JPS605582A - 光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置の製造方法Info
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- JPS605582A JPS605582A JP58112842A JP11284283A JPS605582A JP S605582 A JPS605582 A JP S605582A JP 58112842 A JP58112842 A JP 58112842A JP 11284283 A JP11284283 A JP 11284283A JP S605582 A JPS605582 A JP S605582A
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- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は光半導体装置の製造方法に係り、特に埋め込み
型の活性層金有する半導体発光素子全対象とする光半導
体装置の製造方法に関する。
型の活性層金有する半導体発光素子全対象とする光半導
体装置の製造方法に関する。
楢モード制御を目的とした半導体レーザとして様々な構
造が考案されているが、活性層埋め込み型レーザの製造
方法を第1図乃至第3南全参照して説明する。
造が考案されているが、活性層埋め込み型レーザの製造
方法を第1図乃至第3南全参照して説明する。
従来の、例えばGaAs基板埋め込み型レーザはGaA
s基板(1)上にGaAl!Asヘテロ構造(2)乃至
(8]ヲエビタキシヤル成畏させ、マスクがけをしてエ
ツチングによってメサストライプを作り、再びエピタキ
シャル成長で埋め込み層を成長させていた。
s基板(1)上にGaAl!Asヘテロ構造(2)乃至
(8]ヲエビタキシヤル成畏させ、マスクがけをしてエ
ツチングによってメサストライプを作り、再びエピタキ
シャル成長で埋め込み層を成長させていた。
この方法では、ヘテロ構造(2)乃至(8)を1回目の
エピタキシャル成長によって作った後、メサ構造を作る
だめに炉から取り出してマスクがけし、エツチングしな
ければならない。
エピタキシャル成長によって作った後、メサ構造を作る
だめに炉から取り出してマスクがけし、エツチングしな
ければならない。
この場合、第2図に示すようにメサ側面が酸化サレ、L
4Q 化11M (1o) 及びQl) k生じる。
4Q 化11M (1o) 及びQl) k生じる。
GaAs基板(1)の17Z化膜(11)は埋め込み層
(12)成脣時K G a Oの形で昇化してしまう。
(12)成脣時K G a Oの形で昇化してしまう。
しかしGaAA!、AS層(2)乃至(8)の峻化+V
(tO)は残ったままとなっており、GaAs棒板[
11の方からエピタキシャル成長することになる。
(tO)は残ったままとなっており、GaAs棒板[
11の方からエピタキシャル成長することになる。
そのために1浚化膜は第3図のように結晶中にとりこま
れて埋め込み層(12)が成長すると考えられる。
れて埋め込み層(12)が成長すると考えられる。
従って、ヘテロ構造と埋め込み層(12)とは結晶が整
合しておらず、酸化膜をとり込んだまま埋め込み層(1
2) e成長させると、発振させた時に活性層内での転
位の成長、これに伴うD L D (DarKLine
1)efect)の発達、非発光再結合中心の増加と
いった素子劣化の原因となり、レーザのN命’f %;
il°づめることになる。
合しておらず、酸化膜をとり込んだまま埋め込み層(1
2) e成長させると、発振させた時に活性層内での転
位の成長、これに伴うD L D (DarKLine
1)efect)の発達、非発光再結合中心の増加と
いった素子劣化の原因となり、レーザのN命’f %;
il°づめることになる。
本発明は上述の問題点全力ん:してなさイLだもので、
活性層を埋め込み型とするための埋め込み、′1・ηを
再現性良く良好に形成することができる光半導体装置の
製造方法を提供することにある。
活性層を埋め込み型とするための埋め込み、′1・ηを
再現性良く良好に形成することができる光半導体装置の
製造方法を提供することにある。
′〔発明の概要〕
半導体基板上に活性11りを有する複数の半く・7体層
を形成する際に、この半導体層の表面がA 17r)含
まない層とAlを含む層からなるようにし、このA7!
を含む層の酸化j漢をマスクとしてAlff1含まない
4音からエピタキシャル成聞によりメルトバックをかけ
て活t&E層金塊め込み型とする光半導体装置の製造方
法をイク4ることにある。
を形成する際に、この半導体層の表面がA 17r)含
まない層とAlを含む層からなるようにし、このA7!
を含む層の酸化j漢をマスクとしてAlff1含まない
4音からエピタキシャル成聞によりメルトバックをかけ
て活t&E層金塊め込み型とする光半導体装置の製造方
法をイク4ることにある。
本発明によれば活性層金塊め込み型とする際に酸化膜が
生じることによる活性層への影響を防止することができ
る。
生じることによる活性層への影響を防止することができ
る。
また、活性I!i′f−tメルトバックにより埋め込み
型とし、このメルトバックの」1:及び深さの制御が溶
液の組成死文いは温度上昇の七−でな(、メルトバック
する際のマスクとしてのAAi含まない層の間隔により
メルトバックの・風域全制御することができる。
型とし、このメルトバックの」1:及び深さの制御が溶
液の組成死文いは温度上昇の七−でな(、メルトバック
する際のマスクとしてのAAi含まない層の間隔により
メルトバックの・風域全制御することができる。
従って、特注が良好な埋め込み型活性層を有する光半導
体装置を再現性良(得ることができる。
体装置を再現性良(得ることができる。
本発明の一笑施例を第4図乃至第91ネIを参照して説
明する。
明する。
即ち、本実IXu ’、f!Iではまず−1ス4図で示
すように:GaAsg板+11に板側11エピタキシャ
ル1Jz長によって複数のへテロ構造、例えばl’l!
j”、GaO,65A’0.35Asクラッド層[21
’f(05ttm、 N fJ’4 Ga o75AA
o、2sAs ガイド)5(31”i 0.5 p m
、 N11i!!Gao9sA7o、osAs活註層活
性)k 0.1μm、p型G a O,75AA! 0
.2 sA sガイド層t51’li= 0.5μm、
p型G a o、r;5AI o、a sA sクラッ
ド層f61 全o、 5 ttm。
すように:GaAsg板+11に板側11エピタキシャ
ル1Jz長によって複数のへテロ構造、例えばl’l!
j”、GaO,65A’0.35Asクラッド層[21
’f(05ttm、 N fJ’4 Ga o75AA
o、2sAs ガイド)5(31”i 0.5 p m
、 N11i!!Gao9sA7o、osAs活註層活
性)k 0.1μm、p型G a O,75AA! 0
.2 sA sガイド層t51’li= 0.5μm、
p型G a o、r;5AI o、a sA sクラッ
ド層f61 全o、 5 ttm。
N型GaO,4A !l O,6As層(13)t”
0.5 /l m、 G a A S層(1,4) ′
ff:0.5μmと順次形成する。この」混合、最上層
であるGaAS層(14)はAJ’(r含まない1台と
しておく。
0.5 /l m、 G a A S層(1,4) ′
ff:0.5μmと順次形成する。この」混合、最上層
であるGaAS層(14)はAJ’(r含まない1台と
しておく。
さらに最上層のG a A s +4r (14) ’
;c第5図に示すようにエツチングによって、例えば1
1・:]i5μmのストライブにして、ulえは1/l
Zmの幅のG a o4Alo6A 5Ili (13
)を露出させる。
;c第5図に示すようにエツチングによって、例えば1
1・:]i5μmのストライブにして、ulえは1/l
Zmの幅のG a o4Alo6A 5Ili (13
)を露出させる。
1、illち、GaAs基板け)上に形成する半導体1
(21乃至(6)及び(13) 、 (14)の表1
mがAnk含まないQaAs層(14)と、A7’を含
むG a 0.4 A7 o6As i@ (13)と
から成るようにする。
(21乃至(6)及び(13) 、 (14)の表1
mがAnk含まないQaAs層(14)と、A7’を含
むG a 0.4 A7 o6As i@ (13)と
から成るようにする。
このエツチングを行う、燭台、望気中にさらしてG a
A sl冑(14)及びGa0.4八do6Asハ゛”
4 (13) フ)>らなる;、j;面は酸化される。
A sl冑(14)及びGa0.4八do6Asハ゛”
4 (13) フ)>らなる;、j;面は酸化される。
その後786℃のG a O,65AlO,35ASの
I’iN ’D k !晶)環94℃上昇させて未飽和
性液(15)とし、半導体1ζツ(2)乃至(12)を
有するGaAs基板(1)全挿入する。
I’iN ’D k !晶)環94℃上昇させて未飽和
性液(15)とし、半導体1ζツ(2)乃至(12)を
有するGaAs基板(1)全挿入する。
この揚台表面にHa化膜(17) =有するAlをrオ
む層(13)は、未飽和温液(15)によるエピタキシ
ャル成長時にマスクとして勧く。またAl全なまないG
aAs層(14)ば、未飽和溶液(15)によるメルト
バックによってこの未飽和溶液(15)に溶けてしまう
。
む層(13)は、未飽和温液(15)によるエピタキシ
ャル成長時にマスクとして勧く。またAl全なまないG
aAs層(14)ば、未飽和溶液(15)によるメルト
バックによってこの未飽和溶液(15)に溶けてしまう
。
従って突出しだG a A s 16 (1,2)が未
砲相山液(15)と接触するとGaAS@(14)の結
晶表面がらASが拡散しタルトバンクががが9始めるこ
とになる。
砲相山液(15)と接触するとGaAS@(14)の結
晶表面がらASが拡散しタルトバンクががが9始めるこ
とになる。
(、′文方向のメルトバックは前述のようKGao、4
Alo、eAs層(13)力裡叉化、ji;、Gのマス
クとして働きそこで停止する。
Alo、eAs層(13)力裡叉化、ji;、Gのマス
クとして働きそこで停止する。
尚、AJを含まない層としてば、GaAsのような1.
り化さ11.IC<い材料、或いは1液化されても容易
に酸化膜を除くことができる材料で作っておけは良い。
り化さ11.IC<い材料、或いは1液化されても容易
に酸化膜を除くことができる材料で作っておけは良い。
また本実施例の1易合はAlを含まない層が突出してい
るので未飽和溶液(15)との接触が良くメルトバック
がかかりゃすい。
るので未飽和溶液(15)との接触が良くメルトバック
がかかりゃすい。
ここで、メルトバックの、′6−を制御するために組成
比や温度上昇による未飽和溶液(15)を作る方法と併
用して、A l f含む層と含まない層との表面積の大
きさによって原子の拡散速度全コントロールする。
比や温度上昇による未飽和溶液(15)を作る方法と併
用して、A l f含む層と含まない層との表面積の大
きさによって原子の拡散速度全コントロールする。
即ち、第6図において未飽和溶液(15)及び埋め込み
層となる篩渣(i6) k示しているがメルトバックの
初期の段階には未飽和浴液(15)と溶液(’l(’l
)は同じ未飽和度の浴液である。
層となる篩渣(i6) k示しているがメルトバックの
初期の段階には未飽和浴液(15)と溶液(’l(’l
)は同じ未飽和度の浴液である。
結晶中から原子が溶液(16〕中に溶は出し、+’i;
けだ原子が溶液中に拡散して行(。
けだ原子が溶液中に拡散して行(。
未飽和(d液(15)と溶液(16)の境界の幅はマス
クとしての酸化膜を有するQ a O,4AlO,6A
s層(■3)の間隔によって定められているため、結
晶構造の17−1係により浴液(16)は所定以上水平
方向に広がることはできず、垂直方向に深くメルトバッ
クがかかつて行く。
クとしての酸化膜を有するQ a O,4AlO,6A
s層(■3)の間隔によって定められているため、結
晶構造の17−1係により浴液(16)は所定以上水平
方向に広がることはできず、垂直方向に深くメルトバッ
クがかかつて行く。
溶液(16)から未飽和溶液(15)への拡散が、Ga
AS共板(1)或いは半導体層(2)乃至(11)の結
晶から(G e。
AS共板(1)或いは半導体層(2)乃至(11)の結
晶から(G e。
(16)への拡散より遅(なるような条件てGao4A
10.6AS層(13)の露呈する間隔を選ぶ。
10.6AS層(13)の露呈する間隔を選ぶ。
その結呆、溶液(16)の濃度が未飽和溶液(15)の
濃度より高くなってくる。
濃度より高くなってくる。
しだいに浴液(16)の濃度が飽和点に近づいてくると
、それに伴いGaAs基板(1)或いは半24体層(2
)乃至(IJ)の結晶からの原子の拡散の速度が零に近
づいてきて、そイを以上メルトバックがかからな(なる
。
、それに伴いGaAs基板(1)或いは半24体層(2
)乃至(IJ)の結晶からの原子の拡散の速度が零に近
づいてきて、そイを以上メルトバックがかからな(なる
。
この原理を使ってメルトバック、列えばGaAs基板(
1)に届く程度で幅5μm、深さ3,5μmの所定の組
成に制御する。
1)に届く程度で幅5μm、深さ3,5μmの所定の組
成に制御する。
その後0.2℃/minで4℃分冷却し浴液(16)に
Ga(1,6sA、f?o3sAs を析出さぜ埋め込
みJW (1,8)として第7図に示すようにエピタキ
シャル成長させる。
Ga(1,6sA、f?o3sAs を析出さぜ埋め込
みJW (1,8)として第7図に示すようにエピタキ
シャル成長させる。
また、第8図のように1つのストライプ状のへテロ構造
の部分(15)を除いてA12o、或いは5io2の酸
化1i−γ(1のを付け、この1浚化膜(19)をマス
クとしてZnを拡散させ、一部のへテロn9造のN型G
a o4AI0.6A S Ili (20) f
P型に変えオーミックコンタクトをとる。
の部分(15)を除いてA12o、或いは5io2の酸
化1i−γ(1のを付け、この1浚化膜(19)をマス
クとしてZnを拡散させ、一部のへテロn9造のN型G
a o4AI0.6A S Ili (20) f
P型に変えオーミックコンタクトをとる。
この場合は、他のへテロ(3造を除いているので、電流
狭窄を行なっていることにもなる。
狭窄を行なっていることにもなる。
さらに、第9図に示すようにr、λ化膜(1つ)を取り
除いて、P側1c Cr−Au 、 Nl1llllC
Au−Ge f蒸着して電極(21)(22)とする。
除いて、P側1c Cr−Au 、 Nl1llllC
Au−Ge f蒸着して電極(21)(22)とする。
以上の工程でGaAs基板埋め込みレーザが製造できる
。この場合の半導体レーザは発振波長が830nm、L
きい値電流が50 rn、Aで発振する。
。この場合の半導体レーザは発振波長が830nm、L
きい値電流が50 rn、Aで発振する。
また、本実施例に於いては多数の活l牛層埋め込み構造
全多数できるため、ヘテロ号・:゛り造合有する祖故ノ
部分にZn拡故金行なってオーミックコンタクト−にと
っておくならば、・1−q数の活性ハ→埋め込み構造が
発光するようなアレイレーザを製造することができる。
全多数できるため、ヘテロ号・:゛り造合有する祖故ノ
部分にZn拡故金行なってオーミックコンタクト−にと
っておくならば、・1−q数の活性ハ→埋め込み構造が
発光するようなアレイレーザを製造することができる。
このようなアレイレーザに於いては高出力の光ビームを
得ることができる。
得ることができる。
尚、本実施例では埋め込み型の半導体レーザの製造方法
について説IJAしたが、本発明は制御:uさイしたメ
ルトバックによる結晶成長を必′皮とする元手・ノj体
装置全般にも適用することができる。
について説IJAしたが、本発明は制御:uさイしたメ
ルトバックによる結晶成長を必′皮とする元手・ノj体
装置全般にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
哨1図乃至第3図は従来19υを示す図、第4図乃至第
9図は本発明の一実施例を示す図である。 1・・GaAS基板、2−N型Gao、6sAA03s
Asクラ7ド1ハ 3−N型Ga0.75Aノ0.25
ASガイド77.4−・・N型G a O,9sAA
O,o 5A S活性層、5−P uGao、7sAd
o2sAs6 ・= P 型Ga o、65A40.3
5AsクラッドM、13 ・N型G a o、4AA
o、sA s層、14−GaAS層、l 5−・・未飽
和溶液、16・・・浴液、17,19・・・酸化ル〕、
18・・・埋め込み層、21.22・・・パ付k。 代理人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)第1図 第2図 第3図 第 4 図 第5図 第 6 図 第17図
9図は本発明の一実施例を示す図である。 1・・GaAS基板、2−N型Gao、6sAA03s
Asクラ7ド1ハ 3−N型Ga0.75Aノ0.25
ASガイド77.4−・・N型G a O,9sAA
O,o 5A S活性層、5−P uGao、7sAd
o2sAs6 ・= P 型Ga o、65A40.3
5AsクラッドM、13 ・N型G a o、4AA
o、sA s層、14−GaAS層、l 5−・・未飽
和溶液、16・・・浴液、17,19・・・酸化ル〕、
18・・・埋め込み層、21.22・・・パ付k。 代理人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)第1図 第2図 第3図 第 4 図 第5図 第 6 図 第17図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1]半樽体基板上に活性層を有する複数の半導体層を
形成する際に、該半導体層の表面がAlを含まない層と
AAを含む層からなるようにし、該A[全含む層の酸化
膜全マスクとして前記Al金含まない層からエピタキシ
ャル成長にょクメルトバックして前記活性層を埋め込み
型とすることを特徴とする光半導体・1不置の製造方法
。 (2)半導体基+JiはGaAs基板であること全特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のブ0牛導体装置の製
造方法。 (3)活性層はN 2’i!! G a 1− xA
A’ xA s活性層であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の光半メf:体装置w¥の製造方法。 (4)活性層を有する離数の半導体層はダブルへテロ構
造を構成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の光半導体装置の製造方法。 [51AIIを含まない層はGaAs層であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の光半導体装置の製
造方法。 161 A l f含む層はN型G a 1− x A
A’ x A s層であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の光半導体装置の製造方法。 (7)活性層金塊め込み型する際の埋め込み層はQa、
、rAAAs層であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の光半導体装置1テの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58112842A JPS605582A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58112842A JPS605582A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 光半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS605582A true JPS605582A (ja) | 1985-01-12 |
Family
ID=14596892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58112842A Pending JPS605582A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS605582A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5153890A (en) * | 1991-03-11 | 1992-10-06 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device comprising a layered structure grown on a structured substrate |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58112842A patent/JPS605582A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5153890A (en) * | 1991-03-11 | 1992-10-06 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device comprising a layered structure grown on a structured substrate |
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