層１
層中２中発振領域（以下、活性領域１６とする）を制限
して、高次横干−ドの発振を抑え、単−横モード発振が
実現される。
しかしながら、上記の半導体装置のストライプ化の方法
では、以下に述べる欠点がある。
では、以下に述べる欠点がある。
（１）第１図ａにおいては、プロトン等のイオンを照射
してストライプ化を行うため、活性領域付近、または、
活性領域直上付近のプロトン照射領域に近い所では、Ｇ
ａＡｓ層、ＡおａＡｓ層の結晶が損傷を受け、半導体レ
ーザの光学特性、電気特性、信頼性等を損う。プロトン
照射後、アニールを行う必要があり、工程が多くなる。
してストライプ化を行うため、活性領域付近、または、
活性領域直上付近のプロトン照射領域に近い所では、Ｇ
ａＡｓ層、ＡおａＡｓ層の結晶が損傷を受け、半導体レ
ーザの光学特性、電気特性、信頼性等を損う。プロトン
照射後、アニールを行う必要があり、工程が多くなる。
（２）第１図すでは、Ｚｎ拡散を高１ｉ（７００℃〜８
５０℃）で行う事が多く、各層中のドーパントも拡散さ
れ、ｐ／ｎ 界面が設唱位置よりずれたり、 ｐｎ接合
が設計通り、形成しにくい。
５０℃）で行う事が多く、各層中のドーパントも拡散さ
れ、ｐ／ｎ 界面が設唱位置よりずれたり、 ｐｎ接合
が設計通り、形成しにくい。
（３）ｉ１図Ｃでは、Ａ’ ｙＧ ａ １ｙＡ ｓ 活
性層１２での、活性領域１５が、ストライプ１６による
電流制限が弱いため、ａ、ｂに比べて、広がるという問
題がある。
性層１２での、活性領域１５が、ストライプ１６による
電流制限が弱いため、ａ、ｂに比べて、広がるという問
題がある。
発明の目的
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消するもので、
結晶に対して損傷を与えず、ストライプ１６の形成時に
、ストライプ部以外は、比較的低温とな−でいて、各層
ドーパントの拡散等をも４えた半導体レーザ装置の製造
方法を提供することである。
結晶に対して損傷を与えず、ストライプ１６の形成時に
、ストライプ部以外は、比較的低温とな−でいて、各層
ドーパントの拡散等をも４えた半導体レーザ装置の製造
方法を提供することである。
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、二重へテロ構造上に多結晶薄膜を設け、レ
ーザビームや電子ビーム１．、トｔＤ加熱手段により、
前記多結晶薄膜の一部をストライプ状に単結晶化するも
のである。この構成によって、電流狭さく用のストライ
プ構造を与え、低しきい値で単−横モード発振する半導
体レーザ装置を、製造可能にするものである。
製造方法は、二重へテロ構造上に多結晶薄膜を設け、レ
ーザビームや電子ビーム１．、トｔＤ加熱手段により、
前記多結晶薄膜の一部をストライプ状に単結晶化するも
のである。この構成によって、電流狭さく用のストライ
プ構造を与え、低しきい値で単−横モード発振する半導
体レーザ装置を、製造可能にするものである。
実施例の説明
以下本発明の詳細な説明する。
第２図体）、（ｂ）は、本発明の一実施例の半導体レー
ザ装置の工程図を示す。第２図（−）において、♂−Ｇ
ａＡｓ単結晶基板１０土に、エピタキ／ヤル成長方法（
液相エピタキシャル法、ＭＯＣＶＤ法１ＭＢＥ法いずれ
でも可）により、順次、ｎ −Ａ １ｘＧａ１．Ａｓ層
１１ 、ＡＩ！、ｙＧａｌ、Ａｓ層（ｏ＜ｙ（ｘ ）１
２、ｐ−ＡＩ！ＸＧａ１−ｘＡｓＡｓ層１それぞれ単結
晶として、結晶成長さぜ、その上にｐ−ＧａＡｓ多結晶
層２５を０．５μｍ の膜厚で成長させる。多結晶はい
ずれの成長方法でも、成長基板温度を数百度下けて、結
晶成長することにより得られる。結晶成長後、成長表面
を有機溶剤等で洗浄した後、０．５２μｍで発振するＡ
ｒレーザビームを６μｍφのスポット（エネルギー密度
〜１ｏｓｗ／ｃｙＪ）に絞り、成長表面上を５ ｍｍ／
Ｓ■で走査して、第２図ｔｂ＋のように単結晶領域２４
を形成する。なお、第４層ｐ−ＧａＡｓ多結晶層２５の
膜厚が厚い場合は、単位時間、単位面積当りさらに高い
エネルギー密度が必要である。その結果、第３図に示す
様な２６０μｍの間隔りで形成された、電流制限用スト
ライブ構造がイζＩられる。電流制限されるのは、ｐ−
ＧａＡｓ層２５での多結晶領域２５の比抵抗が、単結晶
領域２４の比抵抗より、約４桁程度大きくなるためで、
良好な電流制限をするストライプ構造の半導体レーザが
得られる。
ザ装置の工程図を示す。第２図（−）において、♂−Ｇ
ａＡｓ単結晶基板１０土に、エピタキ／ヤル成長方法（
液相エピタキシャル法、ＭＯＣＶＤ法１ＭＢＥ法いずれ
でも可）により、順次、ｎ −Ａ １ｘＧａ１．Ａｓ層
１１ 、ＡＩ！、ｙＧａｌ、Ａｓ層（ｏ＜ｙ（ｘ ）１
２、ｐ−ＡＩ！ＸＧａ１−ｘＡｓＡｓ層１それぞれ単結
晶として、結晶成長さぜ、その上にｐ−ＧａＡｓ多結晶
層２５を０．５μｍ の膜厚で成長させる。多結晶はい
ずれの成長方法でも、成長基板温度を数百度下けて、結
晶成長することにより得られる。結晶成長後、成長表面
を有機溶剤等で洗浄した後、０．５２μｍで発振するＡ
ｒレーザビームを６μｍφのスポット（エネルギー密度
〜１ｏｓｗ／ｃｙＪ）に絞り、成長表面上を５ ｍｍ／
Ｓ■で走査して、第２図ｔｂ＋のように単結晶領域２４
を形成する。なお、第４層ｐ−ＧａＡｓ多結晶層２５の
膜厚が厚い場合は、単位時間、単位面積当りさらに高い
エネルギー密度が必要である。その結果、第３図に示す
様な２６０μｍの間隔りで形成された、電流制限用スト
ライブ構造がイζＩられる。電流制限されるのは、ｐ−
ＧａＡｓ層２５での多結晶領域２５の比抵抗が、単結晶
領域２４の比抵抗より、約４桁程度大きくなるためで、
良好な電流制限をするストライプ構造の半導体レーザが
得られる。
丑だ、電子ビーム等、他の加熱手段によっても同様のス
トライプ構造造をもつ半導体レーザが得られる。
トライプ構造造をもつ半導体レーザが得られる。
なお、本実施例では、ＧａＡｓ −ＡＪＧａＡｓ系材料
による半導体レーザについて述べたが、他の化合物半導
体材料、たとえばＩｎＰ系や多元混晶音用いた半導体レ
ーザに対しても、本発明は、適用可能である。
による半導体レーザについて述べたが、他の化合物半導
体材料、たとえばＩｎＰ系や多元混晶音用いた半導体レ
ーザに対しても、本発明は、適用可能である。
発明の効果
以上、本発明の製造方法により、単−横モード発振する
ストライプ構造レーザを作製する事ができる。以下にそ
の効果について述べる。
ストライプ構造レーザを作製する事ができる。以下にそ
の効果について述べる。
１ プロトン照射型ストライプ構造レーザと同等な電流
制限ストライプを設ける事ができ、低しきい値レーザが
得られる。
制限ストライプを設ける事ができ、低しきい値レーザが
得られる。
２ 基板上に成長したエピタキシャル層に、損傷を与え
る事がなく、レーザの特性や信頼性を損う事がない。
る事がなく、レーザの特性や信頼性を損う事がない。
３ 他のストライプ構造に比べ、ストライプを設ける工
程が少ない。
程が少ない。
４ 基板」二にエピタキシャル成長した後、ストライプ
構造を設ける寸で、同一の装置で、伺加的機能をつける
事により、作製可能である。
構造を設ける寸で、同一の装置で、伺加的機能をつける
事により、作製可能である。
第１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）は、従来のスト
ライプ構造を有する半導体レーザの断面図、第２図（ａ
＞ 、 （ｂ）は、本発明の一実施例の半導体レーザ装
置の製造工程を示す図、第３図は、レーザビームによる
アニールで、ストライプ状単結晶膜を形成する方法を説
明するための図である。 １０− ｎ−ＧａＡｓ基板、１１−＝−ｎ −ＡｌｙＧ
ａ１−ｘＡｓ層（第１層）、１２ ・・−ＡｌｙＧａ１
−ｙＡｓ層（０≦ｙ＜ｘ）１３°゛ｐ−ＡｚｘＧａｌ−
ｘＡｓ層、１４−− ｐ−ＧａＡｓ層、１５・・・・活
性領域、１６・・・・・ストライプ部、１７・・・・ｎ
−Ｇ ａＡ ｓ層、２１・−・・プロトン照射した高
抵抗領域、２２・・・・・Ｚｎを拡散した領域、２３・
山Ｓｉ、２．２４．、、、、、単結晶ｐ−ＧａＡｓ領域
、２５−＝・多結晶ｐ−ＧａＡｓ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 第３図
ライプ構造を有する半導体レーザの断面図、第２図（ａ
＞ 、 （ｂ）は、本発明の一実施例の半導体レーザ装
置の製造工程を示す図、第３図は、レーザビームによる
アニールで、ストライプ状単結晶膜を形成する方法を説
明するための図である。 １０− ｎ−ＧａＡｓ基板、１１−＝−ｎ −ＡｌｙＧ
ａ１−ｘＡｓ層（第１層）、１２ ・・−ＡｌｙＧａ１
−ｙＡｓ層（０≦ｙ＜ｘ）１３°゛ｐ−ＡｚｘＧａｌ−
ｘＡｓ層、１４−− ｐ−ＧａＡｓ層、１５・・・・活
性領域、１６・・・・・ストライプ部、１７・・・・ｎ
−Ｇ ａＡ ｓ層、２１・−・・プロトン照射した高
抵抗領域、２２・・・・・Ｚｎを拡散した領域、２３・
山Ｓｉ、２．２４．、、、、、単結晶ｐ−ＧａＡｓ領域
、２５−＝・多結晶ｐ−ＧａＡｓ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 第３図
Claims (1)
- 半導体基板上の二重ヘテ゛口構造の上に、多結晶膜を形
成する工程と、レーザ・ビームや電子ビームなどの加熱
手段により、前記多結晶膜の一部をストライプ状に単結
晶化する工程とをそなえることを特徴とする半導体レー
ザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14033083A JPS6031286A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14033083A JPS6031286A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6031286A true JPS6031286A (ja) | 1985-02-18 |
Family
ID=15266308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14033083A Pending JPS6031286A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6031286A (ja) |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP14033083A patent/JPS6031286A/ja active Pending
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