JPS6045086A

JPS6045086A - 半導体レ−ザおよびその製造方法

Info

Publication number: JPS6045086A
Application number: JP15346183A
Authority: JP
Inventors: Haruo Tanaka; 田中　治夫
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1985-03-11

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】本発明は、Ｐ（またはｎ　）　−ｋｌ　ｘＣｉａｌ−ｘ
Ａｅ層とｎ（またはＰ　）　−Ａ４ｚＧａｌ−ｘＡｅ層
との間にノンドープまたはＰ（またはｎ　）　Ａ４ｙＧ
ａｒ−ｙＡ８層０’　＜　ｘ＋２）よりなる活性１硝を
サンドイッチ状に挾み込み、Ｐ−Ａｌ、−ｘＧａＩ−ｘ
Ａｅ層を、横方向の光閉じ込めのだめのストライプ領域
を除いて所定の膜厚にエツチングしてなるジノンウェー
ブガイド形の半導体レーザおよびその製造方法に関する
。

第１図は従来例の半導体レーザの構造断面図である。第
１図において、符号１は、ｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ　
Ａ７！ｚ（）ａＩ−ｘＡｅ層（第２クラッド層）、３は
ｎ−Ａｌ！ｙＧａｒｙＡＳ　（ｙ　＜　ｘ　＋　ｔ　）
層（活性層）、４はＰ−Ａｊ？ｘＧａ、−ｘＡｅ層（第
１クラッド層）、５はＰ　−（）ａＡｓ層、６は金属で
ある。このような構造の半導体レーザは、［ＰＨＹＳＴ
、Ｃ８ＯＦ　８１ＭニーＣ０ＮＤＵＣＴＯＲＤＦ８Ｖ工
ＣＥＳＪ、ｓＥｃ。

ＮＤ　ＦｉＤ工Ｔ　Ｉ　ＯＮ　、、Ｓ　、Ｍ　、Ｓｚｅ
　Ｂｅ１ｌ　Ｌａｂｏｒａｔ。

ｒ１θＥ３　ＩｎＣ０ｒｐＯｒａｔθｄ　Ｍｕｒｒａｙ
　ＨＪｌ、　Ｎｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙ　。

ＡＶ／ＩＬＥＹ−工ＮＴＦｉＲ５ＥＣＴＩＯＮＰＵＢＬ
ＩＣＡＴ工ＯＮ等に詳細に記述されている。ところで、
第１図の半導体レーザでは、活性層３の７の部分に光を
良好に閉じ込めるために、例えば２　ｐ　ｍの膜厚の第
１クラッド層４をストライプ領域８を除いて、所定の膜
厚ｄ１例えばｄ−０，３μｍの膜厚にエツチングするよ
うにしている。

ところが、特性のそろった半導体レーザを得るには、各
層の成長膜厚を精密にコントロールする必要がある他に
、上記第１クラッド層４のエツチングも精密にコントロ
ールする必要があるが、このエツチングのコントロール
は極めて難しく、このためイオンミリング等の非常に高
価なエツチング手段を要していた。

本発明は、このようなエツチングを安価な方法で非常に
精密にかつ容易に行えるようにすることを目的とする。

以下、本発明を第２図〜第４図に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。

先ず、本発明の実施例では、分子線エピタキ／ヤル成長
法等により、第２図に示すような各層を形成する。分子
線エピタキ／ヤル成長法によれば、各層の成長膜厚を極
めて精度よく制御することができる。このような成長法
により、第２図に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１０に
、ｎ−ＡｌｚＧａＩ−ｚＡｓ層１１、ノンドープまたは
Ｐ　ｌたはｎ　）　−ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層（ｙ＜ｘ
、　ｚ）　１２、Ｐ　Ａｌ　ｘＧａｒ−ｘＡＳＡｌＢ１
２−ＧａＡｓ層１４が形成される。ここで、ｎ−ＡＪｚ
Ｇａｌ−ｚＡｓ層１１を第２クラッド層、Ｐ−Ａｌ　ｘ
ＧａＩ−ｘＡｓ層１３を第１クラッド層、ノンドープま
たはＰ（またはｎ）−ＡｌｙＧａ１−ｙＡＳ層１２を活
性層とする。

第１クラッド層１３は、更にＰ−ＡＪ　ｘ’Ｇａ、−ｘ
’ＡＳ層１３ａ１膜厚が薄いＰ−Ａｌ　ｘ　ＧａＩ−ｘ
″Ａ　ｓ層１３ｂおよびＰ−Ａｌ　ｘ″’Ｇ　ａ、−ｘ
　Ｉ′Ａｅ層１３Ｃの少なくとも３層の構造を有する。

ここでｘ′〉０・４５、ｙ　（ｘ”（０・４５、Ｘ′′
４０．４５である。また、Ｐ−Ａｊ’ｘ”Ｇａ７ｘ＃Ａ
Ｓ　層１３１）の膜厚は、活性層１２のそれよりも薄く
して光がこの層１３ｂで閉じ込められないようにする一
方で、エツチング阻止層としての機能を有するようにし
ている。

ここで　Ａ　Ｚ　ＸＧａ、　ｘ　Ａ　’ｉのエツチング
速度特性を第３図に示す。第３図は、熱塩酸によりＡ　
ｌ　ｘ　Ｇａ、−ｘ　Ａｓをエツチングする場合のＸの
値を横軸に、また、エツチング速度を縦軸に示す線図で
ある。第３図より明らかなように、ｘ　（０，４５にお
いてはＡｌｘＧａ、−ｘＡｅはエツチングされず、Ｘ　
）　０．４５においては、Ｘの値に比例するエツチング
速度でＡ　ｌ　ｘ　Ｇ　ａ（−ｘＡｓはエツチングされ
ることになる。したがって、ストライプ領域にＳｉ３Ｎ
、等のマスク１５をかぶせて、先ずＰ−ＧａＡｓ層１４
を選択的に除去するか、またはＰ−ＡｌｙＧａ１−ｘ′
ＡＳ層１３ａの一部までを除去した後、熱塩酸により更
にエツチングすると、第１クラッド層１３では上記３層
１３ａ〜１３Ｃの内、最上層にあるＰ　ＡＪｘ’（）ａ
ｌ−ｘ’ＡＳ層１３ａのみが除去される。

このため、第１クラッド層１３の膜厚は、ストライプ領
域を除いてＰ−ＡＩ！ｘ　Ｇ　ａＩ−ｘ　’Ａｓ層１３
１）の膜厚に正確に制御されることになる。第４図は、
このようなエツチング処理により得られる半導体レーザ
の構造断面図であり、第４図において、１６は、金属で
ある。なお、上述の実施例における全ての層の伝導型を
逆転しても同様の効果で同様に実施できることは明白で
ある。

以上のように、本発明によれば、第１クラッド層を、ｋ
ｌ　ｘ’（）ａ、−ｘ’Ａｓ層（ただし、ｘ’　）　０
．４．５　）とＡｌ　ｘ　Ｇａｌ−ｘ　’Ａ　８層（た
だし、Ｙ　＜　ｘ’＜　０．４５　）　吉ＡｌｘｎｒＧ
ａ（−ｘ　’Ａ　８層（たたし、Ｘ″′≧０．４５　）
との３層により構成し、熱塩酸によりＡｌ　ｘ’（）ａ
（ｘ　’Ａ　８層のみをエツチングして除去するように
したので、第１クラッド層の膜厚をストライブ領域を除
いて所定の膜厚、即ち、Ａ　ｌ　ｘ　’Ｇ　ａｒ−ｘ　
Ａｓ層の膜厚に正確にかつ容易に安価な手法により制御
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構造断面図、第２図〜第４図は本発明
の一実施例に係り、第２図は実施例の製造方法の説明に
供する第１クラッド層エツチング前の構造断面図、第３
図はＰ−Ａｌ　ｘ　Ｇａ、７ｘ　Ａ　ＢのＸの値に対す
るＰ−Ａｌ　ｘ　Ｇａ１−ｘ　Ａ　ｓのエツチング速度
との関係を示す線図、第４図は実施例の半導体レーザの
構造断面図である。ｉ　Ｑ　・ｎ−ＧａＡｓ基板、１１・・第２クラッド層
、１２・・活性層、１３・・第１クラッド層、１４・・
Ｐ−ＧａＡｓ層、　ｌ　３　ａ−・Ｐ　Ａ４ｘ’ＧａＶ
ｘ’ＡＳ層、　１３ｂ、、Ｐ−ＡＩ！ｘ“Ｇａ（−ｘ　
Ａ　８層、ｌ　３　ｃ　−Ｐ−Ａ７７ｘ″Ｇａ、−ｘ′
’Ａｓ層。出　願　人　ローム株式会社代　理　人　弁理士岡田和秀第１図第４図６７７− 第３図

Claims

【特許請求の範囲】［１）Ｐ（またはｎ　）　−Ａ４ｘＧａ、７ｘＡＳ層を
第１クラッド層とし、ｎ　（まだはＰ　）　−ＡＩ！ｚ
ＧａＩ−ｘＡｅ層を第２クラッド層とするとともに、両
クラッド層の間にノンドープまたはＰ（まだばｎ）　−
Ａ、ｇｙＧ　ａ、−ｙ　Ａ　ｓ層（ただし、ｙ（ｘ、ｚ
）よりなる活性層を挾み、第１クラッド層を、ストライ
プ領域を除いて所定の膜厚にエツチングしてなるリッジ
ウェーブガイド形の半導体レーザにおいて、前記第］、
クラッド層を、Ａ　ｊｇ　ｘ　’Ｇａ１　ｘ　’Ａ　ｓ
層（ただし、ｘ’　）　０．４５　）と、膜厚が薄いＡ
　（４ｘ　Ｇａ、−ｘ　”Ａ　８層（ただし、ｙ　＜　
ｘ”＜　０．４５）と、ＡＩ　Ｘ　″（）ａＩ−ｘ”Ａ
　８層（ただし、Ｘ″′≧０．４５　）とで形成する少
なくとも第１クラッド層と同伝導型の３層構造とし、熱
塩酸により上記３層の内、Ａ　ｌ　ｘ　’Ｇ　ａ（−ｘ
　’Ａ　８層のみをエツチングしてなる半導体レーザ。＋２Ｊ　Ｐ　（ｉたけｎ　）　ＡＪｘＧａｒ−ｘＡ８　
＠を第１クラッド層とし、ｎ　（また’ｄ、　Ｐ　）　
Ａｊ’ｚ（）ａＩ−ｚＡＥＩ層を第２クラッド層とする
とともに、両クラッド層の間にノンドープまたはＰ（ま
たはｎ）　ＡＩ？ＹＧａＩ−ｙＡＳ層（ただし、）ｌ＜
Ｘ、２）よりなる活性層を挾み、第１クラッド層を、ス
トライプ領域を除いて所定の膜厚にエツチングしてリッ
ジウェーブガイド形の半導体レーザを製造する方法にお
いて、前記第１クラッド層を、Ａｊ７ｘ’Ｇａ、−ｘ’
ＡＳ層（ただし、ｘ’）　０．４５　）と、膜厚が薄い
Ａｌｘ″ＧａＩ−ｘ“Ａｓ層（たたし、ｙ＜ｘ’＜０−
４５）　と、Ａｌｘ“′ＧａＩ−ｘ″′ＡＳ層（ただし
、ｘ″≧０．４５　）とで形成する少なくとも第１クラ
ット層と同伝導型の３層構造とし、熱塩酸により上記３
層の内、Ａｌ　ｘ　’Ｇ　ａ、　ｘ　’　Ａ　ｓ層をエ
ツチングすることにより半導体レーザを製造する方法。