JPS61150393A - 半導体レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその製造方法Info
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- JPS61150393A JPS61150393A JP27602184A JP27602184A JPS61150393A JP S61150393 A JPS61150393 A JP S61150393A JP 27602184 A JP27602184 A JP 27602184A JP 27602184 A JP27602184 A JP 27602184A JP S61150393 A JPS61150393 A JP S61150393A
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- semiconductor laser
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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、半導体レーザおよびその製造方法に関す。
半導体レーザは、光を媒体にして多量の情報を扱う光通
信や情報処理の光信号源として多用されるようになって
きた。
信や情報処理の光信号源として多用されるようになって
きた。
このように使用される半導体レーザは、しきい値電流が
小さく効率が高く然も製造歩留りが良いものであること
が望まれる。
小さく効率が高く然も製造歩留りが良いものであること
が望まれる。
従来の低しきい値電流、高効率の半導体レーザの代表的
なもとして第3図の側断面図に構成を模式的に示した埋
込み型半導体レーザがある。
なもとして第3図の側断面図に構成を模式的に示した埋
込み型半導体レーザがある。
同図において、1はn形インジウム燐(InP)の基板
、2はn形1nPのクラット’Fx、3はインジウムガ
リウム砒素燐(InGaAsP)の活性層、4はp形I
nPのクラッド層、5はp形1nGaAsPのコンタク
トN、6と7はそれぞれp形InPとn形1nPのプロ
、り層、8と9はそれぞれ金属の電極である。
、2はn形1nPのクラット’Fx、3はインジウムガ
リウム砒素燐(InGaAsP)の活性層、4はp形I
nPのクラッド層、5はp形1nGaAsPのコンタク
トN、6と7はそれぞれp形InPとn形1nPのプロ
、り層、8と9はそれぞれ金属の電極である。
この半導体レーザは、活性層3がダブルへテロ接合をな
しており、電極8と9との間に電極8を正にした電流を
通ずると、ブロック層7と6との接合面で電流が阻止さ
れ、また活性層3領域の立ち上がり電圧がブロック層6
のクラッド層2および基板1との接合面の立ち上がり電
圧より小さいことから、電流は活性層3領域に集中し、
低しきい値電流、高効率で活性層3からレーザ光を出射
する。
しており、電極8と9との間に電極8を正にした電流を
通ずると、ブロック層7と6との接合面で電流が阻止さ
れ、また活性層3領域の立ち上がり電圧がブロック層6
のクラッド層2および基板1との接合面の立ち上がり電
圧より小さいことから、電流は活性層3領域に集中し、
低しきい値電流、高効率で活性層3からレーザ光を出射
する。
しかしながらこの半導体レーザは、その製造において、
クラッド層2、活性層3、クラッドN4、コンタクト層
5からなる帯状のメサをメサエッチングで形成(所謂メ
サストライプ形成)した後にブロック層6.7を埋込み
成長するため、メサ部が折れ易い、埋込み成長の面が広
く成長の再現性や均一性に不足があるなどの欠点があっ
て製造歩留りが悪く、その上成長後の表面が平面になら
ないため電極8形成後のパッケージへの取付けに不具合
である欠点がある。
クラッド層2、活性層3、クラッドN4、コンタクト層
5からなる帯状のメサをメサエッチングで形成(所謂メ
サストライプ形成)した後にブロック層6.7を埋込み
成長するため、メサ部が折れ易い、埋込み成長の面が広
く成長の再現性や均一性に不足があるなどの欠点があっ
て製造歩留りが悪く、その上成長後の表面が平面になら
ないため電極8形成後のパッケージへの取付けに不具合
である欠点がある。
これらの欠点を改良するものとして、第4図の側断面図
で構成を模式的に示した半導体レーザが提案されている
(例えば、公開特許公報、昭58−85584)。
で構成を模式的に示した半導体レーザが提案されている
(例えば、公開特許公報、昭58−85584)。
同図において、11はn形インジウム燐(InP)の基
板、12はn形rnPのクラッド層、13はインジウム
ガリウム砒素燐(InGaAsP)の活性層、14はp
形InPのクラッド層、14aはp形1nPのハソファ
層、15はp形1nGaAsPのコンタクト層、16と
17はそれぞれp形1nPとn形1nPのブロック層、
18と19はそれぞれ金属の電極、20はメサストライ
プ、21と22は溝である。ここで、第3図図示に対応
する対象物の符号は、第3図図示の符号に10を加えた
符号にしである。
板、12はn形rnPのクラッド層、13はインジウム
ガリウム砒素燐(InGaAsP)の活性層、14はp
形InPのクラッド層、14aはp形1nPのハソファ
層、15はp形1nGaAsPのコンタクト層、16と
17はそれぞれp形1nPとn形1nPのブロック層、
18と19はそれぞれ金属の電極、20はメサストライ
プ、21と22は溝である。ここで、第3図図示に対応
する対象物の符号は、第3図図示の符号に10を加えた
符号にしである。
この半導体レーザは、電流がブロック層16と17との
接合面で阻止されてメサストライプ20に集中し、レー
ザ光を出射する。そして、メサストライプ20の両側に
:a21と22とがあってその外側がメサストライプ2
0と同じ高さであるため、ブロック層16.17を埋込
み成長する際に、メサストライプ20が折れ難く然も再
現性が第3図図示の場合より良好で製造歩留りが向上す
る。また、電極18が略平面に形成されてパッケージへ
の取付けにも具合が良い。
接合面で阻止されてメサストライプ20に集中し、レー
ザ光を出射する。そして、メサストライプ20の両側に
:a21と22とがあってその外側がメサストライプ2
0と同じ高さであるため、ブロック層16.17を埋込
み成長する際に、メサストライプ20が折れ難く然も再
現性が第3図図示の場合より良好で製造歩留りが向上す
る。また、電極18が略平面に形成されてパッケージへ
の取付けにも具合が良い。
しかしながらこの半導体レーザは、溝21と22との外
側に活性層13があってその領域の立ち上がり電圧がメ
サストライプ20領域と同一になり、第4図図示aで示
す漏洩電流が生じて第3図図示の半導体レーザよりしき
い値電流が上昇すると言う問題がある。
側に活性層13があってその領域の立ち上がり電圧がメ
サストライプ20領域と同一になり、第4図図示aで示
す漏洩電流が生じて第3図図示の半導体レーザよりしき
い値電流が上昇すると言う問題がある。
上記問題点は、一導電型半導体の基板上に形成された活
性層を含む帯状の半導体多層膜と、該多層膜の両側のそ
れぞれに隣接して形成された少な゛(とも該活性層を側
面に位置させる深さを有する帯状の二つの溝と、酸二つ
の溝の内面および酸二つの溝の外側の面に連通して接し
て形成された逆導電型半導体の第一のブロック層と、該
第一のブロック層に接して形成された一導電型半導体の
第二のブロック層とを有し、且つ酸二つの溝の外側の領
域に活性層を有しない本発明の半導体レーザによって解
決され、また、一導電型半導体の基板上に活性層を含む
半導体多層膜を形成する工程と、該多層膜の上面から帯
状領域を残して選択的エツチング手段により該活性層ま
でを除去する工程と、該帯状領域の両側のそれぞれに隣
接して帯状の二つの溝を形成する工程と、酸二つの溝の
内面および酸二つの溝の外側の面に連通して接して逆導
電型半導体の第一のブロック層を形成する工程と、該第
一のブロック層に接して一導電型半導体の第二のブロッ
ク層を形成する工程とを含む本発明の製造方法によって
解決される。
性層を含む帯状の半導体多層膜と、該多層膜の両側のそ
れぞれに隣接して形成された少な゛(とも該活性層を側
面に位置させる深さを有する帯状の二つの溝と、酸二つ
の溝の内面および酸二つの溝の外側の面に連通して接し
て形成された逆導電型半導体の第一のブロック層と、該
第一のブロック層に接して形成された一導電型半導体の
第二のブロック層とを有し、且つ酸二つの溝の外側の領
域に活性層を有しない本発明の半導体レーザによって解
決され、また、一導電型半導体の基板上に活性層を含む
半導体多層膜を形成する工程と、該多層膜の上面から帯
状領域を残して選択的エツチング手段により該活性層ま
でを除去する工程と、該帯状領域の両側のそれぞれに隣
接して帯状の二つの溝を形成する工程と、酸二つの溝の
内面および酸二つの溝の外側の面に連通して接して逆導
電型半導体の第一のブロック層を形成する工程と、該第
一のブロック層に接して一導電型半導体の第二のブロッ
ク層を形成する工程とを含む本発明の製造方法によって
解決される。
本半導体レーザは、先に第4図で説明した改良された半
導体レーザから二つの溝の外側の活性層が除去されてい
るので、該活性層の存在に起因する漏洩電流の発生がな
い。そして該活性層の除去は上記製造方法により可能に
なる。
導体レーザから二つの溝の外側の活性層が除去されてい
るので、該活性層の存在に起因する漏洩電流の発生がな
い。そして該活性層の除去は上記製造方法により可能に
なる。
かくして、第4図図示半導体レーザで改良された点即ち
製造歩留りの向上と電極の平面性とを維持しながらしき
い値電流を低減させることが出来て、光信号源として優
れた半導体レーザの提供が容易になる。
製造歩留りの向上と電極の平面性とを維持しながらしき
い値電流を低減させることが出来て、光信号源として優
れた半導体レーザの提供が容易になる。
C実施例〕
以下本発明による半導体レーザの一実施例についてその
構成を模式的に示す第1図の側断面図およびその製造方
法を示す第2図(a)〜(d)の工程順側断面図により
説明する。企図を通じ同一符号は同一対象物を示す。
構成を模式的に示す第1図の側断面図およびその製造方
法を示す第2図(a)〜(d)の工程順側断面図により
説明する。企図を通じ同一符号は同一対象物を示す。
第1図は第4図に対応する図で、第1図図示の半導体レ
ーザは、第4図図示の半導体レーザから溝21と22と
の外側の活性層13とクラフト層14とが除去されてい
るのみで、その他は変わらない。
ーザは、第4図図示の半導体レーザから溝21と22と
の外側の活性層13とクラフト層14とが除去されてい
るのみで、その他は変わらない。
このためこの半導体レーザは、第4図図示の半導体レー
ザで改良された点を維持しながら第4図にaで示す漏洩
電流の発生がなくしきい値電流が低減する。
ザで改良された点を維持しながら第4図にaで示す漏洩
電流の発生がなくしきい値電流が低減する。
本願の発明者は、上記半導体レーザを第2図(a)〜(
d)図示の工程順で以下のようにして製造した。
d)図示の工程順で以下のようにして製造した。
即ち〔図Ta)参照) 、(100)面の基板11上に
、厚さ約2μmのクラッド層12、厚さ約0.2μmの
活性層13、厚さ約0.2μmのクラッド層14をその
順に液相成長法により成長させる。成長温度は約600
℃で、各々の成長メルトの゛組成は、それぞれ、インジ
ウム(In) : InP :錫(Sn)= Ig
: 5.5mg:30+og、 In :インジウ
ム砒素(InAs) :ガリウム砒素(GaAs) :
InP = Ig : 44.3mg : 9.
2mg : 1.5mg11n:InP:カドミウム
(Cd) = 1 g : 5.5mg : 30
mgである。
、厚さ約2μmのクラッド層12、厚さ約0.2μmの
活性層13、厚さ約0.2μmのクラッド層14をその
順に液相成長法により成長させる。成長温度は約600
℃で、各々の成長メルトの゛組成は、それぞれ、インジ
ウム(In) : InP :錫(Sn)= Ig
: 5.5mg:30+og、 In :インジウ
ム砒素(InAs) :ガリウム砒素(GaAs) :
InP = Ig : 44.3mg : 9.
2mg : 1.5mg11n:InP:カドミウム
(Cd) = 1 g : 5.5mg : 30
mgである。
次いで〔図(b)参照〕、クラッド層14上<100
>方向に幅約5μmの帯状の二酸化シリコン(5iO2
)マスク23を形成し、これをマスクにしてクラッド層
14と活性層13とを選択エツチング除去してクラッド
層12を表出させ、幅約4μmの帯状メサ20aを形成
する。エツチング液は、それぞれ、塩酸(HCI)
:燐酸(H3POa)=3:1 (体積比)、硫酸(
HzSOa):過酸化水5(Hz 02) :水(H
20)=90:5:5(体積比)の混合液である。
>方向に幅約5μmの帯状の二酸化シリコン(5iO2
)マスク23を形成し、これをマスクにしてクラッド層
14と活性層13とを選択エツチング除去してクラッド
層12を表出させ、幅約4μmの帯状メサ20aを形成
する。エツチング液は、それぞれ、塩酸(HCI)
:燐酸(H3POa)=3:1 (体積比)、硫酸(
HzSOa):過酸化水5(Hz 02) :水(H
20)=90:5:5(体積比)の混合液である。
次いで(図(C)参照) 、5iOzマスク23を除去
した後、帯状メサ20aの上面とその両側にそれぞれ約
6μmの間隔をおいた外側の上面とを覆う5iOzマス
ク24を再び形成し、これをマスクにしてブロムメタノ
ール(BrとCH,OHとの混合液)でクラッド層12
から基板11に至る深さ約2.5μm、幅約8μlの溝
21と22とを形成すると共に幅約2μlのメサストラ
イプ20を形成する。
した後、帯状メサ20aの上面とその両側にそれぞれ約
6μmの間隔をおいた外側の上面とを覆う5iOzマス
ク24を再び形成し、これをマスクにしてブロムメタノ
ール(BrとCH,OHとの混合液)でクラッド層12
から基板11に至る深さ約2.5μm、幅約8μlの溝
21と22とを形成すると共に幅約2μlのメサストラ
イプ20を形成する。
次いで〔図(d)参照) 、5iOzマスク24を除去
した後、両側部における厚さがそれぞれ、約0.5μm
のブロック層16、約0.5μmのブロック層17、約
1μ…のバッファ層14a1約0.5μmのコンタクト
層15をその順に液相成長法により成長させる。
した後、両側部における厚さがそれぞれ、約0.5μm
のブロック層16、約0.5μmのブロック層17、約
1μ…のバッファ層14a1約0.5μmのコンタクト
層15をその順に液相成長法により成長させる。
成長温度は約600℃で、各々の成長メルトの組成は、
それぞれ、In:InP :Cd=1g : 5
.1mg:30mg、、 In: InP :Sn=
Ig : 5.1mg:30mg、 In: InP
:Cd= Ig : 5.5mg:30mg、 I
n: InAs:GaAs:InP :亜鉛(Zn)
= 1 g 744.3mg : 9.2mg :
1.5mg: 0.25mgである。この成長におい
て、ブロック層16と17は、過冷却度が小さいために
メサストライプ20上には成長せずして図示のような形
状になり、その再現性もよい。また、コンタクト層15
の上面は略平面になる。
それぞれ、In:InP :Cd=1g : 5
.1mg:30mg、、 In: InP :Sn=
Ig : 5.1mg:30mg、 In: InP
:Cd= Ig : 5.5mg:30mg、 I
n: InAs:GaAs:InP :亜鉛(Zn)
= 1 g 744.3mg : 9.2mg :
1.5mg: 0.25mgである。この成長におい
て、ブロック層16と17は、過冷却度が小さいために
メサストライプ20上には成長せずして図示のような形
状になり、その再現性もよい。また、コンタクト層15
の上面は略平面になる。
次いで、オーミック接合する金属の電極18と19とを
形成し、共振器長(活性層13の長さ)を300μmに
して臂開し、第1図図示の半導体レーザを完成させた。
形成し、共振器長(活性層13の長さ)を300μmに
して臂開し、第1図図示の半導体レーザを完成させた。
かく製造された半導体レーザは、しきい値電流が約15
mA、効率が約0.3mW/mAと言う高性能を示し、
然も製造歩留りが第4図図示の半導体レーザと同等に良
かった。
mA、効率が約0.3mW/mAと言う高性能を示し、
然も製造歩留りが第4図図示の半導体レーザと同等に良
かった。
ちなみに、本半導体レーザと性能を比較するように製造
した第3図および第4図図示の半導体レーザの特性は、
それぞれ、しきい値電流が15mAおよび20〜25m
A、効率が0.25〜0.3mW/mAおよび0゜25
〜0.3mW/mAである。
した第3図および第4図図示の半導体レーザの特性は、
それぞれ、しきい値電流が15mAおよび20〜25m
A、効率が0.25〜0.3mW/mAおよび0゜25
〜0.3mW/mAである。
以上説明したように、本発明の構成によれば、製造歩留
りが良く然も低しきい値電流、高効率である半導体レー
ザが提供出来て、光信号源として優れた半導体レーザの
提供を容易にさせる効果がある。
りが良く然も低しきい値電流、高効率である半導体レー
ザが提供出来て、光信号源として優れた半導体レーザの
提供を容易にさせる効果がある。
図面において、
第1図は本発明による半導体レーザの一実施例の構成を
模式的に示す側断面図、 第2図(al〜(dlはその半導体レーザの製造方法を
示す工程順側断面図、 第3図は従来の半導体レーザの代表例の構成を模式的に
示す側断面図、 第4図はそれを改良した半導体レーザの構成を模式的に
示す側断面図である。 また、図中において、 1.11はn形の基板、 2.12はn形のクラッド層、 3.13は活性層、 4.14はp形のクラッド層、 14aはp形のハフファ層、 5.15はp形のコンタクト層・ 6.16はp形のブロック層、 7.17はn形のブロック層、 8.9.18.19は電極、 20はメサストライプ、 20aは帯状メサ、 21.22は溝、 23.24は5iOzマスク、 aは漏洩電流、 をそれぞれ示す。
模式的に示す側断面図、 第2図(al〜(dlはその半導体レーザの製造方法を
示す工程順側断面図、 第3図は従来の半導体レーザの代表例の構成を模式的に
示す側断面図、 第4図はそれを改良した半導体レーザの構成を模式的に
示す側断面図である。 また、図中において、 1.11はn形の基板、 2.12はn形のクラッド層、 3.13は活性層、 4.14はp形のクラッド層、 14aはp形のハフファ層、 5.15はp形のコンタクト層・ 6.16はp形のブロック層、 7.17はn形のブロック層、 8.9.18.19は電極、 20はメサストライプ、 20aは帯状メサ、 21.22は溝、 23.24は5iOzマスク、 aは漏洩電流、 をそれぞれ示す。
Claims (2)
- (1)一導電型半導体の基板上に形成された活性層を含
む帯状の半導体多層膜と、該多層膜の両側のそれぞれに
隣接して形成された少なくとも該活性層を側面に位置さ
せる深さを有する帯状の二つの溝と、該二つの溝の内面
および該二つの溝の外側の面に連通して接して形成され
た逆導電型半導体の第一のブロック層と、該第一のブロ
ック層に接して形成された一導電型半導体の第二のブロ
ック層とを有し、且つ該二つの溝の外側の領域に活性層
を有しないことを特徴とする半導体レーザ。 - (2)一導電型半導体の基板上に活性層を含む半導体多
層膜を形成する工程と、該多層膜の上面から帯状領域を
残して選択的エッチング手段により該活性層までを除去
する工程と、該帯状領域の両側のそれぞれに隣接して帯
状の二つの溝を形成する工程と、該二つの溝の内面およ
び該二つの溝の外側の面に連通して接して逆導電型半導
体の第一のブロック層を形成する工程と、該第一のブロ
ック層に接して一導電型半導体の第二のブロック層を形
成する工程とを含む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 |
---|---|---|---|
JP27602184A JPS61150393A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27602184A JPS61150393A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61150393A true JPS61150393A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17563682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27602184A Pending JPS61150393A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61150393A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6386594A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Toshiba Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
JPS63142888A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-15 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 半導体レーザ |
US5665612A (en) * | 1994-08-08 | 1997-09-09 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for fabricating a planar buried heterostructure laser diode |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27602184A patent/JPS61150393A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6386594A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Toshiba Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
JPS63142888A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-15 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 半導体レーザ |
US5665612A (en) * | 1994-08-08 | 1997-09-09 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for fabricating a planar buried heterostructure laser diode |
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