JPS6086889A - 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

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JPS6086889A
JPS6086889A JP58195658A JP19565883A JPS6086889A JP S6086889 A JPS6086889 A JP S6086889A JP 58195658 A JP58195658 A JP 58195658A JP 19565883 A JP19565883 A JP 19565883A JP S6086889 A JPS6086889 A JP S6086889A
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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。

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。
ビデオディスク等のコヒーレント光源を始めとして、各
種電子機器の光源として、用いられる半導体レーザ装置
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、二重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て閉じ込めたシ、或
いは、活性層中の一部に電流が流れる様にして光増幅率
に活性層中で分布を持たせて閉じ込める方法がある。
電流の閉じ込め、つマク１キヤリアの閉じ込めに関して
は、二重へテロ構造で活性層をはさみ、半導体中の電子
のエネルギーバンドの構造により閉じ込め、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狭さく領域を設けるのが通
常の方法である。
第１図に、従来の代表的なストライプ構造レーザを示す
。これらの図において、１ｏはｎ　−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基
板、１１は”　Ａ　ｌ　ｘＧ　ａ　１ｘ　Ａ　ｓ層、１
２はＡ　１　ｙ　Ｇ　”　１ｙ　Ａｓ（Ｏ＜’　ｙ　（
ｘ　）層、１３はｐ−ＡＩ！Ｇａ１−エＡ８層、１４は
ｐ−ＧａＡｓ層、１５は活性領域、１６はストライプ部
、１７はｎ−ＧａＡｓ層、２１はプロトンを照射した高
抵抗領域、２２はＺｎ拡散領域、２３はＳ　１０２膜で
ある。ａはｐ＋−ＧａＡｇキャップ層１４の上から、プ
ロトンを照射する事によシ、ストライプ部１６を形成し
たレーザである。ｂは、ｐ　、　Ａ　ｌ　ｘ　Ｇ　ａ　
１ｘ　Ａ　ｓ層１３上に、ｎ−ＧａＡＢ層１７全１７し
、ｎ−ＧａＡｓ層１７上からＺｎｉ拡散する事によシ、
ｎ−ＧａＡｓ層１７中に電流注入用のストライプ部１６
を形成し；７、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　五〇２膜等
の絶縁膜２３全設ける事によシ、電流注入用のストライ
プ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部１６によシ、
電流力稍すれる領域を制限し、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Ａ　ｌ　ｙ　Ｇ　ａ　
１ｙ　Ａ　ｓ層（０≦７＜Ｘ）１２中での発振領域（以
下、活性領域１６とする。）を制限してその形状効果に
より、高次横モードの発振を抑え、単−横モード発振が
実現される。
しかしながら、上記のストライプ構造を作製する方法に
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電磁界
により加速し、作製された二重へテロ構造半導体ウェハ
に照射する。この時、半導体ウェハの照射された領域は
、加速されたイオンが通過する事により、損傷を受ける
。しかも活性領域付近、または活性領域直上付近のプロ
トン照射領域に近いところでは、Ｇ　ａ　Ａ　ｓ層。
Ｇ　ａ　Ａ　Ｉ　Ａ　ｇ層の結晶が損傷を受け、半導体
レーザの電気特性、光学特性、信頼性等を損う。これ全
回避するためには、プロトン照射後、高温でアニールを
行なう必要があり、工程が多くなるばかりか、アニール
される層中に、Ｚｎ等の熱拡散係数の高いドーパントが
存在すると、これらが動きキャリア濃度の制御性の良い
多層構造が、結果的に得られにくくなる。
２　第１図すでは、Ｚｎ拡散を高温（７０ＱＣ〜ａｅｓ
ｏＣ）で行なう事が多く、各層中のドーパントも拡散さ
れ、ｐ／ｎ接合界面が設計位置よりずれたり、ｐ／ｎ接
合が設計通シ形成するのが難しくなる。
３　第１図Ｃでは、Ａ　ｌ　ｙ　Ｇ　ａ　１ｙ　Ａ　ｍ
　活性層１２での活性領域１６が、第１図ａ、ｂのスト
ライプ構造を有するレーザに比べて広がるという問題が
ある。これは第１図ａ、ｂに比べて、第１図Ｃの構造は
、ストライプ１６による電流狭さくが弱いためである。
４　第１図ａ　”−ｃのストライプ構造レーザでは、二
重へテロ構造を含む多層薄膜の結、晶成長と、電流狭さ
く用のストライプ構造を設ける工程とは別の装置を利用
して作製しておシ、１つの装置で両方を一度に作製する
ことはできない。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、キャリア濃度がよく制御され
、界面で急しゅんな多層構造と強い電流狭さく用ストラ
イプ構造とｔ−１回の結晶成長で形成する半導体レーザ
装置の製造方法を提供することを目的とするものである
。
発明の構成 この目的を達成するために、本発明の半導体し一ザ装置
の製造方法は、化合物半導体単結晶基板上に、レーザビ
ーム又は電子ビームを局部的に照射しながら結晶成長を
行い、前記局部照射した部品に単結晶薄膜、前記局部照
射されない部分に多結晶薄膜を形成する工程で、その上
に二重へテロ構造を含む多層の化合物半導体層を形成す
る工程とを有するものである。この方法により、多結晶
薄膜の一部である単結晶領域が良好な電流狭さくスト２
イブとなるため、１回の結晶成長でストライプ構造まで
作シ込むことができ、低しきい値で単−横モード発振す
る半導体レーザ装置かえられる。
実施例の説明 第２図、第３図を用いて、本発明の実施例の半導体レー
ザ装置の製造方法について説明する。
第２図に示す様に化合物半導体単結晶基板３２上に局部
加熱手段（例えばレーザビームや電子ビームなど）を用
いて、局部加熱されている部分を作る。ここではピッチ
２０間隔でストライプ３１が局部加熱されており、この
状態で結晶成長を行なう。
化合物半導体基板３２はｐ型でもｎ型でもよく、以下説
明のためｎ型基板とする。
上で簡単に述べた様に、ｎ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板３２上
に局部加熱を行ないながら、ＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法
によりｎ型Ｇ　ａ　Ａ　ａの結晶成長を行なう。この時
ｎ型Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板３２は、ＭＯＣＶＤ法では４０
００　ｅＭＢＥ法では３００Ｃ’に加熱している。局部
加熱手段によシ、ストライプ３１の付近の温度を基板加
熱温度よｐ１００〜２００Ｃ高くなる様にしてやると、
第３図に示す様に０．５μｍの膜厚で局部加熱されてい
た付近には、ｎ−ＧａＡｓ単結晶４２が成長し、他はｎ
−ＧａＡｓ多結晶４ｏが成長した。
この後、局部加熱をやめ、ｎ−ＧａＡａ基板’１１Ｍ０
ｃＶＤ法ではｒｒｓｏｃに加熱しくＭＢＥ法では７００
Ｃ）、順次ｎ　Ａ　ｌ　ｘ　Ｇ　ａ　、−ｘ　Ａ　ｓ層
１１　ｅ　Ａｌ　ｙ　Ｇ　ａ　１ｙ　Ａ　ｓ層１２（０
≦ｙ　（ｘ　）　＊　’　ｐ−Ａ　ｌ　ｘ　Ｇ　ａ　１
ｘ　Ａ　ｓ層１３゜ｐ＋−ＧａＡｓ層１９全成長させた
。この時、最初に局部加熱をして成長させたｎ　−Ｇ　
ａ　Ａ　ｓ単結晶４２の上には単結晶の二重へテロ構造
を含む多層薄膜が、ｎ−ＧａＡｓ　多結晶４０の上には
、多結晶の二重へテロ構造を含む多層薄膜が成長した。
このウェハに電極を作製し、半導体レーザを作製したと
ころ、電流がストライプ１６の幅で効率よく狭さくされ
、低しきい値で単−横モード発振するストライプ構造レ
ーザが得られた。
なお、本実施例では、Ｇ　ａ　Ａ　ｓ系、ＧａＡｌＡｓ
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
ついても同様に適用が可能である。
発明の効果 以上、本発明により、単−横モード発振するストライプ
構造レーザを作製することができる。本発明の半導体レ
ーザ装置の製造方法によれば１　プロトン照射型ストラ
イプ構造レーザと同等な電流狭さく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、 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なう事がなく、 ３　従来のストライプ構造に比べ、ストライプを設ける
ためだけの工程が可必要で１回の結晶成長で二重へテロ
構造を含む半導体レーザ作製用用多層薄膜とストライプ
構造を形成する事ができ簡便である。
など、その実用的効果は犬なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ　％　Ｃは従来のストライプ構造を有する半導
体レーザ装置の断面図、第２図は、局部加熱手段を用い
て結晶成長を行なう本発明の半導体レーザ装置の製造方
法について説明するための図、第３図は、本発明の方法
を用いて作製した半導体レーザ装置の断面図である。 １０−−−　・−・ｎ−ＧａＡｓ基板、１１−−−−・
・ｎ−Ａｌ　！Ｇａ１゜Ａ８層、１２−−−−−−ＡＬ
ｙＧａｌ、Ａｓ（ｏ≦ｙくｘ。 活性層）１３・・・・・・ｐ−ＡｌｘＧａ１−エム８層
、１４・・・・・・ｐ＋−ＧａＡｓ層、１６・・・・・
・活性領域、１６・・・・・・ストライプ又はストライ
ブ幅、１７・・・・・・ｎ−ＧａＡｓ層、１９・・・・
・・ｐ＋−ＧａＡｓ層、２１・・・・・・プロトンを照
射した高抵抗領域、２２・・・・・・Ｚｎ拡散領域、シ
３・・・・・・Ｓ　ｓ　０２絶縁膜、３１・・・・・・
ストライプ状にザ晶領域を結晶成長させる部分、３２・
・・・・・ｎ　−ＧａＡｓ基板、４ｏ・・・・・・ｎ　
−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ多結晶領域、４１・・・・・・二重へ
テロ構造を含む多結晶多層薄膜領域、４２・・・・・・
ｎ−ＧａＡｓ単結晶領域、４３・・・・・・二重へテロ
構造を含む単結晶多層薄膜領域。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 化合物半導体単結晶基板上に、レーザビーム又は電子ビ
    ームを局部的に照射しながら結晶成長を行い、前記局部
    照射した部分に単結晶薄膜、前記局部照射されない部分
    に多結晶薄膜を形成する工程と、その上に二重へテロ構
    造を含む多層の化合物半導体層膜を形成する工程とを有
    すること全特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
JP58195658A 1983-10-19 1983-10-19 半導体レ−ザ装置の製造方法 Granted JPS6086889A (ja)

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JPH0559594B2 JPH0559594B2 (ja) 1993-08-31

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62222690A (ja) * 1986-03-25 1987-09-30 Seiko Epson Corp 半導体レーザの製造方法
DE102006013442A1 (de) * 2006-03-17 2007-09-20 Humboldt-Universität Zu Berlin Halbleiterlaser und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62222690A (ja) * 1986-03-25 1987-09-30 Seiko Epson Corp 半導体レーザの製造方法
DE102006013442A1 (de) * 2006-03-17 2007-09-20 Humboldt-Universität Zu Berlin Halbleiterlaser und Verfahren zu seiner Herstellung

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