JPS61166087A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS61166087A JPS61166087A JP702785A JP702785A JPS61166087A JP S61166087 A JPS61166087 A JP S61166087A JP 702785 A JP702785 A JP 702785A JP 702785 A JP702785 A JP 702785A JP S61166087 A JPS61166087 A JP S61166087A
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- Japan
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
く技術分野〉
本発明は半導体レーザ素子の製造技術に関し、特に活性
層をストライプ状に埋め込んだ構造を有する半導体レー
ザ素子の製造方法に関するものであるっ 〈従来技術とその問題点〉 近年、光情報処理技術あるいは光通信技術の発展に伴な
って信号光の発光源として用いられる半導体レーザ素子
の重要性が増大している。半導体レーザ素子の構造とし
ては低雑音で変調することができかつ出力特性や発振モ
ード特性の安定な埋め込みへテロ型の素子構造を有する
レーザ素子が多く用いられる。第２図にこの素子構造の
１例を示す。ｎ型（１００）ＩｎＰ基板ｌ上にｎ−１ｎ
Ｐバッファ層２．アンドープＩｎＧａＰＡＳ活性層３ｐ
−１１Ｐクラッド層４＋ ｐ−１ｎＧａＰＡｓ キ
ャップ層５を順次エピタキシャル成長させた後５ｉ０２
魂図示せず）をマスクとしてエツチング処理し、＜０１
１ ＞方向にメサ加工を施して逆メサ構造を形成する。
層をストライプ状に埋め込んだ構造を有する半導体レー
ザ素子の製造方法に関するものであるっ 〈従来技術とその問題点〉 近年、光情報処理技術あるいは光通信技術の発展に伴な
って信号光の発光源として用いられる半導体レーザ素子
の重要性が増大している。半導体レーザ素子の構造とし
ては低雑音で変調することができかつ出力特性や発振モ
ード特性の安定な埋め込みへテロ型の素子構造を有する
レーザ素子が多く用いられる。第２図にこの素子構造の
１例を示す。ｎ型（１００）ＩｎＰ基板ｌ上にｎ−１ｎ
Ｐバッファ層２．アンドープＩｎＧａＰＡＳ活性層３ｐ
−１１Ｐクラッド層４＋ ｐ−１ｎＧａＰＡｓ キ
ャップ層５を順次エピタキシャル成長させた後５ｉ０２
魂図示せず）をマスクとしてエツチング処理し、＜０１
１ ＞方向にメサ加工を施して逆メサ構造を形成する。
しかる後、再び上記エツチング処理により成長層の除去
された部分にｐ−ＩｎＰ 層６゜ｎ−ＩｎＰ層７＋ｎ
−ＩｎＧａＰＡａ層８を順次エピタキシャル成長させて
上記逆メサ構造を埋設する。
された部分にｐ−ＩｎＰ 層６゜ｎ−ＩｎＰ層７＋ｎ
−ＩｎＧａＰＡａ層８を順次エピタキシャル成長させて
上記逆メサ構造を埋設する。
ＩｎＰ基板１とキャップ層５にキャリヤ注入用電極を形
成し該電極を介して駆動電流を逆メサ構造部へ注入する
と活性層３でレーザ発振が開始される。
成し該電極を介して駆動電流を逆メサ構造部へ注入する
と活性層３でレーザ発振が開始される。
このような埋め込み型の半導体レーザ素子は以下に述べ
る問題点を内在しており、製作歩留の観点からは満足す
べき条件が確立されていない。即ち発振横モード制御及
び発振閾値電流の低減には活性層幅を縮小することが不
可欠であるため、メサ加工の方向としては逆メサ形状が
容易に得られる（０１１）方向が用いられる。しかしな
がら、活性層幅を３μｍ以下に加工すると逆メサ形状が
機械的に弱くなるため、メサエッチング時及び再成長時
にメサ部の破損が多く歩留りが悪くなるという欠点があ
る。更に、エツチング後の活性層３の側面が雰囲気中に
露呈されているため熱の影響を受けて含有している燐が
解離して失なわれる等の組成変動に起因して動作特性や
信頼性に劣化が見られる。
る問題点を内在しており、製作歩留の観点からは満足す
べき条件が確立されていない。即ち発振横モード制御及
び発振閾値電流の低減には活性層幅を縮小することが不
可欠であるため、メサ加工の方向としては逆メサ形状が
容易に得られる（０１１）方向が用いられる。しかしな
がら、活性層幅を３μｍ以下に加工すると逆メサ形状が
機械的に弱くなるため、メサエッチング時及び再成長時
にメサ部の破損が多く歩留りが悪くなるという欠点があ
る。更に、エツチング後の活性層３の側面が雰囲気中に
露呈されているため熱の影響を受けて含有している燐が
解離して失なわれる等の組成変動に起因して動作特性や
信頼性に劣化が見られる。
〈発明の構成〉
本発明は上述の問題点に鑑みストライプ幅の狭い活性層
を有しかつ熱影響による特性劣化を招くことのない埋め
込み型の半導体レーザ素子を得るために、エツチング加
工後の再成長時に第１の埋め込み層成長の直前に未飽和
ＩｎＰ融液を用いた基板及び成長層のメルトバンクを行
ない、熱劣化を受けた活性層端部を除去するとともに活
性層のストライプ幅を更に縮小させた後、エピタキシャ
ル層の再成長によって埋め込み構造を作製することを特
徴としている。
を有しかつ熱影響による特性劣化を招くことのない埋め
込み型の半導体レーザ素子を得るために、エツチング加
工後の再成長時に第１の埋め込み層成長の直前に未飽和
ＩｎＰ融液を用いた基板及び成長層のメルトバンクを行
ない、熱劣化を受けた活性層端部を除去するとともに活
性層のストライプ幅を更に縮小させた後、エピタキシャ
ル層の再成長によって埋め込み構造を作製することを特
徴としている。
〈実施例〉
第１図（Ａ）０３）（Ｃ）は本発明の１実施例を説明す
る半導体レーザ素子の製造工程図である。
る半導体レーザ素子の製造工程図である。
ｎ型ＩｎＰ基板９の（＋００）面上にｎ−１ｎｐバッフ
ァ層１０．アンドープＩｎＧａＰＡｓ活性層１１、ｐ−
１ｎＰクラッド層Ｉ Ｌ Ｐ−１ｎＧａＰＡｓキャッ
プ層１３を順次液相エピタキシャル成長法で多層に成長
させ、ダブルへテロ接合型のレーザ動作用エピタキシャ
ル成長層を形成する。次に、キャップ層１３上の中央部
にストライプ状にＳ ｉ０２膜１４’を被覆し、このＳ
ｉ０２膜１４をマスクとして＜０２＞方向にメサエッ
チング加工を施す。
ァ層１０．アンドープＩｎＧａＰＡｓ活性層１１、ｐ−
１ｎＰクラッド層Ｉ Ｌ Ｐ−１ｎＧａＰＡｓキャッ
プ層１３を順次液相エピタキシャル成長法で多層に成長
させ、ダブルへテロ接合型のレーザ動作用エピタキシャ
ル成長層を形成する。次に、キャップ層１３上の中央部
にストライプ状にＳ ｉ０２膜１４’を被覆し、このＳ
ｉ０２膜１４をマスクとして＜０２＞方向にメサエッ
チング加工を施す。
このエツチング加工により第１図（Ａ）に示す逆メサ構
造のレーザ動作部がＩｎＰ基板９上に形成される。活性
層１１は厚さ約０．２μｍ２幅約５．０μｍに設定して
いる。
造のレーザ動作部がＩｎＰ基板９上に形成される。活性
層１１は厚さ約０．２μｍ２幅約５．０μｍに設定して
いる。
次に、未飽和ＩｎＰ融液をメサエッチング加工したレー
ザ動作部表面に接触させることによってレーザ動作部表
面の成長層をメルトバックする。
ザ動作部表面に接触させることによってレーザ動作部表
面の成長層をメルトバックする。
この場合、ＩｎＰ融液の飽和度を調整することによりメ
ルトバックの深さを調整することができる。
ルトバックの深さを調整することができる。
ＩｎＰとＩｎＧａＰＡ３ではメルトバックの速度に差が
あり、例えば６００℃において飽和度９０％のＩｎＰ融
液を２秒間接触させることによりＩｎＰ層は０．５ μ
ｍ＋ Ｉ ｎＧａＰＡｓ層は１．５μｍ程度メルトバ
ックされる。従って、活性層１１とキャップ層１３のメ
ルトバック量はバッフ１層１０とクラッド層１２のメル
トバック量より多くなり、第１図（Ｊ３）に示す如く端
面が段差を有するエピタキシャル成長層となる。活性層
１１はストライプ幅が約２．０μｍ程度に狭小化され横
モード制御及び閾値電流の低減に充分な値となる。また
活性層１１の側端がエツチングされることにより、熱影
響を受けた部分が除去されるため組成変動等のない良質
の活性層１１が維持される。
あり、例えば６００℃において飽和度９０％のＩｎＰ融
液を２秒間接触させることによりＩｎＰ層は０．５ μ
ｍ＋ Ｉ ｎＧａＰＡｓ層は１．５μｍ程度メルトバ
ックされる。従って、活性層１１とキャップ層１３のメ
ルトバック量はバッフ１層１０とクラッド層１２のメル
トバック量より多くなり、第１図（Ｊ３）に示す如く端
面が段差を有するエピタキシャル成長層となる。活性層
１１はストライプ幅が約２．０μｍ程度に狭小化され横
モード制御及び閾値電流の低減に充分な値となる。また
活性層１１の側端がエツチングされることにより、熱影
響を受けた部分が除去されるため組成変動等のない良質
の活性層１１が維持される。
第１図の）のレーザ動作部を埋設するため、５ｉ０２膜
１４を除去した後、レーザ動作部側側にｐ−ＩｎＰ埋込
層１５＋ ｎ ＩＩＰ埋込層１６＋ｎ−１ｎＧａＰ
Ａｓ層１７を順次エピタキシャル成長させ、活性層１１
をｆｉ−１ｎＰ埋込層１６で第１図（Ｃ）に示す如く両
側から挾む。以上により埋め込み型のストライプ構造が
得られる。キャップ層１３を含む成長層表面にｐ側電極
（図示せず）ＩｎＰ基板９の裏面にｎ側電極（図示せず
）をそれぞれ蒸着形成して半導体レーザ素子とする。
１４を除去した後、レーザ動作部側側にｐ−ＩｎＰ埋込
層１５＋ ｎ ＩＩＰ埋込層１６＋ｎ−１ｎＧａＰ
Ａｓ層１７を順次エピタキシャル成長させ、活性層１１
をｆｉ−１ｎＰ埋込層１６で第１図（Ｃ）に示す如く両
側から挾む。以上により埋め込み型のストライプ構造が
得られる。キャップ層１３を含む成長層表面にｐ側電極
（図示せず）ＩｎＰ基板９の裏面にｎ側電極（図示せず
）をそれぞれ蒸着形成して半導体レーザ素子とする。
ｐ側及びｎ側電極を介して駆動電流を注入すると注入さ
れた電流は逆メサ構造のストライプ領域のみに流れ、幅
の狭い活性層１１を共振器としてレーザ発振が開始され
る。活性層１１のストライプ幅が非常に狭く限定された
導波路が構成されているため、出力されるレーザ光の横
モード特性は安定であり従って外部光学系との光結合も
非常に高効率となる。
れた電流は逆メサ構造のストライプ領域のみに流れ、幅
の狭い活性層１１を共振器としてレーザ発振が開始され
る。活性層１１のストライプ幅が非常に狭く限定された
導波路が構成されているため、出力されるレーザ光の横
モード特性は安定であり従って外部光学系との光結合も
非常に高効率となる。
尚、上記実施例はＩｎＰ−１ｎＧａＰＡｓ系半導体し−
ザ素子について説明したが本発明はこれに限定されるも
の・ではな（ＧａＡｓ−ＧａＡｌＡｓ 系その他種々の
材料に適用することができる。
ザ素子について説明したが本発明はこれに限定されるも
の・ではな（ＧａＡｓ−ＧａＡｌＡｓ 系その他種々の
材料に適用することができる。
〈効果〉
以上詳説した如く本発明によれば破損等を生じることな
くストライブ幅の狭い活性層を容易に得ることができ、
また活性層の結晶品位も良好に維持されるため、歩留り
が向上し、信頼性の高いかつ動作特性の良好な半導体レ
ーザ素子が得られる。
くストライブ幅の狭い活性層を容易に得ることができ、
また活性層の結晶品位も良好に維持されるため、歩留り
が向上し、信頼性の高いかつ動作特性の良好な半導体レ
ーザ素子が得られる。
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ素子の製
造工程図である。 第２図は従来の埋め込み型半導体レーザ素子の構造を示
す構成図である。 ９− Ｉ ｎ Ｐ基板 １０・・バッファ層 １１−・
・活性層 １２・−クラッド層 １３−キャップ層＋５
−ｐ−ＩｎＰ埋込層 １６−ｎ−１ｎＰ埋込層１７−
ｎ −１ｎＧａＰＡｓ埋込層 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第２図
造工程図である。 第２図は従来の埋め込み型半導体レーザ素子の構造を示
す構成図である。 ９− Ｉ ｎ Ｐ基板 １０・・バッファ層 １１−・
・活性層 １２・−クラッド層 １３−キャップ層＋５
−ｐ−ＩｎＰ埋込層 １６−ｎ−１ｎＰ埋込層１７−
ｎ −１ｎＧａＰＡｓ埋込層 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第２図
Claims (1)
- １、基板上にエピタキシャル成長されたレーザ動作用多
層結晶構造をメサ型にエッチング成形した後、未飽和溶
液を用いてメルトバックさせることにより前記多層結晶
構造のレーザ発振用活性層のストライプ幅を狭小化し、
前記多層結晶構造のメサ型を埋設する埋め込み層をエピ
タキシャル成長させて素子とすることを特徴とする半導
体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP702785A JPS61166087A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP702785A JPS61166087A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61166087A true JPS61166087A (ja) | 1986-07-26 |
Family
ID=11654555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP702785A Pending JPS61166087A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61166087A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4914670A (en) * | 1987-09-01 | 1990-04-03 | Hideaki Nishizawa | Distributed bragg reflector type semiconductor laser |
| US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP702785A patent/JPS61166087A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4914670A (en) * | 1987-09-01 | 1990-04-03 | Hideaki Nishizawa | Distributed bragg reflector type semiconductor laser |
| US5045499A (en) * | 1987-09-01 | 1991-09-03 | Research Development Corporation Of Japan | Method of manufacturing a distributed brass reflector type semiconductor laser |
| US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
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